JPH0196439A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射量制御装置に係り、特に可
動ベーン式空気量センサ出力に基づいて燃料噴射量を制
御する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、メジャリングプレートの開度かろ流量を検出
する可動ベーン式空気量センサによってスロットル弁の
上流側を通過する空気量を検出すると共に、機関回転速
度センサによって機関回転速度を検出し、可動ベーン式
空気量センサ出力と機関回転速度センサ出力とに基づい
て機関１回転当りに吸入される吸入空気ｉＱＮを演算し
、この吸入空気量ＱＮから燃料噴射時間を定めて燃料噴
射量を制御する内燃機関が知られている。かかる内燃機
関においては、可動ベーン式空気量センサを用いている
ため、減速時でスロットル弁が全閉状態になった時点に
メジャリングプレートがアンダーシュートして空気量セ
ンサ出力が急激に小さくなり、燃料噴射量が機関要求１
直に対しτ少なくなりすぎて空燃比がオーバーリーンに
なることがある。すなわち、燃料噴射量は可動ベーン式
空気量センサ出力に比例するため、空気量センサ出力が
アンダーシュートして検出値が実際に機関に供給される
空気量より小さ一；１直：二なると、燃料噴射量が少な
くなり、これによって空燃比がオーバーリーンとなり、
車両減速初期のしゃくりの原因となる。

このため、従来では空気量センサのアンダーシュートに
よる空燃比オーバーリーンを防止するために、□第２図
（１）に示すように、最小燃料噴射時間Ｔ　Ａ　Ｕｍｉ
ｎを定め、減速時には吸入空気量ＱＮに基づいて演算さ
れた燃料噴射時間が最小燃料噴射時間以下にならないよ
うに制限している（特開昭６０−１３８２４５号公報、
特開昭５８−７４８３７５号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、減速初期にメジャリングプレートは、ア
ンダシュートした後振動することになるが、アンダシュ
ートと逆方向に大きく振動したとき吸入空気量ＱＮが機
関要求値より大きくなり、最小燃料噴射時間で制限する
方法では、空燃比がリッチになり、減速時のしゃくり現
象を助長する、という問題がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
減速初期に可動ベーン式空気量センサのアンダーシュー
トが生じても、燃料噴射量を最適にして、空燃比オーバ
ーリーンが生じないようにすると共にしゃくり現象を防
止した内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、スロットル弁の上
流側を通過する空気量を検出する可動ベーン式空気量セ
ンサと、機関回転速度を検出する回転速度センサと、ス
ロットル弁が全閉状態になったか否かを検出するアイド
ルスイッチと、前記空気量センサ出力と前記回転速度セ
ンサ出力とに基づいて単位回転当りに機関に吸入される
吸入空気量を演算する空気量演算手段と、過去に演算し
た吸入空気量の加重平均値の重みを現在の吸入空気量の
重みより重くして前記過去に演算した吸入空気量の加重
平均値と前記現在の吸入空気量とから吸入空気量の加重
平均値を演算する；同値演算手段と、スロットル弁が全
閉状態になった時点から所定期間の間前記平均値演算手
段で演算された吸入空気量の加重平均値に基づいて燃料
噴射量を制御する制御手段と、を含んで構成したもので
ある。

〔作用〕

本発明の空気量演算手段は、可動ベーン式空気量センサ
出力と回転速層センサ出力とに基づいて単位回転（例え
ば、１回転）あたりに機関に吸入される吸入空気量ＱＮ
を演算する１゜また、平均値演算手段は、過去に演算し
た、吸入空気量の加重平均値の重みを現在の吸入空気量
、の重みより重くして、過去に演算した吸入空気量の加
重平均値と現在の吸入空気量とから吸入空気量の加重平
均値を演算する。この吸入空気量の加重平均値は以下の
式によって演算することができる。

艮 ただし、ＱＮＳｏ　は過去に演算した吸入空気量の加重
平均値、ＱＸＳＶ　は現在の吸入空気量の加重平均値、
Ｋは重みに関する係数（重み付は係数）である。

そして、制御手段は、スロットル弁が全閉状態になった
時点から所定期間の間現在の吸入空気量の加重平均値Ｑ
ＮＳ、に基づいて燃料噴射量を制御する。上記（１）式
で演算した加重平均値ＱＮＳＮは、空気量センサ出力の
変化に対して緩やかに変化することになるため、空気量
センサ出力のアンダーシュートや振動が発生しても空燃
比のオーバーリーンやオーバーリッチが防止されてしゃ
くり現象１が防止される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、スロットル弁が全
閉状態になった時点から所定期間の間単位回転当りの吸
入空気量の加重平均値に基づいて燃料噴射量を制御して
いるため、減速初期のオーバーリーンやオーバーリツチ
を防止してしゃくり現象を防止しドライバビリティおよ
び排気エミツンヨンを向上することができる、と゛、Ａ
う効果が得ちれる。

二実施例コ 以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する
。

第３図は、本実施例の燃料噴射量制御装置を備えた内燃
機関（エンジン）の−例を示すものである。このエンジ
ンは、マイクロコンピュータ等の電子制御回路によって
制御されるもので、エアクリーナ１の下流側には、スロ
ットル弁３の上流側を通過する空気量を検出する可動ベ
ーン式空気量センサとしてのエアフローメータ２が設け
られている。エアフローメータ２は、ダンピングチャン
バ内に回動可能に設けられたコンペンセーションプレー
ト、コンペンセーションプレートに連結されたメジャリ
ングプレートおよびメジャリングプレートの開度を検出
するポテンショメータを備えている。従って、吸入空気
量は、電圧値としてポテンショメータから出力される吸
入空気量信号から求められる。

エアフローメータ２の下流側にはスロ゛／トル弁３カ配
置ｉｆされ、このスロットル弁３に１；スロットル弁全
閉状態（アイドル状態）でオンするアイドルスイッチ４
が取りつけられ、スロットル弁３の下流側にはサージタ
ンク１７が配置されている。

サージタンク１７は、インテークマニホールド５および
吸入ボートを介してエンジンの燃焼室ｊ＝連通されてい
る。そして、インテークマニホールド５内に突出するよ
うに各気筒毎に、又は気筒グループ毎に燃料噴射弁（フ
ューエルインジェクタ）８が取りつけられている。この
燃料噴射弁８は、燃料ポンプ７を介して燃料タンク６に
連通され、燃料噴射弁８に所定圧の燃料が供給されるよ
うに構成されている。この燃料噴射弁８を所定時間開弁
させることにより、この時間に応じた量の燃ＩＥＩが噴
射される。

エンジンの燃焼室は、排気ボートおよびエキゾーストマ
ニホールドを介して三元触媒を充填した触媒装置（図示
せず）に連通されている。このエキゾーストマニホール
ドには、理論空燃比を境に反転した信号を出力する０２
センサ１５Ａが取り付けらｎている。また、エンジンブ
ロックには、このブロックを貫通してウォータジャケッ
ト内に突己するように冷却水温センサ１５が取り付けち
れている。この冷却水温センサ１５は、エンジン冷却水
温を検出して水温信号を出ツノする。

エンジンのシリンダヘッドを貫通して燃焼室内に突出す
るよう各気筒毎に点火プラグ１４が取り付けられている
。この点火プラグ１４は、ディストリビュータ１１、点
火コイル１０およびイグナイタ９を介してマイクロコン
ピュータ等で構成された制御回路１６に接続されている
。このディストリビュータ１１内には、ディストリビュ
ータシャフトに固定されたシグナルロータとディストリ
ビュータハウジングに固定されたピックアップとで各々
構成された気筒判別センサ１３および回転角センサ１２
が取りつけられている。気筒判別センサ１３は、例えば
、７２０°ＣＡ毎に発生されるパルス列から成る気筒判
別信号を出力し、回転角センサ１２は、例えば３０°Ｃ
Ａ毎に発生されるパルス列から成るエンジン回転速度信
号を出力する。また、制御回路１６には、スピードメー
タケプルによって回転されるマグネットとマグネットの
回転に伴ってオンオフするリードスイッチとを備えた車
速センサ１８が接続されると共に、ニアコンディショナ
のコンプレッサ３２が接続されている。

上記制御回路１６は、第４図に示すように、中央処理装
置（ＣＰＵ）２０、リード・オンリ・メモリ　（ＲＯＭ
）、２１、バックアップメモリを備えたランダム・アク
セス・メモリ　（ＲＡＭ）２２、人力ボート２３、出力
ポート２４およびこれらを接続スルテータパスやコント
ロールバス等のバス２５を含んで構成されている。ＣＰ
ｔＪ２０には、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２
６およびマルチプレクサ２７を介してエアフロメータ２
、冷却水温センサ１５が接続されている。ＣＰＵ２０は
、マルチプレクサ２７を制ｉ卸してエアフロメ−夕２出
力および水温センサ１５出力等を順次入力させると共に
Δ／Ｄ変換器２６を起動して入力信号をデジタル信号に
変換して取り込む。入力ポート２３には、波形整形回路
２９を介して回転角センサ１２および気筒判別センサ１
３が接続されると共ｊ＝、バッファ３２を介してアイド
ルスイッチ４が接続され、またバッファ１９を介して車
速センサ１８が接続されている。また、入力ポート２３
には、バッファ３３を介してコンプレッサ３２が接続さ
れている。回転角センサ１２および気筒判別センサ１３
はタイミング発生回路２８を介してＣＰＵ２０に接続さ
れている。タイミング発生回路２８は、回転角センサ１
２出力および気筒判別センサ１３出力に基づいて所定ク
ランク角毎の割り込み信号を生成してＣＰＵに人力させ
る。

この割り込み信号によってＣＰＵはメインルーチンの実
行中であってもメインルーチンの処理を中止して割り込
みルーチンを実行する。そして出力ポート２４は、ダウ
ンカウンタを含む駆動回路３０を介して燃料噴射弁８に
接続されると共に、駆動回路を介してイグナイタに接続
されている（図示せず）。なお、３１はクロック発生回
路である。

上記ＲＯＭには、以下で説明する制御ルーチンのブロク
ラド等が予め記憶されている。

第１図は所定時間（例えば、４　ｍ５ｅｃ　）毎に実行
されて吸入空気量の加重平均値Ｑ　Ｎ　Ｓを演算するル
ーチンを示すものである。ステップ１００においてエア
フロメータ２で検出された空気ＩＱと回転角センサ１２
出力より演算される機関回転速度Ｎとを取込み、ステッ
プ１０２において空気ＩＱを機関回転速度Ｎで除算する
ことにより機関１回転当りの吸入空気量ＱＮを演算する
。ステップ１０４ではアイドルスイッチがオンか否かを
判断することにより、スロットル弁が全閉状態になった
か否かを判断子る。ステップ１０４の判断が肯定のとき
には、ステップ１０６においてニアコンディショナのコ
ンプレッサ３２がオンしているか否かを判断する。ニア
コンディショナのコンプレッサがオンしているときには
ステップ１１０に進み、コンプレッサがオフしていると
きにはステップ１０８において吸入空気量ＱＮに所定値
（例えば、０．　０５１！／ｒｃｖ　）加算する。次の
ステップ１１０では吸入空気量ＱＮが第１の所定値（例
えば、０．３β／ｒｅｖ　）以上か否かを判断すること
によりアンダーシュートが発生する虞れがあるか否かを
判断する。吸入空気３１　Ｑ　Ｎが第１の所定値以上の
ときにはステップ１１２において重み付は係数Ｋを所定
値に、　　（例えば、１）とする。−方、ステップ１１
０の判断が否定のときにはステップ１１４において吸入
空気量ＱＮが第２の所定値（例えば、０．　２８１／ｒ
ｅｖ　）以上が否かを判断する。吸入空気量ＱＮが第１
の所定値と第２の所定値との間の値と判断された時には
ステップ１１６において重み付は係数Ｋを所定値に２（
例えば、１０２４）とする。一方ステップ１１４の判断
が否定の時はステップ１１８において重み付は係数Ｋを
所定値に、（例えば、６４）とする。なお、所定値に３
、Ｋ２　、Ｋ３　の大きさはに２　　＞Ｋ３　　＞Ｋ１
　である。そして、次のステップ１２０において上記（
１）式に基づいて吸入空気量の加重平均値ＱＮＳａ　を
演算した後第５図のルーチンに進む。

ここで、プログラムの容量の問題からワード数は少ない
方がよい。このため、本実施例では、エアコンデーショ
ナオン時の重み付は係数Ｋを記憶しておいてエアコンデ
ショナのオンオフ状態に応じて吸入空気１１ＱＮを変化
させている。このようにニアコンディショナオフ時には
、吸入空気量を所定値より大きくしているので、大きな
重み付は係数を用いた加重平均値の演算開始タイミング
がエアコンデインシナオン時より遅れる。これによって
、ニアコンディショナのオンオフに応じて最適な加重平
均値を求めることができる。

第５図は燃料噴射時間ＴＡＵを演算するルーチンを示す
もので、ステップ１３０においてマニュアルトランスミ
ッション（Ｍ／Ｔ）を備えた車両であるかまたはオート
マチックトランスミッションを備えた車両であるかを判
断する。オートマチックトランスミッションを備えた車
両である場合には、ステップ１４４において車速Ｖが所
定値（例えば、３ｋｍ／ｈ）以下か否かを判断し、以下
の場合ｊ二はステップ１３６へ進み所定値を越えている
場合にはステップ１４６へ進む。一方、ステラ７’１３
０でマニュアルトランスミッションヲ備えた車両と判断
された場合には、ステップ１３２において車速Ｖが所定
範囲内（例えば、３０ｋｍ／ｈ≧Ｖ≧１０ｋｍ／ｈ）か
否かを判断すると共に、ステップ１３４およびステップ
１３６において機関回転速度Ｎが所定範囲内（例えば、
９００ｒｐｍ≦Ｎ≦２００Ｏｒｐｍ）の値か否かを判断
する。車速Ｖが所定範囲内でかつ機関回転速度が所定範
囲内のときくオートマチックトランスミッションを備え
た車両の場合には車速か所定値以下でかつ回転速度が所
定値以下のとき）は、ステップ１３８においてアイドル
スイッチがオンした直後から所定時間内（例えば、０．
５ｓｅｃ　）か否かを判断する。ステップ１３８におい
てアイドルスイッチがオンした直後から所定時間アイド
ルスイッチオン状態が継続していると判断された場合に
は、ステップ１４０において吸入空気量の変化率ＤＬＱ
Ｎが所定値（例えば、−０，０３Ａ／ｒｅｖ　）以下か
否かを判断することにより所定以上の減速状態か否かを
判断する。ステップ１４０の判断が肯定のときには、ス
テップ１４２において加重平均値ＱＮＳ１の値を吸入空
気ｆｉｔ　Ｑ　Ｎの値とした後ステップ１４６において
吸入空気量ＱＮと０２　センサ出力に基づいて得られる
空燃比フィードパ補正係数、吸気温および機関冷却水温
等によって定まる？ｉＩｉ　ｉＦＥ係数Ｃとに基づいて
燃料噴射時間ＴＡＵを演算する。一方、ステップ１３２
からステップ１４０の判断が否定の時にはそのままステ
ップ１４６へ進んでステップ１０２で演算された吸入空
気路ＱＮを用いて上記と同様にして燃料噴射時間ＴＡＵ
を演算する。そして、図示しない燃料噴射ルーチンにお
いて燃料噴射時間ＴＡＵに相当する時間燃料噴射弁を開
弁じて燃料噴射を実行する。

以上のように、アイドルスイッチオン直後の吸入空気量
すなわち負荷に応じて重み付は係数Ｋを変化させ、重み
付は係数を小、大、中と順に変化させているため、アイ
ドルスイッチがオンした減速初期は空燃比がややリッチ
になりその後はややリーンになり機関が要求する値と略
等しくなる。

第２図（２）は上記のように制御したときの吸入空気ｉ
ＱＮと燃料噴射時間ＴＡＵとの変化を示すものである。

なお、上記ステップ１３８でアイドルスイッチオン後所
定時間か否かを判断しているので、第１図のステップ１
０４は省略することができる。また、上記実施例ではニ
アコンディショナオンのときの重み付は係数を定めてお
いてニアコンディショナオフのときに吸入空気量を大き
くして演算タイミングを変化させる例について説明した
が、ニアコンディショナオフのときの重み付は係数を定
めておいてニアコンディショナオンのときに吸入空気量
を小さくしてもよく、ニアコンディショナオンとオフと
に応じて重み付は係数を定めておいてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の加重平均値を演算するルーチ
ンを示す流れ図、第２図（１）は従来の吸入空気量と燃
料噴射時間との変化を示す線図、第２図（２）は本発明
の実施例の吸入空気量と燃料噴射時間の変化を示す線図
、第３図は本発明の燃料噴射量制御装置を備えた内燃機
関を示す概略図、第４図は第３図の制御回路の詳細を示
すブロック図、第５図は燃料噴射時間を演算するための
ルーチンを示す流れ図である。 ３・・・スロットル弁、 ４・・・アイドルスイッチ、 ８・・・燃料噴射弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットル弁の上流側を通過する空気量を検出す
   る可動ベーン式空気量センサと、機関回転速度を検出す
   る回転速度センサと、スロットル弁が全閉状態になった
   か否かを検出するアイドルスイッチと、前記空気量セン
   サ出力と前記回転速度センサ出力とに基づいて単位回転
   当りに機関に吸入される吸入空気量を演算する空気量演
   算手段と、過去に演算した吸入空気量の加重平均値の重
   みを現在の吸入空気量の重みより重くして前記過去に演
   算した吸入空気量の加重平均値と前記現在の吸入空気量
   とから吸入空気量の加重平均値を演算する平均値演算手
   段と、スロットル弁が全閉状態になった時点から所定期
   間の間前記平均値演算手段で演算された吸入空気量の加
   重平均値に基づいて燃料噴射量を制御する制御手段と、
   を含む内燃機関の燃料噴射量制御装置。