JP3299440B2 - 内燃機関用燃料噴射制御装置 - Google Patents
内燃機関用燃料噴射制御装置Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
射制御装置に関するものであって、特に内燃機関の始動
性を向上させるものである。
了された自動車は、内燃機関を始動させ自走してライン
オフするのが一般的である。このとき、内燃機関の始動
から自走ラインオフするまでの作業時間として設定され
ている時間は約20秒という短い時間である。従って、
内燃機関の始動性が悪く前記作業時間内に内燃機関が始
動できなかった場合にはその自動車は自走してラインオ
フすることができなくなり作業者が自動車を手押しでラ
インオフしなければならなくなり生産性が著しく低下す
る。しかしながら、自動車の組立完了直後では燃料供給
経路に燃料が充填されていないため燃料噴射弁を開弁し
ても燃料が供給されず、良好な始動性を得ることが難し
かった。これは、キースイッチが投入されて燃料ポンプ
が燃料をくみ出すことにより燃料タンクからプレッシャ
レギュレータまでは燃料が充填されるものの、プレッシ
ャレギュレータからインジェクタまでの経路においては
インジェクタの開弁により該経路中の空気が排出される
まではインジェクタから燃料が噴射されないためであ
る。
号公報に示されるように、プレッシャレギュレータから
インジェクタまでの配管が長いシステムが提案されてき
ており、このシステムでは上述の課題が更に顕著に生じ
る可能性がある。即ち、電子制御により燃料噴射量を制
御する装置においては、噴射する燃料の圧力を吸気管内
部の圧力に対して一定に保つことが為されている。これ
は燃料圧力を調整するプレッシャレギュレータによって
行われる。また、プレッシャレギュレータは燃料圧力を
調整する際に余剰となった燃料をリターン配管と呼ばれ
る配管を介して燃料タンクに戻している。従って、内燃
機関近傍に配設されたプレッシャレギュレータから燃料
タンクを連絡する長いリターン配管を要していた。該公
報のものはこのリターン配管を短くしたシステムを提案
するものであり、プレッシャレギュレータは燃料タンク
近傍に設けられている。しかしながら、該公報のもので
はリターン配管が短くなるものの、今度はプレッシャレ
ギュレータからインジェクタまでの配管が長くなってし
まう。このため組立完了時にはこの配管中に多量の空気
が充填されており、インジェクタから燃料が噴射され始
めるまでに要する時間をますます長くさせてしまう恐れ
がある。
では上述の課題に対する解決策が何等施されておらず、
組立ラインにおける作業性を低下させる恐れを有してい
た。
のであって、燃料流通経路中の燃料がほとんどない場合
であっても速やかに内燃機関を始動することができる装
置を提供することを目的としている。
がほとんどない場合であっても速やかに内燃機関を始動
することができる装置を簡単な構成で提供することを目
的としている。
がほとんどない場合であっても速やかに内燃機関を始動
することができる装置の信頼性を向上させることを目的
としている。
がほとんどない場合であっても速やかに内燃機関を始動
することができる装置の処理を簡略化することを目的と
している。
用燃料噴射制御装置は、内燃機関に供給される燃料を貯
蔵する燃料タンクと、この燃料タンクから燃料をくみ出
す燃料ポンプと、この燃料ポンプから供給される燃料の
圧力を調整する燃料圧力調整手段と、一端が燃料圧力調
整手段に接続され圧力が調整された燃料を流通させる燃
料流通経路と、この燃料流通経路の他端に接続され内燃
機関に燃料を噴射して供給する燃料噴射弁と、内燃機関
の始動時を検出する始動時検出手段と、内燃機関の無燃
焼状態を検出する無燃焼検出手段と、内燃機関が始動時
であって、且つ、無燃焼状態であるとき燃料噴射弁の開
弁時間を増大補正する補正手段とを備え、無燃焼検出手
段は、内燃機関の回転数変動が所定値よりも小さい場合
に無燃焼状態を間接的に検出するものである。
制御装置は、内燃機関が始動完了したことを検出する始
動完了検出手段と、蓄電池からの電力に基づいて電源ス
イッチ遮断後も電力を供給する電力供給手段と、この電
力供給手段からの電力を受け電源スイッチ遮断後も内燃
機関が始動完了したことを記憶する記憶手段と、内燃機
関が始動完了したことが記憶されているとき補正手段の
補正動作を禁止する禁止手段とを備えたものである。
図である。図において1は内燃機関に供給される燃料を
貯蔵する燃料タンク、2は燃料タンク1から燃料をくみ
出し加圧して供給する燃料ポンプ、3は燃料ポンプ2か
ら燃料が供給されこの燃料の圧力を調整する燃料圧力調
整手段としてのプレッシャレギュレータで燃料タンク1
の近傍に配設されている。4はプレッシャレギュレータ
3で燃料圧力が調整される際に余剰となった燃料を燃料
タンクに戻す経路を構成するリターン配管、5は一端が
プレッシャレギュレータ3に接続され圧力が調整された
燃料を流通させる燃料流通経路としての燃料配管で、他
端の先端部にはデリバリパイプ5aが構成されている。
6は燃料配管5の他端に接続された燃料噴射弁としての
インジェクタで、その先端部が内燃機関の吸気管内部に
突出しており後述するECUからの駆動信号に応じて燃
料を噴射供給する。7は内燃機関の回転数を検出する回
転数センサ、8は内燃機関の冷却水温を検出する水温セ
ンサで、これらの信号は図示しない吸気管内圧力を検出
する吸気管圧力センサ等の信号と共にECU9に送出さ
れる。ECU9はこれらの回転数、水温、吸気管内圧力
あるいは吸気量などの情報を受け内燃機関に必要な燃料
量などを演算するとともに燃料ポンプ2、インジェクタ
6或いは点火プラグ10などを制御するもので、各種セ
ンサからの情報或いは内燃機関の制御状態を随時記憶更
新する読み書き可能なメモリ(RAM)9aと、各種制
御プログラム或いは制御情報を記憶している読み出し専
用メモリ(ROM)9bと、ROM9b内の制御プログ
ラムに従って各種演算及び各種制御を行う中央演算処理
装置(CPU)9cなどを内蔵している。
ローチャートである。この処理はメインルーチンの中の
一処理であって、図示しない電源スイッチとしてのキー
スイッチ投入後に繰り返し行われるものである。この処
理は、内燃機関の始動時であって、かつ、燃焼が行われ
ていない状態を検出し、このような状態のときは燃料を
供給する配管の中には燃料の代わりに空気が充填されて
いると判断し、このときインジェクタの開弁時間を通常
の運転時に比して大きくなるよう補正することにより配
管内の空気の排出を促進するものである。まず、ステッ
プ201乃至ステップ203はプレッシャレギュレータ
3までの配管及びプレッシャレギュレータ3に燃料を充
填させる処理である。また、キースイッチを投入しても
すぐにはスタータを起動させず、ステップ203を通過
したときにスタータを起動させるようにしている。これ
は、燃料ポンプ2を駆動しても燃料が充填されるまでに
所定の時間を要するためである。キースイッチが投入さ
れると図2のフローチャートが起動され、ステップ20
1では燃料ポンプの駆動時間が所定時間内か否かが判定
される。キースイッチ投入直後はステップ201におい
てYと判定され、ステップ202に進み燃料ポンプ2が
駆動される。続くステップ204ではエンジンが停止か
否かが判定される。ステップ204は内燃機関の停止状
態を検出する停止状態検出手段であって、回転数センサ
7の信号に変化があるか否かにより停止状態を検出す
る。このときは、まだステップ203の処理を経ておら
ずスタータが起動されていないので回転センサ7の信号
に変化が無い。従って、ステップ204において内燃機
関は停止状態にあると判定され、処理を終える。図2の
処理はメインルーチンと共に繰り返されており、やがて
燃料ポンプ3を駆動してから所定時間が経過し燃料がプ
レッシャレギュレータ3までの各部に十分充填される。
このときステップ201ではNと判定され燃料ポンプ3
を停止すると共に図示しないスタータを起動し内燃機関
を始動させる。
ータが起動されているため内燃機関が停止状態ではない
と判定され、ステップ205に進んで燃料ポンプ2を再
駆動する。ステップ206は始動時検出手段としての処
理で、内燃機関が始動状態にあることを検出する。これ
は、例えば回転数センサ7の信号を取り込み、内燃機関
の回転数が所定回転数未満であることから、始動時を検
出している。ステップ206において始動時ではないと
判定された場合は、既に内燃機関は通常の運転状態にあ
り燃料タンク1からインジェクタ6までの配管には十分
に燃料が充填されているはずであるから、以降の処理を
行うことなく図2の処理を終了する。内燃機関の回転数
が所定回転数未満であって始動時であることが検出され
た場合にはステップ207に進み、内燃機関が無燃焼状
態であるか否かが判定される。ステップ207は内燃機
関の無燃焼状態を検出する無燃焼状態検出手段であっ
て、内燃機関が無燃焼状態であることにより2次的に発
生する現象、例えば内燃機関の回転数変動が所定値より
も小さいことにより無燃焼状態を間接的に検出する。図
3は、回転数センサ7から出力される信号を示すもので
あり、内燃機関の所定のクランク角度でハイレベル或い
はローレベルに反転する。図においてT(n)は今回検
出した周期を示し、T(n−1)は前回検出した周期を
示し、これらの情報は回転数センサ信号の立ち上がりエ
ッジ毎に計測されてRAM9aに記憶される。ステップ
207においては次の(1)式により無燃焼状態の検出
が行われる。
有無を検出するしきい値を求める係数であって、制御情
報としてROM9bに格納されている。さて、ここで、
回転数の変動が所定値よりも小さいことが検出された場
合は、内燃機関がスタータによりほぼ一定の回転数で駆
動されている状態であって、内燃機関自身が駆動してい
る状態ではないと推測できる。この場合はステップ20
8に進んで判定カウンタを1だけカウントアップし、ス
テップ209で判定値N1以上か否かが判定される。ス
テップ209において判定カウンタの値が判定値N1未
満である場合は、単に散発的に発生する一過性の状態で
ある可能性があるので、このときにはステップ210に
進み通常の開弁時間でインジェクタ6を駆動する。逆に
判定カウンタの値が判定値N1以上であった場合は、無
燃焼の状態が継続されていると判定し、このときはステ
ップ211に進んで通常よりも大きな開弁時間でインジ
ェクタ6を駆動し、燃料配管5内の空気の排出を促進さ
せる。ステップ211は内燃機関が始動時であって、且
つ、無燃焼状態であるときインジェクタの駆動時間を増
大補正する補正手段であって、例えば上述の回転数、水
温或いは吸気管内部圧力などに基づいて演算されたイン
ジェクタの開弁時間に所定の係数を掛けて増大補正す
る、あるいは該演算された開弁時間に所定時間を加算す
るなどの補正が行われる。また、燃料配管5内の空気が
排出され燃料が充填された場合は、内燃機関自身の運転
によりある程度の回転変動が生じている。よって、ステ
ップ207において回転変動が大きい、即ち無燃焼状態
ではないことが検出されステップ212に進んで判定カ
ウンタがリセットされる。判定カウンタがリセットさ
れ、判定カウンタの値が判定値N1よりも小さくなった
場合は、ステップ209においてNと判定され、ステッ
プ210で通常の開弁時間でインジェクタ6が駆動され
る。
直後の自動車であってもその始動に要する時間を短縮す
ることができるので、組立ラインの作業性を向上させる
ことができる。
焼状態を間接的に検出するようにしたので、既存のセン
サにより無燃焼状態を検出することができ、その構成を
簡単なものとすることができる。
ンタの値が判定値N1以上のときインジェクタ6の開弁
時間を増大補正するようにしたので、散発的に生じる一
過性の状態にいちいち反応することが無く、安定した装
置を得ることができる。
の投入毎に始動時であって、且つ、無燃焼状態である状
態になっているか否かを検出しているので、自動車の組
立完了直後の始動性を向上させるばかりではなく、例え
ばガス欠になったときの再始動時であっても内燃機関の
始動性を向上させることができる。
ギュレータ3までの配管に燃料を充填するべくステップ
201乃至ステップ203を用意したが、これらの処理
は必ずしも必要なものではなく、省略することもでき
る。
て、インジェクタの駆動時間に係数を掛けるあるいは所
定時間を加算する例を示したがこれらに限られるもので
なく、要は通常よりも大きい開弁時間でインジェクタを
駆動して空気の排出を促進するようにするものであれば
よい。
電流を用いて内燃機関の無燃焼状態を直接的に検出する
場合について説明する。図4はイオン電流を用いて無燃
焼状態を直接的に検出する場合の処理手順を示すフロー
チャートで、上記実施の形態1(図2)の処理手順に比
しステップ207の無燃焼検出手段がステップ240の
無燃焼検出手段に置換されている。この場合、無燃焼状
態の検出の仕方が異なるのみであるから、当該部分のみ
を説明しその他の同様の部分については説明を省略す
る。また、イオン電流検出回路は既に公知であるから、
ここではその詳細な構成の説明を省略する。
ダ内で発生するイオン(電荷を帯びた粒子)により通流
するもので、内燃機関が無燃焼状態にあるときはこのイ
オンが発生しないためイオン電流も流れない。図4の処
理ではこのイオン電流を検出し、イオン電流が所定値未
満であることにより内燃機関の無燃焼状態を検出する。
イオン電流により直接的に検出するので、回転変動など
の2次的な現象を検出して無燃焼状態を検出するものに
比し、燃焼の有無を早く、且つ、確実に検出することが
できるものの、イオン電流検出手段を必要とする。
燃焼状態を直接的に検出するようにしたが、次に、内燃
機関のシリンダ内部の圧力を用いて内燃機関の無燃焼状
態を直接的に検出する場合について説明する。図5はシ
リンダ内部圧力を用いて無燃焼状態を直接的に検出する
場合の処理手順を示すフローチャートで、上記実施の形
態1(図2)の処理手順に比しステップ207の無燃焼
検出手段がステップ250の無燃焼検出手段に置換され
ている。この場合も、無燃焼状態の検出の仕方が異なる
のみであるから、当該部分のみを説明しその他の同様の
部分については説明を省略する。また、内燃機関のシリ
ンダ内部の圧力を用いて燃焼状態を検出する回路は既に
公知であるから、ここではその詳細な構成の説明を省略
する。
た混合気がピストンにより圧縮され、更にこの状態で混
合気が着火され爆発を生じる。従って、ピストンが上死
点に至るまでにシリンダ内部の圧力が徐々に上昇すると
共に、更に爆発によりシリンダ内部の圧力が増大する。
しかしながら、内燃機関が無燃焼状態にあって爆発が生
じていない場合は、シリンダ内部の圧力はピストンが上
死点にあるときの圧力以上になることはない。図5の処
理ではこの特性を利用しており、シリンダの内部圧力を
検出しこの圧力が所定値未満であることにより内燃機関
の無燃焼状態を検出している。なお、当然ながら、この
所定値は内燃機関に燃焼が生じた際にのみ到達し得るよ
うな値に設定されている。
シリンダの内部圧力により直接的に検出するので、回転
変動などの2次的な現象を検出して無燃焼状態を検出す
るものに比し、燃焼の有無を早く、且つ、確実に検出す
ることができるものの、圧力センサ手段を必要とする。
して ECU9の演算処理の負担を軽減させるものであ
る。実施の形態1では、キースイッチを投入する毎に図
2のフローチャートが起動され燃料配管5に燃料がある
かどうかを検出している。しかしながらキースイッチの
投入毎に毎回このような演算を行うのは煩雑である。そ
こで、実施の形態2では、キースイッチの投入毎に演算
を行うのではなく特に問題となる自動車組立完了直後の
ラインオフ時などの限られた状態において燃料配管の空
気の排出を促進するように構成し、演算を簡略化してい
る。
スイッチ遮断後も電力の供給を受けRAM9aに記憶さ
れた情報を保持する構成となっている。即ち、実施の形
態2においては図示しない蓄電池としてのバッテリから
の電力を常時受け、これに基づいて安定した電源を作成
して常時供給する図示しない電力供給手段を有してお
り、この安定した電力がRAM9aにキースイッチ遮断
後も常時供給されている。なお、ここで電力供給手段は
バッテリ電源から安定した電源を作成して供給するもの
に限らず、バッテリそのものでも良い。
ーチャートである。図6においては図2に比しステップ
261及び262が追加されているがその他については
同様である。実施の形態2の基本的な動作は実施の形態
1と同様であるので省略し、ここでは異なる点について
詳しく説明する。まず、今回の始動は、自動車の組立完
了から初めての始動であるとする。このとき図6のステ
ップ201乃至205の処理が順次行われ、始動時検出
手段であるステップ206において内燃機関が始動時で
あるか否かが検出される。そして内燃機関が始動時であ
る場合にはステップ261に進み過去に内燃機関が始動
完了したことがあるか否かが判定される。今回は、自動
車が組立完了直後であって、初めての始動である場合で
あるから、ステップ207に進み上述の実施の形態1で
説明した処理を順次行う。これにより、燃料配管5に充
填されていた空気は速やかに排出され、やがてエンジン
が始動し回転数が上昇する。ステップ206は内燃機関
が始動完了したことを検出する始動完了検出手段も兼ね
ており、内燃機関の回転数が所定の回転数以上になった
ことを検出して始動完了を検出する。ステップ206で
始動完了が検出された場合はステップ262に進み、こ
こではRAM9aに始動完了したことが書き込まれ、処
理を終了する。RAM9aはキースイッチが遮断された
後も電力の供給を受けて内燃機関が始動完了したことを
記憶し続ける記憶手段で、この記憶は次回の始動時にも
保持されている。従って、次回の始動時においてはステ
ップ261においてYと判定され以降の処理をスキップ
して処理を簡略化する。なお、ステップ261は内燃機
関が始動完了したことが記憶されているとき補正手段の
補正動作を禁止する禁止手段を構成している。
に空気が充填されている初回の始動時に空気の排出を促
進することができると共に処理手順を簡略化することが
できる。また、これにより処理の高速化が図れる。
用燃料噴射制御装置によれば、内燃機関の始動時を検出
する始動時検出手段と、内燃機関の無燃焼状態を検出す
る無燃焼検出手段と、内燃機関が始動時であって、且
つ、無燃焼状態であるとき燃料噴射弁の開弁時間を増大
補正する補正手段とを備え、無燃焼検出手段は、内燃機
関の回転数変動が所定値よりも小さい場合に無燃焼状態
を間接的に検出するようにしたので、燃料流通経路中の
燃料がほとんどない場合であっても速やかに内燃機関を
始動することができる。
制御装置によれば、内燃機関が始動完了したことを検出
する始動完了検出手段と、蓄電池からの電力に基づいて
電源スイッチ遮断後も電力を供給する電力供給手段と、
この電力供給手段からの電力を受け電源スイッチ遮断後
も内燃機関が始動完了したことを記憶する記憶手段と、
内燃機関が始動完了したことが記憶されているとき補正
手段の補正動作を禁止する禁止手段とを備えたので、燃
料流通経路中の燃料がほとんどない場合であっても速や
かに内燃機関を始動することができると共に処理を簡略
化することができる。
である。
ローチャートである。
示す波形図である。
ローチャートである。
すフローチャートである。
ローチャートである。
ュレータ、4 リターン配管、5 燃料配管、6 イン
ジェクタ、7 回転数センサ、8 水温センサ、9 E
CU、10 点火プラグ
Claims (2)
- 【請求項1】 内燃機関に供給される燃料を貯蔵する燃
料タンクと、 この燃料タンクから前記燃料をくみ出す燃料ポンプと、この 燃料ポンプから供給される燃料の圧力を調整する燃
料圧力調整手段と、 一端が前記燃料圧力調整手段に接続され前記圧力が調整
された燃料を流通させる燃料流通経路と、 この燃料流通経路の他端に接続され前記内燃機関に燃料
を噴射して供給する燃料噴射弁と、前記内燃機関の始動
時を検出する始動時検出手段と、 前記内燃機関の無燃焼状態を検出する無燃焼検出手段
と、 前記内燃機関が始動時であって、且つ、無燃焼状態であ
るとき前記燃料噴射弁の開弁時間を増大補正する補正手
段とを備え、 前記無燃焼検出手段は、前記内燃機関の回転数変動が所
定値よりも小さい場合に前記無燃焼状態を間接的に検出
する ことを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。 - 【請求項2】 内燃機関が始動完了したことを検出する
始動完了検出手段と、 蓄電池からの電力に基づいて電源スイッチ遮断後も電力
を供給する電力供給手段と、 この電力供給手段からの電力を受け前記電源スイッチ遮
断後も前記内燃機関が始動完了したことを記憶する記憶
手段と、 前記内燃機関が始動完了したことが記憶されているとき
補正手段の補正動作を禁止する禁止手段と を備えた ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関用燃
料噴射制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13659896A JP3299440B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 内燃機関用燃料噴射制御装置 |
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