JPS6149141A - 電子式燃料噴射制御装置 - 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】 発明の技術分野 本発明は電子式燃料噴射制御装置に関し、特にインテー
クマニホールド内圧力とエンジン回転数とに基づいて燃
料噴射量を調整する所謂スピードデンシティ方式電子式
燃料噴射制御装置の改良に関するものである。

従来技術と問題点 電子式燃料噴射制御装置には、エンジン内に流入される
空気量をエアフローメータ等で直接検出して該空気量に
見合った燃料を噴射する空気流量計測方式と、インテー
クマニホールド内の絶対圧力とエンジン回転数を検出し
、これらの検出値に基づいてエンジン１回転当りの吸入
空気量を求め、エンジン状態に応じた最適空燃比となる
ような燃料噴射量を決定するスピードデンシティ方式と
が知られているが、後者は前者に比べて基本噴射量の補
正範囲が大きいという問題点がある。部ち、機関毎の或
は経年変化による吸入、排気バルブのタイミングのバラ
ツキにより吸入効率が変化すると、又は、大気圧力の変
化による排気系の圧力（シリンダ背圧）の変化により吸
入効率が変化すると、同じインテークマニホールド圧力
でも、シリンダ内に吸入される空気量が相違するという
空気流量計測方式にはない補正原因があり、これに両方
式で共通な燃料圧力、インジェクタ特性のバラツキに対
する補正量が加わる。

従来のスピードデンシティ方式電子式燃料噴射制御袋デ
における上記基本噴射量の補正は次のようにして行なっ
ている。即ち、排気ガス中の酸素濃度を検出する０２セ
ンサのフィードバック信号が燃料過多を示すリッチ状態
になったときは、計測した絶対圧力とエンジン回転数で
求まる基本噴射量に乗する補正係数Ｂを急速に減少し、
逆のり−ン状憇になったときはその補正係数Ｂを急速に
増大させるような所謂フィードバック補正を行なうと共
に、基本噴射量に乗する別の補正係数Ａを設け、補正係
数Ｂの平均値が所定範囲を越えた場合にその補正量ｉＢ
Ｂが所定範囲に収まるように補正係数Ａを初期値１から
子方向或は一方向へ緩やかに修正することにより吸入効
率の変化による空燃比の悪化を防止する。この場合、補
正係数Ａの補正（学習）は安全性確保のために０２セン
ザか正常に動作している際につまりリンチ状態、リーン
状態を所定周期で繰返している際に行なう。このため、
何等かの理由で自動車バッテリが外され学習した補正係
数Ａが初期値にリセットされた状態で再度学習する場合
には、０２センサがリッチ。

リーンを繰返すように補正係数Ｂを修正する必要がある
。この点を図面に基づいて説明すると、第５図は、０２
センサの出力と補正係数Ａ、Ｂの時間的変化をバッテリ
が外された後のエンジン始動時から示したもので、バッ
テリが外される前には補正係数Ａは例えば０．７に学習
されていたが、初期値１．０にリセットされたと仮定す
る。エンジンが始動すると、もともと補正係数Ａが０．
７で釣り合っていたものが１．０にされたのであるから
、０２センサ出力はリッチ状態を示す。そして、リーン
状態に移行させるために補正係数Ｂが急速に減少される
が、０２センサ出力がリンチ、リーンを繰返すまでは補
正係数Ａは修正されないので、リッチ、リーンが繰返さ
れるような状態になるまでには補正係数Ｂを大幅に減少
させなければならない。

このように補正係数Ｂが大幅に修正され、リッチ。

リーンが繰返される状態になると、補正係数Ａの学習が
始められ、所定時間後には元の修正値に学習されること
になる。

このように、従来のスピードデンシティ方式における補
正は、０２センサの信号に頼っており且つ補正係数Ｂを
大幅に変更し得る構成としている。

しかしながら、０２センサの信号にのみ頼ることは信頼
性の上から好ましくなく、また補正係数Ｂの補正許容幅
をそのように大きくとることは、０２センサが異常にな
った場合の空燃比の著しい悪化を許すことになって問題
がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような従来の問題点を解決したもので、そ
の目的は′、０２センサの信号によらずに吸入効率の変
化に対応した燃料噴射量の補正を可能とすることにある
。

発明の原理 一般に、 ■一定のエンジン負荷に対してはそれに釣り合う一定の
回転エネルギが必要である。

■アイドル時のエンジン負荷は次のような項目を考慮す
ることにより設計時点で把握できる。

ｉ）機械的ロス ｉｉ　）エンジンオイル特性 ｉｉｉ　）エアコンディショナの負荷 ｉｖ）オートマチック車のトランスミ・７シヨンＤレン
ジ ■）オルタネータの負荷 ■最近のエンジン制御システムでは、アイドル時に回転
数制御を行なうのが普通で、吸入効率が変化した場合で
もバイパス空気量等を調整してエンジン回転数を所定の
目標回転数になるように制御している。

従って、インテークマニホールド内の絶対圧力は、同じ
アイドル状態時であっても、平地の値に比べ高地ではよ
り低い値を呈することになる。下記のデータは、同一の
アイドル回転数状態において平地（大気圧７６０ｍｍＨ
ｇ　）と高地（大気圧５６０ｍｍＨｇ）とでインテーク
マニホールド内の絶対圧を測定した実験結果例である。

絶対圧 平地　　　　　２６０ｍｍＨｇ 高地　　　　　２２０ｍｍ）Ｉｇ この実験結果からも判るように、同じアイドル条件時に
おける平地でのインテークマニホールド内絶対圧力に比
べて高地ではより低い圧力を呈することになる。これは
、高地で排気管圧力が下がると吸入効率が向上すること
によるものである。そこで、予め平地でアイドル時のイ
ンテークマニホールド内絶対圧力を基本絶対圧力として
求めておき、この基本絶対圧力と高地へ移動したときの
実際の絶対圧力との差或は比を求めれば、大気圧（空気
密度）の変化を知ることができ、その変化量に基づいて
燃料噴射量を補正することができる。

また、同様にバルブタイミングの変化により吸入効率が
変化すると、同じアイドル条件でも絶対圧力が変化する
ので、その変化により燃料噴射量を補正することができ
る。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、インチークマニ
ホールド内の空気圧力を絶対圧力で計測する絶対圧力セ
ンサを有し、該センサの計測値に基づいて燃料噴射量を
調整する電子式燃料噴射制御装置において、所定の条件
を満たすアイドル時　　　゛に計測された前記インテー
クマニホールド内の絶対圧力と予め定められた基本絶対
圧力との差或は　　′比に対応する補正係数により前記
燃料噴射量を補正する。

発明の実施例 第１図は本発明の実施例の要部ブロック図である。イン
テークマニホールド内の絶対圧力を検出する絶対圧力セ
ンサｐｓの検出信号は補正手段けに加えられる。また、
アーイドル制御手段ＡＣはスロットルバルブの開度を検
出するスロットルポジションセンサＳＮ２の出力及びエ
ンジン回転数センサＳＮ３の出力に基づきアンドル状態
において所定のエンジン回転数が得られるようにアイド
ルスピードコントロールバルブ（図示せず）の開度を調
整する。

基本絶対圧力記４．な手段ＭＥ２には、当該内燃機関を
平地において且つ理想的なバルブタイミングが得られる
ようにした所定のアイドル状態において理想空燃比で作
動させた場合における前記絶対圧力センサＰＳで検出さ
れるであろう絶対圧力の値が記憶されている。所定のア
イドル状態とは、例えば■内燃機関の冷却水温が暖機完
了を示す所定値以上であり、■スロットルバルブが全閉
状態であり、■エンジン回転数が所定のアイドル回転数
で且つ所定時間以上安定していること等をいう。絶対圧
力の記憶は、下記のように例えば各負荷に対応した内容
で記憶される。

ＰＩ：エンジンオイルの粘性抵抗を含めたエンジン自体
の回転負荷に相当する換算絶対圧力Ｐ２；エアコンディ
ショナの負荷に相当する換算絶対圧力 Ｐ３：オートマチソク車のトランスミッションレンジの
負荷に相当する換算絶対圧力 Ｐ１＝オルタネータの負荷の大きさに相当する換算絶対
圧力 基本絶対圧力算出手段ＢＭは、エアコンディショナが作
動しているか否かを示す信号を出力するエアコンスイッ
チＳＮ５の出力、トランスミッションレンジがＤレンジ
であるか否かを示す手段ＳＮ６の出力、オルタネータが
負荷となっているか否かを示す手段ＳＮ７の出力を判別
し、基本絶対圧力記憶手段ＭＩｌ：２に記憶されたＰ１
〜Ｐ、の値からそのときの基本絶対圧力ＰＪを算出する
。例えば、エアコンディショナのみ負荷となっていると
きＰ１十Ｐ２をＰｇとし、これにＤレンジの負荷が加わ
っいればＰ　ｌ　＋Ｐ　２　＋Ｐ　３をＰＪとし、更に
オルタネータが負荷になっている場合は、ｐ、＋ｐ２＋
Ｐ３＋Ｐ、をＰ１ｉ！とする。

一方、補正係数記憶手段ＭＥ、には、絶対圧力センサｐ
ｓで検出された絶対圧力Ｐと基本絶対圧力算出手段開で
算出された基本絶対圧力Ｐβとの差に対応する補正係数
Ｋｆが記憶されている。第２図の特性曲線は記憶される
補正係数Ｋｆの値の一例を示すもので、ＰがＰｇより小
さくなるほど補正係数ＫｆＯ値を大きくし、逆の場合は
小さくしている。これは、基本適合を平地で行なうため
で、第２図の横軸の０より右側は主に大気圧補正用であ
り、左側はバルブタイミングの悪化により吸入効率の補
正用である。また、両者の差が所定値以下の場合補正係
数を１としたのは機械的ロス等のバラツキを考慮したも
のである。両者の差に対応した補正係数値を記憶する代
りに、両者の比に対応した補正係数値を記憶する構成と
しても良い。

所定アイドル状態検知手段ＡＳは、内燃機関の冷却水温
を検出する温度センサＳＮ、、スロットルポジションセ
ンサＳＮ２）エンジン回転数を検出するセンサＳＮ３の
出力を判別して前記■〜■の条件が満足された状態にな
ったか否かを判別し、そのような状態になれば補正係数
算出手段ｐｃに補正係数の算出を指示する。

補正係数算出手段ｐｃは、補正係数の算出指示を受ける
と、絶対圧力センサＰＳで検出された絶対圧力Ｐと基本
絶対圧力算出手段ＢＭで算出された基本絶対圧力Ｐｉと
の差に対応する補正係数値を補正係数記憶手段ＭＥ、か
ら続出し、これを補正手段（Ｊに送出する。

補正手段ＣＭは、補正係数算出手段ｐｃから送出された
補正係数をＫとすると、次式により燃料噴射量Ｔを算出
する。

Ｔ＝ＴＡＵＸＫ　　　　　・−（１） ここで、ＴＡＵは検出された絶対圧力とエンジン回転数
および従来の補正係数Ａ、Ｈに基づいて計算された燃料
噴射量である。この補正された燃料噴射量Ｔは、燃料噴
射制御手段ＥＪに入力され、Ｔの時間に相当する期間だ
けインジェクタＩＪ、〜ＩＪ。

から燃料が内燃機関内へ直接或は吸気管内へ噴射される
。

なお、補正係数Ｋｆは第２図の特性を計算式で置き換え
た内容を記憶するようにしても良い。

第３図は本発明実施例のハードウェア構成の一例を示す
ブロック図であり、１はバフテリで、負端子は接地され
、正端子はＡ／Ｄ変換器２及び定電圧回路３に入力され
る。４はエアクリーナで空気はここから吸気管５に吸入
される。３３は吸気温を検出する温度センサでその出力
はＡ／Ｄ変換器２に入力される。吸気管５にはスロット
ル弁８が設けられ、吸入空気量をアクセルペダル（図示
せず）の踏み込み量に応じて制御する。スロットル弁８
の開度はスロットルポジションセンサ９により検出され
、入力インクフェイス回路１０に入力される。１１は出
力インクフェイス回路１２からの信号で作動し、スロッ
トル弁８をバイパスして流れる空気量を制御するアイド
ルスピードコントロール弁であり、例えばコイルに通電
するとロータが回転しバルブシャフトが前後に移動して
バルブボデーの隙間が複数ステップにわたり変化する構
造が採用される。１３はインジェクタで、出力インクフ
ェイス回路１２からのパルス信号の幅に応じた時間だけ
燃料をインテークマニホールド３４内に噴射する。噴射
された燃料はそこで気化し、吸気弁１４が開かれたとき
にシリンダ１５内に吸い込まれ、スパークプラグ１６で
着火され燃焼したガスはピストンエ９を押下げ、排気弁
１７が開られたときに排気管１８に取出される。シリン
ダブロック中には冷却水が入れられており、その水温が
温度センサ２０で検出され、Ａ／Ｄ変換器２に入力され
る。また排気管１８には０２センサ２１が設けられ、酸
素濃度が検出される。０２センサ２１は酸素濃度が所定
値以下つまり空気量に対し燃料が多い燃焼が行なわれた
ときリッチ信号を、そうでないときリーン信号を発生し
、入力インタフェイス回路１０に入力する。２２はイグ
ナイタであり、出力インクフェイス回路１２から送出さ
れる点火時期を示す信号を入力するとディストリビュー
タ２３を介してスパークプラグ１６を所定の時期に着火
させる。ディストリビュータ２３にはクランク角度セン
サが設けられ、その出力が入力インタフェイス回路１０
に入力されている。

なお、２４は触媒装置である。

制御部２５は、マイクロプロセッサ７とそのバス２６に
接続されたＡ／Ｄ変換器２．入力インクフエイス回路１
０．出力インクフェイス回路１２．ＲＯＭ２７及びＲＡ
Ｍ２Ｂと、これらの各部に電源を供給する定電圧回路３
とから成る。制御部５は、燃料噴射量の制御の他、アイ
ドル回転数制御１点火時期制御等を行なう。２９はエア
コンスイッチであり、その出力は入力インクフェイス回
路１０に入力される。また、トランスミッション３０の
変速位置を検出するシフト位置検出器３１の出力及びス
タータ３２のスターク起動生信号が入力インクフェイス
１０に入力されている。

マイクロプロセッサ７はディストリビュータ詔のクラン
ク角センサの出力を読取ってエンジン回転数を検出し、
アイドル時においてエンジン回転数が所定の回転数にな
るようにアイドルスピードコントロール弁１１の開度を
調整する公知のアイドル制御を実施している。

第４図は本発明の補正機能を付加したマイクロプロセッ
サ７のメイン処理の要部の一例を示ずフローチャートで
ある。

マイクロプロセッサ７はメイン処理において先ず絶対圧
カセンザ６の出力をＡ／Ｄ変換器２でディジタル値に変
換した値を読取ることによりインテークマニホールド３
４内の絶対圧力を計測し、噴射１ＴＡＵを計算する（３
２０）。

次に、所定のアイドル状態になっているか否か即ち前記
■〜■の条件が成立しているか否かを入力インクフェイ
ス回路１０から取り込んだスロットルポジションセンサ
９．ディストリビュータ２３に設けたエンジン回転数セ
ンサ、温度センサ２０の各入力を処理して判別する（　
Ｓ　２１　）。

マイクロプロセッサ７は所定のアイドル状態に　　　・
なっていない場合は、ステップＳ２６へ移行し、条件が
成立するとステップＳ２２へ移行する。

ステップＳ２２では現在のアイドル状態に対応する基本
絶対圧力ｐｘを計算する。この計算は、ＲＯＭ２７に予
め記憶されたＰ、〜Ｐ４と、入力インクフェイス回路１
０及びＡ／Ｄ変換器２から取り込んだエアコンスイッチ
四、シフト位置検出器３１゜バッテリ電圧の各入力に基
づいて前述のようにして計算する。なお、オルタネータ
が負荷になっているか否かはバッテリ電圧が所定値以下
が否がで判別される。

次にマイクロプロセッサ７はそのときのアイドル状態に
対応する補正性、数Ｋｆを算出する（３２３）。

これは、ＰとＰ２との差に対応して予めＲＯＭ２７に記
憶されていた補正１４．数Ｋｆを読出すか、或は所定の
計算式により算出する。

次にマイクロプロセッサ７は修正サイクルか否かを判別
する（３２４）。修正サイクルとは当該補正をするサイ
クルの意味であり、例えば１秒毎に１回だけ修正サイク
ルがあられれる。修正サイクルであると、マイクロプロ
セッサ７は次式によって実際の補正に使う補正係数Ｋを
算出する（Ｓ２５）。

Ｋ’−Ｋ　＋　（Ｋ　ｆ　−Ｋ）　／　ｎここで、Ｋば
前回算出された実際の補正に使う補正係数、ｎはフィル
タ定数である。このように実際に使う補正係数を徐々に
変化させるのは、大気圧或はバルブタイミング変化によ
る吸入効率は緩やかにしか変化しないので誤動作を防止
する為である。

ステップＳ２６では前記（１）式に従って燃料噴射量が
計算され、Ｔに相当する期間だけインジェクタ１３から
燃料が噴射されるように出力インクフェイス回路１２を
介してイグナイタ２２に信号を送出する。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、所定の条件を満た
すアイドル時に計測されたインテークマニホールド内の
絶対圧力と予め定められた基本絶対圧力との差或は比に
対応する補正係数値により前記燃料噴射量を補正する構
成としたので、０２センサの信号によらずに吸入効率の
変化に対応した燃料噴射量の補正を行なうことが可能と
なる。

従って、従来の０２センサのリッチ、リーンに基づく補
正係数Ｂの上下限値幅を小さくすることができ、０２セ
ンサ異常時でも走行可能な空燃比内に維持することが可
能とな名。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部ブロック図、第２図は補
正係数Ｋｆの値の一例を示す線図、第３図は本発明実施
例のハードウェア構成の一例を示すブロック図、第４図
は補正の処理例を示すフローチャート、第５図は従来の
問題点の説明図である。 ６は絶対圧力センサ、７はマイクロプロセッサ、１１は
アイドルスピードコントロール弁、１３はインジェクタ
、２０は温度センサ、２１は０２センサ、２９はエアコ
ンスイッチである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）インテークマニホールド内の空気圧力を絶対圧力
   で計測する絶対圧力センサを有し、該センサの計測値に
   基づいて燃料噴射量を調整する電子式燃料噴射制御装置
   において、所定の条件を満たすアイドル時に計測された
   前記インテークマニホールド内の絶対圧力と予め定めら
   れた基本絶対圧力との差或は比に対応する補正係数によ
   り前記燃料噴射量を補正することを特徴とする電子式燃
   料噴射制御装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の電子式燃料噴射制御
   装置において、前記所定の条件が、内燃機関冷却水温が
   所定値以上で且つ所定の機関回転数で安定に回転してい
   ることであることを特徴とする電子式燃料噴射制御装置
   。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の電子式燃料噴射制御
   装置において、前記燃料噴射量の補正は緩やかに行なわ
   れることを特徴とする電子式燃料噴射制御装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載の電子式燃料噴射制御
   装置において、前記予め定められた基本絶対圧力は、エ
   アコンディショナの使用の有無、トランスミッションの
   シフト位置、バッテリ電圧、機関回転数の組合せに対応
   して複数種設定されることを特徴とする電子式燃料噴射
   制御装置。