JPS58144633A

JPS58144633A - 内燃機関の電子制御燃料噴射方法

Info

Publication number: JPS58144633A
Application number: JP2784482A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Isobe; 磯部　敏明; Nobunao Okawa; 大川　信尚
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-02-23
Filing date: 1982-02-23
Publication date: 1983-08-29
Also published as: JPH0512538B2

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、内燃機関の電子制御燃料噴射方法に係り、特
に、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置ｔを備えた自
動車用内燃機関に用いるのに好適な、エンジンの吸気管
圧力とエンジン回転数に応じて基本噴射量を求めると共
に、過渡時は、エンジン運転状態に応じて前記基本噴射
量を補正することによって燃料噴射量を決定するように
した内燃機関の電子制御燃料噴射方法の改良に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の燃焼室Ｃ二所定空燃比
の混合気を供給する方法の一つに、電子制御燃料噴射装
置を用いるものがある。これは、エンジン内に燃料を噴
射するためのインジェクタを、例えば、エンジンの吸気
マニホルド或いはスロットルボデーに、エンジン気筒数
個或いは１個配設し、咳インジェクタの開弁時間をエン
ジンの運転状態に応じて制御することにより、所定の空
・燃比の混合気がエンジン燃焼室に供給されるようにす
るものである。この電子制御燃料噴射装置には、大別し
て、エンジンの吸入空気量とエンジン回転数に応じて基
本噴射量を求めるようにした、いわゆる吸入空気量式の
電子制御燃料噴射装置と、エンジンの吸気管圧力とエン
ジン回転数に応じて基本噴射量を求めるよう（ニジた、
いわゆる吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置がある。

このうち前者は、空燃比を精密に制御することが可能で
＃１１シ、排気ガス浄化対策が施された自動車用エンジ
ン（二広く用いられるようになっている。

しかしながら、この吸入空気量式の電子制御燃料噴射装
置においては、吸入空気量が、アイドル時と高負荷時で
５０倍程度変化し、ダイナミックレンジが広いので、吸
入空気１１に電気信号に変換する際の精度が低くなるだ
けでなく、後段のデジタル制御回路における計算稍［を
高めようとすると、電気信号のビット長が長くなり、デ
ジタル制御回路として高価なコンピュータを用いる必要
がおる。

父、吸入空気量’に６１１定するために、エアフローメ
ータ等の非常に精密な構造を有する測定器を用いる必要
があり、設備費が高価となる等の問題点會有していた。

一方、後者の吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置にお
いては、吸気管圧力の変化量が２〜３倍程程度少なく、
ダイナミックレンジが狭いので、後段のデジタル制御回
路における演算処理が容易であるだけでなく、吸気管圧
力を検知するための圧力センサも安価であるという特徴
を有する。しかしながら、吸入空気量式の電子制御燃料
噴射装置に比べると、空燃比の制御精度が低く、特に、
加速時においては、吸気管圧力が増大しなければ燃料噴
射量が増えない丸め、空燃比が一時的１ニリー７となっ
て、加速性能が低いものであった。このような欠点を解
消するべく、従来は、絞り弁に配設された櫛刃状のセン
ナから出力されるパルス列に応じて加速増量を行うよう
にしていたが、ドライバビリティを高めるためには、増
量の量會非常に大としなければならず、その場合には、
空燃比がオーバーリッチとなって、排気ガス中の一酸化
炭素量が異常に増大し、空燃比を三元触媒コンバータ１
：適した所定範囲内に維持することができなかった。こ
れは、排気下流側に配設した酸素濃度センナの出力信号
１：応じて燃料噴射量ケフィードバック制御するように
した場合においても、γ素濃度センサの応答が遅いため
、同様である。従って、従来は、吸気管圧力式の電子制
御燃料噴射装置を、空燃比を精密に制御することが必要
な、排気ガス浄化対策が施された自動車用エンジンに用
いることは困難でおると考えられていた。

父、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置においては、
減速時には、吸気管圧力が減少しなければ、燃料噴射量
が減らないため、空燃比が一時的にリッチとなって、排
気ガス浄化性能も低いものであった。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、加速時及び減速時に、絞り弁開度の変化に応じた適
切な増減量補正を行って、空燃比を理論空燃比近傍に維
持することができ、従って、良好な加減速性能と排気ガ
ス浄化性能を両立させることができる内燃機関の電子制
御燃料噴射方法を提供するととｔ目的とする。

本発明は、エンジ／の吸気管圧力と二／ジン回転数に応
じて基本噴射量を求めると共に、過渡時は、エンジン運
転状態に応じて前記基本噴射量を補正することによって
燃料′噴射量を決定するようにした内燃機関の電子制御
燃料噴射方法ζ二おいて、絞り弁開度が所定開度以下で
あるときに、絞り弁開度の変化速度に応じた加速増量或
いは減速減量を行うようにして、前記目的を達成したも
のである。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

本発明に係る内燃機関の電子制御燃料噴射方法が採用さ
れた吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置の実施例は、
第１図及び第２図に示す如く、外気を取入れるためのエ
アクリーナ１２と、該エアクリーナ１２より取入れられ
た吸入空気の温［１検出するための吸気温センサ１４と
、吸気通路１６中に配設され、運転席に配穀されたアク
セルペダル（図示省略）と連動して開閉するようにされ
た、吸入空気の流量を制御するための絞り弁１８と、該
絞り弁１８がアイドル開度にあるか否かを検出するため
のアイドル接点及び絞り弁１８の開度に比例した電圧出
力を発生するボテンショメータオ含ｔｒスロットルセン
サ２０と、サージタンク２２と、該サージタンク２２内
の圧力から吸気管圧力を検出するための吸気管圧力セン
サ２３と、前６己絞シ弁１８をバイパスするバイパス通
路２４と、該バイパス通路２４の途中に配設され、該パ
イ・・ス通路２４の開口面積を制御することによってア
イドル回転速度を制御するためのアイドル回転制御弁２
６と、吸気マニホルド２８に配設された、エンジン１０
の吸気ポートに向けて燃料を噴射するためのインジェク
タ３０と、排気マニホルド３２に配設された、排気ガス
中の残存酸素濃度がら空燃比を検知するための酸素濃度
センサ３４と、前記排気マニホルド３２下流側の排気管
３６の途中（二配設された三元触媒コンバータ３８と、
エンジンｌＯのクランク軸の回転と連動して回転するデ
ィストリビュータ軸を有するディストリビュータ４０と
、該ディストリビュータ４０に内蔵された、前記ディス
）　ＩＪピユータ軸の回転に応じて上死点信号及びクラ
ンク角信号を出力する上死点センサ４２及びクランク角
センサ４４と、エンジンブロックに配設された、エンジ
ン冷却水温を検知するだめの冷却水温センサ４６と、変
速機４８の出力軸の回転数から車両の走行速度を検出す
るための車速センサ５０と、前記吸気管圧力センサ２３
出力の吸気管圧力と前記クランク角センサ４４の出力か
ら求められるエンジン回転数に応じてエンジン１工程あ
九りの基本噴射量をマツプから求め◇と共に、これを前
記スロットルセンサ２０の出力、前記酸素濃度センサ３
４出力の空燃比、前記冷却水温センサ４６出力のエンジ
ン冷却水温等に応じて補正することによって、燃料噴射
量を決定して前記インジェクタ３０に開弁時間信号を出
力し、又、エンジン運転状態に応じて点火時期を決冗し
てイグナイタ付コイル５２に点火信号を出力し、更に、
アイドル時に前記アイドル回転制御弁２６を制御するデ
ジタル制御回路５４とを備え九自動車用エンジン１０の
吸気管圧力式電子制御燃料噴射装置において、前記デジ
タル制御回路５４内で、前記スロットルセンサ２０のア
イドルスイッチがオフとなった時に所定量の増量補正を
行うアフタアイドル増量と、前記スロットル虫ンサ２０
のポテンショメータ出力から検知される絞り弁開度が所
定開度以下であ・るときに、絞り弁開度の変化速度に応
じた増減量補正を行う絞り弁開度増減１と、前記吸気管
圧力センサ２３の出力から検知される吸気管圧力の変化
速度に応じた増減量補正を行う吸気管圧力増減量を組合
わせて、加速増量及び減速減量を行うようにしたもので
ある。

前記デジタル制御回路５４は、第２図に詳細に示す如く
、各種演算処理を行うマイクロプロセッサからなる中央
処理装置（以下ＣＰＵと称する）６０と、前記吸気温セ
ンサ１４、スロットルセンサ２０のポテンショメータ、
吸気管圧力センサ２３、＃１素濃度センサ３４、冷却水
温センナ４６等から入力されるアナログ信号を、デジタ
ル信号に変換して順次ＣＰＵ６０に堆込むためのマルチ
プレクサ付アナログ入力ポートロ２と、前記スロットル
セフｆ２０ｆ）アイドル接点、上死点センサ４２、クラ
ンク角センサ４４、車速センサ５ｏ等から入力されるデ
ジタル信号を、所定のタイミングでＣＰＵ６０に取込む
ためのデジタル入力ポート６４と、°　プログラム或い
は各種定数等を記憶するためのリードオンリーメモリ（
以下ＲＯＭと称する）６６と、ＣＰＵ６ｏにおける演算
データ等を一時的に記憶するためのランダムアクセスメ
モリ（以下ＲＡＭと称する）６８と、機関停止時にも補
助電源から給電されて記憶を保持できるバックアップ用
ランダムアクセスメモリ（以下バックアップＲＡＭと称
すり７０と、ＣＰ　Ｕ　６０１ニーおける演算結果を、
所定のタイミングで前記アイドル回転制御弁２６、イン
ジェクタ３０．イグナイタ付コイル５２等に出力するた
めのデジタル出力ポードア２と、上記各構成機器間を接
続するコモンバス７４とから構成されている。

以下作用を説明する。

まずデジタル制御回路５４ａ、吸気管圧力センサ２３出
力の吸気管圧力ＰＭと、クランク角センサ４４の出力か
ら算出されるエンジン回転数ＮＥ１：より、ＲＯＭ６６
に予め記憶されているマツプから、基本噴射時間ＴＰ　
（ＰＭ、ＮＥ）を読出す。

更に、各センナからの信号に応じて、次式を用。

いて前記基本噴射時間ＴＰ　（ＰＭ、ＮＥ）を補正する
ことによシ、燃料噴射時間ＴＡＵを算出する。

ＴＡＵ＝ＴＰ　（ＰＭ、ＮＥ　）朶（１＋に木Ｆ）・・
・１１１ここで、ＦＦｉ、補正係数で、Ｆが正である場合には増
量補正を表わし、Ｆが負であ−る場合には減量補正を表
わしている。又、Ｋは、前記補正係数Ｆを史に補正する
ための補正倍率であり、通常は１とされている。

このようにして決定された燃料噴射時間ＴＡＵ（ユ対応
する燃料噴射信号が、インジェクタ３０に出力され、エ
ンジン回転と同期してインジェクタ３０が燃料噴射時間
ＴＡＵだけ開かれて、エンジン１０の吸気！ニホルド２
８内に燃料が噴射される。

本実施例における加速増量及び減速減量は、次のように
して行われる。

即ち、第３図に示す如く、加速時に、アクセルペダルが
踏み込まれ、スロットルセンサ２０のアイドルスイッチ
が、第３図に）に示す如く、時刻ｔ１でオフとなると、
絞９弁開度ＴＡ及び吸気管圧力ＰＭの増大に先行して、
第３図・０に実線Ａで示すような、極めて迅速な増量補
正を行なうアフタアイドル増量（以下ＬＬ増量と称する
）が行われる。

このＬＬ増量は、具体的には、例えば、補正係数Ｆを、
まず、正の所定値とし、次いで、エンジン４回転毎或い
は一定時間毎に所定の減衰速度で０迄減衰させること（
二よって行われる。

次いで、絞シ弁１８が更に開かれ、前記スロットルセン
サ２０のポテンショメータ出力から検知される絞シ弁開
度ＴＡが、第３図（ロ）に示す如く、時刻ｔ１で立上が
シ始めると、吸気管圧力ＰＭの増大に先行して、第３図
０に実線Ｂで示すような、絞シ弁開［ＴＡの増大速度に
応じた迅速な増量補正を行う絞シ弁開度増量（以下ＴＡ
増量と称する）が行なわれる。このＴＡ増量は、°具体
的には、例えば、絞り弁開度の所定時間毎の変化量に応
じた値を積算し九億（正値）を補正係数Ｆとし、次いで
、エンジン回転毎或いは一定時間毎に所定の減衰速度で
０迄減衰させることによって行われる。

更に、吸気管圧力ＰＭが絞り弁開度１人の増大に遅れて
増大し始めると、時刻ｔ８から、＠３図０に実線Ｃで示
すような、吸気管圧力ＰＭの増大速度に応じた精度の高
い増量補正を行う吸気管圧力増量（以下ＰＭ増量と称す
る）が行われる。このＰＭ増量は、具体的には、例えば
、吸気管圧力の所定時間毎の変化量（：応じた値を積算
した値（正１直）を補正係数Ｆとし、次いで、エンジン
回転毎或いは一定時間毎：二、所定の減衰速度で０迄減
衰させることによって行われる。

同、この際に、時刻１．〜ｔ１ではＬＬ増量とＴＡ壇量
が重なシ、又、時刻ｔ＄＝−ｔ４では全ての増量が電な
り、更に、時刻ｔ４〜ｔ＝ではＴＡ増量とＰＭ増量が重
なっているが、全ての増量を重畳して増量補正を行って
しまうと、特に、応答は早いが精度の良くないＬＬ増量
、ＴＡ増量の影響で、過増量となる恐れがある。従って
、本実施例においては、第３図急に太い実線で示す如く
、前記ＬＬ増量、’ｆ　Ａ増量、ＰＭ増量の最大値をた
どって加速増量を行うようにしている。

次に、減速時には、時刻ｔ６で絞り弁１８が閉じられ始
めると、吸気管圧力ＰＭの減少に先行して、第３図０に
実線りで示すような、絞り弁開度′１゛Ａの減少速度に
応じた迅速な減量補正を行う絞シ弁開度減量（以下ＴＡ
減量と称する）が行なわれる。このＴＡ減量は、具体的
には、例えば、絞り弁開度ＴＡの所定時間毎の変化量（
二応じた１直を積算した値（負値）を補正係数Ｆとし、
次いで、エンジン回転毎或いは一定時間毎に、所定回復
速度で０迄回復させることによって行われる。

次いで、吸気管圧力ＰＭが減少し始めると、時刻ｔγか
ら、第３図０ζ：実線Ｅで示すような、吸気管圧力ＰＭ
の減少速度に応じ九精度の高い減量補正を行う吸気管圧
力減量（以下ＰＭ減量と称する）が行われる。このＰＭ
減量は、具体的には、例えば、吸気管圧力ＰＭの所定時
間の変化量（＝応じた値を積算した値（負値）を補正係
数Ｆとし、次いで、エンジン回転毎或いは一定時間毎に
、所定の回復速度で０迄回復させることによって行われ
る。

同、この”際に、ＴＡ−減量とＰＭ減量が重複した場合
には、両者を合わせ行うと過減量になる恐れがある。従
って、本実施例においては、第３図υ）に太い実線で示
す如く、前記ＴＡ減量とＰＭＯＩＣ＠の岐小値をたどっ
て、時刻ｔ７〜ｔ、ではＴＡ減量のみを行い、時刻ｔ、
％ｔ、では、ＰＭ減量のみを行うようシーしている。

父、前記ＴＡ増量或いはＴＡ減量を行うに際して、第４
図に破線Ｇで示す如く、絞り弁開度ＴＡの大きさに拘わ
らず、絞シ弁開度の変化速度に応じた増減量補正を行っ
てしまうと、絞り弁が所定開度、例えば４５″以上であ
る場合には、絞り弁の開度変化（例えば４５″→９０゛
）に拘わらずエンジン運転状態（吸気管圧力）は殆んど
変らないため、過増量或いは過減量となって、逆効果に
なる恐れがある。従って、本実施例においては、第４図
に実線Ｈで示す如く、絞シ弁開度ＴＡが、所定開度’ｌ
ｌ’Ａ、、例えば４５″を超えている場合には、絞り弁
開度の変化速度に応じた増減量補正を行なわず、級り弁
開度ＴＡが４ぎ以下である場合にのみ、絞抄弁開度の変
化速度に応じた増減量補正を行うようにしている。本実
施例におけるＴＡ増量のプログラムを第５図に示す。

これにより、絞り弁開度の変化速度に応じた増減量を行
う場合の、過増量或いは過減量による、加速時のオーバ
ーリッチ或いは、減速時のオーツ（−リーンを防止する
ことができる。

前記のようにして、極めて応答の早いＬＬＬ１２応答の
早いＴＡ増減量、精度の高いＰＭ増減量を組合わせて、
加速増量及び減速減量を行うことによって、アクセルペ
ダルを早く踏み込んだ場合には多量の増量が実施され、
一方アクセルペダルを徐々に踏み込んだ場合には少量の
増量が行なわれる等、アクセルペダルの踏み方に応じた
適切な増量或いは減量を実現することができ、空燃比を
理論空燃比近傍１；維持して、加減速性能と排気ガス浄
化性能を両立することができる。

同、前記実施例においては、加速時にＬＬ増量、ＴＡ増
量、ＰＭ増量を組合わせて加速増量を行い、減速時にＴ
Ａ減量及びＰＭ減量を組合わせて減速減量を行うように
していたが、加速増を或いは減速減量の組合わせはこれ
に限定されず、例えば、ＬＬ増量を省略することも可能
である。

以上説明した通り、本発明によれば、加速時及減量補正
を行うことができ、空燃比を理論空燃比近傍に維持して
、良好な加減速性能と排気ガス浄化性能を両立すること
ができる。従って、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装
置を用いた場合でも、種畜な空燃比制御を行うことが可
能となるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関の電子制御燃料噴射方
法が採用された自動車用エンジンの吸気管圧力式電子制
御燃料噴射装置の実施例を示すブロック様図、第２図は
、前記実施例で用いられているデジタル制御回路の構成
を示すブロック線図、第３図は、前記実施例における加
速増量及び減速である。１０・・・エンジン、　　１４・・・６２ｍセンサ、１
８・・・絞り弁、　　２０・・・スロットルセンサ、２
３・・・吸気管圧力センサ、３０・・・インジェクタ、
３４・・・酸素濃度センサ、４０・・・ディストリビュ
ータ、４２・・・上死点センサ、′４４・・・クランク
角センサ、４６・・・冷却水温センサ、５４・・・デジタル制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応
じて基本噴射量を求めると共に、過渡時は、エンジン運
転状態に応じて前記基本噴射量を補旧することによって
燃料噴射量全決定するようにした内燃機関の電子制御燃
料噴射方法において、絞り弁開度が所定開度以下である
ときに、絞り弁開度の変化速度に応じた加速増量或いは
減速減量を行うようにしたことｔ−特徴とする内燃機関
の電子制御燃料噴射方法。