JPH0336142B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子制御による燃料噴射制御を行う内
燃機関に関する。

電子制御による燃料噴射制御を行う内燃機関で
は、吸入空気量センサ等のエンジン運転状態セン
サからの信号で燃料噴射量の演算を行い、その演
算値に応じた期間インジエクタをクランク角度に
同期して駆動する。吸入空気量センサとしてはエ
アフローメータが良く使用されるが、スロツトル
弁がある程度以上の速さで開放されると応答遅れ
がある。この応答遅れは、加速時における燃料の
不足の原因となる。そこで、加速時を検知するこ
とによりクランク角度とは非同期でインジエクタ
を駆動し、エアフローメータの応答遅れがあつて
も加速の当初から十分な量の燃料の噴射を行うよ
うにした技術が提案されている。この場合、急加
速のときにエンジンのトルクの立上を良くするた
めには加速直後の燃焼行程において過不足のない
燃料が供給されるよう非同期噴射量を設定しなけ
ればならない。しかし、このように設定すると、
加速直後の燃焼行程に引続く数行程における燃料
量が過大となりかえつてトルクの低下の傾向を生
ずる。これは次の理由による。即ち多気筒エンジ
ンの各気筒のインジエクタは全気筒一斉又はグル
ープで駆動され、その駆動は例えば360゜毎といつ
た所定クランク角度に同期して行われる。エンジ
ンの１サイクルはクランク角度でいえば720℃で
あるから、一つの気筒の吸入行程は、それに先立
つ吸入行程の完了からその吸入工程の完了までの
２回の同期噴射及び非同期噴射の和がその気筒へ
の燃料量に影響する。それ故、非同期噴射は加速
直後のエアフローメータが応答していない燃焼行
程だけでなく、それから後のエアフローメータが
応答を始めた燃焼行程における燃料量にも影響す
る。従つて、加速直後のエアフローメータの応答
していない燃焼行程を行う気筒で過不足のない燃
量となるよう非同期噴射のパルス幅を設定すると
それに引続いて燃焼行程を行う気筒で燃料過大、
即ちオーバリツチとなりトルク低下などの問題が
生ずる。

かかる従来技術の欠点に鑑み本発明の目的は加
速直後の燃焼行程に引続く数燃焼行程での燃料過
大を押えることにあり、この目的を達成するため
本発明にあつては同期噴射から次の同期噴射まで
の非同期噴射の総量を検知し、その量に応じて次
の同期噴射量を減量修正している。

以下図面によつて本発明を説明すれば、第１図
において、エアクリーナ１０からの吸入空気はエ
アフローメータ１２で計量され、スロツトル弁１
４を経て、吸気マニホルド１６よりエンジン本体
１８内の各気筒の燃焼室（図示せず）に、各気筒
毎に設けられた燃料インジエクタ２０からの燃料
と共に供給される。各燃焼室内に点火栓２２が設
けられ、点火コイル２４からの高圧電流がデイス
トリビユータ２６によつて各点火栓２２に分配さ
れ、各燃焼室に導入される混合気の着火、燃焼を
行う。排気ガスは排気マニホルド３０に集めら
れ、触媒コンバータ３２に至る。

３４はエアフローメータ１２、その他のエンジ
ン運転状態センサからの信号を受けて、燃料イン
ジエクタ２０の制御を行う制御回路であり、後述
の如くプログラムされたコンピユータである。制
御回路３４は線l₁を介し各燃料インジエクタ２０
に結線される。エアフローメータ１２からは吸入
空気量を表わす信号が線l₂を介し制御回路３４に
導入される。デイストリビユータ２６内にはクラ
ンク角センサ３６が設けられ、エンジンのクラン
ク角度位置を示す信号が線l₃を介して制御回路３
４に入力している。スロツトルセンサ３７はスロ
ツトル弁１４の開度信号を線l₄を介し入力してい
る。その他、吸入空気温センサ３８、水温センサ
４０、酸素センサ４２からの信号が制御回路３４
に入力しているが、これらは本発明と直接関係し
ないから以後の説明は必要最少に留める。

第２図は制御回路３４をブロツクダイヤグラム
によつて示すもので、４６はデジタル入力ポート
であつて、クランク角センサ３６及びその他の図
示しないデジタルセンサからの信号を受ける。４
８はＡ／Ｄコンバータであつて、エアフローメー
タ１２、スロツトルセンサ３７及びその他アナロ
グセンサからの信号をデジタル信号に変換する。
出力ポート５０は増幅器５２を介してインジエク
タ２０に結線される。入力ポート４６、Ａ／Ｄコ
ンバータ４８及び出力ポート５０はコンピユータ
の構成要素である、CPU５４、RAM５６、
ROM５８及びタイマ６０にバス６２を介して結
線される。

コンピユータは本発明に従つたソフトウエア構
成を持つが、これの説明に先立つて、本発明にお
ける燃料噴射制御の基本的な考え方を説明する。
第３図のニは４気筒エンジンにおける＃１から
＃４の各気筒において吸入工程の行なわれている
気筒を示すものである。４気筒のエンジンでは点
火順序は＃１、＃３、＃４、＃２の順であるから
その順に応じてp₁、p₃、p₄、p₂（これら曲線はバ
ルブリフトを想定している）の如く各気筒での吸
入工程が約180゜にわたつて行われる。720゜でエン
ジンの一サイクルが終了し、再び同じ気筒順で
p₁′、p³′、p₄′、p₂′の如く吸入工程が行われる。

第３図のイはスロツトルセンサ３７の信号であ
つて、今θ₁のクランク角度の時点で加速運転が開
始されS₁の如き全閉の状態からS₂の如き全開の状
態に移つたとする。スロツトル弁１４のこのよう
な急開によつてエアフローメータ１２からの信号
もこれに順じて、第３図ロのq₁という全閉時の吸
入空気量からq₂という全開時の吸入空気量の状態
に移ることになる。燃料インジエクタ２０は、制
御回路３４によつて全気筒一斉に（又はグループ
で）駆動されるが、その駆動の間隔はこの例では
クランク角度で360゜毎である。即ち、360゜のクラ
ンク角度毎にJ₁、J₂、J₃、J₄、J₅の如き同期噴射
パルスが燃料インジエクタ２０に出力され、その
パルスの幅は吸入空気量を代表するエアフローメ
ータからの信号レベルによつている。全閉から全
開に移るこの例では、パルス幅は、全閉時のA₀
から加速の開始と共にA₁、A₂と増大し全開時の
定パルス幅A₃に移る。このような過渡状態が生
じるのはθ₁のクランク角度で第３図−イのスロツ
トル弁１４が全開に移つてもエアフローメータ１
２にロの如く応答遅れがあるからである。従つ
て、クランク角度に同期した噴射のみでは加速時
に燃料が足りなくなる。そこで加速の開始θ₁を検
知し、X₁、X₂、X₃、X₄の様に360゜のクランク角
度とは非同期で噴射するようにして、加速時のエ
アフローメータ１２の応答遅れを解消する。その
ため、加速直後の燃焼行程における混合気空燃比
が適正となる。しかしながら、加速直後の燃焼工
程に引続く数燃焼行程では燃料が過大となり、混
合気過濃によるトルク低下が生ずる。その理由を
説明すれば、前述の様にエンジンは２回転
（720゜）で一サイクルを行い、一方前述の如くク
ランク軸の360゜毎に１回の噴射が行われる。従つ
て、ある一つの気筒を考えると、前回の吸入行程
の終りからその吸入行程の終りまでの２回の噴射
がその気筒への燃料量に影響するということにな
る。ただ、非同期噴射が行われている場合にはこ
れが同期噴射に加わる。即ち第３図でこれを説明
すると、同期噴射のJ₁とJ₂、非同期噴射のX₁〜
X₄が＃３の気筒に影響し；同期噴射J₂と非同期
噴射X₁〜X₄と同期噴射J₃が＃４と＃２の気筒に
影響し；非同期噴射X₁〜X₄と、同期噴射J₃、J₄
が＃１の気筒に影響し、同期噴射J₃とJ₄が＃３の
気筒に影響し、同期噴射J₄とJ₃が＃４と＃２の気
筒に影響する。θ₁で加速直後燃焼行程を行う＃３
の気筒は同期噴射によつてエアフローメータの応
答遅れにも係わらず燃料量Ｑは第３図−ホの如く
要求値Qf近くになる。しかし、この同期噴射
は；加速直後の燃焼行程に継続する、エアフロー
メータが応答遅れを解消しつつある燃焼工程を行
う気筒（＃４、＃２、＃１）にも影響する。その
ためこれらの気筒の燃料量Ｑが要求値Qfより過
大となる（第３図−ホの実線）。

本発明ではこのような燃料の過大を押めるた
め、非同期噴射を行つた後の同期噴射において、
その非同期噴射の総量に応じて同期噴射の量を制
御するものである。即ち、非同期噴射による総量
を検知し、それが所定量以上の場合に加速直後の
同期噴射J₃の幅をA₁からA₁′の如く押えている。
そのため、加速直後の燃焼行程に継続する燃焼行
程を行う気筒（＃４、＃２、＃１）の混合気の過
濃を押えることができる（第３図−ホの破線）。
尚、加速後の５回目の吸入を行う＃３気筒はA₁
の減少分だけ燃料量が要求値Qfより減少するが、
加速後からある程度の時間が経過することによる
安定な燃焼状態及び回転速度の上昇のため悪影響
はないと考えられる。

以上本発明における燃料噴射制御の基本的な考
え方を説明したので以下ソフトウエア構成を第４
図、第５図のフローチヤートによつて説明する。
このソフトウエアはROM５８内にプログラムの
形で格納されている。

第４図は同期噴射ルーチンを示すフローチヤー
トであつて、70はこのプログラムの開始を示す。
次の72は同期噴射（Jn）の量即ちパルス幅（An）
の計算ステツプを示す。CPU５４はエアフロー
メータ１２及びその他のセンサからの信号によつ
て同期噴射量の計算を行う。その計算の詳細は周
知でありかつ本発明を直接関係しないから省略す
る。

次にステツプ74では隣接する同期噴射間での非
同期噴射の総量ΣXnが所定値K₀より大きいか否
かの判定を行う。非同期噴射の総量ΣXnは後述
の様にRAM５６に格納されている。

74で、非同期噴射量が所定値まで達しないと判
定すれば、N₀に分岐し、76で同期噴射補正係数
αを１とする。非同期噴射量が所定値以上と判定
すればYesに分岐し、78で同期噴射補正係数αを
ｋ（ｏ＜ｋ＜１）とする。次いで80ではこのαを
Anに乗算したものを同期噴射量とする。そのた
め非同期噴射量に応じて同期噴射量が修正され
る。次の82のステツプでは、CPU５４はクラン
ク角センサ３６からの信号によつてクランク角が
噴射開始のクランク角に存るか否かを判定する。
Yesと判定すれば84に進み、CPU５４は出力ポー
ト５０を介してインジエクタ２０に信号を送り、
同期噴射量に応じたパルス幅だけインジエクタ２
０を駆動する。86は、非同期噴射量を格納する
RAM５６のクリヤを示し、88はこのルーチンの
終を示す。

82で、クランク角が噴射開始のクランク角にな
いと判定すれば何もせずに88に行く。

第５図は、非同期噴射の制御ルーチンを示し、
例えば20ｍ秒毎に実行される割込みルーチンであ
る。CPU５４の割込みポートに割込み要求が入
ると、90よりプログラムが実行に入り、92では
CPU５４はスロツトルセンサ３７からの信号を
取り込みそのときのスロツトル開度TAを検知す
る。94では、前回のスロツトル開度TA′との差△
TAを測定する。96では△TAと所定値（例えば
2゜）との大小判定をする。96でYesの場合は加速
と認識し、98では非同期噴射パルス幅の計算を行
う。ここにａは定数である。100ではCPUは出力
ポート５０よりインジエクタ２０に信号を出力し
非同期噴射を実行する。次の102では、非同期噴
射パルスの累積を行いRAMに格納する。104は、
このルーチンの終りを示す。96でNoの場合は加
速でないと認識し、直ちに104に行き非同期噴射
は行わない。

以上本発明の実施例を説明したが、本発明の範
囲内で種々の変形が可能なことは論をまたない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステム全体図、第２図は制
御回路のブロツク図、第３図は本発明の燃料噴射
制御を説明する線図、第４図、第５図はソフトウ
エア構成を説明するフローチヤート図。 １２……エアフローメータ、１４……スロツト
ル弁、１８……エンジン本体、２０……インジエ
クタ、２２……点火栓、３４……制御回路、３７
……スロツトルセンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多気筒エンジンにおいて、 エンジンの各気筒に設けた燃料インジエクタ、 エンジンの運転条件に応じて燃料噴射量の演算
   を行う手段、 燃料噴射量の上記演算値に基づいた期間エンジ
   ンクランク角に同期して燃料インジエクタを一斉
   又はグループで駆動する手段、 エンジンの加速状態を検知する手段、 加速を検知することによりクランク角度と非同
   期で燃料インジエクタを駆動する手段、 同期噴射とそれに引続く次の同期噴射までの間
   における非同期噴射の総量を検知する手段、 非同期噴射の前記総量に応じて次の同期噴射量
   の演算値の修正を行う手段、 より成る多気筒エンジンの燃料噴射制御装置。