JPS63170536A - 内燃機関の燃料カツト制御装置 - 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〕 この発明は所謂リーシバーン方式を採用した内燃−関等
に適した燃料カット制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関では減速運転時に燃料カットを行う。

これは、減速時に失火が起こり、燃料がそのまま排気系
に排出され、触媒の過熱が起こるので、その防止のため
である。また、燃料カットすることにより燃料消費率の
向上を狙ったものである。燃料カット制御のため、アイ
ドル回転数より大きい回転数の値を設定し、スロットル
弁のアイドル開度状態において、上記のように設定した
回転数より高いエンジン回転数域で燃料カット制御する
ことが行われる。尚、燃料供給状態から燃料カット状態
へ入るときの設定回転数（燃料カット回転数）は燃料カ
ット状態から燃料供給状態に復帰するための回転数（燃
料復帰回転数）とはヒステリヒシスを持たせるため前者
が若干高く設定されることが゛ある。

尚、この発明に関連する従来技術として特開昭６１−１
１２７５１号がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

燃料カットの回転数の設定値はアイドル回転数に対して
適当に余裕を持って設定される。そして、その設定値の
大きさは、可及的に広い回転数範囲で燃料カットを行う
ことにより燃料消費率を向上させるということから、ス
トールが起きない限りにおいてなるべく低く設定するの
が、普通である。

従来の燃料カット制御装置では、内燃機関が所謂リーン
バーン方式を採用している場合に、燃料カットから燃料
供給に復帰した場合のストールが起こり易い。即ち、燃
料カットの回転数の設定値は混合気がリッチかり、−ン
かに関わらず一定であり、換言すれば、混合気がリッチ
かリーンかに関わらず同一の設定値で燃料カット制御が
行われていた。

この場合、リーン状態でない通常の空燃比状態に適合す
るように燃料カットの回転数の設定値が決めれている。

この設定値の値はリーン状態の走行にとっては過小であ
り、そのため、リーン状態での燃料カットから燃料供給
への復帰過程において、混合気の燃焼速度が遅いため、
アイドル回転数以下に落ち込み、ストールするに至るこ
とがある。

この発明では、リーンバーン内燃機関において、空燃比
のリーン又はリッチの設定に関わらずストールに至るこ
となく最適な燃料カット制御を行うことができるように
すること、を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の内燃機関の燃料カット制御装置は、第１図に
示すように、内燃機関１に燃料を供給するための燃料供
給手段２と、燃料供給手段２からの燃料供給量を空燃比
が機関運転状態に応じた所定の範囲の値となるように設
定する空燃比設定手段３と、機関回転数に応じて燃料カ
ット条件を判別する手段４と、燃料カット条件において
燃料供給手段２からの燃料供給を停止せしめる燃料カッ
ト手段５と、空燃比設定手段３により設定される空燃比
に応じて燃料カットを行う機関回転数の設定値を変更す
る燃料カット条件設定手段６とから構成される。

〔実施例〕

第２図において、１０はシリンダブロック、１２はクラ
ンク軸、１４はピストン、１６はコネクティングロッド
、１８はシリンダヘッド、２０は吸気弁、２２は点火栓
、２４は吸気ボート、２６は吸気マニホルド、２８は燃
料インジェクタ、３０はサージタンク、３２はスロット
ル弁、３４は排気マニホルド、３６はディストリビュー
タ、３７は点火コイルであである。吸気制御弁３８が吸
気ボート２４に設置され、周知のように、吸気ボート２
４からシリンダボアへの吸入空気の流れを２種に制御す
る。即ち、軽負荷運転時には吸気ボート２４が絞られ、
吸気ボート２４からシリンダボアへの吸入空気は旋回流
をなして導入され、理論空燃比より相当薄い、例えば２
２．０種度の超希薄燃焼が可能となる。一方、高負荷運
転時には吸気制御弁３８は吸気ボート２４を大きく開放
するように制御され、殆ど直線的な吸入空気の流れが得
られ、充填効率が高くなり、このときは空燃比は理論空
燃比又はそれよりリッチ側の設定となる。吸気制御弁３
８はレバー及びリンク機構４０によって吸気制御弁アク
チュエータ４２に連結される。同アクチュエータ４２は
機関の負荷等の運転条件に応じて吸気制御弁３８の上述
のような作動を制御する。このような吸気制御弁３８の
作動は周知であり、またこの発明と直接的には関係しな
いので詳細説明は省略する。

制御回路５０はこの発明に従って燃料インジェクタ２８
の制御を行うものであり、マイクロコンピュータシステ
ムとして構成される。制御回路５０はマイクロプロセシ
ングユニット（ＭＰＵ）　５２と、メモリ５４と、入力
ボート５６と、出力ポート５８と、これらを接続するバ
ス６０とから構成される。入力ボート５６は各センサに
接続され、エンジン運転条件信号が印加される。吸気管
圧力センサ６２はサージタンク３０の圧力ＰＭに応じた
信号を発生し、これは機関の負荷相当値である。

ディストリビュータ３６にはクランク角センサが設けら
れ、第１のクランク角センサ６４はクランク軸１２の７
２０”毎のパルス信号を発生し、基準信号となる。一方
、第２のクランク角センサ６６はクランク軸１２の３０
°毎のパルス信号を発生し、機関回転数ＮＥを知ること
ができるとともに、クランク角割り込み処理の開始信号
となる。

スロットルセンサ７０はスロットル弁３２の開度に応じ
た信号を発生し、かつスロットル弁３２のアイドル位置
を検出する接点ＬＬを有している。

空燃比センサ７２は所謂リーンセンサであり、理論空燃
比よりリーンの領域での空燃比の連続的な変化を検出で
きるタイプのものである。水温センサ７２はシリンダブ
ロック１０に取付られ、機関の冷却水の温度ＴＨＷに応
じた信号を発生する。

出力ポート５８は燃料インジェクタ２８、点火コイル３
７のイグナイタ部３７ａ及び吸気制御弁３８のアクチュ
エータ４２に接続され、メモリ５４に格納さたプログラ
ムに従ってこれらの制御が行われる。以下、その制御の
うちこの発明と直接関連すものをフローチャートに従っ
て説明する。

第３図は燃料噴射ルーチンであり、このルーチンは第２
クランク角センサ６６からの３０”ＣＡ倍信号到来毎に
実行開始される。ステップ８０では燃料カットフラグＦ
ｃｕｔ”１か否か判別される。

後述の通り、このフラグＦ　ｃｕｔは燃料カット条件に
入るとセント（１）され、燃料カット条件から外れると
リセット（０）される、燃料カット条件でないときは（
ＦＣ□＝Ｏ）、ステップ８２に進み９、基本燃料噴射時
間ＴＰが算出される。基本噴射時間は理論空燃比を得る
のに必要な燃料噴射時間に相当するものであり、この算
出は負荷相当値としての吸気管圧力ＰＭの値より周知の
ように実行される。

ステップ８４では空燃比補正係数ＫＬＥＡＮの算出が行
われる。この空燃比補正係数ＫＬＥＡＮはステップ８２
で算出される基本空燃比をエンジン回転数や、負荷等の
運転条件によって理論空燃比から離れる方向に補正する
ものである。（即ち、［、ＥＡＮ−１，０のときは補正
なしであり、１．０より小さいと空燃比リーン側に補正
され、１．０より大きいと空燃比リッチ側に補正される
ことを意味する。）その算出の仕方は周知であるから詳
細には説明しないが、例えば、吸気制御弁３８により吸
気を絞るリーン走行時、即ち機関の低負荷、低回転域で
は空燃比補正係数ＫＬＥＡＮは値としては１．０より小
さくなり、空燃比はリーンとなり、吸気制御弁３８が開
放される高負荷、高回転側では空燃比補正係数ＫＬＥＡ
Ｎは１．０より大きくなり、リッチ側への補正となる。

メモリ５４には回転数ＮＥと負荷相当値としての吸気管
圧力ＰＭマツプが格納され、現在の回転数と吸気管圧力
とより補間演算により空燃比補正係数ＫＬＥＡＮの算出
が行われる。以上の説明では空燃比補正係数は理論空燃
比よりリーンの側だけでなく、リッチ側への補正も行う
ように設定される。これは、所謂加速補正をも一つの補
正係数で一挙に算出しててまうという思想に立つもので
あるが、加速補正は独立させ単にリーン側への補正だけ
を行うものであってもこの発明は適用することが、可能
である。

ステップ８６では燃料噴射時間ＴＡＵが、ＴＡＵ＝ＴＰ
ｘＫＬＥＡＮ　　（１＋α）Ｘβ＋γにより算出される
。ここにα、β、γはこの発明に直接関係しないため説
明しない他の補正係数、補正量を代表的に表すものであ
る。そのような補正の代表的なものが空燃比センサ７２
からの空燃比信号によるフィードバック補正である。

ステップ８８ではステップ８６で算出された燃料噴射時
間だけ、燃料インジェクタ２８が作動されるよう信号が
形成される。このような燃料噴射信号の形成自体は周知
であるため説明を省略する。

燃料カット条件のときは（Ｆｃ、ｔ　＝　１　）　、ス
テップ８０よりステップ９０に進み、ＴＡＵ＝０と設定
される。そのため、燃料インジェクタ２８の開時間は零
となり、燃料カットが実行される。

第４図は燃料カット処理ルーチンを示す。このルーチン
は一定時間毎に実行されるのが好ましい。

ステップ９２では燃料カットから復帰回転数のベース値
ＮＡ’の算出が行われる。この値ＮＡ’は水温ＴＩ−に
対するマツプとしてメモリ５４に格納されてあり、水温
センサ７４により実測される現在の水温ＴＨＷに相当す
るＮＡ’の値が補間演算により算出される。ここに、水
温による燃料カット復帰回転の制御を行うのは低温時程
燃料カットから供給への復帰時のストールが発生し易い
ので早めに燃料復帰させようとするものである。

ステップ９４では、第３図のステップ８４で算出される
空燃比補正係数ＫＬＥＡＮに応じた燃料カット復帰回転
数補正係数にの算出処理を示す、メモＩＪ５４には空燃
比補正係数の値と燃料カット復帰回転数補正係数にとの
マツプがあり、現在のＫＬｆ！ＡＮに対するＫの算出が
行われる。ここに、ＫＬｔ！ＡＮ　＜１．０のリーン領
域では燃料カットからの復帰を高くしないと、燃料カッ
トから燃料供給に復帰するときに、混合気の燃焼速度が
遅く燃料が直ぐに燃焼を開始しないことにより、機関回
転数がアイドル回転数以下に落ち込み、ストールを起こ
すことがあるので、これを防止するためである。一方Ｋ
ＬＥＡＮ　＞　１．０のリッチ領域では燃料供給再開時
の燃焼が即座に行われるので、ストールのおそれはない
ので、なるべく低回転まで燃料カットが行われ、燃料消
費率の向上のため設定回転数を低く設定するのである。

ステップ９６では補正後の燃料カットからの復帰回転数
ＮＡが、 ＮＡ＝ＮＡ’　ＸＫ により算出される。

ステップ９８はＮＡに加えられる他の運転条件、例えば
車速の大小、空調機器の作動か否かによる補正を示して
いる。

ステップ１００では燃料カットフラグＦｃｕｔ”１か否
か判別される。燃料カット状態でないときは（Ｆｃｕｔ
　＝Ｏ）　、ステップ１０２に進み、スロットルセンサ
７０のアイドル接点ＬＬがＯＮか否か、即ちスロットル
弁がアイドル位置にあるか否か判別される。アイドル位
置と判断されるときはステップ１０４に進み、燃料カッ
ト開始回転数ＮＢが、 ＮＢ＝ＮＡ＋Ａ によって算出される。即ち、ステップ９６で算出される
燃料カットからの復帰回転数ＮＡをＡだけ持ち上げた回
転数が燃料カット開始回転数となる。

ステップ１０６ではクランク角センサ６６からの３０°
ＣＡパルス信号のパルス間隔より知ることができる現在
の機関回転数ＮＥが燃料カット開始回転数ＮＢより大き
いか否か判別される。ＮＥ≦ＮＢのときは燃料カット条
件ではないと判断し、ステップ１０７に流れ、燃料カッ
トフラグがリセットされるため燃料供給状態が維持され
る。

ＮＥ＞ＮＢのときは燃料カット条件への移行と判断し、
ステップ１０８に進み燃料カットフラグＦ　ｃｕｔがセ
ントされる。そのため第３図のステップ８０よりステッ
プ９０に流れ、燃料カットが実行される。

このようにして燃料カット状態に移行するとフラグＦｃ
ｕｔ＝１であるのでステップ１００より１１０に流れ、
アイドル接点ＬＬがＯＮか否か判別される。減速状態が
継続していれば、ステップ１１０よりステップ１１２に
流れ、現在の機関回転数ＮＥがステップ９６で算出され
る燃料カットからの復帰回転数ＮＡより大きいか否か判
別される。ＮＥ＞ＮＡのときは燃料カット状態が継続し
ているとみてステップ１０８に進む。

ＮＥ≦ＮＡのときは燃料供給状態に復帰すべきと判断し
、ステップ１０７に進み燃料カットフラグＦ　ｃｕｔが
リセットされるため、第３図のステップ８０よりステッ
プ８２に進み、通常の燃料供給状態に戻る。またステッ
プ１１０でＮＯのときも減速状態が終了したと判断し、
ステップ１０７に進み、燃料供給に戻る。

〔発明の効果〕

この発明では、空燃比を理論空燃比よりリーン又はリッ
チに離れた値に制御する内燃機関において、その離間の
程度に応じて燃料カットを行う回転数設定値を可変制御
することにより、ストールの防止と燃料消費率の向上と
の相矛盾する要求を調和させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成図。 第２図は実施例の全体構成図。 第３図及び第４図は制御回路の作動を説明するフローチ
ャート。 ２８・・・燃料インジェクタ ３２・・・スロットル弁 ３８・・・吸気制御弁 ４２・・・アクチュエータ ５０・・・制御回路 ６４．６６・・・クランク角センサ ７０・・・スロットルセンサ ７２・・・空燃比センサ　′ ７４・・・水温センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 以下の各要素より構成される内燃機関の燃料カット制御
   装置、 内燃機関に燃料を供給するための燃料供給手段、燃料供
   給手段からの燃料供給量を空燃比が機関運転状態に応じ
   た所定の範囲の値となるように設定する空燃比設定手段
   、 機関回転数に応じて燃料カット条件を判別する手段、 燃料カット条件において燃料供給手段からの燃料供給を
   停止せしめる燃料カット手段、及び、空燃比設定手段に
   より設定される空燃比に応じて燃料カットを行う機関回
   転数の設定値を変更する燃料カット条件設定手段。