JPH01151748A - 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手
段をそれぞれ独立して駆動制御し１．対応する気筒の吸
気行程にタイミングを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ッン方式の電子制御
ｉｔ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（例えば吸気弁の開弁時期）となるように、機関の
運転状態に基づいて所定微小時間毎に算出される燃料噴
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のクランク
角度となるように噴射開始時期を可変制御する噴射制御
においては、加速運転状態などで噴射を開始してから要
求燃料量が増大変化した場合に、所期の噴射終了時期に
噴射を終了させてしまうと燃料が不足してしまうため、
かかる燃料制御の応答遅れを解消するために、第６図に
示すように、噴射開始後に設定された燃料噴射ＩＴｉに
応じて噴射終了時期を所期時期（目標噴射終了時期）よ
りも遅らせることにより、噴射開始後の要求燃料量の変
化に対応できるようにしたものがある。

即ち、第６図において、噴射開始時期を設定するタイミ
ングにおいては１０ｍ５毎に設定される燃料噴射量Ｔｉ
がＴｉｏ＋であったのに対し、目標噴射終了時期までに
燃料噴射量ＴｉがＴ　ｉ　（４）にまで増大したため、
Ｔ　ｉ　（、）に基づいて設定した噴射開始時期からＴ
ｉ（、）相当の噴射終了時期まで噴射終了時期を遅らせ
るようにしたものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記のように、噴射を開始してからの要求燃
料量の変化に対応できるように、所期の噴射終了時期か
ら延長させて噴射を終了させた場合、要求燃料量の変化
に対応できるものの、本来量も良い燃焼状態を得るべく
所定噴射終了時期での噴射を終了させるようにしたもの
であるのに、実際の噴射終了時期が大きく遅れて燃焼性
が悪化する慣れがあった。

これは、２燃料噴射量を演算するマイクロコンピュータ
による各種処理が頻繁となる機関高回転時における処理
能力を考慮して、比較的長い演算周期（例えば１０ａ＋
ｓ毎）で燃料噴射量を演算するようにしていたため、加
速時には演算される燃料噴射量が比較的長い周期で段階
的に大きな変化を示すようになるためである。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、噴射開
始後の要求燃料噴射量の変化による噴射終了時期の延長
中を少なくできるようにして、燃焼性を向上させること
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
燃料噴射手段を備え、各燃料噴射手段から対応する気筒
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
回転速度を含む機関運転状態を検出する機関運転状態検
出手段と、機関回転速度の所定低速度領域においては他
の速度領域に比較して短い時間周期で前記機関運転状態
検出手段で検出した機関運転状態に基づき燃料噴射時間
を演算する周期可変噴射時間演算手段と、この周期可変
噴射時間演算手段で演算した最新の燃料噴射時間に基づ
き所定燃料噴射終了時期に燃料噴射を終了させるべく前
記燃料噴射手段による燃料噴射を各気筒毎に開始させる
噴射開始制御手段と、この噴射開始制御手段による噴射
開始制御後に前記周期可変噴射時間演算手段で演算した
最新の燃料噴射時間に応じて前記所定燃料噴射終了時期
を修正して噴射終了時期を設定し、この噴射終了時期に
前記燃料噴射手段による燃料噴射を各気筒毎に停止させ
る噴射停止制御手段と、を設けるようにした。

〈作用〉 ここで、周期可変噴射時間演算手段は、マイクロコンピ
ュータの処理能力に余裕のある所定の低速度領域では比
較的短い周期で、機関運転状態検出手段で検出した機関
運転状態に基づいて燃料噴射時間（燃料噴射量）を設定
し、前記所定の低速度領域以外の高速度領域ではマイク
ロコンピュータの処理能力に余裕がなくなるので、比較
的長い周期で燃料噴射時間を設定する。

そして、噴射開始制御手段は、周期可変噴射時間演算手
段で上記のようにして演算された最新の燃料噴射時間に
基づき所定燃料噴射終了時期に燃料噴射を終了させるべ
く燃料噴射手段による燃料噴射を各気筒毎に開始させ、
噴射停止制御手段は、最新の燃料噴射時間に応じて前記
所定燃料噴射終了時期を修正して噴射終了時期を設定し
、この噴射終了時期に燃料噴射手段による燃料噴射を各
気筒毎に停止させる。

〈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及び吸気マニホールド５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６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又は機関１の吸気ボートには各気筒
毎に燃料噴射手段としての燃料噴射弁７が設けられてい
る。この燃料噴射弁７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８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
圧送されて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ｌに噴射供給する。

コントロールユニット８は、各種のセンサからの出力信
号を受け、内蔵のマイクロコンピュータにより燃料噴射
量Ｔｉを定め、対応するパルス巾をもつ駆動パルス信号
を各気筒の吸気行程に合わせて所定タイミングで燃料噴
射弁７に出力する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３にエアフロー
メータ９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ユータに
内蔵させるなどしてクランク角センサ１０が設けられて
いて、１６又は２″毎のポジション信号と９０°毎のリ
ファレンス信号とを出力する。２ここで、所定時間内に
おけるポジション信号の発生数或いはリファレンス信号
の周期を計測することにより機関回転速度Ｎを算出可能
である。また、スロットル弁６にポテンショメータ式の
スロットルセンサ１１が設けられていて、スロットル弁
開度θに応じた信号を出力する。

また、機関ｌのウォータジャケットに水温センサ１２が
設けられていて、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８にはその動作電源と
してまた電源電圧の検出のためバッテリ１３の電圧がエ
ンジンキースイッチ１４を介して印加されている。ここ
で、上記エアフローメータ９．クランク角センサ１０．
水温センサ１２等が、本実施例における機関運転状態検
出手段に相当する。

尚、本実施例において、コントロールユニット８は、周
期可変噴射時間演算手段、噴射開始制御手段、噴射停止
制御手段を兼ねるものである。

次にコントロールユニット８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５図のフローチャート
に従って説明する。

第３図のフローチャートに示すルーチンは、燃料噴射量
Ｔｉの演算命令を出力するためのルーチンであって、ｌ
＋ｍｓ毎に実行される。

ステップ（図中ではｒ３Ｊとしてあり、以下同様とする
）１では、クランク角センサｌＯからの信号に基づいて
算出される機関回転速度Ｎに基づいて、所定の低速度領
域に含まれる運転状態か否かを判定する。

そして、所定の低速度領域に含まれるときにはステップ
２へ進み、このステップ２で５ｍｓ周期を計時させるこ
とにより、５ｍｓ毎にステップ４へ進むようにする。一
方、現在の運転状態が前′記所定の低速度領域に含まれ
ないときには、ステップ３へ進み、このステップ３でｌ
ｈａ周期を計時させることにより、１０ａ＋ｓ毎にステ
ップ４へ進むようにする。

ステップ４では、第４図のフローチャー小に示す燃料噴
射量（燃料噴射時間）演算ルーチンを実行させるＴｉ演
算命令を出力する。

即ち、機関回転速度Ｎが所定値以下である所定の低速度
領域においては、マイクロコンピュータによる処理能力
に余裕があるため５＋ｓｓ毎に燃料噴射量Ｔｉを演算さ
せ、高速度領域ではマイクロコンピュータの処理能力に
余裕が無（なるので１０ｍ５周期毎に燃料噴射量ＴＩを
演算させるものである。

第４図のフローチャートに示すルーチンは前述のように
燃料噴射量演算ルーチンであって、前記ステップ４にお
いて演算命令が出力される毎に実行される。

ステップ１１では、各センサによって検出される吸入空
気流量Ｑや機関回転速度Ｎ等を読込む。

ステップ１２では、ステップ１１で入力した吸入空気流
量Ｑ及び機関回転速度Ｎに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐ
（←ＫＸＱ／Ｎ；には定数）を演算する。

ステップ１３では、水温センサ１２によって検出される
冷却水温度Ｔｗ等を主として各種補正係数Ｃ０ＥＦを設
定すると共に、バッテリ１３の電圧変化に基づく燃料噴
射弁７の噴射量（有効開弁時間）の変化を補正するため
の電圧補正分子ｓを設定する。

ステップ１４では、本実施例では省略する別ルーチンで
設定される空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ
を読込む、この空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢ
ＤＡは、例えば排気系に設けられる酸素センサ等によっ
て検出される機関吸入混合気の空燃比を目標空燃比に近
づけるように前記基本燃料噴射量Ｔｐを補正するための
ものであり、比例積分制御により設定される。

ステップ１５では、基本燃料噴射ｔＴｐを前記各種補正
係数Ｃ０ＥＦ、電圧補正分子ｓ、空燃比フィードバック
補正係数ＬＡＭＢＤＡによって補正して最終的な燃料噴
射量Ｔｉ　（４−ＴＰＸＣＯＥＦＸＬＡＭＢＤ＾＋Ｔｓ
）を演算する。

第５図のフローチャートに示すルーチンは、噴射開始・
停止時期設定ルーチンであって、クランク角センサ１０
からクランク角９０°毎のリファ、レンス信号が出力さ
れる毎に実行される。

ステップ２１では、第４図のフローチャートに示す燃料
噴射量演算ルーチンで演算された最新の燃料噴射量Ｔｉ
を、現在の機関回転速度Ｎに基づいてクランク角度に換
算する。

そして、次のステップ２２では、ステップ２１で換算し
た最新の燃料噴射量Ｔｉ相当のクランク角度に基づいて
、噴射の開始時期成いは噴射停止時期を設定する。即ち
、特定気筒において噴射を開始してないときには、所定
の噴射終了時期（例えば吸気弁の開弁クランク角位置）
に燃料噴射を終了させるべく、前記所定の噴射終了時期
から逆算して噴射開始時期を設定し、特定気筒において
噴射が開始されているときには、噴射開始のクランク角
位置から前記燃料噴射量Ｔｉ相当のクランク角度後のク
ランク角位置を噴射終了時期に設定する。

次のステップ２３では、ステップ２２で設定した噴射開
始時期と噴射停止時期とを出力用レジスタにセットし、
噴射開始時期相当のクランク角位置になった時点で対応
する燃料噴射弁７に対する駆動パルス信号の出力を開始
し、噴射停止時期相当のクランク角位置に°なった時点
で対応する燃料噴射弁７に対する駆動パルス信号の出力
を停止する。

ここで、機関１の所定低速度領域では他の速度領域に比
較して短い周期で燃料噴射量ＴＩが演算されるため、上
記ステップ２２で設定される噴射開始時期は、より最新
の機関運転状態に応じて設定された燃料噴射量Ｔｔに基
づくものであり、これにより、第６図に示すように、噴
射開始時期の設定がより最適化されて噴射終了時期が所
定の噴射終了時期から大きく遅れることを抑止できるも
のである。従って、特に燃焼の安定性が要求されるアイ
ドル運転等を含む低速度領域において燃焼性を改善する
ことができ、運転性を向上させることができる。

尚、本実施例で示した燃料噴射量Ｔｉの演算周期（５ａ
＋ｓ、１０ｍ５）はこれに限定するものでなく、最大限
に演算周期を短くすることによってより最適な噴射時期
制御ができることは明らかである。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、所定の低速度領域
において他の領域に比較して燃料噴射量の演算周期を短
くするようにしたので、低速度領域において燃料噴射時
期の設定が最適化され、加速時であっても所望の噴射終
了時期に近い時期に燃料噴射を終了させて燃焼性の悪化
を回避することができ、機関の運転性を向上させること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図〜第５図は
同上実施例における燃料噴射制御を示すフローチャート
、第６図は従来の燃料噴射制御と本発明の燃料噴射制御
との相違を示すタイムチャートである。 １・・・機関　　７・・・燃料噴射弁　　８・・・コン
トロールユニット　　９・・・エアフローメータ１０・
・・クランク角センサ　　１２・・・水温センサ特許出
願人　　日本電子機器株式会社 代理人　　弁理士　　笹　島　富二雄 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各気筒毎に燃料噴射手段を備え、各燃料噴射手段から対
   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、機関回転速度を含む機関運転状態を検出する機関
   運転状態検出手段と、機関回転速度の所定低速度領域に
   おいては他の速度領域に比較して短い時間周期で機関運
   転状態に基づき燃料噴射時間を演算する周期可変噴射時
   間演算手段と、該周期可変噴射時間演算手段で演算した
   最新の燃料噴射時間に基づき所定燃料噴射終了時期に燃
   料噴射を終了させるべく前記燃料噴射手段による燃料噴
   射を各気筒毎に開始させる噴射開始制御手段と、該噴射
   開始制御手段による噴射開始制御後に前記周期可変噴射
   時間演算手段で演算した最新の燃料噴射時間に応じて前
   記所定燃料噴射終了時期を修正して噴射終了時期を設定
   し、この噴射終了時期に前記燃料噴射手段による燃料噴
   射を各気筒毎に停止させる噴射停止制御手段と、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。