JPS58150042A

JPS58150042A - 内燃機関の電子制御燃料噴射方法

Info

Publication number: JPS58150042A
Application number: JP3284182A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kobayashi; 伸行小林; Toshiaki Isobe; 磯部　敏明; Takahide Hisama; 隆秀久間
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-03-02
Filing date: 1982-03-02
Publication date: 1983-09-06
Also published as: JPH0510490B2

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】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方法を備えた自動
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１過渡時は、エンジン運転状態に応
じて前記基本噴射量を補正することＫよって燃料噴射量
を決定すゐようにした内燃機関の電子制御燃料噴射方法
の改ｊＬＫＩＩする。

自動車用内燃機関等の内燃横開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、電子制御燃料噴射方法
を用いるものがある。これは、エンジン内に燃料を噴射
するためのインジェクタを。

例えば、エンジンの吸気マニホルド或いはスロットルボ
デーに、エンジン気筒数個或いは１個配設し、誼インジ
ェクタの開弁時間をエンジンの運転状＠に応じて制御す
ることＫ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Ｋ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Ｋした。い
わゆる吸入空気量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Ｋ１１ａいわゆる吸気管圧方式の電子制御燃
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
あシ、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Ｋなっている。

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１度変化し、ダイナミッ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、電気信号のビット長が長くなり、デジ
タル制御回路として高価なコンピュータを用いる必要が
ちゐ、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ろ必要
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ｇ、ａ気管圧力の変化量が２〜３倍穆度と少なく、
ダイナきツクレンジが狭いので。

１１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丸めの圧力センサ
も安価であるという特徴を有する。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１が低く、＊Ｋ。

加速時においては、吸気管圧力が増大しなければ燃料噴
射量が増えないため、空燃比が一時的にリーンとなって
、加速性能が低い−のであつ九、？：。

のような欠点を解消するべく、従来は、絞り弁に配設さ
れた櫛刃状のセンサから出力されるパルス列に応じて加
速増量を行うようＫしていたが、ドライバビリティを高
めるためには、増量の童を非常に大としなければならず
その場合には、空燃比がオーバーリッチとなって、排気
ガス中の一酸化炭素量が異常に増大し、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でき
なかつ九、これは、排気下流側に配設した酸素横変セン
サの出力信号に応じて燃料噴射量をフィードバック制御
するようＫした場合において亀、酸素濃度センナの応答
が遅い丸め、同様であ、＆、従って、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、排気ガス滲化対策が施された自動車用
エンジンに用いることは困−であると考えられていた。

又、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射方法忙おいては、
減速時には、吸気管圧力が減少しなければ、燃料噴射量
が減らない丸め、空燃比が一時的にリッチとなって、排
気ガス浄化性能も低いものであった。

本発明は、前記従来の欠点を解消すゐべくなされ九本の
で、加速時、減速時、及び、加減速か連続した場合に、
適切な増減量補正を行って、空燃比を理論空燃比近傍に
維持することができ、従って、＆好な加減速性能と排気
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。

本発明は、工ンジ／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１ＤＫ、応じて前記基本噴射量を補正することＫよ
っ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。

加速時に補正係数を増大し５次いで減衰する加速増量と
、減速時に補正係数を減小し１次いで回復する減速減量
とを行うと共に、加速増量と減速減量が重複し九場合は
、各々単’１ｊｉＫ求められ九加連増量と減速減量の加
算値により空燃比補正を裏打する。ようにして、前記目
的を達成し九ものである。

以下図面を参照して１本発明の実施例を詳細に説明すゐ
。

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
れ九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より堆入れられ
九吸入空気の温度を検出するための吸気温センナ１４と
、吸気通路１６中に配設され、運転席に配設され九アク
竜ルペダル（図示省略）と連動して開閉するようにされ
丸。

吸入空気の流量を制御するための絞り弁１８と。

該絞〕弁１８がアイドル開ｆＫあるか否かを検出するた
めのアイドル接点及び絞シ弁１８ＯＮ変に比例し九電圧
出力を発生するボテンシ薯メータをｔｔｒスロットルセ
ンサ２０と、サージタンク２２と、骸サージタンク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Ｋよって。

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の吸気ボートに向けて燃料を噴射するため
のインジェクタ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がら空燃比を機知する丸
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の途中に配設き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
回転するディストリビュータ軸を有するディストリビュ
ータ４０と、該ディストリビュータ４０に内蔵された。

前記ディストリビュ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、エンジンブロックに配設された。

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４８の出力軸の回転数から車両の走行速度を
検出する九めの車速センサ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、前記スロットルセンサ２０の出力、前記酸素濃度
センサ３４出力の空燃比、ａ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Ｋよって、
燃料噴射量を決定して前記インジェクタ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、前記スロットルセンサ
２０のアイドルスイッチがオフとなった時に補正係数を
増大し１次いで、所定の減衰速度で減衰するアフタアイ
ドル増量、ｍ記スロットルセンサ２０のポテンショメー
タ出力から検知される絞り弁開度の増大速度に応じて、
加速時に補正係数を増大し、次いで、所定の減衰速度で
減衰する絞り弁開度増量、及び、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増大速度に応じ
て、加速時に補正係数を増大し１次いで、所定の減衰速
度で減衰する吸気管圧力増量からなる加速増量と、前記
スロットルセンサ２０のポテンショメータ出力から検知
される絞シ弁開度の減少速度に応じて、減速時に補正係
数を減少し１次いで、所定の回復速度で回復する絞夛弁
一度減量、及び、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減少速度に応じて、減速時に補
正係数を減少し１次いで。

所定の回復速度で回復する吸気管圧力減量からな為減速
減量とを行うと共に、加速増量と減速減量が重複した場
合は、各々単独に求められた加速増量と減速減量の加算
値により空燃比補正を奥行するようにし九ものである。

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ッサからなる中央
処理装置（以下ＣＰＵと称する）６０　ト、　前記１１
気温センサ１４．スロットルセンサ２０のポテンシ冒メ
ータ、吸気管圧力センサ２３゜酸素濃度センサ３４．冷
却水温センサ４６郷から入力されるアナログ信号を、デ
ジタル信号に賓換して順次ＣＰＵ６０に取込む丸めのマ
ルチプレクサ付アナログ入力ポートロ２と、前記スロッ
トルセンナ２０のアイドル接点、上死点センサ４２゜ク
ランク角センサ４４、車速竜ｙ−ｒｓｏ等から入力され
るデジタル信号を、所定のタインングでｃｐｕｓｏに取
込む丸めのデジタル入力ポートロ４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竜スメ
モリ（以下ＲＡＭと称する）６８と１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ックアップ用
ランダムアクセスメモリ（以下パックアップＲＡＭと称
する）７０と、ＣＰＵ６０における涼算結果を、所定の
タイミングで前記アイドル回転制御弁２６、インジェク
タ３０、イグナイタ付コイル５２畔に出力するためのデ
ジタル出力ポードア２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ＮＥＫよｊ５．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、各センナからの信号に応じて１次式を用いて前記
基本噴射時間ＴＰ（ＰＭ、ＮＥ）を補正することＫより
、燃料噴射時間ＴＡＵを算出する。

ＴＡＵ＝’Ｊ’Ｐ（ＰＭ、ＮＥ）＊（１＋に＊Ｆ）　　
　・・・α）ここで、Ｆは、ｍ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、には、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ＴＡＬＩに対応
する燃料噴射信号が、インジェクタ３０に出力され、エ
ンジン回転と同期してインジェクタ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２
８内に燃料が噴射される。

本実施例における加速増量及び減速減量は、次のように
して行われる。

即ち、第３図に示す如く、加速時に、アクセルペダルが
蹄み込まれ、スロットルセンサ２０のアイドルスイッチ
が、第３回内に示す如く１時刻音１でオフとなると、絞
）弁開度ＴＡ及び吸気管圧力ＰＭの増大に先行して、第
３図（Ｉｌｌ）Ｋ実＠Ａで示すような、極めて迅速な増
量補正を行うアフタアイ゛ドル増量（以下ＬＬ増量と称
する）が行われる。

このＬＬ増量は、具体的には１例えば、補正係数Ｆを、
まず、正の所定値とし１次いで、エンジン回転毎或いは
一定時間毎に、所定の減衰速度で０迄減衰させることに
よって行われる。

次いで、絞り弁１８が更に開かれ、前記スロットルセン
サ２０のポテンショメータ出力かう検知される絞り弁開
度ＴＡが、第３図（ロ）に示す如く。

時刻１．　　で立上がり始めると、吸気管圧力ＰＭの増
大に先行して、第３図０に実＃ＪＢで示すよう々。

絞り弁開度ＴＡの増大速度に応じた迅速な増量補正を行
う絞り弁開度増量（以下ＴＡ増量と称する）が行われる
。このＴＡ増量は、具体的には１例えば、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（正値）を
補正係数Ｆとし１次いで、エンジン回転毎或いは一定時
間毎Ｋｈ所定の減衰速度でＯ迄減衰させることＫよって
行われる。

更に、吸気管圧力ＰＭが絞り弁開度ＴＡの増大に遅れて
増大し始めると１時刻音、から、第３図（ト）に実１１
ｃで示すよう々、吸気管圧力ＰＭの増大速度に応じた精
度の高い増量補正を行う吸気管圧力増量（以下ＰＭ増量
と称する）が行われる。このＰＭ増量Ｆｉ、具体的には
１例えば、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（正値）を補正係数Ｆとし１次いで、エン
ジン回転毎或いは一定時間毎に、所定の減衰速度でＯ迄
減衰させることＫよって行われる。

なお、この際に１時刻ｔ、〜ｔ、ではＬＬ増量とＴＡ増
量が重なり、父１時刻ｔ、〜ｔ４では全ての増量が重な
り、更に１時刻ｔ４〜ｔ、ではＴＡ増量とＰＭ増量が電
なっているが、全ての増量を重畳して増量補正を行って
しまうと１％に、応答は早いが精度の良くないＬＬ増量
、ＴＡ増量の影響で。

過増量となる恐れがある。従って１本実施例においては
、第３図Ｏに太い実線で示す如く、前記ＬＬ増量、ＴＡ
増量、ＰＭ増量の最大値を九とって加速増量を行うよう
にしている。

次に、減速時には、時刻ｔ、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図りに
実線りで示すような、絞９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ＫＦ′
ｉ、例えば、絞り弁開度ＴＡの所定時間毎の変化量に応
じ九値を積算した値（負債）を補正係数Ｆとし１次いで
、工ンジン回転毎或いは一時間毎に、所定の回復速度で
０迄回復させることによって行われる。

次いで、吸気管圧力ＰＭが減少し始めると１時刻ｔ、か
ら、第３図（ロ）に実線Ｅで示すような、吸気管圧力Ｐ
Ｍ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減量と称すゐ）が行われる。このＰ
Ｍ減量は、具体的には、例えば、吸気管圧力ＰＭの所定
時間毎の変化量にろじ九値を積算し九億（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Ｏ迄回復させることによって行な
われる。

なお、この際に、ＴＡ減量とＰＭ減量が重複した場合に
１両者を合わせ行うと過減量になる恐れがある。従って
１本実施例においては、第３図◎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って１時刻ｔ
、〜ｔ、では、ＴＡ減量のみを行ない２時刻ｔ、〜ｔ、
では、ＰＭ減量のみを行うようＫしている。

更に、加速増量と減速減量が重複した場合１例えば、第
４図に示す如く、吸気管圧力ＰＭが増大傾向から急激に
減少方向に転じて、ＰＭ増量とＰＭ減量が時刻’ＩＩ”
”　’＋！で重なった場合には、第４図四に示すような
吸気管圧力ＰＭの増減に応じて、第４図（ト）九示すよ
うなＰＭ増量の補正係数（以下、増量係数と称する）Ｆ
Ａと、第４図０に示すようなＰＭ減量の補正係数（以下
、減量係数と称する）ＦＢを各々単独に算出し、更に１
両者を加算することによって求めた、第４図のに示すよ
うな補正係数ＰＫよって空燃比補正を実行する。

具体的には、第５図に示す補正係数Ｆの計算プログラム
のように、まず、ステップ１０１で１例えば吸気管圧力
ＰＭの変化状１１ＫｊＵじて、加速時であるか否かを判
定する。判定結果が正である場合には。

ステップ１０２に進み、前記のようＫして増量係数ＦＡ
を算出する。更に、ステップ１０３に進み、算出され九
増量係数ＦＡをレジスタＡＫ記憶する０次いで、ステッ
プ１０４に進み、現在の補正係数Ｆが負であるか否か、
即ち、既に、減速減量実行中であるか否かを判定する。

判定結果が否である場合忙は、ステップ１０５に進み、
レジスタＡの内容をそのまま補正係数Ｆとして、このプ
ログラムを終了する。

又、ステップ１０４における判定結果が正である場合Ｋ
Ｆｉ、ステップ１０６に進み、レジスタ人の内容とレジ
スタＢの内容（現在の減量係数に対応）の加算値を補正
係数Ｆとして、このプログラムを終了する。

一方、ステップ１０１における判定結果が否である場合
ＫＦｉ、ステップ１０８に進み、ｑ＆気管圧力ＰＭ等の
変化状態に応じて、減速時であるか否かを判定する。判
定結果が正である場合には、ステップ１０９に進み、前
記のようにして減量係数ＦＢを算出する。更に、ステッ
プ１１０に進み、算出された減量係数ＦＢをレジスタＢ
Ｋ記憶する。

次いで、ステップ１１１に進み、現在の補正係数Ｆが正
であるか否か、即ち、既に、加速増量実行中であるか否
かを判定する。判定結果が否である場合には、ステップ
１１２に進み、レジスタＢの内容をそのまま補正係数Ｆ
として、このプログラムを終了する。又、ステップ１１
ＩＫおける判定結果が正である場合ＫＦｉ、ステップ１
１３に進み。

レジスタ人の内容（現在の増量係数に対応）とレジスタ
Ｂの内容の加算値を補正係数Ｆとして、このプログラム
を終了する。

更に、前出ステップ１０１及び１０８における判定結果
がいずれも否である場合、即ち、加速時、減速時のいず
れでもない場合には、ステップ１１１に進み、現在の補
正係数Ｆが正であるか否か、即ち、加速増量実行中であ
るか否かを判定する０判定結果が正である場合圧は、ス
テップ１１６に進み、所定時間或いは所定回転数毎に、
補正係数Ｆの減衰を行い、ステップ１１７で、減衰後の
補正係数ＦをレジスタＡに記憶して、このプログラムを
終了する。

又、前出ステップ１１５の判定結果が否である場合には
、ステップ１１８に進み、現在の補正係数Ｆが負である
か否か、即ち、減速輝量與行中であるか否かを判定する
０判定結果が正である場合には、ステップ１１９に進み
、所定時間或いは所定回転数毎に、補正係数Ｆの回復を
行い、ステンプ１２０で１回復後の補正係数Ｆをレジス
タＢに記憶して、このプログラムを終了する。

前記のようにして、極めて応答の早いＬＬ増量、応答の
早いＴＡ増減量、精度の高いＰＭ増減ｌを組合わせて、
加速増量及び減速減量を行うことによって、アクセルペ
ダルを早く踏み込んだ場合には、多量の増量が実施され
、一方、アクセルペダルを徐々ＶｃＷＩｉみ込んだ場合
には少量の増量が行われる等、アクセルペダルの踏み方
に応じた適切な増量、或いは、減量を実現することがで
きる。又、加減速が連続した場合に４、適切な増減量を
行うことがで！、空燃比を理論空燃比近傍に維持して、
加減速性能と排気ガス浄化性能を両立することができる
。

尚、前記実施例においては、加速時にＬＬ増量。

ＴＡ増量、ＰＭ増量を組合わせて加速増量を行い。

減速時にＴＡ減量及びＰＭ減量を組合わせて減速減量を
行うようＫしていたが、加速増量或いは減速減量の組合
わせはこれに限定されず１例えば。

ＬＬ増量を省略すること本可能である。

以上説明した通り１本発明によれば、加速時。

減速時、及び、加減速が連続した場合に、適切な増減量
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、良好な加減速性能と排気ガス浄化性能を両立する
ことができる。従って、吸気管圧力式の電子制御燃料噴
射装置を用い九場合でも、精密な空燃比制御を行うこと
が可能となるという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・装置の実施例の構成を示すブロック線図、
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ック線図、第３図は、前記実施例に
おける加速増量及び減速減量の様子を示す線図、第４図
は、同じく、加速増量と減速減量が重複した場合の増減
量の様子を示す線図、第５図は、前記実施例で用いられ
ている。補正係数を算出するためのグログラムを示す流
れ図である。１０・・・エンジン、　　　　１４・・・吸気温センサ
、１８・・・Ｍり弁、　　　　　２０・・・スロットル
センサ。２３・・・吸気管圧力センサ、３０・・・インジェクタ
。３４・・・酸素濃度センサ、４０・・・ディストリビュ
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。代理人　高　矢　　　論（ほか１名）革３　図７’／第４　図

Claims

【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、過渡時は、エンジン運
転状態に応じて前記基本噴射量を補正することによって
燃料噴射量を決定するようＫした内燃横開の電子制御燃
料噴射方法において、加速時に補正係数を増大し１次い
で減衰する加速増量と減速時に補正係数を減小し１次い
で回復する減速減量とを行うと共Ｋ、加速増量と減速減
量が重複した場合は、各々単独に求められた加速増量と
減速減量の加算値により空燃比補正を実行するようにし
たことを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射方法。