JPS63255537A - 燃料噴射量制御装置 - 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、エンジンの高負荷運転時に空燃比をリッチ状
態にすべく燃料噴射量を増量させる装置に関する。

〔従来の技術〕

排気ガス浄化用三元触媒の浄化作用を高めるために混合
気を理論空燃比になるようフィードバック制御する燃料
噴射量制御装置において、エンジンの高負荷運転時に触
媒等の排気系部品が過熱状態になるのを防止するため、
フィードバック制御を中止して燃料噴射量を増量させる
（以下、ＯＴＰ増量という）ことは周知である。ところ
がＯＴＰ増量は、排気系部品の熱害を防止する反面、燃
費および排気エミッションを悪化させるという問題を有
する。そこで従来、エンジン条件がＯＴＰ増量領域に入
っても排気系部品が直ちに過熱状態になるものではない
ことを考慮し、エンジン負荷および回転数、加速度、あ
るいは冷却水温に応じてＯＴＰ増量を開始する時期を遅
らせる構成が提案されている（特開昭５８−５１２４１
号公報、特開昭６０−５３６４５号公報、特開昭６１−
５３４３１号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

例えばオートマチック車においてトランスミッションが
ドライブレンジ（Ｄレンジ）に定められている場合、エ
ンジンが直ちにＯＴＰ増量を必要とするような高負荷運
転状態になったとしてもその時間は短い。従ってこのよ
うな場合、高負荷運転状態に移ったことによりＯＴＰ増
量を始めても、すぐにエンジン回転数が下る可能性が高
いため、むしろ燃費および排気エミッションを悪化させ
るだけの結果になるおそれがあるという問題がある。

これに対し、例えばパートタイム四輪駆動車のＬ４レン
ジ（ローギアによる四輪駆動のためのギアレンジ）にお
いては、特に高回転高負荷運転状態の頻度が高いため、
比較的負荷が低い場合にＯＴＰ増量の開始時期を遅延さ
せるような構成を採ると高回転高負荷運転の影響が強く
、排気系部品の熱害を充分防止できないという問題を生
じる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る燃料噴射量制御装置は、第１図の発明の構
成図に示すように、エンジンの負荷を検出する手段Ａと
、エンジンの高負荷運転時、空燃比をリッチ状態にすべ
く燃料噴射量を増量させる手段Ｂと、トランスミッショ
ンの作動位置を検出する手段Ｃと、エンジンの高負荷の
度合が比較的小さい時、エンジンが高負荷運転状態にな
ってから所定時間の間、上記燃料増量手段Ｂによる燃料
増量を抑制する手段りとを備える。上記燃料増量抑制手
段りは、上記トランスミッションの作動位置が所定位置
である時、抑制の度合を相対的に強＜シ、上記トランス
ミッションの所定位置が所定位置以外である時、抑制の
度合を相対的に弱くする。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第２図は本発明の実施例を適用したエンジンを示す。こ
の図において、シリンダブロック１１に形成されたシリ
ンダボア１２にはピストン１３が摺動自在に収容され、
これらシリンダボア１２およびピストン１３とシリンダ
ヘッド１４とにより、燃焼室１５が形成される。シリン
ダヘッド１４には吸気ボート１６と排気ポート１７が穿
設され、これらのボート１６　、１７はそれぞれ吸気弁
１８と排気弁１９により開閉される。三元触媒１０は排
気ポート１７に連通ずる排気通路の下流側に設けられる
。吸気ボート１６に連結される吸気通路２１の最も上流
側にはエアクリーナ２２が設けられ、そのすぐ下流側に
はエアフロメータ２３が設けられる。スロットル弁２４
は吸気通路２１のエアフロメータ２３よりも下流側に配
設され、最も下流側には燃料噴射弁２５が取付けられる
。

制御回路３１はマイクロコンピュータから成り、マイク
ロプロセシングユニット（ＭＰＵ）３２、メモリ３３、
入力ポート３４および出力ポート３５を有し、これらは
バス３６により相互に接続される。ＭＰＵ　３２は、後
述する制御プログラムに従い、入力ポート３４を介して
取込まれた各種センサの検出信号に基いて燃料噴射量を
定め、所定の時期に、燃料噴射の指令信号を出力ポート
３５を介して燃料噴射弁２６に出力する。

上記各種センサとして、入力ポート３４には、エアフロ
メータ２３と、スロットルセンサ２６と、トランスミッ
ション（図示せず）のレバーセンサ２７と回転数センサ
２８とが接続される。エアフロメータ２３は吸入空気量
Ｑを検出し、スロットルセンサ２６はスロットル弁２４
の軸に取付けられてスロットル開度ＴＡを検出する。本
実施例はオートマチック車に適用され、レバーセンサ２
７はトランスミッションに取付けられてシフトレバ−が
ドライブレンジ（Ｄレンジ）に切換えられているか否か
を検出する。回転数センサ２８はエンジン回転数ＮＥを
検出する。

第３図は○ＴＰ増量の制御ルーチンを示し、この燃料噴
射期間は ＴＡＵ＝Ｋ　Ｘ口／ＮＥＸ（１＋ＦＯＴＰ）　　ＸＦＡ
Ｆにより定められる。ここでＦＡＦはフィードバンク補
正係数であり、ＦＯＴＰは燃料の増量係数であり第３図
の増量制御ルーチンにより求められる。ルーチンは所定
時間毎（例えば４ｍｓ毎）に割込み処理される。

ステップ１０１では、スロットル開度ＴＡおよび吸入空
気量Ｑを読込む。スロットル開度ＴＡが７０°より大き
い場合、ステップ１０２からステップ１０３へ進み、増
量係数ＦＯＴＰに０．１７を設定してこのルーチンを終
了する。しかしてこの場合、燃料は理論空燃比の場合よ
りも１７％増量され、出力空燃比が得られる。スロット
ル開度ＴＡが７０゜以下の場合、ステップ１０２からス
テップ１０４へ進み、吸入空気量Ｑが２００♂／Ｈより
多いか否かを判別し、２００　ｒｒｒ／　Ｈ以下であれ
ばステップ１０５においてカウンタＣＦＯＴＰをＯにク
リアした後、ステップ１０６において増量係数ＦＯＴＰ
に０を設定してこのルーチンを終了する。しかして、ス
ロットル開度ＴＡが７０°以下で、かつ吸入空気量Ｑが
２００ｒｒｒ／Ｈ以下の場合、すなわち軽負荷運転状態
の場合、ＯＴＰ増量は行なわれず、理論空燃比を得るた
めのフィードバック制御が行なわれれる。

ステップ１０４において吸入空気量Ｑが２００　ｒ＆　
／Ｈより多い場合、ステップ１０７へ進み、カウンタＣ
ＦＯＴＰを１だけインクリメントする。次いでステップ
１０８ではフラグＹＤが１か否かを判別する。

フラグＹＤが１の場合、すなわちトランスミッションの
シフトレバ−がＤレンジに定められている場合、ステッ
プ１０９においてカンウタＣＦＯＴＰが第１基準値（５
４０）よりも大きいか否かを判別し、小さければステッ
プ１０６へ進み増量係数ＦＯＴＰにＯを設定してこのル
ーチンを終了する。逆にステップ１０９においてカウン
タＣＦＯＴＰが第１基準値（５４０）よりも大きい場合
、ステップ１１０においてカウンタＣＦＯＴＰを５４０
に固定した後、ステップ１１１において増量係数ＦＯＴ
Ｐに０．１５を設定してこのルーチンを終了する。しか
してスロットル開度ＴＡが７０゜以下で、吸入空気量Ｑ
が２０Ｏｎ？　／　Ｈより多く、かつシフトレバ−がＤ
レンジに定められている場合、カウンタＣＦＯＴＰが５
４０に達するまで増量係数ＦＯＴＰがＯに定められてＯ
ＴＰ増量は行なわれず、カウンタＣＦＯＴＰが５４０に
達した後増量係数ＦＯＴＰが０．１５に定められてＯＴ
Ｐ増量が行なわれる。すなわち、シフトレバ−がＤレン
ジに定められている場合、１５％のＯＴＰ増量はエンジ
ンが５４０回転する間行なわれず、いわゆるディレィ時
間が設けられる。

ステップ１０８においてフラグＹＤが１でない場合、ス
テップ１１２へ進みカウンタＣＦＯＴＰが第２基準値（
１８０）より大きいか否かを判別し、小さければステッ
プ１０６へ進み増量係数ＦＯＴＰに０を設定してこのル
ーチンを終了する。逆にステップ１１２においてカウン
タＣＦＯＴＰが第２基準値（１８０）よりも大きい場合
、ステップ１１３においてカウンタＣＦＯＴＰが第１基
準値（５４０）よりも大きいか否かを判別し、大きけれ
ばステップ１１４においてカウンタＣＦＯＴＰを５４０
に固定してステップ１１１へ進み、逆に小さければその
ままステップ１１１へ進む。ステップ１１１では、上述
のように増量係数ＦＯＴＰに０．１５を設定する。しか
して、トランスミッションのシフトレバ−がＤレンジ以
外に定められている場合、カウンタＣＦＯＴＰが１８０
に達するまで増量係数ＦＯＴＰが０に定められてＯＴＰ
増量は行なわれず、カウンタＣＦＯＴＰが１８０に達し
た後増量係数ＦＯＴＰが０．１５に定められてＯＴＰ増
量が行なわれる。すなわち、シフトレバ−がＤレンジ以
外に定められている場合、１５％のＯＴＰ増量はエンジ
ンが１８０回転する間行なわれず、Ｄレンジに定められ
ている場合に比べて短いディレィ時間が設けられる。な
おステップ１１０．１１４はカウンタＣＦＯＴＰの上限
を与えるもので、カウンタＣＦＯＴＰがオーバフローし
て本システムが誤動作するのを防止するために設けられ
　　　　　゛る。

なお、ディレィ時間を規定するカウンタＣＦＯＴＰは、
エンジン１回転毎に１ずつインクリメントされるため、
ディレィ時間は高回転になるほど短くなる。

第４図はエンジン回転数（ＮＥ）とエンジン１回転あた
りの吸入空気量（Ｑ／ＮＥ）のマツプに燃料増量の領域
を示したものである。この図から理解されるように、ス
ロットル開度ＴＡが７０゜より大きい領域は１７％の燃
料増量を行なって出力空燃比を得る領域であり、スロッ
トル開度が７０°より小さい場合、吸入空気量Ｑが２０
０　ｒｒｒ　／Ｈより多い領域は１５％のＯＴＰ増量を
行なう領域であり、吸入空気量Ｑが２０Ｏｒ／　／　Ｈ
以下の領域はＯＴＰ増量を行なわず、空燃比のフィード
バック制御を行なう領域である。１５％のＯＴＰ増量を
行なう場合、第３図のフローチャートの説明において述
べたように、トランスミッションのシフトレバ−がＤレ
ンジに定められていれば比較的長いディレィ時間（５４
０工ンジン回転）の後ＯＴＰ増量を行ない、シフトレバ
−がＤレンジ以外に定められていれば比較的短いディレ
ィ時間（１８０工ンジン回転）の後ＯＴＰ増量を行なう
。換言すれば、シフトレバ−がＤレンジに定められてい
る場合、そうでない場合に比べ、エンジンが高負荷運転
状態（Ｑ＞　２００ｒｒｒ／Ｈ）になってから長い時間
の間ＯＴＰ増量が行なわれない。

第５図は、車両が停止している状態からシフトレバ−を
Ｄレンジに定めてスロットル弁を全開にして加速運転を
行った場合における車速ＳＰＤとエンジン回転数ＮＥの
時間的変化を示す。Ｄレンジにおいては、予め設定され
た出力軸回転数（車速に対応する）においてシフトアッ
プが行なわれるため、エンジン回転数ＮＥは図示のよう
に鋸歯状に変化する。スロットル開度ＴＡが７０°以下
の場合、シフトポイントがより低回転側に移行するため
、エンジン回転数ＮＢの変化は図示状態よりも若干緩や
かになるが同様な鋸歯状を呈する。

さてこのような場合、吸入空気量Ｑが２０（ｌ　ｒｒｔ
　／　Ｈを越えるＯＴＰ増量領域は２点鎖線■で示すよ
うに非常に低い時間に限られる。すなわち排気系部品が
熱害を受ける可能性は低く、○ＴＰ増量の必要性は小さ
い。したがって、上述のように本実施例では、シフトレ
バ−がＤレンジに定められている場合ディレィ時間を長
く定め、ＯＴＰ増量の機会を減少させている。これに対
し、シフトレバ−がＤレンジ以外に定められている場合
、エンジンは運転者の意志により高回転高負荷運転され
やすく、ＯＴＰ増量領域に入ってもシフトアップされず
そのまま運転されることがある。したがってこのような
場合には早い時期にＯＴＰ増量を行ない、排気系部品を
熱害から保護する必要がある。したがって本実施例では
、シフトレバ−がＤレンジ以外に定められている場合、
ディレィ時間を短く定めている。

第６図は第２実施例における増量制御ルーチンを示す。

この第２実施例は、シフトレバ−がＤレンジ以外に定め
られている場合にディレィ時間が設けられない構成を有
する。

ステップ２０１ではスロットル開度ＴＡおよび吸入空気
量Ｑを読込む。スロットル開度ＴＡが７０゜より大きい
場合、ステップ２０２からステップ２０３へ進み、出力
空燃比を得べ（増量係数ＦＯＴＰに０．１７を設定して
このルーチンを終了する。スロットル開度ＴＡが７０°
以下の場合、ステップ２０２からステップ２０４へ進み
、吸入空気量Ｑが２０Ｏｒ＋？　／　Ｈより多いか否か
を判別し、２０Ｏｎ？　／　Ｈ以下であればステップ２
０５においてカウンタＣＦＯＴＰを０にクリアした後、
ステップ２０６において増量係数ＦＯＴＰにＯを設定し
てこのルーチンを終了する。しかしてこの場合、ＯＴＰ
増量は行なわれず、理論空燃比を得るためのフィードバ
ンク制御が行なわれる。

ステップ２０４において吸入空気量Ｑが２００ｒＩｒ／
Ｈより多い場合、ステップ２０７においてフラグＹＤが
１か否かを判別し、フラグＹＤが１でない場合、すなわ
ちトランスミッションのシフトレバ−がＤレンジ以外に
定められている場合、ステップ２１１へ進んで増量係数
ＦＯＴＰに０．１５を設定し、このルーチンを終了する
。すなわちシフトレバ−がＤレンジ以外に定められてい
る場合、ディレィ時間は設けられず、ただちにＯＴＰ増
量が行なわれる。

ステップ２０７においてシフトレバ−がＤレンジに定め
られてフラグＹＤが１である場合、ステップ２０日にお
いてカウンタＣＦＯＴＰを１だけインクリメントしてス
テップ２０９へ進み、カウンタＣＦＯＴＰが基準値（５
４０）より大きいか否か判別する。ここで、カウンタＣ
ＦＯＴＰが基準値以下であればステップ２０６へ進んで
増量係数ＦＯＴＰに０を設定する。すなわちカウンタＣ
ＰＯＴＰが基準値に達するまでＯＴＰ増量は行なわれな
い。ステップ２０９においてカウンタＣＦＯＴＰが基準
値より大きければ、ステップ２１０へ進んでカウンタＣ
ＦＯＴＰを５４０に固定した後、ステップ２１１におい
て増量係数ＦＯＴＰに０．１５を設定する。しかしてシ
フトレバ−がＤレンジに定められている場合、ＯＴＰ増
量の条件が満たされてからエンジンが５４０回転した後
ＯＴＰ増量が行なわれる。

第７図は第３実施例における増量制御ルーチンを示す。

パートタイム四輪駆動車においてシフトレバ−がＬ４レ
ンジに切換えられている場合、悪路登板、砂漠あるいは
新雪走行のために高回転高負荷運転される頻度が大きく
走行風による冷却効果が少ない。したがって排気系部品
は熱害を受けやすく、したがってＯＴＰ増量に際してデ
ィレィ時間を設けると熱害の防止が不充分となる。この
第３実施例はパートタイム四輪駆動車における排気系部
品の熱害の防止を確実ならしめるものである。

ステップ３０１〜３０Ｇは、上記第１実施例におけるス
テップ１０１〜１０６および第２実施例におけるステッ
プ２０１〜２（１６と同様であり、その説明を省略する
。

ステップ３０４において吸入空気量Ｑが２００　ｒｒｒ
　／Ｈより多い場合、ステップ３０７においてカウンタ
ＣＦＯＴＰを１だけインクリメントした後、ステップ３
０Ｂへ進みシフトレバ−がＬ４レンジに定められている
か否かを判別する。Ｌ４レンジの場合、ステップ３０９
へ進み増量係数ＦＯＴＰに０．１５を設定してこのルー
チンを終了する。すなわちシフトレバ−がＬ４レンジに
定められている場合、ディレィ時間は設けられず直ちに
ＯＴＰ増量が開始され、排気系部品の熱害は効果的に防
止される。

これに対し、ステップ３０８においてＬ４レンジではな
い場合、ステップ３１０へ進んで吸入空気量Ｑが２４Ｏ
ｎ？　／　Ｈより多いか否かを判別し、２４０　ｎ？／
Ｈより多ければステップ３０９を実行する。すなわちシ
フトレバ−がＬ４レンジに定められていなくても、吸入
空気量Ｑが２４Ｏｎ？　／　Ｈを越えていれいばディレ
ィ時間を設けることなくＯＴＰ増量を行なう。一方、ス
テップ３１０において吸入空気量が２４０ｒｒｒ／Ｈ以
下の場合、ステップ３１１へ進んでカウンタＣＦＯＴＰ
が基準値（１８０）を越えたか否かを判別し、基準値以
下であればステップ３０６において増量係数ＦＯＴＰに
０を設定するが、基準値を越えていればステップ３１２
においてカウンタＣＦＯＴＰを１８０に固定した後、ス
テップ３０９において増量係数ＦＯＴＰに０．１５を設
定する。しかしてシフトレバ−がＬ４レンジ以外に定め
られ、かつ吸入空気量Ｑが２４Ｏｎ？　／　Ｈ以下の場
合、ＯＴＰ増量は直ちに開始されるのではなく、エンジ
ンが１８０回転した後行なわれる。

第８図は、ＯＴＰ増量を行なう際にディレィ時間を設け
るのではなく、増量値を徐々に大きくするよう作用する
第４実施例の増量制御ルーチンを示す。

ステップ４０１〜４０６は上記第３実施例におけるステ
ップ３０１〜３０６と同様であり、その説明を省略する
。

ステップ４０４において吸入空気量Ｑが２００　ｒ＆　
／Ｈより多い場合、ステップ４０８においてシフトレバ
−がＬ４レンジに定められているか否かを判別し、Ｌ４
レンジの場合ステップ４０９へ進んで増量係数ＦＯＴＰ
に０．１５を設定してこのルーチンを終了する。これに
対し、ステップ４０８においてＬ４レンジに定められて
いない場合、ステップ４１０へ進んで１次増量係数ＦＯ
ＴＰ　１に一定値αを加算する。１次増量係数の初期値
はゼロとしてもいいし、または機関状態によって可変と
してもよい。次でステップ４１１では１次増量係数ＦＯ
ＴＰ　１が０．１５以上か否かを判別し、０．１５より
小さければステップ４１２において１次増量係数ＦＯＴ
Ｐ　１を増量係数ＦＯＴＰに置換えてこのルーチンを終
了する。これに対し、ステップ４１１において１次増量
係数ＦＯＴＰ　１が０．１５以上である場合、ステップ
４１３において１次増量係数ＦＯＴＰ　１を０．１５に
固定した後、ステップ４０９を実行して増量係数ＦＯＴ
Ｐに０．１５を設定し、このルーチンを終了する。

しかしてステップ４０８においてシフトレバ−がＬ４レ
ンジ以外に定められている場合、増量係数ＦＯＴＰはエ
ンジン１回転毎にαずつ増加し、徐々に０．１５に達す
る。すなわち徐々にＯＴＰ増量が実行される。一方、Ｌ
４レンジに定められている場合、増量係数ＦＯＴＰは０
．１５に設定され、ＯＴＰ増量は直ちに実行される。

以上のように上記各実施例によれば、トランスミッショ
ンがエンジンが高負荷運転され難い状態に定められてい
る場合、ＯＴＰ増量を開始するに際して比較的長いディ
レィ時間を設定し、あるいは徐々に○ＴＰ増量を実行し
て、燃費および排気エミッションを悪化させることなく
排気系部品の熱害を防止することができる。またトラン
スミッションがエンジンが高負荷運転され易い状態に定
められている場合、ＯＴＰ増量を直ちに開始するか、あ
るいは比較的短いディレィ時間をおいて開始し、これに
より排気系部品の熱害を効率的に防止することができる
。

なお、上記各実施例における数値は、エンジンの構造あ
るいは制御の条件に応じて自由に定められることは言う
までもない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、トランスミッションのシ
フトレバ−の作動位置に拘らず、燃費および排気エミッ
ションを悪化させることなく、排気系部品の熱害を防止
することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の構成図、 第２図は本発明の一実施例を適用したエンジンを示す断
面図、 第３図は第１実施例における増量制御ルーチンのフロー
チャート、 第４図はエンジン条件と燃料増量の関係を示す図、 第５図は車速とエンジン回転数の時間的変化を示すグラ
フ、 第６図は第２実施例における増量制御ルーチンのフロー
チャート、 第７図は第３実施例における増量制御ルーチンのフロー
チャート、 第８図は第４実施例における増量制御ルーチンのフロー
チャートである。 ２３・・・エアフロメータ、　２５・・・燃料噴１ｔ＝
Ｇ、２６・・・スロットルセンサ、２７・・・レバーセ
ンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの負荷を検出する手段と、エンジンの高負
   荷運転時、空燃比をリッチ状態にすべく燃料噴射量を増
   量させる手段と、トランスミッションの作動位置を検出
   する手段と、エンジンの高負荷の度合が比較的小さい時
   、エンジンが高負荷運転状態になってから所定時間の間
   、上記燃料増量手段による燃料増量を抑制する手段とを
   備え、上記燃料増量抑制手段は、上記トランスミッショ
   ンの作動位置が所定位置である時、抑制の度合を相対的
   に強くし、上記トランスミッションの作動位置が所定位
   置以外である時、抑制の度合を相対的に弱くすることを
   特徴とする燃料噴射量制御装置。