JPS61283739A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸入空気最検出値に基いて燃料噴射量を制御
するエンジンの燃料噴射装置に関する。

（従来技術） 従来からエンジンの燃料噴射装置として、吸気通路に介
設されたエアフローメータの検出出力に基いて燃料噴射
弁による燃料噴射口を制御し、適正な空燃比を維持しよ
うとするものが知られている。ところが、この種のエン
ジンの燃料噴射装置では、軽負荷時の吸入空気量が少な
い領域においてエンジンの吸気系における脈動現象によ
り、吸気通路に介設されたエアフローメータの検出出力
が安定せず、従って、燃料噴射】も適正な空燃比を維持
し得す、適正値よりもリッチになったり、あるいは逆に
リーンになったりして運転性が低下することがあった。

そこで、この問題を解消するために、低吸入空気ｍの運
転領域でエアフローメータの検出出力を平均化処理する
ことが提案されている。しかし、このようにある運転域
において所定の平均化処理を行なった場合、その運転域
から、平均化処理を行なわない、あるいは異なった平均
化処理を行なう運転域に移行した過１！ＩＨにおいて、
空燃比が瞬時に変わって運転性能にショックを与えたり
、あるいは空燃比が適正値になるまでに時間遅れが生じ
て運転の安定性が良くなく、オーバーリーンによるエン
ストを起こすといった問題を含んでいた。

上記のごとき運転性が低下する現象は、例えば特開昭５
８−４４２１７号公報に示されるようなエンジン出力に
よって駆動される過給機付エンジンにおいて顕著に現わ
れる。すなわち、この過給機付エンジンは、吸気通路が
自然吸気の主吸気通路と過給機が介設された補助吸気通
路とからなり、両吸気通路の分岐部よりも上流側にエア
フローメータが設けられ、過給機による過給圧が最高過
給圧以上に上昇しないように過給機の下流側から上流側
へ過給気をリリーフするバイパス通路が設けられたもの
であり、この過給気がリリーフされるたとえばアイドル
運転領域において、過給機の脈動作用が吸気通路の上流
側に設けられたエア７０−メータに大きく影響を及ぼし
、その検出出力が不安定となるものである。

（発明の目的） 本発明は、上記問題点を解消するもので、エアフローメ
ータの検出出力を所定の平均化処理を行なう運転域から
平均化処理を行なわない、あるいは異なる平均化処理を
行なう運転域への移行時、あるいはその逆の移行時に、
急激に空燃比がリッチに、あるいはリーンに変わって運
転性能を低下するといったことを防止したエンジンの燃
料噴射装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、吸気通路に介設された吸入空気量を検出する
エアフローメータの検出出力に基いて燃料噴射量を制御
するエンジンの燃料噴射装置において、エンジンの運転
領域を判定する判定手段と、エンジンの運転領域に応じ
て異なった処理定数にてエアフローメータの検出出力を
平均化処理するとともに、異なる処理定数の運転領域へ
の移行時に処理定数を脱出運転域の処理定数から進入運
転域の処理定数に徐々に近付ける演算手段と、この演算
手段による演算値に基いて燃料噴射量を演算制御する制
御手段とからなるものである。

この構成により、アイドル運転からの加速時、あるいは
通常運転からアイドル運転への減速時において、過渡時
に空燃比が急激にリッチあるいはリーン化することが防
止されるものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例による全体構成を示し、同図
において１はエンジンのシリンダ、２はピストン、３は
シリンダ１内のピストン２の上方に形成された燃焼室で
ある。この燃焼室３には主吸気ボート４、過給ボート５
および排気ボート６が開口し、これらのボート４．５．
６に主吸気弁７、過給用吸気弁８および排気弁９が装備
されている。

１０はエアクリーナ、１１はエアクリーナ１０に接続さ
れた吸気通路である。吸気通路１１は、主吸気通路１２
と、この主吸気通路１２から分岐した過給通路１３とか
らなり、主吸気通路１２の下流端側は主吸気ボート４に
接続され、過給通路１３の下流端側は過給ボート５に接
続されている。

主吸気通路１２と過給通路１３との分岐箇所よりも上流
の吸気通路１１には、空気路検出装置としてのエアフロ
ーメータ１４が設けられている。また主吸気通路１２中
には、アクセルペダルの操作に応じて開閉される第１ス
ロツトル弁１５が設けられるとともに、その下流に燃料
噴射装置１６が装備されている。

一方、過給通路１３には、エンジンにより駆動されるベ
ーン型エアポンプからなる過給機１７が設けられている
。この過給機１７の下流には、過給機１７から供給され
る過給気の密度を高めるためこれを冷却するインタクー
ラ１８が設けられ、その下流にサージタンク１９が形成
されている。

さらにサージタンク１９の下流の過給通路１３には第２
スロットル弁２０Ｂ設けられており、この第２スロツト
ル弁２０は所定負荷以上のときに負荷に応じた開度に開
かれ、例えば第１スロツトル弁１５が所定開度以上に開
かれたときこれに連動して開かれるようになっている。

また上記過給通路１３のサージタンク１９からは、余剰
の過給気をリリーフするリリーフ通路２１が分岐してい
る。このリリーフ通路２１は余剰の過給気をエアフロー
メータ１４の直下流の主吸気通路１２または過給機１７
より上流の過給通路１３に還流するように配設されてい
る。このリリーフ通路２１には主として高負荷時に最高
過給圧を制御する過給圧制御弁２２が設けられている。

この過給圧制御弁２２はサージタンク１つに対するリリ
ーフ通路２１の開口部に配置された弁体２２ａと、この
弁体２２ａに連通されたダイヤフラム２２ｂと、その片
側に形成された圧力制御室２２Ｃと、上記弁体２２ａを
閉弁方向に付勢するスプリング２２ｄとを備え、上記弁
体２２ａに加わる過給圧が過度に高くなったときこの弁
体２２ａが開いてリリーフすることにより最高過給圧を
制御するようになっている。そして上記圧力制御室２２
ｃがアクチュエータ２３を介して第１スロツトル弁１５
下流の主吸気通路１２と連通された負圧通路２４に接続
されており、三方電磁弁２３の作動により大気圧側から
吸気負圧側へ切替えられたとぎ、過給圧制御弁２２の弁
体２２ａが吸気負圧の大きさに応じて開き、最高過給圧
が調整されるようになっている。

２５はマイクロコンピュータ等を用いたコントロールユ
ニット（制御装置）で、このコントロールユニット２５
にはエアフローメータ１４の検出出力、第１スロツトル
弁１５１７５ＷＵ度検出信号、エンジン回転数信号２６
が入力され、所定の演算制御を行ない、燃料噴射弁１６
、三方電磁弁２３を駆動する信号が出力される。そして
、このコントロールユニット２５は、第２図に示すごと
く、エアフローメータ１４による検出出力が時刻ｔ１で
瞬時にＱａｌからＱａ２に変わったとしても後記運転領
域に応じて同出力を平均化処理（演算処理）し、図示の
如く階段状に変化する信号として取込む機能を有する。

その結果、第３図に示すごとく、過給１１１７の脈動作
用の影響を受けて、エアフローメータ１４の検出出力が
曲線工のように脈動しても、コントロールユニット２５
にて平均化処理された演算値は曲線■のように平滑化さ
れる。

また、コントロールユニット２５は、第４図。

第６図に示すように、エンジン運転領域がエンジン回転
数と第１スロットル弁開度とから定まる低回転、低吸入
空気最のアイドル運転領域Ａ（斜線部）とそれ以外の領
域Ｂのいずれの領域にあるかを判定する機能を有する。

なお、第４図、第６図における領域Ｂは、本実施例では
平均化処理がなされない領域としている。また、コント
ロールユニット２５は、第４図の矢印で示すごとく、領
域Ａから領域Ｂへの移行時、すなわちアイドル運転から
の加速時および第６図の矢印で示すごとく領域Ｂから領
域Ａへの移行時すなわち、アイドル運転への減速時に、
脱出運転域の平均化処理あるいは平均化処理なしの状態
から進入運転域の平均化処理なし、あるいは平均化処理
の状態に、成る程度の時間遅れをもって徐々に近付ける
ように演算する機能を有している。

次に１．第５図、第７図を用いて、上記構成の作用を説
明する。

第５図、第７図において　（ａ）はスロットル弁開度、
　（ｂ）はエンジン回転数、（Ｃ）はエアフローメータ
検出出力による吸入空気量、（ｄ）は空燃比（Ａ／Ｆ）
をそれぞれ示し、第５図は第４図の矢印に示すごとく平
均化処理がなされる領域Ａ（アイドル運転）から平均化
処理がなされない領域Ｂへの加速時のもので、第７図は
第６図の矢印に示すごとく、平均化処理がなされない領
域Ｂから平均化処理がなされる領域Ａ（アイドル運転）
への減速時のものである。

第４図における領域Ａから領域臼への移行時、（イ）点
通過前では第５図（Ｃ）に示すごとく、エアフローメー
タの検出出力は平均化処理されて実際の吸入空気ｆｆ１
（実線）よりも破線（ハ）で示すように低い値としてコ
ントロールユニット２５に取込まれ、従ってコントロー
ルユニット２５による燃料噴射弁１６の噴射量は抑えら
れるため、第５図（ｄ）の実線（ニ）で示すようにＡ／
Ｆはり一ン化傾向にある。゛そして（イ）点通過後に、
もし直ちにＢ領域の平均化処理なしの状態になるとすれ
ば、第５図（ｄ）の実線（ホ）で示すように急激にＡ／
Ｆが変化し、ここで運転トルクショックを発生する。と
ころが、本発明では、このような運転領域移行時に徐々
に脱出運転域の状態から進入運転域の状態に近付けるよ
うにしているため、第５図　（ｄ）の破線（へ）で示す
ように、Ａ／Ｆは徐々に変化する。これによって上記ト
ルクショックの発生を抑制することができる。

また、第６図における領域Ｂから領域Δへの移行時、（
ロ）点通過後において、もし直ちに平均化処理状態にな
るとすれば、第７図（Ｃ）の破線（ト）で示すごとく、
実際の吸入空気量（実線）よりも低い値としてコントロ
ールユニット２５に取込まれ、従ってコントロールユニ
ット２５による燃料囁射弁１６の噴射量は抑えられるた
め、第７図（ｄ）の破線（チ）で示すようにＡ／Ｆはオ
ーバーリーンとなり、エンストを起こすなどのおそれが
ある。ところで本発明では、このような運転領域移行時
においても、徐々に領域Ａの平均化処理状態に近付ける
ようにしているため、吸入空気量は第７図（Ｃ）の実線
のごとくなり、Ａ／Ｆは第７図　（ｄ）の実線（す）で
示すようにリーン化は可及的速やかに回復される。

次に、上記コントロールユニット２５による作用を第８
図のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１においてエアフローメータ１４によ
る吸入空気ｍの検出出力（Ｑａ）を読み込み、ステップ
Ｓ２にてエンジシ運転状態が平均化処理領域Ａにあるか
否かを判定する。この結果、領域Ａであると判定された
とき、ステップＳ３にて領域Ｂから平均化処理領域Ａに
移行したか否かを判定し、移行した（減速時）と判定さ
れたとぎ、ステップＳ４にて平均化処理定数χを「１」
すなわち、これは平均化処理なしとし、次にステップＳ
５にて、この平均化処理定数χが平均化処理定数χの安
定状態の定数ａ（＞１）より小さいか否かを判定し、こ
こでχ−１でＹＥＳであるのでステップＳ６に移り、演
算吸入空気１（Ｑａｔ）をＱａｔ　＋　（Ｑａ−Ｑａｌ
＞／ｘとシテ演棹スル。

ここに、Ｑａは実際の現時点の吸入空気ｍで、Ｑａｌは
前回の演算吸入空気ｆｆ１（演算値）である。

いま、χ＝１であるのでＱａ１＝Ｑａとなる。すなわち
、ステップＳ３で異なる領域への移行直侵においては、
脱出運転域Ａの状態つまり平均化処理なしの状態を維持
する。次いでステップＳ７にて上記吸入空気量の演算値
およびエンジン回転数に基いて燃料噴射量を演算する。

引き続いてスタートにリターンし、ステップＳ１、Ｓ２
を経て今度はステップＳ３での判定はＮＯとなり、ステ
ップＳａにて平均化処理定数χをχ十Ｃ（但し、Ｃは変
化率）とし、引き続いてス、テップＳ５での判定がＹＥ
Ｓの場合、ステップＳ６にて上記新たな平均化処理定数
χに基いて演算値を求め、ステップＳ７にて燃料噴射量
を演算する。以下、同様のルーチンを繰り返して徐々に
領１４Ａの平均化処理に近付く。そしてステップＳ５で
の判定がＮｏとなったとき、ステップＳ９にてχ＝ａと
し、領域Ａの平均化処理状態となる。これまでのルーチ
ンは上述した第７図の動作を実行したことになる。

次に、エンジンの運転状態が平均化処理なしの領域Ｂに
あると、ステップＳ２にて判定された場合、ステップＳ
１０に移り、ここでχ≠１カ）否ｈＸが判定され、χ＝
１でないと判定されたときく但しχ〉１）、ステップＳ
　ｎにて減衰率ダが決定され、ステップＳｔ２にて平均
化処理定数χをχ−９とし、ステップＳｔ３にてＸが「
１」より大きいか否かが判定され、χ〉１と判定される
と、以下、同様にステップＳ６にて吸入空気量の演算値
が求められ、ステップＳ７にて燃料噴射量が演算される
。このルーチンを繰り返すことにより、平均化処理定数
χは徐々に小さくなり、χ＝１に近付く。つまり、平均
化処理のない領ｂｌｔＢの状態に近付く。そして、ステ
ップＳ　１３での判定がＮｏとなったとき、ステップＳ
　１４にてχ＝１とされ、平均化処理のない領域Ｂの状
態に移行する。次にステップＳ１０での判定がＮｏ、す
なわちχ−１の場合はステップＳ６に移り、平均化処理
のない領域Ｂの状態での制御となる。これまでのルーチ
ンは上述した第５図の動作を実行したことになる。

また、ステップＳ８での変化率を含んだχは吸入空気量
が小さい程大きくなるように設定され、ステップＳ１１
での減衰率９は吸入空気量が大ぎい程大きくなるように
設定されている。

なお、本発明は、上記実施例では過給機付エンジンにつ
いて説明したが、過給機を有しないエンジンにおいても
、同様に適用し得る。また、上述ではエアフローメータ
の検出出力を平均化処理するｔＲｉｉｉ！と平均化処理
しない領域とを備えたものを示したが、異なる平均化処
理定数をそれぞれ有する複数の領域を備えたものにおい
ても同様の効果が得られる。

さらにエンジンの運転領域を判定する手段は上記実施例
のエアフローメータのほかに、スロットル弁開度、ある
いは吸気管内圧力等により判定することができることは
勿論である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、吸入空気量を検出するエ
アフローメータの出力を成る処理定数で平均化処理する
運転域から異なる処理定数で平均化処理する運転域への
移行時に、脱出運転域の処理定数から進入運転域の処理
定数に徐々に近付けるようにし、この演算値に基いて燃
料噴射母を決定するようにしたので、加速時すなわち処
理定数の大きい運転域から小さい運転域への進入時のΔ
／Ｆの急激なリッチ化によるトルクショックを防止する
ことができ、また、減速時すなわち処理定数の小さい運
転域から大きい運転域への進入時のＡ／Ｆの急激なリー
ン化によるエンストや運転性不良の発生を防止すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエンジンの燃料噴射装
置の全体構成図、第２図は同エンジンの燃料噴射装置に
おけるエアフローメータ検出出力の平均化処理の作用を
説明する特性図、第３図は同検出出力と、平均化処理に
よる演算値の特性図、第４図は同エンジンの燃料噴射装
置にお番プるエンジン回転数とスロットル弁開度で定ま
る運転領域のアイドルからの加速時の説明図、第５図は
第４図対応の動作を行なうときの各信号値の波形図、第
６図は運転領域がアイドルへの減速時の説明図、第７図
は第６図対応の動作を行なうときの各信号値の波形図、
第８図は本発明装置の作用を説明するためのフローチャ
ートである。 １１・・・吸気通路、１４・・・エアフローメータ、１
６・・・燃料噴射弁、２５・・・コントロールユニット
（制御装置）。 特許出願人　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人
　　　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　　弁理
士　　　長１）正向　　　　　　　弁理士　　　板谷康
夫第　　７　　図 第　　２　　図 第　　３　　図 ＦＩ！を間− 第　　４　　図 第　　５　　図 イ昌 第　　６　　図 第７図 ｆｓ　　８　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気通路に介設された吸入空気量を検出するエアフ
   ローメータの検出出力に基いて燃料噴射量を制御するエ
   ンジンの燃料噴射装置において、エンジンの運転領域を
   判定する判定手段と、エンジンの運転領域に応じて異な
   った処理定数にてエアフローメータの検出出力を平均化
   処理するとともに、異なる処理定数の運転領域への移行
   時に処理定数を脱出運転域の処理定数から進入運転域の
   処理定数に徐々に近付ける演算手段と、この演算手段に
   よる演算値に基いて燃料噴射量を演算制御する制御手段
   とからなることを特徴としたエンジンの燃料噴射装置。