JPS6229735A - 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〕 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に内燃
機関の燃料噴射と点火時期とが電子的に制御される内燃
機関の燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の内燃機関の燃料噴射制御装置においては
、点火コイルへの一次電流の通電時期とインジェクタへ
の通電時期とは通常型なることがないように構成されて
いた。

しかし最近の燃料噴射制御装置においては、内燃機関の
運転状態に応じて、点火コイルへの一次電流の通電時期
とインジェクタへの通電時期とがともに変化するように
制御され、それによって両者の通電時期が重なるような
ケースを生ずることがある。

ところで一般にインジェクタには弁の開閉を制御するた
めにコイルが用いられているが、この場合特に該コイル
への通電開始時において、その通電開始時刻（噴射信号
オン時）から実際にインジェクタが開弁するまでに時間
的な遅れを生じ、このようなインジェクタの作動遅れ時
間（通常無効噴射時間という）は、電源としてのバッテ
リの電圧が高いほど短く、低いほど長くなることになる
。

このため該内燃機関を制御する電子制御装置（エンジン
　コントロール　コンピュータ）は、該バッテリ電圧を
検出し、該バッテリ電圧に応じて、該インジェクタの作
動が遅れる分だけ噴射信号時間を長くして、該インジェ
クタにおいて必要とされる開弁時間を確保し、該作動遅
れによる燃料噴射量の変動を防いでいる。

しかしながら上述したように点火コイルへの一次電流の
通電時期とインジェクタへの通電時期とが重なりうるよ
うな制御がなされる場合には次のような新たな問題点を
生ずることになる。

いまこの点を第３図を用いて説明すると、第３図（＾）
は燃料噴射信号を示し、ｔ　１３＋およびｔ＋ｓｚはイ
ンジェクタへの通電開始時刻、ｔ　ＩＥＩおよびｔ　Ｉ
Ｆ５は該インジェクタへの通電終了時刻を示している。

一方第３図（日）は点火コイルの一次側を流れる点火信
号を示し、ｔＤＳＩ　　＋　ｔＤＳＩおよびｔ９，３は
該点火コイルへの一次電流の通電開始時刻、ｔＤＥＩ　
　＋　”ＤＥＺおよびｔ　ＤＥ３は該点火コイルへの一
次電流の通電終了時刻を示している。

更に第３図（Ｃ）には噴射弁（インジェクタ）に印加さ
れる電圧Ｖｉと電子制御装置（エンジン　コントロール
　コンピュータ）に入力される電圧Ｖｒａが示されてい
る。該第３図（Ｃ）に示されるように電子制御装置に入
力される電圧Ｖｍは上記燃料噴射信号および点火信号の
オンオフの影響をほとんど受けにくいしまた通常バッテ
リ電圧をとり込むタイミング（Ａ／Ｄ変換周期）は比較
的長いので（たとえば約７０ｍ５ｅｃ）電圧Ｖｍの変動
から噴射弁に印加される電圧■１の変動を正確に検出し
にくい。一方インジェクタに印加される電圧Ｖｉは上記
各信号のオンオフの影響をうけ、該各信号のオン期間中
は配線抵抗による電圧降下の影響をうけて該電圧Ｖｉが
降下する。

特に第３図（＾）における時刻ｔ　＋３１のように、噴
射信号開始時刻が点火信号開始時刻ｔ０□と点火信号終
了時刻ＬＤｔ＋　との間にある場合（すなわち点火コイ
ルへの一次電流の通電中にインジェクタへの通電を開始
する場合）には該時刻ｔ、３．から該時刻ｔｏｔ＋　ま
で両者に流れる電流が加算されて共通の配線（ワイヤー
ハーネス）内を流れ、該両者の電流にもとづく電圧降下
が重なって、該電圧Ｖｉには大きな電圧降下を生ずるこ
とになる。

（第３図（Ｃ）における時刻ｔ１，１から時刻ｔＤＥｌ
までのＶｉ参照）。

このためこのような場合には、該電子制御装置によって
検出されるバッテリ電圧Ｖｍと該インジェクタに現実に
印加される電圧Ｖｉ　との差が大きくなり、したがって
該電圧Ｖｍにもとづいて該電子制御装置において演算さ
れた該インジェクタの作動遅れ時間（無効噴射時間）と
該インジェクタにおける現実の作動遅れ時間との間にず
れを生じ、該無効噴射時間の演算値が該インジェクタの
要求値よりも小さくなり、そのため制御空燃比が目標値
からずれるという問題点を生ずることになる。

このため従来より該点火コイルおよび該インジェクタに
至る配線（ワイヤハーネス）の線径を大きくし、その抵
抗値を下げることによって上述した電圧降下分を低減し
、該電子制御装置によって検出される電圧Ｖｎ＋と該イ
ンジェクタに印加される電圧Ｖｉ　との差を小さくする
ことが考慮されているが、このように線径が大きくなる
と車両への搭載性が悪化し、更に汎用のコネクタが使用
できなくなり、しかも該ワイヤハーネスのコストが高く
なる等の問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記問題点を解決しするためになされたもので
、インジェクタへの通電開始時刻が点火コイルへの一次
電流の通電期間内にあることが判別された場合には、該
電子制御装置において演算される該インジェクタの作動
遅れ時間（無効噴射時間）を、該インジェクタへの通電
開始時刻が該点火コイルへの一次電流の通電期間と時間
的に重ならない場合よりも、その際の無効噴射時間に見
合った分だけ増加するように補正するという着想にもと
づいて、該電子制御装置によって検出される電圧Ｖｍと
該インジェクタに現実に印加される電圧Ｖｉ　とのずれ
にもとづく無効噴射時間の誤差をなくしたもので、その
目的とするところは、点火コイルへの一次電流の通電期
間中にインジェクタへの通電を開始する場合においても
、該点火コイルへの一次電流の通電期間と該インジェク
タへの通電開始時期とが重ならない場合と同様に目標と
する空燃比に精度よく制御し、しかもそのためにワイヤ
ハーネスの線径を特に大きくするなどの必要性をなくす
ことにある。

なお本発明において上述した無効噴射時間の補正が行わ
れるのは第４図（＾）および（８１に示されるようにイ
ンジェクタへの通電開始時刻ｔｌｓが点火コイルへの一
次電流の通電開始時刻ｔＤｓと通電終了時刻ｔｏｔとの
間にある場合であって、第４図（Ｃ１に示されるように
点火コイルへの一次電流の通電期間とインジェクタへの
通電期間とが一部重なっていても、該インジェクタへの
通電開始時刻ｔｒｓが該点火コイルへの一次電流の通電
開始時刻ｔｏｓ以前にあるときは上記補正は行われない
。

その理由は、第４図（Ｃ）のような場合には、インジェ
クタへの通電開始時には未だ該インジェクタに印加され
る電圧Ｖｉがそれ程低下しておらず該インジェクタの開
弁に要する上記無効噴射時間を特に補正する必要がない
からである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明においては、第１図
に示されるように、内燃機関の所定運転状態パラメータ
に応じて点火コイルへの一次電流の通電開始時刻と通電
終了時刻とを演算する点火コイルへの通電時期演算手段
、該内燃機関の所定運転状態パラメータに応じてインジ
ェクタへの通電開始時刻を演算する手段、該演算された
インジェクタへの通電開始時刻が該演算された点火コイ
ルへの一次電流の通電開始時刻と通電終了時刻との間に
あるか否かを判別する通電時期判別手段、および該演算
されたインジェクタへの通電開始時刻が該演算された点
火コイルへの一次電流の通電開始時刻と通電終了時刻と
の間にあることが判別されたとき該インジェクタへの噴
射信号印加時間を補正する手段とを具備する内燃機関の
燃料噴射制御装置が提供される。

〔作　用〕

上記構成によれば、インジェクタへの通電開始時刻が、
点火コイルへの一次電流の通電開始時刻と通電終了時刻
との間にあることが判別された場合には、該インジェク
タへの噴射信号印加時間を、その場合に見合った該イン
ジェクタの無効噴射時間を含むように補正し、それによ
って該インジェクタにおいて必要とされる開弁時間およ
び所定の燃料噴射時間を確保するようにされる。

〔実施例〕

第２図は本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の
一実施例を示す全体概略図である。第２図において機関
本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられ
ている。該エアフローメータ３は吸入空気量を直接計測
するものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空
気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。こ
の出力信号は制御回路ｌＯのマルチプレクサ内臓Ａ／Ｄ
変換器１０１に供給されている。また機関本体Ｉの吸気
通路２に設けられたスロットル弁４の軸にはスロットル
弁４の開度を検出するためのスロットルポジションセン
サ４１が設けられ、その出力信号は制御回路１０のＡ／
Ｄ変換器１０１に供給される。

ディストリビュータ５には、その軸がたとえばクランク
角に換算して７２０°薗転する毎に基準位置検出用パル
ス信号を発生するクランク角センサ６１およびクランク
角に換算して３０°毎に角度位置検出用パルス信号を発
生するクランク角センサ６２が設けられている。これら
のクランク角センサ６１　、６２のパルス信号は制御回
路１０の入出力インターフェース１０２に供給され、こ
のうちクランク角センサ６２の出力はＣＰＵ　１０３の
割込み端子に供給される。

更に吸気通路２には、各気筒毎に燃料供給系から加圧燃
料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁（インジェ
クタ）９が設けられている。

その他、例えば機関本体１のシリンダブロックのウォー
タジャケットには冷却水の温度を検出するための水温セ
ンサ１１が設けられており、該水温センサ１１は冷却水
の温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。

一方上記電子制御装置を構成する制御回路１０には、上
記Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インターフェース１０２
　、ＣＰＵ　１０３　、ＲＯＭ　１０４　、ＲＡＭ　１
０５および定電圧電源１０６などが設けられる。

エアフローメータ３の吸入空気量データＱおよび水温セ
ンサ１１の水温データなどは所定時間毎に実行されるＡ
／Ｄ変換ルーチンによって取込まれてＲＡＭ　１０５の
所定領域に格納される。また回転速度データＮはクラン
ク角センサ６２の３０°ＣＡ毎の割込みによって演算さ
れてＲＡＭ　１０５の所定領域に格納される。

１２は電源としてのバッテリであって該バッテリの電圧
は該制御回路ｌＯに供給されるとともに点火コイル７お
よびインジェクタ９に供給される。

そして該点火コイル７の一次側はイグナイタ８を介して
アース側に接続され、−労咳点火コイル７の二次側はデ
ィストリビュータ５を介して点火プラグ１３に接続され
る。なお９１はインジェクタ９に設けられる弁開閉用の
コイルに流れる電流を制限するためのレジスタである。

該制御回路においては後述する点火進角演算ルーチンに
よって点火コイルへの一次電流の通電開始時刻ｔｏｓと
通電終了時刻ｔＤＥとが演算記憶され、人出力インター
フェース１０２から出力される点火信号によって該イグ
ナイタ８のオン・オフを制御して該点火コイル７への一
次電流の通電時期を制御する。一方後述する噴射時間演
算ルーチンによってインジェクタ９への通電開始時刻ｔ
ｌ！ｌと通電終了時刻ｔｌｌＥとが演算記憶され、該入
出力インク−フェース１０２から該インジェクタ９に対
し、所　　　１定の時期に所定のパルス幅の燃料噴射信
号が供給される。

この場合、上述したように該点火コイル７の一次電流の
通電期間中に該インジェクタ９への通電が開始される（
燃料噴射信号がオンとなる）と、これら点火コイル７お
よびインジェクタ９に流れる電流が加算されて共通の配
線（バッテリ１２がら第２図の■点に至る配線部）中を
流れ、該両者（Ｄ　Ｎ　流にもとづく電圧降下が重なっ
て該インジェクタの印加電圧Ｖｉに大きな電圧降下を生
じ、その結果、該電圧Ｖｉは該制御回路１０によって検
出されるバッテリ電圧Ｖｍよりもかなり低い値となる。

そのため、該バッテリ電圧Ｖｍをもとにして該制御回路
１０において演算される該インジェクタの無効噴射時間
の演算値が、該インジェクタの要求値に対して小さくな
る。そして本発明がかかる両者の値のずれを補償するよ
うに該無効噴射時間の演算値を補正するようにしたもの
であることは上述したとおりである。

以下第５図と第６図を用いて制御回路１０の動作を説明
する。

先ず第５図に示される点火進角演算割込ルーチンは、各
気筒毎に例えばＢＴＤＣ３０″ＣＡにおいて割込演算を
行うルーチンであって、ステップ５０１ではＲＡＭ　１
０５より吸入空気量データＱおよび回転速度データＮを
読出して点火進角量θを演算しＲＡＭ　ＩＱ５に格納す
る。

次にステップ５０２では該続出された回転速度Ｎにもと
づいて該点火コイル７の一次電流通電時間（通常所定の
クランク角度を時間に換算する。）ＴＤを演算しＲＡＭ
　１０５に格納する。

次にステップ５０３では該演算された点火進角量θにも
とづいて該点火コイルへの通電終了時刻ｔｏＥ（点火時
′Ｍ）が演算される。この場合本実施例においてはＢＴ
ＤＣ３０°において割込みが行われるため、該時刻ｔｏ
ｔは、 ｔ、、。ユは割込時刻、Ｔ３゜は３０°ＣＡだけ回転す
るに要する時間）によって演算される。

更にステップ５０４では該点火コイルへの通電開始時刻
ｔＤｓがｔｎｓ＝　（ｔｎｔ　　ｔＤ）として演算され
、これら各時刻ｔｏｓおよびＬＤＥをＲＡＭ　ｔｏ’ｓ
に格納し、次いでステップ５０５でリターンする。

また第６図に示される噴射時間演算割込ルーチンは、各
気筒毎に所定の割込タイミングにおいて割込演算を行う
ルーチンであって、ステップ６０１ではＲＡＭ　１０５
より吸入空気量データＱおよび回転速度データＮを読出
して基本噴射時間Ｔｐを演算しＲＡＭ　１０５に格納す
る。

次にステップ６０２ではＲＯＭ　１０４に格納されてい
るマツプなどによりあらかじめ定められている噴射開始
タイミングに１°ＣＡにもとづいて、ｔ７゜０は割込時
刻であり、割込タイミングをＫｌｃ−ｔ’　ＣＡとする
）により、インジェクタへの通電開始時刻ｔ１３を演算
し、ＲＡＭ　１０５に格納する。

次にステップ６０３では該電子制御装置（制御回路１０
）に印加されているバッテリ電圧Ｖｍを検出してＲＡＭ
　１０５に格納する。

またこのステップ６０３は別のＡＤ変換ルーチン（第８
図）でＡＤ変換されＲＡＭ　１０５に格納されていたＶ
ｍをロードする形式であっても良い。ここで第８図は、
所定時間毎に割込実行されるルーチンで、バッテリ電圧
ＶｍをＡＤ変換してＲＡＭに格納するものであり、ステ
ップ６０３で該ＲＡＭに格納されているＶｍ値を読出す
。

次にステップ６０４ではＲＡＭ　１０５より、各時刻ｔ
ｏ、ｓ、ｔＤＥおよびｔ１３を読出して該時刻ｔｌｓが
該時刻ｔｏｓとｔ（ＩＥとの間にあるか否かを判別する
。

そして該時刻ｔｌｓが該時刻ｔ。、とｔＤＥとの間にな
い場合（すなわちインジェクタへの通電開始時期が点火
コイルへの一次電流の通電期間中でない場合）には、ス
テップ６０５に進んで第７図においてｆ（Ｖｍ）として
示されるような、上記バッテリ電圧Ｖｍと無効噴射時間
Ｔｖとの関係を示すＲＯＭ　１０４に格納されているマ
ツプによって、該検出されたバッテリ電圧Ｖｉに応じた
無効噴射時間Ｔｖを求め、ＲＡＭ　１０５に格納する。

−労咳時刻ｔ’ｓが該時刻ｔｏｓとｔＤＥとの間にある
場合（すなわちインジェクタへの通電開始時期が点火コ
イルへの一次電流の通電期間中である場合）には、ステ
ップ６０６に進んで、該検出されたバッテリ電圧Ｖｍか
ら所定値αだけ減じた電圧（Ｖｍ−α）に対応する無効
噴射時間Ｔｖを該マツプから求めＲＡＭ　１０５に格納
する。この場合の該検出されたバッテリ電圧ｖｍと無効
噴射時間Ｔｖとの関係は第７図（ａ）にｆ　　（Ｖｍ−
α）として点線で示されており、これは上記ｆ（Ｖｍ）
をαだけ右方に平行移動させたものであり、それによっ
て同じ電圧Ｖｍに対する無効噴射時間Ｔｖを、上記ｆ（
Ｖｍ）に対応するＴｖよりも増加させている。

次いでステップ６０７において、通常知られている補正
噴射係数Ｋｍを演算し、更にステップ６０８において燃
料噴射時間Ｔを、Ｔ＝　（Ｔｒ　ＸＫｍ　＋Ｔｖ）とし
て演算し、ステップ６０９において該インジェクタへの
通電終了時刻ｔｉｔを、ｔｌＥ＝（ｔ１３＋Ｔ）として
演算し、該時刻ｔ□を１２４Ｍ　１０５に格納し、次い
でステップ６１０でリターンする。

なお上記実施例においては、点火コイルへの一次電流の
通電期間中にインジェクタへの通電が開始される場合、
インジェクタの無効噴射時間Ｔｖをｒ　　（Ｖｍ−α）
（ただしｖＩｌｌは制御回路１０において検出される電
圧、αは所定の正の値）として算出しているが、それ以
外にも例えば第７図（ｂ）にｇ（Ｖｍ）として示される
ように、同じ電圧Ｖｍに対する無効噴射時間Ｔｖが上記
ｆ（Ｖｍ）に対応する値より大きくされた別のマツプよ
り、該無効噴射時間Ｔｖを求めることもでき、更にはま
た、上記ｆ（Ｖｍ）に対応する無効噴射時間Ｔｖに所定
時間Ｔａ　を加算するようにしてもよい。

以上のようにして本発明においては、インジェクタへの
通電開始時刻が、点火コイルへの一次電流の通電期間内
にある場合には該インジェクタへの噴射信号印加時間が
、該インジェクタへの通電開始時刻が点火コイルへの一
次電流の通電期間内にない場合に比して所定値だけ増加
するように補正され、その際における該インジェクタに
必要とされる無効噴射時間を含むような値に補正される
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、点火コイルへの一次電流の通電期間中
にインジェクタへの通電が開始される（すなわち燃料噴
射信号がオンとなる）ことを検出することによって、こ
のような場合においても該点火コイルへの一次電流の通
電期間と該インジェクタへの通電開始時期とが重ならな
い場合と同様に目標とする空燃比に精度よく制御するこ
とができ、しかもそのために、ワイヤハーネスの線径を
大きくするなどの必要性をもなくすことができる。

したがって車両への搭載性をなんら損なうことがなく、
コストも低減し、またコネクタにも汎用のものを用いる
ことができる。更にインジェクタに印加される電圧（上
記したＶｍ）を計測するための専用の計測線などを設け
る必要性もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための全体ブロック
図、 第２図は、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置
の一実施例を示す全体概略図、第３図は、燃料噴射信号
と点火信号との時間的関係およびインジェクタと電子制
御装置に印加される電圧の波形を説明する図、 第４図は、燃料噴射信号と点火信号とが時間的に重なる
場合の種々の態様を説明する図、第５図および第６図は
、制御回路の動作をフローチャートによって説明する図
、 第７図は、電子制御装置に印加される電圧とインジェク
タの無効噴射時間との関係を示す電圧補正特性図、 第８図は、制御回路の動作を説明するための他のフロー
チャートを示す図である。 （符号の説明） ３：エアフローメータ、 ４：スロットル弁、 ５：ディストリビュータ、 ７：点火コイル、 ８：イグナイタ、 ９：インジェクタ、 １０：制御回路、 １２：バッテリ、 ｖｍ　：制御回路において検出されるバッテリ電圧、■
ｉ　：インジエクタに印加されるバッテリ電圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関の所定運転状態パラメータに応じて点火コ
   イルへの一次電流の通電開始時刻と通電終了時刻とを演
   算する点火コイルへの通電時期演算手段、該内燃機関の
   所定運転状態パラメータに応じてインジェクタへの通電
   開始時刻を演算する手段、該演算されたインジェクタへ
   の通電開始時刻が該演算された点火コイルへの一次電流
   の通電開始時刻と通電終了時刻との間にあるか否かを判
   別する通電時期判別手段、および該演算されたインジェ
   クタへの通電開始時刻が該演算された点火コイルへの一
   次電流の通電開始時刻と通電終了時刻との間にあること
   が判別されたとき該インジェクタへの噴射信号印加時間
   を補正する手段とを具備する内燃機関の燃料噴射制御装
   置。