JPH0445661B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃エンジンの燃料供給制御装置に
関するものであり、特に、スロツトル弁のバイパ
ス通路に設けた制御弁が開状態で調節不能状態等
となり、これにより内燃エンジンの吸入空気量が
制御不能となつて、アイドル回転数が高くなりす
ぎ、車輌の運転に支障をきたす場合に、アイドル
及び低負荷運転時の燃料の供給を適正に制御する
ことによつて、エンジン回転数を予定値とするこ
とができる内燃エンジンの燃料供給制御装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来から、内燃エンジンの吸気通路に設けられ
たスロツトル弁がほぼ閉じられた状態で運転を持
続させるいわゆるアイドル運転時には、スロツト
ル弁の上流と下流とを連通するバイパス通路に設
けた制御弁により内燃エンジンの吸入空気量を制
御して、内燃エンジンの出力制御を行なつてい
る。

すなわち、アイドル運転時においては、エアコ
ン等の外部負荷状態に応じて前記制御弁の開度を
制御し、予定の吸入空気量を確保すると共に、該
吸入空気量に応じて燃料が供給されることによ
り、内燃エンジンの出力が適正となるように制御
されている。

また、従来から燃費をよくする等の目的のため
に、減速時にフユエルカツトを行なうフユエルカ
ツトシステムを搭載した車がある。

この種の車では、例えば走行時において、アク
セルの踏み込みを止め、スロツトル弁がほぼ全閉
状態になつた時に、フユエルカツトを行なう。そ
して、エンジン回転数が予定のアイドル回転近く
まで低下した時には、前記フユエルカツトを解除
する。

ところで、このフユエルカツトシステムは、減
速時のフユエルカツト→エンジン回転数が予定の
アイドル回転数まで低下→フユエルカツト解除→
エンジン回転数の上昇→フユエルカツトという順
序によるエンジン回転数のハンチングを生ずるお
それがある。

これを防止する為に、従来車では、フユエルカ
ツトを解除するエンジン回転数を低く設定する一
方、このフユエルカツト解除状態からフユエルカ
ツト状態となる時のエンジン回転数を高く設定す
るようにしている。すなわち、フユエルカツトシ
ステムを有する従来車は、いわゆる減速時のフユ
エルカツト領域が、第５図に破線で囲むようにな
つており、ヒステリシス領域を有している。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有
していた。

(1) 前記制御弁または該制御弁の駆動回路などの
異常により、アイドル運転時の吸入空気量が過
大となつた時には、該空気量に応じて燃料も供
給されることから、アイドル運転時のエンジン
回転数は上昇する傾向となる。

この為に、前記フユエルカツトのヒステリシ
ス領域内でエンジン回転数が大きくハンチング
する状態となる。また、発進する為にアクセル
を踏み込むと、この時は前記フユエルカツトが
解除される故に、エンジン回転数が急増し、発
進操作が容易に行えないおそれがあつた。

(2) 前記制御弁または該制御弁の駆動回路などの
異常により、アイドル運転時の吸入空気量が過
小となつた時には、従来から既知の手段によ
り、この状態を検出し、各種弁を全開に保持し
て吸入空気量を確保するようにする場合があ
る。

しかし、この場合にも、該空気量に応じて燃料
も供給されることから、アイドル運転時のエンジ
ン回転数が高くなり、前記(1)と同様の問題が生じ
た。

本発明は、前述の問題点を解決するためになさ
れたものである。

（問題点を解決するための手段および作用） 前記の問題点を解決するために、本発明は、減
速時のフユエルカツト領域とは別に、スロツトル
開度とエンジン回転数とに応じた、前記制御弁異
常時のフユエルカツト領域を予め設定しておき、
内燃エンジンの吸入空気量が制御不能となつた場
合には、現在のスロツトル開度とエンジン回転数
とから、内燃エンジンの動作点が前記異常時のフ
ユエルカツト領域内にあるか否かを判断し、該領
域内にあればフユエルカツトを行ない、該領域に
なければ、フユエルカツトを行なわないことによ
りエンジンのアイドル回転数を予定値とするよう
に構成した点に特徴がある。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。

第２図は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。

同図において、スロツトル弁３２がほぼ全閉に
近い開度（例えば3゜〜5゜程度、以下アイドル開度
という）になると、この時のインテークマニホー
ルド３３における吸入空気量は前記スロツトル弁
３２の上流と下流とを連通するバイパス通路３１
に設けられた制御弁３０により制御される。この
制御弁３０は、リニアソレノイド１６に流れる電
流に応じてその開度が決定される。

噴射ノズル３４からの燃料噴射量は、既知の手
段により、インテークマニホールド３３における
吸入空気量に応じて決定されている。なお、シリ
ンダ３５内のピストン３８は、往復運動を繰り返
して、クランク軸３６に回転力を与える。

また、エンジン回転数センサ２は、エンジン回
転数を任意の適宜の方法で検知し、これに応じた
デジタルのエンジン回転数信号を、電子制御装置
４０へ供給する。スロツトル開度センサ３９は、
スロツトル弁３２の開度信号をデジタル信号とし
て電子制御装置４０へ供給する。

電子制御装置４０は、後述するようにして、リ
ニアソレノイド１６に流れる電流を制御すると共
に、内燃エンジンの吸入空気量が制御不能の状態
にあると判定した時には、現在のスロツトル開度
とエンジン回転数とから、内燃エンジンの動作点
が予定のフユエルカツト領域内にあるかどうかを
判定し、判定結果が肯定的である場合にはフユエ
ルカツト指令信号を発生・出力する。

第３図は、第２図の電子制御装置４０の内部構
成の一具体例を示す回路図である。図において、
第２図と同一の符号は、同一または同等部分をあ
らわしている。

電子制御装置４０は、中央演算装置（CPU）
５０、記憶装置（メモリ）５１および入出力信号
処理回路（インターフエース）５２からなるマイ
クロコンピユータ５３と、マイクロコンピユータ
５３の指令に応じてリニアソレノイド１６に流れ
る電流を制御等する駆動回路５４から構成されて
いる。

また、本実施例では、リニアソレノイド１６の
一端が前記駆動回路５４に接続され、他端がバツ
テリ５５に接続されている。なお、符号５６は、
噴射ノズル３４（第２図）のソレノイドを示す。

第３図において、スロツトル弁３２（第２図）
が前記アイドル開度となつている。アイドル運転
時には、後記する(1)式により、CPU５０で演算
されたリニアソレノイド電流指令値Ｉ cmdがイ
ンターフエース５２から出力される。

Ｉ cmd＝Ｉ fbn＋Ie＋Ｉ at＋Ｉ hac…(1) (1)式における各項の内容は、次の通りである。

Ｉ fbn……エンジン温度の関数である目標ア
イドル回転数と、エンジン回転数センサ２により
検出された実際のエンジン回転数との偏差をもと
に、比例（Ｐ項）、積分（Ｉ項）、微分（Ｄ項）制
御を行う為のPIDフイードバツク制御項（基本制
御項）。

Ｉ ｅ……交流発電機（ACG）の負荷、すな
わちACGのフイールド電流に応じて予定値を加
算する加算補正項。

Ｉ at……自動変速機ATのセレクタ位置がド
ライブ(D)レンジにある時に予定値を加算する加算
補正項。

Ｉ hac……エアコン作動時に予定値を加算す
る加算補正項。

なお、上の(1)式の各項を得て、Ｉ cmdを
CPU５０で演算する為には、図示したエンジン
回転数センサ２およびスロツトル開度センサ３９
の他に、各種センサを適宜配設して、これらセン
サ出力をマイクロコンピユータ５３へ供給しなけ
ればならない。しかし、このことは当然であるの
で各種センサの図示は省略してある。

前記(1)式により演算されたＩ cmdは、インタ
ーフエース５２から駆動回路５４の一部を構成す
る可変デユーテイ発振器５７に供給される。該可
変デユーテイ発振器５７は、Ｉ cmdに応じてデ
ユーテイ比制御がなされたパルス信号を出力す
る。

前記可変デユーテイ発振器５７のパルス信号
は、リニアソレノイド駆動用トランジスタTr１
のベースに印加される。この結果、該トランジス
タTr１はパルス信号に応じて駆動される。

本実施例では、トランジスタTr１の駆動状態
に応じて、バツテリ５５からの電流が、リニアソ
レノイド１６、トランジスタTr１および抵抗Ｒ
１を通つてアースへと流れる。この為に、該電流
（ソレノイド電流）に応じて制御弁３０（第２図）
の開度はリニアに制御されることになる。

ところで、本実施例では、前記ソレノイド電流
を、抵抗Ｒ１による電圧降下量として検出し、電
流検出回路５８でデジタル信号に変換してインタ
ーフエース５２へ供給している。すなわち、イン
ターフエース５２には、リニアソレノイド１６に
流れた電流値Ｉ actがデジタル信号化されて供
給されることになる。

次に、本実施例では、後述するようにして、前
記Ｉ act信号およびエンジン回転数センサ２の
出力（エンジン回転数信号）から、内燃エンジン
の吸入空気量が制御不能の状態にあるか否かをマ
イクロコンピユータ５３で判定する。

この結果、制御不能の状態にあると判定した場
合には、実際のスロツトル弁３２の開度（スロツ
トル開度θth）およびエンジン回転数Neに応じ
て、フユエルカツトをするか否かを決定する。

以下、この燃料供給制御動作について、図面を
用いて説明する。

第４図はマイクロコンピユータ５３の動作を説
明するフローチヤートである。

マイクロコンピユータ５３は、エンジン回転数
に同期した割込み信号により、燃料供給制御動作
をスタートする。

ステツプＳ１……前記電流値Ｉ actが、アイ
ドル運転時のＩ cmdの最小値Io（一例としては、
約200mA）よりも、予定以上に大幅に低い状態
（Ｉ act≪Io）が予定時間（例えば３秒間）継続
したか否かを判断する。該判断が成立した時に
は、処理はステツプＳ６へ進み、該判断が不成立
の時にはステツプＳ２へ進む。

このステツプＳ１の判断が成立する場合として
は、第３図中における次の(1)〜(5)の原因が考えら
れる。

(1) 第３図のＢ点のアースへのシヨート。

(2) 前記Ｂ点の断線。

(3) トランジスタTr１がオフ状態になりつぱな
しとなつた時。

(4) 第３図のＣ点の断線。

(5) 電流検出回路５８の故障により、該電流検出
回路５８の出力が、ローレベルになりつぱなし
となつた時。

ただし、前記(1)および(5)の原因による場合に
は、ステツプＳ１の判断は成立しても、実際には
リニアソレノイド１６に電流が流れている。すな
わち、(1)の場合は、リニアソレノイド１６に大電
流が流れる為に制御弁３０はほぼ全開状態とな
る。また、(5)の場合は、リニアソレノイド１６に
適正な電流が流れ、したがつて制御弁３０は適正
な開度に保持されている場合もある。

前記(2)〜(4)の原因の場合には、実際にリニアソ
レノイド１６に電流が流れず、この結果、制御弁
３０はほぼ全閉状態にある。したがつて、この場
合には、従来と同様に、本実施例でも、既知の適
宜の手段により、各種弁を全開として吸入空気量
を確保するようにしている。

ステツプＳ２……前記Ｉ actがＩ cmdより
も予定以上に大幅に高い状態（Ｉ act≫Ｉ
cmd）が、予定時間（例えば３秒間）継続したか
否かを判断する。該判断が成立した時には、ステ
ツプＳ６へ進み、該判断が不成立の時にはステツ
プＳ３へ進む。

このステツプＳ２の判断が成立する場合として
は、第３図中における次の(6)、(7)の原因が考えら
れる。

(6) トランジスタTr１がオン状態になりつぱな
しとなつた時。

(7) 電流検出回路５８の故障により、該電流検出
回路５８の出力がハイレベルになりつぱなしと
なつた時。

ただし、前記(7)の原因による場合には、ステツ
プＳ２の判断は成立しても、実際にはリニアソレ
ノイド１６に適正な電流が流れて、制御弁３０を
適正な開度に保持している場合もある。

ステツプＳ３……予定時間（例えば10秒間）内
に、予定回数（例えば３回）以上のエンジン回転
数の大きなハンチングが生じたか否かを判断す
る。

この判断は、具体的には、エンジン回転数セン
サ２の出力から、予定幅以上のエンジン回転数の
変動を検出し、該変動が前記予定時間内に予定回
数以上生じたかどうかを検出することで行なわれ
る。

該判断が成立した時には、ステツプＳ６へ進
み、該判断の不成立時には、リニアソレノイド１
６の駆動回路５４を含む吸気系に異常がないとし
て、ステツプＳ１０へ進む。

なお、ステツプＳ３の判断が成立する場合とし
ては、次の(8)〜(10)のような故障原因が考えられ
る。減速フユエルカツトシステムを搭載した車
は、前述したように、フユエルカツトが解除され
る時のエンジン回転数と、該フユエルカツト解除
状態からフユエルカツトされる時のエンジン回転
数とにいわゆるヒステリシスがある為に、次の(8)
〜(10)のような故障原因がある場合には、エンジン
回転数の大きなハンチングを生ずるからである。

(8) 制御弁３０が正常動作時に比べべて開き方向
で機械的に固着されてしまつている時。

(9) スロツトル弁３２は、具体的には、プライマ
リ側バルブとセコンダリ側バルブからなるが、
セコンダリ側バルブが機械的故障により戻り不
良状態となつている時。（なお、スロツトル開
度を代表するのは、プライマリ側バルブの開度
である） (10) 例えば、吸入負圧測定用のパイプ外れ、また
は排気ガス再循環方式（EGR）の還流配管外
れ等により、インテークマニホールド３３側に
空気が洩れ込む状態となつた時。

ステツプＳ１０……当該車両が減速中であるか
否か、すなわち当該車両が所定の減速条件を満た
しているか否かを判定する。所定の減速条件を満
たしている場合には、ステツプＳ４に移行する。

また、前記条件を満たしていない場合には、当
該処理は終了する。

ステツプＳ４……スロツトル開度センサ３９に
より検出した最新のスロツトル開度値と、エンジ
ン回転数センサ２により検出したエンジン回転数
の最新値から、スロツトル開度θthおよびエンジ
ン回転数Neをパラメータとして減速時のフユエ
ルカツト領域が予め決定されている第５図の破線
で囲まれた減速時フユエルカツト判別テーブルＴ
１を選択する。このフユエルカツト判別テーブル
Ｔ１は、メモリ５１のROM（読み出し専用メモ
リ）に予め記憶されている。

ステツプＳ６…スロツトル開度センサ３９によ
り検出した最新のスロツトル開度値と、エンジン
回転数センサ２により検出したエンジン回転数の
最新値から、スロツトル開度θthおよびエンジン
回転数Neをパラメータとしてフユエルカツト領
域が予め決定されている第５図のフユエルカツト
判別テーブルＴ２を選択する。このフユエルカツ
ト判別テーブルＴ２も、メモリ５１のROMに記
憶されている。

なお、この第５図に斜線で示すフユエルカツト
領域には、いわゆるヒステリシスを持たせていな
い。したがつて、アクセルを全く踏み込んでいな
いスロツトル弁３２のほぼ全閉状態の時（本実施
例では、スロツトル弁の開度が3゜以下の時）には
エンジン回転数が1200rpm以上になるとフユエル
カツトされ、該回転数より低下するとフユエルカ
ツトが解除される。

この為にエンジン回転数は、ほぼ1200rpmに維
持される。また、スロツトル弁を軽く踏み込んで
その開度が5゜に至るまでは、フユエルカツトされ
るエンジン回転数がリニアに上昇するようにフユ
エルカツト領域が定められている。この為に、吸
気系の異常時にもスムーズな運転状態が得られ
る。

なお、第５図に示す6800rpmは、内燃エンジン
が機械的に許容できる最高回転数の一例である。

ステツプＳ７……当該車両のエンジン状態（エ
ンジン回転数及びスロツトル開度）が前記ステツ
プＳ４又はＳ６で選択したフユエルカツト領域に
あるか否かを判断する。該判断が成立した時には
ステツプＳ８へ進み、不成立の時には当該処理は
終了する。

ステツプＳ８……フユエルカツト指令信号を発
生・出力する。この結果、既知の適宜の手段によ
り、噴射ノズル３４のソレノイド５６に流れる電
流は遮断されることになる。すなわち、フユエル
カツト状態となる。その後、当該処理は終了し、
メインプログラムへ戻る。

次に、本発明の機能ブロツク図を第１図に示
し、これについて説明する。

Ｉ cmd作成手段１０１は、例えば前記(1)式の
演算を行なつてＩ cmdを発生する。電流量調節
手段１０２は前記Ｉ cmdに応じて駆動制御さ
れ、リニアソレノイド１６に流れる電流量を調節
する。Ｉ act検出手段１０３は、リニアソレノ
イド１６に流れた電流値Ｉ actを検出する。

Ｉ act≪IoまたはＩ act≫Ｉ cmd判定手段
１０４は、前記電流値Ｉ actと前記Ｉ cmdと
を比較して、Ｉ act≪Io（前記したように、Ioは
Ｉ cmdの最小値）、またはＩ act≫Ｉ cmdの
状態が予定時間、継続したか否かを判定する。

そして、該判定結果が肯定的である場合には、
異常検出信号（論理値“１”の信号）をオア回路
１０５ａの一方の端子に供給する。

ハンチング検出手段１０６は、エンジン回転数
センサ２の出力から、予定時間内に予定回数以上
のエンジン回転数の大きなハンチングがあつたか
否かを検出し、あつた場合には、異常検出信号
（論理値“１”の信号）をオア回路１０５ａの他
方の端子に供給する。

オア回路１０５ａは、Ｉ act≪IoまたはＩ
act≫Ｉ cmd判定手段１０４、あるいはハンチ
ング検出手段１０６のいずれか一方から出力信号
が供給された時、“１”信号を出力する。

該“１”信号の出力は、レジスタ１０５ｃで保
持されて、フユエルカツト領域記憶手段１０７へ
供給される。

フユエルカツト領域記憶手段１０７は、スロツ
トル開度θthおよびエンジン回転数Neをパラメー
タとして、フユエルカツト領域が予め決定されて
いるフユエルカツト判別テーブル（実施例では、
テーブルＴ２）を記憶している。

そして、前記レジスタ１０５ｃから“１”信号
が供給された時には、これに応じて現在のスロツ
トル開度およびエンジン回転数より現在の内燃エ
ンジンの動作点がフユエルカツト領域にある場合
には、フユエルカツト指令信号（論理値“１”の
信号）を発生・出力する。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、つぎのような効果が達成される。

(1) 制御弁または該制御弁の駆動回路等の異常に
より、アイドル運転時の吸入空気量が過大とな
つたり、また同様の理由により吸入空気量が過
小となり、これに応じて各種弁が開かれた結
果、過大となつた場合にも、予定のエンジン回
転数以上となつた時にはフユエルカツトされる
ので、該予定のエンジン回転数以上にはアイド
ル回転が上昇することがない。

さらに、スロツトル開度の増大とともにフユ
エルカツトされるエンジン回転数がリニアに上
昇するようにフユエルカツト領域が設定されて
いるので、スロツトル弁のほぼ全閉状態からア
クセルを踏み込んだ場合でも、エンジン回転数
は、急増することなく、スロツトル開度に応じ
て緩やかに上昇することができ、良好な発進操
作が可能となる。

(2) また、本発明ではフユエルカツト領域に、従
来の減速時のフユエルカツトのような、いわゆ
るヒステリシスを持たせていないので、エンジ
ン回転数が大きくハンチングするということが
ない。

この結果、内燃エンジンの吸入空気量が制御
不能の状態となつた場合において、従来のフユ
エルカツトシステムのみを搭載した従来車に比
べて、乗り心地および運転操作のしやすさの点
で優れることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能ブロツク図である。第２
図は本発明の一実施例の概略構成図である。第３
図は第２図の電子制御装置の内部構成の一具体例
を示す回路図である。第４図はマイクロコンピユ
ータの動作を説明するフローチヤートである。第
５図は第３図のメモリのROMに記憶されている
フユエルカツト領域が予め決定されているフユエ
ルカツト判別テーブルである。 ２…エンジン回転数センサ、１６…リニアソレ
ノイド、３０…制御弁、３１…バイパス通路、３
２…スロツトル弁、３８…ピストン、３９…スロ
ツトル開度センサ、１０１…Ｉ cmd作成手段、
１０２…電流量調節手段、１０３…Ｉ act検出
手段、１０４…Ｉ act≪IoまたはＩ act≫Ｉ
cmd判定手段、１０６…ハンチング検出手段、１
０７…フユエルカツト領域記憶手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃エンジンのスロツトル弁下流に供給する
   吸入空気量を制御する制御弁を備えた内燃エンジ
   ンの燃料供給制御装置において、 前記吸入空気量の異常を検出した時に異常検出
   信号を出力する異常検出手段と、 内燃エンジンの回転数を検出するエンジン回転
   数センサと、 スロツトル弁の開度を検出するスロツトル開度
   センサと、 スロツトル開度およびエンジン回転数をパラメ
   ータとして、異常時のフユエルカツト領域を記憶
   したフユエルカツト領域記憶手段と、 前記異常検出信号に応答して、前記スロツトル
   開度およびエンジン回転数によつて決まるエンジ
   ンの動作点が、前記異常時のフユエルカツト領域
   にある場合には、フユエルカツト指令信号を発生
   するフユエルカツト制御手段とを具備し、 前記異常時のフユエルカツト領域は、スロツト
   ル弁の全閉時に所定回転数をフユエルカツトのエ
   ンジン回転数とし、該所定回転数よりスロツトル
   弁の開弁に伴つてフユエルカツト回転数が高くな
   るように設定された領域であり、かつ該領域は減
   速時のフユエルカツト領域を内包することを特徴
   とする内燃エンジンの燃料供給制御装置。 ２ スロツトル開度が予定開度以上となつた時に
   は、エンジン回転数にかかわらず前記異常時のフ
   ユエルカツト領域が設定されていないことを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１項記載の内燃エン
   ジンの燃料供給制御装置。 ３ 前記制御弁は、内燃エンジンのスロツトル弁
   の上流と下流とを連通するバイパス通路に設けら
   れ、その開度がソレノイドに流れる電流量に応じ
   て比例的に制御される制御弁であつて、 かつ前記異常検出手段は、前記ソレノイドの電
   流指令値Ｉ cmdと前記ソレノイドに流れた電流
   Ｉ actとを比較して、その結果、予定のＩ act
   ≪Io（IoはＩ actの最小値）あるいは予定のＩ
   act≫Ｉ cmdの状態が予定時間継続したか否か
   を判定し、該判定結果が肯定的である場合には前
   記異常検出信号を出力するＩ act≪IoまたはＩ
   act≫Ｉ cmd判定手段と、前記エンジン回転
   数センサの出力からエンジン回転数のハンチング
   を検出し、予定時間内に予定回数以上の該ハンチ
   ングを検出した時には、前記異常検出信号を出力
   するハンチング検出手段とから成ることを特徴と
   する前記特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   内燃エンジンの燃料供給制御装置。