JPH0810672Y2 - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の電子制御燃料噴射装置

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JPH0810672Y2
JPH0810672Y2 JP1988132302U JP13230288U JPH0810672Y2 JP H0810672 Y2 JPH0810672 Y2 JP H0810672Y2 JP 1988132302 U JP1988132302 U JP 1988132302U JP 13230288 U JP13230288 U JP 13230288U JP H0810672 Y2 JPH0810672 Y2 JP H0810672Y2
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fuel
fuel injection
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injection amount
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JP1988132302U
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彰夫 岩本
芳樹 杠
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株式会社ユニシアジェックス
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【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、異種類の燃料、例えばガソリンとアルコー
ルとを切り換えて、若しくは混合して使用可能な内燃機
関において、基準燃料の濃度に応じて燃料噴射量を制御
する装置に関し、特に機関が高負荷運転状態にある時、
基準燃料の濃度を検出する手段に異常が発生した場合の
対策技術に関する。
〈従来の技術〉 従来の内燃機関の電子制御燃料噴射装置においては、
機関に吸入される空気流量Qを検出し、これと機関回転
数Nとから、単位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)を演算し、各種
の機関運転状態に基づく補正係数COEFにより補正して、
最終的な燃料噴射量Ti=2×(Tp×COEF×α)+Ts(α
は空燃比フィードバック補正係数,Tsは電圧補正分)を
演算している(実開昭62−162364号公報等参照)。
ここで、各種補正係数COEFは、混合比補正係数を含ん
で例えば次式の如く設定される。
COEF=1+KMR+KTW+KAS+KFUEL−KDC 尚、KMRは機関回転数及び基本燃料噴射量に応じた混
合比補正係数であり、機関の高回転または高負荷時にお
ける運転状態程、該補正係数が大きく設定されるもので
ある。また、KTWは水温に応じた水温増量補正係数、KAS
は水温に応じて初期設定されエンジンキースイッチがス
タート位置からオン位置になった直後より回転毎に減少
される始動及び始動後増量補正係数、KFUELは加速時に
スロットル弁開度の変化量等に応じて増量を図るための
加速増量補正係数、KDCは減速時に減量を図るための減
速減量補正係数である。
更に、ガソリンとアルコールとを切り換えて、若しく
は混合して使用できるようにした内燃機関の電子制御燃
料噴射装置としては、例えば特開昭56−98540号公報に
開示されたようなものがある。
このものは、燃料中のアルコール濃度を検出するアル
コールセンサを設け、該アルコールセンサの検出値に応
じて第5図に示すようなアルコール濃度補正係数KMET
次式の如く補正するものである。
Ti=2×(Tp×COEF×KMET×α)+Ts 〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記のような従来の異種燃料使用に対
応した内燃機関においては、アルコールセンサに異常を
来した場合には、アルコール濃度の検出値が異常となっ
てしまい、この誤った検出値に基づいて燃料噴射量が設
定されることになる。特に、機関が高回転時または高負
荷時等の所謂パワーゾーンにおいては、機関出力を得る
ために混合比補正係数KMRを大きく設定して燃料噴射量T
iを増量しているが、アルコールセンサの出力が正常時
に比較してアルコール濃度増大側に誤検出されると、ア
ルコール濃度補正係数KMETが大きくなって、燃料噴射量
Tiは所望の噴射量より大きく設定されてしまい、もって
空燃比は過濃(リッチ)となって、機関運転性能や排気
エミッション特性が損なわれることにより、ひいては機
関のエンストの発生に至ってしまうことがある。
本考案は、このような従来の実情に鑑みてなされたも
ので、アルコール混合燃料を使用している際、特に機関
が高負荷運転状態にある時、基準燃料の濃度を検出する
燃料濃度検出手段に異常が発生したときに、最適な要求
補正量が得られるように、補正係数を補正することによ
り、燃料濃度検出手段の故障に対処して機関運転性能や
排気エミッション特性を向上させ、機関のエンストを防
止することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため、本考案は、第1図に示すように、異種類の
燃料を切り換えて若しくは混合して使用可能な内燃機関
の運転状態を検出する運転状態検出手段と、機関に供給
される燃料から、該燃料中の基準となる燃料の濃度を検
出する燃料濃度検出手段と、機関吸入空気流量に基づい
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、運転状態検出手段によって機関が高負荷であること
が検出されたとき前記基本燃料噴射量を増量補正する混
合比補正係数を設定する混合比補正係数設定手段と、前
記燃料濃度の検出値及び混合比補正係数に基づいて最終
的な燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、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、 前記燃料濃度検出手段の異常を検出する異常検出手段
を設け、前記燃料濃度検出手段が異常であるとき、前記
燃料噴射量設定手段に供給される燃料濃度の検出値を所
定値に固定する燃料濃度検出値固定手段を設けると共
に、機関が高負荷運転状態にある時前記混合比補正係数
を所定割合減少修正する混合比補正係数修正手段を設け
る構成とした。
〈作用〉 運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じ
て混合比補正係数設定手段により設定される補正係数
と、燃料濃度検出手段により検出される基準となる燃料
の濃度とに応じて、当該燃料の性状において理論的に所
望の噴射量となるように、機関吸入空気流量に基づいて
基本燃料噴射量設定手段により設定された基本燃料噴射
量が補正される。
そして、燃料濃度検出手段の異常が異常検出手段によ
って検出されると、燃料濃度検出値固定手段により燃料
濃度検出手段の出力が所定値に固定される。
更に、燃料濃度検出手段の異常が異常検出手段により
検出されたときに、機関が高負荷運転状態にあるときに
は、混合比補正係数修正手段が混合比補正係数を減少修
正するので、燃料噴射量が所望の噴射量より大きく設定
されることが防止され、もって空燃比が過濃となること
が防止される。さらに、混合比補正係数修正手段は混合
比補正係数を所定割合だけ減少修正するので、急激な燃
料噴射量の変化を抑制し、制御の際のハンチングが防止
される。
〈実施例〉 以下に、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例の構成を示す第2図において、機関1には、
エアクリーナ2から吸気ダクト3,スロットル弁4及び吸
気マニホールド5を介して空気が吸入される。吸気マニ
ホールド5の各ブランチ部には各気筒毎に燃料噴射弁6
が設けられている。燃料噴射弁6はソレノイドに通電さ
れて開弁し通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁で
あって、後述するコントロールユニット8からの駆動パ
ルス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料タン
クから燃料ポンプにより圧送されてプレッシャレギュレ
ータにより所定の圧力に調整された燃料を噴射する。
尚、この例はいわゆるマルチポイントインジェクション
システムであるが、スロットル弁上流などに全気筒共通
に単一の燃料噴射弁を設けるシングルポイントインジェ
クションシステムであってもよい。
機関1の燃焼室には点火栓7が設けられていて、これ
により火花点火して混合気を着火燃焼させる。
コントロールユニット8は、CPU,ROM,RAM,A/D変換
器,入出力インターフェイスを含んで構成されるマイク
ロコンピュータを備え、各種センサからの入力信号を受
け、後述の如く演算処理して、燃料噴射弁6の作動を制
御する。
前記各種のセンサとしては、吸気ダクト2に例えば熱
線式のエアフローメータ9が設けられていて、吸入空気
流量Qを検出する。
また、クランク角センサ10が設けられていて、例えば
4気筒の場合、クランク角180°毎の基準信号とクラン
ク角1〜2°毎の単位信号とを出力する。ここで、基準
信号の周期、あるいは所定時間内における単位信号の発
生数を計測することにより、機関回転数Nを算出可能で
ある。
また、機関1のウォータジャケットに臨ませて水温セ
ンサ11が設けられていて、機関冷却水温Twを検出する。
また、スロットル弁4にポテンショメータ式のスロッ
トルセンサ12が設けられていて、スロットル弁開度TVO
を検出する。
即ち、エアフローメータ9,クランク角センサ10は運転
状態検出手段を構成する。
さらに、燃料配管中に燃料濃度検出手段としてのアル
コール濃度センサ13が設けられていて、燃料中の基準と
なる燃料であるアルコールの濃度を検出する。
ここにおいて、コントロールユニット8に内蔵された
マイクロコンピュータのCPUは、第3図及び第4図にフ
ローチャートとして示すROM上のプログラムに従って、
演算処理を行い、燃料噴射を制御する。
かかる構成において、燃料噴射弁6への燃料噴射量Ti
は次式により演算される。
Ti=2×(Tp×COEF×KMET×α)+Ts ここで、Tpは基本燃料噴射量で、基本燃料噴射量設定
手段によりTp=K・Q/N(Kは定数)が演算される。
また、COEFは前述したように、機関回転数N及び基本
燃料噴射量Tpに応じた混合比補正係数KMRを含む補正係
数,αは空燃比のフィードバック補正係数であり、KMET
は第5図に示すような基準燃料(アルコール)の濃度が
増加するに従って1.0より増加していくアルコールセン
サ13の濃度補正係数である。
従って、かかる演算を行うコントロールユニット10内
蔵のマイクロコンピュータが基本燃料噴射量設定手段
と、混合比補正係数設定手段と、燃料噴射量設定手段
と、の機能を併せ有する。
次に、前記アルコールセンサ13の異常を検出するルー
チンを第3図に従って説明する。
ステップ(図ではSと記す)1ではアルコールセンサ
13からのアルコール濃度検出信号のA/D変換値を読み込
む。
ステップ2では、前記アルコール濃度検出値の前回検
出値との変化量が設定範囲内が否かを判定する。
そして、前記変化量が設定範囲外にあるときはステッ
プ3へ進み、アルコールセンサ13が異常であることを示
すNGフラグを立てる。
即ち、極端にアルコールの濃度変化が大きくなること
は、アルコールセンサ13の正常時は有りえないので、か
かる状態が起こるときはアルコールセンサ13が異常であ
ると判断するのである。
また、ステップ2で変化量が設定範囲内にあると判定
されたときはステップ4へ進む。
ステップ4では、現在、図示しないO2センサからの信
号に基づく空燃比のフィードバック補正制御を実行中で
あるか否かを判定する。
実行中と判定されたときはステップ5へ進み、制御不
可クランプが立っているか否かを判定する。これは、前
記空燃比のフィードバック補正制御が実行されている
が、フィードバック補正係数αの値が上限値または下限
値に長時間へばりついて、実質的には良好なフィードバ
ック補正が行われていないときに、これを別ルーチンに
おいて検出して制御不可クランプのフラグを立てるの
で、これによって判定する。
つまり、フィードバック補正係数αで補正しきれない
状態が継続することは、基本燃料噴射量の設定が目標空
燃比相当値に対して大きなずれを生じていることを意味
するから、アルコールセンサ13が正しくアルコール濃度
を検出していない可能性がある。
そして、前記ステップ4,5のアルコールセンサ13の異
常条件が満たされたときは、アルコールセンサ13が異常
であると判断して、ステップ3へ進み、NGフラグを立て
る。
従って、以上説明したルーチンが異常検出手段に相当
する。
そして、前記ルーチンでアルコールセンサ13の異常が
検出されたときは、ステップ6に進み、濃度補正係数K
METをアルコール濃度が50%に相当する値にクランプす
る。即ち、このステップ6の機能が燃料濃度検出値固定
手段に相当する。
次に、機関1が高負荷運転状態にある時空燃比フィー
ドバック制御は行われず、前記燃料噴射量Tiは混合比補
正係数KMRにより増量補正されるが、上記ルーチンによ
り、アルコールセンサ13が異常と判定されたときのフェ
ールセーフ制御のルーチンを、第4図に示すフローチャ
ートを参照しつつ説明する。
ステップ11では基本燃料噴射量Tp及び吸入空気流量Q
を読み込む。
ステップ12では、コントロールユニット8内のROMに
記憶されているマップより機関1がパワーゾーンにある
か否かを判断する。
ステップ12では機関1がパワーゾーンにあると判断さ
れたときはステップ13に進み、混合比補正係数KMRを、
0<A<1なる修正係数Aを乗算したA・KMRに修正し
て、置き換える。
このステップ13の機能が前記混合比補正係数を所定割
合減少修正する混合比補正係数修正手段に相当する。
尚、ステップ12において機関1がパワーゾーンにない
と判断されたときはルーチンを終了する。
よって機関が高負荷運転状態であるパワーゾーンにあ
る時、アルコールの濃度を検出するアルコールセンサ13
に異常が発生したときに、最適な要求補正量が得られる
ように、濃度補正係数KMETを補正し、また混合比補正係
数KMRを減少修正することにより、燃料噴射量Tiは所望
の噴射量より大きく設定されることはなく、もって空燃
比は過濃(リッチ)となることはない。さらに、混合比
補正係数KMRに0<A<1なる修正係数Aを乗算してい
るので、アルコールセンサ13が正常時の混合比補正係数
KMRを所定割合だけ減少修正することとなるので、燃料
噴射量Tiが急激に変化することが抑制され、制御の際の
ハンチングが防止される。従って、最適なフェールセー
フ制御を行うことが可能となり、機関運転性能や排気エ
ミッション特性を向上させることが可能となり、エンス
トを防止できる。
〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案によれば、異種類の燃
料、例えばガソリンとアルコールとを切り換えて、若し
くは混合して使用可能な内燃機関が、基準燃料の濃度に
応じて燃料噴射量を制御される装置において、機関が高
負荷運転状態にある時、基準燃料の濃度を検出する燃料
濃度検出手段に異常が発生したときに、最適な要求補正
量が得られるように、混合比補正係数を修正したので、
燃料濃度検出手段の故障に対処して機関運転性能や排気
エミッション特性を向上させ、機関のエンストを防止す
ることができ、さらに、混合比補正係数を所定割合だけ
減少修正するので、急激な燃料噴射量の変化が抑制さ
れ、制御の際のハンチングが防止されるので、制御性も
向上して、もって機関の運転を支障なく継続することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の構成を示すブロック図、第2図は本考
案の一実施例の構成を示す図、第3図は同上実施例にお
けるアルコールセンサの異常を検出するルーチンを示す
フローチャート、第4図は同上実施例におけるアルコー
ルセンサ異常時における混合比補正係数を修正するルー
チンを示すフローチャート、第5図は同上実施例におけ
るアルコールセンサの濃度補正係数の変化を示す図であ
る。 1……機関、6……燃料噴射弁、8……コントロールユ
ニット、9……エアフローメータ、10……クランク角セ
ンサ、13……アルコールセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 364 Q

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】異種類の燃料を切り換えて若しくは混合し
    て使用可能な内燃機関の運転状態を検出する運転状態検
    出手段と、機関に供給される燃料から、該燃料中の基準
    となる燃料の濃度を検出する燃料濃度検出手段と、機関
    吸入空気流量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、運転状態検出手段によって機関
    が高負荷であることが検出されたとき前記基本燃料噴射
    量を増量補正する混合比補正係数を設定する混合比補正
    係数設定手段と、前記燃料濃度の検出値及び混合比補正
    係数に基づいて最終的な燃料噴射量を設定する燃料噴射
    量設定手段と、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、 前記燃料濃度検出手段の異常を検出する異常検出手段を
    設け、前記燃料濃度検出手段が異常であるとき、前記燃
    料噴射量設定手段に供給される燃料濃度の検出値を所定
    値に固定する燃料濃度検出値固定手段を設けると共に、
    機関が高負荷運転状態にある時前記混合比補正係数を所
    定割合減少修正する混合比補正係数修正手段を設けたこ
    とを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射装置。
JP1988132302U 1988-10-12 1988-10-12 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 Expired - Lifetime JPH0810672Y2 (ja)

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