JPS61118533A - 内燃機関の燃料供給量信号形成方法及び装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関の燃料供給量信号形成方法及び装置、
さらに詳細には回転数と空気量に従って基本噴射パルス
を形成し、続いてこの基本噴射パルスを補正して内燃機
関の燃料噴射装置に供給される噴射パルスを形成する内
燃機関の燃料供給量信号形成方法及び装置に関する。

［従来技術］ 例えば連続的或いは間欠的に燃料噴射を行なう噴射装置
或いはキャブレタ等の内燃機関の燃料供給装置において
、所定の駆動状態で燃料増量を行ない、十分な燃焼を行
なわせる方法が知られている０例えば冷寒時始動や加速
時或いは全負荷時等に燃料増量が行なわれ、例えば全負
荷時には絞り弁スイッチとして形成された全負荷スイッ
チを用いアクセルペダル或いは絞り弁が全負荷位置にな
った場合内燃機関に燃料増量を行なわしめている。

一般的に燃料噴射装置では、内燃機関に供給された空気
量及びその回転数の比に比例して基本噴射パルスを形成
することが行なわれている。空気量を求めるのに、空気
量センサ或いは圧力センナが用いられている。空気量と
エンジン回転数の比と基本噴射パルスの比例性は、特に
燃費を最適にして設計されている場合には内燃機関の全
回転数負荷領域にわたって必ずしも最適な走行特性を保
証しない、従って所定の駆動領域においで、例えば燃料
噴射パルスを増大させ、負荷に関係した燃料増量を行な
うことが行なわれている。燃料噴射装置において、全負
荷スイッチを接触させることにより増量を行なう場合に
は、これを他の駆動領域における燃料増量にも用いるこ
とができる。これは例えば内燃機関の吸気領域に配置さ
れた圧力スイッチを外部センサとして用いこの圧力スイ
ッチを全負荷スイッチと並列に接続することにより行な
っている。この圧力スイッチは空気流量が所定の値にな
ると閉じるように構成されており、それにより実質的に
全負荷増量を負荷に関係した増量（内燃機関に供給され
る混合器を濃厚化させること）に応用している。

［発明が解決しようとする問題点］ このような従来の方法では、圧力スイッチ等地に外部セ
ンサが必要となり、この圧力スイッチの配置や機能が問
題となり、例えば所定の負荷領域において、スイッチが
応答し、燃料空気混合気の濃厚化が行なえるようにする
ために微調節を必要とする等問題があった。

又このような方法では圧力スイッチだけでは増量を時間
的に制限することができず、従ってその負荷領域を再び
逸脱するまで増量が継続して行なわれたり例えば移行特
性を向上させるためにその駆動領域において一時的に混
合気の濃厚化を行なうような場合にも継続的に燃料増量
が行なわれてしまうと言う問題があった。

従って本発明はこのような問題点を解決するために成さ
れたもので１機械的な圧力スイッチ等を用いることなく
簡単な構成で負荷に従った燃料増量を行なうことが可能
な内燃機関の燃料供給量信号形成方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点を解決するために、燃料噴射
装置により形成される負荷に関係した信号を所定値と比
較し、負荷信号がこの所定値より大きくなった場合所定
時間燃料噴射パルスを増大させる構成を採用した。

［作　用］ このような構成において、負荷に関係した信号、例えば
空気量センサからの信号や基本噴射パルス形成装置によ
って形成された基本噴射パルス等の負荷に関係した信号
が所定のしきい値と比較され、その比較結果に従って燃
料噴射パルスの燃料増量が行なわれる。この場合比較結
果に基づいて発生する増量信号は場合によって時間的に
制限され所定の時間が経過した後増量が行なわれなくな
るように構成される。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する
。

本発明は、以下に示す実施例においてブロック図１種々
の回路ユニット或いは回路素子を用いて説明されるが、
本発明はこれに限定されるものなく、個々のユニット回
路素子等はアナログ的、デジタル的或いはこれらを組み
合わせて実現され。

又各回路ないし機能はマイクロプロセッサやマイクロコ
ンピュータ、デジタル或いはアナログ論理回路等プログ
ラムされた装置を用いて実現されるものである。

間欠的に噴射が行なわれる電子燃料噴射装置で、噴射量
が基本噴射時間或いは吸入された空気量に従って特性補
正される噴射装置では先ず燃料噴射装置において吸入さ
れた空気量ＱＬとエンジン回転数ｎの比に比例した基本
噴射パルスｔρが形成される。即ち、 ｔＰ−％／ｎ−１／（υｓ／Ｕ、１１／ｎ但しＵｓ／Ｕ
８は空気量ＱＬを測定するための空気量センサの分圧電
圧である。

第１因に図示された実施例において、入力回路ｌＯには
空気量を示す分圧電圧υｓ／ＵＢが入力される。入力回
路ｌＯは比較回路を宥しており、分圧電圧Ｕｓ／ＵＢが
しきい値Ｓより小さいか或いは等しくなった時その出力
に増量信号Ａｓを発生する。

入力回路１０の後段には増量を所定の期間Ｔａｎに制限
する時限回路１２が接続されている。この時限回路１２
は増量信号Ａｓを変化させるのではなく、その増量信号
の発生時間を制限させるものである０点線で図示された
燃料噴射装置１４を介して負荷に関係して増大され、そ
の増大が時間的に制限された最終的な噴射パルスｔｉが
形成される。

第２図には第１図の詳細な実施例が図示されており、第
２図において抵抗１５．１６から形成された基準電圧発
生器が設けられ、両抵抗の接続点は演算増幅器１７の反
転入力端子に接続され、その非反転入力端子には空気量
センサからの分圧Ｕｓが入力される。演算増幅器１７は
空気量を示す分圧電圧が基準電圧よりも小さくなった時
にセットされるので、増量信号Ａｓが発生し、この信号
は抵抗１８とダイオード１９を介して燃料噴射装置の乗
算回路２０に入力され、その出力から負荷に関係して補
正された噴射パルスｔｉが形成される。抵抗２１とコン
デンサ２２の直列回路と並列に演算増幅器２３から構成
される時限回路が接続されている場合には、入力回路が
セットされて増量信号が正の電圧となると、それが演算
増幅器２３の非反転入力端子に入力され、演算増幅器２
３の出力電圧は抵抗２４，２５．２６から成る回路に従
ってゼロ電位の方向に減少する。ゼロ電位になるまでは
積分コンデンサ２３ａにより定まる所定の時間ｊａｎの
間出力は正の電位となっているので、増量信号は乗算回
路２０に入力されることになる。

この所定の時間Ｔａｎが経過した後は、負荷に関係した
空気量信号がしきい値よりも小さくなっていても即ち演
算増幅器１７の出力が高い電位となっていても、増量信
号は乗算回路に入力されなくなり、負荷に関係した増量
が終了する。

第３図にはこの状態が波形図として図示されており、第
３図（ａ）には点線で図示した一定のしきい値Ｓに対し
て変動する分圧電圧ＩＪｓ／ＩＪＢが図示されている。

第３図（ｂ）には、しきい値が分圧電圧よりも大きくな
った場合に演算増幅器１７が正の出力電圧を発生する状
態が図示されている。

第３図（Ｃ）に図示したようにそれに対応して演算増幅
器２３の出力電圧は時間的に減少し、第３図（ｄ）に図
示した期間Ｔａｎの間のみ増量信号が乗算回路２０に入
力されるようになる。第３図（ｅ）からこの期間Ｔａｎ
の間燃料噴射パルスｔｉはそのパルス幅が増大され、濃
厚化された燃料が供給されることになる。

増量の大きさは乗算回路２０に流れる増量信号Ａｓの大
きさによって定まり、それにより第４図で時間に関係し
て図示された増量係数Ｋａｎの大きさもそれによって定
まる。第５図に図示した特性曲線から、この機関Ｔａｎ
の間内燃機関に供給される燃料が増量されることが理解
される。

空気量センサ信号が分圧電圧Ｕｓとして得られないか、
又他の理由によりそれを用いない場合には、内燃機関の
回転数と吸入された空気量の２つの基本データに基づい
ていわゆる制御マルチバイブレータ回路を介して形成さ
れる基本噴射パルスｔｐを用いるようにすることもでき
る。

その場合いつ増量を行なうべきかを決定することができ
るようにするために、第６図に図示したように別のパル
ス発生器３０が設けられる。このパルス発生器３０はそ
の入力端子３０ａに入力される回転数に同期したトリガ
ー信号により作動され、所定の時間基準パルスｔｐすを
発生する。この基準パルスは比較器３１の入力端子３１
ｂに入力され、又その比較器の入力端子３１ａには基本
噴射パルスｔｐが入力され、両信号が比較される。

ｔｐのパルスが基準パルスｔｐすよりも大きい場合には
増量回路３２が作動され、内燃機関に供給される燃料混
合気がそれに対応して濃厚化される。

この増量は時限回路３３により時間的に制限され、点線
で図示した乗算回路３４を介してパルス幅が増大された
燃料噴射パルスｔｉが形成される。

第７図には第６図の詳細な回路が図示されており、基準
パルスを発生するパルス発生器３０は演算増幅器３５か
ら構成される。この演算増幅器３５の非反転入力端子に
は抵抗３６ａ、３６ｂを介して一定の基準電圧が入力さ
れ、他の反転入力端子にはコンデンサ３７を介してトリ
ガー信号が入力される。この基準パルスの幅は電源電圧
ＩＪ５が供給される可変抵抗３８を介して所定の値に設
定される。パルス発生器３０の後段にはトランジスタ３
９．４０から構成される比較器３１が接続される。この
比較器は基準パルス発生器と符号３１ａで図示された端
子から入力される負荷信号ｔｐを比較する。この場合基
準パルスｔｐかは抵抗４１とダイオード４２を介してト
ラジスタ３９のベースに接続されるとともに、トラジス
タ４０（７）エミッタに直接入力され、又負荷信号ｔｐ
は抵抗４３．ダイオード４４を介してトランジスタ４０
のベースに接続されるとともに、トランジスタ３９のエ
ミッタにも接続される。このようにして比較器により両
パルスｔＰＩ′とｔｐが比較され、トランジスタ３９．
４０のコレクタと接続されたダイオード４５．４６を介
して、その比較結果が演算増幅器４７の入力端子に入力
される。演算増幅器４７の入力端子には、抵抗５０．５
１から得られる共通、の電位が抵抗４８．４９を介して
入力されるので、それぞれ比較結果に従って演算増幅器
４７の出力電圧は高い電位、或いは低い電位となる。第
７図に図示した回路ではｔｐがｔｐチよりも大きい場合
には演算増幅器４７の出力電圧Ｕ＾は高い電位となり一
定の増量が行なわれる。これはｔｐが基準電圧よりも小
さくなってリセットパルスが現れるまで継続される。こ
の後段に接続される時限回路については第８図の回路を
用いて説明する。

第８図に図示された実施例において基準パルスを発生す
るパルス発生器３０’は第７図の実施例とほぼ同様に構
成されているが、第８図の実施例では基準パルスは負に
なるパルスｔｐ）がパルスを発生しこれがダイオードを
用いて構成された比較回路３１′に入力される。比較器
のダイオードは第７ｒＩ！Ｊで図示した機能が得られる
ように接続されており、演算増幅器４７の出力電圧Ｕ＾
が高い電位になると増量信号Ａ’ｓが流れ１乗算回路２
０に入力される。この場合も時限回路３３から得られる
所定の期間Ｔａｎの間燃料噴射パルスの増大が行なわれ
る０時限回路３３は演算増幅器４８を有し、その非反転
入力端子にはコンデンサ４９を介して演算増幅器４７の
出力電位が入力され、フィードバック回路に接続された
コンデンサ５０により所定の時間Ｔａｎが経過した後出
力電位がゼロ電位にされる。演算増幅器４８の入力には
抵抗５１ａ。

５１ｂ、５１ｃから成る入力回路が接続され、各接続点
は抵抗５２ａ　、５２ｂを介して演算増幅器４８の入力
端子にそれぞれ入力される。

このようにして第７図及び第８図の実施例において基準
パルス七ｐチと本来の負荷信号Ｔｐが比較され、その比
較結果に基づき燃料噴射装置の乗算回路に作用すること
により一定の増量が行なわれる。

この場合負荷に関係した増量を負荷信号の関数として、
即ち燃料噴射装置によって形成される基本噴射パルスｔ
ｐの関数として増量係数Ｋａｎを整合させるのが好まし
い、第１２図にはこの状態が図示されており、負荷信号
ｔｐが所定の値（ｔｐ’）に達すると増量が開始される
。その場合増量係数の上昇は所定の曲線工に沿って最大
値Ｋｍａｘまで行なわれる。この最大値は両パルス期間
ｔｐ、ｔｐ′が互いに比較されるので、時間に関係した
ものとなる。所定の時間Ｔが経過した後、増量係数Ｋａ
ｎは０になるまで漸次減少される。

これに関連して第１３図にはｔｐ′＋Ｔの最大値になる
まで漸次増量が行なわれ、続いて増量係数が１になる場
合の最終噴射パルスｔｉの特性が時間に関して図示され
ている。

第９図には第２の比較器５５が設けられており、この比
較器は負荷信号ｔｐと自動的に発生するパルス信号ｔｐ
′を比較し、その比較結果に従い特性整合回路５６を作
動させＫ　ａｎ＝　ｆ（ｔｐ）に従った整合を行なう。

第１０図にはそのための詳細な回路図が図示されている
。入力端子５７から供給されるｔｐパルスは逆極性のダ
イオード５８ならびに抵抗５９を介して比較器として構
成された演算増幅器６０の非反転入力端子に接続される
。この入力端子にはざらに可変抵抗６２とコンデンサ６
１から構成された時定数回路が接続される。演算増幅器
６０の反転入力端子には抵抗６３．６４から得られる基
準電圧ＵｓＩが入力される。

この演算増幅器６０の後段には出力電位ＵＡにより増量
信号を形成する演算増幅器６５が接続されている。この
演算増幅器の反転入力端子は直接演算増幅器６０の非反
転入力端子と接続され、またその非反転入力端子には演
算増幅器６０の出力信号と抵抗６７．６８から得られる
基準電圧が入力される。

また演算増幅器６５の非反転入力端子はダイオード５８
と抵抗５９の接続点に接続されている。その場合出力電
位Ｕ＾がどのようなものであるかによって、増量信号が
定まり、この増量信号は抵抗７０ならびに出力ダイオー
ド７１を介して正の電流（信号Ａｓ）として乗算回路２
０に入力される。

第１１図には出力電圧ＵＡならびに負荷信号あるいはｔ
ｐパルスに従って行なわれる増量の度合が図示されてい
る。

ｔｐパルスが基準パルスｔｐ′よりも小さい場合（第１
２図の信号ｔＰ３を参照）、増量信号は形成されず、増
量係数はＯである。この状態はｔｐパルスに対応しその
正となる期間は短かいので、ダイオード５８は短時間し
か遮断されず、コンデ′ンサ６１は抵抗６２を介して充
分な値に充電できないので、しきい値電圧Ｕｓｌに達す
る。従って演算増幅器６０はセットされた状態となり、
その出力電位はほぼ０電位となり、これにより演算増幅
器６５の出力電位ＵＡもＯの値となる。　ｔｐパルスが
発生している間コンデンサ６１は抵抗６２を介して常時
充電されているので、ｔｐパルスが充分長い場合にはコ
ンデンサ電圧１１Ｇはしきい値電圧ＵｓＨに達し、演算
増幅器６０がセットされ、それにより演算増幅器６５も
セットされるので、増量信号が乗算回路に流れるように
なる。

この場合第１１図に図示されたように比較的短かいパル
スｔＰｔからｔＰｚのように長くなると、出力電圧υＡ
が長くなりそれにより増量が多くなる。

第１１図の信号ｔｅ３は基準パルスｔｐ’よりも短かい
負荷パルス、即ち基本噴射パルスとなるので。

その場合は増量は行なわれない。次に信号ｔＰｓのよう
に非常に長くなると、パルスｔｐ４のところで最大の増
量係数となる。この状態からパルスｔＰｓで図示されて
いるように非常に長いパルスが発生してコンデンサ電圧
ｕｃを越えると、この大きなコンデンサ電圧がリード線
６６を介して直接演算増幅器６５の反転入力端子に達す
るので、非反転入力端子に印加されているしきい値電圧
Ｕｇ２に達する。これにより第２の演算増幅器６５はｔ
ｐパルスがなお存在している場合にもリセットされるの
で、第１２図に図示したようにｔｐパルスが増大しても
増量係数は再び減少するようになる。このようにリード
線６９によりしきい値電圧Ｕｓ２が変化されるので、所
望の整合性と特性を定めることが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、内燃機関の燃料噴
射装置やその他の燃料供給装置において、噴射時間を他
に関係して最適に増大させることが可能になる。その場
合さらに付加的なセンナを設けることなく、すでに存在
しているセンナのみを用いて信号を形成することが可能
になる０例えば空気量センサからの分圧電圧やあるいは
燃料噴射装置により得られる基本信号ｔｐによって負荷
信号を形成することが可能になるので、安価な方法で、
好ましくは集積回路を用いて精度の高い負荷に関係した
増量を行なうことが可能になる。このように構成を安価
にすることができると共に、特性を良好に適合化させる
ことができ、その場合通常の全負荷増量のような所定の
値を必要とすることがない、また増量の適合を各負荷状
態の関数として行なうことができるので、増量の特性を
その時間を制限して任意に実現することが可能になる。

さらに本発明による回路により所定の大きさと機能を持
つ増量電流を負荷に関係した駆動状態になった時に供給
させるだけであるので、現存する燃料噴射装置に大きな
改変を加えることなく用いることができると言う効果が
得られる。

また増量係数を負荷に関係して、即ち燃料噴射装置にお
いて得られる基本パルスに従って変化させるようにし、
所定の値に達するまでは増大させ、続いて漸次増量係数
が１になるまで減少させるようにするとさらに好ましい
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気流量に関係した増量を行なう構成のブロッ
ク図、第２図は第１図のブロックのさらに詳細な構成を
示した回路図、第３図（ａ）〜（ｅ）は第２図回路の動
作を説明する信号波形図、第４図は第１図における増量
係数の時間経過を示した特性図、第５図は最終的な燃料
噴射装置の増量の経過を示す特性図、第６図は基本噴射
信号に関係した燃料増量を行なう本発明の第２の実施例
を示すブロック図、第７図及び第８図は第６図の構成を
さらに詳細に示した電気回路図、第９図は本説明の第３
の実施例を示す概略構成ブロック図、第１０図は第９図
のブロック図のさらに詳細な構成を示す回路図、第１１
図は第１０図の動作を説明する信号波形図、第１２図は
増量係数の基本噴射信号に対する特性を示した特性図、
第１３図は時間に関係した燃料噴射信号の特性を示した
特性図である。 １０・・・入力回路　　　１２・・・時限回路１４・・
・燃料噴射装置　３０・・・パルス発生器３１・・・比
較器　　　　３２・・・増量回路３３・・・時限回路　
　　３４・・・乗算回路Ｌ　　　　　　　　　Ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転数と空気量に従って基本噴射パルス（ｔｐ）を
   形成し、続いてこの基本噴射パルスを補正して内燃機関
   の燃料噴射あるいは供給装置に供給される噴射パルス（
   ｔｉ）を形成する内燃機関の燃料供給量信号形成方法に
   おいて、燃料噴射あるいは供給装置により形成される負
   荷に関係した信号（Ｑ＿Ｌ、ｔｐ）を所定値と比較し、
   負荷信号がこの所定値より大きくなった場合所定時間噴
   射パルス（ｔｉ）を増大させることを特徴とする内燃機
   関の燃料供給量信号形成方法。 ２）燃料供給条件が存在する場合でも負荷に関係した前
   記燃料噴射パルスの増大を所定時間経過後終了させるよ
   うにした特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）燃料噴射パルス（ｔｉ）の負荷に関係した増量係数
   を所定の関数に従って定めるようにした特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の方法。 ４）回転数と空気量に従って基本噴射パルス（ｔｐ）を
   形成する第１の回路と、前記基本噴射パルスに補正を行
   ない燃料供給装置に供給される噴射パルス（ｔｉ）を形
   成する第２の回路とを備えた内燃機関の燃料供給量信号
   形成装置において、負荷に関係した信号（Ｑ＿Ｌ、ｔｐ
   ）を所定値と比較する比較回路（１０、３１、５５）を
   設け、その比較結果に従い増量信号を形成し、この増量
   信号を前記第２の回路に供給し燃料噴射パルス（ｔｉ）
   を増大させ、燃料増量を行なうことを特徴とする内燃機
   関の燃料供給量信号形成装置。 ５）増量を時間的に制限する時限回路（１２、３３）を
   設け、所定時間経過後増量信号を第２の回路（２０）に
   供給するのを遮断するようにした特許請求の範囲第４項
   に記載の装置。 ６）空気量センサからの信号（Ｕｓ）を比較器（１７）
   の一方の入力端子にまた他方の入力端子に一定の基準電
   圧を印加し、その出力信号を増量信号とするようにした
   特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の装置。 ７）前記比較器（１７）の出力信号（Ａｓ）により第２
   の演算増幅器（２３）を駆動し、それにより所定時間経
   過後比較条件に無関係に増量を終了させるようにした特
   許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８）燃料噴射装置の基本噴射パルス（ｔｐ）に同期して
   トリガーされ基準パルス（ｔｐ＾＊）を所定時間発生さ
   せるタイミング回路（３０）を設け、この基準パルスと
   燃料噴射装置の負荷パルス（ｔｐ）とを比較する比較器
   （３１）を設け、負荷パルスが基準パルスよりも大きく
   なった場合増量信号を発生する比較器（３７）をセット
   させるようにした特許請求の範囲第４項から第７項まで
   のいずれか１項に記載の装置。 ９）前記比較器はトランジスタ（３９、４０）から構成
   される論理比較回路であり、この比較器により基準パル
   ス（ｔｐ＾＊）と負荷信号（ｔｐ）が比較され、負荷信
   号が基準信号よりも大きい場合比較器（４７）の出力を
   高い電位にセットするようにした特許請求の範囲第８項
   に記載の装置。 １０）増量信号を発生させる演算増幅器（４７）の後段
   に増量を時間的に制御する時限回路 （３３）を接続するようにした特許請求の範囲第９項に
   記載の装置。 １１）前記時限回路はフィードバックコンデンサ（５０
   ）を有する積分器として接続された演算増幅器（４８）
   を有し、このコンデンサ電圧が所定の電位に達した場合
   増量を行なう出力信号（Ｕ＿Ａ）を吸収するようにした
   特許請求の範囲第１０項に記載の装置。 １２）時定数回路を有する比較器（５５）を設け、負荷
   信号（ｔｐ）に対して増量係数（Ｋａｎ）の特性が所定
   の特性となるようにした特許請求の範囲第４項から第１
   １項までのいずれか１項に記載の装置。 １３）前記増量係数は負荷信号が基準信号よりも大きく
   なって所定の時間が経過した後最大値に達するような特
   性とした特許請求の範囲第１２項に記載の装置。 １４）基準信号（Ｕｓ＿１）と負荷に関係した基本噴射
   パルス（ｔｐ）を比較する演算増幅器（６０）を設け、
   負荷に関係した信号（Ｕ＿Ｃ）が基準電圧（Ｕｓ＿１）
   に達した時に前記演算増幅器をセットするようにした特
   許請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の装置。 １５）前記演算増幅器（６０）の後段に第２の演算増幅
   器（６５）を設け、この第２の演算増幅器に負荷に関係
   した信号を直接入力し、負荷信号（ｔｐ）が長くなった
   場合演算増幅器（６０）から増量信号が発生している場
   合でも第２の演算増幅器（６５）をリセットすることに
   より増量を終了させるようにした特許請求の範囲第１４
   項に記載の装置。 １６）第２の演算増幅器（６５）の一方の入力端子が抵
   抗（５９）を経て第１の演算増幅器（６０）の負荷に関
   係した信号を受ける入力端子と接続されている特許請求
   の範囲第１２項から第１５項までのいずれか１項に記載
   の装置。