JPS6014907Y2 - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジンの定圧式燃料噴射装置、とくにその
制御装置に関する。

一般に、三元触媒は、エンジン性能を犠牲にすることな
く１個の触媒ベッドで、ＮＯｘ、 ＣＯ，ＨＣの３戒分
を同時に浄化できるため、触媒自身の性能向上と相俟っ
て最近注目されている。

ところが、三元触媒の活性は、理論空燃比付近の極めて
狭い範囲にしか存在しないため、三元触媒の浄化性能は
、これが使用されるエンジンの空燃比制御能力に左右さ
れる。

この点、一定圧力の燃料通路に介設された電磁弁の開弁
時間をエンジンの運転状態に応じて時々刻々設定して、
供給燃料量を調整するようにした定圧式の燃料噴射制御
装置は、空燃比制御が正確に行なえ、排気通路に備えた
酸素濃度検出回路（Ｑ、センサ）の検出信号によって設
定した空燃比を補正することができるため有利であるこ
とが認識されている。

しかしながら、従来の燃料噴射制御装置では、エンジン
の運転条件が決まれば、燃料の噴射量が一義的に定まる
ため、使用上以下の如き問題があった。

（イ）いま、ある運転条件下において、フィードバック
制御により空燃比を制御できたとしてもその時の修正量
を記憶する機能がないため、運転条件が変わればまた最
初から修正する必要があり、制御の応答性が悪い。

（ロ）運転状態を検出するためのセンサー類および燃料
噴射弁の製品のバラツキによって量産時の個々のエンジ
ンにおいて性能が不均一になる。

本考案は、かかる従来の燃料噴射制御装置の問題に鑑み
てなされたものであって、エンジンの運転条件に応じた
基準噴射量を書き換え可能なメモリに記憶しておき、こ
の基準噴射量をフィードバック制御により得られた値に
書き換えながら、その基準噴射量を記憶した値を用いて
決定する制御システムを構成することにより、低コスト
で高性能なエンジンの燃料噴射制御装置を提供すること
を基本的な目的としている。

以下、図示の実施例について、本考案をより具体的に説
明する。

図において、１はエンジンの吸気通路に設けた絞弁（図
示せず。

）の開度を検出し、その開度に応じた検出信号ａを出力
する絞弁開度検出回路、２はエンジンの点火系を制御す
るディストリビュータ（図示せず。

）の開閉信号から、エンジン回転数を検出し、その回転
数に応じた検出信号すを出力するエンジン回転数検出回
路、３はエンジンの排気通路に装着する三元触媒装置（
図示せず。

）の上流に位置するセンサによりエンジンの排気ガス中
の酸素濃度を検出してその検出信号Ｃを出力する酸素濃
度検出回路、４はエンジン冷却水の水温を検出してその
検出信号ｄを出力する冷却水温検出回路、５は例えば吸
気通路の絞弁下流の吸気負圧の急激な減少を捉えてエン
ジンの加速時を検出してその検出信号ｅを出力する加速
検出回路、６は例えば絞弁開度の急激な減少を捉えてエ
ンジンの減速時を検出してその検出信号ｆを出力する減
速検出回路である。

これらの検出信号ａ ” ｆのうち、絞弁開度検出信号
ａ及びエンジン回転数検出信号すは、エンジンの運転状
態を検出する基準信号として、タイミングパルス発振回
路７からのタイミングパルスｔｐを一方入力とするアナ
ログ−ディジタル変換器８．９に夫々入力され、各アナ
ログ−ディジタル変換器８，９は、夫々入力された検出
信号ａ、 ｂをその値に比例したパルス数を有するディ
ジタル信号ａｐ、ｂｐに変換して、変換したディジタル
信号ａｐ、ｂｐを第１記憶素子１０に印加する。

この第１記憶素子１０は、ディジタル信号に変換された
絞弁開度検出信号ａｐ及びエンジン回転数検出信号ｂｐ
によって指定されるアドレス（ａｐ、ｂｐ）に、タイミ
ングパルス発振回路７からのタイミングパルスφのタイ
ミングに応じて、エンジンの運転状態を記憶する。

一方、酸素濃度検出回路３により得られる酸素濃度検出
信号Ｃは、比較器１１に印加され、比較器１１は、入力
された酸素濃度検出信号Ｃと比較器１１にセットされた
設定値とを比較し、比較の結果として、設定空燃比のリ
ッチ、リーンの判定信号ｃｐをタイミングパルスｔｐに
応じて出力する。

この判定信号卯は、タイミングパルスｔｐを歩進信号と
する判別回路１２に入力される。

この判別回路１２は、例えば、特開昭５１−１３０７２
７号公報明細書（第２頁左欄第６桁目ないし同頁左下欄
第３行目）に開示される１判定回路ヨを採用でき、入力
された判定信号ｃｐが、リッチ、リーンを交互に計２回
繰り返えされたときに、設定空燃比（設定燃量噴射量）
が適正であるとして、前記第１記憶素子１０及び第２記
憶素子１３に対して設けた入力バッファよりなる修正回
路１４にメモリ書換え信号ｍｐを出力する。

第２記憶素子１３は、第１記憶素子１０に記憶されたア
ドレス（ａｐ＊ ｂｐ）がタイミングパルスｔｐの印加
に応じて入力されたときに、これを対応する格子点に基
準噴射量Ｎ （ａｐ、ｂｐ）を記憶するとともに、修正
回路（入力バッファ）１４にメモリ書換え信号ｍｐが印
加されたときには、前回の燃料噴射量が正しく制御され
た値であるとして、第２記憶素子１３はその時点におけ
る絞弁開度検出信争ｐ１エンジン回転数検出信号ｂｐに
よって指定されるアドレスに、その前回の燃料噴射量を
修正回路（入力バッファ）１４を介して記憶する。

また、第２記憶素子１３の次段に設定された開弁時間修
正回路１５は、例えば特公昭５１−１９５３５号公報明
細書（第２頁左欄第６行目ないし同頁右欄第２２行目）
に開示される１加減算指令回路ヨ、１可逆カウンタ、、
’Ｄ−Ａ変換器ヨおよび１演算部ヨを採用でき、第２記
憶素子１３から出力される前回の燃料噴射量Ｎ （ａｐ
、ｂｐ）、酸素濃度の判定信号卯を基本人力信号として
、燃料噴射弁ＦＶの開弁時間を設定するようにし、かつ
酸素濃度の判定信号Ｃｐ１絞弁開度検出信号ａを一方入
力とする比較器１６から出力されるメモリ読取信号ｎｐ
及びアンプ１７を介して冷却水温検出信号ｄが入力され
るパルス巾変更回路１８からの出力信号ｐｖを補助入力
信号として、設定すべき開弁時間の補正を行なう。

上記パルス巾変更回路１８は、例えば特公昭５１−１９
５３２号公報明細書（第２頁左欄第１桁目ないし同頁同
欄第２桁目）に開示される１パルス幅変換回路ヨを採用
でき、冷却水温が低温であるときに、開弁時間補正回路
１５の出力パルスの単位パルス巾を大きくするように指
令し、エンジン冷機時における燃料を増量することがで
きるようにしている。

開弁時間補正回路１５によって設定された開弁時間指令
信号ｑは、第３記憶素子１９に記憶されるとともに、第
３記憶素子１９を介して燃料噴射弁ＦＶの出力回路２０
に印加する。

この出力回路２０は、第３記憶素子１９によって出力さ
れる開弁時間指令信号ｑを単一のパルスとして構威し直
すとともに、夫々、加速検出回路５及び減速検出回路６
から、比較器２１及び２２を介して印加される加速検出
信号ｅ及び減速検出信号ｆの有無に併せてパワーアップ
し、最終的に燃料噴射弁ＦＶに対する開弁指令信号Ｑを
燃料噴射弁ＦＶに印加し、燃料噴射弁ＦＶを作動させる
。

この場合、出力回路２０は、加速検出信号ｅが入力され
たときには、開弁時間補正回路１５によって設定された
開弁時間指令信号ｑに関係なしに、加速時に必要な出力
を保障すべく、長い一定巾の開弁指令信号Ｑを出力する
。

また、減速検出信号ｆが入力されたときには、減速に対
応して燃料をカットすべく開弁時間指令信号ｑに関係な
しに開弁指令信号Ｑをブロックする。

次に、上記ブロック回路の作用を説明する。

いま、エンジンが、絞弁開度検出信号ａおよびエンジン
回転数検出信号すによって指定される運転状態にあると
きには、これらの検出信号ａ、 ｂは夫々アナログ−デ
ィジタル変換器８，９によってディジタル信号ａｐ、ｂ
ｐに変換されたうえで、第１記憶素子１０に印加される
。

第１記憶素子１０は、タイミングパルスｔｐが印加され
たときに、各検出信号ａｐ、ｂｐを読み込んでこれら検
出信号ａｐ、ｂｐの組によって指定されるエンジンの運
転状態を記憶する。

第２記憶素子１３は、指示されたエンジンの運転状態（
ａｐｖ ｂｐ）に対応する最適噴射量Ｎ（ａｐ、ｂｐ）
を読み取って、この最適噴射量Ｎ（ａｐ、ｂｐ）を開弁
時間補正回路１５に指示する。

この場合、酸素濃度検出信号Ｃを比較器１１を介してデ
ィジタル化した検出信号ｃｐを入力として、前回の噴射
量が適正であるか否かを判別する判別回路１２は、その
判別信号ｍｐを第１記憶素子１０に印加し、第１記憶素
子１０は、判別信号ｍｐが“適゛であるときには、第２
記憶素子１３に、第１記憶素子１０に記憶したエンジン
の運転状態（ａｐｙ ｂｐ）を指示する。

一方、判別回路１２の判別信号ｍｐが゛適゛である場合
、修正回路（入力バッファ）１４は、開弁時間補正回路
１５によって前回設定された開弁時間指令信号ｑを第３
記憶素子１９から第２記憶素子１３に印加する。

第２記憶素子１３は、このとき、第１記憶素子１０によ
って指示されたアドレス（ａｐｖ ｂｐ）に対応するメ
モリの最適噴射量を前回の噴射量に書き換える。

また、判別回路１２の判別信号ｍｐが“否゛である場合
第２記憶素子１３の書き換えは行なわれない。

開弁時間補正回路１５は、タイミングパルスｔｐが印加
されるごとに、第２記憶素子１３から出力される噴射量
Ｎ （ａｐｔ ｂｐ）を読み込み、酸素濃度検出信号卯
、パルス巾変更回路１８からのパルス巾変更指令信号ｐ
ｖの有無等を考慮して、噴射量指令信号Ｎ （ａｐｔ
ｂｐ）に対応する開弁時間を補正する。

この場合の補正は、酸素濃度検出信号ｃｐが、リーンの
場合、ベースパルスに付加するコントロールパルス数を
１〜４個（コントロールパルス数は対応している）増加
させ、リッチの場合には、１〜４個減少させるようにし
、また、冷却水温が設定温度以下のときには、パルス巾
変更指令信号ｐｖに応じて、コントロールパルスのパル
ス出自体ヲ一定量増加させ、コントロールパルスの数の
変更がない場合にも、噴射量そのもの即ち開弁時間を増
加させる。

第３記憶素子１９は、タイミングパルスφの印加で、開
弁時間補正回路１５によって設定された開弁時間指令信
号ｑを読み込んで記憶するとともに、これを出力回路２
０に印加する。

出力回路２０は、印加された開弁時間指令信号ｑをパワ
ーアップし、開弁指令信号Ｑを燃料噴射弁ＦＶに出力す
る。

また、加速検出回路５から、加速検出信号ｅが出力され
ているときには、上記指令信号ｑに無関係に最大巾の出
力パルスＱを出力する一方、減速検出回路６から減速検
出信号ｆが出力されているときには、燃料噴射を停止す
る。

かくして、燃料噴射弁ＦＶは、指示された開弁時間の間
、開作動され、その間定圧で供給される燃料をエンジン
の吸気通路もしくは作動室に噴射する。

その後運転状態が変化し、再び前記した運転状態に戻る
と次の噴射は、前記と同様の制御過程を経て行なわれる
。

即ち、第１記憶素子１０によって指定される運転状態（
ａｐ？ ｂｐ）に対応する最適噴射量Ｎ （ａｐｖ ｂ
ｐ）を第２記憶素子１３から読み出して、開弁時間補正
回路１５により酸素濃度検出信１ｃｐに応じて補正して
、所要の開弁時間指令信号ｑを設定し、これにより燃料
噴射弁ＦＶの開弁時間を制御する。

ところが、噴射量が判別回路１２により適正であると判
別されたときには、修正回路１４は第３記憶素子１９に
記憶された前回の開弁時間に対応する噴射量を読み出し
てこれを第２記憶素子１３に記憶させており、開弁時間
補正回路１５は、その前回の噴射量に所定の補正を加え
て、開弁時間を設定し、燃料噴射弁ＦＶの噴射燃料量を
決定する。

したがって、今回の第２記憶素子から読み出される最適
噴射量Ｎ （ａｐｖ ｂｐ）は前回の補正が加えられた
ものになっているため今回の補正量が小さくなり空燃比
制御の応答性が早くなり、また各センサー類および燃料
噴射弁ＦＶの製品のバラツキを吸収して量産時の性能が
不均一になるのを防止できる。

以後は、上記の制御過程が繰り返えされる。

以上のように、本考案は、酸素濃度検出回路による検出
情報をもとに空燃比をフィードバック制御するとともに
、判別回路により噴射燃料量の適否を判断し、適正であ
る場合には、その判断に基いて第２記憶素子に記憶させ
たエンジンの各運転状態の基準噴射量を、フィードバッ
ク制御によって補正された前回の噴射燃料量によって更
新し、その更新した基準噴射量を基準として、次回の運
転状態に応じて補正するようにしたエンジンの燃料噴射
制御装置を提供するものである。

したがって、本考案によれば、フィードバック制御した
結果を記憶しておき、記憶値が適正な場合にその記憶値
を用いて基準噴射量を設定するようにしたから、各種検
出手段及び制御回路について、さほど高精度のものを用
いずとも、高い制御応答性および制御精度を保証するこ
とができ、制御装置としては安価に製造することができ
、三元触媒を用いた排気ガス浄化システムの実用化に寄
与することができるといった効果を奏することができる
。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案に係るエンジンの燃料噴射制御装置の制
御回路を示すブロック図である。 １・・・・・・絞弁開度検出回路、２・・・・・・エン
ジン回転数検出回路、３・・・・・・酸素濃度検出回路
、１０・・・・・・第１記憶素子、１２・・・・・・判
別回路、１３・・・・・・第２記憶素子、１４・・・・
・・修正回路、１５・・・・・・開弁時間補正回路、１
９・・・・・・第３記憶素子、２０・・・・・・出力回
路；ＦＶ・・・・・・燃料噴射弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一定圧力の燃料通路に介設された電磁弁の開弁時間によ
   り供給燃料量を調整するようにしたエンジンの燃料噴射
   制御装置において、 エンジンの運転状態を検出する運転状態検出回路と、 運転状態検出回路よりの信号を記憶する第１記憶素子と
   、 排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出回路と、 酸素濃度検出回路の信号を設定値と比較判定する比較回
   路と、 比較回路の信号の変動状態により排気ガス組成が適正な
   状態にあるか否か判別する判別回路と、運転状態に応じ
   た開弁時間に関連するデータを記憶する第２記憶素子と
   、 運転状態検出回路の信号に応じて第２記憶素子から与え
   られる開弁時間に関連するデータを比較回路からの信号
   によって補正する開弁時間補正回路と、 開弁時間補正回路によって補正された開弁時間に関する
   データを記憶する第３記憶素子と、第２記憶素子に記憶
   され、第１記憶素子に記憶された運転状態に対応する開
   弁時間に関連するデータを、判別回路の排気ガス組成が
   適正を示す信号を受けるごとに第３記憶素子に記憶され
   ている開弁時間に関連するデータに修正する修正回路と
   、 開弁時間補正回路よりの信号に応じた開弁時間だけ電磁
   弁を開放させる出力回路とを備えたことを特徴とするエ
   ンジンの燃料噴射制御装置。