JP2006322443A - Fuel injection controller for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のクランクシャフトの回転に伴う角度位置に対応して検出されるクランク角信号から燃焼サイクルにおける燃料噴射量を演算し、燃料噴射制御を実施する内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine that calculates a fuel injection amount in a combustion cycle from a crank angle signal detected corresponding to an angular position associated with rotation of a crankshaft of the internal combustion engine and performs fuel injection control. Is.
一般に、独立吸気の内燃機関においては、吸気圧、スロットル開度及び機関回転速度等にて基本燃料噴射量が設定され、この基本燃料噴射量が冷却水温、吸気温、大気圧、変速機のギヤポジション等の各種パラメータに基づき補正されることで最終的な燃料噴射量が算出される。また、機関回転速度、車速、スロットル開度変化量等の各種運転パラメータに応じて燃料噴射量を変更または停止する燃料カット制御が実施されている。 In general, in an independent intake internal combustion engine, a basic fuel injection amount is set based on an intake pressure, a throttle opening, an engine rotation speed, and the like, and this basic fuel injection amount is determined based on a cooling water temperature, an intake air temperature, an atmospheric pressure, and a transmission gear. The final fuel injection amount is calculated by correction based on various parameters such as the position. Further, fuel cut control is performed in which the fuel injection amount is changed or stopped in accordance with various operation parameters such as engine speed, vehicle speed, and throttle opening change amount.
これに関連する先行技術文献としては、特開平4−81537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、加速補正後の所定時間以内に減速検出があった場合、燃料供給量を所定時間の間、定常値よりも減量するか、またはカットする技術が示されている。
ところで、前述のものでは、スロットルバルブを所定スロットル開度から急開したのち急閉するような一連の動作が、内燃機関の1燃焼サイクル内となるような極めて短い時間内に起きたような場合を想定しているとは、当時の電子制御ユニットにおけるCPUの処理能力を考慮すると到底考えられない。したがって、このような場合には、ドライバの加速要求によるスロットルバルブの最初の急開時にスロットル開度変化に応じて非同期燃料噴射された分によるオーバリッチに対処することはできなく、結果として、機関回転速度の落込み、エンスト等を引起こす可能性が想定される。 By the way, in the above-mentioned case, when a series of operations such as opening the throttle valve suddenly from a predetermined throttle opening and then closing suddenly occurs within an extremely short time such that it is within one combustion cycle of the internal combustion engine. Assuming that the processing capability of the CPU in the electronic control unit at that time is taken into consideration, it cannot be considered at all. Therefore, in such a case, it is not possible to cope with the overrich caused by the asynchronous fuel injection according to the change in the throttle opening at the time of the first sudden opening of the throttle valve due to the driver's acceleration request. The possibility of causing a drop in rotational speed, engine stall, etc. is assumed.
更に、スロットルバルブを所定スロットル開度から急開したのち急閉するような一連の動作が、内燃機関の1燃焼サイクル内となるような極めて短い時間内に起きたような場合であっても、このとき非同期燃料噴射された分がオーバリッチの要因とならない場合もあることが、発明者の実験・研究によって明らかとなっており、一律に燃料供給量を減量、またはカットすると却って内燃機関の運転状態に悪影響を及ぼす可能性も想定される。 Further, even when a series of operations such as suddenly closing the throttle valve after opening it from a predetermined throttle opening occurs within an extremely short time such that it is within one combustion cycle of the internal combustion engine, At this time, it has been clarified by experiments and research by the inventor that the amount of asynchronous fuel injection may not be a cause of over-rich, and if the fuel supply amount is reduced or cut uniformly, the operation of the internal combustion engine is reversed. The possibility of adversely affecting the condition is also envisaged.
そこで、この発明はかかる不具合の予測性を解消するためになされたもので、内燃機関の1燃焼サイクル内で、スロットルバルブを所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作が極めて短い時間内に起きた場合にも、内燃機関の運転状態に悪影響を及ぼすことのない最適な燃料噴射量を設定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。 Therefore, the present invention has been made to eliminate the predictability of such a problem, and a series of operations in which the throttle valve is suddenly opened from a predetermined throttle opening and then suddenly closed within one combustion cycle of the internal combustion engine is extremely short. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can set an optimal fuel injection amount without adversely affecting the operating state of the internal combustion engine even if it occurs within the time.
請求項1の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、クランク角検出手段で内燃機関のクランクシャフトの回転に伴って検出されたクランク角信号に基づく行程判別手段による行程判別完了後の1燃焼サイクル内で、燃料噴射制御手段によりスロットル開度検出手段で検出されるスロットル開度を含む各種パラメータに基づき算出され、クランク角信号に対応して燃料噴射弁から供給される燃料噴射量が、スロットルバルブが所定スロットル開度から急開されたのち急閉される一連の動作が、所定時間内の短い時間内に起きたときには、オーバリッチとなる可能性があるため燃料噴射補正手段によって強制的に停止されると共に、この際のスロットルバルブの一連の動作による吸入空気量が、内燃機関の1燃焼サイクル内で吸気行程期間の少なくとも(1/3)にかかるときには、内燃機関の運転状態の維持に必要なものとなるため、燃料噴射量の供給の強制的な停止が解除される。これにより、スロットルバルブを所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作が、内燃機関の1燃焼サイクル内となるような極めて短い時間内に起きたときにも、内燃機関の運転状態に悪影響を及ぼすことのない最適な燃料噴射量が設定される。
According to the fuel injection control apparatus for an internal combustion engine of
請求項2の内燃機関の燃料噴射制御装置における燃料噴射補正手段では、スロットルバルブの一連の動作におけるスロットル開度変化量の絶対値が、0.098〔°/ms〕以上と大きいときに急開または急閉と判定されることで、スロットルバルブの一連の動作が起きたことが確実に分かる。
In the fuel injection correction means in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to
請求項3の内燃機関の燃料噴射制御装置における燃料噴射補正手段では、スロットルバルブの一連の動作が所定時間として具体的に、100〔ms〕以内の短い時間内に起きたときが実行条件とされることで、内燃機関に対して的確で最適な燃料噴射量が設定される。
In the fuel injection correction means in the fuel injection control apparatus for an internal combustion engine according to
請求項4の内燃機関の燃料噴射制御装置における燃料噴射補正手段では、スロットルバルブの一連の動作における急閉時で所定スロットル開度から閉側の状態であるときが実行条件とされることで、内燃機関に対して的確で最適な燃料噴射量が設定される。
In the fuel injection correction means in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to
請求項5の内燃機関の燃料噴射制御装置では、内燃機関が4サイクル単気筒または独立吸気の4サイクル複数気筒とされる。これら4サイクル単気筒または独立吸気の4サイクル複数気筒からなる内燃機関では、スロットルバルブの一連の動作が1燃焼サイクル内で起きても、気筒に対応した最適な燃料噴射量が設定されることで内燃機関の運転状態が良好に維持される。
In the fuel injection control device for an internal combustion engine according to
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。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on examples.
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。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine and its peripheral devices to which a fuel injection control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied.
図1において、1は4サイクル単気筒からなる内燃機関であり、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)のアクセル操作量等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、この吸入空気量に応じて、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。
In FIG. 1,
吸気通路2途中のスロットルバルブ11にはアクセル操作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。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にはクランクロータ24が固設されており、このクランクロータ24の回転に伴って発生されるクランク角信号SCRANK を検出するクランク角センサ25が配設されている。
A
ここで、クランクロータ24は複数の等角度からなる24箇所の歯部のうち連続する2箇所を欠歯部とする(24−2)歯数からなる。この欠歯部の位置は、クランクシャフト13に固設されたクランクロータ24の回転に応じてクランク角センサ25から出力されるクランク角信号SCRANK のパルス発生間隔が異なることにより分かる。また、このクランク角センサ25で検出されるクランク角信号SCRANK のパルス発生間隔に基づき内燃機関1の機関回転速度NEが算出される。
Here, the
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25で検出されるクランク角信号SCRANK 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。
A
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25からのクランク角信号SCRANK 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15等が適宜、制御される。
The
次に、図2に示すタイムチャートを参照し、クランク角信号SCRANK 発生に伴う行程判別完了後のクランク角信号カウンタNNUM位置(行程位置)に対して、スロットルバルブ11を所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作が起きたときのスロットル開度TA〔°〕の遷移状態について説明する。なお、図2におけるクランク角信号カウンタNNUM位置に対するスロットル開度TAの遷移状態は、単に、一例を示すものである。
Next, referring to the time chart shown in FIG. 2, the
図2において、4サイクル(吸気行程→圧縮行程→燃焼(膨張)行程→排気行程)からなる720〔°CA(Crank Angle: クランク角)〕の1燃焼サイクルにおいて、例えば、吸気圧センサ22で検出される吸気圧PMがほぼ大気圧となっており、かつ欠歯部ののちの最初のクランク角信号SCRANK の発生時点が、クランクシャフト13の回転方向における基準クランク角位置であるとしてクランク角信号カウンタNNUMが「0(零)」に設定され、排気行程の開始時点であるとされ行程判別が完了する。
2, in one combustion cycle of 720 [° CA (Crank Angle)] consisting of four cycles (intake stroke → compression stroke → combustion (expansion) stroke → exhaust stroke), for example, detected by the
これ以降、クランク角信号SCRANK が発生される15〔°CA〕毎にクランク角信号カウンタNNUMが「+1」ずつインクリメントされる。なお、欠歯部におけるクランク角信号SCRANK のパルス発生間隔は45〔°CA〕である。そして、クランク角信号カウンタNNUMは排気行程の最初のクランク角信号SCRANK の発生時点となる720〔°CA〕の1燃焼サイクル毎に「0」にリセットされる。 Thereafter, the crank angle signal counter NNUM is incremented by “+1” every 15 [° CA] when the crank angle signal SCRANK is generated. The pulse generation interval of the crank angle signal SCRANK at the missing tooth portion is 45 [° CA]. Then, the crank angle signal counter NNUM is reset to “0” for every combustion cycle of 720 [° CA], which is the generation time point of the first crank angle signal SCRANK in the exhaust stroke.
行程判別完了後においては、クランクシャフト1の回転に伴うクランク角信号カウンタNNUMに基づき「0」〜「11」が排気行程、「12」〜「21」が吸気行程、「24」〜「35」が圧縮行程、「36」〜「45」が燃焼(膨張)行程とそれぞれ行程管理される。なお、クランクロータ24が(24−2)歯数からなり、連続する2箇所が欠歯部であることから、「22」、「23」、「46」、「47」は欠番となっている。
After the stroke determination is completed, “0” to “11” are the exhaust stroke, “12” to “21” are the intake stroke, and “24” to “35” based on the crank angle signal counter NNUM accompanying the rotation of the
次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の点火制御装置で使用されているECU30内のCPU31による燃料噴射制御における燃料噴射補正制御の処理手順を示す図3のフローチャートに基づき、上記図2を参照して説明する。なお、本実施例における燃料噴射補正制御とは、内燃機関1の1燃焼サイクル内で、インジェクタ5から供給される同期燃料噴射制御または非同期燃料噴射制御による燃料噴射量を、スロットルバルブ11が所定スロットル開度TAから急開されたのち急閉される一連の動作に対応して強制的に停止またはその強制的な停止を解除する制御をいう。この燃料噴射補正制御ルーチンは5〔ms〕毎にCPU31にて繰返し実行される。
Next, based on the flowchart of FIG. 3 showing the processing procedure of the fuel injection correction control in the fuel injection control by the
図3において、まず、ステップS101では、始動時であるかが判定される。ステップS101の判定条件が成立、即ち、内燃機関1のクランキングによる始動時であるときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。一方、ステップS101の判定条件が成立せず、即ち、内燃機関1の始動完了後で所定時間(例えば、1520〔ms〕)が経過しており、内燃機関1の始動が完了しているときにはステップS102に移行し、行程判別完了であるかが判定される。ステップS102の判定条件が成立せず、即ち、内燃機関1の1燃焼サイクルにおける行程判別が完了していないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。なお、その他の前提条件としては、内燃機関1の機関回転速度NEが所定回転速度(例えば、1800〔rpm〕)未満であるとき、また、当然のことながら、スロットル開度センサ21が正常であること等が挙げられる。
In FIG. 3, first, in step S101, it is determined whether it is a start time. When the determination condition of step S101 is satisfied, that is, when the
一方、ステップS102の判定条件が成立、即ち、上述したように、内燃機関1の1燃焼サイクルにおける行程判別が完了しており、上記前提条件が全て成立しているときにはステップS103に移行し、このときのスロットル開度TAが読込まれる。次にステップS104に移行して、今回のスロットル開度TAと前回、即ち、5〔ms〕前のスロットル開度TAOとの差分がスロットル開度変化量ΔTAとして算出される。
On the other hand, when the determination condition of step S102 is satisfied, that is, as described above, the stroke determination in one combustion cycle of the
次にステップS105に移行して、ステップS104で算出されたスロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量α〔°/ms〕を越えており、かつ、ステップS103で読込まれたスロットル開度TAが所定スロットル開度β〔°〕を越えた後、所定時間γ〔ms〕以内であるかが判定される。具体的には、スロットル開度変化量ΔTAが、例えば、5〔ms〕の間に0.49〔°〕以上、即ち、スロットル開度TAの立上がりの傾きが0.098〔°/ms〕を越えて大きく、かつ、スロットル開度TAが所定スロットル開度βとして例えば、44.92〔°〕を越える条件の成立後、所定時間γが、例えば、100〔ms〕以内であるかが判定される。 Next, the process proceeds to step S105, where the throttle opening change amount ΔTA calculated in step S104 exceeds the predetermined throttle opening change amount α [° / ms], and the throttle opening degree read in step S103. After TA exceeds a predetermined throttle opening β [°], it is determined whether it is within a predetermined time γ [ms]. Specifically, the throttle opening change amount ΔTA is, for example, 0.49 [°] or more in 5 [ms], that is, the rising slope of the throttle opening TA is 0.098 [° / ms]. After the condition that the throttle opening TA exceeds the predetermined throttle opening β, for example, exceeds 44.92 [°], whether the predetermined time γ is within 100 [ms] is determined. The
ステップS105の判定条件が成立、即ち、スロットル開度変化量ΔTAが0.098〔°/ms〕を越えて大きいときにはスロットルバルブ11の急開時であり、かつ、スロットル開度TAが44.92〔°〕を越えて大きいときにはスロットルバルブ11の開側への大きな動きであり、これらの条件の成立後、所定時間100〔ms〕以内であるときには、これらの動きが起きた直後であると分かることから、ステップS106に移行する。
When the determination condition of step S105 is satisfied, that is, when the throttle opening change amount ΔTA is larger than 0.098 [° / ms], the
ステップS106では、ステップS104で算出されたスロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量X〔°/ms〕未満であり、かつ、ステップS103で読込まれたスロットル開度TAが所定スロットル開度Y未満であり、かつ、クランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下であるかが判定される。具体的には、スロットル開度変化量ΔTAが、例えば、5〔ms〕の間に−0.49〔°/ms〕未満、即ち、スロットル開度TAの立下がりの傾きが−0.098〔°/ms〕未満と小さく、かつ、スロットル開度TAが所定スロットル開度Yとして例えば、43.95〔°〕未満と小さく、かつ、クランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下であるかが判定される。 In step S106, the throttle opening change amount ΔTA calculated in step S104 is less than the predetermined throttle opening change amount X [° / ms], and the throttle opening TA read in step S103 is the predetermined throttle opening change amount. It is determined whether it is less than Y and the crank angle signal counter NNUM is “15” or more and “21” or less. Specifically, the throttle opening change amount ΔTA is, for example, less than −0.49 [° / ms] during 5 [ms], that is, the falling slope of the throttle opening TA is −0.098 [ Less than [° / ms], and the throttle opening TA is a predetermined throttle opening Y, for example, less than 43.95 [°], and the crank angle signal counter NNUM is “15” or more and “21” or less. Is determined.
ステップS106の判定条件が1度でも成立しなかったとき、即ち、スロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量X〔°/ms〕以上、またはスロットル開度TAが所定スロットル開度Y〔°〕以上、またはクランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下の範囲内にないときにはステップS107に移行する。ステップS107では、後述の同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御の中止または禁止が実行されたのち、本ルーチンを終了する。 When the determination condition in step S106 is not satisfied even once, that is, the throttle opening change amount ΔTA is greater than or equal to the predetermined throttle opening change amount X [° / ms], or the throttle opening TA is the predetermined throttle opening Y [ If the crank angle signal counter NNUM is not less than “15” and not more than “21”, the process proceeds to step S107. In step S107, after stopping or prohibiting synchronous fuel injection control and asynchronous fuel injection control, which will be described later, this routine is terminated.
一方、ステップS105の判定条件が成立せず、即ち、スロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量α〔°/ms〕以下と小さく、またはスロットル開度TAが所定スロットル開度β以下と小さくて、両条件が成立しなかったり、またはスロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量α〔°/ms〕を越えて大きく、かつ、スロットル開度TAが所定スロットル開度β〔°〕を越えて大きくなった後、所定時間γ〔ms〕を越えて長いときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。 On the other hand, the determination condition of step S105 is not satisfied, that is, the throttle opening change amount ΔTA is as small as a predetermined throttle opening change amount α [° / ms] or less, or the throttle opening TA is less than a predetermined throttle opening β. Both conditions are not satisfied, or the throttle opening change amount ΔTA is larger than the predetermined throttle opening change amount α [° / ms], and the throttle opening TA is the predetermined throttle opening β [° ], The routine ends without doing anything when the time exceeds a predetermined time γ [ms].
また、ステップS106の判定条件が成立したとき、即ち、スロットル開度変化量ΔTAが−0.098〔°/ms〕未満と小さいスロットルバルブ11の急閉時であり、かつ、スロットル開度TAが43.95〔°〕未満と小さいスロットルバルブ11の閉側への大きな動きであり、かつ、このときのクランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下の範囲内にあるときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。つまり、ステップS106の判定条件が成立しなかったときに実行される同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御の中止または禁止が行われず、引き続き、燃料噴射が実行されることとなる。したがって、燃料噴射量の供給の強制的な停止が解除されることとなる。
Further, when the determination condition of step S106 is satisfied, that is, when the throttle valve change amount ΔTA is a small value of less than −0.098 [° / ms], the
なお、上記ステップS106の判定条件のうち、クランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下の範囲内にあるときは、図2のタイムチャートによれば、ほぼ吸気行程の開始後1/3を過ぎた時点から、吸気行程終了までにかかる期間である。 When the crank angle signal counter NNUM is in the range of “15” or more and “21” or less among the determination conditions in step S106, the time chart of FIG. This is the period from the time when / 3 is passed to the end of the intake stroke.
そこで、本実施例では、スロットルバルブ11を所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作(即ち、スロットル開度TAが所定スロットル開度βを越え、かつ、スロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量αを越えるといったスロットルバルブ11の急開動作が発生した後、所定時間γ以内に、スロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量Xを下回り、かつ、スロットル開度TAが所定開度Yより低下するといったスロットルバルブ11の急閉動作が行われた状態)において、スロットルバルブ11が急閉されたタイミングが上述のクランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下の範囲内にあるとき(つまり、ステップS106が「YES」判定となったとき)、スロットルバルブ11の一連の動作による吸入空気量の吸入が内燃機関1の1燃焼サイクル内で吸気行程期間の少なくとも1/3以上にかかるものと見做している。
Therefore, in this embodiment, a series of operations in which the
そして、図3のフローチャートにて説明した如く、スロットルバルブ11を所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作が所定時間に起き、かつ、クランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下の範囲内にないときには、喩えスロットルバルブ11の一連の動作が起きたとしても、それが吸気行程とさほど重複しなかったため、燃焼室7内への吸入空気量の吸入が実質的になかったものと見做される。よって、ステップS107へ進み、同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御の中止または禁止が実行される。
Then, as explained in the flowchart of FIG. 3, a series of operations of suddenly closing the
一方、スロットルバルブ11の一連の動作が起き、かつ、スロットルバルブ11の急閉後の時点が、吸気行程の開始後1/3経過してから終了するまでの期間(クランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下の範囲)内にあるときには、ステップS106が成立することで、そのまま何もすることなく本ルーチンを終了する。このとき、スロットルバルブ11の一連の動作が、吸気行程と重複することによって、燃焼室7内への更なる吸入空気量の吸入がなされたものと見做される。よって、ステップS107のような同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御の中止または禁止による燃料噴射量の供給の強制的な停止が解除され、燃料噴射を続行するようにされる。
On the other hand, a period from when a series of operations of the
次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の点火制御装置で使用されているECU30内のCPU31による燃料噴射制御における同期燃料噴射制御の処理手順を示す図4のフローチャートに基づいて説明する。この同期燃料噴射制御ルーチンは、上記図2に示す720〔°CA〕毎のクランク角信号カウンタNNUMが「36」付近でCPU31にて繰返し実行される。
Next, the processing procedure of the synchronous fuel injection control in the fuel injection control by the
図4において、まず、ステップS201では、スロットル開度TAが読込まれる。次にステップS202に移行して、クランク角センサ25で検出されるクランク角信号SCRANK のパルス発生間隔に基づく内燃機関1の機関回転速度NEが読込まれる。次にステップS203に移行して、ステップS201で読込まれたスロットル開度TAとステップS202で読込まれ機関回転速度NEとをパラメータとし、図示しない燃料噴射タイミングマップに基づき燃料噴射タイミングが算出される。
In FIG. 4, first, in step S201, the throttle opening degree TA is read. Next, the routine proceeds to step S202, where the engine speed NE of the
次にステップS204に移行して、ステップS203で算出された燃料噴射タイミング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、このとき燃料噴射タイミングであればステップS205に移行し、同期燃料噴射制御が開始される。一方、ステップS204の判定条件が成立せず、即ち、燃料噴射タイミングでなければ何もすることなく本ルーチンを終了する。 Next, the process proceeds to step S204, where it is determined whether it is the fuel injection timing calculated in step S203. If the determination condition of step S204 is satisfied, that is, if it is the fuel injection timing at this time, the routine proceeds to step S205, where synchronous fuel injection control is started. On the other hand, if the determination condition of step S204 is not satisfied, that is, if it is not the fuel injection timing, this routine is terminated without doing anything.
なお、同期燃料噴射制御における燃料噴射量は、図示しないルーチンにて、周知のように、このときの吸気圧PM、スロットル開度TA及び機関回転速度NE等にて基本燃料噴射量が設定され、この基本燃料噴射量が冷却水温THWに加えて、吸気温、大気圧、変速機のギヤポジション等の各種パラメータに基づき補正されることで最終的に算出される。 As is well known, the fuel injection amount in the synchronous fuel injection control is set by the intake pressure PM, the throttle opening degree TA, the engine rotational speed NE, etc. This basic fuel injection amount is finally calculated by correcting it based on various parameters such as intake air temperature, atmospheric pressure, transmission gear position and the like in addition to the coolant temperature THW.
次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の点火制御装置で使用されているECU30内のCPU31による燃料噴射制御における非同期燃料噴射制御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。この非同期燃料噴射制御ルーチンは5〔ms〕毎にCPU31にて繰返し実行される。
Next, the processing procedure of asynchronous fuel injection control in the fuel injection control by the
図5において、まず、ステップS301では、スロットル開度TAが読込まれる。次にステップS302に移行して、このときのスロットル開度TAと5〔ms〕前のスロットル開度TAOとの差分がスロットル開度変化量ΔTAとして算出される。次にステップS303に移行して、ステップS302で算出されたスロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量η〔°/ms〕を越えているかが判定される。 In FIG. 5, first, in step S301, the throttle opening degree TA is read. Next, the process proceeds to step S302, and the difference between the throttle opening TA at this time and the throttle opening TAO 5 [ms] before is calculated as the throttle opening change amount ΔTA. Next, the process proceeds to step S303, where it is determined whether the throttle opening change amount ΔTA calculated in step S302 exceeds a predetermined throttle opening change amount η [° / ms].
ステップS303の判定条件が成立、即ち、このときスロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量η〔°/ms〕を越え大きいときにはステップS304に移行し、内燃機関1の1燃焼サイクル内で、スロットルバルブ11が所定スロットル開度TAから急開された動作に対応したインジェクタ5からの非同期時の燃料噴射量の供給が必要であるとして、非同期燃料噴射制御が開始される。一方、ステップS303の判定条件が成立せず、即ち、スロットル開度変化量ΔTAが所定スロットル開度変化量η〔°/ms〕以下と小さいときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
When the determination condition of step S303 is satisfied, that is, when the throttle opening change amount ΔTA is larger than the predetermined throttle opening change amount η [° / ms] at this time, the process proceeds to step S304 and within one combustion cycle of the
なお、非同期燃料噴射制御における燃料噴射量は、図示しないルーチンにて、周知のように、このときの機関回転速度NEに基づき非同期時の燃料噴射量が設定され、この非同期時の燃料噴射量がスロットル開度変化量ΔTA、冷却水温THWに加えて、吸気温等の各種パラメータに基づき補正されることで最終的に算出される。 As is well known, the fuel injection amount in the asynchronous fuel injection control is set based on the engine speed NE at this time in a routine not shown, and the fuel injection amount at the asynchronous time is It is finally calculated by correcting it based on various parameters such as the intake air temperature in addition to the throttle opening change amount ΔTA and the coolant temperature THW.
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の吸気通路2に配設されたスロットルバルブ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と、内燃機関1のクランクシャフト13の回転に伴うクランク角信号SCRANK を検出するクランク角検出手段としてのクランク角センサ25と、クランク角センサ25で検出されたクランク角信号SCRANK に基づき行程判別を行なうECU30にて達成される行程判別手段と、前記行程判別手段により規定される内燃機関1の1燃焼サイクル内で、スロットル開度TAを含む各種パラメータ(機関回転速度NE等)に基づき算出される燃料噴射量を、クランク角信号SCRANK に対応して内燃機関1の吸気通路2に配設されたインジェクタ(燃料噴射弁)5から供給するECU30にて達成される燃料噴射制御手段と、前記行程判別手段により規定される内燃機関1の1燃焼サイクル内で、スロットルバルブ11を所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作が所定時間内に起きたときには、前記燃料噴射制御手段による燃料噴射量の供給を強制的に停止するために同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御を中止または禁止すると共に、この際のスロットルバルブ11の一連の動作による吸入空気量が、内燃機関1の1燃焼サイクル内で吸気行程期間の少なくとも(1/3)にかかるときには、前記燃料噴射制御手段による燃料噴射量の供給の強制的な停止を解除するECU30にて達成される燃料噴射補正手段とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置のECU30にて達成される燃料噴射補正手段は、スロットルバルブ11の一連の動作におけるスロットル開度変化量ΔTAの絶対値が、0.098〔°/ms〕以上であるときに急開または急閉と判定するものである。そして、内燃機関1を4サイクル単気筒とするものである。
As described above, the fuel injection control device for the internal combustion engine of the present embodiment has a throttle opening as a throttle opening detecting means for detecting the throttle opening TA of the
つまり、内燃機関1の行程判別完了後の1燃焼サイクル内で、スロットルバルブ11を所定スロットル開度から開側または閉側とするときのスロットル開度変化量ΔTAの絶対値が、0.098〔°/ms〕以上であり、急開したのち急閉と判定される一連の動作が所定時間内に起きたときには、スロットル開度TAを含む各種パラメータに基づき算出されクランク角信号SCRANK に対応したインジェクタ5からの燃料噴射量の供給が強制的に停止される。
That is, in one combustion cycle after the stroke determination of the
しかしながら、このインジェクタ5からの燃料噴射量の供給の強制的な停止は一律に実施されるものではなく、この際のスロットルバルブ11の一連の動作による吸入空気量が、内燃機関1の1燃焼サイクル内で吸気行程期間の少なくとも(1/3)にかかるときには、実際には所定空燃比の混合気が気筒内に導入され内燃機関1の運転状態の維持に必要なものとなるため、燃料噴射量の供給の強制的な停止が解除される。
However, the forced stop of the supply of the fuel injection amount from the
なお、この際のスロットルバルブ11の一連の動作が起きたときが、内燃機関1の1燃焼サイクルとしての吸気行程・圧縮行程・燃焼(膨張)行程・排気行程のうちのどの行程にあって、これによる吸入空気量がどれだけ吸気行程期間にかかるかは、予め実機による適合にてクランク角信号カウンタNNUMに対応して設定される。上述した如く、本実施例では、クランク角信号カウンタNNUMが「15」以上で「21」以下の範囲内に、スロットルバルブ11の一連の動作の終了時点が入ったときが、吸入空気量が1燃焼サイクル内で吸気行程期間の少なくとも1/3以上にかかるとしている。
At this time, when the series of operations of the
このようにして、スロットルバルブ11の一連の動作が所定時間内に起きる毎に、燃料噴射量の供給の強制的な停止またはその解除が、内燃機関1に対する影響を考慮して設定されることで燃料噴射量が的確に補正され、結果として、内燃機関1の運転状態を良好に維持することができる。
In this way, every time a series of operations of the
更に、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置のECU30にて達成される燃料噴射補正手段は、スロットルバルブ11の一連の動作が、100〔ms〕以内であるときを実行条件とするものである。更にまた、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置のECU30にて達成される燃料噴射補正手段は、スロットルバルブの一連の動作における急閉時で所定スロットル開度から閉側の状態であるときを実行条件とするものである。
Further, the fuel injection correction means achieved by the
つまり、スロットルバルブ11を所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作が、内燃機関1の1燃焼サイクル内で、100〔ms〕以内の極めて短い時間内に起きたとき、また、スロットルバルブ11の一連の動作における急閉時で所定スロットル開度から閉側の状態であるときが実行条件とされることで、内燃機関1の運転状態に悪影響を及ぼす可能性が想定されるときに、的確に燃料噴射補正制御を実施することができる。
That is, when a series of operations in which the
要するに、本実施例をより具体的に説明すると、スロットルバルブ11の急開から急閉による一連の動作の終了した状態の期間が、全吸気行程期間中の2/3以上を占めた場合(つまり、吸気行程開始から1/3までの期間に、スロットルバルブ11の急閉が完了したとき)には、その一連の動作によって、燃焼室7への吸入空気量の増大が実質的になかったものと見做され、燃料噴射量の供給を強制的に停止するために同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御を中止または禁止する。但し、スロットルバルブ11の一連の動作の終了した状態の期間が、全吸気行程期間中の1/3よりも小さい場合(つまり、吸気行程開始から2/3を経過した後に、スロットルバルブ11の急閉が完了したとき)には、その一連の動作によって、燃焼室7への更なる吸入空気量の増大があったものと見做され、上述した燃料噴射量の供給の強制的な停止を解除し、燃料噴射を続行するものとしている。
In short, this embodiment will be described in more detail. When the period of a series of operations by the sudden opening and closing of the
これによって、1燃焼サイクル内の極めて短い時間におけるスロットルバルブ11の急激な開度変化に対しても、気筒内に吸入される実際の空気量に対応した燃料噴射量を制御することが可能となり、従来技術で述べたオーバリッチ等の不具合が解消され、内燃機関1の運転状態に悪影響を及ぼすことを防止できる。
As a result, it is possible to control the fuel injection amount corresponding to the actual air amount sucked into the cylinder even for a sudden change in the opening degree of the
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による燃料噴射制御における燃料噴射補正制御の処理手順の変形例を示す図6のフローチャートに基づき、上記図2を参照して説明する。なお、この燃料噴射補正制御ルーチンは5〔ms〕毎にCPU31にて繰返し実行される。
Next, based on the flowchart of FIG. 6 which shows the modification of the process sequence of the fuel-injection correction control in the fuel-injection control by CPU31 in ECU30 used with the fuel-injection control apparatus of the internal combustion engine concerning one Example of this invention. A description will be given with reference to FIG. The fuel injection correction control routine is repeatedly executed by the
図6において、ステップS401〜ステップS405については、上記実施例におけるステップS101〜ステップS105に対応しているため、その詳細な説明を省略する。 ステップS406においては、ステップS106と同様、スロットル開度変化量ΔTA、スロットル開度TAの条件が成立するかが判定される。更に、クランク角信号カウンタNNUMが「11」以上で「21」以下の範囲内にあるかが判定される。つまり、吸入行程にあるか否かが判定される。そして、ステップS406の判定条件が成立するときにはステップS407に移行し、ステップS406の判定条件のうちのクランク角信号カウンタNNUMが「11」以上で「21」以下であり、更に、クランク角信号カウンタNNUMがそのうちの「15」以上で「21」以下であるかが判定される(図2参照)。 In FIG. 6, steps S401 to S405 correspond to steps S101 to S105 in the above embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. In step S406, as in step S106, it is determined whether the conditions of the throttle opening change amount ΔTA and the throttle opening TA are satisfied. Further, it is determined whether the crank angle signal counter NNUM is within the range of “11” or more and “21” or less. That is, it is determined whether or not it is in the inhalation stroke. Then, when the determination condition of step S406 is satisfied, the process proceeds to step S407, where the crank angle signal counter NNUM in the determination condition of step S406 is “11” or more and “21” or less, and further, the crank angle signal counter NNUM. Is “15” or more and “21” or less (see FIG. 2).
一方、ステップS406の判定条件が成立せず、即ち、ステップS106と同様、スロットル開度変化量ΔTA、スロットル開度TAの何れか1つでも条件が成立せず、または、クランク角信号カウンタNNUMが「11」以上で「21」以下の範囲内にないときには、スロットルバルブ11の所定時間内における急開から急閉への一連の動作があっても、その動作に基づく燃焼室7への吸入空気量の吸入が実質的にないものと見做され、ステップS408に移行し、燃料噴射補正制御として、上述の同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御の中止または禁止が実行されたのち、本ルーチンを終了する。
On the other hand, the determination condition in step S406 is not satisfied, that is, as in step S106, the condition is not satisfied in any one of the throttle opening change amount ΔTA and the throttle opening TA, or the crank angle signal counter NNUM is When the
次に、ステップS407において、その判定条件が成立せず、即ち、クランク角信号カウンタ「15」以上で「21」以下の範囲内にないときにはステップS409に移行し、上述の非同期燃料噴射制御のみの中止または禁止が実行されたのち、本ルーチンを終了する。一方、ステップS407の判定条件が1度でも成立するときには、そのまま何もすることなく本ルーチンを終了する。このときスロットルバルブ11の一連の動作が、吸入行程と重複することによって、燃焼室7内への更なる吸入空気量の吸入がなされたものと見做される。よって、同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御の中止または禁止による燃料噴射量の供給の強制的な停止は行われることなく、燃料噴射を続行するようにしている。
Next, in step S407, when the determination condition is not satisfied, that is, when the crank angle signal counter is not in the range of “15” or more and “21” or less, the process proceeds to step S409, and only the above-described asynchronous fuel injection control is performed. This routine is terminated after cancellation or prohibition is executed. On the other hand, if the determination condition in step S407 is satisfied even once, this routine is terminated without doing anything. At this time, a series of operations of the
なお、ステップS409において、非同期燃料噴射制御のみが中止または禁止されるのは、この燃料噴射タイミングにおいては、スロットルバルブ11の一連の動作の終了時点が、吸気行程の開始から1/3までにかかるタイミングであり、その場合は、燃焼室7への吸入空気量の吸入が全くなかったというわけではないため、非同期燃料噴射制御を中止または禁止するものの、同期燃料噴射制御までも中止または禁止する必要がないという判断によるものである。
In step S409, only the asynchronous fuel injection control is stopped or prohibited. At this fuel injection timing, the end point of the series of operations of the
このように、本変形例の内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関1の吸気通路2に配設されたスロットルバルブ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と、内燃機関1のクランクシャフト13の回転に伴うクランク角信号SCRANK を検出するクランク角検出手段としてのクランク角センサ25と、クランク角センサ25で検出されたクランク角信号SCRANK に基づき行程判別を行なうECU30にて達成される行程判別手段と、前記行程判別手段により規定される内燃機関1の1燃焼サイクル内で、スロットル開度TAを含む各種パラメータ(機関回転速度NE等)に基づき算出される燃料噴射量を、クランク角信号SCRANK に対応して内燃機関1の吸気通路2に配設されたインジェクタ5から供給するECU30にて達成される燃料噴射制御手段と、前記行程判別手段により規定される内燃機関1の1燃焼サイクル内で、スロットルバルブ11を所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作が所定時間内に起きたときには、前記燃料噴射制御手段による燃料噴射量の供給を強制的に停止するために同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御を中止または禁止、または非同期燃料噴射制御のみを中止または禁止すると共に、この際のスロットルバルブ11の一連の動作による吸入空気量が、内燃機関1の1燃焼サイクル内で吸気行程期間の少なくとも(1/3)にかかるときには、前記燃料噴射制御手段による燃料噴射量の供給の強制的な停止を解除するECU30にて達成される燃料噴射補正手段とを具備するものである。
As described above, the fuel injection control device for the internal combustion engine of the present modification has a throttle opening as a throttle opening detecting means for detecting the throttle opening TA of the
つまり、上記実施例と同様に、内燃機関1の行程判別完了後の1燃焼サイクル内で、スロットルバルブ11を所定スロットル開度から急開したのち急閉と判定される一連の動作が所定時間内に起きたときには、スロットル開度TAを含む各種パラメータに基づき算出されクランク角信号SCRANK に対応したインジェクタ5からの燃料噴射量の供給が強制的に停止される。
That is, as in the above embodiment, a series of operations that are determined to be suddenly closed after the
しかしながら、このインジェクタ5からの燃料噴射量の供給の強制的な停止は一律に実施されるものではなく、この際のスロットルバルブ11の一連の動作による吸入空気量が、内燃機関1の1燃焼サイクル内で吸気行程期間の少なくとも(1/3)にかかるときには、実際には所定空燃比の混合気が気筒内に導入され内燃機関1の運転状態の維持に必要なものとなるため、燃料噴射量の供給の強制的な停止は実施されない。
However, the forced stop of the supply of the fuel injection amount from the
このようにして、スロットルバルブ11の一連の動作が所定時間内に起きる毎に、その一連の動作の終了時点が、吸気行程開始から1/3経過までの間ならば、非同期燃料噴射制御のみを中止または禁止させて、同期燃料噴射制御が実行され、吸気行程の1/3経過から終了までの間ならば、同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御の中止または禁止が実行されることなく、両燃料噴射制御が実行される。更に、スロットルバルブ11の一連の動作が喩え起きたとしても、それが吸気行程以外であるならば、同期燃料噴射制御及び非同期燃料噴射制御による燃料噴射量の供給は強制的に停止される。よって、そのときの燃料噴射制御における燃料噴射補正制御での燃料噴射量の供給の強制的な停止またはその解除が、同期燃料噴射制御か非同期燃料噴射制御かに応じて、内燃機関1に対する影響を考慮して設定されることで燃料噴射量がきめ細かく的確に補正され、結果として、内燃機関1の運転状態を良好に維持することができる。
In this way, whenever the series of operations of the
ところで、上記実施例及び変形例では、内燃機関1が4サイクル単気筒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、複数気筒からなり気筒毎に独立して吸入空気量を供給する独立吸気の4サイクル複数気筒の場合にも、気筒毎にそれぞれ同様な燃料噴射補正制御を実施することによって、同様の作用・効果が期待できる。
In the above-described embodiments and modifications, the case where the
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
13 クランクシャフト
21 スロットル開度センサ
25 クランク角センサ
30 ECU(電子制御ユニット)
DESCRIPTION OF
11
Claims (5)
前記内燃機関のクランクシャフトの回転に伴うクランク角信号を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段で検出されたクランク角信号に基づき行程判別を行なう行程判別手段と、
前記行程判別手段により規定される前記内燃機関の1燃焼サイクル内で、前記スロットル開度を含む各種パラメータに基づき算出される燃料噴射量を、前記クランク角信号に対応して前記内燃機関の吸気通路に配設された燃料噴射弁から供給する燃料噴射制御手段と、
前記行程判別手段により規定される前記内燃機関の1燃焼サイクル内で、前記スロットルバルブを所定スロットル開度から急開したのち急閉する一連の動作が所定時間内に起きたときには、前記燃料噴射制御手段による燃料噴射量の供給を強制的に停止すると共に、この際の前記スロットルバルブの一連の動作による吸入空気量が、前記内燃機関の1燃焼サイクル内で吸気行程期間の少なくとも(1/3)にかかるときには、前記燃料噴射制御手段による燃料噴射量の供給の強制的な停止を解除する燃料噴射補正手段と
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。 Throttle opening detection means for detecting the throttle opening of a throttle valve disposed in the intake passage of the internal combustion engine;
Crank angle detection means for detecting a crank angle signal accompanying rotation of the crankshaft of the internal combustion engine;
Stroke determination means for determining a stroke based on a crank angle signal detected by the crank angle detection means;
A fuel injection amount calculated based on various parameters including the throttle opening within one combustion cycle of the internal combustion engine defined by the stroke determination means is determined in accordance with the crank angle signal. A fuel injection control means for supplying from a fuel injection valve disposed in
The fuel injection control is performed when a series of operations in which the throttle valve is suddenly opened from a predetermined throttle opening and then suddenly closed within a predetermined time within one combustion cycle of the internal combustion engine defined by the stroke determination means. Forcibly stopping the supply of the fuel injection amount by the means, and the intake air amount by a series of operations of the throttle valve at this time is at least (1/3) of the intake stroke period in one combustion cycle of the internal combustion engine The fuel injection control device for the internal combustion engine, further comprising: a fuel injection correction unit that cancels the forced stop of the supply of the fuel injection amount by the fuel injection control unit.
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