JPH0512538B2 - - 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方法に
係り、特に、吸気管圧力感知式の電子制御燃料噴
射装置を備えた自動車用内燃機関に用いるのに好
適な、エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に
応じて基本噴射量を求めると共に、過渡時は、エ
ンジン運転状態に応じて算出される補正係数によ
り前記基本噴射量を補正することによつて燃料噴
射量を決定するようにした内燃機関の電子制御燃
料噴射方法の改良に関する。

【従来の技術】

自動車用エンジン等の内燃機関の燃焼室に所定
空燃比の混合気を供給する方法の一つに、電子制
御燃料噴射装置を用いるものがある。 これは、エンジン内に燃料を噴射するためのイ
ンジエクタを、例えば、エンジンの吸気マニホー
ルドあるいはスロツトルボデイに、エンジン気筒
数個あるいは１個配設し、該インジエクタの開弁
時間をエンジンの運転状態に応じて制御すること
により、所定の空燃比の混合気がエンジン燃焼室
に供給されるようにするものである。 この電子制御燃料噴射装置には、大別して、エ
ンジンの吸入空気量とエンジン回転数に応じて基
本噴射量を求めるようにした、いわゆる吸入空気
量感知式の電子制御燃料噴射装置と、エンジンの
吸気管圧力とエンジン回転数に応じて基本噴射量
を求めるようにした、いわゆる吸気管圧力感知式
の電子制御燃料噴射装置がある。 このうち前者は、空燃比を精密に制御すること
が可能であり、排気ガス浄化対策が施された自動
車用エンジンに広く用いられるようになつてい
る。 しかしながら、この吸入空気量感知式の電子制
御燃料噴射装置においては、吸入空気量が、アイ
ドル時と高負荷時で50倍程度変化し、ダイナミツ
クレンジが広いので、吸入空気量を電気信号に変
換する際の精度が低くなるだけでなく、後段のデ
ジタル制御回路における計算精度を高めようとす
ると、電気信号のビツト長が長くなり、デジタル
制御回路として高価なコンピユータを用いる必要
がある。又、吸入空気量を検出するために、エア
フローメーター等の非常に精密な構造を有するセ
ンサを用いる必要があり、設備費が高価となる等
の問題点を有していた。 一方、後者の吸気管圧力感知式の電子制御燃料
噴射装置においては、吸気管圧力の変化量が２〜
３倍程度と少なく、ダイナミツクレンジが狭いの
で、後段のデジタル制御回路における演算処理が
容易であるだけでなく、吸気管圧力を検知するた
めの圧力センサも安価であるという特徴を有す
る。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、吸入空気量検知式の電子制御燃
料噴射装置に比べると、空燃比の制御精度が低
く、特に、加速時においては、吸気管圧力が増大
しなければ燃料噴射量が増えないため、空燃比が
一時的にリーンとなつて、加速性能が低いもので
あつた。 このような問題点を解消するべく、従来は、絞
り弁に配設された櫛歯状のセンサから出力される
パルス列に応じて加速増量を行うようにしていた
が、ドライバビリテイを高めるためには、増量の
量を非常に大としなければならず、その場合に
は、空燃比がオーバーリツチとなつて、排気ガス
中の一酸化炭素量が異常に増大し、空燃比を三元
触媒コンバータに適した所定範囲内に維持するこ
とができなかつた。これは、排気下流側に配設し
た酸素濃度センサの出力信号に応じて燃料噴射量
をフイードバツク制御するようにした場合におい
ても、酸素濃度センサの反応が遅いため、同様で
ある。 従つて従来は、吸気管圧力感知式の電子制御燃
料噴射装置を、空燃比を精密に制御することが必
要な、排気ガス浄化対策が施された自動車用エン
ジンに用いることは困難であると考えられてい
た。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、加速時に、アクセルペダルの踏み
方（即ちアイドルスイツチの状態と絞り弁開度）
と吸気管圧力の両者の変化に応じた適切な、過度
とならない増量補正を行つて、空燃比を理論空燃
比近傍に維持することができ、従つて、良好な過
渡応答性能と排気ガス浄化性能を両立させること
ができる内燃機関の電子制御燃料噴射方法を提供
することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本発明は、エンジンの吸気管圧力とエンジン回
転数に応じて基本噴射量を求めると共に、過渡時
は、エンジン運転状態に応じて算出される補正係
数により前記基本噴射量を補正することによつて
燃料噴射量を決定するようにした内燃機関の電子
制御燃料噴射方法において、加速時に、アイドル
スイツチがオフとなつたときに増量補正を行うア
フタアイドル増量と、絞り弁開度が所定開度より
も大である時は増量補正を行わず、所定開度以下
の範囲で絞り弁開度の所定時間毎に変化量に応じ
た値を積算した値を補正係数として、絞り弁開度
の増大速度に応じた増量補正を行う絞り弁開度増
量と、吸気管圧力の所定時間毎の変化量に応じた
値を積算した値を補正係数として、吸気管圧力の
増大速度に応じた増量補正を行う吸気管圧力増量
とを算出し、これら増量値のうち、その最大値を
用いて加速増量を行うようにして、前記目的を達
成したものである。

【作用】

本発明においては、加速時に、アクセルペダル
を踏んだ瞬間に増量補正を行う、極めて応答の早
いアフタアイドル増量と、吸気管圧力の増大に先
行して絞り弁開度の増大速度に応じた増量補正を
行う、応答の早い絞り弁開度増量と、吸気管圧力
の増大に応じた増量補正を行う、精度の高い吸気
管圧力増量と、を組合せて増量補正を行うように
しているので、応答が早く、且つ、精度の高い加
速増量を行うことができる。 即ち、前記アフタアイドル増量は、応答は極め
て早いが、どの程度の加速か判断できないため、
見込み補正しかできず、オーバーリツチ防止の観
点から多くの増量値とすることはできない。 又、前記絞り弁開度量は、絞り弁開度に基づい
て行われるため、アクセルペダルの踏み方に応じ
た増量を迅速に行うことができ、高精度の吸気管
圧力増量が行われる迄の中間加速部分の応答性を
向上させることができる。 これらに対して、前記吸気管圧力増量は、絞り
弁開度が変化した後で吸気管圧力の変化が生じて
から行われる。この吸気管圧力増量は、実際にエ
ンジン燃焼室に吸入される空気量に基づいて行わ
れるものであり、精度が高い。 なお、吸入空気量感知式の場合には、加速時に
絞り弁が開かれると、絞り弁より上流側のエアフ
ローセンサ出力は直ちに吸入空気量の増加を検出
するのに対し、実際に燃焼室に吸入される空気量
は、絞り弁より下流側のサージタンクの分だけ増
加が遅れるため、前記センサ出力により計算され
る燃料の方が先行して増加することになり、これ
が適当な加速増量となるため、本発明のような絞
り弁開度増量を必要としない。 本発明においては、更に、前記アフタアイドル
増量、絞り弁開度増量及び吸気管圧力増量の最大
値を辿つて加速増量を行うようにしているので、
これらが重なる領域でも過増量となることがな
い。 又、前記絞り弁開度増量は、応答は早いが精度
が低いため、絞り弁開度にかかわらず、その増大
速度に応じた増量をそのまま行つてしまうと過増
量となる恐れがある。そこで本発明では、絞り弁
開度が所定開度以上となり、次の吸気管圧力増量
が始まつていると見られる領域では、絞り弁開度
増量の補正係数の積算を禁止して、精度の低い絞
り弁開度増量のために過増量となつてしまうこと
を防いでいる。

【実施例】

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。 本発明に係る内燃機関の電子制御燃料噴射方法
が採用された吸気管圧力感知式の電子制御燃料噴
射装置の実施例は、第１図及び第２図に示す如
く、外気を取入れるためのエアクリーナ１２と、
該エアクリーナ１２より取入れられた吸入空気の
温度を検出するための吸気温センサ１４と、吸気
通路１６に配設され、運転席に配設されたアクセ
ルペダル（図示省略）と連動して開閉するように
された、吸入空気の流量を制御するための絞り弁
１８と、該絞り弁１８がアイドル開度にあるか否
かを検出するためのアイドル接点（スイツチ）及
び絞り弁１８の開度に比例した電圧出力を発生す
るポテンシヨメータを含むスロツトルセンサ２０
と、気筒間の吸気干渉を防止するためのサージタ
ンク２２と、該サージタンク２２内の圧力から吸
気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ２３
と、前記絞り弁１８をバイパスするバイパス通路
２４と、該バイパス通路２４の途中に配設され、
該バイパス通路２４の開口面積を制御することに
よつて、アイドル回転速度を制御するためのアイ
ドル回転制御弁２６と、吸気マニホールド２８に
配設された、エンジン１０の吸気ポートに向けて
燃料を噴射するためのインジエクタ３０と、排気
マニホールド３２に配設された、排気ガス中の残
存酸素濃度から空燃比を検知するための酸素濃度
センサ３４と、前記排気マニホールド３２下流側
の排気管３６の途中に配設された三元触媒コンバ
ータ３８と、エンジン１０のクランク軸の回転と
連動して回転するデイストリビユータ軸を有する
デイストリビユータ４０と、該デイストリビユー
タ４０に内蔵された、前記デイストリビユータ軸
の回転に応じて上死点信号及びクランク角信号を
出力する上死点センサ４２及びクランク角センサ
４４と、エンジンブロツクに配設された、エンジ
ン冷却水温を検知するための冷却水温センサ４６
と、変速機４８の出力軸の回転数から車両の走行
速度を検知するための車速センサ５０と、前記吸
気管圧力センサ２３出力の吸気管圧力と前記クラ
ンク角センサ４４の出力から求められるエンジン
回転数に応じて、エンジン１工程あたりの基本噴
射量を求めると共に、これを前記スロツトルセン
サ２０の出力、前記酸素濃度センサ３４出力の空
燃比、前記冷却水温センサ４６出力のエンジン冷
却水温等に応じて補正することによつて、燃料噴
射量を決定して前記インジエクタ３０に開弁時間
信号を出力し、又、エンジン運転状態に応じて点
火時期を決定して、イグナイタ付コイル５２に点
火信号を出力し、更に、アイドル時に前記アイド
ル回転制御弁２６を制御するデジタル制御回路５
４とを備えた自動車用エンジン１０の吸気管圧力
感知式電子制御燃料噴射装置において、前記デジ
タル制御回路５４内で、加速時及び減速時に、前
記スロツトルセンサ２０のアイドルスイツチがオ
フとなつた時に所定量の増量補正を行うアフタア
イドル増量と、前記スロツトルセンサ２０のポテ
ンシヨメータ出力から検知される絞り弁開度が所
定開度以下の範囲で絞り弁開度の所定期間毎の変
化量に応じた値を積算した値を補正係数として、
絞り弁開度の変化速度に応じた増減量補正を行う
絞り弁開度増減量と、前記吸気管圧力センサ２３
の出力から検知される吸気管圧力の所定期間毎の
変化量に応じた値を積算した値を補正係数とし
て、吸気管圧力の変化速度に応じた増減量補正を
行う吸気管圧力増減量とを算出し、これら増減量
値のうち、加速時はその最大値を、減速時はその
最小値を用いて、加速増量及び減速減量を行うよ
うにしたものである。 前記デジタル制御回路５４は、第２図に詳細に
示す如く、各種演算処理を行うマイクロプロセツ
サからなる中央処理装置（以下CPUと称する）
６０と、前記吸気温センサ１４、スロツトルセン
サ２０のポテンシヨメータ、吸気管圧力センサ２
３、酸素濃度センサ３４、冷却水温センサ４６等
から入力されるアナログ信号を、デジタル信号に
変換して順次CPU６０に取込むためのマルチス
プレクサ付アナログ入力ポート６２と、前記スロ
ツトルセンサ２０のアイドルスイツチ、上死点セ
ンサ４２、クランク角センサ４４、車速センサ５
０等から入力されるデジタル信号を、所定のタイ
ミングでCPU６０に取込むためのデジタル入力
ポート６４と、プログラムあるいは各種定数等を
記憶するためのリードオンリーメモリ（以下
ROMと称する）６６と、CPU６０における演算
データ等を一時的に記憶するためのランダムアク
セスメモリ（以下RAMと称する）６８と、機関
停止時にも補助電源から給電されて記憶を保持で
きるバツクアツプ用ランダムアクセスメモリ（以
下バツクアツプRAMと称する）７０と、CPU６
０における演算結果を、所定のタイミングで前記
アイドル回転制御弁２６、インジエクタ３０、イ
グナイタ付コイル５２等に出力するためのデジタ
ル出力ポート７２と、上記各構成機器間を接続す
るコモンバス７４とから構成されている。 以下、実施例の作用を説明する。 まずデジタル制御回路５４は、吸気間圧力セン
サ２３出力の吸気管圧力PMと、クラン角センサ
４４の出力から算出されるエンジン回転係数NE
により、ROM６６に予め記憶されているマツプ
から、基本噴射時間TP（PM、NE）を読出す。 更に、各センサからの信号に応じて、次式を用
いて前記基本噴射時間TP（PM、NE）を補正す
ることにより、燃料噴射時間TAUを算出する。 TAU＝TP（PM、NE）＊（１＋Ｋ＊Ｆ） ……(1) ここで、Ｆは、補正係数で、Ｆが正である場合
には増量補正を表わし、Ｆが負である場合には減
量補正を表わしている。又、Ｋは、前記補正係数
Ｆを更に補正するための補正倍率であり、通常は
１とされている。 このようにして決定された燃料噴射時間TAU
に対応する燃料噴射信号が、インジエクタ３０に
出力され、エンジン回転と同期してインジエクタ
３０が燃料噴射時間TAUだけ開かれて、エンジ
ン１０の吸気マニホールド２８内に燃料が噴射さ
れる。 本実施例における加速増量及び減速増量は、次
のようにして行われる。 即ち、第３図に示す如く、加速時に、アクセル
ペダルを踏み込まれ、スロツトルセンサ２０のア
イドルスイツチが、第３図Ａに示す如く、時刻t₁
でオフとなると、絞り弁開度TA及び吸気管圧力
PMの増大に先行して、第３図Ｄに実線Ａで示す
ような、極めて迅速な増量補正を行うアフタアイ
ドル増量（以下LLを増量と称する）が行なわれ
る。 このLL増量は、具体的には、例えば、補正係
数Ｆを、まず正の所定地とし、次いで、エンジン
回転毎あるいは一定時間毎に所定の減衰速度で０
まで減衰させることによつて行われる。 次いで、絞り弁１８が更に開かれ、前記スロツ
トルセンサ２０のポテンシヨメータ出力から検知
される絞り弁開度TAが、第３図Ｂに示す如く、
時刻t₂で立上り始めると、吸気管圧力PMの増大
に先行して、第３図Ｄに実線Ｂで示すような、絞
り弁開度TAの増大速度に応じた迅速の増量補正
を行う絞り弁開度増量（以下TA増量と称する）
が行われる。 このTA増量は、具体的には、例えば、絞り弁
開度の所定時間毎の変化量に応じた値を積算した
値（正値）を補正係数Ｆとし、次いで、エンジン
回転毎あるいは一定時間毎に所定の減速速度で０
まで減衰させることによつて行われる 更に、吸気管圧力PMが絞り弁開度TAの増大
に遅れて増大し始めると、時刻t₃から、第３図Ｄ
に実線Ｃで示すような、吸気管圧力Ｍの増大速度
に応じた精度の高い増量補正を行う吸気管圧力増
量（以下PM像量と称する）が行われる。 このPM増量は、具体的には、例えば、吸気管
圧力の所定時間毎の変化量に応じた値を積算した
値（正値）を補正係数Ｆとし、次いで、エンジン
回転毎あるいは一定時間毎に、所定の減衰速度で
０まで減衰させることによつて行われる。 なお、この際に、時刻t₂〜t₃ではLL増量とTA
増量が重なり、又、時刻t₃〜t₄では全ての増量が
重なり、更に、時刻t₄〜t₅ではTA増量とPM増量
が重なつているが、全ての増量を重畳して増量補
正を行つてしまうと、特に、応答は早いが精度の
良くないLL増量、TA増量の影響で、過増量とな
る恐れがある。 従つて、本発明においては、第３図Ｄに太い実
線で示す如く、前記LL増量、TA増量、PM増量
の最大値を辿つて加速増量を行うようにしてい
る。 次に、減速時には、時刻t₆で絞り弁１８が閉じ
られ始められると、吸気管圧力PMの減少に先行
して、第３図Ｄに実線Ｄで示すような、絞り弁開
度TAの減少速度に応じた迅速な減量補正を行う
絞り弁開度減量（以下TA減量と称する）が行わ
れる。 このTA減量は、具体的には、例えば、絞り弁
開度TAの所定時間毎の変化量に応じた値を積算
した値（負値）を補正係数Ｆとし、次いで、エン
ジン回転毎にあるいは一定時間毎に、所定回復速
度で０まで回復させることによつて行われる。 次いで、吸気管圧力PMが減少し始めると、時
刻t₇から、第３図Ｄに実線Ｅで示すような、吸気
管圧力PMの減少速度に応じた精度の高い減量補
正を行う吸気管圧力減量（以下PM減量と称す
る）が行われる。 このPM減量は、具体的には、例えば、吸気管
圧力PMの所定時間毎の変化量に応じた値を積算
した値（負値）を補正係数Ｆとし、次いで、エン
ジン回転毎あるいは一定時間毎に、所定の回復速
度で０まで回復させることによつて行われる。 なお、この際に、TA減量とPM減量が重複し
た場合には、両者を合わせ行うと過減量になる恐
れがある。 従つて、本実施例においては、第３図Ｄに太い
実線で示す如く、前記TA減量とPM減量の最小
値を辿つて、時刻t₇〜t₈ではTA減量のみを行い、
時刻t₈〜t₉では、PM減量のみを行うようにして
いる。 又、前記TA増量あるいはTA減量を行うに際
して、第４図に破線Ｇで示す如く、絞り弁開度
TAの大きさに拘らず、絞り弁開度の変化速度に
応じた増減量歩を行つてしまうと、絞り弁が所定
開度、例えば45°以上である場合には、絞り弁の
開度変化（例えば45°→90°）に拘らずエンジン運
転状態（吸気管圧力）は殆んど変わらないため、
応答は早いが精度の低いTA増減量の影響で、過
増量あるいは過減量となつて逆効果になる恐れが
ある。 従つて、本実施例においては、第４図に実線Ｈ
で示す如く、絞り弁開度TAが、所定開度TA１、
例えば45°を越えている場合には、絞り弁開度の
変化速度に応じた補正係数の積算を行わずに減衰
させ、絞り弁開度TAが45°以下である場合にの
み、絞り弁開度の変化速度に応じた補正係数の積
算を行うようにしている。 本実施例におけるTA増量のプログラムを第５
図に示す。 これにより、絞り弁開度の変化速度に応じた燃
料補正を行う場合の、過増量あるいは過減量によ
る、加速時のオーバーリツチあるいは、減速時の
オーバーリーンを防止することができる。 前記のようにして、極めて応答の早いLL増量、
応答の早いTA増減量、精度の高いPM増減量を
組合せて、加速増量及び／又は減速減量を行うこ
とによつて、アクセルペダルを早く踏み込んだ場
合には多量の増量が実施され、一方、アクセルペ
ダルを徐々に踏み込んだ場合には少量の増量が行
なわれる等、アクセルペダルの踏み方に応じた適
切な増量あるいは減量を実現することができ、空
燃比を理論空燃比近傍に維持して、過渡応答性能
と排気ガス浄化性能を両立することができる。 なお、前記実施例においては、加速像量と減速
減量を共に行うようにしていたが、減速減量を省
略することも可能である。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、加速時
に、アクセルペダルの踏み方と吸気管圧力の両者
の変化に応じた適切な、濃度とならない増量補正
を行うことができ、空燃比を理論空燃比近傍に維
持して、良好な過渡応答性能と排気ガス浄化性能
を両立することができる。従つて、吸気管圧力感
知式の電子制御燃料噴射装置を用いた場合でも、
精密な空燃比例制御を行うことが可能となるとい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関の電子制御燃
料噴射方法が採用された、自動車用エンジンの吸
気管圧力感知式電子制御燃料噴射装置の実施例を
示すブロツク線図、第２図は、前記実施例で用い
られているデジタル制御回路の構成を示すブロツ
ク線図、第３図は、前記実施例における加速増量
及び減速減量の様子を示す線図、第４図は、同じ
く、絞り弁開度の変化速度に応じた加速増量及び
減速減量の様子を示す線図、第５図は、同じく、
絞り弁開度の変化速度に応じた加速増量のプログ
ラムを示す流れ図である。 １０……エンジン、１４……吸気温センサ、１
８……絞り弁、２０……スロツトルセンサ、２３
……吸気管圧力センサ、３０……インジエクタ、
３４……酸素濃度センサ、４０……デイストリビ
ユータ、４２……上死点センサ、４４……クラン
ク角センサ、４６……冷却水温センサ、５４……
デジタル制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応
   じて基本噴射量を求めると共に、過渡時は、エン
   ジン運転状態に応じて算出される補正係数により
   前記基本噴射量を補正することによつて燃料噴射
   量を決定するようにした内燃機関の電子制御燃料
   噴射方法において、 加速時に、 アイドルスイツチがオフとなつたときに増量補
   正を行うアフタアイドル増量と、 絞り弁開度が所定開度より大である時は増量補
   正を行わず、所定開度以下の範囲内で絞り弁開度
   の所定期間毎の変化量に応じた値を積算した値を
   補正係数として、絞り弁開度の増大速度に応じた
   増量補正を行う絞り弁開度増量と、 吸気管圧力の所定期間毎の変化量に応じた値を
   積算した値を補正係数として、吸気管圧力の増大
   速度に応じた増量補正を行う吸気管圧力増量とを
   算出し、 これら増量値のうち、その最大値を用いて加速
   増量を行うことを特徴とする内燃機関の電子制御
   燃料噴射方法。