JPS6385236A - 内燃機関の燃料噴射量制御方法 - 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量制御方法に係り、特に、
機関出力域で出力増量を行うと共に減速時に減速減量を
行う内燃機関の燃料噴射量制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、機関負荷（吸気管絶対圧力又は吸入空気量）
と機関回転速度とで基本燃料噴射時間を定め、吸気温や
機関冷却水温等で基本燃料噴射時間を補正して燃料噴射
時間を求め、この燃料噴射時間に相当する時間燃料噴射
弁を開弁じて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御方法
が知られている。かかる燃料噴射量制御方法では、０．
センサ出力により得られる空燃比フィードバック補正係
数やリーン補正係数等を用いて空燃比を目標空燃比に制
御すると共に高負荷時や高回転時の機関出力域で燃料噴
射量を所定量増加して出力増量を行い、また減速時には
燃料噴射量を減少して減速減量を行うようにしている。

また、かかる燃料噴射量制御方法では、吸入空気量を検
出するエアフロメータ出力のオーバシュートに゛よって
燃料噴射量制御方法より多くなるのを防止するために、
加速期間に燃料噴射量の上限を減少することが行なわれ
ている（特開昭５９−１７６４２８号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、出力増量中には通常より多い燃料が噴射
されると共に吸気管絶対圧力が大気圧に近いことからイ
ンテークマニホールド内壁に付着する燃料の量が多く、
また減速時には吸気管絶対圧力が急激に低下してインテ
ークマニホールド内壁に付着していた燃料が急激に蒸発
して機関燃焼室に供給されるため、出力増量中からの減
速初期および出力増量終了直後からの減速初期において
インテークマニホールド内壁に付着していた燃料の蒸発
によって機関燃焼室に供給される混合気がオーバーリッ
チになり、失火によるドライバビリティの悪化が発生す
るという問題があった。特に、スロットル弁の上流側に
単一の燃料噴射弁を配置したシングルポイントインジェ
クション式燃料噴射量制御装置によって燃料噴射量を制
御する場合には、燃料噴射位置から燃焼室までの距離が
長いことから、吸気管内壁に付着する燃料が多いためオ
ーバーリッチになる度合は更に大きくなる。

本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、出力
増量中および出力増量終了直後のように燃料噴射量が多
くかつ吸気管絶対圧力が高い領域からの減速時にオーバ
ーリッチによる失火によってドライバビリティが悪化す
ることのない内燃機関の燃料噴射量制御方法を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、空燃比が目標空燃
比になるように燃料噴射量を制御すると共に、機関出力
域で燃料噴射量を増加して出力増量を行いかつ減速時に
燃料噴射量を減少して減速減量を行なう内燃機関の燃料
噴射量制御方法において、出力増量中および出力増量終
了直後からの減速時の初期に減速減量を更に増加させた
ことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明によれば、空燃比が目標空燃比になるように燃料
噴射量が制御されている状態で運転状態が機関出力域に
なった場合には出力増量“が行われる。そして出力増量
中および出力増量終了直後から減速が開始されると、減
速初期において減速減量が通常の減速減量より増加され
ることにより燃料噴射量のに量が多くされ、減速初期経
過後には減速減量が通常の値に戻される。このように制
御する結果、出力増量中および出力増量終了直後からの
減速初期の減速減量が通常より増加され、インテークマ
ニホールド等に付着していた燃料の蒸発分を考慮すると
出力を増加するのに最適な値となり、減速初期における
オーバーリッチによる失火が防止される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、燃料噴射量が多く
かつ吸気管絶対圧力が高い状態からの減速時に減速減量
が多くされるため、オーバーリッチによる失火がなくな
りドライバビリティを良好にすることができる、という
効果が得られる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する０
本実施例は、スロットル弁の上流側に単一の燃料噴射弁
を設けたシングルポイントインジェクション式燃料噴射
量制御装置を備えた内燃機関に本発明を適用したもので
ある。

第２図に示すように、エアクリーナ１０はインレットパ
イプ１２を介してスロットルボディ１４と接続されてい
る。スロットルボディ１４の上流側には、単一の燃料噴
射弁１６が配置され、スロットルボディ１４の燃料噴射
弁１６下流側にはアクセルペダル（図示せず）と連動し
て吸入空気量を調節するスロットル弁１８が回動可能に
設けられている。スロットルボディ１４のスロットル弁
１８下流側には、その部位の吸気管絶対圧力を測定する
圧力センサ２０が取付けられている。

スロットルボディ１４は、エンジンの各気筒に接続され
た分岐管を有するインテークマニホールド２２と接続さ
れている。インテークマニホールド２２には、インテー
クマニホールド２２内の吸気温度を測定する吸気温セン
サ２４が取付けられている。インテークマニホールド２
２の分岐前の底壁２６には、ライザ部２８が取付けられ
ている。

このライザ部２８にはエンジン冷却水が循環されており
、このエンジン冷却水によって混合気が加熱される。

インテークマニホールド２２は、吸気ボートを介してエ
ンジン本体３０に形成された燃焼室３２に連通されてお
り、燃焼室３２には、燃焼室３２内に吸入された混合気
を点火するための点火プラグ３４が燃焼室内に突出する
ように取付けられている。この点火プラグ３４は、ディ
ストリビュータ３６及び点火コイルを備えたイグナイタ
３８を介して制御回路４４に接続されている。ディスト
リビュータ３６には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で各々構成された気筒判別
センサ４０及び回転角センサ４２が取付けられている。

６気筒エンジンの場合、気筒判別センサ４０は７２０°
ＣＡ（クランク角）毎に気筒判別信号を出力し、回転角
センサ４２は３０°ＣＡ毎に回転角信号を出力する。エ
ンジン本体３０には、エンジン冷却水温が循環されるウ
ォータジャケット４６が形成されており、このウォータ
ジャケット４６内に突出するようにエンジン冷却水温を
検出する冷却水温センサ４８が取付けられている。

エンジン本体３０の排気ボートは、エキゾーストマニホ
ールド５０及び三元触媒を充填した触媒装置５２を介し
て排気管５４に接続されている。

このエキゾーストマニホールド５ｏの下流側には、排ガ
ス中の残留酸素濃度を検出して理論空燃比に対応する残
留酸素濃度を境に反転した信号を出力するＯｘセンサ５
６が取付けられている。

上記制御回路４４はマイクロコンピュータを含んで構成
されている。すなわち制御回路４４は第３図に示すよう
に、ランダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）５８、リード
オンリメモリ　（ＲＯＭ）６０゜マイクロプロセッシン
グユニット（ＭＰＵ）６２、入出カポ−トロ４、入力ポ
ートロ６、出力ポートロ８、出力ポードア０及びこれら
を接続するデータバスやコントロールバス等のバス７２
を含んで構成されている。入出カポ−トロ４には、アナ
ログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器７４及びマルチプレク
サ７６が接続されている。マルチプレクサ７６には抵抗
Ｒ及びコンデンサＣで構成されたＣＲフィルタ７８を介
して圧力センサ２０が接続されると共に、バッファ８０
を介して冷却水温センサ４８が接続され、またバッファ
８１を介して吸気温センサ２４が接続されている。ＣＲ
フィルタ７８の時定数は、吸気管絶対圧力の脈動成分を
除去できる程度の大きさく３〜５■３）である、ＭＰＵ
６２は入出カポ−トロ４を介してＡ／Ｄ変換器７４及び
マルチプレクサ７６を制御し、圧力センサ２０出力、冷
却水温センサ４８出力及び吸気温センサ２４出力を順次
Ａ／Ｄ変換しＲＡＭに記憶させる。入力ポートロ６には
コンパレータ８２及びバッファ８４を介してｏ２センサ
５６が接続されると共に、波形整形回路８６を介して気
筒判別センサ４０及び回転角センサ４２が接続されてい
る。

また、出力ポートロ８は駆動回路８８を介してイグナイ
タ３８に接続され、出力ポードア０はダウンカウンタを
備えた駆動回路９ｏを介して燃料噴射弁１６に接続され
ている。なお、９２はクロック、９４はタイマである。

上記ＲＯＭには以下で説明する制御ルーチンのプログラ
ムや暖機時の基本燃料噴射時間、のマツプ等が予め記憶
されている。

以下本実施例の上記制御ルーチンを詳細に説明する。第
４図は本実施例のメインルーチンとしての燃料噴射時間
演算ルーチンを示すもので、ステップ１００において回
転角センサ４２出力より演算されてＲＡＭに記憶されて
いる現在のエンジン回転速度Ｎ　ａ　ｓ圧カセンサ２０
及びＣＲフィルタ７８を介してＡ／Ｄ変換されてＲＡＭ
に記憶されている現在の吸気管絶対圧力ＰＭを取込み、
ステップ１０２においてＲＯＭに記憶されている暖機時
の基本燃料噴射時間のマツプから現在のエンジン回転速
度Ｎｅ及び現在の吸気管絶対圧力ＰＭに対応する基本燃
料噴射時間τ、を補間法により演算する０次のステップ
１０４では、吸気温や機関冷却水温に基づいて定まる冷
寒補正係数Ｋを演算し、次のステップ１０６において出
力増量係数ＦＰＯＷＢＲを計算し、続いてステップ１０
８において減速減量係数ＦＴＣを計算する。そして、次
ぎのステップ１１０において次の＋１１式で示す演算を
行なうことにより最終的な燃料噴射時間τを演算する。

τ　＝　τ１　Ｋ　・　（１＋ＦＰＯＷＥＲ−ＦＴＣ）
・　ＦＡＦ　　−ＦＬＥＡＮ　　・　α　　・・・（１
まただし、ＦＡＦは０□センサ出力により得られる空燃
比を理論空燃比にフィードバック制御するための空燃比
フィードバック補正係数、ＦＬＥＡＮは理論空燃比より
リーン側の空燃比にオープンループ制御するためのリー
ン補正係数（１，０以下の変数）、αは暖気増量係数等
の他の増量係数である。

第５図は、上記ステップ１０６の詳細を示す出力増量係
数ＦＰＯＷＥＲ計算ルーチンを示すもので、ステップ１
１２でパワー条件が成立しているか否かを判断すること
により機関出力域か否かを判断し、パワー条件が成立し
ていればステップ１１４で出力増量係数ＦＰＯＷＥＲを
所定値（例えば、０．１５　）とし、パワー条件が成立
していなければステップ１１６で出力増量係数ＦＰＯＷ
ＥＲを０とする。ここで、パワー条件が成立しているか
否かは、吸気管絶対圧力ＰＭやエンジン回転速度ｐＪｅ
の大きさを判定することにより判断でき、吸気管絶対圧
力ＰＭが所定値（例えば、６００　ｕ　Ｈｇ）以上のと
きすなわち高負荷時又はエンジン回転速度Ｎａが所定値
（例えば、４０００ｒｐｍ）以上のときすなわち高回転
時にパワー条件が成立したと判断される。またパワー条
件が成立したか否かはスロットル開度によって判断する
こともでき、スロットル開度が所定値（例えば、５０”
）以上のときパワー条件成立と判断される。スロットル
開度が所定値以上になったか否かは、スロットル弁にス
ロットル開度所定値以上でオンするパワースイッチを取
付けることにより検出することができる。

第６図は、所定時間（例えば、３２ｍ５ｅｃ）毎に実行
される割込みルーチンを示すもので、ステップ１１８に
おいて出力増量係数Ｆ　Ｐ　ＯＷＥ　Ｒが０か否かを判
断し、ステップ１１８の判断が否定のときはステップ１
２０においてカウント値ＣＰＯＷＥＲを所定値（例えば
、１５）としてメインルーチンへリターンし、ステップ
１１Ｂの判断が肯定のときはステップ１２２においてカ
ウント値ＣＰＯＷＥＲがＯでないか否かを判断し、Ｏで
ないときはステップ１２４においてカウント値ＣＰ。

ＷＥＲをデクリメントしてメインルーチンへリターンす
る。このように、出力増量係数Ｆ　Ｐ　０ＶＥＲが０の
ときにカウント値ＣＰＯＷＥＲをデクリメントする結果
、出力増量中からの減速開始時より所定時間（上記の例
では４８０ｍ５ｅｃ）経過後または出力増量終了時点よ
り所定時間経過後にカウント値ＣＰＯＷＥＲが０になる
。

第１図は、第４図のステップ１０８の詳細を示すもので
、ステップ１３０で吸気管絶対圧力ＰＭの変化４］ＤＰ
Ｍが負の所定値（例えば、−２０ｎＨｇ）以下か否かを
判断することにより減速状態か否かを判断する。変化量
ＤＰＭは、現在の吸気管絶対圧力から所定時間（例えば
、２４　ｍ５ｅｃ）前、　の吸気管絶対圧力を減算する
ことにより求められ減速時には負の値を採る。変化量Ｄ
ＰＭが所定値以下と判断されたときはステップ１３２に
おいて第８図に示す変化ｉＤＰＭ（絶対値で表示）と補
正係数ＦＴＣＰＭ２とで表わされるテーブルから現在の
変化１ｉＤＰＭに対する補正係数ＦＴＣＰＭ２を計算す
る。次のステップ１３４では、カウント値ＣＰＯＷＥＲ
が０でないか否かを判断しＣＰＯＷＥＲ＝０のときはス
テップ１３８へ進み、ＣＰＯＷＥＲ≠００とき即ち出力
増量中からの減速初期および出力増量終了直後からの減
速初期においてはステップ１３６で補正係数Ｆ　Ｔ、　
ＣＰ　Ｍ　２を所定値Ｂ（例えば、１．５〜２）倍し、
ステップ１３８へ進む、ステップ１３８では、今回まで
の積算値に今回計算した補正係数を加算して補正係数Ｆ
ＴＣＰＭ２の積算値ΣＦＴＣＰＭ２を計算し、ステップ
１４０において減衰期間が経過したか否かを判断する。

ステップ１４０において減衰期間が経過していないと判
断されたときは、ステップ１４２において積算値ΣＦＴ
ＣＰＭ２から所定値Ｔを減算して積算値ΣＦＴＣＰＭ２
を小さくしてステップ１４０へ進む。この結果、減衰期
間中のときはステップ１４０およびステップ１４２にお
いて積算値ΣＦＴＣＰＭ２が所定値γづつ減衰処理され
る。

次のステップ１４４では、上記のように減衰処理された
積算値ΣＦＴＣＰＭ２が０以下か否かを判断し、０以下
ならばステップ１４６で積算値ΣＦＴＣＰＭ２を０とし
て積算値が負の値を採らないようにしてステップ１４８
へ進む、ステップ１４８では、機関冷却水温ＴＨＷを取
込み、ステップ１５０において第９図に示す機関冷却水
温ＴＨＷと暖気補正係数ＫＴＣとのテーブルから現在の
機関冷却水温ＴＨＷに対応する暖気補正係数ＫＴＣを計
算し、次のステップ１５０において以下の（２）式に示
す演算を行うことにより減速減量係数ＦＴＣを計算する
。

ＦＴＣ−ΣＦＴＣＰＭ２−　　（１＋ＫＴＣ）・・・（
？） 以上のように制御する結果、積算値ΣＦＴＣＰＭ２は、
第７図に示すように、減速初期においてはＦＴＣＰＭ２
・Ｂ大きくされた後所定値γづつ減衰され、ｍ連初期経
過後にはＦＴＣＰＭ２大きくされた後所定値Ｔづつ減衰
される。そして、スロットル弁全閉でかつエンジン回転
数速度Ｎｅが所定値（例えば、１０１０００ｒｐ以下と
なったときに０にされる。

上記のように出力増量係数ＦＰＯＶＥＲおよび減速減量
係数ＦＴＣ等が演算された後上記（１１式によって燃料
噴射時間τが演算されこの燃料噴射時間τに相当する時
間が駆動回路９０のダウンカウンタにセットされダウン
カウンタの値がＯになるまで燃料噴射弁１６が開弁され
ることより燃料噴射時間τに相当する量の燃料が噴射さ
れる。また機関出力域では出力増量係数Ｆ　Ｐ　ＯＷ　
Ｅ　Ｒが０．１５とされこのとき減速減量係数ＦＴＣは
減衰によって０にされているから燃料噴射量が通常の量
より１５％増量され、出力増量中からの減速時にはパワ
ー条件不成立によって出力増量係数ＦＰＯＷＥＲがＯに
セットされると共に補正係数ＦＴＣＰＭ２が８倍され、
カウント値ＣＰＯＷＥＲのデクリメントが開始されるた
め所定時間の間減速Ａｎｔが通常より増加され、減速初
期経過後（所定時間経過後）においては補正係数ＦＴＣ
ＰＭ２が通常の値にされるため減速減債が通常の値にさ
れる。そして、出力増量終了直後からの減速初期では、
残存しているカウント値ＣＰ　ＯＷＦ、　Ｈに相当する
時間の間減速ｆＩｊｉｍが通常より増加される。ここで
、出力増量終了直後からの減速時には、減速減量を増加
させる時間が出力増量中からの減速時より短くなる場合
があるが、出力増量終了直後では吸気管絶対圧力がある
程度低下して燃料の付着量が少なくなるからである。

次に本発明の他の実施例について説明する。本実施例は
吸気管絶対圧力の重みが異る重み付き平均値を演算し、
これらの重み付き平均値の差によって減速減量係数ＦＴ
Ｃを演算するようにしたちのである。

吸気管絶対圧力の重み付き平均値ＰＭｉは、−般に次の
ように表わされる。

ＰＭｉ＋　（Ｋ−１）ＰＭｉ−＋　　・・・（３）ＰＭ
ｉ＝　　□ に ここで、ＰＭｉは圧力センサによって検出された現在の
吸気管絶対圧力、Ｐ　Ｍ　ｔ　−１は吸気管絶対圧力の
過去に演算された重み付き平均値、Ｐ　Ｍ　ｉは吸気管
絶対圧力の現在演算された重み付き平均値、Ｋは重みに
対応する定数である。

上記（３）式において定数Ｋを小さくする（例えば、４
）と第１の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　（ａｌが演算でき、
定数Ｋを大きくする（例えば、６４）と第２の重み付き
平均値Ｐ　Ｍ　（ｂｌが演算できる。第１の重み付き平
均値Ｐ　Ｍ（ａｔは、吸気管絶対圧力ＰＭに対して略追
従するが、第２の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　ｆｂｌは第１
の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　［ａｌより更に追従性が悪く
なる。従って、第１の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　ｆａｔか
ら第２の重み付き平均値ＰＭ（ｂｌを減算した値は、減
速時においては負になり、これによって減速減量係数Ｆ
ＴＣを求めることができる。

次に本実施例の制御ルーチンを説明する。第１θ図は本
実施例のメインルーチンの一部を示すもので、ステップ
１６０においてＡ／Ｄ変換されてＲＡＭに記憶されてい
る吸気管絶対圧力ＰＭ、、前回演算されてＲＡＭに記憶
されている第１の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　ｆａｌム−１
および第２の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　（ｂｌ　ｒ　−＋
　を取込む、ステップ１６２およびステップ１６４にお
いて以下の式に従って第１の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　ｉ
ａ）　ｒおよび第２の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　（ｂｌ　
！を演算し、ステップ１６６おいて演算された重み付き
平均値Ｐ　Ｍ＋ａｌｔ　、　Ｐ　Ｍ（ｂｌＢ　を前回の
重み付き平均値Ｐ　Ｍｔａｌ＋−ｔ　、Ｐ　Ｍ（ｂｌｉ
−ｔ　ニ代えてＲＡＭに記憶する。

第１１図は、回転角センサ４２出力によって発生される
（例えば、エンジン１回転毎に発生される）割込み信号
によって実行される割込みルーチンを示すものである。

ステップ１６８においてＲＡＭに記憶されている現在の
吸気管絶対圧力ＰＭ＋、エンジン回転数ＮＥ、ｆｆｌみ
付き平均値Ｐ　Ｍ　（ａｌｉ　ＳＰ　Ｍ　（ｂ）五およ
びエンジン冷却水温ＴＭＷを取込み、ステップ１７０に
おいて吸気管絶対圧力ＰＭ、およびエンジン回転数ＮＥ
に基づいて基本燃料噴射量時間τ、を演算する０次のス
テップ１７２では、現在のエンジン冷却水温ＴＨＷに対
応する定数Ａを第１２図のテーブルから補間法によって
演算する。この定数Ａは、エンジン冷却水温が高くなる
に従って小さくなるように定められてるい、なお、定数
Ａはエンジン冷却水温でなくてもエンジンオイル塩等の
機関温度を代表する値に対して可変とするようにしても
よい０次のステップ１７４では、第６図のルーチンでデ
クリメントされたカウント４ａ　ＣＰ　ＯＷ　Ｅ　Ｒが
０でないか否かを判断しＯでなければステップ１７６で
定数Ａを８倍してステップ１７８へ進む、ステップ１７
８では、第１の重み付き平均値Ｐ　Ｍ　＋ａｌムから第
２の重み付き平均値ＰＭ（ｂｌ、を減算した値ΔＰＭに
定数Ａを乗算して減速減量係数ＦＴＣを演算する。そし
て、次のステップ１８０において上記（１）式に従って
燃料噴射時間τを演算する（なお、この場合には、ＦＴ
Ｃが負の値になるので符号を反転して用いる）。

なお、上記では吸気管絶対圧力とエンジン回転速度とで
基本燃料噴射量を演算する例について説明したが、本発
明はこれに限定されるものでなくエアフロメータやカル
マン渦流量針によって直接吸入空気量を検出しこの吸入
空気量とエンジン回転速度とで基本燃料噴射時間を定め
るエンジンにも適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の減速減量係数ＦＴＣを計算す
るルーチンを示す流れ図、第２図は本発明が適用可能な
燃料噴射量制御装置を備えた内燃機関の一例を示す概略
図、第３図は第２図の制御回路の詳細を示すブロック図
、第４図は上記実施例のメインルーチンを示す流れ図、
第５図は第４図のステップ１０６の詳細を示す流れ図、
第６図は上記実施例の所定時間毎に実行される割込みル
ーチンを示す流れ図、第７図は積算値ΣＦＴＣＰＭ２の
変化を示す線図、第８図は変化１１ＤＰＭに対する補正
係数ＦＴＣＰＭ２のテーブルを示す線図、第９図は機関
冷却水温ＴＨＷに対する暖気増量係数ＫＴＣのテーブル
を示す線図、第１０図および第１１図は本発明の他の実
施例の燃料噴射時間演算ルーチンを示す流れ図、第１２
図は機関冷却水温に対する定数Ａのテーブルを示す線図
である。 １６・・・燃料噴射弁、 ２０・・・圧力センサ、 ４４・・・制御回路、 ７８・・・ＣＲフィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を制
   御すると共に、機関出力域で燃料噴射量を増加して出力
   増量を行いかつ減速時に燃料噴射量を減少して減速減量
   を行なう内燃機関の燃料噴射量制御方法において、出力
   増量中および出力増量終了直後からの減速時の初期に減
   速減量を更に増加させたことを特徴とする内燃機関の燃
   料噴射量制御方法。