JPS5939940A - 電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

電子制御燃料噴射装置

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JPS5939940A
JPS5939940A JP57149937A JP14993782A JPS5939940A JP S5939940 A JPS5939940 A JP S5939940A JP 57149937 A JP57149937 A JP 57149937A JP 14993782 A JP14993782 A JP 14993782A JP S5939940 A JPS5939940 A JP S5939940A
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Toshimitsu Ito
利光 伊藤
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    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
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    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
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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、機関の加速時の応答性を改善する電子制御燃
料噴射装置に関する。
機関の吸気管圧力Pあるいは吸入空気流量Qに関係して
基本燃料噴射量を計算する従来の電子制御燃料噴射装置
では、スロットル開度θthの線形関数となる出力電圧
を発生する線形型スロットルセンサが設けられ、加速期
間の空燃比をスロットルセンサの出力と吸気管圧力Pあ
るしかし軽負荷域からの加速の場合、吸気管圧力Pある
いは吸入空気流量Qがスロットル開度θthのわずかの
増大に対して非常に増大するので、加速期間の空燃比を
加速状態に応じて適切に制御することが難しく、また、
線形型スロットルセンサの構造が接点式スロットルセン
サの構造に比べて複雑となってコストが増大している。
本発明の目的は、線形型スロットルセンサを用いずに、
加速期間の空燃比を適切に制御することができる電子制
御燃料噴射装置を提供することである。
この目的を達成するために本発明によれば、燃料噴射弁
を電気信号により操作して燃料噴射弁から燃料を吸気系
へ噴射する電子開側1燃料噴射装置において、時間tに
関する吸気管圧力あるいは吸入空気流量の2次像分d2
X/dL2を検出し、d2X/dt2に関係して同期燃
料噴射量を増大する。
X(=吸気管圧力Pあるいは吸入空気流量Q)の2次の
時間微分d”)(/dt2に基づいて同期燃料噴射量が
増大されるので、加速開始俊速やかに燃料噴射を増大す
ることができるとともに、加速状態に関係した量の燃料
噴射を正確に行なうことができる。
d2X/dt2に関係して同期燃料噴射量が増大される
ので、d2X/dt”) Bの期間が長く続く程、同期
燃料噴射量の増大分は増大し、またa2x/dt2<B
になった後もなおしばらく同期燃料噴射量の増大が保持
される。
本発明の好ましい実施態様によれば、同期燃料噴射量の
補正係数を1+FTCと定義し、a2x/dt2 を所
定の周期で検出し、d2X/dt2〉所定値Aであれば
d2X/ d t2に関係する値だけli’ T Cを
増大させて同期燃料噴射量の最初の加速燃料増大を行な
い、d2X/dt2〉所定値Bであればd2X/ d 
t2に関係する値だけFTCを増大させて同期燃料噴射
量の2回目以降の加速燃料増大を行なう。FTCは所定
の周期で所定量ずつ減少し、A<Bである。A<Bの設
定により同期燃料噴射量の加速燃料増大を早めることが
できる。
別の好ましい実施態様によれば、所定時間tcにおける
Xの変化量をΔX1所定“時間taにおけるΔXの変化
量をΔΔXa%  taよシ長い所定時間tbにおける
ΔXの変化量をΔΔXbと、それぞれ定義し、同期燃料
噴射量の最初の加速燃料増大はΔΔXa>Aの場合に行
ない、同期燃料噴射量の2回目以降の加速燃料増大はΔ
Δxb>Bの場合に行なう。また同期燃料噴射量の補正
係数を1+FTCと定義し、FTCをΔΔXaあるいは
ΔΔXbに関係して補正する。ΔΔXaを充分に長い時
間taにおけるΔXの変化量とすることにより、同期燃
料噴射の最初の加速燃料増大を早めることができる。
図面を参照して本発明を説明する。
第1図において吸気通路1には上流から順番にエアクリ
ーナ2、スロットル弁3、サーフタンク4、および吸気
管5が設けられる。・く4741通路9は、スロットル
弁3より上流とサージタンク4とを接続し、ノ々ルスモ
ータ制御の制御弁10により流通断面積を制御される。
アイドルスイッチ11はスロットル弁3がアイドリング
開度である場合にはオンであり、スロットル弁3がアイ
ドリング開度より大きく開かれているとオフとなってい
る。圧力センサ12はサージタンク4から導かれた吸気
管圧力Pを検出する。燃料噴射弁13は吸気ポート近傍
に設けられて燃料噴射パルス信号に関係して吸気系へ燃
料を噴射する。機関16の燃焼室17は、シリンダヘッ
ド18、シリンダブロック19、およびピストン20に
よシ画定され、点火プラグ21を備える。混合気は吸気
弁22を通って燃焼室17へ導かれ、排気ガスは排気弁
nを通って燃焼室17から排気管27へ排出される。空
燃比センサとしての酸素センサ昂は排気管27に取付け
られて排気管中の酸素濃度を検出する。水温センサ29
はシリンダブロック19に取付けられて冷却水温度を検
出する。気筒判別センサ32および回転角センサ33は
配電器34の回転軸35の回転からクランク角を検出し
、クランク角がそれぞれ720°および30°変化する
ととに1個のパルスを発生する。電子制御装置38は各
センサから入力信号を受け、電磁弁10、燃料噴射弁1
3、および点火装置39へ出力信号を送る。
点火装置39の二次点火電流は配電器34ヲ経て各燃焼
室17の点火プラグ21へ送られる。
第2図は電子制御装置38の内部のブロック図である。
CI”U44、A/D(アナログ/デジタル変換器) 
45、Ilo  (入出力インタフェース)・RAM4
6、ROM・l1047、およびバックアップRAM4
8はバス49により互いに接続される。バックアップR
AM48はエンジンスイッチがオフの期間も電源へ接続
され記憶を保持する。圧力センサ12および水温センサ
29のアナログ信号はA/D45へ送られる。アイドル
スイッチ11.気筒判別センサ32、および回転角セン
サ33のIij 力はIlo・RAM46のl10部へ
送られる。酸素センサ28の出力は比較器50を経てl
10−RAM46のl10部へ送る。燃料噴射弁13は
CP U 44から燃料噴射パルスを送られる。点火装
置32はIlo・RAM46のl10部から制御信号を
受ける。ステップモータ制御の制御弁10はROIVI
・l1047のl10部から制御パルスを受ける。
第3図は本発明のプログラムのフローチャートである。
圧力センサ12の検出値としての吸気管圧力Pは10m
5ecごとにA/D変換され、A/D変換の終了に伴う
割込みルーチンとしてこのプログラムは実行される。ス
テップ55では今回の吸気管圧力P (k)と前々回、
すなわち20m5ec前の吸気管圧力P(k−2)との
差P (k)−P (k−2)を計算し、その差をΔP
■へ代入する。20yusec当たりのPの変化量とし
てのΔPは時間tに関するPの微分dp/dtと等価で
ある。ステップ56では今回のΔP (k)と前回、す
なわち10ノπsec前のΔP(k−1)との差ΔP’
(k)−Δp(k−1)をΔΔP (k)へ代入する。
10771sec当た如のΔPの変化量としてΔΔPは
時間tに関するPの2次像分d2P/dt2と等価であ
る。ΔΔPを2071Lsecではなく 10m5ec
当たりのΔPの変化としたのは加速を速やかに検出して
後述のステップ66を実行するためである。ステップ5
7ではアイドルスイッチがオンがオフかを判定し、オフ
である場合のみ以降のステップを実行する。したがって
減速中では非同期加速燃料噴射、加速燃料増大は行なわ
れない。ステップ58ではΔP(k)(0か〉0を判定
し、ΔP(k)〉oである場合のみ以降のステップを実
行する。したがってスロットル開度が減少して吸気管圧
力が低下する場合には加速燃料噴射は行なわれない。ス
テップ59ではフラグF=1か0かを判定し、F−0で
ある場合はステップ65へ進み、F二1である場合はス
テップ70へ進む。フラグFはアイドルスイッチ11が
オンからオフになった時に、すなわちスロットル弁3が
アイドリング開度から開かれた時にリセットされて0と
なる。したがって加速開始後の最初のプログラム実行で
はF=0であり、ステップ65へ進む。ステップ65で
はΔΔP(k)>所定値Aか否かを判定し、ΔΔP(k
)>Aである場合のみ次のステップ66へ進む。ステッ
プ66ではクランク角に同期しない非同期加速燃料噴射
を1回行なう。この非同期加速燃料噴射により燃料噴射
弁13は例えば2rILSeCだけ燃料を吸気系へ噴射
する。ステップ65のAは後述のステップ70における
所定値Bより小さい値に設定されるので、加速開始時の
最初の非同期加速燃料噴射を速やかに行なうことができ
る。ステップ67ではフラグFをセットして1にする。
したがって非同期加速燃料噴射が1回行なわれだ後はス
テップ60においてF==1の判定が行なわれ、ステッ
プ70へ進む。ステップ70ではΔΔP(k、)>所定
値Bであるか否かの判定が行なわれ、ΔΔP (k)〉
Bである場合のみステップ71へ進む。ステップ71で
は非同期加速燃料噴射を行なう。この非同期加速燃料噴
射における燃料噴射時間τau−40×ΔΔP ■+1ooomSeCとする。この式でΔΔPはRAM
内に時間tに関するPの2次微分値d2P/dt  と
して記憶されている2進数データであり、ΔΔPのLS
B (最下位ビット)の1は1.22mmHgに対応し
ている。したがってΔΔPが50FamHgである場合
はτauは約2.6m5ecである。
したがって加速期間でかつΔΔP (k) > Bに維
持されている期間で1077Lsecごとに非同期加速
燃料噴射が行なわれる。ステップ75はステップ67お
よび71の実行に続いて行なわれ、FTCは加速燃料補
正値である。ステップ75ではFTC+C・ΔΔPをF
TCに代入する。ただしCは定数である。クランク角に
同期して燃料噴射弁13がら噴射される燃料の最終燃料
噴射量Tfは次式により表わされる。
Tf=Tpxf(K)xf(G)X(1+FTC)ただ
しTpは基本燃料噴射量であり、P/Nに比例1〜(N
は機関回転速度)、f (K)は冷却水温度、吸気温度
、酸素センサ詔の出力等に関する補正係数であシ、’f
(G)は空燃比の学習制御に関する。補正係数である。
しだがってI” T Cが増大する程Tfも増大する。
第4図は5 m secごとに行なわれるI” T C
を減少するための割込みルーチンである。ステップ77
でFTCから所定量ΔFTCを引いた値1” T C−
ΔFTCをFTCに代入する。
第5図は加速期間のスロットル開度θth、実際の吸気
管圧力Pr1圧カセンサ12にょシ検出された吸気管圧
力P、20ynsec当たυのPの変化量ΔP、10m
5ec当たりのΔPの変化量ΔΔP1および燃料噴射弁
13の駆動電圧、および1 +FTCの時間変化を示し
ている。駆動電圧が低レベルである期間に燃料噴射弁1
3は開状態に維持され燃料を噴射する。時刻t1におい
て加速が開始されるとスロットル開度θthが00から
増大する。これに伴って実際の吸気管圧力Prが増大し
、圧カセンサエ2の検出値としての吸気管圧力Pも増大
する。Pにはオーバシュートが生じている。燃料噴射I
aは、アイドルスイッチ11がオンからオフへ変化した
時に行なわれる。Ibはクランク角に同期して行なわれ
る同期燃料噴射であり、噴射量P、したがって機関負荷
の関数としての基本燃料冷却水温度で補正した量に相当
する噴射である。Icはステップ66の実行に伴って行
なわれる非同期加速燃料噴射であシ、時刻tl以後、Δ
ΔPが所定値Aを越えると行なわれる。Idはステップ
71の実行に伴って行なわれる非同期加速燃料噴射であ
り、icの実施後、ΔΔP)Bが維持されている期間は
107n seeの周期で行なわれる。ΔΔPはΔPよ
シ加速開始時における上昇が大きいので、加速開始を速
やかかつ正確に検出して非同期加速燃料噴射を実施する
ことができ、またΔΔPの増大はスロットル開度θth
の増大をよく反映しているので、加速の状態に応じて非
同期加速燃料噴射、[dを行なうことができる。1+F
TCは時刻L1におけるアイドルスイッチ11のオンか
らオフへの変化に伴って所定量りだけ増大し、その後第
4図のステップ77の実行ごとにΔFTCずつ減少する
ΔΔPがAを越えると1+FTCはC・ΔΔPだけ増大
し、第3図のステップ72の実行ごとに1+FTCは所
定の上限まで増大する。その後はΔΔPくiになった後
もなおしばらくは1+FTC〉1.0に保持され、同期
燃料噴射の加速燃料増大が続く。したがって燃料噴射量
を加速状態に正確に合わせることができる。
第6図は本発明の別のプログラムのフローチヤードであ
る。このプログラムは第3図のプログラムと同様にPの
A/D変換終了に伴う割込みルーチンとして101nS
eCごとに実行される。
ステップ88では今回の吸気管圧力P (k)と前々回
、すなわち20m5ec前の吸気管圧力P(k−2)と
の差P (k) −P (k−2)を計算し、その差を
ΔP (k)に代入する。ステップ89ではフラグFが
1か0かを判定し、F=0であればステップ91へ進み
、F=1であればステップ101へ進む。
フラグFはアイドルスイッチ11がオンからオフへ変化
した時にリセットされ、後述のステップ96においてセ
ットされる。したがって最初の非同期加速燃料噴射がな
お行なわれていない場合にはF=0であり、ステップ9
1へ進む。ステップ91では今回のΔP(k)と前々回
、すなわち20m5ee前のΔP、(k−2)との差Δ
P (k)−ΔP(k−2)をΔΔpaに代入する。ス
テップ92ではΔΔpa)所定値Aであるか否かを判定
し、ΔΔPa>Aである場合のみ以降のステップへ進む
。ステップ93ではアイドルスイッチ11がオンかオフ
かを判定し、オフである場合のみ以降のステップへ進む
。しだがって減速期間に非同期加速燃料噴射を行なうこ
とは回避される。ス与ツブ94ではΔP(k)<0か否
かを判定し、ΔP (k)〉0である場合のみ以降のス
テップ実行する。1.たがってPが減少している期間の
非同期加速燃料噴射は回避される。ステップ95ではク
ランク角に同期しない非同期加速燃料噴射を1回行なう
。この非同期加速燃料噴射における燃料噴射時間は一定
値、例えば2m5ecに選定する。またステップ92の
Aはステップ1020Bより小さい値に選定されるので
、ステップ95の実行は加速俊速やかに行なわれる。ス
テップ96ではフラグFをセットして1にする。しだが
ってプログラムの次回の実行からはステップ89ではF
=1の′r4]定か行なわれる。ステップ97について
はステップ106とともに後述する。ステップ101で
は今回のΔP (k)と前回、すなわち10m5ec前
のΔp(k−1)との差ΔP (k)−ΔP(、に−1
)をΔΔpbに代入する。ステップ102ではΔΔPb
>Bか〈Bかの判定を行ない、ΔΔPb:>Bである場
合のみ以降のステップを実行する。ただしB(Aである
ステップ103ではアイドルスイッチ11がオンかオフ
かの判定が行なわれ、ステップ104ではΔP(k)<
0か〉0かの判定が行なわれ、アイドルスイッチ11が
オフでΔP (k)〉0である場合のみ以降のステップ
へ進む。ステップ105では非同期加速燃料噴射を行な
う。この非同期加速燃料噴射における燃料噴射時間τa
uは次式により表わされる。
40×ΔΔpb 7au=1+゛1000 この式でΔΔPb1d、RAM内に記憶されている2進
数データであり、ΔΔpbのLSB (最下位ビット)
の1は1.22 mm Hgに対応している。したがっ
てΔΔpbが50711171WHgである場合はτa
uは約2.6m5ecである。加速期間でΔΔpb;>
Bが維持される期間では1’0771secごとにステ
ップ105が実行されて非同期加速燃料噴射が行なわれ
る。
ステップ97 、106はそれぞれステップ96および
105の実行に続いて行なわれ、FTCは加速燃料補正
値である。ステップ97ではFTC+CI・ΔΔpaを
FTCに代入し、ステップ106ではF’TC+C2・
ΔΔpbをFTCに代入する。ただしCI。
C2は定数である。最終燃料噴射量Tfは第3図の場合
と同様な式で表わされるので、F T’Cが増大する程
、Tfも増大する。
第7図は第3図のプログラムを実行する電子制御機関の
加速期間のΔΔPa、ΔΔpb、燃料噴射弁13の駆動
電圧、および1+FTCの時間変化を示している。Ia
、 ■b、Ic、 ■dについては第5図の場合に説明
した通シである。一連の非同期加速燃料噴射のうち最初
のものをできるだけ速やかに行なうためにはAを小さい
値に選定すればよいが、ノイズに因る誤作動を防止する
だめにAの値には限界がある。この実施例では充分に長
い時間、例えば20771sec当たりのΔPの変化量
ΔΔpaが検出され、とのΔΔpaをAと比較するので
、最初の非同期加速燃料噴射Icを早めることができる
とともに、同期加速燃料噴射計算の基礎となる1+FT
Cの増大時期も早めることかできる。
実施例では吸気管圧力Pにより基本燃料噴射量を計算す
る電子制御機関を示したが、本発明は吸入空気流量Qに
より基本燃料噴射量を計算する電子制御機関にも適用可
能であることはいうまでもない。この場合第3図、およ
び第5図ないし第7図のP、ΔP、ΔΔP、ΔΔPa、
ΔΔpbはそれぞれQ、ΔQ、ΔΔQ、ΔΔQ atΔ
ΔQbに置き換えられる。
このように本発明によれば、時間tに関する吸気管圧力
および吸入空気流量の2次微分としてのd2X/dt2
に関係して同期燃料噴射量が増大されるので、加速期間
の燃料噴射量を加速状態に関係して正確に行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される電子制御機関の全体の概略
図、第2図は電子制御装置のブロック図、第3図は本発
明のプログラムのフローチャート、第4図は加速燃料補
正値を減少する時間割込みプログラムのフローチャー1
・、第5図は第3図のプログラムを実行する電子制御機
関における加速燃料補正係数等の時間変化を示すグラフ
、第6図は本発明の別のプログラムのフローチャート、
第7図は第3図のプログラムを実行する電子制御機関に
おける加速燃料補正係数等の時間変化を示すグラフであ
る。 1・・・吸気通路、12・・・圧力センサ、13・・・
燃料噴射弁、38・・・電子制御装置。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社。 代理人 弁理士  中  平      治、j、:I
、、i′J。 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、燃料噴射弁を電気信号により操作して燃料噴射弁か
    ら燃料を吸気系へ噴射する電子制御燃料噴射装置におい
    て、時間tに関する吸気管圧力あるいは吸入空気流量の
    2次像分d2X/dt  を検出し、d2X/dtに関
    係して同期燃料噴射量を増大することを特徴とする、電
    子制御燃料噴射装置。 2、  d2X/dt2を所定の周期で検出し、d2X
    /dt2〉所定値Aであれば同期燃料噴射量の最初の加
    速燃料増大を行ない、同期燃料噴射量の2回目以降の加
    速燃料増大はd2X/dt2〉所定値 Bであれば行な
    うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子制
    御燃料噴射装置。 3、 同期燃料噴射量の補正係数を1+FTCと定義し
    、d2X/dt2) AあるいはBであればd2X/d
    t  に関係する値だけFTCを増大するととを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の電子制御燃料噴射装置
    。 4、  FTCを所定の周期で所定量ずつ減少させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の電子制御燃
    料噴射装置。 5、A(Bであることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項ないし第4項のいずれかに記載の電子制御燃料噴射装
    置。 6、 所定時間tcにおけるXの変化量をΔX1所定時
    間taにおけるΔXの変化量をΔΔXa、taより長い
    所定時間tbにおけるΔXの変化量をΔΔXbと、それ
    ぞれ定義し、前記d2X/dtをΔΔ)(aおよびΔΔ
    Xbによシ代用し、同期燃料噴射量の最初の加速燃料増
    大はΔΔXa>Aの場合に行ない、同期燃料噴射量の2
    回目以降の加速燃料増大はΔΔXb)Bの場合に行なう
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子制御
    燃料噴射装置。 7、 同期燃料噴射量の補正係数を1+FTCと定義し
    、ΔΔX a ) AあるいはΔΔXb>BであればΔ
    ΔXaあるいはΔΔxbに関係する値だけFTCを増大
    することを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の電子
    制御燃料噴射装置。 8、  FTCを所定の周期で所定量ずつ減少させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第7項に記載の電子制御
    燃料噴射装置。 9、A(Bであることを特徴とする特許請求の範囲第6
    項ないし第8項のいずれかに記載の電子制御燃料噴射装
    置。 10、  tc=taであることを特徴とする特許請求
    の範囲第9項記載の電子制御燃料噴射装置。
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Cited By (1)

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