JPH0573907B2 - - 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、エンジンの減速
運転時に、前記基本噴射量を減量補正するように
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１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、吸入空気量を測定するために、エア
フローメータ等の非常に精密な構造を有する測定
器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。しかしながら、吸入空気量感知式の電子制御
燃料噴射装置に比べると、空燃比の制御精度が低
く、特に、減速時においては、吸気管圧力が減少
しなければ燃料噴射量が減少しないため、空燃比
が一時的にリツチとなつて、減速性能が低いもの
となるだけでなく、排気ガス中の一酸化炭素量が
増大して、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困難であつた。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
応答が遅いため、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。

なお、前記のような欠点を解消するべく、特開
昭52−133418に記載されているように、減速時に
減量補正を行うことも考えられる。

〓発明が解決しようとする課題〓 しかしながら、この減速減量をアイドル回転数
近くになつても続行すると、減速状態からアイド
リング状態に移行する際に、エンジン回転数がア
イドル回転数以下に落ち込んで、車両乗員に不快
感を与えたり、あるいは、甚だしい場合には、エ
ンジンストールを発生してしまう可能性があつ
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、減速時に適切な減量補正を行つ
て、空燃比を理論空燃比近傍に維持すると共に、
減量補正の本来の効果を損なうことなく、減速状
態からアイドリング状態に移行する際の、エンジ
ン回転数の落ち込み（アンダーシユート）やエン
ジンストールを防止することができ、従つて、良
好な減速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エンジン回転
数に応じて基本噴射量を求めると共に、エンジン
の減速運転時に、前記基本噴射量を減量補正する
ようにした内燃機関の電子制御燃料噴射方法にお
いて、減速時に、絞り弁開度の減少速度に応じて
減少させ、次いで、所定の回復速度で回復させる
絞り弁開度減量と、吸気管圧力の減少速度に応じ
て減少させ、次いで、所定の回復速度で回復させ
る吸気管圧力減量とを算出し、これら減量値のう
ち、最小値により減量補正を行うと共に、該減量
補正実行中に、絞り弁が全閉状態となり、且つ、
エンジン回転数が所定値以下となつた時には、前
記減量補正を中止して通常の燃料供給を行い、一
方、絞り弁開度が全閉状態でないか、又は、エン
ジン回転数が前記所定値以下でない場合には、前
記減量補正を継続することにより、前記目的を達
成したものである。

〓作用〓 本発明においては、減速時に、絞り弁開度の減
少速度に応じて減少させ、次いで、所定の回復速
度で回復させる絞り弁開度減量と、吸気管圧力の
減少速度に応じて減少させ、次いで、所定の回復
速度で回復させる吸気管圧力減量とを算出し、こ
れら減量値のうち、最小値により減量補正を行う
ようにしている。従つて、減速初期は、運転者の
アクセルペダル操作と連動して迅速に変化する絞
り弁開度の変化に応じて、応答性の高い減量補正
を行うことできる。又、減量中期以降は、変化は
遅いが減量状態をよく表わす吸気管圧力の変化に
応じて、精度の高い減量補正を行うことができ
る。更に、絞り弁開度減量と吸気管圧力減量が重
複した場合には、その小さい方の値により減量補
正を行うようにしたので、両者が重複しても過減
量となることがない。

従つて、減速時に見合つた、アクセルペダルの
離し方（即ち絞り弁開度）と吸気管圧力の両者の
変化に応じた、適切な、過度とならない減量補正
を行つて、良好な応答性と高精度の両立を図るこ
とができる。

更に、前記減量補正実行中に、絞り弁が全閉状
態となり、且つ、エンジン回転数が所定値以下と
なつたときには、前記減量補正を中止して通常の
燃料供給を行い、一方、絞り弁が全閉状態でない
か、又は、エンジン回転数が前記所定値以下でな
い場合には、前記減量補正を継続するようにした
ので、減量補正の本来の効果を損なうことなく、
減速状態からアイドリング状態に移行する際の、
エンジン回転数のアンダーシユートやエンジンス
トールを効果的に防止することができる。

〓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中に配設され、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及び絞り弁１
８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、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、排気マニホルド３２に配設
された、排気ガス中の残存酸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１
０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４
２及びクランンク角センサ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出するための
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５４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、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の減少速度、及
び、前記吸気管圧力センサ２３の出力から検知さ
れる吸気管圧力の減少速度に応じて、減速時に減
量補正を行うと共に、該減量補正実行中に、絞り
弁が全閉状態となり、且つ、エンジン回転数が、
アイドル回転数より若干高めの所定値（例えば
1000rpm）以下となつた時は、前記減量補正を中
止する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のアイドル接点、上死点センサ４
２、クランク角センサ４４、車速センサ５０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、CPU６０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、吸気管圧力セン
サ２３出力の吸気管圧力PMと、クランク角セン
サ４４の出力から算出されるエンジン回転数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の吸気マニホルド２８内に燃料が噴射され
る。

本実施例における減速時の減量補正（減速減量
と称する）は、次のようにして行われる。

即ち、第３図に示す如く、減速時に、時刻t₁で
絞り弁１８が閉じられ始めると、吸気管圧力PM
の減少に先行して、第３図Ｄに実線Ａ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
量に応じた積算値を積算した値（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
時時間毎に、所定レベルまでは高速の、所定レベ
ル到達後は低速の、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t₂から、第３図Ｄに実線Ｂ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
応じた積算値を積算した値（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、所定レベルまでは高速の、所定レベル到達
後は低速の、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。

なお、TA減量とPM減量が重複した場合に、
両者を合わせ行うと過減量になる恐れがある。従
つて、第３図Ｄに太い実線で示す如く、前記TA
減量とPM減量の最小値をたどつて、時刻t₂〜t₃
ではTA減量のみを行い、時刻t₂〜t₄では、PM減
量のみを行うようにしている。

又、前記TA減量及びPM減量に際して、減速
減量実行中に、絞り弁１８が全閉状態となり、且
つ、エンジン回転数が、アイドル回転数より若干
高めの所定値、例えば、1000rpm以下となつた時
には、前記減速減量を中止する。具体的には、第
４図に示す如く、まずステツプ１０１で、前記ス
ロツトルセンサ２０のアイドルスイツチがオンで
あるか否かを判定する。判定結果が正である場
合、即ち、絞り弁１８が全閉状態である場合に
は、ステツプ１０２に進み、エンジン回転数が所
定値、例えば1000rpmいかであるか否かを判定す
る。判定結果が正である場合には、ステツプ１０
３に進み、減速減量中、即ち、TA減量あるいは
PM減量実行中であるか否かを判定する。判定結
果が正である場合には、ステツプ１０４に進み、
補正係数Ｆの値を強制的に０に戻して、減速減量
を中止する。一方、前出ステツプ１０１〜１０３
のいずれかの判定結果が否である場合、即ち、減
速減量実行中であつても、アイドルスイツチがオ
フであるか、あるいは、エンジン回転数が
1000rpmを越えている時には、減速減量を中止す
ることなく続行する。

本実施例における減速減量中のエンジン回転数
NEと補正係数Ｆの関係の一例を第５図に示す。
第５図の実線Ｃから明らかな如く、本実施例にお
いては、エンジン回転数NEが1000rpmとなつた
時刻t₅〓で減速減量が中止され、補正係数Ｆが強
制的に０に戻されるため、第５図に破線Ｄで示す
如く、エンジン回転数NEがアイドル回転数以下
に落ち込んでしまつたり、あるいは、同じく第５
図に一点鎖線Ｅで示す如く、エンジンストールし
てしまうことがない。

前記のようにして、応答の早いTA減量と精度
の高いPM減量を組合わせて減速減量を行うこと
によつて、適切な減速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、減速性能
と排気ガス浄化性能を両立することができる。

〓発明の効果〓 以上説明した通り、本発明によれば、減速時に
適切な減量補正を行うことができ、空燃比を理論
空燃比近傍に維持すると共に、減速状態からアイ
ドリング状態に移行する際の、エンジン回転の変
化を円滑にして、良好な減速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、精密な空燃比制御を行うことが可能となる。
特に絞り弁が全閉でなく、エンジンストールの可
能性が無い時は、減量補正を中止せず続行するよ
うにしているので、減量補正の本来の効果を損な
うことが無い等の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減速減量の様
子を示す線図、第４図は、同じく、減速減量を中
止するためのプログラムを示す流れ図、第５図
は、同じく、減速状態からアイドリング状態に移
行する際の、エンジン回転数と補正係数の変化状
態の一例を示す線図である。 １０…エンジン、１４…吸気温センサ、１８…
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…デイストリピユータ、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、 エンジンの減速運転時に、前記基本噴射量を減
   量補正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、 減速時に、 絞り弁開度の減少速度に応じて減少させ、次い
   で、所定の回復速度で回復させる絞り弁開度減量
   と、 吸気管圧力の減少速度に応じて減少させ、次い
   で、所定の回復速度で回復させる吸気管圧力減量
   とを算出し、 これら減量値のうち、最小値により減量補正を
   行うと共に、 該減量補正実行中に、絞り弁が全閉状態とな
   り、且つ、エンジン回転数が所定以下となつた時
   には、前記減量補正を中止して通常の燃料供給を
   行い、 一方、絞り弁開度が全閉状態でないか、又は、
   エンジン回転数が前記所定値以下でない場合に
   は、前記減量補正を継続することを特徴とする内
   燃機関の電子制御燃料噴射方法。