JPH03496B2

JPH03496B2 -

Info

Publication number: JPH03496B2
Application number: JP60172222A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Sakamoto; Tetsushi Hosogai; Hideo Shiraishi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1991-01-08
Also published as: JPS6232233A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの燃料噴射装置に関し、特
にエンジン運転中に吸気通路の容積が変化した時
における空燃比の変動防止対策に関するものであ
る。

（従来の技術）従来より、エンジンの燃料噴射装置として、例
えば特開昭56−135728号公報に開示されるよう
に、エンジンの吸気通路に配設され、燃料を噴射
供給する燃料噴射弁と、上記吸気通路に配設さ
れ、該吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸
入空気量検出手段とを備え、該吸入空気量検出手
段の出力に応じて燃料噴射弁から燃料を噴射する
ようにしたものは知られている。具体的には、吸
入空気量検出手段で計測された吸入空気量をエン
ジン回転数で除した値に比例して基本燃料噴射量
が求められており、これによりエンジンの空燃比
を一定に保つようになされている。

一方、エンジンの過渡運転時には、上記吸入空
気量検出手段下流の吸気通路の容積によつて、吸
入空気量検出手段での空気量の変化に対してエン
ジンが吸入する空気量の変化に遅れが生じて、双
方の空気量が一致しないため、燃料噴射が正確に
行われず、エンジンの空燃比が狂うことになる。
このため、特開昭58−25531号公報に開示されて
いるように、過渡運転時には、吸入空気量検出手
段の出力をなまし処理して燃料噴射弁からの燃料
噴射量を決定することにより、吸入空気量検出手
段下流の容積に起因する吸気系の遅れを補正し
て、過渡運転時においてもエンジンの空燃比を一
定に精度良く制御するようにしたものが提案され
ている。

（発明が解決しようとする課題）しかるに、このような燃料噴射装置において、
エンジン運転中に吸気通路の容積が変化した時に
はエンジンの空燃比が変動するという問題が生じ
る。

すなわち、吸気通路の吸入空気量検出手段下流
にはエンジンまでの吸気通路の容積の他、サージ
タンクや容積室などのサージタンク容積があり、
このサージタンク容積をエンジンの運転状態に応
じて増減して慣性効果や共鳴効果などの吸気の動
的効果により過給作用を得るようにしたものがあ
る。このように吸気通路容積が変化する吸気系を
備えたエンジンにおいては、エンジン運転中に吸
気通路容積が変化した際、吸気系の遅れも変化す
ることになり、上述の単なるなまし処理では対処
できず、エンジンの空燃比が変動するという問題
が生じる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、エンジン運転中の吸気通
路容積の変化時、吸気系の遅れの変化に応じて吸
入空気量検出手段の出力に対するなまし度合を変
更することにより、実際にエンジンに吸入される
空気量と実測値とを略対応させ、吸入空気量に対
応した燃料を供給することでエンジンの空燃比の
変動をなくしてエンジンの空燃比を一定に維持す
ることにある。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、エンジンに燃料を噴射
供給する燃料噴射弁１１と、エンジンの吸気通路
に配設され該吸気通路を流れる吸入空気量を検出
する吸入空気量検出手段２０と、該吸入空気量検
出手段２０により検出された実測値を所定のなま
し処理係数に基づいてなまし処理して上記燃料噴
射弁１１からの燃料噴射量を決定する制御手段３
２とを備えたエンジンの燃料噴射装置を前提とす
る。そして、エンジンの運転状態に応じて吸気通
路の容積を変更する吸気通路容積変更手段１６
と、該吸気通路容積変更手段１６により設定され
た吸気通路容積が大きい時は小さい時に対して上
記実測値となまし処理後の値との差が大きくなる
方向に上記制御手段３２のなまし処理係数を変更
するなまし処理係数変更手段３１とを備えたもの
とする。

（作用）これにより、本発明では、吸気通路の容積が変
更された際、吸気通路容積が大きい時は小さい時
に対して吸入空気量検出手段の実測値となまし処
理後の値との差が大きくなる方向になまし処理係
数が変更されるので、吸気系の遅れの変化に応じ
てなまし度合が吸気系の遅れが大きい程大きくな
るように変更されることになり、実際にエンジン
が吸入する空気量と実測値とがほぼ対応一致し、
このことにより燃料噴射が正確に行われてエンジ
ンの空燃比が変動なく一定に維持されることにな
る。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基
づいて説明する。

第２図および第３図は本発明の実施例に係る燃
料噴射装置を備えた４気筒エンジンの全体概略構
造を示す。同図において、１は第１〜第４の４つ
の気筒１ａ〜１ｄを有するエンジンであつて、各
気筒１ａ〜１ｄにはピストン２の往復動により容
積可変となる燃焼室３を有する。４は上流端がエ
アクリーナ５を介して大気に開口してエンジン１
の各気筒１ａ〜１ｄに吸気を供給するための主吸
気通路であつて、該主吸気通路４の下流には吸気
拡大室としてのサージタンク６が設けられ、該サ
ージタンク６から各気筒１ａ〜１ｄに対応して第
１〜第４の独立吸気通路４ａ〜４ｄが分岐されて
いて、それぞれ各気筒１ａ〜１ｄの燃焼室３に独
立して連通している。また、７は一端が各気筒１
ａ〜１ｄの燃焼室３に開口し他端が大気に開口し
て各燃焼室３からの排気を排出するための排気通
路、８は各独立吸気通路４ａ〜４ｄの燃焼室３開
口部に配設された吸気弁、９は排気通路７の燃焼
室３開口部に配設された排気弁である。

上記主吸気通路４には吸入空気量を制御するス
ロツトル弁１０が配設されているとともに、各独
立吸気通路４ａ〜４ｄには燃料を噴射供給する燃
料噴射弁１１が配設されている。また、上記主吸
気通路４には、スロツトル弁１０の上下流を該ス
ロツトル弁１０をバイパスして連通し、スロツト
ル弁１０を迂回してエンジン１の各気筒１ａ〜１
ｄに補助空気を供給するバイパス通路１２が設け
られており、該バイパス通路１２の途中には、バ
イパス通路１２を開閉する開閉弁１３が配設され
ている。

さらに、１４は容積室であつて、該容積室１４
は各独立吸気通路４ａ〜４ｄにそれぞれ連通口１
５を介して連通されており、該各連通口１５には
エンジンの運転状態に応じて容積室１４の各独立
吸気通路４ａ〜４ｄとの連通又はその遮断を切換
えてサージタンク容積（吸気通路容積）を変更す
る吸気通路容積変更手段としての切換弁１６が配
設されている。各切換弁１６には各切換弁１６を
互いに連通して切換作動させるアクチユエータ１
７が連結されている。

一方、２０は上記主吸気通路４のスロツトル弁
１０上流に配設され主吸気通路４を流れる吸入空
気量Qaを検出する吸入空気量検出手段としての
エアフローセンサ、２１は主吸気通路４のスロツ
トル弁１０上流に配設され吸入空気の温度（吸気
温）を検出する吸気温センサ、２２はスロツトル
弁１０の開度を検出するとともにスロツトル弁１
０全閉時によりアイドリング時を検出するアイド
ルスイツチ内蔵のスロツトル開度センサ、２３は
カムシヤフト１８の回転角によりクランク角を検
出するクランク角センサ、２４はデイストリビユ
ータ１９に配設されエンジン回転数N_Eを検出す
る回転数センサである。これら各センサ２０〜２
４の出力は、上記燃料噴射弁１１、開閉弁１３お
よび切換弁１６のアクチユエータ１７を作動制御
するCPUよりなるコントロールユニツト３０に
入力可能になつており、該コントロールユニツト
３０により、エンジン運転状態に応じて燃料噴射
弁１１を制御して該燃料噴射弁１１からの燃料噴
射量を調整するとともに、エンジン運転状態に応
じて開閉弁１３をデユーテイ制御してバイパス通
路１２による補助空気流量を調整するようにして
いる。また、エンジン運転状態に応じてアクチユ
エータ１７を制御して切換弁１６を開閉制御する
ことにより、容積室１４を各独立吸気通路４ａ〜
４ｄに連通又は遮断せしめてサージタンク容積を
増減させるようにしている。

次に、上記コントロールユニツト３０による燃
料噴射弁１１の燃料噴射制御について第４図のフ
ローチヤートにより詳述するに、スタートして、
ステツプS₁でカウントｉを零に、またこのｉ＝０
での後述の平均化処理された基本噴射パルス幅
Tp_N（０）を零に初期値設定したのち、ステツプ
S₂でカウントｉを“１”ずつ加算する処理を行
う。そして、ステツプS₃においてエアフローセン
サ２０からの信号を入力して吸入空気量Qaを読
込むとともに、回転数センサ２４からのエンジン
回転数N_Eを読込み、次のステツプS₄でこの吸入
空気量Qaをエンジン回転数N_Eで除算した値に基
づいて基本噴射パルス幅Tp（ｉ）（＝Ｋ・Qa／
N_E、Ｋは変換係数）を演算する。

次いで、ステツプS₅でそのときのエンジン運転
状態を検出したのち、次のステツプS₆で切換弁１
６の開領域であるか否かを判別し、開領域である
YESの場合にはステツプS₇でなまし処理係数と
しての平均化処理係数ＮをNoに設定する一方、
開領域でないNOの場合にはステツプS₈で平均化
処理係数ＮをNcに設定する。ここで、上記No，
Ncは、切換弁１６の開閉によつてサージタンク
容積が大小に増減するシステムにおいてはNo＞
Ncに設定されている。そして、ステツプS₉に進
んで、上記基本噴射パルス幅Tp（ｉ）を、スロツ
トル弁１０下流の容積に応じた平均化処理係数Ｎ
に基づいて下記式 Tp_N（ｉ）＝Ｎ・Tp_N（ｉ−１）＋（１−Ｎ）・Tp
（ｉ）により平均化処理を行い、サージタンク圧力Ｐの
変化と同等の変化量に調整されたパルス幅Tp_N
（ｉ）を演算する。

ここで、上記の式において、Tp_N（ｉ）は平均
化処理後、つまりなまし処理後の基本噴射パルス
幅、Ｎは平均化処理係数、Tp_N（ｉ−１）は前回
の平均化処理後の基本噴射パルス幅、Tp（ｉ）は
今回のエアフローセンサ２０の実測値Qaに基づ
いて算出した基本噴射パルス幅である。つまり、
上記平均化処理式は、前回の燃料噴射量と今回の
燃料噴射量とをどの程度反映させるかによつてな
まし度合を変えるものであり、具体的にその反映
度合は上記平均化処理係数Ｎの値により決定され
る。例えば、吸気系の容積が小さい時（切換弁１
６の閉領域でサージタンク容積が小さい時）、Ｎ
＝Nc＝0.6とすると、 Tp_N（ｉ）＝0.6・Tp_N（ｉ−１）＋（１−0.6）・
Tp（ｉ）＝0.6・Tp_N（ｉ−１）＋0.4・Tp（ｉ）となり、前回値を60％、今回値を40％反映させる
なまし処理となる。一方、吸気系の容積が大きい
時（切換弁１６の開領域でサージタンク容積が大
きい時）は、小さい時に対して吸気系の遅れが大
きくなるために、Ｎ＝No＝0.8（＞Nc）とする
と、 Tp_N（ｉ）＝0.8・Tp_N（ｉ−１）＋（１−0.8）・
Tp（ｉ）＝0.8・Tp_N（ｉ−１）＋0.2・Tp（ｉ）となり、前回値を80％、今回値を20％反映させる
なまし処理となり、実測値となまし処理後の値と
の差が大きくなる方向に平均化処理係数Ｎ（なま
し処理係数）が変更される。したがつて、この平
均化処理係数Ｎを変更することによりなまし度合
を任意に変更することが可能である。

しかる後、ステツプS₁₀で暖機補正や高負荷増
量等を行うための燃料補正係数Ｃを設定したの
ち、ステツプS₁₁でこの燃料補正係数Ｃで上記平
均化処理された基本噴射パルス幅Tp_N（ｉ）を乗
算補正して燃料噴射パルス幅T_Iを算出し、次の
ステツプS₁₂でこの燃料噴射パルス幅T_Iでもつて
燃料噴射弁１１を駆動する。以後、ステツプS₂に
戻つて上記動作を繰返して燃料噴射制御が行われ
る。

以上のフローにおいて、ステツプS₁〜S₁₂によ
り、エアフローセンサ２０の実測値Qaに基づい
て算出した基本噴射パルス幅Tp（ｉ）を所定のな
まし処理係数（平均化処理係数Ｎ）に基づいて上
記平均化処理式によりなまし処理し、このなまし
処理された出力つまり平均化処理された基本噴射
パルス幅Tp_N（ｉ）に基づいて燃料噴射弁１１か
らの燃料噴射量を決定するように制御する制御手
段３２を構成している。また、ステツプS₆〜S₈に
より、切換弁１６（吸気通路容積変更手段）によ
り設定されたサージタンク容積（吸気通路容積）
が大きい時は小さい時に対して上記実測値Qaに
基づく基本噴射パルス幅Tp（ｉ）となまし処理後
の基本噴射パルス幅Tp_N（ｉ）との差が大きくな
る方向に上記制御手段３２のなまし処理係数（平
均化処理係数Ｎ）を変更するなまし処理係数変更
手段３１を構成している。

したがつて、エンジンの定常運転時には、吸気
の定常流れによりエアフローセンサ２０での単位
時間当りの空気量Q_INとエンジンが吸入する単位
時間当りの空気量Q_OUTとが一致している。その
際、基本噴射パルス幅Tpがサージタンク圧力Ｐ
の変化と同等の変化量になるように平均化処理さ
れても、定常運転時にはこのサージタンク圧力Ｐ
が一定であるため、基本噴射パルス幅は前回と変
らずに一定となり、よつて正確な燃料噴射が行わ
れる。

一方、エンジンの過渡運転時（加減速時）に
は、第５図および第６図に示すように、エアフロ
ーセンサ２０での空気量Q_INが急激に増減変化す
るのに対し、スロツトル弁１０下流の吸気系の容
積（サージタンク６および容積室１４などの容
積）によりサージタンク圧力Ｐが緩慢に増減変化
し、このサージタンク圧力Ｐに比例してエンジン
が吸入する空気量Q_OUTも緩慢に増減変化して一致
せず、吸気系の遅れが生じている。これに対し、
第７図に示すように、エアフローセンサ２０で検
出された実測値Qaに基づいて算出された実測の
基本噴射パルス幅Tpに対してサージタンク圧力
Ｐの変化と同等の変化量になるように平均化処理
（なまし処理）を行い、このなまし処理により第
７図に示す如きパルス幅Tp_Nの特性となるので、
つまりスロツトル弁１０下流の容積に応じてなま
し処理されるので、燃料噴射量は上記吸気系の遅
れに対応合致して正確な燃料噴射が行われること
になり、過渡運転時でもエンジンの空燃比を、第
７図の如きリツチ域→リーン域→リツチ域
…の変動を生じることなく一定に精度良く制御す
ることができる。

そして、このように吸気通路容積により吸気系
の遅れが生じている場合、切換弁１６の開閉によ
りサージタンク容積（吸気通路容積）が変更され
た際、吸気通路容積が大きい時は小さい時に対し
て実測値（Tp）となまし処理後の値（Tp_N）と
の差が大きくなる方向に平均化処理係数Ｎ（なま
し処理係数）が変更され、例えば切換弁１６の開
によるサージタンク容積が大のときはＮ＝Noに、
切換弁１６の閉によるサージタンク容積が小のと
きはＮ＝Nc（＜No）に変更されるので、吸気系
の遅れの変化に応じて実測値のなまし度合を吸気
系の遅れが大きい程大きくなるよう変更すること
ができ、吸気通路容積の変化により吸気系の遅れ
が変化した時でもエンジンに吸入される空気量と
実測値とが略対応し、空気量に対応した燃料を供
給することができ、よつて空燃比の変動をなくし
て空燃比を一定に維持することができる。

尚、上記実施例では、エアフローセンサ２０
（吸入空気量検出手段）の出力（吸入空気量）に
応じて基本噴射パルス幅Tpを求め、この基本噴
射パルス幅Tpを平均化処理することにより、な
まし処理を行つたが、上記エアフローセンサ２０
（吸入空気量検出手段）の出力を直接なまし処理
して燃料噴射量を決定するようにしてもよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のエンジンの燃料
噴射装置によれば、エンジン運転中に吸気通路容
積の変化により吸気系の遅れが変化しても、この
遅れの変化に応じて吸入空気量検出手段により検
出された実測値のなまし度合を変更することで、
実際にエンジンに吸入される空気量と実測値とが
略対応し、空気量に対応した燃料を供給すること
ができるので、吸気系の遅れの変更による空燃比
の変動をなくしてエンジンの空燃比を一定に精度
良く保持制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す概略図である。第
２図〜第７図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体概略構成を示す側面図、第３図は同平面図、
第４図はコントロールユニツトの燃料噴射制御の
作動を示すフローチヤート図、第５図ａ〜ｃはそ
れぞれ加速時におけるエアフローセンサでの空気
量、サージタンク圧力およびエンジンが吸入する
空気量の特性図、第６図ａ〜ｃはそれぞれ減速時
におけるエアフローセンサでの空気量、サージタ
ンク圧力およびエンジンが吸入する空気量の特性
図、第７図は過渡運転時における燃料噴射量の特
性図である。１……エンジン、４……主吸気通路、４ａ〜４
ｄ……独立吸気通路、６……サージタンク、１１
……燃料噴射弁、１４……容積室、１６……切換
弁（吸気通路容積変更手段）、２０……エアフロ
ーセンサ、３０……コントロールユニツト、３１
……なまし処理係数変更手段、３２……制御手
段。

Claims

【特許請求の範囲】１エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁
と、エンジンの吸気通路に配設され該吸気通路を
流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段
と、該吸入空気量検出手段により検出された実測
値を所定のなまし処理係数に基づいてなまし処理
して上記燃料噴射弁からの燃料噴射量を決定する
制御手段とを備えたエンジンの燃料噴射装置にお
いて、エンジンの運転状態に応じて吸気通路の容積を
変更する吸気通路容積変更手段と、該吸気通路容積変更手段により設定された吸気
通路容積が大きい時は小さい時に対して上記実測
値となまし処理後の値との差が大きくなる方向に
上記制御手段のなまし処理係数を変更するなまし
処理係数変更手段とを備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装
置。