JPH0121334B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸入空気量を計測して燃料供給量を決
定するようにした内燃機関の燃料供給装置に関す
る。

従来のこの種の燃料供給装置としては、例えば
第１図及び第２図に示すようなものがある。即
ち、フユエルタンク１内の燃料は、フユエルポン
プ２に吸入されてフユエルダンパ３及びフユエル
フイルタ４を経てフユエルインジエクタ５に供給
される。尚、フユエルポンプ２の作動にともなう
脈動は、フユエルダンパ３によつて抑制され、燃
料中の水分及びゴミ等の異物はフユエルフイルタ
４で除去される。６はフユエルインジエクタ５に
供給される燃料の圧力を所定値に保持させるため
のプレツシヤレギユレータバルブである。

一方、吸気絞り弁７より上流の吸気通路８には
該通路８を流れる空気流量を計測するエアフロー
メータ９を配設し、このエアフローメータ９の出
力と、図示しない回転センサを介して出力される
機関の回転数と、をコントロールユニツト１０に
供給することにより機関要求燃料の基本噴射量を
演算し、該基本噴射量を、温度センサ１１及び他
のセンサを介して検出した各種の運転情報に基づ
いて補正した後に、この補正後の噴射量に相応す
るパルス信号をフユエルインジエクタ５に供給し
て機関１回転につき１回の割合で各吸気ポート部
に燃料を噴射するように構成していた。１２は冷
間始動時に燃料を増量供給するためのコールドス
タートバルブ、１３はエアレギユレータ、１４は
アイドルアジヤストスクリユウ、１５はエアクリ
ーナである。

しかしながら、このような従来の装置では、主
として機関回転数とエアフローメータで検出した
吸入空気流量とに基づいて燃料供給量を定めてし
まうために、吸気絞り弁の開度が急激に増大した
場合は、直接機関に吸入される吸入空気量の他、
絞り弁より下流の吸気通路におけるそれまで保つ
ていた負圧分を補う空気充填分までもがエアフロ
ーメータで検出されてしまうために、実際の機関
吸入空気量とエアフローメータによる計測値との
間に大きな誤差が生じてしまい、燃料供給量が適
正値から大きく外れて空燃比が不適当となつてし
まう。殊に、吸気絞り弁を小開度から全開に急開
放した時、つまり、急加速時には、実際の吸入空
気量と演算された吸入空気量との差が大きくなる
ので、機関の運転性及び排気性能が悪化してしま
う不都合がある。

このような不都合を解消するには、吸気絞り弁
の全開を検出するセンサ及びアクセルスイツチ等
を使用して機関の加速を検出し、加速が検出され
た時に燃料の供給量を補正して適正化することが
考えられるが、このような加速検出専用のセンサ
を設けることはいたずらに部品点数の増加を招い
て構造の複雑化、コストアツプ及び信頼性の低下
を招く原因となる。

そこで格別なセンサを設けることなく、エアフ
ローセンサの出力とクランク角とから加速を判断
して加速補正を行なわせることにより、いわゆる
プログラムの変更等によつて燃料供給量を適正化
させた燃料供給装置が特開昭55−137322号公報に
開示されている。しかしこのものは、実際エアフ
ローメータが検出した吸気脈動のピーク値の変化
量が所定値より大であるとき、すなわち実際エア
フローメータが検出した吸入空気量の変化率が大
（吸入空気量変化曲線の傾きが急）のときに急加
速と判断するもので、例えばアクセルペダルのチ
ヨイ踏みによる吸入空気増量変化も吸入空気量の
変化率が大のために急加速と誤判定してしまうお
それが生じ、これにより燃料増量を行うから燃費
及びエミツシヨンが悪化する等の不都合が発生し
て、急加速検出手段としては精度に劣るものであ
つた。然もそれでありながら、吸気脈動のピーク
値の検出及びピーク値の変化量演算、当該変化量
と所定値との比較等複雑な演算過程を踏む必要が
あつた。

本発明は上記に鑑みてなされたものであつて、
格別なセンサを設けることなく、所定の吸気絞り
弁開度における機関の回転数から、その回転数に
おける気筒が実際に吸入し得る定状常態の値より
もやや多めの吸入空気量を推定する一方、エアフ
ローメータによる加速時特有の検出吸入空気量特
性を利用して、前記推定値を実際の吸入空気量が
越えた時に加速状態と判断することにより、より
正確で容易な加速判断を行い、これに対応する適
正な燃料量の供給を行つて、燃費並びにエミツシ
ヨン等の機関性能の向上を図ることを目的とす
る。

以下に本発明を図示された実施例に基づいて詳
細に説明する。尚、図中従来装置と同一機能を有
する部分には同一の符号を付してその説明を省略
する。

ここに、本発明の実施例を説明する前に、本発
明の基本的思想について説明する。

まず、機関が低負荷で運転されている時は、吸
気絞り弁７の開度が小さく、該絞り弁７より下流
の吸気通路８の負圧、つまり、吸入負圧が大き
い。この状態でアクセルペダル等を踏み込んで機
関を加速操作すると、第３図ａに示すように吸気
絞り弁７の開度が全開状態に急変する。すると、
それまでは強い負圧状態であつた吸入負圧が第３
図ｂに示すように大気圧近くにまで減少する。こ
のようにして吸入負圧が弱くなると、第３図ｃに
示すように１サイクル当りのシリンダ吸入空気量
が吸入負圧の変化に略比例して変化し、機関トル
クが増大する。その結果、第３図ｄに示すように
機関回転速度が次第に上昇してゆく。

ところで、このような加速過程でエアフローメ
ータ９の部分を通過する吸入空気量Qaには、絞
り弁７より下流の吸気通路８の圧力を大きな負圧
から大気圧近くまで減少させるための空気が含ま
れるので、エアフローメータ９の計測値は第３図
ｅに示すように、絞り弁７開度の急増点近くで大
きくなり、時間の経過とともに計測値が低下して
やがては機関回転数の上昇とともに増加する。と
ころが、たとえ吸入負圧が大気圧近くに減少した
としても、シリンダ容量は一定であるので、機関
回転速度が上昇しない限り、吸気絞り弁７が全開
であつたとしても吸入空気量の許容最大値は同図
に破線で示すようにしかならない。

従つて、吸気絞り弁７が全開である時の最大吸
入空気量（気筒が実際に吸入可能な吸入空気量の
最大値）Qa maxまたはこれよりやや多めの吸入
空気量Qa max′（以下Qa max及びQa max′を含
めて推定最大吸入空気量Qa maxという）を機関
回転数に応答して推定したうえで、エアフローメ
ータ９の計測吸入空気量Qaと推定最大吸入空気
量Qa maxとを比較すれば、加速に移行したか定
常運転であるかを極めて容易に判断することがで
きる。

第４図は上記の如き基本思想に基づいて加速状
態に入つたか否かをマイコンで判断するためのフ
ローチヤートであり、従来同様にして設置されて
いるエアフローメータ９の計測値、つまり、見か
け上の吸入空気量Qaと、機関回転速度Ｎとを読
み込む。次に、機関回転速度Ｎに一定の定数を乗
じ、あるいは、テーブルルツクアツプ等によつて
当該回転数Ｎの時に起り得る最大吸入空気量Qa
maxを算出する。そして、この空気量Qa maxに
一定割合だけ大きい数値を乗じて（定常走行時の
吸気絞り弁全開領域を加速と判断しないようにす
るため）推定最大吸入空気量Qa max′として設
定し、前記のようにエアフローメータで計測した
吸入空気量Qaと推定最大吸入空気量Qa max′と
を比較する。

この比較の結果、Qa＜Qa max′であれば、定
常運転であると判断し、エアフローメータ９の計
測値と回転数Ｎとに基づいて従来同様に燃料の基
本供給量（基本噴射量）を設定する。一方、Qa
≧Qa max′である時は、第３図に示す加速時の
吸入空気量変化特性を示すことから加速であると
判断し、燃料の供給形態に応じて加速補正をす
る。

かかる加速判断によると、無負荷状態における
アクセルペダルのチヨイ踏み現象では、吸入空気
量が推定最大吸入空気量Qa maxにまで至ること
がないため加速と誤判断することがなくなる。

尚、上記実施例において、Qa＞Qa maxのと
き加速と判断してもよいことは既述した。

次に、この加速補正の具体例について述べる。

まず、第２図に示した従来例のように各シリン
ダの吸気ポート近傍にフユエルインジエクタ５を
設けたマルチポイントインジエクシヨン（MPI）
方式の燃料供給装置である場合は、噴射された燃
料が直ちにシリンダに吸入されるため、エアフロ
ーメータで計測された見かけ上の吸入空気量Qa
に基づいて燃料の基本供給量を設定すると、加速
時には混合気が過濃となつてしまう。従つて、こ
の場合は、エアフローメータの計測値に代えて機
関回転速度Ｎから算出した推定最大吸入空気量
Qa maxを空気流量信号として使用（Qaの最大
値をQa maxに制限）することにより、過濃の度
合を低減できるが、Qaに基づいて演算した基本
供給量に一定の係数ｋ（但し、１＞ｋ）を乗ずる
ことで加速減量補正を行なわせても過濃を防止で
きる。

又、第５図に示したように、吸気絞り弁７の近
くの１〜数ケ所に全シリンダ共通のフユエルイン
ジエクタ５を設置し、集中的に燃料を噴射供給す
るようにしたシングルポイントインジエクシヨン
（SPI）方式の燃料供給装置の場合は、噴射燃料
が機関に吸入されるまでに時間遅れがあるため
に、実際の吸入空気量より過大な見かけ上の吸入
空気量Qaに基づいて基本供給量を設定しようと
も、実際にシリンダに吸入される混合気が過濃と
なることはない。むしろ、低負荷領域（大吸入負
圧時）には吸気通路８の内壁が乾燥しているため
に、前述の如く求められた基本供給量では内壁に
付着する燃料量を確保できない場合があるので、
実際にシリンダに吸入される混合気を適正化する
には従来公知の気化器の加速ポンプの場合と同様
に燃料供給量を一時的に増量する必要がある場合
も生じる。

従つて、SPI方式の燃料供給装置の場合は、前
記MPI方式の場合と逆に加速増量を行なうか、
あるいは、所定の噴射時期以外の時期に一定のク
ランク角度ごとに、又は、一定の時間ごとに割込
み噴射を行なわせることが望まれる。

又、実際の加速運転時には、動力性能を重視す
ることがある。このように動力性能を重視する場
合は、加速初期に一時的に混合気を濃化させるの
が有利であることは詳述するまでもなく、燃料供
給方式、機関の要求性能等に応じて加速増量、加
速減量を選択採用すれば良い。

上記実施例では、吸気絞り弁が全開である時の
吸入空気量、つまり、最大吸入空気量を機関回転
数から推定するようにしたものであるが、吸気絞
り弁の所定開度と機関回定数とから理論吸入空気
量を推定し、この推定値とエアフローメータによ
る計測値とを比較するようにしてもよい。この場
合は、急加速のみならず、緩加速をも的確に検出
できると共に、加速時の燃料供給量の制御精度を
より高くできる。尚、実際には、上記の如き加速
補正に加えて、バツテリ電圧、機関（冷却水）温
度、始動時、アイドル、その他の各種の補正が行
なわれることは従来と同様である。

以上説明したように本発明によれば、吸気絞り
弁の所定開度における機関の回転速度から定めた
推定最大吸入空気量とエアフローメータの出力値
の単純な比較により機関の加速を判断して加速補
正を行なうようにしたものであるから、従来のよ
うに加速を検出するための独立したセンサを設け
る必要がなく、プログラムの変更又は僅かな回路
の付加のみで加速を極めて容易にかつ的確に検知
できる。特に無負荷状態におけるアクセルペダル
のチヨイ踏みと加速とを区別できる。従つて、燃
料供給装置の部品点数を削減でき、構成を簡素化
して信頼性を向上できると共に、コストを低減で
きる。又、エアフローメータで実際の空気量を計
測しているので、絞り弁開度センサ等の誤判定の
心配がなくなり、制御の信頼性をより向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の燃料供給系のシステム図、第
２図は従来例の吸入空気検出系のシステム図、第
３図ａ乃至ｅは本発明の基本思想を説明する特性
図、第４図は本発明の一実施例の制御フローチヤ
ート、第５図は本発明を適用する燃料供給装置の
一例のシステム図である。 ５……フユエルインジエクタ、７……吸気絞り
弁、８……吸気通路、９……エアフローメータ、
１０……コントロールユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気絞り弁より上流の吸気通路にエアフロー
   メータを配設し、該メータを介して検出した吸入
   空気量に応答して燃料供給量を制御するようにし
   た内燃機関において、吸気絞り弁が所定開度時の
   実際に気筒が吸入可能な値またはこれよりもやや
   多めの吸入空気量を機関回転数に基づいて推定す
   る手段と、該手段を介して推定した推定流量と前
   記エアフローメータで検出した吸入空気量とを比
   較して推定流量より検出吸入空気量が大きくなつ
   た時に加速状態であると判断して燃料供給量を補
   正する手段とを備えてなる内燃機関の燃料供給装
   置。