JPS6217323A - 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電子制御式燃料噴射制御装置に関す
る。

〔従来の技術〕

電子制御式燃料噴射機関では、検出された吸入空気量に
基いて燃料の基本噴射量を決定し、この基本噴射量が概
ね理論空燃比を提供するようになっている。始動時及び
始動後には理論空燃比よりも濃い空燃比を与えることが
一般的であり、そのためにスタータ信号や冷却水温を検
出することによって補正係数を求め、補正係数を基本噴
射量に乗じることによって実際に噴射すべき燃料噴射量
を定めている。始動後補正係数の１例が第８図に示され
ている。この例によれば、始動時の温度が低いほど始動
時増量は多くなり、始動後には温度に応じて定められた
始動時増量から徐々に減少して所定時間で零になるよう
に設定されている。これは主に冷間始動時の始動性と始
動後のアイドル安定性を得るために行われる補正であり
、機関がすでに暖機温度にある状態から始動されるとき
には始動時増量及び始動積増量は必要ないと考えられる
。しかしながら、第８図の例では、８０℃においても約
４０％程度の増量が行われている。これは冷間時の増量
と異って、高温始動時に燃料噴射弁で発生するペーパー
を見こして増量しているものである。

一方、電子制御式燃料噴射機関では、燃料噴射弁はデリ
バリパイプに連結され、デリバリパイプには燃料噴射弁
の燃料調圧のためにプレッシャレギュレータが取付けら
れている。プレッシャレギュレータはデリバリパイプ内
の燃料の圧力と吸気圧力との差を一定に保ち、変化する
吸気圧力に対して燃料噴射量が変化するのを防止するた
めのものであり、調圧のために、プレッシャレギュレー
タのダイヤフラムによって区画された一室に吸気圧力が
導入されている。

ところで、デリバリパイプや燃料噴射弁内の燃料が高温
になると前述したように燃料ペーパーが発生し易くなり
、特に機関の始動時に問題があった。これを解決するた
めに、特開昭５８−６７９６４号公報では、プレッシャ
レギュレータと吸気管を連結する通路の途中に電磁弁を
設け、デリバリパイプ内の燃料の温度が所定値以上にな
ると機関始動時に電磁弁を作動させてプレッシャレギュ
レータを大気に開放している。実開昭５８−２４４３５
号公報では、同様に電磁弁を設け、機関冷却水温が所定
値以上になると同様にプレッシャレギュレータを大気開
放している。プレッシャレギュレータを大気開放するこ
とにより、デリバリパイプ及び燃料噴射弁内の燃料の圧
力が、プレッシャレギュレータを吸気通路に連結してい
た場合よりも増大する。圧力が増大すれば燃料の気化温
度が上昇するので、デリバリパイプ及び燃料噴射弁内で
の燃料のペーパーの発生が防止され、よって機関の始動
性を向上することができる。

〔発明が解決すべき問題点〕

ペーパーの発生を問題とするのは高温で機関を始動する
とき、即ち、一旦運転して十分に温度が上がった後で停
止しくデッドソーク）、その直後に再始動するときであ
る。機関停止後には、冷却水温及びデリバリバルブ内の
燃料温度が第９図に示されるように急激に上昇するので
燃料のペーパーが発生し易くなっている訳である。しか
しながら、冷却水温は機関停止直後に急上昇して比較的
早い時期に低下し始めるが、燃料温度は機関停止後から
じりじりと上昇し、その上昇速度はゆるやかであり且つ
デッドソータ後３０分経過しても低下しない場合がある
。従って、デッドソータ後に機関を再始動する場合、比
較的に早い時点（例えばａ点）で再始動する場合には比
較的ペーパーの発生が少く、比較的遅い時点（例えばｂ
点）で再始動する場合にはペーパーの発生が多（なって
いることになる、第８図に示される冷却水温８０℃にお
ける始動後増量補正係数はペーパーの多い例えばｂ点の
ような場合を考慮して定められたものである。

ところが、例えば第８図に示され、るような始動積増量
を備え且つプレッシャレギュレータを弁手段により大気
開放するようにした内燃機関では、始動後のアイドル安
定性が悪化する場合が発生した。これは、例えば、第９
図のａ点のようにデッドソータ後の比較的早い時点で再
始動する場合に燃料が濃くなりすぎることに起因するも
のであることが分った。プレッシャレギュレータを大気
開放しない場合にはそのようなことは起らない。即ち、
プレッシャレギュレータを大気開放するとデリバリパイ
プ内の燃料の圧力が上昇し、それによって燃料の気化温
度が上昇するのでペーパーの発生が防止される訳である
が、燃料の圧力が上昇すると所定時間開弁される燃料噴
射弁から噴射される燃料の量が実質的に多くなっていた
訳である。

従って、始動積増量とプレッシャレギュレータの大気開
放により二重の増量が行われていたことになる。そして
、この二重の増量により例えばａ点のように実質的にペ
ーパーの発生の少いときに燃料が濃すぎるという問題が
特にクローズアップされてきた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置は、第１図に
示されるように、燃料噴射弁２８と、燃料噴射弁に供給
される燃料の調圧のために導管を介して吸気通路１６に
連結されたプレッシャレギュレータ４０と、燃料噴射弁
から噴射される燃料を機関の始動後の所定期間増量補正
させるための始動後増量補正手段１００とを備えた内燃
機関において、前記プレッシャレギュレータを吸気通路
に連結する導管の途中に弁手段４４を設けて前記プレッ
シャレギュレータを温度に応じて大気又は吸気通路に選
択的に連結可能にするとともに、前記始動後増量補正手
段が、プレッシャレギュレータが大気に連結されている
ときに増量補正量を予め定められた所定値（Ｋｏ）以下
に制限するためのガード設定手段１０２を含むことを特
徴とする。

〔実施例〕

第３図において、内燃機関本体ＩＯには往復動するピス
トン１２が挿入され、ピストン１２の上方に燃焼室１４
が形成される。燃焼室１４にはそれぞれ吸気通路１６及
び排気１８が連通され、吸気通路１６はエアクリーナ２
０、サージタンク２２及びこれらを連結するパイプ等に
より構成される。吸気通路１６にはエアフローメータ２
４、スロットル弁２６、燃料噴射弁２８等が公知のよう
に配置される。

燃料噴射弁２８はサージタンク２２から延びる各枝管３
０に配置されて気筒数だけあり、全ての燃料噴射弁２８
がデリバリパイプ３２に連結される。デリバリパイプ３
２には、フューエルタンク３４の燃料がフューエルフィ
ルタ３６及びフューエルポンプ３８を介して供給されて
おり、余剰の燃料がプレッシャレギュレータ４０を介し
てフューエルタンク３４に戻される。このときに、プレ
ッシャレギュレータ４０はデリバリパイプ３２内の燃料
を調圧する。このために、プレッシャレギュレータ４０
は導管４２を介して吸気通路１６、即ちサージタンク２
２に連結される。この導管の途中には電磁弁４４が配置
され、プレッシャレギュレータ４０をサージタンク２２
又は大気に選択的に連結することができるようになって
いる。

第４図はプレッシャレギュレータ４０の詳１４な一例を
示すものであり、ハウジング４０ａがダイヤフラム４０
ｂによって区画されて燃料室４０Ｃ及びスプリング室４
０ｄが形成される。燃料室４０ｃにはデリバリパイプ３
２が連結されるとともにパイプ４０ｅが突設される。こ
のパイプ４０ｅはリターンパイプを介してフューエルタ
ンク３４に連結される。

ダイヤフラム４０ｂには、パイプ４０ｅの先端に対応し
て弁体４０ｆが取付けられている。一方、スプリング室
４０ｄ内にはスプリング４０ｇが配置され、ダイヤフラ
ム４０ｂを弁体４０ｆがパイプ４０ｅの先端を塞ぐよう
に付勢している。このスプリング室４０ｄが前述した電
磁弁４４が配置された導管４２によりサージタンク２２
に連結される。この構成によって、燃料噴射弁２８にか
かる燃料の圧力も燃料噴射弁２８の先端にかかる吸気圧
力（負圧）に対して常時一定となるように調圧する。一
方、電磁弁４４の作動によって、プレッシャレギュレー
タ４０のスプリング室４０ｄが大気に連結されると、燃
料噴射弁２８にかかる燃料の圧力は、スプリング室４０
ｄに負圧をかけていた場合に比べて高（なる。

燃料噴射弁２８は一種の電磁弁であり、その通電時間を
制御することによって開弁時間（従って燃料噴射量）を
制御することができる。燃料噴射弁２８及び電磁弁４４
は電子制御装置４６によって制御される。電子制御装置
４６は、内燃機関の種々の運転状態をあられすセンサか
らの信号、例えば、エアフローメータ２４、スロットル
ポジションセンサ４８、冷却水温センサ５０、排気通路
１８に設けられた酸素濃度センサ５２、イグニッション
スイッチ５４に接続されたスタータ５６、ディストリビ
ュータ５８内の回転軸６０の回転を検出する回転数セン
サ６２等からの検出信号を受け、予め記憶されているプ
ログラムに従って燃料噴射弁２８及び電磁弁４４を制御
する。

第５図に示されるように、電子制御装置４６はマイクロ
プロセッサからなる中央処理装置（ＣＰＵ）６４、プロ
グラムを記憶したリードオンリメモリ（ＲＯＭ）　６６
、各種センサからの信号を最新のデータ等として記憶す
るランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６８を含み、これ
らはバス７０を介して互いに接続される。各種センサか
らの信号はＡ／Ｄコンバータ７２を介して、或いは入力
インターフェース７４により入力され、後述するルーチ
ンに従って演算された制御信号が出力インターフェース
７６を介して燃料噴射弁２８及び電磁弁４４に送出され
る。

第６図は電磁弁（ＵＳＶ）　４４を制御するためのルー
チンを示すものであり、例えば１０ｎ＋ｓｅｃ毎に実行
される。まずステップ８０にてスタータモータ５６から
の信号がオンしているかどうかを判別し、オンしていれ
ばステップ８１にて冷却水温が予め定められた値Ａ（例
えば１００℃）より高いかどうかを判別する。始動時に
冷却水温が予め定められた値Ａより高ければプレッシャ
レギュレータ４ｏの大気開放条件が成立していると判断
し、ステップ８２にて大気開放条件成立のフラグＳをセ
ットし、ステッ、プ８３にてカウンタＣＰＲをＢにセッ
トし、ステップ８４にて電磁弁（ＵＳＶ）　４４に通電
してプレッシャレギュレータ４０を大気に連結（開放）
する。ステップ８１にてノーの場合には始動時であって
もプレッシャレギュレータ４０の大気開放は行われない
。

ステップ８０にてノーの場合、即ち始動後にはステップ
８５に進んでカウンタＣＰＲが零になったか否かを判定
し、カウンタＣＰＲが零でなければステップ８６に進ん
でカウンタＣＰＲを１だけデクリメントし、ステップ８
４に進む。従って、プレッシャレギュレータ４０の大気
開放条件は冷却水温が予め定められた値Ａ以上の始動時
及び始動後カウンタＣＰＲが零になるまでの所定時間成
立していることになり。この間にはフラグＳがセットさ
れている。ステップ８５にてノーになると、始動後期定
時間経過したと判断して、フラグＳをリセットし、プレ
ッシャレギュレータ４０の大気開放条件が終了する。一
実施例によれば、プレッシャレギュレータ４０の大気開
放条件は始動時及び始動後約１〜２分間成立する。尚、
プレッシャレギュレータ４０の大気開放条件を冷却水温
で判定する場合には、第８図を参照すれば水温がＡ’Ｃ
より低くしても燃料温度が相対的に高いことも考えられ
る（例えば時点Ｃ）。従って、プレッシャレギュレータ
４０の大気開放条件の判定のためには前述した特開昭５
８−６７９６４号公報に示されるようにデリバリパイプ
３２内の燃料温度を検出するようにすることもでき、或
いは水温と燃温を組み合せて判定することもできる。

第７図は始動後の燃料噴射時間を求めるル・−チンを示
すものである。始動時には別に設けられる冷間時始動噴
射弁や或いは別に設定された始動時増量が行なわれるの
が一般的であり、このルーチンはそのような始動時増量
の終了時点から始まる。

まずステップ９２にて吸入空気量Ｑ及び機関回転数Ｎを
読出し、Ｑ／Ｎを求めて基本噴射時間Ｔ。

を求める。基本噴射時間はＱ／Ｎに定数を乗じて理論空
燃比を与えるような噴射時間とするのが一般的である。

次にステップ９１にて始動後増量補正係数に１を求める
。始動後増量補正係数に□は第８図に示されるように冷
却水温の関数としてマツプ化して記憶されているが、プ
レッシャレギュレータ４０の大気開放条件が成立するよ
うな温度では例えば６０℃以上で一定であり、これが第
８図に８０度のグラフとして示されている。

次にステップ９２にて第６図で説明したプレ。

シャレギュレータ４０の大気開放条件成立を示すフラグ
Ｓがセットされているか否かを判定し、イエスであれば
ステップ９３に進んで、ステップ９１にて求めた補正係
数Ｋｌｔが予め定められた値に０より大きいか否かを判
定する。Ｋｏは第２図に示されるように始動後場量の始
点となる最大値よりも小さく、プレッシャレギュレータ
４ｏが大気に連結されているときに過増量を制御するガ
ードを与えるものである。イエスであればステップ９４
に進んでに□＝に、とする。ステップ９２及び９３でそ
れぞれノーの場合にはステップ９５に進んでステップ９
１で求められたＫＳＬをそのまま使用する。最後にステ
ップ９６にて、噴射時間Ｔ、　−（ｔ＋Ｋｓｔ）ＸＴ９
を計算する。Ｋｏの値はＫｓＬに対して内燃機関毎に定
められるが、これはプレッシャレギュレータ４０の大気
開放により空燃比が濃くなった分を補正するような値に
定められるのが適当である。例えば、第２図のＫｓＬの
始動後当初のに□は０．４であり、大気開放による増量
分は０．１３に相当する。この場合に０は０．２７であ
る。

尚、始動後増量にガードをかけるに際しては、始動後増
量とともにあられれるその他の増量要因とともにトータ
ルの増量にガードをかけることもできる。その他の増量
要因としては例えば暖機増量があるが、これはプレッシ
ャレギュレータ４０の大気開放条件が成立するような温
度条件では通常はほとんど零となっているはずであるが
、設定の仕方によってはわずかに暖機増量があるかもし
れない。即ち、大気開放条件を例えば７０℃としたよう
な場合である。又、その他の増量要因として、図示しな
い触媒コンバータの温度を検出して温度が高い場合に増
量することがある。さらに、プレッシャレギュレータ４
０の大気開放条件を判別するに際して、所定温度以上で
導通する水温スイッチ６４　（第３図）を使用すること
もできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば内燃機関の始動性
及びアイドル安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明によりガード
を設けた始動後補正係数のグラフ、３図は本発明による
内燃機関の構成図、第４図はプレッシャレギュレータの
断面図、第５図は第３図の制御装置の構成図、第６図は
プレッシャレギュレータの大気開放のための電磁弁の制
御のフローチャート、第７図は燃料噴射時間を求めるフ
ローチャート、第８図は始動後補正係数を説明する図、
第９図はデッドソータ時の水温と燃温を示すグラフであ
る。 １６・・・吸気通路、　　　２８・・・燃料噴射弁、３
２・・・デリバリパイプ、 ４０・・・プレッシャレギュレータ、 ４２・・・導管、　　　　　４４・・・電磁弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射弁と、該燃料噴射弁に供給される燃料の調圧の
   ために導管を介して吸気通路に連結されたプレッシャレ
   ギュレータと、燃料噴射弁から噴射される燃料を機関の
   始動後の所定期間増量補正させるための始動後増量補正
   手段とを備えた内燃機関において、前記プレッシャレギ
   ュレータを吸気通路に連結する導管の途中に弁手段を設
   けて前記プレッシャレギュレータを温度に応じて大気又
   は吸気通路に選択的に連結可能にするとともに、前記始
   動後増量補正手段が、プレッシャレギュレータが大気に
   連結されているときに増量補正量を予め定められた所定
   値以下に制限するためのガード設定手段を含むことを特
   徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。