JPS6093153A - 燃料遮断装置 - 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】 （技術分野） 本発明は電子制御により燃料噴射を行なう、特に単点燃
料噴射を行なう自動車用機関において、減速運転時の燃
料遮断装置の改良に関する。

（従来技術） 車両の減速運転時には機関の駆動力が不要になることか
ら燃料の供給を停止し、減速時の燃費節減を図ることが
一般的に行なわれている。

この場合、車両の減速状態を絞弁が全閉、もしくけ全閉
からあるーポの開度以下になったときに州となる絞弁ス
イッチにより検出し、この検出信号ヲ受けるとコントロ
ールユニットはその時の機関回転数が遮断回転数Ｎ１以
上であれば、燃料噴射弁への噴射信号を停止して燃料遮
断を行ない、燃料遮断稜、機関回転数が解除回転数Ｎｍ
　（ただしＮｓ　＜　Ｎｌ　）まで下がると、噴射信号
の停止を解除し、燃料噴射を再開するようになっている
（例えば特開昭５７−１４０５４２号公報参照）Ｑなお
、噴射時期は機関１回転毎に、全気筒で燃焼に必要な燃
料のしを噴射するので、たとえば、４サイクル機関では
クランク軸の１回転毎に１回噴射が行なわれることに々
る。

ところで、気筒毎に燃料噴射弁を備える多点燃料噴射シ
ステムと異なシ、吸気マニホールドの枝管集合部よシ上
流の吸気通路に１個の燃料噴射弁を備えるのみの単点燃
料噴射システムでは、燃料噴射弁による燃料遮断、燃料
遮断解除が全気筒の燃料遮断、燃料供給再開を意味する
ので、燃料供給再開前後でのトルク変動が大きく、この
ため、車両に前後方向の衝撃が発生して運転のつながシ
が悪く、運転者に不快感を与えるという問題があった。

また、気筒毎に燃料噴射弁を備える多点燃料噴射システ
ムでは、２グループに分けた噴射弁グループのそれぞれ
に制御回路を設け、機関回転数がＮ１とＮ３の間に設定
される一部気筒の燃料遮断解除回転数Ｎ２以下になると
、一方の噴射弁グループへの噴射信号の停止を解除する
ようにして燃料供給再開前後でのトルク変動による車両
の衝撃や回転数の落込みを防ＩＦするものがあるが、こ
の場合、単点燃料噴射システムと比べ、噴射弁の数量の
多いこと、燃料配管、制（１１１１回路が著しく複雑と
なることなどから生産性が悪く、コスト胃を免れない。

（発明の目的） 本発明は各気筒の吸気行程毎に噴射弁に噴射信号を出力
するとともに、燃料遮断後に、機関回転数がＮ２　（Ｎ
！　＜Ｎ２　＜Ｎｌ　）以下になると、噴射信号の回数
を気筒数の半分に低減して半数気筒の燃料供給を再会す
ることにより、燃料供給再開時の急激なトルク変動によ
る車両の衝撃を最小限に抑えて運転性の向−ヒな図り、
また、単点燃料噴射システムであっても多点燃料噴射シ
ステムと同様の作用を達成することにより、配管や制御
回路を簡素化し、生産性、制御性の改善を図る燃料遮断
装置を提供することを目的とする。

　３− （発明の構成並びに作用） 第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

すなわち、本発明は、吸気マニホールド２の枝管集合部
３よシ土流の吸気通路４に介装される１個の燃料噴射弁
６と、吸入空気量を検出するエアフローメータ１３と、
機関回転数を検出するクランク角センサ１４と、絞弁５
の全閉位置を検出する絞弁スイッチ１７と、吸入空気量
と機関回転数に基づいて所定の燃料噴射信号を出力する
とともに、機関の減速時に機関回転数が遮断回転数Ｎ１
よシも高い場合に前記噴射信号を遮断しＮ１よシも低い
遮断解除回転数Ｎ３になると再び前記噴射信号を供給ス
るコントロールユニット２０を備えた燃料遮断装置を前
提とする。

そして、本発明は、この装置に、各気筒の吸気行程毎に
前記噴射弁６が１気筒分の燃料噴射を行な°うように制
御する燃料噴射制御手段２８と、前記Ｎ１とＮ３の間に
１部気筒の燃料遮断を解除する回転数Ｎ２を設定する解
除回転数設定手段２９と、機　４− 開回転数がＮｓからＮ２の回転域にあシかつ減速時にあ
ることを判別する回転域判別手段２６と、この判別結果
に基づき機関回転数がＮ、からＮ２の回転域したがって
、俗気筒の吸気行程にあわせて燃料が供給されるので、
単点燃料噴射であ夛ながら、各気筒への燃料供給を制御
できることになル、このため、噴射回数をさらに制御す
ると、特定気筒の燃料供給、燃料遮断が制御されるので
ある。

（実施例） 第２図（Ａ）は本発明の一実施例の概１１ｒ７構成図で
、４気筒機関に適用されたものである。ただし第２図Ｂ
）は第２図（〜の部分平面図である図中、燃料噴射弁６
け吸気マニホールド２の枝管集合部３より上流の吸気通
路４（たとえば絞弁５は枝管集合部３のすぐ上流に介装
されるので、この絞弁５のさらに上流の吸り、通路）に
介装され、燃料供給系の燃料ポンシフによって圧送され
た燃料を、エアクリーナ１１を介して流入する吸気に向
けて供給する　々お、８は燃料フィルタ、９は燃料タン
ク、１０は圧力Ｘ部器である。

２０は燃料噴射量及び噴射時期を制御するコントロール
ユニットで、主にマイクロプロセッサ（中央演算装置）
と、メモリ（記憶装置）と、インターフェイス（入出力
信号処理回路）とから構成され、吸入空気量Ｑを検出す
るエアフローメータ１３からの信号、機関回転数Ｎ及び
クランク角の基準位置を検出するクランク角センサ１４
からの単位クランク角パルス及びクランク角基準ハルス
、機関冷却水温を検出する水温センサ１５からの信号、
排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ１６からの
信号、絞弁５の全閉（もしくは所定の小開度以下）を検
出する絞弁スイッチ１７からの信号がそれぞれ入力され
、これらの信号にもとづいて基本的には機関回転に同期
しかつ吸入空気量に対、応したパルス幅をもつ燃料噴射
信号をつくシ、この信号により燃料噴射弁６を駆動する
。

同時に、コントロールユニット２０では絞弁スイッチ１
７の信号とクランク角センサ１４からの回転数信号にも
とづき減速時に燃料遮断を行なうが、これについて、第
３図のコントロールユニット２０のブロック図に基づき
説明する。

２１は減速時検出手段で、絞弁スイッチ１７からの信号
を入力し、絞弁スイッチ１７がＯＮである場合（絞弁５
は全閉状態にある）に減速時であることを検出する。

２２は回転数検出手段で、一定時間の間に発生するクラ
ンク角センサ１４からの単位角・そルス（回転数信号）
をＨ４数し、この泪数値を機関回転数Ｎを示す信号とし
て出力する。

２４は燃料遮断を行なう回転数を設定する遮断回転数設
定手段で、機関水温（機関水温検出手段２３にて検出さ
れる）に応じて予め設定される遮断回転数Ｎ、のマッシ
（第４図参照）から、その時のＮ１を読み出す。

２５は燃料遮断を解除する回転数を設定する解除回転数
設定手段で、同様に、機関水温に応じて予め設定される
解除回転数Ｎａ（ただしＮｓ　＜Ｎｌ　）のマツプ（第
４図参照）からその時のＮｓを読み出す。

７− 回転域判別手段２６は減速時検出手段２１が減速時を検
出した場合に、機関回転数Ｎと設定回転数Ｎ、、Ｎ、を
比較し、燃料遮断を行なう回転域を判別する。

全気筒遮断設定手段３０、全気筒解除設定手段３２は燃
料遮断係数α（通常の燃料噴射時を１、燃料遮断時を０
とする係数である）を判別手段２６０判別結果に基づき
、それぞれ設定する。

具体的には、ＮがＮｓ　（例えば１６００　ｒｐｍ）以
上からの減速時には、全気筒遮断設定手段３０にてαが
０に設定され、Ｎａ　（例えば１１０００ｒｐ　）まで
下がると、全気筒解除設定手段３２にてαが再び１に設
定される（したがって、ＮがＮ１よ勺低い回転数からの
減速時にはαは０に設定されない）。

燃料噴射制御手段２８は吸入空気量Ｑ（吸入空気量検出
手段２７にて検出される）と機関回転数Ｎとから演算さ
れる基本噴射・母ルス幅Ｔ、（＝に−Ｑ／ＮｆｃだしＫ
は定数）に、他の運転ノリメータから得られる補正係数
桐、並びに前述のαを乗算して通常の噴射・９ルス幅Ｔ
ｉ＝Ｔｐ−に・αをめＴｉミラ　８− 噴射パルス幅とする駆１１ｂｉｌルス（噴射信号）を燃
料噴射弁６に供給する。

したがって、通常の燃料噴射時はα−１であるため、噴
射弁６はＴｉ　（＝　’［’ｐ　−に、　）の値に対応
する時間だけ開かれ、この開弁時間に比例した燃料が噴
射供給されるが、遮断回転域の判別によりα＝Ｏの場合
は、’ｒｉ＝ｏとなり駆動パルスは出力され、ない。

すなわち、減速状態が判別され−かつその時の機関回転
数ＮがＮｓ　（例えば１６００　ｒｐｍ）以上である場
合は全気筒の燃料遮断を行ない、Ｎｓ　（例えば１００
０　ｒｐｍ）　ｉで下がると、全気筒の燃料噴射を再開
するようになっている（したがって、ＮがＮ１より小さ
い場合には燃料遮断は行なわない）。

以−にの構成については従来と同じであるが、本発明で
は、これに、燃料噴射制御手段２８と、解除回転数設定
手段２９と、回転域判別手段２６と。

一部気筒解除設定手段３１が設けられる。

解除回転数設定手段２９はＮ、とＮ、の間に一部気筒の
燃料遮断を解除する回転数Ｎ２　（Ｎｌ　＞Ｎ２　〉Ｎ
３）を設定するもので、機関水温に応じて予め設定され
る遮断回転数Ｎ２のマツプ（第４図）からその時のＮ２
を読み出す。

燃料噴射制御手段２８は前述した噴射パルス幅Ｔｉを演
算する機能に、さらに燃料噴射時期を制御する機能が追
加されるもので、クランク角センサ１４のクランク角基
準パルスにもとづき各気筒の吸入行程毎に噴射弁６が開
弁して噴射を行なう。

回転域判別手段２６も、従来の機能に本発明の機能が加
わるもので、ＮがＮ３からＮ２の回転域にあシかつ減速
時であることを判別する。

一部気筒解除設定手段３１は、この判別結果に基づき制
聯ｐ手段２Ｂからの噴射回数を気筒数の半分にするよう
前述のαを設定する。

具体的には、機関１回転に１回の噴射が行なわれるよう
αが１と０に交互に設定されるのである。

次に作用を第５図のフローチャートに基づいて説明する
。なお、図中のＰ１〜ｌ”＋２は各ステップを示し、制
御演算は機関回転に同期して実行される。

機関の通常趣転時にはＰ、で絞弁スイッチ１７がＯＮで
ないため、ｐＨで遮断係数αは１となり、Ｐ３にて噴射
ノ卆ルス幅ＴｉはＴｐ−ＫＩ（りだしＴｐＵ吸入空気量
Ｑと機関回転数Ｎから演算される基本パルス鼠殉は運転
パラメータによる補正係数である）となシ、このＴｉを
噴射パルス幅として噴射弁６が開閉駆動される、 この場合、噴射時期は各気筒の吸気行程毎に行なわれる
。つまり、吸気弁の開弁よシ所定りランク角度前になる
と、噴射弁６が開弁作動し、噴射された燃料は絞弁５を
経て吸気マニホールド２内に拡散し、続いて吸気弁の開
いた気筒に供給される。

今、４気筒機関の点火順序を４１＝１→３−≠４−≠２
として、噴射弁６の噴射時期を示すと第６図のように各
気筒の吸気行程毎に噴射が行なわれ、単点燃料噴射にか
かわらず、多点燃料噴射の一方法であるシーケンシャル
インジェクションに相当する作用が得られることになる
。

次に、機関回転数ＮがＮ＋　（例えば１６００　ｒｐｍ
）以上の高回転域からアクセルペダルを離して減速を１
１− 行なうと、絞弁スイッチ１７がＯＮとなり（絞弁５が閉
弁する〕、かつＮ≧Ｎ、であるので、Ｐ９にてαはＯＫ
設定される。

このためＰ８でＴｉ＝０となシ、駆動パルスは出力され
ず、全気筒の燃料遮断が行なわれる。

この全気筒燃料遮断によシ機関回転数Ｎが低下し、Ｎ２
〉Ｎ≧Ｎ３になると、Ｐｌｏでαは１点火毎に０と１が
交互に設定される。

すなわち、機関１回転に１回は燃料遮断が解除される（
通常の半分の噴射回数で噴射される）ことにな勺、点火
順序に従い＋１．≠４気筒の吸気行程に応じる噴射のみ
が再開されたとすると、第７図のように、噴射溶料の大
部分は１１．４４　気筒に吸入され、部分気筒燃焼を行
々う。このため、機関１回転に１回はトルクを生じるこ
とになる。

この場合、吸気行程にある受筒以外の気筒にも吸気の脈
動や干渉により極めて微量の噴射燃料が供給されるが、
排気通路の触媒等に悪影響を及ばすものではない。

減速状態が維持され、Ｐ８でＮがＮｓ　（例えは１２− １０００　ｒｐｍ　）　ＶＣなると、ＰＩＩＫてαが再
び１に設定され、機関１回転に２回噴射が行なわれるこ
とになり、全気筒の燃料供給が再開される通常の燃料噴
射が行なわれる。

したがって、全気筒燃料遮断回転数Ｎ１と全気筒遮断解
除回転数Ｎ３の間に一部気筒遮断解除回転域Ａ（第４図
）が形成されることになシ、燃料遮断からの回復時には
、−挙に全気筒の燃料供給が再開されるのではなく、半
数気筒の燃料供給の再開を必ず経るため、燃料再Ｊｔ給
前後のトルク変動が緩和され、車両の衝撃を最小限に抑
えられるのである。

なお、噴射弁６の単打位置が吸気ポートよシ離れている
ので、噴射された燃料の挙動を、吸気弁の開弁時間との
関係で考慮しておく必要があり、このため、機関回転数
に対する吸気弁の開弁時間を第８図に示す。

一部気筒噴射解除回転域Ａ　（１０００〜１５００　ｒ
ｐｍ　）では噴射ノｆルス幅ｉ’ｉ（噴射弁の開所時間
で、例えば１２０Ｏｒｐｍで１．２　ｍ５ｅｃ　程度）
に対し吸気弁の開弁時間Ｔは急激に大きくなる（例えば
２４０Ｏｒｐｍで１２．５　ｍ５ｅｃが１２０Ｏｒｐｍ
で２５　ｍ５ｅｃとなる）。

一方、噴射弁６と吸気弁との間の通路距離は約０．３ｍ
あυ、減速時の気化燃料は音速で流れるので、噴射によ
り即座に気化した燃料が吸気弁の開口部に達するに要す
る時間は約１　ｍ５ｅｃ、　ｉ　ｆｃ噴射により吸気通
路の内壁に付着した壁面燃料が同じく開口部に達するに
要する時間Ｔｊ（第８図の鎖線）は約Ｉ　Ｑ　ｍ５ｅｃ
　となり、これらの所要時間を前述の噴射弁開弁時間Ｔ
ｉに加算しても、なお吸気弁の開弁時間Ｔに比較すれば
充分小さい。このため、一部気筒には演算された燃料量
がほとんど供給されることになり燃焼状態は良好に維持
される。したがって、噴射弁６の取付位置が離れたもの
であっても一部１（気筒遮断解除回転域Ａ　（１０００
〜１５００ｒｐｍ）の設定は容易に可能となるのである
。

々お、絞弁スイッチ１７は絞弁５の下流の吸入負圧を検
出する負圧センサに代えてもよく、この場合には吸入負
圧により減速状態が検出されることになる。

また、一部気筒の燃料遮断解除は＋３．＋２気筒につい
て行なってもよいし、均一なトルク変動でなくともよい
場合は、＝ｌｌ−１１＋−２気筒あるいは＋−３，＋１
気筒の一方を燃料遮断解除することも可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、単点燃料噴射弁の燃料噴
射を各気筒の吸気行程毎に行なうとともに、減速時の燃
料遮断回転数Ｎ、と燃料遮断解除回転数Ｎ、の間に一部
気筒遮断解除回転数Ｎ２を設定し、Ｎ２とＮ３の間を一
部気筒遮断解除回転域として減速時に全気筒の燃料遮断
が行なわれた俵、回転数の低下に伴い全気筒の溶料供給
が再開される前にまず半数気筒の燃料供給が再開される
ようにしたので、トルク変動が緩和され、従来例のよう
に燃料供給再開前後の急激なトルク変動が発生せず、こ
れにより著しく運転性の同上が図れるという効果が得ら
れる。

ｔｒｉ公知の多点燃料噴射システムによシ行なわれる笥
１分気筒遮断解除と同一の作用が本発明により行なわれ
るので、この多点燃料噴射システムと１５− は較べものにならない程配管や制御回路が簡素化でき、
生産性、制御性が改善できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図である。 第２図へ）は本発明の１実施例の全体図、第２図０は第
２図（５）の部分平面図、第３図は第２図（５）中のコ
ントロールユニットのブロック図である。 第４図は機関水温に対する設定回転数の特性図、第５図
は第２図（５）中のコントロールユニットの演算処理を
示すフローチャート、第６図は通常時の燃料噴射時期を
説明する図、第７図は一部気筒の燃料遮断解除時の燃料
噴射時期を説明する図、第８図は機関回転数に対する吸
気弁開弁時間、噴射弁開弁時間、壁面燃料流による所要
時間をそれぞれ示す特性図である。 ２・吸気マニホールド、３・・・枝管集合惟、４・・・
吸シ通路、５・・・絞弁、６・・・燃料噴射弁、１３・
・・エアフローメータ、１４・・・クランク角センサ、
１７・・・絞弁スイッチ、２０・・・コントロールユニ
ット、１６− ２１・・・減速時検出手段、２２・・・回転数検出手段
、２４・・・遮断回転数設定手段、２５．２９・・・解
除回転数設定手段、２６・・何Ｅ１１転載判別手段、２
７・・・吸入空惣量検出手段、２８・・・燃料噴射制御
手段、３０６１．全気筒遮１ｔノｒ設定手段、３１・・
・一部気筒解ｌ！、１′−，設定手段、３２・・・全気
筒解除設定手段。 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気マニホールドの枝管集合部より上流の吸気通路に介
   装される１個の燃料噴射弁と、吸入空気量を検出するエ
   ア７０−メータと、機関回転数を検出するクランク角セ
   ンサと、絞弁の全閉位置を検出する絞弁スイッチと、吸
   入空気量と機関回転数に基づいて所定の燃料噴射信号を
   出力するとともに、機関の減速時に機関回転数が遮断回
   転数Ｎ。 よシも高い場合に前記噴射信号を遮断しＮ１よりも低い
   遮断解除回転数Ｎ３になると再び前記噴射信号を供給す
   るコントロールユニットヲ備えた燃料遮断装置において
   、各気筒の吸気行程毎に前記噴射弁が１気筒分の燃料噴
   射を行なうように制御する燃料噴射制御手段と、前記Ｎ
   １とＮ、の間に１部気筒の燃料遮断を解除する回転数Ｎ
   を設定する解除回転数設定手段と、機関回転数がＮ８か
   らＮ２の回転域にあシかつ減速時にあることを判別する
   回転域判別手段と、この判別結果に基づき襞間回転数が
   Ｎ、からＮ２の回転域になると、前記噴射弁の噴射回数
   を気筒数の半分にする一部気筒解除設定手段を設けたこ
   とを特徴とする燃料遮断装置。