JPH0762459B2 - 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射時期制御装置

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JPH0762459B2
JPH0762459B2 JP61149699A JP14969986A JPH0762459B2 JP H0762459 B2 JPH0762459 B2 JP H0762459B2 JP 61149699 A JP61149699 A JP 61149699A JP 14969986 A JP14969986 A JP 14969986A JP H0762459 B2 JPH0762459 B2 JP H0762459B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、各気筒毎に独立に燃料を噴射供給する燃料噴
射方式における燃料噴射時期制御装置に関する。
〈従来の技術〉 この種の燃料噴射時期制御装置としては、例えば燃料噴
射時期を通常のものより進角させ圧縮又は爆発行程中に
燃料を噴射して、燃焼によって加熱される吸気弁の傘下
部に燃料を長時間接触させ多くの熱を吸収させることに
より、燃料の気化を促進し良好な燃焼状態を実現するよ
うにしたものがある(特開昭60−195347号公報参照)。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来装置の場合、噴射する燃料の計
量時期と、噴射燃料が実際に燃焼室内に吸入される時期
とに大きな時間的なずれが生じるため、特に、機関の過
渡運転時には最適な燃料量に対して過不足が生じ失火を
招く等の不具合があった。
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、燃料の気
化が良好に行え、かつ過渡運転時でも過不足のない適切
な燃料量を噴射供給できる噴射時期の設定が可能な燃料
噴射時期制御装置を提供することを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 このため本発明では、第1図に示すように機関運転状態
に基づいて機関1サイクル当りの燃料の噴射量を算出す
る燃料噴射量算出手段と、吸気弁閉期間内に設定した第
1の噴射時期に噴射する燃料量を前記算出した1サイク
ル当りの燃料噴射量に基づいて算出する第1の噴射量算
出手段と、運転状態に応じて前記第1の噴射時期を決定
する第1の噴射時期決定手段と、第1の燃料噴射量が噴
射された後に前記燃料噴射量算出手段で算出される最新
の機関1サイクル当りの燃料噴射量から第1の燃料噴射
量を差し引いて第2の燃料噴射量を算出する第2の噴射
量算出手段と、算出された第2の燃料噴射量を吸気行程
中の所定時期に噴射終了させるべく第2の噴射時期を決
定する第2の噴射時期決定手段とを備えて構成した。
〈作用〉 上記の構成によれば、吸気弁閉期間内において運転状態
に応じて決定された最適の第1の噴射時期に、機関の1
サイクル当りの燃料噴射量の一部を噴射することによ
り、吸気弁傘下部に長時間接触させて燃料の気化を促進
させることができる。その後、吸気行程期間に設定した
第2の噴射時期を、第1の噴射時期以後増大した空気量
に見合う残りの必要噴射燃料量が吸気行程の所定時期ま
でに噴射し終わるタイミングとなるように決定し、残り
の燃料を噴射することにより、過渡運転時でも、これに
追従して最適な噴射燃料量を得られ燃料量の過不足がな
く失火等の不具合を防止できるようになる。
〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を説明する。
第2図は4気筒機関に適用した本発明のハードウェア構
成の一実施例を示す。
図において、機関本体1に接続される吸気通路2の各吸
気ポート2a,2b,2c,2dに各気筒に独立して燃料を噴射す
る各燃料噴射弁3a,3b,3c,3dが配設されている。また、
吸気通路2に介装されたスロットルバルブ4の上流側に
は、吸入空気量を検出する例えば熱線式のエアフローメ
ータ5が設けられている。
6は各気筒に装着した点火栓7a,7b,7c,7dへの通電を制
御するディストリビュータで、該ディストリビュータ6
には、クランク角センサ(図示せず)が内蔵されてい
る。このクランク角センサは、クランク角1゜毎に発生
するポジション信号とクランク角180゜毎に発生するリ
ファレンス信号との2種類を発生すると共に、後者のリ
ファレンス信号は吸気,圧縮,爆発及び排気の4行程か
らなる機関の1サイクルの各行程毎に4回(クランク角
度で0゜,180゜,360゜,540゜)発生し、それぞれ異なる
パルス巾(角度)の信号が発生する構成として各行程が
区別出来るようにしている。8は機関冷却水温度を検出
する水温センサ,9は排気通路10に装着され排気中の酸素
濃度を検出するO2センサ、11はスロットルバルブスイッ
チである。
一方、20はコントロールユニットで、アナログ信号を2
進数のディジタル信号に変換するA/D変換器21,入出力イ
ンターフェース22,CPU23,ROM24及びRAM25から構成され
ており、これらをバス26で接続して相互に信号の授受を
行うようになっている。そして、かかるコントロールユ
ニット20には、前述したエアフローメータ5,水温センサ
8,O2センサ9,スロットルバルブスイッチ11,クランク角
センサの他,スタータスイッチ12,エアコンスイッチ13,
車速センサ14及びバッテリ15からの各信号が入力する一
方、その出力信号としては、燃料ポンプ駆動回路16,デ
ィストリビュータ6及び各燃料噴射弁3a〜3dへの各駆動
信号である。
次に第3図〜第7図のフローチャートを参照しながら本
実施例の噴射時期制御について説明する。
第3図は定時間毎に実行されるもので、S11でクランク
角センサからのポジション信号(1゜信号)を計数して
機関回転速度NEを算出する。
第4図は定時間毎に実行されるもので、S21では、エア
フローメータ5からのアナログ信号をA/D変換器21でデ
ィジタル信号に変換する。S22ではそのA/D変換値に平均
化等の信号処理を加え吸入空気量Qaを算出する。S23で
は、この吸入空気量QaとS11で求めた機関回燃速度NE
から次式により機関の1サイクル当りの基本燃料噴射量
Tpを算出する。
次にS24で、後述するように吸気弁の閉期間例えば圧縮
又は爆発行程の期間において決定される第1の噴射量Tp
1を算出する。この場合、例えばTp1=Tp/2のように所定
の比率になるように設定する。尚、運転条件等に応じて
その比率を任意に設定できるようにしてもよい。更に、
S25では、後述のように吸気行程期間内で決定される第
2の噴射時期に噴射する第2の噴射量Tp2を算出する。
このTp2はTp2=Tp−Tp1として求められる。ここで、Tp1
は機関1サイクル当り第1の噴射時期付近における最新
の吸入空気量データに応じて1回だけ演算する一方、Tp
は第1の噴射時期経過後も繰り返し演算されるため、吸
入空気量の変化があればTpも変化し、従って、Tp2は第
1の噴射時期以後の吸入空気量Qaの変化に応じた値とな
る。
尚、燃焼室に実際に供給される燃料量は、基本噴射量を
機関冷却水温,酸素濃度,エアコン等の機関負荷及びバ
ッテリ電圧等に応じて補正したものであり、実用上はそ
の補正燃料量に基づいて第1及び第2噴射量を決定する
が、当該補正の有無は、本発明の主要部分とは直接関係
がないので、ここでは、基本噴射量をそのまま使用して
説明し補正に関する説明は省略してある。
次に、第5図はクランク角の180゜毎に実行されるもの
である。まず、S31ではクランク角センサのリファレン
ス信号(180゜信号)に基づいて気筒判別と行程判別を
行う。S32ではS31の判別結果に基づいて各気筒毎に設け
たカウンタのうち、例えば圧縮行程にある気筒のカウン
タをその圧縮上死点前の所定角度でリセットする。S33
では、機関安定度,出力,燃料消費量を指標として機関
運転状態に対応させて予め設定してROM24内に格納して
ある最適燃料噴射時期マップから、その時の機関運転状
態に対応する噴射時期を読み出すことにより第1の噴射
時期θINJ1を決定する。S34ではカウンタと同様各気筒
毎に設けた第1及び第2のレジスタのうち該当する気筒
の第1のレジスタに読み出された第1の噴射時期θINJ1
をセットする。
第6図はクランク角10゜毎に実行されるもので、S41で
は、それ以前に時間データで算出されている第2噴射量
Tp2を機関回転速度NEに基づいてクランク角で示す角度
データθTp2に変換する。S42では、前記角度データに変
換した第2の噴射量θTp2から吸気行程期間内に設定し
た第2の噴射時期θINJ2を算出する。これは、噴射され
た燃料が燃焼室まで輸送される時間を加味して燃焼室へ
燃料を供給できる限界時期θREFを求め、このθREFを基
準として、 θINJ2=θREF−θTp2 の式によって第2の噴射時期θINJ2を算出する。S43で
は、対応する気筒の第2のレジスタに前記算出した第2
の噴射時期θINJ2をセットする。
第7図はクランク角1゜毎に実行されるもので、S51に
おいて、カウンタを歩進する。S52では、圧縮行程にお
けるカウンタの計数値と第1のレジスタにセットされて
いる第1の噴射時期θINJ1の差を求めて、その値が正又
は零のときS54により第1の燃料噴射を開始する。ま
た、S53において吸気行程におけるカウンタの計数値と
第2のレジスタにセットされている第2の噴射時期θ
INJ2の差を求めて、その値が正又は零のときS55により
第2の燃料噴射を開始する。尚、S52及びS53の演算は、
対応する第1及び第2の燃料噴射が開始された後は、そ
れぞれ次のサイクルまでは行われない。
このように、期間の1サイクル当りに必要な燃料量を2
度に分割して噴射するようにし、しかも1度目は吸気弁
が閉じている例えば圧縮又は爆発行程においてその時点
の運転状態に最適な噴射時期を選んで行い、また、2度
目は吸気行程において求められた必要な燃料噴射量が確
実に燃焼室内に吸入される噴射時期とし、かつ変噴射燃
料量を1回目の噴射以後の吸入空気量変化に応じて設定
するようにすれば、燃料の気化促進が図られ良好な燃焼
性が得られることは勿論、期間の過渡運転時でも適切な
量の燃料を供給できるようになり、燃料の過不足に伴う
失火等の不具合を防止できるようになる。
〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、期間の1サイクル当
り必要な燃料量を吸気弁閉期間内と吸気弁が開である吸
気行程期間内との2度に分割噴射すると共に、第1の噴
射時期をその時点の運転状態に応じて可変とし、第2の
噴射時期を残りの燃料噴射量が確実に燃焼室内に供給で
きるタイミングに設定し、かつ残りの噴射量をその時点
の吸入空気量に応じて設定する構成としたので、機関の
1サイクルに必要な燃料の一部の気化促進を従来通り維
持でき、しかも、1回目と2回目との間における機関運
転状態変化に伴う要求燃料量変化にも対応することがで
きる。従って、機関の燃焼を安定させることができ、か
つ過渡運転時の燃料の過不足に伴う失火を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を説明するブロック図、第2図は
本発明の一実施例のハードウェア構成図、第3図〜第7
図は同上実施例の動作を示す制御フローチャートであ
る。 1……機関本体、3a〜3d……燃料噴射弁、5……エアフ
ローメータ、6……ディストリビュータ、7a〜7d……点
火栓、20……コントロールユニット、21……A/D変換
器、22……入出力インターフェース、23……CPU、24…
…ROM、25……RAM、26……バス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各気筒毎に燃料噴射弁を備えた燃料噴射装
    置の燃料噴射時期制御装置において、機関運転状態に基
    づいて機関1サイクル当りの燃料の噴射量を算出する燃
    料噴射量算出手段と、吸気弁閉期間内に設定した第1の
    噴射時期に噴射する燃料量を前記算出した1サイクル当
    りの燃料噴射量に基づいて算出する第1の噴射量算出手
    段と、運転状態に応じて前記第1の噴射時期を決定する
    第1の噴射時期決定手段と、第1の燃料噴射量が噴射さ
    れた後に前記燃料噴射量算出手段で算出される最新の機
    関1サイクル当りの燃料噴射量から第1の燃料噴射量を
    差し引いて第2の燃料噴射量を算出する第2の噴射量算
    出手段と、算出された第2の燃料噴射量を吸気行程中の
    所定時期に噴射終了させるべく第2の噴射時期を決定す
    る第2の噴射時期決定手段とを備えて構成したことを特
    徴とする内燃機関の燃料噴射時期制御装置。
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