JP2002122040A - 独立吸気型4サイクル内燃機関における電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

独立吸気型4サイクル内燃機関における電子制御燃料噴射装置

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JP2002122040A
JP2002122040A JP2000316503A JP2000316503A JP2002122040A JP 2002122040 A JP2002122040 A JP 2002122040A JP 2000316503 A JP2000316503 A JP 2000316503A JP 2000316503 A JP2000316503 A JP 2000316503A JP 2002122040 A JP2002122040 A JP 2002122040A
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intake
signal
internal combustion
combustion engine
intake pressure
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Naoki Kobayashi
小林  直樹
Koichi Miyagi
幸一 宮城
Takahiko Ueda
孝彦 植田
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Mikuni Corp
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Mikuni Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気圧力の検出に際してノイズの影響を抑制
し、かつ、単一のセンサによって吸気圧力、大気圧力、
および、吸気行程の検出を行い得る独立吸気型4サイク
ル内燃機関における電子制御燃料噴射装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 吸気圧センサ10からの吸気圧力信号を
2分割してコントロールユニット19に入力する2系統
の信号経路24・25が設けられ、一方の信号経路は、
吸気圧力信号を直接コントロールユニットに入力し、他
方の信号経路は、吸気圧力信号を時定数の大きなローパ
スフィルタ26を介して前記コントロールユニットに入
力する。コントロールユニットでは、一方の信号経路を
介して入力される吸気圧力信号に基づいて、大気圧力検
出と行程判別を行い、他方の信号経路を介して入力され
る吸気圧力信号に基づいて、吸気圧力を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、独立吸気型4サイ
クル内燃機関における電子制御燃料噴射装置に係わり、
特に、吸気管内の圧力に基づき、吸気圧力や大気圧力の
検出ならびに4サイクル内燃機関の行程判別を行うとと
もに、これらに基づき燃料噴射量を設定するようにした
独立吸気型4サイクル内燃機関における電子制御燃料噴
射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、オットーサイクル内燃機関におけ
る吸気制御は、複数の気筒を一つのスロットル弁で行う
ものと、各気筒毎にスロットル弁を配置する独立吸気型
のものがある。このうち独立吸気型4サイクル内燃機関
(以下、内燃機関と称す)における電子制御燃料噴射装
置にあっては、吸気管内の圧力すなわち吸気圧力や、大
気圧力に基づいて燃料噴射量を設定することが行われて
いる。そして、前記吸気管に設けられた一つの吸気圧セ
ンサによって、内燃機関が吸気行程にある場合における
吸気管内の圧力を測定することによって吸気圧力とし、
また、吸気行程以外の行程にある場合における吸気管内
の圧力を測定することによって大気圧力を検出するよう
にしているものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
燃料噴射装置にあっては、応答性をよくするために、前
記吸気圧センサの検出信号を直接あるいは時定数の小さ
なローパスフィルタを介してコントロールユニットに入
力するようにしているが、このために、ノイズの影響を
受けやすく、正確な検出が行えない場合が生じる。ま
た、吸気行程であるか否かの検出には、他のセンサを設
ける必要がある。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、吸気圧力の検出に際してノイズの影
響を抑制し、かつ、単一のセンサによって吸気圧力、大
気圧力、および、吸気行程の検出を行い得る独立吸気型
4サイクル内燃機関における電子制御燃料噴射装置を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の独立吸気型4サイクル内燃機関における電子制御燃料
噴射装置は、前述した目的を達成するために、独立吸気
型の4サイクル内燃機関の吸気管内の圧力を測定する一
つの吸気圧センサと、前記4サイクル内燃機関に供給す
る燃料の噴射量を制御するコントロールユニットとを備
え、このコントロールユニットと前記吸気圧センサとの
間に、この吸気圧センサからの吸気圧力信号を、2分割
して前記コントロールユニットへ入力する2系統の信号
経路が設けられ、一方の信号経路は、前記吸気圧力信号
を直接あるいは時定数の小さなローパスフィルタを介し
て前記コントロールユニットに入力するようになされて
いるとともに、他方の信号経路は、前記吸気圧力信号を
時定数の大きなローパスフィルタを介して前記コントロ
ールユニットに入力するようになされ、このコントロー
ルユニットにおいて、前記一方の信号経路を介して入力
される吸気圧力信号に基づいて、大気圧力検出と4サイ
クル内燃機関の行程判別を行い、前記他方の信号経路を
介して入力される吸気圧力信号に基づいて、吸気圧力を
検出するようになされていることを特徴とする。本発明
の請求項2に記載の独立吸気型4サイクル内燃機関にお
ける電子制御燃料噴射装置は、請求項1に記載の前記4
サイクル内燃機関には、そのクランクの回転基準位置を
検出するクランク基準位置検出センサが設けられ、前記
吸気圧センサによる吸気圧力の検出を前記クランク基準
位置検出センサからの出力信号を基準に、等間隔に複数
回行うようになされていることを特徴とする。本発明の
請求項3に記載の独立吸気型4サイクル内燃機関におけ
る電子制御燃料噴射装置は、請求項2に記載の前記複数
回行われる吸気圧力の検出が、前記クランク基準位置検
出センサからの出力信号を基準にし、その1回転の回転
速度を等間隔に分割するように設定されるタイマに基づ
いて実行される割り込み処理によって行われるようにな
されていることを特徴とする。本発明の請求項4に記載
の独立吸気型4サイクル内燃機関における電子制御燃料
噴射装置は、請求項3に記載の前記クランク基準位置検
出センサからの出力信号を基準にし、その1回転を等間
隔に分割するように設定されるタイマが、2回転前のク
ランク速度に基づいて設定されるようになされているこ
とを特徴とする。本発明の請求項5に記載の独立吸気型
4サイクル内燃機関における電子制御燃料噴射装置は、
請求項2に記載の前記4サイクル内燃機関には、前記ク
ランクの回転角度を検出するクランク角センサが設けら
れており、前記複数回行われる吸気圧力の検出が、前記
クランク角センサからの出力信号に基づいて行われるよ
うになされていることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図1において符号1は、本
実施形態が適用された独立吸気型4サイクル内燃機関
(以下、内燃機関と略称する)を示す。この内燃機関1
は、ピストン2が摺動自在に装着されたシリンダ3と、
このシリンダ3の下部に連設されたクランクケース4
と、このクランクケース4内に回転自在に装着され、前
記ピストン2にコンロッド5を介して連結されたクラン
ク6と、前記シリンダ3の上部に取り付けられて燃焼室
を形成するシリンダヘッド7と、このシリンダヘッド7
に連設された吸気管8と、この吸気管8の途中に設けら
れ、燃料の噴射をなすインジェクタ9と、前記吸気管8
に連通されて、この吸気管8の内部圧力を検出する吸気
圧センサ10と、前記吸気管の上流側に取り付けられた
エアクリーナ11と、このエアクリーナ11よりも下流
側に設けられた吸気温センサ12と、前記シリンダ3に
設けられて、冷却水温度を検出する水温センサ13と、
前記クランク6の回転基準位置を検出するクランク回転
基準位置検出センサ14と、前記シリンダヘッド7に取
り付けられた点火プラグ15とを備えた概略構成となっ
ている。そして、前記インジェクタ9には、燃料タンク
16内に配設された燃料ポンプ17が、レギュレータ1
8を介して接続されている。また、前記吸気管8の途中
には、スロットルバルブ20が回動可能に設けられ、さ
らに、前記シリンダヘッド7には、前記吸気管8の開閉
をなす吸気バルブ21と、燃焼室と外部との連通および
遮断をなす排気バルブ22が設けられている。
【0007】一方、前記インジェクタ9、吸気圧センサ
10、吸気温センサ12、水温センサ13、クランク回
転基準位置検出センサ14、および、燃料ポンプ17
は、エンジンコントロールユニット19に電気的に接続
されて、このエンジンコントロールユニット19に検出
信号を出力し、あるいは、このエンジンコントロールユ
ニット19から駆動信号や制御信号を受けるようになっ
ている。
【0008】また、図2に示すように、前記エンジンコ
ントロールユニット19には、内燃機関1の制御を行う
CPU23が実装されており、このCPU23には、前
記クランク回転基準位置検出センサ14からの検出パル
スが入力されるとともに、前記吸気圧センサ10からの
検出信号が入力されるようになっている。
【0009】そして、本実施形態においては、前記吸気
圧センサ10からの検出信号を2つに分岐して前記CP
U23へ入力する2系統の入力経路(24・25)が接
続されており、一方の入力経路24は、直接前記CPU
23に接続され、また、他方の入力経路25には、時定
数の大きいローパスフィルタ26が設けられている。
【0010】ついで、このように構成された本実施形態
における燃料噴射装置の作用について説明する。内燃機
関1が始動されると、吸気管8内の圧力が吸気圧力とし
て吸気圧センサ10によって検出されて、その検出結果
が、両入力経路24・25によって分岐されて、それぞ
れCPU23へ入力される。
【0011】ここで、前記吸気圧センサ10による圧力
検出は、前記クランク6の1回転に対して4回の割合で
検出される。すなわち、内燃機関1の吸気、圧縮、爆発
・膨張、排気の全行程終了の間に8つの時刻において圧
力検出が行われる(これらの検出時刻を図3にX0ない
しX7で表す)。この検出のタイミングは、前記クラン
ク回転基準位置検出センサ14によって検出されるクラ
ンク6の1回転に要する時間Tが測定され、この時間T
を4等分して測定間隔T1を算出し、この測定間隔T1
を、図4に示すように、前記クランク6の基準位置が検
出された基準時間T0に順次加算することによって設定
される。
【0012】そして、適用する内燃機関1が単気筒であ
る場合には、爆発行程の有無により、クランク6の1回
転目と2回転目において回転速度が異なることから、前
記測定間隔T1の設定は、図4に示すように2回転前の
時間Tをもとに設定される。
【0013】このように前記基準時間T0と測定間隔T
1とによって設定された時間により、タイマ割り込みに
よって吸気圧力の検出が行われる。
【0014】このようにしてクランク6が2回転する間
に測定される吸気管8の圧力の内、一方の入力経路24
によって入力される吸気圧力信号に基づいて、1回転目
と2回転目における同一順番の測定時刻が記憶される。
たとえば、1回転目における3番目の検出時刻X2に対
応する吸気圧力P2と、2回転目における3番目の検出
時刻X6に対応する吸気圧力P6がCPU23に記憶さ
れる。
【0015】ついで、前記吸気圧力P2とP6との比較
が行われ、これらの差が所定値L以上であるか否かの比
較がなされ(P6−P2>L?)、設定値L以上である
場合に、圧力の小さい方(P2)が吸気行程にあると判
定される。
【0016】また、前述したように、一旦、吸気行程で
あるとの判定がなされた後にあっては、その回転から2
回転目が吸気行程にあると判定される。
【0017】そして、吸気行程の判定が行われた後に、
その後の判定において逆の結果が規定回数以上連続した
場合には、以前の判定が誤判定であったと認定し、新規
に判定された結果に基づき吸気行程の判定とする。
【0018】一方、1回転目と2回転目の時刻X0〜X
7におけるローパスフィルタ26を介して入力される吸
気圧力信号がCPU23に記憶され、この記憶された吸
気圧力P10〜P17の平均値によって吸気圧力が演算
され、この演算結果により燃料噴射量が算出される。
【0019】ここで、吸気圧力が、ローパスフィルタ2
6を介して入力される吸気圧力信号の平均値に基づいて
演算されることから、前記吸気圧力信号がノイズに強
く、したがって、安定した吸気圧力情報が得られる。
【0020】さらに、CPU23に直接入力される吸気
圧力信号中の、吸気行程以外において検出された特定の
2つの吸気圧力(たとえばP6とP7)が等しく、か
つ、CPU23に直接入力される吸気圧力信号中の特定
の吸気圧力(たとえばP2)との差が、所定値以上であ
る場合、前述した吸気行程以外において検出された特定
の吸気圧力(P6あるいはP7)を推定大気圧力として
検出する。
【0021】このように、吸気行程の判定および大気圧
力の検出は、CPU23に直接入力される吸気圧力信号
に基づいて判定されるものであるから、その応答性が高
い。
【0022】このように、本実施形態においては、時定
数の大きなローパスフィルタ26を介してCPU23に
入力される吸気圧力信号に基づいて、吸気圧力の検出を
行うようにしたから、ノイズの影響を極力小さくして安
定した吸気圧力の検出を行うことができるとともに、燃
料噴射量を高精度に設定することができる。また、CP
U23に直接入力される吸気圧力信号に基づいて吸気行
程の判定ならびに大気圧力の検出を行うようにしたか
ら、応答性の高い判定が可能となる。しかも、これらの
検出や判定を、単一の吸気圧センサ10によって行うこ
とができるので、内燃機関1の構成を簡素化することが
できるとともに、製造コストを軽減することができる。
【0023】なお、前記実施形態において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基
づき種々変更可能である。たとえば、前記実施形態にお
いてはタイマ割り込みによって吸気圧力の検出タイミン
グを設定するようにした例について説明したが、これに
代えて、前記クランク6に、前記クランク回転基準位置
センサ14あるいはクランク角センサによって検出され
る複数の検出素子を設けておき、この検出素子の一つの
検出時間を長く設定して回転基準位置検出用とすること
によっても、前記検出タイミングの設定を行わせること
ができる。この場合におけるクランク回転基準位置セン
サ14によって発生させられるパルス信号の形態を図5
に示す。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる独
立吸気型4サイクル内燃機関における電子制御燃料噴射
装置によれば、単一の吸気圧センサによって検出される
吸気圧力信号を2つに分割して、一方をコントロールユ
ニットに直接入力に、他方を時定数の大きなローパスフ
ィルタを介してコントロールユニットに入力し、時定数
の大きなローパスフィルタを介して入力される吸気圧力
信号に基づいて、吸気圧力の検出を行うようにしたか
ら、ノイズの影響を極力小さくして安定した吸気圧力の
検出を行うことができるとともに、燃料噴射量を高精度
に設定することができる。また、直接入力される吸気圧
力信号に基づいて吸気行程の判定ならびに大気圧力の検
出を行うようにしたから、応答性の高い検出や判定が可
能となる。しかも、これらの検出や判定を、単一の吸気
圧センサによって行うことができるので、内燃機関の構
成を簡素化することができるとともに、製造コストを軽
減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態が適用された内燃機関の概
略構成図である。
【図2】本発明の一実施形態を示すもので、主要部の概
略構成図である。
【図3】本発明の一実施形態の作用を説明するための図
で、吸気圧力測定タイミングと吸気圧力との対応関係を
示すものである。
【図4】本発明の一実施形態を示すもので、吸気圧力の
測定タイミングの設定方法の説明図である。
【図5】本発明の一実施形態を示すもので、他の吸気圧
力の測定タイミングの設定方法の説明図である。
【符号の説明】
1 内燃機関(独立吸気型4サイクル内燃機関) 2 ピストン 3 シリンダ 4 クランクケース 5 コンロッド 6 クランク 7 シリンダヘッド 8 吸気管 9 インジェクタ 10 吸気圧センサ 11 エアクリーナ 12 吸気温センサ 13 水温センサ 14 クランク回転基準位置検出センサ 15 点火プラグ 16 燃料タンク 17 燃料ポンプ 18 レギュレータ 19 エンジンコントロールユニット 20 スロットルバルブ 21 吸気バルブ 22 排気バルブ 23 CPU 24 一方の入力経路 25 他方の入力経路 26 ローパスフィルタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/34 F02D 41/34 L (72)発明者 植田 孝彦 神奈川県小田原市久野2480番地 株式会社 ミクニ小田原事業所内 Fターム(参考) 3G084 DA04 EA01 FA00 FA01 FA11 FA38 FA39 3G301 HA01 JA03 JA20 LB02 MA11 NB03 NB07 NB12 NE23 PA07Z PA09Z PA10Z PB03A PB03Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 独立吸気型の4サイクル内燃機関の吸気
    管内の圧力を測定する一つの吸気圧センサと、前記4サ
    イクル内燃機関に供給する燃料の噴射量を制御するコン
    トロールユニットとを備え、このコントロールユニット
    と前記吸気圧センサとの間に、この吸気圧センサからの
    吸気圧力信号を、2分割して前記コントロールユニット
    へ入力する2系統の信号経路が設けられ、一方の信号経
    路は、前記吸気圧力信号を直接あるいは時定数の小さな
    ローパスフィルタを介して前記コントロールユニットに
    入力するようになされているとともに、他方の信号経路
    は、前記吸気圧力信号を時定数の大きなローパスフィル
    タを介して前記コントロールユニットに入力するように
    なされ、このコントロールユニットにおいて、前記一方
    の信号経路を介して入力される吸気圧力信号に基づい
    て、大気圧力検出と4サイクル内燃機関の行程判別を行
    い、前記他方の信号経路を介して入力される吸気圧力信
    号に基づいて、吸気圧力を検出するようになされている
    ことを特徴とする独立吸気型4サイクル内燃機関におけ
    る電子制御燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 前記4サイクル内燃機関には、そのクラ
    ンクの回転基準位置を検出するクランク基準位置検出セ
    ンサが設けられ、前記吸気圧センサによる吸気圧力の検
    出を前記クランク基準位置検出センサからの出力信号を
    基準に、等間隔に複数回行うようになされていることを
    特徴とする請求項1に記載の独立吸気型4サイクル内燃
    機関における電子制御燃料噴射装置。
  3. 【請求項3】 前記複数回行われる吸気圧力の検出が、
    前記クランク基準位置検出センサからの出力信号を基準
    にし、その1回転の回転速度を等間隔に分割するように
    設定されるタイマに基づいて実行される割り込み処理に
    よって行われるようになされていることを特徴とする請
    求項2に記載の独立吸気型4サイクル内燃機関における
    電子制御燃料噴射装置。
  4. 【請求項4】 前記クランク基準位置検出センサからの
    出力信号を基準にし、その1回転を等間隔に分割するよ
    うに設定されるタイマが、2回転前のクランク速度に基
    づいて設定されるようになされていることを特徴とする
    請求項3に記載の独立吸気型4サイクル内燃機関におけ
    る電子制御燃料噴射装置。
  5. 【請求項5】 前記4サイクル内燃機関には、前記クラ
    ンクの回転角度を検出するクランク角センサが設けられ
    ており、前記複数回行われる吸気圧力の検出が、前記ク
    ランク角センサからの出力信号に基づいて行われるよう
    になされていることを特徴とする請求項2に記載の独立
    吸気型4サイクル内燃機関における電子制御燃料噴射装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6915788B2 (en) * 2001-10-12 2005-07-12 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Engine controller
US7311080B2 (en) * 2003-03-28 2007-12-25 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Idle speed controller of internal, combustion engine, and internal combustion engine controller and internal combustion engine

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