JP2550940B2 - 内燃エンジンの加速時の燃料供給制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は内燃エンジンの加速時の燃料供給制御方法
に関する。

（従来の技術及びその問題点） 多気筒内燃エンジンの各気筒の吸気弁の直ぐ上流に電
磁燃料噴射弁を夫々設け、各気筒の所定のクランク角度
位置の検出信号発生毎に、エンジンの負荷を表す、例え
ば空気流量、吸気管内圧力、スロットル開度等のパラメ
ータ値、及びエンジン回転数に応じて燃料量を演算し、
演算した燃料量を当該気筒に噴射・供給する燃料供給制
御方法は広く採用されている。斯かる燃料供給方法にお
いて、噴射弁から噴射された燃料の一部は吸気弁近傍の
吸気管内壁（吸気ポート壁）に付着して液膜を形成し、
この液膜は、エンジンが定常運転状態にあるときには、
吸気ポート壁に付着する燃料量と、液膜から蒸発する燃
料量とが平衡して一定の膜厚さを保っている。そして、
エンジンの部分負荷には吸気管内の負圧が大きく（絶対
圧が小さく）、且つ、吸気弁開時に高温の排気の一部が
吸気管内に吹き返し、再吸引される等のために吸気ポー
トに付着する燃料は蒸発しやすく、このため、部分負荷
時の平衡液膜厚さは、スロットル弁が大きく開弁される
全負荷時に比べて薄くなる。

エンジンの急加速時にスロットル弁の急開直後の燃料
噴射量を、定常運転時と同じようにして気筒に吸入され
る空気量に見合った量に設定し、これを気筒に噴射供給
するとすれば、付着燃料の液膜厚さが平衡状態になるま
では、噴射された燃料の一部が全負荷時の平衡液膜厚さ
と部分負荷時の平衡液膜厚さの差を補うように消費さ
れ、気筒に供給される燃料量はその分減少し、混合気は
希薄化（リーン化）してしまう。そこで従来、気筒毎に
燃料噴射弁を配設したこの種の多気筒内燃エンジンの急
加速時には、例えば、スロットル弁の急開と同時に、通
常の燃料噴射とは無関係に、スロットル弁の操作速度に
比例させた燃料量を気筒に供給する臨時燃料噴射を行っ
て加速時の混合気のリーン化を防止していた。

しかしながら、斯かる従来の加速時の燃料供給制御方
法は加速燃料増量がスロットル開度の変化量だけのパラ
メータで臨時燃料噴射量を決定しているため、経験によ
り選定した特定の運転状態では過渡運転状態にマッチン
グさせて臨時燃料噴射量を適正量に決定することができ
るが、他の運転状態では過不足が生じ、全ての運転領域
で過不足なく臨時燃料噴射を行うことが困難であった。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもの
で、いかなるエンジン運転状態からの急加速であっても
最適量の燃料を各気筒に供給し、加速性能の向上を図っ
た内燃エンジンの加速時の燃料供給制御方法を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明の内燃エンジンの
加速時の燃料供給制御方法は、内燃エンジンの負荷及び
エンジン回転数の少なくとも一つのエンジン運転パラメ
ータ値を検出し、該パラメータ検出値に応じた定常燃料
噴射量をエンジンに噴射供給する燃料供給制御方法にお
いて、前記エンジン運転パラメータ値と吸気管内壁への
燃料の定常付着量との関係を予め記憶しておき、前記エ
ンジンの加速状態を検出したとき、前回燃料噴射時のエ
ンジン運転パラメータ検出値に応じて前記関係から求め
た定常付着量と今回燃料噴射時のエンジン運転パラメー
タ検出値に応じて前記関係から求めた定常付着量との差
を求め、今回燃料噴射時の燃料供給量を、前記定常燃料
噴射量に前記定常燃料噴射量に前記定常付着量差に基づ
く付着補正量を追加して増量することを特徴とする。

（作用） 加速時にエンジンに供給する燃料量を、加速直後に吸
気ポートに形成される液膜厚さと部分負荷時の液膜厚さ
との差に相当する燃料量だけ追加増量すれば混合気にリ
ーン化が防止できることの知見に基づき、各エンジン運
転状態に対応して、エンジン運動パラメータ値と定常付
着量との関係を予め設定しておき、この関係に基づき各
加速時における加速状態検出前後の平衡状態にある定常
付着量を正確に求めてこれらの定常付着量差に基づき、
エンジンの加速状態の検出直後の燃料量の付着補正量を
設定することにより加速直後のエンジンに過不足のない
燃料の供給を可能にする。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照して
説明する。

先ず、第２図を参照して本発明方法を実施する燃料供
給制御装置の概略構成を説明すれば、符号10は多気筒内
燃エンジン、例えば４気筒のエンジンを示し、符号12は
各気筒の吸気ポートに接続される吸気管を示す。吸気管
12の大気側開口端部にはエアクリーナ13が取り付けられ
ると共に、カルマン渦式のエアフローセンサ14が取り付
けられている。このエアフローセンサ14は電子制御装置
（ECU）16の入力側に電気的に接続され、カルマン渦発
生周期信号を電子制御装置16に供給する。吸気管12途中
にはスロットル弁18が配設され、スロットル弁12と各気
筒の吸気弁（図示せず）との間には、各吸気弁の直ぐ上
流に噴射弁20が夫々配設され、各噴射弁20は電子制御装
置16に接続されて電子制御装置16からの駆動信号により
駆動される。

電子制御装置16の入力側には前記スロットル弁18の弁
開度を検出するスロットルセンサ（θｔ）19、各気筒の
所定クランク角度位置を検出するクランク角度位置セン
サ（ｎ）22、及びエンジン水温、大気圧等の他のエンジ
ン運転パラメータ値を検出するセンサ24が夫々電気的に
接続されている。

次に、上述のように構成される燃料供給制御装置によ
る燃料制御手順を第１図に示すプログラムフローチャー
トを参照して説明する。

先ず、電子制御装置16は前記クランク角度位置センサ
22からの所定クランク角度位置信号の入力を持ち、該ク
ランク角度位置信号が入力すると上記種々のセンサから
の検出信号を読み込み、これらのエンジン運転パラメー
タ検出値を電子制御装置16に内蔵される図示しない記憶
装置に格納・記憶する（ステップ31）。より具体的に
は、前回クランク角度位置信号の入力時から今回クラン
ク角度位置信号の入力時までの時間間隔からエンジンの
回転数ｎを演算し、エアフローセンサ14からのカルマン
渦発生周期信号により吸気管12の空気流量Ａを演算し、
回転数ｎ及び空気流量Ａからエンジン10が一吸気行程当
たりに吸入する吸気量に対応する値A/nを得る。又、ス
ロットルセンサ19からはスロットル開度θｔが得られ、
これらのエンジン負荷を表すパラメータ値及びエンジン
回転数ｎ等を前記記憶装置に格納・記憶する。尚、前記
値A/n及びスロットル開度θｔはエンジンの負荷の大き
さを表す。

次に、電子制御装置16は前記記憶装置から前回所定ク
ランク角度位置信号の発生時、即ち、前回燃料噴射時に
記憶された定常付着量Loを読み出すと共に、今回燃料噴
射時の定常付着量Lnを前記記憶装置に予め記憶されてい
るマップから読み出す（ステップ32）。これらの定常付
着量Lo,Lnは燃料噴射時に燃料が吸気弁近傍の吸気ポー
ト壁に付着する燃料の平衡液膜厚さに対応する値であ
り、その値はスロット開度検出値θｔ及びエンジン回転
数ｎから予測される。第３図は前記記憶装置にスロット
ル開度θｔ及びエンジン回転数ｎに応じて予め記憶さて
いる定常付着量Lnマップを示し、これらの値は、一回の
燃料噴射によって噴射された燃料の吸気ポート壁に付着
する割合が燃料噴射位置、吸気ポートの形状、エンジン
温度（エンジン水温）、エンジン負荷、回転数等で決定
される運転状態等によって変化するので、エンジン毎、
エンジン運転条件毎に実験的に求められたものである。
そして、今回噴射時の定常付着量Lnは、例えば公知の４
点補間法により今回クランク角度位置信号発生時に検出
されたスロットル開度θｔとエンジン回転数ｎとに応じ
た値がマップから読み出し設定される。尚、定常付着量
は上述した通り、エンジン水温が変化することによって
も変化するので、好ましくは、マップから読み出した定
常付着量Lnをエンジン水温Twにより補正するのが良い。
そして、定常付着量Lo値及びLn値から付着補正量Tcを次
式（１）により演算する（ステップ33）。

Tc＝α×（Ln−Lo） ……（１） ここに、αはマッチング係数である。

付着補正量Tcの演算が終わると、今回噴射時の定常付
着量Lnを次回の付着補正量Tcの演算のために定常付着量
Loとして前記記憶装置に更新・記憶する（ステップ3
4）。

次に、電子制御装置16はエンジン10の負荷が急変した
か否かを判別する（ステップ35）。この判別は、例えば
スロットル開度検出値θｔの変化速度Δθと所定判別値
とを比較し、該変化速度Δθが所定判別値より大きいと
き負荷が急変したと判定される。尚、前記所定判別値の
大きさを適宜値に設定すれば、僅かな負荷の変化に対し
ては感応しない不感帯を設けることができ、この場合、
変化速度Δθが所定判別値より小さい緩加速時には後述
する加速増量は実行されない。又、ステップ35の判別は
種々の変形例が適用でき、上述の方法に代えて以下の方
法によっても良い。即ち、スロットル開度及びエンジン
回転数とにより表されるエンジン運転領域を多数の領域
に区分し、検出したスロットル開度θｔ及びエンジン回
転数ｎにより、エンジン10の運転状態が低負荷運転領域
から高負荷運転領域に変化したことを検出したとき、負
荷が急変したと判定するようにしても良い。更に、エン
ジン負荷を表すパラメータとして前記A/n値や吸気管内
圧力等を使用してもよく、このA/n値や吸気管内圧力の
変化を検出して負荷の急変を判別するようにしても良
い。

前記ステップ35の判別結果が否定（No）の場合、即
ち、エンジン10の負荷が急変しない場合、ステップ36に
おいて前記ステップ33で求めた付着補正量Tcの値を零に
設定してステップ37に進み、定常噴射量Tbの演算を行
う。定常噴射量Tbの設定方法として種々の方法が考えら
れるが、例えばこの定常噴射量Tbは前記ステップ31で求
めた値A/nに所定の係数を乗算すると共に、スロットル
開度θｔ、エンジン水温Tw、大気圧Pa等の種々の補正係
数及び補正変数を乗算又は／及び加算した値に設定され
る。そして、この定常噴射量Tbに前述の付着補正量Tcを
加算し、燃料噴射量Te（＝Tb＋Tc）が決定される（ステ
ップ38）。尚、定常噴射量Tbに加える付着補正量Tcは前
述した通り、ステップ36において零に設定されたので、
定常噴射量Tbには実質的に何も加えられないことにな
る。電子制御装置16は今回燃料噴射すべき気筒の所定の
クランク角度位置、好ましいは当該気筒の吸気行程が開
始される前に燃料噴射が完了する、吸気上死点前の所定
クランク角度位置において、当該気筒に対応する噴射弁
20に上述のように決定した燃料噴射量Teに応じた噴射弁
駆動信号を出力し（ステップ39）、前記ステップ31に戻
り、再度ステップ31以下を繰り返し実行する。

以下はエンジン10が通常の定常運転状態にある場合の
燃料供給方法であるが、エンジン10のスロットル弁18が
急開される急加速時には、前記ステップ35の判別結果が
肯定（Yes）となり、前記ステップ36をスキップして前
記ステップ37にを実行する。ステップ37において前述し
たと同様に定常噴射量Tbを演算したあと、ステップ38に
おいて、定常噴射量Tbに前記ステップ33で求めた付着補
正量Tcが加算され、燃料噴射量Teが設定される。このよ
うに、急加速直後には定常噴射量Tbに付着補正量Tcだけ
増量した燃料噴射量Teが今回燃料噴射すべき気筒に噴射
・供給される（ステップ39）。

尚、上述の実施例では定常付着量Lnは、電子制御装置
16の記憶装置に予め設定してある定常付着量Lnマップか
ら、検出したスロットル開度θｔ及びエンジン回転数ｎ
に応じた値を読み出すようにしたが、本発明はこれに限
定されず、エンジン運転領域をスロットル開度θｔ及び
／又はエンジン回転数ｎにより複数の領域に区分した領
域の夫々に予め定常付着量Lnを設定しておき、これを検
出したスロットル開度θｔ及びエンジン回転数ｎに応じ
て読み出すようにしても良い。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の内燃エンジンの加速時の
燃料供給制御方法に依れば、エンジン運転パラメータ値
と吸気管内壁面への定常付着量との関係を予め記憶して
おき、エンジンの加速状態を検出したとき、前回燃料噴
射時のエンジン運転パラメータ検出値に応じて前記関係
から求めた定常付着量と今回燃料噴射時のエンジン運転
パラメータ検出値に応じて前記関係から求めた定常付着
量との差を求め、今回燃料噴射時の燃料供給量を、定常
燃料噴射量に前記定常付着量差に基づく付着補正量を追
加して増量するようにしたので、エンジンのいかなる運
転状態からの急加速であっても夫々の加速運転状態に最
適な燃料量を各気筒に供給することが出来、加速性能の
向上を図ることが出来るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施例を示し、第１図は、本発明方法
に係る加速時の燃料供給制御手順を示すフローチャー
ト、第２図は本発明方法を実施する燃料供給制御装置の
概略構成図、第３図は第２図に示す電子制御装置16に記
憶される定常付着量Lnマップ図である。 10…内燃エンジン、12…吸気管、14…エアフローセン
サ、16…電子制御装置、18…スロットル弁、19…スロッ
トル開度センサ、20……燃料噴射弁、22…クランク角度
位置センサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃エンジンの負荷及びエンジン回転数の
   少なくとも一つのエンジン運転パラメータ値を検出し、
   該パラメータ検出値に応じた定常燃料噴射量をエンジン
   に噴射供給する燃料供給制御方法において、前記エンジ
   ン運転パラメータ値と吸気管内壁面への燃料の定常付着
   量との関係を予め記憶しておき、前記エンジンの加速状
   態を検出したとき、前回燃料噴射時のエンジン運転パラ
   メータ検出値に応じて前記関係から求めた定常付着量と
   今回燃料噴射時のエンジン運転パラメータ検出値に応じ
   て前記関係から求めた定常付着量との差を求め、今回燃
   料噴射時の燃料供給量を、前記定常燃料噴射量に前記定
   常付着量差に基づく付着補正量を追加して増量すること
   を特徴とする内燃エンジンの加速時の燃料供給制御方
   法。