JPS6232233A - エンジンの燃料噴射装置 - 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、エンジンの燃料噴射装置に関し、特にエンジ
ンの過渡運転時における空燃比の変動防止対策に関する
ものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの燃料噴射装置として、例えば特開
昭５６−１３５７２８号公報に開示されるように、エン
ジンの吸気通路に配設され、燃料を噴射供給する燃料噴
射弁と、上記吸気通路に配設され、該吸気通路を流れる
吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段とを備え、該
吸入空気量検出手段の出力に応じて燃料噴射弁から燃料
を噴射するようにしたものは知られている。具体的には
、吸入空気量検出手段で計測された吸入空気量をエンジ
ン回転数で除した値に比例して基本燃料噴射量が求めら
れており、これによりエンジンの空燃比を一定に保つよ
うになされている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、このような燃料噴射装置においては、エンジ
ンの過ｔｍ運転時にエンジンの空燃比が変動するという
問題がある。

すなわち、吸気通路の吸入空気量検出手段下流にはエン
ジンまでの吸気通路の他、サージタンクなどがあり、か
なり大きな容積が存在する。そして、定常運転時には、
吸気の定常流れによって吸入空気量検出手段を通過する
空気量とエンジンが吸入する空気Ｍとが一致することに
より、正確な燃料噴射が行われてエンジンの空燃比が一
定に保たれるが、過渡運転時には、上記吸入空気量検出
手段下流の容積によって、吸入空気量検出手段での空気
量の変化に対してエンジンが吸入する空気量の変化に遅
れが生じて、双方の空気量が一致しないため、燃料噴射
が正確に行われず、エンジンの空燃比が狂うことになる
。特に、最近、吸気の慣性効果や共鳴効果を得るために
吸入空気量検出手段下流の容積を大きくしたものにあっ
ては空燃比の変動量も大きいものとなっている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、エンジンの過渡運転時、上述の如き吸入
空気量検出手段下流の容積に起因する吸気系の遅れを補
正することにより、エンジンの空燃比の変動をなくして
、過渡運転時においてもエンジンの空燃比を一定に精度
良く制御することにある。

（問題点を解決づるための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は１、第
１図に示すように、エンジン１に燃料を噴射供給する燃
料噴射弁１１と、エンジン１の吸気通路に配設され、該
吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出
手段２０とを備え、該吸入空気量検出手段２０の出力に
応じて燃料噴射弁１１から燃料を噴射するようにしたエ
ンジンの燃料噴射装置を前提とする。そして、エンジン
の過渡運転時を検出する過渡時検出手段３１と、該過渡
時検出手段３１の出力を受け、過渡運転時、上記吸入空
気量検出手段２０の出力をなまし処理して燃料噴射弁１
１からの燃料用ｔＪＪ！ｆｉを決定するよう制御する制
御手段３２とを備える構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジンの過渡運転時
には、吸入空気量検出手段２０の出力に対してなまし処
理が行われ、このなまし処理された出力に基づいて燃料
噴射弁１１からの燃料噴射量が決定されるので、吸入空
気量検出手段２０下流の容積による吸気系の遅れが上記
なまし処理によって補償されて、吸入空気量検出手段２
ｏで検出する空気量とエンジンが吸入する空気量とがほ
ぼ対応一致し、このことにより燃料噴射が正確に行われ
てエンジンの空燃比が変動なく一定に維持されることに
なる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図および第３図は本発明の実施例に係る燃料噴射装
置を備えた４気筒エンジンの全体概略構造を示す。同図
において、１は第１〜第４の４つの気筒１ａ〜１ｄを有
するエンジンであって、各気筒１ａ〜１ｄにはピストン
２の往復動により容積可変となる燃焼室３を有する。４
は上流端がエアクリーナ５を介して大気に開口してエン
ジン１の各気筒１ａ〜１ｄに吸気を供給するための主吸
気通路であって、該主吸気通路４の下流には吸気拡大室
としてのサージタンク６が設けられ、該サージタンク６
から各気筒１ａ〜１ｄに対応して第１〜第４の独立吸気
通路４８〜４ｄが分岐されていて、ぞれぞれ各気筒１ａ
〜１ｄの燃焼室３に独立して連通しいる。また、７は一
端が各気筒１ａ〜１ｄの燃焼室３に開口し他端が大気に
開口して各燃焼室３からの排気を排出するための排気通
路、８は各独立吸気通路４ａ〜４ｄの燃焼室３開口部に
配設された吸気弁、９は排気通路７の燃焼室３開口部に
配設された排気弁である。

上記主吸気通路４には吸入空気量を制御するスロットル
弁１０が配設されているとともに、各独立吸気通路４ａ
〜４ｄには燃料を噴射供給する燃料噴射弁１１が配設さ
れている。また、上記主吸気通路４には、スロットル弁
１０の上下流を該スロットル弁１０をバイパスして連通
し、スロットル弁１ｏをバイパスしてエンジン１の各気
筒１ａ〜１ｄに補助空気を供給するバイパス通路１２が
設けられており、該バイパス通路１２の途中には、バイ
パス通路１２を開閉する開閉弁１３が配設されている。

さらに、１４は容積室であって、該容積室１４は各功Ｉ
立吸気通路４８〜４ｄにそれぞれ連通口１５を介して連
通されており、該各連通Ｃコ１５には容積室１４の各独
立吸気通路４３〜４ｄとの連通又はその臆断を切換える
切換弁１６が配設され、各切換弁１６には各切換弁１６
を互いに連動して切換作動させるアクチュエータ１７が
連結されている。

一方、２ｏは上記主吸気通路４のスロットル弁１０上流
に配設され、主吸気通路４を流れる吸入空気ｆｆ１Ｑａ
を検出する吸入空気量検出手段としてのエアフローセン
サ、２１は主吸気通路４のスロットル弁１０上流に配設
され吸入空気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサ
、２２はスロットル弁１０の開成を検出するとともにス
ロットル弁１０全閉時によりアイドリンク時を検出する
アイドルスイッチ内蔵のスロットル開度センサ、２３は
カムシャフト１８の回転角によりクランク角を検出する
クランク角センサ、２４はディストリビュータ１９に配
設されエンジン回転数Ｎεを検出する回転数センサであ
る。これら各センサ２０〜２４の出力は、上記燃料噴射
弁１１、開閉弁１３および切換弁１６のアクチュエータ
１７を作動制御するＣＰＵよりなるコントロールユニッ
ト３０に入力可能になっており、該コントロールユニッ
ト３０により、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１
１を制御して該燃料噴射弁１１からの燃料噴射量を調整
するとともに、エンジン運転状態に応じて開閉弁１３を
デユーティ制御してバイパス通路１２による補助空気流
量を調整づるようにしている。また、エンジン運転状態
に応じてアクチュエータ１７を制御して切換弁１６を開
閉制御することにより、容積室１４を各独立吸気通路４
ａ〜４ｄに連通又は遮断せしめてサージタンク容積又は
エンジン排気量を増減させるようにしている。

次に、上記コントロールユニット３０による燃料噴射弁
１１の燃料噴射制御について第４１図のフローチャート
により詳述するに、スタートして、ステップＳ１でカウ
ントｉを零に、またこのｉ　＝０での後述の平均化処理
された基本噴射パルス幅ＴＰＮ（○）を零に初期値設定
したのち、ステップＳ２でカウントｉを“１″ずつ加算
する処理を行う。そして、ステップＳ３においてエアフ
ローセンサ２０からの信号を入力して吸入空気ｆｆ１Ｑ
ａを読込むとともに、回転数センサ２４からのエンジン
回転ＩＮεを読込み、次のステップＳ４でこの吸入空気
ｆｌＱａをエンジン回転数ＮＥで除篩した値に基づいて
基本噴射パルス幅Ｔｐ　（ｉ　＞　　（−に−Ｑａ／Ｎ
Ｅ、には変換係数）を演算する。

次いで、ステップＳ５でそのときのエンジン運転状態（
定常運転時、過渡運転時など）を検出したのち、次のス
テップ＄６で切換弁１６の開領域であるか否かを判別し
、開領域であるＹＥＳの場合にはステップＢｙで平均化
処理係数ＮをＮｏに設定する一方、開領域でないＮＯの
場合にはステップＳ８で平均化処理係数ＮをＮＣに設定
する。

ここで、上記ＮＯ，ＮＧは、切換弁１６の開閉によって
サージタンク容積が大小に増減するシステムにおいては
ＮＯ＞ＮＯに設定される一方、切換弁１６の開閉によっ
てエンジン排気間が大小に増減するシステムにおいては
Ｎｏ　＜ＮＯに設定されている。そして、ステップＳ９
に進んで、上記基本噴射パルス幅ＴＦ）（＋）を、スロ
ットル弁１０下流の容積およびエンジン排気量に応じた
平均化処理係＠Ｎに基づいて下記式 ％式％（１） により平均化処理を行い、サージタンク圧力Ｐの変化と
同等の変化量に調整されたパルス幅ＴＰＮ（１）を演算
する。

しかる後、ステップＳ　＋ｏで暖機補正や高負荷増量等
を行うための燃料補正係数Ｃを設定したのち、ステップ
Ｓ　ｏでこの燃料補正係数Ｃで−Ｆ記平均化処理された
基本噴射パルス幅ＴＰＮ（ｉ）を乗惇補正して燃料噴射
パルス幅ＴＩを粋出し、次のステップＳ　１２でこの燃
料噴射パルス幅Ｔ＋でちって燃料噴射弁１１を駆動する
。以後、ステップ８２に戻って上記動作を繰返して燃料
噴射制御が行われる。

以上のフローにおいて、ステップＳ５によりエンジンの
過渡運転時を検出する過渡時検出手段３１を構成してい
る。また、ステップ８６〜Ｓ　１２により、基本噴射パ
ルス幅Ｔｐ　（ｉ　）がサージタンク圧力Ｐの変化と同
等の変化量になるように平均化処理されることから、過
渡運転時、エアフローセンサ゛２０の出力がなまし処理
されることになり、このなまし処理された出力つまり平
均化処理された基本噴射パルス幅ＴｐＮ（ｉ）に基づい
て燃料噴射弁１１からの燃料噴ｔＪＪｆｌを決定するよ
うに制御する制御手段３２を構成している。

したがって、エンジンの定常運転時には、吸気の定ポ流
れによりエアフローセンサ２０での単位時間当りの空気
ａＱＩＮとエンジンが吸入する１ｔ１位時間当りの空気
量Ｑｏ　Ｕ　Ｔとが一致している。

その際、基本噴射パルス幅Ｔｐがサージタンク圧力Ｐの
変化と同等の変化量になるように平均化処理されても、
定常運転時にはこのサージタンク圧力Ｐが一定であるた
め、基本噴射パルス幅は前回と変らずに一定となり、よ
って正確な燃料噴射が行われる。

一方、エンジンの過渡運転時（加減速時）には、第５図
Ｊ５よび第６図に示すように、エアフローセンサ２０で
の空気ＩＱＩＮが急激に増減変化するのに対し、スロッ
トル弁１０下流の吸気系の容積（ナージタンク６および
容積室１４などの容積）によりサージタンク圧力Ｐが緩
慢に増減変化し、このサージタンク圧力Ｐに比例してエ
ンジンが吸入する空気量ＱＣＩＵＴも緩慢に増減変化し
て一致せず、吸気系の遅れが生じ′Ｃいる。これに対し
、基本噴射パルス幅Ｔｐがサージタンク圧力Ｐの変化と
同性の変化量になるように平均化処理されて、第７図に
示す如きパルス幅ＴＰＮ特性となる。つまりスロットル
弁１０下流の容積に応じてなまし処理されるので、燃料
噴射制御は上記吸気系の遅れに対応合致して正確な燃料
噴射が行われることになり、過渡運転時でもエンジンの
空燃比を、第７図の如きリッチ域■→リーン域■→リッ
チ域■・・・の変動を生じることなく一定に精度良く制
御することができる。

尚、上記実施例では、エアフローセンサ２０（吸入空気
量検出手段）の出力（吸入空気量）に応じて基本噴射パ
ルス幅Ｔｐを求め、この基本噴射パルス幅Ｔｐを平均化
処理することにより、過渡運転時のなまし処理を行った
が、上記エアフロー１ンサ２０（吸入空気量検出手段）
の出力を直接なまし処理して燃料噴１ｊ　ｆｆｉを決定
するようにしてしよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの燃料噴ｒＡ装
置によれば、エンジンの過渡運転時、吸入空気量検出手
段の出力をなまし処理して燃料噴射量を決定するように
したので、吸入空気量検出手段下流の容積による吸気系
の遅れを補正して、エンジンの空燃比を一定に精度良く
保持制御することができ、よって加減速性能およびエミ
ッション性能の向上に寄与することができるものである
。

４、　図面のｌ！（Ｉｌｌな説明 第１図は本発明の構成を示す概略図である。第２図〜第
７図は本発明の実施例を示し、第２図は全体概略構成を
示づ側面図、第３図は同平面図、第４図はコントロール
ユニットの燃料噴射制御の作動を示すフローチャート図
、第５図（ａ、）〜（Ｃ）はそれぞれ加速時におけるエ
アフローセンサでの空気量、サージタンク圧力およびエ
ンジンが吸入する空気量の特性図、第６図（ａ）〜（、
Ｃ）はそれぞれ減速時におけるエアフローセンサでの空
気量、サージタンク圧力およびエンジンが吸入する空気
量の特性図、第７図は過渡運転時における燃料噴射量の
特性図である。

１・・・エンジン、４・・・主吸気通路、４８〜４ｄ・
・・独立吸気通路、６・・・サージタンク、１１・・・
燃料噴射弁、１４・・・容積室、２０・・・エアフロー
センサ、３０・・・コントロールユニット、３１・・・
過渡時検出手段、３２・・・制御手段。

特許出願人　　　　マツダ株式会社 だ：三１　− 〜二り二、［＝Ｌし、−二÷１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、エ
   ンジンの吸気通路に配設され、該吸気通路を流れる吸入
   空気量を検出する吸入空気量検出手段とを備え、該吸入
   空気量検出手段の出力に応じて燃料噴射弁から燃料を噴
   射するようにしたエンジンの燃料噴射装置であって、エ
   ンジンの過渡運転時を検出する過渡時検出手段と、該過
   渡時検出手段の出力を受け、過渡運転時、上記吸入空気
   量検出手段の出力をなまし処理して燃料噴射弁からの燃
   料噴射量を決定するよう制御する制御手段とを備えたこ
   とを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。