JPS6119947A - 燃料噴射制御装置 - 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、燃料噴射式エンジンの燃料噴射制御装置に
関するものである。

〔従来技術〕

従来の燃料噴射式エンジンにおいては、エンジンの運転
状態を検出して、最適な燃料供給量を求め、求められた
燃料量を所定クランク角に合わせて同期噴射して燃焼室
に燃料供給するとともに、エンジンの加速運転状態を検
出して、加速運転状態が検出されたときには、クランク
角とは無関係に、検出時点で非同期噴射して燃焼室に燃
料供給している。このエンジンの同期噴射では、加速運
転状態や暖機状態の如きエンジン状態に基づいて、燃料
噴射量を補正するようにしているが、このような同期噴
射の補正のみでなく、加速運転時に非同期噴射を行うこ
とによって、運転状態の変化に素早く応答させることが
できる。

ところで、非同期噴射では、常に、一定量の燃料が噴射
され、同期噴射のような補正は行われないのが一般的で
あるが、特に、加速時の非同期噴射については、エンジ
ンの暖機状態に合わせて補正することが望ましく、特公
昭４９−４５６５５号においては、非同期噴射の暖機補
正を行う技術が提案されている。このように、暖機補正
が行われることによって、非同期噴射がエンジンの暖機
状態合わせて適正に行われ、暖機状態の変化にがかわら
ず、加速性を良好に確保することができる。

しかしながら、このように−暖機補正が行われても、エ
ンジン始動直後の加速時における非同期噴射には、その
噴射量に過不足が生じていた。すなわち、加速時におけ
るエンジンの非同期噴射要求量は、燃焼室壁温に大きく
影響されるが、上記暖機補正における補正係数は、エン
ジン冷却水温に対して決定されており、一方、始動直後
におけるエンジン冷却水温と燃焼室壁温との関係は、第
１０図の如く、始動後、燃焼室壁温の立ち上がりに比べ
て、冷却水温あるいはシリンダヘッド塩の立ち上がりは
かなり遅れる。このため、冷却水温によって一義的に行
われる暖機補正では、始動直後における加速とそれ以外
での加速との間で生ずる非同期噴射要求量の差に対応す
ることができない。

第１１図において、ハは、エンジン始動後の加速運転時
における非同期噴射要求量を満たす暖機補正係数の変化
を示しているが、例えば、第１１図のイの如く、エンジ
ン始動直後の加速時における非同期噴射要求量を満たす
ように暖機補正係数を大きめに設定すると、始動後充分
の時間を経過した後の加速時には、暖機補正係数が大き
過ぎ、空燃比がオーバリッチとなり、排気ガス浄化性能
が低下するとともに、点火プラグがくすぶりを起こすこ
とになる。また、第１１図の口の如く、エンジン始動後
充分な時間を経過した後の加速時におけ名非同期噴射要
求量を満たすように、暖機補正係数を小さめに設定する
と、エンジン始動直゛後の加速時における暖機補正係数
が小さ過ぎて、良好な加速性能を確保することができな
くなる。なお、第１１図は、時間軸を第１０図のそれと
共通にして基り、暖機補正係数が時間とともに、低下し
ているのは、第１０図の如く冷却水温が上昇することに
よる。

〔発明の目的〕

このような従来の問題に鑑み、本発明の目的とするとこ
ろは、非同期噴射量を冷却水温に応じて補正するととも
に、エンジン始動後における冷却水温の変化に対する燃
焼室壁温の変化の差に対応するように非同期噴射量を補
正することによって、エンジン始動後の経過期間にかか
わらず、非同期噴射量を要求量に一致させることにある
。

〔発明の構成〕

この目的を達成するための本発明の構成を第１図によっ
て説明する。

上述の如く同期噴射と非同期噴射の両方が行われるよう
にされた燃料噴射制御装置において、水温センサによっ
て、エンジンの冷却水温を検出し、始動検出手段によっ
て、エンジンが始動されたことを検出する。そして、エ
ンジンの始動が検出されると、始動後加速補正係数設定
手段において、始動後加速補正係数として所定値を設定
するとともに、所定期間毎に該係数を減衰させる。

一方、加速運転状態が検出されたとき、非同期噴射量演
算手段では、基本噴射量設定手段によって設定される基
本噴射量を、その時点で、始動後加速補正係数設定手段
において設定されている始動後加速補正係数に基づいて
補正して、非同期噴射を行うための噴射量を求める。

この結果、加速運転が行われると、非同期噴射が行われ
、その噴射量は、まず、基本噴射量が、基本噴射量設定
手段によって、そのときのエンジン冷却水温に応じて設
定され、この基本噴射量が、その時点で、始動後加速補
正係数設定手段において設定されている始動後加速補正
係数によって補正されて求められる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基本噴射量が冷却水温に応して設定さ
れ、その基本噴射量がエンジン始動後の経過期間に応じ
て補正されるため、エンジン始動後の経過期間にかかわ
らず、加速運転が行われたときには、非同期噴射要求量
に一致した噴射量の非同期噴射を行うことができる。従
って、エンジン始動直後の加速運転時における加速運転
性を良好にすることができ、また、始動後充分に時間を
経過した後の加速運転時においては、空燃比をオーバリ
ッチとせず、排気ガス浄化性能の低下や点火プラグのく
すぶりを回避することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第２図には、一実施例としての電子制御燃料噴射式エン
ジンが示されている。同図において、１０はエンジン本
体、１２は吸気通路、１４は燃焼室、１６は排気通路を
それぞれ表している。図示しないエアクリーナを介して
吸入される吸入空気の流量は、これも図示しないアクセ
ルペダルに連動するスロットル弁１８によって制御され
る。スロットル弁１８を通過した吸入空気はサージタン
ク２０および吸気弁２２を介して燃焼室１４に導かれる
。途中、エアクリーナとスロットル弁１８との間には、
エアフローメータ２４が設けられていて、吸入空気量を
検出する。エアフローメータ２４は、吸入空気量を電圧
値として検出し、この電圧信号は、線２６を介して制御
回路２８に送り込まれる。また、スロットル弁１８には
、スロットルセンサ５８が連結して設けられており、ス
ロットルセンサ５８は、スロットル弁１８が所定開度開
かれる毎に、２つの検出端子から交互に所定レベルの電
圧信号を発生するもので、これらの電圧信号は、それぞ
れ線５６を介して制御回路２８に送り込まれる。

燃料噴射弁３０は、実際には各気筒毎に設けられており
１．線３２を介して制御回路２８から送り込まれる電気
的な駆動パルスに応じて開閉制御せしめられ、図示しな
い燃料供給系から送られる加圧燃料を吸気弁２２近傍の
吸気通路１２内に間欠的に噴射する。

燃焼室１４内で燃焼した後の排気ガスは、排気弁３４お
よび排気通路１６を介して、さらに触媒コンバータ３６
を介して大気中に排出される。

ディストリビュータ３８内に設けられたクランク角セン
サ４０．４２からは、図示しないクランク軸が３０°、
３６０°回転する後にパルス信号がそれぞれ出力され、
クランク角３０’毎のパルス信号は線４４を、クランク
角３６０°毎のパルス信号は線４６を、それぞれ介して
制御回路２８に送り込まれる。

エアフローメータ２４の中には、吸入空気の温度を検出
する吸気温センサ４８が設けられおり、検出した吸気温
を表すその出力電圧は、線５０を介して制御回路２８に
送り込まれる。また、エンジンのシリンダブロックには
、冷却水温を検出する水温センサ５２が設けられており
、検出した冷却水温を表すその出力電圧は、線５４を介
して制御回路２８に送り込まれる。

ブロックで示したスタータスイッチ７４は、図示シない
スタータを起動するための公知のスタータスイッチであ
り、そのオン、オフ信号が制御回路２８に送り込まれる
。

第３図は、第２図の制御回路２８のｔｉ成例を表してい
る。同図においては、エアフローメータ２４、吸気温セ
ンサ４８、水温センサ５２、スロットルセンサ５８、ク
ランク角センサ４０．４２、スタータスイッチ７４、さ
らに各気筒毎に設けられる燃料噴射弁３０が、それぞれ
ブロックで表されている。

エアフローメータ２４、吸気温センサ４８および水温セ
ンサ５２の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器６０に送り込まれ
る。Ａ／Ｄ変換器６０は゛アナログマルチプレクサ機能
を有しており、マイクロプロセフす（ＭＰＵ）６２から
の指示信号に応じて各センサからの信号を選択し、Ａ／
Ｄ変換して２逓信号を得る。

クランク角センサ４０からのクランク角３０゜毎のパル
ス信号は、入出力回路（１１０回路）６４を介してＭＰ
Ｕ６２に送り込まれ、エンジン回転数の演算に利用され
るとともに、Ｉ１０回路６４内に設けられたタイミング
カウンタの歩進用クロックとなる。また、クランク角セ
ンサ４２からのクランク角３６０゛毎のパルス信号は、
上述のタイミングカウンタのりセント信号として働く。

このタイミングカウンタ力）ら得られるタイミング信号
は、ＭβＵ６２に送り込まれ、燃料噴射処理ルーチンの
割り込み要求信号となる。

スロットルセンサ５８の２つの電圧信号のうち、いずれ
かが出力されると、Ｉ１０回路６４を介してＭＰＵ６２
に取り込まれ、加速検出処理ルーチンの割り込み要求信
号となる。また、スタータスイッチ７４からのオン、オ
フ信号は、Ｉ１０回路６４に送り込まれ、ＭＰＵ６２か
らの指示に従って取り込まれる。

入出力回路（１１０回路）６６内には、レジスタ等を含
む周知の燃料噴射制御回路が設けられており、ＭＰｔＪ
６２から送り込まれる噴射パルス幅に関する２進のデー
タから、そのパルス幅を有する噴射パルス信号を形成す
る。この噴射パルス信号は、図示しない駆動回路を介し
て燃料噴射弁３０に送り込まれ、これを付勢する。それ
により、噴射パルス信号のパルス幅に応じた量の燃料が
噴射される。

Ａ／Ｄ変換器６０およびＩ１０回路６４．６６は、マイ
クロコンピュータの主構成要素であるＭＰＵ６２、ラン
ダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）６８およびリードオン
リメモリ　（ＲＯＭ）７０にハス７２を介して接続され
ており、このバス７２を介してデータの転送が行われる
。

ＲＯＭ７０内にはメイン処理ルーチンプログラム、クラ
ンク角３０°毎の割り込み処理ルーチンプログラムおよ
びその他のプログラム、さらにそれらの演算処理に必要
な種々のデータ、テーブル等が予め格納されている。

ＲＯＭ７０に格納された所定のプログラムに従って、Ｍ
ＰＵ６２は、Ａ／Ｄ変換器６０に対して所定時間、例え
ば、４〜８ミリ秒毎にＡ／Ｄ変換の開始を指示しており
、吸入空気量、吸気温および冷却水温を表すデータは、
Ａ／Ｄ変換器６０からのへ／Ｄ変換完了割り込みによっ
てコンピュータ内に取り込まれ、そのままＲＡＭ６８に
格納される。また、クランク角センサ４０から発生され
る３０°クランク角毎のパルス信号に基づいて求められ
たエンジン回転数データもＲＡＭ６８に格納される。

第４図には、メイン処理ルーチンプログラムの一部が示
されており、まず、ステップ１０１では・スタータスイ
ソチア４がオンされているか否かが判定される。始動中
でスタータスイソチア４がオンされていると、ステップ
１０１が肯定判断されてステップ１６０に進んで、レジ
スタ類の初期化が行われる。スタータスイッチ７４がオ
フされると１．ステ・７プ１０１が否定判断されてステ
ップ１０２に進み、ここで、ＲＡＭ６８に格納されてい
るエンジン回転数Ｎｅが２５０ｒｐｍ以上か否か判定さ
れる。エンジンが始動され、エンジン回転数Ｎｅが２５
Ｑｒｐｍ以上になれば、ステップｌＯ２が肯定判断され
て、ステップ１０３において完爆フラグＦＳＴがセント
され、「１」とされる。

エンジンが駆動されず、エンジン回転数Ｎｅが２５Ｏｒ
ｐｍ以上にならなければ、ステップ１０２は否定判断さ
れて、ステップ１０３に°は進まず、メイン処理ルーチ
ンのその他の処理を行う。

第５図は、始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣを設定す
るルーチンであり、１６ミリ秒毎に起動される時間割り
込みルーチンである。まず、ステップ１１１およびステ
ップ１１２において完爆フラグＦＳＴがセットされてい
るか、また、後述のステップ１１４において定められる
始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣがｒｌＪであるか否
かが判定される。完爆フラグＦＳＴがセットされていな
いか、始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣが「１」とな
っていれば、ステップ１１１が否定判断されるか、ステ
ップ１１２が肯定判断されて、このルーチンの処理を終
了する。

しかし、完爆フラグＦＳＴがセットされており、かつ始
動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣが「１」でなければ、
ステップＩｌｌが肯定判断され、ステップ１１２が否定
判断されるため、ステップ１１３に進み、ここで、後述
のフラグＫがリセットされているか否かが判定される。

エンジンが始動されて初めてこのルーチンが実行された
ときには、フラグＫがリセットされているので、ステッ
プ１１３は肯定判断され、ステップ１１４に進んで、こ
こで、始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣが求められる
・始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣ，は、一定値に設
定しても良いが、この場合は、第７図の如く、エンジン
冷却水温ＴＨＷに対して定められている始動後加速補正
係数ＡＳＡＳＹＮＣをＲＯＭ７０のテーブルから読み出
してきて設定する。

始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣが設定されると、ス
テップ１１５において、始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹ
ＮＣの設定が行われたことをセント状態によって記憶す
るフラグＫをセントして「１」とする。一旦、始動後加
速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣが設定され、フラグＫがセン
トされれば、ステップ１１３が否定判断されるため、そ
の後、再度スタータスイッチ７４がオンされてステップ
１６０において初期化が行われない限り、ステ・ノブ１
１４は実行されることはない。

次に、ステップ１１６では、ステップ】１４において求
められた始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣを所定値α
だけ小さくしてＲＡＭ６８に格納する。従って、１６”
ｖ秒毎に第５図のルーチンが起動され、ステップ１１６
が実行されることによって、始動後加速補正係数ＡＳＡ
ＳＹＮＣは、１６ミリ秒にαづつ減衰されることになる
。減衰されて始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣが「１
」となってステップ１１２が肯定判断されれば、ステッ
プＩＩｄは実Ｊテされなくなり、最終的に始動後加速補
正係数ＡＳＡＳＹＮＣはｒｌＪとなる。この様子は、第
８図に図示されている。なお、第５図のルーチンを、１
６逼り秒毎でなく、所定クランク角毎、車載エンジンの
場合に所定距離走行毎、所定量の燃料が噴射される毎あ
るいは吸入空気量Ｑが所定量に達する毎に起動されるよ
うにすれば、始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣの減衰
を、時間以外のエンジンの使用・状態によって行うこと
ができる。しかし、始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣ
が減衰されて「１」となるまでの時間は、５〜２０秒程
度とするのが望ましい。

一方、第６図は、加速検出処理ルーチンを示している。

このルーチンは、スロットルセンサ５８のいずれかの端
子から信号が出力される毎に起動される公知の割り込み
ルーチンであり、ステップ１２０では、スロットルセン
サ５８の一方の端子から信号が出力されて、他方の端子
から信号が出力されるまでの時間を計測し、この時間が
所定時間より短いとき加速運転であると判断される。加
速運転であるとしてステップ１２０が肯定判断されると
、ステップ１３０において、非同期噴射の基本噴射量Ｂ
ＳＹＮＣが求められる。すなわち、第５図のステップ１
１４における始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣの場合
と同様に、エンジン冷却水温Ｔ　ＨＷに対して定められ
ている基本噴射量ＢＳＹＮＣを、ＲＯＭ７０に格納され
ているテーブルから読み出すことによって求められる。

このとき、基本噴射量ＢＳＹＮＣは、加速の程度によっ
て決定することもできる。例えば、ステップ１２０にお
いて計測された時間が、所定時間の何倍あるかを検出し
、その倍数の逆数を、上記テーブルから読み出された値
に乗算して、基本噴射量ＢＳＹＮＣを求める。次にステ
ップ１４０では、基本噴射量ＢＳＹＮＣに始動後加速補
正係数ＡＳＡＳＹＮＣを乗算することによって、始動後
加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣによる基本噴射量ＢＳＹＮ
Ｃの補正が行われ、非同期噴射量ＴＡＳＹＮＣが求めら
れる。さらに、ステップ１５０においては、非同期噴射
量ＴＡＳＹＮＣに関する信号が、１１０回路６６に出力
され、Ｉ１０回路６６において燃料噴射弁３０を駆動す
る信号に変換されて燃料噴射弁３０に供給される。つま
り、非同期噴射が実行される。

ステップ１２０において加速運転でないとして否定判断
された場合には、ステップ１３０．１４０．１５０は実
行されずに、このルーチンの処理を終了する。

以上のように、加速運転が行われると、加速運転に合わ
せて非同期噴射が行われ、非同期噴射の基本噴射量ＢＳ
Ｙ・ＮＧが、第６図のステップ１３０において、エンジ
ンの暖機状態や加速の程度によって求められ、この基本
噴射量ＢＳＹＮＣは、第６図のステップ１４０において
、エンジン始動後の期間に応じて設定されている暖機加
速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣによって補正されて、非同期
噴射１１ＴＡｓＹＮｃとされる。従って、第９図に示す
ように、加速運転に対応して行われる非同期噴射量ＴＡ
ＳＹＮＣは、基本噴射量ＢＳＹＮＣに補正骨Ｃが加えら
れたものとされる。基本噴射量ＢＳＹＮＣは、そのとき
のエンジンの暖機状態や加速度合によって決定されるが
、補正骨Ｃは、始動後の時間の経過とともに小さくされ
、第８図のように始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣが
「１」となって後は、補正骨Ｃは全くなくなる。

従って、始動後加速補正係数ＡＳＡＳＹＮＣの減衰特性
を、エンジン始動後の冷却水温の変化に対する燃焼室壁
温の変化の差に対応するように設定すれば、エンジン始
動後、燃焼室壁温の変化に合わせて変化する非同期噴射
要求量に一致させて非同期噴射を行わせることができ、
加速運転の行われるタイミングにかかわらず、加速運転
性を良好にし、しかも、空燃比をオーバリッチにしない
ようにすることができる。

なお、第４図〜第６図のフローチャートにおいて、ステ
ップ１０１〜１０３の処理は、本発明の始動検出手段に
相当し、ステップ１１１〜１１６の処理は、本発明の始
動後加速補正係数設定手段に相当し、ステップ１３０の
処理は、本発明の基本噴射量設定手段に相当し、ステッ
プ１４０の処理は、本発明の非同期噴射量演算手段に相
当する。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のであり、例えば、加速運転の検出は、吸気管負圧や吸
入空気量の変化速度によって検出することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、クレーム対応図、第２図は、本発明の一実施
例の概略図、第３図は、第２図の制御回路のブロック図
、第４図〜第６図は、マイクロコンピュータの制御プロ
グラムの一部のフローチャート、第７図は、始動後加速
補正係数ＡＳＡＳＹＮＣを求めるためのテーブルの内容
を示すグラフ、第８図は、始動後加速補正係数ＡＳＡＳ
ＹＮＣの状態を示すタイムチャート、第９図は、エンジ
ン始動後の加速運転時における非同期噴射量ＴＡＳＹＮ
Ｃの状態を示すタイムチャート、第１０図は、エンジン
始動後におけるエンジン各部の温度変化を示すタイムチ
ャート、第１１図は、従来の暖機補正係数の変化を示す
タイムチャートである。 １０−・−−−一エンジン本体 ２４−・−・エアフローメータ ２８・−−−−・制御回路 ３０・−・燃料噴射弁 ４０．４２−−−−−クランク角センサ５２−−・−水
温センサ ５８−・−スロットルセンサ ７４−−一・スタータスイッチ 壮Ｊコ、！、−１−ヨグご）↓；ｊ；づ流社第５図 第６図 第７図 ＴＨＷ　→低 第８図 愉 時間− 第９図 第１０図 ダ♂勅　　　　　　時間　　　　　− 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの運転状態を検出して、最適な燃料供給量
   を求め、求められた燃料量を所定クランク角に合わせて
   同期噴射して燃焼室に燃料供給するとともに、エンジン
   の加速運転状態を検出して、加速運転状態が検出された
   ときには、クランク角とは無関係に、検出時点で非同期
   噴射して燃焼室に燃料供給する燃料噴射制御装置であっ
   て、エンジンの冷却水温を検出する水温センサと、加速
   運転状態が検出されたとき、水温センサによって検出さ
   れる冷却水温に応じて基本噴射量を設定し、冷却水温が
   低いと、高いときに比べて基本噴射量が大きくされる基
   本噴射量設定手段と、エンジンが始動されたことを検出
   する始動検出手段と、 始動検出手段によってエンジンが始動されたことが検出
   されると、始動後加速補正係数として所定値を設定する
   とともに、所定期間毎に始動後加速補正係数を減衰させ
   る始動後加速補正係数設定手段と、 加速運転状態が検出されたとき、基本噴射量設定手段に
   よって設定される基本噴射量を、その時点で、始動後加
   速補正係数設定手段において設定されている始動後加速
   補正係数に基づいて補正して、非同期噴射を行うための
   噴射量を求める非同期噴射量演算手段と、 を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。