JPS61178537A - エンジンの燃料制御装置 - 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〕 この発明は、熱放散原理に基づくエア７０−センナ（た
とえば熱線式のエア７０−センナ）を用いたガソリンエ
ンジンの燃料噴射装置に訃いて、特に高負荷時の空燃比
精度を改良したエンジンの燃料制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来のエンジンの燃料制御装置の構成を示す図
である。この第６図に訃いて、エンジン１には吸気マニ
ホールド２が連結されておシ、この吸気マニホールド２
には電磁式の燃料噴射弁３が設けられている。

また、４はサージタンクであり、このサージタンク４に
は吸気管５が連結されている。吸気管５内には、絞り弁
６が設けられている。７は熱線式のエアフローセンサで
あシ、このエアフローセンサ７の出力および回転検出器
９の出力は制御装置８に送出するようになっている。

回転検出器９はエンジン１の回転数を検出するものであ
シ、エアフローセンサ７は吸気管５内の吸気圧力を検出
するものである。制御装置８はこのエアフローセンサ７
の出力と回転検出器９の出力によシ、燃料噴射弁３の弁
開度を制御するようになっている。

この制御装＆８の内部構成は第７図のブロック図に示さ
れている。この第７図において、エアフローセンサ７の
アナログ出力はＡ／Ｄコンバータ８１によシデイジタル
値に変換してマイクロプロセッサ８３に入力するように
なっている。

また、回転検出器９のパルス出力はインタ７二−７８２
を介してマイクロプロセッサ８３に入力されるようにな
っている。マイクロプロセッサ８３には、ＲＡＭ８４　
、ＲＯＭ８５が接続されている。

ＲＡＭ８４は演算時に使用され、ＲＯＭ８５は演算手順
や制御テークを記憶している。

マイクロプロセッサ８３の出力は増幅器３６で増幅され
、燃料噴射弁３を駆動制御するようになっている。

次に動作について説明する。エンジン１が絞り弁全開（
ＷＯＴ）近傍以外の運転状態ではエアフローセンサ７か
ら得られる出力信号は第８図の（ａ）に示すように正常
なリップルを含んだ波形となシ、この波形の面積を計算
すれば其の吸入空気量が得られるので、マイクロプロセ
ッサ８３で吸入空気量をエンジン回転数で除算した値に
基づいて燃料噴射弁３の駆動パルス＠を制御すれば、所
望の空燃比を得ることができる。

しかし、ＷＯＴ近傍の特定回転数領域（一般的には１０
００〜３０００　ｒｐｍ　）においては１．ｘ７ジン１
か３の吹返しによってエアフローセンサ７の出力波形は
第８図Φ）に示すようになシ、斜線で表わした部分が真
の空気量に対して余分に加算されてしまう。

これは、熱線式のエアフローセンサ７が空気の流れ方向
にかかわらず吸気量として検出し出力するととく起因し
ている。

この吹返しＫよる検出誤差は第９図に示すごとく回転数
によって異なシ、通常は吸気管負圧が−５０ｍ　Ｈｇ近
傍から生じ、ＷＯＴ領域では最大５０チに達する。

このような大きな誤差を含む値を用いて燃料量を算出し
て噴射すると、空燃比は大幅にリッチとなシ、実用に供
し得ないので、従来は第１０図に示すごとく吹返しによ
って誤差を生ずる領域（ＩＬ）に対して、そのエンジン
に対応して決まる最大空気量を上限値として（破線で示
した値）制御装置８内のＲＯＭ８５に予め記憶しておき
、第８図ｋ）に示すようにこの値を越えたエアフローセ
ンサ７の検出値を無視して上限値でクリップすることに
より、空燃比が過濃になるのを抑制している。

ところで、この上限値は低地で（Ｓｅａ　１ｅｖｅｌ　
）で常温において対象となるエンジンの吸入空気量特性
に合わせて設定せざるを得ないため、必然的に低地で常
温忙おける質量流量の上限値となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、たとえば、大気密度の低い高地走行において
高負荷運転されると、エアフローセンサ７の出力レベル
は第８図の（ｃ）に示すように平均値が予め定めた上限
値に達しないため吹返しを含む出力レベルの平均値がそ
のまま燃料演算に用いられ、第１１図に示すごとく高度
に対して空燃比が大幅に過濃になってしまうという重大
な欠点を有している。

このように従来、熱線式エアフローセンサ７を用いて４
気筒エンジンの吸入空気量を検出する場合、絞〕弁６を
全開にすると、吸入空気がエアフローセンサ７に対して
吹返しによる逆流現象を生じるため、エアフローセンサ
７は真の吸入空気量を検出できず、出力は真の値よシ大
きくなシ誤差を生じてしまう。

この誤差の値は大きいときＫは約５０％に達するため、
そのままの値を用いて燃料量を算出すると空燃比が大幅
にリッチとなシ、エンジンの運転が不能になる。

このため従来はエンジンの吸入空気量特性に合わせて予
めエアフローセンサ出力の上限値を制御装置内のメモリ
に記憶しておき、エアフローセンサの出力値が吹返しに
よシ異常に大きくなっても、空燃比に大きな誤差が生じ
ないようにしていた。

しかし、この方法では上限値を低地の常温近辺でエンジ
ンに合わせて決定するため、高地走行や高低温雰囲気で
は空燃比の誤差が大きくなるという欠点を有していた。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、大気圧（高地）や吸気温度による空燃比変動を除
去できるエンジンの燃料制御装置を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、吸気管圧力
（ゲージ圧）が高負荷状態の所定値になると作動する圧
力スイッチと、燃料噴射弁の開弁時間を算出して記憶す
る記憶手段と、記憶手段の記憶値にしたがって燃料を供
給する手段とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、吸入空気の吹返しが生ずる回転数
範囲においては圧力スイッチが吸気管圧力が所定値にな
ると作動して高負荷状態を検出し、この圧力スイッチの
作動点における吸入空気量とエンジンの回転数とから燃
料噴射弁の開弁時間を算出して記憶手段にて記憶し、こ
の記憶した開弁時間の値にしたがって燃料をエンジンに
供給する。

〔実施例〕

以下、この発明のエンジンの燃料制御装置の実施例につ
いて一面に基づき説明する。第１図はその一実施例の構
成を示す図である。この第１図において、第６図と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、第６図と
は異なる部分のみを述べることにする。

との８１図を第６図と比較しても明らかなように、第１
図では符号１〜９までの部分は第６図と同様であシ、こ
の第１図では第６図の構成に新たに圧力スイッチ１０と
開度センサ１１を付加したものである。

圧力センサ１０は吸気マニホールド２のゲージ圧を検出
してその検出出力を制御装置８に送るようになっておシ
、また、開度センサ１１は絞り弁６の開度を検出して、
検出出力を制御装置８に送出するようになっている。

圧力スイッチ１０は吸気マニホールド２内の圧力と大気
圧との差が所定値以下（たとえば５０ｍＨｇ）になると
スイッチがオンするように設定されている。

制御装置８は第３図に示すように構成されておシ、エア
フローセンサ７のアナログ出力訃よび閉度センサ１１の
アナログ出力はそれぞれＡ　／　Ｄ　　コンバータ８１
に入力されて、ディジタル値に変換されてマイクロプロ
セッサ８３に送出するようＫなっている。

また、圧力スイッチ１０の出力はインタ７二−７８７を
通してマイクロプロセッサ８３に入カスるようになって
いる。その他の構成は第７図と同様になっている。

次に、この発明のエンジンの燃料制御装置の動作につい
て説明する。第２囚は吹返しが生ずるエンジン回転数に
おけるこの発明の詳細な説明するためのもので、絞り弁
開度が０１なる値以上になると、エア７０−センナ７の
出力が吸入空気の株返しによって誤差を生ずるが、この
誤差を生ずる領域は通常吸気マニホールド２内圧力（ゲ
ージ圧力）が−５０〜Ｏｓｗ＊Ｈｇの範囲にあるため、
この領域を上記の圧力スイッチ１０の作動によって知る
ことができる。

圧力スイッチ１０が作動する運転範囲内における吸気圧
力の変化（−５０〜ＯｗｍＨｇ　）はそのときの吸気絶
対圧（低地では７６０■Ｈｇ、高地２０００ｍで約６０
０■Ｈｇ）に対してその比率は大きくはないが、圧力ス
イッチ１０が作動した時点の吸気圧相当の値、つまシそ
のときのエアフローセンサ７の出力値（ＱＢ）をエンジ
ン回転数Ｎｅで除した値を開度センサ１１の信号によ月
０弁開度（θ）全域に亘って補正し、燃料噴射弁３の開
弁時間を決定するようにしている。

このように、吸入空気の吹返しによシェア７０−センサ
７の出力に大きな誤差を生ずるエンジン回転数の領域に
おいては、第２図に示す圧力スイツチ１０の作動時のＱ
ａｌ／ＮｅやＱａｚ／Ｎｅの値を基準にして燃料噴射弁
３の開弁時間を決定すれば、大気密度の低い高地におい
ても大気圧密度に対応したエアフローセンサ７の出力Ｑ
ａ２によるＱａｚ／Ｎｅ　　に基づいて燃料量が制御さ
れ、吹返しの生じない回転数領域では通常どおシェア７
０−センサ７の出力にしたがって燃料量が制御されるの
で、エンジンの回転数−負荷の全領域に対し低地から高
地まで空燃比の変動を抑制できる。この効果は吸気温度
による大気密度の変化に対しても同じように発揮される
。

この発明の構成要素としては、構造が簡単で安価な圧力
スイッチ１０と開度センサ１１（たとえばポテンショメ
ータ）をそれぞれ１個付加し、第３因に示すように制御
装置８にその入力インタフェース回路８７と開度センサ
１１のアナログ入力回路とを付加するだけでよく、制御
方法もマイクロプロセッサ８３を動作させるための簡単
なプログラムを付加するのみでよい。

制御装置８におけるマイクロプロセッサ８３の動作フロ
ーチャートは第４図に示すように、エンジン回転数が予
め定めた所定の範囲外または圧力スイッチ１０が非作動
時はステップＳ１からステップＳ９に移り、エアフロー
センサ７の出力（Ｑｔ）とエンジン回転数Ｎｅを読み込
み、ステップＳＩＯにおいて、そのときのエアフローセ
ンサ７の出力（Ｑｔ）ｔ−エンジン回転数（Ｎｅ）で除
した値に基づいて燃料噴射弁３の開弁時間Ｔを演算する
。

また、エンジン回転数が予め設定された吹返しを生ずる
範囲で、かつ圧力スイッチ１０が作動のトキハステップ
Ｓ１からステップＳ２ｅ経てステップＳ３において、カ
ウンタをセットし、ステップＳ４において、カウンタの
値が「１」のときはステップＳ５に移行して、そのとき
のエアフローセンサ７の出力（Ｑａｎ）　　とエンジン
の回転数を読み込み、ステップＳ６において、その作動
時点のエアフローセンサ７の出力（Ｑａｎ）　　とエン
ジン回転数（Ｎｅ）とからＱａｎ／Ｎｅを演算してその
値をＲＡＭ８４に記憶し、ステップＳ７で絞り弁開度補
正値（Ｃ＃）をＲＯＭ８５から読み出し、ステップＳ８
において、圧力スイッチ１０が作動中はこの記憶された
Ｑａｎ／Ｎｅｔ−第５図に示す絞り弁開度（θ）に対す
る補正係数（Ｃ−）で補正した値に基づいて燃料噴射弁
３の開弁時間を算出する。

なお、ステップＳ２において、圧力スイッチ１０がオン
していなければ、ステップＳ２からステップＳｌｌに移
行し、カウンタ（ＣＴ）をリセットして、ステップＳ４
に移行する。

また、第５因中の補正係数（Ｃ−）はエンジンの回転数
（Ｎｅ　）によって異なシ、対象となるエンジンに合わ
せて予め制御装置８内のＲＯＭ８５に記′憶されている
。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおシ、簡単な圧力スイッチと
開度センサを付加するだけで、熱線式エア７０−センナ
の高負荷領域における吸入空気の吹返しによる空燃比の
誤差をあらゆる環境条件下の全運転領域において適正な
値に制御することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエンジンの燃料制御装置の一実施例
の構成を示す図、第２図は同上エンジンの燃料制御装置
において吹返しによシェア７０−センサが誤差を生じる
状態を説明するための図、第３−は同上エンジンの燃料
制御装＆における制御装置の構成を示すブロック図、第
４因は同上エンジンの燃料制御装置の動作の流れを示す
フローチャート、第５図は同上エンジンの燃料制御装置
におけるエンジンの回転数の変化時の絞り弁開度対補正
係数の関係を示す図、第６−は従来のエンジンの燃料制
御装置の構成を示す図、第７図は第６図のエンジンの燃
料制御装置における制御装置の構成を示すブロック図、
第８図は従来のエンジンの燃料制御装置におけるエア７
０−センナの出力波形図、第９図は従来のエンジンの燃
料制御装置における吹返しによるエアフローセンサの検
出誤差を示す図、第１０図は従来のエンジンの燃料制御
装置におけるエンジン回転数対エアフローセンサ出力の
関係を示す因、第１１因は従来のエンジンの燃料制御装
置における高度に対する空燃比の誤差の関係を示す図で
ある。 １・・・エンジン、３・・・燃料噴射弁、６・・・絞り
弁、７・・・エアフローセンサ、８・・・制御装置、９
・・・回転検出器、１０・・・圧力スイッチ、１１・・
・開度センサ。 なお、因中同−符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンの吸入空気量を熱放散原理に基づいて検出する
   エアフローセンサ、上記吸入空気量を調節する絞り弁の
   下流の吸気管圧力に応動し吸気管圧力と大気圧との差が
   所定値以下のときに作動する圧力スイッチ、上記絞り弁
   の開度を検出する開度センサ、 上記エアフローセンサ検出値にしたがって算出された燃
   料量に応じて燃料噴射弁の開弁時間を制御して所定の空
   燃比を得るとともに上記圧力スイッチが作動した時点で
   上記エアフローセンサの出力（Ｑａ）とエンジンの回転
   数（Ｎｅ）とから演算されたＱａ／Ｎｅを記憶する記憶
   手段を有しかつ上記圧力スイッチが作動中でエンジン回
   転数が所定の範囲内にあるときには上記エアフローセン
   サの出力によらずに上記記憶手段の記憶値を上記開度セ
   ンサの信号または上記開度センサの信号とエンジン回転
   数とにより補正した値にしたがって上記開弁時間を制御
   する制御装置を備えてなることを特徴とするエンジンの
   燃料制御装置。