JPS627963B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両のエンジンに燃料を噴射する燃
料噴射装置からの燃料噴射量による燃料消費量を
計測する燃料消費量計測方法および装置に関する
ものである。

従来、この種の装置として電子制御式燃料噴射
装置（EFI）において、そのインジエクタを駆動
するコンピユータよりの噴射パルスに基づいて燃
料消費量を計測する装置がある。

しかしながら、この装置はエンジン始動時にコ
ールドスタートインジエクタより送出される始動
時の増量噴射量を加算補正していないために正確
な燃料消費量を求めることができないという問題
があつた。

本発明は上記問題に鑑みたもので、エンジン始
動時の始動時温度に基づいた増量噴射量を燃料噴
射装置からの燃料噴射量による燃料消費量に加算
補正することによつて、正確な燃料消費量を求め
ることができる燃料消費量計測方法およびその計
測方法を適切に実施することができる装置を提供
することを目的としている。

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図
であり、予め定めた制御プログラムに従つてソフ
トウエアによるデイジタル演算処理を実行する車
載マイクロコンピユータを用いて燃燃噴射量の計
測を行なうものである。

この第１図において、１は温度検出器としての
水温センサで、始動時温度としてのエンジン冷却
水温を検出して水温信号を発生するものである。
２はスタートスイツチで、車両のキーボツクスに
おけるスタート位置に車両キーが投入された時に
スタート信号を発生するものである。３はEFI用
コンピユータで、エアフロメータ（図示せず）か
らの信号で空気量を算出し、これをエンジン回転
速度で割算して１サイクル当たりの空気量を求め
て基本噴射量を決め、これに各センサ（図示せ
ず）からの信号によつて補正を加え、燃料噴射を
行なうインジエクタ（図示せず）を駆動する噴射
パルス信号を送出するものである。４は遅延回路
でEFI用コンピユータ３からの噴射パルス信号を
受け、この噴射パルス信号に対するインジエクタ
の開弁作動遅れ時間だけローレベルのパルス信号
を発生するものである。５は発振回路で、水晶発
振器を用いて256kHz程度の基準パルス信号を発
生するものである。６はアンド（AND）回路
で、EFI用コンピユータ３よりの噴射パルス信
号、遅延回路４よりのパルス信号、および発振回
路５よりの基準パルス信号とのANDをとり出力
パルス信号を発生するものである。７は積算カウ
ンタで、AND回路６よりの出力パルス信号を計
数する８ビツトのデイジタルカウンタを備えその
カウンタの数の最大カウント数になるとこのカウ
ンタの数をクリアすると共に積算パルス信号を送
出するものである。８は分周カウンタで積算カウ
ンタ８よりの積算パルス信号の数を計数する８ビ
ツトのデイジタルカウンタを備え、そのカウンタ
の数が最大カウント数になると分周パルス信号を
送出するものである。

９は予め定めた制御プログラムに従つてソフト
ウエアの演算処理を実行するシングルチツプのマ
イクロコンピユータで、演算処理手段を構成して
おり、数メガヘルツ（MHz）の水晶振動子１０
を接続すると共に、車載バツテリより電源供給を
受けて5Vの安定化電圧を発生する安定化電源回
路（図示せず）よりの安定化電圧の供給を常時受
けて作動状態になつているものである。そして、
このマイクロコンピユータ９の作動により水温セ
ンサ１よりの水温信号、スタートスイツチ２より
のスタート信号、および分周カウンタ８よりの分
周パルス信号を受けて計測プログラムの演算処理
を実行し、燃料消費量の表示を更新させるための
表示信号、および図示していない各種センサより
の各種信号を受けて計測プログラム以外の各種制
御プログラムを実行し、それに伴なう各種制御指
令信号を発している。

このマイクロコンピユータ９は演算手順を予め
定めた計測プログラムを含む制御プログラムを記
憶している読出専用メモリ（Read Only
Memary；ROM）と、このROMの制御プログラ
ムを順次読出してそれに対応する演算処理を実行
する中央処理部（Central Processing Unit；
CPU）と、このCPUの演算処理に関連する各種
データを一時記憶すると共にそのデータのCPU
による読出しが可能なメモリ（Rondam Access
Memory；RAM）と、水晶振動子１０を伴なつ
て上記各種演算のための基準クロツクパルスを発
生するクロツク発生部と、アナログ信号をデイジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、各種信号の
入出力を調整する入出力（Ｉ／Ｏ）回路部とを主
要部に構成した１チツプの大規模集積回路
（LSI）製のものである。

１１は燃料消費量を表示する表示器で、マイク
ロコンピユータ９よりの表示信号を受けると0.1
リツトル（）に対応する数を積算していくデイ
ジタルカウンタと、このカウンタの数に対応する
燃料消費量をデイジタル表示する表示部と、前記
カウンタのカウント数をリセツトするリセツトボ
タン１１ａを備えている。

次に、上記構成においてその作動を第２図、第
３図、および第４図に示す演算流れ図と共に説明
する。第２図は制御プログラムによる分周カウン
タ８の分周パルス信号に基づいた割込ルーチンの
演算処理を示す割込演算流れ図、第３図は制御プ
ログラムによるスタート計測プログラムの演算処
理を示す演算流れ図、第４図は制御プログラムに
よる通常計測プログラムの演算処理を示す演算流
れ図である。

まず、マイクロコンピユータ９の演算処理につ
いて説明する。このマイクロコンピユータ９は常
時電源供給されていることにより、スタート計測
演算ルーチン、通常計測演算ルーチン、および各
種制御演算ルーチンによるメインルーチンの演算
処理を数十ｍsecの周期にて繰返している。

この繰返演算において、分周カウンタ８よりの
分周パルス信号がマイクロコンピユータ９の割込
（INT）端子に加わると、メインルーチンの演算
処理を一時中断して第２図に示す割込ルーチンに
おける割込スタートステツプ１０１に到来し、分
周フラグセツトステツプ１０２に進んで分周フラ
グをセツトし、リターンステツプ１０３に進み割
込ルーチンの割込処理を終了して先に中断したメ
インルーチンの演算処理を再開する。

このメインルーチンの演算処理においてスター
ト計測演算ルーチンに到来すると、第３図のスタ
ータ判定ステツプ２０１に進んでスタートスイツ
チ２よりスタート信号が発生しているか否かを判
定し、スタート信号が発生していない時にその判
定がノー（NO）になるが、スタート信号が発生
している時にその判定がイエス（YES）にな
り、タイマ判定ステツプ２０２に進む。このタイ
マ判定ステツプ２０２ではその時点までに設定さ
れたタイマデータＢが「０」であるか否かを判定
し、タイマデータＢが「０」の時にスタート計測
演算ルーチンの１回の演算処理を終えるが、タイ
マデータＢが「０」でない時にその判定がNOに
なり、水温入力ステツプ２０３に進む。この水温
入力ステツプ２０３では水温センサ１よりのアナ
ログの水温信号を読込み、それをデイジタルに変
換して水温判定ステツプ２０４に進む。この水温
判定ステツプ２０４では水温入力ステツプ２０３
にて入力したエンジン冷却水温Ｔが35℃以下であ
るか否かを判定し、エンジン冷却水温Ｔが35℃よ
り高い時にその判定がNOになり、スタート計測
演算ルーチンの１回の演算処理を終えるが、エン
ジン冷却水温Ｔが35℃以下の時にその判定が
YESになり、１回目判定ステツプ２０５に進
む。この１回目判定ステツプ２０５では１回目フ
ラグがセツトされているか否かを判定し、１回目
フラグがセツトされていない時にその判定がNO
になるが１回目フラグがセツトされている時にそ
の判定がYESになり、１回目フラグ解除ステツ
プ２０６に進む。この１回目フラグ解除ステツプ
２０６では１回目フラグを解除しスタータフラグ
セツトステツプ２０７に進む。このスタータフラ
グセツトステツプ２０７ではスタータフラグをセ
ツトし、タイマ設定ステツプ２０８に進む。この
タイマ設定ステツプ２０８では水温入力ステツプ
２０２にて入力したエンジン冷却水温Ｔに対応す
るタイマデータＡを予め設定した関数ｆにて求
め、変換ステツプ２０９に進む。この変換ステツ
プ２０９ではタイマ設定ステツプ２０８にて設定
したタイマデータＡをこれから減算しようとする
タイマデータＢに変換し、タイマデータＡはその
まま一時記憶しておき、タイマ作動ステツプ２１
０に進む。また、１回目判定ステツプ２０５の判
定がNOの時もこのタイマ作動ステツプ２１０に
進む。このタイマ作動ステツプ２１０ではメイン
ルーチンの繰返周期時間を一定の百ｍsecにする
ために、内部クロツクを用いて前回から今回に至
るまでの演算時間が百ｍsecになるまで、このタ
イマ作動ステツプ２１０でウエイト状態を持続
し、百ｍsecになつた時に減算ステツプ２１１に
進む。この減算ステツプ２１１では、タイマデー
タＢから定数「１」を減算（Ｂ＝Ｂ−１）してタ
イマデータＢを更新し、タイマ判定ステツプ２１
２に進む。このタイマ判定ステツプ２１２ではタ
イマデータＢが「０」であるか否かを判定し、タ
イマデータＢが「０」の時にその判定がYESに
なるが、タイマデータＢが「０」でない時にその
判定がNOになり、スタート計測演算ルーチンの
１回の演算処理を終える。

他方、スタータ判定ステツプ２０１の判定が
NOの時、あるいはタイマ判定ステツプ２１２の
判定がYESの時はスタータフラグ判定ステツプ
２１３に進む。このスタータフラグ判定ステツプ
２１３ではスタータフラグがセツトされているか
否かを判定し、スタータフラグがセツトされてい
ない時にその判定がNOになり、スタート計測演
算ルーチンの１回の演算処理を終えるが、スター
タフラグがセツトされている時にその判定が
YESになり、スタータフラグ解除ステツプ２１
４に進む。このスタータフラグ解除ステツプ２１
４ではスタータフラグを解除し、１回目フラグセ
ツトステツプ２１５に進む。この１回目フラグセ
ツトステツプ２１５では１回目フラグをセツト
し、タイマ計算ステツプ２１６に進む。このタイ
マ計算ステツプ２１６ではタイマ設定ステツプ２
０８にて設定したタイマデータＡからタイマデー
タＢを減算して回数データＮ、すなわちコールド
スタートインジエクタより燃料噴射を行なつてい
る間にメインルーチンの演算を繰返した回数を求
め、増量噴射量計算ステツプ２１７に進む。この
増量噴射量計算ステツプ２１７では回数データＮ
に繰返周期時間ｔすなわち百ｍsecを掛けてコー
ルドスタートインジエクタよりの燃料噴射時間を
求め、これに定数Ｋすなわちコールドスタートイ
ンジエクタの噴出開口面積に燃料噴射速度を掛け
たものに基づく予め求められている定数を掛ける
計算（Fs＝Ｎ・ｔ・Ｋ）をして増量噴射量Fsを
求め、加算ステツプ２１８に進む。この加算ステ
ツプ２１８では積算噴射量Ｆに増量噴射量Fsを
加算（Ｆ＝Ｆ＋Fs）して積算噴射量Ｆを更新
し、積算噴射量判定ステツプ２１９に進む。この
積算噴射量判定ステツプ２１９では積算噴射量Ｆ
が0.1以上であるか否かを判定し、積算噴射量
Ｆが0.1より少ない時にその判定がNOになり、
スタート計測演算ルーチンの１回の演算処理を終
えるが、積算噴射量Ｆが0.1以上である時に表
示出力ステツプ２２０に進む。この表示出力ステ
ツプ２２０では表示器１１の燃料表示を0.1だ
け加算更新させるための表示信号を表示器１１に
発し、積算噴射量更新ステツプ２２１に進む。こ
の積算噴射量更新ステツプ２２１では積算噴射量
Ｆから0.1を減算して積算噴射量Ｆを更新する
演算を行ない、スタート計測演算ルーチンの１回
の演算処理を終える。

このスタート計測演算ルーチンの演算処理が終
了すると次の通常計測演算ルーチンに到来し、第
４図の分周フラグ判定ステツプ３０１に進む。こ
の分周フラグ判定ステツプ３０１では分周フラグ
がセツトされているか否かを判定し、分周フラグ
がセツトされていない時にその判定がNOにな
り、通常計測演算ルーチンの１回の演算処理を終
えるが、分周フラグがセツトされている時にその
判定がYESになり、分周フラグ解除ステツプ３
０２に進む。この分周フラグ解除ステツプ３０２
では分周フラグを解除し、積算ステツプ３０３に
進む。この積算ステツプ３０３では分周パルス１
回に対応する微少噴射量△Ｆを予め設定してお
き、積算噴射量Ｆに微少噴射量△Ｆを加算（Ｆ＝
Ｆ＋△Ｆ）して積算噴射量Ｆを更新し、積算噴射
量判定ステツプ３０４に進む。この積算噴射量判
定ステツプ３０４では積算噴射量Ｆが0.1以上
であるか否かを判定し、積算噴射量Ｆが0.1よ
り少ない時にその判定がNOになり、通常計測演
算ルーチンの１回の演算処理を終えるが、積算噴
射量Ｆが0.1以上である時に表示出力ステツプ
３０５に進む。この表示出力ステツプ３０５では
表示器１１の燃料表示を0.1だけ加算更新させ
るための表示信号を表示器１１に発し、積算噴射
量更新ステツプ３０６に進む。この積算噴射量更
新ステツプ３０６では積算噴射量Ｆから0.1を
減算して積算噴射量Ｆを更新する演算を行ない、
通常計測演算ルーチンの１回の演算処理を終え
る。

次に、燃料噴射量計測の全体作動について順次
説明する。

まず、この自動車が運転状態でない場合、すな
わち車両キーがキーボツクスに投入されていない
状態について説明する。このとき、マイクロコン
ピユータ９のメインルーチンの演算処理において
第３図のスタート計測演算ルーチンに到来する
と、スタータ判定ステツプ２０１に進んでスター
トスイツチ２よりスタート信号が発生していない
のでその判定がNOになり、スタータフラグ判定
ステツプ２１３に進んでスタータフラグがセツト
されていないのでその判定がNOになり、スター
ト計測演算ルーチンの１回の演算処理を終え、第
４図の通常計測演算ルーチンの分周フラグ判定ス
テツプ３０１に進み、分周フラグがセツトされて
いないのでその判定がNOになり、通常計測演算
ルーチンの１回の演算処理を終える。この演算を
各種制御演算と共に数十ｍsecの周期にて繰返し
ているが燃料噴射量計測のための演算は行なわず
各種制御演算のみを行なつている。

そして、エンジン冷却水温が35℃以下に十分下
がつている状態でこの自動車の運転手が搭乗し車
両キーがキーボツクスにおけるスタート位置に投
入されると、スタートスイツチ２よりスタート信
号が発生して第３図のスタータ判定ステツプ２０
１に到来した時その判定がNOからYESに反転し
タイマ判定ステツプ２０２に進んでその判定が
NOになり水温入力ステツプ２０３に進んでエン
ジン冷却水温Ｔを入力し、水温判定ステツプ２０
４に進んでエンジン冷却水温Ｔが35℃以下である
のでその判定がYESになり、１回目判定ステツ
プ２０５に進んで１回目フラグがセツトされてい
るのでその判定がYESになり、１回目フラグ解
除ステツプ２０６、スタータフラグセツトステツ
プ２０７の演算処理を終えた後にタイマ設定ステ
ツプ２０８に進む。そして、このタイマ設定ステ
ツプ２０８ではその時のエンジン冷却水温Ｔに対
応するタイマデータＡを関数ｆにて設定し、変換
ステツプ２０９を経てタイマ作動ステツプ２１０
に進み、最初の１回目にてタイマ作動をセツト
し、減算ステツプ２１１に進んで減算（Ｂ＝Ｂ−
１）し、タイマ判定ステツプ２１２に進んでその
判定がNOになり、スタート計測演算ルーチンの
１回の演算処理を終える。そして、通常計測演算
ルーチン、各種制御演算ルーチンを経た後、再び
このスタート計測演算ルーチンの１回目判定ステ
ツプ205に到来した時その判定がYESからNOに
反転し、タイマ作動ステツプ２１０に進んで前回
から今回の演算処理時間が百ｍsecになるまでこ
のタイマ作動ステツプ２１０にてウエイト状態に
なり、百ｍsec経過すると減算ステツプ２１１、
タイマ判定ステツプ２１２を経てスタート計測演
算ルーチンの１回の演算処理を終える演算に変更
する。この演算を通常計測ルーチン、各種制御演
算ルーチンと共に百ｍsecの周期にて繰返す。

そして、上記繰返演算中において、エンジンが
始動してスタータを回すのを止めるために車両キ
ーをキーボツクスのスタート位置の投入からイグ
ニツシヨン位置への投入に変更すると、スタート
スイツチ２よりのスタート信号が発生しなくな
り、第３図のスタータ判定ステツプ２０１に到来
した時その判定がYESからNOに反転し、スター
タフラグ判定ステツプ２１３に進む。また、スタ
ータを回している間にタイマデータＢが「０」に
なるとタイマ判定ステツプ２１２に到来した時そ
の判定がNOからYESに反転し、スタータフラグ
判定ステツプ２１３に進む。そして、このスター
タフラグ判定ステツプ２１３ではスタータフラグ
がセツトされているのでその判定がYESになり
スタータフラグ解除ステツプ２１４に進んでスタ
ータフラグを解除し、１回目フラグセツトステツ
プ２１５に進んで１回目フラグをセツトし、タイ
マ計算ステツプ２１６に進んでエンジン始動時の
増量噴射時間における演算繰返回数Ｎを求め、増
量噴射量計算ステツプ２１７に進んでFs＝Ｎ・
ｔ・Ｋの計算式に基づく増量噴射量Fsを求め、
加算ステツプ２１８に進んで積算噴射量Ｆに増量
噴射量Fsを加算して積算噴射量Ｆを更新し、積
算噴射量判定ステツプ２１９に進む。このとき、
積算噴射量Ｆが0.1より少ない時にはその判定
がNOになつてスタート計測演算ルーチンの１回
の演算処理を終えるので表示器１１の燃料消費量
表示は何の変化もないが、積算噴射量Ｆが0.1
の以上の時にはその判定YESになり、表示出力
ステツプ２２０に進んで表示信号を表示器１１に
発し、積算噴射量更新ステツプ２２１に進んで積
算噴射量Ｆから0.1を減算し、スタート計測演
算ルーチンの１回の演算処理を終えるので表示器
１１には0.1だけ加算された燃料消費量が表示
される。

他方、メインルーチンの繰返演算において、分
周カウンタ８よりの分周パルスがマイクロコンピ
ユータ９のINT端子に加わると、メインルーチン
の演算処理を一時中断して第２図の割込スタート
ステツプ１０１より割込演算処理を実行し、分周
フラグセツトステツプ１０２に進んで分周フラグ
をセツトし、リターンステツプ１０３に進み、割
込ルーチンの割込処理を終了して先に一時中断し
たメインルーチンの演算処理を再開する。このこ
とにより、第４図の通常計測演算ルーチンにおけ
る分周フラグ判定ステツプ３０１に到来した時そ
の判定がNOからYESに反転し、分周フラグ解除
ステツプ３０２、積算ステツプ３０３の演算処理
を終えた後に積算噴射量判定ステツプ３０４に進
む。このとき、積算噴射量Ｆが0.1より少ない
時にはその判定がNOになつて通常計測演算ルー
チンの１回の演算処理を終えるので表示器１１の
燃料消費量表示は何の変化もないが、積算噴射量
Ｆが0.1以上の時にはその判定YESになり、表
示出力ステツプ３０５に進んで表示信号を表示器
１１に発し、積算噴射量更新ステツプ３０６に進
んで積算噴射量Ｆから0.1を減算し、通常計測
演算ルーチンの１回の演算処理を終えるので表示
器１１には0.1だけ加算された燃料消費量が表
示される。

従つて、分周カウンタ８よりの分周パルスがマ
イクロコンピユータ９のINT端子に加わる毎に割
込がかかつて１回の分周パルス信号に対応する微
少噴射量△Ｆを積算噴射量Ｆに積算していき、こ
の積算噴射量Ｆが0.1以上になる毎に表示器１
１の燃料消費量表示を0.1ずつ更新していく。

この実施例においてはエンジン始動時に増量噴
射するコールドスタートインジエクタへの噴射パ
ルス信号を用いて増量噴射量を計測しているので
なく、その時のエンジン冷却水温に基づき予め設
定されたエンジン冷却水温と増量噴射量との関係
から増量噴射量を計測しているから、十分な精度
をもつてコールドスタートインジエクタよりの増
量噴射量を知ることができ、しかもコールドスタ
ートインジエクタへの噴射パルス信号を用いずに
計測できるから、余分なセンサ類を必要とせず安
価に計測できるという効果がある。

なお、始動検出手段として車両キーがキーボツ
クスのスタート位置に投入された時にスタート信
号を発するスタートスイツチを示したが、車両キ
ーがキーボツクスのスタート端子とイグニツシヨ
ン端子の両方に同時に投入されたこと、もしくは
イグニツシヨン端子に投入されておりアクセサリ
端了に投入されていないことを検出した時にスタ
ート信号を発するようにしてもよく、エンジンが
回転したことを検出してスタート信号を発するよ
うにしてもよい。

また、EFI用コンピユータ３よりの噴射パルス
信号、遅延回路４よりのパルス信号、発振回路５
よりの基準パルス信号とのANDをとるAND回路
６よりの出力パルス信号を積算カウンタ７、分周
カウンタ８を介した分周パルス信号をマイクロコ
ンピユータ９に加えていたが、AND回路６より
の出力パルス信号をマイクロコンピユータ９に加
え、マイクロコンピユータ９内へ演算処理して燃
料噴射量を積算していくようにしてもよい。

さらに、エンジン始動時に増量噴射するコール
ドスタートインジエクタへの噴射パルス信号をマ
イクロコンピユータ９に加えて、内部演算処理に
て増量噴射量を求めるようにしてもよい。さらに
インジエクタへの噴射パルス信号にのる基準パル
ス信号の数とコールドスタートインジエクタへの
噴射パルス信号にのる基準パルス信号の数を加算
して燃料消費量を求めるようにしてもよい。さら
に、水温センサ１よりの信号に基づいてコールド
スタートインジエクタへの噴射パルスの擬似的な
パルスを発生させ、このパルスに基づいてマイク
ロコンピユータ９にて増量噴射量を求めるように
してもよい。さらに、温度検出器は水温センサ１
に限ることなく、マイクロコンピユータ９の周辺
の温度を検出する温度検出器でもいいし、外気温
あるいは内気温を検出するセンサでもよい。

以上述べたように本願第１番目の発明において
はエンジン始動時の始動時温度に基づいた増量噴
射量を燃料噴射装置からの燃料噴射量による燃料
消費量に加算補正しているから、エンジン始動時
の増量噴射量を加算補正することによつて正確な
燃料消費量を求めることができるという優れた効
果がある。さらに、本願第２番目の発明において
は上記第１番目の発明の燃料消費量計測方法を適
切に実施することができる制御装置を提供するこ
とができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、
第２図は制御プログラムによる分周パルス信号に
基づいた割込ルーチンの演算処理を示す割込演算
流れ図、第３図は制御プログラムによるスタート
計測プログラムの演算処理を示す演算流れ図、第
４図は制御プログラムによる通常計測演算ルーチ
ンの演算処理を示す演算流れ図である。 １……温度検出器としての水温センサ、２……
始動検出手段としてのスタートスイツチ、９……
演算処理手段としてのマイクロコンピユータ、１
１……表示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料噴射装置からの燃料噴射量による燃料消
   費量を計測する燃料消費量計測方法において、 エンジン始動時であることを検出し、 この検出時に始動時温度に基づいた増量噴射量
   を求め、 この増量噴射量を前記燃料消費量に加算補正す
   る ことを特徴とする燃料消費量計測方法。 ２ 燃料噴射装置からの燃料噴射量による燃料消
   費量を計測する燃料消費量計測装置において、 エンジン始動時に始動信号を発する始動検出手
   段、 車両の温度を検出して温度信号を発生する温度
   検出器、および 前記始動検出手段よりの始動信号を検出した時
   に前記温度検出器よりの温度信号に基づく増量噴
   射量を求め、この増量噴射量を前記燃料消費量に
   加算補正する演算処理手段 を備えることを特徴とする燃料消費量計測装置。