JPH076436B2

JPH076436B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH076436B2
Application number: JP60070340A
Authority: JP
Inventors: 昭二古橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-04-03
Filing date: 1985-04-03
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPS61229956A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、各気筒毎に燃料噴射弁を備えた内燃機関の
燃料噴射制御装置に関する。

（従来の技術）従来のこの種の装置としては、例えば特開昭56−54929
号公報にも記載されているように、機関の吸気マニホー
ルドの各ブランチに取付けた燃料噴射弁をそれぞれ対応
する気筒の吸気行程直前に開弁して、機関要求量に応じ
た燃料を噴射するようにした装置が知られている。

しかし、このような装置では各燃料噴射弁を機関の回転
に同期した一つパルス信号によって開閉しているため、
機関が比較的低速低負荷で燃料噴射量が少ない即ち燃料
噴射機関が比較的短い条件下では、良好な燃料供給を得
られるものの、高速高負荷域のように燃料噴射機関が長
くなり燃料噴射弁の開弁時期が重なってしまうと、その
開閉を的確に制御することは難しい。

そこで、燃料噴射機関がある程度長くなる運転条件で
は、機関が１回転する毎に全燃料噴射弁を同時に開弁し
て、燃料をいっせいに噴射することが考えられている。

この場合、各燃料噴射弁からは機関１回転毎に要求量の
半分の燃料を噴射する。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、このようにすると、気筒毎に順次燃料を噴射
する順次噴射から同時噴射に切換る際に次のような問題
点を生じる。

第８図は４気筒エンジンにおける噴射タイミングを示し
たもので、順次噴射では各気筒＃１〜＃４の点火順序に
したがって燃料噴射弁からそれぞれ吸気行程直前に燃料
が噴射されるが、この状態から同時噴射に入り各気筒＃
１〜＃４同時に燃料が噴射されると、例えば順次噴射の
最後に燃料が噴射された気筒＃１では噴射が連続して行
なわれるため、燃料が過剰となってしまう。

また、同時噴射ではクランク角360゜毎に要求燃料量の
半分を噴射するため、同時噴射の直後に吸気行程がくる
気筒＃３では燃料が半分しか供給されないことになり、
このため切換過渡時に正常な燃料が損なわれるのであ
る。

（問題点を解決するための手段）この発明は、第１図に示すように、各気筒毎に燃料噴射
弁Ａ〜Ｄを備えると共に、機関の回転角を検出する手段
Ｅと、機関の運転条件を検出する手段Ｆと、これらの検
出信号に基づき前記燃料噴射弁から各気筒の点火順序に
したがって順次燃料を噴射させる順次噴射駆動回路Ｇ
と、この順次噴射に代わり所定の運転条件下で燃料噴射
弁から所定回転数毎に回転同期で各気筒同時に燃料を噴
射させる同時噴射駆動回路Ｈとを備えた内燃機関の燃料
噴射制御装置において、燃料噴射期間を判定する手段Ｉ
と、該燃料噴射期間が所定値よりも短い場合には直ちに
順次噴射を、所定値よりも長い場合には直ちに同時噴射
をそれぞれ前記対応する駆動回路に指令する手段Ｊと、
順次噴射から同時噴射に切換える際、同時噴射の直前に
噴射を行なう燃料噴射弁の噴射量を所定量減量する噴射
量減量回路Ｋと、同時噴射の直後に吸気行程がくる気筒
の燃料噴射弁の噴射量を１回限り所定量増量する噴射量
増量回路Ｌとを設ける。

なお、燃料噴射期間は燃料噴射量を意味しており、通常
は機関回転速度や吸入空気量等の運転条件信号に基づい
て演算される燃料噴射パルス幅によって代表される。

（作用）したがって、順次噴射から同時噴射に切換る際に、順次
噴射の最後に燃料が噴射される気筒で燃料が過剰となっ
たり、同時噴射の直後に吸気行程がくる気筒で燃料が不
足したりすることはなく、常に適正量の燃料を供給する
ことができ、切換過渡時でも安定した燃焼が維持され
る。

（実施例）第２図は本発明を４気筒エンジンに適用した実施例を示
す制御ブロック図で、１は機関の吸入空気量を検出する
エアフローメータ、２は機関の回転角を検出するクラン
ク角センサ、３は制御回路、Ａ〜Ｄは吸気マニホールド
の各ブランチに設置された燃料噴射弁である。

クランク角センサ２から出力される720゜信号（気筒判
別信号）、180゜信号（基準角度信号）、２゜信号（単
位角度信号）は、エアフローメータ１からの吸気量信号
とともに制御回路３のCPU（演算回路）４に送られる。

CPU4はこれらの信号とROM（メモリ）５に記憶されたプ
ログラムをもとに、順次噴射の運転条件か同時噴射の運
転条件かを判別すると共に、機関に要求される燃料噴射
量と燃料噴射時期を演算し、各制御信号を出力する。

６は２進−10進変換器で、CPU4からクランク角180゜毎
に入力されるシーケンシャル信号D₀、D₁を変換して、出
力側から第３図に示すように順次ハイレベル［１］とロ
ーレベル［０］に切換る信号を発生する。

論理和回路（OR回路）７は２進−10進変換器６からの信
号に応じて順々にゲートを開き、またCPU4から同時噴射
信号D₂が入力されるとすべてのゲートを開く。

論理積回路（AND回路）８は論理和回路７のゲートが開
いている間、対応するゲートがCPU4から送られる噴射パ
ルス信号Ｔにより開かれ、その噴射パルス信号Ｔを開閉
用のパワートランジスタ９〜12に出力する。

順次噴射の場合、CPU4は要求燃料量に応じた幅の噴射パ
ルス信号T₁を各気筒の吸気行程直前毎に出力し、パワー
トランジスタ９〜12を介して対応する燃料噴射弁Ａ〜Ｄ
が順次開閉される。

同時噴射の場合、CPU4は論理和回路７に同時噴射信号D₂
を出力すると共に、要求燃料量の半分の幅の噴射パルス
信号T₂を機関１回転毎に所定の吸気行程直前に出力し、
燃料噴射弁Ａ〜Ｄが同時開閉される。

そして、順次噴射から同時噴射に切換える場合、CPU4は
まず順次噴射の状態で論理積回路８に出力する噴射パル
ス信号T₁の幅を半分に設定し、最後の順次噴射となる燃
料噴射弁の開弁時間を短縮する。

例えば、燃料噴射弁Ａによる噴射終了後に同時噴射に切
換えようとすると、順次噴射では２進−10進変換器６の
出力に応じて論理和回路７のゲートが切換り、次に燃料
噴射弁Ｂから噴射が行なわれるが、この燃料噴射弁Ｂの
開弁時間が半減される。

この後、さらに２進−10進変換器６の出力が切換り燃料
噴射弁Ｃの噴射タイミングになると、CPU4は半分の幅の
噴射パルス信号T₂を出力すると共に、論理和回路７に同
時噴射信号D₂を出力し、燃料噴射弁Ａ〜Ｄを同時に開閉
する。

そして、この噴射後、CPU4は２進−10進変換器６の出力
が切換るまで、同時噴射信号D₂を遮断すると共に、その
噴射終了に応答して同じく半分の幅の単一パルス信号T₃
を出力し、この場合燃料噴射弁Ｃを再度開閉する。

なお、この開閉を終了すると、以降は前述した機関１回
転毎の同時噴射が行なわれる。

次に作用を第４図、第５図のフローチャートに基づいて
説明する。

クランク角180゜毎の割込みに伴い、S1にて噴射気筒カ
ウンタCOUNT1のインクリメント（値は０〜３）がなされ
ると共に、S2にて機関1/4回転周期に対する噴射パルス
信号Ｔの幅がヒステリシスを考慮した所定値K₁、K₂と比
較され、Ｔの幅が小さいときはS3,S4の順次噴射ルーチ
ンに入る。

S3では噴射パルス信号Ｔがそのまま選択され、S4では図
外の噴射実行フローのフラグF1＝１、F2＝０、F3＝１を
選択する。

ただし、F1:1 順次噴射０同時噴射 F2:1 順次→同時噴射に切換え０順次または同時噴射 F3:1 噴射実行０噴射せずしたがって、噴射パルス信号T₁とF1、F2、F3に応じてク
ランク角度180゜毎に燃料噴射弁Ａ〜Ｄが順々に開閉さ
れ、各気筒で吸気行程直前に要求量の燃料が噴射され
る。

なお、S5では噴射気筒をCOUNT1にセットする。

そして、この順次噴射から機関1/4回転周期に対する噴
射パルス信号Ｔの幅が所定値K₁、K₂よりも大きくなる
と、S2、S6からS7〜S9の減量ルーチンに入る。

S7では噴射パルス信号Ｔの幅が減少され（第２図の場合
K₃＝0.5）、S8でフラグF1＝０、F2＝１、F3＝１が選択
される。

したがって、このとき開閉される燃料噴射弁は、噴射パ
ルス信号T₁の幅が短いため開弁時間が短縮され、噴射量
が減少される。

また、S9では割込み噴射気筒がCOUNT2にストア、つまり
燃料増量気筒が次の180゜割込み時の気筒に定められ
る。

そして、次の180゜割込みが入ると、このときF1＝０で
あるからS6からS10〜S14の同時噴射ルーチンに入る。

このルーチンの始めはF3＝１となり、S11で噴射パルス
信号Ｔの幅が半分に設定される。また、S12でF1＝０、F
3＝０が選択され、S13で噴射気筒を全気筒に設定され
る。

したがって、180゜割込みにより噴射パルス信号T₂が全
燃料噴射弁Ａ〜Ｄに送られ、同時噴射が行なわれる。

そして、この噴射終了と同時に第５図の噴射終了割込み
に入り、このときF2＝１であるからU1からU2〜U4の割込
み噴射ルーチンに進む。

U2ではＴの幅の半分（第２図の場合K₅＝0.5）の噴射パ
ルス信号T₃が選出され、U3で噴射気筒をCOUNT2にセット
する。

したがって、上記噴射終了後、噴射パルス信号T₃により
S9にて定めた気筒の燃料噴射弁のみが再度開弁され、燃
料が増量される。

また、U4ではこの割込み噴射を終了するようにF2＝０に
切換る。

この後、次の180゜割込みが入ると、第４図の同時噴射
ルーチンでS10からS14に行き、さらに180゜割込みが入
ると、S10からS1〜S13に進む。

これにより、機関１回転毎に所定気筒の吸気行程直前に
全燃料噴射弁Ａ〜Ｄが開閉され、同時噴射に移行する。

この順次噴射から同時噴射に切換るときのタイミングチ
ャートを示すと第６図のようになり、このため順次噴射
の最後に燃料が噴射される気筒（例えば＃１）で燃料が
過剰となったり、同時噴射の直後に吸気行程がくる気筒
（＃３）で燃料が否定したりすることはなく、常に要求
量の燃料を供給することが可能となる。

この結果、切換時でも各気筒で正常な燃焼を維持するこ
とができ、トルク変動等を防止して、特に低速低負荷か
ら高速高負荷への移行時に良好な運転性を確保すること
ができる。

第７図は本発明の他の実施例を示すタイミングチャート
で、前記順次噴射の代わりに各気筒＃１〜＃４を吸気行
程が近い気筒＃１、＃２と気筒＃３、＃４のグループに
分け、グループ毎に所定のタイミングで燃料噴射を行な
うものに適用した例である。

このグループ噴射は機関２回転に１回行なわれるが、同
時に噴射に切換える場合、第６図と同様に最後に行なわ
れるグループ噴射による噴射量が所定量減量され、同時
噴射後に他のグループ側の噴射量が所定量増量される。
なお、この場合、噴射量の減量割合および増量割合は少
なくて良い。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、燃料噴射期間に基づいて
順次噴射と同時噴射とを直ちに切り換えるように図る一
方、順次噴射から同時噴射へと切り換える際に、同時噴
射の直前に噴射を行う燃料噴射弁の噴射量を減量すると
共に、同時噴射の直後に吸気行程が到来する気筒の燃料
噴射弁の噴射量を１回限り増量するようにしたので、急
速な運転状態の変化があっても順次噴射から同時噴射へ
の切換に伴う燃料量の過不足を確実に補償して適切な空
燃比を維持し、これにより良好な燃焼状態を保つことが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は実施例の制御ブロッ
ク図、第３図は２進−10進変換器の機能を示す表図、第
４図、第５図はフローチャート、第６図はタイミングチ
ャート、第７図は他の実施例のタイミングチャート、第
８図は従来のタイミングチャートである。１……エアフローメータ、２……クランク角センサ、３
……制御回路、４……CPU、５……ROM

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各気筒毎に燃料噴射弁を備えると共に、機
関の回転角を検出する手段と、機関の運転条件を検出す
る手段と、これらの検出信号に基づき前記燃料噴射弁か
ら各気筒の点火順序にしたがって順次燃料を噴射させる
順次噴射駆動回路と、この順次噴射の代わり所定の運転
条件下で燃料噴射弁から所定回転数毎に回転同期で各気
筒同時に燃料を噴射させる同時噴射駆動回路とを備えた
内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射期間を
判定する手段と、該燃料噴射期間が所定値よりも短い場
合には直ちに順次噴射を、所定値よりも長い場合には直
ちに同時噴射をそれぞれ前記対応する駆動回路に指令す
る手段と、順次噴射から同時噴射に切換える際、同時噴
射の直前に噴射を行なう燃料噴射弁の噴射量を所定量減
量する噴射量減量回路と、同時噴射の直後に吸気行程が
くる気筒の燃料噴射弁の噴射量を１回限り所定量増量す
る噴射量増量回路とを設けたことを特徴とする内燃機関
の燃料噴射制御装置。