JPS62126242A - 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、内燃機関の各気筒毎に順次燃料噴射を行うい
わゆるシーケンシャル・インジェクション方式の電子制
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・インジェクション方式は、各気筒に燃料と空気と
を十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ビエ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・インジ
ェクション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（
例えば４サイクル機関の場合、２回転毎に各気筒の燃料
噴射弁から噴射される燃料噴射量）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
４ｔ％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。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記マイクロコンピュータを用いた従来
のシーケンシャル・インジェクション方式にあっては、
マイ−クロコンピユータの１個の出力端子から各気筒の
駆動パルス信号を出力するようになっていたため、高速
高負荷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出力する必要があるので、パルス
相互にオーバラップを生じ、気筒別に駆動パルス信号を
振り分けて供給することが不可能となる。

このため、パルス間にオーバラップを生じるような高速
・高負荷運転条件では、駆動パルス信号−を全気筒の燃
料噴射弁に同時に出・力して全気筒同時に噴射する方式
に切り変えるようにしていた。

しかし、このように、シーケンシャル・インジェクシヨ
ンから全気筒同時噴射に切り換えると、切り換えた瞬間
に噴射タイミングを変更したことにより、混合比が変動
して切換シー！７りが発生する。

また、全気筒同時噴射は、気筒間で燃焼室に至るまでの
燃料と空気との混合時間が異なることにより混合気の性
状にバラツキがあるため、燃焼性・インジェクシヨンの
利点が損なわれてしまう。

駆動パルス信号を出力する出力端子を気筒数個用いれば
上記問題点は解消されるが、１個のマイクロコンピュー
タで各種電子制御を行っている関係上出力端子を多数用
いることは制約がある。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、マイクロコンピュータの出力端子の使用本数を増やす
ことなく安価な外部回路を用いた構成で、全運転開城で
シーケンシャル・インジェクションを行えるようにした
内燃機関の電子制御燃料噴射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、マイクロコンピュータによって演
算された燃料噴射量のデータを人力して一時記憶した後
、噴射タイミング信号の人力に同期して前記データに基
づいた駆動パルス信号に変換して対応する気筒の燃料噴
射弁の駆動回路に出力する気筒数個のデータ・パルス変
換回路と、マイクロコンピュータの１個の出力端子から
噴射順序に従って出力される各気筒の噴射タイミング信
号を人力して対応する気筒のデータ・パルス変換回路に
振り分けて出力する振り分け回路と、を備えた構成とす
る。

く作用〉 機関回転数や吸入空気流量等の機関運転条件に基づいて
、マイクロコンピュータは各気筒の燃料噴射弁から出力
される燃料噴射量を演算する。この演算された燃料噴射
量のデータは、各気筒のデータ・パルス変換回路に人力
されて一時記憶される。

一方、マイクロコンピュータ１個の出力端子から各気筒
の噴射タイミングが振り分け回路に出力される。

振り分け回路は、マイクロコンピュータから連続して入
力される各気筒の噴射タイミング信号を、対応する気筒
のデータ・パルス変換回路に振り分けて出力する。

振り分け回路から噴射タイミング信号を入力したデータ
・パルス変換回路は、前記信号の入力と同時に予め記憶
していたデータを対応するパルス巾をもつ駆動パルスに
変換して対応する気筒の燃料噴射弁の駆動回路に出力す
る。

これにより、当該気筒の燃料噴射弁が前記パルス巾に応
じた時間開弁駆動され、演算量に等しい量の燃料が噴射
供給される。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。

まず、本実施例を適用した電子制御燃料噴射装置の全体
構成を第１図に基づいて説明すると、機関１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及び
吸気マニホールド５を介して空気が吸入される。

吸気ダクト３には吸入空気流量Ｑを検出するエアフロー
メータ６が設けられていて、吸入空気流量Ｑ信号に対応
する電圧信号を出力する。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１次側スロットル
弁７と２次側スロットル弁８とが設けられていて、吸入
空気流量Ｑを制御する。また、これらのスロットル弁７
．８をバイパスする補助空気通路９が設けられていて、
この補助空気通路９にはアイドル制御弁１０が介装され
ている。機関１の各気筒の吸気ポートには燃料噴射弁１
１が設けられている。この燃料噴射弁１１はソレノイド
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、駆動パルス信号によりソレノイドに
通電されて開弁じ、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の圧力に制御された
燃料を機関１に噴射供給する。

機関１からは、排気マニホールド１２．排気ダクト１３
．三元触媒１４及びマフラー１５を介して排気が排出さ
れる。

排気マニホールド１２にはＯｔセンサ１６が設けられて
いる。この０□センサ１６は大気中の酸素濃度（一定）
と排気中の酸素濃度との比に応じた電圧信号を出力し、
混合気を理論空燃比で燃焼させたときに起電力が急変す
る公知のセンサである・三元触媒１４は、排気成分中Ｇ
ｏ、ＨＣ，ＮＯｘを混合気の理論空燃比付近で共に効率
良く酸化又は還元し他の無害な物質に転換する触媒装置
である。

この他、クランク角センサ１７が設けられている。

クランク角センサ１７は、クランクプーリ１８にシグナ
ルディスクプレート１９が設けられ、８亥ブレート１９
の外周上に設けた歯により、例えば１２０°毎のリファ
レンス信号と１°毎のポジション信号とを出力する。こ
こで、リファレンス信号の周期を測定することにより機
関回転数Ｎを算出可能である。

前記エアフローメータ６、クランク角センサ１７及びＯ
ｔセンサ１６からの出力信号は、共にマイクロコンピュ
ータを内蔵したコントロールユニット３０に入力されて
いる。更に、コントロールユニット３０にはその動作電
源としてまた電源電圧の検出のため、バッテリ２０の電
圧がエンジンキースイッチ２１を介して及び直接に印加
されている。更にまたコントロールユニット３０には、
必要に応じ機関冷却水温度を検出する水温センサ２２．
−次側スロットル弁７のスロットル開度を検出するアイ
ドルスイッチを含むスロットルセンサ２３．車速を検出
する車速センサ２４．トランスミッションのニュートラ
ル位置を検出するニュートラルスイッチ２５等からの信
号が入力されている。

第２図は、本考案に係るコントロールユニットの内部回
路の構成を示す。

図において、コントロールユニット３０ハ、マイクロコ
ンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インター
フェース、Ａ／Ｄ変換器、アドレスデコーダ等で構成さ
れる）３１と、振り分け回路３２と、各気筒（＃１〜＃
４気筒）毎のデータ・パルス変換回路３３Ａ〜３３Ｄと
、同じく各気筒の燃料噴射弁の駆動回路３４Ａ〜３４Ｄ
とを備えて構成される。

次に作用を説明する。

マイクロコンピュータ３１は、第３図に示すフローチャ
ート（燃料噴射量計算ルーチン）に基づくプログラムに
従って、機関の２回転毎の周期で燃料噴射量を演算する
。

第３図に従って説明すると、ステップ１　（図ではＳｌ
と記す。以下同様）では、エアフローメータ６からの信
号によって得られる吸入空気流量Ｑとクランク角センサ
１７からの信号によって得られる機関回転数Ｎとから基
本燃料噴射量Ｔｐ　（＝Ｋ・Ｑ／Ｎ）を演算する。

ステップ２では、必要に応じ各種補正係数ｃＯＥＦを設
定する。

ステップ３では、バッテリ２０の電圧値に基づいて電圧
補正分子ｓを設定する。

ステップ４では、λコントロール条件であるか否かを判
定する。

ここで、λコントロール条件でない例えば高回転、高負
荷領域等の場合は、空燃比フィードバンク補正係数αを
前回値（又は基準値α、）にクランプした状態で、ステ
ップ４から後述するステップ８へ進む。

λコントロール条件の場合は、ステップ６〜８でｏ２セ
ンサ１６の出力電圧Ｖ。２と理論空燃比相当のスライス
レベル電圧ｖ４．とを比較して、空燃比のリッチ・リー
ンを判定し、積分制御又は比例積分制御により空燃比フ
ィードバック補正係数αを設定する。具体的に積分制御
の場合は、ステップ５での比較により、空燃比＝リッチ
（ｖｏ！〉■１．ｔ）と判定されたときにステップ６で
空燃比フィードバック補正係数αを前回値に対し所定の
積分（１）分減少させ、逆に空燃比＝リーン（Ｖｏｗ＜
Ｖ、、。、）と判定されたときにステップ７で空燃比フ
ィードバック補正係数αを前回値に対し所定の積分（１
）分増大させる。比例積分制御の場合は、これに加え、
リッチ−リーンの反転時に積分（１）分と同方向にこれ
より大きな所定の比例骨（Ｐ）分の増減を行う。

その後、ステップ８では各気筒の燃料噴射弁１１から噴
射される燃料噴射量Ｔｉを次式に従って演算する。

Ｔ　１＝Ｔｐ−ＣＯＥＦ−ＫＡ　　・　α＋Ｔｓこのよ
うにして、マイクロコンピュータ３１により演算された
燃料噴射ｆｉＴｉのデータは、所定のタイミングでデー
タバスを通じて前記＃１〜＃４気筒用データ・パルス変
換回路３３Ａ〜３３Ｄに同時に出力されて、これら変換
回路に一時記憶される。

一方、クランク角センサ１７からの信号に基づいて検出
される各気筒の所定のクランク角位置において、燃料の
噴射タイミング信号がマイクロコンピュータ３１の１個
の出力端子から振り分け回路３２に出力される。

振り分け回路３２は、通常の分周回路等により構成され
、マイクロコンピュータ３１から入力された噴射タイミ
ング信号を噴射順序に従って対応する気筒のデータ・パ
ルス変換回路３３に出力する。

データ・パルス変換回路３３は、前記噴射タイミング信
号の入力に同期して、予めマイクロコンピュータ３１か
ら入力された燃料噴射量ＴｉのデータをＴｉに相当する
パルス巾をもつ駆動パルス信号に変換して対応する気筒
の駆動回路３４へ出力する。

これにより当該気筒の駆動回路３４が作動してＴｉに相
応する時間、対応する燃料噴射弁１１を通電駆動して開
弁させることにより、演算量に等しい量の燃料を噴射供
給させる。

このようにして、所定の噴射順序に従って各気筒に順次
燃料が噴射供給される。

そして、このようにマイクロコンピュータ３１かにより
、高速高負荷時でも各気筒の駆動パルス信号がオーバラ
ップするようなことがなく、シーケンシャル・インジェ
クション制御を全領域で遂行することができる。したが
って、従来のようにシーケンシャル・インジェクション
と全気筒噴射との切換時に生じる切換ショックを回避で
き、気筒間の混合比のバラツキのないシーケンシャル・
インジェクションを高速高負荷時にも行って、トルク変
動の少ない良好な運転性能が得られ、燃費。

排気特性等が改善される。

また、マイクロコンピュータ３１の出力端子の使用個数
は変わらないため、マイクロコンピュータ３１を変更さ
せずに済み、可及的に低コストで実施できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、マイクロコンピ
ュータの外部に安価な回路を追加するだけで機関の全領
域に亘ってシーケンシャル・インジェクション制御を行
うことができるため、噴射方式の切換によるショックを
回避できると共に、高速高負荷時の運転性能を改善でき
、燃費、排気特性等も可及的に改善できるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電子制御燃料噴射装置
を備えた内燃機関の全体構成図、第２図は同上実施例の
コントロールユニット内部の回路ブロック図、第３図は
同上実施例の燃料噴射量計算ルーチンを示すフローチャ
ートである。 １・・・機関　　１１・・・燃料噴射弁　　３０・・・
コントロールユニット３１・・・マイクロコンピュータ
３２・・・振り分け回路　　３３Ａ〜３３Ｄ・・・＃１
〜＃４気筒用データ・パルス変換回路　　３４Ａ〜３４
Ｄ・・・＃１〜＃４気筒用駆動回路 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関運転条件に応じた燃料噴射量をマイクロコンピュー
   タにより演算し、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
   れた電磁式の燃料噴射弁の駆動回路に所定の噴射タイミ
   ングで出力して燃料噴射弁を駆動し、燃料を噴射供給す
   るようにした内燃機関の電子制御燃料噴射装置において
   、マイクロコンピュータによって演算された燃料噴射量
   のデータを入力して一時記憶した後、噴射タイミング信
   号の入力に同期して前記データに基づいた駆動パルス信
   号に変換して対応する気筒の燃料噴射弁の駆動回路に出
   力する気筒数個のデータ・パルス変換回路と、マイクロ
   コンピュータの１個の出力端子から噴射順序に従って出
   力される各気筒の噴射タイミング信号を入力して対応す
   る気筒のデータ・パルス変換回路に振り分けて出力する
   振り分け回路と、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。