JPS63147951A - 内燃エンジンの燃料供給制御方法 - 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】 （技術分野） 本発明は内燃エンジンの燃料供給制御方法に関し、特に
、吸気管の途中のスロットル弁の上流側及び下流側に少
なくとも各１個設けられた燃料噴射弁から複数の気筒に
燃料を供給する場合における制御方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 吸気管の分岐部より上流に設けられたスロットル弁の上
流側に設置された、複数の気筒に共通の燃料噴射弁から
該複数の気筒に燃料を供給する形式の内燃エンジンでは
、燃料噴射弁へ送出する燃料の圧力（燃料圧）を調整す
るプレッシャレギュレータの制御圧を上流側の燃料噴射
弁の噴孔が臨む吸気管内の圧力、即ちスロットル弁の上
流の吸気管内圧とし、プレッシャレギュレータは調整燃
料圧を常に該スロットル弁上流の吸気管内圧より一定圧
だけ高くし、上流側の燃料噴射弁の吐出圧を常時一定と
するのが普通であった。また、上述の場合においては、
燃料噴射弁の噴射時間による正確な計斌が可能であるが
、供給燃料にの幅広い流ｈｔレンジを確保するのが困難
であった。これに対し、スロットル弁の上流の燃料噴射
弁に送出する燃料圧を調整するプレッシャレギュレータ
の制御圧をスロットル下流側の吸気管内負圧に基づいて
調圧することにより幅広い流量レンジを確保する技術が
特公昭６１−２７７５号で提案されている。

しかしながら、エンジンのアイドル運転等の低負荷運転
時においては、アイドル回転数の安定を増すために吸入
空気量の増減制御がエンジン回転数の変動、ニアコンデ
ィショナ又はパワーステアリング等の外部負荷の大きさ
に応じて行なわれるのに伴って、スロットル弁下流側の
吸気管内負圧も変動し、要求燃料量に対する正確な計量
が困難になる。この結果、アイドル運転時等の低負荷運
転時においては、供給混合気の高精度な制御が要求され
るのにもかかわらず、このような制御が困難となり、燃
料の燃焼状態が安定せず、これに伴い、排ガス特性が悪
化しやすいという問題がある。

一方、エンジンの低負荷以外の運転時である中・高負荷
時は燃料噴射弁の燃料供給量の制御精度はそれほど高く
する必要はなく、むしろ広範囲の燃料量の供給制御を行
うようにして運転性能を向上させる必要があった。

上記した不具合を解消するため、例えば１両方の燃料噴
射弁へ送出する燃料の圧力を単一のプレッシャレギュレ
ータによりスロットル弁下流の吸気管内圧を制御パラメ
ータとして調整する方法が本出願人により考えられてい
る（昭和６１年１２月１０日付提出の特許出願）。この
方法に依れば、下流側の燃料噴射弁の吐出圧を常時一定
とし、上流側の燃料噴射弁の吐出圧をエンジン負荷が小
さい場合に低く、かつエンジン負荷が大きい場合に高く
することが可能となる。しかし、この方法に依れば、燃
料供給制御において主に使用される上流側の燃料噴射弁
の吐出圧の変化のため、正確な歌の燃料を供給すること
が困難となるという問題が生じた。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃料噴射弁
の吐出圧が変化する場合にも正確な燃料量で燃料供給制
御を行ない得るようにした内燃エンジンの燃料供給制御
方法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明に依れば、複数の気
筒を備えた内燃エンジンの吸気管集合部より上流のスロ
ットル弁の上流側及び下流側にそれぞれ設置され単一の
プレッシャレギュレータにより燃料圧を調整される複数
の燃料噴射弁から該エンジンの運転状態に応じて燃料を
供給する内燃エンジンの燃料供給制御方法において、前
記単一のプレッシャレギュレータの調整燃料圧をエンジ
ンの負荷を表わす所定のパラメータに応じて制御し、前
記複数の燃料噴射弁の基本燃料噴射時間を決定するパラ
メータとして前記プレッシャレギュレータの調整燃料圧
を制御する前記所定のパラメータを用いることを特徴と
する内燃エンジンの燃料供給制御方法が提供されている
。

（発明の実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の方法を適用した燃料供給制御装置の全
体構成図であり、符号１は例えば４気筒の内燃エンジン
を示し、エンジン１にはインテークマニホールドを介し
て吸気管２が接続されている。吸気管２の集合部上流に
はスロットルボディ３が設けられ、内部にスロットル弁
３′が設けられている。スロットル弁３′にはスロット
ル弁開度（ＯＴＨ）センサ４が連設されてスロットル弁
３′の弁開度を電気的信号に変換し電子コントロールユ
ニット（以下ｒＥｃＵＪ　という）５に送るようにされ
ている。

吸気管２のスロットルボディ３の少し上流には燃料噴射
弁６が設けられ、内燃エンジン１の中高負荷運転時等に
該エンジン１の全気筒に燃料を供給するようにしている
。一方、吸気管２のスロットルボディ３の少し下流で且
つ吸気管集合部上流には補助燃料噴射弁６ａが設けられ
、内燃エンジン１が十分に暖められた状態における低負
荷運転時に該エンジン１の金気筒に燃料を供給するよう
にしている。燃料噴射弁６及び補助燃料噴射弁６ａはＥ
ＣＵ３に電気的に接続されており、ＥＣＵ５からの信号
によって燃料噴射弁６及び補助燃料噴射弁６ａの各々の
開弁時間ＴＯＬＩＴＭ及びＴＯυＴＭａが制御される。

また、前記スロットルボディ３のスロットル弁３′の下
流には管７を介して絶対圧（Ｐａ式）センサ８が設けら
れており、この絶対圧センサ８によって電気的信号に変
換された絶対圧信号は前記ＥＣＵ３に送られる。

前記燃料噴射弁６及び補助燃料噴射弁６ａは管路２１、
ストレーナ１５、管路２２，２３及び２４を介して燃料
タンク１６内の燃料ポンプ１７に接続されている。尚、
燃料ポンプ１７はＥＣＵ３により制御されるようになっ
ている。また、管路２２゜２３及び２４は管路２５、プ
レッシャレギュレータ１８及び管路２６を介して燃料タ
ンク１６に接続されている。プレッシャレギュレータ１
８は、管路２１〜２５内の燃料圧をスロットル弁３′の
下流の吸気管内の負圧（絶対圧Ｐｅ＾）に応じて調整す
るためのもので、負圧室１８ａは管路３１を介してスロ
ットル弁３′の下流の吸気管２に接続されている。即ち
、管路２６の開口端２６ａを開閉する弁体１８ｂの開弁
圧はコイルスプリング１８ｃの付勢力とスロットル弁３
′の下流の吸気管内の負圧との合成力によって決定され
、管路２２〜２５内の燃料圧（絶対圧）とスロットル弁
３′の下流の吸気管内絶対圧Ｐａ＾との差は常に一定と
なる。従って、補助燃料噴射弁６ａの吐出圧は吸気管内
絶対圧Ｐａ＾の大、きさにかかわらず一定となり、補助
燃料噴射弁６ａの燃料噴射量は該補助燃料噴射弁６ａの
開弁時間Ｔｏｕｔｙａのみにより決定することができ、
正確な燃料調量を行うことができる。

一方、スロットル弁３′のＦ流の吸気管２内の圧力は常
にほぼ大気圧に近い圧力であるので、燃料噴射弁６の吐
出圧はスロットル弁３′の下流の吸気管内絶対圧Ｐａ＾
の大きさに応じて変化する。

即ち、燃料噴射弁６の吐出圧ＰＤは、エンジンが低負荷
のときはスロットル弁３′の下流の吸気管内絶対圧Ｐａ
＾が低くなるに従って管路２２〜２５内の燃料圧が低く
なるので低くなり、またエンジンが高負荷のときはスロ
ットル弁３′の下流の吸気管内絶対圧Ｐａ＾が高くなる
に従って管路２２〜２５内の燃料圧が高くなるので高く
なる。従って、エンジンが低負荷のときは同一の燃料供
給量に対して燃圧が低い方が燃料噴射弁６の開弁時間Ｔ
ＯＩＪＴＭが長くなるので微小流量の燃料調量制御が可
能となり、またエンジンが高負荷のときは同一の燃料供
給量に対して燃料噴射弁６の開弁時間”Ｉ’　ｏ　ｕ丁
Ｍが短かくなるので大流量の燃料供給量が確保でき、高
出力を得ることが容易となる。

尚、燃料噴射弁６の開弁時間ＴＯＬＩＴＭ及び補助燃料
噴射弁６ａの開弁時間Ｔ　ＯＵＴ　Ｍ　ａの夫々の基準
値ＴｉＭ、Ｔｉｕａは後述するＥＣＵ３の記憶手段５ｃ
内に格納されたマツプに記憶されており、吸気管内絶対
圧Ｐａ＾及びエンジン回転数Ｎｅの２つのパラメータか
ら基本開弁時間Ｔ　ｉ　Ｍ及びＴ　ｉ　Ｍ　ａが検索さ
れる。補助燃料噴射弁６ａの開弁時間ＴｏｕＴｖａの基
準値ＴｉＭａについては要求空燃比Ａ／Ｆに対応する基
準値は通常のものと同じように要求燃料供給２よＱｆに
比例した値になっているために微小流量においても正確
な計量が可能となる。しかしながら、燃料噴射弁６の開
弁時間ＴＯＬＩＴＭの基準値ＴｉＭについては要求空燃
比Ａ／Ｆに対応する基準値は以下のような手順で予め算
出した値となっている。燃料噴射弁６の吐出圧ＰＤは前
述したようにスロットル弁３′の下流の吸気管内絶対圧
ＰＢ＾に応じて変化するので、まず吸気管内絶対圧Ｐ　
ｎ＾の複数の所定値に夫々対応した燃料噴射弁６の複数
の吐出圧値Ｐａが決まり、次に、エンジン回転数Ｎｅ及
゛び吸気管内絶対圧ＰＢ＾の複数の所定値の組合せに夫
々対応した複数の要求燃料供給］１１値Ｑｆを決定し、
前記吐出圧値Ｐａと要求燃料供給量値Ｑｆとの複数の組
合せに夫々対応する基本開弁時間Ｔ　ｉ　Ｍ及び’Ｉ”
　ｉ　Ｍ　ａを求め、こ才しをマツプ（ＰＢ＾−Ｎｅマ
ツプ）に４己憶している。

即ち、吐出圧ＰＤは吸気管内絶対圧Ｐ　Ｂ＾に応答して
変化すると共に基本開弁時間ＴｉＭ及びＴｉＭａの決定
のためのエンジン負荷パラメータも吸気管内絶対圧Ｐ口
＾であるので、Ｐａ式−Ｎｅマツプ上に吐出圧Ｐｏ及び
各気筒に対する充填効率の２つの現象が同一マツプ上に
表現できるので、その２現象から決定される基本開弁時
間Ｔｉｙ及びＴｉＭａを設定すればよい。換言すれば、
Ｐ８＾−Ｎｅマツプのマツプ値Ｔｉ＋ｓ及びＴｉｍａは
従来のＰＢ＾−Ｎ　ｅに応じた充填効率に加えてＰａ＾
に応じた吐出圧Ｐｏをも考慮して設定されている。

エンジン１本体にはエンジン冷却水温センサ（以下ｒＴ
ｗセンサ」という）９が設けられ、Ｔｗセセン９はサー
ミスタ等からなり、冷却水が充満したエンジン気筒周壁
内に挿着されて、その検出水温信号をＥＣＵ３に供給す
る。エンジン回転数センサ（以下ｒＮｅセンサ」という
）１０がエンジンの図示しないカム軸周囲又はクランク
軸周囲に取り付けられており、Ｎｅセンサ１０はエンジ
ンのクランク軸１８０°回転毎に所定のクランク角度位
置で、即ち、各気筒の吸気行程開始時の上死点（ＴＤＣ
）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置でクラ
ンク角度位置信号（以下これをｒＴＤＣ信号」という）
を出力するものであり、このＴＤＣ信号はＥ　ＣＵ　５
に送られる。

エンジン１の排気管１１には三元触媒１２が配置され排
気ガス中の）−Ｉ　Ｃ，ＣＯ、Ｎ　Ｏｘ成分の浄化作用
を行う。この三元触媒１２の上流側には０２センサ１３
が排気管１１に挿着され、このセンサ１３は排気中の酸
素濃度を検出し、ｏ２濃度信号をＥＣＵ３に供給する。

更に、ＥＣＵ３には例えば大気圧センサ等の他のパラメ
ータセンサ１４が接続されており、他のパラメータセン
サ１４はその検出値信号をＥＣＵ３に供給する。

ＥＣＵ３は各種センサからの入力信号波形を整形し、電
圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジ
タル信号値に変換する等の機能を有する入力回路５ａ、
中央演算処理回路（以下［ＣＰ　ＵＪ　という）５ｂ、
ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム及び演算結
果等を記憶する記憶手段５ｃ、及び前記燃料噴射弁６と
補助燃料噴射弁６ａとにそれぞれ駆動信号を供給する出
力回路５ｄ等から構成される。

ＣＰＵ５ｂは第２図に示す燃料供給制御プログラムを前
記ＴＤＣ信号が入力される毎に実行する。

該プログラムは入力回路５ａを介して供給された前述の
各種センサからのエンジンパラメータ信号に基づいて、
スロットル弁上流の燃料噴射弁（以下、上流弁という）
６及びスロットル弁下流の補助燃料噴射弁（以下、下流
弁という）６ａのそれぞれの燃料噴射時間を算出し、こ
れらの噴射時間に基づいた開弁駆動信号を両噴射弁６及
び６ａに出力する。

以下、第２図の燃料供給制御プログラムの処理手順を詳
細に説明する。

本プログラムはＴＤＣ信号発生毎に実行される。

まず、ステップ１ではエンジン水ＵＴｗが所定温度Ｔ　
Ｗ　Ｍ＾（例えば６０℃）より高いか否かを判別し、こ
の答が否定（Ｎｏ）のとき、即ちエンジン温度が所定温
度より低いときは、下流弁６ａの開弁時間”ｌ’ｃ）ｕ
ＴＭａをＯに設定する（ステップ８）。

そして、後述するステップ１５以下に進み、上流弁用Ｐ
Ｂ＾−Ｎｅマツプより基本開弁時間Ｔｉｘを検索し、該
ＴｉＭ値に基づいて上流弁６の開弁時間ＴＯＬＩＴＭを
次式（１）に従って算出しくステップ１７）、ステップ
６で上流弁６に該Ｔｏす７Ｍ値に応じた開弁駆動信号を
出力する。

Ｔｏｕ−ｒｘ＝ＴｊＭＸＫ、ｓ＋＋に、Ｍ　　＝（１）
ここに、ＫｌＭ及びに２Ｍは前述した各種のエンジンパ
ラメータ信号に基づいて決定される補正係数及び補正定
数である。

この結果、エンジン冷間時は上流弁から燃料が供給され
るようになるので、複数の気筒に対する燃料の分配性が
確保される。

ステップ１の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）のときは、次の
ステップ２でスロットル弁開度ＯＴ　Ｈが所定の低スロ
ツトル開度Ｚ　０１ＤＬ（例えば０．３９°）より小さ
いか否かを判別し、この答が肯定（Ｙ（！Ｓ）のとき、
即ちエンジン温度が所定温度より高く且つスロットル弁
開度が所定開度以下のときは、下流弁用Ｐａ＾−Ｎｅマ
ツプより基本開弁時間ＴｉＭａを検索し、該Ｔ　ｉ　Ｍ
　ａ値に基づいて下流弁の開弁時間Ｔ’ｏｕＴＭａを次
式（２）に従って算出する（ステツブ３）。

ＴｏｕＴ＋＋＋ａ＝ＴｉＭａＸＫ、ａ＋に２ａ　　　−
（２）ここに、に１ａ及びに２ａは前述した各種のエン
ジンパラメータ信号に基づいて決定される補正係数及び
補正定数である。

次に、後述するステップ９で使用するｎＴＤＣＡＭ値を
初期値ｎｔｏｃＡｖ（例えば３）にリセットしくステッ
プ４）、上流弁の開弁時間ＴＯｕＴＭ値をＯに設定する
（ステップ５）、このため、次のステップ６の実行の際
には上流弁に対して開弁駆動信号は出力されない。更に
、次のステップ７では前記ステップ３で算出されたＴＯ
ＵＴＭａ値に応じた開弁駆動信号を出力し、本プログラ
ムを終了する。

この結果、気筒に対する燃料供給の応答性が向上するよ
うになる。

ステップ２の判別結果が否定（’Ｎ　ｏ　）のときは、
前記ｎＴＤＣＡＭ値が０か否かを判別しくステップ９）
。

この答が否定（ＮＯ）であれば、前記ステップ３と同様
に下流弁用ＰＢ−Ｎｅマツプより基本開弁時間ＴｉＭａ
を検索し、該ＴｉＭａ値に基づいて下流弁の開弁時間Ｔ
ｏｕＴＭａを算出する（ステップ１０）。

次に、ｆｌｒｏｃＡＭ値から１を減算しくステップ１１
）、ステップ１５以下へ進む。

ステップ９の判別結果がＶ？定（Ｙｅｓ）のときは、次
のステップ１２．１３又はステップ１２゜１４でエンジ
ン回転数Ｎｅに応じた減少度で前記ステップ１０で算出
したＴＯυＴＭａ値を減少させる。即ち、ステップ１２
でエンジン回転数Ｎｅが所定値ＺＮｅＡｖ　（例えば９
００ｒｐｎ＋）より高いか否かを判別し、この答が肯定
（Ｙｅｓ）のときは前回ＴｏｕＴＭａ値から減算値Δ’
１’ＯＵ　Ｔ　＋ｌｌ　ａ、　（例えば１．０ｍ５ｅｃ
）を減算し、この答が否定（Ｎｏ）のときは前回Ｔｏｕ
ＴＭａ値から；成算値Δ”ｌ’ｏｕ　Ｔ　Ｍ　ａ□（例
えば１　、０　ｍ５ｅｃ）を減算し、その後ステップ１
５以下へ進む。

ステップ１５では前記ステップ１０．１３又は１４で算
出したＴｏｕＴＭａ値が下限値ＴｏｕＴＭａｔｖ丁（例
えば３　、０　ｍ５ｅｃ）より小さいか否かを判別し、
この答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップ１６でＴＯＵ
ＴＭＱ値を下限値ＴＯＬＩＴ　ＭａＬＭｔとしてからス
テップ１７に進み、この答が否定（ＮＯ）のときはその
ままステップ１７に進む、ステップ１７では上流弁用Ｐ
ａ−Ｎｅマツプより基本開弁時間ＴｉＭを検索し、該Ｔ
ｉＭ値に基づいて上流弁の開弁時間ＴＯＬＩＴＭを前記
式（１）に従って算出する。

次のステップ１８では前記ステップ１７で算出したＴｏ
ｕＴＭ値が所定値Ｍｅ　−Ｔｏｕ　Ｔ　Ｌ　Ｍ　Ｔより
大きいか否かを判別する。ここに、ＭｅはＴＤＣ信号の
発生間隔であり、これは吸気行程の時間に対応するもの
である。また、ＴＯＩＪＴＬＭＴは高負荷時における下
流弁の開弁時間を上流弁の開弁時間に換算した値であり
、下流弁が噴射する燃料紙を表わす。所定値Ｍｅ−ＴＯ
ＵＴＬＭＴは上流弁が噴射した燃料が気筒内へ実際に吸
引される分を表わし、ＴＯＵＴＭ値がこの所定値Ｍｅ　
−Ｔｏｕ　Ｔ　Ｌ　Ｍ　Ｔを上回るときは、その上回っ
た分の燃料はまずスロットル弁等に付着し、その後スロ
ットル弁から蒸発してスロットル弁下流の吸気管内壁に
付着する。

しかしながら、スロットル弁下流の吸気管内壁に付着す
る分の燃料を下流弁によって供給するようにすれば、ス
ロットル弁からの蒸発量が減るので、スロットル弁の燃
料付着量の変化は小さくなり、燃料供給制御の精度が更
に良くなる。従って、ステップ１８の判別結果が肯定（
Ｙｅｓ）のときは、次式（３）によって下流弁の開弁時
間を算出する（ステップ１９）。

ＴｏＩＪ　Ｔ　Ｍａ＝（Ｔｏｕ　Ｔ　Ｍ　−（Ｍｅ−Ｔ
ｏｕ　ＴＬＭ　Ｔ　））　Ｘ　ＫＡｕｘ＋　’ｌ’ｖａ
・・・（３） ここに、ＫＡＬＩＸは上流弁に対する下流弁の流量比で
あり、Ｔｖａはバッテリ電圧の変動に応じた補正値であ
る。ステップ１９の実行後、ステップ６に進む。また、
ステップ１８の判別結果が否定（Ｎｏ）のときは、スロ
ットル弁や吸気管内壁に付着する分の燃料が必要でない
場合、即ちエンジンが減速状態である場合等であるので
、ステップ１９をスキップして直接ステップ６に進む。

最後に、ステップ６でＴＯＩＪＴＭ値に応じた開弁駆動
信号を」二流弁に出力し、ステップ７でＴＯｕＴＭａ値
に応じた開弁駆動信号を下流弁に出力し、本プロゲラ１
１を終了する。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の内燃エンジンの燃料供給
制御方法によれば、スロットル弁の上流側及び下流側に
それぞれ設置された複数の燃料噴射弁の燃料圧を調整す
る単一のプレッシャレギュレータの調整燃料圧をエンジ
ンの負荷を表わす所定のパラメータに応じて制御し、複
数の燃料噴射弁の基本燃料噴射時間を決定するパラメー
タとしてプレッシャレギュレータの調整燃料圧を制御す
る前記所定のパラメータを用いるようにしたので、燃料
噴射弁の吐出圧が変化する場合にも正確な燃料量で燃料
供給制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する内燃エンジンの燃料供給
制御装置の全体構成図、第２図は第１図のＥＣＵで実行
される燃料供給制御プログラムのフローチャートである
。 １・・・内燃エンジン、３′・・・スロットル弁、４・
・・スロットル弁開度センサ、５・・・電子コントロー
ルユニット（ＥＣＵ）、５ｂ・・・ＣＰＵ、５ｃ・・・
記憶手段、６・・・燃料噴射弁、６ａ・・・補助燃料噴
射弁、８・・・吸気管内絶対圧センサ、１０・・・エン
ジン回転数センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の気筒を備えた内燃エンジンの吸気管集合部よ
   り上流のスロットル弁の上流側及び下流側にそれぞれ設
   置され単一のプレッシャレギュレータにより燃料圧を調
   整される複数の燃料噴射弁から該エンジンの運転状態に
   応じて燃料を供給する内燃エンジンの燃料供給制御方法
   において、前記単一のプレッシャレギュレータの調整燃
   料圧をエンジンの負荷を表わす所定のパラメータに応じ
   て制御し、前記複数の燃料噴射弁の基本燃料噴射時間を
   決定するパラメータとして前記プレッシャレギュレータ
   の調整燃料圧を制御する前記所定のパラメータを用いる
   ことを特徴とする内燃エンジンの燃料供給制御方法。