JPH0480217B2

JPH0480217B2 -

Info

Publication number: JPH0480217B2
Application number: JP58195837A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Maeda
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1992-12-18
Also published as: JPS6088842A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は内燃機関の燃料噴射装置、特に高負荷
時混合比の高地補正を行うものに関する。

（従来技術排出ガスの低減ならびに燃料経済性の向上をめ
ざす場合、燃料噴射装置のほうが気化器よりも有
利で広く採用されており、第１図に電子制御によ
る燃料噴射装置を示す（例えば特開昭57−32059
号参照）。

このような装置では、基本的には、機関吸入空
気量の検出手段（エアフローメータ）１にて検出
される吸入空気量Ｑと、回転数の検出手段（点火
コイルからの点火パルスを検出）２にて検出され
る機関回転数Ｎとからコントロールユニツト５の
基本パルス設定手段６にて基本パルス幅Tp＝
ｋ・Ｑ／Ｎ（ただしｋは定数）を演算し、これを
他の運転パラメータにより基本パルス補正手段８
にて補正し、この補正結果を開弁時間とする駆動
パルスを、絞弁の下流の吸気ポートに取付けられ
る各気筒の燃料噴射弁４に出力している。

この場合、燃料噴射弁４に供給される燃料供給
系の燃圧は圧力調整器により吸気管圧力との相対
圧が常に一定値に保たれるようにしているので、
噴射弁４の開弁時間に比例した燃料がシリンダに
向けて噴射されることになる。

また、基本的な空燃比は前述の係数ｋにより設
定される。例えば三元触媒を備える機関にあつて
は、三元触媒が最も有効に作用するよう、ほぼ理
論空燃比の得られる値（定数）が選択される。

ところが、機関出力の要求される高負荷時には
理論空燃比より濃い混合気が必要となるので、絞
弁フルスイツチ３からのON信号により高負荷判
定手段７にて高負荷状態が判定されると、予め設
定された高負荷時の混合比補正係数Kfuff（＞1.0）
を前述のTpに乗算し、この補正されたTp・
Kfuff（＞Tp）を噴射弁４の開弁時間とする駆動
パルスを出力し、高負荷時の出力混合比を得てい
た。

ところで、このような装置にあつては補正係数
Kfuffは大気圧に拘りなく定数、いいかえると高
負荷時の燃料増量率が大気圧に拘りなく一定値で
あり、また燃料増量が高負荷状態になるとすぐに
行なわれるので、高度の高い山間地で使用される
場合には、大気圧の低下に伴う吸入効率の減少に
より、運転者は出力不足を感じてアクセルペダル
をより深く踏み込むことになる。

この場合、実質の吸入空気量が減少している所
へ、低地走行運転域に設定された燃料増量率と同
一の増量率により燃料増量が行なわれるので、混
合比が適正な出力混合比を越えて過濃となり、却
つて出力を低下させるとともに燃費の悪化を招
く。また、上記の燃料増量が頻繁に行なわれる
と、排出ガス中のHC、COを増加させることにな
る。

（発明の目的）そこで、本発明は、低地から高地になると、高
負荷時の燃料増量率と燃料増量までの遅延時間と
を補正することにより、低地と高地のいずれにお
いても、排気性能の悪化を防止しつつ、出力低下
を最小限に抑える燃料噴射装置を提供することを
目的とする。

（発明の構成及び作用）本発明は、機関吸入空気量と回転数に基づいて
基本噴射量を設定する手段と、高負荷時であるか
どうかを判定する手段と、この判定結果より高負
荷時にこの基本噴射量を増量補正する手段と、こ
の補正結果より作られる燃料噴射パルスに応じて
吸気系への燃料噴射を行う燃料噴射弁とを備えた
内燃機関の燃料噴射装置を前提とする。

この装置に、大気圧を検出する手段と、この検
出された大気圧と基準値との比較により高地であ
るか低地であるかを判定する手段と、高負荷持続
時時を計測する手段と、これら判定結果並びに計
測手段からの信号に基づき高地である場合に高負
荷時の燃料増量率を低地より小さくかつ高負荷時
の燃料増量の開始までの遅延時間を低地より長く
する補正手段と、前記高負荷判定手段の判定結果
より高負荷時にメモリに格納されているフラグの
値をみて高地と低地のいずれにあるかを判定する
手段と、この判定結果より低地である場合は基準
大気圧を前記基準値として、また高地である場合
はこの基準大気圧より所定幅だけ大きくした値を
前記基準値としてそれぞれ設定する手段と、前記
高地判定手段の判定結果を前記フラグが表すよう
に前記メモリの値を更新する手段とを設ける。

この場合に、空気密度が低地より低下する高地
で、高負荷時の燃料増量率が低地より小さくされ
ると、出力増量を行つても空燃比がオーバーリツ
チになることがなく、このオーバーリツチの防止
によつて排気性能が改善され、出力低下も最小限
に抑えられる。

ところで、燃料増量の開始までの遅延時間が低
地と高地で同じ値であると、たとえば、低地側に
合わせて最適に設定した遅延時間をそのまま高地
で用いたとすれば、高地で排気の悪化する時間を
長びかせ、この逆に高地側に合わせて設定した遅
延時間を低地でそのまま用いたときは、低地では
排気がそれほど悪しないのに、出力増量を大きく
遅らせることになり、かえつて運転性が悪くな
る。

これに対してこの発明で、高地の遅延時間が低
地より長くされると、長めの遅延時間により、高
地では出力増量に伴つて排気の悪化する時間が短
くてすむため、高地での排気性能が一段と高ま
り、また低地では短めの遅延時間となるため、出
力増量のタイミングを不要に遅らせることがな
い。増量開始までの遅延時間を高地と低地で異な
らせることで、排気性能と出力性能のバランス
が、高地と低地の両方ともよくなるのである。

ところで、高地であるかどうかを判定するため
の基準値が一定値であると、この基準値の近くで
大気圧が上下に変動したときは、その大気圧変化
が少しであつても、高負荷時の燃料増量率と高負
荷時の燃料増量の開始までの遅延時間とが高地と
低地との間で頻繁に切換制御されることになり、
運転性に不自然な影響を与える。

これに対して、本実施例では、メモリの値から
前回に高地であると判断されたときは、基準大気
圧に所定幅上昇させた値が今回の基準値とされ、
前回に低地であると判断されたときは、基準大気
圧が今回の基準値とされる。

つまり、大気圧が基準大気圧を横ぎつて低下し
たことより高地になつたと判断されると、この状
態から大気圧がふたたび上昇して基準大気圧を横
ぎつても、この時点で高地になつたとは判断され
ず、大気圧が基準大気圧よりさらに所定幅を越え
て気圧の高い側に変化しない限り、低地側への切
換は行なわれないのである。

同様にして、今回初めて低地になつたと判断さ
れた場合に、大気圧の低下する向きに走行したと
きも同様である。

これによつて、基準値の近くで大気圧が上下に
変動したときでも、上記の燃料増量率と遅延時間
とが高地と低地との間で頻繁に切換えられること
がなく、運転性に不自然な影響を与えることがな
い。

（実施例）第２図は本発明の１実施例の概略構成図であ
る。

５はコントロールユニツトで、主にマイクロプ
ロセツサ（中央演算装置）と、メモリ（記憶装
置）と、インターフエイス（入出力信号処理装
置）とから構成され、吸入空気量Ｑを検出するエ
アフローメータからの信号、機関回転数Ｎを検出
する回転数センサ（例えばイグニツシヨンコイル
からの点火パルスを検出）２、絞弁１０の全開も
しくは所定開度（例えば40°）以上を検出する絞
弁フルスイツチ３からの信号、大気圧を検出する
大気圧センサ（例えば半導体の圧電素子）１１か
らの信号、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度
センサ１２からの信号がそれぞれ入力され、これ
らの信号に基づいて基本的には機関回転に同期し
かつ吸入空気量に対応したパルス幅をもつ燃料噴
射パルスをつくり、このパルスにより各気筒の燃
料噴射弁４を駆動する。なお、１３は機関本体、
１４は吸気管、１５は圧力調整器である。

同時に、コントロールユニツト５では、絞弁フ
ルスイツチ３からの信号に基づき高負荷時に燃料
増量を行うが、これについて第３図のコントロー
ルユニツトのブロツク図に基づき説明する。

７は機関の高負荷判定手段で、絞弁フルスイツ
チ３からの信号を入力し、絞弁フルスイツチ３が
ONである（絞弁１０は全開状態にある）場合に
高負荷状態であることを判定する。

６は基本パルス設定手段で、吸入空気量Ｑと機
関回転数Ｎとから基本パルス幅Tp＝ｋ・Ｑ／Ｎ
（ただしｋは所定の空燃比を得るための定数）を
演算する。

８は基本パルス補正手段で、基本パルスTpに、
混合比補正係数Ｋを乗算して通常の出力パルス幅
Te＝Tp・Ｋを求め、Teを開弁時間とする駆動
パルス（噴射信号）を燃料噴射弁４に供給する。

この場合、Ｋは、絞弁フルスイツチ３がONと
なる高負荷時にはＫ＝Kfuff（＞1.0）、それ以外の
運転域ではＫ＝1.0となる係数で、メモリに記憶
されている。

したがつて、高負荷時以外の運転域ではＫ＝
1.0であるため、噴射弁４はTpの値に対応する時
間だけ開かれ、この開弁時間に比例した燃料が噴
射供給されるが、高負荷時になると、Tp・Kfuff
（＞Tp）の値に対応する時間開弁し、高負荷時の
燃料増量が行なわれる。

以上の構成については従来と同じであるが、本
発明では、これに大気圧センサ１１、高地判定手
段２０、経過時間計測手段２１、補正手段８が設
けられる。

高地判定手段２０は大気圧センサ１１にて検出
される大気圧Ｐと基準P₀との比較により、PT＜
P₀である場合は高地であると判定し、Ｐ≧P₀で
ある場合は低地であると判定する。

さらに詳細には、第５図のように、高負荷判定
手段７により高負荷が判定されると、フラグ判定
手段３２でメモリ３１に入つているフラグFLAG
−Ｐの値が“０”と“１”のいずれにあるかを判
定する。このフラグは値が“０”のとき低地にあ
ることを、“１”のとき高地にあることを意味す
る。

判定の結果、低地のときは（FLAG−Ｐ＝０の
とき）基準値P₀に基準の大気圧（定数）Pcを基
準値設定手段３３が入れ、高地になると（FLAG
−Ｐ＝１のとき）、Pcに所定幅ΔP（＞０）を加算
した値を基準値設定手段３３が基準値P₀に入れ
る。

こうして設定される基準値P₀は比較手段３４
で大気圧センサ１１からの大気圧Ｐと比較され、
Ｐ＜P₀である場合は高地、Ｐ≧P₀である場合は
低地であると判定される。

一方、フラグ値更新手段３５は、比較手段３４
による高地か低地かの判定結果とフラグFLAG−
Ｐの値が対応するようにメモリ３１に格納されて
いるフラグFLAG−Ｐの値を更新する（低地と判
定されたときはメモリ３１に“０”を、高地が判
定されときはメモリ３１に“１”を入れる）。

第３図に戻り、経過時間計測手段２１はタイマ
で、高負荷判定手段７からのON信号によりセツ
トされ、絞り弁１０が全開してからの持続時間Ｔ
を計測する。

補正手段８は、前述した高負荷時の燃料増量補
正機能に、高地判定手段２０並びに経過時間計測
手段２１からの信号に基づき燃料増量率並びに増
量開始までの遅延時間をさらに制御する機能が追
加されるもので、高地になると、燃料増量率を低
地より低くするとともに、遅延時間を低地よりも
長く設定する。

なお、この例では酸素濃度センサ１２からの信
号により、設定機関温度以上で空燃比を理論空燃
比にフイードバツク制御する機能が付加されてい
る。

すなわち、空燃比判定手段２２により実際の空
燃比が理論空燃比より濃いか薄いか判定され、補
正手段８では、この判定結果を空燃比フイードバ
ツク補正係数αとして、前述のTpに乗算する。
この場合、ｋは理論空燃比の得られる定数が選ば
れており、定常走行時にはαの値を増減すること
により理論空燃比にフイードバツク制御を行な
い、排気組成及び燃費の改善を図つている。

そして、高負荷域ではα＝１としてフイードバ
ツク制御を外し、前述のように高負荷時の燃料増
量を行つて出力を増大するのである。

次に、作用を第４図のフローチヤートに基づい
て説明する。ただし、以下の説明または第４図に
おいて、大気圧について検出される実際の値、絞
弁全開後経過時間について測定される実際の値を
それぞれＰ、Ｔとし、同じくコントロールユニツ
ト５で設定される基準値と目標値をそれぞれP₀、
TDとする。またTH、TL（ただし、TH＞TL）
は遅延時間目標値TDとして選択的に決定される
高地側目標値、低地側目標値であり、同様に
KH、KL（ただしKH＜KLかつKH、KL＞1.0）
は高負荷時混合比補正係数目標値Kfuffとして選
択的に決定される高地側目標値、低地側目標値で
ある。

コントロールユニツト５は、先に述べたよう
に、高負荷時混合比補正係数Kfull並びに遅延時
間目標値TDを制御することにより最終的に高負
荷時の出力混合比と高負荷時の燃料増量までの遅
延時間が、そのときの運転状態に応じた目標値と
なるように動作するのであるが、これにあたつて
まず大気圧Ｐを検出し、このＰと基準値P₀の比
較結果に応じて、高負荷時混合比補正係数目標値
ならびに遅延時間目標値を設定する。

Ｐ≧P₀のときは低地にあると判定してTDに遅
延時間の低地側目標値TLを、Kfullに混合比補正
係数の低地側目標値KLを入れ（ステツプ、、
）、Ｐ＜P₀より高地にあるときは、TDにTLよ
りも大きな値の高地側目標値THを、KfullにKL
よりも小さな値の高地側目標値KHを入れるので
ある（ステツプ、、）。これら目標値
（TL、TH、KL、KH）の具体的な値としては、
たとえばTL（1.0〜0.5秒程度）、TH（1.0〜10.0秒
程度）、KL（1.05〜1.30程度）、KH（1.01〜1.20程
度）であり、TH＞TLかつKH＜KLとなるよう
に値を選択する。

次に、補正手段８は遅延時間目標値TDと実際
の経過時間Ｔとを比較し、Ｔ≧TDのときは連続
登坂等の真の機関出力を要求される場合であると
判定してＫ＝Kfullとし、これをTpに乗算する
（ステツプ、、）。また、Ｔ＜TDのときは
通常走行中にゆるい加速を行う等の機関出力はそ
れほど要求されない場合であると判定してＫ＝
1.0とし、この場合はTpに乗算されてもTpであ
る（ステツプ、、）。補正手段８はこのよ
うな動作を、継続的にＰ、Ｔを検出し、測定しな
がら繰り返し実行して高負荷時の混合比補正制御
と遅延時間制御とを行う。

この場合に、空気密度が低地より低下する高地
になると、低地側目標値KLより小さな値の高地
側目標値THを、高負荷時の増量率（Kfull）と
していることから、出力増量を行つても空燃比が
オーバーリツチになることがなく、このオーバー
リツチの防止によつて排気性能が改善され、出力
低下も最小限に抑えられる。

また、増量開始までに遅延時間（TD）を設け
ることによつて、連続登板等の真に出力が要求さ
れる持続時間の長い加速操作を行うときだけ燃料
増量を行つて運転者の望む機関出力を発揮させ、
その一方でゆるい加速を行なう等の加速操作のよ
うに、踏込持続時間の短い加速操作のときは燃料
増量を行なわないことにより、排気の悪化を招か
ないようにすることができるのであるが、低地と
高地で同じ値の遅延時間であると、排気性能や運
転性能が悪くなる。

たとえば、低地側目標値TLをそのまま高地で
用いたとすれば、高地で排気の悪化する時間を長
びかせ、この逆に高地側目標値THを低地でその
まま用いたときは、低地では排気がそれほど悪化
しないのに、出力増量を大きく遅らせることにな
り、かえつて運転性が悪くなるのである。

これに対してこの例では、高地と低地の違いを
考慮して異なる値の遅延時間が設定され、高地で
の遅延時間が低地より長くされる。長めの遅延時
間により、高地では出力増量に伴つて排気の悪化
する時間が短くてすむため、高地での排気性能を
一段と高めることができ、また低地では短めの遅
延時間となるため、出力増量のタイミングを不要
に遅らせることがないのである。いいかえると、
増量開始までの遅延時間を高地と低地で異ならせ
ることで、排気性能と出力性能のバランスが、高
地と低地の両方ともよくなるのである。

一方、絞弁フルスイツチがONの状態におい
て、P₀の近くで大気圧が上下に変動すると、少
しの大気圧変化であつてもKfull並びにTDが高地
側目標値と低地側目標値との間で頻繁に切換制御
されることになり、運転性に不自然な影響を与え
ることが考えられる。

これに対して、本実施例では、所定幅の大気圧
変化をしないと切換制御されないように基準値
P₀が変化する。

いまかりに、FLAG−Ｐ＝０より前回に低地に
あると判定されていれば、今回の基準値P₀は定
数のPcである（ステツプ、）。この状態から
大気圧の低下するほうに走行したため、この基準
値Ｐの比較により、今回初めて高地になつたと判
断されば、フラグFLAG−Ｐの値が“１”に設定
され（ステツプ、）、次回は基準値P₀が所定
幅ΔPだけ大きくなる（ステツプ、）。

この場合に、一転して大気圧の上昇する向きに
走行したとすれば、次回以降に大気圧Ｐが（Pc
＋ΔP）以上になるまで、フラグFLAG−Ｐの値
は高地側を意味する“１”の値のままである（ス
テツプ、）。

つまり、大気圧ＰがPcを横ぎつて低下したこ
とより高地になつたと判断されるとこの状態から
大気圧がふたたび上昇してPcを横ぎつても、こ
の時点で高地になつたとは判断されず、大気圧が
PcよりさらにΔPを越えて気圧の高い側に変化し
ない限り、低地側への切換は行なわれないのであ
る。

今回初めて低地になつたと判断された場合に、
大気圧の低下する向きに走行したときも同様であ
る。

このように、前回に高地と判断されたときは、
基準大気圧Pcに所定幅ΔP上昇させた値を今回の
基準値P₀とし、前回に低地と判断されたときは、
基準大気圧Pcを今回の基準値P₀とすることによ
り、P₀の近くで大気圧が上下に変動したときで
も、Kfull並びにTDが高地側目標値と低地側目標
値との間で頻繁に切換えられることがなく、これ
によつて、運転性に不自然な影響を与えることが
ない。

なお、高負荷時でない場合は燃料増量は行なわ
れない（ステツプ、、）。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、大気圧と基準
値との比較により高地であるか低地であるかを判
定し、この判定結果より高地になると、高負荷時
の燃料増量率を低地より小さくかつ高負荷時の燃
料増量の開始までの遅延時間を低地より長くする
とともに、高負荷時にメモリに格納されているフ
ラグの値をみて高地と低地のいずれにあるかを判
定し、この判定結果より低地である場合は基準大
気圧を前記基準値として、また高地である場合は
この基準大気圧より所定幅だけ大きくした値を前
記基準値としてそれぞれ設定し、かつ前記高地で
あるか低地であるかの判定結果を前記フラグが表
すように前記メモリの値を更新するように構成し
たので、高地と低地の両方ともに排気性能と出力
性能のバランスをよくすることができるととも
に、基準値の近くで大気圧が上下に変動したとき
でも、上記の燃料増量率と遅延時間が高地と低地
との間で頻繁に切換えられることがなく、これに
よつて、運転性に不自然な影響を与えることがな
いという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のブロツク図、第２図は本発明の
１実施例の概略構成図、第３図は第２図のコント
ロールユニツトのブロツク図、第４図はそのフロ
ーチヤート、第５図は高地判定手段２０の詳細ブ
ロツク図である。１……エアフローメータ、２……点火コイル、
３……絞弁フルスツチ、４……燃料噴射弁、５…
…コントロールユニツト、６……基本パルス設定
手段、７……高負荷判定手段、８……基本パルス
補正手段、９……駆動手段、１１……大気圧セン
サ、２０……高地判定手段、２１……経過時間計
測手段、３１……メモリ、３２……フラグ判定手
段、３３……基準値設定手段、３４……比較手
段、３５……フラグ値更新手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１機関吸入空気量と回転数に基づいて基本噴射
量を演算する手段と、高負荷時であるかどうかを
判定する手段と、この判定結果より高負荷時にこ
の基本噴射量を増量補正する手段と、この補正結
果より作られる燃料噴射パルスに応じて吸気系へ
の燃料噴射を行なう燃料噴射弁とを備えた内燃機
関において、大気圧を検出する手段と、この検出
された大気圧と基準値との比較により高地である
か低地であるかを判定する手段と、高負荷持続時
間を計測する手段と、これら判定手段並びに計測
手段からの信号に基づき高地である場合に高負荷
時の燃料増量率を低地より小さくかつ高負荷時の
燃料増量の開始までの遅延時間を低地より長くす
る補正手段と、前記高負荷判定手段の判定結果よ
り高負荷時にメモリに格納されているフラグの値
をみて高地と低地のいずれにあるかを判定する手
段と、この判定結果より低地である場合は基準大
気圧を前記基準値として、また高地である場合は
この基準大気圧より所定幅だけ大きくした値を前
記基準値としてそれぞれ設定する手段と、前記高
地判定手段の判定結果を前記フラグが表すように
前記メモリの値を更新する手段とを設けたことを
特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。