JPH0744747Y2 - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - 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する。

〈従来の技術〉 内燃機関の電子制御燃料噴射装置の従来例としては例え
ば以下のようなものがある。

即ち、エアフローメータによって検出される吸入空気流
量Ｑと点火信号等から検出される機関回転速度Ｎとか
ら、１回転当たりの吸入空気流量に相当する基本燃料噴
射量Tp（＝Ｋ×Q/N;Kは定数）を演算すると共に、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
と空燃比フィードバック補正係数αとバッテリ電圧によ
る補正分Tsとを演算した後、燃料噴射量Ti（＝Tp×COEF
×α＋Ts）を演算する。

そして、演算された燃料噴射量Tiに相当するパルス巾の
噴射パルス信号を燃料噴射弁に出力し、機関に所定量の
燃料を噴射供給させるようにしていた（特開昭59−2038
28号公報等参照）。

ところで、かかる電子制御燃料噴射装置によると、機関
の加速時には第４図に示すようにエアフローメータによ
って検出される吸入空気流量の応答遅れや吸気マニホー
ルド充填分の検出等によって検出誤差が大きくなるた
め、この誤った吸入空気流量の検出値に基づいて燃料噴
射量の設定がなされ、空燃比のオーバーリーン化及びオ
ーバーリッチ化が交互に生じて、機関出力の応答遅れ後
の急激な出力の立ち上がりによって加速ショック，息つ
き，排気性状の悪化等の原因となる惧れがあった。

かかる問題点を解消するため、加速検出から所定時間
は、スロットル弁開度と機関回転速度とに基づいて燃料
噴射量を設定するようにした電子制御燃料噴射装置があ
る。

即ち、予めスロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとをパ
ラメータとする複数の運転領域毎に各運転領域に対応す
る吸入空気流量Ｑ若しくは基本燃料噴射量Tp（これらの
吸入空気流量Ｑ若しくは基本燃料噴射量Tpは、実験等に
よって求められた吸気マニホールド充填分等が含まれな
い実際の吸入空気流量に基づく値である。）のデータを
記憶させておき、スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎ
との検出値に基づいて前記データの中から該当する運転
領域におけるデータを検索するように構成する。

そして、アイドルスイッチ等によって機関の加速が検出
されると、この加速検出から所定時間はスロットル弁開
度αと機関回転速度Ｎとの検出値に基づいて基本燃料噴
射量Tp（α−Ｎマップに吸入空気流量Ｑを記憶させた場
合には、検索したＱから基本燃料噴射量Tpを演算し、基
本燃料噴射量Tpを記憶させた場合には検索によって基本
燃料噴射量Tpが設定される。）を設定し、この所定時間
以外の運転領域においてはエアフローメータによって検
出される吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとの検出値に
基づいて基本燃料噴射量Tp（＝Ｋ×Ｑ×Ｎ）を設定する
ようにする。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記のように加速時にのみスロットル弁
開度αと機関回転速度Ｎとの検出値に基づいて燃料噴射
量を設定するようにした場合には、吸入空気流量Ｑの検
出値に基づく燃料噴射量設定との切換時に、設定される
燃料噴射量の偏差によって燃料噴射量が段階的な急激変
化を示し、機関出力の段差発生によって加速中のショッ
クとなったり排気性状が悪化するなどの不都合が発生す
る惧れがあった。

上記の設定燃料噴射量の偏差が発生する原因としては、
スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとの検出値に基づ
く燃料噴射量と、吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとの
検出値に基づく燃料噴射量とに元々ズレがある場合、ま
た、スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとの相関に関
係のない例えばエアレギュレータからの空気が吸引され
る場合、更に、スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎと
の検出値に基づく燃料噴射量が空気密度の濃薄に対して
変化を示さないのに対してエアフローメータが空気密度
の濃薄に対応する吸入空気流量Ｑを検出するためなどが
上げられる。

本考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、加速時
にのみスロットル弁開度と機関回転速度との検出値に基
づいて燃料噴射量の設定が行われる電子制御燃料噴射装
置において燃料噴射量の設定手段の切換時に燃料噴射量
が段階的に急激変化することを防止できるようにするこ
とを目的とするものである。

〈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、機関の加
速状態を検出する機関加速状態検出手段と、機関の吸入
空気流量と機関の吸気通路に介装されたスロットル弁の
開度と機関回転速度とをそれぞれ検出する手段即ち吸入
空気流量検出手段，スロットル弁開度検出手段及び機関
回転速度検出手段と、機関の加速状態が検出されてから
所定時間スロットル弁開度と機関回転速度との検出値に
基づいて燃料噴射量を設定する加速用燃料噴射量設定手
段と、この加速用燃料噴射量設定手段による燃料噴射量
設定運転領域以外の運転領域において吸入空気流量と機
関回転速度との検出値に基づいて燃料噴射量を設定する
主燃料噴射量設定手段と、この主燃料噴射量設定手段と
前記加速用燃料噴射量設定手段との切換時に両設定手段
による設定燃料噴射量に所定以上の偏差があるときに設
定燃料噴射量の変化を鈍らすように補正設定する切換時
燃料噴射量補正手段と、前記主燃料噴射量設定手段，加
速用燃料噴射量設定手段若しくは切換時燃料噴射量補正
手段によって設定された燃料噴射量に応じて燃料噴射弁
を駆動制御する駆動制御手段と、を備えて電子制御燃料
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、たとえ空
気密度の変化やエアレギュレータからの吸引空気等があ
って、切替時に設定燃料噴射量が所定以上の偏差を有し
て設定されても、切換時燃料噴射量補正手段によって燃
料噴射量の変化が鈍らされるため、段階的に燃料噴射量
が変化して失火の原因となることを回避することができ
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図に本考案に係る電子制御燃料噴射装置の一実施例
の構成を示してある。

この図において、機関回転速度検出手段としての回転速
度センサ１の出力である機関回転速度信号N,吸入空気流
量検出手段としてのエアフローメータ２の出力である吸
入空気流量信号Q,スロットル弁開度検出手段としてのス
ロットル弁開度センサ３の出力である機関の吸気通路に
介装されたスロットル弁（図示省略）の開度信号α及び
水温センサ４の出力である機関の冷却水温度信号Twが、
入出力装置，記憶装置及び中央演算装置によって構成さ
れるマイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニ
ット５に入力され、コントロールユニット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、コントロールユニット５は、スロットル
弁開度センサ３とによって機関加速状態検出手段を構成
すると共に、駆動回路６とによって駆動制御手段を構成
し、一方、加速用燃料噴射量設定手段，主燃料噴射量設
定手段及び切換時燃料噴射量補正手段をソフトウェア的
に備えている。

次に第３図のフローチャートに基づいて作用を説明す
る。

ステップ（図中では「Ｓ」としてあり、以下同様とす
る）１では、各センサによって検出される機関回転速度
N,吸入空気流量Q,スロットル弁開度α及び冷却水温度Tw
を入力する。

ステップ２では、ステップ１において入力したスロット
ル弁開度αと前回入力したスロットル弁開度αとから求
められる開度変化率Δαによって機関が加速状態である
か否かを判定する。即ち、Δαが開側への所定以上の変
化率を示しているときに機関が加速状態であるとし、ス
テップ３へ進む。尚、アイドルスイッチのON→OFFによ
って加速を検出するようにしても良い。

ステップ３では、予めスロットル弁開度αと機関回転速
度Ｎとをパラメータとする複数の運転領域に対応させて
記憶させておいた吸入空気流量Qsのマップ（以下α−Ｎ
マップとする）から、当該運転領域の吸入空気流量Qsを
ステップ１において入力したスロットル弁開度α及び機
関回転速度Ｎに基づき検索する。

ここで、スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとをパラ
メータとして記憶される吸入空気流量Qsは、予め実験等
によって求められたものであり、吸気マニホールド充填
分等を含まない実際値に近似したものである。また、上
記のように検索によって吸入空気流量Qsを求める場合に
は、吸入空気流量変化のトリガーとなるスロットル弁開
度α及び機関回転速度Ｎに基づいているため、検出の応
答遅れが殆どないといって良い。

ステップ４では、ステップ３において検索した吸入空気
流量Qsによって基本燃料噴射量Tp（＝Ｋ×Qs/N;Kは定
数）を演算する。

一方、ステップ２で機関が加速状態でないと判定された
ときには、ステップ５において最初の加速検出からの経
過時間が所定時間（例えば１秒）内であるか否かを判定
する。ここで、前記所定時間は、アイドル状態からスロ
ットル弁が開かれた場合に、吸気マニホールドへの空気
充填が終了するまでの時間と略一致させてある。従っ
て、経過時間がこの所定時間内であるときには、エアフ
ローメータ２によって検出される吸入空気流量Ｑは誤差
が大きいと推測される。このため、ステップ５で経過時
間が所定時間内であると判定されたときにはステップ3,
4へ進み、ステップ２で機関が加速状態であると判定さ
れたときと同様に検索された吸入空気流量Qsに基づいて
基本燃料噴射量Tpを演算する。

また、ステップ５において所定時間以上に経過したと判
定されたとき、即ち、機関が加速状態でなく然も加速か
ら所定時間が経過しているときには、ステップ６に進ん
でステップ１で入力したエアフローメータ２の検出値で
ある吸入空気流量Ｑに基づいて基本燃料噴射量Tp（＝Ｋ
×Q/N;Kは定数）を演算する。かかる運転領域では、第
４図に示すような吸気マニホールド充填分の検出がない
運転領域であるため、エアフローメータ２によって検出
される吸入空気流量Ｑは略正確である。

このように、エアフローメータ２による検出誤差の大き
い加速時（加速が検出されている状態若しくは加速検出
から所定時間内）には、比較的検出誤差の少ないスロッ
トル弁開度αと機関回転速度Ｎに基づいて検索される吸
入空気流量Qsによって基本燃料噴射量Tpが設定されるた
め、実際の吸入空気流量に即した燃料噴射量設定が行わ
れ、空燃比のオーバーリッチ化若しくはオーバーリーン
化を未然に防止することができる。

また、エアフローメータ２の検出誤差の小さい運転領域
（加速時以外）においては、エアフローメータ２の検出
値に基づいて基本燃料噴射量Tpの設定がなされるため、
空気密度の変化等があっても実際の吸入空気流量が検出
され、機関の要求値に見合った燃料噴射が行われる。

ステップ４若しくはステップ６で基本燃料噴射量Tpの設
定がなされると、ステップ７において設定の切換がなさ
れたか否かを判定する。ここでいう設定の切換とは、前
回までの基本燃料噴射量Tpの設定が検出された吸入空気
流量Ｑに基づいてなされていたのに対し、今回の設定が
α−Ｎマップから検索した吸入空気流量Qsに基づいて設
定された場合若しくはこの逆の場合をいうものである。

ステップ７で上記のような設定切換がなされていないと
判定されたときには、ステップ15へ進んでフラグの判定
を行い、フラグがゼロであるときにはステップ16へ進
む。上記フラグの設定については後に詳細に説明する。

ステップ16では、ステップ４若しくはステップ６におい
て設定された基本燃料噴射量Tpを設定切換時の補正制御
のための基準燃料噴射量Tpsとして記憶する。

ステップ17では、ステップ４若しくはステップ６におい
て設定された基本燃料噴射量Tpを補正演算して最終的な
燃料噴射量Tiを求める。即ち、水温センサ４によって検
出される冷却水温度Twや機関加速状態等の各種運転状態
から、記憶装置に記憶・設定されるそれぞれの運転状態
に基づく補正係数を検索し、これらの補正係数の中央演
算装置で演算して得られる各種補正係数COEFによって前
記基本燃料噴射量Tpを補正した燃料噴射量Tiを設定す
る。

ステップ17において燃料噴射量Tiが設定されると、ステ
ップ18において前記燃料噴射量Tiに相当するパルス巾の
噴射パルス信号を燃料噴射弁７の駆動回路６に出力して
燃料噴射を行わせる。

一方、ステップ７において基本燃料噴射量Tpの設定切換
がなされたと判定されたときには、ステップ８において
設定燃料噴射量Tpの偏差ΔTpを演算する。ここで、前記
偏差ΔTpはステップ16において前回記憶された基準燃料
噴射量Tpsから今回設定された基本燃料噴射量Tpを減算
して求める。即ち、加速初期で、検出された吸入空気流
量Ｑに基づく設定からα−Ｎマップから検索された吸入
空気流量Qsに基づく設定に切換られたときには、前記基
準燃料噴射量Tpsは吸入空気流量Ｑの検出値に基づいて
設定された基本燃料噴射量Tpであり、一方、基準燃料噴
射量Tpsから減算される基本燃料噴射量Tpは検索された
吸入空気流量Qsに基づいて設定された基本燃料噴射量Tp
である。また、加速後期においては、この関係が逆とな
る。

ステップ８において偏差ΔTpを演算すると、ステップ９
でこの偏差ΔTpの絶対値と所定値とを比較して、所定値
よりも小さいときにはステップ16へ進んで通常の燃料噴
射（ステップ４若しくはステップ６において設定された
基本燃料噴射量Tpに基づく燃料噴射量設定）を行わせ、
所定値以上であると判定されたときには、ステップ10〜
14の切換時燃料噴射量補正制御を行わせる。

ステップ10では、基本燃料噴射量Tpを補正するための係
数ｎ（％）の設定を行う。ここで、係数ｎは初期値をゼ
ロとしてあり、ステップ10で所定値Ｋを加算することに
よって設定されるものである。従って、ステップ10初回
においては係数ｎ＝Ｋとなる。

ステップ10で係数ｎを設定すると、ステップ11におい
て、燃料噴射量設定切換前に設定された基本燃料噴射量
Tp即ち前回ステップ16で記憶した基準燃料噴射量Tpsか
ら、ステップ８において演算した偏差ΔTpにステップ10
で設定した係数ｎを乗算した値を減算して、補正基本燃
料噴射量Tpaを求める（Tpa←Tps−ΔTp・ｎ）。

即ち、今回設定された基本燃料噴射量Tpは、基準燃料噴
射量Tpsに偏差ΔTpを加算した値であるが、そのまま基
本燃料噴射量Tpとして設定すると、偏差ΔTpが所定値以
上であり設定される基本燃料噴射量Tpが段階的に急激な
変化となることになり、加速ショック等の原因となる。
このため、基準燃料噴射量Tpsを徐々に増大させて切換
後に設定される基本燃料噴射量Tp（ステップ４若しくは
ステップ６）に近づけるようにするものであり、これに
よって基本燃料噴射量Tpが加速初期や加速後期の設定切
換時に段階的に変化することを防止して（変化を鈍らし
て）、加速ショック等を未然に回避するものである。

従って、ステップ11の初回においては、基準燃料噴射量
Tpsに偏差ΔTpのＫ％を加算（偏差ΔTpがマイナス方向
のときには減算）して補正基本燃料噴射量Tpaを設定
し、補正を繰り返すと係数ｎがＫ→2K→3K…と変化する
ため基準燃料噴射量Tpsに加算（若しくは加算）される
補正量が倍加されるものである。

ステップ11でこのように基本燃料噴射量Tpの補正設定が
なされると、ステップ12において補正した基本燃料噴射
量Tpaと切換後の設定基本燃料噴射量Tp（ステップ４若
しくはステップ６において設定されるものであり、補正
基本燃料噴射量Tpaが設定されている間も演算され
る。）とを比較し、補正基本燃料噴射量Tpaが切換後の
設定値に近づいたか否かを判定する。

ここで、Tpa≒Tp（ステップ４若しくはステップ６での
設定値）であると判定されたとき、即ち、切換前に設定
された基本燃料噴射量Tpを記憶した基準燃料噴射量Tps
を徐々に増大（若しくは減少）させた結果、切換後の設
定値Tpと略同じになったときには、ステップ14で切換時
補正のための係数ｎをゼロにリセットすると共に、フラ
グをゼロとする。

一方、補正基本燃料噴射量Tpaが設定値Tpに近づいてい
ないときには、ステップ13でフラグを１に設定して次回
ステップ15からステップ10へ進むようにすることによ
り、更に基準燃料噴射量Tpsを増大若しくは減少させる
ようにする。

ステップ11において補正演算される補正基本燃料噴射量
Tpaは、ステップ４若しくはステップ６で設定される基
本燃料噴射量Tpと同様にステップ17で補正されることに
よって燃料噴射量Tiが求められ、ステップ18で出力され
る。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案によると、スロットル弁開
度と機関回転速度との検出値に基づく燃料噴射量設定へ
の切換時若しくはかかる設定から吸入空気流量と機関回
転速度との検出値に基づく燃料噴射量の設定への切換時
に、設定される燃料噴射量が段階的に急激変化すること
を防止でき、加速ショックや排気性状の悪化を回避する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成図、第２図は本考案に係る電子制
御燃料噴射装置の一実施例を示すシステム図、第３図は
同上実施例における燃料噴射量設定制御を示すフローチ
ャート、第４図は従来制御における問題点を説明するた
めのタイムチャートである。 １…回転速度センサ、２…エアフローメータ ３…スロットル弁開度センサ、４…水温センサ ５…コントロールユニット、６…駆動回路 ７…燃料噴射弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の加速状態を検出する機関加速状態検
   出手段と、機関の吸入空気流量と機関の吸気通路に介装
   されたスロットル弁の開度と機関回転速度とをそれぞれ
   検出する手段と、機関の加速状態が検出されてから所定
   時間スロットル弁開度と機関回転速度との検出値に基づ
   いて燃料噴射量を設定する加速用燃料噴射量設定手段
   と、該加速用燃料噴射量設定手段による燃料噴射量設定
   運転領域以外の運転領域において吸入空気流量と機関回
   転速度との検出値に基づいて燃料噴射量を設定する主燃
   料噴射量設定手段と、該主燃料噴射量設定手段と前記加
   速用燃料噴射量設定手段との切換時に両設定手段による
   設定燃料噴射量に所定以上の偏差があるときに設定燃料
   噴射量の変化を鈍らすように補正設定する切換時燃料噴
   射量補正手段と、前記主燃料噴射量設定手段，加速用燃
   料噴射量設定手段，若しくは切換時燃料噴射量補正手段
   によって設定された燃料噴射量に応じて燃料噴射弁を駆
   動制御する駆動制御手段と、を備えてなる内燃機関の電
   子制御燃料噴射装置。