JPS59226242A - 内燃機関の電子制御燃料噴射開始装置 - Google Patents

内燃機関の電子制御燃料噴射開始装置

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JPS59226242A
JPS59226242A JP58099426A JP9942683A JPS59226242A JP S59226242 A JPS59226242 A JP S59226242A JP 58099426 A JP58099426 A JP 58099426A JP 9942683 A JP9942683 A JP 9942683A JP S59226242 A JPS59226242 A JP S59226242A
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JP
Japan
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fuel
air
fuel injection
start timing
fuel ratio
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Application number
JP58099426A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kato
健治 加藤
Soichi Matsushita
宗一 松下
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS59226242A publication Critical patent/JPS59226242A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1481Using a delaying circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/345Controlling injection timing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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】 技術分野 本発明は内燃機関の電子制御燃料噴射開始装置に係り、
特にリーンセンサ等の空燃比検出手段音用いて最適燃料
噴射開始時期を的確に決定した電子制御燃料噴射装置に
関する。
技術の背景 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
混合気を供給する手段の一つに、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
するためのインジェクタを、例えば、エンジンの吸気マ
ニホルドに各気筒毎に配設し、該インジェクタの開弁時
間全エンジンの運転条件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。
このような電子制御燃料噴射装置において、インジェク
タの開弁状態を制御する手段として、点火時期に同期し
て全気筒−斉にインジェクタ全開弁する、いわゆる同時
噴射方式と、グループ分けされたインジェクタを各グル
ープ毎に一斉に開弁する、いわゆるグループ噴射方式と
、各インジェクタ?吸気工程に合せて各気筒毎に開弁す
る、いわゆる独立噴射方式とが知られている。この独立
噴射方式は、同時噴射方式或いはグループ噴射方式に比
べて、各気筒毎に、吸気工程に合せて燃料が噴射される
ため、エンジンの過渡特性等機関運転性能が優れ、また
、希薄空燃比での燃焼が可能になるとbう特徴を有する
。この独立噴射方式においては、燃料噴射を開始する時
期が非常に重要である。
従来技術 従来、最適燃料噴射開始時期(以下BITと称する)が
1例えば第2図に示す如く、エンジン回転速度、エンジ
ン負荷等に応じて変化することを利用して、エンジン回
転速度、エンジン負荷、燃料噴射時間などからBIT(
5求めていた。
しかしながら、BITと空燃比の間には、エンジン条件
全一定とした場合、第3図に示す如き関係がある。すな
わち、空燃比が理論空燃比VLSOよυリーンになると
燃料の量は少量になるため、BITは吸気行程における
クランク軸の上死点後(ATDC)のクランク角の遅角
側にずれ、逆にリッチになると燃料の量が多くなるため
1回の噴射で供給される燃料のすべて全燃焼室に送り込
むためには、BITi吸気行程に2けるクランク軸のA
TDCのクランク角の進角側にずれる。
一方、噴射開始時期ITとエンジンのトルク変動VTお
よび排気有害成分NOxとの間には第4図に示す如き関
係がある。同図において、実線の曲線は空燃比が所定の
り一ン空燃比の場合、点線の曲線は上記の空燃比よりも
更にリーンになった場合全示している。実線の曲線にお
−て、トルク変動VTの許容値はある所定値VT、以下
である。
このため、噴射開始時期はIT、よル遅くなければなら
ない。また、有害成分NOxの値もある所定値以下でな
ければならない。このため、噴射開始時期I Tit、
 I T、  よル早くなければならない。
従って所定のリーン空燃比におけるBITであるBIT
oはIToとIT凰の間に存在する必要がある。空燃比
がリーン化すると点線の曲線かられかるように、その時
のBITであるBIT+はIT、とITsの間に存在す
る必要がアシ、所定のリーン空燃比の場合よシ遅くなる
このように、空燃比がリーン化するとBITは遅くなシ
、リッチ化すると早くなるが、上述の従来技術による制
御のみでは空燃比に基づいてBITを定めていないので
、空燃比がリーン化すると噴射開始時期が早すぎて燃焼
室内のピストン側に空燃比リッチ部分が存在し点火プラ
グ近傍はり一ンになるために、不完全燃焼を起す失火現
象が生じたシ、トルク変動が大きくなる等機関運転性能
が悪化したシするという問題がある。また、空燃比がリ
ッチ化した場合には噴射開始時期が遅すぎて燃焼室内に
燃料が充分に入シ込まず、空燃比がリーン化して失火現
象を生じたり有害成分のNOxが増大するという問題が
ある。
発明の目的 本発明の目的は上述の従来技術における問題に鑑み、リ
ーンセンサ等の空燃比検出手段を用いて検出される空燃
比をBIT決定用のパラメータとするという構想に基づ
き、電子制御燃料噴射開始装置において、空燃比の変動
に係シなく常にBITで燃料噴射を開始し、従って、失
火を防止し、機関運転性能や燃費性能を改善し、あわせ
て有害成分の排出量を減少させることにある。
発明の構成 上記の目的を達成するために1本発明により、提供され
る電子制御燃料噴射開始装置の全体構成図を第1図に示
す。同図において、電子制御燃料噴射開始装置は、各気
筒に配設されたインジェクタを吸気工程に合わせて各気
筒毎に開弁することによって、燃料を独立噴射するよう
にした内燃機関の電子制御燃料噴射装置において、内燃
機関に導入された燃料の量とを気の比全検出する空燃比
検出手段と、この空燃比検出手段による空燃比検出値に
基づいて最適燃料噴射開始時期を演算してクランク角度
に対応する値で出力する最適燃料噴射開始時期演算手段
と、クランク角検出手段と、最適燃料噴射開始時期演算
手段の出力とクランク角検出手段の出力全比較し、一致
したときにインジェクタの開弁を開始させる比較手段と
全具備する。
発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述する。
第5図は本発明に係る内燃機関の電子制御燃料噴射開始
装置が採用された、自動車用エンジンの独立噴射方式吸
気管圧力感知式電子制御燃料噴射装置の一実施例の構成
?示す、一部ブロック線図金倉む断面図である。同図に
おして、自動車用エンジン10は、エアクリーナ(図示
省略)=9取入れられた空気が流れる吸気管12と、該
吸気管】2の途中に配設されたスロットルボディ14に
設けられ、運転席に配設されたアクセルペダル(図示省
略)と連動して開閉するようにされた、吸入空2の流量
を制御するためのスロットル弁16と、該スロットル弁
】6の開度全検出するためのスロットルセンサ18と、
吸気干渉全防止するためのサージタンク20と、該サー
ジタンク20出側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22と、吸入空気を各気筒に分配す
るための吸気マニホルド24と、該吸気マニホルド24
の各気筒の吸気ボート周辺に、各気筒毎に配設されたイ
ンジェクタ26と、エンジン10の燃焼室10a内に導
入された混合気に着火するための点火ゾラグ28と、エ
ンジン燃焼室103円で燃焼され形成された排気ガスを
集合するための排気マニホルド30と全備えている。
本発明によりBITE決定するために利用されるリーン
センサ31が排気マニホルド30に取、り付けられてお
ρ、このリーンセンサ31は排気マニホルド30におけ
る空燃比を検出する。
自動車用エンジン10は更に、クランク軸の回転と連動
してクランク軸2回転で1回転するディストリビュータ
軸32a’に有するディストリビュータ32と、電子制
御装置36と全備えている。
ディストリビュータ32は、ディストリビュータ軸32
aの回転に応じて、所定クランク角度毎にクランク角信
号全出力するクランク角センサ34を内蔵している。
電子制御装置36は、前記吸気管圧力センサ22出力の
吸気管圧力と前記クランク角センサ34出力から求めら
れるエンジン回転速度に応じて求められる基本噴射時間
に、前記スロットルセンサ18出力のスロットル弁開度
等に応じ1c増減置補正會加えて決定される燃料噴射時
間だけ、吸気工程に合せて各気筒のインジェクタ26を
開弁−するべく、各インジェクタ26に開弁時間信号と
出力すると共に、各インジェクタ26の開弁時期、即ち
燃料噴射開始時期を、燃料噴射終了時期がピストンの上
死点後30〜120°(30〜120°A’lI’DC
)の所定クランク内置となるよう、燃料噴射時間から逆
算し、更に1本発明により前記リーンセンサ31の出力
に得られる空燃比に応じた補正を加えて求めると共に、
加速時は、求められた燃料噴射終了時期葡更に早めると
いう、後Vこ詳述する制御を行う。
第6図は前記電子fitlJ御装置36の構成を示すブ
ロック線図である。同図において、電子制御装置36は
、各種演算処理を行うための、例えはマイクロプロセッ
サからなる中央処理装置(ePuと称する)40と、前
記吸気管圧力センサ22出力の吸気管圧力信号、前記ス
ロットルセンサ18出力のスロットル弁開度信号、前記
リーンセンサ31出力の空燃比信号等t、それぞれデジ
タル信号に変換して取込むためのアナログ−デジタル変
換器(A/D変換器と称する)42と、前記クランク角
センサ34出力のクランク角信号全エンジン回転速度信
号に変換して取込むためのエンジン回転速度信号形式回
TMr44と、クロック発生回路46と、制御プログラ
ムや各種定数および後述するマツプ等を記憶するための
リードオンリーメモリ()LOMと称する)48と、C
PU40vcおける演算データ等全一時的に記憶するた
めのランダムアクセスメモリ(RAMと称する)50と
、前記CP U3Oにおける演算結果に応じて、駆動回
路52を介して前記インジェクタ26に開弁時間信号全
出力するための出力ポート54と、前記各構成機器間全
接続するコモンパス56と全備えている。
次に第7図のフローチャート金剛いて第6図の電子制御
装置の動作を説明する。
本実施例に2ける燃料噴射時間の計算及び燃料噴射開始
時期の決定は、第7図に示す如く、30゜クランク角(
30°C4)割込みルーチンによって実行される。即ち
、まずステップ101で、前記クランク角センサ34出
力に応じてエンジン回転速度信号形成回路44で形成さ
れ、i(AM50に記憶されているエンジン回転速度N
i読み込む。次いで、ステップ102に進み、前興吸気
管圧カセンサ22出力に応じてl(AM50に記憶され
ている吸気管圧力Pi読み込む。次いで、ステップ10
3に進み、ROM48に予め記憶されている、次式で示
すような、エンジン回転速度N及び吸気管圧力Pと基本
噴射時間τの関係を表わしたマツfから、エンジン回転
速度N及び吸気管圧力Pに応じた基本噴射時間τ上京め
る。
τ=f(N、P)       ・・・・・・・・(1
)次いでステップ104に進み、基本噴射時間T A、
 U i、エンジン回転速度Nの値を用いて、次式によ
り、燃料噴射クランク角度θτに換算する。
=12X10−3XNXτじCA)・・・(2)次いで
、ステップ105に進み、30°〜120゜ATI)C
の間で予め決定されている、燃料噴射終了時期に対応す
る噴射終了クランク角度θEから、次式により、前記燃
料噴射クランク角度θτを引くことに工っで、燃料噴射
開始時期BITo=i計算する。
BITo−1,−θτ       ・・・・・・・・
・(3)次すで、ステップ105人に進み、前記リーン
センサ出力をAD変換して)LAM50に記1意させで
ある空燃比VLS′に読み込む。
次いで、ステ′ツゾ105Bに進み、ROM48に予め
記1意されているマツプより、燃料噴射開始時期B I
 Toの補正量ΔBITE求める。この補正量?求める
ノヒめのマツプは、第3図に示した如き、空燃比VLS
と最適噴射開始時期B I Tとの関係を表わしている
次いで、ステラ7’105Bに進み、ROM48に予め
記憶されているマツプニジ、燃料噴射開始時期BITo
の補正量△BITi求める。
次いで、ステップ105CVc進み、燃料噴射開始時期
B I To 7)hら1次式にエフ前記補正量△BI
T奮引くことによって、最良の燃料噴射開始時期BIT
全計算する。
B I T = B I To−ΔBIT    ・旧
・・・・・(4)次いで、ステップ106に進み、例え
ば吸気管圧力P或Aはスロットルセンサ18出力から求
められるスロットル弁開度の変化量等から、加速状態で
あるか否かを判定する。判定結果が正である場合には、
前記基本噴射時間τに所足の加速増量を加えると共に、
ステップ107で、所定量、或いは、加速度に応じfc
量だけ、BITE早めて。
加速増量分に対応できるようにする。ステップ107終
了後、或いは、前出ステップ106における判定結果が
否である場合には、ステップ108に進み、前記クラン
ク角センサ34出力のクランク角信号に応じて現在のク
ランク角度θpk求める。
次いで、ステップ109に進み、現在のクランク角OP
がBITに一致しているが否が、即ち、燃料噴射開始時
期であるか否か全判定する。判定結果が正である場合に
は、ステップll0K進み、前記インジェクタ26に対
する開弁時間信号の出力?開始して、燃料噴射を開始す
る。ステップ110終了後、或いは、前出ステップ10
9における判定結果が否である場合には、このルーチン
全終了する。
本実施例においては、最良の燃料噴射開始時期BIT(
47、エンジン回転速度と燃料噴射時間から概算し、更
に空燃比(リーンセンサ出力)かり−ンになったときは
噴射開始時期を遅らせ、リンチになったときは噴射開始
時期奮進ませる補正をしているので、適確な燃料噴射を
行うことができる。
尚、最適燃料噴射開始時期BITが空燃比のみに依存し
ている場合は、リーンセンサ出力(空燃比)のみからB
ITi求めてもよい。
尚、前記実施例においては、いずれも、本発明が吸気管
圧力感知式の電子制御燃料噴射開置全備えた自動重用エ
ンジンに適用されていたが、本発明の適用範囲はこれに
限定されず、吸入空気量感知式の電子制御燃料噴射装置
を備えた自動車用エンジン、或いは、一般の内燃機関に
も同様に適用できることは明らかである。
発明の効果 以上暖間から明らかなように、本発明によれば、リーン
センサ等の空燃比検出手段を用いて検出される空燃比を
BIT決定用の・ぐラメータとしたことにより、電子制
御燃料噴射開始装置に2いて、空燃比の変動に係りなく
常にB I Tで燃料噴射が開始でき、従って、内燃機
関の燃焼室内での失火全防止でき、機関運転性能や燃比
性能が改善され、かつ、有害成分の排出量が減少する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電子制御燃料噴射開始装置の全体
構成七示すブロック線図、第2図はエンジン回転速度及
びエンジン負荷と最適燃料噴射開始時期(BIT)の関
係の概略七示すグラフ、第3図はエンジン条件一定の下
での空燃比とBiTの関係を示すグラフ、第4図は噴射
時期とトルク変動及びNOxとの関係を示すグラフ、第
5図は本発明に係る内燃機関の電子制御燃料噴射開始装
置が採用された、自動車用エンジンの独立噴射方式吸気
管圧力感知式電子制御燃料噴射装置の一実施例の構成上
*す、一部ブロック線図全台む断面図、第6図は第5図
の装置に含まれる電子制御装置の構成を示すブロック線
図、そして第7囚は第6図の電子制御装置の動作全説明
するための70−チャートである。 10・・エンジン、16・・・スロットル弁、18・・
・スロットルセンザ、22・・・吸気管圧力センサ、2
6・・・インジェクタ、32・・・ディストリビュータ
、34・・・クランク角センサ、36・・・電子制御装
置、31・・・リーンセンサ。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 を侍許出願代理人 弁理士  肯 木   朗 弁理士  西 舘 オロ 之 弁理士  山 口 昭 之

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、各気筒に配設されたインジェクタ全吸気行程に合わ
    せて各気筒毎に開弁することによって、燃料を独立噴射
    するようにした内燃機関の電子制御燃料噴射装置におり
    て、 該内燃機関に導入された燃料の量と空気の量の比を検出
    する空燃比検出手段、 該空燃比検出手段による空燃比検出値に基づ−て最適燃
    料噴射開始時期を演算してクランク角度に対応する値で
    出力する最適燃料噴射開始時期演算手段、 クランク角検出手段、および 該最適燃料噴射開始時期演算手段の出力と該クランク角
    検出手段の出力を比較し、一致したときに該インジェク
    タの開弁を開始させる比較手段、を具備することt%徴
    とする内燃機関の電子制御燃料噴射開始装置。 2 該最適噴射開始時期演算手段は、少なくともエンジ
    ン回転速度、エンジン負荷、および燃料噴射時間に基づ
    いて概略の噴射開始時期を演算する概略噴射開始時期演
    算手段と、該空燃比検出値に基づいて該概略の噴射開始
    時期にイー正する概略噴射開始時期修正手段とを具備す
    る特許請求の範囲第1項記載の電子制御燃料噴射開始装
    置。
JP58099426A 1983-06-06 1983-06-06 内燃機関の電子制御燃料噴射開始装置 Pending JPS59226242A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5277165A (en) * 1991-06-28 1994-01-11 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Stratified charge internal combustion engine with fuel injection time controlling function

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5277165A (en) * 1991-06-28 1994-01-11 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Stratified charge internal combustion engine with fuel injection time controlling function

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