JPS58172452A - 電子制御式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子制御式燃料噴射装置、特にインジェクタへ
燃料を供給する燃料系とインジェクタの燃料噴射時間を
制御する＠部系とを有するガソリン機関において、電気
式燃料ポンプによる燃料流量を各種の機関１ＩＩＩＪ御
要素に応じて演算ｊるようにし、燃料ポンプの騒音の軽
減及び消費電力の節約を図るようにした電子制御式燃料
噴射装置に関するものである。

従来、電子制御式燃料噴射装置において、例えば、キー
スイッヂ等がオンされると燃料ポンプにバッテリ電圧が
常時印加され、全能力で運転される。

しかしこの種の装置によると、（イ）Ｉｌ！関のアイド
ル運転時に機関の騒音が低くなるため、相対的に燃料ポ
ンプの騒呂が目立つようになる。（ロ）機関の燃料噴射
量が少ない時にも常に全能力で運転するため電力が無駄
に使われる、（ハ）機関の燃料消費社が少ない場合も、
常に全能力の流量を機関周辺に通して燃料タンクに戻す
ため、燃料タンク内の燃料が非所望に加熱されるく二）
ＩＩＩ関の低湿始動時等にバッテリ電圧が極端に低下し
た場合、燃料ポンプの回転数が低下し、燃料圧力が低下
して機関の始動が困難になる場合がある。

本発明は上記の問題点を解決することを目的とし、特に
燃料ポンプの騒音の軽減を図ることを目的としている。

そのため本発明の電子制御式燃料噴射装置はインジェク
タへ燃料を供給する燃料系と上記インジＩクタの燃料噴
射時間を制御する制御系とを有】−るガソリン機関にお
いて、制−系に機関制御要素に応じて燃料系の電動式燃
料ポンプによる燃料流量を制御する制御回路を備えたこ
とを特徴とする。以下図面を参照しつつ本発明を説明す
る。

第１図は本発明による電子制御式燃料噴射装置の一実施
例構成、第２図はイの電気ブロック図、第３図は制御回
路の主要な処理を説明するための７【コーチヤード、第
４図は燃料ポンプのモータ駆動波形図、第５図及び第６
図はそれぞれ本発明の一実施例を説明するための説明図
をそれぞれ示づ。

第１図において、１は機関本体、２はそのシリンダ・ブ
ロック、３はピストン、４は点火プラグ、５はインテー
ク・バルブ、６はエキゾースト・バルブ、７はインテー
ク・マニホルド、８はエキゾースト・マニホルド、９は
スロットル・バルブ、１０はサージ・タンク、１１はエ
ア・フロー・メータ、１２は水温センサ、１３は吸気温
センサ、１４は中速センサ、１５はエアコン、１６は０
２センサ、１７は気筒判別センサ、１８は回転角センサ
、１９はスロットル・センサ、２０はニュートラル・ス
イッチまたはクラッチ・スイッチ、２１はアイドル・ス
ピード・コントロール・バルブ、２２−１乃至２２−ｎ
は　ｎ個の各気筒にそれぞれ対応するインジェクタ、２
３は燃料タンク、２４はフィルタ、２５は燃料ポンプ、
２６はデリバリパイプ、２７はプレッシャレギュレータ
、２８はプレッシャライン、２９はリターンバイブ、３
０は燃料ポンプ２５のモータ、３１はイグナイタ、３２
はディスリピユータ、３３はキースイッチ、３４は電源
バッテリ、３５は制御回路を夫々表わす。

制御回路３５は第２図に図示する如き構成をとり、図中
、３６はマイクロプロセッサ・ユニツ、ト（以下単にＭ
ＰＵという。）、３７はリード・オンリー・メモリ〈以
下単にＲＯＭという。）、３８はランダム・アクセス・
メモリ（以下単にＲＡＭという。）、３９はクロック発
生回路（以下単にＣＬ　ＯＣＫという。）、４０は電源
バッテリ３３、エア・フ〇−・メータ１１、水温センサ
１２、吸気温センサ１３、中速センサ１４およびエアコ
ン１５に対応する入出力ボート、４１は０２セン勺１６
、気筒判別センサ１７、回転角センサ１８、スロットル
・センサ１９、ニュートラルスイッチまたはクラッチス
イッチ２０、モータ３０Ｓａよびアイドル・スピード・
コントロール・バルブ２１に対応する入出力ボート、４
２はインジェクタ２２−１乃至２２−ｎに対応する出力
ポート、４３はイグナイタ３１に対応でる出力ポート、
４４は電源バッテリ３３に対応するバッファ、４５はエ
ア・フロー・メータ１１からの吸入空気量信号が入力さ
れるバッファ、４６は水温センサ１２からの水温信号が
入力されるバッファ？、４７は吸気温センサ１３からの
吸気温信号が入力されるバッファ、４８は中速センサ１
４からの中速信号が入力されるバッファ、４９は入出力
ボート４０からの制御信号にもとづいてバッファ４４な
いしバッファ４７からの出力信号を選択・出力するマル
チプレクサ、５０は入出力ボート４０からの制御信号に
もとづいてマルチプレクサ４９からの出力信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５１は０２センサ１６
からの０２信号が入力されるバッファ、５２はバッファ
５１からの出力信号を予め設定した基準値と比較し所望
の信号として入出力ボート４１に出力するコンパレータ
、５３は気筒判別センサ１７からの気筒判別信号および
回転角センサ１８からの回転角信号を夫々波形整形して
入出力ボート４１に出力する整形回路、５４はモータ駆
動波形のデユーティ比データが入出力ボート４１から所
定の周期毎にセットされるダウンカウンタ、５５は該ダ
ウンカウンタ５４の出力信号を入力し対応する駆動信号
をモータ３０に出力する駆動回路、５６は入出力ボート
４１を介して出力されてくるアイドル・スピード・コン
トロール・バルブ制御信号にもとづいてアイドル・スピ
ード・コントロール・バルブ２１を駆動するＩＩ勤回路
、５７は出力ポート４２を介して出力されてくるインジ
ェクタ制御信号にもとづいてインジェクタ２２−１乃至
２２−ｎを駆動する駆動回路、５８は出力ポート４３を
介して出力されてくるイグナイタ制御信号にもとづいて
イグナイタ３１を駆動する駆動回路を夫々表わす。

キースイッチ３３がオンされ制御回路３５に電、ｌ　　
””′ 源バッテリ３４の電Ｊ王が印加されるようになると、制
御回路３５のＭＰＵ３６はＣＬＯＣＫ３９のクロック信
号に同期しつつＲＯＭ３７内に予めストアされている制
御プログラムに従って処理を開始する。

この処理には、主として噴射量制御と点火制御と燃料流
量制御とアイドル・スピード・コントロール・バルブ制
御とがある。

噴射量制御は例えば、エア・フロー・メータ１１、水温
センサ１２、吸気温センサ１３、中速センサ１４、エア
コン１５．０２センサ１６、気筒判別センサ１７、回転
角センサ１８、スロットル・センサ１９及びニュートラ
ルスイッチ２０からの各信号に基づいて制御回路３５が
燃料噴射時間を演算し対応するインジェクタ制御信号を
インジェクタ２２−１乃至２２−ｎに出力することによ
り行われる。

又、点火制御は例えばエア・フロー・メータ１１、水温
センサ１２、吸気温センサ１３、気筒判別センサ１７、
回転角センサ１８及びスロットル冒 ・センサ１９からの各信号に基づいて制御回路３５が点
火時期及び通電時間を演算し対応するイグナイタ制御信
号をイグナイタ３１に出力することにより行われる。

次に本実施例の主要な処理である燃料流量制御について
第３図に図示するフローチャートを参照しつつ説明する
。

この燃料流量制御は例えば１０１８周期の割り込みルー
チンの実行において行われる。即ら、まず第３図図示の
ステップ１０１において、エア・フロー・メータ１１か
らの吸入空気量信号、水温センサ１２からの水ｍ信号及
び電源バッテリ３３からの電圧信号を読み込み、次にス
テップ１０２においてこれらの情報に基づいて燃料ポン
プ２５のモータ３０を駆動するために必要とするデユー
ディ比りを計ｒする。ここでこのデユーティ比りは次の
式即ら、 （ここでＰ及びＢはそれぞれ第４図に図示する如きモー
タ駆動波形における周期（１０ｉ＋ｓ）及びオン期間に
対応する。）で表わされ、デユーティ比りを算出するに
代って上記オン期間Ｂ＠−算出してもよい。この場合、
デユーティ比り即らオン期間Ｂを算出するに当っては、
第５図に図示する吐出縁特性を参照して説明すると、例
えば電源電圧が１２ボルトでありかつ機関が高負荷運転
される場合は第５図図示点ａに示す如く、デユーティ比
りを例えば９０％程麿と大きくとって比較的大きな吐出
量が臀られるようにし、又アイドル運転等機関の燃料消
費量が少ない場合は第５図図示白すに示す如くデユーテ
ィ比りを例えば３５％程度と小さくとって吐出量が比較
的小さくなるようにし、更に電源電圧が５ボルトと低く
かつ機関の低温始動時においては、第５図図示点Ｃに示
す如くデユーティ比りを例えば８０％程度と比較的大き
な値にして所定の吐出量を確保するようにする。

そして上記の如くデユーティ比り即らオン期間Ｂが算出
されると、次にステップ１０３を実行してダウンカウン
タ５４にデユーティ比り即もオン期間Ｂに対応する値を
セットした上でステップ１０４により割り込み処理を終
了しメインプログラムに処理を移すようにする。

デユーティ比り即らオン期間Ｂに対応づる値がセットさ
れたダウンカウンタ５４はＣＬ　ＯＣＫ　３９のりＯツ
ク信号に同期しつつ減算を行って行く。

ここでダウンカウンタ５４の出力信号は、例えばその内
容が「０」になるまでの闇はハイレベル、その内容が「
０」になるとローレベルとなるようにされ、第４図に図
示する如き矩形波状のモータ駆動波形が得られるように
される。

このように燃料流量制御においては、エア・フ〇−・メ
ーター１、電源バッテリ３４など各種のＩｌｌ圏制御要
素からの信号に基づいて機関運転状態にマツチした燃料
吐出量が定められている。従って、例えば騒音に関して
述べると、第６図の騒音特性に表わす如く、デユーティ
比りを小さくとればとる程、騒音レベルが低下する傾向
を示し、例えば機関を高出力運転させる場合には充分な
燃料流量を得るためにデユーティ比を１００％にするが
、このときの騒音レベルは５１　ｄｂＡと比較的高し く、一方機関がアイドリング状態にあるときは、機関の
騒音レベルの低下により相対的に燃料ポンプの騒音レベ
ルを低く抑えることが望ましいことからデユーティ比を
小さくとり、例えばデユーティ比を３５％にとると、騒
音レベルは２０ｄｂＡ程度と充分に低くなった。

燃料流−制御の他の一実施例として、イグナイタ３１か
らの点火確認信号の入力周期即ち機関回転数のみから概
略的な燃料消費量を算出し、該燃料消費量からデユーテ
ィ比りを算出してもよい。

この場合機関の低回転時にはデユーアイ比りを小さくし
て燃料ポンプ２５の回転数を低くし、一方機関の高回転
時にはデユーティ比りを大きくして燃料ポンプ２５を高
速回転させる。

更に燃料流量制御の他の実施例として、噴射量制御にお
いて算出された燃料噴射時間と機関の回転数とから燃料
噴射蟻を算出しデユーティ比りを算出するようにする。

又モータ駆動信号を生成する方法としては、上述した如
きダウンカウンタ５４を用いた方法のほかに、Ｍ　Ｐ　
Ｕ　３６自身の時間計測によってＡンタイミング、Ａフ
タイミングを制御Ｊるようにするものがある。

尚、アイドル・スピード・フントロール・ワイドバック
制御は、例えば水温センサ１２、吸気温センサ１３、車
速センサ１４、エアコン１５．０２センサ１６、回転角
センサ１８、スロットルセンサ１９及びニュートラル・
スイッチ２０からの各入力信号に基づいて機関アイドリ
ング状態における機関の目標回転数を維持するようにす
る。

以上説明した如く、本発明はインジェクタへ燃料を供給
する燃料系と上記インジェクタの燃料噴射時間を制御す
る制御系とを有するガソリン機関において、制御系に機
関制御要素に応じて燃料系の電動式燃料ポンプによる燃
料流量を制御する制御回路を備えるようにした。

このため本発明によれば、１ＩＩＷＡの運転に適した燃
料流量を定めることができるため、例えば機関アイドリ
ング時における機関の騒音を低く抑えることができると
共に電源バッテリの燃料ポンプ駆動に消費される電力量
を節減することができるなどの優れた効果を秦づる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子制御式燃料噴射装置の一実施
例構成、第２図はその電気ブロック図、第３図は制御回
路の主要な処理を説明するためのフローチャート、第４
図は燃料ポンプのモータ駆動波形図、第５図及び第６図
はそれぞれ本発明の一実施例を説明するための説明図を
それぞれ承り。 １・・・機関本体 １１・・・エア・フロー・メータ １２・・・水温センサ ２２−１乃至２２−ｎ・・・インジェクタ２５・・・燃
料ポンプ ３０・・・モータ ３１・・・イグナイタ ３４・・・電源バッテリ ３５・・・制御回路 代理人　弁理士　定立　勉 第２図 第３図 ＩＯｍｓｌＮＴ 第４図 一髪ｍ５ｅｃ 第５図 Ｕ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｌυソテー−テ
ィししＤ（％） 第６図 テｊ−ティ　比Ｄ　（’／、）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　インジェクタへ燃料を供給する燃料系と上記インジ
   ェクタの燃料噴射時間をｉ制御するＩ制御系とを有する
   ガソリン機関において、制御系に機関制御要素に応じて
   燃料系の電動式燃料ポンプによる燃料流量を制ｉＩＩ′
   するＩＩＪｌ１１１回路を備えたことを特徴とする電子
   制御式燃料噴射装置。 ２　上記制御回路は燃料ポンプのモータ駆動波形のデユ
   ーティ比を演算するよう構成されてなる上記特許請求の
   範囲第１ｆｌ記載の電子−１一式燃料噴＠装置。 ３　上記機関制御要素が吸入空気量、ｌｌ開冷却水温及
   び電源電圧を含み、これらの情報に基づいて上記デユー
   ティ比を演算する上記特許請求の範囲第２項記載の電子
   制御式燃料噴１１４装置。 ４　上記機関制御要素がイグナイタからの点火確認信号
   を含み、この情報に基づいて上記デユーティ比を演１ｓ
   ′１′る上記特許請求の範囲第２項記載の電子制御式燃
   料噴射装置。 ５　上記インジェクタの単位時間当りの燃料噴射量から
   上記デユーティ比が演算される上記特許請求の範囲第２
   項記載の電子制御式燃料噴ＩＪ装置。