JPS62189340A - 内燃機関の燃料供給制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本弁明は、内燃機関の燃料供給制御方法に関するもので
あり、特にスロワ１〜ル弁の上流および下流を連通ずる
バイパス通路に設けられた制御弁により、アイドル運転
時のエンジン回転数をｉｔｌ　御する内燃機関において
、前記スロットル弁の開度がほぼ零で、かつエンジン回
転数が目標アイドル回転数よりも所定回転数以上高いと
きに、フュエルカットを行なう内燃機関の燃料供給制御
方法に関するものである。

（従来の技術） 従来から、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル
弁がほぼ閉じられた状態で運転を持続させるいわゆるア
イドル運転時には、スロワ１〜ル弁の上流と下流とを連
通するバイパス通路に設けた制御弁により内燃機関の吸
入空気量を制御して、内燃機関の出力制御を行なってい
る。

すなわち、アイドル運転時においては、エアコン等の外
部負荷状態に応じて前記制御１弁の開度を制御し、予定
の吸入空気量を確保すると共に、該吸入空気量に応じて
燃料が供給されることにより、内燃機関の出力が適正と
なるように制御１されている。

また、従来においてｌは、′６ｉＡ速時にフュエルカッ
トを行なうフュエルカットシステムを搭載した車がある
。

この種の車は、例えば走行時において、アクセルの踏み
込みを止め、スロワ［・ル弁がほぼ全開状態になった時
、すなわち、エンジン負荷か所定負荷以下となった時に
、ツユニルカッ１〜を行なう。

そして、エンジン回転数が予定のアイドル回転近くまで
低下した時には、前記フュエルカットを解除する。

以下に、前記ツユニルカッ］・システムを簡単に説明す
る。

第５図は、従来のフュエルカット実施領域を説明するた
めの吸気管内圧力Ｐｂａとエンジン回転数Ｎｅとの関係
を示すグラフでおる。

図において、曲線Ｗは、スロットル弁が全開状態である
ときの、吸気管内圧力Ｐｂａとエンジン回転数Ｎｅとの
関係を示している。また、フュエルカット領域は、図中
に斜線で示しである。

第５図から明らかなように、フュエルカットは、エンジ
ン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅｆよりも若
干高く設定されたエンジン回転数Ｎ　ｆｃｔｌ　Ｉある
いはＮ　ｆｃｔｌｈよりも高い場合であって、スロット
ル弁がほぼ全開状態であるときに行なわれる。

なお、第５図においては、曲線Ｗが示す領域よりも若干
吸気管内圧力が高い領域からフュエルカットが行なわれ
るように描かれている。これは、スロットル弁の計度セ
ンサの出力めるいはその取付位置のばらつき等を考慮し
た結果である。

また、第５図の矢印にで示されるように、フユエルカッ
トされていない状態からフュエルカットに移行するエン
ジン回転数Ｎ　ｆｃｔｌｈ　　（第２の判別回転数）は
、矢印Ｊで示されるようにフュエルカット状態から７ユ
エルカツ１〜を解除するエンジン回転数Ｎ　ｆｃｔｌ　
ｌ　　（第１の判別回転数）よりも高く設定されている
。このように減速時におけるフュエルカット領域にヒス
テリシスを設けることにより、ゆるやかな下り坂等の、
特定の運転状態下でエンジン回転数がハンチングを起す
のを防止している。

前記フュエルカットを行なうことにより、排気ガスの排
出量を減少させることができ、また燃費を良くすること
ができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

前記制御弁または該制御弁の駆動回路の異常により、該
制御弁の開度が最大となってしまったり、あるいはバイ
パス通路に穴がおいてしまったりした場合には、バイパ
ス通路を通過する補助空気量が過大となる。この結果、
シリンダ内に供給される混合気の但が大きくなるので、
エンジン回転数は上昇する。

ところで、スロットル弁がほぼ仝閉であり、当該内燃機
関が減速状態にある場合においては、第１の判別回転数
Ｎ　ｆｃｔｌ　＋でフュエルカットが解除されるが、前
述したような異常を生じた内燃機関においては、フュエ
ルカットが解除された時に、混合気の量が急激に増加す
るので、運転者が当該内燃機関の減速を予測している場
合においても、エンジン回転数があまり減少しなかった
り、おるいは増大してしまうおそれがある。

またこのとき、当該自動車がインギア状態である場合に
は、運転者の意に反して思わぬ加速をしてしまうおそれ
もある。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決１“るための手段および作用）前記の問
題点を解決するために、本発明は、従来のフュエルカッ
トの手法に加えて、エンジン回転数が所定の範囲内にあ
り、かつ吸気管内圧力が所定圧力以上のときにもフュエ
ルカットを行なうという手段を講じ、エンジン回転数の
減少により、従来のフュエルカットが解除された場合に
、制御弁等の異常により補助空気量が過大となっていて
も、エンジン回転数が前記範囲内にあれば、再度フュエ
ルカットを行なうことができるようにして、エンジン回
転数の急激な上昇を防止することができるようにした点
に特徴がある。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第３図は本発明の一実施例を適用した燃料供給制御装置
の概略構成図である。

同図において、スロットル弁３２がほぼ仝閑に近い開度
になると、この時のインテークマニホールド３３におけ
る吸入空気量は、前記スロットル弁３２の上流と下流と
を連通するバイパス通路３１に設けられた制御弁３０に
より制御される。

この制御弁３０は、リニアソレノイド１６に流れる電流
に応じてその開度が決定される。

噴射ノズル３４からの燃料噴射量は、既知の手段により
、インテークマニホールド３３における吸入空気量に応
じて決定されている。

ＴＤＣセンサ１５は、各シリンダ３５のピストン３８が
上死点前９０度に達したときに、パルス（ＴＤＣパルス
）を発生する。換言すれば、前記ＴＤＣセンサ１５は、
クランク軸３６が２回転するごとに、気筒数と同数のＴ
ＤＣパルスを発生する。前記ＴＤＣパルスは電子制御装
置４０へ出力される。

スロットル開度センサ３９は、スロットル弁３２の開度
信号をデジタル信号として電子制御装置４０へ供給する
。

圧力センサ４１は、スロットル弁３２下流の吸気管内の
負圧を検出し、その情報を電子制御装置４０へ供給する
。

電子制御装置４０は、後述するようにしてリニアソレノ
イド１６に流れる電流を制御し、また噴射ノズル３４の
ソレノイド（図示せず）に流れる電流を制御すると共に
、第１図に関して後述する所定の条件を具備した場合に
はフュエルカット指令信号を発生し・出力し、前記噴射
ノズル３４のソレノイドに流れる電流を遮断して、燃料
の供給を停止させる。

第４図は、第３図の電子制御装置４０の内部構成の一興
体例を示す回路図である。第４図において、第３図と同
一の符号は、同一または同等部分をあられしている。

電子制御装置４０は、中央演算装置（ＣＰＵ＞５０、記
憶装置（メモリ）５１および入出力信号、処理回路（イ
ンターフェース）５２からなるマイクロコンピュータ５
３と、マイクロコンピュータ５３の指令に応じてリニア
ソレノイド１６に流れる電流を制御等するりニアソレノ
イド駆動回路５４と、前記指令に応じて噴射ノズル３４
のソレノイド５６に流れる電流を制御する噴射ノズルソ
レノイド駆動回路５７とより構成されている。

本実施例では、リニアソレノイド１６は前記リニアソレ
ノイド駆動回路５４に接続され、バッテリ５５は前記リ
ニアソレノイド１６の一端に接続されている。

また、噴射ノズルのソレノイド５６は噴射ノズルソレノ
イド駆動回路５７に接続され、前記バッテリ５５が、前
記ソレノイド５６の一端に接続されている。

第４図において、スロットル弁３２（第３図）がほぼ仝
閉状態となっている、アイドル運転時には、後；ボする
（１）式により、ＣＰＵ５０で演算されたりニアソレノ
イド電流指令値ｉ　ｃｍｄがインターフェース５２から
出力される。

Ｉｃｍｄ　＝　Ｉ　ｆｂ（ｎ）　＋　Ｉｅ　＋　Ｉａｔ
＋　Ｉａｃ−−−−−−（１）（１）式における各項の
内容は、次の通りである。

Ｉ　ｆｂ（ｎ）・・・エンジン冷却水温度の関数である
目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅｆと、ＴＤＣセンサ１５に
より検出されたＴＤＣパルスの出力間隔時間の逆数（す
なわち実際のエンジン回転数）との偏差をもとに、比例
（２項）、積分（１項）、微分（Ｄ項）制御を行う為の
ＰＩＤフィードバック制御項（基本制御項）。

ｌｅ・・・交流発電ａ（ＡＣＧ）の負荷、ずなわちＡＧ
Ｃのフィールド電流に応じて予定値を加算する加算補正
項。

Ｈａｔ・・・自動変速機ＡＴのセレクタ位置がドライブ
（Ｄ＞レンジにある時に予定値を加算する加算補正項。

Ｉａｃ・・・エアコン作動時に予定値を加算する加算補
正項。

以上の（１）式の各項を得て、ＩＣＩＴｌｄをＣＰＵ５
０で演算する為には、図示したＴＤＣセンサ１５および
スロットル開度センサ３９の伯に、各種センサを適宜配
設して、これらセンサ出力をマイクロコンピュータ５３
へ供給しなければならない。しかし、このことは当然で
あるので各種センサの図示は省略しである。

また、アイドル運転以外の状態においては、アイドル運
転時において所定の条件を満たした時に算出された学毘
値がＩ　ｆｂ（ｎ）に置き換えられて、制御弁３０（第
３図）は所定の開度に設定される。

つぎに、本発明によるフュエルカットの手法を、第１図
あＪ：び第２図を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例によるフェニルカット処理手
順を説明するためのフローチャート、第２図は本発明の
一実施例によるフュエルカットの実施領域を示すための
、吸気管内圧力ｐｂａとエン。

ジン回転数Ｎｅとの関係を示す図でおる。第２図におい
て、第５図と同一の符号は、同一または同等部分をあら
れしている。

まず、第２図において、曲線Ｗはスロットル弁３２が仝
閉状態で、かつ制御弁３０が正常に動作しているときの
吸気管内圧力ｐｂａとエンジン回転数Ｎｅとの関係を示
し、また、曲線Ｕはスロットル弁３２が仝閉状態で、か
つ制御弁３０が故障し、その開度が仝開状態に維持され
ているときの吸気管内圧力Ｐｂａとエンジン回転数Ｎｅ
との関係を示している。

本発明では、符号Ｑで示される斜線部分の領域（第１の
フュエルカット領ｔｉ２）、および符号Ｒで示される斜
線部分の領域（第２のフュエルカット領域）においてフ
ュエルカットを行なう。

符号Ｑで示される領域は、従来より行なわれているフュ
エルカット領域であり、スロットル弁３２がほぼ仝閉状
態、換言すれば、エンジン負荷が所定角筒以下であり、
かつエンジン回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎ　ｒｅ
ｆよりも若干高く設定されたエンジン回転数Ｎ　ｆｃｔ
ｌ　ｌ　　（第１の判別回転数）あるいはＮｆｃｔｌｈ
　　（第２の判別回転数）よりも高い領域である。なお
、第５図に関して前述したように、符号Ｑで示されたフ
ュエルカット領域には、減速側にビステリシスを有して
いる。

符号Ｒで示された領域は、本発明による特徴的なフュエ
ルカット領域である。このフュエルカットは、エンジン
回転数Ｎｅが、Ｎ　ｆｃｔｌ　ｌからＮ　ｆｃｔｌｈの
範囲内にあり、かつ吸気管内圧力ｐｂａが、後述するｐ
ｂａｌｓｆｓよりも大きいときに行なわれる。前記Ｐｂ
ａｌＳｆＳは、エンジン回転数ＮｅがＮ　ｆｃｔｌｈで
あるときに、曲線Ｕが示す圧力ｐｂａよりも低い値であ
る。

以下に、この第２図に示されたフュエルカット領域を判
別する処理手順を、第１図を用いて説明する。当該処理
は、ＴＤＣパルスの割込みにより開始する。

まずステップＳ１において、スロットル弁３２がほぼ仝
閉状態であることを示すスロットル弁開度θｆｃが、図
中に示す式により算出される。

前記算出式において、θｉｄｌは、実際にスロットル弁
３２が全開となった時の数値である。前記θｉｄｌは、
スロットル開度センサ３９（第３図）の取付位置等のば
らつきにより、当該内燃機関を搭載した自動車ごとに異
なるが、その値は、例えば、学習することにより、正確
に締出されることができる。

この算出式より明らかなように、θｆｃは、実際にスロ
ットル弁３２が仝閉となる角度（零度）よりも若干量い
た角度に設定される。

つぎに、ステップＳ２においてスロットル開度センサ３
９により検出される実際のスロットル弁開度６ｔｈが、
ステップＳ１で算出されたスロットル弁開度θｆｃ以下
であるか否かが判別される。

θｔｈがθｆｃ以下であれば、当該処理はステップＳ３
に進み、θｆｃよりも大きければ、ステップＳ８へ進む
。

ステップＳ３においては、エンジン回転数ＮｅがＮ　ｆ
ｃｔｉ　ｌおよびＮ　ｆｃｔｌｈの範囲内にあるか否か
が判別される。ＮＯがＮｆｃｔｌｔおよびＮ　ｆｃｔｌ
ｈの範囲内にあれば、当該処理はステップＳ４に移行し
、範囲内になければステップＳ５に移行する。

ステップＳ４においては、圧力センサ４１により検知さ
れる吸気管内圧力Ｐｂａが、ｐｂａｌｓｆｓを超えてい
るか否かが判別される。Ｐｂａｌｓｆｓは、前述したよ
うに、エンジン回転数ＮｅがＮ　ｆｃｔｌｈのときに曲
線Ｕ（第２図）が示す圧力よりも低く設定された吸気管
内圧力である。

前記ステップＳ３およびＳ４により、当該内燃機関が、
符号Ｒで示されるツユニルカッ１〜領域（第２図）内に
あることが判別されると、ステップＳ７においてフュエ
ルカットが行なわれ、その後当該処理は終了する。

ステップＳ４において、Ｐｂａがｐｂａｌｓｆｓより高
いことが判別されないときは、当該処理はステップＳ５
に移行する。

このステップＳ３およびＳ４の肯定的判断を経てステッ
プＳ７に移行するときは、第２のフュエルカット領域内
でフュエルカット（第２のフュエルカット）が行なわれ
る。

なお、ステップＳ３およびＳ４を経て実行される第２の
フュエルカットは、例えばりニアソレノイド１６が故障
して全開してしまっているとぎに行なわれるものであり
、この時エンジン回転数は、実質的にエンジン回転数側
のヒスがなく、Ｎｆｃｔｌｌ付近に維持される。

ステップＳ７においては、フュエルカットがマイクロコ
ンピュータ５３（第４図）によって判断され、噴射ノズ
ルソレノイド駆動回路５７の、噴射ノズルのソレノイド
５６に対する開弁指令が遮断される。この結果、噴射ノ
ズル３４からの燃料噴射が停止される。

ステップＳ５においては、実際のエンジン回転数Ｎｅが
、符＠Ｑで示されるフュエルカット領域の、ヒステリシ
ス領域の上限のエンジン回転数Ｎ　ｆｃｔｌｈあるいは
、その下限のエンジン回転数Ｎｆｃｔｌｌを超えている
か否かが、エンジン回転数Ｎｅが上昇中であるか下降中
であるかに応じて判別される。すなわち、エンジン回転
数Ｎｅが上昇中である場合においては、該ＮｅがＮ　ｔ
ｃｔｉｈを超えたか否かが、またＮｅが下降中である場
合においては、該ＮｅがＮｆｃｔｌｌを超えているか否
かが判別される。

なお、ステップＳ５のブロック内においては、便宜的に
ＮｅがＮ　ｆｃｔｌを超えたか否かを判別するように記
載されているか、Ｎ　ｆｃｔｌなる数値が具体的に設定
されているわけではなく、ステップＳ５の処理は前述し
たように行なわれる。

ＮｅがＮ　ｆｃｔｌｈまたはＮｆｃｔｌｌを超えていれ
ば当該処理はステップＳ６へ移行し、超えていなければ
ステップＳ８へ移行する。

当該処理は、前述したように、丁ＤＣパルスの割込みに
より行なわれるが、ステップＳ６においては、前記ステ
ップＳ５において崗定的判断かなされてからあらかじめ
設定された時間Ｔｆｃｄｌｙを経過したか否かが判断さ
れる。このステップＳ６における処理は、例えばギヤチ
ェンジにより当該自動車の状態が瞬間的に符号Ｑで示し
たフュエルカット領域内に移行しても、即座にフュエル
カットを行なわないようにするためでのものである。

ステップＳ６においてＴｆｃｄｌｙが経過したことが判
別されれば当該処理はステップＳ７へ移行し、Ｔｆｃｄ
ｌｙがまだ経過していないことが判別されれば、ステッ
プＳ８へ移行する。

・このステップ３５．３６を経てステップＳ７に移行す
るときは、第１のフュエルカット領域内でフュエルカッ
ト（第１のフュエルカット）が行なわれる。

ステップＳ８においては、フユエルカットは行なわれず
、電子制御装置４０（第３図）は通常のモードとなる。

このモードにおいては、スロットル弁開度、エンジン回
転数、エンジン冷却水温度等の各種の条件に応じて、当
該内燃機関が制御される。このステップＳ８における内
燃機関の制御は、すでに種々の手法が提案されているの
で、その説明は省略する。

さて、前述の説明においては、本発明の特徴的なフュエ
ルカット、すなわち、第２図の符号Ｒで示される領域の
フュエルカットは、エンジン回転数がＮ　ｆｃｔｌ　ｌ
およびＮ　ｆｃｔｌｈの範囲内にあり、かつ吸気管内圧
力がＰｂａｌｓｆｓより上回っている場合に行なわれる
ものとした。

しかし、本発明は特にこれのみに限定されることはなく
、例えば、前記フュエルカットの領域を決定するエンジ
ン回転数範囲は、従来のフュエルカット領域、すなわち
第２図の符号Ｑで示される領域の、低エンジン回転数側
近傍の任意のエンジン回転数範囲であれば良い。

また、このとき吸気管内圧力は、スロットル弁がほぼ全
開でかつ制御弁が正常に制御されているときの吸気管内
圧力よりも上回っていれば良い。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。

すなわち、スロットル弁がほぼ全開で、かつエンジン回
転数が所定の回転数以上であるときに、フュエルカット
を行なう従来の手法に加えて、エンジン回転数が所定回
転数範囲内にあり、かつ吸気管内圧力が所定の圧力以上
のとぎにもフユエルカットを行なうようにしたので、ス
ロワ１ヘル弁がほぼ仝閉であり、当該内燃機関が減速状
態であるとぎ、従来のフュエルカット領域から該フュエ
ルカットが解除された場合に、制御弁の異常等によりバ
イパス通路を通過する補助空気量が過大となっていても
、エンジン回転数が前記範囲内におれば再度フュエルカ
ットを行なうことができる。この結果、エンジン回転数
の急激な上昇を防止することができ、また当該自動車が
インギアの状態であっても、急発進あるいは急加速を避
けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるフュエルカット処理手
順を説明するためのフローチャート、第２図は本発明の
一実施例によるフュエルカットの実施領域を示すための
吸気管内圧力とエンジン回転数との関係を示す図、第３
図は本発明の一実施例を適用した燃料供給制御ｌ装置の
概略構成図、第４図は第３図の電子制御装置の内部構成
の一具体例を示す回路図、第５図は従来のフュエルカッ
トの実施領域を示すための吸気管内圧力とエンジン回転
数との関係を示す図である。 １５・・・ＴＤＣセンサ、１６・・・リニアソレノイド
、３０・・・制御弁、３１・・・バイパス通路、３２・
・・スロットル弁、３３・・・インテークマニホールド
、３４・・・噴射ノズル、３９・・・スロットル開度ゼ
ンサ、４０・・・電子制御装置、４１・・・圧力センサ
、５６・・・ソレノイド 代理人　弁理士　平木通人　外１名 第１図 第２図 ｔｃ１ 第　　３　　区

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関のスロットル弁の上流と下流とを連通す
   るバイパス通路に設けられ、該バイパス通路を流れる補
   助空気量を制御する制御弁を備え、エンジン負荷が所定
   負荷以下で、かつエンジン回転数が所定回転数以上のと
   きに第１のフュエルカットを行なう内燃機関の燃料供給
   制御方法であって、エンジン回転数が前記所定回転数近
   傍の所定回転数範囲内にあり、かつスロットル弁下流側
   の吸気管内圧力が、エンジン負荷が前記所定負荷のとき
   における吸気管内圧力よりも大きいときに、第２のフュ
   エルカットを行なうことを特徴とする内燃機関の燃料供
   給制御方法。
2. （２）前記第１のフュエルカットは、当該内燃機関が減
   速中においては第１の判別回転数において解除され、当
   該内燃機関が加速中においては第２の判別回転数におい
   て開始され、前記第２の判別回転数は前記第１の判別回
   転数よりも高回転数であることを特徴とする前記特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関の燃料供給制御方法。
3. （３）前記第２のフュエルカットにおける所定回転数範
   囲は、前記第１の判別回転数および第２の判別回転数に
   より規定される範囲であることを特徴とする前記特許請
   求の範囲第２項記載の内燃機関の燃料供給制御方法。
4. （４）前記第２のフュエルカットは、スロットル弁がほ
   ぼ全閉でかつ前記制御弁が全開であり、さらにエンジン
   回転数が前記所定回転数範囲内にある場合における最小
   の吸気管内圧力よりも低い圧力を超えたときに行なわれ
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給制御方法。