JPH01182545A - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - 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、内燃機関の電子制御燃料噴射装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の内燃機関の電子制御燃料噴射装置としては、吸気
マニホールドの各気筒への分岐部より下流（マニホール
ド・ブランチ部又は吸気ポート）に各気筒毎に燃料噴射
弁を設けるいわゆるマルチポイントインジェクション（
ＭＰＩ）システムと、吸気マニホールドのコレクタ部よ
り上流（通常はスロットル弁゛上流）に全気筒共通に単
一の燃料噴射弁を設けるいわゆるシングルポイントイン
ジェクション（ＳＰＩ）システムとがあり、加速性能に
ついてみれば、燃料噴射弁からシリンダまでの距離が短
く噴射燃料到達遅れ時間の少ないＭＰＩシステムの方が
よい。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、ＭＰＩシステムにおいて、急加速パター
ンを考えると、加速直後、加速を検知して燃料噴射量を
増量するものの、加速検知遅れ時間、補正演算遅れ時間
、燃料噴射弁応答遅れ時間。

噴射燃料到達遅れ時間を含む総遅れ時間の間に、マニホ
ールド・コレクタ部の充填空気量がシリンダに流入し、
第６図に示すように、必ず初期リーン化に至る。このた
め、加速時の運転性不良（レスポンス悪化）や、エミッ
ション悪化を生じ、これらを解決することが求められて
いた。

本発明は、このような実情に鑑み、加速をしてから増量
補正された燃料がシリンダに到達するまでの遅れ時間の
間に、マニホールド・コレクタ部の充填空気量による初
期リーン化を可及的に防止できるようにすることを目的
とする。

く課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第１図に示すように、吸気マニホ
ールド６の各気筒への分岐部より下流に各気筒毎に第１
の燃料噴射弁７を設けると共に、吸気マニホールド６の
コレクタ部より上流に第２の燃料噴射弁８を設ける。

一方、機関吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手
段ａと、検出された吸入空気流量を平均化処理する平均
化手段すと、機関回転数を検出する機関回転数検出手段
Ｃと、平均化手段により平均化処理された吸入空気流量
と機関回転数検出手段により検出された機関回転数とに
基づいて第１の燃料噴射弁による第１の燃料噴射量を演
算する第１の燃料噴射量演算手段ｄと、吸入空気流量検
出手段により検出された吸入空気流量と機関回転数検出
手段により検出された機関回転数とに基づいて第２の燃
料噴射弁による第２の燃料噴射量を演算する第２の燃料
噴射量演算手段ｅとを設ける。

く作用〉 上記の構成においては、吸気マニホールドの各気筒への
分岐部より下流に各気筒毎に設けた第１の燃料噴射弁よ
り第１の燃料噴射量分の燃料を噴射させ、吸気マニホー
ルドのコレクタ部より上流に設けた第２の燃料噴射弁よ
り第２の燃料噴射量分の燃料を噴射させる。尚、これら
は所定の分担率で行う。

従って、第２の燃料噴射弁からの噴射燃料で吸気マニホ
ールドのコレクタ部は常に予混合の状態にあり、加速を
してから増量補正された燃料がシリンダに到達するまで
の遅れ時間の間に、マニホールド・コレクタ部の充填分
がシリンダに流入するに際し、この充填分は予混合の状
態にあるので、初期リーン化を可及的に防止できる。

ここにおいて、第１の燃料噴射弁による第１の燃料噴射
量の演算に際しては、その燃料噴射弁部を流れる空気量
に基づいた燃料噴射量、つまり、吸入負圧に基づいた燃
料噴射量を求める必要があるが、吸入空気流量検出手段
（エアフローメータ）はマニホールド・コレクタ部の充
填分（第５図ハツチング部分）を含めて計測するため、
これをキャンセルすべく、平均化処理された吸入空気流
量ＱＡ□　（第５図破線示）を求めて、これに基づいて
燃料噴射量を演算する。

また、第２の燃料噴射弁による第２の燃料噴１射量の演
算に際しては、第２の燃料噴射弁からはマニホールド・
コレクタ部の充填分に対しても燃料噴射する必要がある
ため、検出された吸入空気流１ｔＱ（第５図実線示）を
そのまま用いて、燃料噴射量を演算する。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図において、機関１の各気筒には、エアクリーナ２
から吸気ダクト３．スロットルチャンバ４中のスロット
ル弁５．吸気マニホールド６のコレクタ部６ａ及び各ブ
ランチ部６ｂを経て空気が吸入される。

ここで、吸気マニホールド６の各ブランチ部６ｂにそれ
ぞれ第１の燃料噴射弁７が設けられている。

また、スロットルチャンバ４のスロットル弁５上流に第
２の燃料噴射弁８が設けられている。この例ではスロッ
トル弁５上流としたが、吸気マニホールド６のコレクタ
部６ａ上流であればよい。

これら第１及び第２の燃料噴射弁７，８は、共に、ソレ
ノイドに通電されて開弁じ、通電停止されて閉弁する電
磁式燃料噴射弁であって、後述するコントロールユニッ
ト２０からの駆動パルス信号により通電されて開弁じ、
図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュ
レータにより所定の圧力に調整された燃料を噴射供給す
る。

コントロールユニット２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、入出力インターフェイ−ス等を含んで構成され
るマイクロコンピュータを備え、各種のセンサからの入
力信号を受け、後述の如く演算処理して、第１及び第２
の燃料噴射弁７，８の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３中に熱線式の
エアフローメータ２１が設けられていて、吸入空気流量
Ｑに応じた電圧信号Ｕｓを出力する。

従って、エアフローメータ２１が吸入空気流量検出手段
である。

また、クランク角センサ２２が設けられていて、４気筒
の場合、クランク角１８０°毎の基準信号とクランク角
１〜２°毎の単位信号とを出力する。

ここで、基準信号の周期、あるいは所定時間内の単位信
号の発生数を計測することにより、機関回転数Ｎを算出
可能である。従って、クランク角センサ２２が機関回転
数検出手段である。

この他、機関１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２
３．スロットル弁５の開度ＴＶＯを検出するポテンショ
メータ式のスロットルセンサ２４等が設けられている。

ここにおいて、コントロールユニット２ｏは、第３図に
フローチャートとして示す第１の燃料噴射量制御ルーチ
ンに従って、第１の燃料噴射弁７による燃料噴射量を制
御し、また、第４図にフローチャートとして示す第２の
燃料噴射量制御ルーチンに従って、第２の燃料噴射弁８
による燃料噴射量を制御する。

先ず第１の燃料噴射量制御ルーチン（第３図）について
説明する。

ステップ１１（図には３１１と記しである。以下同様）
では、エアフローメータ２１からの電圧信号ＵＳを読込
み、次のステップ１２ではマツプを参照して電圧信号Ｕ
ｓを吸入空気流ＩＱに変換する。

ステップ１３では、検出された吸入空気流量Ｑに基づい
て、次式の如く、吸入空気流量の移動平均Ｑ　ａｖｔを
求める。尚、重み付は定数の値は任意である。このステ
ップ１３の部分が平均化手段番ご相当する。

ステップ１４では、吸入空気量流量の移動平均ＱＡＶＥ
と、クランク角センサ２２からの信号に基づいて算出さ
れる機関回転数Ｎとから、基本燃料噴射量Ｔ　ｐ　＋　
＝　Ｋ　＋　　・ＱＡｖｘ　／　Ｎ　（但し、Ｋ、は定
数）を演算する。

ステップ１５では、基本燃料噴射量Ｔ　ｐ　１をペース
にして、これに各種補正係数Ｃ０ＥＦを掛け、電圧補正
分子ｓを加えて、第１の燃料噴射弁７による最終的な燃
料噴射量Ｔｉ、＝Ｔｐ、　　・Ｃ０ＥＦ＋Ｔｓを演算す
る。ここで、ステップ１４．１５の部分が第１の燃料噴
射量演算手段に相当する。

尚、各種補正係数Ｃ０ＥＦは冷却水温ＴＷやスロットル
弁開度変化量ΔＴＶＯ等により定められ、電圧補正分子
ｓはバッテリ電圧により定められる。

次に第２の燃料噴射量制御ルーチン（第４図）について
説明する。

ステップ２１では、エアフローメータ２１がらの電圧信
号Ｕｓを読込み、次のステップ２２ではマツプを参照し
て電圧信号Ｕｓを吸入空気流量Ｑに変換する。

ステップ２３では、検出された吸入空気量流量Ｑと、ク
ランク角センサ２２からの信号に基づいて算出される機
関回転数Ｎとから、基本燃料噴射ＩＴｐｚ＝Ｋｔ　　・
Ｑ／Ｎ　（但し、Ｋ２は定数）を演算する。

ステップ２４では、基本燃料噴射量Ｔ　Ｐ　ｔをベース
にして、これに各種補正係数Ｃ０ＦＦを掛け、電圧補正
分子ｓを加えて、第２の燃料噴射弁８による最終的な燃
料噴射量Ｔｉｔ　＝ＴＰｚ　　−ＣＯＥＦ十Ｔｓを演算
する。ここで、ステップ２３．２４の部分が第２の燃料
噴射量演算手段に相当する。

このようにして、第１の燃料噴射量Ｔｉ＋及び第２の燃
料噴射量Ｔｉ２が求まると、第１の燃料噴射弁７に対し
て、機関％回転に１回（各第１の燃料噴射弁７について
みれば機関２回転に１回）、所定のタイミングで、かつ
所定の順序で、第１の燃料噴射量ＴｉＩに相応するパル
ス巾の駆動パルス信号が出力されて、燃料噴射がなされ
、また、第２の燃料噴射弁８に対して、機関２回転に１
回のタイミングで、第２の燃料噴射量Ｔｉ２に相応する
パルス巾の駆動パルス信号が出力されて、燃料噴射がな
される。− 尚、第１の燃料噴射弁７及び第２の燃料噴射弁８の分担
率は８：２〜５：５程度とし、前記ＫＩ。

Ｋ２定数により設定するが、場合によっては機関運転条
件によって可変とする。

この結果、吸気マニホールド６の各ブランチ部６ｂに第
１の燃料噴射弁７より機関運転条件に応じて定まる燃料
噴射量に対し所定の分担率（例えば８０％）の第１の燃
料噴射量分の燃料の噴射がなされると共に、スロットル
チャンバ４に第２の燃料噴射弁８より機関運転条件に応
じて定まる燃料噴射量に対し所定の分担率（例えば２０
％）の第２の燃料噴射量分の燃料の噴射がなされる。

従って、第２の燃料噴射弁８からの噴射燃料で吸気マニ
ホールド６のコレクタ部６ａは常に予混合の状態にあり
、急加速時に、加速をしてから増量補正された燃料がシ
リンダに到達するまでの遅れ時間の間に、コレクタ部６
ａの充填骨がシリンダに流入するに際し、この充填骨は
予混合の状態にあるので、初期リーン化を可及的に防止
できる。

ここにおいて、第１の燃料噴射弁７による第１の燃料噴
射量ＴｉＩの演算に際しては、その燃料噴射弁７部を流
れる空気量に基づいた燃料噴射量、つまり、吸入負圧に
基づいた燃料噴射量を求める必要があるが、エアフロー
メータ２１は吸気マニホールド６のコレクタ部６ａの充
填骨（第５図ハツチング部分）を含めて計測するため、
これをキャンセルすべく、平均化処理された吸入空気流
ｉｔＱ＾ｖｉ　　（第５図破線示）を求めて、これに基
づいて燃料噴射量を演算する。

また、第２の燃料噴射弁８による第２の燃料噴射ｉｉ’
ｒｉ、の演算に際しては、第２の燃料噴射弁８からは吸
気マニホールド６のコレクタ部６ａの充填骨に対しても
燃料噴射する必要があるため、検出された吸入空気流量
Ｑ（第５図実線示）をそのまま用いて、燃料噴射量を演
算する。

これらにより、第１及び第２の燃料噴射弁７゜８からの
燃料噴射量を適正化することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、吸気マニホールド
の各気筒への分岐部より下流に各気筒毎に設けた第１の
燃料噴射弁とは別に、吸気マニホールドのコレクタ部よ
り上流に設けた第２の燃料噴射弁より所定の分担率で燃
料を噴射させるため、第２の燃料噴射弁からの噴射燃料
で吸気マニホールドのコレクタ部は常に予混合の状態に
あり、加速をしてから増量補正された燃料がシリンダに
到達するまでの遅れ時間の間に、マニホールド・コレク
タ部の充填骨がシリンダに流入するに際し、この充填骨
は予混合の状態にあるので、初期り一ン化を可及的に防
止できる。

更に、第１の燃料噴射弁による第１の燃料噴射量の演算
に際しては、マニホールド・コレクタ部の充填骨をキャ
ンセルすべく、平均化処理された吸入空気流量を求めて
、これに基づいて燃料噴射量を演算し、また、第２の燃
料噴射弁による第２の燃料噴射量の演算に際しては、マ
ニホールド・コレクタ部の充填骨に対しても燃料噴射す
る必要から、検出された吸入空気流量をそのまま用いて
、燃料噴射量を演算することにより、第１及び第２の燃
料噴射弁からの燃料噴射量を適正化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図は第１の燃
料噴射量制御ルーチンのフローチャート、第４図は第２
の燃料噴射量制御ルーチンのフローチャート、第５図は
平均化処理の様子を示す図、第６図は従来の問題点とし
て加速時の空燃比特性を示す図である。 ■・・・機関　　４・・・スロットルチャンバ　　５・
・・スロットル弁　　６・・・吸気マニホールド　　６
ａ・・・コレクタ部　　６ｂ・・・ブランチ部　　７・
・・第１の燃料噴射弁　　８・・・第２の燃料噴射弁　
　２ｏ・・・コントロールユニット　　２１・・・エア
フローメータ２２・・・クランク角センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代　理　人　弁理士　笹島　富二雄 第１図 第２図 第５図 第６図 リー゛ノ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気マニホールドの各気筒への分岐部より下流に各気筒
   毎に設けられた第１の燃料噴射弁と、吸気マニホールド
   のコレクタ部より上流に設けられた第２の燃料噴射弁と
   を備えると共に、機関吸入空気流量を検出する吸入空気
   流量検出手段と、検出された吸入空気流量を平均化処理
   する平均化手段と、機関回転数を検出する機関回転数検
   出手段と、平均化手段により平均化処理された吸入空気
   流量と機関回転数検出手段により検出された機関回転数
   とに基づいて第１の燃料噴射弁による第１の燃料噴射量
   を演算する第１の燃料噴射量演算手段と、吸入空気流量
   検出手段により検出された吸入空気流量と機関回転数検
   出手段により検出された機関回転数とに基づいて第２の
   燃料噴射弁による第２の燃料噴射量を演算する第２の燃
   料噴射量演算手段とを備えることを特徴とする内燃機関
   の電子制御燃料噴射装置。