JPH02221661A - 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し、特
に、フェイルセイフ時等に全気筒同時噴射を行うものに
関する。

〈従来の技術〉 内燃機関のクラン゛り角センサは、機関回転に同期して
、例えば８気筒の場合クランク角９０”　ごとの基準ク
ランク角位置にて基準信号（気筒判別信号を含む）を出
力すると共に、単位クランク角（１〜２°）毎に単位信
号を出力するもので、これらの信号は機関回転数の検出
及び燃料噴射の制御に不可欠である。

かかるクランク角センサとしては、近年、耐ノイズ性を
考慮して、ディストリビュータ内蔵型の光学式クランク
角センサが使用されている。

但し、光学式クランク角センサは比較的故障頻度が高い
ため、バックアップ用に基準信号発生機能のみを有する
電磁ピックアップ式クランク角センサを設け、光学式ク
ランク角センサの故障、断線等の異常時に、電磁ピック
アップ式クランク角センサからの基準信号を用いてフェ
イルセイフ制御を行わせるようにしている。

この電磁ピックアップ式クランク角センサは、フェイル
セイフ用であるので、高精度化は不要なため、基準信号
のみで、単位信号はない。

そこで、この場合の燃料噴射制御は、各気筒につき２回
転１噴射で各気筒の吸気行程にタイミングを合わせて順
に燃料噴射を行うシーケンシャル制御を行わず、１回転
１噴射の全気筒同時噴射を行っている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、燃料噴射弁のパルス幅−燃料噴射量特性
は、第４図に示すように、パルス幅の小さい領域（Ａ）
では、直線性がないため、特に、高流量型の燃料噴射弁
においては、１回転１噴射にすると、１回の要求噴射量
が少量で、パルス幅が小となり、この非直線特性の影響
を受けて、噴射量のバラツキを生じ、これより、エミッ
ションが悪化したり、エンストや回転ハンチング等が発
生する可能性があり、また、燃料噴射弁によっては、燃
料噴射が不可能になるという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、なるべく非
直線領域の影響を受けることなく同時噴射を行うことの
できる内燃機関の電子制御燃料噴射装置を提供すること
を目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本発明では、機関吸気系に
各気筒毎に燃料噴射弁（ａ）を備え、クランク角センサ
からの基準信号に基づき全ての気筒の燃料噴射弁に同時
に燃料噴射させる同時噴射手段（ｂ）を備える内燃機関
の電子制御燃料噴射装置において、 燃料噴射量が所定値以上である高噴射量状態を検出する
高噴射量状態検出手段（Ｃ）と、高噴射量状態検出手段
により高噴射量状態と検出されたときに前記同時噴射手
段を機関１回転につき１回の同時噴射に切換える１回転
１噴射切換手段（ｄ）と、 高噴射量状態検出手段により高噴射量状態と検出されな
かったときに前記同時噴射手段を機関２回転につき１回
の同時噴射に切換え、且つ１回につき倍量の燃料を同時
噴射させる２回転１噴射切換手段（ｅ）と、 を設ける構成とする。

〈作用〉 上記の構成によると、高噴射量状態では、機関１回転に
つき１回置時噴射しても、燃料噴射弁のパルス幅−燃料
噴射量特性の安定した領域での使用となり、然も、その
ときの運転状態に敏感に対応できる。

そして、その他の噴射量状態のとき、つまり噴射量が多
くないときは機関２回転につき１回置時噴射するように
したので、１回当たりの燃料噴射量が大となり、パルス
幅−燃料噴射量特性のバラツキの大きい領域での使用を
避けることができる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図を参照し、機関１には、エアクリーナ２から、ア
クセルペダルに連動するスロットル弁３を介し、更に吸
気マニホールド４を介して、空気が吸入される。

１１１＆気マニホールド４のブランチ部には、各気筒毎
に燃料噴射弁５が設けられている。各燃料噴射弁５はソ
レノイドに通電されて開弁し、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６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により圧送されてプレッシャシギ
ュレータにより所定の圧力に調整された燃料を噴射する
。

コントロールユニット６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、入出力インターフェイス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
号に基づいて演算処理し、各気筒の燃料噴射弁５の作動
を制御する。

前記各種のセンサとしては、スロットル弁３上流に熱線
式のエアフローメータ７が設けられていて、吸入空気流
量Ｑを検出する。

また、ディストリビュータ８内に、そのディストリビュ
ータシャフト９と一体に回転するシグナルディスクプレ
ートｌＯが設けられると共に、光学式クランク角センサ
１１と、電磁ピックアップ式クランク角センサ１２とが
設けられている。

光学式クランク角センサ１１は、シグナルディスクプレ
ート１０を挟んで対向させた投・受光器を備え、シグナ
ルディスクプレート１０の板面に形成された基準信号用
スリット１０ａ及び単位信号用スリット１０　ｂによる
光の透過により、基準信号と単位信号とを発生させるも
のである。そして、これら基準信号及び単位信号は、コ
ントロールユニット６内のマイクロコンピュータに入力
される。尚、ここで発生する基準信号は８気筒の場合ク
ランク角９０°毎で、気筒判別用に＃１気筒については
１５゜ずれた位置で２個の信号が出力されるようにしで
ある。また、単位信号はクランク角１〜２°毎に出力さ
れるようにしである。

電磁ピックアップ式クランク角センサ１２は、磁気を帯
びた鉄心とこれに巻回したコイルとを備え、シグナルデ
・イスクブレート１０の外周部に形成された基準信号用
突起（又は切り込み）１０ｃが鉄心の磁界をよぎること
により、コイルに基準信号（−周期の交流信号）を発生
させるものである。そして、この基準信号は、コントロ
ールユニット６内のマイクロコンピュータに入力される
。尚、ここで発生する基準信号は８気筒の場合クランク
角９０゛毎で＃１気筒については１５°ずれた位置で２
個の信号が出力されるようにしである。

この他、コントロールユニット６には、スタートスイッ
チ１３からの信号が入力されている。

コントロールユニット６内のマイクロコンピュータにお
いては、通常、光電式クランク角センサ１１からの基準
信号及び単位信号を用い、これらに基づいて機関回転数
の検出及び燃料噴射の制御を行う。

具体的には、基準信号の周期または所定時間内における
単位信号の発生数から機関回転数Ｎを算出する。

また、燃料噴射制御については、各気筒毎に所定の順序
で行うが、機関運転状態に基づいて噴射量（パルス幅）
を設定し、これに基づいて基準信号と単位信号とから気
筒判別を行いつつ噴射すべき気筒とその噴射開始時期の
到来を知って、燃料噴射を行わせる（所謂シーケンシャ
ル制御）。

一方、マイクロコンピュータは、光学式クランク角セン
サ１１の故障、断線等の異常を検出する異常検出プログ
ラムを有し、光学式クランク角センサ１１の異常時に電
磁ピックアップ式クランク角センサ１２からの基準信号
を用い、これに基づいて機関回転数の検出及び燃料噴射
のフェイルセイフ制御を行う。

具体的には、基準信号の周期から機関回転数Ｎを算出す
る。

また、燃料噴射制御については、後述するように、１回
転１噴射或いは２回転１噴射の全気筒同時噴射とし、機
関運転状態に基づいて噴射ｉＦ（パルス幅）を設定し、
燃料噴射を行わせる。

ここで、光学式クランク角センサ１１の異常時（即ち、
電磁ピックアップ式クランク角センサ１２によるバック
アップ時）のかかる制御は、マイクロコンピュータにて
、電磁ピックアップ式クランク角センサ１２からの基準
信号により、第３図のルーチンが割込み処理されること
によって行われる。

第３図のフローチャートを参照し、同時噴射の制御を説
明する。

尚、このフローチャートは基準信号発生毎に実行される
。

ステップｌ（図中Ｓ１と記す。以下同様。）では、各種
のデータを基に基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐ（−Ｋ　−Ｑ／
Ｎ　、　Ｋは定数、Ｑは吸入空気流量、Ｎは機関回転数
）を演算する。

ステップ２では、基本燃料噴射量Ｔｐが所定値以上であ
るか否かを判定し、所定値以上（ＹＥＳ）の場合はステ
ップ５へ、未満（ＮＯ）の場合はステップ３へ進む。但
し、ここでの所定値には、ヒステリシスを設ける。即ち
、基本燃料噴射量Ｔｐの増加中においては、所定値を１
　、７ｍｓとし、減少中においては、所定値を１　、４
ｔａｓとする。

ここで、ステップ２が貰噴射量状態検出手段に相当する
。

ステップ３では、スタートスイッチ１３がオンであるか
否かを判定する。

オン（ＹＥＳ）のときはステップ５に進み、オフ（Ｎｏ
）のときはステップ４に進む。

ステップ４では、スタートスィッチ１３オフ後所定時間
経過しているか否かを判定する。

経過していない（ＮＯの）ときはステップ５に進み、経
過している（ＹＥＳの）ときはステップ９に進む。

ステップ５では、機関１回転につき１同量時噴射を行う
ように、同時噴射手段を切換えて、ステップ６で噴射タ
イミングか否かを判定する。即ち、予め定めた＃１気筒
または＃６気筒（点火順序で１番目と５番目）相当の基
準信号であるか否かをもって、噴射タイミングであるか
否かを知る。噴射タイミングであれば、ステップ７で燃
料噴射量Ｔｉ　（＝Ｔｐ−ＣＯＥＦ＋Ｔｓ　；Ｃ０ＥＦ
は各種補正係数、Ｔｓは電圧補正分）を演算し、ステッ
プ８で相応するパルス幅の駆動パルス信号を全気筒の燃
料噴射弁５に同時に出力してこのルーチンを終了する。

ここで、ステップ５〜７が１回転１噴射切換手段に相当
し、ステップ８が同時噴射手段に相当する。

一方、ステップ９では、機関２回転につき１同量時噴射
を行うように、同時噴射手段を切換えて、ステップ１０
で噴射タイミングか否かを判定する。

即ち、予め定めた＃１気筒（点火順序で１番目の気筒）
相当の基準信号であるか否かをもって、噴射タイミング
であるか否かを知る。噴射タイミングであれば、ステッ
プ１１で燃料噴射量Ｔｉ（＝２Ｔｐ　−Ｃ０ＥＦ＋Ｔｓ
　；　Ｃ０ＥＦは各種補正係数。

Ｔｓは電圧補正分）をステップ７で演算した燃料噴射Ｉ
Ｔｉに比して倍量になるように演算し、ステップ８で相
応するパルス幅の駆動パルス信号を全気筒の燃料噴射弁
５に同時に出力してこのルーチンを終了する。

ここで、ステップ９〜１１が２回転Ｉ噴射切換手段に相
当する。

尚、１回転１噴射と２回転１噴射との相互切換えは、＃
１気筒判別後とするとよい。

以上説明したように、本実施例によると、高噴射量状態
のときとスタートスイッチ１３作動中及びその後所定時
間の始動時においてのみ１回転１噴射として、始動性を
損なわないようにしつつ、且つ燃料噴射弁５のパルス幅
−燃料噴射量特性の安定した領域で使用するようにした
。

これにより、光電式クランク角センサ１１のバックアッ
プ時に電磁ピンクアップ式クランク角センサ１２を用い
て、全気筒同時噴射をする際生じていたエミッションの
バラツキやエンスト、回転ハンチング、噴射不能等とい
う不都合を解決することが可能となった。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、燃料噴射弁の噴
射量特性が不安定な非直線領域においては、機関２回転
につき１回全気筒同時噴射として、なるべく１回の噴射
量が少なくならないようにし、高噴射領域、つまり燃料
噴射弁の噴射量特性が安定な領域に達してからそのとき
の運転状態に敏感に対応できるように機関１回転につき
１回全気筒同時噴射をするようにしている。

もって、噴射量が安定した領域でのみ使用し、安定した
運転状態を得ることができる。

【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
は本発明に係る一実施例を示すシステム図、第３図はバ
ックアップ時の制御内容を示すフローチャート、第４図
は従来の問題点を示す燃料噴射弁のパルス幅−燃料噴射
量特性図である。 ■・・・機関　　５・・・燃料噴射弁　　６・・・コン
トロールユニット　　１１・・・光学式クランク角セン
サ１２・・・電磁ピックアップ式クランク角センサ　　
１３・・・スタートスイッチ 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関吸気系に各気筒毎に燃料噴射弁を備え、クランク角
   センサからの基準信号に基づき全ての気筒の燃料噴射弁
   に同時に燃料噴射させる同時噴射手段を備える内燃機関
   の電子制御燃料噴射装置において、 燃料噴射量が所定値以上である高噴射量状態を検出する
   高噴射量状態検出手段と、 高噴射量状態検出手段により高噴射量状態と検出された
   ときに前記同時噴射手段を機関１回転につき１回の同時
   噴射に切換える１回転１噴射切換手段と、 高噴射量状態検出手段により高噴射量状態と検出されな
   かったときに前記同時噴射手段を機関２回転につき１回
   の同時噴射に切換え、且つ１回につき倍量の燃料を同時
   噴射させる２回転１噴射切換手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射
   装置。