JP2858284B2 - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給制御装置

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料供給制御
装置に関し、詳しくは、プレッシャレギュレータで燃料
噴射弁への燃料供給圧力を調整し、燃料噴射弁の開弁制
御時間を介して燃料供給量を制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、内燃機関の電子制御燃料噴射
装置においては、燃料噴射弁の開弁制御時間によって機
関への燃料供給量を制御することが行われている。かか
る燃料供給装置では、燃料噴射弁に対する燃料の供給圧
力と、燃料噴射弁の噴孔部付近の吸気圧力との差圧が一
定でないと、噴射弁の開弁時間に対応して一定した燃料
を供給させることができなくなる。そこで、燃料噴射弁
に対する燃料供給圧力を調整するためのプレッシャレギ
ュレータの基準圧力室に、スロットル弁下流側の吸入負
圧を導き、前記基準圧力室内の圧力と燃料ポンプからの
供給圧力との差圧、即ち、噴孔部の吸気圧力と燃圧との
差圧が所定値以上になると、燃料タンクに燃料を戻すリ
ターン通路が開いて、前記差圧を一定に保つようにして
いた(特開昭60−212634号公報等参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プレッ
シャレギュレータの配置要求から、プレッシャレギュレ
ータを機関の吸気管から離れた所に配設する必要が生じ
る場合があり、この場合、前記プレッシャレギュレータ
とスロットル弁下流の吸気管とを結ぶ圧力導入管が長く
なってしまうことが避けられなかった。
【0004】このように、長い導入路を介してプレッシ
ャレギュレータに吸入負圧を導く構成であると、燃料噴
射弁の噴孔部付近の吸気圧力変化に対して、プレッシャ
レギュレータの基準圧力室内の圧力変化に遅れが生じ
る。このため、吸気負圧の変化時に、噴孔部圧力と燃料
供給圧力との差圧が所期値からずれてしまい、燃料供給
制御に誤差が生じてしまうことがあった。
【0005】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、たとえプレッシャレギュレータが機関の吸気管か
ら離れた所に配設される場合であっても、燃料噴射弁の
噴孔部付近の吸気圧力変化に対して燃料噴射制御の精度
を維持できる燃料供給制御装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関の燃料供給制御装置は、図1に示すように構成
される。図1において、プレッシャレギュレータは、燃
料ポンプによって燃料タンクから圧送された燃料の圧力
と、圧力導入管を介して基準圧力室に導かれる前記燃料
噴射弁の噴孔部の吸気圧力との差圧が所定値以上である
ときに、燃料を燃料タンクに戻すリターン通路を開いて
前記差圧を一定に調整する。
【0007】また、燃料噴射制御手段は、前記燃料噴射
弁の開弁制御時間を機関運転条件に応じて制御する。こ
こで、噴孔部圧力検出手段は、前記燃料噴射弁の噴孔部
の吸気圧力に相当するパラメータを検出し、燃料噴射補
正手段は、前記燃料噴射弁の噴孔部の吸気圧力の変化に
対する前記プレッシャレギュレータの基準圧力室内の圧
力変化の応答遅れに対応すべく、前記噴孔部圧力検出手
段で検出されたパラメータに基づいて噴孔部の吸気圧力
の変化割合を検知し、該変化割合に基づいて前記開弁制
御時間を補正する。
【0008】
【作用】かかる構成によると、基準圧力室に圧力導入管
を介して燃料噴射弁の噴孔部の吸気圧力が導かれるプレ
ッシャレギュレータでは、噴孔部の吸気圧力と燃料供給
圧との差圧が一定になるように圧力調整されるが、圧力
導入管の長さに影響されて実際の噴孔部の圧力変化に対
してプレッシャレギュレータの基準圧力室内の圧力変化
が遅れると、前記差圧を一定とした条件で噴射を行わせ
ることができなくなる。そこで、前記噴射弁の吸気圧力
の変化割合を求め、該変化割合から前記プレッシャレギ
ュレータの基準圧力室内の圧力変化の応答遅れ分の補正
を開弁制御時間に施し、前記差圧のずれ分を開弁制御時
間の補正によって補償するものである。
【0009】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。一実施例のシステム構成を示す図において、
内燃機関1には、エアクリーナ2から吸気ダクト3,ス
ロットルチャンバ4,吸気コレクタ5及び吸気マニホー
ルド6を介して空気が吸入される。
【0010】吸気マニホールド6のブランチ部には、各
気筒毎に燃料噴射弁7が設けられている。前記燃料噴射
弁7は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止され
て閉弁する電磁式燃料噴射弁であり、後述するコントロ
ールユニット21から送られる駆動パルス信号のパルス幅
に応じて開弁制御され、所定圧力に調整された燃料を吸
気マニホールド6の各ブランチ部に噴射供給する。
【0011】燃料タンク8には、燃料ポンプ9が内設さ
れており、該燃料ポンプ9により吸引されて圧送される
燃料は、2つのプレッシャレギュレータ10,11及び燃料
フィルタ12が介装された燃料供給管13を介して各燃料噴
射弁7に分配供給されるようになっている。前記プレッ
シャレギュレータ10は、燃料タンク8の近傍に配設さ
れ、その基準圧力室には、吸気コレクタ5から圧力導入
管14を介して機関1の吸入負圧(噴射弁7の噴孔部の吸
気圧力に略一致する)が導入されるようになっており、
燃料ポンプ9から送られる燃料の圧力と、基準圧力室内
の圧力との差圧が所定以上になると、リターン通路15を
開いて、燃料を燃料タンク8に戻すことにより、前記差
圧が一定になるように燃料供給圧を調整する。前記差圧
を一定にすれば、燃料噴射弁7の開弁時間に対して噴射
供給される燃料量がリニアな特性となるから、噴射量を
開弁時間として制御することができる。
【0012】前記プレッシャレギュレータ10を通過した
燃料は、燃料フィルタ12で濾過されてから、機関1に比
較的近い位置に配設されるプレッシャレギュレータ11に
供給され、ここでも、圧力導入管14を介して導入される
機関1の吸入負圧と燃料供給圧との差圧に応じて、リタ
ーン通路15を開閉することで、前記差圧を一定する燃料
圧力調整が行われる。
【0013】但し、本実施例では、下流側のプレッシャ
レギュレータ11により調整される燃料供給圧を上流側の
プレッシャレギュレータ10により調整される燃料供給圧
よりも高めに設定してあり、上流側のプレッシャレギュ
レータ10による圧力調整が行われる条件では、下流側の
プレッシャレギュレータ11による調圧動作は行われず、
プレッシャレギュレータ11からのリターン燃料も殆どな
い状態となる。
【0014】かかる構成により、機関1の熱で暖められ
た燃料がプレッシャレギュレータ11からリターン燃料と
して燃料タンク8に戻ることを防止しており、上流側の
プレッシャレギュレータ10では、機関1付近にまで送ら
れる前の燃料を、圧力調整の結果としてタンクに戻すか
ら、リターン燃料による燃料タンク内温度の上昇を回避
できる。
【0015】一方、上流側のプレッシャレギュレータ10
のリターン通路15には、電磁開閉弁16が介装されてい
る。コントロールユニット21は、冷却水温度が所定温度
以上の始動時、即ち、機関1が冷える前に再始動が行わ
れた場合に、前記電磁開閉弁16を閉じることにより、上
流側のプレッシャレギュレータ10による調圧機能を停止
させ、下流側のプレッシャレギュレータ11による調圧を
行わせる。前記再始動時には、燃料噴射弁7近傍の燃料
配管内の燃料温度が高く、ベーパが多く発生することが
あるが、上記のようにして上流側の燃料配管部からの調
圧動作に伴って燃料を燃料タンク8内に戻すようにすれ
ば、前記燃料配管部における燃料の循環が促進されて、
ベーパを燃料タンク内に排出させることが可能である。
【0016】また、機関1の各燃焼室には、点火栓17が
設けられており、これにより火花点火して混合気を着火
燃焼させる。コントロールユニット21は、CPU,RO
M,RAM,A/D変換器及び入出力インターフェース
を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種
のセンサからの入力信号を受け、該入力信号に基づいて
後述するように前記駆動パルス信号のパルス幅Ti(燃
料噴射弁7の開弁制御時間)を演算して、該パルス幅i
の駆動パルス信号を所定タイミングで燃料噴射弁7に出
力することで、機関1への燃料供給を電子制御する。
【0017】前記各種のセンサとしては、吸気ダクト3
中に吸入空気の体積流量を計測するエアフローメータ18
が設けられていて、機関1の吸入空気流量Qに応じた信
号を出力する。また、クランク軸又はクランク軸に同期
して回転する軸(例えばカム軸)にクランク角センサ19
が設けられており、基準クランク角位置毎の基準角度信
号REFと、単位クランク角毎(1°CA毎)の単位角
度信号POSとを出力する。ここで、前記基準角度信号
REFの周期又は単位角度信号POSの所定時間内にお
ける発生数を計測することで機関回転速度Neを算出で
きるようになっている。
【0018】更に、機関1のウォータジャケットの冷却
水温度Twを検出する水温センサ20が設けられている。
ここで、コントロールユニット21には、吸入空気流量Q
と機関回転速度Neとに基づいて求められる1吸気行程
当たりの吸入空気量に基づいて基本噴射パルス幅Tpを
演算すると共に、前記冷却水温度Tw等の機関運転状態
に基づいて各種補正係数COEFを演算し、前記基本噴
射パルス幅Tpを前記各種補正係数COEFで補正して
有効噴射パルス幅Teを演算する。更に、電源電圧の変
化による燃料噴射弁7の有効開弁時間の変化を補正する
ための電圧補正分Tsを電源電圧に応じて設定し、この
電圧補正分Tsを前記有効噴射パルス幅Teに加算して
最終的な噴射パルス幅Tiを設定する。
【0019】次いで、前記噴射パルス幅Tiの駆動パル
ス信号を所定タイミングで燃料噴射弁7に出力して、燃
料噴射弁7から有効噴射パルス幅Te相当の燃料を噴射
供給させることで、所定空燃比の混合気を形成させる。
ところで、上流側のプレッシャレギュレータ10は、前述
のように燃料タンク8の近傍に配設されるから、該プレ
ッシャレギュレータ10に吸入負圧を導入させるための圧
力導入管14が長くなってしまう。このため、前記電磁開
閉弁16を開いて上流側のプレッシャレギュレータ10によ
って調圧を行わせるときに、実際の吸入負圧(噴射弁7
の噴孔部の吸気圧力)の変化に対して、前記圧力導入管
14を介してプレッシャレギュレータ10の基準圧力室に導
かれる圧力の変化に遅れが生じる。前記プレッシャレギ
ュレータ10は、噴射弁7の噴孔部の吸気圧力と燃料供給
圧との差圧を一定にすることを目的とするのに、前記遅
れによって前記差圧がプレッシャレギュレータ10におけ
る所望値からずれ、噴射弁7の開弁時間に対する噴射量
の関係に誤差を生ずることとなる(図参照)。
【0020】そこで、本実施例では、図のフローチャ
ートに示すようにして、前記応答遅れ分の補正を噴射パ
ルス幅Tiに施すことで、吸入負圧が変化する過渡運転
時においても所期の燃料量を噴射供給させることができ
るようにしてある。尚、本実施例において、燃料噴射制
御手段,燃料噴射補正手段としての機能は、コントロー
ルユニット21が図のフローチャートに示すようにソフ
トウェア的に備えており、また、噴射弁の噴孔部の吸気
圧力に相当するパラメータとして本実施例では前記基本
噴射パルス幅Tpを用いるので、噴孔部圧力検出手段は
前記エアフローメータ18及びクランク角センサ19が相当
することになる。
【0021】図4のフローチャートにおいて、まず、ス
テップ1では、基本噴射パルス幅Tpと各種補正係数C
OEFとに基づいて有効噴射パルス幅Te(←Tp×C
OEF)を演算する。次のステップ2では、機関の吸入
負圧即ち噴射弁7の噴孔部圧力に相当する前記基本噴射
パルス幅Tpを加重平均し、この結果を噴射弁7の噴孔
部の吸気圧力(以下では、単に噴孔部圧力と称する)に
相当する値としてPmにセットする。
【0022】 Pm←(a・Tp+b・Tp-1)/(a+b) ステップ3では、前記ステップ2で今回演算された噴孔
部圧力Pmと、前回の演算値Pm-1との差として、噴孔
部圧力の変化割合ΔPm(←Pm−Pm-1)を求める。
ここで、ΔPmがプラスであるときには、噴孔部圧力P
mとしては増大変化(負圧の減少変化)を示す。従っ
て、プレッシャレギュレータ10では、本来リターン流量
を減少させて噴射弁7に対する燃料の供給圧を増大させ
る必要があるが、前記負圧導入の遅れによって燃料供給
圧の増大変化が遅れることになる。逆に、ΔPmがマイ
ナスであるときには、噴孔部圧力の減少変化時であり、
前記負圧導入の遅れによって燃料供給圧の減少変化が遅
れることになる。
【0023】従って、ΔPmがプラスであるときには、
通常のパルス幅のままでは、所望の噴射量よりも実際の
噴射量が少なくなり、また、ΔPmがマイナスであると
きには、通常のパルス幅のままでは所望の噴射量よりも
実際の噴射量が多くなってしまう。そこで、次のステッ
プ4では、前記有効パルス幅Teを補正するための補正
係数KTeを、前記変化割合ΔPmがプラスであるとき
には1.0 を越える値に設定し、前記変化割合ΔPmがマ
イナスであるときには1.0 未満の値に設定し、前記燃料
供給圧の誤差による噴射量の過不足分を補正できるよう
にする。
【0024】上記のようにして変化割合ΔPmに基づい
て補正係数KTeを設定すると、次のステップ5では、
有効噴射パルス幅Teに前記補正係数KTeを乗算して
補正し、該補正結果に電圧補正分Tsを加算して、最終
的な噴射パルス幅Tiとする。かかる補正によって、プ
レッシャレギュレータ10に対する吸入負圧の導入に遅れ
を生じても、所期の燃料を噴射供給させることができる
ようになる。
【0025】尚、上記実施例において、噴孔部圧力を、
基本噴射パルス幅Tpに基づいて推定する代わりに、吸
入負圧を検出するセンサを設け、該センサで検出され吸
入負圧を噴孔部圧力として用いても良い。また、上記実
施例では、2つのプレッシャレギュレータ10,11を備え
たシステムについて述べたが、プレッシャレギュレータ
を1つだけ備えるシステムであっても、吸入負圧を導入
するプレッシャレギュレータであって、前記吸入負圧の
導入経路が長い場合には、同様に上記補正制御を適用す
ることで、同様な効果が得られることは明らかである。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、基
準圧力室に吸入負圧を導入し、噴孔部圧力と燃料供給圧
との差圧を一定にするプレッシャレギュレータを備えた
システムにおいて、前記基準圧力室における圧力変化に
応答遅れが生じても、かかる応答遅れによる差圧調整の
誤差を、燃料噴射弁の開弁制御時間の補正によって補償
することができ、吸入負圧の変化時において燃料制御の
精度を維持できるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図。
【図2】本発明の実施例のシステム構成を示す図。
【図3】プレッシャレギュレータの応答遅れ特性を示す
タイムチャート。
【図4】実施例における噴射補正制御を示すフローチャ
ート。
【符号の説明】
1 機関 6 吸気コレクタ 7 燃料噴射弁 8 燃料タンク 9 燃料ポンプ 10,11 プレッシャレギュレータ 12 燃料フィルタ 13 燃料供給管 14 圧力導入管 15 リターン通路 16 電磁開閉弁 18 エアフローメータ 19 クランク角センサ 20 水温センサ 21 コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 41/40 F02M 69/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料ポンプによって燃料タンクから圧送さ
    れた燃料の圧力と、圧力導入管を介して基準圧力室に導
    かれる前記燃料噴射弁の噴孔部の吸気圧力との差圧が所
    定値以上であるときに、燃料を燃料タンクに戻すリター
    ン通路を開いて前記差圧を一定に調整するプレッシャレ
    ギュレータと、 前記燃料噴射弁の開弁制御時間を機関運転条件に応じて
    制御する燃料噴射制御手段と、 前記燃料噴射弁の噴孔部の吸気圧力に相当するパラメー
    タを検出する噴孔部圧力検出手段と、前記燃料噴射弁の噴孔部の吸気圧力の変化に対する前記
    プレッシャレギュレータの基準圧力室内の圧力変化の応
    答遅れに対応すべく、前記 噴孔部圧力検出手段で検出さ
    れたパラメータに基づいて噴孔部の吸気圧力の変化割合
    を検知し、該変化割合に基づいて前記開弁制御時間を補
    正する燃料噴射補正手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料供
    給制御装置。
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