JPS6125943A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に係υ、特にスロ
ットル弁がアイドル位置に位置しているときの燃料噴射
時期を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来よシ１機関回転数と機関負荷（吸気管圧力または機
関１回転轟りの吸入空気量）とに基づい基本燃料吹射時
間を演算すると共に、吸気温や機関冷却水温等によって
この基本燃料噴射時間を補正して燃料噴射時間を求め、
この燃料噴射時間に和尚する時間燃料噴射弁を開いて各
気筒毎または２以上の気筒を含む各グループの気筒毎に
燃料を噴射する燃料噴射制御装置が知られている。また
、かかる燃料噴射制御装置を備えた内燃機関では、燃料
噴射弁から噴射された燃料の全てが気筒の吸気上死点で
吸気パルプ近傍に到達するように、燃料噴射弁から吸気
バルブまでの燃料の飛行時間等を考慮して吸気上死点前
で燃料噴射が終了するようにされている。このような内
燃機関では、吸気上死点で噴射された燃料の全てが吸気
パルプ近傍に到達するため、吸入行程での燃料の燃焼室
への吸入が有効に行なわれ、定常運転時に最大トルクが
得られると共に定常運転時のエミッションが良好になる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来の燃料噴射制御装置を備えた
内燃機関においてスロットル弁がアイドル位置（全閉状
態）になると、燃料噴射量が少なくなると共に吸入空気
の流速が遅くなるため、従来のように吸気上死点前で燃
料噴射を終了すると噴射された燃料がインテークマニホ
ールド壁面に付着して全ての燃料が燃焼室に吸入されな
いことになる。従って、スロットル弁全閉時の空燃比が
過リーンになって失火が発生しゃすくなシ、特にアイド
リング時の機関回転が不安定になる、という問題があっ
た。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記問題点を解決するために本発明は、スロットル弁が
アイドル位置に位置しているときにアイドル信号を出力
するアイドル検出手段と、クランク角を検出してクラン
ク角信号を出力するクランク角検出手段と、前記アイド
ル信号が出力されたとき前記クランク角信号に基づいて
吸気上死点以後に燃料噴射が開始されるように燃料噴射
弁を制御すると共に前記アイドル信号が出力されないと
き前記クランク角信号に基づいて吸気上死点前に燃料噴
射が終了されるように燃料噴射弁を制御する制御手段と
を含んで構成したものでおる。

〔作　用〕

本発明によれば、第１図に示すように、アイドル検出手
段によシスロットル弁がアイドル位置に位置しているこ
とが検出されたとき（ステップ１１）には、クランク角
信号に基づいて吸気上死点以後に燃料噴射が開始される
ように燃料噴射弁が制御される（ステップ２１）。この
ため、スロットル弁がアイドル位置に位置しているとき
には、吸気行程中に燃料が噴射されることになシ、燃料
噴射開始から燃料の吸入動作が行なわれるため、インテ
ークマニホールド壁匍への燃料の付着はなく全ての燃料
が吸入されることになる。また、スロットル弁がアイド
ル位置に位置していないときには、吸気上死点前で燃料
の噴射が終了される。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば定常運転時のトルクの低下およ
びエミツショ／の悪化を生じさせることなく、スロット
ル弁がアイドル位置での失火を防止して機関回転を安定
にすることができる、という効果が得られる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する
。第２図は本発明の実施例に係る燃料噴射制御装置を備
えた直列型６気筒内燃機関（エンジン）の櫃略図である
。エアクリーナ（図示せず）の下流側には吸入空気の温
良を検出して吸気温信号を出力する吸気温センサ２が取
付けられている。

吸気温センサの下流側にはスロットル弁４が配置され、
このスロットル弁４に連動しかつスロットル弁かアイド
ル位置（全閉）でオンしてアイドル信号を出力しかつス
ロットル弁が開いたときにオフするアイドルスイッチ６
が取付けられている。

スロットル弁４の下流側には、サージタンク８が設けら
れ、このサージタンク８にスロットル弁下流側の吸気管
圧力を検出して吸気管圧力信号を出力する圧力センサ１
０が取付けられている。サージタンク８は、インテーク
マニホールド１２を介してエンジンの燃焼室１４に連通
されている。こツインテークマニホールド１２には、燃
料噴射弁１６が各気筒毎に取付けられている。エンジン
の燃焼室１４はエキゾーストマニホールドを介して三元
触媒を充填した触媒コンバータ（図示せず）に連通され
ている。また、エンジンブロックには、エンジンの冷却
水温を検出して水温信号を出力する水温センサ２０が取
付けられている。エンジンの燃焼室１４には１点火プラ
グ２２の先端が突出され、点火グラブ２２にはディスト
リビュータ２４が接続されている。ディストリビュータ
２４には。

ディストリビュータノ・ウジングに固定されたピックア
ップとディストリビュータシャフトに固定されたシグナ
ルロータとで各々構成された気筒判別センサ２６および
クランク角センサ２８が設けられている。気筒判別セン
サ２６は例えは第１気筒の吸気上死点毎（７２０℃Ａ毎
）Ｋ気筒判別信号をマイクロコンピュータ尋で構成され
た制御回路５０へ出力し、クランク角センサ２８は例え
ば５０℃Ａ毎にクランク角信号を制御回路３ｏへ出力す
る。そして、ディストリビュータ２４はイグナイメ５２
に接続されている。なお、５４は排ガス中の残留酸度を
検出し、て空燃比信号を出力するＯ！　センサである。

ｆＧｌｉ御回路ろ０は第３図に示すように、中央処理装
置（ＣＰＵ）ろ６、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）５８
、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ　Ｍ　）　４　Ｑ、バ
ックアップラム（Ｂσ−ＲＡλ（）４２．入出力ボート
（工１０）’４４、アナログディジタル変換器（ＡＤＣ
）４６およびこれらを接続するデータバスやコントロー
ルバス等のバスを含んで構成されている。エフｏ４４に
は、気筒判別信号、クランク角信号、空燃比信号、アイ
ドルスイッチ６から出力されるアイドル信号が入力され
ると共に、駆動回路を介して燃料噴射弁１６の開閉時間
を制御する燃料噴射信号およびイグナイタ５２のオンオ
フ時間を制御する点火信号が出力される。また、ＡＤＣ
４６には、吸気管圧力信号、吸気温信号および水温信号
が入力されてディジタル信号に変換される。

上記のクランク角信号は波形整形回路を介して工１０４
４に′入力され、このクランク角信号からエンジン回転
数を表わすディジタル信号が形成される。気筒判別信号
は上記と同様に工１０４４に入力されてディジタル信号
に変換される。この気筒判別信号は、クランク角信号と
共に基本燃料噴射パルス幅演算のだめの割込み做求償号
、燃料噴射開始信号、気筒判別信号等の形成に利用され
る。

アイドルスイッチ６からのアイドル信号は、工１０４４
の所定ビット位置に送シ込まれて一時的に記憶される。

また、工１０４４内には、プリセッタブルカウンタおよ
びレジスタ勢を含む周知の燃料噴射制御回路が設けられ
ており、ＣＰＵ５６から送込まれる噴射パルス幅に関す
る２進のデータからそのパルス幅を有する燃料噴射信号
を形成し。

この燃料噴射信号を燃料噴射弁１６に入力して噴射弁を
付勢する。この結果、燃料噴射信号のパルス幅に応じた
量の燃料がクランク角に同期して噴射される。

また、上記の直列型６気筒エンジンは、第１気筒≠１と
第５気筒す５とを第１グループとし、第６気筒４＝３と
第６気筒す６とを第２グループとし、第２気筒＋２と第
４気筒す４とを第５グループとして、グループ毎にクラ
ンク角と同期して燃料を噴射するようにしている。

次に上記の燃料噴射制御装置を制御するための処理ルー
テンについて説明する。第４図はメインルーチンを示す
もので、ステップ１００において吸気管圧力ＰＭとエン
ジン回転数ＮＫとを取込み。

ステップ１０２において基本燃料噴射パルス幅を演算す
ると共にエンジン冷却水温等で補正して燃料噴射パルス
幅ｒ　Ｃｍ５ｅＣ，ｌ　を計算する。ステップ１０４で
はアイドル信号に基づいてアイドルスイッチオンか否か
を判断し、アイドルスイッチオンならば予めＲＯＭに記
憶されている燃料噴射開始クランク角θ１　（例えば、
０〜６０℃Ａ　ＡＴＤＣ内の値）をステップ１０６で読
出し、ステップ１０８で燃料噴射開始クランク角θ１・
をクランク角信号の発生間隔である５０℃Ａで除し、そ
の商の整数部を基準位置θとする。そして、ステップ１
１２でθ１／３０の小数部をｔθとする。一方。

アイドルスイッチオフのときは、以下の式に従ってオフ
アイドル時の燃料噴射開始クランク角θ２（’ＱＡＢＴ
ＤＣ）　　を演算する。

ただし、αは燃料噴射弁から噴射された燃料が各グルー
プにおける最初に吸入行程に入る気筒の吸気バルブに到
達するまでの時間Ｃｍ５ｅｃ　：ｌと開弁していた燃料
噴射弁が閉じるまでの時間（：ｍ５ｅｃ〕との和で表わ
される定数であシ、また定数１０００．６０．５６０は
エンジン回転数ＮＦｉから１（ｍｓｅｃ：］当シのクラ
ンク角度の進みを求めるためのものである。

次のステップ１１０では、エンジン２回転のクランク角
から燃料噴射開始クランク角θ、を減算してクランク角
θ、を（℃Ａ　ＡＴＤＣ）の単位を有する値に換算し、
ステップ１１６で、前記と同様にして燃料噴射開始クラ
ンク角θ２を５０℃Ａで除した商の整数部を基準位置θ
とし、ステップ１１８でこの商の小数部をｔθとする。

そして１次のステップ１２０で所定クランク角間（例え
ば、１２０’ＣＡ間）の時間から小数部ｔθを時間Ｔθ
に換算する。

上記のようにして求めた基準位置０１時間Ｔθ、燃料噴
射パルス幅τおよび定数αの関係を第９図に示す。

次に、予め定められた特定クランク角毎の割込み要求信
号、すなわち３０°ＱＡ毎の割込み狭求信号および７２
０°ＣＡ毎の割込み要求信号がＣＰＵ５６に入力される
と、ＣＰＵ５６は第５図および第６図の割込み処理ルー
チンを実行する。第５図の割込み処理ルーテンは燃料噴
射開始時期と燃料噴射終了時期とをセットするためのも
のでｓｂ、第６図のルーチンは基準クランク角フラグＦ
ｍをセットするためのものである。

７２０℃Ａ毎の割込み要求信号が入力されると第６図の
ルーチンが実行され、ステップ１４０で基準クランク角
フラグＰＩｍがセットされてメインルーチンへリターン
される。７２０℃Ａ毎の気筒判別信号は、第１気筒の吸
気上死点で出力されるため、第１気筒の吸気上死点でフ
ラグＦｍがセットされることになる。

３０℃Ａ毎の割込み要求信号が入力されると第５図のル
ーチンが実行され、ステップ１２２において基準クラン
ク角フラグＦｍがリセットされているか否かが判断され
、リセットされているときはステップ１２８でクランク
角度カラ／りのカウント値ＣＣＲＮＫが１インクリメン
トされる。一方、フラグＦｍがセットされているときは
ステップ１２４およびフラグｆ１２６においてフラグＦ
″ｍをリセットすると共にカウント値ＣＣＲＮＫを０に
する。次のステップ１２１では第４図のメインルーテン
で演算されてＲＡＭに記憶されている基準位置θを読出
し、ステップ１２５でカウント値ＣＣＲＮＫが基準位置
０に一致したか否かを判断することによシ、り２ンク角
が第１グループの燃料噴射開始用の基準位置θに一致し
たか否かを判断する。カウント値ＣＣＲＮＫが基準位置
θに一致していれは、ステップ１２５で現在時刻と時間
Ｔθとの和（燃料噴射開始時刻）をコンベアレジスタＡ
１にセットすると共に、ステップ１２７においにセット
し、メインルーチンへリターンする。

一方、ステップ１２５でカウント値ＣＣＲＮＫが基準位
置θに一致していないと判断されたときは、ステップ１
２９で基準位置θに８を加算し、ステップ１３０とステ
ラ７６１！１１で基準位置θの値を２４未満の値に制限
した後、ステップ１３２においてカウント値ＣＣＲＮＫ
が上記のように制限された基準位置θに一致したか否か
を判断することによシ、クランク角が第２グループの燃
料噴射開始用の基準位置θに一致したか否かを判断する
。カウント値ＣＣＲＮＫが基準位置θに一致していれば
・ステップ１！＋３で現在時刻と時間Ｔθとの和（燃料
噴射開始時刻）をコンベアレジスタＡ２にセットすると
共に、ステップ１ｓ４ｖｃおいて現在時刻、時間Ｔθ、
燃料噴射パルス幅丁の和（燃料噴射終了時刻）ヲコンベ
アレジスタＢ２にセットし、メインルーチンへリターン
する。

逆に、ステップ１５２でカウント値ＣＣＲＮＫが基準位
置θに一致していないと判断されたときは、ステップ１
′５５で基準位置θに８を加算し、ステップ１５６とス
テップ１５７で基準位置θの値を２４未満の値に制限し
た後、ステップ１５８においてカウント値ＣＣＲＮＫが
上記のように制限された基準位置θに一致したか否かを
判断することにより、クランク角が第５グルーグの燃料
噴射開始用の基準位置θに一致したか否かを判断する。

カウント値ＣＣＲＮＫが基準位置θに一致していれば、
ステップ１３９で現在時刻と時間Ｔθとの和（燃料噴射
開始時刻）をコンイアレジスタＡ５にセットすると共に
、ステラｆ１４１において現在時刻。

時間Ｔθ、燃料噴射・やルス幅τの和（燃料噴射終了時
刻）をコンベアレジメ／Ｂ５にセットし、メインルーチ
ンへリターンスル。

第７図および第８図は、現在時刻がコンベアレジスタＡ
　１．、Ｂ１にセットされた時刻と一致したとき割込ま
れる時刻一致割込みルーチンを示すものである。現在時
刻がコンベアレジスタＡ１にセットされた時刻と一致す
ると第７図の割込みルーチンが実惰され、ステツｆ１４
２において第１グループの燃料噴射弁を開弁するだめの
２進のデータがＣＰＵから燃料噴射制御回路に送出され
、現二 在時刻がコンベアレジスタＢにセットされた時刻と一致
すると第８図の割込みルーチンが実行され。

ステップ１４４において第１グループの燃料噴射弁を開
弁するだめの２進のデータが燃料噴射制御回路に送出さ
れる。また、現在時刻がコンベアレジスタＡ２、Ｂ！１
にセットされた時刻と一致すると第７図と同様の時刻一
致割込みルーチン（図示せず）が実行され、第２グルー
プの燃料噴射弁、第３グループの燃料噴射弁が各々開弁
され、コンベアレジスタＢ２、Ｂ５にセットされた時刻
と一致すると第８図と同様の時刻一致割込みルーチン（
図示せず）が実行され、第２グループの燃料噴射弁、第
５グループの燃料噴射弁が各々閉弁される。

上記のように制御することによυ、第９図に示すように
、アイドルスイッチがオフのときは第１゜５．２気筒の
吸気上死点紡で燃料噴射が終了され、アイドルスイッチ
がオンのときは上記の上死点以後で燃料噴射が開始され
る。

なお、上記では気筒のグループ毎に燃料を噴射する例に
ついて説明したが１本発明はこれに限定されるものでは
なく、各気筒毎に燃料を噴射する独立噴射式エンジンに
も適用することができ、またエンジン回転数とエンジン
１回転ｓｂの吸入空気量から基本燃料パルス幅を演算す
るエンジンにも適用することが可能である。また、上記
では燃料噴射開始から燃料噴射終了までを時間で制御す
る例について説明したが、この時間をクランク角に換算
してカウント値ＣＣＲＮＫに基づいて制御してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための流れ図、第２図は本発
明の一実施例に係る燃料噴射装置を備木たエンジンの概
略図、第５図は第２図の制御回路のブロック図、第４図
は上記実施例のメインルーチンを示す流れ図、第５図は
上記実施例の５０°ＣＡ割込みルーチンを示す流れ図、
第６図は上記実施例の７２０℃Ａ割込みルーチンを示す
流れ図、第７図および第８図は時刻一致割込みルーチン
を示す°流れ図、第９図は燃料噴射タイミング等を示す
線図である。 ６・・・アイドルスイッチ。 １６・・・燃料噴射弁、 ２日・・・クランク角センサ。 代理人　　　　鵜　　沼　　辰　　之 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットル弁がアイドル位置に位置しているとき
   にアイドル信号を出力するアイドル検出手段と、クラン
   ク角を検出してクランク角信号を出力するクランク角検
   出手段と、前記アイドル信号が出力されたとき前記クラ
   ンク角信号に基づいて吸気上死点以後に燃料噴射が開始
   されるように燃料噴射弁を制御すると共に前記アイドル
   信号が出力されないとき前記クランク角信号に基づいて
   吸気上死点前に燃料噴射が終了されるように燃料噴射弁
   を制御する制御手段とを含む内燃機関の燃料噴射制御装
   置。