JPH0368221B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の電子制御燃料噴射方法に
係り、特に、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装
置を備えた自動車用内燃機関に用いるのに好適
な、エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応
じて基本噴射量を求めると共に、過渡時は、エン
ジン運転状態に応じて算出される補正係数により
前記基本噴射量を補正することによつて燃料噴射
量を決定するようにした内燃機関の電子制御燃料
噴射方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

自動車用エンジン等の内燃機関の燃焼室に所定
空燃比の混合気を供給する方法の一つに、電子制
御燃料噴射装置を用いるものがある。これは、エ
ンジン内に燃料を噴射するためのインジエクタ
を、例えば、エンジンの吸気マニホルド或いはス
ロツトルボデーに、エンジン気筒数個或いは１個
配設し、該インジエクタの開弁時間をエンジンの
運転状態に応じて制御することにより、所定の空
燃比の混合気がエンジン燃焼室に供給されるよう
にするものである。この電子制御燃料噴射装置に
は、大別して、エンジンの吸入空気量とエンジン
回転数に応じて基本噴射量を求めるようにした、
いわゆる吸入空気量（感知）式の電子制御燃料噴
射装置と、エンジンの吸気管圧力とエンジン回転
数に応じて基本噴射量を求めるようにした、いわ
ゆる吸気管圧力（感知）式の電子制御燃料噴射装
置がある。

このうち前者は、空燃比を精密に制御すること
が可能であり、排気ガス浄化対策が施された自動
車用エンジンに広く用いられるようになつてい
る。しかしながら、この吸入空気量式の電子制御
燃料噴射装置においては、吸入空気量が、アイド
ル時と高負荷時で50倍程度変化し、ダイナミツク
レンジが広いので、吸入空気量を電気信号に変換
する際の精度が低くなるだけでなく、後段のデジ
タル制御回路における計算精度を高めようとする
と、電気信号のビツト長が長くなり、デジタル制
御回路として高価なコンピユータを用いる必要が
ある。又、吸入空気量を測定するために、エアフ
ローメータ等の非常に精密な構造を有する測定器
を用いる必要があり、設備費が高価となる等の問
題点を有していた。

一方、後者の吸気管圧力式の電子制御燃料噴射
装置においては、吸気管圧力の変化量が２〜３倍
程度と少なく、ダイナミツクレンジが狭いので、
後段のデジタル制御回路における演算処理が容易
であるだけでなく、吸気管圧力を検知するための
圧力センサも安価であるという特徴を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、吸入空気量式の電子制御燃料噴
射装置に比べると、空燃比の制御精度が低く、特
に、減速時においては、吸気管圧力が減少しなけ
れば燃料噴射量が減少しないため、空燃比が一時
的にリツチとなつて、減速性能が低いものとなる
だけでなく、排気ガス中の一酸化炭素量が増大し
て、空燃比を三元触媒コンバータに適した所定範
囲内に維持することが困難であつた。これは、排
気下流側に配設した酸素濃度センサの出力信号に
応じて燃料噴射量をフイードバツク制御するよう
にした場合においても、酸素濃度センサの応答が
遅いため、同様である。従つて、従来は、吸気管
圧力式の電子制御燃料噴射装置を、空燃比を精密
に制御することが必要な、排気ガス浄化対策が施
された自動車用エンジンに用いることは困難であ
ると考えられていた。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、減速時に、アクセルペダルの踏み
方、即ち、絞り弁開度と吸気管圧力の両者に応じ
た、適切な、過度とならない減量補正を行つて、
空燃比を理論空燃比近傍に維持することができ、
従つて、良好な減速性能と排気ガス浄化性能を両
立させることができる内燃機関の電子制御燃料噴
射方法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〕

本発明は、エンジンの吸気管圧力とエンジン回
転数に応じて基本噴射量を求めると共に、過渡時
は、エンジン運転状態に応じて算出される補正係
数により前記基本噴射量を補正することによつて
燃料噴射量を決定するようにした内燃機関の電子
制御燃料噴射方法において、減速時に、絞り弁開
度の所定期間毎の変化量に応じた値を補正係数と
して、絞り弁開度の減少速度に応じた減量補正を
行う絞り弁開度減量と、吸気管圧力の所定期間毎
の変化量に応じた値を積算した値を補正係数とし
て、吸気管圧力の減少速度に応じた減量補正を行
う吸気管圧力減量と、を組合せた減量補正を行
い、各減量の最小値を辿つて減速減量を行うと共
に、前記絞り弁開度減量の補正係数に下限を設け
るようにして、前記目的を達成したものである。

〔作用〕

本発明においては、減速時に、吸気管圧力の減
少に先行して絞り弁開度の減少速度に応じた減量
補正を行う、応答の早い絞り弁開度減量と、吸気
管圧力の減少速度に応じた減量補正を行う、精度
の高い吸気管圧力減量と、を組合せて減量補正を
行うようにしているので、応答が速く、且つ、精
度の高い減速減量を行うことができる。

即ち、前記絞り弁開度減量は、絞り弁開度に基
づいて行われるため、アクセルペダルの踏み方に
応じた減量を迅速に行うことができ、高精度の吸
気管圧力減量が行われる迄の中間減速部分の応答
性を向上させることができる。

これに対して、前記吸気管圧力減量は、絞り弁
開度が変化した後で吸気管圧力の変化が生じてか
ら行われる。この吸気管圧力減量は、実際に燃焼
室に吸入させる空気量に基づいて行われるもので
あり、精度が高い。

なお、吸入空気量感知式の場合には、減速時に
絞り弁が閉じられると、絞り弁より上流側のセン
サ出力は直ちに吸入空気量の減少を検出するのに
対し、実際に燃焼室に吸入される空気量は、絞り
弁より下流側のサージタンクの分だけ減少が遅れ
るため、前記センサ出力により計算される燃料量
の方が先行して減少することとなり、これが適当
な減速減量となるため、本発明のような絞り弁開
度減量を必要としない。

本発明においては、更に、前記絞り弁開度減量
と吸気管圧力減量の最小値を辿つて減速減量を行
うようにしているので、両者が重なる領域でも過
減量となることがない。

又、前記絞り弁開度減量は、応答は早いが精度
が低いため、その減少速度に応じた減量をそのま
ま行つてしまうと過減量となる恐れがある。そこ
で本発明では、絞り弁開度減量の補正係数に下限
を設けて、精度の低い絞り弁開度減量のために過
減量となつてしまうことを防いでいる。

〔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。

本発明に係る内燃機関の電子制御燃料噴射方法
が採用された吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装
置の実施例は、第１図及び第２図に示す如く、外
気を取入れるためのエアクリーナ１２と、該エア
クリーナ１２より取入れられた吸入空気の温度を
検出するための吸気温センサ１４と、吸気通路１
６中に配設され、運転席に配設されたアクセルペ
ダル（図示省略）と連動して開閉するようにされ
た、吸入空気の流量を制御するための絞り弁１８
と、該絞り弁１８がアイドル開度にあるか否かを
検出するためのアイドル接点及び絞り弁１８の開
度に比例した電圧出力を発生するポテンシヨメー
タを含むスロツトルセンサ２０と、サージタンク
２２と、該サージタンク２２内の圧力から吸気管
圧力を検出するための吸気管圧力センサ２３と、
前記絞り弁１８をバイパスするバイパス通路２４
と、該バイパス通路２４の途中に配設され、該バ
イパス通路２４の開口面積を制御することによつ
てアイドル回転速度を制御するためのアイドル回
転制御弁２６と、吸気マニホルド２８に配設され
た、エンジン１０の吸気ポートに向けて燃料を噴
射するためのインジエクタ３０と、排気マニホル
ド３２に配設された、排気ガス中の残存酸素濃度
から空燃比を検知するための酸素濃度センサ３４
と、前記排気マニホルド３２下流側の排気管３６
の途中に配設された三元触媒コンバータ３８と、
エンジン１０のクランク軸の回転と連動して回転
するデイストリビユータ軸を有するデイストリビ
ユータ４０と、該デイストリビユータ４０に内蔵
された、前記デイストリビユータ軸の回転に応じ
て上死点信号及びクランク角信号を出力する上死
点センサ４２及びクランク角センサ４４と、エン
ジンブロツクに配設された、エンジン冷却水温を
検知するための冷却水温センサ４６と、変速機４
８の出力軸の回転数から車両の走行速度を検出す
るための車速センサ５０と、前記吸気管圧力セン
サ２３出力の吸気管圧力と前記クランク角センサ
４４の出力から求められるエンジン回転数に応じ
てエンジン１工程あたりの基本噴射量をマツプか
ら求めると共に、これを、前記スロツトルセンサ
２０の出力、前記酸素濃度センサ３４出力の空燃
比、前記冷却水温センサ４６出力のエンジン冷却
水温等に応じて補正することによつて、燃料噴射
量を決定して前記インジエクタ３０に開弁時間信
号を出力し、又、エンジン運転状態に応じて点火
時期を決定してイグナイタ付コイル５２に点火信
号を出力し、更に、アイドル時に前記アイドル回
転制御弁２６を制御するデジタル制御回路５４と
を備えた自動車用エンジン１０の吸気管圧力式電
子制御燃料噴射装置において、前記デジタル制御
回路５４内で、減速時に、前記スロツトルセンサ
２０のポテンシヨメータ出力から検知される絞り
弁開度の所定時間毎の変化量に応じた値を積算し
た値を補正係数として、絞り弁開度の減少速度に
応じた減量補正を行う絞り弁開度減量と、前記吸
気管圧力センサ２３の出力から検知される吸気管
圧力の所定時間毎の変化量に応じた値を積算した
値を補正係数として、吸気管圧力の減少速度に応
じた減量補正を行う吸気管圧力減量とを組合せた
減量補正を行い、各減量の最小値を辿つて減速減
量を行うと共に、前記絞り弁開度減量の補正係数
に下限を設けたものである。

前記デジタル制御回路５４は、第２図に詳細に
示す如く、各種演算処理を行うマイクロプロセツ
サからなる中央処理装置（以下CPUと称する）
６０と、前記吸気温センサ１４、スロツトルセン
サ２０のポテンシヨメータ、吸気管圧力センサ２
３、酸素濃度センサ３４、冷却水温センサ４６等
から入力されるアナログ信号を、デジタル信号に
変換して順次CPU６０に取込むためのマルチプ
レクサ付アナログ入力ポート６２と、前記スロツ
トルセンサ２０のアイドル接点、上死点センサ４
２、クランク角センサ４４、車速センサ５０等か
ら入力されるデジタル信号を、所定のタイミング
でCPU６０に取込むためのデジタル入力ポート
６４と、プログラム或いは各種定数等を記憶する
ためのリードオンリーメモリ（以下ROMと称す
る）６６と、CPU６０における演算データ等を
一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリ
（以下RAMと称する）６８と、機関停止時にも
補助電源から給電されて記憶を保持できるバツク
アツプ用ランダムアクセスメモリ（以下バツクア
ツプRAMと称する）７０と、CPU６０における
演算結果を、所定のタイミングで前記アイドル回
転制御弁２６、インジエクタ３０、イグナイタ付
コイル５２等に出力するためのデジタル出力ポー
ト７２と、上記各構成機器間を接続するコモンバ
ス７４とから構成されている。

以下実施例の作用を説明する。

まずデジタル制御回路５４は、吸気管圧力セン
サ２３出力の吸気管圧力PMと、クランク角セン
サ４４の出力から算出されるエンジン回転数NE
により、ROM６６に予め記憶されているマツプ
から、基本噴射時間TP（PM，NE）を読出す。

更に、各センサからの信号に応じて、次式を用
いて前記基本噴射時間TP（PM，NE）を補正す
ることにより、燃料噴射時間TAUを算出する。

TAU＝TP（PM，NE）＊（１＋Ｋ＊Ｆ） …(1) ここで、Ｆは、補正係数で、Ｆが正である場合
には増量補正を表わし、Ｆが負である場合には減
量補正を表わしている。又、Ｋは、前記補正係数
Ｆを更に補正するための補正倍率であり、通常は
１とされている。

このようにして決定された燃料噴射時間TAU
に対応する燃料噴射信号が、インジエクタ３０に
出力され、エンジン回転と同期してインジエクタ
３０が燃料噴射時間TAUだけ開かれて、エンジ
ン１０の吸気マニホルド２８内に燃料が噴射され
る。

本実施例における減速減量は次のようにして行
われる。

即ち、第３図に示す如く、減速時に、時刻t₁で
絞り弁１８が閉じられ始めると、吸気管圧力PM
の減少に先行して、第３図Ｄに実線Ａで示すよう
な、絞り弁開度TAの減少速度に応じた迅速な減
量補正を行う絞り弁開度減量（以下TA減量と称
する）が行われる。このTA減量は、具体的に
は、第４図に示す如く、絞り弁開度TAの所定時
間毎の変化量△TAに応じて、該変化量△TAに
対応させて予め設定されている値△Ｆ（第６図実
線Ｃ）を積算した値（負値）を補正係数Ｆとし、
次いで、絞り弁開度TAが一定となつた時は、該
補正係数Ｆをエンジン回転毎或いは一定時間毎
に、所定の回復速度△F′で０迄回復することによ
つて行われる。従つて、例えば、絞り弁開度TA
が減速途中で一定となつた場合には、第４図に実
線Ｄで示すような状態となり、一方、絞り弁開度
TAが一気に全閉状態まで閉じられた場合には、
同じく第４図に破線Ｅで示すような状態となつ
て、絞り弁開度の変化速度及び変化量に応じた最
適な減量補正が行われる。

なお、第４図に破線Ｅで示すような急減速の場
合に、値△Ｆを積算した値をそのまま補正係数Ｆ
としてしまうと、過減量となつて、減速時にオー
バーリーンとなる可能性がある。従つて、本実施
例においては、第４図に一点鎖線Ｇで示す如く、
積算値△Ｆを積算した値に下限を設け、補正係数
Ｆが該下限値Fminを下まわらないようにしてい
る。このTA減量のプログラムを第５図に示す。

次いで、吸気管圧力PMが減少し始めると、時
刻t₂から、第３図Ｄに実線Ｂで示すような、吸気
管圧力PMの減少速度に応じた精度の高い減量補
正を行う吸気管圧力減量（以下PM減量と称す
る）が行われる。このPM減量は、具体的には、
例えば、吸気管圧力PMの所定時間毎の変化量に
応じた値を積算した値（負値）を補正係数Ｆと
し、次いで、エンジン回転毎或いは一定時間毎
に、所定の回復速度で０迄回復させることによつ
て行われる。

なお、TA減量とPM減量が重複した場合に、
両者を合わせ行うと過減量になる恐れがある。従
つて、本実施例においては、第３図Ｄに太い実線
で示す如く、前記TA減量とPM減量の最小値を
たどつて、時刻t₂〜t₃ではTA減量のみを行い、
時刻t₃〜t₄では、PM減量のみを行うようにして
いる。

前記のようにして、応答の早いTA減量と精度
の高いPM減量を組み合わせて減速減量を行うこ
とによつて、適切な減量を実現することができ、
空燃比を理論空燃比近傍に維持して、減速性能と
排気ガス浄化性能を両立することができる。

なお前記実施例においては、絞り弁開度TAの
所定時間毎の変化量△TAに応じて積算される値
△Ｆが、第６図に実線Ｃで示す如く、変化量△
TAの１次関数とされていたが、変化量△TAと
値△Ｆの関係はこれに限定されず、第６図に破線
Ｈ或いは一点鎖線Ｉで示す如く、２次関数とする
ことも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、減速時
に、アクセルペダルの踏み方、即ち、絞り弁開度
と吸気管圧力の両者に応じた、適切な、過度とな
らない減量補正を行うことができ、空燃比を理論
空燃比近傍に維持して、良好な減速性能と排気ガ
ス浄化性能を両立することができる。従つて、吸
気管圧力式の電子制御燃料噴射装置を用いた場合
でも、精密な空燃比制御を行うことが可能とな
る。又、現在（減速中）のリツチ度合は、減速中
の履歴の影響を受けるため、現在の減速度合いだ
けに基づいて減量値を決定したのでは、適切な値
が得られないが、本発明のように、減速中の履歴
を考慮して現在の減量値を決めることによつて最
適な減速減量が行える等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関の電子制御燃
料噴射方法が採用された自動車用エンジンの吸気
管圧力式電子制御燃料噴射装置の実施例を示すブ
ロツク線図、第２図は、前記実施例で用いられて
いるデジタル制御回路の構成を示すブロツク線
図、第３図は、前記実施例における減速減量の様
子を示す線図、第４図は、同じく絞り弁開度の減
少速度に応じた減速減量の様子を示す線図、第５
図は、同じく絞り弁開度の減少速度に応じた減速
減量のプログラムを示す流れ図、第６図は、同じ
く、前記実施例で用いられている、絞り弁開度の
所定時間毎の変化量と該変化量に応じた値の関係
を示す線図である。 １０……エンジン、１４……吸気温センサ、１
８……絞り弁、２０……スロツトルセンサ、２３
……吸気管圧力センサ、３０……インジエクタ、
３４……酸素濃度センサ、４０……デイストリビ
ユータ、４２……上死点センサ、４４……クラン
ク角センサ、４６……冷却水温センサ、５４……
デジタル制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応
   じて基本噴射量を求めると共に、過渡時に、エン
   ジン運転状態に応じて算出される補正係数により
   前記基本噴射量を補正することによつて燃料噴射
   量を決定するようにした内燃機関の電子制御燃料
   噴射方法において、 減速時に、 絞り弁開度の所定期間毎の変化量に応じた値を
   積算した値を補正係数として、絞り弁開度の減少
   速度に応じた減量補正を行う絞り弁開度減量と、 吸気管圧力の所定期間毎の変化量に応じた値を
   積算した値を補正係数として、吸気管圧力の減少
   速度に応じた減量補正を行う吸気管圧力減量と、 を組合せた減量補正を行い、 各減量の最小値を辿つて減速減量を行うと共
   に、 前記絞り弁開度減量の補正係数に下限を設けた
   ことを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射方
   法。