JPS6146443A - 電子制御式燃料噴射装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は運転期間の少なくとも一部の期間でグループ噴
射を行なう内燃機関の電子制御式燃料噴射装置において
、特定のグループに対する噴射パルス幅が燃料噴射タイ
ミングの機関運転条件に充分に近い過去の機関運転時点
での運転条件を基に設定されるべく基本噴射パルスの発
生タイミングを燃料噴射タイミングの直前に変更するよ
うにした電子制御式燃料噴射装置に関する。

［従来技術］ 従来から、グループ噴射方式により燃料噴射を行なう多
気筒内燃機関の電子制御式燃料噴射装置として、例えば
４気筒エンジンに適用したものに第２図に示す如きもの
が知られている。この装置は、機関の吸入空気量に応じ
た信号を発生するエアフロメータからの信号Ｑと機関の
回転に同期して１８０°ＯＡ毎に１発のパルス信号を発
生する回転角センサからの信号ＮＥとを入力し、両信号
Ｑ、ＮＥ１．：ｉづくパルス幅をもつ基本噴射パルス信
号ＴＰを上記信号ＮＥに同期して出力する演算回路１を
備える。また、この演算回路１からの基本噴射パルス信
号ＴＰ１上配信号ＮＥ、機関の回転基準位置を示すパル
ス信号Ｇを７２０’Ｃ△毎に１発づつ発生する気筒判別
センサからの当該パルス信号Ｇおよびその他の機関運転
条件を示す信号Ｍを入力し、これらの信号ＴＰ１ＮＥ、
Ｇ、Ｍを基に、４気筒の予めグループ分けされた気筒毎
のインジェクタに対し、＃１グループのインジェクタに
ついては上記信号ＮＥに同期し、一方＃２グループのイ
ンジェクタについては上記信号Ｇに同期してそれぞれ７
２０’ＣＡ毎に、機関運転条件に応じたパルス幅をもつ
噴射パルスを出力する中央処理ユニット（ＣＰＵ）２を
備えている。

演算回路１は第３図のブロック図で示す如く、クロック
入力端子Ｔにパルス信号ＮＥが入力されかつ反転出力端
子Ｑをデータ入力端子りに接続したＤフリップ７０ツブ
１１と、このＤフリップフロップ１１の非反転出力端子
Ｑからの連続した２個のパルス毎に、その第１発註のパ
ルス信号の立上りで所定の充電時定数に基づく充電を開
始し、第２発註のパルス信号の立上りで上記エアフロメ
ータからの信号Ｑのレベルに応じた放電時定数で今度は
放電を開始し、このときの放電パルスを基本噴射パルス
信号ＴＰとして出力する充放電回路１２とからなる。

なお特開昭５７−５９０３２号公報は本発明の分野の先
行技術と考えられる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような構成の従来の電子制御式燃料
噴射装置によると、演算回路１にＤフリップフロップ１
１を備えていることから、このフリップ７０ツブ１１の
特性によってその出力極性が２通り生ずる。即ち、第４
図および第５図の各タイムチ１１−トに示す如く、同一
の信号ＮＥ、Ｇに対して、Ｄフリップフロップ１１の特
性によりその出力極性が互いに正反対となり得る。そし
て、信号ＮＥ、Ｇに対してＤフリップ７０ツブ１１の出
力が第４図に示す如くなる場合には、信号ＴＰが信号Ｇ
の立上り時点の直前で出力されていることがら＃１グル
ープに対する噴射パルス信号Ｔ１は急加速、急減速など
の過渡運転時であっても燃料噴射タイミングでの運転条
件とほぼ同様な運転条件に基づいたパルス幅をもつこと
となる。しかし、信号ＮＥ、Ｇに対してＤフリップフロ
ップ１１の出力が第５図に示す如くなる場合には、信号
ＴＰが信号Ｇの立上り時点よりも比較的前で出力されて
いることがら＃１グループに対する噴射パルス信号Ｔ２
は過渡運転時にあっては燃料噴射タイミングでの運転条
件とは大きく異なる運転条件下で求められたパルス幅を
もつこととなり、この結果、応答遅れが大きな、運転条
件に適さない燃料が噴射されることとなる。

本発明は上記の点を解決することを目的とする。

即ち、本発明は、Ｄフリップフロップが信号ＮＥ、Ｇに
対して第５図に示した如き極性でもって出力される場合
に、このＤフリップ７０ツブの出力を第４図に示した如
き反対の極性にせしめ、過渡運転時の燃料噴射量を燃料
噴射タイミングでの運転条件にほぼ一致した運転条件下
での基本噴射パルス幅を基に定めることがてさるように
し、ドライバビリティの向上を図ることを目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段］ このため、本発明は、第１図に示す如く、内燃機関の回
転に同期してパルス信号ＮＥを発生する回転角センサＡ
と、 内燃機関の回転基準位置を示すパルス信＠Ｇを発生する
気筒判別センサＢと、 内燃機関の吸入空気ｍに応じた信号Ｑを梵生ずるエアフ
ロメータＣと、 フリップフロップを備え上記回転角センサＡからのパル
ス信号ＮＥおよび上記エアフロメータＣからの信号Ｑを
入力しこれらの信号ＮＥ１Ｑに基づくパルス幅の基本噴
射パルス信号ＴＰを上記回転角センサＡのパルス信号Ｎ
Ｅに基づくタイミングで出力する演算回路りと、 該演算回路りからの基本噴射パルス信号ＴＰ。

上記気筒判別センサＢからのパルス信号Ｇおよび上記回
転角セ・ンサＡからのパルス信号ＮＥを入力し、上記気
筒判別センサＢからのパルス信号Ｇに基づくタイミング
で特定のグループの気筒のインジェクタに噴射パルス信
号Ｔ１を供給開始する中央処理ユニットＥと、 を備えた電子制御式燃料噴射装置において、上記中央ｌ
ａ埋ユニットＥに、上記回転角センサＡからのパルス信
＠ＮＥと上記気筒判別センサ８からのパルス信号Ｇとが
同期したときの上記基本噴射パルス信号ＴＰの有無を判
断する判別手段Ｅ１、および該判別手段Ｅ１により基本
噴射パルス信号ＴＰが無い旨判断された場合に上記演算
回路りに制御信号Ｏ８を出力する出力手段Ｅ２を設け、
上記演算回路りが上記制御信号Ｏ８を入力した後、該演
算回路りから入力前の基本噴射パルス信号に比べて移相
された基本噴射パルス信号が出力されるようにしたこと
を特徴とする。　゛〔実施例］ 以下本発明を図に示す一実施例につき説明する。

第６図は本発明が実施されるグループ噴射方式の４気筒
エンジン及びその制御システムを概略的に示すもので、
エンジン１は自動車に積載される公知の４サイクル火花
点火式エンジン、２はエアクリーナ、３は吸気管、４は
スロットルバルブ、５−１．５−２．５−３．５−４は
それぞれ各気筒に対応した電磁作動式の燃料噴射弁であ
って、燃料噴射弁５−１．５−２と燃料噴射弁５−３．
５−４がそれぞれ個別にグループを形成すると共に、全
体としての燃料噴射弁５には圧力を一定に調整された燃
料が圧送される。６は点火エネルギーを各シリンダに設
けられた点火プラグ７−１．７−２．７−３．７−４に
分配するディストリビュータである。ディストリビュー
タはエンジンのクランク軸の２回転につき１回転するも
のであって、その内部にエンジン回転角を検出する回転
角センサ８と、エンジンの回転基準位置、換言すれば特
定の気筒を判別する気筒判別センサ９とを備えている。

１０は排気マニホールド、１１は排気管である。吸気管
３にはエンジン１に吸入される吸気量を検出し、吸気量
に応じたアナログ電圧を出力するポテンショメータ式吸
気量センサ、即ちエアフロメータ１２が配置されている
。また１３は吸入空気温度を検出する吸気温センサ、１
４はエンジン１の暖機状態などを検出する冷却水温セン
サである。また、スロットル弁４には、スロットル開度
が設定値以下であることを検出するアイドルスイッチ１
５が設けられている。

制御回路２０は各センサ８．９．１２〜１５の検出信号
に基づいて点火時期や燃料噴［２を演算する回路で、点
火コイル１６（第７図）に通電する時期１．及び通電を
遮断する時期、電磁式燃料噴射弁５の開弁時期および開
弁時間等を制御することにより点火時期や燃料噴射量を
調整する。１７はバッテリ、１８はキースイッチである
。

第７図は主に上記制御回路２０の構成を示し、１００は
点火時期、燃料噴射量を演韓するセントラルプロセッシ
ングユニット、１０１は割込み指令ユニット、１０２は
セントラルプａセッシングユニット１００からの所定周
波数のクロック信号によって所定回転角の周期をカウン
トしてエンジン回転速度を算出する回転速度用カウンタ
ユニット、１０３はアイドル２イツチ１５の検出信号を
入力してセントラルブロセッシングユニノ；−１００に
転送するディジタル入力ボート、１０４は各センサ１３
．１４からの検出信号をＡ／Ｄ変換してセントラルブロ
セッシングユニット１００に読込ませるＩｎ能を有する
マルチプレクサ内蔵のＡ／Ｄ変換処理ユニットである。

１０５はエアフロメータ１２と回転角センサ８の信号に
基づいて内蔵のコンデンサを充放電させ、基本噴射パル
スを発生するＱ／Ｎ演痺演算ット即ち演算回路である。

これら各ユニット１０１．１０２．１０３．１０４．１
０．５の出力情報はコモンバス１２３を介してセントラ
ルブロセツシングユニット１００に伝送される。１０６
はセントラルプロセツシングユニット１００の制御プロ
グラムが格納されると共に各ユニット１０１．１０２．
１０３．１０４．１０５からの出力情報が記憶されるメ
モリユニットである。このメモリユニット１０６とセン
トラルプロセッシングユニット１００との間の情報転送
もコモンバス１２３を介して行なわれる。１０７はレジ
スタを含む点火時期制御用カウンタユニットであって、
セントラルプロセツシングユニット１ｏＯによって計算
された点火コイル１６の通電時期および通電遮断時期つ
まり点火時期を表わすディジタル信号をエンジン回転角
（クランク角）に対応して締出づる。１０８は電力増幅
器であって、点火時期制御用カウンタユニット１０７の
出力を増幅して点火コイル１６に通電丈ると共に点火コ
イル１６の通電を遮断する時期つまり点火時期を制御す
る。

１０９はレジスタを含む燃料噴射時期制御用カウンタユ
ニットであって、同一機能を有する２個のダウンカウン
タからなる。この場合、各ダウンカウンタはセントラル
ブロセツシングユニット１００により計算された燃料噴
射弁５の開弁時間つまり燃料噴射量を表わすディジタル
信号を燃料噴射弁５の開弁時間を与えるパルス時間幅の
パルス信号に変換する。１１０はカウンタユニット１０
９からのパルス信号を増幅して燃料噴射弁５に供給する
電力増幅器であって、カウンタユニット１０９の構成に
対応して２チヤンネル設けである。

１１１は本システムの特徴部となるＱ／Ｎ制御用ディジ
タル出力ボートである。セントラルプロセッシングユニ
ット１００においては、Ｑ／Ｎ演算ユニット１０５から
の基本噴射パルス信号ＴＰと気筒判別センサ９からの気
筒判別信号Ｇが同期しているか否かを判別して、同期し
ている時は上記Ｑ／Ｎ制御用ディジタル出力ボート１１
１から何ら信号は出力されないが、同期していない時は
この出力ボート１１１を介してＱ／Ｎ演痺演算ット１０
５にディジタル制御信号が出力される。

第８図は第７図のセントラルプロセッシングユニット１
００の動作を概略的に表わしたフローチャートである。

ステップ１０００でメインルーチンが起動されると、ス
テップ１００１で初期化がなされる。次にステップ１０
０２に進み、信号ＮＥと信号Ｇを取り込む。ステップ１
００３では基本噴射パルス信号ＴＰを取り込みステップ
１００４に進む。ステップ１００４では信号ａｓｏＮか
否かを判別し、ＯＮであればステップ１００５に、ＯＮ
でなければステップ１００８に進む。ステップ１００５
では信号ＮＥがＯＦＦか否かを判別し、ＯＦＦであれば
ステップ１００６へ、ＯＦＦでなければステップ１００
８に進む。次にステップ１００６では信号ＴＰがＯＮで
あるか否かを判断し、ＯＮでなければステップ１００７
に、ＯＮであればステプ７１００８に進む。次にステッ
プ１００７では制御信号Ｃ８をＱ／Ｎ制御用ディジタル
出力ボート１１１から出力してステップ１００８に進む
。ステップ１００８では点火時期の処理、ステップ１０
０８では噴射ｍの処理をしてステップ１００２へ復帰す
る。

第９図はＱ　／　Ｎ　１ｉｌＪ御用デイジタル出力ボー
ト１１１とＱ／Ｎ演算ユニット１０５のブロック図を示
したものである。Ｑ／Ｎ演痺演算ット１０５は分周回路
としてのＤフリップフロップ１１′とＱ／Ｎ充放電回路
１２とを有し、分周回路に於いては信号ＮＥを取り込み
この信号ＮＥの立上り時点での入力端子りの信号レベル
を出力することにより１／２に分周された信号を生成し
Ｑ／Ｎ充放電回路１２に出力する。Ｑ／Ｎ充放電回路１
２ではこの分周信号がハイレベルの時、内蔵するコンデ
ンサを所定の充電時定数で充電し、ローレベルに反転す
ると、吸入空気量に応じた放電時定数で放電する。つま
り、この時の充電量は回路の特性上から決定される定数
であり放？！ｆｆｉは吸入空気量により決定され、この
放電時間をもって基本噴射パルスＴＰのパルス幅が決定
される。

上述したセントラルプロヒッシングユニット１０Ｑの処
理により信号Ｇと基本噴射パルスＴＰとが同期していな
い場合はＱ／Ｎ１１ｉ１１１２ＩＩ用ディジタル出力ポ
ート１１１より制御信号Ｃ８が出力される。

この制御信号Ｃ８は前記分周回路１１′のリセット入力
端子Ｒに入力され、ハイレベルの分周信号（このときＱ
／Ｎコンデンサは上述した如く充電状態にある。）を強
制的にローレベル（このときＱ／Ｎコンデンサは上述し
た如く放電状態にある。

）の状態へと移行させる。この結果分周信号は回転信号
に対し１て１８０°ＣＡ移相することとなり基本噴射パ
ルスＴＰは次の信号Ｇ時からは信号Ｇに周期した基本噴
射パルスＴＰとなる。

第１０図は上記の如き構成をとる電子制御式燃料噴射装
置の動作を説明するためのタイムチャートを示している
。

図に示す如り、信号Ｇがローレベルにあるとき信号ＮＥ
がハイレベルに立上ると、Ｄフリップフロップはハイレ
ベルに立上り、このため充放電回路は充電を開始する。

セントラルブロセッシングユニット１００においては、
この充電量始時点直後の第８図のメインルーチン実行時
において信号Ｇがオン即ちローレベルにあり、信号ＮＥ
がオフ即ちハイレベルにあり、かつ信号ＴＰがオフ即ち
ローレベルにあることから、ステップ１００４の判定結
果がｒＹＥＳＪ　、ステップ１００５の判定結果がｒＹ
ＥｓＪ　、ステップ１００６の判定結果が「ＮＯ」とな
り、ステップ１００７が実行されて信号Ｏ８がＱ／Ｎ制
御用ディジタル出力ボート１１１を介してＤフリップフ
ロップ１１′のリセット入力端子Ｒに入力される。この
信号Ｏ８がリセット入力端子Ｒに入力されると、Ｄフリ
ップフロップ１１′の出力Ｑはハイレベルからローレベ
ルに反転する。この反転により充放電回路１２は放電を
開始する。従って充放電回路１２から、基本噴射パルス
ＴＰ′が出力される。その後、信号ＮＥがハイレベルに
立上ると、Ｄフリップフロップ１１′の出力Ｑはローレ
ベルからハイレベルに反転する。即ち、Ｄフリップ７０
ツブ１１′の出力Ｑは（：４号Ｃ８によりリセットされ
ることにより、以１股の出力状態はリセット前の出力状
態とは位相が１８０６異なるものとなる。従って、＃１
グループの気筒に対する噴射パルス信号のパルス幅は出
力直前の基本噴射パルス信号を基として定められたもの
となる。このため、過渡運転時に、現在の運転状態とほ
ぼ同じ運転条件に応じた燃料量が噴射されることからド
ライバビリティが向上する。

なお、第１１図に示すように、信号Ｇがオン（ローレベ
ル）の時信号ＴＰの発生がない場合は（図中Ｃ）、Ｄフ
リップフロップにおける次の信号ＮＥの立上りの検出を
停止する制御信号Ｃ８′を出すことにより上述した実施
例と同様に＃１グループの気筒に対する燃料噴射量を運
転条件に適した値に設定することができる。

更に、第１２図に示すように同時噴射方式からグループ
噴射方式に噴射方式を切換える場合にも、この切換時に
＃１グループの気筒に対して好ましい燃料噴射機を設定
することができる。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば、フリップフロップ
を有する演算回路により基本噴射パルス信号を出力し、
この信号を基に噴射パルス幅を定めると共に特定のグル
ープの気筒に対し気筒判別センサからの信号Ｇに基づく
タイミングで上記設定された噴射パルス幅の噴射パルス
信号を出力する電子制御式燃料噴射装置において、基本
噴射パルス信号と上記信号Ｇとが同期しているか否かを
判断し、同期していない場合には、以後演綽回路から基
本噴射パルス信号が所望の位相差をちって出力されるよ
うにしたため、上記特定気筒に対して、噴射パルス出力
時の運転条件とほぼ同等な運転条件下で求められた量の
燃料を噴射させることができ、この結果、特に急加速、
急減速時のドライバビリティの向上を達成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成図、第２図は従来
の電子制御式燃料噴射装置の一例の構成図、第３図はそ
のＱ／Ｎ演算回路の構成図、第４図および第５図はそれ
ぞれ上記従来例の動作を表Ｏ わしだタイムチャート、第６図ないし第１峰図は本発明
の一実施例を示し、第６図は本実施例が実施される内燃
機関およびその制御システムを表わした系統図、第７図
は本実施例の構成を表わしたブロック図、第８図はＣＰ
Ｕによる処理を表わしたフローチャート、第９図はＱ／
Ｎ演算回路の内部構成および該回路とＱ／Ｎ制御用ディ
ジタル出力ポートとの電気接続関係を表わした図、第１
０図は本実施例の動作を表わしたタイムチャート、第１
１図および第１２図はそれぞれ他の実施例の動作を説明
するためのタイムチャートである。 Ａ、８・・・回転角センサ Ｂ１９・・・気筒判別センサ Ｃ１１２・・・エアフロメータ Ｄ、１０５・・・演算回路 Ｅ、１００・・・中央処理ユニット Ｅ１、ステップ１００４．１００５．１００６・・・判
別手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の回転に同期してパルス信号を発生する回転角
   センサと、 内燃機関の回転基準位置を示すパルス信号を発生する気
   筒判別センサと、 内燃機関の吸入空気量に応じた信号を発生するエアフロ
   メータと、 フリップフロップを備え上記回転角センサからのパルス
   信号および上記エアフロメータからの信号を入力しこれ
   らの信号に基づくパルス幅の基本噴射パルス信号を上記
   回転角センサのパルス信号に基づくタイミングで出力す
   る演算回路と、該演算回路からの基本噴射パルス信号、
   上記気筒判別センサからのパルス信号および上記回転角
   センサからのパルス信号を入力し、上記気筒判別センサ
   からのパルス信号に基づくタイミングで特定のグループ
   の気筒のインジェクタに噴射パルス信号を供給開始する
   中央処理ユニットと、 を備えた電子制御式燃料噴射装置において、上記中央処
   理ユニットに、上記回転角センサからのパルス信号と上
   記気筒判別センサからのパルス信号とが同期したときの
   上記基本噴射パルス信号の有無を判断する判別手段、お
   よび該判別手段により基本噴射パルス信号が無い旨判断
   された場合に上記演算回路に制御信号を出力する出力手
   段を設け、 上記演算回路が上記制御信号を入力した後、該演算回路
   から入力前の基本噴射パルス信号に比べて移相された基
   本噴射パルス信号が出力されるようにしたことを特徴と
   する電子制御式燃料噴射装置。