JPH0744748Y2 - 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６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、シリンダに流入する空気
量に対して誤差が大きくなる（加速初期は検出遅れによ
りシリンダへの吸入空気流量よりも少なく検出し、その
後は吸気マニホールド充填分の検出によりシリンダへの
吸入空気流量よりも多く検出する）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
生じて加速ショック，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（具体的には基本燃料噴射量Tpであり、第６図に
α−Ｎ制御として示してある。）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
い定常状態で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;Kは定数）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、その設定値は定常運転状態に対し
て設定されているため、加速初期において第６図に示す
ようにスロットル弁開度αや機関回転速度Ｎ変化に対し
て吸気の応答遅れを生じ、実際の（シリンダへの）吸入
空気流量よりも多い吸入空気流量に相当する燃料噴射量
が設定されて空燃比がオーバーリッチ化する惧れがあっ
た。このようにして、加速初期に空燃比がオーバーリッ
チ化すると、排気性状の悪化や加速ショック等を招くと
いう問題がある。

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、加速時の燃料噴射量設定が実際の吸入空気
流量に見合った形で行え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，機関の吸気通路に介装されたスロットル弁の
開度及び機関回転速度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
所定時間前記検出手段による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
段によって設定された前回の燃料噴射量と今回の燃料噴
射量とを平均化処理して燃料噴射量を補正設定する加速
用燃料噴射量補正設定手段と、前記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
おいて前記検出手段による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、前記加速用燃料噴射量補正設定手段によ
って補正設定された燃料噴射量若しくは前記主燃料噴射
量設定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、機関の加
速状態が検出されてから所定時間は、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
し、更に、このようにして設定された燃料噴射量の今回
値と前回値とを平均化処理して今回の燃料噴射量を設定
する。即ち、スロットル弁開度及び機関回転速度の変化
割合（スロットル弁開度と機関回転速度とによって設定
された燃料噴射量の変化）をみて燃料噴射量を設定する
ようにして、吸入空気流量の応答遅れに対応させるよう
にするものである。

〈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，加速
用燃料噴射量補正設定手段及び主燃料噴射量設定手段を
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。

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Qi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Qi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Qi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。

ステップ４では、ステップ３において今回検索した吸入
空気流量Qiと前回検索した吸入空気流量Q_i-1とを加重平
均して、今回基本燃料噴射量Tpの演算に用いる吸入空気
流量Ｑを求める。ここで、前記加重平均は、次式に基づ
き行われる。

Ｑ←（Ｘ−１）/X・Q_i-1＋1/X・Qi 上記の式に用いられる係数Ｘは一定値でも良いが、第４
図に示すようにスロットル弁開度変化率Δαが大きいと
きほど即ち急加速時で吸入空気流量の応答遅れが大きい
ときほど大きくして、急加速時には前回の吸入空気流量
Q_i-1に、より重みづけをするようにしても良い。また、
第５図に示すようにスロットル弁開度変化率Δαの代わ
りに機関回転速度Ｎに応じて変化させても良い。更に、
スロットル弁開度変化率Δα及び機関回転速度Ｎとの３
次元マップに前記係数Ｘを記憶させておくようにしても
良い。

このように、スロットル弁開度α及び機関回転速度Ｎと
の検出値に基づいて検索される吸入空気流量Qiを加重平
均することにより、スロットル弁開度α及び機関回転速
度Ｎの変化に対する吸入空気流量Ｑ（基本燃料噴射量Tp
の演算に用いるもの）の変化を鈍らせ、実際の吸入空気
流量Ｑに近似した値に基づいて基本燃料噴射量Tpを設定
させることができる。

即ち、加速初期には、吸入空気流量の応答遅れがあるた
め、スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとにより検索
される吸入空気流量Qiは実際値よりも多くなるが、上記
のように前回の値に重みづけをして加重平均することに
より、基本燃料噴射量Tpの演算に用いる吸入空気流量Ｑ
を実際の吸入空気流量Ｑの変化に対応させることができ
るものであり、これによって機関の要求量よりも多い燃
料が供給されることがなく、空燃比のオーバーリッチ化
による排気性状の悪化や加速ショック等を回避すること
ができる。

ステップ５では、ステップ４で加重平均した吸入空気流
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。

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６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６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３〜５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Qiを加
重平均した吸入空気流量Ｑに基づいて基本燃料噴射量Tp
を演算する。

また、ステップ６において所定時間以上に経過したと判
定されたときには、ステップ７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６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。

ステップ８では、ステップ５若しくはステップ７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等によって
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８において燃料噴射量Tiが設定されると、ステ
ップ９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。

〈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いて設定された燃料
噴射量の前回値と今回値とを平均化処理して燃料噴射量
を設定するようにしたことにより、加速初期の吸入空気
流量の応答遅れに対応させて燃料噴射量を設定すること
ができる。

このため、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運転領域（加速検出か
ら所定時間内）において、実際の吸入空気流量に見合っ
た燃料噴射量設定がなされ、空燃比のオーバーリッチ化
による排気性状の悪化や加速ショック等の発生を回避で
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図は同上実施例におけるスロットル弁開度
変化率Δαと加重平均係数Ｘとの関係を示すグラフ、第
５図は同上実施例における機関回転速度Ｎと加重平均係
数Ｘとの関係を示すグラフ、第６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，機関の吸気通路に介装
   されたスロットル弁の開度及び機関回転速度をそれぞれ
   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って設定された前
   回の燃料噴射量と今回の燃料噴射量とを平均化処理して
   燃料噴射量を補正設定する加速用燃料噴射量補正設定手
   段と、前記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、前記加速用燃料噴射量補正設
   定手段によって補正設定された燃料噴射量若しくは前記
   主燃料噴射量設定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。