JPS63314351A - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - 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、内燃機関の電子制御燃料噴射装置に関し、特
に゛、各気筒毎に備えられた燃料噴射弁に対する駆動パ
ルス信号の出力タイミングが機関運転状態に応じて切換
えられる電子制御燃料噴射装置に関する。

〈従来の技術〉 特開昭５７’−８３２８号公報等に記載されるシーケン
シャル噴射（シーケンシャル・インジェクシヨン）方式
は、各気筒に燃料と空気とを充分に混合させた混合気を
供給させることができ、気筒間の燃焼のバラツキも無く
なり、トルク変動が小となる等の利点を備゛えている。

ところで、近年のマイクロコンピュータを用いた電子制
御燃料噴射装置において、前記シーケンシャル噴射方式
を採用したものにおいては、マイクロコンピュータによ
り機関の運転状態に応じた燃料噴射量を演算し、この演
算された燃料噴射量に相当す、るパルス巾をもつ駆動パ
ルス信号を、マイクロコンピュータの１個の出力端子か
ら駆動回路を介して各気筒の燃料噴射弁に振り分けて供
給するようにしているため、高速・高負荷運転時には短
い周期でパルス巾の大きな各気筒の駆動パルス信号を連
続して各燃料噴射弁にそれぞれ出力する必要があるので
、パルス相互にオーバーラツプを生じ、気筒別に要求燃
料噴射量に見合った駆動パルス信号を振り分けて供給す
ることが不可能となる。

このため、マイクロコンピュータから出力される駆動パ
ルス信号のパルス間にオーバチラップを生じるような高
速・高負荷運転時では、第５図に示すように駆動パルス
信号を金気筒の燃料噴射弁に同時に出力して全気筒同時
に噴射する方式に切換え、それぞれの燃料噴射弁に機関
要求量に見合った大きなパルス巾の駆動パルス信号を出
力できるようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記のように、シーケンシャル噴射方式
から全気筒同時噴射方式に切換えると、切換え時に空燃
比がリーン化する気筒が発生し、これによるトルク変動
によって切換ショックが発生するという問題があった。

即ち、例えば第５図（４気筒内燃機関における噴射方式
の切換え制御を示しである）に示すようにシーケンシャ
ル噴射方式における＃２気筒の噴射タイミングから全気
筒同時噴射に切換ねった場合には、全気筒同時噴射方式
による駆動パルス信号のパルス巾が要求噴射量の２に設
定されて２回分の噴射燃料がそれぞれの気筒に吸引され
るようになっているため、切換え時に＃１気筒に供給さ
れる燃料量が要求量の２となり（全気筒同時噴射方式に
おける１つの駆動パルス信号のみによって混合気が形成
され）、＃１気筒における混合気の空燃比がオーバーリ
ーン化するものである。また、＃１気筒における要求燃
料量を満たすため、全気筒同時噴射の１回目の噴射量を
＃１気筒における要求燃料量とすると、＃２気筒の空燃
比がオーバーリッチとなって失火してやはり切換シボツ
クが発生する惧れがある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、シーケ
ンシャル噴射方式から全気筒同時噴射方式への切換え時
に空燃比がオーバーリーン化する気筒が発生することを
回避して、噴射方式の切換え時に運転ショックが発生す
ることを防止することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機　□関運
転状態に応じて燃料噴射量を演算し、この演算された燃
料噴射量に対応するパルス巾をもつ駆動パルス信号を機
関の気筒毎に備えられた燃料噴射弁に所定のタイミング
で出力して前記燃料噴射弁を駆動し、燃料を機関に噴射
供給するように構成された内燃機関の電子制御燃料噴射
装置において、各気筒の吸気行程にそれぞれタイミング
を合わせて前記駆動パルス信号を出力するシーケンシャ
ル噴射制御手段と、予め複数に分けられた気筒グループ
の燃料噴射弁毎に前記駆動パルス信号を出力するグルー
プ噴射制御手段と、金気筒の燃料噴射弁毎てに同時に前
記駆動パルス信号を出力する全気筒同時噴射制御手段と
、所定の機関高速・高負荷運転状態においては前記全気
筒同時噴射制御手段を作動させ、機関低速・低負荷運転
状態においては前記ツーケンシャル噴射制御手段を作動
させる一方、シーケンシャル噴射制御手段から全気筒同
時噴射制御手段への切換え時に所定期間だけ前記グルー
プ噴射制御手段を作動させる噴射制御手段切換え手段と
、を備えるようにした。

〈作用〉 かかる構成によれば、駆動パルス信号のパルス間にオー
バーラツプを生じることのない機関の低速・低負荷運転
状態では、シーケンシャル噴射制御手段によって各気筒
の吸気行程にタイミングを合わせてそれぞれの燃料噴射
弁に駆動パルス信号を出力することにより、気筒間の燃
焼バラツキの無い安定した運転性を得られる。

そして、駆動パルス信号のパルス間にオーバーラツプを
生じるような機関の高速・高負荷運転状態では、全気筒
の燃料噴射弁に対して同時に駆動パルス信号を出力する
ことにより、振分けることができない大きなパルス巾の
駆動パルス信号を各燃料噴射弁に出力する。ここで、全
気筒同時噴射制御に移行するときには一旦グループ噴射
制御が実行される。即ち、駆動パルス信号が大きくなっ
てオーバーラツプするようになると、次の噴射タイミン
グからグループ噴射を所定期間だけ行って、噴射制御の
切換え時に吸入混合気の空燃比がオーバーリーン化する
気筒が発生することを回避するものであって、グループ
噴射制御によって空燃比がオーバーリーン化する気筒を
無くし、噴射制御方式の変化を緩衝するようにしたもの
である。

〈実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、４気筒内燃機関ｌにはエアクリーナ２
．吸気ダクト３．スロットルチャンバ４゜吸気マニホー
ルド５及び吸気弁６を介して空気が吸入される。

スロットルチャンバ４には、図示しないアクセルペダル
と連動するスロットル弁７が設けられていて、吸入空気
流量Ｑを制御する。

吸気マニホールド５（又は吸気ポート）には各気筒毎に
燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８は１
．ソレノイドに通電されて開弁じ通電停止されて閉弁す
る電磁式燃料噴射弁であって、コントロールユニット９
からの駆動パルス信号によりソレノイドに通電されて開
弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されプレッシャレ
ギュレータにより所定圧力に調整された燃料を機関ｌに
噴射供給する。

コントロールユニット９は、各種のセンサからの入力信
号を受け、内蔵のマイクロコンピュータにより後述の如
く演算処理して、燃料噴射１ｉ（噴射時間）Ｔｉと噴射
タイミング（噴射方式）を定め、これに従って駆動パル
ス信号を前記燃料噴射弁８に出力する。

即ち、本実施例において、コントロールユニット９は、
シーケンシャル噴射制御手段、グループ噴射制御手段、
全気筒同時噴射制御手段、噴射制御切換え手段を兼ねる
ものである。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３に熱線式のエ
アフローメータｌＯが設けられていて、吸入空気流量Ｑ
に応じた信号を出力する。また、図示しないディストリ
ビュータに内蔵させてクランク角センサ１１が設けられ
ていて、クランク角２＠毎の単位信号と、１８０’毎（
４気筒の場合）の基準信号とを出力する。従って、クラ
ンク角７２０゜で４個の基準信号が出力されるが、その
うち１つは他と識別可能で、これをもとに各基準信号を
各気筒の行程に対し特定可能であると共に、単位時間当
たりにおける前記単位信号の入力数をカウントするか前
記基準信号の入力周期を計測することによって機関１の
回転速度Ｎが検出される。

また、スロットル弁７にポテンショメータ式のスロット
ルセンサ１２が設けられていて、スロットル弁７の開度
αに応じた信号を出力する。また、機関１のウォータジ
ャケットに水温センサ１３が設けられていて、冷却水温
度Ｔｗに応じた信号を出力する。更に、コントロールユ
ニット９には、その動作電源としてまた電源電圧ＶＢの
検出のためバッテリ１４の電圧がエンジンキースイッチ
１５を介して印加されている。

本実施例において、燃料噴射量Ｔｉを演算するための機
関運転状態とは、上記各センサによって検出される吸入
空気流量Ｑ９機関回転速度Ｎ、スロットル弁開度α、冷
却水温度Ｔｗ及びバッテリ電圧ＶＢが相当する。

次にコントロールユニット９内のマイクロコンピュータ
による燃料噴射制御を、第３図のフローチャートに示し
た噴射制御ルーチン及び第４図のタイムチャートに従っ
て説明する。尚、第３図に示した噴射制御ルーチンは、
クランク角センサ１工から基準信号が出力される毎に実
行されるものである。′ 先ずステップ（図中ではｒ３Ｊとしてあり、以下問様と
する）１では、各種のセンサによって検出された吸入空
気流４］Ｑ、機関回転速度Ｎ、スロットル弁開度α、冷
却水温度Ｔｗ及びバッテリ１４の電圧（電源電圧）ＶＢ
を入力する。

ステップ２では、ステップ１で入力した吸入空気流量Ｑ
と機関回転速度Ｎとによって基本燃料噴射量Ｔｐ（←Ｋ
ＸＱ／Ｎ；には定数）を演算する。

ステップ３では、ステップ１で入力した機関温度を代表
する冷却水温度Ｔｗ及び機関１の加減速運転やアイドル
運転等を表すスロットル弁開度α等によって各種補正係
数Ｃ０ＥＦを設定する。

ステップ４では、ステップ２で演算した基本燃料噴射量
Ｔｐと、ステップ３で設定した各種補正係数Ｃ０ＥＦと
によって有効噴射量Ｔｅ（←ＴｐｘｃＯＥＦ）を演算す
る。

ステップ５では、ステップ１で入力したバッテリ１４の
電圧（電源電圧）ＶＢによって、電圧補正分子ｓを設定
する。この電圧補正分子ｓは、パンテリ電圧ＶＢの変化
による燃料噴射弁８の有効開弁時間の変化を補正するた
めのものである。

ステップ６では、ステップ４で演算した有効噴射量Ｔｅ
と、ステップ５で設定した補正分子ｓとによってシーケ
ンシャル噴射方式において適応される燃料噴射ｆｉＴｔ
　（＝２Ｔｅ＋Ｔｓ）を設定する。

ステップ７では、ステップ６で設定した燃料噴射量Ｔｉ
即ち噴射時間を、ステップ１で入力した現在の機関回転
速度Ｎに基づいてクランク角度に換算する。

ステップ８では、クランク角に換算した燃料噴射ｆＴｉ
と、所定の基準角度（＜　１８０°）とを比較すること
により、現在の機関１の運転状態が噴射方式を全気筒同
時噴射方式に切換えるべき高速・高負荷運転状態である
か否かを判定する。

ここで、クランク角換算した燃料噴射量Ｔｉが基準角度
以上であると判定されたときには、機関１が高速・高負
荷運転状態で、短い周期でパルス巾の大きな各気筒の駆
動パルス信号が連続して出力されている状態（若しくは
パルス相互にオーバーラツプを生じる状態）であって、
駆動パルス信号を各気筒の燃料噴射弁８に振り分けて供
給することが不可能であるか不可能になりつつある状態
であるため、ステップ１４へ進んで噴射方式を切換えて
燃料噴射制御を行わせるようにする。

一方、クランク角換算した燃料噴射量Ｔｉが基準角度未
満であると判定されたときには、駆動パルス信号をマイ
クロコンピュータの１個の出力端子から駆動回路を介し
て各気筒の燃料噴射弁８に振り分けて供給することが余
裕をもって行える状態であるため、通常のシーケンシャ
ル噴射方式で噴射制御を行うべくステップ９へ進む。

ステップ９では、シーケンシャル噴射方式に対応する燃
料噴射量Ｔｉ（←２Ｔｅ＋Ｔｓ）を設定する。

ステップ１０では、クランク角センサ１１から出力され
た基準信号に基づき、次の基準信号入力時に吸気行程と
なる気筒を判別する。

そして、この吸気行程気筒に備えられた燃料噴射弁８に
対して次のステップ１１においてステップ９で設定した
燃料噴射１ｉＴｉに相当するパルス巾の駆動パルス信号
を出力する。

ステップ１２では、ステップ１１で駆動パルス信号を出
力した気筒を順次更新して記憶し、後述するグループ噴
射方式による噴射制御開始時における噴射グループの判
別に用いるようにする。

ステップ１３では、グループ噴射方式及び全気筒同時噴
射方式による噴射制御が行われた後にシーケンシャル噴
射方式に戻った場合に、グループ噴射方式及び全気筒同
時噴射方式での噴射制御をリセットすべく各種フラグを
ゼロにする。

一方、ステップ８で、クランク角換算した燃料噴射量Ｔ
ｉが基準角度以上であると判定されてステップ１４へ進
むと、切換フラグの判定を行う。

この切換フラグは、前述のステップ１３でゼロに設定さ
れるものであるため、シーケンシャル噴射方式からの切
換え初回には、ゼロ判定がなされてグループ噴射方式に
よる噴射制御を行うべくステップ１５へ進む。

ステップ１５においては、グループ噴射方式による噴射
制御におけるグループ分は噴射を制御するためのグルー
プフラグを判定する。このグループフラグも、前述の切
換フラグと同様に前述のステップ１３でゼロに設定され
るものであるため、シーケンシャル噴射方式からの切換
え初回にはゼロ判定がなされてステップ１６へ進む。

ステップ１６では、グループ噴射の１回目における燃料
噴射量Ｔｉ（←２Ｔｅ＋Ｔｓ）を設定し、次のステップ
１７でこの燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾の駆動パ
ルス信号を第１グループの燃料噴射弁８に出力する。尚
、本実施例では、機関１が４気筒であるため、＃１気筒
と＃３気筒を１つのグループとし、＃２気筒と＃４気筒
を１つのグループとして２．つのグループに区分してあ
り、上記第１グループとは、前述のステップ１２で記憶
された気筒を含まない気筒グループを示す。即ち、第４
図に示すように、シーケンシャル噴射方式による噴射の
最後が＃２気筒で行われてステップ１２で記憶された気
筒が＃２気筒であった場合には、この＃２気筒を含まな
いグループである＃１気筒と＃３気筒とのグループが第
１グループになる。

ステップ１７で１回目のグループ噴射を行うと、次のス
テップ１８でグループフラグを１に設定することにより
、次回においてはステップ１５でグループフラグが１で
あると判定されてステップ１９へ進んで、２回目のグル
ープ噴射がなされるようにする。

ステップ１９では、グループ噴射の２回目における燃料
噴射量Ｔｉ（←Ｔｅ＋Ｔｓ）を設定する。

そして、次のステップ２０でこの燃料噴射量Ｔｉに相当
するパルス巾の駆動パルス信号を、前述のステップ１７
で駆動パルス信号を出力しなかった気筒グループである
第２グループ（第４図では＃２気筒と＃４気筒のグルー
プ）に出力する。

ステップ２１では、ステップ１８で１に設定したグルー
プフラグを再びゼロに設定し、次のステップ２２では次
回からの全気筒同時噴射方式による噴射制御を実行すべ
く切換フラグを１に設定する。

このように、金気筒に対してグループ噴射方式による燃
料噴射供給がなされて切換フラグが１に設定される、と
、次回においてステップ１４からステップ２３へ進み全
気筒同時噴射方式による噴射制御がなされる。

ステップ２３では、全気筒同時噴射方式に対応する燃料
噴射量Ｔｉ（←Ｔｅ＋Ｔｓ）を設定する。

ステップ２４では、同時フラグを判定を行う、この同時
フラグは、全気筒同時噴射を機関ｌの１回転毎（クラン
ク角度３６０°毎）に実行させるためのものであり、ス
テッチ２４で同時フラグがゼロである（全気筒同時噴射
制御への切換え初回は、ステップ１３でフラグがゼロに
設定されているため、同時フラグはゼロである）と判定
されると、ステップ２５へ進みステップ２３で設定され
た燃料噴射量Ｔｉ（←Ｔｅ＋Ｔｓ）に相当するパルス巾
の駆動パルス信号を全気筒の燃料噴射弁８に対して同時
に出力する。

駆動パルス信号を出力すると、次のステ・ンプ２６で同
時フラグを１に設定することにより、次回も全気筒同時
噴射方式で噴射制御すべき高速・高負荷運転状態（ステ
ップ８でクランク角換算した燃料噴射１１Ｔｉが基準角
度以上である運転状態）であれば、ステップ２４からス
テップ２７へ進むようにする。そして、ステップ２７で
は同時フラグをゼロに設定し、駆動パルス信号を出力す
ることなくそのままリターンさせることにより、クラン
ク角度１８０”毎に実行される本ルーチンの２回に１回
の割合で全気筒へ駆動パルス信号を同時に出力させるよ
うにする。

このように、シーケンシャル噴射方式から全気筒同時噴
射方式へ噴射方式を切換えるときに、グループ噴射方式
による噴射制御を行うと、例えば第４図に示すように、
シーケンシャル噴射が終了してから全気筒同時噴射方式
への初期における各気筒の吸気行程において、空燃比が
オーバーリーン化する（燃料噴射ｔＴｉが２Ｔｅ＋Ｔｓ
よりも少なくなる）ことがなく、噴射方式の切換え時に
おける空燃比のオーバーリーン化に伴うトルク変動によ
る運転ショックの発生を未然に防止できるものである。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、シーケンシャル噴
射方式から全気筒同時噴射方式へ切換えるときに、グル
ープ噴射方式による噴射制御を行うことにより、噴射方
式の切換え時に空燃比がオーバーリーン化する気筒が発
生することを防止でき、噴射方式の切換え時における運
転ショックの発生を回避できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一実施例を
示すシステム図、第３図は同上実施例における噴射制御
を示すフローチャート、第４図は同上実施例における噴
射制御を説明するためのタイムチャート、第５図は従来
制御の問題点を説明するためのタイムチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関運転状態に応じて燃料噴射量を演算し、この演算さ
   れた燃料噴射量に対応するパルス巾をもつ駆動パルス信
   号を機関の気筒毎に備えられた燃料噴射弁に所定のタイ
   ミングで出力して前記燃料噴射弁を駆動し、燃料を機関
   に噴射供給するように構成された内燃機関の電子制御燃
   料噴射装置において、各気筒の吸気行程にそれぞれタイ
   ミングを合わせて前記駆動パルス信号を出力するシーケ
   ンシャル噴射制御手段と、予め複数に分けられた気筒グ
   ループの燃料噴射弁毎に前記駆動パルス信号を出力する
   グループ噴射制御手段と、全気筒の燃料噴射弁全てに同
   時に前記駆動パルス信号を出力する全気筒同時噴射制御
   手段と、所定の機関高速・高負荷運転状態においては前
   記全気筒同時噴射制御手段を作動させ、機関低速・低負
   荷運転状態においては前記シーケンシャル噴射制御手段
   を作動させる一方、シーケンシャル噴射制御手段から全
   気筒同時噴射制御手段への切換え時に所定期間だけ前記
   グループ噴射制御手段を作動させる噴射制御手段切換え
   手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の電子制御
   燃料噴射装置。