JPH07238858A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】イグニションコイルの二次電圧から点火プラグ
近傍の混合気の空燃比を推定し、その推定結果を利用し
て失火の発生を抑制する。 【構成】燃料噴射制御装置は燃料噴射弁１９、イグニシ
ョンコイル２３、点火プラグ２８、各種センサ３７〜４
３、イグニションコイル２３の二次電圧を検出する電圧
減衰器４４及び電子制御装置（ＥＣＵ）４５を備える。
ＥＣＵ４５の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）は、混合気
の空燃比が所定値となるときのイグニションコイル２３
の二次電圧の絶対値をしきい値として予め記憶してい
る。ＥＣＵ４５の中央処理装置（ＣＰＵ）は各種センサ
３７〜４３の検出値に基づき燃料の噴射量を算出し、そ
の噴射量となるように燃料噴射弁１９を駆動制御する。
ＣＰＵは、混合気の空燃比が所定値よりも大きくなり、
電圧減衰器４４による二次電圧の絶対値がしきい値より
も大きくなったとき、燃料の噴射量を増量補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気及び燃料からなる
混合気に点火するために点火プラグを用いた内燃機関に
おいて、その内燃機関の燃焼室への燃料供給量を制御す
るための燃料噴射制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的な内燃機関では吸気通路を
流れる空気（吸入空気）に燃料噴射弁から燃料が噴射さ
れて混合気が生成される。また、吸気通路を介して燃焼
室へ取り込まれた混合気は点火プラグにより点火され
る。点火プラグには、イグニションコイルの二次側コイ
ルの二次電圧が供給される。この二次電圧が要求電圧に
達すると、点火プラグの電極間で放電が起こる。混合気
はこの放電により点火されて燃焼室内で燃焼される。燃
焼により生じたガスは、排気通路の触媒で浄化された
後、機関外部へ排出される。

【０００３】このような内燃機関においては、燃料噴射
弁による燃料噴射制御に際し、機関への吸入空気量及び
機関回転速度（あるいは吸気管圧力）に基づき基本噴射
量が演算され、その値が補正されて最終的な噴射量が決
定される。この補正の一つとして空燃比補正係数を用い
た空燃比フィードバック制御がある。すなわち、排気通
路に設けられた触媒が高い浄化性能を発揮するのは、空
燃比が理論空燃比となったときである。空燃比は、混合
気中の空気と燃料の重量比であり、理論空燃比は、燃料
を完全に酸化させるのに必要な酸素量を過不足なく含ん
だ混合気の空燃比である。

【０００４】そして、上記空燃比フィードバック制御で
は、空燃比を理論空燃比に近づけるために、排気ガス中
の残存酸素の濃度が、排気通路の触媒上流の酸素センサ
で検出される。その検出信号に基づき空燃比補正係数が
演算され、この補正係数が乗算されて基本噴射量が補正
される。補正によって得られた噴射量に応じた燃料噴射
が行われることで、空燃比が理論空燃比近傍に収束され
る。

【０００５】一方、上記内燃機関では、点火プラグの要
求電圧及びイグニションコイルの二次電圧と、その点火
プラグの電極近傍での混合気の空燃比との間に相関関係
が見られる。詳しくは、空燃比が理論空燃比よりも大き
くなるほど、すなわち混合気が希薄になるほど、要求電
圧の絶対値が上昇し、それにもとなって二次電圧の絶対
値が上昇する傾向にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、混合気の空
燃比は、燃焼室内のどの箇所においても均一になるわけ
ではなく、実際には部位によって異なっている。例え
ば、エンジンの急加速時等の過渡時には、点火プラグの
電極近傍の混合気が他の箇所に比べて部分的に希薄とな
ることがある。この場合には、電極近傍の混合気の空燃
比に対応して要求電圧及び二次電圧の各絶対値がともに
上昇する。そして、仮に要求電圧の絶対値が、イグニシ
ョンコイルによって発生し得る二次電圧の絶対値の最大
値よりも高くなった場合には、電極間で放電が起こらな
い現象（失火）が起こる。

【０００７】しかし、上述した従来の燃料噴射制御技術
では、燃焼室内の空燃比の偏りとは関係なく、単に酸素
センサの検出信号に基づき空燃比補正係数が演算され、
この補正係数で基本噴射量が補正されるだけである。こ
のため、上記失火の発生を抑制することが困難である。

【０００８】なお、失火の関連技術としては、例えば、
特開昭６１−１５５６６２号公報に開示された「点火栓
の点火不良検出装置」がある。しかし、この技術は二次
電圧と失火との関係を明らかにし、その関係を利用して
点火不良を検出しているだけであり、二次電圧の挙動か
ら失火を抑制することまでは行っていない。

【０００９】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的はイグニションコイルの二次電圧か
ら点火プラグ近傍の混合気の空燃比を推定し、その推定
結果を利用して失火の発生を抑制することができる内燃
機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の第１の発明は、図１に示すよう
に、内燃機関Ｍ１の燃焼室Ｍ２に連通する吸気通路Ｍ３
に設けられ、同通路Ｍ３を流れる空気に燃料を噴射して
混合気を生成する燃料噴射弁Ｍ４と、一次側コイル及び
二次側コイルを備え、その一次側コイルへの電流供給が
遮断されることにより、二次側コイルに二次電圧を発生
するイグニションコイルＭ５と、前記イグニションコイ
ルＭ５に接続され、前記二次側コイルからの二次電圧に
より電極間で放電して前記燃焼室Ｍ２内の混合気に点火
する点火プラグＭ６と、前記内燃機関Ｍ１の運転状態を
検出する運転状態検出手段Ｍ７と、前記運転状態検出手
段Ｍ７による運転状態に応じた燃料噴射弁Ｍ４からの噴
射量を算出する噴射量算出手段Ｍ８と、前記噴射量算出
手段Ｍ８による噴射量となるように前記燃料噴射弁Ｍ４
を駆動制御する噴射制御手段Ｍ９と、前記点火プラグＭ
６の放電時におけるイグニションコイルＭ５の二次電圧
を検出する電圧検出手段Ｍ１０と、前記混合気中の空気
と燃料との比である空燃比が所定値となるときのイグニ
ションコイルＭ５の二次電圧の絶対値を、しきい値とし
て予め記憶した記憶手段Ｍ１１と、前記混合気の空燃比
が所定値よりも大きくなり、前記電圧検出手段Ｍ１０に
よる二次電圧の絶対値が前記記憶手段Ｍ１１のしきい値
よりも大きくなったとき、前記噴射量算出手段Ｍ８の噴
射量を増量補正する噴射量補正手段Ｍ１２とを備えたこ
とをその要旨としている。

【００１１】請求項２に記載の第２の発明は、前記第１
の発明の構成において、前記噴射量補正手段Ｍ１２が、
前記しきい値と二次電圧の絶対値の最大値との偏差に応
じて、噴射量の増量のための補正量を変更するものであ
ることをその要旨としている。

【００１２】

【作用】第１の発明においては、内燃機関Ｍ１の運転状
態が運転状態検出手段Ｍ７によって検出される。この運
転状態に応じた燃料噴射弁Ｍ４からの噴射量が噴射量算
出手段Ｍ８によって算出される。そして、算出された噴
射量となるように、燃料噴射弁Ｍ４が噴射制御手段Ｍ９
によって駆動制御される。この制御に応じて燃料噴射弁
Ｍ４から燃料が噴射されると、その噴射燃料と吸気通路
Ｍ３を流れる空気とが混ざり合って混合気となり、燃焼
室Ｍ２へ導かれる。

【００１３】一方、イグニションコイルＭ５では、その
一次側コイルへの電流供給が遮断されることにより、二
次側コイルに二次電圧が発生される。この二次電圧が点
火プラグＭ６での放電に必要な電圧（要求電圧）に達す
ると、電極間で放電が起こり、燃焼室Ｍ２内の混合気に
点火されて燃焼が行われる。

【００１４】ところで、これらの要求電圧や二次電圧
は、混合気中の空気と燃料との比である空燃比から影響
を受ける。すなわち、空燃比が所定値よりも大きくなる
と、要求電圧や二次電圧の各絶対値が上昇する傾向にあ
る。従って、この二次電圧の絶対値を把握すれば、空燃
比の程度を推定することが可能である。

【００１５】これに対し、第１の発明では、点火プラグ
Ｍ６の放電時におけるイグニションコイルＭ５の二次電
圧が電圧検出手段Ｍ１０によって検出される。電圧検出
手段Ｍ１０による二次電圧の絶対値が記憶手段Ｍ１１の
しきい値よりも大きいか否かが噴射量補正手段Ｍ１２に
よって判断される。このしきい値は、混合気中の空燃比
が所定値となるときのイグニションコイルＭ５の二次電
圧の絶対値である。このため、二次電圧の絶対値としき
い値との比較により、空燃比が所定値よりも大きいか否
かが判定される。

【００１６】そして、二次電圧の絶対値がしきい値より
も大きい（空燃比が所定値よりも大きく、混合気が希薄
である）と、噴射量算出手段Ｍ８の噴射量が噴射量補正
手段Ｍ１２によって増量補正される。従って、点火プラ
グＭ６付近の混合気の希薄化によって要求電圧及び二次
電圧の各絶対値が上昇しても、燃料の増量により混合気
の空燃比が適正にされる。この適正化により、要求電圧
が二次電圧の採り得る最大値よりも高くなることが阻止
される。

【００１７】ここで、仮に補正量を一定の値とし、内燃
機関Ｍ１毎の二次電圧の特性のばらつきを考慮して、最
も失火の起こりやすい内燃機関Ｍ１での二次電圧の特性
を基準にして補正量を決定したとする。すると、それ以
外の内燃機関Ｍ１では、過剰に燃料が増量補正されるこ
とになる。これに対し第２の発明では、第１の発明の作
用に加えて、噴射量補正手段Ｍ１２による噴射量の増量
補正に際し、しきい値と二次電圧の絶対値の最大値との
偏差に応じて、噴射量の増量のための補正量が変更され
る。従って、前記のように内燃機関Ｍ１毎に二次電圧の
特性にばらつきがあっても、その特性に応じて補正量が
変更されることにより、内燃機関Ｍ１毎に過不足なく燃
料の増量補正がなされる。

【００１８】

【実施例】以下、第１及び第２の発明を具体化した一実
施例を図２〜図８に従って説明する。

【００１９】図２は、車両に搭載された内燃機関として
のガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１の
概略構成図である。エンジン１のシリンダブロック１ａ
には、紙面の厚み方向へ向けて複数の気筒（シリンダ、
図では１つのみ図示）２が並設されている。各シリンダ
２内にはピストン３が上下方向への往復動可能に収容さ
れている。ピストン３はコネクティングロッド４によっ
てクランクシャフト５に連結されている。

【００２０】ピストン３の上方には燃焼室６が形成さ
れ、ここに吸気通路７及び排気通路８が連通している。
燃焼室６と吸気通路７との連通部分は吸気ポート９とな
っており、この吸気ポート９は、シリンダヘッド１ｂに
上下動可能に取付けられた吸気弁１１によって開閉され
る。また、燃焼室６と排気通路８との連通部分は排気ポ
ート１０となっており、この排気ポート１０は、シリン
ダヘッド１ｂに上下動可能に取付けられた排気弁１２に
よって開閉される。

【００２１】前記吸気通路７には、上流側から燃焼室６
へ向けて順に、エアクリーナ１３、スロットルボディ１
４、サージタンク１５、吸気マニホルド１６が配設され
ており、これらを介してエンジン外部の空気が燃焼室６
に取り込まれる。スロットルボディ１４内には、スロッ
トル弁１７が軸１８により一体回動可能に支持されてい
る。軸１８はケーブル等によってアクセルペダル（図示
しない）に連結されている。そして、運転者によりアク
セルペダルが踏み込まれると、その踏み込み動作がケー
ブル等を介して軸１８に伝達され、スロットル弁１７が
軸１８と一体で回動する。このスロットル弁１７の回動
により吸気通路７が開閉され、吸気通路７を流れる空気
（吸入空気）の量が調節される。サージタンク１５は、
吸入空気の脈動を平滑化させたり、各気筒の吸気干渉を
防止するためのタンクである。

【００２２】吸気マニホルド１６には、各気筒に燃料を
供給するための電磁式の燃料噴射弁１９が取付けられて
いる。燃料噴射弁１９はニードルバルブ、ソレノイドコ
イル等を備え、そのソレノイドコイルが通電されること
によりニードルバルブが移動して、噴射口が開かれる。
噴射口の開放にともない高圧の燃料が噴射される。そし
て、各燃料噴射弁１９から噴射される燃料と吸入空気と
からなる混合気は、吸気弁１１の開かれる際に吸気ポー
ト９を通じて燃焼室６内へ導入される。

【００２３】燃焼室６に導入された混合気に着火するた
めに半導体点火方式の点火装置２０が設けられている。
この点火装置２０はイグナイタ２１、イグニションコイ
ル２３、ディストリビュータ２６及び気筒毎の点火プラ
グ２８を備えている。また、点火装置２０はディストリ
ビュータ２６及び各点火プラグ２８間を接続するための
ハイテンションコード３２を備えている。

【００２４】点火プラグ２８は図３に示すように、燃焼
室６内で火花放電を起こすための中心電極２９と接地電
極３１とを備えている。両電極２９，３１は所定の間隔
をおいて配置されている。図２に示すように、イグニシ
ョンコイル２３は、点火プラグ２８での点火に必要な高
電圧を発生させるための一種の変圧器であり、鉄心の回
りに二次側コイル及び一次側コイルを重ねて巻付けるこ
とによって構成されている。イグナイタ２１のトランジ
スタは外部からの点火信号に基づき作動し、イグニショ
ンコイル２３の一次側コイルへの通電を許容あるいは遮
断する（一次電流を断続する）。

【００２５】ディストリビュータ２６は、イグニション
コイル２３の二次側コイルで発生した高電圧を一定の順
序に従って各気筒の点火プラグ２８へ分配するためのも
のであり、シリンダヘッド１ｂ又はカムヘッド（図示し
ない）に組付けられている。ディストリビュータ２６
は、エンジン１の運転にともない回転駆動されるシャフ
ト２７を備えている。すなわち、シャフト２７はカムシ
ャフト（図示しない）とギヤ結合又はカップリング結合
されており、クランクシャフト５の回転速度の１／２の
速度で回転するようになっている。

【００２６】この点火装置２０の電気的構成を図４に従
って説明すると、車両に搭載されたバッテリ３３にはイ
グニションスイッチ３４、イグニションコイル２３の一
次側コイル２４及びイグナイタ２１が直列に接続されて
いる。また、イグニションスイッチ３４及び一次側コイ
ル２４間の接続点ａには、イグニションコイル２３の二
次側コイル２５を介してディストリビュータ２６が接続
されている。ディストリビュータ２６には各気筒の点火
プラグ２８が接続されている。

【００２７】そして、イグニションスイッチ３４がオン
された状態で、外部（後記する電子制御装置）からの点
火信号がイグナイタ２１に入力されると、同イグナイタ
２１はその点火信号に基づきトランジスタ２２を駆動
し、一次側コイル２４への通電を許容あるいは遮断す
る。一次側コイル２４への通電が遮断されると、そのと
きの一次電流に対応した逆起電力が一次側コイル２４に
発生する。この逆起電力に誘起されて、二次側コイル２
５には高圧（通常１０〜３０ｋＶ）の二次電圧Ｖｒが発
生する。この二次電圧Ｖｒはディストリビュータ２６に
よって気筒毎の点火プラグ２８に分配され、そのプラグ
２８の両電極２９，３１間に印加される。すると、両電
極２９，３１間に電流が流れ（放電が起こり）、火花が
発生する。

【００２８】すなわち、図５に示すようにタイミングｔ
１で一次電流が遮断されると、二次電圧Ｖｒの絶対値が
上昇する（二次電圧Ｖｒは降下する）。その上昇途中の
タイミングｔ２で、二次電圧Ｖｒの絶対値が点火プラグ
２８の放電に必要な電圧（要求電圧）の絶対値に達する
と、電極２９，３１間に火花が発生する。

【００２９】火花の発生により、電極２９，３１間の混
合気が活性化され化学反応を起こす。この反応にともな
い発生する反応熱により火炎核が生ずる。この核は、自
身の熱により周囲の混合気を活性化し、やがて自身で燃
焼を周囲に広げていくだけの炎の核になる。

【００３０】この二次電圧Ｖｒ及び点火プラグ２８の要
求電圧と、両電極２９，３１近傍の混合気の空燃比（空
気と燃料の重量比）との間には密接な関係が見られる。
空燃比が大きくなる（混合気が薄くなる）ほど要求電圧
の絶対値が上昇し、それにともなって二次電圧Ｖｒの絶
対値が上昇する傾向にある。

【００３１】図２に示すように、燃焼室６内へ導入され
た混合気は、上述したように点火プラグ２８の点火によ
って燃焼される。この燃焼によりピストン３が作動し、
その往復運動がコネクティングロッド４によって回転運
動に変換され、クランクシャフト５が回転駆動される。
燃焼室６内での燃焼により生じたガス（排気ガス）は、
排気弁１２が開かれる際に排気ポート１０から排気通路
８へ導出される。

【００３２】排気通路８には、燃焼室６から下流側へ向
けて順に排気マニホルド３５、触媒コンバータ３６が配
設されており、これらを通じて排気ガスが外部へ排出さ
れる。触媒コンバータ３６は、排気ガス中の炭化水素
（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素（ＮＯｘ）を
触媒の作用で浄化させる装置である。

【００３３】前記エンジン１の各部には、その運転状態
を検出する運転状態検出手段として、エアフロメータ３
７、吸気温センサ３８、スロットルセンサ３９、水温セ
ンサ４０、酸素センサ４１、回転速度センサ４２、基準
位置センサ４３等が設けられている。

【００３４】エアフロメータ３７は、エンジン１が吸入
する空気量を計測するための空気流量計であり、本実施
例では吸入空気が通過するときに生ずる圧力差によって
メジャリングプレート（ベーン）が押し開かれるタイプ
が用いられている。吸気温センサ３８はエアフロメータ
３７内に取付けられており、内蔵のサーミスタの抵抗値
の変化により、吸気通路７を流通する吸入空気の温度変
化を検出する。

【００３５】スロットルセンサ３９はスロットルボディ
１４に取付けられ、スロットル弁１７が全閉状態のとき
アイドル信号を出力し、スロットル弁１７がわずかでも
開いているときには、その開度（スロットル開度）を検
出する。水温センサ４０はウォータアウトレットハウジ
ング等に取付けられ、エンジン１の冷却水の温度（冷却
水温）を検出する。酸素センサ４１は排気マニホルド３
５に取付けられており、排気ガス中の酸素濃度を検出す
る。

【００３６】基準位置センサ４３は、特定気筒のクラン
ク角基準位置（例えば圧縮上死点）を検出するためのも
のであり、ディストリビュータ２６に内蔵されている。
基準位置センサ４３は、シャフト２７と一体回転するタ
イミングロータと、その外側に配置されたピックアップ
コイルとからなる。このセンサ４３は、シャフト２７の
回転にともないタイミングロータ上の１個の突起がピッ
クアップコイルの前方を通過する毎に、パルス状の基準
位置信号を出力する。

【００３７】回転速度センサ４２はクランクシャフト５
の回転速度（エンジン回転速度）を検出するためのもの
であり、基準位置センサ４３と同様にディストリビュー
タ２６に内蔵されている。回転速度センサ４２はシャフ
ト２７と一体回転するタイミングロータと、その外側に
配置されたピックアップコイルとからなる。タイミング
ロータの外周には等角度毎に多数の突起が形成されてい
る。そして、このセンサ４２は、シャフト２７の回転に
ともないタイミングロータ上の突起がピックアップコイ
ルの前方を通過する毎に、パルス状の回転速度信号を出
力する。

【００３８】さらに、本実施例では図４に示すように、
イグニションコイル２３の二次側コイル２５及びディス
トリビュータ２６間の接続点ｂに、電圧検出手段として
の電圧減衰器４４が接続されている。この電圧減衰器４
４は、イグニションコイル２３から出力される電圧（一
次電圧と二次電圧とが合成された電圧）を例えば１／１
０００の比で分圧し、二次電圧Ｖｒのみを検出する。こ
の検出された二次電圧Ｖｒは、後記する電子制御装置に
入力可能なレベルにまで減衰されている。

【００３９】図２に示すように、前記エアフロメータ３
７、各種センサ３８〜４３及び電圧減衰器４４の検出信
号に基づき、燃料噴射弁１９及びイグナイタ２１の作動
を制御するために、電子制御装置（以下ＥＣＵという）
４５が設けられている。

【００４０】図６に示すようにＥＣＵ４５は、噴射量算
出手段、噴射制御手段及び噴射量補正手段を構成する中
央処理装置（以下ＣＰＵという）４６、記憶手段として
の読み出し専用メモリ（以下ＲＯＭという) ４７、ラン
ダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭという）４８、バック
アップＲＡＭ４９、外部入力回路５０、外部出力回路５
１を備え、これらは互いにバス５２によって接続されて
いる。ＲＯＭ４７は所定の制御プログラムや初期データ
を予め記憶している。ＣＰＵ４６はその制御プログラム
及び初期データに従って各種演算処理を実行する。ＲＡ
Ｍ４８はＣＰＵ４６による演算結果を一時的に記憶す
る。バックアップＲＡＭ４９は、ＥＣＵ４５に対する電
源供給が停止された後にも、ＲＡＭ４８内の各種データ
を保持するためにバッテリ３３によってバックアップさ
れている。

【００４１】前記エアフロメータ３７からの吸入空気量
信号、吸気温センサ３８からの吸気温度信号、スロット
ルセンサ３９からのスロットル開度信号及びアイドル信
号、水温センサ４０からの冷却水温信号、酸素センサ４
１からの酸素濃度信号、回転速度センサ４２からの回転
速度信号、基準位置センサ４３からの基準位置信号、及
び電圧減衰器４４の出力電圧（二次電圧Ｖｒ）は外部入
力回路５０に入力される。ＣＰＵ４６はこれらの信号に
基づき、吸入空気量Ｑ、吸気温ＴＨＡ、スロットル開度
ＴＡ、アイドル信号、冷却水温ＴＨＷ、酸素濃度、エン
ジン回転速度ＮＥ、基準位置、及びイグニションコイル
２３の二次電圧Ｖｒ等を検出する。

【００４２】一方、ＣＰＵ４６は外部出力回路５１を介
してイグナイタ２１を制御する。すなわち、エンジン１
の運転状態に応じた最適な点火時期が予めＲＯＭ４７に
記憶されており、ＣＰＵ４６は上記各種センサからの信
号によりエンジン１の運転状態を検知し、最適な点火時
期を演算する。そして、ＣＰＵ４６は外部出力回路５１
を介してイグナイタ２１へ点火信号を出力し、点火プラ
グ２８の点火時期を制御する。

【００４３】また、ＣＰＵ４６は外部出力回路５１を介
して燃料噴射弁１９の作動を以下のようにして制御す
る。図７のフローチャートは、ＣＰＵ４６によって実行
される各処理のうち、燃料噴射量を制御するためのルー
チンを示している。このルーチンの処理は、エンジン１
の始動のために運転者によってイグニションスイッチ３
４がオン操作されたときに開始され、その後は所定のタ
イミング毎に実行される。また、このルーチンの処理は
フラグＦに基づいて遂行される。フラグＦは、エンジン
始動後に燃料の増量補正が初めて行われたか否かを判別
するためのものであり、エンジン始動時に「０」に初期
設定され、燃料の増量補正が初めて行われたときに
「１」に切換えられる。

【００４４】ここで、燃料噴射量は、燃料噴射弁１９の
ニードルバルブが開いている時間（噴射時間）、すなわ
ち、ソレノイドコイルへの通電時間によって決定され
る。そのため、図７のルーチンでは噴射量として噴射時
間ＴＡＵを算出するようにしている。

【００４５】燃料噴射制御ルーチンが開始されると、Ｃ
ＰＵ４６はまずステップ１０１において、電圧減衰器４
４の出力電圧であるイグニションコイル２３の二次電圧
Ｖｒを検出する。続いて、ＣＰＵ４６はステップ１０２
において、前記二次電圧Ｖｒの絶対値が予め設定された
しきい値αよりも大きいか否かを判定する。このしきい
値αは、混合気の空燃比が所定値となるときのイグニシ
ョンコイル２３の二次電圧Ｖｒの絶対値である。この所
定値としては、例えば、燃料を完全に酸化させるのに必
要な酸素量を過不足なく含んだ混合気の空燃比（理論空
燃比）を設定することができる。

【００４６】混合気中の燃料の割合が理論空燃比の場合
の割合よりも小さく、混合気が希薄（リーン）であり、
二次電圧Ｖｒの絶対値がしきい値αより大きいと、ＣＰ
Ｕ４６はステップ１０２の判定条件が成立していると判
定し、ステップ１０３へ移行する。このステップにおい
て、ＣＰＵ４６はフラグＦが「０」であるか否かを判定
する。

【００４７】フラグＦが「０」であると、ＣＰＵ４６は
エンジン始動後に未だ増量補正が行われていないと判断
し、ステップ１０４において、別のルーチンで演算され
た壁面付着補正量ＦＭＷに増量値βi を加算して、その
加算結果を新たな壁面付着補正量ＦＭＷとする。壁面付
着補正量ＦＭＷは、燃料の壁面付着により空燃比が乱れ
るのを防止するための補正量である。また、増量値βi
は燃料噴射量を増量補正するため初期値であり、ＲＯＭ
４７に予め記憶されている。

【００４８】ＣＰＵ４６はステップ１０５でフラグＦを
「０」から「１」に切換え、ステップ１０６へ移行し次
式に従って燃料噴射弁１９の噴射時間ＴＡＵを算出す
る。 ＴＡＵ＝ＴＰ×ｆ＋ＦＭＷ ……（１） 上記式（１）中、ＴＰは吸入空気量Ｑとエンジン回転速
度ＮＥとの比によって決定される基本噴射時間であり、
ｆは補正係数である。補正係数ｆとしては、例えば吸気
温、暖機増量、始動後増量、出力増量、空燃比のフィー
ドバック制御に関するもの等がある。

【００４９】吸気温に関する係数は、吸気温による吸入
空気の密度の差に起因して生ずる空燃比のずれを補正す
るためのものであり、吸気温ＴＨＡに基づき求められ
る。暖機増量に関する係数は、冷間時の運転性を向上さ
せるためのものであり、冷却水温ＴＨＷに基づき求めら
れる。始動後増量に関する係数は、エンジン始動直後の
エンジン回転速度ＮＥを安定させるためのものであり、
冷却水温ＴＨＷに基づき求められる。

【００５０】出力増量に関する係数は、触媒コンバータ
３６が過熱しやすいとき（高負荷時）に噴射量を増量補
正するためのものである。この増量により、エンジン１
の高負荷時の運転性が向上し、触媒温度の上昇が抑制さ
れる。出力増量に関する係数は、吸入空気量Ｑ、エンジ
ン回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡに基づき求めら
れる。

【００５１】空燃比のフィードバック制御に関する係数
は、混合気の空燃比が常に理論空燃比に収束するように
基本噴射時間を補正するためのものである。そのため
に、ＣＰＵ４６は、酸素センサ４１の信号により、空燃
比が理論空燃比より小さい（リッチ）か大きい（リー
ン）かを判断し、リッチの場合には基本噴射時間ＴＰを
短くし、リーンの場合には基本噴射時間ＴＰを長くす
る。

【００５２】従って、ステップ１０６の処理により得ら
れる噴射時間ＴＡＵ中には、空燃比を理論空燃比に近づ
けるための増量分（βi ）が含まれている。そして、本
実施例では、ＣＰＵ４６と前記ステップ１０６の処理と
により噴射量算出手段が構成されている。

【００５３】次に、ＣＰＵ４６はステップ１０７におい
て、前記噴射時間ＴＡＵに応じた駆動信号を外部出力回
路５１を介して燃料噴射弁１９に出力する。この信号に
応じ、燃料噴射弁１９のソレノイドコイルへの通電時間
が制御され、ニードルバルブが開いている時間が調整さ
れ、同噴射弁１９から所定量の燃料が噴射される。そし
て、本実施例ではＣＰＵ４６と前記ステップ１０７の処
理とにより噴射制御手段が構成されている。

【００５４】このように増量補正された噴射時間ＴＡＵ
に基づき燃料噴射が行われると、混合気中に占める燃料
の割合が大きくなる。これにともない点火プラグ２８の
電極２９，３１近傍の混合気が濃くなり、二次電圧Ｖｒ
の絶対値が小さくなる。すなわち、増量補正しない場合
には、二次電圧Ｖｒが図８（ａ）において破線で示すよ
うな波形となる。これに対し、本実施例では増量補正を
したことにより二次電圧Ｖｒが同図において実線で示す
ような波形となり、増量補正なしの場合に比べ点火プラ
グ２８の放電時における二次電圧Ｖｒの絶対値が低下す
る。

【００５５】続いて、ＣＰＵ４６はステップ１０８にお
いて、そのときの二次電圧Ｖｒの絶対値のピーク値Ｖｒ
peakを求める。すなわち、二次電圧Ｖｒの絶対値が増加
から減少に転ずるとき（図８（ａ）において二次電圧Ｖ
ｒが減少から増加に転ずるとき）の値をピーク値Ｖｒpe
akとして求める。

【００５６】そして、ＣＰＵ４６はステップ１０９にお
いて、ピーク値Ｖｒpeakの絶対値と前記しきい値αとの
偏差ΔＶを算出する。ＣＰＵ４６はステップ１１０にお
いて、マップ（図示しない）より偏差ΔＶに応じた増量
値βnew を求める。このマップは、偏差ΔＶ毎に増量値
βnew を規定したものであり、予めＲＯＭ４７に記憶さ
れている。増量値βnew を求めると、ＣＰＵ４６は次回
の燃料噴射に備え、その値βnew を学習値としてＲＡＭ
４８に記憶し、このルーチンを一旦終了する。

【００５７】上記のように燃料を増量補正したにもかか
わず、次回以降の制御周期において二次電圧Ｖｒの絶対
値がしきい値αよりも大きい場合、ＣＰＵ４６は次に示
す順で処理を行う。

【００５８】ＣＰＵ４６はステップ１０１の処理を実行
した後、ステップ１０２の判定条件が成立していると判
断する。前回の制御周期のステップ１０５でフラグＦが
「１」に設定されていることから、ＣＰＵ４６はステッ
プ１０３の判定条件が成立していないと判断し、ステッ
プ１１１へ移行する。このステップ１１１においてＣＰ
Ｕ４６は、前記ステップ１１０で記憶した増量値βnew
を読み出し、その後ステップ１１２において、別のルー
チンで演算された壁面付着補正量ＦＭＷに増量値βnew
を加算して、その加算結果を新たな壁面付着補正量ＦＭ
Ｗとする。本実施例では、ＣＰＵ４６と、前記ステップ
１０２，１０４，１１２の各処理とによって噴射量補正
手段が構成されている。

【００５９】ＣＰＵ４６はステップ１０６において上記
式（１）に従って噴射時間ＴＡＵを演算する。この噴射
時間ＴＡＵ中には、空燃比を理論空燃比に近づけるため
の増量分（βnew ）が含まれる。ＣＰＵ４６はステップ
１０７において、前記噴射時間ＴＡＵに応じた駆動信号
を外部出力回路５１を介して燃料噴射弁１９に出力す
る。この信号に応じ燃料噴射弁１９の開弁時間が調整さ
れ、同噴射弁１９から所定量の燃料が噴射される。

【００６０】このように増量補正された噴射時間ＴＡＵ
に基づき燃料噴射が行われると、混合気中に占める燃料
の割合がさらに大きくなる。これにともない点火プラグ
２８の電極２９，３１近傍の混合気が濃くなり、二次電
圧Ｖｒの絶対値が図８（ｂ）に示すようにさらに低下す
る。

【００６１】続いて、ＣＰＵ４６はステップ１０８〜１
１０において二次電圧Ｖｒのピーク値Ｖｒpeak、偏差Δ
Ｖをそれぞれ求め、マップからその偏差ΔＶに応じた増
量値βnew を求める。ＣＰＵ４６は次回の燃料噴射に備
え、その増量値βnew を学習値としてＲＡＭ４８に記憶
し、このルーチンを一旦終了する。

【００６２】上記のような燃料の増量補正により、二次
電圧Ｖｒの絶対値がしきい値αよりも小さくなると、次
回以降の制御周期においてＣＰＵ４６はステップ１０１
の処理を実行した後、ステップ１０２の判定条件が満た
されていないと判断し、ステップ１１３へ移行する。そ
して、ＣＰＵ４６はステップ１１３において、別のルー
チンで演算された壁面付着補正量ＦＭＷをそのままその
ときの壁面付着補正量ＦＭＷとして用いる。そして、Ｃ
ＰＵ４６は上述したステップ１０６〜１１０の処理を実
行して、このルーチンの処理を一旦終了する。

【００６３】このように本実施例では、点火プラグ２８
の放電時におけるイグニションコイル２３の二次電圧Ｖ
ｒが電圧減衰器４４によって検出される。その絶対値が
しきい値αよりも大きいか否かが判断される。このしき
い値αが、混合気中の空燃比が所定値（理論空燃比）と
なるときのイグニションコイル２３の二次電圧Ｖｒの絶
対値であることから、二次電圧Ｖｒの絶対値としきい値
αとの比較により、空燃比が所定値よりも大きいか否か
が判定される。

【００６４】そして、二次電圧Ｖｒの絶対値がしきい値
αよりも大きい（空燃比が所定値よりも大きく、混合気
が希薄である）と、噴射量（噴射時間ＴＡＵ）が増量補
正される。従って、点火プラグ２８の電極２９，３１近
傍の混合気の希薄化によって要求電圧及び二次電圧Ｖｒ
の各絶対値が上昇しても、燃料の増量により混合気の空
燃比を適正な値に調整できる。この適正化により、要求
電圧が二次電圧Ｖｒの最大値よりも高くなるのを阻止
し、失火の発生を抑制できる。

【００６５】また、仮に増量値を一定の値とし、エンジ
ン１毎の二次電圧Ｖｒの特性のばらつきを考慮して、最
も失火の起こりやすいエンジン１での二次電圧Ｖｒの特
性を基準にして増量値を決定したとする。すると、それ
以外のエンジン１では、過剰に燃料が増量補正されるこ
とになる。その結果、失火の発生を抑制できても、排気
ガスが増加したりドライバビリティが悪くなる等の問題
が新たに起こる。これに対し本実施例では、噴射量の増
量補正に際し、しきい値αと二次電圧Ｖｒの絶対値のピ
ーク値Ｖｒpeakとの偏差ΔＶに応じて、増量値βnew が
変更される。従って、前記のようにエンジン１毎に二次
電圧Ｖｒの特性にばらつきがあっても、その特性に応じ
て増量値を変更することにより、過不足なく燃料の増量
補正を行うことができる。そして、排気ガスの増加やド
ライバビリティの悪化を招くことなく、失火の発生を防
止できる。

【００６６】さらに、本実施例では、要求電圧が過剰に
上昇することが燃料の増量補正により防止されるので、
その要求電圧がハイテンションコード３２の耐電圧を越
えるのを阻止し、その溶損を防ぐことができる。

【００６７】なお、本発明は次に示す別の実施例に具体
化してもよい。 （１）燃料噴射量の演算方法を前記実施例以外のものに
変更してもよい。例えば、吸気通路７内の圧力（吸気管
圧力）を検出し、その圧力とエンジン回転速度ＮＥとか
ら、エンジン１サイクル当たりの吸入空気量を推定し、
その値に基づき基本噴射時間を算出するタイプ（スピー
ドデンシティ方式）に変更してもよい。また、スロット
ル開度とエンジン回転速度とから、エンジン１サイクル
当たりの吸入空気量を推定し、その値に基づき基本噴射
時間を算出するタイプ（スロットルスピード方式）に変
更してもよい。

【００６８】（２）前記実施例では、最初の増量時と２
回目以降の増量時とで異なる増量値βi ，βnew を用い
たが、常に一定の増量値によって増量補正してもよい。 （３）前記実施例では偏差ΔＶの算出に際しピーク値Ｖ
ｒpeakを用いたが、それ以外の値を用いてもよい。

【００６９】（４）前記実施例では噴射時間ＴＡＵの算
出に際し、壁面付着補正量ＦＭＷに増量値βi ，βnew
を加算したが、この壁面付着補正量ＦＭＷとは別に、増
量値βi ，βnew を基本噴射時間ＴＰに直接、加算する
ようにしてもよい。

【００７０】（５）第１及び第２の発明は、ディストリ
ビュータを用いずに点火制御をおこなうようにした点火
システム（ＤＬＩ）にも適用できる。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように第１の発明では、点
火プラグの放電時におけるイグニションコイルの二次電
圧を検出する。混合気の空燃比が所定値となるときのイ
グニションコイルの二次電圧の絶対値をしきい値として
予め記憶しておく。そして、空燃比が所定値よりも大き
くなり、二次電圧の絶対値がしきい値よりも大きくなっ
たとき、燃料の噴射量を増量補正するようにしている。
このため、燃焼室内の空燃比の部分的な偏りにより、点
火プラグの要求電圧及びイグニションコイルの二次電圧
がともに上昇しても、その要求電圧が二次電圧の採り得
る最大値を越えるのを防止し、失火の発生を抑制するこ
とができる。

【００７２】また、第２の発明では、しきい値と二次電
圧の絶対値の最大値との偏差に応じて、噴射量の増量の
ための補正量を変更するようにしている。このため、第
１の発明の効果に加え、内燃機関毎に二次電圧の波形に
ばらつきがあっても、燃料噴射量を適正に増量補正する
ことができる。そして、過剰な増量補正を阻止し、排気
ガスの増加や内燃機関の運転性能の悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１及び第２の発明の概念構成図である。

【図２】第１及び第２の発明を具体化した一実施例にお
いて、エンジン及びその周辺装置を示す概略構成図であ
る。

【図３】一実施例における点火プラグの電極近傍の部分
拡大正面図である。

【図４】一実施例における点火装置の電気回路図であ
る。

【図５】一実施例における二次電圧の変化を示す波形図
である。

【図６】一実施例におけるＥＣＵの内部構成等を示すブ
ロック図である。

【図７】一実施例において、ＣＰＵにより実行される燃
料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】（ａ），（ｂ）は一実施例において、燃料の増
量補正を行った場合の二次電圧の変化を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、６…燃焼室、７…吸気
通路、１９…燃料噴射弁、２３…イグニションコイル、
２４…一次側コイル、２５…二次側コイル、２８…点火
プラグ、２９…中心電極、３１…接地電極、３７…エア
フロメータ、３８…吸気温センサ、３９…スロットルセ
ンサ、４０…水温センサ、４１…酸素センサ、４２…回
転速度センサ、４３…基準位置センサ（３７〜４３は運
転状態検出手段を構成している）、４４…電圧検出手段
としての電圧減衰器、４６…噴射量算出手段、噴射制御
手段及び噴射量補正手段を構成するＣＰＵ、４７…記憶
手段としてのＲＯＭ、Ｖｒ…二次電圧、α…しきい値、
Ｖｒpeak…二次電圧の絶対値の最大値としてのピーク
値、ΔＶ…偏差、βi ，βnew …補正量としての増量値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路に
   設けられ、同通路を流れる空気に燃料を噴射して混合気
   を生成する燃料噴射弁と、 一次側コイル及び二次側コイルを備え、その一次側コイ
   ルへの電流供給が遮断されることにより、二次側コイル
   に二次電圧を発生するイグニションコイルと、 前記イグニションコイルに接続され、前記二次側コイル
   からの二次電圧により電極間で放電して前記燃焼室内の
   混合気に点火する点火プラグと、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記運転状態検出手段による運転状態に応じた燃料噴射
   弁からの噴射量を算出する噴射量算出手段と、 前記噴射量算出手段による噴射量となるように前記燃料
   噴射弁を駆動制御する噴射制御手段と、 前記点火プラグの放電時におけるイグニションコイルの
   二次電圧を検出する電圧検出手段と、 前記混合気中の空気と燃料との比である空燃比が所定値
   となるときのイグニションコイルの二次電圧の絶対値
   を、しきい値として予め記憶した記憶手段と、 前記混合気の空燃比が所定値よりも大きくなり、前記電
   圧検出手段による二次電圧の絶対値が前記記憶手段のし
   きい値よりも大きくなったとき、前記噴射量算出手段の
   噴射量を増量補正する噴射量補正手段とを備えた内燃機
   関の燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】 前記噴射量補正手段が、前記しきい値と
   二次電圧の絶対値の最大値との偏差に応じて、噴射量の
   増量のための補正量を変更するものである請求項１に記
   載の内燃機関の燃料噴射制御装置。