JPH07224708A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インジェクタの通電遮断時に発生する逆起電
圧を放出する消弧回路にツェナーダイオードを使用した
燃料噴射制御装置において、インジェクタにおける燃料
の低流量域での燃料噴射量誤差を簡単な構成で防止でき
るようにする。 【構成】 エンジンの運転状態に応じて有効噴射パルス
幅ＴAUE を算出し(110〜160,300)、有効噴射パルス幅Ｔ
AUE に基づき燃料噴射量誤差を補正のための補正噴射パ
ルス幅ＴH を算出し(170)、バッテリ電圧ＢＡＴに応じ
てインジェクタ６の無効噴射パルス幅ＴV を算出する(1
90)。そして、算出した有効噴射パルス幅ＴAUE ，補正
噴射パルス幅ＴH ，及び無効噴射パルス幅ＴV を加算す
ることにより、インジェクタ６の通電時間を表わす最終
噴射パルス幅ＴＡＵを算出する(200)。この結果、消弧
回路としてツェナーダイオードを備えた装置であって
も、燃料の極低流量域にて生じる噴射量誤差を常に正確
に補正することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転状態に
応じて内燃機関に燃料を噴射供給する電磁弁（燃料噴射
弁）の通電時間を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置
に関し、特に、通電時に電磁弁に蓄えられた磁気エネル
ギによって電磁弁の通電遮断時に発生する逆起電圧を放
出させる消弧回路としてツェナーダイオードを備えた内
燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の燃料噴射制御装置
においては、内燃機関に燃料を噴射供給するための燃料
噴射弁（インジェクタ）として、ソレノイドへの通電に
より弁体を閉位置から開位置に切換可能な電磁弁が使用
されている。そして、こうしたインジェクタにおいて
は、ソレノイドへの通電を開始してから弁体が実際に開
くまでには応答遅れがあるため、弁体の開弁時間は、ソ
レノイドの通電時間よりも短くなる。また、こうした弁
体の開弁遅れは、ソレノイドの通電に用いる電源電圧に
よって変化し、電源電圧が低いほど大きくなる。

【０００３】そこで、従来の燃料噴射制御装置では、イ
ンジェクタから内燃機関に噴射供給する燃料量を内燃機
関の運転状態に応じて最適に制御するために、内燃機関
の運転状態に応じて、弁体を開弁してインジェクタから
実際に燃料噴射を実行させるべき時間（有効噴射時間）
を算出すると共に、電源電圧に基づき、上記応答遅れに
よってソレノイドの通電時にインジェクタから燃料が噴
射されない時間（無効噴射時間）を算出し、これら有効
噴射時間と無効噴射時間とを加算した時間をインジェク
タの駆動時間として設定するようにしている。

【０００４】また更に、このように無効噴射時間を考慮
してインジェクタの駆動時間を設定するようにした場
合、内燃機関への燃料噴射量が比較的多く、無効噴射時
間に対して有効噴射時間が大きいときには、燃料噴射量
を内燃機関の運転状態に応じて良好に制御することがで
きるものの、例えば内燃機関の低負荷運転時等、内燃機
関に噴射供給すべき燃料量が少ない燃料の極低流量域で
は、内燃機関に実際に噴射供給される燃料量がインジェ
クタの磁気特性によって、燃料噴射量に誤差が生じてし
まうといった問題があった。

【０００５】そこで従来では、こうした問題を解決する
ために、例えば特開昭６１−１９０１４６号公報に開示
されているように、 有効噴射時間に基づき無効噴射時間の補正係数を求
め、この補正係数を無効噴射時間に乗じて無効噴射時間
を補正する。

【０００６】 有効噴射時間とバッテリ電圧と無効噴
射時間とからなる３次元マップを用いて、有効噴射時間
とバッテリ電圧とからインジェクタの磁気特性に対応し
た無効噴射時間を直接求める。といったことにより、有
効噴射時間が短い場合にも、インジェクタの磁気特性に
影響されることなく、内燃機関の運転状態に対応した量
の燃料を内燃機関に噴射供給できるようにすることも行
なわれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよ
うに、有効噴射時間に基づき無効噴射時間の補正係数を
求め、この補正係数を無効噴射時間に乗じて、無効噴射
時間を補正するようにした場合には、有効噴射時間が同
じでも、電源電圧に応じて設定される無効噴射時間が異
なると、無効噴射時間の補正量は異なる値になってしま
う。つまり、例えば、電源電圧が低く、無効噴射時間が
大きい場合には、その補正量も大きくなってしまう。

【０００８】従って、上記の対策では、電源電圧が低
く無効噴射時間に大きい値が設定されるような場合に
は、無効噴射時間を補正しすぎてしまうことになる。そ
して、この問題は、インジェクタの通電遮断時に生じる
逆起電圧を吸収する消弧回路として、図２に示すように
ツェナーダイオードＺＤを使用した装置において、大き
な問題となる。以下、この問題について詳しく説明す
る。

【０００９】まず、従来より、インジェクタＩＮＪの駆
動には、図２，図３に示す如く、インジェクタＩＮＪの
電流経路に設けられたスイッチング用のトランジスタＴ
Ｒが使用されており、図４に示す如く、このトランジス
タＴＲに、上記有効噴射時間や無効噴射時間等から算出
した燃料噴射時間に対応したパルス幅の駆動パルスを印
加することにより、インジェクタＩＮＪの通電時間を制
御している。

【００１０】また、こうした駆動回路では、トランジス
タＴＲのターンオフ時に、通電時にインジェクタＩＮＪ
に蓄えられた磁気エネルギによって逆起電圧が発生し、
トランジスタＴＲがこの逆起電圧により破壊してしまう
ことがある。このため、従来では、この逆起電圧からト
ランジスタＴＲを防止するために、図３に示す如く、ト
ランジスタＴＲとインジェクタＩＮＪとの接続点を抵抗
器ＲとコンデンサＣとからなる消弧回路（以下、ＣＲ回
路という。）により接地し、トランジスタＴＲのターン
オフ時に発生した逆起電圧をこのＣＲ回路により放電さ
せて、接続点電圧を電源電圧に速やかに収束させるよう
にしている。

【００１１】また、最近では、消弧回路の素子数を減ら
し、回路構成を簡素化して、コストダウンを図る目的
で、図２に示す如く、消弧回路を、図３のＣＲ回路に代
えて、ツェナーダイオードＺＤにより構成することが提
案され、実用化されつつある。ところが、図４に示す如
く、消弧回路としてツェナーダイオードＺＤを用いた場
合（以下、ツェナー回路という。）には、ＣＲ回路を用
いた場合に比べて、逆起電圧発生時の最大電圧をツェナ
ーダイオードＺＤの降伏電圧に制限できるため、トラン
ジスタＴＲへの印加電圧をＣＲ回路に比べて小さくでき
るものの、逆起電圧の放電時間が長くなり、トランジス
タＴＲがターンオフされた後、インジェクタＩＮＪが閉
弁して（図に示すバルブリフト量が０になって）、実際
に燃料噴射が終了するまでの時間が長くなる。

【００１２】なお、これは、消弧回路をツェナー回路に
より構成した場合、ＣＲ回路のように、ツェナーダイオ
ードＺＤのアノードを接地してツェナーダイオードＺＤ
に放電電流を流すようにすると、ツェナーダイオードＺ
Ｄに大電流が流れて破壊するため、図２に示したよう
に、ツェナーダイオードＺＤをトランジスタＴＲのコレ
クタ−ベース間に接続して、放電電流をトランジスタＴ
Ｒを介して流す必要があり、逆起電圧を速やかに放電さ
せるためにツェナーダイオードＺＤの降伏電圧を電源電
圧付近に設定すると、逆起電圧発生時にトランジスタに
放電電流が流れる時間が長くなってトランジスタＴＲが
発熱して破壊する虞があるためである。

【００１３】つまり、消弧回路をツェナー回路により構
成する場合には、ツェナーダイオードＺＤをトランジス
タＴＲのコレクタ−ベース間に接続して、その降伏電圧
を電源電圧より大きく、且つトランジスタＴＲが破壊し
ない程度の電圧値に設定することにより、トランジスタ
ＴＲを介してインジェクタＩＮＪに発生した逆起電圧を
放電させているため、ＣＲ回路を用いた場合に比べて、
その放電時間が長くなり、燃料噴射時間に対応した駆動
パルスによるトランジスタＴＲの駆動停止後、実際に燃
料噴射が終了するまでの時間が長くなってしまうのであ
る。

【００１４】また、このように消弧回路をツェナー回路
により構成した場合には、ＣＲ回路を用いた場合に比べ
て、トランジスタＴＲの駆動停止後実際に燃料噴射が終
了するまでの時間が長くなるだけでなく、燃料の極低流
量域では、その時間が燃料流量に応じて大きく変化して
しまう。

【００１５】つまり、トランジスタＴＲをオンする駆動
パルスのパルス幅が充分長く、インジェクタＩＮＪに流
れる電流が飽和している状態でトランジスタＴＲがオフ
されたときと、駆動パルスのパルス幅が短く、インジェ
クタＩＮＪに流れる電流が飽和していない状態でトラン
ジスタＴＲがオフされたときとでは、トランジスタＴＲ
のターンオフ後、インジェクタＩＮＪに流れる電流が
「０」となるまでの時間は異なるものの、その時間差
は、消弧回路にＣＲ回路を使用した場合には図５に示す
如く小さくなるのに対し、消弧回路にツェナー回路を使
用した場合には図６に示す如く大きくなる。

【００１６】また、インジェクタＩＮＪにおける弁体の
吸引力は、ソレノイドの巻き数Ｎと電流ｉとによって決
まり（Ｎ×ｉ）、電流ｉに応じて変化するため、トラン
ジスタＴＲのターンオフ後、電流が「０」になるまでの
時間差が小さいＣＲ回路では、図５に示す如く弁体の挙
動（バルブリフト量）はほとんど変らないが、トランジ
スタＴＲのターンオフ後、電流が「０」になるまでの時
間差が大きいツェナー回路では、図６に示す如く弁体の
挙動（バルブリフト量）が大きく変化する。

【００１７】従って、図７に示す如く、燃料の極低流量
域で生じるインジェクタＩＮＪの開弁時間に対する燃料
噴射量の誤差は、消弧回路にＣＲ回路を使用した場合に
比べて、消弧回路にツェナー回路を使用した場合の方が
大きくなる。このため、消弧回路として上記のようなツ
ェナー回路を備えた燃料噴射制御装置において、上記
のように、有効噴射時間に基づき無効噴射時間の補正係
数を求め、この補正係数を無効噴射時間に乗じることに
よって、燃料噴射量の誤差を補正するようにすると、消
弧回路にＣＲ回路を用いた場合に比べて、補正係数の値
を大きく設定しなければならない。

【００１８】この結果、消弧回路にツェナー回路を使用
した場合には、ＣＲ回路を使用した場合に比べて、無効
噴射時間の変化に対して補正量が大きく変化することに
なり、ＣＲ回路では問題にならない領域であっても、ツ
ェナー回路では無効噴射時間を大きく補正しすぎてしま
い、燃料噴射量の制御誤差が発生するといった問題が生
じるのである。

【００１９】一方、上記のように、有効噴射時間とバ
ッテリ電圧と無効噴射時間とからなる３次元マップを用
いて、有効噴射時間とバッテリ電圧とからインジェクタ
の磁気特性に対応した無効噴射時間を直接求めることに
より、燃料の極低流量域での燃料噴射量誤差を防止する
ようにした場合には、３次元マップを、使用するインジ
ェクタの磁気特性に対応して正確に設定しておけば、燃
料噴射量の制御誤差を良好に防止できる。

【００２０】しかし、こうした対策を実現するには、３
次元マップを作成するために多大な労力が必要になると
共に、３次元マップを記憶する大容量の記憶素子が必要
になり、更に、制御実行時には、３次元マップから得ら
れる無効噴射時間の補間計算に時間がかかるため、演算
装置に高速のものを使用しなければならず、装置全体と
してコストアップになり、簡単には採用することができ
なかった。

【００２１】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、消弧回路に上述のツェナー回路を使用した燃料噴
射制御装置において、３次元マップを使用することな
く、インジェクタにおける燃料の低流量域での燃料噴射
量誤差を防止できるようにすることを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の発明は、図１に例示する
如く、通電により開弁して内燃機関に燃料を噴射供給す
る電磁弁と、直流電源から上記電磁弁に電源供給を行な
うための電流経路に設けられたスイッチング素子と、内
燃機関の運転状態に応じて、上記スイッチング素子をＯ
Ｎして上記電磁弁から燃料噴射を実行させる有効噴射時
間を算出する有効噴射時間算出手段と、上記直流電源の
電源電圧に基づき、上記スイッチング素子のＯＮ時に上
記電磁弁から燃料が噴射されない無効噴射時間を算出す
る無効噴射時間算出手段と、上記燃料噴射時間と上記無
効噴射時間とに基づき、上記スイッチング素子をＯＮし
て上記電磁弁を通電する駆動時間を算出する駆動時間算
出手段と、を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置におい
て、通電時に上記電磁弁に蓄えられた磁気エネルギによ
って上記スイッチング素子のターンオフ時に上記電流経
路に発生する逆起電圧を放出させる消弧回路としてツェ
ナーダイオードを備えると共に、上記有効噴射時間算出
手段にて算出された有効噴射時間又は該有効噴射時間に
対応した所定のパラメータに基づき、上記電磁弁の磁気
特性によって生じる燃料噴射誤差を補正するための噴射
時間補正値を算出する補正値算出手段を備え、上記駆動
時間算出手段が、上記有効噴射時間と上記無効噴射時間
と上記噴射時間補正値とを加算して、上記駆動時間を算
出することを特徴としている。

【００２３】また、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、上
記補正値算出手段は、上記有効噴射時間に対応した所定
のパラメータとして、上記内燃機関の負荷を表すパラメ
ータを用いていることを特徴としている。

【００２４】また更に、請求項３に記載の発明は、請求
項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、上
記補正値算出手段は、上記有効噴射時間に対応した所定
のパラメータとして、上記スイッチング素子のＯＦＦ時
の電流状態を表すパラメータを用いていることを特徴と
している。

【００２５】

【作用及び発明の効果】上記のように、請求項１に記載
の内燃機関の燃料噴射制御装置においては、直流電源か
ら内燃機関に燃料を噴射供給する電磁弁に電源供給を行
なうための電流経路に、電磁弁を開閉制御するためのス
イッチング素子が設けられると共に、スイッチング素子
のターンオフ時に、電磁弁に蓄えられた磁気エネルギに
よって発生する逆起電圧を放出させる消弧回路として、
ツェナーダイオードが備えられている。

【００２６】そして、有効噴射時間算出手段が、内燃機
関の運転状態に応じて、スイッチング素子をＯＮして電
磁弁から燃料噴射を実行させる有効噴射時間を算出する
と共に、無効噴射時間算出手段が、電磁弁に電源供給を
行なう直流電源の電源電圧に基づき、スイッチング素子
のＯＮ時に電磁弁から燃料が噴射されない無効噴射時間
を算出し、更に、補正値算出手段が、有効噴射時間算出
手段にて算出された有効噴射時間又はこの有効噴射時間
に対応した所定のパラメータに基づき、電磁弁の磁気特
性によって生じる燃料噴射誤差を補正するための噴射時
間補正値を算出する。そして、駆動時間算出手段が、上
記各算出手段にて算出された有効噴射時間と無効噴射時
間と噴射時間補正値とを加算することにより、スイッチ
ング素子をＯＮして電磁弁を通電する駆動時間を算出す
る。

【００２７】すなわち、本発明のように、電磁弁の通電
遮断時に発生する逆起電圧を放出させる消弧回路として
ツェナーダイオードを備えた燃料噴射制御装置では、電
磁弁の磁気特性により燃料の極低流量域において生じる
燃料噴射量誤差を補正するために、従来装置のように、
補正係数を算出し、この補正係数を無効噴射時間に乗じ
るようにしていては、電源電圧の変動に伴う無効噴射時
間の変化によって、補正量が大きく変化するため、スイ
ッチング素子をオンして電磁弁を通電する駆動時間を補
正しすぎることがある。そこで、本発明では、燃料噴射
量誤差を補正するための補正値を、駆動時間に加える加
算項として、有効噴射時間に応じて算出するようにして
いるのである。

【００２８】このため、本発明によれば、電源電圧の変
動に伴う無効噴射時間の変化に影響されることなく、常
に有効噴射時間に対応した一定の補正量にて、駆動時間
を補正することができ、電磁弁の磁気特性により燃料の
極低流量域において生じる燃料噴射量誤差を、常に正確
に補正することができるようになる。

【００２９】また、本発明では、噴射時間補正値を、有
効噴射時間又は有効噴射時間に対応したパラメータに基
づき算出し、これを駆動時間に加算することにより、燃
料噴射量を補正するようにしているため、３次元マップ
を使用することなく実現できる。従って、３次元マップ
を用いて無効噴射時間を算出する従来装置に比べて、補
正値算出用データを容易に作成できると共に、そのデー
タを記憶する記憶素子の容量を少なくできる。また、補
正値の算出も簡単に行なうことができるため、演算装置
に高速のものを使用する必要はない。このため本発明に
よれば、３次元マップを使用する従来装置に比べて、装
置構成を簡素化して低コストで実現することができる。

【００３０】ここで、噴射時間補正値は、燃料の低流量
域で生じる燃料噴射量誤差を防止するためのものである
ため、燃料流量に対応した有効噴射時間から直接算出す
るようにしてもよいが、有効噴射時間は、通常、内燃機
関の負荷を表わすパラメータ（内燃機関の吸入空気量Ｑ
を回転数Ｎｅで除算した値Ｑ／Ｎｅ、内燃機関の吸気管
圧力Ｐ等）を用いて基準時間を求め、この基準時間を内
燃機関の水温や加速状態等の各種運転状態に応じて補正
することにより算出されるため、有効噴射時間の基準時
間を算出するのに使用される内燃機関の負荷から、有効
噴射時間に対応した噴射時間補正値を算出することもで
きる。そこで、請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制
御装置では、有効噴射時間に対応した所定のパラメータ
として、内燃機関の負荷を表すパラメータを用いてい
る。

【００３１】また、有効噴射時間は、内燃機関に燃料を
噴射供給する電磁弁に通電される電流値によっても決定
される。このため、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴
射制御装置では、有効噴射時間に対応した所定のパラメ
ータとして、電磁弁に電源供給を行うための電流経路に
設けられたスイッチング素子をＯＦＦする時の電流状態
を表すパラメータを用いるようにしている。

【００３２】そして、このように請求項２または請求項
３に記載される内燃機関の燃料噴射制御装置において
も、請求項１に記載の装置と同様の効果を得ることがで
きる。

【００３３】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図８は、本発明が適用された実施例の車両用内
燃機関（４気筒火花点火式ガソリンエンジン）の燃料噴
射制御装置全体の構成を表わす概略構成図である。

【００３４】図８に示す如く、４気筒火花点火式ガソリ
ンエンジン１には、吸気管２と排気管３とが接続されて
いる。吸気管２の最上流部にはエアクリーナ４が設けら
れ、エアクリーナ４から空気が吸気管２内に吸入される
ようになっている。吸気管２の途中にはサージタンク５
が設けられている。エンジン１における各気筒毎の吸気
管（吸気ポート）には、インジェクタ（電磁弁）６がそ
れぞれ配置されている。また、燃料タンク７内の燃料が
燃料ポンプ８により吸い上げられ、燃料フィルタ９を通
してプレッシャレギュレータ１０に供給され、プレッシ
ャレギュレータ１０にて調圧され再び燃料タンク７に戻
される。この一定圧力に調圧された燃料がインジェクタ
６に供給されている。

【００３５】なお、インジェクタ６は、電子制御装置
（ＥＣＵ）２７内に設けられ消弧回路としてツェナーダ
イオードＺＤを備えた図２に示した駆動回路を介して、
直流電源としてのバッテリ１５から電力供給を受けるこ
とにより開弁する。そして、この開弁によりインジェク
タ６から燃料が噴射され、吸入空気と混合されて混合気
となって吸気弁１１を介してエンジン１における各気筒
の燃焼室１２に供給される。

【００３６】次に、エンジン１における各気筒の燃焼室
１２には、スパークプラグ１３がそれぞれ配置されてい
る。そして、イグナイタ１４によりバッテリ１５の電圧
から高電圧が生成され、ディストリビュータ１６により
各気筒毎のスパークプラグ１３に分配される。

【００３７】また、吸気管２の途中に設けられたスロッ
トルバルブ１７を迂回するようにバイパス通路１８が形
成され、同バイパス通路１８には、アイドルスピードコ
ントロールバルブ１９が配置されている。そして、エン
ジンアイドル時には、アイドルスピードコントロールバ
ルブ１９の開度調整によりエンジン回転数（アイドル回
転数）が制御される。

【００３８】次に、エアクリーナ４には吸気温センサ２
０が設けられ、同センサ２０により吸気温が検出できる
ようになっている。また、吸気管２のスロットルバルブ
１７の配置位置近傍にはスロットル開度センサ２１が設
けられ、同スロットル開度センサ２１によりスロットル
バルブ１７の開度が検出できるようになっている。さら
に、吸気管内圧力センサ２２によりサージタンク５の内
の吸気管内圧力が検出できるようになっている。

【００３９】一方、エンジン１には、エンジン冷却水の
温度を検出するための水温センサ２３が設けられてい
る。また、ディストリビュータ１６内には、気筒判別セ
ンサ２４及びクランク角センサ２５が配置されている。
クランク角センサ２５は、エンジン１のクランンク軸ま
たはカム軸の回転に伴う所定のクランク角毎（例えば３
０℃Ａ毎）のクランク角信号を発生する。また、気筒判
別センサ２４は、エンジン１のクランク軸またはカム軸
に回転に伴う特定気筒の特定位置毎に気筒判別信号を発
生する。

【００４０】また次に、エンジン１の排気管３には、酸
素濃度センサ２６が設けられ、この酸素濃度センサ２６
によりエンジン１の排気中の酸素濃度が検出できるよう
になっている。次にＥＣＵ２７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ等からなるマイクロコンピュータを中心に構成され
ている。ＥＣＵ２７には、スタータスイッチ２８からの
スタータモータ駆動に伴う信号が入力される。また、Ｅ
ＣＵ２７には、吸気温センサ２０、スロットル開度セン
サ２１、吸気管内圧力センサ２２、水温センサ２３、気
筒判別センサ２４、及びクランク角センサ２５が接続さ
れている。そしてＥＣＵ２７は、これら各センサからの
信号を入力して、吸気温、スロットルバルブ１７の開
度、吸気管内圧力、エンジン冷却水温、排気中の酸素濃
度等を検知する。

【００４１】また、ＥＣＵ２７には、バッテリ１５が接
続されており、ＥＣＵ２７は、同バッテリ１５の電圧を
検知すると共に、上述のインジェクタ駆動回路を介して
バッテリ１５からインジェクタ６への通電を制御する燃
料噴射制御や、図示しないイグナイタ駆動回路を介して
イグナイタ１４の高電圧発生タイミングを制御する点火
時期制御等を実行する。さらに、エンジン１には、図示
しないスタータモータが設けられており、スタータスイ
ッチ２８のオン時に、スタータモータがバッテリ１５か
らの電力供給を受けて、エンジン１を始動（クランキン
グ）するようになっている。

【００４２】次に図９及び図１０は、ＥＣＵ２７におい
て、燃料噴射制御のために、内燃機関の所定の回転角度
毎（例えば１８０℃Ａ毎）に実行されるインジェクタ６
の駆動時間（噴射パルス幅）算出処理を表わすフローチ
ャートである。図９に示す如く、この駆動時間算出処理
では、まずステップ１１０にて、クランク角センサ２５
からの出力信号に基づき今回算出したエンジン１の回転
数Ｎｅが、予め設定された始動判定速度（本実施例では
４００[r.p.m.]）より小さいか否かによって、エンジン
１の始動判定を行ない、回転数Ｎｅが始動判定速度以上
（Ｎｅ≧４００[r.p.m.]）であれば、エンジン１は既に
始動されているものとして、ステップ３００に移行し
て、始動後の有効噴射パルス幅算出処理を実行し、逆に
回転数Ｎｅが始動判定速度未満（Ｎｅ＜４００[r.p.
m.]）であれば、ステップ１２０に移行する。

【００４３】そして、ステップ１２０では、前回当該処
理を実行した際に算出したエンジン１の回転数Ｎｅが始
動判定速度（４００[r.p.m.]）以上であったか否かを判
定し、前回算出した回転数Ｎｅも始動判定速度未満（Ｎ
ｅ＜４００[r.p.m.]）であった場合には、エンジン１は
まだ始動されていないと判断して、ステップ１４０に移
行する。

【００４４】また、逆に前回算出した回転数Ｎｅは始動
判定速度以上（Ｎｅ≧４００[r.p.m.]）であったと判断
されると、ステップ１３０に移行して、今回算出した回
転数Ｎｅが始動判定速度よりも小さい判定速度（本実施
例では２００[r.p.m.]）未満か否かによって、エンジン
１の始動後、回転数Ｎｅがこの判定速度まで低下したか
否かを判断する。そして、今回算出した回転数Ｎｅがこ
の判定速度未満（Ｎｅ＜２００[r.p.m.]）であれば、ス
テップ１４０に移行し、回転数Ｎｅがこの判定速度以上
（Ｎｅ≧２００[r.p.m.]）であれば、ステップ３００に
移行して、始動後の有効噴射パルス幅算出処理を実行す
る。

【００４５】次に、ステップ１４０では、水温センサ２
３からの検出信号に基づき、エンジン冷却水の温度（水
温ＴＨＷ）を検出し、続くステップ１５０にて、この検
出した水温ＴＨＷに応じて、始動時噴射パルス幅ＴSTA
を算出する。そして、続くステップ１６０にて、この算
出した始動時噴射パルス幅ＴSTA を、有効噴射時間とし
ての有効噴射パルス幅ＴAUE として設定する。

【００４６】なお、このステップ１４０〜ステップ１６
０の処理は、エンジン１の始動時の有効噴射パルス幅Ｔ
AUE を算出するための処理であり、ステップ３００にて
実行される始動後の有効噴射パルス幅算出処理と共に、
本発明の有効噴射時間算出手段に相当する。

【００４７】次に、ステップ３００にて実行される始動
後の有効噴射パルス幅算出処理は、図１０に示す如く実
行される。すなわち、まずステップ３１０にて、クラン
ク角センサ２５からの検出信号に基づきエンジン１の回
転数Ｎｅを検出し、続くステップ３２０にて、吸気管内
圧力センサ２２からの検出信号に基づき吸気管内圧力
（吸気圧Ｐｍ）を検出する。そして、続くステップ３３
０にて、この検出した吸気圧Ｐｍと前回検出した吸気圧
Ｐｍとから吸気圧の変化量△Ｐｍを算出する。

【００４８】また続くステップ３４０では、吸気温セン
サ２０からの検出信号に基づき吸気温ＴＨＡを、ステッ
プ３５０では、水温センサ２３からの検出信号に基づき
エンジン冷却水の水温ＴＨＷを、ステップ３６０では、
スロットル開度センサ２１からの検出信号に基づきスロ
ットルバルブ１７の開度（スロットル開度ＴＡ）を、ス
テップ３７０では、酸素濃度センサ２６からの検出信号
に基づき排気中の酸素濃度を、それぞれ検出する。

【００４９】すなわち、上記ステップ３１０〜ステップ
３７０では、エンジン１に設けられた各種センサからの
検出信号に基づき、エンジン１の運転状態を表わす各種
パラメータを検出するのである。そして、続くステップ
３８０では、上記検出した回転数Ｎｅと機関負荷を表わ
す吸気圧Ｐｍとに基づき、上記基準時間としての基本噴
射パルス幅Ｔｐを算出する、基準時間算出手段としての
処理を実行する。

【００５０】また次に、続くステップ３９０では、上記
検出した水温ＴＨＷに応じて、エンジン１の暖機運転の
ために燃料を増量補正するための水温補正係数ＦWLを算
出し、次ステップ４００では、水温ＴＨＷと始動後の経
過時間に応じて、エンジン始動後の燃料の増量補正を行
なうための始動後補正係数ＦASE を算出する。

【００５１】また、続くステップ４１０では、吸気温Ｔ
ＨＡに応じて吸気温補正係数ＦTHAを算出し、続くステ
ップ４２０では、スロットル開度ＴＡと回転数Ｎｅと吸
気圧Ｐｍとに応じて、内燃機関の高負荷運転時に燃料を
増量補正するための高負荷補正係数ＦOTP を算出する。

【００５２】また次に、ステップ４３０では、排気中の
酸素濃度に応じて、空燃比を目標空燃比にフィードバッ
ク制御するためのフィードバック補正係数ＦA/F を算出
し、ステップ４４０では、吸気圧変化量△Ｐｍに応じて
エンジン１の加速運転時に燃料を増量補正するための加
速補正パルス幅ＴACC を算出する。

【００５３】そして、最後に、ステップ４５０にて、上
記ステップ３８０〜ステップ４４０による算出結果に基
づき、次式 ＴAUE ＝Ｔp ・ＦWL・ＦTHA ・（ＦASE ＋ＴOTP）・ＦA
/F ＋ＴACC を用いて有効噴射パルス幅ＴAUE を算出する、有効噴射
時間決定手段としての処理を実行する。

【００５４】このようにステップ１６０又はステップ３
００にて、エンジン始動時又はエンジン始動後の有効噴
射パルス幅ＴAUE が算出されると、今度は、ステップ１
７０に移行して、その算出された有効噴射パルス幅ＴAU
E に基づき、インジェクタ６の磁気特性により燃料の極
低流量域において生じる燃料噴射量誤差を補正するため
の、噴射時間補正値としての補正噴射パルス幅ＴH を算
出する、噴射時間補正値算出手段としての処理を実行
し、続くステップ１８０に移行する。なお、このステッ
プ１７０の処理は、ＥＣＵ２７を構成するＲＯＭ内に予
め格納された補正噴射パルス幅算出用の図１１に示す如
きマップを用いて実行される。

【００５５】図１１に示されるように、一般的に、有効
噴射パルス幅の第１の値（図１１のａ点）までは、有効
噴射パルス幅が長くなるに従い、補正噴射パルス幅は短
くなるように設定されている。そして、第１の値から第
２の値（図１１のｂ点）までは、有効噴射パルス幅が長
くなるに従い、補正噴射パルス幅が長くなるように設定
されている。

【００５６】これは、図７に示した、インジェクタの開
弁時間と噴射量誤差との関係に基づいて作成しているた
めで、以上のように補正噴射パルス幅を設定することに
より、無効噴射時間の変化に起因する噴射量誤差を抑制
することができる。なお、より簡略的に誤差を補正する
ために、有効噴射パルス幅が長いほど補正噴射パルス幅
を短くするようにのみ設定してもよいが、この場合、図
１１のように補正噴射パルス幅がマイナスとなるような
補正ができないため、誤差補正の精度がやや劣ることに
なる。

【００５７】次に、ステップ１８０では、バッテリ電圧
ＢＡＴを検出し、ステップ１９０にて、この検出したバ
ッテリ電圧ＢＡＴに応じて、無効噴射パルス幅ＴV を算
出する、無効噴射時間算出手段としての処理を実行す
る。そして最後に、ステップ２００にて、上記算出した
有効噴射パルス幅ＴAUE に補正噴射パルス幅ＴH と無効
噴射パルス幅ＴV とを加算して、インジェクタ６の駆動
回路に設けられたトランジスタＴＲをオンして、インジ
ェクタ６を通電する駆動時間を、最終噴射パルス幅ＴＡ
Ｕ（＝ＴAUE ＋ＴH ＋ＴV ）として算出する、駆動時間
算出手段としての処理を実行し、当該処理を一旦終了す
る。

【００５８】なお、このように算出された最終噴射パル
ス幅ＴＡＵは、インジェクタ駆動用のタイマにセットさ
れ、予め設定された所定タイミングで、図２に示した駆
動回路内のトランジスタＴＲを最終噴射パルス幅ＴＡＵ
に対応した時間オンするのに使用される。

【００５９】以上説明したように、本実施例では、エン
ジン１の運転状態に応じて有効噴射時間としての有効噴
射パルス幅ＴAUE を算出すると共に、この算出した有効
噴射パルス幅ＴAUE に基づき、インジェクタ６の磁気特
性により燃料の極低流量域において生じる燃料噴射量誤
差を補正するための補正噴射パルス幅ＴH を算出し、更
に、バッテリ電圧ＢＡＴに応じてインジェクタ６の無効
噴射パルス幅ＴV を算出し、その算出した有効噴射パル
ス幅ＴAUE ，補正噴射パルス幅ＴH ，及び無効噴射パル
ス幅ＴV を加算することにより、インジェクタ６の通電
時間を表わす最終噴射パルス幅ＴＡＵを算出するように
されている。

【００６０】このため、インジェクタ６の通電遮断時に
発生する逆起電圧を放出させる消弧回路として、インジ
ェクタ６の駆動回路内にツェナーダイオードを備えてい
るにもかかわらず、電源電圧の変動に伴う無効噴射時間
の変化に影響されることなく、常に有効噴射時間に対応
した一定の補正量にて、最終噴射パルス幅ＴＡＵを補正
することができ、インジェクタ６の磁気特性により燃料
の極低流量域において生じる燃料噴射量誤差を常に正確
に補正することができるようになる。

【００６１】また、補正噴射パルス幅ＴH は、有効噴射
パルス幅ＴAUE をパラメータとする図１１に示す如きマ
ップを用いて算出するため、３次元マップを用いて無効
噴射時間を算出する従来装置に比べて、その算出用デー
タを容易に作成できると共に、作成したマップを記憶す
るＲＯＭの記憶容量を少なくできる。また、補正噴射パ
ルス幅ＴH の算出も、３次元マップを使用した場合に比
べて簡単に行なうことができるため、演算処理を行なう
ＣＰＵに高速のものを使用する必要はない。従って、本
実施例によれば、３次元マップを使用する従来装置に比
べて、装置構成を簡素化して低コストで実現することが
できる。

【００６２】なお、本実施例では、始動後の有効噴射パ
ルス幅ＴAUE を算出するに当たって、機関負荷として吸
気圧Ｐｍを検出し、この検出した吸気圧Ｐｍとエンジン
１の回転数Ｎｅとから基本噴射パルス幅Ｔｐを算出す
る、所謂Ｄ−ｊ方式の燃料噴射制御装置について説明し
たが、本発明は、吸気圧Ｐｍの代りに、吸気管２に吸入
される吸入空気の流量（吸入空気量Ｑ）を検出し、この
検出した吸入空気量Ｑとエンジン１の回転数Ｎｅとから
機関負荷Ｑ／Ｎｅを求め、この機関負荷に基づき基本噴
射パルス幅Ｔｐを算出する、所謂Ｌ−ｊ方式の燃料噴射
制御装置であっても適用できるのはいうまでもない。

【００６３】また、本実施例では、補正噴射パルス幅Ｔ
H を、エンジン１の運転状態に応じて算出した有効噴射
パルス幅ＴAUE に基づき算出するように構成したが、補
正噴射パルス幅ＴH は、燃料の低流量域で生じる燃料噴
射量誤差を防止するためのものであり、燃料流量を表わ
す有効噴射パルス幅ＴAUE に対応したパラメータを用い
て算出できればよいことから、例えば有効噴射パルス幅
ＴAUE の基準値である基本噴射パルス幅Ｔｐに基づき補
正噴射パルス幅ＴH を算出するようにしてもよく、更
に、この基本噴射パルス幅Ｔｐの算出に用いる基準値で
ある機関負荷（本実施例のようなＤ−ｊ方式の装置であ
れば吸気圧Ｐｍ，Ｌ−ｊ方式の装置であれば吸入空気量
Ｑを回転数Ｎｅで除算したＱ／Ｎｅ）を用いて補正噴射
パルス幅ＴH を算出するようにしてもよい。

【００６４】同様に、有効噴射パルス幅ＴAUE は、図６
に示すようにインジェクタ６への通電をＯＦＦする時の
電流状態によっても推定できるため、補正噴射パルス幅
ＴHをこの電流状態から求めるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を表わすブロック図である。

【図２】消弧回路としてツェナーダイオードを備えたイ
ンジェクタの駆動回路を表わす電気回路図である。

【図３】消弧回路としてコンデンサと抵抗器とからなる
ＣＲ回路を備えたインジェクタの駆動回路を表わす電気
回路図である。

【図４】インジェクタ駆動用のトランジスタに駆動パル
スを印加したときのインジェクタの挙動を表わす説明図
である。

【図５】消弧回路としてＣＲ回路を使用した場合の通電
遮断後のインジェクタの挙動を説明する説明図である。

【図６】消弧回路としてツェナーダイオードを使用した
場合の通電遮断後のインジェクタの挙動を説明する説明
図である。

【図７】燃料極低流量域にて生じる燃料噴射量の誤差を
表わす説明図である。

【図８】実施例の車両用内燃機関の燃料噴射制御装置全
体の構成を表わす概略構成図である。

【図９】ＥＣＵにおいて燃料噴射制御のために実行され
る噴射パルス幅算出処理を表わすフローチャートであ
る。

【図１０】エンジン始動後の有効噴射パルス幅算出処理
を表わすフローチャートである。

【図１１】実施例において補正噴射パルス幅を算出する
のに使用されるマップを表わす説明図である。

【符号の説明】

１…エンジン ６，ＩＮＪ…インジェクタ（電磁弁）
ＴＲ…トランジスタ Ｒ…抵抗器 Ｃ…コンデンサ ＺＤ…ツェナーダイ
オード １５…バッテリ（直流電源） ２２…吸気管内圧力セ
ンサ ２５…クランク角センサ ２７…電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）

フロントページの続き (72)発明者 武田 英人 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 太田 信男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 武田 啓壮 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大久保 謙二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により開弁して内燃機関に燃料を噴
   射供給する電磁弁と、 直流電源から上記電磁弁に電源供給を行なうための電流
   経路に設けられたスイッチング素子と、 内燃機関の運転状態に応じて、上記スイッチング素子を
   ＯＮして上記電磁弁から燃料噴射を実行させる有効噴射
   時間を算出する有効噴射時間算出手段と、 上記直流電源の電源電圧に基づき、上記スイッチング素
   子のＯＮ時に上記電磁弁から燃料が噴射されない無効噴
   射時間を算出する無効噴射時間算出手段と、 上記燃料噴射時間と上記無効噴射時間とに基づき、上記
   スイッチング素子をＯＮして上記電磁弁を通電する駆動
   時間を算出する駆動時間算出手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、 通電時に上記電磁弁に蓄えられた磁気エネルギによって
   上記スイッチング素子のターンオフ時に上記電流経路に
   発生する逆起電圧を放出させる消弧回路としてツェナー
   ダイオードを備えると共に、 上記有効噴射時間算出手段にて算出された有効噴射時間
   又は該有効噴射時間に対応した所定のパラメータに基づ
   き、上記電磁弁の磁気特性によって生じる燃料噴射誤差
   を補正するための噴射時間補正値を算出する補正値算出
   手段を備え、 上記駆動時間算出手段が、上記有効噴射時間と上記無効
   噴射時間と上記噴射時間補正値とを加算して、上記駆動
   時間を算出することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制
   御装置。
2. 【請求項２】 上記補正値算出手段は、上記有効噴射時
   間に対応した所定のパラメータとして、上記内燃機関の
   負荷を表すパラメータを用いていることを特徴とする請
   求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】 上記補正値算出手段は、上記有効噴射時
   間に対応した所定のパラメータとして、上記スイッチン
   グ素子のＯＦＦ時の電流状態を表すパラメータを用いて
   いることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料
   噴射制御装置。