JPS63205438A - 電子制御燃料噴射式内燃機関の減速減量制御装置 - 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〉 本発明は電子制御燃料噴射式内燃機関の減速減量制御装
置に関する。

〈従来の技術〉 電子制御燃料噴射式内燃機関としては従来以下のような
ものがある。

即ち、エアフローメータにより検出される吸入空気流量
Ｑとクランク角センサや点火コイル等によって検出され
る機関回転速度Ｎとから基本燃料噴射量Ｔｐ　（＝ＫＸ
Ｑ／Ｎ　ｉ　Ｋは定数）を演算し、更に、機関温度等の
機関運転状態に応じた各種補正係数Ｃ０ＦＦとバッテリ
電圧による補正分子ｓとを演算した後、前記基本燃料噴
射量Ｔｐを補正演算して最終的な燃料噴射量Ｔｉ　　（
＝ＴｐＸＣＯＥＦ＋Ｔｓ）を設定する。

そして、設定された燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾
の噴射パルス信号を電磁式燃料噴射弁に出力することに
より、機関に所定量の燃料を噴射供給するようにしてい
る（特開昭５９−２０３８２８号公報等参照）。

また、特に吸気通路の上流部（例えばスロットル弁より
も上流側）に燃料噴射弁を備えた電子制御燃料噴射式内
燃機関においては、機関減速時に、吸気通路内壁に付着
した燃料（壁流）がスロットル弁が全閉（アイドル位置
）になってから遅れてシリンダ内に供給されることによ
り、空燃比をオーバーリッチ化させる惧れがあるため、
減速運転時には定常運転時の噴射量よりも減量補正して
燃料噴射量Ｔｉを設定することにより、上記のような空
燃比のオーバーリッチ化を防止するようにしたものがあ
る。

具体的には、吸気通路に介装されたスロットル弁の開度
を検出するスロットル弁、開度センサを設けて、このセ
ンサの検出値によって求められる単位時間当たりの開度
変化率Δθ（閉弁速度）と所定値Δθ１　（例えば−２
，２°／１０ｍ５）とを比較し、閉弁速度が所定以上で
あるときに機関が減速運転状態であると判定する。そし
て、減速運転が判定されたときには、機関回転速度Ｎ、
基本燃料噴射量Ｔｐ及び機関冷却水温度Ｔｗに対応させ
てそれぞれ記憶させた回転速度依存減速減量係数ＮＫＤ
Ｃ１基本噴射量依存減速減量係数ＴｐＫＤＣ，水温依存
減速減量係数ＴｗＫＤＣをそれぞれの検出値に基づいて
設定し、これらを相互に乗算して得られる減速減量係数
ＫＤＣ（＝ＮＫＤＣｘＴｐＫＤＣＸＴｗＫＤＣ）を、燃
料噴射量Ｔｉの設定に用いられる各種補正係数Ｃ０ＥＦ
に含めるようにして、機関の減速状態に応じた減量補正
を行い、機関減速運転状態における壁流による空燃比の
オーバーリッチ化を回避するようにしていた。

尚、上記の各種補正係数Ｃ０ＥＦは、例えば以下の式に
示すような構成要素により決定される。

Ｃ０ＥＦ＝１＋水温補正係数ＫＴＷ十始動補正係数に□
＋アイドル後増量補正係数Ｋ　ｍ　ｉ十字燃比補正係数
Ｋ　ｍｒ−減速減量係数ＫＤＣ 〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、機関の減速運転は上記のようにスロットル弁
の開度変化率Δθと所定値Δθ１とを比較することによ
り行うようにしているが、この減速判定の基準となる所
定値Δθ１は、第４図に示すようにスプリング等によっ
て閉弁方向に付勢されるスロットル弁が、その全開状態
から全閉状態にまで前記閉弁付勢力によって閉じるとき
（機関高負荷状態からの減速であって減速減量補正の要
求量が最も多いとき）に機関が減速運転状態であると判
定され、全開状態から中間開度で閉弁を停止するように
アクセル操作されるような閉弁速度の遅いときには減速
判定がなされないように設定しである。

即ち、スロットル弁が全開状態から中間開度までの閉弁
されるときには、全閉状態まで閉弁される場合に比べて
吸入空気流量の変化が少ないが、中間開度までの閉弁を
減速と判定すると全開状態までの減速時と同等に減速補
正が行われるため、空燃比がオーバーリーン化し減速シ
ョックが発生する。このため、中間開度までの減速時に
おける減速減量補正を回避するように前記所定値Δθ１
を設定しであるものである。

しかしながら、このようにして減速判定基準としての所
定値Δθ１を設定しであると、第５図に示すように、ス
ロットル弁が低開度の状態から全閉にまで閉弁される機
関減速時（全開→全閉までの減速時よりも閉弁速度が遅
いとき）に、減速判定されずに減量補正が実行されず、
壁流の影響によって空燃比がリッチ化して排気有害成分
である炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯが増大する（第６
図参照）という問題があった。尚、かかる低開度状態か
らの減速時において減速減量を実施させるべく前記所定
値Δθ、を設定すると、前述の全開から中間開度までの
減速時に減速減量が実施されて空燃比がリーン化してし
まう。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、減速判
定を改善することにより減速減量制御を適正化し、機関
減速時において所望の空燃比が得られるようにすること
を目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関の運転
状態に基づいて定常運転時の燃料噴射量を設定する燃料
噴射量設定手段と、設定された燃料噴射量に基づいて燃
料噴射弁を駆動制御する燃料噴射弁駆動制御手段と、を
備えた電子制御燃料噴射式内燃機関において、機関の吸
気通路に介装されたスロットル弁の単位時間当たりの開
度変化率を検出するスロットル弁開度変化率検出手段と
、これにより検出された開度変化率と基準変化率とを比
較して機関の減速運転を判定する減速運転判定手段と、
機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、検出された機
関負荷に応じて前記基準変化率を可変設定する基準変化
率設定手段と、前記減速運転判定手段によって機関の減
速運転が判定されたときに前記燃料噴射量設定手段によ
って設定された燃料噴射量を機関運転状態に応じて減量
補正して設定する減量補正設定手段と、を備えて減速減
量制御装置を構成する。

〈作用〉 かかる減速減量制御装置によると、機関負荷に応じて設
定された基準変化率と、検出されたスロットル弁開度変
化率と、を比較することにより、機関が減速運転状態で
あるか否かが判定され、減速運転が判定されたときには
、そのときの機関運転状態に応じて燃料噴射量が減量補
正される。

即ち、例えばスロットル弁が全開状態から全開にまで閉
弁される減速時と、低開度状態から全閉まで閉弁される
減速時と、の場合のように、開度変化率（閉弁速度）の
差があっても減速減量を必要とする減速運転を的確に判
定できるように、減速判定の基準を機関負荷によって可
変設定するようにして閉弁速度の違いに対応できるよう
にしたものである。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図に本実施例のシステム概略を示す。

内燃機関１の吸気通路２に介装されたスロットル弁３の
開度θを検出するスロットル弁開度センサ４と、機関回
転速度Ｎを検出するクランク角センサ等の回転速度セン
サ５と、機関１の吸入空気　　　　　　。

流量Ｑを検出するエアフローメータ８と、機関冷却水温
度Ｔｗを検出する水温センサ９とを設け、これらからの
各検出信号をマイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット６に入力する。

コントロールユニット６は、これらの検出信号に基づい
て定常運転時の燃料噴射量Ｔｉを設定すると共に、機関
減速運転時には所定の減速減量補゛正を施して燃料噴射
量Ｔｉを設定し、この燃料噴射量Ｔｉに対応するパルス
中の噴射パルス信号をスロットル弁３の上流側に設けら
れた電磁式の燃料噴射弁７に出力する。

即ち、本実施例において、コントロールユニット６は、
燃料噴射量設定手段、燃料噴射弁駆動制御手段、減速運
転判定手段、基準変化率設定手段及び減量補正設定手段
を兼ねると共に、スロットル弁開度センサ４とによって
スロットル弁開度変化率検出手段を構成し、また、回転
速度センサ５とエアフローメータ８とによって機関負荷
検出手段を構成する。また、本実施例における機関運転
状態とは、上記各センサによって検出される吸入空気流
量Ｑ１機関回転速度Ｎ、冷却水温度Ｔｗ及びスロットル
弁開度θである。

ここで、コントロールユニット６による燃料噴射量Ｔｉ
の設定制御を第３図のフローチャートに示したルーチン
に基づいて説明する。

ステップ（図中では「Ｓ」としてあり、以下同様とする
）１では、各センサによって検出されたスロットル弁開
度θ１機関回転速度Ｎ、冷却水温度Ｔｗ及び吸入空気流
量Ｑを入力する。

ステップ２では、今回ステップ１で入力したスロットル
弁開度θから前回の入力値を減算することにより、本ル
ーチン実行周期（例えば１０ｍ５）当たりのスロットル
弁開度変化率Δθを演算する。

このステップ２で演算されるスロットル弁開度変化率Δ
θは、マイナスの値であるときにスロットル弁３が閉じ
られていることを示し、プラスの値であるときにはスロ
ットル弁３が開かれていることを示し、その絶対値はス
ロットル弁３の開閉速度を示す。

ステップ３では、ステップ１で入力した吸入空気流量Ｑ
と機関回転速度Ｎとによって基本燃料噴射量Ｔｐ（←Ｋ
ＸＱ／Ｎ、には定数）を演算する。

ステップ４では、ステップ３で演算した機関負荷を示す
基本燃料噴射量Ｔｐに基づいて減速判定の基準となる基
準変化率Δθ、を設定する。この基準変化率Δθ１は、
フローチャート中のグラフに示すように、基本燃料噴射
量Ｔｐ（機関負荷）が大きいときほど小さな値（絶対値
の大きなマイナスの値）になるように設定しである。

従って、スロットル弁３が全開から閉じられる高負荷か
らの減速運転時には、絶対値の大きな基準変化率Δθ、
が設定されることにより、減速減量を必要としない全開
から中間開度までの減速時（スロットル弁３の閉弁速度
が遅い）において減速判定がなされることを回避でき、
減速減量補正による空燃比のオーバーリーン化を防止で
きる。

また、スロットル弁３の低開度状態から閉しられる低負
荷からの減速運転時には、絶対値の小さな基準変化率Δ
θ、が設定されるため、スロットル弁３が全開から全閉
にまで閉じられるときよりも閉弁速度が小さくなるかか
る減速時において減速判定を行って減速減量を実施させ
ることができ、空燃比のリッチ化を回避して排気有害成
分である一酸化炭素ＣＯや炭化水素ＨＣの増大を防止で
きる（第６図参照）。

尚、本実施例では、上記のように基準変化率Δθ１を設
定するための機関負荷を代表するものとして基本燃料噴
射量Ｔｐを用いるようにしたが、基本燃料噴射量Ｔｐの
他、吸入空気流量Ｑ、スロットル弁開度θ、吸入負圧、
ｉａ関トルク、吸気通路開口面積／機関回転速度等に基
づいて基準変化率Δθ、を設定するようにしても良い。

ステップ５では、ステップ２で演算したスロットル弁開
度変化率Δθと、ステップ４で設定した基準変化率Δθ
１とを比較して、Δθ〈Δθ、であってスロットル弁３
が基準変化率６６１以上の割合（速度）で閉じられてい
るときには機関１が所定の減速運転状態であると判定し
、ステップ６へ進む。一方、ステップ５で、Δθ≧Δθ
１であると判定されて、機関１が所定減速運転状態でな
く定常運転状態、加速運転状態、所定の緩慢減速運転状
態の何れかであるときにはステップ１２へ進む。

ステップ５で、機関１が所定の減速運転状態（スロット
ル弁３の閉弁速度が所定以上の減速運転状態）であるこ
とが判定されてステップ６へ進むと、その減速判定が初
回であるか否かを判定する。

ここで、減速判定が初回であると判定されたときには、
ステップ７へ進んで減速減量係数ＫＤＣの要素である基
本噴射量依存減速減量係数ＴｐＫＤＣを設定するための
基本燃料噴射量Ｔ　ｐ　Ｉ　として、今回ステップ３で
演算した基本燃料噴射量Ｔｐを設定しステップ８へ進む
。即ち、基本噴射量依存減速減量係数ＴｐＫＤＣは、減
速初期にステップ３で設定された基本燃料噴射量Ｔｐに
基づいて設定されるものである。

一方、ステップ６で減速判定が初回でないと判定された
ときには、ステップ７における基本燃料噴射量Ｔ　ｐ＋
の設定をジャンプしてステップ８へ進む。

ステップ８では、ステップ１で入力した機関回転速度Ｎ
、冷却水温度Ｔｗ及びステップ７で設定した基本燃料噴
射量Ｔ　Ｐ　１に基づいて、回転速度依存減速減量係数
ＮＫＤＣ，水温依存減速減量係数ＴｗＫＤＣ，基本噴射
量依存減速減量係数’ｒｐ、ＫＤＣをそれぞれ設定して
、減速減量係数ＫＤＣ（←ＮＫＤＣＸＴｗＫＤＣＸＴｐ
ＫＤＣ）を演算する。

減速減量係数ＫＤＣを決定する前記３要素ＮＫＤＣ，Ｔ
ｗＫＤＣ，ＴｐＫＤＣはそれぞれフローチャート中のグ
ラフに示すように設定されており、高負荷高回転状態か
らの減速時及び壁流が多くなる冷機時に大きな減速減量
係数ＫＤＣが設定されるようにしである。

ステップ８で減速減量係数ＫＤＣを設定すると、ステッ
プ９ではこの減速減量係数ＫＤＣを含めて各種補正係数
Ｃ０ＥＦ　（例えばＣ０ＥＦ＝１＋水温補正係数ＫＴｗ
＋始動補正係数に１＋アイドル後増量補正係数に、計空
燃比補正泳数Ｋ　ｍｒ−減速減量係数ＫＤＣ）を設定す
る。

ステップ１０では、バッテリ電圧による燃料噴射弁７の
有効開弁時間の変化を補正するための補正分子ｓを設定
する。

そして、ステップ１１では、ステップ２で演算された基
本燃料噴射量Ｔｐと、ステップ９で設定された各種補正
係数Ｃ０ＥＦと、ステップ１０で設定された補正分子ｓ
とによって最終的な燃料噴射量Ｔｉ　　（←ＴｐＸＣＯ
ＥＦ＋Ｔｓ）を設定する。

一方、ステップ５で、Δθ≧Δθ１であると判定されて
、機関１が所定減速運転状態でないときにはステップ１
２へ進み、前回設定された減速減量係数ＫＤＣがゼロ以
下であるか否かを判定する。

ここで、減速減量係数ＫＤＣがゼロを越える数値である
と判定されたときにはステップ１３へ進み、前回値に所
定値ａ（１未満の数値）を乗算して今回値として設定す
る。そして、このステップ１３で設定された減速減量係
数ＫＤＣを用いてステップ９で各種補正係数Ｃ０ＥＦを
設定する。また、ステップ１２で前回設定された減速減
量係数ＫＤＣがゼロ以下であると判定されたときには、
ステ・シブ１４で今回の減速減量係数ＫＤＣをゼロに設
定してステップ９へ進む。

即ち、ステップ５での判定に基づく所定減速運転状態に
おいては、ステップ８で演算される減速減量係数ＫＤＣ
に基づいて各種補正係数Ｃ０ＥＦが設定されるが、この
ような減速判定に基づく減速減量係数ＫＤＣの設定の後
、ステップ５で機関１が所定の減速運転状態でないと判
定されたときには、本ルーチンの実行周期毎に減速減量
係数ＫＤＣを所定の割合（前記所定値ａで決定される）
で縮小設定し、減速状態において設定された減速減量係
数ＫＤＣを徐々にゼロに近づけるようにする。

尚、本実施例において、減速減量係数ＫＤＣの要素とし
て、減速初期に設定された基本燃料噴射量Ｔｐに対応さ
せた基本噴射量依存減速減量係数ＴｐＫＤＣを含めたが
、これは減速初期における機関負荷状態に応じた減速減
量を実施するためのものであるため、上記の基準変化率
Δθ、を設定する場合と同様に、基本燃料噴射量Ｔｐの
他、吸　　　　　　。

大空気流量Ｑ、スロットル弁開度θ、吸入負圧。

機関トルク、吸気通路開口面積／機関回転速度等に基づ
いて設定するようにしても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、スロットル弁の開
度変化率に基づく機関減速運転の判定が適正化され、開
度変化率（閉弁速度）が異なる減速運転状態でも減速減
量制御を必要とする運転状態を判別して減量制御を実施
させることができるため、機関減速運転状態における空
燃比制御が良好になり、減速ショックの発生や排気有害
成分の増大を防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一実施例を
示すシテテム概略図、第３図は同上実施例における噴射
量制御を示すフローチャート、第４図及び第５図は従来
制御の問題点を説明するためのタイムチャート、第６図
は空燃比と触媒の転化率との関係を示すグラフである。 １・・・機関　　２・・・吸気通路　　３・・・スロッ
トル弁　　４・・・スロットル弁開度センサ　　５・・
・回転速度センサ　　６・・・コントロールユニット７
・・・燃料噴射弁　　８・・・エアフローメータ９・・
・水温センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 第４図 第５図 ；４ｔＡ量イ泳１１にＤＣｏ　　□ 第６図 ；！］テ）Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の運転状態に基づいて定常運転時の燃料噴射量を設
   定する燃料噴射量設定手段と、設定された燃料噴射量に
   基づいて燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射弁駆動制御
   手段と、を備えた電子制御燃料噴射式内燃機関において
   、機関の吸気通路に介装されたスロットル弁の単位時間
   当たりの開度変化率を検出するスロットル弁開度変化率
   検出手段と、検出された開度変化率と基準変化率とを比
   較して機関の減速運転を判定する減速運転判定手段と、
   機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、検出された機
   関負荷に応じて前記基準変化率を可変設定する基準変化
   率設定手段と、前記減速運転判定手段によって機関の減
   速運転が判定されたときに前記燃料噴射量設定手段によ
   って設定された燃料噴射量を機関運転状態に応じて減量
   補正して設定する減量補正設定手段と、を備えてなる電
   子制御燃料噴射式内燃機関の減速減量制御装置。