JPH0615831B2 - 内燃機関の燃焼制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃焼制御装置

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JPH0615831B2
JPH0615831B2 JP23887685A JP23887685A JPH0615831B2 JP H0615831 B2 JPH0615831 B2 JP H0615831B2 JP 23887685 A JP23887685 A JP 23887685A JP 23887685 A JP23887685 A JP 23887685A JP H0615831 B2 JPH0615831 B2 JP H0615831B2
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deceleration
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、減速時のトルク変動を防止する内燃機関の燃
焼制御装置に関する。
(従来の技術) 一般に、フュエルカットを行う主目的は燃費の向上と不
要排気ガスの低減とにあり、これらを効率よく達成しつ
つエンジンの運転性をも考慮することが必要である。
従来のこの種のフュエルカット機能を備えた内燃機関の
燃焼制御装置ではエンジン回転数とアイドルスイッチか
ら減速状態を検出し、所定の減速状態であるときフュエ
ルカットを行う。かかる態様は上記装置に限らず電子制
御により燃料供給を行うものに多用されるものである。
また、一般に、機関のアイドル制御では、絞弁をバイパ
スする副吸気通路内に電磁弁(いわゆるAACバルブ)
を設け、このAACバルブの開弁時間割合を電子的に制
御しながら、副吸気通路内の空気流量(以下「補助空気
流量」)を微妙にコントロールすることが行われる。
AACバルブの開弁時間割合は、例えば、次式で与え
られる。
ISCON=(各種補正値)+α …… ここで、αはフィードバック補正値であり、このαは、
絞弁が全閉状態で且つ車速が極低車速にあるときに、エ
ンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に応じた値
となるが、それ以外の場合、例えば減速フュエルカット
制御を行う場合にはゼロに固定される。
このため、減速フュエルカット制御中の補助空気流量
は、ISCON(但しα=0)によってアイドル制御時相
当量に維持される。
ところで、フュエルカットによる運転性の悪化を防止す
るために、例えば低速時はフュエルカットを避ける、あ
るいはO2の大量流量による触媒の劣化を防止するため
に高速時にはフュエルカットを避ける等の制限も行われ
ている。さらに、近時にあっては運転性のより一層の改
善の見地からフュエルカットを所定時間遅延させる等も
考慮されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の内燃機関の燃焼制御装
置にあっては、減速フュエルカット制御時に、絞弁全閉
と同時に燃料が遮断されるが、燃料カット直前のトルク
は走行抵抗に応じて充分に大きいから、燃料カット前後
におけるトルクの段付感(フュエルカット・ショック)
を否めないという問題点がある。
また、燃料カットからの復帰時(リカバ時)にあって
は、燃料の再供給と同時にアイドル制御相当の補助空気
流量に応じた大きさのトルクが発生するが、復帰直前の
トルクはほとんどゼロであるから、同様に、復帰前後に
おけるトルクの段付感(リカバ・ショック)を否めない
という問題点がある。
(発明の目的) そこで、本発明は、減速フュエルカット開始時の復帰時
の補助空気流量を適正化することにより、フュエルカッ
ト・ショックおよびリカバ・ショックの軽減を図ること
を目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記目的達成のためにその基本概念図を第1
図に示すように、エンジンの吸気通路に介装された絞弁
の開度を検出する開度検出手段aと、エンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段bと、エンジンの運転状
態に基づいてエンジンに燃料を供給する燃料供給手段c
と、絞弁が全閉状態にあるとき、減速フュエルカット状
態への移行を判定する判定手段dと、減速フュエルカッ
ト状態への移行時には、エンジンへの吸入空気量をアイ
ドル時より減少させる制御信号を出力し、減速フュエル
カット状態からの復帰時には、エンジンへの吸入空気量
をアイドル時相当まで増大させる制御信号を出力する吸
気制御手段eと、前記絞弁の上下流路を連通する副通路
に介装され、前記吸気制御手段eから出力された制御信
号に基づいてエンジンへの吸入空気量を増減操作する吸
気操作手段fと、減速フュエルカット状態に移行してい
るときの吸入空気量を表わす信号値を、トルクショック
を生じさせない吸入空気量に相当する所定の基準値と比
較し、該信号値が基準値を下回ったときに前記燃料供給
手段cに対して燃料の供給停止を指令する一方、該信号
値が基準値を上回ったときに、前記燃料供給手段cに対
して燃料の供給再開を指令する指令信号を出力する指令
手段gと、を備えたことを特徴とする。
(作用) 減速フュエルカット状態への移行時には、まず、吸収空
気量がアイドル時より減少側に操作され、その吸入空気
量がトルクショックを生じさせない程度まで減少した時
点で燃料が遮断される。従って、その時点における発生
トルクの減少幅が充分に小さくなり、燃料カット前後の
段付感(フュエルカット・ショック)が軽減される。
また、減速フュエルカット状態からの復帰時には、吸入
空気量がトルクショックを生じさせない程度まで増大し
た時点で燃料供給が再開される。従って、その時点にお
ける発生トルクの増大幅が充分に小さくなり、燃料カッ
ト復帰前後の段付感(リカバ・ショック)が軽減され
る。
(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2〜10図は本発明の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明する。第2図において、1はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ2より吸気管3を通し
て各気筒に供給され燃料は噴射信号(供給信号)Siに
基づきインジェクタ4により噴射される。気筒内の混合
気は所定の点火タイミングで着火、爆発し、排気となっ
て排気管5を通して排出される。
吸入空気の流量Qaはエアフロメータ6により検出さ
れ、吸気管3内の絞弁7によって制御される。また、絞
弁7の開度Cvは絞弁開度センサ(開度検出手段)8に
より検出される。アイドリング時及び減速フュエルカッ
ト時には、絞弁7は全閉状態にあり、アイドリング時及
び減速フュエルカット時の空気の流れは、副通路9を通
りそこで装着されている流量制御弁(AACバルブ)1
0によって調節される。流量制御弁10はデューティ制御
値MADを有する制御信号Svに基づいて副通路9の流
路面積をデューティ制御して減速フュエルカット状態へ
の移行から復帰に至る状態及びアイドリング時等の空気
流量を制御する。上記絞弁7、流量制御弁10、主通路11
および副通路9は全体として吸気操作手段12を構成す
る。
また、エンジン1の運転状態はセンサ群13により検出さ
れ、センサ群13はエンジン1の運転状態を表すパラメー
タとしてエンジン回転数N、車速Ss、酸素濃度Vs、
冷却水温Tw、バッテリ電圧VB、エアコンの作動Ac
c、クラッチの踏み込みあるいはギアのニュートラル位
置NTを検出し、これらに対応する信号を出力する。エ
アフローメータ6、絞弁開度センサ8およびセンサ群13
は運転状態検出手段14を構成しており、運転状態検出手
段14からの信号はコントロールユニット20に入力され
る。
コントロールユニット20は単独で判定手段、指令手段お
よび吸気制御手段としての機能を有するとともにインジ
ェクタ4と共に燃料供給手段としての機能を有し、MP
U21、ROM22、RAM23、A/D変換器24、入力ポー
ト25および出力ポート26により構成される。MPU21は
ROM22に書き込まれているプログラムに従って入力ポ
ート25およびA/D変換器24より必要とする外部データ
を取り込んだり、またRAM23との間でデータの授受を
行ったりしながら減速制御に必要な処理値を演算処理
し、必要に応じて処理したデータを出力ポート26へ出力
する。出力ポート26からは前述した噴射信号Siおよび
制御信号Svが出力されるとともに、混合気に点火する
点火手段27に点火信号Spが出力される。また、入力ポ
ート25およびA/D変換器24には運転状態検出手段14か
らの信号が入力され、A/D変換器24は入力信号をA/
D変換する。ROM22はMPU21における演算プログラ
ムを格納し、RAM23は演算に使用するデータをマップ
等の形で記憶している。
次に作用を説明する。
第3、4、7、8図はROM22に書き込まれているフュ
エルカット制御のプログラムを示すフローチャートであ
り、図中P1〜P58はフローの各ステップを示してい
る。
第3図は基本噴射量演算ルーチンを示すフローチャート
であり、本ルーチンはエンジンの1/2回転毎に一度実
行される。
まず、P1でエアフローメータ6の出力信号を平滑化し
て脈動成分の変動を抑制した後A/D変換して吸入空気
量Qaを求め、P2で次式に従って基本噴射量Tpを
演算する。
Tp=K×Qa/N …… 但し、K:定数 これまでの処理は従来のいわゆるL−Jetro燃料噴射制
御と称されるものと同様であるが、本実施例では次のス
テップP3以下が異なる。
すなわち、P3で基本噴射量Tpの平滑値LTpを次式
に従って演算する。
但し、LTp′:前回の平滑値 n:整数であり、例えば数百から数千の値 これにより、平滑値LTpは基本噴射量Tpに対してn
で定まる時定数をもって追従していく値となる。次い
で、P4で差値DTpを次式に従って演算する。
DTp=LTp−Tp …… このようなLTpおよびDTpは後述のルーチンで制御
信号Svのデューティ値MADを演算する際に使用さ
れ、減速時等の燃焼の適切化のためのデータとなる。
第4図は空気流量制御ルーチンを示すフローチャートで
あり、本ルーチンは所定時間毎に一度実行される。
まず、P11で絞弁7が全閉であるか否かを判別する。全
閉でないときは、P12でエンジン1の暖機を表す冷却水
温Twに対して記憶されたアイドル制御時における制御
信号Svのデューティ値MADの学習結果GMADをR
AM23の所定アドレスから読み出すとともに、これをエ
アコン等の電気負荷に応じて補正する。次いで、P13で
P12の演算結果であるGMADの補正値を今回のデュー
ティ値MADと置き、これに対応する制御信号SVを出
力して今回のルーチンを終了する。これにより、絞弁7
が開いているときも副通路9の流路面積が適切な開度に
保持され、例えば次回のフュエルカット開始に備えられ
る。冷却水温Twやエアコン等電気負荷を考慮している
のもそのためであり、運転性のより一層の向上を意図し
ているのである。
一方、P11で絞弁7が全閉であるときは減速あるいはア
イドリング時と判断する。この場合、まずP14で制御信
号SVの基本デューティ値NMAを第5図に示すように
回転数Nと冷却水温Twをパラメータとするテーブルマ
ップからルックアップし、P15でこれをエアコン等の電
気負荷に応じて補正する。次いで、P16で減速空気増量
係数KFDを同じく第6図に示すようにNとTwをパラ
メータとするテーブルマップからルックアップする。こ
こに、KFDは減速直後の区間における空気流量増量の
値を決定する係数である。
P17ではこのKFDと第3図に示すルーチンで演算され
た差値DTpとの乗算値DK(DK=DTp×KFD)
を減速直後における空気流量を決定する値として求め、
P18でこれをリニア減衰判定レベルである定数LLGと
比較する。DK≧LLGのときはP19でデューティ値M
ADとして上記乗算値DKを採用し、DK<LLGのと
きはP20でデューティ値MADを次式に従って演算す
る。
MAD←MAD−IFD …… 但し、IFD:リニア減衰速度を表す定数 なお、式ではMAD=0を下限とする。
次いで、P21でデューティ値MADを基本デューティ値
NMAと比較し、MAD≧NMAのときは今回のルーチ
ンを終了し、MAD<NMAのときはP22以降のステッ
プに進む。したがって、MADはMAD≧NMAの条件
下にあれば減速直後区間の差値DTpが大きいときはD
Tp×KFDで与えられ、DTp×KFDが所定値LL
G未満となったら本ルーチンの実行毎にIFDなる値だ
け小さくなり直線的にゼロに近づく。
P22ではNMAをアイドル判定用の所定値LIDと比較
し、NMA<LIDのときはP23でMAD=NMAと置
いてMADの最小値をNMAに制限してルーチンを終了
する。一方、NMA≧LIDのときはP24で駆動系が接
続されているか否か(エンジンと車輪が接続中であるか
否か)を判別し、接続されているときは走行中であると
判断してP23を経てルーチンを終了する。接続されてい
ないときはアイドリング中であると判断してP25以降の
ステップでアイドル制御を行う。
まず、P25でアイドル移行が今回初めてであるか否かを
判別し、初めてのときはP26でディレーフィードバック
タイマDFTを3秒間にセットしてP27に進み、初めて
でないときはそのままP27に進む。DFTはアイドル回
転数のフィードバック制御を開始するときの遅れ時間を
カウントするタイマである。P27ではDFTのカウント
値が3秒を経過したか否かを判別し、3秒経過していな
ければP12にジャンプしてP12、P13を経た後にルーチ
ンを終了する。一方、3秒を経過しているときはアイド
ル回転数のフィードバック制御に移行するためP28に進
む。P28ではアイドル回転数の目標値Niを冷却水温T
w、エアコン、電気負荷等に基づいて演算する。
次いで、P29で現回転数Nを目標値Niと比較し、N>
NiのときはP30でアイドル補正係数HIDを変化量I
Nだけ減量補正する。また、N≦NiのときはP31で同
係数HIDをINだけ増量補正する。そして、P32でア
イドル時のデューティ値MADを次式に従って演算す
る。
MAD=NMA+HID …… 次いで、P33で学習条件が成立しているか否かを判別す
る。ここに、学習条件は、例えばエアコンOFF、電気
負荷が小、アイドル制御開始から10秒以上が経過してい
る、|N−Ni|≦20r.p.mであるというような条件を
すべて満たし安定した状態であるとき成立する。学習条
件が設立しているときはP34でアイドル時におけるデュ
ーティ時MADを学習する。学習値としてはMADの平
均値を求め、これを冷却水温Twに応じて割付けしたR
AM23の所定アドレスにストアする。
このように、制御信号Svのデューティ値MADがアイ
ドル移行前はそのときの電気負荷等に応じて適切に補正
され、またアイドル移行後は回転数Nのフィードバック
制御を実行しつつ必要に応じて学習補正される。
第7図は最終噴射量演算ルーチンを示すフローチャート
であり、本ルーチンも1/2回転毎に一度実行される。
まず、P41で基本噴射量Tpを補正する各種補正係数C
OEFを演算する。COEFは、例えば冷却水温Twに
よる補正、全開補正、始動補正等を行う係数である。次
いで、P42で酸素センサ出力に基づき空燃比を目標値に
フィードバック制御するために空燃比フィードバック補
正係数αを演算する。なお、上記COEFやαの演算に
ついては従来から周知であるため細部を省略する。
次いで、P43で制御信号Svのデューティ値MADをフ
ュエルカット判定レベルLFCと比較し、MAD≧LF
CのときはP44で最終噴射量Tiを次式に従って演算
した後ルーチンを終了する。
Ti=Tp+COEF×α+Ts…… 但し、TS……電圧補正分 一方、MAD<LFCのときはフュエルカット条件であ
ると判断してP45でTi=Tsと置き、実質上の噴射量
をゼロとして(すなわち、フュエルカットを行って)ル
ーチンを終了する。
ここで、上記のフュエルカット判定レベルLFCは、ト
ルクショックを生じさせない吸入空気量に相当する所定
の基準値で、補助空気流量を表すMADと共に、減速フ
ュエルカット時における燃料の供給停止タイミングと供
給再開タイミングを決定する重要なパラメータであり、
このLFCを適正値に設定することによって、フュエル
カット時及びリカバ時の各ショックを殆ど体感できない
程度のトルク変化とすることができる。
すなわち、減速フュエルカット状態への移行時には、M
AD(補助空気流量)がアイドル時より減少し、トルク
が充分に低下してから燃料カットを行うことができ、燃
料カット前後におけるトルクの段付感(フュエルカット
・ショック)を抑制できる。また、リカバ時には、MA
D(補助空気流量)の大きさがアイドリング相当まで増
大する前に燃料の供給を再開することができ、低めのト
ルクを発生してフュエルカットからの復帰時におけるト
ルクの段付感(リカバ・ショック)を抑制できるのであ
る。
なお、LFCの適正な値は、例えばアイドル時の補助空
気流量の1/2程度を上限として設定しても望ましい結
果が得られるが、要は、フュエルカット・ショックやリ
カバ・ショックを生じさせない程度の適正な補助空気流
量に対応させればよく、かかる適正な補助空気流量は、
実験によって求めるのが合理的である。
第8図は点火時期補正ルーチンを示すフローチャートで
あり、本ルーチンは1/2回転毎に一度実行される。
本ルーチンはエンジン1がコールド又は暖機途中にある
ときの減速感を暖機後におけるそれに比して緩慢となる
ように改良するものである。
まず、P51で基本点火時期ADV0を回転数Nと基本噴
射量Tpをパラメータとしてテーブルルックアップして
求め、P52で絞弁7が全閉であるか否かを判別する。全
閉のときはP53で制御信号Svのデューティ値MADを
点火補正用判定レベルLAHと比較し、MAD≧LAH
のときはP54で点火補正量HADVを次式に従って演
算する。
HADV=KA×(MAD−LAH)…… 但し、KA:点火補正係数 式でKAは一定値に設定され、絞弁全閉直後の減速感
が得られる程度にマッチングする。また、MAD<LA
HのときはP55でHADV=0とする。一方、上記ステ
ップP52で絞弁7が全閉でないときもP55に進む。次い
で、P56で点火時期ADVを次式に従って演算する。
ADV=ADV0−HADV…… さらに、P57でこの点火時期ADVを−15゜と比較し、
ADV<−15゜のときはP58でADV=−15゜とし、A
DV≧−15゜のときはそのままとしてルーチンを終了す
る。ADVを−15゜以上となるように制限したのは、そ
れ以上リタードすると失火のおそれがあり排気浄化触媒
の異常加熱を防ぐためである。
このように、点火時期の補正も行うことで、エンジン1
の暖機が終了していないコールド等の条件下における減
速にあっても快適な減速感を得ることができる。第9図
(a)、(b)に従来例との比較を示すように、ホットとコー
ルドとのトルク差が少ないことが判明する。因に、従来
は同図(b)に示すように減速感が本実施例に比して遅れ
ていた。
第10図(a)〜(e)は空気流量制御のタイミングチャートを
示している。
第10図(a)に示すように所定タイミングで減速が開始さ
れると、吸入空気量の急激な減少によって同図(c)に示
すように基本噴射量Tpが急激に減少してその値がゼロ
に近づくとともに、その平滑値LTpや差値DTpも図
示の如く変化していく。このとき、制御信号Svのデュ
ーティ値MADは第10図(d)に示すように、まずDTp
×KFDで与えられその値がLLG未満になると直線的
にゼロに近づいていく。これにより、減速時の補助空気
流量を表すMADの値は、減速の開始直後に一時的に大
きくなり、その後アイドル時の補助空気流量よりも少な
い所定値に至るまで次第に減少する。そして、MAD<
LFCになった時点でフュエルカットが行われる。した
がって、第10図(b)、(e)に示すように従来に比してフュ
エルカットショックが極めて緩やかなものとなって、車
両のガクガク感が回避され運転性が大きく向上する。す
なわち、減速時の減速感が滑らかなものとなる。
また、空気流量の増大に伴い減速時にマニホールド内の
付着燃料により混合気が過濃化するという不具合が防止
され、これも燃焼状態の適切化につながる。一方、リカ
バ時においても同様の空気流量制御が行われることか
ら、従来との比較を図示するようにリカバショックを滑
らかなものとすることができる。
また、本実施例にあっては第4図に示すプログラムにお
いてアイドル時の空気量をMAD=NMA+HIDとい
う演算で求めているが、NMAは回転数の低下に伴って
大きくなるという特性で与えられる。したがって、回転
数が低下すると自動的に空気流量が増加し発生トルクが
大きくなる。その結果、本実施例では耐エンスト性やア
イドル安定性を高めることができるという効果がある。
なお、上記実施例においてはトルクの滑らかな変化に加
えて空気流量も滑らかに増減しているため、運転者にと
って殆んど感じられない程度のショックとすることがで
きる。したがって、副通路9をデューティ制御する例に
限らず、例えばステップ的に制御しても実用上はさしつ
かえない場合が多い。その場合、流量制御弁10は流量を
細かく制御するという形態ではなくON/OFFの2値
切換でよく、そうすることによりコストの安いシステム
とすることが可能となる。
(効 果) 本発明によれば、減速フュエルカット状態への移行時に
おける発生トルクの減少幅を充分に小さくでき、燃料カ
ット前後の段付感(フュエルカット・ショック)を軽減
できる。
また、減速フュエルカット状態からの復帰時における発
生トルクの増大幅を充分に小さくでき、燃料カット復帰
前後の段付感(リカバ・ショック)を軽減できる。
従って、フュエルカット・ショックとリカバ・ショック
の双方の軽減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本概念図、第2〜10図は本発明の一
実施例を示す図であり、第2図はその全体構成図、第3
図はその基本噴射量演算ルーチンを示すフローチャー
ト、第4図はその空気流量制御ルーチンを示すフローチ
ャート、第5図はその基本デューティ値NMAの特性を
示す図、第6図はその減速空気増量係数KFDの特性を
示す図、第7図はその最終噴射量演算ルーチンを示すフ
ローチャート、第8図はその点火時期補正ルーチンを示
すフローチャート、第9図はその点火時期を補正した場
合の作用を説明するための図、第10図はその空気流量制
御の作用を説明するための図である。 1……エンジン、 4……インジェクタ(燃料供給手段)、 8……開弁開度センサ(開度検出手段)、 12……吸気操作手段、 14……運転状態検出手段、 20……コントロールユニット(燃料供給手段、判定手
段、吸気制御手段、指令手段)。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 41/12 315 8011−3G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)エンジンの吸気通路に介装された絞弁
    の開度を検出する開度検出手段と、 b)エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
    と、 c)エンジンの運転状態に基づいてエンジンに燃料を供
    給する燃料供給手段と、 d)絞弁が全閉状態にあるとき、減速フュエルカット状
    態への移行を判定する判定手段と、 e)減速フュエルカット状態への移行時には、エンジン
    への吸入空気量をアイドル時より減少させる制御信号を
    出力し、減速フュエルカット状態からの復帰時には、エ
    ンジンへの吸入空気量をアイドル時相当まで増大させる
    制御信号を出力する吸気制御手段と、 f)前記絞弁の上下流路を連通する副通路に介装され、
    前記吸気制御手段から出力された制御信号に基づいてエ
    ンジンへの吸入空気量を増減操作する吸気操作手段と、 g)減速フュエルカット状態に移行しているときの吸入
    空気量を表わす信号値を、トルクショックを生じさせな
    い吸入空気量に相当する所定の基準値と比較し、該信号
    値が基準値を下回ったときに前記燃料供給手段に対して
    燃料の供給停止を指令する一方、該信号値が基準値を上
    回ったときに、前記燃料供給手段に対して燃料の供給再
    開を指令する指令信号を出力する指令手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
JP23887685A 1985-10-24 1985-10-24 内燃機関の燃焼制御装置 Expired - Lifetime JPH0615831B2 (ja)

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