JPS61201844A - エンジンの燃料噴射装置 - 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】 ［産業上の利用分！！Ｆ］ 本発明は、エンジンの運転状態に応じて必要な燃料をエ
ンジンの吸気系に噴射する燃料噴射装置に関するもので
ある。

［従来技術］ 従来よりよく知られているように、燃料噴射弁を備えた
エンジンでは、時々刻々の吸入空気量を検出し、該吸入
空気量に応じた燃料噴射量を演算し、その演算結果に基
づいて燃料噴射を行なうようにしている。

かかる燃料噴射弁の制御では、エアフローセンサ等によ
って検出される吸入空気量に基づいて必要燃料量が演算
され、この必要燃料量に対応した駆動パルスを燃料噴射
弁に印加するようにしており、燃料噴射弁の噴射特性や
エアフローセンサの検出特性が上記演算のために予め設
定された特性と実際には異なっている場合には、燃料噴
射弁や　。

エアフローセンサの特性誤差が重畳されるため、燃料噴
射量がエンジンの要求燃料量とは必ずしも一致しない場
合が生じる。

ところで、エンジンの排気系に混合気の空燃比を検出す
るＯ、センサ等の空燃比検出手段を設け、所定の運転領
域においては、空燃比検出手段の出力に応じて空燃比が
一定な値となるようにフィードバック制御するとともに
、フィードバック制御運転域以外においても、フィード
バック運転領域における制御値に基づいて必要な補正値
を学習制御によって学習し、この学習値に基づいてその
運転領域における燃料噴射量を制御するようにしたもの
が知られている（特開昭５７−４４７５２号公報参照）
。

上記のフィードバック制御方式では、燃料噴射弁の設定
特性や、燃料噴射弁の噴射特性の経時的変化、さらには
エアフローセンサの設定特性やその経時的変化のいかん
に拘わらず、実際に噴射された燃料量が正しいか否かが
判断されるので、個々の燃料噴射弁の噴射特性、あるい
はエアフローセンサの検出特性が設定特性と相異してい
たとしてら実際には燃料制御が不正確となるおそれはな
い。

しかしながら、上記の学習値に基づく燃料の制御領域で
は、個々の燃料噴射弁の噴射特性やエアフローセンサの
検出特性が直接的に燃料噴射量に影響を与えるため、こ
れらの特性が予め設定された特性とは異なっている場合
には、制御回路による演算が正しく行なわれたとしても
、実際には正しい燃料噴射量を得ることができなくなる
。

このような燃料制御における誤差は、上記したように、
燃料噴射弁の噴射特性とエアフローセンサの検出特性の
それぞれの誤差の重畳の結果としてもたらされるもので
あるため、かかる誤差を除去することは極めて困難であ
る。

［発明の目的］ 本発明の目的は、個々のエンジンに組み込まれる吸入空
気量検出手段としてのエアフローセンサの検出特性をそ
の経時的変化を含めて正確に検出することかでき、した
がって少なくともエアフローセンサの検出特性の誤差に
基づく燃料制御の誤差を確実に補正することができるエ
ンジンの燃料噴射装置を提供することである。

［発明の構成コ このため、本発明は、第１図に本発明の発明構成図を示
すように、エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量
検出手段Ａと、エンジンの吸気系に燃料を噴射供給する
燃料噴射手段Ｂと、エンジンの混合気の空燃比を検出す
る空燃比検出手段Ｃと、エンジンの運転状態が予め定め
られた学習ゾーンにあるときに、燃料噴射手段に一定幅
の駆動パルスを与えろパルス固定手段りと、上記学習ゾ
ーンにおいて、上記空燃比検出手段の出力を受けて上記
一定幅の駆動パルスの周期を変更する周期変更手段Ｅと
、該周期変更手段の出力を受けて上記吸入空気量検出手
段の出力の補正値を演算する補正値演算手段Ｆとを設け
て構成したことを基本的な特徴としている。

なお、本発明にいう学習ゾーンは、エンジンの運転領域
を吸入空気量に応じて複数のゾーンに区分けしたものを
いい、前記従来例において述べた学習制御におけろ学習
ゾーンとは異なる意味を有する。

［発明の効果］ 本発明によれば、噴射パルス幅を固定にすることにより
、噴射弁のパルス幅に対する誤差を取り除くことができ
、実装された個々のエアフローセンサの検出出力に対す
る補正量が各学習ゾーンごとに正確に検出できるので、
噴射燃料量の演算に際して、少なくとも吸入空気量に関
する誤差を除去することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

第２図に示すように、エンジンｌの吸気通路２に臨ませ
て設けた燃料噴射弁３を制御するコントロールユニット
４は、エアクリーナ５の直下に設けたエアフローセンサ
６によって時々刻々検出されるエンジンの吸入空気量、
エンジンの排気通路７の触媒装置８の上流に臨ませて設
けた空燃比検出手段としてのＯ，センサ９によって検出
される空燃比のリッチ、リーン等を基本人力として以下
に詳細に説明する燃料の噴射制御を実行する。

第３図には、上記コントロールユニット４の具体的な構
成を示している。第３図に示すように、コントロールユ
ニット４は付属のＲＯＭ（リードオンリメモリ）および
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、タイマを有するマ
イクロコンピュータ１０によって構成されており、０．
センサ９の出力は波形整形回路１１を介して入力され、
エアフローセンサ６の出力はアナログ／デジタル変換回
路１２を介してデジタル信号として入力されろようにな
っている。上記マイクロコンピュータｌＯの出力端子に
は、燃料噴射弁３を駆動するための駆動回路１３が接続
され、この駆動回路１３によって駆動制御されるように
なっている。

次に、上記マイクロコンピュータ１０が実行する燃料制
御プログラムを第４図に示すフローチャートにしｔこが
って説明する。

第４図に示すように、制御がスタートされると、ステッ
プｌｏｔにおいて、システムがイニシャライズされ、ス
テップ１０２ではエアフローセンサ６によって検出され
る吸入空気量Ｑａを読み込み、ステップ１０３では吸入
空気ｍＱａから現在の学習ゾーン１が判定される。この
学習ゾーンの判定は、第５図に示すように、吸入空気ｆ
ｉＱａを計Ｎ個のゾーンに仕切り、現在の吸入空気量が
どのゾーンに属するかによって行なう。

次のステップ＋０４ではステップ１０３で検出した学習
ゾーンｉが前回の学習ゾーンｉ°と一致するか否かを判
定し、一致しない場合には、ステップ１０５において前
回学習ゾーンｉ”を今回の学習ゾーンｉに更新する。そ
して、ステップ１０６ではマイクロコンピュータにプロ
グラムとして予め設けた学習カウンタＮＬＣ及び２種の
学習レノスタＩｔＬＲ，ｒ（ＲＬをそれぞれクリアずろ
。そのうえて、ステップ１０７では、０．センサの出力
を読み込む。なお、ステップ１０４において学習ゾーン
が前回と同じであると判定された場合（ｉ＝ｉ’）には
、ステップ！０５及びステップ１０６をスキップして、
ステップ１０７に進む。

次のステップｌＯ８では、０．センサの出力がリッチで
あるか否かが判定され、リッチである場合にはステップ
１０９でリーンからリッチに反転したか否かが判定され
る。この判定は、前回Ｏ。

フラグＦ　Ｏｔが“０”か否かによって行なう。前回０
、フラグＦＯ，が“０“である場合には、ステップ１１
０において前回Ｏ，フラグをリッチ側に更新する（ＦＯ
，←り。

そして、ステップ２１では、学習レジスタＲＬＲによっ
てリッチ側累計を演算するとともに、学習カウンタＮＬ
Ｃを“ｌ”だけインクリメントする。

この演算は、学習レジスタＲＬＲにフィードバック制御
によって得られる燃料噴射弁の噴射間隔補正値ＴＩ’Ｂ
を加算することによって行なう。そのうえで、ステップ
１１２では、学習カウンタＮＬＣが予め設定した学習回
数Ｎ　ＬＣ８に達したか否かが判定される。この学習カ
ウンタがカウントアツプするまでは、ステップ１１１に
おけるリッチ側累計の計算が行なわれ、最終的に学習回
数ＮＬＣが設定値Ｎ　ＬＣ３に達したときには、ステッ
プ１１３において学習値の更新を行なう。この学習値の
更新は以下の式に基づいて行なう。

なお、ＫＬＣは学習値演算用定数 ステップ１０９において反転していないと判定された場
合及び／あるいはステップ１１２において学習が完了し
ていないと判定された場合には、ステップ１１５に移行
しＮＯ？フィードバックに基づく噴射間隔補正値ＴＦＢ
に予め設定されたステップＭΔＴＦＢを前回の噴射間隔
補正値１’ＦＢに加算して今回の噴射間隔補正値を設定
する。そして、ステップ＋１６では、実吸入空気ｆｆ１
Ｑａ’を演算するため、エアフローセンサによって検出
される吸入空気ｆｆ１Ｑａに学習によって得られたゾー
ンｉにおける補正値ＱＬＣｉを加算する。ステップ１１
６において求めた実吸入空気量Ｑａ’に基づいてステッ
プ１１７では、基本噴射間隔ＴＢを演算し、さらに次の
ステップ＋１８では、基本噴射間隔１’１３にフィード
バック制御に基づく補正値’Ｉ’ＦＢを加算して最終的
な噴射間隔ＴＩを演算する。そのうえで、ステップ１１
９では、今回の噴射開始時刻ｔｉを前回の噴射開始時刻
ｔｉに最終噴射間隔ＴＩを加算することによって求め、
ステップ１２０では、噴射終了時刻ｔｆをステップ１１
９で求めた噴射開始時刻ｔｉに予め設定した固定噴射パ
ルス幅Ｔｆを加算することによって演算する。

次いで、ステップ！２！では、マイクロコンピュータに
内蔵されたフリーランニングカウンタから現在の時刻ｔ
を読み込み、ステップ１２２において現在の時刻が噴射
開始時刻ｔｉに達すると、ステップ１２３において燃料
噴射弁による燃料噴射を開始すると同時に、噴射フラグ
■を“ビにセットする。そして、時刻ｔが噴射終了時刻
ｔｒに達するまでの間燃料噴射が実行され、時刻ｔが噴
射終了時刻ｔｒに達したとステップ＋２４で判定される
と、ステップ１２５において、燃料噴射の停止が指令さ
れ、噴射フラグｌは“・０”にリセットされる。これに
よって、空燃比がリプチの場合における１回の燃料噴射
が完了する。なお、ステップ１２２において学習が完了
したと判定されるまでは、上記ステップ１１５から１２
５における噴射制御が繰り返され、学習が完了したと判
定された時には、０ｒＩ述したようにステップ１１３に
おいて学習ゾーンｉにおける学習値の更新が行なわれる
。この学習値の更新が行なわれたときには、ステップ１
１４に移行して、学習カウンタＮ　ＬＣ，学習レジスタ
１１ＬＲ，ＲＲＬをクリアし、学習ゾーンｉにおける１
回の学習を完了する。

次に、リーン時の学習について説明する。即ちステップ
１０Ｂにおいて０．センナの出力がり一ンであると判定
された場合には、ステップ１２６に移行し、このステッ
プ１２６において０．センサの出力が反転したか否か（
ＦＯ，＝１？）が判定される。反転している場合には、
ステップ１２７において、前回Ｏ，フラグＦＯ，を“０
”にセットし、ステップ１２Ｂにおいて今度はリーン側
累計の計算を行なう。即ち、ＲＲＬ　４−ＲＲＬ＋ＴＦ
Ｂ、そのうえで、ステップ１２９では学習カウンタをイ
ンクリメントし、ステップ１３０では、０．フィードバ
ックに基づく補正値を小さい側に補正する。即ち、ＴＦ
Ｂ−ＴＦＢ−Δ’ｒＦＢ。

そして、それ以降はリッチ時の場合と同様、ステップ１
１６以降ステツプ１２５によって１回の燃料噴射を実行
する。

上記のように、この実施例における燃料制御では、噴射
終了時刻ｔｆを与える時間パルス幅Ｔｆは固定のパルス
幅として与えられるので、この学習領域における噴射パ
ルス幅は、一定に保たれる。

換言すれば、燃料噴射弁による燃料噴射量は、一定に保
持されるため、学習が行なわれている場合には、燃料噴
射量が正しいか否かはエアフローセンサの出力に依存す
ることになる。つまり、燃料噴射量の制御ファクタであ
る燃料噴射弁の噴射特性とエアフローセンサの検出特性
のうち、燃料噴射弁の開弁時間は一定に設定されるため
、燃料噴射弁の噴射特性の影響は除去される。進言すれ
ば、エアフローセンサの検出特性のみが燃料噴射量を求
める際の制御ファクタとなるので、燃料噴射の可否は実
際のエアフローセンサの検出特性を正確に反映すること
となる。したがって、上記の学習方式によれば、エアフ
ローセンサの検出特性に対する補正値が学習できること
となり、各学習ゾーンごとにエアフローセンサの出力に
対する補正値ＱＬＣｉを求めることができ、この補正量
に基づいて実際の吸入空気量を正確に求めることができ
るようになる。

なお、上記の実施例では、燃料噴射弁の噴射時間を固定
し、噴射間隔を変化させるようにした燃料噴射手段につ
いて説明したが、本発明は、かかる型式のものに限定さ
れるものではなく、要は、学凹時に上記の制御を行なえ
るものであればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発明構成図、第２図は本発明のシステ
ム構成図、第３図はコントロールユニットの制御ブロッ
ク図、第４図はマイクロコンピュータが実行する燃料制
御フローを示すフローチャート、第５図は学習ゾーンの
設定方式を示すダイヤグラムである。 Ａ・・・吸入空気検出手段、Ｂ・・・噴射量検出手段、
Ｃ・・・空燃比検出手段、Ｄ・・・パルス固定手段、Ｅ
・・・周期変更手段、Ｆ・・・補正値演算手段。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社代　理　人　弁
理士　前出　葆ほか２名第１図 エンジン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量検出
   手段と、 エンジンの吸気系に燃料を噴射供給する燃料噴射手段と
   、 エンジンの混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と
   、 エンジンの運転状態が予め定められた学習ゾーンにある
   ときに、燃料噴射手段に一定幅の駆動パルスを印加する
   パルス固定手段と、 上記学習ゾーンにおいて、上記空燃比検出手段の出力を
   受けて上記一定幅の駆動パルスの周期を変更する周期変
   更手段と、 該周期変更手段の出力を受けて上記吸入空気量検出手段
   の出力の補正値を演算する補正値演算手段と を設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。