JPS58150045A - 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た自動
車用エンジン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
数に応じて求められる基本噴射量に、エンジン状態尋に
応じた増減量補正を加えて、エンジン回転と同期して燃
料を同期噴射すると共に、エンジン運転状態が所定運転
状態となつ九時に、所定量の燃料を非同期噴射するよ５
Ｋした内燃機関の電子制御燃料噴射方法の改良Ｋｌｌ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
管用いるものがある。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ＫＦｉ。

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喪、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。

このうち前者においては、通常、エア７０−メータ等を
用いて検出されたエンジンの吸入空気量とクランク角セ
ンサ等がら入力されるエンジン回転信号から算出され次
エンジン回転数に応じて算出される基本噴射量に、エン
ジン各部に配設されたセンサがら入力されるエンジン状
態等に応じた信号により、始動時補正、始動後増量補正
、吸入空気温補正、暖機増量補正、暖機時加速増量補正
、出力増量補正、空燃比フィート°バック補正等を加え
て、エンジン回転と同期して、常に同じクランク位置で
燃料を噴射する同期噴射と、始動性或いは加減速直後の
応答性を向上するため、通常の同期噴射とは別Ｋ、エン
ジン運転状態が所定運転状態となった時に、所定量の燃
料を噴射する非同期噴射とが行なわれている。この非同
期噴射は、同期噴射とは関係なく制御されており、例え
ば、エンジン始動時に、始動性を向上するべく、点火ス
イッチの信号が検出されると同時に２回噴射を行ったり
０機関アイドル状態から発進するＩＩＫ、　ＩＩ関応答
性及び排気ガス浄化性能を向上するべく。

絞り弁全閉信号がオンからオフに切換わった時に１回噴
射したり、加速時に、加速直後の機関応答性を向上する
べく、加速信号が入力される毎に１回ずつ噴射したり、
或いは、燃料カット復帰時に。

燃料カット復帰時の応答性を向上するべく、１回噴射す
るようにされている。

このような吸入空気量式の電子制御燃料噴射装置によれ
ば、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く用いられ
るようになっている。しかしながら従来は、加速時の非
同期噴射が、加速時に、絞り弁開度の変化速度が判定値
以上となって加速信号が入力された場合に、一定量の燃
料を非同期噴射することによって行われていたので１％
に絞り弁開１の変化速度が大きい場合に、十分な燃料量
を非同期噴射することができず、十分な加速性能を得る
ことができない場合があった。このような欠点を解消す
るべく、絞ジ弁開度の変化速覆が大である高加速時に合
わせて、加速時の非同期噴射量を一律に大とすることも
考えられるが、この場合には、絞り弁開度の変化速度が
小さい低加速時に、空燃比がオーバーリッチとなって、
燃費性能や排気ガス浄化性能が低下する恐れがある。

又、前者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Ｉｆ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精ａｔ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１ｇ＆気管
圧力を検知する九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、Ｉ＆人中空気量式電子制御
燃料噴射装置に比べると、空燃比の制御精度が低（、従
って従来は、＠気管圧力式の電子′ＩＩＩＩＩ（！ａ燃
料噴射装置ｔ、空燃比を精密に制御することが必！！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
る仁とは困難であると考えられていた。尚、後者の吸気
管圧力式の電子制御燃料噴射装置において、前者の吸入
空気量式の電子制御燃料噴射装置で既に実施されている
ような、非同期噴射を行うことも考えられるが、前者の
吸入空気量式の電子制御燃料噴射装置におけると同様の
問題点があった。

本発明は、前記従来の欠点１ｋｐｆ４消するべくなされ
たもので、加速時に、エンジンの要求特性に合致した最
適な非同期噴射を行うことができ、従つて、良好な加速
性能を得ることができる内鍵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Ｆ＠は、エンジンの吸気管圧カ或いは吸入空気量と
エンジン回転数に応じて求められる基本噴射量に、エン
ジン状態等に応じた増減量補正を加えて、エンジン回転
と同期して燃料を同期噴射すると共に、エンジン運転状
態が所定運転状態となった時に、所定量の燃料を非同期
噴射するようにした内儒機関の電子制御史料噴射方法に
おいて、加速時に、絞り弁開度の変化速１が判定値以上
となった場合は、該変化速度に応じて変化する量の燃料
を非同期噴射するようにして、前記目的を達成したもの
である。

又、＃記変化速変に応じて変化する倉を、固定量と変化
速度に応じて変化する量とを合計した量として、絞り弁
開度の変化速度が比較的小さい場合で本、確実な増量が
行われるようにしたものである。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細ＫＩ！１２
咽する。

本発明に係る内魅機関の電子制御燃料噴射方法が採用さ
れ念吸気管圧カ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を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［Ｋあるが否かを検出するため
のアイドル接点及び絞り弁１Ｂの開度に比例した電圧出
力を発生するボテンシコメータを含むスロットルセンサ
２ｏと、サージタンク２２と、蚊サージタンク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１８１にバイパスするバイパス通路
２４と、核バイパス通路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ａｔ制御する九めのアイドル回転制御弁
２６と、吸気マニホルド２８に配設きれた、エンジン１
０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、前気排気マニホルド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と一
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
、＃ディストリビュータ４０に内置され念、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東面の走行速［１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マツプから求められる
基本噴射量に、前記スロットルセンサ２０の出力、前記
１１５［［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た増減量補正を
加えて、エンジン回転と同期して、燃料を同期噴射する
べく前記インジェクタ３０に開弁時間信号を出力し、更
に２エンジン運転状態が所定運転状態となった時に、所
定量の燃料を非同期噴射するべく前記インジェクタ３０
に開弁時間イマ号を出力し、又、エンジン運転状態ＫＪ
：、つ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、アイドル時にアイドル回転制御弁２６１に制御す
るデジタル制御回路５４とｔ備えた自動車用エンジンｌ
Ｏ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、加速時に、絞り弁開１の変
化速度が判定値以上となったことが検知された場合は、
固定量と変化速１に応じて変化する量とを合計した亀の
燃料管非同期噴射するようにし念ものである。

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５マイクロプロセツサからなる中央
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、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に取込むたぬのマルチプ
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ロ４と、プログラム或いは各種定
数等ケ記憶するためのリードオレリーメモリ（以下ＲＯ
Ｍと称する）６６と、ＣＰＵ６０における演算データ等
り（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３
０、イグナイタ付コイル５２等に出力するためのデジタ
ル出カポ〜ドア２と、上記各構成機器間を接続するコモ
／バス７４とから構成されている。

以下作用を説明する。

豊ずデジタル卸１１ｉ１１回路５４に、吸気管圧カセン
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ツジ／回転数ＮＥにより、ＲＯ
Ｍ６６に予め記憶されているマツプから、基本噴射時間
ＴＰ　（ＲＭ、ＮＥ　）２読出す。

更に、各センサ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
より、同期噴射時間ＴＡＵＳＹＣ？ｅ算出する。

ＴＡＵＳＹＣ＝ＴＰ（ＰＭ、ＮＥ）＊［１＋Ｆ）　　・
・・・・・（りここで、Ｆに、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。

このようにして決定され念同期噴射時間ＴＡＬＴＳＹＣ
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が同期噴
射時間ＴＡＵＳＹＣだけ開かれて、エンジン１０の吸気
マニホルド２ｓ内に燃料が同期噴射される。

又、前記同期噴射とは独立して、第３図に示すようなプ
ログラムに従って、加速時における、絞９弁開度ＴＡの
変化速度に応じた非同期噴射が行われる。

即ち、まずステップｌｏｔで、絞９弁開度の所定時間、
例えば１０ｍ５毎の変化量ΔＴＡが判定値Ａ、例えば、
０．５〜１°以上であるか否かが判定される。判定結果
が否である場合には、このプログラムを終了して、絞り
弁開度ＴＡの変化速度に応じ九加速時の非同期噴射を行
わない。一方、ステップ１０１における判定結果が正で
ある場合には、ステップ１０２に進み、前記変化量ΔＴ
Ａに応じて２例えば次式により非同期唄射時間ＴＡＵＡ
ＳＹｔ−決宕する。

ＴＡＵＡＳＹ＝Ｂ＋ＣＸΔＴＡ　　・・・・・・・・・
・・・（２）ここで、右辺１１ＥＩ項のＢは固定量（１
−１，５ｍｓ）。

右辺１１１２項は、変化量△ＴＡＫ応じて傾負Ｃ（２〜
６’／１ＯＦｌ１８）で−次的に変化する量である。

本実施例における。絞り弁開１の所定時間毎の変化量Δ
ＴＡと非同期噴射時間ＴＡＵＡＳＹの関係を、第４図に
実線りで示す。

このようにして決定された非同期噴射時間ＴＡＵＡＳＹ
Ｋ対応する溶料噴射信号が、インジェクタ３０に出力さ
れ、インジェクタ３０が非同期噴射時間ＴＡＵＡＳＹだ
け開かれてエンジン１ｏｔｖ吸気マニホルド２８内に燃
料が非同期噴射される。

前記のようにして、絞り弁一度の変化量１に応じて、絞
り弁開１の所定時間缶のｔ化量△ＴＡが判定値Ａ未満で
ある場合には非同期噴射を行わず。

変化速度△ＴＡが判定値Ａｔｅえた場合は、固定量Ｂと
変化速ｆＫ応じて変化するＩｃＸ△ＴＡとを合計した量
の燃料を非同期噴射することによって、加速時のエンジ
ン要求特性に合歓した非同期噴射を行うことができる。

本実施例においては、非同期噴射時間ＴＡＵＡＳＹを、
固定量Ｂと所定時間毎の変化量ΔＴＡに応して一次的に
変化する量Ｃ＊ΔＴＡとを合計した量としていたので、
非同期噴射時間ＴＡＵＡＳＹの算出がＳ島である。尚、
絞り弁開度の所定時間毎の変化量△ＴＡと非同期噴射時
間ＴＡＵＡＳＹの関係は、前記実施例に限定されず、例
えば、第４図に破線Ｅ或いは一点鎖線Ｆで示す如く、非
同期噴射時間ＴＡＵＡＳＹｔ、固定量と変化速度に応じ
て二次的に変化する量とを合計した量とすることも勿論
可能である。又、ｙｊＬ４図に二点鎖線Ｇで示すような
特性とした場合には、変化量△ＴＡの計数精度が低い、
変化量△ＴＡが小さいところにおける検出誤差による過
補償が防止できる。

尚前記！ｉ！施例は、本発明を、吸気管圧力式の電子制
御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジンに適用したも
のであるが１本発明の適用範囲にこれに限定されず、吸
入空気量式の電子制御燃料噴射装置を備えた内姶僚関、
戒いは、一般の電子制御燃料噴射装ｆを備えた自覚機関
にも同様に適用することができることは明らかである。

絞り弁開度の変化速度に応じた最適な非同期噴射を行う
ことができ、良好な加速性能と燃費性卵及び排気ガス浄
化性能を両立させることができる。

従って、特に、吸気管圧力式の電子制御炉料噴射装＠を
用い友場合でも、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１！１１　ｍ燃
料噴射方法が採用された自動産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の構成を示すブロック
線図、第２図に、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、同じく
、加速時に絞り弁開度の変化速度に応じた非同期噴射を
行うためのプログラム金示す流れ図、ＭＫ４因は、同じ
く前記実施例及びその変形例における絞り弁開度の変化
速度と非同期噴射時間の関係を示すＳ図である。 ｌＯ・・・エンジン、１４・・・吸気温センサ、１８・
・・絞！１−，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ａ［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１ｆｔｌ制御回路。 代理人　　高　矢　　　舖 （ほか１名） 第　２　図 ｌど ２９８− 第　３　図 第　４　図 ７ＡＩＪＡＳＹ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジンの吸気管圧カ或いは吸入空気量とエ
   ンジン回転数に応じて求められる基本噴射量に、エンジ
   ン状態等に応じた増減量補正を加えて、エンジン回転と
   同期して燃料を同期噴射すると共に。 エンジン運転状態が所定運転状態となった時に、所定量
   の燃料を非同期噴射するようにした内燃機を非同期噴射
   するようにし九ことを％黴とする内燃機関の電子制御燃
   料噴射方法。
2. （２）　　前記変化速度に応じて変化する量を、固定量
   と変化速度に応じて変化する量とｔ合計した量とした特
   許請求の範８第１項に記載の内燃機関の電子制御燃料噴
   射方法。