JPS6014185B2 - 電子制御式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子制御式燃料噴射装置に関し、特には内燃機
関の始動時の燃料噴射を改良したものに関する。

従来の電子制御式燃料噴射装置は、内燃機関の冷却水温
が低いとき、始動性を良くするために機関の気筒ごとに
とり付けられた電磁弁（今後メインィンジェタと称す）
の他に、前記機関のシリンダから離れた位置で吸気管に
設置される１個或し、は複数個のコールドスタートィン
ジェクタと、コールドスタートィンジェクタの噴射時間
を大略一定値に決定し、スター夕を回し続けた場合でも
前記コールドスタートィンジェクタを不作動にしてプラ
グのかぶるのを防ぐ働きをするサーモタイムスィッチと
を有している。

このように従来のものは、コールドスタートインジエク
タ及びサーモタイムスイツチという構造的に複雑でコス
トの高いものが、機関始動時のみの為に必要であり、さ
らにコールドスタートインジェクタへの燃料配管・サー
モタイムスイツチへの電気的配線等により、コスト高の
みでなく補修の面でも不利である。更には、袷間時非常
に多くの燃料が前記機関の吸気管に留まり、その一部が
蒸発して各気筒に吸入されて機関を始動する機構のため
、始動後も一部の燃料が前記機関の吸気管に残り、始動
完了後徐徐に吸入されるため、排気ガスが悪化する（特
に排気ガス中のＨＣが多くなる）という欠点を有する。
本発明は上記欠点を解消するもので回転数が第１の設定
回転数以下では燃料噴射量を回転数とは無関係に一定と
し、第１の設定回転数以上では燃料噴射量を回転数に関
連させて決定し、更には回転数が第１の設定回転数より
高い第２の設定回転数より低くかつスタータ駆動中は機
関温度に依存して燃料噴射量を大増に増量し、スタータ
駆動時間が設定時間以上になった場合にはこの増量を淳
止させることにより、機関始動をメインィンジェクタの
みで短時間に達成可能で、始動不能となってもプラグの
かぶり等を防止可能な電子制御式燃料噴射装置を提供す
ることを目的とするものである。

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。

第１図において、１は機関の回転信号をパルス信号で検
出するためのイグニツションコイルの一次側端子、２は
前記パルス信号を誤動作防止のために波形整形する波形
整形回路。３は分周回路で、６気筒の場合機関１回転で
燃料噴射するメインィンジェクタとしての電磁噴射弁１
１を１回作動させるようにするためには言分周回路が
用いられ、機関１回転で２回以上前記電磁噴射弁１１を
作動させる場合は、他の分周比の回路を必要とすること
は勿論である。

４は演算回路で、分周回路３からの回転信号と吸入空気
量計５からの吸入空気量に応じた信号を入力し、機関の
吸入空気量を機関回転数で割算した時間幅ｔｐのパルス
信号Ｔ，を生ずる。

この時間幅ｔｐは、１つの気筒に１行程で吸い込まれる
空気量に比例する。６は乗算回路で、前記演算回路４か
らの出力されるパルス信号Ｔ，のパルス時間憤りに、機
関の冷却水温、吸入空気温等を検出する運転状態検出手
段７からの各種信号を菜算して、パルス時間幅ｔｍのパ
ルス信号Ｌを出力する。

８は電圧補正回路で、前記乗算回路６からのパルス信号
Ｔ２を入力し「電磁噴射弁１１の燃料噴射量が電源電圧
によって変化するのを補正し、電源電圧に応じたパルス
時間幅ｔｕのパルス信号Ｌを出力する。

９はＯＲ回路で、前記演算回路４、前記乗算回路６、及
び前記電圧補正回路８からのパルス信号Ｔ，，Ｌ，Ｔ３
を入力して、パルス時間幅（ｔｐ＋ｔｍ＋ｔｕ）のパル
ス信号Ｔを出力回路１０‘こ供総合する。

更に第２図において、１２は図示しないスター夕の駆動
状態を検出するための端子で、端子１２にスター夕駆動
を示す信号が入力されると、前記運転状態検出手段７に
て検出された冷却水温の信号に従って燃料増量比を決定
する増量回路１３が作動する。

前記分周回路３には、単安定マルチパイプレー夕１４お
よび比較回路１５が接続され、比較回路１５は分周回路
３から入力される機関回転数に反比例した時間幅のパル
ス信号と、このパルス信号に同期して単安定マルチパイ
プレータ１４から入力される一定時間幅のパルス信号と
を比較して増量回路１３の作動を制御する。すなわち、
比較回路１５は、機関回転数が設定回転数（例えば４０
びｐｍ）以上の場合のみ、増量回路１３の出力信号が秦
算回路６に入力されるのを制御する。１６はスター夕の
駆動時間を検知する時限回路で、スタータ駆動時間が駆
動開始後機関温度に応じた所定時間経過すると前記増量
回路１３の作動を停止させる。

出力回路１０は内燃機関の各気筒に設置された電磁噴射
弁１１を前記パルス信号Ｔの時間幅（ｔｐ＋ｔｍ＋ｔｕ
）の間閥弁作動させ、運転状態に応じた最適量の燃料を
内燃機関に僕総合するようにしてあり、前記演算回路４
は例えば特関昭４９−９７０１６号公報に記憶されたパ
ルス時間幅可変のマルチパイプレータが用いられる。

そして、分周回路３からのパルス信号によってコンデン
サの充電が制御され「その放電が空気量計５によって制
御される。そして、機関回転数に反比例し機関の吸気量
に比例した時間幅ｔｐのパルス信号Ｔ，を生ずる。上記
公報に記載されて公知の通り、分周回路３からのパルス
信号の時間幅は機関の回転数に反比例するものであるた
め、演算回路４の回路定数を適宜選定することによって
コンデンサの充電電圧を低回転時には飽和させ、機関の
回転数が第１の設定値（例えば１２８ｐｍ）以下の場合
は、パルス時間幅ｔｐを回転数に対して一定とすること
ができる。しかして、演算回路４の生ずるパルス信号Ｔ
，の時間幅広は、第１の設定回転数（１２８ｐｍ）以下
の場合は回転数に対して一定でありそれ以上の回転数に
対しては回転数に反比例する。第２図は運転状態検出手
段７、増量回路１３比較回路１５及び時限回路１６の詳
細構成を示す。

図示のごとく、増量回路１３はコンデンサＣ，、ダイオ
ードＤ，〜Ｄ５、抵抗Ｒ，〜Ｒ９、トランジスタＴｒ，
，Ｔｒ２，Ｔｒ３から構成され、比較回路１５はインバ
ータ１５１、Ｄ−フリツプフロツプ１５２から構成され
、運転状態検出手段７は水温検出用のサーミスタ７０、
抵抗Ｒ，ｏ〜Ｒ，２、トランジスタＴｒ４から構成され
し時限回路１ ６は比較器１ ６０、抵抗Ｒ２ｏ〜Ｒ２
５、ダイオードＤ２ｏ〜○２４、トランジスタＴｔ２ｏ
，Ｔｒ２，、コンデンサＣ２。から構成される。運転状
態検出手段７において、機関の冷却水温が低くなるにつ
れて、サーミスタ７０の抵抗値は増大するため、抵抗衣
，２とェミッタホロワ接続されたトランジスタＴ【４の
ェミツタ電位は冷却水温低下につれて高くなる。

一方、増量回路１３において、図示しないスター夕が駆
動されている間は、端子１２に高レベル電圧のスタータ
信号を入力することによって、トランジスタＴｒ，が導
適する。トランジスタＴｒ，の導通によって、トランジ
スタＴ【２およびトランジスタＴもが導通し、スタータ
駆動中は電流１，および１２がそれぞれトランジスタＴ
ｒ２およびトランジスタＴｒ３を通って流れる。ここで
トランジスタＴｒ２およびＴｒ３のェミツタに印加され
る電圧は、いずれも一定電源電圧Ｖ８ではなく、運転状
態検出手段７の抵抗Ｒ，２の両端電圧であるため、トラ
ンジスタＴｒ４のェミツタ電位が高いほど電流１，，１
２は大きくなる。すなわち、電流１，，りま冷却水温度
が低いほど大きくなる。この増量回路１３の作動は比較
回路１５及び時限回路１６によって制御される。

単安定マルチパイプレー夕１４には、分周回路３から機
関回転数に反比例した時間幅ｔｏのパルス信号が入力さ
れており、そのパルス信号入力毎に単安定マルチパイプ
レータ１４は一定時間幅はのパルス信号を生ずる。この
時間幅ｔｓは機関回転数の第２の設定値（４０仇ｐｍ）
に対応して設定されており、時間幅ｔｓのパルス信号は
比較回路１５のＤ−フリツプフロップ１５２のデータ端
子Ｄに入力される。一方、Ｄ−フリツプフロップ１５２
のクロック端子ＣＬＯＣＮこは分周回路３からのパルス
信号をインバータ１５１によって反転したパルス信号が
入力されている。そして、機関回転数が第２の設定回転
数より低い時は、パルス時間幅Ｔｏがパルス時間幅広よ
りも大きくなるため、Ｄ−フリップフロップ１５２はＱ
出力端子に高レベルの電圧を生ずる。逆に、機関回転数
が第２の設定回転数より高い時は、パルス時間幅ｔｏが
パルス時間幅ｔｓよりも小さくなるため、Ｄーフリツプ
フロツプ１５２はＱ出力端子に低レベルの電圧を生ずる
。この結果、増量回路１３のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ
３を流れる電流は、比較回路１５が高レベルの電圧を生
じている時にのみ、それぞれダイオ」ドＤ３，Ｄ４を介
して乗算回路６に流入するが、比較回路１５が低レベル
の電圧を生じている時は、ダイオードＤ２，Ｄ５を介し
て比較回路１５に流れるため乗算回路６には流入しなく
なる。すなわち、増量回路１３から乗算回路６に大きな
鷺続五，，１２が流れるのは、機関回転数が第２の設定
回転数（４０びｐｍ）以下の場合のみである。

一方、時限回路１６のコンデンサＣ２ｏは抵抗Ｒ２，、
ダイオードＤ２２を介して運転状態検出手段７のトラン
ジスタＴｒ４のェミッタ電位に比例して充電されており
、比較器１６０は低レベルの電圧を生じてトランジスタ
Ｔｒ２２は遮断している。

この状態でスタータ駆動開始と同時に端子１２に高レベ
ル電圧が印加されるとトランジスタＴｒ，が導適するた
めコンデンサＣ２ｏはもはや充電されなくなり、コンヂ
ンサＣ２ｏはトランジスタＴら，、抵抗Ｒ２２を介して
放電を行う。この放電はスター夕の駆動中持続し、スタ
ータ駆動時間が長くなってコンデンサＣ２ｏの両端電圧
が抵抗Ｒ２３，・Ｒ２４にて決定される設定電圧以下に
なると、比較器１６０は低レベルの電圧を生じてトラン
ジスタＴｒ２２が導適する。したがって、トランジスタ
Ｔｒ２２のコレクタ端子を増量回路１ ３のダイオード
Ｄ２，Ｄ５のカソードに接続すれば、スター夕駆動時間
が所定時間以上持続すると電流１，，１２は流れなくな
る。この所定時間は機関の冷却水温に応じて変化するこ
とは言うまでもない。前記電流１，，１２が入力される
乗算回路６は例えば特開昭４９一６７０１６号公報に記
載された時間幅可変のマルチパイプレータとして構成さ
れる。

このマルチパイプレータは、演算回路４からのパルス信
号Ｔ，のパルス時間幅■の間充電されるコンデンサを有
し、その充電終了後の放電持続時間に等しいパルス時間
幅ｔｍのパルス信号Ｔ２を生ずるものであり、充電時に
外部回路から流れ込む電流が大きいほどパルス時間幅ｔ
ｍは大きくなり、かつ放電時に外部回路から流れ込む電
流が大きいほどパルス時間幅ｔｍ‘ま大きくなるよう横
成されているものである。そこで、第２図に図示した増
量回路１３からの電流１，および１２によってそれぞれ
乗算回路６のコンデンサの充電および放電を制御すれば
、乗算回路６の生ずるパルス信号Ｔ２のパルス時間幅血
は、雷続五，および１２が大きいほど大きくなり、その
増加比は抵抗Ｒ８，Ｒ９の調整によっても決定される。
前記のごとく、増量回路１３から乗算回路６に流入する
電流１，，１２は、スタータ駆動中は機関の冷却水温度
が低いほど大きくなり、スタータ駆動停止中および機関
回転数が第２の設定回転数以上の時およびスタータ騒動
時間が所定時間ら久上になると流れなくなる。

したがって、パルス信号Ｔ２のパルス時間幅ｔｍは、ス
タータ駆動時間が所定時間以内でかつ機関回転数が第２
の設定回転数以下の場合にのみ大幅に大きくなる。前記
演算回路４から出力されるパルス信号Ｔ，乗算回路６か
ら出力されるパルス信号Ｌおよび電圧補正回路８から出
力されるパルス信号丸はＯＲ回路９において時間幅加算
される。

ＯＲ回路９からのパルス信号Ｔの時間幅の特性を第３図
および第４図に示す。第３図は機関回転数が１０びｐｍ
における冷却水温度に対する燃料噴射時間を示しており
、燃料噴射時間は冷却水温度が低くなるにつれて大きく
されるが、特にスタータ駆動中はスタータ駆動停止中に
比して低温側で著しく大きくされる。また、第４図は、
機関の冷却水温−２ぴ０における機関回転数に対する燃
料噴射時間を示しており、燃料噴射時間はクランキング
中は機関回転数が第１の設定回転数以下の場合は一定と
なり、第１の設定回転数と第２の設定回転数との間にあ
る場合は回転数に反比例して減少し、第２の設定回転数
以上では大略一定となる。なお、第１の設定回転数（１
２８ｐｍ）および第２の設定回転数（４０仇ｐｍ）はそ
れぞれ内燃機関始動時の初蟻および完嬢に対応して設定
されており、初蟻から完爆までの移行が円滑に達成され
、完嬢後にスター夕駆動を継続しても燃料供聯合過多に
よるプラグかぶりおよび機関のくずぶり等が防止される
。上試作動によって機関の始動をメインィンジェクタの
みで達成できるのであるが、例えばバツテリ電圧が低下
してプラグの着火エネルギーが少ないと機関始動が不能
となる。そのためスター夕を駆動し続けるとズび風こ増
量された燃料でプラグかぶりを生じ始めるが、スター夕
の駆動時間が所定時間以上になると増量は行われなくな
り、スター夕駆動の継続によって機関の縞気および燃料
の蒸発が行われるため、機関始動失敗後の再始動が極め
て容易となる。なお、上記実施例において、時限回路１
６にて設定された時間は必ずしも機関温度に関連させる
必要はなく、一定時間としても良い。

上述の作動より明らかなごと〈、本発明によれば「特に
増量手段の作用によって適切な増量が行われて機関の始
動がメインィンジェクタのみで達成でき、装置のコスト
ダウンおよび信頼性を高めることができ、しかも、時限
手段の作用によってスター夕騒敷時間が設定時間以上に
なったときには増量作用を停止させ、点火プラグの燃料
かぶり等を防止して再始動を円滑に行うことができると
いう綾れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図
、第２図は第１図図示の本実施例の一部詳細構成を示す
電気結線図、第３図は本実施例における冷却水温に対す
る燃料噴射時間を示す特性図、第４図は本実施例におけ
る回転数に対する燃料噴射時間を示す特性図である。 ４・…・・演算回路、７・・・…運転状態検出手段、１
１・…・・電磁噴射弁、１３・・・・・・増量回路、１
５・・…・比較回路、１６・・・・・・時限回路。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の運転状態に応じた時間幅のパルス信号に
   て燃料供給量を規定する電子制御式燃料噴射装置におい
   て、機関回転数が第１の設定回転数以下のときに機関回
   転数に対して一定の時計幅のパルス信号を生じると共に
   、第１の設定回転数以上では機関回転数に関連させたパ
   ルス信号を生ずる演算手段と、機関回転数がこの第１の
   設定回転数より高い第２の設定回転数以下でかつスター
   タ駆動時に、機関温度に応じた比率で前記演算手段によ
   り求めたパルス信号の時間幅を増加させる増量手段と、
   スタータ駆動時間が設定時間以上になると、前記増量手
   段による増量作用を停止させる時限手段と、内燃機関に
   設置されて増加補正された時間幅のパルス信号に応動し
   て燃料噴射する電磁噴射弁とを備え、内燃機関への燃料
   供給を前記電磁噴射弁のみによって行うことを特徴とす
   る電子制御式燃料噴射装置。