JPS5828538A - 内燃機関の電子制御式燃料噴射方法および装置 - 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、内燃機関の電子制御式燃料噴射方法及び装置
に係シ、特に、自動軍用内燃機関に用いるに好適な、エ
ンジンの吸入空気量とエンジン回転数に応じて基本の燃
料噴射量を算出すると共に、エンジン状態等に応じて前
記燃料噴射量を補正するようにした内燃機関の電子制御
式燃料噴射方法及び装置の改良に関する。

内燃機関（エンジンと称する）の燃焼室に所定空燃比の
混合気を供給する方法の１つに、いわゆる電子制御式燃
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だめのインジェク
タを、例えば、エンジンの吸気マニホルド或いはスロッ
トルボディ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。このような
電子制御式燃料噴射装置としては、種々あるが、特に近
年は、電子制御回路がデジタル化されたデジタル電子制
御式燃料噴射装置が開発されている。このような電子制
御式燃料噴射装置において、通常は、エアフローメータ
等を用いて検出されたエンジンの吸入空気量と、ディス
トリビュータから入力されるエンジン回転信号から検出
されたエンジン回転数に応じて算出される基本の燃料噴
射量に、エンジン各部に配設されたセンサから入力され
るエンジン状態等に応じた信号による補正を加え、エン
ジン回転と同期して常に同じクランク位置で噴射する同
期噴射と、始動性或いは加速直後の応答性を向上するた
め、通常の同期噴射とは別に、走行状態に合わせてセン
サからの信号が入った直後だけ所定量の噴射を行なう非
同期噴射が行なわれている０ 前記同期噴射に対応してインジェクタを開いている同期
噴射時間は、例えば、エアフローメー°りからの吸入空
気量とディス）　ＩＪピユータからの回転信号を開いて
算出される基本噴射時間に、各センサからの信号により
、冷間時、加速時弊その時のエンジン状態に応じて噴射
時間を補正するための補正係数を乗算し、更に１電圧変
動によるインジェクタの作動遅れを補正するための無効
噴射時間を加えることによって決定されている。前記基
本噴射時間は、例えば、エンジン始動性の向上を図るた
め、エンジン始動時には吸入空気量、エンジン回転数に
拘らず所定時間とされることによって、始動時槽重され
、又、始動直後のエンジン回転を安定させるため、エン
ジン始動後の一定時間は増量されることによって、始動
後増量補正され、更に、吸入空気温が低い時に空気密度
が大きくなって空気量が増大することによる空燃比のず
れを防止するため、吸入空気温が低い時に増量されるこ
とＫよって、吸入空気温補正され、又、冷間時の運転性
確保のため、冷却水温の低い時は増量されることによっ
て、暖機増量補正され、更に、加速直後のもたつきの防
止及び加速性能の向上を図るため、加速直後の一定時間
は増量を行なうことによって、暖機時加速増量補正され
、又、高負荷時にエンジン出力を増大させるため、絞り
弁開度が例えば６０°以上の高負荷時に増量を行なうこ
とによって、出力増量補正され、更に、混合気の空燃比
を所定空燃比、例えば理論空燃比近傍とするため、排気
ガス中の酸素濃度に応じて増量比を変化させることによ
って、空燃比フィードバック補正されている。又、触媒
コンバータの過熱防止及び燃費節減のため、或いは、車
速を強制的に押えるため、エンジンブレーキ時、或いは
、車速か規定最高速を越えた時には、燃料噴射を停止し
て燃料カットを行なうようにされている。

このような電子制御式燃料噴射装置、特にデジタル化さ
れたデジタル電子制御式燃料噴射装置によれば、燃料噴
射量を極めて精密に制御することが可能となるという特
徴を有する１、 しかしながら、このような電子制御式燃料噴射装置にお
いて、従来は、始動後増量、暖機時加速増景、出力増量
、暖機増量等の低温増量の合計に対して、特に上限値が
設定されていなかったため、各種センサ類の故障等の異
常時に、各種増量が複合して過増量されると、オーバー
リッチとなってエンジン不具合を発生することがあった
。

なお、従来においても、燃料噴射時間、の最大値は設定
されていたが、この、ような燃料噴射時間の最大値を越
えることがない範囲における低温増量の異常によるオー
バーリッチを防止することはできなかった。

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、各種低温増量の複合による過増量を防止することが
できる内燃機関の電子制御式燃料噴射方法及び装置を提
供することを目的とする。

本発明は、エンジンの吸入空気量とエンジン回転数に応
じて基本の燃料噴射量を算出すると共に、エンジン状態
等に応じて前記燃料噴射量を補正するようにした内燃機
関の電子制御式燃料噴射方法において、低温増量の合計
に対する上限値を、エンジン冷却水温の関数として設定
するようにして、前記目的を達成するようにしたもので
ある〇又、前記低温増量の合計に対する上限値を、始動
後増量と暖機時加速増量とオーバーヒート増量（出力増
量と類以）と暖機増量の合計に対して設定するようにし
たものである。

更に、前記方法が実施される内燃機関の電子制御式燃料
噴射装置を、エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気
量センサと、エンジン回転数を検出する回転数セ／すと
、エンジン冷却水温を検出する冷却水温センサと、絞り
弁開度及び絞り弁開度変化を検出する絞り弁開度セ／す
と、エンジン始動中であることを検出する始動セ／すと
、エンジン内に燃料を噴射するインジェクタと、エンジ
ンの吸入空気量とエンジン回転数に応じて基本の燃料噴
射時間を決定すると共に、エンジン状態に応じて始動後
増量補正、暖機時加速増量補正、オーバーヒート増量補
正、暖機増量補正等の低温増量補正を行ない、更に、前
記低温増量補正の合計が、エンジン冷却水温の関数とし
て設定された低温増量補正の合計に対する上限値を越え
ないように制限して、燃料噴射信号を前記インジェクタ
に出力する電子制御回路と、を用いて構成したものであ
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１１１式燃料噴射方法
が採用された電子制御式燃料噴射装置の実施例は、第１
図及、び第２図に示す如く、エンジンの吸気通路ｌＯに
配設された、エンジンの吸入空気量を検出するエアフロ
ーメータ１２と、エンジン回転に応じたパルス信号を発
生するディストリビュータ１４と、エンジン冷却水温を
検出する冷却水温センサ１６と、前記エアフローメータ
１２内に配設された、エンジン吸入空気温を検出する吸
入空気温センサ１８と、吸気通路１０に配設された絞り
弁２０の開度及び絞り弁開度変化を検出するスロットル
ポジションセ／す２２と、エンジン始動中にスタータ信
号を発生するスタータスイッチ２４と、排気通路２６に
配設された、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度
センサ２８と、変速機３０の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／す３２と、エンジンの吸
気マニホルド３４内に燃料を噴射するためのインジェク
タ３６と、エンジンの吸入空気量とエンジン回転数に応
じて基本の燃料噴射時間を算出すると共に、エンジン状
態に応じて始動後増量補正、暖機時加速増量補正、オー
バーヒート増量補正、暖機増量補正等の低温増量補正を
行ない、更に、前記低温増量補正の合計が、エンジン冷
却水温の関数として設定された低温増量補正の合計に対
する上限値を越えないように制限して、燃料噴射信号を
前記インジェクタ３６に出力するデジタル電子制御回路
３８とから構成されている。第１図において、４０はエ
アクリーナ、４２はサージタンク、４４は点火プラグ、
４６は触媒コンバータであり、第２図において、４ＳＦ
ｉバツテリである。

前記デジタル電子制御回路３８は、第２図に詳細に示す
如く、エアフローメータ１２（吸入空気温センサ１Ｂを
含む）、冷却水温センサ１６、及び、バッテリ４８出力
のアナログ信号をデジタル信号に変換するためのアナロ
グ−デジタル変換器５０と、前記ディストリビュータ１
４、スロットルポジションセンサ２２、スタータスイッ
チ２４、酸素濃度センサ２８、゛車速センサ３２出力の
デジタル信号を入力するための入力インターフェース回
路５２と、中央演算処理回路５４と、リードオンリーメ
モリ５６と、ランダムアクセスメモリ５８と、中央演算
処理回路５４における演算結果をインジェクタ３６に出
力するのに適した燃料噴射信号に変換する出力インター
フェース回路６０とから構成される装置 以下動作を説明する。まずデジタル電子制御回路３８Ｖ
ｉ、、エアフローメーター２出力の吸入空気量Ｑとディ
ストリビュータ１４出力から算出されるエンジン回転数
Ｎにより、次式を用いて、基本噴射時間１を算出する。

ＴＰ＝Ｋ・−・・・・・・・・・・・・（１１ここでＫ
は係数である。

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Ｔ、を補正することにより、有効同期噴射
時間τ、を算出する。

ｆ１＝ＴＰ−ｆ（ム／Ｆ）・ｆ（Ｗｂ）・ｆ（ＴＨＡ）
・（１＋ｆ（ム北）＋ｆ（ＡＦ；Ｗ）＋ｆ（ＯＴＰ）　
）　（１−ｆ（Ｒｅ）　）　・・−・（２＋ここで、ｆ
（Ａ／Ｆ）は空燃比補正係数ミｆ（ＷＬ）は暖機増量補
正係数、ｆ（ＴＨＡ）は吸入空気温補正係数、ｆ（Ａ８
Ｂ）は始動後増量補正係数、ｆ（ＡＥｊＷ）は暖機時加
速増量補正係数、ｆ（ＯＴＰ）はオー・１−ヒート（出
力）増量係数、ｆ（Ｒ８）は減量係数である。

このようにして求められる有効同期噴射時間τ１に、次
式に示す如く、バッテリ電圧が低下した際のインジェク
タ３６の応答遅れ時間に対応する無効噴射時間τ７を加
えることにより、同期噴射時間τ６を算出する。

τ８　＝　τ、＋　τＶ　・・・・・・・・・・・・（
３）この同期噴射時間で８に対応する燃料噴射信号が、
インジェクタ３６に出力され、エンジン回転と同期して
インジェクタ３６が同期噴射時間τ８だけ開かれて、エ
ンジンの吸気マニホルド３４内に燃料が噴射される。

本実施例においては、前記（２）式による燃料噴射時間
の計算時に、第３図に示すようなルーチンが組み込まれ
ている。即ち、まず、エンジン冷却水温に応じて、例え
ば第４図に示すようなエンジン冷却水温と始動後増量補
正係数の初期値ｆ（ムＢＢ）。

の関係を用いて求められた始動後増量補正係数の初期値
ｆ（ＡＳＩＣ）。を、燃料の同期噴射毎に所定減衰率で
減衰することによって得られた始動後増量補正係数ｆ（
Ａ　Ｓ　ＩＣ）と、同じくエンジン冷却水温に応じて、
例えば第５図に示すようなエンジン冷却水温と暖機時加
速増量係数の初期値ｆ（ム］Ｉ！ｗ）。

の関係を用いて求められた暖機時加速増量係数の初期値
ｆ（Ａ　ｆｉ　Ｗ）。を、上限値に到達する迄加速信号
に応じて積算し、一方、燃料の同期噴射毎に所定減衰率
で減衰することによって得られた暖機時加速増量係数ｆ
（ＡｌｅＷ）と、パワー接点信号、エンジン回転数Ｎ、
吸入空気量Ｑ及びエンジン冷却水温に応じて、例えば、
第６図に示すような関係から求められたオーバヒート増
量係数ｆ（ＯＴ　Ｐ）と、定数１を加えたものをレジス
タムに格納する。

ついで、レジスタムに格納された増量値と、例えば第７
図に示すような、エンジン冷却水温と暖機増量補正値Ｗ
Ｌの関係曲線ＷＬ８或いはＷＬＩを用いて求められた暖
機増量補正係数ｆ（ＷＬ）を掛算して、レジスタＢに格
納する。このレジスタＢに格納された値を、第８図に示
すような、エンジン冷却水温の関数として設定されてい
る、低温増量の合計に対する上限値Ｗ８Ａと比較して、
レジスタＢに格納された低温増量の合計が、前記上限値
ＷＩＩＡを越えている場合には、該上限値ＷＢＡをレジ
スタＢに格納する。更に、このようＫして求められる低
温増量の合計が、１より小さいことはあり得ないので、
１より小となった場合にレジスタＢＫＩを入れて、低温
増量補正を行なう。

従って、各種低温増量の複合による過増量が確実に防止
され、各種センサ類が故障した場合でも、オーバーリッ
チとなってエンジン故障となるのが防止される。

本実施例においては、始動後項量と暖機時加速増量とオ
ーバーヒート増量と暖機増量の合計を低温増量の合計に
対する上限値と比較して、低温増量の合計が前記上限値
を越えないようにするだけでなく、比較後の値を、定数
１と比較し、定数１より小である場合には１とするよう
にしているため、特に安全性が高い。

以上説明した通り、本発明によれば、低温増量の異常に
よるエンジン不調を確実に防止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、本発明に係る内燃機関の電子制御式燃料噴射
方法が採用された電子制御式燃料噴射装置が配設された
内燃機関を示す、一部ブロック線図を含む断面図、第２
図は、前記実施例の回路構成を示すブロック線図、第３
図は、前記実施例における燃料噴射量計算ルーチンの要
部を示す流れ図、第４図は、前記燃料噴射量計算ルーチ
ンで用いられている始動後増量補正係数を求めるための
、エンジン冷却水温と始動後増量補正係数の初期値の関
係を示す線図、第５図は、同じく暖機増量補正係数を求
めるための、エンジン冷却水温と暖機時加速増量係数の
初期値の関係を示す線図、第６図は、同じくオーバーヒ
ート増量係数を求めるための、エンジン回転数と、エン
ジン回転数と吸入空気量の比との関係を示す線図、第７
図は、同じく暖機増量補正係数を求めるための、エンジ
ン冷却水温と暖機増量補正値の関係を示す線図、第８図
は、同じく低温増量の合計に対する上限値を求めるため
の、エンジン冷却水温と低温増量の合計に対する上限値
の関係を示す線図である。 １２−・・エアフローメータ、 １４・・・ディストリビュータ、 １６・・・冷却水温センサ、 ２２・・・スロットルポジションセンサ、２４・・・ス
タータスイッチ、 ３６・・・インジェクタ、 ３８・・・デジタル電子制御回路〇 代理人　　高　矢　　論 （ほか１名） ！＄３　図 第り図 エンジン冷却水温

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （り　　エンジンの吸入空気量とエンジン回転数に応じ
   て基本の燃料噴射量を算出すると共に、エンジン状態等
   に応じて前記燃料噴射量を補正するようＫした内燃機関
   の電子制御式燃料噴射方法において、低温増量の合計に
   対する上限値を、エンジン冷却水温の関数として設定す
   るようにしたことを特徴とする内燃機関の電子制御式燃
   料噴射方法。 （２）前記低温増量の合計に対する上限値が、始動後増
   量と暖機時加速増量とオーバーヒート増量と暖機増量の
   合計に対して設定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式燃料噴射方法。 （３）　　エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量
   センサと、エンジン回転数を検出する回転数センサと、
   エンジン冷却水温を検出する冷却水温センサと、絞り弁
   開度及び絞り弁開度変化を検出する絞り弁開度センサと
   、エンジン始動中であることを検出する始動センサと、
   エンジン内に燃料を噴射するインジェクタと、エンジン
   の吸入空気量とエンジン回転数に応じて基本の燃料噴射
   時間を決定すると共に、エンジン状態に応じて始動後増
   量補正、暖機時加速増量補正、オーバーヒート増量補正
   、暖機増量補正等の低温増量補正を行ない、更に、前記
   低温増量補正の合計が、エンジン冷却水温の関数として
   設定された低温増量補正の合計に対する上限値を越えな
   いように制限して、燃料噴射信号を前記インジェクタに
   出力する電子制御回路と、を備えたことを特徴とする内
   燃機関の電子制御式燃料噴射装置。