JPH041179B2 - - Google Patents

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電子制御燃料噴射装置に関
する。

＜従来の技術＞ 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つて検出される吸
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流量に
相当する基本燃料噴射量Tp（＝Ｋ×Ｑ／Ｎ；Ｋ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COEFと空燃比
フイードバツク補正係数αとバツテリ電圧による
補正分Tsとを演算した後、燃料噴射量Ti（＝Tp
×COEF×α＋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、機関の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）。

ところで、かかる電子制御燃料噴射装置による
と、機関の加速時には第５図に示すようにエアフ
ローメータによつて検出される吸入空気流量の応
答遅れや吸気マニホールド充填分の検出等によつ
て検出誤差が大きくなるため、この誤つた吸入空
気量の検出値に基づいて燃料噴射量の設定がなさ
れ、空燃比のオーバーリーン化及びオーバーリツ
チ化が生じて加速シヨツク、息つき、排気性状の
悪化等の原因となる惧れがあつた。

かかる問題点を解消するため、加速検出から所
定時間は、スロツトル弁開度と機関回転速度とに
基づいて燃料噴射量（具体的には基本燃料噴射量
Tpであり、第５図α−Ｎ制御として示してあ
る。）を設定するようにした電子制御燃料噴射装
置がある。

即ち、予めスロツトル弁開度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各運
転領域に対応する吸入空気流量Ｑ若しくは基本燃
料噴射量Tp（これらの吸入空気流量Ｑ若しくは基
本燃料噴射量Tpは、実験等によつて求められた
吸気マニホールド充填分等が含まれない実際の吸
入空気流量に基づく値である。）のデータを記憶
させておき、スロツトル弁開度αと機関回転速度
Ｎとの検出値に基づいて前記データの中から該当
する運転領域におけるデータを検索するように構
成する。

そして、アイドルスイツチ等によつて機関の加
速が検出されると、この加速検出から所定時間は
スロツトル弁開度αと機関回転速度Ｎとの検出値
に基づいて基本燃料噴射量Tp（α−Ｎマツプに吸
入空気流量Ｑを記憶させた場合には、検索したＱ
から基本燃料噴射量Tpを演算し、基本燃料噴射
量Tpを記憶させた場合には検索によつて基本燃
料噴射量Tpが設定される。）を設定し、この所定
時間以外の運転領域においてはエアフローメータ
によつて検出される吸入空気流量Ｑと機関回転速
度Ｎとの検出値に基づいて基本燃料噴射量Tp（＝
Ｋ×Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）を設定するようにする。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記のようにスロツトル弁開度
αと機関回転速度Ｎとの検出値に基づいて燃料噴
射量を設定するようにした場合には、スロツトル
弁をバイパスして供給される空気流量が燃料噴射
量の設定に無関係となるため、実際の吸入空気流
量よりも少ない量の空気に見合つた燃料噴射量設
定がなされて空燃比がオーバーリーン化する惧れ
があつた。

即ち、スロツトル弁をバイパスする補助空気通
路に介装したアイドル制御弁を開閉制御（機関温
度に対する依存性を有する。）することによりア
イドル回転速度を制御する場合や、冷機時に吸入
空気流量の増量（冷却水温度で代表される機関温
度に反比例して増量される。）を図るためにやは
りスロツトル弁をバイパスさせて空気を供給させ
る場合など、スロツトル弁開度に関連しない空気
（スロツトル弁をバイパスして設けられる各種バ
イパス通路を流れる空気）が供給されると、スロ
ツトル弁開度αと機関回転速度Ｎとの検出値によ
つて一義的に決定される吸入空気流量以外の空気
が供給されることになり、このスロツトル弁をバ
イパスして供給される空気流量に対応する燃料が
不足するものである。

また、加速時のみにスロツトル弁開度αと機関
回転速度Ｎとの検出値に基づいて燃料噴射量を設
定するようにした場合には、前記したように加速
時の燃料噴射量設定にスロツトル弁をバイパスす
る空気流量が関与しないのに対して、吸入空気流
量Ｑの検出値に基づいて燃料噴射量を設定する運
転領域においてはスロツトル弁をバイパスする空
気分をも含んで設定されるため、制定手段の切換
時に設定される燃料噴射量が段階的な急激変化を
示すことがある。このように、燃料噴射量が急激
に変化すると加速シヨツクとなつたり排気性状が
悪化するなどの不都合が発生する惧れがあつた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであ
り、加速時にのみスロツトル弁開度と機関回転速
度との検出値に基づいて燃料噴射量の設定が行わ
れる電子制御燃料噴射装置において、加速時の燃
料噴射量設定が実際に吸入空気流量に見合つた形
で行えるように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、
機関の加速状態を検出する機関加速状態検出手段
と、機関の吸入空気流量、機関の吸気通路に介装
されたスロツトル弁の開度、機関回転速度及び機
関温度をそれぞれ検出する手段即ち吸入空気流量
検出手段、スロツトル弁開度検出手段、機関回転
速度検出手段及び機関温度検出手段と、機関の加
速状態が検出されてから所定時間スロツトル弁開
度と機関回転速度との検出値に基づいて燃料噴射
量を設定する加速用燃料噴射量設定手段と、スロ
ツトル弁をバイパスして設けられる各種バイパス
通路を流れるバイパス空気の総流量を機関温度に
応じて算出するバイパス空気流量算出手段と、前
記加速用燃料噴射量設定手段によつて設定された
燃料噴射量を前記バイパス空気流量算出手段によ
つて算出されたバイパス空気流量に応じて補正す
る加速用燃料噴射量補正手段と、前記加速用燃料
噴射量設定手段による燃料噴射量設定運転領域以
外の運転領域において吸入空気流量と機関回転速
度との検出値に基づいて燃料噴射量を設定する主
燃料噴射量設定手段と、前記加速用燃料噴射量補
正手段によつて補正された燃料噴射量若しくは前
記主燃料噴射量設定手段によつて設定された燃料
噴射量に応じて燃料噴射弁を駆動制御する駆動制
御手段と、を備えて電子制御燃料噴射装置を構成
するようにした。

＜作用＞ かかる構成の電子制御燃料噴射装置によると、
機関の加速状態が検出されてから所定時間は、ス
ロツトル弁開度と機関回転速度との検出値に基づ
いて燃料噴射量が設定され、更にこのようにして
設定された燃料噴射量が、冷却水温度で代表され
る機関温度に応じて算出されるスロツトル弁をバ
イパスして供給されるバイパス空気流量に応じて
補正される。

即ち、スロツトル弁開度と機関回転速度との検
出値によつて設定される燃料噴射量には、スロツ
トル弁をバイパスして供給される空気流量を含ま
ないで設定されるため、機関温度に応じて算出さ
れる当該運転状態におけるバイパス空気流量に応
じて補正することにより、実際の吸入空気流量に
見合つた燃料噴射量設定を行わせるようにするも
のである。

＜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図に本発明に係る電子制御燃料噴射装置の
一実施例の構成を示してある。

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信
号Ｎ、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量流信号Ｑ、スロ
ツトル弁開度検出手段としてのスロツトル弁開度
センサ３の出力である機関の吸気通路に介装され
たスロツトル弁（図示省略）の開度信号α及び機
関温度検出手段としての水温センサ４の出力であ
る機関の冷却水温信号Twが、入出力装置、記憶
装置及び中央演算装置によつて構成されるマイク
ロコンピユータを内蔵したコントロールユニツト
５に入力され、コントロールユニツト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、本実施例において、コントロールユニツ
ト５は、スロツトル弁開度センサ３とによつて機
関加速状態検出手段を構成すると共に、駆動回路
６とによつて駆動制御手段を構成し、一方、加速
用燃料噴射量設定手段、バイパス空気流量算出手
段、主燃料噴射量設定手段及び加速用燃料噴射量
補正手段をソフトウエア的に備えている。

次に第３図のフローチヤートに基づいて作用を
説明する。

ステツプ（図中では「Ｓ」としてあり、以下同
様とする）１では、各センサによつて検出される
機関回転速度Ｎ、吸入空気流量Ｑ、スロツトル弁
開度α及び冷却水温度Twを入力する。

ステツプ２では、ステツプ１において入力した
スロツトル弁開度αと前回入力したスロツトル弁
開度αとから求められる開度変化率Δαによつて
機関が加速状態であるか否か判定する。即ち、
Δαが開側への所定以上の変化率を示していると
きに機関が加速状態であるとし、ステツプ３へ進
む。

ステツプ３では、予めスロツトル弁開度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
域に対応させて記憶させておいた吸入空気流量
Qsのマツプ（以下α−Ｎマツプとする）から、
当該運転領域の吸入空気流量Qsをステツプ１に
おいて入力したスロツトル弁開度α及び機関回転
速度Ｎに基づき検索する。

ここで、スロツトル弁開度αと機関回転速度Ｎ
とをパラメータとして記憶される吸入空気流量
Qsは、予め実験等によつて求められたものであ
り、吸気マニホールド充填分等を含まない実際値
に近似したものである。また、上記のように検索
によつて吸入空気流量Qsを求める場合には、吸
入空気流量変化のトリガーとなるスロツトル弁開
度α及び機関回転速度Ｎに基づいているため、検
出の応答遅れが殆どないといつて良い。

ステツプ４では、冷却水温度Twに応じて予め
設定・記憶させておいた補正吸入空気流量Qt（バ
イパス空気流量）を検索する。ここで、前記補正
吸入空気流量Qtは、第４図に示すように冷却水
温度Twに反比例するように設定されている。こ
れは、アイドル回転速度制御のための空気量や冷
機時の空気増量補正が冷却温度Twに略反比例す
るように制御されるため、これらのスロツトル弁
をバイパスして供給される空気流量に略一致する
ように冷却水温度Twに対応させて設定してある
ものである。無論、検出された冷却水温度Twか
ら前記補正空気流量Qtを算出するようにしても
良い。

ステツプ５では、ステツプ３において検索した
吸入空気流量Qsとステツプ４で検索した補正吸
入空気流量Qtによつて基本燃料噴射量Tp｛＝Ｋ
×（Qs＋Qt）／Ｎ；Ｋは定数）を演算する。

一方、ステツプ２で機関が加速状態でないと判
定されたときには、ステツプ６において最初の加
速検出からの経過検出からの経過時間が所定時間
（例えば１秒）内であるか否かを判定する。ここ
で、前記所定時間は、アイドル状態からスロツト
ル弁が開かれた場合に、吸気マニホールドへの空
気充填が終了するまでの時間と略一致させてあ
る。

従つて、経過時間がこの所定時間内であるとき
には、エアフローメーター２によつて検出される
吸入空気流量Ｑは誤差が大きいと推測される。こ
のため、ステツプ６で経過時間が所定時間内であ
ると判定されたときにはステツプ３〜５へ進み、
ステツプ２で機関が加速状態であると判定された
ときと同様に検索された吸入空気量Qs及び補正
吸入空気流量Qtに基づいて基本燃料噴射量Tpを
演算する。

また、ステツプ６において所定時間以上に経過
したと判定されたときには、ステツプ７に進んで
ステツプ１で入力したエアフローメータ２の検出
値である吸入空気流量Ｑに基づいて基本燃料噴射
量Tp（＝Ｋ×Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）を演算する。か
かる運転領域では、第５図に示すような吸気マニ
ホールド充填分の検出がない運転領域であるた
め、エアフローメータ２によつて検出される吸入
空気流量Ｑは略正確である。

ステツプ８では、ステツプ５若しくはステツプ
７において設定された基本燃料噴射量Tpを補正
演算して最終的な燃料噴射量Tiを求める。即ち、
水温センサ４によつて検出される冷却水温度Tw
や機関加速状態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、これらの補正係数の中央演算
装置で演算して得られる各種補正係数COEF等に
よつて前記基本燃料噴射量Tpを補正した燃料噴
射量Tiを設定する。

ステツプ８において燃料噴射量Tiが設定され
ると、ステツプ９において前記燃料噴射量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に出力して燃料噴射を行わせる。

このようにして、エアフローメータ２による検
出誤差の大きい加速時（加速が検出されている状
態若しくは加速検出から所定時間内）には、比較
的検出誤差の少ないスロツトル弁開度αと機関回
転速度Ｎに基づいて検索される吸入空気流量Qs
と、冷却水温度Tw（機関温度）に依存する補正
吸入空気量Qt（バイパス空気流量）と、によつて
基本燃料噴射量Tpが設定されるため、スロツト
ル弁をバイパスして供給される空気流量を含んだ
実際の吸入空気流量に即した燃料噴射量設定が行
われ、空燃比のオーバーリーン化（スロツトル弁
をバイパスする空気が含まれない吸入空気流量に
基づいて燃料噴射量が設定されると、実際の吸入
空気流量よりも少ない量の空気に見合つた設定が
なされて空燃比がオーバーリーン化する。）を未
然に防止することができる。

また、このようにスロツトル弁開度αと機関回
転速度Ｎとの検出値に基づいて基本燃料噴射量
Tpの設定が行われる運転領域において実際の吸
入空気流量に見合つた設定がなされるため、検出
された吸入空気流量Ｑに基づいて基本燃料噴射量
Tpがなされる運転領域（エアフローメータ２の
検出誤差が少ない運転領域）との過渡状態（基本
燃料噴射量Tp設定手段の切換時）において、設
定される基本燃料噴射量Tp換言すれば燃料噴射
量Tiが急激な変化を示すことがなく、かかる過
渡時における失火の発生を回避して加速シヨツク
を回避できるものである。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によると、スロツ
トル弁開度と機関回転速度との検出値に基づいて
設定される燃料噴射量を、機関温度に応じて算出
されるスロツトル弁をバイパスして供給される空
気流量に応じて補正するようにしたことにより、
より実際量に近い吸入空気流量に基づいて燃料噴
射量の設定がなされ、かかる設定手段による運転
領域における（加速検出から所定時間）における
空燃比のオーバーリーン化を防止することができ
る。

更に、上記のようにスロツトル弁開度と機関回
転速度との検出値に基づいて燃料噴射量の設定が
行われる運転領域において実際の吸入空気流量に
見合つた設定がなされるため、吸入空気流量と機
関回転速度との検出値に基づいて燃料噴射量の設
定を行う場合との切換時に、設定燃料噴射量に大
きな偏差が発生することが回避され、加速シヨツ
ク等を防止できるのいう効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明に係
る電子制御燃料噴射装置の一実施例を示すシステ
ム図、第３図は同上実施例における燃料噴射量設
定制御を示すフローチヤート、第４図は同上実施
例における補正吸入空気流量Qtと冷却水温度Tw
との関係を示すグラフ、第５図は従来制御におけ
る問題点を説明するためのタイムチヤートであ
る。 １……回転速度センサ、２……エアフローメー
タ、３……スロツトル弁開度センサ、４……水温
センサ、５……コントロールユニツト、６……駆
動回路、７……燃料噴射弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関の加速状態を検出する機関加速状態検出
   手段と、機関の吸入空気流量、機関の吸気通路に
   介装されたスロツトル弁の開度、機関回転速度及
   び機関温度をそれぞれ検出すると手段と、機関の
   加速状態が検出されてから所定時間スロツトル弁
   開度と機関回転速度との検出値に基づいて燃料噴
   射量を設定する加速用燃料噴射量設定手段と、ス
   ロツトル弁をバイパスして設けられる各種バイパ
   ス通路を流れるバイパス空気の総流量を機関温度
   に応じて算出するバイパス空気流量算出手段と、
   前記加速用燃料噴射量設定手段によつて設定され
   た燃料噴射量を前記バイパス空気流量算出手段に
   より算出されたバイパス空気流量に応じて補正す
   る加速用燃料噴射量補正手段と、前記加速用燃料
   噴射量設定手段による燃料噴射量設定運転領域以
   外の運転領域において吸入空気流量と機関回転速
   度との検出値に基づいて燃料噴射量を設定する主
   燃料噴射量設定手段と、前記加速用燃料噴射量補
   正手段によつて補正された燃料噴射量若しくは前
   記主燃料噴射量設定手段によつて設定された燃料
   噴射量に応じて燃料噴射弁を駆動制御する駆動制
   御手段と、を備えてなる内燃機関の電子制御燃料
   噴射装置。