JPS6027818B2 - 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、特に内燃機関
の始動時に燃料噴射量を増量する（始動増量という）構
成を改良したものである。

従来の内燃機関用燃料噴射装置は、機関の冷却水温が低
い時の始動性を良くするために、例えば主噴射弁の他に
機関のシリンダから離れた位置で吸気管１個或いは複数
個の始動増車用補助噴射弁を設置し、かっこの補助噴射
弁の噴射時間を大略一定値に決定し、スター夕を回し続
けた場合でも一定時間後には前記始動用補助噴射弁の不
作動にして点火プラグのかぶるのを防止するためのサー
モタィムスィッチを有している。

この一例は第１図図示の如くで、機関の冷却水温を感知
する部分に取り付けられ、スター夕２００を回すと始動
用補助噴射弁１００‘こ通電すると共にヒートコイル１
０１にも通電し、スター夕２００を回し続けるとヒート
コイル１０１の発熱によりバイメタル１０２が緩められ
、そのポイント１０３が開き前記始動用補助噴射弁１０
０への通電が止まるようになっている。ここで、前記ヒ
ートコイル１０１によりバイメタル１０２が緩められて
ポイント１０３が開くまでが前記始動用補助噴射弁１０
０への通電時間となり、さりこ機関の冷却水温度（たと
えば３５ｑ○）以上になるまでバイメタル１０２が緩め
られるとポイント１０３が開くように設定されている。
また前記ヒートコイル１０１は電流が多くなればなるほ
ど熱は多く発生し、バイメタルを緩める熱は多くなるた
め、機関の電源電圧によっても始動用補助噴射弁１００
への通電時間が変化するように構成されている。しかし
ながら、上記構成のものは始動用補助噴射弁１００及び
サーモタィムスィッチを有するため構造的に複雑で、コ
ストの高いものが機関始動時のみのために必要となり、
さらに始動用補助噴射弁１００への燃料配管、サーモタ
ィムスィッ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がある。

また、低温時非常に多くの燃料が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
るようになっているため、始動完了後も一部の燃料が機
関の吸気管に残り、始動完了後除々に吸入されるため排
気ガスェミッションが悪化する（特にＨＣ）という欠点
を有する。また、各気筒への分配が悪いため、始動に必
要以上の燃料が噴射され微少ではあるが燃費も悪化する
という問題がある。そこで始動用補助噴射弁を廃止して
主噴射弁の燃料増量のみによって始動を行なうことが提
案されているが、特に低温時では燃料の気化が悪いため
、気筒内空燃比を可燃範囲に保つためにさらに多量の燃
料が必要となり、主噴射弁から噴射される燃料量は、第
５図からわかるように膨大なものとなる。

しかるに、内燃機関が完嫁に至ると気筒内温度が上昇し
て燃料の気化が良くなり、気筒内空燃比が過濃となって
点火プラグがくすぶり、第５図に示すような始動初期に
必要な燃料量を引き続き供給した場合には機関がストー
ルを生ずるという欠点がある。本発明は、スタータ作動
中に内燃機関の完嬢によって生ずる内燃機関の作動状態
の変化を検知するようにし、機関が完爆に至った時には
、スタータ作動中の場合でも燃料増量を停止する構成と
することにより、ストールのない確実な始動を行ない、
しかも始動用補助噴射弁を用いない構成にすることが可
能な電子制御式燃料噴射装置を実現することを目的とす
るとするものである。

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。

本実施例では機関回転速度に応じて、かつ機関の吸入空
気量に対応して基本の燃料噴射を行なう電子制御式燃料
噴射装置について述べる。第２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点火コイルの一
次側端子、２は端子１よりの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、例
えば６気筒の場合機関１回転で燃料噴射する主噴射弁１
１を１回作動させるようにするためには１／３分周回路
が用いられ、機関１回転で２回以上前記噴射弁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
言うまでもない。４は演算回路で、分周回路３からの回
転信号と空気量量センサ５からの吸入空気量に応じた信
号とを入力し、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，を発生する。

該パルス信号Ｔ，の時間幅Ｔｐは、１つの気筒に１行程
で吸い込まれた空気量に比例する。６は乗算回路で前記
演算回路４から出力されるパルス信号Ｔ．のパルス時間
幅ｔｐに、機関の冷却水温、吸入空気量等を検出する運
転状態検出手段７からの各種信号を秦算して、パルス時
間幅ｔｍのパルス信号Ｔ２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Ｌ
を入力し、主噴射弁１１の燃料噴射量が電源電圧（例え
ば自動車の蓄電池電圧）によって変化するのを補正する
ため、電源電圧に応じたパルス時間幅ｔｎのパルス信号
Ｔ３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，，Ｔ２，Ｔ３
を入力してパルス時間幅（ｔｐ＋ｔｍ＋机）のパルス信
号Ｔを出力回路１０１こ供孫合する。

１４はプレツシヤスイツチで、ダイヤフラム１４ａ、ス
プリング１４ｂ、ダイヤフラム１４ａと一体となって開
閉するポイント１４ｃ、および機関１５本体の吸気管と
負圧信号導入管１７によって連絡される負圧室１４ｄと
から構成されている。

そして、吸気管内員圧が設定値（スプリング１４ｂのバ
ネ定数によって定まる値で、機関が完爆に達したと認め
られる値に予め設定されている）に達すると、負圧の吸
引力がバネ定数に打ち勝ってダイヤフラム１４ａが動き
、ポイント１４ｃが閉じるようになっている。第３図は
機関の冷却水温が−１ｏｏ０における始動時の吸気管内
負圧の変化を示すもので、クランキング開始後初爆を境
にして負圧が急激に増すことがわかる。プレツシヤスイ
ツチ１４のポイント１４ｃが開いており、しかも端子１
２にスタータ駆動中を示す信号が入力されている間、指
冷回路１６は始動増量信号を発生する。

該信号は前記演算回路４及び増量回路１３に入力され、
増量回路１３は該信号に応答して作動し運転状態検出手
段７によって検出された機関温度に応じて燃料噴射量を
増加させるべく増幅信号を前記乗算回路６に伝達する。
前記演算回路４は、たとえば持閥昭４９−６７０１６号
公報に記載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。そして分周回略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
センサ５によって制御される。そして、機関回転速度に
反比例し機関の吸入空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
、分周回略３からのパルス信号の時間幅は機関の回転速
度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、機関が完像に至らない間はパルス
時記幅ｔｐを回転速度に対し一定とすることができる。
こうして演算回路４の発生するパルス信号Ｔ，の時間幅
ｔｐは、機関が完嬢に至らない低回転時（たとえば１２
仇ｐｍ以下）の場合は回転速度に対して一定であり、そ
れ以上の回転速度に対して回転速度に反対例する。なお
、機関始動時のような低回転数でパルス信号Ｔ，を回転
速度と無関係にするのは、燃料噴射量が多くなり過ぎる
のを防ぐためである。

さらにこの演算回路４のコンデンサの放電を、空気量セ
ンサ５からの信号のみならず、指令回路１６からの始動
増量信号にも応じて制御することにより、パルス信号Ｔ
，のパルス時間幅ｔｐを実際の空気量に比例した値より
大きくできる。機関の始動時に実際の空気量に比例した
時間幅のパルス信号を発生させることは公知であり、本
実施例においてはこれを始動増量信号に応じて行なうわ
けである。始動増量を担う回路の一例を第４図に示す。
第４図は、運転状態検出手段７、増量回路１３、指令回
路１６の詳細構成を示す。図示のごとく、増量回路１３
は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９、トラン
ジスタＴｒ２，Ｔｒ３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，
．，Ｒ，２、トランジスタＴｒ４から構成され、指令回
路１６はトランジスタＴｒ，，抵抗Ｒ，．Ｒ２，Ｒ３、
コンデンサＣ，、ダイオードＤ，から構成されている。
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Ｒ，２とヱミッタホロワ接続されたトランジスタＴｒ
４のェミッ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Ｔｒ
２およびトランジスタＴｒ３が導通し、スター夕駆動中
は電流１，および１２がそれぞれトランジスタＴｒ２お
よびトランジスタＴらを通って流れる。ここでトランジ
スタｈ２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Ｔ
ｒ４のェミツタ電位が高いほど１，，１２は大きくなる
。すなわち、電流１，，１２は冷却水温度が低いほど大
きくなる。ところが、スタータ駆動中であっても吸気員
圧が増してプレッシャスィッチ１４のポイント１４ｃが
閉じると、トランジスタｍ，は強制的な遮断させられる
ためトランジスタＴｒ２，Ｔて３も遮断し、電流１，，
１２は流れない。第５図は機関回転速度が１０仇ｐｍに
おける冷却水温に対する燃料噴射時間を示しており、燃
料噴射時間は冷却温が低くなるにつれて大きくなるが、
特にスタータ作動中はスタータ停止中に比べて低温側で
著しく大きくなることを示している。前記電流１．，１
２が入力される乗算回路６は例えば特関昭４９一６７０
１６号公報に記載された時間幅可変のマルチパイプレー
タとして構成されている。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ｔｐ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ｔｍ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は大きくなるよう礎成されているものである。そ
こで、第４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
属号ちのパルス時間幅ｔｍは、電流１，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。内燃機関が完藤に至り吸気管
内員圧が急激に増大してブレツシャスィッチ１４の接点
が閉じると、第４図においてスタータ作動信号が引き続
き端子１ ２から入っても、トランジスタＴｒ，に加わ
るベース電位は０となり、１，，１２の増量量信号は停
止され、膨大な始動増量は停止する。

従って、機関が完嫁して燃料の気化が良くなって過濃な
燃料となった時、引き続きスター夕を回しても燃料噴射
量は急減して点火プラグのかぶり或し、はくすぶりを防
止できる。しかも、この時空気量センサ５からの信号に
よる基本演算は行なわれているので、機関はストールす
ることなく確実に始動に至ることができる。第６図は機
関の冷却水温が−２０℃における機関の吸気管内負圧に
対する始動時の燃料噴射パルス幅を示しており、燃料噴
射該パルス幅は機関の低回転時（負圧一１０肋Ｈｇ以下
）では一定となり燃料過多となるのを防ぎ、完縁に相当
する負圧（一１０仇奴Ｈｇ）に達するまでは、負圧に反
比例して減少し、プレッシャスィッチ１４のポイント１
４ｃの開成（一１５肋Ｈｇ）後は大略一定となる。なお
、内燃機関の始動時の完嫁を検知する手段として、前述
の吸気管内負圧を検知するもの以外に、排気系に設置さ
れた排気温度センサの出力変化を検知するもの、あるい
はエンジンオイル油圧センサの出力変化を検知するもの
等を用いてもよい。

以上述べたように本発明においては機関始動時に供給燃
料の増量を行なう増量手段を備えるものにおいて、内燃
機関が完爆に達した時増量手段の燃料増量を制限する増
量制限手段を備えているから、内燃機関の始動開始後完
螺に達すると自動的に燃料増量を制限することができ、
確実な始動を実現でき、しかも本発明によれば内燃機関
の始動が主噴射弁のみで達成され、装置のコストダウン
および信頼性の同上が図れるという優れた効果がある。

図面の簡単な説明第１図は従来装置に用いられているサ
ーモスィムスィッチの構成を示す模式図、第２図は本発
明の一実施例の全体構成の一部をブロック図で示す構成
図、第３図は第２図図示の実施例における始動の経過と
吸気管内負圧との関係を示す特性図、第４図は第２図中
の一部詳細構成を示す電気結線図、第５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
６図は本実施例における吸気管内員圧に対する燃料噴射
パルス幅を示す特性図である。

１３・・・増量手段を構成する増量回路、１４・・・検
知手段をなすプレッシャスィッチ、１６・・・増量制限
手段をなす指令回路。

第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の作動中、その作動状態に応じて燃料量を
   演算し、この燃料量を前記機関の温度に応じて増量補正
   し、この増量補正された燃料量を燃料噴射弁によつて前
   記機関に供給する電子制御式燃料噴射装置において、ス
   タータ作動時における前記機関の温度に応じた増量補正
   をスタータ非作動時における前記増量補正よりも十分に
   大きくする始動用温度増量手段と、前記機関の始動に至
   る以前の燃料の完爆を検出する完爆検出手段と、この完
   爆検出手段による燃料完爆検出に応動して前記始動用温
   度増量手段による前記増量補正を前記スタータの作動と
   は無関係に制限する増量制限手段とを備え、前記機関の
   始動時における燃料供給を前記燃料噴射弁で制御するこ
   とを特徴とする電子制御式燃料噴射装置。