JPH06323182A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】主燃料噴射弁と該主燃料噴射弁の上流側に設け
た副燃料噴射弁との噴射分担率を適正化し、始動時の噴
射制御性を改善する。 【構成】冷却水温度Ｔｗと始動からの経過時間とに基づ
いて副燃料噴射弁による噴射分担率Ａを設定する（Ｓ
３）。更に、燃料の重軽質に応じて副燃料噴射弁による
噴射分担率Ｂを設定する（Ｓ４）。そして、前記分担率
Ａと分担率Ｂとから最終的な分担率DivTi を求め（Ｓ
５）、該分担率に従って必要噴射量を主燃料噴射弁と副
燃料噴射弁とに分けて噴射させる（Ｓ６，Ｓ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に関し、詳しくは、吸気ポート部に設けられる主燃
料噴射弁の上流側に始動時用の副燃料噴射弁を備え、前
記主燃料噴射弁と副燃料噴射弁との両方から燃料を噴射
供給する始動時の燃料噴射制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、通常の燃料噴射は、吸気ポー
ト部に設けた主燃料噴射弁のみによって応答良く行わせ
る一方、冷間始動時には、燃料の気化を促進させて始動
性を向上させる目的で、前記主燃料噴射弁よりも上流側
の吸気コレクタ部等に設けた副燃料噴射弁からも燃料を
噴射供給させるようにしたシステムが提案されている
（特開平２−９１４３７号公報等参照）。

【０００３】前記特開平２−９１４３７号公報に開示さ
れるシステムでは、始動時に必要燃料量を主燃料噴射弁
と副燃料噴射弁とに分けて噴射させるときの分担率を、
そのときの機関温度が低いときほど副燃料噴射弁による
噴射割合が大きくなるように設定している。これによ
り、クランキングにより発生する負圧や気化空間として
の吸気通路を利用して、副燃料噴射弁から噴射させる燃
料の気化を促進させ、燃料が気化し難い冷間始動時にシ
リンダ内に良好に混合された混合気を供給できるように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成においては、なるべく主燃料噴射弁による噴射割
合を増大させるようにすることが、始動直後の運転安定
性の確保などの点からは望ましいが、最も気化し難い重
質燃料を使用したときにでも、安定した始動性を得られ
るようにするためには、副燃料噴射弁による分担率を大
きめに設定しておく必要があった。

【０００５】このため、一般的な通常燃料或いは軽質燃
料を用いたときには、主燃料噴射弁と副燃料噴射弁との
分担率が必ずしも最適に制御されず、始動直後の運転安
定性や排気性状に改善の余地があった。本発明は上記問
題点に鑑みなされたものであり、主燃料噴射弁と副燃料
噴射弁とを備えて構成された燃料噴射制御装置におい
て、使用される燃料の性状に応じた分担率で始動時の燃
料噴射を行わせることで、始動時の燃料制御性を改善す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関の燃料噴射制御装置は、図１に示すように構成
される。図１において、主燃料噴射弁は機関の吸気ポー
ト部に設けられ、また、副燃料噴射弁は、前記主燃料噴
射弁よりも上流側に設けられた始動時用の燃料噴射弁で
ある。

【０００７】一方、機関温度検出手段は機関温度を検出
し、また、燃料性状検出手段は燃料性状を検出する。そ
して、分担率設定手段は、始動時に必要燃料量を前記主
燃料噴射弁と副燃料噴射弁とに分けて噴射させる分担率
を少なくとも前記各検出手段で検出される機関温度及び
燃料性状に応じて設定する。

【０００８】ここで、噴射量設定手段は、分担率設定手
段で設定された分担率に応じて各燃料噴射弁がそれぞれ
に始動時に噴射供給すべき燃料噴射量を設定し、噴射制
御手段は、噴射量設定手段により設定された燃料噴射量
に応じて前記主燃料噴射弁及び副燃料噴射弁をそれぞれ
に駆動制御する。

【０００９】

【作用】かかる構成によると、機関始動時に必要燃料量
を主燃料噴射弁と副燃料噴射弁とに分けて噴射供給させ
るときに、噴射量の分担率が、機関温度と燃料性状とに
よって決定される。即ち、機関温度によって噴射弁から
噴射される燃料の気化特性が変化し、冷機時ほど副燃料
噴射弁に負担させるべき燃料量の割合が増大するが、燃
料性状によっても気化特性が変化するので、機関温度と
共に燃料性状の情報も用いて分担率を設定させて、分担
が副燃料噴射弁側に必要以上に偏ることを回避できるよ
うにした。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図２において、内燃機関１には、エアクリーナ２
から吸気ダクト３，スロットル弁４，吸気コレクタ５及
び吸気マニホールド６を介して空気が吸入される。

【００１１】吸気マニホールド６のブランチ部（吸気ポ
ート部）には各気筒毎に主燃料噴射弁７が設けられてお
り、また、吸気コレクタ５（主燃料噴射弁の上流側）に
は、各気筒共通の始動時にのみ用いる副燃料噴射弁８が
設けられている。前記燃料噴射弁７，８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10か
らの噴射パルス信号により通電されて開弁し、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吸気マニホールド６内
及び吸気コレクタ５内にそれぞれ噴射供給する。

【００１２】機関１の燃焼室にはそれぞれ点火栓９が設
けられていて、これにより火花点火して混合気を着火燃
焼させる。コントロールユニット10は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスを
含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種の
センサからの検出信号を入力して、後述の如く演算処理
して、燃料噴射弁７，８の作動を制御する。

【００１３】前記各種のセンサとしては、吸気コレクタ
５において機関の吸入負圧を検出するブーストセンサ11
が設けられている。また、クランク軸やカム軸から回転
信号を取り出すクランク角センサ12が設けられていて、
所定ピストン位置毎の基準角度信号と、単位回転角度毎
の単位角度信号とを出力する。ここで、前記基準角度信
号の発生周期、或いは、所定時間内における前記単位角
度信号の発生数を計測することより、機関回転速度Ｎｅ
を算出することができる。

【００１４】また、機関１のウォータジャケットの冷却
水温度Ｔｗを検出する水温センサ13が設けられている。
ここで、前記冷却水温度Ｔｗは、機関温度を代表するパ
ラメータであり、前記水温センサ13が本実施例における
機関温度検出手段に相当する。更に、コントロールユニ
ット10には、スタートスイッチ14のＯＮ・ＯＦＦ信号、
前記噴射弁７，８を介して機関に噴射供給される使用燃
料の重軽質（燃料性状）を静電容量等に基づいて検出す
る燃料性状センサ15（燃料性状検出手段）からの検出信
号、燃料噴射弁７，８の駆動電源であるバッテリの電圧
ＶＢなどが入力されるようになっている。

【００１５】ここで、前記コントロールユニット10に内
蔵されたマイクロコンピュータのＣＰＵは、図３のフロ
ーチャートに示すようにして、燃料噴射弁７，８による
燃料噴射を制御する。尚、本実施例において、分担率設
定手段，噴射量設定手段と、噴射制御手段としての機能
は、前記図３のフローチャートに示すように、コントロ
ールユニット10がソフトウェア的に備えている。

【００１６】図３のフローチャートにおいて、ステップ
１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、機関の
必要燃料量Ｔｉの演算を行う。具体的には、ブーストセ
ンサ11で検出される機関の吸入負圧と、クランク角セン
サ12からの回転信号に基づいて算出した機関回転速度と
に基づいて基本燃料噴射量ＴＰを演算する一方、冷却水
温度Ｔｗに応じた増量補正係数などを含んで設定される
各種補正係数ＣＯＥＦや、バッテリ電圧ＶＢによる有効
噴射時間の変化を補正するための電圧補正分Ｔｓなどを
設定し、前記基本燃料噴射量Ｔｐを前記各種補正係数Ｃ
ＯＥＦ，電圧補正分Ｔｓによって補正して、最終的な燃
料噴射量Ｔｉを設定する。

【００１７】次のステップ２では、副燃料噴射弁８に分
担させて燃料を噴射を行う始動時であるか否かを判別す
る。かかる判別は、例えばクランキング開始（スタート
スイッチＯＮ）からの経過時間が所定時間（例えば３
分）以内であるか否かによって判別される。ステップ２
で、噴射を分担させて行う条件でないと判別された場合
には、ステップ３〜ステップ13をジャンプしてステップ
14へ進み、主燃料噴射弁７の噴射量として前記ステップ
１で設定した噴射量をセットし、主燃料噴射弁７のみに
よる燃料の噴射供給を実行させる。

【００１８】一方、ステップ２で、副燃料噴射弁８によ
る分担噴射を行わせる始動時であると判別された場合に
は、ステップ３へ進み、副燃料噴射弁９の噴射分担率Ａ
を、始動からの経過時間と冷却水温度Ｔｗとに基づいて
設定する。ここで、前記分担率Ａは、冷却水温度Ｔｗが
低いときほど副燃料噴射弁９による噴射割合を増大させ
るように分担率Ａが大きく設定され、また、始動からの
経過時間が短いときほど分担率Ａが大きく設定されるよ
うになっている。即ち、気化特性の悪化する冷機時で始
動直後ほど副燃料噴射弁８による噴射割合が大きくなる
ようにしてある。

【００１９】次のステップ４では、燃料の重軽質に応じ
て副燃料噴射弁９の噴射分担率Ｂを設定する。前記分担
率Ｂは、燃料が重質で気化し難いときほど大きな値に設
定されるようになっており、使用燃料が軽質であれば、
副燃料噴射弁８による噴射割合を減少させるようにして
ある。ステップ５では、始動からの経過時間と冷却水温
度Ｔｗとに応じた分担率Ａと、燃料性状（重軽質）に応
じた分担率Ｂとを平均化し、その結果を最終的な分担率
DivTi にセットする。

【００２０】そして、ステップ６では、ステップ１で演
算された燃料噴射量Ｔｉに、（１−DivTi ）を乗算した
値を、主燃料噴射弁７による分担噴射量としてＴｉにセ
ットする。また、次のステップ７では、ステップ１で演
算された燃料噴射量Ｔｉに、前記副燃料噴射弁８の分担
率DivTi を乗算した値を、副燃料噴射弁８による分担噴
射量としてＳＴｉにセットする。

【００２１】従って、冷機時で然も始動直後であり、更
に、使用燃料が重質であった場合に、最も大きな分担率
DivTi が設定され、専ら副燃料噴射弁８によって機関の
必要燃料を噴射供給させる。副燃料噴射弁８は、コレク
タ部に燃料を噴射供給するから、コレクタ部から吸気ポ
ート部までが気化空間として作用し、コレクタ部から吸
気ポート部に至るまでの間に充分な気化及び予混合がな
されて、シリンダ内に良好な混合気を形成させることが
可能である。

【００２２】また、上記分担率DivTi の設定に燃料性状
のパラメータを加えることで、燃料性状が重質から軽質
に変化しても、そのときの使用燃料の気化特性に応じた
分担率DivTi を設定することができ、以て、副燃料噴射
弁８による分担率を必要最小限に設定させることができ
るので、副燃料噴射弁８による分担率が過多となって始
動直後の運転性を悪化させるようなことを回避できる。

【００２３】更に、ステップ８〜13では、副燃料噴射弁
８からシリンダまでの燃料の到達遅れに対応した補正
を、副燃料噴射弁８による分担噴射量ＳＴｉに施す。ス
テップ８では、始動からの経過時間と冷却水温度Ｔｗと
に基づいて遅れ補正係数Ａを設定する。ここで、始動か
らの経過時間が短く、また、燃料の気化性が悪化する冷
機時ほど前記遅れ補正係数Ａは大きく設定されるように
してある。

【００２４】ステップ９では、燃料の重軽質に応じて遅
れ補正係数Ｂを設定する。ここでも、燃料の気化性が悪
化する重質燃料使用時ほど、前記遅れ補正係数Ｂは大き
く設定されるようになっている。更に、ステップ10で
は、ブーストセンサ11で検出される機関の吸入負圧に応
じた遅れ補正係数Ｃを設定する。前記遅れ補正係数は、
吸入負圧が小さく、副燃料噴射弁８から噴射供給された
燃料をシリンダ内に引き込む力が小さいときほど大きな
値に設定されるようになっている。

【００２５】そして、ステップ11では、前記遅れ補正係
数Ａ，Ｂ，Ｃの総和を、最終的に副燃料噴射弁８の分担
噴射量ＳＴｉを補正するための遅れ補正係数DelSTiにセ
ットする。ステップ12では、前記ステップ７で設定され
た副燃料噴射弁８の分担噴射量ＳＴｉに前記遅れ補正係
数DelSTiを乗算して補正し、該補正結果を副燃料噴射弁
８に対応させる最終的な噴射量としてＦＳＴｉにセット
する。

【００２６】そして、次のステップ13では、前記噴射量
ＦＳＴｉを副燃料噴射弁８による噴射量として噴射タイ
マにセットし、また、ステップ14では、前記ステップ６
で設定された燃料噴射量Ｔｉを主燃料噴射弁７による噴
射量として噴射タイマにセットする。上記のようにし
て、始動からの経過時間，冷却水温度Ｔｗ，燃料性状に
応じて設定された分担率DivTi に従って機関の必要噴射
量を分割して副燃料噴射弁８から噴射させる分担噴射量
ＳＴｉを設定した後、到達遅れに関与する始動からの経
過時間，冷却水温度Ｔｗ，燃料性状，吸入負圧によって
前記分担噴射量ＳＴｉを補正することで、副燃料噴射弁
８から機関のシリンダ内に噴射供給させることが要求さ
れる燃料量を、確実に噴射させることができ、燃料の気
化特性や吸入負圧などによって燃料の到達遅れの特性が
変化しても、所期の混合気形成を維持できる。

【００２７】尚、上記実施例では、燃料性状としての重
軽質を、燃料性状センサ15によって直接的に検出させる
ようにしたが、例えば筒内圧の情報によってサージトル
クを求め、該サージトルクからそのときの使用燃料に要
求される増量レベルの違いを判別し、以て、燃料性状を
推定させる構成であっても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、吸
気ポート部の主燃料噴射弁と共に、該主燃料噴射弁より
も上流側に始動時用の副燃料噴射弁を備えて構成される
燃料噴射制御装置において、主燃料噴射弁と副燃料噴射
弁との噴射分担率を、機関温度の情報と共に燃料性状に
応じて設定するようにしたので、燃料性状の変化によっ
て燃料の気化特性が変化しても、前記分担率を適正に設
定させることができ、始動時の燃料噴射の制御性を改善
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】同上実施例における始動時の噴射制御を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ４ スロットル弁 ５ 吸気コレクタ ６ 吸気マニホールド ７ 主燃料噴射弁 ８ 副燃料噴射弁 10 コントロールユニット 11 ブーストセンサ 12 クランク角センサ 13 水温センサ 14 スタートスイッチ 15 燃料性状センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の吸気ポート部に設けられた主燃料噴
   射弁と、該主燃料噴射弁よりも上流側に設けられた始動
   時用の副燃料噴射弁と、機関温度を検出する機関温度検
   出手段と、燃料性状を検出する燃料性状検出手段と、始
   動時に必要燃料量を前記主燃料噴射弁と副燃料噴射弁と
   に分けて噴射させる分担率を少なくとも前記機関温度検
   出手段で検出される機関温度及び前記燃料性状検出手段
   で検出される燃料性状に応じて設定する分担率設定手段
   と、該分担率設定手段で設定された分担率に応じて各燃
   料噴射弁がそれぞれに始動時に噴射供給すべき燃料噴射
   量を設定する噴射量設定手段と、該噴射量設定手段によ
   り設定された燃料噴射量に応じて前記主燃料噴射弁及び
   副燃料噴射弁をそれぞれに駆動制御する噴射制御手段
   と、を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃
   料噴射制御装置。