JPS62210232A - 燃料供給制御装置 - 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） 本発明は、自動車等エンジンの燃料供給制御装置に係り
、特にフュエルカット機能を備えた装置に関する。

（従来の技術） 近時、自動車エンジンに対する要求が高度化しており、
排出ガス低減、高出力、低燃費等の互いに相反する課題
について何れも高レベルでその達成が求められる傾向に
ある。

これらの課題に対応するため、超希薄空燃比下における
燃焼制御が試みられており、例えばそのようなものとし
ては「内燃機関　２３巻１２号Ｊ　１９８４年１０月号
　３３〜４０頁、山海堂発行に記載の希薄燃焼装置があ
る。この装置では、はぼストイチからリーンまで空燃比
を広範囲に検出可能なリーンセンサの出力に基づいて超
希薄空燃比領域まで空燃比のフィードバック制御を行っ
て上記要求を達成しようとしている。また、主に燃費向
上の見地から所定の減速運転に移行すると、フユエルカ
ソトを行っている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の燃料供給制御装置にあ
っては、アイドルスイッチからの単一情報により減速の
検出とフュエルカットの判断を行う構成となっていたた
め、吸入空気量が大きくエンジンがまだトルクを要求し
ている状態に拘らずフュエルカットが開始されることが
あり、運転性が損われるという問題点があった。

すなわち、吸入空気量の大きい運転領域でフュエルカッ
トが開始されると、絞弁が急閉しても未だ吸気管内に多
量の吸気が存在しており、この吸気が気筒内で圧縮され
ていわゆる逆トルクが発生する。このため、フュエルカ
ット開始初期にトルクの段差が生じて運転性が悪化する
。また、このような吸気のため残存燃料等が燃焼して不
規則なトルクが発生する場合もあり、フュエルカットの
前後でトルク段差が生じる。さらに、高地や高温時等に
は絞弁開度に対してその吸気量特性が異なっているから
、アイドルスイッチからの情報のみではトルク段差を低
減できるようなフュエルカットは期待できない。なお、
フュエルカットの開始時期を所定期間遅らせるという方
式のものもあるが、この場合も吸気量とは無関係に遅延
させているためドライブフィーリングの向上には至って
いない。

（発明の目的） そこで本発明は、所定の減速時には減速情報のミナラス
そのときの吸入空気量からエンジンのトルク要求の有無
を判断してフュエルカットを開始することにより、フュ
エルカットに伴うトルク変化を滑らかなものとしてエン
ジンの運転性を向上させることを目的としている。

（発明の構成） 本発明による燃料供給制御装置はその基本概念図を第１
図に示すように、エンジンの運転状態を検出する運転状
態検出手段ａと、エンジンの吸入空気量を検出する吸気
量検出手段すと、エンジンが所定の減速運転範囲内にあ
るとき吸入空気量に基づいてエンジンのトルク要求を判
別し、トルクを要求していないときフュエルカット信号
を出力する判別手段Ｃと、運転状態に基づいて燃料供給
量を演算し供給信号を出力するとともに、フュエルカッ
ト信号が入力されると該供給信号の出力を停止する供給
量演算手段ｄと、供給信号に基づいてエンジンに燃料を
供給する供給手段ｅと、を備えており、フュエルカット
開始時のトルク変化を滑らかなものにするものである。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜４図は本発明の第１実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第２図において、１はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ２より吸気管３を通し
て各気筒に供給され燃料は噴射信号Ｓｉに基づいてイン
ジェクタ（供給手段）４により噴射される。そして、気
筒内の混合気は点火プラグ５の放電作用によって着火、
燃焼し、排気となって排気管６を通して触媒コンバータ
７に導入され、触媒コンバータ７内で排気中の有害成分
（Ｃｏ、ＨＣ，Ｎ０ｘ）を三元触媒により清浄化して排
出される。

吸入空気の流ｉＱａはフラップ型のエアフローメータ８
により検出され、吸気管３内の絞弁９によって制御され
る。絞弁９の開度ＴＶＯは絞弁開度センサ１０により検
出され、吸気管３内における吸入空気の圧力ＰＢは圧力
センサ１１により検出される。

また、吸気ボート近傍の吸気管３内にはスワール弁１２
が設けられており、スワール弁１２は駆動弁１３にかか
る負圧を制御しているソレノイド弁１４に入力される制
御信号Ｓｖに基づき開閉して、気筒内にいわゆるスワー
ルを発生させて燃焼改善を行う。

エンジンｌの回転数Ｎはクランク角センサ１５により検
出され、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度ＴＷ
は水温センサ１６により検出される。

さらに、排気中の酸素濃度は酸素センサ１７により検出
され、酸素センサ１７は理論空燃比でその出力Ｖｓが急
変する特性をもつもの等が用いられる。

−ヒ記エアフローメータ８、絞弁開度センサ１０および
クランク角センサ１５は運転状態検出手段１８を構成し
ており、運転状態検出手段１８および各センサ１１．１
６．１７からの信号はコントロールユニット２０に入力
される。コントロールユニット２０はこれらのセンサ１
ｎ報に基づいて気筒内に吸入される空気流量を算出する
とともに、その算出結果を用いて燃料供給制御、点火時
期制御およびスワール制御を行う。

すなわち、コントロールユニット２０は単独で供給量演
算手段および判別手段としての機能を有するとともに、
絞弁開度センサ１０、エアフローメータ８、圧力センサ
１１と共に吸気量検出手段としての機能を併せもち、Ｃ
ＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３およびＩ１０ボート
２４により構成される。ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２に書き
込まれているプログラムにしたがってＩ１０ボート２４
より必要とする外部データを取り込んだり、またＲＡＭ
２３との間でデータの授受を行ったりしながら空気流量
算出やフユエルカソトに必要な処理値等を演算処理し、
必要に応じて処理したデータをＩ１０ボート２４へ出力
する。Ｉ１０ボート２４にはセンサ群１１．１６．１７
．１８からの信号が入力されるとともに、Ｉ１０ボート
２４からは噴射信号Ｓｉおよび制御信号ＳＶ（その他点
火時期制御の信号もあるがここでは省略する）が出力さ
れる。ＲＯＭ２２はＣＰ　０２１における演算プログラ
ムを格納しており、ＲＡＭ２３は演算に使用するデータ
をマツプ等の形で記憶している。

次に作用を説明する。

第３図はＲＯＭ２２に書き込まれている燃料供給制御の
プログラムを示すフローチャートであり、本プログラム
は所定時間毎に一度実行される。

まず、Ｐｌで絞弁開度センサ１０からの信号ＴＶＯを読
み込み、これから減速状態にあるか否かを判別する。こ
れは、例えばＴＶＯが所定開度以下のときは減速状態と
判別する。なお、この判別はアイドルスイッチにより行
ってもよい。減速状態のときはＰ２に進み、減速状態で
ないときはＰ３に進む。Ｐ２では回転数Ｎを所定のカッ
ト開始回転数Ｎｃと比較し、Ｎ≧ＮｃのときはＰ４に進
み、Ｎ＜ＮｃのときはＰ３に進む。

Ｐ４では１気筒当りに実際に吸入される空気流量（以下
、気筒流人空気量という）ＱＡＣＹＬを所定のカット開
始空気量Ｑｃと比較し、ＱＡＣＹＬ＜ＱｃのときはＰ、
に進み、ＱＡＣＹＬ≧ＱｃのときはＰ３に進む。なお、
Ｑｃは第４図に示すように回転数Ｎをパラメータとして
最適値がバンクグランドジョブ（ＢＧＪ）によりルック
アップして与えられる。

ここで、気筒流人空気ＩＱＡｃＹＬの算出について説明
する。

ＱＡＣＹＬの演算を加速の場合を一例として図示すると
第５図のように示される。

第５図において、ｔ＝Ｑなるタイミングでアクセルの踏
込が開始されて絞弁開度ＴＶＯが変化し始めると、圧力
センサ１１の生波形ＰＢを信号処理した波形ＰＢＸは脈
動抑制効果のため期間１ｚだけ遅れて変化し始める。ま
た、ＰＢＸを基に予測処理した圧力補正流量値ＱＡＣＹ
Ｌ　”もかなり補正されてはいるものの、やはり期間１
．（１，＜ｔｚ）の遅れをもって変化し始めており、気
筒に吸入されたと予想される真の空気流１ＱＡｃＹＬと
は図中のハツチング部分（ΔＱＡＣＹＬ）のズレがある
。したがって、このような過渡時には空気流量の検出精
度が低下する。本実施例ではこれを是正している。

まず、ＱＡＣＹＬ　’は次式■に従って演算される。

ＱＡＣＹＬ　’　＝ＰＢＸｘαΔＰＢ・・・・・・００
式において、ＰＢＸは圧力センサ１１の出力を脈動抑制
のために信号処理した波形であり、ΔＰＢは吸気圧力Ｐ
Ｂの所定の単位時間内における差分値である。またαは
回転数Ｎの関数である。このような演算を行うのは、空
気の方示燃料よりも遅くまで気筒に吸入されるため噴射
量を決定する際に気筒に入る空気量を予測するためであ
り、圧力センサ１１の出力を脈動処理したものにΔＰＢ
のα倍したものをつけ加えて予測している。

一方、上述のハツチング部分のズレを補正するために、
最も早く動き出す絞弁開度ＴＶＯに着目し、次式■に従
ってズレの補正骨である流量補正値ΔＱＡＣＹＬを演算
する。

ΔＱＡＣＹＬ＝　（ΔＴＶＯ／Ｎ）ｘ　Ｉ　ＮＴＱＡ・
・・・・・■ ０式において、Ｉ　ＮＴＱＡは過渡初期の空気流量ＱＡ
ＣＹＬである。この０式は、ΔＴ　Ｖ　Ｏ／Ｎすなわち
１回転当りの差分値ΔＴＶＯ（絞弁開度Ｔ■０の所定単
位時間当りの差）がある運転条件では空気流量を代表し
ており、これにＩＮＴＱＡを乗じてやれば実際の空気流
量とセンサ情報に基づく流量算出量との相関のズレを十
分に補正できることを意味している。このΔＱＡＣＹＬ
をＱＡＣＹＬ′に加えたもの（ＱＡＣＹＬ＝ΔＱＡＣＹ
Ｌ＋ＱＡＣＹＬ’）は図に示すように絞弁開度ＴＶＯの
変化に相関しており、気筒に吸入されたと予想される真
の空気流量に正確に対応したものとなる。すなわち、加
速時における吸入空気の算出を正確なものとして気筒内
に吸入される空気流量の検出精度を飛躍的に高めること
ができる。なお、検出精度の向上は上述した加速の例に
限らず、減速の場合にも発揮されることは勿論であり、
フュエルカット判断にも有効に発揮される。

そして、ΔＱＡＣＹＬによる補正が終了するとＱＡＣＹ
Ｌ　’によって空気流量が算出され、さらにＱＡＣＹＬ
　’がＰＢＸに等しくなると以後はフラップ型のエアフ
ローメータ８の出力に基づいて空気流量が算出される。

但し、ＱＡＣＹＬ′＝ＰＢＸとなった以降は圧力センサ
１１の出力から直接に空気流量を算出してもよい。

このように、正確な空気流量情報に基づいているから、
ステップＰ４における判別も精度の高いものとなる。

さて、以上を踏まえて再びプログラムに戻る。

Ｐ、λＰ２＼Ｐ４の各ステップにおいてすべてＹＥＳ命
令に従うときのみ、すなわち減速状態でＮ≧Ｎｃを満足
し、かつＱＡＣＹＬ＜ＱｃのときのみＰ、に進むことと
なり、Ｐ５でフュエルカットを開始する。一方、Ｐｌ、
Ｐ２、Ｐ４の各ステップの何れかからＯＮ命令に従うと
きはフュエルカットを行わずにＰ３で通常の噴射量を演
算し、この演算噴射量をインジェクタ４からエンジン１
に供給する。

このように、減速状態でかつＮ≧Ｎｃを満足していても
吸入空気量が所定値以上のときはフュエルカットが開始
されず、吸入空気量が所定値未満に低下して初めてフュ
エルカットが開始される。

したがって、吸入空気量が大きくエンジンがまだトルク
を要求している場合には、従来と異なりフュエルカット
が直ちに開始されない。そして、トルク要求が充分に小
さなものとなった時点からフュエルカットが開始される
。その結果、トルクの段差を防止してフュエルカット時
のトルク変化を滑らかにすることができ、運転性を向上
させることができる。

また、従来例で指摘した残存燃料等の見地からは気筒内
の空気が燃料を入れても燃えない、若しくは燃焼による
トルクを発生できない量になってからフュエルカットさ
れるので、フュエルカットの前後でトルクの段差がなく
、スムーズな減速感が得られる。さらに、高地や高温時
等の場合であっても空気量が判断されてフュエルカット
が開始されるため、従来と異なりトルク段差をなくすこ
とができる。

なお、本実施例ではカット開始空気量Ｑｃを回転数Ｎに
よって変えているが、これに限らず、例えば一定値とし
てもよい。また、Ｑｃ＝ＰＢとして吸気圧力に対応させ
るようにしてもよい。

さらに、本実施例４では空気流量情報としてＱＡＣＹＬ
を用いているが、必らずしもこれに限定されず、例えば
圧力センサ１１等の主波形あるいは信号処理波形を用い
ても本発明の効果が発揮できることは勿論である。

また、このような空気流量情報としては次の例によって
もよい。すなわち、減速時はエアフローメータ８からの
信号Ｑａに基づき次式〇で基本噴射量’ｒｐを演算する
。

Ｔｐ＝に−Ｑａ／Ｎ　　　・・・・・・■但し、Ｋ：定
数 次いで、このＴｐを次式■に従って重み付は演算して今
回の基本噴射ｆｆ１Ｔｐ”を求める。

Ｔｐ’＝（１−α）ＸＴｐ　′＋αＴｐ・・・・・・■
但し、α：定数 このＴｐ′は０式の演算処理により実際の吸入空気量と
よい相関を示すので、Ｔｐ′を吸入空気量とし第３図の
ステップＰ４でＴｐ′が所定値未満のときフュエルカッ
トに移行させるようにしてもよい。このようにすると、
エアフローメータ８のみで吸入空気量を精度よく把握す
ることができ、低コストであるという利点がある。

第６図は本発明の第２実施例を示す図であり、本実施例
はフュエルカット情報にアイドルスイッチを付加したも
のである。

第６図において、ステップＰ２とＰ４の間にアイドルス
イッチがＯＮであるか否かを判別するステップＰ　１１
が挿入されており、その他は第１実施例と同様である。

したがって、本実施例では第１実施例に対してアイドル
スイッチがＯＮであるという条件が付加され、フェイル
セーフ的機能をもたせることができる。これは、運転性
能の点からすると必ずしも好ましくないフュエルカット
を必要最小限、すなわち運転者が本当に十分な減速を望
んでいろくアクセルを踏んでいない）場合にのみ実行し
ようとするものである。したがって、真にフュエルカッ
トが必要な場合のみそれが実行されるという特徴がある
。

（効　果） 本発明によれば、減速時にエンジンのトルク要求の有無
を適切に判別してフュエルカットを開始するのでフュエ
ルカットに伴うトルク変化を滑らかなものとすることが
でき、エンジンの運転性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜５図は本発明の第
１実施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第
３図はその燃料供給制御のプログラムを示すフローチャ
ート、第４図はその回転数Ｎとカット開始空気ｌＱｃと
の関係を示す図、第５図はその空気流量算出の作用を説
明するための波形図、第６図は本発明の第２実施例を示
すその燃料供給制御のプログラムを示すフローチャート
である。 １・・・・・・エンジン、 ４・・・・・・インジェクタ（供給手段）、１８・・・
・・・運転状態検出手段、 ２０・・・・・・コントロールユニット（供給Ｍ　演Ｋ
　手段、判別手段）、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 ｂ）エンジンの吸入空気量を検出する吸気量検出手段と
   、 ｃ）エンジンが所定の減速運転範囲内にあるとき吸入空
   気量に基づいてエンジンのトルク要求を判別し、トルク
   を要求していないときフュエルカット信号を出力する判
   別手段と、 ｄ）運転状態に基づいて燃料供給量を演算し供給信号を
   出力するとともに、フュエルカット信号が入力されると
   該供給信号の出力を停止する供給量演算手段と、 ｅ）供給信号に基づいてエンジンに燃料を供給する供給
   手段と、 を備えたことを特徴とする燃料供給制御装置。