JPS6238840A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に吸気
管圧力検知式の内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

従来の技術 自動車用エンジン等の内燃機関の燃焼室に所定空燃比の
混合気を供給する方法の一つに、電子制御燃料噴射＠置
を用いるものが知られている。これはエンジン内に燃料
を噴射するためのインジェ　　　　゛フタを、例えばエ
ンジンのスロットルボディあるいは吸気マニホールドに
、１個あるいはエンジンの気筒数と同じ数だけ配設し、
該インジェクタの開弁時間をエンジンの運転状態に応じ
て制御することにより、所定の空燃比の混合気がエンジ
ン燃焼室に供給されるようにづるものである。この電子
制御燃料噴射装置には、人別して、エンジンの吸入空気
是とエンジン回転数に応じて基本噴射量を決めるように
した、いわゆる吸入空気吊検知式の電子制御燃料噴射装
置と、エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応じて
基本噴射量を決めるようにした、いわゆる吸気管圧力検
知式の電子制御燃料噴射装置がある。

このうち前者は、空燃比を精密に制御することが可能で
あり、排気ガス浄化対策が施された自動車用エンジンに
広く用いられるようになっている。

しかしながら、この吸入空気量検知式の電子制御燃料噴
射装置においては、吸入空気量がアイドル時と高負荷時
とで５０倍程度変化しダイナミックレンジが広いので、
吸入空気量を電気信号に変換する際の精度が低くなるば
かりでなく、後段のデジクル制御回路における計算精度
を高めようとすると、電気信号のビット長が長くなり、
デジタル制御回路として高価な］ンピ」−夕を用いる必
要がある。更に、吸入空気量を測定するために、−Ｌア
フロメータ等の非常に精密な横進をイｉする測定器を用
いる必要があり、コストが高価となる等の問題点を有し
ている。

一方、後者の吸気管圧力検知式の電子制御燃料噴射装置
においては、吸気管圧力の変化量が２〜３倍程程度少な
（、ダイナミックレンジが狭いので、後段のデジタル制
御回路における演算処理が容易であるだけでなく、吸気
管圧力を制御するための圧力センサも安価であるという
特徴を有している。しかしながら、吸入空気量検知式の
電子制御燃料噴射装置に比べると、空燃比の制御精度が
低く、特に加速時においては吸気管圧力が増大しなけれ
ば燃判噴０４量が増えないため、空燃比が一時的にリー
ンとなって加速性能が低いという問題点を有している。

吸気管圧力検知方式のこのような問題点を解消づべく、
加速時の加速増量あるい【よ減速時の減速変化量に応じ
ｔごマツプにより加速増量値あるい（、未減速減帛仙を
演算し、吸気管圧力の所定時間毎の変化量の値が所定判
定値以下になるまではその演算値を演算毎に積算するこ
とにより、加速増量あるいは減速減量を求め、判定値以
下になった場合、そのＷ４算された加速増量あるいは減
速減量を一定の速度で減量り゛るような電子制御式燃料
噴射装置が提案されテイル（特開Ｗａ５Ｂ−１４４６３
２号）。

１貝が解決しようとする同Ｉ遣 しかし上述したような従来の加速増量、減速域量制御装
置では、加速あるいは減速の終了部分での吸気管圧力の
変化量がＯに近づき判定レベル付近となった場合に、変
化量の積算値が最大となり、加速あるいは減速の終了部
分に、大幅な増量あるいは減量が行なわれるためオーバ
ーリッチあるいはオーバーリーンとなる問題点を有して
いた。

本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、その目的
とするとこ爲は、加速時の加速増量あるいは減速時の減
速減量を、吸気管圧力の二階微分値の正、負により制御
することにより、加速時あるいは減速時に混合気がオー
バーリッチあるいはオーバーリーンとなることを防止す
る電子制御式燃料噴射装置を提供することである。

鎖点を解決するための手段 上述した従来技術の問題点を解決するために、本発明は
、エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応じて基本
噴射量を求め、加減速時には］−レジン運転状ｆｊ％ｉ
に応じて前記基本噴射量を補正することにより燃刺噴側
吊を決定するＪ：うにした内燃機関の燃料噴射制御装置
において、前記吸気管圧力の一階微分値演算手段と、前
記吸気管１−［力の二階微分値演算手段と、前記一階微
分値に応じて加速増量値を演算する加速増築制御手段と
、前記−ＩＩｌ！ｉｆｍ分値が所定値以」−で且つ前記
二階微分値が正の場合にのみ前記加速増Ｂ伯を加算し加
速増量値算値を求める加速増量値算手段と、前記加速増
量値算値により前記基本ｒＪ！４ＯＡ量を補正すること
によって燃料噴射の加速増量を行なう加速増築制御手段
とを具備したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御
装置を提供する。

また、更に減速時の混合気のオーバーリーンを防止する
ために、一階微分値が所定判定値以上で且つ二階微分値
が負の場合にのみ、燃料噴射の減速減量を行なう減速減
社制御手段を設けるようにしてもよい。

作　　　用 一階微分値演粋手段により、吸気管圧力の一階微分値を
演偉し、この一階微分値が正の場合には加速状態と判定
される。加速状態と判定された場合には、加速増量演算
手段により一階微分値に応じて加速増量値を演算する。

次いで加速増量値算手段により、一階微分値が所定値以
上で且つ二階微分値が正の場合にのみ、前記加速増量値
を加算し加速増量ｆｔ！ｉ算値を求める。

加速増量制御手段により、加速増量値算値に基づき基本
噴射量を補正し、実際の燃料噴口・ｌ吊を演算する。

一階微分値が所定判定レベル以十であっても、二階微分
値が負の場合には、吸気管の変化率が小さいので加速増
量の積算を中止し、所定の減算ルーチンにより加速増量
値算値の減算を実行して加速時における混合気のオーバ
ーリッチを防止する。

実　　施　　例 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
ることにする。

第２図は本発明を適用した電子制御燃料噴射式内燃機関
の一例を示しており、符号１０はエンジン本体、１２は
吸気通路、１４は燃焼室、１６は排気通路を夫々示して
いる。スロットル弁１８の下流の吸気通路１２に設けら
れている吸気管絶対圧カセンザ２０は、信号線ノ１を介
して制御回路２２に接−続され、吸気管絶対圧力に応じ
た電圧を発生する。吸気温センサ２１はスロットル弁１
８の上流の吸気通路１２に設けられ、信号線ノ２を介し
て制御回路２２に接続されてい【吸気温度に応じた電圧
を発生する。

図示しないエアクリーナを介して吸入され、図示しない
アクセルペダルに連動するス【］ットル弁１８によって
流礒制御された吸入空気は、リーンタンク２４及び吸気
弁２５を介して各気筒の燃焼室１４に導かれる。燃料噴
射弁２６は各気筒毎に設けられており、信号線ノ３を介
して制御回路２２から供給される電気的な駆動パルスに
応じて開閉制御され、図示しない燃料供給系から送られ
る加圧燃料を吸気弁２５近傍の吸気通路１２内に、即ち
吸気ボート部に間欠的に噴射する。燃焼室１４において
燃焼した後の排気ガスは排気弁２日、排気通路１６及び
三元触媒コンバータ３ｏを介して大気中に排出される。

エンジンのディストリビュータ３２には、クランク角セ
ンサ３４及び３６が取付けられており、これらのセンサ
３４．３６は信号線ノ４、ノ５を介して制御回路２２に
接続されている。これらのセンサ３４．３６はクランク
軸が３０度、３６０度回転する毎にパルス信号を夫々出
力し、これらのパルス信号は信号線ノ４、ノ５を介して
制御回路２２に供給される。

ディストリビュータ３２はイグナイタ３８に接続され、
イグナイタ３８は信号線１６を介して制御回路２２に接
続されている。

符号４０はス［１ツトル弁１８と連動し、スロットル弁
１８が全閉したときに閉成されるアイドルスイッチ（Ｌ
ｔ−スイッチ）であり、信号線ノアを介して制御回路２
２と接続されている。

排気通路１６には、排気ガス中の酸素１１度に応答した
信号を出力する、即ち空燃比が理論空燃比に対してリー
ン側にあるかリッチ側にあるかに応じて異なる出力電圧
を発生ずる周知の酸素センサ４２が設けられており、そ
の出力信号は信号線ノ８を介して制御回路２２に接続さ
れている。三元触媒コンバータ３０は、この酸素はン１
す４２の下流に設けられており、排気ガス中の三つの有
害成分である１−１０，ＧＯ，ＮＯｘ成分を同時に浄化
する。

また符号４４はエンジンの冷却水温度を検出し、その温
度に応じた電圧を発生づる水温センサであり、シリンダ
ブロック４６に取付けられていて、信号線ノ９を介して
制御回路２２に接続されている。

制御回路２２は、第３図に示すように、各種機器を制御
する中央演算処理装置（ＣＰＵ）５０、予め各種の数値
やプ［］グラムが書き込まれたり−ドオンリメモリ（Ｒ
ＯＭ）５２、演算過程の数値やフラグが所定の領域に書
き込まれるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５／Ｉ、
アナログマルチプレクサ機能を有し、アナログ人力信号
をデジタル信号に変換するＡＩＤコンバータ（ＡＤＣ）
５６、各種デジタル信号が入力される人力ポート５８、
各種デジタル信号が出力される出力ポートロ０、エンジ
ン停止時に補助電源から給電され−Ｃ記憶を保持するバ
ックアップメモリ（ＢＵ−ＲＡＭ）６２、及びこれらの
各機器を夫々接続するバス６４から構成されている。

ＲＯＭ５２内には、メイン処理ルーチンブ［１グラム、
燃料噴射パルス幅演算用割込み処理ルーチンプログラム
、空燃比フィードバック補正係数等の係数演算用の割込
み処理ルーチンブ［１グラム、非同期ルーチンプログラ
ム、及びその他の各秒プログラム、更にそれらの演算処
理に必要な種々のデータが予め記憶されている。

そして圧力センサ２０、吸気温センサ２１、酸素センサ
４２及び水温センサ４４はＡ／Ｄコンバータ５６と接続
され、各センサからの電圧信号がＣＰ　ＬＪ　５０から
の指示に応じて順次二進信号に変換される。

クランク角はン１）３４からのクランク角３０度毎のパ
ルス信号、クランク角センサ３６からのクランク角３６
０度毎のパルス信号、アイドルスイッチ４０からのアイ
ドル信号が夫々入力ボート５８を介して制御回路２２に
取込まれる。クランク角センサ３４からの信号に基づい
てエンジン回転数を表わす二進信号が形成され、クラン
ク角センサ３４からの信号及びクランク角センサ３６か
らの信号が協働して燃料噴射パルス幅演算のための割込
み要求信号、燃料噴射開始信号及び気筒判別信号などが
形成される。またアイドルスイッチ４０からのアイドル
信号によりスロットル弁１８が全閉しているか否かが判
定される。

出カポ−］〜６０からは、各種演算により形成された燃
料噴射信号及び点火信号が夫々燃料噴射弁２６ａ〜２６
ｄ１及びイグナイタ３８に出力される。

以下本発明の電子制御式燃料噴制装置の一実施例の作用
について第４図の同期増減量ルーチンに従って説明する
ことにする。第４図に示す同期増減量ルーチンは、割込
み要求信号により起動されるクランク角割込みルーチン
であり、先ずステップ１０１において、吸気管圧力ＰＭ
と−「ンジン回転数ＮＥとに基づいて、ＲＯＭ５２内に
予め記憶されたマツプから基本噴射時間ＴＰを演算する
。

次いでステップ１０２において吸気管圧力ＰＭの時間変
化量である６１Ｍ及び６２２Ｍを演算する。

吸気管圧力ＰＭと６１Ｍ及びΔ”ＰＭとの関係は例えば
第５図に示すようになっている。６１Ｍは所定周期でＣ
ＰＵに順次に取込まれる吸気管圧力ＰＭ、とＰＭ、＋１
との差により求められ、Δ　Ｐ■ Ｍはそのようにして順次に求められた八ＰＭ、とΔＰＭ
、＋１との差により求めることができる。６１Ｍは吸気
管圧力ＰＭの時間に対する一階微分値、６２２Ｍは同じ
く二階微分値である。

次いでステップ１０３において、６１Ｍが正あるいはゼ
ロか判定され、正あるいはゼロの場合には、即ち加速状
態と判定された場合には、ステップ１０４に進み６１Ｍ
が所定の判定レベルＡ以上かどうか比較される。６１Ｍ
がへ以上の場合には、ステラージ１０５に進み予めＲＯ
Ｍ５２内に記憶されている６１Ｍを変数どしたマツプに
基づいて加速増量値Ｆ　Ｔ　ＣＯを演幹する。マツプは
、６１Ｍだけで＜＞　＜回転数ＮＦ又は吸気管圧力ＰＭ
をパラメータとして加えたものでも良い。次いでステッ
プ１０６に進み６２２Ｍがゼロ以上か判断され、この値
が負の場合にはステップ１０７により加速増量値ＦＴＧ
ＯをＯにセットし、この場合には加速増量値の積算を実
行しないようにする。ステップ１０６において６２２Ｍ
がゼロ以上の場合、即ち吸気管圧ＰＭの変化率が増大中
である場合には、ステップ１０８において加速増重（Ｒ
Ｆ　Ｔ　ＣＯを加速増量値算値ＦＴＣＩに積算する。一
方ステップ１０４において八ＰＭの値が所定の判定レベ
ルＡ未満の場合には、ステップ１０８の積算を行なうこ
となく、このルーチンを終了づる。

ここで注意すべきは加速増量値算値ＦＴＣＩは定時刻毎
の別の割込み処理によって、常時減衰させられているこ
とである。従ってステップ１０６において６２２Ｍが負
と判断され、ステップ１０８における加速増量値Ｆ　Ｔ
　Ｇ　Ｏの加幹がなくなって定常運転に移った場合には
、加速増Ｍ積（）値ＦＴＣ１は時間と共に消滅してゆき
Ｏど／Ｔる。

一方ステップ１０３においてΔＰＭが負と判定された場
合、即ち減速時にはステップ１０９に進みΔＰＭが所定
の判定レベルである日以十かどうか判断される。所定判
定レベル以上の場合にはステップ１１０においでＲＯＭ
５２内にあらかじめ記憶されたマツプにより減速減吊仙
「Ｔｃ０ｏを演算する。次いでステップ１１１においで
Δ２ＰＭがゼロ以下か判定され、ｔ！［１より大きい場
合即ち吸気管圧力ＰＭの変化率が小さい場合には、ステ
ップ１１２において減速減量値ＦＴＣＯＯをＯにセット
し、この場合には減速減量を実行しない。

ステップ１１１において、Δ２ＰＭが１２１１以下の場
合即ち吸気管圧力ＰＭの変化率が増大中の場合には、ス
テップ１１３において減速減量値［：１−ＣＯＯを減速
減吊積棹値Ｆ　Ｔ　Ｃ１０ニｆＦｉ　ｎｔ　ル。

一方ステップ１０９において、ＰＭが所定の判定レベル
Ｂよりも小さい場合には、ステップ１１３の積算を行な
うことなくこのルーチンを終了Ｊる。

以−ヒ説明した本発明の同期増減量ルーヂンと上ｉ！Ｉ
ｉ　シだ減量ルーヂンは異なるタイミングでもって同時
に実行されている。よって加速増ｉｄのｆｔ？ｔｎある
いは減速減量の枯幹を行なわない場合には、減算ルーチ
ンにより加速増吊積粋値あるいは減速減量積紳値が減少
されることになる。

発明の効果 本発明は以上詳述したように、加速時には吸気管用力Ｐ
Ｍの二階微分値Δ２ＰＭが正の場合にのみ一階微分値Δ
ＰＭで演算した加速増量値を積算し、負の場合には積Ｉ
Ｑを中止して減衰処理さけるように構成したので、最も
吸気管Ｊ’ｌ−Ｐ　Ｍの変化率が大きいどき最大の加速
増量をかＩＪることができ、加速時に混合気が不必要に
オーバーリッチになることを防１１できるという効果を
奏する。

一方減速時には、△２ＰＭ！＋＜ｔ４の場合にのみΔＰ
Ｍで演幹した減速減量値の積算を実行するようにし、正
の場合には積算を中止して減速減量値の減衰処理をさせ
る」；うに構成したので、減速時に混合気が不必要にオ
ーバーリーンになることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図【ま本発明の燃お１噴射制御装置の構成概略図、 第２図は本発明の燃料噴射制御装置が適用されるのに適
１）だエンジンの概略構成図、第３図は燃料噴射制御装
置の制御回路の構成を示すブロック図、 第４図は本発明の燃料噴射制御装置の一実施例の作用を
示すフローチャート、 第５図は吸気管圧力ＰＭとその一階微分値△ＰＭと二階
微分値△２ＰＭとの関係を示１説明図である。 １０・・・エンジン、　　　　　１８・・・ス［１ツト
ル弁、２０・・・吸気管圧力センサ、２２・・・制御回
路、２６・・・燃料噴射弁、 ３４．３６・・・クランク角ｔ′！ンザ。 第１図 第２図 １８　又１つ一、トル弁 ２０：飢気唱五カセンサ ２２：伽言仰１町？ト ２６、゛ノｊクミ牟→１プ＋ｘｉ＋〒 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応じて基本噴
   射量を求め、加減速時にはエンジン運転状態に応じて前
   記基本噴射量を補正することにより燃料噴射量を決定す
   るようにした内燃機関の燃料噴射制御装置において、前
   記吸気管圧力の一階微分値演算手段と、前記吸気管圧力
   の二階微分値演算手段と、前記一階微分値に応じて加速
   増量値を演算する加速増量演算手段と、前記一階微分値
   が所定値以上で且つ前記二階微分値が正の場合にのみ前
   記加速増量値を加算し加速増量値算値を求める加速増量
   積算手段と、前記加速増量積算値により前記基本噴射量
   を補正することによって燃料噴射の加速増量を行なう加
   速増量制御手段とを具備したことを特徴とする内燃機関
   の燃料噴射制御装置。