JPS58131330A - 電子制御燃料噴射装置 - 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】 コノ発明は、自動車において、スロットルバルブが全閉
時の空燃比を適正に制御し、燃焼を安定にして工／スト
の発生を防止する電子制御燃料噴射装置に関する。

従来の電子制御燃料噴射装置としては、例えば第１図の
燃料系統、第２図の空気系統、および電子制御系統を組
み合わせたものが知らねている。

第１図の燃料系統においては、燃料はツユエルタンク１
よりツユエルポンプ２で吸入され、加圧されて圧送され
る。次にツユエルダンパ３によりツユエルポンプ２で生
ずる燃料の脈動が減衰さハ、次いでツユエルフィルタ４
でゴミや水分が取り除かれ、プレッシャレギュレータ５
で一定の燃料圧力に調整された燃料が、機関６の各シリ
ンダ７の吸気弁８近傍においてインテークマニホールド
９に取り付けらねたインジェクタ（燃料噴射弁）　１０
から、所定の時期に、後述するようにコントロールユニ
ッ）２２で演算された所定の噴射ｔＴ（噴射時間）だけ
、噴射される。余剰燃料はプレッシャレギュレータ５か
らツユエルタンク１に戻される。

図中、１１はシリンダブロック、１２はシリンダブロツ
ク１１の冷却水温度を検出する水温センサ、１３は冷却
水０７Ｘ度が低温の時に機関を始動する際に開いて燃料
供給量を増量するためのコールドスタートバルブである
。

空気系統は第２図に示すように、空気はエアクリーナ１
４から吸い込まねて除塵さハ、エアフローメータ１５に
より吸入空気量Ｑが計量さね、スロットルチャンバ１６
においてスロットルバルブ１７により吸入空気量Ｑが加
減さね、インテークマニホールド９において、上述した
インジェクタ１０から噴射さハる燃料と混合され、混合
気が各シリンダ７に供給される。スロットルチャンバ１
６ニは、スロットルバルブ１７が開の時にオフ（ロー）
信号、閉の時にオン（）・イ）信号を出すスロットルス
イッチ１８が取り付けらね、１９はスロットルバルブ１
７が閉（すなわち、アイドリンク）の時の吸入空気のバ
イパス通路、加はそのバイパス通路１９の空気流ｍ’ｖ
調整するアイドルアジャストスクリュー、２１はエンジ
ン始動時およびその後の暖機運転中に補助的に空気ｆを
調整するエアレギュレータである。

次に電子制御系統は、コントロールユニット２２（第２
図）において、エアフローメータ１５からの吸入空気Ｊ
ｉｉＱ信号と機関６のクランク軸に取り付けられたクラ
ンクセンサ（図示しない）からの機関回転数Ｎ信号とを
受けて基本噴射量Ｔ。

Ｔｐ−Ｋ（Ｑ／Ｎ）　　（但し、Ｋは定数）（１）を演
算する。さらに機関や車両各部位の状態を検出した各種
情報を入力して、噴射量の補正を演算して、　　１１１
、゛　　−実際 の燃料噴射量Ｔを求め、このＴによりインジェクタ１０
ヲ各シリンダ同時に機関１回転につき１回駆動する。

各種補正を詳述すると、インジェクタ１０の駆動電圧の
変動による補正としてのバッテリ電圧補正Ｔ８は、第３
図に示すように、バッテリ電圧ＶＢに応じて、 Ｔｓ−ａ　＋　ｂ　（１４ＶＢ　）　　　　　　　　　
（２１（但し、ａ、ｂは定数）で与えられる。

機関が充分暖機されていない時の水温増量補正Ｆ、は、
水温に応じて第４図に示す特性図から求める。

円滑な始動性を得るため、および始動からアイドリンク
へのつなぎを円滑に行うための始動後増量補正ＫＡ　８
は、スタータモータがオンになった時の初期値ＫＡ８ｏ
が、その時の水温に応じて第５図に示す特性図から求め
らね、以後、時間の経過と共にＯに減少してい（。

暖機が充分行わねていない時の発進を円滑にするための
アイドル後増量補正ＫＡ４は、スロットルスイッチ１８
がオフとなつ１こ時の初期値ＫＡ１０が、その時の水温
に応じて第６図に示す特性図から求められ、以後、時間
の経過と共にＯに減少していく。

その他に、排気センサによる補正等を行う場合もある。

また、機関の始動時には次のような制御を行う。

Ｔ、　＝　Ｔｐ　Ｘ　（１＋ＫＡｓ　）　Ｘ　１．３　
＋　Ｔｓ　　　　（３１Ｔ　　＝＝　ＴＳＴ　ｘ　ＫＮ
ＳＴ　Ｘ　ＫＴＳＴ　　　　　　　　　　（４）の２つ
の値を演算し、大きい方を始動時の燃料噴射量とする。

但し、（４）式中のＴＳＴ　、　ＫＮＳＴ　、　ＫＴＳ
Ｔはそれぞれ水温、機関回転数、始動後経過時間に応じ
て、キれぞれ第７図、第８図、第９図の特性図から求め
られる。

しかしながら、このような従来の電子制御燃料噴射装置
にあっては、基本噴射ｔＴｐが、吸入空気ｆＱと機関回
転数Ｎに対して（１）式によりＴＰ＝Ｋ（Ｑ／Ｎ）に対
応した燃料を噴射する構成をとっているが、スロットル
バルブ１７が全閉の時（この時、スロットルを流れる空
気流は音速に等しい速さのソニック流ねとなり、吸入空
気量Ｑが一定となる。）には、ＴＰはＮに反比例するが
、しかしシリンダに吸入されるＱはＮには比例せず、空
燃比が過濃になり燃焼が不安定となる。特に、そのよう
な状態でクラッチを継ぐと、第１０図に示すように、ク
ラッチ接続と同時に機関回転数Ｎが２０Ｏｒｐｍ程度下
がり、一方吸入空気ｉｌＱは一定であり、基本噴射ｆ″
？Ｐが増加し、シリンダに入る空気量は第１０図のよう
に回転変化に対しおくわをもっているため空燃比が濃く
なり過ぎ、このためエンストヲ発生するという問題点が
あった。

この発明は、このような従来の間１を解消することを目
的とするものであり、そこでこの発明の特徴は、スロッ
トルバルブが全閉で機関が運転さ□ねている場合には、
機関回転数の下限値Ｎ、を選定しておき、例えばクラッ
チ接続時などに実際の機関回転数Ｎがこの下限値Ｎ１よ
り低くなった時に、基本噴射量Ｔ、をＮに代わってＮ、
−４用いて算出し、燃料噴射量を制御することにより、
スロットルバルブ全閉時の低回転時の空燃比の過濃によ
る燃焼の不安定を防止し、特に、このような状態でクラ
ッチを接続した時のエンストの発生を防止するものであ
る。

以下、この発明の実施例を、図面に基づいて説明する。

第１１図は、この発明の電子制御燃料噴射装置の一実施
例を示すブロック図である。図において、２３はクラン
クセンサ、１５はエアフローメータ、２４は基準パルス
発生器で機関１回転毎に基準パルスを発生し、　１８は
スロットルスイッチである。

５はコントロールユニット、２６はパルスカウンタで、
クランク七ンサ乙からの機関回転１°毎のパルス信号を
カウントして、機関回転数Ｎを出力する。都は比較器で
、パルスカウンタ２６からの機関回転数Ｎ信号とその機
関回転数の下限値Ｎ１（例えば５００　ｒｐｍ　）信号
とを入力して比較し、その大きい方（すなわち、Ｎ≧Ｎ
１であねばＮ、Ｎ、）ＮであればＮ１）を出力する。沼
はＡ／Ｄ変換器で、エアフローメータ１５からの吸入空
気量信号をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値の吸入空気量Ｑ
信号を出力する。比較器ｎの出力信号とパルスカウンタ
２６の出力とそしてＡ／Ｄ変換器路の出力は、共に演算
回路器に入力され、この演算回路器では、スロットルス
イッチ】８のオン・オフの状態および比較器２７の出力
（ＮまたはＮ、）に応じて、前述の（１）式に従って基
本噴射量ＴＰが演算さね、さらにこのｆｐＹ基にして前
述した種々の補正を施して、スロットルバルブ全閉時の
実際の燃料噴射量Ｔが、Ｔ　＝　Ｔ、（Ｆｔ＋ＫＡ、＋
心、ｔ）＋Ｔｓ　　　　　（５）によって演算さハ、こ
のＴが出力される。

側はレジスタで、演算回路器の出力値を転送して一時格
納する。３１はクロックパルス発生器、３２はカウンタ
で、クロックパルス発生器３１がらのクロックパルスを
カウントし、かつ基準パルス発生器２１からの基準パル
スによりカウント値がリセットされる（０になる）。３
３は比較器、３４はトランジスタ、】０はインジェクタ
である。比較器３３は基準パルス発生器２，１からの基
準パルスが入力されると、トランジスタ３４ヲオフにし
、インジェクタ１０を開いて燃料の噴射を開始させると
共に、レジスタ加の値（すなわち燃料噴射量Ｔ）とカウ
ンタ３２の値とを比較しく比較の初期は、レジスタ加の
値〉カウンタ３２の値である。）、カウンタ３２の値が
大きくなって、レジスタＩの値＝カウンタ３２の値とな
った所でトランジスタ３４ヲオンにし、インジェクタ１
０ヲ閉じて燃料の噴射を終了させる。従ってインジェク
タ１０は、基準パルス発生器２４から基準パルスが発せ
られてから燃料噴射量ＴＫ対応した時間の間だけ開き、
すなわち機関の１回転毎に燃料噴射Ｊ＃Ｔだけ燃料が噴
射される。

次に作用を、第１１図のブロック図、第１２図のフロー
チャートおよび第１３図の波形図により説明する。

クランクセンサｎからの機関回転１°毎の信号が、パル
スカウンタ２６により機関回転数Ｎ信号に変えらねて、
スロットルスイッチ１８のオフ端子と比較器２７に与え
らねる。エアフローメータ１５の検出信号は、Ａ／Ｄ変
換器あによりディジタル値の吸入空気ｔＱ傷信号変換さ
れて、演算回路器に与えられる。

スロットルスイッチ１８がオンかオフかを判別し８ （第１２図ステップ４０）、スロットルスイッチがオフ
、すなわちスロットルバルブ１７が開の時は、機関回転
数Ｎと吸入空気量Ｑを基にして、（１１式により基本噴
射量Ｔ、が演算回路器において演算される（ステップ４
１　）。

ステップ４０でスロットルスイッチ１８がオン、すなわ
ちスロットルバルブ１７が閉の時は、比較器２７におい
て、実際の機関回転数Ｎと予め設定さｔｌだ下限値ＮＩ
（例えば５００　ｒｐｍ　）が比較さね（ステップ４２
）、ＮがＮ、以上の時はＮに基づいてＴＰが演算される
（ステップ４１）。スロットルバルブ全閉時に、例えば
クラッチを接続するなどによって、実際の機関回転数Ｎ
が下限値Ｎ、より低くなった場合は、下限値Ｎ、？基に
してＴｐ＝　Ｋ　（Ｑ／　Ｎｔ　）が演算される（ステ
ップ４３）。

ステップ４１またはステップ４３で演算さゎた基本噴射
ｆＴ”ｐを基に、演算回路四において燃料噴射量゛ｒを
（５）式により演算しくステップ４４）、このＴをレジ
スタ（資）に転送して一時格納する（ステップ４５、第
１３図（ｂ））。一方、基準パルス発生器２４の基準パ
ルス（第１３図（ａ））によってカウンタ３２がリセッ
トされる（第１３図（Ｃ））と同時に、比較器３３にも
基準パルスが入力さハ、トランジスタ３４′８′オフに
して、インジェクタ１０ヲ開き（第１３図（ｄ））、燃
料噴射を開始する。次いで、時間の経過と共にカウンタ
３２の値が増加しく第１３図（Ｃ））、比較器３３にお
いてレジスタ側の値＝カウンタ３２の値となった所でト
ランジスタ３４がオンになり、インジェクタ１０が閉じ
て（第１３図（ｄ））、燃料噴射が終了する。

このような、スロットルスイッチ１８のオン・オフのｆ
ＪＪ別、スロットルスイッチ１８がオンの時のＮとＮ、
との比較、およびＮまたはＮ１の大きい方にょるＴＰお
よびＴの演算と制御が、機関の１回転毎に行われる。

以上説明したように、この発明によれば、スロットルバ
ルブ１７が全閉の場合に、例えばクラッチ接続などによ
って機関回転数が予め設定しである下限値Ｎ１よりも低
くなった時には、この下限値Ｎ１を用いて基本噴射量Ｔ
Ｐ””Ｋ　（Ｑ／Ｎ、　）およびこのＴｐ％’基に燃料
噴射量Ｔ（（５）式）を求めて、このＴによりインジェ
クタ１０を開いて燃料噴射を行うようにしたので、スロ
ットルバルブ全閉時に機関回転数が著しく低（、下限値
以下に低下した場合でも基本噴射量ＴＰ、従って燃料噴
射量Ｔが大きくなり過ぎることが防止され、低回転時の
空燃比が過濃になることが防止され、低回転時の燃焼が
安定し、特に低回転時にクラッチを接続した時のエンス
トの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子制御燃料噴射装置の燃料系統の構成
図、第２図は従来装置の空気系統の構成図、第３図はバ
ッチＩＪ　電圧とバッテリ電圧補正値の関係を示す特性
図、第４図は水温と水温増量補正値の関係を示す特性図
、第５図は水温と始動後増蓄補正の初期値の関係を示す
特性図、第６図は水温とアイドル後増量補正の初期値の
関係を示す特性図、第７図は水温と補正値ＴＳＴの関係
を示す特性図、第８図は機関回転数と補正値ＫＮＳＴの
関係を示す特性図、第９図は始動後経過時間と補正値Ｋ
ＴＳＴの関係を示す特性図、第１０図は従来装置のクラ
ッチ接続時の機関回転数と吸入空気量の変化を示す図、
第１１図はこの発明の電子制御燃料噴射装置のブロック
図、第１２図は第１１図の装置の作用を説明するフロー
チャート、第１３図は第１１図の装置の主要部の出力波
形図である。 １０・・・・・・インジェクタ、 １５・・・・・エアフローメータ、 １７・・・・・・スロｙ）ルバルブ、 １８・・・・・・スロットルスイッチ、２３・・・・・
・クランクセンサ、 ２４・・・・・・基準パルス発生器 ５・・・・申・コントロールユニット、２７・・・・・
・比較器、　　　加・・・・・・演算回路、（９）・・
・・・・レジスタ、 ３１・・・・・・クロソクハルス発生器、３２・・・・
・・カウンタ、　　３３・・・・・・比較器、３４・・
・・・・トランジスタ、Ｔ・・・・・・燃料噴射量、Ｔ
Ｐ・・・・・・基本噴射量、　Ｑ・・・・・・吸入空気
量、Ｎ・・・・・・機関回転数、 Ｎ１・・・・・・機関回転数の下限値 特許出願人 日産自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士　　　山　　本　　恵　　− １１．３　図 １？ パ、汚り電ＦＬｔ／５（ＦＪ 本４　図 氷温（匣 襄５　図 ７に　　ＪＬ　　　　ｃｃ〕 襄６　図 幕７閾 ７に：晃　（”Ｃン 襄８　図 穐ｖ１回紙数Ｎ（ｒｐ町 幕１２図 −１９１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関回転数Ｎを検出する手段と、機関への吸入空気ｔＱ
   ？検出する手段と、前記機関回転数Ｎ信号と予め設定さ
   ねた機関回転数の下限値Ｎ１信号とを比較してどちらか
   大きい方の信号を出力する比較手段と、スロットルバル
   ブの開閉を検出して信号を出力するスロットルスイッチ
   と、該スロットルスイッチが開信号を出力し１こ時機関
   回転数Ｎ信号または前記スロットルスイッチが閉信号を
   出力した時前記比較手段の出力信号および前記吸入空気
   ｔＱ倍信号入力して、燃料噴射量Ｔを演算し出力する演
   算手段と、該演算手段からの燃料噴射量１゛信号により
   燃料を噴射するインジェクタを駆動するインジェクタ駆
   動手段とから構成されることを特徴とする電子制御燃料
   噴射装置。