JPH086625B2

JPH086625B2 - 電子式燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH086625B2
Application number: JP61105865A
Authority: JP
Inventors: 公夫上原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1986-05-09
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPS62261644A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、車両の、例えば運転状態，走行状態等に応
じて、エンジンに対する燃料噴射条件を最適値に可変制
御する電子式燃料噴射制御装置に関する。

（従来の技術）近年、乗用車を始めとする車両のエンジンに対する燃
料供給系には、しばしば電子制御燃料噴射装置が用いら
れる。この電子制御燃料噴射装置は、例えば車両各部に
設けられるセンサ類より、現在の運転データ並びに走行
データを入力し、刻々と変化する車両の状態に応じて最
適な燃料噴射条件を設定するものであり、これにより、
市街地走行，高速走行あるいは山岳走行等、あらゆる条
件下において円滑なエンジン制御を可能とし、高出力且
つ低燃費化を図っている。つまり、マイクロコンピュー
タにより構成されるコントロールユニットに対し、各種
車両情報（例えば冷却水温度，気圧，アクセル開度，車
速等）が入力されると、コントロールユニットはその車
両情報に応じた理想的な燃料噴射条件（例えば噴射タイ
ミング、噴射期間）を算出し、電磁式の燃料噴射弁に対
しON/OFF制御信号を供給する。

しかしながら、上記燃料噴射弁に対する制御信号は、
例えば電源電圧の変動や構成部品の経年変化等の原因に
より、必ずしもコントロールユニットにより算出された
燃料噴射条件に忠実に対応して出力されないものであ
り、燃料噴射弁における実際の噴射開始時期及び噴射時
間には、さらに遅れ時間の含まれることになる。このた
め、より高精度な燃料噴射制御を行なうことが妨げられ
ている。

（発明が解決しようとする問題点）この発明は上記のような問題点に鑑みなされたもの
で、例えば電源電圧の変動や構成部品の経年変化等、多
少の制御遅れ要因が存在する場合でも、実燃料噴射時に
は時間遅れを生じさせることなく、高精度な燃料噴射制
御が可能となる電子式燃料噴射制御装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段及び作用）すなわちこの発明に係わる電子式燃料噴射制御装置
は、エンジンの運転状態に応じて設定される燃料噴射開
始時期及び燃料噴射期間の制御目標値と、燃料噴射弁の
開閉時を検出して計測される実際の燃料噴射開始時期及
び燃料噴射期間との噴射時期偏差及び噴射期間偏差を算
出し、この噴射偏差データにより上記燃料噴射弁に対す
る噴射制御信号の出力時期及び出力期間を補正するよう
構成したものである。

（実施例）以下図面によりこの発明の一実施例を説明する。

第１図は例えば６気筒エンジンの燃料噴射制御を行な
う場合のシステム構成を示すもので、同図において11は
コントロールユニット、12は燃料噴射開始時期・期間演
算部であり、この燃料噴射開始時期・期間演算部12は、
上記コントロールユニット11内の一部領域に設けられ
る。また、13は点火第１気筒目の燃料噴射ノズル、14は
その電磁弁であり、この電磁弁14が上記コントロールユ
ニット11からの燃料噴射制御信号M/V（１）によりONさ
れると、上記燃料噴射ノズル13のニードルがリフトして
第１気筒目の図示しないシリンダに対する燃料噴射が開
始される。同様にして、コントロールユニット11からの
制御信号M/V（５）,M/V（３）,M/V（６）,M/V（２）,M/
V（４）も、順次各対応する燃料噴射電磁弁14に供給さ
れる。

上記コントロールユニット11には、各気筒それぞれの
燃料噴射ノズル13からのニードルリフト信号L_N、及びカ
ム軸連動の歯車15に各気筒毎の上死点に基づき設けられ
る突起15a,15b…列を検出するクランク角センサ16から
の基準クランク角信号K_Oを始めとして、各種センサ類か
ら気筒判別信号J_N、スタート信号S_T、ニュートラル信号
N_T、ヒートスイッチ信号H_S、アクセル開度検出信号
A_CC、アイドル設定信号I_D、水温検出信号T_W、ブースト
圧信号P_B、車速検出信号V_Cがそれぞれリアルタイムで供
給される。さらに、コントロールユニット11には、燃料
噴射過程計測用のタイマA17a、及び燃料噴射時期・期間
設定用のタイマB17bが接続される。

上記燃料噴射開始時期・期間演算部12は、各種エンジ
ンのモード（スタート，暖機，水温）に応じて選択され
る予め設定された燃料噴射開始時期制御マップ（スター
ト，暖機，定常1,定常２）と、スタートモード以外では
最小値（Min）選択により併用される燃料噴射量（期
間）制御マップ（スタート，フルトルク，ドライブ，ア
イドル）を備え、エンジン回転速度N_Eに対する各種車両
情報（T_W,P_B,A_CC）に応じた燃料噴射開始時期及び燃料
噴射期間の制御目標値を決定するもので、この制御目標
値は、始め噴射開始時期がθ_Ｓ、噴射期間がθ_Ｑとして
基準クランク角に対する角度量で求められるが、それぞ
れ時間変換式に掛けられることにより、コントロールユ
ニット11内では、時間量データT_S、T_Qとして処理され
る。ここで、例えば上記燃料噴射量（期間）制御マップ
（ドライブ，フルトルク）には、第２図，第３図に示す
ような、アクセル開度A_CC,ブースト圧P_Bをパラメータと
したドライブマップ，フルトルクマップが、また、上記
燃料噴射開始時期制御マップ（定常１）には、第４図に
示すような、上記噴射量マップにより決定された燃料噴
射期間Ｑをパラメータとした噴射開始マップが利用され
る。

次に、上記構成による電子式燃料噴射制御装置の車両
定常走行状態における動作について説明する。

まず、第５図はコントロールユニット11にて常時繰返
し処理されるメインルーチンを示すもので、ステップA1
のイニシャライズ処理において、メモリリセット等の初
期設定が行なわれると、ステップA2のアナログ入力処
理，ステップA3のディジタル入力処理に進み、コントロ
ールユニット11は各種センサ類からのアクセル開度検出
信号A_CC及びブースト圧検出信号P_B等の車両情報をアナ
ログ信号又はディジタル信号にて入力しメモリ処理す
る。次に、ステップA4に進み、後述する基準クランク角
信号割込みルーチンにて算出保管されるエンジン回転速
度N_Eと上記入力処理により得られるアクセル開度A_CCと
に応じたドライブ特性による燃料噴射期間Q_Dを、上記第
２図のドライブマップに基づき決定する。また、これと
共に、ステップA5に進み、上記エンジン回転速度N_Eと上
記入力処理により得られるブースト圧P_Bとに応じたフル
トルク特性による燃料噴射期間Q_Fを、上記第３図のフル
トルクマップに基づき決定する。そして、ステップA6乃
至A8に進み、上記ステップA4及びA5で決定した２つの燃
料噴射期間Q_D,Q_Fのうち、その噴射期間の短い方を理想
の制御目標として燃料噴射期間Ｑとする。ステップA9で
は、上記エンジン回転速度N_Eと噴射期間制御目標値Ｑと
に応じた燃料噴射開始時期の制御目標値Ｓを、上記第４
図の噴射開始マップに基づき決定する。つまり、上記各
制御目標値としての噴射期間Ｑ及び噴射開始期間Ｓは、
燃料噴射開始時期・期間演算部12により求められるもの
で、この場合、時間変換式が適用されることにより、上
記目標噴射期間ＱはTQ、上記目標噴射開始時期ＳはTSと
される。

そして、ステップA10では、上記目標噴射開始時期TS
から後述するニードルリフト信号割込みルーチンにより
求められる実際の燃料噴射開始時期TA_n（第６図参照）
を減算し、燃料噴射開始時期偏差ES_nを算出する。ま
た、上記目標噴射期間TQから後述するニードルリフト信
号割込みルーチンにより求められる実際の燃料噴射期間
TC_n（第６図参照）を減算し、燃料噴射期間偏差EQ_nを算
出する。この噴射時期偏差ES及び噴射期間偏差EQは、ス
テップA11において、所定回数の統計処理が行なわれる
もので、このステップA11にて得られる各偏差の統計値
▲▼，▲▼は、ステップA12において、それぞ
れ今回の噴射制御信号（M/V）_ｎの出力開始時期TVS_n及
び出力期間TVQ_nに加算され、次回の噴射制御信号（M/
V）_n+1による噴射制御開始時期TVS_n+1及び噴射制御期間
TVQ_n+1が求められる。これにより、コントロールユニッ
ト11からの各燃料噴射電磁弁14に対する噴射制御信号M/
V（１）〜M/V（６）は、その噴射時々において、実際の
噴射時期TA及び噴射期間TCに対応するニードルリフト信
号L_Nがその制御目標値TS,TQに一致するよう補正される
ようになる。

第７図は基準クランク角信号割込みルーチンを示すも
ので、コントロールユニット11に対しクランク角センサ
16により基準クランク角信号K_Oが入力される度に本ルー
チンの割込み処理が開始される。まず、ステップB1にお
いて、コントロールユニット11内のエンジン作動気筒フ
ラグｊに“1"が加算され、ステップB2において、その作
動気筒フラグｊが“7"に達したか否かが判定される。こ
のステップB2において「Yes」、つまり、本実施例の場
合、６気筒エンジンを対象としているので、６番目の噴
射気筒数を越えたことが確認されると、ステップB3に進
み、上記エンジン作動気筒フラグｊは“1"にセットし直
される。この場合、上記エンジン作動気筒フラグｊ＝１
〜６に対応して、実際の噴射気筒数は１→５→３→６→
２→４と変化する。

一方、上記ステップB2において「No」、つまり、上記
作動気筒フラグｊは２〜６の範囲内であると判断される
と、ステップB4に進み、そのｊ気筒目の噴射フラグがセ
ットされ、ｊ気筒以外の噴射フラグはリセットされる。
同様にして、上記ステップB3の処理を経てこのステップ
B4に移行した場合には、第１気筒目の噴射フラグがセッ
トされ、それ以外の気筒（5,3,6,2,4）の噴射フラグは
リセットされる。そして、ステップB5に進み、前回の基
準クランク角信号K_Oの入力時にてランさせたタイマA17a
の値、つまり各基準クランク角度信号K_O間の時間計測値
が読込まれると同時に、再びタイマA17aがリセットされ
ランされる。ここで、ステップB6に進み、上記ステップ
B5にて得られたクランク角信号K_O間の時間計測値に基づ
き、エンジン回転速度N_Eが算出され、メモリに保管され
る。このステップB6において得られるエンジン回転速度
N_Eは、前記第５図のメインルーチンにおけるステップA4
〜A9の燃料噴射制御目標値決定処理にて使用される。こ
の後、ステップB7に進み、コントロールユニット11は、
前記第５図におけるメインルーチンのステップA12にて
得られた偏差補正後の次回の燃料噴射制御開始時期TVS
_n+1をタイマB17bにセットしランさせる。すなわち、基
準クランク角信号K_Oの入力時において、次回の燃料噴射
制御開始時期TVS_n+1ををタイマB17bにセットすることに
より、後述する燃料噴射制御ルーチンにて、噴射フラグ
のセットされた気筒に対する燃料噴射処理が実行される
ようになる。

第８図はニードルリフト信号割込みルーチンを示すも
ので、コントロールユニット11に対し燃料噴射ノズル13
よりニードルリフト信号L_Nの変化が入力される度に本ル
ーチンの割込み処理が開始される。まず、例えばコント
ロールユニット11からの燃料噴射制御信号M/V（１）の
出力時に応じて、対応する電磁弁14が作動し、燃料噴射
ノズル13からコントロールユニット11対しニードルリフ
ト信号L_Nの立上がりが入力されると、ステップC1におい
て、コントロールユニット11によりタイマA17aのタイマ
値、つまりこの場合、前記第７図の基準クランク角信号
割込みルーチンにおいてランさせたタイマA17aによる時
間計測値が読取られる。すると、ステップC2に進み、現
在燃料噴射中であるか否かが判断されるもので、現時点
では、ニードリフト信号L_Nの立上がりが入力されたばか
りなので「No」、つまり噴射中ではないと判断されステ
ップC3に進む。このステップC3では、上記タイマA17aに
よる基準クランク角信号K_Oの入力時からニードルリフト
信号L_Nの立上がりが入力時までの時間計測値を、実際の
燃料噴射開始時期TA_nとするもので、このステップC3に
て得られた実噴時期TA_nは、前記第５図におけるメイン
ルーチンのステップA10の燃料噴射時期偏差算出処理に
て使用される。

一方、この後、例えばコントロールユニット11からの
燃料噴射制御信号M/V（１）の出力停止時に応じて、対
応する電磁弁14が作動停止し、燃料噴射ノズル13からコ
ントロールユニット11対しニードルリフト信号L_Nの立下
がりが入力させると、ステップC1において、コントロー
ルユニット11によりタイマA17aのタイマ値、つまりこの
場合も、前記第７図の基準クランク角信号割込みルーチ
ンにおいてランさせたタイマA17aによる時間計測値が読
取られる。この場合、ステップC2では、現時点でニード
ルリフト信号L_Nの立上がりが入力されたばかりなので
「Yes」、つまり噴射中であると判断されステップC4に
進む。このステップC4では、上記タイマA17aによる基準
クランク角信号K_Oの入力時からニードルリフト信号L_Nの
立上がり入力時までの時間計測値を、実際の燃料噴射停
止時期TB_nとするもので、ステップC5では、上記実噴停
止時期TB_nから上記ステップC3にて得られた実噴時期TA_n
が減算され、実際の燃料噴射期間TC_nが求められる。こ
のステップC5にて得られた実噴期間TC_nは、前記第５図
におけるメインルーチンのステップA10の燃料噴射期間
偏差算出処理にて使用される。

すなわち、前記第５図におけるメインルーチン、第７
図における基準クランク角信号割込みルーチン、第８図
におけるニードルリフト信号割込みルーチンにて、第６
図に示すような、目標とする燃料噴射開始時期TS及び燃
料噴射期間TQ、実際の燃料噴射開始時期TA_n及び燃料噴
射期間TC_n、そして、上記制御目標値TS,TQに対する噴射
時期偏差ES_n及び噴射期間偏差EQ_n、この各噴射偏差ES_n,
EQ_nに基づき補正された次回の燃料噴射制御信号M/Vの出
力時期TVS_n+1及び出力期間TVQ_n+1が求められるようにな
る。

第９図はタイマＢ割込みによる燃料噴射制御ルーチン
を示すもので、前記第７図における基準クランク角信号
割込みルーチンのステップB7にて次回の燃料噴射制御開
始時期TVS_n+1がセットされたタイマB17bがカウントアッ
プすると、本ルーチンによる燃料噴射制御処理が開始さ
れる。ここでは、基準クランク角信号割込みルーチンに
おけるエンジン作動気筒フラグｊ＝１で第１気筒目の噴
射フラグがセットされた場合の動作について説明する。

まず、上記タイマB17bがカウントアップし基準クラン
ク角信号K_Oの入力時点から燃料噴射制御開始時期TVS_n+1
の経過が確認されると、ステップＤ〜Ｉにおいて燃料噴
射制御を行なう作動気筒フラグｊが判断される。この場
合、エンジン作動気筒フラグｊには“1"がセットされて
いるので、ステップＤにおいて「Yes」と判断されステ
ップD1に進む、このステップD1では、第１気筒目の燃料
噴射ノズル13が燃料噴射中であるか否かが判断されるも
ので、現時点はタイマB17bによる噴射制御開始時期TVS
_n+1の計時が終了した時であるので「No」、つまり噴射
中ではないと判断されステップD2に進む。すると、ステ
ップD2では、ｎ回目の燃料噴射時期偏差データES_nに基
づき補正された燃料噴射制御開始時期TVS_n+1に対応し
て、燃料噴射制御信号M/V（１）がコントロールユニッ
ト11から第１気筒目の燃料噴射電磁弁14に対し出力“O
N"されるもので、この燃料噴射制御信号M/V（１）の出
力時と同時にステップD3に進み、タイマB17bに対して前
記第５図のステップA12にて求められた補正後の燃料噴
射制御期間TVQ_n+1がセットされランされる。

この後、タイマB17bがカウントアップし燃料噴射制御
期間TVQ_n+1の経過が確認されると、再びステッブＤにお
いてｊ＝１と判断されステップD1に進む。この時点で
は、上記ステップD2において既に燃料噴射制御信号M/V
（１）が出力され第１気筒目は燃料噴射状態となってい
るので「Yes」、つまり噴射中であると判断され、ステ
ップD4に進む。このステップD4では、ｎ回目の燃料噴射
期間偏差データEQ_nに基づき補正された燃料噴射制御期
間TVQ_n+1の経過に対応して、コントロールユニット11か
ら第１気筒目の燃料噴射電磁弁14に対し出力されていた
燃料噴射制御信号M/V（１）が“OFF"されるもので、こ
れにより、第１気筒目の燃料噴射制御が終了し、コント
ロールユニット11に対し次の基準クランク角信号K_Oが入
力される。すると、前記第７図における基準クランク角
信号割込みルーチンにて、エンジン作動気筒フラグｊが
“2"にセットされ、対応する第５気筒目の噴射フラグが
セットされることにより、引続きステップＥ〜E4におけ
る第５気筒目の燃料噴射処理が実行されるようになる。

したがって、上記構成による電子式燃料噴射制御装置
によれば、制御目標とする燃料噴射開始時期TS及び燃料
噴射期間TQと実際の噴射開始時期TA_n及び噴射期間TC_nと
の噴射時期偏差ES_n及び噴射期間偏差EQ_nに基づき、コン
トロールユニット11より燃料噴射弁14に対し出力される
燃料噴射制御信号M/Vの出力時期及び出力期間を補正
し、次回（ｎ＋１）の燃料噴射制御を行なうようにした
ので、前記第６図からも明らかなように、コントロール
ユニット11からの噴射制御信号M/Vは、予めハード的な
噴射制御の遅れを予期した状態で出力されるようにな
り、次回の実噴時期TA_n+1及び実噴期間TC_n+1は、目標と
する燃料噴射開始時期TS及び燃料噴射期間TQに略一致す
るようになる。これにより、より高精度な燃料噴射制御
が可能となり、高出力化及び低燃費化を実現することが
できる。

尚、上記燃料噴射制御は、各気筒（１〜６）毎の制御
目標値（TS,TQ）に対する実噴偏差（ES,EQ）に基づき、
それぞれ対応する気筒毎の噴射制御信号M/V（１）〜M/V
（６）の個別補正を行なっても、また、第１気筒目のみ
の噴射偏差ES,EQに基づき、次回全気筒の噴射制御信号M
/V（１）〜M/V（６）の一律補正を行なっても良い。

また、上記実施例では、実噴時期TA及び実噴期間TCを
計測するのに、燃料噴射ノズル13からのニードルリフト
信号L_Nを検出しているが、その管内圧力を検出して計測
するように構成しても良い。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、エンジンの運転状態
に応じて設定される燃料噴射開始時期及び燃料噴射期間
の制御目標値と、燃料噴射弁の開閉時を検出して計測さ
れる実際の燃料噴射開始時期及び燃料噴射期間との噴射
時期偏差及び噴射期間偏差を算出し、この噴射偏差デー
タにより上記燃料噴射弁に対する噴射制御信号の出力時
期及び出力期間を補正するよう構成したので、例えば電
源電圧の変動や構成部品の経年変化等で、多少の制御遅
れ要因が存在する場合でも、実燃料噴射時には時間遅れ
を生じさせることなく、高精度な燃料噴射制御が可能と
なる電子式燃料噴射制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わる電子式燃料噴射制
御装置を示すシステム構成図、第２図はアクセル開度を
パラメータとして燃料噴射期間を求めるためのドライブ
特性を示す図、第３図はブースト圧をパラメータとして
燃料噴射期間を求めるためのフルトルク特性を示す図、
第４図は上記ドライブ特性及びフルトルク特性により決
定される燃料噴射期間をパラメータとして燃料噴射開始
時期を求めるための噴射開始特性を示す図、第５図は上
記第１図における電子式燃料噴射制御装置の常時処理動
作を示すフローチャート、第６図は上記第１図における
電子式燃料噴射制御装置による燃料噴射動作を示すタイ
ミングチャート、第７図は上記第１図における電子式燃
料噴射制御装置の基準クランク角信号による割込み処理
を示すフローチャート、第８図は上記第１図における電
子式噴射制御装置のニードルリフト信号による割込み処
理を示すフローチャート、第９図は上記第１図における
電子式燃料噴射制御装置の燃料噴射時期・期間設定用タ
イマによる割込み処理を示すフローチャートである。 11……コントロールユニット、12……燃料噴射開始時期
・期間演算部、13……燃料噴射ノズル、14……燃料噴射
電磁弁、16……クランク角センサ、17a……燃料噴射過
程計測用タイマ、17b……燃料噴射時期・期間設定用タ
イマ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転状態に応じて目標燃料噴射
開始時期及び目標燃料噴射期間を設定する目標値設定手
段と、燃料噴射弁の開閉時を検出し実燃料噴射開始時期及び実
燃料噴射期間を計測する実際値計測手段と、上記目標燃料噴射開始時期及び目標燃料噴射期間と上記
実燃料噴射開始時期及び実燃料噴射期間とを比較して噴
射開始時期偏差及び噴射期間偏差をそれぞれ算出する偏
差算出手段と、上記噴射開始時期偏差及び噴射期間偏差に応じて上記燃
料噴射弁に対する噴射制御信号の出力時期及び出力期間
を補正する噴射制御信号補正手段とを具備し、上記目標燃料噴射開始時期及び上記実燃料噴射開始時期
がクランク角センサから出力される基準クランク角信号
からの遅れ期間として設定されたことを特徴とする電子
式燃料噴射制御装置。