JPH0536618B2 - - 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燃料供給制御装置に関し、
特に加速時における燃料供給量の加速増量補正に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、内燃機関の加速時における必要燃料噴射
量は定常時の燃料噴射量よりも多く必要である。
この必要燃料噴射量と燃料噴射量との差を補正す
るためにスロツトル開度の開き速度が所定値以上
の時、加速状態と判断して開き開度に応じて燃料
噴射量を増量補正する装置が提案されている（例
えば、特開昭58−150045号公報等）。

［発明の目的］ しかしながら、内燃機関への吸入空気量の変化
はスロツトル開度の変化に直ちに追従するが、吸
入空気量を検出する手段、例えばエアフロメータ
や吸入管圧力センサ等には、特性上第１図に示す
ように、図中実線Ｖで示された吸入空気量の変化
に対して図中破線Ｓで示されたような応答遅れが
吸入空気量の変化の開始直後に存在する。よつ
て、前述のようのスロツトル開度の開き速度に応
じて燃料噴射量を増量する装置においては、加速
開始からある程度スロツトル弁が開いて吸入空気
量の応答遅れが小さくなると、増量補正によつて
空燃比がオーバー・リツチとなり、排気エミツシ
ヨンが悪化するという問題点がある。

本発明は前述のような問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、加速開始
からのスロツトル開度と開き速度とに応じて適切
な加速時の燃料噴射量を簡単な制御で増量補正し
て、排気エミツシシヨンの悪化が防止できる装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は第２図に例示するように、内燃機関に
吸入される空気量を調節するスロツトルバルブの
スロツトル開度を検出するスロツトル開度検出手
段と、 前記スロツトル開度の開き速度を検出する開き
速度検出手段と、 前記内燃機関の加速開始を検出する加速開度検
出手段と、 この加速開始検出手段に加速開始が検出された
時、前記スロツトル開度と前記開き速度とに応じ
て最大スロツトル開度を設定する最大スロツトル
開度設定手段と、 前記開き速度が所定値以上でかつ前記スロツト
ル開度が前記最大スロツトル開度以下の時、燃料
供給量を前記開き速度に応じて増量し、前記開き
速度が所定値未満または前記スロツトル開度が前
記最大スロツトル開度よりも大きい時、燃料供給
量の増量をしない燃料供給手段と を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給制
御手段を要旨としている。

［作用］ 以上の構成により、加速開始検出手段により加
速開始が検出されると、最大スロツトル開度設定
手段によりスロツトル開度と開き速度とに応じて
最大スロツトル開度が設定される。そして、開き
速度が所定値以上の加速状態において、スロツト
ル開度が最大スロツトル開度以下の時、燃料供給
手段により燃料供給量が開き速度に応じて増量補
正され、開き速度が所定値未満またはスロツトル
開度が最大スロツトル開度よりも大きい時、燃料
供給量の増量補正はされない。

このことで加速の前半（スロツトル設定開度以
下）のとき有効な燃料増量を行い、後半は燃料増
量をしないことになる。また制御も設定値との比
較なので容易に実現できる。

［実施例］ 以下本発明のの実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第３図は本発明実施例における内燃機関とその
周辺装置との概略構成図、第４図は加算燃料供給
制御手段としてのマイクロコンピユータを内蔵し
た電子制御回路を中心とする制御系統図である。

図において、１は６気筒のエンジン、２は吸入
空気量を求める為に吸気マニホールド３の内部圧
力を検出する空気管圧力センサ、４はエンジン１
の吸気マニホールド３の各シリンダ吸気ポート近
傍に設けられた電磁式の燃料噴射弁であつて、燃
料噴射弁４には圧力を一定に調整された燃料が図
示しない燃料ポンプより圧送される。燃料噴射弁
４は、実際には、気筒数に対応して６基４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ存在するが、ここで
はこれらを代表し以下の説明には燃料噴射弁４と
して扱う。５はエンジン点火装置の一部をなす点
火コイル、６は点火コイル５からの点火エネルギ
ーを各シリンダに設けられた点火プラグ７に、分
配するデイストリビユータである。デイストリビ
ユータ６は周知のようにエンジのクランク軸の２
回転につき１回転するものであつて、その内部に
エンジン回転角を検出する回転角センサ８を備え
ている。９はエンジン１のスロツトルバルブ、１
０はスロツトルバルブ９の開度を検出するスロツ
トルセンサ、１１はエンジン１の暖機状態を検出
する冷却水温度センサ、１２は吸入空気温度を検
出する吸気温度センサ、１３は排気マニホールド
１４に設けられ排気中の酸素濃度から空燃比を検
出する空燃比センサであつて、空燃比が理論空燃
比より小さいすなわちリツチのときに１ボルト程
度、また理論空燃比よりも大きいすなわちリーン
のときに0.1ボルト程度の電圧を出力する。

２０はエンジ１へ通常の燃料噴射量の制御を行
なうと共に加算燃料供給制御手段としても働く電
子制御回路であつて、吸気管圧力センサ２、回転
角センサ８、スロツトルセンサ１０、冷却水温度
センサ１１、吸気温度センサ１２および空燃比セ
ンサ１３の各検出信号に基づいて燃料噴射量を演
算して燃料噴射弁４の開弁時間を調整する。

次に電子制御回路２０の内部構成について第４
図を用いて説明する。１００は燃料噴射量を演算
するセントラルプロセツシングユニツト
（CPU）、１０１は割込み指令ユニツト、１０２
はCPU１００からの所定周波数のクロツク信号
によつて所定回転角の周期をカウントしてエンジ
ン回転速度を演算する回転速度用カウンタユニツ
ト、１０３は空燃比センサ１３の検出信号を受信
してCPU１００に転送するデイジタル入力ポー
ト、１０４は吸気管圧力センサ２、スロツトル開
度センサ１０からの検出信号をＡ／Ｄ変換して
CPU１００に読込ませる機能を有するＡ／Ｄ変
換処理ユニツトである。これら各ユニツト１０
２，１０３，１０４の出力情報はコモンバス１０
５を介してCPU１００に伝送される。１０６は
CPU１００の制御プログラムが格納されると共
に各ユニツト１０１，１０２，１０３，１０４か
らの出力情報が一時的に記憶されるメモリユニツ
トであつて、このメモリユニツト１０６とCPU
１００との間の情報転送もコモンバス１０５を介
して行なわれる。１０７はレジスタを含む点火時
期制御用カウンタユニツトであつて、CPU１０
０よつて計算された点火コイル５に通電する時期
および通電を遮断する時期つまり点火時期を表わ
すデイジタル信号をエンジン回転角（クランク
角）に対応する時期および時期として算出する。
１０８は電力増幅器であつて、点火時期制御用カ
ウンタユニツト１０７の出力を増幅して点火コイ
ル５に通電すると共に点火コイル５の通電を遮断
する時期つまり点火時期を制御する。

１０９はレジスタを含む燃料噴射時期制御用カ
ウンタユニツトであつて、同一機能を有する２個
のダウンカウンタからなる。この場合、各ダウン
カウンタはCPU１００により計算された燃料噴
射弁４の開弁時間つまり燃料噴射量を表わすデイ
ジタル信号を燃料噴射弁４の開弁時間を与える時
間幅のパルス信号に変換する。１１０はカウンタ
ユニツト１０９からのパルス信号を増幅して燃料
噴射弁４に供給する電力増幅器であつて、カウン
タユニツト１０９の構成に対応して２チヤンネル
設けてある。

第４図に示すように、回転角センサ８は３個の
センサ１８１，１８２，１８３からなる。即ち、
第１の回転角センサ１８１は、第５図のタイムチ
ヤートにＡとして示すように、エンジンクランク
軸の２回転毎につまりデイストリビユータ６の１
回転毎に１回だけ、クランク角０から角度θだけ
手前の位置において角度信号Ａを発生する。第２
の回転角センサ１８２は、第５図にＢとして示す
ように、エンジンクランク軸の２回転毎に１回だ
け、クランク角360°から所定の角度θだけ手前の
位置において角度信号Ｂを発生する。第３の回転
角センサ１８３は、第５図にＣとして示すよう
に、エンジンクランク軸の１回転毎にエンジン気
筒数に等しい個数の、つまり本実施例のように６
気筒の場合はクランク角0°から60°毎に６個の、
角度信号Ｃを発生する。

割込み指令ユニツト１０１は各回転角センサ１
８１，１８２，１８３からの角度信号つまりクラ
ンク軸回転信号を入力して、点火時期の演算の割
込みと燃料噴射の演算の割込みとを指令する信号
を送出するものであつて、この場合、第５図にＤ
として示すように、第３の回転角センサ１８３の
角度信号Ｃを２分周して得られる信号を第１の回
転角センサ１８１の角度信号Ａが送出された直後
に割込み指令信号Ｄとして送出する。この割込み
指令信号Ｄはクランク軸の２回転当り６回つまり
クランク軸の２回転でエンジン気筒数だけ送出さ
れる。従つて、６気筒の場合には、クランク角
120°毎に１回送出され、CPU１００に対して点火
時期の演算の割込み指令を行なう。また、割込み
指令ユニツト１０１は、第５図にＥとして示すよ
うに、第３の回転角センサ１８３の角度信号Ｃを
６分周して得られた信号を、第１の回転角センサ
１８１の角度信号Ａおよび第２の回転角センサ１
８２の角度信号Ｂが送出されてから６番目、つま
りクランク角300°を起点として360°（１回転）毎
に割込み指令信号Ｅとして送出する、この割込み
指令信号ＥはCPU１００に対して燃料噴射量の
演算の割込みを行なう。CPU１００はこの割込
み指令をうけてエンジン１の回転に同期して行な
われる通常の燃料噴射量を演算する。

上述の如く構成されたエンジン１とその周辺装
置において行なわれる燃料供給の制御について以
下に説明する。

本実施例における燃料噴射制御は20ｍsec毎に
起動されて、第６図に示す制御ルーチンをＡより
入り実行されるが、これに先だつて、制御上使用
され燃料の非同期噴射の実施を示すフラツグ
FLAGXは、電子制御回路２０に電源が投入され
た直後に０に初期化されている。まずステツプ
200では、スロツトルセンサ１０から最新のスロ
ツトル開度TAiを、メモリユニツト１０６内の一
時記憶用の所定のエリアから前回本制御ルーチン
の処理が行なわれた時のスロツトル開度TAi_-1
を、各々読み込む処理が行なわれる。続くステツ
プ210では次回行なわれる本制御ルーチンの処理
に備えて、ステツプ200で読み込んだスロツトル
開度TAiによつて前回の値TAi_-1を更新する処
理、即ちスロツトル開度TAiをTAi_-1としてメモ
リユニツト１０６の所定のエリアに格納する処理
が行なわれる。続くステツプ220では、ステツプ
200で読み込んだスロツトル開度TAiとTAi_-1と
の差を△TAとして演算する処理が行なわれる。
本制御ルーチンは20ｍsec毎に起動されるので、
△TAはこの間のスロツトルバルブ９の開度の変
化量、即ち開き速度に相当する。次のステツプ
230では、スロツトルバルブ９の開き速度△TA
が予め定められた値TAso以上であるか否かの判
断が行なわれる。第７図に示すようにここで所定
値TAsoはスロツトルバルブ９の状態（開度およ
び開き速度）に基づいて行なわれる燃料の非同期
噴射に関して、その値以下では非同期噴射を行な
う必要がないようなスロツトルバルブ９の開き速
度として与えられている。換言すれば吸入空気量
の増加が空燃比をオーバリーンとするものではな
く、つまり斗に混合気の希薄化が問題とならない
ような加速時においては、非同期噴射による加速
初期の燃料の増量制御は必要ないという判断がな
される事になる。ステツプ230での判断が「NO」
であつて、上述したように、非同期噴射による燃
料の増量制御が必要ない時には、処理はステツプ
240へ進み、フラツグFLAGX＝０とした後、Ｂ
へ抜けて本制御ルーチンを終了する。ステツプ
230での判断が「YES」、即ち△TA≧TAsoの時
には、処理はステツプ250へ進み、非同期噴射に
よる燃料の増量制御の実施を表わすフラツグ
FLAGXの値をチエツクする。FLAGX＝０であ
れば、前回の本制御ルーチンの処理において非同
期噴射は行なわれなかつたと判断しステツプ260
へ、FLAGX＝１であれば、既に非同期噴射は行
なわれていたとしてステツプ270へ、各々その処
理は移行する。

まずステツプ260以下の処理については説明す
ると、ステツプ260ではメモリユニツト１０６内
に予め格納された第７図に示すマツプから、現時
点におけるスロツトル開き速度△TAに対応する
加速開始からのスロツトル開度TAの設定値
TAAaoを読み取つて、これに定数K₁、K₂を乗じ
て、非同期噴射による燃料の増量制御を行なう加
速開始からのスロツトル開度TAの範囲TAaを求
める処理が行なわれる。ここでTAaoは第７図に
示す如く、スロツトル開き速度△TAが大きくな
るに従つて増加するような値に予め設定されてい
るが、具体的な値については使用するエンジンの
特性にあわせて実験的に定められる。又、ここで
TAaの算出に用いられる定数K₁、K₂は、非同期
噴射による燃料の増量制御を行なうべき加速開始
からのスロツトル開度の範囲をエンジン１の状態
に基づいて補正する為の係数であつて、例えば第
８図、第９図に示すようにエンジン１の暖機状態
を示すエンジン冷却水温度に応じて定まる値K₁
やエンジン１の回転数に応じて定まる値K₂とい
つたものである。ステツプ260に続くステツプ280
では、ステツプ260で求めた値TAaにステツプ
200で読み込んだ前回のスロツトル開度TAi_-1を
加算してTAbを求める処理が行なわれる。ステ
ツプ280で求められる値TAbは、加速中において
非同期噴射により燃料の増量制御を行なうような
スロツトル開度の範囲の上限値である。次のステ
ツプ290では、フラツグFLAGを１に設定し、続
くステツプ300では、△TAinとしてステツプ220
で求めたスロツトル開き速度△TAを、またステ
ツプ280で求めた上限値TAbを、各々メモリユニ
ツト１０６の所定のエリアに格納する処理が行な
われる。以上の一連の処理、ステツプ260、280、
290、300の後、処理はステツプ310へと進む。

一方、ステツプ250での判断が「NO」、即ちフ
ラツグFLAGX≠０の時、処理はステツプ270へ
移り、△TA−△TAin≦T₀であるか否かの判断
が行なわれる。ここで△TAは、本制御ルーチン
が実行されている時点でのスロツトル開き速度
（ステツプ220で求められる）であり、△TAinは
前回本制御ルーチンが実行された時のスロツトル
開き速度（前回の処理においてステツプ300にて
メモリユニツト１０６の所定のエリアに格納され
た）であつて、ステツプ270では両者の差が予め
定められた値T₀以下であるか否かの判断が行な
われることになる。ステツプ270での判断が
「NO」、即ち、現時点でのスロツトル開き速度△
TAが前回の値△TAin所定量T₀以上上回つてい
る時には、スロツトルバルブ９の開く速度が更に
速められており、より大きな加速が要求されるよ
うになつたと判断されるから、処理は既述のステ
ツプ260へ移行し、非同期噴射による燃料の増量
制御を行なうスロツトル開度の範囲、つまりその
上限値TAbを設定する処理を改めて行なうこと
になる。ステツプ270における判断が「YES」で
あつて、スロツトルバルブ９の開き速度に大きな
変化がなければ、処理はステツプ320へ進み、今
回本制御ルーチンのステツプ200で読み込だスロ
ツトル開度TAiが、前回実行された本制御ルーチ
ンにおいてステツプ280で求められメモリユニツ
ト１０６の所定のエリアに格納された上限値
TAbより小さいか否かの判断が行なわれる。ス
テツプ320での判断において、TAi≦TAbが成立
していれば、スロツトル開度は、非同期噴射を行
なうスロツトル開度の上限値を越えていないと判
断し、処理はステツプ310へ移行する。一方、ス
テツプ320での判断が「NO」、即ちTAi≦TAbが
成立していなければ（即ち、TAi＞TAbなら
ば）、スロツトル開度TAiは非同期噴射による燃
料の増量制御を行なう範囲を越えたと判断される
ことから、処理はステツプ240へ移り、フラツグ
FLAGXを０に設定した後、本制御ルーチンをＢ
へ抜けて終了する。

加速中であるとの判断がスロツトル開度の変化
によつて検出され、非同期噴射が初めて行なわれ
る場合の本制御ルーチンの処理（即ち、ステツプ
200ないしステツプ230、ステツプ250、ステツプ
260およびステツプ280ないしステツプ300の処理）
の後に、あるいは、非同期噴射が実施されるよう
になつた後でスロツトル開度が未だ非同期噴射を
行なうべきスロツトル開度の上限値を越えていな
い場合の本制御ルーチンの処理（即ち、ステツプ
200ないし230、ステツプ250、ステツプ270および
ステツプ320の処理）の後に、処理はステツプ310
に進み、ステツプ310ではスロツトル開き速度△
TAに基づいて、燃料の非同期噴射量TAsyを演
算する処理が行なわれる。TAsyはTAsy＝α×
△TA＋βとして求められるが、ここでα、βは
第１図に破線Ｓで示したような吸入空気量を検出
する吸気管圧力センサ２の特性等、つまりその応
答遅れ等によつて定められる定数である。続くス
テツプ330では、ステツプ310で求めた燃料の非同
期燃料噴射量TAsyに基づいて、燃料噴射時間制
御用カウンタユニツト１０９に燃料噴射弁４（４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ）を開弁する
時間に対応する値がセツトされる。該カウンタユ
ニツト１０９はデータがセツトされるとダウンカ
ウントを開始し、値が０となるまで電力増幅器１
１０を介して燃料噴射弁４を開弁するので、エン
ジン１の回転と同期をとることなく燃料噴射が行
なわれ燃料の増量制御が実施される。

上記ステツプ330の処理を行なつた後、処理は
Ｂへ抜けて本制御ルーチンを終了する。

以上のように構成された本実施例においては、
スロツトルバルブの開度TAiを20ｍsec毎に読み
込んでその開き速度△TAを検出し、該開き速度
△TAが所定の値以上の時に、非同期噴射によつ
て燃料の増量制御を行なうようなスロツトル開度
の範囲TAbを予め記憶したマツプに基づいて演
算し、実際のスロツトルバルブの開度TAiが演算
して求められたその範囲TAb内にある場合には、
エンジン１に噴射すべき燃料量TAsyをスロツト
ル開き速度△TAに応じて定め、エンジンの回転
と同期をとることなく燃料噴射を実施して燃料の
増量制御を行なうように構成されている。従つ
て、燃料の非同期噴射は、加速開始から、スロツ
トルバルブの開き速度に応じて定められる所定の
スロツトル開度までに限つて実施されるので、吸
入空気量を検出する吸気管圧力センサ２の応答遅
れによつて空燃比がオーバリーンとなるという問
題を未然に防止し、加速開始直後にも良好なドラ
イバビリテイを維持することができる。又、燃料
噴射は、エンジンの回転に同期することなく、加
速開始をスロツトルバルブ９の開度の変化によつ
て検出すると直ちに実施されるので、同期噴射の
為に燃料の増量制御が次の燃料噴射の時点まで待
たされて、この間の空燃比がオーバリーンとなつ
てドライバビリテイが悪化することがあるという
問題も十分に解消されている。

尚、本実施例では吸入空気量の検出に吸気管圧
力センサを用いたが、吸入空気の流量を検出する
エアフロメータを用いる場合でも、エアフロメー
タには慣性による応答遅れが存在する為、本実施
例の内燃機関の燃料供給制御装置を用いる場合、
同様の効果を奏することができる。又、本実施例
では、６気筒のエンジンで同期噴射を行なつてい
るものについて説明したが、他の４気筒や８気筒
等の多気筒エンジンに本発明を適用することもで
き、又各気筒独立燃料噴射を行なつている多気筒
エンジンに適用することも、あるいは燃料噴射以
外の手法で燃料を各気筒に供給する多気筒エンジ
ンに適用することも、何ら差支えない。更に、本
実施例では、非同期噴射を行なうようなスロツト
ルバルブの開度は、スロツトル開き速度に基づ
き、エンジン冷却水温やエンジン回転数による補
正係数K₁、K₂を用いて補正して求めたが、他に
その時点でのスロツトルバルブの開度やトランス
ミツシヨンのギヤ位置等を用いて補正してもよ
い。この場合、例えばトランスミツシヨンのギヤ
位置を用いることは、エンジンから取り出そうと
している出力トルクに応じて非同期噴射により増
量される燃料量を変更することを意味し、加速中
のドライバビリテイをより良好に維持できるとい
つた利点がある。

以上本発明の実施例について説明したが、本発
明はこの実施例に何等限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、加速開始
が検出された時、スロツトル開度と開き速度とに
応じて最大スロツトル開度が設定される。そし
て、開き速度が所定値以上の加速状態において、
スロツトル開度が最大スロツトル開度以下の時の
み、燃料噴射量が開き速度に応じて増量補正され
る。よつて、加速開始からある程度スロツトル弁
が開いて吸入空気量の応答遅れが小さくなるよう
な状態では増量補正が行われない。また制御も設
定値との比較を行うだけなので容易に実現でき
る。そのため簡単な制御で空燃比のオーバー・リ
ツチに伴う排気ミツシヨンの悪化を防止すること
ができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸入空気量の検出に存在する応答遅れ
を説明する為のグラフ、第２図は本発明の基本的
構成図、第３図は本発明実施例の内燃機関とその
周辺装置との構成を示す概略構成図、第４図は電
子制御回路を中心としてその制御系統を示すブロ
ツク図、第５図は回転角センサ８に内蔵される３
つのセンサの検出のタイミングを示すタイムチヤ
ート、第６図は実施例の制御を表わすフローチヤ
ート、第７図はスロツトル開き速度△TAに対応
する加速開始からのスロツトル開度TAaoを与え
るマツプ、第８図は補正係数K₁の値について説
明するグラフ、第９図は同じく補正係数K₂に関
するグラフである。 １……エンジン、２……吸気管圧力センサ、４
……燃料噴射弁、８……回転角センサ、１０……
スロツトル開度センサ、２０……電子制御回路、
１００……CPU。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関に吸入される空気量を調節するスロ
   ツトルバルブのスロツトル開度を検出するスロツ
   トル開度検出手段と、 前記スロツトル開度の開き速度を検出する開き
   速度検出手段と、 前記内燃機関の加速開始を検出する加速開度検
   出手段と、 この加速開始検出手段に加速開始が検出された
   時、前記スロツトル開度と前記開き速度とに応じ
   て最大スロツトル開度を設定する最大スロツトル
   開度設定手段と、 前記開き速度が所定値以上でかつ前記スロツト
   ル開度が前記最大スロツトル開度以下の時、燃料
   供給量を前記開き速度に応じて増量し、前記開き
   速度が所定値未満または前記スロツトル開度が前
   記最大スロツトル開度よりも大きい時、燃料供給
   量の増量をしない燃料供給手段と を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給制
   御装置。 ２ 前記燃料供給手段は、 運転状態に応じた燃料供給量を前記内燃機関の
   回転に同期して供給する同期供給手段と、 前記スロツトル開度と前記開き角度とが前記加
   算燃料供給域にある時、前記開き速度に応じた加
   算燃料供給量を前記同期供給手段による供給タイ
   ミングとは異なつたタイミングで供給する非同期
   供給手段と を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の内燃機関の燃料供給制御装置。 ３ 前記最大スロツトル開度設定手段は、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記最大スロ
   ツトル開度を補正する補正手段を備えることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の内燃機関の燃料供給制御装置。