JPS59128927A - 電子制御燃料噴射装置 - 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】 （技術分野） この発明は、自動車用内燃機関において、スロットルバ
ルブが全閉時の空燃比を適正に制御し、燃焼を安定にし
てエンストの発生を防止する電子制御燃料噴射装置に関
する。

（従来技術） 従来の電子制御燃料噴射装置としては、例えば第１図の
燃料系統、第２図の空気系統、および電子制御系統を組
み合わせたものが知られている。

第１図の燃料系統においては、燃料はツユエルタンク１
よりフユエルボンプ２で吸入され、加圧されて圧送され
る。次にフユエルダンバ３によりフユエルボンプ２で生
ずる燃料の脈動が減衰され、次いでツーエルフィルタ４
でゴミや水分が取り除かれ、グレノシャレギュレータ５
で一定の燃料圧力に調帯された燃料が、機関６の各シリ
ンダ７の吸気弁８近傍においてインテークマニホールド
９に取り付けられたインジェクタ（燃料噴射弁）］。

から、所定の時期に、後述するようにコントロールユニ
ット２２で演算された所定の噴射量Ｔ（噴射時間）だけ
噴射される。余剰燃料はプレッシャレギュレータ５から
ツユエルタンク１に戻される。

図中、１１はシリンダブロック、１２はシリンダブロッ
ク１１の冷却水温度を検出する水温センサ、１３は冷却
水温度が低温の時に機関を始動する際に開いて燃料供給
量を増量するためのコールドスタートバルブである。

空気系統は第２図に示すように、空気はエアクリーナ１
４から吸い込まれて除塵され、エアフローメータ１５に
より吸入空気量Ｑが計量され、スロットルチャンバ１６
においてスロットルバルブ１７により吸入空気量Ｑが加
減され、インテークマニホールド９にお（・て、上述し
たインジェクタ１０から噴射される燃料と混合され、混
合気が各シリンダ７に供給される。スロットルチャンバ
１６には、スロットルバルブ１７が開の時にオフ（ロー
）信号、閉の時にオン（ハイ）信号を出すスロットルス
イッチ】８が取り伺けら゛れ、１９はスロットルバルブ
１７が閉（すなわち、アイドリンク〕の時の吸入空気の
バイパス通路、加はそのバイパス通路１９の空気流量を
調整するアイドルアジャストスクリュー、２１はエンジ
ン始動時およびその後の暖機運転中に補助的に空気量を
調整するエアレギュレータである。

次に電子制御系統はコントロールユニット２２（第２図
）において、エアフローメータ１５かもの吸入空気量Ｑ
信号と機関６のクランク軸に取り付けられたクランクセ
ンサ（図示しない）からの機関回転数Ｎ信号とを受けて
基本噴射量Ｔ。

Ｔ、＝Ｋ（Ｑ／Ｎ）（但し、Ｋは定数）（１）を演算す
る。但し、より一般的にはＱは機関の負荷であるが、最
適例として吸入空気量Ｑを用いるものである。さらに機
関や車両各部位の状態を検出した各種情報を入力して、
噴射量の補正を演算して、実際の燃料噴射量Ｔを求め、
このＴによりインジェクタ１０を各シリンダと同時に機
関１回転につき１回駆動する。

各種補正を詳述すると、インジェクタ１０の駆動陽圧の
変動による補正としてのバッテリ電圧補正゛Ｉ″５は、
第３図に示すように、バッテリ電圧ＶＢに応じて、 Ｔｓ＝ａ＋ｂ（１４−ＶＢ）（２） （但し、ａ、ｂは定数）で与えられる。

機関が充分暖機されていない時の水温増量補正Ｆｔは、
水温に応じて第４図に示す特性図から求める。

円滑な始動性を得るため、および始動からアイドリンク
へのつなぎを円滑に行うための゛始動後増量補正ＫＡｓ
は、スタータモータがオンになった時の初期値ＫＡｓ、
が、その時の水温に応じて第５図に示す特性図から求め
られ、以後、時間の経過と共に０に減少してい（。

暖機が充分性われていない時の発進を円滑にするための
アイドル後増量補正ＫＡｉは、スロットルスイッチ１８
がオフとなった時の初期値ＫＡ＋ｏが、その時の水温に
応じて第６図に示す特性図から求められ、以後、時間の
経過と共にＯに減少してい（。

その他に、排気センサによる補正等を行う場合もある。

また、機関の始動時には次のような制御を行う。

Ｔ４　＝　Ｔ、ｘ　（１＋　ＫＡ８）　Ｘ　１．３　＋
　Ｔ１１　　　　　（３）Ｔ２＝ＴＳＴＸＫＮＳＴｘＫ
ＴｓＴ　　　　　　　（４）の２つの値を演算し、大き
い方を始動時の燃料噴射量Ｔとする。但し、（４）式中
のＴＳＴ、ＫＮＳＴ。

ＫＴＳＴはそれぞれ水温、機関回転数、始動後経過時間
に応じて、それぞれ第７図、第８図、第９図の特性図か
ら求められる。

しかしながら、このような従来の電子制御燃料噴射装置
にあっては、基本噴射量Ｔｐが、吸入空気量Ｑと機関回
転数Ｎに対して（１）式によりｒｐｍ　Ｋ（Ｑ／Ｎ　）
に対応した燃料を噴射する構成をとっているが、スロッ
トルバルブ１７が全閉の時（この時、スロットルを流れ
る空気流は音速に等しい速さのソニック流れとなり、吸
入空気量Ｑが一定となる。）には、Ｔ、はＮに反比例す
るが、しかしシリンダに吸入されるＱはＮには比例せず
、空燃比が過濃になり燃焼が不安定となる。特に、その
ような状態でクラッチを継ぐと、第１０図に示すように
、クラッチ接続と同時に機関回転数Ｎが２０Ｏｒｐｍ　
　・程度下がり、一方吸入空気量Ｑは不変で、基本噴射
量Ｔ、が増加しく実際にシリンダに吸気される空気量は
第１０図のように回転変化に対しお（れをもっているた
め）、空燃比が濃（なり過ぎ、このためエンストを発生
するという問題点があった。

さらに、無負荷回転時には第１１図に示すように、吸気
の脈動やブローバイガスの脈動等により、吸入空気量Ｑ
を検出するエアフローメータ１５の出力値が振動してい
る。従ってこのエアフローメータ１５の出力値をＡ／Ｄ
変換する時点によって吸入空気量Ｑを実際の流量とは異
なる値で処理することがあり、空燃比が安定しないと（
・う問題があった。

（発明の目的） この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、スロットルバルブ全閉の時にクラッチを接枕
する場合などに機関回転数が急激に低下しても、空燃比
の過濃を防止し、燃焼の不安定を解消し、エンストの発
生を防止することを目的とする。そして爵に、無負荷回
転時に吸入視気最の検出値に振動が生じる場合にも、こ
の検出値を適切に処理じて用いることにより、同様に空
燃比を安定させろことな目的とする。

（発明の構成および作用） モとでこの発明の特徴は、検出した機関回転数Ｎから過
去数回の平均値Ｎｒｌを算出するか、または所定時間内
の平均値Ｎｔを算出するか、または特定の機関回転以前
の機関回転数ＮＯを保持しておき、これらＮｎ　＋　Ｎ
ｔ　＋　ＮＯを代表値Ｎ′とすると共に４機関の負荷を
示す吸入空気量Ｑについても所定期間内の検出値の平均
値回を求めてこれを代表値Ｑ′とし・スロットルバルブ
が全閉か否かの機関の運転条件に応じて、機関回転数と
してＮまたはＮ／　（すなわちＮｎ、またはＮｔまたは
Ｎｏ）のどちらか一方を用い、かつ吸入空気量としてＱ
′（ｊなわち互）を用いて基本噴射量Ｔｐおよび燃料噴
射量Ｔを演算し、燃料噴射を行なうものである。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１２図は、この発明の電子制御燃料噴射装置の一実施
例を示すプロノン図である。図において、２３はクラン
クセンサ、１５はエアフローメータ、２４は基準パルス
発生器で機関１回転毎に基準パルスを発生し、］８はス
ロットルスイッチである６部はコントロールユニット、
２６Ｌ）、パルスカウンタで、クランクセンするからの
機関回転１０毎のパルス信号をカウントして、機関回転
数Ｎを出力する。２７はＡ／Ｄｉ換器で、エアフローメ
ータ１５がらの吸入空気量信号をＡ／Ｄ変換し、ディジ
タル値の吸入空気量Ｑ信号を出力する。あは演算回路で
、スロットルスイッチ１８の信号とパルスカウンタ２６
からの機関回転数Ｎ信号とＡ／Ｄｉ換器２７がらの吸入
空気量Ｑ信号、およびメモυ２９の機関回転数の代表値
Ｎ′信号と吸入空気量の代表値Ｑ／　（Ｎ／。

Ｑ′は後述する）その他の内容を入プルて、基本噴射量
Ｔｐ−Ｋ（Ｑ’／Ｎ）またはＴメーＫ（Ｑ’／　Ｎ’　
）を演算し、その出力を演算回路３１に出力する。２９
はメモリで、パルスカウンタ２６から機関回転数Ｎをｎ
個記憶する。このｎは、例えば過去３回と今回の削４個
を記憶する。さらにメモリ２９は吸入空気量Ｑのディジ
タル値を積算するメモリＱと、その回数を数えるための
メモ’ＩＪ　Ｃを有する。３１は演算回路で、演算回路
公の出力を入力して前述した種々の補正を施して、燃料
噴射量Ｔを ’１　＝Ｔｐ　（Ｆｔ　＋　ＫＡ８　＋　ＫＡｉ　）　
＋　’１４　　　　　　（５）または、 Ｔ　＝Ｔｐ　（Ｆｔ　＋　Ｋ’Ａｓ　＋　ＫＡ＋　）　
＋　Ｔｓ　　　’　　　（６）によって演算し、そのＴ
を出力する。

３２はレジスタで、演算回路３１の出力値を転送して一
時格納する。３３はクロックパルス発生器、３４はカウ
ンタで、クロックパルス発生器３３がものクロックパル
スをカウントし、かつ基準パルス発生器２４かもの基準
パルスによりカウント値かりセントされる（０になる）
。３５は比較器、３６はトランジ亥り、１０はインジェ
クタである。比較器３５は基準パルス発生器あからの基
準パルスが入力されると、トランジスタ３６をオフにし
、インジェクタ１゜を開いて燃料の噴射を開成させると
共に、レジスタ３２の値（すなわち燃料噴射量Ｔ）とカ
ウンタ３４の値とを比較しく比較の初期は、レジスタ３
２の値〉カウンタ３４の値である。）、カウンタ３４の
値が大き（なって、レジスタ３２の値＝カウンタ３４の
値となった所でトランジスタ３６をオンにし、インジェ
クタ１０を閉じて燃料の噴射を終了させる。従ってイン
ジェクタ１０は、基準パル乙発生器２４がも基準パルス
が発せられてから燃料噴射量Ｔに対応した時間の間だけ
開き、すなわち機関の１回転毎に燃料噴射量Ｔだけ燃料
が噴射されろ。

次に作用を、第１２図のブロック図、第１３図（ａ）。

（ｂ）のフローチャートおよび第１４図の波形図により
説明する。

クランクセンザ２３からの機関回転１°毎の信号が、パ
ルスカウンタ２６により機関回転数Ｎ信号に変えられて
、演算回路路とメモリ２９に与えられる。一方、エアフ
ローメータ１５の検出信号は、Ａ、　／　Ｄ変換器２７
によりティジタル値の吸入空気量Ｑ信号に、変換されて
、演算回路路およびメモリ２９に与えられる。

第１３図（ａｌに示すルーチンは、一定時間（例えは１
．０　ｍ　ｓｅｃ　）毎に処理されるが、エアフローメ
ータ１５かもの吸入空気量Ｑの検出値がＡ／Ｄ変換され
（ステップ４０）た後、メモリ２ｑのメモリＱにそのＡ
、　／　Ｄ　ｉ換結果が加えられて積算され（ステップ
４１）、メモリＣが１だけインクリメントされて、その
積算の回数が記憶される（ステップ４２）。

次に、第１３図（ｂｌに示すルーチンは、機関１回転に
１度基準パルス発生器２４かもの基準パルスにより起動
されるが、先ず第１３図（ａ）のステップ４１と４２で
得られるメモＩＪ　Ｑの吸入空気量Ｑの積算値をメモリ
Ｃの積算回数で除算して、代表値Ｑ′の一つの例として
の吸入空気量の機関１回転中の平均値Ｑを求めろ（ステ
ップ５０）。次にスロットルスイッチ１８がオンかオフ
かを判別しくステップ５１）、スロットルスイッチ１８
カオフ、すなわちスロットルバルブ１７が開の時は、機
関回転数の検出値Ｎと吸入空気量の平均値互を基にして
、（１）式により基本噴射量Ｔｐが演算回路路において
演算されろ（ステップ５２）。

ステラフ５１テスロノトルスイツチ１８カオン、スなわ
ちスロットルバルブ１７が閉の時は、メモリ２９に記憶
されているｎ個（例えば過去３回と今回の計４個）の機
関回転数Ｎ、倍信号読み出され（ステップ５３）て、演
算回路路において機関回転数Ｎ、の平均値Ｎｎ−（１，
／＋旬ΣＮ１が演算され（ステップ５４）、次いでこの
平均値Ｎｎを基に（１）式に従って基本噴射量’１”、
、　＝　Ｉぐ（−Ｑ／Ｎｎ）が演算され（ステップ５５
）、出力されろ。このようにスロットルスイッチ１８が
オンかオフかに応じて、すなわちスロットルバルブ］７
か開か閉パに応じて、ステップ５２で演算された基本噴
射量Ｔｐ、またはステップ５５で演算された基本噴射量
Ｔ′ｐを基に、成算回路３１において燃料−噴射量ＴＩ
Ｎを（５）式または（６）式に従って演算しくステップ
５６）、このＴをレジスタ３２に転送して一時格納する
（ステップ５７、第１４図（ｂ））。一方、基準パルス
発生器２４０基準パルス（第１４図（ａ）　）によって
カウンタ３４がリセットされる（第１４図（Ｃ））と同
時に、比較器３５にも基準パルスが入力され、トランジ
スタ３６をオフにして、インジェクタ１０を開き（第１
４□□□（ｄ））、燃料噴射を開始する。次いで、時間
の経過と共にカウンタ３４の値が増加しく第１４図（Ｃ
））、比較器３５においてレジスタ３２の値＝カウンタ
３４の値となった所でトランジスタ３６がオンになり、
インジェクタ１０が閉じて（第１４□□□（ｄ））、燃
料噴射が終了する。

第１３図（ｂ）のステップ５８では、メモＩＪ　Ｑとメ
モリＣをクリヤする。

なお、上記実施例では機関回転数の代表値Ｎ′としてｎ
個の検出値Ｎ、の平均値Ｎｎを求めてこれを使用したが
、所定時間（１）内の検出値Ｎの平均値Ｎｔを求めてこ
れを使用してもよ〜・し、あるいは特定の機関回転の１
〜４回転前の機関回転数Ｎ、を用いてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれは、基本噴射量Ｔ
ｐ＝Ｋ（Ｑ／Ｎ）を求めるための機関の負荷Ｑと１−て
、変動の影響を除（ための代表値Ｑ′すなわち所定時間
（例えば１Ｑｌｎｓｅり毎の吸入空気量の検出値Ｑの機
関１回転中の平均値Ｑを用いたので、エアフローメータ
なとのセンサによる特に無負荷運転時の検出値の装動の
影響によるを燃比の不安定が解消される。

さらに、スロットルバルブが全閉の場合には、機関回転
数の急変の影響を除去するための代表値Ｎ／　ｊなわち
所定回数の平均値Ｎｎまたは所定時間内の平均値Ｎｔま
たは特定の機関回転の直前の機関回転数Ｎｏを川（・て
基本噴射量゛Ｊ′、の演算を行なうので、スロットルバ
ルブ全閉時に例えばクラッチ接続などによって機関回転
数が急変しても、基本噴射量従って燃料噴射量゛ｒが過
多になることが防止され、低回転時の空燃比の過濃が防
止されて燃焼が安定し、低回転時にクラッチを接続した
時のエンストの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子制御燃料噴射装置の燃料系統の構成
図、第２図は従来装置の空気系統の構成図、第３図はバ
ッテリ電圧とバッテリ゛亀圧袖正値の関係を示す特性図
、第４図は水温と水温増量補正値の関１糸を示ｊ特性崗
、第５図は水温と始動後増量補正の初期値の関係を示す
特性図、第６図は水温とアイドル後増量補正の初期値の
関係を示す特性図、第７図は水温と補正値ＴＳＴの振１
１糸を示す特性図、第８図は機関回転数と補正値ＫＮ　
Ｓ　Ｔの関係を示す特性図、第９図は始動後経過時間と
補正値Ｋ　Ｔ　Ｓ　Ｔの関係を示す特性図、第１０囚は
従来装置のクラッチ接続時の機関回転数と吸入空気量の
変化を示す図、第１１図はエアフローメータの出力波形
の変動を示す図、第１２図はこの発明の電子制御燃料噴
射装置のブロック図、第１３図（ａ）　、　（ｂ）は第
１２図の装置の作用を説明するフローチャート、第１４
図は第１２図の装置の主要部の出力波形図である。 １０・・・インジェクタ、１５・・・エアフローメーク
、１７・・・スロットルバルブ、１８・・・スロソトル
スインチ、２３・・・クランクセンサ、　Ｕ・・・基準
パルス発生器、謳・・・コントロールユニット、訃、３
］・・・演算回路、２９・・・メモリ、　　　　　　３
２・・・レジスタ、３３・・・クロックパルス発生器、
３４・・・カウンタ、３５・・比較器、　　　　　３６
・・・トランジスタ、Ｔ・・・燃料噴射量、　　　Ｔ、
、　Ｔ′ｐ・・・基本噴射量、Ｑ・・・吸入空気量、　
　　　Ｑ′・・・吸入空気量の代表値、Ｑ・・・吸入空
気量の平均値、Ｎ、Ｎ、・・・機関回転数、Ｎ′・・・
機関回転数の代表値、 Ｎｎ、　’Ｎｔ・・・機関回転数の平均値、Ｎｏ・・機
関回転数の特定値。 特許出願人 日産自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士　　山　本　恵　− 第７図 第８図 第９図 第１０図 時間（Ｓ） 第１１図 土カ 第１３図（ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関回転数Ｎを検出する手段と、機関の負荷Ｑを
   検出する手段と、前記Ｎの所定期間内の吠表値Ｎ′を求
   める手段と、前記Ｑの所定期間内の代表値Ｑ’を求める
   手段と、機関の運転条件に応じて前記ＮまたはＮ′のど
   ちらか一方と前記Ｑ′を用いて基本噴射量′１゛、を求
   め出力する手段と、該Ｔ、倍信号基づいて燃料噴射量Ｔ
   を演算し出力する手段と、該Ｔ信号により燃料を噴射す
   るインジェクタを駆動する手段とからなる電子制御燃料
   噴射装置。
2. （２）　　前記機関の負荷の代表値Ｑ′として、吸入空
   気量の所定時間１ガの検出値の機関１回転中の平均値Ｑ
   を用いる特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）前記機関回転数の代表値Ｎ′として、機関回転数
   の検出値の所定回数の平均値Ｎ。または検出値の所定時
   間内の平均値Ｎｔまたは特定の機関回転の１〜４回前の
   機関回転数Ｎｏを用いる特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の装置。