JPS6316579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの電子制御燃料噴射装置、
特にその燃料噴射のタイミング及び量の制御技術
に関する。

従来の電子制御燃料噴射装置としては、例えば
第１図に示すようなものがある。第１図におい
て、１１〜１４は入力信号であり、例えば、１
１：吸入空気量（単位時間当たりの吸入空気流
量）Ｑ、１２：エンジン回転速度Ｎ、１３：エン
ジン冷却水温、１４：エンジン回転同期（タイミ
ング）信号である。２０は入力回路で、各種入力
をデイジタル信号に変換し、マイクロコンピユー
タで構成される演算回路３０にバスライン５０を
介してデータを送出する。演算回路３０は上記Ｑ
とＮからエンジン１回転当たりの吸入空気量Ｑ／
Ｎを算出し、この値に比例した値T_pを基本値と
し、水温等による補正を行なつて噴射パルス巾T_i
を算出し、そのデータをバスライン５０を介して
出力回路４０に送出する。出力回路４０はタイミ
ング信号１４に同期して、上記T_iに比例した時間
巾を有する出力パルス６１を発する。そしてこの
出力パルス６１によつて燃料噴射弁（図示しな
い）を駆動して、エンジンに燃料を供給してい
る。

しかしながら、このような従来の電子制御燃料
噴射装置にあつては、エンジンの１回転当たりの
吸入空気量を基本にし、エンジン回転に同期した
出力パルスを発して燃料を噴射する構成となつて
いたため、エンジン１回転毎に吸入した空気量に
正確に比例した燃料を供給できるメリツトがある
反面、エンジン回転速度Ｎを検出するセンサとそ
の入力信号処理回路が必要であり、装置が複雑に
なるという問題があり、またこれらのセンサや回
路が故障した場合には動作が異常になるという問
題点があつた。

本発明はこのような従来装置の有する問題点に
着目してなされたもので、エンジン回転に同期し
た燃料噴射と、一定時間周期で吸入空気量に応じ
てデユーテイ比の変化する信号に同期した燃料噴
射とを切換えて使用することにより、上記問題点
を解決することを目的とするものである。

第６図は本発明の構成を明示するための全体構
成図である。空気量検出手段ａはエンジンの吸入
空気量に対応した連続信号を発生する。第１の演
算手段ｂは空気量検出手段ａの出力信号及び必要
により提供される補正用信号（図示なし）とから
なる入力信号に従つて燃料の量をエンジンの高回
転時の周期より短い周期で演算する。トリガ手段
Ｃはエンジンの高回転時の周期よりも短い所定周
期のパルスを発生する。第１の出力手段ｄはトリ
ガ手段ｃの出力によりトリガされ、前記第１の演
算手段ｂの出力に従つたパルス幅のパルス信号を
出力することにより、入力信号に従つてデユーテ
イ比の変化する出力パルスを発生する。回転同期
信号発生手段ｅはエンジンの回転角に同期した回
転同期信号を発生する。第２の演算手段ｆは少な
くともエンジンの回転数及び吸入空気量に基づき
燃料の量を演算する。第２の出力手段ｇは前記回
転同期信号によつてトリガされて第２の演算手段
ｆの出力に従つたパルス幅のパルス信号を出力す
る。異常チエツク手段ｈは回転同期信号の異常の
有無をチエツクする。そして、そのチエツク結果
に応じて、正常時には第２の出力手段ｇにより燃
料噴射弁ｉを制御し、異常時には第１の出力手段
ｄの出力パルスで燃料噴射弁ｉを制御する。

実施例につき、以下に図面を参照して説明す
る。

第２図は本発明の一実施例の全体構成のうちの
一定時間周期で吸入空気量に応じてデユーテイ比
の変化する信号に同期した燃料噴射を行う部分を
示し、図に基づいて先ず構成を説明すると、入力
回路２１には吸入空気量（Ｎ）…１１，冷却水温
１３の各信号および図示しないその他の補正用各
種信号が入力され、アナログ―デイジタル（Ａ／
Ｄ）変換したり、オンオフ信号をレジスタに記憶
したりして、演算回路３０にバスライン５０を介
して入力データを送出する。演算回路３０は読出
し専用メモリ（ROM）、読出し書込み可能メモ
リ（RAM）を基本に構成され、後述のプログラ
ムを実行し、入力データを演算処理して、バスラ
イン５０を介して出力データを出力回路４０およ
びトリガ回路４１に送出する。トリガ回路４１は
タイマ回路で構成され、所定時間周期で出力回路
４０にトリガ信号６２を送り、出力回路４０はレ
ジスタ、カウンタ、コンパレータ等で構成され、
トリガ信号に同期して、演算回路３０からの出力
データに応じた時間巾を有する出力パルス６１を
発する。

出力パルス６１は図示しない燃料噴射弁を駆動
して、エンジンに前記出力データに対応した量の
燃料を供給する。

次に作用を説明する。

第３図ａ〜ｄは演算回路３０のCPUが実行す
るプログラムのフローチヤートで、プログラムは
ROMに格納されている。

第３図ａにおいて、先ず電源を投入すると、シ
ステムがリセツトされ、リスタート１００からプ
ログラムが実行される。１０１でシステム各部を
初期設定した後は各種入力データを読み込み１０
２，燃料噴射の補正値、例えば冷却水温による補
正率、加速・減速の補正などを算出し１０３、必
要に応じてその他の演算処理、例えば各種センサ
等の診断を行なつたり、そのデータを出力した
り、排気還流（EGR）などの他の制御を行ない
１０４、１０２〜１０４を繰り返し実行する。

第３図ｂにおいて２００から始まるプログラム
は、一定周期毎に発せられる定周期割込み要求信
号によつて起動される割込み処理プログラムで、
２０１においては複数のアナログ入力、例えば吸
入空気量と冷却水温を一つのＡ／Ｄ変換器で順次
Ａ／Ｄ変換するためのスケジユールを管理する。
２０１でどの信号をＡ／Ｄ変換するかを決めた
ら、２０２においてそのチヤンネルを指定し、
Ａ／Ｄ変換を開始させて割込みが発生する前に実
行していたプログラムに戻り、中断中のプログラ
ムを実行する。

第３図ｃに示す３００から始まるプログラム
は、Ａ／Ｄ変換器がＡ／Ｄ変換を終了したとき発
せられる割込み要求信号によつて起動される割込
みプログラムである。３０１でＡ／Ｄ変換器から
データを読み込み、３０２で各入力信号に応じた
RAMの所定番地に、必要に応じて正規化して、
あるいはＡ／Ｄ変換値が空気量に比例しない時は
空気量に正比例した値に変換して、記憶させる
（RAMに書き込む）。定周期割込みとＡ／Ｄ変換
終了割込みのプログラムにより、RAMの所定の
番地には吸入空気量Ｑのデータが常に更新されな
がら記憶されている。

第３図ｄにおいて４００から始まるプログラム
は、前述の定周期割込み要求信号とは別の、定周
期毎に発せられる定周期割込み要求信号によつて
起動される割込みプログラムである。先ず４０１
で前述のRAMに記憶されたＱのデータを読み込
み、４０２でＱのデータの積算値を示すデータ
Q_sにＱのデータを加算し、新たな積算値データ
Q_sとする。この加算演算は所定回数繰り返され
４０３、演算終了後最終的に求められた積算値デ
ータQ_sと、前述の第３図ａに示すプログラムに
おいて算出した補正値によつて補正を行ない４０
４、燃料噴射弁の開弁時間に対応するT_iデータを
作り４０５、その後積算値データQ_sをクリアす
る４０６。すなわち、第２図において出力回路４
０からはトリガ信号６２に同期して、T_iに応じた
時間巾信号を有するパルス信号６１が出力され
る。Q_sは一定時間毎にＱの値を積算したもので
あるから、Ｑの積分値、すなわち、吸入空気量の
積分を表わす。Ｑの値の積算インターバルと噴射
タイミングを同一にすれば、単位時間当たりに吸
入された空気量に応じた燃料を供給できる。

以上の説明の中に、エンジン回転Ｎやエンジン
回転に同期した信号がどこにも出てきていないこ
とからもわかるように、これらのエンジン回転に
基づく信号を用いなくとも、吸入された空気量に
対応した燃料が噴射される。なお、燃料噴射タイ
ミングがエンジン回転と同期しなくなるために、
エンジンの回転周期よりも短い周期で燃料を供給
する必要があり、このため適用するエンジンの最
高回転時の周期よりも噴射周期が早くなるように
空気量計測インターバル及びトリガ回路の周期を
設定する必要がある。また、空気量に応じてエン
ジンの最高回転数が変わるため、上記の噴射周期
すなわち空気量計測インターバルを空気量に応じ
て段階的に変化させ、燃料供給量のダイナミツク
レンジを拡げるよう構成してもよい。

第４図は本発明の一実施例の全体構成を示す図
である。本実施例は第２図で説明した燃料噴射と
エンジン回転に同期した燃料噴射とを、回転同期
信号が正常な場合と異常な場合とで切換えて使用
するものである。第４図において、前述した図に
示された要素と同一のものには同一番号を付して
ある。本実施例は第２図に示す要素に対し、切換
回路７０と切換信号６３の出力回路４２が追加に
なつていることである。出力回路４２はレジスタ
とバツフアで構成され、切換回路７０はゲート回
路を利用して構成される。切換回路７０の出力７
１が出力回路４０のトリガ信号であり、エンジン
回転同期信号１４側の場合にはエンジン回転同期
となり、トリガ回路出力６２側の場合には一定時
間同期となる。

制御プログラムは特願昭54―31191号（特開昭
55―125334号公報）に示したものでエンジン回転
同期の演算を行ない、第３図ａ〜ｄに示したプロ
グラムのフローチヤートに従つて、一定時間同期
でデユーテイ変化の演算を行なえばよい。

切換えは、例えば第５図に示すようなプログラ
ムで、エンジン回転同期信号１４の周期T₁₄（す
なわちエンジン回転速度Ｎの逆数）が所定値（エ
ンジン回転が20〜40rpmに相当する値）T₁₄r以上
かあるいは以下かで切り換えればよい。所定値以
上の場合にはエンジン回転同期信号１４が入力さ
れない。すなわち、センサあるいはその系の信号
処理回路が異常であると判断し、一定時間同期の
制御に切り換え、切換回路出力を１にしてトリガ
回路出力側に切り換え、演算制御プログラムも一
定時間同期側を実行するように切り換える。

このようにしておくと、通常はエンジン回転同
期で燃料噴射を行ない、これに異常があつたら一
定時間同期に切り換えて使用できる。

なお、切換えは他にエンジン回転速度をチエツ
クしてもよいし、出力回路を２系統持つ場合には
それをチエツクして、正常な方で制御するように
してもよい。

燃料噴射をエンジン回転同期にした場合には、
エンジンの回転毎に吸入される空気と燃料が同期
して供給されるため、各回転毎の混合気の空燃比
は正確に一定となる。

一定時間周期で吸入空気量によりデユーテイ比
を変化させた場合には、平均値としては正確な空
燃比となるので実用上問題はないが、回転と噴射
が同期しないため、各回転毎の混合気の空燃比が
バラつく可能性があるために、両方を有して制御
する場合は、通常は回転同期とし、異常発生時に
一定時間同期とした方がよい。

以上説明したように、本発明によれば、エンジ
ン回転に同期した燃料噴射と、一定時間周期で吸
入空気量に応じてデユーテイ比の変化する信号に
同期した燃料噴射とを、回転同期信号が正常な場
合と異常な場合とで切換えて使用する構成とした
ため、通常は各回転毎に正確な空燃比を有する混
合気が供給でき、かつエンジン回転同期信号ある
いはエンジン回転同期信号（出力回路も含めて）
に異常が発生しても、正確に混合気を供給でき
る、安価で信頼性及び安全性の高いシステムを構
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子制御燃料噴射装置の構成
図、第２図は本発明の一実施例のうちの一定時間
周期で吸入空気量に応じてデユーテイ比の変化す
る信号に同期した燃料噴射を行う部分を示す図、
第３図ａ〜ｄは第２図の演算回路におけるプログ
ラムのフローチヤート、第４図は本発明の一実施
例の全体構成を示す図、第５図は本実施例におけ
る異常のチエツクと切換プログラムのフローチヤ
ート、及び第６図は本発明の全体構成を示す図で
ある。 １１…吸入空気量Ｑ、１４…エンジン回転同期
信号、２０，２１…入力回路、３０…演算回路、
４０…出力回路、４１…トリガ回路、４２…切換
信号出力回路、７０…切換回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの吸入空気量に対応した連続信号を
   発生する空気量検出手段と、 該空気量検出手段の出力信号及び必要により提
   供される補正用信号とからなる入力信号に従つて
   燃料の量をエンジンの高回転時の周期より短い周
   期で演算する第１の演算手段と、 エンジンの高回転時の周期よりも短い所定周期
   のパルスを発生するトリガ手段と、 該トリガ手段の出力によりトリガされ、前記第
   １の演算手段の出力に従つたパルス幅のパルス信
   号を出力することにより、入力信号に従つてデユ
   ーテイ比の変化する出力パルスを発生する第１の
   出力手段と、 エンジンの回転角に同期した回転同期信号を発
   生する回転同期信号発生手段と、 少なくともエンジンの回転数及び吸入空気量に
   基づき燃料の量を演算する第２の演算手段と、 前記回転同期信号によつてトリガされて前記第
   ２の演算手段の出力に従つたパルス幅のパルス信
   号を出力する第２の出力手段と、 前記回転同期信号の異常の有無をチエツクする
   異常チエツク手段とを有し、 そのチエツク結果に応じて、正常時には前記第
   ２の出力手段により燃料噴射弁を制御し、異常時
   には前記第１の出力手段の出力パルスで燃料噴射
   弁を制御することを特徴とする電子制御燃料噴射
   装置。