JPS6238841A - エンジンの加速増量制御装置 - 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
管圧力検知式のエンジンの加速増量制御装置に関する。

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、電子制御燃料噴射装置
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クタを、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
供給されるようにするものである。この電子制御燃料噴
射装置には、大別して、エンジンの吸入空気量とエンジ
ン回転数に応じて基本噴射量を決めるようにした、いわ
ゆる吸入空気量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哨削量
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、後段のデジタル制御回路゛にお（プる計算
精度を高めようとＪ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］ンビュータを用い
る必要がある。更に、吸入空気量を測定するために、エ
アフロメータ等の非常に精密な構造を有する測定器を用
いる必要があり、コストが高価ど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１１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
なく、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【プでなく、
吸気管圧力を制御するための圧カセンザも安価であると
いう特徴を右している。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
ければ燃料噴射量が増えないため、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すべく、
加速時の加速増量を求めるために、吸気管圧力の所定時
間毎の変化量に応じたマツプににり加速増量値を演算し
、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５Ｉを求め、判定値以下になった場合、その
積算された加速増ｍを一定の速度で減算するような電子
制御式燃料噴射装置が提案されている（特開昭５８−１
４　／１．６３２号）。

発明が解決しようとする問題点 しかし上述したような従来の加速増量制御装置では、加
速時の吸気管圧力の変化量が定常に近イ」く判定レベル
付近（加速時の吸気管圧力変化の最終付近）で最大とイ
１す、加速の終了部分に大巾な増量が行なわれるため、
混合気がオー−バーリッチ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
とするところは、加速時の加速増量を、吸気管圧力の二
階微分値の正あるいは負の所定判定レベルにより制御す
ることにより、加速時に混合気がオーバーリッチとなる
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。

問題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
るようにしたエンジンの加速増量制御装置において、前
記吸気管圧力の−隅微分値演紳手段と、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
が第１所定値以上の場合に、前記加速増量値を加算し、
加速増量積算値を求める加速増量積算手段と、前記二階
微分値が正の第２所定値以上あるいは負の第３所定値以
下の場合に前記加速増量積算値を補正する加速増量補正
手段とを具備したことを特徴とするエンジンの加速増量
制御装置を提供する。

作　　　用 一階微分値演算手段により、吸気管圧力の時間変化に対
する一階微分値を演算する。この−ｒ４５微分値が正の
場合には加速状態と判定され、負の場合には減速状態と
判定される。加速状態と判定された場合には、加速増量
演算手段により吸気管圧力の一階微分値に応じて加速増
量を演算する。次いで加速増量積算手段により、一階微
分値が第１所定値以上の場合に、前記加速増量値を加惇
し加速増量積算値を求める。一階微分値が第１所定値以
上で１つ二階微分値が正の第２所定値以上の場合には、
加速増量補正手段により加速増量積算値を補正し、増量
係数を大きく設定して加速を増進するようにする。

一方一階微分値が第１所定値以−Ｖで且つ二階微分値が
負の第３所定値以下の場合には、加速増は補正手段によ
り補正係数を小さく設定し、加速が緩やかになるように
あるいは全熱加速を行なわないように制御する。

これにより最も吸気管圧の変化率が大ぎいときに最大の
加速増量をか（プることかできるように制御して、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止
している。

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１−］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サ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
１８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に接続されていて吸気温度に応じた電
圧を発生ずる。

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ロットル弁１８にＪｚって
流量制御された吸入空気は、サージタンク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ＤｆＪ′７ｉる。燃焼室１４
において燃焼した後の排気ガスは排気弁２８、排気通路
１６及び三元触媒コンバータ３０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
ンザ３４及び３６が取付けられてａ３す、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痕、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。

ディストリどユータ３２はイグナイタ３８に接続され、
イグナイタ３８は信号線ノロを介して制御回路２２に接
続されている。

符号４０はスロワ１〜ル弁１８と連動し、スロットル弁
１８が全開したとぎに閉成されるアイドルスイッチ（Ｌ
　１．スイッチ）であり、信号線ノアを介して制御回路
２２と接続されている。

排気通路１６には、排気ガス中の酸素濃度に応答した信
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【プられており、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、この酸素センサ
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、Ｎｏ　　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する水温センサであり、シリンダ
ブロック４６に取付（プられてぃて、信号線）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）５０１予め各種の数値
やプログラムが書き込まれたり一ドオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）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＞５４、アナ
ログマルチプレクサ機能を有し、アナログ入力信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ＞５６
、各種デジタル信号が人力される入力ポート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
止ト時に補助電源から給電されて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プログラム、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
処理ルーチンプログラム、非同期ルーチ〕／プログラム
、及びその他の各種プログラム、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。

そして圧カセンザ２０、吸気温センサ２１、酸素センサ
４２及び水温センサ４４は△／Ｄ−１ンバータ５６と接
続され、各セン“リ−からの電圧信号がＣＰＵ５０から
の指示に応じて順次二進信号に変換される。

クランク角センサ３４バらのクランク角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３６０
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紳のための割込み
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。

出力ポートロ０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削弁２６ａ〜２６ｄ
１及びイグナイタ３８に出ノｊされる。

以下本発明の電子制御式燃料噴射装置の一実施例の作用
について第４図の同期増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とエ
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を演算覆る。次い
でステップ１０２において吸気管圧力ＰＭの時間変化で
ある６１Ｍ及び６２２Ｍを演算する。６１Ｍは所定周期
でＣＰＵに順次に取込まれる吸気管圧力ＰＭ、とＰＭ、
＋１との差ににり求められ、６２２Ｍはそのようにして
順次に求められた６１Ｍ、とΔＰＭｉ＋１との差により
求めることができす 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が正か否か判定
され、正と判定された場合即ち加速状態と判定された場
合には、ステップ１０４に進みへＰＭが所定の判定レベ
ルＡ以上かどうか比較される。ステップ１０３において
八ＰＭが負と判定された場合即ち減速状態と判定された
場合、あるいはステップ１０４において６１ＭがΔ未満
と判定された場合には、加速増量の必要性がないのでこ
の同期増量ルーチンを終了する。

ステップ１０４において６１ＭがＡ以上と判定された場
合には、ステップ１０５に進み予めＲＯＭ５２内に記憶
されたマツプに基づいて加速増量値ＦＴＣＯを演算する
。次いでステップ１０６に進み加速増量値ＦＴＧＯを加
速増量積算値ＦＴＣ１に積算する。ステップ１０７にお
いては、６２２Ｍが正の所定の判定レベルＢ例えば＋８
　ｍｒｎＨ９以上かどうか比較され、６２２ＭがＢ未満
の場合にはステップ１０８に進み、６２２Ｍが負の所定
の判定レベルＣ１例えば−８ｍｍ　Ｈ５７以上かどうか
比較さる。Ｂ、Ｃの値は上述した数値に限られるもので
はなく、例えば、４　ｍｍ　ｌ−Ｉ　５≦Ｂ≦１０　ｍ
ｍ　ｌ−ｌび、−１０ｍｍＨｇ≦Ｃ≦−４＃Ｈ９の適当
な値にＢ、Ｃを設定してもよい。

ステップ１０７において６２２Ｍが８以上と判定された
場合、あるいはステップ１０８において６２２ＭがＣ以
下と判定された場合には、ステップ１０９に進みＲＯＭ
５２内に予め記憶されたマツプから加速増量補正係数Ｆ
ＴＣ３を演算する。

ここで６２２Ｍと加速増量補正係数ＦＴＣ３との関係は
例えば第５図に示すようになっており、この関係がＲＯ
Ｍ５２内にマツプとして予め書込まれている。

１ｉステツｊ　１０７ニｄ５イＴΔ２ＰＭ／Ｊ＜１３未
ｆ６ｔのと判定され、ステップ１０８において、Δ２Ｐ
ＭがＣより大きいと判定された場合には、吸気管圧力Ｐ
Ｍの変化率が小ざい範囲内であるのでステップ１１０に
おいて加速増量補正係数ＦＴＣ３を１．０に設定し、Δ
２ＰＭによる加速増量積算値ＦＴ０１の補正を行なわな
いようにする。ステップ１１１においては、加速増量積
算値ＦＴＣＩにステップ１０９で演算した加速増量補正
係数Ｆ　ＴＣ３を乗することにより、加速増量積算値Ｆ
ＴＣ１を補正する。次いでステップ１１２において、加
速増量積算値ＦＴＣＩが１．０以上かどうか比較され、
１．０未満の場合にはステップ１１３において加速増量
積算値ＦＴＣ１を１．０に設定し減量状態の発生を抑え
このルーチンを終了する。

以上説明した本発明の同期増量ルーチンと同期増量減算
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。よって加速増量の積算を行なわない場合には、減
算ルーチンにより加速増量積算値が減少されることにな
る。例えば、ステップ１０４においてＰＭが判定レベル
Ａ未満と判定され、ステップ１０６における加速増量値
ＦＴＣＯの加算がなくなって定常運転に移った場合には
、加速増量積算値ＦＴＣ１は時間と共に消滅しけ口とな
る。

発明の効果 本発明は以上詳述したように、加速時に吸気管圧力ＰＭ
の二階微分値△２ＰＭが正の所定値以上の場合あるいは
負の所定値以下の場合に加速増量積算値を補正するよう
に構成したので、最も吸気管圧力ＰＭの変化率が大きい
とぎ最大の加速増Ｏ）をかけることができ、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止できる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加速増量制御ｔ１１装詔の構成概略図
、 第２図は本発明の加速増量制御装置が適用されるのに適
したエンジンの概略構成図、 第３図は加速増量制御装置の制御回路の構成を示すブロ
ック図、 第４図は本発明の加速増量制御装置の一実施例の作用を
示すフ１］−チｌ７−１〜、 第５図は吸気管圧力の二階微分値へ２ＰＭと加速増量補
正係数ＦＴＣ３との関係を示すグラフである。 １０・・・エンジン、　　　　１８・・・ス［コツドル
弁、２０・・・吸気管圧カセンザ、２２・・・制御回路
、２６・・・燃料噴射弁、 ３４．３６・・・クランク角センザ。 出願人：　トヨタ自動車株式会社 第２図 Ｏす １日ニス１クーノトル井 ２０；１コ八気端爪カセンサ ２２：　噛り　／ＩデＰ１町　跨 ２６：’Ｊ：づμミ°η；→１プｉ（１キｆ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
   ようにしたエンジンの加速増量制御装置において、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
   第１所定値以上の場合に、前記加速増量値を加算し、加
   速増量積算値を求める加速増量積算手段と、前記二階微
   分値が正の第２所定値以上あるいは負の第３所定値以下
   の場合に前記加速増量積算値を補正する加速増量補正手
   段とを具備したことを特徴とするエンジンの加速増量制
   御装置。