JPS627380B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は内燃エンジンに電磁式の燃料噴射弁に
より燃料を間欠的に噴射供給する燃料噴射装置の
制御方法に関するものである。 従来、デイジタルコンピユータを用いた内燃機
関の燃料噴射制御方法は、特開昭49―48035、特
開昭50―90826、特開昭54―47033号公報等に開示
されているように、エンジン回転又は時間に同期
して、燃料噴射量演算プログラムを起動し、あら
かじめ、噴射量をそのときのエンジン負荷状態
（吸入空気量、スロツトル開度、吸気マニホール
ド圧等）から計算し、噴射時間に換算した値を、
記憶しておき、エンジン回転に同期して発生する
噴射開始信号により噴射を始め、上記記憶された
噴射時間だけ、噴射が継続されるという方法であ
つた。 デイジタルコンピユータによる燃料噴射制御の
場合の代表的な噴射時間制御回路を第１図に示
す。CPU（中央演算処理装置）はエンジンのク
ランク軸の回転に同期して、各種センサからの入
力パラメータ（吸入空気量、回転数、エンジン冷
却水温等）からその時点での最適燃料噴射量を計
算し、その結果をデータバスを通じて、同期噴射
レジスタ１００に出力する。エンジン回転に同期
した信号（たとえば点火信号、６気筒同時噴射の
場合は点火信号を３分周した信号）が噴射開始信
号として印加されると、フリツプフロツプ
（FF）１０１がset（Ｑ出力＝論理“１”）され
る。同時に同期噴射レジスタ１００はダウンカウ
ントクロツクによりダウンカウントを開始し、あ
らかじめCPUからsetされた噴射時間に対応する
期間ダウンカウントすると、ダウンカウント終了
信号が発生し、FF１０１をresetする。FF１０
１のＱ出力（SiNj）信号はORゲート１０４を通
してインジエクタドライブ信号（iNj）となり、
燃料噴射弁（インジエクタ）の開弁時間を決定す
る。従つてインジエクタは同期噴射レジスタに
setされた時間だけ開弁される。同様に加速検出
時等には、非同期燃料噴射量が同様に入力パラメ
ータ（エンジン冷却水温、吸入空気量等）から計
算され、非同期噴射レジスタ１０２にsetされ
る。このレジスタ１０２のsetと同時にフリツプ
フロツプ（FF）１０３がsetされ、非同期噴射レ
ジスタ１０２はダウンカウントを開始し、インジ
エクタはダウンカウント終了（レジスタの内容が
“０”）まで開弁される。上記２つの噴射（同期、
非同期）が重なつた場合、ORゲート１０４によ
り第２図ｃに示すようになる。すなわち第２図ａ
に示す同期噴射SiNjと第２図ｂに示す非同期噴射
AiNjが重なつたときの実際のインジエクタの開
弁信号iNjは第２図ｃのようになる。 尚、この方式ではダウンカウンタにより開弁時
間を制御しているが、特開昭54―47033号公報に
開示されているようにコンパレータを用いる方式
も一般的であるが、本質的な差異はない。 本発明ではこれら従来の制御方法に対し、燃料
の噴射時期で燃料噴射弁を強制的に開弁させると
共に最適燃料噴射時期を演算することによつて応
答性を改善し、更には燃料噴射弁の強制開弁時間
を所定時間に制限することによつて、最適噴射時
間の演算が異常な場合でも適当なエンジン作動を
確保できるようにすることを目的としたものであ
る。 以下、本発明を図に示す一実施例につき詳細に
説明する。第３図は本発明のシステム全体を示す
図であり、マイクロコンピユータを用いた燃料噴
射内燃機関の場合、一般的なものである。エンジ
ン１は通常の自動車に搭載される公知の４気筒４
サイクル火花点火式エンジンで、燃焼用空気をエ
アークリーナ２、吸気管４、スロツトル弁６を通
じて吸入する。３はこの吸入される空気量を検知
する吸気量センサを表わす。尚、吸気量センサ３
の代わりに吸気管圧力センサ１５を採用すること
も可能である。吸気量センサ３については、ポテ
ンシヨメータ式、ヒートワイヤ式、カルマン渦
式、超音波式等種々のものがある。５は吸気温セ
ンサ、１０はエンジン冷却水温センサで、サーミ
スタ式が一般に使用されている。一方燃料は図示
しない燃料系から各気筒に対応して設けられてい
る電磁式の燃料噴射弁（以下インジエクタと称
す）８を通じて供給される。インジエクタ８は噴
射圧一定タイプのもので、噴射量は開弁時間に比
例する。燃焼後の排気ガスは排気マニホールド１
１、排気管１３、触媒コンバータ１４等を経て大
気中に放出される。排気管１３中に設けられた空
燃比センサ（O₂センサ、λセンサともいう）１
２は、排気ガス中の酸素濃度、すなわち理論空燃
比からの実際の空燃比のずれを電圧として検出す
るもので、理論空燃比より小さい（rich）とき約
1V、理論空燃比より大きい（lean）のとき約
0.1Vの出力をうる。回転センサ９は点火コイル
の一次側端子の信号を回転同期信号として用い、
この信号で、噴射開始タイミングの制御、回転数
の算出を実行させる。制御回路７は前記各センサ
３，１５，５，９，１０，１２，１６の信号に基
づいて、最適燃料噴射量を演算し、インジエクタ
８の開弁時間を制御する。１６はバツテリーを示
す。 次に第４図により、制御回路７について詳述す
る。７０は、演算、制御を司るCPU（中央処理
装置）で、マイクロプロセサを用いている。７１
はシステムバスでデータバス、アドレスバス、コ
ントロールバスから成る。CPU７０はシステム
バス７１を通して他の７２〜７７の各回路部とデ
ータの送受を実行する。タイマー部７２はCPU
７０への作動クロツクを供給するとともに、割込
み制御部７３及び入力インタフエース部７４、燃
料噴射制御部７７にもそれぞれクロツクを供給す
る。割込み制御部７３はタイマー部７２からの信
号に基づいて一定時間（８〜50ms程度）毎にタ
イマー割込み要求信号を、又、回転センサ９から
の点火パルス信号に基づいて、点火割込み要求信
号をCPU７０に転送し、CPUが各割込要求信号
を受付けると、各割込要求信号を解除（reset）
する。入力インターフエース部７４は、各センサ
からの信号をCPU７０の利用できる形に変換す
る部分であり、吸入空気量センサ３、冷却水温セ
ンサ１０、吸気温センサ５、バツテリー１６から
の各アナログ電圧信号Qa、THW、THA、Ｖ_Bを
Ａ／Ｄ変換器によりデイジタルデータに変換す
る。さらに空燃比センサ１２からの信号λに基づ
き、現在の空燃比が理論空燃比以上（lean）か以
下（rich）かをコンパレータにより判断しCPU７
０に転送する。又、タイマー部７２からのクロツ
ク信号を利用して、回転センサ９からの点火パル
ス信号IGの隣り合うパルス間隔を記憶してお
き、そのデータをCPU７０に転送し、後述のよ
うに回転数を計算する。７５はプログラム及び、
各エンジン条件における最適の制御データ等を格
納、記憶している。読み出し専用ユニツト
（ROM）７６はプログラムの動作中、使用される
一時記憶ユニツト（RAM）を示す。７７はCPU
７０から転送された噴射時間データをタイマー部
７２から供給されるクロツクにより開弁時間パル
ス幅に変換し、その間インジエクタ８を開弁させ
る燃料噴射制御部である。すなわち、IGパルス
信号により開弁したインジエクタ８はCPU７０
から転送された噴射時間データ分だけ開弁する。
尚、本実施例では４気筒同時噴射方式を採用して
おり、各気筒のインジエクタは並列に接続されて
いる。CPU７０はROM７５に格納されたプログ
ラムに従つて、各センサからの入力信号入力をイ
ンターフエース部７４を通して入力し、その際の
エンジン状態に応じた最適噴射量を演算し、燃料
噴射制御部７７にそのデータを出力する。 第５図は燃料噴射制御部７７のより詳細な回路
図を示す。以下第６〜８図のタイミングチヤート
を参照しながらその動作を説明していく。７１０
はデータバスを示し、第４図のシステムバス７１
の１構成要素である。通常の電子制御式燃料噴射
装置の場合、エンジン回転に同期した噴射（同期
噴射）と、加速時の応答性改善等を目的とした、
エンジン回転に同期しない噴射（非同期噴射）を
組合わせて制御している。まず同期噴射の本実施
例における実現方法を以下に詳述する。回転セン
サ９より点火毎に生じる一次コイルの高圧パルス
は整形され、第６図ｄに示すようなIGパルス信
号となる。この点火毎に１発、発生するIGパル
スは、第５図の端子７１４を通じて同期固定噴射
レジスタBusyフリツプフロツプ（SFF）７２
４，７２４を“１”（High）にsetする。S.FF７
２４がsetされるとダウンカウンタBusyフリツプ
フロツプ（D.FF）７２２の出力が“１”であ
れば、（D.FF７２２のＱ出力が“０”LOWのと
きは後述）クロツクφ１の“１”フエーズで３入
力ANDゲート７３４の出力は“１”となる。
ANDゲート７３４の出力は周期固定噴射レジス
タ（S.R.）７０２のＧ端子及びS.FF７２４のＲ
端子及びORゲート７３２の一方の入力に接続さ
れている。さらにORゲート７３２の出力はダウ
ンカウンタ（D.C）７０３のＬ端子、D.FF７２
２のＳ端子及び噴射制御フリツプフロツプ（I.
FF）のＳ端子に接続されている。したがつてS.
R.７０２の内容ＡがＧ端子に印加された“１”
入力によりバスライン７１２に出力され、D.C.
７０３のＬ端子に印加された“１”信号により
D.C.７０３に格納される。同時にANDゲート７
３４の出力の“０”→“１”の立ち上がりでD.
FF７２２及びI.FF７２３がsetされる。クロツク
φ１はフエーズゼネレータ７０４の右に示すよう
に“１”フエーズの後、“０”フエーズとなりこ
れを繰り返す。したがつてANDゲート７３４の
出力もクロツクφ１の“１”→“０”の立ち下が
りで立ち下がり、S.FF７２４をresetする。つま
り、ANDゲート７３４の出力にはクロツクφ１
の“１”フエーズに相当するパルスが生じるわけ
である。尚、第５図に示すフリツプフロツプ７２
０〜７２４はset（Ｓ）端子に入力された信号の
立ち上がりでset（Ｑ出力＝“１”、出力＝
“０”）し、reset（Ｒ）端子に入力された信号の
立ち下がりでreset（Ｑ出力＝“０”、出力＝
“１”）し、さらにT.reset（T.R.）端子の“１”
レベル入力信号でもresetする。D.FF７２２が
setされるとＱ出力は“１”となり、D.C７０３
がＥ端子“１”により、ダウンカウント状態とな
る。D.C７０３はクロツクパルスφ０によりS.R
７０２より転送されたデータをダウンカウントす
る。この間D.FF７２２は第６図ｅ）に示すよう
に“１”のままである。D.C７０３の内容がダウ
ンカウントの結果“０”になるとZero Detect
（ZD）端子がφ０の“１”フエーズの時のみ
“１”となる。D.C７０３のZD端子はD.FF７２２
のＲ端子に接続されており、D.FF７２２はパル
スの立ち下がりでresetされ、D.C７０３のＥ端
子が“０”となりダウンカウント状態を終了する
（第６図ｅ）。第６図ｄのIGパルス信号は同時に
第４図の７３の割り込み制御部にも入力され、
CPU７０に最上位割込み要求信号を出力する。
CPU７０はこの割込み要求信号に基づき後述
（第１１図）の点火割込みルーチンを実行する。
このルーチンはその最大所要処理時間がS.R７０
２の内容つまり後述の最小固定噴射時間Ａよりも
短くなるようプログラムされており、第６図ｆに
示すように、点火割込みルーチンで演算された最
適噴射時間（実際には｛最適噴射時間｝―｛SR
７０２の内容(A)｝＝(B)）のCPUからの演算噴射レ
ジスタ（L.R）７００へのsetは、D.C７０３のダ
ウンカウント中に実行される。 CPUからのL.R７００へのset命令により、デ
ータバス７１０を通じて転送されてきたデータが
L.R７００内部に一時記憶され、同時に演算噴射
レジスタBusy フリツプフロツプ（L.FF）７２
０がsetされる。今、バアフアレジスタ（BR）７
０１がFullかEmptyかを示す。バアフアレジスタ
Fullフリツプフロツプ（B.FF）７２１がEmpty
（rReset状態）であるとすると（Fullの場合は後
述）B.FF７２１の出力は“１”であるから
ANDゲート７３０の出力にはクロツクφ_２と同
期して、１パルスが生じる。このパルスは、その
立ち上がりによりB.FF７２４をsetし立ち下がり
により、L.FF７２０をresetすると同時にL.R７
００のＧ端子に入力され、L.R７００の内容をデ
ータライン７１１に転送する。さらに、このパル
スはB.R７０１のＬ端子にも入力され、データラ
イン７１１上に転送されたデータをB.R７０１内
に入力させる。前述のようにこの時点において
は、D.C７０３はダウンカウント中であり、D.
FF７２２の出力は“０”であるからB.FF７２
１のＱ出力が“１”となつてもANDゲート７３
１の出力は“０”のままである（第６図ｇ）。D.
C７０３のダウンカウントが終了し、D.FF７２
２の端子が“０“から“１”に反転すると、ク
ロツクφ_１と同期してANDゲート７３１、ORゲ
ート７３２の出力に１パルスを生じ、その立ち上
がりでD.FF７２２を再びsetし、立ち下がりでB.
FF７２１をresetし、同時にバアフアレジスタ
（B.R）７０１の内容をバスライン７１２を通じ
てD.C７０３に転送する。D.FF７２２が再びset
されると前と同様にクロツクφ_０によりダウンカ
ウントが実行され、終了後D.FF７２２はresetさ
れる。（第６図ｅ参照）。第６図ｈに示すように、
I.FF７２３は、最初のダウンカウント（Ａのダ
ウンカウント）終了時は、B.FF７２１がFull
（＝“０”）であるためresetされず、第２のダウ
ンカウント（B₁のダウンカウント）終了時にこ
の場合始めてresetされる。I.FF７２３のＱ出力
はインジエクタ８駆動のための電力増幅回路７４
０に接続されており、インジエクタ８の開弁時間
を決定する。したがつて第６図ｈ）に示すように
インジエクタ８の開弁時間はS.R７０２の内容Ａ
とCPU７０の演算結果からsetされた時間B₁との
和となつており、L.R７００へのset値B₁は最適
噴射時間からＡを差し引いた値となつている。４
個のインジエクタ８は電気的には開弁に数Ａの電
流を要するインダクタンスと抵抗の直列負荷であ
り、電力増幅回路７４０の入力に第６図ｈに示す
ような駆動電圧波形を印加してもインジエクタ駆
動端子７１７の電流波形は第６図ｉに示すように
立上がりがなまつたものとなる。したがつて、第
６図ｈの駆動電圧の立ち上がりで直ちに、開弁す
るわけではなく、ある電流値に達した後開弁す
る。この駆動電圧を印加しても開弁していない時
間を以下無効噴射時間Ｃと呼ぶ。無効噴射時間Ｃ
は、ある電流値に到達するまでの電流立ち上がり
時間に依存し、そのためインジエクタコイルのも
う一方の端子に接続されたバツテリー電圧（＋
Ｂ）と、コイルのインダクタンス及び抵抗の関数
である。さらにエンジン負荷の最も小さいとき
（たとえばアイドリング時）、燃焼に必要な最小噴
射量（最小噴射時間）が、エンジンの燃焼室形
状、面積等から決められる。したがつてて第６図
ｈに示すインジエクタ開弁駆動時間は前記最小駆
動時間（つまり無効噴射時間と最小噴射時間との
和）より必ず大きい値となる。通常この最小駆動
時間の値は１〜2ms程度である。したがつて噴射
開始信号（第６図ｄのIGパルス信号の立ち上が
り）で、この最小駆動時間より予め小さな値に設
定した最小固定噴射時間Ａだけ、燃料噴射してお
き、噴射開始と同時にCPU７０において点火割
込みにより、現時点での最適燃料噴射量を演算し
て、その時間値からＡを差し引いた値（B₁）を第
１の燃料噴射が終了する前に、（すなわち、計算
時間はＡ以内）CPU７０からL.R.７００にsetす
れば、結果として第６図ｈに図示する燃料噴射時
間（Ａ＋B₁）がえられる。 この本発明方法によれば、IGパルス信号によ
る噴射開始後、同期噴射量の計算を実行する。し
たがつて、IGパルス信号（エンジン回転同期信
号）により、それ以前にあらかじめ演算され、
setされていた同期噴射量だけ燃料噴射を行う従
来の方法に比べて応答性が格段に改善される。低
回転から全加速（レーシング）時等、特に同期噴
射量をエンジン回転に同期して計算している場合
などと比較するとエンジンの回転上昇の応答性
（噴き上がり）について本発明の方法によれば、
著しい改善が可能となる。 次に非同期噴射の本実施例における実現方法を
以下説明する。非同期噴射は後述のタイマー割込
みにおいて加速を判断した時実行される。加速を
判断した時点でCPU７０は非同期噴射量を計算
し、同期噴射の場合と同様に第５図の端子７１３
を通じて、L.R７００に非同期噴射時間をsetす
る。（第７図参照）今回の場合、同期噴射の制御
とは異なり、setされる非同期噴射時間には前記
無効噴射時間が含まれている。ここでは同期噴射
と非同期噴射は重ならないと仮定する。L.R７０
０に非同期噴射時間データB₁′がsetされた時、B.
FF７２１，D.FF７２２はともにreset状態
（Empty）にあり、非同期時間データB₁′はL.R７
００よりデータライン７１１、B.R７０１バスラ
イン７１２を通して直ちにD.C７０３に転送さ
れ、同時にクロツクφ_０によるダウンカウントを
開始し、B₁′に相当する時間だけダウンカウント
する。したがつて第７図ｊに示すようなCPU７
０からset信号に対し、B.FF７２１のＱ出力波形
はｋに示すようなものとなり、I.FF７２３のＱ
出力波形（インジエクタ駆動電圧波形）はＩに示
す通りとなる。すなわち、非同期噴射の場合、
CPUからset信号に同期して噴射を開始し、setさ
れた噴射時間データB₁′に対応する時間だけイン
ジエクタを開弁させる。 次に前記、同期噴射と非同期噴射が重なつた場
合の扱いを説明する。第８図はそのためのもので
前半左側は同期噴射中に非同期噴射が生じた場
合、後半右側は非同期噴射中に同期噴射が発生し
た場合を示す。まず前半について説明すると、前
述のように第８図ｍに示すIGパルス信号によ
り、S.R７０２の内容ＡがD.C７０３にLoadさ
れ、ダウンカウントを開始する。このダウンカウ
ント中に、CPUから計算された同期噴射時間B₃
がL.R７００にセツトされ（第８図ｎのα）、B.R
７０１にセツトされる。（第８図ｎ、ｐ）、ｑ）。
さらに、続いて第８図ｎのβの時点で加速検出に
伴なう非同期噴射時間のsetが行なわれたとす
る。このとき、B.FF７２１はset状態（Full）、
D.FF７２２もset状態（Busy）にあり、CPUか
ら転送された非同期噴射時間データB₃′は、D.C
７０３がＡ値のダウンカウントを終了するまでL.
R.７００に格納されたままである。B.R７０１に
格納された同期噴射時間データB₃′はこの時点で
はそのままである。D.C７０３がＡ値のダウンカ
ウントを終了すると、D.FF７２２の出力は
“１”に反転し、ANDゲート７３１の出力にφ_３
に同期してパルスを生じ、B.R７０１の内容B₃が
D.C７０３にLoadされ再びダウンカウントが始ま
る。この直後L.R７００の内容（非同期噴射時間
データ）B₃′がEmptyとなつたB.R７０１に転送
される。さらにD.C７０３がB₃値のダウンカウン
トを終了した時点で、B.R７０１の内容B₃′がD.C
７０３にLoadされ、もう一度ダウンカウントが
開始される。 結局、第８図ｓ、ｔの前半（左側）に示す通
り、インジエクタ開弁駆動時間（I.FF７２３の
Ｑ出力）はＡ＋B₃＋B₃′、すなわち同期噴射時間
（Ａ＋B₃）と非同期噴射時間B₃′との和となる。こ
の場合、点火割込みの方がタイマー割込みより優
先レベルが高いので、αの方がＢより時間的に必
ず早くなる。又、以上の説明から容易に同期噴射
時間のB₃のダウンカウント中に非同期噴射時間
B₃′がL.R７００にsetされた時も、第８図ｓ、ｔ
と同一のインジエクタ開弁駆動時間がえられるこ
とがわかる。次に非同期噴射中に同期噴射が発生
した場合を説明する。加速検出により、第８図ｎ
のγの時点で非同期噴射時間B₄′がL.R７００に
setされると、前述のように、データライン７１
１、BR７０１、バスライン７１２を通して、
B₄′はD.C.７０３に転送されダウンカウントが始
まる。このダウンカウント中に第８図ｍに示す
IGパルスが印加されると第８図ｒに示されるよ
うにS.FF７２４は“１”にsetされる。しかし、
D.C７０３はダウンカウント中（D.FFの出力
が“０”のため、ANDゲート７３４の出力は
“０”のままである。さらにCPU７０から同期噴
射時間B₄がL.R７００にLoadされる（第８図ｎ）
のδと、B₄はD.C７０３がダウンカウント中のた
め、B.R７０１にしばらく格納される。D.C７０
３がクロツクφ_０によりダウンカウントを終了す
ると、D.FF７２２の出力は“１”に反転し、
ANDゲート７３１の入力にはクロツクφ_３が、
ANDゲート７３４の入力にはクロツクφ_１が印
加されているので、ANDゲート７３４の出力の
方にパルスを生じる。このパルスは、S.R７０２
の内容ＡをD.C７０３に転送すると同時に、D.
FF７２２を再びsetするので７２２の出力は再
び“０”にもどり、ANDゲート７３３の出力は
“０”のままになり、ANDゲート７３４の出力も
“０”にもどる。したがつてB.Rレジスタの内容
B₄はそのままである。D.C７０３に転送された同
期固定噴射時間Ａはクロツクφ_０によりダウンカ
ウントされ、終了すると、B.R７０１の内容B₄が
D.C７０３に転送されダウンカウントされる。す
なわちインジエクタ開弁駆動時間は、第８図ｓ、
ｔの後半（右側）に示すようにB₄′＋Ａ＋B₄、す
なわち非同期噴射時間B₄′と同期噴射時間（Ａ＋
B₄）の和となる。 上述のように本発明においては、各噴射時間の
和をとつており、同期噴射と非同期噴射が重なつ
た場合、その重なつた部分を無視する。第１図、
第２図に示す従来の方法に比べて格段に優れてい
る。さらに本例は、同期噴射を２つの部分（Ａ＋
Ｂ）に分割し、応答性を改善すると同時に、同期
噴射における加算と、非同期噴射と同期噴射の加
算を同一のレジスタ群（演算噴射レジスタL.R、
バツフアレジスタB.R、同期固定噴射レジスタS.
R）で実現しているというすぐれた利点を有して
いる。尚、フエーズゼネレータ７０４はタイマー
部７２から供給されるクロツクから立ち上がり、
立ち下がりとも互いに重複しない４相のクロツク
φ_０，φ_１，φ_２，φ_３を発生させるものであ
る。又、端子７１６に印加されるT.RESET信号
は制御回路７の電源のOFFからONへの切替時等
に発生させる信号（発生回路は省略してある）
で、各レジスタ群７００〜７０２、及びダウンカ
ウンタ７０３の内容を“０”にclearするととも
に各フリツプフロツプ７２０，７２０〜７２４を
resetする。上記の例ではインジエクタ開弁時間
信号の発生に、ダウンカウンタ７０３を使用して
いるが、もちろんコンパレータとアツプカウンタ
を用いてもよい。また、同期固定噴射時間Ａの発
生に本例ではレジスタS.R７０２を用いている
が、たとえば単安定マルチバイブレータ、あるい
はタイマーを用いることもできる。 次にROM７５内に格納されたプログラムにつ
いて詳述する。プログラムはメインルーチン、タ
イマー割込み処理プログラム、点火（IG）割込
みプログラムの３つのレベルに分割できる。以下
順次説明していく。まず、メインルーチンについ
ては、最も実行優先順位の低いプログラムで、こ
のプログラムの実行中に他の２つのいずれかの割
込みが生じた場合には、その実行を優先し、メイ
ンルーチンは一時中断し、割込みプログラム終了
後再開される。メインルーチンでの処理を第９図
に示す。制御回路７の電源OFF→ONでメインル
ーチンは処理を開始し、ステツプ１，００１に進
み、イニシヤライズ処理を実行する。イニシヤラ
イズ処理では制御装置７の初期化、たとえば
RAM７６のclear同期、固定噴射レジスタ（S.
R）７０２への最小固定噴射時間の値Ａのset、
割込み許可等が実行される。次にステツプ１，０
０２に進み水温センサ１０からの信号に基づきエ
ンジン冷却水温を計算し、ステツプ１，００４
で、公知の手法にて水温増量係数Ｋ_THWを求め
る。同様に吸気温センサー５によりステツプ１，
００５で吸気温THA、ステツプ１，００６で吸
気温補正係数Ｋ_THAを計算する。次にステツプ
１，００７ではO₂センサに空燃比フイードパツ
ク制御をオープン（停止）にする条件（例えば冷
却水温、回転数等）が成立しているかどうか、及
びホールド（保持）にする条件（例えば燃料噴射
の停止つまり燃料カツトを行なつているかどう
か）が成立しているかどうかを判定する。次にス
テツプ１，００８にてバツテリー１６からの信号
に基づきバツテリー電圧Ｖ_Bを計算し、ステツプ
１，００９にてこのＶ_Bから無効噴射時間τ_NEと
最小固定噴射時間Ａ＝τ_NE＋C₄（C₄は定数）を
計算し、S.R７０２にＡをセツトする。なお、τ
_NEはτ_NE＝−C₁×Ｖ_B＋C₂……(1)式（ただしτ_NE
≧C₃。C₁，C₂，C₃は定数）より求める。以下ス
テツプ１，００２に戻り、上記の処理をくり返
す。 次に第１０図により、実行優先順位が点火割込
みの次に高いタイマー割込みについて説明する。
これはタイマー部７２からの信号に基づいて一定
時間（例えば5oms）毎に、動される割込みであ
る。割込み制御部７３からの割込み要求信号によ
り、点火割込みプログラムを実行中でないときは
直ちに、また実行中のときは実行終了後ステツプ
１，１０１を実行しタイマーー割込み要求信号を
resetする。次にステツプ１，１０２に進み、吸
入空気量センサ３（又は吸気管圧力センサ１５）
からの信号に基づき、吸気量Qa（又は吸気圧Ｐ
_B）を計算する。この吸気量Qa（Ｐ_B）と１つ前
のタイマー割込みでの計算値（50ms前の値）
Qa′（又はＰ_B′）との差△Qa＝Qa−Qa′（又は△
Ｐ_B＝Ｐ_B−Ｐ_B′）が所定値Ｃ_ACCより大きいか小
さいかをステツプ１，１０３で判定する。大きい
時はは加速と判断し、ステツプ１，１０４，１，
１０５を実行し、そうでない時はステツプ１，１
０６に進む。ステツプ１，１０４ではたとえば(2)
式により非同期噴射量τ_ASYNC（つまり非同期噴
射時間B′）を計算し、 τ_ASYNC＝Ｋ_ASYNC ×△Ｇ_A（△Ｐ_B）＋τ_NE ……(2) τ_NE：無効噴射時間（メインルーチンで算出） ステツプ１，１０５において、演算噴射レジスタ
L.R７００にその値B′をsetし、ステツプ１，１
０６に進む。ステツプ１，１０６からステツプ
１，１１３は空燃比センサ１２を用いた空燃比フ
イードバツク制御におけるフイードバツク係数
Kfを計算する既知の処理ステツプであり、フイ
ードバツク時には空燃比（O₂）センサ１２の
lean，rich状態によりKfは計算される。またオー
プン時には、Kf＝１に、ホールド時には以前の
Kfがそのまま保持される。Kfの計算が完了する
と、タイマー割込みプログラムの処理が終了し、
メインプログラムの中断されていた処理が再開さ
れる。 最後に点火割込みを、第１１図に従つて説明す
る。点火割込みは、最優先レベルの割込みで、メ
インルーチン又はタイマー割込プログラム実行中
でも、センサー９からのIG信号により点火割込
み要求信号の発生すると、今実行中のプログラム
の処理を一時中断し、点火割込みプログラムを実
行する。点火割込みプログラムの実行中は、他の
割込み要求信号でその処理を中断することはな
い。まず、ステツプ１，２０１では点火割込み要
求信号を解除し、次にステツプ１，２０２に移
り、回転数Neを計算する。回転数Neはたとえば
タイマー部７２により隣り合うIGパルス信号の
時間間隔Ｔ_IGを測定することにより、(3)式で求め
られる。 Ne＝Ｋ_IG／Ｔ_IG ……(3) Ｋ_IG：定数（気筒数、測定用クロツクの周波数
で決まる） 次にステツプ１，２０３で、タイマー割込みの
説明で述べたと同様にして吸入空気量Ｑ_A（又は
吸気圧Ｐ_B）が計算される。このNeとＱ_A（又は
Ｐ_B）から基本噴射量τ_BASEがステツプ１，２０
４でたとえば(4)式により算出される。 τ_BASE＝Ｋ_BASE×Ｑ_A／Ne ……(4) τ_BASEはまた（Ne，Ga），（Ne，Ｐ_B）等の２次
元マツプから補間により求めてもよい。最後にス
テツプ１，２０５で同期噴射量τ_SYNCがたとえば
(5)式で計算され、ステツプ１，２０７でＢ＝τ_SY
ＮＣの値が

【表】 出
演算噴射レジスタL.R７００にsetされる。点火
割込みの処理を終了すると、中断されていたメイ
ンルーチン又はタイマー割込みの処理が再開され
る。 尚、本例では第５図に示すレジスタ、フリツプ
フロツプ群で本発明を実現しているが、その機能
をもCPU７０に代行させ、CPUから直接インジ
エクタ８の開閉弁を指示する方法でも実現でき
る。すなわち同期噴射については、第６図ｄに示
すIGパルス信号の発生した時刻を記憶すると同
時に開弁し、算出された同期噴射時間から閉弁時
刻を記憶しておき、その時刻に到達した時閉弁す
ればよい。非同期噴射については、IGパルス信
号の発生時刻の代わりに、加速を検出した時刻を
記憶しておけばよい。そして、同期噴射と非同期
噴射が重なつた場合には、噴射中に新たに演算さ
れた噴射時間に応じて記憶されていた閉弁時刻を
延長することにより実現できる。この方法では本
例のように、同期噴射と非同期噴射が重なつた時
の加算の際、無効噴射時間τ_NEが２重に加算され
るという欠点を回避することも可能であるが、高
価で高速なCPU（マイクロプロセツサ）が必要
となる。 さらに、本例では加速の検出をCPU７０によ
り行なつているが、たとえば、吸気量Qa（吸気
圧Ｐ_B）信号の微分回路とコンパレータにより加
速信号を発生させ、この信号を第５図のIG信号
と同等に扱い、同期固定噴射レジスタ７０２に対
応する非同期固定噴射レジスタを設け、このレジ
スタにレジスタ７０２と同様な値をsetしてお
き、この値によりインジエクタを開弁しておい
て、その間に非同期噴射量を計算し、演算噴射レ
ジスタ７００にsetし、非同期噴射の応答性を改
善することも可能である。また、もちろん、加速
信号をアクセルスロツトル系に連結されたくし歯
形加速スイツチから発生させることもできる。 さらにまた、本例では第５図に示す同期固定噴
射レジスタ７０２でエンジン回転に同期したIG
信号により、噴射を開始しているが、この同期固
定噴射レジスタの代わりに、IG信号に同期した
第１１図に示す点火割込みの最初のステツプ（ス
テツプ１，２０１と１，２０２の間）で固定噴射
時間（＝レジスタ７０２の内容）を演算噴射レジ
スタ７００に出力することにより、噴射を開始す
ることも可能である。この場合、第５図に示すレ
ジスタ７００〜７０３のうち、７００，７０１，
７０３だけで可能となり、７０２を節約できる。 以上、詳述したように本発明は、燃料噴射制御
において、燃料噴射弁を強制的に開弁させて、そ
の開弁中に最適開弁時間を演算することにより、
常に最新のエンジン状態に応じた燃料制御ができ
るという効果を奏する。また燃料噴射弁の強制開
弁を所定時間に制限しているため、最適開弁時間
の演算が不可能となつた場合でも、またその演算
値が異常によつて極端に小さく失火を生じさせる
ような場合でも、エンジンの最低限の作動を確保
できる効果もある。その結果、ドライバビリテイ
の向上、燃費の改善、排気ガスの浄化に役立つと
いう優れた効果をもつ。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方法を示すブロツク図、第２図
は第１図の説明のためのタイムチヤート、第３図
は本発明の一実施例を示す全体構成図、第４図は
第３図に示す制御回路のブロツク図、第５図は第
４図に示す燃料噴射制御部の回路図、第６〜８図
は第５図の回路動作を説明するためのタイムチヤ
ート、第９〜１１図は第４図に示すCPUのフロ
ーチヤートである。 １……エンジン、３……吸気量センサ、７……
制御回路、８……燃料噴射弁、９……回転セン
サ、７０……CPU。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの負荷および回転数等の作動状態に
   基づいて、燃料噴射量を燃料噴射弁の開弁時間と
   してデジタル計算する制御回路を備えた燃料噴射
   装置の制御方法であつて、 燃料噴射時期になると、その時のエンジン作動
   状態とは無関係の所定時間中、前記制御回路によ
   つて前記燃料噴射弁を強制的に開弁させ、 この燃料噴射弁の所定時間の開弁中に、前記制
   御回路でその時のエンジン作動状態に基づいて前
   記燃料噴射弁の最適噴射時間をデジタル計算し、 前記燃料噴射時期から前記最適噴射時間の経過
   後に、前記制御回路によつて前記燃料噴射弁を閉
   弁させるようにした燃料噴射装置の制御方法。 ２ 前記燃料噴射弁を強制的に開弁させる前記所
   定時間は、前記燃料噴射弁が開弁するのに要する
   無効時間とエンジンでの燃焼に必要な最小燃料噴
   射量に対応した時間との和より小さな値に予め設
   定されている特許請求の範囲第１項に記載の燃料
   噴射装置の制御方法。