JPS63176640A - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - 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電子制御燃料噴射装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関の電子制御燃料噴射装置の従来例として以下の
ようなものがある（実願昭６０−０６６５５８号参照）
。

すなわち、エアフローメータ等により検出された吸入空
気流量Ｑと機関回転速度Ｎとから基本噴射量Ｔｐ＝Ｋｘ
Ｑ／Ｎ　（Ｋは定数）を演算すると共に、主として水温
に応じた各種補正係数Ｃ０ＥＦと実際の空燃比が理論空
燃比になるように設定された空燃比フィードバンク補正
係数αとパンテリ電圧による補正係数Ｔｓとを演算した
後、定常運転時における燃料噴射量Ｔｉ　＝ＴｐＸＣＯ
ＥＦχα＋Ｔｓを演算する。

そして、例えばシングルポイントインジェクションシス
テム（以下ＳＰ１方式）では、機関の各回転毎に点火信
号等に同期して燃料噴射弁に対し前記燃料噴射量Ｔｊに
対応するパルス巾の噴射パルス信号を出力し機関に燃料
を供給する。

ところで、近年燃費の向上や排気の浄化等を目的として
、機関の低速低負荷運転領域において、実際の空燃比が
理論空燃比よりも薄くなるように空燃比制御するように
したものがある。

即ち、高出力を必要とせず希薄燃焼させても良い所定の
低速低負荷運転領域であることが判定されると、実際の
空燃比が略理論空燃比となるように設定される燃料噴射
量（以下、理論空燃比制御と呼ぶ）を、目標空燃比を切
り換えて実際の空燃比が所定の希薄空燃比となるように
減量設定して燃料噴射制御（以下、希薄空燃比制御と呼
ぶ）するものであり、これにより燃料消費量を少なくす
ると共に、排気中の有害成分を低減しようとするもので
ある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、排気中の酸素濃度すなわち実際の空燃比を検
出する酸素センサとして、理論空燃比付近の値を主とし
て検出するものを使用しているときには、理論空燃比制
御時には酸素センサの検出値に基づいて、実際の空燃比
を理論空燃比に近づけるフィードバック制御を行うこと
ができる。しかし、希薄空燃比制御時には前記酸素セン
サの検出値を使用できないので、フィードバック制御を
行うことができない。

このため、従来においては希薄空燃比制御時には、予め
設定された目標希薄空燃比になるようにフィードフォワ
ード制御により燃料噴射量を制御するようにしている。

ところで、燃料噴射弁の低噴射量領域では、噴射パルス
巾と噴射量との直線性が悪く燃料噴射量を高精度に制御
できない。

これにより、希薄空燃比制御をフィードフォワード制御
により行うと、目標希薄空燃比への制御精度が悪く、実
際の空燃比が目標希薄空燃比より過度に希薄化されたと
きには、サージ（回転変動）が増大し、運転性の悪化を
招くという不具合がある。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、希
薄空燃比制御を可能にしつつサージを抑制できる内燃機
関の電子制御燃料噴射装置を提供することを目的とする
。

〈問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は第１図に示すように、機関運転状態
に応じて基本噴射量を設定する基本噴射量設定手段Ａと
、実際の空燃比が理論空燃比より希薄な目標希薄空燃比
になるようにフィードフォワード補正係数を設定するフ
ィードフォワード補正係数設定手段Ｂと、機関の実際の
空燃比を検出する空燃比検出手段Ｃと、検出された実際
の空燃比に基づいて実際の空燃比が理論空燃比になるよ
うにフィードバンク補正係数を設定するフィードバック
補正係数設定手段りと、希薄空燃比制御条件を検出する
希薄空燃比制御条件検出手段Ｅと、希薄空燃比制御中の
機関の回転変動を検出する回転変動検出手段Ｆと、希薄
空燃比制御条件が検出されかつ検出された回転変動が所
定値未満のときに、前記フィードフォワード補正係数を
選択する一方、希薄空燃比制御条件が検出されかつ検出
された回転変動が所定値以上のときに希薄空燃比制御を
停止させて前記フィードバック補正係数を選択する選択
手段とＧと、選択されたフィードフォワード補正係数若
しくはフィードバック補正係数と前記基本噴射量とに基
づいて燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段Ｈと、
設定された燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁Ｉを駆動す
る駆動手段Ｊと、を備えるようにした。

〈作用〉 このようにして、希薄空燃比制御条件成立時であっても
機関回転変動が所定値以上のときには希薄空燃比制御を
停止させて実際の空燃比が理論空燃比になるように制御
し、もって回転変動を抑制するようにした。

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を第２図〜第７図に基づいて
説明する。

第２図において、例えばマイクロコンピュータからなる
制御装置１には、点火コイル２から出力される点火信号
（回転速度信号）、エアフローメータ３から出力される
吸入空気流量信号、水温センサ４から出力される冷却水
温度信号、車速センサ５から出力される車速信号、アイ
ドルスイッチ６からのＯＮ・ＯＦＦ信号、空燃比検出手
段としての酸素センサ７　（排気中の酸素濃度によって
理論空燃比付近の空燃比を主として検出できるセンサ）
からの空燃比検出信号、とが入力されている。

制御装置１は、第３図〜第７図に示すフローチャートに
従って作動し、燃料噴射弁８に駆動回路９を介して駆動
パルス信号を出力するようになっている。

ここでは、制御装置１が基本噴射量設定手段とフィード
フォワード補正係数設定手段とフィードバック補正係数
設定手段と選択手段と燃料噴射量設定手段とを構成する
。また、制御装置１と駆動回路９とにより駆動手段を構
成し、点火コイル２の点火信号により回転速度を検出す
るため、点火コイル２が回転変動検出手段を構成する。

さらに、点火コイル２とエアフロメータ３と水温センサ
４と車速センサ５とアイドルスイッチ６とにより希薄空
燃比制御条件検出手段を構成する。

次に作用を第３図〜第８図のフローチャートに従って説
明する。

まず、サージ判定ルーチンを第３図のフローチャートに
基づいて説明する。

かかるルーチンは１００ｍ５ｅｃ毎に起動信号が入力さ
れて起動する。

Ｓｌでは、点火信号からの回転速度信号、車速信号を読
み込む。

Ｓ２では、回数メモリ　（ＲＡＭ）に記憶されたサンプ
リング回数ｎに＋１を加算して新たなサンプリング回数
ｎとして、回数メモリに記憶させる。

Ｓ３では、前記サンプリング回数が１１回になったか否
かを判定し、ＹＥＳの時にはＳ４に進み回転速度メモリ
（ＲＡＭ）に記憶された回転速度を全て初期値（例えば
Ｏ）にする一方、Ｎｏのときには回転速度メモリを初期
化することなく、Ｓ５に進む。

Ｓ５では、検出された回転速度を新たに設定されたサン
プリング回数に対応する回転速度メモリのアドレスに記
憶させる。ここで、回転速度メモリには、１００ｍ５ｅ
ｃ毎に検出された回転速度サンプリング回数（１００ｓ
ｅｃ毎）に対応するアドレスに１０種類すなわち１　ｓ
ｅｃ間のデータが記憶可能になっている。

Ｓ６では、サンプリング回数ｎ＝ｌに記憶された回転速
度Ｎ、と今回検出された回転速度Ｎｎとからサンプリン
グ期間における回転速度の変化量ΔＮ　（＝Ｎｆｉ　Ｎ
＋　）を演算する。ここで、サンプリング期間Δｔは１
００ｍ５ｅｃ、　２００ｓｅｃ、　３００ｓｅｃ、　５
００ｍ５ｅｃ及び１　ｓｅｃに設定されている。したが
って、サンプリング開始初期は、１００ｍ５ｅｃのサン
プリング期間において回転速度の変化量ΔＮが演算され
る。

Ｓ７では、検出された車速Ｖ３ｐから単位時間当演算す
る。

Ｓ８では演算された車速変化率ΔＶ３ｐから現在の運転
状態を判定し、加速運転判定時にはＳ９に進み減速運転
判定時には３１０に進む。さらに、定常運転判定時には
回転変動の判定を行うことなくＳｌｌに進む。

Ｓ９では、Ｓ６にて演算された変化量ΔＮと一側す−ジ
許容範囲一ΔＮｃとを比較し、−ΔＮｃ〉ΔＮのときに
は変化量ΔＮが一例におきく変動していると判定しＳ１
２に進み、−ΔＮｃ≦ΔＮのときには回転変動が小さい
と判定しＳｌｌに進む。

このようにして、加速運転時には変化量ΔＮが一例に大
きく変動しているときにサージ発生と判定する。

一方、Ｓ１０では前記変化量ΔＮと＋側す−ジ許容範囲
ΔＮｃとを比較し、ΔＮＣ〈ΔＮのときには変化量ΔＮ
が＋側に大きく変動していると判定しＳ１２に進み、Δ
Ｎｃ≧ΔＮのときには回転変動が小さいと判定しＳｌｌ
に進む。

このようにして、減速運転時には変化量ΔＮが＋側に大
きく変動しているときにサージ発生と判定する。

Ｓｌｌでは、サージ発生がない状態をサージフラッグＦ
ｓ＝ＯとしてＲＡＭ等に記憶させる一方、Ｓ１２ではサ
ージ発生があった状態をサージフラ・ノブＦ　ｓ　＝　
１としてＲＡＭ等に記憶させる。

かかるサージ判定ルーチンにより１００ｍ５ｅｃ、　２
００ｍ５ｅＣ＋　３００ｍ５ｅｃ、　５００ｍ５ｅｃ及
び１　ｓｅｃのサンプリング期間において希薄空燃比制
御におけるサージ判定を行う。

さらに、サージが発生したと判定されたときには、３１
３で今回のサージ判定が初回のサージ判定か否かを判定
し、ＹＥＳのときには３１４に進み、Ｎｏのときにはサ
ージ判定ルーチンを終了させる。

Ｓ１４では、ＲＡＭ等に記憶された後述の空燃比設定係
数ｎと噴射時間設定値ｉとをＯにリセットする。

次に、希薄空燃比制御判定ルーチンを第４図に基づいて
説明すると、Ｓ２１では、点火信号、吸入空気流量信号
等の各種信号を読み込む。

Ｓ２２では、検出された各種運転状態に基づいて希薄空
燃比制御条件が成立したか否かを判定し、ＹＥＳのとき
にはＳ２３に進みＮＯのときにはＳ２４に進む。

希薄空燃比制御成立条件としては、機関負荷（例えば基
本噴射量）が所定範囲の低負荷域で、回転速度が所定範
囲の低回転域で、冷却水温度が所定値（例えば８０℃）
以上で、車速か所定値（例えば８ｋｍ／ｈ）以上で、か
つアイドル運転時以外（アイドルスイッチ６がＯＦＦの
とき）のときがある。

Ｓ２３では、今回の希薄空燃比制御条件成立判定が初回
の希薄空燃比制御条件成立判定か否かを判定し、ＹＥＳ
のときには３２５に進み、Ｎｏのときには、Ｓ２５を通
過させることなくＳ２６に進む。

３２５では、ＲＡＭに記憶された空燃比設定係数ｎを初
期値（ｎ＝＃ＦＦＨ≠０）にリセ・ノドした後Ｓ２６に
進む。

Ｓ２６では、希薄空燃比制御条件が成立したことをリー
ンフラッグＦＬ＝１としてＲＡＭに記憶させる。

一方、３２４では希薄空燃比制御条件が成立しないこと
をリーンフラッグＦＬ＝ＯとしてＲＡＭに記憶させる。

次に目標空燃比設定ルーチンを第５図のフローチャート
に従って説明すると、Ｓ３１ではリーンフラッグＦＬが
１かＯかを判定し、Ｆ１＝１のときすなわち希薄空燃比
制御条件が成立したときにはＳ３２に進みＦ＝Ｏのとき
にはＳ３４に進む。

３３２では、空燃比が理論空燃比より希薄の目標希薄空
燃比になるように設定されたフイードフ第ワード補正係
数としてのリーンバーン補正係数ＬＢＣＭＡＰを、基本
噴射量’ｒｐと回転速度とに基づいて希薄空燃比マツプ
から検索した後、Ｓ３３に進む。

Ｓ３３では、空燃比が略理論空燃比になるように設定さ
れた後述の混合比補正係数Ｋ　Ｉｌｌ　Ｆ　＋水温補正
係数ＫＴＩＩ＋等の補正係数をＯに設定する。

一方、Ｓ３４では、前記混合比補正係数に−等の補正係
数をマツプから検索する。

また、第６図のフローチャートに示すように、イグニッ
ションスイッチがオンされたときに空燃比設定係数ｎを
初期値にリセットする。

次に燃料の噴射量制御ルーチンを第７図のフローチャー
トに従って説明する。このルーチンは１０ｍ５ｅｃ毎に
起動される。

Ｓ５１では、点火信号から得られた機関回転速度Ｎと吸
入空気流量Ｑとから基本噴射量Ｔｐ　（＝Ｋ□・Ｋは定
数）を演算する。

３５２では、リーンフラッグＦＬが１か０かを判定し、
ＦＬ＝１のときすなわち希薄空燃比制御条件が成立して
いるときには３５３に進みＦＬ＝０のときには３５４に
進む。

Ｓ５３では、サージフラッグＦｓが１かＯかを判定し、
Ｆ、−０のときすなわちサージ非発生時にはＳ５５に進
み、Ｆ８＝１のときすなわちサージが発生していると判
定されいるときにはＳ５６に進む。

Ｓ５５では、ＲＡＭに記憶されている空燃比設定係数ｎ
が初期値（ｎ−＃ＦＦＨ）か否かを判定し、ＹＥＳのと
きには３５７に進みＮｏのときにはＳ５６に進む。

３５６では、前回の噴射時間設定値ｉに＋１を加算して
新たな噴射時間設定値ｉを設定した後に８５８に進む。

３５８では、新たに設定された噴射時間設定値ｉが１０
になったか否かを判定し、ＹＥＳのときには３５９に進
みＮｏのときにはＳ５９を通過することなく３６０に進
む。

Ｓ５９では、前回の空燃比設定係数ｎに＋１を加算して
新たな空燃比設定係数ｎを設定すると共に噴射時間設定
値ｉをＯにリセットさせる。したがって、このルーチン
が１０ｍ５ｅｃ毎に起動され、噴射時間設定値ｉがＯか
ら１０になるまですなわち１００ｍ５ｅｃ経過する期間
では、空燃比設定係数ｎは同一値をとるようになり、１
００ｍ５ｅｃ経過毎に新たな空燃比設定係数ｎが設定さ
れる。

Ｓ６０では、新たに設定された空燃比設定係数ｎが最大
値ｎｍａｘ　　（例えばｎ＝＃ＦＥＨ）になったか否か
を判定し、ＹＥＳのときには３６１に進みＮＯのときに
はＳ６２に進む。

３６１では、空燃比設定係数ｎが最大値ｎ　ｍａｘを超
えないように前記空燃比設定係数ｎを最大値ｎｍａｘに
クランプしてＳ６２に進む。

Ｓ６２では、新たなリーンバーン補正係数ＬＢＣを次式
により演算する。

ＬＢＣ＝ＬＢＣＭＡＰ＋ｎＸΔＦ 尚、ΔＦはクランプ濃化係数である。

Ｓ６３では、前記演算されたリーンバーン補正係数ＬＢ
Ｃが実際の空燃比が理論空燃比になるように設定された
所定値になったか否かを判定し、ＹＥＳのときには３６
４に進みＮｏのときにはＳ６５に進む。

３６４では、リーンフラッグＦＬを０に設定した後、３
６５に進む。

Ｓ６５では、各種補正係数Ｃ０ＥＦを前記Ｓ３３にて得
られた補正係数に基づいて次式により演算して設定しＳ
６７に進む。

ＣＯＥ　Ｆ　＝　１　＋　Ｋｍｒ　＋　Ｋｒｌ、ｌ・・
・十ＫＨｏＴしたがって、混合比補正係数Ｋ　ｍｒ等の
補正係数が３３３においてＯに設定されるため、各種補
正係数Ｃ０ＥＦは１に設定される。

一方、リーンフラッグＦｌ、＝Ｏのときすなわち希薄空
燃比制御条件が不成立のときには、３５４において各種
補正係数Ｃ０ＥＦを３３４にて得られた混合比補正係数
Ｋ　ｎｒ等の補正係数に基づいて次式により演算して設
定し８６６に進む。

Ｃ０ＥＦ＝１　＋ＫＩＩｒ＋Ｋｙｗ＋・・・＋　Ｋ　Ｈ
ＯＴしたがって、このときには、各種補正係数Ｃ０ＥＦ
は１を超える値に設定される。

Ｓ６６では、酸素センサ７により検出された実際の空燃
比に基づいて空燃比が理論空燃比になるようにフィード
バンク補正係数としての空燃比フィードバック補正係数
αを設定しＳ６７に進む。

また、リーンフラッグＦｔ　＝１のときすなわち希薄空
燃比制御条件が成立し、かつサージフラッグＦ３＝０の
とき、すなわちサージが発生していないときには、Ｓ５
７で８３２にて検索されたリーンバーン補正係数Ｌ　Ｂ
　ＣＭＡ　Ｐを設定し、３６５に進む。

３６７では、燃料噴射量Ｔｉを次式により演算する。

’ｒｔ＝’ｒｐｘα（ｏｒＬＢＣＭＡＰ、ＬＢＣ）ＸＣ
ＯＥＦ＋Ｔ。

尚、Ｔｓはバッテリ補正係数である。

そして、演算された燃料噴射量Ｔｉに基づいて例えば点
火コイル２からのリファレンス信号（回転数）に同期し
て駆動回路９を介して燃料噴射弁８に出力し燃料噴射を
行う。

このように燃料噴射制御を行うと、希薄空燃比制御条件
が成立しかつサージが発生しないときには、リーンバー
ン補正係数ＬＢＣＭＡＰに基づいてフィードフォワード
制御により実際の空燃比が目標希薄空燃比になるように
理論空燃比制御が行われる（Ｓ５７．　　Ｓ６５及び５
６７）。したがって、この運転領域では、燃費の向上及
び排気の浄化等を図れる。

一方、希薄空燃比制御条件が不成立のときには燃料噴射
制御がフィードバンク制御により実際の空燃比が理論空
燃比になるように制御される（Ｓ５４、　３６６及び５
６７）。

さらに、サージが発生したときには、希薄空燃比制御条
件が成立しても、空燃比設定係数ｎを１００ｍ５ｅｃ毎
に増大させてフィードフォワード制御により実際の空燃
比（希薄空燃比）を理論空燃比に徐々に近づける。そし
て、略理論空燃比になったときにリーンフラッグＦＬを
０に設定することにより燃料噴射制御を理論空燃比制御
（Ｓ５４．　　Ｓ６６及び５６７）に移行させフィード
バック制御により実際の空燃比を理論空燃比に近づける
。

これにより、燃料噴射弁８の低噴射量域での噴耐特性が
悪く、希薄空燃比制御により実際の空燃比が過度に希薄
化されサージが発生しても、実際の空燃比が濃化されサ
ージの発生を抑制でき、もって運転性を向上できる。

尚、本実施例では、サージ発生時に希薄空燃比制御から
理論空燃比制御に徐々に移行させるようにしたが、瞬時
に切換えるようにしてもよい。

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように、希薄空燃比制御中にサ
ージが発生したときに、理論空燃比制御に切換えるよう
にしたので、実際の空燃比を過度に希薄化するのを防止
できるため、サージ発生を抑制でき、もって運転性の向
上を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明の一
実施例を示す構成図、第３図〜第７図は同上のフローチ
ャートである。 １・・・制御装置　　２・・・点火コイル　　３・・・
エアフロメータ　　７・・・酸素センサ　　８・・・燃
料噴射弁　　９・・・駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の運転領域で所定の希薄空燃比制御条件が検出され
   たときに実際の空燃比が理論空燃比より希薄化されるよ
   うに希薄空燃比制御をフィードフォワード制御にて行う
   内燃機関の電子制御燃料噴射装置において、機関運転状
   態に応じて基本噴射量を設定する基本噴射量設定手段と
   、実際の空燃比が理論空燃比より希薄な目標希薄空燃比
   になるようにフィードフォワード補正係数を設定するフ
   ィードフォワード補正係数設定手段と、機関の実際の空
   燃比を検出する空燃比検出手段と、検出された実際の空
   燃比に基づいて実際の空燃比が理論空燃比になるように
   フィードバック補正係数を設定するフィードバック補正
   係数設定手段と、希薄空燃比制御条件を検出する希薄空
   燃比制御条件検出手段と、希薄空燃比制御中の機関の回
   転変動を検出する回転変動検出手段と、希薄空燃比制御
   条件が検出されかつ検出された回転変動が所定値未満の
   ときに、前記フィードフォワード補正係数を選択する一
   方、希薄空燃比制御条件が検出されかつ検出された回転
   変動が所定値以上のときに希薄空燃比制御を停止させて
   前記フィードバック補正係数を選択する選択手段と、選
   択されたフィードフォワード補正係数若しくはフィード
   バック補正係数と前記基本噴射量とに基づいて燃料噴射
   量を設定する燃料噴射量設定手段と、設定された燃料噴
   射量に基づいて燃料噴射弁を駆動する駆動手段と、を備
   えたことを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射装置
   。