JPS63154830A - 内燃機関の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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の各気筒毎に備えられた燃料噴射弁
をそれぞれ独立して駆動制御し、対応する気筒の吸気行
程に合わせて燃料噴射を行うようにした所謂シーケンシ
ャルインジェクション方式の電子制御燃料噴射装置に関
する。

〈従来の技術〉 従来、この種の電子制御燃料噴射装置として、例えば特
開昭５９−２９７３３号公報に記載されているようなも
のがある。

これは、気筒毎に設けられた燃料噴射弁による燃料の噴
射終了時期が各気筒の吸気行程に合わせて所定クランク
角度となるように、機関の運転状態に基づいて算出され
る燃料噴射量（噴射時間）から逆算して噴射開時期を可
変制御し、最適な燃焼が得られるようにしたものである
。

また、このように燃料噴射の終了時期を所定クランク角
度となるようにする噴射制御においては、機関運転状態
に基づいて算出された燃料噴射量に応じて噴射開始時期
が設定されるため、機関に供給される燃料量は噴射開始
前の機関要求量となり、噴射を開始してから機関の運転
状態が変化して要求量が変動してもこれに対応して燃料
噴射量を可変することができず、特に加速時で要求量が
増大するときには燃料供給の応答遅れとなる。

このため、特願昭６１−２０７９７４号において、吸気
弁の開弁時と噴射終了とを一致させるようにし、この噴
射終了時に検出した機関加速状態に応じた噴射ｉｌ（噴
射時間）の割込みパルス信号を燃料噴射弁に出力するよ
うにして、加速により増量する空気量に見合った燃料量
を供給して加速時の空燃比リーン化を防止するようにし
たものがある。

また、各気筒の吸入ＴＤＣの所定クランク角度前で噴射
を開始させ、噴射開始後の機関加速に対応すべく前述と
同様にして噴射終了時に検出した機関加速状態に応じた
噴射量（噴射時間）の割込みパルス信号を燃料噴射弁に
出力すようにしたものもある。

〈発明が解決しようとす−る問題点〉 ところで、上記のように通常の燃料噴射の終了時に機関
加速状態に応じた割込み噴射をさせても、その割込み噴
射が吸気弁の閉弁時に近いと、割込み噴射された燃料が
吸気弁を通過せずに吸気弁上流側に滞留し、この滞留し
た燃料が次回に吸気弁が開かれたときにシリンダ内に供
給されることにより空燃比をオーバーリッチ化させ、機
関の運転性を損ねる慣れがあった。

即ち、たとえ吸気弁が開かれているときに割込み噴射さ
れた燃料であっても、燃料噴射弁から噴射された燃料が
吸気弁を通過するまでのタイムラグ（供給遅れ）がある
ため、吸気弁が閉じられる寸前に噴射された燃料は吸気
弁が閉じてから吸気弁に到達してシリンダ内に供給され
ることなく吸気弁の上流側に滞留するものである。この
ようにして、吸気弁の上流側に滞留した燃料は、次回に
吸気弁が開かれたときに、通常混合気に混入してシリン
ダ内に供給されることになり、この滞留燃料の混入分だ
け空燃比がリッチ化して、点火栓の濡れやアフターバー
ン等の原因となる”惧れがあったものである。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、通常の
燃料噴射終了後の加速割込み噴射において、割込噴射さ
れた燃料が吸気弁の上流側に滞留することを回避して、
割込み噴射による空燃比のオーバーリ・ノチ化を防止す
ることを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、各気筒毎に
燃料噴射弁を備え、各燃料噴射弁から対応する気筒の吸
気行程とタイミングを合わせて燃料噴射を行うようにし
た内燃機関の電子制御燃料噴射装置において、機関の運
転状態に基づいて燃料の噴射時間を演算する噴射時間演
算手段と、所定噴射開始時期に燃料噴射弁への駆動パル
ス信号の出力を開始して前記噴射時間燃料を噴射させる
噴射制御手段と、機関の加速状態を検出する機関加速状
態検出手段と、これにより検出された加速状態に応じた
時間中の割込みパルス信号を前記噴射制御手段による噴
射終了時に燃料噴射弁に出力する割込み噴射制御手段と
、吸気弁の閉弁前の所定クランク角を越える割込み噴射
制御手段による割込みパルス信号の出力を禁止する割込
みパルス信号出力禁止手段と、を設けるようにした。

く作用〉 かかる構成によると、吸気弁閉弁前の所定クランク角を
越えるようになると割込み噴射パルス信号の出力が禁止
され、割込み噴射が停止される。

即ち、前記所定クランク角を、割込噴射された燃料が吸
気弁を通過して実際にシリンダに供給される最も遅い時
期とすれば、この所定クランク角を越えて噴射された燃
料は吸゛気弁の上流側に滞留することになるが、割込み
パルス信号出力禁止手段により前記所定クランク角を越
える割込み噴射が禁止されるため、割込み噴射された燃
料を全てシリンダ内に供給させることができる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、機関１にはエアクリーナ２゜吸気ダク
ト３．スロットルチャンバ４．吸気マニホールド５及び
吸気弁６を介して空気が吸入される。

スロットルチャンバ４には図示しないアクセルペダルと
連動するスロットル弁７が設けられていて、吸入空気流
量Ｑを制御する。

吸気マニホールド５　（又は吸気ボート）には各気筒毎
に燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８は
ソレノイドに通電されて開弁し通電停止されて閉弁する
電磁式燃料噴射弁であって、コントロールユニット９か
らの駆動パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁
し、図示しない燃料ポンプから圧送されプレッシャレギ
ュレータにより所定の圧力に調整された燃料を機関１に
噴射供給する。

コントロールユニット９は、各種のセンサからの入力信
号を受け、内蔵のマイクロコンピュータにより後述の如
く演算処理して、燃料噴射量（噴射時間）と噴射開始時
期とを定め、こ゛れに従って駆動パルス信号を燃料噴射
弁８に出力する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３に熱線式のエ
アフローメータ１０が設けられていて、吸入空気流量Ｑ
に応じた信号を出力する。また、図示しないディストリ
ビュータに内蔵させてクランク角センサ１１が設けられ
ていて、クランク角２″毎の単位信号Ｐｏ５（ポジショ
ン信号）と、１８０　”毎（４気筒の場合）の基準信号
Ｒｅｆ（’Ｊファレンス信号；各気筒＃１〜＃４の点火
基準信号として用いられる）とを出力する。従って、ク
ランク角度？２０　”で４個の基準信号Ｒｅｆが出力さ
れるが、そのうち１つく例えば＃ｌ気筒の点火基準信号
となる基準信号Ｒｅｆ）は他と識別可能で、これをもと
に各基準信号Ｒｅｆを各気筒の行程に対し特定可能とな
っている。また、スロットル弁７にポテンシッメータ式
のスロットルセンサ１２が設けられていて、スロットル
弁７の開度αに応じた信号を出力する。また、機関１の
ウォータジャケットに水温センサ１３が設けられていて
、水温に応じた信号を出力する。更に、コントロールユ
ニット９にはその動作電源として、またｓｉｔ圧検出の
ためバッテリ１４の電圧がエンジンキースイッチ１５を
介して印加されている。

次にコントロールユニット９内のマイクロコンピュータ
による燃料噴射量ｉ（噴射終了時期を吸気弁６の開弁時
期と一敗させる制御）を第３図及び第４図のフローチャ
ート更に第１０図のタイムチャートに従って説明する。

尚、かかる燃料噴射の終了時期制御については１つの気
筒についてのみ説明する。

ある気筒について、特定の基準信号Ｒｅｆ（例えばある
気筒の点火基準信号となる基準信号Ｒｅｆ）がクランク
角センサ１１から出力されると、これにより第３図のフ
ローチャートに示すルーチンが実行され、前記基準信号
Ｒｅｆから前記ある気筒に対する噴射開始時期までの時
間ｔ！を演算する（第１０図には＃４気筒に対する時間
ｔ２を示しである）。

即ち、先ずステップ（図中ではＳと記してあり、以下同
様とする）で噴射開始時期を計時するためのタイマを０
スタートさせる。

次にステップ２で今回の基準信号Ｒｅｆとその１つ前の
基準信号Ｒｅｆとの間の周期Ｔ＊＠ｒに所定の係数Ａを
乗じて特定の基準信号Ｒｅｆ（タイマスタ　　　　−ト
）から吸気弁６の開弁までの時間ｔ、＝Ｔ、、。

・Ａを演算する。これは、特定の基準信号Ｒｅｆから吸
気弁６の開弁までのクランク角は一定であり、この期間
を基準信号Ｒｅｆ間のクランク′角に対する比率で表し
、前記周期Ｔｌ１ｓｆにその比率Ａを乗算して時間に換
算するものである。

ステップ４では、エアフローメータ１０により検出され
る吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎの逆数に相当する前
記周期Ｔｌ＠ｆとから基本燃料噴射量Ｔ　ｐ（”　Ｋ−
Ｑ−Ｔａｍｅ　　；　Ｋは定数）−を演算し、更にステ
ップ５でスロットルセンサ１２により検出されるスロッ
トル弁７の開度αや水温センサ１３により検出される水
温に基づいて設定される各種補正係数Ｃ０ＥＦとバッチ
１月４の電圧値に基づいて設定される電圧補正分子ｓと
を用いて最終的な燃料噴射量（噴射時間）Ｔｉ　（＝Ｔ
ｐ−ＣＯＥＦ＋Ｔｓ）を演算する。このステップ４．５
の部分が噴射時間演算手段に相当する。

ステップ６では、吸気弁６の開弁までの時間１゜から噴
射時間Ｔｉを減じて、特定の基準信号Ｒｅｆから噴射開
始までの時間ｔ２＝ｔｌ　−Ｔｉを演算する。

一方、所定時間（例えば１ｍ５）毎に第４図のフローチ
ャートに示すルーチンが実行される。ステップ１１では
、前記ステップ１でＯスタートさせたタイマをカウント
アツプする。そして、ステップ１２でそのタイマの計時
が前記噴射開始までの時間ｔ２に一致したか否かを判定
し、不一致の場合にはこのルーチンを終了する。そして
、一致したときにステップ１３へ進んで、噴射時間Ｔｔ
のパルス巾をもつ駆動パルス信号を燃料噴射弁８に出力
して燃料噴射を開始させる。このステップ１２．１３の
部分が噴射制御手段に相当する。

このようにして、燃料噴射を開始させることにより、吸
気弁６の開弁時期近傍で前記燃料噴射量Ｔｉ相当の燃料
噴射が終了される。

第５図のフローチャートに示すルーチンは、通常の燃料
噴射の終了時期（Ｔｉ−ＥＮＤ）に実行される割込みル
ーチンであり、このルーチンに従って所謂割込み噴射を
行う。

ステップ２１では、スロットル弁７の開度変化率Δαに
基づいて機関ｌが加速状態であるか否かを判定する。上
記Δαは、所定時間（例えば１０ｍ５）毎に実行される
第６図のフローチャートに示すルーチンによって演算さ
れる。即ち、ステップ３１でスロットルセンサ１２によ
って検出されたスロットル弁７の開度αを入力すると、
ステップ３２ではこのステップ３１における今回の入力
値から前回値を減算することにより、スロットル弁開度
変化率Δα（第６図のフローチャートの実行周期当たり
の変化量）を演算する。このステップ３２で演算された
スロットル弁開度変化重重αが正の所定値よりも大であ
るとき、ステップ２１では機関ｌが加速状態であると判
定する。こめ−ステップ２１の部分が機関加速状態検出
手段に相当する。

ステップ２１で機関１の加一連状態が判定されると、ス
テップ２２で割込み噴射の連続回数Ｎ−ＩＪ＜所定回数
Ｎ１未満であるか否かを判定する。これは、加速初期の
所定回数、即ち所定気筒にだけ一割込み噴射を行わせる
ためのものであり、所定回数Ｎ、に至っていないときに
は、ステップ２３で回数Ｎを１だけカウントアツプさせ
てステップ２４へ進む。

一方、ステップ２１で機関１が加速状態でないと判定さ
れたときには、ステップ２６で前記回数ＮをＯにリセッ
トした後リターンさせる。また、ステップ２２で前記回
数Ｎが所定回数Ｎ、を越えたと判定されたときには、機
関ｌが加速状態であってもそのままリターンさせて割込
み噴射は゛行わない。

ステップ２４では、ステップ３２で演算されたスロット
ル弁開度変化率Δαに基づいて割込み噴射時間（割込み
噴射ｉ１）　Ｔｉｎｊを検索する。コントロールユニッ
ト９に内蔵されたマイクロコンピュータには予め前記ス
ロットル弁開度変化率Δαに対応させて割込み噴射時間
Ｔ　ｉｎｊを記憶させてあり、ここで、Δαが大きいと
きほど大きな割込み噴射時間Ｔ　ｉｎｊが検索されて、
機関１の急加速時はど割込み噴射による燃料噴射量が増
大されるようにしである。

ステップ２５では、ステップ２４で検索した割込み噴射
時間Ｔｉｎｊ相当の割込みパルス信号を燃料噴射弁８に
出力して割込み噴射を行わせる。このステップ２４．２
５の部分が割込み噴射制御手段に相当する。

次に第５図のフローチャートに示したルーチンによる割
込み噴射を、吸気弁６の閉弁時期の所定クランク角前で
停止させるための制御を第７図〜第９図のフローチャー
ト及び第１０図のタイムチャートに従って説明する。

第７図のフローチャートに示すルーチンは、割込み停止
を行うべき気筒を判別するための気筒判別信号ＣＹＬＤ
を設定するルーチンであり、クランク角センサ１１から
の基準信号Ｒｅｆ毎に実行される。

ステップ４１では、基準信号Ｒｅｆから割込み噴射を停
止させる所定クランク角までを計測するためのカウンタ
を０スタートさせる。このカウンタは、単位信号Ｐｏｓ
毎に実行される第８図のフローチャートに示すように、
クランク角センサ１１からの単位信号Ｐｏ５（クランク
角２°）毎にカウントアツプされ（ステップ５１）　、
基準信号Ｒｅｆから所定角度である割込み噴射停止クラ
ンク角を検出する。

ステップ４２では、基準信号Ｒｅｆが＃１気筒の点火用
基準信号であるか否かを判定する。クランク角センサ１
１から出力される基準信号Ｒｅｆは、前記＃１気筒の点
火用基準信号が他の＃２〜＃４気筒の点火基準信号に対
して識別可能となっている。

ステップ４２で基準信号Ｒｅｆが＃ｌ気筒の点火用基準
信号であると判定されたときには、ステップ４３へ進ん
で気筒判別信号ＣＹＬＤをＯに設定する。一方、ステッ
プ４２で基準信号Ｒｅｆが＃１気筒の点火用基準信号で
ないと判定されたときには、ステップ４４で気筒判別信
号ＣＹＬＤを−１だけカウントアツプさせる。即ち、気
筒判別信号ＣＹＬＤは機関１の回転に応じて０−ｌ−２
−３−４を繰り返す。４気筒の場合、点火順序は＃１−
＃３−＃４−＃２の順であるため、ＣＹＬＤ＝０は＃１
気筒の点火用基準信号を示し、ＣＹＬＤ＝　１は＃３気
筒、ＣＹＬＤ＝２は＃４気筒、ＣＹＬＤ＝２は＃４気筒
の点火用基準信号をそれぞれ示すものである。

基準信号Ｒｅｆの入力からカウンタがカウントアツプさ
れてその値ＣＡが割込み噴射を停止させるべき値となっ
たとき、即ち、吸気弁６の閉弁時期よりも所定クランク
角度前の状態で、この時期以降に割込み噴射を行って燃
料噴射弁８から燃料を噴射しても、噴射した燃料が吸気
弁６の閉弁に間に合わずに吸気弁６の上流側に滞留する
ことになる状態となったときに、第９図のフローチャー
トに示す割込み噴射停止制御ルーチンが実行される。

即ち、この割込み噴射停止ルーチンは、４気筒の場合ク
ランク角１８０°毎に実行される。

ステップ６１では、気筒判別信号ＣＹＬＤがＯであるか
否かを判定する。ここで、ＣＹＬＤ＝Ｏであるとき、即
ち、＃１気筒の点火用基準信号の人力があった状態では
、第１０図に示すように＃４気筒の割込み噴射許可期間
（本実施例では基準信号Ｒｅｆから吸気弁６の閉弁前の
所定クランク角までを割込み噴射許可期間としである）
で割込み噴射は＃４気筒に対して行われる状態であるた
め、ステップ６２へ進んで＃４気筒に対応する燃料噴射
弁８に対する割込みパルス信号の出力を停止させる。即
ち、第１０図中に示すように割込み噴射を停止すべきク
ランク角（吸気弁６閉弁前の所定クランク角であり、以
下割込みＥＮＤとする）になったときには、割込み噴射
が行われる気筒の燃料噴射弁８に対する割込みパルス信
号の出力を、たとえ出−力継続中であっても停止させる
ものである。無論、割込みＥＮＤ時に割込み噴射が行わ
れていないときには、剖込み噴射停止状態を維持させる
。ステップ６ＩでＣＹＬＤ≠０と判定されたときには、
ステップ６３でＣＹＬＤ＝１であるか否かを判定し、Ｃ
ＹＬＤ＝　１であるときにはステップ６４へ進んで＃２
気筒に対する割込みパルス信号の出力を停止させる。更
に、ＣＹＬＤ≠１であるときにはステップ６５でＣＹＬ
Ｄ＝　２であるか否かを判定し、ＣＹＬＤ＝２であると
きにはステップ６６へ進んで＃１気筒に対する割込みパ
ルス信号の出力を停止させ、ステップ６５でＣＹＬＤ−
≠２であると判定されたとき即ちＣＹＬＤ＝３であると
きにはステップ６７へ進んで＃３気筒に対する割込みパ
ルス信号の出力を停止させる。

上記ステップ６２，６４，６６．６７の部分が割込みパ
ルス信号出力禁止手段に相当する。

このように、気筒判別信号ＣＹＬＤに基づき割込み噴射
が行われる気筒を判別して、その気筒に対応する燃料噴
射弁８に対する割込みパルス信号の出力を少なくとも割
込みＥＮＤ時で停止させるものである。従って、割込み
ＥＮＤを越えるような割込み噴射時間Ｔｉｎｊが設定さ
れても、割込みＥＮＤを越えて燃料噴射が実行されるこ
とがなく、割込み噴射された燃料は全て吸気弁６を通過
してシリンダ内に供給される。このため、割込み噴射さ
れた燃料が吸気弁６の上流側に滞留して次回の吸気弁６
の開弁にシリンダ内に供給され、空燃比をオーバーリッ
チ化させることがなく、割込み噴射による点火栓の慣れ
やアフターバーンの発生を回避できるものである。

尚、本実施例では、機関運転状態に基づき設定した燃料
噴射量Ｔｉ（噴射時間）に基づいて吸気弁６の開弁時に
燃料噴射を終了させるように噴射開始時期が設定制御さ
れるものに関して述べたが、噴射開始時期を各気筒の吸
入ＴＤＣの所定クランり角部とすることにより噴射時期
を各気筒の吸入行程にタイミングを合わせ、上記実施例
と同様に噴射終了時に判定された機関加速状態に応じて
割込み噴射させるものにおいても、本発明を適応するこ
とにより同様の効果を得られることは明らかである。

〈発明の効果〉 以上説明したように、零発−明によると、通常燃料噴射
の終了時に加速状態に応じた割込みパルス信号を出力さ
せるようにしたものにおいて、前記割込みパルス信号の
出力が吸気弁閉弁前の所定クランク角を越えないようニ
ーシたことにより、割込み噴射された燃料が吸気弁の上
流側に滞留することを防止でき、この滞留燃料による空
燃比のオーバーリッチ化を回避して機関運転性を一向上
させることができるという効果が−ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一実施例を
示すシステム図、第３図及び第４図は同上実施例におけ
る燃料噴射の終了時期制御を示すフローチャート、第５
図及び第６図は同上実施例における割込み噴射制御を示
すフローチャート、第７図〜第９図は同上実施例におけ
る割込み禁止制御を示すフローチャート、第１０図は同
上実施例における燃料噴射を示すタイムチャートである
。 １・・・機関　　６・・・吸気弁　　７・・・スロット
ル弁８・・・燃料噴射弁　　９・・・コントロールユニ
ット１０・・・エアフローメータ　　１１・・・クラン
ク角センサ１２・・・スロットルセンサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第３図　　　　　　　第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各気筒毎に燃料噴射弁を備え、各燃料噴射弁から対応す
   る気筒の吸気行程とタイミングを合わせて燃料噴射を行
   うようにした内燃機関の電子制御燃料噴射装置において
   、機関の運転状態に基づいて燃料の噴射時間を演算する
   噴射時間演算手段と、所定噴射開始時期に燃料噴射弁へ
   の駆動パルス信号の出力を開始して前記噴射時間燃料を
   噴射させる噴射制御手段と、機関の加速状態を検出する
   機関加速状態検出手段と、検出された加速状態に応じた
   時間巾の割込みパルス信号を前記噴射制御手段による噴
   射終了時に燃料噴射弁に出力する割込み噴射制御手段と
   、吸気弁の閉弁前の所定クランク角を越える割込みパル
   ス信号の出力を禁止する割込みパルス信号出力禁止手段
   と、を設けたことを特徴とする内燃機関の電子制御燃料
   噴射装置。