JPH08291732A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インジェクタの無効噴射時間を精度良く設定
する。 【構成】 無効噴射時間ＴＶのデータを、大気圧Ｐatと
吸気管圧力Ｐm との差圧（Ｐat−Ｐm ）と、バッテリ電
圧ＶＢにオフセット電圧ＶＢofstを加えた電圧（ＶＢ＋
ＶＢofst）とによる二次元データマップとしてＲＯＭに
記憶しておく。ここで、オフセット電圧ＶＢofstはハー
ネス抵抗等による電圧降下分に相当し、ＶＢ＋ＶＢofst
はインジェクタの駆動電圧に相当する。そして、制御回
路に供給される電源電圧からバッテリ電圧ＶＢを判定
し、インジェクタの駆動電圧（ＶＢ＋ＶＢofst）を算出
すると共に、差圧（Ｐat−Ｐm ）を算出し、それらの算
出値に基づいて上記二次元データマップから無効噴射時
間ＴＶを検索して求める（ステップ１０３）。これによ
り、インジェクタの駆動電圧（ＶＢ＋ＶＢofst）と差圧
（Ｐat−Ｐm ）に応じた正確な無効噴射時間ＴＶが求め
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インジェクタの燃料噴
射時間の設定方法を改善した内燃機関の燃料噴射制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コストダウンのため、プレッシャ
レギュレータの背圧室への吸気管圧力導入管を廃止し、
プレッシャレギュレータの背圧室を大気に連通させて、
前記インジェクタの燃料流入部（デリバリパイプ）に作
用させる燃圧を大気圧に対して一定となるように調整
し、インジェクタの燃料噴射時間を制御することにより
燃料噴射量を制御するシステムがある。しかし、このシ
ステムでは、インジェクタの燃料流入部に作用させる燃
圧を大気圧に対して一定となるように調整するため、エ
ンジン負荷の変化により吸気管圧力が変化すると、イン
ジェクタの燃料流入部と噴射口との間に作用する差圧
（これが実質的な燃料噴射圧力となる）が変化してしま
う。このため、同じ燃料噴射時間でも吸気管圧力が変化
すると燃料噴射量が要求量からずれてしまい、空燃比が
ずれてしまう欠点がある。この対策として、特開昭６１
−１７８５２６号公報に示すように、燃料噴射時間を吸
気管圧力の低下に伴い補正することが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、インジェクタ
の燃料噴射時間は次式により算出される。 燃料噴射時間＝有効噴射時間＋無効噴射時間 ここで、無効噴射時間とは、インジェクタに駆動信号が
加えられても、弁の開閉作動遅れにより燃料噴射量に寄
与しない時間である。一方、有効噴射時間（基本噴射時
間ともいう）とは実際に燃料を噴射する時間である。

【０００４】図６に示すように、無効噴射時間はインジ
ェクタに作用する差圧により変化し、差圧が大きくなる
ほど無効噴射時間が大きくなる傾向がある。しかし、上
記公開公報に記載されたものは、燃料噴射時間を補正す
るのに、有効噴射時間のみを補正し、無効噴射時間の補
正は行われないため、差圧が大きい時には燃料噴射量が
不足して空燃比がリーン側にずれ、逆に、差圧が小さい
時には燃料噴射量が過剰になって空燃比がリッチ側にず
れ、エミッションの悪化やドライバビリティの悪化を招
いてしまう欠点がある。

【０００５】この対策として、無効噴射時間を差圧に応
じて補正することが考えられるが、無効噴射時間はイン
ジェクタの駆動電圧が低くなるほど長くなるため、無効
噴射時間を補正する際にはインジェクタの駆動電圧も考
慮する必要がある。インジェクタの駆動電圧は、直接検
出することが困難であるため、バッテリ電圧から推定し
なければならないが、実際のインジェクタの駆動電圧
は、バッテリ電圧からハーネス抵抗等による電圧降下分
を差し引いた電圧になるため、車種間で微妙に異なるハ
ーネス抵抗等による電圧降下も考慮しなければならな
い。従来、このような事情まで配慮して無効噴射時間を
設定することは行われていない。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、インジェクタに作用
する差圧とインジェクタの駆動電圧とを考慮して無効噴
射時間を精度良く設定できると共に、異なる車種間の無
効噴射時間補正のためのセッティング作業を簡素化する
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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置
は、燃料配管内の燃圧を一定に保ちながらインジェクタ
から燃料を噴射するようにしたものにおいて、前記イン
ジェクタの燃料流入部に作用する燃圧と吸気管圧力との
差圧を求める差圧判定手段と、バッテリ電圧を判定し、
そのバッテリ電圧を所定量オフセットさせることにより
前記インジェクタの駆動電圧を推定する駆動電圧推定手
段と、前記インジェクタの無効噴射時間のデータを前記
差圧と前記駆動電圧とによる二次元データマップとして
記憶した記憶手段と、前記差圧判定手段で求めた差圧と
前記駆動電圧推定手段で推定した駆動電圧とに基づいて
前記記憶手段に記憶されている二次元データマップから
前記無効噴射時間を求める演算手段とを備えた構成とな
っている。

【０００８】この構成において、請求項２のように、燃
料配管中に設けられたプレッシャレギュレータの背圧室
を大気に連通させて、前記インジェクタの燃料流入部に
作用させる燃圧を大気圧に対して一定とするようにして
も良い。

【０００９】

【作用】上述した請求項１の構成によれば、インジェク
タの燃料流入部に作用する燃圧と吸気管圧力との差圧を
差圧判定手段により求めると共に、バッテリ電圧を判定
し、そのバッテリ電圧を駆動電圧推定手段により所定量
オフセットさせることでインジェクタの駆動電圧を推定
する。この際のバッテリ電圧のオフセット量は、ハーネ
ス抵抗等による電圧降下分に相当し、予め車種毎に設定
される。以上のようにして求めた差圧と駆動電圧とに基
づいて記憶手段に記憶されている二次元データマップか
ら無効噴射時間を演算手段により求める。この構成で
は、同じインジェクタを使用する車種については、バッ
テリ電圧のオフセット量（ハーネス抵抗等による電圧降
下分）を車種毎に設定するだけで良く、他のデータ類は
変更する必要がないので、二次元データマップを共通化
することができる。

【００１０】また、請求項２では、燃料配管中に設けら
れたプレッシャレギュレータの背圧室を大気に連通させ
ている。これにより、プレッシャレギュレータは、イン
ジェクタの燃料流入部に作用させる燃圧を大気圧に対し
て一定とするように調整する。この構成では、プレッシ
ャレギュレータの背圧室と吸気管とを連通させる圧力導
入管が廃止され、配管構成が簡素化される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明をＤジェトロニック式（吸入負
圧感知式）の電子制御燃料噴射装置に適用した一実施例
を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエン
ジン制御系システム全体の概略構成を説明する。エンジ
ン１０（内燃機関）の吸気ポート１１に接続された吸気
管１２の最上流部にはエアクリーナ１３が設けられ、こ
のエアクリーナ１３の下流側にスロットルバルブ１４を
内蔵するスロットルボディ１５が接続されている。この
スロットルボディ１５の下流側にサージタンク１６と吸
気管圧力センサ１７とが設けられている。また、各気筒
の吸気ポート１１の近傍には、燃料タンク１８から供給
される燃料（ガソリン）を噴射するインジェクタ１９が
取り付けられている。燃料タンク１８内の燃料は燃料ポ
ンプ２０により汲み上げられ、燃料配管２１中を燃料フ
ィルタ２２を介してデリバリパイプ２３に送られ、この
デリバリパイプ２３から各気筒のインジェクタ１９に分
配される。

【００１２】上記デリバリパイプ２３の出口側にはプレ
ッシャレギュレータ２４とリターン配管２５が接続さ
れ、デリバリパイプ２３内の余剰燃料がプレッシャレギ
ュレータ２４とリターン配管２５を通して燃料タンク１
８内に戻される。図２に示すように、プレッシャレギュ
レータ２４は、ハウジング３４内をダイヤフラム２６に
よって背圧室２７と燃料室２８とに仕切り、背圧室２７
に大気連通口２９を形成して背圧室２７を大気に連通さ
せると共に、背圧室２７内に収納したスプリング３０に
よってバルブ３１を燃料室２８側に付勢している。そし
て、燃料ポンプ２０から送られてくる燃料は、入口３２
から燃料室２８内に流入し、燃料室２８内に充満してそ
の燃圧によりダイヤフラム２６を介してバルブ３１を押
し上げ、大気圧に対して一定の設定圧力でスプリング３
０のばね力とつり合う。これにより、燃料室２８内に流
入する燃料が大気圧に対して一定の設定圧力に調整され
ながら出口３３からリターン配管２５を通して燃料タン
ク１８内に戻される。

【００１３】一方、エンジン１０の冷却水が循環するウ
ォータジャケット３６には、冷却水の温度を検出する水
温センサ３７が取り付けられている。また、エンジン１
０の点火プラグ（図示せず）に高電圧を印加するディス
トリビュータ３８には、クランク軸が例えば３０℃Ａ回
転するごとにパルス信号を出力するクランク角センサ３
９が内蔵されている。

【００１４】燃料噴射制御や点火制御を行う制御回路
（以下「ＥＣＵ」という）４０は、マイクロコンピュー
タを主体として構成され、図示はしないが、各種の演算
処理を行うＣＰＵと、図４に示す燃料噴射時間演算ルー
チン等の各種プログラムや図５に示す無効噴射時間の二
次元データマップを記憶したＲＯＭ４１（記憶手段）
と、吸気管圧力等の入力データや演算データ等を一時的
に記憶するＲＡＭ等を備えた構成となっている。

【００１５】以下、このＥＣＵ４０による燃料噴射時間
（パルス幅）の演算方法について図４に示す燃料噴射時
間演算ルーチンのフローチャートに基づいて説明する。
このルーチンは、クランク角センサ３９の出力信号に基
づいて例えば１８０℃Ａ毎に割込み処理される。処理が
開始されると、まず、ステップ１０１で、有効噴射時間
（基本噴射時間）ＴＰを次のようにして算出する。予
め、エンジン負荷変化に伴う吸気管圧力の変化によるイ
ンジェクタ１９の噴射口の燃料流量の変化を見込んで決
定された標準大気圧下の有効噴射時間ＴＰのデータを、
エンジン回転数と吸気管圧力とによる二次元データマッ
プとしてＲＯＭ４１に記憶し、クランク角センサ３９の
出力パルス間隔から求められたエンジン回転数と吸気管
圧力センサ１７により検出された吸気管圧力とに基づい
て上記二次元データマップから有効噴射時間ＴＰを検索
して求める。

【００１６】続くステップ１０２で、大気圧が変化して
も目標の噴射量となるように有効噴射時間ＴＰを補正す
る補正係数Ｆfpを次のようにして算出する。図３に示す
ように、予め、補正係数Ｆfpのデータを大気圧Ｐatと吸
気管圧力Ｐm とによる二次元データマップとしてＲＯＭ
４１に記憶し、検出した大気圧Ｐatと吸気管圧力Ｐmと
に基づいて上記二次元データマップから補正係数Ｆfpを
検索して求める。この際、大気圧Ｐatの検出は、吸気管
圧力がほぼ大気圧となる状態（例えばエンジン始動前の
状態やスロットル全開状態）における吸気管圧力センサ
１７の出力信号によって検出したり、或は、大気圧Ｐat
を検出する大気圧センサ（図示せず）を新たに設けても
良い。

【００１７】ここで、補正係数Ｆfpは、図３に示すよう
に、標準大気圧Ｐasである時には吸気管圧力Ｐm がいか
なる値であっても１であるが、大気圧Ｐatが標準大気圧
Ｐasより大きくなると１以下の値となり、逆に、大気圧
Ｐatが標準大気圧Ｐasより低くなると１以上の値とな
る。更に、大気圧Ｐatが標準大気圧Ｐasでない時には、
吸気管圧力Ｐm が低下するほど補正係数Ｆfpが１に近く
なる（つまり有効噴射時間ＴＰの補正量が少なくなる）
ように設定されている。

【００１８】続くステップ１０３で、無効噴射時間ＴＶ
を次のようにして算出する。予め、図５に示すように、
無効噴射時間ＴＶのデータを、大気圧Ｐatと吸気管圧力
Ｐmとの差圧（Ｐat−Ｐm ）と、バッテリ電圧ＶＢにオ
フセット電圧ＶＢofstを加えた電圧（ＶＢ＋ＶＢofst）
とによる二次元データマップとしてＲＯＭ４１に記憶し
ておく。ここで、インジェクタ１９の燃料流入部に作用
する燃圧は大気圧Ｐatにプレッシャレギュレータ２４の
設定燃圧Ｐset を加算した圧力（Ｐat＋Ｐset）になる
ため、インジェクタ１９の燃料流入部と噴射口との間に
作用する差圧（これが実質的な燃料噴射圧力となる）
は、Ｐat＋Ｐset −Ｐm となるが、設定燃圧Ｐset は常
に一定であるため、本実施例では設定燃圧Ｐset だけオ
フセットさせた差圧（Ｐat−Ｐm ）をパラメータとして
用いる。勿論、Ｐat＋Ｐset −Ｐmを用いるようにして
も良いことは言うまでもない。

【００１９】例えば、吸気管圧力Ｐm が低下してインジ
ェクタ１９の燃料流入部と噴射口との間に作用する差圧
が大きくなると、見かけ上、インジェクタ１９の燃料流
入部に作用する燃圧が高くなるのと同様の効果となり、
図６に示すように無効噴射時間は長くなる。従って、図
５に示す二次元データマップも、差圧（Ｐat−Ｐm ）が
大きくなるほど無効噴射時間ＴＶが長くなるように設定
されている。

【００２０】上述したオフセット電圧ＶＢofstは、バッ
テリ電圧ＶＢと実際にインジェクタ１９に加わる駆動電
圧との差を補正するもので、正負の所定の設定範囲（例
えば−１０Ｖ〜＋１０Ｖ）で予め車種に応じて設定され
ている。このオフセット電圧ＶＢofstはハーネス抵抗等
による電圧降下分に相当し、車種毎に微妙に異なる。例
えば、インジェクタ１９の駆動電圧（ＶＢ＋ＶＢofst）
が低くなると、インジェクタ１９の弁開放速度が遅くな
って無効噴射時間が長くなるため、図５に示す二次元デ
ータマップも、駆動電圧（ＶＢ＋ＶＢofst）が低くなる
ほど無効噴射時間ＴＶが長くなるように設定されてい
る。

【００２１】ステップ１０３では、ＥＣＵ４０に供給さ
れる電源電圧からバッテリ電圧ＶＢを判定し、インジェ
クタ１９の駆動電圧（ＶＢ＋ＶＢofst）を算出すると共
に、差圧（Ｐat−Ｐm ）を算出し、それらの算出値をパ
ラメータにして図５に示す二次元データマップから無効
噴射時間ＴＶを検索して求める。これにより、インジェ
クタ１９の駆動電圧（ＶＢ＋ＶＢofst）と差圧（Ｐat−
Ｐm ）に応じた正確な無効噴射時間ＴＶが求められる。
このステップ１０３の処理は、特許請求の範囲でいう差
圧判定手段、駆動電圧推定手段及び演算手段としての役
割を果たす。

【００２２】次のステップ１０４では、上記ステップ１
０１〜１０３で求められた有効噴射時間ＴＰ、補正係数
Ｆfp及び無効噴射時間ＴＶを用いて、次式により燃料噴
射時間ＴＡＵ（インジェクタ１９に加える駆動信号のパ
ルス幅）を算出し、本ルーチンを終了する。 ＴＡＵ＝ＴＰ×Ｆfp＋ＴＶ

【００２３】以上説明した実施例では、インジェクタ１
９の燃料流入部と噴射口との間に作用する差圧（これが
実質的な燃料噴射圧力となる）と、インジェクタ１９の
駆動電圧とが無効噴射時間を変化させる二大要因なる点
に着目し、予め、無効噴射時間のデータを、大気圧Ｐat
と吸気管圧力Ｐm との差圧（Ｐat−Ｐm ）と、バッテリ
電圧ＶＢにオフセット電圧ＶＢofstを加えた電圧（ＶＢ
＋ＶＢofst）とによる二次元データマップとしてＲＯＭ
４１に記憶し、この二次元データマップから無効噴射時
間を求めるようにしたので、吸気管圧力が変化したりイ
ンジェクタ１９の駆動電圧が変化しても、正確な無効噴
射時間を設定することができて、噴射量のずれ（空燃比
のずれ）を抑えることができる。

【００２４】しかも、同じインジェクタ１９を使用する
車種については、インジェクタ１９の駆動電圧を推定す
るためのバッテリ電圧ＶＢのオフセット量ＶＢofst（ハ
ーネス抵抗等による電圧降下分）を車種毎に設定するだ
けで良く、他のデータ類は変更する必要がないので、図
５の二次元データマップを共通化することができる。こ
れにより、異なる車種間の無効噴射時間補正のためのセ
ッティング作業を簡素化することができ、生産性向上の
要求も満たすことができる。

【００２５】更に、上記実施例では、プレッシャレギュ
レータ２４の背圧室２７を大気に連通させて、インジェ
クタ１９の燃料流入部に作用させる燃圧を大気圧に対し
て一定とするように構成し、プレッシャレギュレータ２
４の背圧室２７と吸気管１２とを連通させる圧力導入管
を廃止したので、配管構成を簡素化することができて、
コストダウン・省スペース化の要求も満たすことができ
る。しかしながら、本発明は、この構成に限定されず、
プレッシャレギュレータ２４を廃止し、燃料配管２１内
の燃圧を燃圧センサ（図示せず）で検出し、この燃圧セ
ンサの出力信号に基づいて燃料ポンプ２０の回転数（吐
出圧）を制御して燃圧を一定に保つようにしても良い。

【００２６】また、上記実施例では、デリバリパイプ２
３内の余剰燃料をリターン配管２５を通して燃料タンク
１８内に戻すようにしたが、リターン配管２５を廃止
し、燃料配管２１がデリバリパイプ２３で終端になるリ
ターンレス配管構成としても良い。

【００２７】尚、上記実施例は、本発明をＤジェトロニ
ック式（吸入負圧感知式）の電子制御燃料噴射装置に適
用したものであるが、Ｌジェトロニック式（空気流量感
知式）の電子制御燃料噴射装置においても吸気管圧力セ
ンサを備えたシステムであれば適用可能である。また、
吸気管圧力センサが無くても、吸入空気量を検出する吸
気量センサが有れば、吸気量センサにより検出した吸入
空気量から吸気管圧力を推定することも可能である。

【００２８】その他、本発明は、有効噴射時間ＴＰの演
算方法を公知の他の方法に変更しても良い等、要旨を逸
脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うま
でもない。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１の構成によれば、予め、無効噴射時間のデー
タを、インジェクタに作用する差圧とインジェクタの駆
動電圧とによる二次元データマップとして記憶手段に記
憶し、この二次元データマップから無効噴射時間を求め
るようにしたので、吸気管圧力が変化したりインジェク
タの駆動電圧が変化しても、正確な無効噴射時間を設定
することができて、噴射量のずれ（空燃比のずれ）を抑
えることができる。しかも、同じインジェクタを使用す
る車種については、インジェクタの駆動電圧を推定する
ためのバッテリ電圧のオフセット量（ハーネス抵抗等に
よる電圧降下分）を車種毎に設定するだけで良いので、
二次元データマップを共通化することができて、異なる
車種間の無効噴射時間補正のためのセッティング作業を
簡素化することができる。

【００３０】更に、請求項２では、プレッシャレギュレ
ータの背圧室を大気に連通させて、プレッシャレギュレ
ータの背圧室と吸気管とを連通させる圧力導入管を廃止
したので、配管構成を簡素化することができて、コスト
ダウン・省スペース化の要求も満たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシステム全体の概略構
成図

【図２】プレッシャレギュレータの縦断面図

【図３】有効噴射時間ＴＰに対する補正係数Ｆfpを求め
るための二次元データマップを概念的に示す図

【図４】燃料噴射時間演算ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート

【図５】差圧（Ｐat−Ｐm ）とインジェクタの駆動電圧
（ＶＢ＋ＶＢofst）とから無効噴射時間ＴＶを求めるた
めの二次元データマップを示す図

【図６】インジェクタに作用する差圧と無効噴射時間と
の関係を示す図

【符号の説明】

１０…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１７…吸
気管圧力センサ、１９…インジェクタ、２０…燃料ポン
プ、２１…燃料配管、２３…デリバリパイプ、２４…プ
レッシャレギュレータ、２５…リターン配管、２６…ダ
イヤフラム、２７…背圧室、２８…燃料室、３１…バル
ブ、４０…ＥＣＵ（差圧判定手段，駆動電圧推定手段，
演算手段）、４１…ＲＯＭ（記憶手段）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料配管内の燃圧を一定に保ちながらイ
   ンジェクタから燃料を噴射するようにした内燃機関の燃
   料噴射制御装置において、 前記インジェクタの燃料流入部に作用する燃圧と吸気管
   圧力との差圧を求める差圧判定手段と、 バッテリ電圧を判定し、そのバッテリ電圧を所定量オフ
   セットさせることにより前記インジェクタの駆動電圧を
   推定する駆動電圧推定手段と、 前記インジェクタの無効噴射時間のデータを前記差圧と
   前記駆動電圧とによる二次元データマップとして記憶し
   た記憶手段と、 前記差圧判定手段で求めた差圧と前記駆動電圧推定手段
   で推定した駆動電圧とに基づいて前記記憶手段に記憶さ
   れている二次元データマップから前記無効噴射時間を求
   める演算手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の燃
   料噴射制御装置。
2. 【請求項２】 燃料配管中に設けられたプレッシャレギ
   ュレータの背圧室を大気に連通させて、前記インジェク
   タの燃料流入部に作用させる燃圧を大気圧に対して一定
   としたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃
   料噴射制御装置。