JPS6143232A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - 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〕 本発明は内燃機関の燃料噴射量制御装置に係り、特に電
力を駆動源とする燃料ポンプを備えかつ所定条件下で燃
料ポンプの消費電力を低下するよう圧した内燃機関の燃
料噴射量制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の電力を駆動源とする燃料ポンプを備えた内燃機関
では、車載バッテリの電力を燃料ポンプに供給して燃料
ポンプを駆動し、プレッシャレギュレータを介して所定
燃圧の燃料を燃料噴射弁に供給し、所定時間燃料噴射弁
を開くことによシ燃料噴射量を制御している。この燃料
噴射弁を開くための所定時間は、機関回転数と機関負荷
（吸気管圧力または機関１回転当シの吸入空気量）とに
基づいて基本燃料噴射時間を演算すると共に、吸気温や
機関冷却水温等で基本燃料噴射時間全補正することによ
り求められる。そして、上記の燃料噴射量は、排ガス中
の残留酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（０，センサ
）出力に基づいてフィードバック制御されて空燃比が理
論空燃比近傍になるように制御されるか、ま１ζは空燃
比が理論空燃比よりリーン側の値にフィードフォワード
制御によって制御される。また、上記の内燃機関におい
ては、アイドリング時等において燃費向上を目的として
燃料ポンプの駆動回路内に抵抗を接続し、燃料ポンプの
消費電力を下げることが行なわれている。このように燃
料ポンプの消費電力を下げることによって、内燃機関に
より駆動されるオルタネータの負荷が減少し、これによ
シ内燃機関の燃費を向上することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら従来のように燃料ポンプの消費電力を下げ
ると燃料噴射弁に供給される燃料の燃圧が低下するため
、従来と同一の時間燃料噴射弁を開いても燃料噴射量が
減少し、空燃比がリーン側にずれるという問題があった
。このため、アイドル回転が不安定になったり、再始動
が不良になる、という問題があった。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上記問題点
を解決するために本発明は、第１図に示すように、スロ
ットル弁がアイドル位置に位置していることを検出して
アイドル信号を出力するアイドル検出手段Ｃ１機関温度
を検出して温度信号を出力する温度検出手段Ｄ１スロッ
トル弁がアイドル位置に位置しかつ機関温度が高温側の
所定温未満か否かを判断する判断手段Ｅ１消消費電力低
下段Ｂおよび制御手段Ｆを設け、制御手段Ｆにより機関
回転数と機関負荷とに基づいて燃料噴射弁Ｇの開弁時間
を制御すると共に、判断手段Ｅによってスロットル弁が
アイドル位置に位置しかつ機関温度が高温側の所定温未
満と判断筋れたときに、消費電力可変手段Ｂにより燃料
ポンプＡの消費電力を低下しかつ制御手段Ｆにより燃料
ホンダＡの消費電力低下による燃料減量分に相当する時
間燃料噴射弁Ｇの開弁時間を長くするようにしたもので
ある。

本発明によれば、スロットル弁がアイドル位置に位置し
かつ機関温度が高温側の所定温未満のとき可変手段によ
り燃料ポンプの消費電力が低下するように制御されて燃
料の燃圧が低下され、このとき制御手段により消費電力
の低下による燃料減量分に相当する時間燃料噴射弁の開
弁時間が長くされる。これにより、消費電力を低下させ
る前後において基本燃料噴射時間が同じであれは略同量
の燃料が噴射ネれることになシ、消費電力を低下させた
ときに空燃比がリーンになるのが防止される。

〔発明の効果〕

従って本発明によれば、燃料ポンプ制御時に空燃比がリ
ーンになるのを防止してアイドル回転の不安定等による
ドライバビリティの悪化を防止できると共に、再始動時
の始動性を向上することができる、という効果が得られ
る。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明の実施例に係る燃料噴射量制御装置を備
えた内燃機関（エンジン）を示す概略図である。

エアクリーナ３の下流側には、吸入空気量全検出するエ
アフローメータ４が設けられている。このエアフローメ
ータ４は、ダンピングチャンバ内ニ回動可能に設けられ
たコンペンセーションプレート、コンペンセーションプ
レートに連結嘔れたメジャリングプレートおよびメジャ
リングプレートの開度を検出するポテンショメータで構
成されている。また、エアフローメータ４の近傍には、
吸入空気温を検出して吸気温信号を出力する吸気温セン
サ５が取付けられている。

エアフローメータ４の下流側には、アクセルペダル６と
連動して回動されるスロットル弁７が配置され、このス
ロットル弁７に連動してスロットル弁がアイドル位置（
全閉状態）でオンするアイドルスイッチ８が取付けられ
、スロットル弁７の下流側にサージタンク１８が設けら
れている。また、スロットル弁７ｖｔ迂回しかつヌロッ
トル弁上流側とスロットル弁下流側のサージタンク１８
とを連通するように迂回路１９が設けられ、この迂回路
１９には、ステップモータによって開度が制御されてア
イドル回転数を制御するＩＳＯバルブ２０が取付けられ
ている。サージタンク１Ｂは、インテークマニホールド
を介してエンジン１の燃焼室へ連通されている。そして
、サージタンク１８内に突出するようにコールドスター
トインジェクタ１７が取付けられ、インチークマニホー
ルド内圧突出するようにインジェクタ（燃料噴射弁）１
６が取付けられている。これらのコールドスタートイン
ジェクタ１７およびインジェクタ１６は、配管および燃
料ポンプ２７を介して燃料タンク２６に連結されている
。この燃料ポンプ２７は、抵抗値切替回路３０、キース
イッチの接触子２５を介してバッテリ２４に接続されて
いる。

エンジン１の燃焼室は、エキゾーストマニホールド９ｔ
−介して三元触媒を充填した触媒コンノ（−タに接続逼
れており、このエキゾーストマニホールド９には排ガス
中の残留酸素濃度を検出するＯ２七ンサ１０が取付けら
れている。エキゾーストマニホールド９け、排気ガス會
吸気系へ再循環させるＥＧＲ通路２１を介してサージタ
ンク１８に連通嘔れ、ＥＧＲ通路２１にはＥＧＲ制御弁
２２が取付けられている。

エンジンブロック１１には、ウォータジャケット内に突
出するように１エンジン冷却水＠を検出する水温センサ
１２が取付けられ、またエンジンのシリンダヘッドを貫
通して燃焼室内に突出するように点火プラグが取付けら
れている。この点火プラグは、ディストリビュータ１３
およびイグナイタ２３を介して、マイクロコンピュータ
５０に接続されている。ディストリビュータ１３内には
、ディストリビュータシャフトに固定されたシグナルロ
ータとディストリビュータノ・ウジングに固定されたピ
ックアップとで各々構成された気筒判別センサ１５Ａお
よびクランク角センサ１５Ｂ’ｉ含む回転センサ１５が
取付けられている。６気筒エンジンの場合、気筒判別セ
ンサ１５Ａは例えば７２０°ＣＡ毎に気筒判別信号を出
力し、クランク角センサ１５Ｂは例えば３０°ＣＡ毎に
エンジン回転数信号を出力する。なお、２５ａはキース
イッチのイグニッション端子、２５ｂはキースイッチの
スタータ端子である。

マイクロコンピュータ５０は、第３図に示すように、中
央処理装置（ＣＰＵ）５１、リードオンび入出力部５５
から構成啓れでいる。入出力部５５には、信号が入力さ
れるように、吸気温センサ５、アイドルスイッチ８、酸
素濃度センサ１０、水温センサ１２、スタータ端子２５
ｂ１バツテリ２４、エアフローメータ４および回転セン
サ１５が接続されている。また、入出力部から出力され
る信号によって制御されるように、インジェクタ１６、
イグナイタ２３、ＩＳＣパルプ２０、ＥＧＲ制御弁２２
、コールドスタートインジェクタ１７および抵抗値切替
回路３０が接続されている。

次に上記の抵抗値切替回路３０の詳細と燃料ポンプ２７
に関係する部分の詳細上第４図を参照して説明する。オ
ルタネータ４４Ｆｉ、エンジン１のドライブシャフトに
よって駆動ばれ、発電した電力を直流電力に整流してバ
ッテリ２４＃ｃ充電すると共に燃料ポンプ２７を駆動す
る。燃料ポンプ２７は、燃料タンク２６内の燃料を循環
させる配管４３の途中に設けられ、同様に配管４３の途
中に設けられたプレッシャレギュレータ４１、プレッシ
ャレギュレータ４１に接続されたデリバリバイブ４２を
介して各気筒毎に設けられたインジェクタ１６−１〜１
６−ｎに所定燃圧の燃料を供給する。

抵抗値切替回路３０Ｕ、）ランジスタ３２．３３および
抵抗３１で構成され、トランジスタ３３をオフしかつト
ランジスタ３２をオンすることにより・抵抗３１が１燃
料″ｙ２２７の駆動回路に接続され、燃料ポンプ２７の
消費電力を低下させる。

上記のＲＯＭ５２には、以下で説明する燃料ポンプ制御
ルーチンや燃料噴射時間計算ルーチン等が予め記憶され
ている。

まず、第５図に示す燃料ボ／グ制御ルーチンについて説
明する。ステップ１００ＩＣおいて、アイドルスイッチ
８から出力されるアイドル信号に基づいてアイドルスイ
ッチ８がオン（ＬＬＯＮ）か否かを判断することにより
、スロットル弁がアイドル位置に位置しているか否かを
判断する。アイドルスイッチ８がオフしているときは、
ステップ１０４において抵抗値切替回路３０のトランジ
スタ３２をオフにすると共にトランジスタ３３をオンに
する。この結果、燃料ポンプ２７の駆動回路は直接接地
されることになる。−万、アイドルスイッチ８がオンの
とき、すなわちアイドリング時および減速時には、ステ
ップＩＯＩにおいてエンジン冷却水温ＴＨＷが高温側の
所定温（例えば、１００℃）未満か否かを判断すると共
にステップ１０２で吸気温ＴＨＡが高温側の所定温（例
えば、９０℃）未満か否かを判断する。エンジン冷却水
温ＴＨＷが所定温以上のときまたは吸気温が所定温以上
のときはステップ１０４において前述と同様に抵抗値切
替回路３０のトランジスタを制御する。一方、エンジン
冷却水温ＴＨＷが所定温未満でかつ吸気温が所定温未満
のときはステップ１０３において抵抗値切替回路３ｏの
トランジスタ３２をオンすると共にトランジスタ３３１
？オフする。

この結果、燃料ポンプ２７の駆動回路２７が抵抗３１を
介して接地されることＫなり、駆動回路２７に流れる電
流が減少するため、燃料ポンプ２７の消費電力が低下す
る。

なお、上記においてエンジン冷却水温が高いときまたは
吸気温か高いときに、燃料ポンプの消費電力が低くなる
ように制御しないのは、燃料ポンプの消費電力を低くす
ると燃圧が低下し、このとき機関温度が高いと配管中に
ベーパロックが発生する虞れがあるからである。また、
冷間時には燃料噴射量を比較的多くする必要があること
から、エンジン冷却水温や吸気温の下限値は完全暖機後
の値にするのが好ましい。

次に第６図を参照して燃料噴射量を制御するルーチンに
ついて説明する。ステップ１０６においてエンジン回転
数Ｎｅおよび吸入空気量ＱｈＪを取込み、ステップ１０
７においてエンジン回転数Ｎｅ。

吸入空気量Ｑを用いて以下の弐に従って基本燃料噴射時
間ＴＰ′ｆｆ：演算する。

ただし、Ｋは定数である。

なお、基本燃料噴射時間を演算するにあたっては、エン
ジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑとに関連させて基本燃料
噴射時間ＴＰのマツプｋＲＯＭＫ予め記憶させておき、
現在のエンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑに対応する基
本燃料噴射時間ＴＰを上記のマツプから補間法によシ演
算するようにしてもよい。

次のステップ１０８では、第７図で説明する補正演算処
理によシ燃料噴射時間ＴＡＵを演算し、ステ、ツブ１０
９でバッテリ電圧が高くなるに従って小きくなる無効噴
射時間（正の値）を燃料噴射時間ＴＡＵに加算すること
により、電圧補正演算処理を行なって最終的な燃料噴射
時間を求める。

次のステップでは、気筒判別信号とエンジン回転数信号
とに基づいて燃料噴射タイミングか否かを判断し、燃料
噴射タイミングと判断壜れたときは、各気筒毎、気筒の
グループ毎または全気筒−斉に、最終な燃料噴射時間に
相当する時間燃料噴射弁を開いて燃料噴射を実行する。

第７図は燃料噴射時間ＴＡＵの計算ルーチン、すなわち
第６図のステップ１０８の詳細を示す流れ図である。本
実施例では、以下の式に従って燃料噴射時間ＴＡＵを演
算するようにしている。

ＴＡＵ＝　（ＴＰ＋ＴＡＵＧ＋ＴＡＵＦＰ　）・ＦＡＦ
・＋１＋ＫＧ）・ＦＷＬ　−ＦＴＨＡ・＋　１＋ＦＴＣ
）　　　・・・（２）７ｊだし、ＴＡＵＧはアイドリン
グ時の学習制御量、ＴＡＵＦＰは燃料ポンプ制御時の補
正量、ＦＡＦは空燃比フィードバック補正係数、ＫＧは
オフアイドル時での学習制御補正係数、ＦＷＬは瞬機増
量係数、ＦＴＨＡは吸気温補正係数、ＦＴＣは過渡時燃
料噴射量補正係数である。

まず、ステップ１１４においてステップ１１６で求めら
れる空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡ
ＦＡＶが、理論空燃比に対応する値（１）を中心とする
所屋範囲内の値になるように学習制御量ＴＡＵＧおよび
学習制御補正係数ＫＧｔ−増減して、学習制御量ＴＡＵ
Ｇおよび学習制御補正係数ＫＧの演算処理を行なう。こ
の学習制御量ＴＡＵＧおよび学習制御補正係数ＫＧは、
０．センサの劣化等によって空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦでは空燃比を理論空燃比近傍に制御できなく
なったとき、燃料噴射時間を制御して空燃比を理論空燃
比近傍に制御するためのものである。

ステップ１１５では、燃料ポンプの消費電力が低下する
ように制御されているか否かを判断して、燃料ポンプ制
御時の補正［ＴＡＵＦＰ’ｔ−設定する。

すなわち、第８図に示すように、ステップ１２２で燃料
ポンプの消費電力が低下するように制御されているか否
かを判断し、燃料ポンプが制御されていないときはステ
ップ１２３で補正量ＴＡＵＦＰの値を０とし、燃料ポン
プが制御されているときはステップ１２４で補正量ＴＡ
ＵＦＰの値を所定量Ａとする。この所定量Ａは、燃料ポ
ンプの消費電力の低下、すなわち燃圧の低下によって減
少する燃料噴射量に相当する値である。次のステップ１
１６では、０．センサ出力が矩形波になるように信号処
理した後比例積分処理して空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦ？演算し、ステップ１１７では、エンジン冷却
水温が高くなるに従って小さくなるように定められてＲ
ＯＭに記憶されている暖機増量係数のマツプから補間法
により現在のエンジン冷却水温に対応する暖機増量係数
ＦＷＬを演算する・ なお、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、フィー
ドフォワード制御時には１に設定される。

次のステップ１１８では、吸気温のディジタル値に所定
値ｋを加算することにより吸気温補正係数ＦＴＨＡｉ演
算する。そして、ステップ１１９において過渡時燃料噴
射量補正係数ＦＴＣ１−求める。

この過渡時燃料噴射量補正係数ＦＴＣは、加速時には正
の所定値にされ、減速時には負の所定値に場れ、定常運
転時には０にされる。

上記のようにして求められた基本燃料噴射時間ＴＰ、各
種の補正係数等はステップ１２０において上記（２）弐
に代入されて燃料噴射時間ＴＡＵが演算される。

以上の結果、燃料ポンプの消費電力を低下させないとき
は、基本燃料噴射時間に基づいて空燃比定量Ａに相当す
る量燃料噴射量が増量される。

なお、上記ではエンジン回転数と吸入空気量とに基づい
て基本燃料噴射時間を定めるエンジンについて説明した
が、本発明の適用範囲はこのエンジンに限定されるもの
ではなく、エンジン回転数と吸気管圧力とに基づいて基
本燃料噴射時間を定めるエンジンにも適用することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明全説明するためのブロック図、第２図は
本発明の実施例に係る燃料噴射量制御装置を備えたエン
ジンを示すブロック図、第３図はｍ　２　図ノーｒイク
ロコンピュータの詳細を示すブロック図、第４図は上記
実施例の抵抗値切替回路等の詳細を示す線図、第５図は
上記実施例の燃料ポンプ制御ルーチンを示す流れ図、第
６図は上記実施例の燃料噴射ルーチンを示す流れ図、第
７図は第６図のステップ１０８の詳細を示す流れ図であ
る。 ５・・・吸気温センサ、 ８・・・アイドルスイッチ、 １２・・・水温センサ、 ３０・・・抵抗値切替回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力を駆動源とする燃料ポンプによつて燃料を燃
   料噴射弁に供給し、前記燃料噴射弁の開弁時間を制御す
   ることによつて燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴
   射量制御装置において、スロツトル弁がアイドル位置に
   位置していることを検出してアイドル信号を出力するア
   イドル検出手段と、機関温度を検出して温度信号を出力
   する温度検出手段と、前記アイドル信号と前記温度信号
   とに基づいてスロツトル弁がアイドル位置に位置しかつ
   機関温度が高温側の所定温未満か否かを判断する判断手
   段と、前記判断手段の判断結果に基づいてスロツトル弁
   がアイドル位置に位置しかつ機関温度が高温側の所定温
   未満のとき前記燃料ポンプの消費電力を低下させる消費
   電力可変手段と、機関回転数と機関負荷とに基づいて前
   記燃料噴射弁の開弁時間を制御すると共に前記燃料ポン
   プの消費電力が低下されたとき該消費電力の低下による
   燃料減量分に相当する時間前記燃料噴射弁の開弁時間を
   長くする制御手段と、を設けたことを特徴とする内燃機
   関の燃料噴射量制御装置。