JPS6158947A - 燃料噴射式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、燃料噴射式エンジンの燃料制御装置に関す
るものである。

（従来技術〕 最近、車両用エンジンでは、エンジンの運転効率改善の
観点等から、燃料供給装置として従来の気化器に代えて
燃料噴射弁を採用する傾向にある。

この燃料噴射式エンジンにおいて、単にエンジンの運転
状態のみに応じたタイミング及び噴射量でもって燃料噴
射を行なうようにすると、エンジンの加速時においては
燃料の供給遅れがあることから、加速のもたつき（ヘジ
テーション）が生ずるという不具合がある。

そこで従来は、上述のような不具合を解消するため、加
速時に燃料噴射量の増量補正を行なうようにしており、
そのような燃料噴射式エンジンの１つとして、従来、同
期タイプのものがある。これは、その運転状態に応じた
パルス幅の基本燃料噴射パルス（以下定時噴射パルスと
いう）に、加速増量分を付加し、この合我パルスを実際
の噴射パルスとすることにより、定時噴射パルスと同期
した形で加速時の燃料増量を行なうようにしたものであ
る。しかしながらこの同期タイプのエンジンにおいては
、低回転時には各燃料噴射パルス間の間隔が太き（なり
、そのため燃料噴射タイミング以外のときに空気のみが
大量に吸入されて混合気の空燃比がリーンとなり、加速
性を十分に向上させることができないものである。

また上述のような加速補正を行なうようにした他の燃料
噴射式エンジンとして、従来、特開昭５４−１１６５２
２号公報に示されるような非同期タイプのものがあり、
これは上記定時噴射パルスに、±（至）臨時燃料噴射パ
ルス（以下臨時噴射パルスという）を該定時噴射パルス
と非同期のタイミングに付加し、これにより燃料の増量
を行なうようにしたものである。この非同期タイプのエ
ンジンにおいては、定時噴射パルス間に臨時噴射パルス
が挿入されて各燃料噴射パルス間の間隔が短くなるので
、空燃比がリーンとなることはなく、上記同期タイツ゛
のエンジンの問題点を解ン肖できるものである。

ところで上記従来公報記載の燃料噴射式エンジンでは、
重両の発進加速時においては、スロットルバルブのアイ
ドル開度から非アイドル開度への変化に同期して一定パ
ルス幅の臨時噴射パルスを発生し、これにより発進加速
性を確保するようにしているが、この場合、例えば臨時
噴射パルスのパルス幅を短く設定すると、急な発進加速
時には十分な燃料増量ができず、良好な発進加速性が得
られないという問題があり、一方臨時噴射パルスのパル
ス幅を長く設定すると、例えば点画の渋滞時等における
緩やかな発進加速時には混合気の空燃比がオーパリフチ
となり、トルクショックが発生して運転者に異和感を与
え、又エミッションが悪化して排気ガス中のＨＣ，Ｃｏ
等が増加するという問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる問題点に鑑み、発進加速時における
燃料増量を適切に制御して、加速フィーリングの向上と
エミッションの悪化防止の双方を実現できる燃料噴射式
エンジンの燃料制御装置を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕′ そして本件発明者は、発進加速時における燃料増量の最
適な制御方法を開発せんとして鋭意研究した結果、次の
ようなことを見い出した。即ち、発進加速時において、
燃料増量を最適に制御するためには、発進時の加速状態
を検出し、それに応じて臨時噴射パルスのパルス幅を増
減制御するようにすればよい訳であるが、この増量燃料
は上述のようにスロットルバルブの非アイドル開度への
変化に同期して噴射供給されるため、発進加速時におい
て加速状態を検出しこれに応じて臨時噴射パルスのパル
ス幅を増減制御するのは大変困難であり、そのため上述
のように臨時噴射パルスのパルスＩｌ’ｆｆｌを一定に
設定していたものと考えられる。

ところで発進加速時におけるアクセルペダル及びスロッ
トルバルブの動作について考察すると、アクセルペダル
の動作には通常遊びがあり、アクセルペダルを踏み込ん
でもスロットルバルブは直ちには開かず、ある遅れ時間
経過後、開き始めるものである。従ってアクセルペダル
が踏み込まれてからスロットルバルブが開き始めるまで
の間のアクセル操作の変化量を検出すれば、発進時にお
ける急加速、緩加速等の加速状態を検出できると考えら
れる。

そこでこの発明はスロットルバルブのアイドル開度から
非アイドル開度への変化に同期して臨時噴射パルスを発
生するようにした燃料噴射式エンジンにおいて、スロッ
トルバルブが非アイドル開度になる前のアクセル操作の
変化量を検出し、それに応じて臨時噴射パルスを設定す
るようにしたものである。

即ち、本発明は、第６図の機能ブロック図に示されるよ
うに、基本燃料噴射量設定手段２０でエンジンの運転状
態に応じた基本燃料噴射量を設定するとともに、定時噴
射パルス発生手段２１で所定の周期に同期して基本燃料
噴射量に見合う定時噴射パルスを発生させ、一方、アイ
ドル開度検知手段２２でスロットルバルブのアイドル開
度を検知するとともに、加速検知手段２３でスロットル
バルブが非アイドル開度になる前のアクセル操作の変化
率に関連するデータを検知し、加速燃料噴射量設定手段
２４で加速検知手段２３の出力に対応した加速燃料噴射
量を設定するとともに、加速噴射パルス発生手段２５で
アイドル開度検知手段２２の出力と同期して加速燃料噴
射量に見合う臨時噴射パルスを発生させ、燃料噴射弁駆
動手段２６で上記定時噴射パルス及び臨時噴射パルスに
応じて燃料噴射弁を駆動するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例による燃料噴射
式エンジンの燃料制御装置を示す。図において、１はエ
ンジンで、該エンジン１の吸気通路２途中にはサージタ
ンク３が形成され、上記吸気通路２のサージタンク３上
流側にはスロットルバルブ４及びエアフローセンサ５が
配設され、吸気通路２の上流端はエアクリーナ６に至っ
ている。

また上記吸気通路２の下流端には燃料噴射弁７が設けら
れている。

また図中、８はスロットルバルブ４を開閉操作するため
のアクセルペダル、９はアクセルペダル８の操作量を検
出する加速センサ、１０は吸気負圧を検出する負圧セン
サ、１１はスロットルバルブ４のアイドル開度を検知す
るアイドルスイッチ、１２はイグニッションスイッチ、
１３はエンジンの冷却水温度を検知する水温センサ、１
４ば吸気温度を検知する吸気温センサ、１５はエンジン
回転数を検知する回転数センサである。

また１６はインターフェース１７、ＣＰＵ１Ｂ及びメモ
リ１９からなり、燃料噴射弁７からの燃料噴射量を制御
するコントロールユニットで、上記メモリ１９にはＣＰ
Ｕ１Ｂの演算処理のプログラム（第２図〜第４図参照）
等が格納されている。

そして上記ＣＰＵ１Ｂは、エンジン回転数と吸気負圧と
に応じて基本燃料噴射量を演算し、それに水温補正、吸
気温補正及び加減速補正を行なった後、この補正後の実
際燃料噴射量に見合う定時噴射パルスをエンジンの回転
に同期して燃料噴射弁７に加えて該噴射弁７の駆動制御
を行なう。またＣＰＵＩ　８は、発進前Ｍ時にはスロッ
トルバルブ４がアイドル開度になる前のアクセル操作の
変化率から加速燃料噴射量を演算し、この加速燃料噴射
量に見合う臨時噴射パルスをスロットルバルブ４のアイ
ドル開度から非アイドル開度への変化に同期して燃料噴
射弁７に加え、又通常の加速時にはアクセル操作の変化
率から加速燃料噴射量を演算し、この加速燃料噴射量に
見合う臨時噴射パルスを上記定時噴射パルスとは非同期
に燃料噴射弁７に加えて該噴射弁７の駆動制御を行なう
。

なお以上のような構成において、上記加速センサ９が第
６図に示す加速検知手段２３となっており、又アイドル
スイッチ１１が第６図に示すアイドル開度検知手段２２
となっており、さらに上記ＣＰＵＩ　８が第６図に示す
基本燃料噴射量設定手段２０．定時噴射パルス発生手段
２１．加速燃料噴射量設定手段２４．加速噴射パルス発
生手段２５及び燃料噴射弁駆動手段２６の各機能を実現
するものとなっている。

次に第２図ないし第５図を用いて動作について説明する
。ここで第２図は定時噴射ルーチン、第３図は加速燃料
噴射量設定ルーチン、第４図は発進加速時噴射ルーチン
の各フローチャートを、又第５図（ａ）〜（ｄ＋はアク
セル操作量及びスロットル開度の変化、アイドルスイッ
チの０Ｎ−ＯＦＦ状態及び臨時噴射パルスのタイミング
チャートを示し、第５図（ａｌ　（ｂｌ　（ｄｌ中、実
線ａは急加速状態を、１点鎖線すは緩加速状態を示す。

エンジンのイグニッションスイッチ１２がＯＮされると
、ＣＰＵＩＢは第２図の定時噴射ルーチンの処理を実行
し、まずシステムを初期化した後（ステップ（３１）　
）　、回転数センサ１５の信号を読み込んでエンジンが
始動したか否かを判定し、（ステップ（３２）　）　、
エンジンが始動すると、ステップ（３２）において回転
数センサ１５の信号からＹＥＳと判定してステップ（３
５）に進み、そこで各種データ、即ち吸入空気量センサ
５．加速センサ９．負圧センサ１０．アイドルスイッチ
１１゜水温センサ１３．吸気温センサ１４及び回転数セ
ンサ１５の信号を読み込む。モしてＣＰＵ１Ｂは、まず
エンジン回転数と吸気負圧とに応じて基本燃料噴射量を
演算してそれをレジスタＴ　ｐｂｓｅに格納しくステッ
プ（３６）　）、次に燃料噴射量に対する水７Ｖｔ　？
ｉｌｒ正量及び吸気温補正量を求めてそれをレジスタｆ
　　（ＷＬ）及びレジスタｆ　　（ＡＬ）に格納しくス
テップ（３７）　’）　、又燃料噴射量に対する加減速
補正量を求めてそれをレジスタｆ　　（ＡＥｌｌ　）に
格納しくステップ（３８）　）　、さらに上記基本燃料
噴射量Ｔ　ｐｂｓｅを上記各補正ｉｆ　　（ＷＬ）　、
　　ｆ　　（ＡＬ）　、　　ｆ（ＡＥＷ　’）でもって
、補正して実際燃料噴射ｉＴｉを求めて（ステップ（３
９）　）　、この実際燃料噴射量Ｔｉに見合う定時噴射
パルスを演算作成した後（ステップ（４０）　’）　、
ステップ（３３）　　（３４）の経路を進み、エンジン
の回転角から噴射時期か否かを判定し、噴射時期の場合
は上述の定時噴射パルスを出力処理してステップ（３２
）に戻り、これにより燃料噴射弁７はエンジンの回転に
同期して定時噴射パルスに応じた量の燃料を噴射するこ
ととなる。

このようにして定時噴射ルーチンの処理を実行している
際に、所定のタイミング、例えば５ｍ５ｅｃあるいは１
０ｍ５ｅｃ間隔毎のタイミングになると、ＣＰＵＩ　８
は定時噴射ルーチンから第３図に示す加速燃料噴射量設
定ルーチンの処理に移り、まず加速センサ９の信号であ
るアクセル操作量をＡ／Ｄ変換してそれをレジスタＴＡ
に格納しくステップ（４１）　）　、このレジスタＴＡ
の格納値と前回のこのルーチンの処理時におけるアクセ
ル操作量のＡ／Ｄ変換値ＴＡ−１との差ΔＴＡを求め（
ステップ（４２）　）　、アイドルスイッチ１１の信号
からスロットルバルブ４がアイドル開度か否かを判定し
、アイドル開度の場合はアイドル時用マツプから上記ア
クセル操作量の差ΔＴＡ、即ちアクセル操作の変化量に
対応した臨時噴射パルスを読み出しそれをレジスタＴＥ
に格納しくステップ（４４）　）レジスタＴＡの格納値
でもってレジスタＴＡ−１の値を更新した後（ステップ
（４６）　）　、定時噴射ルーチンの処理に戻る。これ
によりアクセルペダル８が踏み込まれてからスロットル
バルブ４が非アイドル開度になるまでの遅れ時間ΔＴの
間におけるアクセル操作の変化率から発進加速状態が検
出されることとなる（第５図（ａｌ　（ｂ）参照）。

そしてアイドルスイッチ１１がＯＮからＯＦＦになる、
即ちスロットルバルブ４がアイドル開度から非アイドル
開度に変化すると（第５図（Ｃ）参照）、ＣＰＵ１８は
第４図に示す発進加速時噴射ルーチンの処理に移り、ま
ずレジスタＴＥに格納されている臨時噴射パルスのパル
ス幅を読み出しくステップ（４７）　）　、そのパルス
幅の値をタイマに書き込み（ステップ（４８）　’）　
、タイマをスタートさせた後（ステップ（４９））、定
時噴射ルーチンの処理に戻る。これにより燃料噴射弁７
は、スロットルバルブ４のアイドル開度から非アイドル
開度への変化に同期し、非アイドル開度になる前のアク
セル操作の変化量に対応した臨時噴射パルスＴＥに応じ
た最の加速燃料を噴射することとなる（第５図（Ｃ１（
ｄ）参照）。

また定常運転状態からの加速時においては、ＣＰＵ１８
は、第３図に示す加速燃料噴射量設定ルーチンのステッ
プ（４５）でアクセル操作の変化量に対応した臨時噴射
パルスＴＥを設定し、それを定時噴射パルスと非同期に
発生して燃料噴射量の増量子ｉｌｉ正を行なう。

以上のような本実施例の装置では、急な発進加速時（第
５図（ａ）　（ｂ）の実線ａ参照）には臨時噴射パルス
をその加速度合に応じた大きなパルス幅に設定でき（第
５図＋ｄ）の実線ａ参照）、その結果十分な燃料増量を
行なって良好な発進加速性を確保できる。

また本装置では、緩やかな発進加速時には臨時噴射パル
スを小さなパルス幅に設定でき、その結果混合気の空燃
比がオーバリッチになるのを防止してトルクシゴソクの
発生及びエミッションの悪化を防止できる。

なお上記実施例ではアクセルペダルの動作の遊びを利用
して発進加速時の加速状態を検出するようにしたが、例
えばアイドルスイッチとしてリミットスイッチを用いる
場合、このリミットスイッチのＯＮ、ＯＦＦ動作にも通
常遊びがあることがら、これを利用して発進加速時の加
速状態を検出するようにしてもよい。

また上記実施例では定時噴射パルスをエンジンの回転に
同期して発生させるようにしたが、この定時噴射パルス
は例えばカルマン渦タイプのエアーフローセンサを用い
た場合のように、エンジンの回転以外の所定の周期、す
なわちカルマン渦の周期に同期して発生させるようにし
てもよい。

また上記実施例では定時噴射パルスに対し水温補正、吸
気温補正及び加減速補正を行なうようにしたが、これら
の補正は必ずしも行なう必要はない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、スロットルバルブのアイ
ドル開度から非アイドル開度への変化に同期して臨時噴
射パルスを発生するようにした燃料噴射式エンジンにお
いて、スロットルバルブが非アイドル開度になる前のア
クセル操作の変化率に関連するデータを検出し、それに
応じて臨時噴射パルスを設定するようにしたので、発進
加速時における燃料増量をその加速度合に適合させるこ
とができ、その結果加速フィーリングの向上とエミッシ
ョンの悪化防止の双方を達成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による燃料噴射式エンジンの
燃料制御装置の概略構成図、第２図ないし第４図は各々
上記装置におけるＣＰＵ１８の演算処理のフローチャー
トを示す図、第５図（ａ）〜（ｄ）は上記装置の動作を
説明するためのアクセル操作量及びスロットル開度の変
化、アイドルスイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態、及び臨時噴
射パルスのタイミングチャートを示す図、第６図は本発
明の構成を示す機能ブロック図である。 ２０・・・基本燃料噴射量設定手段、２１・・・定時噴
射パルス発生手段、２２・・・アイドル開度検知手段、
２３・・・加速検知手段、２４・・・加速燃料噴射量設
定手段、２５・・・加速噴射パルス発生手段、２６・・
・燃料噴射弁駆動手段、４・・・スロ７）ルバルブ、７
・・・燃料噴射弁、８・・・アクセルペダル、１８・・
・ｃｐｕ。 第１図 第２図 第３図　　　　　第４図 第５図 時間−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの運転状態に対応した基本燃料噴射量を
   設定する基本燃料噴射量設定手段と、所定の周期に同期
   して基本燃料噴射量に見合う定時噴射パルスを出力する
   定時噴射パルス発生手段と、スロットルバルブのアイド
   ル開度を検知するアイドル開度検知手段と、スロットル
   バルブが非アイドル開度になる前のアクセル操作の変化
   率に関連するデータを検知する加速検知手段と、加速検
   知手段の出力に対応した加速燃料噴射量を設定する加速
   燃料噴射量設定手段と、アイドル開度検知手段の出力と
   同期して加速燃料噴射量に見合う臨時噴射パルスを出力
   する加速噴射パルス発生手段と、定時噴射パルス及び臨
   時噴射パルスに対応して燃料噴射弁を駆動する燃料噴射
   弁駆動手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射式エン
   ジンの燃料制御装置。