JPH04183949A - エンジンの燃料制御装置 - 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、エンジンの燃料制御装置に関し、特に燃料噴
射弁を吸気通路の上流側と下流側に備えたエンジンに関
する。

（従来技術） エンジンの吸気装置において、燃料噴射弁を燃焼室から
比較的遠い吸気通路の上流側と、燃焼室近傍の下流側に
設けたものは公知である。また、燃料噴射弁からの燃料
供給量を空燃比のフィードバック制御に基ついて決定す
るようにした燃料制御装置も知られている。空燃比フィ
ードバック制御の例は、たとえは、特公昭６２〜１２３
８２号公報に開示されている。

（解決しようとする問題点） 上記のような上流側と下流側燃料噴射弁の２つの燃料噴
射弁をそなえたエンジンにおいて、空燃比フィードバッ
ク制御を行う場合には、以下のような問題か生じる。

すなわち、上流側燃料噴射弁から噴射された燃料と下流
側燃料噴射弁から噴射された燃料とは燃焼室に到達する
時間が異なり、］二二側側燃料噴射による燃料供給では
、霧化率が向上して燃焼性の面では好ましいか、燃焼室
に到達する時間か比較的長くなるので、制御の応答性の
面では不利となる。一方、下流側燃料噴射弁からの燃料
は、燃焼室までの距離か近いので応答性はよくなるか霧
化か十分されないまま燃焼室に導入されるおそれかあり
、燃焼性の面で不利となる。すなわち、上流側および下
流側燃料噴射弁からの燃料供給は」１記のように異なる
特質を有する。しかし、従来の燃料供給制御では、この
ような２つの燃料噴射弁からの燃料供給の特質の違いか
考慮されておらす、したがって、必ずしも適正な燃料供
給制御を行うことかできないという問題かあった。

したかって、本発明の目的は、」１記２つの燃料噴射弁
の特質を考慮して適正な燃料供給を行うことができるエ
ンジンの燃料供給装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の装置は、上記目的を達成するため、以下の構成
を備える。すなわち、本発明に係るエンジンの燃料制御
装置は、吸気通路の比較的上流側に設けられる上流側燃
料噴射弁と、吸気通路の前記上流側燃料噴射弁の下流側
に設けられる下流側燃料噴射弁と、吸気の空燃比を検出
する空燃比センサと、該空燃比センサからの出力に基つ
いて空燃比か目標空燃比になるように前記上流側および
下流側燃料噴射弁から供給される燃料噴射量をフィード
バック制御する制御手段とを備え、前記制御手段は上流
側燃料噴射弁の燃料噴射制御のフィードバック係数を算
出するにあたり比例要素を大きく考慮することを特徴と
する。

本発明の好ましい態様では、前記制御手段は下流側燃料
噴射弁の燃料噴射制御のフィードバック係数を算出する
にあたり積分要素を大きく考慮する。

さらに本発明の他の実施態様では、前記制御手段は、吸
入空気量か増大するのに応じて、上流側燃料噴射弁から
の燃料供給比率を増大させることを特徴とする。

（作　用） 本発明によれば、所定の条件下て空燃比のフィードバッ
ク制御を行うようになっており、この制御が行われる場
合には、制御手段は、空燃比か目標空燃比になるように
フィードバック係数を決定するとともに、その他の各種
の補正係数を用いて各燃料噴射弁からの燃料供給量を設
定する。フィードバック係数を定めるに当たっては、空
燃比センサの出力にもとづき、少なくとも実際の空燃比
と目標空燃比との偏差の比例要素および積分要素などを
考慮する。この場合、本発明ては、上流側および下流側
燃料噴射弁のフィードバック係数の設定に当たり、それ
ぞれの燃料供給の特質を考慮して、上流側燃料噴射弁に
対しては比例要素を大きく考慮し、下流側燃料噴射弁に
対しては、積分要素を大きく考慮する。

このようにすることによって、比例要素に重点を置く上
流側燃料噴射弁の制御では、応答性が改善され、積分要
素に重点を置く下流側燃料噴射弁に制御では、収束性か
改善されて、両者の制御の特質上の差を補償することか
できる。

上流側および下流側燃料噴射弁からの燃料供給はこのよ
うにして決定されたそれぞれのフィードバック係数を反
映して行われる。

さらに、本発明では、吸入空気量か増大するのに応して
、フィードバック係数の変化に対応する燃料噴射量の制
御を上流側燃料噴射弁を中心を行う。この理由は、吸入
空気量が増大すると燃焼室への吸気流速が増大し、上流
側燃料噴射弁の制御の応答遅れか問題とならす、むしろ
、このようにすることにより、良好な霧化率か得られる
点てこのましいと考えられるからである。

（実施例の説明） 以下、本発明の実施例につき、図面を参照しつつ説明す
る。

第１図を参照すると、本発明を適用することかできるエ
ンジンの概略図か示されている。

本例のエンジンｌは、シリンダボア１ａ内を摺動するピ
ストン２の上方には、燃焼室３か画成される。燃焼室３
には、吸気ポー１−４および排気ポート５か連通してお
り、このポー１−４および５には、吸気弁６および排気
弁７かそれぞれ組合わされる。また、吸気ボート４には
、吸気通路８か連通しており、排気ポート５には、排気
通路９か連通ずる。

吸気通路８には、スロットルバルブ１０か取り付けられ
、スロットルバルブ１０の上流には上流側燃料噴射弁１
１か、また下流側には、下流側燃料噴射弁１２が設けら
れる。

さらに、吸気系には、スロットルバルブ１０の　−開度
を検出するスロットル開度センザ１３、吸気温度を検出
する吸気温センサ１４、大気圧を検出する大気圧センサ
１５などか設けられる。

また、排気通路９には、排気ガス中の酸素濃度を検出す
る０２センサ１６か設けられる。

さらに、エンジン１のシリンダブロックには、エンジン
１の冷却水温度を検出する水温センサ１７か設けられ、
シリンダヘッドには、クランクシャフトの回転角度を検
出するクランク角センサ１８が設けられる。

本例のエンジン１は、上流側および下流側燃料噴射弁１
１および１２からの燃料噴射を制御するために、このま
しくは、マイクロコンピュータを含んで構成される電子
コン）・ロールユニット１９を備えている。

コン１〜ロールユニツト１９は、吸気温センサ１４、ス
ロットル開度センサー３、大気圧センサ１５．０．セン
サー６、水温センサー７、クランク角センサ１８などか
らの信号を入力して、所定の演算を行い、上流側および
下流側燃料噴射弁１１および１２に対して燃料噴射信号
を出力する。

以下、第２図および第３図を参照して、本例に燃料制御
について説明する。

第２図を参照すると、本例の燃料制御のフローチャー１
〜か示されている。

コン１〜ロールユニツト１９は、ます、各種センサから
の信号を入力する（ステップ１）。

つきに、クランク角センサ１８からの信号に基づいて得
られるエンジン回転数と、スロットル開度センザ１３か
らの信号によって得られるスロットル開度とに基づき、
予め用意されたマツプから基本燃料噴射量ＴＰを決定す
る（ステップ２）。

次に、コントロールユニット１９は、基本燃料噴射量Ｔ
Ｐを運転条件に応じて補正するための各種の補正係数を
算出する（ステップ３）。すなわち吸気温センサ１４か
らの信号に基つき吸気温補正係数Ｃａを、大気圧センサ
１５からの信号に基つき大気圧補正係数Ｃｐを、水温セ
ンサ１７からの信号に基づき、水温補正係数Ｃｗをそれ
ぞれ求めこれらをまとめて補正係数Ｃｘ＝　Ｃａ−Ｃｐ
　−Ｃｗを求める。

つきに、コントロールユニット−１９は、０２センサ１
６の出力に基つき、現在の空燃比の算出するとともに（
ステップ４）、運転状態に応じて目標空燃比を設定する
（ステップ５）。

次に、コントロールユニッ）・１９は、全燃料噴射量に
対する上流側燃料噴射弁１１からの燃料噴射量の比率ｋ
を算出する（ステップ６）。この場合１　＞　ｋ　＞　
０．５である。すなわち、上流側燃料噴側弁１１からの
噴射量は下流側燃料噴射弁１２からの燃料噴射量よりも
大きく設定されている。

つぎに、上流側燃料噴射弁１１に対するフィードバック
制御量としての比例要素Ｐと積分要素■の側燃料噴射弁
１１への分配比率ｍを算出する（ステップ７）。分配比
率ｍは、スロットル開度に応じて変化するようになって
おり、スロットルバルブ１０か全開のとき、ｍ＝１であ
り、スロットル開度が小さくなるのにともなって減少す
る。

したがって、エンジン１の吸入空気量が増大するのにと
もなって、上流側燃料噴射弁１１の制御量への影響か大
きくなる。比例要素Ｐおよび積分要素■は空燃比がリー
ン側または、リッチ側に目標空燃比の値を越えて変化し
た場合に、フィードバック係数を変更するように設定さ
れる。本例の制御においては、この空燃比の目標空燃比
を越える変化か生じた場合に与えられる比例要素Ｐの値
および積分要素■の算出式は一定にしである。

また、フィードバック係数の初期値は、ＣＦＢｏ−１で
与えられる。

つきに、コントロールユニット１９は、上流側燃料噴射
弁１１に対する比例要素Ｐの分配比率ｐを設定する（ス
テップ８）。この場合１〉ｌ〉０．５の範囲で設定され
る。この結果、比例要素Ｐは上流側燃料噴射弁１１にお
いて下流側燃料噴射弁１２に対するよりも大きく考慮さ
れる。

以上の手順で各種の変数を設定した後、コントロールユ
ニット 噴射量を設定するタイミンクかどうかを判断しくステッ
プ９）、この判断かＹｅｓである場合には上記分配比率
ｍ，βを考慮して、上流側燃料噴射弁１１のフィードバ
ック係数ＣＦＢ　、を算出する前提となる比例要素Ｐお
よび積分要素■の上流側燃料噴射弁１１に対応する成分
量Ｐ１および１１を算出する（ステップ１０）。

成分量Ｐ１は、 Ｐ＋＝Ｐ−ｍ−β 成分量１１は、 ［、＝　Ｉ・ｍ つぎに、コントロールユニッ）・１９はフィードバック
条件を充足しているかどうかを判断しくステップ１１）
、条件を充たしていない場合には、フィードバック係数
ＣＦＢ　、に初期値ＣＰＢｏ＝　１を与える（ステップ
１２）。

一方、ステップ１１において、フィードバック条件を充
足している場合には、コントロールユニッ１〜１９は、
さらに、空燃比が目標空燃比を越えてリーン側とリッチ
側との間で変化したかどうかすなわち、空燃比か目標空
燃比を境に反転したかどうかを判断する（ステップ１３
）。この判断結果がＹｅｓてあれは、コントロールユニ
ットは、さらに、その反転が、リーンからリッチ側に反
転したのか、リッチからリーン側に反転したのかを判断
する（ステップ１４）。リーン側からリッチ側に反転し
た場合には、コントロールユニットフィードバック係数
ＣＦＢ　、の値から比例要素Ｐの成分量Ｐ１を引いてそ
の値ＣＦＢ，を更新する（ステップ１５）。

すなわち、ＣＦＢ，　＝　ＣＦＢ，　−　Ｐ．て与えら
れ、空燃比がリーン側からリッチ側に反転したときは、
フィードバック係数ＣＰＢ　、は小さくなって、上流側
燃料噴射弁１１からの燃料噴射量を減少するように変化
する。

ステップ１５において、空燃比かリッチ側からリーン側
に反転した場合には、コントロールユニット ＣＦＢ　＋　十Ｐ　、として与えられる（ステップ１６
）。したかって、この場合には、上流側燃料噴射弁１１
からの燃料噴射量を増大するように更新される。

ステップ１３において、反転が生じていない場合には、
空燃比かリーン側にあるか、リッチ側にあるかを判断す
る（ステップ１７）。リーン側ある場合には、積分要素
■の上流側燃料噴射弁１１に対応する成分量１１を加え
てフィードバック係数ＣＦＢ１を更新する（ステップ１
８）。すなわち、ＣＦＢ　。

＝ＣＦＢ，＋１，て与えられ、空燃比が目標空燃比のリ
ーン側のある場合には、本ルーチンか実行されるごとに
、成分量１１が加算されてフィードバック係数ＣＰＢ　
、は増大し、燃料噴射量を増大するように変化する。

ステップ１７における判断て、空燃比か目標空燃比のリ
ッチ側にあると判定された場合には、逆にフィードバッ
ク係数ＣＰＢ、から成分量［１を引く（ステップ１９）
。したがって、空燃比か目標空燃比のリッチ側にある場
合には、本ルーチンか実行されるごとに、フィードバッ
ク係数ＣＦＢ　、は減少し燃料噴射量を減少させるよう
に変化する。

つぎに、コン１へロールユニット１９は、上流側燃料噴
射弁１１の最終燃料噴射量ＴＩ、を、ＴＩ、　−ＴＰ−
Ｃｘｌ＜−ＣＦＢ＋として算出する（ステップ２０）。

そして、噴射タイミンクか来た場合には、上流側燃料噴
射弁１１に対して噴射命令を出力して、所定の噴射量Ｔ
Ｉ、を噴射供給する（ステップ２１および２２）。

さらに、コン１〜ロールユニツト１９は下流側燃料噴射
弁１２に対しても上記」二側側燃料噴射弁１１と同様の
手順（ステップ２４〜ステツプ３６）において、比例要
素Ｐの成分量Ｐ２＝Ｐ　（１−ｍ）（］−ｐ）および積
分要素■の成分量！２−Ｉ（１−ｍ）　、フィードバッ
ク係数ＣＦＢ２および最終燃料噴射量ＴＩ２を決定し所
定のタイミングで噴射供給する。

第３図（ａ）に示すように、空燃比か目標空燃比（本例
てはλ−１）を越えてリッチ側とリーン側とを往復する
ように変動する場合、上流側燃料噴射弁１１に対する制
御量のフィードバック係数ＣＦＢ、は、第３図（Ｃ）に
示すように、下流側燃料噴射弁１２に対する制御量のフ
ィードバック係数ＣＦＢ２は第３図（ｄ）に示すように
それぞれ変化する。また、この変化を全燃料噴射量に対
する概念」二のフィードバック係数ＣＰＢに対応させて
第３図（ｂ）に示すようにあられすことかできる。

すなわち目標空燃比のリッチ側からリーン側に空燃比が
反転するとき、比例要素Ｐのそれぞれの成分量Ｐ１およ
びＰ２が加算され全燃料噴射量に対して、概念」二のフ
ィードバック係数ＣＰＢに比例要素Ｐ＝ＰＩ十Ｐ２が加
算されるものと考えることができる。

また、空燃比か目標空燃比のリーン側にあるときは、積
分要素■の成分量１１およびＩ２がそれぞれ加算されて
フィードバック係数ＣＦＢ　、は時間経過とともにさら
に空燃比か反転するまで連続的に増大する。このとき、
同様に仮想のフィードバック係数ＣＦＢの積分要素■は
、Ｉ＝１．＋Ｉ２である。

また、目標空燃比のリーン側からリッチ側に空燃比か反
転するときは、フィードバック係数ＣＦＢ　。

およびＣＦＢ２にたいして、それぞれの成分量Ｐ、およ
びＰまたけ減少する。

空燃比か目標空燃比のリッチ側にあるときは、積分要素
■の成分量１１およびＩ２かそれぞれ減少してフィード
バック係数ＣＦＢ　、は時間経過とともにさらに空燃比
が反転するまで連続的に減少する。

（発明の効果） 本発明によれは、上流側燃料噴射弁からの燃料供給と下
流側燃料噴射弁の燃料供給との特性を生かすように燃料
の供給割合を決定しているので、燃料供給の応答性に関
し実質的に両者の差を解消して所望の燃料制御を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用することができるエンジンの概
略系統図、第２図は、本発明の１実施例にかかる燃料制
御のフローチャー１・および第３図は、空燃比の変化と
フィードバック係数の変化の関係を示すグラフである。 １・・・・・エンジン、　　　　２・・・・・ピストン
、３・・・・・・燃焼室、　　　　　４・・・・・・吸
気ポート、５・・・・・排気ポート、　　　６・・・吸
気弁、７・・・・・排気弁、　　　　　８　・・・吸気
通路、９・・・・・・排気通路、 １０・・・・・・スロットルバルブ、 １１・・・・・・上流側燃料噴射弁、 １２・・・・下流側燃料噴射弁、 １６・・・・・０２センサ、 １８・・・・・クランク角センサ、 １９・・・・・コントロールユニット。 第１図 コントロール ユニット １８４１２　．３ ３　　　　　　　　　　　二、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路の比較的上流側に設けられる上流側燃料
   噴射弁と、吸気通路の前記上流側燃料噴射弁の下流側に
   設けられる下流側燃料噴射弁と、吸気の空燃比を検出す
   る空燃比センサと、該空燃比センサからの出力に基づい
   て空燃比が目標空燃比になるように前記上流側および下
   流側燃料噴射弁から供給される燃料噴射量をフィードバ
   ック制御する制御手段とを備え、前記制御手段は上流側
   燃料噴射弁からの燃料噴射制御のフィードバック係数を
   算出するにあたり比例要素を大きく考慮することを特徴
   とするエンジンの燃料制御装置。
2. （２）前記制御手段は下流側燃料噴射弁からの燃料噴射
   制御のフィードバック係数を算出するにあたり積分要素
   を大きく考慮することを特徴とする請求項（１）記載の
   エンジンの燃料制御装置。
3. （３）前記制御手段は、吸入空気量が増大するのに応じ
   て、上流側燃料噴射弁からの燃料供給比率を増大させる
   ことを特徴とする前記請求項（１）または（２）記載の
   エンジンの燃料制御装置。