JPH0531249Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車等のエンジンの燃料噴射装
置、詳しくは１燃焼サイクル毎に燃料を複数回噴
射する装置に関する。

（従来の技術） 近時、自動車エンジンに対しては高い燃料経済
性や素早い応答性、さらに高出力化あるいは有害
排気ガス成分の発生防止等が要求され、しかもあ
らゆる運転条件がその対象となる傾向にある。

これらの課題に対応するため、エンジンの運転
条件に拘らず常に最適な燃料噴射開始時期で燃料
噴射を行なう制御が試みられており、例えばその
ようなものとして、特公昭61−60256号公報に記
載のものがある。この装置では、エンジンの運転
条件に応じて所定の燃料噴射時間を演算しその噴
射時間だけ各気筒毎に燃料噴射を行なうととも
に、燃料噴射の開始時期をエンジンの運転条件に
応じて変更することにより、燃料噴射開始時期を
常に適切なものとしてエンジン失火を防止し、運
転性や燃費を高めている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の内燃機関の燃
料噴射装置にあつては、第４図ａに示すように１
燃焼サイクルで必要な燃料を噴射時間の演算結果
に対応する１回あるいは２回の噴射時間で供給す
る構成となつていたため、特に低吸入空気領域で
は燃料の霧化が十分ではなく、特にアイドル状態
や未暖機状態においては燃料の霧化不足によつて
アイドル安定度の悪化あるいはサージトルクの増
大等が生ずることがあり、運転性の悪化を招くと
いう問題があつた。

そこで本考案は、噴射時間の演算結果に対応す
る量の燃料を可能な限り多数回に分割して噴射す
ることにより、燃料の霧化を促進して、上記の問
題を解消することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的達成のため、本考案に係る内燃機関の
燃料噴射装置は、その基本概念図を第１図に示す
ように、エンジン回点数とエンジン負荷を検出す
る第１検出手段ａと、少なくともとエンジン回転
数とエンジン負荷とに基づいて１燃焼サイクル当
たりの燃料噴射量を演算する噴射量演算手段ｂ
と、エンジンの運転状態がアイドル運転状態であ
ることを検出する第２検出手段ｃと、エンジンの
運転状態がアイドル運転状態であるときにエンジ
ン回転数に基づいて１燃焼サイクル当たりに必要
な所要時間を演算する所要時間演算手段ｄと、前
記所要時間、バツテリ電圧に応じた無効噴射時間
および所定の非噴射時間に基づいて１燃焼サイク
ルについて演算された燃料噴射量の燃料を最大限
分割して噴射することのできる分割回数を演算し
設定する分割設定手段ｅと、噴射量演算手段によ
り演算された１燃焼サイクル当たりの燃料噴射量
を前記分割回数に応じて噴射するように指令する
噴射指令手段ｆと、噴射指令手段からの指令に基
づいて燃料を噴射する噴射手段ｇと、を備えたこ
とを特徴とするものである。

（作用） 本考案では、アイドル運転状態のとき、所要時
間演算手段によりエンジン回転数に基づいて１燃
焼サイクルに必要な所要時間が演算され、この所
要時間とバツテリ電圧に応じた無効噴射時間およ
び所定の非噴射時間とに基づき、分割設定手段に
よつて１燃焼サイクルについて演算された燃料噴
射量の燃料を最大限分割して噴射することのでき
る分割回数が設定され、その分割回数に応じた噴
射指令手段からの指令に従つて噴射手段から燃料
が噴射される。したがつて、低吸入空気領域であ
るアイドル状態にあつても、少量の燃料毎に霧化
されることで、霧化が十分に行われる。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第２〜５図は本考案の一実施例を示す図であ
る。

まず、構成を説明する。第２図において、１は
エンジンであり、吸入空気はエアクリーナ２より
吸気管３を通して各気筒に供給され、燃料は噴射
信号Siに基づいてインジエクタ（噴射手段）４に
より噴射される。そして、気筒内での燃焼により
生じた排気は排気管５を通して触媒コンバータ６
内で排気中の有害成分（CO，HC，NOx）を三
元触媒により清浄化して排出される。

吸入空気の流量Qaはエアフローメータ７によ
り検出され、吸気管３内の絞弁８によつて制御さ
れる。また、絞弁８の開度Cvは絞弁開度センサ
９により検出され、エンジン１の回転数Ｎはクラ
ンク角センサ１０により検出される。上記エアフ
ローメータ７およびクランク角センサ１０はエン
ジン回転数およびエンジン負荷を検出する第１検
出手段１３を構成している。また、ウオータジヤ
ケツトを流れる冷却水の温度Twは水温センサ１
１により検出される。１２はエンジン１の運転状
態がアイドル運転状態であることを検出する第２
検出手段としてのアイドルスイツチである。これ
ら絞弁開度センサ９、水温センサ１１、アイドル
スイツチ１２および第１検出手段１３の出力は後
述するコントロールユニツト１５に入力される。

コントロールユニツト１５は、CPU２１と、
CPU２１による演算処理プログラム（燃料噴射
制御プログラム）を予め格納したROM２２と、
演算に使用するデータをマツプ等の形で記憶する
RAM２３と、上記センサ群７，９，１０，１
１，１２からの信号を入力するＩ／Ｏポート２４
とにより構成されている。そして、CPU２１は
ROM２２に書込まれているプログラムに従つて
Ｉ／Ｏポート２４より必要とする外部データを取
り込んだり、またRAM２３との間でデータの授
受を行なつたりしながら演算処理を実行し、必要
に応じて処理したデータをＩ／Ｏポート２４へ出
力する。Ｉ／Ｏポート２４はその出力に対応する
信号、例えばインジエクタ４への噴射信号Siを出
力する。

このコントロールユニツト１５は、噴射量演算
手段の機能を有しており、少なくともエンジン回
転数とエンジン負荷とに基づいて１燃焼サイクル
当たりの燃料噴射量を演算する。また、コントロ
ールユニツト１５は所要時間演算手段、分割設定
手段および噴射指令手段の機能を有しており、エ
ンジン１の運転状態がアイドル運転状態であると
きには、エンジン回点数に基づいて１燃焼サイク
ル当たりに必要な所要時間を演算し、この所要時
間、バツテリ電圧に応じた無効噴射時間および所
定の非噴射時間に基づいて、１燃焼サイクルにつ
いて演算された燃料噴射量の燃料を最大限分割し
て噴射することのできる分割回数を演算して設定
し、前記演算した１燃焼サイクル当たりの燃料噴
射量をその分割回数に応じてインジエクタ４が作
動するよう噴射指令である噴射信号Siを出力する
ようになつている（詳細は後述する）。

次に、作用を説明する。

第３図はROM２２に書込まれている燃料噴射
制御のプログラムを示すフローチヤートであり、
本プログラムは所定時間（例えば10ms）毎に一
度実行される。まず、そのステツプP1で吸入空
気量Qa、エンジン回転数Ｎを読み込む。回転数
Ｎはクランク角センサ１０からの基準信号（360°
毎の信号）の間隔時間を計測するか、あるいは位
置信号（1°毎の信号）の所定時間におけるパルス
数を算出する。次いで、P2で次式に従つて基
本噴射量Tpを演算し、P3で次式に従つてこの
基本噴射量Tpを冷却水温等の運転状態に基づい
て補正して有効噴射パルス幅Teを演算する。

Tp＝Ｋ・Qa／Ｎ … 但し、Ｋ：定数 Te＝α・Tp … 但し、α：各種補正係数 次いで、P4でエンジン１の運転状態がアイド
ル状態であるか否かを判別する。アイドル状態で
あるか否かの判別は、アイドルスイツチ１２が
ONでかつエンジン回転数Ｎが所定の回転数N₀以
下（Ｎ≦N₀）のときアイドル状態を判断するこ
とにより行なう。なお、アイドル状態は絞弁開度
センサ９からの絞弁開度信号Cvに基づいて判別
するようにしてもよい。

P4での判別結果がアイドル状態であるときは、
P5で次式に従つて１行程２回転当たりに必要
な所要時間t1を演算する。

t1＝2000／Ｎ／60〔ms〕 … 次いで、P6で次式に従つて燃料を最大限分
割して噴射することのできる分割回数として噴射
分割数ｎを演算する。なお、式では、小数点以
下は切り捨てて整数化される。

ｎ＝Int〔t1−Te／Ts＋Tr〕 … 但し、Ts：バツテリ電圧に応じた無効パルス
幅（バツテリ電圧補正） Tr：所定の非噴射時間（第４図ｂ参照） 次いで、P7で次式に従つて１回当たりの噴
射パルス幅Tiを演算する。

Ti＝Te／ｎ＋Ts … 但し、ｎ：P6あるいはP9で求めた噴射分割数 なお、前記無効パルス幅（バツテリ電圧補正）
Tsはインジエクタ４の駆動電圧（バツテリ）の
変動による有効開弁時間の変化を補正するもので
あり、所定の非噴射時間Trはインジエクタ４に
より燃料を分割して噴射するための弁開閉に必要
な時間である。また、噴射パルス幅Tiのうち実
際に供給される燃料量は有効噴射パルス幅Teを
噴射分割数ｎで割つた値Te／ｎに対応する量で
ある。

次いで、P8で噴射パルス幅TiをＩ／Ｏポート
２４の出力レジスタにストアし、所定クランク角
度でこの噴射パルス幅Tiに対応する燃料噴射パ
ルス幅を有する噴射信号Siをインジエクタ４に出
力し、今回の処理を終了する。

一方、P4でエンジン１の運転状態がアイドル
状態でないときは、燃料霧化が低下（不足）する
所定運転状態にないと判断し、P9で噴射分割数
ｎに〔１〕を代入（ｎ＝１）してP7に進む。

このように、本実施例では、燃料霧化の低下す
るアイドル状態にあるとき、コントロールユニツ
ト１５によりエンジン回転数に基づいて１燃焼サ
イクルに必要な所要時間t1が演算されるととも
に、この所要時間t1とバツテリ電圧に応じた無効
噴射時間（パルス幅Ts）および所定の非噴射時
間Trとに基づいて、１燃焼サイクルについて演
算された燃料噴射量（有効噴射パルス幅Teに対
応する）の燃料を最大限分割して噴射することの
できる分割回数ｎが設定され、その分割回数ｎに
応じ出力される噴射信号Siに従つてインジエクタ
４から燃料が噴射される。したがつて、１燃焼サ
イクル当たりの燃料噴射量は変わらないが、この
ように最大限の分割数ｎで分割した燃料噴射を実
行することで、アイドル状態の吸入空気量が同一
量（吸気管３を流れる吸入空気量が変わらないと
いうこと）であつても、少量の燃料毎に空気と十
分に混じり合うこととなり、燃料の霧化が効率よ
く行なわれる。したがつて、第５図に破線で示す
ように、燃料霧化を促進してアイドル振動や回転
変動を抑制することができ、運転性を高めること
ができる。

（効果） 本考案によれば、アイドル運転状態のとき所要
時間演算手段によりエンジン回転数に基づいて１
燃焼サイクルに必要な所要時間を演算し、この所
要時間とバツテリ電圧に応じた無効噴射時間およ
び所定の非噴射時間とに基づき分割設定手段によ
つて１燃焼サイクルについて演算された燃料噴射
量の燃料を最大限分割して噴射することのできる
分割回数を設定し、その分割回数に応じた噴射指
令手段からの指令に従つて噴射手段から燃料を噴
射させるようにしているので、アイドル状態であ
つても燃料の霧化を促進することができる。この
結果、アイドル安定度を向上させるとともに、サ
ージトルクの増大を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基本概念図、第２〜５図は本
考案の一実施例を示す図であり、第２図はその全
体構成図、第３図はその燃料噴射制御のプログラ
ムを示すフローチヤート、第４図はその作用を説
明するためのタイミングチヤート、第５図はその
効果を説明するための特性図である。 １……エンジン、２……エアクリーナ、３……
吸気管、４……インジエクタ（燃料噴射手段）、
１２……アイドルスイツチ（第２検出手段）、１
３……第１検出手段、１５……コントロールユニ
ツト（噴射量演算手段、所要時間演算手段、分割
設定手段、噴射指令手段）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ａ） エンジン回転数とエンジン負荷を検出する
   第１検出手段と、 ｂ） 少なくともエンジン回転数とエンジン負荷
   とに基づいて１燃焼サイクル当たりの燃料噴射
   量を演算する噴射量演算手段と、 ｃ） エンジンの運転状態がアイドル運転状態で
   あることを検出する第２検出手段と、 ｄ） エンジンの運転状態がアイドル運転状態で
   あるときにエンジン回転数に基づいて１燃焼サ
   イクル当たりに必要な所要時間を演算する所要
   時間演算手段と、 ｅ） 前記所要時間、バツテリ電圧に応じた無効
   噴射時間および所定の非噴射時間に基づいて、
   １燃焼サイクルについて演算された燃料噴射量
   の燃料を最大限分割して噴射することのできる
   分割回数を演算し設定する分割設定手段と、 ｆ） 噴射量演算手段により演算された１燃焼サ
   イクル当たりの燃料噴射量を前記分割回数に応
   じて噴射するように指令する噴射指令手段と、 ｇ） 噴射指令手段からの指令に基づいて燃料を
   噴射する噴射手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装
   置。