JPH06100118B2 - 燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

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時期制御装置に関する。

（従来技術） 従来、エンジンの各シリンダへ供給する燃料噴射量を精
密に制御するため吸気マニホールドの下流側において各
シリンダの吸気路にインジェクタを設けて、適宜のタイ
ミイグで燃料を噴射するようにしたものが実用化されて
おり、例えば特開昭57−108428号公報には各シリンダの
吸気行程の終了時に当該吸気通路へ燃料を噴射して燃料
の気化を促進するようにしたエンジンの燃料噴射供給装
置が記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、吸気通路へ燃料を噴射する限り、吸気行
程の終了時という早期の時点で燃料を噴射した場合、噴
射燃料の相当の部分が吸気通路の壁面へ付着し、それが
時間遅れを伴ってシリンダへ吸入されるという現象が生
じる。

もっとも、定常運転状態の時には壁面へ付着した燃料も
定量ずつ一定の遅れをもって吸入されるから特に問題は
生じないが、加速時などの過渡運転状態の時には壁面に
付着する燃料分だけ燃料供給の応答遅れが生じる。

特に、従来装置では、一般に定常運転状態のときにも、
過渡運転状態のときも、燃料噴射に先立つ所定の時期に
燃料噴射量を決定していたので、燃料噴射量決定から燃
料噴射までにタイムラグが生じ、その間に吸入空気量や
エンジン回転数などが変動する過渡運転状態のときには
燃料要求量の変化に正確に対応できないことになる。

その結果加速性能や減速性能が低下するという問題があ
る。つまり、要求される燃料の不足や過剰を生じてしま
うのである。

また、これを補正するため加速を検出した時、あらかじ
め設定された増量値に基づく加速増量を行った場合、見
込み制御であるため適切な増量値としての精度を有しな
いものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る燃料噴射時期制御装置は、各気筒毎に所定
の噴射時期に燃料を噴射供給するエンジンの燃料噴射時
期制御装置において、過渡時の噴射時期を定常時の噴射
時期よりも遅らせる噴射時期変更手段を設けるととも
に、過渡時の各噴射に対する燃料噴射量の決定時期を定
常時の燃料噴射量の決定時期よりも遅らせる噴射量決定
時期変更手段を設けたものである。

（作用） 本発明に係る燃料噴射時期制御装置においては、運転状
態検出手段で検出されるエンジン回転数・吸入空気量等
に基いて定常運転状態のときには所定のタイミングで燃
料噴射量が演算され各気筒毎に所定のタイミイグで燃料
が噴射供給されるのであるが、上記吸入空気量などが変
動する過渡運転状態のときには噴射量決定時期変更手段
により定常時よりも遅くらした所定のタイミイグで最新
のデータ（吸入空気量やエンジン回転数など）に基いて
燃料噴射量を決定するように燃料噴射量決定時期が変更
されるとともに、噴射時期変更手段により定常時よりも
遅くらした所定のタイミングで噴射するように噴射時期
が変更されることになる。

つまり、過渡運転状態のときには、吸気行程で吸入可能
な比較的遅い時期に噴射し且つ上記噴射時期に間に合う
比較的遅い時期に最新のデータに基いて燃料噴射量を決
定しようとするものである。

（発明の効果） 本発明に係る燃料噴射時期制御装置によれば、以上説明
したように、最新のデータ（吸入空気量やエンジン回転
数など）に基いて過渡時（加速時や減速時）の燃料噴射
量を決定し得るので、精度よく燃料噴射量を制御するこ
とが出来るし、燃料噴射時期を極力遅くらせることが出
来るので、過渡時の燃料供給の応答性が大幅に向上する
ことになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

本実施例に係る燃料噴射時期制御装置は、立型４気筒エ
ンジンＥに本考案を適用した場合のものである。

第１図に示すように、エンジンＥの各気筒１へ夫々所定
のタイミイグで燃料を噴射するインジェクタ２が、吸気
通路３のサージタンク3aから分岐した各分岐吸気通路3b
に装着され、これらインジェクタ２は燃料供給系に接続
され、これら４個のインジェクタ２へ駆動信号を出力す
るコントロールユニット４が設けられ、このコントロー
ルユニット４へはエンジンの運転状態を検出する次のよ
うな各種センサ類からの検出信号が出力される。

即ち、エアクリーナ５の下流の吸気通路３にはエアフロ
ーメータ６が介装され、エンジンＥのシリンダブロック
にはウォータジャケット内の冷却水温を検出する水温セ
ンサ７が装着され、クランク軸の軸端にはクランク軸に
連係してクランク角を検出するクランク角センサ８が設
けられ、ディストリビュータには例えば第１気筒の吸気
上死点を検出する気筒識別センサ９が設けられ、排気管
10には排気ガス中の酸素濃度を検出するO₂センサ11が装
着されている。

上記コントロールユニット４は、エアフローメータ６や
水温センサ７やO₂センサ11からの検出信号をA/D変換す
るA/D変換器、クランク角センサ８と気筒識別センサ９
からの検出信号を受けて波形整形し第１気筒の吸気TDC
及び吸気ATDCの信号を出力する入力回路、入出力インタ
ーフェース、CPU（中央演算装置）、後述の各種演算や
制御のプログラムが予め入力され記憶しているROM（リ
ード・オンリ・メモリ）、RAM（ランダム・アクセス・
メモリ）、フリーランニングカウンタ、各インジェクタ
２への駆動信号を出力する駆動回路などから構成されて
いる。

上記コントロールユニット４においては、上記クランク
角センサ８及び気筒識別センサ９からの検出信号に基い
て各気筒１について吸入・圧縮・爆発・排気の各行程の
タイミイグが判り、各気筒１のインジェクタ２への基本
燃料噴射量は吸入空気量とエンジン回転数（これはクラ
ンク角センサ８からの検出信号により与えられる）とに
基いてROMに予め入力されている燃料噴射量のマップや
演算式により求められ、この基本燃料噴射量に冷却水温
や排ガス中のO₂濃度に基づく補正演算を施すことにより
各気筒１への燃料噴射量が設定されることになる。

第２図は、第１気筒１について、（１）定常運転状態か
過渡運転状態（加速時又は減速時）かを判定する判定時
期、（２）定常時の燃料噴射量決定時期、（３）定常時
の燃料噴射時期、（４）加速時の燃料噴射量決定時期、
（５）加速時の燃料噴射時期及び（６）吸入空気量等に
ついて行程との関係で例示したタイムチャートである。

上記（１）は全気筒１に共通のものであり、（２）〜
（５）は各気筒１（第２図では第１気筒）に対応するも
のである。

図示のように、圧縮行程の初期に運転状態の判定がなさ
れ、定常時には上記判定の直後に燃料噴射量が決定され
るとともに、噴射から吸入までの時間を極力長くして噴
射燃料の気化を極力促進するため圧縮行程の終期乃至爆
発行程の初期（図示の場合、爆発行程の初期）に燃料が
噴射され、圧縮行程から排気行程までの間に吸気ポート
内で気化した燃料が吸入行程において気筒１内へ吸入さ
れることになる。

これに対して、運転状態判定の結果、加速状態であると
判定したときには、吸入空気量など最新のデータに基い
て燃料噴射量を決定するため、燃料噴射量決定時期が遅
く変更されて排気行程の初期乃至終期（図示の場合、排
気行程の初期）に燃料噴射量が決定されるとともに、燃
料噴射時期も遅く変更されて吸気行程の初期（吸気トッ
プ）に燃料が噴射される。

つまり、吸気トップにおける燃料噴射に間に合う極力遅
い時期に最新のデータを用いて燃料噴射量を決定するこ
とによりエンジンＥの運転状態に極力対応した燃料噴射
量を決定することが出来るし、吸気トップに燃料を噴射
することにより噴射燃料の吸気通路壁面への付着量を極
力少なくして応答遅れなしに燃料を供給することが出来
る。

尚、定常時における燃料噴射時期は運転状態に応じてRO
Mに予め入力され記憶しているマップや演算式により決
定するようにしてもよい。

第２図には減速時について記載していないが、最新のデ
ータに基いて燃料噴射量を決定するため、加速時と同様
に燃料噴射量決定時期及び燃料噴射時期が遅く設定され
る。

上記は第１気筒１についての説明であるが、第２気筒１
〜第４気筒１についても夫々上記と同様に燃料噴射量決
定時期及び燃料噴射時期が制御される。

第３図は、コントロールユニット４でなされる燃料噴射
量決定時期及び燃料噴射時期などに関する制御ルーチン
の概略フローチャートを示すもので、図中S1〜S13は各
ステップを示すものである。

S1において初期化後、S2において所定のデータが読込ま
れ、S3では運転状態を判定する判定時期か否かが判定さ
れ、判定時期でないときには再度S3へ戻り判定時期にな
ると、S4移行しS4において過渡状態か否かが判定され
る。

S4における判定の結果、過渡状態（加速時又は減速時）
のときにはS9へ移行しまた過渡状態でないときにはS5へ
移行する。

S5においては、定常時の燃料噴射量決定時期か否かが判
定され、決定時期でないときには再度S5へ戻り決定時期
になるとS6へ移行し、S6において最新データ（エンジン
回転数、吸入空気量及び冷却水温やO₂濃度等）が読込ま
れ、S7において燃料噴射量が演算され、S8において圧縮
トップか否かが判定され、圧縮トップでないときには再
度S8へ戻り圧縮トップになると、S13へ移行して燃料噴
射が実行される。

S4において過渡状態であると判定されたときにはS9へ移
行し、S9において過渡時の燃料噴射量決定時期か否かが
判定され、その決定時期になっていないときには再度S9
へ戻り決定時期になるとS10へ移行して最新データ（エ
ンジン回転数、吸入空気量、冷却水温やO₂濃度など）が
読込まれ、S11おいて燃料噴射量が演算され、S12におい
て吸気トップか否かが判定され吸気トップでないときに
は再度S12へ戻り吸気トップになるとS13へ移行して燃料
噴射が実行される。S13からはS2へ移行し上記同様に繰
り返される。

尚、上記制御ルーチンのS2、S3或はS4など適宜のステッ
プの後に、第４図に示す割込み処理を実行して、各気筒
についての基本燃料噴射量を求めておく一方、S10とS11
及びS6とS7に代えて夫々第５図のステップS20とS21を実
行するようにしてもよい。

即ち、上記割込み処理にて基本燃料噴射量を求めてお
き、S20において上記基本燃料噴射量を読込み、S21にお
いてはその基本燃料噴射量に冷却水温や排ガス中のO₂濃
度に基づく補正演算を施して燃料噴射量を求めるように
している。

尚、基本燃料噴射量をスロットル弁の開度とエンジン回
転数とに基いてマップや演算式により求めるようにして
もよい。

上記実施例に係る燃料噴射時期制御装置によれば、加速
時や減速時などの過渡時には定常時よりも燃料噴射量決
定時期を遅らせることにより、排気行程の初期に最新の
データ（吸入空気量、エンジン回転数など）に基づいて
燃料噴射量を決定し、吸気トップという最も遅いタイミ
ングで燃料を噴射するので、エンジンＥが要求している
燃料必要量に極力近い量の燃料を応答遅れなしに供給で
きる。これにより、加速性能や減速性能の向上を実現す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は４気筒エ
ンジンの燃料噴射量制御系の全体構成図、第２図は第１
気筒についての行程と燃料噴射量決定時期や燃料噴射時
期等の関係を示す動作タイムチャート、第３図は燃料噴
射制御のルーチンを示すフローチャート、第４図は変形
例に係る割込み処理ルーチンを示すフローチャート、第
５図は同上変形例に係る一部のステップを示すフローチ
ャートである。 １……気筒、２……インジェクタ、 ４……コントロールユニット、６……エアフローメー
タ、８……クランク角センサ、 ９……気筒識別センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各気筒毎に所定の噴射時期に燃料を噴射供
   給するエンジンの燃料噴射時期制御装置において、 過渡時の噴射時期を定常時の噴射時期よりも遅らせる噴
   射時期変更手段と、過渡時の各噴射に対する燃料噴射量
   の決定時期を定常時の燃料噴射量の決定時期よりも遅ら
   せる噴射量決定時期変更手段とを備えたことを特徴とす
   る燃料噴射時期制御装置。