JPH0331553A

JPH0331553A - エンジンの燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0331553A
Application number: JP16386789A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Takahane; 高羽　徹郎; Akibumi Yamashita; 山下　晃文; Tetsushi Hosogai; 徹志細貝; Kunikimi Minamitani; 邦公南谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-06-28
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1991-02-12

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、エンジンの燃料噴射装置に関するものである
。

（従来の技術）従来のエンジンの燃料噴射装置においては、１つの気筒
に対する燃料量および噴射タイミングの計算は、１サイ
クル中の定まったタイミングでのみ実行されていた。こ
の時、実際の充填量にできるだけ見合った燃料量を供給
しようとすると、燃料量の計算タイミングを吸気行程近
くに設定する必要がある。

（発明が解決しようとする課題）しかし、噴射燃料量は、インジェクタの開弁時間でコン
トロールされるため、燃料量の計算タイミングを吸気行
程近くに設定すると、実際の充填量に見合った燃料量は
計算できるが、噴射量が多くなったときに、噴射パルス
が吸気限界（噴射した燃料がその吸気行程に吸入される
限界のクランク角度）を越えてしまい、噴射後期の燃料
が燃焼室内に吸入されないという問題がある。

なお、特開昭６０−１１６８４０号公報においては、吸
気行程中、燃料噴射量を複数回演算する制御が開示され
ているが、この制御においても、上記と同様に、実際の
充填量に見合った燃料量は計算できるが、吸気限界を考
慮していないので、噴射された燃料が完全に燃焼室に吸
入されず、燃料不足が生じる場合がある。

そこで、本発明は、実際に燃焼室に吸入される空気量に
ほぼ応じた燃料を不足なく供給できるエンジンの燃料噴
射装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明によるエンジンの燃料噴射装置は、１サイクルよ
り短い所定の間隔毎に吸入空気量を検出する検出手段、
該検出手段により検出された吸入空気量に基づいて噴射
パルスを演算する演算手段、エンジンの運転状態に基づ
き噴射終了時期を設定する噴射終了時期設定手段、前記
演算手段により演算された噴射パルスき、この噴射パル
ス演算後次の吸入空気量の検出時期と前記噴射終了時期
との間の期間とを比較する比較手段、および該比較手段
の出力を受け、噴射パルスが前記期間より長くなったと
き、該噴射パルスによる実際の燃料噴射が、前記噴射終
了時期に終了するように燃料噴射開始時期を設定する噴
射時期設定手段とを設けたことを特徴とするものである
。

（発明の作用・作用）本発明の燃料噴射装置においては、上記したように、１
サイクルより短い所定の間隔毎、例えば、一定のクラン
ク角毎あるいは一定の時間毎に、噴射パルスを演算し、
この演算された噴射パルスと、この噴射パルス演算後次
の吸入空気量の検出時期と噴射終了時期との間の期間と
を比較し、噴射パルスが上記期間より長くなったとき、
該噴射パルスによる実際の燃料噴射が、上記噴射終了時
期に終了するように燃料噴射開始時期を設定するように
したので、燃料噴射が常に吸気限界内に終了し、従って
、燃焼室に実際に吸入される空気量に応じた燃料を不足
なく噴射供給することができる。

（実施例）以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施例によるエ
ンジンの燃料噴射装置について説明する。

第１図は、本発明の実施例によるエンジンの燃料噴射装
置の全体構成図であり、この第１図において、符号１は
エンジンを示し、このエンジン１には、吸気道ｖ８２お
よび排気道ｖ８３が設けられている。上記吸気通路２に
は、その上流側からエアフローセンサ４、スロットル弁
５、および燃料噴射弁６が設けられている。また、排気
通路３には、排気ガス浄化のための触媒コンバータ７が
設けられている。

上記燃料噴射弁６には、マイクロコンピュータからなる
コントロールユニット８が接続されており、このコント
ロールユニット８には、上記エアフローセンサ４の他、
エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ９、
冷却水温を検出する水温センサ１０が接続されており、
該コントロールユニット８は、上記の各種センサからの
出力信号を受け、これらの出力信号に基づいて、吸気量
等に応じた燃料供給量、噴射タイミング等を演算し、上
記燃料噴射弁６を制御する。

次に、第２図以降を参照して、上記コントロールユニッ
ト８による燃料噴射弁６の制御について説明する。

先ず、この制御を、第２図のタイムチャートに従って説
明する。

この第２図において、（ａ）は、上記クランク角センサ
９からのクランク角信号を示し、（ｂ）は、演算された
噴射パルスの状態を示すものである。

また、以下の説明においては、上記クランク角信号（ａ
）の上に記載した吸気行程（１）に対する燃料噴射を対
象として、また噴射パルスの演算をクランク角９０＠毎
に行うこととして説明する。

まず、吸気行程（１）に対する噴射パルスの演算は、現
在行われている吸気行程（０）の途中のタイミングＴ１
から行われる。この噴射パルスの演算は、エンジンの回
転速度等から、吸気行程（１）に対して噴射された燃料
が完全に燃焼室内に供給される最終時期である噴射終了
時期を演算することから開始される。この噴射終了時期
の演算は、燃料の輸送遅れにより、吸気弁が閉じる前、
すなわち吸気行程中に燃料を噴射したとしても、噴射後
期の燃料が完全に燃焼室内に吸入されないことがあるの
で、これを防止するために行われるものである。

この噴射終了時期は、例えば、吸気行程開始後クランク
角にしてほぼ６０°経過した時期に設定される。

次いで、タイミングＴＩにおけるエアフローセン＋１４
の出力信号（前回および前前回の出力信号を考慮しても
よい）に基づき、吸入空気量信号を演算し、この吸入空
気量に応じて噴射パルス幅Ｔｌを演算する。次いで、こ
の噴射パルス幅を上記噴射終了時期に照らして、噴射開
始時期を演算するとともに、現時点からこの噴射開始時
期までの時間Ｔｓを演算する。続いて、この時間Ｔｓが
クランク角の９０°周期時間Ｔ９０より大きいかを判定
し、時間Ｔｓが９０°周期時間Ｔ９０より大きいときに
は、その時点での演算を終了する。第２図に示したタイ
ムチャートにおいては、タイミングＴ５までは、時間Ｔ
ｓが９０°周期時間Ｔ９０より大きいので、上記のタイ
ミングＴ１の場合と同様にして演算を終了する。

一方、タイミングＴ６においては、上記時間ＴＳが９０
°周期時間Ｔ９０より小さくなるので、次のタイミング
Ｔ７を待って噴射パルス幅Ｔｉ等を設定したのでは、燃
料の供給が間に合わなくなる。そこで、このタイミング
Ｔ６において、噴射パルス幅Ｔｉと噴射開始時期をセッ
トし、実際の燃料噴射を行う。

なお、運転状態においては、上記時間Ｔｓが０より小さ
くなってしまう場合があるが、このような場合には、そ
の時点から噴射を開始するようにする。また、噴射開始
後に、例えば加減速によって、要求噴射量が変化する場
合があるが、このような場合には、設定した噴射量のま
まであると、燃料が不足あ、るいは過剰になるので、噴
射中であっても噴射パルス幅Ｔｉを変更する。この場合
、加速状態のときには、パルス幅を延長する必要性が生
じてくるので、上記のように演算する噴射終了時期は、
完全な吸気限界時期よりも多少余裕を持たせて設定する
ことが望ましい。

以上のような制御により、最新の吸気情報をもって、燃
料の燃焼室への完全な吸入を行うことのできる燃料噴射
制御を行うことができる。

次に、以上説明した燃料噴射制御と同様の燃料噴射制御
を、第３図以降のフローチャートを参照しつつ説明する
。なお、以下に説明する制御においては、上死点ＴＤＣ
（第２図のクランク角信号（Ａ）における立ち下がり部
）と、この上死点ＴＤＣから９０°後の時点ＡＴＤＣ９
０°　（第２図のクランク角信号（Ａ）における立ち上
がり部）とにおける割り込みタイミングで別々に上記の
演算を行う形式のものについて説明する。

先ず、第３図を参照しつつ、メインルーチンについて説
明すると、この制御は先ず、ステップＳ０１において、
バッテリｖｂを読み込むことから行われる。次いで、こ
のバッテリｖｂより無効噴射時間Ｔｖを算出し、最後に
、エンジン回転数Ｒと充填量Ｃｅにより、噴射終了時期
θｅを算出して、制御のメインルーチンを終了する。

次に、第４図のフローチャートを参照して、上死点ＴＤ
Ｃ割り込みにおける噴射制御について説明する。

この制御においては、先ずステップＳ１で、気筒判別を
行う。これは、気筒Ｎα１信号が来ているか１の判定に
よって行われる。この判定がＹＥＳのときには、ステッ
プＳ２で、気筒番号ＮＣ３１’ｌを１とし、気筒番号を
セットする。次いで、ステップＳ３で、前回割り込み発
生時刻と今回割り込み発生時刻との差により、１８０°
クランク角に要する時間、すなわち周期Ｔ１８０を計算
する。上記ステップＳ１における判定がＮｏのときには
、ステップＳ４で、気筒番号の更新を行う。この更新は
、前回の気筒番号Ｎｃｙｌが１のときには３に、３のと
きには４に、４のときには２にして行われる。このステ
ップＳ３が終了したときには、上記ステップＳ４に移行
する。

次いで、ステップＳ５で、上記周期Ｔ１８０により、エ
ンジン回転数Ｒを計算し、この計算の後に、ステップＳ
６で、エアフローセンサ６の出力である吸入空気量信号
Ｑａを読み込む。この後、ステップＳ７で、充填量Ｃｅ
を次の式％式％ここで、Ｋａは定数で計算する。次いで、ステップＳ８で、噴射パルス幅Ｔ
ｉを次の式％式％ここで、Ｋｌ）は定数で計算する。

この後、ステップＳ９で、圧縮行程開始から噴射終了時
期までの時間ＴＬ□　（Ｔｔ１！＋≧０）を次の式％式％により計算する。次いで、ステップＳｌＯで、爆発行程
開始から噴射終了時期までの時間Ｔｔｍ＊（Ｔ＊＠ａ≧
０）を、上記’ｒｔｓ＋からＴ１８０を減算して計算し
、次に、ステップ３１１で、排気行程開始から噴射終了
時期までの時間Ｔ　ｔ−ｓ　　（Ｔ　ｔ−０≧０）を、
上記Ｔ　ｔ＠２からＴ１８０を減算して計算し、次に、
ステップ３１２で、吸気行程開始から噴射終了時期まで
の時間Ｔｔｔａ＜　　（Ｔｔ１≧０）を、上記Ｔ　ｔｅ
３からＴ１８０を減算して計算する。

これらの計算が終了した後には、ステップｓ１３で、圧
縮行程の気筒番号ＮＰＳ爆発行程の気筒番号Ｎｃ１排気
行程の気筒番号Ｎｅ、吸気行程の気筒番号Ｎｉのサーチ
を行う。これは、該ステップ３１３のブロック内に記載
したようにして行う。

次に、ステップ３１４で、吸気行程の気筒番号Ｎｉの気
筒が噴射終了したかを判定し、この判定がＮｏのときに
は、次いで、ステップＳ１５で、Ｎｉ気筒が噴射中かを
判定する。この判定がＮｏのときには、ステップＳ１６
で、噴射開始までの時間Ｔｓを、上記’ｒ　ｔｏ４から
噴射パルス幅Ｔｉを減算して計算する。

この後、ステップＳ１７で、上記時間Ｔｓが０より小さ
いかを判定し、この判定がＹＥＳのとき、すなわち時間
Ｔｓが０より小さいときには、ステップ３１８で、Ｎｉ
気筒を直ちに噴射パルス幅Ｔｌで噴射を設定し、上記判
定がＮｏのときには、ステップＳ１９で、Ｎｉ気筒を時
間Ｔｓ後に噴射パルス幅Ｔｉで噴射を設定し、また上記
ステップＳ１５における判定がＹＥＳのときには、ステ
ップ３２０で、Ｎｉ気筒の噴射パルス幅をＴｉに設定し
て、Ｎｉ気筒の制御を終了し、次に排気行程の気筒番号
Ｎｅの気筒の制御を始める。なお、ステップ５１４にお
ける判定がＹＥＳのとき、すなわちＮｉ気筒における噴
射が終了しているときにも、気筒番号Ｎｅの気筒の制御
を始める。

このＮｅ気筒の制御は、先ず、ステップ３２１で、上記
Ｎｅ気筒が噴射終了したかを判定し、この判定がＮｏの
ときには、次いで、ステップＳ２２で、Ｎｅ気筒が噴射
中かを判定する。この判定がＮｏのききには、ステップ
３２３で、噴射開始までの時間Ｔｓを、上記Ｔ　Ｌ＠４
から噴射パルス幅Ｔｉを減算して計算する。

この後、ステップ３２４で、上記時間Ｔｓが０より小さ
いかを判定し、この判定がＹＥＳのとき、すなわち時間
Ｔｓが０より小さいときには、ステップＳ２５で、Ｎｅ
気筒を直ちに噴射パルス幅Ｔｌで噴射を設定し、上記判
定がＮＯのときには、ステップ８２６で、上記の時間Ｔ
ｓがクランク角９００の周期時間Ｔ９０より大きいかを
判定し、この判定がＮＯのときには、ここで噴射をセッ
トしなければ吸気に間に合わないので、ステップ８２．
７で、Ｎｅ気筒を時間Ｔｓ後に噴射パルス幅Ｔｉで噴射
を設定し、また上記ステップＳ２２における判定がＹＥ
Ｓのときには、ステップ３２８で、Ｎｅ気筒の噴射パル
ス幅をＴｉに設定して、っぎの行程の気筒における演算
に移る。なお、上記ステップＳ２１の判定がＹＥＳのと
きにも、上記と同様に、行程の気筒における演算に移る
。

この後、爆発行程の気筒番号Ｎｃの気筒の噴射制御を、
ステップＳ２９乃至ステップ８３６で行う。このＮｅ気
筒のステップ３２９乃至ステップ３３６における作業は
、上記Ｎｅ気筒の制御のステップＳ２１乃至ステップ８
２８の作業と実質的に同じであるので、その説明は省略
する。最後に、圧縮行程の気筒番号Ｎｐの気筒の噴射制
御を、ステップ３３７乃至ステップ３４４で行う。この
Ｎｐ気筒のステップＳ３７乃至ステップＳ４４における
作業も、上記Ｎｅ気筒の制御のステ・ツブＳ２１乃至ス
テップ３２８の作業と実質的に同じであるので、その説
明は省略する。

以上により、ＴＤＣ割り込みによる噴射１＜ルス幅Ｔｉ
等の演算制御を全て終了する。

次に、第５図のフローチャートを参照しつつ、ＡＴＤＣ
割り込みによる噴射パルス幅Ｔｉ等の演算制御について
説明する。

ステップ３１０１で、前回割り込み発生時刻と今回割り
込み発生時刻との差により、１８０°クランク角に要す
る時間、すなわち周期Ｔ１８０を計算する。次いで、ス
テップ５１０２で、上記周期Ｔ１８０により、エンジン
回転数Ｒを計算し、この計算の後に、ステップ５１０３
で、エアフローセンサ６の出力である吸入空気量信号Ｑ
ａを読み込む。この後、ステップ５１０４で、充填量Ｃ
ｅを次の式％式％ここで、Ｋａは定数で計算する。次いで、ステップ５１０５で、噴射パルス
幅Ｔｉを次の式％式％ここで、Ｋｐは定数で計算する。

この後、ステップ５１０６で、Ｎｉ擾筒は噴射中かを判
定し、この判定がＹＥＳのときには、これ以上噴射して
も吸入されないので、ステップ５１０７でＮｉ気筒の噴
射を停止する。これは、第２図におけるＴ９に相当する
。すなわち、噴射終了時期を余裕をもって吸気行程開始
後６０°に設定した場合、噴射パルス幅Ｔｉが噴射中に
大きい値に変更されたとき、吸気行程開始後９０＠すな
わちＴ９の時点まで噴射が実行されるようになっている
。次いで、ステップ５１０８で、吸気ＡＴＤＣ９０°　
（クランク角がＴＤＣ後９０°の時点、以下同じ）から
噴射終了時期までの時間Ｔ　ａ　１１１（Ｔ、□≧０）
を次の式％式％により計算する。次いで、ステップ５１０９で、圧縮Ａ
ＴＤＣ９０°から噴射終了時期までの時間Ｔ　ａｅａ　
　（Ｔ　ａｍ２≧０）を、上記Ｔ、□からＴ１８０を減
算して計算し、次に、ステップ３１１０で、爆発ＡＴＤ
Ｃ９０°から噴射終了時期までの時間Ｔ　ａｅａ　　（
Ｔ　ａ＠３≧０）を、上記Ｔ□２からＴ１８０を減算し
て計算し、次に、ステップ５ｉｌｌで、排気ＡＴＤＣ９
０°から噴射終了時期までの時間Ｔ　ａ１１４　　（Ｔ
ａｌ１４≧０）を、上記Ｔ　ａ　＠　３からＴ１８０を
減算して計算する。

この後、ステップ５１１２乃至ステップ３１１９で、Ｎ
ｅ気筒の噴射制御を行い、ステップ５１２０乃至ステッ
プ３１２７でＮｅ気筒の噴射制御を行い、次いで、ステ
ップ５１２８乃至ステップ５１３５でＮｐ気筒の噴射制
御を行う。これらの各気筒における制御のステップの作
業は、上記ＴＤＣ割り込みの制御の際のＮｅ気筒の制御
のステップＳ２１乃至ステップ３２８の作業と実質的に
同じであるので、その説明は省略する。

最後に、ステップ５１３６で、Ｎ１気筒のため、時間Ｔ
ｓを、Ｔｏｌから噴射パルス幅Ｔｉを減算して求めて、
ステップ５１３７で、Ｎｉ気筒を時間Ｔｓ後に噴射パル
ス幅Ｔｉに設定して、全ての制御を終了する。

以上説明したような本発明の制御により、最新の吸気情
報をもって、燃料の燃焼室への完全な吸入を行うことの
できる燃料噴射制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による燃料噴射装置を組み込
んだエンジンを示す概略図、第２図は、上記燃料噴射装置による燃料噴射制御のタイ
ムチャートを示す図、第３図は、上記燃料噴射装置による燃料噴射制御のメイ
ンルーチンを示すフローチャート図、第４Ａ図および第
４Ｂ図は、上記燃料噴射装置による燃料噴射制御のＴＤ
Ｃ割り込み制御を示すフローチャート図（なお、これら
の図は■のところで繋がっている）、第５図は、上記燃料噴射装置による燃料噴射制御のＡＴ
ＤＣ割り込み制御を示すフローチャート図である。１　　エンジン４　　エアフローセンサ６−燃料噴射弁８−コントロールユニット９　　クランク角センサ

Claims

【特許請求の範囲】

１サイクルより短い所定の間隔毎に吸入空気量を検出す
る検出手段、該検出手段により検出された吸入空気量に
基づいて噴射パルスを演算する演算手段、エンジンの運
転状態に基づき噴射終了時期を設定する噴射終了時期設
定手段、前記演算手段により演算された噴射パルスと、
この噴射パルス演算後次の吸入空気量の検出時期と前記
噴射終了時期との間の期間とを比較する比較手段、およ
び該比較手段の出力を受け、噴射パルスが前記期間より
長くなったとき、該噴射パルスによる実際の燃料噴射が
、前記噴射終了時期に終了するように燃料噴射開始時期
を設定する噴射時期設定手段とを設けたことを特徴とす
るエンジンの燃料噴射装置。