JPS6345446A - 内燃機関用電子燃料制御装置 - 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、内燃機関に供給する燃料量を１機関の回転数
と絞弁開度により決める電子燃料制御方法及び装置に係
り、特に絞弁開度を検出するセンサーの出力信号に不具
合が起きた場合にも良好な燃料供給を行うことのできる
燃料制御方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の燃料制御方法として１機関の回転数信号、絞
弁開度信号を主入力パラメータとするマイクロコンピュ
ータにより電磁燃料噴射弁の開弁時開を演算し、その出
力で噴射弁を制御し燃料供給する方法が特開昭６０−１
７８９５５号公報等で知られている。絞弁開度状態を検
出するセンサーとして、電圧変換式の絞弁開度センサー
、いわゆるポテンショメータが一般的に用いられている
。しかしながら、従来の燃料制御装置が、該センサーを
用いる制御範囲は極一部であり、故障した場合でも大き
な問題とはならなかった。その為、該センサーの故障に
対するフエーセーフの配慮がなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、機関の回転数と絞弁開度に応じて電
磁燃料噴射弁の基本噴射パルス幅Ｔｐ　を割り当てるよ
うにしている。そして、各運転状態に応じて、該基本パ
ルス幅ＴＰに対して、各種補正係数Ｋｃ及び各種補正パ
ルス幅Ｔ＾を加えて、ＴＩ＝Ｔｐ　ＸＫｃ　＋Ｔ＾とし
て、電磁燃料噴射弁に出力する。しかしながら、絞弁開
度センサの出力がセンサの故障等によって不正な値を出
力した場合、基本噴射パルス幅Ｔ？は正常なパルス幅で
はなくなり出力パルス幅ＴＩも不正な値になる。

この為、機関の間転数が異常に高くなったり異常に低く
なったりしてエンジンの焼き付きやエンストを発生する
という問題点がある。

本発明の目的は、絞弁開度センサの出力が故障等で不適
正な値になった場合でも、良好な運転状態を維持するこ
とのできる電子燃料制御方法及び装置を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、システムとしては絞弁開度信号が正常かど
うかを判定すると共に異常時には機関の回転数信号を主
パラメータとして燃料量を決定することにより達成され
る。

上記目的は装置としては絞弁開度信号と機関の回転数信
号とから燃料量を演算するマイクロコンピュータに、絞
弁開度信号が適正な値か否かを判定する判定機能と不適
正と判定された時に回転数信号を主パラメータとして燃
料量を演算する補助演算機能とを付加することによって
達成される。

〔作用〕

この様に構成された本発明は、絞弁開度センサ等の故障
によって絞弁開度出力信号が不適正な値になると機関の
回転数信号を主パラメータとする燃料演算に切換えるの
で、不適正な絞弁開度信号と機関の回転数信号とから燃
料量を決定する場合に比べ、機関の回転数が異常高・低
速状態になることがなく絞弁開度信号の異常時にも比較
的安定した運転ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を以下図面を参照して説明する
。

本発明の燃料制御装置は、第１図に示す如く。

外気を取り入れる為のエアクリーナー４と、アクセルペ
ダルと連動した吸入空気量を制御する為の絞弁１０と、
該絞弁１ｏの状態を検出する絞弁開度センサ２と、吸気
マニホールド１２に配設された。エンジン３の吸気ポー
トに燃料を噴射するための電磁燃料噴射弁１と、排気マ
ニホード１１に配設された排気ガス中の残存酸素濃度が
ら空燃比を検出する酸素濃度センサ５と、エンジンの回
転数を検出するデイストリビュータロと、前記絞弁開度
センサ２の信号、デイストリビュータロの信号、酸素濃
度センサ５の信号により、電磁燃料噴射弁１から噴射す
る各運転状態に合った燃料噴射量を演算するマイクロコ
ンピュータから成るコントロールユニット７から成って
いる。本実施例の制御は、第２図に示すプログラムに従
って行われる。まず、ステップ１０１で、エンジン回転
数Ｎを取り込み、ステップ１０２で、絞弁開度センサ２
の出力ｖＴを取り込み、ステップ１０３で、このＶＴを
、あらかじめ設定しておいた設定値ＶＢと比較判定して
、ＶＢ以上であるならば正常と判定し、ステップ１０４
で回転数Ｎと絞弁開度センサ出力ＶＢによる２次元テー
ブルのＴｐマツプを検索してＴｐ　を決定し、ステップ
１０６で、各種補正係数Ｋｃ　を、このＴｐに乗算し、
更に各種補正パルス幅Ｔ＾を加算し噴射量を表わすパル
ス幅Ｔ、を決定する。ステップ１０３で、ＶＴがＶａ未
満の時、ステップ１０５で、回転数Ｎだけで決められた
Ｔｐ線図によりＴｐ　を決定し、ステップ１０６に進む
。

本実施例によれば、絞弁開度センサが故障して正常な出
力をしなくなった場合でも、回転数信号を主パラメータ
としである程度の燃料噴射制御を行わせることが可能で
あり、機関の運転を維持することができるという効果が
ある。

以下、本発明の他の実施例を第３乃至５図により説明す
る。

絞弁１０は機関に吸入される空気量をアクセルの踏込み
量に応じて制御する。

絞弁開度センサ２は絞弁の開度をそれに対応した電圧信
号に変換する。マイクロコンピュータから成るコントロ
ールユニット７は絞弁開度センサ２からの電圧信号を周
期的に読み込みメモリーにストアする。

コントロールユニット７は更にデイストリビュータロの
内部に形成したクランク角センサ（図示せず）によって
検出される回転数信号を周期的に読み込み、メモリーに
ストアする。

コントロ・−ルユニット７は絞弁開度信号と回転数信号
を主パラメータとして機関が要求する燃料量に応じた燃
料噴射弁１の開弁パルス幅を決定し、燃料噴射弁１へ駆
動信号として出力する。

この実施例では絞弁開度センサ２は２個のセンサを備え
ている。一つのセンサは第４図に線図式で示す特性を有
する。このセンサは主として絞弁の開度が約２０度以下
の小開度域での絞弁開度を検出する。

残りのセンサは第４図の線図Ｂに示す特性を有するセン
サで、絞弁の全域の開度を検出する。

絞弁の小開度域では絞弁の開度のわずかな変化で吸入空
気量が大きく変化するので開度の変化に対する出力電圧
の変化の大きな前者の様な特性のセンサで開度を検出す
る必要がある。

一方開度が比較的大きい範囲では開度の変化に対する吸
入空気量の変化が小さいので開度はさほど精密に検出す
る必要はないが、広い範囲にわたって安定した出力特性
が得られる後者の様なセンサで開度を検出する必要があ
る。

ここで重要なことは後者のセンサは前者のセンサの検出
範囲もカバーする様に構成することである。

この様に構成された第２の実施例の燃料制御装置のコン
トロールユニット７の制御フローを第５図に基づき詳説
する。

ステップ５１では、周期的に読み込んだ回転数信号が設
定値より大きいか否かを判定して機関、即ちエンジンが
回転中か否かを判定する。エンジンが回転していなけれ
ば燃料を供給する必要はないので噴射弁の開弁パルスを
求めるフローはすべてバイパスしてフローを抜ける。

エンジンが回転している時はステップ５２に進み別途周
期的に読み込んだ特性Ａの絞弁開度センサと特性Ｂの絞
弁開度センサの面出力Ｖ＾、ＡＨが各々の最小値■＾ｓ
ｒＮ、　ＶａＭｒｓより大きいか否かを判定し、それに
よって両方のセンサの出力が正常が否かを判定する。い
ずれも最小値より検出値の方が大きければ出力は正常と
してステップ５３に進む。

ステップ５３ではどちらのセンサの出力を用いるかを決
定する為に特性Ａのセンサの出力が最大検出値ＶＡＭＡ
Ｘを超えているか否かを判定する。

ＶＡＭ＾Ｘより小さければ特性Ａのセンサの出力をその
まま用いてステップ５４で絞弁開度ＴＶＯを計算する。

ＶＡＭ＾Ｘより大きければ特性Ｂのセンサの出力を用い
てステップ５５で絞弁開度ＴＶＯを計算する。

ステップ５２でいずれかのセンサが最小値を超えなかっ
た場合はステップ５６に進む。

ステップ５６では特性Ａのセンサの出力が異常なのか否
かをチエツクする為、再度最／Ｊ％値■＾ＭＩＮと特性
Ａのセンサの出力■＾とを比較判定する。

出力Ｖ＾がＶＡ旧Ｎを超えていなければ特性Ａのセンサ
の出力が異常と判断しステップ５７へ進む。

ステップ５７では特性Ｂのセンサの出力か異常でないか
どうかチエツクする為再度出力ＶＢと最小値ＶＢにＩＮ
とを比較判定する。出力ＶＢが最小値を超えていれば特
性Ｂのセンサの出力は正常と判断し、出力ＶＢに基づい
てステップ５８で絞弁開度ＴＶＯを計算する。この時通
常は特性へのセンサの検出範囲の開度も特性Ｂのセンサ
の出力で計算することになり、特性Ａのセンサの出力が
異常になっても特性Ｂのセンサの出力が正常であれば次
善の制御ができる。

もし、特性Ｂのセンサの出力Ｖａが最小値ＶＢＭＩＮを
超えなければ特性Ｂのセンサの出力異常と判定される。

この時は両センサの出力によらず、あらかじめ実験的に
求めた回転数に対する基準パルス幅Ｔｐ　を、ステップ
５９でメモリから読み出し、駆動信号パルスＴ＋　をス
テップ６０で計算する。

ステップ５６に戻って特性Ａのセンサの出力１／Ａが最
小値ＶＡＮＩＮより犬であれば特性Ｂのセンサの出力が
異常で、特性Ａのセンサの出力は正常と判断してステッ
プ６１に進む、ステップ６１では特性Ａのセンサの検出
範囲か否かを検出する為に出力ＶＡと最大値ＶＡＮＡＸ
を比較判定する。出力■＾が最大値■＾に＾Ｘより小さ
ければ特性Ａのセン−１すの検出範囲と判断して出力Ｖ
＾に基づきステップ６２で絞弁開度ＴＶＯを計算する。

出力ＶＡが最大値ＶＡＭ＾Ｘを超えると特性Ｂのセンサ
の検出範囲となるが、特性Ｂのセンサの出力が異常と判
定されているので特性Ｂのセンサの出力は使えない。従
ってこの場合もステップ５９で回転数に対する基準パル
ス幅Ｔ、をあらかじめ用意されたマツプから読み出し、
ステップ６０で駆動パルス幅Ｔ唯　を計算する。

上記ステップ５４．５５及び６２で絞弁開度ＴＶＯが計
算されると、あらかじめ読み込まれた回転数Ｎと絞弁開
度ＴＶ○とから用意されたマツプ検索によって基準パル
ス幅ＴＰ　を求める。

ステップ６３で求めた基準パルス幅Ｔｐに基づいてステ
ップ６０で駆動パルス幅Ｔ＋　を求めて噴射弁駆動パル
スの演算フローを終了する。

この様に本実施例では絞弁開度センサを２種類設置し、
いずれかのセンサの出力が異常と判定された場合でも残
りのセンサの出力を使ってできるだけ絞弁開度信号と回
転数信号との両パラメータで噴射弁の駆動パルス幅を求
め、両センサの出力を用いることができない場合には回
転数信号を主パラメータとして駆動パルス幅を求める様
にしたので、絞弁開度センサの故障等によってセンサ出
力が異常状態になってもエンジンを停止させることなく
次善の燃料制御が可能である。

ここで、駆動パルス幅Ｔ、の演算式中の補正係数ＫＧは
、例えば以下の様な式で別途求められる。

Ｋｃ　　＝＝　　（１＋ＫＴＷ　　＋ＫＡ）　　＋　　
α　＋Ｋ　　Ｑ但し、ＫＴＷは水温に応じて燃料量を修
正する為の補正係数で、水温が低い程燃料補正量が多く
なる様に変化する。に＾はエンジンの始動時には通常時
より燃料を多めに供給する様に補正する係数で始動が完
了すると増量補正はなくなる様に変化する。αはＯｚフ
ィードバック補正係数で、空熱比がλ＝１になる様に燃
料量を補正する為の補正係数である。ＫＱは学習補正の
為の係数で、Ｏｚセンサからの出力が例えばリッチ側に
へばりついた様な場合、センサ出力のベースをシフトし
てこのへばりつきを解消する様に作用する。Ｔ＾は電源
電圧の変化に応じて燃料噴射量を補正する電圧補正係数
で電圧が低下すると燃料を増量する様に働く。

以上２つの実施例に共通した実施例上の重要な構成は、
コントロールユニットの内部のマイクロコンピュータが
、絞弁開度センサの出力信号と回転数信号とから燃料噴
射弁の基準開度パルス信号を検索する為の二次元マツプ
と、絞弁開度センサの出力が異常状態となった時に使用
するところの回転数信号を主パラメータとして燃料噴射
弁の基準開度パルス信号を検索する二次元マツプとの両
方を備えていること、マイクロコンピュータが絞弁開度
センサの出力の異常を判定する機能を備えていること及
び、絞弁開度センサの出力の正常時と異常時とで二次元
マツプを使用するか二次元マツプを使用するかを判定し
切替える機能を備えていることである。

これによって、絞弁開度センサの出力が異常状態になっ
た時でも、供給燃料を次善に制御できるのでエンジンが
急停止したり、路上で走行不能に陥ったりする恐れがな
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、絞弁開度を示す信号と機関の回転数を
示す信号とを主パラメータとして機関への供給燃料量を
決定するステップと、絞弁開度を示す信号が異常と判定
された時働いて機関の回転数を示す信号を主パラメータ
として機関への燃料供給量を決定するステップとを備え
１両者を絞弁開度を示す信号の状態に応じて使い分ける
様にしたので、絞弁開度を示す信号が異常状態となって
も燃料の供給を次善に制御でき、急停止や走行不能の恐
れを解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例になる内燃機関用電子燃料制
御システムの全体構成を示す図面、第２図は第１図に示
すシステムの燃料噴射弁の制御フローチャート、第３図
は本発明の別の実施例になる内燃機関用電子燃料制御シ
ステムの要部構成を示す図面、第４図は第３図の実施例
に用いる絞弁開度センサの出力特性を示す図面、第５図
は第３図に示す実施例の燃料噴射弁の制御フローチャー
トである。 １・・・電磁燃料噴射弁、２・・・絞弁開度センサー、
６゛°°テイストリビユータ、７・・・コントロールユ
ニット、１０・・・絞弁。 第２０ 第３０ 第４閾 源ｆＦＩ？１便（〆ｑ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機関に供給する燃料量を、吸入空気量を制御する絞
   弁の開度に応じた信号と機関の回転数に応じた信号とを
   主パラメータとして決定するものにおいて、前記絞弁開
   度を示す信号が正常な信号か否かを判定して正常と判定
   された時はその信号と機関の回転数信号とから燃料量を
   決定し、異常と判定された時は前記機関の回転数を主パ
   ラメータとして燃料量を決定する２系統の燃料決定方法
   を備えたことを特徴とする内燃機関用電子燃料制御方法
   。 ２、機関の吸入空気量を制御する絞弁の開度を検出する
   絞弁開度センサと、前記機関の回転数を検出する回転数
   センサと、両センサからの出力信号を主パラメータとし
   て前記機関に供給すべき燃料量を所定のプログラムに従
   つて演算するて、前記マイクロコンピュータに、前記絞
   弁開度センサの出力信号が適正な値か否かを判定する判
   定機能と、該判定機能によつて適正でないと判定された
   時前記機関の回転数信号を主パラメータとして供給燃料
   量を演算する補助演算機能を付加したことを特徴とする
   内燃機関用電子燃料制御装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載した発明において、前
   記マイクロコンピュータの補助演算機能が、あらかじめ
   用意された回転数に対する燃料量のマップから回転数に
   応じた燃料量を求める機能であることを特徴とする内燃
   機関用電子燃料制御装置。 ４、特許請求の範囲第２項に記載した発明において、前
   記絞弁開度センサが前記絞弁の比較的小開度域を検出す
   る第１のセンサと、残りの比較的大開度域を検出する第
   ２のセンサとから構成され、前記マイクロコンピュータ
   の判定機能が前記絞弁開度第１、第２センサのどちらの
   出力が不適正かを判定する判定機能を有し、更に前記マ
   イクロコンピュータの補助演算機能が、前記判定機能で
   不適正と判定されたセンサを除く他方ののセンサの出力
   信号と前記機関の回転数信号とから燃料量を演算する機
   能を有することを特徴とする内燃機関用電子燃料制御装
   置。 ５、機関に供給する燃料量を、吸入空気量を制御する絞
   弁の開度に応じた信号と機関の回転数に応じた信号とを
   主パラメータとしてマイクロコンピュータを用いて決定
   するものにおいて、前記マイクロコンピュータが絞弁の
   開度に応じた信号と機関の回転数に応じた信号とから燃
   料噴射電磁弁の基本開弁パルス幅を決定する２次元マッ
   プと、前記機関の回転数に応じた信号を主パラメータと
   して前記燃料噴射電磁弁の基本開弁パルス幅を決定する
   １次元マップとを備え、且つ前記マイクロコンピュータ
   は前記絞弁開度センサの出力が正常かどうかを判定する
   機能と、該センサの出力が正常と判定された時前記２次
   元マップを、異常と判定された時前記１次元マップを用
   いて前記燃料噴射弁の基本開弁パルス幅を決定する切換
   機能とを有することを特徴とする内燃機関用電子燃料制
   御装置。