JPS631740A - 電子燃料噴射式エンジンの燃料制御装置 - 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、エンジン負荷が所定値より小さいときは、い
わゆるＬ−ジェトロニックＵｅｔｒｏｎｉｃ）方式によ
り、エンジン負荷が所定値より大きいときは、いわゆる
Ｄ−ジェトロニック（Ｊｅｔｒｏｎｉｃ）方式により燃
料噴射量を制御する電子燃料噴射式エンジンの制御装置
の改良に関する。

先丘茨血 電子燃料噴射式エンジンの制御装置としては、現在、−
般に、いわゆるＬ−ジェトロニック方式（以下、Ｌ−Ｊ
方式と言う。）及びＤ−ジェトロニック方式（以下、Ｄ
−Ｊ方式と言う。）の二種類の方式が知られている。

Ｌ−Ｊ方式は、スロットル弁上流の吸気管内に設けたエ
アフローセンサの検出出力信号及びエンジン回転数検出
器の検出出力信号に基づいて、エンジン運転状態に応じ
た最適空燃比を与える燃料噴射量を求め、この燃料噴射
量で燃料が噴射されるように、燃料噴射弁の開弁時間を
制御する方式である。この方式は検出精度は良いが検出
精度の良い領域が限られるという問題がある。例えば、
この方式で一般に用いられているエアフローメータは、
吸気管内に回転可能に取りつけられた動圧計測用プレー
トとこのプレートを空気流に対抗するように付勢するス
プリングとを備え、吸入空気流動圧に応じたプレートの
変位角により吸入空気量を検出するものであるが、例え
ば、エンジンの吸入空気量は、−般に大きく変動するも
のであるため、このように１枚の動圧計測用プレートの
変位角により吸入空気量を高精度で検出することは困難
であるという問題があった。

他方、Ｄ−Ｊ方式は、吸気管内圧力及びエンジン回転数
を検出し、これらの検出信号に基づいてエンジン１回転
あたりの吸入空気量を求め、エンジン運転状態に応じた
最適空燃比を与える燃料噴射量を算出して、この燃料噴
射量で燃料が噴射されるように、燃料噴射弁の開弁時間
を制御する方式である。この方式は、エンジン回転数が
一定の場合には、吸入空気量は吸気管内圧力にほぼ比例
することに着目し、予め燃料制御回路のメモリに吸気管
内圧力に応じた吸入空気量に対する基本燃料噴射量を記
憶させておき、更にこの基本燃料噴射量に、エンジン回
転数に基づく補正を行って燃料噴射量を決定するもので
ある。しかし、エンジン回転数に基づいて補正を行う場
合、低回転低負荷領域における補正係数が大きくバラつ
くため、所望の燃料噴射量を高精度に算出することがで
きないという問題があった。すなわち、吸気管内圧力及
びエンジン回転数が定まっても、エンジンの運転状態や
外気条件等により、算出される吸入空気量は所望値より
偏倚し、特に低回転領域において偏倚量が大きいという
傾向があり、Ｄ−Ｊ方式は、低回転低負荷領域において
空燃比制御精度が悪いという問題があった。

このようなＬ−Ｊ方式及びＤ−Ｊ方式の短所を互いに補
うと共にその長所を活かすように、所定の吸入空気量以
下ではＬ−Ｊ方式により、所定の吸入空気量以上ではＤ
−Ｊ方式によって、燃料噴射量を制御する電子燃料噴射
式エンジンの制御装置が、特公昭５９−７０１７号公報
により提案されている。この方式によれば、床几な吸入
空気量変動範囲に対して最適空燃比を与える燃料噴射量
を精度良く算出し制御しうるという利点がある。

ところで、電子燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン
に実際に供給される混合気の空燃比を空燃比センサを用
いて検出し、空燃比が所望の値になるように燃料噴射量
を制御するいわゆる空燃比フィードバック制御手段を備
えたエンジンが知られている。

このような空燃比フィードバック制御手段を備えたエン
ジンでは、実際空燃比と目標空燃比との差に応じて空燃
比のフィードバック制御補正値を算出し、この補正値に
基づいて燃料噴射量を最終的に決定するようになってい
る。

解決しようとする問題点 しかしながら、特公昭５９−７０１７号公報に開示され
るような運転状態に応じてＬ−Ｊ方式とＤ−Ｊ方式との
切り換えを行う電子燃料噴射式エンジンの制御装置にお
いて、上記のような空燃比フィードバック制御を行う場
合には、空燃比の算出の基礎となる吸入空気量の検出方
法が、Ｌ−Ｊ方式とＤ−Ｊ方式との間で異なるため、両
者の切り換えによって供給量の段階的な変化が生じ実際
空燃比の値が変わり、この結果フィードバック制御の応
答性が悪化する恐れがある。

５″を解ンするための手段 本発明は、上記事情に鑑みて構成されたもので運転状態
に応じて適宜Ｌ−Ｊ方弐方式Ｄ−Ｊ方式の切り換えを行
って適正な燃料噴射量を与えることができるとともに、
上記切り換えに基づく悪影響を抑えて応答性の良い空燃
比フィードバック制御を行うことができる電子燃料噴射
式エンジンを提供することを目的としている。

本発明の電子燃料噴射式エンジンは、吸気系に設けられ
吸入空気量を検出するエアフローメータと、スロットル
弁下流の吸気負圧またはスロットル弁の開度に対応する
信号を出力する負荷検出手段と、エンジン回転数を検出
するエンジン回転数検出手段と、前記エアーフローメー
タの出力に基づき燃料噴射弁を制御する第１燃料制御手
段すなわち、Ｌ−Ｊ方式による燃料制御手段と、前記負
荷検出手段とエンジン回転数検出手段との出力に基づき
燃料噴射弁を制御する第２燃料制御手段すなわち、Ｄ−
Ｊ方式による燃料制御手段と、吸入空気量が所定値を越
える運転領域では前記第１燃料制御手段に基づく燃料噴
射量制御から第２燃料制？ｉｌ１手段に基づく燃料噴射
量制御に切り換える切換手段とを備えている。

さらに、本発明の電子燃料噴射式エンジンは、混合気の
空燃比を検出する空燃比センサと、前記第１燃料制御手
段に基づく噴射量制御が行われている場合にのみ空燃比
センサの出力に基づき目標空燃比となるように燃料噴射
量を補正制御する空燃比制御手段とを備えたことを特徴
とする。

本発明によれば、吸入空気量が比較的少ない低中負荷運
転領域では、第１燃料制御手段すなわちＬ−Ｊ方式によ
る燃料制御手段により、燃料噴射量が制御され、吸入空
気量が所定値を越えて運転状態が高負荷側に移行した場
合には、第２燃料制御手段により、燃料噴射量が制御さ
れるようになっている。

そして、本発明では、このＬ−Ｄ切り換え制御とともに
空燃比のフィードバック制御も行うようになっており、
この場合、第１燃料制御手段による燃料噴射量制御が行
われている場合、即ちＬ−Ｊ方式による燃料噴射量制御
が行われている運転状態でのみ、空燃比フィードバック
制御を行うようになっている。

発訓Ｉ邦伽果 本発明によれば、運転状態が変化して吸入空気量が所定
量を越えた場合には、燃料噴射量制御手段をＬ−Ｊ方式
からＤ−Ｊ方式に切り換えるようにしている。これによ
って、全運転領域にわたって、精度のよい燃料噴射量制
御を行うことができる。この場合、Ｌ−Ｊ方式とＤ−Ｊ
方式との切り換え直後においては、吸入空気量の検出方
法が異なるため吸入空気量の値がずれる可能性がある。

このような事情に鑑み、本発明では、上記し−Ｊ方式か
らＤ−Ｊ方式に切り替わった場合には、空燃比フィード
バック制御を停止するようにしている。この結果、空燃
比算出の基礎となる吸入空気量の検出値の上記切り換え
の影響を受けることがなく、安定した応答性のよい空燃
比フィードバック制御を行うことができる。

なお、本発明では、Ｄ−Ｊ方式による燃料噴射量制御を
行う場合には、空燃比フィードバック制御を行わないよ
うにしているが、本来この制御は比較的運転状態の安定
した常用運転領域において実質的な意味を有するもので
あり、高負荷領域でしかも非定常的に使用される頻度の
多いＤ−Ｊ方式による燃料噴射量制御のもとでは空燃比
のフィードバック制御に対する要請は低いので、この制
御を行わないこととしても実質的な問題は生じない。

７」１匹 以下、添付図面に基づき、本発明の実施例について詳細
に説明を加える。

第１図は、本発明の一実施例に係るエンジンの全体概略
図である。エンジン１は、シリンダボア２内を往復運動
するピストン３を備えており、シリンダボア２のピスト
ン３の上方空間は燃焼室４を構成している。燃焼室４に
は、点火ブラ？’４ａが【ｎませられるとともに、吸気
ボート５及び排気ポート６がそれぞれ開口しており、こ
れらの吸気ポート５及び排気ポート６には、それぞれ吸
気弁７及び排気弁８が組み合わされている。また、吸気
ポート５及び排気ポート６には、吸気通路９及び排気通
路１０がそれぞれ連通している。吸気通路９の上流端に
は、エアクリーナー１１が設置され、エアクリーナー１
１の下流の吸気通路９内には、エアフローメータ１２が
、エアフローメータ１２の下流には、スロットル弁１３
が、更にスロットル弁１３の下流には、燃料噴射弁１４
がそれぞれ設けられている。

排気通路１０には、排気ガス中の酸素濃度を検出して空
燃比を制御するための空燃比センサ１５が取り付けられ
ている。

本実施例のエンジンの燃料供給系において、燃料は燃料
タンク１６より燃料ポンプ１７に導入され、燃料フィル
ター１８を経て、燃圧レギュレータ１９により所定の圧
力に調圧され、燃料噴射弁１４に送られる。本実施例に
おいては、燃料噴射量を最適空燃比が得られるように制
御するため、好ましくはマイクロコンピュータを含んで
構成される燃料噴射量制御装置２０が設けられる。燃料
噴射量制御装置２０には、スロットル弁１３の開度を示
す信号、スロットル弁１３の下流の吸気管内に設けられ
た吸気管内圧力センサ２１からの吸気管内圧力検出信号
、エンジン回転数を検出するための回転センサ２２から
の信号、空燃比センサ１５からの酸素濃度信号及び冷却
水温を表す信号がそれぞれ入力さ、れ燃料噴射量制？ｌ
装置２０は、これらの入力信号に基づいて所定の演算を
行って燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁１４の開弁時間
を制御する。

第２図は、本発明に係る燃料噴射量制御装置２０の一実
施例の構成を示すブロック図である。

第２図において、燃料噴射量制御装置２０は、エアフロ
ーメータ１２、回転センサ２２及び吸気管内圧力センサ
２１の検出信号に基づいて、Ｌ−Ｊ方式により基本燃料
噴射量τ、を演算するＬ−Ｊ方式基本燃料噴射量演算手
段２３とＤ−Ｊ方式により基本燃料噴射量τ４を演算す
るＤ−Ｊ方式基本燃料噴射量演算手段２４とをそれぞれ
備えている。

さらに本例の燃料噴射量制御装置２０は、吸気管内圧力
検出センサ２１から出力された吸気管内圧力値と実験的
に予め定めた所定のＬ−Ｊ方式／Ｄ−Ｊ方式切り換え圧
力値との大小を比較判定する吸気管内圧力判定手段２５
と、この判定信号に基づき、Ｌ−Ｊ方式、Ｄ−Ｊ方式に
従って演算した基本燃料噴射量値のいずれか一方を選択
するＬ−Ｊ方式／Ｄ−Ｊ方式切換手段２６とを備えてい
る。

そして、本例の燃料噴射量制御装置２ｏは、吸気管内圧
力検出センサ２１、回転センサ２２、空燃比センサ１５
、Ｌ−Ｊ方式基本燃料噴射量演算手段２３及び吸気管内
圧力判定手段２５がらの出力を受け、運転状態がＬ−Ｊ
方式制？’Ｂ　ｖｉ域にある場合には、運転状態に応じ
た目標空燃比を設定するとともに空燃比センサ１５の出
力から実際空燃比を算出して空燃比が目標空燃比になる
ように空燃比のフィードバック制御を行うためのフィー
ドバック制御手段２７を備えている。

また、燃料噴射量制御装置２０は、Ｌ−Ｊ方式／Ｄ−Ｊ
方式切換手段より出力された基本燃料噴射量値に対して
各種の補正を加える燃料噴射量補正手段２８及びこの補
正手段２８からの信号を受け、燃料噴射弁１４の開弁時
間を制御する燃料噴射制御手段２９を備えている。

この場合上記フィードバック制御手段２７からの信号は
燃料噴射量補正手段２８に入力され、この信号値に基づ
く燃料噴射量の補正がおこなわれるようになっている。

以下、本例の燃料噴射量制御の１例について説明する。

第３図は、第２図に示された燃料噴射量制御装置２０に
おける制御方法を示すフローチャートである。第３図に
おいて、まず、エアフローメータ１２により検出された
吸入空気流量データＱａ、クランク角センサ２２により
検出されたエンジン回転数データＮｅ及び吸気管内圧力
センサ２１により検出された吸気管内圧力データＰｍが
、それぞれ人力される。々いで、これら入力されたデー
タに基づき、Ｌ−Ｊ方式演算手段によりＬ−Ｊ方式に基
づいて基本燃料噴射量τ、がτＬ　＝ＫＸＱａ　／　Ｎ
　ｅ　Ｘ　ＣＡＩＲ（Ｋ　：係数、ＣＡＩＲ：吸気温度
補正係数）として噴射時間の形で算出され、またＤ−Ｊ
方式演算手段によりＤ−Ｊ方式に基づいて基本燃料噴射
量τ４がマツプから読み出された値に吸気温度補正係数
ＣＡ　Ｉ　１１による補正を加えて噴射時間の形で算出
される。

つぎに、吸気管内圧力センサ２１などの吸気管内圧力検
出手段の検出した吸気管内圧力データＰｍが、吸気管内
圧力判定手段２５により所定の吸気管内圧力Ｐ０と比較
され、判定結果がＬ−Ｊ方式／Ｄ−Ｊ方式切換手段２６
に出力される。Ｌ−Ｊ方式／Ｄ−Ｊ方式切換手段２６は
、吸気管内圧力判定手段２５からの入力信号が、Ｐｍ＜
Ｐｏであるときは、Ｌ−Ｊ方式演算手段の出力値で、を
基本燃料噴射量値として選択し、Ｐｍ≧Ｐ０であるとき
は、Ｄ−Ｊ方式演算手段の出力値τ４を基本燃料噴射量
値として選択する。

Ｐｍ＜Ｐ、のときは、フィードバック制御手段２７は、
Ｌ−Ｊ方式基本燃料噴射量τ、の値を読み込むとともに
、空燃比フィードバック制御領域かどうかを判定する。

この場合、空燃比フィードバック制御領域は第４図に示
すようにＬ−Ｊ方式制御領域内にエンジン回転数及びエ
ンジン負荷との関係で設定されている。さらに、フィー
ドバック制御領域である場合には、フィードバック制御
手段２７は、その他のフィードバック制御条件を充足し
ているかどうかを判定し、条件を充足している場合には
、空燃比フィードバンク制御を実行する。すなわち、目
標空燃比と実際空燃比との差に基づき空燃比が目標空燃
比なるように燃料噴射量のフィードバンク補正制御値Ｃ
ＦＩｌを演算する。

つぎに、燃料噴射量制御装置２０は、暖気補正係数Ｃｗ
、バッテリー電圧補正係数ＣＩＩＡＴを算出する。

最後に燃料噴射量制御装置２０は、上記手順で求めた各
種の補正係数すなわち、弁１７フイードバツク補正制御
値Ｃ□、暖気補正係数Ｃｗ、バッテリー電圧補正係数ｃ
　ｍａｔ等の値を考慮して最終燃料噴射量を与える噴射
時間Ｔを演算する。

なお、本例では、運転領域がＤ−Ｊ方式制御領域内ある
場合には、フィードバック制御を行わないこととしてい
るので、この場合には、フィードバック補正制御値Ｃ□
は考慮されない。

燃料噴射量制御装置２０は、所定の燃料噴射時期に対応
して燃料噴射時間Ｔだけ開弁するように燃料噴射弁１４
に命令信号を出力する。

以上の本例の制御によれば、運転状態に応じてＬ−Ｊ方
式とＤ−Ｊ方式による燃料噴射量制御の切り換えを適宜
行うようにしているので、全運転領域にわたって精度の
良い燃料噴射量制御を行うことができる。また、本例の
電子燃料噴射式エンジンは空燃比フィードバック制御も
行うようにしているが、このフィードバンク制御は、使
用頻度の高いＬ−Ｊ制御領域内でのみ行うようになって
いるので、上記Ｌ−Ｊ方式とＤ−Ｊ方式との切り換えに
基づく悪影響を受けずに安定した応答性の良い空燃比フ
ィードバック制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係る電子燃料噴射式エン
ジンの全体構成図、第２図は、燃料噴射量制御装置のブ
ロック図、第３図は、本発明の１実施例に係る燃料噴射
量制御のフローチャート、第４図は、エンジン負荷とエ
ンジン回転数との関係において、フィードバンク制御領
域、Ｌ−Ｊ制御領域及びＤ−Ｊ制御領域を示すグラフで
ある。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・シリンダボア
、３・・・・・・ピストン、４・・・・・・燃焼室、５
・・・・・・吸気ボート、６・・・・・・排気ポート、
７・・・・・・吸気弁、８・・・・・・排気弁、９・・
・・・・吸気通路、１０・・・・・・排気通路、１１・
・・・・・エアクリーナ、１２・・・・・・エアーフロ
ーメータ、１３・・・・・・スロットル弁、１４・・・
・・・燃料噴射弁、１５・・・・・・空燃比センサ、１
６・・・・・・燃料タンク、ｌ７・・・・・・燃料ポン
プ、１８・・・・・・フィルタ、１９・・・・・・燃料
圧力レギュレータ、２０・・・・・・燃料噴射量制御装
置、２１・・・・・・吸気管内圧力センサ、２２・・・
・・・回転センサ、２３・・・・・・Ｌ−Ｊ方式基本燃
料噴射量演算手段、２４・・・・・・Ｄ−Ｊ方式基本燃
料噴射量演算手段、２５・・・・・・吸気管内圧力判別
手段、２６・・・・・・切換制御手段、２７・・・・・
・空燃比フィードバック制御手段、２８・・・・・・補
正手段、２９・・・・・・噴射量制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気系に設けられ吸入空気量を検出するエアフローメー
   タと、スロットル弁下流の吸気負圧またはスロットル弁
   の開度に対応する信号を出力する負荷検出手段と、エン
   ジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記
   エアーフローメータの出力に基づき燃料噴射弁を制御す
   る第１燃料制御手段と、前記負荷検出手段とエンジン回
   転数検出手段との出力に基づき燃料噴射弁を制御する第
   ２燃料制御手段と、吸入空気量若しくは負荷が所定値を
   越える運転領域では前記第２燃料制御手段に基づく燃料
   噴射量制御を行い前記所定値以下の運転領域では第１燃
   料制御手段に基づく燃料噴射量制御により制御するよう
   に切り換える切換手段と、混合気の空燃比を検出する空
   燃比センサと、前記第１燃料制御手段に基づく噴射量制
   御が行われている場合にのみ空燃比センサの出力に基づ
   き目標空燃比となるように燃料噴射量を補正制御する空
   燃比制御手段とを備えたことを特徴とする電子燃料噴射
   式エンジンの燃料制御装置。