JPS58217735A - 内燃機関の電子制御燃料噴射方法 - 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、内燃機関の電子制御燃料噴射方法に係り、特
に、吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装（１） 置を備えた自動車用エンジンに用いるのに好適な、通常
時は、エンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応じて
求められる基本噴射量をエンジン運転状態に応じて補正
することによって決定された燃料噴射量・により、メイ
ンインジェクタから主燃料を噴射し、冷間始動時は、コ
ールドスタートインジェクタから始動用補助燃料を噴射
するようにした内燃機関の電子制御燃料噴射方法の改良
に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の燃焼室に所定空燃比の
混合気を供給する方法の一つに、電子制御燃料噴射装置
を用いるものがある。これは、エンジン内に燃料を噴射
するためのメインインジェクタを、例えば、エンジンの
吸気マニホルド或いはスロットルボデーに、エンジン気
筒数個或いは１個配設し、該メインインジェクタの開弁
時間をエンジンの運転状態に応じて制御することにより
、所定の空燃比の混合気がエンジン燃焼室に供給される
ようにするものである。この電子制御燃料噴射装置には
、大別して、エンジンの吸入空装置と「　９　） エンジン回転数に応じて基本噴射量を求めるようにした
、いわゆる吸入空気量式の電子制御燃料噴射装置と、エ
ンジンの吸気管圧力とエンジン回転数に応じて基本噴射
量を求めるようにした、いわゆる吸気管圧力式の電子制
御燃料噴射装置がある。

このうち前者は、空燃比を精密に制御することが可能で
あり、排気ガス浄化対策が施された自動車用エンジンに
広く用いられるようＫ　７Ｚつている。

しかしながら、この吸入空気量式の電子制御燃料噴射装
置においては、吸入空気量が、アイドル時と高負荷時で
５０倍程度変化し、ダイナミックレンジが広いので、吸
入空気量を電気信号に変換する際の精度が低くなるだけ
でなく、後段のデジタル制御回路における計算精度を高
めようとすると、電気信号のビット長が長くなり、デジ
タル制御回路として高価なコンピュータを用いる必要が
ある。

又、吸入空気量を測定するために、エアフローメータ等
の非常に精密な構造を有する測定器を用いる必要があり
、設備費が高価となる等の問題点を有していた。

一方、後者の吸気管圧力式の電子制御燃料噴射装置にお
いては、吸気管圧力の変化量が２〜３倍程度と少なく、
ダイナミックレンジが狭いので、後段のデジタル制御回
路における演算処理が容易であるだけでなく、吸気管圧
力を検知するための圧力センサも安価であるという特徴
を有する。しかしながら、吸入空気量式の電子制御燃料
噴射装置に比べると、空燃比の制御精度が低く、特に、
加速時においては吸気管圧力が増大しなければ燃料噴射
針が増えないため空燃比が一時的にリーンとなって、加
速性能が低いものであった。

このような欠点を解消するべく、従来は、スロットル弁
が全閉状態から開かれ、スロットル全閉状態を検知する
ためのアイドルスイッチがオンからオフとなった時に前
記メインインジェクタから噴射される主燃料の量を同期
噴射で増量していた。

父、スロットル弁の開度を検知するためのスロットルセ
ンサを備えた装置においては、スロットル弁開度の変化
速度に応じて前記メインインジェクタから噴射される主
燃料の址を増量補正することが考えられる。

しかしながら、いずれにしても、メインインジェクタか
ら噴射される主燃料の量を補正する場合には、ｌグルー
プ噴射では１気筒に必要な燃料をクランク軸１回転に半
分ずつ噴射するので、過渡時には、空燃比がリーンとな
って、十分な加速性能ヲ得ることができないという欠点
を有していた。

又、電子制御燃料噴射装置においては、通常、前記メイ
ンインジェクタとは別にコールドスタートインジェクタ
が設けられており、該コールドスタートインジェクタを
冷間始動時に開弁じて、始動用補助燃料を噴射すること
により、冷間始動性を向上するようにされているが、従
来は、このコールドスタートインジェクタを加速性能を
向上する目的で用いる試み（ｌ″ｔなされていなかった
。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、加速時の過渡的な空燃比リーン化を防止することが
でき、従って、機関運転性能及び排気ガス浄化性能を向
上することができる内燃機関の電子制御燃料噴射方法を
提供することを目的とする。

本発明は、通常時は、エンジンの吸気管圧力とエンジン
回転数に応じて求められる基本噴射量をエンジン運転状
態に応じて補正することによって決定された燃料噴射量
によりメインインジェクタから主燃料を噴射し、冷間始
動時は、コールドスタートインジェクタから始動用補助
燃料を噴射するようにした内燃機関の電子制御燃料噴射
方法において、スロットル全閉信号がオンからオフとな
った時、及び、スロットル弁開度の変化速度が設定値以
上となった時は、前記コールドスタートインジェクタか
ら所定量の加速用補助燃料を噴射するようにして、前記
目的を達成したものである。

以下図面を参照して１本発明に係る内燃機関の電子制御
燃料噴射方法が採用された、自動車用エンジンの吸気管
圧力式電子制御燃料噴射装置の実施例を詳細に説明する
。

本実施例は、第１図に示す如く、外気を取入れるための
エアクリーナ１２と、該エアクリーナ１２より取入れら
れた吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ１４
と、スロットルボディ１６に配設され、運転席に配設さ
れたアクセルペダル（図示省略）と連動し７て開閉する
ようにされた。吸入空気の流量を制御するためのスロッ
トル弁１８と、該スロットル弁１８がアイドル開度にあ
るか否かを検出するためのアイドルスイッチ及びスロッ
トル弁１８の開度に比例した電圧出力を発生するポテン
ショメータを含むスロットルセンサ２０と、吸気干渉を
防止するためのサージタンク２２と、該サージタンク２
２内の圧力から吸気管圧力を検出するための吸気管圧力
センサ２３と。

前記スロットル弁Ｊ８をバイパスするバイパス通路２４
と、該バイパス通路２４の途中に配設された、該バイパ
ス通路２４の開口面積を制御することによってアイドル
回転速度を制御するためのアイドル回転制御弁２６と、
吸気マニホルド２８に配ＷＳｔされた、エンジン１０の
吸気ボートに向けて燃料を噴射するためのメインインジ
ェクタ３０と。

前記サージタンク２２に配設された、冷間始動時に始動
用補助燃料を噴射するためのコールドスタートインジェ
クタ３１と、排気マニホルド３２に配設された、排気ガ
ス中の残存酸素濃度がら空燃比を検知するための酸素濃
度センサ３４と、前記排気マニホルド３２下流側の排気
管３６の途中に配設された三元触媒コンバータ３８と、
エンジンｌＯのクランク軸の回転と連動して回転するデ
ィストリビュータ軸を有するディストリビュータ４０と
、該ディストリビュータ４ｏに内蔵された、前記ディス
トリビュータ軸の回転に応じて上死点信号及びクランク
角信号をそれぞれ出力する上死点センサ４２及びクラン
ク角センサ４４と、エンジンブロックに配設された。エ
ンジン冷却水温を検知するための冷却水温センサ４６と
、通常時は、前記吸気管圧力センサ２３出カの吸気管圧
力と前記クランク角センサ４４の出方のクランク角信号
から求められるエンジン回転数に応じて求められたエン
ジン１行程当りの基本噴射量を、前記スロットルセンサ
２０の出力、前記酸素濃度センサ３４出力の空燃比、前
記冷却水温センサ４６出方のエンジン冷却水温等に応じ
て補正することにょつて決定された燃料噴射量により、
前記メインインジェクタ３０に開弁時間信号を出力し、
又、エンジン運転状態に応じて点火信号を決定してイグ
ナイタ付コイル５２に点火信号を出力し、更に。

アイドル時に前記アイドル回転制御弁２６を制御するデ
ジタル制御回路５４とを備えた自動車用エンジン１０の
吸気管圧力式電子制御燃料噴射装置において、前記デジ
タル制御回路５４内で、前記スロットルセンサ２０のア
イドルスイッチがオンからオフとなったことが検知され
た時、及び、スロットル弁開度の変化速度が設定値以上
となったことが検知された時は、前記コールドスタート
インジェクタ３１に開弁時間信号を出力し、所定量の加
速用補助燃料を噴射するようにしたものである。

前記デジタル制御回路５４は、第２図に詳細に示す如く
、各種演算処理を行うマイクロプロセッサからなる中央
処理装置（以下ＣＰＵと称する）６０と、前記吸気温セ
ンサ１４、スロットルセンサ２０のポテンショメータ、
吸気管圧力センサ２３、酸素濃度センサ３４、冷却水温
センサ４６等から入力されるアナログ信号を、デジタル
信号に変換して１１１９次ＣＰＵ６０に取込むためのマ
ルチプレクサ付アナログ入力ポートロ２と、前記スロッ
トルセンサ２０のアイドルスイッチ、上死点センサ４２
．クランク角センサ４４等から入力されるデジタル信号
を、所定のタイミングでＣＰＵ６０に取込むためのデジ
タル入力ポートロ４と。

プログラム或いは各種定数等を記憶するためのリードオ
ンリーメモリ（以下ＲＯＭと称する）６６と、ＣＰＵ６
０における演算データ等を一時的に記憶するためのラン
ダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと称する）６８と１機
関停止時にも補助電源から給電されて記憶を保持できる
バックアップ用ランダムアクセスメモリ７０と、ＣＰＵ
６０１Ｃおける演算結果を所定のタイミングで前記アイ
ドル回転制御弁２６．インジェクタ３０、イグナイタ付
コイル５２等に出力するためのデジタル出力ポードア２
と、上記各構成機器間を接続するコモンバス７４とから
構成される装置 以下作用を説明する。

デジタル制御回路５４に、まず、吸気管圧力センサ２３
出力の吸気管圧力ＰＭと、クランク角センサ４４の出力
から算出されるエンジン回転ｉＮＥにより、基本噴射時
間ＴＰ（ＰＭ＝ＮＥ）を求める。

更に、各センサからの信号に応じて、次式を用いて前記
基本噴射時間ＴＰ（１）Ｍ、ＮＥ）を補正することによ
り、燃料噴射時間ＴＡＵを算出する。

ＴＡＵ＝ＴＰ（ＰＭ、ＮＥ）ＩＦ　　・・・・・・・・
・（１）ここで、Ｆは、補正係数で、Ｆが１より大であ
る場合にに増量補正を表わし、Ｆが１より小である場合
には減量補正を表わしている。

このようにして決定された燃料噴射時間ＴＡＵに対応す
る開弁時間信号が、メインインジェクタ３０に出力され
、エンジン回転と同期してメインインジェクタ３０が開
かれて、エンジンｌＯの吸気マニホルド２８内に燃料が
噴射される。

本実施例における加速時のコールドスタートインジェク
タの制御は、第３図に示すようなコールドスタートイン
ジェクタ駆動プログラムによって実施される。

即ち、まずステップ】０１で、前記スロットルセンサ２
０のアイドルスイッチの出力ＬＬに応じて、該アイドル
スイッチの出力ＬＬがオンからオフに変ったか否かを判
定する。判定結果が正である時、即ち、加速初期である
ことが検知された時に、ステップ】０２に進み、前記コ
ールドスタートインジェクタ３１に所定の開弁時間信号
を出力して、コールドスタートインジェクタ３１から加
速用補助燃料を噴射する。又、前出ステップ１０１にお
ける判定結果が否である時には、ステップ】０３に進み
、前記スロットルセンサ２０出力から検知されるスロッ
トル弁開度ＴＡの変化量△ＴＡが設定値以上であるか否
かを判定する。判定結果が正である場合には、前出ステ
ップ１０２に進み、コールドスタートインジェクタ３１
を駆動する。

一方、ステップ１０３の判定結果が否である場合には、
コールドスタートインジェクタ３１を駆動することすく
、このプログラムを終了する。

本実施例における、スロットル弁開度ＴＡ、スロットル
全閉信号ＬＬ（アイドルスイッチ出力）、上死点信号、
メインインジェクタ３０に供給される開弁時間信号、及
び、コールドスタートインジェクタ３１に供給される開
弁時間信号の関係の一例を、第４図に示す。

このようにして、コールドスタートインジェクタ３１を
加速時に開弁することによって、良好な空燃比制御を行
うことができる。

尚、＃紀実施例においては、コールドスタートインジェ
クタ３１を一定の所定時間開弁するようにしていたが、
加速時にコールドスタートインジェクタ３１を開弁する
方法はこれに限定されず、例えば、コールドスタートイ
ンジェクタ３１の開弁時間を、冷却水温センサ４６で検
知されるエンジン冷却水温等に応じて変えることも可能
である。

以上説明した通り１本発明によれば、適切な加速増量を
行うことができ、加速時の過渡的な空燃比リーン化を防
止すると共に、加速時の排気ガス中の窒素酸化物の排出
量を低減して、良好な機関運転性能と排気ガス浄化性能
を両立することができる。従って、ｇ！に気管圧力式の
電子制御燃料噴射装置を用いた場合でも、適確な空燃比
制御を行うことが可能となるという優れた効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関の電子制御燃料噴射装
置が採用された。自動車用エンジンの吸気管圧力式電子
制御燃料噴射装置の実施例の構成を示す、一部ブロック
線図を含む断面図、第２図は、＃記実施例で用いられて
いるデジタル制御回路の構成を示すブロック線図、第３
図は、前記デジタル制御回路における、加速時にコール
ドスタートインジェクタを駆動するためのプログラムを
示す流れ図、第４図は、前記実施例における。加速時の
スロットル弁開度、スロットル全閉信号、上死点信号、
メインインジェクタの開弁時ｎ７１号、及び、コールド
スタートインジェクタの開弁時間信号の関係の一例を示
す線図である。 １０・・・エンジン、１４・・・吸気温センサ、１８・
・スロットル弁−２０・・・スロットルセンサー２３・
・・吸気管圧カセン丈、３０・・・メインインジェクタ
、３１・・・コールドスタートインジェクタ、３４・・
・酸素濃度センサ、４４・・・クランク角センサ。 ４６・・・冷却水温センサ、５４・・・デジタル側脚回
路。 代理人　　高　矢　　　　論 （はか１名） （１５） 牛　２　図 ４ 漁 ２ １９９ 早　３１ 第４　図 開

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　通常時は、エンジンの吸気管圧力とエンジン
   回転数に応じて求められる基本噴射量をエンジン運転状
   態に応じて補正することによって決定された燃料噴射量
   により、メインインジェクタから主燃料を噴射し、冷間
   始動時に、コールドスタートインジェクタから始動用補
   助燃料を噴射するようにした内燃機関の電子制御燃料噴
   射方法において、スロットル全閉信号がオンからオフと
   なった時、及び、スロットル弁開度の変化速度が設定値
   以上となった時は、前記コールドスタートインジェクタ
   から所定量の加速用補助燃料を噴射するようにしたこと
   を特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射方法。