JP2002349317A - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
エンジンの燃料噴射制御装置Info
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Abstract
ン状態に基づいて燃料供給量の不足分を追加噴射し、ド
ライバビリティおよび燃費の改善を図るようにするこ
と。 【解決手段】 予定の演算周期で要求燃料量を演算する
とともに、上流噴射弁および下流噴射弁の燃料噴射量Ti
n(Upper)とTin(Lower)とを演算する。演算された燃料噴
射量に基づいて燃料噴射した後、吸気行程終了(吸気弁
開期間終了)までに到来する演算周期で再び演算された
要求燃料量に対する直前の燃料噴射量の不足分TiADDFを
算出する。算出された不足分TiADDFを吸気行程中(ステ
ージ6〜7)で下流噴射弁から噴射する。前記不足分
は、燃料噴射弁から噴射された燃料のうち吸気管内壁に
付着し、その後、離脱してエンジン内へ給送される燃料
の量を、予め設定した付着率および離脱率に従って算出
した分を勘案して決定する。
Description
射制御装置に関し、特に、燃料噴射弁から噴射された燃
料のうち、吸気管内壁に付着するなどにより直接的に気
筒に給送されない分を推定して適切に燃料噴射するのに
好適なエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
れ燃料噴射弁を配置したエンジンの制御装置が知られ
る。例えば、特開平6−102999号公報に記載され
た制御装置は、アイドル回転域では下流側の燃料噴射弁
のみから燃料を噴射させる一方、アイドル回転域以外で
はエンジンの状態に応じて上流側の燃料噴射弁から噴射
させる。また、アイドル回転域からアイドル回転域外へ
移行する時には、下流側噴射弁の噴射量を目標値に向け
て漸減させる。さらに、下流側噴射弁の噴射量は、上流
側噴射弁から噴射された燃料のうち吸気管壁面に付着す
る分を考慮して決定される。
の燃料噴射制御装置において、吸気管内壁に付着する燃
料分を考慮して燃料噴射量の補正を行うようにしたもの
が提案されている(特開平7−247892号公報、特
開平5−340285号公報)。特に、後者では、1サ
イクル中で2回の燃料噴射(分割噴射)を行う場合の制
御が開示されている。
ば、スロットル弁上流の壁面付着を考慮しているもの
の、付着量を推定することまではしていない。したがっ
て、目標空燃比に対する高精度な制御の観点からは不十
分であり、結果としてドライバビリティ(走行性能)と
燃費向上とを両立させることが困難であった。また、エ
ンジン状態やスロットル開度変化に対する応答性を良好
にするため、パラメータの設定数が多くなり、煩雑さが
避けられなかった。
エンジンの燃料噴射制御装置の例では、燃料付着量を推
定している。しかし、単一の燃料噴射弁によるものであ
るため、スロットル弁の上下流に燃料噴射弁を備えたも
のでスロットル弁の上下流における燃料付着量を推定す
るような複雑な系への応用は考えられていなかった。
に記載されているように、一般に燃料噴射量の演算は予
定のクランク角毎(この公報の制御装置では、クランク
角180°毎)に燃料噴射量が算出され、1サイクル
(クランク角720°)に1回、各噴射弁から燃料が噴
射される。したがって、燃料噴射量が算出された後、燃
料噴射までにエンジン状態が変化しても、1度決定され
た燃料噴射量を変更できない。このため、エンジン状態
が大きく変化する加速状態では、燃料供給量が不足して
ドライバビリティを悪化させることがある。特に、スロ
ットル開度が大きく変化した場合、上流の燃料噴射弁か
ら噴射された燃料のうち、どの程度がスロットル弁下流
に流入したかが不明であるため、オーバーリッチやオー
バーリーン等を発生しやすい。
ル弁上流からの燃料流入状態をもとに、最新のエンジン
状態に合わせて高精度に燃料供給量を決定できるエンジ
ンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
の本発明は、予定の演算周期で要求燃料量を演算すると
ともに、該要求燃料量に基づいて上流噴射弁および下流
噴射弁の燃料噴射量を演算する手段と、前記燃料噴射量
に基づいて上流噴射弁および下流噴射弁から燃料を噴射
した後、吸気行程終了までに到来する演算周期で再び演
算された要求燃料量に対する直前の燃料噴射量の不足分
を算出する手段とを具備し、前記不足分を前記吸気行程
中に下流噴射弁から噴射するよう構成された点に第1の
特徴がある。
要求燃料量に見合った燃料を噴射した後、吸気行程が終
了するまでに、先の燃料噴射による不足分を算出して追
加噴射することができる。
を算出する手段が、上流噴射弁および下流噴射弁から噴
射された燃料のうち吸気管内壁に付着し、その後、離脱
してエンジン内へ給送される燃料の量を、予め設定した
付着率および離脱率に従って算出する手段を具備し、前
記要求燃料量に対する前記燃料の量を含めた上流噴射弁
および下流噴射弁による燃料給送量の差を不足分として
算出するよう構成された点に第2の特徴がある。
を算出する手段が、上流噴射弁から噴射されてスロット
ル弁下流へ流入する燃料、上流噴射弁から噴射されてス
ロットル弁上流で吸気管内壁に堆積し、その後離脱して
スロットル弁下流に流入する燃料、および下流噴射弁か
ら噴射される燃料の合計からスロットル弁下流で吸気管
内壁に付着する燃料を差し引いた燃料の量を算出する第
1算出手段と、前記第1算出手段で算出された燃料の量
および前記スロットル弁下流で吸気管内壁に付着して堆
積した燃料のうちエンジン側へ流入する燃料の量を合計
する第2算出手段と、前記要求燃料量に対する前記第2
算出手段で算出された燃料の量の差を不足分として算出
するよう構成された点に第3の特徴がある。
着率および離脱率に従って、燃料噴射弁から直接ではな
く間接的にエンジンに給送される燃料の量を推定して、
正確に燃料の不足分を検出することができる。
燃料量を演算するとともに、該要求燃料量に基づいて燃
料噴射弁の燃料噴射量を演算する手段と、前記燃料噴射
量に基づいて燃料噴射弁から燃料を噴射した後、吸気行
程終了までに到来する演算周期で再び演算された要求燃
料量に対する直前の燃料噴射量の不足分を算出する手段
とを具備し、前記不足分を前記吸気行程中に追加噴射す
るよう構成され、かつ、前記不足分は、燃料噴射弁から
噴射されて吸気管内壁に堆積する分、および堆積した分
から離脱して気筒に流入する分を加減算して算出する点
に第4の特徴がある。
されて直接気筒に流入する分と吸気管内壁に堆積した
後、そこから離脱して間接的に気筒に流入する分を算出
して、正確に不足分を認識し、追加燃料をエンジンに給
送することができる。
明する。図2は、本発明の一実施形態に係る燃料噴射制
御装置を組み込んだエンジンの要部構成図である。同図
において、気筒(以下、「シリンダ」ともいう)1の燃
焼室2には、吸気ポート3および排気ポート4が開口
し、各ポート3,4には吸気弁5および排気弁6がそれ
ぞれ設けられるとともに、点火プラグ7が設けられる。
点火プラグ7には点火コイル23が接続される。
の開度θTHに応じて吸入空気量を調節するスロットル弁
9、スロットル弁9の上流に設けられた燃料噴射弁(以
下、「上流噴射弁」という)10および下流に設けられ
た燃料噴射弁(以下、下流噴射弁」という)10a、な
らびにスロットル開度θTHを検出するスロットルセンサ
11および負圧センサ12が設けられる。吸気通路8の
終端にはエアクリーナ13が設けられ、エアクリーナ1
3内にはエアフィルタ14が設けられ、このエアフィル
タ14を通じて吸気通路8へ外気が取り込まれる。さら
に、エアクリーナ13内には吸気温センサ15が設けら
れる。
のピストン16にコンロッド17を介して連接されたク
ランク軸18には、クランクの回転角度を検出して所定
クランク角毎にクランクパルスを出力するクランク角セ
ンサ19が対向配置される。さらに、クランク軸18に
連結されて回転するギヤ等の回転体20には車速センサ
21が対向配置される。
カム51、61がそれぞれ設けられる。これらのカム5
1,61は図示しないギヤ列を介してクランク軸18か
ら伝達される回転と連動して回転する。カム61には、
その回転角度位置を検知するカム角センサ25が設けら
れる。
ジャケットにはエンジン温度を代表する冷却水の温度を
検出する水温センサ22が設けられる。さらに、適宜の
位置に大気圧センサ26が設けられる。
イクロコンピュ−タであり、入出力ポート、A/D変換
器などのインタフェースを備え、図示しないバッテリか
ら動作電力を得ている。前記各センサの出力は入力ポー
トを通じて制御装置24に取り込まれる。また、各セン
サからの入力信号に基づく処理結果に従い、上流噴射弁
10、下流噴射弁10aや点火プラグ7に駆動信号が出
力される。上流および下流噴射弁10、10aの駆動信
号(噴射信号)は噴射量に応じたパルス幅を有するパル
ス信号であり、上流および下流噴射弁10、10aは、
このパルス幅に対応する時間開弁されて吸気通路8に燃
料が噴射される。
燃料は、全量が燃焼室2に直接給送されるのではなく、
一部は、一旦吸気通路8の内壁に付着した後、そこから
燃焼室2に給送される。また、上流噴射弁10から噴射
されてスロットル弁9の上流の内壁に付着されたもの
が、さらに下流噴射弁10aから噴射された燃料の一部
とともに下流の内壁に付着し、そこから燃焼室2に給送
されることもある。
下流の壁面燃料付着量、およびスロットル弁9上流の壁
面燃料付着量を推定する。そして、これらの推定壁面燃
料付着量を勘案し、上流および下流噴射弁10,10a
の燃料噴射量を算出する。具体的には、スロットル弁9
の上下流の壁面燃料付着量を推定するための付着率と、
壁面に付着して堆積した燃料のうち離脱してそこから下
流に流入する燃料の割合つまり離脱率を用いて燃料噴射
量を算出する。これら付着率や離脱率は、エンジン状態
つまりスロットル開度θTHとエンジン回転数Neの関数で
あり、実験結果をもとに算出し、設定される。
態モデルを示すスロットル弁9近傍つまりスロットルボ
ディの模式図である。同図において、燃料量「TCYL」が
総要求燃料量Tinと一致するように、上流噴射弁10お
よび下流噴射弁10aによるそれぞれの燃料供給量を制
御する。上流噴射弁10および下流噴射弁10aの総要
求燃料量Tinを「1」とし、下流噴射弁10aからシリ
ンダ1に供給する燃料の噴射割合、つまり下流噴射割合
を「RLU」としたとき、上流噴射弁10からシリンダ1
に供給する燃料の噴射割合、つまり上流噴射割合は「1-
RLU」である。また、上流噴射弁10の総噴射燃料量の
うちスロットル弁9の下流に直接移行する割合つまり上
流直接率を「CFW」としたとき、スロットル弁9の上流
壁面に付着する燃料の割合つまり「付着率」は上流付着
率「1-CFW」と定義される。
W」でスロットル弁9の下流に直接給送される燃料、お
よび一旦上流壁面に付着した後、壁面から離脱して下流
に給送される燃料は、下流噴射弁10aの噴射燃料と一
体となって間接的に下流に給送される。ここで、壁面か
ら離脱して下流に給送される燃料の割合つまり「離脱
率」を、上流間接率「DFW」と定義する。
0から直接または間接的に流入する燃料と、下流噴射弁
10aから噴射される燃料とが存在する。この燃料の量
を下流燃料量TinTHと定義する。このうち吸気ポート3
に直接移行する燃料は下流直接率「AFW」で計算され、
スロットル弁9下流で壁面に付着する燃料は「付着率」
としての下流付着率「1-AFW」で計算される。
流付着量は「TWPU」、下流壁面に付着した燃料つまり下
流付着量は「TWPL」と定義され、下流付着量「TWPL」の
うち、吸気ポート3側へ給送される割合つまり「離脱
率」は下流間接率「BFW」と定義される。下流直接率「A
FW」と下流間接率「BFW」とに基づいて算出される燃料
量が気筒1に給送される燃料量「TCYL」である。この燃
料量「TCYL」が要求燃料量と一致するように燃料供給量
が制御される。
YL」、次回演算時に使用される下流付着量「TWPL」、次
回演算時に使用される上流付着量「TWPU」、下流燃料量
「TinTH」は、次の各式(式1)〜(式4)でそれぞれ算出さ
れる。TCYL=AFW×TinTH+BFW×TWPL…(式1)。TWPL=(1-AF
W)×TinTH+(1-BFW)×TWPL…(式2)。TWPU=(1-RLU)×(1-C
FW)×Tin(TOTAL)+(1-CFW)×TWPU…(式3)。TinTH=Tin(TO
TAL)×RLU+CFW×(1-RLU)×Tin(TOTAL)+DFW×TWPU…(式
4)。
図を図4に示す。また、燃料要求量「TCYL」を過不足無
く供給する全噴射量Tin(TOTAL)を算出する演算機能のブ
ロック図は、図4に基づき、図5のように表すことがで
きる。
するために加速補正を加える制御モデルを説明する。こ
の制御モデルにおいて、加速補正量を含まない燃料要求
量を「TCYL(MAP)」と定義し、加速補正量を含む燃料要
求量を「TCYL(TACC)」と定義する。燃料要求量TCYL(TAC
C)は燃料要求量TCYL(MAP)に加速補正量TACCを加算した
値である。
供給される燃料量は、加速補正量を含まない燃料要求量
TCYL(MAP)のうち、下流噴射割合RLUに対応する分を差し
引いた量の燃料噴射に寄与する。一方、下流噴射弁10
aからシリンダ1に供給される燃料量は加速補正量を含
む燃料要求量TCYL(TACC)から、上記上流噴射弁10の寄
与分を差し引いた量の燃料噴射を実施する。
YL(MAP)に対応するため、スロットル弁9の下流に存在
しなければならない燃料量TinTH(MAP)は次式(式5)で表
される。TinTH(MAP)=(TCYL(MAP)-BFW×TWPL)/AFW…(式
5)。
び下流噴射弁10aの噴射量との関係で表すと次式(式
6)のようになる。TinTH(MAP)=Tin(total)×RLU+CFW×(1
-RLU)×Tin(TOTAL)+DFW×TWPU…(式6)。
TAL)は次式(式7)で表される。Tin(TOTAL)=[(TCYL(MAP)-
BFW×TWPL)/AFW-DFW×TWPU]/[RLU+(1-RLU)×CFW]…(式
7)。また、(式7)により、上流噴射量Tin(Upper)は次式
(式8)で表される。Tin(Upper)=(1-RLU)/[RLU+(1-RLU)×
CFW][(1/AFW)(TCYL(MAP)-BFW×TWPL)-DFW×TWPU]…(式
8)。
まず、加速補正量を含む燃料要求量TCYL(TACC)に対応す
るため、スロットル弁9の下流に存在しなければならな
い燃料量TinTH(TACC)は次式(式9)で表される。TinTH(TA
CC)=(TCYL(TACC)-BFW×TWPL)/AFW…(式9)。
ち、スロットル弁9の下流に流入する燃料の量TinTH(Up
per)は次式(式10)で表される。TinTH(Upper)=CFW×Tin
(Upper)+DFW×TWPU…(式10)。
(Lower)は次式(式11)で表される。Tin(Lower)=TinTH(TA
CC)-TinTH(Upper)=(TCYL(MAP)-BFW×TWPL)/AFW-(CFW×T
in(Upper)+DFW×TWPU)…(式11)。
0aの単位時間当たりの噴射量が異なる場合は、下流噴
射弁10aに対する上流噴射弁10の燃料噴射比率を予
め設定し、その比率に従って燃料噴射時間を算出する。
燃料噴射量比率KTin(Upper)は、上流噴射量Tin(Upper)
の関数としてテーブル化しておくことができる。図6は
燃料噴射量比率KTin(Upper)と上流噴射量Tin(Upper)と
の関係を設定したテーブルの一例である。
次式(式12)により算出される。Tout(Upper)=Tin(Upper)
×KTin(Upper)+TiVB(Upper)…(式12)。TiVB(Upper)は上
流噴射弁10の無効噴射時間である。
は次式(式13)により算出される。Tout(Lower)=Tin(Lowe
r)+TiVB(Lower)…(式13)。TiVB(Lower)は下流噴射弁1
0aの無効噴射時間である。
U)と下流壁面に付着した燃料(下流付着量TWPL)のう
ち、今回のサイクルで持ち去られた分と、新たに付着し
た燃料とを考慮し、次回サイクルに使用される下流付着
量TWPLと上流付着量TWPUとを算出する。
ち越される下流付着量TWPLは次式(式14)で算出される。
次回TWPL=(1-RLU)×TinTH(TACC)+(1-BFW)×TWPL…(式1
4)。また、上流噴射弁10による噴射は加速補正量を含
まないので、次回サイクルに持ち越される上流付着量TW
PUは上記(式3)と同じ式(式15)を使用して算出される。
次回TWPU=(1-RLU)×(1-CFW)×Tin(TOTAL)+(1-CFW)×TWP
U…(式15)。
うのに際し、スロットル開度が大きく変化した場合等、
急激なエンジン状態の変化に合わせて燃料供給できるよ
うにするのが好ましい。そこで、本実施形態では、上流
噴射弁10から噴射された燃料がスロットル弁下流に流
入する状態をクランク角90°毎に監視し、最新のエン
ジン状態に合わせて、下流噴射弁10aにより燃料の不
足分を補正する。
入する燃料には、上流噴射弁10から噴射されて直接流
入する分と、壁面から離脱して間接的に流入する分とが
ある。さらに、直接流入分は、燃料噴射期間中はスロッ
トル弁9の下流に流入する一方、間接流入分は、吸気負
圧が生じている吸入行程でスロットル弁9の下流に流入
するという特徴を有する。
場合、それにつれて吸入状態が変化し、スロットル弁9
の上流から下流に流入する燃料量が変化する。そこで、
クランク角90°毎に検出される、スロットル弁9上流
から下流への直接流入分と間接流入分とに基づいて1サ
イクル中のスロットル弁9上流から下流への流入燃料量
を推定する。そして、各気筒の要求量を供給できない場
合は下流噴射弁10aから不足分を噴射して補う。
ミングチャートである。同図において、エンジンの1サ
イクル(クランク角720°)を90°ずつ8つのステ
ージに分割して制御する。上流噴射弁10の噴射量Tin
(Upper)および下流噴射弁10aの噴射量Tin(Lower)の
演算はクランク角180°毎に行われる。この演算結果
に基づき、1サイクルに1回、上流噴射弁10および下
流噴射弁10aによる燃料噴射を実施する。
量演算のうち、実際には、算出された噴射時間等を考慮
して、最適の噴射タイミングに対応する演算分が採用さ
れる。この例では、ステージ2で行った演算結果が採用
され、次のステージ3で上流噴射弁10および下流噴射
弁10aによる燃料噴射が開始される。燃料噴射は、ス
テージ5で終了している。
接流入分は、燃料噴射時間内つまりステージ3〜ステー
ジ5の間、スロットル弁9の下流に流入する(直接流入
期間)。また、間接流入分は吸入行程(ステージ5〜
7)の間、スロットル弁9の下流に流入する(間接流入
期間)。
ージ毎に算出される。直接流入分による燃料量(直接流
入量)はTinLUD n、間接流入分による燃料量(間接流入
量)はTinLUID nで定義され、次式(式16)および(式17)
で表される。TinLUD n=CFW n×Tin n…(式16)。TinLUID
n=DFW n/(間接流入ステージ数)×TWPU n-1…(式17)。
これらの式において、符号nはステージ番号を示す(以
下の式でも同じ)。
弁5に到達する時間は、下流噴射弁10aから噴射され
る燃料が吸気弁5に到達する時間より長い。したがっ
て、ここでは、上流噴射弁10による燃料噴射が終了す
るステージ6からその次のステージ5までの1サイクル
中にスロットル弁9を通過した燃料量を、吸気行程でス
ロットル弁9の上流から気筒1に流入する燃料量として
計算する。したがって、ステージ6で、上流噴射弁10
による噴射燃料量が分かるので、このステージ6で不足
分を計算することができる。一方、下流噴射弁10aに
よる燃料噴射が終了するステージ6の2ステージ後であ
るステージ0からステージ7までの1サイクル中で下流
噴射弁10aによる燃料量を計算する。
9を通過する燃料(上流燃料TinLU)は、ステージ6か
らステージ5における直接流入量TinLUD n(n=6〜5)およ
び間接流入量TinLUID n(n=6〜5)の合計であると推定
できる。
程またはその直前で行われるのが好ましい。演算から燃
料噴射までの時間が長いと、エンジン状態の急変に対応
できないからである。そこで、吸気行程近傍の演算結
果、すなわちステージ6での要求燃料量の演算結果に基
づき、1サイクルでの上流噴射弁10による燃料供給量
の不足分を判断する。そして、不足量に応じ、下流噴射
弁10aによる追加噴射を実施する。追加噴射量TiADDF
は、次式(式18)により算出される。TiADDF=TinTH(TACC)
-TinLU-Tin(Lower)=(TCYL(TACC)-BFW×TWPL)/AFW-TinLU
-Tin(lower)…(式18)。
下流における吸気通路8内壁への燃料付着量は、次式
(式19)および(式20)により算出される。TWPU=TWPU 5…
(式19)。TWPL=(1-AFW)×TinTH(TACC)+(1-BFW)×TWPL…
(式20)。
御を図7,8のフローチャートを参照して説明する。図
7のステップS1では、予定の演算タイミングであるか
否かを判別する。この判別はクランク角センサ19とカ
ム角センサ25の検知信号に基づいて検出されるクラン
ク位置により行われる。演算タイミングは上述のように
クランク角180°毎である。演算タイミングになった
ならば、ステップS2に進んでエンジン回転数Neを読み
込む。エンジン回転数Neはクランク角センサ19の検知
信号に基づいて検出される。ステップS3では、スロッ
トル開度θTHを読み込む。ステップS4では、前回の演
算タイミングからの前記スロットル開度θTHの変化量D
θTHを算出する。
する。基本噴射量TCYL0はエンジン回転数Neとスロット
ル開度θTHとに基づいて算出される。ステップS6で
は、スロットル開度変化量DθTHに基づいて加速補正量T
ACCを算出する。基本噴射量TCYL0や加速補正量TACCは、
基本噴射量TCYL0とエンジン回転数Neおよびスロットル
開度θTHとの関係や、スロットル開度変化量DθTHと加
速補正量TACCとの関係を予め実験結果や演算に基づいて
設定したテーブルを検索して得ることができる。
気温センサ15、水温センサ22等の検知信号に基づい
てそれぞれ補正項を算出し、これらをまとめた補正係数
Kを算出する。
ない燃料要求量TCYL(MAP)と加速補正量TACCを含む燃料
要求量TCYL(TACC)を算出する。燃料要求量TCYL(MAP)は
基本噴射量TCYL0に補正係数Kを乗算して求める。一
方、燃料補正量TCYL(TACC)は加速補正量を含まない燃料
供給量TCYL(MAP)に加速補正量TACCを加算して求める。
と下流噴射量Tin(Lower)とを算出する。これらは、前記
(式8)および(式11)を使用して算出する。
(Upper)および下流噴射量Tin(Lower)を供給できるよう
に、上流および下流それぞれの燃料噴射時間を算出す
る。一般に、上流噴射弁10と下流噴射弁10aとの単
位時間当たりの噴射量は異なるので、ステップS10で
は、(式12)および(式13)を使用して、各燃料噴射時間To
ut(Upper)、Tout(Lower)を算出する。
射タイミングか否かを判断する。上流噴射弁10の噴射
タイミングであると判断されれば、ステップS12に進
んでステップS10で算出された時間、上流噴射弁10
を駆動する。
噴射タイミングか否かを判断する。下流噴射弁10aの
噴射タイミングであると判断されれば、ステップS14
に進んでステップS10で算出された時間、下流噴射弁
10を駆動する。
タイミングか否かを判断する。これはクランク角90°
毎に設定されたタイミングであり、スロットル弁9を通
過する燃料の算出タイミングである。ステップS15が
肯定であれば、ステップS16において、(式16)を使用
して直接流入量TinLUD nを算出する。ステップS17で
は(式17)を使用して間接流入量TinLUID nを算出する。
ステップS18では、今回の燃料噴射によって上流壁面
に付着した燃料の量つまり上流付着量TWPU nを算出し、
次回の上流状態監視タイミングでの演算のために記憶す
る。
ミングか否かを判断する。ステップS20では追加噴射
量TiADDFを(式18)を使用して算出する。ステップS21
では、今回の燃料噴射によって上流壁面に付着した燃料
の量つまり上流付着量TWPUを(式19)を使用して算出
し、次回(クランク角180°後)の演算のために記憶
する。ステップS22では、今回の燃料噴射によって下
流壁面に付着した燃料の量つまり下流付着量TWPLを(式
20)を使用して算出し、次回(クランク角180°後)
の演算のために記憶する。ステップS23では、ステッ
プS20での演算に従い、不足分の燃料を下流噴射弁1
0aから噴射する。
は各気筒毎に行うことで、ドライバビリティおよび燃費
を考慮して決定される気筒1の要求通りの燃料(シリン
ダ要求量)を供給することができる。
が配置される周囲環境の違いにより、周囲の雰囲気に対
して燃料圧が異なることがある。例えば、下流噴射弁1
0aに対して上流噴射弁10の燃料圧が低いことがあ
る。上述の制御に加え、燃料圧の違いを考慮した補正を
行うことで、シリンダ要求量に対するより精度の高い燃
料供給を行うことができる。具体的には、上流噴射弁1
0および下流噴射弁10aの燃料圧を検出するセンサを
設け、このセンサの出力に応じた噴射時間の補正を行
う。例えば、燃料圧の高い方の噴射弁の噴射時間を燃料
圧の低い方の噴射弁の噴射時間に対して短くするように
補正する。
置の要部機能を示すブロック図である。同図において、
直接分算出部28は上流噴射弁10から噴射される燃料
のうち、吸気管内壁に付着せずスロットル弁9の下流に
直接流入する燃料を推定する。間接分算出部29は上流
噴射弁10から噴射される燃料のうち、吸気管内壁に付
着した後、そこから離脱してスロットル弁9の下流に間
接的に流入する燃料を推定する。
よび間接分算出部29で算出された推定燃料量および下
流噴射弁10aから噴射される燃料の量を合計する。下
流間接分算出部31は下流燃料算出部30で合計された
燃料のうち、吸気管内壁に付着した後、そこから離脱し
て気筒1に間接的に流入する燃料を推定する。
部30で合計された燃料のうち、下流間接分算出部31
で算出された燃料分を差し引き、気筒1へ直接流入する
燃料を推定する。
び下流間接分算出部31で算出された燃料量を合計す
る。比較部34は、合算部33の算出結果つまり気筒1
に流入すると推定される燃料の合計量と気筒の要求量TC
YLとを比較する。そして、要求量TCYLの方が小さいとき
は上流噴射弁10と下流噴射弁10aによる燃料噴射時
間を長くするよう指示を出力し、要求量TCYLの方が大き
いときは上流噴射弁10と下流噴射弁10aによる燃料
噴射時間を短くするよう指示を出力する。
ック図である。同図において、スロットル通過燃料算出
部35は、吸気行程中にスロットル弁9を通過する燃料
量TinLU、つまりステージ6からステージ5における直
接流入量TinLUD n(n=6〜5)および間接流入量TinLUID n
(n=6〜5)の合計を、(式16)および(式17)を使用して算出
する。下流噴射量算出部36は、図1に示した機能によ
り下流噴射弁10aの燃料噴射量Tin(Lower)を算出す
る。下流燃料量算出部37は要求燃料TCYL(TACC)と、下
流直接率AFWおよび下流間接率BFWと、下流付着量TWPLと
に基づき、(式9)を使用して下流燃料量TinTH(TACC)を算
出する。追加噴射量算出部38はスロットル通過燃料Ti
nLUと下流燃料量TinTH(TACC)と下流噴射弁10aによる
燃料噴射量Tin(Lower)とに基づき、(式18)を使用して追
加噴射量TiADDFを算出する。
射燃料がスロットル弁9下流で吸気管内壁に付着し、そ
こから離脱する分も考慮して上流噴射弁10および下流
噴射弁10aの燃料噴射量を算出するようにした。しか
し、上流噴射弁10の噴射燃料のうちスロットル弁9の
下流で吸気管内壁へ付着する分は考慮せず、上流噴射弁
10から噴射されてスロットル弁9の上流側で内壁に付
着する分およびそこから離脱する分と、下流噴射弁10
aから噴射されてスロットル弁9の下流側で内壁に付着
する分およびそこから離脱する分とを別個に考慮して計
算するように構成してもよい。
エンジンへ直接流入する燃料、および上流噴射弁から噴
射された燃料のうち、スロットル弁9の上流で吸気管内
壁に堆積し、その後離脱してエンジンへ間接流入する燃
料を加算して第1の量とする。一方、下流噴射弁10a
から噴射されてエンジンへ直接流入する燃料、および下
流噴射弁から噴射された燃料のうち、スロットル弁9の
下流で吸気管内壁に堆積し、その後離脱してエンジンへ
間接流入する燃料を加算して第2の量とする。そして、
第1の量および第2の量の合計が、エンジンの要求燃料
量つまりシリンダ要求量TCYLに対応するよう、上流噴射
弁10および下流噴射弁10aそれぞれの燃料噴射量を
決定する。
ットル弁9の上流および下流にそれぞれ1つずつ設けた
が、本発明は、これに限らず、少なくともスロットル弁
9の上流および下流に1つずつ配置してあるエンジンに
好適に採用することができる。
の双方から噴射される燃料の直接流入量と間接流入量と
を推定して追加の燃料噴射量を決定するようにしたが、
複数の燃料噴射弁のそれぞれについて独立に不足分を算
出して、個々の燃料噴射弁による燃料噴射量を決定して
もよい。要は、燃料噴射弁から噴射された燃料が、吸気
行程でどれだけ気筒内に流入するかを、吸気管内壁に付
着・離脱する分を付着率や離脱率に従って推定し、その
推定に基づき、一定値ではなく、その都度の算出値に従
って決定し、不足分を追加するように構成してあればよ
い。
単一の燃料噴射弁を備えたエンジンの燃料噴射制御装置
においても、上記実施形態を変形して同様に採用するこ
とができる。
1〜請求項4の発明によれば、燃料噴射を行った後、吸
気行程の終了前の演算周期で再度演算した要求燃料量に
対応できるように追加噴射を行うことができる。特に、
吸気管内壁に付着する燃料およびそこから離脱して気筒
に流入する燃料を推定して、不足燃料を算出することが
できる。したがって、エンジン状態が急に変化する過渡
状態においても要求量通りの燃料供給が可能となるた
め、ドライバビリティの向上を図ることができる。ま
た、オーバーリーンによるドライバビリティの悪化を回
避するため、リッチ傾向に燃料供給量を設定することが
あるが、本発明によれば、そのような配慮が不要になる
ので、結果的に燃費の改善につながる。
の要部機能ブロック図である。
要部構成図である。
すスロットルボディの模式図である。
ロック図である。
ブロック図である。
(Upper)との関係を設定したテーブルである。
(その1)である。
(その2)である。
の追加燃料算出のための要部機能ブロック図である。
グを示すタイミングチャートである。
流噴射弁、 11…スロットルセンサ、 19…回転角
センサ、 24…制御装置、 25…カム角センサ、
26…大気センサ、
Claims (4)
- 【請求項1】 スロットル弁の上流に配置される上流噴
射弁および下流に配置される下流噴射弁を少なくとも1
つずつ備えたエンジンの燃料噴射制御装置において、 予定の演算周期で要求燃料量を演算するとともに、該要
求燃料量に基づいて上流噴射弁および下流噴射弁の燃料
噴射量を演算する手段と、 前記燃料噴射量に基づいて上流噴射弁および下流噴射弁
から燃料を噴射した後、吸気行程終了までに到来する演
算周期で再び演算された要求燃料量に対する直前の燃料
噴射量の不足分を算出する手段とを具備し、 前記不足分を前記吸気行程中に下流噴射弁から噴射する
よう構成されたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制
御装置。 - 【請求項2】 前記燃料噴射量の不足分を算出する手段
が、 上流噴射弁および下流噴射弁から噴射された燃料のうち
吸気管内壁に付着し、その後、離脱してエンジン内へ給
送される燃料の量を、予め設定した付着率および離脱率
に従って算出する手段を具備し、 前記要求燃料量に対する前記燃料の量を含めた上流噴射
弁および下流噴射弁による燃料給送量の差を不足分とし
て算出するよう構成されたことを特徴とする請求項1に
記載されたエンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項3】 前記燃料噴射量の不足分を算出する手段
が、 上流噴射弁から噴射されてスロットル弁下流へ流入する
燃料、上流噴射弁から噴射されてスロットル弁上流で吸
気管内壁に堆積し、その後離脱してスロットル弁下流に
流入する燃料、および下流噴射弁から噴射される燃料の
合計からスロットル弁下流で吸気管内壁に付着する燃料
を差し引いた燃料の量を算出する第1算出手段と、 前記第1算出手段で算出された燃料の量および前記スロ
ットル弁下流で吸気管内壁に付着して堆積した燃料のう
ちエンジン側へ流入する燃料の量を合計する第2算出手
段と、 前記要求燃料量に対する前記第2算出手段で算出された
燃料の量の差を不足分として算出するよう構成されたこ
とを特徴とする請求項1に記載されたエンジンの燃料噴
射制御装置。 - 【請求項4】 燃料噴射弁を備えたエンジンの燃料噴射
制御装置において、 予定の演算周期で要求燃料量を演算するとともに、該要
求燃料量に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射量を演算する
手段と、 前記燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁から燃料を噴射し
た後、吸気行程終了までに到来する演算周期で再び演算
された要求燃料量に対する直前の燃料噴射量の不足分を
算出する手段とを具備し、 前記不足分を前記吸気行程中に追加噴射するよう構成さ
れ、かつ、前記不足分は、燃料噴射弁から噴射されて吸
気管内壁に堆積する分、および堆積した分から離脱して
気筒に流入する分を加減算して算出することを特徴とす
るエンジンの燃料噴射制御装置。
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