JPS5893944A - 電子制御燃料噴射内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

電子制御燃料噴射内燃機関の空燃比制御装置

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JPS5893944A
JPS5893944A JP19092081A JP19092081A JPS5893944A JP S5893944 A JPS5893944 A JP S5893944A JP 19092081 A JP19092081 A JP 19092081A JP 19092081 A JP19092081 A JP 19092081A JP S5893944 A JPS5893944 A JP S5893944A
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fuel injection
temperature
air
throttle valve
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JP19092081A
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JPH039295B2 (ja
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Toshio Yamada
敏生 山田
Kenji Kato
健治 加藤
Soichi Matsushita
宗一 松下
Kenichiro Shindo
進藤 健一郎
Tokuta Inoue
井上 悳太
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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】 本発明は空燃比がスロットル弁の開度に応じて広い範囲
にわたって変化する燃料噴射内燃機関における空燃比制
御方法に関する。
低、中負荷域の空燃比を20〜25の高い値に設定する
ことにより排気ガス中の有害エミッションの低減と燃費
同上を狙った内11I!機関がある。かかる同県機関で
はスロットル弁が成る程度以上に開放される高負荷時に
は’21m比は12〜13程度の小さ々値まで減少され
十分な出力が得られるよう配慮されて込る。
空燃比がかように広い範囲で変化する内燃機関にあって
も通常の空燃比範囲の狭い内燃機関と同じにエンジン冷
間時には9撚比を濃い側に修正し運転性の確保を図る必
要がある。従来の内燃機関では燃料噴射時間に温度に応
じた一律々温度補正係数を乗算することにエリ空燃比の
修正を行っていた。この方法乞空腑比が広い範囲で変化
Tる内燃機関に適用すると、窒糀比が過大又は過少とな
るスロットル開度域が生じ、エンジンの安定力運転が不
能となるばかりか排気ガス中の有害エミッションが増大
したり燃費率特性が悪化したりする問題があるー かかる従来技術の間噴に鑑み本発明の目的とするところ
は空燃比が広い範囲で変化する内燃機関におけるエンジ
ン冷間時の燃料噴射時間の増量補正を良好に行い得る方
法を提供することにある。
この目的を達成するため本発明にあってはエンジン冷間
時における燃料噴射時間の補正係数をエンジンの温度に
応じて変化させている。その結果どのスロットル弁開度
にあってもエンジン冷間時の空燃比を適正に制御するこ
とができる。
以下図面によって説明すると、本発明に係る電子制御燃
料噴射内燃機関の構成を示す第1図において、10はエ
ンジン本体を示し、吸気管12が接続される0吸気管1
2内にスロットル弁14が設けられその下流に撚科噴射
升16が位@TるO燃料噴射弁16の開時間を計算する
ため次の工う々センサ群が設けられる。まず、半導体型
の吸気管圧力センサ18がスロットル弁14の下流に設
けられ吸気管12内の圧力P OJ検知を行う。エンジ
ン回転数センサ20はエンジンと共に回転する歯201
とスイッチ202とエリ成り、エンジン回転数N+:応
じたパルス信号を生ずるOエンジン水温センサ22がエ
ンジン本体の冷却水ジャケットに設けられるc捷たスロ
ットル弁14には例えばポテンショメータ型のスロット
ル弁開度センサ24が連結される。これらの各センサ】
8゜20.22及び24はマイクロコンピュータとして
の制御回路30に結線され、制御回路30からは撚科噴
射升16の駆動信号が出される。
制御回路30は第2図の如く構成される。即ち、スロッ
トル弁開Hセンサ24、吸気管圧力センサ18、水温セ
ンサ22十らのアナログ信号は夫々A−D変換器でデジ
タル信号に変換されて入出力ボート34に印加される。
甘た、回転数−ピンサ20からの信号はその一!1人出
力ボート34−印加さする。入出力ボート36は燃料噴
射制御回路38、増幅器40を介し撚料噴射9P16に
結線される・・入出カポ−)34.3fiしtノくス4
2を介してマイクロコンピュータの構成ユニットである
ROM46゜RAM48.MPU50に結線される。又
52はクロック発生器である0 本発明ではエンジン回転数Nとg&箆管圧力Pとで足ま
る基本燃料噴射時間、即ち燃料噴射制御回路38から出
される燃料噴射ノ(ルス信号の)くルス数をエンジン冷
間時スロットル開度に応じて補正し所定の燃料増量を得
るものである。即ち、燃料噴射時間τは、エンジン回転
数Nと吸気管圧力Pで足まる基本噴射時間をτ、lAs
つ、補正係数を1(とすれば (3) τ=τ3□8つ×に となる。ここに補正係数には、温度補正係数をKW−ス
ロットル開度補正係数ンにθとしたときに=(1+にθ
)KW で表わされるへここに温度補正係数KWとは、基本的1
:は、エンジンの低温時における燃料噴射量の増量因子
であり、一方スロットル開度補正係数にθとはスロット
ル弁の開度が大きい高負荷運転時における燃料噴射量の
増量因子である。
以下説明する第1の実施例では温度補正係数KWをエン
ジンの低温時にスロットル弁開度に応じて変化させるこ
とで空燃比の制御を行っている。この制御の仕方暑第3
図に工って説明Tf’t、げ、(イ)はスロットル開度
補正係数■(θのスロットル弁開度による変化特性を示
すもので全閉から成る開度まではOであり、それから増
大する工う1:設定される。Kθはエンジンの温度によ
っては変化しないり(ロ)は温度補正係数KVtl”a
’示すもので、エンジンの温度が一20℃、+20℃の
冷間時と+80℃の温間時または暖機后との3つが例示
されている。
(4) +80℃の温間時には補正係数KWはスロットル弁開度
θに係わらず1.0であり補正し々い0冷間時にはスロ
ットル弁の全閉時にはIP)、上の値となり全開時には
1近く1で減少する工9設定され、かつエンジンQ)@
度が低い方(−20℃)が篩い方(+ 2 (1℃)エ
リ補正任数に、Wが大きくカりでいる(即ち傾斜が温度
に応じて変えられているr  lc(ハ)は補正係数K
ll+にθ)KWの言1胸−結果を示Tもので、スロッ
トル開1!′袖正保数にθは温度に対し不変であるが温
度補正係数KWが温度によって変化することから、図の
工う々特性となるCj!l!ち補正係数はスロットル開
度Q、j増大と共に増大1−る。また補正併数にり)値
はエンジンの温度が低い程大きくなる。に)は補正係数
に乞(ハ)の様Cご設定したときの慝利噴射時間τ工り
逆舅、し之受獣比の変化特性を冷間時(−20℃、+2
0℃)及び暖機後(+80℃〕)で示す。暖機後(+8
0℃)の空燃比はスロットル弁開度の増大に伴って22
近辺から14近辺1で大きく変化下る。一本発明では温
度補正係数KWを(口1に示す如く冷間時(−20℃。
20℃)にスロットル開度に応じ変化させておりかつそ
の変化特性は温度の高低で変えている。例えば、+20
℃程度の低温時にはスロットル弁全閉時の20程度の空
燃比からスロットル弁全開時Q〕14程度の空燃比に制
御される。また−20℃の極低温時にはスロットル弁全
閉時の16程度の空燃比からスロットル弁全開時の14
程藺の空燃比となる。従って、どの温度においても全開
時の空戦比?下限値(これ?第3図に)のXで示す)以
上に維持し7つつ&度に応じた増量を行り得る0以上述
べに第1実施例の方法2英現する工うに燃料噴射弁16
の開時間、即ち燃料唄射升16へのパルス数の制御が行
われ、こ扛は制御回路30のROM46に格納17にル
ーチンによって実現されるのであるが、以下このルーチ
ンを嬉4図のフローチャートに工って説明するO 第4図の100でプログラムが火打に入ると、次のI 
1) 2でMPU50はエンジン回転数センサ20から
の回転数NY示すデータをRAM48工り取込む。次の
104で吸気管圧力センサ20か(7) らの吸気管圧力Pを示すデータが同様にRA、 M48
エリ殴込まnる。106のステップではこの回転数Nと
吸気圧力Pのデータエリ燃料噴射弁16への基本噴射時
間C又はパルス数)τBA、、。乞計算する。すなわち
ROM46には周知の様に回転数Nと吸気管圧力Pの組
合せに対Tるτア、8゜の値がマツピングされてお0、
M P U 50は読みとらlrL、た回転数N及び吸
気圧力Pの特定の直に対応する基本噴射時間τBAsz
の匝乞Elf算する0次に、+08のステップではMP
U50はスロットル開度センサ24エリRAM48の所
定番地に格納さf’L71cスロットル弁9FIIfθ
の読み込みを行う。そして1100ステツプでスロット
ル弁の開度による燃料の増動?行う領域(以下スロット
ル広開度増旨域)にあるか否か4−11足する。即ち、
メモリ内fニスロットル開度とエンジン回転数との組合
せで定する増量域が記憶されてbるのでスロットル開度
θ及びエンジン回転数Nのデータから余F線の増量域か
否か見るQ〕である。−増に域でなげねばNoに分岐し
1】4でスロットル広開度域増門(8) 補正係数をにθ=0 としてスロットル開度による補正
はし方い。110で増量域と判定丁ればYESに分岐し
116でスロットル開度に応じ肇補正値にθの計算を行
う。即ち、ROM46には第3図(イ)の如くスロット
ル開度に応じた補正係数にθの値が記憶されているから
、検知されたスロットル角度に対応したにθの値の計算
な行う。
次の120のステップではMPUはエンジン冷却水温セ
ンサ22からのデータを格納するRAM48の所定番地
を見てそのデータTWの吸込みを行う。次の122のス
テップではエンジンが冷間時、例えばエンジン水温が8
0℃以上か以下かを判定するっ暖機後と認識すればNo
に分岐し124のステップで水温による燃料噴射時間の
補正係数KW乞10とし増にし々い。122のステップ
で冷間時と認識下ればYESに分岐し126のステップ
に行き、スロットル弁開度θとエンジン冷却水温TW↓
り水温による水温補正係数の計算を行う。即ち、ROM
48内には水温TWとスロットル弁の開度θの組合せに
対する水温補正係数のマツピングがしてあり、MPUF
IOは検知したθとTWに対応したKWの計算を行うの
である。第3図(ロ)はこのマツピングを図示化した線
図に細々らな′V″0 130のステップでは以上のτBAI]F、、にθ、霜
工り燃料噴射時間τの計算を行い、132でこの割込み
処理が終了下る。尚、この計算されたてに応じて燃料噴
射制御回路38エリ信号が撚ネ」噴射弁16に供給され
ることは周知の通りである。
以上述べた第4図のルーチンによレバスロットル弁開度
θに応じてエンジン冷間時に補正係数KWを変えること
で第3図に)で説明し定第1実施例1/J空燃比制御を
実現Tることができる。
本発明の第2の実施例では前出の燃料噴射時間の補正係
数のうちでスロントル開度袖正係数にθをエンジン温度
に応じて修正することによって同一目的を達成するもの
である。即ち、第5図において、この実施例ではスロッ
トル開度補正係数にθは第3図(イ1と同様に設定され
る、一方温度袖正保数KWはこの実施例ではマップイヒ
されておらず(ロ)の如く水温に応じた夫々の値に固定
さ第1.る。
当然のことかから、温度が低い程補正係数の値は大きい
。この実施例ではにθを(KW)kで除算することによ
ってにθの温度補正を行っている。即ちKWは温度に応
じて変化しているから、適当々にの値(例えばに=2)
を設定することにエリ補正係数は温度が+80℃(暖機
後)、+20℃。
−20℃と変化するに従って第3図の(ハ)の如く変化
Tるので、Kθ、KWで計算される補正係数には図に)
の如く変化しこれは第3図(ハ)と一致させることがで
きる。そのため第3図に)と同様な空燃比制御がこの第
2の実施例にあっても実現する。
次にこの第2の実施例の実現のためのフローチャート)
2説明Tると、第6図で200〜206は第4図の10
0〜1()6と同様であり基本汐料噴射時間の計算が行
われる。
208のステップではエンジン冷却水温TWの取り込み
、次いで210のステップでMPU50は第5図(ロ)
に従って、その水温TWに応じた温度補正係数KWの算
出を行う。
(10 次の212.214,216,218のステップは第4
図(111108,110,,114,116C対応し
スロットル開度に応じた補正KOが第5図(イ)の様に
設定される。
次の220では、エンジン水温TWエリエンジンが冷間
1時か否かを見てNoであればにθはそのままで補正な
行わない。次に222のステップではにθ/(KW)”
の計算を行う。その結果、エンジンの温度に応じてスロ
ットル開rid止係数が第5図p−1の様に行われるワ 230.232のステップは第4図のステップ330.
132と同じであり、補正後の燃料噴射時間の計算、及
びメインルーチンへの復帰が行われる。
以上述べた如く本発明に工ればエンジン低温時の燃料噴
射時間の補正係数をスロットル開度に応じて変えかつそ
の変化特性をエンジン温度にLって変えることでスロッ
トル広開度時に過濃と々ることなく温度に応じた増i袖
正が行い得る〇(+21゜
【図面の簡単な説明】
第1図は燃料噴射内燃機関の概略構底図第2図は制御回
路のブロックダイヤグラム図第3図は第1の実施例方法
を説明するグラフ第4図は第1の実施例のフローチャー
ト第5図は第2実施例方法を説明するグラフ第6図は第
2冥施例のフローチャート IO・・・・・・x ンシン本体、 14・・・・・・
スロットル弁、■6・・・・・・撚NI!Jt射弁、1
8・・・・・・吸気圧力センサ、20・・・・・・回転
数センサ、22・・・・・・温度センサ、30・・・・
・・制御回路。 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社 特軒出願代理人 弁理士 青 木    朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 中  山  恭  介 弁理士 山 口 昭 之 (13) 第1回 イ (イ) スロットル開度 (ハ) スロットル開度 53(支) (ロ) 全閉         全開 スロットル開度 (ニ) スロットル開度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 空燃比がスロットル弁開朋に応じて大きく変化する電子
    制御燃料噴射内燃機関において、エンジン冷間時におけ
    る燃料噴射時間の補正係数をスロットル弁開度に応じて
    変化させるようにしニ燃料噴射内燃機関における空燃比
    制御方法。
JP19092081A 1981-11-30 1981-11-30 電子制御燃料噴射内燃機関の空燃比制御装置 Granted JPS5893944A (ja)

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