JPH0776537B2

JPH0776537B2 - エンジンの燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0776537B2
Application number: JP9588686A
Authority: JP
Inventors: 博之小田; 誠保立; 正志丸原; 正法三角
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-04-26
Filing date: 1986-04-26
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPS62253942A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの燃料噴射装置に関するものである。

（従来の技術）燃料噴射式のエンジンにあっては、エンジンに供給する
混合気の空燃比が目標空燃比となるようにするため、燃
料噴射弁から噴射する噴射量すなわち噴射燃料量を次の
ようにして決定している。すなわち、吸入空気量に基づ
いて基本の噴射量を決定する一方、吸入空気量に基づい
て目標空燃比を決定し、この基本噴射量と目標空燃比と
から、当該目標空燃比に対応した最終的な噴射量を決定
するようにしている。より具体的には、上記基本噴射量
を例えば理論空燃比（14.7）に対応したものとなるよう
に決定する一方、この基本噴射量を目標空燃比に応じて
補正することにより、上述した最終的な噴射量を決定す
るようにしていた。

そして、最近では、エンジンの空燃比を精度良く制御す
るため、排気ガスの空燃比に基づいて混合気の空燃比を
フィードバック制御するようにしたものが多くなってお
り、この排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサとし
て、いわゆるリーンセンサと呼ばれるように、排気ガス
の空燃比に対応した信号を出力するものを用いて、混合
気の空燃比をよりリーン（空燃比の大きい）とするよう
にしたものも提案されている（特開昭58−32946号公報
参照）。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、前述したように、それぞれ吸入空気量に基づ
いて基本噴射量と目標空燃比とを決定するようにしたも
のにおいては、エンジンの運転状態特に吸入空気量が変
化する過渡期において、目標空燃比が急激に変化される
ことによって実際の空燃比が急激に変更され、トルクシ
ョックを生じてしまう、という問題があった。この点を
詳述すると、例えば加速時を考えた場合、スロットル開
度が急に大きくなるのに伴って吸入空気量が急激に増加
し、目標空燃比が相対的にリーンな状態からリッチな状
態へと変更されることとなる。このとき、噴射量は、加
速に伴う吸入空気量の増大に見合った増量と、空燃比を
リッチ化するのに見合った増量とがなされて、結果とし
て噴射量が急激に増量されることとなって、大きなトル
クショックを生じることとなる。

上述のような問題を解消するため、制御の応答性を全体
的に遅くすることも考えられるが、この場合は燃料の応
答遅れとなってドライバビリティ等の観点から好ましく
ないことになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
燃料の供給応答性を損なうことなく、不快なトルクショ
ックを防止し得るようにしたエンジンの燃料噴射装置を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、基本的には、吸入空気量の変化に伴う噴射量
の変更によるトルク変動は、運転者の意志に従うもので
あるからして、この運転者の意に沿った基本噴射量の設
定を極力吸入空気量の変化に追従させて燃料の供給応答
性を確保するようにしてある。また、運転者の予期しな
い空燃比の変更に伴うトルク変動が、不快なトルクショ
ックの大きな原因となる点に着目して、吸入空気量の変
化に対応する空燃比の変更をゆっくりと行わせるように
してある。具体的には、第６図に示すように、エンジンの吸入空気量を検出し、該吸入空気量に対応し
た値を出力する吸気量検出手段と、前記吸気量検出手段により検出された吸入空気量を記憶
する記憶手段と、前記吸気量検出手段からの出力を受け、エンジンに供給
する基本燃料噴射量を決定する基本噴射量決定手段と、前記吸気量検出手段からの出力に応じた現在の吸入空気
量と前記記憶手段に記憶されていた吸入空気量とに基づ
いて疑似吸気量を求める疑似吸気量決定手段と、前記疑似吸気量決定手段からの出力を受け、疑似吸気量
に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比を決定す
る目標空燃比決定手段と、前記基本噴射量決定手段により決定された基本噴射量と
前記目標空燃比決手段により決定された目標空燃比とに
基づいて最終噴射量を決定する最終噴射量決定手段と、を備えた構成としてある。

このような構成とすることにより、基本噴射量は、吸気
量検出手段により検出された最新のデータに基づいて設
定されるため、燃料の供給応答性が良好となる。また、
目標空燃比の設定は、吸気量検出手段により検出された
吸入空気量の「なまし値」すなわち記憶手段に記憶され
ていた古いデータを加味して決定されるため、空燃比の
変動はゆっくりと行われることになる。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

第１図において、１は４サイクル往復動型とされたオッ
トー式のエンジン本体で、このエンジン本体１は、既知
のように、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とシ
リンダブロック２のシリンダ2a内に嵌挿されたピストン
４とにより、燃焼室５が画成されている。この燃焼室５
には、点火プラグ６が配置されると共に、吸気ポート
７、排気ポート８が開口され、この各ポート７、８は、
吸気弁９あるいは排気弁10により、エンジン出力軸と同
期して周知のタイミングで開閉される。

上記吸気ポート７に連なる吸気通路21には、その上流側
から下流側へ順次、エアクリーナ22、吸気温度を検出す
る吸気温センサ23、吸入空気量を検出するフローメータ
24、スロットル弁25、サージタンク26、燃料噴射弁27が
配設されている。また、前記排気ポート８に連なる排気
通路28には、その上流側から下流側へ順次、空燃比セン
サ29、排気ガス浄化装置としての三元触媒30が配置され
ている。なお、上記空燃比センサ29は、いわゆるリーン
センサと呼ばれるように、排気ガスの空燃比（酸素余剰
率）に対応した信号を出力するものとなっている（空燃
比に略比例した信号を出力するものが既に実用化されて
いる）。

第１図中31はマイクロコンピュータによって構成された
制御ユニットで、既知のように主としてCPU、RAM,ROMか
ら構成されている。この制御ユニット31には、前記各セ
ンサ23、24、29からの各信号の他、センサ32、33、34か
らの信号およびバッテリ35からの電圧信号が入力される
ようになっている。上記センサ32はスロットル弁25の開
度すなわちエンジン負荷を検出するものであり、センサ
33はエンジン冷却水温を検出するものであり、センサ34
はデストリビュータ36に付設されてクランク角すなわち
エンジン回転数を検出するものである。また、制御ユニ
ット31は、燃料噴射弁27の他、イグナイタ37に出力され
るものである。すなわち、イグナイタ37に対して所定の
点火時期信号が制御ユニット31から出力されると、点火
コイル38の一次電流が遮断されてその二次側に高電圧が
発生され、この二次側の高電圧がデストリビュータ36を
介して点火プラグ６に供給されることになる。

さて次に、制御ユニット31による空燃比制御について、
第２図、第３図のフローチャートを参照しつつ説明す
る。

ここで、第２図では、スロットル開度の小さいうちはス
ロットル開度の変化に対する吸入空気量の変化が大きい
反面、スロットル開度が大きくなるとスロットル開度の
変化に対する吸入空気量の変化が小さくなる点を勘案し
て、吸入空気量（後述する疑似吸気量）に基づいて第１
の目標空燃比を決定すると共に、スロットル開度に基づ
いて第２の目標空燃比を決定して、この第１、第２の両
目標空燃比から最終的な目標空燃比を決定するようにし
てある。また、燃料噴射弁27からの燃料噴射量に対応し
た噴射パルス巾は、基本的には、後述するように検出さ
れた最新の吸入空気量に基づいて理論空燃比となる基本
噴射パルス巾を決定して、この基本噴射パルス巾を、上
記最終的に決定された目標空燃比に対応したものに補正
するようにしてある。なお、以下の説明でＳはステップ
を示す。

以上のことを前提として、先ず、S1においてシステムイ
ニシャライズされた後、S2において各センサ23、24、2
9、32、33、34からの出力値およびバッテリ電圧が読込
まれる。次いで、S3においてエンジン回転数Neが算出さ
れた後、S4において、エアフローメータ24の出力TPとエ
ンジン回転数Neとに基づいて、１サイクル当りの吸気量
TPKが算出される。

S5においては、上記S4において算出された最新の吸気量
TPKと、あらかじめ記憶されていた前回の吸気量TPK4
（ｎ−１）とに基づいて、疑似の吸気量TPK4が算出され
る（なまし処理）。なお、実施例では、前回の吸気量TP
K4（ｎ−１）と現在の吸気量TPKとの反映割合を、図中
の式から明らかなように3:1としてある。

この後、S6において、現在の吸気量TPKがあらかじめ設
定された最大値TPKmaxより大きいか否かが判別される。
この判別でTPK＞TPKmaxとされた場合は、S7において現
在の吸気量TPKおよび疑似型TPK4に共に、最大値TPKmax
に設定された後S8へ移行する。また、S6の判別でTPK＞T
PKmaxではないとされたときはS7を終ることなくS8へ移
行する。このS6、S7の処理は急加速時のような場合、実
施例のようにフラップ型とされたエアフローメータ24が
いわゆるオーバシュートして、その出力が実際の吸気量
よりもかなり大きなものとなってしまうことを勘案し
て、このオーバュートによる誤った吸気量検出を防止す
るためになされる。

S8においては、エンジン回転数NeとS5で得られた疑似の
吸気量TPK4とをパラメータとして、第３図に示すように
あらかじめ作成されたマップ１から、第１の目標空燃比
AF1が読込まれる（４点補間有り）。また、S9におい
て、エンジン回転数Neとスロットル開度TAとをパラメー
タとして、第４図に示すようにあらかじめ作成されたマ
ップ２から第２の目標空燃比AF2が読込まれる（４点補
間有り）。そして、S10において、上記AF1からAF2を差
し引くことにより、最終目標空燃比AFが決定される。な
お、第３図、第４図において空白部分の領域は、その値
が「同上」ということであり、例えば第３図において、
TPK4が1.0msでNeが2000rpmのときのAF1の値は「16」で
ある。

この後S11において、吸気温度tAに基づいて吸気温補正
係数CAIRが算出され（テーブルからの読み込み）、S12
において冷却水温tWに基づいて水温補正係数CWが算出さ
れる（テーブルからの読み込み）。そして、S13におい
て、図中の式にしたがって、噴射パルス巾TBが算出され
る。この噴射パルス巾TBの算出は、現在の吸気量TPに基
づく基本噴射量算出と、疑似吸気量TPK4を勘案して設定
されて最終目標空燃比AFによる基本噴射量の補正（最終
噴射量の決定）とを一度に行うものとして示してある。
すなわち、図中の式において、「Ｋ×TP」（Ｋは定数）
がTPに基づいて理論空燃比（14.7）となる基本噴射量算
出分を示し、「14.7/AF」が目標空燃比AFとするための
補正係数に相当する。

S14においては、S10での最終目標空燃比AFに基づいて、
あらかじめ作成された所定のマップ３からスライスレベ
ルVRが読込まれる。そして、S15において、スライスレ
ベルVRと空燃比センサ29からの出力VSとによって、フィ
ードバック係数CFBが算出される。なお、このCFBの算出
は、既知のように、上記VRとVSとを比較器に入力して、
この比較器からの出力をＰ（比例）、Ｉ（積分）制御す
ることにより求められる。

S15の後は、S16において、各補正項が算出されるが、無
効噴射時間TVはバッテリ電圧に基づいて求められ、ま
た、学習値CSTDは既知のようにS15でのフィードバック
係数CFBを求めたときの平均処理によって求められる。
これ等各補正項が算出された後は、S17に示す式にした
がって、上記S15、S16で算出された各補正項を加味した
最終噴射パルス巾TIが演算された後、S18において所定
の燃料噴射時期になるのを待って、S19において上記TI
に応じた量の燃料が燃料噴射弁27から噴射される。そし
て最後に、S20において、S5で算出された最新の疑似吸
気量TPK4が、次のS5でのTPK4の算出のときのTPK4（ｎ−
１）として使用するために記憶（データ更新）される。

以上のようにして空燃比の制御がなされるが、このよう
な制御によって空燃比が変化するときの一例を第５図に
示してある。すなわちt₀時点が加速の開始であり、この
t₀移行における空燃比の変化は、目標空燃比がS5での疑
似吸気量TPK4を勘案したものとなっているため、ゆっく
りと行われることになる。

以上実施例について説明したが、空燃比のフィードバッ
ク制御は理論空燃比での運転時にのみ行なうようにして
もよく、この場合は、空燃比センサ29として、理論空燃
比を境としてオン、オフ的に作動するものを用いること
ができる。また、空燃比に制御は、オープン制御（見込
み制御）によって行なうようにしてもよい。さらに、疑
似吸気量TPK4を求めるには、エアフローメータ24の出力
をサンプリングするタイミングにおいて、最も最近のサ
ンプリングデータに基づくものをTP、前回（１回前）の
サンプリングに基づくものをTP（ｎ−１）、２回前のサ
ンプリングに基づくものをTP（ｎ−２）というようにし
て、このTP、TP（ｎ−１）、TP（ｎ−２）を相加平均し
て求めるようにしてもよい。そして、この場合は、S20
でのデータ更新は、TPをTP（ｎ−１）に、TP（ｎ−１）
をTP（ｎ−２）にそれぞれ更新するように行えばよい。
さらに又、吸入空気量の検出は、吸気圧等吸入空気量に
対応した適宜のパラメータをみることによって行うこと
ができる。勿論、制御ユニット31をコンピュータによっ
て構成する場合は、デジタル式、アナログ式のいずれで
あってもよい。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、燃料の供
給応答性を確保しつつ、運転者の予期しない不快なトル
クショックを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第２図は本発明の制御例を示すフローチャート。第３図。第４図はそれぞれ目標空燃比を求めるためのマ
ップの例を示す図。第５図は本発明による制御によって空燃比が変化する様
子を示すグラフ。第６図は本発明の全体ブロック図。 1:エンジン本体 21:吸気通路 27:燃料噴射弁 24:センサ（吸入空気量） 31:制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三角正法広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭61−43234（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸入空気量を検出し、該吸入空
気量に対応した値を出力する吸気量検出手段と、前記吸気量検出手段により検出された吸入空気量を記憶
する記憶手段と、前記吸気量検出手段からの出力を受け、エンジンに供給
する基本燃料噴射量を決定する基本噴射量決定手段と、前記吸気量検出手段からの出力に応じた現在の吸入空気
量と前記記憶手段に記憶されていた吸入空気量とに基づ
いて疑似吸気量を求める疑似吸気量決定手段と、前記疑似吸気量決定手段からの出力を受け、疑似吸気量
に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比を決定す
る目標空燃比決定手段と、前記基本噴射量決定手段により決定された基本噴射量と
前記目標空燃比決手段により決定された目標空燃比とに
基づいて最終噴射量を決定する最終噴射量決定手段と、を備えていることを特徴とするエンジンの燃料噴射装
置。