JPH088272Y2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は自動車エンジンへの燃料噴射量を制御する燃
料噴射制御装置に関し、特に始動時の燃料噴射量を最適
に制御する燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車エンジンの燃料噴射制御装置は、エン
ジンの回転数に応じて所定角度毎（例えば、120°毎）
の参照信号と所定微小角度毎（例えば、１°毎）の位置
信号とを出力するクランク角センサと、前記エンジンの
吸入空気量を計測する流量計と、前記エンジンの冷却水
温を検出する水温センサと、前記エンジンに設けられた
噴射弁と、該噴射弁に噴射パルスとして出力する燃料噴
射量を演算するコントロールユニットとから構成されて
いる。

ここで、前記コントロールユニットから燃料噴射量に
対応したパルス幅をもった噴射パルスを出力するに際
し、クランク角センサによるエンジン回転数をＮ、流量
計による吸入空気量をＱ、定数をＫとすると、基本噴射
量Tpを、 Tp＝Ｋ×Q/N …（１） として演算する。そして、基本噴射量Tpを、水温セン
サ、酸素センサ等の各種センサ、シフトレバースイッ
チ、スロットルバルブスイッチ等の各種スイッチからの
信号に基づいて補正し、最終的に噴射弁による燃料噴射
量Tiを、 Ti＝Tp×α×α′×C_OEF＋Ts …（２） ただし、α：空燃比フィードバック補正係数 α′：基本空燃比学習補正係数 C_OEF：各種補正係数 Ts:バッテリ電圧補正係数 として演算し、燃料噴射制御を行なっている。

しかし、エンジンスイッチによるエンジン始動時にお
いては、それ以前にエンジンは回転していないから、エ
ンジン回転数Ｎ、吸入空気量Ｑを計測することはできな
い。このため、エンジンが始動しやすいように、始動時
の第１発目、第２発目の噴射パルスは、エンジンの冷却
水温に依存した一定幅の噴射パルスをスタートパルスT
_STとして出力するようになっている。

このため、エンジンスイッチをONとしてエンジンをク
ランキング開始した時点の第１発目のスタートパルス
は、クランク角センサからの位置信号を所定角度分（例
えば、51°または15°）カウントした時点で出力し、第
２発目のスタートパルスは、参照信号の出力位置から位
置信号を所定角度分（例えば、51°または15°）カウン
トした時点で出力するようになっている。

なお、エンジンはその上死点の70°手前で参照信号を
出力するようになっており、エンジンの吸気弁が開弁す
る前に燃料の噴射を行い、エンジンの吸気行程に合わせ
た最新データ（エンジン回転数、吸入空気量等）をもと
にして演算し、燃料噴射量を制御するようになってい
る。このため、参照信号の立上がりから51°の位置は、
吸気弁の開弁時点（上死点の12°手前）以前の最適角度
として設定されている。

この際、第１発、第２発目のスタートパルスによって
噴射弁から燃料を噴射しても、当該燃料はエンジンのシ
リンダ内壁、ピストン周壁等に付着して、吸収されてし
まう恐れがあるから、これらスタートパルスは（２）式
による通常の噴射パルスのパルス幅よりも大となるよう
に設定し、冷機始動時、再始動時等の始動性を良好なら
しめている。

〔考案が解決しようとする課題〕

そこで、クランク角センサから出力される参照信号、
位置信号とコントロールユニットから出力される噴射信
号との関係をみると、正常時においては、第７図に示す
ようにスタートスイッチがONとなってから位置信号を51
°分（51パルス）カウントした時点で、第１発目のスタ
ートパルスT_ST1を出力し、次に参照信号が出力され位置
信号を51°分だけカウントした時点で第２発目のスター
トパルスT_ST2を出力し、第３発目以後は噴射量に対応し
た噴射パルスT_iを参照信号と位置信号とにより定まるタ
イミング毎に出力する。

しかし、エンジン停止時には当該エンジンは任意の位
置で停止するものであり、クランク角センサとクランク
軸との関係は不定である。

然るに、始動時における第１発目のスタートパルスT
_ST1は位置信号のみをカウントして出力するものである
ため、位置信号が51パルスに達しないうちに参照信号が
発生してしまい、スタートパルスT_ST1を出力することが
できない場合がある。即ち、これを第８図についてみる
と、第１発目のスタートパルスT_ST1が無く、第２発目の
スタートパルスT_ST2が１発だけ出力された後、通常の噴
射パルスT_iとなってしまう。なお、この第８図に示す異
常時の発生率は10〜15％である。

そこで、第８図のように始動時に第１発目のスタート
パスルT_ST2が１発しか発生しない場合には、燃料噴射量
が少なくなって、空燃比が薄くなる（リーン傾向）。一
方、第７図にように始動時に２発のスタートパスル
T_ST1，T_ST2が発生した場合には、空燃比は濃くなる（リ
ッチ傾向）。

この結果、クランキング時の空燃比が不安定となり、
始動時間が長くなる欠点があり、特に冷機始動時（コー
ルドスタート）の始動性が困難となるという欠点があ
る。

本考案はこのような従来技術の欠点に鑑みなされたも
ので、エンジンの始動性を良好ならしめるようにした燃
料噴射制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案が採用する構成の
特徴は、エンジン始動時にクランク角センサから参照信
号が出力される前に第１発目のスタートパルスT_ST1が出
力されたか否か監視するスタートパルス監視手段と、該
監視手段によって第１発目のスタートパルスT_ST1が出力
されていないと判定したときには、参照信号に同期して
計数した位置信号が所定数に達した時出力する第１発目
（本来は第２発目）のスタートパルスT_STを、２倍のパ
ルス幅（２×T_ST）に設定する２倍幅設定手段とからな
る。

〔作用〕

このように構成することにより、監視手段が第１発目
のスタートパルスT_ST1が出力されいないと判定したとき
には、２倍幅設定手段は参照信号に同期した第１発目の
スタートパルスのパルス幅を２倍に設定することができ
るから、エンジンに噴射する燃料噴射量が２倍となり、
始動性を良好ならしめる。

〔実施例〕

以下、本考案に実施例について、添付図面を参照しつ
つ詳細に述べる。

まず、第１図において、１はエンジン（図示せず）を
始動するために、エンジンキーによってON操作されるス
タートスイッチ、２はエンジンに設けられたクランク角
センサで、該クランク角センサ２は例えば120°毎に参
照信号（REF）を出力する参照信号センサ2Aと、１°毎
に位置信号（POS）を出力する位置信号センサ2Bとから
構成されている。３はエンジンの吸気管に設けられ、吸
入空気量Ｑを計測するエアフローメータ、４はエンジン
の冷却水温T_Wを検出する水温センサ、５は例えば吸気マ
ニホールドに設けられた噴射弁で、該噴射弁５は後述の
コントロールユニット６から出力される噴射パルスT_iま
たはスタートパルスT_STのパルス幅に基づいて開弁し、
エンジン内に当該パルス幅に応じた燃料を噴射する。

６は例えばマイクロコンピュータによって構成される
コントロールユニットを示し、該コントロールユニット
６は入出力制御回路7,CPU,MPU等からなる演算回路８、R
OM,RAM等からなる記憶回路９を含んで構成され、入出力
制御回路７を介してその入力側はスタートスイッチ１、
クランク角センサ２、エアフローメータ３、水温セン４
等の各種スイッチ、センサと接続され、出力側は噴射弁
５、点火プラグ、燃料ポンプ等（いずれも図示せず）と
接続されている。そして、前記記憶回路９内には第３図
ないし第５図に示すプログラムの他に各種のプログタム
が格納されていると共に、第２図に示す記憶エリア10が
形成され、該記憶エリア10内にはスタートパルスのパル
ス幅を決定するため、冷却水温T_Wとパルス幅とのマップ
を記憶したデータマップエリア11と、始動後最初の参照
信号であると確認したとき、REFCHKフラグを立てるREFC
HKフラグエリア12と、入出力制御回路７から噴射弁５に
対して最初のスタートパルスT_STが出力され、燃料を噴
射中であることを確認したとき、INJCHKフラグを立てる
INJCHKフラグエリア13とを含んで構成されている。

ここで、前記コントロールユニット６はスタートスイ
ッチ１がONとなった時点でクランク角センサ２からの位
置信号をカウントし、これが51パルスに達した時第１発
目のスタートパルスT_ST1を出力せしめ、第２発目のスタ
ートパルスT_ST2は参照信号の立上りに同期して位置信号
をカウントし、これが51パルスに達した時出力し、その
後は所定タイミング毎に出力する噴射タイミング決定機
能と、スタートスイッチ１がONとなった時、最初の２発
はスタートパルスT_STとして水温センサ４による検出水
温T_Wに応じた所定パルス幅のパルスを設定する初期セッ
ト機能と、参照信号に同期したスタートパルスを出力し
た後はクランク角センサ２によるエンジン回転数Ｎ、エ
アフローメータ３による吸入空気量Ｑに基づき（１）式
による基本噴射量を演算し、各種センサ、スイッチから
の信号によって（２）式の噴射量T_iを演算して噴射パル
スT_iを出力する噴射パルス演算機能と、エンジン始動時
にクランク角センサ２から参照信号が出力される前に第
１発目のスタートパルスT_ST1が出力されたか否か監視す
るスタートパルス監視機能と、これによるスタートパル
スの監視で、第１発目のスタートパルスT_ST1が出力され
ていないと判断したときには参照信号に同期した第１発
目のスタートパルスを２倍のパルス幅（２×T_ST）に設
定する２倍幅設定機能とを有している。なお、前記噴射
タイミング決定機能、初期設定機能、噴射パルス演算機
能等は従来公知である。

本実施例はこのように構成されるが、次にその作動に
ついて述べる。

まず、第３図はスタートスイッチ１がONとなったタイ
ミングで割込み処理される初期セット処理を示す。

同図において、コントロールユニット６はスタートス
イッチ１がONとなったタイミングを監視し、ステップ１
で初期セット処理が開始されると、ステップ２で水温セ
ンサ４から検出水温T_Wを読込み、次のステップ３ではデ
ータマップエリア11のマップを参照し、検出水温T_Wに対
応するスタートパルスT_STのパルス幅を決定する。そし
て、次のステップ４では入出力制御回路７にステップ３
で決定したパルス幅をセットすると共に、次のステップ
５で噴射許可をセットする。ここで、スタートパルス、
噴射パルスは、先に述べたようにコントロールユニット
６による噴射タイミング決定機能によって噴射弁５に対
する信号出力のタイミングが決定されるものであるか
ら、初期セット処理としてはステップ4,5においてパル
ス幅、噴射許可だけをセットすればよく、実際の噴射タ
イミングは参照信号、位置信号をカウントすることによ
って実行される。また、ステップ６ではINJCHKフラグを
「０」にセットし、ステップ７ではREFCHKフラグを
「０」にセットした後、ステップ８からリターンする。

また、第４図は微小時間（例えば、1msec）毎の定時
割込み処理によって最初のスタートパルスが出力された
ことを確認する処理である。

即ち、1msecの定時割込み時間に達すると、ステップ1
1の定時割込み処理が開始され、次のステップ12で入出
力制御回路７から噴射弁５に噴射パルスが出力され、燃
料噴射中であるか否か判定し、「NO」ならばステップ14
からリターンし、一方、ステップ12で「YES」ならばス
テップ13に移って、INJCHKフラグエリア13内のINJCHKフ
ラグを「０」から「１」にセットする。これにより、ス
タートスイッチ１がONしてから第１発目の噴射パルスが
出力されたことを確認する。

さらに、第５図はクランク角センサ１から参照信号が
入力される毎に実行される参照信号割込み処理を示す。

いま、第１発目の参照信号が入力されると、ステップ
21で参照信号割込み処理が開始され、次のステップ22で
はREFCHKフラグが「０」であるか否か判定する。これ以
前に参照信号が入力されていなければ、第３図中のステ
ップ７によりREFCHKフラグは「０」にセットされている
から、ステップ22では「YES」の判定となり、ステップ2
3に進んでINJCHKフラグが「０」であるか否か判定す
る。

ここで、前記ステップ23で「NO」と判定したと仮定す
ると、INJCHKフラグは「１」となっていることであり、
参照信号が入力される前に第４図の定時割込み処理によ
って、当該INJCHKフラグは「１」にセットされるいるこ
とを示している。即ち、第７図に示すように、参照信号
が入力される前に第１発目のスタートパルスT_ST1を出力
しており、正常時の状態にあることを示している。

従って、この場合にはステップ23からステップ25に移
り、入出力制御回路７に第２発目のスタートパルスT_ST2
の噴射許可をセットし、ステップ26では参照信号が入力
されたことを確認すべく、REFCHKフラグエリア12のREFC
HKフラグを「０」から「１」にセットし、ステップ28か
らリターンする。そして、次の参照信号による割込み処
理では、ステップ22において「NO」と判定されるから、
ステップ27に移り（２）式に基づく噴射パルスによって
通常の噴射制御を行なう。なお、ステップ25で噴射許可
がセットされた第２発目のスタートパルスT_ST2は別のサ
ブルーチンにより、参照信号の立上りからカウントした
位置信号が51パルス（51°）に達したときに出力される
ものである。

一方、ステップ22で「YES」と判定し、かつステップ2
3で「YES」と判定したときには、REFCHKフラグ、INJCHK
フラグは共に「０」であり、第１発目の参照信号が入力
される前に噴射パルスは出力されていないことを示して
いる。即ち、第８図に示すように、参照信号が入力され
る前に第１発目のスタートパルスT_ST1は出力されておら
ず、異常時の状態であることを示している。

この結果、ステップ23からステップ24に移り、演算回
路８の制御の下に入出力制御回路７にスタートパルスT
_STの２倍のパルス幅、即ち（２×T_ST）なるパルス幅を
もった第１発目のスタートパルスをセットし、ステップ
25,26を経てステップ28からリターンする。

かくして、本実施例では、第６図に示すように、参照
信号が入力される前に第１発目のスタートパルスが出力
されていないときには、参照信号入力後の第１発目のス
タートパルスのパルス幅を（２×T_ST）に設定すること
ができるから、噴射弁５からの燃料噴射量も２倍とする
ことができる。従って、従来技術における第８図の状態
でクランキングを行なうものに比較し、燃料噴射量が２
倍となった分だけ始動時、特に冷機始動時の始動性が良
好となり、何回もクランキングを行なう必要がなく、始
動時間を短縮することができる。

かくして、第８図に示す状態は10〜15％の発生率であ
るから、通常のエンジンにおいては、第７図のように２
発のスタートパルスT_ST1，T_ST2が発生する状態を正常と
してマッチングするように設定しているから、第８図の
状態で噴射量を２倍とすることによって、始動時の空燃
比を一定に保ち、従来技術のような不具合を解消してエ
ンジンの始動性を良好にすることができる。

なお、実施例においては第４図の定時割込み処理、第
５図のステップ22,23等が、本発明によるスタートパル
ス監視手段の具体例であり、ステップ24が２倍幅設定手
段の具体例であるが、本考案はこのような具体例に限定
されるものではない。

〔考案の効果〕

本考案に係る燃料噴射制御装置は以上詳細に述べた如
くであって、エンジンが始動してから最初の参照信号が
出力される前に第１発目のスタートパルスが出力されて
いない場合には、最初の参照信号に同期する第１発目の
スタートパスルのパルス幅を２倍のパルス幅に設定する
構成としたから、始動時の燃料噴射量を安定化させて始
動時空燃比の変動を防止し、始動性、特に冷機始動時や
再始動時の始動性を良好ならしめ、始動時間の短縮を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例による回路構成を示すブロック図、第
２図は記憶回路内の構成の一部を示す説明図、第３図は
初期セット処理を示す流れ図、第４図は定時割込処理を
示す流れ図、第５図は参照信号による割込処理を示す流
れ図、第６図は本実施例によって得られる異常時の信号
関係を示す説明図、第７図、第８図は従来技術に係り、
第７図は従来技術による正常時の信号関係を示す説明
図、第８図は従来技術による異常時の信号関係を示す説
明図である。 １……スタートスイッチ、２……クランク角センサ、2A
……参照信号センサ、2B……位置信号センサ、３……エ
アフローメータ、４……水温センサ、５……噴射弁、６
……コントロールユニット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転数に応じて所定角度毎の参
   照信号と所定微小角度毎の位置信号とを出力するクラン
   ク角センサと、前記エンジンの吸入空気量を計測する流
   量計と、前記エンジンの冷却水温を検出する水温センサ
   と、前記エンジンに設けられた噴射弁と、エンジン始動
   時には該噴射弁に対して第１発目のスタートパルスを前
   記クランク角センサの位置信号が所定数に達した時出力
   し、第２発目のスタートパルスは参照信号に同期して計
   数した位置信号が所定数に達した時出力し、かつこれら
   スタートパルスは前記水温センサによる検出水温に応じ
   たパルス幅とし、その後の噴射パルスは前記クランク角
   センサ、流量計による検出信号に基づき演算したパルス
   幅とするコントロールユニットとからなる燃料噴射制御
   装置において、エンジン始動時に前記クランク角センサ
   から参照信号が出力される前に第１発目のスタートパル
   スを出力したか否か監視するスタートパルス監視手段
   と、該監視手段によって第１発目のスタートパルスが出
   力されていないと判定したときには参照信号に同期した
   第１発目に該当するスタートパルスを２倍のパルス幅に
   設定する２倍幅設定手段とから構成したことを特徴とす
   る燃料噴射制御装置。