JPH0559259B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射量制御方法に係
り、特に、電子制御式燃料噴射装置が搭載された
車両用エンジンにおいて、燃料噴射装置による最
大燃料噴射量をエンジン回転数に応じて設定し、
最大燃料噴射量以下に制限された燃料噴射量を基
に、空燃比を設定値に維持するフイードバツク制
御を行なうのに好適な内燃機関の燃料噴射量制御
方法に関する。

〔発明の背景〕

電子制御式燃料噴射装置が搭載された車両用エ
ンジンにおいて、エンジン回転数とエアフロメー
タの検出出力による吸入空気量により基本燃料噴
射量を求めると共に、基本燃料噴射量に基づく燃
料噴射量の上限値を示す最大燃料噴射量をエンジ
ン回転数に応じて設定し、最大燃料噴射量以下に
制限された燃料噴射量を基に、空燃比を設値値、
例えば理論空燃比に維持するフイードバツク制御
が行なわれていた。空燃比を理論空燃比近傍にフ
イードバツク制御すれば、排気系に設けられた三
元触媒により排気ガスを浄化することができる。

ところが、高地走行時には、第１図に示される
ように、エアフロメータの検出出力による吸入空
気量（特性Ｃ）と空気密度の低下により減量した
吸入空気量（特性Ｂ）との間に偏差が生じるの
で、そのままの状態で空燃比を理論空燃比（Ａ／
Ｆ＝14.7）に制御すると、空燃比Ａ／Ｆが過濃と
なる。例えば、第２図に示されるように、平地に
おける理論空燃比Ａ／Ｆ＝14.7のときの空気過剰
率λ＝1.0としたとき、1600ｍの高地における空
気過剰率λは0.91程度となる。

そこで、特性Ｃと特性Ｂとの偏差に対応した燃
料減量値を示す高地補償値により前記燃料噴射量
を下げる補正が行なわれていた。即ち、高地走行
時には、エアフローメータの検出出力が、第１図
の特性Ｃに示される吸入空気量になつた場合、特
性Ｃと特性Ｂとの偏差に対応した燃料量だけ燃料
噴射量を減量する制御が行なわれていた。この高
地補償値は、第２図に示されるように、高度に応
じて空燃比Ａ／Ｆが過濃となるのを補正する設定
値として、平地におけるフイードバツク空燃比
Ａ／Ｆを基にした方法などによつて定められてい
る。そして、大気圧を検出する大気圧センサの検
出出力等に基づいて高度に応じて高地補償値を可
変し、燃料噴射量を下げる補正が行なわれてい
た。

このように、高地走行時に、燃料噴射量のレベ
ルを下げることにより、高地走行時にも空燃比
Ａ／Ｆが過濃となることが防止できる。

しかし、前記高地補償値は、エアフロメータの
検出出力に応じて一律に変化する値で定められて
いたので、従来の方法が適用されたシステムで
は、高地走行時、スロツトルバルブが全開となる
高負荷時に空燃比Ａ／Ｆが過濃となり、ドライバ
ビリテイが悪化したり、エミツシヨン性能が悪化
したりする不具合があつた。

即ち、高地と平地とではエアフロメータの脈動
によつてエアフロメータの出力が異なり、特にス
ロツトバルブ全開時にはその変動が大きくなる。
例えば、高地では空気密度の低下により、エアフ
ロメータの検出出力が第１図の特性Ａのようにな
る。この場合、特性Ａと特性Ｂとの差に応じて燃
料噴射量を補正する必要があるが、従来は、特性
Ｃと特性Ｂとの差に応じて燃料噴射量が補正さ
れ、特性Ａと特性Ｃとの偏差分に対応して空燃比
が濃くなる。

このような特性Ａと特性Ｂとの差は、エアフロ
メータの脈動によつて生じる。即ち、空気密度の
低下の影響は、単純な密度変化による吸入空気量
の減少だけではなく、エアフロメータの脈動にも
影響する。この影響は、高地と平地とで比較する
と、特にスロツトルバルブ全開のような高負荷時
に大きい。そのため、高地走行時、スロツトルバ
ルブが全開状態になつたときには、平地走行時の
エアフロメータの検出出力に基づいて設定された
高地補償値によつて燃料噴射量を減量するように
しても、燃料噴射量が充分減量されず空燃比が過
濃となる。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたも
のであり、その目的は、スロツトルバルブが全開
状態となつた高地走行におけるドライバビリテイ
の向上及びエミツシヨン性能の向上を図ることが
できる内燃機関の燃料噴射量制御方法を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するために本発明は、エンジン
回転数とエアフロメータの検出出力による吸入空
気量により基本燃料噴射量を求めると共に、基本
燃料噴射量に基づく燃料噴射量の上限値を示す最
大燃料噴射量をエンジン回転数に応じて設定し、
最大燃料噴射量以下に制限された基本燃料噴射量
を基に、空燃比を設定値に維持するフイードバツ
ク制御を行い、 高地走行時、エアフロメータの検出出力による
吸入空気量と空気密度の低下により減量した吸入
空気量との偏差に対応した燃料減量値を示す高地
補償値により前記基本燃料噴射量を設定する補正
を行う内燃機関の燃料噴射量制御方法において、 高地走行時、スロツトルバルブ全開に相当する
運転状態となつたときには、前記最大燃料噴射量
の設定値を所定レベル下げ、高地走行における高
負荷時の空燃比を設定値に維持する制御を行うこ
とを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

第３図には、本発明が適用された車両用エンジ
ンの制御システムの構成が示されている。

第３図において、エンジン１０の吸気系にはエ
アクリーナ１２からの吸入空気量を検出するエア
フロメータ１４、吸気温を検出する吸気温センサ
１６、アクセルペダル１８の作動に応動するスロ
ツトルバルブ２０の開度を検出するスロツトルセ
ンサ２２が設けられている。エアクリーナ１２を
介して供給される吸入空気はエアフロメータ１
４、スロツトルバルブ２０を介してインテイクマ
ニホールド２４に供給され、インテイクマニホー
ルド２４近傍に配設された燃料噴射弁２６から噴
射される燃料と混合し、吸気バルブ２８を介して
燃焼室３０に供給される。燃焼室３０に供給され
た混合気は、シリンダヘツド３２に設けられた点
火プラグ３４により燃焼され、排気バルブ３６を
介して排気管３８に排出される。排気管３８に排
出された排気ガスは、排気管３８に配設される三
元触媒コンバータ（図示省略）を介して排出され
る。この排気管３８には、排気ガス中の酸素濃度
を検出する酸素濃度センサ（以下O₂センサと称
する）４０が設けられている。

又、排気管３８と吸気系のサージタンク４２と
の間には排気ガス再循環通路を形成する管４４が
設けられており、この管４４の途中にはデユーテ
イ制御形式の排気ガス再循環制御弁４６が設けら
れている。この排気ガス再循環制御弁４６は、後
述する制御装置からの制御信号によつて作動し、
管４４を介してサージタンク４２に戻される排気
ガスの流量を制御することができる。

又、吸気系には、吸気チユーブ４６とサージタ
ンク４２とに連通してエアバイパス通路を形成す
るバイパス管４８が設けられており、サージタン
ク４２には、バイパス管４８内を流れる吸入空気
の流量を制御するバイパス流量制御弁５０が設け
られている。

又、イグニツシヨンコイル５２からの点火信号
を各気筒の点火プラグに分配して供給するデイス
トリビユータ５４には、エンジンのクランク軸５
６の回転角度を検出する回転角センサ５８が内蔵
されている。

又、エンジン１０のシリンダブロツク６０に
は、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ６
２が設けられている。

なお、燃料噴射弁２６には、燃料タンク６４に
貯留された燃料がポンプ６６を介して供給され
る。

エアフロメータ１４、吸気温センサ１６、スロ
ツトルセンサ２２、O₂センサ４０、回転角セン
サ５８、水温センサ６２など、エンジンの各種運
転状態を検出するセンサの検出出力が制御装置６
８に供給されている。又、本実施例においては、
大気圧を検出する大気圧センサ７０が設けられて
おり、大気圧センサ７０の検出出力も制御装置６
８に供給されている。

制御装置６８はマイクロコンピユータで構成さ
れており、その一例が第４図に示されている。

本実施例における制御装置６８は、CPU７２、
ROM７４、RAM７６，７８、Ａ／Ｄ変換器８
０、Ｉ／Ｏポート８２から構成されており、各部
がバスライン８４で接続されている。Ａ／Ｄ変換
器８０はマルチプレクサを有し、RAM７８は制
御装置６８への通電停止後も記憶内容を保持する
メモリで構成されている。

エアフロメータ１４、吸気温センサ１６、水温
センサ６２、大気圧センサ７０の検出出力はＡ／
Ｄ変換器８０に供給されており、回転角センサ５
８、O₂センサ４０、スロツトルセンサ２２の検
出出力はＩ／Ｏポート８２に供給されている。一
方、バイパス流量制御弁５０、イグニツシヨンコ
イル５２、燃料噴射弁２６、排気ガス再循環制御
弁４６には、Ｉ／Ｏポートからの制御信号が供給
されている。

又、ROM７４には、各種制御を行なうための
制御プログラム、エンジン回転数に対応した最大
燃料噴射量の数値データ、高地補償値の数値デー
タなど各種の数値データが格納されている。

このように構成された制御装置６８は、エアフ
ロメータ１４の検出出力による吸入空気量と回転
角センサ５８の検出出力によるエンジン回転数に
より基本燃料噴射量を算出することができる。
又、吸気温センサ１６の検出出力による吸気温度
と、水温センサ６２の検出出力によるエンジン水
温と、O₂センサ４０の検出出力による酸素濃度
とに応じて基本燃料噴射量を補正し、空燃比Ａ／
Ｆを理論空燃比近傍の設定値にフイードバツク制
御することができる。なお、このときの燃料噴射
量は最大燃料噴射量以下に制限された燃料噴射量
であり、最大燃料噴射量以下に制限された燃料噴
射量を基に空燃比を設定値に維持するフイードバ
ツク制御が行なわれる。

又、スロツトルセンサ２２の検出出力によりス
ロツトルバルブ２０が全閉状態になつたことが検
出されたときには、吸気温センサ１６と水温セン
サ６２の検出出力に応じた制御信号がバイパス流
量制御弁５０に供給され、吸気温、エンジン水温
に応じたバイパス吸入空気量が、バイパス管４
８、バイパス流量制御弁５０を介してエンジン１
０に供給される。そして、このときのバイパス吸
入空気量に応じた燃料が燃料制御弁２６から噴射
されてエンジンが制御される。

又、制御装置６８は、前記CPU７２によつて
算出された燃料噴射量と回転角センサ５８の検出
出力によるエンジン回転数及びクランク角と、吸
気温センサ１６の検出出力による吸気温度に基づ
いた最適点火時期の数値データをROM７４から
読み出し、この数値データに応じた制御信号を
Ｉ／Ｏポート８２を介してイグニツシヨンコイル
５２に供給し、各気筒の点火プラグを最適点火時
期で点火させることができる。

ここで、本発明は、高地走行時エアフロメータ
１４の検出出力による吸入空気量と空気密度の低
下により減量した吸入空気量との偏差に応じた燃
料減量値を示す高地補償値により噴射量を減量す
る補正を行なうと共に、スロツトルバルブ２０が
全開状態になつたときには、最大燃料噴射量の設
定値を所定レベル下げることを特徴とするところ
から、本実施においては、前記高地補償値に対応
した第１の高地補償レベルと、最大燃料噴射量の
設定値を所定レベル下げる第２の高地補償レベル
がROM７４に格納されている。この第１及び第
２の高地補償レベルは大気圧センサ７０の検出出
力に基づいて算出されたもの又は平地走行におけ
るフイードバツク制御空燃比を基に高地走行時の
補正値として予め計算されたものである。

以下、本発明に係る作用をフローチヤートに基
づいて説明する。

第５図には、制御装置６８によつて行なわれる
処理ルーチンの一例が示されている。

第５図に示されるルーチンはクランク角に同期
したルーチンであつて、まずステツプ100におい
て、高地走行時には、ROM７４から第１、第２
の高地補償レベルがCPU７２に読み込まれ、ス
テツプ102に移る。ステツプ102において回転角セ
ンサ５８の検出出力に応じた最大燃料噴射量T_P
MAXの数値データがROM７４からCPU７２に
供給され、ステツプ104に移る。ステツプ104にお
いては、第１の高地補償レベルから定まる補正値
ｆ（FHAC）と最大燃料噴射量T_PMAXとの積算
が行なわれ、スロツトルバルブが全開状態になつ
たときの高地走行時における最大燃料噴射量ET_P
MAXを求める演算が行なわれる。即ち、最大燃
料噴射量の設定値を第２の高地補償レベルに下げ
る演算が行なわれる。

ステツプ104の後はステツプ106に移り、回転角
センサ５８の検出出力とエアフロメータ１４の検
出出力とに基づく現時点の基本燃料噴射量T_Pを
算出しステツプ108に移る。

ステツプ108においては、ステツプ106で算出さ
れた基本燃料噴射量T_P＜ステツプ104で算出され
た最大燃料噴射量ET_PMAXが否かの判定を行な
う。このステツプでYESと判定されT_P＜ET_P
MAXのときにはスロツトルバルブ２０が全開状
態でないとして他の処理に移る。

一方、ステツプ108でNOと判定され、T_Pが
ET_PMAXより大きい場合にはスロツトルバルブ
２０が全開状態であるとしステツプ110に移る。

ステツプ110においては、ステツプ104で算出さ
れた最大燃料噴射量ET_PMAXを基本燃料噴射量
T_Pにセツトする。そして、ステツプ104で算出さ
れた最大燃料噴射量ET_PMAX以下に制限された
燃料噴射量を基に空燃比を設定値に維持するフイ
ードバツク制御が行なわれる。

このように本実施例においては、高地走行時に
燃料噴射量が第１の高地補償レベルによつてその
値が下げられると共に、スロツトルバルブ２０が
全開状態になつたときには、最大燃料噴射量が第
２の高地補償レベルによつて下げられる。そのた
め、スロツトルバルブ２０が全開であつても、吸
入空気量が第１図のＤ点に示される吸入空気量に
相当する吸入空気量とされると共に、この吸入空
気量に応じた燃料噴射量によつて空燃比が設定値
に維持される制御が行なわれるので、高地走行時
スロツトルバルブ２０が全開状態になつても、空
燃比が過濃にならず空燃比を設定値に維持するこ
とができ、スロツトルバルブ２０が全開状態にな
つたときの高地走行時にもドライバビリテイの向
上及びエミツシヨン性能の向上を図ることができ
る。

第６図には、本発明の他の実施例の作用を説明
するためのフローチヤートが示されている。

第６図に示される処理ルーチンもクランク角に
同期して行なわれる。まずステツプ200において、
高地走行時には、ROM７４から第１の高地補償
レベルを取り込むと共に、回転角センサ５８の検
出出力による最大燃料噴射量の数値データを
ROM７４から取り込みステツプ202に移る。

ステツプ202においては第１の高地補償レベル
が基準値Ａよりも小さいか否かの判定を行なう。
この基準値Ａは、例えば1600ｍの高地においてス
ロツトルバルブ２０が全開状態になつたときの適
合空燃比Ａ／Ｆが13.0の場合には、スロツトルバ
ルブ２０全開時のエミツシヨン性能の限界値が空
燃比Ａ／Ｆで12となるので、適合空燃比Ａ／Ｆよ
りも８％過濃な値に定められている。

ステツプ202でYESと判定された場合にはステ
ツプ206に移り、ステツプ202でNOと判定された
場合にはステツプ204に移る。即ち、ステツプ204
においてはステツプ202で第１の高地補償レベル
が基準値Ａよりも大きいと判定されたので、スロ
ツトルバルブ２０が全開状態となつたときの補償
を行なうための演算が行なわれる。即ち、ROM
７４から第２の高地補償レベルを取り込み、ステ
ツプ200で求められた最大燃料噴射量T_PMAXと
第２の高地補償レベルとの積算が行なわれ、補正
された最大燃料噴射量ET_PMAXの演算が行なわ
れる。このときの第２の高地補償レベルは、第１
の高地補償レベルによつて補正された燃料噴射量
T_Pをさらに８％低くするために0.92程度の数値が
用いられる。ステツプ204の後はステツプ206の処
理に移る。ステツプ206においては、回転角セン
サ５８とエアフロメータ１４の検出出力により現
時点の基本燃料噴射量T_Pの演算が行なわれステ
ツプ208に移る。ステツプ208においては、ステツ
プ206で算出した基本燃料噴射量T_P＜ステツプ
204で算出された最大燃料噴射量ET_PMAXか否
かの判定を行なう。ステツプ208でYESと判定さ
れた場合には他の処理に移り、NOと判定された
場合にはステツプ210の処理に移る。ステツプ210
においては、ステツプ204で算出された最大燃料
噴射量ET_PMAXの数値を基本燃料噴射量T_Pとし
てセツトし、ステツプ204で算出された最大燃料
噴射量ET_PMAX以下に制限された燃料噴射量を
基に、空燃比を設定値に維持する制御が行なわれ
る。

本実施例においても、前記実施例と同様スロツ
トルバルブ２０が全開状態となつた高地走行時で
も、エアフロメータ１４の検出出力が第１図に示
されるＤ点に相当する吸入空気量と、この吸入空
気量に対応した燃料噴射量を基に空燃比が設定値
に維持されるので、スロツトルバルブ２０が全開
状態となつたときの高地走行時にも空燃比が過濃
とはならず、ドライバビリテイの向上及びエミツ
シヨン性能の向上を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、高地走行
時、スロツトルバルブ全開状態になつたときに
は、第１の高地補償レベルによつて補正された燃
料噴射量が第２の高地補償レベルによつてさらに
下げられ、高地走行における高負荷時の空燃比を
設定値に維持する制御が行なわれるので、スロツ
トルバルブが全開状態になつた高地走行時のドラ
イバビリテイの向上及びエミツシヨン性能の向上
を図ることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はエアフロメータの検出出力と吸入空気
量との関係を示す線図、第２図は高度と空燃比と
の関係を示す線図、第３図は本発明が適用された
車両用エンジンの制御システム構成図、第４図は
第３図に示す制御装置の構成を説明するための構
成図、第５図は本発明の一実施例を示すフローチ
ヤート、第６図は本発明の他の実施例を示すフロ
ーチヤートである。 １０……エンジン、１４……エアフロメータ、
１６……吸気温センサ、２０……スロツトルバル
ブ、２２……スロツトルセンサ、２６……燃料噴
射弁、４０……O₂センサ、５８……回転角セン
サ、６２……水温センサ、６８……制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン回転数とエアフロメータの検出出力
   による吸入空気量により基本燃料噴射量を求める
   と共に、基本燃料噴射量に基づく燃料噴射量の上
   限値を示す最大燃料噴射量をエンジン回転数に応
   じて設定し、最大燃料噴射量以下に制限された基
   本燃料噴射量を基に、空燃比を設定値に維持する
   フイードバツク製御を行い、 高地走行時、エアフロメータの検出出力による
   吸入空気量と空気密度の低下により減量した吸入
   空気量との偏差に対応した燃料減量値を示す高地
   補償値により前記基本燃料噴射量を設定する補正
   を行う内燃機関の燃料噴量射制御方法において、 高地走行時、スロツトルバルブ全開に相当する
   運転状態となつたときには、前記最大燃料噴射量
   の設定値を所定レベル下げ、高地走行における高
   負荷時の空燃比を設定値に維持する制御を行うこ
   とを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法。