JP3500888B2 - 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
筒内直接噴射式火花点火内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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Description
内に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する筒内直接噴射式
火花点火内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に始動
性の改良に関するものである。
において、機関始動時は、冷却水温に基づいて、始動時
噴射パルス幅を設定し、また噴射時期を適宜設定して、
燃料噴射を行っている(特開平8−193536号公報
参照)。
うな従来の筒内直接噴射式火花点火内燃機関にあって
は、始動時に気筒判別が完了するまでは、燃料を噴射供
給できない。すなわち、同じシーケンシャル噴射方式で
あっても、吸気通路内(吸気弁上流)に燃料噴射する場
合は、始動時に気筒判別が完了する前から、全気筒に同
時噴射することにより、始動性を向上させることが可能
であるが、燃焼室内に直接燃料を噴射する場合は、気筒
判別完了前に同時噴射を行ったりすると、排気行程中の
気筒では燃料がそのまま排出されてしまうからである。
するが、気筒判別完了時に吸気行程にある気筒について
正規の噴射タイミングが過ぎていると、次に吸気行程を
迎える気筒に対し正規の噴射タイミングで最初の燃料噴
射を行うことになり、この初回噴射の気筒が点火して、
初爆に至るのは更に遅れるから、これが始動性悪化の原
因になっている。
み、筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、気筒判
別完了後、可及的速やかに初爆が得られるようにして、
始動性を向上させることを目的とする。
る発明では、図1に示すように、各気筒の位相を判別す
る気筒判別手段と、前記気筒判別手段による始動時の最
初の気筒判別完了時に、各気筒の吸気行程中の噴射タイ
ミングとして設定された正規の噴射タイミングの過ぎた
吸気行程にある気筒の燃料噴射弁に対し、割込み噴射を
行わせる第1の割込み噴射手段と、前記気筒判別手段に
よる始動時の最初の気筒判別完了時に、前記正規の噴射
タイミングの過ぎた圧縮行程にある気筒の燃料噴射弁に
対し、割込み噴射を行わせる第2の割込み噴射手段と、
を設けて、筒内直接噴射式火花点火内燃機関の燃料噴射
制御装置を構成する。
ス幅に基づいて前記第1及び第2の割込み噴射手段の作
動の許可判定を行う割込み噴射許可判定手段を設けたこ
とを特徴とする。請求項3に係る発明では、前記割込み
噴射許可判定手段は、始動時噴射パルス幅と吸気行程噴
射又は圧縮行程噴射での許容最大パルス幅とを比較し
て、許可判定を行うものであることを特徴とする。
許可判定手段は、前記許容最大パルス幅を燃料圧力に基
づいて設定する手段を有するものであることを特徴とす
る。
最初の気筒判別完了時に、吸気行程中の噴射タイミング
として設定された正規の噴射タイミングを過ぎていて
も、吸気行程にある気筒と、圧縮行程にある気筒に対
し、割込み噴射を行わせるので、気筒判別完了後に早期
に(2点火分早く)初爆が得られ、始動性が大幅に向上
するという効果が得られる。
パルス幅に基づいて割込み噴射の許可判定を行うこと
で、無理な割込み噴射による弊害を防止できる。請求項
3に係る発明によれば、始動時噴射パルス幅と吸気行程
噴射又は圧縮行程噴射での許容最大パルス幅とを比較し
て、割込み噴射の許可判定を適切に行うことができる。
ルス幅を燃料圧力に基づいて設定することで、特に燃料
圧力が低いときの燃料噴射弁への逆流現象を確実に回避
できる。
する。図2は筒内直接噴射式火花点火内燃機関のシステ
ム図である。各気筒の燃焼室1はシリンダヘッド2とピ
ストン3との間に形成されている。そして、シリンダヘ
ッド2側には中心部に点火栓4が配置されると共に、こ
れを囲んで吸気ポート5及び排気ポート6が形成され、
それぞれに吸気弁7及び排気弁(図示せず)が装着され
ている。
毎に、燃焼室1内に直接燃料を噴射するように備えら
れ、燃料は全気筒共通の燃料ギャラリ9より供給される
ようになっている。そして、高圧燃料ポンプ10が設けら
れ、この高圧燃料ポンプ10は機関のクランク軸11により
ベルト駆動されるカム軸12により駆動され、燃料タンク
内の燃料を吸入吐出する低圧燃料ポンプ(図示せず)か
らの燃料を更に加圧して、燃料ギャラリ9に供給する。
ト13からの噴射パルス信号により通電されて開弁し、通
電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、噴射
パルス信号のパルス幅により燃料噴射量が制御される。
コントロールユニット13には、燃料噴射量等の制御のた
め、クランク角センサ14、気筒判別センサ15の他、吸入
空気流量Qaを検出するエアフローメータ16、冷却水温
Twを検出する水温センサ17、高圧燃料ポンプ10による
燃料圧力Pfを検出する燃圧センサ18等から信号が入力
されている。
nとすると、クランク角720°/n毎に、予め定めた
クランク角位置で基準パルス信号REFを出力すると共
に、1〜2°毎に単位パルス信号POSを出力するもの
で、基準パルス信号REFの周期などから機関回転数N
eを算出可能である。また、気筒判別センサ15は、カム
軸センサともいい、クランク角720°毎に、予め定め
たクランク角位置で特定気筒に対応する気筒判別信号
(又は、クランク角720°/n毎に、各気筒に対応す
る互いにパルス数やパルス幅の異なる気筒判別信号)P
HASEを出力するもので、これにより気筒判別が可能
となる。
れる始動時の燃料噴射制御ルーチンについて、図3のフ
ローチャートにより説明する。尚、本ルーチンは、始動
時(スタートスイッチON)であることを条件として、
基準パルス信号REFに同期して、又は、基準パルス信
号REFの発生から単位パルス信号POSを所定数カウ
ントした時点で、割込み処理される。
様)では、気筒判別を行う。すなわち、気筒判別センサ
からの気筒判別信号の入力があったか否かを判定して、
入力があれば、これに基づいて気筒判別を行う。そし
て、ステップ2では、気筒判別が完了したか否かを判定
し、完了していない場合は、本ルーチンを終了する。
進む。ステップ3では、冷却水温Twに基づいて、始動
時噴射パルス幅TISTを計算する。ステップ4では、
気筒判別完了後、初回か否かを判定する。気筒判別完了
後、初回の場合は、ステップ5へ進む。
れる燃料圧力Pfを読込み、燃料圧力Pfに基づいて、
燃料噴射終了の許容最大クランク角ANGを設定する。
ここで、燃料圧力Pfが大きければ、圧縮行程のように
燃焼室内の圧力が増大しても噴射可能であるので、許容
最大クランク角度ANGは大きくなる。ステップ6で
は、機関回転数Neを読込み、燃料噴射終了の許容最大
クランク角ANGに基づいて、次式により、圧縮行程噴
射時の許容最大パルス幅CMXと、吸気行程噴射時の許
容最大パルス幅IMXとを算出する。
る。ステップ7では、始動時噴射パルス幅TISTと吸
気行程噴射時の許容最大パルス幅IMXとを比較し、T
IST≦IMXか否かを判定する。
可能であるので、ステップ8へ進んで、吸気行程にある
気筒の燃料噴射弁に対し、パルス幅TISIの噴射パル
ス信号を出力して、割込み噴射を行わせる。ステップ9
では、始動時噴射パルス幅TISTと圧縮行程噴射時の
許容最大パルス幅CMXとを比較し、TIST≦CMX
か否かを判定する。
可能であるので、ステップ10へ進んで、圧縮行程にある
気筒の燃料噴射弁に対し、パルス幅TISIの噴射パル
ス信号を出力して、割込み噴射を行わせる。この後、ス
テップ11へ進み、次に吸気行程を迎える気筒に対し、正
規の噴射タイミングを待って噴射するように、正規噴射
のセットを行って、本ルーチンを終了する。
であれば、吸気行程噴射不能であり、当然に圧縮行程噴
射も不能であるので、いずれの割込み噴射もすることな
く、ステップ11へ進んで正規噴射のセットを行う。ステ
ップ9での判定で、TIST>CMXであれば、圧縮行
程噴射不能であり、吸気行程噴射を行った後、圧縮行程
噴射を行うことなく、ステップ12へ進んで正規噴射のセ
ットを行う。
初回ではない場合は、そのままステップ11へ進んで正規
噴射のセットを行う。尚、ステップ1,2の部分が気筒
判別手段に相当し、ステップ4,8の部分が第1の割込
み噴射手段に相当し、ステップ4,10の部分が第2の割
込み噴射手段に相当する。また、ステップ5,6,7,
9の部分が割込み噴射許可判定手段に相当する。
説明する。図4は4気筒の場合で、◎の時点で気筒判別
が完了したとすると、従来は、この後に最初に正規の噴
射タイミングとなる#4気筒より噴射開始するが、本発
明では、正規の噴射タイミングは過ぎてしまっているも
のの、気筒判別完了時点で吸気行程にある#3気筒と、
圧縮行程にある#2気筒とに、割込み噴射を行う。従っ
て、2点火分、初爆が早まり、その分、始動性を向上さ
せることができる。
別が完了したとすると、従来は、この後に最初に正規の
噴射タイミングとなる#5気筒より噴射開始するが、本
発明では、正規の噴射タイミングは過ぎてしまっている
ものの、気筒判別完了時点で吸気行程にある#4気筒
と、圧縮行程にある#3気筒とに、割込み噴射を行う。
従って、2点火分、初爆が早まり、その分、始動性を向
上させることができる。
ート
Claims (4)
- 【請求項1】各気筒毎に燃焼室内に燃料を噴射する燃料
噴射弁を有する筒内直接噴射式火花点火内燃機関の燃料
噴射制御装置において、 各気筒の位相を判別する気筒判別手段と、 前記気筒判別手段による始動時の最初の気筒判別完了時
に、各気筒の吸気行程中の噴射タイミングとして設定さ
れた正規の噴射タイミングの過ぎた吸気行程にある気筒
の燃料噴射弁に対し、割込み噴射を行わせる第1の割込
み噴射手段と、 前記気筒判別手段による始動時の最初の気筒判別完了時
に、前記正規の噴射タイミングの過ぎた圧縮行程にある
気筒の燃料噴射弁に対し、割込み噴射を行わせる第2の
割込み噴射手段と、 を設けたことを特徴とする筒内直接噴射式火花点火内燃
機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項2】始動時噴射パルス幅に基づいて前記第1及
び第2の割込み噴射手段の作動の許可判定を行う割込み
噴射許可判定手段を設けたことを特徴とする請求項1記
載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の燃料噴射制御装
置。 - 【請求項3】前記割込み噴射許可判定手段は、始動時噴
射パルス幅と吸気行程噴射又は圧縮行程噴射での許容最
大パルス幅とを比較して、許可判定を行うものであるこ
とを特徴とする請求項2記載の筒内直接噴射式火花点火
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項4】前記割込み噴射許可判定手段は、前記許容
最大パルス幅を燃料圧力に基づいて設定する手段を有す
るものであることを特徴とする請求項3記載の筒内直接
噴射式火花点火内燃機関の燃料噴射制御装置。
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