JPH0299735A - 内燃機関の燃料制御装置 - 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〕 この発明は内燃機関の燃料制御装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来の内燃機関の燃料噴射においては、機関の始動時に
は吸入空気量を検知することが難かしいため、機関の冷
却水温に基づいてインジェクタを駆動し、始動状態でな
くなった場合には直ちに吸入空気量に基づいて燃料制御
を行うようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、上記した従来装置では、機関の吸気管の容積
が大きくかつ始動開始後非常に早く機関が始動したよう
な場合、この吸気管の空気がある程度機関に吸入されな
いとエアフローセンサに空気が流れないため始動直後の
エアフローセンサの出力に遅れを生し、機関へ適正に燃
料を供給することができなかった。

この発明は上記の課題を解決するために成されたもので
あり、始動直後においても適正に燃料制御を行うことが
できる内燃機関の燃料制御装置を得ることを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、始動状態で
なくかつ吸気量が所定値以下の場合にスロットル開度と
回転数に応して燃料制御を行うとともに、始動状態でな
くかつ吸気量が所定値以上の場合に吸気量に応じて燃料
制御を行う制御手段を設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、始動状態終了後でも吸気量検出手
段が正常に作動開始するまではスロ・シトル開度と回転
数によって燃料制御が行われる。始動状態終了時までに
はスロットル開度と回転数は正常に検出される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図はこの発明による内燃機関の燃料制御装置の構成を示
し、１はエンジン、１０はエアクリーナ、１１はサージ
タンク、１２はスロットルバルブ、１３はカルマン式エ
アフローセンサ（以下ＡＦＳと略する。）　　１４はエ
ンジンｌの各気筒毎に設けられたインジェクタ、１５は
吸気管、１６は排気管、１７はクランク角センサ、１８
は水温センサ、１９は始動スイッチ、２３はスロットル
バルブ１２の開度を検出するスロットル開度センサであ
る。ＡＦＳ１３はエンジン１に吸入される空気量に応じ
てパルスを出力し、クランク角センサ１７はエンジンｌ
の回転に応じて第８図（ｂｌに示すようなＳＧＴ　（ク
ランク角）パルス（例えばパルスの立上りから次の立上
りまでクランク角で１８０°とする。）および特定の例
えば隘１の気筒の圧縮行程時にｒＨＪのＳＧＣ信号（気
筒識別信号）を出力する。２０はＡＮ検出手段で、ＡＦ
Ｓ１３の出力とクランク角センサ１７の出力とにより、
エンジン１の所定のクランク角度間に入るＡＦＳ１３の
出力パルス数を計算する。２１はＡＮ演算手段で、ＡＮ
検出手段２０の出力からＡＮ　ｔｗ　＝　ＫＨ・八Ｎ（
Ｌ−１１”　（ｌ　　Ｋ＋＞・Ｐ、ｌ・・・・・・（１
１の計算を行い、エンジン１が吸入すると考えられる空
気量に対応するＡＦＳ１３の出力相当のパルス数ＡＮ　
ｔａ、を計算する。ここで、ＡＮ（ｃ−Ｉ、は時刻ｔ−
１のときのＳＧＴパルスまでにエンジン１が吸入したと
考えられる空気量に対応するＡＦＳ１３の出力相当のパ
ルス数、ＰＲは時刻ｔ−１〜を間に検出したＡＮＨ！出
手段２０の出力である。又、制御７１１手段２２はＡＮ
ｆＪ算手段２１の出力、クランク角センサ１７の出力、
エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ１８　（例
えばサーミスタ等）の出力、エンジンｌの始動状態を検
出する始動スイッチ１９の出力及びスロットル開度セン
サ２３の出力を受け、エンジンｌの吸気量に対応してイ
ンジェクタ１４の駆動時間を制御し、これによってエン
ジン１に供給する燃料量を制御する。

第２図はこの実施例のより具体的構成を示し、３０はＡ
ＦＳ　１３、クランク角センサ１７、水温センサ１８、
スロットル開度センサ２３および始動スイッチ１９の出
力信号を受け、エンジン１の各気筒毎に設けられた４つ
のインジェクタ１４を制御する制御装置であり、この制
御装置３０は第１図におけるＡＮ検出手段２０〜制御手
段２２に相当し、ＲＯＭ４　］、ＲＡＭ４２を内蔵した
マイクロコンピュータ（以下ＣＰＵと略す、）４０によ
り実現される。又、２４はインタフェース、２５はＡ／
Ｄコンバータ、３１はＡＦＳ１３の出力に接続された２
分周器、３２は２分周器３１の出力を一方の入力とし他
方の入力端子をＣＰＵ４０の人力ＰＩに接続した排他的
論理和ゲートで、その出力端子はカウンタ３３に接続さ
れるとともにＣＰＵ４０の入力Ｐ３に接続される。３４
は水温センサ１８とＡ／Ｄコンバータ３５との間に接続
されたインタフェース、３６は波形整形回路で、クラン
ク角センサ１７のＳＧＴ出力が入力され、その出力はＣ
ＰＵ４０の割込人力Ｐ４およびカウンタ３７に入力され
る。５１は波形整形回路で、クランク角センサ１７のＳ
ＧＣ出力が入力され、その出力はＣＰＵ４０のポートに
入力される。始動スイッチ１９はインタフェース２６を
介してＣＰｔＪ４０のポートに人力される。又、３８は
割込人力Ｐ５に接続されたタイマ、３９はバッテリ電圧
Ｖ、をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ４０に出力するＡ／Ｄコン
バータ、４３〜４６はＣＰＵ４０とドライバ４７〜５０
との間に設けられたタイマで、ドライバ４７〜５０の出
力は各インジェクタ１４に夫々接続される。

次に、第２図に示した燃料制御装置の動作について説明
する。ＡＦＳ　１３の出力は２分周器３１により分周さ
れ、ＣＰＵ４０に制御されるゲート３２を介してカウン
タ３３に入力される。カウンタ３３は、ゲート３２の出
力の立下りエツジ間の周期を測定する。ＣＰＵ４０は、
ゲート３２の立下りを割込人力Ｐ３に入力され、ＡＦＳ
１３の出力パルス周期またはこれを２分周した毎に割込
処理を行い、カウンタ３３の周期を測定する。水温セン
サ１８の出力はインタフェース３４により電圧に変換さ
れ、Ａ／Ｄコンバータ３５により所定時間毎にディジタ
ル値に変換されてＣＰＵ４０に人力される。スロットル
開度センサ２３の出力もインタフェース２４、Ａ／Ｄコ
ンバータ２５を介してＣＰＵ４０に人力される。クラン
ク角センサ１７のＳ　Ｇ、Ｔ出力は波形整形回路３６を
介してＣＰＵ４０の割込人力Ｐ４およびカウンタ３７に
入力される。ＣＰＵ４０は、クランク角センサ１７のＳ
ＧＴ出力の立上り毎に割込処理を行い、ＳＧＴ出力の立
上り間の周期をカウンタ３７の出力から検出する。又、
このＳＧＴの立上り毎にクランク角センサ１７のＳＧＣ
信号をチエツクし、隘１シリンダの圧縮行程を検出する
。ＣＰＵ４０はインタフェース４６の出力がＨであれば
始動スイッチ１９がオンと判断する。タイマ３８は、所
定時間毎にＣＰＵ４０の割込人力Ｐ５へ割込信号を発生
する。Ａ／Ｄコンバータ３９はバッテリ電圧をＡ／Ｄ変
換し、ＣＰＵ４０は所定時間毎にこのバッテリ電圧のデ
ータを取込む。タイマ４３〜４６はＣＰＵ４０にプリセ
ントされ、ＣＰＵ４０の出カポ−）Ｐ２よりトリガされ
て所定のパルス幅を出力し、この出力がドライバ４７〜
５０を介して各インジェクタ１４を順次駆動する。

次に、ＣＰＵ４０の動作を第４図、第６〜７図のフロー
チャートによって説明する。まず、第４図はＣＰＵ４０
のメインプログラムを示し、ＣＰＵ４０にリセット信号
が入力されると、ステップ１００でＲＡＭ４２、入出力
ボート等をイニシャライズし、ステップ１０１でＳＧＣ
入カフカフラグリアし、ステップ１０２で同時インジェ
クションフラグをクリアする。ステップ１０３で水温セ
ンサ１８の出力をＡ／Ｄ変換し、ＲＡＭ４２に賀Ｔとし
て記憶する。ステップ１０４でバッテリ電圧をＡ／Ｄ変
換してＲＡＭ４２へＶＢとして記憶する。ステップ１０
５ではスロットル開度をＡ／Ｄ変換し、ＲＡＭ４２にＴ
Ｈとして記憶する。ステップ１０６ではクランク角セン
サ１７の周期Ｔ、より３０／ＴＩの計算を行い、回転数
Ｎ、を計算する。

ステップ１０７では後述する負荷データＡＮと回転数Ｎ
８よりＡＮ−Ｎ、／３０の計算を行い、ＡＦＳ１３の出
力周波数Ｆ、を計算する。ステップ１０８では出力周波
数Ｆ５より第５図に示すようにＦ、に対して設定された
ｒ、より基本駆動時間変換係数すを計算する。ステップ
１０９では変換係数に、を水温データＷＴにより補正し
、駆動時間変換係数に１としてＲＡＭ４２に記憶する。

ステップ１１０ではバッテリ電圧データＶＢより予めＲ
ＯＭ４１に記憶されたデータテーブルｆｚをマツピング
し、インジェクタ１４のムダ時間ＴＤを計算しＲＡＭ４
２に記憶する。ステップ１１１ではスロットル開度Ｔ１
１と回転数Ｎ、から第９図のマンピングによりインジェ
クタ１４の駆動パルス幅Ｔθを求め、ＲＡＭ４２に記憶
する。ステップ１１１の処理後は再びステップ１０３の
処理を繰り返す。

第６図は割込人力Ｐ３即ちＡＦＳ１３の出力信号に対す
る割込処理を示す。ステップ２０１ではカウンタ３３の
出力ＴＦを検出し、カウンタ３３をクリヤする。このＴ
、はゲート３２の立上り間の周期である。ステップ２０
２では周期ＴＦを出力パルス周期ＴＡとしてＲＡＭ４２
に記憶し、ステップ２０３でクランク角センサ１７の立
上り間に出力されるＡＦＳ１３のパルス数を積算した積
算パルスデータＰ、に残りパルスデータＰ０を加算する
。ステップ２０４では、残りパルスデータＰｏに１５６
を設定し、ステップ２１１でＰｌを反転させる。

ステップ２０５処理後、割込処理を完了する。

第７図はクランク角センサ１７の出力により、ＣＰＵ４
０の割込人力Ｐ４に割込信号が発生した場合の割込処理
を示す。ステップ３０１でクランク角センサ１７の立上
り間の周期をカウンタ３７より読み込み、周期ＴＲとし
てＲＡＭ４２に記憶し、カウンタ３７をクリヤする。ス
テップ３０２で周期ＴＲ内にＡＦＳ　１３の出力パルス
がある場合は、ステップ３０３でその直前のＡＦＳ　Ｉ
　３の出力パルスの時刻ｔ６１　　とクランク角センサ
１７の今回の割込時刻ｔａｘの時間差Δｔ　＝　Ｌ（Ｂ
　−ｔｏ＋を計算し、これを周ｔｌＡ　Ｔ　！とし、周
期Ｔ４内にＡＦＳ　１３の出力パルスが無い場合は、周
期ＴＲを周期Ｔ、とする。ステップ３０５では１５６　
ｘＴｓ／ＴＡの計算より、時間差ΔむをＡ　Ｆ　Ｓ　１
３の出力パルスデータΔＰに変換する。即ち、前回のＡ
ＦＳ　Ｉ　３の出力パルス周期と今回のＡＦＳ１３の出
力パルス周期が同一と仮定してパルスデータΔＰを計算
する。ステ・７プ３０６ではパルスデータΔＰが１５６
より小さければステップ３０８へ、大きければステップ
３０７でΔＰを１５６にクリップする。ステップ３０８
では残りパルスデータＰａからパルスデータΔＰを減算
し、新しい残りパルスデータΔＰとする。ステップ３０
９では残りパルスデータＰ０が正であればステップ３１
３へ、他の場合にはパルスデータΔＰの計算値がＡＦＳ
１３の出力パルスよりも大きすぎるのでステップ３１０
でパルスデータΔＰをｐｏと同じにし、ステップ３１２
で残りパルスデータをゼロにする。ステップ３１３では
積算パルスデータＰ、にパルスデータΔＰを加算し、新
しい積算パルスデータＰＲとする。このデータＰ。

が、今回のクランク角センサ１７の立上り間にＡＦＳ１
３が出力したと考えられるパルス数に相当する。ステッ
プ３１４では（１１式に相当する計算を行う。即ち、ク
ランク角センサ１７の前回の立上りまでに計算された負
荷データＡＮと積算パルスデータＰ１より、ＫＩＡＮ＋
に！・Ｐａ＋の計算を行い、結果を今回の新しい負荷デ
ータＡＮとする。ステップ３１５ではこの負荷データＡ
Ｎが所定値αより大きければステップ３１６でαにクリ
ップし、エンジン１の全開時においても負荷データＡＮ
が実際の値よりも大きくなりすぎないようにする。

ステップ３１７で積算パルスデータＰＲをクリヤする。

ステップ３１８ではＳＧＣ（気筒識別信号）がＨかしか
を判定し、１１に１ｉの気筒（シリンダ）の圧縮行程時
にはＳＧＣがＨであるからステップ３２０に進み、シリ
ンダカウンタをクリヤし、ステップ３２１でＳＧＣ入カ
フカフラグントし、ステップ３２２に進む、又、ＳＧＣ
がＬの場合にはステップ３１９でシリンダカウンタを＋
１する。

ステップ３２２では同時インジェクションフラグがセッ
トされているか否かを判定し、ステップ３２３でＳＧＣ
入カフカフラグットされているか否かを判定し、両方と
もセットまたは同時インジェクションフラグがクリヤの
場合にはステップ３２４に進む。又、ＳＧＣ入カフカフ
ラグリヤの場合にはプログラムを終了する。ステップ３
２４では、始動スイッチ１９がオンか否かを判定し、オ
ン即ち始動時であればステップ３２５で回転数Ｎ、が所
定値Ｎｃより大きいか否かを判定し、小さい場合には始
動状態が終了していないと判定し、ステップ３２６で負
荷データＡＮを所定値ａｎとする。又、始動スイッチ１
９がオフの場合または回転数Ｎ、が所定値Ｎ、以上で始
動状態が終了した場合には、ステップ３２８で吸気量Ｐ
、が所定値ａ、より大きいか否かを判定し、小さい場合
にはステップ３２９でインジェクタ１４の駆動時間デー
タＴ＋とじてスロットル開度ＴＨと回転数Ｎ、より定め
たＴｏを設定し、大きい場合にはステップ３３０で↑Ｈ
＝　Ａ　Ｎ−に＋　”Ｔｏを計算する。ステップ３２７
では水温データＷＴから駆動時間データ即ちパルス幅Ｔ
ｅを決める。又、ステップ３３１でＴＩ−ＴＣ＋ＴＤを
計算し、ステップ３３２で同時インジェクションフラグ
がクリヤされていればこのＴＩをステップ３３３で各イ
ンジェクタ１４ヘセツトし、ステップ３３４で各インジ
ェクタ１４を同時にトリガして４本のインジェクタ１４
を同時に駆動し、ステップ３３５で同時インジェクショ
ンフラグをセットする。又、ステップ３３６では、ステ
ップ３３０のＴ１または同時インジェクションフラグセ
ントの場合にはステップ３３１のＴ、を各インジェクタ
１４にセットし、ステップ３３７以下に進む。

即ち、カウンタシリンダがＯの場合には患４のインジェ
クタ１４を駆動し、１の場合には阻３のインジェクタ１
４を駆動し、２の場合にはｌ１ｋＬ２のインジェクタ１
４を駆動し、それ以外の場合には陽ｌのインジェクタを
駆動する。

上記のように、回転数が所定値以上になったことにより
始動状態の終了を判定しており、従って第３図に示すよ
うに回転数Ｎ、が所定値ＮＣ以下の場合にはインジェク
タ１４のパルス幅Ｔ１は水温ＷＴにより決定し、回転数
が所定値以上でＡＦＳ　１３の出力が所定値以下の場合
には回転数Ｎ、とスロットル開度ＴＨによりＴ１を決定
し、回転数が所定値以上でかつＡＦＳ１３の出力も所定
値以上の場合にはＡＦＳ　１３の出力によりＴ、を決定
している。

第８図は、第４図および第６〜７図の処理の分周フラグ
クリヤ時のタイミングを示したものであり、（ａ）は分
周器３１の出力を示し、ｔｂ＋はクランク角センサ１７
のＳＧＴ出力を示す。（Ｃ１は残りパルスデータＰ、を
示し、分周器３１の立上りおよび立下り（ＡＦＳ１３の
出力パルスの立上り）毎に１５６に設定され、クランク
角センサ１７の立上り毎に例えばＰｏ＋　＝　Ｐｏ　　
１５６　Ｘ　Ｔｓ　／　ＴＡの計算結果に変更される（
これはステップ３０５〜３１２の処理に相当する。）。

（ｄ＋は積算パルスデータＰ１１の変化を示し、分周器
３１の出力の立上りまたは立下り毎に、残りパルスデー
タＰＤが積算される様子を示している。

なお、上記実施例ではスロットル開度センサ２３を１個
設けたが、複数個設けてスロットルバルブ１２の全開、
全開等を分けて検知するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、始動状態でなくなった
状態でも吸気量検出手段の出力が所定値以下の場合には
回転数とスロットル開度に基づいて燃料量制御を行って
おり、始動直後（始動状態が終了した直後）の吸気量検
出手段の出力の遅れによる不適正な燃料制御を防止する
ことができる。

又、吸気量検出手段が故障して全く出力を発生しないよ
うな場合でも、始動直後から回転数とスロットル開度に
より燃料制御が行われるため、機関の停止を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る燃料制御装置の構成図、第２図
は同内燃機関の燃料制御装置の具体例としての一実施例
を示す構成図、第３図はこの発明に係る燃料制御装置の
動作を示すタイムチャート、第４図、第６図および第７
図はこの発明の一実施例による内燃機関の燃料制御Ｉ装
置の動作を示すフローチャート、第５図は同内燃機関の
燃料制御装置のＡＦＳ出力周波数に対する基本駆動時間
変換係数の関係を示す図、第８図は第６．７図のフロー
のタイミングを示すタイミングチ十−ト、第９図はこの
発明による回転数とスロットル開度からＡＮ演算手段、
２２・・・制御手段、２３・・・スロットル開度センサ
。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関回転数を検出する回転数検出手段と、機関吸気量を
   検出する吸気量検出手段と、機関の始動状態を判定する
   始動状態判定手段と、機関吸気量を調節するスロットル
   バルブと、スロットルバルブの開度を検出するスロット
   ル開度検出手段と、機関の燃料供給量を調節するインジ
   ェクタと、始動状態でない状態で吸気量が所定値以下の
   場合にスロットル開度検出手段の出力と回転数検出手段
   の出力に基づいてインジェクタを駆動制御するとともに
   、始動状態でない状態で吸気量が所定値以上の場合に吸
   気量検出手段の出力に基づいてインジェクタを駆動制御
   する制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料
   制御装置。