JPH0660580B2 - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

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燃料制御装置、特に自動車用エンジ
ンにおいて該エンジンの運転領域に応じて燃料供給量を
制御する装置に関する。

（従来技術） 自動車用のエンジンにおいては、例えば特公昭５９−１
１７３６号公報に示されているように、運転領域を複数
の領域に区画して、各領域毎に最適の燃料制御を行うよ
うにする場合があるが、このような運転領域に応じた燃
料制御の一例として次のような制御を行うことがある。
つかり、第４図に示すように、エンジン回転数とスロッ
トル開度とをパラメータとするエンジンの全運転領域に
おける低負荷（低スロットル開度）低回転のアイドル領
域Ａを除く領域を第１，第２境界線Ｘ，Ｙによって高負
荷領域Ｂと、低負荷領域Ｃと、更に低負荷側のエンジン
が減速運転状態となる領域Ｄとに画成する。そして、高
負荷領域Ｂにおいては、所要の出力性能を確保しながら
良好な排気性能や燃費性能が得られるように、空燃比を
最適値に維持するフィードバック制御を行い、また低負
荷領域Ｃにおいては、低負荷時に不安定となり易い燃焼
状態を安定化させるために高負荷領域Ｂにおける燃料供
給量よりも多い一定量の燃料を常時供給するオープン制
御を行い、更に減速運転領域Ｄにおいては、排気性能や
燃費性能を改善するために、不必要な燃料の供給を停止
する燃料カット制御を行うのである。

ところで、このような燃料制御においては、上記各領域
Ｂ，Ｃ，Ｄを区画する第１，第２境界線Ｘ，Ｙは、エン
ジンのノーロードライン、即ち無負荷運転時におけるス
ロットル開度とエンジン回転数との関係を示すラインＺ
を基準として設定される。つまり、フィードバック制御
領域（高負荷領域）Ｂとオープン制御領域（低負荷領
域）Ｃとの間の第１境界線ＸはノーロードラインＺの近
傍高負荷側に、オープン制御領域Ｃと燃料カット領域
（減速運転領域）Ｄとの間の第２境界線Ｙはノーロード
ラインＺの低負荷側に夫々設定されるのである。

しかし、このような境界線ないし領域の設定方法による
と次のような不具合が生じる。つまり、アイドル領域Ａ
において、トランスミッションがニュートラルの状態で
アクセルペダルを踏込む所謂レーシング操作を行った時
に、エンジン回転数がスロットル開度に応じて上記ノー
ロードラインＺ上を上昇してアイドル領域Ａからオープ
ン制御領域Ｃに移行することになるが、この状態でエン
ジンに外部負荷として作用するエアコン用コンプレッサ
ーやパワーステアリング用オイルポンプ等が作動する
と、エンジンの運転領域が上記ノーロードラインＺ上か
ら矢印（イ）方向に移動してフィードバック制御領域Ｂ
に突入することになる。また、エンジンに上記のような
外部負荷が作用している状態でレーシング操作を行った
場合にも、オープン制御領域Ｃからフィードバック制御
領域Ｂに突入することがある。そして、このような領域
の移行があった時に、燃料の制御方式がオープン制御か
らフィードバック制御に急激に変化し、またこれに伴っ
て燃料供給量が急激に減少するため、エンジン回転数が
一時的に落込む等、運転状態が著しく不安定となるので
ある。

（発明の目的） 本発明は、エンジンの運転領域をノーロードラインの近
傍高負荷側に設定した境界線によって画成して、該ライ
ンの低負荷側では高負荷側の時に対して燃料供給量を増
量する制御を行う場合における上記のような不具合に対
処するもので、レーシング操作時或はアクセルペダルへ
の足乗せ操作時等に、エンジンにエアコン用コンプレッ
サー等の外部負荷が作用した場合、また外部負荷が作用
している状態で上記レーシング操作等を行った場合に、
上記境界線を越えて運転領域が移行しても、燃料供給量
が急激に減少しないようにする。これにより、上記のよ
うな運転領域の移行に伴うエンジン回転数の落ち込み等
を防止して、エンジンの運転状態を安定した状態に維持
することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係るエンジンの燃料制御装置は上記目的達成の
ため次のように構成したことを特徴とする。

即ち、第１図に示すようにエンジン回転数信号Ｓ_１とス
ロットル開度信号Ｓ_２とを入力してエンジンの運転状態
が予め区画設定されたいずれの領域にあるかを判定する
領域判定手段１と、該判定手段１によって判定された領
域に応じて燃料供給装置２からの燃料供給量の制御を行
う燃料供給制御手段３とが備えられ、且つ上記領域判定
手段１にはノーロードラインの近傍高負荷側に位置する
境界線によって画成された領域が設定されて、この判定
手段１によって判定された領域が上記境界線の低負荷側
の時は、上記燃料制御手段３が境界線の高負荷側の時に
対して燃料供給量を増量制御するようにされた構成にお
いて、エンジンの動力伝達系に備えられたトランスミッ
ションのニュートラル状態を検出するニュートラル検出
手段４と、該検出手段４がトランスミッションのニュー
トラル状態を検出した時に、上記燃料供給制御手段３に
よる燃料制御を補正する補正手段５とを設ける。この補
正手段５は、トランスミッションがニュートラル状態に
ある時には、領域判定手段１によって判定された運転領
域が上記境界線の高負荷側の領域であっても、燃料供給
制御手段３に対して境界線の低負荷側の領域に応じた燃
料制御を行わせるように作動する。従って、トランスミ
ッションがニュートラルの状態でレーシング操作等を行
った場合において、この操作中にエンジンに外部負荷が
作用した場合、或は外部負荷が作用している状態でレー
シング操作等を行った場合に、エンジンの運転領域が上
記境界線の低負荷側から高負荷側に移行しても、燃料制
御は低負荷側の領域における供給量の増量制御が継続し
て行われることになる。

（発明の効果） このように本発明によれば、ノーロードラインの近傍高
負荷側に設定した境界線によりエンジンの運転領域を画
成し、該境界線の低負荷側の領域では高負荷側の領域の
時に対して燃料供給料を増量する制御を行うようにした
エンジンにおいて、レーシング操作時等にエアコン用コ
ンプレッサー等の外部負荷が作用し、或は外部負荷が作
用している状態でレーシング操作等を行った場合に、運
転領域が上記境界線の低負荷側から高負荷側に移行して
も、燃料制御は低負荷側の領域における供給量の増量制
御が継続して行われることになる。これにより、上記の
ような領域の移行時に燃料供給量が急激に減少すること
によるエンジン回転数の落ち込み等が防止され、このよ
うな場合のエンジンの運転状態が安定化されることにな
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第２図に示すように、エンジン１０には夫々吸、排気弁
１１，１２を介して燃焼室１３に通じる吸気通路１４
と、排気通路１５とが設けられている。吸気通路１４に
は上流側からエアフローセンサ１６、スロットバルブ１
７及び燃料噴射ノズル１８が備えられていると共に、上
記スロットルバルブ１７をバイパスするバイパス通路１
９が設けられ、且つ該バイパス通路１９には該通１９を
通って燃焼室１３に供給されるバイパスエア量を制御す
るバイパス制御弁２０が備えられている。また、上記排
気通路１５には排気ガス中の残存酸素濃度等から燃焼室
１３に供給された燃料とエアの比率、即ち空燃比を検出
する空燃比センサ２１が備えられ、更に燃焼室１３には
点火プラグ２２が備えられている。

一方、このエンジン１０には上記燃料噴射ノズル１８か
らの燃料噴射量と上記バイパス制御弁２０の開度（デュ
ーティ比）とを制御するコントローラ２３が備えられて
いる。このコントローラ２３には、上記エアフローセン
サ１６からのエア流量信号a と、スロットバルブ１７の
開度を検出するスロットル開度センサ２４からのスロッ
トル開度信号b と、エンジン回転数を検出する回転数セ
ンサ２５からのエンジン回転数信号c と、上記空燃比セ
ンサ２１からの空燃比信号d と、エアコン用コンプレッ
サーやパワーステアリング用オイルポンプ等の外部負荷
の作動を検出する負荷センサ２６からの負荷信号e と、
エンジン１０から当該自動車の駆動車輪への動力伝達系
に備えられたトランスミッション（図示せず）のニュー
トラル状態を検出するニュートラルセンサ２７からのニ
ュートラル信号f とが入力されるようになっている。

そして、該コントローラ２３は、上記スロットル開度信
号b とエンジン回転数信号c とに基づいてエンジン１０
の運転領域を判定すると共に、該領域が第４図に示すア
イドル領域Ａにある時は、バイパス制御弁２０に制御信
号g を出力して該弁２０の開度を制御することによりバ
イパス通路１９を通過するバイパスエア量を調整し、こ
れによりアイドル回転数を所定の目標アイドル回転数に
収束させるように動作する。この場合において、外部負
荷が作動している時は、コントローラ２３は負荷センサ
２６からの信号e を受けて目標アイドル回転数を高目に
補正し、この補正された目標アイドル回転数となるよう
に上記バイパス制御弁２０の開度ないしバイパスエア量
を制御する。

また、コントローラ２３は、上記エア流量信号a とエン
ジン回転数信号c とに基づいて燃料噴射ノズル１８から
噴射させる燃料の基本噴射量を設定すると共に、上記ス
ロットル開度信号b とエンジン回転数信号c とから判定
されるエンジン１０の運転領域に応じて上記基本噴射量
を補正し、この補正した噴射量となるように燃料噴射ノ
ズル１８に制御信号h を出力する。つまり、エンジン１
０の運転領域が第４図に示す第１境界線Ｘの高負荷側の
フィードバック制御領域Ｂにある時は、空燃比センサ２
１からの信号d を入力して、該信号d が示す空燃比が所
定空燃比よりリーン（希薄）な時は燃料噴射量を増量
し、また所定空燃比よりリッチ（過濃）な時は燃料噴射
量を減量するように燃料噴射ノズル１８に制御信号h を
出力し、このようにして空燃比を上記所定空燃比に収束
させるように制御する。また、運転領域が第４図の第
１，第２境界線Ｘ，Ｙ間のオープン制御領域Ｃにある時
は、燃料噴射量を上記フィードバック制御領域Ｂにおい
て噴射される量よりも多量の一定量に設定し、この量の
噴射量を維持するように燃料噴射ノズル１８に制御信号
h を出力する。更に、運転領域が第４図の第２境界線Ｙ
より低負荷側の燃料カット領域Ｄにある時は燃料噴射ノ
ズル１８からの燃料の噴射を停止させるように制御信号
h を出力する。ここで、上記各領域Ｂ，Ｃ，Ｄを画成す
る第１，第２境界線Ｘ，Ｙは前述したようにエンジン１
０のノーロードラインＺを基準として、その近傍の高負
荷側と低負荷側とに設定されている。そして、これらの
境界線Ｘ，Ｙによって画成された領域Ｂ，Ｃ，Ｄに応じ
て夫々上記のような燃料制御が行われることにより、各
領域において所要の出力性能や良好な燃焼状態を維持し
ながら排気性能や燃費性能が改善されることになる。

然して、コントローラ２３は以上のような運転領域に応
じた燃料制御に加えて次のような補正制御を行う。つま
り、ニュートラルセンサ２７からのトランスミッション
がニュートラル状態にあることを示す信号f が入力され
ている場合において、エンジン１０の運転領域がオープ
ン制御領域Ｃからフィードバック制御領域Ｂに移行した
時に、コントローラ２３はオープン制御領域Ｃにおいて
行われる燃料噴射量を増量した一定量に維持する制御を
継続して行うようになっているのである。

次に、コトローラ２３の以上の動作を第３図のフローチ
ャートに従って説明する。

先ず、コントローラ２３は、フローチャートのステップ
Ｐ_１でニュートラルセンサ２７からの信号f に基づいて
トランスミッションがニュートラル状態にあるか否かを
判定し、走行時のようにニュートラル状態にない時はス
テップＰ_２による通常の燃料制御を行う。即ち、第４図
に示す領域Ｂ，Ｃ，Ｄに応じてフィードバック制御、オ
ープン制御又は燃料カット制御を行う。一方、トランス
ミッションがニュートラル状態にある時は、次にステッ
プＰ_３を実行し、運転領域が第４図の第１境界線Ｘをオ
ープン制御領域Ｃ側からフィードバック制御領域Ｂ側に
越えたか否かを判定する。つまり、トランスミッション
がニュートラルの状態でアクセルペダルを踏込んで所謂
レーシング操作を行った場合或はアクセルペダルの足乗
せ操作を行った場合、エンジン１０にエアコン用コンプ
レッサー等の外部負荷が作用していなければ、エンジン
１０の状態は第４図に示すノーロードラインＺ上を推移
してオープン制御領域Ｃからフィードバック制御領域Ｂ
に移行することがないのであるが、レーシング操作等の
途中で外部負荷が作用した時、或は外部負荷が作用して
いる状態でレーシング操作等を行った場合においては、
運転状態が上記ノーロードラインＺから矢印（イ）で示
すように高負荷側（低エンジン回転数側）に逸脱してフ
ィードバック制御領域Ｂに移行することになる。そこ
で、このように第１境界線Ｘを越えて運転領域がオープ
ン制御領域Ｃからフィードバック制御領域Ｂに移行した
場合には、コントローラ２３は、ステップＰ_４を実行
し、フィードバック制御領域Ｂに入ったにも拘らず、境
界線Ｘを越える前の制御、即ちオープン制御領域Ｃで行
っていた燃料噴射量を一定量に維持する制御を引き続き
行う。これにより、レーシング操作等の途中で運転領域
が移行することによる燃料制御方式の急変や燃料供給量
の急激な減少、或はこれに伴うエンジン回転数の落込み
等が防止され、このような領域移行時におけるエンジン
の運転状態が安定化されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２図は
本発明実施例の構成を示すシステム図、第３図は同実施
例の作用を示すフローチャート図、第４図は本発明の対
象となる運転領域の区分を示す領域図である。 １０……エンジン、２３……コントローラ（領域判定手
段、燃料供給制御手段、補正手段）、２４……スロット
ル開度センサ、２５……エンジン回転数センサ、２７…
…ニュートラルセンサ（ニュートラル検出手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン回転数とスロットル開度とをパラ
   メータとするエンジンの運転両域を無負荷運転ラインの
   近傍高負荷側に設定した境界線によって画成すると共
   に、エンジン回転数信号とスロットル開度信号を入力し
   て現実のエンジン運転状態が上記境界線によって画成さ
   れたいずれの領域にあるかを判定する領域判定手段と、
   この判定手段によって判定された領域が上記境界線の低
   負荷側の時は境界線の高負荷側の時に対して燃料供給量
   を増量制御する燃料供給制御手段とを備えたエンジンの
   燃料制御装置であって、エンジンの出力を駆動車輪に伝
   達する動力伝達系に備えられたトランスミッションのニ
   ュートラル状態を検出するニュートラル検出手段と、該
   検出手段によりトランスミッションのニュートラル状態
   が検出された時に、上記領域判定手段によって判定され
   た運転領域が上記境界線の高負荷側の領域であっても燃
   料供給制御手段に境界線の低負荷側の領域に応じた燃料
   制御を行わせる補正手段とを設けたことを特徴とするエ
   ンジンの燃料制御装置。