JPS6341630A - 内燃機関の燃料噴射量制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射量制御方法に係り、特に過
渡時の応答性を良好にするために燃料噴射量を増加する
内燃機関の燃料噴射量制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、吸気管圧力（絶対圧力）ＰＭと機関回転速度
Ｎｅとで基本燃料噴射時間を定め、吸気温や機関冷却水
温等で基本燃料噴射時間を補正して燃料噴射時間を求め
、この燃料噴射時間に相当する時間燃料噴射弁を開弁し
て燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御方法が知られて
いる。かがる燃料噴射量制御方法では、圧力センサによ
って吸気管圧力を検出すると共に吸気管圧力の変化率Δ
ＰＭを求め、この変化率ΔＰＭから加速状態を判定し、
加速状態と判定されたときに変化率へＰＭに比例した量
燃料噴射量を増加させることが行われている。

しかしながら、かかる加速時の燃料噴射量増加方法では
、機関回転速度が小さくなると吸入空気の流速が小さく
なるため、小ストットル開度変化でも吸気管圧力が速や
かに大気圧に近つき、このためスロットル開度変化直後
では変化率へＰＭが大きくなるが速やかに変化率ΔＰＭ
か小さくなり機関低回転側で燃料の増量分が不足する、
という問題があった。機関高負荷側では、吸気管圧力が
大気圧近傍の値になっているため、機関高負荷の低回転
側で特に燃料の増量分が少なくなる。

このため、従来では、特開昭５９−２０１９３８号公報
に示すように、時定数の異なるフィルタを２個用いて圧
力センサ出力を信号処理し、時定数の小さいフィルタ出
力から時定数の大きいフィルタ出ノｊを減算し、更に時
定数の小さいフィルタ出力を加えた値を吸気管圧力とし
て使用することが行われている。このように信号処理さ
れた吸気管圧力は、加速後期では実際の吸気管圧力より
も大きくなり、すなわち所謂オーバシュートが生じるた
め、このように処理された吸気管圧力を用いて加速時の
燃料噴射量の増量分を定めれば、加速初期から加速後期
に力ＩＪで燃料噴射量の増量分が徐々に増加され、加速
終了後は燃料噴射量の増加分が徐々に減少されることに
なるため、加速後期すなわち高負荷側でも燃料噴射量を
増加することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のようなオーバシュート回路を用い
る場合には、フィルタを２個設ける必要があるためコス
トが高くなる、という問題があった。また、時定数の大
きなフィルタを用いる必要があるため吸気管圧力の急激
な変化に対して時間遅れが生じ、過渡応答性が劣るとい
る問題があった。

本発明は、上記問題点を解決すべく成されたもので、オ
ーバシュート回路を用いることな（過渡時の高負荷側で
燃料が充分増加されるようにされた内燃機関の燃料噴射
量制御方法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〕

上記目的を達成するために本発明は、吸気管圧力と機関
回転速度とに基づいて燃料噴射量を制御すると共に、高
負荷が検出されたときに燃料噴射量を増加する内燃機関
の燃料噴射量制御方法において、前記高負荷が検出され
た時点から所定時間の間燃料噴射量を更に増加したごと
を特徴とする。

〔作　用〕

本発明によれば、吸気管圧力と機関回転速度とに基づい
て燃料噴射量が制御され、高負荷が検出された時点から
所定時間の間燃料噴射量が大きく増量され、所定時間経
過後は燃料噴射量の増加分が小さくされる。このため加
速後期のように高負荷になった時点で燃料が大きく増量
されるためオーバシュー１・回路を用いた場合と同様に
加速後期の燃料の増加分を大きくすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、過渡時の応答性を
良好にすると共に低コスト化を図ることができる、とい
う効果が得られる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

本実施例は、スロットル弁の上流側に単一の燃料噴射弁
を設けたシングルポイントインジェクション式燃料噴射
量制御装置に本発明を適用したものである。

第２図に示すように、エアクリーナ１０はインレットパ
イプ１２を介してスロットルボディ１４と接続されてい
る。スロットルボディ１４の上流側の部位には、単一の
燃料噴射弁１６が配置され、スロットルボディ１４の燃
料噴射弁１６下流側の部位にはアクセルペダル（図示せ
ず）と連動して吸入空気量を調節するスロットル弁１８
が回動可能に設けられている。スロットルボディ１４の
スロットル弁１８下流側の部位には、その部位の絶対圧
力を測定する圧力センサ２ｏが取付げられている。

スロットルボディ１４ばエンジンの各気筒に接続された
分岐管を有するインテークマニホールド２２と接続され
ている。インテークマニホールド２２には、インテーク
マニホールド２２内の吸気温度を測定する吸気温センサ
２４が取付けられている。インテークマニホールド２２
の分岐前の底壁２６には、ライザ部２８が取付けられて
いる。

このライザ部２８にはエンジン冷却水が循環されており
、このエンジン冷却水によって混合気が加熱される。

インテークマニホールド２２は、吸気ボートを介してエ
ンジン本体３０に形成された燃焼室３２に連通されてお
り、燃焼室３２には、燃焼室３２内に吸入された混合気
を点火するための点火プラグ３４が燃焼室内に突出する
ように取付けられている。この点火プラグ３４は、ディ
ストリビュータ３６、及び点火コイルを備えたイグナイ
タ３８を介して制御回路４４に接続されている。ディス
トリビュータ３６にはディストリビュータシャフトに固
定されたシグナルロータとディストリビュータハウジン
グに固定されたピックアップとで各々構成された気筒判
別センサ４０及び回転角センサ４２が取付けられている
。６気筒エンジンの場合、気筒判別センサ４０は７２０
６ＣＡ（クランク角）毎に気筒判別信号を出力し、回転
角センサ４２は３０°ＣＡ毎に回転角信号を出力する。

エンジン本体３０には、エンジン冷却水温が循環される
ウォータジャケット４６が形成されており、このウォー
タジャケット４６内に突出するようにエンジン冷却水温
を検出する冷却水温センサ４８が取付けられている。

エンジン本体３０の排気ポートは、エキゾーストマニホ
ールド５０及び三元触媒を充填した触媒装置５２を介し
て排気管５４に接続されている。

このエキゾーストマニホールド５０の下流側には、排ガ
ス中の残留酸素濃度を測定する０２センサ５６が取付け
られている。

上記制御回路４４はマイクロコンピュータを含んで構成
されている。すなわち制御回路４４ば第３図に示すよう
に、ランダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）５８、リード
オンリメモリ　（ＲＯＭ）６０、マイクロプロセッシン
グユニット（ＭＰＵ）６２、人出カポ−トロ４、入力ポ
ートロ６、出力ポートロ８、出力ポードア０及びこれら
を接続するデータバスやコントロールハス等のハス７２
を含んで構成されている。入出カポ−トロ４には、アナ
ログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器７４及びマルチプレク
サ７６が接続されている。マルチプレクサ７６には抵抗
Ｒ及びコンデンサＣで構成されたＣＲフィルタ７８を介
して圧カセンザ２０が接続されると共に、バッファ８０
を介して冷却水温センサ４８が接続され、またバッファ
８１を介して吸気温センサ２４が接続されている。ＣＲ
フィルタ７８の時定数は、吸気管圧力の脈動成分を除去
できる程度の大きさく３〜５ｍ５）である。ＭＰＵ６２
は入出カポ−トロ４を介してＡ／Ｄ変換器７４及びマル
チプレクサ７６を制御し、圧力センサ２０出力、冷却水
温センサ４８出力及び吸気温センサ２４出力を順次Ａ／
Ｄ変換しＲＡＭに記憶させる。

入力ポートロ６にはコンパレータ８２及びバッファ８４
を介して０□センサ５６が接続されると共に、波形整形
回路８６を介して気筒判別センサ４０及び回転角センサ
４２が接続されている。また、出力ポートロ８は駆動回
路８８を介してイグナイタ３８に接続され、出力ポード
ア０はダウンカウンタを備えた駆動回路９０を介して燃
料噴射弁１６に接続されている。なお、９２はクロック
、９４はタイマである。上記ＲＯＭには以下で説明する
制御ルーチンのプログラムや暖機時の基本燃料噴射時間
のマツプ等が予め記憶されている。

以下上記制御ルーチンを詳細に説明する。第４図はメイ
ンルーチンとしての燃料噴射時間演算ルーチンを示すも
ので、ステップ１００において回転角センサ４２出力よ
り演算されたエンジン回転速度Ｎｅ、圧力センサ２０及
びＣＲフィルタ７８を介してＡ／Ｄ変換された吸気管圧
力ＰＭを取込み、ステップ１０２においてＲＯＭに記憶
されている暖機時の基本燃料噴射時間のマツプから現在
のエンジン回転速度Ｎｅ及び現在の吸気管圧力ＰＭに対
応する基本燃料噴射時間τ８を補間法により演算する。

次のステップ１０４では、基本燃料噴射時間τ８を吸気
温や機関冷却水温に基づいて定まる冷間補正係数にで補
正し、次のステップ１０６で出力増量係数ＦＰＯＷＥＲ
を計算する。次のステップ１０８では吸気管圧力ＰＭの
変化率ΔＰＭによって定まる加速時増量係数やその他の
増量係数αを演算し、ステップ１１０において最終的な
燃料噴射時間τを演算する。この最終的な燃料噴射時間
τは、次の（１）式で表わされる。

τ−τ８・Ｋ・α・ＦＰＯＷＥＲ−ＦＡＩ噌゛・・・（
１）ただし、ＦＡＦは空燃比を理論空燃比に制御するた
めのフィードバック補正係数である。

第５図はクロック９２出力によって生成される３２ｍ５
ｅｃ毎の割込信号によって割込まれる割込ルーチンを示
すもので、３２ｍ５ｅｃ毎にステップ１２２においてカ
ウント値ＣＰＯＷＥＲをインクルメントする。

第１図は、上記ステップ１０６の出力増量係数ＦＰＯＷ
ＥＲを演算する詳細なルーチンを示すものである。まず
、ステップ１２４において出力増量条件（パワー条件）
が成立しているか否かを判断する。パワー条件が成立し
ているか否かは、吸気管圧力ＰＭが例えば６４０　ｍｍ
１１ｇを超えたか否かによっ一ζ判断することができる
。ステップ１２４においてパワー条件が成立していると
判断されたときは、ステップ１２６においてカウント値
ＣＰＯＷＥＲが所定値（例えば、２　ｓｅｃに相当する
稙）を超えているか否かを判断する。ステップ１２６の
判断が肯定のときには、ステップ１２８において出力増
量係数１＝”　Ｐ　ＯＷ　Ｅ　Ｒの値を１．１５として
メインルーチンへリターンする。一方、ステップ１２６
の判断が否定のときはステップ１３０において出力増量
係数ＦＰＯＷＥＲをステップ１２８の場合よりも大きく
して１．３０とする。

ステップ１２４でパワー条件が成立していないと判断さ
れたときは、ステップ１３２で出力増量係数ＦＰＯＷＥ
Ｒを１．０とすると共にステップ１３４でカウント値Ｃ
ＰＯＷＥＲをクリアする。

そして、図示しない燃料噴射ルーチンにおいて、上記（
１）式に相当する時間燃料噴射弁を開弁することにより
燃料噴射が実行される。

以上の結果、パワー条件が成立していないときニハ、出
力増ｉｔ　係ｅ、Ｆ　Ｐ　ＯＷ　Ｅ　Ｒカ１　、　０　
（７）　（ａ　ニされて出力増量が行われなくなり、パ
ワー条件が成立してから２　ｓｅｃ経過するまでは出力
増量係数ＦＰＯＷＥＲが１．３０とされて燃料がパワー
条件不成立の場合よりも３０％増加され、パワー条件が
成立して２　ｓｅｃ経過した後は出力増量係数ＦＰＯＷ
ＥＲが１．１５の値にされてパワー条件不成立の場合よ
りも燃料が１５％増加される。なお、パワー条件が成立
して２ｓｅｃ経過したときには、燃料噴射量の変化によ
るトルク変動を防止するために、時間やエンジン回転速
度に応じて１．３０から１．１５まで出力増量補正係数
ＦＰＯＷＥＲを減衰させるのが好ましい。

以上説明したように本実施例によれば、パワー条件が成
立して所定時間経過するまでは通常の出力増量よりも更
に燃料が増加されるため、低回転で運転している状態か
ら加速する場合においても（低回転状態から加速すると
吸気管圧力が速やかに大気圧に近くなる）加速後期にお
いて通常の出力増量よりも燃料がさらに増加されるため
、燃料の不足によってもたつき等が発生するのが防止さ
れる。また、安価なＣＲフィルタを使用しているためコ
ストが低減されると共に吸気管圧力の脈動成分による誤
動作が防止される。また、上記のように所定時間の間の
み燃料噴射量を更に増加しているため通常の出力増量域
では従来と同様の量の燃料が増加され、運転性の悪化が
防止される。

なお、上記では吸気管圧力から高負荷状態を検出する例
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、スロットル開度が所定開度（例えば、５０度）
以上となったときにオンするパワースイッチを設４Ｊて
、このパワースイッチがオンしたか否かを判断すること
により高負荷状態になったか否かを判断するようにして
もよい。

この時には、パワースイッチがオンした時点より所定時
間の間更に燃料が増加されることになる。

また、上記では燃料噴射量を更に増量する時間を一定と
した例について説明したが本発明はこれに限定されるも
のではなく、ライザ部の温度やエンジン冷却水温で機関
温度を予測して上記時間を機関温度に応じて可変とし、
機関温度が低いとき、すなわちインテークマニホールド
内壁に付着する燃料量が多いときには上記時間を長くす
るようにしてもいよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の出力増量係数演算ルーチン
を示す流れ図、第２図は本発明が適用可能なエンジンを
示す概略図、第３図は第２図の制御回路の詳細を示すブ
ロック図、第４図は上記実施例の燃料噴射時間演算ルー
チンを示す流れ図、第５図は上記実施例の３２ｍ５ｅｃ
毎の割込ルーチンを示す流れ図である。 １６・・・燃料噴射弁 ２０・・・圧力センサ ４４・・・制御回路 ７８・・・ＣＲフィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気管圧力と機関回転速度とに基づいて燃料噴射
   量を制御すると共に、高負荷が検出されたときに燃料噴
   射量を増加する内燃機関の燃料噴射量制御方法において
   、前記高負荷が検出された時点から所定時間の間燃料噴
   射量を更に増加したことを特徴とする内燃機関の燃料噴
   射量制御方法。