JPH01249935A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - 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燃料噴射量制御装置に係り、特に高
温再始動後の機関ストールを防止した内燃機関の燃料噴
射量制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、吸気管圧力（絶対値）と機関回転速度とに基
づいて基本燃料噴射時間を演算すると共にこの基本燃料
噴射時間を吸気温や機関冷却水温等で補正して燃料噴射
時間を求め、この燃料噴射時間に相当する時間燃料噴射
射弁を開いて燃料を噴射することにより燃料噴射量を制
御する内燃機関が知られている。かかる内燃機関におい
ては、始動後すなわち完爆後の機関回転速度ＮＥの立上
りは、機関の固体差および始動時における機関温度に応
じて異なるが、特に高温時にはオイルの粘性抵抗が小さ
くなっている等のため、第２図（３）に示すように急激
に上昇する。この機関回転速度ＮＥの急激な上昇に伴っ
て機関のボンピング作用が急激に大きくなるため、吸気
管圧力ＰＭは第２図（２）の実線に示すように急激に小
さくなる。一方、燃料噴射時間ＴＡＵは吸気管圧力ＰＭ
に比例している゛ため、この吸気管圧力ＰＭの急激な低
下に応じて第２図（１）の実線に示すように急激に小さ
くなる。上記のように燃料噴射時間ＴＡＵが急激に小さ
くなると、機関高温時はペーパー等の影響によって演算
された燃料噴射量より少ない量の燃料が噴射されるため
、リーンスパイクが発生して機関回転速度ＮＥが急激に
低下し、機関ストールが発生する。この問題を解決する
ために吸気管圧力と機関回転速度とで定まる基本燃料噴
射時間ＴＰを所定倍することにより始動後の燃料噴射量
を増量することが行われているが、基本燃料噴射時間の
大きさに応じて増量されるため吸気管圧力ＰＭが小さい
ときは基本燃料噴射時間ＴＰも小さく、このため吸気管
圧力が小さいときに燃料増量分が不足することになる。

従って、この方法では機関回転速度の急激な上昇に起因
する吸気管圧力ＰＭの降下点、すなわち燃料噴射時間が
急激に低下しリーンスパイクが発生して失火してストー
ルに至るという高温再始動時に特有の完爆後ストールに
対して最も増量を必要とする時期に有効な増量を行うこ
とができない、という問題がある。この問題を解決する
ために、高温再始動時に燃料を増量し始動後膜気管圧力
とは無関係に燃料を徐々に減少させることも考えられる
が、始動後の機関回転速度の上昇度合い、吸気管圧力Ｐ
Ｍの減少度合いと全く関係なく燃料噴射量が一律に決定
されてしまうため、その機関の運転状態に応じた燃料噴
射量が得られずエミッションが悪化すると共に始動性が
悪化する。

一方、特開昭６１−１３５９４８号公報には、機関が始
動されてから所定時間の間、吸入空気量、吸入空気量と
機関回転速度との比または基本燃料噴射時間を吸入空気
量検出系の応答誤差に基づいて定めた下限値以上に保持
することが開示されている。このように基本燃料噴射時
間等を下限値以上に保持することにより空燃比がリーン
になるのが防止される。

なお、本発明に関連する技術としては、特開昭６１−３
１６３３号公報および特開昭６１−１０１６３５号公報
記載の技術がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、始動後にスロットル弁を若干量いたり、
アイドル回転速度を上昇させた場合には吸気管圧力自体
が大きくなるが、この場合にも機関回転速度が上昇する
につれて吸気管圧力ＰＭが落ち込むため、従来の下限値
によって制限する方法では、吸気管圧力の落ち込みに伴
って基本燃料噴射時間等が下限値に達する前に急激に落
ち込み、慣性によって機関ストールに至る、という問題
が発生する。

本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、高温
再始動時の機関回転速度の上昇に伴う吸気管圧力の低下
により基本燃料噴射量が急減することによって生ずる機
関ストールを回避することができる内燃機関の燃料噴射
量制御装置を提供することを目的とする。

〔課題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、第３図に示すよう
に吸気管圧力を検出する圧力検出手段Ａと、前記圧力検
出手段Ａから出力された信号の変化を緩和した緩和値を
求める緩和手段Ｂと、高温再始動されたか否かを判断す
る判断手段Ｃと、高温再始動後の所定時間以内は前記緩
和手段已における緩和する度合いを大きくする補正手段
りと、機関回転速度を検出する回転速度検出手段回転速
度検出手段Ｅと、前記緩和値と前記機関回転速度とに基
づいて基本燃料噴射時間を演算すると共に演算した基本
燃料噴射時間に基づいて燃料噴射量を制御する制御手段
Ｆと、を含んで構成したものである。

〔作用〕

本発明の圧力検出手段Ａは吸気管圧力を検出し、回転速
度検出手段Ｅは機関回転速度を検出し、判断手段Ｃは高
温再始動時が行われたか否かを判断する。緩和手段Ｂは
、圧力検出手段Ａから出力された信号の変化を緩和した
緩和値を求める。この緩和値としては、以下の（１）式
に示す加重平均値ＰＭＮを用いることができる。なお、
この加重平均値はデジタルフィルタリング処理により求
めることができる。

ここで、ＰＭＮは現在の加重平均値、ＰＭＮＯは過去の
加重平均１直、ＰＭＡＤは圧力検出手段で検出された吸
気管圧力ＰＭのアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換値、
Ｋは重み付けに関する係数である。

補正手段りは、判断手段Ｃによって高温再始動が行われ
たと判断されたときには、高温再始動後の所定時間以内
は緩和手段已における緩和する度合いが大きくなるよう
に補正する。上記（１）式の加重平均値を用いた場合に
は、係数Ｋを大きくすることにより緩和する度合いを大
きくすることができる。この結果、高温再始動後の所定
時間以内はそれ以外の場合より圧力検出手段から出力さ
れた信号の変化が大きく緩和される。従って、機関回転
速度が急激に上昇して吸気管圧力が急激に低下する場合
においてもこの緩和値は緩やかに変化することになる。

そして、制御手段は、上記のように求められた緩和値と
機関回転速度とに基づいて基本燃料噴射時間を演算する
と共に演算した基本燃料噴射時間に基づいて燃料噴射量
を制御する。

上記のように高温再始動後の所定時間以内は圧力検出手
段から出力された信号の変化が大きく緩和されるため、
実際の吸気管圧力が急激に低下しても緩和値は緩やかに
低下し、この緩和値に基づいて演算された基本燃料噴射
時間も緩やかに小さくなり、高温再始動後に機関回転速
度の上昇に伴う吸気管圧力の低下によって発生する基本
燃料噴射時間の急減が防止され、これによって機関スト
ールを回避することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、高温再始動後の所
定時間以内は実際の吸気管圧力の変化に対して緩やかに
変化する緩和値を用いて燃料噴射量を制御するようにし
ているため、実際の吸気管圧力が急激に上昇した場合に
おいても燃料噴射量が不足することがなく、これによっ
て高温再始動後の機関ストールを防止することができる
、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。

第４図は本発明が適用可能な燃料噴射量制御装置を備え
た内燃機関（エンジン）の概略を示すものである。　・ このエンジンは、マイクロコンピュータ等の電子制御回
路によって制御されるものであり、エアクリーナ（図示
せず）の下流側には、スロットル弁８が配置され、この
スロットル弁８にスロットル開度に応じた電圧を出力す
るリニアスロットルセンサ１０が取付けられ、スロット
ル弁８の下流側にサージタンク１２が設けられている。

このサージタンク１２には、半導体式の圧力センサ６が
取付けられている。この圧力センサ６は、吸気管圧力の
脈動成分を取除くための時定数が小さく（例えば、３〜
５　ｍ５ｅｃ　）かつ応答性の良いＣＲフィルタ等で構
成されたフィルタ（第５図）に接続されている。なお、
このフィルタは圧力センサ内に内蔵させるようにしても
良い。また、スロットル弁８を迂回しかつスロットル弁
上流側とスロットル弁下流側のサージタンク１２とを連
通ずるようにバイパス路１４が設けられている。このバ
イパス路１４には４極の固定子を備えたパルスモータ１
６Ａによって開度が調節されるｌ５Ｃ（アイドルスピー
ドコントロール）バルブ１６Ｂが取付けられている。サ
ージタンク１２は、インテークマニホールド１８及び吸
気ボート２２を介してエンジン２０の燃焼室に連通され
ている。そして、このインテークマニホールド１８内に
突出するよう各気筒毎に燃料噴射弁２４が取付けられて
いる。

エンジン２０の燃焼室は、排気ポート２６及びエキゾー
ストマニホールド２８を介して三元触媒を充填した触媒
装置（図示せず）に連通されている。このエキゾースト
マニホールド２８には、理論空燃比を境に反転した信号
を出力する０２センサ３０が取付けられている。エンジ
ンブロック３２には、このエンジンブロック３２を貫通
してウォータジャケット内に突出するよう冷却水温セン
サ３４が取付けられている。この冷却水温センサ３４は
、エンジン冷却水温を検出して水温信号を出力し、水温
信号で機関温度を代表する。なお、機関オイル温を検出
して機関温度を代表させても良い。

エンジン２０のシリンダヘッド３６を貫通して燃焼室内
に突出するように各気筒毎に点火プラグ３８が取付けら
れている。この点火プラグ３８は、ディストリビュータ
４０及びイグナイタ４２を介して、マイクロコンピュー
タ等で構成された電子制御回路４４に接続されている。

このディス）　ＩＪピユータ４０内には、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４６及び回転角センサ４８
が取付けられている。気筒判別センサ４６は例えば７２
０°ＣＡ毎に気筒判別信号を出力し、回転角センサ４８
は例えば３０°ＣＡ毎にエンジン回転数信号を出力する
。

電子制御回路４４は第５図に示すようにマイクロプロセ
ッシングユニット　（ＭＰＵ）６０、’Ｊ−ド・オンリ
・メモリ　（ＲＯＭ）６２、ランダム・アクセス・メモ
リ　（ＲＡＭ）６４、バックアップラム（ＢＵ−ＲＡＭ
）６６、人出カポ−トロ８、入力ポードア０、出力ポー
ドア２．７４．７６及びこれらを接続するデータバスや
コントロールバス等のバス７５を含んで構成されている
。人出カポ−トロ８には、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ
）変換器７８とマルチプレクサ８０とが順に接続されて
いる。マルチプレクサ８０には、抵抗ＲとコンデンサＣ
とで構成されたＣＲフィルタ７及びバッファ８２を介し
て圧力センサ６が接続されると共にバッファ８４を介し
て冷却水温センサ３４が接続されている。また、マルチ
プレクサ８０にはリニアスロットルセンサ１０が接続さ
れている。

ＭＰＵ６０は、マルチプレクサ８０及びＡ／Ｄ変換器７
８を制御して、ＣＲフィルタ７を介して人力される圧力
センサ６出力、リニアスロットルセンサ１０出力及び冷
却水温センサ３４出力を順次デジタル信号に変換してＲ
ＡＭ６４に記憶させる。

従って、マルチプレクサ８０、Ａ／Ｄ変換器７８及びＭ
ＰＵ６０等は、圧力センサ出力を所定時間毎にサンプリ
ングするサンプリング手段として作用する。人力ポード
ア０には、コンパレータ８８及びバッファ８６を介して
０２センサ３０が接続されると共に波形整形回路９０を
介して気筒判別センサ４６及び回転角センサ４８が接続
されている。出力ポードア２は駆動回路９２を介してイ
グナイタ４２に接続され、出力ポードア４は、ダウンカ
ウンタを備えた駆動回路９４を介して燃料噴射弁２４に
接続され、そして出力ポードア６は駆動回路９６を介し
てＩＳＣバルブのパルスモータ１６Ａに接続されている
。なお、９８はクロック、９９はタイマである。上記Ｒ
ＯＭ６２には、以下で説明する制御ルーチンのプログラ
ム等が予め記憶されている。

次に上記エンジンに本発明を適用した実施例の制御ルー
チンについて説明する。なお、以下では本発明に支障の
ない数値を用いて説明するが、本発明はこれらの数値に
限定されるものではない。

第１図はＡ／Ｄ変換終了時にＡ／Ｄ変換器７８から入力
されるＡ／Ｄ変換終了信号によって割込まれる割込みル
ーチンを示すもので、ステップ１００において吸気管圧
力ＰＭのＡ／Ｄ変換終了か否かを判断し、この判断が肯
定のときには吸気管圧力のＡ／Ｄ変換ＰＭＡＤをＲＡＭ
に記憶した後ステップ１０２において始動後所定時間（
例えば、３ｓｅｃ）以内が否かを判断する。始動後か否
かは、スタータスイッチや機関回転速度に基づいて判断
することができ、スタータスイッチオフ時、スタータオ
ン後機関回転速度が所定回転速度（例えば、５００ｒｐ
ｍ＞以上になったときを始動後と定義することができる
。ステップ１０２の判断が肯定のときはステップ１０４
において吸気温ＴＨＡが所定値α（例えば、６５℃）以
上か否か、ステップ１０６において機関冷却水温ＴＨＷ
が所定温β（例えば、９５℃）以上か否かを判断するこ
とにより高温再始動後の所定時間以内か否かを判断する
。高温再始動後の所定時間以内と判断されたときにはス
テップ１０８で重み付は係数Ｋを所定値（例えば、６４
）に設定し、高温再始動後の所定時間以内でないときは
ステップ１１０において重み付は係数を通常の値（例え
ば、４）に設定する。

そしてステップ１１２において上記で説明した（１）式
に従って吸気管圧力の加重平均値ＰＭＮを演算してステ
ップ１１４において加重平均値ＰＭＮをＲＡＭの所定エ
リアに記憶する。

第６図は本実施例のメインルーチンの一部を示すもので
、ステップ１２０において上記のように演算した吸気管
圧力の加重平均値ＰＭＮと機関回転速度ＮＥとを取込み
、ステップ１２２において加重平均値ＰＭＮと機関回転
速度ＮＥとに基づいて従来と同様に基本燃料噴射時間Ｔ
Ｐを演算する。

そして、この基本燃料噴射時間ＴＰを吸気温や機関冷却
水温等で補正して燃料噴射時間を求め、燃料噴射タイミ
ングになった時点で燃料噴射弁を開弁することにより燃
料噴射を行う。

以上のように制御する結果、高温再始動後の加重平均値
ＰＭＮおよび燃料噴射時間は第２図（１）、（２）に示
すように変化する。

なお、上記ではデジタルフィルタリング処理における係
数を変化させて圧力センサから検出された吸気管圧力信
号を緩和する度合いを変化する例について説明したが、
時定数が異なるフィルタを２個用いて切換えることによ
り圧力センサ出力を緩和する度合いを変化させるように
してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のＡ／Ｄ変換終了割込みルーチ
ンを示す流れ図、第２図（１）、（２）、（３）は高温
再始動後の燃料噴射時間、吸気管圧力、エンジン回転速
度等の変化を示す線図、第３図は本発明の特許請求の範
囲に対応したブロック図、第４図は本発明が適用可能な
内燃機関を示す概略図、第５図は第４図の制御回路の詳
細を示すブロック図、第６図は上記実施例のメインルー
チンの一部を示す流れ図である。 ６・・・圧力センサ、 １０・・・スロットルセンサ、 ２４・・・燃料噴射弁、 ４４・・・制御回路、 ４８・・・回転角センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気管圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力
   検出手段から出力された信号の変化を緩和した緩和値を
   求める緩和手段と、 高温再始動されたか否かを判断する判断手段と、高温再
   始動後の所定時間以内は前記緩和手段における緩和する
   度合いを大きくする補正手段と、機関回転速度を検出す
   る回転速度検出手段と、前記緩和値と前記機関回転速度
   とに基づいて基本燃料噴射時間を演算すると共に演算し
   た基本燃料噴射時間に基づいて燃料噴射量を制御する制
   御手段と、 を含む内燃機関の燃料噴射量制御装置。