JPH01332A - 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、内燃機関の各気筒毎に備えられた燃料噴射弁
をそれぞれ独立して駆動制御し、対応する気筒の吸気行
程に合わせて燃料噴射を行うようにしたいわゆるシーケ
ンシャルインジェクション方式の電子制御燃料噴射装置
に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の電子制御燃料噴射装置として、例えば特
開昭５９−２９７３３号公報に記載されているようなも
のがある。

これは、気筒毎に設けられた燃料噴射弁による燃料の噴
射終了時期が各気筒の吸気行程に合わせて所定クランク
角度となるように二機関の運転状態に基づいて算出され
る燃料噴射量（噴射時間）から逆算して噴射開始時期を
可変制御し、最適な燃焼が得られるようにしたものであ
る。

一方、機関の減速運転時に燃料噴射を停止（燃料カット
）シて燃費を向上させ、機関回転速度が所定以下となっ
た時に燃料噴射を再開（リカバリー）するようにしたも
のがある（特開昭６１−２．８６５４８号公報等参照）
。

この場合、燃料噴射を停止している間に燃料噴射弁下流
側の吸気通路の壁面に付着していた燃料（壁流）が機関
に吸引され、通常状態の壁面付着量よりも減ってしまう
。従って、噴射停止の状態から加速させた場合には、こ
の壁流減少分が補われた後に機関へ燃料が供給されるこ
とになり、通常の噴射量制御では燃料が不足して空燃比
がオーバーリーン化する。このため、通常の加速状態の
ときよりも燃料噴射量を壁流補足分だけ増量する必要が
あり、所定の噴射終了時期に終了させた燃料噴射のあと
に所定量の付加噴射を行わせることにより、上記壁流補
正骨を増量するようにしていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記のように所定の噴射終了時期にその前の
噴射停止によって減少した壁流を補うべく付加噴射する
ようにした場合には、最適な燃焼が得られるように設定
した噴射終了時期よりも遅い時期に実際の噴射が終了す
ることになる。このため、この遅れて終了する燃料噴射
によって供給された燃料（付加噴射燃料）が、吸気弁の
閉弁に間に合わなかったり、良好に霧化されない状態で
シリンダ内に供給され葛などして、吸入混合気の空燃比
がリーン化したり、燃焼性の悪化により排気性状が悪化
するなどの問題が発生することがあった。

このように噴射停止からの加速時に付加噴射によって遅
れる噴射終了に対応させて通常噴射の終了時期を一律に
早めてしまうと、それだけ早い時期に噴射開始時期を設
定する必要があるため、通常噴射に反映される吸入空気
流量等のデータが古くなって加速時には吸入空気流量の
変化に対する応答遅れが大きくなるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、通常駆
動パルス信号（所定噴射終了時期）の後に付加駆動パル
ス信号が出力されて付加噴射が行われる噴射停止からの
加速状態において、付加噴射の終了時期が吸気弁の閉弁
時期に必要以上に近づくことを回避しつつ、通常時にお
ける噴射終了時期を早めることなく最適な燃焼が得られ
る電子側？ｆｌｌ燃料噴射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〉 そのため本発明では、第１図に示すように、各気筒毎に
燃料噴射弁を備え、各燃料噴射弁から対応する気筒の吸
気行程とタイミングを合わせて燃料噴射を行うようにし
た内燃機関の電子制御燃料噴射装置において、機関加減
速状態を含む機関の運転状態を検出する機関運転状態検
出手段と、この機関運転状態検出手段により検出された
機関運転状態に基づいて燃料の噴射時間を演算する噴射
時間演算手段と、予め定められた噴射終了時期に噴射を
終了させるように前記噴射時間演算手段により演算され
た燃料噴射時間に基づいて噴射開始時期を設定する噴射
開始時期設定手段と、この噴射開始時期設定手段により
設定された噴射開始時期に燃料噴射弁への駆動パルス信
号の出力を開始して前記噴射時間燃料を噴射させる噴射
制御手段と、所定の機関減速状態において前記噴射制御
手段による燃料噴射を停止させる燃料噴射停止手段と、
この燃料噴射停止手段による燃料噴射停止制御直後の機
関加速状態において所定期間だけ前記噴射制御手段によ
る噴射終了時期に所定時間巾の付加駆動パルス信号を燃
料噴射弁に出力する付加噴射制御手段と、この付加噴射
制御手段による付加駆動パルス信号出力時に予め定めら
れた噴射終了時期を所定だけ早めて前記噴射開始時期設
定手段による噴射開始時期設定を行わせる噴射終了時期
可変手段と、を備えるようにした。

〈作用〉 かかる構成によると、機関運転状態検出手段により検出
された機関運転状態に基づいて噴射時間が噴射時間演算
手段により演算され、予め定められた噴射終了時期に噴
射を終了させるように噴射時間から逆算して噴射開始時
期設定手段により噴射開始時期が設定される。そして、
噴射制御手段は、設定された噴射開始時期に燃料噴射弁
へ駆動パルス信号の出力を開始することにより、前記噴
射時間だけ燃料噴射弁による燃料噴射を行わせ、予め定
められた噴射終了時期に噴射を終了する。

一方、所定の減速運転状態においては、燃料噴射停止手
段により燃料噴射が停止され、係る噴射停止制御の直後
に機関が加速された場合には、付加噴射制御手段により
所定期間だけ噴射終了時期に付加噴射が行われる。ここ
で、付加噴射が行われるときには、噴射終了時期可変手
段により噴射開始時期設定手段による噴射開始時期の設
定基礎となる噴射終了時期が予め定められた噴射終了時
期よりも所定だけ早められて、この早められた噴射終了
時期に噴射を終了するように噴射開始時期が設定される
。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、機関１にはエアクリーナ２゜吸気ダク
ト３．スロットルチャンバ４．吸気マニホールド５及び
吸気弁６を介して空気が吸入される。

スロットルチャンバ４には図示しないアクセルペダルと
連動するスロットル弁７が設けられていて、吸入空気流
量Ｑを制御する。

吸気マニホールド５（又は吸気ボート）には各気筒毎に
燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８はソ
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、コントロールユニット９から
の駆動パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁じ
、図示しない燃料ポンプから圧送されプレッシャレギュ
レータにより所定の圧力に調整された燃料を機関１に噴
射供給する。

コントロールユニット９は、各種のセンサからの入力信
号を受け、内蔵のマイクロコンピュータにより後述の如
く演算処理して、燃料噴射量（噴射時間）と噴射終了時
期と噴射開始時期を定め、これに従って駆動パルス信号
及び設定した噴射終了時期の後に付加駆動パルス信号を
燃料噴射弁８に出力する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３に熱線式のエ
アフローメータ１０が設けられていて、吸入空気流ＩＱ
に応じた信号を出力する。また、図示しないディストリ
ビュータに内蔵させてクランク角センサ１１が設けられ
ていて、クランク角２゜苺の単位信号Ｐｏ５（ポジショ
ン信号）と、１８０゜毎（４気筒の場合）の基準信号Ｒ
ｅｆ（リファレンス信号；各気筒＃ｌ〜＃４の点火基準
信号として用いられる）とを出力する。従って、クラン
ク角度７２０°で４個の基準信号Ｒｅｆが出力されるが
、そのうら１つ（例えば＃ｌ気筒の点火基準信号となる
基準信号Ｒｅｆ）は他と識別可能で、これをもとに各基
準信号Ｒｅｆを各気筒の行程に対し特定可能となってい
る。また、スロットル弁７にポテンショメータ式のスロ
ットルセンサ１２が設けられていて、スロットル弁７の
開度αに応じた信号を出力する。また、機関ｌのウォー
タジャケットに水温センサ１３が設けられていて、機関
温度を代表する冷却水温度Ｔｗに応じた信号を出力する
。更に、コントロールユニット９には、その動作電源と
して、また電源電圧検出のためバッテリ１４の電圧がエ
ンジンキース・イッチ１５を介して印加されている。

上記エアフローメータ１０．クランク角センサ１１スロ
ツトルセンサ１２及び水温センサ１３、更にエンジンキ
ースイッチ１５を介して印加されるバッテリ１４の電圧
が本実施例における機関運転状態検出手段に相当する。

次ニコントロールユニット９内のマイクロコンピュータ
による燃料噴射制御を第３図〜第５図のフローチャート
に従って説明する。即ち、本実施例において、コントロ
ールユニット９は、噴射時間演算手段、噴射終了時期可
変手段、噴射開始時期設定手段、噴射制御手段、燃料噴
射停止手段及び付加噴射制御手段を兼ねるものである。

尚、ここでは１つの気筒での燃料噴射制御について説明
する。

第３図のフローチャートには噴射終了時期設定ルーチン
を示しである。尚、このルーチンはクランク角センサ１
１から基準信号Ｒｅｆが出力される毎に実行されるもの
である。

ステップ（図中ではＳとしてあり、以下同様とする）１
では、噴射停止制御中であるか否かを判定する。係る噴
射停止制御は、例えばスロットル弁７が全開状態（アイ
ドル状態）でかつ機関回転速度Ｎが所定以上、更に車速
度が所定以上であるときに、燃料噴射弁８による燃料の
噴射供給を停止し、機関回転速度Ｎが所定以下になると
噴射が再開されるようにしている。

ここで、上記条件に合致した運転状態で噴射停止制御が
なされていると判定されたときには、ステップ２へ進ん
で、係る噴射停止制御中における加速判定の有無を検出
する。即ち、ステップ２では、減速運転状態における噴
射停止制御から機関が加速されて噴射が再開されるとき
を検出するものであり、例えばスロットル弁７が全閉状
態から開かれたときを加速と判定し、加速判定がなされ
たときにはステンブ３へ進む。

ステップ３では、フラグを１に設定する。このフラグが
１であるときは、噴射終了時期Ｔ　ｉ、、、。

を通常時用噴射終了時期Ｔ　ｉ　ＥＮＤ２　（吸気弁の
開弁時期付近に設定し最適燃焼が得られるようにしであ
る）よりも所定クランク角度（付加噴射に相当するクラ
ンク角度）だけ早い付加噴射時用噴射終了時期ＴｊｔＮ
ｎ＋を設定すべき運転状態であることを示す。

フラグを１に設定すると、次のステップ４ではカウンタ
値Ｃの前回値（所期値０）に１加算して今回のカウンタ
値Ｃとして設定し、ステップ５でこのカウンタ値Ｃと所
定値Ｃ１とを比較する。そして、カウンタ値Ｃが所定値
Ｃ３以下であるときにはステップ６へ進んで付加噴射時
用噴射終了時期Ｔｉｔｓｏ＋を設定し、カウンタ値Ｃが
所定値Ｃ８を越える値となったときにはステップ７へ進
んでカウンタ値Ｃをリセットすると共にフラグをＯにす
る。

減速運転状態における噴射停止制御から噴射を再開した
場合に、噴射停止中における壁流の減少を補うべく噴射
終了時期Ｔｉ！、、の後に付加噴射を行わせて（所定時
間巾の付加駆動パルス信号を燃料噴射弁８に出力して）
燃料の増量を図るが、この付加噴射が通常所定回数だけ
行われるため、本実施例では、本ルーチンを実行する毎
に（基準信号Ｒｅｆ毎即ら噴射回数に同期して）カウン
タ値Ｃを１アツプすることによってこの付加噴射を監視
し、付加噴射の回数に相当する回数Ｃ５にカウンタ値Ｃ
がなるまでの付加噴射制御時に噴射終了時！’Ｊ］Ｔｉ
Ｅｓｎを通常よりも早める（付加噴射時用噴射終了時期
ＴｉｔＨｏ＋を設定する）ものである。

カウンタ値Ｃが所定値Ｃ１を越えるまでは、フラグが１
の状態を保つため、ステップ８でフラグが１であると判
定されてステップ４へと進む。

カウンタ値Ｃが所定値Ｃ１を越えてフラグがＯに設定さ
れたときには、ステップ８でフラグがＯであると判定さ
れることによりステップ９へ進んで通常の噴射終了時３
’ＪＪ　Ｔ　ｉ　１Ｎｎｚが再び設定されることになる
。

以上のようにして、噴射停止制御後の加速時において付
加噴射されるときに、予め噴射終了時期Ｔ　ｉＥ、、を
早めておくことにより、噴射終了時期Ｔ　ｉ　ｔ、、の
後に噴射される付加燃料が吸気弁６の閉弁時期よりも充
分前に噴射され、良好に霧化された状態でシリンダ内に
供給されるようにした。

従って、本実施例によれば、付加噴射燃料が良好にシリ
ンダ内に供給され、空燃比がリーン化することを未然に
防止することができると共に、付加噴射されない通常運
転状態においては、噴射終了時期ＴｉＥＮＤを燃焼の最
適時期（例えば本実施例のように吸気弁６の開弁時期）
に設定し、然も、新しいデータに基づいて燃料噴射量Ｔ
ｉの制御がなされるものである。

このようにして設定される噴射終了時期ＴｉＥＮＤとな
るように、第４図のフローチャートに示す噴射開始時期
設定ルーチンによって噴射の開始時期が設定される。

本ルーチンは、特定の基準信号Ｒｅｆがクランク角セン
サ１１から出力されると実行されるものであり、まずス
テップ１１ではタイマをＯスタートさせる。

次のステップ１２では、今回の５ｆ９信号Ｒｅｆとその
１つ前の基準信号Ｒｅｆとの間の周期Ｔ□、を求め、ス
テップ１３では第３図に示した噴射終了時期設定ルーチ
ンで設定された噴射終了時期ＴｉＥＮＩ＋が通常時用噴
射終了時ＩＪＪＩＴ　ｉ　ＥＨＤ２であるか付加噴射時
用噴射終了時１υ］Ｔｉ、Ｈ，、であるかを判別する。

ここで、噴射終了時！’Ｊ］ＴｉｃＮｏとして付加噴射
時用噴射終了時”、’Ａ　Ｔ　ｉ　ＥＨＤ　＋が設定さ
れていると判別されたときにはステップ１４へ進んで、
周１すＩ’ｌ’Ｒ，、−に係数Ａを乗じて特定の基準信
号Ｒｃｆ（タイマ・スタート）から吸気弁６開弁前の所
定クランク角度である付加噴射時用噴射終了時期Ｔ　１
ｉｓｏ＋までの時間ｔ＋　＝Ｔ＊＠ｒ　ＸＡを演算する
。一方、ステップ１３で噴射終了時期Ｔｉｔｓｎとして
通常時用噴射終了時期ＴｉＥＮｔ１２が設定されている
と判別されたときにはステップ１５へ進んで、周期ＴＲ
＠ｆに係数Ｂを乗じて特定の基準信号Ｒｅｆ（タイマ・
スタート）から吸気弁６の開弁時である通常時用噴射終
了時期′Ｆｉ　ＥＨＤ２までの時間ｔ　＋　＝　Ｔｅａ
ｒ　−Ｘ　Ｂを演算する。

これは、特定の基準信号Ｒｅｆから吸気弁６の開弁まで
のクランク角は一定であり、開弁までの期間及び開弁の
所定クランク角前までの期間を基準信号Ｒｅｆ間のクラ
ンク角に対する比率で表し、前記周期Ｔ□、にその比率
ＡｏｒＢを乗算して時間に換算するのである。

次のステップ１６でエアフローメータ１０により検出さ
れる吸入空気流量Ｑと機関回転数の逆数に相当する周期
Ｔ、□とから基本燃料噴射ｊｔＴｐ（＝Ｋ　Ｘ　Ｑ　Ｘ
　Ｔ　＊　＠ｒ　）を演算し、更にステップ１７でスロ
ントルセンサ１２により検出されるスロントル弁７の開
度や水温センサ１３により検出される冷却水温度Ｔｗに
基づいて設定される各種補正係数ｃ。

ＥＦとバッテリ１４の電圧値に基づいて設定される電圧
補正分子ｓとを用いて燃料噴射量（噴射時間）Ｔｉ　　
（−ＴｐＸＣＯＥＦ＋Ｔｓ）を演算する。

ステップ１８では、特定の基準信号Ｒｅｆ　（タイマ・
スタート）から噴射終了時！’ＪＪＴ　ｉ　ＦＮＤ　　
（Ｔ　ｉ　ｔＭｏ＋又はＴｉＥＮｏｚ）までの時間し、
から噴射時間Ｔｉを滅して、特定の基準信号Ｒｅｆから
噴射開始までの時間ｔ、＝ｔ、−Ｔｉを演算する。

一方、所定時間（例えば１ｍ５）毎に第５図のフローチ
ャートに示すルーチンが実行され、まずそのステップ２
１でタイマがカウントアンプされる。

そして、ステップ２２でそのタイマの計時が前記噴射開
始までの時間Ｌ２に一致したか否かを判別し、不一致の
場合はこのルーチンをそのまま終了する。

そして、一致したときにステップ２３へ進んで、噴射時
間Ｔｉのパルス巾をもつ駆動パルス信号を燃料噴射弁８
に出力して燃料噴射を開始させる。すると、第３図のフ
ローチャートに示した噴射終了時期設定ルーチンで設定
された所定の噴射終了時期Ｔｉえｓｏ　　（Ｔｉｔ）Ｉ
ｏ＋又はＴｉｔＮｎｚ）で噴射が終了する。

また、このようにして所定の噴射終了時期ＴｉＥＮＤで
終了した噴射の後に、噴射停止制御後の加速時において
は付加駆動パルス信号が出力されて、噴射停止制御中に
減少した壁流を補うための付加噴射がなされるものであ
る。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、噴射停止制御後の
加速時において、壁流の減少分を補うべく所定の噴射路
ｒ時期の後に付加噴射がなされるときには、予め噴射終
了時期を早めておくようにしたことにより、付加噴射さ
れた燃料が吸気弁上流側に滞留することなく良好に霧化
させた状態でシリンダ内へ供給させることができると共
に、通常状態における噴射終了時期を最適時Ｋｌ＋にし
て燃焼性の向上を保てるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一実施例を
示すシステム概略図、第３図〜第５図は同上実施例にお
ける制御内容を示すフローチャートである。 ■・・・機関　　６・・・吸気弁　　７・・・スロ、ト
ル弁８・・・Ｑｇ　’ＪＩ’４　噴射弁９・・・コント
ロールユニットＩＯ・・・エアフローメータ　　１゛１
・・・クランク角センサ１２・・・スロントルセンサ　
　】３・・・水温センサ１４・・・ハウテリ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 区 味 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各気筒毎に燃料噴射弁を備え、各燃料噴射弁から対応す
   る気筒の吸気行程とタイミングを合わせて燃料噴射を行
   うようにした内燃機関の電子制御燃料噴射装置において
   、機関加減速状態を含む機関の運転状態を検出する機関
   運転状態検出手段と、該機関運転状態検出手段により検
   出された機関運転状態に基づいて燃料の噴射時間を演算
   する噴射時間演算手段と、予め定められた噴射終了時期
   に噴射を終了させるように前記噴射時間演算手段により
   演算された燃料噴射時間に基づいて噴射開始時期を設定
   する噴射開始時期設定手段と、設定された噴射開始時期
   に燃料噴射弁への駆動パルス信号の出力を開始して前記
   噴射時間燃料を噴射させる噴射制御手段と、所定の機関
   減速状態において前記噴射制御手段による燃料噴射を停
   止させる燃料噴射停止手段と、該燃料噴射停止手段によ
   る燃料噴射停止制御直後の機関加速状態において所定期
   間だけ前記噴射制御手段による噴射終了時期に所定時間
   巾の付加駆動パルス信号を燃料噴射弁に出力する付加噴
   射制御手段と、該付加噴射制御手段による付加駆動パル
   ス信号出力時に予め定められた噴射終了時期を所定だけ
   早めて前記噴射開始時期設定手段による噴射開始時期設
   定を行わせる噴射終了時期可変手段と、を備えてなる内
   燃機関の電子制御燃料噴射装置。