JPS5949335A - エンジンの燃料噴射制御装置 - 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、エンジンの燃料噴射制御装置に関し、特に、
演算燃料噴射信号と退避走行用の固定燃料噴射信号とを
演算回路の動作状態に応じて選択切換えする選択回路を
備え、上記演算回路の異常時に退避走行が行われる燃料
噴射制御装置において、エンジンクランク角位置に対応
するタイミング信号に同期した選択切換信号を上記選択
回路に出力する切換信号発生回路を設け、上記演算回路
が一時的異常状態から正常状態に復帰するような場合゛
に生じ易い上記固定燃料噴射信号の消失を未然に防止し
、エンジンの運転特に始動時における運転を良好に行い
得るようにしたエンジンの燃料噴射制御装置に関するも
のである。

従来、エンジン回転数、吸入空気量などの機関データ即
ち運転条件データに基づいて、最適燃料噴射量の制御を
行なう燃料噴射制ｍ装置として、第１図のブロック図に
示すものが提案されている。

この燃料噴射制御装置では、デジタルセンサ群、即ちス
タータスイッチ等の各種スイッチ類や車速−２− センサ等を含むセンザ群、及びアナログセンサ群、即ち
エアフロメータ、吸気温センサ等を含むセン１ノ詳、か
らなる運転条件センサ群（機関センサ群）１、及び他の
運転条件センサであって、エンジン回転速度信号やクラ
ンク角位置信号を発生する回転センサ２、からそれぞれ
送られる運転条件データ（機関データ）に基づき演算回
路３が最適燃料噴［１（時間）を演算し、この演算結果
に対応する演算燃料噴射信号が出力され、該信号は選択
回路６を経て増幅器７に送られ、電力増幅されてインジ
ェクタ８に印加され、インジェクタ８の弁を駆動制御し
て最適な吊の燃料噴射が行なわれる。

一方、この制御装置には演算回路３の異常動作時にこれ
を検出する異常検出回路５と、スタータスイッチがオン
された際のような特定条件詩に、所定の燃料噴射量に対
応した固定燃料噴射信号を発生する固定燃料噴射信号発
生回路４とが設けられ、異常検出回路５は、演算回路３
の動作を常時Ｂ）ｉ視１ノ、その異常動作時に切換信号
を選択回路６に送り、演算燃料噴射信号に代えて固定燃
料噴射−３− 信号発生回路４からの固定燃料噴射信号を増幅器７を介
してインジェクタ８に送るように動作し、演算回路異常
時における退避走行を行い１りるように構成される。

しかし、第２図のタイミングロ−タに示でように、バッ
テリ電圧Ｂが特にエンジンの低温始動時、その圧縮行程
で異常に低下し、そのν発行稈で再び正常電圧に回復す
るような場合があり、このバッテリ電圧の異常低下時に
演算回路３が一時的に動作不良となる。このＪ：うな場
合、演算回路３からの不正確な燃料噴射信号Ｔに代わっ
て、固定燃料噴射信号発生回路４からの固定燃料噴射信
＠Ｃがエンジンの圧縮行程中に出力され選択回路６へ送
られるが、異常検出回路５から選択回路６へ異常検出時
に出力される選択切換信号Ｊは、バッテリ電圧Ｂが正常
に復帰し演算回路３が正常動作を再開すると消失してし
まうことから、選択回路６によって選択され出力される
噴射信号Ｙは破線で示すその後半部分が消失し、所定の
燃わ１噴射時間〈噴射量）が得られず、燃料ｌｌｌ射邑
の不足に−４− よりエンジンを停止させてしまう場合が生ずるという問
題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、エンジンの圧縮行程中に異常となりその爆発行程中
に正常に回復した場合にも、異常検出によって出力され
る固定燃料噴射信号が途中からカッ１〜されることなく
正常な制御を行なうことができるエンジンの燃料噴射制
御装置を提供することを目的どする。このために本発明
は、機関はンサ鮮からの機関データに基づいて最適燃料
噴射量を演算し演算燃料噴射信号を出力する演算回路と
、該演算回路の異常を検出し異常検出信号を出力する異
常検出回路と、上記演算回路の異常時に上記演算燃料噴
射信号に代えて固定燃料噴射信号発生回路から出力され
る固定燃料噴射信号を選択する選択回路とを備え、該選
択回路により選択された燃料噴射信号に応じてインジェ
クタが量弁制御されるエンジンの燃料噴射制御装置にお
いて、エンジンクランク角位置に対応したタイミング信
号と上記異常検出信号とを入力し上記タイミン−５− グ信号に同期して上記演算燃料噴射信号と」−記固定燃
料噴射信号の切換を行なう選択切換信号を上記選択回路
に出力する切換信号発生回路を設【プたことを特徴とす
る。

以下、本発明を第３図ないし第１２図を参照しつつ説明
する。

第３図は本発明の一実施例燃料噴射制御装置のブロック
図を示し、１１は、スタータスイッチ、ニアコンディシ
ョナースイッチ、あるいはスロットル開度センサ、車速
センサ、エア７０メータ、吸気温センサ等からなる機関
センサ群であり、燃料噴射量を演算し補正するために必
要なスイッヂ信号、スロットル開度信号、車速信号、吸
入空気量信号、吸気温信号あるいは冷却水温信号等の機
関データをそれぞれ出力する。１２はディストリビュー
タ内に設けられた回転センサであり、例えばエンジン回
転数の半分の速度で回転するディストリビュータの回転
軸に２種類のタイミングロータを軸着し、これらのタイ
ミングロータに対向して、エンジン回転速麿ＮＥ信号を
出力するビック−６− アップコイルとクランク位１１ｆｆｉＧ＋信号、クラン
ク位置Ｇ２信号を出ノｊする２つのピックアップコイル
を設（プて構成される。１３は機関センサ１１からの機
関データや回転センサ１２からのエンジン回転速度ＮＦ
信は、クランク位置Ｇ１信号、クランク位置Ｇ２信号を
入力し、エンジン運転状態を示すこれらの機関データか
ら冷間時、加速時などの運転状態に応じて燃料噴射量（
噴射時間）を演算し、当該演算結果に対応する演算燃料
噴射信号下を出力する演算回路であり、例えばマイクロ
コンピュータにより構成される。１４はエンジンが特定
の条件、例えばスタータスイッチがオンされた時に、ク
ランク位置Ｇ１信号、クランク位置Ｇ２信号に同期して
、燃料噴射量（噴射時間）を示す固定燃料噴射信号Ｃを
出力する固定燃料噴射信号発生回路であり、第５図に示
す回路から構成される。すなわち、この回路は、回転セ
ンサ１２からのクランク位置Ｇ１信号、クランク位置Ｇ
２信号によりスイッチング動作を行なうトランジスタＴ
ｒのスイッチング回路と、このスイッチング回−７− 路の出力側に接続されたコンデンサＣ１とエアフロメー
タの可変抵抗ＶＲ１及び、抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧さ
れた基準電位とスイッチング回路の出力電位を比較する
コンパレータＣｏを備え、第６図に示すＪ：うに］ンデ
ンサＣ１と抵抗ＶＲで決まる時定数で変化するスイッチ
ング回路の出力電位Ｖｓが基準電位ＶＡ　より低い時に
１−ルベルの固定燃料噴射信号Ｃを出力するように動作
する。即ち、固定燃料げ１ｑ・１信号見生回路１４はク
ランク位置Ｇ１信号、クランク位置Ｇ２信号の各立上り
時点で立上り、かつエアフロメータにより検出される吸
入空気量に対応するパルス幅をもつ固定燃料噴射信号Ｃ
を発生する。

１５は演算回路１３の動作を監視する異常検出回路であ
り、演算回路１３が正常の場合には該演算回路１３から
周期的にチェックパルス信号Ｄ（例えばアイドルスピー
ドコン１へロール信号）を入力し、バッテリ電圧低下等
に起因する演算回路１３の異常状態発生により停止され
るチェックパルス信号りを監視し、このチェックパルス
信号り一　　８　− が所定時間入力されてこない時には、異常検出信号Ｊを
切換信号発生回路１９へ出力する。

第７図はこの異常検出回路１５の論理回路図を示す。第
７図において、チェックパルス信号りを入力する入力回
路にはフリップフロップ２１．２２が使用され、入力回
路からの信号はノットゲート２３、アンドゲート２４、
及びオアゲート２５を介して、フリップフロップ２７．
２８．２９．３０からなる２進カウンタのリレットＲ端
子に送られると共に、２進カウンタの出力はアンドゲー
ト３１、フリップフロップ３２を介して、オアゲート３
３とフリップフロップ３４からなる出力回路に送られ、
該出力回路から異常検出信号Ｊが出力されるように接続
されている。

１９は異常検出回路１５からの異常検出信号Ｊを入力す
ると共に、回転センサ１２からクランク位置Ｇ１信号、
クランク位置Ｇ２信号を入力し、このクランク位置Ｇ１
信号、クランク位ＷＧ２信号に同期した選択切換信号Ｓ
を選択回路１６に出力する切換信号発生回路を表わす。

この切換信号−９− 発生回路１９は、１−ルベルの固定燃料噴剖信＠Ｃの出
力中に演算回路１３が正常に復帰し、１−ルベルの異常
検出信＠Ｊが１−レベルに反転した際にも、１ルベルの
固定燃料噴射信号Ｃが完全に出力され尽すまで選択切換
の動作を行なわしめないにうな選択切換信号Ｓを出力す
るよう構成しである。即ち、この切換信号発生回路１９
は、第９図に示すようなフリップ７０ツブ４（Ｍ）口ろ
構成され、フリップ７０ツブ４０のクロック信号入力端
子ＯＬにクランク位置Ｇ１信号、クランク位置Ｇ２信号
が入力されるが、入力端子りに１ルベルの異常検出信号
、Ｊが入力されると、クランク位置Ｇ１信号、クランク
位置Ｇ２信号に同期して出力端子ＱからＨレベルの選択
切換信号Ｓを選択回路１６に出力する。

選択回路１６は、固定撚′＃１噴射信号Ｃと演算燃料噴
射信号Ｔを被選択信号として入力し、切換信号発生回路
１９から入力される選択切換信号Ｓによってこれら２種
類の噴射信号Ｃ，Ｔの一方を選択し、燃わ１噴射量号Ｚ
として出力するものであり、−１０− 第１０図に示すように、ノットゲート５０．オアゲート
５１．５２、及びアンドゲート５３からなるマルチプレ
クサにより構成される。選択回路１６の出力側は増幅器
１７を介してエンジンのインテークマニホルドに設【プ
たインジェクタ１８に接続され、選択され出力された燃
料噴射信号Ｚは電力増幅され、インジェクタ１８のバル
ブを駆動するように構成される。

次に、燃料噴射制御装置の動作を説明する。

先ず、演算回路１３が正常な状態において、演算回路１
３は、機関センサ群１１や回転センサ１２から送られる
吸入空気量信号、吸気温度信号、スロットル開度信号、
冷却水温信号、あるいはエンジン回転速度信号などの機
関データから、エンジンの運転状態に合致しＩＣ最適な
燃料噴射量（時間）を演算し、この最適燃料噴８を量に
対応する演算燃料噴射信号Ｔが演算回路１３から選択回
路１６に出ノｊされる。この演算回路正常状態において
は、異常検出回路１５から１−ルベルの異常検出信号Ｊ
は出力されず、切換信号発生回路１９からも−１１− １−ルベルの選択切換信号Ｓは出力されないから、選択
回路１６では燃料噴射信号７として演算燃料噴射信号Ｔ
が常時選択され、選択回路１６から出力された演算燃料
噴射信号Ｔは増幅器１７を介してインジェクタ１８に印
加される。従って演算回路１３の正常動作時においては
、演算回路１３による演算結果に基づく燃料噴射制御が
行なわれる。

一方、エンジンの低温始動時等に、第４図に示す如く、
バッテリ電圧Ｂがエンジンの圧縮行程で異常に低下し、
爆発行程で正常値に回復覆る現象が表われた場合、第１
１図、第１２図に示すように演算回路１３から出力され
ているチェックパルス信号りが異常区域において出力さ
れなくなる。

すると、異常検出回路１５では、このチェックパルス信
号りの消失後の消失継続時間を計測し、所定の時間この
信号りが消失しつづけている場合には当該所定時間経過
後、１−ルベルの異常検出信号Ｊを出力する。

ここで、第７図、第８図、第１１図、第１２図を参照し
て異常検出回路１５の動作を説明する。

−１２− 先ずチェックパルス信＠Ｄはフリップ７０ツブ２１の端
子りに入力され、一方、フリップフロップ２１．２２の
端子Ｃ［には信号りに比べて十分小さい周期（例えば２
５μｓｅｃ　）のクロックパルスＥが送られ、フリップ
フロップ３２の端子ＣＬとフリップフロップ２７の端子
下には信号りを監視する一定時間を１ｑるための周期（
例えば６．４ｍ５ｅｃ　）をもつクロックパルス信号Ｈ
が入力され、さらに、フリップフロップ３４の端子ＣＬ
には切換に必要な時間周期（例えば１００７１ｓｅｃ）
をもつクロックパルス信号■が入力される。なお、リセ
ットパルス信号Ｐにより全てのフリップフロップは、ス
タータスイッチの投入時に初期化され、各々の出力端子
ＱはＬレベルとなっている。

演算回路１３の正常時には、第８図に示すように、チェ
ックパルス信号りがフリップフロップ２１の端子りに入
力され、端子ＣＬにはクロックパルス信号Ｅが入力され
るから、チェックパルス信号りがＨレベルの時、クロッ
クパルス信号Ｅの立」一つに同期してフリップフロップ
２１の出力信号−１３− Ｑｌは１ルベルとなる。同様にフリップ７０ツブ２２の
出力信号Ｑ２は信号Ｑ１からクロックパルス信号Ｅの１
周期遅れの信号となり。したがって、アンドゲート２４
の出力信号には第８図に示すように、チェックパルス信
号りの１−ルベルの期間において、信号Ｑ１の立上り時
点から立上り、信号Ｑ２の立上り時点で立下るパルス信
号となる。

一方、２進カウンタを構成する４個のノリツブフロップ
２７〜３０は初期化された後、チェックパルス信号りに
よってつくられる１」レベルのリセット信＠［が印加さ
れな＆−１ればアンドグー１〜３１の出力が１−ルベル
になるまでクロックパルス信号１」の立下りを最大（２
４−１＝　１５　）回カウントする。この１５回のカウ
ント時間がチェックパルス信号りの有無の判定基準、即
ち演算回路１３の動作判定基準であって、この間、ｌ−
ルベルのリセットパルス信号Ｐや１−ルベルのチェック
パルス信号りの入力があった場合、Ｈレベルのリセット
信号りの印加によりカウンタはリセットされ、再び「１
」からカラン１〜を開始する。

＝　　１４　− 第１１図に示すように、演算回路１３から周期的に送ら
れてくるはずのチェックパルス信号りが途中で消失する
と、アンドゲート２４の出力信号Ｋ及びオアゲート２５
の出力信号１−がトルベルを継続し、リセット信号りが
印加されない状態となるから、上記チェックパルス信号
りの消失前の最終のリセット信号が立下った直後からフ
リップ７０ツブ２７〜３０の２進カウンタはクロックパ
ルス信号１」をカウントし始め、１５回カウントしたと
ころでアンドゲート３１の出力信号ＭはＨレベルに反転
され、フリップ７０ツブ３２にこの出力信号Ｍが印加さ
れてその出力信号Ｑ３もＨレベルに反転される。一方、
この時、出力信号Ｑ３はオアゲート２５にも戻されるこ
とからその出ノｊのリセット信号りは１〜ルベルとなっ
て７リツプ７０ツブ２７〜３０は初期化され、よってア
ンドゲート３１の出力信号Ｍは直ちにトルベルとなると
共に、フリップフロップ３２の出力信号Ｑ３もクロック
パルス信号１−１の立上りに同期してトルベルとなり、
そして、フリップフロップ２７〜３０は再びクロー　　
１５　　＝ ツクパルス信号１−１の立下りをカウントし始める。

一方、フリップフロップ３４はパルス信号Ｐによるリセ
ット信号によりリセットされ、出力Ｑはトルベルに保持
された状態で、フリップフロップ３２からのトルベルの
出力信号Ｑ３が２進カウンタのカウントアツプ時にオア
ゲー１〜３３を介して入力端子りに入力されると、フリ
ップ７０ツブ３４の出力端子Ｑから出力される異常検出
信号Ｊはクロックパルス信号■の立上りに同期して１−
ルベルとなる。そして、この異常検出信号Ｊは、第１２
図に示すように、フリップフロップ３４のリセット端子
にオアゲート２６を介して、パルス信号Ｐ又はチェック
パルス信号りの入力ににりつくられるアンドゲート２４
の出力信号ＫがＨレベルで印加されるまで、つまり、演
算回路１３の正常状態を示すチェックパルス信＠Ｄが再
び送られるまでは］」レベルを保持して異常検出を示す
信号どなる。

このようにしてつくられた１ルベルの異常検出信号Ｊが
、第９図に示す切換信号発生回路１９のフリップフロッ
プ４０の端子りに入力されると、−１６− リセッｌ〜パルス信＠Ｐによってリセットされていたそ
の出力端子Ｑは回転センサ１２から送られるクランク位
置Ｇ１信号又はクランク位置Ｇ２信号の立上りに同期し
てＨレベルに反転し、１」レベルの選択切検量＠Ｓが切
換信号発生回路１９から選択回路１６に出力される。こ
の選択切換信号Ｓは第４図に示すように、異常検出信号
Ｊがトルベルに一時的に反転した際にも即座に反転せず
）」レベルを維持する。

選択回路１６では、第１０図に示すように、被選択信号
として演算回路１３から演算燃料噴射信号Ｔがオアゲー
ト５２に入力され、固定燃料噴射信号発生回路１４から
固定燃料噴射信号Ｃがオアゲート５１に入力されている
。そこで、選択切換信号Ｓが入力されると、この回路で
は、選択切換信号Ｓがトルベルの時、演算燃料噴射信号
下が選択され、１４レベルの時に固定燃料噴射量＠Ｃが
選択されるから、選択切換信号ＳがＨレベルの間、固定
燃料噴射信号Ｃが、第４図に示すように燃料噴射信号Ｚ
として選択回路１６から出力される。

−１７− この場合、上述のように選択切検量Ｉ　Ｓは異常検出信
号Ｊが−ｆ１．　トルベルに反転した後も即座に反転せ
ず、クランク位置Ｇ１、Ｇ２信号が入力されて（るまで
Ｈレベルを保持しているから、燃料噴射信号Ｚの後半が
異常検出信＠Ｊがトルベルへ反転すると同時にカッ１−
されることなく、正規の固定燃料噴射信号Ｃを燃料噴射
信号Ｚとして出力することができる。

そして、選択回路１６から出力された燃第３１噴射信号
７としての固定燃料噴射信号Ｃは増幅器１７にて電力増
幅された後、インジェクタ１８に印加され、インジェク
タ１日のバルブがこの噴射信号により制御駆動され、燃
料噴射時間（噴射量）が所定の固定燃料噴射間となるよ
うに制御される。

一方、異常検出回路１５から１−ルベルの異常検出信号
Ｊが出力されない正常時には、切換信号発生回路１９か
ら１−ルベルの選択切換信号Ｓは出力されず、選択回路
１６では演算回路１３からの演算燃料噴射信号王が選択
され、この演算燃料噴射信号Ｔにより燃料噴射時間（噴
射量）の制御が行−１８＝ なわれる。

なお、上記実施例では切換信号発生回路１９にクランク
位置Ｇ１信号、クランク位置Ｇ２信号を送り、この信号
に同期して選択切換信号Ｓを出力させたが、クランク位
置Ｇ１信号、クランク位置Ｇ２信号以外のタイミング信
号として、クランク位置Ｇ１信号、クランク位置Ｇ２信
号と、エンジン回転速度Ｎ［信号とによって決定される
上死点信号や点火′Ｍ１認信号を使用することもできる
。

以上説明した如く、本発明は、機関センサ群からの機関
データに基づいて最適燃料噴射量を演算し演算燃料噴射
信号を出力する演算回路と、該演算回路の異常を検出し
異常検出信号を出力する異常検出回路と、上記演算回路
の異常時に上記演算燃料噴射信号に代えて固定燃料１ｎ
射信号発生回路から出力される固定燃わ１噴射信号を選
択する選択回路とを備え、該選択回路により選択された
燃料噴射信号に応じてインジェクタが量弁制御されるエ
ンジンの燃料噴射側ｍ装置において、エンジンクランク
角位置に対応したタイミング＝　　１９　− 信号と上記異常検出信号とを入力し上記タイミング信号
に同期して上記演算燃料噴射信号と上記固定燃料噴射信
号の切換を行なう選択切換信号を上記選択回路に出力す
る切換信号発生回路を設ＬＪたことを特徴どする。

このため、エンジンの低温始動時等にバッテリ電圧がエ
ンジンの圧縮行程で異常に低下することに伴う演算回路
の一時的異常状態発生のような場合、異常検出によって
固定燃料噴射信号が出力されるが、演算回路の止常状態
への復帰によってもこの噴射信号は途中からカッ１〜さ
れることなく正規の噴射信号をインジェクタに出力１Ｊ
−ることができるから、燃料噴射量の不足などによりエ
ンジンを停止させることがなく、エンジンが良好な運転
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料噴射制御装置のブロック図、第２図
は同制御装置における各信号のタイミングチャート、第
３図は本発明の一実施例を示す燃料噴射制御装置のブロ
ック図、第４図は同制御ｌｌｌ装置−２０− にお（プる各信号のタイミングチャート、第５図は固定
燃料噴射信号発生回路の回路図、第６図は同回路におけ
る各信号のタイミングチャート、第７図は異常検出回路
１５の論理回路図、第８図は同回路における各信号のタ
イミングチャート、第９図は切換信号発生回路１９の論
理回路図、第１０図は選択回路１６の論理回路図、第１
１図、第１２図は異常時にお（］る異異常用出回の各信
号のタイミングチャートである。 １１・・・機関センサ　　　１２・・・回転センサ１３
・・・演算回路 １４・・・固定燃料噴射信号発生回路 １５・・・異常検出回路　　１６・・・選択回路１９・
・・切換信号発生回路 代理人　弁理士　定立　勉 −２１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関センサ群からの機関データに基づいて最適燃料噴射
   量を演算し演算燃料噴射信号を出力する演算回路と、該
   演算回路の異常を検出し異常検出信号を出力する異常検
   出回路と、上記演算回路の異常時に上記演算燃料噴射信
   号に代えて固定燃料噴射信号発生回路から出力される固
   定燃料噴射信号を選択する選択回路とを備え、該選択回
   路により選択された燃料噴射信号に応じてインジェクタ
   が開弁制御されるエンジンの燃料噴射制御装置において
   、 エンジンクランク角位置に対応したタイミング信号と上
   記異常検出信号とを入力し上記タイミング信号に同期し
   て上記演算燃料噴射信号と上記固定燃料噴射信号の切換
   を行なう選択切換信号を上記選択回路に出力する切換信
   号発生回路を設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴
   射制御装置。 −１−