JPS58143134A - 内燃機関の運転調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の運転調整装置に関する。

機関排気系に設けた酸素濃度検出器の出力信号に基いて
燃料噴射弁の燃料噴射量を制御するようにした内燃機関
が公知である。この種の内燃機関では通常酸素濃度検出
器の出力信号から基本燃料噴射量の補正値を計算し、こ
の補正値を基本燃料噴射量に乗算することにより理論空
燃比を得るのく必要な燃料噴射量を決定するようにして
いる。

この補正値の平均値は例えば１．０となっており。

酸素濃度検出器がリーン信号を発しているときにはこの
補正値は徐々に増大せしめられ、酸素濃度検出器がリッ
チ信号を発しているときにはこの補正値は徐々に減少せ
しめられる。酸素濃度検出器の出力信号によるフィード
バック制御が開始されると上述の補正値はまず始めに基
準値に設定され。

次いでこの基準値から増大成いは減少せしめられる。と
ころが長期間に亘って内燃機関を使用すると例えばエア
フローメータの計量精度が変化してエアフローメータの
出力電圧が一定の吸入空気量に対する正規の出力電圧か
らずれてくる。従って。

例えばエアフローメータの出力電圧が実際の吸入空気量
よりも多い吸入空気量を表わすようになるとエアフロー
メータの出力電圧と機関回転数から計算される基本燃料
噴射量は理論空燃比を形成するのく必要な燃料噴射量よ
りも多くなるために補正値の平均値が小さくなる。この
ように補正値の平均値が例えば１．０より大きく、或い
は小さくなった場合においても上述したように７（−ド
パツク制御が開始されると補正値が例えば１．０から増
大、或いは減少せしめられるためにフィードバック制御
開始時における混合気が極度に稀薄となったり、或いは
極度に過薄となってしまう。このような問題を解決する
ために従来よりバックアップラムを内蔵し走電子制御装
置が使用され、このバックアップラム内に補正値の長時
間に亘る平均値を記憶させておいてフィードバック制御
開始時に補正値をこの記憶された平均値から増大、或い
は減少せしめるようにしている。

しかしながら例えばエアフローメータを交換した場合に
は補正値の平均値例えば１．０となるようにエアフロー
メータが調整されるのでこのときＫはバックアップラム
に記憶された平均値を再び１．０に戻さなければならな
い、このようにバックアップラムの記憶データを変える
にはバックアップラムの電源入力端子をバッテリから一
度叡はずさなければならない。従って、バックアップラ
ムの電源入力端子を喉りはずすための工具が必要である
ばかりでなく、喉りはずし作用に時間を要し、更にバッ
クアップラムの電源入力端子を再びバッテリに接続した
ときに接触不良を生じるという問題がある。

本発明は例えばエアフローメータを交換したときにバッ
クアップラムの記憶データを容易（変えることができる
ようにした内燃機関の運転調整装置を提供することにあ
る。

以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図を参照すると、１は機関本体、２けシリンダブロ
ック、３はシリンダブ四ツク２内において往復動するピ
ストン％４はシリンダブロック２上に固締されたシリン
ダヘッド、５はピストン３とシリンダヘッド４間に形成
された燃焼室、６は燃焼室５内に配置された点火栓、７
は吸気ボート。

８は吸気弁、９は排気ボート、１０は排気弁を夫々示す
。吸気ボート７は枝管１１を介して共通のサージタンク
１２に連結され、一方排気ボート９は排気マニホルド１
３に連結される。各枝管１１には電子制御ユニット１４
の出力信号によって制御される燃料噴射弁１５が夫々設
けられ、これらの燃料噴射弁１５から対応する吸気ボー
ト７に向けて燃料が噴射される。サージタンク１２は吸
気管１６．エアフローメータ１７並びに図示しないエア
クリーナを介して大気に連結される。吸気管１６内には
スロットル弁１８が配置され、このスロットル弁１８は
車両運転室に設けられたアクセルペタルに連結される。

機関本体１に取付けられたディストビ為−夕１９にはク
ランクシャフトの回転速度を検出するための回転角セン
サ２０が取付けられ、この回転角センサ２０は電子制御
ユニット１４に接続される。一方、排気マニホルド１３
内には酸素濃度検出器２２が暇付けられ、この酸素濃度
検出器２２は電子制御ユニット１４に接続される。酸素
濃度検出器２２は機関シリンダに供給された混合気の空
燃比が理論空燃比よりも大きなとき、即ち排気ガスが酸
化雰囲気のときに０．１ボルト程度の出力電圧、即ちリ
ーン信号を発生し、機関シリンダ内に供給された混合気
の空燃比が理論空燃比よりも小さなとき、即ち排気ガス
が還元雰囲気のときに０．９ボルト程度の出力電圧、即
ちリッチ信号を発生する。一方、エアフロメータ１７は
吸入空気量に応じて回転する計量板２４を有し、この計
量板２４の回転量が電圧に変換される。この電圧は吸入
空気量に比例しており、この吸入空気量に比例した電圧
が電子制御ユニット１４に送プ込まれる。更にエアフロ
ーメータ１７は計量板２４を迂回するバイパス通路２５
を有し。

このバイパス通路２５内に空気量調節ねじ２６が設けら
れる。

第２図は電子制御ユニット１４の全体図を示す。

第２図に示されるよう（電子制御ユ＝　ｙ　）　１４は
ディジタルコンピュータ３０と、基本燃料噴射パルス生
成！３１と１乗算回路３２とを具備する。

基本燃料噴射パルス生成器３１の入力端子にはエアフロ
ーメータ１７並びに回転数センサ２０が接続され、この
基本燃料噴射パルス生成器３１は理論空燃比を形成する
のに必要な燃料噴射時間を示すパルスを発生する。この
パルスは乗算回路３２の一方の入力端子に供給される。

一方、ディジタルコンピュータ３０は各種の演算処理を
行なうマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３３．　　ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３４．制御プログラム、演
算定数等が予め格納されているリードオンメモリ（ＲＯ
Ｍ）３５、入力ボード３６並びに出力ポート３７を具備
し、これらＭＰＵ３３．ＲＡＭ３４゜ＲＯＭ３り、入力
ポート３６並びに出力ポート３７は双方向性パス３８１
に介して互に連結される。

更に、ディジタルコンピュータ３ｏ内にハ各種のクロッ
ク信号を発生するクロック発生器３９と。

不揮発メモリ、例えばバックアップラム４ｏとが設けら
れ、このバックアップラム４ｏは双方向性パス４１を介
してＭＰＵ３３に接続される。また。

ＦＩＪＰＵ３３．ＲＡＭ３４．ＲＯＭ３５．　入力ボー
ト３６．出力ボート３７けイグニｙシ１ンスイッチ４２
を介してバッテリ４３に接続される。

第２図に示されるように酸素濃度検出器２２はコンパレ
ータ４４を介して入力ボート３６Ｖｃ接続される。この
コンパレータ４４では酸素濃度検出器２２の出力電圧と
０．４ボルト程度の基準電圧とが比較され、例えば酸素
濃度検出器２２の出力電圧が基準電圧よりも低いときコ
ンパレータ４４の一方の出力端子に表われる電圧は高レ
ベルとなり。

酸素濃度検出器２２の出方電圧が基準電圧よりも高いと
きコンパレータ４４の他方の出方端子に表われる電圧は
高レベルとなる。コンパレ〜り４４の出力電圧は入力ボ
ート３６並びにパス３８を介してＭＰＵ３３に読み込ま
れ、それ罠よって酸素濃度検出器２２がリーン信号を発
しているかリッチ信号を発しているかがＭＰＵ３３によ
って常時監視されている。一方、出力ポート３７はＤＡ
変換器４５を介して乗算回路３２の一方の入力端子に接
続され１乗算回路３２の出力端子は燃料噴射弁１５に接
続される。

燃料噴射弁１５の燃料噴射時間Ｔは基本的に次式で表わ
される。

Ｔ　＝　Ｔ、・ム・ｒ ここでＴＰｓ基本燃料噴射時間 Ｆ：補正係数 Ａ：補正係数の平均値 次に第３図を参照して補正係数Ｆ並びに平均値ＡＫつい
て説明する。なお、第３（ａ）Ｉｇは空燃比Ａ／ｐ　１
に示し、Ｒは過濃＠、Ｌは稀薄ＩＩｔ−示す。また、第
３（ｂ）図は酸素濃度検出器２２の出力電圧Ｖを示し、
第３（ｃ）図および第３（ｄ）図は補正係数Ｆを示す。

第３（ａ）図並びに第３（ｂ）図に示されるように空燃
比ＶＰが過濃１１１Ｂになると酸素濃度検出器２２はリ
ッチ信号を発し、空燃比’Ｉｔが稀薄ｍＬになると酸素
濃度検出器２２はリーン信号を発する。一方、第３（ｃ
）図に示されるように酸素濃度検出器２２がリッチ信号
を発すると補正係数Ｆｆｉ予め定められたスキップ量Ｓ
、だけ瞬間的に減少せしめられた後に予め定められた積
分定数に、でもって徐々に減少せしめられ、酸素濃度検
出器２２がリーン信号を発すると補正係数Ｆは予め定め
られたスキップ量８Ｌだけ瞬間的に増大せしめられた後
に予め定められた積分定数ＫＬでもって徐々に増大せし
められる。このような補正係数Ｆの値はＭＰＵ３３内で
計算される。基本燃料噴射時間によ）定まる燃料噴射量
でもってほぼ理論空燃比の混合気が形成される場合圧は
第３（ｃ）図に示されるように補正値Ｆの平均値Ａは１
．０となる。ところが基本燃料噴射時間〈より定まる燃
料噴射量でもって稀薄混合気が形成される場合には＠　
３　（ｄ）図に図すように補正係数Ｆの平均値Ａは例え
ば１．０５となる。バックアップラム４ｏには長時間Ｉ
Ｃ亘る平均値Ａが記憶されており、平均値Ａと補正係数
Ｆの積Ａ−Ｆを表わすデータが出方ボート３７に書き込
まれる。このデータはＤＡ変換器４５において対応する
電圧に変換され２次いで乗算回路３２において基本燃料
噴射時間Ｔ、とＡ−Ｐとの積、即ち燃料噴射時間Ｔが計
算される。

第２図を参照すると、電気絶縁材料からなるコネクタ５
０と、電気絶縁材料からなりかつコネクタ５０に着脱可
能な保膜キャップ５１が設けられる。コネクタ５０はＤ
Ａ変換器４５に連結された出力端子５２と、バッテリ４
３に接続された電力供給端子５３と、バックアップラム
４ｏに接続された電源入力端子５４と、接地された接地
端子５５とを具備し、これらの各端子５２．５３．５４
゜５５はコネクタ５０内において強固に保持される。

一方、キャップ５１は第２図に示すようにキャップ５１
がコネクタ５０に嵌着されたときに電力供給端子５３と
電源入力端子５４とを互に接続するＵ字型の接続端子５
６を具備し、この接続端子５６はキャップ５１内におい
て強固に保持される。

従って、第２図に示されるようにキャップ５１がコネク
タ５０に嵌着されているときはバックアップラム４０は
常時バッテリ４３に接続されている。

長期間に亘って内燃機関を使用すると例えばエア７ａ−
メータ１７の出力電圧が一定の吸入空気量に対して正規
の値とはならず、その結果前述したように補正係数Ｆの
平均値Ａがずれてくる（第３（ｄ）図）。このように平
均値ムがずれてもフィードバック開始時にはこの平均値
Ａから補正係数２が増大成いは減少せしめられるのでフ
ィードバック開始後空燃比は即座に理論空燃比に一致せ
しめられる。

一方、例えばエアフローメータ１７が新品と交換された
場合にはまず始め罠機関をアイドリング運転状態に保持
する。次いでキャップ５１をコネクタ５０からはずして
出力端子５２と接地熾子５５間に電圧計を接続する０次
いでＤＡ変換器４５の出力電圧の平均値がバッテリ４３
の電圧の偽となるようにエアフローメータ１７の調節ね
じ２６ｔ−調節する。ＤＡ変換器４５の出力電圧の平均
値をバッテリ４３の電圧の１７．ｙ（合わせるというこ
とは第３（ｃ）図に示されるように補正係数Ｆの平均値
Ａが１．ＯＫなることを意味している。次いで調節が完
了するとキャップ５１け再びコネクタ５０に嵌着される
。従って調節すべくキャップ５１がコネクタ５０からは
ずされるとバックアップラム４０への電力の供給が自動
的に停止され。

斯くしてバックアップラム４ｏ内に記憶されている補正
係数Ｆの平均値Ａが消滅する。次いでキャップ５１がコ
ネクタ５ｏに嵌着されると補正係数Ｆの平均値＾が再び
バックアップラム４ｏ内に記憶される。

このように本発明によればエア７０−メータの調節ねじ
を調整する際にキャップをコネクタからはずすだけでバ
ックアップラムの内容が消滅せしめられるのでエアフロ
ーメータの調節が極めて簡単となる。

【図面の簡単な説明】

ｔａ１図は内燃機関の側面断面図、第２図は電子制御ユ
ニットの回路図、第３図は補正係数を説明するための線
図である。 １４・・・電子制御ユニット、１５・・・燃料噴射弁、
１７・・・エアフローメータ、　　２２・・・酸素濃度
検出器、。 ３０・・・ディジタルコンビエータ、４０・・・バック
アップラム。 ５０・・・コネクタ、　　　　　５１・・・キャップ。 ５２・・・出力端子、　　　　　５３・・・電力供給端
子。 ５４・・・電源入力端子、　　　５６・・・接続端子。 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　中　　山　恭　介 弁理士　山　　口　　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関排気系に設けた酸素濃度検出器の出力信号に基いて
   燃料噴射弁の燃料噴射時間を計算する電子制御装置を具
   備し、＃電子制御装置内において基本燃料噴射時間を計
   算すると共に該酸素濃度検出器の出力信号に基いて該基
   本燃料噴射時間の補正値を計算して該補正値により燃料
   噴射時間を定め、上記電子制御装置が上記補正値の平均
   値を記憶する不揮発メモリを有すると共にフィードバッ
   ク開始時に該補正値が該平均値を基準として定められ、
   更に上記電子制御ユニットが骸補正値に対応した電圧を
   発生する出力端子を具備した内燃機関において、上記出
   力端子と、上記不揮発メモリの電源入力端子と、電力供
   給端子を担持するコネクタを具備すると共に該出力端子
   、電源入力端子。 電力供給端子を覆うように該コネクタに着脱可能な保護
   キャップを具備し、更に該キャップをコネクタに嵌着し
   た際（上記電源端子と電力供給端子を接続する接続端子
   を上記キャップ内に設けた内燃機関の運転調整装置。