JPS6357834A - 内燃機関の基本燃料噴射量設定装置 - 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基本燃料噴射量設定装置に関する。

（従来の技術） 設定した基本燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁を駆動制
御する内燃機関の電子制御燃料噴射装置の従来例として
は例えば以下のようなものがある。

即ち、エアフローメータによって検出される吸入空気流
量Ｑと点火信号等から検出される機関回転速度Ｎとから
、１回転当たりの吸入空気量に相当する基本燃料噴射量
Ｔｐ　（＝ＫｘＱ／Ｎ；には定数）を演算すると共に、
機関冷却水温度等の機関運転状態に応じた各種補正係数
Ｃ０ＥＦと空燃比フィードバック補正係数αとバッテリ
電圧による補正分子ｓとを演算した後、燃料噴射量Ｔｉ
（＝ＴｐＸＣＯＥＦｘα＋Ｔｓ）を演算する。

そして、演算された燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾
の噴射パルス信号を燃料噴射弁に出力し、機関に所定量
の燃料を噴射供給させるようにしていた（特開昭５９−
２０３８２８号公報等参照）。

また、演算された基本燃料噴射量’ｒｐと機関回転速度
Ｎとから点火栓による点火時期を演算するようにしてい
た。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、かかる従来の電子制御燃料噴射装置によると
、加速時の燃料噴射において第７図に示すように機関の
加速初期にはエアフローメータによって検出される吸入
空気流量の応答遅れ及び制御装置の演算遅れによって、
実際にシリンダに吸入される空気量よりも少ない量が検
出され、この吸入空気流量の検出値に基づいて基本燃料
噴射量が設定されるために、実際の機関要求量よりも少
ない量の基本燃料噴射量が設定され空燃比のオーバーリ
ーン化が生じる。また、加速後期では、エアフローメー
タが吸気マニホールド充填分の検出によって実際の吸入
空気流量よりも多い量を検出し、空燃比がオーバーリッ
チ化する。

そして、加速初期で機関要求量よりも少ない量の燃料が
噴射供給され空燃比のオーバーリーン化が発生すると、
加速ショックや排気性状の悪化（窒素酸化物Ｎｏ、の排
出量増大）やノッキング発生等の原因となるという問題
があった。

本発明は上記問題点に檻みなされたものであり、加速時
に実際に吸入空気流量に見合った基本燃料噴射量の設定
を行えるようにして、加速時における空燃比のオーバー
リーン化を防止することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関の吸入
空気流量と機関吸気通路に介装されるスロットル弁の開
度と機関回転速度とをそれぞれ検出する手段即ち吸入空
気流ｍ検出手段、スロットル弁開度検出手段及び機関回
転速度検出手段と、スロットル弁開度検出手段によって
検出されたスロットル弁開度に基づいてスロットル弁の
開度変化率を演算する開度変化率演算手段と、これによ
って演算されたスロットル弁の開度変化率が開側に所定
以上であるときに機関が加速状態であると判定する機関
加速状態判定手段と、吸入空気流量検出手段によって検
出された吸入空気流量を前記機関加速状態判定手段によ
って加速状態が判定されたときにのみ演算されたスロッ
トル弁開度変化率と前回設定された基本燃料噴射量とに
基づいて補正する吸入空気流量補正手段と、吸入空気流
量ヰ★出手段によって検出された吸入空気流量若しくは
吸入空気流量補正手段によって補正された吸入空気流量
と機関回転速度の検出値とに基づいて基本燃料噴射量を
設定する燃料噴射量設定手段と、を備えて内燃機関の基
本燃料噴射量設定装置を構成するようにした。

〈作用〉 かかる構成の基本燃料噴射量設定装置によると、吸入空
気流量検出手段の検出誤差が発生する機関加速時に、検
出された吸入空気流量をスロ７）ル弁開度変化率と前回
設定された基本燃料噴射量とによって補正し、この補正
によって検出値を実際の値に近似させようとするもので
ある。

ここで、スロットル弁開度変化率から機関の加速状態が
急加速であるか緩加速であるかが判断され、また、前回
設定された基本燃料噴射量から機関負荷状態が判断され
るため、これらの判断に基づいて吸入空気流量の検出値
を実際値に近似補正するようにする。

このようにして、吸入空気流量の検出値を実際値に近似
させるようすれば、実際の吸入空気流量に見合った基本
燃料噴射量の設定が行われて、例えば空燃比を所望の値
に制御すること、また、点火時期をシリンダが吸入する
空気量に見合った設定にすることが可能となる。

〈実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図に本発明番こ係゛る基本燃料噴射量設定装置を備
えた電子制御燃料噴射装置のハードウェア構成を示しで
ある。

この図において、機関回転速度検出手段としての回転速
度センサ１の出力である機関回転速度Ｎ信号、吸入空気
流量検出手段としてのエアフローメータ２の出力である
吸入空気流ｆｆ１Ｑ信号、スロットル弁開度検出手段と
してのスロットル弁開度センサ３の出力である機関の吸
気通路に介装されたスロー／　）ル弁（図示省略）の開
度α信号及び水温センサ４の出力である機関の冷却水温
度Ｔｗ倍信号、入出力装置、記憶装置及び中央演算装置
によって構成されるマイクロコンピュータを内蔵したコ
ントロールユニット５に入力され、コントロールユニッ
ト５はこれらの信号に基づいて後述するように設定され
る噴射パルス信号を燃料噴射弁７の駆動回路６に出力す
る。

即ち、本実ｍ例において、コントロールユニット５は、
開度変化率演算手段１機関加速状態判定手段、吸入空気
流量補正手段及び燃料噴射量設定手段をソフトウェア的
に備えている。

次に第３図のフローチ中−トに基づいて作用を説明する
。

ステップ（図中では「Ｓ」としてあり、以下同様とする
）１では、各センサによって検出される機関回転速度Ｎ
、スロットル弁開度α、吸入空気流ＩＱ及び冷却水温度
Ｔｗを入力する。

ステップ２では、ステップ１で入力したスロットル弁開
度αと前回ステップ１２で記憶させておいた前回の検出
値とに基づいてスロットル弁開度変化率Δαを演算する
。

ステップ３では、ステップ２で演算したスロットル弁開
度変化率Δαに基づいて機関が加速状態であるか否かを
判定する。即ち、ステップ２で演算した開度変化率Δα
が開側に所定値以上であるときには、機関が加速状態で
あるとして次のステップ４へ進み、加速状態ではないと
判定されたときにはステップ１０へ進んで吸入空気流量
の増量補正係数Ｑ、Ｎｅを１に設定する。

ステップ４では、スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎ
とをパラメータとする複数の運転領域毎に予め記憶させ
ておいた吸入空気流量のデータを参照して、ステップ１
において入力したスロットル弁開度αと機関回転速度Ｎ
との検出値に基づいて当該運転領域の吸入空気流量のデ
ータＱ、を検索する。ここで、前記吸入空気流量のデー
タＱ６．。

は、予め実験によって求めた値であり、実際の吸、□ 大空気流量に近似した値ではあるが、空気密度の変化に
対応できず然もスロットル弁をバイパスして供給される
空気分を含まないため、正確な値とは言い難いが制御時
期の目安として使用する。

ステップ５では、ステップ４において検索した吸入空気
流量のデータＱ１とステップ１において入力した吸入空
気流量の検出値Ｑとを比較し、検出値Ｑが検索値Ｑ、以
上である（Ｑ≧Ｑｓ）ときにはステップ１０へ進み、検
出値Ｑが検索値０３未満である（Ｑ＜Ｑ、）ときにはス
テップ６へ進む。

これは、機関加速時においてエアフローメータ２が実際
の吸入空気流量よりも少ない量を検出する運転領域を判
定するためのものである。即ち、エアフローメータ２が
実際の吸入空気流量よりも多い量を検出する加速後期に
おいては、空燃比のオーバーリッチ化が発生するが、加
速ショック等の原因とはならないため、本実施例におい
ては上記のようにしてオーバーリーン化の発生を防止す
るようにした。熱論、オーバーリッチ化を防止するため
、Ｑ＜Ｑ、となる運転領域において吸入空気流量の補正
演算を行うようにしても良い。

ステップ６では、吸入空気流量の増量補正係数ＱＩＮＣ
を求めるための加速度補正係数に、のマツプを参照し今
回の加速度補正係数に、を検索する。

ここで、加速度補正係数に、は、スロットル弁開度変化
率Δαに応じて設定されており、ステップ２で演算した
Δαに基づいて検索される。この加速度補正係数ＫＩは
、第４図に示すようにスットル弁開度変化量Δαに比例
して設定されており、これによって急加速時により多く
の増量補正がなされるようにしである。

ステップ７では、前回ステップ１２で記憶した基本燃料
噴射ｆｆ１Ｔｐに基づいて機関負荷補正係数に２のマツ
プを参照し今回の機関負荷補正係数Ｋｔを検索する。こ
の機関負荷補正係数に２は、第５図に示すように前回の
基本燃料噴射量’ｒｐに反比例して設定されており、こ
れによって機関の加速初期により多く増量補正がなされ
るようにしである。

ステップ８では、ステップ１において入力した機関回転
速度Ｎに基づいて演算遅れ補正係数Ｋ。

のマツプを参照し今回の演算遅れ補正係数に、を検索す
る。この演算遅れ補正係数に３は、第６図に示すように
略機関回転速度Ｎに略比例するように設定されるが、後
述する増量補正係数ＱＩＭＣの演算式によってその値が
変わる。

ステップ９では、ステップ６〜８で検索して設定した各
補正係数Ｋｒ、Ｋｔ、Ｋｓによって吸入空気流量の増量
補正係数ＱＩＮＣ（＝　１　＋　Ｋｔ　ＣＫ＋　＋　Ｋ
ｓ　）ｏｒｌ　＋に＋ＸＫｚＸＫ：＋）を演算する。尚
、Ｋ、を用いないで、ＱＩＮＣ＝　１　＋ＫＩＸＫ２な
る式で増量補正係数Ｑ工。を求めるようにしても良い。

ステップ１１では、ステップ９で演算して求めた増量補
正係数ＱＩＮＣ若しくはステップ１０においてｌに設定
された増量補正係数Ｑ、、ｃに基づいて基本燃料噴射Ｎ
Ｔ　ｐ（＝　Ｋ　Ｘ　ＱＸ　ＱＩＮＣ／　Ｎ）を演算す
る。ここで、増量補正係数Ｑｌ、ｃが１に設定されると
き、即ち、機関が加速状態でないとき（ステップ３）又
は吸入空気流量の検出値Ｑが検索値０１以上であるとき
には、吸入空気流ＩＱの増量補正は行われず、ステップ
１において人力した吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎと
によって基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐが設定されることにな
る。また、前記各補正係数Ｋ　ｔ、　Ｋ　ｔ、　Ｋ　ｘ
は、予め実験等によって求められ設定されたものであり
、加速初期のエアフローメータ２が実際の吸入空気流量
よりも少ない吸入空気流量を検出する領域（第７図参照
）において、これらに基づいて演算される増量補正係数
ＱＩＮＣをエアフローメータ２の検出値Ｑに乗算するこ
とによって検出値Ｑを実際の吸入空気流量に近似できる
ようにしたものである。

このように、エアフローメータ２が実際の吸入空気流量
よりも少ない量を検出する機関加速初期において、検出
値Ｑを補正演算（ＱｘＱＩＮＣ）することによって実際
の吸入空気流量に近似させることができ、実際の吸入空
気流量に見合った基本燃料噴射量’ｒｐが設定される。

従って、空燃比のオーバーリーン化を招くことがなく、
加速ショックや排気性状の悪化を未然に防止できる。

ステップ１２では、ステップ１１で演算した基本燃料噴
射ｆｆ１Ｔｐとステップ１で入力したスロットル弁開度
αとを記憶し、それぞれの値は次回のステップ２及びス
テップ７において使用される。

ステップ１３では、水温センサ３によって検出される機
関冷却水温度Ｔｗ等の各種運転状態から、記憶装置に記
憶・設定されるそれぞれの運転状態に基づく補正係数を
検索し、これらの補正係数を中央演算装置で演算して得
られる各種補正係数Ｃ０ＥＦ等によって前記基本燃料噴
射ＩＴｐを補正した燃料噴射ｉＴｉを設定する。

ステップ１４では、ステップ１３において設定された燃
料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾の噴射パルス信号を燃
料噴射弁７の駆動回路６に出力する。

尚、上記実施例に限らず、基本燃料噴射量’ｒｐと機関
回転速度Ｎとによって点火時期を決定する場合に、本実
施例に示すような基本燃料噴射量設定装置によるとシリ
ンダに吸入された空気量に見合った点火時期に設定でき
るため加速初期のノンキング発生を防止できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、機関加速初期に
吸入空気流量の応答遅れや演算遅れがあって、吸入空気
流量検出手段が実際の吸入空気流量よりも少ない量を検
出しても、この検出値が補正されて実際の吸入空気流量
に近似されるため、機関の要求量に見合った基本燃料噴
射量が設定される。

このため、機関加速初期における空燃比のオーバーリー
ン化が防止されて、加速ショックや排気性状の悪化やノ
ンキング発生を未然を防ぐことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一実施例を
示す構成ブロック図、第３図は同上実施数の１つである
加速度補正係数に、を示すグラフ、第５図は同じく機関
負荷補正係数に２を示すグラフ、第６図は同じく演算遅
れ補正係数に３を示すグラフ、第７図は従来の問題点を
説明するためのタイムチャートである。 １・・・回転速度センサ　　２・・・エアフローメータ
３・・・スロットル弁開度センサ　　４・・・水温セン
サ５・・・コントロールユニット　　６・・・駆動回路
７・・・燃料噴射弁 特許出願人　日本電子機器株式会社 日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 第４図 大 スＯｖトル去シ１度変イし率　Δσ 第５図 火 前回の基本燃料項射党’ｒｐ 第６図 大 第７図 関 手続ネ甫正書（自発） 昭和６２年６月１２日 特許庁長官　　黒　１）明　、進　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１９９１３５号 ２、発明の名称 内燃機関の基本燃料噴射量設定装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　群馬県伊勢崎市粕用町１６７１番地１名　称　
日本電子機器株式会社　　（夕ＬＩＳ）代表者　杉野重
巳 ４、代理人 住　所　　東京都港区西新橋１丁目４番１０号第三森ビ
ル ６、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書第２頁第５行に「設定した基本燃料噴射量
」とあるを「機関運転状態に応じて設定した基本燃料噴
射量」と補正する。 （３）明細書第５頁第２行〜第３行に「演算されたスロ
ットル弁開度変化率と前回設定された基本燃料噴射量と
」とあるを「演算されたスロットル弁開度変化率と検出
された機関回転速度と」と補正する。 （４）明細書第５頁第８行に「燃料噴射量設定手段」と
あるを「基本燃料噴射量設定手段」と補正する。 （５）明細書第５頁第１４行〜第１５行に「スロットル
弁開度変化率と前回設定された基本燃料噴射量とＪとあ
るを「スロットル弁開度変化率と機関回転速度と」と補
正する。 （６）明細書第５頁第２０行〜第６頁第１行に「前回設
定された基本燃料噴射量から機関負荷状態が」とあるを
「機関回転速度から演算遅れを含んで吸入空気流量の検
出値が実際値に対してどのような誤差傾向を示すかが」
と補正する。 （７）明細書第６頁第８行に「シリンダが吸入する」と
あるを「シリンダに実際に吸入される」と補正する。 （８）明細書第２頁第１２行に「燃料噴射量設定」とあ
るを「基本燃料噴射量設定」と補正する。 （９）明細書第７頁第１３行に「備えている。」とある
を「備えている。尚、本実施例においては、スロットル
弁開度変化率Δαと機関回転速度Ｎの他、機関負荷を代
表するものとして前回の基本燃料噴射ＭＴｐを用いて吸
入空気流ｆｆ１Ｑの検出値を補正するようにしである。 ここで、機関負荷を代表するものとしては、上記基本燃
料噴射ｆｆ１Ｔｐの他、吸入負圧１機関トルク、図示平
均有効圧力等でも良い。」と補正する。 ００）明細書第１０頁第９行に「急加速時」とあるを「
吸入空気流量の変化が急激な急加速時」と補正する。 （１１）明細書第１０頁第１１行〜第１２行に「基本燃
料噴射量Ｔｆ’Ｊとあるを「機関負荷を代表する基本燃
料噴射量Ｔｐ」と補正する。 θの明細書第１１頁第８行〜第１０行に「尚、Ｋ、を用
いないで、・・・・求めるようにしても良い。」とある
を削除する。 （１３）明細書第１３頁第１５行に「シリンダに吸入さ
れた」とあるを「シリンダに実際に吸入された」と補正
する。 圓明細書第１４頁第８行に「未然を」とあるを「未然に
」と補正する。 ０５）明細書第１４頁第９行に「効果がある。」とある
を「効果がある。また、機関要求量に見合った基本燃料
噴射量が設定されることから、基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐ
に基づいて設定される点火時期を適正化できるという効
果もある。」と補正する。 ０６）図面の第１図を別紙補正図面の通り補正する。 ７、添付書類の目録 補正図面　　　　　　１通 １〕Ｌ上 特許請求の範囲 機関の吸入空気流量と機関吸気通路に介装されるスロッ
トル弁の開度と機関回転速度とをそれぞれ検出する手段
と、検出されたスロットル弁開度に基づいてスロットル
弁の開度変化率を演算する開度変化率演算手段と、演算
されたスロットル弁の開度変化率が開側に所定以上であ
るときに機関が加速状態であると判定する機関加速状態
判定手段と、検出された吸入空気流量を加速状態が判定
されたときにのみスロットル弁開度変化率と■皿耘１度
とに基づいて補正する吸入空気流量補正手段と、検出さ
れた吸入空気流量若しくは補正された吸入空気流量と機
関回転速度の検出値とに基づいて基本燃料噴射量を設定
する基本燃料噴射量設定手段と、を備えてなる内燃機関
の基本燃料噴射量設定装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の吸入空気流量と機関吸気通路に介装されるスロッ
   トル弁の開度と機関回転速度とをそれぞれ検出する手段
   と、検出されたスロットル弁開度に基づいてスロットル
   弁の開度変化率を演算する開度変化率演算手段と、演算
   されたスロットル弁の開度変化率が開側に所定以上であ
   るときに機関が加速状態であると判定する機関加速状態
   判定手段と、検出された吸入空気流量を加速状態が判定
   されたときにのみスロットル弁開度変化率と前回設定さ
   れた基本燃料噴射量とに基づいて補正する吸入空気流量
   補正手段と、検出された吸入空気流量若しくは補正され
   た吸入空気流量と機関回転速度の検出値とに基づいて基
   本燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、を備え
   てなる内燃機関の基本燃料噴射量設定装置。