JPS62174553A - エンジンの空燃比制御装置 - 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） 本発明はエンジンの空燃比制御装置の改良に関し、特に
燃料噴射弁を備えたエンジンにおいて、燃料噴射機の目
標１直に対するバラツキに起因する空燃比の精度低下の
低減対策に関する。

（従来の技術） 従来より、燃料噴射弁を備えたエンジンにおいては、燃
料噴射弁からの燃料噴射吊をエンジン回転教と吸入空気
量とで定まるエンジン運転状態に応じて増減調整し、こ
の燃料噴ｏＡ但を予め定めた所定噴射時期にエンジンの
各気筒に噴射ｌｉｔ給することにより、空燃比を目標空
燃比に１ｌｉｌｌ　ｌｉｔすることが行われる。そして
、上記燃料の所定噴射時期は、例えば特開昭５７−１０
８４２８号公報に開示されるものでは、予め吸気行程を
７時に設定されている。

（発明が解決しよ・うとする問題点） ところで、燃料噴射弁からの燃料哨向・ｊ開を増減調整
する場合、その燃料噴射率（１１１位時間当りの燃料噴
射吊）を所定（直に保持した状態Ｃ燃１′斗噴田弁の量
弁時間を大小制御して燃料噴制御汀を増減調整ザること
がｉテわれる。そして、燃料ｎｉ１１３−１率を所定１
１’Ｉ　１．：保持すべく、通常、燃料圧力とスロット
ル弁下流のマニホールド圧力との圧力差を所定値に保持
する機械式のプレッシャーレギュレータが備えられてい
る。

しかしながら、マニホールド内では吸気弁の開閉動作に
伴う吸気脈動があり、特にこの吸気脈動の激しい条件下
では、上記機械式のプレッシャーレギュレータの作動が
、その性能上、マニホールド圧力の急激な変化に追従し
１ｑず、結果としてマニホールド圧力の平均値に対して
燃料圧力を所定圧力差に保持する状況になっている。こ
のため、上記従来の如（所定噴射時期で燃料噴射を行う
場合、その［１時間での実際のマニホールド圧力がその
平均圧力よりも高い時には、燃料圧力との圧力差が小に
なって燃料噴射率が低下する一方、逆に平均圧力よりも
低い時には燃料圧力との圧力差が大になって燃料噴射率
が増大し、その結果、燃料ＩＩＱ削弁の開弁時間が同−
埴でも燃料噴射邑が異なって空燃比にバラツキが生じ、
空燃比の制御精度の低下をＩＢいていることが判った。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、燃料噴射時期を補正し、実際のマニホールド圧力
がその平均圧力と一致する時点、つまり所定燃料噴射率
となる時点を選んで燃料噴射を行うことにより、吸気脈
動の激しい条件下て−も、燃料噴射弁の開弁期間に良好
に対応する燃料ｍを噴射して、機械式のプレッシャーレ
ギュレータを採用しながらも吸気脈動に伴う空燃比のバ
ラツキを低減し、よって空燃比の制御精度の向上を図る
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、吸気通
路に設けられた燃料噴射弁により所定のタイミングで燃
料の噴射供給を行うエンジンを前提とする。そして、燃
料噴射期間１力のマニホールド内圧力の平均圧力と実際
のマニホールド圧力とが略等しくなる時期に関連する信
号を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段
の出力に応じて燃料噴射期間の中心時期と上記平均圧力
と実際のマニホールド圧力とが略等しくなる時期とが一
致するように燃料噴射弁からの燃料の噴射時期を設定す
る噴射時期設定手段とを設ける構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、吸気脈動の激しい条件
下でも、実際のマニホールド圧力がその平均圧力に等し
くなる時期が運転状態検出手段で検出されると、この時
期を中心として燃料噴射弁の燃料噴射期間が噴射時期設
定手段で設定されるので、吸気脈動に拘らずほぼ予め設
定された燃料噴射率でもって燃料噴射弁の開弁期間に対
応するほぼ目標量の燃料量が燃料噴射弁から噴射供給さ
れるのが繰返され、その結果、吸気脈動に伴う燃料量０
−を量の増減変化に起因する空燃比の目ｆｉ値に対する
バラツキが低減されて、空燃比の制御＃Ｎ度が向上する
ことになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１はエンジン、２はエンジン１のピス
トン２により容積可変に形成される燃焼室、４は、一端
が上アクリーナ５をｆＦ　シて大気に開口し、他端がエ
ンジン１の燃焼ｖ２に連通して吸気をエンジン１に供給
するための吸気通路、６は一端がエンジン１の燃焼室２
に連通し、細端が大気に開放されて排気を排出するため
の排気通路であって、上記吸気通路４の途中には吸入空
気量を制御するスロットル弁７と、その下流の吸気通路
４に燃料を噴射供給する燃料噴！７−弁８どが各々配設
されている。

上記燃料噴射弁８は、燃料供給通路１０を介して燃料を
貯溜する燃料タンク１１に連通接続されているとともに
、上記燃料供給通路１ｏには燃料ポンプ１２と、燃料フ
ィルタ１３とが介設されていて、燃料ポンプ１２の回転
駆動により燃料タンク１１内の燃料を燃料噴射弁８に圧
送して、該燃料噴射弁８から吸気通路４内に燃料を噴射
供給するようになされている。

また、上記燃料噴射弁８と燃料タンク′１１との間には
、上記燃料ポンプ１２および燃料フィルタ１３をバイパ
スするバイパス通路１５が設けられ、該バイパス通路′
１５の途中には、燃料噴０」弁８での燃料圧力を調圧す
る機械式のプレッシャーレギュレータ１６が介設されて
いる。該プレッシャーレギュレータ１６は、バイパス通
路１５を開閉する弁体１６ａと、該弁体１６ａ後端部に
連結したダイヤフラＡｘ１６ｂにより図中左右に区画さ
れた燃料室１６Ｃおよび負圧室１６ｄとを漏え、上記燃
料室１６０はバイパス通路１５の一部を構成するととも
に、負圧室１６（１内にはバネ１６６が縮装され且つ負
圧通路１７を介して吸気通路４のスロットル弁７下流の
サージタンク１８に連通されている。そして、負圧室１
６ｄに作用する圧力、つまりバネ１６ｆ３のバネ圧とス
ロットル弁７手流のマニホールド圧力との合力に対して
、燃料室１６Ｃに作用する燃料圧力の方が小のときには
、弁体１６ａをバネ１６ｅのバネ圧で図中左方に付勢し
てバイパス通路１５を閉じることにより、燃料圧力の上
昇を図る一方、燃料室１６ｃの燃料圧力の方が大のとぎ
には、弁体１６ａを燃料圧力でもってバネ１６ｅｉのバ
ネ圧に抗して図中右方に付勢してバイパス通路１５を開
くことにより、燃料の一部を該バイパス通路１５を軽て
燃料タンク１１に戻して燃オ′ミ１圧力を下げることを
繰返し、このことにより燃料噴射弁８での燃料圧力とス
ロツ１−ル弁７下流のマニホールド圧力との差圧をバネ
１６ｅのバネＩＥＥ（設定圧）に調整して、燃料噴射弁
８の燃料噴射率を設定置に保持するようになされている
。尚、図中、１つは吸気通路４のシリンダ３への間口部
に配設された吸気弁、２０は排気通路６のシリンダ３へ
の開口部に配設された排気弁であって、吸気弁１９の開
閉動作に伴い吸気通路４内では吸気脈動が生じる。

そして、上記吸気通路４のスロットル弁７下流側には、
燃料噴射弁８近１力のマニホールド圧力を検出する圧力
センサ２１が配置されているとともに、エンジン１のク
ランク角度を検出するクランク角センサ２２が設けられ
、該両センサ２１，２２の出力信号は共に上記燃料噴射
弁８を制御するコントローラ２３に入力されている。

上記コントローラ２３の内部には、第２図に示すヨ・）
ニ、ＣＰＵ２５．！：、ＲＯＭ２６と、ＲＡＭ２７と、
基準クロックを計測するカウンタ２８とが備えられ、Ｃ
ＰＵ２５には上記クランク角センサ２２からのクランク
角信号が入力回路２９を介して入力されているとともに
、圧力センサ２１からの７二ホ一ルド圧力信号が入力回
路３０およびＡ　、−’　Ｄ変換器３１を介して入力さ
れている。また、上記ＣＰＵ２５には、その命令信号に
応じて燃料噴射弁８からの燃料の噴射タイミングを計測
する噴射タイミングタイマ３２と、該噴射タイミングタ
ーイア３２によりトリガされて燃料哨制明間に相当する
パルス幅を計測するパルス幅タイマ３３とが接続され、
さらに該パルス幅タイマ３３には、その計測されたパル
ス幅で燃料噴射弁８を開弁駆動する駆動回路３４が接続
されている。

次に、上記ＣＰＵ２５の作動を第３図ないし第５図のフ
ローチャートに基づいて説明する。先ず、第３図の基本
フローからスタートし、ステップＳ１でタイマ等を初期
値にイニシャライズしたのら、ステップＳ２で吸入空気
量つまり、後述する第４図の平均圧力算出フローに訪づ
いて算出したスロットル弁７下流のマニホールド圧力Ｐ
の平均ｔａ　Ｐと、同フローで締出されるエンジン回転
数とに応じて燃料置割パルス幅Ｔｐを演算するとともに
、ステップＳ３で燃料噴射タイミングＴＩを次式、Ｔｌ
＝Ｃ（Ｔｐ／’２）に基づいて１）出し、ステップＳ２
に戻る。ここに、Ｃは、後に詳述する第５図の一致点検
出フローに基づき検出された実際のマニホールド圧力Ｐ
とその平均１６　Ｐとの一致点である。

続いて、第４図の平均圧力算出フローについて説明する
に、該フローは、所定時期（例えば刈りする気筒のピス
トン上死点ＴＤＣ）ｆ２Ｊに上記基本フロー（第３図）
に割込ｌυでスタートし、ステップＳｐ＋で削込囚明に
基づきエンジン回転数をＣ７出したのち、ステップＳｐ
　２でスロットル弁７下流のマニホールド圧力Ｐの平均
ｆｉｆｉＰを次式により算出する。

Ｐ＝ＰＳＩＪＭ／Ｎ ここに、ＰＳＵＭは後述する第５図の一致点検出フロー
に基づき計悼された瞬時１直としての実際のマニホール
ド圧力Ｐの合計値、Ｎはその合計回数である。

しかる後、ステップＳＰ３で次の一サイクル間でのマニ
ホールド圧力の合計１ｉ１ｉ１ＰｓｕＭおよびその合８
１回数Ｎを計算Ｊべく、これら各値Ｐｓ　ｕ　Ｍ　。

Ｎを初期（直のｒＯＪに設定し直したのち、ステップＳ
ｐ４で、上記第３図の基本フローで求めた燃料噴射タイ
ミングＴ＋の基準点から燃料噴射パルス幅Ｔｐで燃料噴
射を行うよう上記第２図の噴射クイミングタイマ３２お
よびパルス幅タイマ３３をセットして、１ｕ帰する。

次いで、第５図の一致点検出フローについて説明するに
、該フローは極く短い所定時間（例えば１　ｍ５ｅｃ）
　ｔｌＪに基本フローに割込み、ステップＳｃ１で圧力
センサ２１からの現在のマニホールド圧力Ｐ信弓を読込
んだのち、ステップＳＣ２でこのマニホールド圧力Ｐを
その合計値ＰＳＬＪＭに、加算すると共に、その合計回
数Ｎに「１」を加算する。

そして、ステップＳｃ３で前回のマニホールド圧力−Ｐ
ＢＥ「と今回のマニホールド圧力Ｐとを各々上記平均圧
力障出フロー（第４図）で求めたマニホールド圧力の平
均ＭＩ　Ｐと大小比較し、ＰεＥＥく巨くＰ又はＰく百
＜ＰＢＥＦのＹＥＳの場合においてのみ、はぼ現在のマ
ニホールド圧力Ｐは平均値Ｐにあると判断して、次のス
テップＳ０４でその時の合計回数Ｎ１つまりビス１〜ン
上死点ＴＤＣを基準点として実際のマニホールド圧力Ｐ
がその平均値Ｐに一致する時刻Ｃを記憶し、その後、ス
テップＳＣｓで次回も平均１ｍ　Ｐとの大小比較を行う
べく、現在の瞬時値としてのマニホールド圧力Ｐを前回
の圧力１ａＰｅＥＦとして更新して、復帰する。

よって、第５図の一致点検出フローにより、燃料噴射弁
８近傍のマニホールド内圧力の平均圧力Ｐと実際のマニ
ホールド圧力Ｐとが略等しくなる時期Ｃをピストン上死
点ＴＤＣを基準点として検出するようにした運転状態検
出手段３５を構成している。また、第３図の基本フロー
のステップ＄３により、上記運転状態検出手段３５の出
力に応じて、噴射期間の中心同期（Ｔ　ｐ　／　２　）
と、実際のマニホールド圧力Ｐがその平均圧力Ｐと略等
しくなる時期Ｃとが一致するように、該時期Ｃの前後に
噴射期間Ｔｐを等しく割り振って、燃料噴射弁８からの
燃料噴射時期Ｔ＋を設定するようにした噴射時期設定手
段３６を構成している。

したがって、上記実施例においては、吸気通路４の実際
のマニホールド圧力Ｐは、第６図に示す如く吸気弁１９
の開閉動作に−伴い脈動して、プレッシャーレギュレー
タ１６では、その性能上、燃料噴射弁８の燃料圧力とこ
のマニホールド圧力Ｐとの差圧、つまり設定燃料噴射串
がバネ１６ｅのバネ圧に保持されず、このバネ圧を中心
に上記脈ρノに応じて大小変化する。

しかし、同図に示す如（、このＬ’Ｎ　ｉＥ！＋　７Ｊ
るマニホールド圧力Ｐがその平均圧力Ｐに対して略等し
くなる時間Ｃがビス［〜ン上死点ＴＤＣを基準点として
運転状態検出手段３５により検出されると、噴０４時間
５Ｑ定手段３６によりこの時）！１１　Ｃと燃料噴射パ
ルス幅Ｔｐの中心（ＩＴＩ　（Ｔ　ｐ　／　２　＞とが
一致するように、燃料噴射タイミングＴ＋が式Ｔ＋＝Ｃ
−（Ｔ　ｐ　、、’　２　）により演ｎ設定され、この
ことにより燃料噴射期間での燃料噴射率がほぼ設定燃料
噴ｔＪ′Ｊ串になるので、燃料噴射弁８からの燃料噴割
量は燃料噴射パルス幅Ｔｐに正確に対応した燃料量にな
る。その結果、吸気侃動に影響されることなく空燃比は
ほぼ目標値に調整されて、空燃比の制御ＩＭ度が向上す
ることになる。

尚、上記実施例では、圧力センサ２１によりマニホール
ド圧力を検出して、その瞬時値Ｐと平均圧力Ｐとが略等
しくなる時間Ｃを直接検出したが、その他、この時期Ｃ
に関連する信号を検出してこの時間Ｃを間接的に検出し
てもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの空燃比制ｔＩ
Ｉ装置によれば、燃料噴射弁からの燃料噴Ｏｉ１時間を
、はぼ設定燃料に５的率となる時間に設定したので、吸
気脈動に影響されることなく、燃料噴射期間に正確に対
応した燃料量を噴射供給することができ、空燃比の制御
精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全（略構成図、
第２図はコントローラの内部構成・すブロック図、第３
図ないし第５図は各々Ｃ１の作動を示すフローヂャート
図、第６図は作！明図である。 １・・・エンジン、４・・・吸気通路、８・・・燃料噴
１１５・・・バイパス通路、１６・・・プレッシャーレ
：レータ、１６ｅ・・・バネ、１９・・・吸気弁、２ト
カセンサ、２２・・・クランク角センリー、２３・・・
＝１ヘローラ、２５・・・ＣＰＵ、３２・・・噴射タイ
ミ；タイマ、３３・・・パルス幅タイマ、３５・・・運
転オ検出手段、３６・・・噴射時期設定手段。 特許出願人　　　　マツダ株式会社 代　　理　　人　　　　　　弁理士　　前　　１）　　
　上第２図 本 そ 〕 力 目 コ 咬態 第６図 ム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路に設けられた燃料噴射弁により所定のタ
   イミングで燃料の噴射供給を行うエンジンにおいて、燃
   料噴射弁近傍のマニホールド内圧力の平均圧力と実際の
   マニホールド圧力とが略等しくなる時期に関連する信号
   を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の
   出力に応じて燃料噴射期間の中心時期と上記平均圧力と
   実際のマニホールド圧力とが略等しくなる時期とが一致
   するように燃料噴射弁からの燃料の噴射時期を設定する
   噴射時期設定手段とを設けたことを特徴とするエンジン
   の空燃比制御装置。