JP2004060568A - Fuel feed control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関への燃料の供給を制御する内燃機関用燃料供給制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インジェクタ(電磁式燃料噴射弁)から燃料を供給するようにした内燃機関においては、運転者のアクセル操作に応じてスロットルバルブの開度(以下スロットル開度ともいう。)を電子的に制御するとともに、内燃機関の吸入空気量を適宜の手段により推定して、推定した吸入空気量に対して所定の空燃比を得るために必要な燃料を噴射させるようにインジェクタを制御する燃料供給制御装置が用いられている。
【0003】
この種の燃料供給制御装置は、内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、アクチュエータにより操作されて内燃機関の吸気管を通して吸入される空気の量を調節するスロットルバルブと、吸気管を通して吸入される空気の量を吸入空気量として演算する吸入空気量演算手段と、吸入空気量に対して燃料噴射時間を演算する燃料噴射時間演算手段と、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、運転者によるアクセル操作からスロットルバルブの開側または閉側への要求操作量を示すスロットル開閉要求を検出するスロットル開閉要求検出手段と、スロットル開閉要求検出手段により検出されたスロットル開閉要求に応じてスロットルバルブの目標開度を演算してスロットルセンサにより検出されるスロットルバルブの開度を演算された目標開度に一致させるようにアクチュエータを制御するスロットル制御手段とにより構成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の燃料供給制御装置においては、運転者がアクセル操作を行ったときに、直ちにスロットルバルブの変位を開始させて、アクセル操作により要求された新たな目標開度が得られる位置までスロットルバルブを変位させるようにしていた。
【0005】
しかしながら、運転者が機関を急加速または急減速させるようなアクセル操作を行ったときに、直ちにスロットルバルブを新たな目標開度位置に向けて変位させると、スロットルバルブを変位させるタイミングによっては、機関のシリンダ内での燃焼がうまく行われなくなって、内燃機関の動作がもたつくことがあった。例えば、燃料の噴射量の不足を補うための非同期噴射(追加噴射)を行うことができない吸気行程の終期付近で運転者が急加速操作を行って、スロットルバルブが急に開かれた場合には、吸入空気量の増加分に見合った量の燃料を噴射することができないため、燃料不足の状態が生じて機関の回転速度が思うように上昇せず、運転者が期待した通りの加速性能が得られないことがあった。
【0006】
また吸気行程中にスロットルバルブが急に閉じられた場合には、既に噴射した燃料が過剰になるため、燃焼室内での燃焼がうまく行われず、機関の出力トルクが低下したり排気ガスの成分が悪くなったりするという問題があった。
【0007】
本発明の目的は、運転者が急なアクセル操作を行った場合に内燃機関の動作にもたつきが生じたり、排気ガスの成分が悪くなったりするのを防ぐことができるようにした内燃機関用燃料供給制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、アクチュエータにより操作されて内燃機関の吸入空気量を調節するスロットルバルブと、各種の制御条件に対して燃料噴射時間を演算して演算した燃料噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるようにインジェクタを制御するインジェクタ制御手段と、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、運転者によるアクセル操作からスロットルバルブの開側または閉側への要求操作量を示すスロットル開閉要求を検出するスロットル開閉要求検出手段と、スロットル開閉要求検出手段により検出されたスロットル開閉要求に応じてスロットルバルブの目標開度を演算してスロットルセンサにより検出されるスロットルバルブの開度を演算された目標開度に一致させるようにアクチュエータを制御するスロットル制御手段とを備えた内燃機関用燃料供給制御装置に適用される。
【0009】
本発明においては、内燃機関のクランク角位置が、スロットルバルブの開閉操作を禁止する区間(クランク角範囲)として予め設定したスロットル開閉禁止区間にあるか否かを判定するスロットル開閉禁止区間判定手段と、スロットル開閉禁止区間判定手段により内燃機関のクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあると判定されている間スロットル制御手段がスロットルバルブの開度を変化させる制御を行うのを禁止するスロットル開閉制御禁止手段とを設けた。
【0010】
上記スロットル開閉禁止区間は、スロットルバルブが操作されて吸入空気量が変化すると混合気の空燃比に補正不能な顕著な変化が生じるクランク角範囲を含むように設定する。例えば、上記スロットル開閉禁止区間は、燃料の同期噴射が開始されるクランク位置から吸気行程が終了するときのクランク角位置までの区間とする。
【0011】
上記スロットル開閉禁止区間判定手段は、スロットル開閉要求が検出されたときに必ずクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあるか否かの判定を行うように構成してもよく、検出されたスロットル開閉要求により与えられる要求操作量が設定値を超えている場合にのみクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあるか否かの判定を行うように構成してもよい。
【0012】
上記のように、スロットルバルブが操作されて吸入空気量が変化すると混合気の空燃比が大幅に変化する区間をスロットル開閉禁止区間として定めておいて、機関のクランク角位置(クランク軸の回転角度位置)がスロットル開閉禁止区間にあるときにスロットルバルブが操作されるのを禁止するようにしておくと、スロットルバルブが操作されると混合気の空燃比が大きく変化するおそれがある区間では、運転者が急激なアクセル操作を行っても、スロットルバルブが操作されないため、運転者が急なアクセル操作を行ったときに空燃比が大きく変動して機関の動作がもたついたり、排気ガス成分が悪くなったりするのを防ぐことができる。
【0013】
上記スロットル制御手段は、スロットル開閉禁止区間判定手段によりクランク角位置がスロットル開閉禁止区間から外れていると判定されているときにのみスロットル開閉要求に応じてスロットルバルブの新たな目標開度を演算する目標スロットル開度演算手段と、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、スロットルセンサにより検出されるスロットルバルブの開度とスロットルバルブの目標開度との偏差を零にするために必要なスロットルバルブの操作量を演算する操作量演算手段と、操作量演算手段により演算された操作量だけスロットルバルブを操作するようにアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段とにより構成することができる。
【0014】
上記スロットル制御手段はまた、スロットル開閉要求検出手段によりスロットル開閉要求が検出されたときに該スロットル開閉要求に応じてスロットルバルブの新たな目標開度を演算する目標スロットル開度演算手段と、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、スロットルセンサにより検出されるスロットルバルブの開度とスロットルバルブの目標開度との偏差を零にするために必要なスロットルバルブの操作量を演算する操作量演算手段と、前記スロットル開閉禁止判定手段によりクランク角位置がスロットル開閉禁止区間から外れていると判定されている場合にのみ前記操作量演算手段により演算された操作量だけスロットルバルブを操作するようにアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段とにより構成することもできる。
【0015】
上記スロットル開閉禁止区間判定手段は、例えば、内燃機関の吸気行程が終了したことを検出する吸気行程終了検出手段を備えていて、インジェクタが燃料の同期噴射を開始するクランク角位置から吸気行程終了検出手段が吸気行程の終了を検出するクランク角位置までの区間をスロットル開閉禁止区間とするように構成することができる。
【0016】
上記のようにスロットル開閉禁止区間判定手段を構成する場合、吸気行程終了検出手段は、内燃機関の吸気管内の圧力から内燃機関の吸気行程が終了したことを検出するように構成することができる。例えば、吸気管内の圧力は、吸気行程が終了する際(吸気バルブが閉じる際)に最小値を示すので、吸気管内圧力の最小値を検出したときに、吸気行程が終了したことを検出することができる。
【0017】
また内燃機関の特定のクランク角位置でクランク角信号を発生するクランク角センサが設けられている場合には、クランク角センサが出力するクランク角信号を用いて内燃機関が吸気行程を終了したことを検出するように吸気行程終了検出手段を構成することができる。
【0018】
更に、内燃機関が4サイクル機関であって、該内燃機関のカム軸の特定の回転角度位置でカム角信号を発生するカム軸センサが設けられている場合には、該カム角信号を用いて内燃機関の吸気行程が終了したことを検出するように吸気行程終了検出手段を構成することができる。
【0019】
上記の例では、インジェクタが同期噴射を開始するクランク角位置から吸気行程終了位置までの区間をスロットル開閉禁止区間としたが、本発明はこのようにスロットル開閉禁止区間を設定する場合に限定されるものではなく、例えば、内燃機関の排気行程の少なくとも一部と、吸気行程とを含むようにスロットル開閉禁止区間を設定するようにしてもよい。
【0020】
また、インジェクタ制御手段が、予め定められたクランク角位置でインジェクタから燃料を噴射させる同期噴射を行った後、必要に応じて燃料噴射量の不足を補うための非同期噴射を行うように構成されている場合には、非同期噴射が開始されたときのクランク角位置から吸気行程が終了したときのクランク角位置までの区間をスロットル開閉禁止区間とするようにスロットル開閉禁止区間判定手段を構成することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0022】
なお本発明は、2サイクル機関にも4サイクル機関にも適用することができるが、以下の説明では、4サイクル内燃機関に本発明を適用するものとしている。また本発明は特に単気筒の内燃機関に適用した場合に優れた効果が得られるので、本実施形態では、内燃機関が単気筒の機関であるとしている。
【0023】
図1は、本発明に係わる燃料供給制御装置の全体的な構成を示したものである。同図において符号1は吸気管1aと排気管1bとクランク軸1cとを有する4サイクル単気筒内燃機関を示している。内燃機関1の吸気管1aにはスロットルバルブ2が取りつけられ、スロットルバルブ2の操作軸には、モータなどを駆動源とした電気式のアクチュエータ3の出力軸と、スロットル開度を検出するスロットルセンサ4の入力軸とが接続されている。
【0024】
内燃機関の吸気管1aにはインジェクタ(電磁式燃料噴射弁)5と、吸気管1a内の圧力を検出する吸気管圧力センサ6とが、スロットルバルブ2よりも下流側に位置させた状態で取りつけられている。また内燃機関1の温度を検出するため、機関の冷却水温度を検出する温度センサ8が設けられている。
【0025】
内燃機関1のシリンダヘッドには点火プラグ7が取りつけられ、この点火プラグの非接地側の端子が、高圧コードを通して点火コイル9の二次コイルに接続されている。
【0026】
内燃機関のクランク軸1cの一端は図示しない車両の駆動輪に変速機を介して接続され、クランク軸1cの他端には、磁石式交流発電機10の回転子が取りつけられている。発電機10の回転子ヨーク10Aの外周には、突起または凹部からなるリラクタ10aが形成され、このリラクタのエッジを検出して機関の所定のクランク角位置でパルス波形のクランク角信号を発生するパルサ11が機関のケースやカバーなどに取りつけられている。この例では、パルサ11により、内燃機関の特定のクランク角位置でクランク角信号を発生するクランク角センサが構成されている。
【0027】
12は、電子式制御ユニット(ECU)で、この制御ユニットは、マイクロプロセッサMPU、MPUから与えられるアクチュエータ駆動指令に応じてアクチュエータ3にPWM変調された駆動電流を供給するアクチュエータ駆動回路13、インジェクタ5に駆動電流を供給するインジェクタ駆動回路14、点火コイル9とともに内燃機関用点火装置を構成する点火回路15などを備えている。電子式制御ユニット12には、スロットルセンサ4、吸気管圧力センサ6、温度センサ8、大気圧センサ16及び運転者が操作するアクセル17の変位を検出するアクセルセンサ18等の各種のセンサの出力が制御条件として入力されるとともに、パルサ11の出力が入力されている。
【0028】
図示してないが、インジェクタ5に燃料を供給する燃料ポンプと、該燃料ポンプからインジェクタに与えられる燃料の圧力を調整する圧力調整器とが設けられ、この圧力調整器により、燃料ポンプからインジェクタに与えられる燃料の圧力と吸気管1a内の圧力との差圧(燃圧)がほぼ一定に保たれるようになっている。インジェクタ5は、例えば、吸気管内に開口した噴口部を先端に有するインジェクタボディと、噴口部を開閉するニードルバルブと、ニードルバルブを操作する電磁石とを備えていて、インジェクタ駆動回路14から所定の駆動電流が与えられている間バルブを開いて吸気管1a内に燃料を噴射する。インジェクタに与えられる燃圧はほぼ一定に保たれているため、インジェクタから噴射する燃料の量(燃料噴射量)は、燃料を噴射する時間(燃料噴射時間)により管理される。インジェクタ駆動回路14は、矩形波状の燃料噴射指令が与えられている間オン状態になってインジェクタ5に駆動電流を流すスイッチ回路からなっていて、噴射指令の信号幅により燃料噴射量が決められるようになっている。
【0029】
点火回路15は、マイクロプロセッサMPUから点火信号が与えられたときに、点火コイル9の一次電流に急激な変化を生じさせる回路で、点火コイル9とともに内燃機関用点火装置を構成する。点火回路15としては、コンデンサ放電式の回路や電流遮断式の回路などを用いることができるが、本実施形態では、コンデンサ放電式の回路が用いられている。
【0030】
コンデンサ放電式の点火回路は、点火時期より前のタイミングで充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通して点火用コンデンサの電荷を点火コイル9の一次コイルを通して放電させる放電用スイッチとを備えた公知の回路で、点火用コンデンサの電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させることにより、点火コイル9の二次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。点火コイル9の二次コイルに誘起した高電圧は点火プラグ7に印加されるため、該点火プラグに火花放電が生じ、機関が点火される。
【0031】
マイクロプロセッサMPUは、所定のプログラムに従って、一連のタスクを実行したり所定の割り込みルーチンを実行したりすることにより、各種の機能実現手段を構成する。本実施形態において、マイクロプロセッサにより構成される機能実現手段を含む制御装置の構成図を図2に示した。
【0032】
図2において、20は、パルサ11が予め定めたクランク角位置で発生するパルス波形のクランク角信号を入力として内燃機関のクランク角位置を検出するクランク角検出手段、21は、クランク角検出手段20があるクランク角を検出してから他のクランク角を検出するまでの間に経過した時間(機関が一定の角度回転するのに要した時間)を計測して、計測した時間から機関の回転速度を演算する回転速度演算手段、22は回転速度演算手段により演算された回転速度に対して内燃機関の点火時期を演算する点火時期演算手段、23は、点火時期演算手段22により演算された点火時期を検出したときに点火回路15に与える点火信号を発生する点火信号発生手段である。
【0033】
また25は、吸気管圧力センサ6の出力を読み込んで吸気管1a内の圧力(吸気管内圧力)を検出する吸気管圧力検出手段、26は吸気管圧力検出手段25により検出された吸気管内圧力と、回転速度演算手段21により演算された回転速度とに対して吸入空気量演算用マップを検索して、検索した値に補間演算を施すことにより機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段である。
【0034】
27はインジェクタから所定の燃料を噴射させるために必要な燃料噴射時間を演算する燃料噴射時間演算手段で、この演算手段は、1燃焼サイクル前に吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量に対して、所定の空燃比を得るために必要な同期噴射用の燃料噴射量を与える燃料噴射時間を各種の制御条件に対して演算する。ここで、各種の制御条件とは、回転速度演算手段21により演算された機関の回転速度、大気圧センサ16により検出された大気圧、温度センサ8により検出された機関の温度、スロットルセンサ4により検出されたスロットル開度などである。燃料噴射時間演算手段27はまた、同期噴射用の燃料噴射時間を演算した後に、急加速操作が行われてスロットルセンサ4により検出されたスロットル開度が増加したときに、燃料噴射量の不足分を補うために行う非同期噴射用の燃料噴射時間を演算する。
【0035】
非同期噴射は、同期噴射を行ったクランク角位置と吸気行程が終了するクランク角位置との間の区間で行う。
【0036】
28は燃料噴射時間演算手段により演算された噴射時間に所定の無効噴射時間(インジェクタに駆動電流を与えてから実際に燃料の噴射が開始されるまでの遅れ時間)を加えた時間に相当する信号幅を有する燃料噴射指令信号をインジェクタ駆動回路14に与える燃料噴射指令出力手段で、同期噴射を行うクランク角位置として予め定めたクランク角が検出されたときに同期噴射用の燃料噴射時間に無効噴射時間を加えた信号幅の同期噴射用の噴射指令信号をインジェクタ駆動回路14に与える。燃料噴射指令出力手段28はまた、同期噴射用の噴射指令信号を出力した後、非同期噴射用の噴射時間が演算されたときに、非同期噴射を行うことができる吸気行程内のクランク角位置で、非同期噴射用の燃料噴射時間に無効噴射時間を加えた信号幅の非同期噴射用の噴射指令信号をインジェクタ駆動回路14に与える。
【0037】
本実施形態では、燃料噴射時間演算手段27と、燃料噴射指令出力手段28と、インジェクタ駆動回路14とにより、各種の制御条件に対して燃料噴射時間を演算して演算した燃料噴射時間の間インジェクタ5から燃料を噴射させるようにインジェクタを制御するインジェクタ制御手段が構成されている。
【0038】
なおこの実施形態では、吸気管内圧力と機関の回転速度とから吸入空気量を演算することにより吸入空気量を検出するようにしているが、スロットルバルブ2の開度と機関の回転速度とから吸入空気量を演算するようにしてもよく、吸気管1aにエアフローメータを取り付けて、燃料噴射時間を演算する際に該エアフローメータの出力をサンプリングすることにより吸入空気量を検出するようにしてもよい。
【0039】
また図2において、30は運転者が操作するアクセル14の位置を検出するアクセルセンサ(位置センサ)18の出力を読み込んでアクセルポジション(アクセルの位置)を検出するアクセルポジション検出手段、31はアクセルポジション検出手段30により検出されたアクセルポジションから、スロットルバルブの開側または閉側への要求操作量(運転者が要求しているスロットルバルブの開側または閉側への操作量)を示すスロットル開閉要求を検出するスロットル開閉要求検出手段である。
【0040】
また32は、スロットル開閉要求が検出されたとき(アクセルが操作されたためにスロットルバルブの目標開度を更新する必要があることが検出されたとき)に内燃機関のクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあるか否かを判定するスロットル開閉禁止区間判定手段、33はスロットル開閉禁止区間判定手段により現在のクランク角位置がスロットル開閉禁止区間から外れていると判定されているときに、スロットル開閉要求検出手段31により検出されたスロットル開閉要求に対してスロットルバルブの目標開度を演算する目標スロットル開度演算手段である。
【0041】
スロットル開閉禁止区間は、スロットルバルブの開閉操作を禁止する区間として予め設定した区間で、このスロットル開閉禁止区間は、スロットルバルブが操作されて吸入空気量が変化すると混合気の空燃比が補正不能な顕著な(機関の動作に悪影響を及ぼす程度の)変化を示す区間を含むように設定する。本実施形態では、燃料の同期噴射が開始されるクランク角位置から吸気行程が終了するクランク角位置までの区間をスロットル開閉禁止区間としている。
【0042】
上記目標スロットル開度演算手段33により演算された目標スロットル開度は、スロットルセンサ4の出力を読み込んでスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段の出力とともにスロットル操作量演算手段35に与えられる。スロットル操作量演算手段35は、スロットル開度検出手段33により検出されたスロットルバルブの開度と目標スロットル開度演算手段33により演算された目標スロットル開度との偏差を零にするために必要なスロットルバルブの操作量を演算する手段で、演算した操作量をアクチュエータ駆動手段36に与える。
【0043】
アクチュエータ駆動手段36は、操作量演算手段35により演算された操作量だけスロットルバルブ2を動かすためにアクチュエータ3に与える必要がある駆動電流のデューティ比を演算して、演算したデューティ比でアクチュエータの駆動電流を断続させることを指令するアクチュエータ駆動指令を発生するアクチュエータ駆動指令発生手段と、図1に示したアクチュエータ駆動回路13とからなっている。
【0044】
アクチュエータ駆動回路13は、上記アクチュエータ駆動指令により与えられるデューティ比でオンオフするスイッチを備えたスイッチ回路からなっていて、スロットル操作量演算手段35から操作量が与えられたときに、該操作量だけスロットルバルブ2を動かすようにPWM変調された駆動電流をアクチュエータ3に流すことにより、スロットルバルブの開度を目標開度に一致させる。
【0045】
本実施形態では、目標スロットル開度演算手段33と、スロットル操作量演算手段35と、アクチュエータ駆動手段36とにより、スロットル開閉要求検出手段31により検出されたスロットル開閉要求に応じてスロットルバルブの目標開度を演算してスロットルセンサ4により検出されるスロットルバルブの開度を演算された目標開度に一致させるようにアクチュエータ3を制御するスロットル制御手段が構成されている。
【0046】
本発明は、現在のクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあるか否かを判定するスロットル開閉禁止区間判定手段32を設けて、クランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあると判定されている間、スロットル制御手段がスロットルバルブ2の開度を変化させる制御を行うのを禁止するようにしたことを特徴とする。
【0047】
図2に示した例では、スロットル開閉要求検出手段31と目標スロットル開度演算手段33との間にスロットル開閉禁止区間判定手段32を設けて、クランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあると判定されている間目標スロットル開度演算手段が目標スロットル開度の演算を行うのを禁止することにより、クランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあると判定されている間スロットル制御手段がスロットルバルブの開度を変化させる制御を行うのを禁止するようにしている。
【0048】
従来の燃料供給制御装置は、図2において、スロットル開閉禁止区間判定手段32を省略して、スロットル開閉要求検出手段31によりスロットル開閉要求が検出されたときに直ちに目標スロットル開度演算手段33に新たな目標開度を演算させるようにしたものに相当する。
【0049】
従来の燃料供給制御装置において、マイクロプロセッサが所定の時間間隔で実行するタスクのうち、スロットルバルブの目標開度を演算する目標開度演算タスクのアルゴリズムを示すフローチャートを図8に示し、本実施形態の燃料供給制御装置において、マイクロプロセッサが実行する目標開度演算タスクを図7に示した。
【0050】
図8に示されているように、従来の燃料供給制御装置においては、スロットル開閉要求検出手段31がスロットル開閉要求を検出したときに直ちに新たなスロットル目標開度を演算して、スロットルバルブの目標開度を更新するようにしていた。これに対し、本発明においては、図7に示すように、ステップ1でスロットル開閉要求検出手段31がスロットル開閉要求を検出したときにステップ2で現在のクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあるか否かを判定する。その結果、現在のクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にある場合には、スロットルバルブの新たな目標開度を演算することなくタスクを終了して、スロットルバルブの開度を維持する。ステップ2において、現在のクランク角位置がスロットル開閉禁止区間から外れていると判定されたときには、ステップ3に進んでスロットル開閉要求に応じてスロットルバルブの目標開度を演算し、スロットルバルブの開度を新たな目標開度に一致させるための制御を行わせる。
【0051】
図7に示したアルゴリズムによる場合には、ステップ2によりスロットル開閉禁止区間判定手段32が構成される。
【0052】
以下、図3ないし図6を用いて、本発明の燃料供給制御装置の制御動作を、従来の燃料供給制御装置の制御動作と対比しながら説明する。図3ないし図6は、4サイクル単気筒内燃機関の吸気管内圧力Paと、スロットル開度αと、インジェクタ駆動回路に与えられる燃料噴射指令Vjのクランク角θに対する変化を機関の工程の変化とともに示したもので、各図において(A)は行程の変化を示し、(B)ないし(D)はそれぞれ吸気管内圧力、スロットル開度及び燃料噴射指令を示している。図3ないし図6のうち、図3ないし図5は従来の燃料供給制御装置による問題点を説明するためのものであり、図6は本発明に係わる燃料供給制御装置の動作を説明するためのものである。
【0053】
図3において、θ1 ,θ2 ,θ3 は同期噴射を行うクランク角位置を示している。同期噴射を行うクランク角位置は、排気行程の終期の適当な位置に設定される。図示の例では、クランク角位置θ2 で同期噴射を行った後、吸気行程中のクランク角位置θaで運転者が急加速操作を行ったため、スロットル開度αを増加させる制御が行われている。このようにスロットル開度が増加させられると、燃料噴射時間演算手段27がスロットル開度の増加分に対して非同期噴射用の燃料噴射時間を演算するため、吸気行程内のクランク角位置θ2’で非同期噴射が行われて、スロットル開度の増加に伴って生じる燃料噴射量の不足分が補われる。次の燃焼サイクルにおいてクランク角位置θ3 で同期噴射が行われた際には、図3(D)に斜線を施して示したように、スロットル開度の増加により生じる燃料噴射量の不足分に相当する量(加速増量分)だけ燃料が増量させられている。
【0054】
このように、非同期噴射を行うことができるクランク角位置よりも前の位置で加速操作が行われた場合には、非同期噴射により燃料の噴射量を補正することができるため、従来の燃料供給制御装置によっても、機関の動作を支障なく行わせることができる。
【0055】
これに対し、従来の燃料供給制御装置において、図4に示すように、吸気行程の終期のクランク角位置でスロットル開度αが変化させられると、吸気行程が終了するまでの間に非同期噴射を完了させるために必要な時間が残されていないため、スロットル開度の増加により吸入空気量が増加したにもかかわらず追加の燃料噴射(非同期噴射)が行われない。そのため、燃料不足の状態が生じて混合気の空燃比がリーンな(希薄な)状態になり、機関の出力が低下してしまう。
【0056】
また、従来の燃料供給制御装置において、図5に示すように、クランク角位置θ3 で同期噴射が行われた後、吸気行程で急減速操作が行われて、スロットルバルブが急に閉じられたときには、噴射した燃料の量が過剰になるが、既に噴射した燃料を回収することはできないため、空燃比がオーバリッチの状態になる。このような状態が生じると、燃焼室内での燃焼がうまく行われなくなるため、機関の出力が低下したり、排気ガスの成分が悪くなったりする。
【0057】
そこで、本実施形態では、同期噴射が行われるクランク角位置から吸気行程が終了するクランク角位置までの区間をスロットル開閉禁止区間として設定して、クランク角位置がこの区間にある間スロットルバルブの開閉制御が行われるのを禁止し、スロットル開閉禁止区間でアクセルの操作が行われたときには、クランク角位置がスロットル開閉禁止区間から外れたときにそのアクセル操作に応じてスロットルバルブの制御を行わせるようにした。例えば、図6に示すように、排気行程の終期付近に設定されたクランク角位置θ2 で同期噴射が行われた後、吸気行程が終了するときのクランク角位置θbまでの区間βをスロットル開閉禁止区間とし、この区間で急加速操作または急減速操作が行われた場合には、クランク角位置がスロットル開閉禁止区間から外れたときに、スロットルバルブの開度を変化させる制御を行わせるようにする。図6に示した例では、クランク角位置θ2 で同期噴射が行われた後、吸気行程中のクランク角位置θaで急加速操作が行われたが、クランク角位置がスロットル開閉禁止区間βから外れるまでの間は、スロットル開度を増加させるための制御が行われるのを禁止し、クランク角位置がθbを過ぎてスロットル開閉禁止区間から外れたときにスロットル開度を増加させる制御を開始させている。またクランク角位置θ3 で次の同期噴射を行う際には、クランク角位置θbで終了した吸気行程で検出された吸気管内圧力の最小値と機関の回転速度とから演算した吸入空気量に対して演算した噴射時間と、クランク角位置θbからクランク角度位置θ3 までの間に生じたスロットル開度の増加分に見合った燃料噴射量の増加分(加速増量分)に相当する噴射時間との和に相当する噴射時間の間燃料を噴射させている。図6(D)において、クランク角位置θ3 で発生させた噴射指令信号のうち、斜線を施した部分が加速増量分に相当している。
【0058】
このように、同期噴射が開始されるクランク位置から吸気行程が終了するときのクランク位置までの区間をスロットル開閉禁止区間として定めておいて、機関のクランク角位置(クランク軸の回転角度位置)がスロットル開閉禁止区間にあるときにスロットルバルブが操作されるのを禁止するようにしておくと、吸気行程で加速操作が行われてもスロットルバルブが操作されないため、運転者が急なアクセル操作を行ったときに空燃比が大きく変動して機関の動作がもたついたり、排気ガス成分が悪くなったりするのを防ぐことができる。
【0059】
同様に、吸気行程で急な減速操作が行われたとしても、吸気行程が終了するまでの区間ではスロットルバルブが操作されないため、同期噴射により噴射された燃料が過剰になって、機関の出力が低下したり、排気ガスの成分が悪くなったりするのを防ぐことができる。
【0060】
上記のように、スロットル開閉禁止区間を設定する場合には、スロットル開閉禁止区間判定手段32に、吸気行程が終了したことを検出する吸気行程終了検出手段を設けることが必要である。
【0061】
一般に内燃機関、特に各気筒毎に吸気管が独立に設けられている内燃機関においては、吸気行程が終了するクランク角位置付近で吸気管内の圧力が最小値を示す。このような内燃機関に本発明を適用する場合には、内燃機関の吸気管内の圧力の最小値を検出することにより、吸気行程が終了したことを検出することができる。
【0062】
また内燃機関の特定のクランク角位置でクランク角信号を発生するクランク角センサ(上記の例ではパルサ11)が設けられている場合には、該クランク角信号を用いて内燃機関が吸気行程を終了したことを検出するように吸気行程終了検出手段を構成することができる。例えば、吸気行程が終了するときのクランク角位置で特定のクランク角信号が発生するようにクランク角センサを構成した場合には、該クランク角センサが特定のクランク角信号を発生したときに吸気行程が終了したことを検出することができる。
【0063】
更に、吸気行程が終了するときのクランク角位置よりも位相が進んだクランク角位置でクランク角センサが特定のクランク角信号を発生する場合には、該特定のクランク角信号が発生したときにタイマを起動して、該クランク角信号の発生位置から吸気行程の終了位置までの角度の時間換算値を該タイマに計測させることにより、吸気行程が終了したことを検出することができる。
【0064】
また内燃機関は4サイクル機関であって、内燃機関のカム軸の特定の回転角度位置でカム角信号を発生するカム軸センサが設けられている場合には、該カム軸センサが発生するカム角信号を用いて内燃機関が吸気行程を終了したことを検出することもできる。この場合も、吸気行程が終了するときのカム角位置で特定のカム角信号が発生するようにカム軸センサを構成した場合には、該カム軸センサが特定のカム角信号を発生したときに吸気行程が終了したことを検出することができる。また吸気行程が終了するときのカム角位置よりも位相が進んだカム角位置でカム軸センサが特定のカム角信号を発生する場合には、該特定のカム角信号が発生したときにタイマを起動して、該カム角信号の発生位置から吸気行程の終了位置までの角度の時間換算値を該タイマに計測させることにより、吸気行程が終了したことを検出することができる。
【0065】
機関のクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあるか否かの判定を行うには、例えば、同期噴射が行われるタイミングでセットされ、吸気行程が終了したことが検出されたときにリセットされる禁止区間判定用フラグを設けて、図7のステップ2においてこのフラグがセットされているか否かを判定するようにすればよい。
【0066】
上記の例では、同期噴射を行うクランク角位置から吸気行程の終了位置までの区間をスロットル開閉禁止区間としたが、同期噴射を行うクランク角位置とは無関係に、内燃機関の排気行程の少なくとも一部と、吸気行程とを含むようにスロットル開閉禁止区間を設定するようにしてもよい。
【0067】
また予め定められたクランク角位置でインジェクタから燃料を噴射させる同期噴射を行った後、必要に応じて燃料噴射量の不足を補うための非同期噴射を行うようにインジェクタ制御手段が構成される場合には、非同期噴射が開始されたときのクランク角位置から吸気行程が終了したときのクランク角位置までの区間をスロットル開閉禁止区間とするようにスロットル開閉禁止区間判定手段を構成することができる。
【0068】
上記の実施形態では、スロットル開閉禁止区間判定手段をスロットル開閉要求検出手段と目標スロットル開度演算手段との間に設けて、スロットル開閉禁止区間判定手段により、クランク角位置がスロットル開閉禁止区間から外れていると判定されている場合にのみスロットルバルブの目標開度を演算するようにしたが、スロットル開閉禁止区間判定手段の設け方は上記の例に限定されない。
【0069】
例えば、スロットル開閉禁止区間判定手段32をスロットル操作量演算手段35とアクチュエータ駆動手段36との間に設けて、スロットル開閉禁止区間判定手段により、クランク角位置がスロットル開閉禁止区間から外れていると判定されている場合にのみアクチュエータ駆動回路13にアクチュエータ駆動指令信号を与えるように構成してもよい。
【0070】
上記の実施形態では、スロットル開閉要求が検出されたときに必ずクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあるか否かの判定を行わせるようにしているが、検出されたスロットル開閉要求により与えられるスロットルバルブの要求操作量が設定値を超えている場合にのみクランク角位置がスロットル開閉禁止区間にあるか否かの判定を行わせるようにしてもよい。
【0071】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、スロットルバルブが操作されて吸入空気量が変化すると混合気の空燃比に補正不能な顕著な変化が生じる区間を含むスロットル開閉禁止区間を定めておいて、機関のクランク角位置がこのスロットル開閉禁止区間にあるときにスロットルバルブが操作されるのを禁止するようにしたので、運転者が急なアクセル操作を行ったときに空燃比が大きく変動して機関の動作がもたついたり、排気ガス成分が悪くなったりするのを防ぐことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。
【図2】図1の実施形態においてマイクロプロセッサにより構成される機能実現手段を含めた全体的な構成を示したブロック図である。
【図3】従来の内燃機関用燃料供給制御装置の動作を説明するためのグラフである。
【図4】従来の内燃機関用燃料供給制御装置の動作を説明するためのグラフである。
【図5】従来の内燃機関用燃料供給制御装置の動作を説明するためのグラフである。
【図6】本発明に係わる内燃機関用燃料供給制御装置の動作を説明するためのグラフである。
【図7】本発明の実施形態においてマイクロプロセッサがスロットルバルブの目標開度を演算する際に実行する一つのタスクのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図8】従来の燃料供給制御装置においてマイクロプロセッサがスロットルバルブの目標開度を演算する際に実行するタスクのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【符号の説明】
1:内燃機関、2:スロットルバルブ、3:アクチュエータ、4:スロットルセンサ、5:インジェクタ、6:吸気管圧力センサ、12:電子式制御ユニット(ECU)、13:アクチュエータ駆動回路、14:アクセル、15:アクセルセンサ、31:スロットル開閉要求検出手段、32:スロットル開閉禁止区間判定手段、33:目標スロットル開度演算手段、35:スロットル操作量演算手段、36:アクチュエータ駆動手段。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel supply control device for an internal combustion engine that controls supply of fuel to the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine in which fuel is supplied from an injector (an electromagnetic fuel injection valve), an opening of a throttle valve (hereinafter also referred to as a throttle opening) is electronically controlled in accordance with a driver's accelerator operation. A fuel supply control device that estimates an intake air amount of the internal combustion engine by appropriate means and controls an injector to inject fuel necessary to obtain a predetermined air-fuel ratio with respect to the estimated intake air amount is used. Have been.
[0003]
This type of fuel supply control device includes an injector that supplies fuel to an internal combustion engine, a throttle valve that is operated by an actuator to adjust the amount of air taken through an intake pipe of the internal combustion engine, and an air that is taken through an intake pipe. Intake air amount calculating means for calculating the amount of intake air as an intake air amount; fuel injection time calculating means for calculating a fuel injection time for the intake air amount; a throttle sensor for detecting the opening of a throttle valve; Throttle opening / closing request detecting means for detecting a throttle opening / closing request indicating a required operation amount from the accelerator operation to the opening or closing of the throttle valve, and a target of the throttle valve according to the throttle opening / closing request detected by the throttle opening / closing request detecting means. Calculates the opening and calculates the opening of the throttle valve detected by the throttle sensor. Constituted by a throttle control means for controlling the actuator to match the target opening that is.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this kind of conventional fuel supply control device, when the driver performs an accelerator operation, the displacement of the throttle valve is started immediately, and the throttle valve is moved to a position where a new target opening degree requested by the accelerator operation is obtained. The valve was displaced.
[0005]
However, when the driver performs an accelerator operation such as rapidly accelerating or rapidly decelerating the engine, if the throttle valve is immediately displaced toward the new target opening position, depending on the timing of displacing the throttle valve, the engine may be displaced. In some cases, the combustion in the cylinder was not performed well, and the operation of the internal combustion engine was slow. For example, when the driver performs a rapid acceleration operation near the end of the intake stroke in which asynchronous injection (additional injection) cannot be performed to compensate for the shortage of the fuel injection amount and the throttle valve is suddenly opened. However, because it is not possible to inject the amount of fuel corresponding to the increase in the intake air amount, a condition of fuel shortage occurs and the engine speed does not increase as expected, and the acceleration performance expected by the driver is improved. Sometimes it was not possible.
[0006]
If the throttle valve is closed abruptly during the intake stroke, the fuel already injected will be excessive, and combustion in the combustion chamber will not be performed properly, reducing the output torque of the engine or reducing exhaust gas components. There was a problem of getting worse.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel for an internal combustion engine capable of preventing the operation of the internal combustion engine from being sluggish or a component of exhaust gas from being deteriorated when a driver performs a sudden accelerator operation. It is to provide a supply control device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an injector that supplies fuel to an internal combustion engine, a throttle valve that is operated by an actuator to adjust an intake air amount of the internal combustion engine, and a fuel injection calculated by calculating a fuel injection time for various control conditions. Injector control means for controlling the injector so that fuel is injected from the injector for a time, a throttle sensor for detecting the opening of the throttle valve, and a request operation from the accelerator operation by the driver to the opening or closing side of the throttle valve Throttle opening / closing request detecting means for detecting a throttle opening / closing request indicating the amount, and calculating a target opening degree of the throttle valve in accordance with the throttle opening / closing request detected by the throttle opening / closing request detecting means, and detecting a throttle opening / closing request detected by the throttle sensor. Adjust the opening to match the calculated target opening. It is applied to an internal combustion engine fuel supply control device and a throttle control means for controlling the actuator.
[0009]
In the present invention, a throttle opening / closing prohibition section determining means for determining whether or not the crank angle position of the internal combustion engine is in a throttle opening / closing prohibition section set in advance as a section (crank angle range) for prohibiting opening / closing operation of a throttle valve; While the throttle opening / closing prohibition section determining means determines that the crank angle position of the internal combustion engine is in the throttle opening / closing prohibition section, prohibits the throttle control means from performing control to change the opening of the throttle valve. Means.
[0010]
The throttle opening / closing prohibition section is set so as to include a crank angle range in which an uncorrectable remarkable change in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture occurs when the intake air amount changes by operating the throttle valve. For example, the throttle opening / closing prohibition section is a section from a crank position at which synchronous injection of fuel is started to a crank angle position at the end of the intake stroke.
[0011]
The throttle opening / closing prohibition section determining means may be configured to always determine whether or not the crank angle position is in the throttle opening / closing prohibition section when a throttle opening / closing request is detected. May be configured to determine whether or not the crank angle position is in the throttle opening / closing prohibition section only when the required operation amount given by exceeds the set value.
[0012]
As described above, the section in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture changes significantly when the throttle valve is operated to change the intake air amount is defined as a throttle opening / closing prohibition section, and the crank angle position of the engine (the rotation angle of the crankshaft) is determined. If the throttle valve is prohibited from being operated when the throttle position is in the throttle opening / closing prohibition section, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture may greatly change when the throttle valve is operated. The throttle valve is not operated even if the driver performs abrupt accelerator operation, so the air-fuel ratio fluctuates greatly when the driver performs abrupt accelerator operation, causing the engine operation to stall or the exhaust gas components to deteriorate. Can be prevented.
[0013]
The throttle control means calculates a new target opening of the throttle valve in response to a throttle opening / closing request only when the throttle opening / closing prohibited section determining means determines that the crank angle position is out of the throttle opening / closing prohibited section. Target throttle opening calculating means, a throttle sensor for detecting the opening of the throttle valve, and a throttle required to reduce the deviation between the opening of the throttle valve detected by the throttle sensor and the target opening of the throttle valve to zero. It can be constituted by an operation amount calculation means for calculating the operation amount of the valve, and an actuator drive means for driving the actuator so as to operate the throttle valve by the operation amount calculated by the operation amount calculation means.
[0014]
The throttle control means further includes a target throttle opening calculating means for calculating a new target opening of the throttle valve in accordance with the throttle opening / closing request when the throttle opening / closing request detecting means detects the throttle opening / closing request; A throttle sensor for detecting the opening of the throttle valve, and an operation amount calculation for calculating an operation amount of the throttle valve necessary to make a deviation between the opening of the throttle valve detected by the throttle sensor and the target opening of the throttle valve zero. Means for operating the throttle valve by the operation amount calculated by the operation amount calculating means only when the throttle opening / closing prohibition determining means determines that the crank angle position is out of the throttle opening / closing prohibited section. And actuator driving means for driving And it can also be.
[0015]
The throttle opening / closing prohibition section determining means includes, for example, an intake stroke end detecting means for detecting that the intake stroke of the internal combustion engine has been completed, and detects the intake stroke end from the crank angle position at which the injector starts synchronous fuel injection. The section up to the crank angle position at which the means detects the end of the intake stroke may be configured as a throttle opening / closing prohibition section.
[0016]
When the throttle opening / closing prohibition section determining means is configured as described above, the intake stroke end detecting means may be configured to detect the end of the intake stroke of the internal combustion engine from the pressure in the intake pipe of the internal combustion engine. For example, the pressure in the intake pipe indicates a minimum value when the intake stroke ends (when the intake valve closes). Therefore, when the minimum value of the intake pipe pressure is detected, it is detected that the intake stroke has ended. Can be.
[0017]
In the case where a crank angle sensor that generates a crank angle signal at a specific crank angle position of the internal combustion engine is provided, it is determined that the internal combustion engine has completed the intake stroke using the crank angle signal output by the crank angle sensor. An intake stroke end detecting means can be configured to detect the intake stroke.
[0018]
Further, when the internal combustion engine is a four-cycle engine and a camshaft sensor that generates a cam angle signal at a specific rotation angle position of the camshaft of the internal combustion engine is provided, the cam angle signal is used. The intake stroke end detecting means may be configured to detect that the intake stroke of the internal combustion engine has ended.
[0019]
In the above example, the section from the crank angle position at which the injector starts synchronous injection to the intake stroke end position is defined as the throttle opening / closing prohibited section. However, the present invention is limited to the case where the throttle opening / closing prohibited section is set as described above. Instead, for example, the throttle opening / closing prohibition section may be set to include at least a part of the exhaust stroke of the internal combustion engine and the intake stroke.
[0020]
Further, the injector control means is configured to perform synchronous injection for injecting fuel from the injector at a predetermined crank angle position, and then perform asynchronous injection for compensating for a shortage of fuel injection amount as necessary. In such a case, the throttle opening / closing prohibition section determining means may be configured so that the section from the crank angle position when asynchronous injection is started to the crank angle position when the intake stroke ends is a throttle opening / closing prohibition section. it can.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
Although the present invention can be applied to both a two-cycle engine and a four-cycle engine, in the following description, the present invention is applied to a four-cycle internal combustion engine. In addition, since the present invention can provide excellent effects particularly when applied to a single-cylinder internal combustion engine, the present embodiment assumes that the internal combustion engine is a single-cylinder engine.
[0023]
FIG. 1 shows the overall configuration of a fuel supply control device according to the present invention. In FIG. 1,
[0024]
An injector (electromagnetic fuel injection valve) 5 and an intake
[0025]
A
[0026]
One end of a crankshaft 1c of the internal combustion engine is connected to a driving wheel of a vehicle (not shown) via a transmission, and the other end of the crankshaft 1c is mounted with a rotor of a magnet
[0027]
[0028]
Although not shown, a fuel pump that supplies fuel to the injector 5 and a pressure regulator that regulates the pressure of fuel supplied from the fuel pump to the injector are provided, and the pressure regulator allows the fuel pump to supply fuel to the injector. The pressure difference (fuel pressure) between the supplied fuel pressure and the pressure in the intake pipe 1a is kept substantially constant. The injector 5 includes, for example, an injector body having a nozzle opening at an end thereof opened in the intake pipe, a needle valve for opening and closing the nozzle, and an electromagnet for operating the needle valve. While the current is being applied, the valve is opened to inject fuel into the intake pipe 1a. Since the fuel pressure given to the injector is kept substantially constant, the amount of fuel injected from the injector (fuel injection amount) is controlled by the time during which fuel is injected (fuel injection time). The
[0029]
The
[0030]
The ignition circuit of the capacitor discharge type has an ignition capacitor that is charged at a timing before the ignition timing, and a discharge that conducts when an ignition signal is given and discharges the charge of the ignition capacitor through the primary coil of the
[0031]
The microprocessor MPU constitutes various function realizing means by executing a series of tasks or executing a predetermined interrupt routine according to a predetermined program. In this embodiment, FIG. 2 shows a configuration diagram of a control device including a function realizing means constituted by a microprocessor.
[0032]
In FIG. 2,
[0033]
[0034]
[0035]
The asynchronous injection is performed in a section between the crank angle position where the synchronous injection is performed and the crank angle position where the intake stroke ends.
[0036]
[0037]
In this embodiment, the fuel injection
[0038]
In this embodiment, the intake air amount is detected by calculating the intake air amount from the intake pipe pressure and the engine rotation speed. However, the intake air amount is detected based on the opening degree of the
[0039]
In FIG. 2,
[0040]
The
[0041]
The throttle opening / closing prohibition section is a section preset as a section where the opening / closing operation of the throttle valve is prohibited. In the throttle opening / closing prohibition section, when the throttle valve is operated and the intake air amount changes, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture cannot be corrected. It is set to include a section showing a remarkable change (a degree that adversely affects the operation of the engine). In this embodiment, a section from the crank angle position at which the synchronous injection of fuel is started to the crank angle position at which the intake stroke ends is defined as a throttle opening / closing prohibition section.
[0042]
The target throttle opening calculated by the target throttle opening calculating means 33 is given to the throttle operation amount calculating means 35 together with the output of the throttle opening detecting means for reading the output of the
[0043]
The actuator driving means 36 calculates a duty ratio of a driving current required to be applied to the
[0044]
The
[0045]
In the present embodiment, the target throttle opening degree calculating means 33, the throttle operation amount calculating means 35, and the actuator driving means 36 perform the target opening of the throttle valve in response to the throttle opening / closing request detected by the throttle opening / closing
[0046]
The present invention provides a throttle opening / closing prohibition section determining means 32 for determining whether or not the current crank angle position is in a throttle opening / closing prohibition section, and while the crank angle position is determined to be in a throttle opening / closing prohibition section, The throttle control means is prohibited from performing control for changing the opening of the
[0047]
In the example shown in FIG. 2, a throttle opening / closing prohibited section determining means 32 is provided between the throttle opening / closing
[0048]
In FIG. 2, the conventional fuel supply control device omits the throttle opening / closing prohibition
[0049]
FIG. 8 is a flowchart showing an algorithm of a target opening calculation task for calculating a target opening of a throttle valve among tasks executed by a microprocessor at predetermined time intervals in a conventional fuel supply control device. FIG. 7 shows the target opening calculation task executed by the microprocessor in the fuel supply control device of FIG.
[0050]
As shown in FIG. 8, in the conventional fuel supply control device, when the throttle opening / closing request detecting means 31 detects a throttle opening / closing request, a new throttle target opening degree is calculated immediately, and the target throttle valve is opened. The opening was updated. On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 7, when the throttle opening / closing request detecting means 31 detects the throttle opening / closing request in
[0051]
In the case of the algorithm shown in FIG. 7, the
[0052]
Hereinafter, the control operation of the fuel supply control device of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 in comparison with the control operation of the conventional fuel supply control device. FIGS. 3 to 6 show changes in the intake pipe pressure Pa, the throttle opening α, and the fuel injection command Vj given to the injector drive circuit with respect to the crank angle θ of the four-cycle single cylinder internal combustion engine together with changes in the engine process. In each figure, (A) shows a change in stroke, and (B) to (D) show an intake pipe pressure, a throttle opening, and a fuel injection command, respectively. 3 to 6 are diagrams for explaining problems of the conventional fuel supply control device, and FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the fuel supply control device according to the present invention. Things.
[0053]
In FIG. 3, θ1, θ2, and θ3 indicate crank angle positions at which synchronous injection is performed. The crank angle position for performing the synchronous injection is set to an appropriate position at the end of the exhaust stroke. In the illustrated example, after the synchronous injection is performed at the crank angle position θ2, the driver performs a rapid acceleration operation at the crank angle position θa during the intake stroke, and thus the control for increasing the throttle opening α is performed. When the throttle opening is increased in this manner, the fuel injection
[0054]
As described above, when the acceleration operation is performed at a position before the crank angle position at which the asynchronous injection can be performed, the fuel injection amount can be corrected by the asynchronous injection. Even with the device, the operation of the engine can be performed without any trouble.
[0055]
On the other hand, in the conventional fuel supply control device, as shown in FIG. 4, when the throttle opening α is changed at the crank angle position at the end of the intake stroke, asynchronous injection is performed until the intake stroke ends. Since there is no time left to complete, no additional fuel injection (asynchronous injection) is performed even though the intake air amount increases due to the increase in the throttle opening. For this reason, a fuel shortage state occurs, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes lean (lean), and the output of the engine decreases.
[0056]
Further, in the conventional fuel supply control device, as shown in FIG. 5, when synchronous injection is performed at the crank angle position θ3, a rapid deceleration operation is performed in the intake stroke, and the throttle valve is suddenly closed. Although the amount of injected fuel becomes excessive, the already injected fuel cannot be recovered, so that the air-fuel ratio becomes over-rich. When such a state occurs, the combustion in the combustion chamber is not performed properly, so that the output of the engine is reduced or the components of the exhaust gas are deteriorated.
[0057]
Therefore, in the present embodiment, a section from the crank angle position at which synchronous injection is performed to the crank angle position at which the intake stroke ends is set as a throttle opening / closing prohibition section, and while the crank angle position is in this section, opening and closing of the throttle valve is performed. When the accelerator operation is performed in the throttle opening / closing prohibited section, the control of the throttle valve is performed according to the accelerator operation when the crank angle position deviates from the throttle opening / closing prohibited section. I made it. For example, as shown in FIG. 6, after the synchronous injection is performed at the crank angle position θ2 set near the end of the exhaust stroke, the throttle β is prohibited from opening and closing the section β up to the crank angle position θb at the end of the intake stroke. When a rapid acceleration operation or a rapid deceleration operation is performed in this section, when the crank angle position deviates from the throttle opening / closing prohibition section, control to change the opening of the throttle valve is performed. . In the example shown in FIG. 6, after the synchronous injection is performed at the crank angle position θ2, the rapid acceleration operation is performed at the crank angle position θa during the intake stroke, but the crank angle position deviates from the throttle opening / closing prohibition section β. In the meantime, the control for increasing the throttle opening is prohibited from being performed, and the control for increasing the throttle opening is started when the crank angle position deviates from the throttle opening / closing prohibited section after passing through θb. I have. When the next synchronous injection is performed at the crank angle position θ3, the intake air amount calculated from the minimum value of the intake pipe pressure detected in the intake stroke ended at the crank angle position θb and the engine rotation speed is calculated. The sum of the calculated injection time and the injection time corresponding to an increase in fuel injection amount (acceleration increase amount) corresponding to the increase in throttle opening generated between crank angle position θb and crank angle position θ3. Fuel is injected during the corresponding injection time. In FIG. 6D, the hatched portion of the injection command signal generated at the crank angle position θ3 corresponds to the acceleration increase.
[0058]
In this manner, the section from the crank position at which the synchronous injection is started to the crank position at the end of the intake stroke is defined as the throttle opening / closing prohibition section, and the crank angle position of the engine (rotation angle position of the crankshaft) is determined. If the throttle valve is prohibited from being operated during the throttle opening / closing prohibition section, the throttle valve will not be operated even if the acceleration operation is performed during the intake stroke. In this case, it is possible to prevent the air-fuel ratio from fluctuating greatly and the operation of the engine from being sluggish or the exhaust gas component from becoming worse.
[0059]
Similarly, even if a sharp deceleration operation is performed in the intake stroke, the throttle valve is not operated until the end of the intake stroke, so that the fuel injected by the synchronous injection becomes excessive and the output of the engine is reduced. It is possible to prevent the exhaust gas from lowering and the components of the exhaust gas from becoming worse.
[0060]
As described above, when setting the throttle opening / closing prohibited section, it is necessary to provide the throttle opening / closing prohibited section determining means 32 with an intake stroke end detecting means for detecting the end of the intake stroke.
[0061]
Generally, in an internal combustion engine, particularly in an internal combustion engine in which an intake pipe is independently provided for each cylinder, the pressure in the intake pipe exhibits a minimum value near a crank angle position at which the intake stroke ends. When the present invention is applied to such an internal combustion engine, the end of the intake stroke can be detected by detecting the minimum value of the pressure in the intake pipe of the internal combustion engine.
[0062]
When a crank angle sensor (
[0063]
Further, when the crank angle sensor generates a specific crank angle signal at a crank angle position whose phase is advanced from the crank angle position at the end of the intake stroke, a timer is generated when the specific crank angle signal is generated. Is started, and the timer measures the time conversion value of the angle from the position where the crank angle signal is generated to the end position of the intake stroke, whereby the end of the intake stroke can be detected.
[0064]
When the internal combustion engine is a four-stroke engine and is provided with a camshaft sensor that generates a cam angle signal at a specific rotation angle position of the camshaft of the internal combustion engine, the cam angle generated by the camshaft sensor is provided. The signal can also be used to detect that the internal combustion engine has completed the intake stroke. Also in this case, when the camshaft sensor is configured to generate a specific cam angle signal at the cam angle position at the end of the intake stroke, the camshaft sensor generates a specific cam angle signal. The end of the intake stroke can be detected. If the camshaft sensor generates a specific cam angle signal at a cam angle position that is ahead of the cam angle position at the end of the intake stroke, a timer is set when the specific cam angle signal is generated. When the timer is started and the timer measures the time conversion value of the angle from the position where the cam angle signal is generated to the end position of the intake stroke, the end of the intake stroke can be detected.
[0065]
To determine whether or not the crank angle position of the engine is in the throttle opening / closing prohibition section, for example, it is set at the timing when synchronous injection is performed, and is reset when the end of the intake stroke is detected. A section determination flag may be provided to determine whether or not this flag is set in
[0066]
In the above example, the section from the crank angle position at which synchronous injection is performed to the end position of the intake stroke is defined as the throttle opening / closing prohibition section. The throttle opening / closing prohibition section may be set to include the section and the intake stroke.
[0067]
Further, when the injector control means is configured to perform synchronous injection for injecting fuel from the injector at a predetermined crank angle position, and then perform asynchronous injection for compensating for a shortage of fuel injection amount as necessary. The throttle opening / closing prohibition section determination means can be configured so that the section from the crank angle position when asynchronous injection is started to the crank angle position when the intake stroke ends is set as the throttle opening / closing prohibition section.
[0068]
In the above embodiment, the throttle opening / closing prohibited section determining means is provided between the throttle opening / closing request detecting means and the target throttle opening degree calculating means, and the crank angle position deviates from the throttle opening / closing prohibited section by the throttle opening / closing prohibited section determining means. Although the target opening of the throttle valve is calculated only when it is determined that the throttle opening is determined, the method of providing the throttle opening / closing prohibition section determining means is not limited to the above example.
[0069]
For example, the throttle opening / closing prohibited section determining means 32 is provided between the throttle operation amount calculating means 35 and the actuator driving means 36, and the throttle opening / closing prohibited section determining means determines that the crank angle position is out of the throttle opening / closing prohibited section. Only when this is done, an actuator drive command signal may be given to the
[0070]
In the above embodiment, when the throttle opening / closing request is detected, it is always determined whether or not the crank angle position is in the throttle opening / closing prohibited section. However, the throttle provided by the detected throttle opening / closing request is determined. Only when the required operation amount of the valve exceeds the set value, it may be determined whether or not the crank angle position is in the throttle opening / closing prohibition section.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the throttle valve is operated to change the intake air amount, a throttle opening / closing prohibition section including a section in which an uncorrectable remarkable change occurs in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is defined. Since the throttle valve is prohibited from being operated when the crank angle position of the engine is in this throttle opening / closing prohibited section, the air-fuel ratio greatly fluctuates when the driver performs a sudden accelerator operation. There is an advantage that it is possible to prevent the operation of the first embodiment from being delayed and the exhaust gas component from being deteriorated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration including a function realizing unit configured by a microprocessor in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph for explaining the operation of a conventional fuel supply control device for an internal combustion engine.
FIG. 4 is a graph for explaining the operation of a conventional fuel supply control device for an internal combustion engine.
FIG. 5 is a graph for explaining the operation of a conventional fuel supply control device for an internal combustion engine.
FIG. 6 is a graph for explaining the operation of the fuel supply control device for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an algorithm of one task executed when the microprocessor calculates a target opening of the throttle valve in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing an algorithm of a task executed when a microprocessor calculates a target opening of a throttle valve in a conventional fuel supply control device.
[Explanation of symbols]
1: internal combustion engine, 2: throttle valve, 3: actuator, 4: throttle sensor, 5: injector, 6: intake pipe pressure sensor, 12: electronic control unit (ECU), 13: actuator drive circuit, 14: accelerator, 15: accelerator sensor, 31: throttle opening / closing request detecting means, 32: throttle opening / closing prohibited section determining means, 33: target throttle opening calculating means, 35: throttle operating amount calculating means, 36: actuator driving means.
Claims (10)
前記スロットルバルブが操作されて吸入空気量が変化すると混合気の空燃比に補正不能な顕著な変化が生じるクランク角範囲を含むように設定された区間をスロットル開閉禁止区間として、前記内燃機関のクランク角位置が前記スロットル開閉禁止区間にあるか否かを判定するスロットル開閉禁止区間判定手段を具備し、
前記スロットル制御手段は、前記スロットル開閉禁止区間判定手段により前記内燃機関のクランク角位置が前記スロットル開閉禁止区間にあると判定されている間前記スロットル制御手段が前記スロットルバルブの開度を変化させる制御を行うのを禁止するように構成されている内燃機関用燃料供給制御装置。An injector that supplies fuel to the internal combustion engine, a throttle valve that is operated by an actuator to adjust an intake air amount of the internal combustion engine, and a fuel injection time calculated by calculating a fuel injection time for various control conditions. Injector control means for controlling the injector so as to inject fuel from the injector, a throttle sensor for detecting an opening of the throttle valve, and a request from an accelerator operation by a driver to an open side or a closed side of the throttle valve. A throttle opening / closing request detecting means for detecting a throttle opening / closing request indicating an operation amount, and a target opening degree of the throttle valve is calculated according to the throttle opening / closing request detected by the throttle opening / closing request detecting means and detected by the throttle sensor. The opening of the throttle valve is calculated. A fuel supply control system for an internal combustion engine having a throttle control means for controlling the actuator to match the target opening,
When the throttle valve is operated to change the intake air amount, a section set so as to include a crank angle range in which an uncorrectable remarkable change in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set as a throttle opening / closing prohibited section, A throttle opening / closing prohibition section determining means for determining whether or not the angular position is in the throttle opening / closing prohibition section;
The throttle control means controls the throttle valve to change the opening degree of the throttle valve while the throttle angle prohibition section determination means determines that the crank angle position of the internal combustion engine is in the throttle open / close prohibition section. A fuel supply control device for an internal combustion engine configured to prohibit the execution of the fuel supply control.
前記吸気行程終了検出手段は、前記カム角信号を用いて前記内燃機関が吸気行程を終了したことを検出するように構成されている請求項5に記載の内燃機関用燃料供給制御装置。The internal combustion engine is a four-stroke engine, and is provided with a camshaft sensor that generates a cam angle signal at a specific rotation angle position of a camshaft of the internal combustion engine,
6. The fuel supply control device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the intake stroke end detection means is configured to detect that the internal combustion engine has completed an intake stroke using the cam angle signal.
前記スロットル開閉禁止区間判定手段は、前記非同期噴射が開始されたときのクランク角位置から前記吸気行程が終了したときのクランク角位置までの区間を前記スロットル開閉禁止区間とするように構成されている請求項1,2,3または4に記載の内燃機関用燃料供給制御装置。The injector control means is configured to perform synchronous injection for injecting fuel from the injector at a predetermined crank angle position, and then perform asynchronous injection for compensating for a shortage of fuel injection amount as necessary,
The throttle opening / closing prohibition section determining means is configured to set a section from a crank angle position when the asynchronous injection is started to a crank angle position when the intake stroke ends, as the throttle opening / closing prohibition section. The fuel supply control device for an internal combustion engine according to claim 1, 2, 3, or 4.
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