JPS59188043A - 内燃機関の燃料噴射方法 - 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】 本発明は内燃機関の燃料噴射方法に関する。

内燃機関では回転に同期して機関の全気筒へ同時にある
いは気筒群ごとに燃料を＠射する主噴射（同期噴射）の
ほかに、付加的に補助燃料を噴射する補助噴射（非同期
噴射）を行なっている。この補助噴射は、絞り弁の開き
始めを示す信号により１回だけ行なうようにしているが
、要求される燃料量を１回で噴射するため、過渡時には
噴射量が過大になって混合気が過濃になり、また絞り弁
が開き始めると加速の大きさに関係なく補助噴射が行な
われてしまうため、やはり混合気が過度になる。これに
対処するため、車速または変速機のギヤ位置に応じて禎
助＠射を禁止することが考えられるが、そうすると走行
中において必要な領域で補助噴射が行なわれず、換言す
れば補助噴射の領域が限定され、運転性能の悪化をまね
くという難点がある。一方絞り弁の開き始めに補助噴射
を行なうことをやめ、加速の大きさとして絞り弁の時間
的開度変化儒の大きさに応じて補助噴射を行なうことも
考えられるが、これでは補助噴射の時点が遅れてしまい
、加速応答性が充分でなくなる。

本発明はこれらの難点のない燃′Ｂ噴射方法を提案する
もので、絞り弁の開き始めにまず１回鋪助噴射を行ない
、それから加速が所定値より大きいと判定されたときさ
らに補助噴射を断続的に行なう。すなわち緩加速のとき
には絞り弁の開き始めのときだけ補助噴射を行なうこと
により、混合気が過濃だなるのを防止し、急加速のとき
には絞り弁の開き始めのときだけではなく、補助噴射を
数回断続的に行なうことにより、加速に必要な量の燃料
を供給して加速応答性を改善することができる。しかも
補助噴射を数回にわたって断続的に行なえば、補助燃料
がいくつかの気筒に分布されて、特定の気筒だけが過濃
な混合気を受けることがなくなり、排気ガス中の未燃成
分も減少し、燃費も向上する。

なお加速の大きさを判定するため、機関の１回転におけ
る吸入空気量の時間的変化量をとるか、絞り弁の単位時
間あたりの開度変化量をとることができる。１１回の補
助噴射量は一定にするが、漸次減少することができる。

なお補助燃料の噴射の周期を所定のクランク角例えば３
０゜にとるのがよい。

図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、エアクリーナ１から吸入された空気は
、吸入空気量Ｑを測定するエアフローメータ２、絞り弁
３、サージタンク４、吸気ボート５および吸気弁６を含
む吸気通路１２を介して、機関本体７の燃焼室８へ吸入
される。

絞り弁３は運転室の加速ペダル１３に連結されている。

燃焼室８はシリンダヘッド９、シリンダブロック１０お
よびピストン１１によって区画され、空気−燃料混合気
の燃焼によって生ずる排気ガスは排気弁１５、排気ポー
ト１６、排気多岐管１７および排気管１８を介して大気
へ放出される。バイパス通路２１は絞り弁３の上流とサ
ージタンク４とを接続し、バイパス流量制御弁２２はバ
イパス通路２１の流通断面積を制御して、アイドリング
時の機関回転数を一定に維持する。

窒素酸化物の発生を抑制するため排気ガスを吸気系へ導
く排気ガス再循環（ＥＧＲ）通路２３は、排気多岐管１
７とサージタンク４とを接続し、排気ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）制御弁２４は電気パルスに応動してＥＣ，Ｒ通路２
３を開閉する。吸気温センサ２８はエアフローメータ２
内に設けられて吸気温を検出し、絞り弁３が全閉位置か
ら開くとオフになるスロットルスイッチと絞り弁の開度
に関係して変化するポテンショメータとを含むスロット
ルセンサ２９は絞り弁３の開度を検出し、水温センサ３
０はシリンダブロック１０に取付けられて冷却水温度す
なわち機関温度を検出し、酸素濃度センサとしての周知
の空燃比センサ３１は排気多岐管１７の集合部分に取付
けられて集合部分における酸素濃度を検出し、機関回転
数Ｎを測定しかつ気筒判別を行なうクランク角センサ３
２は、機関本体７のクランク軸（図示せず）に連結され
た配電器３３の軸３４の回転からクランク軸のクランク
角を検出して、クランク角（ＣＡ）が３６０　”および
３０°変化するごとにそれぞれパルスを発生し、また車
速センサ３５は自動変速機３６の出力軸の回転数すなわ
ち車速を検出する。これらのセンサ２．２８．２９゜３
０、３１．３２．３５の出力および蓄電池３７の電圧は
電子制御装置４０へ送られる。各気筒へ燃料噴射する燃
料噴射弁４１は気筒に付属する吸気ポート５の近傍にそ
れぞれ設けられ、ポンプ４２により燃料タンク４３から
燃料通路４４を介して燃料を供給される。電子制御装置
４０はセンサ２，２８〜３２＋　３５からの制御出力信
号に基いて燃料＠射量を計算し、この燃料噴射量に対応
する幅の電気パルスを燃料噴射弁４１へ送る。

電子制御装置４０は、バイパス流量制御弁２２、ＥＧＲ
制御弁２４、自動変速機の油圧制御回路に材あるソレノ
イド弁４５、および点火コイル４６を制御する。点火コ
イル４６の二次側は配電器３３へ接続されている。蒸発
燃′Ｂ放出防止用チャコールキャニスタ４８は吸着剤と
しての活性炭４９を収容し、吸着通路５０を介して燃料
タンク４３の燃料蒸発空間へ接続され、離脱通路５１を
介して吸気通路１２にあるパージボート５２へ接続され
ている。パージポート５２の位置は、絞り弁３が所定開
度以下のとき、絞り弁３より上筒にあり、絞り弁３が所
定開度以上のとき絞り弁３より下流にあって吸気ｇ負圧
を受けるように選ばれている。＠脱通路５１にある開閉
弁５３はバイメタル円板を含み、機関が所定温度以下の
低温状態にあるときこの通路４９を閉して、吸気系への
燃料離脱を中止するようになっている。

第２図は電子制御装置４０の詳細を示し、マイクロプロ
セッサから成る中央処理装置（ＣＰＵ）５６、読出し専
用メモリ　（ＲＯＭ）５７、等速呼出しメモリ　（ＲＡ
Ｍ）５８、マルチプレクサ付きアナログ／デジタル変換
器（Ａ／Ｄ）６０およびバッファ付き人出力装ｆｆ１（
ｉｌｏ）６１は、バス６２を介して互いに接続されてい
る。アナログ出力信号を発生するエアフローメータ２、
吸気温センサ２８、水温センサ３０、空燃比センサ３１
および蓄電池３７の出力はＡ／Ｄ　６０へ送られる。ま
たディジタル出力信号を発生するスロットルセンサ２９
およびクランク角センサ３２の出カバＩ１０６１へ送ら
れ、バイパス流量制御弁２２、ＥＧＲ制御弁２４、燃料
噴射弁４１、ソレノイド弁４５および点火コイル４６は
、Ｉｌｏ　６１を介してＣＰＬＩ　５６の制御出力信号
を受ける。

機関回転に同期して全気筒へ同時にあるいは気筒群ごと
に燃料を噴射する主噴射については公知なので、付加的
に行なわれる補助噴射について以下に説明を行なう。

まず補助噴射の噴射条件および噴射量の計算を行なうメ
インルーチンのプ占ダラムを第３図について説明すると
、ステップ１０１＋ｇおいて補助＠射のメインルーチン
のプログラムが開始される。ステップ１０２において、
スロットルセンサ２９の出力信号から絞り弁３が閉じて
いる（アイドル）か否かが判定され、アイドルであれば
ステップ１０３で前回のアイドル判定フラグがセットさ
れる。アイドルでなければ、ステップ１０４において前
回アイドルであったかどうかが判定され、前回アイドル
だったならばステップ１０５において、補助噴射量を水
温の関数である暖機加速増量値へにセットしてＲＡＭ　
５８へ読込む。それ−からステップ１０６へ進んで補助
＠射実行フラグをセットし、前回のアイドル判定フラグ
をリセットする（ステップ１０７）、前回アイドルにな
かった場合はステップ１０６からステップ１０７へ進む
。こうして絞り弁３が全閉から開き始めた瞬間すなわち
アイドルからオフアイドルへ移行した瞬間を検出して、
補助噴射を１口実行する。

次にステップ１０８で、単位時間内における機関の１回
転あたりの吸入空気量変化ΔＱ／Ｎの計算タイミングを
判定する。この計算タイミングは、タイマ割込みにより
数ないし十数ｍ５ｅｃごとにフラグをセットすることに
よって得られる。

計算タイミングに合ってい合っていなければ補助噴射プ
ログラムを終了するが、計算タイミングに合っていれば
、ステップ１０９へ進んでΔＱ／Ｎ訃算タイミングフラ
グをリセットし、ＲＡＭ５８に読込まれていた運転パラ
メータすなわちエアフローメータの出力Ｑおよびクラン
ク角センサ出力ＮをＣＰＵ　５６へ読込んで（ステップ
１１０）、八〇／Ｎすなわち今回のＱ／Ｎと前回のＱ／
Ｎとの差まｌこは今回のＱ／Ｎと今までのＱ／Ｎの平均
値との差を計算する（ステップ１１１）。ステップ１１
２において、ΔＱ／Ｎが正であるか否か、すなわち今回
のＱ／Ｎが前回または今までの平均のＱ／Ｎより大きい
かどうか、したがって加速であるか否か判定し、正した
がって加速であればステップ１１３へ進み、ΔＱ／Ｎが
負であれば減速であり、補助噴射の必要がないので、補
助噴射プログラムを終了する。ステップ１１３において
、このΔＱ／Ｎがさらに補助噴射量を必要とする加速所
定値Ｂより大きいかどうかを判定する。この加速所定値
Ｂは一定でもよいが、機関温度に応して変化し、機関温
度が低いときにはこの所定値Ｂを小さくすることにより
暖機を促進することができる。さてΔＱ’／ＮがＢより
小さければ補助噴射の必要なしとして補助噴射プログラ
ムを終了するが、ΔＱ／ＮがＢより太きければ、ステッ
プ１１４へ進んで、非同期＠力量の値ＣをＲＡＭ　５８
へ読込む。この値Ｃは前述した暖機加速増量値Ａとして
もよいが、ΔＱ／ＮとＡとの関数とすることもできる。

さて補助噴射が過剰になり、特定の気筒へ供給される混
合気が過濃になる可能性があるので、補助噴射実行鉄敷
サイクル（Ｅ’ＣＡ）の間は、八〇／Ｎが８より大きく
なっても、噴射量を減少することにより、混合気が過濃
になるのを防止するのがよい。このためステップｌ１４
に続くステップ＋１５において、補助噴射実行後のフラ
グがマスクされているかとうか判定し、マスクされてい
ればステップ１１６において郁助噴射狙を値Ｃから減量
して、ステップ１１９へ進んで補助噴射実行フラグをセ
ットして（ステップ１１９）、プログラムを終了する（
ステップＩ２０）。一方補助繍射実行後のフラグのマス
クが解除されていれば、補助噴射実行後のマスクフラグ
をセットシくステップ１１７）、マスクカウンタに減量
期間の値Ｅをセットして、ステップ１１９へ進む。

第４図はレーシング時における補助噴射を説明するため
の＆１図で、絞り弁が全閉（開度Ｏ％）から開かれると
、スロットルセンサにあるスロットルスイッチがオンに
なり、１回補助噴射ＬＳ行なわれる。機関回転数Ｎと共
にΔＱ／Ｎも増大して加速所定値Ｂを越えると、補助噴
射フラグが例えば３０°ＣＡの間隔で＠続的にオンとな
り、＠続的な補助噴射を行なう。ここには機関回転数に
同期して全気筒へ同時に行なわれる主噴射パルスも示さ
れている。

なお補助“噴射パルスの幅はすべて同しでもよいが、第
５図のように絞り弁が開き始めるときの補助パルスの幅
を＠続補助噴射パルスの幅より大きく、換言すれば２回
目以後の補助噴射量を減、少することもできる。

Ｑ／Ｈの時間的変化量へ〇／Ｈの代りに絞り弁３の開度
ＴＨの時間的変化量ΔＴＨを使用することもできる。第
６図はそのプログラムを示し、第３図と異なるステップ
１０８′〜１１３′のみ示してあり、これらのステップ
１０８′〜１１３′は第３図のステップ１０８〜１１３
に対応している。すなわち１０８′、１０９′、１１１
′、１１２′および１１３′では八〇　、／　Ｎの代り
に△ＴＨが用いられ、ステップ１１０ではｉ３１［パラ
メータとしてＱ、　Ｈの代りに１′Ｉ］が読込まれる。

ざて補助噴射のタイミングはクランク角により設定する
ため、その実行は第７図に示すようにクランク角割込み
ルーチンにおいて行なう。

ステップ２０＋において割■みを開始する。主噴射は粉
定気筒のピストン上死点近傍で行なうので、噴射タイミ
ングに合っているか否かを判定し、合っていれば１久射
量をＲＡＭ　５８に読込む（ステップ２ｏ３）。この主
噴射殴は、周知のようにＱ／Ｎから計算された基本噴射
量に運転パラメータに応じた増量値を加えたものである
。

噴射タイミングになければ、ステップ２０４において補
助噴射実行フラグがセットされているか否かを判定し、
セットされていればステップ２０５へ進んで、神助噴射
型の値をＲＡＭ　５８にセットし、補助口ａ射実行フラ
グをリセットする（ステップ２０６）。

第３図について説明したように、補助噴射実行鉄敷サイ
クル（Ｅ　’ＣＡ　）の間は補助噴射量を減少させるが
、そのためこのマスク期間を測定する必要がある。その
ためステップ２０３．２０６ノ後、および補助噴射フラ
グがセラｌ−されていないとき、ステップ２０７におい
て補助噴射実行後のフラグがマスクされているか否かを
判定し、マスクされていれば、マスクカウンタから１ず
つ引いていく（ステップ２０８）。ステップ２０９にお
いてマスク期間が終了してマスクカウンタがＯになった
か否かを判定し、０になっていればステップ２１０へ進
んで補助噴射実行後のマスクツラフをリセットし、それ
から噴射を実行（ステップ２］１）Ｌ／て、この割込み
ルーチンを終了する（ステップ２１２）。補助噴射実行
後のフラグがマスクされていないとき、およびマスクカ
ウンタが０になっていないときにはステップ２１１に行
き噴射を実行する。

こうして本発明によれば、加速に合わせて付加的な補助
燃料を噴射するため、機関回転数の豆上りが速くなり、
機関の発生１−ルクが増大し機関の過渡応答性が向上す
る。この応答性の向上に伴って主噴射の増量を少なくす
ることがてきるのて、燃費が改善され、排気ガス中の未
燃成分も少なくなるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用される内燃機関の全体構成図、第
２図はその制御装置のブロック線図第３図は補助燃料の
噴射条件および量を計算するプログラムのフローチャー
ト、第４図および第５図はその作用を説明する線図、第
６図は第３図の一部を変更したプログラムの一部のフロ
ーチャート、第７図は噴射実行プログラムのフローチャ
ートである。 ２・・・エアフローメータ、３・・・絞り弁、８・・・
気筒、２９・・・スロットルセンサ、３２・・・クラン
ク角センサ、４０・・・電子制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関の気筒に機関回転に同期して燃料を噴射す
   るほかに、機関防加速開始時にまず１回補助燃料を噴射
   し、それから加速の所定値以上において断続的に補助燃
   料を噴射することを特徴とする、内燃機関の燃料噴射方
   法。 ２　機関の１回転における吸入空気量の単位時間あたり
   の変化量により加速の大きさを判定することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３　絞り弁の単位時間あたりの開度変化量により加速の
   大きさを判定することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ４　断続的に噴射される補助燃料の１回の噴射量を一定
   にすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。 ５　断続的に噴射される補助燃料の噴射量を２回目以後
   減少することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。 ６　補助燃料噴射の周期を所定のクランク角に対応させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。