JPS6035154A

JPS6035154A - 燃料噴射制御方法

Info

Publication number: JPS6035154A
Application number: JP14327283A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Isobe; 磯部　敏明; Teruo Fukuda; 福田　輝夫
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1983-08-05
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1985-02-22

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】本発明は燃料噴射制御方法に関し、特に機関の吸気管圧
力の変化量に応じて同期噴射量を増量し、および／また
は非同期増量を行う燃料噴射制御方法に関する。

燃料噴射弁を有し、機関負荷と機関回転数とに基づいて
演算された燃料噴射量で、所定のクランク角度毎に同期
噴射を行う電子制御燃料噴射制御装置を有する内燃機関
においては、機関の加速量が所定の判定レベル以上のと
きに同期噴射時の燃料噴射量を増量補正（以下、加速増
量補正）し、また、クランク角度に無関係に、機関の加
速量が所定の判定レベル以上のときに燃料増量（以下、
非同期燃料増量）を行っている。

この種の加速増量補正や非同期加速増量を、吸気管圧力
の変化量が所定の判定レベル以上のときに行うようにす
る型式の内燃機関においては、従来、判定レベルを機関
負荷に拘らず一定に設定している。しかして、この種の
増量は、機関負荷が小さいときに実行され易いようにそ
の判定レベルが比較的小さい値に設定されている。

しか１７ながら、機関高負荷時には吸気脈動が大きくな
り易く、その脈動により、吸気管圧力の変化量が判定レ
ベルを越えて加速増量補正や非同期増量が行なわること
がある。このため、空燃比が必要以上にリッチとなり、
運転性能や排気エミッションに悪影響を及ぼし、あるい
は、燃費にも悪影響を及ぼす。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、不所
望の加速増量および／または非同期増量を低減し、運転
状態に最適な空燃比が得られる燃料噴射制御方法を提案
することにある。

本発明は、吸気管圧力の変化量が所定の判定値以上のと
きに、同期噴射における噴射量を加速増量補正し、およ
び／または非同期増量するに際し、その判定値を吸気管
圧力が大きいほど大きくするとともに、機関冷却水温が
低いほど小さくすることを特徴とする。

本発明によれば、機関加速時の同期加速増量および／ま
たは非同期増量が、高負荷領域で不所望に実行されない
ので、運転状態に最適な空燃比が得られ、排気エミッシ
ョン、燃費を向上できる。

また本発明によれば、判定レベルを機関冷却水温が低い
ほど小さくしているので、機関冷却水温が低い場合にア
イドル回転数を高くするように制御される内燃機関にお
いても、かかる冷間時にアイドル回転数が高くなること
に起因して吸気管圧力が高くなり、それにより判定レベ
ルが高くなって所望の加速増量および／！Ｆ、たけ非同
期増量が実行されにくくなるのを防止できる々お、以下の実施例の中では、燃料噴射量を時間で表わ
しているが、燃料噴射時間と燃料噴射量とは全く同じ意
味に用いられるものである。

以下図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図は本発明を適用した電子制御燃料噴射式内燃機関
の一例を示し、符号１０は機関本体、１２は吸気通路、
１４は燃焼室、１６は排気通路をそれぞれ示している。

スロットル弁１８の下流の吸気通路１２に設けられてい
る吸気管絶対圧力センサ２０は、信号線ｔ１を介して制
御回路２２に接続され、吸気管絶対圧力に応じた電圧を
発生する。

吸気温センサ２１はスロットル弁１８の上流の吸気通路
１２に設けられ、信号線ｔ２を介して制御回路２２に接
続されていて吸気温度に応じた電圧を発生する。図示し
ないエアクリーナを介して吸入され、図示しないアクセ
ルペダルに連動するスロットル弁１８によって流量制御
された吸入空気は、サージタンク２４及び吸気弁２５を
介して各気筒の燃焼室１４に導かれる。

燃料噴射弁２６は各気筒毎に設けられており、信号線ｔ
３を介して制御回路２２から供給される電気的な駆動パ
ルスに応じて開閉制御され、図示しない燃料供給系から
送られる加圧燃料を吸気弁２５近傍の吸気通路１２内、
即ち吸気ボート部に間欠的に噴射する。燃焼室１４にお
いて燃焼した後の排気ガスは排気弁２８、排気通路１６
及び三元触媒コンバータ３０を介して大気中に排出され
る。

機関のディストリビュータ３２には、クランク角センサ
３４及び３６が取り付けられており、これらのセンサ３
４．３６は信号線ｔ４、ｔ５を介［２て制御回路２２に
接続されている。これらのセンサ３４．３６は、クラン
ク軸が３０度、３６０度回転する毎にパルス信号をそれ
ぞれ出力し、これらのパルス信号は信号線１４，１５を
それぞれ介して制御回路２２に供給される。

ディストリビュータ３２はイグナイタ３８に接続され、
イグナイタ３８は信号線ｔ６を介して制御回路２２に接
続されている。

符号４０は、スロットル弁１８と連動し、スロットル弁
１８が全閉したときに閉成されるアイドルスイッチ（■
・Ｔ、スイッチ）であり、信号線ｔ７を介して制御回路
２２と接続されている。

排気通路１６には、排気ガス中の酸素濃度に応答した信
号を出力する、−１Ｊち、空燃比が理論空燃比に対して
リーン側にあるかリッチ側にあるかに応じて互に異なる
二値の出力電圧を発生する０゜センサ４２が設けられ、
その出力信号は信号線ｔ８を介して制御回路２２に接続
されている。三元触媒コンバータ３０は、この０２セン
サ４２の下流に設けられており、排気ガス中の三つの有
害成分であるＨＣ，Ｃｏ、ＮＯｘ、成分を同時に浄化す
る。

また、符号４４は機関の冷却水温度を検出し、その温度
に応じた電圧を発生する水温センサであり、シリンダブ
ロック４６に取り付けられていて信号線１９を介して制
御回路２２に接続されている。

制御回路２２は、第２図に示すように、各種機器を制御
する中央演算処理装Ｗ（ＣＰＵ）２２ａ、予め各種の数
値やブロクラムが書き込まれたＩＪ−ドオンリメモリ（
Ｒ，ＯＭ）２２ｂ、演算過程の数値やフラグが所定の領
域に書き込１れるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２
２ｃ、アナログマルチプレクサ機能を有し、アナログ入
力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（
ＡＴ）Ｃ）２２ｄ、各種ディジタル信号が入力される入
出力インターフェイス（Ｉｌｏ）２２ｅ、各種ディジタ
ル信月が出力される入出力インターフェイス（Ｉｌｏ）
２２ｆ、エンジン停止時に補助電源から給電されて記憶
を保持するバックアップメモリ（ＢＵ−Ｒ，Ａ、Ｍ）　
２２　ｇ、及びこれら各機器がそれぞれ接続されるパス
ライン２２ｈから構成されている。

ＲＯＭ　２２　ｈ内には、メイン処理ルーチンプログラ
ム、燃料１ｅ射パルス幅演蜀用の割込処理ルーチンプロ
グラム、空燃比フィードバック補正係数等の係数演算用
の割込処理ルーチンプログラム、後述の同期ルーチンプ
ログラム、非同期ルーチンプログラム、及びその他の各
種プログラム、さらにそれらの演算処理に必要な種々の
データが予め記憶されている。

そして、圧力センサ２０、吸気温センサ２１．０２セン
サ４２及び水温センサ４４はＡ、　／　Ｄコンバータ２
２ｄと接続され、各センサからの電圧信号Ｓ１、Ｓ２、
Ｓ３、Ｓ４がＣＰＵ２２ａからの指示に応じて、　＋［
次、二進信号に変換される。

クランク角センサ３４からのクランク角３０度毎のパル
ス信号８５、クランク角センサ３６からのクランク角３
６０度毎のパルス信号８６、アイドルスイッチ４０から
のアイドル信号Ｓ７が、それぞれ、Ｔ　／　０２２　ｅ
を介して制御回路２２に取込まれる。パルス信号Ｓ５に
基づいてエンジン回転数を表わす二進信号が形成され、
パルス信号Ｓ５および８６が協働して燃料噴射パル幅演
算のための割込要求信号、燃料噴射開始信号および気筒
判別信号などが形成される。また、アイドル信号Ｓ７に
よりスロットル弁１８が略全閉しているか否かが判定さ
れる。

ｌ１０２２ｆからは、各種演算により形成された燃料噴
射信号Ｓ８および点火信号Ｓ９が、それぞれ燃料噴射弁
２６ａ〜２６ｄ１およびイグナイタ３８に出力される。

このように構成された本発明方法が適用された燃料が噴
射される。

第３図に示す同期噴射ルーチンは、上述の割込要求信号
により起動されるクランク角割込ルーチンであり、手順
Ｓ１において、吸気管圧力Ｐ　Ｍと機関回転数ＮＥとに
基づいて、第４図のマツプから基本燃料噴射時間ＴＰを
演算する。次いで、手順Ｓ２において、アイドル信号Ｓ
７に基づいてアイドルスイッチ４０が開放されているか
否か、換言すると、スロットル弁１８が略全閉していな
いか否かを判定する。

スロットル弁１８が略全閉していないと判断されると、
手順Ｓ３において、吸気管圧力ＰＭの時量変化量である
△Ｐ　Ｍおよび△△ＰＭを演算する。

△ＰＭは、所定周期でＣＰＵに順次に取込まれる吸気管
圧力ＰＭＨとＰ　Ｍ　ｉ　十１との差によりめられ、△
△Ｐ　Ｍは、そのようにして順次にめられた△Ｐ　Ｍ　
ｉと△Ｐ　Ｍ　１　＋　１との差によりめることができ
る。△ＰＭは吸気管圧力ＰＭの時間に対する一階微分値
、△△ＰＭは同じく二階微分値である。

Ｒ，ＯＭ　２２　ｂ内には、第５図に示すような機関冷
却水温’Ｉ’ＨＷの関数で補正量γがγ−ＴＨＷマツフ
として予め書き込１れている。補正量γは、水温ＴＨＷ
　が高いほど小さくなるように設定されている。

手順Ｓ４においては、現在読込まれている機関冷却水温
ＴＨＷに基づいて、上述したγ−ＴＨＷマツプから補正
量γをめる。そして手順Ｓ５に進んで、現在読込まれて
いる吸気管圧力ＰＭから補正量γを減算して所定の記憶
領域、例えばＡレジスタに一時格納する。

Ｒ，０Ｍ２２ｂ内には、第６図に実線で示すよう（１１
）な吸気管圧力ＰＭの関数で判定レベルＲ，ＰＩが、また
、第６図に一点鎖線で示すような吸気管圧力Ｐ　Ｍの関
数で判定レベルＲＰ　２がＲ，Ｐ　１−　Ｐ　Ｍマツプ
、Ｒ，Ｐ　２−　Ｐλ４マツプとして予め書込捷れてい
る。これらの判定レベルＩｔＰ１．Ｔ（、Ｐ２は、吸気
管圧力Ｐ　Ｍが太きくなるにつれて大きく彦るように設
定されている。

ここで、手ＩＵＳ６が実行されると、レジスタＡ内の値
に基づいて、ＲＯＭ２２ｂ内のＲＰＩ−ＰＭＭマツプＲ
Ｐ２−Ｉ）λ４マツプから一階微分値△ＰＭ用の判定レ
ベルＲＰＩ、二階微分値△△ＰＭ用の判定レベルｎ、Ｐ
２がめられる。

すなわち、このようにしてめられた判定レベルｌ’ＬＰ
１．ＲＰ２は、吸気管圧力ＰＭが大きいほど大きく、冷
却水温Ｔ　ＨＷが低いほど小さくなるようにされ、例え
ば、冷却水温ＴＨＷが零度のときには、判定レベルＲＰ
Ｉは第６図の破線Ｒ，Ｐ１’のように、判定レベルＲ，
Ｐ２は、二点鎖線ＲＰ２’のようになる。

また、ＲＯＭ２２ｂ内には、第７図に示すよう（１２）な二階微分値△△ＰＭの関数で補正係数αが、第８図に
示すような一階微分値△ＰＭの関数で補正係数βが、そ
れぞれ、α−△△ＰＭマツプ、β−△ｌ）　Ｍマツプの
形態で予め書込まれている。

ここで、手順Ｓ７において、二階微分値△△ＰＭが判定
レベルＲＰ２以上か否かを判定し、肯定判断されると手
順Ｓ８に進む。手順Ｓ８では、上述の△△Ｐ　Ｍ−αマ
ツプから、二階微分値△△ＰＭに基づいて補正係数αを
めて手順Ｓ９に進む。

手順Ｓ９では、補正係数ｆ２を（１＋α）として、その
値を所定の領域に格納する。

一方、手順Ｓ７において否定判定されると、手順８１０
において、−階微分値△ＰＭが判定レベルＲ・２１以上
か否かを判定する。肯定判断されると手順Ｓ１１におい
て、上述の△ＰＭ−βマツプから、−階微分値△ＰＭに
基づいて補正係数βをめて手順Ｓ１２に進む。手順８１
２では、補正係数ｆ１を（１＋β）として、その値を所
定の領域に格納する。

而して、手順８１３においては、補正係数ｆ１、ｆ２の
うちの大きい値を真の加速増量補正係数ｆとする。手順
８１４においては、基本燃料噴射時間ＴＰに対して、こ
のようにして定められた加速増量補正係数ｆと、他のル
ーチン（不図示）により演算された、機関冷却水温や吸
気温等による補正係数あるいは、空燃比フィードバック
補正係数等を含む補正係数にとを乗じて最終燃料噴射時
間τをめる。

一方、手順８１０において否定判定されると、手順８１
５において、補正係数ｆ１から所定数Ｃ１を減算し７、
その結果を新たな補正係数ｆ１とする。また、手順８１
６において、補正係数ｆ２から所定数ｃ　２　（ｃ２：
＞ｃｌ　）を減算し、その結果を新たな補正係数ｆ２と
する。そして、手順Ｓ１７において、補正係数ｆ２が・
・１・・　以上か否かを判定し、”１”より小さければ
手順８１８で補正係数ｆ２を”１″とする。そして、手
順８１９において、補正係数ｆ１が１”　以上か否かを
判定し、肯定判定されると手順８１３に進み、前述した
と同様な処理を行なう。手順８１９で否定判定されると
、手順Ｓ２０において、加速増量補正係数ｆおよび補正
係数ｆ１を１′として手順８１４に進み、噴射時間τを
める。

一方、スロットル弁１８が全閉していて手順Ｓ２で否定
判定されると、手順５２０Ａにおいて、補正係数ｆ１、
ｆ２を”１”　として手順８１４に進み、噴射時間τを
める。この場合、加速増量補正は実行されない。

すなわち、第３図の同期噴射ルーチンによれば、スロッ
トル弁１８が全閉していない場合に、吸気管圧力ＰＭの
時間に対する一階微分値△ＰＭおよび二階微分値△△Ｉ
）　Ｍを演算し、吸気管圧力ＰＭが大きい程大きく、か
つ冷却水温ＴＨＷが低いほど小さい値の判定レベルＲ，
Ｐ１およびＲ，Ｐ　２をマツプから検索し、まず、二階
微分値ΔΔＰＭが判定レベルＲＰ２以上の場合、補正係
数αを二階微分値△△ＰＭに応じて設定する。次いで、
補正係数ｆ２を（１＋α）とし、所定の記憶領域に格納
されている一階微分値ΔＰＭ用の補正係数ｆ１と補正係
数ｆ２のいずれか大きい値を加速増量補正（１５）係数ｆとし、この加速増量補正係数ｆにより燃料噴射時
間τをめる。

二階微分値Δ△Ｐ　Ｍが判定レベルＲ，Ｐ２より小さく
なり、−階微分値ΔＰＭが判定レベルＲＰ　１より大き
くなると、そのときの−階微分値△ＰＭに応じて補正係
数βを設定し、−階微分値用の補正係数ｆ１を（１＋β
）とする。そして、補正係数ｆ１とｆ２のいずれか大き
い値ｆにより燃料噴射時間τが演算される。また、−階
微分値△ＰＭ、二階微分値Δ△ＰＭがいずれも判定レベ
ルより小さくなった場合には、各補正係数ｆ１、ｆ２が
所定値づつ減算される。本実施例では、補正係数ｆ２が
先に１”以下となり、そのとき、補正係数ｆ２が強制的
に１”とされ、それ以降は、加速増量補正係数ｆは補正
係数ｆ１の値が用いられる。

そして、補正係数ｆ１が１”より小さくなると、補正係
数ｆ１、加速増量補正係数ｆは共に”１”となる。従っ
て、この場合、加速増量補正は行なわれない。

ここで、吸気管圧力ＰＭが変化した場合の一階（１６）微分値△Ｐ　Ｍ　、二階微分値△ΔＰＭは、第９図（Ａ
）〜（至）に示すようになる。

次に、第１０図を参照して非同期増量ルーチンについて
説明する。

この非同期増量ルーチンは、所定の周期で起動される時
間割込ルーチンであり、手順８２１において、アイドル
信号Ｓ７によりスロットル弁１８が全閉しているか否か
を判定する。肯定判断されると、手順８２２において、
吸気管圧力ＰＭの時間に対する二階微分値△△ＰＭを演
算する。そして、手順８２３〜８２５において、第３図
の手順８４〜Ｓ６と同様にして判定レベルＲＰ２をめる
。次いで、手順８２６において、二階微分値△△ＰＭが
判定レベルＲ，Ｐ　２以上か否かを判定する。肯定判定
されると、手順８２７において、非同期噴射要求を表わ
す非同期要求フラグに“１”を設定してこのルーチンを
終了する。

手順８２１．８２６で否定判定されると、非同期噴射要
求を出すことなくこのルーチンを終了する。

第１１図はメインルーチンプログラムを示１−１、手順
８３］では、３０度クランク信号Ｓ５と３６０度クラン
ク信号Ｓ６とにより同期噴射のタイミングか否かを判断
する。噴射タイミングであれば、手順Ｓ３２において、
同期ルーチンによりめられている燃料噴射時間τをダウ
ンカウンタ（不図示）にセットして噴射信号Ｓ８を噴射
弁２６へ供給し７、その噴射時間に応じた量の燃料の噴
射を行なう。

り゛ランカウンタが零になった時点で噴射が終了する。

手順８３１において否定判定されると手順Ｓ３３に進む
。手順８３３では、非同期要求フラグの内容により非同
期増量要求が有るか否かを判定する。フラグに１”　が
設定されていれば、手順８３４において、同期噴射と同
様にして非同期噴射を実行する。そのときの噴射量は予
め定められた時間τＡＳＹに相当する。なお、非同期要
求が出されたときにすぐに非同期噴射を実行せず、次回
の同期噴射に際してその非同期要求分を加算するように
してもよい。

同期噴射の加速増量補正に際して、−階微分値△ＰＭが
判定レベルを越えているか否かだけを判定するようにし
、判定レベルを越えているときにのみ加速増量補正する
ようにしてもよいが、本実施例のように、−階微分値△
Ｉ）　Ｍと二階微分値△△ＰＭとを用いれば、第９図＜
Ａ）〜０に示すように、△△ＰＭが△ＰＭよりも先に判
定レベルを越えるので、より迅速な加速増量補正が行な
える。

吸気管圧力と機関回転数とに基づいて基本燃料噴射時間
をめずに、吸気空気量と機関回転数とに基づいて基本燃
料噴射時間をめてもよい。

また、同期加速増量補正の判定に際してのみ、筐たは非
同期増量の判定に際してのみ、判定レベルを吸気管圧力
および機関冷却水温に応じて変えるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が適用された燃料贋射制御装置を有
する内燃機関の一実施例を示す構成図、第２図はその制
御回路の詳細例を示すブロック図、第３図は本発明方法
に係る同期噴射ルーチンの−（１９）例を示すフローチャート、第４図は基本燃料噴射時間の
マツプを示す図、第５図は水温ＴＨＷと補正′目°γと
の関係を示すグラフ、第６図は判定レベルＲ，Ｐ１．１
’（、Ｐ　２を示すグラフ、第７図け△△ＰＭと補正係
数αとの関係を示すグラフ、第８図け△ＰＭと補正係数
βとの関係を示すグラフ、＠９図（Ａ）〜０はアイドル
信号、吸気管圧力、−階微分値△ＰＭ、二階微分値△△
Ｐ　Ｍをそれぞハ示すタイムチャート、第１０図は本発
明方法に係る非同期要求ルーチンの一例を示すフローチ
ャー）、２１１図はメインルーチンの一例を示すフロー
チャートである。１０・・・機関本体、１８・・・スロットル弁、２０・
・・吸気管圧力センサ、２２・・・制御回路、２６・・
・噴射弁、　３４．３６・・・クランク角十ンサ、４０
・・・アイドルスイッチ。（２０）第７図工ｒ冒作又分イ亘　ＡＡ　ＰＨｃ日）第８図（Ｃ） −ＫｆＨ匁分４１ＡＰＭ第　９　図口及気ｇＥカ一層デ露ｆりｉイＪ１第１０図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定のクランク角度毎に同期噴射を実行し、クラ
ンク角度位置に無関係に非同期増量を実行するにあたり
、機関負荷と機関回転数とに基づいて前記同期噴射の燃料
噴射量を演算し、機関の吸気管圧力の変化量を演算し、演算された変化量を、吸気管圧力が大きいはど大きくな
るようにかっ、機関冷却水温が低いほど小さくなるよう
に設定され、吸気管圧力および機関冷却水温に基づいて
められた判定値と比較し、比較の結果、吸気管圧力の変化量が前記判定値により大
きいときに、前記燃料噴射量を加速増量補正し、および
／または、非同期増量を実行することを特徴とする燃料
噴射制御方法。
（２）　機関負荷が、吸気管圧力または吸入空気量であ
る特許請求の範囲第１項に記載の燃料噴射制御方法。
（３）機関の加速量が、吸気管圧力の時間変化に対する
一階微分値、または二階微分値である特許請求の範囲第
１項または第２項に記載の燃料噴射制御方法。
（４）前記判定値を、同期噴射および非同期増量に対し
てそれぞれ設定した特許請求の範囲第１項〜第３項のい
ずれかの項に記載の燃料噴射制御方法。