JP2875873B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料噴射制御信号を発生してエンジンに配
設された燃料噴射装置に与える燃料噴射制御装置に関
し、特に、エンジンから排出されている排気ガス中の酸
素濃度に応じて決定された基本燃料供給量とエンジン回
転数などからファジィ推論によって求められた補正燃料
供給量とから燃料供給量を決定してなる燃料噴射制御装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の燃料噴射制御装置としては、第９図に
示した燃料噴射制御装置10のごとく、（ｉ）スロットル
バルブの開度に関するファジィ集合とスロットルバルブ
の開度変化に関するファジィ集合とエンジン回転数に関
するファジィ集合とエンジンの燃焼室へ供給される空気
の供給量に関するファジィ集合とエンジンの燃焼室へ供
給される空気中の酸素濃度に関するファジィ集合と排気
ガス中の酸素濃度に関するファジィ集合と基本燃料供給
量に関するファジィ集合との間で成立する第１のファジ
ィ規則に基づき、スロットルバルブ開度検出センサ101
によって検出されたスロットルバルブの開度とスロット
ルバルブ開度変化検出センサ102によって検出されたス
ロットルバルブの開度変化とエンジン回転数検出センサ
103によって検出されたエンジン回転数と空気供給量検
出センサ104によって検出されたエンジンの燃焼室へ供
給される空気の供給量と酸素濃度検出センサ105によっ
て検出されたエンジンの燃焼室へ供給される空気中の酸
素濃度と排気ガス酸素濃度検出センサ106によって検出
された排気ガス中の酸素濃度とに応じて、基本燃料供給
量推論装置201でファジィ推論によって基本燃料供給量
を求め、かつ（ii）スロットルバルブの開度に関するフ
ァジィ集合とスロットルバルブの開度変化に関するファ
ジィ集合とエンジン回転数に関するファジィ集合とエン
ジン冷却水の温度に関するファジィ集合と増加燃料供給
量に関するファジィ集合との間で成立する第２のファジ
ィ規則に基づき、スロットルバルブ開度検出センサ101
によって検出されたスロットルバルブとスロットルバル
ブ開度変化検出センサ102によって検出されたスロット
ルバルブの開度変化とエンジン回転数検出センサ103に
よって検出されたエンジン回転数とエンジン冷却水温度
検出センサ107によって検出されたエンジン冷却水の温
度とに応じて、増加燃料供給量推論装置202でファジィ
推論によって増加燃料供給量を求め、かつ（iii）エン
ジンの燃焼室へ供給される燃料の温度に関するファジィ
集合とエンジンの燃料室へ供給される空気の温度に関す
るファジィ集合と蓄電器の電圧変動に関するファジィ集
合と補正燃料供給量に関するファジィ集合との間で成立
する第３のファジィ規則に基づき、燃料温度検出センサ
108によって検出されたエンジンの燃焼室へ供給される
燃料の温度と空気温度検出センサ109によって検出され
たエンジンの燃料室へ供給される空気の温度と電圧変動
検出センサ110によって検出された蓄電器の電圧変動と
に応じて、補正燃料供給量推論装置203でファジィ推論
によって補正燃料供給量を求め、更に（iv）基本燃料供
給量推論装置201で求められた基本燃料供給量と増加燃
料供給量推論装置202で求められた増加燃料供給量と補
正燃料供給量推論装置203で求められた補正燃料供給量
とから燃料供給量決定装置204で燃料供給量を求め、そ
ののち（ｖ）クランク角度検出センサ111によって検出
されたクランク角度から噴射時刻検出センサ301によっ
て燃料噴射時刻を検出し、（vi）燃料供給量決定装置20
4によって求められた燃料供給量を変換装置601で噴射時
刻検出装置301によって検出された噴射時刻から始まる
燃料噴射時間に変換し、（vii）スロットルバルブの開
度に関するファジィ集合とスロットルバルブの開度変化
に関するファジィ集合とエンジン回転数に関するファジ
ィ集合とエンジンの燃焼室に対する燃料の供給もしくは
遮断に関するファジィ集合との間で成立する第４のファ
ジィ規則に基づき、スロットルバルブ開度検出センサ10
1によって検出されたスロットルバルブの開度とスロッ
トルバルブ開度変化検出センサ102によって検出された
スロットルバルブの開度変化とエンジン回転数検出セン
サ103によって検出されたエンジン回転数とに応じて、
燃料供給遮断推論装置501でファジィ推論によってエン
ジンの燃焼室に対する燃料の供給もしくは遮断を求めて
燃料供給遮断信号として出力し、（viii）変換装置601
で変換された燃料噴射時間に応じて燃料噴射制御信号発
生装置801で燃料噴射制御信号を発生し燃料供給遮断推
論装置501から出力された燃料供給遮断信号および気筒
検出センサ112によって検出され気筒判別装置401によっ
て判別された気筒の動作状態にしたがってエンジンに配
設された燃料噴射装置701に与えてなるものが提案され
ていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら、従来の燃料噴射制御装置10では、基本
燃料供給量推論装置201でファジィ推論によって求めた
基本燃料供給量と増加燃料供給量推論装置202でファジ
ィ推論によって求めた増加燃料供給量と補正燃料供給量
推論装置203でファジィ推論によって求めた補正燃料供
給量とから燃料供給量決定装置204で燃料供給量を決定
していたので、（ｉ）燃料供給量を求めるためのファジ
ィ推論を３箇所で実行しなければならず煩雑となる欠点
があり、ひいては（ii）ファジィ推論の実行回路が煩雑
となる欠点があり、併せて（iii）ファジィ推論に多大
の時間を必要とする欠点があり、結果的に（iv）小型化
ないし低廉化を達成できず、また燃料噴射制御の即時性
を確保できない欠点があった。

そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべく、エン
ジンから排出されている排気ガス中の酸素濃度に応じて
決定された基本燃料供給量とエンジン回転数などからフ
ァジィ推論によって求められた補正燃料供給量とから燃
料供給量を決定してなる燃料噴射制御装置を提供せんと
するものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、 「燃料噴射制御信号を発生してエンジンに配設された燃
料噴射装置に与える燃料噴射制御装置において、 （ａ）排気ガス酸素濃度検出センサ（106）によって検
出されたエンジンの燃焼室から排出されている排気ガス
中の酸素濃度に応じてエンジンの燃焼室に対する基本燃
料供給量を決定するための基本燃料供給量決定装置（20
1）と、 （ｂ）エンジンの回転数に関するファジィ集合とエンジ
ンの燃焼室から排出されている排気ガス中の酸素濃度に
関するファジィ集合とエンジンの燃焼室に対する補正燃
料供給量に関するファジィ集合との間で成立する第１の
ファジィ規則に基づき、エンジン回転数検出センサ（10
3）によって検出されもしくはエンジン回転数算出装置
（103A）によってクランク角度検出センサ（111）の検
出したクランク角度から算出されたエンジンの回転数と
排気ガス酸素濃度検出センサ（106）によって検出され
た排気ガス中の酸素濃度とに応じて、ファジィ推論によ
って補正燃料供給量を求めるための補正燃料供給量推論
装置（203）と、 （ｃ）基本燃料供給量決定装置（201）によって決定さ
れた基本燃料供給量と補正燃料供給量推論装置（203）
によって求められた補正燃料供給量とに応じてエンジン
の燃焼室に対する燃料供給量を決定するための燃料供給
量決定装置（204）と、 （ｄ）クランク角度検出センサ（111）によって検出さ
れたクランク角度からエンジンの燃焼室に対する燃料の
噴射時刻を検出するための噴射時刻検出装置（301）
と、 （ｅ）燃料供給量決定装置（204）によって求められた
燃料供給量を噴射時刻検出装置（301）によって検出さ
れた噴射時刻から始まる燃料噴射時間に変換して出力す
るための変換装置（601）と、 （ｆ）エンジンの回転数に関するファジィ集合とエンジ
ンの燃焼室に対する燃料の供給もしくは遮断に関するフ
ァジィ集合との間で成立する第２のファジィ規則に基づ
き、エンジン回転数検出センサ（103）によって検出さ
れもしくはエンジン回転数算出装置（103A）によってク
ランク角度検出センサ（111）の検出したクランク角度
から算出されたエンジンの回転数に応じて、ファジィ推
論によってエンジンの燃焼室に対する燃料の供給もしく
は遮断を求め燃料供給遮断信号として出力するための燃
料供給遮断推論装置（501）と、 （ｇ）変換装置（601）から出力された燃料噴射時間に
応じて燃料噴射制御信号を発生し、燃料供給遮断推論装
置（501）から出力された燃料供給遮断信号にしたがっ
てエンジンに配設された燃料噴射装置（701）に対して
与えるための燃料噴射制御信号発生装置（801）と を備えてなることを特徴とする燃料噴射制御装置」 である。

［作用］ 本発明にかかる燃料噴射制御装置は、上述の［問題点
の解決手段］の欄に明示したごとく、燃料噴射制御信号
を発生してエンジンに配設された燃料噴射装置に与える
燃料噴射制御装置であって、特に、（ａ）排気ガス酸素
濃度検出センサによって検出されたエンジンの燃焼室か
ら排出されている排気ガス中の酸素濃度に応じてエンジ
ンの燃焼室に対する基本燃料供給量を決定するための基
本燃料供給量決定装置と、（ｂ）エンジンの回転数に関
するファジィ集合とエンジンの燃焼室から排出されてい
る排気ガス中の酸素濃度に関するファジィ集合とエンジ
ンの燃焼室に対する補正燃料供給量に関するファジィ集
合との間で成立するファジィ規則に基づき、エンジン回
転数検出センサによって検出されもしくはエンジン回転
数算出装置によってクランク角度検出センサの検出した
クランク角度から算出されたエンジンの回転数と排気ガ
ス酸素濃度検出センサによって検出された排気ガス中の
酸素濃度とに応じて、ファジィ推論によって補正燃料供
給量を求めるための補正燃料供給量推論装置と、（ｃ）
基本燃料供給量決定装置によって決定された基本燃料供
給量と補正燃料供給量推論装置によって求められた補正
燃料供給量とに応じてエンジンの燃焼室に対する燃料供
給量を決定するための燃料供給量決定装置とを備えてい
るので、 （ｉ）ファジィ推論を簡潔化する作用 をなし、ひいては （ii）ファジィ推論の実行回路を簡潔化する作用 ならびに （iii）ファジィ推論を迅速化する作用 をなし、結果的に （iv）小型化ないし低廉化を達成し、かつ燃料噴射制御
の即時性を確保する作用 をなす。

［実施例］ 次に、本発明にかかる燃料噴射制御装置について、そ
の好ましい実施例を挙げ、添付図面を参照しつつ具体的
に説明する。

しかしながら以下に説明する実施例は、本発明の理解
を容易化ないし促進化するために記載されるものであっ
て、本発明を限定するために記載されるものではない。

換言すれば、以下に説明される実施例において開示さ
れる各要素は、本発明の精神ならびに技術的範囲に属す
る全ての設計変更ならびに均等物置換を含むものであ
る。

（添付図面） 第１図は、本発明にかかる燃料噴射制御装置の第１の
実施例を示すための回路図である。

第２図は、第１図実施例の動作を説明するためのグラ
フであって、特に基本燃料供給量決定装置201で空気供
給量から基本燃料供給量を決定するための変換用グラフ
の一例を示している。

第３図（ａ）〜（ｄ）は、第１図実施例の動作を説明
するためのグラフであって、特に補正燃料供給量推論装
置203および燃料供給遮断推論装置501におけるファジィ
推論で使用されるファジィ集合の一例を示している。

第４図（a₁）〜（ｊ）は、第１図実施例の動作を説明
するためのグラフであって、特に補正燃料供給量推論装
置203におけるファジィ推論の一例を示している。

第５図（a₁）〜（ｅ）は、第１図実施例の動作を説明
するためのグラフであって、特に燃料供給遮断推論装置
501におけるファジィ推論の一例を示している。

第６図は、本発明にかかる燃料噴射制御装置の第２の
実施例を示すための回路図である。

第７図は、本発明にかかる燃料噴射制御装置の第３の
実施例を示すための回路図である。

第８図は、本発明にかかる燃料噴射制御装置の第４の
実施例を示すための回路図である。

（第１の実施例の構成） まず、第１図を参照しつつ、本発明にかかる燃料噴射
制御装置の第１の実施例について、その構成を詳細に説
明する。

以下においては、便宜上、主としてガソリンエンジン
に適用される場合について説明するが、本発明にかかる
燃料噴射制御装置は、これに限定されるものではなく、
ディーゼルエンジンなどの他の各種のエンジンに適用可
能である。ちなみに、本発明にかかる燃料噴射制御装置
は、たとえばディーゼルエンジンに適用される場合、不
必要部材を適宜に除去しかつ不具合な箇所を適宜に修正
すればよい。

10は、本発明にかかる燃料噴射制御装置であって、エ
ンジン（図示せず）に対して配設されておりエンジンの
単位時間あたりの回転数（“エンジン回転数”という）
を検出するためのエンジン回転数検出センサ103と、エ
ンジンの燃焼室から排出されている排気ガス中の酸素濃
度を検出するための排気ガス酸素濃度検出センサ106
と、クランクの角度を検出するためのクランク角度検出
センサ111と、エンジンに含まれた全ての気筒の所定位
置（たとえば上死点に対応する適宜の位置）にそれぞれ
配設されておりピストンがその所定位置に到達したこと
を検出するための気筒検出センサ112とを備えている。
ちなみに、気筒検出センサ112は、複数の気筒のうちの
１つに配設してもよい。

本発明にかかる燃料噴射制御装置10は、また、排気ガ
ス酸素濃度検出センサ106に接続されており、排気ガス
酸素濃度検出センサ106から与えられた排気ガス中の酸
素濃度（“排気ガス酸素濃度”ともいう）の検出結果か
ら基本燃料供給量を決定するための基本燃料供給量決定
装置201を備えている。

本発明にかかる燃料噴射制御装置10は、更に、エンジ
ン回転数検出センサ103と排気ガス酸素濃度検出センサ1
06とに接続されており、エンジンの回転数に関するファ
ジィ集合とエンジンの燃焼室から排出されている排気ガ
ス中の酸素濃度に関するファジィ集合とエンジンの燃焼
室に対する補正燃料供給量に関するファジィ集合との間
で成立する第１のファジィ規則に基づき、エンジン回転
数検出センサ103によって検出されたエンジンの回転数
と排気ガス酸素濃度検出センサ106によって検出された
エンジンの燃焼室から排出されている排気ガス中の酸素
濃度とに応じて、ファジィ推論によって補正燃料供給量
を求めるための補正燃料供給量推論装置203を備えてい
る。

本発明にかかる燃料噴射制御装置10は、更にまた、基
本燃料供給量決定装置201と補正燃料供給量推論装置203
とに接続されており、基本燃料供給量決定装置201から
与えられた基本燃料供給量の決定結果と補正燃料供給量
推論装置203から与えられた補正燃料供給量の推論結果
とから、エンジンの燃焼室に対して供給すべき燃料供給
量を決定するための燃料供給量決定装置204を備えてい
る。

本発明にかかる燃料噴射制御装置10は、加えて、クラ
ンク角度検出センサ111に対して接続されておりクラン
ク角度検出センサ111から与えられた燃料噴射時刻（す
なわちエンジンの燃焼室に対する燃料噴射を開始すべき
時刻）を検出するための噴射時刻検出装置301と、気筒
検出センサ112に対して接続されており各気筒の動作状
態を検知し各気筒に対する燃料の噴射可能時間を示す気
筒判別信号を作成して出力するための気筒判別装置401
とを備えている。気筒判別装置401は、（ｉ）気筒検出
センサ112が全ての気筒に対して１対１で配設されてい
る場合、気筒検出センサ112に対して１対１で対応する
気筒数と同数の判別回路によって作成されており、その
判別回路が気筒検出センサ112の検出結果を適宜に処理
して出力した気筒数と同数の信号を気筒判別信号として
出力し、また（ii）気筒検出センサ112が一部の気筒に
対してのみ配設されている場合、それに相当する数の判
別回路で形成されており、その判別回路が気筒検出セン
サ112の検出結果を適宜に処理して出力した気筒数と同
数の信号を気筒判別信号として出力する。

本発明にかかる燃料噴射制御装置10は、加えてまた、
エンジン回転数検出センサ103に接続されており、エン
ジンの回転数に関するファジィ集合とエンジンの燃焼室
に対する燃料の供給もしくは遮断に関するファジィ集合
との間で成立する第２のファジィ規則に基づき、エンジ
ン回転数検出センサ103によって検出されたエンジンの
回転数に応じて、ファジィ推論によって燃料の供給もし
くは遮断（すなわち燃料供給を遮断すべきか否か）を求
め燃料供給遮断信号として出力するための燃料供給遮断
推論装置501を備えている。

本発明にかかる燃料噴射制御装置10は、併せて、燃料
供給量決定装置204と噴射時刻検出装置301とに接続され
ており燃料供給量決定装置204から与えられた燃料供給
量の決定結果を示す電圧信号を燃料噴射時刻検出装置30
1から与えられた燃料噴射時刻に始まる時間信号すなわ
ち燃料噴射時間信号に変換して出力するための変換装置
601と、気筒判別装置401と燃料供給遮断推論装置501と
変換装置601とに接続されており変換装置601から与えら
れた燃料噴射時間信号を燃料供給遮断推論装置501から
与えられた燃料供給遮断信号および気筒判別装置401か
ら与えられた気筒判別信号にしたがって通過せしめ燃料
噴射制御信号として燃料噴射装置701に対して与えるた
めの燃料噴射制御信号発生装置801とを備えている。

（第１の実施例の作用） 更に、第１図ないし第５図（a₁）〜（ｅ）を参照しつ
つ、本発明にかかる燃料噴射制御装置の第１の実施例に
ついて、その作用を詳細に説明する。

基本燃料供給量の決定 基本燃料供給量は、基本燃料供給量決定装置201にお
いて、以下のごとく、決定される。

すなわち、基本燃料供給量決定装置201は、排気ガス
酸素濃度検出センサ106から与えられた排気ガス中の酸
素濃度の検出結果に応じてエンジンに供給されるべき燃
料の基本量を基本燃料供給量として決定する。

基本燃料供給量は、たとえば、エンジンを無負荷運転
したときの排気ガス中の酸素濃度と燃料供給量との間に
存在する相関関係に基づいて予め作成されて基本燃料供
給量決定装置201に保持された変換用グラフ（第２図参
照）により決定される。基本燃料供給量は、たとえば変
換用グラフが第２図に示した場合、第２表に示したごと
く、排気ガス中の酸素濃度が13％であるとき、1.87Vと
決定される。

補正燃料供給量の推論 補正燃料供給量は、補正燃料供給量推論装置203にお
いて、以下のごとく、ファジィ推論によって求められ
る。

すなわち、補正燃料供給量推論装置203は、エンジン
回転数に関するファジィ集合（たとえば第３図（ａ）の
ファジィ集合Ａ）と排気ガス酸素濃度に関するファジィ
集合（たとえば第３図（ｂ）のファジィ集合Ｂ）と、補
正燃料供給量に関するファジィ集合（たとえば第３図
（ｃ）のファジィ集合Ｃ）との間で成立するファジィ規
則（たとえば第１表に示したファジィ規則f₁〜f₉）に基
づき、エンジン回転数検出センサ103から与えられたエ
ンジン回転数の検出結果と排気ガス酸素濃度検出センサ
106から与えられた排気ガス酸素濃度の検出結果とに応
じて、ファジィ推論により補正燃料供給量を求める。以
下、補正燃料供給量推論 装置203におけるファジィ推論は、第３図（ａ）〜
（ｃ）に示したファジィ集合Ａ〜Ｃの間で成立する第１
表に示したファジィ規則f₁〜f₉に基づいて実行されるも
のとして説明する。したがって、本発明では、所望によ
り（ｉ）ファジィ集合Ａ〜Ｃに含まれたメンバーシップ
関数の数を増減し、もしくはその形状を変更してもよ
く、また（ii）ファジィ規則f₁〜f₉の数を増減し、もし
くはその内容を変更してもよい。

補正燃料供給量推論装置203におけるファジィ推論
は、エンジン回転数検出センサ103から与えられたエン
ジン回転数の検出結果と排気ガス酸素濃度検出センサ10
6から与えられた排気ガス酸素濃度の検出結果とについ
て一般化して説明すると多大の煩雑さが伴なうので、こ
こでは、エンジン回転数検出センサ103から与えられた
エンジン回転数の検出結果と排気ガス酸素濃度検出セン
サ106から与えられた排気ガス酸素濃度の検出結果と
が、それぞれ第２表に示したとおりである場合を挙げ
て、例示的に説明する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₁に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数S_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数S_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数S_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数S_Bの関数値▲▼とを第４図（a₁）
（a₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数S_Aの関数値▲▼
が第４図（a₁）（a₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数S_Bの関数値▲
▼よりも小さいので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数NS_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（a₃）に示したごとく梯形状のメンバーシップ関
数NS_C ^＊１を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₂に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数S_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数M_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数S_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数M_Bの関数値▲▼とを第４図（b₁）
（b₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数S_Aの関数値▲▼
が第４図（b₁）（b₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数M_Bの関数値▲
▼よりも大きいので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数ZR_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（b₃）に示したごとく梯形状のメンバーシップ関
数ZR_C ^＊２を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₃に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数S_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数L_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数S_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数L_Bの関数値▲▼とを第４図（c₁）
（c₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数S_Aの関数値▲▼
が第４図（c₁）（c₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数L_Bの関数値▲
▼よりも大きいので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数PS_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（c₃）に示したごとく梯形状（ここでは高さ０）
のメンバーシップ関数PS_C ^＊３を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₄に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数M_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数S_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数M_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数S_Bの関数値▲▼とを第４図（d₁）
（d₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数M_Aの関数値▲▼
が第４図（d₁）（d₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数S_Bの関数値▲
▼よりも小さいので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数NM_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（d₃）に示したごとく梯形状（ここでは高さ０）
のメンバーシップ関数NM_C ^＊４を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₅に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数M_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数M_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数M_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数M_Bの関数値▲▼とを第４図（e₁）
（e₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数M_Aの関数値▲▼
が第４図（e₁）（e₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数M_Bの関数値▲
▼よりも小さいので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数ZR_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（e₃）に示したごとく梯形状（ここでは高さ０）
のメンバーシップ関数ZR_C ^＊５を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₆に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数M_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数L_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数M_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数L_Bの関数値▲▼とを第４図（f₁）
（f₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数M_Aの関数値▲▼
が第４図（f₁）（f₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数L_Bの関数値▲
▼と同じであるので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数PS_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（f₃）に示したごとく梯形状（ここでは高さ０）
のメンバーシップ関数PS_C ^＊６を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₇に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数L_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数S_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数L_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数S_Bの関数値▲▼とを第４図（g₁）
（g₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数L_Aの関数値▲▼
が第４図（g₁）（g₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数S_Bの関数値▲
▼よりも小さいので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数NM_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（g₃）に示したごとく梯形状（ここでは高さ０）
のメンバーシップ関数NM_C ^＊７を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₈に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数L_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数M_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数L_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数M_Bの関数値▲▼とを第４図（h₁）
（h₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数L_Aの関数値▲▼
が第４図（h₁）（h₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数M_Bの関数値▲
▼よりも小さいので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数NS_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（h₃）に示したごとく梯形状（ここでは高さ０）
のメンバーシップ関数NS_C ^＊８を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、ファジィ規則f₉に関
し、まず（ｉ）第１表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数L_Aと
第３図（ｂ）に示したファジィ集合Ｂに含まれているメ
ンバーシップ関数L_Bとを選出し、次いで（ii）エンジン
回転数2000回／分に対応するメンバーシップ関数L_Aの関
数値▲▼と排気ガス酸素濃度13％に対応するメン
バーシップ関数L_Bの関数値▲▼とを第４図（i₁）
（i₂）に示したごとく求める。エンジン回転数2000回／
分に対応するメンバーシップ関数L_Aの関数値▲▼
が第４図（i₁）（i₂）から明らかなごとく排気ガス酸素
濃度13％に対応するメンバーシップ関数L_Bの関数値▲
▼と同じであるので、補正燃料供給量推論装置203
は、第３図（ｃ）に示したファジィ集合Ｃに属するメン
バーシップ関数ZR_Cを高さ▲▼の位置で切断して
第４図（i₃）に示したごとく梯形状（ここでは高さ０）
のメンバーシップ関数ZR_C ^＊９を作成する。

補正燃料供給量推論装置203は、上述で作成したメン
バーシップ関数NS_C ^＊１,ZR_C ^＊２,PS_C ^＊３,NM_C ^＊４,ZR_C
^＊５,PS_C ^＊６,NM_C ^＊７,NS_C ^＊８,ZR_C ^＊９で包囲されたハ
ッチング領域について第４図（ｊ）に示したごとく重心
を算出し、その横座標−0.87Vを補正燃料供給量と推論
する。

燃料供給量の決定 燃料供給量は、燃料供給量決定装置204において、以
下のごとく、決定される。

すなわち、燃料供給量決定装置204は、基本燃料供給
量決定装置201から与えられた基本燃料供給量（ここで
は1.87V）と、補正燃料供給量推論装置203から与えられ
た補正燃料供給量（ここでは−0.87V）とをエンジンの
特性に応じた適宜の比率で加算して燃料供給量を決定す
る。

燃料噴射時間信号の発生 燃料供給量決定装置204によって求められた燃料供給
量は、変換装置601に対して与えられており、クランク
角度検出センサ111から与えられたクランク角度に応じ
て燃料噴射時刻検出装置301により検出された燃料噴射
時刻に開始する燃料噴射時間信号に変換される。

燃料噴射時間信号は、たとえば、燃料噴射時刻検出装
置301により検出された燃料噴射時刻に立ち上がり、燃
料供給量決定装置204によって求められた燃料供給量に
応じた時間だけ高レベル状態を維持する信号である。

燃料供給遮断の推論 燃料の供給もしくは遮断（すなわち燃料供給を遮断す
べきか否か）は、燃料供給遮断推論装置501において、
以下のごとく、ファジィ推論によって求められる。

すなわち、燃料供給遮断推論装置501は、エンジン回
転数に関するファジィ集合（たとえば第３図（ａ）のフ
ァジィ集合Ａ）と燃料供給遮断に関するファジィ集合
（たとえば第３図（ｄ）のファジィ集合Ｄ）との間で成
立するファジィ規則（たとえば第３表に示したファジィ
規則g₁〜g₄）に基づき、エンジン回転数検出センサ103
から与えられたエンジン回転数の検出結果に応じて、フ
ァジィ推論によりエンジンの燃焼室に対する燃料の供給
もしくは遮断を求める。以下、燃料供給遮断推論 装置501におけるファジィ推論は、第３図（ａ）（ｄ）
に示したファジィ集合A,Dの間で成立する第３表に示し
たファジィ規則g₁〜g₄に基づいて実行されるものとして
説明する。したがって、本発明では、所望により（ｉ）
ファジィ集合A,Dに含まれたメンバーシップ関数の数を
増減し、もしくはその形状を変更してもよく、また（i
i）ファジィ規則g₁〜g₄の数を増減し、もしくはその内
容を変更してもよい。

燃料供給遮断推論装置501におけるファジィ推論は、
エンジン回転数検出センサ103から与えられたエンジン
回転数の検出結果について一般化して説明すると多大の
煩雑さが伴なうので、ここでは、エンジン回転数検出セ
ンサ103から与えられたエンジン回転数の検出結果が、
第２表に示したとおりである場合を挙げて、例示的に説
明する。

燃料供給遮断推論装置501は、ファジィ規則g₁に関
し、まず（ｉ）第３表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数L_Aを
選出し、次いで（ii）エンジン回転数2000回／分に対応
するメンバーシップ関数L_Aの関数値▲▼を第５図
（a₁）に示したごとく求める。燃料供給遮断推論装置50
1は、エンジン回転数2000回／分に対応するメンバーシ
ップ関数L_Aの関数値▲▼に対応する高さ▲
▼の位置で第３図（ｄ）に示したファジィ集合Ｄに属す
るメンバーシップ関数F_Dを切断して第５図（a₂）に示し
たごとく梯形状（ここでは高さ０）のメンバーシップ関
数F_D ^＊１を作成する。

燃料供給遮断推論装置501は、ファジィ規則g₂に関
し、まず（ｉ）第３表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数S_Aを
選出し、次いで（ii）エンジン回転数2000回／分に対応
するメンバーシップ関数S_Aの関数値▲▼を第５図
（b₁）に示したごとく求める。燃料供給遮断推論装置50
1は、エンジン回転数2000回／分に対応するメンバーシ
ップ関数S_Aの関数値▲▼に対応する高さ▲
▼の位置で第３図（ｄ）に示したファジィ集合Ｄに属す
るメンバーシップ関数N_Dを切断して第５図（b₂）に示し
たごとく梯形状のメンバーシップ関数N_D ^＊２を作成す
る。

燃料供給遮断推論装置501は、ファジィ規則g₃に関
し、まず（ｉ）第３表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数M_Aを
選出し、次いで（ii）エンジン回転数2000回／分に対応
するメンバーシップ関数M_Aの関数値▲▼を第５図
（c₁）に示したごとく求める。燃料供給遮断推論装置50
1は、エンジン回転数2000回／分に対応するメンバーシ
ップ関数M_Aの関数値▲▼に対応する高さ▲
▼の位置で第３図（ｄ）に示したファジィ集合Ｄに属す
るメンバーシップ関数F_Dを切断して第５図（c₃）に示し
たごとく梯形状（ここでは高さ０）のメンバーシップ関
数F_D ^＊３を作成する。

燃料供給遮断推論装置501は、ファジィ規則g₄に関
し、まず（ｉ）第３表に基づき、第３図（ａ）に示した
ファジィ集合Ａに含まれているメンバーシップ関数Z_Aを
選出し、次いで（ii）エンジン回転数2000回／分に対応
するメンバーシップ関数Z_Aの関数値▲▼を第５図
（d₁）に示したごとく求める。燃料供給遮断推論装置50
1は、エンジン回転数2000回／分に対応するメンバーシ
ップ関数Z_Aの関数値▲▼に対応する高さ▲
▼の位置で第３図（ｄ）に示したファジィ集合Ｄに属す
るメンバーシップ関数N_Dを切断して第５図（d₂）に示し
たごとく梯形状のメンバーシップ関数N_D ^＊４を作成す
る。

燃料供給遮断推論装置501は、上述で作成したメンバ
ーシップ関数F_D ^＊１,N_D ^＊２,F_D ^＊３,N_D ^＊４で包囲され
たハッチング領域について第５図（ｅ）に示したごとく
重心を算出し、その横座標−2.61Vを求めて所定値（た
とえば０）と比較し、比較結果に応じて燃料を供給もし
くは遮断（ここでは比較結果が所定値よりも小であるの
で燃料を供給）すべきと推論する。

燃料供給遮断推論装置501は、推論結果を燃料供給遮
断信号として出力する。燃料供給遮断信号は、たとえ
ば、推論結果が燃料を供給すべきとき高レベル状態で燃
料を遮断すべきとき低レベル状態となる信号である。

気筒判別信号の発生 気筒判別装置401は、気筒検出センサ112から与えられ
た検出結果を処理することにより、各気筒に対する燃料
の噴射可能時間を判別して気筒判別信号として出力す
る。

気筒判別信号は、たとえば、燃料の噴射可能時間に高
レベル状態となる信号であって、各気筒ごとに発生され
ている。

燃料噴射制御信号の発生 変換装置601で変換された燃料噴射時間信号は、燃料
噴射制御信号発生装置801に与えられており、燃料供給
遮断推論装置501から与えられた燃料供給遮断信号が燃
料の遮断を示していないかぎり、気筒判別装置401によ
って発生された気筒判別信号に応じ、各気筒ごとに燃料
噴射制御信号として燃料噴射装置701に与えられる。燃
料噴射装置701は、エンジンの燃焼室（ひいては気筒）
に対し、燃料供給量決定装置204によって求められた燃
料供給量ひいては燃料噴射時間信号に対応する量の燃料
を噴射する。

これに対し、燃料供給遮断推論装置501から与えられ
た燃料供給遮断信号が燃料の遮断を示している場合、燃
料噴射時間信号は、燃料噴射制御信号発生装置801から
燃料噴射制御信号として燃料噴射装置701に与えられな
い。

（第２の実施例） 併せて、第６図を参照しつつ、本発明にかかる燃料制
御噴射装置の第２の実施例について、その構成および作
用を詳細に説明する。

第２の実施例は、エンジン回転数検出センサ103がエ
ンジン回転数算出装置103Aと置換され、かつエンジン回
転数算出装置103Aの入力端がクランク角度検出センサ11
1の出力端に対して接続されており、クランク角度検出
センサ111から与えられたクランク角度の検出結果から
エンジン回転数を算出していることを除き、第１の実施
例と実質的に同一の構成を有している。

換言すれば、第２の実施例は、エンジンに対して配設
するセンサの数を削減できることを除き、第１の実施例
と実質的に同一の作用効果を有している。

それ故、ここでは、説明を簡潔とするために、第１の
実施例に含まれた要素に相当する要素に対し第１の実施
例と同一の参照番号を付すことにより、その他の詳細な
説明を省略する。

（第３の実施例） 併せて、第７図を参照しつつ、本発明にかかる燃料制
御噴射装置の第３の実施例について、その構成および作
用を詳細に説明する。

第３の実施例は、気筒検出センサ112が除去され、か
つ気筒判別装置401の入力端がクランク角度検出センサ1
11の出力端に対して接続されており、クランク角度検出
センサ111から与えられたクランク角度の検出結果から
気筒の動作状態を判別していることを除き、第１の実施
例と実質的に同一の構成を有している。

換言すれば、第３の実施例は、エンジンに対して配設
するセンサの数を削減できることを除き、第１の実施例
と実質的に同一の作用効果を有している。

それ故、ここでは、説明を簡潔とするために、第１の
実施例に含まれた要素に相当する要素に対し第１の実施
例と同一の参照番号を付すことにより、その他の詳細な
説明を省略する。

（第４の実施例） 併せて、第８図を参照しつつ、本発明にかかる燃料制
御噴射装置の第４の実施例について、その構成および作
用を詳細に説明する。

第４の実施例は、気筒検出センサ102が除去され、か
つ気筒判別装置401の入力端がクランク角度検出センサ1
11の出力端に対して接続されており、クランク角度検出
センサ111から与えられたクランク角度の検出結果から
気筒の動作状態を判別していることを除き、第２の実施
例と実質的に同一の構成を有している。

換言すれば、第４の実施例は、エンジンに対して配設
するセンサの数を削減できることを除き、第２の実施例
と実質的に同一の作用効果を有している。

それ故、ここでは、説明を簡潔とするために、第２の
実施例に含まれた要素に相当する要素に対し第２の実施
例と同一の参照番号を付すことにより、その他の詳細な
説明を省略する。

（変形例） なお、上述では、気筒判別装置401を燃料噴射制御信
号発生装置801に接続する場合についてのみ説明した
が、本発明は、これに限定されるものではなく、気筒判
別装置を燃料噴射装置に対して直接に接続しておき燃料
噴射制御信号が与えられたとき気筒判別信号に応じて燃
料噴射装置に燃料を噴射せしめる場合も包摂している。

また、上述では、ファジィ推論がメンバーシップ関数
の頂部を切断して重心を求めることにより実行されてい
るが、本発明は、これに限定されるものではなく、他の
周知の要領で（たとえばメンバーシップ関数の高さを変
更して重心を求めることにより）ファジィ推論が実行さ
れる場合も包摂している。換言すれば、本発明は、ファ
ジィ推論を一定のものに限定するものではない。

（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる燃料制御噴
出装置は、燃料噴射制御信号を発生してエンジンに配設
された燃料噴射装置に与える燃料噴射制御装置であっ
て、特に、（ａ）排気ガス酸素濃度検出センサによって
検出されたエンジンの燃焼室から排出されている排気ガ
ス中の酸素濃度に応じてエンジンの燃焼室に対する基本
燃料供給量を決定するための基本燃料供給量決定装置
と、（ｂ）エンジンの回転数に関するファジィ集合とエ
ンジンの燃焼室から排出されている排気ガス中の酸素濃
度に関するファジィ集合とエンジンの燃焼室に対する補
正燃料供給量に関するファジィ集合との間で成立するフ
ァジィ規則に基づき、エンジン回転数検出センサによっ
て検出されもしくはエンジン回転数算出装置によってク
ランク角度検出センサの検出したクランク角度から算出
されたエンジンの回転数と排気ガス酸素濃度検出センサ
によって検出された排気ガス中の酸素濃度とに応じて、
ファジィ推論によって補正燃料供給量を求めるための補
正燃料供給量推論装置と、（ｃ）基本燃料供給量決定装
置によって決定された基本燃料供給量と補正燃料供給量
推論装置によって求められた補正燃料供給量とに応じて
エンジンの燃焼室に対する燃料供給量を決定するための
燃料供給量決定装置とを備えているので、 （ｉ）ファジィ推論を簡潔化できる効果 を有し、ひいては （ii）ファジィ推論の実行回路を簡潔化できる効果 ならびに （iii）ファジィ推論を迅速化できる効果を有し、結果
的に （iv）小型化ないし低廉化を達成し、かつ燃料噴射制御
の即時性を確保できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる燃料噴射制御装置の第１の実施
例を示す示すための回路図、第２図は第１図実施例の動
作を説明するためのグラフ、第３図（ａ）〜（ｄ）は第
１図実施例を説明するためのグラフ、第４図（a₁）〜
（ｊ）は第１図実施例を説明するためのグラフ、第５図
（a₁）〜（ｅ）は第１図実施例を説明するためのグラ
フ、第６図は本発明にかかる燃料噴射制御装置の第２の
実施例を示すための回路図、第７図は本発明にかかる燃
料噴射制御装置の第３の実施例を示すための回路図、第
８図は本発明にかかる燃料噴射制御装置の第４の実施例
を示すための回路図、第９図は従来例を示す回路図であ
る。10 ……燃料噴射制御装置 103……エンジン回転数検出センサ 103A……エンジン回転数算出装置 106……排気ガス酸素濃度検出センサ 111……クランク角度検出センサ 112……気筒検出センサ 201……基本燃料供給量決定装置 203……補正燃料供給量推論装置 204……燃料供給量決定装置 301……噴射時刻検出装置 401……気筒判別装置 501……燃料供給遮断推論装置 601……変換装置 701……燃料噴射装置 801……燃料噴射制御信号発生装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 G05B 13/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射制御信号を発生してエンジンに配
   設された燃料噴射装置に与える燃料噴射制御装置におい
   て、 （ａ）排気ガス酸素濃度検出センサ（106）によって検
   出されたエンジンの燃焼室から排出されている排気ガス
   中の酸素濃度に応じてエンジンの燃焼室に対する基本燃
   料供給量を決定するための基本燃料供給量決定装置（20
   1）と、 （ｂ）エンジンの回転数に関するファジィ集合とエンジ
   ンの燃焼室から排出されている排気ガス中の酸素濃度に
   関するファジィ集合とエンジンの燃焼室に対する補正燃
   料供給量に関するファジィ集合との間で成立する第１の
   ファジィ規則に基づき、エンジン回転数検出センサ（10
   3）によって検出されもしくはエンジン回転数算出装置
   （103A）によってクランク角度検出センサ（111）の検
   出したクランク角度から算出されたエンジンの回転数と
   排気ガス酸素濃度検出センサ（106）によって検出され
   た排気ガス中の酸素濃度とに応じて、ファジィ推論によ
   って補正燃料供給量を求めるための補正燃料供給量推論
   装置（203）と、 （ｃ）基本燃料供給量決定装置（201）によって決定さ
   れた基本燃料供給量と補正燃料供給量推論装置（203）
   によって求められた補正燃料供給量とに応じてエンジン
   の燃焼室に対する燃料供給量を決定するための燃料供給
   量決定装置（204）と、 （ｄ）クランク角度検出センサ（111）によって検出さ
   れたクランク角度からエンジンの燃焼室に対する燃料の
   噴射時刻を検出するための噴射時刻検出装置（301）
   と、 （ｅ）燃料供給量決定装置（204）によって求められた
   燃料供給量を噴射時刻検出装置（301）によって検出さ
   れた噴射時刻から始まる燃料噴射時間に変換して出力す
   るための変換装置（601）と、 （ｆ）エンジンの回転数に関するファジィ集合とエンジ
   ンの燃焼室に対する燃料の供給もしくは遮断に関するフ
   ァジィ集合との間で成立する第２のファジィ規則に基づ
   き、エンジン回転数検出センサ（103）によって検出さ
   れもしくはエンジン回転数算出装置（103A）によってク
   ランク角度検出センサ（111）の検出したクランク角度
   から算出されたエンジンの回転数に応じて、ファジィ推
   論によってエンジンの燃焼室に対する燃料の供給もしく
   は遮断を求め燃料供給遮断信号として出力するための燃
   料供給遮断推論装置（501）と、 （ｇ）変換装置（601）から出力された燃料噴射時間に
   応じて燃料噴射制御信号を発生し、燃料供給遮断推論装
   置（501）から出力された燃料供給遮断信号にしたがっ
   てエンジンに配設された燃料噴射装置（701）に対して
   与えるための燃料噴射制御信号発生装置（801）と を備えてなることを特徴とする燃料噴射制御装置。