JPS6210450A - 多気筒内燃機関の燃料供給装置 - 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〉 本発明は多気筒内燃機関の燃料供給装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の多気筒内燃機関の燃料供給装置としては、例えば
、第９図に示すようなものがある（特開昭５９−７７０
５５号参照）。

このものでは吸気マニホールド２１の各気筒に接続され
る各ブランチに夫々電磁式の燃料噴射弁２２を設け、該
燃料噴射弁２２を電子制御ユニット２３からの出力によ
り通電駆動して燃料噴射制御を行っている。具体的には
機関回転速度と吸入空気流量との信号に基づき基本噴射
量を演算し、三元触媒を用いた場合は排気中酸素濃度信
号に基づいて触媒の浄化効率が最も高くなる理論空燃比
となるように基本噴射量をフィードバック補正し、該補
正演算された量の燃料を燃料噴射弁２２から機関回転に
同期して噴射供給している。

またこのものでは＃１〜＃３気筒の各ブランチを集合し
た第１サージタンク２１Ａと、＃４〜＃６気筒の各ブラ
ンチを集合した第２サージタンク２１Ｂとの間を連結す
る連結管２１Ｃに吸気遮断弁２４を設ける。

そして、絞り弁２５の開度等によって検出される低負荷
時には前記吸気遮断弁２４を閉じることによリ＃１〜＃
３気筒のみで減筒運転を行って燃費向上を図り、高負荷
時には、吸気遮断弁２４をひらいて全気筒運転を行い出
力を確保するようにしている。また、排気系も＃１〜＃
３気筒に接続される分岐管２７と＃４〜＃６気筒に接続
される分岐管２８とを下流部分で合流して一本化してい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、この種の従来の燃料供給装置にあっては吸気
マニホールド２１の上流部に１個設けたエアフローメー
タ２６により検出された吸入空気流量に基づいて燃料噴
射弁２２からの燃料噴射量を演算し、全ての燃料噴射弁
２２から同一量の燃料を噴射供給する構成となっている
。このため、気筒毎に上流端から燃焼室までの吸気通路
形状（特に長さ）や、排気通路形状が異なることにより
吸気充填効率に差がある多気筒内燃機関においては、気
筒毎の空燃比に相違を生じ個々の気筒では理論空燃比に
対してバラツキを生じるので、燃費、出力の向上、有害
排気成分の低減が妨げられていた。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
ので、各気筒の空燃比を均一化するように各気筒の燃料
噴射量を制御することにより上記問題点を解決した多気
筒内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とする
。

く問題点を解決するための手段〉 このため本発明は、第１図に示すように多気筒内燃機関
Ａの気筒毎又は複数気筒ずつに区分された各気筒群毎の
機関運転条件に応じた吸気充填効率を検出する吸気充填
効率検出手段Ｂと、気筒毎又は前記気筒群毎の吸気充填
効率に応じて気筒毎の空燃比を均一とするように、気筒
毎又は気筒群毎に設けられた燃料噴射弁Ｃからの燃料噴
射量を演算する燃料噴射量演算手段りと、燃料噴射弁を
駆動して前記演算手段により演算された量の燃料を噴射
供給させる燃料噴射弁駆動手段Ｅとを備えた構成とする
。

く作用〉 かかる構成により、各燃料噴射弁から燃料噴射量演算手
段によって気筒毎又は各気筒群毎に異なる吸気充填効率
に応じて演算された量の燃料が噴射されることにより、
気筒毎の空燃比が均一化される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１実施例の構成を示す第２図において、６気筒内燃機
関１の吸気系は、上流端部に吸入空気流量検出用のエア
フローメータ２を備え、その下流近傍に絞り弁３を備え
た吸気管４と、該吸気管４から２つに分岐し、下流端部
で夫々＃１．　＃３．　＃５気筒に接続される分岐管５
及び＃２．＃４．＃６気筒に接続される分岐管６とを備
えて構成される。又、分岐管５．６の各気筒に至る吸気
ボート部分には夫々燃料噴射弁７を備える。

さらに、前記２つの分岐管５，６相互を連結する連結管
８を設け、該連結管８内に開閉弁９が介装される。

一方、排気系も吸気系と同様＃１．＃３．＃５気筒に接
続される分岐管１０と＃２．＃４．＃６気筒に接続され
る分岐管１１とを下流部分で合流させた構成としである
。

ここで、吸気系の分岐管５．６相互及び排気系の分岐管
１０．１１相互は夫々レイアウト上長さが異なる。

また、前記絞り弁３の開度を検出するスロットルセンサ
１２、機関回転速度検出及び噴射気筒群判別用のクラン
ク角センサ１３、開閉弁９の開閉位置を検出する弁開閉
センサ１４等が設けられ、これらセンサ類からの各種信
号が、前記エアフローメータ２からの吸入空気流量信号
と共にコントロールユニット１５に入力される。

コントロールユニット１５は後に詳述するように、機関
運転条件に応じて検出される気筒毎の吸気充填効率に基
づいて気筒毎の空燃比が均一となるように気筒毎の燃料
噴射量を演算し、燃料噴射弁を機関回転に同期した所定
の周期で通電駆動し、前記演算された量の燃料を気筒毎
に噴射供給させるようになっている。

次に本実施例の一連の作用を第４図に示したフローチャ
ートに基づいて詳細に説明する。

Ｓｌでは、エアフローメータ２．クランク角センサ１３
及びスロットルセンサＩ２によって夫々検出された吸入
空気流量Ｑ２機関回転速度Ｎ及び絞り弁開度θを読み込
む。

Ｓ２ではクランク角センサ１３からの信号に基づき、今
回燃料噴射を行う気筒群の判別を行う。

Ｓ３では、Ｓ２で判別された気筒群が第１気筒群である
か否かを判定する。

Ｓ３の判定がＹＥＳ、即ち、第１気筒群であると判定さ
れた場合はＳ４へ進み、弁開閉センサ１４からの信号に
基づき開閉弁９が閉じているか否かの判定を行い、ＹＥ
Ｓの場合はＳ５へ進み、ＮＯの場合はＳ６へ進んで、夫
々開閉弁９が閉又は開の条件であってかつ、Ｓｌで読み
込んだＱ、　Ｎ。

θに応じた機関運転条件に対応する第１気筒群の燃料噴
射Ｉ　Ｔ　Ｐ　Ｉ　、　Ｔ　Ｐ　＋　’を、そのデータ
を記憶したマ・ノブ■又はビから検索する。

またＳ３の判定がＮＯ１即ち第２気筒群であると判定さ
れた場合は、Ｓ７へ進んで同様に開閉弁９の開閉の判定
を行った後Ｓ８又はＳ９へ進んでＱ、　Ｎ、　　θに応
じた機関運転条件に対応する第２気筒群の燃料噴射量Ｔ
　ｒ　２．　Ｔ　ｐ　ｚ　’をマツプ■又は■′から検
索する。

ここで、第１気筒群と第２気筒群とでは機関回転速度に
応じて第３図に示すように吸気充填効率ηに差異を生じ
る。これは、吸・排気管の脈動現象によるものであり、
特に本実施例の場合、吸気系における分岐管５．６相互
の長さの差と排気系における分岐管１０．１１相互の長
さの差によるものである。また、この吸気充填効率ηの
相違は開閉弁９を開いた時も閉じた時も発生するが開閉
弁９を開いた時は第１．第２気筒群とも吸気充填効率η
のピーク値は高速側に移動する。

さらにこの現象は、主に絞り弁３開度の大きい時程顕著
であり、絞り弁３全開時の吸気充填効率ηの差が最も大
となる。

したがって、マツプＩ、　　Ｉ’、ｎ、　　ｎ’　はＱ
とＮから各気筒に吸入される空気量の平均値（ｋＱ／Ｎ
）を上記各運転条件における吸気充填効率ηの相違に基
づいて、補正した値に対応して夫々’ｒｒ＋。

’ｒ、、’、　Ｔｐｔ、　ＴＰ□゛が設定されている。

そして、このようにしてＳ５．Ｓ６又はＳ８゜Ｓ９で検
索された燃料噴射ＭＴ□ＩＴＰ＋’又はＴ２□。

Ｔｐ２°に基づいて第１気筒群又は第２気筒群の各燃料
噴射弁７から夫々Ｔ、、、Ｔ、、’又はＴｒｚ＊Ｔｒｔ
’に相応する量の燃料が噴射される。

このようにして、気筒群毎に異なる吸気充填効率に対応
した燃料噴射量に制御されるため気筒群間の空燃比を均
一化することができ、もって、燃費、出力を可及的に向
上できる一方、有害排気成分を可及的に低減できるので
ある。また、気筒間の燃焼のバラツキが解消されるため
、機関の振動。

騒音等が低減され、機関運転状態の安定性も向上する。

尚、エアフローメータ２．クランク角センサ１３及びス
ロットルセンサ１２とＳ１〜Ｓ９のソフトウェア機能が
吸気充填効率検出手段と、燃料噴射量演算手段とを構成
し、Ｓ１０が燃料噴射弁駆動手段を構成する。

第５図は第２実施例の構成を示し、第１実施例と同様の
構成において、２つの分岐管５，６に夫々絞り弁３Ａ、
３Ｂと、これら絞り弁３Ａ、３Ｂの開度を検出するスロ
ットルセンサ１２Ａ、１２Ｂを設けたものである。・そ
の他の機械的な構成は第１実施例と同一であるが、コン
トロールユニット１６による制御は第６図に示すフロー
チャートに従って行われる。

第６図に基づいて説明すると、Ｓｌｌでは吸入空気流量
Ｑ２機関回転速度Ｎと共に２つの絞り弁３Ａ、３Ｂの開
度θ１．θ２を夫々読み込む。

Ｓ１２で、燃料噴射を行う気筒群を判別し、３１３で前
記気筒群が第１気筒群であるか否かの判定を行い、Ｓ１
４又は３１９で開閉弁９の開閉の判断を行うことは第１
実施例と同様である。

Ｓ１４がＹＥＳである第１気筒群に燃料噴射を行う場合
は、Ｓ１５へ進み、開閉弁９が閉のときの、（Ｎ、　　
θυ及び（Ｎ、　　θ２）で定まる運転条件により夫々
第１気筒群の吸気充填効率η０．第２気筒群の吸気充填
効率η２を夫々のデータを記憶したマツプＡ及びＢから
検索する。

次いでＳ１６へ進み、第１気筒群の燃料噴射量Ｔ？＋を
全気筒の平均値Ｔｐ＝に−Ｑ／Ｎに第１気筒群と第２気
筒群との吸気充填効率の比η、／（η１＋η２）を乗じ
た値として演算する。

Ｓ１４の判定がＮｏの場合はＳ１７へ進んで同様に開閉
弁９が開のときの第１気筒群の吸気充填効率η１゛、第
２気筒群の吸気充填効率η２°をマフブＡ゛及びＢ゛か
ら検索した後、５１８へ進んで第１気筒群の燃料噴射量
ＴＰ、”を として演算する。

又、Ｓ１３の判定がＮｏである第２気筒群に燃料噴射を
行う場合も第１気筒群に燃料噴射を行う場合と同様Ｓ１
９で開閉弁９の開閉判定を行って、夫々、開閉弁９の閉
時は、Ｓ２０．　　Ｓ２１へ進んで第２気筒群の燃料噴
射量ＴＰ２を として演算し、開閉弁９の開時はＳ２２．　　Ｓ２３へ
進んで第２気筒群の燃料噴射Ｉ　Ｔ　Ｐ　！　’をとし
て演算する。

そして、Ｓ２４においてＳ　１６．　Ｓ　１．８．　Ｓ
　２１　Ｓ　２３で演算された燃料噴射量ＴＰＩ、ＴＰ
Ｉ″又はＴｐｚ＋Ｔｒｚ’に基づいて第１気筒群又は第
２気筒群の各燃料噴射弁７から演算された量に相応する
量の燃料が噴射供給され、これにより第１実施例同様気
筒群間の空燃比を均一化することができる。

尚、本実施例では、エアフローメータ２．クランク角セ
ンサ１３．スロットルセンサ１２Ａ、１２Ｂ及びＳｌｌ
〜Ｓ　１５．　Ｓ　１７．　Ｓ　１９．　Ｓ　２０．　
Ｓ　２２のソフトウェア機能が吸気充填効率検出手段を
構成し、Ｓ１６゜３１８、　Ｓ　２１．　Ｓ　２３のソ
フトウェア機能が燃料噴射量演算手段を構成し、Ｓ２４
が燃料噴射弁駆動手段を構成する。

第７図は第３実施例の構成を示し、第２実施例と同様の
構成において、分岐管５，６に夫々エアフローメータ２
Ａ、２Ｂを設ける。

コントロールユニット１７による制御は第８図のフロー
チャートに従って行われる。本実施例では第１．第２気
筒群の吸気充填効率の相違を開閉弁９の開閉による相違
及び絞り弁３Ａ、３Ｂの開度による相違等を全て含めた
形で２つのエアフローメータ２Ａ、２Ｂによって直接検
出することができ、したがって、３３３で燃料噴射気筒
群の判定を行い、第１気筒群と判定された場合は、３３
１で読み込んだエアフローメータ２Ａによって検出され
た第１気筒群への吸入空気流量Ｑ１を用いて、第１気筒
群への燃料噴射ｉｔ　’ｒ　Ｐ　Ｉを次式で求める。

同様にしてＳ３３で第２気筒群と判定された場合は、エ
アフローメータ２Ｂによって検出された吸入空気流ｉｔ
　Ｑｚを用いて第２気筒群への燃料噴射ＩＥ　Ｔ　ｐ　
ｚを次式で求める 即ち、本実施例においては、２つのエアフローメータ２
Ａ、２Ｂが吸気充填効率検出手段を構成し、Ｓ３４．　
　Ｓ３５の機能が燃料噴射量演算手段を構成し、Ｓ３６
の機能が燃料噴射弁駆動手段を構成する。

尚、以上水した実施例では第１気筒群の各気筒及び第２
気筒群の各気筒は夫々略吸気充填効率が等しいため、気
筒群間の吸気充填効率の相違を検出する構成としたが、
個々の気筒の吸・排気系の通路形状が大きく異なり吸気
充填効率のバラフキが大きい機関に対しては、個々の気
筒の吸気充填効率の相違に応じて各気筒毎に燃料噴射量
を設定することが望ましいことは勿論である。

又、前記各実施例において分岐管５，６の上流部に１個
ずつの燃料噴射弁を設けて、これら２つの燃料噴射弁か
らの燃料噴射量を気筒群毎の吸気充填効率に応じて制御
するようにしてもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば気筒毎の空燃比を
均一化するように燃料噴射量を制御する構成としたため
、燃費、出力の向上、有害排気成分の低減を可及的に促
進することができ、また機関の振動、騒音が低減され、
機関運転状態の安定性も向上する等種々の優れた効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成２機能を示すブロック図、第２
図は本発明の第１実施例の構成を示す図、第３図は同上
実施例における気筒群毎の吸気充填効率の相違を示す線
図、第４図は同上実施例の燃料噴射制御ルーチンを示す
フローチャート、第５図は本発明の第２実施例の構成を
示す図、第６図は同上実施例の燃料噴射制御ルーチンを
示すフローチャート、第７図は本発明の第３実施例の構
成を示す図、第８図は同上実施例の燃料噴射制御ルーチ
ンを示すフローチャート、第９図は多気筒内燃機関の燃
料供給装置の従来例を示す図である。 １・・・６気筒内燃機関　　２．２Ａ、２Ｂ・・・エア
フローメータ　　３．３Ａ、３Ｂ・・・絞り弁５．６・
・・分岐管　　７・・・燃料噴射弁　　１２．１２Ａ。 １２Ｂ・・・スロットルセンサ　　１３・・・クランク
角センサ１５．１６．１７・・・コントロールユニット
第２図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多気筒内燃機関の気筒毎又は複数気筒ずつに区分された
   各気筒群毎の機関運転条件に応じた吸気充填効率を検出
   する手段と、気筒毎又は前記気筒群毎の吸気充填効率に
   応じて気筒毎の空燃比を均一とするように気筒毎又は気
   筒群毎に設けられた燃料噴射弁からの燃料噴射量を演算
   する燃料噴射量演算手段と、前記燃料噴射弁を駆動して
   前記演算手段により演算された量の燃料を噴射供給させ
   る燃料噴射弁駆動手段とを設けたことを特徴とする多気
   筒内燃機関の燃料供給装置。