JPS61123729A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関の燃料噴射量制御装置に関し、詳しく
は内燃機関の暖機運転時及び高負荷運転時には、夫々燃
料噴射量を増量補正する内燃機関の燃料噴射ｆｆｉ　＄
１１　ａｌｌ装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、内燃機関の運転状態を検出し、その運転状態
に応じて内燃機関の燃料噴射量を決定するといった、電
子制御式の燃料噴Ｉｆ　ｆｆｉ　１１　ｔｉｌｌ装置が
ある。そして、この種の燃料噴射量制御装置においては
、機関の吸気管内圧力、又は機関回転数及び吸入空気量
等を基に基本燃料噴射量を鋒出し、加速時等内燃機関の
高負荷運転時には、その基本撚れ噴！）１ｍを出力増量
補正して、線間出力を上昇させるとか、あるいは機関冷
寒時等、いわゆる内燃機関の暖機運転時には、基本燃料
噴射量を暖機増量補正して、暖機運転時の運転性を向上
させるといった、種々の運転状態に応じて基本燃料噴射
量を増量又は減量補正することが行なわれている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記の如く、基本燃料噴射量を補正し、実際
に内燃機関に供給する実燃料噴射量を算出する場合、燃
料を増量又は減量補正するための補正係数が各々の運転
状態に対応して決定され、基本燃料噴射量Ｊ量に各補正
係数を乗算することによって行なわれるため、暖機時に
高負荷運転を行なうと、例えば機関の冷却水温を基に設
定される暖機増量補正係数と、スロットル弁の開度を基
に設定される出力増量補正係数とが各々基本燃料噴射量
に乗算され、吸入空気量に対する実燃料噴射量が多くな
り過ぎ、つまり空燃比がリッチになり過ぎて点火プラグ
が燻り失火したり、あるいはそれに至らないまでも出力
が低下して運転性が低下するといった問題がある。即ち
、出力増量補正係数及び暖機増量補正係数が、各運転条
件に対応して独立して決定されるために上記問題が生ず
るのである。そして従来では例えば特開昭５７−１３５
２３４号公報に開示されている如く、機ＩＩｌ暖機暖機
撚料噴射量を制限するものはあるものの、上記の問題を
解決するための対策は何らなされておらず、その対策が
望まれていた。

そこで本発明は上記問題に鑑みなされたもので、出力増
量補正係数を内燃機関の暖機状態に応じて設定すること
によって、暖機時に高負荷運転を行なう場合にも、空燃
比が過濃になることなく、良好な運転性が得られるよう
にした内燃機関の燃料噴射ｆｉ　ｉｌｌ　ＩＩＩ装置を
提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達するだめの本発明の構成は、第１図に示
す如く、 内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ
２と、 該検出された運転状態に応じて基本燃料噴射量を算出す
る基本燃料噴射最算出手段Ｍ３と、上記運転状Ｈ検出手
段Ｍ２の検出結果から、当該機関Ｍ１の高負荷運転を検
知する高負荷運転検知手段Ｍ４と、 上記運転状態検出手段Ｍ２の検出結果から、当該機関Ｍ
１の暖機状態を検知する暖機状態検知手段Ｍ５と、 少なくとも、当該ｉ関Ｍ１の高負荷運転時には機関出力
を上昇すべく上記基本燃料噴射口を出力増量補正すると
共に、当該機［！ＩＭＩの暖機運転時には上記基本燃料
噴射量を暖機増量補正し、当該機関に供給される実燃料
噴射量を算出する実燃料噴射量算出手段Ｍ６と、 を備えた内燃ｉｌｌ関の燃料噴射ｆｆｉ　１ｂＩＪ　Ｉ
Ｉ！装置において、 当該機関Ｍ１の高負荷運転時に上記実燃料噴射量算出手
段Ｍ６にて用いられる出力増量補正値を、当該機関Ｍ１
の暖機状態に応じて設定する出力増量補正値設定手段Ｍ
７を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射ｆｆｉ
　ｆ、ＩＩ罪装置を要旨としている。

［作用］ ここで上記運転状態検出手段Ｍ２とは、従来より電子制
御式の内燃機関に搭載されている種々のセンサのことで
あり、例えば機関回転数を検出する回転数センサ、冷却
水温を検出する水温センサ、ス白ットルバルプの開度を
検出するスロッｉ−ルセンサ、吸気管圧力を検出する吸
気管圧力センサ、排気中の酸素濃度がら空燃比を検出す
る空燃比センサ等、種々のセンサが挙げられる。

また基本燃料噴射最算出手段Ｍ３とは、内燃機関の運転
状態、例えば吸気管圧力あるいは吸入空気量等を基に機
関定常゛運転時の燃料噴射量を算出するものであり、例
えばマイクロコンピュータ等からなる電子ｆａｌＪｉ１
１回路の処理動作の１つとして実行されるものである。

次に高負荷運転検知手段Ｍ４及び暖機状態検知手段Ｍ５
とは、上記運転状態検出手段Ｍ２による検出結果から内
燃機関の高負荷運転時、あるいはｒＭ機状態を検知する
ものであり、高負荷運転検知手段Ｍ４においては、例え
ば運転者のアクセル操作により駆動されるスロットルバ
ルブ開度が所定値以上となった時、あるいはアクセルペ
ダルの踏み込み量が所定値以上となった時に機関が高負
荷運転に入ったと判断し、一方、ｖＭ檄状態検知手段Ｍ
５においては例えば冷却水温等から得られる機関温度が
所定ｆＩｉ以下の時、機関が暖機中であると判断するよ
うすればよい。

実燃料噴射同算出手段Ｍ６においては、上記基本燃料噴
１１１１に山手段Ｍ３にて求められた基本燃料噴射量を
、機関の所定の運転条件に応じて増ｍ又は減量補正し、
内燃機関に実際に供給する実燃料噴射量を求めるもので
あって、少なくとも内燃機関の高負荷運転時には機関出
力を上昇すべく基本燃料噴射量を出力増量補正すると共
に、暖機運転時には機関冷寒時の運転性を向上させるべ
く基本燃料噴射量を暖機増量補正するものであり、前記
基本燃料噴ｆＪ４ｍ算出手段Ｍ３と同様に、電子制御回
路における制御処理の１つとして実行されるものである
。

最後に出力増員補正値設定手段Ｍ７とは、本発明の主要
部分であり、上記実燃料噴射量算出手段Ｍ６にて出力増
量補正を行なう場合の増量補正量を、機関の暖機状態に
応じて、つまり冷却水温等のｉ関温度に応じて設定し、
暖機時に高負荷運転を行なう場合の□増量補正によって
空燃比がリッチになり過ぎ、運転性の低下を招くといっ
たことを防止するためのものである。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例を、図面と共に説明する。

第２図は本実施例の内ｍａ間の燃料噴射ａｌｌ−装置が
搭載された内燃機関及びその周辺装置を表わす概略構成
図である。図において、１は内燃機関（以下、単にエン
ジンという。）、２は吸気マニホールド３の内部圧力を
検出する吸気管圧力センサ、４はエンジン１の吸気マニ
ホールド３の各シリンダ吸気ボート近傍に設けられた電
磁作動式の燃料噴射弁であって、燃料噴射弁４には圧力
を一定に調整された燃料が圧送される。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５ａに分配するディストリビュータである。ディスト
リビュータ６は周知のようにエンジン１のクランク軸の
２回転につき１回転するものであって、その内部にエン
ジン回転角を検出する回転角センサ７を備えている。８
はマイクロコンピュータからなる電子制御回路であり、
これについては後述する。

９はエンジン１のスロットル弁、１０はスロットル弁９
の全開もしくはほぼ全閉時に「ＯＮ」される図示しない
全開接点１０ａと、スロットル弁９が５０’以上の開度
なフた時「ＯＮ」される図示しない全開接点１０ｂとを
有するスロットルセンサ、１１はエンジン１の暖機状態
を検知するためエンジン１の冷却水温を検出する水温セ
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
度がら空燃比を検出する空燃比センサである。

次に第３図に上記電子制御回路８のブロック図を示し、
その構成を説明する。

図に示す如く電子制御回路８は、上記各センサより出力
されるデータを制御プログラムに従って入力及び演算す
ると共に燃料噴射弁４、点火コイル５等の各種装置を作
動制御するための処理を行なうセントラルプロセッシン
グユニット（ＣＰＵ）２０と、上記制御プログラムや演
算処理実行の際に用いられるマツプ等のデータが格納さ
れたり−ドオンメモリ（ＲＯＭ）、及び演算処理実行の
際に必要なデータが一時的に読み■きされるランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）等からなる記憶ユニット２１と
、上記吸気管圧力センサ２、冷却水温度センサ１１、吸
気温度センサ１２、空燃比センサ１３等からのアナログ
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器やそれら各
信号をＣＰＵ２０に選択的に出力するマルチプレクサ等
を備えたアナログ入力ボート２２と、アナログ入力ボー
ト２２と同様に、回転角センサ７やスロットルセンサ１
０の全閉接点１０ａ及び全開接点１０ｂ等から出力され
るデジタル信号を受け、各信号をＣＰＵ２０に選択的に
出力するデジタル入力ポート２３と、ＣＰＵ２０にて演
算された制御信号に従って燃料噴射弁４、点火コイル５
等に駆動信号を出力する出力ボート２４と、上記ＣＰＵ
２０、記憶ユニット２１、アナログ入力ポート２２、デ
ジタル入力ポート２３、出力ボート２４を結び各データ
が送られるパスライン２５とから構成されている。

そして、この電子制御回路８においては、上記各センサ
からの検出信号に基づきエンジン１の運転状態に応じた
燃料噴射量、点火時期等を算出し、燃料噴射弁４や点火
コイル５を駆動制御することとなるのであるが、次に本
発明に係る主要な処理である燃料噴射量算出処理につい
て第４図に示すフローチャートに沿って説明する。尚、
この処理においては燃料噴射量を燃料噴射弁４の開弁時
間として算出するものとする。

第４図は従来より実行されている燃料噴射量や点火時期
を制御するための一連の制御処理である、いわゆるメイ
ンルーチンの１つとして実行される制御プログラムを表
わしている。

処理が開始されると、まずステップ１０１を実行し、上
記各センサからの検出信号を読み込み、続くステップ１
０２に移行する。ステップ１０２においては、上記ステ
ップ１０１にて読み込まれたセンサからの検出信号のう
ち、吸気管圧力センサ２にて検出された吸気管圧力をパ
ラメータとして図示しないマツプあるいは演算式を用い
て、基本燃料噴射ｍを燃料噴射弁４の基本開弁時間ＴＰ
として算出する。

次にステップ１０３においては、水温センサ１１にて検
出されたエンジン１の冷却水温に応じて、上記ステップ
１０２にて求められた基本開弁時間ＴＰに対する＠機増
量補正係数ＴＨＷを、第５図に示す如きマツプあるいは
演算式を用いて求め、続くステップ１０４に移行する。

そしてステップ１０４においては、吸気温度センサ１２
にて検出されたエンジン１に吸入される空気の温度に応
じて図示しないマツプあるいは演算式を用いて吸気温補
正係数ＴＨＡを求める。尚、この吸気温補正係数ＴＨＡ
は、吸気温が低い時には空気密度が大きく、一方、吸気
温が高い時には空気密度が小さいことから、その温度に
応じて燃料噴射量を増量又は減量補正し、空燃比を一定
に制御するための補正係数であって、暖機増量補正係数
ＴＨＷと同様に、基本燃料噴射量、即ち基本開弁時間Ｔ
Ｐを補正するのに用いられるものである。

次にステップ１０５においてはスロットルセンサ１０の
全閉接点１０ａがＯＦＦ状態にあるか否か、即ちエンジ
ン１がアイドル運転中であるか否かを判断し、全開接点
１０ａがＯＦＦ状態であり、アイドル運転中でない場合
には次ステツプ１０６に移行する。

ステップ１０６においては、今度はスロットルセンサ１
０の全問接点１０ｂがＯＮ状態であるか否か、つまりス
ロットル弁９が大きく開かれたエンジン１の高負荷運転
時であるか否かを判断し、全開接点１０ｂがＯＮ状態で
ありエンジン１が高負荷運転中である場合には続くステ
ップ１０７に移行する。

そしてステップ１０７においては、水温センナ１１にて
検出されたエンジン１の冷却水温に応じて第６図に示し
た如きマツプあるいは演算式を用いて基本開弁時間ＴＰ
に対する出力増量補正係数ＴＶＬを算出し、次ステツプ
１０８に移行する。

一方、上記ステップ１０６にて全開接点１０ｂがＯＦＦ
状態であり、エンジン１が高負荷運転中でないと判断さ
れた場合には、ステップ１０９に移行して、出力増量補
正係数ＴＶＬを「１」にセットし、次ステツプ１０８に
移行する。

ステップ１０８においては、空燃比センサ１３にて検出
されるエンジン１に供給された混合気の空燃比に応じて
フィードバック補正係数ＴＡＦを算出する。ここでフィ
ードバック補正系ａＴＡ　Ｆとは、検出された空燃比が
目標空燃比に対してリッチ側にある場合には燃料噴射量
を減量補正し、一方リーン側にある場合には燃料噴射量
を増量補正して、空燃比を目標空燃比に制御するための
補正係数である。

このようにして上記ステップ１０３、ステップ１０４、
ステップ１０７（又はステップ１０９）及びステップ１
０８にて暖機増量補正係＠ＴＨＷ。

吸気温補正係数ＴＨＡ、出力増量補正係数ＴＶＬ及びフ
ィードバック補正係数ＴＡＦが求められ、処理がステッ
プ１１０に移行してくると、このステップ１１０におい
ては上記求められた各補正係数及び上記ステップ１０２
にて求められた燃料噴射弁４の基本開弁時間ＴＰをパラ
メータとする次式 ％式％ を用いて基本開弁時間ＴＰ、即ち基本燃料噴射量を補正
演算し、実燃料噴射量に相当する燃料噴射弁４の実開弁
時１ｉＷＴＡＵを痺出し、本ルーチンの処理を終了する
。

一方、上記ステップ１０５にてスロットルセンサーｏの
全開接点１０ａがＯＮ状態であると判断された場合、即
ちエンジン１がアイドル運転中である場合には、ステッ
プ１１１に移行して、回転角センサ７からの出力信号に
基づき求められるエンジン回転数ＮＥが例えば１３００
［ｒ、＋）Ｊ、］以上であるか否かを判断する。そして
ＮＥ≧１３００である場合には続くステップ１１２に移
行して、実開弁時間ＴＡＬＩをｒＯＪにセットし、本ル
ーチンの処理を終え、一方ＮＥ＜１３００である場合に
はステップ１０６に移行して、前述のステップ１０６な
いしステップ１１０の一連の処理を実行する。尚、この
ステップ１０５、ステップ１１１及びステップ１１２の
処理はスロットル弁４の全問時に、エンジン回転数ＮＥ
が所定回転数以上である場合には燃料供給を一旦中止し
て、触媒の過熱防止及び燃費の向上を図ろうとする、い
わゆる７ユ一エルカツトＩＩＩＩｇを実行しているので
ある。

以上説明したように、本実施例においてはエンジン１の
高負荷運転時に用いられる燃料噴射量（開弁時間）の出
力増量補正係数ＴＶＬをエンジン１の冷却水温に応じて
設定するようにしている。

従ってエンジン１の冷寒時等、暖機運転時に高負荷運転
を行なう場合には、第６図のマツプから明らかな如く、
出力増量補正係数ＴＶＬが冷却水温が低い程小さい値に
設定されるため、従来のように、その増量補正によって
空燃比がリッチになり過ぎ、運転性が低下されるといっ
たことはない。

尚、上記実施例において、エンジン１の高負荷運転を検
知するために、スロットル弁４の開度を検出し、その開
度が所定値（５０’　）以上となった時を高負荷運転時
であると判断するようにしているが、この他にも例えば
アクセル開度を検出し、そのアクセル開度が所定値以上
となった時に高負荷運転時であると判断してもよ（、あ
るいは吸気管圧力により求めることもできる。尚、吸気
管圧力により求める場合にはアクセル開度やスロットル
弁４の変化に対し、その応答性が悪いので検知能力は劣
る。

また上記実施例ではエンジン１の暖機状態を冷却水温に
よって検知し、暖機増量補正係数ＴＨＷや、出力！ｊａ
ｎ補正係数ＴＶＬを冷却水温に応じて設定するようにし
ているが、エンジン１の＠機状態を検知するにはエンジ
ン１の温度がわかれば良いことから、例えば潤滑油の温
度、あるいは始動時の冷却水温と始動後の運転経過時間
とからエンジン１のＷＪ１１１Ｉ状態を検知し、上記補
正係数を設定することもできる。従って例えば出力増量
補正係数を始動時の水温と始動後の運転経過時間とから
設定する場合には、例えば第７図に示す如きマツプを用
いて実行すればよい。またこの場合始動時の冷却水温の
代わりとして始動時の吸気温を用いることもできる。

更に上記実施例ではエンジン１の高負荷運転時に出力増
量補正する場合、従来のように出力増量補正係数ＴＨＷ
を用いて基本燃料噴射Ｉ（基本開弁時間）に乗算するよ
うにしているが、この他にもその増量補正係数ＴＨＷに
相当する燃料噴射ｍ（開弁時間）の増量補正１１（補正
時間）を降出し、基本燃料噴射ｍ（基本開弁時間〉に加
算するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の燃料噴射り制陣装置におい
ては、内燃機関の高負荷運転時に基本燃料噴射量を増量
補正するための出力増量補正値を、内燃機関の暖機状態
に応じて設定するよう構成ざれていることから、内燃機
関の暖機運転時に急加速等の高負荷運転を行なった場合
であっても、内燃機関に供給される混合気の空燃比はリ
ッチになり過ぎることはなく、従来のように失火を生じ
たり１ｌｌｆｆｉ出力の低下を招くといったことを防止
でき、良好な運転性を得ることができるようになる。ま
た混合気が良好に燃焼されるので、排気エミッションを
向上することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図ないし
第６図は本発明の一実施例を示し、第２図は本実施例の
内燃機関及びその周辺装置を表わす概略構成図、第３図
は電子制御回路８の構成を表わすブロック図、第４図は
電子制御回路２０にて実行される燃料噴射Ｉ［ＩＩ出処
理を表わすフローチャート、第５図は暖機増屋補正係＠
ＴＨＷを求める際に用いられるマツプを表わす線図、第
６図は出力増量補正係数ＴＶＬを求める際に用いられる
マツプを表わす縮図、第７図は出力増量補正係数ＴＶＬ
を求める他の実施例のマツプを表わす線図である。 Ｍｌ・・・内燃機関 Ｍ２・・・運転状態検出手段 Ｍ３・・・基本燃料噴射ｍｉｓ出手段 Ｍ４・・・高負荷運転検知手段 Ｍ５・・・暖機状態検知手段 Ｍ６・・・実燃料噴射量算出手段 Ｍ７・・・出力増量補正量設定手段 ８・・・電子ＩＩＩ　ｍ１回路 １０・・・スロットルセンサ １０ｂ・・・全問接点 １１・・・水温センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 該検出された運転状態に応じて基本燃料噴射量を算出す
   る基本燃料噴射最算出手段と、 上記運転状態検出手段の検出結果から、当該機関の高負
   荷運転を検知する高負荷運転検知手段と、上記運転状態
   検出手段の検出結果から、当該機関の暖機状態を検知す
   る暖機状態検知手段と、少なくとも、当該機関の高負荷
   運転時には機関出力を上昇すべく上記基本燃料噴射量を
   出力増量補正すると共に、当該機関の暖機運転時には上
   記基本燃料噴射量を暖機増量補正し、当該機関に供給さ
   れる実燃料噴射量を算出する実燃料噴射量算出手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、 当該機関の高負荷運転時に上記実燃料噴射量算出手段に
   て用いられる出力増量補正値を、当該機関の暖機状態に
   応じて設定する出力増量補正値設定手段を設けたことを
   特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。