JPH0275741A - エンジンの空燃比制御装置 - 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、吸入空気量に対して最適なタイミングで燃料
を噴射して、空燃比を制御するエンジンの空燃比制御装
置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年の電
子制御化されたエンジンでは、低燃費化、排気ガス清浄
化のため、エンジン状態パラメータを検出する各種セン
サ類からの出カイ、罵りに？、４づき、マイクロコンピ
ュータなどを用いた電子制御装置で空燃比を制御してい
る。この空燃比制御は、吸入空気１ｉｆｔ？ンナで計測
される吸入空気量とクランク角センサからの信号により
口出されるエンジン回転数とから基本燃料噴射ｆｆ１Ｔ
Ｉ）を算出し、この基本燃料噴Ｉｊ　ｆｆｉ　−ｒ　ｐ
に０２レンリなどからのフィードバック補正及びエンジ
ン負荷に応じた各種補正を加えて実際の燃料噴射１１Ｔ
ｉを（′＞出し、最適な空燃比となるよう制御している
。この燃料噴射量Ｔ１は、例えば、第５図に示すように
、点火−次信号あるいはクラク角しンサからの培準信号
に同期して（エンジンの回転に同期して）算出され、イ
ンジェクタに対する駆動パルス信号のパルス幅、すなわ
ら、上記インジェクタに対する燃料噴射時間Ｔｉ　とし
て与えられる。従って、シングルポイントイレジ１クシ
ヨン（ＳＰＩ）方式では、例えば、エンジン１回転につ
き２回、マルチポイントインジェクション（ＭＰＩ）方
式では、例えば、エンジン１回転につき１回ないしエン
ジン２回転につき１回、上記インジェクタが間欠的に駆
動され、燃料が間欠的に噴射される。

ところＣ１例えば上記Ｓ　Ｉ）　ｌのような、上記イン
ジェクタの取イ・１０位１？、Ｊなわら燃料噴射位置と
エンジンの吸気バルブまでが長いシステムにおいでは、
上記インジェクタから燃料が間欠的に噴射されることに
よって、燃料と空気との混合気の分イ１１が１１．）量
的に不均一となり、走行性が若干滑らかさに欠ける嫌い
があった。

このような燃料の間欠噴０・１にＪ、るｉ１４合気の不
均一分布を改善する先行例は、例えば、特開昭５５−１
２８６３０号公報に開示されており、この先行例は、エ
ンジン回転と非同期に独立した一定の演（ン周朋ぐ燃料
噴射ωをＣ１出し、インジェクタを駆動して燃料を噴（
ト）するｂのである。

しかし、上記先行例においては、燃料噴射がエンジン回
転に非同期であるため、燃料噴用吊の演算周期を短くせ
ねばならず、電子制御装置の負荷が増大すると共に、燃
料噴射量の演算周期を知くすると、エンジンの低負荷時
に上記インジェクタの駆動時間、Ｊなわら、上記インジ
エクタの量弁時間が極めて短くなり、場合によっては、
上記インジェクタの応答時間以下となって制御不能とな
る恐れがあった。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、燃料の間
欠噴射によるエンジンの吸入管内の混合気の時局的な不
均一を防止して気筒分配を向−卜し、走行フィーリング
を向上さけるとノξに、Ｓ１ンジン出力性能の向上、排
気ｌミッションの改善を図ることのできるエンジンの空
燃比制御装着を提供りることを目的としている。

［課題を解決覆るだめの手段及び作用］本発明によるエ
ンジンの空燃比制ａｔ＋　Ｈｉは、エンジンの回転に同
期して燃料噴射量を算出する燃料噴！）Ｊ♀算出手段と
、上記燃料噴射吊忰出周期毎に、上記燃料噴射量を複数
の噴射パルスで分割噴射Ｊる際のインジェクタの１噴射
当たりの噴射周期を算出する噴射周期算出手段と、上記
噴（ト）周期にＪ３りるインジェクタの休止時間を上記
インジエクタの制御可能最小休止時間と比較し、上記イ
ンジエクタの噴ＯＪ時間を上記インジェクタの制御可能
最小噴射時間に固定した噴射周期と上記インジェクタの
休止時間を上記制御可能最小休止時間に固定した噴射周
期とを切換え、噴射周期を設定する噴射周期設定手段と
を備えたものである。上記構成により、上記噴射周期算
出手段で算出される上記インジェクタの制御可能最小噴
射時間固定の１１ｎｃｌＪ周１！１１、あるいは、上記
インジェクタの制御可能最小休止時間固定の噴射周期が
上記噴射周期設定手段で切換え設定され、上記燃刺噴射
聞算出手段ｒ：算出された燃料噴射けが、上記燃斜噴躬
ω惇出周朋毎に、上記噴射周期を１噴射周期とする複数
の噴射パルスで分割噴射される。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図〜第４図は本発明の一実膿例を示し、第１図は制
ａｌ１手段の機能ブロック図、第２図はエンジン制御系
の概略図、第３図は燃料噴射タイミングの算出手順を示
Ｊフローチト一ト、第４図は吸入空気ｍと燃料噴射タイ
ミングの関係を示す説明図である。

（エンジン１ｉｌＪ御系の機能構成） 図中の符号１はエンジン本体Ｃ１図においては水平対向
４気筒型エンジンを置市。また、このエンジン本体１の
シリンダヘッド２に形成された吸気ボート２ａ、排気ボ
ート２ｂにインテークマニホールド３、■キゾース］・
マニホールド４が各々連設されており、ざらに、上記シ
リンダヘッド２には、その発火部を燃焼室１ａに露呈す
る烈火プラグ５が装着されている。

また、上記インテークマニホールド３の上流側にエアチ
ャンバ６を介してスロットルヂレンバ７が連通され、こ
のスロットルチャンバ７の上流側が吸入管８を介してエ
アクリーナ９に連通されている。

さらに、上記吸入管８の上記エアクリーナ９の直下流に
吸入空気量セン＋１（図においＣは、ホソトワイＶ式エ
アフローメータ）１０が介装され、また、上記スロット
ルチャンバ７に設けられたスロットルバルブ７ａにスロ
ワ１〜ルポジシコンヒンサ１１が連設されている。さら
に、このスロットルバルブ段の直上流側に、インジェク
タ１２が配設されている。また、上記インテークマニホ
ールド３に形成された冷却水通路（図示［ず）に冷却水
温センサ１３が臨まされている。

一方、上記エンジン本体１のクランクシャフト１ｂにク
ランクロータ１４が固設されてＪ３す、このクランクロ
ータ１４の外周に電磁ピックアップなどからなるクラン
ク角ヒンナ１５が対設されている。

さらに、上記エキゾーストマニホールド４に連通する排
気管１６に０２センリ１７が臨まされている。なお、符
号１８は触媒」ンバータぐある。

（制御手段の回路構成） 一方、符号１９は制御手段で、この制御１段１９のＣＰ
Ｕ　（中央演算処理装置）２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２
２、おＪ、び、ｒ１０イ＞’Ｉ−フＩ−ス２３がパスラ
イン２４を介してηいに接続されており、このＩ１０イ
ンターフェース２３の人力ボートに上記各センサ１０，
１１．１３．１５．１７で構成された運転状態パラメー
タ検出手段２５が接続されている。また、このＩ１０イ
ンターフ１−ス２３の出力ボートに、駆ｆ）Ｊ回路２６
を介して上記インジエクタ１２が接続されているとＪ（
に、点火コイル２８の一次側が接続されている。一方、
上記点火コイル２８の二次側は、デスＩ・リビ」−タ２
７を介して上記点火プラグ５に接続されている。

上記ＲＯＭ２１には制御プ１］グラム、及び、例えば基
本噴射量マツプなどの固定データが記憶されており、ま
た、上記ＲＡＭ２２にはｆ−夕処理した後の上記運転状
態パラメータ検出手段２５の各センサの出力信号が格納
されている。また、上記ＣＰＵ２０では上記ＲＯＭ２１
に記憶されている制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ２
２に記憶されている各種データに基づき燃料噴射量およ
び前人時期を演算する。

（制御手段の機能構成） 第１図に示Ｊように、上記制御１段１９における燃Ｆｌ
噴射制御は、エンジン回転数算出手段３０、基本燃Ｆｌ
噴射量停出手段３１、燃料噴射ＩＩ出手段３２、空燃比
補正係数算出手段３３、空燃比フィードバック補正係数
設定手段３４、インジェクタ休止時間算出手段３５及び
インジェクタ噴射時間搾出手段３６からなる噴）１周期
σ出手段３５ａ。

休止「１′１間判定手段３７及び切換手段４０からなる
噴）１周期設定丁段３７ａ、制御可能最小噴射時間発生
手段３８、制御可能最小噴射時間発生手段３９、インジ
１クタ駆ｖＪ回路４１から構成されている。

上記エンジン回転数篩用手段３０は、クランク角セン４
Ｊ−１５の出力信号から回転周期Ｔ［を搾出すると共に
、エンジン回転数Ｎを搾出りる。

上記基本燃料唱用聞咋出手段３１は、吸入空気ｈ）セン
サ１０の出力信号に基づく吸入空気量Ｑと、上記エンジ
ン回転数算出手段３０にτ算出したエンジン回転数Ｎと
から、基本燃料噴射（ｎ−Ｔ　１１をｎｉ出する。

上記空燃、比補正係数（）出手段３３は、ス［ｌットル
ボジシンセンサ１１からのスＩ」ットル聞度Ｔｌｌθ及
び冷却水温セン＋Ｊ１３からの冷却水温Ｔｗに基づいて
、空燃比補正係数ＣＯ［Ｆをｎ出する。

上記空燃比フィードバック補正係数設定手段３４は、０
２セン１）１７の出力波形がら空燃比フィードバック補
正係数ＫＦＢを設定する。

上記燃料噴射敏篩用手段３２は、上記阜木燃料噴射徂搾
出手段３１で惇出した基本燃料噴用吊王ｐを、上記空燃
比補正係数算出手段３３−Ｃ算出した空燃比補正係数Ｃ
０ＥＦ、及び、上記空燃比フィードバック補正係数設定
手段３４で設定した空燃比フィードバック補正係数ＫＦ
Ｂで補正しで、燃料噴射ＫＩ　Ｔ　ｉをｎ出Ｊる。

上記インジェクタ休止時間口出手段３５は、上記燃料噴
射量口出手段３２でＣ）出された燃料噴射ら１Ｔｉをイ
ンジエクタ１２の制御２１１可能最小噴射時間Ｐ１ｎで
時間分割した際の、上記インジェクタ１２の休止ｕ、′
１間ｐＣｔを算出するもので、実際の上記インジェクタ
１２の駆動パルス信号のオフ時間を与えるものである。

上記インジェクタ噴射時間搾出手段３６は、上、記燃斜
噴射量算出手段３２でｔ）出された燃料噴射量Ｔｉをイ
ンジ」−フタ１２の休止時間を制御可能最小休止時間Ｐ
Ｏ［［に固定して時間分割した際の、上記インジェクタ
１２の噴α１簡問ｐａｎを専用するもので、実際の上記
インジェクタ１２の駆動パルス信号の３２時間を４える
ものぐある。

−１記体止時間判定手段３７は、上記インジェクタ休止
時間口出手段３５で口出された上記インジェクタ２に対
する休止１５間ｐＣｔが、上記ａｉ制御可能最小休体時
時局ｏｆｆ以上であるかを判定する。

上記制御＋１１能最小休止■、１間発生手段３８は、予
め上記インジェクタの特性から設定された上記インジェ
クタ１２の制御可能最小休止時間ＰＯ［［、づなわら、
上記インジエクタ２の通電Ａ）後の閉弁応答時間から定
まる制御可能オフ時間を発生する。

上記制御可能最小１０４時間発生手段３９は、予め上記
インジェクタの特性から設定された上記インジェクタ１
２の制御可能最小休止時間Ｐ　ｍｉｎ、づなわち、上記
インジェクタ２の通電オン復の量弁応答時間から定まる
υ制御可能オン時間を発生する。

、Ｆ記切換手段４０は、上記休止時間判定手段３７から
の出ノ」によって、上記インジ休止時間判定手段出手段
３５で口出されたインジェクタ休止時間ｐＣＴが上記制
御可能最小休止時間Ｐ　ｏｒｆ以上である場合、上記ら
り御可能最小噴射時間発生手段３９から得られる制御可
能最小噴射時開ｐ　ｍｉｎに上記インジェクタ１２の噴
射■）闇を固定し、このｉｔ、ＩＩ御可能最小噴射時間
ｐ　１Ｉｌｉｎと１記インジ丁クタ休止時間ｎ出手段３
５で算出されたインジェクタ休止時間ｐｅｔとからなる
サイクルで構成される上記インジェクタ１２に対重る駆
動パルス信号をインジ■クク駆動回路４１へ出力し、一
方、上記インジェクタ休止時間ＰＣＴが上記制御可能最
小休止時間Ｐｏｒｒよりも小さい場合、すなわち、上記
休止時間ｐｃｔが上記インジェクタの制御範囲以下で上
記インジエクタ１２が連続噴射状態となって制御不能と
４１６可能性のある場合は、上記制御可能最小休止時間
発生手段３８から（すられる制御可能最小体止１ｔ”ｔ
　ｆａＩ　Ｐ　ｏｆ　ｆに上記インジエクタ１２の休止
時間を固定し、この制御可能最小休止時間Ｐ　ｏｆｆと
上記インジェクタ噴射時間篩用手段３６で締出された噴
射時間Ｐｏｎとからなるサイクルで構成される上記イン
ジェクタ１２に対する駆動パルス信号をインジェクタ駆
！ｌＪ＠路４１へ出力Ｊる。

（動作） 次に、上記構成による空燃比制御の動作についで第３図
の７０−チｘｐ　−ｈに基づいて説明りる。

まず、ステップ１００で、エンジン回転数口出手段３０
において、クランク角セン４ｊ１５の出力信号から、例
えば、クランク角１８００当たりの回転円ｔｆＪＴＥを
求め、この回転円Ｉ！ｌｌ■［からエンジン回転数Ｎ４
！：い出しくＮ＝１／（２ｘＴｒ、））、ステップ１０
１へ進む。

ステップ１０１では、基本燃料囁（ト）ｈ旨）出手段３
１で、吸入空気Ｒｔ？ンサ１０からの吸入空気量Ｑと、
上記エンジン回転数口出手段３０Ｔ″算出さ゛れたエン
ジン回転数Ｎとから、例えば、ＲＯＭ２１に格納されて
いる括本噴射但マツプなどから１−を本１Ｍ料噴射石■
ｐをマツプ検索などにより算出する。

次に、ステップ１０２へ進み、空燃比補正係数口出手段
３３ｒ：、スロットルポジションヒンサ１１からのスロ
ットル開！ＪＩ　Ｔ　ｈｅ及び冷却水温レンナ１３から
の冷月１水温Ｔｗなどに基づく空燃比補正係数Ｃ０ＥＦ
を口出Ｊると共に、空燃比フィードバック補正係数設定
手段３４で、０２センリづ７からの空燃比フィードバッ
ク信号により、空燃比フィードバック補正係数ＫＩ’Ｂ
を設定し、燃料噴射ｆｆｉ算出手段３２へ出力して上記
基本燃料１１１　！ｌ）Ｊ　ｆｉｔ　Ｔｐをこれら空燃
比補正係数ＣＯ［「、空燃比フイードパツク補正係数Ｋ
ＦＢで補正しＣ１燃判噴射帛Ｔｉ　　（Ｔｉ　＝Ｔｌ］
　ＸＣ０ＥＦ　ｘＫＦＢ）を算出する。この燃料噴０４
品Ｔｉは、インジエクタ１２に対する通電時間、すなわ
ら、インジェクタ１２が開弁じて燃ｌ′＋１を噴射Ｊる
噴ｑ］時間Ｔｉで与えられる。

次いで、ステップ１０３で、上記ステップ１０２ぐＣ）
出された燃料噴射量１ノなわら燃料噴射＋＋、５１！１
ｌＴｉを上記インジェクタ１２の制御可能最小噴射時間
ｐｍｉｎで除０して、上記インジエクタ１２の分割噴射
回数ＣｐｌをＱ出し、ステップ１０４へ進む。

ステップ１０／Ｉでは、ステップ１００ｒ土ンジン回転
数陳出手段３０で算出された（の時の回転周期Ｔ［を上
記分割噴射回数ＣＩ）１で除粋して１唱Ｑ４当たりの噴
０４周明Ｐをね出し、この噴射量１０１　Ｐから上記制
谷ｕ可能最小噴用１０間Ｐ　１ｎを減口して、上記イン
ジエクタ１２の１７時間、づなわら、インジェクタ休止
時間ＰＣＴを算出して、ステップ１０５へ進む。

つまり、従来は、例えば、ＳＰｌの場合ではエンジン１
回転に２回、クランク角１８０’ｆｆｉに、上記燃料噴
射８．１間Ｔｉの時間だけ上記インジエクタ１２がオン
して燃料を噴Ｑ４　していたが、第４図に示１ように、
回転周期Ｔ「内で、上記インジェクタ１２が噴用周朋Ｐ
からなる複数の噴射パルスで分割噴射される。

ステップ１０５では、上記ステップ１０４で算出された
インジェクタ休止時間ｐＣＴと、上記インジェクタ１２
の制御可能最小休止時間Ｐｏｒｆを比較して、上記イン
ジェクタ休止時間ＰＣＩが上記制御可能最小休止時間Ｐ
Ｏ［［以上の場合、ステップ１０６へ進み、上記インジ
ェクタ休止時間ＰＣ■が上記制御可能最小休止時間ＰＯ
「［より６小さい場合、ステップ１０７へ進む。

ステップ１０Ｇでは、上記制御可能最小休止時間Ｐ　１
ｎをオン、上記ステップ１０４で仁）出したインジェク
タ休止「、）間ＰＣＴをオフとする哨０４周期Ｐのパル
ス信号を、インジェクタ駆動回路／１１に出力して、上
記インジェクタ１２を駆動りる。

一方、上記インジェクタ休止時間ＰＣＴが上記制御可能
最小休止時間Ｆｏｒ［よりも小さい場合、ステップ１０
７では、上記ステップ１００での出した回転ｒ、１１引
Ｔ「から上記ステップ１０２で算出した燃料噴射時間Ｔ
ｉを減算して上記回転周期ＴＥ中にお（〕るインジェク
タ１２の１ヘ一タル休止時間をτ）出し、その値を上記
制御可能最小休止時間ＰＯｒ［Ｃ除いして上記インジエ
クタ１２の噴射回数Ｃｐ２を算出し、ステップ１０８へ
進む。

次にステップ１０８で、上記燃料噴射時間Ｔｉを上記噴
射回数Ｃ１１２で除剪してインジエクタ１２の１イ１射
当たりの噴射時間ｐｏｎを算出し、ステップ１０９へ進
む。

ステップ１０９では、上記噴射時間１〕Ｏｎをオン、上
記制御可能最小休止時間Ｐ　ｏｒｆをオフとＪる噴０４
周期Ｐのパルス信号を、インジェクタ駆動回路４１に出
力して、上記インジェクタ１２を駆動りる。

すなわら、第４図に示すように、吸入空気量Ｑの増加に
対応して燃料噴射量７ｉが増加Ｊると、この燃料噴射５
Ｔｉを複数の噴射パルスに分割して噴射する場合、上記
インジェクタ１２０制御可能最小噴射時間ｐｉｉｎに固
定してＩＩＱ　Ｉ）Ｊ　すると休止１１、’１間ｐＣＴ
が上記制御可能最小休止時間ｐｏｒｆＪ、りも小さくな
り、制御不能となる可能刊があるため、上記インジエク
タ１２の噴射時間を切換える。

このＪ、うに、従来クランク角センリ１５からの信号に
間開してエンジン１回転当たり１回ないし２回噴射され
ていた燃料が、インジェクタ１２の応答可能時間を考慮
して、オン時間固定のオン時間可変の噴（ト）周期、あ
るいは・、オン時間固定のオン時間可変の唱銅周朋で、
多数回に分けて分割噴射されるため、スロットルバルブ
７ａの下流側から吸気バルブまでの間のスロットルチャ
ンバ７、エアヂ１１ンバ６、インテークマニホールド３
内の混合気の分４５が均一化され、エンジンの回転が滑
らかになって、運転フィーリングが向上Ｊる。

なお、本実施例でｔよ、Ｓ　Ｐ　１についてシ１明した
が、ＳＰＩのみならず、ＭＰＩであって６本発明が適用
できること【ユいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、−Ｌンジンの回転
に同期して燃料噴射量を篩用する燃料噴射品口山手段と
、上記燃料噴射伍口出周１１ＪＪ毎に、上記燃料噴）１
足を複数の噴射パルスで分割噴射する際のインジェクタ
の１噴射当たりの噴射周１す１を休出する噴用周！９１
亦出手段と、上記噴射周期におけるインジェクタの休止
ａｙ間を上記インジェクタの制御可能最小休止時開と比
較し、上記インジェクタの噴射時間を上記インジェクタ
の制御可能最小噴射１１，５間に固定した噴射周期と上
記インジェクタの休止時間を上記ｉ！−制御可能最小休
止時間に固定した噴ひ１周期とを切換え、噴射周期を設
定する噴射周１９１設定手段とを備えたため、上記イン
ジェクタのシリ叩可能範囲内で、上記インジェクタの噴
射間隔を細かくし、複数の噴射パルスＣ燃料を噴Ｑ−１
することができる。従って、燃料の問欠噴用によるエン
ジンの吸入管内の混合気の時間的不均一が防ｌ［できて
気Ｂ　ｆＱの空燃比のバラツキがなく　４ｉす、走ｔ１
フィーリングを向上さけることができると共に、エンジ
ン出力性能の向上、排気エミッションの向上を図ること
がぐきるなど優れた効果が秦される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は制
御手段の機能ブＵツク図、第２図はエンジン制御系の概
略図、第３図は燃料噴射タイミングのｎ出手順を示づフ
ローブヤート、第４図【ま吸入空気量と燃料噴射タイミ
ングの関係を承り説明図、第５図は従来の燃料噴射のタ
イミングを示す説明図である。 １・・・エンジン本体、 ３２・・・燃料噴０４間口出手段、 ３５ａ・・・噴射周１１１１　をン出手段、３７ａ・・
・噴射周期設定手段、 Ｔｉ・・・燃料噴銅呈、 Ｐｌｎ・・・制御可能最小噴４１時間、Ｐ　ｏ　ｒ　ｔ
−２１１ｍ　１ｌｉＪ　（ｍ　ｍ　小ｕ　Ｌ　ＩＩ　１
ｆｆｌ、Ｐｏｎ・・・噴射時開、　　ＰＣ【・・・休止
時間、Ｐ・・・噴射周期。 第３図 第５図 ＝昔二ロー−ロー−「下−「−シ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンの回転に同期して燃料噴射量を算出する燃料噴
   射量算出手段と、 上記燃料噴射量算出周期毎に、上記燃料噴射量を複数の
   噴射パルスで分割噴射する際のインジェクタの１噴射当
   たりの噴射周期を算出する噴射周期算出手段と、 上記噴射周期におけるインジェクタの休止時間を上記イ
   ンジェクタの制御可能最小休止時間と比較し、上記イン
   ジェクタの噴射時間を上記インジェクタの制御可能最小
   噴射時間に固定した噴射周期と上記インジェクタの休止
   時間を上記制御可能最小休止時間に固定した噴射周期と
   を切換え、噴射周期を設定する噴射周期設定手段とを備
   えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。