JPH0517398Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は内燃機関の電子制御燃料噴射装置に関
し、詳しくは機関の吸気通路に介装される感温抵
抗器を含んで構成される吸入空気流量検出手段に
よつて検出された吸入空気流量に基づいて基本燃
料噴射量が設定される電子制御燃料噴射装置に関
する。

〈従来の技術〉 従来の内燃機関の電子制御燃料噴射装置として
は、例えば以下のようなものがある（特願昭60−
008128号等参照）。

即ち、機関の吸気通路に介装される感温抵抗器
（熱線）を含んで構成される熱線式流量計から機
関の吸入空気流量Ｑに対応して出力される電子信
号（電圧）に基づき、コントロールユニツトに予
め設定記憶されている吸入空気流量Ｑのデータを
検索（若しくは演算）して求め、この吸入空気流
量Ｑと、クランク角センサや点火コイルによる点
火信号等から換算される機関回転速度Ｎと、から
基本燃料噴射量Tp（＝Ｋ×Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）を
演算する。

更に、機関冷却水温度Tw等の機関運転状態に
応じた各種補正係数COEFと空燃比フイードバツ
ク補正係数α（実際の空燃比を目標空燃比に制御
する）とバツテリ電圧による補正分Tsとを演算
した後、最終的な燃料噴射量Ti（＝Tp×COEF×
α＋Ts）を演算する。

そして、電磁式燃料噴射弁に対して前記燃料噴
射量Tiに相当するパルス巾の噴射パルス信号を
出力することにより、燃料噴射弁を前記燃料噴射
量Tiに相当する時間だけ開弁させ、機関に所定
量の燃料を噴射供給するようにしていた。

〈考案が解決しようとする問題点〉 このように、内燃機関の電子制御燃料噴射装置
においては、機関の吸入空気流量Ｑに基づいて基
本燃料噴射量Tpを設定しているため、感温抵抗
器の汚れや劣化によつて熱線式流量計の検出精度
が低下すると、機関に最適量の燃料を噴射供給す
ることができなくなる惧れがあつた。

即ち、熱線式流量計は、機関の吸気通路に介装
される感温抵抗器が、例えば吸入空気流量Ｑの増
大時には吸入空気によつて冷却されその抵抗値が
減少するため、これに応じて出力される電気信号
（電圧）が変化し、この電気信号に対応してコン
トロールユニツトに予め設定・記憶されている吸
入空気流量Ｑのデータを検索することにより機関
の吸入空気流量を検出するものである。

従つて、感温抵抗器に排気中の粉塵やオイル成
分等が付着すると、この付着物が感温抵抗器の温
度低下を抑止する働きをするため、吸入空気流量
Ｑに対する温度（抵抗値）変化特性が変化し、実
際の吸入空気流量Ｑよりも少ない量を検出値とし
て出力してしまう。このため、機関停止時に感温
抵抗器に対して大電流を供給することにより加熱
して付着物を焼切るようにしている（実開昭61−
52228号公報等参照）が、この焼切りにより感温
抵抗器が劣化したり付着物を良好に焼切ることが
できずに残つた場合には、上記のように熱線式流
量計は、実際の吸入空気流量Ｑよりも少ない量を
検出値として出力するため、基本燃料噴射量Tp
は機関の要求量よりも少なく設定されることにな
り、これによつて空燃比のオーバーリーン化が発
生して機関の運転性を損ねる（加速不良、ノツキ
ング発生等）惧れがあつた。

特に吸入空気流量が大きい領域においては、第
７図に示すように、感温抵抗器の汚れや劣化によ
る検出精度の低下が吸入空気流量の増大に応じて
大きくなるため、機関高負荷時ほど空燃比のオー
バーリーン化傾向が強くなつて最悪の場合には機
関の焼付きが発生する惧れもあつた。

ところで、従来の電子制御燃料噴射装置におい
ては、上記のように基本燃料噴射量Tpに空燃比
フイードバツク補正係数αを乗算して最終的な燃
料噴射量Tiを設定するようにしていた。この空
燃比フイードバツク補正係数αは、排気通路に設
けたO₂センサからの信号に基づいて検出される
実際の空燃比と目標空燃比（通常は理論空燃比）
とを比較して、実際の空燃比を理論空燃比に近似
させるべく設定されるものであり、上記のように
空燃比のオーバーリーン化が発生すると、これを
検出して空燃比フイードバツク補正係数αにより
燃料噴射量Tiを増量補正するようにしている。
従つて、この空燃比フイードバツク補正係数αに
より空燃比のオーバーリーン化傾向、即ち、吸入
空気流量Ｑの検出誤差による基本燃料噴射量Tp
の過少設定を間接的に知ることができる。

本考案は、上記空燃比フイードバツク補正係数
αを利用して、感温抵抗器の汚れや劣化による吸
入空気流量の検出精度低下補えるようにして、空
燃比のオーバーリーン化を回避できるようにする
ことを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本考案では、第１図に示すように、機
関の吸気通路に介装される感温抵抗器を含んで構
成され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、機関の回転速度を検出する機関回
転速度検出手段と、これらによつて検出された吸
入空気流量及び機関回転速度に基づいて基本燃料
噴射量を設定する基本燃料噴射量設定手段と、排
気系に設けたO₂センサからの信号に基づいて検
出される実際の空燃比と目標空燃比とを比較して
空燃比フイードバツク補正係数を設定する空燃比
フイードバツク補正係数設定手段と、前記基本燃
料噴射量に前記空燃比フイードバツク補正係数を
乗算して燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手
段と、前記燃料噴射量に応じて燃料噴射弁を駆動
制御する燃料噴射弁駆動制御手段と、を備えてな
る内燃機関の電子制御燃料噴射装置において、機
関の所定中負荷領域において、前記吸入空気流量
検出手段で検出された吸入空気流量と、該吸入空
気流量の状態で前記前記空燃比フイードバツク補
正係数設定手段で設定された空燃比フイードバツ
ク補正係数とに基づいて吸入空気流量の補正係数
を設定する吸入空気流量補正係数設定手段と、前
記設定された吸入空気流量補正係数に基づき前記
吸入空気流量検出手段で検出された吸入空気流量
を補正設定する吸入空気流量補正手段と、を設け
て内燃機関の電子制御燃料噴射装置を構成するよ
うにした。

〈作用〉 かかる構成の電子制御燃料噴射装置によると、
吸入空気流量の補正係数を、機関の所定中負荷領
域に限定して設定させることで、感温抵抗器の汚
れ、劣化以外を原因とする検出精度の低下を検知
することを回避でき、また、前記所定の中負荷領
域で設定された空燃比フイードバツク補正係数
と、そのときの吸入空気流量とに基づいて、補正
要求に対応する補正係数を設定させることが可能
である。

〈実施例〉 以下に本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第２図に本実施例のハードウエア構成を示す。

機関の排気通路に介装されて機関排気中の酸素
濃度を検出するO₂センサ１からの酸素濃度信号、
機関の吸気通路に介装されたスロツトル弁の上流
側吸気通路に介装される感温抵抗器の抵抗値変化
に基づき吸入空気流量Ｑに対応して出力される吸
入空気流量検出手段としての熱線式流量計２の出
力電圧Vs、機関回転速度手段としての回転速度
センサ３によつて検出される機関回転速度信号
Ｎ、水温センサ４によつて検出される冷却水温度
信号Twが、入出力装置、記憶装置、中央演算装
置によつて構成されるマイクロコンピユータを内
蔵したコントロールユニツト５に入力されるよう
になつており、コントロールユニツト５は、これ
らの信号に基づいて後述するように設定される燃
料噴射量Tiに対応した噴射パルス信号を燃料噴
射弁７の駆動回路６に出力する。

即ち、本実施例において、コントロールユニツ
ト５は、基本燃料噴射量設定手段、空燃比フイー
ドバツク補正係数設定手段、燃料噴射量設定手
段、吸入空気流量補正係数設定手段、吸入空気流
量補正手段を兼ねるものであり、駆動回路６とに
よつて燃料噴射弁駆動制御手段を構成する。

次にコントロールユニツト５による吸入空気流
量Ｑの補正係数Ａの設定を第３図のフローチヤー
トに従つて説明する。

ステツプ（図中では「Ｓ」としてあり、以下同
様とする）１では、角センサによつた検出される
機関回転速度Ｎ、吸入空気流量Ｑ及び排気中の酸
素濃度（濃度に対応した電圧として出力される）
を入力する。

ステツプ２では、ステツプ１で入力した機関回
転速度Ｎと吸入空気流量Ｑとによつて基本燃料噴
射量Tp（←Ｋ×Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）を演算する。

そして、次のステツプ３でこの基本燃料噴射量
Tpによつて、今回の機関運転状態が吸入空気流
量Ｑの補正係数Ａを学習する領域であるか否かを
判定する。具体的には、ステツプ２で演算した基
本燃料噴射量Tpが第６図に示すような所定範囲
内（Tp₁＜Tp＜Tp₂）であるかを判定し、学習領
域であると判定されたときには、ステツプ４〜６
における補正係数Ａの学習を行い、学習領域以外
であるときには補正係数Ａの学習を行わずにその
ままリターンさせる。

これは、熱線式流量計２による検出精度が、感
温抵抗器の汚れや劣化による原因以外で低下する
領域を避けて補正係数Ａの学習を行わせるためで
ある。即ち、所定基本燃料噴射量Tp₂を越える機
関高負荷時には吸気の吹き返しが発生し、熱線式
流量計２はこの吸気の吹き返しをも検出するため
実際の吸入空気流量Ｑよりも検出値が多くなり、
所定基本燃料噴射量Tp₁を下回る機関低負荷時に
は熱線式流量計２の部品バラツキによる影響が吸
入空気流量Ｑの検出値に大きく影響するためであ
る。従つて、これらの影響の少ない領域（Tp₁＜
Tp＜Tp₂）においてのみ補正係数Ａの学習を行
わせるようにすることによつて、感温抵抗器の汚
れや劣化による検出精度の低下を知ることができ
るようにしたものである。

ステツプ４では、空燃比フイードバツク補正係
数αの値からO₂センサ１によつて検出された酸
素濃度即ち空燃比の傾向を読み取る。即ち、O₂
センサ１は、排気中の酸素濃度に応じた電圧を出
力し、第４図に示すように例えば所定のスライス
レベル（所定電圧）を越えるときには空燃比が目
標空燃比である理論空燃比よりも濃く、下回ると
きには薄いというように実際の空燃比を検出する
ものであり、基本燃料噴射量Tpに乗算される空
燃比フイードバツク係数αは、この検出に基づい
て比例積分（PI）制御される。例えば、実際の
空燃比が薄い場合には、O₂センサ１の出力電圧
はスライスレベルよりも小さくなる時間が長くな
り、このときI_RよりもI_Lの方が大きくなるため空
燃比フイードバツク係数αが徐々に増大され、そ
の結果実際の空燃比が理論空燃比付近に制御され
る。

従つて、この空燃比フイードバツク係数αの大
小によつて実際の空燃比が理論空燃比に対して濃
いか薄いのか、換言すれば、基本燃料噴射量Tp
の演算に用いられた吸入空気流量Ｑが実際に機関
に吸入された空気量に対してどのくらいの誤差を
もつているかを知ることができる。

本実施例では、第４図に示すように、空燃比フ
イードバツク補正係数αにおけるI_Rの最小値とI_L
の最大値との平均値を求め、この平均値を補正係
数Ａを求めるための基準値Kα｛←（ａ＋ｂ）／
２｝とする。

ステツプ５では、ステツプ４で求めた基準値
Kαをステツプ１で入力した吸入空気流量Ｑで除
算して補正係数Aiとする。これは、熱線式流量
計２による検出誤差は第７図に示すように吸入空
気流量Ｑの増大に応じて略リニア増大する傾向を
示し、空燃比のズレはそのときの吸入空気流量Ｑ
に応じて変化するので、ステツプ４で求めた基準
値Kαはステツプ１で入力した吸入空気流量Ｑに
対応する値であるためである。

従つて、そのときの吸入空気流量Ｑで除算する
ことにより、吸入空気流量Ｑの検出値のズレの傾
向（傾き）を捉えることができ、補正係数Aiに
吸入空気流量Ｑの検出値を乗算することにより、
そのときの吸入空気流量Ｑに対応した補正係数を
求めることができる（換言すれば、補正係数Ai
は単位吸入空気流量Ｑ当たりの補正値と見做すこ
とができる）。即ち、補正係数Aiは単独では補正
係数として機能せず、そのときの吸入空気流量Ｑ
の検出値を乗算することにより、検出値を実際の
吸入空気流量Ｑに近似補正するための係数とな
る。

ステツプ５で求めた補正係数Aiを順次更新記
憶させて吸入空気流量Ｑの補正演算に用いるよう
にしても良いが、本実施例では、バラツキを吸収
するためステツプ６で前回以前に演算され記憶さ
せておいた所定数の補正係数Aiと今回演算され
た補正係数Aiとの総和をサンプル数で除算して
平均し、最終的な補正係数Ａとして設定する。

このようにして補正係数Ａが設定されると、こ
の補正係数Ａを用いて所定運転領域において吸入
空気流量Ｑを補正演算して、燃料噴射量Tiの設
定を行う。

かかる燃料噴射量Tiの設定を第５図のフロー
チヤートに従つて説明すると、ステツプ７（ステ
ツプは第３図のフローチヤートに連続するが、第
５図のフローチヤートは第３図のものと平行処理
される）では、各センサによつて検出された機関
回転速度Ｎ、吸入空気流量Ｑ、冷却水温度Tw及
び前記補正係数Ａ設定ルーチンで設定された補正
係数Ａを入力する。

ステツプ８では、ステツプ７で入力した機関回
転速度Ｎ及び吸入空気流量Ｑによつて、現在の機
関運転状態が吸入空気流量Ｑの補正演算をすべき
領域であるか否かを判定する。本実施例では、第
５図に示すように熱線式流量計２による検出誤差
が特に大きくなる吸入空気流量Ｑが所定以上の領
域で、然も、空燃比フイードバツク補正が行われ
ない領域（空燃比フイードバツク制御領域は、一
般に吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとによつて
判別される）において、補正係数Ａによる吸入空
気流量Ｑの増量補正を行うようにする。

空燃比フイードバツク補正係数αによる空燃比
フイードバツク制御は、一般的に、機関の高速高
負荷時にはクランプされる（高速高負荷時には理
論空燃比よりも濃くよるように設定される）た
め、熱線式流量計２の検出誤差によつて空燃比が
オーバーリーン化しても、これを補正して所望の
空燃比にする制御を行われなかつたが、本実施例
によれば、特に熱線式流量計２の検出誤差の大き
いかかる領域における空燃比のリーン化を回避す
ることができる。

一方、空燃比フイードバツク制御が行われる領
域においては、たとえ熱線式流量計２が実際の吸
入空気流量Ｑりも少ない量を検出したとしても、
その誤差は空燃比フイードバツク制御がクランプ
される高速高負荷時に比べ少なく、然も、空燃比
フイードバツク補正係数αによつて増量補正され
るため、空燃比のオーバーリーン化を回避するこ
とができる。

ステツプ８で上記のような補正領域であること
が判定されると、ステツプ９へ進んで補正係数Ａ
を用いて基本燃料噴射量Tp（←Ｋ×AQ²／Ｎ；Ｋ
は定数）を演算する。ここで、Ａ×Ｑは、ステツ
プ７で入力した吸入空気流量Ｑの状態において、
誤差のあるかかる検出値を実際値に近似補正する
ための補正係数となるものであり、Ａ×Ｑに更に
Ｑを乗算することにより、学習領域において設定
された補正係数Ａに基づき検出された吸入空気流
量Ｑの補正がなされる。

一方、ステツプ８で補正領域でないと判定され
たときには、ステツプ10へ進み従来と同様にして
基本燃料噴射量Tp（←Ｋ×Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）を
演算する。

ステツプ11では、ステツプ９若しくはステツプ
10で演算された基本燃料噴射量Tpを、従来と同
様に、機関冷却水温度等の機関運転状態に応じた
各種補正係数COEFと空燃比フイードバツク補正
係数α（この空燃比フイードバツク補正係数αに
よる補正は、第５図に示すように所定領域に限ら
れる）とバツテリ電圧による補正分Tsとにより
補正演算して最終的な燃料噴射量Ti（＝Tp×
COEF×α＋Ts）を設定する。

このようにして燃料噴射量Tiを設定すると、
この燃料噴射量Tiに対応した噴射パルス信号を
燃料噴射弁７の駆動回路６に出力することによつ
て、機関に所定量の燃料を噴射供給する。

このように本実施例によると、感温抵抗器の汚
れや劣化による熱線式流量計２の検出精度低下
を、空燃比フイードバツク補正係数αによつて知
る。そして、空燃比フイードバツク補正係数αか
ら設定した補正係数Ａに基づいて、空燃比フイー
ドバツク制御が行われず然も検出誤差が大きくな
る機関の高速高負荷時に吸入空気流量Ｑの検出値
を補正するようにした、このため、熱線式流量計
２の検出精度が感温抵抗器の汚れや劣化により低
下しても、基本燃料噴射量Tpを実際の吸入空気
流量Ｑに対応させて設定することができ、空燃比
のオーバーリーン化を回避することができる。特
に本実施例のように、空燃比フイードバツク制御
が行われない機関の高速高負荷時に補正を行え
ば、空燃比のオーバーリーン化による機関の焼付
きを回避できる。

〈考案の効果〉 以上説明したように本考案によると、感温抵抗
器の汚れや劣化によつて吸入空気流量の検出精度
が低下したときに、かかる検出精度の低下を汚
れ、劣化以外を原因とする検出精度の低下と区別
して検出することができ、また、空燃比フイード
バツク補正係数とそのときの吸入空気流量とか
ら、補正要求を高精度に求めることができるた
め、感温抵抗器の汚れ、劣化が生じても、基本燃
料噴射量が機関要求量よりも少なく設定されて空
燃比がオーバーリーン化することを回避して、機
関の運転性を良好に保つことができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成ブロツク図、第２図は本
考案の一実施例を示すシステ概略図、第３図は同
上実施例における補正係数Ａ設定ルーチンを示す
フローチヤート、第４図は空燃比フイードバツク
補正係数αとO₂センサ出力電圧との関係を示す
タイムチヤート、第５図は同上実施例における燃
料噴射量Ti設定ルーチンを示すフローチヤート、
第６図は同上実施例における学習領域及び補正領
域を示すグラフ、第７図は熱線式流量計の検出精
度の低下傾向を示すグラフである。 １……O₂センサ、２……熱線式流量計、３…
…回転速度センサ、５……コントロールユニツ
ト、６……駆動回路、７……燃料噴射弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 機関の吸気通路に介装される感温抵抗器を含ん
   で構成され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、機関の回転速度を検出する機
   関回転速度検出手段と、検出された吸入空気流量
   及び機関回転速度に基づいて基本燃料噴射量を設
   定する基本燃料噴射量設定手段と、排気系に設け
   たO₂センサからの信号に基づいて検出される実
   際の空燃比と目標空燃比とを比較して空燃比フイ
   ードバツク補正係数を設定する空燃比フイードバ
   ツク補正係数設定手段と、前記基本燃料噴射量に
   前記空燃比フイードバツク補正係数を乗算して燃
   料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、前記
   燃料噴射量に応じて燃料噴射弁を駆動制御する燃
   料噴射弁駆動制御手段と、を備えてなる内燃機関
   の電子制御燃料噴射装置において、 機関の所定中負荷領域において、前記吸入空気
   流量検出手段で検出された吸入空気流量と、該吸
   入空気流量の状態で前記前記空燃比フイードバツ
   ク補正係数設定手段で設定された空燃比フイード
   バツク補正係数とに基づいて吸入空気流量の補正
   係数を設定する吸入空気流量補正係数設定手段
   と、前記設定された吸入空気流量補正係数に基づ
   き前記吸入空気流量検出手段で検出された吸入空
   気流量を補正設定する吸入空気流量補正手段と、
   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。