JPS5951141A - 内燃機関の電子制御燃料噴射方法 - 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】 本光明は、内燃（幾関の電子制御堰わ１哨射方法に係り
、特に、点火１６］期全気筒同時噴射方式の電子制御堰
わ１噴射装置を備えた自動車用エンジンに用いるのに好
適な、１ンジン運転状態に応じ−（決定された量の燃料
を、点火時期と同期して、全気筒−斉に噴射丈るように
した内燃機関の電子制御卸燃料噴Ｑ１方法の改良に関す
る。

自動車エンジン等の内燃機関の燃焼室に所定空燃比の混
合気を供給するｙｊ法の一つに、電子制御ｌｌ燃＄ｊｌ
　ＩＩＮ　（ＪＪ装置を用いるものがある。これは、エ
ンジン内に燃料を噴射するためのインジェクタを、例え
は、エンジンの吸気マニホルドにエンジン気筒数個配設
し、該インジェクタの開弁詩間をエンジン運転状態に応
じて制御することにより、所定の空燃比の混合気がエン
ジン燃焼室に供給されるようにりるものである。

この電子制御燃料噴射装置にお（］る燃籾囁躬時明の制
御り法としては、点火時期ど同期して、各気筒のインジ
エクタを全て一斉に開弁する、所謂点火同期全気筒同時
噴射方式が用いられることが多いが、特に、低温始動後
のスロットルバルブ全開−全開が頻繁に繰返されるよう
な場合、例えば４気筒土ンジン−（は、その内の２気筒
の吸気工程中の吸気バルブ間片時にｔ！ｉ　Ｉ＋噴射が
行われることどなり、噴射燃料が点火プラグを直撃する
ため、点火プラグのくづぶりが発生しやすいという欠点
を有していた。

本発明は、前記従来の欠点を解消でるべくなされたもの
Ｃ゛、噴射燃料が点火プラグを直撃することによる点火
プラグのく丈ぶりを防止することがＣきる内燃機関の電
子制御燃料噴射方法を提供することを目的とりる。

本発明は、エンジン運転状態に応じて決定された量の燃
料を、点火時期と同期して、全気筒−斉に噴射づるよう
にした内燃機関の電子制御燃料噴射方法において、点火
プラグのくすぶりが問題となる運転領域では、燃料噴射
時期を早め、点火時期よりも前に燃わ１を噴射するよう
にして、噴射燃料が点大プラクを直撃する気筒の数を減
小させるよ−うにして、前記目的を達成したものである
。

又、前記点火プラグのくすぶりが問題となる運転領域を
、エンジン暖機中の加速時としたものである。

以Ｆ図面を参照して、本発明に係る内燃機関の電子制御
燃料噴射方法が採用された、自動車用１ンジンの吸入空
気量感知式電子制御燃料噴射装置の実施例を詳細に説明
する。

本実施例は、第１図に示すごとく、エアクリーナ（図示
省略）により取入れられた吸入空気の流量を検出するた
めのエアフローセンサ１２と、スロットルボディ１４に
配設され、運転席に配設されたアクセルペダル（図示省
略）ど連動して開閉するようにされた、吸入空気の流量
を制御するためのスロットルバルブ１６と、該スロット
ルバルブ１６の全開状態を検出するための、スロットル
バルブ全開時にオンとなるアイドルスイッチ１８と、吸
気干渉を防止するためのザージタンク２０ど、エンジン
１０の各気筒に対応して吸気マニホルド２２に配設され
た、エンジン１０の各段・気ボー１〜に向けて加圧燃料
を間欠的に噴射するためのインジェクタ２４と、吸気バ
ルブ２６を介してエンジン１０の各気筒の燃焼室１０ａ
に導入された混合気に着火り−るための点火プラク２８
と、排気バルブ３０を介し゛Ｃ排出される排気カス中の
酸累淵度から、排気空燃比の目標空燃比（例えば理論空
燃比）に対り゛るリーン−リッチ状態を検知するための
、排気マニホルド３２の下流側に配設された酸素濃度セ
ンサ（０２センザと称する）３４と、排気管３６の途中
に配設された、排気ガス中の有害成分であるＨＣ，ＧＯ
，’ＮＯｘを同時に浄化り−るための三元触媒コンバー
タ３８と、点火コイル／１０から与えられる高圧の点火
二次信号をエンジン１０の各気筒の点火プラグ２８に配
電−するための、エンジン゛１０のクランク軸の回転と
連動して回転りるノスＩ〜リビ」−夕軸４２ａ￥有づる
デストリピユータ／Ｉ２と、該デストリピユータ４２に
内蔵された、前記】゛ストリビュータ軸４２ａの回転（
二１．ａ；　Ｕ　’ｌ’　、クランク軸が例えば３０°
、３６０′°回転りる毎に回転角信号を出力するクラン
ク角しンリ／Ｉ４、／Ｉ６と、１ンジン１０のシリンダ
ブ目ツク１（）ｂに配設された、１ンジン冷ムＩＪ水濡
を検知り−るだめの水）晶ヒンリ°４８と、前記エアフ
ローセンリー１２出力の吸入空気量と前記クランク角ヒ
ンリ４４出力の回転角信号から求められるエンジン回転
；＊度に応じて、エンジン一工程当りの基本噴射時間を
篩用するとともに、これを、前記水温センリ４８出ツノ
のエンジン冷却水温等に応じて補正し、更に、空燃比フ
ィードバック条件成立時は、前記０２セン勺３４出力か
ら検出される空燃比の状態に応じて前記基本噴射時間を
補正することによ゛つて実行噴射時間を決定して、例え
は４番気筒の点火時期と同期して、全インジェクタ２４
に一斉に開弁時間信号を出力するエンジン制御装置５２
とを備えた自動車用４気筒エンジン１０の点火同期全気
筒同時噴射方式の吸入空気量感知式電子制御燃料噴射装
置において、前記エンジン制御装置５２内で、エンジン
暖機中の加）＊時は、燃料噴射時期を所定クランク角γ
（例えばγ＝５〜１０°ＣＡ）たけ早め、点火時期より
も前に全インジェクタ２４に一斉に開弁時間信号を出力
するようにして、ＩＩＪ！ｔＩｉ）ｌ燃料が点火プラグ
２８を直撃する気筒の数を１気筒だけに減小さゼるよう
にしたものであるっ 前記土ンジン制御側１）２は、第２図に；Ｙ細に小りご
とく、各種演算処理を行うための、例えばマイク１］グ
ｌ−１ｔ！ツリーからなる中央処理装置（ＭＰ（Ｊど称
する）６０と、前記エアノロ−廿ンリ１２出力、前記０
２　ｔンザ３４出力、前記水ｉｔｘン→ノア１８出力等
のノアプログ信号を順次デジタル信号に変換して取込む
ための、アナログマルチプレク４ノ機能を有り゛るアナ
ログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器ど称４る）６４と
、前記クランク角はンリ−４４，４６の出力、前記アイ
ドルスイツヂ１８の出力等を取込むための入出力ポート
（Ｉ７１０ポー１−・ど称する）６６と、Ｍ　ｌ）　Ｕ
　６０における演算データ等を一時的に記憶するだめの
ランダムアクヒスメしり（ＲＡ　Ｍと称する〉６８と、
制御プログラムや各種データ等を記憶づるためのリード
オンリーメしり（ＲＯＭと称づる）７０と、前記Ｍ　Ｐ
Ｕ　６０にＪ３りる演算結果に応じて、前記インジエク
タ２４に聞弁時間信月を出力するだめの入出カポ−１〜
＜Ｉ１０ボートと称づる）７２と、前記各構成機器間を
接続して、データ及び命令の転送等を（ラ−うための］
センバス７４（から構成されている。

前記Ｉ１０ボート６６内には、周知の速度信号形成回路
が設けられており、前記クランク角セン１）４４出力の
クランク角３０’毎のパルス信号がら、エンジン１０の
回転速度を表わすデジタル信号を形成するようにされて
いる。

前記クランク角ヒンサ４６出力のクランク角３６０°毎
のパルス信号は、クランク角３０’毎の前記パルス信号
と協働して、燃料噴射パルス幅演算のための割込み要求
信号、燃料噴射開始信号、および、気筒マリ別信号等の
形成に利用される。

前記＋：＜　ｏ　Ｍ７０内には、メイン処理ルーテンプ
［」クラム、燃料噴射パルス幅演紳用の割込み処理ルー
ブ−ンブ［」グラム、各種補正係数演算用の割込み処理
ルーブンプログラム、Ｊ３よび、その他のプログラム、
更に、それらの演算処理に必要な種々のデータが予め記
憶されている。

前記１　、、／　Ｏポート７２内には、プリセッタブル
タウンカウンタおよびレジスタ等を含む周知の燃１’ｌ
噴０・ｊ制御回路が設けられており、〜Ｉ　ｌ〕Ｕ　６
０から送り込まれる燃料噴射パルス幅に関するデジタル
信号から、そのパルス幅を有する噴射パルス信号を形成
り′るようにされ′Ｃいる。この噴射パルス信号は、例
えば４番気筒の点火時期と同期して、あるいは、前記点
火時期より所定クランク角γだけ壁い時期に、駆動回路
（図示省略）を介して全インジェクタ２４に同時に送り
込まれ、これらをイ」剪り−る。これにより、噴射パル
ス信号のパルス幅に応じた量の燃わ１が噴射ｕしめられ
ることになる。

なお、このエンジン制御装置５２としては、前記のよう
な構成と異なる種々の構成のものを用いることができる
。例えば、Ｉ１０ボー１〜６６内に速度信号形成回路を
設けることなく、所定クランク角用のパルス信号を直接
ＭＰＵ６０が受取り、Ｖノドウェア（連１隻化号を形成
づるごとく構成り゛ろａどもｉｉＪ能である。又、Ｉ１
０ボート７２内に塩１：１噴〔１・１制御回路を設（〕
ることなく、ソフトウニｉ）により、噴射パルス幅に相
当する時間だけ、ｉｉ　１１＋の論理値となる信号を形
成−づることく構成づることも可能である。

以下作用を説明する。

ＭＰＵ６０は、そのメイン処理ルーチンの途中で、エン
ジンの回転速度Ｎを表わづ最新のデータを、Ｉ１０ポー
ト６６から取込み、ＲＡＭ６８に格納する。又、Ａ／Ｄ
変換器６４からのＡ／Ｄ変換完了割込みにより、エンジ
ンの吸入空気流量Ｑを表ねり一最新のデータ、０２セン
リ−３２の出力電圧に対応した値を有する最新のデータ
、および、エンジン冷Ａｌｌ水温丁ＨＷを表わす最新の
データを取込み、ＲＡ　Ｍ　６８に格納する。

Ｍ　ｌ〕Ｕ６０は、ついで、所定クランク角麿位置で生
じる割込み要求信号に応じて、第３図に示すような処理
ルーチンを実行し、燃料噴射パルス幅τの締出を行う。

この種の処理ルーチンは周知であるが、その内容につＣ
１て簡単に説明する。Ｍ　ｔ）Ｕ３Ｏは、まず、ステッ
プ１０１において、ＲＡＭ６８より吸入空気流ＩＱおよ
びエンジン回転速＋Ｑ　ＮのデータをＩＩＭ込み、ステ
ップ１０２で、次式を用い（、基本噴射パルス幅τ０を
算出４−る。

Ｚ−０４−１＜　　・　Ｑ、・　Ｎ　　　　　　　　　
・・・　・・・　・・・　　（１）ごご（Ｋは定数（゛
ある。

つい（・、ステップ１０３に進み、前記基本噴射パルス
幅τ０、ノイードバツク補正係数Ｃｆｂ、冷Ｊ１１１水
温１１１Ｗ等に応して定まるその池の補正係数Ｃｏ　ｉ
４３よＯ・インジエクタ２／Ｉの無効噴ｑ１時間に相当
づる賄τＶを用いて、次式により、最終的な実ｉ）噴ｑ
１パルス幅τを算出する。

τ←τｏ−ｃｆｂ・Ｇｏ十τＶ・・・・・・（２〉一つ
い（、ステップ１０４に進み、算出した実行Ｄｉ　Ｑ＝
１パルス幅τに相当づるデータを、Ｉ１０ポート７２の
レジスタにセラ１〜して、このルーチンを柊、Ｉ７！ｌ
Ｉる。

父、本発明に係る燃料噴射時期の決定は、第４図に７ｊ
スリような処理ルーチンに従って行われる。

すな４つら、まづ“ステップ１０９で゛、前記水温１ｔ
？ンリ４Ｂ出力のエンジン冷却水温Ｔ　ＨＷ等のエンジ
ン状態を表ねり因子（以下、エンジン状態因子と称する
）を人力し、ステップ１１０で、該」−ンジン状態因子
が点火プラグ２８のくすぶりが問題となる運転領域にあ
るか否か、例えば、エンジン冷ム１１水濡王ＩＩ　Ｗが
所定温度α未満のエンジンＢＪｉ　ＩＩ中であか否かを
判定する。判定結果が正である場合には、ステップ１１
１に進み、エンジン−回転当りの吸入空気量の変化量へ
〇／Ｎ等の加速状態を表わす因子（以Ｆ１加速状態因子
と称する）を入力し、ステップ１１２そ、該加速状態因
子が点火プラグ２８のくずぶりが問題となる運転領域に
あるか否か、例えは、エンジン−回転当りの吸入空気間
の変化ｍ△Ｑ／Ｎが所定値βを越えているか否かを判定
り−る。判定結果が正である場合、すなわち、エンジン
状態因子、加速状態因子のいずれも、点火プラグ２８の
くすぶりが問題となる運転領域ζあることを示している
詩には、ステップ１１３に進み、エンジン運転状態に応
じて決定されている点火時期θｉｇから所定クランク角
γを引いた伯を燃ね噴射時期θ［１として、このルーチ
ンを終了づる。一方、前出ステップ１１０あるいは１１
２にお（〕る判定結果が否である時、リ−なわち、エン
ジン状態因子あるいは加速状態因子のいずれか一方が、
点火プラク２Ｂのり一ツふりが問題となる運転領域をは
ずれ℃いる時には、ステップ１１４に進み、エンジン運
転状態に応じて決定されている点火時期θｉｇをそのま
ま燃ｒ１噴剣時１１１１θ［ｉとしく、このルーチンを
終了する。

本実施例にＪ５ける、エンジン１０の各気筒の工程と、
エンジン暖機中の加速時によ夕ける点火時期θｉ　（ｌ
　Ｊ３よび燃１８Ｉ哨Ｑ′Ｊ峙期θｆｉの関係の一例を
第５図に承り。図から明らかなごとく、第５図に示づよ
うな状態では、点火時期θｉｇの断点″ｃ１番気筒およ
び２番気筒が吸気工程にあり、この点火時期θｉｇに同
期して、従来のように全気筒−斉に燃料哨用を行うと、
＠射燃ｙｆ３１が１番気筒および２番気筒の２気筒の点
火プラグ２８を直撃す゛ることとなり、点火プラグのく
づふりが問題となっていたのにＱｌ　ｌ、、木光明によ
る燃料噴射０１期θ［ｉによれば、噴ｑ］燃オ８１が点
火プラグ２８を直撃づる気筒は２香気間のみどなり、１
香気゛筒は、噴射燃料の１撃による点火−／ラグ２８の
くすふりがｌｌノられている。

なＪ３前前記施例においては、点火プラクのくすふりが
問題となる運転領域を判断するためのエンジン状態因子
がエンジン冷却水温１’　１−１Ｗどされ、加速状態因
子がエンジン−回転当りの吸入空気量） の変化量△Ｑ／Ｎどされていたが、エンジン状態因子や
加速状態因子の種類は、これに限定されず、例えば、加
速状態因子どして、エンジン回転速度の変化Ｉｉ△Ｎや
燃わｌ＠躬パルス幅の変化量△τを用いることも可能で
ある。

又前記実施例においては、本発明が、吸入空気量感知式
電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用４気筒エンジン
に適用されていたが、本発明の適用範囲は、これに限定
されず、吸気管圧力感知式等、他の方式の電子制御燃料
噴射装置を備えた自動車用多気筒エンジン、あるいは、
一般の多気筒土ンジンにも同様に適用できることは明ら
かである。本発明を、自動車用６気筒エンジンに適用し
た場合の、各気筒にｄ’３ける工程と、エンジン暖機中
の加速時にｄ３ける点火時期θｉｇおよび燃利噴０４時
期θｆｉの関係の一例を第６図に示づ。図から明らかな
どどく、従来のように６ｔＬｔ気筒の点火時期θｉｇに
同期して燃料を噴射した場合には、１ｆ＃気筒、２番気
筒および４番気筒の３気筒Ｃ噴用燃判が点火プラグを直
撃リ−るおそれがあるのに対し、本発明により点火１期
θｉｇより所定クランク角γたｌＪ早い燃料１１ｉ川時
期θ［ｉに燃料を噴射リ−るよ弓にした場合には、１番
気筒で噴射燃料が点火プラクを直撃することが避けられ
ている。

以上説明した通り、本発明によれば、点火プラグのくり
ぶりが問題となる運転領域で、噴射撚わ１が点火プラグ
を直撃づる気筒の数を減小させることが可能どなり、従
つＣ１点火プラグのくψぶりから北生りる、もたつき、
息つき、バックノアイ曳７、始動イ・能等の運転性能上
の不具合を防ぐことがｉｉＪ能となるという優れた効果
を右りる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関の電子制（）１１燃１
’ｌ哨剣方法が採用された、自動車用４気筒土ンジンの
点火同期全気筒同時噴射方式の吸入望気量感知式電子制
御燃わ１噴！）Ｊ装置の実施例の構成を承り、一部ブロ
ック線図を含む断面図、第２図は、前記実施例で用いら
れているエンジン制御装置の構成を示リーブロック線図
、第３図は、同じく、燃料噴射パルス幅を決定するだめ
のクランク角度割込み処理ルーチンの要部を示す流れ図
、第４図は、同じく、燃料噴射時期を決定す゛るための
処理ルーブンを示づ流れ図、第５図は、前記実施例にお
ける、各気筒の工程と、点火時期および燃料噴射時期の
関係の一例を示す線図、第６図は、本発明に係る内燃機
関の電子制御燃料噴射方法を自動車用６気筒エンジンに
適用した場合の、各気筒の工程と、点火時期および燃料
噴射時期の関係の一例を示す線図である。 １０・・・エンジン、　　１２・・・エアフローセン１
ノ、２４・・・インジェクタ、４２・・・デストリピユ
ータ、４４．４６・・・クランク角セン４ノ、４８・・
・水温しンザ、　５２・・・エンジン制ｉｏ装置。 代理人　　高　　矢　　　　論 （ばか１名） 第３　図 第４ＦＡ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （’Ｉ　）エンジン運転状態に応じて決定された量の燃
   わＩを、点火時期と同期して、全気筒−斉に噴［ｍ・ｊ
   するようにした内燃１幾関の電子制御燃料噴射装置にお
   い（、点火プラグのくづぶりが問題となる運転１負域（
   は、燃料噴射時期を早め、点火時期よりも前に燃わ１を
   囁Ｑ１リ−るようにして、噴ｆＪＪ燃斜が点火プラクを
   直撃する気筒の数を減小さけるようにしたことを特（牧
   どづ′る内燃機関の電子制御燃料噴射方法。 （２）前記点火プラグのくづぶりが問題どなる運転領域
   が、エンジン暖機中の加速時である特６′［請求の範囲
   第１項に記載の内燃（幾関の電子制御燃イ８１１１凸川
   力法。