JP2004218632A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃機関の負荷条件の異なる全領域において、機関回転速度と吸気圧とから燃料噴射量を精度良く算出すること。
【解決手段】 内燃機関に供給する基本燃料噴射量ＴＰを算出する際、吸気ボトム圧ＰＭＢと内燃機関の負荷条件を判定するための所定量δとが比較され（ステップＳ３０４）、機関回転速度ＮＥと吸気ボトム圧ＰＭＢとをパラメータとする第１のマップ（ステップＳ３０６）と機関回転速度ＮＥと吸気平均圧ＰＭＡＶとをパラメータとする第２のマップ（ステップＳ３０５）とが切換えられる。これにより、内燃機関の負荷条件が異なる全領域に適合するよう機関回転速度と吸気圧とから内燃機関に供給する最終燃料噴射量を精度良く算出でき、排気エミッション低減やドライバビリティ向上を実現することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の負荷条件に応じた燃料噴射量にて運転状態を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。

従来、内燃機関の機関回転速度と吸気圧の変化とに基づいて燃料噴射量を求め、内燃機関を制御するものが知られている。このような、内燃機関の燃料噴射制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平１０−２８０９９５号公報にて開示されたものが知られている。

このものでは、１つの吸気圧センサからの出力信号を用いて２気筒内燃機関の各気筒の燃料噴射量を精度良く算出することで、排気エミッション低減やドライバビリティ向上を実現する技術が示されている。
特開平１０−２８０９９５号公報（第２頁〜第３頁）

前述のものでは、内燃機関に供給する燃料噴射量の算出に際し、機関回転速度、大気圧と吸気ボトム圧との差圧をパラメータとしている。ところで、スロットルバルブのスロットル開度が閉側において、排気エミッション増加やドライバビリティ低下を起こす領域がなお存在している点に発明者らは着目した。発明者らは実験・研究によって、この領域では吸入空気量が変化しているにもかかわらず、内燃機関の吸気行程終了近傍で現われる吸気ボトム圧が殆ど変化しないため燃料噴射量に反映されず、結果的に、空燃比リーンとなって排気エミッション増加やドライバビリティ低下を起こすという不具合が生じることを見出した。また、この領域では、吸気ボトム圧の変化よりもその直後の圧縮行程または膨張（爆発）行程における吸気圧変化の方が顕著に現われることも分かった。

そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、内燃機関のスロットルバルブのスロットル開度が閉側となる領域を含む負荷条件の異なる全領域において、機関回転速度と吸気圧とから内燃機関に供給する燃料噴射量を精度良く算出でき、排気エミッション低減やドライバビリティ向上を実現可能な内燃機関の燃料噴射制御装置の提供を課題としている。

請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、機関回転速度検出手段で機関回転速度が検出され、吸気圧検出手段でスロットルバルブの下流側の吸気通路における吸気圧が検出され、機関制御手段で内燃機関の負荷条件に応じて、第１マップ記憶手段に記憶されている機関回転速度と吸気ボトム圧演算手段による内燃機関の１燃焼サイクル毎における最低吸気圧である吸気ボトム圧とをパラメータとする第１のマップと第２マップ記憶手段に記憶されている機関回転速度と吸気平均圧演算手段による内燃機関の１燃焼サイクル毎における少なくとも圧縮行程または膨張（爆発）行程を含む所定期間内で平均化された吸気圧である吸気平均圧とをパラメータとする第２のマップとが切換えられ、得られた燃料噴射量によって内燃機関の運転状態が制御される。このように、内燃機関に供給する燃料噴射量を算出する際、内燃機関の中高負荷領域に対応する第１のマップと内燃機関の低負荷領域に対応する第２のマップとが切換えられることで、内燃機関の負荷条件が異なる全領域に適合するよう機関回転速度と吸気圧とから内燃機関に供給する燃料噴射量が精度良く算出されることとなり、排気エミッション低減やドライバビリティ向上が実現される。

請求項２の内燃機関の燃料噴射制御装置における機関制御手段では、内燃機関の負荷条件として吸気ボトム圧が所定値以下では第２のマップ、所定値を越えると第１のマップが用いられ、燃料噴射量が算出される。これにより、内燃機関の負荷条件の異なる全領域に適合するよう機関回転速度と吸気圧とから内燃機関に供給する燃料噴射量が精度良く算出される。

請求項３の内燃機関の燃料噴射制御装置における機関制御手段では、内燃機関の負荷条件として吸気平均圧が所定値以下では第２のマップ、所定値を越えると第１のマップが用いられ、燃料噴射量が算出される。これにより、内燃機関の負荷条件の異なる全領域に適合するよう機関回転速度と吸気圧とから内燃機関に供給する燃料噴射量が精度良く算出される。

請求項４の内燃機関の燃料噴射制御装置における機関制御手段では、内燃機関の負荷条件としてスロットル開度検出手段で検出されたスロットルバルブのスロットル開度が所定値以下では第２のマップ、所定値を越えると第１のマップが用いられ、燃料噴射量が算出される。これにより、内燃機関の負荷条件の異なる全領域に適合するよう機関回転速度と吸気圧とから内燃機関に供給する燃料噴射量が精度良く算出される。

請求項５の内燃機関の燃料噴射制御装置における機関制御手段では、内燃機関の負荷条件としてアイドル検出手段でスロットルバルブが全閉近傍にあると検出されたときには第２のマップ、スロットルバルブが全閉近傍にないと検出されたときには第１のマップが用いられ、燃料噴射量が算出される。これにより、内燃機関の負荷条件の異なる全領域に適合するよう機関回転速度と吸気圧とから内燃機関に供給する燃料噴射量が精度良く算出される。

請求項６の内燃機関の燃料噴射制御装置では、内燃機関が単気筒または独立吸気からなる多気筒とされる。これら単気筒または独立吸気からなる多気筒の内燃機関では、１燃焼サイクル毎における吸気圧変動がはっきりと現われ易く、吸気ボトム圧及び吸気平均圧が正確に算出される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。

図１において、１は１つの気筒からなる内燃機関（単気筒エンジン）であり、内燃機関１の吸気通路２にはエアクリーナ３からの空気が導入される。この吸気通路２途中には、ドライバ（運転者）の要求として図示しないアクセルペダル等の操作に連動して開閉されるスロットルバルブ１１が配設されている。このスロットルバルブ１１が開閉されることにより、吸気通路２への吸入空気量が調節される。また、この吸入空気量と同時に、図示しない燃料タンクから燃料ポンプにて圧送されプレッシャレギュレータ１２を介して調圧された燃料が、内燃機関１の吸気ポート４の近傍で吸気通路２に配設されたインジェクタ（燃料噴射弁）５から噴射供給される。そして、所定の燃料噴射量及び吸入空気量からなる混合気が吸気バルブ６を介して燃焼室７内に吸入される。

吸気通路２途中のスロットルバルブ１１にはアクセルペダル踏込量等に応じたスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ２１が配設されている。このスロットル開度センサ２１にはスロットルバルブ１１が全閉近傍であることを検出する図示しないアイドルＳＷ（スイッチ）が内蔵されている。また、スロットルバルブ１１の下流側には、吸気通路２内の吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ２２が配設されている。そして、内燃機関１には冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ２３が配設されている。更に、内燃機関１のクランクシャフト１３にはその回転に伴うクランク角〔°ＣＡ(Crank Angle）〕を検出するクランク角センサ２４が配設されている。このクランク角センサ２４で検出されるクランク角に基づき内燃機関１の機関回転速度ＮＥが算出される。

また、内燃機関１の燃焼室７内に向けて点火プラグ１４が配設されている。この点火プラグ１４にはクランク角センサ２４で検出されるクランク角に同期して後述のＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）３０から出力される点火指令信号に基づき点火コイル／イグナイタ１５からの高電圧が印加され、燃焼室７内の混合気に対する点火燃焼が行われる。このように、燃焼室７内の混合気が燃焼（膨張）され駆動力が得られ、この燃焼後の排気ガスは、排気バルブ８を介して排気マニホールドから排気通路９に導出され外部に排出される。

ＥＣＵ３０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ３１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ３２、各種データ等を格納するＲＡＭ３３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ３４、入出力回路３５及びそれらを接続するバスライン３６等からなる論理演算回路として構成されている。このＥＣＵ３０には、スロットル開度センサ２１からのスロットル開度ＴＡ、吸気圧センサ２２からの吸気圧ＰＭ、水温センサ２３からの冷却水温ＴＨＷ、クランク角センサ２４からの機関回転速度ＮＥ等が入力されている。これら各種センサ情報に基づくＥＣＵ３０からの出力信号に基づき、燃料噴射時期及び燃料噴射量に関連するインジェクタ５、点火時期に関連する点火プラグ１４、点火コイル／イグナイタ１５等が適宜、制御される。

次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における吸気ボトム圧ＰＭＢ演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図４を参照して説明する。ここで、図４は図２及び後述の図３の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。また、図４に示す吸気・圧縮・膨張（爆発）・排気の各行程は、図示しないカム角センサからのカム角信号及びクランク角センサ２４からのクランク角信号に基づき検出され、「三角白抜」記号位置は、内燃機関１のシリンダにおける圧縮ＴＤＣ（Top Dead Center:上死点）を示す。なお、この吸気ボトム圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。

図２において、まず、ステップＳ１０１で、現在の吸気圧ＰＭが読込まれる。次にステップＳ１０２に移行して、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値α（図４に示す例えば、膨張（爆発）行程の終了位置を表わす「７」）であるかが判定される。このクランク角信号カウンタＮＮＵＭにおいては、例えば、カム角センサ（図示略）からのカム角信号の発生に対応して内燃機関１のクランクシャフト１３に配設されたクランク角センサ２４により検出される基準クランク角位置を「０（零）」とし、４サイクル（吸気行程→圧縮行程→膨張（爆発）行程→排気行程）からなる７２０〔°ＣＡ（Crank Angle:クランク角）〕の１燃焼サイクルに対してクランク角信号が入力される３０〔°ＣＡ〕毎に「＋１」インクリメントされる各クランク角位置「０」〜「２３」を表わす値であり、「２３」を越えると「０」にクリアされるカウントアップ処理が繰返し実行されている。

ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値αであるとき（図４に示す時刻ｔ0 、時刻ｔ2 ）にはステップＳ１０３に移行し、吸気ボトム圧ＰＭＢが予め設定されている所定の最大値に初期設定される。一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値α以外であるときにはステップＳ１０３がスキップされる。

次にステップＳ１０４に移行して、吸気ボトム圧ＰＭＢが現在の吸気圧ＰＭを越えているかが判定される。ステップＳ１０４の判定条件が成立、即ち、吸気ボトム圧ＰＭＢが現在の吸気圧ＰＭを越え大きいときにはステップＳ１０５に移行し、吸気ボトム圧ＰＭＢが現在の吸気圧ＰＭに更新され、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１０４の判定条件が成立せず、即ち、吸気ボトム圧ＰＭＢが現在の吸気圧ＰＭ以下と小さいときには、現在の吸気圧ＰＭが吸気ボトム圧ＰＭＢになり得ないためステップＳ１０５がスキップされ、本ルーチンを終了する。

なお、図４に示すように、内燃機関１が本実施例のような単気筒エンジン（多気筒エンジンを含む）で吸気圧を検出するシステムにおける吸気圧ＰＭは、吸気行程で負圧になり、吸気行程終了後にスロットルバルブ１１の隙間から吸気通路２に流入する空気によって徐々に大気圧方向へ上昇する。このため、上述の吸気ボトム圧演算ルーチンにより吸気ボトム圧ＰＭＢが逐次更新され、図４に示す時刻ｔ1 における吸気ボトム圧ＰＭＢが、今回の１燃焼サイクル（７２０〔°ＣＡ〕）における吸気ボトム圧ＰＭＢ〔ｋＰａ：キロパスカル〕として検出される。

次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における吸気平均圧ＰＭＡＶ演算の処理手順を示す図３のフローチャートに基づき、図４を参照して説明する。なお、この吸気平均圧演算ルーチンは内燃機関１の１燃焼サイクル毎における少なくとも圧縮行程及び膨張（爆発）行程を含む所定期間内で所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。

図３において、まず、ステップＳ２０１で、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値β（図４に示す例えば、圧縮行程の開始位置を表わす「１９」）以上であるかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値β未満と小さいときにはステップＳ２０２に移行し、吸気圧積算カウンタＣが「０」にクリアされる。次にステップＳ２０３に移行して、吸気圧積算値ＰＭＳＭが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値β以上と大きいときにはステップＳ２０４に移行し、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値γ（図４に示す例えば、膨張（爆発）行程の終了位置を表わす「７」）未満であるかが判定される。ステップＳ２０４の判定条件が成立、即ち、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値β以上から所定値γ未満までの範囲にあるときにはステップＳ２０５に移行し、前回までの吸気圧積算値ＰＭＳＭＯに今回検出された吸気圧ＰＭが加算され吸気圧積算値ＰＭＳＭが算出される。

このように、本実施例におけるクランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値β以上から所定値γ未満までの範囲は、吸気行程及び圧縮行程におけるクランク角範囲に設定されており、内燃機関１の１燃焼サイクル毎における少なくとも圧縮行程及び膨張（爆発）行程を含む所定期間内に対応している。次にステップＳ２０６に移行して、吸気圧積算カウンタＣが「＋１」インクリメントされ、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２０４の判定条件が成立せず、即ち、クランク角信号カウンタＮＮＵＭが所定値γ以上と大きくなるとステップＳ２０７に移行し、ステップＳ２０５で算出された吸気圧積算値ＰＭＳＭがステップＳ２０６による積算カウンタＣにて除算され吸気平均圧ＰＭＡＶが算出され、本ルーチンを終了する。

次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における基本燃料噴射量ＴＰ演算の処理手順を示す図５のフローチャートに基づいて説明する。なお、この基本燃料噴射量演算ルーチンは１燃焼サイクルの所定タイミング毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。

図５において、ステップＳ３０１で、機関回転速度ＮＥが読込まれる。次にステップＳ３０２に移行して、上述の図２で算出された吸気ボトム圧ＰＭＢが読込まれる。次にステップＳ３０３に移行して、上述の図３で算出された吸気平均圧ＰＭＡＶが読込まれる。次にステップＳ３０４に移行して、ステップＳ３０２で読込まれた吸気ボトム圧ＰＭＢが所定値δ以下であるかが判定される。ステップＳ３０４の判定条件が成立、即ち、吸気ボトム圧ＰＭＢが所定値δ以下と小さく、内燃機関１の運転状態がアイドル回転速度近傍にあると想定されるときにはステップＳ３０５に移行する。ステップＳ３０５では、ステップＳ３０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ３０３で読込まれた吸気平均圧ＰＭＡＶとから予めＲＯＭ３２内に記憶されているマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰが算出され、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ３０４の判定条件が成立せず、即ち、吸気ボトム圧ＰＭＢが所定値δを越え大きく、内燃機関１の運転状態がアイドル回転速度近傍にないと想定されるときにはステップＳ３０６に移行する。ステップＳ３０６では、ステップＳ３０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ３０２で読込まれた吸気ボトム圧ＰＭＢとから予めＲＯＭ３２内に記憶されているマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰが算出され、本ルーチンを終了する。なお、本ルーチンにて算出された基本燃料噴射量ＴＰに対して周知のように各種補正が実行され、インジェクタ５から内燃機関１に供給される最終燃料噴射量ＴＡＵが設定される。

このように、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度検出手段としてのクランク角センサ２４と、内燃機関１のスロットルバルブ１１の下流側の吸気通路２における吸気圧ＰＭを検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２２と、内燃機関１の１燃焼サイクル毎における最低吸気圧を吸気ボトム圧ＰＭＢとして算出するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される吸気ボトム圧演算手段と、内燃機関１の１燃焼サイクル毎における少なくとも圧縮行程または膨張（爆発）行程を含む所定期間内で平均化された吸気圧を吸気平均圧ＰＭＡＶとして算出するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される吸気平均圧演算手段と、機関回転速度ＮＥと吸気ボトム圧ＰＭＢとをパラメータとし、内燃機関１に供給する基本燃料噴射量ＴＰを算出する第１のマップを記憶する第１マップ記憶手段としてのＥＣＵ３０内のＲＯＭ３２と、機関回転速度ＮＥと吸気平均圧ＰＭＡＶとをパラメータとし、内燃機関１に供給する基本燃料噴射量ＴＰを算出する第２のマップを記憶する第２マップ記憶手段としてのＥＣＵ３０内のＲＯＭ３２と、内燃機関１の負荷条件に応じて第１のマップと第２のマップとを切換え、そのとき得られる基本燃料噴射量ＴＰに各種補正を施した最終燃料噴射量ＴＡＵにて内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される機関制御手段とを具備するものである。また、内燃機関１を単気筒とするものである。

つまり、内燃機関１に供給する基本燃料噴射量ＴＰを算出する際、機関回転速度ＮＥと吸気ボトム圧ＰＭＢとをパラメータとする第１のマップと機関回転速度ＮＥと吸気平均圧ＰＭＡＶとをパラメータとする第２のマップとを切換えることで、内燃機関１の負荷条件が異なる全領域に適合するよう機関回転速度ＮＥと吸気圧ＰＭとから内燃機関１に供給する最終燃料噴射量ＴＡＵを精度良く算出でき、排気エミッション低減やドライバビリティ向上を実現することができる。なお、内燃機関１が単気筒であると、１燃焼サイクル毎における吸気圧変動がはっきりと現われ易く、吸気ボトム圧ＰＭＢ及び吸気平均圧ＰＭＡＶを正確に算出することができる。

また、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置のＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される機関制御手段は、内燃機関１の負荷条件として吸気ボトム圧ＰＭＢが所定値δ以下のときにはＲＯＭ３２内に記憶されている第２のマップを用い、吸気ボトム圧ＰＭＢが所定値δを越えるときにはＲＯＭ３２内に記憶されている第１のマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰを算出するものである。

つまり、吸気ボトム圧ＰＭＢが所定値δ以下となる内燃機関１の低負荷領域にあっては機関回転速度ＮＥと吸気平均圧ＰＭＡＶとをパラメータとする第２のマップが用いられ、また、吸気ボトム圧ＰＭＢが所定値δを越える内燃機関１の中高負荷領域にあっては機関回転速度ＮＥと吸気ボトム圧ＰＭＢとをパラメータとする第１のマップが用いられ、内燃機関１に供給する基本燃料噴射量ＴＰが算出される。これにより、内燃機関１の負荷条件の異なる全領域に適合するよう機関回転速度ＮＥと吸気圧ＰＭとから内燃機関１に供給する最終燃料噴射量ＴＡＵを精度良く算出でき、排気エミッション低減やドライバビリティ向上を実現することができる。

次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における基本燃料噴射量ＴＰ演算の処理手順の第１の変形例を示す図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、この基本燃料噴射量演算ルーチンは１燃焼サイクルの所定タイミング毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。

図６において、ステップＳ４０１で、機関回転速度ＮＥが読込まれる。次にステップＳ４０２に移行して、上述の図２で算出された吸気ボトム圧ＰＭＢが読込まれる。次にステップＳ４０３に移行して、上述の図３で算出された吸気平均圧ＰＭＡＶが読込まれる。次にステップＳ４０４に移行して、ステップＳ４０３で読込まれた吸気平均圧ＰＭＡＶが所定値ε以下であるかが判定される。ステップＳ４０４の判定条件が成立、即ち、吸気平均圧ＰＭＡＶが所定値ε以下と小さく、内燃機関１の運転状態がアイドル回転速度近傍にあると想定されるときにはステップＳ４０５に移行する。ステップＳ４０５では、ステップＳ４０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ４０３で読込まれた吸気平均圧ＰＭＡＶとから予めＲＯＭ３２内に記憶されているマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰが算出され、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ４０４の判定条件が成立せず、即ち、吸気平均圧ＰＭＡＶが所定値εを越え大きく、内燃機関１の運転状態がアイドル回転速度近傍にないと想定されるときにはステップＳ４０６に移行する。ステップＳ４０６では、ステップＳ４０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ４０２で読込まれた吸気ボトム圧ＰＭＢとから予めＲＯＭ３２内に記憶されているマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰが算出され、本ルーチンを終了する。なお、本ルーチンにて算出された基本燃料噴射量ＴＰに対して周知のように各種補正が実行され、インジェクタ５から内燃機関１に供給される最終燃料噴射量ＴＡＵが設定される。

このように、本変形例の内燃機関の燃料噴射制御装置のＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される機関制御手段は、内燃機関１の負荷条件として吸気平均圧ＰＭＡＶが所定値ε以下のときにはＲＯＭ３２内に記憶されている第２のマップを用い、吸気平均圧ＰＭＡＶが所定値εを越えるときにはＲＯＭ３２内に記憶されている第１のマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰを算出するものである。

つまり、吸気平均圧ＰＭＡＶが所定値ε以下となる内燃機関１の低負荷領域にあっては機関回転速度ＮＥと吸気平均圧ＰＭＡＶとをパラメータとする第２のマップが用いられ、また、吸気平均圧ＰＭＡＶが所定値εを越える内燃機関１の中高負荷領域にあっては機関回転速度ＮＥと吸気ボトム圧ＰＭＢとをパラメータとする第１のマップが用いられ、内燃機関１に供給する基本燃料噴射量ＴＰが算出される。これにより、内燃機関１の負荷条件の異なる全領域に適合するよう機関回転速度ＮＥと吸気圧ＰＭとから内燃機関１に供給する最終燃料噴射量ＴＡＵを精度良く算出でき、排気エミッション低減やドライバビリティ向上を実現することができる。

次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における基本燃料噴射量ＴＰ演算の処理手順の第２の変形例を示す図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、この基本燃料噴射量演算ルーチンは１燃焼サイクルの所定タイミング毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。

図７において、ステップＳ５０１で、機関回転速度ＮＥが読込まれる。次にステップＳ５０２に移行して、スロットル開度ＴＡが読込まれる。次にステップＳ５０３に移行して、上述の図２で算出された吸気ボトム圧ＰＭＢが読込まれる。次にステップＳ５０４に移行して、上述の図３で算出された吸気平均圧ＰＭＡＶが読込まれる。次にステップＳ５０５に移行して、ステップＳ５０２で読込まれたスロットル開度ＴＡが所定値ζ以下であるかが判定される。ステップＳ５０５の判定条件が成立、即ち、スロットル開度ＴＡが所定値ζ以下と小さく、内燃機関１の運転状態がアイドル回転速度近傍にあると想定されるときにはステップＳ５０６に移行する。ステップＳ５０６では、ステップＳ５０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ５０４で読込まれた吸気平均圧ＰＭＡＶとから予めＲＯＭ３２内に記憶されているマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰが算出され、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ５０５の判定条件が成立せず、即ち、スロットル開度ＴＡが所定値ζを越え大きく、内燃機関１の運転状態がアイドル回転速度近傍にないと想定されるときにはステップＳ５０７に移行する。ステップＳ５０７では、ステップＳ５０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ５０３で読込まれた吸気ボトム圧ＰＭＢとから予めＲＯＭ３２内に記憶されているマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰが算出され、本ルーチンを終了する。なお、本ルーチンにて算出された基本燃料噴射量ＴＰに対して周知のように各種補正が実行され、インジェクタ５から内燃機関１に供給される最終燃料噴射量ＴＡＵが設定される。

このように、本変形例の内燃機関の燃料噴射制御装置は、スロットルバルブ１１のスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２１を具備し、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される機関制御手段が、内燃機関１の負荷条件としてスロットル開度ＴＡが所定値ζ以下のときにはＲＯＭ３２内に記憶されている第２のマップを用い、スロットル開度ＴＡが所定値ζを越えるときにはＲＯＭ３２内に記憶されている第１のマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰを算出するものである。

つまり、スロットル開度ＴＡが所定値ζ以下となる内燃機関１の低負荷領域にあっては機関回転速度ＮＥと吸気平均圧ＰＭＡＶとをパラメータとする第２のマップが用いられ、また、スロットル開度ＴＡが所定値ζを越える内燃機関１の中高負荷領域にあっては機関回転速度ＮＥと吸気ボトム圧ＰＭＢとをパラメータとする第１のマップが用いられ、内燃機関１に供給する基本燃料噴射量ＴＰが算出される。これにより、内燃機関１の負荷条件の異なる全領域に適合するよう機関回転速度ＮＥと吸気圧ＰＭとから内燃機関１に供給する最終燃料噴射量ＴＡＵを精度良く算出でき、排気エミッション低減やドライバビリティ向上を実現することができる。

次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における基本燃料噴射量ＴＰ演算の処理手順の第３の変形例を示す図８のフローチャートに基づいて説明する。なお、この基本燃料噴射量演算ルーチンは１燃焼サイクルの所定タイミング毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。

図８において、ステップＳ６０１で、機関回転速度ＮＥが読込まれる。次にステップＳ６０２に移行して、上述の図２で算出された吸気ボトム圧ＰＭＢが読込まれる。次にステップＳ６０３に移行して、上述の図３で算出された吸気平均圧ＰＭＡＶが読込まれる。次にステップＳ６０４に移行して、アイドルＳＷが「ＯＮ（オン）」であるかが判定される。ステップＳ６０４の判定条件が成立、即ち、アイドルＳＷが「ＯＮ」で、内燃機関１の運転状態がアイドル回転速度にあると想定されるときにはステップＳ６０５に移行する。ステップＳ６０５では、ステップＳ６０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ６０３で読込まれた吸気平均圧ＰＭＡＶとから予めＲＯＭ３２内に記憶されているマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰが算出され、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ６０４の判定条件が成立せず、即ち、アイドルＳＷが「ＯＦＦ（オフ）」で、内燃機関１の運転状態がアイドル回転速度近傍にないと想定されるときにはステップＳ６０６に移行する。ステップＳ６０６では、ステップＳ６０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ６０２で読込まれた吸気ボトム圧ＰＭＢとから予めＲＯＭ３２内に記憶されているマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰが算出され、本ルーチンを終了する。なお、本ルーチンにて算出された基本燃料噴射量ＴＰに対して周知のように各種補正が実行され、インジェクタ５から内燃機関１に供給される最終燃料噴射量ＴＡＵが設定される。

このように、本変形例の内燃機関の燃料噴射制御装置は、スロットルバルブ１１の全閉近傍を検出するアイドル検出手段としてのアイドルＳＷ（図示略）を具備し、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される機関制御手段が、内燃機関１の負荷条件としてアイドルＳＷが「ＯＮ」でスロットルバルブ１１が全閉近傍にあると検出されたときにはＲＯＭ３２内に記憶されている第２のマップを用い、アイドルＳＷが「ＯＦＦ」でスロットルバルブ１１が全閉近傍にないと検出されたときにはＲＯＭ３２内に記憶されている第１のマップを用いて基本燃料噴射量ＴＰを算出するものである。

つまり、アイドルＳＷが「ＯＮ」となる内燃機関１の低負荷領域にあっては機関回転速度ＮＥと吸気平均圧ＰＭＡＶとをパラメータとする第２のマップが用いられ、また、アイドルＳＷが「ＯＦＦ」となる内燃機関１の中高負荷領域にあっては機関回転速度ＮＥと吸気ボトム圧ＰＭＢとをパラメータとする第１のマップが用いられ、内燃機関１に供給する基本燃料噴射量ＴＰが算出される。これにより、内燃機関１の負荷条件の異なる全領域に適合するよう機関回転速度ＮＥと吸気圧ＰＭとから内燃機関１に供給する最終燃料噴射量ＴＡＵを精度良く算出でき、排気エミッション低減やドライバビリティ向上を実現することができる。

ところで、上記実施例及び変形例では、内燃機関が単気筒エンジンである場合について述べたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、複数の気筒からなり各気筒毎に独立して吸入空気量を供給する独立吸気の多気筒エンジンの場合にも、同様の作用・効果が期待できる。

また、上記実施例及び変形例では、吸気ボトム圧ＰＭＢを所定時間毎の吸気圧ＰＭに基づき算出するとしたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、クランク角センサ２４からのクランク角信号の入力毎に算出するようにしてもよく、ＥＣＵ３０内にピークホールド回路を設けて算出するようにしてもよい。

図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける吸気ボトム圧演算の処理手順を示すフローチャートである。 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける吸気平均圧演算の処理手順を示すフローチャートである。 図４は図２及び図３の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける基本燃料噴射量演算の処理手順を示すフローチャートである。 図６は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける基本燃料噴射量演算の処理手順の第１の変形例を示すフローチャートである。 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける基本燃料噴射量演算の処理手順の第２の変形例を示すフローチャートである。 図８は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける基本燃料噴射量演算の処理手順の第３の変形例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 吸気通路
５ インジェクタ（燃料噴射弁）
１１ スロットルバルブ
２１ スロットル開度センサ
２２ 吸気圧センサ
２４ クランク角センサ
３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）

Claims (6)

1. 内燃機関の機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
   前記内燃機関のスロットルバルブの下流側の吸気通路における吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
   前記内燃機関の１燃焼サイクル毎における最低吸気圧を吸気ボトム圧として算出する吸気ボトム圧演算手段と、
   前記内燃機関の１燃焼サイクル毎における少なくとも圧縮行程または膨張（爆発）行程を含む所定期間内で平均化された吸気圧を吸気平均圧として算出する吸気平均圧演算手段と、
   前記機関回転速度と前記吸気ボトム圧とをパラメータとし、前記内燃機関に供給する燃料噴射量を算出する第１のマップを記憶する第１マップ記憶手段と、
   前記機関回転速度と前記吸気平均圧とをパラメータとし、前記内燃機関に供給する燃料噴射量を算出する第２のマップを記憶する第２マップ記憶手段と、
   前記内燃機関の負荷条件に応じて前記第１のマップと前記第２のマップとを切換え、そのとき得られる前記燃料噴射量にて前記内燃機関の運転状態を制御する機関制御手段と
   を具備することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記機関制御手段は、前記内燃機関の負荷条件として前記吸気ボトム圧が所定値以下のときには前記第２のマップを用い、前記吸気ボトム圧が所定値を越えるときには前記第１のマップを用いて前記燃料噴射量を算出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。
3. 前記機関制御手段は、前記内燃機関の負荷条件として前記吸気平均圧が所定値以下のときには前記第２のマップを用い、前記吸気平均圧が所定値を越えるときには前記第１のマップを用いて前記燃料噴射量を算出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。
4. 前記スロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を具備し、
   前記機関制御手段は、前記内燃機関の負荷条件として前記スロットル開度が所定値以下のときには前記第２のマップを用い、前記スロットル開度が所定値を越えるときには前記第１のマップを用いて前記燃料噴射量を算出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。
5. 前記スロットルバルブの全閉近傍を検出するアイドル検出手段を具備し、
   前記機関制御手段は、前記内燃機関の負荷条件として前記アイドル検出手段で前記スロットルバルブが全閉近傍にあると検出されたときには前記第２のマップを用い、前記アイドル検出手段で前記スロットルバルブが全閉近傍にないと検出されたときには前記第１のマップを用いて前記燃料噴射量を算出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。
6. 前記内燃機関は、単気筒または独立吸気からなる多気筒であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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