JPS62253942A

JPS62253942A - エンジンの燃料噴射装置

Info

Publication number: JPS62253942A
Application number: JP9588686A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Oda; 博之小田; Makoto Hotate; 保立　誠; Masashi Maruhara; 正志丸原; Masanori Misumi; 三角　正法
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-04-26
Filing date: 1986-04-26
Publication date: 1987-11-05
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH0776537B2

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燃料噴射装置に関するものである。

（従来技術）燃料噴射式のエンジンにあっては、エンジンに供給する
混合気の空燃比が目標空燃比となるようにするため、燃
料噴射弁から噴射する噴射量すなわち噴射燃料量を次の
ようにして決定している。

すなわち、吸入空気量に基づいて基本の噴射量を決定す
る一方、吸入空気量に基づいて目標空燃比を決定し、こ
の基本噴射量と目標空燃比とから、当該目標空燃比に対
応した最終的な噴射量を決定するようにしている。より
具体的には、上記基本噴射量を例えば理論空燃比（１４
，７）に対応したものとなるように決定する一方、この
基本噴射量を目標空燃比に応じて補正することにより、
上述した最終的な噴射量を決定するようにしていた。

そして、最近では、エンジンの空燃比を精度良く制御す
るため、排気ガスの空燃比に基づいて混合気の空燃比を
フィードバック制御するようにしたものが多くなってお
り、この排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサとし
て、いわゆるリーンセンサと呼ばれるように、排気ガス
の空燃比に対応した信号を出力するものを用いて、混合
気の空燃比をよりリーン（空燃比の大きい）とするよう
にしたものも提案されている（特開昭５８−３２９４６
号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、前述したように、それぞれ吸入空気量に基づ
いて基本噴射量と目標空燃比とを決定するようにしたも
のにおいては、エンジンの運転状態特に吸入空気量が変
化する過渡時において、目標空燃比が急激に変化される
ことによって実際の空燃比が急激に変更され、ドルクシ
□ツクを生じてしまう、という問題があった。この点を
詳述すると、例えば加速時を考えた場合、スロットル開
度が急に大きくなるのに伴って吸入空気量が急激に増加
し、目標空燃比が相対的にリーンな状態からリッチな状
態へと変更されることとなる。このとき、噴射量は、加
速に伴う吸入空気量の増大に見合った増量と、空燃比を
リッチ化するのに見合った増量とがなされて、結果とし
て噴射量が急激に増量されることとなって、大きなトル
クショックを生じることとなる。

上述のような問題を解消するため、制御の応答性を全体
的に遅くすることも考えられるが、この場合は燃料の応
答遅れとなってドライバビリティ等の観点から好ましく
ないことになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
燃料の供給応答性を損なうことなく、不快なトルクジオ
ツタを防止し得るようにしたエンジンの燃料噴射装置を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、基本
的には、吸入空気量の変化に伴う噴射量の変更によるト
ルク変動は、運転者の意志に従うものであるからして、
この運転者の意に沿った基本噴射量の設定を極力吸入空
気量の変化に追従させて燃料の供給応答性を確保するよ
うにしである。また、運転者の予期しない空燃比の変更
に伴うトルク変動が、不快なトルクショックの大きな原
因となる点に着目して、吸入空気量の変化に対応する空
燃比の変更をゆっくりと行わせるようにしである。具体
的には、第６図に示すように、エンジンの吸入空気量を検出し、該吸入空気量に対応し
た値を出力する吸気量検出手段と、前記吸気量検出手段
により検出された吸入空気量を記憶する記憶手段と、前記吸気量検出手段からの出力を受け、エンジンに供給
する基本燃料噴射量を決定する基本噴射量決定手段と、前記吸気量検出手段からの出力に応じた現在の吸入空気
量と前記記憶手段に記憶されていた吸入空気量とに基づ
いて疑似吸気量を求める疑似吸気量決定手段と、前記疑似吸気量決定手段からの出力を受け、疑似吸気量
に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比を決定す
る目標空燃比決定手段と、前記基本噴射量決定手段によ
り決定された基本噴射量と前記目標空燃比決手段により
決定された目標空燃比とに基づいて最終噴射量を決定す
る最終噴射量決定手段と、を備えた構成としである。

このような構成とすることにより、基本噴射量は、吸気
量検出手段により検出された最新のデータに基づいて設
定されるため２燃料の供給応答性が良好となる。また、
目標空燃比の設定は、吸気量検出手段により検出された
吸入空気量の「なまじ値」すなわち記憶手段に記憶され
ていた古いデータを加味して決定されるため、空燃比の
変動はゆっくりと行われることになる。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図において、ｌは４サイクル往復動型とされたオツ
ト一式のエンジン本体で、このエンジン本体ｌは、既知
のように、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とシ
リンダブロック２のシリンダ２ａ内に嵌挿されたピスト
ン４とにより、燃焼室５が画成されている。この燃焼室
５には、点火プラグ６が配置されると共に、吸気ボート
７、排気ボート８が開口され、この各ボート７．８は、
吸気弁９あるいは排気弁１０により、エンジン出力軸と
同期して周知のタイミングで開閉される。

上記吸気ボート７に連なる吸気通路２１には、その上流
側から下流側へ順次、エアクリーナ２２、吸気温度を検
出する吸気温センナ２３、吸入空気量を検出するフロー
メータ２４、スロットル弁２５、サージタンクｚ６、燃
料噴射弁２７が配設されている。また、前記排気ボート
８に連なる排気通路２８には、その上流側から下流側へ
順次、空燃比センサ２９、排気ガス浄化装置としての三
元触媒３０が配置されている。なお５上記空燃比センサ
２９は、いわゆるリーンセンサと呼ばれるように、排気
ガスの空燃比（酸素余剰率）に対応した信号を出力する
ものとなっている（空燃比に略比例した信号を出力する
ものが既に実用化されている）。

第１図中３１はマイクロコンピュータによって構成され
た制御ユニットで、既知のように主としてＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭから構成されている。

この制御ユニット３１には、前記各センサ２３．２４．
２９からの各信号の他、センサ３２．３３．３４からの
信号およびバッテリ３５からの電圧信号が入力されるよ
うになっている。上記センサ３２はスロットル弁２５の
開度すなわちエンジン負荷を検出するものであり、セン
サ３３はエンジン冷却水温を検出するものであり、セン
サ３４はデストリピユータ３６に付設されてクランク角
すなわちエンジン回転数を検出するものである。

また、制御ユニッ）３１は、燃料噴射弁２７の他、イグ
ナイタ３７に出力されるものである、すなわち、イグナ
イタ３７に対して所定の点火時期信号が制御ユニ、、、
　ト３１から出力されると、点火コイル３８の一次電流
が遮断されてその二次側に高電圧が発生され、この二次
側の高電圧がデストリピユータ３６を介して点火プラグ
６に供給されることになる。

さて次に、制御ユニット３１による空燃比制御について
、第２図、第３図のフローチャートを参照しつつ説明す
る。

ここで、第２図では、スロットル開度の小さいうちはス
ロットル開度の変化に対する吸入空気量の変化が大きい
反面、スロットル開度が大きくなるとスロットル開度の
変化に対する吸入空気量の変化が小さくなる点を勘案し
て、吸入空気量（後述する疑似吸気量）に基づいて第１
の目標空燃比を決定すると共に、スロットル開度に基づ
いて第２の目標空燃比を決定して、この第１．第２の両
目標空燃比から最終的な目標空燃比を決定するようにし
である。また、燃料噴射弁２７からの燃料噴射量に対応
した噴射パルス巾は、基本的には、後述するように検出
された最新の吸入空気量に基づいて理論空燃比となる基
本噴射パルス巾を決定して、この基本噴射パルス巾を、
上記最終的に決定された目標空燃比に対応したものに補
正するようにしである。なお、以下の説明でＳはステッ
プを示す。

以上のことを前提として、先ず、Ｓｌにおいてシステム
イニシャライズされた後、５２において各センサ２３．
２４．２９．３２．３３．３４からの出力値およびバッ
テリ電圧が読込まれる２次いで、Ｓ３においてエンジン
回転数Ｎｅが算出された後、Ｓ４において、エアフロー
メータ２４の出力ＴＰとエンジン回転数Ｎｅとに基づい
て、１サイクル当りの吸気−１ＴＰＫが算出される。

Ｓ５においては、上記Ｓ４において算出された最新の吸
気量ＴＰＫと、あらかじめ記憶されていた前回の吸気量
ＴＰＫ４（ｎ−１）とに基づいて、疑似の吸気量ＴＰＫ
４が算出される（なまし処理）。

なお、実施例では、前回の吸気量ＴＰＫ４（ｎ−１）と
現在の吸気ｉ、ＴＰＫとの反映割合を、図中の式から明
らかなように３：１としである。

この後、Ｓ６において、現在の吸気量ＴＰＫがあらかし
め設定された最大値Ｔ　ＰＫｍａｘより大きいか否かが
判別される。この判別で、Ｔ　ＰＫ＞　Ｔ　ＰＫｍａｘ
とされた場合は、Ｓ７において現在の吸気量ＴＰＫおよ
び疑似型ＴＰＫ４共に、最大値Ｔ　ＰＫｍａｘに設定さ
れた後Ｓ８へ移行する。また、Ｓ６の判別でＴＰＫ＞　
Ｔ　ＰＫｍａｘではないとされたときはＳ７を終ること
なく５８へ移行する。このＳ６、Ｓ７の処理は、急加速
時のような場合、実施例のようにフラップ型とされたエ
アフローメータ２４がいわゆるオーバシュートして、そ
の出力が実際の吸気量よりもかなり大きなものとなって
しまうことを勘案して、このオーバニートによる誤った
吸気量検出を防止するためになされる。

Ｓ８においては、エンジン回転数Ｎｅと５５で得られた
疑似の吸気量ＴＰＫ４とをパラメータとして、第３図に
示すようにあらかじめ作成されたマツプ１から、第１の
目標空燃比ＡＦＩが読込まれる（４点補間有り）。また
、Ｓ９において、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度
ＴＡとをパラメータとして、第４図に示すようにあらか
じめ作成されたマツプ２かう第２の目標空燃比ＡＦ２が
読込まれる（４点補間有り）。そして、３１０において
、上記ＡＦＬからＡＦ２を差し引くことにより、最終目
標空燃比ＡＦが決定される。なお、第３図、第４図にお
いて空白部分の領域は、その値が「同上」ということで
あり１例えば第３図において、ＴＰＫ４が１．ｏｍｓで
Ｎｅが２００ＯｒｐｍのときのＡＦＬの値は「１６」で
ある。

この後Ｓｌｌにおいて、吸気温度ｔＡに基づいて吸気温
補正係＠　ＣＡＩＲが算出され（テーブルからの読み込
み）、５１２において冷却水温ｔＷに基づいて水温補正
係数ＣＷが算出される（テーブルからの読み込み）、そ
して、５１３において、図中の式にしたがって、噴射パ
ルス巾ＴＢが算出される。この噴射パルス巾ＴＢの算出
は、現在の吸気量ＴＰに基づく基本噴射量算出と、疑似
吸気１ＴＰＫ４を勘案して設定されて最終目標空燃比Ａ
Ｆによる基本噴射量の補正（最終噴射量の決定）とを一
度に行うものとして示しである。すなわち、図中の式に
おいて、ｒＫＸＴＰＪ　　（Ｋは定数）がＴＰに基づい
て理論空燃比（１４，７）となる基本噴射量算出分を示
し、ｒ１４．７／ＡＦ」が目標空燃比ＡＦとするための
補正係数に相当する。

Ｓ１４においては、５１０での最終目標空燃比ＡＦに基
づいて、あらかじめ作成された所定のマツプ３からスラ
イスレベルＶＲが読込まれる。

そして、Ｓ１５において、スライスレベルＶＲと空燃比
センサ２９からの出力ＶＳとによって、フィードバック
係数ＣＦＢが算出される。なお、このＣＦＢの算出は、
既知のように、上記ＶＲとｖＳとを比較器に入力して、
この比較器からの出力をＰ（比例）、Ｉ（積分）制御す
ることにより求められる。

Ｓ１５の後は、Ｓ１６において、各補正項が算出される
が、無効噴射時間ＴＶはバッテリ電圧に基づいて求めら
れ、また、学習値ＣＳＴＤは既知のように５１５でのフ
ィードバック係数ＣＦＢを求めたときの平均処理によっ
て求められる。これ等各補正項が算出された後は、Ｓ１
７に示す式にしたかって、上記５１５，５１６で算出さ
れた各補正項を加味した最終噴射パルス巾ＴＩが演算さ
れた後、Ｓ１８において所定の燃料噴射時期になるのを
待って、３１９において上記ＴＩに応じた量の燃料が燃
料噴射弁２７から噴射される。そして最後に、Ｓ２０に
おいて、Ｓ５で算出された最新の疑似吸気量ＴＰＫ４が
、次の５５でのＴＰＫ４の算出のときのＴＰＫ４．（ｎ
−１）として使用するために記憶（データ更新）される
。

以上のようにして空燃比の制御がなされるが、このよう
な制御によって空燃比が変化するときの一例を第５図に
示しである。すなわちｔｏ時点が加速の開始であり、こ
のｔｏ移行における空燃比の変化は、目標空燃比が５５
での疑似吸気量ＴＰＫ４を勘案したものとなっているた
め、ゆっくりと行われることになる。

以上実施例について説明したが、空燃比のフィードバッ
ク制御は理論空燃比での運転時にのみ行なうようにして
もよく、この場合は、空燃比センサ２９として、理論空
燃比を境としてオン、オフ的に作動するものを用いるこ
とができる。また、空燃比に制御は、オーブン制Ｗ（見
込み制ｇＩ）によって行なうようにしてもよい。さらに
、疑似吸気量ＴＰＫ４を求めるには、エアフローメータ
２４の出力をサンプリングするタイミングにおいて、最
も最近のサンプリングデータに基づくものをＴＰ、前回
（１回前）のサンプリングに基づくものをＴＰ（ｎ−１
）、２回前のサンプリングに基づくものをＴＰ（ｎ−２
）というようにして、こ（Ｆ）ＴＰ　、　ＴＰ　　（ｎ
　−１）　、　ＴＰ　　（ｎ−２）を相加平均して求め
るようにしても２い。そして、この場合は、Ｓ２０での
データ更新は、ＴＰをＴＰ（ｎ−１）に、ＴＰ（ｎ−１
）をＴＰ　　（ｎ−２）にそれぞれ更新するように行え
ばよい、ざらに又、吸入室ｉｔの検出は、吸気圧等吸入
空気量に対応した適宜のパラメータをみることによって
行うことができる。勿論、制御ユニット３１をコンピュ
ータによって構成する場合は、デジタル式、アナログ式
のいずれであってもよい。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、燃料の供
給応答性を確保しつつ、運転者の予期しない不快なトル
クショックを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第２図は本発明の制御例を示すフローチャート。第３図。第４図はそれぞれ目標空燃比を求めるためのマ
ツプの例を示す図。第５図は本発明による制御によって空燃比が変化する様
子を示すグラフ。第６図は本発明の全体ブロック図。ｌ：ニンジン本体２１：吸気通路２７：燃料噴射弁２４：センサ（吸入空気量）３１：制御ユニット第２図一一一一一一一一」ｘｌＯＯＯｒｐｍｘｌＯＯＯｒＰｍ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの吸入空気量を検出し、該吸入空気量に
対応した値を出力する吸気量検出手段と、前記吸気量検
出手段により検出された吸入空気量を記憶する記憶手段
と、前記吸気量検出手段からの出力を受け、エンジンに供給
する基本燃料噴射量を決定する基本噴射量決定手段と、前記吸気量検出手段からの出力に応じた現在の吸入空気
量と前記記憶手段に記憶されていた吸入空気量とに基づ
いて疑似吸気量を求める疑似吸気量決定手段と、前記疑似吸気量決定手段からの出力を受け、疑似吸気量
に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比を決定す
る目標空燃比決定手段と、前記基本噴射量決定手段により決定された基本噴射量と
前記目標空燃比決手段により決定された目標空燃比とに
基づいて最終噴射量を決定する最終噴射量決定手段と、を備えていることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置
。