JPS6254975B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料制御装置に関し、特に
減速時における空燃比帰還制御機能の停止手段に
関する。

内燃機関の燃料制御装置、例えば電子制御燃料
噴射装置においては、排気浄化性能及び燃費性能
を向上させるため、減速時に燃料を遮断する機能
（以下燃料カツトと記す）を備えたものがある。
なお低車速時においては、燃料カツト時及び燃料
カツトからの復帰時に生ずるトルク変動によつて
乗員に不快感を与えるおそれがあるため、例えば
車速30Km／ｈ以下の低車速からの減速時には燃料
カツトを行なわないように構成されている。

一方、排気系に設けた排気センサによつて排気
ガスの成分濃度、例えば酸素濃度を測定し、その
値から混合気の空燃比を検出して燃料供給量を帰
還制御することにより、空燃比を所定の値、例え
ば理論空燃比（14.8）に制御する空燃比帰還制御
機能を備えたものもある。

この空燃比帰還制御機能によれば、混合気の空
燃比が強制的に一定の値に制御されてしまう。そ
のため急加速時のように混合気を濃くしたい場合
や燃料カツト時のように空燃比が異常値になる場
合には、帰還制御を停止させる手段が設けられて
いる。

しかし従来の燃料制御装置においては、減速時
には燃料カツトの有無に応じて帰還制御停止の判
定を行ない、燃料カツトが行なわれている場合に
のみ帰還制御を停止するようになつているので、
前記のごとく低車速からの減速時で燃料カツトを
行なわない場合には、下記のごとき問題が生ず
る。

すなわち、減速時には機関の性質上、空燃比が
小さく（混合気が濃く）なるため、帰還制御が作
動していると空燃比を大きくしようとして帰還係
数の値が小さくなりすぎてしまう。そのため減速
終了後に空燃比が大きくなりすぎるので機関回転
が不安定になつたり、ハンチングを生じたりす
る。特に減速後にアイドリング状態になつた場合
には影響が大きく、甚しい場合にはエンジンスト
ールを起すおそれもある。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであ
り、絞り弁がアイドル開度であつて機関回転数が
第１の設定回転数以上であり、かつ、他の燃料遮
断条件が満足されたとき燃料を遮断し、少なくと
も機関回転数が上記第１の設定回転数より低下し
たときには燃料供給を再開する手段と、絞り弁が
アイドリング開度であり、かつ機関回転数が上記
第１の設定回転数より低い第２の設定回転数以上
のときには燃料供給中でも上記空燃比の帰還制御
を停止する手段とを備えることにより、燃料カツ
ト後の燃料再供給時における安定性、運転性を向
上させた燃料制御装置を提供することを目的とす
る。

以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明を適用する燃料制御装置の一例
のブロツク図である。

第１図において、１は燃焼室、２は吸気管、３
は紋り弁、４は紋り弁開度を検出する開度セン
サ、５は吸入空気量を検出する吸気量センサ、６
は排気管、７は排気センサ、８は例えば三元触媒
等の排気浄化装置、９はウオータジヤケツト内の
冷却水温を検出する水温センサ、１０は変速機の
ニユートラル位置を検出するニユートラルスイツ
チ、１１は例えば変速機の駆動軸の回転から車速
を検出する車速センサ、１２は機関回転数を検出
する回転センサであり、例えばクランク軸の単位
角度ごとにパルスを出力するクランク角センサを
用いる。また１３は演算装置であり、例えば中央
演算回路（CPU），ROM，RAM及び入出力イン
タフエース等らなるマイクロコンピユータで構成
されている。また１４は燃料噴射弁である。

次に動作について説明する。

各種のセンサ４，５，７，９，１０，１１及び
１２の信号は、演算装置１３に与えられる。演算
装置１３は上記の各信号に基づいて、そのときの
運転状態に適合した燃料供給量を算出する。その
算出結果に応じて燃料噴射弁１４が作動し、例え
ば機関１回転毎に１回噴射を行なつて上記の算出
された燃料供給量に対応した量の燃料を噴射す
る。

噴射された燃料は、吸気管２を介して流入して
くる空気と混合して混合気となり、燃焼室１に入
つて燃焼する。

燃焼後の排気ガスは排気管６及び排気浄化装置
８を介して排出される。

排気浄化装置８が三元触媒の場合には、排気ガ
ス中のHC及びCOは酸化され、NO_xは還元されて
浄化されるが、この際の転換効率は混合気の空燃
比が理論空燃比であつた場合に最大となる。

排気センサ７は排気ガス中の成分濃度を検出す
る。排気センサ７として一般に用いられているジ
ルコニア酸素計の特性は第２図に示すようにな
る。なお第２図において、λ＝１の点が理論空燃
比の点を示す。

第２図から判るように、排気センサ７の出力電
圧V₀が基準値Ｖ_Sより大きいときは空燃比が理論
空燃比より小さく、V₀がＶ_Sより小さいときは空
燃比が理論空燃比より大きいことを示す。

次に演算装置１３の動作について、マイクロコ
ンピユータを用いた場合を例として説明する。

演算装置１３内のCPUは、ROMに格納された
プログラムに従つて演算を行なう。またRAMは
演算の途中のデータや入力値を一時的に記憶する
ために用いられる。

次に第３図及び第４図のフローチヤートを用い
て演算装置１３における演算内容を説明する。

第３図は燃料噴射量算出のゼネラル・フローチ
ヤートである。

第３図において、まずブロツク２１で吸入空気
量Ｑと回転数Ｎとを読み込む。なおＱは吸気量セ
ンサ５の信号であり、Ｎは回転センサ１２の信号
である。

次にブロツク２２では、ＮとＱから基本量Ｔ_P
を算出する。なおＫを定数とすれば Ｔ_P＝ＫＱ／Ｎである。

次にブロツク２３では、機関の水温や加減速状
態に対応した補正係数Ｃを算出する。

次にブロツク２４では、空燃比の帰還係数αを
算出する。なおこのブロツク２４の詳細は後記す
る。

次にブロツク２５では、上記の各ブロツク２
２，２３，２４で算出されたＴ_P，Ｃ，αに基づ
いて燃料噴射量Ｔ_i＝Ｔ_P×Ｃ×αを算出する。

なお第３図の演算は、例えば機関１回転毎に１
回ずつ行なうが、一定時間毎に行なつても良い。
またブロツク２４の演算のみを１回転毎に１回行
ない、他のブロツクの演算を一定時間毎に行なう
ようにしても良い。

次にブロツク２４の演算について詳細に説明す
る。

第４図は、第３図のブロツク２４の内容を示す
フローチヤートである。

第４図において、まずブロツク３１の空燃比の
帰還制御を行なうか停止するかの判定を行なう。

停止条件としては、例えば水温が低い時、排気
センサが低温で活性化していない時、燃料カツト
時、高負荷又は急加速による燃料増量時等があ
り、これらの条件に適合した場合には帰還制御が
停止する。

ブロツク３１で停止しないと判定した場合はブ
ロツク３２へ行き、排気センサの出力電圧V₀を
読み込む。

次にブロツク３３では、出力電圧V₀と基準値
Ｖ_Sとを比較し、V₀≧Ｖ_Sのとき、すなわち空燃
比が理論空燃比より小さいときはブロツク３４へ
行き、V₀＜Ｖ_Sのとき、すなわち空燃比が理論空
燃比より大きいときにはブロツク３５へ行く。

ブロツク３４と３５では、比例制御分Ｐと積分
制御分Ｉとを算出する。

まずブロツク３４においては、空燃比が小さい
場合なので、空燃比を大きくするように制御する
ためＰ及びＩの値を小さくする。すなわちＰとし
てＰ_R（Ｐ_R＜０）を与え、またＩとしてＩ−τ_R
×Ｔ_Pを与える。したがつてこの場合にはＰ＜０
となり、またＩの値は１回転ごとにτ_R×Ｔ_Pずつ
減少することになる。

一方、ブロツク３５においては、空燃比が大き
い場合なので、空燃比を小さくするように制御す
るためＰ及びＩの値を大きくする。すなわちＰと
してＰ_L（Ｐ_L＞０）を与え、またＩとしてＩ＋τ
_L×Ｔ_Pを与える。したがつてこの場合にはＰ＞０
となり、またＩの値は１回転ごとにτ_L×Ｔ_Pずつ
増加することになる。

次にブロツク３６においては、ＰとＩから帰還
係数α＝Ｐ＋Ｉを算出する。

一方、ブロツク３１で帰還制御を停止すると判
定した場合は、ブロツク３７へ行き、Ｉ＝１，α
＝１に設定する。帰還係数αが１に固定されれば
帰還制御は停止することになる。

本発明は上記第４図のブロツク３１の停止条件
に関するものであり、絞り弁開度がアイドル開度
であり、かつ機関回転数が燃料カツトを解除する
ための条件となる第１の設定回転数よりも低い第
２の設定回転数以上の場合には、燃料カツトを行
なつていない場合（例えば低車速時）においても
帰還制御を停止するように構成したものである。

次に燃料カツトとの関連において本発明の条件
を詳細に説明する。

第５図は燃料カツトを行なう条件の一例を示し
た図である。

第５図において、アイドルSWがONの状態は
絞り弁開度がアイドル開度であることを示す。

また燃料カツトの判定条件となる第１の設定回
転数NC₁，NC₂及び帰還制御停止を解除する第２
の設定回転数NRは、第６図に示すごとく冷却水
温に応じて変化する。

第５図及び第６図から判るように、アイドル
SWがOFFからONに変化したときに回転数Ｎが
NC₂以上の場合、又はアイドルSWがオンであ
つて回転数ＮがNC₁以上の場合には、他の条件に
係らず帰還制御を停止するように構成すれば、燃
料カツト時は勿論、燃料カツトを行なわない減速
時（例えば低車速時）でも帰還制御を停止するこ
とが出来る。また、機関回転数がNC₁より低下し
た場合、又はNC₂以下に低下した場合には、紋り
弁開度アイドル開度であつても燃料カツトが解除
されて燃料は再供給されるが、その状態でも機関
回転数がNR以上の場合には帰還制御は停止され
たままになつている。そして更に機関回転数が低
下してNRより低くなると、帰還制御が再開され
る。

第７図は上記の停止条件判定のフローチヤート
であり、第４図のブロツク３１の内容を示す。

第７図において、まずブロツク４１で紋り弁開
度がアイドル開度か否かを判定し、YESの場合
はブロツク４２へ行く。

ブロツク４２では、前回の演算でもアイドル開
度であつたか否か、すなわちアイドル開度が継続
している場合（YES）か、アイドル開度になつ
た瞬間（NO、アイドルSWがOFFからONに変つ
た時）かを判定し、YESの場合にはブロツク４
３へ、NOの場合はブロツク４４へ行く。

ブロツク４３では回転数がNC₁以上か否かを判
定し、ブロツク４４では回転数がNC₂以上か否か
を判定する。

ブロツク４３及び４４でYESの場合は、ブロ
ツク４５へ行つて帰還制御を停止し、またブロツ
ク４３，４４でNOの場合は、ブロツク４７へ行
つて回転数がNR以上か否かを判定する。ブロツ
ク４７でYESの場合は、ブロツク４５へ行つて
帰還制御を停止し、またブロツク４１及び４７で
NOの場合は、ブロツク４６へ行つて他の停止条
件、例えば冷却水温等による停止条件を判定す
る。

なお帰還制御停止の解除は、アイドルSWが
OFFになるか、又は回転数Ｎが第６図のNR以下
になつたとき行なう。ただし実際の解除は、解除
条件が満足された後、一定時間又は一定回転のあ
いだ遅延させて行なう。

以上説明したごとく本発明によれば、減速時に
は燃料カツトをしない場合でも帰還制御を停止さ
せるので、減速中に帰還係数が小さくなりずぎて
減速終了後に空燃比が大きくなるおそれがなくな
り、したがつて減速終了後に混合気が希薄になつ
て回転不安定やエンジンストール等が生ずるのを
防止することが出来、機関の安定性、運転性を向
上させることが出来る。

また、絞り弁がアイドリング開度であり、かつ
機関回転数が第１の設定回転数と該第１の設定回
転数より低い第２の設定回転数との間にあるとき
には、空燃比の帰還制御を停止した状態で燃料を
供給することが出来るので、燃料カツト後の燃料
再供給時に不安定になりやすい空燃比を一段と安
定にすることが出来、機関を円滑に運転すること
が出来ると共に、燃料カツトの条件となる第１の
設定回転数をより低い値に設定することが出来、
それによつて燃費及び排気浄化性能を向上させる
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する燃料制御装置の一例
のブロツク図、第２図は排気センサの出力特性
図、第３図は燃料噴射量算出のゼネラル・フロー
チヤート、第４図は空燃比帰還制御のフローチヤ
ート、第５図は燃料カツト条件の一例を示す図、
第６図は設定回転数の温度特性図、第７図は本発
明の停止条件の一実施例を示すフローチヤートで
ある。 符号の説明、１……燃焼室、２……吸気管、３
……紋り弁、４……開度センサ、５……吸気量セ
ンサ、６……排気管、７……排気センサ、８……
排気浄化装置、９……水温センサ、１０……ニユ
ートラルスイツチ、１１……車速センサ、１２…
…回転センサ、１３……演算装置、１４……燃料
噴射弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高車速からの減速時に燃料を遮断する手段
   と、排気ガス成分濃度に応じて空燃比が一定とな
   るように帰還制御する手段と、燃料を遮断してい
   るときは帰還制御を停止させる手段とを備えた燃
   料制御装置において、絞り弁がアイドル開度であ
   つて機関回転数が第１の設定回転数以上であり、
   かつ、他の燃料遮断条件が満足されたとき燃料を
   遮断し、少なくとも機関回転数が上記第１の設定
   回転数より低下したときには燃料供給を再開する
   手段と、絞り弁がアイドリング開度であり、かつ
   機関回転数が上記第１の設定回転数より低い第２
   の設定回転数以上のときには燃料供給中でも上記
   空燃比の帰還制御を停止する手段とを備えたこと
   を特徴とする燃料制御装置。