JPH04241728A - エンジンの燃料制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気管長を可変してエ
ンジンの燃料制御を行なうエンジンの燃料制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸気管長を可変できるエンジンは
、そのときのエンジン回転数に対して最適な吸気管長を
決めることで、最適な空気量を吸入すること目的として
いる。そして、各吸気管には、それに対応させたアクチ
ユエータを設け、そのアクチユエータを駆動して吸気管
長を調整している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、吸気
管の固着等により各吸気管を目標とする長さに設定でき
ない場合、本来、空気は、その脈動が吸気管に同調して
入つてくることを想定しているのに、管長が不適当なた
めに同調しなくなり、吸入空気量が目標値より不足する
。よつて、このときの空燃比はオーバーリツチ状態にな
る。

【０００４】一方、固着状態にない吸気管に対応する気
筒内では、目標とする正常な燃焼が行なわれており、こ
のとき排気管側に設けたＯ２　センサでは、空燃比はリ
ツチと判定する。そこで、燃料制御系は、空燃比がリー
ン側に移行するようフイードバツク制御するので、正常
に機能している気筒に対する空燃比もリーン側になり、
結果としてオーバーリーンによる失火が起きエンジンの
熱バランスが崩れるという問題が発生する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決することを目的としてなされたもので、上述の課題を
解決するための手段として、以下の構成を備える。図１
１に示した発明の全体構成図において、本発明は、複数
の吸気管３１の長さをエンジン回転数に応じて可変にす
る吸気管制御手段３５と、排気管３２に設けた空燃比検
知手段３３での検出値に応じて空燃比のフイードバツク
制御を行なう空燃比制御手段３４とを備えるエンジンの
燃料制御装置であつて、吸気管３１の固着を判定する判
定手段３６を備え、該判定手段３６が少なくとも１つの
吸気管の固着を判定したときには、前記空燃比制御手段
３４はオープンループ制御をする。

【０００６】また、請求項２の発明は、図１２の全体構
成図に示すように、複数の吸気管３１の長さをエンジン
回転数に応じて可変にする吸気管制御手段３５と、排気
管３２に設けた空燃比検知手段３３での検出値に応じて
空燃比のフイードバツク制御を行なう空燃比制御手段３
４とを備えるエンジンの燃料制御装置であつて、吸気管
３１の固着を判定する判定手段３６を備え、該判定手段
３６が吸気管３１の固着を判定したときには、前記吸気
管制御手段３５は固着していない吸気管長を固着した吸
気管長に同調させる。

【０００７】

【作用】以上の構成において、複数の吸気管の内、少な
くとも１つの吸気管の固着が判定されたときには、空燃
比制御手段はオープンループ制御をするよう機能する。 また、他の発明によれば、複数の吸気管の内、少なくと
も１つの吸気管の固着が判定されたときには、固着状態
にない吸気管の長さを固着した吸気管の長さに合わせる
よう機能する。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る好適
な実施例を詳細に説明する。図１は、本発明に係る実施
例であるエンジンの燃料制御装置（以下、装置という）
の全体構成を示す図である。図１は、可変長吸気管を多
気筒エンジンに適用した場合を示すものであり、本装置
では、これら４気筒に対応する可変長吸気管２を２グル
ープに分け、後述する２個の駆動モータにて２気筒毎に
制御する。尚、図１に示した装置では、装置上での複数
の吸気管の可変状態がわかるよう、各グループの吸気管
長を意図的に相違させて描いてある。

【０００９】エンジン本体１には管長が可変となる吸気
管２，３が支持され、その上流には不図示のスロツトル
弁、及びエアフローメータが具備されている。エンジン
制御部（ＥＣＵ）１０は、本装置全体を制御するもので
、ＥＣＵ１０の中央制御部であるＣＰＵ１３、制御プロ
グラムを格納するためのＲＯＭ１５、制御情報や後述す
る吸気管位置マツプ等を格納するＲＡＭ１４にて構成さ
れる。また、ＥＣＵ１０は、各センサからの信号、例え
ば、エンジン回転数センサ２０で検知したエンジン回転
数信号Ｎｅ、スロツトル開度センサ２１からのスロツト
ル開度ＴＶθ、排気管１１に設けたＯ２　センサ４での
検知結果を受信したり、制御信号として吸気管駆動モー
タ６（図２を参照）に対して吸気管２，３を目標位置に
駆動するための位置信号を出力する。

【００１０】図２は、本装置の吸気管、及びその駆動部
を示す詳細図である。同図において、吸気管可動部２ａ
には吸気管駆動ワイヤ７が固定されており、吸気管駆動
ワイヤ７は吸気管駆動モータ６に付随するプーリー５に
巻き付けられている。吸気管駆動モータ６は、ＥＣＵ１
０からの駆動信号に従い二方向（正転、逆転）の何れか
に回転し、吸気管駆動ワイヤ７は、その回転に従い吸気
管可動部２ａを支柱８に沿つて摺動させる。吸気管可動
部２ａは、吸気管固定部２ｂの内側に挿入されると吸気
管長が短くなり、逆に抜去されると吸気管長が長くなる
。

【００１１】尚、吸気管可動部２ａは、その先端付近（
吸気入口側）に支柱８との摺動を容易にするためのリニ
アボールベアリング９が設けられている。図３−１，図
３−２は、本装置の吸気管の断面構造を示す。図３−１
は、吸気管可動部２ａが吸気管固定部２ｂの内側に挿入
されたときの断面構造であり、吸気管長が最短である状
態を示す。また、図３−２は、吸気管可動部２ａが吸気
管固定部２ｂの内側から完全に抜去されたときの断面構
造であり、このとき吸気管長は最大になる。

【００１２】次に、本実施例におけるエンジンの燃料制
御手順について説明する。図４は、本実施例におけるエ
ンジンの燃料噴射量決定手順を示すフローチヤートであ
る。同図において、ＥＣＵ１０は、ステツプＳ１でエン
ジン回転数センサ２０で検知したエンジン回転数信号Ｎ
ｅ、スロツトル開度センサ２１からのスロツトル開度Ｔ
Ｖθ、そして排気管１１に開設したＯ２　センサ４での
検知結果から空燃比ＡＦを読み込む。

【００１３】ステツプＳ２では、図５に示す燃料噴射マ
ツプを参照して、そのときのエンジン回転数Ｎｅとスロ
ツトル開度ＴＶθとから決まる基本噴射パルス幅ＴＡＵ
を求める。続くステツプＳ３で、図６に示す目標空燃比
マツプから目標空燃比ＭＡＦを決める。そして、ステツ
プＳ４では、目標空燃比ＭＡＦと実際の空燃比ＡＦＯＸ
との差をとることで、空燃比の偏差ΔＡＦＦＢを求める
。尚、図６に示す目標空燃比マツプでは、エンジン回転
数Ｎｅが高く、スロツトル開度ＴＶθが大きい程、空燃
比はリツチであり、逆にエンジン回転数が低く、スロツ
トル開度が小さい程、空燃比はリーンになる。

【００１４】ステツプＳ５では、ステツプＳ４で求めた
空燃比の偏差ΔＡＦＦＢよりフイードバツク補正係数ｆ
（ＦＢ）Ｂを決定する。続くステツプＳ６では、前回の
処理で求めたフイードバツク値ｆ（ＦＢ）（ｉ−１）と
フイードバツク補正係数ｆ（ＦＢ）Ｂとの和であるフイ
ードバツク値ｆ（ＦＢ）（ｉ）を決定する。ステツプＳ
７では、図７に示す空燃比フイードバツク領域マツプを
参照して、エンジン回転数Ｎｅとスロツトル開度ＴＶθ
がフイードバツクゾーン（図中、斜線部）にあるか否か
の判定を行ない、フイードバツクゾーンにあれば、ステ
ツプＳ８に進んで、下記の式（１）に従い噴射パルス幅
ＴＰを決定する。

【００１５】 　　ＴＰ＝ＴＡＵ×｛１＋ｆ（ＦＢ）（ｉ）｝　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）しかし
、ステツプＳ７での判定の結果、フイードバツクゾーン
にはないときには、ステツプＳ９で、ステツプＳ２にて
決定した基本噴射パルス幅ＴＡＵを噴射パルス幅ＴＰと
する。ステツプＳ１０では、後述する固着等に起因する
吸気管の動作不良状態をもとにフエイル状態の判定を行
ない、その結果がＹＥＳであれば、ステツプＳ１１に進
み、フイードバツク制御を止めてオープンループ制御と
し、ステツプＳ２にて決定した基本噴射パルス幅ＴＡＵ
を噴射パルス幅ＴＰとする。また、吸気管がフエイル状
態になければ、ステツプＳ１０での判定がＮＯとなるの
で噴射パルス幅ＴＰについての操作は行なわない。

【００１６】ステツプＳ１２では、上述の処理にて得ら
れた噴射パルス幅ＴＰに従つて燃料噴射を行なう。図８
−１，図８−２は、本実施例における吸気管制御の手順
を示すフローチヤートである。図８−１において、ＥＣ
Ｕ１０は、ステプ２１でエンジン回転数Ｎｅ、スロツト
ル開度ＴＶθ、そして位置センサ２２ａ，２２ｂからの
出力をもとに吸気管位置ＰＩＮ，ＰＩＮＳを読み込む。 これら吸気管位置ＰＩＮ，ＰＩＮＳは、吸気管駆動モー
タの回転角が電圧で指示されたものを読み込む。次のス
テツプＳ２２では、後述するフエイルフラグＦｆａｉｌ
が１か否かの判定を行なう。

【００１７】本処理ルーチンにおける最初の処理では、
まだフエイル判定は行なつていないので、このフラグは
０となる。そこで、処理をステツプＳ２３に進め、ステ
ツプＳ２１で読み込んだエンジン回転数Ｎｅ、及びスロ
ツトル開度ＴＶθにて決まる目標吸気管位置ＭＩＮを、
図９に示した目標吸気管位置マツプから求める。図９に
示した目標吸気管位置マツプにおいて、マツプ上の数値
は吸気管駆動モータに付随するポテンシヨメータに対す
る目標出力電圧（単位はボルト）であり、電圧値が大き
い程吸気管長は長くなる。従つて、ここでは、空気の充
填効率が最良となるようエンジン低回転時には吸気管長
は長く、高回転時は短くなるよう制御する。尚、モータ
回転角、及びポテンシヨメータの目標出力電圧と吸気管
長との関係を図１０に示す。

【００１８】ステツプＳ２４では、実際の吸気管位置と
マツプ上の吸気管位置との差ΔＬ，ΔＬＳを求める。即
ち、上述のように、一方の吸気管位置をＰＩＮ、他方の
吸気管位置をＰＩＮＳとすると、 　　ΔＬ＝ＰＩＮ−ＭＩＮ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　…（２）　　ΔＬＳ＝ＰＩＮＳ−ＭＩＮ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　…（３）となる。

【００１９】次のステツプＳ２５では、ステツプＳ２４
で求めた差ΔＬ，ΔＬＳが、所定の偏差内にあるか否か
の判定を行なう。この吸気管の位置判定、つまりΔＬ、
及びΔＬＳが−０．１　Ｖと０．１　Ｖとの間にあるか
どうかの判定の結果がＹＥＳであれば、吸気管の動作は
正常であるとして、本処理を終了する。しかし、ΔＬ，
ΔＬＳが偏差内になければステツプＳ２６に進んでタイ
マーを設定し、続くステツプＳ２７で、このタイマー設
定後、５秒が経過したか否かを判定する。

【００２０】ステツプＳ２７での判定がＮＯであれば、
吸気管を目標位置に合わせるための吸気管駆動モータの
駆動処理に入る。つまり、ステツプＳ３０でΔＬ，ΔＬ
Ｓの値と目標値との差分の大小判定し、ΔＬ，ΔＬＳ＜
−０．１　ＶであればステツプＳ３１で吸気管駆動モー
タを正転させ、また、ΔＬ，ΔＬＳ＞０．１　Ｖであれ
ばステツプＳ３２で吸気管駆動モータを逆転させる。そ
して、図８−２のステツプＳ４１ではフエイルフラグＦ
ｆａｉｌが１か否かの判定を行ない、判定結果がＮＯで
あれば本処理を終える。

【００２１】一方、吸気管駆動モータに駆動信号を送り
、それを目標位置に合わせる処理が所定時間（ここでは
、５秒）内に終了できなかつたときには、図８−１のス
テツプＳ２６で設定したタイマーがカウントを終え、ス
テツプＳ２７での判定がＹＥＳとなるので、続くステツ
プＳ２８で、駆動対象の吸気管に固着等の不具合が発生
したことを示すフエイルフラグＦｆａｉｌを１にする。 そして、次のステツプＳ２９では、目標吸気管位置の変
更、つまりフエイル状態にある吸気管位置（ＰＩＮ、あ
るいはＰＩＮＳ）を目標吸気管位置とする。

【００２２】図８−２のステツプＳ４２では、フエイル
状態にある吸気管位置の差分が所定値内にあるか否かの
判定を行なう。つまり、ＰＩＮ−ＰＩＮＳが−０．１　
Ｖと０．１　Ｖの間にあるかどうかの判定を行ない、判
定結果がＹＥＳであれば吸気管のフエイル状態は解除さ
れたとしてステツプＳ４４でフエイルフラグＴｆａｉｌ
を０にして処理を終える。しかし、ここでの判定結果が
ＮＯであれば、ステツプＳ４３で、どちらか一方の吸気
管駆動モータを正転させる。

【００２３】ステツプＳ４５で、ステツプＳ４３でのモ
ータ駆動の結果、｜ＰＩＮ−ＰＩＮＳ｜の値に変化があ
るか否かの判定を行なう。この値に変化がなければステ
ツプＳ４６に進んで、ステツプＳ４３で駆動したモータ
とは別の、もう一方のモータを正転駆動する。そして、
ステツプＳ４７で｜ＰＩＮ−ＰＩＮＳ｜の値が大きくな
る方向にあるか否かを判定し、大きくなる方向であれば
ステツプＳ４８で、ステツプＳ４３、あるいはステツプ
Ｓ４６で駆動したモータを逆転させる。

【００２４】ステツプＳ４７での判定結果がＮＯであれ
ば、ステツプＳ４３、あるいはステツプＳ４６でのモー
タ駆動方向は、｜ＰＩＮ−ＰＩＮＳ｜の値を小さくする
方向にあるので、そのまま本処理を終える。以上説明し
たように、本実施例によれば、固着等により吸気管長が
可変できなくなつたとき、空燃比のフイードバツク制御
を止めてオープンループ制御にし、リツチからリーンへ
の移行は行なわないことで、オーバーリーン状態による
失火をなくすことができるという効果がある。

【００２５】また、固着した吸気管側にすべての吸気管
の長さを合わせ、その後、空燃比フイードバツクをかけ
ることで、吸入空気の充填量は下がつても空燃比をその
ときの吸入空気量にあつた方向で補正できるので、固着
によつてエンジンの信頼性が損なわれるということはな
い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸気管が固着によりフエイル状態にあるとき、オーバー
リーンによる燃焼室での失火を防止できるという効果が
ある。また、すべての吸気管長を固着側に合わせること
で、エンジンの信頼性を保つことができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例であるエンジンの燃料制御
装置の全体構成を示す図である。

【図２】実施例に係る装置の吸気管、及びその駆動部を
示す詳細図である。

【図３】実施例に係る装置の吸気管の断面構造を示す図
である。

【図４】実施例におけるエンジンの燃料噴射量決定手順
を示すフローチヤートである。

【図５】燃料噴射マツプを示す図である。

【図６】目標空燃比マツプを示す図である。

【図７】空燃比フイードバツク領域マツプを示す図であ
る。

【図８】実施例における吸気管制御の手順を示すフロー
チヤートである。

【図９】目標吸気管位置マツプを示す図である。

【図１０】モータ回転角、及びポテンシヨメータの目標
出力電圧と吸気管長との関係を示す図である。

【図１１】発明の全体構成を示す図である。

【図１２】他の発明の全体構成を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　　　エンジン本体 ２，３　　吸気管 ４　　　　　　Ｏ２　センサ ５　　　　　　プーリー ６　　　　　　吸気管駆動モータ ７　　　　　　吸気管駆動ワイヤ ８　　　　　　支柱 ９　　　　　　リニアボールベアリング２０　　　　エ
ンジン回転数センサ ２１　　　　スロツトル開度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の吸気管の長さをエンジン回転数に応
   じて可変にする吸気管制御手段と、排気管に設けた空燃
   比検知手段での検出値に応じて空燃比のフイードバツク
   制御を行なう空燃比制御手段とを備えるエンジンの燃料
   制御装置であつて、吸気管の固着を判定する判定手段を
   備え、該判定手段が少なくとも１つの吸気管の固着を判
   定したときには、前記空燃比制御手段はオープンループ
   制御をすることを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
2. 【請求項２】複数の吸気管の長さをエンジン回転数に応
   じて可変にする吸気管制御手段と、排気管に設けた空燃
   比検知手段での検出値に応じて空燃比のフイードバツク
   制御を行なう空燃比制御手段とを備えるエンジンの燃料
   制御装置であつて、吸気管の固着を判定する判定手段を
   備え、該判定手段が吸気管の固着を判定したときには、
   前記吸気管制御手段は固着していない吸気管長を固着し
   た吸気管長に同調させることを特徴とするエンジンの燃
   料制御装置。