JPS6053640A - 内燃機関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】 ［技術分野］ 本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に係るものであ
る。詳しくは、噴射圧力の増加を図るごとにより燃わ１
噴射時間の短縮化を可能どじた内燃機関の燃料噴射制御
装置に係るものである。

［従来技術］ 従来、電子式燃料噴射制御装置にＪ：る燃わ１哨躬制御
は同時噴射方式、グループ噴射方式及び独立噴射方式に
分【ブられる。そして上記噴射方式はいずれも噴射圧力
が低圧で一定とされ、しかも噴射時期は固定されている
。従って、内燃機関の過渡時には噴射圧力、噴射時期が
固定されていることから、特に過渡時に燃料が吸気管壁
に付着し必要燃料が不足し制御が遅れ応答性が悪化する
といった問題がある。

また上記問題点を解決するには非同期噴射を実施するか
、あるいは加速時に燃料を増量ツる対策が必要であるが
非同期噴射を実施づ−ると制御が複雑になり、また加速
時に燃料を増加すると空燃比が大きくなり、排ガスエミ
ッション（特にトＩＣエミッション）が増加し、燃料増
量にも限界があるといった問題もある。

［発明の目的１ 本発明の目的は、車速の７ＪＩ］　”ｒ朱時に噴射圧力
を増加し、燃料噴射時間の短縮化を図ることにより吸入
行程時間中に燃料噴射を行い、極力燃料の壁付着を防止
して内燃機関の応答性の改善を図り、また従来より行わ
れていた応答性改善のため非同期噴Ｑ＝ｊ増吊と加速増
量を少なく押えることにより実用燃費の改善及びＩＩ　
Ｃエミッションの低減を図る内燃機関の燃料噴射制御装
置を提供゛することにある。

し発明の構成］ かかる目的を達成覆るだめの本発明の横或は第１図に示
す如く 燃料ポンプの燃オ′３１圧力と内燃機関１−の吸気管圧
力とに基づいて燃料噴射バルブ６−より噴射される燃料
の噴射圧力を所定の値に調整Ｊる噴射１１力調整手段９
′と、運転状態に基づいて燃料噴ｑ・Ｊバルブ６−に燃
料噴射時間を調整する調整信号を出力する電子制御回路
１２′を備えた内燃機関１′の燃料噴射制御装置におい
て、 前記噴射圧力調整手段９′を、 前記電子制御回路１２′からの駆動信号に基づいて前記
噴ｑ］圧力を変える噴射圧力可変型の噴射圧力調整手段
９′とし、 前記電子制御回路１２′内に、 車両が加速状態か否かを判定する加速状態判定手段２′
と、 燃料噴射時間が吸入行程時間より長いか否かを判定する
燃料噴射時間判定手段３′と、前記加速状態判定手段２
′にて加速状態であると判定され、かつ、前記燃料噴射
時間判定手段にて燃料噴射時間か吸入行程時間より長い
と判定された場合、噴射圧ノｊの増加を指示する駆動信
号を前記噴射圧力調整手段９′へ出力すると共に、燃料
噴射時間を吸入行程時間内に収まるよう燃料噴射時間を
短縮づる噴射圧力噴射時間変更手段４′とを備えたこと
を特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置を要旨として
いる。

し実施例コ 以下に本発明を、実施例を挙げて図面と共に説明する。

第２図に本発明の第１実施例の系統図を示づ。

ここにおいて１はガソリンエンジ〕／を示ず。２はエア
クリ−ノーであり、ここから吸入された空気はエアフロ
メータ、スロワ１ヘルバルブ３、サージタンク４、イン
テークマニホールド５を経て、エンジンのシリンダ内へ
流入する。インテークマニホールド５には燃才」噴射バ
ルブ６が６朶（プられ−Ｃおり、燃料ポンプ７により必
要な圧力の燃料が燃料タンク８より供給されている。９
Ａは圧力調整バルブであり、燃料の噴射圧力を比較的低
目に設定するバルブである。９Ｂも圧力調整バルブであ
るが、こちらの方は燃料の噴射圧ツノを比較的高目に設
定するバルブである。尚、設定される圧力はばね定数等
を変えることにより適宜調整される。９Ｃはポンプ７か
らの循環燃料をバルブε〕Ａ、９Ｂどちらかへ供給する
切換電磁バルブである。１２は加速状態判定手段、燃料
噴射時間判定手段、噴射圧力噴射時間変更手段に該当づ
る電子制御回路であり、回転角レンナ１３の信号に基づ
き噴射パルノロの噴射タイミング及び燃料噴射時間を制
御２ＩＩづると共に、スロワ１開度間度セン１ｊ−１４
及び回転角しンサ１３からの信号に基づいて電磁バルブ
９Ｃを制御し、圧力調整バルブ９Ａ、９Ｂのどららで噴
射圧力を調整するかを選択づる。尚、圧力調整バルブ９
Ａ、９Ｂ及び切換電磁バルブ９Ｃは噴射１１力調整手段
９−に該当する。４ａは圧力調整バルブ９Ａ、９Ｂとナ
ージタンク４とを接続するパイプである。このバイブ４
ａにより圧力調整バルブ９Ａまたは９Ｂに吸気圧が導か
れ、吸気圧が変化しても燃料圧力と吸気圧との差である
噴射圧力が一定に保持される。即ち吸気圧が低下すれば
バルブ９△、９Ｂの燃料に対する圧力調整はそれだけ低
下し、吸気圧が上昇づれはそれだけ上昇することとなる
。

ここで電子制御回路１２にマイクロコンピュータを利用
して構成した例を説明する。第３図はそのブロック図を
表わす。このマイクロコンピュータを利用した回路は、
中央処理ユニツ１〜（Ｇ　Ｐ　Ｕ　）１２８と、プログ
ラムや制御に必要なデータが格納されるリードオンリメ
モリ１２ｂと、ランダムアクセスメモリ１２Ｃと、マル
チプレクサを有するＡ／Ｄ変換器１２ｄと、バッファを
有し電磁バルブ駆動回路１２ｅと接続されたＩ１０装置
１２ｆとを有し、これらはコモンバス１２９により互い
に接続されている。このマイクロコンピュータはバッテ
リＮ源が供給づ゛る電流を与えられ、これににり作動す
るにうになっている。Ａ／Ｄ変換器１２ｄにはスロット
ル開度センサ１４が発生するスロットル開度信号が入力
され、それらデータをＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２ａの指
示に従い所定の時間にＣＰＵ１２ａ及びランダムアクレ
スメモリ１２Ｇへ出力するようになっている。

またＩ１０装”Ｈ１２ｆは回転角センサ−１３が発生す
るエンジン回転角信号が入力され、このデータをＣＰＵ
１２ａの指示に従い所定の時期にＣＰＵ１２ａ及びラン
ダムアクレスメ［す１２Ｃへ出力するにうになっている
。

ＣＰＵ１２ａはセンサ１３．１４により検出されたデー
タに基づいて燃わ１噴剣タイミング、１１１５　ＱｉＪ
圧力及び噴射口、−間を８１算し、それに基づく信号を
１１０装置１２ｆを経て燃ｆｉｌ噴用バルブ６及び電磁
バルブ駆動回路１２’ｅへ出ツノするようになっている
。

この場合の電磁バルブ駆動回路１２０はスＩｌツ］〜ル
開度セン４ノづ４が検出づるスロットル開度信号に基づ
き、そのスロ間度〜ル間度がある一定値以上のとき若し
くは燃料噴射時間が吸入行程時間より大きいときは切換
電磁バルブ９Ｃを駆動し、噴射圧力を比較的高目に調整
するバルブ９Ｂ側に燃料が環流するように切り換え制御
される。また、逆にスロットル開度が一定値未渦のとぎ
若しくは燃料噴射時間が吸入行程時間以下のときは切換
電磁バルブ９Ｃを比較的低目に調整するバルブ９Ａ側に
切り換えるよう制御される。

次に第１実施例の制御プログラムについて説明する。第
４図にこの制御プログラムのフローチャートをサブルー
チンの形で示す。

このサブルーチンは電子制御回路１２が行う図示せぬ一
連の処理のうちの一処理として所定の回転角毎に繰り返
し処理が実行されろ。

まず処理が開始されると、ステップ５１においては、ス
ロットル開度センサ１４からの信号に基いてスロットル
開度ΔＴＡを検出する。

続くステップ５２においては、前述スフツブ５１にてめ
られたスロラミ〜ル聞度△ＴＡが予め定められた値α以
上か否かを判定し、スロットル開度ΔＴＡが一定値αよ
り小さい、即ち加速状態でない旨判定されたならばステ
ップ５６へ移行しスロ間度〜ル聞度ΔＴＡが一定値α以
上、即ち加速状態である旨判定されたならばステップ５
３へ移行する。

ステップ５３においては、機関回転数ＮＥ及び吸入空気
ｆｆ１Ｑに基づいて算出される燃料噴射時間ｔａが回転
角センサ１３に基づいて算出された吸入行程時間βより
大きいか否かを判定づる。即ち噴躬燃判が吸入行程時間
中に全て噴射されているか否かを判定する。燃料噴射時
間ｔａが吸入行程時間β以下の場合換言づれは、噴射燃
オ′」が吸入行程時間中に仝で噴射されている場合はス
テップ５Ｇへ移行し、燃＊３１噴剣時間ｔａが吸入行程
時間βより大きい場合、換言すれば、全ての噴射燃お１
が吸入行程時間中に噴射されず、Ｉ＠銅燃オ′４の一部
が気筒外に残りインデータマニホールド５の内壁に付打
りる可能性のある場合はステップ５４へ移行する。

ステップ５４においては、比較的高口の１Ｉ１１ｑ・ｌ
　ＪＩ−合は、その状態に保持する。このことにより噴
射圧力が高く設定されることになる。この場合、次ステ
ツプ５５にてまる燃料噴射時間ｔｂが吸入行程時間βよ
り小さくなるような噴射圧力Ｐｂに圧力調整バルブ９Ｂ
が調整されている。

続くステップ５５においては、燃料噴射時間ｔａ１バル
ブ９Ａにより調整される噴射圧力Ｐａ１バルブ９Ｂによ
り調整される噴射圧力Ｐｂに基づき新たな燃料噴射時間
ｔｂを次式に沿って算出しステップ５８へ移行する。

この式より燃料噴射時間ｔｂは噴射圧力が高くなったこ
とに応じて燃料噴射時間ｔａより短かく設定される。従
って燃料噴射時間はｔａからｔｂに短縮化されｔｂは吸
入行程時間βより小さくなり噴射燃料が吸入行程時間中
に全て噴射される。尚、燃料噴射時間と噴射圧力は反比
例するよう制御されることから燃料噴射用は一定に保持
される。

一方、ステップ５２にてスロットル開度ΔＴΔが一定値
αより小さい旨判定され、またはステップ５３にて燃料
噴射時間ｔａが吸入行程時間β以下である旨判定された
場合に処理されるステップ５６に６いては、比較的低目
に噴射圧力を設定する圧力調整バルブ９Ａへ切換電磁バ
ルブ９Ｃを切り換える。既に切り換えられている場合は
、その状態に保持する。このことにＪ：り燃料噴射圧力
が低目に設定されることになる。

続くステップ５７においては、燃料噴射時間（ａは吸入
行程時間β以下であるので燃料噴射時間の短縮化は必要
とされず、そのまま燃料噴射時間ｔａを設定し、ステッ
プ５８へ移行づる。

ステップ５８においては、回転角センサ１３からの信号
に基づぎＩＩＩ　剣タイミングになっているか否かを判
定し、噴射タイミングでない旨判定されたならば、燃料
噴射は行われず、そのまま本１ノブルーヂンの処理を終
了し、噴射タイミングである旨判定されたならばステッ
プ５９へ移行する。

ステップ５９においては、噴射バルブ６を駆動し、上記
ステップ５５にて設定した燃料噴射時間１ｂ若しくはス
テップ５７にて設定した燃お１噴射時間ｔａの間、噴射
バルブ６を開放し本サブルーチンの処理を終了する。

この結果、燃料噴射は全て吸入行程時間４コに行われ、
過渡時の内燃機関のレスポンスの改善、非同期噴射量及
び加速増量を少なく抑えて実用燃費の改善及び１−ＩＣ
エミッションの低減を図ることが可能となる。

尚、切換電磁バルブの切り換えは一段でなくとも二段あ
るいはそれ以上設定しても良い。

次に第２実施例について説明する。

第５図はその系統図を示す。ここにおいて１０１はガソ
リンエンジンを示す。１０２はエアクリープであり、こ
こから吸入された空気はエアフロメータ、スロットルバ
ルブ１０３、サージタンク１０４、インテークマニホー
ルド１０５を経て、エンジン１０１のシリンタ内へ流入
する。インテークマニホールド１０５には燃料噴射バル
ブ１０６が設（プられており、燃料ポンプ１０７にＪ：
り必要な圧力の燃料が燃料タンク１０８より供給されて
いる。１０９は圧力調整バルブであり、燃料噴射圧〕Ｊ
を吸気圧に基づいて設定づるバルブである。

１１２は電子制御回路であり、回転角センサ１１３及び
スロワ１〜ル開度はンザ１１４の信号に基づぎ燃料噴射
バルブ１０６の噴射タイミング、燃料噴射時間を制御す
ると共に、スロットル間度センザ１１４及び回転角セン
サ１１３からの信号に基づいて圧力調整バルブ１０９を
制御づる。

ここで圧力調整バルブ１０９は２室バルブ弁室１０９ａ
、ダイヤフラム室１０９１１にグイレフラム１０９Ｇで
分割されている。ターｒＡ７フラム１０９Ｃの中央には
円錐形のテーパ面を右り−る弁体１０９ｄが突設されて
いる。この弁体１０９ｄはバルブ弁室１０９ａ中の弁座
１０９ｅに挿入されている。その結果、弁体１０９ｄと
弁座１０９　［！どの間に間隙部１０９９が存在する。

又、弁座１゜９ｅ中に外部の燃料タンク１０８がら出て
いるパイプ１０８ａが接続されている。バルブ弁室１゜
９ａには燃料ポンプ１０７の排出側から出ているパイプ
１０７ａが接続されている。又、ダイヤフラム室１０９
ｂにはスプリング１０９［がグイＡ７ノラム１０９ｃを
下から押圧した状態で配設されている。このダイヤフラ
ムｖ１０９ｂにはサージタンク１０４から出ているパイ
プ１０４ａが接続され、デユーティ比制御ｎされる電磁
ソレノイド１０．９　ｈのロッド先端がダイヤフラム１
０９Ｃの底部に接続され同ソレノイド１０９　ｂの作動
により噴射圧力の調整が可能にされている。尚、圧力調
整バルブ１０９及び電磁ソレノイド１０９ｈは噴射圧力
調整手段９′に該当する。

圧力調整バルブ１０９はこのような構造をとることによ
り内燃機関１０１の負荷状態によりスロットルバルブ１
０３の開度が異なり、この開度変化に基づく吸気圧変化
をバルブ１０９がとらえて噴射圧力を調整する。吸気圧
が大気圧Ｊ：りもかなり低い場合、つまりスロットルバ
ルブ１０３０間度が小ざり、１幾関の負荷が小さい場合
、パイプ１０４ａにてサージタンク１０４と接続された
バルブ１０９のダイヤフラム１１１０９ｂ内がかなり低
圧となる。このことによりダイヤフラム１０９ｃが下方
へ吸引される。その結果、弁体１０９ｄが下がりテーバ
面の径が細い部分が弁座１０９ｅの開口部に位置し、弁
体１０９ｄと弁座１０９ｅとの間隙部１０９９が広くな
る。従ってポンプ１０７からバイブ１０７ａ、バルブ弁
室１０９ａ、間隙部１０９（Ｉ及びパイプ１０８ａを経
て燃わ１タンク１０８へ還流する燃わ１の還流量がそれ
だ４−７人さくなる。この結果燃料の噴射圧力が下降す
る。

一方、吸気圧が大気圧に近い場合、つまりス（」ットル
バルブの開度が大きく、機関の負荷が大きい場合、バイ
ブ１０４ａにて゛リーージタンク１０４と接続されたバ
ルブ１０９のダイレフラム室１０９ｂ内の気圧がほぼ大
気圧となる。このことによりダイヤフラム１０９ｃがス
プリング１０９［ににり上方へ押し戻される。その結果
、弁体１００ｄが上がり、テーバ面の径が太い部分が弁
座１０９ｅの開口部に位回し、弁体１０９　ｄと弁座１
０９ｅとの間隙部１０９（＋が狭くなる。従ってポンプ
１０７からバイブ１０７ａ、バルブ弁室１０９ａ１間隙
部１０９ｇ及びバイブ１０８ａを経て燃料タンク１０８
へ還流する燃料の還流量がそれだり小さくなる。この結
果噴射圧〕〕が１麿する。この際、電磁ツレ７ノイド１
０９　ｈはロッドを介して噴射圧ノＪをリニアに調整づ
る。

また第２実施例電子制御回路１１２は第３図に示した第
１実施例の電子制御回路１２の内、単に電磁バルブ駆動
回路１２ｅの出力が切換電磁バルブ９Ｃの代りに電磁ソ
レノイド１０９ｈに接続されているだけで、他は同一の
描或である。ここにおけるＣＰＵは回転角センサ１１３
及びスロットル間度ヒンナ１１４により検出されたデー
タに基づいて燃料噴射タイミング、噴射圧力及び噴射時
間を＝１幹し、それに基づく信号をＩ１０装置を経て燃
料噴射バルブ１０６及び電磁ソレノイド１０９１１へ出
力するにうになっている。本実施例では電子制御回路１
１２は、パイプ１０４ａによるバールブ１０９の制御の
かわりにこの電子制御回路１１２により弁体１０９ｄの
位置を例えばソレノイド等により制御するように構成し
てもよい。

次に本発明の第２実施例の制御プログラムであるが本実
施例は第１実施例の処理の内ステップ５４及びステップ
５Ｇの切換電磁バルブ９Ｃの切り換λ処理の代りに電磁
ソレノイド１０９１１をデユーディ比駆動処理するもの
であり、その他の処理は同様であることから説明は省略
する。また本実施例の効果は第１実施例とほぼ同様であ
るが噴射圧力を連続的に変更できる点に特徴があり、制
御が一層なめらかになる。

［発明の効果〕 以上詳述したように本発明は、噴射圧力調整装置を噴射
圧力を変える噴射圧力可変型の哨１１ｉｉＪ　Ｆｆ力調
整装置どし、燃料噴射時間を短縮するために噴射圧力の
増加を指示する駆動信号を前記噴射圧ノＪ調整装置へ出
力づる電子制御回路としている。

このため本発明によれば加速中噴射された燃料は、その
吸入行程時間中に全て気局内に吸入されるので、加速時
の機関の応答性が向トし、また管壁への燃料１１着がな
いことから、非同期噴射増量及び加速増量を少なく抑え
て実用燃費の改善及びト（Ｃエミッションが低減される
と言った効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塁本的構成図を示すブロック図、第２
図は第１実施例の燃料噴射制御装置の系統図、第３図は
電子制御回路のブロック図、第４図は本発明の第１実施
例の制御プログラムを表わＪフローチャーミル、第５図
は第２実施例の燃料噴射制御装置の系統図を表わす。 ３．１０３・・・スロワ１〜ルバルブ ６．１０６・・・燃料噴射バルブ ９Ａ、９Ｂ、１０９・・・圧力調整バルブ９Ｃ・・・切
換電磁バルブ １２．１１２・・・電子制御回路 １３．１１３・・・回転角センサ １４．１１４・・・スロットル間度センザ１０９ｈ・・
・電磁ソレノイド 代理人　弁理士　定立　勉 他１名 第１図 第２図 第３図 １２ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料ポンプの燃オ′３１圧力と内燃機関の吸気管圧力と
   に基づいて燃料噴射バルブより噴射される燃料の噴射圧
   力を所定の値に調整する噴射圧力調整手段と、運転状態
   に基づいて燃料噴射バルブに煙料噴射時間を調整する調
   整信号を出力する電子制御回路を備えた内燃機関の燃料
   噴射制御装置において、 前記噴射圧力調整手段を、 前記電子制御回路からの駆動信号に基づいて前記噴射圧
   力を変える噴射圧力可変型の噴射圧力調整手段とし、 前記電子制御回路内に、 車両が加速状態か否かを判定する加速状態判定手段と、 燃ｒ３１　ＩＩＩ射時開時間入行程時間より長いか否か
   を判定する燃料噴射時間判定手段と、 前記加速状態判定手段にて加速状態であると判定され、
   かつ、前記燃料噴射時間判定手段にで燃料噴射時間が吸
   入行程時間より長いと判定された場合、噴射圧力の増加
   を指示する駆動信号を前記噴射圧ノコ調整手段へ出力す
   ると其に、燃料１１Ｆ’５剣時間を吸入行程時間内に収
   まるよう燃料噴射時間を短縮する噴射圧力噴射時間変更
   手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制
   御装置。