JPH01200043A - 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、内燃機関の電子制御燃料噴射装置に関し、特
に検出吸入空気流量の脈動を平滑化処理する技術に関す
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ｉ
ｔＱと機関回転速度Ｎとから基本燃料噴射１ｔＴｐ　（
＝ＫＸＱ／Ｎ；には定数）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ＬＡＮ０
ＤＡ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）システムでは、機関の２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、機関の高負荷運転時においては、吸気脈動が
発生するため、吸入空気流量の検出値をそのまま使用し
て燃料噴射量を設定すると、燃料噴射量の振れに伴うな
トルク変動によってサージングが発生するため、従来で
は、吸入空気流量の最新の検出値と過去のデータとを機
関負荷に応じて（高負荷運転時はど最新の検出値に対す
る重み付けを小として）加重平均し、これによって平滑
化された値を用いて燃料噴射量を設定することにより、
前記サージングの発生を抑止するようにしている。

また、前記加重平均による吸気脈動の平滑化処理におい
て、定常時における吸気脈動を効果的に抑止できるよう
に過去の吸入空気流量データに対してより大きな重み付
けをした加重平均を行うと、加減速運転状態（過渡運転
状態）において吸入空気流量の変化に対する追従性が悪
化するため、吸気系に介装されたスロットル弁の開度変
化に基づき機関の過渡運転状態が検出されたときには、
前記加重平均演算における重み付けを定常運転状態に比
べより最ｒの検出値に重み付けがなされるように変化さ
せている（特願昭６１−３０５３４９号等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記のようにして加重平均演算して吸入
空気流量の検出値を平滑化処理する場合、第７図に示す
ように、無負荷空炊かしを行ってスロットル弁開度が一
定になった後の高負荷運転状態における回転上昇に伴う
吸入空気流量の増大傾向を、吸気脈動の平滑化を目的と
する過去の吸入空気流量に大きな重み付けをした加重平
均演算によって鈍らしてしまうため、燃料噴射量の演算
に供される吸入空気流量が実際値よりも少なくなり高回
転域で空燃比がリーン化して吹き上がり不良を招くこと
があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、空吹か
し時においては通常よりも最新の検出値に対する重み付
けが増大されるようにして、空吹かしの吹き上がり不良
を防止できるよう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、機関回転速
度を検出する機関回転速度検出手段と、機関の吸入空気
流量を検出する吸入空気流量検出手段と、検出された機
関回転速度と吸入空気流量を含む機関運転状態に基づい
て燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、該燃料
噴射量設定手段により設定された量の燃料を機関に噴射
供給する燃料噴射手段と、を備えた内燃機関の電子制御
燃料噴射装置において、 前記吸入空気流量検出手段で検出された吸入空気流量の
最新の検出値と過去の吸入空気流量の値とを加重平均演
算し、該加重平均値を吸入空気流量信号として燃料噴射
量設定手段に出力する加重平均演算手段と、 機関に付設されたトランスミッションのニュートラル状
態を検出するニュートラル状態検出手段と、 該ニュートラル状態検出手段により前記トランスミッシ
ョンのニュートラル状態が検出されているときに前記加
重平均演算手段における最新の検出値に対する重み付け
を非ニュートラル状態に比べて増大させるニュートラル
状態重み付け可変手段と、 を設けるようにした。

また、前記ニュートラル状態検出手段及びニュートラル
状態重み付け可変手段に代えて、機関の吸気系に介装さ
れたスロットル弁の開度を検出し、該スロットル弁の開
度の変化に基づいて機関の加速運転状態を判別する加速
運転状態判別手段と、 該加速運転状態判別手段により機関の加速運転状態が判
別されてから所定期間後に前記機関回転速度検出手段で
検出される機関回転速度の変化率の増大に応じて前記加
重平均演算手段における最新の検出値に対する重み付け
を増大させる加速運転状態重み付け可変手段と、 を設けるようにした。

〈作用〉 かかる構成において、燃料噴射量設定手段は、機関回転
速度検出手段及び吸入空気流量検出手段で検出された機
関回転速度及び吸入空気流量を含む機関運転状態に基づ
いて燃料噴射量を設定する。

そして、燃料噴射手段は、燃料噴射量設定手段で設定さ
れた量の燃料を機関に噴射供給する。

一方、加重平均演算手段は、前記吸入空気流量検出手段
で検出された吸入空気流量の最新の検出値と過去の吸入
空気流量の値とを加重平均して検出値を平滑化し、この
加重平均値を吸入空気流量信号として燃料噴射量設定手
段に出力する。

ここで、ニュートラル状態検出手段によりトランスミッ
ションのニューラル状態が検出されているときには、ニ
ュートラル状態重み付け可変手段が前記加重平均演算手
段における最新の検出値に対する重み付けを非ニュート
ラル状態に比べて増大させて、より最新の検出値に基づ
いて燃料噴射設定が行われるようにする。

また、上記のようにトランスミッションのニュートラル
状態で加重平均演算の重み付けを可変する代わりに、加
速運転状態判別手段で機関の加速運転状態が判別されて
から所定期間後に、加速運転状態重み付け可変手段は前
記機関回転速度検出手段で検出される機関回転速度の変
化率の増大に応じて前記加重平均演算手段における最新
の検出値に対する重み付けを増大させる。

即ち、空吹かしの条件であるトランスミッションのニュ
ートラル状態のとき、或いは、空吹かしの結果機関回転
速度が急激に変化しているときには、通常よりも最新の
検出値に対する重み付けを増大させることにより、吸入
空気流量の変化に応答性良く追従できるようにした。

尚、加速運転状態を判別して重み付けを可変する場合に
、スロットル弁開度の変化に基づいて機関ρ加速運転状
態が判別されてから所定期間後から重み付けを可変させ
るようにしたのは、タイヤにトラクションを伝達してい
る通常状態での加速運転状態においても車両の前後振動
に影響されて回転速度が急激な変動を示すことがあり、
かかる回転変動と空吹かしによる回転変動とを区別する
ことが困難であるため、車両の前後振動による回転速度
変動が落ち着いた時点から回転速度変化率に応じた重み
付けの可変を行うようにした。

〈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介にアクセルペ
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ＩＱ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が
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調整された燃料を吸気
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
て出力される単位クランク角信号を一定時間カウントし
て、または、基準クランク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を検出する加速運転状態判別手段としてのスロット
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状態検出手段として
のニュートラルスイッチ１３が設けられている。

次に、第３図〜第６図のフローチャートに示すルーチン
に従って吸入空気流量検出値の平滑化処理を含む燃料噴
射量の設定制御の内容を説明する。

尚、本実施例において、燃料噴射量設定手段。

加重平均演算手段、ニュートラル状態重み付け可変手段
、加速運転状態重み付け可変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ルーチンは、後述する吸
入空気流量検出値の加重平均演算に用いる重み付け定数
Ｘ（この重付け定数Ｘが大であるときほどより過去の値
に重みがおかれる）を設定するルーチンであって、１０
ｍ５毎に実行される。

ステップ（図中では「Ｓ」としてあり、以下同様とする
）ｌでは、クランク角センサ１０からの信号に基づいて
検出される機関回転速度Ｎと、エアフローメータ４によ
って検出された吸入空気流量Ｑとを読み込む。

次のステップ２では、ステップ１で読み込んだ機関回転
速度Ｎと吸入空気流量Ｑとに基づいて基本燃料噴射量Ｔ
ｐ（←ＫＸＱ／Ｎ；　Ｋは定数）を演算する。但し、こ
こで演算される基本燃料噴射量Ｔｐは、次のステップ３
で重み付け定数Ｘ１をマツプから検索する際に用いるた
めに仮に算出した値であって、この値が最終的な燃料噴
射量Ｔｉの演算に用いられるものではない。

ステップ３では、ステップ２で演算した基本燃料噴射量
Ｔｐに基づいてマツプから重み付け定数Ｘ１を検索して
求める。コントロールユニット６には、予め機関負荷を
表す基本燃料噴射量Ｔｐに対応させた重み付け定数Ｘ１
のマツプを記憶させてあり、この重み付け定数ＸＩは基
本燃料噴射量Ｔｐが大きいときほど増大設定されるよう
にしてあり、これによって吸気脈動の大きくなる機関高
負荷時にはより過去の吸入空気流量データに重み付けが
なされるようにしである。

次のステップ４では、ニュートラルスイッチ１３のＯＮ
・ＯＦＦを判別し、ニュートラルスイッチ１３がＯＦＦ
で機関１の駆動力が駆動輪に伝達される状態ではステッ
プ５へ進み、ニュートラルスイッチ１３がＯＮでトラン
スミッションのニュートラル状態ではステップ６へ進む
。

ステップ５では、ステップ３で検索して求めた重み付け
定数ｘ１を最終的な重み付け定数Ｘとして設定し、ステ
ップ６では、ステップ３で検索して求めた重み付け定数
Ｘ１に０．５を乗算した値を最終的な重み付け定数Ｘと
して設定する。即ち、ニュートラルスイッチ１３がＯＮ
であるニュートラル状態では、重み付け定数Ｘをニュー
トラル状態でないときに比べ半分にすることで、最新の
検出値に対する重み付けをより増大させるようにしたも
のである。

上記のようにして設定された重み付け定数Ｘは、第４図
のフローチャートに示す加重平均ルーチンにおける加重
平均演算に用いられる。この加重平均ルーチンは、４１
ＩＩｓ毎に実行されるものであり、まず、ステップ１１
でエアフローメータ４により検出された吸入空気流量Ｑ
と、前述した第３図の重み付け定数設定ルーチンで設定
された重み付け定数Ｘとを読み込む。

そして、次のステップ１２では以下の式に従って検出し
た吸入空気流量Ｑの加重平均（平滑化処理）を行う。尚
、ＱＡｖは加重平均値を示し、Ｑａｖｏは前回の加重平
均値を示す。

ここで、トランスミッションがニュートラル状態である
ときには、重み付け定数Ｘがより小さく設定されるため
、上記の式におけるＱ、即ち、最新の検出値に対してよ
り重み付けがなされることになり、ニュートラル状態で
の加速いわゆる空吹かしにおける吸入空気流ｆｆ１Ｑの
増加傾向を必要以上に鈍らすことがなく、Ｑの変化が急
激で然もスロットル弁３が一定開度になってからも回転
上昇に伴って吸入空気流ｉｔＱが上昇する空吹かし運転
時の吸入空気流量変動に対する追従性を確保することが
できるものである。

ステップ１２で加重平均演算して得た加重平均値ＱＡｖ
はステップ１３で前回値ＱＡｖ０として設定され、次回
のステップ１２における加重平均演算においては今回ス
テップ１２で演算された加重平均値ＱＡｖが前回−値と
して使用される。

一方、上記のようにしてニュートラルスイッチ１３のＯ
Ｎ・ＯＦＦに基づいて重み付け定数Ｘを可変するのに代
えて、第５図に示すように、加速運転状態が検出されて
から一定時間経過後（所定期間後）に機関回転速度Ｎの
変化率ΔＮに基づいて重み付け定数Ｘを可変するように
しても良い。

第５図のフローチャートに示す重み付け定数Ｘ設定ルー
チンは、１０ｍ５毎に実行されるものである。

まず、ステップ２１で機関回転速度Ｎ及び吸入空気流量
Ｑの検出値をそれぞれ読み込み、次のステップ２２では
読み込んだ機関回転速度Ｎと吸入空気流量Ｑとに基づい
て基本燃料噴射量Ｔｐを演算する。そして、ステップ２
３では、この基本燃料噴射量Ｔｐに基づいて重み付け定
数Ｘ１を検索して求める。ここまでの処理は第３図のフ
ローチャートと同様である。

次のステップ２４では、機関１が加速されてから（加速
検出の初回判定）から一定時間が経過したか否かを判定
する。機関１の加速検出は、スロットルセンサ１１によ
って検出されるスロットル弁開度ＴＶＯＯ本ルーチン実
行周期（Ｌｏｇｄｓ）当たりの変化率ΔＴＶＯが開方向
に所定値以上であるときに機関１が加速運転状態である
と判定する。

ここで、加速後一定時間が経過していると判定されたと
きにはステップ２５へ進み、本ルーチン実行周期（１０
ｍｓ）当たりの機関回転速度Ｎの変化率ΔＮに基づいて
重み付け定数Ｘ２をマツプから検索して求める。この重
み付け定数Ｘ２は、機関回転速度変化率ΔＮが大きいと
きほど小さくなるように設定してあり、これによって機
関回転速度変化率ΔＮが大きく吸入空気流量Ｑの変化の
急激なときには、より最新の検出値に対して重み付けし
て、吸入空気流量変動に応答性良く追従できるようにし
である。

そして、ステップ２６では、ステップ２３で基本燃料噴
射量Ｔｐに基づき検索した重み付け定数ＸＩと、ステッ
プ２５で機関回転速度変化率ΔＮに基づき検索した重み
付け定数Ｘ２とを比較し、Ｘｌの方が小さいと判別され
たとき（ＸＩ＜Ｘ２）には、ステップ２７へ進んで最終
的な重み付け定数Ｘとしてｘｌを設定し、Ｘ２の方が小
さいとき（ＸＩ≧Ｘ２）にはステップ２Ｂへ進んで最終
的な重み付け定数ＸとしてＸ２を設定する。

即ち、基本燃料噴射量Ｔ′ｐに応じた重み付け定数Ｘ１
及び機関回転速度変化率ΔＮに応じた重み付け定数Ｘ２
の２つの定数のうちからより小さい方の重み付け定数Ｘ
を最終値として設定するものであって、これにより、機
関高負荷時で定常運転では大きな吸気脈動が発生する運
転状態であっても、機関回転速度変化率ΔＮが大きいと
きには、より最新の検出値に重み付けがなされて応答性
が確保され、一方、機関回転速度変化率ΔＮが小さくよ
り過去の吸入空気流量に重み付けがなされる運転状態で
あっても、機関低負荷時では吸気脈動が小さいので応答
性を確保するためより最新の検出値に対して重み付けが
なされる。

尚、ステップ２４で加速検出後に一定時間が経過してい
ないと判定されたときには、ステップ２９へ進んで最終
的な重み付け定数Ｘとして、ステップ２３で検索して求
めた重み付け定数ｘ１を設定する。

これは、タイヤにトラクションを伝達している通常状態
での加速運転状態（空吹かしでない状態）においても車
両の前後振動に影響されて機関回転速度Ｎが急激な変動
を示すことがあり、かがる回転変動と空吹かしによる回
転変動とを区別することが困難であるため、車両の前後
振動による回転速度変動が落ち着いた時点から機関回転
速度変化率ΔＮに応じた重み付けの可変を行えるように
するためである。

そして、第５図のフローチャートに従って重み付け定数
Ｘが設定された場合にも、前述した第３図のフローチャ
ートに示す加重平均ルーチンに従い、設定された重み付
け定数Ｘを用いた加重平均演算がなされることになる。

以上のようにして、吸入空気流量Ｑの検出値に対する加
重平均処理が行われる一方、第６図のフローチャートに
示す燃料噴射量演算ルーチンに従って加重平均した吸入
空気流量ＱＡｖを用いた燃料噴射量演算が行われる。

この燃料噴射量演算ルーチンは、クランク角センサ１０
からの信号に基づき機関１が２回転する毎に実行される
ものである。

ステップ３１では、第４図のフローチャートに示したル
ーチンで演算された加重平均値ＱＡｖを用いて基本燃料
噴射量Ｔ　Ｐ　（”Ｋ　Ｘ　ＱＡｖ／　Ｎ　ＨＫは定数
）を演算する。

ステップ３２では、水温センサ７によって検出される機
関冷却水温度等に基づいて運転状態に応じた各種補正係
数Ｃ０ＥＦを設定する。

ステップ３３では、バッテリ電圧の変化による燃料噴射
弁５の有効開弁時間の変化を補正するための補正分子ｓ
を設定する。

ステップ３４では、最終的な燃料噴射１１Ｔｉを次式に
従って演算する。

Ｔｉ＋ＴｐＸＣＯＥＦ＋Ｔｓ このようにして設定された燃料噴射量Ｔｉに相当するパ
ルス巾をもつ噴射パルス信号が燃料噴射弁５に出力され
、これにより、設定量Ｔｉの燃料が噴射供給される。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、トランスミッショ
ンのニュートラル状態において最新の検出値に対する重
み付けを非ニュートラル状態に比べて増大させるか、若
しくは、機関の加速運転状態が判別されてから所定期間
後に機関回転速度の変化率の増大に応じて最新の検出値
に対する重み付けを増大させるようにしたので、空吹か
已以外では吸気脈動を良好に平滑化しつつ、空吹かし時
における吸入空気流量の変化に応答性良く追従させるこ
とができ、空吹かしの吹き上がり不良を防止できるとい
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〜第６図は同上
実施例の制御内容を示すフローチャート、第７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ｕＸ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　　富二旌 第３図 第４図　　　　　　第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と
   、機関の吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段
   と、検出された機関回転速度と吸入空気流量を含む機関
   運転状態に基づいて燃料噴射量を設定する燃料噴射量設
   定手段と、該燃料噴射量設定手段により設定された量の
   燃料を機関に噴射供給する燃料噴射手段と、を備えた内
   燃機関の電子制御燃料噴射装置において、 前記吸入空気流量検出手段で検出された吸入空気流量の
   最新の検出値と過去の吸入空気流量の値とを加重平均演
   算し、該加重平均値を吸入空気流量信号として燃料噴射
   量設定手段に出力する加重平均演算手段と、 機関に付設されたトランスミッションのニュートラル状
   態を検出するニュートラル状態検出手段該ニュートラル
   状態検出手段により前記トランスミッションのニュート
   ラル状態が検出されているときに前記加重平均演算手段
   における最新の検出値に対する重み付けを非ニュートラ
   ル状態に比べて増大させるニュートラル状態重み付け可
   変手段と、 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。
2. （２）機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と
   、機関の吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段
   と、検出された機関回転速度と吸入空気流量を含む機関
   運転状態に基づいて燃料噴射量を設定する燃料噴射量設
   定手段と、該燃料噴射量設定手段により設定された量の
   燃料を機関に噴射供給する燃料噴射手段と、を備えた内
   燃機関の電子制御燃料噴射装置において、 前記吸入空気流量検出手段で検出された吸入空気流量の
   最新の検出値と過去の吸入空気流量の値とを加重平均演
   算し、該加重平均値を吸入空気流量信号として燃料噴射
   量設定手段に出力する加重平均演算手段と、 機関の吸気系に介装されたスロットル弁の開度を検出し
   、該スロットル弁の開度の変化に基づいて機関の加速運
   転状態を判別する加速運転状態判別手段と、 該加速運転状態判別手段により機関の加速運転状態が判
   別されてから所定期間後に前記機関回転速度検出手段で
   検出される機関回転速度の変化率の増大に応じて前記加
   重平均演算手段における最新の検出値に対する重み付け
   を増大させる加速運転状態重み付け可変手段と、 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。