JP2878880B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置

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正彦 阿部
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に関するものであり、特に吸気温に応じて燃料噴射
量を調整する内燃機関の燃料噴射制御装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の燃料噴射制御装置について
は、従来より各種提案されているが、例えば特開昭59
−176427号公報には、吸気温に応じて燃料噴射量
を調整する燃料噴射制御装置が開示されている。これ
は、温度により異なる吸入空気の密度を補償するために
行われるものであり、吸気温に応じた燃料噴射量補正量
は、例えばエアクリーナ内に配置された吸気温センサの
出力信号に基づいて決定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】アイドル運転時や極低
負荷時においては、吸気流量が比較的小さいので吸気温
センサの温度検出部の温度は実吸気温と一致する。
【0004】これに対し、高負荷運転時において当該エ
ンジンが高温となると、吸気温センサの温度検出部は雰
囲気温をひろって高温を示すが、実際の吸気温(実吸気
温)は、吸気流量が多いのでそれほど高温とならないこ
とがある。すなわち、高負荷運転時において、吸気温セ
ンサにより検出された吸気温(検出吸気温)が高い場合
には、該検出吸気温は実吸気温よりも高いことがある。
【0005】この結果、燃料噴射量補正量を単に検出吸
気温のみに基づいて決定したのでは、特に高負荷運転時
において、吸気温センサからの吸気温に応じた燃料噴射
量が、エンジンの要求噴射量と異なる場合がある。
【0006】本発明は、前述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、高負荷運転時におけ
る燃料噴射量がエンジンの要求に合致することのできる
内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、吸気温に応じて設定される吸気温補正係数を、
さらに内燃機関が低負荷状態であるか高負荷状態である
かに応じて設定するようにすると共に、吸気温が所定吸
気温を超えた後は、高負荷状態において設定される吸気
温補正係数を、低負荷状態で設定される吸気温補正係数
よりも吸気温の影響を少なくするようにした点に特徴が
ある。
【0008】また、吸気温が所定吸気温を超えた後は、
高負荷状態において設定される吸気温補正係数を固定値
とした点にも特徴がある。
【0009】
【作用】上記の構成をとることにより、当該内燃機関が
高負荷状態であり、かつ吸気温が所定吸気温を超えてい
る場合には、吸気温の影響の少ない吸気温補正係数が設
定される。
【0010】
【実施例】以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。この実施例では、本発明は自動二輪車に適用され
ている。
【0011】図2は本発明の一実施例のブロック図であ
る。図において、エンジン近傍にはエアクリーナ56が
設けられていて、その内部には、吸気温Ta を検出する
吸気温センサ1及び吸気圧Pb を検出する吸気圧センサ
7が配置されている。このエアクリーナ56の空気取入
口は、該エアクリーナ56の側部に設けられている。
【0012】前記エアクリーナ56からエンジンに至る
吸気通路内には、スロットル弁が配設され、その近傍に
はインジェクタ29が設けられている。またスロットル
開度θthを検出するスロットル開度センサ3が、前記ス
ロットル弁の回動軸に接続されている。
【0013】エンジンには、冷却水温Tw を検出する冷
却水温センサ4と、クランクシャフト55の近傍に配置
され、エンジン回転数Ne の演算、またステージごとの
クランク割込み処理を実行するためのクランクパルスを
発生するクランクパルサ2Aと、吸排気弁操作用のカム
シャフト53近傍に配置され、TDCパルスを発生(あ
るいは演算)するためのカムパルサ54とを備えてい
る。
【0014】ECU(電子制御装置)60には、前記各
センサ及びパルスの出力信号が入力されると共に、さら
に、大気圧センサ5より出力される大気圧Pa及びバッ
テリ8の電圧(バッテリ電圧Vb )が入力される。この
ECU60は、マイクロコンピュータを備えていて、後
述する手法により燃料噴射量Tout を演算し、該Tout
を用いてインジェクタ29を制御する。
【0015】また、前記ECU60は、本発明とは直接
関係はないが、フュエルタンク51内に設けられたフュ
エルポンプ52の制御、及び前記エアクリーナ56に設
けられた吸気ダクト57の開口制御を行う。
【0016】次に、図3を用いて、本発明の一実施例の
動作を詳細に説明する。この処理は、所定ステージにお
けるクランクパルスによる割込みで実行される。なお、
以下の説明に用いられる各種記号の内容は、次の通りで
ある。
【0017】 Tout :燃料噴射量 Tim:基本噴射量 Ktotal :第1基本噴射量補正係数 Ktw:第1水温補正係数 Kta:吸気温補正係数 Kpa:大気圧補正係数 Kast :第2基本噴射量補正係数 Tacc :加速増量値 Kacc :加速増量値補正係数 Ktwt :第2水温補正係数 Tv :電圧増量値 燃料噴射量Tout は、概略的には図4に示されるよう
に、基本噴射量Tim、加速増量値Tacc 及び電圧増量値
Tv より算出され、また前記基本噴射量Timは第1基本
噴射量補正係数Ktotal 及び第2基本噴射量補正係数K
ast を用いて、また前記加速増量値Tacc は加速増量値
補正係数Kacc を用いて、それぞれ修正される。さら
に、前記第1基本噴射量補正係数Ktotal は、第1水温
補正係数Ktw並びに吸気温補正係数Kta及び大気圧補正
係数Kpaを用いて、また前記加速増量値補正係数Kacc
は、第2水温補正係数Ktwt 並びに前記Kta及びKpaを
用いて、それぞれ算出される。前記吸気温補正係数Kta
は、当該エンジンの負荷状態に応じてKta1 テーブル又
はKta2 テーブルから算出される。同様に前記第1水温
補正係数Ktwも、前記負荷状態に応じてKtw1 テーブル
又はKtw2 テーブルから算出される。
【0018】さて、まず図3のステップS1において
は、第1水温補正係数Ktw及び第2水温補正係数Ktwt
が算出される。具体的には、当該エンジンが低負荷状態
にあるか高負荷状態にあるかに応じて、図5に実線で示
されるラインKtw1 (Ktw1 テーブル)及びKtw2 (K
tw2 テーブル)の一方が選択され、その時の冷却水温T
w に応じて読み出されたKtw1 又はKtw2 のデータが、
第1水温補正係数Ktwにセットされる。また同図に一点
鎖線で示されたラインKtwt (Ktwt テーブル)より、
冷却水温Tw に応じて読み出されたデータが、第2水温
補正係数Ktwt にセットされる。
【0019】図5より明らかなように、ラインKtw1 及
びKtw2 並びにKtwt は、Tw が上昇するほどその数値
が低下するように設定されているが、この例では、さら
にラインKtwt の傾きは、ラインKtw1 及びKtw2 の傾
きよりも大きく設定されている。
【0020】負荷状態に応じたKtw1 又はKtw2 の選択
は、例えば図6の手順により行うことができる。すなわ
ちまずステップS21においては、エンジン回転数Ne
が所定の回転数Ne1以下であるか否かが判定され、Ne1
を超えている場合には高負荷状態であると判定されて、
ステップS24においてラインKtw2 が選択され、該ラ
インより冷却水温Tw に応じて読み出されたデータが、
第1水温補正係数Ktwにセットされる。
【0021】Ne がNe1以下である場合には、ステップ
S22においてスロットル開度θthが所定開度θth1 以
下であるか否かが判定され、θth1 を超えている場合に
は高負荷であると判定されて、当該処理はステップS2
4に移行する。θthがθth1以下である場合には低負荷
状態であると判定されて、ステップS23においてライ
ンKtw1 が選択され、該ラインよりTw に応じて読み出
されたデータがKtwにセットされる。
【0022】図3に戻り、ステップS2においては吸気
温補正係数Ktaが算出される。具体的には、当該エンジ
ンが低負荷状態にあるか高負荷状態にあるかに応じて、
図7に示されるラインKta1 (Kta1 テーブル)及びK
ta2 (Ktw2 テーブル)の一方が選択され、その時の吸
気温Ta に応じて読み出されたKta1 又はKta2 のデー
タが、吸気温補正係数Ktaにセットされる。
【0023】なお図7に示されたラインKta1 及びKta
2 は、吸気温Ta が約50[℃]以下では共通であり、
該温度を超えた時点でラインKta2 は固定値となってい
る。もちろん、前記温度を超えた時点でラインKta2 の
傾きを固定値とせずに、ラインKta1 の傾きよりも緩く
するようにしても良い。
【0024】また、負荷状態に応じたKta1 又はKta2
の選択は、例えば図8の手順により行うことができる。
この処理の詳細は図6の説明より明らかであるので、そ
の説明は省略する。
【0025】図3に戻り、ステップS3においては大気
圧補正係数Kpaが算出される。この算出は、図9に示さ
れたようなテーブル(Kpaテーブル)から、大気圧Pa
に応じて求められる。
【0026】ステップS4においては、第1式より第1
基本噴射量補正係数Ktotal が算出される。
【0027】 Ktotal =Ktw×Kta×Kpa …(1) ステップS5においては、第2式より加速増量値補正係
数Kacc が算出される。
【0028】 Kacc =Ktwt ×Kta×Kpa …(2) ステップS6においては、第2基本噴射量補正係数Kas
t が算出される。この算出は、図10に示されたような
テーブル(Kast テーブル)から、当該エンジンの運転
開始時から積算されたTDCパルスの総数に応じて求め
られる。
【0029】ステップS7においては基本噴射量Timが
算出される。具体的には、スロットル開度θth及びエン
ジン回転数Ne に応じて、図11に示されたNe −θth
マップ、及び図12に示されたNe −Pb マップの一方
が選択され、選択されたマップより、Ne 及びθth又は
吸気圧Pb に応じて基本噴射量Timが読み出される。前
記各マップの選択は、図13に示されたような領域選択
用テーブルを用いて行われる。
【0030】なお、図12に示されたNe −Pb マップ
において吸気圧Pb 軸に示された大小関係は、吸気圧P
b が絶対圧である場合のものであり、吸気圧Pb を負圧
とする場合には、その大小関係は逆である。
【0031】ステップS8においては、第3式を用い
て、前記のように算出された基本噴射量Timを修正す
る。
【0032】 Tim=Tim×Kast ×Ktotal …(3) ステップS9においては、加速増量値Tacc が設定され
る。このTacc は、例えば固定値である。なお、前述の
ように、この処理はクランクパルスによる割込みで実行
されるが、当該処理の所定実行回数分を1単位とし、該
単位内で、前記加速増量値Tacc の設定を当該車両の加
速度に応じた回数だけ前記固定値とし、残りの回数(前
記1単位の回数から、Tacc が前記固定値に設定された
回数を減じた回数)は、Tacc を0とするようにしても
良い。
【0033】もちろん、加速増量値Tacc そのものの値
を、当該車両の加速度に応じてセットしても良い。
【0034】ステップS10においては、第4式を用い
て、前記のように設定された加速増量値Tacc を修正す
る。
【0035】 Tacc =Tacc ×Kacc …(4) そして、ステップS11においては、第5式より、燃料
噴射量Tout が算出される。
【0036】 Tout =Tim+Tacc +Tv …(5) ここで、Tim及びTacc は、それぞれステップS8及び
S10において修正された値である。また電圧増量値T
v は、図14に示されたようなテーブル(Tvテーブ
ル)から、バッテリ電圧Vb に応じて求められる。この
電圧増量値Tv は、例えば定時間ごとに実行される図示
されない他の処理において算出される。
【0037】なお、図14においては、縦軸の電圧増量
値Tv のユニットは時間であるが、これはインジェクタ
29の通電時間であり、燃料噴射量に対応する。
【0038】このようにして算出された燃料噴射量Tou
t は、インジェクタ29の駆動回路に出力され、該Tou
t に応じてインジェクタ29の通電時間(あるいは通電
デューティ比)が制御される。
【0039】なお、前述した吸気温Ta 、エンジン回転
数Ne 、スロットル開度θth、冷却水温Tw 、大気圧P
a 及び吸気圧Pb は、クランクパルスによる割込み処
理、あるいは定時間ごとにより実行される処理により、
公知の手法により検出され、また演算される。
【0040】図15は本発明の一実施例の機能ブロック
図、図16は図15の負荷判定手段9の詳細を示す機能
ブロック図である。なお、図15において、エンジン回
転数センサ2は、クランクパルサ2A(図2)の機能、
及び該パルサ2Aより出力されるパルスを用いてエンジ
ン回転数Ne を判定する機能を示したものである。また
TDCパルサ6は、クランクパルサ2Aやカムパルサ5
4(図2)の出力パルス等を用いてTDCパルスを出力
する機能を示すものである。
【0041】まず図15において、負荷判定手段9は、
エンジン回転数Ne 及びスロットル開度θthを用いて当
該エンジンの負荷状態を検出する。詳しくは、図16に
示されるように、比較手段30がNe 及びNe1記憶手段
31に記憶された所定回転数Ne1を比較し、Ne がNe1
を超えている場合には高負荷状態であると判定し、オア
ゲート34を介して、Kta2 テーブル12及びKtw2 テ
ーブル14が選択される。また比較手段32がθth及び
θth1 記憶手段33に記憶された所定開度θth1 を比較
し、θthがθth1 を超えている場合には同じく高負荷で
あると判定し、オアゲート34を介して、Kta2 テーブ
ル12及びKtw2 テーブル14が選択される。前記比較
手段30及び32が高負荷の判定をしない場合には、ア
ンドゲート35を介してKta1テーブル11及びKtw1
テーブル13が選択される。
【0042】図15に戻り、選択されたKta1 テーブル
11又はKta2 テーブル12からは、吸気温Ta に対応
するKta1 又はKta2 が読み出され、これがKtaにセッ
トされる。また選択されたKtw1 テーブル13又はKtw
2 テーブル14からは、冷却水温Tw に対応するKtw1
又はKtw2 が読出され、これがKtwにセットされる。
【0043】さらに、Ktwt テーブル16からはTw に
対応するKtwt が、またKpaテーブル17からは大気圧
Pa に対応するKpaが、それぞれ読み出される。
【0044】Ktotal 設定手段15は、Ktw、並びにK
ta及びKpaをそれぞれ乗算し、第1基本噴射量補正係数
Ktotal を演算する。またKacc 設定手段18は、Ktw
t 、並びにKta及びKpaをそれぞれ乗算し、加速増量値
補正係数Kacc を演算する。
【0045】選択手段10は、エンジン回転数Ne 及び
スロットル開度θthを用いて、図13に示されたような
関係でNe −θthマップ23(図11)及びNe −Pb
マップ24(図12)の一方を選択する。そして、Ne
−θthマップ23が選択された場合にはNe 及びθthに
応じて基本噴射量Timが読み出され、Ne −Pb マップ
24が選択された場合にはNe 及び吸気圧Pb に応じて
Timが読み出される。
【0046】TDCパルサ6より出力されるTDCパル
スは、カウンタ21に入力され、そのパルス総数がカウ
ントされる。カウントされたTDCパルス数はKast テ
ーブル22(図10)に入力され、該パルス数に応じた
第2基本噴射量補正係数Kast が読み出される。
【0047】Tim修正手段25は、前記マップ23又は
24より読み出された基本噴射量TimにKtotal 及びK
ast を乗算して、Timを修正する。
【0048】Tacc 修正手段20は、Tacc 記憶手段1
9より加速増量値Tacc を読出し、該Tacc に加速増量
値補正係数Kacc を乗算して、Tacc を修正する。
【0049】Tv テーブル26からは、バッテリ電圧V
b に応じて電圧増量値Tv が読み出される。
【0050】そして、Tout 設定手段27は、修正され
た基本噴射量Tim及び加速増量値Tacc 、並びに前記電
圧増量値Tv を加算し、燃料噴射量Tout を設定する。
このように演算された燃料噴射量Tout は、インジェク
タ駆動回路28に出力される。
【0051】さて、前掲した図15を簡略化し、図1に
示す。図1は本発明の機能ブロック図である。同図にお
いて、図15と同一の符号は、同一又は同等部分を表し
ている。図15に関しても述べたように、吸気温補正係
数Ktaは、吸気温Ta に応じて設定されるが、当該エン
ジンが低負荷である場合と高負荷である場合とで異なる
値に設定される。すなわち、低負荷である場合には低負
荷時吸気温補正係数設定手段11A(Kta1 テーブル1
1)が選択され、高負荷である場合には高負荷時吸気温
補正係数設定手段12A(Kta2テーブル12)が選択
される。
【0052】前記各設定手段11A又は12Aは、吸気
温Ta に応じてKta1 又はKta2 を設定し、これを吸気
温補正係数Ktaとして燃料噴射量演算手段100に出力
する。燃料噴射量演算手段100は、入力された吸気温
補正係数Ktaを用い、適宜の手法でインジェクタ駆動回
路28に出力されるべき燃料噴射量を演算する。
【0053】すなわち、まず基本噴射量補正係数設定手
段15A及び加速増量値補正係数設定手段18Aは、吸
気温補正係数Ktaを用いて基本噴射量補正係数及び加速
増量値補正係数を設定する。また、基本噴射量設定手段
23Aは、エンジン回転数Ne 、吸気圧Pb 、スロット
ル開度θth等を用いて基本噴射量Timを設定し、加速増
量値設定手段19Aは加速増量値Tacc を設定する。
【0054】基本噴射量修正手段25A及び加速増量値
修正手段20Aは、それぞれ設定手段15A及び18A
で設定された基本噴射量補正係数及び加速増量値補正係
数を用いて、前記基本噴射量Tim及び加速増量値Tacc
を修正する。そして、燃料噴射量設定手段27Aは、修
正されたTim及びTacc を用いて、燃料噴射量Toutを
決定する。
【0055】さて、図8に示されたテーブル選択のため
の負荷状態判定処理は、図17のような手法を用いても
行うことができる。すなわち、クラッチがオフ状態にあ
るとき、又は当該車両の変速機がニュートラル状態にあ
るとき(ステップS31aの肯定判断、ノーロードスイ
ッチオン)に低負荷を判定し、クラッチ及び変速機が上
記状態以外のとき(ステップS31aの否定判断、ノー
ロードスイッチオフ)に高負荷を判定するようにしても
良い。前記のノーロードスイッチは、ECU60のマイ
クロコンピュータの機能で達成可能である。この負荷状
態判定手法は、図6のテーブル選択についても適用可能
である。
【0056】また本発明を自動二輪車に適用して説明し
たが、本発明は特にこれのみの限定されることはなく、
自動車等の内燃機関の燃料噴射制御装置に適用されても
良いことは当然である。
【0057】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、高負荷運転時において、検出吸気温が高い場
合には、吸気温の影響の少ない吸気温補正係数が設定さ
れる。すなわち、検出吸気温が実吸気温よりも高くて
も、実吸気温程度の、吸気温の影響の少ない吸気温補正
係数の設定が可能となる。したがって、高負荷運転時に
おいても、エンジンの要求に応じた燃料噴射量を求める
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の機能ブロック図である。
【図2】 本発明の一実施例のブロック図である。
【図3】 本発明の一実施例の動作を示すフローチャー
トである。
【図4】 本発明の説明に用いられる各種符号の内容、
及びそれらの、燃料噴射量Tout の算出に至るまでの概
略的な処理過程を示す図である。
【図5】 Ktw1 テーブル及びKtw2 テーブル、並びに
Ktwt テーブルの内容の一例を示すグラフである。
【図6】 Ktw1 テーブル及びKtw2 テーブルの一方を
選択するための処理動作の一例を示すフローチャートで
ある。
【図7】 Kta1 テーブル及びKta2 テーブルの内容の
一例を示すグラフである。
【図8】 Kta1 テーブル及びKta2 テーブルの一方を
選択するための処理動作の一例を示すフローチャートで
ある。
【図9】 Kpaテーブルの内容の一例を示すグラフであ
る。
【図10】 Kast テーブルの内容の一例を示すグラフ
である。
【図11】 Ne −θthマップの内容の一例を示すグラ
フである。
【図12】 Ne −Pb マップの内容の一例を示すグラ
フである。
【図13】 Ne −θthマップ及びNe −Pb マップの
一方を選択するための、スロットル開度θth及びエンジ
ン回転数Neの関係を示すグラフである。
【図14】 Tv テーブルの内容の一例を示すグラフで
ある。
【図15】 本発明の一実施例の機能ブロック図であ
る。
【図16】 図15の負荷判定手段の詳細を示す機能ブ
ロック図である。
【図17】 Kta1 テーブル及びKta2 テーブルの一方
を選択するための処理動作の他の例を示すフローチャー
トである。
【符号の説明】
1…吸気温センサ、2…エンジン回転数センサ、3…ス
ロットル開度センサ、7…吸気圧センサ、9…負荷判定
手段、11…Kta1 テーブル、11A…低負荷時吸気温
補正係数設定手段、12…Kta2 テーブル、12A…高
負荷時吸気温補正係数設定手段、15A…基本噴射量補
正係数設定手段、18A…加速増量値補正係数設定手
段、19A…加速増量値設定手段、20A…加速増量値
修正手段、23A…基本噴射量設定手段、25A…基本
噴射量修正手段、27A…燃料噴射量設定手段、28…
インジェクタ駆動回路、29…インジェクタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−176427(JP,A) 特開 平2−291454(JP,A) 特開 昭63−32145(JP,A) 特開 昭64−69738(JP,A) 特開 昭62−41949(JP,A) 特開 平2−37139(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/04 330 F02D 45/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気温に応じて燃料噴射量を演算する内
    燃機関の燃料噴射制御装置において、 内燃機関の負荷状態を検出する負荷判定手段と、 内燃機関が高負荷である場合に、吸気温に応じて吸気温
    補正係数を設定する高負荷時吸気温補正係数設定手段
    と、 内燃機関が低負荷である場合に、吸気温に応じて吸気温
    補正係数を設定する低負荷時吸気温補正係数設定手段
    と、 前記各設定手段により設定された吸気温補正係数を用い
    て、燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段とを具備
    し、 前記低負荷時吸気温補正係数設定手段は、吸気温が上昇
    するに連れてその値が減少するように吸気温補正係数を
    設定し、 前記高負荷時吸気温補正係数設定手段は、吸気温が所定
    吸気温に至るまでは前記低負荷時吸気温補正係数設定手
    段とほぼ同一の特性で吸気温補正係数を設定し、吸気温
    が前記所定吸気温を超えてからは、前記低負荷時吸気温
    補正係数設定手段よりも吸気温補正係数の減少を抑える
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項2】 前記高負荷時吸気温補正係数設定手段
    は、吸気温が前記所定吸気温を超えてからは、吸気温補
    正係数を固定値とすることを特徴とする請求項1記載の
    内燃機関の燃料噴射制御装置。
JP28203791A 1991-10-03 1991-10-03 内燃機関の燃料噴射制御装置 Expired - Fee Related JP2878880B2 (ja)

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