JPH063155B2 - 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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JPH063155B2
JPH063155B2 JP20183085A JP20183085A JPH063155B2 JP H063155 B2 JPH063155 B2 JP H063155B2 JP 20183085 A JP20183085 A JP 20183085A JP 20183085 A JP20183085 A JP 20183085A JP H063155 B2 JPH063155 B2 JP H063155B2
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stj
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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、特に冷間
始動噴射弁(以下STJと称す)の燃料噴射時期及び時
間を制御することにより始動時の吸気系壁面への燃料付
着による炭化水素(HC)および一酸化炭素(CO)の増加
を防止し、かつ燃料過多による点火プラグのくすぶりお
よび粗悪燃料による始動性の悪化を防止してエミッショ
ンの向上を図った燃料噴射制御装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に冷間始動時に用いるSTJの駆動は第10図に示す
如くヒーター付バイメタルを備えた機械式タイマーであ
るスターターインジェクタタイムスイッチ(TZS)に
より制御される。この場合、スタータスイッチ(STA・S
W)をONにするとバイメタル接点が接触しているときは
STJに通電され、STJは燃料噴射を開始するが、バ
イメタルBの周囲のエンジン冷却水温がTZSのバイメ
タルの設定温度に達するとバイメタルBは接点が離れて
STJに通電されなくなり、STJの噴射は停止され
る。また、エンジン冷却水温が設定温度以下の場合には
ヒートコイルHCの発熱によってバイメタルBの接点が
所定時間経過後に離れ、所定時間以上STJに通電され
ないように制御している。このようにTZSの最大駆動
時間(J)はTZSの設定温度TあるいはTによっ
て、第11図のT〜a、あるいはT〜aに示す
ような直線的な関係で設定される。この場合、いずれの
設定温度であってもSTJのスタータスイッチ(STA・S
W)をOFFにすればTZSの駆動時間より短い時間でST
Jの駆動を停止することもできる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第10図および第11図に示す従来の機械式タイマーTZ
Sによる制御方式では次のような問題がある。即ち、第
6図に示す如くエンジン冷却水温をT、例えば20℃
に設定すると当然T以上ではSTJは駆動しないが、
白マークで示すようにリードベーパ蒸気圧の低い粗悪燃
料を使用した場合にはエンジンの完爆に時間がかかるよ
うになる。即ち、エンジンの始動性が極端に悪化し、T
以下では1〜2秒だった始動時間が5〜6秒まで要す
るようになる。さらに、設定温度Tでは気温の高い夏
期の長期間にわたってエンジン冷却水温がT以上のこ
とがあり、そのためSTJが駆動せず固着して噴射口が
つまる等の不具合も生ずる。
これらを解決する方法としてSTJの設定温度をT
で上昇させることが考えられるが、この場合には黒マー
クで示すようにエンジンの始動時間は1.5秒前後とな
り、大幅に改善され問題のないレベルになるが、始動後
もスタータをONにしているとTZSの最大駆動時間まで
STJが駆動され無駄に燃料噴射することになり、正常
な燃料であっても始動時のHC,CO等の排出、即ち、エミ
ッションの悪化を来たすことになる。
一方、特開昭60−22045にはTZSとコンピュー
タ(CPU)とで並列にSTJを駆動する例が開示され
ているがSTJのCPUによる駆動はごく短時間(20ms
ec)でSTJの固着防止を目的として実行されるのみで
あり、TZSの設定温度Tより高温域での粗悪燃料に
よる始動性悪化を防止し得るSTJ駆動時間については
言及していない。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
本発明は、上述した問題点を解消した内燃機関の燃料噴
射制御装置であって、第1図に本発明の基本構成図を示
す如く、内燃機関の始動用の燃料噴射を制御する燃料噴
射制御装置であって、スタータが駆動されているか否か
を判別するスタータ駆動状態検出手段Xと、該スタータ
駆動状態検出手段によりスタータが非作動状態から作動
状態に変化したことを検出し該検出時点からの経過時間
を計数する時計手段と、該時計手段による前記経過時間
が第1の所定時間以上の時前記始動用の燃料噴射を指示
し、かつ前記経過時間が前記第1の所定時間よりも大き
い第2の所定時間以上では前記始動用の燃料噴射を禁止
する始動用制御手段とを具備することを特徴とし、一例
として、冷間始動噴射弁(STJ)の開弁および閉弁を
機械式タイマー(TZS)と電子制御装置(ECU)に
より制御する燃料噴射制御装置において、STJの開閉
を制御する第1の制御スイッチ(TZS)とこれに並列
に接続されたTZSとは独立にSTJの開閉を制御する
第2の制御スイッチを設け、第1の制御スイッチは例え
ば20℃といった比較的低温の設定温度T以下でST
Jを開弁させる仕様とし、設定温度T以上の高温では
ECUにより制御される第2の制御スイッチによって所
定の時間、例えば2秒間だけSTJを駆動するように制
御してSTJ駆動上限時間を設定することにより、ST
J駆動過多による点火プラグのくすぶりを防止してエミ
ッションの向上を図りかつ粗悪燃料使用時における始動
性の向上を図った燃料噴射制御装置を提供することにあ
る。
上述の目的を達成するための本発明の一構成例を第2図
に示す。第2図において、本発明による燃料噴射制御装
置は、第1の制御スイッチaと、第2の制御スイッチb
と、エンジン冷却水温検出手段cと、スタータ駆動状態
検出手段dと、エンジン回転数検出手段eとを備えてい
る。STJにはその開閉を制御するソレノイドfが設け
られ、ソレノイドfは第1の制御スイッチaと第2の制
御スイッチbに図示の如く接続される。第1の制御スイ
ッチaはバイメタルgとヒートコイルhおよびiとで構
成され接点jおよびkを有する。バイメタルgはエンジ
ン冷却水温だ第1の設定温度T以下のときに接点jと
kが接触しているように設計されており、前述の如く始
動時で接点jとkとが接触している間はスタータスイッ
チ(STA・SW)をONにするとSTJのソレノイドfに電
流が流れSTJは開弁し燃料噴射する。また、T以下
であってもバイメタルgがヒートコイルh,iにより加
熱されるので所定時間後に接点は離れSTJの燃料噴射
は停止する。一方、エンジン冷却水温が設定温度T
りも高くなると接点jとkは離れるが、後に説明するよ
うに第2の制御スイッチbによりSTJの駆動が独立に
制御される。
第2の制御スイッチbは第1の制御スイッチaに並列に
接続されておりSTJの開閉を第1の制御スイッチaと
は独立に、後述する制御フローに従って制御するように
なっている。
エンジン冷却水温検出手段cはエンジン冷却水の温度が
設定温度Tよりも高く設定温度Tよりも低い範囲に
あるとき水温検出信号WTを出力する。
スタータ駆動状態検出手段dは始動モータ駆動用のスタ
ータスイッチがオン状態にあるか否か検出し、オン状態
にあるときスタータ駆動検出信号SDを出力する。
エンジンの回転数検出手段eはエンジンが所定の範囲の
回転数にあるときエンジン回転数検出信号REを出力す
る。
水温検出信号WTとスタータ駆動検出信号SDとエンジ
ン回転数検出信号REとの一致によってANDゲートが開
き、バワートランジスタPTrがONするので第2の制御
スイッチbに電流が流れスイッチbはONしSTJは噴射
する。また、スタータスイッチがオン状態となった後の
所定の時間経過を検出する経過時間検出手段をさらに設
け、第2の制御スイッチは経過時間の範囲内でオン状態
となりSTJを駆動する。
〔実施例〕
以下、第3図以降の図面に従って本発明の実施例を説明
する。
第3図は本発明に係る燃料噴射制御する装置の一実施例
系統図である。第3図において、1はエアクリーナ、2
はエアフローメータ、3はスロットルバルブ、4は吸気
通路、5は冷間始動噴射弁、6は燃料タンク、7は燃料
ポンプ、8は燃料噴射弁、9は点火コイル、10はイグ
ナイタ、11はディストリビユータ、12は気筒判別セ
ンサ、13は回転角センサ、14は点火プラグ、14aは
燃焼室、15は水温センサ、aは第1の制御スイッチ、
16は電子制御装置、17はスロットルバルブ開度セン
サ、18は吸気温センサ、19は酸素センサ、bは第2
の制御スイッチである。
このような構成において、吸気通路4のサージタンクに
設けられた冷間始動噴射弁(STJ)5は、エンジン本
体のシリンダブロックの水温センサ15の近傍に設けら
れた第1の制御スイッチaと、電子制御装置16により
そのオン/オフが制御される第2の制御スイッチbによ
りその駆動時期と時間が第5図の駆動時間パターンの如
く制御される。回転角センサ13はエンジンの回転数に
比例したパルス信号を出力する。
第4図は第3図に示した電子制御装置(ECU)16の
詳細ブロック図である。第4図において、ECU16はバス
ラインBUSを介して相互に接続されているマイクロプ
ロセッサからなる中央処理装置(CPU)31、各セン
サからのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変
換コンバータ32、入力インターフェイス回路33、出
力インターフェイス回路34、リードオンリーメモリ
(ROM)35、ランダムアクセスメモリ(RAM)3
6、および定電圧電源37が設けられる。
このような構成において、バッテリ電圧(+B)、エア
フロー出力、吸気温(THA)出力、エンジン水温セン
サ出力(THW)がA/Dコンバータ32によりアナログ
/デジタル変換され、スタータ信号、ディストリビュー
タ信号(エンジン回転数)が入力インターフェイス回路
33に入力される。これらの信号にもとづいて後述する
制御フローに示す如くCPU31で処理され燃料噴射弁、イ
グナイタ、STJに出力されてこれらを駆動する。
第5図は、本発明に係る燃料噴射制御装置のSTJ駆動
時間(J)とエンジン冷却水温(THW)との関係を示
し、第6図はエンジン完爆時間(始動時間)とエンジン
冷却水温(THW)との関係を示す。第5図において、
〜aはTZS設定温度Tと低い場合で、第10
図に示したTZSのみでのSTJ駆動と同等であり、前
述の如く始動時にエンジン冷却水温がT(例えば20
℃)より高いTZSの作動しない範囲で粗悪燃料を使用
したとき、第6図に白マークで示す如く始動性が悪化す
ることがあり、また正常な燃料であっても燃料過多によ
りエミッションが悪化することがある。第5図のT
は、TZS設定温度がTより高い場合であり、例
えば設定温度がT=40℃とすると、第6図から明ら
かな如く粗悪燃料でも完爆時間は2秒以下であり始動性
の悪化はない。しかし、この場合、始動時スタータスイ
ッチをOFFにしない限りSTJは点線で示す如くT
の直線に沿って駆動されることになり、これは燃料
過多となり常温での始動でエミッションの悪化を来す。
従って、本発明では設定温度T以上において燃料過多
によるエミッションの悪化を防止し、かつ粗悪燃料使用
時においても始動性を向上するように、STJの駆動時
間のパターンを図に実線で示す如く制御する。即ち、S
TJの最大駆動時間を実線で示すC〜Cの線で上限
(例えば2秒)とするように制御する。また、吸気通路
に吸気気流が発生した後STJを駆動する様にSTJ駆
動時期を実線で示すC〜Cの線(例えば、100mse
c)以上で開始するように制御する。
上述の説明から明らかなように、STJ駆動時間の制御
はT〜aの左側範囲ではTZSにより行われるよう
にし、C〜C〜C〜Cの範囲は電子制御装置
(ECU)16により行われるようにする。即ち、本発
明によるSTJ駆動時間の制御はa〜C〜C〜C
〜C〜Tの範囲となる。勿論、上記範囲内であっ
ても後述するように始動判定回転数を越えた場合やスタ
ータスイッチをOFFのときにはSTJは停止される。
第7図は本発明にに係る燃料噴射制御装置の制御フロー
チャートを示す。この制御フローチャートにより第5図
のSTJ駆動時間パターンを得ることができる。第7図
において、最初に始動状態を示すフラグFSTAがONか
OFFか判定する(ステップ1)。FSTAがONの場合、
最初にFSTAがONになったときにSTJ作動時間タイ
マーSTJJをセットしカウントを開始する(ステップ
2)。次にエンジン回転数が第1の始動判定回転数N
(例えば400rpm)を越えたか否か判定する(ステップ
3)。越えた場合はFSTAをOFFにして(ステップ4)制
御は行わず終了する。越えていない場合にはエンジン冷
却水温(THW)の第2の設定温度T以下か否か判定
する(ステップ5)。THWがT以上であれば制御は
行わず終了する。THWがT以下のときは次にクンタ
ーSTJJがJより大きいか否か判定する(ステップ
6)。ここでJは第5図に示す如く吸気気流が発生す
るまでの時間(カウンタ値)である。STJJがJ
り大きいときは次にJより小さいか否か判定する(ス
テップ7)。ここでJは同様に第5図に示す如く設定
温度TからTまでの間のSTJ最大駆動時間(カウ
ンタ値)である。ステップ5,6,7の判定に基づい
て、総合的に第5図に示すようなSTJ作動範囲内に入っ
ているか否か判定する(ステップ8)。STJの作動範
囲外であれば終了し範囲内であればSTJをONにする
(ステップ9)。これによりSTJを駆動するため第2
図に示すパワートランジスタPTrをONにし、第2の制
御スイツチbをONにしてSTJを駆動し燃料を噴射す
る。
一方、ステップ1において始動状態プラグFSTAがOFFの
場合、エンジンが運転状態か否か判定するためイグニッ
ションフラグFIgがONかOFFか判定する(ステップ1
0)。OFFのときステップ2でセットしたSTJJカウ
ンタをリセットし(ステップ11)、ONのときと同じ制
御がなされる。イグニッションフラグFIgがONのと
き、エンジン回転数が第2の始動回転数N(例えば30
0rpm)を越えているか否か判定する(ステップ12)。
回転数Nより低い場合始動状態なので始動状態フラグ
FSTAをONとし(ステップ13)、そして回転数がN
を越えているときは終了する。
第8図は本発明の他の構成例を示す図である。図から明
らかなように、第1実施例で用いられた第1の制御スイ
ツチaは除去されSTJの開閉駆動は第2の制御スイツ
チbにより行われる。制御スイッチbのON/OFFは第1
実施例と同様にエンジン冷却水温検出手段c、スタータ
駆動状態検出手段d、エンジン回転数検出手段eからの
検出信号に基づいて制御される。この場合の制御として
第7図のフローチャートにおいてステップ5におけるエ
ンジン冷却水温(THW)の判定が設定温度Tについ
ても行われる。
第9図は本発明の効果を示すグラフである。第11図に
示す従来のSTJ駆動時間パターンではTZSの設定温
度をTとしたとき、燃料過多によりHC,COの排出は曲
線Aのような状態となりエミッションは悪化する。ま
た、TZS作動温度をTとした場合にはT以上では
STJが作動しないので曲線Cとなる。即ち、従来方式
ではTZS設定温度をTとした場合、エンジンが始動
を完了してもスタータスイッチONのときにはTZSの最
大作動時間の間STJが駆動され余分な燃料が多量に噴
出され曲線Aとなる。また、作動温度をTとしたとき
には従来方式ではこれ以上の温度でSTJが駆動せず曲
線Cとなる。
一方、本発明によるSTJ駆動ではエンジン回転数によ
りエンジンの始動完了を監視しておりスタータスイッチ
がONの場合でも始動完了と判定すれば直ちにSTJ駆動
を中断するので余分な燃料を噴出することがない。この
場合、第5図に示す如くSTJの駆動時間に上限を設け
たのでHC,COの排出は曲線Bとなる。この様にHC,COの
排出割合はA>B>Cとなるが、C曲線はSTJが駆動
されない場合であり、始動性まで考えた場合曲線Bに示
す本発明が最も有利となる。
〔発明の効果〕
本発明による燃料噴射制御装置によれば冷間始動噴射弁
の開閉をスタータインジェクタタイマーと電子制御装
置、あるいは電子制御装置のみによって所定の上限を設
けたSTJ駆動時間パターンとなるように制御するの
で、始動時のSTJ駆動過多による点火プラグのくすぶ
りを防止してエミッションの向上を図ることができ、か
つ粗悪燃料使用時の始動性の改善を図ることが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本構成図、 第2図は本発明に係る燃料噴射制御装置の一実施例構成
図、 第3図は本発明の一実施例系統図、 第4図は電子制御装置の詳細ブロック図、 第5図は本発明におけるSTJ駆動時間とエンジン冷却
水温の関係を示す図、 第6図はエンジン完爆時間とエンジン冷却水温の関係を
示す図、 第7図は本発明の一実施例制御フローチャート、 第8図は本発明の他の実施例構成図、 第9図は本発明の効果を示すグラフ、 第10図は従来方式の構成図、および 第11図は従来方式におけるSTJ駆動時間とエンジン
冷却水温の関係を示す図である。 (符号の説明) STJ…冷間始動噴射弁、 TZS…スタータインジェクタスイッチ、 1……エアクリーナ、 2……エアフローメータ、 3……スロットルバル、 4……吸気通路、 5……STJ、 6……燃料タンク、 7……燃料ポンプ、 8……インジェクタ、 9……点火コイル、 10……イグナイタ、 11……ディストリビュータ、 12……気筒判別センサ、 13……回転角センサ、 14……点火プラグ、 15……水温センサ、 16……電子制御装置、 17……スロットルバルブ開度センサ、 18……吸気温センサ、 19……酸素センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の始動用の燃料噴射を制御する燃
    料噴射制御装置であって、スタータが駆動されているか
    否かを判別するスタータ駆動状態検出手段と、該スター
    タ駆動状態検出手段によりスタータが非作動状態から作
    動状態に変化したことを検出し該検出時点からの経過時
    間を計数する時計手段と、該時計手段による前記経過時
    間が第1の所定時間以上の時前記始動用の燃料噴射を指
    示し、かつ前記経過時間が前記第1の所定時間よりも大
    きい第2の所定時間以上では前記始動用の燃料噴射を禁
    止する始動用制御手段とを具備することを特徴とする内
    燃機関の燃料噴射制御装置。
JP20183085A 1985-09-12 1985-09-13 内燃機関の燃料噴射制御装置 Expired - Lifetime JPH063155B2 (ja)

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US06/906,088 US4705004A (en) 1985-09-12 1986-09-11 Fuel injection control system for internal combustion engine

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JPS6263150A JPS6263150A (ja) 1987-03-19
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