JPS5945826B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料供給装置に関し、特に吸入空気
量センサと、クランク角センサ等の機関回転数検出手段
と、排気の酸素濃度センサと、スロットル全閉スイッチ
等の加減速検出手段と、前記機関回転数検出手段で検出
された機関回転数と吸入空気量センサの出力の関数とを
パラメータとして予じめ記憶されている補正係数の二次
元テーブルとを有し、機関回転数と吸入空気量センサ出
力とに応じた二次元テーブルの中の補正係数の値を読み
出し、補正係数値がある一定範囲内にある時は酸素濃度
センサ出力によって混合比が理想値となるように燃料供
給量をフィードバック制（財）し、補正係数が上記範囲
を超えた時は燃料供給量を補正係数に応じて補正し前記
フィードバック制御を停止する機能を有する内燃機関の
燃料供給装置に関する。

上述の型式の内燃機関は吸気管に取付けた吸入空気量セ
ンサ出力とした吸入空気量とクランク角センサによって
測定される機関回転数から演算回路は基本燃料噴射量を
演算する。

吸入空気量と回転数との補正係数二次元テーブルを演算
回路内に記憶し、その時の吸入空気量と回転数とに対応
するテーブル値を記憶素子から読み出して基本燃料噴射
量に対する補正係数とする。

補正係数が１の時は酸素濃度センサの信号を基にして燃
焼室内の燃焼が理想混合比となるように燃料噴射量をフ
ィードバック制御する。

これをλコンドロールド称する。

補正係数が１を超える時は基本燃料噴射量に補正係数を
乗じた値を燃料噴射量とし、λコントロールは遮断する
。

しかし、上述の燃料供給装置の問題点として、加速減速
時には吸入空気量センサの出力に例えば第６図に示す遅
れとオーバーシュートがあるため吸入空気量Ｑの計算が
不正確となり、従って補正係数の算出も不正確となる。

特に変速操作直後は燃料噴射量が過多となり、排気内の
ＣＯ濃度が増加する。

別の問題点として、補正係数の二次元テーブル値が１と
１以外との境界の運転領域においては、λコントロール
と補正係数による混合比補正との間を頻繁に往復してハ
ンチングを生じ、運転性を悪化する。

本発明の目的は、上述の問題点の生じない燃料供給装置
を提供するにある。

本発明による内燃機関の燃料供給装置は、前述の型式に
おいて、吸入空気流量の急変時（例えば加減速時変速機
の変速操作時等）には補正係数値が前記範囲外である時
も前記補正係数による補正を行わない。

本発明によって加速時はλコントロールのみとすること
によって、酸素濃度センサ出力によるλコ′ントロール
が行われ、吸入空気量センサの誤差を補正する。

□本発明の実施例によって、補正係数値の
一定範囲内外に応する２種の制御にそれぞれヒステリシ
スを持たせる構成とする。

上述の構成によって、λコントロールと補正係数による
補正との２種の制（財）の間を往復してハンチングを生
ずることがなく、運転性を害することはなく、円滑な制
御が可能となる。

本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。

第１図は本発明による内燃機関の燃料供給装置の概念図
を示す。

機関の燃焼室１に吸気管２と排気管３とが連結され、吸
気管２に取付けた燃料噴射弁７から機関の１回転につい
て１回噴射される燃料は吸気管２を通る空気と混合して
混合気となり、燃焼室１で燃焼する。

燃焼室１からの排気は排気管３を通り、三元触媒１０に
よって排気内の一酸化炭素と不完全燃焼炭化水素とを酸
化し、窒素酸化物を還元して排気を清浄化して外気に放
出する。

吸気管２を通る空気量はフラップ式エアフローメータ又
は熱線式エアフローメータ等の吸入空気量センサ４によ
って測定感知される。

吸気管に取付けたスロットル弁にスロットル全閉スイッ
チ１２を結合する。

機関の冷却水温を感知する水温センサ９をシリンダに取
付ける。

排気管３内の排気の酸素濃度を０２センサ′６によって
感知する。

クランク軸１１にクランク角センサ５を取付ける。

演算回路８はＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ、Ｒ
ＯＭ、入出力インターフェース回路等を有する。

吸入空気量センサ４．クランク角センサ５，０゜センサ
６、水温センサ９．スロットル全閉スイッチ１２の信号
は演算回路８に入力される。

演算回路８は入力信号に応じて所定燃料供給量を演算し
燃料噴射弁７を駆動して燃料を噴射する。

第２図は本発明による燃料噴射量演算過程を示すフロー
チャートである。

第１に吸入空気量センサ４の入力ＱＡとクランク角セン
サ５の入力Ｎから基本燃料噴射量ＴＰの算出１３を行う
。

この算式は例えば、ＴＰ＝に−ＱＡ／Ｎとなり、１回転
当りの吸入空気量にほぼ比例する（Ｋは係数）。

次に水温センサ９の信号によって燃料噴射量の補正計算
１４を行う。

次に水温補正された噴射量ＴＰと回転数Ｎに応じて、予
じめ設定され演算回路８内のＲＯＭに記憶された二次元
テーブルから補正係数ＫＭＨの値の読出し１５を行う。

ここで第３図はＲＯＭに格納されるデータの例を示す。

ＴＰ又はＮがテーブルの分割点の中間の値である時は補
正計算によって補正係数を算出する。

次の過程ブ詰ンク１６〜２３においては、補正係数ＫＭ
Ｒの大きさに従って、基本燃料噴射量ＴＰに補正係数を
乗じての補正計算を行い、又は０□センサ６の信号に従
って燃料量を修正し混合比が理想値となるようにするフ
ィードバック制術、即ちλコント西−ルを行う。

第２図のブロック１７によって、ＫＭＲが１，０８より
大きい時はλコントロールのクランプ（λコントロール
の停止）フロック２１を経て補正係数ＫＭＲによる補正
計算（ブロック２３）を行い、補正係数ＫＭＲが１．０
８より小さい時はλコントロールによる補正（ブロック
２０）を行う。

ブロック１７′によって水温がある一定値、例えば１０
°Ｃよりも□低い場合、始動中０２センサが十分活性化
していない場合、燃料遮断中、燃料遮断終了後０．２秒
間はλコントロールをクランプしＪブロック２３のＫＭ
Ｒによる補正計算を行う。

しかし、吸入空気流量の急変する加速間即ち変速操作後
２秒間の場合（ブロック１９）ではλコントロールを行
うことにより例えば吸入空気量センサあオーバーシュー
ト等による燃料側術の異常を防止することができる。

変速操作の判別プログラムを第４図に示し、スロットル
全閉スイッチ１２のオン３０の場合、オフからオン直後
３１の時にタイマの起動３２を行う。

スロットル全閉スイッチオフの場合３０′からオフ直後
３３である場合にはタイマー１秒以下３４の時に変速直
後と判定３５し、第２図のブロック１９に信号を送る。

第２図のブロック１６ 、１７ 、１８，２２，２４は
補正係数ＫＭＲの値による制御にヒステリシスをもたせ
、制御方法の頻繁な変動を防ぐためである。

第５図は第２図のプログラムによるヒステリシスをＫＭ
Ｒ値を横軸とし実際の補正率を縦軸として示したもので
ある。

即ち、λコントロールによる補正２０を実施中にＫＭＲ
が１．０８より犬（ブロック１７）となった時はλコン
トロールのクランプ（ブロック２１）、ＫＭＲによる補
正（ブロック２３）を行う。

この補正間にＫＭＲの値が１．０２より小さくなった時
１８にはＫＭＲによる補正を中止してλコントロールに
よる補正（ブロック２．０）を行う。

上述のヒステリシスを与えるために第２図に示すフロー
チャートのブロック１６は後述するブロック２２によっ
て制（財）されてデジタル値ＦＫＭＲ１，０の伺れかに
固定される。

最初の段階ではＦＫＭＲは０であり、ブロック１７にお
いて補正係数１．０８よりも小さい時にブロック２０を
通ってλコントロールによる補正を行う。

補正係数１．０８よりも大きい時はブロック１９によっ
て変速後２秒以内でない時にλコントロールクランプ（
ブロック２１）を行い、次にブロック１６のＦＫＭＲを
１にセットする。

次に補正係数による補正計算（ブロック２３）を行う。

このため、次の演算過程ではＦＫＭＲが１にセットされ
るため、ブロック１８に入り、補正係数が１．０２より
も小さくなるとλコントロールによる補正（ブロック２
０）を行いブロック２４でＦＫＭＲを０とする。

このため、こんどは補正係数が１．０８よりも大きくな
らなければ補正係数による補正（ブロック２３）を行な
わない。

かくして演算プログラムとして第５図の矢印に示すヒス
テリシスを持たぜることか可能となり、制御のバンチン
グを防止することができる。

第６図は吸入空気量の時間的変化を示し、時間ｔ１でス
ロットルを開いて加速した例を示す。

実際に燃焼室に入る空気量は実線で示し、吸入空気量セ
ンサ出力を点線で示す。

図に示す通り、吸入空気量センサ出力はスロットル開の
最初の段階で僅かな応答遅れがあり、次に大きなオーバ
ーシュートがある。

このため、吸入空気量計算が不正確になる。

減速時にはオーバーシュートとは反対方向の遅れが生ず
る。

上述の不正確を生じないための本発明の実施例を第７図
に示す。

第７図のフローチャートは第２図のフローチャートを修
正したものであるため、同様のプログラムの□ブロック
は同じ符号で示し、重複説明を行わない。

最初に吸入空気量センサ入力値ＱＡとクランク角センサ
入力値Ｎから基本燃料噴射量ＴＰを算出する。

次のブロック４０で加減速時か否かを確かめる。

加減速時でない時にはブロック４１で基本燃料噴射量を
そのまト使用して修正値′ＩｖＰとみなし、次のブロッ
ク４２で修正値′ＩｖＰを使用して補正係数ＫＭＲをＲ
ＯＭ内の第３図に示したテーブルから読み出す。

ブロック４０で加減速時と決定した時はブロック４３に
おいて吸入空気量センサの応答補償のための噴射量補正
を行い、修正値Ｔ′Ｐを得る。

この値をブロック４２に供給して補正係数の読み出しを
行う。

この後の過程は第２図の場合とほぼ同様である。

加減速の判定と修正値の例を第８図第９図に示す。

加減速の判定には第１図のスロットル全閉スイッチ１２
のオンオフによって行い、第８図の加速の場合は、スロ
ットル全閉スイッチ１２がオンからオフとなれば加速と
判定し、約１秒間上述のＴ’ｐ ／ ＴＰを１以下とす
る。

曲線形状に代えて近似直線を使用することもできる。

第９図は減速の例を示し、スロットル全閉スイッチがオ
フからオンとなった時に減速と判定し、約１秒間はＴ’
ｐ／Ｔｐを１よりも犬とする。

第９図は近似値として直線を使用した例を示す。

第８図第９図はアナログ表示としたが実際はデジタル値
としてＲＯＭに記憶させておく。

上述によって明らかにされた通り、本発明によって、第
２図に示す通り、吸入空気流量の急変時例えば加減速直
後の２秒間は補正係数を使用せずにλコントロールによ
る制（財）を行い、さらに又加減速に際して第７〜９図
に示す通り吸入空気量センサの特性に応じた修正値によ
って制（財）することによって、センサのオーバーシュ
ート及び遅れを補正して正確な補正係数が得られる。

更に第２゜５図に示すヒステリシスを持たせることによ
って制御のハンチングを防ぐことができ安定した制御が
可能となる。

これによって混合気濃度の変動を防ぎ、運転性を良好に
保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料供給装置のシステム図、第２
図は第１図の装置の燃料供給量決定のフローチャート、
第３図は燃料噴射量補正係数を定める二次元テーブルの
図、第４図は変速判別用フローチャート、第５図は補正
係数決定のヒステリシスの説明図、第６図は加速時の吸
入空気量センサの応答を示す図、第７図は本発明による
加減速補正のフローチャート、第８図は第７図のプログ
ラムにおける加速時の補正の例を示す図、第９図は減速
時の補正の例を示す図である。 １・・・・・・燃焼室、２・・・・・・吸気管、３・・
・・・・排気管、４・・・・・・吸入空気量センサ、５
・・・・・・クランク角センサ、６・・・・・・０２セ
ンサ、７・・・・・・燃料噴射弁、８・・・・・・演算
回路、９・：・・・・水温センサ、１０・・・・・・三
元触媒、１１・・・・・・クランク軸、１２・・・・・
・スロットル全閉スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸入空気量センサと、機関回転数検出手段と、排気
   の酸素濃度センサと、スロットル全閉スイッチ等の加減
   速検出手段と、前記機関回転数検出手段で検出された機
   関回転数と吸入空気量センサの出力の関数とをパラメー
   タとして予じめ記憶されている補正係数の二次元テーブ
   ルとを有し、機関回転数と吸入空気量センサ出力とに応
   じた二次元テーブルの中の補正係数の値を読み出し、補
   正係数値がある一定範囲内にある時は、酸素濃度センサ
   出力によって混合比が理想値となるように燃料供給量を
   フィードバック制（財）し、補正係数が上記範囲を超え
   た時は・燃料供給量を補正係数に応じて補正し前記フィ
   ードバック制御を停止する機能を有する内燃機関の燃料
   供給装置において、吸入空気流量の急変時には補正係数
   値が前記範囲外である時も前記補正係数による補正を行
   わないことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 ２ 前記補正係数値の前記一定範囲内外に応する２種の
   制（財）にそれぞれヒステリシスを持たせる構成とする
   特許請求の範囲第１項記載の燃料供給装置。 ３ 上記吸入空気流量の急変を変速機の変速操作時に対
   応させて検出した特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の燃料供給装置。