JPS6069247A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、各気筒の吸気ボート内に燃料を噴射するよ
うにした内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

（従来技術） 従来、この種の機関では、各気筒に設けたすべての噴射
弁を、特定のクランク角度信号に基づいてクランク軸が
１回転する毎に１回の割合でいっせいに噴射作動させる
ようにしていたが、これだと気筒によっては噴射された
燃料がすぐには燃焼室に供給されず、吸入されるまでの
一時滞留中にボート壁面に付着するなどして好１しくな
い。

そのため、各気筒を例えば吸気行程が近い２つのグルー
プに分け、これらの噴射時期全開々に設定することによ
り、燃料が各燃焼室に吸入されるまでの期間を短縮する
ようにした燃料噴射制御装置が本出願人より提案されて
いる（特開昭５６−１５９５２９号、５７−８３２８号
公報等参照）。

第１図にこの装置の制御ブロックを示すと、１はクラン
ク角センサ、２はエアフローメータ、３は制御回路、４
〜９は燃料噴射弁（６気筒エンジンの場合）で、この噴
射弁４〜９は吸気行程が近い気筒グループに対応して２
グループに分けられる。

クランク角センサ１か′ら出力される７２０°信号（気
筒判別信号）Ｃは制御回路３内のマイクロコンピュータ
（ＣＰＵ）１ｏに、１２０°信号（基準角度信号）ｂは
マイクロコンピュータ１０とカウンタ１１に、２°信号
°（単位角度信号）ａは回転数計測カウンタ１２により
回転数信号としてマイクロコンピュータ１０に入力され
る。また、エア７０−メータ２の吸入空気量信号はＡ／
Ｄ変換器１３でデジタル信号に変換され、マイクロコン
ピュータ１０に入力される。

マイクロコンピュータ１０は、回転数信号と吸、大空気
量信号等に基づいてエンジン１回転当りに必要な燃料噴
射量を演算し、この噴射量に対応した時間値をレジスタ
１４にセットする。他方、マイクロコンピュータ１０は
、１２０°信号すに基づいてエンジン１回転毎にハイレ
ベルとローレベルに切換る噴射切換信号ｄを出力すると
共に、その１回転に対応する１２０°信号すの制御値（
３）全レジスタ１５にセットする。

レジスタ１４．１５のセット値は、コンパレータ１６，
１７にてそれぞれカウンタ１８．１１の計数値と比較さ
れ、カウンタ１１が１２０°信号ｂｔ計数して制御値（
３）と等しくなると、コンパレータ１７がハイレベルの
信号を出力し、カウンタ１１がリセットされると同時に
、カウンタ１８ならびにフリップフロップ１９がセット
される。

カウンタ１８がセットされると、クロック２０からの時
間信号全計数し、この計数値がレジスタ１４０セツト値
と等しくなると、コンパレータ１６の出力がハイレベル
となり、７リツプ７０ツブ１９がセットされる。

７リツブ７０ツブ１９の出力は、スイッチング用のトラ
ンジスタ２１．２２のベース側と、同じくトランジスタ
２３．２４のコレクタ側に入力され、トランジスタ２３
．２４は制御用のトランジスタ２５．２６からのＯＮ　
、ＯＦＦ信号により、導通、遮断する。

トランジスタ２５．２６のベース側には、前記噴射切換
信号ｄが入力され、この信号がハイレベルのときトラン
ジスタ２６が導通してそのＯＦＦ信号によりトランジス
タ２４が遮断し、ローレベルのときトランジスタ２５が
導通してそのＯＦＦ信号によりトランジスタ２３が遮断
する。

そして、トランジスタ２３の遮断時に、フリップフロッ
プ１９がセットされると、トランジスタ２１が導通して
燃料噴射弁４〜６が開かれ、他方トランジスタ２４の遮
断時に、フリップフロップ１９がセットされると、トラ
ンジスタ２２が導通して燃料噴射弁７〜９が開かれる。

噴射切換信号ｄは、エンジン１回転毎にハイレヘルトロ
ーレヘルとに切換、ｔられ　ハイレベルのときには、燃
料噴射弁７〜９が所定の噴射時期に所定量の燃料を噴射
するように駆動され、この後エンジンが１回転してロー
レベルになると、燃料噴射弁４〜６が同じく所定の噴射
時期に所定量の燃料を噴射するように駆動される。

したがって、各燃料の噴射時期全対応する気筒グループ
の吸気行程直前等に設定することで、噴射燃料が燃焼室
に吸入されるまでの期間が短縮され、吸気ポート壁面等
にほとんど付着することなく、燃料は流入空気と良く混
合しながらエンジンに供給されるのである。

ところで、このような装置にあっては、通常の運転時に
はクランク角センサ１からの信号に基づいて上述した噴
射制御がなされるが、エンジンの始動時にはクランク角
センサ１から７２０°信号Ｃが出力されるまで各気筒の
位置が判別されず、各噴射弁４〜６．７〜９の噴射時期
が定まらない。

そこで、始動時には、クランキングによりエンジンが回
転し始めクランク角センサ１から最初の１２０°信号す
が入力されたときに、制御回路３が全ての燃料噴射弁４
〜９全開き、いっせいに燃料を噴射させるようになって
いた。

このように始動燃料を制御すると共に、各気筒の位置に
かかわらずクランキングとほぼ同時に燃料を噴射させる
ことで、混合気の生成を早め、エンジンの速やかな始動
を保っている。

しかしながら、このような制御だと、気筒によっては最
初に燃料が噴射された後クランク角センサ１から７２０
°信号が出力されるまで、燃料の供給が中断されること
がある。また、燃料が過多となる気筒もあり、そのため
始動は行なわれるものの、回転変動の増加や排気エミッ
ションの悪化を招くという問題があった。

（発明の目的） この発明は、各気筒に的確に燃料を供給して、排気エミ
ッションを改善し、エンジンの良好な始動性を得ること
全目的としている。

（発明の構成ならびに作用） 各気筒の吸気ボートにそれぞれ設置された燃料噴射弁は
、吸気行程が近い気前グループに対応して例えば２つの
グループに分けられ、通常の運転時には機関の回転角′
ｔ−検出するクランク角センサからの気筒判別信号と基
準角度信号とに基づいて、グループ毎に交互に所定の回
転角で燃料を噴射するように開閉制御される。

そして、この後機関會停止すると、前記クランク角セン
サの信号から各気筒の停止位置がメモリに記憶され、機
関の始動時に燃料噴射弁は、始動噴射回路により前記メ
モリの記憶値に基づいて燃料を噴射するように開閉制御
される。

始動噴射回路には、各気筒の停止位置に対応して予め燃
料を噴射する順序ならびに回転角が設定されており、始
動時にクランキングにより機関が回転し始めると、燃料
噴射弁はメモリの記憶値に対応する順序ならびに回転角
の噴射パターンにしたがってグループ毎に交互に開閉さ
れるのである。

即ち、各気筒の停止位置を判別すると共に、この停止位
置に応じて各燃料噴射弁の噴射順序ならびに噴射時期を
設定することにより、始動時に各気筒の吸気行程等にお
いて的確に燃料を噴射させるのである。したがって、始
動時に気筒によって燃料が供給されなかったり、過多と
なるようなことは回避され、各気筒に確実に適正燃料を
供給することが可能になる。

（実施例） 第２図は本発明の実施例を示す制御ブロック図７− で、１はクランク角センサ、２はエアフローメータ、２
７は制御回路、４〜６，７〜９は各気筒の吸気ボートに
設置され吸気行程が近い気筒グループに対応して２つの
グループに分けられる燃料噴射弁である。

制御回路２７は、通常運転時にはマイクロコンピュータ
２８が回転数計測カウンタ１２からの回転数信号とエア
フローメータ２からの吸入空気量信号とに応じて燃料噴
射量を演算し、クランク角センサ１からの気筒判別信号
（７２０°信号）Ｃと基準角度信号（６気筒エンジンの
場合１２０°信号）ｂとに基づいて燃料噴射時期を設定
し、フリップ７０ツブ１９の出力と噴射切換信号ｄとに
より、燃料噴射弁４〜９ｔ−グループ毎に交互に開閉し
、エンジン１回転毎に、対応する気筒グループの吸気行
程直前等に要求量の燃料全噴射するよう制御することは
第１図で述べた通りである。

本実施例では、この制御回路２７に機関の停止時におけ
る各気筒の停止位＃全検出するためのカウンタ２９が設
けられ、このカウンタ２９にクラ８− ンク角センサ１からの基準角度信号すと気筒判別信号Ｃ
とが入力される。カウンタ２９は、気筒判別信号Ｃが入
力される毎に、クリアならびにセットされて基準角度信
号ｂ’６カウントし始め、その計数値を常にマイクロコ
ンピュータ２８に送る。

マイクロコンピュータ２８は、イグニッションスイッチ
３０が切られエンジンが停止すると、前記カウンタ２９
から最後に送られた計数値より、各気筒の停止位置を判
別し、その停止位置に対応した信号値Ｋをメモリ（ＲＡ
Ｍ）３１に送る。

メモリ３１は読出し、書込み可能な記憶回路で、直接バ
ッテリ３２に接続された安定電源３３により常時作動し
ており、次の信号が入力されるまで前記信号値Ｋｉ記憶
する。

ところで、制御回路２７はイグニッションスイッチ３０
に連動しバッテリ３２により作動するが、エンジンを停
止する際、イグニッションスイッチ３０を切ってもエン
ジンはすぐには止まらないから、エンジンが完全に止ま
りマイクロコンピュータ２８が信号値Ｋをメモリ３１に
送るまでは、制両回路２７の作動が停止しないように電
源保持回路３４が設けられる。

電源保持回路３４は、ダイオード３５．３６とトランジ
スタ３７とリレー３８とからなり、イグニッションスイ
ッチ３０ｔ−入れると、そのＯＮ信号によりトランジス
タ３７が導通してリレー３８が作動し、バッテリ３２と
接続して制御回路２７を作動するが、イグニッションス
イツｆ３０’に切ると、そのＯＦＦ信号に応答してマイ
クロコンピュータ２８内に設けたタイマ（図示しない）
が働き、所定時間マイクロコンピュータ２８からトラン
ジスタ３７に導通信号を送る。これにより、制御回路２
７は、イグニッションスイッチａｏｔ−切ってもしばら
く作動し、エンジンが完全に停止した後に作動を停止す
るようになっている。

−万、マイクロコンピュータ２８内ニハ、エンジン始動
時の燃料噴射を制御する始動噴射回路３９が設けられる
。

この始動噴射回路３９には、前記信号値Ｋに対応して予
め燃料噴射弁４〜６，７〜９の燃料を噴射する順序なら
びに回転角が設定され、始動時にイグニッションスイッ
チ３０を入れると、そのＯＮ信号に応答して始動噴射回
路３９は、前記メモリ３１に記憶された信号値に？Ｉ−
読出し、この信号値Ｋに応じた順序、回転角の噴射パタ
ーン全マイクロコンピュータ２８に指令する。

そして、この指令を受けるとマイクロコンピュータ２８
は、エンジン始動時にその噴射パターンにしたがって燃
料噴射弁４〜６，７〜９から燃料を噴射するようにレジ
スタ１４．１５ＦＣセツトし、制御用のトランジスタ２
５．２６に噴射切換信号ｄを出力する。

この場合、マイクロコンピュータ２８は、前記噴射パタ
ーンにしたがってレジスタ１５に制御値（１）ｔセット
し、始動によジエンジンが回転し始めクランク角七ンサ
１から最初の基準角度信号すが入力されたときに、燃料
噴射弁４〜６（または７〜９）を開き、２番目の基準角
度信号すが入力されたときに、燃料噴射弁７〜９（また
は４〜６）を開くようにローレベルとハイレベルの噴射
切換１１− 信号ｄ全出力する。またこのときレジスタ１４は所定の
燃料噴射量となるように時間値がセットされる。

そして、クランク角七ンサ１から３番目の基準角度信号
すが入力された後は、上記制御が中止され、気筒判別信
号Ｃと基準角度信号すとに基づいて前述したように通常
の燃料噴射制御が行なわれる。ただし、レジスタ１４．
１５のセット値とカウンタ１８，１１の計数値とがコン
パレータ１６゜１７にて比較され、このコンパレータ１
６　、１７の信号に応じて切換る７リツブ７０ツブ１９
の出力と、前記噴射切換信号ｄとにより、燃料噴射弁４
〜６．７〜９が開閉されることは前記第１図と同様であ
る２゜ ここで、６気筒エンジンにおいて、各気筒の停止位置に
対応して設定した信号値にと、この信号値Ｋに対応して
設定した燃料の噴射パターンの１例を第３図にパす。

気筒判別信号Ｃが出力づれる直前の基準角度信号すの出
力時点でエンジンが停止した場合、に−１２− ５となり、エンジン始動時にはまず最初に基準角度信号
すが出力されたときに燃料噴射弁４〜６から気筒＋１〜
÷３に燃料が噴射され、２番目に基準角度信号すが出力
されたときに燃料噴射弁７〜９から気筒す４〜す６に燃
料が噴射される。そして、３番目に基準角度信号すが出
力されたときから、エンジン１回転毎に燃料噴射弁４〜
６，７〜９から各気筒す１〜÷３．す４〜◆６に交互に
燃料が噴射され、通常運転に移行する。

気筒判別信号Ｃの２つ前の基準角度信号すの出力時点で
エンジンが停止した場合はに＝４、また３つ前の場合は
に＝３となり、１．２番目の基準角度信号すの出力時に
燃料噴射弁４〜６，７〜９から気筒＋１〜＋３．＋４〜
φ６に燃料が噴射され、それぞれ３番目の基準角度信号
すの出力時から通常制御運転に移行する。

また、気筒判別信号Ｃの４〜６前の基準角度信号すの出
力時にエンジンが停止した場合は、それぞれに＝２　、
１　、　Ｏとなり、１番目の基準角度信号すの出力時に
燃料噴射弁７〜９から燃料が噴射され、２番目の基準角
度信号すの出力時に燃料噴射弁４〜６から燃料が噴射さ
れる。そして、同じく３番目の基準角度信号すの出力時
から通常制御運転に移行する。

Ｋ＝５０気筒す１．に＝２の気筒φ４では燃料、が過濃
となり（図中イ）、に＝３０気筒す６．に＝０の気筒＋
３では燃料が供給されない（図中口）ところがあるが、
全体としてはいずれの場合も各気筒＋１〜÷６の吸気行
程等で適正量の燃料が供給される。

次に作用を説明する。

通常の運転時にはイグニッションスイッチ３０のＯＮ信
号により電源保持回路３４のトランジスタ３７が導通し
た状態にあり、第４図のフローチャートに示すように、
カウンタ２９からマイクロコンピュータ２８に気筒判別
信号Ｃと基準角度信号すが送られる。

気前判別信号Ｃが送られたときマイクロコンピュータ２
８はに＝０’（ｒ選択し、基準角度信号すが送られたと
きその計数値に対応してにミ１〜５を選択する。

この状態からエンジン全停止しようとしてイグニッショ
ンスイッチ３０を切ると、燃料噴射が停止される一万、
そのＯＦＦ信号に応答してマイクロコンピュータ２８か
らトランジスタ３７に導通信号が出され、制御回路２７
の作動が所定時間継続される。

そして、エンジンが完全に停止すると、マイクロコンム
ータ２８はカウンタ２９から最後に送られた信号に基づ
く信号値Ｋをメモリ３１に送り、記憶させる。この後、
トランジスタ３７が遮断され、制御回路２７の作動が停
止する。

次にエンジンを始動しようとしてイグニッションスイッ
チ３０ｔ−入れると、スタータモータ等によりエンジン
が回転し始めるが、このとき第５図のフローチャートに
示すように、メモリ３１に記憶された信号値Ｋが始動噴
射回路３９により読出され、始動噴射回路３９がその信
号値Ｋに応じた順序、回転角の噴射パターンをマイクロ
コンピュータ２８に指令する。

１５− そして、マイクロコンピュータ２８は、エンジン始動時
にその噴射パターンにしたがって燃料噴射弁４〜６，７
〜９から燃料全噴射させるように制御するのである（第
３図参照）。

このように構成したので、エンジンの停止時における各
気筒の正確な停止位置を、検出でき、この停止位置に基
づいてエンジン始動時に各燃料噴射弁の噴射順序ならび
に噴射時期′１ｋ２ｉＩ正に制御することができる。

したがって、エンジン始動時に各気筒とも最初の吸気行
程からほぼ適正量の燃料が供給され、燃焼行程に入ると
次々に良好な燃焼が行なわれるのである。

この結果、従来例のようにエンジン始動時に燃焼状態が
不安定となるようなことはなく、排気エミッションの改
善が図れ、良好な始動性を確保することができる。

なお、通常運転時には、もちろん最適な燃料噴射が行な
われ、各気筒に的確に燃料を供給することができる。

１６− （発明の効果） 各気筒の停止位置に基づいて、エンジン始動時の燃料噴
射弁の燃料の噴射順序、噴射時期を制御したので、各気
筒に的確に燃料を供給でき、排気組成の向上と始動性の
向上とが図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の制御ブロック図、第２図は本発明の実
施例を示す制御ブロック図、第３図はその噴射パターン
の設定例を示すタイミングチャート図、第４図、第５図
はそれぞれフローチャートである。 １・・・クランク角センサ、２・・・エア７０−メータ
、４〜９・・・燃料噴射弁、１１・・・カウンタ、１４
，１５・・・レジスタ、１６，１７・・・コンパレータ
、１８・・・カウンタ、１９・・・７リツプ７０ツブ、
２５．２６・・・トランジスタ、２７・・・制御回路、
２８・・・マイクロコンビ二一タ、２９・・・カウンタ
、３１・・・メモリ、３４・・・電源保持回路、３９・
・・始動噴射回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各気筒の吸気通路にそれぞれ燃料噴射弁を設置し、この
   燃料噴射弁を吸気行程が近い気筒グループに対応して少
   なくとも２つのグループに分けると共に、機関の回転角
   を検出するクランク角センサを設け、このセンサからの
   気筒判別信号と基準角度信号とに基づいて前記燃料噴射
   弁全グループ毎に交互に所定の回転角で開閉制御する制
   御回路ｔ−備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において
   、機関停止時に上記クランク角センサの信号から各気筒
   の停止位１ｆｔ−記憶するメモリヲ設け、機関始動時に
   はこのメモリの記憶値に基づく順序ならびに回転角で上
   記燃料噴射弁をグループ毎に交互に開閉制御する始動噴
   射回路を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制
   御装置。