JPS6093152A - 電子制御燃料噴射装置 - 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】 （技術分野） この発明は火花点火式内燃機関の電子制御燃料噴射装置
に関する。

（技術的背景） 火花点火式内燃機関の燃料噴射装置にあっては、各気筒
の吸気ポートにそれぞれ燃料噴射弁を配置したマルチポ
イントインジェクション方式のものと、吸気絞弁の上流
に単一の燃料噴射弁を設置したシングルポイントインジ
ェクション方式のものとが知られているが、マルチポイ
ントインジェクション方式では、各気筒に対応して高価
な噴射弁を多数配置する関係上、コストの上昇が避けら
れない。

他方、シングルポイントインジェクション方式では、コ
ストが安くなる半面、一つの噴射弁でアイドル域の最小
流量から全開域の最大流量までの燃料噴射を担う必要か
ら、比較的大流量の噴射弁が用いられ、流量の小さいと
きの燃料の制御精度に問題がある。

そこで、従来では特開昭５５−１２２６８号（公報参照
）として、第１図に示すように、吸気通路１の吸気絞弁
２の上流に、２つの燃料噴射弁３．４を設置し、両噴射
弁３，４から燃料を噴射させるようにしたものが提案さ
れてｂる。

この燃料噴射弁３，４は、図示しない制御回路からの信
号により開閉駆動され、制御回路は機関の回転数や負荷
等に基づいて基本燃料噴射量を演算し、これを図示しな
い排気通路に設置した酸素センサからの空燃比信号に応
じて補正し、機関に供給される混合気が理論空燃比とな
るように、噴射弁３，４からの燃料噴射量をコントロー
ルする。

そして、この場合噴射弁３，４は第２図に示すような制
御回路からのパルス信号により、例えばエンジン１回転
毎に１回ずつ、交互に開閉されるようになっている。

各燃料噴射弁３，４の最大噴射量は一つのときと較べて
半分となるので、それほど流量の太きし噴射弁を用いな
くとも良く、したがって小流量から大流量まで良好な燃
料の制御精度が得られる。

また、これによると、噴射弁３，４から燃料が交互に噴
射されるから、吸入空気との混合、霧化が促進され、均
一な混合気が得られるという利点がある。

しかし、一般に吸気通路１には、図示しないが排気ガス
の一部やブローバイガスが還流されるようになってお杓
、このため還流ガスが燃料噴射弁３．４にふれると、還
流ガス中のカーボン、オイルミスト等の微粒物が付着し
てノズル部分の目詰１りを起こすことがある。

この目詰まりは、噴射弁３．４から噴射される燃料によ
り除去されることも多いが、付着量によっては噴射弁３
，４からの噴射燃料が減少しかねず、この結果、特に要
求噴射惜が最大となる高出力運転時に、燃料の供給不足
を招き、機関の全開性能が低下してしまうという問題が
あった。

（発明の目的） この発明は、ノズル部分の目詰１りにもとづく噴射燃料
の減少を補償し、全開性能の低下を回避することを目０
勺としている。

（発明の構成および作用） 第３図に示すように吸気絞弁２の上流に設置された２つ
の燃料噴射弁３，４は、排気通路６に設けた酸素センサ
２１の信号に基づいて理論空燃比の混合気が生成される
ように、制御回路７によりその燃料噴射量がフィードバ
ック制御されると共に、通常の場合は両噴射弁３，４か
ら交互に燃料を噴射するように駆動制御される。

そして、前記酸素センサ２１の信号により、所定の時間
、継続的に空燃比が希薄側に偏移したとき、それ以後は
判断回路２６と補正演算回路２３により、前記２つの噴
射弁３，４から燃料を同一時期に噴射させ、それぞれ噴
射回数を増加させる。

ノズル部分の１］詰まりによる噴射燃料の減少管補うた
めに、噴射弁からの噴射量を増加しようとする場合、交
互に燃料を噴射するのでは、噴射弁の１回当りの噴射時
間が長くなって、制御応答の点からも好筐しくはないが
、これに対して２つの噴射弁３，４から燃料を同一時期
に噴射させ、それぞれの噴射回数を増加させると、１回
当りの噴射時間を半減させつつ十分に噴射燃料を増加す
ることが可能となる。

したがって、噴射弁３，４が目詰１りを起こすようにな
ったとしても、高出力時等に燃料の供給が不足すること
は回避され、燃料噴射の良好な制御性を保ちながら、機
関の全開性能を高く維持することができる。

（実施例） 第４図は本発明の実施例を示す全体構成図で、５は４サ
イクルガソリンエンジンの機関本体を示し、吸気通路１
と排気通路６が設けられる。

吸気通路１にはアクセルペダルに連動して吸入空気量を
増減する吸気絞弁２が介装され、吸気絞弁２の上流に２
つの燃料噴射弁３．４が並列に設置される。

これらの燃料噴射弁３．４は後述するように制御回路７
からのパルス信号により、機関回転に同期して開閉され
る。

この燃料噴射弁３，４の燃料供給回路８として、燃料タ
ンク９から燃料ポンプ１０により加圧された燃料が、燃
料フィルタ１１、圧力レギュレータ１２を介して所定の
圧力（例えば１．０　ｋｇ／ｉ　）に調圧され、供給通
路１３を経由して送り込まれるのであり、余剰燃料は戻
り通路１４より燃料タンク９へと循環される。

１５は三方市５磁弁で、機関が高温のアイドリンク時に
制御回路７からの信号により圧力レギュレータ１２にか
かる負圧を大気で希釈し、燃料圧力を例えば１．５　ｋ
ｇ／ｃｎ！に高めてベーパロックを防ぐものである。

制御回路７には運転状態検出手段としての、吸入空気量
を検出するセンサ１６、機関回転数を検出するセンサ１
７．吸気絞弁開＃を検出するセンサ１８、機関冷却水温
を検出するセンサ１９等からの検出信号と共に、排気通
路６の三元触媒２゜の上流に設けた酸素センサ２１から
の信号が入力し、これらの信号に基づいて燃料噴射弁３
，４の作動をコントロールし、基本的には理論空燃比の
混合気を機関に供給するように機能する。

制御回路７は第５図に示すように構成されており、２２
は酸素センサ２１の出力を比例、積分する回路、２３は
前記我人空気量センサ１６、機関回転数十ンサ１７、絞
弁開度センサ１８等からの信号に基づいて燃料噴射パル
ス幅を演算し、この演算結果を比例・積分回路２２の出
力で補正して理論空燃比の混合気が得られるようにパル
ス幅を修正する補正演算回路である。

２４は補正演算回路２３の出力に基づいて第１の燃料噴
射弁３の噴射を制御する駆動回路、２５は同じく第２の
燃料噴射弁４の噴射を制御する駆動回路である。

補正演算回路２３は、修正後のパルス幅に対応したパル
ス信号を例えばエンジン１回転につき１回、駆動回路２
４．２５に送るが、通常の運転においては、そのパルス
信号を前記第２図のように交互に駆動回路２４．２５に
送る。

また、２６は前記比例・積分回路２２の出力信号Ａの平
均値Ｂが（第６図参照）、空燃比のリーン側に所定値△
α以上偏移したことを判別する判断回路で、この状態が
メモリ２７に記憶された所定の時間１０以上（または機
関の積算回転数が所定値Ｎｏ以上）継続されると、判断
回路２６は前記補正演算回路２３に噴射補償信号を出力
する。

これは燃料噴射弁３，４のノズル目詰まり等に７− 起因する燃料供給不足を補うもので、補正演算回路２３
はこの噴射補正信号が入力すると、パルス信号を同一時
期に出力すると共に、それぞれパルス数を増加し、例え
ばエンジン１回転につき２回のパルス信号を駆動回路２
４．２５に送る。

このパルス幅は１通常の運転のときと較べてこの場合的
１７２となるように切換えられると共に、前記各センサ
１６〜１９．２１の信号に応じて、前述と同様理論空燃
比の混合気が得られるように設定される。

そして、駆動回路２４．２５は、入カバルス信号に応じ
てそれぞれ燃料噴射弁３，４を開閉し、燃料を噴射させ
る。

次に作用を説明する。

通常の運転においては、制御回路７からの信号に基づい
て、燃料噴射弁３，４が開閉駆動され、機関要求燃料を
噴射供給する。

この燃料噴射量は、酸素センサ２１の出力に基づいて理
論空燃比の混合気を生成するように、フィードバック制
御されるのであり、この場合補正８− 演算回路２３からのパルス信号により燃料噴射弁３．４
は交互に燃料を噴射する。

したがって、吸入空気に対する噴射燃料の混合、霧化が
促進され、均一な混合気を保って理論空燃比における良
好な燃焼を維持することができる。

ところで、吸気通路１にブローバイガスや排気ガスの一
部を還流していると、前述したように燃料噴射弁３，４
に還流ガス中のオイルミストやカーボン等が付着しやす
く、長い間にはノズル部分が次第に目詰まりを起こし、
このようになると高出力運転時には要求燃料を供給する
ことができず、機関出力不足の状態を生じる。しかし、
本発明では、このような場合に、燃料噴射弁３，４から
燃料を同一時期に噴射させ、それぞれ噴射回数を増加さ
せるので、容易に燃料を増量補償でき、供給量が要求量
を下回るようなことはなくなる。

つ１す、燃料噴射弁３，４の目詰まりにより燃料噴射量
が低下してくると、混合気を理論空燃比に制御している
ために、噴射弁３，４に与えるパルス信号のパルス幅が
酸素センサ２１からのフイ−ドパツク信号により次第に
犬きくなつでくるのであり、やがて全開状態になっても
理論空燃比を維持できなくなる。

この過程において、酸素センサ２１の信号を処理する比
例・積分回路２２の出力は、その平均出力Ｂが第６図の
ようにリーン側へ偏移し、判断回路２６はリーン側への
偏移量がΔαα超越、この状態がメモリ２７に記憶妊れ
た所定時間１０以上継続すると、混合気の理論空燃比制
御が正確に行なわれなくなると判断して、燃料の増量を
促す噴射補償信号を補正演算回路２３に出力する。

機関の過渡的な運転状態では、燃料噴射弁３゜４が目詰
まりを起こしていなくても、一時的に混合気が理論空燃
比よりも薄くなることがあるので、上記のようにして目
詰１り状態を判定する。

すると、補正演算回路２３は、それ壕で燃料噴射弁３，
４に交互に出力していたパルス信号を同一時期に出力す
ると共に、それぞれパルス数を増加し、噴射弁３，４の
開閉状態を切換えるのである。

このため、噴射弁３，４の噴射回数が増え、１回当りの
噴射時間つ１り噴射弁３，４に与えるパルス信号のパル
ス幅をほぼ半減しながら十分に噴射燃料を増加すること
ができる。

そして、この噴射量は前述と同様酸素センサ２１等から
の信号に基づいて理論空燃比の混合気を生成するように
フィードバック制御される。

したがって、燃料噴射弁３，４が目詰まりを起こしたと
しても、燃料噴射量が減少するようなことは回避され、
容易に増１゛補償することができ、理論空燃比の混合気
を保ちつつ、要求燃量を噴射することができるのである
。この結果、機関高出力運転時に燃料不足による機関出
力の低下は防止することができ、さらには三元触媒等の
機能を良好に維持することが可能となる。

次に以上の制御をマイクロコンピュータで行う場合につ
き第７図、第８図のルーチンにしたがって説明する。

筐ず、第７図において、運転状態を示すパラメータとし
て、各種センサからの信号およびメモリ　１１− からの定数を入力して、基本噴射パルス幅（Ｑ／Ｎ　）
を演算する。ただし、Ｑは吸気量、Ｎは回転数である。

機関が冷間状態、高負荷状態、減速状態など、フィード
バック制御を行なう状態にあるか否かを判別し、上記以
外のフィードバック制御時には酸素センサの出力αを積
分し、この積分結果Ａをメモリに記憶する。フィードバ
ック制御をしないときには、その直前のＡを記憶する。

数である。

次に第８図において、メモリからＡを入力して、Ａの平
均値ＢがΔα（偏移量）より大きいか否かを判別し、小
さいときには、前記ＰＭに基づくノくルス信号により燃
料噴射弁３，４を交互に開閉する。

他方、Δαより太きいときには、さらに大きくなってか
らの経過時間ｔがｔ。（所定時間）を過ぎた場合、前記
ＰＭを半分にし、かつパルス数を２倍にしたパルス信号
により燃料噴射弁３，４を同時　１２− に開閉する。

上記実施例においては、比例・積分回路２２の平均出力
、つまりフィードバック制御信号が所定値以上リーン側
に偏移したときに燃料噴射弁３，４から同一時期に燃料
を噴射させ、噴射量を増量補償するようにしたが、吸入
空気量と回転数に基づいて演算された基本パルス幅に対
し、この空燃比制御信号に基づいて補正された後のパル
ス幅ｐＭとの差が所定値以上になったときに、同じく増
量補償を行なわせるようにしても良い。

また、制御信号のリーン側への偏移を、機関の走行距離
や累積回転数を検出することで推定することもでき、こ
の場合には計測が容易となる。

（発明の効果） 本発明によれば、燃料噴射弁のノズル部が目詰まりを起
こした場合、２つの噴射弁から同一時期に燃料が噴射さ
れ、噴射回数が増えるので、燃料噴射量が機関の要求量
を満足するように補償することができ、空燃比制御が的
確に行なわれると共に１機関の全開性能を安定かつ高維
持できる。１た、常に良好な燃焼状態を保てることから
、排気通路の三元触媒で安定した浄化反応が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の要部断面図、第２図は交互に出力され
たパルス信号を示すグラフ、第３図は本発明のクレーム
対応図、第４図は本発明の実施例を示す全体構成図、第
５図は制御回路のブロック図、第６図は作動状態の説明
図、第７図、第８図は制御回路の動作ルーチンを示すフ
ローチャートである。 １・・・吸気通路、２・・・吸気絞弁、３，４・・・燃
料噴射弁、６・・・排気通路、７・・・制御回路、８・
・・燃料供給回路、１６・・・吸入空気１センサ、１７
・・・回転数センサ、１８・・・絞弁開度センサ、２１
・・・酸素センサ、２２・・・比例・積分回路、２３・
・・補正演算回路、２４．２５・・・駆動回路、２６・
・・判断回路。 　１５− 第１図 第２図 欠礼粁司険身１唾亡　３ 燃、竹唯射汁４ 第７図 特開昭ＧＯ−９３１５２（７） 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気絞弁の上流の吸気通路に２つの燃料噴射弁を設け、
   これらの噴射弁から燃料を交互に噴射させる一方、排気
   通路に酸素センサを設置し、このセンサ出力に基づいて
   機関供給混合気が所定空燃比となるようにフィードバッ
   ク制御する制御回路を備えた内燃機関の電子制御燃料噴
   射装置において、上記酸素センサの出力に基づいて混合
   気の空燃比または空燃比制御信号が所定の時間リーン側
   へ偏移したことを判断する回路と、この判断時に上記２
   つの燃料噴射弁から燃料を同一時期に噴射させ、噴射回
   数を増加させる補正演算回路とを備えたことを特徴とす
   る電子制御燃料噴射装置。