(57)【要約】２次空気導入システムを備えたエンジンにおいて、減速状態での燃料カット時に排気管内でのアフターバーンの防止を図ったエンジンの燃料カット制御方法を提供する。排気管に２次空気導入管が接続され、該２次空気導入管にエアカットバルブが装着されたエンジンの減速時での燃料カット制御方法において、所定条件のときに減速状態かどうかを判別する判別ステップを有し、減速状態の場合、減速開始後所定期間は通常の必要燃料流量より増量した燃料を供給し、更に所定期間経過後に燃料をカットする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管に２次空気導入管が接続され、該２次空気導入管にエアカットバルブが装着されたエンジンの減速時での燃料カット制御方法において、所定条件のときに減速状態かどうかを判別する判別ステップを有し、減速状態の場合、減速開始後所定期間は通常の必要燃料流量より増量した燃料を供給し、更に所定期間経過後に燃料をカットすることを特徴とする燃料カット制御方法。
【請求項２】
前記判別ステップで減速状態以外の場合、減速状態からの復帰状態であれば通常の必要燃料より減量した燃料を供給することを特徴とする請求項１に記載の燃料カット制御方法。
【請求項３】
前記所定条件として、始動後の経過時間判別ステップと、冷却水の水温判別ステップとを有することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料カット制御方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はエンジンの燃料カット制御方法に関し、特に自動車エンジンの減速時における燃料カット制御方法に関するものである。
背景技術
燃料噴射エンジンを搭載した自動二輪車等において、負荷とエンジン回転数により運転状態を判断し、運転状態が減速運転状態であって燃料の供給が必要ないと判断した場合、燃料供給をカットして燃料噴射量をゼロにする。減速時に燃料噴射量をゼロにすることにより、エンジンブレーキによる減速効果が得られ、燃費の向上及び排気ガス清浄化の効果が得られる。
一方、排気ガス浄化のための手段の１つとして、排気管に２次空気導入管を接続し、排気ガス圧力の脈動を利用して排気管に２次空気を導入し排気ガスを再燃焼させている。この２次空気導入管上にはエアカットバルブが設けられる。このエアカットバルブは、通常走行時あるいは加速時等のスロットルが開いた高回転時に開いて２次空気を導入し、減速時等のスロットルが閉じた低回転時には閉じて２次空気をカットする。
したがって、このような２次空気導入システムを備えた車両において、減速時には、排気管への２次空気の導入がカットされるとともに、前述のように燃料がカットされ噴射量がゼロにされる。
しかしながら、通常走行状態からスロットルを閉じて減速状態に移る場合、減速開始と同時に燃料をカットすると、燃料カット開始直後には、吸気管壁面に付着した燃料がシリンダ内に流入し、この燃料だけではリーン過ぎるのでシリンダ内では燃焼せず、これがそのまま未燃焼ガスとして排気管に排気される。２次空気導入システムを併用している場合、この排気管内に流入した未燃焼ガスが２次空気と反応して燃焼しアフターバーンを誘引する。このようなアフターバーンはエンジン本体に影響するとともに騒音の原因となる。
このアフターバーンを防止するために、前述のエアカットバルブが備わり、吸気管圧力が一定値以下に下がったときに２次空気導入をカットする。
しかしながら、このエアカットバルブには動作遅れがあるため、燃料カット指令と同時にエアカットバルブを閉じるように駆動しても、燃料カット後初期のアフターバーンを完全に防止することはできない。
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、２次空気導入システムを備えたエンジンにおいて、減速状態での燃料カット時に排気管内でのアフターバーンの防止を図ったエンジンの燃料カット制御方法の提供を目的とする。
発明の開示
前記目的を達成するため、本発明では、排気管に２次空気導入管が接続され、該２次空気導入管にエアカットバルブが装着されたエンジンの減速時での燃料カット制御方法において、所定条件のときに減速状態かどうかを判別する判別ステップを有し、減速状態の場合、減速開始後所定期間は通常の必要燃料流量より増量した燃料を供給し、更に所定期間経過後に燃料をカットすることを特徴とする燃料カット制御方法を提供する。
この構成によれば、減速状態で燃料をカットすべき状態と判別した場合、すぐには燃料噴射量をゼロにせず、２次空気導入管のエアカットバルブが閉じるまでの所定期間は通常のプログラムに従って演算した必要燃料流量に増加係数をかけて燃料噴射量を増量して供給し、更に所定期間経過してエアカットバルブが閉じた後燃料噴射量をゼロにする。これにより、減速開始時にスロットルが閉じて吸気負圧の上昇により吸気管壁に付着していた燃料がシリンダ内に流入したとき、この付着燃料が、インジェクタから増量して噴射された燃料とともにシリンダ内で全て燃焼するため（付着燃料のみではリーンすぎて燃焼しない）、排気管に未燃焼ガスが流入しない。したがって、排気管内での２次空気との反応によるアフターバーンが防止される。
なお、所定期間の期間は、時間を管理して所定時間経過としてもよいし、エンジンの行程（サイクル）毎に燃料カット判定を行う場合は所定サイクルとしてもよい。
好ましい構成例では、前記判別ステップで減速状態以外の場合、減速状態からの復帰状態であれば通常の必要燃料より減量した燃料を供給することを特徴としている。
この構成によれば、減速状態から再びスロットルを開いて通常走行に戻る場合に、通常のプログラムにしたがって演算した必要燃料流量に減少係数をかけて必要噴射量を減量して供給する。これにより、急激な燃料増加による急激な回転上昇が防止され安定した走行状態が維持される。
さらに好ましい構成例では、前記所定条件として、始動後の経過時間判別ステップと、冷却水の水温判別ステップとを有することを特徴としている。
この構成によれば、演算処理データとして適切なクランク角度で検出した吸気管圧力データから吸入空気量が算出され、この吸入空気量とエンジン回転数から運転状態を適切に判別でき、また始動時及び冷却水温が低い状態での燃料カット制御を回避して安定した運転状態を保つことができる。
発明を実施するための最良の形態
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の制御システム全体のブロック構成図である。
一体部品としてユニット化されたエンジン制御装置（ＥＣＵ）１の制御回路ＣＰＵ（不図示）への入力として、メインスイッチ２からのオンオフ信号、クランクパルスセンサ３からのクランクパルス信号、吸気圧センサ４からの吸気圧検出信号、吸気温センサ５からの吸気温度検出信号、水温センサ６からの冷却水温検出信号、インジェクタ電圧センサ７からのインジェクタ制御のための電圧信号、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有するスイッチボックス８からの検査用入力信号が入力される。また、バッテリ２０が接続されバッテリ電源が入力される。
ＥＣＵ１からの出力として、燃料ポンプを駆動するポンプリレー９へのポンプリレー出力信号、インジェクタ１０の電磁コイルを駆動するインジェクタ出力信号、点火コイル１１を駆動する点火コイル出力信号、冷却水温に応じてオートチョーク１２を駆動するオートチョーク出力信号、異常状態を検出した時にメータ２２内のダイアグ警告灯１３を駆動するダイアグ警告信号、冷却水温が所定温度を越えたときに警告を表示する水温警告灯１４を駆動する水温警告信号、エンジンキー等のイモビライザ１７が異常操作されたときにイモビライザ警告灯１５を駆動するイモビライザ警告信号が出力される。また、各センサへセンサ用電源回路２１を介して又は直接電力を供給する電源電圧が出力される。
また、ＥＣＵ１は、外部の汎用通信装置１８に接続され、制御データ等を汎用通信ラインを介して入出力可能である。さらに、シリアル通信装置１９に接続されシリアル通信が可能である。
図２は本発明の実施形態に係るクランク角検出装置のシステム構成図である。
単気筒４サイクルエンジン３０は、ピストン３１の上面に燃焼室３２が形成され、この燃焼室３２に連通して吸気管３３及び排気管３４が接続される。吸気管３３にはスロットルバルブ３５が装着され端部に吸気バルブ３６が設けられる。排気管３４の端部に排気バルブ３７が設けられる。３８は点火プラグである。エンジン３０のシリンダ周囲に冷却ジャケット３９が設けられ、水温センサ６が取付けられる。ピストン３１は、コンロッド４０を介してクランク軸４１に連結される。
クランク軸４１にリングギヤ４２が一体的に固定される。リングギヤ４２には複数の歯（突起）４３が等間隔で設けられ、１ヶ所に歯欠け部４４が形成される。このリングギヤ４２の歯４３を検出するクランク角センサ（クランクパルスセンサ）３が備わる。クランク角センサ３は、各歯４３を検出して各歯の上辺長さに対応したパルス幅のパルス信号を発する。この例では、１２ヵ所に歯４３の位置があり、そのうち１ヵ所が歯欠け部４４であるため、クランク１回転の間に３０°ごとに１１個のパルス信号を発信する。
吸気管３３にはインジェクタ１０が装着される。このインジェクタ１０には、燃料タンク４５から、燃料ポンプ４６によりフィルタ４７を通して吸い上げられた燃料が、レギュレータ４８により一定圧力にされた状態で送られる。点火プラグ３８には、ＥＣＵ１（図１）により駆動制御される点火コイル１１が接続される。吸気管３３には吸気圧センサ４及び吸気温センサ５が取り付けられ、それぞれＥＣＵ１に接続される。
排気管３４には排気ガス浄化用の２次空気導入管４９が接続される。この２次空気導入管４９上にエアカットバルブ５０が設けられる。このエアカットバルブ５０は、通常走行時あるいは加速時等のスロットルが開いた高回転時に開いて２次空気を導入し、減速時等のスロットルが閉じた低回転時には閉じて２次空気をカットする。
図３は本発明に係る燃料カット制御のフローチャートである。
ステップＳ１：吸入空気量計算に適したタイミングかどうかを判別する。これは、吸入空気量算出パラメータとして用いる吸気管圧力を適正に検出できるクランク角が定まっているため、このクランク角のタイミングかどうかを判別するものである。すなわち、吸気バルブ開のときは、吸気管圧力とシリンダ内圧力がほぼ等しくなるため、クランク角信号により吸気行程終了時と判断されたときに吸気管圧力データを取り込み、このデータに基づいて吸入空気量を算出する。
クランク角の検出は、クランク軸に取付けたリングギヤの歯をクランク角センサで検出し、そのクランクパルス信号をＥＣＵ内のＣＰＵに取り込み、その信号データからクランク角を認識する。ＣＰＵは、クランク角度信号が入力されるたびに割り込みプログラムが起動するように構成されており、パルス信号の入力間隔によりエンジン回転数を計算する。
ステップＳ２：吸入空気量計算のタイミングと判断されたとき、吸気圧センサからの検出データをＡ／Ｄ変換して読み込みこれを保存する。
ステップＳ３：吸気管圧力データに基づいて吸入空気量を計算する。
ステップＳ４：エンジン始動後一定時間経過したかどうかを判別する。これはクランク軸が回転開始してクランクパルス信号が最初に発信されてからの時間を計測することにより所定時間内は始動時と判別し、この始動時には暖機運転制御を行なっているため、燃料カット制御を実行させないようにするためである。始動後所定時間経過してエンジンが暖機運転から通常運転に変わった後（又は暖機中であっても始動直後からある程度時間経過して安定状態に移った後）に次のステップＳ５に進む。
ステップＳ５：冷却水温が所定のしきい値以上かどうかを判別する。冷却水温が低く暖機中の場合には燃料カット制御は行わないで暖機に適したプログラムにしたがって算出した通常の必要燃料噴射量を供給する（ステップＳ１３）。
ステップＳ６：エンジン回転数と吸入空気量の演算結果から運転状態を判別する。これにより、減速状態か又は減速以外の加速状態あるいは通常の定速状態かが判別される。
ステップＳ７：上記ステップＳ６での判別結果が、減速状態かそれ以外かを判別する。
ステップＳ８：減速状態の場合、減速開始から一定時間経過したかどうかを判別する。この一定時間は、２次空気導入システムのエアカットバルブが完全に閉じて動作終了するまでの時間を見込んだ時間である。
ステップＳ９：上記ステップＳ８で一定時間経過していない場合、すなわちエアカットバルブがまだ開いている状態では、運転状態に応じて算出した必要燃料にリッチ係数（１より大）をかけて燃料を増量して燃料噴射を行う。これにより、スロットルが閉じて吸気負圧の上昇により吸気管壁に付着していた燃料がシリンダ内に流入したとき、この付着燃料が、インジェクタから増量して噴射された燃料とともにシリンダ内で全て燃焼するため（付着燃料のみではリーンすぎて燃焼しない）、排気管に未燃焼ガスが流入しない。したがって、排気管内での２次空気との反応によるアフターバーンが防止される。
ステップＳ１０：減速開始から一定時間経過したら、すなわち２次空気のエアカットバルブが完全に閉じたら、燃料噴射量をゼロにする。この状態では排気管に未燃焼ガスが流入しても２次空気は遮断されているため、アフターバーンは起こらない。
ステップＳ１１：上記ステップＳ７で減速状態以外と判断されたとき、減速状態からの復帰状態かどうかを判断する。
ステップＳ１２：減速からの復帰状態のとき、運転状態に応じて算出した必要燃料に復帰係数（１より小）をかけて燃料を減量して燃料噴射を行う。これにより、急激な回転数の上昇を抑え減速状態から滑らかに通常走行に移行することができる。
ステップＳ１３：運転状態に応じて算出した必要燃料をそのままインジェクタから燃料噴射する。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明では、減速状態で燃料をカットすべき状態と判別した場合、すぐには燃料噴射量をゼロにせず、２次空気導入管のエアカットバルブが閉じるまでは通常のプログラムに従って演算した必要燃料流量に増加係数をかけて燃料噴射量を増量して供給し、エアカットバルブが閉じた後燃料噴射量をゼロにする。これにより、減速開始時に２次空気導入管のエアカットバルブが閉じる前でも燃料をシリンダ内で燃焼させることにより、排気管に未燃焼ガスが流入しない。したがって、排気管内での２次空気との反応によるアフターバーンが防止される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る自動二輪車の制御システム全体の構成図である。
図２は、本発明に係るエンジンのクランク角検出装置の構成図である。
図３は、本発明に係る燃料カット制御のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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