JPH0520577B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は自動車等車両に搭載される電子制御式
燃料噴射装置に関する。

［従来技術］ 従来から、多気筒内燃機関に対する燃料噴射を
機関クランク軸の所定の回転位置毎で行なう電子
制御式燃料噴射装置においては、特開昭55−
75543号公報に示される如く、機関の過渡時例え
ば加速時に機関の応答性を高めるべく機関１回転
に１回の燃料噴射を行なうような噴射間隔が短い
高速噴射モードで燃料噴射を行なうと共に、吸入
空気量を機関の回転数で割算して求められた基本
的な燃料噴射量に相当する噴射パルス幅が電磁噴
射弁のリニアリテイを保証できる下限値に対応す
る設定値以下であるか否かを判定し、噴射パルス
幅が当該設定値以下であると判断されると、それ
まで高速噴射モードで行なつていた燃料噴射を機
関２回転に１回の燃料噴射を行なうような噴射間
隔が長い低速噴射モードで燃料噴射を行なうよう
にし、噴射パルス幅が電磁噴射弁のリニアリテイ
を充分に保証できる大きさになるようにしてい
る。

しかし、この種の電子制御式燃料噴射装置によ
ると、低速噴射モードから高速噴射モードへ切り
換わる際、空燃比が比較的長時間リーン側にずれ
つづけ、機関が失火して運転性が悪化する場合を
招き易かつた。

［発明の目的］ 本発明は上記に鑑み、上記の如き噴射モードの
切り換えの際に発生する空燃比リーン状態の持続
時間を充分に短く押え、機関の失火ひいては運転
性の悪化を招くことがない電子制御式燃料噴射装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ そのため、本発明の電子制御式燃料噴射装置
は、第１図に示す如く、 複数の同期噴射モードを内燃機関Ａの運転状態
の変化に応じて切り換え燃料噴射を行なう電子制
御式燃料噴射装置であつて、 電磁噴射弁Ｂに印加する噴射パルスのパルス幅
を所定の演算周期毎に演算する演算手段Ｃと、 該演算周期と同一の周期で上記演算されたパル
ス幅に対応する噴射パルスを出力する第１の同期
噴射モードと、当該演算周期よりも長い周期で上
記演算されたパルス幅を演算周期と噴射周期との
関係に応じて補正した噴射パルスを出力する第２
の同期噴射モードとを運転状態に応じて切り換え
る噴射パルスの出力手段Ｄであつて、内燃機関Ａ
が加速状態に移行したときには上記第１の同期噴
射モードに移行すると共に、当該移行直前のパル
ス幅演算タイミングに噴射パルスが出力されてい
ないときは、上記演算手段Ｃによつて算出された
パルス幅のＮ倍（但しＮ＞１）のパルス幅をもつ
噴射パルスを上記条件成立直後の同期噴射タイミ
ングに出力するものと、 を備えることを特徴とする。

本発明による基本的動作の一例は、第２図に示
す如く、機関の運転状態に応じた基本的な噴射パ
ルス幅を、機関１回転に１回の燃料噴射を行なう
噴射モードの噴射間隔即ち360°CA毎に演算し、
この演算された噴射パルス幅を２倍すると共に必
要な補正を行なつて、720°CA毎に、この最終的
な噴射パルス幅をもつ噴射パルスを電磁噴射弁に
出力している状態のもとで、アクセルペダルが踏
み込まれるなどの加速操作が行なわれるようにな
ると、この加速が検知された時点ａ以前であつて
当該時点ａに最も近い演算タイミングに対応する
時点ｂで噴射パルスp₁が出力されていなかつた場
合には、加速検知時点ａに対応する演算タイミン
グで求まつた基本的な噴射パルス幅を上記の如き
低速噴射モード時と同様に２倍すると共に必要な
補正を加えて最終的な噴射パルス幅をもつ噴射パ
ルスP₂を出力するようにする。

［実施例］ 以下に、本発明を、実施例を挙げて図面と共に
説明する。

第３図及び第４図は、全気筒同時噴射方式の内
燃機関（エンジン）に、本発明を使用した場合の
実施例を示し、第３図はエンジンおよびその周辺
の概略系統図、第４図は主に燃料噴射制御回路の
内部構成を示すブロツク図である。

第３図において、２は自動車に積載される公知
の４サイクル火花点火式エンジン、４は電磁噴射
弁、６はエンジン内へ吸入される空気をろ過する
エアークリーナー、８は吸気管、１０はシリンダ
内へ吸入される吸気量を制御するスロツトル弁、
１１は点火プラグ、１２は排気マニホールド、１
４は排気管である。尚、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た電磁噴射弁４
を介して供給され、また燃焼用空気はエアークリ
ーナー６、吸気管８、スロツトル弁１０を経て吸
入される。そして燃焼後の排気ガスは排気マニホ
ールド１２、排気管１４、図示しない触媒コンバ
ータ等を経て大気に放出される。

そして１６はポテンシヨメータ式の吸気量セン
サ、１８はサーミスタ式の吸気温センサ、２０は
サーミスタ式の水温センサ、２２は回転センサ、
２４は燃料噴射制御回路、２６はスタータスイツ
チ、２７はスロツトル弁１０の開度を検出するス
ロツトル開度センサ、２８はバツテリ、３０はキ
ースイツチである。

吸気量センサ１６においてはエンジン２に吸入
される吸気量の検出、及びその吸気量に応じたア
ナログ電圧（アナログ検出信号）が出力される。
また吸気温センサ１８においては、エンジン２に
吸入される空気の温度の検出、及びその吸気温に
応じたアナログ電圧（アナログ検出信号）が出力
される。尚前記吸気量センサ１６と吸気温センサ
１８は吸気管８に設置されている。

そして、水温センサ２０においては冷却水温の
検出、及びその冷却水温に応じたアナログ電圧
（アナログ検出信号）が出力され、該水温センサ
２０はエンジン２に設置されている。

また回転センサ２２においてはエンジンのクラ
ンク軸の所定の回転角度位置を検出し回転速度に
比例した周波数のパルス信号を出力する。当該回
転センサ２２としては例えば点火装置の点火コイ
ルを用いればよく、点火コイルの一次側端子から
の点火パルス信号を回転速度信号とすればよい。
また電磁ピツクアツプにより磁束変化を電気信号
に変換するものなどであつてもよい。

更に、燃料噴射制御回路２４においては基本的
には吸気量センサ１６及び回転センサ２２の各検
出信号に基づいて、基本燃料噴射量（基本的な噴
射パルス幅）が演算され、かつ、この演算された
基本燃料噴射量に吸気温センサ１８、水温センサ
２０の各信号による補正を行なつて最終的な噴射
パルス幅を求め、これにより電磁噴射弁４の開弁
時間が制御されるが、この処理の詳細については
後述する。

次に第４図に基づいて燃料噴射制御回路２４に
ついて説明する。

同図において１００はマイクロプロセツサ
（CPU）であり、燃料噴射量（噴射パルス幅）の
演算等が行なわれる。また１０１は回転数カウン
タ、１０２は割り込み制御部、１５０はコモンバ
スである。回転数カウンタ１０１において、前述
の回転センサ２２からの信号でクランク軸の回転
数がカウントされ、その測定の終了時に割り込み
制御部に割り込み指令信号が供給される。割り込
み制御部１０２では、その信号に基づき割り込み
信号が発生され、コモンバス１５０を介して
CPU１００に入力され、CPU１００で行なわれ
る燃料噴射量の演算の割り込み処理ルーチンが実
行される。

また１０３はデジタル入力ポートであり、デジ
タル入力ポート１０３からCPU１００に、図示
しないスターターをオン・オフするスタータスイ
ツチ２６からのデジタル信号が入力される。

次に１０４はアナログマルチプレクサとＡ／Ｄ
変換器で構成されるアナログ入力ポートであり、
前述した吸気量センサ１６、吸気温センサ１８、
水温センサ２０及びスロツトル開度センサ２７か
らの各信号がＡ／Ｄ変換され、その信号は順次
CPU１００に読み込まれる。

以上、回転数カウンタ１０１、割り込み制御部
１０２、デジタル入力ポート１０３、及びアナロ
グ入力ポート１０４の出力情報はコモンバス１５
０を通してCPU１００に伝達される。

更に、１０５、及び１０６は電源回路、１０７
はRAM、１０８はROMである。電源回路１０
５は、キースイツチ３０を通さず直接バツテリに
接続されているので、この電源回路１０５より電
源供給されるRAM１０７にはキースイツチ３０
に関係なく常に電源が印加される。一方、電源回
路１０６はキースイツチ３０を通してバツテリー
２８に接続されており、この電源回路１０６から
はRAM１０７以外のものが電源供給される。
尚、RAM１０７は動作中一時使用される一時記
憶ユニツトであるが、前述の様にキースイツチ３
０に関係なく常に電源が印加され、キースイツチ
３０をOFFにして機関の運転を停止しても記憶
内容が消失しない構成となつており、不揮発性メ
モリをなす。ROM１０８はプログラムや各種の
定数等を記憶しておく読み出し専用メモリであ
る。

また１０９はダウンカウンタ、１１０は電力増
幅部、１１１はタイマーである。ダウンカウンタ
１０９はレジスタを含む燃料噴射時間制御用カウ
ンタであり、CPU１００で演算された電磁噴射
弁４の開弁時間つまり燃料噴射量を表わすデジタ
ル信号が、実際の電磁噴射弁４の開弁時間を与え
るパルス幅のパルス信号に変換される。電力増幅
部１１０では電磁噴射弁４の駆動に必要な電力が
増幅される。またタイマー１１１では常に経過時
間が測定されCPU１００に伝達され、例えば回
転数Ｎの検出に供される。

次に第５図のフローチヤートに基づき、CPU
１００によつて処理される制御プログラムを説明
すると共に構成全体の動作をも説明する。

キースイツチ３０並びにスタータスイツチ２６
がONしてエンジンが始動されるとメインルーチ
ン２００にて演算処理が開始され、ステツプ201
にて初期化の処理が行なわれる。

次にステツプ202で、アナログ入力ポート１０
４からの冷却水温、吸気温に応じた値が読み込ま
れ、続くステツプ203においてその値より補正量
Ｋが演算され、演算結果がRAM１０７内に格納
される。尚、補正量Ｋとは、マツプの検索、もし
くは演算により得られる、吸気温に応じた補正量
K₁と冷却水温に応じた補正量K₂に基づき算出さ
れた総合的な補正量のことである。

通常はステツプ202〜ステツプ203のメインルー
チンの処理を制御プログラムに従つてくり返し実
行しており、割り込み制御部１０２からの燃料噴
射量演算の割込み信号（360°CA毎に発生する信
号）が入力されると、マイクロプロセツサ１００
はメインルーチンの処理中であつても直ちにその
処理を中断し、２１０で示す割り込み処理ルーチ
ンに移る。

ステツプ211では回転数カウンタ１０１からの
クランク軸の回転数Ｎを表わす信号を測定し、続
くステツプ212にてアナログ入力ポート１０４か
ら吸気量センサ１６の信号を取り込み、吸気量Ｑ
を測定する。

次にステツプ213にて、回転数Ｎと吸気量Ｑか
ら決まる基本噴射量（つまり電磁噴射弁４に対す
る基本的な噴射パルス幅ｔ）が次式により求めら
れる。

ｔ＝Ｆ×Ｑ／Ｎ［msec］ （Ｆ：定数） 続くステツプ214ではメインルーチンのステツ
プ203で求めた補正量ＫをRAM１０７から読み
出し、エンジンが最適な状態で運転される為の燃
料噴射量の補正計算が次式により行なわれる。

Ｔ＝ｔ×Ｋ［msec］ ここでＴはステツプ213にて求められた基本的
な噴射パルス幅ｔに対して、機関１回転の間に噴
射される燃料量としてはエンジンの運転状態に最
適な値をとる噴射パルス幅ということになる。

次にステツプ215では加速状態の検出を行ない、
現在加速状態か否かの判定を行なうが、加速状態
の検出方法は後で述べることとする。

ステツプ215で加速状態でないと判定された場
合には、ステツプ216に進み、補正後の噴射パル
ス幅Ｔを２倍にして最終的な噴射パルス幅τを求
める。次にステツプ217にてクランク軸が２回転
したか即ち720°CA経過したか否かが判定される。
720°CA経過していない場合にはステツプ218に移
行し、処理中断中のメインルーチン２００による
処理が再開される。一方ステツプ217にて720°CA
経過したと判定されると、次にステツプ219にて、
既にステツプ216にて求められている最終的な噴
射パルス幅τをダウンカウンタ１０９にセツト
し、ステツプ218に進む。

一方、ステツプ215にて加速状態であると判定
されると、次にステツプ220にて前回、即ち、ク
ランク軸１回転前（360°CA前）で噴射が行なわ
れたか否かが判定される。機関が加速状態に移行
したことが始めて検出されたときには、前回の燃
料噴射はクランク軸１回転前（360°CA前）また
は２回転前（720°CA前）のいずれかで行なわれ
ていることから、このステツプ220の判定結果は
「YES」、「NO」の両者をとり得るが、360°CA前
で噴射が行なわれていた場合には、次にステツプ
219にて既に上記ステツプ214にて求められている
補正後の噴射パルス幅Ｔをダウンカウンタ１０９
にセツトしてステツプ218に進み、一方、720°CA
前で噴射が行なわれていた場合には、次にステツ
プ221にて補正後の噴射パルス幅Ｔを２倍にして
最終的な噴射パルス幅τを求め、次にステツプ
219にてこの最終的な噴射パルス幅τをダウンカ
ウンタ２１９にセツトしステツプ218に進む。そ
して次回以降の割り込み処理においてステツプ
215にて機関加速状態であることが判定されつづ
けている間は、360°CA前に噴射が行なわれてい
ることからステツプ220の判定結果は常に
「YES」となり、補正後の噴射パルス幅Ｔが２倍
されることなくそのままの値でダウンカウンタ１
０９にセツトされることとなる。

このように割り込み処理ルーチンにおいては、
（）機関が加速状態以外の運転状態にあるとき
には、720°CA毎に補正後の噴射パルス幅Ｔが最
終的な噴射パルス幅としてダウンカウンタ１０９
にセツトされ電磁噴射弁４にパルス幅Ｔをもつパ
ルスが印加され、（）機関がこの運転状態から
加速状態に移行した直後は360°CA前の噴射の有
無によつて、ダウンカウンタ１０９にセツトすべ
き噴射パルス幅が異なり、360°CA前に噴射があ
つた場合には補正後の噴射パルス幅Ｔが最終的な
噴射パルス幅としてダウンカウンタ１０９にセツ
トされるが、360°CA前に噴射がなかつた場合に
は補正後の噴射パルス幅Ｔを２倍した値が最終的
な噴射パルス幅としてダウンカウンタ１０９にセ
ツトされ、（）機関が加速状態にある間は、
360°CA毎に補正後の噴射パルス幅Ｔが最終的な
噴射パルス幅としてダウンカウンタ１０９にセツ
トされる。

続いてステツプ215での加速状態の検出方法を
第６図及び第７図に従つて説明する。

第６図の加速状態の検出方法は次のとおりであ
る。

第５図ステツプ214に示す処理が行なわれた後
に処理されるステツプ301では、ステツプ211にて
読み込んだ回転数Ｎと、予め設定された設定回転
数N₁（例えば3000rpm）とが比較される。回転数
Ｎが設定回転数N₁以上であればポイント42に移
行し上述した如き720°CA毎の噴射つまり低速噴
射が行なわれる。一方回転数Ｎが設定回転数N₁
未満であればステツプ302に進み、このステツプ
302において、第５図に示すステツプ213にて求め
た基本的な噴射パルス幅ｔと、予め設定された設
定パルス幅t₁が比較され、噴射パルス幅ｔが設定
パルス幅t₁（例えば2.5msec）以上の時にはポイン
ト40に移行し上述した如き360°CA毎の噴射つま
り高速噴射が行なわれ、そうでなければポイント
42に移行し低速噴射が行なわれる。

このように第６図の加速検出は回転数Ｎが設定
回転数N₁以下であり、かつ基本的な噴射パルス
幅ｔが設定パルス幅t₁よりも大きい時を機関の加
速状態と判定するという方法である。

また第７図の加速状態の検出は次のとおり行な
われる。

まず、ステツプ401にて前記第６図のステツプ
301と同様に、回転数Ｎと、設定回転数N₁とが比
較され、回転数Ｎが設定回転数N₁以上であれば
ポイント42に移行し低速噴射が行なわれる。一方
回転数Ｎが設定回転数N₁未満であれば、ステツ
プ402に進み、このステツプ402で、第５図のステ
ツプ212で読み込んだ吸気量Ｑと、前回（360°CA
前）読み込んだ吸気量Ｑから求められる吸気量変
化率ΔQを演算し、その吸気量変化率ΔQと予め
設定された設定変化率ΔQ₁（例えば２cm³／msec）
が比較され、吸気量変化率ΔQが設定変化率ΔQ₁
よりも大きい時にはポイント40に移行し高速噴射
が行なわれ、そうでなければポイント42に移行し
低速噴射が行なわれる。

このように第７図の加速検出は回転数Ｎが設定
回転数N₁未満であり、かつ吸気量変化率ΔQが設
定変化率ΔQ₁よりも大きい時を機関の加速状態と
判定する。

次に第８図を基に、前記実施例の作用及び効果
について説明する。同図において、T₁〜T₆は、
クランク軸の回転に同期した360°CA毎の演算タ
イミングであり、演算タイミングT₁〜T₄におい
ては加速が検出されていないので720°CA毎の燃
料噴射、即ち２回転１回の低速噴射を行なつてお
り、演算タイミングT₅で初めて加速状態が検出
され直ちに360°CA毎の高速噴射に切り換えられ
る。この際、当該演算タイミングT₅の前回の演
算タイミングT₄に対応する出力タイミングでは
図に示す如く燃料噴射が行なわれていないことか
ら、第５図のフローチヤートにて上述した如く補
正後の噴射パルス幅Ｔを２倍する処理が実行さ
れ、電磁噴射弁４に対し、第５図における破線で
示す如きパルス幅τ₃をもつパルスが印加されるよ
うになる。従つて上記の如き噴射パルス幅を２倍
する処理を実行していない場合には、演算タイミ
ングT₅に対応する電磁噴射弁４の印加パルス幅
が図において実線で示す如く小さいことから、機
関の実際の加速状態への移行が始まると同時に発
生する空燃比（Ａ／Ｆ）のリーン状態が図におい
て実線で示す如く比較的長時間にわたるのに対
し、本実施例によればこのリーン期間は図におい
て破線で示す如く短時間となり、この結果、機関
の失火を生ずる確率が減少し運転性が向上する。

なお上記実施例は加速状態を噴射モード切り換
えの基準としているが、他に、機関始動時のみ高
速噴射を行なうようにしてもよく、またアイドル
運転以外のときのみ高速噴射を行なうようにして
もよい。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明は噴射モードが第２
の同期噴射モード（低速噴射モード）から第１の
同期噴射モード（高速噴射モード）へ切り換わる
際、この切り換えのための条件が成立した直後の
第１発目の噴射パルスについて、高速噴射モード
の噴射周期で前回噴射が行なわれていなかつた場
合にはこの噴射パルスのパルス幅を増大せしめた
ため、このモード切り換え時に生ずる空燃比リー
ン状態の持続時間を充分に短縮することができ、
機関の失火を防止し運転性の向上を達成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成図、第２
図は本発明の動作を説明するための説明図、第３
図は本発明の一実施例の全体構成図、第４図はそ
の制御回路の内部構成を主体に表わしたブロツク
図、第５図は制御プログラムを示すフローチヤー
ト、第６図および第７図はそれぞれ第５図におけ
るステツプ215の具体的なフローチヤート、第８
図は本実施例の動作を示すタイミングチヤートを
示す。 Ａ……内燃機関、Ｂ……電磁噴射弁、Ｃ……演
算手段、Ｄ……出力手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の同期噴射モードを内燃機関の運転状態
   の変化に応じて切り換え燃料噴射を行なう電子制
   御式燃料噴射装置であつて、 電磁噴射弁に印加する噴射パルスのパルス幅を
   所定の演算周期毎に演算する演算手段と、 該演算周期と同一の周期で上記演算されたパル
   ス幅に対応する噴射パルスを出力する第１の同期
   噴射モードと、当該演算周期よりも長い周期で上
   記演算されたパルス幅を演算周期と噴射周期との
   関係に応じて補正した噴射パルスを出力する第２
   の同期噴射モードとを運転状態に応じて切り換え
   る噴射パルスの出力手段であつて、内燃機関が加
   速状態に移行したときには上記第１の同期噴射モ
   ードに移行すると共に、当該移行直前のパルス幅
   演算タイミングに噴射パルスが出力されていない
   ときは、上記演算手段によつて算出されたパルス
   幅のＮ倍（但しＮ＞１）のパルス幅をもつ噴射パ
   ルスを上記条件成立直後の同期噴射タイミングに
   出力するものと、 を備えることを特徴とする電子制御式燃料噴射装
   置。