JPS6189960A - 内燃機関の燃料噴射方法 - 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方法に係り、特に吸入空気
量を検出するエアフローメータ出力と機関回転数を検出
する回転角センサ出力に基づいて定められる量の燃料を
所定クランク角毎に噴射すると共に、前記エアフローメ
ータ出力の変化量が基準値より大きいときにクランク角
と無関係に燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来の内燃機関では、吸入空気量を検出するエアフロー
メータから出力されるアナログ信号をディジタル変換し
て求めた吸入空気量と、機関回転数を検出する回転角セ
ンサから出力されるディジタル信号に基づいて求められ
た機関回転数とにより基本燃料噴射量を求めると共に、
吸気温や機関冷却水温に応じてこの基本燃料噴射量を補
正し、所定クランク角毎に、すなわちクランク角と同期
して燃料噴射を行っている。また、このような内燃機関
では、加速時の応答性を良好にするために、エアフロー
メータ出力の変化量から加速状態を判定し、加速と判定
されたときに、クランク角と無関係にすなわちクランク
角と非同期で所定量の燃料を噴射することが行々われで
いる。

ここで、上記のエアフローメータけ、吸気通路に設けら
れてこの通路を通過する空気量が多くなるに従って開度
が大きくなるメジャリングプレートとこのメジャリング
プレートの回転軸に連結された第２図に示すポテンショ
メータを含んで構成されている。このポテンシヨメータ
は、図に示すように、車代バッテリ電圧Ｕｓが印加され
た摺動抵抗Ｒと、先端がとの摺動抵抗Ｒに接触されかつ
基端がメジャリングプレートの回転軸に連結された摺動
子５と、抵抗ｒとから構成されている。吸入空気量が多
くなるに従ってメジャリングプレートの開度が大きくな
り、これに伴って摺動子５の先端が摺動抵抗５に接触し
ながら図の矢印方向に回動するため、エアフローメータ
出力（ポテンショメータ出力）電圧ＶＢは、吸入空気量
Ｑに応じて第３図のように変化する。そして吸入空気ｔ
Ｑは、ポテンショメータに加わるバッテリ電圧ＵＢに対
するエアフローメータ出力電圧Ｖｓの比で表わされる。

なお、この電圧比は、メジャリングプレート全閉時で０
．５、メジャリングプレート全開時で０．０１２５であ
る。

ところで、車載バッテリには、通常へラドランプやター
ンシグナルランプ等の電気負荷が接続されているため、
この電気負荷のオンオフ状態によってエアフローメータ
に加わるバッテリ電圧が変化することになる。すなわち
、オンしていた電気負荷がオフすると、エアフローメー
タに加わるバッテリ電圧は電気負荷がオンしている場合
より上　。

昇する。そして、このようにエアフローメータに加わる
バッテリ電圧が変化することから、電気負荷がオンから
オフに変化するとエアフローメータ出力電圧Ｖｓ　が高
くなるように変化する。

ここで、吸入空気量の計量については、エアフローメー
タ出力Ｖ３とバッテリ電圧Ｕｓ　との比Ｖａ　／　Ｕｎ
で行うので、バッテリ電圧ＵＢ　が例えば５チ変化すれ
ばエアフローメータ出力Ｖｓ　も５％変化するように同
じ割合で変化するためバッテリ電圧の変ｗＪＫ対しては
問題がない。このため、吸入空気量の変化量によって加
速を判断することが考えられるが、エアフローメータ出
力Ｖ３　とバッテリ電圧ＵＢとを同時にディジタル変換
する必要があり、アナログディジタル変換器の能力アッ
プが必要になりコストアップとなる。従って、従来では
、エアフローメータ出力Ｖｓのみによって加速を判断し
ようとしているが、上記のように電気負荷のオンオフ状
態によってエアフローメータ出゛力ＶＳが変化し、加減
速の誤判定をする虞れがあった。

このため、従来では、１ｖ程度の基準値を設け、エアフ
ローメータの出力Ｖｓの変化量がこの基準−値を越えた
ときに加速と判断して非同期燃料噴射を実行し、電気負
荷がオンからオフに変化したときのエアフローメータ出
力の変化により加速と判定されて非同期燃料噴射が実行
されるのを防止していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の非同期燃料噴射の実行条件の基準
値は一定とされている。ところが、エアフローメータの
出力電圧は第３図に示すように変化し、・吸入空気量の
変化量ΔＱが同一であっても高吸入空気量側根エアフロ
ーメータの出力電圧の変化量Δｖ８が小さくなる。また
、一般に高吸入空気量側は機関回転数も高くオルタネー
タの発電電圧が高いため、電気負荷のオンオフによるバ
ッテリ電圧の変化は少ない。このため、高吸入空気量側
に適合させて前記基準値を小さい一定値に定めると、低
吸入空気量側で電気負荷オンオフによるエアフローメー
タ出力の変化量が基漁値を越えて加速と誤判定され、非
同期燃料噴射が実行される、という問題があろだ。逆に
、低吸入空気量側に適合させて前記基準値を大きい一定
値に定めると、高吸入空気量側でエアフローメータ出力
の変化量による加速が検出されなくなり、必要なときに
非同期燃料噴射が実行されなくなる。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は基準値を変化させることによって上記問題点を
解決したもので、エアフローメータ出力が低いときけ基
準値を大きくしかつエアフローメータ出力が高いときは
基準値を小さくしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、通常の運転状態では、吸入空気量を検
出するエアフローメータ出力と機関回転数を検出する回
転角センサ出力に基づいて定められる婿の燃料が所定ク
ランク角毎に噴射される。

まだ、エアフローメータ出力の変化量が基準値より大き
いときにクランク角と無関係に燃料が噴射される。この
とき、エアフローメータ出力が低いときは基準値が大き
くされかつエアフローメータ出力が高いときは基準値が
小さくされているため、エアフローメータ出力が低いと
きすなわち低吸入空気量側ではエアフローメータ出力の
変化量が大きいときにクランク角と無関係に所定量の燃
料が噴射され、エアフローメータ出力が高いときすなわ
ち高吸入空気せ側ではエア７０−メータ出力の変化量が
小さいときにクランク角と無関係に所定量の燃料が噴射
される。これにより、全運転領域において吸入空気量の
変化量が所定値以上であれば、クランク角と無関係に所
定量の燃料が噴射される。

〔発明の効果〕

従って本発明によれば、特別な加速センサを用いること
なく燃料噴射陣を定めるために使用されているエアフロ
ーメータ出力を利用して、全運転領域の加速時に非同期
燃料噴射を行なって加速応答性を良好にできる、という
効果が得られる。

〔実施例〕

次に第４図を参照して本発明が適用される燃料噴射装置
を備えた内燃機関（エンジン）の−例を詳細に説明する
。このエンジンはマイクロコンピュータ等の電子制御回
路によって制御されるもので、図に示すようにエアクリ
ーナ（図示せず）の下流側に吸入空気量センサとしての
エアフローメータ２を備えている。エアフローメータ２
け、ダンピングチャンバ内に回動可能に設けられたメジ
ャリングブレー）２Ａと、メジャリングプレート２Ａの
開度を検出する第２図と同様のポテンショメータ２Ｂと
から構成されている。従って、吸入空気量はポテンショ
メータ２Ｂから出力されるＨｔべ 圧より検出される。

エアフローメータ２の下流側１１０ｊ、スロットル弁６
が配置され、スロットル弁６の下流側には、サージタン
ク８が設けられている。このサージタンク８には、イン
テークマニホールド１０が連結されており、このインテ
ークマニホールド１０内に突出して燃料噴射弁１２が配
置されている。インテークマニホールド１０ｉ、エンジ
ン本体１４の燃焼室１４Ａに接続され、エンジンの燃焼
室１４Ａｄエキゾーストマニホールド１６を介して三元
触媒を充填した触媒コンバータ（図示せず）に接続され
ている。なお、２０は点火プラグ、２４けエンジン冷却
水温を検出する冷却水温センサ、１け０２センサである
。

エンジン本体１４に取付けられた点火プラグ２０は、デ
ィストリビュータ２６に接続され、ディストリビュータ
２６はイグナイタ２８に接続されている。このディスト
リピユー°夕２６には、ディストリビュータハウジング
に固定されたピックアップとディストリビュータシャフ
トに固定されたシグナルロータとで各々構成された、気
筒判別センサ３０およびエンジン回転角センサ３２が設
けられている。この気筒判別センサ３０は、例えばクラ
ンク角７２０度毎にマイクロコンピュータ等テ構成され
た電子制御回路３４へ気筒判別信号を出力し、エンジン
回転角センサ３２Ｖｉ、例えばクランク角３０度毎にク
ランク角基準位置信号を電子制御回路３４へ出力する。

なお、３５は車載バッテリである。

電子制御回路３４Ｖｉ第５図に示すように、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）３６、リードオンリメモリ（Ｒ
ＯＭ）３８、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ
）４０、入出力ボート４６、入力ボート４８、出力ポー
ト５０．５２およびこれらを接続するバス５４を含んで
構成され、ＭＰＵ４０にはクロック（ＣＬＯＣＫ）４２
およびタイ″マ４４が接続されている。入出力ボート４
６には、バッファ５５，５６，５７、マルチプレクサ５
８、アナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器６０ｔｌ
’ｉして、エアフローメータ２、エンジン冷却水温セン
サ２４およびバッテリ３５が接続されている。入力ボー
ト４８には、バックアロ２およびコンパレータ６４を介
してＯｚセセン１が接続されると共に、波形整形回路６
６を介して気筒判別センサ３０および回転角センサ３２
が接続されている。そして、出力ポート５０ば、壓動回
路６８を介してイグナイタ２８に接続され、出力ポート
５２はホ勅回路７０を介して燃料噴射弁１２に接続され
ている。そして、上記のＲＯＭには以下で説明する制御
プログラム等が予め記憶されている。

第６図は、制御プログラムのメインルーチンの一部を示
すもので、ステップ１００において、エアフローメータ
の出力電圧をディジタル変換した値とバッテリ電圧をデ
ィジタル変換した値との比を求めることにより吸入空気
ｔＱを計算すると共に、回転角センサ３２出力に基づい
てエンジン回転数Ｎを計算する。次のステップ１０２で
は、上記で計算した吸入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎと
に基づいて基本燃料噴射量に相当するパルス幅を計算す
ると共に１吸入空気温やエンジン冷却水温によってこの
パルス幅を補正して燃料噴射パルス幅を演算する。そし
て、次のステップ１０４において、気筒判別センサ出力
および回転角センサ出力に基づいて燃料噴射開始のクラ
ンク角になったか否かを判断して燃料噴射開始のクラン
ク角に々つだときは、躯肋回路を介して燃料噴射弁に燃
料噴射信号を出力して燃料噴射パルス幅に相当する時間
燃料噴射弁を開いて、各気筒毎またけ全気筒同時に燃料
噴射を実行する。

第１図は、非同期燃料噴射を行うための所定時間（例え
ば、４　ｍ５ｅｃ　）毎に実行される割込みルーチンを
示すものである。まず、ステップ１１０においてエアフ
ローメータの出力電圧Ｖｓをアナログ−ディジタル（Ａ
Ｄ）変換し、ステップ１１２において前回ＡＤ変換した
エアフローメータの出力電圧から今回ＡＤ変換したエア
フローメータの出力電圧を減算して、エアフローメータ
の出力電圧の変化量ΔＶｓを計算する。次のステップ１
１４では、第７図に示すように定められて予めＲＯＭに
記憶されている基準値のマツプから、現在の出力電圧Ｖ
ｓに対応する基準値を計算する。この基準値は、図に示
すように、エアフローメータの出力電圧が高くなるに従
って小さくなるように定められており、出力電圧Ｖｓを
変化させて電気負荷をオンからオフにしたときの出力電
圧ｖＳの変化量から求められる。

次のステップ１１６では、出力電圧の変化量ΔＶＳ　が
基準値を越えているか否かを判断することにより加速さ
れたか否かを判断し、変化量ΔＶｓが基準値を越えてい
るときには、ステップ１１８で変化量ΔＶＳに定数Ｋを
乗算することにより非同期燃料噴射パルス幅を演算し、
直ちに非同期燃料噴射を実行する。このときの変化量Δ
Ｖｓに対する非同期燃料噴射パルス幅の変化を第８図に
示す。

なお、基準値は第９図に示すように２段に設定するよう
にしてもよく、また、非同期燃料噴射パルス幅は第１０
図に示すように一定値としてもよい。

第１１図および第１２図に上記のように制御したときの
燃料噴射状態を示す。第１１図ＣＢ）に示すように５エ
アフローメータの出力電圧Ｖｓが低く電気負荷のオフに
より出力電圧Ｖｓが変化しても基準値が大きいため、第
１１図四に示すように非同期燃料噴射は実行されず同期
燃料噴射のみが実行される。一方、第１２図（均に示す
ように出力電圧Ｖｓが高くて加速された場合には、基準
値が小さく設定されているため、出力電圧の変化量が小
　′さくでも非同期燃料噴射が実行される。

以上説明したように本実施例によれば、電気負荷変動に
よる燃料噴射の誤動作がないため、エミッションが悪化
することがなく、高吸入空気領域（例えば、８０ＪＣ１
ｎ／ｈで定常走行しているとき）からの加速時でも非同
期燃料噴射が実行されるため加速応答性が良好になり、
また他の加速センサを必要としないので安価なシステム
を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における非同期燃料噴射を実行
するためのルーチンを示す流れ図、第２図はエアフロー
メータの回路図、第３図はエアフローメータの出力特性
図、第４図は本発明が適用される燃料噴射装置を備えだ
エンジンの概略図、箒５図は第４図の制御回路の詳細を
示すブロック図、第６図は上記実施例のメインルーチン
の一部を示す流れ図、第７図および第９図は基準値の変
化を示す線図、第８図および第１０図は非同期燃料噴射
パルス幅を示す線図、第１１区内、（Ｂ）は電気負荷変
動によるエアフローメータ出力の変化とこのときの燃料
噴射状態を示す線図、第１２図（Ａ）。 （Ｂ）Ｈ加速時のエアフローメータ出力の変化とこのと
きの燃料噴射状態を示す線図である。 ２・・・エアフローメータ １２・・・燃料噴射弁 ３４・・・制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入空気量を検出するエアフローメータ出力と機
   関回転数を検出する回転角センサ出力に基づいて定めら
   れる量の燃料を所定クランク角毎に噴射すると共に、前
   記エアフローメータ出力の変化量が基準値より大きいと
   きにクランク角と無関係に燃料を噴射する内燃機関の燃
   料噴射方法において、前記エアフローメータ出力が低い
   ときは前記基準値を大きくしかつ前記エアフローメータ
   出力が高いときは前記基準値を小さくしたことを特徴と
   する内燃機関の燃料噴射方法。