JPH0458026A - 吸気量制御装置 - 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〉 本発明は自動車用エンジン等に採用される吸気量制御装
置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、電子式燃料噴射装置（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣ
ｏｎｔｒｏｌｅｄ　　Ｆｕｅｌ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　
Ｄｅｖｉｃｅ　　：以降、ＥＣＩと称する）が具えられ
たエンジンシステムでは、通常走行時における混合比が
理論空燃比の近傍となるように燃料噴射弁の駆動制御が
行われる。そして、下り坂での減速運転中等においては
、触媒の温度過昇による溶損防止や燃費の低減を図るた
めに、燃料カットすなわち燃料噴射弁の駆動停止が行わ
れている。

第５図には、従来のエンジンシステムにおけるエンジン
回転数−出力線図を示しである。

燃料カットは運転者がアクセルペダルを全く踏み込んで
いないかあるいは軽く踏み込んだ状態（減速状態）で行
われる。尚、同図には燃料カットの領域をハツチングで
示す。

図中、Ｎｃは燃料カット最低回転数であり、エンジン回
転数がこれ以下である場合にはストールの虞があるため
に燃料カットは行われない、また、Ａ／Ｎ、は燃料カッ
ト最低吸気量であり、１気筒１サイクル当たりの吸気量
すなわち充填効率（以降、Ａ／Ｎと称する）がこれ以上
である場合にも燃料カットは行われない、これは、エン
ジンの負荷が大きくなるとＡ／Ｎも大きくなるため、負
荷の大きさをＡ／Ｈにより判断するためである。

〈発明が解決しようとする課題〉 エンジンシステムの設計において、単位走行距離当たり
の潤滑油消費量を減少させることは重要な課題である。

特に、エンジン回転数が高くなる高速走行時には潤滑油
消費量が増大するため頻繁な給油を余儀無くされており
、改善が望まれていた。

第６図には、ベンチテストにおける、エンジンの負荷と
潤滑油消費量との関係をグラフにより表した。同図に示
すように、潤滑油消費量は燃料を噴射している場合（実
線で示す）の方が燃料カットを行っている場合（破線で
示す）よりも全運転領域で多くなっている。

したがって、燃料カットは潤滑油消費量を少なくする効
果的な手段であるといえる。

ところが、低負荷域での燃料カットにおいては、吸気量
が少なく且つ燃焼が行われないために燃焼室内での負圧
が大きくなる。その結果、クランクケース内の潤滑油が
燃焼室内に吸い上げられて潤滑油消費量の低減効果が損
われるという問題があった。そのため、燃料カット時に
吸気量を増加させ負圧を小さくすることが考えられた。

ところが、低回転域にこれを行うとエンジンブレーキの
利きが悪くなるという別種の問題点があった。

本発明は上記状況に鑑みなされたもので、高回転域での
燃料カット時に吸気量の増大を行う吸気量制御装置を提
供し、以て潤滑油消費量を低減させることを目的とする
。

く課題を解決するための手段〉 そこで、本発明ではこの課題を解決するために、燃料噴
射弁の駆動停止が行われ、且つエンジンの回転数が燃料
カット最低回転数より大なる所定の値以上である場合に
、当該エンジンの吸気量を増大させることを特徴とする
吸気量制御装置を提案するものである６〈作　　　用〉 高回転域における燃料力・ント時には吸気量が増大され
るため、燃焼室内の圧力が高まり吸い上げによる潤滑油
消費が少なくなる。また、低回転域では吸気量が増大さ
れないため、従来通りエンジンブレーキが使用できる。

く実　施　例〉 本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明する。

第１図には本発明に係る吸気量制御装置を採用したガソ
リンエンジンシステムにおけるハードウェアの一実施例
を概念的に示し、第２図と第３図とにはこの実施例の制
御フローチャートを示しである。また、第４図には本実
施例におけるエンジン回転数−出力線図を示しである。

第１図において、Ｅは直列４気筒ＤＯＨＣ型の自動車用
ＥＣＩ付エフェンジンり、吸気マニホールド１には、そ
の上流側にエアクリーナボックス２が取り付けられた吸
気管３が、サージチャンバ４を介して接続している。エ
アクリーナボックス２内にはエアクリーナ５が収納され
ると共に、大気圧センサ６が一体化されたカルマン渦式
のエアフローセンサ７と吸気温センサ８とが設けられて
いる。吸気管３には、図示しないアクセルワイヤにより
駆動されるスロットルバルブ９と、バイパス式のＩ　Ｓ
Ｃ（Ｉｄｌｅ　５ｐｅｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブ１
０とが設けられている。図中、１１は暖気運転を促進さ
せるためのＦ　Ｉ　ＡＶ　（Ｆａｓｔ　Ｉｄｌ−ｅ　Ａ
ｉｒ　Ｖａｌｖｅ）であり、ＩＳＣバルブ１０に組み込
まれている。

スロットルバルブ９にはポテンショメータ式のスロット
ルポジションセンサ１２とアイドルスイッチ１３とが設
けられ、スロットルバルブ９の開度情報とアイドル状態
の検出情報とが、本実施例における制御中枢たるＥＣＵ
　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ
　）　１４に送られるようになっている。尚、前述した
各センサ６．７．８の検出信号もＥＣＵ１４に送られる
。ＩＳＣバルブ１０はＥＣＵ１４がらの指令により内蔵
されたステップモータ１０ａが回転し、アイドル運転時
における吸入空気量が増減されるよりになっている。

本実施例のエンジンＥは、いわゆるＭＰＩ（Ｍａｌｔｉ
　Ｐｏ１ｎｔ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　）型エンジンであ
り、吸気マニホールド１には気筒数分のヒュエルインジ
ェクタ（以降、インジェクタと略称する）１５が具えら
れている。インジェクタ１５は、図示しないインジェク
タドライバを介し、ＥＣＵ１４からの指令によりデユー
ティ−駆動される。エンジンＥには冷却水温センサ１６
．ノックセンサ１７の他、クランク角センサ１８やＴ　
Ｄ　Ｃ（Ｔｏｐ　Ｄｅｄ　Ｃｅｎｔｅｒ　）センサ１９
等が取り付けられ、これらのセンサ１６〜１９からの検
出信号もＥＣＵ１４に入力する。

排気マニホールド２０には排気ガス中の酸素濃度を検出
する０２センサ２１が取り付けられ、その検出信号がＥ
ＣＵ１４に送られる。

排気マニホールド２０の下流側にはつオームアップ・キ
ャタリティック・コンバータ２２゜キャタリティックー
コンバータ（触媒）２３を介し、メインマフラ２４が連
結している。

図中、２５は点火プラグであり、２６は点火プラグ２５
に高圧電流を供給する点火コイルである。尚、点火コイ
ル２６は、ＥＣＵ　１４により、図示しない点火ドライ
バを介して、駆動される。

次に、本実施例におけるＥＧＲ（排気ガス再循環）シス
テムの説明を行う１図中、２７は排気ガス抽出管であり
、排気マニホールド２０とＥＧＲバルブ２８とを連通し
ている。

ＥＧＲバルブ２８は排気ガスを排気ガス導入管２９を介
して吸気マニホールド１に供給するための弁であり、サ
ージチャンバ４に接続した負圧取出管３０からの負圧に
より作動する。負圧取出管３０の管路にはＥＣＵ１４に
よってデユーティ−駆動される電磁弁３１が設けられて
おり、適正量の排気ガスが吸気管３に導入される。図中
、３２はＥＧＲバルブ２８とスロットル弁９の上流側と
を連通ずる大気取出管であり、電磁弁３１により負圧取
内に徐々に大気を導入するべく、その管路にはオリフィ
ス３３が設けられている。

以下、本実施例の制御を第２図と第３図のフローチャー
トに沿って説明する。尚、フローチャートにおける制御
ステップ段を示す記号（Ｓｌ、Ｓ２．・・・、Ｍｌ、Ｍ
２・・・）は説明文中の文末に記した記号に対応する。

本実施例のエンジンシステムでは、図示しないイグニッ
ションキーをオン状態にすることにより制御が開始され
る。

エンジン始動直後から、ＥＣＵ１４ではクランク角セン
サ１８およびＴＤＣセンサ１９の信号を受け、各気筒毎
に第２図に示す燃料噴射制御（クランク割込ルーチン）
が行われる。

燃料噴射制御が開始されると、ＥＣＵ　１４はまずエア
フローセンサ７やクランク角センサ１８の出力信号に基
づき、Ａ／Ｎを算出する・　　　　　　　　　　　　　
　　・・・Ｓ１Ａ／Ｎが求められたら、ＥＣｔＪ　１４
は次に後述する燃料カットフラッグＦＦｏが１であるか
否か、すなわち燃料カットを行うがべきが否かを判定す
る。　　　　　　　　　・・・ｓ２ステップＳ２におい
てＦＦｏ＝１でない場合、ＥＣＵ１４ではエアフローセ
ンサ７やクランク角センサ１８等からのデータに基きＡ
／Ｎを求め、混合気が理論空燃比となるようにインジェ
クタ１５の基本駆動時間Ｔ８を算出する・　　　　　　
　　　　　　　　　・・＝Ｓ３次に、基本駆動時間ＴＢ
に後述の空燃比補正係数Ｋを乗じ、更にインジェクタ１
５の作動遅れ時間Ｔ。を加えて目標駆動時間Ｔ　Ｉ　Ｎ
　Ｊを算出する。

Ｔ　ＩＮＪ　＝　Ｋ　Ｘ　Ｔａ　＋　Ｔｃ、　　　　　
　　−１、Ｓ４目標駆動時間Ｔ　Ｉ　Ｎ　Ｊが得られた
ら、ＥＣＵ１４はインジェクタドライバを介してインジ
ェフタ１５を駆動する。

・・・Ｓ５ 尚、ステップＳ１においてＦＦＣ＝１である場合、ＥＣ
Ｕ１４はインジェクタ１５の駆動を行わず、燃料はカッ
トされる。

以下、第３図に示した燃料カット制御を説明する。

燃料カット制御開始後、ＥＣＵ１４はまず各種センサか
らの運転データの読込みを行い、冷却水温ＷＴや吸気温
等ＡＴに基づいて空燃比補正係数にの算出を行う。そし
て、エンジン回転数Ｎ、や冷却水温ＷＴ等に基づいてＥ
ＧＲバルブ２８の開度すなわち電磁弁３１の目標駆動デ
ユーティ−比りの算出を行い、エンジン回転数ＮＥやア
イドルスイッチ１３の状態に基づいてバイパス空気量す
なわちＩＳＯバルブ１０の目標開弁量Ｐ。の設定を行う
。

・−・Ｍ１〜Ｍ４ 次に、ＥＣＵ１４では現在のエンジン回転数Ｎ、が燃料
カット最低回転数Ｎ。より大きいか否かを判定する。　
　　　　　　・・・Ｍ５ステップＭ５においてＮＥ＞Ｎ
ｃである場合、ＥＣＵ１４は次にＡ／Ｎが第２燃料カツ
ト吸気量Ａ／Ｎ２より小さいか否かを判定する。第２燃
料カツト吸気量Ａ／Ｎ２は燃料カット最低吸気量Ａ／Ｎ
　、より大きな値であり、後述する高速域燃料カット回
転数Ｎｓにおいて燃料カットを行っても体感できない負
荷状態を判断するための値である。尚、本実施例におい
ては、第４図に示すように、第２燃料カツト吸気量Ａ／
Ｎ２が出力Ｏ１すなわち現状維持の負荷状態となってい
る。　　・−・Ｍ６ステツプＭ６においてＡ　／　Ｎ　
＜　Ａ　／　Ｎ　２である場合、ＥＣＵ１４は次にエン
ジン回転数ＮＥが燃料カット最低回転数Ｎｃより高い（
例えば、３０００ｒｐｍ程度の）高速域燃料カット回転
数Ｎ５より大きいか否かを判定する。

・・・Ｍ７ ステップＭ７においてＮ、＞Ｎ５である場合、ＥＣＵ１
４は次に吸気増量フラッグＦ０゜を１とする０本実施例
では吸気増量をＥＧＲバルブ２８とＩＳＣバルブ１０の
双方を開放させることにより行う、　　　　　　　・−
・Ｍ８次に、ＥＣＴＪ１４は内蔵された図示しない燃料
カットタイマ（以降、タイマと略称する）の値を設定値
Ｔ５　（例えば、１０〜２０秒）にセットする一方、燃
料カットフラッグＦＦ。

を１とする。すると、前述した燃料噴射制御の割込みル
ーチンにおいてインジェクタ１５の駆動が行われず、燃
料がカットされる。

−・・Ｍ９．ＭＩＯ 次に、ＥＣＵ１４は吸気増量フラッグＦ０゜が１である
か否かを判定する。　　・・−Ｍｌｌここでは、上述し
たステップＭ８において吸気増量フラッグＦ０゜がｌと
されているため、ＥＣＵ１４は電磁弁３１の駆動デユー
ティ比Ｉ）ｏｕ工を予め設定された開放デユーティ比Ｄ
ＯＰＥＮとし、ＥＧＲバルブ２８を駆動する。

また、ＩＳＣバルブ１０の開弁量Ｐ５も目標開弁量Ｐ。

に所定の値ΔＰを加えたものとし、ステップモータ１０
ａを駆動する。その結果、燃焼室内の負圧が低下し、オ
イル上がりが防止される。尚、ここでＩＳＣバルブ１０
の開弁量Ｐ５は予め設定された所定の開弁量Ｐ１として
もよい。　　　　　−・Ｍ１２．Ｍ１３ステップＭ５に
おいてＮｌ：≦Ｎｏである場合、あるいはステップＭ６
においてＡ／Ｎ≧Ａ／Ｎ２である場合、エンジンストー
ルの虞や燃料カット後の加速ショックが生じるため、燃
料カットは行わず、吸気増量もその必要がないなめ当然
に行わない。

ＥＣＵ１４は、まず吸気増量フラッグＦ。Ｃを０とする
と共にタイマＴの値をＴ５にリセットし、次に燃料カッ
トフラッグＦＦｃを０とする。その結果、前述した燃料
噴射制御の割込みルーチンにおいては、ステップ８３〜
Ｓ５によりインジェクタ１５が駆動されて燃料が噴射さ
れる。

−・−Ｍ１４〜Ｍ１６ 次にステップＭｌｌに移行するが、Ｆｏｏ−〇であるた
め、ＥＣ１Ｊ　１４は電磁弁３１の駆動デユーティ比り
。ＵＴを先に求めた目標駆動デユーティ比りとしてＥＧ
Ｒバルブ２８を駆動し、ＩＳＣバルブ１０の開弁量Ｐ５
も先に求めた目標開弁量Ｐ。とじてステップモータ１０
ａを駆動する。　　　・−Ｍ１７．Ｍ２Ｓ一方、ステッ
プＭ７においてＮ、≦Ｎ５である場合、すなわちエンジ
ン回転数ＮＥが燃料カット最低回転数Ｎ。と高速域燃料
カット回転数Ｎ５との間にある場合、ＥＣＵ１４はまず
吸気増量フラッグＦ。０をＯとする。高速域以外の燃料
カット時には吸気増量を行わないためである。

・・・Ｍ１９ 次に、ＥＣＵ１４はアイドルスイッチ１３がＯＮ状態に
あるか否かを判定し、ＯＮ状態である場合には、運転者
がアクセルペダルを全く踏み込んでいないため、ステッ
プＭ９に移行してステップＭＩＯ〜Ｍ１３によって燃料
カットを行う。　　　　　　　　　・−Ｍ２０ステップ
Ｍ２０においてアイドルスイッチ１３がＯＦＦ状態であ
る場合、ＥＣＵ１４は次にＡ／Ｎが燃料カット最低吸気
量Ａ／Ｎ。

より小さいか否かを判定する。そして、Ａ／Ｎ≧Ａ／Ｎ
　、である場合にはステップＭ１５に移行し、タイマＴ
の値をＴ５にリセットすると共に燃料の噴射を行う。　
　　−Ｍ２１ステップＭ２１においてＡ／Ｎ＜Ａ／Ｎ。

である場合、ＥＣＵ１４は次にタイマＴの値が０となっ
ているか否かすなわちカウントダウンが終了しているか
否かを判定し、Ｔ〉０である場合にはステップＭ１６に
移行して燃料の噴射を行う。他の運転域からこの運転域
に入った場合、上述したようにタイマＴの初期値は常に
Ｔ５である。　　　　　・・・Ｍ２２ステップＭ２２に
おいてカウントダウンが終了してＴ＝Ｏとなると、燃料
カットフラッグＦＦｃを１として燃料カットを行う、こ
の運転域においては触媒２３の溶損を防止するために燃
料カットを行うが、タイマＴを設けることによりてその
開始を遅延することによりアクセルを踏み込んだ際の加
速遅れや復帰時の加速ショックを防止する。　　　・・
・Ｍ２３本実施例では、燃料カットを行う運転域が第４
図のエンジン回転数−出力線図に示すように拡大される
と共に、高回転域燃料カット回転数Ｎｓ以上の運転域に
おける燃料カット時に吸気増量を行うようにした結果、
潤滑油消費量が大幅に減少した。

以上で具体的実施例の説明を終えるが、本発明の態様は
この実施例に限るものではない。

例えば、上記実施例では高回転域の燃料カット時の吸気
増量をＩＳＣバルブ１０とＥＧＲバルブ２８を用いて行
うようにしたが、スロットルバルブ９を開放方向に駆動
する等の方法を用いるようにしてもよい。また、燃料カ
ットをする運転域は拡大せず、吸気増量のみを所定のエ
ンジン回転数以上の燃料カット時に行うようにしてもよ
い。尚、この場合は第２燃料カツト吸気量Ａ／Ｎ２を設
定せず、第３図の燃料カット制御におけるステップＭ６
等は当然に不要となる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、エンジンの高回転域での燃料カット時
に吸気増量を行うようにしたため、潤滑油消費量が低減
し、メインテナンスインターバルの延長やランニングコ
ストの低減が実現される等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る吸気量制御装置を採用したガソリ
ンエンジンシステムの一実施例のハードウェア構成を示
す概念図であり、第２図と第３図とは実施例における制
御フローチャートであり、第４図は実施例におけるエン
ジン回転数出力線図である。第５図は従来のエンジン回
転数−出力線図であり、第６図は負荷と潤滑油消費量の
相関を示すグラフである。 図面中、 Ｅはエンジン、 １は吸気マニホールド、 ３は吸気管、 １０はＩＳＣバルブ、 １０ａはステップモータ、 １４はＥＣＵ、 １５はヒュエルインジェクタ、 ２８はＥＧＲバルブ、 ３１は電磁弁、 Ａ／Ｎｌは燃料カット最低吸気量、 Ａ／Ｎ２は第２燃料カツト吸気量、 Ｎｃは燃料カット最低回転数、Ｎ５ 燃料力ツト回転数である。 は高速域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射弁の駆動停止が行われ、且つエンジンの回転数
   が燃料カット最低回転数より大なる所定の値以上である
   場合に、当該エンジンの吸気量を増大させることを特徴
   とする吸気量制御装置。