JP2503395B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置

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JP2503395B2
JP2503395B2 JP60155365A JP15536585A JP2503395B2 JP 2503395 B2 JP2503395 B2 JP 2503395B2 JP 60155365 A JP60155365 A JP 60155365A JP 15536585 A JP15536585 A JP 15536585A JP 2503395 B2 JP2503395 B2 JP 2503395B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の電子制御式燃料噴射制御装置に関
する。
〔従来の技術〕
電子制御式燃料噴射機関では、検出された吸入空気量
に基いて燃料の基本噴射量を決定し、この基本噴射量が
概ね理論空燃比を提供するようになっている。始動時及
び始動後には理論空燃比よりも濃い空燃比を与えること
が一般的であり、そのためにスタータ信号や冷却水温を
検出することによって補正係数を求め、補正係数を基本
噴射量に乗じることによって実際に噴射すべき燃料噴射
量を定めている。始動後補正係数の1例が第8図に示さ
れている。この例によれば、始動時の温度が低いほど始
動時増量は多くなり、始動後には温度に応じて定められ
た始動時増量から徐々に減少して所定時間で零になるよ
うに設定されている。これは主に冷間始動時の始動性と
始動後のアイドル安定性を得るために行われる補正であ
り、機関がすでに暖機温度にある状態から始動されると
きには始動時増量及び始動後増量は必要ないと考えられ
る。しかしながら、第8図の例では、80℃においても約
40%程度の増量が行われている。これは冷間時の増量と
異って、高温始動時に燃料噴射弁で発生するベーパーを
見こして増量しているものである。
一方、電子制御式燃料噴射機関では、燃料噴射弁はデ
リバリパイプに連結され、デリバリパイプには燃料噴射
弁の燃料調圧のためにプレッシャレギュレータが取付け
られている。プレッシャレギュレータはデリバリパイプ
内の燃料の圧力と吸気圧力との差を一定に保ち、変化す
る吸気圧力に対して燃料噴射量が変化するのを防止する
ためのものであり、調圧のために、プレッシャレギュレ
ータのダイヤフラムによって区画された一室に吸気圧力
が導入されている。
ところで、デリバリパイプや燃料噴射弁内の燃料が高
温になると前述したように燃料ベーパーが発生し易くな
り、特に機関の始動時に問題があった。これを解決する
ために、特開昭58-67964号公報では、プレッシャレギュ
レータと吸気管を連結する通路の途中に電磁弁を設け、
デリバリパイプ内の燃料の温度が所定値以上になると機
関始動時に電磁弁を作動させてプレッシャレギュレータ
を大気に開放している。実開昭58-24435号公報では、同
様に電磁弁を設け、機関冷却水温が所定値以上になると
同様にプレッシャレギュレータを大気開放している。プ
レッシャレギュレータを大気開放することにより、デリ
バリパイプ及び燃料噴射弁内の燃料の圧力が、プレッシ
ャレギュレータを吸気通路に連結していた場合よりも増
大する。圧力が増大すれば燃料の気化温度が上昇するの
で、デリバリバルブ及び燃料噴射弁内での燃料のベーパ
ーの発生が防止され、よって機関の始動性を向上するこ
とができる。
〔発明が解決すべき問題点〕
ベーパーの発生を問題とするのは高温で機関を始動す
るとき、即ち、一旦運転して十分に温度が上がった後で
停止し(デッドソーク)、その直後に再始動するときで
ある。機関停止後には、冷却水温及びデリバリバルブ内
の燃料温度が第9図に示されるように急激に上昇するの
で燃料のベーパーが発生し易くなっている訳である。し
かしながら、冷却水温は機関停止直後に急上昇して比較
的早い時期に低下し始めるが、燃料温度は機関停止後か
らじりじりと上昇し、その上昇速度はゆるやかであり且
つデッドソーク後30分経過しても低下しない場合があ
る。従って、デッドソーク後に機関を再始動する場合、
比較的に早い時点(例えばa点)で再始動する場合には
比較的ベーパーの発生が少く、比較的遅い時点(例えば
b点)で再始動する場合にはベーパーの発生が多くなっ
ていることになる。第8図に示される冷却水温80℃にお
ける始動後増量補正係数はベーパーの多い例えばb点の
ような場合を考慮して定められたものである。
ところが、例えば第8図に示されるような始動後増量
を備え且つプレッシャレギュレータを弁手段により大気
開放するようにした内燃機関では、始動後のアイドル安
定性が悪化する場合が発生した。これは、例えば、第9
図のa点のようにデッドソーク後の比較的早い時点で再
始動する場合に燃料が濃くなりすぎることに起因するも
のであることが分った。プレッシャレギュレータを大気
開放しない場合にはそのようなことは起らない。即ち、
プレッシャレギュレータを大気開放するとデリバリパイ
プ内の燃料の圧力が上昇し、それによって燃料の気化温
度が上昇するのでベーパーの発生が防止される訳である
が、燃料の圧力が上昇すると所定時間開弁される燃料噴
射弁から噴射される燃料の量が実質的に多くなっていた
訳である。従って、始動後増量とプレッシャレギュレー
タの大気開放により二重の増量が行われていたことにな
る。そして、この二重の増量により例えばa点のように
実質的にベーパーの発生の少いときに燃料が濃すぎると
いう問題が特にクローズアップされてきた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置は、第1図
に示されるように、燃料噴射弁28と、燃料噴射弁に供給
される燃料の調圧のために導管を介して吸気通路16に連
結されたプレッシャレギュレータ40と、燃料噴射弁から
の燃料噴射時間を機関始動後の所定期間増大補正させる
ための始動後補正手段100とを備えた内燃機関におい
て、前記プレッシャレギュレータを吸気通路に連結する
導管の途中に弁手段44を設けて前記プレッシャレギュレ
ータを温度に応じて大気又は吸気通路に選択的に連結可
能にするとともに、プレッシャレギュレータが大気に連
結されて燃料噴射弁への供給燃料圧が上昇せしめられた
ときには燃料噴射時間の増大補正量を予め定められた所
定値以下に制限するためのガードを設定しかつプレッシ
ャレギュレータが吸気通路に連結されて燃料噴射弁への
供給燃料圧が下降せしめられたときには上記ガードの設
定を行わないガード設定手段102を前記始動後補正手段1
00が具備している。
〔実施例〕
第3図において、内燃機関本体10には往復動するピス
トン12が挿入され、ピストン12の上方に燃焼室14が形成
される。燃焼室14にはそれぞれ吸気通路16及び排気通路
18が連通され、吸気通路16はエアクリーナ20、サージタ
ンク22及びこれらを連結するパイプ等により構成され
る。吸気通路16にはエアフローメータ24、スロットル弁
26、燃料噴射弁28等が公知のように配置される。
燃料噴射弁28はサージタンク22から延びる各枝管30に
配置された気筒数だけあり、全ての燃料噴射弁28がデリ
バリパイプ32に連結される。デリバリパイプ32には、フ
ューエルタンク34の燃料がフューエルフィルタ36及びフ
ューエルポンプ38を介して供給されており、余剰の燃料
がプレッシャレギュレータ40を介してフューエルタンク
34に戻される。このときに、プレッシャレギュレータ40
はデリバリパイプ32内の燃料を調圧する。このために、
プレッシャレギュレータ40は導管42を介して吸気通路1
6、即ちサージタンク22に連結される。この導管の途中
には電磁弁44が配置され、プレッシャレギュレータ40を
サージタンク22又は大気に選択的に連結することができ
るようになっている。
第4図はプレッシャレギュレータ40の詳細な一例を示
すものであり、ハウジング40aがダイヤフラム40bによっ
て区画されて燃料室40c及びスプリング室40dが形成され
る。燃料室40cにはデリバリパイプ32が連結されるとと
もにパイプ40eが突設される。このパイプ40eはリターン
パイプを介してフューエルタンク34に連結される。ダイ
ヤフラム40bには、パイプ40eの先端に対応して弁体40f
が取付けられている。一方、スプリング室40d内にはス
プリング40gが配置され、ダイヤフラム40bを弁体40fが
パイプ40eの先端を塞ぐように付勢している。このスプ
リング室40dが前述した電磁弁44が配置された導管42に
よりサージタンク22に連結される。この構成によって、
燃料噴射弁28にかかる燃料の圧力も燃料噴射弁28の先端
にかかる吸気圧力(負圧)に対して常時一定となるよう
に調圧する。一方、電磁弁44の作動によって、プレッシ
ャレギュレータ40のスプリング室40dが大気に連結され
ると、燃料噴射弁28にかかる燃料の圧力は、スプリング
室40dに負圧をかけていた場合に比べて高くなる。
燃料噴射弁28は一種の電磁弁であり、その通電時間を
制御することによって開弁時間(従って燃料噴射量)を
制御することができる。燃料噴射弁28及び電磁弁44は電
子制御装置46によって制御される。電子制御装置46は、
内燃機関の種々の運転状態をあらわすセンサからの信
号、例えば、エアフローメータ24、スロットルポジショ
ンセンサ48、冷却水温センサ50、排気通路18に設けられ
た酸素濃度センサ52、イグニションスイッチ54に接続さ
れたスタータ56、デイストリビュータ58内の回転軸60の
回転を検出する回転数センサ62等からの検出信号を受
け、予め記憶されているプログラムに従って燃料噴射弁
28及び電磁弁44を制御する。
第5図に示されるように、電子制御装置46はマイクロ
プロセッサからなる中央処理装置(CPU)64、プログラ
ムを記憶したりリードオンリメモリ(ROM)66、各種セ
ンサからの信号を最新のデータ等として記憶するランダ
ムアクセスメモリ(RAM)68を含み、これらはバス70を
介して互いに接続される。各種センサからの信号はA/D
コンバータ72を介して、或いは入力インターフェース74
により入力され、後述するルーチンに従って演算された
制御信号が出力インターフェース76を介して燃料噴射弁
28及び電磁弁44に送出される。
第6図は電磁弁(USV)44を制御するためのルーチン
を示すものであり、例えば10msec毎に実行される。まず
ステップ80にてスタータモータ56からの信号がオンして
いるかどうかを判別し、オンしていればステップ81にて
冷却水温が予め定められた値A(例えば100℃)より高
いかどうかを判別する。始動時に冷却水温が予め定めら
れた値Aより高ければプレッシャレギュレータ40の大気
開放条件が成立していると判断し、ステップ82にて大気
開放条件成立のフラグSをセットし、ステップ83にてカ
ウンタCPRをBにセットし、ステップ84にて電磁弁(US
V)44に通電してプレッシャレギュレータ40を大気に連
結(開放)する。ステップ81にてノーの場合には始動時
であってもプレッシャレギュレータ40の大気開放は行わ
れない。
ステップ80にてノーの場合、即ち始動後にはステップ
85に進んでカウンタCPRが零になったか否かを判定し、
カウンタCPRが零でなければステップ86に進んでカウン
タCPRを1だけデクリメントし、ステップ84に進む。従
って、プレッシャレギュレータ40の大気開放条件は冷却
水温が予め定められた値A以上の始動時及び始動後カウ
ンタCPRが零になるまでの所定時間成立していることに
なり。この間にはフラグSがセットされている。ステッ
プ85にてノーになると、始動後所定時間経過したと判断
して、フラグSをリセットし、プレッシャレギュレータ
40の大気開放条件が終了する。一実施例によれば、プレ
ッシャレギュレータ40の大気開放条件は始動時及び始動
後約1〜2分間成立する。尚、プレッシャレギュレータ
40の大気開放条件を冷却水温で判定する場合には、第8
図を参照すれば水温がA℃より低くしても燃料温度が相
対的に高いことも考えられる(例えば時点c)。従っ
て、プレッシャレギュレータ40の大気開放条件の判定の
ためには前述した特開昭58-67964号公報に示されるよう
にデリバリパイプ32内の燃料温度を検出するようにする
こともでき、或いは水温と燃温を組み合せて判定するこ
ともできる。
第7図は始動後の燃料噴射時間を求めるルーチンを示
すものである。始動時には別に設けられる冷間時始動噴
射弁や或いは別に設定された始動時増量が行なわれるの
が一般的であり、このルーチンはそのような始動時増量
の終了時点から始まる。まずステップ92にて吸入空気量
Q及び機関回転数Nを読出し、Q/Nを求めて基本噴射時
間Tpを求める。基本噴射時間はQ/Nに定数を乗じて理論
空燃比を与えるような噴射時間とするのが一般的であ
る。次にステップ91にて始動後増量補正係数Kstを求め
る。始動後増量補正係数Kstは第8図に示されるように
冷却水温の関数としてマップ化して記憶されているが、
プレッシャレギュレータ40の大気開放条件が成立するよ
うな温度では例えば60℃以上で一定であり、これが第8
図に80度のグラフとして示されている。
次にステップ92にて第6図で説明したプレッシャレギ
ュレータ40の大気開放条件成立を示すフラグSがセット
されているか否かを判定し、イエスであればステップ93
に進んで、ステップ91にて求めた補正係数Kstが予め定
められた値K0より大きいか否かを判定する。K0は第2図
に示されるように始動後増量の始点となる最大値よりも
小さく、プレッシャレギュレータ40が大気に連結されて
いるときに過増量を制御するガードを与えるものであ
る。イエスであればステップ94に進んでKst=K0とす
る。ステップ92及び93でそれぞれノーの場合にはステッ
プ95に進んでステップ91で求められたKstをそのまま使
用する。最後にステップ96にて、噴射時間Tm=(1+K
st)×Tpを計算する。K0の値はKstに対して内燃機関毎
に定められるが、これはプレッシャレギュレータ40の大
気開放により空燃比が濃くなった分を補正するような値
に定められるのが適当である。例えば、第2図のKst
始動後当初のKstは0.4であり、大気開放による増量分は
0.13に相当する。この場合K0は0.27である。
尚、始動後増量にガードをかけるに際しては、始動後
増量とともにあらわれるその他の増量要因とともにトー
タルの増量にガードをかけることもできる。その他の増
量要因としては例えば暖機増量があるが、これはプレッ
シャレギュレータ40の大気開放条件が成立するような温
度条件では通常はほとんど零となっているはずである
が、設定の仕方によってわずかに暖機増量があるかもし
れない。即ち、大気開放条件を例えば70℃としたような
場合である。又、その他の増量要因として、図示しない
触媒コンバータの温度を検出して温度が高い場合に増量
することがある。さらに、プレッシャレギュレータ40の
大気開放条件を判別するに際して、所定温度以上で導通
する水温スイッチ64(第3図)を使用することもでき
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば内燃機関の始動
性及びアイドル安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、第2図は本発明によりガード
を設けた始動後補正係数のグラフ、3図は本発明による
内燃機関の構成図、第4図はプレッシャレギュレータの
断面図、第5図は第3図の制御装置の構成図、第6図は
プレッシャレギュレータの大気開放のための電磁弁の制
御のフローチャート、第7図は燃料噴射時間を求めるフ
ローチャート、第8図は始動後補正係数を説明する図、
第9図はデッドソーク時の水温と燃温を示すグラフであ
る。 16……吸気通路、28……燃料噴射弁、32……デリバリパ
イプ、40……プレッシャレギュレータ、42……導管、44
……電磁弁。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料噴射弁と、該燃料噴射弁に供給される
    燃料の調圧のために導管を介して吸気通路に連結された
    プレッシャレギュレータと、燃料噴射弁からの燃料噴射
    時間を機関始動後の所定期間増大補正させるための始動
    後補正手段とを備えた内燃機関において、前記プレッシ
    ャレギュレータを吸気通路に連結する導管の途中に弁手
    段を設けて前記プレッシャレギュレータを温度に応じて
    大気又は吸気通路に選択的に連結可能にするとともに、
    プレッシャレギュレータが大気に連結されて燃料噴射弁
    への供給燃料圧が上昇せしめられたときには燃料噴射時
    間の増大補正量を予め定められた所定値以下に制限する
    ためのガードを設定しかつプレッシャレギュレータが吸
    気通路に連結されて燃料噴射弁への供給燃料圧が下降せ
    しめられたときには上記ガードの設定を行わないガード
    設定手段を前記始動後補正手段が具備している内燃機関
    の燃料噴射制御装置。
JP60155365A 1985-07-15 1985-07-15 内燃機関の燃料噴射制御装置 Expired - Lifetime JP2503395B2 (ja)

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