JP2006307769A

JP2006307769A - エンジン用燃料噴射制御装置

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Publication number: JP2006307769A
Application number: JP2005132638A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Sato; 弘康佐藤
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2025-04-28
Also published as: JP4604818B2

Abstract

【課題】大気圧センサを用いることなく、スピード・デンシティ方式による制御と、スロットル・スピード方式による制御とを適宜に切り換えて、エンジンの低負荷時にも高負荷時にも燃料噴射量を的確に制御することができる燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンの状態が吸気管圧力から大気圧を検出するための条件を満たしているときに吸気管圧力から大気圧を検出する大気圧検出手段１６と、大気圧検出手段が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を更新後経過時間として計測する大気圧更新後経過時間計測手段２２と、更新後経過時間が異常判定時間以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段２３とを設け、更新後経過時間が異常判定時間以上であるときには、スロットル・スピード方式により演算された噴射時間が実噴射時間に反映されるのを禁止して実噴射時間をスピード・デンシティ方式により演算された噴射時間に等しくする。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンに燃料を供給するインジェクタに燃料噴射動作を行なわせる時間を各種の制御条件に対して制御することにより、周囲環境やエンジンの運転状況に応じて混合気の空燃比を適正値に保つように燃料噴射量を制御するエンジン用燃料噴射制御装置に関するものである。

周知のように、エンジン用燃料噴射装置は、エンジンの吸気管などに取り付けられたインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）と、燃料タンクからインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、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一定に保つ圧力調整器と、混合気の空燃比を適正値に保つためにインジェクタから噴射させる燃料の量（燃料噴射量）を制御する燃料噴射制御装置とにより構成される。エンジン用燃料噴射装置においては、上記のようにインジェクタに供給される燃料の圧力が一定に保たれるため、燃料噴射量は、インジェクタに燃料噴射動作を行なわせる時間（噴射時間）により管理される。

エンジン用燃料制御装置において、燃料の噴射時間を決定する際には吸入空気量を求める必要がある。吸入空気量を求める手段としてはエアフローメータが用いられている。しかし、コストの削減を図ることが必要とされる場合や、エンジンの構造上エアフローメータの取り付けスペースを確保できない場合などには、エアフローメータを省略することが必要とされることが多い。そのため、エアフローメータを用いない燃料噴射制御方式として、スピード・デンシティ方式（以下Ｓ−Ｄ方式とも呼ぶ。）と、スロットル・スピード方式（以下α−Ｎ方式とも呼ぶ。）とが用いられている。

スピード・デンシティ方式は、エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を決定する方式で、この方式では、エンジンの回転速度と吸気管圧力（吸気管内の圧力）とエンジンの体積効率とから吸入空気量を推定して、推定した吸入空気量に対して空燃比を適正な値に保つために必要な噴射時間を決定する。

またスロットル・スピード方式は、エンジンのスロットル開度と回転速度とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を決定する方式で、この方式では、エンジンのスロットル開度αと回転速度Ｎとから吸入空気量を推定して、推定した吸入空気量に対して空燃比を適正な値にするための噴射時間を決定する。

エンジンのスロットル開度αと回転速度Ｎとから吸入空気量を推定する場合、推定される吸入空気量は大気圧により変わる。そのため、スロットル・スピード方式による場合には、更に大気圧をもパラメータとして用いて、エンジンのスロットル開度αと回転速度Ｎとから推定された吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にすべく演算された基本噴射時間を大気圧に対して補正するようにしている。

図８は、４サイクルエンジンの吸気管圧力Ｐ及びスロットル開度αと負荷変動との関係を示したものである。同図においてＰa及びＰbはそれぞれエンジンの低速回転時及び高速回転時の吸気管圧力を示し、αa及びαbはそれぞれエンジンの低速回転時及び高速回転時のスロットル開度を示している。

また図９はエンジンの１燃焼サイクルの間に観察される吸気管圧力の波形を示したもので、同図（Ａ）はエンジンが高負荷の状態で高速回転しているときの吸気管圧力波形を示し、同図（Ｂ）はエンジンが低負荷の状態で高速回転しているときの吸気管圧力波形を示している。これらの図から明らかなように、エンジンが高速で回転している状態では、負荷が小さいときに吸気管圧力の脈動が小さいが、負荷が大きくなると吸気管圧力の脈動が大きくなる。

Ｓ−Ｄ方式により燃料噴射量を高精度で制御するためには、吸気管圧力が負荷変動に対して大きな変化を示す必要があり、かつ１燃焼サイクル中に検出される吸気管圧力の脈動が小さいことが必要である。図８から明らかなように、吸気管圧力は、エンジンの低速回転時においても、高速回転時においても、負荷変動に対して直線的な変化を示す。またエンジンが高速回転している状態でも、負荷が軽いときには吸気管圧力の脈動は小さい。そのため、低速回転時及び軽負荷高速回転時には、Ｓ−Ｄ方式により燃料の噴射量を高精度で制御することができる。しかしながら、エンジンが高負荷状態で高速回転しているときには、図９（Ａ）に示したように、１燃焼サイクルの全体に亘って吸気管圧力波形の脈動が大きくなるため、Ｓ−Ｄ方式による制御では、燃料噴射量を高精度で制御することができない。

一方、α−Ｎ方式による制御による場合には、スロットル開度の負荷変動に対する変化量が大きいときに高精度で燃料噴射量を制御することができる。図８から明らかなように、スロットル開度はエンジンのアイドル運転領域では小さく、負荷の増加に伴って指数関数的に増大していく。そのため、α−Ｎ方式による制御では、エンジンの高負荷時に燃料噴射量の制御を正確に行なうことができる。しかしながらエンジンの負荷が軽い状態では、スロットル開度の負荷変動に対する変化量が小さいため、α−Ｎ方式による制御で燃料噴射量を正確に制御することは難しい。

そこで、特許文献１や特許文献２に示されたように、エンジンの運転状況に応じてＳ−Ｄ方式による制御とα−Ｎ方式による制御とを切り換えることが提案されている。特許文献１に示された制御では、エンジンの負荷が小さいときにＳ−Ｄ方式により燃料噴射制御を行なわせ、エンジンの負荷が大きいときにα−Ｎ方式により燃料噴射制御を行なわせている。このように、エンジンの運転状況に応じてＳ−Ｄ方式による制御とα−Ｎ方式による制御とを切り換えるようにすれば、エンジンの低負荷時にも高負荷時にも、エアフローメータを用いずに燃料噴射量を正確に制御することができる。

前述のように、スロットル・スピード方式による制御を行なう際には、エンジンのスロットル開度及び回転速度の外に、更に大気圧をパラメータとして用いて、スロットル開度αと回転速度Ｎとから推定された吸入空気量に対して空燃比を適正値にすべく演算された基本噴射時間を大気圧に対して補正する必要がある。大気圧を検出するためには、大気圧センサを設ければよい。しかしながら、大気圧センサは高価であるため、大気圧センサを設けると燃料噴射制御装置のコストが高くなるのを避けられない。

そこで、本出願人は先に、特開２００３−６５１３８号において、エンジンの吸気管圧力から大気圧を検出する方法を提案した。この検出方法は、エンジンの状態が、吸気管圧力から大気圧を検出するための条件（大気圧検出条件）を満たしている状態にあるときに、エンジンの１燃焼サイクルの間の吸気管圧力の最大値を大気圧と見なすことができるという分析の結果に基づいている。既提案の検出方法では、例えば、エンジンの１燃焼サイクルの間に吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下になっている状態を、大気圧検出条件が満たされている状態として，この条件が満たされているときに吸気管圧力の最大値または、該最大値をエンジンの回転速度に応じて補正した値を大気圧の値として検出するようにしている。
特開昭５６−９６１３２号公報特開２００２−８１３３７号公報特開２００３−６５１３８号公報

上記のように、エンジンの運転状況に応じてＳ−Ｄ方式による制御とα−Ｎ方式による制御とを切り換えるようにすると共に、α−Ｎ方式による制御を行なわせる際の噴射時間の大気圧補正を、エンジンの吸気管圧力から検出した大気圧を用いて行なうようにすれば、高価なエアフローメータ及び大気圧センサを用いずに、エンジンの低負荷時にも高負荷時にも燃料噴射量を的確に制御することができる。

しかしながら、エンジンの吸気管圧力から大気圧を検出する方法は、エンジンの状態が所定の大気圧検出条件を満たしている状態にあるときにのみ実施可能であるため、大気圧検出条件が満たされない状態が続くと、大気圧の検出値を更新できない状態が長く続くことになる。このような状態でα−Ｎ方式による制御が行なわれると、大気圧を正しく反映させた形で噴射時間を演算することができなくなるため、噴射時間の演算精度が大きく低下する。そのため、高負荷・高速回転時の制御の精度を向上させるためにせっかくα−Ｎ方式による制御に切換えても、Ｓ−Ｄ方式によった場合よりもかえって噴射時間の演算精度が低下することがあり、燃料噴射量の制御を的確に行なうことができなくなることがある。

本発明の目的は、スピード・デンシティ方式による制御と、スロットル・スピード方式による制御とを適宜に切り換えてエンジンの燃料噴射量を制御するエンジン用燃料噴射制御装置において、スロットル・スピード方式による制御における噴射時間の大気圧補正を吸気管圧力から検出した大気圧を用いて行なう場合に、吸気管圧力から大気圧を検出するための条件が満たされない状態でスロットル・スピード方式による制御が行なわれることにより噴射時間の演算精度が大きく低下するのを防いで、エンジンの低負荷時にも高負荷時にも燃料噴射量を的確に制御することができるようにすることにある。

本発明は、各噴射タイミングでエンジンに取り付けられたインジェクタに燃料噴射を行なわせる時間を実噴射時間として該実噴射時間を各種の制御条件に対して決定する噴射時間決定部と、噴射時間決定部により決定された実噴射時間の間インジェクタに燃料噴射を行なわせるように各噴射タイミングでインジェクタを駆動するインジェクタ駆動部とを備えたエンジン用燃料噴射制御装置を対象とする。

本発明においては、エンジンの状態が吸気管圧力から大気圧を検出するための条件を満たす状態にあるときにエンジンの吸気管圧力から大気圧を検出する大気圧検出手段と、大気圧検出手段が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を更新後経過時間として計測する大気圧更新後経過時間計測手段と、前記更新後経過時間が設定された異常判定時間以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段とが設けられる。

本発明においてはまた、上記噴射時間決定部が、エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段と、エンジンのスロットル開度と回転速度と大気圧とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段と、第１の噴射時間及び第２の噴射時間に基づいて実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段とを備えており、この実噴射時間決定手段は、大気圧更新後経過時間判定手段により、更新後経過時間が異常判定時間以上であると判定されたときに第２の噴射時間が実噴射時間に反映されるのを禁止して実噴射時間を第１の噴射時間に等しくするように構成される。

上記のように構成すると、スピード・デンシティ方式による制御と、スロットル・スピード方式による制御とを適宜に切り換えてエンジンの燃料噴射量を制御するエンジン用燃料噴射制御装置において、スロットル・スピード方式による制御における噴射時間の大気圧補正を吸気管圧力から検出した大気圧を用いて行なう場合に、大気圧の検出値を更新できない状態でスロットル・スピード方式により演算された噴射時間が実噴射時間に反映されるのを防ぐことができるため、大気圧を的確に検出できない状態でスロットル・スピード方式による制御が行なわれて噴射時間の演算精度が大きく低下するのを防ぐことができる。

上記噴射時間決定手段は、例えば、エンジンの低速回転時及び高速回転・低負荷時に第１の噴射時間を実噴射時間として決定し、エンジンの高速回転・高負荷時に第２の噴射時間を実噴射時間として決定するように構成することができる。この場合、実噴射時間決定手段は、大気圧更新後経過時間判定手段により更新後経過時間が前記異常判定時間以上であると判定されたときにエンジンの高速回転・高負荷時にも第１の噴射時間を実噴射時間として決定するように構成する。

本発明の好ましい態様では、噴射時間決定部が、エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段と、エンジンのスロットル開度と回転速度と大気圧とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段と、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して実噴射時間を演算するために用いる加算割合をエンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する加算割合決定手段と、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを加算割合決定手段により決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段とを備えており、大気圧更新後経過時間判定手段により更新後経過時間が異常判定時間以上であると判定されたときに第２の噴射時間の加算割合を０とする（第１の噴射時間の加算割合を１とする）ように加算割合決定手段が構成される。

上記のように、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して実噴射時間を演算するために用いる加算割合をエンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定して、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける実噴射時間を決定するようにしておくと、エンジンの回転速度が低速から高速まで変化する過程、及び各回転速度においてエンジンのスロットル開度が全閉時の開度から全開時の開度まで変化する過程で、実噴射時間が急激な変化を示すことなく的確な値に決定されるように、回転速度とスロットル開度と加算割合との間の関係を設定しておくことにより、エンジンの運転状態が如何なる状態にある場合でも、実噴射時間を急激な変化が伴うことなく適正な値に調整することができるため、運転者に違和感を生じさせるようなショックを生じさせることなく、低負荷低回転時から高負荷高回転時まで燃料の噴射量を的確に制御してエンジンの高い性能を引き出すことができる。

また上記のように、所定時間の間大気圧の検出値を更新できない状態が生じたときに、第２の噴射時間の加算割合を０として、実噴射時間を第１の噴射時間に等しくすることができるようにしておくと、大気圧に対する噴射時間の補正を的確に行なうことができない状態でスロットル・スピード方式により演算された噴射時間が実噴射時間に反映されるのを防ぐことができるため、噴射時間の演算精度が大きく低下する状態が生じるのを防ぐことができる。

また噴射時間決定部を、エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段と、エンジンのスロットル開度と回転速度と大気圧とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段と、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して実噴射時間を演算するために用いる加算割合をエンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する加算割合決定手段と、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを加算割合決定手段により決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段とを備えた構成とする場合に、大気圧更新後経過時間判定手段により更新後経過時間が異常判定時間以上であると判定されたときに加算割合及び第２の噴射時間を無視して、実噴射時間を第１の噴射時間に等しくするように、実噴射時間決定手段を構成することもできる。

このように構成した場合も、所定時間の間大気圧の検出値を更新できない状態が生じたときに、実噴射時間を第１の噴射時間に等しくすることができるため、スロットル・スピード方式により演算された噴射時間の大気圧に対する補正を的確に行なうことができない状態でスロットル・スピード方式により演算された噴射時間が実噴射時間に反映されるのを防いで、噴射時間の演算精度が大きく低下する状態が生じるのを防ぐことができる。

本発明の好ましい態様では、上記加算割合決定手段を、エンジンの回転速度が低く、スロットル開度が小さいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を大きくして第２の噴射時間が占める割合を小さくし、エンジンの回転速度が低く、スロットル開度が大きいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を小さくして第２の噴射時間が占める割合を大きくし、エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が小さいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を大きくして第２の噴射時間が占める割合を小さくし、エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が大きいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を小さくして第２の噴射時間が占める割合を大きくするように、エンジンの回転速度とスロットル開度とに対して加算割合を演算するように構成する。

加算割合決定手段を上記のように構成しておくと、エンジンの回転速度が低速から高速まで変化する過程、及び各回転速度においてエンジンのスロットル開度が全閉時の開度から全開時の開度まで変化する過程で、実噴射時間が急激な変化を示すことなく的確な値に決定することができるため、エンジンの運転状態が如何なる状態にある場合でも、実噴射時間を急激な変化が伴うことなく適正な値に調整することができる。

上記加算割合決定手段はまた、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して実噴射時間を演算するために用いる第２の噴射時間の基本加算割合をエンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する基本加算割合決定手段と、異常判定時間から大気圧更新後経過時間を減じた値を異常判定時間で除した値を基本加算割合に乗じることにより第２の噴射時間の実際の加算割合を演算する実加算割合演算手段とにより構成することもできる。

上記基本加算割合決定手段は、エンジンの回転速度が低く、スロットル開度が小さいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を大きくして第２の噴射時間が占める割合を小さくし、エンジンの回転速度が低く、スロットル開度が大きいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を小さくして第２の噴射時間が占める割合を大きくし、エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が小さいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を大きくして第２の噴射時間が占める割合を小さくし、エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が大きいときに前記実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を小さくして第２の噴射時間が占める割合を大きくするように、エンジンの回転速度とスロットル開度とに対して基本加算割合を決定するように構成するのが好ましい。

上記のように加算割合決定手段を構成すると、大気圧更新後経過時間が長く、実際の大気圧と第２の噴射時間を演算するために用いた大気圧との差が大きいおそれがある場合ほど、実噴射時間に対して第２の噴射時間が占める割合が小さくなっていき、大気圧更新後経過時間が異常判定時間以上になると、第２の噴射時間の加算割合が０となって、実噴射時間が第１の噴射時間に等しくなる。従って、大気圧更新後経過時間が異常判定時間に達したときにいきなり噴射時間が第２の噴射時間から第１の噴射時間に切り替わるのを防いで、噴射時間の急変を防ぎ、運転者に違和感を与えるのを防ぐことができる。

本発明の好ましい態様では、上記大気圧検出手段が、エンジンの１燃焼サイクルの間に吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに吸気管圧力の最大値を大気圧の値として検出するように構成される。

上記大気圧検出手段はまた、エンジンの１燃焼サイクルの間に吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに吸気管圧力の最大値をエンジンの回転速度に応じて補正した値を大気圧の値として検出するように構成することができる。

上記大気圧検出手段はまた、エンジンの回転速度が設定値以下で、かつエンジンの１燃焼サイクルの間に吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに吸気管圧力の最大値を大気圧の値として検出するように構成することもできる。

以上のように、本発明によれば、スピード・デンシティ方式による制御と、スロットル・スピード方式による制御とを適宜に切り換えてエンジンの燃料噴射量を制御するエンジン用燃料噴射制御装置において、吸気管圧力から検出した大気圧をパラメータとして用いてスロットル・スピード方式による制御を行なう場合に、大気圧の検出値を更新できない状態でスロットル・スピード方式により演算された不適正な噴射時間が実噴射時間に反映されるのを防ぐことができるため、大気圧を的確に検出できない状態で噴射時間の演算精度が大きく低下するのを防ぐことができる。従って、本発明によれば、エンジンの運転状態が如何なる状態にあるときにも燃料の噴射量を的確に制御して、エンジンから高い性能を引き出すことができるという利点が得られる。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の構成を概略的に示したもので、同図において１は４サイクル単気筒エンジン、２は燃料噴射制御装置及び点火制御装置を構成する電子式制御ユニット（ＥＣＵ）である。エンジン１は、シリンダ１０１及びクランクケース１０２と、シリンダ１０１内に配置されたピストン１０３と、ピストン１０３にコンロッド１０４を介して連結されたクランク軸１０５と、吸気管１０６及び排気管１０７とを有しており、吸気管１０６にはスロットルバルブ１０８が取り付けられている。エンジンのシリンダヘッドには点火プラグ１０９が取り付けられ、吸気管１０６にはインジェクタ１１０が取り付けられている。インジェクタ１１０は、吸気管１０６内のスロットルバルブよりも下流側の空間に燃料を噴射するように取り付けられ、インジェクタ１１０には図示しない燃料タンクから燃料ポンプを介して燃料が供給されている。インジェクタ１１０は、先端に噴射口を有し、図示しない燃料ポンプから内部に燃料が供給されるインジェクタボディと、該インジェクタボディの先端の噴射口を開閉するバルブと、該バルブを制御するソレノイドとを備えた電磁式のものである。インジェクタに供給される燃料の圧力は圧力調整器により一定の保たれるため、インジェクタ１１０から噴射させる燃料の量（噴射量）は、インジェクタ１１０のバルブを開いてその噴射口から燃料を噴射させる時間（噴射時間）により管理される。

エンジンのクランク軸１０５には、外周にリラクタｒが形成されたフライホイール１１１が取り付けられ、フライホイール１１１の近傍に、リラクタｒの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出してパルス信号を発生する信号発生器３が配置されている。本実施形態では、エンジンのクランク軸の上死点位置（ピストンの上死点に相応するクランク角位置）よりも一定角度進角した位置に設定された第１の基準クランク角位置及び上死点位置付近に設定された第２の基準クランク角位置でそれぞれ信号発生器３が第１パルス及び第２パルスを発生するように、リラクタｒの極弧角と、信号発生器３の取付け位置とが設定されている。信号発生器３が発生する第１パルスは、エンジンの点火時期の計測を開始する位置等を検出するパルスとして用いられる。また第２パルスは後記するように、１燃焼サイクルの基準タイミングを検出するためのパルスとして用いられる。

また吸気管１０６には、その内部の圧力（吸気管圧力）を検出する圧力センサ４が取り付けられ、スロットルバルブ１０８には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ５が取り付けられている。

ＥＣＵ２は、噴射指令が与えられたときにインジェクタ１１０に駆動信号を与えるインジェクタ駆動部と、点火指令が与えられたときに点火プラグ１０９に点火用の高電圧を与える点火回路と、各種の制御条件に対して燃料の噴射時間を演算して、所定の噴射タイミングが検出されたときに演算された噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるために必要な信号幅を有するパルス波形の噴射指令をインジェクタ駆動部に与える燃料噴射制御装置と、各種の制御条件に対してエンジンの点火時期を演算して、演算された点火時期が検出されたときに点火回路に点火指令を与える点火制御装置とを備えている。ＥＣＵ２に設けられる要素の内、燃料噴射制御装置及び点火制御装置をそれぞれ構成する各種の要素はＥＣＵ内に設けられたマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成される。

図２は、本実施形態においてＥＣＵに設けられる燃料噴射制御装置の構成を概略的に示したものである。図２において、１１はスロットルセンサ５の出力信号からスロットルバルブ１０８の開度をスロットル開度として検出するスロットル開度検出手段、１２は圧力センサ４の出力からエンジンのスロットルバルブよりも下流側の吸気管内圧力を吸気管圧力として検出する吸気管圧力検出手段である。

また１３は信号発生器３が発生するパルス信号の発生間隔からエンジンの回転速度を演算する回転速度演算手段である。吸気管圧力検出手段１２により検出された吸気管圧力は、吸気管圧力最小値検出手段１４と、吸気管圧力最大値検出手段１５とに与えられている。吸気管圧力最小値検出手段１４及び吸気管圧力最大値検出手段１５はそれぞれ微小時間間隔で吸気管圧力をサンプリングして、エンジンが１燃焼サイクルを行なう間に検出される吸気管圧力の最小値及び最大値を検出する。また吸気管圧力最小値検出手段１４及び吸気管圧力最大値検出手段１５からそれぞれ検出された吸気管圧力の最小値及び最大値は大気圧検出手段１６に与えられる。大気圧検出手段１６は、特許文献３に開示されたものと同様のもので、所定の大気圧検出条件が満たされているときに、エンジンが１燃焼サイクルを行なう間に圧力センサにより検出された吸気管圧力の最大値を大気圧として検出する。

吸気管圧力から大気圧を検出する方法は、特許文献３に詳細に説明されているが、ここでその原理について説明しておく。
単気筒エンジンや各気筒毎に吸気管が設けられている多気筒エンジンにおいては、スロットル開度が小さいとき（エンジンが無負荷に近いとき）に吸気管圧力が行程変化に対して大きな変化を示す。エンジンが無負荷状態または無負荷に近い状態にあるときには、燃焼サイクルが吸気行程に入ると吸気管圧力が急激に低下する。吸気管圧力は、吸気行程が終了するまでの間低下を続ける。吸気行程が終了すると、スロットルバルブよりも上流側の大気圧と吸気管内圧力（負圧）との差圧によりスロットルバルブの周辺部の隙間を通して空気が流入するため、吸気管圧力は徐々に上昇していく。スロットル開度が小さい状態では、吸気管圧力の上昇が遅く、吸気管圧力が大気圧に達する前に次の吸気行程が開始されるため、吸気管圧力は再び急激に低下していく。従って、エンジンが無負荷または無負荷に近い状態にあるときには、１燃焼サイクルが行なわれる間の吸気管圧力の変化量（最大値と最小値との差）ΔＰが大きい値を示す。このような状態では吸気管圧力が大気圧に達することはないため、吸気管圧力から大気圧を検出することはできない。

これに対し、エンジンにある程度の負荷が加わって、スロットル開度がある程度大きくなると、吸気行程終了後の吸気管内への吸気の充填速度が速くなるため、次の吸気行程が開始される前に吸気管圧力が大気圧に達するようになる。この状態では、１燃焼サイクルが行なわれる間の吸気管圧力の変化量ΔＰが無負荷時よりも小さい値を示す。

エンジンの負荷が更に重くなり、スロットル開度が更に大きくなると、１燃焼サイクルが行なわれる間の吸気管圧力の変化量ΔＰは更に小さくなり、吸気管圧力の低下はほとんど見られなくなる。

上記のように、スロットルバルブがある程度開かれていて、吸気管圧力の変化量ΔＰがある値以下になる状態では、吸気管圧力の最大値が大気圧に達するため、吸気管圧力の最大値を大気圧の検出値とすることができる。すなわち、吸気管圧力が予め設定した設定値以下の値を示す状態を大気圧検出条件が満たされた状態として、この大気圧検出条件が満たされているときに１燃焼サイクルが行なわれる間に検出された吸気管圧力の最大値を大気圧として検出することができる。

本実施形態の大気圧検出手段１６は、エンジンのスロットルバルブよりも下流側の吸気管内の圧力（吸気管圧力）を検出している圧力センサ４の出力のデジタル変換値を所定のサンプリング間隔でサンプリングして、吸気管圧力（絶対圧）の変化を検出し、エンジンが１燃焼サイクルを行なう間に検出された吸気管圧力の最大値と最小値との差の絶対値を吸気管圧力変化量ΔＰとして求める。そして、この吸気管圧力変化量ΔＰが設定値以下のときに大気圧検出条件が満たされているとして、１燃焼サイクルの間に検出された吸気管圧力の最大値を大気圧の検出値として検出する。

吸気管圧力最小値検出手段１４により検出された吸気管圧力の最小値は、回転速度演算手段１３により演算された回転速度と共に第１の噴射時間演算手段１７に与えられている。また大気圧検出手段１６により検出された大気圧は、スロットル開度検出手段１１により検出されたスロットル開度と、回転速度演算手段１３により演算された回転速度とともに第２の噴射時間演算手段１８に与えられている。

第１の噴射時間演算手段１７は、エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて、スピード・デンシティ方式によりエンジンの吸入空気量を推定して噴射時間を演算する手段で、回転速度及び吸気管圧力から推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にするために必要な噴射時間を第１の噴射時間Ｔj1として演算する。第１の噴射時間Ｔj1の演算はマップ演算により行なう。すなわち、エンジンの回転速度と吸気管圧力と第１の噴射時間Ｔj1との間の関係を与えるマップを第１の噴射時間演算用マップとして記憶させておき、検出された回転速度と吸気管圧力とに対してこのマップを検索して、検索した値に補間演算を施すことにより第１の噴射時間Ｔj1を演算する。

また第２の噴射時間演算手段１８は、エンジンのスロットル開度と回転速度と大気圧とをパラメータとして、スロットル・スピード方式により混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を演算する手段で、この演算手段は、エンジンのスロットル開度と回転速度とを用いて推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にするため噴射時間を基本噴射時間として演算し、この基本噴射時間を大気圧検出手段により検出された大気圧に対して補正することにより、空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間Ｔj2として演算する。

１９は加算割合決定手段で、この加算割合決定手段は、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して実噴射時間（インジェクタから実際に燃料を噴射させる時間）を演算するために用いる加算割合を、スロットル開度検出手段１１により検出されたエンジン１のスロットル開度と回転速度演算手段１３により演算された回転速度とに対して決定する手段である。この加算割合決定手段は、スロットル開度と回転速度と加算割合との間の関係を与えるマップを記憶したマップ記憶手段と、スロットル開度及び回転速度に対してこのマップを検索することにより加算割合を演算する加算割合演算手段とにより構成することができる。スロットル開度と回転速度と加算割合との間の関係を与えるマップを製作する際には、エンジンの回転速度が低速から高速まで変化する過程、及び各回転速度においてエンジンのスロットル開度が全閉時の開度から全開時の開度まで変化する過程で、実噴射時間が急激な変化を示すことなく的確な値に決定されるように、回転速度とスロットル開度と加算割合との間の関係を設定しておく。

回転速度とスロットル開度と加算割合との間の関係は、エンジンの回転速度が低く、スロットル開度が小さいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を大きくして第２の噴射時間が占める割合を小さくし、エンジンの回転速度が低く、スロットル開度が大きいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を小さくして第２の噴射時間が占める割合を大きくし、エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が小さいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を大きくして第２の噴射時間が占める割合を小さくし、エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が大きいときに実噴射時間に対して第１の噴射時間が占める割合を小さくして第２の噴射時間が占める割合を大きくするように設定しておくのが好ましい。本実施形態では、第２の噴射時間Ｔj2の加算割合βとエンジンの回転速度とスロットル開度との間の関係を与えるマップを加算割合演算用マップとしてＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭに記憶させてある。

２０はインジェクタ１１０から実際に燃料の噴射を行なわせる時間を実噴射時間として決定する実噴射時間決定手段で、この実噴射時間決定手段２０には、第１の噴射時間演算手段１７により演算された第１の噴射時間と、第２の噴射時間演算手段１８により演算された第２の噴射時間と、加算割合決定手段１９により決定された加算割合とが与えられている。実噴射時間決定手段２０は、第１の噴射時間Ｔj1と第２の噴射時間Ｔj2とを加算割合決定手段１９により決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける実噴射時間を決定する。実噴射時間を演算する際に用いる第２の噴射時間（スロットル・スピード方式により演算された噴射時間）Ｔj2の加算割合をβとすると、第１の噴射時間Ｔj1の加算割合は１−βとなり、実噴射時間Ｔjは下記の式により演算される。
Ｔj＝（１−β）・Ｔj1＋β・Ｔj2 …（１）

実噴射時間決定手段２０が決定した実噴射時間Ｔjはインジェクタ駆動手段２１に与えられる。インジェクタ駆動手段２１は、信号発生器３が発生するパルス信号に基づいてエンジンの燃料噴射タイミングを検出して、該噴射タイミングを検出したときに実噴射時間Ｔjに無効噴射時間を加算した時間に等しい信号幅を有するパルス信号を噴射指令としてインジェクタ駆動部に与える。インジェクタ駆動部は、噴射指令が与えられている間インジェクタ１１０のソレノイドに駆動電圧を与えて、該ソレノイドに駆動電流を流す。インジェクタ１１０は、演算された実噴射時間の間そのバルブを開いて吸気管１０６内に燃料を噴射する。噴射タイミングは例えば、吸気管圧力最小値が検出された後信号発生器３が２回目の第２パルスを発生した時のタイミング（排気行程の終期にピストンが上死点に達するタイミング）に設定される。

本実施形態においては、大気圧検出手段１６が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を大気圧更新後経過時間ｔxとして計測する大気圧更新後経過時間計測手段２２と、この計測手段により計測された大気圧更新後経過時間ｔxが設定された異常判定時間ｔs以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段２３とが設けられ、大気圧更新後経過時間判定手段２３による判定結果が加算割合決定手段１９に与えられている。

そして、本実施形態では、更新後経過時間判定手段２３により更新後経過時間ｔxが異常判定時間ｔs以上であると判定されたときに第２の噴射時間の加算割合を０とするように加算割合決定手段１９が構成されている。

本実施形態では、エンジンの回転速度と吸気管圧力とを用いて推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段１７と、エンジンのスロットル開度と回転速度とを用いて推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にすべく演算した基本噴射時間を大気圧検出手段１６により検出された大気圧に対して補正した噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段１８と、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して前記実噴射時間を演算するために用いる加算割合をエンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する加算割合決定手段１９と、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを加算割合決定手段１９により決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段２０とにより実噴射時間決定部が構成されている。

上記のように、エンジンの回転速度が低速から高速まで変化する過程、及び各回転速度においてエンジンのスロットル開度が全閉時の開度から全開時の開度まで変化する過程で、実噴射時間が急激な変化を示すことなく的確な値に決定されるように、回転速度とスロットル開度と加算割合との間の関係を設定しておいて、この関係に基づいて決定した加算割合で第１の噴射時間と第２の噴射時間とを加算して実噴射時間を求めるようにすると、エンジンの運転状態が如何なる状態にある場合でも、実噴射時間を急激な変化を伴うことなく適正な値に調整することができるため、運転者に違和感を生じさせるようなショックを生じさせることなく、低負荷低回転時から高負荷高回転時まで燃料の噴射量を的確に制御してエンジンの高い性能を引き出すことができる。

また上記のように、更新後経過時間判定手段２３により更新後経過時間が異常判定時間以上であると判定されたときに第２の噴射時間の加算割合を０とするように加算割合決定手段１９を構成しておくと、大気圧検出条件が満たされないために大気圧の検出値を更新できない状態が長い時間の間継続したときに、第２の噴射時間の加算割合を０とし、第１の噴射時間の加算割合を１として、実噴射時間を第１の噴射時間に等しくすることができるため、大気圧に対する噴射時間の補正を的確に行なうことができない状態でスロットル・スピード方式により推定した吸入空気量に基づいて演算された噴射時間が実噴射時間に反映されて、噴射時間の演算精度が大きく低下する状態が生じるのを防ぐことができる。

本実施形態において、図２に示された吸気管圧力最小値検出手段１４と、吸気管圧力最大値検出手段１５と、大気圧検出手段１６と、第１の噴射時間演算手段１７と、第２の噴射時間演算手段１８と、加算割合決定手段１９と、実噴射時間決定手段２０とを実現するためにＥＣＵ２のマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートを図３ないし図５に示した。

図３は、２msec毎に実行される２msec毎処理のアルゴリズムを示したもので、この処理においては先ずステップＡ1で吸気管圧力検出手段１２により検出された吸気管圧力のＡ／Ｄ変換値を読み込み、ステップＡ2でＲＡＭに記憶されている吸気管圧力最小値サーチ用記憶値と今回読み込んだ吸気管圧力とを比較する。その結果今回読み込んだ吸気管圧力が吸気管圧力最小値サーチ用記憶値よりも小さいときには、ステップＡ3に進み、今回読み込んだ吸気管圧力を吸気管圧力最小値サーチ用記憶値としてＲＡＭに保存した後ステップＡ6に進む。

ステップＡ2において今回読み込んだ吸気管圧力が記憶値よりも小さくない（記憶値以上である）と判定されたときにはステップＡ4に進んで今回読み込んだ吸気管圧力をＲＡＭに記憶された吸気管圧力最大値サーチ用記憶値と比較する。その結果今回読み込んだ吸気管圧力が吸気管圧力最大値サーチ用記憶値よりも小さいと判定されたときにはステップＡ5に進んで今回読み込んだ吸気管圧力を吸気管圧力最大値サーチ用記憶値としてＲＡＭに記憶させた後ステップＡ6に進む。ステップＡ4において、今回読み込んだ吸気管圧力が吸気管圧力最大値サーチ用記憶値よりも小さくない（記憶値以上である）と判定されたときにもステップＡ6に移行する。

ステップＡ6では、スロットル開度検出手段１１により検出されたスロットル開度のＡ／Ｄ変換値を読み込み、次いでステップＡ7で大気圧更新後経過時間計測用カウンタの計数値をカウントアップする。

大気圧更新後経過時間計測用カウンタの計数値をカウントアップした後、ステップＡ8に進んでエンジンの回転速度及びスロットル開度に対して加算割合演算用マップを検索することにより、第２の噴射時間Ｔj2の加算割合βを演算し、この演算が完了したときに２msec毎処理を終了する。

図４は図３のステップＡ8において行なわれる処理のアルゴリズムを示したもので、このアルゴリズムによる場合には、ステップＢ1において大気圧更新後経過時間が予め設定された異常判定時間以上であるか否かを判定する。その結果大気圧更新後経過時間が異常判定時間以上であると判定されたときには、ステップＢ2に進んで第２の噴射時間Ｔj2の加算割合βを０としてこの処理を終了する。またステップＢ1において大気圧更新後経過時間が異常判定時間以上でない（異常判定時間未満である）と判定されたときには、ステップＢ3に進んでスロットル開度と回転速度とに対して加算割合演算用マップを検索することにより第２の噴射時間の加算割合βを演算してこの処理を終了する。

図５はエンジンが１燃焼サイクルを完了する毎に実行される１燃焼サイクル毎処理のアルゴリズムを示したものである。この処理は、１燃焼サイクルが終了したことを判定する際の基準となる基準タイミングが検出される毎に（１燃焼サイクルが終了する毎に）実行される。１燃焼サイクルが終了したことを判定する際の基準となる基準タイミングは、例えば、クランク角位置（クランク軸の回転角度位置）が排気行程の終了時の上死点位置に一致するタイミング付近に設定される。

前述のように、吸気管圧力は、吸気行程が終了するまでの間低下し続け、吸気行程が終了すると上昇に転じるため、吸気管圧力が最小値を示した後最初に信号発生器４が第２パルス信号（上死点位置付近で発生する信号）を発生するクランク角位置が圧縮行程の終期における上死点位置となり、吸気管圧力が最小値を示した後信号発生器４が２回目に第２パルス信号を発生するクランク角位置が排気行程の終期における上死点位置となる。従って、吸気管圧力が最小値を示した後、２回目の第２パルス信号が発生したときのタイミングを１燃焼サイクルが終了したことを判定する基準タイミングとして用いることができる。

なお、排気行程の終了時にパルス信号を発生するカム軸センサがエンジンに取付けられている場合には、このカム軸センサの出力パルスを検出することにより１燃焼サイクルが終了したことを判定する基準タイミングを検出することができる。

図５に示した処理では、ステップＣ1において、図３の２msec毎処理で検出された吸気管圧力最小値サーチ用記憶値を今回の燃焼サイクルの吸気管圧力最小値としてＲＡＭに保存し、ステップＣ2において吸気管圧力最大値サーチ用記憶値を今回の燃焼サイクルの吸気管圧力最大値としてＲＡＭに保存する。次いでステップＣ3において次の燃焼サイクルにおける吸気管圧力最小値を検出するために用いる吸気管圧力最小値サーチ用記憶値を初期化する。この初期化においては、吸気管圧力最小値サーチ用記憶値を保存するＲＡＭにマイクロプロセッサが取り扱う数値の最大値を示す値を記憶させる。マイクロプロセッサの入力インターフェースに１０ビットのＡ／Ｄ変換器が用いられる場合、吸気管圧力最小値サーチ用記憶値を初期化する際にＲＡＭに記憶させる数値は「１０２３」となる。

次いでステップＣ4において、次の燃焼サイクルにおける吸気管圧力最大値を検出するために用いる吸気管圧力最大値サーチ用記憶値を初期化する。この初期化においては、吸気管圧力最大値サーチ用記憶値を保存するＲＡＭにマイクロプロセッサが取り扱う数値の最小値（０）を示す値を記憶させる。

次いでステップＣ5において大気圧を検出する大気圧検出処理を行なう。この大気圧検出処理では、前述のように、エンジンが１燃焼サイクルを行なう間に検出された吸気管圧力最大値と吸気管圧力最小値との差の絶対値を吸気管圧力変化量ΔＰとして求め、この吸気管圧力変化量ΔＰが設定値以下のときに大気圧検出条件が満たされているとして、１燃焼サイクルの間に検出された吸気管圧力の最大値を大気圧の検出値として検出する。

ステップＣ5において大気圧を検出した後、ステップＣ6においてスロットル・スピード方式により燃料の基本噴射時間Ｔj20を演算する。すなわち、エンジンのスロットル開度と回転速度とを用いて推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にすするために必要な燃料の基本噴射時間Ｔj20を演算する。

次いでステップＣ7においてスロットル・スピード方式により推定された吸入空気量に対して空燃比を適正値に保つために必要な噴射時間として演算された基本噴射時間に乗じる補正係数Ｋaを大気圧に対して演算し、ステップＣ8において基本噴射時間Ｔj20に補正係数Ｋaを乗じる演算を行なって、第２の噴射時間Ｔj2（＝Ｔj20×Ｋa）を演算する。

次にステップＣ9において吸気管圧力最小値と回転速度に対して第１の噴射時間演算用マップを検索して必要な補間演算を施すことにより、スピード・デンシティ方式により推定された吸入空気量に対して空燃比を適正値にするために必要な噴射時間を第１の噴射時間として演算する。

次いでステップＣ10において、第２の噴射時間Ｔj2と第２の噴射時間の加算割合βとの積に第１の噴射時間Ｔj1と第１の噴射時間の加算割合（１−β）との積を加算する演算を行なうことにより実噴射時間Ｔj［＝Ｔj2×β＋Ｔj1×（１−β）］を演算してこの処理を終了する。

マイクロプロセッサは、吸気管圧力が最小値を示した後信号発生器が２回目の第２パルスを発生したときに（燃料噴射開始タイミングを検出したときに）上記実噴射時間Ｔjに無効噴射時間を加えた時間に等しい信号幅を有する噴射指令パルスをインジェクタ駆動部に与えてインジェクタから燃料を噴射させる。

上記のアルゴリズムによる場合には、図３の２msec毎処理のステップＡ2及びＡ3と、図５の１サイクル毎処理のステップＣ1及びＣ3とにより図２に示された吸気管圧力最小値検出手段１４が構成される。また図３の処理のステップＡ4及びＡ5と、図５の処理のステップＣ2及びＣ4とにより吸気管圧力最大値検出手段１５が構成される。

更に図５の処理のステップＣ5により大気圧検出手段１６が構成され、図５の処理のステップＣ9及びＣ8によりそれぞれ第１の噴射時間演算手段１７及び第２の噴射時間演算手段１８が構成される。また図３のステップＡ8（図４の処理）により加算割合演算手段１９が構成され、図５の処理のステップＣ10により実噴射時間決定手段２０が構成される。またマイクロプロセッサが燃料噴射開始タイミングを検出したときに実噴射時間Ｔjに無効噴射時間を加えた時間に等しい信号幅を有するパルスを噴射指令パルスとしてインジェクタ駆動部に与える過程によりインジェクタ駆動手段２１が構成される。更に図３の処理のステップＡ7により、大気圧検出手段１６が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を大気圧更新後経過時間として計測する大気圧更新後経過時間計測手段２２が構成され、図４のステップＢ1により、この計測手段により計測された大気圧更新後経過時間が設定された異常判定時間以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段２３が構成される。

上記の実施形態では、スロットル開度と回転速度とに対してマップ演算を行なうことにより第２の噴射時間Ｔj2の加算割合βを演算するように加算割合決定手段１９を構成したが、スロットル開度と回転速度とに対して演算した第２の噴射時間Ｔj2の加算割合を基本加算割合β0として、この基本加算割合を大気圧更新後経過時間の長さに応じて修正することにより、第２の噴射時間Ｔj2の実際の加算割合βを求めるようにしてもよい。

すなわち、加算割合決定手段１９は、第１の噴射時間Ｔj1と第２の噴射時間Ｔj2とを所定の割合で加算して実噴射時間を演算するために用いる第２の噴射時間の基本加算割合β0をエンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する基本加算割合決定手段と、異常判定時間ｔsから大気圧更新後経過時間ｔxを減じた値（ｔs−ｔx）を異常判定時間ｔsで除した値［（ｔs−ｔx）／ｔs］を基本加算割合β0に乗じることにより第２の噴射時間の実際の加算割合βを演算する実加算割合演算手段とにより構成することもできる。このように加算割合決定手段を構成する場合、図３の処理のステップＡ8は図６のようにして行なう。すなわち、ステップＢ1′においてスロットル開度と回転速度とに対して第２の噴射時間の基本加算割合β0を演算し、ステップＢ2′において、β＝β0×［（ｔs−ｔx）／ｔs］の演算を行なって第２の噴射時間の実加算割合βを演算する。この場合、大気圧検出値を更新した後大気圧検出値更新後経過時間ｔxが異常判定時間ｔsに達するまでの間の第２の噴射時間の加算割合βの変化は図７に示すようになる。

図６のアルゴリズムによる場合、ステップＢ1′により基本加算割合決定手段が構成され、ステップＢ2′により実加算割合演算手段が構成される。

上記の実施形態では、大気圧更新後経過時間が異常判定時間以上になったときに第２の噴射時間Ｔj2の加算割合βを０にすることにより、実噴射時間を第１の噴射時間Ｔj1に等しくするようにしているが、図１０に示すように、大気圧更新後経過時間が異常判定時間を越えたことの情報を実噴射時間決定手段２０に与えて、更新後経過時間判定手段により更新後経過時間が異常判定時間以上であると判定されたときに加算割合β及び第２の噴射時間Ｔj2の如何に関わりなく実噴射時間Ｔjを第１の噴射時間Ｔj1に等しくするように実噴射時間演算手段２０を構成してもよい。

上記の各実施形態では、エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段１７と、エンジンのスロットル開度と回転速度とをパラメータとして用いて推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にすべく演算した基本噴射時間を大気圧検出手段により検出された大気圧に対して補正した噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段１８と、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して前記実噴射時間を演算するために用いる加算割合をエンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する加算割合決定手段１９と、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを加算割合決定手段により決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段２０とにより噴射時間決定部を構成したが、本発明における噴射時間決定部は、回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして噴射時間を決定するスピード・デンシティ方式により第１の噴射時間を演算する第１の噴射時間演算手段と、スロットル開度と回転速度と大気圧とをパラメータとしてスロットル・スピード方式により第２の噴射時間を演算する第２の噴射時間演算手段と、第１の噴射時間及び第２の噴射時間に基づいて実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段とを備えていればよく、上記実施形態のように、第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の加算割合で加算することにより実噴射時間を決定するように噴射時間決定部を構成する場合に限定されない。

例えば、図１１に示すように加算割合決定手段を省略して、エンジンの低速回転時及び高速回転・低負荷時には第１の噴射時間を実噴射時間として決定し、エンジンの高速回転・高負荷時には第２の噴射時間を実噴射時間として決定するように実噴射時間決定手段２０を構成してもよい。この場合、実噴射時間決定手段２０は、更新後経過時間判定手段２３により更新後経過時間が異常判定時間以上であると判定されたときにエンジンの高速回転・高負荷時にも第１の噴射時間を実噴射時間として決定するように構成される。

上記の説明では、エンジンの１燃焼サイクルの間に吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに吸気管圧力の最大値を大気圧の値として検出するように大気圧検出手段１６を構成するとしたが、吸気管圧力の最大値は回転速度により変化するので、大気圧の検出精度を高めるためには、大気圧検出条件が満たされているときに、吸気管圧力の最大値を回転速度に対して補正した値を大気圧として検出するようにするのが好ましい。すなわち、大気圧検出手段は、エンジンの１燃焼サイクルの間に吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに吸気管圧力の最大値をエンジンの回転速度に応じて補正した値を大気圧の値として検出するように構成するのが好ましい。

エンジンの回転速度が高くなり、吸気管内を通して流れる空気の量が多くなると、吸気通路の圧力損失が増大するため、吸気管圧力の最大値が大気圧に到達しない状態が生じる。このような状態では、吸気管圧力の最大値を大気圧として検出すると検出誤差が大きくなる。従って大気圧検出手段１６は、エンジンの回転速度が設定値以下で、かつエンジンの１燃焼サイクルの間に吸気管圧力検出器１２により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに吸気管圧力の最大値を大気圧の値として検出するように構成するのが好ましい。

上記の実施形態では、エンジンのスロットル開度と回転速度とをパラメータとして用いて推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にすべく演算した基本噴射時間を大気圧検出手段により検出された大気圧に対して補正した噴射時間を第２の噴射時間として演算するように第２の噴射時間演算手段１８を構成したが、第２の噴射時間演算手段は、エンジンのスロットル開度と回転速度と大気圧とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算するように構成されていればよい。例えば、スロットル開度と回転速度とをパラメータとして用いて推定した吸入空気量を大気圧に対して補正して、補正された吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を演算するようにしてもよい。

上記の実施形態では、４サイクル単気筒エンジンを例にとったが、各気筒毎に独立の吸気管が設けられている４サイクル多気筒エンジンの燃料噴射制御装置にも本発明を適用することができる。

本発明の実施形態のハードウェアの構成を示した構成図である。本発明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部分の構成例を示したブロック図である。本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが２msec毎に実行する処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが２msec毎に実行する処理において加算割合を演算する際の演算処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが１燃焼サイクル毎に実行する処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが２msec毎に実行する処理において加算割合を演算する際の演算処理の他のアルゴリズムを示したフローチャートである。本発明の実施形態において、大気圧検出値を更新した後大気圧検出値更新後経過時間が異常判定時間に達するまでの間の第２の噴射時間の加算割合βの変化を示したグラフである。４サイクルエンジンの吸気管圧力と負荷との関係及びスロットル開度と負荷との関係を示したグラフである。（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれエンジンの高負荷高回転時及び高負荷低回転時の吸気管圧力波形の一例を示した波形図である。本発明に係わる燃料噴射制御装置においてマイクロプロセッサにより構成される部分の変形例を示したブロック図である。本発明に係わる燃料噴射制御装置においてマイクロプロセッサにより構成される部分の他の変形例を示したブロック図である。

符号の説明

１４サイクルエンジン
２ＥＣＵ
３信号発生器
４圧力センサ
５スロットルセンサ
１１スロットル開度検出手段
１２吸気管圧力検出手段
１３回転速度演算手段
１４吸気管圧力最小値検出手段
１５吸気管圧力最大値検出手段
１６大気圧検出手段
１７第１の噴射時間演算手段
１８第２の噴射時間演算手段
１９加算割合決定手段
２０実噴射時間決定手段
２１インジェクタ駆動手段
２２大気圧更新後経過時間計測手段
２３大気圧更新後経過時間判定手段

Claims

各噴射タイミングでエンジンに取り付けられたインジェクタに燃料噴射を行なわせる時間を実噴射時間として該実噴射時間を各種の制御条件に対して決定する噴射時間決定部と、前記噴射時間決定部により決定された実噴射時間の間前記インジェクタに燃料噴射を行なわせるように各噴射タイミングで前記インジェクタを駆動するインジェクタ駆動部とを備えたエンジン用燃料噴射制御装置であって、
前記エンジンの状態が吸気管圧力から大気圧を検出するための条件を満たす状態にあるときに前記エンジンの吸気管圧力から大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記大気圧検出手段が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を更新後経過時間として計測する大気圧更新後経過時間計測手段と、前記更新後経過時間が設定された異常判定時間以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段とが設けられ、
前記噴射時間決定部は、前記エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段と、前記エンジンのスロットル開度と回転速度と前記大気圧とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段と、前記第１の噴射時間及び第２の噴射時間に基づいて前記実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段とを備え、
前記実噴射時間決定手段は、前記更新後経過時間判定手段により前記更新後経過時間が前記異常判定時間以上であると判定されたときに前記第２の噴射時間が前記実噴射時間に反映されるのを禁止して前記実噴射時間を前記第１の噴射時間に等しくするように構成されているエンジン用燃料噴射制御装置。
各噴射タイミングでエンジンに取り付けられたインジェクタに燃料噴射を行なわせる時間を実噴射時間として該実噴射時間を各種の制御条件に対して決定する噴射時間決定部と、前記噴射時間決定部により決定された実噴射時間の間前記インジェクタに燃料噴射を行なわせるように各噴射タイミングで前記インジェクタを駆動するインジェクタ駆動部とを備えたエンジン用燃料噴射制御装置であって、
前記エンジンの状態が吸気管圧力から大気圧を検出するための条件を満たす状態にあるときに前記エンジンの吸気管圧力から大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記大気圧検出手段が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を更新後経過時間として計測する大気圧更新後経過時間計測手段と、前記更新後経過時間が設定された異常判定時間以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段とが設けられ、
前記噴射時間決定部は、前記エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段と、前記エンジンのスロットル開度と回転速度と前記大気圧とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段と、前記エンジンの低速回転時及び高速回転・低負荷時には前記第１の噴射時間を前記実噴射時間として決定し、前記エンジンの高速回転・高負荷時には前記第２の噴射時間を前記実噴射時間として決定する実噴射時間決定手段とを備え、
前記実噴射時間決定手段は、前記更新後経過時間判定手段により前記更新後経過時間が前記異常判定時間以上であると判定されたときには前記エンジンの高速回転・高負荷時にも前記第１の噴射時間を前記実噴射時間として決定するように構成されているエンジン用燃料噴射制御装置。
各噴射タイミングでエンジンに取り付けられたインジェクタに燃料噴射を行なわせる時間を実噴射時間として該実噴射時間を各種の制御条件に対して決定する噴射時間決定部と、前記噴射時間決定部により決定された実噴射時間の間前記インジェクタに燃料噴射を行なわせるように各噴射タイミングで前記インジェクタを駆動するインジェクタ駆動部とを備えたエンジン用燃料噴射制御装置であって、
前記エンジンの状態が吸気管圧力から大気圧を検出するための条件を満たす状態にあるときに前記エンジンの吸気管圧力から大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記大気圧検出手段が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を更新後経過時間として計測する大気圧更新後経過時間計測手段と、前記更新後経過時間が設定された異常判定時間以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段とが設けられ、
前記噴射時間決定部は、前記エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段と、前記エンジンのスロットル開度と回転速度と前記大気圧とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段と、前記第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して前記実噴射時間を演算するために用いる加算割合を前記エンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する加算割合決定手段と、前記第１の噴射時間と第２の噴射時間とを前記加算割合決定手段により決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける前記実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段とを備え、
前記加算割合決定手段は、前記更新後経過時間判定手段により前記更新後経過時間が前記異常判定時間以上であると判定されたときに前記第２の噴射時間の加算割合を０とするように構成されているエンジン用燃料噴射制御装置。
各噴射タイミングでエンジンに取り付けられたインジェクタに燃料噴射を行なわせる時間を実噴射時間として該実噴射時間を各種の制御条件に対して決定する噴射時間決定部と、前記噴射時間決定部により決定された実噴射時間の間前記インジェクタに燃料噴射を行なわせるように各噴射タイミングで前記インジェクタを駆動するインジェクタ駆動部とを備えたエンジン用燃料噴射制御装置であって、
前記エンジンの状態が吸気管圧力から大気圧を検出するための条件を満たす状態にあるときに前記エンジンの吸気管圧力から大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記大気圧検出手段が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を更新後経過時間として計測する大気圧更新後経過時間計測手段と、前記更新後経過時間が設定された異常判定時間以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段とが設けられ、
前記噴射時間決定部は、前記エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段と、前記エンジンのスロットル開度と回転速度と前記大気圧をパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段と、前記第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して前記実噴射時間を演算するために用いる加算割合を前記エンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する加算割合決定手段と、前記第１の噴射時間と第２の噴射時間とを前記加算割合決定手段により決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける前記実噴射時間を決定する実噴射時間決定手段とを備え、
前記加算割合決定手段は、前記第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して前記実噴射時間を演算するために用いる第２の噴射時間の基本加算割合を前記エンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する基本加算割合決定手段と、前記異常判定時間から大気圧更新後経過時間を減じた値を前記異常判定時間で除した値を前記基本加算割合に乗じることにより前記第２の噴射時間の実際の加算割合を演算する実加算割合演算手段とにより構成されるエンジン用燃料噴射装置。
各噴射タイミングでエンジンに取り付けられたインジェクタに燃料噴射を行なわせる時間を実噴射時間として該実噴射時間を各種の制御条件に対して決定する噴射時間決定部と、前記噴射時間決定部により決定された実噴射時間の間前記インジェクタに燃料噴射を行なわせるように各噴射タイミングで前記インジェクタを駆動するインジェクタ駆動部とを備えたエンジン用燃料噴射制御装置であって、
前記エンジンの状態が吸気管圧力から大気圧を検出するための条件を満たす状態にあるときに前記エンジンの吸気管圧力から大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記大気圧検出手段が大気圧の検出値を更新した後の経過時間を更新後経過時間として計測する大気圧更新後経過時間計測手段と、前記更新後経過時間が設定された異常判定時間以上であるか否かを判定する大気圧更新後経過時間判定手段とが設けられ、
前記噴射時間決定部は、前記エンジンの回転速度と吸気管圧力とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第１の噴射時間として演算する第１の噴射時間演算手段と、前記エンジンのスロットル開度と回転速度と前記大気圧とをパラメータとして用いて混合気の空燃比を適正値にするための噴射時間を第２の噴射時間として演算する第２の噴射時間演算手段と、前記第１の噴射時間と第２の噴射時間とを所定の割合で加算して前記実噴射時間を演算するために用いる加算割合を前記エンジンのスロットル開度と回転速度とに対して決定する加算割合決定手段と、前記第１の噴射時間と第２の噴射時間とを前記加算割合決定手段により決定された加算割合で加算することにより各噴射タイミングにおける前記実噴射時間を演算する実噴射時間演算手段とを備え、
前記実噴射時間演算手段は、前記更新後経過時間判定手段により前記更新後経過時間が前記異常判定時間以上であると判定されたときに前記加算割合及び第２の噴射時間の如何に関わりなく前記実噴射時間を第１の噴射時間に等しくするように構成されているエンジン用燃料噴射制御装置。
前記加算割合決定手段は、前記エンジンの回転速度が低く、前記スロットル開度が小さいときに前記実噴射時間に対して前記第１の噴射時間が占める割合を大きくして前記第２の噴射時間が占める割合を小さくし、前記エンジンの回転速度が低く、前記スロットル開度が大きいときに前記実噴射時間に対して前記第１の噴射時間が占める割合を小さくして前記第２の噴射時間が占める割合を大きくし、前記エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が小さいときに前記実噴射時間に対して前記第１の噴射時間が占める割合を大きくして前記第２の噴射時間が占める割合を小さくし、前記エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が大きいときに前記実噴射時間に対して前記第１の噴射時間が占める割合を小さくして前記第２の噴射時間が占める割合を大きくするように、前記エンジンの回転速度と前記スロットル開度とに対して前記加算割合を決定するように構成されている請求項３に記載のエンジン用燃料噴射制御装置。
前記基本加算割合決定手段は、前記エンジンの回転速度が低く、前記スロットル開度が小さいときに前記実噴射時間に対して前記第１の噴射時間が占める割合を大きくして前記第２の噴射時間が占める割合を小さくし、前記エンジンの回転速度が低く、前記スロットル開度が大きいときに前記実噴射時間に対して前記第１の噴射時間が占める割合を小さくして前記第２の噴射時間が占める割合を大きくし、前記エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が小さいときに前記実噴射時間に対して前記第１の噴射時間が占める割合を大きくして前記第２の噴射時間が占める割合を小さくし、前記エンジンの回転速度が高く、スロットル開度が大きいときに前記実噴射時間に対して前記第１の噴射時間が占める割合を小さくして前記第２の噴射時間が占める割合を大きくするように、前記エンジンの回転速度と前記スロットル開度とに対して前記第２の噴射時間の基本加算割合を演算するように構成されている請求項４に記載のエンジン用燃料噴射制御装置。
前記大気圧検出手段は、前記エンジンの１燃焼サイクルの間に前記吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに前記吸気管圧力の最大値を前記大気圧の値として検出するように構成されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエンジン用燃料噴射制御装置。
前記大気圧検出手段は、前記エンジンの１燃焼サイクルの間に前記吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに前記吸気管圧力の最大値を前記エンジンの回転速度に応じて補正した値を前記大気圧の値として検出するように構成されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエンジン用燃料噴射制御装置。
前記大気圧検出手段は、前記エンジンの回転速度が設定値以下で、かつ前記エンジンの１燃焼サイクルの間に前記吸気管圧力検出器により検出された吸気管圧力の最大値と最小値の差の絶対値が予め設定された設定値以下のときに前記吸気管圧力の最大値を前記大気圧の値として検出するように構成されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエンジン用燃料噴射制御装置。