JPS63314337A - 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いわゆるシーケ
ンシ中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始時期を
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で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、予め
定めた噴射終了時期（吸気弁の開弁時）に検出した機関
加速状態に応じた噴射量（噴射時間）の駆動パルス信号
を、所定の噴射終了時期に終了させた駆動パルス信号の
後に付加することにより、加速によって増量する空気量
に見合った燃料を噴射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。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記のように所定の噴射終了時期における加
速状態に応じて付加噴射を行わせるようにした場合には
、最適な燃焼が得られるように設定した噴射終了時期よ
りも遅い時期に実際の噴射が終了することになる。この
ため、特に大きな付加駆動パルス信号が付加される急加
速時には、所定の噴射終了時期から大きく遅れて実際の
噴射が終了することになり、この遅れて終了する燃料噴
射によって供給された燃料が、吸気弁の閉弁に間に合わ
なかったり、良好に霧化されない状態でシリンダ内に供
給されるなどして、吸入混合気の空燃比がリーン化した
り、燃焼性の悪化により排気性状が悪化するなどの問題
が発生することがあった。

このように加速時に付加噴射によって遅れる噴射終了に
対応させて通常噴射の終了時期を一律に早めてしまうと
、通常噴射に反映される吸入空気流量等のデータが古く
なって加速時には吸入空気流量の変化に対する応答遅れ
が大きくなるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、通常駆
動パルス信号（所定噴射終了時期）の後に駆動パルス信
号が付加される加速状態において、付加噴射の終了時期
が吸気弁の閉弁時期に必要以上に近づくことを回避しつ
つ、通常時（定常時）における噴射終了時期を早めるこ
となく最適な燃焼が得られる電子制御燃料噴射装置を提
供するこ七を目的とする。

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、機関加速
状態を含む機関の運転状態を検出する機関運転状態検出
手段と、前記機関運転状態検出手段による加速検出の初
回から所定期間後の機関加速状態において所定期間だけ
予め設定された通常時用噴射終了時期よりも早い加速時
用噴射終了時期を設定し、この加速時用噴射終了時期を
設定する運転状態以外では前記通常時用噴射終了時期を
設定する噴射終了時期設定手段と、前記機関運転状態検
出手段により検出された機関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、前記噴射終了
時期設定手段により設定された噴射終了時期に噴射を終
了させるように前記噴射時間演算手段により演算された
燃料噴射時間に基づいて噴射開始時期を設定する噴射開
始時期設定手段と、設定された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、前記噴射終了時期設定
手段によって設定された噴射終了時期に加速状態が検出
されるとこの加速状態に応じた時間巾の付加駆動パルス
信号〈作用〉 かかる構成によると、機関の加速検出の初回から所定期
間後の機関加速状態において所定期間だけ通常時におけ
る噴射終了時期よりも早い加速時用噴射終了時期が設定
され、一方、かかる加速時用噴射終了時期が設定される
運転状態以外においては、前記加速時用噴射終了時期よ
りも遅い通常時用噴射終了時期が設定される。そして、
設定された噴射終了時期に噴射を終了させるように、機
関運転状態に基づいて演算した噴射時間から噴射°開始
時期が設定され、設定された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。また、設定された噴射終了時期に機関の
加速状態が検出されると、その加速状態に応じた時間巾
の付加駆動パルス信号が燃料噴射弁に出力される。

〈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ｌ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（又は吸気ポート）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じ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じ
、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）と噴射終了時
期と噴射開始時期を定め、これに従って駆動パルス信号
及び設定した噴射終了時期の後に付加駆動パルス信号を
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Ｒ
ｅｆ（リファレンス信号；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７２０°で４個の基準信号Ｒｅｆが出力されるが
、そのうち１つ（例えば＃１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にポテンショメータ式のスロ
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、機関
温度を代表する冷却水温度Ｔｗ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、また電源電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。

上記エアフローメータ１０．クランク角センサ１１゜ス
ロットルセンサエ２及び水温センサ１３、更にエンジン
キースイッチ１５を介して印加さ、れるバッテリ１４の
電圧が本実施例における機関運転状態検出手段に相当す
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
による燃料噴射制御を第３図〜第７図のフローチャート
及び第８図のタイミングチャートに従って説明する。即
ち、本実施例において、コントロールユニット９は、噴
射時間演算手段、噴射終了時期設定手段、噴射開始時期
設定手段、噴射制御手段及び付加噴射制御手段を兼ねる
ものである。

尚、ここでは１つの気筒での燃料噴射制御について説明
する。

第３図のフローチャートには噴射終了時期設定ルーチン
を示しである。

ステップ（図中ではＳとしてあり、以下同様とする）１
では、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。

ステップ２では、ステップ１で今回入力したスロットル
弁開度αと前回値との偏差に基づいて、単位時間当たり
のスロットル弁開度変化率Δαを求め、スロットル弁７
が所定以上の割合で開かれているときには機関１が加速
状態であると判別する。

ここで、機関１が加速状態であると判別されたときには
ステップ３へ進んで、ステップ２における加速検出が初
回であるか否かを判別し、初回であるときにはステップ
４へ進む。

ステップ４では、噴射終了時期Ｔｆｇ＋＜ｏを可変設定
するための基準となる噴射回数Ｘのカウントを開始した
後、次のステップ５で通常時用噴射終了時期Ｔｉｉｓｎ
ｇを設定する。

一方、ステップ２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８へ進んでカウントされた噴射回
数Ｘをリセットした後、ステップ５へ進んで通常時用噴
射終了時期Ｔｉ１Ｎｏ□を設定する。

また、ステップ３で加速検出が初回でないと判別された
ときにはステップ６へ進み、ステップ４でカウント開始
した噴射回数Ｘと所定値ＸＨ，Ｘｚ（Ｘ、＜Ｘ、；例え
ばそれぞれ２〜５程度とする）との比較を行う。

ここで、カウントされた噴射回数Ｘが所定値ｘ１未満で
ある加速初期の所定期間であると判別されたときにはス
テップ５へ進んで、ステップ２で機関１が加速状態でな
いと判別されたときと同様に通常時用噴射終了時期Ｔｉ
１Ｎｎｚを設定する。

一方、カウントされた噴射回数Ｘが所定値Ｘ１以上でか
つ所定値Ｘ２以上である加速判定の初回から所定期間後
の所定期間内であると判別されたときにはステップ７へ
進み、加速時用噴射終了時期Ｔｉ、。１を設定する。

また、カウントされた噴射回数Ｘが所定値Ｘ２を越える
加速後期であると判別されたときには、ステップ８でカ
ウントされた噴射回数Ｘをリセットした後、ステップ５
へ進んで通常時用噴射終了時期Ｔｉｔｓ＋＋ｉを設定す
る。

このように、スロットル弁開度αに基づく加速検出の初
回からＸＩだけ噴射した後噴射回数ＸがＸ２になるまで
の間だけ噴射終了時期ＴｉｔＮｎが加速時用噴射終了時
期Ｔｉ、。１に設定され、それ以外の運転状態において
は通常時用噴射終了時期Ｔ　ｉ　ｔＮｔｌｔが設定され
る。これは、加速初期においては機関要求の付加噴射量
（噴射終了時期Ｔｉア。

後の加速状態に基づく噴射量）が比較的少なく、２〜３
発の噴射の後に要求量が増大するため、要求量の少ない
加速初期には噴射終了時期ＴｉｔＮ＋＋を遅い状態（吸
気弁６の開弁時）に保って最新の運転状態を噴射量設定
に反映させ、要求量の多くなる加速中期には噴射終了時
期Ｔｆｃｎｎを早めることにより噴射終了時期Ｔｉえ、
Ｄの後に噴射される燃料が良好にシリンダ内に供給され
るようにしたものである。

ここで、通常時用噴射終了時期ＴｉｔＮｎｚは吸気弁６
の開弁時にタイミングを合わせてあり、加速時用噴射終
了時期Ｔｉ工ＭＤＩはこの通常時用噴射終了時期Ｔｉｐ
、、、ｔよりも所定クランク角度だけ早い時期に設定し
である。

このようにして設定される噴射終了時期Ｔｉ、、。

となるように、第４図のフローチャートに示す噴射開始
時期設定ルーチンによって噴射の開始時期が設定される
。

本ルーチンは、特定の基準信号Ｒｅｆがクランク角セン
サ１１から出力されると実行されるものであり、まずス
テップ１１ではタイマをＯスタートさせる。

次のステップ１２では、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ＴＲ＊ｆを求め、ス
テップ１３では第３図に示した噴射終了時期設定ルーチ
ンで設定された噴射終了時期Ｔ　ｉ　Ｅ、Ｄが通常時用
噴射終了時期Ｔｉ１ｕｏｚであるか加速時用噴射終了時
期Ｔｉ！ＮＤ、であるかを判別する。

ここで、噴射終了時期Ｔｉ、、わとして加速時用噴射終
了時期Ｔｉ！ＭＤＩが設定されていると判別されたとき
にはステップ１４へ進んで、周期Ｔ３゜、に係数Ａを乗
じて特定の基準信号Ｒｅｆ（タイマ・スタート）から吸
気弁６剥弁前の所定クランク角度である加速時用噴射終
了時期Ｔｉ□□までの時間ｔ　ｒ　＝　Ｔａｍｅ　Ｘ　
Ａを演算する。一方、ステップ１３で噴射終了時期Ｔｉ
□。とじて通常時用噴射終了時期Ｔｉ１Ｎｏｔが設定さ
れていると判別されたときにはステップ１５へ進んで、
周期７１＠ｆに係数Ｂを乗じて特定の基準信号Ｒｅｆ（
タイマ・スタート）から吸気弁６の開弁時である通常時
用噴射終了時期Ｔｉｔｓｏｚまでの時間ｔ＋　＝Ｔ＊ｍ
ｔ　ＸＢ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、開弁までの期間及び開弁の
所定クランク角前までの期間を基準信号Ｒｅｆ間のクラ
ンク角に対する比率で表し、前記周期ＴＩ１．ｆにその
比率ＡｏｒＢを乗算して時間に換算するのである。

次のステップ１６でエアフローメータ１０により検出さ
れる吸入空気流量Ｑと機関回転数の逆数に相当する周期
ＴＩ１．ｆとから基本燃料噴射量Ｔｐ　（＝Ｋ　Ｘ　Ｑ
　Ｘ　Ｔ　＊　ｓ　ｔ　）を演算し、更にステップ１７
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の開度や水温センサ１３により検出される冷却水温度
Ｔｗに基づいて設定される各種補正係数Ｃ０ＥＦとバッ
テリ１４の電圧値に基づいて設定される電圧補正分子ｓ
とを用いて燃料噴射量（噴射時間）Ｔｉ　（−ＴｐＸＣ
ＯＥＦ＋Ｔ、ｓ）を演算する。

ステップ１８では、特定の基準信号Ｒｅｆ（タイマ・ス
タート）から噴射終了時期Ｔ　ｉ　ＥＨＤ　　（Ｔ　ｉ
　ＥＮＤＩ又はＴｉｔＮｏｔ）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ｔｚ＝ｔ＊　　Ｔｌを演算する。

一方、所定時間（例えば１ｍ５）毎に第５図のフローチ
ャートに示すルーチンが実行され、そのステップ２１で
タイマがカウントアツプされる。そして、ステップ２２
でそのタイマの計時が前記噴射開始までの時間Ｌｔに一
致したか否かを判別し、不一致の場合はこのルーチンを
終了する。そして、一致したときにステップ２３へ進ん
で、噴射時間Ｔｉ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。すると、
第３図のフローチャートに示した噴射終了時期設定ルー
チンで設定された噴射終了時期Ｔ　ｉ　ｔＮｏ　　（Ｔ
　１ｔＨＤＩ又はＴｉＨＮｏｚ）で噴射が終了する。

第６図のフローチャートに示すルーチンは所定時間（例
えば１０ｍ５）毎に実行される。

ステップ３１ではスロットルセンサ１２により検出され
るスロットル弁７の開度αを入力し、ステップ３２では
前回の検出値との偏差（単位時間当たりの変化率）Δα
を演算し、かっΔαのレベルをメモリする。そして、ス
テップ３３では加速判定即ちΔα〉０か否かの判別を行
い、加速と判別された場合は、ステップ３４へ進んで加
速初回か否かを判別する。そして、加速初回の場合のみ
、付加噴射のためステップ３５以降へ進む。

ステップ３５ではＣＹＬカウンタの値を予め決められた
値（例えば５、これは最大５回の付加噴射を行うことを
意味する。）にセットする。次にステップ３６では、第
９図に示すマツプから加速状態を表すΔα及び冷却水温
度Ｔｗに応じた付加駆動パルス信号の時間巾Ｔ□、を検
索する。そして、ステップ３７でその時間巾ＴＩＮＪの
付加駆動パルス信号を出力し、Δα（加速状態）及び冷
却水温度Ｔｗ（機関温度）に応じた付加噴射を行わせる
。

これは、第８図に＃ｌ気筒の場合で例示するように、通
常の燃料噴射の終了時期Ｔｉ□。とは無関係の割り込み
噴射となる。

第７図のフローチャートに示すルーチンは通常燃料噴射
の終了時期Ｔｉ１ｕａに実行される噴射終了時付加噴射
ルーチンである。

ステップ４１では加速判定を行い、加速が継続している
ときにはステップ４２へ進んでＣＹＬカウンタの内容を
チェックし、０でない場合は、ステップ４３へ進んでＣ
ＹＬカウンタの内容を前回値から１減算した後、ステッ
プ４４へ進んで第９図に示すマツプから加速状態を表す
Δα及び冷却水温度Ｔｗに応じた付加駆動パルス信号の
時間巾ＴＩＮＪを検索する。そして、ステップ４５でそ
の時間巾ＴＩＮＪの付加駆動パルス信号を出力し、付加
噴射を行わせる。この付加噴射は、第８図に＃３気筒及
び＃４気筒について例示するように、通常の燃料噴射の
終了時期Ｔｉ、、Ｉｌｌになされる（換言すれば、設定
された噴射終了′時期Ｔｉ、。に終了する通常噴射に連
続した付加噴射がなされる）。

ところで、このようにして通常の燃料噴射の終了時期Ｔ
ｉ、、、になされる付加噴射は、第９図のマツプに示す
ように、Δαが大きいときほど大きな時間巾の付加駆動
パルス信号が燃料噴射弁８に出力されることになるが、
急加速時に□あっても加速初期においてはΔαの値が小
さく（要求付加噴射量も小さく）その後大きなΔαに変
化するため、加速初期においては付加噴射の終了が比較
的遅くなることはないが、加速中期になってΔαが大き
くなりこれに伴って付加噴射量が多くなると所定の噴射
終了時期ＴｉＥＮ、よりも大きく遅れて噴射が終了する
ことになる。

しかしながら、本実施例では、第３図及び第４図のフロ
ーチャートに示したように、加速検出の初回からの噴射
回数Ｘがｘ１≦Ｘ≦Ｘ２であるときには、噴射終了時期
ＴｉｔＮ、を通常時用噴射終了時期Ｔｉ！ＮＤｚよりも
所定クランク角だけ早い加速時用噴射終了時期ＴｉｔＮ
＋ｚとするため、噴射終了時期Ｔｉｒｓｎの後に時間巾
の大きな付加駆動パルス信号が出力されても、これによ
って噴射供給される燃料が吸気弁６の閉弁に間に合わず
に吸入不良となることを未然に回避できるものである。

従って、通常時（定常時）において噴射終了時期ＴｉＥ
ＮＤを燃焼性の最適時期に設定しても、加速時における
噴射終了時期Ｔｉ、、ｆｌ後の付加噴射による燃料供給
を良好に確保でき、加速時の吸入不良による吸入混合気
の空燃比リーン化を防止することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、所定の噴射終了時
期の後に付加される噴射時間が長（なる加速状態におい
て、予め噴射終了時期を早めておくことにより、付加噴
射された燃料が吸気弁上流側に滞留することなくシリン
ダ内へ供給させることができると共に、通常状態におけ
る噴射終了時期を最適時期にして燃焼性の向上を保てる
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
示すシステム概略図、第３図〜第７図は同上実施例にお
ける制御内容を示すフローチャート、第８図は同上実施
例の制御特性を示すタイミングチャート、第９図は同上
実施例における付加噴射の時間巾を示すグラフである。 １・・・機関　　６・・・吸気弁　　７・・・スロ・ン
トル弁８・・・燃ｎｌ’［を弁　　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　　１３
・・・水温センサ１４・・・バッテリ 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 第５図 １ｍｓ条 第９図 大 Δα 第６図　　　　　　第７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
   、機関加速状態を含む機関の運転状態を検出する機関運
   転状態検出手段と、前記機関運転状態検出手段による加
   速検出の初回から所定期間後の機関加速状態において所
   定期間だけ予め設定された通常時用噴射終了時期よりも
   早い加速時用噴射終了時期を設定し、この加速時用噴射
   終了時期を設定する運転状態以外では前記通常時用噴射
   終了時期を設定する噴射終了時期設定手段と、前記機関
   運転状態検出手段により検出された機関運転状態に基づ
   いて燃料の噴射時間を演算する噴射時間演算手段と、前
   記噴射終了時期設定手段により設定された噴射終了時期
   に噴射を終了させるように前記噴射時間演算手段により
   演算された燃料噴射時間に基づいて噴射開始時期を設定
   する噴射開始時期設定手段と、設定された噴射開始時期
   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、前記噴射終
   了時期設定手段によって設定された噴射終了時期に加速
   状態が検出されるとこの加速状態に応じた時間巾の付加
   駆動パルス信号を燃料噴射弁に出力する付加噴射制御手
   段と、を備えてなる内燃機関の電子制御燃料噴射装置。