JPH034738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エンジン負荷が所定値より小さいと
きは、いわゆるＬ−ジエトロニツク（Jetronic）
方式により、エンジン負荷が所定値より大きいと
きは、いわゆるＤ−ジエトロニツク（Jetronic）
方式により燃料噴射量を制御する電子燃料噴射式
エンジンの制御装置の改良に関する。

先行技術 電子燃料噴射式エンジンの制御装置としては、
現在、一般に、いわゆるＬ−ジエトロニツク方式
（以下、Ｌ−Ｊ方式と言う。）及びＤ−ジエトロニ
ツク方式（以下、Ｄ−Ｊ方式と言う。）の二種類
の方式が知られている。

Ｌ−Ｊ方式は、スロツトル弁上流の吸気管内に
設けたエアフローセンサの検出出力信号及びエン
ジン回転数検出器の検出出力信号に基づいて、エ
ンジン運転状態に応じた最適空燃比を与える燃料
噴射量を求め、この燃料噴射量で燃料が噴射され
るように、燃料噴射弁の開弁時間を制御する方式
である。この方式は検出精度は良いが検出精度の
良い領域が限られるという問題がある。例えば、
この方式で一般に用いられているエアフローメー
タは、吸気管内に回転可能に取りつけられた動圧
計測用プレートとこのプレートを空気流に対抗す
るように付勢するスプリングとを備え、吸入空気
流動圧に応じたプレートの変位角により吸入空気
量を検出するものであるが、例えば、エンジンの
吸入空気量は、一般に大きく変動するものである
ため、このように１枚の動圧計測用プレートの変
位角により吸入空気量を高精度で検出することは
困難であるという問題があつた。

他方、Ｄ−Ｊ方式は、吸気管内圧力及びエンジ
ン回転数を検出し、これらの検出信号に基づいて
エンジン１回転あたりの吸入空気量を求め、エン
ジン運転状態に応じた最適空燃比を与える燃料噴
射量を算出して、この燃料噴射量で燃料が噴射さ
れるように、燃料噴射弁の開弁時間を制御する方
式である。この方式は、エンジン回転数が一定の
場合には、吸入空気量は吸気管内圧力にほぼ比例
することに着目し、予め燃料制御回路のメモリに
吸気管内圧力に応じた吸入空気量に対する基本燃
料噴射量を記憶させておき、更にこの基本燃料噴
射量に、エンジン回転数に基づく補正を行つて燃
料噴射量を決定するものである。しかし、エンジ
ン回転数に基づいて補正を行う場合、低回転低負
荷領域における補正係数が大きくバラつくため、
所望の燃料噴射量を高精度に算出することができ
ないという問題があつた。すなわち、吸気管内圧
力及びエンジン回転数が定まつても、エンジンの
運転状態や外気条件等により、算出される吸入空
気量は所望値より偏倚し、特に低回転領域におい
て偏倚量が大きいという傾向があり、Ｄ−Ｊ方式
は、低回転低負荷領域において空燃比制御精度が
悪いという問題があつた。

このようなＬ−Ｊ方式及びＤ−Ｊ方式の短所を
互いに補うと共にその長所を活かすように、所定
の吸入空気量以下ではＬ−Ｊ方式により、所定の
吸入空気量以上ではＤ−Ｊ方式によつて、燃料噴
射量を制御する電子燃料噴射式エンジンの制御装
置が、特公昭59−7017号公報により提案されてい
る。この方式によれば、広汎な吸入空気量変動範
囲に対して最適空燃比を与える燃料噴射量を精度
良く算出し制御しうるという利点がある。

ところで、電子燃料噴射式エンジンにおいて、
エンジンに実際に供給される混合気の空燃比を空
燃比センサを用いて検出し、空燃比が所望の値に
なるように燃料噴射量を制御するいわゆる空燃比
フイードバツク制御手段を備えたエンジンが知ら
れている。

このような空燃比フイードバツク制御手段を備
えたエンジンでは、実際空燃比と目標空燃比との
差に応じて空燃比のフイードバツク制御補正値を
算出し、この補正値に基づいて燃料噴射量を最終
的に決定するようになつている。

解決しようとする問題点 しかしながら、特公昭59−7017号公報に開示さ
れるような運転状態に応じてＬ−Ｊ方式とＤ−Ｊ
方式との切り換えを行う電子燃料噴射式エンジン
の制御装置において、上記のような空燃比フイー
ドバツク制御を行う場合には、空燃比の算出の基
礎となる吸入空気量の検出方法が、Ｌ−Ｊ方式と
Ｄ−Ｊ方式との間で異なるため、両者の切り換え
によつて供給量の段階的な変化が生じ実際空燃比
の値が変わり、この結果フイードバツク制御の応
答性が悪化する恐れがある。

問題を解決するための手段 本発明は、上記事情に鑑みて構成されたもので
運転状態に応じて適宜Ｌ−Ｊ方式及びＤ−Ｊ方式
の切り換えを行つて適正な燃料噴射量を与えるこ
とができるとともに、上記切り換えに基づく悪影
響を抑えて応答性の良い空燃比フイードバツク制
御を行うことができる電子燃料噴射式エンジンを
提供することを目的としている。

本発明の電子燃料噴射式エンジンは、吸気系に
設けられ吸入空気量を検出するエアフローメータ
と、スロツトル弁下流の吸気負圧またはスロツト
ル弁の開度に対応する信号を出力する負荷検出手
段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数
検出手段と、前記エアーフローメータの出力に基
づき燃料噴射弁を制御する第１燃料制御手段すな
わち、Ｌ−Ｊ方式による燃料制御手段と、前記負
荷検出手段とエンジン回転数検出手段との出力に
基づき燃料噴射弁を制御する第２燃料制御手段す
なわち、Ｄ−Ｊ方式による燃料制御手段と、吸入
空気量が所定値を越える運転領域では前記第１燃
料制御手段に基づく燃料噴射量制御から第２燃料
制御手段に基づく燃料噴射量制御に切り換える切
換手段とを備えている。

さらに、本発明の電子燃料噴射式エンジンは、
混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、前記
第１燃料制御手段に基づく噴射量制御が行われて
いる場合にのみ空燃比センサの出力に基づき目標
空燃比となるように燃料噴射量を補正制御する空
燃比制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、吸入空気量が比較的少ない低
中負荷運転領域では、第１燃料制御手段すなわち
Ｌ−Ｊ方式による燃料制御手段により、燃料噴射
量が制御され、吸入空気量が所定値を越えて運転
状態が高負荷側に移行した場合には、第２燃料制
御手段により、燃料噴射量が制御されるようにな
つている。

そして、本発明では、このＬ−Ｄ切り換え制御
とともに空燃比のフイードバツク制御も行うよう
になつており、この場合、第１燃料制御手段によ
る燃料噴射量制御が行われている場合、即ちＬ−
Ｊ方式による燃料噴射量制御が行われている運転
状態でのみ、空燃比フイードバツク制御を行うよ
うになつている。

発明の効果 本発明によれば、運転状態が変化して吸入空気
量が所定量を越えた場合には、燃料噴射量制御手
段をＬ−Ｊ方式からＤ−Ｊ方式に切り換えるよう
にしている。これによつて、全運転領域にわたつ
て、精度のよい燃料噴射量制御を行うことができ
る。この場合、Ｌ−Ｊ方式とＤ−Ｊ方式との切り
換え直後においては、吸入空気量の検出方法が異
なるため吸入空気量の値がずれる可能性がある。

このような事情に鑑み、本発明では、上記Ｌ−
Ｊ方式からＤ−Ｊ方式に切り替わつた場合には、
空燃比フイードバツク制御を停止するようにして
いる。この結果、空燃比算出の基礎となる吸入空
気量の検出値の上記切り換えの影響を受けること
がなく、安定した応答性のよい空燃比フイードバ
ツク制御を行うことができる。

なお、本発明では、Ｄ−Ｊ方式による燃料噴射
量制御を行う場合には、空燃比フイードバツク制
御を行わないようにしているが、本来この制御は
比較的運転状態の安定した常用運転領域において
実質的な意味を有するものであり、高負荷領域で
しかも非定常的に使用される頻度の多いＤ−Ｊ方
式による燃料噴射量制御のもとでは空燃比のフイ
ードバツク制御に対する要請は低いので、この制
御を行わないこととしても実質的な問題は生じな
い。

実施例 以下、添付図面に基づき、本発明の実施例につ
いて詳細に説明を加える。

第１図は、本発明の一実施例に係るエンジンの
全体概略図である。エンジン１は、シリンダボア
２内を往復運動するピストン３を備えており、シ
リンダボア２のピストン３の上方空間は燃焼室４
を構成している。燃焼室４には、点火プラグ４ａ
が臨ませられるとともに、吸気ポート５及び排気
ポート６がそれぞれ開口しており、これらの吸気
ポート５及び排気ポート６には、それぞれ吸気弁
７及び排気弁８が組み合わされている。また、吸
気ポート５及び排気ポート６には、吸気通路９及
び排気通路１０がそれぞれ連通している。吸気通
路９の上流端には、エアクリーナー１１が設置さ
れ、エアクリーナー１１の下流の吸気通路９内に
は、エアフローメータ１２が、エアフローメータ
１２の下流には、スロツトル弁１３が、更にスロ
ツトル弁１３の下流には、燃料噴射弁１４がそれ
ぞれ設けられている。

排気通路１０には、排気ガス中の酸素濃度を検
出して空燃比を制御するための空燃比センサ１５
が取り付けられている。

本実施例のエンジンの燃料供給系において、燃
料は燃料タンク１６より燃料ポンプ１７に導入さ
れ、燃料フイルター１８を経て、燃圧レギユレー
タ１９により所定の圧力に調圧され、燃料噴射弁
１４に送られる。本実施例においては、燃料噴射
量を最適空燃比が得られるように制御するため、
好ましくはマイクロコンピユータを含んで構成さ
れる燃料噴射量制御装置２０が設けられる。燃料
噴射量制御装置２０には、スロツトル弁１３の開
度を示す信号、スロツトル弁１３の下流の吸気管
内に設けられた吸気管内圧力センサ２１からの吸
気管内圧力検出信号、エンジン回転数を検出する
ための回転センサ２２からの信号、空燃比センサ
１５からの酸素濃度信号及び冷却水温を表す信号
がそれぞれ入力され燃料噴射量制御装置２０は、
これらの入力信号に基づいて所定の演算を行つて
燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁１４の開弁時間
を制御する。

第２図は、本発明に係る燃料噴射量制御装置２
０の一実施例の構成を示すブロツク図である。

第２図において、燃料噴射量制御装置２０は、
エアフローメータ１２、回転センサ２２及び吸気
管内圧力センサ２１の検出信号に基づいて、Ｌ−
Ｊ方式により基本燃料噴射量τ_lを演算するＬ−Ｊ
方式基本燃料噴射量演算手段２３とＤ−Ｊ方式に
より基本燃料噴射量τ_dを演算するＤ−Ｊ方式基本
燃料噴射量演算手段２４とをそれぞれ備えてい
る。

さらに本例の燃料噴射量制御装置２０は、吸気
管内圧力検出センサ２１から出力された吸気管内
圧力値と実験的に予め定めた所定のＬ−Ｊ方式／
Ｄ−Ｊ方式切り換え圧力値との大小を比較判定す
る吸気管内圧力判定手段２５と、この判定信号に
基づき、Ｌ−Ｊ方式、Ｄ−Ｊ方式に従つて演算し
た基本燃料噴射量値のいずれか一方を選択するＬ
−Ｊ方式／Ｄ−Ｊ方式切換手段２６とを備えてい
る。

そして、本例の燃料噴射量制御装置２０は、吸
気管内圧力検出センサ２１、回転センサ２２、空
燃比センサ１５、Ｌ−Ｊ方式基本燃料噴射量演算
手段２３及び吸気管内圧力判定手段２５からの出
力を受け、運転状態がＬ−Ｊ方式制御領域にある
場合には、運転状態に応じた目標空燃比を設定す
るとともに空燃比センサ１５の出力から実際空燃
比を算出して空燃比が目標空燃比になるように空
燃比のフイードバツク制御を行うためのフイード
バツク制御手段２７を備えている。

また、燃料噴射量制御装置２０は、Ｌ−Ｊ方
式／Ｄ−Ｊ方式切換手段より出力された基本燃料
噴射量値に対して各種の補正を加える燃料噴射量
補正手段２８及びこの補正手段２８からの信号を
受け、燃料噴射弁１４の開弁時間を制御する燃料
噴射制御手段２９を備えている。

この場合上記フイードバツク制御手段２７から
の信号は燃料噴射量補正手段２８に入力され、こ
の信号値に基づく燃料噴射量の補正がおこなわれ
るようになつている。

以下、本例の燃料噴射量制御の１例について説
明する。

第３図は、第２図に示された燃料噴射量制御装
置２０における制御方法を示すフローチヤートで
ある。第３図において、まず、エアフローメータ
１２により検出された吸入空気流量データQa、
クランク角センサ２２により検出されたエンジン
回転数データNe及び吸気管内圧力センサ２１に
より検出された吸気管内圧力データPmが、それ
ぞれ入力される。次いで、これら入力されたデー
タに基づき、Ｌ−Ｊ方式演算手段によりＬ−Ｊ方
式に基づいて基本燃料噴射量τ_lがτ_l＝Ｋ×Qa／
Ne×C_AIR（Ｋ：係数、C_AIR：吸気温度補正係数）
として噴射時間の形で算出され、またＤ−Ｊ方式
演算手段によりＤ−Ｊ方式に基づいて基本燃料噴
射量τ_dがマツプから読み出された値に吸気温度補
正係数C_AIRによる補正を加えて噴射時間の形で算
出される。

つぎに、吸気管内圧力センサ２１などの吸気管
内圧力検出手段の検出した吸気管内圧力データ
Pmが、吸気管内圧力判定手段２５により所定の
吸気管内圧力P₀と比較され、判定結果がＬ−Ｊ
方式／Ｄ−Ｊ方式切換手段２６に出力される。Ｌ
−Ｊ方式／Ｄ−Ｊ方式切換手段２６は、吸気管内
圧力判定手段２５からの入力信号が、Pm＜P₀で
あるときは、Ｌ−Ｊ方式演算手段の出力値τ_lを基
本燃料噴射値として選択し、Pm≧P₀であるとき
は、Ｄ−Ｊ方式演算手段の出力値τ_dを基本燃料噴
射量値として選択する。

Pm＜P₀のときは、フイードバツク制御手段２
７は、Ｌ−Ｊ方式基本燃料噴射量τ_lの値を読み込
むとともに、空燃比フイードバツク制御領域かど
うかを判定する。この場合、空燃比フイードバツ
ク制御領域は第４図に示すようにＬ−Ｊ方式制御
領域内にエンジン回転数及びエンジン負荷との関
係で設定されている。さらに、フイードバツク制
御領域である場合には、フイードバツク制御手段
２７は、その他のフイードバツク制御条件を充足
しているかどうかを判定し、条件を充足している
場合には、空燃比フイードバツク制御を実行す
る。すなわち、目標空燃比と実際空燃比との差に
基づき空燃比が目標空燃比なるように燃料噴射量
のフイードバツク補正制御値C_FBを演算する。

つぎに、燃料噴射量制御装置２０は、暖気補正
係数Cw、バツテリー電圧補正係数C_BATを算出す
る。

最後に燃料噴射量制御装置２０は、上記手順で
求めた各種の補正係数すなわち、弁１７フイード
バツク補正制御値C_FB、暖気補正係数Cw、バツテ
リー電圧補正係数C_BAT等の値を考慮して最終燃料
噴射量を与える噴射時間Ｔを演算する。

なお、本例では、運転領域がＤ−Ｊ方式制御領
域内ある場合には、フイードバツク制御を行わな
いこととしているので、この場合には、フイード
バツク補正制御値C_FBは考慮されない。

燃料噴射量制御装置２０は、所定の燃料噴射時
期に対応して燃料噴射時間Ｔだけ開弁するように
燃料噴射弁１４に命令信号を出力する。

以上の本例の制御によれば、運転状態に応じて
Ｌ−Ｊ方式とＤ−Ｊ方式による燃料噴射量制御の
切り換えを適宜行うようにしているので、全運転
領域にわたつて精度の良い燃料噴射量制御を行う
ことができる。また、本例の電子燃料噴射式エン
ジンは空燃比フイードバツク制御も行うようにし
ているが、このフイードバツク制御は、使用頻度
の高いＬ−Ｊ制御領域内でのみ行うようになつて
いるので、上記Ｌ−Ｊ方式とＤ−Ｊ方式との切り
換えに基づく悪影響を受けずに安定した応答性の
良い空燃比フイードバツク制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係る電子燃料噴
射式エンジンの全体構成図、第２図は、燃料噴射
量制御装置のブロツク図、第３図は、本発明の１
実施例に係る燃料噴射量制御のフローチヤート、
第４図は、エンジン負荷とエンジン回転数との関
係において、フイードバツク制御領域、Ｌ−Ｊ制
御領域及びＤ−Ｊ制御領域を示すグラフである。 １……エンジン、２……シリンダボア、３……
ピストン、４……燃焼室、５……吸気ポート、６
……排気ポート、７……吸気弁、８……排気弁、
９……吸気通路、１０……排気通路、１１……エ
アクリーナ、１２……エアーフローメータ、１３
……スロツトル弁、１４……燃料噴射弁、１５…
…空燃比センサ、１６……燃料タンク、１７……
燃料ポンプ、１８……フイルタ、１９……燃料圧
力レギユレータ、２０……燃料噴射量制御装置、
２１……吸気管内圧力センサ、２２……回転セン
サ、２３……Ｌ−Ｊ方式基本燃料噴射量演算手
段、２４……Ｄ−Ｊ方式基本燃料噴射量演算手
段、２５……吸気管内圧力判別手段、２６……切
換制御手段、２７……空燃比フイードバツク制御
手段、２８……補正手段、２９……噴射量制御手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気系に設けられ吸入空気量を検出するエア
   フローメータと、スロツトル弁下流の吸気負圧ま
   たはスロツトル弁の開度に対応する信号を出力す
   る負荷検出手段と、エンジン回転数を検出するエ
   ンジン回転数検出手段と、前記エアーフローメー
   タの出力に基づき燃料噴射弁を制御する第１燃料
   制御手段と、前記負荷検出手段とエンジン回転数
   検出手段との出力に基づき燃料噴射弁を制御する
   第２燃料制御手段と、吸入空気量若しくは負荷が
   所定値を越える運転領域では前記第２燃料制御手
   段に基づく燃料噴射量制御を行い前記所定値以下
   の運転領域では第１燃料制御手段に基づく燃料噴
   射量制御により制御するように切り換える切換手
   段と、混合気の空燃比を検出する空燃比センサ
   と、前記第１燃料制御手段に基づく噴射量制御が
   行われている場合にのみ空燃比センサの出力に基
   づき目標空燃比となるように燃料噴射量を補正制
   御する空燃比制御手段とを備えたことを特徴とす
   る電子燃料噴射式エンジンの燃料制御装置。