JP2002047972A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸気バルブを圧縮行程中に閉弁するように制
御したときに筒内から燃料が吸気系に戻されても、筒内
残留燃料量が適正値になるように制御する。 【解決手段】 エンジン制御回路２１は、吸気バルブ１
３の閉弁タイミングを圧縮行程中まで遅らせることで、
ポンピング損失を低減させて燃費の向上を図る。この
際、エンジン制御回路２１は、吸気バルブ１３の閉弁タ
イミングに基づいて燃料戻り率（吸気行程で筒内に吸入
される総燃料量に対する圧縮行程中に筒内から吸気系に
戻される燃料量の割合）を算出すると共に、エンジン運
転状態に応じて要求燃料量を算出し、筒内に残留する燃
料量が要求燃料量と一致するように燃料噴射量を燃料戻
り率を用いて算出する。尚、燃料戻り率の算出時に、筒
内温度又はその代用情報である冷却水温が高くなるほ
ど、燃料戻り率が大きくなるように補正しても良い。
御したときに筒内から燃料が吸気系に戻されても、筒内
残留燃料量が適正値になるように制御する。 【解決手段】 エンジン制御回路２１は、吸気バルブ１
３の閉弁タイミングを圧縮行程中まで遅らせることで、
ポンピング損失を低減させて燃費の向上を図る。この
際、エンジン制御回路２１は、吸気バルブ１３の閉弁タ
イミングに基づいて燃料戻り率（吸気行程で筒内に吸入
される総燃料量に対する圧縮行程中に筒内から吸気系に
戻される燃料量の割合）を算出すると共に、エンジン運
転状態に応じて要求燃料量を算出し、筒内に残留する燃
料量が要求燃料量と一致するように燃料噴射量を燃料戻
り率を用いて算出する。尚、燃料戻り率の算出時に、筒
内温度又はその代用情報である冷却水温が高くなるほ
ど、燃料戻り率が大きくなるように補正しても良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも吸気バ
ルブの閉弁タイミングを可変する可変バルブ装置を備え
た内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
ルブの閉弁タイミングを可変する可変バルブ装置を備え
た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】近年、車両の内燃機関に採用されている
可変バルブ装置は、吸気バルブのバルブタイミングの進
角量を制御するものが多い。しかし、吸気バルブのバル
ブタイミングを進角させてバルブオーバーラップ量（吸
気バルブと排気バルブの両方が開弁している期間［図６
の参照］）を増大させると、バルブオーバーラップ期
間中に発生する排気の吹き返しによって筒内から吸気系
に戻される燃料量が増えるため、筒内の空燃比がリーン
となってしまう。この対策として、特開平７−２２４６
９７号公報に示すように、バルブオーバーラップ量に応
じて燃料噴射量を補正するようにしたものがある。
可変バルブ装置は、吸気バルブのバルブタイミングの進
角量を制御するものが多い。しかし、吸気バルブのバル
ブタイミングを進角させてバルブオーバーラップ量（吸
気バルブと排気バルブの両方が開弁している期間［図６
の参照］）を増大させると、バルブオーバーラップ期
間中に発生する排気の吹き返しによって筒内から吸気系
に戻される燃料量が増えるため、筒内の空燃比がリーン
となってしまう。この対策として、特開平７−２２４６
９７号公報に示すように、バルブオーバーラップ量に応
じて燃料噴射量を補正するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
吸気バルブの閉弁タイミングを圧縮行程中期まで遅らせ
て、吸気バルブを圧縮行程中期まで開いておくことで、
ポンピング損失を低減させて燃費の向上を図ることが考
えられているが、吸気バルブの閉弁タイミングを遅らせ
ると、圧縮行程中の吸気バルブの開弁期間（図６の参
照）が長くなって、筒内の燃料（混合気）のうち、上昇
するピストンに押されて吸気系に戻される燃料量が増加
する。しかし、上記公報の構成では、バルブオーバーラ
ップ（図６の参照）による燃料の吹き戻しが考慮され
ているだけであり、圧縮行程中に吸気系に戻される燃料
については全く考慮されていないため、特に、要求燃料
量が増加する加速時等の高負荷運転時には、要求燃料量
に対して実際に筒内に残留する燃料量が少なくなって筒
内の空燃比がリーンとなってしまい、ドライバビリティ
や排気エミッションが悪化するおそれがある。
吸気バルブの閉弁タイミングを圧縮行程中期まで遅らせ
て、吸気バルブを圧縮行程中期まで開いておくことで、
ポンピング損失を低減させて燃費の向上を図ることが考
えられているが、吸気バルブの閉弁タイミングを遅らせ
ると、圧縮行程中の吸気バルブの開弁期間（図６の参
照）が長くなって、筒内の燃料（混合気）のうち、上昇
するピストンに押されて吸気系に戻される燃料量が増加
する。しかし、上記公報の構成では、バルブオーバーラ
ップ（図６の参照）による燃料の吹き戻しが考慮され
ているだけであり、圧縮行程中に吸気系に戻される燃料
については全く考慮されていないため、特に、要求燃料
量が増加する加速時等の高負荷運転時には、要求燃料量
に対して実際に筒内に残留する燃料量が少なくなって筒
内の空燃比がリーンとなってしまい、ドライバビリティ
や排気エミッションが悪化するおそれがある。
【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、圧縮行程中に吸気系
に戻される燃料を考慮した燃料噴射制御を行うことがで
き、常に筒内に残留する燃料量を適正に制御することが
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。
たものであり、従ってその目的は、圧縮行程中に吸気系
に戻される燃料を考慮した燃料噴射制御を行うことがで
き、常に筒内に残留する燃料量を適正に制御することが
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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置
は、内燃機関の運転状態に基づいて要求燃料量を要求燃
料量算出手段で算出すると共に、圧縮行程中に吸気バル
ブが閉弁するまでに筒内から吸気系に戻される燃料戻り
量を吸気バルブの閉弁タイミングに基づいて燃料戻り量
推定手段で推定し、筒内に残留する燃料量が要求燃料量
と一致するように燃料戻り量を考慮して燃料噴射量算出
手段により要求燃料量を補正して燃料噴射量を求める。
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置
は、内燃機関の運転状態に基づいて要求燃料量を要求燃
料量算出手段で算出すると共に、圧縮行程中に吸気バル
ブが閉弁するまでに筒内から吸気系に戻される燃料戻り
量を吸気バルブの閉弁タイミングに基づいて燃料戻り量
推定手段で推定し、筒内に残留する燃料量が要求燃料量
と一致するように燃料戻り量を考慮して燃料噴射量算出
手段により要求燃料量を補正して燃料噴射量を求める。
【０００６】一般に、圧縮行程中に筒内から吸気系に戻
される燃料量は、吸気バルブの閉弁タイミング（圧縮行
程中の吸気バルブの開弁期間）に応じて増減するため、
吸気バルブの閉弁タイミングを用いれば、圧縮行程中の
燃料戻り量を精度良く推定することができ、この燃料戻
り量を用いることで、筒内に残留する燃料量が要求燃料
量と一致するように燃料噴射量を算出することができ
る。このため、吸気バルブの閉弁タイミングを圧縮行程
中まで遅らせたときに筒内の燃料の一部が吸気系に戻さ
れても、最終的に筒内に残留する燃料量を要求燃料量に
一致させることができ、筒内の空燃比を目標空燃比に制
御できて、ドライバビリティや排気エミッションを向上
することができる。
される燃料量は、吸気バルブの閉弁タイミング（圧縮行
程中の吸気バルブの開弁期間）に応じて増減するため、
吸気バルブの閉弁タイミングを用いれば、圧縮行程中の
燃料戻り量を精度良く推定することができ、この燃料戻
り量を用いることで、筒内に残留する燃料量が要求燃料
量と一致するように燃料噴射量を算出することができ
る。このため、吸気バルブの閉弁タイミングを圧縮行程
中まで遅らせたときに筒内の燃料の一部が吸気系に戻さ
れても、最終的に筒内に残留する燃料量を要求燃料量に
一致させることができ、筒内の空燃比を目標空燃比に制
御できて、ドライバビリティや排気エミッションを向上
することができる。
【０００７】この場合、請求項２のように、圧縮行程中
に吸気バルブの閉弁タイミングが遅くなるほど、燃料戻
り量が多くなるように推定すると良い。このようにすれ
ば、吸気バルブの閉弁タイミングが遅くなるほど、圧縮
行程中の吸気バルブの開弁期間が長くなって燃料戻り量
が多くなるのに対応して、燃料戻り量を精度良く推定す
ることができる。
に吸気バルブの閉弁タイミングが遅くなるほど、燃料戻
り量が多くなるように推定すると良い。このようにすれ
ば、吸気バルブの閉弁タイミングが遅くなるほど、圧縮
行程中の吸気バルブの開弁期間が長くなって燃料戻り量
が多くなるのに対応して、燃料戻り量を精度良く推定す
ることができる。
【０００８】ところで、圧縮行程の吸気バルブの開弁期
間中に筒内から吸気系に戻される燃料は、上昇するピス
トンによって吸気系に押し出される空気の流れに乗って
流出する燃料であるため、筒内の燃料の気化状態が良い
ほど、吸気系に押し出される空気の流れに乗って流出す
る燃料量が多くなる。
間中に筒内から吸気系に戻される燃料は、上昇するピス
トンによって吸気系に押し出される空気の流れに乗って
流出する燃料であるため、筒内の燃料の気化状態が良い
ほど、吸気系に押し出される空気の流れに乗って流出す
る燃料量が多くなる。
【０００９】この点を考慮して、請求項３のように、筒
内の燃料の気化状態が良くなるほど燃料戻り量が多くな
るように推定するようにしても良い。このようにすれ
ば、燃料戻り量を変化させる要因となる筒内の燃料の気
化状態を考慮して燃料戻り量を精度良く推定することが
できる。
内の燃料の気化状態が良くなるほど燃料戻り量が多くな
るように推定するようにしても良い。このようにすれ
ば、燃料戻り量を変化させる要因となる筒内の燃料の気
化状態を考慮して燃料戻り量を精度良く推定することが
できる。
【００１０】また、筒内温度が高くなるほど筒内の燃料
が気化しやすくなるため、請求項４のように、筒内の燃
料の気化状態を評価するパラメータとして筒内温度又は
その代用情報である冷却水温を用い、筒内温度又は冷却
水温が高くなるほど燃料戻り量が多くなるように推定す
るようにしても良い。このようにすれば、筒内の燃料の
気化状態を直接検出しなくても、内燃機関の制御パラメ
ータとして用いられる筒内温度又は冷却水温を利用し
て、筒内の燃料の気化状態を考慮して燃料戻り量を精度
良く推定することができる。
が気化しやすくなるため、請求項４のように、筒内の燃
料の気化状態を評価するパラメータとして筒内温度又は
その代用情報である冷却水温を用い、筒内温度又は冷却
水温が高くなるほど燃料戻り量が多くなるように推定す
るようにしても良い。このようにすれば、筒内の燃料の
気化状態を直接検出しなくても、内燃機関の制御パラメ
ータとして用いられる筒内温度又は冷却水温を利用し
て、筒内の燃料の気化状態を考慮して燃料戻り量を精度
良く推定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン全
体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１
の各気筒の吸気ポート１２には、電磁駆動式の吸気バル
ブ１３が１個又は複数個設けられ、各気筒の排気ポート
１４には、電磁駆動式の排気バルブ１５が１個又は複数
個設けられている。吸気バルブ１３と排気バルブ１５
は、それぞれ電磁アクチュエータ１６，１７（可変バル
ブ装置）によって駆動される。また、各気筒の吸気ポー
ト１２の近傍には、燃料を噴射する燃料噴射弁１８が設
けられ、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水
温を検出する水温センサ１９や、エンジン回転速度を検
出するクランク角センサ２０が取り付けられている。
に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン全
体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１
の各気筒の吸気ポート１２には、電磁駆動式の吸気バル
ブ１３が１個又は複数個設けられ、各気筒の排気ポート
１４には、電磁駆動式の排気バルブ１５が１個又は複数
個設けられている。吸気バルブ１３と排気バルブ１５
は、それぞれ電磁アクチュエータ１６，１７（可変バル
ブ装置）によって駆動される。また、各気筒の吸気ポー
ト１２の近傍には、燃料を噴射する燃料噴射弁１８が設
けられ、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水
温を検出する水温センサ１９や、エンジン回転速度を検
出するクランク角センサ２０が取り付けられている。
【００１２】これら水温センサ１９、クランク角センサ
２０等の各種のセンサ出力は、エンジン制御回路２１に
入力される。このエンジン制御回路２１は、マイクロコ
ンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ
（記憶媒体）に記憶された各種の制御プログラムを実行
することで、燃料噴射弁１８の燃料噴射量や点火プラグ
２２の点火時期を制御すると共に、各バルブ１３，１５
の電磁アクチュエータ１６，１７を制御して各バルブ１
３，１５のバルブタイミング（開弁タイミング及び閉弁
タイミング）を制御する。
２０等の各種のセンサ出力は、エンジン制御回路２１に
入力される。このエンジン制御回路２１は、マイクロコ
ンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ
（記憶媒体）に記憶された各種の制御プログラムを実行
することで、燃料噴射弁１８の燃料噴射量や点火プラグ
２２の点火時期を制御すると共に、各バルブ１３，１５
の電磁アクチュエータ１６，１７を制御して各バルブ１
３，１５のバルブタイミング（開弁タイミング及び閉弁
タイミング）を制御する。
【００１３】ところで、図６に示すように、吸気バルブ
１３の閉弁タイミングをＢＤＣ（下死点）よりも遅角さ
せると、圧縮行程における吸気バルブ１３の開弁期間中
（参照）に、筒内の燃料（混合気）の一部が吸気系に
戻されるため、特に、筒内燃焼に必要な要求燃料量が増
大する加速時等には、要求燃料量に対して実際に筒内に
残留する燃料量が少なくなって筒内の空燃比がリーンと
なってしまい、ドライバビリティや排気エミッションが
悪化するおそれがある。
１３の閉弁タイミングをＢＤＣ（下死点）よりも遅角さ
せると、圧縮行程における吸気バルブ１３の開弁期間中
（参照）に、筒内の燃料（混合気）の一部が吸気系に
戻されるため、特に、筒内燃焼に必要な要求燃料量が増
大する加速時等には、要求燃料量に対して実際に筒内に
残留する燃料量が少なくなって筒内の空燃比がリーンと
なってしまい、ドライバビリティや排気エミッションが
悪化するおそれがある。
【００１４】そこで、エンジン制御回路２１は、図２の
燃料戻り率推定プログラム及び図５の燃料噴射量算出プ
ログラムを実行することで、吸気バルブ１３の閉弁タイ
ミングに基づいて燃料戻り率（燃料戻り量）を推定する
と共に、エンジン運転状態に応じて要求燃料量を算出
し、筒内に残留する燃料量が要求燃料量と一致するよう
に燃料噴射量を燃料戻り率を用いて算出する。以下、図
２及び図５の各プログラムの処理内容を説明する。
燃料戻り率推定プログラム及び図５の燃料噴射量算出プ
ログラムを実行することで、吸気バルブ１３の閉弁タイ
ミングに基づいて燃料戻り率（燃料戻り量）を推定する
と共に、エンジン運転状態に応じて要求燃料量を算出
し、筒内に残留する燃料量が要求燃料量と一致するよう
に燃料噴射量を燃料戻り率を用いて算出する。以下、図
２及び図５の各プログラムの処理内容を説明する。
【００１５】図２の燃料戻り率推定プログラムは、所定
時間毎又は所定クランク角毎に実行され、特許請求の範
囲でいう燃料戻り量推定手段に相当する役割を果たす。
本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１
で、現在の吸気バルブ１３の閉弁タイミングを読み込
み、次のステップ１０２で、図３に示すマップを検索し
て、現在の吸気バルブ１３の閉弁タイミングに応じて基
本燃料戻り率Ａを算出する。この基本燃料戻り率Ａは、
吸気行程で筒内に吸入される総燃料量に対する圧縮行程
中に筒内から吸気系に戻される燃料量の割合である。
時間毎又は所定クランク角毎に実行され、特許請求の範
囲でいう燃料戻り量推定手段に相当する役割を果たす。
本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１
で、現在の吸気バルブ１３の閉弁タイミングを読み込
み、次のステップ１０２で、図３に示すマップを検索し
て、現在の吸気バルブ１３の閉弁タイミングに応じて基
本燃料戻り率Ａを算出する。この基本燃料戻り率Ａは、
吸気行程で筒内に吸入される総燃料量に対する圧縮行程
中に筒内から吸気系に戻される燃料量の割合である。
【００１６】一般に、吸気バルブ１３の閉弁タイミング
がＢＤＣ又はＢＤＣよりも進角側（吸気行程）に制御さ
れているときは、圧縮行程前に吸気バルブ１３が閉弁さ
れて圧縮行程で筒内から吸気系に戻される燃料量が０と
なる。一方、吸気バルブ１３の閉弁タイミングがＢＤＣ
よりも遅角側（圧縮行程）に制御されているときは、吸
気バルブ１３の閉弁タイミングが遅くなるほど、圧縮行
程中の吸気バルブ１３の開弁期間が長くなって筒内から
吸気系に戻される燃料量が増加する。このため、図３の
基本燃料戻り率Ａのマップ特性は、吸気バルブ１３の閉
弁タイミングがＢＤＣ及びＢＤＣよりも進角側の領域で
は、基本燃料戻り率Ａが０％に設定され、吸気バルブ１
３の閉弁タイミングがＢＤＣよりも遅角側の領域では、
吸気バルブ１３の閉弁タイミングが遅くなるほど、基本
燃料戻り率Ａが大きくなるように設定されている。
がＢＤＣ又はＢＤＣよりも進角側（吸気行程）に制御さ
れているときは、圧縮行程前に吸気バルブ１３が閉弁さ
れて圧縮行程で筒内から吸気系に戻される燃料量が０と
なる。一方、吸気バルブ１３の閉弁タイミングがＢＤＣ
よりも遅角側（圧縮行程）に制御されているときは、吸
気バルブ１３の閉弁タイミングが遅くなるほど、圧縮行
程中の吸気バルブ１３の開弁期間が長くなって筒内から
吸気系に戻される燃料量が増加する。このため、図３の
基本燃料戻り率Ａのマップ特性は、吸気バルブ１３の閉
弁タイミングがＢＤＣ及びＢＤＣよりも進角側の領域で
は、基本燃料戻り率Ａが０％に設定され、吸気バルブ１
３の閉弁タイミングがＢＤＣよりも遅角側の領域では、
吸気バルブ１３の閉弁タイミングが遅くなるほど、基本
燃料戻り率Ａが大きくなるように設定されている。
【００１７】基本燃料戻り率Ａの算出後、ステップ１０
３に進み、図４に示すマップを検索して、基本燃料戻り
率Ａに対する補正率Ｂを現在の冷却水温に応じて算出す
る。一般に、圧縮行程中に筒内から吸気系に戻される燃
料は、筒内に吸入された燃料が気化して混合気となった
状態で吸気ポート１２から空気の流れに乗って排出れる
ため、筒内の燃料の気化状態が良くなるほど、筒内から
吸気系に戻される燃料量が多くなる。この場合、筒内温
度（又はその代用情報である冷却水温）が高くなるほ
ど、筒内の燃料が気化しやすくなって燃料の気化状態が
良くなるため、図５の補正率Ｂのマップ特性は、筒内温
度の代用情報である冷却水温が高くなるほど、補正率Ｂ
が大きくなるように設定されている。尚、筒内温度を推
定又は検出し、筒内温度に応じて補正率Ｂを算出するよ
うにしても良い。
３に進み、図４に示すマップを検索して、基本燃料戻り
率Ａに対する補正率Ｂを現在の冷却水温に応じて算出す
る。一般に、圧縮行程中に筒内から吸気系に戻される燃
料は、筒内に吸入された燃料が気化して混合気となった
状態で吸気ポート１２から空気の流れに乗って排出れる
ため、筒内の燃料の気化状態が良くなるほど、筒内から
吸気系に戻される燃料量が多くなる。この場合、筒内温
度（又はその代用情報である冷却水温）が高くなるほ
ど、筒内の燃料が気化しやすくなって燃料の気化状態が
良くなるため、図５の補正率Ｂのマップ特性は、筒内温
度の代用情報である冷却水温が高くなるほど、補正率Ｂ
が大きくなるように設定されている。尚、筒内温度を推
定又は検出し、筒内温度に応じて補正率Ｂを算出するよ
うにしても良い。
【００１８】この後、ステップ１０４に進み、基本燃料
戻り率Ａに補正率Ｂを乗算して最終的な燃料戻り率ＫBA
CKを算出し、本プログラムを終了する。 ＫBACK＝Ａ×Ｂ
戻り率Ａに補正率Ｂを乗算して最終的な燃料戻り率ＫBA
CKを算出し、本プログラムを終了する。 ＫBACK＝Ａ×Ｂ
【００１９】次に、図５の燃料噴射量算出プログラムの
処理内容を説明する。本プログラムの処理内容の理解を
容易にするために、最終的に筒内に残留する燃料量ＦZ
が要求燃料量ＦBASEと一致するように燃料噴射量ＦR を
算出する方法を説明する。
処理内容を説明する。本プログラムの処理内容の理解を
容易にするために、最終的に筒内に残留する燃料量ＦZ
が要求燃料量ＦBASEと一致するように燃料噴射量ＦR を
算出する方法を説明する。
【００２０】前回の圧縮行程で筒内から吸気系に戻され
た戻り燃料量ＦBACK(i-1) は、次の吸気行程で噴射燃料
と共に筒内に吸入されるため、今回の吸気行程中に、一
旦、筒内に吸入される総燃料吸入量ＦTOTAL は、今回の
燃料噴射量ＦR(i)に前回の戻り燃料量ＦBACK(i-1) を加
算して求めることができる。 ＦTOTAL ＝ＦR(i)＋ＦBACK(i-1) ……（１）
た戻り燃料量ＦBACK(i-1) は、次の吸気行程で噴射燃料
と共に筒内に吸入されるため、今回の吸気行程中に、一
旦、筒内に吸入される総燃料吸入量ＦTOTAL は、今回の
燃料噴射量ＦR(i)に前回の戻り燃料量ＦBACK(i-1) を加
算して求めることができる。 ＦTOTAL ＝ＦR(i)＋ＦBACK(i-1) ……（１）
【００２１】今回の圧縮行程中に筒内から吸気系に戻さ
れる戻り燃料量ＦBACK(i) は、総燃料吸入量ＦTOTAL に
燃料戻り率ＫBACK(i) を乗算して求めることができる。 ＦBACK(i) ＝ＦTOTAL ×ＫBACK(i) ＝｛ＦR(i)＋ＦBACK(i-1) ｝×ＫBACK(i) ……（２）
れる戻り燃料量ＦBACK(i) は、総燃料吸入量ＦTOTAL に
燃料戻り率ＫBACK(i) を乗算して求めることができる。 ＦBACK(i) ＝ＦTOTAL ×ＫBACK(i) ＝｛ＦR(i)＋ＦBACK(i-1) ｝×ＫBACK(i) ……（２）
【００２２】今回、筒内に残留する燃料量ＦZ は、総燃
料吸入量ＦTOTAL から今回の戻り燃料量ＦBACK(i) を減
算して求めることができる。 ＦZ ＝ＦTOTAL −ＦBACK(i) ＝ＦR(i)＋ＦBACK(i-1) −ＦBACK(i) ……（３）
料吸入量ＦTOTAL から今回の戻り燃料量ＦBACK(i) を減
算して求めることができる。 ＦZ ＝ＦTOTAL −ＦBACK(i) ＝ＦR(i)＋ＦBACK(i-1) −ＦBACK(i) ……（３）
【００２３】また、筒内に残留する燃料量ＦZ を要求燃
料量ＦBASE(i) と等しくするには、次式を満たす必要が
ある。 ＦZ ＝ＦBASE(i) ……（４）
料量ＦBASE(i) と等しくするには、次式を満たす必要が
ある。 ＦZ ＝ＦBASE(i) ……（４）
【００２４】上記（１）〜（４）式を解くことで、次式
を導くことができる。 ＦR(i)＝ＦBASE(i) ／｛１−ＫBACK(i) ｝−ＦBACK(i-1) ……（５） この（５）式により、筒内に残留する燃料量ＦZ を要求
燃料量ＦBASE(i) と一致させる燃料噴射量ＦR(i)を算出
することができる。
を導くことができる。 ＦR(i)＝ＦBASE(i) ／｛１−ＫBACK(i) ｝−ＦBACK(i-1) ……（５） この（５）式により、筒内に残留する燃料量ＦZ を要求
燃料量ＦBASE(i) と一致させる燃料噴射量ＦR(i)を算出
することができる。
【００２５】図５の燃料噴射量算出プログラムは、所定
時間毎又は所定クランク角毎に実行され、特許請求の範
囲でいう要求燃料量算出手段及び燃料噴射量算出手段に
相当する役割を果たす。本プログラムが起動されると、
まず、ステップ２０１で、現在の運転状態（例えば、吸
気管圧力Ｐｍ、エンジン回転速度Ｎｅ、冷却水温、吸気
温、バルブタイミング等）に応じて要求燃料量ＦBASE
(i) を算出する。
時間毎又は所定クランク角毎に実行され、特許請求の範
囲でいう要求燃料量算出手段及び燃料噴射量算出手段に
相当する役割を果たす。本プログラムが起動されると、
まず、ステップ２０１で、現在の運転状態（例えば、吸
気管圧力Ｐｍ、エンジン回転速度Ｎｅ、冷却水温、吸気
温、バルブタイミング等）に応じて要求燃料量ＦBASE
(i) を算出する。
【００２６】この後、ステップ２０２に進み、前回の戻
り燃料量ＦBACK(i-1) を読み込み、次のステップ２０３
で、図２の燃料戻り率推定プログラムで算出した燃料戻
り率ＫBACK(i) を読み込む。この後、ステップ２０４に
進み、筒内に残留する燃料量ＦZ を要求燃料量ＦBASE
(i) と一致させる燃料噴射量ＦR(i)を、次式｛前記
（５）式｝により算出する。 ＦR(i)＝ＦBASE(i) ／｛１−ＫBACK(i) ｝−ＦBACK(i-
1)
り燃料量ＦBACK(i-1) を読み込み、次のステップ２０３
で、図２の燃料戻り率推定プログラムで算出した燃料戻
り率ＫBACK(i) を読み込む。この後、ステップ２０４に
進み、筒内に残留する燃料量ＦZ を要求燃料量ＦBASE
(i) と一致させる燃料噴射量ＦR(i)を、次式｛前記
（５）式｝により算出する。 ＦR(i)＝ＦBASE(i) ／｛１−ＫBACK(i) ｝−ＦBACK(i-
1)
【００２７】この後、ステップ２０５に進み、今回の戻
り燃料量ＦBACK(i) を、次式｛前記（２）｝により算出
する。 ＦBACK(i) ＝｛ＦR(i)＋ＦBACK(i-1) ｝×ＫBACK(i)
り燃料量ＦBACK(i) を、次式｛前記（２）｝により算出
する。 ＦBACK(i) ＝｛ＦR(i)＋ＦBACK(i-1) ｝×ＫBACK(i)
【００２８】上式により算出した今回の戻り燃料量ＦBA
CK(i) は、次回の燃料噴射量ＦR の算出に用いるため、
エンジン制御回路２１のメモリにＦBACK(i-1) として記
憶しておく。
CK(i) は、次回の燃料噴射量ＦR の算出に用いるため、
エンジン制御回路２１のメモリにＦBACK(i-1) として記
憶しておく。
【００２９】この後、ステップ２０６に進み、ステップ
２０５で算出した燃料噴射量ＦR に相当するパルス幅の
噴射パルスを所定の噴射タイミングで燃料噴射弁１８に
出力して燃料噴射を実行し、本プログラムを終了する。
２０５で算出した燃料噴射量ＦR に相当するパルス幅の
噴射パルスを所定の噴射タイミングで燃料噴射弁１８に
出力して燃料噴射を実行し、本プログラムを終了する。
【００３０】以上説明した本実施形態では、吸気バルブ
１３の閉弁タイミングに基づいて燃料戻り率ＫBACKを算
出し、この燃料戻り率ＫBACKを用いて、筒内に残留する
燃料量ＦZ が要求燃料量ＦBASEと一致するように燃料噴
射量ＦR を算出したので、吸気バルブ１３の閉弁タイミ
ングを圧縮行程中まで遅らせたときに筒内の燃料の一部
が吸気系に戻されても、最終的に筒内に残留する燃料量
ＦZ を要求燃料量ＦBASEに精度良く制御することがで
き、筒内の空燃比を目標空燃比に制御することができ
て、ドライバビリティや排気エミッションを向上するこ
とができる。
１３の閉弁タイミングに基づいて燃料戻り率ＫBACKを算
出し、この燃料戻り率ＫBACKを用いて、筒内に残留する
燃料量ＦZ が要求燃料量ＦBASEと一致するように燃料噴
射量ＦR を算出したので、吸気バルブ１３の閉弁タイミ
ングを圧縮行程中まで遅らせたときに筒内の燃料の一部
が吸気系に戻されても、最終的に筒内に残留する燃料量
ＦZ を要求燃料量ＦBASEに精度良く制御することがで
き、筒内の空燃比を目標空燃比に制御することができ
て、ドライバビリティや排気エミッションを向上するこ
とができる。
【００３１】更に、本実施形態では、筒内温度が高くな
るほど、筒内の燃料が気化しやすくなって、筒内から吸
気系に戻される燃料量が増加することを考慮して、筒内
温度の代用情報である冷却水温が高くなるほど、基本燃
料戻り率Ａに対する補正率Ｂを大きくして燃料戻り率Ｋ
BACKを大きくするようにしたので、燃料戻り率ＫBACKを
より正確に求めることができ、燃料噴射量の制御精度を
更に向上することができる。
るほど、筒内の燃料が気化しやすくなって、筒内から吸
気系に戻される燃料量が増加することを考慮して、筒内
温度の代用情報である冷却水温が高くなるほど、基本燃
料戻り率Ａに対する補正率Ｂを大きくして燃料戻り率Ｋ
BACKを大きくするようにしたので、燃料戻り率ＫBACKを
より正確に求めることができ、燃料噴射量の制御精度を
更に向上することができる。
【００３２】尚、本実施形態では、吸気バルブ１３の閉
弁タイミングに基づいて燃料戻り率ＫBACK（基本燃料戻
り率Ａ）を算出するようにしたが、吸気バルブ１３の閉
弁タイミングと相関関係のあるパラメータ（例えば吸気
バルブ１３の閉弁タイミングにおける筒内空間体積や圧
縮比等）に基づいて燃料戻り率ＫBACK（基本燃料戻り率
Ａ）を算出するようにしても良い。
弁タイミングに基づいて燃料戻り率ＫBACK（基本燃料戻
り率Ａ）を算出するようにしたが、吸気バルブ１３の閉
弁タイミングと相関関係のあるパラメータ（例えば吸気
バルブ１３の閉弁タイミングにおける筒内空間体積や圧
縮比等）に基づいて燃料戻り率ＫBACK（基本燃料戻り率
Ａ）を算出するようにしても良い。
【００３３】また、本実施形態は、吸気バルブ１３と排
気バルブ１５の両方のバルブタイミングを制御するよう
にしたが、吸気バルブ１３のバルブタイミングのみを制
御するようにしても良く、また、バルブの駆動源も、電
磁アクチュエータ１６，１７に限定されず、油圧でバル
ブタイミングを制御するようにしても良い。また、本発
明は、バルブの作用角を可変するシステムを搭載したエ
ンジンに適用しても良い。
気バルブ１５の両方のバルブタイミングを制御するよう
にしたが、吸気バルブ１３のバルブタイミングのみを制
御するようにしても良く、また、バルブの駆動源も、電
磁アクチュエータ１６，１７に限定されず、油圧でバル
ブタイミングを制御するようにしても良い。また、本発
明は、バルブの作用角を可変するシステムを搭載したエ
ンジンに適用しても良い。
【図１】本発明の一実施形態におけるエンジンの構造を
概略的に示す縦断面図
概略的に示す縦断面図
【図２】燃料戻り率推定プログラムの処理の流れを示す
フローチャート
フローチャート
【図３】基本燃料戻り率のマップの一例を概念的に示す
図
図
【図４】基本燃料戻り率に対する補正率のマップの一例
を概念的に示す図
を概念的に示す図
【図５】燃料噴射量算出プログラムの処理の流れを示す
フローチャート
フローチャート
【図６】バルブタイミングの一例を示す図
１１…エンジン（内燃機関）、１３…吸気バルブ、１５
…排気バルブ、１６，１７…電磁アクチュエータ（可変
バルブ装置）、１８…燃料噴射弁、１９…水温センサ、
２１…エンジン制御回路（要求燃料量算出手段，燃料戻
り量推定手段，燃料噴射量算出手段）。
…排気バルブ、１６，１７…電磁アクチュエータ（可変
バルブ装置）、１８…燃料噴射弁、１９…水温センサ、
２１…エンジン制御回路（要求燃料量算出手段，燃料戻
り量推定手段，燃料噴射量算出手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 AA00 BA13 BA23 DA10 DA15 EB08 FA20 FA38 3G092 AA11 BB01 DA08 DG09 EC09 FA03 FA15 HE03Z HE08Z 3G301 HA19 JA03 JA12 JA21 LA07 LC01 MA11 NA08 NC02 PE03Z PE08Z
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも吸気バルブの閉弁タイミング
を可変する可変バルブ装置を備えた内燃機関において、 内燃機関の運転状態に基づいて要求燃料量を算出する要
求燃料量算出手段と、 圧縮行程中に前記吸気バルブが閉弁するまでに筒内から
吸気系に戻される燃料戻り量を前記吸気バルブの閉弁タ
イミングに基づいて推定する燃料戻り量推定手段と、 筒内に残留する燃料量が前記要求燃料量と一致するよう
に前記燃料戻り量を考慮して前記要求燃料量を補正して
燃料噴射量を求める燃料噴射量算出手段とを備えている
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項２】 前記燃料戻り量推定手段は、圧縮行程中
に前記吸気バルブの閉弁タイミングが遅くなるほど前記
燃料戻り量が多くなるように推定することを特徴とする
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項３】 前記燃料戻り量推定手段は、筒内の燃料
の気化状態が良くなるほど前記燃料戻り量が多くなるよ
うに推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項４】 前記燃料戻り量推定手段は、筒内の燃料
の気化状態を評価するパラメータとして筒内温度又は冷
却水温を用い、筒内温度又は冷却水温が高くなるほど前
記燃料戻り量が多くなるように推定することを特徴とす
る請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000242744A JP4269124B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000242744A JP4269124B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002047972A true JP2002047972A (ja) | 2002-02-15 |
| JP4269124B2 JP4269124B2 (ja) | 2009-05-27 |
Family
ID=18733715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000242744A Expired - Lifetime JP4269124B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4269124B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010138799A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| JP2013224670A (ja) * | 2013-07-31 | 2013-10-31 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| JP2015004342A (ja) * | 2013-06-24 | 2015-01-08 | 富士重工業株式会社 | 筒内噴射エンジンの制御装置 |
| JP2019167851A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2000
- 2000-08-04 JP JP2000242744A patent/JP4269124B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010138799A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| JP2015004342A (ja) * | 2013-06-24 | 2015-01-08 | 富士重工業株式会社 | 筒内噴射エンジンの制御装置 |
| JP2013224670A (ja) * | 2013-07-31 | 2013-10-31 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| JP2019167851A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4269124B2 (ja) | 2009-05-27 |
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