JPS58192932A - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

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】 本発明は、自動車等の内燃機関において、スロットルバ
ルブが全閉時の混合気の混合比な適正に制御し、燃焼な
安定にしてエンジンストール等の発生を防止する電子制
御燃料噴射装置に関する。

従来の電子制御燃料噴射装置としては、例えば第１図の
燃料系統、第２図の空気系統、及び電子制御系統な組み
合わせたものが知られている。

第１図の燃料系統においては、燃料はツユエルタンク１
よりフユエルボンプ２で吸入され、加圧されて圧送され
る。次にツユエルダンパ３によりフユエルボンプ２で生
ずる燃料の脈動が減衰され、次いでツユエルフィルタ４
で塵埃や水分が取り除かれ、プレッシャレギュレータ５
で一定の燃料圧力に飼整された燃料が５機関６の各シリ
ンダ１の吸気弁８近傍においてインテークマニホールド
９に取り付けられたインジェクタ（燃料噴射弁）１０か
ら、所定の時期に、後述するようにコントロールユニッ
ト２２で演算された所定の噴射量Ｔ（噴射時間）だけ、
噴射される。尚、余剰燃料はプレラシャレギュレータ５
かもツユエルタンｌ　Ｉ　Ｋ戻される。図中、１１はシ
リンダブロック、１２はシリンダブロック１１の冷却水
温度な検出する水温センサ、１３は冷却水温度が低温の
時に機関な始動する際に開いて燃料供給量を増量するた
めのコールドスタートパルプである。

空気系統は第２図に示すように、空気はエアクリーナ１
４かも吸い込まれて除塵され、エアフローメータ１５に
より吸入空気量Ｑが計量され、スロットルチャンバ１６
においてスロットルバルブ１７により吸入空気量Ｑが加
減され、インテークマニホールド９において、上述した
インジェクタ１０から噴射される燃料と混合され、この
混合気が各シリンダ７に供給される。スロットルチャン
バ１６には、スロットルバルブ１７が開の時にオフ（ロ
ー）信号、閉の時にオン（ハイ）信号を出すスロットル
スイッチ１８が取り付けられる。１９はスロットルバル
ブ１Ｔが閉（すなわち、アイドリンク）の時の吸入空気
のバイパス通路、２Ｇはそのバイパス通路１９の空気流
量を調整するアイドルアジャストスクリュー、２１は暖
機運転中に補助空気弁として空気量を増量するエアレギ
ュレータである。

次に電子制御系統はコントロールユニット２２（第２ａ
ｉ１１　）　Ｋ＃イテ、エアフローメータ１５かもの吸
入空気量Ｑ信号と機関６のクランク軸に取り付けられた
クランクセンサ（図示しない）からの機関回転＃！ｉＮ
信号とな受けて基本噴射量ＴｐＴｐ＝Ｋ（Ｑ／Ｎ）　　
（但し、には定数）・・・・・・・・・（１）な演算す
る。さらに、機関や車両各部位の状態な検出した各種情
報な入力して、噴射量の補正を演算し【、実際の燃料噴
射量Ｔを求め、とのＴによりインジェクタ１０を各シリ
ンダに同時に機関１回転につき１回駆動する。

各槽補正を詳述すると、インジェクタ１０の駆動電圧の
変動による補正としてのバッテリ電圧補正Ｔｓ４１、第
３図に示すように、バッテリ電圧ｖＢに応じて。

Ｔｓ＝ａ＋ｂ（１４−Ｖａ）（但し、ａ、ｂは定数）−
（２）で与えられる。

機関が充分暖機されていない時の水温増量補正Ｆｔは、
水温に応じて第４図に示す特性図から求める。

円滑な始動性な得るため、および始動からアイドリンク
へのつなぎを円滑に行うための始動後項ｌｔ？Ｉ正ＫＡ
ｓは、スタータモータがオンになった時の初期値ＫＡｓ
ｏが、その時の水温に応じて、第５図に示す特性図から
求められ、以後１時間の経過と共に０に減少していく。

暖機が充分性なわれていない時の発進を円滑にするため
のアイドル後増量補正ＫＡｉは、スロットルスイッチト
８がオフとなった時の初期値ＫＡｉ。

が、その時の水温に応じて第６図に示す特性図から求め
られ、以後５時間の経過と共にＯに減少していく。

その他に、排気センサによる補正等を行う場合もある。

また、機関の始動時には次のような制御を行う。

Ｔ１＝ＴｐＸ（１＋ＫＡｓ）Ｘｌ、３＋Ｔｓ　　・・・
・・・・・・　（３）Ｔｔ＝Ｔ８ＴｘＫＮ８’ｌ”ｘＫ
ＴｓＴ　　＝＝−＝−（４）０２つの値を演算し、大き
い方を始動時の燃料噴射量とする。但し、（４）式中の
ＴＳＴ、ＫＮＩＴ、ＫＴ８Ｔはそれぞれ、水温９機関回
転数、始動後経過時間に応じて、それぞれ第７図、第８
図、第９図の特性図から求められる。

しかしながら、このような従来の電子制御燃料噴射装置
にあっては、基本噴射量Ｔｐが、吸入空気量Ｑと機関回
転数Ｎに対して（１）式により　Ｔｐ＝Ｋ（Ｑ／Ｎ）　
　に対応した燃料を噴射する構成をとつ【いるが、スロ
ットルバルブ１丁が全閉の時（この時、スロットルを流
れる空気流は音速に等しい速さのソニック流れとなり、
吸入空気量Ｑが一定となる。）には、回転数が急に変化
するとＴｐはこれに追従して急変するのに対し、シリン
ダに１回転毎に吸入される空気量ｑは比較的緩やかに変
化するため混合比が不安定となる。特に、アイドリング
状態でクラッチな継ぐと、第１０図に示すように、クラ
ッチ接続と同時に機関回転数Ｎが２００ｒｐｒｎ楊度下
がり、一方、吸入空気量Ｑは一定で基Ｑ 本噴射量Ｔｐは’ｒｐｚ−Ｆ　　で急激に増大するが。

シリンダに吸入される空気量ｑは空気の圧縮性により緩
やかに増大するため混合比が濃化される。

ここでアイドリンク時、混合比の変化に対して機関回転
数Ｎは第１１図に示すごとく変化する。

このためクラッチ接続時における設定混合比が濃い所に
あると上記のように混合比はさらに濃化され１機関回転
数を下げる方向に働きエンジンストールな発生し易くな
るという問題を生じていた。

−万、設定混合比が薄い場合は、混合比が濃くなっても
機関回転数Ｎを上昇させる方間に働くため、安定糸とな
る。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、スロット
ルバルブの全閉時には、機関回転数の過去の検出情報を
含む検出信号に基づいて燃料噴射蓋を補正制御する構成
として機関回転数変化に伴なう混合比の変動を抑制し、
燃焼性Ｉｋ安定させ【エンジンストール等の発生を防止
できるようにした内燃機関の電子制御燃料噴射装置な提
供することな目的とする。

以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。但
し、機関の燃料系統及び空気系統は第１図及び第２図に
示した従来例と則様であるから説明を省略する。

＄１２図は、この発明の電子制御燃料噴射装置の一実施
例な示すブロック図である０図において。

：２　ン）　ｏ−ルユニッ）４０には１機関回転数Ｎを
検出するクランク角センサ３１．吸入空気量Ｑな検出す
るエアフローメータ３２９機関１回転毎に基準パルスな
発生する基準パルス発生器３３．スロットルバルブが開
の時にオフ（ロー）、閉の時にＯＮ（バインとなるスロ
ットルスイッチ３４からの各信号が入力される。コント
ロールユニット４０は後述する各ユニットで構成されて
いる。即ち、パルスカウンタ４１はクランク角センサ３
１からの機関（ロ）転１°毎のパルス信号をカウントし
て。

機関回転Ｉｔｌ［Ｎな出力する。Ａ／Ｄ変換器４２は。

エアフローメータ３２からの吸入空気を信号をＡ／Ｄ変
換し、ディジタル値の吸入空気量Ｑ信号を出力する。演
算回路４３は、パルスカウンタ４１からの機関回転数Ｎ
信号とＡ／Ｄ変換器４２からの吸入空気量Ｑ信号を入力
して、前述した（１１式に従って、基本噴射ｊ＃ＬＴｐ
＝Ｋ（Ｑ／Ｎ）　　な演算し、その出力を判定回路４４
に与える。メモリ４５は。

パルスカウンタ４１から機関回転数Ｎ　ｉ　ｌｋｎ個記
憶する。このｎは１例えば過去３回と今回の計４個を記
憶する。演算回路４６は、メモリ４５かもｎ個の機関回
転数Ｎｉを読み込み、その平均の機関回転数Ｎ＝（’／
Ｎ）ΣＮｉ　　を求めると共に、その平均ＶｉＮに基づ
いて（１）式に従って、　Ｔｐ＝Ｋ　（Ｑ／Ｎ）を演算
し、その出力を判定回路４４に与える。

スロットルスイッチ３４の信号はアイドル判定回路４７
に入力された後判定回路４４に入力されていム演算回路
４８は、判定回路４４の出力（ＴｐかＴ’ｐ）を入力し
て前述した種々の補正な施して。

燃料噴射量Ｔを Ｔ＝Ｔｐ　（Ｆｔ＋ＫＡｓ＋ＫＡｉ　Ｊ＋Ｔｓ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（幻または。

Ｔ＝Ｔ’ｐ　（Ｆｔ＋ＫＡｓ　十ＫＡｉ　）　＋Ｔｓ・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）によ
って演算し、そのＴを出力する。

レジスタ４８は、演算回路４８の出力値を転送し【一時
格納する。５０はクロックパルス発生器。

５１はカウンタで、クロックパルス発生器５０からのク
ロックパルスなカウントし、かつ基準パルス発生器３ネ
からの基準パルスによりカウント値がリセットされる（
０になる）。比較器５２は基準パルス発生器３３からの
基準パルスが入力されると、トランジスタ５３なオフに
し、インジェクタ３５な通電させて開き燃料の噴射を開
始させると共に、レジスタ４９の値（すなわち燃料噴射
量１゛ンとカウンタ５１の値とを比較しく比較の初期は
、レジスタ４９の像〉カウンタ５１の値である。

）、カウンタ５１の値が大きくなって、レジスタ４９の
値＝カウンタ５１の値となった所で、トランジスタ５３
をオンにし、インジェクタ３５を閉じて、燃料の噴射な
終了させる。

従って、インジェクタ３５は、基準パルス発生器３３か
ら基準パルスが発せられてから、燃料噴射量ＴＫ対応し
た時間の間だけ開き、すなわち。

機関の１回転毎に燃料噴射量Ｔだけ燃料が噴射される。

− 次に作用を、＠１２図のブロック図、第１３図のフロー
チャートおよび第１４図の波形図を参照して説明する。

クランク角センサ３１からの機関回転１０毎の信号がパ
ルスカウンタ４１により機関回転数Ｎ信号に変換されて
演算回路４３とメモリ４５に供給される。一方、エアフ
ローメータ３２の検出信号はＡ／Ｄ変換器４２によりデ
ィジタル値の吸入空気量Ｑ信号に変換され演算回路４３
および演算回路４６に与えられる。

まずｙＬｌ！回路４３で現状の機関回転数Ｎに基づＱ４ いてＴｐ（Ｔｐ＝−Ｆ−）な演算しく第１３図のステッ
プ１００．以下ステップ査号のみ記す）、スロットルス
イッチ３４がオンかオフかを’Ｉ’Ｌｌ別シ＜　１ｏｔ
）。

スロットルスイッチ３４がオフの場合（すなわちスロッ
トルバルブが開の時〕はＮとＱを基にして演算回路４３
で求めた’ｒｐｆ）籠が燃料噴射量Ｔの演算に用いられ
る。スロットルスイッチ３４がオンの場合（スロットル
バルブ全閉）、演算回路４３で求めたＴｐと定められた
Ｔｐｏとの大小を比較する（１０２）。ここでＴｐｏは
第１１図で示されるペストトルクＴｐＯ付近でＴｐより
大きい値に設定しである。Ｔｐ≦Ｔｐｏの場合はスロッ
トルスイッチ３４がオフの場合と同様にＮとＱから演算
回路４３で求めたＴｐが燃料噴射量Ｔの演算に用いられ
る。

Ｔｐ＞Ｔｐｏの場合はメモリ４５内のＮｉをｎ個飲み込
み（１０３）％　その平均値Ｎｔ取り（１０４）。

Ｑ 演算回路４６で”””Ｎｏ　　の演算を行ない（１０５
）、燃料噴射量Ｔな演算する演算回路４８に入力する（
１０６）。

このよ５Ｋして、燃料噴射量Ｔの信号はレジスタ４ｓに
転送され、一時格納される（１０７）。

一方、ム準パルス発生器３３０基準パルス（＠１４図の
（ａ））によってカウンタ５１がリセットされる（第１
４図（Ｃ））と同時に、比較器５２にも基準パルスが入
力されトランジスタ５３をオフにしてインジェクタ３５
を開き（第４図（ｄ）　）、燃料噴射ｔｌｋ！始する０
次いで１時間の経過と共にカラン１ｓ１Ｆ）値が増加し
く第１４図（Ｃ）　）、比較１６５２においてレジスタ
４９の値がカウンタ５１の値となった所でトランジスタ
５３がＯＮとなりインジェクタ３５は閉じて（第１４図
（Ｃ））燃料噴射が終了する。

このようにスロットルバルブ全閉時でＮ、Ｑより求めた
基本噴射ｔＴｐがＴｐＯより大きい場合（設定されてい
る混合比が濃い場合に当る）機関回転数Ｎ信号な一旦メ
モ１Ｊ４５に記憶させ、所定数ｎの平均値Ｎを用いて基
本噴射量Ｔ′ｐ、およびこれな用いて燃料噴射量Ｔ’ｋ
ｆｉ算し、このＴによりインジェクタ３１開弁駆動する
ようにしたのでスロットルバルブが全閉時で設定混合比
が濃い場合１例えばクラッチ接続などにより機関回転数
Ｎが急激に変化しても急変の影響がな（なり混合比の過
濃が防止され、エンジンストール等の発生を防止できる
のである。

尚、上記実施例では機関回転数Ｎはｎ個の平均値を求め
てこれを基本噴射量Ｔ／ｐの演算に用いたが 過去の所定時間内のＮのアナログ的な平均値Ｎ、現在の
機関回転数から所定回転数だけ差し引いて求められる機
関回転数Ｎｏ、 荷重平均回転数Ｎ′、Ｎ′＝αＮｔ＋（１−α）Ｎｔ（
例えばＮ１＋Ｎ１を夫々現在及び過去の機関回転数とす
る。αＮ０１５ン としてＴＺｐな求めても良い。

また、上記実施例では、ＴｐとＴｐｏとの比較のみ行な
ったが、ＴｐＫヒスプリシスをｌてＴｐが大きくなる場
合は’ｒｐ＞’ｒｐ１のとき、小さくなる場合は、’ｒ
ｐ＞’ｒｐ雪のとき（ＴＧ）、ンＴｐ＊）上記のよ５な
Ｎの過去の情報を用いて基本噴射量Ｔ／ｐの演算な行な
うよ５Ｋしてもよく、このようにすることによりチャタ
リングがな（なり制御性が安定する（この場合Ｔｐｌ　
ｓ　Ｔ９ｚはペス））ルク点ＴｐＢの近辺のｉ［Ｋ設定
する）。

以上説明したように本発明によれば、スロットルバルブ
が全閉で設定混合比が濃い場合（’ｒｐ＞Ｉｌｌ　ｐｏ
）基本噴射量の演算において、現在の機関回転数の代わ
りに過去の情報を含む機関回転数を用いて演算し、燃料
噴射量な求める構成としたためクラッチ接続などで機関
回転数Ｎが変化しても、吸入空気量Ｑの変化にみあった
燃料量を噴射することができ、混合比の過濃によるエン
ジンストール等の発生な効果的に防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子制御燃料噴射装置の燃料系統の構成
図、第２図は従来装置の空気系統の構成図、第３図はバ
ラブリ電圧とバッテリ電圧補正値の関係を示す特性図、
第４図は水温と水温増量補正値の関係を示す特性図、第
５図は水温と始動後増量補正の初期値の関係を示す特性
図、第６図は水温とアイドル後増量補正の初期値の関係
を示す特性図、第７図は水温と補正値ＴＮＴの関係を示
ｊ％性図、第８図は機関回転数と補正ｆＵＫＮ８Ｔの関
係を示す特性図、＠９図は始動後経過時間と補正値ＫＴ
８Ｔの関係を示す特性図、第１Ｏ図は従来装置のクラッ
チ接続時の機関回転数と吸入空気蓋の変化を示す図、第
１１図は空燃比と機関回転数との関係を示した図、第１
２図は本発明に係る電子制御を料噴射装置のブロック図
、＃！１３図は第１２図の装置の作用な説明するフロー
チャー）、＃１１４図は＠１１図の装置の主要部の出力
波形図である。 ３１・・・クランク角センサ　　３２・・・エアフロー
メータ　　３３基準パルス発生器　　３４川スロツチル
スイツチ　　３５・・・インジェクタ　　４０・・・コ
ントロールユニット　　　４１１・パルスカウンタ４２
・・・Ａ／Ｄ変換器　　４３・・・演算回路　　４４・
・・判定回路　　４５・・・メモリ　　４６・・・演算
回路４１・・・アイドル判定回路　　４Ｂ・・・演算回
路４ト・・レジスタ　　５０・・・クロックパルス発生
益５１・・・カウンタ　　５２・・・比較器　　５３・
・・トランジスタ　　Ｔ・・・燃料噴射量　　Ｔｐ、Ｔ
′ｐ・・・基本噴射量　　Ｑ・・・吸入空気量　　Ｎ、
Ｎｉ・・・機関回転数　　Ｎ・・・機関（９）転数の平
均値　　Ｎｏ・・・機関回転数の特定値　　Ｎ′・・・
向重平均値％許出願人　日施自動車株式会社 代理人　弁理士　誓　島　富二雄 第４図 第５図 氷Ａ　（Ｃ°） 第８図 第９図 怜−検経通喚問６） ＄　１０図 「−） 時Ｆｌｔ（Ｓ） 第１１図 １ｐｔ　　　　　　　　　　１９９ 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関回転数、吸入空気量及びスロットルバルブの全閉状
   ａｔｔ夫々検出する手段を設けると共に、機関回転数及
   び吸入空気量の現状の検出信号に基づいて、燃料の基本
   噴射量Ｔｐを演算する第１の演算回路と、機関回転数の
   過去の検出情報を含む検出信号に基づ（機関回転数信号
   と現状の吸入空気量信号とく基づいて別の基本噴射量Ｔ
   ′ｐを演算する第２の演算回路と、スロットルバルブ全
   閉状態の検出時前記基本噴射１ｔＴｐを予め定められた
   基準噴射量Ｔｐｏと比較してＴ　ｐ　＞　Ｔｐｏの場合
   はＴ６をそれ以外の場合はＴｐを夫々選択し、該選択さ
   れたＴ／ｐ又はＴｐに基づいて最終的な燃料噴射量Ｔを
   演算する第３の演算回路と、かうなる制御回路を設け、
   かつ制御回路からの信号に基づいて燃料噴射を行なう燃
   料噴射手段を設けて構成したことな特徴とする内燃機関
   の電子制御燃料噴射装置。