JPH0454246A

JPH0454246A - エンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: JPH0454246A
Application number: JP16479590A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takebayashi; 広行竹林
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1992-02-21

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】［産業上の利用分野コ本発明は、燃料の加速増量を行なうようにしたエンジン
の燃料制御装置に関するものである。

［従来の技術］吸気量に対して一定の比率で燃料を噴射し、空燃比（Ａ
／Ｆ）を理論空燃比に維持するようにした、燃料噴射式
エンジンは従来より知られている。このような燃料噴射
式エンジンでは、加速時において、吸気量の増加に対す
る燃料噴射量の増加が、実際に空燃比（Ａ／Ｆ）に反映
されるまでには若干の時間遅れが伴われる。このため、
加速初期に吸気がリーン化するといった現象（以下、こ
れをリーンスパイクという）が生じる。そこで、加速時
には、通常時より燃料噴射量を増やすようにした（以下
、これを加速増量という）燃料噴射式エンジンが提案さ
れている。（例えば、特公昭６０−１７９３９号公報参
照）。

このような加速増量を行なうようにしたエンジンにおい
ては、エンジンの加速度合を検出する必要があるが、例
えば、エアフローセンサの出力値から直接的に得られる
吸気量（以下、これを実測吸気量という）の、時間に対
する変化率に基づいてエンジンの加速度合を検出するよ
うにしたエンジンが知られている。かかるエンジンでは
、既設のエアフローセンサの出力値に基づいて、コント
ロールユニットのソフトウェア上の対応のみによって加
速度合を検出することができ、とくに加速検出手段を設
けなくてもよいといった利点がある。

ところで、一般にエンジンにおいては、吸気弁開弁時の
吹き返し等によって、吸気通路内にはエアの脈動ないし
乱れが生じ、このような脈動等によるエアの流れもエア
フローセンサで検出されるので、吸気量の検出精度が低
下するといった問題がある。また、このような脈動等に
よる吸気量の変化はわずかな時間内に生じるので、その
時間に対する変化率が非常に大きくなり、このため吸気
量の時間に対する変化率に基づいて行なわれる、加速度
合の検出にとくに支障をきたすといった問題がある。な
お、このような脈動等の影響は、とくにホットワイヤ式
あるいはホットフィルム式のエアフローセンサにおいて
著しい。

そこで、最近の複数の実測吸気量の加重平均をとるなど
といった、いわゆるなまし処理を施すことによって得ら
れるなまし吸気量に基づいて燃料噴射を行なうようにし
た燃料制御装置が提案されている。

そして、このような燃料制御装置では、なまし吸気量が
過去の実測吸気量を加味して算出されるので、加速時（
減速時）においては、現在の実測吸気量となまし吸気量
との間に、加速度合に応じた偏差（以下、これを吸気量
偏差という）が生じる。

本願出願人は、このような事実に着目して、すでに、吸
気量偏差に基づいてエンジンの加速度合を演算し、エン
ジンが所定の加速状態にあるときに燃料の加速増量を行
なうようにした燃料制御装置を提案している（特願平１
−３２６４４７号明細書参照）。かかる燃料制御装置に
おいては、加速度合の演算に、実測吸気量の時間に対す
る変化率を用いないので、実質的に脈動等の影響を排除
することができ、正確な加速判定を行なうことができる
といった利点がある。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、吸気量偏差に基づいて燃料の加速増量を
行なうようにしたエンジンについて、本願発明者らがさ
らに詳細な研究を行なったところ、加速初期のリーンス
パイクは防止されるものの、加速中期以降（加速終了後
を含む）に空燃比（Ａ／Ｆ）が大幅にリッチ側にずれる
現象（以下、これをオーバーリッチ化という）が発生す
るといった事実が判明した。

これに対して、燃料の加速増量開始後、一定時間または
一定の点火回数で加速増量を打ち切るといった対応が考
えられる。しかし、この対応策では、加速の緩急にかか
わらず一律に加速増量が打ち切られるので、加速の緩急
に応じた適切な加速増量を行なうことができない。

また、加速判定レベルを高くして、加速増量の終了時期
を早めるといった対応が考えられる。しかし、この対応
策では加速増量の開始時期が遅れてしまい、リーンスパ
イクを十分に抑制することができなくなるといった問題
がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、吸気量偏差に基づいて燃料の加速増量を行なうよ
うにしたエンジンにおいて、加速の緩急に応じて適切な
加速増量を行なうことができ、加速初期のリーンスパイ
クの防止と加速中期以降のオーバーリッチ化の防止とを
両立させることができるエンジンの燃料制御装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記の目的を達するため、吸気量検出手段の
出力値から直接的に得られる実測吸気量と、該実測吸気
量に対してなまし処理を施して得られるなまし吸気量と
の間の吸気量偏差に基づいて、エンジンの加速度合を求
め、エンジンが加速状態にあるときに、燃料の加速増量
を行なうようにしたエンジンの燃料制御装置であって、
実測吸気量となまし吸気量との偏差がある状態において
、実測吸気量が減少したときには、燃料の加速増量を制
限するようにしたことを特徴とするエンジンの燃料制御
装置を提供する。

［発明の作用・効果コ一般的に、加速時においてはその緩急にかかわらず、実
測吸気量が減少しはじめる時点（以下、この時点を変曲
点という）以降、気筒に実際に吸入されるエア量が減少
し、吸気の状態が、リーンスパイクが収拾される反面、
オーバーリッチ化が惹起される方向に向かう。

そして、本発明によれば、このような変曲点で加速増量
の減量あるいは打ち切り等の増量制限が行なわれるので
、変曲点以前の加速増量によって加速初期のリーンスパ
イクが有効に抑制され、かつ変曲点以降の増量制限によ
って加速中期以降のオーバーリッチ化が抑制される。

したがって、加速の緩急に応じて、加速初期のリーンス
パイクの発生の防止と、加速中期以降のオーバーリッチ
化の防止とを両立させることができる。

［実施例］以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、エンジンＥは、吸気弁１が開かれ
たときに、吸気ボート２を介して吸気通路３から燃焼室
４内に混合気を吸入し、この混合気をピストン５で圧縮
した後、点火プラグ（図示せず）で点火して燃焼させ、
燃焼ガスを排気弁６が開かれたときに排気ポート７を介
して排気通路８に排出するようになっている。

吸気通路３には、上流側から順に、吸気中の浮遊塵を除
去するエアクリーナ１１と、ホットフィルム式のエアフ
ローセンサ１２と、アクセルペダル（図示せず）と連動
して開閉されるスロットル弁Ｉ３と、吸気の流れを安定
化するサージタンク１４と、吸気中に燃料を噴射する燃
料噴射弁１５とが設けられている。

吸気通路３には、スロットル弁１３をバイパスする小径
のバイパス吸気通路１７か設けられ、このバイパス吸気
通路１７には、これを開閉するバイパスバルブ１８が介
設されている。このバイパスバルブ１８は、エアコン作
動時、パワーステアリング装置作動時等の高負荷時に開
かれ、アイドルアップを行なうようになっている。

そして、エンジンＥの燃料制御を行なうために、マイク
ロコンピュータで構成されるコントロールユニット２０
が設けられ、このコントロールユニット２０は、エアフ
ローセンサ１２から出力されるエアフローセンサ出力値
Ｑａｓ　アイドルスイッチ２Ｉ・から出力されるアイド
ルスイッチ信号Ｉｄｌｅ、水温センサ２２から出力され
る冷却水温度Ｔｗ、回転数センサ２３から出力されるエ
ンジン回転数Ｎｅ等を制御情報として、燃料制御を行な
うようになっている。なお、コントロールユニット２０
は、請求項１に記載された燃料制御装置に相当する。

以下、第２図（ａ）　、　（ｂ）に示すフローチャート
に従って、コントロールユニット２０による燃料制御の
制御方法を説明する。

コントロールユニット２０は、基本的には、空燃比（Ａ
／Ｆ）を理論空燃比（空気過剰率λ＝１）に維持するよ
うな燃料制御を行なうようになっているが、前記したと
おり、加速時にはリーンスパイクが生じるので、これを
防止するために燃料の加速増量を行なうようになってい
る。

制御が開始されると、ステップＳｌで、エンジン回転数
Ｎｅと、エアフローセンサ出力値Ｑａと、冷却水温度Ｔ
ｗと、アイドルスイッチ信号Ｉｄｌｅとが読み込まれる
。

ステップＳ２では、式１を用いて、エンジン回転数Ｎｅ
とエアフローセンサ出力値Ｑａとから直接的に、実測吸
気量ＣＥｏが演算される。なお、式ｌにおいてＫは換算
係数である。

ＣＥ○＝　Ｋ−Ｑａ／　Ｎｅ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　・・式ｌステップＳ３では、なま
し吸気量ＣＥｃｃａが、式２を用いて演算され、このな
まし吸気量ＣＥｃｃａに対応する燃料噴射弁１５の基本
噴射パルス幅Ｃｃｃａが、式３を用いて演算される。

ＣＥｃｃａ＝　ＣＥｃｃａ’　・Ｋｃｃａ＋　ＣＥｏ（
１−Ｋｃｃａ）−式２Ｃｃｃａ＝Ｋｐ−ＣＥｃｃａ・・
・・・・・・・・・・　・・・・・・・・・・式３式２
、式３において、ＣＥｃｃａ’は前回のなまし吸気量で
あり、Ｋｃｃａはなまじ係数であり、Ｋｐは吸気量を燃
料噴射弁１５のパルス幅に換算するための換算係数であ
る。

前記したとおり、吸気通路３内では、吹き返し等によっ
て吸気の脈動あるいは乱れが生じるので、この影響を排
除するため、このようななまし処理が行なわれる。なお
、なまし係数Ｋｃｃａは、前回のなまし吸気ｊｌｃＥｃ
ｃａ’の重み、すなわち過去の実測吸気量の今回のなま
し吸気量ＣＥｃｃａに対する寄与率をあられす。

ステップＳ４では、吸気量偏差ΔＣＥＡが、式４を用い
て演算される。

ΔＣＥＡ＝　ＣＥｏ　−ＣＥｃｃａ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・式４ここで、な
まし吸気量ＣＥｃｃａは、前回のなまし吸気量ＣＥｃｃ
ａ’すなわち過去の実測吸気量を用いて演算されている
ので、加速時においては、実測吸気量ＣＥｏに対して時
間遅れが生じ、このためＣＥｏとＣＥｃｃａとの間には
吸気量偏差ΔＣＥ＾が生じる。例えば、第３図に示すよ
うに、加速時において、実測吸気量ＣＥｏが曲線Ｇ、の
ように変化したときに、なまし吸気量ＣＥｃｃａは曲線
Ｇ、のように変化し、両者間には加速度合に応じた吸気
量偏差ΔＣＥＡが生じる。したがって、この吸気量偏差
ΔＣＥＡがエンジンＥの加速度合をあられすことになる
。そこで、本実施例では、エンジンＥが、以下のステッ
プＳ５〜ステツプＳ７の条件が成立するような運転状態
にあるときには、リーンスパイクの発生を防止するため
に、この吸気量偏差ΔＣＥＡに基づ０て燃料の加速増量
が行なわれる。

まず、ステップＳ５では、アイドルスイッチ信号Ｉｄｌ
ｅがオフであるか否かが比較される。本実施例では、ア
イドル時には加速増量が行なわれなＬ）。

けだし、アイドル時に、アクセルペダルが踏み込まれて
リーンスパイクが生じるとしても、この状態は空吹かし
であるので、とくに燃料を増量する必要がないからであ
る。したかつて、比較の結果、アイドルスイッチ信号Ｉ
ｄｌｅがオンであれば（Ｎｏ）、すなわちアイドル時で
あれば、ステ・ツブＳ９が実行され、加速増量値Ｃａｃ
ｃ（パルス幅）が０にセットされる。

一方、ステップＳ５での比較の結果、アイドルスイッチ
信号Ｉｄｌｅがオフであれば（ＹＥＳ）、すなわちアイ
ドル時でなければ、ステップＳ６が実行され、吸気量偏
差ΔＣＥＡが加速判定レベルＫｇａｃｍｎを超えている
か否かが比較される。この加速判定レベルＫｇａｃｍｎ
は、実質的にリーンスノくイクカく生じないささいな加
速時には、加速増量を禁止することができるような適当
な値に設定される。

ステップＳ６での比較の結果、ΔＣＥＡ≦Ｋｇａｃｍｎ
であれば（Ｎｏ）、加速度合が小さく加速増量を行なつ
必要がないので、ステップＳ９が実行され、加速増量値
Ｃａｃｃが０にセットされる。

ステップＳ６での比較の結果、ΔＣＥＡ　＞　Ｋｇａｃ
ｍｎであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７が実行され、今
回の実測吸気量ＣＥｏと前回の実測吸気量ＣＥｏ’の差
が０以上であるか否か、すなわち実測吸気量が増加して
いるか否かが比較される。前記したとおり、加速が終了
するまで加速増量を行なうと、オーバーリッチ化が生じ
るので、これを防止するために実測吸気量ＣＥｏが減少
しはじめた時点（変曲点）で加速増量が打ち切られる。

ステップＳ７での比較の結果、ＣＥｏ−ＣＥｏ’≧０で
あれば（ＹＥＳ）、実測吸気量ＣＥｏがまだ増加しつづ
けているので、リーンスパイクを抑制するためにステッ
プＳ８が実行され、加速増量値Ｃａｃｃが、式５を用い
て演算される。

Ｃａｃｃ＝（ΔＣＥＡ　　Ｋ１）　’　Ｋｔ　・Ｋｓ　
・ＫＰ・”’−”””式５式５において、Ｋｌは不感帯
を設定するための定数であり、Ｋ、は加速増量の重みを
設定するための重み係数であり、Ｋ３はエンジン温度に
応じて加速増量を補正するための温度補正係数であり、
Ｋｌ）は吸気量を燃料噴射弁１５のパルス幅に換算する
ための換算係数である。

ステップＳ７での比較の結果、ＣＥｏ　−ＣＥｏ’　＜
　０であれば（Ｎｏ）、変曲点に達して実測吸気量ＣＥ
。

が減少しているので、まもなくリーンスノ（イクが収束
する反面、オーバー１ハツチ化が生じる状態にある。こ
のため、ステップＳ９が実行され、加速増量値Ｃａｃｃ
が０にセットされ、加速増量が打ち切られ、オーバーリ
ッチ化が抑制されるようになっている。例えば、第３図
に示すように、時刻ｔ。で加速が開始され時刻ｔ、で実
測吸気量ＣＥｏか減少しはじめた場合、加速増量値Ｃａ
ｃｃ（曲線Ｇ、）は、時刻ｔ、以降は０となる。

この後、ステップＳ１０で、最終噴射パルス幅Ｃが、式
６を用いて演算される。

Ｃ＝Ｃｃｃａ＋Ｃａｃｃ＋Ｃｅ１ｓｅ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・式６なお、式６にお
いて、Ｃｅ１ｓｅは、加速以外の原因による燃料増量値
（噴射パルス）であり、エンジンＥの運転状態に応じて
、普通の方法で設定される。

ステップＳｌｌでは、最終噴射パルス幅Ｃが燃料噴射弁
１５に出力され、最終噴射パルス幅Ｃに対応する燃料噴
射が行なわれる。この後、ステップＳｌに復帰する。

このような燃料制御が行なわれると、第３図中の曲線Ｇ
４で示すように、加速中期以降のオーバーリッチ化がほ
とんど生じない。したがって、リーンスパイクを抑制す
ることができ、かつオーバーリッチ化を抑制することが
できる。

これに対して、第４図に示すように、実測吸気量減少時
に加速増量を打ち切らない場合は（曲線ＨＩ、　Ｈｔ　
、　Ｈｓ　）、加速後に著しいオーバーリッチ化が生じ
る（曲線Ｈ，）。

なお、本実施例では、実測吸気量が減少しはじめた時点
で加速増量を打ち切るようにしているが、加速増量の制
限方法はこれに限られるものでないのはもちろんである
。例えば、実測吸気量が減少しはじめた時点で、式５に
おける重み係数に、を小さくするなどして加速増量を制
限するよう１こしてもよい。また、実測吸気量が減少し
はじめた時点から加速増量値Ｃａｃｃを適当な比率で漸
減さけるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる燃料制御装置を備えたエンジ
ンのシステム構成図である。第２図（ａ）　、　（ｂ）は、夫々コントロールユニッ
トによる燃料制御の制御方法を示すフローチャートであ
る。第３図は、加速時における、吸気量と加速増量値と空気
過剰率の、時間に対する特性を示す図である。第４図は、実測吸気量減少時に加速増量を制限しない場
合の、第３図と同様の図である。Ｅ・・・エンジン、３・・・吸気ａＬ１２・・・エアフ
ローセンサ、１３・・スロットル弁、１５・・・燃料噴
射弁、２０・・・コントロールユニット、２１・・・ア
イドルスイッチ、２２・・・水温センサ、２３川回転数
センサ。第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気量検出手段の出力値から直接的に得られる実
測吸気量と、該実測吸気量に対してなまし処理を施して
得られるなまし吸気量との間の吸気量偏差に基づいて、
エンジンの加速度合を求め、エンジンが加速状態にある
ときに、燃料の加速増量を行なうようにしたエンジンの
燃料制御装置であって、実測吸気量となまし吸気量との偏差がある状態において
、実測吸気量が減少したときには、燃料の加速増量を制
限するようにしたことを特徴とするエンジンの燃料制御
装置。