JPH0318024B2 - - Google Patents

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JPH0318024B2
JPH0318024B2 JP57146004A JP14600482A JPH0318024B2 JP H0318024 B2 JPH0318024 B2 JP H0318024B2 JP 57146004 A JP57146004 A JP 57146004A JP 14600482 A JP14600482 A JP 14600482A JP H0318024 B2 JPH0318024 B2 JP H0318024B2
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JP
Japan
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intake
air
intake pipe
sensor
fuel
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JP57146004A
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JPS5934431A (ja
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Shinichi Abe
Mitsuharu Taura
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS5934431A publication Critical patent/JPS5934431A/ja
Publication of JPH0318024B2 publication Critical patent/JPH0318024B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28Interface circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料噴射式内燃機関に係り、特に、
1点噴射式の電子制御燃料噴射装置と、吸気加熱
装置を備えた自動車用エンジンに用いるのに好適
な、吸気管のスロツトル弁より上流側に配設され
た単一のインジエクタと、吸気管の下流側に配設
された吸気加熱部とを有し、エンジン回転数、吸
気管圧力、吸気温等の機関運転条件に応じて前記
インジエクタによる燃料噴射量を制御すると共
に、混合気を加熱するようにされた燃料噴射式内
燃機関の改良に関する。
自動車用エンジン等の内燃機関の混合気の空燃
比を制御する方法の一つに、電子制御燃料噴射装
置を用いるものがある。このような電子制御燃料
噴射装置、例えば、1点噴射式の電子制御燃料噴
射装置を備えた内燃機関においては、例えばエン
ジン回転数、吸気管圧力、吸気温等に応じて燃料
噴射量を決定し、該燃料噴射量に対応させて、例
えば、吸気管のスロツトル弁より上流側に配設さ
れた、機関の吸気通路に向けて燃料を噴射する単
一のインジエクタを開弁することによつて、機関
の空燃比を制御するようにされており、空燃比を
精密に制御することが必要な、排気ガス浄化対策
が施された自動車用エンジンに用いられるように
なつてきている。
一方、燃料の気化性能及び混合気の各気筒に対
する分配性能を高めて、機関の出力性能を向上す
るべく、吸気管の下流側に、例えば、高温の排気
ガスを熱源とする吸気加熱部を設け、該吸気加熱
部により混合気を加熱する試みもなされている。
このような吸気加熱部による混合気の加熱と、
前記のような1点噴射式の電子制御燃料噴射装置
を併用することも考えられるが、その場合には、
インジエクタによる燃料噴射量を決定する際に必
要となる、吸気管圧力を検出するための吸気管圧
力センサと吸気温を検出するための吸気温センサ
の配設位置が問題であつた。即ち、前記吸気温セ
ンサの取付位置としては、多点噴射式の電子制御
燃料噴射装置における場合と同様に、エアクリー
ナ部に取付けたり、或いは、前記吸気加熱部の直
上部に取付けることが考えられるが、前者の場合
には、スロツトル弁より下流側に配設する必要が
ある吸気管圧力センサにより検出される吸気管圧
力の測定場所と吸気温の測定場所が離れてしま
い、圧力伝達等の関係から、相互に密接に関連し
ている吸気管圧力及び吸気温を正確に検出するこ
とが困難となる。又、後者の場合は、吸気温セン
サを吸気管圧力センサの近くに配設することは可
能となるものの、吸気温センサで検出される吸気
温は、温度が完全に上昇する前の値であり、一
方、吸気管圧力センサで検出される吸気管圧力
は、特に多気筒エンジンの場合、特定点の圧力で
はなく、平均的な圧力であるため、やはり、吸気
管圧力及び吸気温を正確に検出することが困難と
なる場合があつた。従つて、いずれにおいても、
例えば、内燃機関が搭載された車両が停止してい
るような場合には問題が少ないが、車両が走行状
態にあり、吸気マニホルド部に走行風があたるよ
うな場合には、走行風の強さ等によ空燃比が目標
値からずれてしまうことがあつた。このような問
題点は、特に、内燃機関におて、機関運転条件に
応じて、酸素濃度センサ出力に応じたフイードバ
ツク制御を解除して、エンジン回転数、吸気管圧
力等の機関運転条件に応じたインジエクタによる
燃料噴射量をフイードフオワード制御する、いわ
ゆる、部分リーン燃焼制御のように、吸気温の測
定誤差がそのまま空燃比の制御誤差となるような
運転状態において、大きな問題となる。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、車両の走行状態等の機関運転状態の
変化に拘らず、適確な空燃比制御を行うことがで
きる燃料噴射式内燃機関を提供することを目的と
する。
本発明は、吸気管のスロツトル弁より上流側に
配設された単一のインジエクタと、吸気管の下流
側に配設された吸気加熱部とを有し、エンジン回
転数、吸気管圧力、吸気温等の機関運転条件に応
じて前記インジエクタによる燃料噴射量を制御す
ると共に、混合気を加熱するようにされた燃料噴
射式内燃機関において、吸気管圧力を検出するた
めの吸気管圧力センサと、吸気温を検出するため
の吸気温センサを、共に、前記吸気加熱部より下
流側に配設するようにして、前記目的を達成した
ものである。
又、前記吸気管圧力センサ及び吸気温センサ
を、吸気マニホルドの分岐部に配設するようにし
て、より正確な測定値が得られるようにしたもの
である。
以下図面を参照して、本発明に係る燃料噴射式
内燃機関の実施例を詳細に説明する。
本実施例は、第1図及び第2図に示す如く、大
気を取入れるためのエアクリーナ12と、該エア
クリーナ12により取入れられた吸入空気が流れ
る吸気管14のスロツトル弁16より上流側に配
設された、前記スロツトル弁16に向けて燃料を
噴射する単一のインジエクタ18と、吸気管14
の下流側の、吸気マニホルド20の第1分岐部に
配設された、例えばエンジン冷却水を熱源とする
吸気加熱部21と、該吸気加熱部21より下流側
の、吸気マニホルド20の第2分岐部に配設され
た吸気管圧力センサ22及び吸気管センサ23
と、エンジン10の吸気ポート近傍に配設され
た、機関運転条件に応じて、吸気ポートからエン
ジン燃焼室に吸入される混合気にスワールを発生
させ、或いは、解消させるためのバイパス弁24
と、吸気弁25を介してエンジン燃焼室10a内
に導された混合気に着火するための点火ププラグ
26と、排気を集合するための排気マニホルド2
8と、該排気マニホルド28の集合部に配設され
た、排気ガス中の残存酸素濃度から空燃比を検知
するための酸素濃度センサ30と、前記排気マニ
ホルド28の下流側に配設された触媒コンバータ
32と、排気管34と、エンジン10のクランク
軸の回転と連動して回転するデイストリビユータ
軸(図示省略)を有するデイストリビユータ36
と、該デイストリビユータ36に内蔵された、前
記デイストリビユータ軸の回転に応じて、上死点
信号及びクランク角信号をそれぞれ出力する上死
点センサ38及びクランク角センサ40と、エン
ジンブロツクに配設された、エンジン冷却水温を
検知するための冷却水温センサ42と、前記バイ
パス弁24を開閉するためのダイヤフラム装置4
4と、前記ダイヤフラム装置44のダイヤフラム
室44aに、スロツトル弁16より上流側の大気
或いはガスフイルタ45及び逆止弁46を介して
前記吸気マニホルド20から取出された吸気管圧
力(負圧)を導入するための負圧切換弁48と、
前記クランク角センサ40出力のクラク角信号か
ら求められるエンジン回転数、及び、前記吸気温
センサ23出力の吸気温によつて正確に補正され
た前記吸気管圧力センサ22出力の吸気管圧力に
応じて基本の燃料噴射量を決定し、これを前記酸
素濃度センサ30出力の空燃比、冷却水温センサ
42出力のエンジン冷却水温等に応じて補正する
ことによつて、燃料噴射量を決定して、前記イン
ジエクタ18に開弁信号を出力すると共に、エン
ジン運転状態に応じて、高負荷時に前記バイパス
弁24を開いてスワールの発生をなくし、一方、
中、低負荷時に前記バイパス弁24を閉じてスワ
ールを発生させるべく、前記負圧切換弁48にバ
イパス弁切換信号を出力するデジタル制御回路5
0とから構成されている。
前記デジタル制御回路50は、第3図に詳細に
示す如く、各種演算処理を行うための、例えばマ
イクロプロセツサからなる中央処理装置(CPU
と称する)52と、点火スイツチ54を介してバ
ツテリ56から供給される電源電圧を前記CPU
52に供給するための電源回路58と、タイマ6
0と、前記クランク角センサ40出力を計数する
ことによつて、エンジン回転数を求めるための回
転数カウンタ62と、該回転数カウンタ62の出
力に応じて、前記CPU52に割込みをかけるた
めの割込み制御部64と、前記吸気管圧力センサ
22出力の吸気管圧力信号、前記吸気温センサ2
3出力の吸気温信号、前記酸素濃度センサ30出
力の空燃比信号、前記冷却水温センサ42出力の
冷却水温信号を順次取込むためのアナログ入力ポ
ート66と、前記CPU52における演算データ
等を一時的に記憶するためのランダムアクセスメ
モリ(RAMと称する)68と、プログラム或い
は各種定数等を記憶するためのリードオンリーメ
モリ(ROMと称する)70と、前記CPU52に
おける演算結果に応じて、インジエクタ18の開
弁時間を計数しているカウンタ72と、該カウン
タ72の出力を電力増幅し前記インジエクタ18
に出力するための電力増幅部74と、前記CPU
52における演算結果に応じて、前記負圧切換弁
48にバイパス弁切換信号を出力するための出力
ポート76とから構成されている。
以下作用を説明する。
本実施例における燃料噴射量の計算は、第4図
に示すような燃料噴射量計算ルーチンに従つて実
行される。
即ち、まずステツプ101で、前記冷却水温セ
ンサ42出力等に応じて、リーン燃焼が実行可能
であるか否かのリーン判定用の各状態値を読み込
む。次いで、ステツプ02に進み、各リーン判定
条件を比較して、リーン判定条件がすべて成立し
ているか否かを判定する。判定結果が正である場
合には、ステツプ103に進み、リーン燃焼を行
うための空燃比リーン補正係数FLEAN(<1)を計
算すると共に、空燃比フイードバツク補正係数
FFBを1として、例えば空燃比22〜23程度の
リーン燃焼が行われるようにする。一方、前出ス
テツプ102における判定結果が否である時に
は、ステツプ104に進み、空燃比リーン補正係
数FLEANを1として、空燃比フイードバツク制御
が行われるようにする。ステツプ103或いは1
04終了後、ステツプ105に進み、前記吸気温
センサ23出力等に応じて、燃料噴射量計算用の
状態値を続込む。次いで、ステツプ106に進
み、例えば次式に示すような計算式によつて、燃
料噴射量Tを計算して、セツトする。
T=TBASE×FFB×F×FTA×FLEAN……(1) ここで、TBASEは、基本噴射量で、エンジン回
転数及び吸気管圧力によ決定されている。又、F
は、増量係数で、エンジン運転状態に応じて、例
えば加速時に加速増量を行うためのものである。
更に、FTAは、吸気温補正係数である。
本実施例においては、吸気管圧力センサ22及
び吸気温センサ23が、共に、吸気マニホルド2
0の分岐部に配設されているので、高精度の吸気
管圧力信号及び吸気温信号を得ることができる。
尚、吸気管圧力センサ及び吸気温センサの配設位
置はこれに限定されず、吸気加熱部21より下流
側であれば、他の場所であつてもかまわない。
又、本実施例においては、本発明を、バイパス
弁24による部分リーン制御と併用しているの
で、特に、正確な吸気温補正が必要なリーン燃焼
時にも、正確な空燃比制御を行うことができる。
尚、本発明の適用方法はこれに限定されず、リー
ン燃焼とは別個に用いることも勿論可能である。
以上説明した通り、本発明によれば、車両の走
行状態等の機関運転状態の変化に拘らず、高精度
の空燃比制御を行うことができ、従つて、始動
性、加速性等の機関運転性能全般の向上をはかる
ことができる。又、各センサの取付作業が容易で
あり、サービス性も良い等の優れた効果を有す
る。
吸気温センサ23をエアクリーナ部12に取付
けた場合(破線A)、吸気加熱部21の直上部に
取付けた場合(一点鎖線B)、及び、本発明によ
り吸気加熱部21の下流側に取付けた場合(実線
C)の検出される吸気温の変化状態と、リーン燃
焼時の空燃比の変化状態の関係の一例を第5図に
示す。第5図において、時刻t1〜t2が、エアクリ
ーナ部の吸気温が20℃の場合、時刻t2〜t3が、エ
アクリーナ部の吸気温を再び20℃に戻した場合で
あり、時刻t1〜t4は、いずれも、吸気マニホルド
部に走行風があたらないような状態の場合であ
る。一方、時刻t4以降は、車両が走行を開始し、
吸気マニホルド部に走行風があたる状態の場合で
ある。エアクリーナ部に取付けた場合合、吸気加
熱部直上に取付けた場合のいずれも、走行風があ
たらない場合には、空燃比のずれを殆んど生じて
いないが、雑刻t4以降で吸気マニホルドに走行風
があたるようになると、エアクリーナ部に取付け
た場合は、空燃比がベース空燃比22に対して、
約4%ずれ、又、吸気加熱部直上に取付けた場合
でも、約2%ずれていることが明らかである。こ
れに対して本発明による場合には、空燃比が殆ん
どずれていない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る燃料噴射式内燃機関の
実施例の全体構成を示す、一部ブロツク線図を含
む断面図、第2図は、前記実施例における吸気管
圧力センサ及び吸気温センサの取付位置を示す略
示平面図、第3図は、前記実施例で用いられてい
るデジタル制御回路の構成を示すブロツク線図、
第4図は、同じく燃料噴射量計算ルーチンを示す
流れ図、第5図は、前記実施例及び比較例におけ
る走行風の有無と吸気温センサ出力及びリーン燃
焼時の空燃比の関係の一例を示す線図である。 10……エンジン、14……吸気管、16……
スロツトル弁、18……インジエクタ、20……
吸気マニホルド、21……吸気加熱部、22……
吸気管圧力センサ、23……吸気温センサ、36
……デイストリビユータ、40……クランク角セ
ンサ、50……デジタル制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 吸気管のスロツトル弁より上流側に配設され
    た単一のインジエクタと、吸気管の下流側に配設
    された吸気加熱部とを有し、エンジン回転数、吸
    気管圧力、吸気温等の機関運転条件に応じて前記
    インジエクタによる燃料噴射量を制御すると共
    に、混合気を加熱するようにされた燃料噴射式内
    燃機関において、吸気管圧力を検出するための吸
    気管圧力センサと、吸気温を検出するための吸気
    温センサを、共に、前記吸気加熱部より下流側に
    配設するようにしたことを特徴とする燃料噴射式
    内燃機関。 2 前記吸気管圧力センサ及び吸気温センサが、
    吸気マニホルドの分岐部に配設されている特許請
    求の範囲第1項に記載の燃料噴射式内燃機関。
JP57146004A 1982-08-23 1982-08-23 燃料噴射式内燃機関 Granted JPS5934431A (ja)

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JP57146004A JPS5934431A (ja) 1982-08-23 1982-08-23 燃料噴射式内燃機関

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