JPS5828544A - 内燃機関の電子制御式燃料噴射方法 - 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式燃料噴射方法及び装置
に係り、特に、自動車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Ｉｌｌに応じて
前記燃料噴射ｔ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Ｋ、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ためのインジェク
タを１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名同期
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。

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、エアフローメータからの吸入空気
量とディストリビュータからの回転信号を用いて算出さ
れる基本噴射時間に、各センサからの信号により、冷間
時、加速時等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、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、始動時補正され、父、
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ととｆ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帯間が大き
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によっ
て、吸入空気温補正され、又、冷間時の運転性確保のた
め、冷却水編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ＮＩ敏
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ｔｔ−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＃π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
速が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ｆｕ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。

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、エンジン始動状！！！４ｉｃおいては、絞
り弁開餐の変化速度が大である時に発生される加速信号
に応じた暖機時加速増−を行なっていなかったため、始
動性が悪いエンジンの場合［連転者がアクセルペダルを
開閉操作して加速Ｑｉ＠に発生させても、燃料噴射量が
増加することはなく、従って、アクセル操作により始動
性を向上することはできなかった。

一方、エンジン始動状態においても、従来のエンジン始
動後に行なわれているのと同様の暖機時加速増量を行な
うようにして、アクセル操作によりエンジン始動性の向
上を図ることができるようにすることも考えら釣るが、
暖機時加速増量・値の減衰率を、従来のエンジン始動後
と同様の比較的小さな値としたのでは、エンジン回転が
低いエンジン始動状態πおいては、オーバーリッチにな
ってしまい、却ってエンジン始動性を低下させてしまう
可能性があった。

父、従来の暇機時加速増酸においては、暖機時加速増量
値の減衰が、加速信号入力後の経過時間或いｌ（ｉエン
ジン回転に応じて竹なうようにされていたため、エンジ
ン同転数の変化或いは燃料カット等の影響により、エン
ジンの暖機進行状態に正確に対応しないことがあるとい
う問題点を有した。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなざわたもの
で、アクセル操作によりエンジン始動性を向上すること
ができ、しかも、オーバーリッチ等の不具合を生じるこ
とがない内燃機関の電子制御式燃料噴射方法及び装置ｔ
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ｔ゛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ＪＩｌ′？、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、エン
ジン始動状態で、エンジン始動後より増量値が小さく、
且つ、減衰率の大きな暖機時加速増量を行なうようにし
て、前記目的を達成したものである。

又、前記暖機時加速増量値の減衰を、燃料の同期噴射毎
に行なうようにして、エンジン暖機状態の進行と正確、
に対応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ンサと
、エンジン冷却水温を検出する冷却水温センナと、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
射時間を算出すると共に、エンジン暖機中の加速直後は
、エンジン始動状態であっても、前記燃料噴射時間をエ
ンジン始動後より小さな所定量増量補正し、更に、エン
ジン始動後より大きな減衰率で燃料の同期噴射毎に暖機
時加速増量係数を減衰させて、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社、第１図及び
第２図に示す如く、エンジンの吸気通路１０に配設され
た。エンジンの吸入空気量全検出する。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２
０の間質及び絞り弁開度変化を検出するスロットルポジ
ションセンサ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、排気ガス中の酸素製置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ンサ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３
６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、エンジン暖機中
の加速直後は、エンジン始動状態であっても、前記燃料
噴射時間をエンジン始動後より小さな所定量増量補正し
、更に、エンジン始動後より大きな減衰率で燃料の同期
噴射毎子制御回路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、４２１′ｉ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、４８ｔ；ｔバッテリである。

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（ＩＩ入空気温七ンサ１
８を含む）、冷却水温センナ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１４、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とから構成されている。

前記スロットルポジションセンサ２２には、第３１囚に
示す如く、絞り弁軸６２に固着され、絞り弁の間質変化
と連動して移動する可動接点６４と、絞り弁の全閉時に
前記可動接点６４の先端が接触してオンとなり、絞り弁
の全閉状態を検出するアイドル接点６６と、絞り弁開度
が６００以上になった時に前記可動接点６４の先端が接
触してオンとなり、エンジンが高負荷状態にあることを
検出するパワー接点６８と、前記アイドル接点６６とパ
ワー接点６８の中間位置に配設さね、可動接点６８の移
動速度から絞り弁開度の変化速度を検出するためのＡＣ
Ｃ１ｍ点７０及びＡＣＣ２Ｎ点７２が設けられている。

従って、アイドル接点６６及びパワー接点６８のオンオ
フ状！ｌ！４に応じて。

絞り弁開度を検出できるだけでなく、第３図（Ｂｌに示
すように、アイドル接点６６のオフ出力、及び、ＡＣＣ
Ｉ接点７０、ＡＣＣ２接点７２のパルス出力の間隔から
、絞り弁開度の変化速度も検出できるものである。

以下、第４図乃至第７図を参照して、動作を説明する。

本実施例における燃料噴射時間の計算は、第４図に示す
ようにして行なわれる。即ち、まずエンジン回転数が、
例えば５００　ｒｐｍ未満の始動状態であるか、或いＩ
ｄ　５００　ｒｐｍ以上のエンジン始動後の通常状態で
あるかが判定される。エンジン回転数が５０　Ｏｒｐｍ
以上の通常状態である場合には、デジタル電子制御回路
３８は、エアフローメータ１２出力の吸入空気１ｔＱ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ＮＫより。

次式を用いて、基本噴射時間Ｔｐを算出する。

ここでＫは係数である。

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’を補正することにより、有効同期噴
射時間’ｒ　ｔ−算出する。

τ＋＝Ｔｐ−ｆ（Ａ／Ｆ）　・ｆ（Ｗｌ、）　・ｆＣＴ
ＨＡ）　・（１＋ｆ（ＡＳＥ）十ｆ（ＡＥＷ）＋ｆ（Ｏ
ＴＰ））（１−ｆ（Ｒ８））・・・（２）ここで、ｆ（
Ａ／Ｆ）は空燃比補正係数、ｆ（ＷＬ）は暖機増を補正
係数、ｆ　（ＴＨＡ　）は吸入空気温補正係数、ｆ（Ａ
ＳＥ）は始動後増愉補正係数、ｆ（ＡＥＷ）は暖機時力
ロ速増量補正係数、ｆ（ＯＴＰ）はオーバーヒート（出
力）増量係数、ｆ　（Ｒ８）は減量係数である。

一方、エンジン回転数が５００　ｒｐｍ未満のエンジン
始動状態である場合には、デジタル電子制御回路３８の
リードオンリーメモリ５６に予め記憶されている、第５
図に示すような、エンジン冷却水温と始動時基本噴射時
間ｆ　８ＴＡ　の関係を表わしたテーブルから、エンジ
ン冷却水温に応じた始動時基本噴射時間’８ＴＡを読み
出す。ついで、同じくリードオンリーメモリ５６に記憶
されている、第６図に示すような、エンジン冷却水温と
暖機時加速装置補正係数の初期値ｆ（ＡＦＷ）ｏ　　と
の関係を表わしたテーブルから、エンジン冷却水温に応
じた暖機時加速増蓋補正係数の紡期ｉ１　ｆ　（ＡＥＷ
）　。

を読み出す。読み出された暖機時加速増景補正係数の初
期値ｆ（ＡＥＷ）、ｏ　と現在の暖機時加速増篭補正係
数ｆ（ＡＥＷ）を比較し、現在の暖機時加速増量補正係
数ｆ（ＡＥＷ）が、初期値ｆ　（ＡＥＷ）　ｏを越えて
いる場合には、現在の暖機時加速増量補正係数ｆ（ＡＥ
Ｗ）を、初期値ｆ（ＡＥＷ）ｏで制限する。ここで、エ
ンジン始動状態以外の通常状態においては、加速信号の
発生毎に１算されている暖機時加速増量係数ｆ（ＡＥＷ
）の大きさは、初期値ｆ（ＡＥＷ）ｏの３倍程度まで許
容されるものであるが、エンジン始動状態においては、
エンジン回転数が低い状態であるため、オーバ・−リッ
チによる始動不良を防止するべく、暖機時加速増量補正
係数の初期値ｆ（ＡＥＷ）ｏそのもので制限するように
している。テーブル力・ら絖み出さｈた始動時基本噴射
時間τｓＴＡ　Ｋ、このようにして求められたエンジン
始動状ｆｉｔ／ｎおける暖機時加速増量補正係数ｆ（Ａ
ＥＷ）ＶＣ定数１を加えたものを乗算することによって
、エンジン始動状態の有効同期噴射時間τ、が得られる
ものである。

なお、前記の燃料噴射時開の計算に用いらねている暖機
時加速増量補正係数ｆ（ＡＥＷ）は、その上限値ｆ　（
ＡＥＷ）　ｕ　Ｋ到達する迄、加速信号の発生毎に積算
されると共に、第７図に示すような減衰ルーチンに従っ
て、燃料の同期噴射毎に減衰されている。即ち、第７図
に示す如く、まず燃料の同期噴射毎に立てられる噴射フ
ラグの状態から同期噴射時であるか否かを判定する。噴
射フラグが１である同期噴射時においては、噴射フラグ
をおろし、ついで、エンジン回転数に応じて、始動状態
であるか否かを判定する。エンジン始動状態である場合
には、オーバーリッチを防止するべく、エンジンの同期
噴射毎にｉｓｓの減衰率で暖機時加速増量補正係数ｆ（
ＡＥＷ）を減衰させる。一方、エンジン始動後である場
合には、暖機時加速増量補正係数の初期値ｆ　（ＡＥＷ
）　ｏと現在の暖機時加速増量補正係数ｆ（ＡＥＷ）の
大小関係が比較され、現在の暖機時加速増量補正係数ｆ
（ＡＥＷ）が、初期値ｆ（ＡＥＷ）ｏ以上である場合に
は、比較的大きな５％の減衰率で暖機時加速増量補正係
数ｆ（ＡＭ＞を同期噴射毎に減衰させる。又、現在の暖
機時加速増量補正係数ｆ（ＡＥＷ）が、初期値ｆ　（Ａ
ＥＷ　）　。

未満である場合には、比較的小さな０．５−の減衰率で
暖機時加速増量補正係数ｆ（ＡＥＷ）を同期噴射毎に減
衰させる。このようにして、燃料の同期噴射毎に繰返し
減衰された暖機時加速増量補正係数ｆ（ＡＥＷ）が零以
下となった場合ｒｃＦｉ、暖機時加速増量補正係数ｆ（
ＡＥＷ）Ｋ零を代入して、暖機時加速増量補正係数の減
衰ルーチン管終了する。

エンジン始動状態における加速信号と暖機時加速増量補
正係数の関係の一例を第８図Ｋ、エンジン始動後におけ
る加速信号と暖機時加速増量補正係数の関係の一例ｆ第
９図に示す。

なお、エンジン始動状態に対応して暖機時ｉ抑速増量を
行なっている途中で、エンジン回転数力ｔ５００　ｒｐ
ｍを越えてエンジン始動後の状態となった場合には、こ
の時点で、暖機時加速増量補正係数の上限値及び減衰率
を、エンジン始動後の通常状態に対応する値に変更する
。

このようにして求められる通常時、或いは、始動時の有
効同期噴射時間τｌＫ％噴射処理に際して、次式に示す
如く、バッテリ′１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τｖｔ−加える
ことにより、同期噴射時間ＴＢ　を算出する。

τＳ＝τ１＋τｖ　　　”””””°０（３）この同期
噴射時間τ８に対応する燃料噴射信号カー。

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τＢ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。

以上説明した通り１本発明によれば、低温時に始動性が
悪いエンジンに対して、アクセルを操作することによっ
て暖機時加速増普補正を行なうことができ、エンジンの
始動性が向上する。しかも、エンジン始動状態における
暖機時加速増量の上限が、エンジン始動後の上限値より
小とされると共に、エンジン始動状態における暖機時加
速増量の減衰率が、エンジン始動後の減衰率より大とさ
れているので、エンジン始動時に、オーツ（−リンチ等
の不具合を生じることがない等の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の実施例が配
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（４）は、前記実施例に用いられているスロ
ットルポジションセンサの接点構成を示す正面図、第３
図０３）は、同じく、各接点からの出力状態の一例を示
す線図、第４図は、前記実施例における燃料噴射時間計
算ルーチンを示す流れ図、第５図は、前記燃料噴射時間
計算ルーチンで用いられている、エンジン冷却水温と始
動時基本噴射時間の関係を示す線図、第６図は、同じく
、エンジン冷却水温と暖機時ｆＪ口連速増量補正係数初
期値の関係を示す線図、第７図は、前記実施例における
暖機時加速増量補正係数の減衰ルーチンを示す流れ図、
第８図は、前記同じく、エンジン始動後の通常状態にお
ける加速信号と暖機時加速増量補正係数の関係を示す線
図である。 １２・・・エア７０−メータ、１４・・・ディストリビ
ューＪ’、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。 代理人　　高　矢　　　論 （ほか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジンの吸入空気蓋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、エンジン始動状
   態で、エンジン始動後より増量値が小さく、且つ、減衰
   率の大きな暖機時加速増量を行なう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. （２）　　前記暖機時加速増量値の減衰が、燃料の同期
   噴射毎に行なうようにされている特許請求の範２ｆ１第
   １項に記載の内燃機関の電子制御式燃料噴射方法。
3. （３）　　エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量
   センナと、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ｉｔ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、エンジン暖機中の加速直後は、
   エンジン始動状態であっても、前記燃料噴射時間をエン
   ジン始動後より小さな所足皺増量補正し、更に、エンジ
   ン始動後より大きな減衰率で燃料の同期噴射毎に暖機時
   加速増量補正係数を減衰させて、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。