JPH0627514B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置

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JPH0627514B2
JPH0627514B2 JP3817286A JP3817286A JPH0627514B2 JP H0627514 B2 JPH0627514 B2 JP H0627514B2 JP 3817286 A JP3817286 A JP 3817286A JP 3817286 A JP3817286 A JP 3817286A JP H0627514 B2 JPH0627514 B2 JP H0627514B2
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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燃料噴射制御装置に関し、特に内燃
機関の燃料噴射と点火時期とが電子的に制御される内燃
機関の燃料噴射制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の内燃機関の燃料噴射制御装置において
は、点火コイルへの一次電流の通電時期とインジェクタ
への通電時期とは通常重なることがないように構成され
ていた。
しかし最近の燃料噴射制御装置においては、内燃機関の
運転状態に応じて、点火コイルへの一次電流の通電時期
とインジェクタへの通電時期とがともに変化するように
制御され、それによって両者の通電時期が重なるような
ケースを生ずることがある。
ところで一般にインジェクタには弁の開閉を制御するた
めにコイルが用いられているが、この場合特に該コイル
への通電開始時において、その通電開始時刻(噴射信号
オン時)から実際にインジェクタが開弁するまでに時間
的な遅れを生じ、このようなインジェクタの作動遅れ時
間(通常無効噴射時間という)は、電源としてのバッテ
リの電圧が高いほど短く、低いほど長くなることにな
る。
このため該内燃機関を制御する電子制御装置(エンジン
コントロールコンピュータ)は、該バッテリ電圧を検出
し、該バッテリ電圧に応じて、該インジェクタの作動が
遅れる分だけ噴射信号時間を長くして、該インジェクタ
において必要とされる開弁時間を確保し、該作動遅れに
よる燃料噴射量の変動を防いでいる。
しかしながら上述したように点火コイルへの一次電流の
通電時期とインジェクタへの通電時期とが重なりうるよ
うな制御がなされる場合には次のような新たな問題点を
生ずることになる。
いまこの点を第3図を用いて説明すると、第3図(A)は
燃料噴射信号を示し、tIS1およびtIS2はインジェクタ
への通電開始時刻、tIE1およびtIE2は該インジェクタ
への通電終了時刻を示している。一方第3図(B)は点火
コイルの一次側を流れる点火信号を示し、tDS1,tDS2
およびtDS3は該点火コイルへの一次電流の通電開始時
刻、tDE1,tDE2およびtDE3は該点火コイルへの一次
電流の通電終了時刻を示している。
更に第3図(C)には噴射弁(インジェクタ)に印加され
る電圧Viと電子制御装置(エンジンコントロールコン
ピュータ)に入力される電圧Vmが示されている。該第
3図(C)に示されるように電子制御装置に入力される電
圧Vmは上記燃料噴射信号および点火信号のオンオフの
影響をほとんど受けにくいしまた通常バッテリ電圧をと
り込むタイミング(A/D変換周期)は比較的長いので
(たとえば約70msec)電圧Vmの変動から噴射弁に印
加される電圧Viの変動を正確に検出しにくい。一方イ
ンジェクタで印加される電圧Viは上記各信号のオンオ
フの影響をうけ、該各信号のオン期間中は配線抵抗によ
る電圧降下の影響をうけて該電圧Viが降下する。
特に第3図(A)における時刻tIS1のように、噴射信号開
始時刻が点火信号開始時刻tDS1と点火信号終了時刻t
DE1との間にある場合(すなわち点火コイルへの一次電
流の通電中にインジェクタへの通電を開始する場合)に
は該時刻tIS1から該時刻tDE1まで両者に流れる電流が
加算されて共通の配線(ワイヤーハーネス)内を流れ、
該両者の電流にもとづく電圧降下が重なって、該電圧V
iには大きな電圧降下を生ずることになる。
(第3図(C)における時刻tIS1から時刻tDE1までのV
i参照)。
このためこのような場合には、該電子制御装置によって
検出されるバッテリ電圧Vmと該インジェクタに現実に
印加される電圧Viとの差が大きくなり、したがって該
電圧Vmにもとづいて該電子制御装置において演算され
た該インジェクタの作動遅れ時間(無効噴射時間)と該
インジェクタにおける現実の作動遅れ時間との間にずれ
を生じ、該無効噴射時間の演算値が該インジェクタの要
求値よりも小さくなり、そのため制御空燃比が目標値か
らずれるという問題点を生ずることになる。
このため従来より該点火コイルおよび該インジェクタに
至る配線(ワイヤハーネス)の線径を大きくし、その抵
抗値を下げることによって上述した電圧降下分を低減
し、該電子制御装置によって検出される電圧Vmと該イ
ンジェクタに印加される電圧Viとの差を小さくするこ
とが考慮されているが、このような線径が大きくなると
車両への搭載性が悪化し、更に汎用のコネクタが使用で
きなくなり、しかも該ワイヤハーネスのコストが高くな
る等の問題点があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
インジェクタへの通電開始時刻が点火コイルへの一次電
流の通電期間内にあることが判別された場合には、該イ
ンジェクタへの通電開始時刻を該点火コイルへの一次電
流の通電終了時刻と一致させるように該インジェクタへ
の通電開始時刻を変更するという着想にもとづいて、該
電子制御装置によって検出される電圧Vmと該インジェ
クタに現実に印加される電圧Viとのずれにもとづく無
効噴射時間の誤差を少なくしたもので、その目的とする
ところは、常に目標とする空燃比に精度を制御し、しか
もそのためにワイヤハーネスの線径を特に大きくするな
どの必要性をなくすことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題を解決するために本発明においては、第1図に
示されるように、内燃機関の所定運転状態パラメータに
応じて点火コイルへの一次電流の通電開始時刻である点
火コイル通電開始時刻と点火コイルへの一次電流の通電
終了時刻である点火コイル通電終了時刻とを演算する点
火コイル通電パラメータ演算手段、該内燃機関の所定運
転状態パラメータに応じてインジェクタへの通電時間、
インジェクタへの通電開始時刻であるインジェクタ通電
開始時刻およびインジェクタへの通電終了時刻であるイ
ンジェクタ通電終了時刻を演算するインジェクタ通電パ
ラメータ演算手段、該インジェクタ通電パラメータ演算
手段で演算されたインジェクタ通電開始時刻が前記点火
コイル通電パラメータ演算手段で演算された点火コイル
通電開始時刻と点火コイル通電終了時刻との間にあるか
否かを判別する通電時期判別手段、および、該通電時期
判別手段においてインジェクタ通電開始時刻が点火コイ
ル通電開始時刻と点火コイル通電終了時刻との間にある
と判別されたときはインジェクタ通電開始時刻を点火コ
イル通電終了時刻以後にあるいは点火コイル通電開始時
刻以前に変更するインジェクタ通電開始時刻変更手段、
を具備する内燃機関の燃料噴射制御装置が提供される。
〔作用〕
上記構成によれば、インジェクタへの通電開始時刻が点
火コイルへの一次電流の通電時間内にあると判定された
場合には、インジェクタ通電開始時刻が点火コイルの一
次電流の通電時間と重ならないように変更され、それに
よって該電子制御装置によって検出される電圧Vmと該
インジェクタに印加される電圧Viとの差を小さくして
該インジェクタにおいて必要とされる開弁時間および所
定の燃料噴射時間を確保するようにされる。
〔実施例〕
第2図は本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の
一実施例を示す全体概略図である。第2図において機関
本体1の吸気通路2にはエアフローメータ3が設けられ
ている。該エアフローメータ3は吸入空気量を直接計測
するものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空
気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。こ
の出力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D
変換器101に供給されている。また機関本体1の吸気通
路2に設けられたスロットル弁4の軸にはスロットル弁
4の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ
41が設けられ、その出力信号は制御回路10のA/D
変換器101に供給される。
ディストリビュータ5には、その軸がたとえばクランク
角に換算して720°回転する毎に基準位置検出用パルス
信号を発生するクランク角センサ61およびクランク角
に換算して30°毎に角度位置検出用パルス信号を発生す
るクランク角センサ62が設けられている。これらのク
ランク角センサ61,62のパルス信号は制御回路10
の入出力インターフェース102に供給され、このうちク
ランク角センサ62の出力はCPU103の割込み端子に供給
される。
更に吸気通路2には、各気筒毎に燃料供給系から加圧燃
料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁(インジェ
クタ)9が設けられている。
その他、例えば機関本体1のシリンダブロックのウォー
タジャケットには冷却水の温度を検出するための水温セ
ンサ11が設けられており、該水温センサは冷却水の温
度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。
一方上記電子制御装置を構成する制御回路10には、上
記A/D変換器101、入力インターフェース102、CPU10
3、ROM104、RAM105および定電圧電源106などが設けられ
る。
エアフローメータ3の吸入空気量データQおよび水温セ
ンサ11の水温データなどは所定時間毎に実行されるA
/D変換ルーチンによって取込まれてRAM105の所定領域
に格納される。また回転速度データNはクランク角セン
サ62の30°CA毎の割込みによって演算されてRAM105
の所定領域に格納される。
12は電源としてのバッテリであって該バッテリの電圧
は該制御回路10に供給されるとともに点火コイル7お
よびインジェクタ9に供給される。そして該点火コイル
7の一次側はイグナイタ8を介してアース側に接続さ
れ、一方該点火コイル7の二次側はディストリビュータ
5を介して点火プラグ13に接続される。なお91はイ
ンジェクタ9に設けられる弁開閉用のコイルに流れる電
流を制限するためのレジスタである。
該制御回路においては後述する点火進角演算ルーチンに
よって点火コイルへの一次電流の通電開始時刻tDSと通
電終了時刻tDEとが演算記憶され、入出力インターフェ
ース102から出力される点火信号によって該イグナイタ
8のオン・オフを制御して該点火コイル7への一次電流
の通電時期を制御する。一方後述する噴射時間演算ルー
チンによってインジェクタ9への通電開始時刻tISと通
電終了時刻tIEとが演算記憶され、該入出力インターフ
ェース102から該インジェクタ9に対し、所定の時期に
所定のパルス幅の燃料噴射信号が供給される。
この場合、上述したように該点火コイル7の一次電流の
通電期間中に該インジェクタ9への通電が開始される
(燃料噴射信号がオンとなる)と、これら点火コイル7
およびインジェクタ9に流れる電流が加算されて共通の
配線(バッテリ12から第2図の点に至る配線部)中
を流れ、該両者の電流にもとづく電圧降下が重なって該
インジェクタの印加電圧Viに大きな電圧降下を生じ、
その結果、該電圧Viは該制御回路10によって検出さ
れるバッテリ電圧Vmよりもかなり低い値となる。その
ため、該バッテリ電圧Vmをもとにして該制御回路10
において演算される該インジェクタの無効噴射時間の演
算値が、該インジェクタの要求値に対して小さくなる。
そして本発明がかかる両者の値のずれを少くするように
該インジェクタへの通電開始時刻を、該点火コイルへの
一次電流の通電終了時刻と一致させるように変更するも
のであることは上述したとおりである。
以下第4図と第5図を用いて制御回路10の動作を説明
する。
先ず第4図に示される点火進角演算割込ルーチンは、各
気筒毎に例えばBTDC30°CAにおいて割込演算を行うル
ーチンであって、ステップ401ではRAM105より吸入空気
量データQおよび回転速度データNを読出して点火進角
量θを演算しRAM105に格納する。
次にステップ402では該読出された回転速度Nにもとづ
いて該点火コイル7の一次電流通電時間(通常所定のク
ランク角度を時間に換算する。)TDを演算しRAM105に
格納する。
次にステップ403では該演算された点火進角量θにもと
づいて該点火コイルへの通電終了時刻tDE(点火時期)
が演算される。この場合本実施例においてはBTDC30°
において割込みが行われるため、該時刻tDEは、 (ただしTnowは割込時刻、T30は30°CAだけ回転す
るに要する時間)によって演算される。
更にステップ404では該点火コイルへの通電開始時刻t
DSがtDS=(tDE−TD)として演算され、これら各時
刻tDSおよびtDEをRAM105に格納し、次いでステップ40
5でリターンする。
また第5図に示される噴射時間演算割込ルーチンは、各
気筒毎に所定の割込タイミングにおいて割込演算を行う
ルーチンであって、ステップ501ではRAM105より吸入空
気量データQおよび回転速度データNを読出して基本噴
射時間TPを演算しRAM105に格納する。
次にステップ502ではROM104に格納されているマップな
どによりあらかじめ定められている噴射開始タイミング
1°CAにもとづいて、 (ただしTnowは割込時刻であり、割込タイミングをK
Ical°CAとする)により、インジェクタへの通電開始時
刻tISを演算し、RAM105に格納する。
次にステップ503では該電子制御装置(制御回路10)
に印加されているバッテリ電圧Vmを検出してRAM105に
格納する。
またこのステップ503は別のA/D変換ルーチン(第7
図)でAD変換されRAM105に格納されていたVmをロー
ドする形式であっても良い。ここで第7図は、所定時間
毎に割込実行されるルーチンで、ステップ701でバッテ
リ電圧VmをAD変換してそのAD変換値をステップ702
でRAMに格納し次いでステップ703でリターンするも
のであり、上記ステップ503で該RAMに格納されてい
るVm値を読出す。
次いでステップ504では第6図においてf(Vm)として
示されるような上記バッテリ電圧Vmと上述したインジ
ェクタの作動遅れ時間を相当する無効噴射時間Tvとの
関係を示すROM104に格納されているマップによって該読
出されたバッテリ電圧Vmに応じた無効噴射時間Tvを求
めRAM105に格納する。
次いでステップ505において、通常知られている補正噴
射係数Kmを演算し、更にステップ506において燃料噴射
時間Tを、T=(Tp×Km+Tv)として演算し、ステ
ップ507において該インジェクタへの通電終了時刻tIE
を、tIE=(tIS+T)と演算し、該時刻tIEをWORA
M105に格納する。
次にステップ508においてRAM105より各時刻tDS,tDE
およびtISを読出して該時刻tISが該時刻tDSとtDE
の間にあるか否かを判断する。そして該時刻tISが該時
刻tDSとtDEとの間にある場合にはステップ510に進ん
で、該読出された時刻tDE(点火コイルへの一次電流の
通電終了時刻)をインジェクタへの通電開始時刻tIS
してRAM105に格納し、更にステップ511においてインジ
ェクタへの通電終了時刻tIEをtIE=(tIS+T)とし
て演算し該時刻tIEをRAM105に格納し、次いでステップ
514でリターンする。
一方、該時刻tISが該時刻tDSをtDEとの間にない場合
には、ステップ508からステップ509に進み、各時刻
DS,tDEおよびtIEを読出して該時刻tIEが該時刻t
DSとtDEとの間にあるか否かを判断する。そして該時刻
IEが該時刻tDSとtDEとの間にある場合にはステップ
512に進んで該読出された時刻tDS(点火コイルへの一
次電流の通電開始時刻)をインジェクタへの通電終了時
刻tIEとしてRAM105に格納し、更にステップ513におい
て、インジェクタへの通電開始時刻tISをtIS=(tIE
−T)として演算し該時刻tISをRAM105に格納し次いで
ステップ514でリターンする。
そしてステップ508と509とで該tISと該tIEとがともに
該時刻tDSとtDEとの間にないことが判断された場合に
は、該時刻tISおよびtIEを変更することなくそのまま
ステップ514に進みリターンする。
なおステップ510,511とステップ512,513とはどちらか
一方を採用してもよく、また点火系と噴射糸の通電時刻
をエンジン状態に合わせて悪影響の出ない方でずらして
もよい。
以上のようにして上記実施例においては、該演算された
インジェクタへの通電開始時刻又は通電終了時刻が、点
火コイルへの一次電流の通電期間内にある場合には、該
インジェクタへの通電開始時刻が該点火コイルへの一次
電流の通電終了時刻と一致するように又は該インジェク
タへの通電終了時刻が該点火コイルへの一次電流の通電
開始時刻と一致するように変更されるため、該インジェ
クタへの通電開始時刻が該点火コイルへの一次電流の通
電期間と時間的に重なることが防止され、したがって電
子制御装置によって検出される電圧Vmと該インジェク
タに印加される電圧Viとの差をなくすことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、電子制御装置によって検出される電圧
mとインジェクタに印加される電圧Viとのずれにもと
づく、無効噴射時間との該インジェクタにおける現実の
作動遅れ時間との誤差をなくして常に目標とする空燃比
に精度よく制御することができ、しかもそのために、ワ
イヤハーネスの線系を大きくするなどの必要性をもなく
すことができる。
したがって車両への搭載性をなんら損なうことがなく、
コストも低減し、またコネクタにも汎用のものを用いる
ことができる。更にインジェクタに印加される電圧(上
記したVi)を計測するための専用の計測線などを設け
る必要性もなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の構成を説明するための全体ブロック
図、 第2図は、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置
の一実施例を示す全体概略図、 第3図は、燃料噴射信号と点火信号との時間的関係およ
びインジェクタと電子制御装置に印加される電圧の波形
を説明する図、 第4図および第5図は、制御回路の動作をフローチャー
トによって説明する図、 第6図は、電子制御装置に印加される電圧とインジェク
タの無効噴射時間との関係を示す電圧補正特性図、 第7図は、制御回路の動作を説明するための他のフロー
チャートを示す図である。 (符号の説明) 3:エアフローメータ、 4:スロットル弁、 5:ディストリビュータ、 7:点火コイル、8:イグナイタ、 9:インジェクタ、10:制御回路、 12:バッテリ、 Vm:制御回路において検出されるバッテリ電圧、 Vi:インジェクタに印加されるバッテリ電圧。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の所定運転状態パラメータに応じ
    て点火コイルへの一次電流の通電開始時刻である点火コ
    イル通電開始時刻と点火コイルへの一次電流の通電終了
    時刻である点火コイル通電終了時刻とを演算する点火コ
    イル通電パラメータ演算手段、 該内燃機関の所定運転状態パラメータに応じてインジェ
    クタへの通電時間、インジェクタへの通電開始時刻であ
    るインジェクタ通電開始時刻およびインジェクタへの通
    電終了時刻であるインジェクタ通電終了時刻を演算する
    インジェクタ通電パラメータ演算手段、 該インジェクタ通電パラメータ演算手段で演算されたイ
    ンジェクタ通電開始時刻が前記点火コイル通電パラメー
    タ演算手段で演算された点火コイル通電開始時刻と点火
    コイル通電終了時刻との間にあるか否かを判別する通電
    時期判別手段、および、 該通電時期判別手段において、インジェクタ通電開始時
    刻が点火コイル通電開始時刻と点火コイル通電終了時刻
    との間にあると判別されたときは、インジェクタ通電開
    始時刻を点火コイル通電終了時刻以後に、あるいは点火
    コイル通電開始時刻以前に変更するインジェクタ通電開
    始時刻変更手段、 を具備する内燃機関の燃料噴射制御装置。
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