JPH03194149A - エンジンの燃料噴射時期制御装置 - 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、電子制御式燃料噴射装置を備えたエンジンに
おいて、その燃料噴射時期を制御するための装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

電子制御式燃料噴射装置を備えたエンジンでは、クラン
ク角センサ等の検出信号に基づき、所定のタイミングで
インジェクタ等の燃料噴射手段に信号が出力され、これ
によって燃料噴射が行われる。

ここで燃料噴射時期は、燃料が十分に気化された状態で
エンジン内に供給されるように、吸気行程よりも前の一
定時期に設定されるのが一般的である。

ところが、エンジン温度が低い時には、上記タイミング
で燃料を噴射しても、同燃料が十分に気化しないために
吸気弁および吸気管内壁等に付着し、これによって上記
燃料を燃焼室内に十分送り込めない場合がある。この現
象は、揮発性の低いいわゆる重質燃料を用いた場合、例
えばオクタン価を高めるためにアンチノック剤を添加す
ることにより揮発性が低下した燃料等を用いた場合に多
く発生する現象であり、良好な燃料噴射制御を行うにあ
たっての大きな障害となっている。

その対策として、例えば特開昭６０−２２２５４１号公
報に示されるように、上記のような燃料の付着が生じに
くい暖機状態では、吸気行程手前の膨張行程で燃料を噴
射することにより、燃料を吸気弁付近の熱で完全に気化
した後に燃料室内に供給して完全燃焼させるようにし、
逆に上記燃料の付着が生じ易い冷機運転状態では、吸気
行程の初期に燃料を噴射し、燃料を吸気流にのせること
により、上記付着を防ぎながら燃料を燃焼室まで運ぶと
いった制御を行うことが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記エンジンにおいて、揮発性の良好ないわゆる軽質の
燃料が用いられている場合には、エンジン温度が比較的
低くても、上記燃料が自然気化するために吸気弁等への
付着は生じにくい。ところが上記装置では、このような
良質の燃料を用いている場合にも噴射タイミングが遅め
に設定されるので、十分な気化時間が確保されず、完全
燃焼による燃料消費率や排気浄化率の向上といった効果
が必要以上に犠牲にされ、エンジン性能が低下している
のが現状である。

本発明は、このような事情に鑑み、エンジン性能を必要
以上に損うことなく、常に良好な燃料供給を行うことが
できるエンジンの燃料噴射時期制御装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、予め設定されたタイミングに基づいて燃料噴
射手段に制御信号を出力し、これによりエンジン内に燃
料噴射が行われる時期を制御するエンジンの燃料噴射時
期制御装置において、使用されている燃料の揮発性の良
否を判定する燃料判定手段と、エンジン水温を検出する
水温検出手段と、上記燃料判定手段により揮発性が不良
であると判定された場合にのみ、上記水温検出手段によ
り検出された水温が低いほど燃料噴射タイミングを遅め
に変更するタイミング変更手段とを備えたものである。

〔作　用〕

上記構成によれば、使用される燃料の揮発性が良好な場
合や、エンジンが暖機状態にある場合には、燃料噴射タ
イミングが例えば吸気行程よりも前の早めの時期に設定
されることにより、十分な気化時間が確保される。しか
も、この状態では燃料が気化し易いため、早めに噴射し
ても吸気弁等への燃料の付着は生じにくい。

これに対し、使用される燃料の揮発性が低く、さらにエ
ンジンが冷機状態にある場合には、燃料噴射タイミング
が例えば吸気行程初期といった遅めの時期まで変更され
ることにより、上記燃料が十分に気化されなくても、こ
の燃料は吸気流にのって燃焼室内にスムーズに運ばれる
。

〔実施例〕

第２図は、本発明の一実施例におけるエンジンの全体構
成を示したものである。図において、１０はエンジン本
体であり、その各気筒にはピストン１２が設けられ、こ
のピストン１２の上方には燃焼室１４が形成されている
。この燃焼室１４に臨む位置には、吸気弁１６、排気弁
１８、点火プラグ２０等が配され、上記吸気弁１６およ
び排気弁１８に通ずる位置には各々吸気通路２２および
排気通路２４が接続されている。

吸気通路２２には、吸気流量を検出するエアフローメー
タ２６、スロットル弁２８、およびエンジンに直接燃料
を供給するインジェクタ３０が順次配設され、インジェ
クタ３０は、この実施例では各気筒ごとに設けられてい
る。上記スロットル弁２８の近傍には、このスロットル
弁２８が全閉の状態でオンに切換えられるアイドルスイ
ッチ２９が設けられ、上記スロットル弁２８の上流側部
分と下流側部分とはバイパス通路３１で連通されている
。

また、上記排気通路２４には排気ガス中の酸素濃度を検
出する０２センサ３２が設けられ、エンジン本体１０に
はエンジン水温を検出する水温センサ３４が設けられて
いる。そして、これら０２センサ３２や水温センサ３４
、および上記アイドルスイッチ２９やエアフローメータ
２６等の検出信号が、ＥＣＵ４０に入力されるようにな
っている。

このＥＣＵ４０は、第１図に示されるような機能構成を
有している。

図において、燃料判定手段４２は、後に第３図のフロー
チャートで詳述するように、上記アイドルスイッチ２９
、水温センサ３４、およびエンジン回転数センサ３６（
第１図参照）の検出信号に基づき、現在使用されている
燃料が軽質燃料、すなわち揮発性が良好な燃料であるか
否かを判定するものである。

タイミング変更手段４４は、上記燃料判定手段により燃
料が軽質と判定された場合には、燃料噴射時期を変更せ
ず、予め設定された基本燃料噴射時期、具体的には第５
図のタイムチャートに実線５１で示されるように吸気行
程よりも前の排気行程中期のままにしておき、これに対
して上記燃料判定手段により燃料が重質、すなわち揮発
性が低いと判定された場合には、第６図のグラフに示さ
れるように、エンジン温度が低くなるほど燃料噴射時期
を遅めに変更するように構成されている。

燃料噴射制御手段４６は、上記基本燃料噴射時期または
上記タイミング変更手段４４により変更された燃料噴射
時期と、エンジンのクランク角を検出するクランク角セ
ンサ３８（第１図参照）の検出信号とに基づいて、所定
のタイミングで各インジエクタ３０に制御信号を出力し
、燃料噴射を行わせるものである。

次に、この装置により実際に行われる制御の内容を第３
図および第４図のフローチャートを参照しながら説明す
る。

第３図は、使用燃料が軽質か否かを判定するまでの過程
を示したものである。ここでは、本来、回転数の変動が
ほとんどないはずのアイドル状態で実際のエンジン回転
数の変動を検出し、その結果から燃料の判定を行う手段
がとられている。すなわち、この実施例では、実際に車
体が発進する前に予め燃料の揮発性の良否が判定される
。

まず、ＥＣＵ４０において各種入力信号の読込みが行わ
れ（ステップＳ１）、アイドルスイッチ２９等の検出信
号に基づいて、現在エンジンがアイドル状態にあるか否
かが判断される（ステップ８２）。ここでいうアイドル
状態とは、ニアコンディショナ等の外部負荷が発生して
いない無負荷アイドル状態のことであり、上記のような
負荷が発生している場合には、この負荷により回転数が
変動するため、判定条件から除く　（ステップ＄２でＮ
ｏ）。

さらに、エンジン水温が５０℃以下であるか否か、つま
り燃料の付着が生じ易い条件にあるか否かを判定しくス
テップＳ３）、条件を満たす場合には回転偏差ΔＮｅを
演算する（ステップＳ４）。

この回転偏差ΔＮｅは、現在検出されたエンジン回転数
Ｎｅｉと、一定時間前に検出されたエンジン回転数Ｎ　
ｅ　（ｉ−１）との差を示すものであり、この回転偏差
ΔＮｅが大きい場合には、回転数の変動が大きく、不安
定な運転が行われていることになる。

従って、この回転偏差ΔＮｅが予め設定された値ｄを上
回る場合には（ステップＳ５）、使用されている燃料が
不安定な重質燃料であるとして重質フラグが１に設定さ
れ（ステップＳ６）、回転偏差ΔＮｅが上記値ｄ以下で
ある場合には、燃料が安定な軽質燃料であるとして重質
フラグが０に設定される（ステップＳ７）。

このような燃料の判定が行われた後、その判定結果に基
づき、実際の運転時に第４図のフローチャートに示され
るような燃料噴射時期制御が実行される。なお、ここで
は便宜上第１気筒〜第４気筒のうちの１つの気筒につい
て説明するが、この実施例では全ての気筒について同様
の制御が行われる（第５図のタイムチャート参照）。

まず、ＥＣＵ４０により各種信号の読込みが行われた後
（ステップ５１１）、補正される前の基本燃料噴射量に
対応する基本パルスＴＰが演算される（ステップ５１２
）。この実施例では、エアフローメータ２６により検出
された吸入空気量Ｑをエンジン回転数Ｎで除し、これに
一定係数Ｋを乗じた値が基本パルスＴＰとされる。

次いで、０２センサ３２の検出値に基づく０２フイード
バツク補正量等の各種補正量が演算され（ステップ５１
３）、これら補正量と上記基本パルスＴＰとから最終パ
ルス、すなわち実際に出力される信号のパルス幅が演算
される（ステップ５１４）。以上が、燃料噴射量の算出
過程である。

０ 次いで、インジェクタ３０による噴射タイミングの設定
が行われる。まず、現在設定されている重質フラグを確
認し、この重質フラグが０である場合（ステップＳ　１
５でＮｏ）、すなわち前記第３図のフローチャートに示
される過程で燃料が軽質燃料であると判定された場合に
は、実際の噴射タイミングが、通常の固定された基本燃
料噴射タイミング、この実施例では第５図のタイムチャ
ートに実線５１で示されるように排気行程中期に相当す
るタイミングに設定される（ステップＳ□７）。

これに対し、重質フラグが１の場合（ステップＳ　１５
でＹＥＳ）、すなわち使用燃料が重質燃料であると判定
された場合には、実際の噴射タイミングが、エンジン水
温に応じたタイミング、具体的には、第６図のグラフに
示されるように、エンジン水温が低いほど遅めのタイミ
ングに変更される（ステップＳ工６）。これにより、例
えばエンジンが暖機状態にある場合には、上記ステップ
Ｓ１７で設定されるタイミングと同様に、排気行程中期
に対応する基本燃料噴射タイミングが実際の噴射夕１ イミノジとして設定され、エンジンが冷機状態にある場
合には、第５図のタイムチャートに二点鎖線５２で示さ
れるように、吸気行程初期に対応するタイミングが噴射
タイミングとして設定される。

その後、クランク角センサ３８により検出されるクラン
ク角が上記設定タイミングに対応するクランク角となっ
た時点で（ステップＳ］−８）、インジェクタ３０が開
弁され（ステップＳ□９）、燃料が所定のタイミングで
吸気通路内に噴射される。

以上のように、この装置では、使用燃料が軽質であるか
重質であるかを予め判定し、燃料が重質である場合、す
なわち揮発性が低いものである場合には、エンジン水温
が低くなるほど噴射タイミングを遅らせるようにしてい
るので、暖機状態、すなわち燃料がエンジン温度により
比較的気化し易い状態では、早めに燃料を噴射させて完
全気化させ、その後に燃焼室に送り込むことにより、完
全燃焼による燃料消費率や排気浄化性の向上を図る一方
、冷機状態、すなわち燃料が吸気弁１６や吸気通路２２
内壁に付着し易い状態では、遅めに２ 燃料を噴射させて吸気流にのせることにより、上記付着
を生ずることなく燃焼室内にスムーズに燃料を送り込む
ことができる。

これに対し、使用燃料が軽質である場合、すなわち揮発
性が高くて温度に拘らず自然気化が期待できるものであ
る場合には、一定して早めのタイミングで燃料を噴射さ
せることにより、上記暖機状態での噴射と同様に、完全
気化による効果を得ることができる。

なお、本発明において具体的に設定されるタイミングは
、エンジン等の構成に応じて適宜調節すればよい。例え
ば、燃料が軽質燃料である場合やエンジンが暖機状態に
ある場合では、排気行程以前の膨張行程で燃料を噴射す
るようにしてもよいし、燃料が重質燃料でかつエンジン
が冷機状態にある場合には、吸気行程の直前、すなわち
吸気弁が開く直前に燃料を噴射するようにしても、吸気
流にのせて燃料を運ぶことができる。

また、本発明において燃料の揮発性を判定する基準も適
宜法めればよく、その判定手段について３ も、上記のような間接的な手段でなく、直接センサ等で
揮発性を検出するようにしてもよい。例えば、燃料中に
揮発性を害するアンチノック剤が混合されている場合、
このアンチノック剤によって光の屈折率が変化するので
、この屈折率をセンサ等で検出することによっても揮発
性の判定を行うことができる。

また、上記実施例では各気筒毎にインジェクタ３０が配
され、各インジェクタ３０のタイミングを個別にずらす
構成のものが示されているが、本発明はこれに限らず、
例えば吸気装置の集合吸気装置に単一のインジェクタが
設けられたものについても適用が可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、使用燃料の揮発性の良否を判定
し、燃料の揮発性が低い場合には、エンジン水温が低く
なるほど噴射タイミングを遅らせるようにしているので
、燃料がエンジン温度により比較的気化し易い暖機状態
では、早めに燃料を噴射させて完全気化させ、その後に
燃焼室に送り４ 込むことにより、完全燃焼による燃料消費率や排気浄化
性の向上を図る一方、燃料が吸気弁や吸気通路内壁等に
付着し易い冷機状態では、遅めに燃料を噴射させて吸気
流にのせることにより、上記付着を生ずることなく燃焼
室内にスムーズに燃料を送り込むことができる。しかも
、燃料の揮発性が高い場合、すなわち燃料の自然気化が
期待できる場合には、エンジン温度に拘らず所定のタイ
ミングで燃料を噴射させるようにしているので、必要以
上に噴射タイミングを遅らせることなく、自然気化時間
を稼ぐことにより、上記暖機状態と同様に、完全燃焼に
よる燃料消費率や排気浄化性の向上といった効果を確保
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるエンジンに備えられ
たＥＣＵの機能構成図、第２図は同エンジンの全体構成
図、第３図および第４図は上記ＥＣＵにより行われる制
御動作を示すフローチャト、第５図は上記エンジンにお
ける燃料噴射タイ５ ミンクを示すタイムチャート、第６図は同エンジンにお
いて燃料が重質である場合のエンジン温度と燃料噴射タ
イミングとの関係を示すグラフである。 １０・・・エンジン本体、３０・・・インジェクタ、３
４・・・水温センサ、４０・・・ＥＣＵ、４２・・・燃
料判定手段、４４・・・タイミング変更手段、４６・・
・燃料噴射制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、予め設定されたタイミングに基づいて燃料噴射手段
   に制御信号を出力し、これによりエンジン内に燃料噴射
   が行われる時期を制御するエンジンの燃料噴射時期制御
   装置において、使用されている燃料の揮発性の良否を判
   定する燃料判定手段と、エンジン水温を検出する水温検
   出手段と、上記燃料判定手段により揮発性が不良である
   と判定された場合にのみ、上記水温検出手段により検出
   される水温が低いほど燃料噴射タイミングを遅めに変更
   するタイミング変更手段とを備えたことを特徴とするエ
   ンジンの燃料噴射時期制御装置。