JPS58144637A - 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、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置を備え九０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Ｋ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、ｔば、ニンジンの吸気
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】′ホ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Ｉ
ｔＣ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にし
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
あり、排気ガス浄化対策が施された自動車用エンジンに
広（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
入空気量を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槽ｆ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
ある。

又、吸入空気量を測定するために、エア７０−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を有していた。

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倍程度と少なく、
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サ
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散索濃度センサの出力信号に応
じて燃料噴射ｔをフィードバック制御するようにした場
合においても、酸素濃度センナの応答が遅いため、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
とは困難であると考えられていた。

又、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置においてに、
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、エンジン暖機状態に応じた適
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。

エンジン暖機状態に拘らず、良好な加減速性能と排気カ
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ことを目的とする。

本発明は、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
料噴射方法において。

アイドルスイッチ、絞９弁開駁、吸気管圧力等の変化状
態に応じて加速増量及び減速減量を行うと共に、エンジ
ン暖機時には、エンジン暖機状態に応じた補正倍率で、
前記加速増量、減速減量の補正係数を更に補正するよう
にして、前記目的を達成したものである。

又、前記エンジン暖機状態に応じた補正倍率を、加速増
量と減速減量で異なるものとしたものである。

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
れ木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ｆｔ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ｉを制御するための絞り弁】８と、該
絞り弁】８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
力を発生するポテンショメータを含むスロットルセンサ
２０と、サージタンク２２と、紋サージタンク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、前記絞り弁１８をバイパスするバイパス通路２
４と、肢バイパス通路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た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
ボ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
存酸素鑓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に内置された。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
知するた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ｆｔ検出するための車速セ
ンサ５０と、前記吸気管圧力センナ２３出力の吸気管圧
力と前記クランク角センナ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
センナ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とを備えた自動軍用エンジン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
チがオフとなつ九時に所定量の増量補正を行うアフタア
イドル増量と、前記スロットルセンサ２０のポテンショ
メータ出力から検知される、絞９弁開度の変化速度に応
じた増減量補正を行う絞り弁ＩＩ！度増減増減量前記吸
気管圧力センナ２３の出力から検知される吸気管圧力の
変化速度に応じ友増減量補正を行う吸気管圧力増減量を
組み合わせて、加速増量及び減、速減量を行うと共に、
前記冷却水温センサ４６出力のエンジン冷却水温が所定
温度以下であるエンジン暖機時には、エンジン冷却水温
に応じた補正倍率で、前記加速増量、減速減量の補正係
数を更に補正するよ’）Ｋ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、
ａ気管圧力センサ２３、酸素濃度センサ３４．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４２、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ＲＯ
Ｍと称する）６６と、ＣＰ０６Ｇ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）６Ｂ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ノ（ツクアップ用うンダ
ムアクセスメ゛モリ（以下〕くツクアップ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、クランク角センサ４４の出力か
ら算出されるエンジン回転数ＮＥにより、ＲＯＭ６６に
予め配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ＴＡＵｔ算出する。

ＴＡＵ＝ＴＰ（ＰＭ、ＮＥ）＊（１＋に＊Ｆ）・・・・
・・（１）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、に＃′ｉ、前記補正係数Ｆを更
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九燃料噴射時間Ｔ　Ａ　Ｌｒに
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ｌＯの吸気マニホル
ド２Ｂ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１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回内に示す如く、時刻ｔ＋　　　’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、８１１３図（２）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ＫＦ！、例えば、補正係数Ｆｔ
−，ｆず、正の所定値とし、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。

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
１１ＴＡが、！３図の）に示す如く、時刻ｔｙ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
（ハ）に実線Ｂで示すような、絞り弁１１［Ｔ　Ａの増
大速度に応じた迅速な増量補正全行う絞り弁開度増量（
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、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迄減衰させることによって行われる。

更に、吸気管圧力ＰＭが絞り弁開１ｆＴＡの増大に遅れ
て増大し始めると、時刻ｔ８から、第３図０に実、ＩＣ
で示すような、吸気管圧力ＰＭの増大速ＵＫ応じた精度
の高い増量補正を行う吸気管圧力増量ｃ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。

尚、この際に１時刻ｔ１〜ｔｓではＬＬ増量とＴＡ増量
が重なり、又１時刻ｔ！〜ｔ、では全ての増量が重なり
、更に、時刻ｔ、〜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、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。

次に、減速時には、時刻ｔ６で絞り弁五８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（ハ
）に実ＨＤで示すような、絞り弁開度ＴＡの減少速度に
応じた迅速な減量補正を行う絞り弁開度減量（以下ＴＡ
減量と称する）が行われる。このＴＡ減量は、異体的に
杜、例えば、絞り弁開［ＴＡの所定時間毎の変化量に応
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Ｋ、所定の回復速ｆ
でＯ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ｔｑか
ら、第３図０に実ＩＩＩＥで示すような、吸気管圧力Ｐ
Ｍの減少速度に応じた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Ｐ
Ｍ減量は、具体的には。

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〔負値）を補正係数とし、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。

尚、この際に、ＴＡ減量とＰＭ減量が重複した場合に５
両者を合わせ行うと過減量になる恐れがある。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ＴＡ減量とＰＭ減量の最小値を九どって１時刻ｔ９
〜ｔ・ではＴＡｆｉ量のみを行い１時刻ｔａ−ｔｓでは
、ＰＭ減量のみを行うようにしている。

一方、エンジン冷却水温が所定温１以下であるエンジン
暖機時の加速時には、エンジン冷却水温が像い程、空燃
比のリーンの１合が大であるので、前記加速増ｔは更に
増量する必要がある。又、減速時には、ニンジン冷却水
温が低い程、空燃比のリッチの度合が大であるので、前
記減速減量の減量度合を更に大とする必要がある。従っ
て１本実施例においては、前出（０式における補正倍率
Ｋを。

第４図に示すように設定しく　Ｋ、・・・加速時、Ｋ２
・・・減速時、Ｋ＋　；）　Ｋｗ　）完全暖機前の状態
では、エンジン冷却水温に応じた補正倍率に３、Ｋ１で
、前記加速増量、減速減量の補正係数Ｆｔ−更に補正す
るようにしている。よって、エンジン暖機中の加速増量
は、第５図の破線Ｇで示す如く、エンジン暖機後の加速
増量【実線Ｆ）Ｋ比べて増量され、又、エンジン暖機中
の減速減量は、同じく第５図に破線工で示す如く、エン
ジン暖機後の減速減量（９１線Ｈ）に比べて更に減量さ
れる。従って、エンジン完全暖機後だけでなく、エンジ
ン暖機中においても、良好な空燃比制御を行うことが可
能となる。

本実施例における加速増量のプログラムを第６図に、同
じく、減速減量のプログラムに！７図に示す。

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増減量、精変の高いＰＭ増減量を紹合わせて、
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
論空燃比近傍に維持して、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。

本実施例においては、エンジン冷却水温に応じた補正倍
率を、加速増量と減速減量で異なるものとしているので
、エンジン要求特性に、より近い空燃比制御を行うこと
ができる。なお、前記補正倍率を、加速増量と減速減量
で同一とした場合でも、所定の効果をあげることができ
る。

なお、前記実施例においては、エンジン暖機状ａｔ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、例えば
、エンジン温置、エンジン始動後の経過時間等から、エ
ンジン暖機状ａｔ検知することも勿論可能である。

又、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
ＴＡ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、加速増量或いは減速減量の組合わせは
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。

以上説明した通り、本発明によれば、加速時及び減速時
に、エンジン暖機状態に応じた適切な増減量補正を行う
ことができ、空燃比を理論空燃比近傍に維持して、エン
ジン暖機状態に拘らず、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、精密な空燃
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炉料噴射方
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線図、第２図は
、前！ｅ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、箪３図は、前記実施例における
加速増量及び減速減量の様子を示す線図、第４図は、１
’！ｉ］じく前記実施例における、エンジン冷却水温と
加速増量及び減速減量の補正倍率の関係を示す線図、第
５図は、ρ１じく前記実施例における、エンジン暖機後
の加速増量及び減速減量と、エンジン暖機中の加速増量
及び減速減量を比較して示す線図、第６図は。 同じく、加速増量の１０グラムを示す流れ図、第７図は
、同じく、減速減量のプログラムを示す流れ図である。 ｌＯ・・・エンジン、１４・パ吸気温センサ、１８・・
・絞り弁、２０・・・スロットルセンナ。 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
ル制御代理人　　高　矢　　　　　論 （ほか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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正することによっ
   て燃料噴射量を決定するようにしたー内燃機関の電子制
   御燃料噴射方法において、アイドルスイッチ、絞り弁開
   度、吸気管圧力等の変化状態に応じて加速増量及び減速
   域１を行うと共に。 エンジン暖機時には、エンジン暖機状態に応じた補正倍
   率で、前記加速増量、減速減量の補正係数を更に補正す
   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。
2. （２）前記エンジン暖機状態に応じた補正倍率が。 加速増量と減速減量で異なるものとされている特許請求
   の範囲第１項に記載の内燃機関の電子制御燃料噴射方法
   。