JP2610641B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量制御装置

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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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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装置、さらに詳
細には機関への給気量を検出する負荷センサと、機関の
回転数を検出する回転数センサを備え、高度に従って燃
料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関
する。
[従来の技術] 内燃機関における燃料噴射量をその時に運転している
高度に従って制御することが知られている。基準高度0
以上の運転高度に従っていわゆる高度補正が行なわれ
る。高度補正では、それぞれの燃料供給量を調節し、例
えば空気密度が減少した場合燃料供給量を減少させ燃料
と空気の混合気の割合を所定の値に維持するようにして
いる。それによって種々の高度で走行する自動車、例え
ば平地から山岳走行を試みる自動車において、徐々に濃
厚になる混合気が供給されてしまい燃料消費量が増大す
る他に出力が減少してしまうという欠点を解消すること
ができる。
燃料噴射装置では、内燃機関に実際に供給される空気
量を検出するために種々の負荷センサが設けられてい
る。負荷センサから得られる負荷信号は他の運転パラメ
ータと結合され、燃料噴射量を定める噴射期間ないし噴
射量が求められる。高度に関係して噴射量を減少させ過
剰な濃厚化を避けることができるようにするために、自
動車に高度センサを取り付け、その測定信号に従って燃
料噴射量あるいは点火角度を補正することが知られてい
る。
[発明が解決しようとする課題] 従って従来ではこのような高度補正を行なうために高
度センサが必要となり、それに対応してコストの上昇を
招くという問題があった。
従って本発明はこのような従来の欠点を解決するため
に成されたもので、高度センサを用いることなく、安価
で確実な高度補正を行ない、高度に従って燃料噴射量を
制御することが可能な内燃機関の燃料噴射量制御装置を
提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明においては上述した課題を解決するために、最
大給気量を示し回転数に関係した特性曲線で、その値が
実際に基準高度で得られた値よりもわずかに大きな値と
なる特性曲線と、他の高度で得られる最大給気量の特性
曲線を格納し、全負荷時に測定される給気量信号の実際
値と上記格納された特性曲線を比較し、各特性曲線を下
回った時にその特性曲線に対応する高度を実際の高度と
する構成を採用した。
[作 用] このような構成では、負荷センサにより検出された最
大給気量信号を介して間接的に種々の運転高度を検出す
るようにしているので、高度センサを必要とすることな
く、安価な制御装置が得られる。
例えば特性曲線は、標準高度(海抜)が1000mで回転
数に対して給気量信号を示す特性曲線である。給気量特
性はそれぞれのエンジンの型によって異なるので、それ
ぞれエンジンのタイプ毎に特性曲線を求め、その直性曲
線をエンジンに固有なデータとしてメモリに格納するよ
うにしなければならない。
種々の高度で継続的に切り替えが起るのを防止するた
めに、所定の待機時間の後、給気量が特性曲線の値をヒ
ステリシス値だけ下回った時にその特性曲線に切り替え
るような処置が取られている。従って本発明装置では限
界領域における「振動」(頻繁な切り替え)を防止する
ためヒステリシスが設けられている。
また本発明の実施例では、給気量信号の測定された実
際値が隣接するより大きな値の特性曲線を越えた時にそ
の特性曲線への切り替えが行なわれる。
さらに本発明の実施例では低域の所定の回転数領域が
設けられ、その回転数領域では実際の給気量信号に従っ
た高度切り替えが中断される。このような低域の回転数
ではエンジンの各給気行程に対応して大きな給気量信号
を発生させてしまう、いわゆる脈動が発生する。従って
この低域の回転数領域は脈動回転数領域とも呼ばれる。
この領域で過剰な燃料濃厚化を避けるために、検出され
た高度に従いこの領域に固有な吸気量制限が行なわれ
る。このために、対応して格納された特性曲線の値より
もわずかに大きな制限値が設けられる。高度補正は更に
高度に関係した点火角度の補正によって最適化される。
このために同じく高度に従って変る点火角度特性曲線を
エンジンに固有な特性曲線として格納し、それをそれぞ
れ検出された運転高度において用い点火角度の調節を行
なうことができる。同様に高度に関係した混合気補正を
行なわない装置、例えば空燃費制御を行なわない空気量
並びに圧力を用いたシステムにおいても、検出した高度
に従って補正係数を用いることができる。
[実施例] 以下、図面に示す実施例に従い本発明の詳細に説明す
る。
第1図には、回転数nに従って変化する給気量信号tL
が図示されている。給気量信号tLはエンジンへの給気量
を示す信号であり、噴射期間を定める基本噴射時間に関
係する。この基本噴射時間は、種々の運転パラメータに
より補正され噴射信号が形成される。噴射機関、すなわ
ち燃料噴射量はこの給気量信号tLと線形な関係を持って
いる。
特性曲線tLmax(H0)は海抜0での最大給気量を示し
ている。この特性曲線よりわずか上の点線で示した特性
曲線は給気量の限界値(TLM)である。その下に図示し
た特性曲線tLmax1(H1)は所定の高度H1における給気量
の回転数に従って変化する実際値の特性を示している。
低域の回転数領域n1〜n2では脈動或いは逆流の誤差に
よって混合気に過剰な濃厚化が発生する。この過剰な濃
厚化の部分が斜線で図示されている。
第2図には、海抜0で得られた特性曲線tLmaxよりわ
ずかに大きな値の回転数に関係した特性曲線TLMが図示
されている。このTLMの特性曲線は内燃機関の制御装置
のメモリに格納されている。
エンジンにバラツキがあることを考慮して、両特性曲
線TLMとtLmaxの間に所定の距離、例えば0.5mm/secの間
隔を設けるようにすることが必要である。従って特性曲
線TLMは絞り弁が全開した時で海抜での最大給気量を示
すものである。すなわちこの特性曲線は絞り弁の位置を
検出する全負荷スイッチが閉じるか或いは絞り弁ポテン
ショメータの回転数に関係した角度を上回った時に有効
となる特性曲線である。
さらに内燃機関の制御装置のメモリに格納される特性
曲線TLH1,TLH2が図示されている。特性曲線TLH1,TLH2は
それぞれ異なる2つの高度H1,H2での最大吸気量の回転
数に関係した特性を示している。自動車がある高度を走
り、全負荷時に回転数がn1より小さいかn2より大きい場
合、例えばn3の回転数で給気量信号がtL2である場合
に、高度H2となっている。同様なことが特性曲線TLH1を
yの値だけ下回った場合にも言える。(即ち、高度はH1
となっている)その場合、特性曲線の切り替えを遅延さ
せる所定の待機時間が設けられることになる。それによ
って制御装置の振動を防止するヒステリシスが発生す
る。逆に大きな値の特性値に対応する高度への切り替え
は、回転数がn1より小さいかn2より大きい領域での給気
量信号の実際値が、今有効となっている特性曲線TLH2な
いしTLH1の値を全負荷時に越えた時にその高度への切り
替えが行なわれる。
回転数がn1より大きくてn2より小さい領域は、脈動誤
差の大きなエンジンで誤差を伴なう切り替えが起るのを
防止するために設けられている。この領域では高度がH1
あるいはH2である特性曲線TLH1,TLH2の値を上回った場
合でも次に近い値の高度への切り替えは行なわれない。
基準高度に対しては脈動回転数領域n1〜n2では給気量tL
が特性曲線TLMによって制限されているので、ほぼ過剰
な濃厚化は防止される。なおこの領域でそれぞれの高度
における過剰濃厚化を防止するために、高度H1ないしH2
が検出された場合最大給気量TLはTLH1+y1ないしTLH2+
y2の値に制限される。y1,y2は同じ値であっても良くま
た0であっても良い。これらの例が第3図に図示されて
いる。
高度補正の機能は、全負荷スイッチが開放した場合時
間的に見てそれを維持させることができる。全負荷運転
がしばしば行なわれる山岳走行では高度適正化が行なわ
れ、これは続いて全負荷運転のない平地走行でも持続さ
れる場合がある。続いて、低い高度で全負荷運転を行な
うとこれは不本意なノッキングを起すことになってしま
う。従って好ましくは高度補正はそれぞれ全負荷駆動の
時のみ行ない全負荷スイッチが開放した後は再び取り敢
えず基準高度の運転に戻されるような処理が行なわれ
る。
第4図は本発明制御装置のブロック回路図を示してい
る。給気量信号tLが高度識別回路Bに入力される。さら
にこの識別回路には全負荷スイッチ或いは絞り弁ポテン
ショメータから得られる全負荷信号VS並びに特性曲線TL
M,TLH1,TLH2の各値、それにヒステリシス値yが入力さ
れる。また識別回路Bには回転数nも入力される。また
脈動回転数領域n1〜n2において得られた高度を保持させ
る回路E1が設けられる。この回路E1の出力信号、即ち高
度信号は給気量制限回路tB、高度係数発生回路E2、点火
角度調整装置E3に入力される。高度係数発生回路E2は高
度に関係した係数FHを発生させ、この係数は制限された
給気量信号と共に、噴射信号tiを発生させる回路E4に入
力される。この噴射信号発生回路E4には、さらに詳細に
は図示されていない回路E5から得られるエンジンに特有
で、また場合によって回転数に従って変化する係数Fnが
入力される。給気量制限回路tBにはさらに脈動領域で過
剰濃厚化を制限する値y1,y2が入力される。
全負荷時の点火角度を回転数並びに高度に従って調節
するために点火角度調整回路E3が設けられており、その
詳細が第5図に図示されている。
点火角度調整回路E3は、回転数nに従って変化する全
負荷時の点火角度αVnを定める回路1を有する。さらに
回路2によって、例えばH0,H1或いはH2の値を有するそ
れぞれの高度Hに従って、好ましくは回転数に関係して
変化する角度補正値Δαnが求められる。この補正値は
続く回路3に入力され、さらにこの回路3に全負荷時の
点火角度αVnが入力されて全負荷時の点火角度αZが出
力される。
脈動誤差のない負荷信号が得られる装置に対する実施
例として、例えば図示したように2つの異なる高度H1,H
2を用いる代わりに連続的に高度を求めるようにしても
良い。その場合点火角度の補正並びにそれに対応した補
正係数が同様に高度或いは回転数に関係して変化する連
続的な特性曲線ないし特性曲線群とすることができる。
以下に、実施態様を述べる。
全負荷時の給気量信号が、各特性曲線(TLH1,TLH2)
より所定量(y)下になる待機時間経過後それに対応す
る高度(H1,H1)に切り替えるようにしている。
また、隣接する値の大きな特性曲線を越えた後その高
度への切り替えを行なうようにしている。
また、低域の回転数領域(n1〜n2)を設け、この回転
数領域では実際の供給量信号に基づいた高度の切り替え
を中断するようにしている。
さらに、前記低域回転数領域で、給気量信号が特性曲
線を上回った場合その特性曲線の値よりわずかに大きい
値で給気量制限が行なわれる。
また、それぞれの特性曲線を上回ってあるいは下回っ
た時得られた高度(H0,H1,H2)に従ってそれぞれ、それ
に対応した点火角度の特性曲線(αZ)に切り替えるよ
うにしている。
さらに、それぞれの高度に従ってそれに対応した高度
補正係数を用いるようにしている。
また、脈動の誤差のない装置においては連続的な高度
補正を行なうようにしている。
さらに、全負荷信号センサとして絞り弁ポテンショメ
ータを用いた場合、全負荷信号を発生させる、回転数に
関係した角度を調節できるように構成される。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、全負荷時に測定
される給気量信号の実際値と、格納された特性曲線を比
較し、各特性曲線を下回った時その特性曲線に対応する
高度を実際の高度とするようにしたので、高価な高度セ
ンサを用いることなく、高度を識別でき、高度に従った
燃料噴射量制御装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は最大給気量の回転数に従った特性値を示す線
図、第2図は種々の高度を識別するための特性曲線群を
示した特性図、第3図は脈動領域において吸気量を制限
するための特性を示した特性図、第4図は本発明装置の
制御装置の概略構成を示すブロック図、第5図は点火角
度を調節するためのブロック図である。 B……高度識別回路 tB……給気量制限回路 E2……高度係数発生回路 E3……点火角度調整回路

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関への給気量を検出する負荷センサと、
    機関の回転数を検出する回転数センサを備え、高度に従
    って燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装
    置において、 最大給気量を示し、回転数に関係した特性曲線で、その
    値が実際に基準高度(H0)で得られた値(tLmax)より
    もわずかに大きな値となる特性曲線(TLM)を格納し、 また他の高度(H1,H2)で得られる最大給気量の特性曲
    線(TLH1,TLH2)を格納し、 全負荷時に測定される給気量信号の実際値と格納された
    特性曲線(TLM,TLH1,TLH2)を比較し、 各特性曲線(TLH1,TLH2)を下回ったときにその特性曲
    線に対応する高度を実際の高度とし、燃料噴射量を高度
    に従って制御するようにしたことを特徴とする内燃機関
    の燃料噴射量制御装置。
  2. 【請求項2】全負荷時の給気量信号が、各特性曲線(TL
    H1,TLH2)より所定量(y)下になる待機時間経過後そ
    れに対応する高度(H1,H2)に切り替えるようにした特
    許請求の範囲第1項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御
    装置。
  3. 【請求項3】隣接する値の大きな特性曲線を越えた後そ
    の高度への切り替えを行なうようにした特許請求の範囲
    第1項または第2項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御
    装置。
  4. 【請求項4】低域の回転数領域(n1〜n2)を設け、この
    回転数領域では実際の供給量信号に基づいた高度の切り
    替えを中断するようにした特許請求の範囲第1項、第2
    項または第3項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装
    置。
  5. 【請求項5】前記低域回転数領域で、給気量信号が特性
    曲線を上回った場合その特性曲線の値よりわずかに大き
    い値で給気量制限が行なわれる特許請求の範囲第4項に
    記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
  6. 【請求項6】それぞれの特性曲線を上回ってあるいは下
    回った時得られた高度(H0,H1,H2)に従ってそれぞれ、
    それに対応した点火角度の特性曲線(αZ)に切り替え
    るようにした特許請求の範囲第1項〜第5項までのいず
    れか1項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
  7. 【請求項7】それぞれの高度に従ってそれに対応した高
    度補正係数を用いるようにした特許請求の範囲第1項〜
    第6項までのいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射
    量制御装置。
  8. 【請求項8】脈動の誤差のない装置においては連続的な
    高度補正を行なうようにした特許請求の範囲第1項〜第
    7項までのいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射量
    制御装置。
  9. 【請求項9】全負荷信号センサとして絞り弁ポテンショ
    メータを用いた場合、全負荷信号を発生させる、回転数
    に関係した角度を調節できるようにした特許請求の範囲
    第1項〜第8項までのいずれか1項に記載の内燃機関の
    燃料噴射量制御装置。
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