JPH0759911B2

JPH0759911B2 - 内燃機関用燃料噴射量制御方法

Info

Publication number: JPH0759911B2
Application number: JP60164272A
Authority: JP
Inventors: 典高伊吹; 敏美松村; 敏一伴; 隆祐早川; 文明小林; 啓介塚本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-07-24
Filing date: 1985-07-24
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPS6223552A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はガソリン機関、ディーゼル機関等の燃料噴射式
多気筒内燃機関（以下エンジンと称する）の気筒相互間
における燃料噴射量のばらつきを、エンジン回転数に基
いて気筒別に補正する燃料噴射量制御方法に関するもの
である。

（従来の技術）従来多気筒エンジンにあっては、回転数の変動を低減
し、安定した運転状態を得るために燃料噴射量制御を行
なっている。これは、ガソリン、ディーゼルを問わず、
燃料噴射量を全気筒共通に一律にすることにより上記目
的を達成しようとするものである。即ち、ガソリンエン
ジンの公知の電子制御燃料噴射方法においては、各気筒
に配設した電磁式燃料噴射弁の開弁時間を全気筒共通に
同一制御量で制御しているし、また、最近実用化された
電子制御ディーゼルエンジンにおいても、噴射量制御は
前記気筒に共通の噴射量部材であるコントロールラック
やスピルリングを、位置制御することによって行なって
いる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記のごとき燃料噴射量制御も以下のご
とき問題点を有しており未だに充分なものではなかっ
た。

即ち、上記燃料噴射量制御を実現するためには、各気筒
間の噴射量のばらつきの低減は、専ら噴射系部品（即ち
噴射弁や噴射管など）の特性を各気筒厳密に揃えること
により行なわれており、結果として、噴射弁部品に高い
製造精度が要求され、そのコストを圧迫しているのが現
状であった。

また更に、たとえ、前記気筒間の部品精度を限界まで高
めても、依然経時変化や、エンジン側の例えば吸排気弁
開閉タイミングのばらつき等の外乱には全く無力であ
り、その結果全気筒同一の安定した燃焼が得られず、時
にアイドル回転に於ける不快な周期的回転変動等を誘発
する可能性が高かった。

しかも、近年燃費向上の要求から一般にエンジンのアイ
ドル回転数はより一層低めに抑えられ、また特に乗用車
に対しては快適性の面から、より滑らかなアイドル回転
が要求されており、前述したアイドル回転等の不快な周
期的回転変動をいかに低減させ低くて安定したアイドル
を実現するかが、当面の大きな課題となってきているの
である。

この問題に対し、SAEペーパー820207にてBendix社のLeu
ngらは、該アイドル回転変動はミクロ的には各気筒に供
給される燃料量の不近一によって生ずるとの解析例を示
し、この爆発毎の回転変動即ち爆発毎の生成トルクは、
当該タイミングに於ける噴射量と良い相関があることを
述べている。また（他にも）各気筒の最小と最大の回転
速度差を該エンジンの有効トルクとして気筒毎の噴射量
を修正するものが有るが、該制御では、エンジン側のフ
リクション、圧縮比がばらつくと最小と最大の回転速度
を一定にしても各気筒のエンジン回転速度レベルがばら
つき、エンジン回転速度の絶対値が揃わず、例えば４気
筒毎のサイクリックな変動が生じる原因となる。

この様な問題に対し、解決策として特開昭58−176424や
特開昭59−131736等が提案されてはいる。前者は全気筒
の平均回転速度と各気筒毎の回転速度を比較し気筒毎の
噴射量を増減させて、各気筒の回転数を平均化する技術
である。又後者は、前者の回転速度を燃焼期間に相当す
るクランク角度当りの時間（逆算すれば燃焼機関の回転
速度）に置換はしているが、同等の制御を行なうもので
ある。

しかしながら、これらの技術にあってはその制御のため
のアルゴリズムはかなり複雑で、これをアナログ電気回
路で実現するためには大規模な回路構成となり、又マイ
クロコンピュータを用いたディジタル回路においてもプ
ログラムが複雑となり記憶装置を大容量化しなければな
らず高価となっていた。これは、全気筒の平均回転速度
及び各気筒毎の回転速度を検出、演算し、かつこれらの
回転速度を平均化するため噴射量の増減量を算出しなけ
ればならないという制御の過程から容易に推測できるよ
うに、多数回の演算処理が必要であり、そのための回路
又はプログラムが膨大となるためである。

本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたもので、より
簡略的な方法を提供することにより制御の信頼性を向上
させ、かつ該制御を行う装置の小型化、簡素化を達成し
て保守、作業性に優れているにも拘らず各気筒毎に適正
な燃料噴射量を決定して、各気筒の燃焼状態を均一に
し、以て前記した特にアイドル時の不快な回転変動を大
幅に低減してドライバビリティの向上を図ることを目的
とするものである。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は第
１図の基本的構成図に示すごとく、多気筒内燃機関へ燃
料噴射装置により燃料を噴射供給する内燃機関用燃料噴
射量制御方法であって、前記噴射供給された燃料の燃焼
後の機関の最高回転数を各気筒の前記燃焼毎に各々検出
し、この検出された各気筒の燃焼後の最高回転数を任意
の気筒と該気筒の直前に燃焼した気筒との間で比較し、
該各最高回転数が互いに等しくなるように前記噴射供給
する燃料量を各気筒毎に増減補正することを特徴とする
内燃機関用燃料噴射量制御方法をその要旨としている。

（作用）本発明における各気筒毎の最高回転数の検出（C1）と
は、以下のごとき回転数の検出をいう。各気筒に噴射供
給された燃料が燃焼することによって得られるエネルギ
ーにより機関が回転するため、当然にその回転数は各気
筒の燃焼状態と密接な関係をもって変動することは明ら
かである。そこで、この各気筒毎に行われる燃焼によっ
て生じる回転変動の中で、最高の回転状態となったとき
の回転数、いわゆる最高回転数を検出するのである。従
って、この最高回転数の検出は、例えば機関のクランク
角度に同期して最高の回転数となるタイミングで回転数
を検出したり、あるいは回転数の変動を細かく検出して
その最大値を検出する等種々の方法の採用によって達成
できる。

また、各気筒毎の燃料量の増減補正とは、上記のごとく
して検出された各気筒の最高回転数を用いて以下のよう
にして実行されるものである。通常、各気筒には機関の
運転状態に適した燃料量が噴射供給され、その噴射供給
された燃料の燃焼によって機関が運転される。このと
き、機関の各気筒間の特性や燃料供給系のばらつきによ
って、前述のようにして各気筒毎に検出された燃焼後の
最高回転数に、差異が生じることがある。そして、この
差異が不快な回転数変動の原因となるのである。そこ
で、本発明では、この最高回転数を任意の気筒と該気筒
の直前に燃焼した気筒との間で比較し、その各最高回転
数が互いに等しくなるように前記噴射供給する燃料量を
各気筒毎に増減補正している。例えば、ある気筒とその
気筒の直前に燃焼を終えた気筒との最高回転数に差が生
じ、上記ある気筒の最高回転数が高いとき、このときに
は次回その気筒へ噴射供給する燃料量を減少補正して、
その気筒の最高回転数が低下するようにするのである。
このため、不快な回転数変動が確実に抑制される。ま
た、このように本発明では各気筒の燃焼後の最高回転数
を比較し、それに基づいて噴射供給する燃料量を増減補
正しているので、機関の平均回転数などに基づいて燃料
量を補正する場合に比べ、その制御のためのアルゴリズ
ムがきわめて簡略化される。

なお、ここでいう増減補正とは、次回の燃料供給時に即
時実行することに限定されるものではない。また、増減
補正を実行するに際して、徐々に変更する等のいわゆる
なまし処理や、前回の補正量を学習して今回の新たな補
正量を決定する等のいわゆる学習制御等を組み合わせて
採用するものであってもよい。

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて詳述する。

（実施例）第２図は実施例の内燃機関用燃料噴射量制御方法を採用
した電磁弁スピル調量式の噴射量制御システムの概要説
明図である。第２図において、図示しない４気筒のエン
ジンにより駆動される駆動軸１はベーン式フィードポン
プ２を回し、このベーン式フィードポンプ２は吸入口３
から燃料を導入して加圧し、この燃料を燃料調圧弁４を
通じて所定の圧力に調圧した後ポンプハウジング５内に
成形した燃料室６へ供給する。駆動軸１はカップリング
７を介して圧送プランジャ８を駆動する。カップリング
７は圧送プランジャ８を回転方向には一体的に回転させ
るが、軸方向には圧送プランジャ８の往復運動を自由に
許す。圧送プランジャ８にはフェイスカム９が一体に設
けられている。フェイスカム９はスプリング10に押され
てカムローラ11に押圧されている。カムローラ11とフェ
イスカム９は駆動軸１の回転を圧送プランジャ８の往復
に返換する公知の構成であり、これらの摺接によりフェ
イスカム９のカム山がカムローラ11を乗り挙げることに
よってプランジャ８は１回転中に気筒数に応じた回転だ
け往復動される。圧送プランジャ８はハウジング５に固
定されたヘッド12に嵌合されてポンプ室13を構成してい
る。圧送プランジャ８には吸入溝14が形成されており、
圧送プランジャ８の吸入工程中にこの吸入溝の１つが吸
入ポート15と連通すると、燃料室６からポンプ室13に燃
料を導入する。圧送プランジャ８の圧手行程中にポンプ
室13の燃料が圧縮されると分配ポート16から、圧送弁17
を通じて燃料が各気筒の図示しない燃料噴射弁へ送ら
れ、エンジンの燃焼室に噴射される。

ポンプ室13には燃料調量機構20が接続されている。この
燃料調量機構20は、電磁弁21のコイル22に電流を通じる
とニードル弁23がリフトされ、高圧のポンプ室13内の燃
料が溢流路24,25を通じて燃料室６へ還流されるように
構成してある。したがって、圧送プランジャ８の圧縮行
程中に電磁弁21を作動させると燃料の噴射が終了する。
ここで電磁弁21への通電開始時期はマイクロコンピュー
タなどの電子制御装置（単にコンピュータとも記載）26
によって行うようになっている。上記電子制御装置26は
エンジンの各種センサ、図示しない基準角度センサ、単
位角度センサ50、アクセル操作量センサ40やその他の温
度センサ等のセンサ45などによって検出したエンジン運
転状態の信号が入力され、後述する論理機能により燃料
調量電磁弁21への通電を制御する。

角度センサ50は、第３図に第２図のａ−ａ端面図を示す
如く、ポンプ駆動軸に一体的に取付けられた複数の突起
を有する円盤状パルサー52と、公知の電磁ピックアップ
等の近接センサ51とから成り、噴射ポンプ駆動軸の所定
角度、即ちエンジンの所定クランク角回転ごとにパルス
信号を出力する。本実施例の場合前記円盤52の突起は64
個のものが等間隔に配列してある状態から、90℃毎に２
歯づつ欠歯部52aを設けている。このため、エンジンが
回転すると第４図（１）にその検出波形、（２）図にそ
の波形成形後の検出出力を示すように360゜/32＝11.25
゜ごとに各歯によるパルス信号が発生されるとともに、
該パルス信号の13個目には欠歯部52aによる11.25℃×３
＝33.75℃のパルス信号１個を発生する。

尚アクセルセンサ40は例えば公知のポテンショメータ等
で構成され、運転者の要求するエンジン負荷の情報をコ
ンピュータ26へ出力するものである。

以上のように構成される本実施例の燃料噴射量制御装置
の制御について以下の図面にしたがって説明する。な
お、本実施例ではより高精度に燃料噴射量の制御が実行
できるように、スピル調量のタイミングについても新た
な制御方法を採用している。即ち、従来の噴射量調量に
あっては第５図の基本概念を説明するためのタイミング
図に示すような不具合が生じる。第５図において（１）
は噴射ポンプのプランジャのリフト、（２）は燃料噴射
ポンプの所定回転位相角で出力される基準角度センサの
出力信号、（４）はスピル調量電磁弁への通電パルス信
号、（５）は例えば１μsec周期のクロック信号であ
る。コンピュータ26は角度センサ50、アクセル操作量セ
ンサ40及び温度、圧力センサ等45からの負荷情報に基づ
いて、噴射すべき燃料量ｑを決定し、噴射量ｑとその時
のエンジン回転数NEとの２次元マップ等から時間単位の
スピル開始時期Ｔθを求め、基準角度信号検出時点によ
りこの時間Ｔθ後にスピル電磁弁21へ通電信号を出力し
て噴射を終了させるよう処理している。しかしながら、
第５図におけるプランジャリフト（１）に図示するよう
に、エンジンの回転変動がなかった時の作動（ａ）に対
して、回転下降時には（ｂ）、回転上昇時には（ｃ）の
ように変化し、同一の時間Ｔθでスピルさせた場合には
噴射量ｑ（図中の斜線を施した面積に相当する）に大き
な誤差を生じてしまうものである。このような回転変動
を伴うスピル時期誤差を完全に無くするには、無限に小
さい分解能を有する単位角度信号が検出できればそれを
計数することによって容易になし得るが、現状の技術レ
ベルでは実現不可能である。したがってコンピュータ等
の電子制御装置の処理可能な有限個の単位角度信号の計
数と時刻カウンタによる時間計数とを併用し、スピル時
期誤差の小さい制御を実現して本実施例である内燃機関
用燃料噴射量制御方法による燃料噴射量の高精度の制御
を行なうのである。なお、単位角度信号数は多い程その
スピル時期誤差を小さくすることが可能であるが、現在
必要とする噴射量制御精度を得るにはポンプ駆動軸１回
転当り60個以上、６゜以下ごと（エンジンクランク軸１
回転当り30個以上、12゜以下ごと）の単位角度の検出精
度を必要とすることが経験的にわかったことから、本実
施例においては第３図及び第４図にて前述したように5.
625゜（エンジンクランク軸角度で11.25゜）ごと、即ち
ポンプ駆動軸１回転当り約64個の単位角度の検出精度を
有する角度センサ50を構成している。なお、検出精度の
上限値は使用するコンピュータ等の電子制御装置の信号
処理能力によって制限される。

以下、本実施例の燃料噴射量制御装置の動作について、
第６図（Ａ）〜（Ｄ）に示すコンピュータ26の演算・処
理プログラム及びその動作説明図である第７図ないし第
９図を用いて説明する。

第６図（Ａ）はコンピュータ26の電源ON時のリセット信
号で起動されるメインルーチン、第６図（Ｂ）は角度セ
ンサ50の角度信号（以下単にＧ信号という）パルスの立
上り時ごとに起動されるＧ信号割込ルーチン、第６図
（Ｃ）は所定の時間周期で起動されてA/D変換器を起動
させる定時割込ルーチン、第６図（Ｄ）はA/D変換器の
変換終了信号により起動され各種A/D変換データを取り
込むA/D割込ルーチンを示している。

第６図（Ａ）のメイン・ルーチンにおいて、プログラム
がスタートするとまずステップ101で初期化を行う。気
筒判別カウンタｊを「１」にセット、また気筒別補正噴
射量ΣΔqjを全て「０」（ΣΔq₁＝ΣΔq₂＝ΣΔq₃＝Σ
Δq₄＝０）としたり等の初期設定を行うのである。次に
ステップ102で平均エンジン回転数▲▼を算出す
る。これは後述する第６図（Ｂ）のＧ信号割込ルーチン
で算出される45゜CA周期より求められた回転数NE（ｉ）
の４個平均値により算出されるものである。次にステップ103でアク
セル操作量を算出し、ステップ104ではアクセル操作量
以下の運転条件、例えばエンジン冷却水温度、吸入空気
温度、吸入空気圧力等の運転条件を算出する。そして、
これらの運転条件に応じた目標噴射量ｑをステップ105
で算出するのである。ステップ106ないしステップ111
が、ステップ105で算出された目標噴射量ｑを補正し、
エンジンの回転数変動を押えるための一連の処理であ
る。まずステップ106、ステップ107の処理によりエンジ
ンの各気筒の最高回転数N_Hjを計算する。

これは、第７図に示すように、エンジンの回転数（Ａ）
が各気筒の燃料の燃焼によって周期的に変動することに
着目し、予めその回転数の最高値を示すクランク角で角
度センサ50出力（第４図参照）の欠歯部52aが同期して
検出される（第７図（Ｂ））ようにし、この欠歯部52a
（33.75゜）の出力に要した時間T_Hjを知ることで簡単に
算出できる。

即ち、ステップ106でこの時間T_Hjを検出し、次いで、ス
テップ107にて次式より気筒ｊの最高回転数N_Hjが算出さ
れるのである。

続くステップ108では今回算出された気筒ｊの最高回転
数N_Hjと前回ステップ107にて算出された気筒（ｊ−１）
の最高回転数N_Hj-1との差ΔN_Hjが算出され、その値を基
に気筒ｊへの燃料供給の今回の補正量Δｑが決定される
（ステップ109）。

第８図がこの最高回転数の差ΔN_Hjと燃料供給の今回の
補正量Δｑとの関係を示す図である。このように、ステ
ップ108で算出されたΔN_Hjに応じて今回の補正量Δｑは
正又は負の値をとり、燃料供給量の増減補正がなされる
のである。

このようにして求められた今回の補正量Δｑはそれまで
の本ルーチンの処理によって算出された気筒ｊのための
補正量ΣΔqjに加算され（ステップ110）、積分的に気
筒ｊの補正量ΣΔqjが変更される。燃料量の急変を防ぐ
ために積分的に、徐々に最適値に近づくように制御する
のである。そして、このようにして求まった補正量ΣΔ
qjは前述のステップ105で算出された噴射量ｑに加算さ
れ（ステップ111）、最終的な次回の気筒ｊに噴射供給
する目標噴射量ｑが求められるのである。ステップ112
ではこの目標噴射量ｑを得るべくスピル電磁弁21の目標
溢流位相角θspを算出する。この目標溢流位相角θsp
は、コンピュータ内部のデータ形式として最上位バイト
LSBが単位角度検出間隔11.25゜CAなる２バイトデータと
してあらかじめ算出されることから、その最上位バイト
が商ｎ、下位バイトが余り角θ_REMを示している。ステ
ップ113では、目標溢流位相角θspの今回の最上位バイ
ト値ｎ（ｉ）を前回の最上位バイト値ｎ（ｉ−１）と比
較し、ｎ（ｉ）≧ｎ（ｉ−１）ならばステップ115に進
み、ｎ（ｉ）＜ｎ（ｉ−１）ならば、目標溢流位相角θ
spが急激少した場合と判定してステップ114にてθsp減
少指示フラグをセットし、後述する第６図（Ｂ）のＧ信
号割込ルーチンにθsp減少時の処理を行うよう指示す
る。次のステップ115は余り角θ_REMの時間変換を行うも
のであるが、これは後述する第６図（Ｂ）のＧ信号割込
ルーチンで算出される180゜CA周期T180を用いて式、Ts
＝T180×（θ_REM/180）により算出する。またステップ1
16では変換時間Tsが出力設定不可時間Tpより小さいかど
うかを判定し、Ts＞Tpならばステップ119に進み、Ts≦T
pならばステップ117で改めてTs＝T180×［（11.25＋θ
_REM）/180］を算出するとともに最上位バイト値ｎをｎ
−１としておき（ステップ118）、ステップ119に進む。
ここで、出力設定不可時間Tpとは、コンピュータ26が電
磁弁21のコイル23に通電信号パルスを出力するための処
理を実行する際に、コンピュータ26が他の演算処理中で
すぐにその処理に入れず待ち時間Tpwを必要とする可能
性があり、またその処理を完了するのに処理時間Tppを
要するのであるが、この時間TpwとTppとの和Tpw＋Tpp以
内では通電パルス出力が不可能となることがある。この
時間の和Tpw＋Tppを出力設定不可時間Tpとして予め設定
しているのである。

そして、続くステップ119では次の気筒に対して上記し
たと同じ処理を施すために気筒判別カウンタｊをインク
リメントし、その値が「５」となった（ステップ120）
ときにはｊの値を再度「１」に戻すためにステップ121
を一旦実行して前述のステップ102へと処理は戻り、以
下同様の処理を各気筒（ｊ＝1,2,3,4）について繰り返
し実行するのである。

なお、この演算・処理は、エンジンアイドリング回転数
700rpmにおける角度信号検出周期43msecに比較して十分
早い４ないし5msec周期で繰返される。

第６図（Ｂ）のＧ信号割込ルーチンは、前述のごとく、
Ｇ信号パルスの立上がり検出時に起動され、まずステッ
プ130にてＧ信号検出回数計数値C_Gをカウント・アップ
する。このＧ信号計数値C_Gは次のステップ131にて入力
される前回のＧ信号入力時点からの経過時間T_CGが前回
の同様の経過時間T_CG-1より十分に大きい場合（例えばT
_CG＞２×T_CG-1）にのみステップ132の判断によりステッ
プ133が選択的に実行されて「０」にリセットされるも
のである。すなわち第３図、第４図に詳述した角度セン
サ50の欠歯部52aの信号検出後のＧ信号を計数表示する
ことになる（第７図（Ｂ）参照）。次にステップ134に
て新信号数値C_Gと最上位バイト値ｎとが等しいかどうか
を判定し、等しい場合はステップ135にて、Ｇ信号パル
ス立上がり検出時刻より変換時間Ts後にスピル電磁弁を
開弁すべくON信号が出力されるよう処理を行う。これ
は、マイクロコンピュータとして例えば6801系マイクロ
コンピュータを使用すれば、Ｇ信号パルスの立上がり検
出時にその時のタイマカウンタの値が自動的に保持され
るインプット・キャプチャ・レジスタの値を読み取るこ
とによって、Ｇ信号検出時刻tnを求め、さらにこの検出
時刻tnに変換時間Tsを加えたON時刻t_ONをアウトプット
・コンペア・レジスタにセットするとともに所定出力ビ
ットにONレベルをセットしておけば、その後のタイマカ
ウンタ計数値がアウトプット・コンペア・レジスタにセ
ットされた時刻t_ONに等しくなったとき、所定出力ビッ
トのONレベルが自動的に出力される機能を利用すること
によってその処理は容易に達成できる。次にＧ信号計数
値C_Gと最上位バイト値ｎとが等しくない場合は、ステッ
プ136以降の処理を行う。まず、ステップ136にて開弁信
号ON出力時期がまだ先（C_G＜ｎ）か、既に過ぎた（C_G＞
ｎ）かを判定し、まだ先（C_G＜ｎ）である場合はステッ
プ142に進む。既に過ぎている場合は、ステップ137にて
前回Ｇ信号検出時に既にONレベルセット済みか否かを判
定し、既にONレベルセット済みのときは、改めて再セッ
トすることのないようステップ142へ進み、まだONレベ
ルがセットされていないときは、さらにステップ138に
て既に開弁すべき時期は過ぎて閉弁すべき時期（C_G≧
９）に至っていないかどうかを判定し、既に閉弁すべき
時期に至った場合は開弁ON信号を出力することのないよ
うステップ142へ進む。すなわち、ステップ136からステ
ップ138の判定条件がすべて成立したとき、ステップ139
にて、目標溢流位相角θspが急減少したか否かを、第６
図（Ａ）のメイン・ルーチンステップ114で操作される
指示フラグを参照して判定し、指示フラグがセットされ
ていてθspが急減少した場合は、ステップ140にて、そ
の時のタイマカウンタ時刻から可能な限りの最短時間で
開弁ON信号を出力させるべきステップ135同様の処理を
行い、単にθspのわずかな変動によって１つの前のＧ信
号検出時点からONレベル及び時刻のセットをせざるを得
なくなった場合については、ステップ141にて、Ｇ信号
パルス立上がり時刻tnから出力設定不可時間に等しい時
間Tp後の時刻に開弁ON信号を出力するようステップ135
同様の処理を行う。次にステップ142ではスピル電磁弁2
1の開弁期間が過ぎて既に閉弁すべき時期になったか否
かをＧ信号計数値C_Gにて判定し、閉弁時期に至った場合
はステップ143にて閉弁信号出力のためのOFFレベルセッ
トと所定時間後のOFF時刻セットをステップ135同様に行
う。閉弁時期は本実施例においてはC_G＝９なるＧ信号検
出時期に設定しているが、次の燃料加圧行程にさし掛か
らない９≦C_G≦13の範囲で設定してよい。さらにステッ
プ144においては、時間変換演算に必要な180゜CA周期T1
80を算出する。これは例えばC_G＝13なるＧ信号検出時点
より次のC_G＝13となるＧ信号検出時点までの時間差をコ
ンピュータのクロック信号により計時し、該時間を用い
て算出される。また、続くステップ145では45゜CA毎の
Ｇ信号検出時に45゜CA周期T45を求め、このT45よりその
時のエンジン回転数NE（ｉ）＝1/T45を算出している。
ただし実際に制御に用いる平均エンジン回転数NEは前述
のように第６図（Ａ）のステップ102にてこのNE（ｉ）
の４個の平均値として求められている。

以上のごときプログラムに従って作動する本実施例の燃
料噴射量制御装置が実行する燃料噴射の量を第７図ない
し第９図を参照しながら説明する。

第７図は前述したように（Ａ）図がエンジンの爆発変動
を含む回転数の変化を表わしたものであり、（Ｂ）図が
そのときの角度センサ50の出力パルス波形を示してい
る。

図のように、回転数が変動すると、この変動を最高回転
数の差ΔN_Hjとして検出し（ステップ108）、該差ΔN_Hj
に応じて第８図のごとき燃料供給量の増減補正がなされ
るのである（ステップ109）。従って、次回の燃料供給
による各気筒の爆発変動はほぼ同一程度となり確実、か
つ迅速に回転数の変動が抑制されることが明らかであ
る。第７図において（Ｃ）図が各気筒に対する電磁弁21
の駆動信号を、（Ｄ）図がプランジャリフト量を表わし
ている。最高回転数の差ΔN_Hjに応じてプランジャリフ
ト量が変更され、燃料の増減（図中のΣΔq₂,ΣΔq₃）
がなされていることがわかる。更に本実施例ではより高
精度に燃料量を制御するためにスピル時期調節を実行し
ているが、次にこれについて説明する。第９図におい
て、（１）、（４）、（５）は第５図ににて述べた如
く、（１）はプランジャリフト、（４）はスピル電磁弁
通電パルス信号、（５）は１μsec周期の電子制御装置2
6のクロック信号であり、（３）は角度センサ50からの
信号を示している。また、（１）、（３）、（４）、
（５）における状態（ｂ）は状態（ａ）より回転低下し
た場合を示している。まず状態（ａ）の場合で説明す
る。前述のように11.25゜CA（180゜CAに16個）毎に出力
されるＧ信号の割込により第６図（Ｂ）のＧ信号割込み
ルーチンが実行されるように構成されている。ここで基
準角度から目標溢流位相角θsp゜CA経過後にスピル弁を
ON（噴射終了）にしたいとする。コンピュータ26はまず
θsp/11.25＝商ｎ余り角θ_REM゜CAをステップ112の処理
にて前述したようにその記憶データとして格納する。更
にエンジン回転数に対応する180゜CA周期T180から、余
り角θ_REM゜CAについてTs＝T180×（θ_REM/180）なる時
間変換演算を行う。この180゜CA周期T180は基準角度信
号（２）の検出周期または基準角度信号と同位相で検出
されるＧ信号検出周期より簡単に求められる。また、コ
ンピュータ26は基準角度信号と同位相で検出されるＧ信
号をカウンタC_Gの内容０に対応させ基準角度信号検出後
のＧ信号を計数し、このＧ信号の計数値C_Gと商ｎとが等
しくなる（C_G＝４）Ｇ信号検出時点での検出時刻ｔn
（ｎ＝４）を基準としたタイマカウンタによるクロック
信号（５）の計数を開始し、Ts時間後のt_ON時刻で通電
パルス（４）をONとさせることによって噴射量qaを得る
ものである。ここで基準角度信号検出後の回転変動（低
下）によってプランジャリフト（１）が（ｂ）のように
変化した場合、11.25゜CA毎のＧ信号（３）も（ｂ）に
示すように回転変動に見合ってその各々の検出時刻ｔn
はｔn′に変化し、通電信号パルス（４）のON時刻も
（ａ）のt_ONから（ｂ）のｔ′_ONに変化する。すなわ
ち、基準角度信号（２）を基準として時間的には変化し
ても角度的にはθsp゜CAにより等しい時期に通電信号
（４）をONすることが可能となり、噴射量ｑaにより等
しい噴射量ｑbを得て、精度の良い噴射量制御が行える
ものである。

以上のように、本実施例によればエンジンの回転数が種
々の要因によって変動しても、その変動は即座に検出さ
れ、該変動を抑制すべく次回の各気筒の燃料噴射量が増
減補正される。このため回転数変動は迅速かつ正確に抑
えられ、ドライバビリティの著しい向上が達成できるの
である。しかも、上記のごとき燃料噴射量の補正値は、
各気筒の爆発燃焼によるエンジン回転数の最高値を単に
直前に爆発燃焼した気筒のそれと大小比較するという単
純なアルゴリズムを採用して算出されるものである。こ
のため従来（例えば特開昭59−131736）の方法を採用す
る際に必要であった大型の制御装置から、例えば８ビッ
トマイクロコンピュータのプログラム容量で約100バイ
トのROM及び４バイトのRAMの節約を達成することが確認
された。

更に、本実施例ではスピル時期のより厳密な制御を併用
しているため回転数変動は極めて低く押えることが可能
となり、良好なエンジン制御を達成することができるの
である。

なお、本実施例はディーゼルエンジンに適用した場合に
ついて詳述したが、ガソリンエンジン等他の内燃機関に
対しても実施可能である。また、気筒数等も何ら本実施
例に限定されるものではなく、４気筒以外の全ての多気
筒エンジンにも適用可能である。更に、電磁弁スピル式
のポンプに限らず、ラックやスピルリングを電気的制御
するポンプでも実施可能である。

（発明の効果）以上実施例を挙げて詳細に説明したごとく、本発明の内
燃機関用燃料噴射量制御方法は、多気筒内燃機関へ燃料噴射装置により燃料を噴射供給す
る内燃機関用燃料噴射量制御方法であって、前記噴射供
給された燃料の燃焼後の機関の最高回転数を各気筒の前
記燃焼毎に各々検出し、この検出された各気筒の燃焼後
の最高回転数を任意の気筒と該気筒の直前に燃焼した気
筒との間で比較し、該各最高回転数が互いに等しくなる
ように前記噴射供給する燃料量を各気筒毎に増減補正す
ることを特徴とするものである。

従って、内燃機関の不快な回転数変動が確実に抑制され
るばかりでなく、そのアルゴリズムが極めて簡略化され
ているために制御の信頼性の向上、更には該制御を実現
する装置の小型化、簡素化を達成することができるので
ある。このことは、安価で汎用性に富む内燃機関の制御
が実現できることを意味しており、従来このような回転
数変動の制御を実行することが不可能であった小さなシ
ステムにまでも適用することが可能となる等、その副次
的効果にも大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は実施例の制御
方法が適用される燃料噴射ポンプの断面構成図、第３図
はその角度センサの詳細な説明図、第４図はその角度セ
ンサの検出説明図で（１）は検出波形、（２）はその検
出波形の波形整形後の検出出力波形、第５図は回転数変
動に伴う燃料噴射量の変動の基本概念を示すタイミング
図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）は実施例のフローチャート、
第７図は実施例の制御説明図、第８図はその制御にて使
用する補正量Δｑ算出マップの説明図、第９図は実施例
の燃料噴射のスピルタイミング説明図をそれぞれ示す。１……駆動軸、８……圧送プランジャ 13……ポンプ室、20……燃料調量機構 21……電磁弁、26……電子制御装置 30……回転センサ 40……アクセル操作量センサ 50……角度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伴敏一愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (72)発明者早川隆祐愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (72)発明者小林文明愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者塚本啓介愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭57−59138（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−214627（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒内燃機関へ燃料噴射装置により燃料
を噴射供給する内燃機関用燃料噴射量制御方法であっ
て、前記噴射供給された燃料の燃焼後の機関の最高回転
数を各気筒の前記燃焼毎に各々検出し、この検出された
各気筒の燃焼後の最高回転数を任意の気筒と該気筒の直
前に燃焼した気筒との間で比較し、該各最高回転数が互
いに等しくなるように前記噴射供給する燃料量を各気筒
毎に増減補正することを特徴とする内燃機関用燃料噴射
量制御方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用燃
料噴射量制御方法において、前記任意の気筒と該気筒の
直前に燃焼した気筒との前記最高回転数の差を求め、前
記任意の気筒の最高回転数が大きいとき前記燃料量を減
少させ、前記任意の気筒の最高回転数が小さいとき前記
燃料量を増加させることを特徴とする内燃機関用燃料噴
射量制御方法。