JPS61129436A - コ−ルドスタ−トインジエクタの駆動装置 - 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、燃料噴射式エンジンにおけるコールドスタ
ートインジェクタの駆動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

低温時には燃料の霧化が悪く、始動性が悪くなるため、
燃料噴射式エンジンにおいては、メインインジェクタの
イｈ゛に、より燃料霧化性能の良いコールドスタートイ
ンジェクタを設け、低温でのエンジン始動時には、その
コールドスタートインジェクタを開弁作動して燃料噴射
させることによって、始動性を向上させている。

そのため、第９図の如く、コールドスタートインジェク
タ１０は、タイムスイッチ３０とスタータスイッチ２１
とを介してバッテリ６１に接続され、エンジン温度が所
定温度以下の始動時に所定時間通電され、開弁作動され
るようになっている。

つまり、タイムスイ・ノチ３０は、バイメタル３１ａと
接点３１ｂによって成るバイメタルスイッチ３１を有し
、タイムスイッチ３０は、エンジン冷却水の循環路上に
設けられているため、バイメタル３１ａはエンジン冷却
水温の影響を受けて変形し、バイメタルスイッチ３１は
冷却水の低温時には閉じ、高温時には開くようになって
いる。また、バイメタル３１ａの周りには、２つのヒー
タコイル３２．３３が配設されており、ヒータコイル３
２は、パイメタルスイ・ンチ３１およびスタータスイッ
チ２１を介してバッテリ６１に接続され、ヒータコイル
３３はスタータスイッチ２１のみを介してバフテリ６１
に接続されている。従って、エンジン始動時にスタータ
スイッチ２１が閉じられると、ヒータコイル３２．３３
は、通電されてバイメタル３１ａを加熱し、加熱によっ
てバイメタルスイッチ３１が開かれると、ヒータコイル
３２は通電されなくなり、ヒータコイル３３のみが通電
されて、その後バイメタルスイッチ３１を開の状態に保
持する。尤も、エンジン冷却水温が高くて、バイメタル
スイッチ３１がはじめから開かれているときには、ヒー
タコイル３２は通電されず、ヒータコイル３３の通電に
よってバイメタルスイッチ３１を開状態に保持する。各
ヒータコイル３２．３３の通電による発熱量は一定であ
るので、通電開始後、バイメタルスイッチ３１が閉から
開に切り換えられる時間は、エンジン冷却水温によって
変化し、冷却水温が低い程長くなる。このタイムスイッ
チ３０の特性は、第１０図に示されるように、冷却水温
３５°Ｃを境にして低温側で閉じるようにされており、
閉時間は冷却水温の低下に従って直線的に長くなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような特性のタイムスイッチ３０を使用す
ると、常温域の２０°Ｃ付近の燃料噴射量が多くなり過
ぎ、燃焼室の空燃比がオーバリッチになり、エンジン始
動後の回転の落ち込みや排気中のＨＣ量が増加する問題
がある。

これに対して、第１０図に破線で示すように、タイムス
イッチ３０の閉時間を全体に短くすることが考えられる
が、この場合には、コールドスタートインジェクタ１０
が開弁作動されるチャンスが少なくなり、地域や季節に
よっては、雰囲気温度が長時間タイムスイッチ３０の閉
じる温度より低くならず、コールドスタートインジェク
タ１０が長時間開弁作動されないことが生じる。そのた
め、場合によっては、コールドスタートインジェクタ１
０のバルブが閉状態で固定してしまったり、コールドス
タートインジェクタ１０の噴射口が詰まったりして、必
要時にコールドスタートインジェクタ１０による燃料噴
射が不可能になる、所謂機能劣化が生じる。

従って、本発明の目的は、常温域においてコールドスタ
ートインジェクタによる燃料噴射量、つまり、開弁時間
が過大にならないようにしながら、開弁温度の上限を高
めに維持することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明は、常温域より低温側では温度が低（な
るに従ってほぼ直線的にコールドスタートインジェクタ
の開弁時間を長くし、常温域およびそれより高温側では
、極僅かづつコールドスタートインジェクタを開弁させ
ることを特徴とする。

具体的には、本発明のコールドスタートインジェクタ駆
動装置は、第１図に示すように、エンジン温度に応じて
最適なコールドスタートインジェクタの開弁時間を設定
する開弁時間設定手段と、エンジン始動時、開弁時間設
定手段によって設定された開弁時間だけコールドスター
トインジェクタを開弁させる開弁手段とを備える。

〔作用〕

開弁時間設定手段によってエンジン温度に応じた最適の
開弁時間が任意に設定される。従って、開弁時間は、低
温時の始動性を良くするが、空燃比をオーバリッチとし
ないように、しかも、比較的温度が高（なっても、開弁
が行われるように設定される。そして、開弁手段によっ
てその開弁時間だけコールドスタートインジェクタの開
弁が行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第２図は、本発明の一実施例の電気回路図を示し、この
図において、コールドスタートインジェクタＩＯがスタ
ータスイッチ２１およびタイムスイッチ３０を介してバ
フテリ６１に接続されている点は、第９図の従来例と全
く同一である。第２図においては、第９図の回路に、制
御回路４０が接続されており、タイムスイッチ３０によ
る他、この制御回路４０によっても、コールドスタート
インジェクタ１０が通電制御されるようになっている。

従って、制御回路４０の出力回路は、出力端子４６を介
してタイムスイッチ３０のバイメタルスイ・ノチ３１と
並列接続されており、制御回路４０には、エンジン冷却
水温を検出する水温センサ５１からの信号およびエンジ
ン回転数を検出する回転センサ５２からの信号、さらに
は、スタータスイッチ２１からの信号がそれぞれ入力さ
れている。また、制御回路４０は、イグニッションスイ
ッチ２２を介してバッテリ６１から電源供給されている
。

第３図は、制御回路４０の詳細を示しており、水温セン
サ５１からの信号は、バッファ４２ａを介してＡ／Ｄ変
換器４３に送り込まれ、Ａ／Ｄ変換器４３は、Ｉ１０ボ
ート４１ｄを介して送られるマイクロコンピュータから
のＡ／Ｄ変換指令に従って、周期的に水温センサ５１か
らの信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換が完了したとき、
完了信号をＩ１０ボート４１ｄを介してマイクロコンピ
ュータに送り、そこで、マイクロコンピュータは、Ｉ１
０ボート４１ｄを介してそのディジタル信号を取り込ん
で、マイクロコンピュータのＲＡＭ４１ｂの所定番地に
格納する。

また、スタータスイッチ２１からの信号は、バッファ４
２ｂおよびＩ１０ボート４１１を介してマイクロコンピ
ュータに取り込まれ、回転センサ５２からの信号も、バ
ッファ４２ＣおよびＩ１０ボート４１ｅを介してマイク
ロコンピュータに取り込まれる。回転センサ５２は、一
般的には、クランク角センサであり、所定クランク角毎
のパルス信号を発生するものである。そして、このパル
ス信号はマイクロコンピュータに取り込まれると、公知
のエンジン回転数演算用のプログラムを起動して、エン
ジン回転数を求める。こうして求められたエンジン回転
数は、ＲＡＭ４　ｌ　ｂ内に格納される。

一方、Ｉ１０ボート４１ｅには、セットリセット型フリ
７プフロツプ４４が接続されており、このフリップフロ
ップ４４は、Ｉ１０ボート４１８を介してマイクロコン
ピュータから送られる２つの信号によってセントあるい
はリセットされる。

フリップフロップ４４の出力端子には、ＮＰＮ型トラン
ジスタ４５のベースが接続されており、フリップフロッ
プ４４がセット状態とされると、トランジスタ４５は導
通される。

マイクロコンピュータは、前述のＩ１０ボート４１ｄお
よび４１ｅと、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）４１ａ、
ランダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）４１ｂ、リードオ
ンリメモリ　（ＲＯＭ）４１ｃ、図示しないクロックパ
ルス発生回路、メモリ制御回路、およびこれらを接続す
るバス４１ｆ等から主として構成されており、ＲＯＭ４
１　Ｃ内に格納されている制御プログラムに従って種々
の処理を実行する。なお、第３図において電源回路は省
略しである。

次にフローチャートを用いてマイクロコンピュータの動
作を説明する。

第４図は、イニシャル処理ルーチンおよびメイン処理ル
ーチンを表している。エンジンのイグニッションスイッ
チ２２がオンとなると、ＭＰＵ４１ａは、ステップ１０
１のイニシャル処理をまず実行し、以後、ステップ１２
１〜１３３に示すメイン処理を繰り返し実行する。

ステップ１０１では、Ｉ１０ボート４１ｄおよび４１ｓ
を初期状態ヘセットし、ＲＡＭ４　ｌ　ｂをクリアして
初期データをセントする。次のステップ１２１では、ス
タータスイッチ２１がオンか否かを判定し、スタータス
イッチ２１がオンされてなければ、ステップ１２１が否
定判断されてステップ１３２に進むが、スタータスイッ
チ２１がオンされているときには、ステップ１２１は肯
定判断されてステップ１２２に進む。

ステップ１２２では、回転センサ５２からの信号に基づ
いて演算され、ＲＡＭ４　ｌ　ｂに格納されているエン
ジン回転数Ｎｅが、予めＲＯＭ４１　Ｃに格納されてい
る判定値、４００ｒｐｍ以上であるか否かが判定される
。そのときのエンジン回転数Ｎｅが４００ｒｐｍ以上で
、エンジンの始動が完了していれば、ステップ１２２は
肯定判断されてステップ１３１に進むが、エンジン回転
数Ｎｅが４０Ｏｒｐｍに達せず、エンジンの始動が完了
していないときには、ステップ１２２は否定判断され、
ステップ１２３に進む。

次に、ステップ１２３では、フラグＦＳＴＪが「１」に
セントされているか否かを判定する。フラグＦＳＴＪは
、エンジンの始動が完了したときあるいはコールドスタ
ートインジェクタ゛１０の開弁作動が−遺り完了したと
きに、「１」にセットされるもので、このとき既に、フ
ラグＦＳＴＪがセットされていれば、ステップ１３１に
進むが、未だセットされていないときには、ステップ１
２３は否定判断され、ステップ１２４に進む。

ステップ１２４では、フラグＦＣＴがｒｌＪにセットさ
れているか否かが判定される。フラグＦＣＴは、コール
ドスタートインジェクタ１０の開弁時間を設定するため
のタイマカウンタＣＴＳＴＪが起動されたとき「１」に
セットされるもので、タイマカウンタＣＴＳＴＪが起動
されてなくてフラグＦＣＴがセットされていない間は、
ステップ。

１２４は否定判断されてステップ１２５〜１２８に進む
が、既にタイマカウンタＣＴＳＴＪが起動されて、フラ
グＦＣＴがセントされているときには、ステ・ノブ１２
４は肯定判断されてステップ１２５〜１２８の処理をス
キップしてステップ１２９に進む。

ステップ１２５では、まず、ＲＡＭ４　ｌ　ｂに格納さ
れている冷却水温データＴＨＷをアキュームレータにロ
ードし、ステップ１２６では、冷却水温データＴＨＷか
らコールドスタートインジェクタ１０の開弁時間、つま
り、タイマカウンタＣＴＳＴＪの計数値が算出される。

この算出は、第８図の如く設定され、ＲＯＭ４１ｃに予
め格納されているテーブルから２元補完法によって行わ
れる。

そして、算出されたタイマカウンタＣＴＳＴＪの計数値
は、改めてアキュームレータにロードされる。次に、ス
テップ１２７では、タイマカウンタＣＴＳＴＪがその計
数値を「０」にクリアされ、ステップ１２８では、タイ
マカウンタＣＴＳＴＪの計数動作が開始されたので、フ
ラグＦＣＴが「１」にセットされる。

ところで、タイマカウンタＣＴＳＴＪの計数動作は、第
５図の４ミリ秒毎の割り込み処理ルーチンによって行わ
れる。つまり、４　”１３秒経過毎にこの割り込みルー
チンが起動されると、ステップ１４０においてタイマカ
ウンタＣＴＳＴＪの計数値がインクリメントされる。

ステップ１２９では、タイマカウンタＣＴＳＴＪの計数
値がアキュームレータにロードされている計数値以上に
達したか否かの判定が行われる。

ステップ１２９が否定判断されている間は、ステップ１
３０に進み、ステップ１２９が肯定判断されると、ステ
ップ１３１〜１３３に進む。ステップ１３０では、コー
ルドスタートインジェクタ１０をオンとする。つまり、
Ｉ１０ボート４１ｅを介してフリツプフロツプ４４にセ
ント信号を送り、トランジスタ４５を導通させ、端子４
６を介してコールドスタートインジェクタ１０を通電す
る。

ステップ１３１では、フラグＦＳＴＪを「１」にセット
し、ステップ１３２では、フラグＦＣＴを「０」にリセ
ットする。そして、ステップ１３３では、コールドスタ
ートインジェクタ１０をオフとする。つまり、ステップ
１３３では、Ｉ１０ボート４１ｅを介してフリップフロ
ップ４４にリセット信号を送り、トランジスタ４５を非
導通とし、コールドスタートインジェクタＩＯを非通電
状態とする。

従って、イグニッションスイッチ２２がオンされて後、
初めてスタータスイッチ２１がオンされ、エンジンの始
動が行われるときには、プログラムはステ７プ１２１〜
１２８と進んで、エンジン冷却水温に応じて最適なコー
ルドスタートインジェクタ１０の開弁時間が設定さる。

そして、ステップ１２９以降の処理によって設定された
開弁時間だけコールドスタートインジェクタ１ｏを通電
して開弁させる。

コールドスタートインジェクタ１０の開弁作動が１回行
われると、フラグＦＳＴＪがセントされるため、その後
スタータスイッチ２１がオンされても、プログラムはス
テップ１２３からステップ１３１へ進んでしまい、再度
コールドスタートインジェクタ１０を開弁させることは
できない。

コールドスタートインジェクタ１０の開弁中にスタータ
スイッチ２１がオンからオフに切り換えられると、プロ
グラムはステップ１２１からステップ１３２へと進むた
め、フラグＦＣＴはリセットされ、その後、スタータス
イッチ２１がオンされたときにも、プログラムはステッ
プ１２１〜１２８と進み、再度コールドスタートインジ
ェクタ１０を開弁作動させることができる。

しかし、コールドスタートインジェクタ１０の開弁中に
エンジンの始動が完了した場合には譬プログラムはステ
ップ１２２からステップ１３１へと進み、フラグＦＳＴ
Ｊがセットされてしまうため、その後、スタータスイッ
チ２１をオン操作しても再度コールドスタートインジェ
クタ１０を開弁させることはできない。

なお、第４図および第５図のフローチャートにおいて、
ステップ１２５．１２６の処理は、本発明の開弁時間設
定手段に相当し、ステップ１２１１　　　　〜１２４．
１２７〜１３３．１４０の処理は、本発明の開弁手段に
相当する。

第４図および第５図の処理ルーチンに係る動作を第６図
に示す。ここで、（Ａ）はスタータスイッチ２１のオン
、オフ状態を示し、（Ｂ）はタイマカウンタＣＴＳＴＪ
の計数値の変化を示す。タイマカウンタＣＴＳＴＪは、
１回目にスタータスイッチ２１がオンされたときに、そ
の計数値が「０」にクリアされて計数動作を開始し、ス
タータスイッチ２１が２回目にオンされたときには、そ
の計数値が「０」にクリアされない。（Ｃ）はフラグＦ
ＣＴの状態を示し、フラグＦＣＴは、タイマカウンタＣ
ＴＳＴＪがｒＯＪにクリアされ、計数動作を開始したと
きにｒｌＪにセットされる。

また、（Ｄ）はコールドスタートインジェクタ１０の動
作状態を示し、コールドスタートインジェクタ１０の計
数値がアキュームレータＡの値以下の間オンされ、開弁
作動される。（Ｅ）はフラグＦＳＴＪの状態を示し、フ
ラグＦＳＴＪは、コールドスタートインジェクタ１０の
開弁作動が完了したときにセットされる。

以上述べたように、コールドスタートインジェクタ１０
は制御回路４０によって通電されるが、上述のように、
この実施例においては、制御回路４０に対してタイムス
イッチ３０が並列接続されているため、コールドスター
トインジェクタｌＯの開弁時間は、タイムスイッチ３０
の閉時間と制御回路４０のオン時間の長い方によって決
められる。第７図は、タイムスイッチ３０の閉時間の温
度特性を示しており、この場合、タイムスイッチ３０は
、従来のそれに比べて、より低温域で閉じられるように
されている。

従って、この実施例によれば、コールドスタートインジ
ェクタ１０は、常温域より低温側では、タイムスイッチ
３０の特性によって、温度が低くなるのに伴って直線的
に開弁時間が長（され、常温域およびそれより高温側で
は、制御回路４０の制御によって、冷却水温に合わせて
極僅かづつ開弁作動される。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のであり、例えば、本発明のコールドスタートインジヱ
クタ駆動装置は、タイムスイッチと組合せな（でも、単
独で使用することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、常温域より低温側では、温度が低くな
るに従ってほぼ直線的にコールドスタートインジェクタ
の開弁時間が長くされ、常温域およびそれより高温側で
は、極僅かづつコールドスタートインジェクタが開弁さ
れるので、常温域で空燃比をオーバリッチとすることな
く、常温域およびそれより高温側でもコールドスタート
インジェクタを開弁させて、コールドスタートインジェ
クタを機能劣化させないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、クレーム対応図、第２図は、本発明の一実施
例の電気回路図、第３図は、第２図の制御回路の詳細を
示すブロック図、第４図および第５図は、第３図のマイ
クロコンピュータのプログラム内容を示すフローチャー
ト、第６図は、第４図および第５図のプログラムに係る
動作を説明するタイムチャート、第７図は、第２図のタ
イムスイッチの温度特性図、第８図は、第２図の制御回
路によるコールドスタートインジェクタの開弁時間を示
す図、第９図は、本発明の従来例を示す電気回路図、第
１０図は、第９図のタイムスイッチの温度特性図である
。 １０・−一一一一コールドスタートインジエクタ２１−
−−−−−スタータスイッチ ３０・−・−タイムスイッチ ４０−ｍ−−・−制御回路 ５１・−−−−一水温センサ 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第１図 第４図 第６図 （Ｅ）ＦＳＴＪ　０ 第７図 〉慣ン麦Ｔ’／に灸躍１（℃） 第８図 沖卵水瘉（”Ｃ） 第９図 第１０図 玲胛釆逼（°Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジン温度に応じて最適なコールドスタートイン
   ジェクタの開弁時間を設定する開弁時間設定手段と、 エンジン始動時、開弁時間設定手段によって設定された
   開弁時間だけコールドスタートインジェクタを開弁させ
   る開弁手段と、 を備えるコールドスタートインジェクタの駆動装置。