JPS63113133A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - 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、気筒毎に燃料噴射弁等の燃料供給手段を備え
た内燃機関の燃料供給制御装置に関し、詳しくは機関回
転速度の変動を抑制するように気筒毎に燃料供給量を補
正するようにしたものに関する。

〈従来の技術〉 従来の電子制御燃料噴射式の内燃機関では、燃料の噴射
量Ｔｉを例えば次のような式によって定めるようにして
いる。

Ｔｉ−ＴｐＸＣＯＥＦＸｃｒ＋Ｔｓ ここで、Ｔｐは基本噴射量であり、次のような式で与え
られる。

Ｔｐ如ＫＸＱ／Ｎ Ｋは定数、Ｑは吸入空気流量、Ｎは機関回転速度である
。又、Ｃ０ＥＦは各種増量補正係数であり、 Ｃ０ＥＦ＝　１　＋Ｋｔｗ＋Ｋａｓ＋Ｋａｃｃ　＋Ｋｍ
ｒのような式で与えられる。Ｋｔ−は水温増量補正係数
、Ｋａｓは始動及び始動後増量補正係数＋　Ｋａｃｃは
加速増量補正係数、Ｋｍｒは混合比補正係数であ′る。

αは後述する空燃比のフィードバック制御（λコントロ
ール）を行うための空燃比フィードバック補正係数であ
る。Ｔｓは電圧補正骨で、電源電圧の変動にともなう噴
射量のばらつきを補正するためのものである。

空燃比のフィードバック制御は、機関の排気系に０２セ
ンサを取付けて実際の空燃比を検出し、実際の空燃比が
理論空燃比より濃いか薄いかをスライスレベルにより判
定して実際の空燃比を理論空燃比に限りな（近付けるよ
うに燃料の噴射量を制御するものであり、このために、
前記空燃比フィードバック補正係数αを変化させること
によって制御される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の電子制御燃料噴射式多
気筒内燃機関、とりわけ、燃料噴射弁を各気筒毎に備え
るいわゆるマルチポイントインジェクション方式の内燃
機関では、構造上或いは経時変化等により各燃料噴射弁
の燃料噴射量に相違が発生すると、気筒間での燃料の分
配が均一にならないことがある。これにより、特定の気
筒が失火を生じたり、逆に強燃焼（燃焼圧力が大き過ぎ
る）を生じたりすると機関回転が大きく変動し、機関の
安定性、殊に、アイドル安定性が悪化してサージングを
発生したりするとともに機関の出力及び燃費の悪化を招
き、又は、全開時において特定気筒からの排気特性が極
度に悪化して排気処理手段として機能する三元触媒等の
焼損を招く等の問題点を生じてしまう。

本考案は、このような実状に鑑みてなされたものであり
、燃料分配特性の悪化を適確に補正し、これにより、機
関の安定性を飛躍的に向上させて出力及び燃費を向上さ
せると共に、三元触媒の焼損などを防止することを目的
とする。

く問題点を解決するための手段〉 このため、本発明では第１図に示すように気筒毎に燃料
供給手段を備えた内燃機関の燃料供給制御装置において
、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、機関回
転速度を含む機関運転状態に応じて基本となる燃料供給
量を設定する基本燃料供給量設定手段と、所定行程にあ
る気筒を判別する気筒判別手段と、各気筒の所定の行程
時期毎の機関回転速度の変化量を演算する回転速度変化
量演算手段と、機関回転速度の変化量が所定以上のとき
に該変化に影響を与えた気筒に対して当該変化を無くす
方向に前記基本燃料供給量を増減補正する燃料供給量補
正手段と、基本燃料供給量又は補正された燃料供給量に
対応する燃料供給信号を気筒判別手段によって判別され
た燃料供給時期にある気筒の燃料供給手段に出力する燃
料供給信号出力手段とを備えた構成とする。

（作用〉 かかる構成において、基本燃料供給量設定手段により、
機関運転状態に応じて全気筒で略共通な基本燃料供給量
が設定される。

一方、回転速度検出手段によって各気筒の所定の行程時
期毎に機関回転速度が検出され、回転速度変化量演算手
段により、各回毎の機関回転速度の変化量が演算される
。

そして燃料供給量補正手段により回転速度変化に影響を
与えた気筒の基本燃料供給量が回転速度の変化量に基づ
いて補正される。

このようにして気筒毎に補正して設定された燃料供給量
に対応する燃料供給信号が、燃料供給信号出力手段から
気筒判別手段によって判別された気筒の燃料供給手段へ
出力され、該燃料供給手段から対応する気筒へ供給され
る。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第２図において、内燃機関１の吸
気通路２には上流側から吸入空気流量検出用のエアフロ
メータ３．絞り弁４．該絞り弁４の開度検出用のスロッ
トル開度センサ５及び各気筒毎に燃料供給手段としての
燃料噴射弁６が設けられる。また、機関回転速度検出手
段としてのクランク角センサ７、冷却水温度検出用の水
温センサ８及び排気通路９に排気中酸素濃度を検出する
０□センサ１０が設けられる。

前記エアフロメータ３からの吸入空気流量信号Ｑ、クラ
ンク角センサ７からの各気筒の所定行程時期毎に出力さ
れる基準信号（その中、特定気筒、例えば＃ｌ気筒に対
応する信号は他と区別される気筒判別信号を兼ねる）及
び微小な単位クランク角毎に出力される単位角信号、ス
ロットル開度センサ５からの絞り弁開度信号、水温セン
サ８からの冷却水温度信号、０□センサ１０からの酸素
濃度信号は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット１１に入力され、コントロールユニット１
１はこれら各信号に基づいて検出された機関運転状態に
応じて燃料噴射量（燃料供給ｉｆ）を設定し、該噴射量
に相応するパルス巾をもつ噴射パルス（燃料供給信号）
を燃料噴射弁６に出力することによって燃料噴射制御を
行う。

ここで、燃料噴射量の設定は、機関運転状態に応じて基
本となる燃料噴射量を設定した後、各気筒の燃焼行程時
期毎に検出された機関回転速度の変化に応じて気筒毎の
燃料噴射量を増減補正するようにしている。

以下、前記燃料噴射量制御ルーチンを第３図〜第５図に
示したフローチャートに従って説明する。

第３図は、クランク角センサ７からの基準信号入力毎に
行われる、燃料増減補正を行う気筒を判別するルーチン
を示す。

ステップ（図ではＳと記す）１では前回クランク角セン
サ７から基準信号を入力してから今回基準信号を入力す
るまでの時間（周期）の逆数として機関回転速度Ｎを検
出すると共に一時記憶する。

ステップ２では基準信号が特定気筒（＃１気筒）の気筒
判別信号であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合は、ステ
ップ３へ進んで該特定気筒を示すデータｃｙＩｌＤをＯ
にセットする。

その後、基準信号を入力した時はステップ４へ進んでデ
ータｃｙｌＤを１カウントアツプし、例えば＃２．＃３
．＃４気筒は夫々ｃｙｌＤが３，１゜２にセットされ、
再度＃１気筒の気筒判別信号が入力されるとｃｙｌＤは
０にリセットされ、これによって各気筒を判別できる。

即ち、クランク角センサ７とステップ２〜４の機能が気
筒判別手段を構成する。

次いでステップ５ではステップエで演算した前回の機関
回転速度に所定の回転Ｎｌ（例えば６　ｒｐｍ）を減算
した値と、今回演算した機関回転速度とを比較し、前者
が後者が上回る時つまり回転速度の低下が大きいときで
あると判定し、ステップ７でその原因となった気筒の燃
料供給量を増量補正すべき旨のデータ（００）を記憶す
る。

また、ステップ５で後者が前者以上と判定された場合は
、ステップ６へ進み前回の回転速度に所定回転Ｎ１を加
算した値と今回演算した回転速度とを比較し、後者が前
者以下であると判定された場合は回転速度の変動中が所
定回転Ｎ１以内であるため正常であると判定し、ステッ
プ８で増減量補正を行わない旨のデータを（０１）を記
憶する。

またステップ６で後者が前者を上回ると判定されたとき
、つまり回転速度の上昇が大きいときは強燃焼（最新の
燃焼行程の気筒の燃焼圧が大き過ぎる）であると判定し
、ステップ９で強撚焼化じていると判別された気筒の燃
料供給量を減量補正すべき旨のデータ（０２）を記憶す
る。

ここで、ステップ５．６の機能が回転速度変化量演算手
段に相当する。

第４図は単位時間（例えば１０ｍ５）毎に行われる燃料
噴射量演算ルーチンを示す。

図において、ステップ１１ではエアフロメータ３から吸
入空気流ｉ１Ｑを読み込み、ステップエ２では第３図の
ステップ１で演算された機関回転速度Ｎを読み込む。但
し、クランク角センサ７からの単位角信号の単位時間当
りの入力回数に基づいてこれに比例する機関回転速度Ｎ
を演算してもよい。

ステップ１３では燃料噴射弁６から噴射される燃料の基
本噴射量を吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとに基づい
て次式により演算する Ｔｐ−に−Ｑ／Ｎ　　（Ｋは定数） 次いでステップ１４〜１６において、増Ｎｆｆ１補正を
行うべき気筒を求める。

即ちステップ１４では第３図のステップ３又はステップ
４において記憶された判別気筒のデータｃｙＩＤ（０〜
３）に対して、燃料の増減量補正を行う場合の気筒を判
別する。点火順序が＃１−＃３−＃　４−＃　２の場合
失火あるいは強撚焼による回転速度の変化が検出される
のは変化後２回基準信号を入力した時であり、これに基
づいてｃｙｌＤ＝００ときはステップ１５で気筒胤デー
タｎを４．ｃｙＪＤ＝１のときはステップ１６でｎ＝２
．ｃｙｌ！Ｄ＝１＝２のときはステップ１７でｎ＝１．
ｃ）ｊ！Ｄミ３のときはステップ１８でｎ＝３にセット
する。

ステップ１９では第３図のステップ７〜９において記憶
された燃焼状態のデータを判別する。

このデータが前記ステップ７で指令された失火に対して
の燃料供給量を増量補正する指令（００）であるときは
ステップ２０へ進んで＃ｎ気筒の燃料噴射量補正係数Ｋ
ｎを前回値に対して所定！（０，１％）増加させ、ステ
ップ２１でこの値が最大値ＫｎＭＡＸ　（例えば＋５〜
＋１０％）に達したか否かを判定し、達している場合は
ステップ２２でに、　＝ＫｎＭａｘにする。またデータ
が強撚焼に対しての燃料供給量を減量補正する指令く０
２）であるときはステップ２２へ進んで同じく燃料噴射
量補正係数に７を前回値に対して所定ｆｆｉ　（０，１
％）減少させ、ステップ２４でこの値が最小値に、１、
工（例えば−５〜−１０％）以下となったか否かを判定
し、ＹＥＳの場合はステップ２５でＫｎＮＩＮにする。

またデータが正常であり、増減量補正を行わない場合（
ｏｌ）であるときはステップ２６へ進んでＫｎを前回値
をそのまま今回値としてセットする。

ここで、第３図のステップ７〜９と第４図のステップ２
０〜２５の機能が燃料供給量補正手段を構成する。

次いでステップ２７で最終的な燃料噴射１ｉＴｉを次式
によって演算する。

Ｔｉ＝Ｔｐ−ＣＯＥＦ−ｃｒ・　（１＋Ｋｎ）＋Ｔｓこ
こで、Ｃ０ＥＦは絞り弁開度や冷却水温度等に基づいて
求められた各種補正係数、αは、排気中酸素濃度に基づ
いて求められた空燃比のフィードバック補正手段であり
、Ｋｎは＃ｎ（ｎｌ〜４）気筒の前記補正係数、Ｔａは
バッテリ電圧による補正骨である。

このようにして補正設定された燃料噴射量が機関運転状
態に基づいて設定された各気筒の所定のクランク角時期
に燃料噴射弁６がら噴射供給される。

かかる噴射弁作動ルーチンを第５図に従って説明する。

このルーチンはカウンタによりカウントされた値が噴射
時期と一致した時に割り込まれる。

ステ・７プ３１でｃｙＩＤの値から気筒判別を行い、ス
テップ３２〜３５で判別された気筒の燃料噴射弁６に燃
料噴射ｆｉＴｉに相当するパルス巾をもつ噴射パルスを
出力する。ここでステップ３２〜３５の機能が燃料供給
信号出力手段を構成する。次いでステップ３６〜３９で
は、次回の演算に備えて今回使用された補正係数に、〜
に４を前回値として記憶する。

次にかかる制御を行ったときの作用を第６図に基づいて
説明する。

今、＃１気筒が燃焼行程で失火を生じるとこの気筒の燃
焼圧力が低下することにより平均有効圧力Ｐｉが減少し
、これに伴って回転速度が減少する。

この回転速度の減少は、＃４気筒の基準信号入力時に検
出されその際＃１気筒用の補正係数に１が増大補正され
るので、次回の燃料噴射量が増大補正され、これにより
当該気筒の燃焼圧力が上昇し平均有効圧力が回復する。

また、図示の如く＃２気筒で強撚焼を住じると、燃焼圧
力が上昇することにより平均有効圧力Ｐｉが上昇し、こ
れに伴って回転速度が上昇する。

この場合は、回転速度の上昇が＃３気筒の基準信号入力
時に検出され、＃２気筒用の補正係数に２が減少補正さ
れ、これにより当該気筒の燃焼圧力が減少し、平均を動
圧力の上昇を抑制する。

このようにして燃料噴射量を増減補正することにより気
筒毎の平均有効圧力を均一化でき、アイドル時や定常走
行時の回転変動を抑制できサージングの発生を防止でき
ると共に、三元触媒の焼損等の発生も防止できる。

尚、本実施例では、失火２強撚焼の発生した気筒のみを
補正したが、失火傾向の気筒についてのみ増量を行い、
他の気筒は増量分／（気筒数−１）だけ減量し、遂に強
燃焼傾向の気筒についてのみ：＄ｉ量を行い、他の気筒
は減量分／（気筒数−１）だけ増量してもよい。これは
、失火１強燃焼は、継続的に行われるものではないため
、全体の燃料量は一定として排気エミンション性、燃費
、触媒性能を良好に維持するためである。

〈発明の効果ン 以上説明したように、本発明によれば各気筒の所定行程
時期間における機関回転速度の変化に応じて当該変化の
原因となる気筒に対して燃料供給量を増減補正する構成
としたため、失火１強燃焼による回転速度の変化を短時
間の中に抑制してアイドル時や定常走行時における回転
速度の安定化を図れ、サージングの発生を防止でき三元
触媒の焼損等も防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示す図、第３図は同上実施例の燃
焼状態判定ルーチンを示すフローチャート、第４図は同
じく燃料噴射量演算ルーチンを示すフローチャート、第
５図は同じく燃料噴射パルス出力制御ルーチンを示すフ
ローチャート、第６図は同じく各気筒の燃焼状態を示す
タイムチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気筒毎に燃料供給手段を備えた内燃機関の燃料供給制御
   装置において、機関回転速度を検出する回転速度検出手
   段と、機関回転速度を含む機関運転状態に応じて基本と
   なる燃料供給量を設定する基本燃料供給量設定手段と、
   所定行程にある気筒を判別する気筒判別手段と、各気筒
   の所定の行程時期毎の機関回転速度の変化量を演算する
   回転速度変化量演算手段と、機関回転速度の変化量が所
   定以上のときに該変化に影響を与えた気筒に対して当該
   変化を無くす方向に前記基本燃料供給量を増減補正する
   燃料供給量補正手段と、基本燃料供給量又は補正された
   燃料供給量に対応する燃料供給信号を気筒判別手段によ
   って判別された燃料供給時期にある気筒の燃料供給手段
   に出力する燃料供給信号出力手段とを備えたことを特徴
   とする内燃機関の燃料供給制御装置。