JPS5920533A

JPS5920533A - 内燃機関燃料制御装置

Info

Publication number: JPS5920533A
Application number: JP13003382A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Uchinami; 打浪　正信
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-07-24
Filing date: 1982-07-24
Publication date: 1984-02-02

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】この発８ＥＩは、燃料通路に設置され、電磁的に操作さ
れるニードルを有し、このニードルを制御装置により内
燃機関の作動パラメータに関係して操作する内燃機関燃
料制御装置に関する。

従来、この種の内燃機関の燃料制御装置では、電磁的に
操作する噴射弁を有し、内燃機関の作動ノぞラメータに
応じたパルス幅のノセルス信号によりこの噴射弁を付勢
し、開弁させることにょｐ１機関に必要な燃料量を得て
いた。

この従来の燃料制御装置では、必要燃料量を間欠的に噴
射するため、連続噴射に比較して機関の過渡時などの応
答性が意く、また、一定期間に必要な燃料量を一度に多
量に吐出するので、燃料の気化状態もよくないと云う欠
点があった。

との発明け、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、機関の燃料通路に電磁的に操作されるニードル
を設置し、このニードル’ｔｉｅの作動パラメータに応
じた目標位置に対応する電気信号とニードルの現在位置
を表わす電気信号との偏差に応じた少なくとも積分動作
の制御信号と、前記偏差の変化速度またはニードルの現
在位置を表わす電気信号の変化速度に比例する制御信号
とにより、連続的に位置制御させることにより、機関の
過渡時などの応答性がよく、燃料の気化状態も良好な内
燃機関燃料制御装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の内燃機関燃料開側１装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第１図はその一実施例の全
体の構成を示す図であり、この第１図における１はスロ
ットルがディを示し、２は燃料量を調節するニードルで
あシ、電磁コイル３に流れる電流により発生する力とス
プリング４との釣合により、位置が決定されるものであ
る。

また、５は燃料の入口であり、ここでは図示しないが、
燃料タンクから燃料フィルタ、燃料ボンダ、燃料レギュ
レータなどを経由して、燃料が流れ込むようになってい
る。

さらに、６けニードル２の現在位置を電気信号に変換す
るためのポジションセンサであり、このポジションセン
サ６、電磁コイル３は電源Ｅから通電されるようになっ
ている。

以上のように構成されたアクチュエータは制御ユニット
７によ多制御されるようＫなっており、この制御ユニッ
ト７内に上記電源Ｅが含まれており、また、上記ニード
ル２の現在位置に対応した電気信号線８は微分回路１３
に接続されているとともに、比例回路１１．ｍ分目路１
２にも接続されている。

比例回路１１および積分回路１２にはＣＰＵｌ０（中央
制御演算部）の出力が転送されるようになっておシ、こ
のＣＰＵｌ０け機関の作動パラメータに応じて演算され
た目標ニードル位置に対応する電気信号情報がＣＰＵ１
’０から信号線９に出力するようになっている。

なお、ここでは図示していないが、ＣＰＵｌ０はマイク
ロコンピュータ、Ａ／Ｄ　変換器などで構成されており
、入力情報として、機関の回転数１０ｂ、吸入空気量１
０ｃ５水温１０ａ１吸気温度などの情報が入力ご畝でい
ろ。

上記比例回路１１はＣＰＵｌ０からの機関の作動ノ（ラ
メータに応じたニードル２の目標位置に対応する電気信
号９とニードル２の現在位置を表わす電気信号８との偏
差前じて比例動作の制御信号を出力するものである。

また、積分回路１２は同じく、前記偏差に応じて積分動
作の制御信号を出力するものであり、さらに、微分回路
１３けニードル２の現在位置を表わす電気信号８の変化
速度に比例する微分動作の制御信号を出力するものであ
る。

比例回路１１．積分回路１２、微分回路１３の出力制御
信号は加算回路１４に送られ、そこで加算−するように
なっており、この加算回路１４の出力信号は駆動回路１
５に送出するようになっている。

駆動回路１５は加算回路１４からの信号により、ニード
ル２を駆動するようになっている。

次に、以上のように構成されたこの発明の内燃機関燃料
制御装置の動作について、第２図以下の電圧波形図を参
照して説明する。第２図はニードル２の目標位置信号９
と電気信号線８に現われる現在位置信号との偏差に対す
る積分回路１２の出力電圧波形を示す。

また、第３図は同じく、前記偏差に対する比例回路１１
の出力電圧波形を示す図であり、さらに、第４図はニー
ドル２の現在位置の電圧出力に対する微分回路１３の出
力電圧波形である。

さて、機関の始動、始動直後、加速、減速などの様々な
状態に対応した回転数、吸気量、水温などの入力情報に
よＬ　ＣＰＵＩ　Ｏはあらかじめ定められたそれぞれの
状態時に必要な燃料量を演算し、対応するニードル目標
位置を電圧信号として出力する。

この電圧信号と現在のニードル２の位置を表わす電圧信
号（電気信号線８に現われる）との間にいくらかでも偏
差があれば、積分回路１２の出力信号は第２図に示すよ
うに、時間とともに、徐々にではあるがその偏差を零に
近づける方向に出力信号を増減させる。

しかし、この積分回路１２のみでは、偏差が大きい場合
には、ニードル位置を目標位置に合致させるまでに長時
間かかるため、急速な応答性を要求される運転領域では
、追従できない。

そこで、比例回路１１はこの応答性を改善させるための
ものであり、第３図に示すように、前記偏差を打ち消す
方向にこの偏差に比例した電圧信号を出力する。

ところが、積分回路１２と比例回路１１（！：による制
御では、急激に偏差が犬きぐなった場合、ニードル位置
は、オーバシュー）−ｔたはアンダシュートを起こし、
さらに、時には発振を起こし、正確な燃料が計量されな
い。

したがって、微分回路１３はこのオー／＜シュート、ア
ンダシュートあるいけ発振を防止するために使用されて
おシ、第４図に示すように、ニート。

ル２の変化速度に比例して、その速度を制御する方向に
電圧信号を出力する。そして、上記比例向、５路１１、
積分回路１２、微分回路１３の出力電圧セ加算回路１４
にて加算され、その出力電圧に相応して駆動回路１５に
より、電磁コイル３に流れる電流を制Ｎする１、このように、比例、積分、微分の制御信号により、機関
の急激な過渡時でも応答性が十分速く、正確な燃料量［
対応する制御信号が得られる。ニードル目標位置信号９
がニードルの現在位置信号より大きい場合は、加算回路
１４は電磁コイル３に流れる電流を増加させる方向に働
くので、ニードル２の位置はスプリング４０力に打ち勝
って、ニードル２の現在位置信号を増加させる方向にニ
ードル２を動かす。

また、これとけ逆に、ニードルの目標位置信号がニード
ルの現在位置信号よりも小さい場合［は、加算回路１４
は電磁コイル３に流れる電流を減少させる方向に働くの
で、ニードル２の位置はスプリング４の力によって引っ
張られ、ニードルの現在位置信号を減少させる方向にニ
ードル２を移動させ、電磁コイル３に流れる電流により
発生する力とスプリング４０力が約９合ったところで、
ニードル２は位置制御される。

この釣り合った状態ではニードルードルの現在位置信号の偏差は零となり，また、比例回
路１１、積分回路１２、微分回路１３の出力電圧も零と
なり、積分回路１２の出力電圧により、釣合に必要な電
磁コイル３に流れる電流を流すことになる。

なお、上記実施例では、積分回路１２、比例回路１１、
微分回路１３をすべて組み合わせて実施している場合に
ついて例示したカニ、ニードル位置信号とニードルの現
在位置信号との偏差カニ　／１％さい運転領域では、積
分回路１２のみで市１１　１１することも可能であり、
運転領域に応じて積分、比ｆｉｌ、微分を使い分けるこ
とも可能である。

また、上記実施例では、積分回路１２、比ｆｌＪ回路１
１、微分回路１３に）・−ドウエアで組んだ妙：、マイ
クロコンピュータを用いて、ソフトウェアで実行しても
同様の効果を奏する。

さらに、上記実施例でに、ＣＰＵＩＯカニらの電気信号
は電圧信号を用い、比例回路１１、積分回路１２、微分
回路１３も電圧信号として扱い、駆動回路１５で加算回
路１４からの電圧信号を電流信号に変換して、電磁コイ
ル３を駆動していたが、ニードルの現在位置信号をＣＰ
ＵＩＯのマイクロコンピュータに取り入れ、このマイク
ロコンピュータ内で機関の作動ノＪ？ラメータに応じて
あらかじめ定められたニードル目標位置と比較すること
により、比例、積分、微分動作の制御信号を織り込んだ
パルス幅の制御信号により、電磁コイル３に流れる平均
電流を制御しても、同様の効果力玉得られる。

加えて、上記実施例では、微分回路１３はニードルの現
在位置信号の変化速度に比例して制御信号を出力するよ
うにしたが、ニードル目標位置信号とニードルの現在位
置信号との偏差の変化速度に比例して、その速度を抑制
する方向に制御電圧を出力しても同様の効果が得られる
。

以上のように、この発明の内燃機関燃料制御装置によれ
ば、機関の燃料通路に電磁的に操作されるニードルを設
置し、このニート°ルを機関の作動・母うメータに応じ
た目標位置に対応する電気信号とニードルの現在位置を
表わす電気信号との偏差に応じた少なくとも積分動作の
制御信号と、この偏差の変化速度またはニードルの現在
位置を表わす電気信号の変化速度に比例する制御信号に
より、連続的に位置制御させるようにしたので、機関の
過渡時にも応答性がよく、燃料の気化状態も良好（ζな
ると云う、すぐれた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の内燃機関燃料制御装置の一実施例の
構成を示すブロック図、第２図は同上内燃機関燃料制御
装置における積分回路の動作を示す電圧波形図、第３図
は同上内燃機関燃料制御装置における比例回路の動作を
示す電圧波形図、第４図は同上内燃機関燃料制御装置に
おける微分回路の動作を示す電圧波形図である。１・・・スロットルボディ、２・、・ニードル、３・・
・電磁コイル、４・・・スプリング、６・・・ボッジョ
ンセンサ、７・・・制御ユニット、１０・・・ＣＰＵ、
１１・・・比例回路、１２・・・積分回路、１３・・・
微分回路、１４・・・加算回路、１５・・・駆動回路。代理人　　　葛　　野　　信　　− （ほか１名）第２図第３図第４図〒７Ｖ許庁長宮殿２１発明の名称内燃機関燃料制御装置３　補正をする者代表者片由仁へ部５　補正の対象明細書の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の各欄６、　補正の内容（１）　　％許請求の範囲を別紙の通り訂正する。（２）明細書３頁３行「・・−に応じた少なくとも」を
「・・・に応じた比例又は積分動作の制御信号のうち少
なくとも」と訂正する。（３）同頁１９行「燃料レギュレータ」を「燃圧レギュ
レータ」と訂正する。（４）同７頁１８行「制御する」を「抑制する」と訂正
する。７、添付書類の目録（１）　　訂正特許請求の範囲　　　　１通以上２、特許請求の範囲（１）内燃機関の燃料通路に設置され電磁手段によす位
置が操作されるニードル、このニードルノ現在の位置を
現在位置信号に変換するポジションセンサ、上記内燃機
関の作動パラメータに応じて上記ニードルの目標位置信
号を出力する第１の手段、上記目標位置信号と上記現在
位置信号との偏差に応じた比例および積分動作のうち少
なくも積分動作の制御信号を出力する第２の手段、上記
偏差の変化速度または上記現在位置信号の変化に比例す
る微分動作をする第３の手段、上記第２および第３の手
段の出力の和に応じた信号を上記電磁手段に供給して上
記ニードルを目標位置に移動制御する第４の手段を備え
てなる内燃機関燃料制御装置。（２）第４の手段エリ電磁手段に供給する信号は第２お
よび第３の手段で）ら出力される信号に対応するノヤル
ス幅のパルス信号であることを特徴とする特許請求のれ
回線１項記載の内燃機関燃料制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関の燃料通路に設置され電磁手段により位
置が操作されるニードル、このニードルの現在の位置を
現在位置信号に変換するポジションセンサ、上記内燃機
関の作動パラメータに応じて上記ニードルの目標位置信
号を出力する第１の手段、上記目標位置信号と上記現在
位置信号との偏差に応じた比例および積分動作のうち少
なくも積分動作の制御信号を出力する第２の手段、上記
偏差の変化速度または上記現在位置信号の変化に比例す
る微分動作をする第２の手段、上記第１および第２の手
段の出力の和に応じた信号を上記電磁手段に供給して上
記ニードルを目標位置に移動制御する第３の手段を備え
てなる内燃機関燃料制御装置。
（２）第３の手段よυ電磁手段に供給する信号は第１お
よび第２の手段から出力される信号に対応すム・ぐルス
幅のパルス信号であることを特徴とする特＃！Ｆ請求の
範囲第１項記載の内＃＋！機関燃料制御装置。