JPH06185387A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 始動性が悪化することなく各気筒への燃料供
給を適性化することができる内燃機関の燃料噴射制御装
置を提供することにある。 【構成】 クランク角センサ２５により４気筒火花点火
式ガソリンエンジン１のクランク軸またはカム軸の回転
に伴う所定のクランク角毎にクランク角信号が発生す
る。気筒判別センサ２４によりエンジン１のクランク軸
またはカム軸の回転に伴う特定気筒の特定位置毎に気筒
判別信号が発生する。そして、ＥＣＵ２７はエンジン１
の始動開始時に直ちに全気筒に対しインジェクタ６から
非同期噴射を行うとともに、その後の気筒判別センサ２
４の気筒判別信号の検出時にクランク角センサ２５のク
ランク角信号を用いた逆算により始動時非同期噴射燃料
の燃焼室１２内への吸入が終了したことを判定した気筒
に対してインジェクタ６から始動時の同期噴射を行わせ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、始動時の内燃機関の
燃料噴射制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公昭６３─１４１７４号公報に
おいては、始動時に最初のクランク角信号により全気筒
同時に同期噴射を行った後７２０℃Ａ間噴射を停止する
ことで、供給燃料の過剰を防止している。ただし、クラ
ンク角信号が７２０℃Ａと１８０℃Ａの２つを用いた場
合には、全気筒同時の同期噴射を最初の１８０℃Ａ信号
検出時に開始し、その後７２０℃Ａ間噴射を停止するも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、最初の１８
０℃Ａ信号が検出できるまで噴射は開始しない。従っ
て、始動性は最大１８０℃Ａ分悪化するという問題が残
る。

【０００４】そこで、この発明の目的は、始動性が悪化
することなく各気筒への燃料供給を適性化することがで
きる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、多気筒内燃
機関のクランク軸またはカム軸の回転に伴う所定のクラ
ンク角毎にクランク角信号を発生するクランク角センサ
と、多気筒内燃機関のクランク軸またはカム軸の回転に
伴う特定気筒の特定位置毎に気筒判別信号を発生する気
筒判別センサと、多気筒内燃機関の吸気系に燃料を噴射
するインジェクタと、多気筒内燃機関の始動開始時に直
ちに全気筒に対し前記インジェクタから非同期噴射を行
う始動時非同期噴射手段と、前記気筒判別センサの気筒
判別信号の検出時に前記クランク角センサのクランク角
信号を用いた逆算により前記始動時非同期噴射燃料の噴
射開始及び終了タイミングを求める始動時非同期噴射タ
イミング算出手段と、前記始動時非同期噴射タイミング
算出手段により始動時非同期噴射燃料の燃焼室内への吸
入が終了したことを判定した気筒に対して前記インジェ
クタから始動時の同期噴射を行わせる燃料噴射制御手段
とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置をその要旨とす
るものである。

【０００６】

【作用】始動時非同期噴射手段は、多気筒内燃機関の始
動開始時に直ちに全気筒に対しインジェクタから非同期
噴射を行う。又、始動時非同期噴射タイミング算出手段
は、気筒判別センサの気筒判別信号の検出時にクランク
角センサのクランク角信号を用いた逆算により始動時非
同期噴射燃料の噴射開始及び終了タイミングを求める。
さらに、燃料噴射制御手段は、始動時非同期噴射タイミ
ング算出手段により始動時非同期噴射燃料の燃焼室内へ
の吸入が終了したことを判定した気筒に対してインジェ
クタから始動時の同期噴射を行わせる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には、内燃機関の燃料噴射制御
装置の全体概略図を示す。同装置は車両に搭載されるも
のである。

【０００８】４気筒火花点火式ガソリンエンジン１には
吸気管２と排気管３とが接続されている。吸気官２の最
上流部にはエアクリーナ４が設けられ、エアクリーナ４
から吸気が吸気管２内に吸入されるようになっている。
吸気管２の途中にはサージタンク５が設けられている。
エンジン１における各気筒毎の吸気管（吸気ポート）２
にはインジェクタ（燃料噴射弁）６がそれぞれ配置され
ている。又、燃料タンク７内の燃料が燃料ポンプ８によ
り吸い上げられ、燃料フィルタ９を通してプレッシャレ
ギュレータ１０に供給され、プレッシャレギュレータ１
０にて調圧され再び燃料タンク７に戻される。この一定
圧力に調圧された燃料がインジェクタ６に供給されてい
る。そして、インジェクタ６はバッテリ１５からの電力
供給により開弁する。その結果、燃料が噴射され、吸入
空気と混合されて混合気となって吸気弁１１を介してエ
ンジン１における各気筒毎の燃焼室１２に供給される。

【０００９】又、エンジン１における各気筒毎の燃焼室
１２にはスパークプラグ１３がそれぞれ配置されてい
る。そして、イグナイタ１４によりバッテリ１５の電圧
から高電圧が生成され、ディストリビュータ１６により
各気筒毎のスパークプラグ１３に分配される。

【００１０】又、吸気管２の途中に設けられたスロット
ルバルブ１７を迂回するようにバイパス通路１８が形成
され、同バイパス通路１８にはアイドルスピードコント
ロールバルブ１９が配置されている。そして、エンジン
アイドル時には、アイドルスピードコントロールバルブ
１９の開度調整によりエンジン回転数が調整される。

【００１１】吸気管２の最上流部には吸気温センサ２０
が設けられ、同センサ２０により吸気温が検出できるよ
うになっている。又、吸気管２のスロットルバルブ１７
の配置位置近傍にはスロットル開度センサ２１が設けら
れ、同スロットル開度センサ２１によりスロットルバル
ブ１７の開度が検出できるようになっている。さらに、
吸気管内圧力センサ２２によりサージタンク５の内の吸
気管内圧力が検出できるようになっている。

【００１２】エンジン１にはエンジン冷却水の温度を検
出するための水温センサ２３が設けられている。又、デ
ィストリビュータ１６内には気筒判別センサ２４とクラ
ンク角センサ２５が配置されている。クランク角センサ
２５は、エンジン１のクランク軸またはカム軸の回転に
伴う所定のクランク角毎にクランク角信号を発生する。
又、気筒判別センサ２４は、エンジン１のクランク軸ま
たはカム軸に回転に伴う特定気筒の特定位置毎に気筒判
別信号を発生する。より具体的には、図７に示すよう
に、気筒判別センサ２４から二種類の気筒判別信号が出
力されるとともにクランク角センサ２５からクランク角
信号が出力される。ここで、気筒判別信号とは、今エン
ジンがどの位置にあるか知る信号であり、図７の実施例
では、第１気筒の圧縮ＴＤＣ及び第４気筒の圧縮ＴＤＣ
にて発生する信号である。

【００１３】尚、気筒判別信号は特定気筒の特定位置
（例えば、第１気筒の圧縮ＴＤＣ）を少なくともクラン
ク軸７２０℃Ａに１回は検出する信号であり、クランク
角信号はクランク軸１８０℃Ａ中に複数個発生し、少な
くとも３０℃Ａ以下の周期で発生する信号である。

【００１４】図１において、エンジン１の排気管３には
酸素濃度センサ２６が設けられ、この酸素濃度センサ２
６によりエンジン１の排気ガス中の酸素濃度が検出でき
るようになっている。

【００１５】燃料噴射制御手段としての電子制御ユニッ
ト（以下、ＥＣＵという）２７はマイクロコンピュータ
を中心に構成されている。ＥＣＵ２７にはスタータスイ
ッチ２８からのスタータモータ駆動に伴う信号が入力さ
れる。又、ＥＣＵ２７には吸気温センサ２０、スロット
ル開度センサ２１、吸気管内圧力センサ２２、水温セン
サ２３、気筒判別センサ２４、及びクランク角センサ２
５が接続されている。そして、ＥＣＵ２７はこれらセン
サからの信号を入力して、吸気温、スロットルバルブ１
７の開度、吸気管内圧力、エンジン冷却水温、排気ガス
の酸素濃度等を検知する。

【００１６】又、ＥＣＵ２７にはバッテリ１５が接続さ
れており、ＥＣＵ２７は同バッテリ１５の電圧を検知す
る。さらに、同エンジン１はスタータモータ（図示略）
がバッテリ１５からの電力供給を受けて駆動してエンジ
ン１を始動（クランキング）するようになっている。

【００１７】次に、このように構成した内燃機関の燃料
噴射制御装置の作用を説明する。図２〜図６にはＥＣＵ
２７が実行する処理（フローチャート）を示す。以下、
図７を用いてＥＣＵ２７の処理を説明していく。

【００１８】図７において、ａがスタータ信号を示し、
ｂとｃが３６０℃Ａ毎に交互に発生する気筒判別信号を
示し、ｄは所定角度毎（例えば、３０℃Ａ毎）に発生す
るクランク角信号を示し、ｅは第１気筒の噴射を、ｆ，
ｇ，ｈは各々第３、４、２気筒の噴射を示す。

【００１９】図２において、スタータスイッチ２８がオ
ン操作され、スタータモータが駆動されると同ルーチン
処理が開始される。そして、ＥＣＵ２７はステップ１０
１で始動時非同期噴射タイミングか否か判断する。本実
施例では、このタイミングとはスタータスイッチ２８が
オン操作された後５０ｍｓｅｃ経過したか否かを指すも
のである。ＥＣＵ２７は始動時非同期噴射タイミング
（図７のｔ１のタイミング）であると、ステップ１０２
（始動時非同期噴射手段に相当）でインジェクタ６から
全気筒同時非同期噴射を実行する。

【００２０】図３には、図２のステップ１０２における
始動時の非同期噴射パルスの算出処理を示す。同処理は
スタータスイッチ２８のオン操作（スタータモータの駆
動開始）により同ルーチン処理が開始される。ＥＣＵ２
７はステップ２０１で水温ＴＨＷを検出し、ステップ２
０２で水温ＴＨＷに応じて始動時非同期噴射パルスＴAS
Y を算出する。さらに、ＥＣＵ２７はステップ２０３で
バッテリ電圧ＢＡＴを検出し、ステップ２０４でバッテ
リ電圧ＢＡＴに応じた無効噴射パルスＴＶを算出する。
そして、ＥＣＵ２７はステップ２０５で始動時非同期噴
射パルスＴASYに無効噴射パルスＴＶを加算して最終噴
射パルスＴＡＵ（＝ＴASY ＋ＴＶ）を算出する。

【００２１】図７において、この最終噴射パルスＴＡＵ
だけ全気筒同時非同期噴射が行われる（図７のｔ１〜ｔ
２タイミング）。又、ＥＣＵ２７は図４に示す処理を所
定クランク毎に実行している。

【００２２】ＥＣＵ２７はステップ３０１で始動開始後
最初の同期噴射か否か判定し、最初の同期噴射であると
判定するとステップ３０２で気筒判別信号の検出を待
つ。そして、ＥＣＵ２７は気筒判別信号が検出されると
（図７のｔ３のタイミング）、ステップ３０３で始動時
非同期噴射が完了したことを確認した上で、ステップ３
０４に移行する。ＥＣＵ２７はステップ３０４（始動時
非同期噴射タイミング算出手段に相当）で図７に示すよ
うに気筒判別時点（ｔ３のタイミング）よりクランク角
信号を用いて逆算して非同期噴射開始タイミングＴASと
非同期噴射終了タイミングＴAFを算出する。その後、Ｅ
ＣＵ２７はステップ３０５で非同期噴射開始タイミング
ＴASと非同期噴射終了タイミングＴAFにより非同期噴射
が各気筒でのどの行程で行われたのかを求める。

【００２３】つまり、図７においては、第１気筒では吸
気行程であり、第３気筒では排気行程であり、第４気筒
では膨張行程であり、第２気筒では圧縮行程である。引
き続き、図４のステップ３０６で噴射タイミングになっ
たかどうか判定し、噴射タイミングとなるとステップ３
０７で同期噴射を実行する（図７のｔ４〜ｔ５、ｔ６〜
ｔ７、ｔ８〜ｔ９）。

【００２４】図７においては、噴射タイミングは第１及
び第３気筒では気筒判別時点から１００°ＣＡ経過時
（Ｔe ＝Ｔf ＝１００°ＣＡ）、第４気筒では２８０°
ＣＡ経過時（Ｔg ＝２８０°ＣＡ）、第２気筒では４６
０°ＣＡ経過時（Ｔh ＝４６０°ＣＡ）としている。

【００２５】このとき、第１気筒の場合、非同期噴射燃
料は既に吸入されているので気筒判別信号検出後Ｔe 経
過した後に噴射を開始する。Ｔe というのはＴＤＣにて
インジェクタ６を駆動させることを避けるための時間で
ある。つまり、ＴＤＣにおいてはエンジン１の回転抵抗
が大きくバッテリ１５の負荷が大きくなる。これによ
り、スタータモータによるクランキング中でのバッテリ
電圧の低下が防止され、かつ、インジェクタ６の最低作
動電圧以下になることが未然に防止される。又、第４気
筒の場合、非同期噴射燃料は最初の気筒判別信号検出後
に吸入される。従って、この吸気行程を過ぎたＴg 後に
最初の同期噴射を実行する。

【００２６】又、ここで始動時の同期噴射は吸気行程に
対して可能な限り早いタイミングで噴射する必要があ
る。なぜなら、燃料の蒸発時間を十分得ることができ、
より少ない燃料によって始動できるからである。

【００２７】尚、本実施例では同期噴射は独立噴射とし
ているが、２グループ噴射としてもよい。又、図７では
第３気筒の同期噴射燃料の蒸発時間を長くとるために、
気筒判別後（Ｔf 後）早いタイミングで噴射しその結果
として第１気筒の同期噴射と同じタイミングで噴射して
いる。従って、各気筒とも蒸発時間を長くとれるような
タイミングで噴射を行えばよく、第１気筒と第３気筒の
噴射タイミングを同時とする必要はない。

【００２８】一方、図４のステップ３０１において始動
開始後最初の同期噴射でないと、つまり、始動開始後２
回目以降の同期噴射であると、ステップ３０８で噴射タ
イミングになったかどうか判定し、噴射タイミングとな
るとステップ３０９で同期噴射を実行する。

【００２９】図５，図６には、図４でのステップ３０
７，３０９における同期噴射パルスの算出処理を示す。
同ルーチン処理は所定クランク毎に開始される。図５に
おいて、ＥＣＵ２７はステップ４０１で今回のエンジン
回転数Ｎｅが４００ｒｐｍより小さいか否か判定し、Ｎ
ｅ＜４００ｒｐｍであると、ステップ４０２に移行す
る。そして、ＥＣＵ２７はステップ４０２で前回のエン
ジン回転数Ｎｅが４００ｒｐｍ以上か否か判定し、４０
０ｒｐｍ未満ならばステップ４０４に移行し、４００ｒ
ｐｍ以上ならばステップ４０３で今回のエンジン回転数
Ｎｅが２００ｒｐｍ以下か否か判定する。ＥＣＵ２７は
ステップ４０２の処理後、あるいは、ステップ４０３で
今回のエンジン回転数Ｎｅが２００ｒｐｍ以下ならば
（エンジン始動時）、ステップ４０４で水温ＴＨＷを検
出し、ステップ４０５で水温ＴＨＷに応じて始動時噴射
パルスＴSTA を算出する。そして、ＥＣＵ２７はステッ
プ４０６で始動時噴射パルスＴSTA を有効噴射パルスＴ
AUE とする。

【００３０】さらに、ＥＣＵ２７はステップ４０７でバ
ッテリ電圧ＢＡＴを検出し、ステップ４０８でバッテリ
電圧ＢＡＴに応じて無効噴射パルスＴＶを算出する。そ
して、ＥＣＵ２７はステップ４０９で有効噴射パルスＴ
AUE に無効噴射パルスＴＶを加算して最終噴射パルスＴ
ＡＵ（＝ＴAUE ＋ＴＶ）を算出する。

【００３１】一方、ＥＣＵ２７はステップ４０１で今回
のエンジン回転数Ｎｅが４００ｒｐｍ以上であったりス
テップ４０３で今回のエンジン回転数Ｎｅが２００ｒｐ
ｍ以上であると（エンジン始動後）、図６のステップ４
１０に移行する。

【００３２】ＥＣＵ２７はステップ４１０でエンジン回
転数Ｎｅを検出し、ステップ４１１で吸気圧Ｐｍを検出
する。そして、ＥＣＵ２７はステップ４１２で吸気圧変
化量ΔＰｍを算出し、ステップ４１３で吸気温ＴＨＡを
検出する。さらに、ＥＣＵ２７はステップ４１４で水温
ＴＨＷを検出し、ステップ４１５でスロットル開度ＴＡ
を検出する。続いて、ＥＣＵ２７はステップ４１６で排
気中の酸素濃度を検出し、ステップ４１７でエンジン回
転数Ｎｅと吸気圧Ｐｍに応じて基本噴射パルスＴp を算
出する。そして、ＥＣＵ２７はステップ４１８で水温Ｔ
ＨＷに応じて水温補正係数ＦWLを算出し、ステップ４１
９で水温ＴＨＷと始動後経過時間に応じて始動後補正係
数ＦASE を算出する。さらに、ＥＣＵ２７はステップ４
２０で吸気温ＴＨＡに応じて吸気温補正係数ＦTHA を算
出し、ステップ４２１でスロットル開度ＴＡとエンジン
回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｍに応じて高負荷補正係数ＦOTP
を算出する。

【００３３】次に、ＥＣＵ２７はステップ４２２で排気
中の酸素濃度に応じて空燃比フィードバック補正係数Ｆ
A/F を算出し、ステップ４２３で吸気圧変化量ΔＰｍに
応じて加速補正パルスＴACC を算出する。そして、ＥＣ
Ｕ２７はステップ４２４で次式を用いて有効噴射パルス
ＴAUE を算出する。

【００３４】ＴAUE ＝Ｔp ・ＦWL・ＦTHA ・（ＦASE ＋
ＴOTP ）・ＦA/F ＋ＴACC ＥＣＵ２７はステップ４２４でこのように有効噴射パル
スＴAUE を算出した後は、図５のステップ４０７に移行
する。そして、前述したように、ＥＣＵ２７はステップ
４０７，４０８でバッテリ電圧ＢＡＴに応じて無効噴射
パルスＴＶを算出し、ステップ４０９で有効噴射パルス
ＴAUE に無効噴射パルスＴＶを加算して最終噴射パルス
ＴＡＵ（＝ＴAUE ＋ＴＶ）を算出する。

【００３５】このように本実施例では、ＥＣＵ２７（始
動時非同期噴射手段、始動時非同期噴射タイミング算出
手段、燃料噴射制御手段）はエンジン１の始動開始時に
直ちに全気筒に対しインジェクタ６から非同期噴射を行
うとともに、その後の気筒判別センサ２４の気筒判別信
号の検出時にクランク角センサ２５のクランク角信号を
用いた逆算により始動時非同期噴射燃料の燃焼室１２内
への吸入が終了したことを判定した気筒に対してインジ
ェクタ６から始動時の同期噴射を行わせる。よって、始
動時には全気筒非同期噴射を行い早いタイミングでエン
ジンに燃料を吸入させることで始動性を向上しつつ気筒
判別信号検出時に全気筒非同期噴射のタイミングを求め
最初の噴射の同期噴射タイミングを決定することで過剰
な燃料供給を防止でき、始動時のリッチ失火を防止しエ
ミッションの向上が可能となる。このように、始動性が
悪化することなく各気筒への燃料供給を適性化すること
ができる。

【００３６】又、始動時最初の同期噴射は吸気行程に対
して可能な限り早いタイミングで実行する（遅くとも吸
気弁が開き始める前に噴射を終了するようなタイミン
グ）ことにより、噴射燃料の蒸発時間を長くとることが
でき霧化向上につながる。従って、より少ない燃料での
着火が可能となりエミッション、始動性の向上に加え点
火プラグの耐くすぶり性の向上を図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
始動性が悪化することなく各気筒への燃料供給を適性化
することができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置の全体概
略図である。

【図２】作用を説明するためのフローチャートである。

【図３】作用を説明するためのフローチャートである。

【図４】作用を説明するためのフローチャートである。

【図５】作用を説明するためのフローチャートである。

【図６】作用を説明するためのフローチャートである。

【図７】作用を説明するためのタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 多気筒内燃機関としてのエンジン ６ インジェクタ ２４ 気筒判別センサ ２５ クランク角センサ ２７ 始動時非同期噴射手段、始動時非同期噴射タイミ
ング算出手段、燃料噴射制御手段としてのＥＣＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒内燃機関のクランク軸またはカム
   軸の回転に伴う所定のクランク角毎にクランク角信号を
   発生するクランク角センサと、 多気筒内燃機関のクランク軸またはカム軸の回転に伴う
   特定気筒の特定位置毎に気筒判別信号を発生する気筒判
   別センサと、 多気筒内燃機関の吸気系に燃料を噴射するインジェクタ
   と、 多気筒内燃機関の始動開始時に直ちに全気筒に対し前記
   インジェクタから非同期噴射を行う始動時非同期噴射手
   段と、 前記気筒判別センサの気筒判別信号の検出時に前記クラ
   ンク角センサのクランク角信号を用いた逆算により前記
   始動時非同期噴射燃料の噴射開始及び終了タイミングを
   求める始動時非同期噴射タイミング算出手段と、 前記始動時非同期噴射タイミング算出手段により始動時
   非同期噴射燃料の燃焼室内への吸入が終了したことを判
   定した気筒に対して前記インジェクタから始動時の同期
   噴射を行わせる燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴
   とする内燃機関の燃料噴射制御装置。