JPH0463933A - 燃料噴射制御装置 - 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】

本発明は電動の燃料ポンプにより燃料噴射弁に供給され
る燃料供給量を制御すると共に燃料噴射弁の燃料噴射時
期と噴射期間とを制御する燃料噴射制御装置に関する。 特に、内燃機関の加速性能の向上を図ったものである。

【従来技術】

従来、各種のセンサを用いて内燃機関の運転状態を検出
し、その運転状態から内燃機関の燃料要求量を求め、そ
の燃料要求量に応じて燃料噴射弁の燃料噴射量を決定す
ることが行われている。特に、加速時には、噴射時期制
御のタイミング遅れ、エアフローメータの出力値の応答
遅れ等により、空燃比が一時的にリーンになる。このこ
とを防止するために、スロットル開度の時間的変化量に
応じた量の燃料が非同期で噴射されている（非同期噴射
）。 又、内燃機関の負荷や回転数に応じて燃料ポンプへの印
加電圧を調整して燃料タンクから燃料噴射弁への燃料供
給量を制御すると共に、加速時には燃料ポンプによる燃
料供給量を増量制御する装置が知られている（特開昭５
９−１５０９７２号公報）。 又、内燃機関の運転状態に応じて、燃料噴射時間を制御
すると共に燃料ポンプによる燃料供給量の電圧依存性、
燃圧の燃料供給量依存性を考慮して、燃料ポンプの駆動
電圧に応じた噴射時間の補正を行う装置が知られている
（特開昭６１−１４２３４６号公報）。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、燃料ポンプによる燃料供給量の制御において
は、燃料供給量変化の応答性が悪いと言う問題がある。 即ち、燃料ポンプを駆動するモータの印加電圧を変化さ
せてから燃料ポンプが所定回転数に立ち上がるまでの時
間的遅れや、燃料の粘性による燃料流量の立ち上がり遅
れ等があるため、燃料ポンプによる燃料供給量の増加に
時間的遅れが生じる。したがって、加速時に燃料供給量
の増量制御を行っても、実際の燃料供給量を直ちに立ち
上げることはできず、加速時に燃料供給量が内燃機関の
燃料要求量より少なくなる。この結果、燃圧が低下して
、加速時の空燃比がリーンになり、加速性能が悪いとい
う問題がある。 又、特開昭６１−１４２３４６号公報の装置では、燃料
ポンプを駆動するモータの印加電圧により、燃圧を予測
して、その燃圧に応じた燃料噴射量の補正が行われる。 しかし、加速時に燃料ポンプのモータの印加電圧の上昇
により、直ちに、燃圧の上昇と判断され、その燃圧上昇
分だけ噴射時間を短くする補正が行われることになり、
やはり、加速時には、空燃比がリーンとなる。 加速時に空燃比がリーンになることを、次に、具体的に
述べる。 第８図（Ｃ）、に示すように、アクセルペダルを踏み込
んで、スロットル弁を開く時、その開度速度ＶＴＡは第
８図（５）に示すように変化する。そして、測定される
エンシフ１回転当たりの吸入空気量の増加に伴って、基
本噴射時間は第８図（ａ）に示すように増大する。この
時、基本噴射時間の立ち上がりはエアーフローメータの
検出値の応答遅れにより遅れるので、第８図（ａ）に示
すように、スロットル弁の開度速度ＶＴＡの立ち上がり
時から急峻に噴射時間の増量補正が行われ、その一部が
非同期噴射による増量分となる。 このように、加速時の燃料要求量は急峻に増加し、噴射
時間の増量補正により、実際の燃料噴射量が加速時に急
峻に増加できるようになっている。 一方、燃料ポンプのモータの印加電圧は、基本的にはエ
ンシフ１回転当たりの吸入空気量の増加に伴って増加さ
れ、第８図（０に示すように、ステップ増加される。又
、現実の燃料供給量は、第８図（匂に示すように、モー
タの応答性や燃料の粘性等により、印加電圧が増加され
るタイミングから遅れて緩やかに立ち上がる。 したがって、加速当初において、現実の燃料供給量が燃
料要求量に高速に応答できない期間、燃料余剰量は第８
図（社）に示すように零となる。 この結果、その期間、燃圧が第８図（ｅ）に示すように
減少し、燃料噴射時間を増量補正しても、実際の燃料噴
射量は燃料噴射時間によって決定される理論値よりも少
なくなる。 よって、空燃比Ａ／Ｆが、加速当初において、第８図面
に示すように、リーンとなり、第８図（１）に示すよう
に、エンジン回転数ＮＢの増加遅れが生じる。 本発明は上記課題を解決するために成されたものであり
、その目的は、内燃機関の加速時に空燃比がリーンにな
ることを防止し、加速性能を向上させることである。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための発明の構成は、内燃機関の燃
料要求量に応じて、燃料ポンプによる燃料供給量を制御
すると共に燃料噴射弁による燃料噴射量を制御し、前記
内燃機関が加速状態である場合には、その加速量に応じ
て燃料噴射量を補正する燃料噴射制御装置において、 内燃機関が加速状態にある場合に、燃料ポンプによる燃
料供給量の増加と燃料噴射弁による燃料噴射量の増加と
の応答速度の差によって生じる燃料ポンプにより燃料噴
射弁に供給される燃料の圧力の低下量に関連した値を検
出する検出手段と、検出手段により検出された燃料の圧
力の低下量に応じて、内燃機関が加速状態にある時の燃
料噴射量を増量補正する補正手段とを設けたことである
。

【作用】

内燃機関が加速状態になると、その加速量に応じて、燃
料供給量と燃料噴射量とが増量制御される。この時、検
出手段により、燃料供給量の増加と燃料噴射量の増加と
の応答速度の差によって生じる燃圧の低下量に関連する
値が検出される。そして、補正手段により、その燃圧の
低下量に関連する値に応じて、燃料噴射弁による燃料噴
射量が増量補正される。 この結果、加速に伴って一時的に燃圧の低下が生じても
、燃圧の低下状態における燃料噴射量は、その低下量に
応じて増量補正されるので、加速時の空燃比がリーンに
なることがなく、加速性能が向上する。

【実施例】

以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて説明する。 第１図において、エンジン１には吸気通路２及び排気通
路３が接続されており、その吸気通路２には燃料噴射弁
４が配設されている。その燃料噴射弁４には燃料供給通
路５が接続されており、その燃料供給通路５には、燃料
タンク６から燃料噴射弁４に対して燃料を供給する燃料
ポンプ７が設けられている。燃料ポンプ７は電動モータ
で構成されており、その印加電圧を調整することでその
回転数を制御し、その回転数に応じて燃料供給量を制御
できるようになっている。 燃料供給通路５の燃料ポンプ７の前後にはそれぞれフィ
ルタ８．９が配設され、それらのフィルタ８．９は燃料
ポンプ７及び燃料噴射弁４の異物による故障等の発生を
防止している。 又、燃料噴射弁４より上流側の燃料供給通路５からはリ
ターン通路１０が分岐してあり、そのリターン通路１０
は圧力レギュレータ１１を介して燃料タンク６につなが
っている。圧力レギュレータ１１には燃料噴射弁４の近
傍の吸気通路２の吸気負圧が導入されており、圧力レギ
ュレータ１１はこの吸気負圧と燃料供給通路５の燃料圧
力との差が一定となるようにリターン通路１０を通る燃
料帰還量を調整している。 燃料噴射弁４には、燃料噴射弁４の温度により燃料温度
を検出する温度センサ１２が配設されている。 一方、エンジン１の吸気通路２には、エアクリーナ１３
の下流側にエンジン１の負荷量を示す吸入空気量を検出
するエアフローメータ１４が配設されており、このエア
フローメータ１４の下流側で且つ燃料噴射弁４の上流側
の吸気通路２にスロットル弁１５が介在されている。そ
のスロットル弁１５には加速センサ２６を有したスロッ
トルセンサ２５が作動的に結合されている。加速センサ
２６はスロットル弁１５の開度速度を検出するセンサで
ある。 又、吸気通路２の外側で、スロットル弁１５をバイパス
して吸入空気を流すバイパス通路２７が配設されており
、そのバイパス通路２７にはアイドルスピードコントロ
ール弁（以下、ｒｌｓｃ弁」と記す）２４が介在されて
いる。このＩＳＣ弁２４は電磁弁であり、その電磁弁を
デユーティ制御することにより、スロットル弁１５が全
閉時のバイパス吸入空気量を電気的に制御できる。 又、燃料ポンプ７による燃料供給量の制御、燃料噴射弁
４による燃料噴射量と噴射時期の制御及び■ＳＣ弁２４
の制御を行う制御装置１６が設けられている。 燃料ポンプ７はＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力する平
均電圧に応じて回転数を変化させ、ＤＣＤＣコンバータ
２１は制御装置１６がら指令された制御信号に応じて、
８力平均電圧を制御する。そして、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ２１から燃料ポンプ７に供給される電流を検出するた
めに、電流検出器２２が配設されており、その電流検出
器２２の検出信号は制御装置１６に入力している。 ソノ他、制御装置１Ｇには、エアフローメータ１４から
エンジン１の負荷量を示す吸入空気量信号、温度センサ
１２から燃料温度信号、回転センサ１７からエンジンの
回転数信号が入力し、燃料ボンブ７が故障状態であるこ
とを示す警告灯２３が接続されている。 制御装置Ｉ６は、第４図に示すように、基本的には、燃
料噴射量に応じて、燃料ポンプ７の印加電圧を制御する
ことで、燃料供給量を制御している。 そして、その燃料供給量は、その時のエンジンの燃料要
求量より所定量だけ多い値になるように制御されている
。即ち、燃料供給量が、常に、実際の燃料噴射量より幾
分多くなり、一定の燃料帰還量が生じるように設計され
ている。 又、温度センサ１２で検出された燃料温度が設定値以上
の高温になると、制御装置１６は、リターン通路１０を
流れる燃料帰還量を増大させるようにＤＣ−ＤＣコンバ
ータ２１を介して燃料ポンプ７０回転数を向上させる。 さらに、制御装置１６は、回転センサ１７により検出さ
れたエンジン回転数とエアフローメータ１４とにより検
出された吸入空気量から演算された噴射時期及び噴射量
に応じて、燃料噴射弁４の噴射時期と噴射期間とを制御
している。 上記の基本動作を行う制御装置１６は、ＣＰＵ１６０、
制御プログラム及び燃料供給量を決定する印加電圧上燃
料噴射量との関係をマツプ形式で記憶したＲＯＭ１６１
、入力データ及び−時記憶データを記憶するＲＡＭ１６
２、入出力インタフェース１６３．１６４とで構成され
ている。 尚、１８は吸気弁、１９は排気弁、２０は点火プラグを
示す。 次に、本装置の作動を制御装置１６のＣＰＵ１６０の処
理手順をフローチャートにしたがって説明する。 （１）燃料ポンプの電圧制御 燃料ポンプの電圧制御は、第２図のプログラムにしたが
って、行われる。本プログラムは、回転センサ１７の出
力する１８０度クランク角信号に同期して、繰り返し実
行される。 ステップ１００では、エアフローメータ１４の出力する
吸入空気量Ｑが読込まれる。 次のステップ１０２では、本プログラムの起動間隔、即
ち、回転センサ１７の出力する１８０度クランク角信号
の周期が測定され、その間隔から現在のエンジン回転数
ＮＢが演算され、この値はＲＡＭ　１６２に記憶される
。 次に、ステップ１０４において、吸入空気量口とエンジ
ン回転数ＮＢとから１回転当たりの吸入空気量ＱＮが演
算される。この１回転当たりの吸入空気量口Ｎは、吸気
通路２の圧力に対応している。 次に、ステップ１０６に移行して、後述するプログラム
で決定された燃料噴射時間Ｔ及びエンジン回転数ＮＢか
ら単位時間当たりの燃料噴射量（燃料消費量）ｑが演算
される。この時、燃料噴射量ｑには非同期噴射による燃
料噴射量も考慮される。 次に、ステップ１０８に移行して、加速センサ２６の出
力値（スロットル弁１５の開度速度）　ＶＴＡが入力さ
れる。 次に、ステップ１１０１．：おいて、スロットル弁１５
の開度速度ＶＴＡが所定値α以上か否かが判定される。 スロットル弁１５の開度速度ＶＴ＾が所定値α以上でな
い場合には、ステップ１１２において、第４図に示す特
性により、燃料噴射量ｑに大略比例してＤＣ−ＤＣコン
バータ２１から燃料ポンプ７のモータに印加される電圧
Ｖ、が決定される。尚、吸気通路２の圧力が高い場合に
は、吸気通路２の圧力に対する燃圧の相対圧が一定でも
、燃圧の絶対値は高くなるので、燃料ポンプ７の負荷が
増大する。 したがって、吸気通路２の圧力に対する印加電圧Ｖ、の
補正も行われる。 又、ステップ１１０において、スロットル弁１５の開度
速度ＶＴＡが所定値α以上と判定された場合には、ステ
ップ１１４において、第５図に示す特性によって、燃料
噴射量ｑに対して、スロットル弁１５の開度速度ＶＴＡ
と、エンシフ１回転当たり吸入空気量ＯＮにより補正さ
れた印加電圧Ｖｐが演算される。 次に、ステップ１１６において、印加電圧ＶＰに対応し
たＤＣ−ＤＣコンバータ２１の制御のためのデユーティ
比０が演算される。 次に、ステップ１１ｇにて、そのデユーティ比りに対応
した制御信号がＤＣ−ＤＣコンバータ２１に出力される
。この結果、燃料ポンプ７に印加される平均電圧が制御
されることで、現在のエンジン１の負荷状態における最
適な燃料ポンプ７による燃料供給量が実現される。 （２）非同期噴射制御 非同期噴射制御は、第３図のプログラムにしたがって実
行される。本プログラムは同期燃料噴射周期に比べて十
分に短い周期で繰り返し実行される。 ステップ２００において、スロットル弁１５の開度速度
ＶＴＡが所定値α以上か否かが判定される。スロットル
弁１５の開度速度ＶＴＡが所定値α以上でない場合には
、本プログラムによる非同期噴射は実行されない。 一方、スロットル弁１５の開度速度ＶＴＡが所定値α以
上の場合には、ステップ２０２において、スロットル弁
１５の開度速度ＶＴＡが所定値αを越える前、即ち、加
速前の時の印加電圧ＶＰＯから吸気通路２の圧力に対応
した１回転当たりの吸入空気量ＯＮによる相違を考慮し
て、燃料供給量口、が求められる。 加速前の印加電圧ｖ２゜を用いるのは、加速当初では、
燃料供給量Ｑｐの立ち上がりが遅れるので、加速前の印
加電圧ＶＰＯの方が、現在の燃料供給量を良く表してい
るからである。 次に、ステップ２０４において、現在の燃料供給量Ｑ、
と現在の燃料噴射量ｑとの差として、燃料余剰量れが演
算される。 次に、ステップ２０６でその燃料余剰量０３とスロット
ル弁１５の開度速度ＶＴＡとから、第６図に示す特性に
より、非同期噴射パルス幅τえが演算される。 そして、ステップ２０８において、噴射弁４がステップ
２０６で決定された非同期噴射パルス幅τ。 の期間だけ開弁されて、本プログラムは終了する。 尚、ステップ２０２における演算は、スロットル弁１５
の開度速度ＶＴＡが所定値αを越えている場合に、所定
の設定された微小タイミングで繰り返し実行され、繰り
返し非同期噴射が行われる。この時、燃料供給量Ｑｐは
印加電圧の変化に対して、所定の時定数で指数関数的に
遅れて立ち上がるので、関数Ｇをその特性を近似する時
間変数を含む関数としでも良い。 （３）同期噴射制御 同期噴射はエンジンの１回転に１回噴射される。 同期噴射パルス幅τ、は以下の様に求められる。 現在のエンジン回転数ＮＥがＲＡＭ　１６２から読み取
られ、エアーフローメータ１４から吸入空気量Ｖが読み
取られ、スロットルセンサ２５の各出力信号が読み取ら
れる。又、図示しない各種のセンサから冷却水温、吸入
空気温、バッテリ電圧、スタータスイッチの状態等が読
み込まれる。そして、これらの入力値に基づいて、良く
知られたように、燃料噴射弁４の噴射時間Ｔを制御する
ための噴射パルス幅τが演算される。尚、噴射パルス幅
τのうち、基本パルス幅は吸入空気量Ｖとエンジン回転
数ＭＥとから決定され、噴射パルス幅の補正項又は補正
係数は、他の出力値から予めＲＯＭ　１６１に記憶され
たデータマツプを参照して決定される。 又、この同期噴射パルス幅τ３にステップ２０６で求め
られるパルス幅τ、を加算する補正を更に行っても良い
。 （４）特性図による作動説明 上記のように、加速当初において、現実の燃料供給量が
燃料要求量に高速に応答できないため、吸気負圧と燃料
圧力との差が第７図（ｅ）に示すように低下するが、そ
の燃圧の低下量に応じて、更に、第７図（ａ）に示すよ
うに、噴射時間が増量補正される。この結果、実際の燃
料噴射量は、エンジン１の燃料要求量に等しくなり、第
７図Ｇに示すように、空燃比Ａ／Ｆはリーンにはならな
い。よって、加速時のエンジン１０回転数上昇の応答性
が、第７図（１）に示すように、良くなる。 尚、上記の実施例では、検出手段は、燃料供給量の応答
遅れを考慮して、印加電圧から現実の燃料供給量を予測
し、噴射時間から知られる燃料噴射量との差、即ち、燃
料余剰量を予測し、その燃料余剰量により燃圧を予測し
ている。しかし、燃料ポンプ７から燃料噴射弁４に供給
される燃料の圧力を直接測定する手段で構成しても良い
。 又、加速検出に、スロットル弁１５の開度速度ＶＴＡを
用いているが、アイドルスイッチの状態、吸気道路２の
負圧の単位時間当たりの変化量、エンシフ１０１回転当
たりの吸入空気量の単位時間当たりの変化量、同期噴射
時間の単位時間当たりの変化量を用いても良い。又、加
速時の噴射時間の増量補正には、上記の変化量を用いた
補正を行っても良い。

【発明の効果】

本発明は、内燃機関が加速状態にある場合に、燃料ポン
プによる燃料供給量の増加と燃料噴射弁による燃料噴射
量の増加との応答速度の差によっ生じる、燃料ポンプに
より燃料噴射弁に供給される燃料の、圧力の低下量に関
連した値を検出し、その燃料の圧力の低下量に応じて、
内燃機関が加速状態にある時の燃料噴射量を増量補正す
るようにしている。 したがって、加速時において、燃圧低下に伴う燃料噴射
量の低減が防止され、加速性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な一実施例に係る燃料ポンプ制
御装置を含む燃料供給系統の全体を示した構成図、第２
図、第３図は同実施例装置の制御装置のＣＰｔ１の処理
手順を示したフローチャート、第４図、第５図は、燃料
噴射量と印加電圧との関係を示した特性図、第６図はス
ロットル弁の開度速度と非同期噴射パルス幅との関係を
示した特性図、第７図（ａ）〜（ｉ）は、本実施例装置
の動作特性を示したタイミングチャート、第８図（ａ）
〜（ｉ）は従来装置の動作特性を示したタイミングチャ
ートである。 １・・−エンジン２・・−・吸気通路４・・°゛燃料噴
射弁５・・・・燃料供給通路　６“・・・燃料タンク７
・−燃料ポンプ１０　・−″リターン通路１１−−°・
圧カレギ二レータ　１２°゛°温度センサ１４　“゛エ
アフローメータ　１６・・・°制御装置２４−・ＩＳＣ
弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の燃料要求量に応じて、燃料ポンプによる燃料
   噴射弁への燃料供給量を制御すると共に燃料噴射弁によ
   る燃料噴射量を制御し、前記内燃機関が加速状態である
   場合には、その加速量に応じて燃料噴射量を補正する燃
   料噴射制御装置において、 前記内燃機関が加速状態にある場合に、前記燃料ポンプ
   による燃料供給量の増加と前記燃料噴射弁による前記燃
   料噴射量の増加との応答速度の差によって生じる前記燃
   料ポンプにより前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力
   の低下量に関連した値を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された前記燃料の圧力の低下量
   に応じて、前記内燃機関が加速状態にある時の前記燃料
   噴射量を増量補正する補正手段とを有する燃料噴射制御
   装置。