JPH10274084A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】減速操作あるいは外部負荷変動等にもとづくト
ルクショックを有効に防止することができるエンジンの
制御装置を提供する。 【解決手段】そして、ＥＣＵ４０は、燃料停止制御実行
運転領域にある場合には、さらに燃料停止制御実行フラ
グＦ₂ が０かどうかすなわち、ダッシュポット補正制
御、及び一次進み補正制御との関係において、燃料停止
制御が可能かどうかを判定する。燃料停止が可能である
と判断した場合には、その後の燃料噴射動作のための手
順を実行しない。燃料停止制御領域でないと判定した場
合及び燃料停止制御実行フラグＦ₂ が０でない場合には
ＥＣＵ４０は燃料噴射を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの制御、特
に、エンジン運転中に外部負荷の変動あるいはアクセル
操作によるスロットル開度の変動があった場合のエンジ
ン吸入吸気量制御に関する。

【０００２】

【従来技術】エンジンの運転中においてエアコン等の外
部負荷がオンオフしたり、急減速操作によりエンジン回
転数が大きく変化したりすることによってトルクショッ
クが生じる現象が従来から知られている。たとえば外部
負荷がオンになった場合にはこの外部負荷の増大に伴っ
て回転数が低下したり運転状態の変化によってエンジン
回転数が低下した場合にエンジン回転数がさらに大きく
落ち込むことがある。これを防止すべく回転数と充填効
率とのマップから運転状態にあった目標回転数に一致す
べく吸入空気量をフィードフォワードで設定している
が、吸気の伝搬には遅れがあるために、負荷変動に対す
る吸入吸気量の遅れに対する補償が間に合わず、エンジ
ン出力の一時的な落ち込みが生じ、これに伴ってトルク
ショックが発生するという現象である。この問題に対処
するため、外部負荷のオンオフがあったときには、即座
に吸入吸気量を供給する、いわゆる一次進み補正を行い
これによって負荷変動に基づくトルクショックを防止す
ることが知られている。

【０００３】また、エンジンの運転中にアクセルを急激
に戻す減速操作に起因するトルクショックを防止するた
めの制御として、アクセルの急戻し操作があった場合で
あっても吸気量を一気に所定量以上は減少させないよう
にするとともに、その後一定の時間をかけて減少させる
ように制御するいわゆるダッシュポット補正を行うこと
が知られている。このダッシュポット補正を行うにあた
って、スロットル弁をバイパスして吸入吸気を導入する
ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）通路及び、こ
の通路を流通する吸入吸気量を制御するためのＩＳＣ弁
を設け、このＩＳＣ弁の開度を制御することによってダ
ッシュポット補正を行うことも知られている。このよう
なダッシュポット補正を開示したものとして特開平１−
１４６０４７が知られている。

【０００４】さらに、減速操作によってエンジンの出力
要請が減少した場合、例えば、スロットル開度が全閉に
なった場合には、エンジンの燃料供給を一時的に停止す
る燃料供給停止制御（燃料カット）を行うことが知られ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の吸気の一
次進み補正制御あるいは、減速操作に基づく燃料停止制
御においては、負荷変動があって一次進み補正制御が行
われる場合において減速操作が行われた場合には、一次
進み補正によって吸入吸気量が増大した状態にあるとき
に燃料カットが行われるようなことがあると、トルクシ
ョックが顕著となるという問題がある。すなわち従来の
装置においては、減速操作に基づく吸気の一次進み補正
に対する燃料停止や更に、あるいはダッシュポット補正
の間の調整が行われておらず、これらが同時進行するよ
うな場合には、場合によってトルクショックが発生する
という問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
て構成されたものであり、エンジンの減速操作あるいは
外部負荷変動等に伴う吸気制御及び燃料制御を含むエン
ジン制御を適正に行うことによって、減速操作あるいは
外部負荷変動等にもとづくトルクショックを有効に防止
することができるエンジンの制御装置を提供することを
目的とする。本発明のこの目的は、エンジン運転中のエ
ンジン負荷の変化に基づく吸入吸気量補正量の吸気遅れ
を補償すべく吸入吸気量を補正する吸気補償手段と、エ
ンジンの減速操作があったとき燃料供給をこれに対応し
て一時的に停止する燃料停止手段とを備え、前記吸気補
償手段の作動中は、エンジンの減速操作があった場合で
あっても前記燃料停止手段による燃料停止を行わないよ
うになっていることを特徴とする。

【０００７】本発明の好ましい態様では、エンジンの減
速操作があったとき、その後の所定期間吸入吸気量を漸
減させるダッシュポット補正手段をさらに備え、前記燃
料停止手段による燃料供給停止の開始時期は、前記吸気
補償手段による吸気補償制御の制御量が所定値以下にな
り、かつ、前記ダッシュポット補正手段による吸入吸気
量が、所定値以下になった以降に設定されている。

【０００８】

【発明を実施の形態】本発明の実施においては、エンジ
ン運転中において、たとえばエアコンのスイッチがオン
になったり、エンジン回転数の変化等によってエンジン
負荷の変動があった場合には、これに起因するトルクシ
ョックの発生を防止すべく、所定の補償吸入吸気量が吸
気補償手段によってエンジンに導入される。この場合、
吸気補償手段により補償吸気量が大きい時は、前記燃料
停止手段による燃料停止を行わないように制御する。吸
気補償手段がによる補償吸入吸気量が大きいかどうかは
エンジンの運転状態が減速状態つまり、ダッシュポット
補正の補正量が大きいかどうかで判断する。またダッシ
ュポット補正との関係では、燃料停止手段による燃料供
給停止の開始時期は、前記ダッシュポット補正手段によ
る吸入吸気量が、所定値以下になった以降に設定されて
いる。これによって、吸入吸気量が比較的多い状態で燃
料停止停止が生じることが防止される。吸入吸気量が多
い場合において燃料供給停止が生じる場合にくらべて吸
入吸気量が少量の場合において燃料停止を行ってもこれ
によるトルクショックは十分に小さく問題となることは
ない。

【０００９】

【実施例の説明】以下本発明の実施例を図面を参照して
説明する。図１は、本発明にかかる多気筒エンジンの概
略構成図を示すものである。本例のエンジンは、４気筒
サイクルエンジン１であり、各気筒には、ピストン２が
摺動するシリンダボアの該ピストン２の上方空間は燃焼
室３を構成する。燃焼室３は、吸気ポート及び排気ポー
ト５が開口しており、このポート４及び５には吸気弁６
及び排気弁７が組み合わされている。さらに、点火プラ
グ８が燃焼室３に望むようにエンジン１のシリンダヘッ
ドに取り付けられている。この点火プラグ８は、電子制
御によって所定の点火時期においてイグナイタを起動す
る点火回路９に接続されている。

【００１０】エンジン１の各気筒のピストン２は、エン
ジン出力手段としての１本の共通のクランク軸に取り付
けられている。クランク軸の端部には、外周の所定の位
置に突起１２を有するクランク角検出部材１１が取り付
けられている。この検出部材１１に対応する箇所に電磁
ピックアップ等からなるクランク角センサ１３が配置さ
れている。エンジン動作中において突起１２がクランク
角センサ１３を通過することによる磁界変化を検出する
ことによってパルス信号を発生するようになっている。
エンジン１には、水温センサ１４が取り付けられてい
る。エンジンの吸気系はエアクリーナ１５を介して導入
した吸気をエンジン１に導入する吸気通路１６を備えて
おり、この吸気通路には、上流側の共通吸気通路１７
と、その下流に位置するサージタンク１８と、このサー
ジタンクから各気筒の吸気ポート４に至る気筒別吸気通
路１９とを有している。上記共通吸気通路１７には、吸
入空気量を検出するエアフローメータ２１及び吸入空気
量調節用のスロットル弁２２が配設され、またスロット
ル弁２２をバイパスするアイドルスピードコントロール
（ＩＳＣ）通路２３及びこの通路２３を開閉するＩＳＣ
バルブ２４が具備されている。さらに、吸気温度を検出
する吸気温センサ２５、スロットル弁２２の全閉を検出
するアイドルスイッチ２６、スロットル開度を検出する
スロットル開度センサ２７等が取り付けられている。

【００１１】気筒別吸気通路１９の下流端近傍には、燃
料を噴射供給するインジェクタ２８が装備されている。
このインジェクタ２８は、図外の燃料ポンプにより燃料
通路を介して供給される燃料を吸気ポート４に向けて噴
射する。気筒別吸気通路１９の下流側には、リーンバー
ン運転時等に使用されるセカンダリ通路１９ａが設けら
れ、該セカンダリ通路１９ａには、スワールコントロー
ル弁２９が設けられる。エンジンの排気系は、各気筒の
排気ポート５に通じる排気通路３１を備えており、この
排気通路３１には、λＯ2 センサ３２が設けられるとと
もに、その下流側には、排気浄化用の触媒装置３３が設
けられている。λＯ2 センサ３２は理論空燃比での運転
状態を検出できるようになっている。

【００１２】本例のエンジンの制御のために電子コント
ロールユニット（ＥＣＵ）４０が設けられる。マイクロ
コンピュータ等で構成される。ＥＣＵ４０には、上記ク
ランク角センサ１３、水温センサ１４、エアフローメー
タ、２１、吸気温センサ２５、アイドルスイッチ２６、
スロットル開度センサ２７、λＯ2 センサ３２等からの
信号が入力ささる。このＥＣＵ４０からは、上記インジ
ェクタ２８に対する燃料噴射信号を発生する。また、点
火回路９に対して点火時期制御信号を発生する。さらに
ＩＳＣバルブ２４のアクチュエータ２４ａ及びスワール
コントロール弁２９のアクチュエータ等にも制御信号を
出力する。図２ないし図４を参照して本発明の１実施例
にかかるエンジン制御について説明する。

【００１３】図２を参照すると、本発明の１実施例にか
かる一次進み補正制御ルーチンのフローチャートが示さ
れている。このルーチンは２５ｍｓ毎に繰り返し実行さ
れるものである。図２を参照すると、ＥＣＵ４０は、エ
ンジン回転数Ｎｅ及び吸入吸気量に応じて（ステップＳ
１）常時一次進み補正量を算出する（ステップＳ２）。
この一次進み補正量は、以下の式によって算出する。 Ｇi ＝（Ｇtne −adv*Ｇtneb）／（１−adv ） ここで、 Ｇtne ＝負荷変動に基づく目標補正量（エンジン回転数
と充填効率とのマップによって予め設定されたもので負
荷変動によって、エンジン回転数が大きく落ち込まない
ようにするための吸入吸気量補正量） adv ＝吸気管の形状に基づく係数 Ｇtneb＝前回演算時のＧtne すなわち、ＥＣＵ４０はエンジン運転中においては、つ
ねに、運転状態に応じた一次進み補正量を更新してい
る。そして、所定の一次進み補正制御を行うべき減速操
作があった場合には、エンジン回転数が低下するのに伴
って目標補正量（Ｇtne ）も変化し、これによって一次
進み補正量の値が大きくなる、この算出される一次進み
補正量に対応してＩＳＣ弁２４を制御するものである。

【００１４】つぎに、ダッシュポット補正制御について
図３を参照しつつ説明する。このルーチンにおいては、
まず、ＥＣＵ４０は、各種のフラグ及びカウンタをセッ
トする（ステップＳ１１）。そして、つぎに、ＥＣＵ４
０は、ダッシュポット補正フラグＦ₁ が０かどうかを判
断して、ダッシュポット補正手段が作動中かどうかを判
断する（ステップＳ１２）。つぎに、ＥＣＵ４０は、エ
ンジン回転数Ｎｅを検出する（ステップＳ１３）ととも
に、ステップＳ１４で、ダッシュポット補正量Ｇdpを演
算する。ダッシュポット補正量は、図６に示すようにス
ロットル開度が全閉になったときのスロットル開度とエ
ンジン回転数Ｎｅとによって決定されるものであってス
ロットル開度あるいはエンジン回転数Ｎｅが増大するに
応じて大きくなるように設定される（なおアイドル状態
ではＧdp＝０である）。次に、ＥＣＵ４０は、スロット
ル開度Ｔvoが全閉直後かどうかを判断する（ステップＳ
１５）。全閉であると判断した場合には、ダッシュポッ
ト補正量Ｇdpを所定量Δdpだけデクレメントし（ステッ
プＳ１６）、ダッシュポット補正フラグＦ₁ を１に設定
してダッシュポット補正実行中であることを示す（ステ
ップＳ１７）。つぎに、ＥＣＵ４０は、ダッシュポット
補正量Ｇdpが所定値Ｋより小さいかどうかを判断する
（ステップＳ１８）。この所定値Ｋは、さらに燃料停止
制御を行っても、エンジンのトルクショックが十分小さ
くなるように設定される。つぎに、ＥＣＵ４０は、燃料
停止制御を開始するためのタイマーＴのカウンタをイン
クレメントする（ステップＳ１９）。そしてタイマーの
値が所定値Ｔ_A より大きくなったかどうかを判断し（ス
テップＳ２０）、大きくなった場合には、燃料停止制御
実行フラグＦ₂ を０に設定して、燃料停止制御を実行す
る（ステップＳ２１）。そして、ダッシュポット補正量
Ｇdpが０になった場合には、ダッシュポット補正フラグ
Ｆ₁ を０にしてダッシュポット補正が終了したことを示
す（ステップＳ２２、Ｓ２３）とともに、タイマーＴを
リセットする（ステップＳ２４）。ステップＳ１５にお
いて、スロットル開度が全閉操作がされていない場合に
は、燃料停止制御実行フラグＦ₂ を０に設定して燃料停
止制御実行可能であることを示す（ステップＳ２５）。

【００１５】一方、ステップＳ１８において、ダッシュ
ポット補正量Ｇdpが所定値Ｋよりも小さくない場合に
は、燃料停止制御実行フラグＦ₂ を１に設定して、燃料
停止制御禁止を示す（ステップＳ２６）。つぎに、図４
を参照してＩＳＣ弁制御ルーチンについて説明する。こ
のルーチンは、上記ダッシュポット補正制御ルーチンと
同様２５ｍｓサイクルで反復実行される。ＥＣＵ４０
は、さまざまなパラメータ（吸入吸気量、エンジン回転
数Ｎｅ等）からエンジンの運転状態を検出する（ステッ
プＳ３１）。つぎに、ＩＳＣ基本制御量Ｇ_BASEを算出す
る（ステップＳ３２）。そして、このＩＳＣ基本制御量
Ｇ_{BA SE}にダッシュポット補正量Ｇdpまたは、一次進み補
正制御量Ｇ_i の大きい方を加えて全ＩＳＣ制御量Ｇ
_TOTAL を達成するようにＩＳＣソレノイド２４ａを介し
てＩＳＣ弁２４の開度を調整する（ステップＳ３４）。

【００１６】つぎに、図５を参照して本発明の１実施例
にかかる燃料噴射制御ルーチンを説明する。ＥＣＵ４０
は、まず吸入吸気量Ｑa 、エンジン回転数Ｎｅ、Ｏ2 セ
ンサ３２出力等を検出することによってエンジン運転状
態を検出する（ステップＳ４１）。次に、基本燃料噴射
量Ｔ_BASE＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ（Ｋ：係数）によって算出す
る（ステップＳ４２）。つぎに、Ｏ2 センサ３２出力に
基づいて、空燃比フィードバック補正係数Ｔ_CFB 、加速
増量補正係数Ｔｃ等を設定する（ステップＳ４３）。な
お、本例の制御ではＯ2 センサ３２出力に基づく、空燃
比フィードバック制御によって吸入吸気量と燃料供給量
との比が理論空燃比になるように制御されている。

【００１７】つぎに、ＥＣＵ４０は、最終燃料噴射量Ｔ
_TOTAL を算出する（ステップＳ４４）（Ｔ_TOTAL ＝Ｔ
_BASE＋Ｔ_CFB ＋Ｔｃ）。燃料停止制御実行領域かどうか
を判断する（ステップＳ４５）。図７に、斜線部で示す
ように所定負荷以下の所定回転数領域である。そして、
ＥＣＵ４０は、燃料停止制御実行運転領域にある場合に
は、さらに燃料停止制御実行フラグＦ₂ が０かどうかす
なわち、ダッシュポット補正制御、及び一次進み補正制
御との関係において、燃料停止制御が可能かどうかを判
定する（ステップＳ４６）。燃料停止が可能であると判
断した場合には、その後の燃料噴射動作のための手順を
実行することなくステップＳ４１に戻る。上記のステッ
プＳ４５において、燃料停止制御領域でないと判定した
場合及び燃料停止制御実行フラグＦ₂ が０でない場合に
は、ＥＣＵ４０は燃料噴射を実行する。

【００１８】すなわち、燃料噴射タイミングかどうかを
判定したのち（ステップＳ４７）、所定のタイミングで
燃料噴射命令を出力する（ステップＳ４８）。本例の制
御によれば、外部負荷のオンオフによる吸気の一次進み
補正制御はその変動があった場合には、即座に実行する
ように常時準備されている。すなわち一次進み補正制御
量Ｇ_i は、つねに２５ｍｓのサイクルで演算されてい
る。またダッシュポット補正制御については、所定の減
速動作があった場合には、スロットル開度変動に基づい
て所定の条件で所定の期間、吸入吸気量の漸減補正が行
われるようになっている。そして、減速によってスロッ
トル開度が全閉されると、これによる回転数の急低下に
より、負荷変動に基づく目標補正量が大きくなる。これ
に伴って、一次進み補正の値も回転数の過剰な落ち込み
を防止すべく大きくなるため、このように吸入吸気量が
増大された状態での燃料カットの実行を禁止することに
よりトルクショックを防止できる。また、このときに
は、一次進み補正制御が実行されるため燃費よりも、回
転数落ちを重視、これを防止できる。またエンジン低回
転での過渡時には、演算処理上負荷変動が収束するまで
一次進み補正量の値が大きく変動するため、変動値が大
きい状態で燃料カットすることによるトルクショックを
防止できる。そして上記の例では、ダッシュポット補正
と一次進み補正制御との両方同時に係属する場合には、
両者の補正量の大きい方を採用するようにして両者の調
整を図っている。

【００１９】そして、ダッシュポット補正手段が生じた
とき、あるいは、一次進み補正制御が生じたときには、
ダッシュポット補正量Ｇdpが所定値Ｋ以下になりかつ、
一次進み補正制御のカウンタＴが所定値Ｔ_A より小さく
ならないかぎり、燃料停止制御実行フラグＦ₂ が０にな
らないので、ダッシュポット補正制御または、一次進み
補正制御中において、トルクショックが大きくなるよう
な場合には、燃料停止制御は行われない。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、ダッ
シュポット補正、一次進み補正、及び燃料停止制御の相
互の関係が調整され、トルクショックが大きくなるよう
な範囲では、燃料停止制御の実行が制限されるように構
成したので、負荷変動に基づく一次進み補正、減速操作
に基づくダッシュポット補正及び減速操作に基づく燃料
停止制御をトルクショックの発生を極力抑えつつ適正に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用することができる多気筒エンジン
の概略図、

【図２】ＩＳＣの一次進み補正制御ルーチンのフローチ
ャート、

【図３】ダッシュポット補正制御ルーチンのフローチャ
ート、

【図４】ＩＳＣ駆動ルーチンのフローチャート

【図５】燃料噴射制御ルーチンのフローチャート、

【図６】ダッシュポット補正量Ｇdpを与えるグラフを示
す図、

【図７】燃料停止制御領域を示すグラフを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ エンジン ２ ピストン ３ 燃焼室 ４ 吸気ポート ５ 排気ポート ６ 吸気弁 ７ 排気弁 ８ 点火プラグ １２ 突起 １３ クランク角センサ ２３ ＩＳＣ通路 ２４ ＩＳＣ弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松門 正明 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 佐々木 和成 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン運転中のエンジン負荷の変化に基
   づく吸入吸気量補正量の吸気遅れを補償すべく吸入吸気
   量を補正する吸気補償手段と、 エンジンの減速操作があったとき燃料供給をこれに対応
   して一時的に停止する燃料停止手段とを備え、 前記吸気補償手段の作動中は、エンジンの減速操作があ
   った場合であっても前記燃料停止手段による燃料停止を
   行わないようになっていることを特徴とするエンジンの
   制御装置。
2. 【請求項２】エンジンの減速操作があったとき、その後
   の所定期間吸入吸気量を漸減させるダッシュポット補正
   手段をさらに備え、 前記燃料停止手段による燃料供給停止の開始時期は、前
   記ダッシュポット補正手段による吸入吸気量が、所定値
   以下になった以降であることを特徴とする請求項１記載
   のエンジンの制御装置。