JPH01200037A - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、吸気マニホルドのブランチ部より上流部分に
燃料噴射手段と吸入空気流量検出手段とを備えた内燃機
関の電子制御燃料噴射装置に関し、特に加速時に吸入空
気流量検出値を補正処理するものに関する。

〈従来の技術〉 従来、電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関にあって
は、燃料噴射量を次のように設定している（実開昭６１
−１８３４４０号公報等参照）。

即ち、エアフローメータにより検出された吸入空気流量
Ｑと機関回転速度Ｎとから基本燃料噴射量Ｔｐ　（＝Ｋ
ＸＱ／ＮＨＫは定数）を演算し、このＴｐを、主として
冷却水温度に応じた各種補正係数Ｃ０ＥＦと排気系に設
けた酸素センサ等によって検出される空燃比に基づいて
設定される空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ
とバッテリ電圧による補正分子ｓとで補正演算して最終
的な燃料噴射量Ｔｉを決定する。

そして、例えばシングルポイントインジェクション（以
下ＳＰＩという）システムでｉ、機関の％回転毎に電磁
式燃料噴射弁に対して前記燃料噴射量ＴＩに対応するパ
ルス巾をもつ噴射信号（開弁駆動信号）を出力し、機関
に燃料をオン・オフ的に噴射供給する。

ところで、前記ＳＰＩシステムにあっては、エアフロー
メータと燃料噴射弁とが吸気マニホルドのブランチ部よ
り上流部分に設けられているため、加速時には燃料噴射
弁より下流側の吸気通路容積分に充填される空気の最適
混合比化を行う必要があるが、この要求燃料噴射量の設
定に供し切れないエアフローメータによる吸入空気流量
の検出遅れがあり、従って、空燃比が大きくリーン化し
て失火を生じ易（なり加速性能が損なわれることがあっ
た。特に、熱容量の大きい熱線式のエアフローメータで
はこの傾向が大きい。

そこで、従来では、スロットル弁開度変化が開方向に所
定以上であることによって機関の加速運転状態を検出し
、かかる加速運転状態の検出時において最新の検出値Ｑ
□いと前回の検出値Ｑ。Ｌｆｌとの差に基づき次式によ
り最新の検出値Ｑｕｉｗを補正して最終的な吸入空気流
量Ｑを決定していた。

Ｑ　＝　ＱＮｔｕ　＋　Ａ　（Ｑ、ｌ！ｗ　　Ｑｏｔｏ
）但し、Ａは補正係数であり、吸気マニホルドのコレク
タ容積とエアフローメータの応答性に応じて決定できる
関数である。

また、上記吸入空気流ＩＩＱの補正方法によると、吸気
脈動により最新の検出値Ｑ　ＮＥＩＩ＋が前回の検出値
ＱｏＬｎよりも小さくなると、補正量がマイナスの値と
なって補正後の吸入空気流量値が実際の検出値よりも小
さくなるという問題があるため、検出値よりも小さい補
正値は採用しないようにして、補正により減少補正がな
されることがないようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来の吸入空気流量補正方法による
と、スロットル弁開度変化が開方向に所定以上であって
機関が加速運転状態であると検出されると、たとえ吸入
空気流量Ｑがスロットル弁開度変化に伴って変化せずに
安定している状態であっても、補正制御がなされことに
なるため、かかる吸入空気流量Ｑの安定状態における吸
気脈動を補正制御によって助長することになって、基本
燃料噴射量の振れの増大を招くことにより、機関吸入混
合気の空燃比制御性が悪化して、ノックやサージの発生
を招く惧れがあった。

即ち、第６図に示すように、スロットル弁が所定以上の
割合で開かれていて、撚も、補正値が検出値を上回って
いるときには、補正制御条件が揃っているため前記補正
式に基づいて補正された吸入空気流ｔＱが採用されるこ
とになり、然も、かかる補正は、加速初期に限らずスロ
ットル弁回度変化率に基づく機関加速状態で検出された
吸入空気流量が上昇傾向を示していれば行われるため、
吸入空気流量Ｑが安定した状態での吸気脈動における吸
入空気流量Ｑの上昇でも補正がなされるようになってい
たものであり、吸入空気流量検出遅れを補正するために
本来行われるべき補正によって、増大補正の必要がない
吸入空気流量Ｑの安定状態における吸気脈動を助長させ
ていたものである。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、加速時
の吸入空気流量の増大補正が検出遅れの補正にのみ供さ
れるようにして、吸気脈動の増大を回避し加速時におけ
る空燃比制御を良好にすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、吸気マニホ
ルドのブランチ部より上流部分に燃料噴射手段と吸入空
気流量検出手段とを備えると共に、機関回転速度を検出
する機関回転速度検出手段と、吸入空気流量と機関回転
速度とに基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算
手段とを備え、前記燃料噴射量演算手段により演算され
た量の燃料を前記燃料噴射手段から機関に噴射供給する
よう構成した内燃機関の電子制御燃料噴射装置において
、 機関吸気系に介装されたスロットル弁の開度変化率を検
出し、この検出した開度変化率が開方向に所定値以上で
あるときに機関が加速状態であると判定する加速状態判
定手段と、 この加速状態判定手段により機関加速状態の判定がなさ
れている状態において吸入空気流量の最新の検出値と前
回の検出値との大小を検出する吸入空気流量比較手段と
、 この吸入空気流量比較手段の比較結果が最新の検出値が
大のとき前記量検出（直の差に基づいて最新の検出値を
増大補正して吸入空気流量検出値として出力する吸入空
気流量補正手段と、前記吸入空気流量比較手段の比較結
果が最新の検出値が小となったときから前記加速状態判
定手段による加速判定が途絶えるまで前記吸入空気流量
補正手段による吸入空気流量の増大補正を禁止する補正
禁止手段と、 を設けるようにした。

〈作用〉 かかる構成において、加速状態判定手段は、スロットル
弁の開度変化率が開方向に所定以上であるときに機関が
加速状態であると判定し、このようにして加速状態が判
定されているときに、吸入空気流量比較手段は吸入空気
流量の最新の検出値と前回の検出値との大小を検出する
。

そして、吸入空気流量比較手段の比較結果が最新の検出
値が大であるとき、吸入空気流量補正手段は前記量検出
値の差に基づいて最新の検出値を増大補正して吸入空気
流量検出値として出力するが、前記吸入空気流量比較手
段の比較結果が最新の検出値が小となったときから前記
加速状態判定手段による加速判定が途絶えるまでは補正
禁止手段により前記吸入空気流量補正手段による吸入空
気流量の補正が禁止され、たとえこの間において最新の
検出値が大であると吸入空気流量比較手段により検出さ
れても吸入空気流量補正手段による補正は行われない。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第２図において、機関１の吸気マ
ニホルド２には、ブランチ部より上流部分にアクセルペ
ダルと連動して吸入空気流量を制御するスロットル弁３
とその上流側に吸入空気流量Ｑを検出する吸入空気流量
検出手段としてのエアフローメータ４及び燃料噴射手段
としての燃料噴射弁５が設けられ、燃料噴射弁５はマイ
クロコンピュータを内蔵したコントロールユニット６か
らの噴射パルス信号によって開弁駆動し、図示しない燃
料ポンプから圧送され所定圧力に制御された燃料を吸気
マニホルド２内に噴射供給する。

更に、機関１の冷却ジャケット内の冷却水温度を検出す
る水温センサ７が設けられると共に、排気通路８内の排
気中酸素濃度を検出する酸素センサ９が設けられている
。また、図示しないディストリビュータには、機関回転
速度検出手段を兼ねるクランク角センサ１０が内蔵され
ており、該クランク角センサ１０から機関回転に同期し
て出力されるクランク角単位信号を一定時間カウントし
て、または、クランク基準角度信号の周期を計測して機
関回転速度Ｎが検出される。

また、前記スロットル弁３の軸にはスロットル弁開度Ｔ
ＶＯを検出するスロットルセンサ１１が設けられると共
に、スロットル弁３の全閉位置（アイドル位置）でＯＮ
となるアイドルスイッチ１２が設けられ、更に、トラン
スミッションのニュートラル状態でＯＮとなるニュート
ラルスイッチ１３が設けられている。尚、上記スロット
ルセンサ１１はコントロールユニット６と共に加速状態
判定手段を構成する。

次に、第３図及び第４図のフローチャートに示すルーチ
ンに従って加速時における吸入空気流量Ｑの増量補正制
御を含む基本燃料噴射量の設定制御の内容を説明する。

尚、本実施例において、燃料噴射量演算手段、吸入空気
流量補正手段、補正禁止手段、吸入空気流量比較手段と
しての機能は上記フローチャートに示されるように、ソ
フトウェア的に構成されている。

第３図のフローチャートに示す基本燃料噴射量設定ルー
チンは、クランク角センサ１ｏがらの信号に基づいて機
関１の２回転毎に実行されるものである。

ステップ（図中では「Ｓ」としてあり、以下同様とする
）１では、機関１が％回転する間においてエアフローメ
ータ４で検出された吸入空気流量ＱＡの積算値Ｑｓｕイ
をそのサンプル数■で除算することにより、機関１が％
回転する間における吸入空気流量ＱＡの単純平均値Ｑ、
１□Ｌ（←Ｑ、、、／■）を算出する。

前記積算値Ｑｓｕ、１及びサンプル数■は、第４図のフ
ローチャートに示す積算値設定ルーチンで設定される。

尚、このルーチンは、１ｍｓ毎に実行される。

ここで、ステップ３１では、エアフローメータ４の出力
電圧ＵｓをＡＤ変換し、次のステップ３２では予め前記
出力電圧Ｕｓに対応させてマツプに記憶させである吸入
空気流量ＱＡのデータの中からステップ３１でＡＤ変換
して得た出力電圧Ｕｓに対応する吸入空気流量ＱＡのデ
ータを検索して求める。

そして、ステップ３３では、ステップ３２で検索して得
た吸入空気流量ＱＡをこれまでの積算値Ｑ　ｓｕｓに加
算し、ステップ３４ではステップ３３でエアフローメー
タ４の検出値ＱＡを加算する毎にカウンタ■の値を１ア
ツプさせて積算値Ｑ＊ｔｖのサンプル数■をカウントす
る。

このようにして得られた積算値Ｑ　ｓｕｎとサンプル数
■とが前記ステップ１で用いられて機関ｌがＡ回転する
間における吸入空気流量ＱＡ（エアフローメータ４の検
出値）の単純平均値Ｑ、ＩＭＰＬが算出されるのである
。

次のステップ２では、第４図のフローチャートに示した
ルーチンで新たに積算値Ｑ、□とサンプル数■とを設定
させるために、積算値Ｑｓｕｘ及びサンプル数■をゼロ
リセットさせる。

ステップ３では、機関負荷状態を示す値として後に用い
るため、現在エアフローメータ４によって検出されてい
る吸入空気流量ＱＡを機関回転速度Ｎで除算する。尚、
ここでステップ１で算出した機関１が％回転する間にお
ける吸入空気流量ＱＡの単純平均値Ｑｓｒ□、を機関回
転速度Ｎで除算しても良い。

ステップ４では、現在の機関運転状態がアイドル運転状
態であるか否かを判定する。具体的には、アイドルスイ
ッチ１２がＯＮでかつニュートラルスイッチ１３がＯＮ
であるときに機関がアイドル運転状態であると判定する
。

ステップ４で機関がアイドル運転状態でないと判定され
たときには、ステップ５へ進んでスロットルセンサ１１
で検出されるスロットル弁開度ＴＶＯの変化率ΔＴＶＯ
に基づいて機関１が減速運転状態であるか否かを判定す
る。機関１が減速運転状態であるか否かは、前記変化率
ΔＴＶＯが例えば−１，６°／３０ｍ５以下であるとき
に減速運転状態であると判定するようにしである。

ここで、機関１が減速運転状態であると判定されたとき
には、ステップ６へ進んで現在の運転状態がＱフラノ）
　８ｉ域（スロットル弁開度ＴＶＯが変化しても吸入空
気流ｔＱＡが変化しない運転領域）に含まれているか否
かを、例えば現在のスロットル弁開度ＴＶＯと機関回転
速度Ｎとに基づいて判定し、Ｑフラット領域に含まれな
いときにはステップ１１へ進み、一方、Ｑフラット領域
に含まれると判定されるとステップ５で機関１が減速運
転状態でないと判定されたときと同様にステップ７へ進
む。

ステップ７では、ステップ５と同様にしてスロットル弁
開度変化率ΔＴＶＯに基づいて機関１が加速運転状態で
あるか否かを判定する。ここでは、例えば前記変化率Δ
ＴＶＯが１．６°／１００ｍ５以上であるときに加速運
転状態であると判定されるようにする。

そして、ステップ７で機関１が加速運転状態であると判
定されるとステップ８へ進んで、前記吸入空気流量ＱＡ
の単純平均値Ｑｓ＋＊ｒｔを加重平均演算するときの加
重平均演算式における重付は定数ＸＩＥｖを、ステップ
３で演算したＱＡ／Ｎに基づいて検索して求める。即ち
、第３図のフローチャート中のグラフに示すように、予
めＱＡ／Ｎに応じてマツプに記憶させである重付は定数
Ｘ１ｔｖのデータの中から現在のＱＡ／Ｎに対応するｘ
　ｍｔｖを検索して求めるものであり、ＱＡ／Ｎが大き
い機関１の高負荷運転時はどｘ　ｔｔｖが大きく設定さ
れて、過去の加重平均値ＱＡｖｌＩＫｖに対する重付け
が大きくなるようにしである。

一方、ステップ７で機関１が加速運転状態でないと判定
されるとステップ９へ進んで、ステップ８と同様に重付
は定数Ｘ□７をＱＡ／Ｎに基づいて検索して求める。但
し、機関１が加速運転状態でないときにステップ９で検
索される重付は定数Ｘ　ＲＥＶは、加速運転状態におけ
るものに比べＱＡ／Ｎに対してより大きく設定してあり
、これにより、吸気脈動を効果的に抑止すると共に、加
速運転状態における応答性を確保できるようにしである
。

そして、ステップ８若しくはステップ９で重付は定数Ｘ
□９が設定されると、次のステップ１０では今回ステッ
プ１で演算した吸入空気流量ＱＡの単純平均値Ｑ８４、
と前回ステップ１０で演算された加重平均値ＱＡｖｌＥ
ｖとを用いて以下の式に従って加重平均演算を行う。

一方、ステップ４で機関１がアイドル運転状態であると
判定されたときと、ステップ６でＱフラット領域でない
（減速運転状態でかつＱフラット領域でない）と判定さ
れたときにはステップ１１へ進み、重付は定数Ｘ□９を
ゼロにセットすると共に、今回ステップ１で演算した単
純平均値Ｑｓ＋ＭｐＬを今回の加重平均値ＱＡｖ＊ｚｖ
として設定し、ステップ１０の加重平均演算は行わない
。

以上のようにして加重平均値Ｑａｖ□、の演算・設定が
終了すると、次のステップ１２では機関１が急加速運転
状態であるか否かをやはりスロットル弁開度変化率ΔＴ
ＶＯに基づいて判定する。ここでは、例えばスロットル
弁開度変化率ΔＴＶＯが１．６°／３０ｍ５以上である
ときに機関１が急加速運転状態であると判定し、急加速
判定がなされたときにはステップ１３へ進む。

れたときにステップ１４へ進んでフラグを１に設定する
が、初回でないときにはステップ１４をジャンプしてス
テップ１５へ進む。

ステップ１５では、機関１の急加速運転状態におけるエ
アフローメータ４の検出遅れを補正するための補正量Δ
Ｑを以下の式に従って演算する。

ΔＱ″（ＱＡｖｍｉｖ−前Ｑａｖ＊ｉｖ）　ＫＮＡＮＩ
即ち、今回演算若しくは設定された加重平均値ＱＡＶ□
、から前回の加重平均値ＱＡｖ＊ｔｖを減算した値に係
数ＫＨＡＮ１を乗算して補正量ΔＱが求められる。尚、
前記係数ＫＭＡ旧は、吸気マニホルド２のコレクタ容積
とエアフローメータ４の応答性に応じて決定されるもの
であり、例えば２．６程度の値とする。

次のステップ１６では、ステップ１５で演算した補正量
ΔＱがゼロを越える値であるか否かを判定し、補正量Δ
Ｑ＞Ｏであるときには、ステップ１７へ進んでフラグの
判定を行い、補正量ΔＱ＞Ｏでかつフラグが１であると
きにのみステップ１８へ進んで吸入空気流量Ｑの増量補
正を行う。一方、ステップ１６で補正量ΔＱ≦０である
と判定されると、ステップ１９でフラグをゼロに設定し
た後ステップ２０へ進む。

ステップ１８では、今回ステップ１０で演算された加重
平均値Ｑａｖ■、に補正量ΔＱを加算して増量補正する
ことにより最終的な吸入空気流量Ｑ（最終Ｑ）を設定す
るが、ステップ２０では今回ステップ１０で演算された
加重平均値ＱＡｖ＊ｔｖを最終Ｑとして設定して増量補
正は行わない。

即ち、エアフローメータ４と燃料噴射弁５とが吸気マニ
ホルド２のブランチ部より上流部分に設けられているた
め、急加速時には燃料噴射弁５より下流側の吸気通路容
積分に充填される空気の最適混合比化を行う必要がある
が、エアフローメータ４の燃料噴射量の設定に供し切れ
ない吸入空気流量Ｑの検出遅れがあるため、ステップ１
５で演算される補正量ΔＱを用いて増量補正することが
必要であるが、急加速後で吸入空気流量Ｑが安定したと
きにも補正量ΔＱによる増量補正を行うと吸気脈動を助
長する結果となるため、本実施例ではこれを解決するた
めに、−旦加重平均値ＱＡＶ１１！Ｖが減少傾向を示し
たらその後新たに急加速されるまで増量補正が行われな
いようにしたものである。

機関１が急加速されてステップ１３で初回判定されると
フラグが１に設定され、加重平均値ＱＡｖｌＩｔｖが減
少傾向を示すまで（ステップ１６で補正量ΔＱ≦０であ
ると判定されるまで）は、ステップ１８における増量補
正が行われるが、加重平均値ＱＡｖ□７が減少傾向を示
すようになるとステップ１９でフラグがゼロに設定され
るため、スロットル弁開度変化率ΔＴＶＯに基づいて機
関１の急加速状態が判定されている状態であっても、ス
テップ２０で最終Ｑが設定されることにより増量補正が
行われず、再度急加速運転状態の初回判定がなされてフ
ラグが１に設定されるまではこの増量補正の禁止状態が
継続される。

従って、機関１の急加速が判定されてから加重平均値Ｑ
ａｖ□９が継続して上昇している間、即ち、エアフロー
メータ４の検出遅れが発生する間においては補正量ΔＱ
に基づいた増量補正がなされるが、吸入空気流量Ｑが減
少傾向を示すようになって安定し検出遅れが問題のない
レベルとなると、不要な増量補正が回避されるものであ
り、第５図に示すように、増量補正によって生じる吸入
空気流量Ｑの山は最初の１回のみとなって、その後の吸
入空気流量が安定した状態における吸気脈動の山を増大
させることがなく、この最終Ｑに基づいて演算される基
本燃料噴射量Ｔｐの振れを増大させることがない。

尚、ステップ１８若しくはステップ２０で最終ＱＪゝ設
定されると、次のステップ２１において前記最終Ｑを用
いて基本燃料噴射量Ｔｐ　（←に×最終Ｑ／Ｎ、には定
数）が演算される。この基本燃料噴射量Ｔｐは点火時期
を可変制御する際における最適点火時期の設定に用いら
れるので、本実施例のように吸入空気流量の増量補正を
適正化することで点火時期の最適化も図ることができる
。

そして、本実施例では省略するが、別ルーチンにおいて
バッテリ電圧に基づく補正分子ｓ、酸素センサ９によっ
て検出される空燃比に基づく空燃比フィードバック補正
係数ＬＡＭＢＤＡ及び水温センサ７によって検出される
冷却水温度等に基づく各種補正係数Ｃ０ＥＦ等によって
前記基本燃料噴射量Ｔｐが補正演算されて最終的な燃料
噴射量Ｔｉが設定され、この燃料噴射量Ｔｉに相当する
噴射パルス信号が機関回転に同期して燃料噴射弁５に出
力されて、機関１に燃料がオン・オフ的に噴射供給され
る。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、最新の検出値が前
回値に対して小となったときから加速判定が途絶えるま
で吸入空気流量の増大補正を禁止するようにしたので、
加速時における吸入空気流量の検出遅れがあるときにの
み増量補正制御を行わせることができるため、吸気脈動
を助長することを回避して空燃比制御を良好にすること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム図、第３図及び第４図は同
上実施例の制御内容を示すフローチャート、第５図は本
発明の詳細な説明するためのタイムチャート、第６図は
従来の問題点を説明するためのタイムチャートである。 １・・・機関　　２・・・吸気マニホルド　　３・・・
スロットル弁　　４・・・エアフローメータ　　５・・
・燃料ＴＪＪｔ射弁６・・・コントロールユニット１０
・・・クランク角センサ　　１１・・・スロットルセン
サ特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 第１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気マニホルドのブランチ部より上流部分に燃料噴射手
   段と吸入空気流量検出手段とを備えると共に、機関回転
   速度を検出する機関回転速度検出手段と、吸入空気流量
   と機関回転速度とに基づいて燃料噴射量を演算する燃料
   噴射量演算手段とを備え、演算された量の燃料を前記燃
   料噴射手段から機関に噴射供給するよう構成した内燃機
   関の電子制御燃料噴射装置において、 機関吸気系に介装されたスロットル弁の開度変化率を検
   出し、この検出した開度変化率が開方向に所定値以上で
   あるときに機関が加速状態であると判定する加速状態判
   定手段と、 該加速状態判定手段により機関加速状態の判定がなされ
   ている状態において吸入空気流量の最新の検出値と前回
   の検出値との大小を検出する吸入空気流量比較手段と、 該吸入空気流量比較手段の比較結果が最新の検出値が大
   のとき前記両検出値の差に基づいて最新の検出値を増大
   補正して吸入空気流量検出値として出力する吸入空気流
   量補正手段と、 前記吸入空気流量比較手段の比較結果が最新の検出値が
   小となったときから前記加速状態判定手段による加速判
   定が途絶えるまで前記吸入空気流量補正手段による吸入
   空気流量の増大補正を禁止する補正禁止手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射
   装置。