JP2000110618A

JP2000110618A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置

Info

Publication number: JP2000110618A
Application number: JP10282741A
Authority: JP
Inventors: Takahide Hisama; 隆秀久間
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2000-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】可変バルブ機構を適用した内燃機関において、
所望の燃料量を内燃機関に噴射して排気エミッションの
悪化を防止することができる内燃機関の燃料噴射量制御
装置を提供する。【解決手段】可変バルブタイミング機構３６により吸気
バルブ８の開弁時期を変更する。吸気通路１０の途中に
設けられたインジェクタ５には、大気圧に対して一定圧
力だけ高い圧力となるように調圧された噴射用燃料が供
給される。可変バルブタイミング機構３６が駆動され、
吸気バルブ８と排気バルブ１４とがともに開弁するバル
ブオーバーラップ量が大きくなると、内部ＥＧＲが発生
しインジェクタ噴口付近の吸気圧力が変動する。ＥＣＵ
４０は、カム角センサ２１による検出値に基づいて、吸
気バルブ８の開弁時期の変位角θを検出し、この変位角
θに応じてインジェクタ５の噴射時間を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射量制御装置に係り、特に内燃機関の運転状態に応じて
吸気バルブ又は排気バルブの開弁時期を変更するための
可変バルブ機構を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に搭載されるエンジンの燃
料供給システムとして、構造の簡素化および構成部品点
数の削減を図るためにインジェクタ側に送られた燃料の
一部を燃料タンクに戻すリターン配管を省略したシステ
ム（フューエルリターンレスシステム）が実用化されて
いる。このようなシステムでは、大気圧に対して一定の
差圧となるように燃料の圧力（燃圧）が制御され、イン
ジェクタによる燃料の噴射時間を制御して所定の噴射量
を得るようになっている。

【０００３】燃圧とインジェクタの噴口付近の吸気通路
における圧力（吸気圧力）との差圧が一定に保たれるシ
ステムであれば、インジェクタの噴射時間と噴射量は比
例関係となり、噴射時間を正確に制御すれば正確な噴射
量が得られる。しかしながら、上述のような大気圧を基
準に燃圧が調圧されるシステムにおいては、燃圧と吸気
圧力の差圧が一定とならず、インジェクタの噴射時間と
噴射量は比例関係ではなくなってしまう。このため、吸
気圧力の変化に基づいて噴射時間を補正することで所定
量の燃料をインジェクタの噴口から噴射するようになっ
ている。

【０００４】吸気圧力の変化に基づいて噴射時間を補正
する方法が特開平８−２００１１９号公報にて開示され
ている。この方法では、スロットルバルブの全開時にお
ける吸入空気量ＧＮＭＡＸを予め記憶しておき、エアフ
ロメータにより検出される吸入空気量ＧＮから推定吸気
圧力Ｐ１（ＧＮ／ＧＮＭＡＸ）を推定している。なお、
吸気負圧が大きくなるほど推定吸気圧力Ｐ１が小さい値
と推定される。そして、この推定吸気圧力Ｐ１に応じた
燃圧補正係数ＫＰ１に基づいて燃料噴射時間を補正して
空燃比制御を行うようにしている。

【０００５】燃圧補正係数ＫＰ１は、標準的なエンジン
の実測値や実験値等を用いて決定されており、図７に示
すように推定吸気圧力Ｐ１をパラメータとしたテーブル
データにより算出される。推定吸気圧力Ｐ１が小さくな
る（負圧が大きくなる）と燃圧との差圧が大きくなるた
めインジェクタから噴射される単位時間当たりの噴射量
が増加する。従って、吸気圧力が大気圧となる場合を基
準として算出された噴射時間に１よりも小さな補正係数
ＫＰ１を乗算することによって燃料噴射時間を補正して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、大気圧を基
準に燃圧が調圧される上記システムに、吸気バルブ及び
排気バルブの少なくとも一方の開弁時期を変更できる可
変バルブ機構を適用する場合、以下の問題が生ずる。

【０００７】つまり、可変バルブ機構の駆動により吸気
バルブ及び排気バルブがともに開弁するバルブオーバー
ラップ量が大きくなると、内部ＥＧＲが発生しこの内部
ＥＧＲ分だけインジェクタ噴口付近の吸気圧力が変化す
る。ここで、内部ＥＧＲとは、燃焼室内の既燃ガスの一
部が吸気通路に戻され混合気に混入する現象である。こ
の場合、エアフロメータの検出結果から推定した推定吸
気圧力Ｐ１よりもインジェクタ噴口付近の吸気圧力が大
きくなる。このため、推定吸気圧力Ｐ１により補正した
噴射時間では、十分な燃料噴射量を得ることができなく
なる。従って、空燃比（Ａ／Ｆ）がリーン状態となるこ
とによって排気エミッションが悪化してしまう。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、可変バルブ機
構を適用した内燃機関において、所望の燃料量を内燃機
関に噴射して排気エミッションの悪化を防止することが
できる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、吸気バルブ又は排気バ
ルブの開弁時期を変更するための可変バルブ機構と、所
定圧力で調圧された燃料を吸気通路に噴射するインジェ
クタとを備える内燃機関に適用され、その時々の運転状
態に応じた噴射時間にて前記インジェクタを駆動させる
内燃機関の燃料噴射量制御装置において、前記可変バル
ブ機構の駆動により吸気バルブの開弁時期と排気バルブ
の開弁時期とがオーバーラップするとき、その時のイン
ジェクタの噴口付近における吸気圧力の変化に応じて前
記噴射時間を補正する補正手段を備えることをその要旨
とするものである。

【００１０】吸気バルブの開弁時期と排気バルブの開弁
時期とがオーバーラップするとき、内部ＥＧＲが発生
し、その時の内部ＥＧＲ量に応じてインジェクタの噴口
付近の吸気圧力が変化する。このとき、所定圧力で調圧
された燃料を噴射するインジェクタでは、燃圧と吸気圧
力との差圧が内部ＥＧＲの影響により変動し、時間当た
りの噴射量が相違して燃料噴射量が不用意に変化しよう
とする。これに対し、請求項１に記載の発明によれば、
吸気バルブの開弁時期と排気バルブの開弁時期とがオー
バーラップするときに、インジェクタの噴口付近におけ
る圧力の変化に応じて燃料噴射時間が補正される。その
結果、燃圧と吸気圧力との差圧が不用意に変動してもそ
の変動による燃料噴射量の変化が防止され、所望の燃料
量が内燃機関に噴射される。従って、排気エミッション
の悪化が防止される。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、前記補正
手段は、前記吸気及び排気バルブのオーバーラップ量が
大きいほど前記噴射時間を長くするよう補正することを
その要旨とするものである。

【００１２】吸気及び排気バルブのオーバーラップ量が
大きくなると内部ＥＧＲ量が増加し、結果として燃圧と
吸気圧力との差圧が小さくなり、インジェクタによる噴
射量が不足するが、請求項２に記載の発明によれば、オ
ーバーラップ量に応じて噴射時間を長くすることで所望
の燃料量が内燃機関に噴射される。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１に記
載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、前記吸気
バルブの開弁時期が進角されるときに、その進角量を検
出する進角量検出手段を備え、前記補正手段は吸気バル
ブの進角量が大きいほど前記噴射時間を長くするよう補
正することをその要旨とするものである。

【００１４】吸気バルブの開弁時期の進角量が大きくな
るほど、吸気通路内に発生する内部ＥＧＲ量が増加し、
結果として、燃圧と吸気圧力との差圧が小さくなりイン
ジェクタによる噴射量が不足するが、請求項３に記載の
発明によれば、進角量検出手段によって吸気バルブの開
弁時期の進角量が検出され、該進角量に応じて噴射時間
を長くすることで所望の燃料量が内燃機関に噴射され
る。

【００１５】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射量制
御装置において、機関回転数を検出する回転数検出手段
を備え、前記補正手段は、前記回転数出手段による機関
回転数に基づいて前記噴射時間を補正することをその要
旨とするものである。

【００１６】吸気通路内に発生するＥＧＲ量は、上記の
如くバルブオーバーラップ量に応じて変化する他に、機
関回転数に依存し、機関回転数によって燃圧と吸気圧力
との差圧が変動する。このため、請求項４に記載の発明
によれば、回転数検出手段により検出される機関回転数
に基づいて噴射時間が補正される。その結果、機関回転
数の変化が原因で発生する燃圧と吸気圧力との差圧の変
動に伴う燃料噴射量の変化が防止される。

【００１７】請求項５に記載の発明では、請求項１〜請
求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射量制
御装置において、前記機関の吸入空気量を検出するエア
フロメータと、該エアフロメータにより求められた吸入
空気量に基づいてインジェクタの噴口付近における吸気
圧力を推定する圧力推定手段とを備え、前記補正手段
は、インジェクタの噴口付近における吸気圧力が大きい
ほど前記噴射時間を長くするよう補正することをその要
旨とするものである。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、エアフロ
メータによって機関の吸入空気量が検出され、該吸入空
気量に基づいて燃料噴射量が制御される内燃機関におい
て、圧力推定手段によりインジェクタの噴口付近におけ
る吸気圧力が推定され、該推定吸気圧力が大きいほど、
噴射時間が長くなるように補正される。つまり、機関の
負荷率に応じて吸気圧力と燃圧との差圧が変動するが、
その変動による燃料噴射量の変化が防止されるととも
に、内部ＥＧＲ量による燃料噴射量の変化が防止され
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下に、本
発明にかかる内燃機関の燃料噴射量制御装置を具体化し
た第１の実施の形態を図面に従って説明する。なお、本
実施形態では、エアフロメータにより検出される吸入空
気量に基づいて燃料噴射量を制御するＬ−Ｊ方式の燃料
噴射システムが採用されている。

【００２０】図１には、本実施形態における燃料噴射量
制御装置を備えたエンジンシステムの概略構成図を示
す。図１に示すように、４サイクル多気筒内燃機関とし
てのエンジン１はシリンダブロック２を備え、同シリン
ダブロック２の内部には燃焼室３を含むシリンダ４が複
数形成されている。シリンダ４に設けられたインジェク
タ５は、シリンダ４に設けられた吸気ポート６へ向けて
燃料を噴射する。シリンダ４に設けられた点火プラグ７
は、燃焼室３に供給される混合気を点火する。

【００２１】詳しくは、エンジン１の吸入行程におい
て、シリンダ４に設けられた吸気バルブ８によって吸気
ポート６が開かれることにより、エアクリーナ９を通じ
て吸気通路１０に吸入される空気と、インジェクタ５か
ら噴射される燃料とからなる混合気が燃焼室３に流れ込
む。エンジン１の圧縮行程において、燃焼室３における
混合気がピストン１１の上動により加圧され、点火プラ
グ７により点火されて爆発・燃焼することにより、ピス
トン１１が下動してクランクシャフト１２が回転し、エ
ンジン１の駆動力が得られる。エンジン１の排気行程に
おいて、シリンダ４に設けられた排気ポート１３が排気
バルブ１４によって開かれることにより、燃焼室３で生
じた排気ガスが排気通路１５へ導かれ外部へ排出され
る。なお、クランクシャフト１２の回転が排気側及び吸
気側のカムシャフト１６，１７に伝達され、吸気側カム
シャフト１６の回転に伴い吸気バルブ８が開閉されると
ともに排気側カムシャフト１７の回転に伴い排気バルブ
１４が開閉される。

【００２２】クランクシャフト１２に近接して回転数検
出手段としてのクランク角センサ２０が設けられてお
り、同センサ２０の検出信号によりエンジン１の回転数
ＮＥ、クランク角が算出される。また、吸気側カムシャ
フト１６に近接してカム角センサ２１が設けられてお
り、同センサ２１によって吸気側カムシャフト１６の回
転位相が検出される。

【００２３】エアクリーナ９に隣接して設けられたエア
フロメータ２２は、吸気通路１０を流れる空気の流量
（吸入空気量）ＧＡを検出し、その量ＧＡに応じた信号
を出力する。エアフロメータ２２は空気の質量流量を測
定するものであり、公知の熱線式（ホットワイヤ）エア
フロメータが採用されている。なお、エアフロメータ２
２としては、ベーン式もしくはカルマン式のエアフロメ
ータを用いてもよい。エアフロメータ２２内にはサーミ
スタタイプの吸気温センサが内蔵されており、該センサ
により吸気温度ＴＨＡが検出される。

【００２４】吸気通路１０に設けられたスロットルバル
ブ２３はアクセル操作に基づいて吸気通路１０を開閉す
る。スロットルバルブ２３の作動により、吸気通路１０
を流れる空気の量、即ち、吸入空気量ＧＡが調節され
る。

【００２５】スロットルバルブ２３の近傍に設けられた
スロットルセンサ２４は、同バルブ２３の開度（スロッ
トル開度）ＴＡを検出してその開度に応じた信号を出力
する。排気通路１５に設けられた酸素センサ２５は排ガ
ス中に残存する酸素濃度を検出し、その濃度に応じた信
号を出力する。シリンダブロック２に設けられた水温セ
ンサ２６は、同ブロック２を冷却するためにその内部を
流れる冷却水の温度ＴＨＷを検出し、その温度ＴＨＷに
応じた信号を出力する。

【００２６】インジェクタ５へ燃料を供給するための燃
料供給装置として、燃料タンク３０内には、燃料ポンプ
３１、燃料フィルタ３２、プレッシャレギュレータ３３
が設けられ、そのプレッシャレギュレータ３３には、燃
料配管３４及びデリバリ配管３５が接続される。燃料タ
ンク３０の燃料は、燃料ポンプ３１により吸引された
後、フィルタ３２、プレッシャレギュレータ３３、燃料
配管３４及びデリバリ配管３５を介してインジェクタ５
に圧送される。

【００２７】フィルタ３２は燃料ポンプ３１から吐出さ
れた燃料を濾過する。プレッシャレギュレータ３３は、
インジェクタ５から噴射される燃料を所定圧力で調圧す
る。具体的には、プレッシャレギュレータ３３は、イン
ジェクタ５へ圧送される燃料圧力が例えば大気圧に対し
て一定圧力だけ高い値となるように調圧する。なお、配
管３４ａは調圧のためにプレッシャレギュレータ３３か
らの燃料を戻す役割を果たしている。デリバリ配管３５
は、圧送された燃料を各インジェクタ５に分配する。こ
のように本実施形態では、インジェクタ５側に圧送され
た燃料の一部を燃料タンク３０に戻すリターン配管を省
略した、いわゆるフーエルリターンレスシステムを採用
し、構造の簡素化及び構成部品点数の削減が行われてい
る。

【００２８】さらに本実施形態では、吸気バルブ８の開
弁時期を可変とする可変バルブタイミング機構３６が設
けられ、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）３７によ
る油圧制御によって、クランクシャフト１２の回転に対
するカムシャフト１６の回転位相（角度）が変化され
る。このとき、吸気バルブ８の開弁時期を調整すること
で、吸気バルブ８及び排気バルブ１４が同時に開弁する
バルブオーバーラップ量が変更される。

【００２９】図２は、吸気バルブ８及び排気バルブ１４
のリフト量とクランク角との関係を示す図である。図２
において、吸気バルブ８と排気バルブ１４のリフト量は
カムプロフィールに沿って変更される。また、可変バル
ブタイミング機構３６の油圧制御により吸気側カムシャ
フト１６の回転位相が変更されて吸気バルブ８の開弁時
期が進角側または遅角側に変位される。なお、実線は、
最遅角側に変化させたときの吸気バルブ８の開弁時期を
示しており、破線で示すように、その最遅角位置から進
角側に吸気バルブ８の開弁時期が変位される。その時の
進角量を変位角θで表す。この変位角θはカム角センサ
２１の検出値から求められる。つまり、カム角センサ２
１の検出値により吸気バルブ８の開弁時期の進角量が検
出され、これにより進角量検出手段が構成される。

【００３０】本実施形態では、バルブタイミングの相対
角が、クランク角で、例えば４０°ＣＡ変更される。即
ち、変位角θ＝０〜４０°ＣＡの間で吸気バルブ８の開
弁時期が連続的に変化される。具体的には、例えばアイ
ドル時には、変位角θを０°ＣＡにして、既燃ガスの吸
気通路１０への吹き返しをなくし、アイドル回転を安定
させる。また、中負荷領域での運転時には、変位角θを
大きくして吸気バルブ８の開弁時期を進角させる。これ
により、内部ＥＧＲ量が大きくなりポンプ損失が低減さ
れ燃費が向上する。また、内部ＥＧＲ量を増加させるこ
とにより最高燃焼温度を下げて、ＮＯｘ（窒素酸化物）
の発生を抑制させる。

【００３１】図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ）４０
は、中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（Ｒ
ＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備え
る。そして、該ＥＣＵ４０には、前述した各種センサ２
０，２１，２２，２４，２５，２６からの信号が入力さ
れ、ＥＣＵ４０は、これら各信号に基づいてインジェク
タ５による燃料噴射量、ＯＣＶ３７による吸気側カムシ
ャフト１６の回転位相、点火プラグ７による点火時期等
を制御する。なお、制御プログラム及び各処理にて使用
されるマップデータはＲＯＭに予め記憶されている。

【００３２】次に、ＥＣＵ４０により実行される処理の
うちインジェクタ５による燃料噴射量を算出するための
処理を、図３を用いて説明する。まず、ＥＣＵ４０は、
ステップ１００において、各センサ２０，２１，２２，
２４，２５，２６からの信号を読み込み、エンジン回転
数ＮＥ、吸気バルブ８の開弁時期の変位角θ、吸入空気
量ＧＡ、吸気温ＴＨＡ、水温ＴＨＷ等を検出する。そし
て、ステップ１１０においてＥＣＵ４０は、吸入空気量
ＧＡ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて、１回の吸気行
程でシリンダ４に充填される空気の質量ＧＮ（ＧＡ／Ｎ
Ｅ）を演算する。その後、ステップ１２０においてＥＣ
Ｕ４０は、次式（１）に従って、基本噴射時間ＴＰを算
出する。ＴＰ＝ＫＩＮＪ×ＧＮ・・・（１）ここで、ＫＩＮＪは、空気質量ＧＮを基本噴射時間に変
換する際に用いられる換算係数であり、インジェクタ５
から噴射される燃料の流量や、燃料ポンプ３１からイン
ジェクタ５に供給される燃圧等により決定される。

【００３３】次に、ＥＣＵ４０はステップ１３０におい
て、各センサ２０，２１，２２，２４，２５，２６から
のエンジン回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、吸気温ＴＨ
Ａ、水温ＴＨＷ等に基づいて、噴射時間Ｔｉを次式
（２）により算出する。Ｔｉ＝ＴＰ×ＦＫ・・・（２）ここで、ＦＫは、各種係数の和や積により算出される増
減量補正係数である。各種係数としては、吸気温、暖機
増量、始動後増量、出力増量、空燃比のフィードバック
補正係数等がある。

【００３４】ＥＣＵ４０はステップ１４０において、ス
ロットルバルブ２３の全開時における１回の吸気行程で
シリンダ４に充填される空気の質量ＧＮＭＡＸを演算す
る。この空気の質量ＧＮＭＡＸは、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気バルブ８の開弁時期の変位角θをパラメータと
するマップデータを用いて算出される。

【００３５】引き続き、ＥＣＵ４０がステップ１５０に
おいて、推定吸気圧力Ｐ１を次式（３）にて算出する。Ｐ１＝ＧＮ／ＧＮＭＡＸ・・・（３）ところで、このＧＮとＧＮＭＡＸとの比は、インジェク
タ５の噴口付近の圧力（噴口圧）と強い相関関係があ
り、吸気負圧が大きくなると推定吸気圧力Ｐ１が小さく
なる。また、推定吸気圧力Ｐ１＝１００のときは大気圧
と考えることができる。つまり、「ＧＮ／ＧＮＭＡＸ」
によりインジェクタ５の噴口付近の吸気圧力が推定され
るとともにエンジン１の負荷率が推定される。

【００３６】ステップ１６０においてＥＣＵ４０は、図
４に示すように変位角θと推定吸気圧力Ｐ１とをパラメ
ータとしたマップデータを用いて燃圧補正係数ＫＰを求
める。

【００３７】図４では、推定吸気圧力Ｐ１が大きくなる
ほど、又は、変位角θが大きいほど、燃圧補正係数ＫＰ
が大きくなる。つまり、変位角θが大きくなりバルブオ
ーバーラップ量が増加すると、内部ＥＧＲ量が増しイン
ジェクタ噴口付近の実吸気圧力が大きくなる（負圧が小
さくなる）。この場合、変位角θを大きくすると燃圧と
吸気圧力との差圧が小さくなり、インジェクタ５から噴
射される単位時間当たりの噴射量が減少するため、図４
に示す燃圧補正係数ＫＰを大きくしている。

【００３８】ここでの燃圧補正係数ＫＰは、標準的なエ
ンジンの実測値もしくは実験値により求められる。詳し
くは、吸気バルブ８の開弁時期を進角側に変化させた状
態、例えば、図５に示すように、変位角θ＝０，２０，
４０°ＣＡ毎に、推定吸気圧力Ｐ１に対するインジェク
タ５の噴口付近の実吸気圧力を実測し、該データに基づ
いて、図４に示す燃圧補正係数ＫＰを決定している。た
だし、図５における実吸気圧力は大気圧のときを基準
（＝０）として示している。そして、前記ステップ１６
０では、図４の変位角θ＝０，２０，４０°ＣＡ毎のマ
ップデータを用いて、その時々の変位角θに基づいて補
間計算して、或いは、検出された変位角θに最も近いデ
ータを選択して燃圧補正係数ＫＰが求められる。

【００３９】その後、ＥＣＵ４０はステップ１７０に
て、燃圧補正係数ＫＰを用いて次式（４）のように噴射
時間Ｔｉを補正して、インジェクタ５の開弁時間である
最終噴射時間ＴＡＵを算出する。ＴＡＵ＝Ｔｉ×ＫＰ・・・（４）そして、ＥＣＵ４０により最終噴射時間ＴＡＵに応じた
駆動信号がインジェクタ５に出力されることによってイ
ンジェクタ５の開弁時間が制御され、所定量の燃料が噴
射される。なお、本実施形態は、前記図３のステップ１
５０が圧力推定手段に相当し、ステップ１７０が補正手
段に相当する。

【００４０】以上、詳述したように本実施形態によれ
ば、次のような効果を得ることができる。（１）吸気バルブ８の開弁時期と排気バルブ１４の開弁
時期とがオーバーラップするとき、大気圧に対して所定
圧力で調圧された燃料を噴射するインジェクタ５では燃
圧と実吸気圧力との差圧が変動し、時間当たりの噴射量
が相違して燃料噴射量が不用意に変化しようとする。こ
れに対し、本実施形態によれば、バルブオーバーラップ
時にインジェクタ５の噴口付近における吸気圧力の変化
に応じて燃料噴射時間ＴＡＵが補正される。その結果、
燃圧と実吸気圧力との差圧の変動が不用意に変動しても
その変動による燃料噴射量の変化を防止でき、所望の燃
料量をエンジン１に噴射することができる。従って、排
気エミッションの悪化を防止することができる。

【００４１】（２）本実施形態では、吸気バルブ８の開
弁時期の進角量が大きくなるほど、つまり、吸気バルブ
８及び排気バルブ１４のオーバラップ量が大きくなって
内部ＥＧＲが増加するほど噴射時間が長くなるように補
正される。その結果、所望の燃料量をエンジン１に噴射
することができる。

【００４２】（３）エアフロメータ２４によって検出さ
れる吸入空気量ＧＡに基づいて燃料噴射量が制御される
Ｌ−Ｊ方式を採用した燃料噴射量制御装置において、イ
ンジェクタ５の噴口付近における推定吸気圧力Ｐ１が大
きいほど噴射時間が長くなるように補正される。つま
り、エンジン１の負荷率に応じて吸気圧力と燃圧との差
圧が変動するが、その変動による燃料噴射量の変化を防
止できる。

【００４３】（第２の実施の形態）次に、本発明にかか
る内燃機関の燃料噴射量制御装置を具体化した第２の実
施の形態を説明する。本実施形態では、燃圧補正係数Ｋ
Ｐを算出するためのマップデータが第１の実施形態と異
なる。なお、本実施形態におけるエンジンシステムの構
成は、第１の実施形態と同様であるのでその説明は省略
する。

【００４４】インジェクタ５の噴口付近の実吸気圧力
は、バルブオーバーラップ量の変化に加えエンジン回転
数ＮＥにより変化する。従って、本実施形態におけるＥ
ＣＵ４０は、エンジン回転数ＮＥに基づいた内部ＥＧＲ
量の変化を見込んだ燃圧補正係数ＫＰを用いて燃料噴射
時間を補正している。

【００４５】詳しくは、図６に示すように、エンジン回
転数ＮＥと推定吸気圧力Ｐ１をパラメータとしたマップ
データが、例えば変位角θ＝０，２０，４０°ＣＡ毎に
複数枚記憶され、該マップデータを用いて燃圧補正係数
ＫＰが求められる。図６では、燃圧補正係数ＫＰはエン
ジン回転数ＮＥにより変化する。また、図示しないが、
第１の実施形態と同様に、変位角θが大きくなると燃圧
補正係数ＫＰが大きくなる。

【００４６】つまり本実施形態では、図３に示すステッ
プ１６０において、推定吸気圧力Ｐ１、エンジン回転数
ＮＥ及び吸気バルブ８の開弁時期の変位角θに基づくマ
ップデータから補間計算され燃圧補正係数ＫＰが求めら
れる。なお、マップデータから燃圧補正係数ＫＰを求め
る方法は、例えば、推定吸気圧力Ｐ１、エンジン回転数
ＮＥ及び変位角θが最も近い値となるマップデータから
燃圧補正係数ＫＰを求めるようにしてもよい。

【００４７】そして、ステップ１７０にて、ＥＣＵ４０
が燃圧補正係数ＫＰを用いて最終噴射時間ＴＡＵ（Ｔｉ
×ＫＰ）を算出する。なお、本マップデータも標準的な
エンジンの実測値や実験値に基づいて設定されている。

【００４８】このように、本実施形態においても前述し
た第１の実施形態と同様の効果に加え、下記のような効
果を得ることができる。（１）推定吸気圧力Ｐ１、変位角θ及びエンジン回転数
ＮＥに基づいて燃圧補正係数ＫＰが求められ、その燃圧
補正係数ＫＰを用いて噴射時間が補正される。その結
果、エンジン回転数ＮＥの変化が原因で発生する燃圧と
吸気圧力との差圧の変動に伴う燃料噴射量の変化を防止
できる。従って、排気エミッションの向上を図ることが
できる。

【００４９】なお、本実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。・上記実施の形態では、図３に示すステップ１６０にお
いて、マップデータを用いて燃圧補正係数ＫＰを算出
し、最終噴射量ＴＡＵ（Ｔｉ×ＫＰ）を求めていたが、
これに限定することはない。例えば、開弁時期の変位角
θをパラメータとしたテーブルデータを用いて該テーブ
ルデータから進角補正係数ＫＰ２を算出する。そして、
従来の図７に示されるように、推定吸気圧力Ｐ１をパラ
メータとしたテーブルデータから求められる燃圧補正係
数ＫＰ１に進角補正係数ＫＰ２を乗算して最終噴射量Ｔ
ＡＵ（Ｔｉ×ＫＰ１×ＫＰ２）を算出するようにしても
よい。このようにすれば、上記実施形態よりもＥＣＵ４
０のＲＯＭに記憶するデータ数が減少するので、実用上
好ましいものとなる。

【００５０】・上記実施の形態では、可変バルブ機構と
して、吸気バルブ８の開弁時期を連続的に変更する機構
を採用したが、複数個のカム山を持ちエンジン１の回転
数ＮＥに応じたバルブの開弁時期を選択的にカム山を切
り替え可能なものに具体化してもよい。勿論、開弁時期
の変位角θは、０°ＣＡ〜４０°ＣＡに限定するもので
はない。また、排気バルブ１４の開弁時期を変更できる
可変バルブタイミング機構に具体化してもよい。さらに
は、バルブタイミングの変更に加え、バルブリフト量を
変更できる可変バルブ機構に具体化してもよい。バルブ
リフト量を変更できる燃料噴射量制御装置では、バルブ
リフト量をも考慮して、バルブオーバラップ時の内部Ｅ
ＧＲ量を推定し、その内部ＥＧＲ量に応じてインジェク
タ５の噴射時間を補正するとよい。

【００５１】・上記実施の形態では、吸気バルブ８の開
弁時期を、カム角センサ２１により検出して実施してい
たが、該センサ２１を用いずに、ＥＣＵ４０により設定
される吸気バルブ８の開弁時期を用いて実施してもよ
い。実際には、設定値として、エンジン１の回転数Ｎ
Ｅ、水温ＴＨＷ、スロットル開度ＴＡ等に基づいて決定
される。

【００５２】・上記実施の形態では、吸気バルブ８の開
弁時期の進角量として、最遅角位置を基準とした変位角
θを用い、該変位角θに基づいて燃料噴射時間を補正す
るものであったが、例えば、吸気バルブ８の開弁時期の
進角量として、ピストン１１の上死点位置（ＴＤＣ）を
基準とした値を用いて噴射時間を補正するものであって
もよい。

【００５３】・上記実施の形態では、プレッシャレギュ
レータ３３により大気圧に対して所定圧力だけ高くなる
ように燃圧が調圧されていたが、例えば、燃料タンク３
０の内圧に対して所定圧力だけ高くなるように燃圧が調
圧されるものに具体化してもよい。

【００５４】・上記実施の形態では、燃料タンク３０内
にプレッシャレギュレータ３３を配設して該タンク３０
内で燃料をリターンするフーエルリターンレスシステム
に具体化するものであったが、インジェクタ５側に送ら
れた燃料の一部を燃料タンク３０に戻すリターン配管を
備えるシステムに具体化してもよい。要は、燃圧と吸気
圧力との差圧がエンジン状態により変化するシステムに
おいて、推定吸気圧力Ｐ１に基づいてインジェクタ５の
燃料噴射時間を制御するものに適用すれば、内部ＥＧＲ
量による燃料噴射量のズレが防止でき、実用上好ましい
ものとなる。

【００５５】・上記実施の形態では、エアフロメータ２
２を用いて燃料噴射量を制御するＬ−Ｊ方式を採用した
システムであったが、これに限定することなく、吸気圧
力を測定して燃料噴射量を制御するＤ−Ｊ方式を採用し
たシステムにおいて具体化してもよい。例えば、インジ
ェクタ５の噴口付近よりも上流側のサージタンク内圧を
検出する圧力センサを用いて燃料噴射を制御するシステ
ムにおいて、内部ＥＧＲにより圧力センサによる検出値
とインジェクタ５の噴口付近の圧力がズレる場合に、内
部ＥＧＲを見込んだ燃圧補正係数ＫＰにより噴射量を補
正する。このようにすれば、所望の燃料量をエンジン１
に噴射することができる。

【００５６】さらに、上記実施形態より把握される請求
項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と共
に記載する。（イ）請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃
機関の燃料噴射量制御装置において、インジェクタ側に
送られた燃料の一部をプレッシャレギュレータから燃料
タンクに戻すためのリターン配管を省略した内燃機関の
燃料噴射量制御装置。インジェクタ側に送られた燃料の
一部をプレッシャレギュレータから燃料タンクに戻すた
めのリターン配管を省略して構造の簡素化及び構成部品
の削減を図る内燃機関においては、一般に、プレッシャ
レギュレータが吸気圧力とは異なる所定圧力で燃圧が調
圧され、その調圧された燃料がインジェクタに供給され
る。従って、吸気通路内に生じる内部ＥＧＲにより燃圧
と吸気圧力との差圧が変動して燃料噴射量が不用意に変
化しようとするが、この構成を用いれば、燃圧と吸気圧
力との差圧が不用意に変動してもその変動による燃料噴
射量の変化を防止できる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、可変バ
ルブ機構を適用した内燃機関において、所望の燃料量を
内燃機関に噴射して排気エミッションの悪化を防止する
ことができる。

【００５８】請求項２に記載の発明によれば、吸気及び
排気バルブのオーバーラップ量が大きいほど噴射時間が
長くなるように補正されるので、内部ＥＧＲ量の増加に
伴い燃料噴射量が不用意に変化することが防止され、所
望の燃料量を内燃機関に噴射することができる。

【００５９】請求項３に記載の発明によれば、吸気バル
ブの進角量が大きいほど噴射時間が長くなるように補正
されるので、内部ＥＧＲ量の増加に伴い燃料噴射量が不
用意に変化することが防止され、所望の燃料量を内燃機
関に噴射することができる。

【００６０】請求項４に記載の発明によれば、機関回転
数に基づいて噴射時間が補正されるので、機関回転数の
変化に伴い燃料噴射量が不用意に変化することが防止さ
れ、所望の燃料量を内燃機関に噴射することができる。

【００６１】請求項５に記載の発明によれば、インジェ
クタの噴口付近における吸気圧力が大きいほど噴射時間
が長くなるように補正されるので、吸気圧力と燃圧との
差圧の変動に伴い燃料噴射量が変化することが防止さ
れ、所望の燃料量を内燃機関に噴射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるエンジンシステムの
概略構成図。

【図２】吸気バルブ及び排気バルブのリフト量とクラン
ク角との関係を示す図。

【図３】燃料噴射時間を計算するためのフローチャー
ト。

【図４】推定吸気圧力と燃圧補正係数との関係を示す
図。

【図５】推定吸気圧力と実吸気圧力との関係を示す図。

【図６】エンジン回転数、推定吸気圧力、燃圧補正係数
との関係を示す図。

【図７】従来技術における推定吸気圧力と燃圧補正係数
との関係を示す図。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、５…インジェクタ、８
…吸気バルブ、１０…吸気通路、１４…排気バルブ、２
０…回転数検出手段としてのクランク角センサ、２１…
進角量検出手段としてのカム角センサ、２２…エアフロ
メータ、３６…可変バルブ機構としての可変バルブタイ
ミング機構、４０…圧力推定手段、補正手段を構成する
ＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/18 Ｆ０２Ｄ 41/18 Ｚ 41/34 41/34 Ｆ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ３０１Ｚ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４ＤＦターム(参考） 3G084 BA13 BA23 DA10 EA08 EC03 FA00 FA07 FA11 FA18 FA33 FA37 3G092 AA01 AA11 AA17 BB03 DA01 DA10 DA12 DC09 DE01S DE09S DG05 EA01 EA03 EB06 EC07 FA06 FA15 HA01Z HA05Z HA11Z HA13Z HD07Z HE00Z HE01Z HE03Z 3G301 HA01 HA13 HA19 JA21 JA25 LA07 LB02 LB06 LC06 MA13 NA06 NA08 NB02 NB06 NC02 NE01 NE11 PA01Z PA07Z PA08Z PA10Z PA11Z PA18Z PB08Z PD02Z PD15Z PE00Z PE01Z PE03Z PE08Z PE10Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気バルブ又は排気バルブの開弁時期を
変更するための可変バルブ機構と、所定圧力で調圧され
た燃料を吸気通路に噴射するインジェクタとを備える内
燃機関に適用され、その時々の運転状態に応じた噴射時
間にて前記インジェクタを駆動させる内燃機関の燃料噴
射量制御装置において、前記可変バルブ機構の駆動により吸気バルブの開弁時期
と排気バルブの開弁時期とがオーバーラップするとき、
その時のインジェクタの噴口付近における吸気圧力の変
化に応じて前記噴射時間を補正する補正手段を備える内
燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項２】前記補正手段は、前記吸気及び排気バル
ブのオーバーラップ量が大きいほど前記噴射時間を長く
するよう補正する請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射
量制御装置。
【請求項３】前記吸気バルブの開弁時期が進角される
ときに、その進角量を検出する進角量検出手段を備え、
前記補正手段は吸気バルブの進角量が大きいほど前記噴
射時間を長くするよう補正する請求項１に記載の内燃機
関の燃料噴射量制御装置。
【請求項４】機関回転数を検出する回転数検出手段を
備え、前記補正手段は、前記回転数出手段による機関回
転数に基づいて前記噴射時間を補正する請求項１〜請求
項３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御
装置。
【請求項５】前記機関の吸入空気量を検出するエアフ
ロメータと、該エアフロメータにより求められた吸入空
気量に基づいてインジェクタの噴口付近における吸気圧
力を推定する圧力推定手段とを備え、前記補正手段は、
インジェクタの噴口付近における吸気圧力が大きいほど
前記噴射時間を長くするよう補正する請求項１〜請求項
４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装
置。