JPH048846A

JPH048846A - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH048846A
Application number: JP10749890A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Osaki; 大崎　正信
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-13

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、内燃機関の電子制御燃料噴射装置に関し、特
に機関負荷を機関吸気系の開口面積を用いて算出するも
のに関する。

〈従来の技術〉従来、内燃機関の電子制御燃料噴射装置では、吸入空気
の状態量として、吸入空気流量Ｑを検出し、これと機関
回転速度Ｎとから、基本燃料噴射量Ｔｐ＝に−Ｑ／Ｎ　
（Ｋは定数）を演算し、或いは、吸入空気の状態量とし
て、吸気圧（吸入負圧）ＰＢを検出し、これに基づいて
基本燃料噴射量Ｔｐを演算する。尚、吸入空気流量Ｑに
よる方式をＬジェトロといい、吸気圧ＰＢによる方式を
Ｄジェトロという。そして、水温等に基づく各種補正係
数Ｃ０ＥＦ、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＯ
Ａ及びバッテリ電圧に基づく電圧補正分子Ｓにより補正
して、最終的な燃料噴射量Ｔｉ＝Ｔｐ−ＣＯＥ　Ｆ　−
ＬＡＭＢＤＡ＋　Ｔ　ｓを演算する。

そして、機関回転に同期した所定のタイミングで前記燃
料噴射量Ｔｉに対応するパルス中の駆動パルス信号を電
磁式の燃料噴射弁に出力し、これにより、機関に燃料を
噴射供給する。

ところが、前記燃料噴射量Ｔｉは定常運転時における機
関要求に対応するものであり、過渡運転例えば加速時に
は、吸気通路内壁に付着する液体燃料（壁流）の輸送遅
れ等により空燃比がリーン化するため、加速時に機関出
力が応答良く追従せず、加速性能が悪化していた。

そこで、機関吸気系の総開口面積ＡＡ（スロットル弁で
開閉制御される主吸気通路開口面積とアイドル制御弁、
エアレギュレータで制御されるそれぞれの補助空気通路
開口面積）と機関回転速度Ｎとから演算した基本燃料噴
射量Ｔｐ　（機関負荷）の変化量に基づき過渡補正量を
設定し、この過渡補正量を用いて最終的な燃料噴射量Ｔ
ｉを演算することにより、加速時のみならず減速時を含
む過渡運転時の空燃比制御精度、出力応答性等を向上さ
せるようにしたものが提案されている（特開平１−１２
５５３２号公報等参照）。

即ち、予め記憶させであるマツプからスロットル弁開度
ＴＶＯ及びアイドル制御弁のデユーティ等に基づいて機
関吸気系の総開口面積を検索して求め、得られた機関吸
気系の総開口面積ＡＡを機゛関回転速度で除算した４ｆ
ｌ　Ａ　Ａ　／　Ｈに基づいて、ＡＡ／Ｎに対応する基
本体積効率ＱＨφを同じく予め記憶させであるマツプか
ら検索する。そして、得られた基本体積効率ＱＨφから
機関吸気系の総開口面積に基づいた基本燃料噴射量αＮ
Ｔｐを求め（αＮＴｐ＝Ｃ−ＱＨφ：Ｃは係数）、この
αＮＴｐの変化量に基づいて過渡補正を行っている。

尚、Ｌシトロにおいては前記ＱＨφを用いてエアフロー
メータのエラー分の補正も行っている。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、このような機関吸気系の総開口面積から
得られる基本体積効率ＱＨφ（機関負荷パラメータ）を
用いて各種補正を行うものにあっては、吸気系に介装さ
れるスロットル弁やアイドル制御弁等の各部品のつまり
等による劣化により、基本体積効率ＱＨφの値が変わっ
てしまうため、補正精度が低下してしまい、燃料噴射量
が機関要求量にマツチングしなくなり、エミッション悪
化。

機関運転性悪化等の不具合が発生すると言う問題点があ
った。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、機関吸気系
に介装される部品のつまり等の劣化を監視すると共に、
劣化時にはその劣化度合に応じて機関吸気系開口面積か
ら求めた機関負荷パラメータを補正することにより、機
関運転性能の悪化を防止するようにした内燃機関の電子
制御燃料噴射装置を提供することを目的とする。

〈発明が解決しようとする課題〉このため本発明は、第１図に示すように、機関吸気系に
、スロットル弁をバイパスしデユーティ制御される電磁
式の補助空気制御弁を介装した補助空気通路を備える一
方、機関吸気系の開口面積と機関回転速度とに基づいて
機関負荷パラメータを演算する機関負荷パラメータ演算
手段と、機関負荷パラメータ演算手段の演算値に基づい
て燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段とを備えた
内燃機関の電子制御燃料噴射装置において、アイドル運
転検出手段と、アイドル時に検出された機関運転状態に
基づいて前記補助空気制御弁へのデユーティを設定する
デユーティ設定手段と、該デユーティ設定手段で設定さ
れた実際のデユーティを予め設定した所定デユーティと
比較し実際のデユーティが所定デユーティより大きいと
き機関吸気系に介装された部品の劣化と判定する判定手
段と、該判定手段が部品劣化と判定した時に前記実際の
デユーティと所定デユーティとの差に応じて前記機関負
荷パラメータを補正する補正手段とを備えて構成した。

〈作用〉かかる構成において、アイドル運転検出手段によりアイ
ドル運転であることが検出されると、その時の機関運転
状態に対応する補助空気制御弁のデユーティがデユーテ
ィ設定手段により設定される。この時に設定されたデユ
ーティを、判定手段において予め設定されている同一運
転状態に対応する劣化判定用の所定デユーティと比較し
て劣化判定を行う。即ち、アイドル時には運転状態に対
応する目標アイドル機関回転速度を定めてあり、この目
標アイドル回転速度になるように補助空気制御弁の開度
を開閉制御して必要量の吸入空気を供給する。従って、
部品が劣化してつまったりしていると必要量の空気を供
給するために、つまりのない新品時に比べて弁開度を大
きく制御することになる。

従って、実際のデユーティが所定デユーティより大きい
時に判定手段は部品劣化と判定する。そして、補正手段
によってその時のデユーティの差に応じて機関負荷パラ
メータを補正し、この補正した値を用いることにより、
制御の適正化を図るようにする。

〈実施例〉以下、本発明の一実施例（Ｌジェトロの場合）を図面に
基づいて説明する。

第２図において、機関１には、エアクリーナ２から、ア
クセルペダルに連動するスロットル弁３、及び該スロッ
トル弁３をバイパスする補助空気通路４に介装した電磁
式の補助空気制御弁５を介し、更に吸気マニホールド６
を介して、空気が吸入される。前記補助空気制御弁５は
、後述するコントロールユニット８からの制御信号によ
りデユーティ制御されて開度が制御される。

吸気マニホールド６の各ブランチ部には各気筒毎に燃料
噴射弁７が設けられている。燃料噴射弁７はソレノイド
に通電されて開弁じ通電停止されて閉弁する電磁式燃料
噴射弁であって、後述するコントロールユニット８から
の駆動パルス信号により通電されて開弁じ、図示しない
燃料ポンプにより圧送されプレッシャレギュレータによ
り所定の圧力に調整された燃料を噴射する。

また、機関１の燃焼室には点火栓９が設けられていて、
これにより火花点火して混合気を着火燃焼させる。　コ
ントロールユニット８は、ＣＰＵ。

ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器２人出力インターフェー
スを含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各
種のセンサからの入力信号に基づいて演算処理し、燃料
噴射弁７．補助空気制御弁５及び点火栓９の作動を制御
する。

前記各種のセンサとしては、スロットル弁３上流の吸気
通路に熱線式のエアフローメータ１０が設けられていて
、吸入空気流１ｆｔＱを検出する。尚、Ｄジェトロの場
合は、吸気マニホールドに吸気圧センサが設けられてい
て、吸気圧（吸入負圧）ＰＢを検出する。

また、クランク角センサ１１が設けられていて、例えば
４気筒の場合、クランク角１８０°毎の基準信号ＲＥＦ
とクランク角１〜２°毎の単位信号ＰＯ８とを出力する
。ここで、基準信号ＲＥＦの周期、或いは所定時間内に
おける単位信号ＰＯ３の発生数を計測することにより、
機関回転速度Ｎを算出可能である。

また、スロットル弁３に、スロットル弁開度Ｔ■０を検
出するポテンショメータと共に、その全閉位置（アイド
ル位置）でＯＮとなるアイドルスイッチ１２Ａを含むス
ロットルセンサ１２が設けられている。

また、機関１の排気マニホールド１３に０２センサ１４
が設けられていて、排気中の酸素濃度を介して空燃比の
リッチ・リーンを検出する。

また、機関ｌのウォータジャケットに臨ませて水温セン
サ１５が設けられていて、機関冷却水温Ｔｗを検出する
。更に、トランスミッションのニュートラル位置でＯＮ
となるニュートラルスイッチ１６及び車速ＶＳＰ検出用
の車速センサ１７が設けられている。

そして、本実施例において、デユーティ設定手段３刊定
手段２機関負荷パラメータ演算手段及び燃料噴射量制御
手段としての機能は、第３図のフローチャートに示すよ
うに、ソフトウェア的に備えられている。

次にコントロールユニットにより行われる本実施例の燃
料噴射量制御について第３図のフローチャートを参照し
て説明する。

ステップ１（図中ではＳｌで示し、以下同様とする）で
は、各種センサの信号を入力する。

ステップ２では、アイドル運転か否かの判定を行う。こ
こで、アイドル運転とは、アイドルスイッチ１２ＡがＯ
Ｎでニュートラルスイッチ１６がＯＮ、又はアイドルス
イッチ１２ＡがＯＮで車速センサ１７により検出される
車速ＶＳＰが所定値（例えば８ｋｍ／ｈ）以下である状
態とする。

アイドル運転以外の時は、ステップ３〜８を飛ばしてス
テップ９に進み、アイドル運転の時は、ステップ３〜８
を実行する。

ステップ３では、機関運転状態に関連するパラメータ、
例えば水温センサ１５からの機関冷却水温Ｔｗに対応し
て設定した目標アイドル回転速度に機関回転を制御すべ
く補助空気制御弁のデユーティｒｓｃｏｓを設定する。

尚、補助空気制御弁へのデユーティＩ　Ｓ　ＣＯＮ　（
％）は、Ｉ　Ｓ　Ｃ０Ｎ＝　Ｉ　Ｓ　Ｃｔｗ＋Ｉ　Ｓ　
ＣＣＬの式により演算している。ここで、ｌ５Ｃｙ＋＝
は基本制御値で、機関冷却水温Ｔｗに基づきＲＯＭ上の
マツプを参照して設定される。ｌ５ＣＣＬはフィードバ
ック補正値で、機関回転速度を目標アイドル回転速度と
比較し比較結果に基づき比例・積分制御により増減して
設定される。

ステップ４では、予めＲＯＭに設定されたマツプから水
温センサ１５で検出された現在の機関冷却水温Ｔｗに対
応する部品劣化判定用のデユーティ値ＩＳＣ，を検索す
る。ここで、前記劣化判定用デユーティ値の設定は、同
一の機関冷却水温Ｔｗにおいて基本制御値ｌ５ＣＯＮよ
りも高くなっている。

ステップ５では、ステップ３，４でそれぞれ得られた現
在のデユーティｌ５ＣＯＮと劣化判定用デユーティ１ｓ
ｃｏを比較する。そして、ｒｓｃ、。

＞ｌ５Ｃｏの場合は、正常の状態より補助空気制御弁５
の開度を大きく制御していることから、補助空気制御弁
５につまりが生じており劣化していると判定しステップ
６に進む。

ステップ６では、現実に与えられている制御デユーティ
ｌ５ＣＯＮと設定デユーティＩＳＣ，との差に基づいて
劣化度合Ｂ（％）を演算する。

ステップ７では、予めＲＯＭに設定されたマツプからス
テップ６で演算された劣化度合Ｂに基づいて基本体積効
率ＱＨφを補正するための補正係数Ｍを検索する。

また、ステップ５においてｒｓｃｏ、≦ＩＳＣ。

であって劣化なしと判定された時には、ステップ６．７
を飛ばしてステップ８に進み補正係数ＭをＭ＝１に設定
する。

ステップ９では、予め設定されたマツプからスロットル
弁開度ＴＶＯ及びｌ５ＣＯＮに基づいて検索された機関
吸気系の開口面積ＡＡを機関回転速度Ｎで除算した値Ａ
Ａ／Ｎから予め設定したマツプにより基本体積効率ＱＨ
φを検索する。

ステップ１０では、ステップ９で得られた基本体積効率
ＱＨφに、ステップ７又はステップ８で設定された補正
係数Ｍを乗算して補正基本体積効率Ｑ’Ｈφを演算する
。

ステップ１１では、ステップ１０で演算された補正基本
体積効率Ｑ’Ｈφに基づいて過渡補正等の各種補正値を
演算する。

ステップ１２では、エアフローメータｌＯによって得ら
れた吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとから求めた基本
燃料噴射量Ｔｐをステップ１１で算出した補正値等に基
づいて補正して得られる最終的な燃料噴射量Ｔｉに相当
するパルス出力を発生する。

このように、アイドル制御における実際の空気流量に基
づいて機関吸気系のつまり度合を判定して、その度合が
ある値以上になった時に吸気系の部品が劣化していると
判定し、その時のつまり度合に応じて基本体積効率ＱＨ
φを補正するようにしたので、部品劣化に伴う機関運転
性能の悪化を防止することができる。

尚、補助空気制御弁５についてのみのつまり度合を判断
する場合には、例えば、アイドル制御において、基本制
御値ｌ５ＣＴ、及びフィードバック補正値■５ＣｃＬに
所定のステップ変化分ΔＳを加算してデユーティｌ５Ｃ
ｏｓを設定して出力する。

そして、ステップ変化前とステップ変化後所定時間経過
した後のそれぞれのエアフローメータ検出吸入空気流量
値の差ΔＱに基づいて判定することかできる。即ち、Δ
Ｑがステップ分ΔＳに略相当する値であれば正常と判定
し予め設定した所定値より少なければ劣化と判定する。

そして、劣化時にはΔＱと判定値とに基づいて劣化度合
を判断し、この劣化度合に応じて基本体積効率ＱＨφの
補正を行うようにしてもよい。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば、機関吸気系の開口
面積に基づいて得た機関負荷検出用の機関負荷パラメー
タを用いて各種の補正を行う場合に、機関吸気系に介装
した部品のつまり等の劣化による機関吸気系開口面積変
化に基づく機関運転性能の悪化を防止することができ、
劣化度合に応じた補正により、制御の適正化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例における制御内容を示すフローチャートである。ｌ・・・機関　　３・・・スロットル弁　　４・・・補
助空気通路　　５・・・補助空気制御弁　　７・・・燃
料噴射弁　　８・・・コントロールユニット　　１０・
・・エアフローメータ　　１１・・・クランク角センサ
　　１２・・・スロットルセンサ　　１２Ａ・・・アイ
ドルスイッチ１５・・・水温センサ特許出願人　日本電子機器株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

機関吸気系に、スロットル弁をバイパスしデューティ制
御される電磁式の補助空気制御弁を介装した補助空気通
路を備える一方、機関吸気系の開口面積と機関回転速度
とに基づいて機関負荷パラメータを演算する機関負荷パ
ラメータ演算手段と、機関負荷パラメータ演算手段の演
算値に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手
段とを備えた内燃機関の電子制御燃料噴射装置において
、アイドル運転検出手段と、アイドル時に検出された機
関運転状態に基づいて前記補助空気制御弁へのデューテ
ィを設定するデューティ設定手段と、該デューティ設定
手段で設定された実際のデューティを予め設定した所定
デューティと比較し実際のデューティが所定デューティ
より大きいとき機関吸気系に介装された部品の劣化と判
定する判定手段と、該判定手段が部品劣化と判定した時
に前記実際のデューティと所定デューティとの差に応じ
て前記機関負荷パラメータを補正する補正手段とを備え
たことを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射装置。