JPS6146442A - 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〕 この発明は、燃料噴射式エンジンの燃料噴射制御装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の燃料噴射式エンジンにおいては、エンジンの運転
状態を検出して、最適な燃料供給量を求め、求められた
燃料量を所定クランク角に合わせて同期噴射して燃焼室
に燃料供給するとともに、エンジンの加速運転状態を検
出して、加速運転状態が検出されたときには、クランク
角とは無関係に、検出時点で非同期噴射して燃焼室に燃
料供給している（トヨタフレスフ新型車解説書昭和５５
年４月）。

同期噴射では、加速運転状態や暖機状態の如きエンジン
状態に基づいて、燃料噴射量を補正するようにしている
が、このような同期噴射の補正のみでなく、加速運転時
に非同期噴射を行うことによって、運転状態の変化に素
早（応答させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、非同期噴射では、品に、加速運転直後に必要
な一定量の燃料が噴射されるが、その噴射量は、エンジ
ンが完全に始動を完了し、エンジンが定常運転状態とな
ってからの要求値を満たすように設定されているため、
エンジン始動後間もない状態で加速運転が行われた場合
には、非同期噴射が行われても、噴射量が不足し、充分
な加速性能が得られない。なぜなら、始動直後では、未
だ、燃料噴射弁付近の吸気通路内壁に燃料が付着してい
ないため、非同期噴射が行われたとき、吸気通路内壁に
付着する燃料が多く、燃焼室内に吸入される燃料が少な
くなり、加速運転に必要な燃料量が確保できないからで
ある。

一方、同期噴射における燃料噴射量の補正として、エン
ジン始動直後の燃料噴射量を増量補正する始動後増量補
正があり、上述の如く、始動直後の加速運転時の燃料噴
射量が不足しないように、始動後増量補正を多くするこ
とも考えられるが、こうすると、加速運転以外のときに
、燃料噴射量が多すぎて点火プラグにくすぶりを住し、
スムーズな運転を阻害する。

そこで、本発明は、始動直後においても、加速運転時に
燃料噴射量が不足することなく、しかも、加速運転時以
外に燃料噴射量が多すぎないようにすることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明は、始動直後においては、非同期噴射
の噴射量を通常の場合よりも多くすることを特徴とする
。

詳細には、第１図に示すように、基本燃料噴射量演算手
段において、エンジンの回転数および負荷に基づいて基
本燃料噴射量を求め、さらに、始動後増量補正手段にお
いて、エンジン始動後の経過期間に基づいて求められる
始動後増量補正係数によって基本燃料噴射量を補正して
、最終的な燃料噴射量を求め、同期噴射手段では、始動
後増量補正手段において求められた燃料量を所定クラン
ク角に合わせて同期噴射して燃焼室に燃料供給する。

一方、加速運転検出手段において、エンジンの加速運転
状態を検出し、非同期噴射手段では、加速運転検出手段
において加速運転状態が検出されたとき、クランク角と
は無関係に、検出時点で非同期噴射して燃焼室に燃料供
給する。

そして、始動後増量補正係数判定手段では、加速運転検
出手段において加速運転状態が検出されたとき、始動後
増量補正手段において始動後増量補正係数が増量補正を
行うように設定されて、増量状態にあるか否かを判定し
、非同期噴射量補正手段では、始動後増量補正係数判定
手段において増量状態にあると判定されると、非同期噴
射量を増量補正する。

（作用〕 この結果、始動後間もなくて、同期噴射において始動後
増量補正が行われているときには、非同期噴射において
も、噴射量の増量補正が行われ、始動後所定の期間が経
過して、同期噴射において始動後増量補正が行われなく
なると、非同期噴射における噴射量も増量補正されなく
なる。

〔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図には、一実施例としての電子制御燃料噴射式エン
ジンが示されている。同図において、ｌＯはエンジン本
体、１２は吸気通路、１４は燃焼室、１６は排気通路を
それぞれ表している。図示しないエアクリーナを介して
吸入される吸入空気の流量は、これも図示しないアクセ
ルペダルに連動するスロットル弁１Ｂによって制御され
る。スロットル弁１８番通過した吸入空気はサージタン
ク２０および吸気弁２２を介して燃焼室１４に導かれる
。途中、エアクリーナとスロットル弁１８との間には、
エアフローメータ２４が設けられていて、吸入空気量を
検出する。エアフローメータ２４は、吸入空気量を電圧
値として検出し、この電圧信号は、線２６を介して制御
回路２８に送り込まれる。また、スロットル弁１８には
、スロットルセンサ５８が連結して設けられており、ス
ロットルセンサ５８は、スロットル弁１８が所定開度開
かれる毎に、２つの検出端子から交互に所定レベルの電
圧信号を発生するもので、これらの電圧信号は、それぞ
れ線５６を介して制御回路２８に送り込まれる。

燃料噴射弁３０は、実際には各気筒毎に設けられており
、線３２を介して制御回路２８から送り込まれる電気的
な駆動パルスに応じて開閉制御せしめられ、図示しない
燃料供給系から送られる加圧燃料を吸気弁２２近傍の吸
気通路１２内に間欠的に噴射する。

燃焼室１４内で燃焼した後の排気ガスは、排気弁３４お
よび排気通路１６を介して、さらに触媒コンバータ３６
を介して大気中に排出される。

ディストリビュータ３８内に設けられたクランク角セン
サ４０．４２からは、図示しないクランク軸が３０’、
３６０°回転する毎にパルス信号がそれぞれ出力され、
クランク角３０°毎のパルス信号は線４４を、クランク
角３６０°毎のパルス信号は線４６を、それぞれ介して
制御回路２８に送り込まれる。

エアフローメータ２４の中には、吸入空気の温度を検出
する吸気温センサ４８が設けられおり、検出した吸気温
を表すその出力電圧は、線５０を介して制御回路２８に
送り込まれる。また、エンジンのシリンダブロックには
、冷却水温を検出する水温センサ５２が設けられており
、検出した冷却水温を表すその出力電圧は、線５４を介
して制御回路２８に送り込まれる。

ブロックで示したスタータスイッチ７４は、図示しない
スタータを起動するための公知のスタータスイッチであ
り、そのオン、オフ信号が制御回路２８に送り込まれる
。

第３図は、第２図の制御回路２８の構成例を表している
。同図においては、エアフローメータ２４、吸気温セン
サ４８、水温センサ５２、スロットルセンサ５８、クラ
ンク角センサ４０，４２、スタータスイッチ７４、さら
に各気筒毎に設けられる燃料噴射弁３０が、それぞれブ
ロックで表されている。

エアフローメータ２４、吸気温センサ４８および水温セ
ンサ５２の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器６０に送り込まれ
る。Ａ／Ｄ変換器６０はアナログマルチプレクサ機能を
有しており、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）６２からの
指示信号に応じて各センサからの信号を選択し、Ａ／Ｄ
変換して２進信号を得る。

クランク角センサ４０からのクランク角３０゜毎のパル
ス信号は、入出力回路（１１０回路）６４を介してＭＰ
Ｕ６２に送り込まれ、エンジン回転数の演算に利用され
るとともに、Ｉ１０回路６４内に設けられたタイミング
カウンタの歩進用クロックとなる。また、クランク角セ
ンサ４２からのクランク角３６０°毎のパルス信号は、
上述のタイミングカウンタのリセット信号として働（。

このタイミングカウンタから得られるタイミング信号は
、ＭＰＵ６２に送り込まれ、同期噴射を実現する燃料噴
射処理ルーチンの割り込み要求信号となる。

スロットルセンサ５８の２つの電圧信号のうち、いずれ
かが出力されると、Ｉ１０回路６４を介してＭＰＵ６２
に取り込まれ、非同期噴射を実現する加速検出処理ルー
チンの割り込み要求信号となる。また、スタータスイッ
チ７４からのオン、オフ信号は、Ｉ１０回路６４に送り
込まれ、ＭＰＵ６２からの指示に従って取り込まれる。

入出力回路（１１０回路）６６内には、レジスタ等を含
む周知の燃料噴射制御回路が設けられており、ＭＰＵ６
２から送り込まれる噴射パルス幅に関する２進のデータ
から、そのパルス幅ををする噴射パルス信号を形成する
。この噴射パルス信号は、図示しない駆動回路を介して
燃料噴射弁３０、に送り込まれ、これを付勢する。それ
により、噴射パルス信号のパルス幅に応じた量の燃料が
噴射される。

Ａ／Ｄ変換器６０およびＩ１０回路６４．６６は、マイ
クロコンピユータの主構成要素であるＭｐｕ６２、ラン
ダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）６日およびリードオン
リメモリ　（ＲＯＭ）７０にバス７２を介して接続され
ており、このバス７２を介してデータの転送が行われる
。

ＲＯＭ７０内にはメイン処理ルーチンプログラム、燃料
噴射処理ルーチンプログラム、加速検出処理ルーチンプ
ログラムおよびその他のプログラム、さらにそれらの演
算処理に必要な種々のデータ、テーブル等が予め格納さ
れている。

ＲＯＭ７０に格納された所定のプログラムに従ッテ、Ｍ
ＰＵ６２は、Ａ／Ｄ変換５６０に対して所定時間、例え
ば、４〜８ミリ秒毎にＡ／Ｄ変換の開始を指示口でおり
、吸入空気量、吸気温および冷却水温を表すデータは、
Ａ／Ｄ変換器６ｏがらのＡ／Ｄ変換完了割り込みによっ
てコンピュータ内に取り込まれ、そのままＲＡＭ６８に
格納される。また、クランク角センサ４０から発生され
る３０°クランク角毎のパルス信号に基づいて求められ
たエンジン回転数データもＲＡＭ６８に格納される。

図示しないメイン処理ルーチンにおいて、スタータスイ
ッチ７４がオンされていることが検出され、エンジン回
転数が２５Ｏｒｐｍ以上に達したことが検出されると、
完爆フラグがセントされ、エンジンが始動されたことが
検出される。

完爆フラグがセットされると、所定時間毎に起動される
時間割り込みルーチンにおいて、まず、始動後増量補正
係数の初期値ＦＳＥＯが設定される。これは、第４図の
如く、エンジン冷却水温ＴＨＷに対して、定められてい
る始動後増量補正係数の初期値ＦＳＥＯをＲＯＭ７０の
テーブルから読み出すことによつて行われる。

その後、時間割り込みルーチンが実行される毎に初期値
ＦＳＥＯが第５図（Ａ）の如く、所定値づつ減衰され、
始動後増量補正係数ＰＳＥが設定される。この始動後増
量補正係数ＰＳＥは、ＲＡＭ６Ｂに格納される。そして
、始動後増量補正係数ＰＳＥが「１」となると、減衰処
理は行われなくなり、以後始動後増量補正係数ＰＳＥは
「１」とされる。

なお、この時間割り込みルーチンを、時間割り込みでな
く、所定クランク角毎、車載エンジンの場合に所定距離
走行毎、所定量の燃料が噴射される毎あるいは吸入空気
量Ｑが所定量に達する毎に起動される割り込みルーチン
とすれば、始動後増量補正係数ＰＳＥを、時間以外のエ
ンジンの使用状態によってｆｉ衰させることができる。

第６図は、Ｉ１０回路６４内のタイミングカウンタから
のタイミング信号によって起動される燃料噴射処理ルー
チンを示しており、このルーチンは、６気筒エンジンの
場合、クランク角１２０゜毎に実行される。まず、ステ
ップ２１１では、ＲＡＭ６８に格納されているエンジン
回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑを取込み、ステップ２１
２では、そのエンジン回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑか
ら基本燃料噴射時間τｐを求める０次にステップ２２０
では、ＲＡＭ６８に格納されている始動後増量補正係数
ＰＳＥおよびその他の補正係数に基づいて基本燃料噴射
時間τｐを補正して燃料噴射時間τを求める。すなわち
、 τ暉τｐＸＫｍＸＴｖ によって求められる。ここで、Ｋｍは補正係数であり、
Ｔｖは燃料噴射弁３０の無効噴射時間である。さらに、
Ｋｍは、 Ｋ　ｍ　””　Ｋ　Ｉ　Ｘ　Ｋ　ｘ　Ｘ・−・・・・ｘ
　（Ｋ　ｓ　＋Ｋ　Ａ　　Ｋ　Ｓ・−・・・−）によっ
て求められ、各補正係数に１、Ｋ、−・・・−の和や積
により算出される。各補正係数に、、Ｋ。

−−−−−・の一つは、上述の始動後増量補正係数ＰＳ
Ｅであり、暖機増量補正係数、暖機加速増量補正係数な
どがある。

例えば、始動後増量補正係数ＰＳＥは、上述のように始
動時に最大となり、その後次第に減衰されるので、始動
後増量補正係数ＰＳＥによって補正されて最終的に求め
られる燃料噴射時間τも、基本燃料噴射時間τｐが同じ
ならば、始動時は大きくされ、その後次第に小さくされ
ることになる。

そして、始動後増量補正係数ＰＳＥが「１」となった後
は、燃料噴射時間τの始動後増量補正は行われなくなる
。

こうして求められた燃料噴射時間、つまり燃料噴射パル
ス幅に関するデータは、すなわち、２３０において燃料
噴射弁３０を駆動する信号に変換されて、燃料噴射弁３
０に供給される。つまり、同期噴射が実行される。

第７図は、加速検出処理ルーチンを示している。

このルーチンは、スロットルセンサ５８のいずれかの端
子から信号が出力される毎に起動される公知の割り込み
ルーチンであり、ステップ１２０では、スロットルセン
サ５８の一方の端子から信号が出力されて、他方の端子
から信号が出力されるまでの時間を計測し、この時間が
所定時間より短いとき加速運転であると判断される。加
速運転であるとしてステップ１２０が肯定判断されると
、ステップ１３０において、始動後増量補正係数ＰＳＥ
がｒｌＪであるか否かが判定される。このとき、上述の
減衰処理によって始動後増量補正係数ＰＳＥが既に「１
」となっていれば、ステップ１３０は肯定判断されて、
ステップ１４１において、加算時間αが「０」とされる
が、未だ始動後増量補正係数ＰＳＥがｒｌＪになってい
なければ、ステップ１３０は否定判断されて、ステップ
１４２において加算時間αは２！す秒とされる。

次に、ステップ１４３では、非同期噴射時間τａｃｃに
加算時間αが加えられて最終的な非同期噴射時間τａｃ
ｃが求められる。従って、加算時間αが「０」ならば、
非同期噴射時間τａｃｃは増加されないが、加算時間α
が２！す秒に設定されている場合には、非同期噴射時間
τａｃｃは２１９秒だけ増加されることになる。

そして、ステップ１５０においては、非同期噴射時間τ
ａｃｃに関する信号が、Ｉ１０回路６６に出力され、Ｉ
１０回路６６において燃料噴射弁３０を駆動する信号に
変換されて燃料噴射弁３゜に供給される。つまり、非同
期噴射が実行される。

ステップ１２０において加速運転でないとして否定判断
された場合には、ステップ１３０以後の処理は実行され
ずに、従って、非同期噴射は行われずに、このルーチン
の処理を終了する。

第５図（Ｂ）は、加速運転に対応して行われる非同期噴
射の噴射量を示しており、この図は、第５図（Ａ）と時
間軸を共通にして示されているが、この図から明らかな
ように、始動後増量補正係数ＰＳＥが「１」になるまで
の間に加速運転が行われると、そのときの非同期噴射量
は、第５図（Ｂ）にハツチングを施して示したように、
加算時間α分だけ増量され、始動後増量補正係数ＰＳＥ
が「１」になってからの加速運転では、増量が行われな
い。

従って、エンジンの始動直後で、燃料噴射弁付近の吸気
通路内壁に燃料が付着してない状態では、加速運転が行
われたとき、エンジン始動後、充分時間を経過したとき
の加速運転に比べて非同期噴射の噴射量が増量されるた
め、非同期噴射によって噴射された燃料の一部が燃料噴
射弁付近の吸気通路内壁に付着しても、燃焼室に必要量
を吸入させることができ、エンジン始動直後でも、加速
性能を充分に発揮させることができる。

なお、第６図のフローチャートにおいて、ステップ２１
１．２１２の処理は、本発明の基本燃料噴射量演算手段
に相当し、ステップ２２０の処理は、本発明の始動後増
量補正手段に相当し、ステップ２３０の処理は、本発明
の同期噴射手段に相当する。また、第７図のフローチャ
ートにおいて、ステップ１２０の処理は、本発明の加速
運転検出手段に相当し、ステップ１３０の処理は、本発
明の始動後増量補正係数判定手段に相当し、ステップ１
４１〜１４３の処理は、本発明の非同期噴射量補正手段
に相当し、ステップ１５０の処理は、本発明の非同期噴
射手段に相当する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、始動後間もなくて、同期噴射において
始動後増量補正が行われているときに、非同期噴射が行
われると、この場合の非同期噴射量は、通常のときより
も増量されるため、始動直後の加速運転における非同期
噴射量が不足することが防止でき、充分な加速性能を発
揮させることができる。また、加速運転時の非同期噴射
量が増量されるため、加速運転以外のときに、燃料噴射
量が多すぎることもない。

しかも、本発明では、始動直後であるか否かの判定を同
期噴射における始動後増量補正が増量補正状態にあるか
否かによって行っているため、新たな判定手段を設ける
ことなく、極めて容易に実施することができる。

【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
例の概略図、第３図は、第２図の制御回路のブロック図
、第４図は、始動後増量補正係数の初期値ＦＳＥＯを求
めるためのテーブルの内容を示すグラフ、第５図（Ａ）
は、始動後増量補正係数ＰＳＥの状態を示すタイムチャ
ート、第５図（Ｂ）は、エンジン始動後の加速運転時に
おける非同期噴射量の状態を示すタイムチャート、第６
図および第７図は、マイクロコンピュータの制御プログ
ラムの一部のフローチャートである。 １０−一一一一一エンジン本体 ２４・−−−−一エアフローメータ ２８・−・−制御回路 ３０・・−・燃料噴射弁 ４０．４２・・−・−クランク角センサ５２−・・・・
−水温センサ ５８・−・−スロットルセンサ ７４−・−スタータスイッチ 第４図 １ンンンノ酬即木５ＢｈＴ）−ＩＷ−ａ−４゜井＠期喰
鰐量 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの回転数および負荷に基づいて基本燃料噴
   射量を求める基本燃料噴射量演算手段と、エンジン始動
   後の経過期間に基づいて求められる始動後増量補正係数
   によって基本燃料噴射量を補正して、最終的な燃料噴射
   量を求める始動後増量補正手段と、 始動後増量補正手段において求められた燃料量を所定ク
   ランク角に合わせて同期噴射して燃焼室に燃料供給する
   同期噴射手段と、 エンジンの加速運転状態を検出する加速運転検出手段と
   、 加速運転検出手段において加速運転状態が検出されたと
   き、クランク角とは無関係に、検出時点で非同期噴射し
   て燃焼室に燃料供給する非同期噴射手段と、 加速運転検出手段において加速運転状態が検出されたと
   き、始動後増量補正手段において始動後増量補正係数が
   増量補正を行うように設定されて、増量状態にあるか否
   かを判定する始動後増量補正係数判定手段と、 始動後増量補正係数判定手段において増量状態にあると
   判定されると、非同期噴射量を増量補正する非同期噴射
   量補正手段と、 を備える燃料噴射制御装置。