JPS62174542A - 電子制御式燃料噴射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排気ガスを吸気管に還流させる排気ガス循環装
置を有する内燃機関に対して設けられた電子制御式燃料
噴射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、車両用内燃機関等においては排気ガスの有害
成分、特にＮＯＸの低減のために排気ガスの一部を吸気
管に還流させる排気ガス循環装置（以下、ＥＧＲと言う
）を取り付けたものが多数有る。

ところで、ごのようなＥＧＲを備えた内燃機関であって
、吸気圧と回転数とにより燃料噴射弁からの燃料量を決
めて機関制御を実行するものにおいては、排気ガスが還
流されると実際の吸入空気量に相当する吸気圧よりも排
気ガスの還流量分だけ高い吸気圧が検出されるようにな
るため、ＥＧＲの作動時においては適正な燃料制御が得
られないという問題があった。

そしてこのような問題に対し、例えば特開昭６０−８１
４４９号公報においては、ＥＧＲを作動させていない時
は吸気圧と回転数とによって決められたマツプから基本
噴射時間を求めて燃料制御を行ない、ＥＧＲを作動させ
ている時はこのマツプから求められた基本噴射時間をス
ロットル弁開度と回転数とによって決められたマツプか
ら求められる補正率によって補正して燃料制御を行なっ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記公報に示されるようにＥＧＲの作動
時と非作動時とに応じて各々設定された、２個のマツプ
の構成が同じ、つまり各パラメータに対する格子点の数
が同数に設定されていると、ＥＧＲの作動時の排気ガス
の還流量と実際の吸入空気量と比率が回転数変化に対し
て大きく変化するために、格子点の数がＥＧＲの非作動
時に合わせて設定されている場合は、ＥＧＲの作動時の
格子点の数が不充分となって、Ｅ　、Ｇ　Ｒの作動時に
おける機関が要求する燃料量と、算出されて供給される
燃料量との間に大きな差が生じ、空燃比が大きく乱れる
という問題点があり、またＥＧＲの作動時の制御性が充
分良好になるよう格子点の数をＥＧＲの作動時に合わせ
て設定した場合は、各マツプの格子点の数が多くなり、
これらのマツプの内容を記憶しておくために記憶装置（
ＲＯＭ）の容量を多くする必要があるという問題点が生
じる。

従って、本発明の目的はＥＧＲの作動時であっても適正
な空燃比が得られ、しかも上記マツプ内容を記憶する記
憶装置の容量をむやみに多くすることのない電子制御式
燃料噴射装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、第１発明においては第８
図に示すように、 ＥＧＲを有する内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出
手段と、 該機関の回転数を検出する回転数検出手段と、該機関に
燃料を供給する燃料噴射弁と、予め記憶設定されたマツ
プより上記吸気圧と回転数とに応じて基本噴射時間を決
定し、この基本噴射時間に基づいて燃料噴射弁の開弁時
間を算出する開弁時間算出手段と を備える電子制御式燃料噴射装置であって、上記マツプ
がＥＧＲの作動時、非作動時に応じて夫々備えられてお
り、しかもＥＧＲ作動時用マツプはＥＧＲ非作動時用マ
ツプに比べて細かく設定されていることとしており、 また第２発明においては第９図に示すように、ＥＧＲを
有する内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、 該機関の回転数を検出する回転数検出手段と、該機関に
燃料を供給する燃料噴射弁と、予め記憶設定されたマツ
プより上記吸気圧と回転数とに応じて基本噴射時間を決
定し、この基本噴射時間に基づいて燃料噴射弁の開弁時
間を算出する開弁時間算出手段と を備える電子制御式燃料噴射装置であって、上記マツプ
がＥＧＲの非作動時に応じて設定されたものであると共
に、このＥＧＲ非作動時用マツプをＥＧＲの作動時に対
応するよう補正する補正マツプが設けられており、しか
もこの補正マツプが上記ＥＧＲ非作動時マツプよりも細
かく設定されていることとしている。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例が適用される内燃機関とその
制御系統の概略構成図を示す。

１は６気筒内燃機関のシリンダ、２はシリンダ１に接続
されるインテークマニホールド３内の吸入空気圧力を検
出する吸気圧センサであって、半導体形圧力センサによ
り構成される。４はインテークマニホールド３の各シリ
ンダ吸気ボート付近に設けられた電磁作動式の燃料噴射
弁、６はディストリビュータである。このディストリビ
ュータ６のロータは機関回転の１／２の回転数で回転駆
動され、内部には機関回転数、燃料噴射時期を示す信号
と気筒判別信号を出力する回転センサ７が配設される。

９はスロットルバルブ、１０はスロットルバルブ９の開
度を検出するスロットルポジションセンサ、１１は機関
の冷却水温度を検出するサーミスタ式の水温センサ、１
２は吸入空気温度を検出する吸気温センサである。１３
はインテークマニホールド３とエキシストマニホールド
１６間に接続された排気ガス循環路１７に装着されたバ
キュームサーボ型の排気ガス再循環制御用バルブ（以下
ＥＧＲパルプと略す）であり、ＥＧＲバルブ１３を制御
する制御管路１８はＥＣＲバルブ１３のダイヤフラム室
とサージタンク１９人口との間に接続され、排気ガス再
循環を行なうか否かの切り換えを行なう電磁弁１５がこ
の制御管路１８に設置される。電磁弁１５は電子制御回
路８の出カポ−１−１０７（第２図）に接続され、例え
ば、冷間時、アイドル時、高負荷時にはＥＧＲバルブ１
３のダイアフラム室へ大気圧が通ずるように動作し、一
方排気ガス再循環実施時にはサージタンク１９人口のス
ロットルバルブ９付近の負圧をＥＧＲバルブ１３のダイ
アフラム室へ印加するように作動信号を受ける。

第４図は、内燃機関の燃料噴射量制御を行なって空燃比
を制御する電子制御回路８と各種センサ等のブロック図
を示し、電子制御回路８はマイクロコンピュータを中心
に構成される。

制御回路８は、吸気圧センサ２、回転センサ７、スロッ
トルポジションセンサ１０、水温センサ１１、吸気温セ
ンサ１２からの各検出信号を取り込み、これらの検出デ
ータに基づいて燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁４の開
弁時間を制御して空燃比制御を行なう。１００は所定の
プログラムによって演算処理を実行するＭＰＵ　（マイ
クロプロセッサユニット）、１０１はＭＰＵ１００に割
り込み信号を出力する割り込み制御部、１０２は回転セ
ンサ７からの回転角信号をカウントし、機関の回転数を
算出するカウンタ部、１０４は吸気圧センサ２、スロッ
トルポジションセンサ１０、水温センサ１１、吸気温セ
ンサ１２からの検出信号（アナログ信号）を選択的に人
力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。１
０５はプログラムや演算に使用するマツプデータ等が予
め記憶された読み出し専用メモリであるＲＯＭ、１０６
は書き込み読み出し可能な不揮発性メモリであるＲＡＭ
であり、キースイッチのオフ後も記憶内容を保持する。

１０７は電磁弁１５に接続された出力ボート、１０８は
レジスタを含む燃料噴射量（時間）制御信号出力用の出
力カウンタ部であって、ＭＰＵ１００から送られる燃料
噴射量データを入力し、このデータに基づいて燃料噴射
弁４の開弁時間を制御する制御パルス信号のデユーティ
比を決定し、噴射量制御信号を出力する。なお、出力用
のカウンタ部１０８から出力される制御信号は電力増幅
器１１０を介して各気筒毎の燃料噴射弁４に印加される
。また、上記制御回路８内において、ＩＰＵｌｏｏ、割
り込み制御部１０１、入力カウンタ部１０２、Ａ／Ｄ変
換器１０４、ＲＯＭ１０５、ＲＡＭ１０６、出力カウン
タ部１０８はそれぞれコモンハス１１１に接続され、必
要なデータの転送がＭＰＵ１００の指令により行なわれ
る。

次に上記構成の作動を第３図フローチャートに基づき説
明する。

第３図に示すフローチャートはＥＧＲの作動、非作動の
判別、ならび実行を行なうと共にＥＧＲの作動時、非作
動時に応じた燃料噴射量の制御を実行するプログラムの
フローチャートであり、割り込み制御部１０１から与え
られる、例えば回転に同期した割り込み信号に応じて起
動する。

割り込み信号がＭＰＵ１００に与えられ、本ルーチンが
起動すると、まずステップ２０１にて最新のデータとし
てＡ／Ｄ変換部１０４を介してＲＡＭ１０６内に格納さ
れている吸気圧Ｐ、冷却水温ＴＨＷ、吸気温ＴＨＡと、
カウンタ部１０２にテ算出されてＲＡＭ１０６内に格納
されている回転数Ｎを取込む。ステップ２０２，２０３
ではＥＧＲの作動条件が満たされているか否かの判定が
行なわれる。つまりステップ２０２では上記冷却水温Ｔ
ＨＷが予めＲＯＭ１０５内に記憶設定されていた比較水
温Ｔｏ　　（例えば７０’Ｃ）より高いが否かを判別し
、またステップ２０３では上記回転１ｉ３Ｎが予めＲＯ
Ｍ１０５内に記憶設定されていた比較回転数Ｎｏ（例え
ば３０００ｒｐｍ）より低いか否かを判別する。

そしてステップ２０２，２０３でいずれも［ＹＥＳＪ、
つまりＴＨＷ＞Ｔｏであって、がっＮ〈Ｎｏであった場
合は、ＥＣＲの作動条件が満たされているとして、ステ
ップ２０４に進み、ステップ２０４で電磁弁１５をＯＮ
にすべく出力ポート１０７に対して指令する。この指令
に応じて、出力ポート１０７は電磁弁１５に対して作動
信号を印加して、電磁弁１５をＯＮＬ、ＥＧＲパルプ１
３のダイアフラム室に負圧を伝えて、ＥＧＲパルプ１３
を開弁動作させる。そして、ＥＧＲバルブ１３が開弁さ
れることで排気ガスがインテークマニホールド３へと還
流される。

また逆にステップ２０２．あるいは２０３のいずれかで
「ＮＯ」と判断された場合は、ＥＧＲの作動条件が満た
されていないとして、ステップ２０６に進み、ステップ
２０６で電磁弁１５をＯＦＦにすべく出力ポート１０７
に対して指令する。

この指令に応じて、出力ポート１０７は電磁弁１５に対
しての作動信号を与えず、電磁弁をＯＦＦし、ＥＧＲバ
ルブ１３のダイアフラム室に大気圧を伝えて、ＥＧＲバ
ルブ１３を閉じる。そしてＥＧＲバルブ１３が閉じられ
ることで、排気ガスはインテークマニホールド３へと還
流されることはない。

このようにしてステップ２０４、または２０６で電磁弁
１５のＯＮ、ＯＦＦ制御が実行される。

、ステップ２０４での電磁弁１５をＯＮとする指令を出
力した後は、ステップ２０５に進み、ステップ２０５で
は第４図のごと＜　ＥＧＲが作動している時に応じて予
め記憶設定され、ＲＯＭ１０５内に格納されている２次
元のＥＧＲ・ＯＮマツプより上記吸気圧Ｐと回転数Ｎと
に応じて基本噴射時間Ｔ、を決定する。

またステップ２０６での電磁弁工５をＯＦＦとする指令
を出力した後は、ステップ２０７に進み、ステップ２０
６では第４図（ｂｌのごと＜ＥＧＲが作動していない時
に応じて予め記憶設定され、ＲＯＭ１０５内に格納され
ている２次元のＥＧＲ−ＯＦＦマツプより上記吸気圧Ｐ
と回転数Ｎとに応じて基本噴射時間Ｔ、を決定する。

なお、この基本噴射時間は第４図（ａｌ、　（ｂｌの各
マス（格子点）の中に設定されており、また吸気圧Ｐや
回転数Ｎが各設定の中間的な値であった場合には両側の
値を補間演算して基本噴射時間Ｔ、が決定される。

ところで、第６図（ａｌのＥＧＲ・ＯＮマツプは同図（
ｂｌのＥＧＲ・ＯＦＦマツプより吸気圧Ｐ側で細かく設
定しである。

ステップ２０５，２０７で基本噴射時間Ｔ、が決定され
ると、ステップ２０８では、冷却水温ＴＨＷや吸気温Ｔ
ＨＡに応じた各補正値に７、。

Ｋ　ＴＨＡをＲＯＭ１０５内に格納されているマツプよ
り検索し、加算して今回の総補正値に０を求める。ステ
ップ２０９では総補正値に０によって基本噴射時間Ｔ、
を掛算補正すると共に、無効噴射時間Ｔｖ　（バッテリ
電圧によって決まる）を加えて今回の実噴射時間、すな
わち燃料噴射弁４の開弁時間Ｔを算出する。ステップ２
１０ではステップ２０９で求められた開弁時間Ｔを出力
カウンタ部１０８に出力して、本ルーチンを終了する。

出力カウンタ部１０８は割り込み制御部１０１からの燃
料噴射時期を示す信号に応じて開弁時間Ｔに応じたデユ
ーティ比を有する噴射量制御信号を電力増幅器１１０に
与えて、燃料噴射弁４を開弁駆動させて燃料を機関に噴
射供給する。

ところで回転数一定の場合の吸気圧Ｐに対する機関が要
求する燃料量は第５図に示すごとく、ＥＧＲのＯＦＦ時
（実線）とＯＮ時（破線）とで異なり、しかも、同図か
らも解かるようにＥＧＲの０ＦＦＢＳの吸気圧Ｐに対す
る要求燃料量の変化はほぼ一様なものであるのに対し、
ＥＧＲのＯＮ時の同変化は一様なものではなくなる。従
ってＥＧＲのＯＦＦ時の特性を満たす程度にＥＧＲのＯ
ＦＦ時、ならびにＥＧＲのＯＮ時の回転数Ｎと吸気圧Ｐ
とによって設定されるマツプの回転数Ｎと吸気圧Ｐとの
格子点の間隔を大きめに設定すると、第６図に示すよう
にＥＧＲのＯＮ時の要求燃料量（破線）とそのマツプよ
り算出される燃料量（一点鎖＆？りとの間に大きな差が
生じるようになり、また逆にＥＧＲのＯＮ時の特性を満
たす程度に上記両マツプの回転数Ｎと吸気圧Ｐとの格子
点の間隔を細かく設定すると、ＥＧＲのＯＮ、ＯＦＦに
関係なく機関の要求燃料量と算出される燃料量とをほぼ
一致させることができるようになるものの、このマツプ
を記憶するための記憶容量が膨大なものとなる。

しかしながら、本実施例ではＥＧＲのＯＮ時のマツプの
格子点をＥＧＲのＯＦＦ時のマツプの格子点より細かく
設定している。そしてこのように構成することで、記憶
容量をそれほど膨大なものとすることな（、第７図に示
すように要求燃料量とマツプから算出される燃料量とを
ＥＧＲのＯＮ時、ならびにＯＦＦ時ともに一致させる得
るようになり、従って空燃比の制御性が向上するように
なる。

ところで上記実施例ではＥＧＲＯＯＮ時とＯＦＦ時との
夫々に対応させて回転数Ｎと吸気圧Ｐとに応じて基本噴
射時間Ｔ、の設定された２次元マツプを備えるよう構成
していたが、ＥＧＲのＯＦＦ時の回転数Ｎと吸気圧Ｐと
に応じて基本噴射時間Ｔ、の設定される２次元マツプと
ＥＧＲのＯＮ時の回転数Ｎと吸気圧Ｐとに応じてＢＧＲ
のＯＦＦ時の基本噴射時間Ｔｐを補正する補正マ・ノブ
とを備えるように構成した場合は、この補正マツプの格
子点をＥＧＲのＯＦＦ時のものより多くし、ＥＧＲのＯ
ＦＦ時のマツプより細かく設定しておけば、上記実施例
と同様の効果が得られる。

また上記実施例では吸気圧Ｐ側のみＥＧＲのＯＮ時のマ
ツプをＥＧＲのＯＦＦ時のマツプより細かく設定してい
たが、−回転数Ｎ側も細かく設定してもかまわない。

また上記各実施例では基本噴射時間Ｔ、を回転数Ｎと吸
気圧Ｐとによって設定された２次元マツプ中に記憶した
構成としていたが、回転数Ｎの１次元マツプと吸気圧Ｐ
の１次元マツプの組み合せにより基本噴射時間Ｔ２を算
出するよう構成してもよく、この場合、ＥＧＲのＯＮ時
の回転数Ｎの１次元マツプと吸気圧Ｐの１次元マツプの
少なくとも一方をＥＧＲのＯＦＦ時のものに比べて細か
く設定しておけば上記実施例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本第１発明によれば、内燃機関の排
気ガスを吸入管へ還流させる還流管と、 この還流管を開閉する開閉手段と、 この開閉手段を開閉制御する制御手段と、内燃機関の吸
気管のスロットル弁下流域の吸気圧を検出する吸気圧検
出手段と、 内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、内燃機
関に対して燃料を噴射供給する電磁的に作動される燃料
噴射弁と、 予めマツプによって記憶設定されている基本噴射時間を
上記吸気圧と上記回転数とを用いて決定し、この基本噴
射時間に基づいて上記燃料噴射弁の開弁時間を算出する
開弁時間算出手段とを備える電子制御式燃料噴射装置で
あって、上記マツプは上記制御手段にて上記開閉手段が
開制御されている時と、閉制御されている時とに応じて
、夫々備えられており、しかも開制御時間のマツプは閉
制御時間用のマツプに比べて細かく設定されていること
を特徴とする電子制御式燃料噴射装置としたことから、 また本第２発明によれば、 内燃機関の排気ガスを吸気管へ還流させる還流管と、 この還流管を開閉する開閉手段と、 この開閉手段を開閉制御する制御手段と、内燃機関の吸
気管のスロットル弁の下流域の吸気圧を検出する吸気圧
検出手段と、 内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、内燃機
関に対して燃料を噴射供給する電磁的に作動される燃料
噴射弁と、 予めマツプによって記憶設定されている基本噴射時間を
上記吸気圧と上記回転数とを用いて決定し、この基本噴
射時間に基づいて上記燃料噴射弁の開弁時間を算出する
開弁時間算出手段とを備える電子制御式燃料噴射装置で
あって、上記マツプは上記制御手段にて上記開閉手段が
閉制御されている時に応じて設定されたものであると共
に、この閉制御時間用のマツプを開制御されている時に
対応するよう補正する補正マツプが設けられており、し
かもこの補正マツプは上記閉制御時間用のマツプより細
かく設定されていることを特徴とする電子制御式燃料噴
射装置としたことから、 ＥＧＲＯ開制御時の機関への供給燃料量を機関が要求す
る燃料量に対応させることが充分に可能となり、機関の
空燃比の制御性が向上し、適正な空燃比が得られるよう
になるという優れた効果があり、しかもＥＧＲの開制御
時用マツプ内容または補正マツプ内容の増分だけ記憶装
置の容量が増加させるだけで済むので、記憶装置の容量
はそれほど膨大なものとはならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を備える内燃機関及びその周
辺装置の構成を示す概略構成図、第２図は第１図図示の
制御回路の構成を示すブロック図、第３図は本実施例の
作動を示すフローチャート、第４図（ａｌならびに（ｂ
ｌはＲＯＭ内に記憶されているＥＧＲＯＯＮ時、ならび
にＯＦＦ時の基本噴射時間Ｔｐが設定された回転数Ｎ−
吸気圧Ｐの２次元マツプ、第５図は回転数一定の場合の
吸気圧Ｐに対する機関の要求燃料量を示すグラフ、第６
図は従来構成による回転数一定の場合の吸気圧Ｐに対す
る機関の要求燃料量とマツプより算出される燃料量とを
示すグラフ、第７図は本実施例による回転数一定の場合
の吸気圧Ｐに対する機関の要求燃料量とマツプにより算
出される燃料量とを示すグラフ、第８図、ならびに第９
図は第１発明ならびに第２発明の構成を概略的に示す概
略構成図である。 ２・・・吸気圧センサ、４・・・燃料噴射弁、７・・・
回転センサ、８・・・制御回路、１００・・・ＭＰＵ、
１０５・・・ＲＯＭ、１０６・・・ＲＡＭ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の排気ガスを吸入管へ還流させる還流管
   と、 この還流管を開閉する開閉手段と、 この開閉手段を開閉制御する制御手段と、 内燃機関の吸気管のスロットル弁下流域の吸気圧を検出
   する吸気圧検出手段と、 内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、内燃機
   関に対して燃料を噴射供給する電磁的に作動される燃料
   噴射弁と、 予めマップによって記憶設定されている基本噴射時間を
   上記吸気圧と上記回転数とを用いて決定し、この基本噴
   射時間に基づいて上記燃料噴射弁の開弁時間を算出する
   開弁時間算出手段と を備える電子制御式燃料噴射装置であって、上記マップ
   は上記制御手段にて上記開閉手段が開制御されている時
   と、閉制御されている時とに応じて、夫々備えられてお
   り、しかも開制御時用のマップは閉制御時用のマップに
   比べて細かく設定されていることを特徴とする電子制御
   式燃料噴射装置。
2. （２）内燃機関の排気ガスを吸気管へ還流させる還流管
   と、 この還流管を開閉する開閉手段と、 この開閉手段を開閉制御する制御手段と、 内燃機関の吸気管のスロットル弁の下流域の吸気圧を検
   出する吸気圧検出手段と、 内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、内燃機
   関に対して燃料を噴射供給する電磁的に作動される燃料
   噴射弁と、 予めマップによって記憶設定されている基本噴射時間を
   上記吸気圧と上記回転数とを用いて決定し、この基本噴
   射時間に基づいて上記燃料噴射弁の開弁時間を算出する
   開弁時間算出手段と を備える電子制御式燃料噴射装置であって、上記マップ
   は上記制御手段にて上記開閉手段が閉制御されている時
   に応じて設定されたものであると共に、この閉制御時用
   のマップを開制御されている時に対応するよう補正する
   補正マップが設けられており、しかもこの補正マップは
   上記閉制御時用のマップより細かく設定されていること
   を特徴とする電子制御式燃料噴射装置。