JPS58144634A - 内燃機関の電子制御燃料噴射方法 - 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、内燃機関の電子制御燃料噴射方法に係り、特
に、電子制御燃料噴射装置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或いは吸入空
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□内燃機関の燃焼室に所定空燃比
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、該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Ｋ
した、いわゆる吸気管圧方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
あ抄、排気ガス浮化対策が施された自動車用エンジンに
広く用いられるようＫなっている。

この吸入空気量式の電子制御燃料噴射装置においては、
加速時のドライバビリティ及び排気ガス浄化性能を確保
するべく、加速時に補正係数を増大させ１次いで、所定
の減衰速度で減衰させることによって加速増量を行うよ
うにされている。この加速増量においては、エンジンの
要求特性に合わせて、加速増量の減衰速度を、減衰途中
で低速に切換えるようにされているが、従来は、前記切
換えを加速終了後の所定時間経過時に行うようにしてい
たため、特に、エンジン暖機中の加速性能を向上するべ
く、前記補正係数を更に所定の補正倍率で増大した場合
に、減衰速度の低速への切換えが早く行われ過ぎて、切
換え後に過増量となって、空燃比がオーバーリッチとな
ることがあった。

一方、後者の吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装？ｉｔ
は、前者に比べて安価に構成できるものの。

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ため、
空燃比が一時的にリーンとなって。

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
量を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に適し
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サの出力信号に応じ
て燃料噴射量をフィードバック制御するようにし九場合
においても、酸素濃度センサの応答が遅い丸め、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あると考えられ
ていた。

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、加速時に、エンジン暖機状態に応じた適切な増量補
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、良好な加速性能と排気ガス浄化性能を両
立させるととができる内燃機関の電子制御燃料噴射方法
を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンの吸気管圧力或いは吸入空気量とエ
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において、加速時に補正係
数を増大させ。

次いで、所定の減衰速度で減衰させることによって加速
増量を行うと共に、減衰途中で、前記補正係数が、エン
ジン運転状態に応じて変化する所定レベル迄減衰した時
に、前記減衰速度を低速に切換えるようにして、前記目
的を達成したものである。

以下図面を参照して１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よシ取入れられ
た吸入空気の温度を検出する丸めの吸気温センサ１４と
、吸気通路１６中に配設され、運転席罠配設されたアク
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シ弁１８と。

該絞り弁１Ｂがアイドル開度Ｋｉｂ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
圧出力を発生するポテンショメータを含ｔｒスロットル
センサ２０と、サージタ／り２２と、骸サージタンク２
２内Ｏ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、前記絞シ弁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、該バイパス通路
２４の開口面積を制御することによってアイドル回転速
゛度を制御する丸めのアイドル回転制御弁２６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だめ
のインジェクタ３０と、排気！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の途中に配設された三元触媒コンバー
タ３８と、エンジン１０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、
前記ディストリビュ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ｌ
工程あたりの基本噴射量をマツプから求めると共に、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３４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３
０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定してイグ
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とを備えた自動車用エンジン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の変化状
１１．前記スロットルセン？２０のポテンショメータ出
力から検知される絞り弁開度の変化状態、及び、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
変化状態に応じて、加速時に補正係数を増大させ、次い
で、所定の減衰速度で減衰させることＫよって加速増量
を行うと共に、減衰途中で、前記補正係数が、エンジン
冷却水温に応じて変化する所定レベル迄減衰した時Ｋ。

前記減衰速度を低速に切換える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’ト、　前記１１
気１１センサ１４．スロットルセンサ２０のポテンショ
メータ、ｒ！に気管圧力センサ２３゜酸素濃度センサ３
４．冷却水温センサ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に取込むた
めのマルチプレクサ付アナログ入力ポートロ２と、前記
スロットルセンサ２０のアイドル接点、上死点センサ４
２゜クランク角センサ４４．車速センサ５０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ロ４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、ＣＰＵ６０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１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
と称する）７０と％ＣＰＵ６０における演算結果を、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
するコモンパス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５４は、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／す４４の出力か
ら算出されるエンジン回転数ＮＥにより、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％各センサからの信号に応じて１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り
、燃料噴射時間ＴＡＵを算出する。

ＴＡＵ＝ＴＰ（ＰＭ、ＮＥ）来（１千に殊Ｆ）　　　・
・・α）ここで％Ｆは、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、ＫＦｉ、前記補正係数Ｆを更に補
正するための補正倍率であり１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に対応す
る燃料噴射信号が、インジェクタ３ｏ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Ｔ
ＡＵだけ開かれて、エンジン１０の吸気マニホルド２８
内に燃料が噴射される。

本実施例における加速増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２ｏのアイドルスイッチ
が、第３回内に示す如く１時刻１゜でオフとなると、絞
り弁開度ＴＡ及び吸気管圧力ＰＭの増大に先行して、第
３図のに実４ｉＡで示すような、極めて迅速な増量補正
を行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１例えば、補正係数Ｆを、
まず、正の所定値とし１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Ｏ迄減衰させるととＫよ
って行われる。

次いで、絞り弁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り弁開
度ＴＡが、第３図０に示す如く、時刻１．で立上がり始
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。

絞り弁開度ＴＡの増大速度に応じた迅速な増量補正を行
なう絞り弁開度増量（以下ＴＡ増量と称する）が行われ
る。このＴＡ増量は、具体的には。

例えば、絞り弁開度ＴＡの所定時間毎の変化量に応じ九
億を積算した値（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、エンジン
冷却水温に応じ・て変化する所定レベルＬ迄は高速の、
所定レベルＬ到達後は低速の、所定減衰速度ΔＦ、％△
Ｆｔ　（ΔＦ、　＞ΔＦｔ　）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ＴＡの増大に遅れて
増大し始めると１時刻ｔ、から、第３図のに実線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
い増量補正を行なう吸気管圧力増量（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１例え
ば、吸気管圧力ＰＭの所定時間毎の変化量に応じた値を
積算した値（正値）を補正係数Ｆとし１次いで、エンジ
ン回転毎或いは一定時間毎Ｉ／Ｃ，エンジン冷却水温に
応じて変化する所定レベルＬ′ｉは高速の、所定レベル
Ｌ到達後は低速の、所定減衰速度ΔＦ１．ΔＦ。

ｆΔＦｔ＞ΔＦｔ　　）で０迄減衰させることによって
何われる。

前記ｓＴＡ増量及びＰＭ増量における補正係数Ｆの減衰
速度の切換えは、エンジン冷却水温が高い暖機終了後の
状態では、第４図に実線りで示す如く、比較的低い所定
レベルＬ、で行なわれ、一方。

エンジン冷却水温が低いエンジン暖機中の状態では、同
じく第４図に実線Ｅで示す如く、比較的高い所定レベル
Ｌ、で行われるので、エンジン暖機状態に応じて、エン
ジンの・要求特性に見合った。適切な加速増量が行われ
る。この加速増量の補正係数Ｆの減衰のプログラムを第
５図に示す。

これに対して、従来の吸入空気量式の電子制御燃料噴射
装置においては、エンジン暖機状態に拘らず、加速終了
後の所定時間経過時（時刻ｔｓ　）に減衰速度を低速に
切換えるようにしていたため。

エンジン暖機中における加速増量特性は、第４図に破線
Ｆで示す如くとなり、斜線領域が過増量となって、空燃
比がオーバーリッチとなっていた本のである。

尚１時刻ｔｔ−ｗｔｓではＬＬ増量とＴＡ増量が重なシ
、又１時刻ｔ、〜ｔ４では全ての増量が重なり。

更に１時刻ｔ４〜ｔ６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、％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１
本実施例においては、第３図０に太い実線で示す如く、
前記ＬＬ増量、ＴＡ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。

前記のようにして、極めて応答の早いＬＬ増量、応答の
早いＴＡ増量、精度の高いＰＭ増量を組合わせて、加速
１量を行うことによってＪ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を実現
することができ、空燃比を理論空燃比近傍に維持して、
加速性能と排気ガス浄化性能を両立することができる。

尚、前記実施例においては、エンジン暖機状態を、エン
ジン冷却水温から検知するようにしていたが、エンジン
暖機状態を検知する方法はこれに限定されず１例えば、
エンジン温度、或いは、エンジン始動後の経過時間から
検知することも可能である。

父、前記実施例においては、ＴＡ増量及びＰＭ増量の減
衰途中で、同一の所定レベル到達時に、減衰速度の切換
えを行うようにしていたが、エンジンの要求特性によっ
ては、ＴＡ増量とＰＭ増量で減衰速度の切換えレベルを
変えたシ、或いは。

ＬＬ増量でも、減衰速度の切換えを行なったりすること
か可能である。

更に、前記実施例においては、加速時にＬＬ増量、ＴＡ
増量、ＰＭ増量を組合わせて行うようにしていたが、加
速増量の組合わせはこれに限定されず１例えば、ＬＬ増
量を省略することも可能である。

前記実施例においては１本発明が、吸気管圧力式の電子
制御燃料噴射装置に適用されていたが。

本発明の適用範囲はこれに限定されず、吸入空気量式の
電子制御燃料噴射装置にも同様に適用することができる
。

以上説明した通り２本発明によれば、エンジン暖機状態
に応じた適切な加速増量を行うことができ、空燃比を理
論空燃比近傍に維持して、良好な加速性能と排気ガス浄
化性能を両立することができ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１本発明に係る内燃機関の電子制御燃料噴射装
置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線図、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Ｆｉ、前記実施例における加速増量の様子を示す
線図、第４図は、同じく、加速増量の減衰の様子を示す
線図、第５図は、同じく、加速増量の減衰のプログラム
を示す流れ図である。 １０・・・エンジン、　　　　１４・・・吸気温センサ
。 １８−°゛絞り弁、　　　　　　２０−°°スロットル
センサ。 ２３・・・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。 代理人　高　矢　　　論 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジンの吸気管圧力或いは吸入空気量とエ
   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Ｋ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において１．加速時に補正
   係数を増大させ、次いで。 所定の減衰速度で減衰させることによって加速増縦を行
   うと共に、減衰途中で、前記補正係数が。 エンジン暖機状態に応じて変化する所定レベル迄減衰し
   た時に、前記減衰速度を低速に切換えるようにしたこと
   を特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射方法。