JP2689418B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection control device for internal combustion engineInfo
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- JP2689418B2 JP2689418B2 JP61276159A JP27615986A JP2689418B2 JP 2689418 B2 JP2689418 B2 JP 2689418B2 JP 61276159 A JP61276159 A JP 61276159A JP 27615986 A JP27615986 A JP 27615986A JP 2689418 B2 JP2689418 B2 JP 2689418B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車等エンジンの燃料噴射制御装置、詳
しくは、1燃焼サイクル毎に複数回燃料を噴射設定する
装置に関する。
〔従来の技術〕
近時、自動車エンジンに対しては高い燃料経済性や素
早い応答性、さらに高出力化あるいは有害排気ガス成分
の発生防止等が要求され、しかもあらゆる運転条件がそ
の対象となる傾向にある。
これらの課題に対応する内燃機関の燃料噴射制御装置
として、例えば特開昭60−195347号、特開昭60−233353
号、特開昭59−211731号、特開昭59−29733号各公報に
記載のものがある。
これらの装置では、エンジンの回転数や負荷等のいわ
ゆる運転状態パラメータに基づいて燃料の噴射開始時期
や最終噴射量を決定するとともに、エンジンの暖機状
態、加速状態等に応じて増量される増量分が吸入行程内
で吸入されるように燃料の噴射開始時期を進角させてい
る。
一方、上記従来例とは別に、1燃焼サイクルに複数の
燃料供給タイミングを設定するという制御が試みられて
おり、例えばそのようなものとしては、実開昭61−7614
3号公報に記載のものがある。この装置では、1燃焼行
程毎に2つの供給タイミングを設定し、これらの供給タ
イミングにおける燃料供給量の分担割合をエンジン負荷
および吸気温に応じて決定することにより燃料の気化を
促進して、上記要求を達成しようとしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような従来の内燃機関の燃料噴射
制御装置にあっては、1燃焼サイクルで必要な燃料を1
回の噴射で供給する構成となっていたため、定常時と過
渡時とで相反する燃料噴射時期(すなわち燃料供給タイ
ミング)を両立させることが困難であり、運転状態によ
っては十分なエンジンの安定性や応答性が得られないこ
とがある。すなわち、定常時では燃料の気化を促進して
良好な燃焼状態を実現するため、燃料供給タイミングを
吸入行程よりも十分に進ませる必要がある。これに対し
て過渡時では負荷の変化に応じて燃料量を適切に追従さ
せるため、燃料供給タイミングを吸入行程に間に合う範
囲内でできるだけ遅らせることが望ましい。ところが、
従来の装置にあってはこのような相反する燃料供給タイ
ミングの条件を同時に満足させることはできなかった。
また、1燃焼サイクルに2つの燃料供給タイミングを
行うものにあっても、燃料供給量の分担割合を負荷等に
応じて設定するのみであり、その燃料供給タイミングや
負荷の変動による燃料供給量の変化までは考慮していな
いことから、その効果は必ずしも十分なものであるとは
言い難い。例えば、第8図(a)に示すように1回当り
の吸入空気量に対する燃料量をTe、第1回目の噴射の時
点のTeに基づく演算値をTe1、第2回目の噴射の時点のT
eに基づく演算値をTe2とすると負荷(吸入空気量Qa)の
増加があった場合、1行程2回転に必要な燃料量は2×
Teであるから吸入行程の終わりまでに2×Te2の量の燃
料が供給されなければならない。ところが、第1回目の
噴射および第2回目の噴射共Teに基づく演算値をそのま
ま噴射すると仮定すると、2回の噴射で供給される燃料
量の合計はTe1+Te2<2×Te2となって、第1回目の噴
射量Te1と第2回目の噴射量Te2の差ΔTe=Te2−Te1だけ
負荷に対する燃料の不足が生じ、第1回目の噴射時点か
ら吸入行程の間の負荷に追従することができない。
このように、現行の技術、すなわち従来装置では定常
時、過渡時およびアイドル時の何れの場合であっても応
答性、運転性および燃費等の向上を図る点でさらに改善
の余地がある。
〔目的〕
そこで本発明は、1燃焼行程毎に吸入行程から十分進
んだ第1回目の燃料供給タイミングと、第1回目の噴射
に用いる燃料供給量と同一の燃焼行程内の吸入行程開始
前であって第1回目の噴射から遅れて検出されるエンジ
ン負荷に対応する燃料量との差分である燃料供給量の不
足分、すなわち1燃焼行程の補償量を、吸気バルブが閉
となるクランク角から一定時間前までに噴射を終了する
ように、同一燃焼行程内であって第1回目の噴射から遅
れて吸入行程開始前に第2回目の燃料供給タイミングと
を設定し、第1回目の噴射で、第1回目の燃料供給タイ
ミングでのエンジン負荷に基づく燃料供給量の全量を噴
射するとともに、第2回目の噴射で、第1回目の噴射と
第2回目の噴射との間におけるエンジン負荷の変化に基
づく燃料供給量の不足分を補償することにより、定常
時、過渡時およびアイドル時の何れの場合であっても性
能を低下させることなく運転性、燃費を向上させること
を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置は上記達成
のため、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段aと、
エンジンのクランク角を検出するクランク角検出手段b
と、エンジンのクランク角に基づいて燃焼行程毎に吸入
行程から十分進んだ第1回目の燃料供給タイミングを設
定する第1の供給時期設定手段cと、第1回目の燃料供
給タイミングでのエンジン負荷に基づいて第1回目の噴
射に用いる燃料供給量を演算する供給量演算手段dと、
第1回目の噴射と同一燃焼行程内の吸入行程開始前であ
って第1回目の噴射から遅れて検出されるエンジン負荷
に対応する燃料量を演算する燃料量演算手段eと、第1
回目の噴射に用いる燃料供給量と、前記燃料量との差分
を演算し、該差分を1燃焼行程の補償量とする補償量演
算手段fと、補償量演算手段で演算した前記補償量を吸
気バルブが閉となるクランク角から一定時間前までに噴
射を終了するように、第2回目の燃料供給タイミング
を、第1回目の噴射と同一燃焼行程内であって第1回の
噴射から遅れて吸入行程開始前に設定する第2供給時期
設定手段gと、第1回目の燃料供給タイミングで前記燃
料供給量の噴射を指令する一方、補償量演算手段により
演算された前記補償量が所定値以上のとき、第2回目の
燃料供給タイミングで当該補償量の噴射を指令する供給
指令手段hと、吸気ポートに設けられ、供給指令手段の
指令に基づいて吸気バルブを介して各気筒に燃料を噴射
する噴射手段iと、を備えている。
〔作用〕
本発明では、1燃料行程毎に吸入行程から十分進んだ
第1回目の燃料供給タイミングと、第1回目の噴射に用
いる燃料供給量と同一の燃焼行程内の吸入行程開始前で
あって第1回目の噴射から遅れて検出されるエンジン負
荷に対応する燃料量との差分である燃料供給量の不足
分、すなわち1燃料行程の補償量を、吸気バルブが閉と
なるクランク角から一定時間前までに噴射を終了するよ
うに、同一燃焼行程内であって第1回目の噴射から遅れ
て吸入行程開始前に第2回目の燃料供給タイミングとが
設定され、第1回目の噴射で、第1回目の燃料供給タイ
ミングでのエンジン負荷に基づく燃料供給量の全量を噴
射されるとともに、第2回目の噴射で、第1回目の噴射
と第2回目の噴射との間におけるエンジン負荷の変化に
基づく燃料供給量の不足分が適切に補償される。したが
って、定常時、過渡時およびアイドル時の何れの場合で
あっても運転性、燃費がより一層向上する。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2〜8図は発明の一実施例を示す図である。まず、
構成を説明する。第2図において、1はエンジンであ
り、吸入空気は吸気関2を通しインテークマニホールド
3を介して各気筒に供給され、燃料は噴射信号Siに基づ
いて各気筒に設けられたインジェクタ(噴射手段)4a〜
4fにより噴射される。そして、気筒内で燃焼した排気は
排気管5を通して図外の触媒コンバータに導入され、触
媒コンバータ内で排気中の有害成分を清浄化して排出さ
れる。吸入空気の流量Qaはエアフローメータ(負荷検出
手段)6により検出され、吸気管2の絞弁7によって制
御される。絞弁7の開度Cvは絞弁開度センサ8により検
出され、エンジン1の回転数Nはクランク角センサ(ク
ランク角検出手段)9により検出される。また、この他
にスタータスイッチ、アイドルスイッチ、水温センサお
よび酸素センサ等が設置されており、エンジンの運転状
態を検出している。
上記エアフローメータ6、絞弁開度センサ8および各
種スイッチ類から出力はコントロールユニット10に入力
されており、コントロールユニット10はこれらのセンサ
情報に基づいて燃料噴射制御を行う。コントロールユニ
ット10は第1および第2の供給時期設定手段、供給量演
算手段、燃料量演算手段、補償量演算手段および供給指
令手段としての機能を有し、CPU11、ROM12、RAM13、A/D
変換器14およびI/Oポート15により構成され、これらは
コモンバス16により互いに接続される。A/D変換器14は
アナログ信号として入力されるQa等をディジタル信号に
変換し、CPU11の指示に従って指定の時期にCPU11あるい
はRAM13に出力する。CPU11はROM12に書き込まれている
プログラムに従って必要とする外部データを取り込んだ
り、またRAM13との間でデータの授受を行ったりしなが
ら燃料噴射制御に必要な処理値を演算処理し、必要に応
じて処理したデータをI/Oポート15へ出力する。I/Oポー
ト15には各種センサからの信号が入力されるとともに、
I/Oポート15からは噴射信号Siが出力される。ROM12はCP
U11における演算プログラムを格納しており、RAM13は演
算に使用するデータをマップ等の形で記憶している。な
お、RAM13の一部は、例えば不揮発性メモリにより構成
され、その記憶内容(学習値等)を演算停止後も保持す
る。
第3図はコントロールユニット10のインジェクタ制御
回路を示すブロック構成図である。第3図において、21
はANG(角度)レジスタであり、ANGレジスタ21には噴射
開始角度ADD1がセットされる。また、カウンタ22はクラ
ンク角センサ9の120゜パルスでリセットされ、クラン
ク角センサ9の1゜パルスをカウントする。コンパレー
タ23はカウンタ22がリセットされたときANGレジスタ21
にセットされたADD1を読み込むとともに、読込んだADD1
とカウンタ22のカウント値とが一致するとその出力がON
状態になる。このコンパレータ23の出力はCPU11と後述
するゲート27a〜27fに出力され、CPU11に対して燃料噴
射割込を発生する。上記、ANGレジスタ21、カウンタ22
およびコンパレータ23は噴射開始角度制御回路24を構成
する。一方、25a〜25f(図中では25a、25fのみ示してあ
る。以下、他の部材についても同様)はEGI(燃料噴
射)レジスタであり、EGIレジスタ25a〜25fには噴射パ
ルス幅ADD2がセットされる。また、カウンタ26a〜26fは
ゲート27a〜27fの入力GがONでかつコンパレータ23の出
力がOFF→ONになるとリセットされてクロックパルスを
カウントする。コンパレータ28a〜28fはカウンタ26a〜2
6fがリセットされたときEGIレジスタ25a〜25fにセット
されたADD2を読み込むと同時にパワートランジスタ29a
〜29fをON状態にし、読込んだADD2とカウンタ26a〜26f
のカウント値が一致するとパワートランジスタ29a〜29f
をOFF状態にする。上記EGIレジスタ25a〜25f、カウンタ
26a〜26f、ゲート27a〜27f、コンパレータ28a〜28fおよ
びパワートランジスタ29a〜29fは噴射パルス幅出力回路
30を構成する。なお、噴射パルス幅出力回路30は1気筒
から6気筒までの各気筒に対応しており、それぞれ6組
(6気筒の場合)ある。
次に、作用を説明する。
第4図はROM12に書き込まれている燃料供給量演算の
プログラムを示すフローチャートであり、本プログラム
は所定期間(例えば10ms)毎に一度実行される。まず、
P1で吸入空気量Qa、エンジン回転数Nを読み込む。回転
数Nはクランク角センサ9から基準信号(360゜毎の信
号)の間隔時間を計測するか、あるいは位置信号(1゜
毎の信号)の所定時間におけるパルス数を算出すること
により得られる。次いで、P2で次式に従って基本噴射
量Tpを演算し、P3でこのTpを冷却水温等の運転状態に基
づいて補正して有効噴射パルス幅Teを演算する。なお、
有効噴射パルス幅Teは1回転当りの燃料であり、したが
って1行程2回転に必要な供給燃料量はこの2倍であ
る。
但し、K:定数
P4では次式に従って供給燃料量の全量に相当する燃
料噴射パルス幅Tiを演算する。
Ti=Te×2+Ts ……
ここに、バッテリ電圧補正Tsはインジェクタの駆動電
圧(バッテリ電圧)の変動による有効開弁時間の変化を
補正するものであり、噴射パルス幅Tiのうち実際に供給
されるのは有効噴射パルス幅Te×2の燃料量である。次
いで、ステップP5〜P7で第1回目噴射継続判別処理を行
う。すなわち、P5で次式に従って演算した第1回目の
噴射中に進行する角度θと第1回目と第2回目の噴射間
隔に一定の余裕角度を見込んで設定した所定の角度θ0
との比較を行って第1回目噴射が継続中か否かを判別す
る。
θ>θ0のときは第1回目噴射が継続中であると判断
し、P6で第2回目噴射禁止フラグFIをセット(FI=1)
する。また、θ<θ0のときは第1回目噴射が既に終え
ていると判断し、P7でフラグFIをリセット(FI=0)す
る。この第2回目噴射禁止は、第1回目の噴射パルス幅
を出力中に第2回目の噴射パルス幅に切替わった場合、
燃料噴射パルス幅Tiが完全かつ正確には供給されないこ
とがあるのを防止するために行う。なお、本実施例では
第1回目噴射量の演算を行う時点で第1回目の噴射中に
第2回目の噴射開始時期になるかどうかを予測して第2
回目の噴射を禁止する構成としているが、勿論これには
限定されず当該気筒の噴射弁出力の状態をI/Oポート15
を通じて読み込むことにより、第2回目の噴射開始時点
にそのインジェクタが駆動中であるか否かを判断し、駆
動中であれば第2回目噴射を禁止する構成としてもよ
い。次いで、P8で第1回目の噴射で出力した燃料噴射パ
ルス幅Ti1(第1回目の噴射に用いた燃料供給量に相
当)と現時点、すなわち吸入行程開始前であって第1回
目の噴射から遅れて検出されるエンジン負荷に対応する
燃料噴射パルス幅Ti(燃料量に相当)との差に基づいて
次式に従って第1回目噴射と現時点との間の燃料供給
量の不足分、すなわち補償量ΔTEを演算する。
ΔTE=Ti−Ti1 ……
P9では補償量ΔTEと所定の制御値TEmin(所定値)と
を比較し、ΔTE<TEminであるかあるいは補償量ΔTEが
負のときはP10で補償量ΔTE=0として燃料供給量の補
償は行わない。一方、ΔTE≧TEminのときはそのままP11
に進む。このように、ΔTEが負となる場合に加えて、所
定の制限値より小のときに補正を行わないのはインジェ
クタの特性によっては噴射パルス幅の小さい領域ではイ
ンジェクタの燃料供給精度が悪く、空燃比の粘度の向上
に逆効果となるうえ燃料を無駄に消費することがあるの
を防止するためである。そして、P11で補償量ΔTEにバ
ッテリ電圧補正Tsを加え、第2回目の噴射の噴射パルス
幅Ti2を演算し、P12で噴射パルス幅TiをI/Oポート15の
出力レジスタにストアして、所定クランク角度でこのTi
に対応する燃料噴射パルス幅を有する噴射信号Siをイン
ジェクタ4a〜4fに出力し、今回の処理を終了する。な
お、本ステップで行う処理については後述する第6図で
詳述する。ところで、気筒別に噴射を行っているため、
第1回目および第2回目の噴射時点は各気筒でそれぞれ
異なっている。したがって、第1回目の噴射パルス幅Ti
1を記憶するメモリおよび第2回目の噴射パルス幅Ti2を
記憶するメモリはそれぞれ各気筒数に対応するように設
けられており、各気筒別にステップP8〜P11の演算が行
われる。
第5図は燃料供給時期を設定するプログラムを示すフ
ローチャートであり、本プログラムは各気筒の基準信号
(6気筒の場合は120゜)毎に実行される。まず、P21で
基準信号をカウントし、クランク角センサ9の120゜毎
の位置を決定する。次いで、P22で第2回目の燃料噴射
開始時期INJANGを設定する。この燃料噴射開始時期は、
同一の燃料行程内の吸入行程開始前であって、第1回目
の噴射から遅れて検出されるエンジン負荷に基づいて演
算される1燃焼行程の補償量ΔTEを、回転数Nと燃料噴
射パルス幅Tiとに応じて吸気バルブが閉となるクランク
角から一定時間までに噴射を終えるように設定され、噴
射した燃料が吸気バルブが閉じるまでに気筒内に入るこ
とができるように設定されている。なお、第8図中に示
した上記一定時間は燃料が噴射弁から吸気バルブに到達
するまでの到達時間とΔTeの増加分を考慮して決定され
ており、また、燃料噴射開始時期INJANGは2桁のデータ
で、上位の桁が120゜の位で、下位の桁が1゜の位とな
っている。
P23ではP21で検出したクランク角位置とINJANGの120
゜の桁とを比較して120゜以内に第2回目の噴射タイミ
ングとなる気筒番号INJ2を演算し、P24で第1回目の噴
射タイミングとなる気筒番号INJ1を残する。なお、気筒
番号INJ1を演算するに当って、本実施例ではP23で演算
したINJ2に基づきINJ2より3気筒遅れた気筒番号をINJ1
とし、INJ1の気筒に対して360゜進んだタイミングで第
1回目の噴射を行うようにしているが、任意のタイミン
グに設定できるようにしてもよい。次いで、P25でINJAN
Gの1゜の桁のデータをI/Oポート15のANGレジスタ21に
セットし、P26でINJ1の気筒に対応するゲートGをONに
して噴射タイミングを設定する。P27では第4図で前述
した第1回目噴射継続判別処理(P5〜P7)でフラグFIが
セットされているか(FI=1か)否かを判別し、フラグ
FIがセットされていないとき(FI=0)は第2回目噴射
を行ってもよいと判断しP28でINJ2の気筒に対応する第
2回目の噴射ゲートをセットする。一方、フラグFIがセ
ットされているとき(FI=1)はそのままP12に進み、
第2回目の気筒のゲートをセットしないで第2回目噴射
を禁止する。そして、P12で第4図で前述したように噴
射パルス幅をI/Oポート15にセットして今回の処理を終
了する。
第6図は噴射パルス幅をセットするプログラムを示す
サブルーチンであり、この処理は前記第4図、第5図で
延べたステップP12に相当する。本プログラムは第4図
の時間割込と第5図のクランク角割込との両方により実
行される。まず、P31で第1回目の噴射のタイミングと
なっているINJ1の気筒に対応するI/Oポート15のEGIレジ
スタに燃料噴射パルス幅Tiをセットし、P32で第2回目
の噴射タイミングとなる気筒INJ2に対応するEGI1レジス
タに第2回目の噴射パルス幅Ti2をセットして処理を終
える。I/Oポート15のEGIレジスタにセットされた噴射パ
ルス幅はクランク角がANGレジスタにセットされた噴射
開始時期となったときトリガされてインジェクタ4a〜4f
を駆動する。
第7図は燃料噴射パルス幅Ti1を記憶するプログラム
を示すフローチャートであり、本プログラムはEGIレジ
スタがトリガされる毎に実行される。まず、P41で第1
回目の噴射となるINJ1の気筒に対応する第1回目の噴射
パルス幅メモリTi1に燃料噴射パルス幅Tiを記憶し、処
理を終了する。このように、本実施例では第8図(b)
に示すように、吸気バルブ開の期間(図中ハッチング部
分)を挟んで第2回目の噴射と3気筒(360゜)遅れ
た気筒の第1回目噴射とが1対の1燃焼サイクル当り
の燃料供給量として設定され、第1回目の噴射で燃料供
給量の全量Te1×2が噴射され、第1回目の噴射と第2
回目の噴射との間におけるエンジン負荷の変化に基づく
燃料供給量の不足分が第2回目の噴射でΔTEとして補償
される。したがって、同図(a)に示すように2回の噴
射で供給される燃料量は合計Te1×2+ΔTe=Te2×2と
なり、負荷の変化に追従した必要燃料を適切に供給する
ことができる。その結果、定常時、過渡時何れの場合で
あっても良好な運転性、燃費を実現することができる。
また、アイドル時であっても第1回目で全量を噴射して
いるので単に複数回で燃料噴射を行うものに比して応答
性を高めることができ、制御精度を一層向上させること
ができる。
本実施例では本発明を6気筒エンジンに適用したもの
であるが、本発明はこれに限定されず、他の気筒数を有
するエンジン、例えば4気筒エンジンに適用できること
は言うまでもない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、1燃焼行程毎に吸入行程から十分進
んだ第1回目の燃料供給タイミングと、第1回目の噴射
に用いる燃料供給量と同一の燃料行程内の吸入行程開始
円であって第1回目の噴射から遅れて検出されるエンジ
ン負荷に対応する燃料量との差分である燃料供給量の不
足分、すなわち1燃料行程の補償量を、吸気バルブが閉
となるクランク角から一定時間前までに噴射を終了する
ように、同一燃焼行程内であって第1回目の噴射から遅
れて吸入行程開始前に第2回目の燃料供給タイミングと
を設定し、第1回目の噴射で、第1回目の燃料供給タイ
ミングでのエンジン負荷に基づく燃料供給量の全量を噴
射するとともに、第2回目の噴射で、第1回目の噴射と
第2回目の噴射との間におけるエンジン負荷の変化に基
づく燃料供給量の不足分を補償しているので、定常時、
過渡時およびアイドル時の何れの場合であっても性能を
低下させることなく運転性、燃費を向上させることがで
きる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection control device for an engine of an automobile or the like, and more particularly to a device for injecting fuel a plurality of times for each combustion cycle. [Prior Art] Recently, high fuel economy, quick responsiveness, higher output, prevention of generation of harmful exhaust gas components, etc. are required for automobile engines, and all operating conditions are targeted. It is in. As a fuel injection control device for an internal combustion engine that meets these problems, for example, JP-A-60-195347 and JP-A-60-233353.
JP-A-59-211731 and JP-A-59-29733. In these devices, the fuel injection start timing and the final injection amount are determined based on so-called operating state parameters such as engine speed and load, and the amount is increased according to the engine warm-up state, acceleration state, etc. The fuel injection start timing is advanced so that the minute is sucked in during the suction stroke. On the other hand, in addition to the above-mentioned conventional example, control has been attempted in which a plurality of fuel supply timings are set in one combustion cycle.
Some are described in Japanese Patent Publication No. 3. In this device, two supply timings are set for each combustion stroke, and the proportion of the fuel supply amount at these supply timings is determined according to the engine load and the intake air temperature to accelerate the vaporization of the fuel, I'm trying to meet my demand. [Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional fuel injection control device for an internal combustion engine, the fuel required for one combustion cycle is
Since it is configured to be supplied by one-time injection, it is difficult to satisfy the conflicting fuel injection timings (that is, fuel supply timings) in the steady state and the transient state, and depending on the operating state, sufficient engine stability or Responsiveness may not be obtained. That is, in a steady state, it is necessary to advance the fuel supply timing sufficiently beyond the intake stroke in order to promote the vaporization of fuel and realize a good combustion state. On the other hand, at the time of transition, it is desirable that the fuel supply timing be delayed as much as possible within the range of the intake stroke so that the fuel amount appropriately follows the change of the load. However,
In the conventional device, such contradictory fuel supply timing conditions cannot be satisfied at the same time. Even in the case of performing two fuel supply timings in one combustion cycle, the sharing ratio of the fuel supply amount is only set according to the load, etc. Since the changes are not taken into consideration, it cannot be said that the effect is necessarily sufficient. For example, as shown in FIG. 8A, the fuel amount with respect to the intake air amount per injection is Te, the calculated value based on Te at the time of the first injection is Te 1 , and the calculated value based on Te at the time of the second injection is T
If the calculated value based on e is Te 2 , and the load (intake air amount Qa) increases, the fuel amount required for one stroke and two revolutions is 2 ×
Since it is Te, an amount of 2 × Te 2 fuel must be supplied by the end of the intake stroke. However, assuming that the calculated values based on Te for both the first injection and the second injection are directly injected, the total amount of fuel supplied by the two injections is Te 1 + Te 2 <2 × Te 2. Then, the difference between the first injection amount Te 1 and the second injection amount Te 2 is ΔTe = Te 2 −Te 1 and the fuel shortage occurs with respect to the load, and the load from the time of the first injection to the intake stroke is increased. Can not follow. As described above, there is room for further improvement in the existing technology, that is, in the conventional apparatus in terms of improvement of responsiveness, drivability, fuel consumption, etc. in any of the steady state, the transient state and the idle state. [Purpose] Therefore, the present invention provides a first fuel supply timing sufficiently advanced from the intake stroke for each combustion stroke, and a start of the intake stroke within the same combustion stroke as the fuel supply amount used for the first injection. Therefore, the shortage of the fuel supply amount, which is the difference from the fuel amount corresponding to the engine load detected after the first injection, that is, the compensation amount for one combustion stroke, is calculated from the crank angle at which the intake valve is closed. In the first injection, the second fuel supply timing is set before the start of the intake stroke after the first injection within the same combustion stroke so that the injection is completed by a certain time. , The total fuel supply amount based on the engine load at the first fuel supply timing is injected, and the engine load changes between the first injection and the second injection in the second injection. Fuel supply based on By compensating for the shortage of the supply amount, it is intended to improve drivability and fuel efficiency without deteriorating the performance in any of the steady state, the transient state, and the idle state. [Means for Solving the Problem] In order to achieve the above, the fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention includes load detection means a for detecting the load of the engine,
Crank angle detecting means b for detecting the crank angle of the engine
And a first supply timing setting means c for setting the first fuel supply timing sufficiently advanced from the intake stroke for each combustion stroke based on the crank angle of the engine, and the engine load at the first fuel supply timing. Supply amount calculation means d for calculating the fuel supply amount used for the first injection based on
A fuel amount calculating means e for calculating a fuel amount corresponding to an engine load detected before the start of the intake stroke within the same combustion stroke as the first injection and after the first injection,
The difference between the fuel supply amount used for the first injection and the fuel amount is calculated, and the compensation amount calculation means f for calculating the difference as the compensation amount for one combustion stroke, and the compensation amount calculated by the compensation amount calculation means are inhaled. The second fuel supply timing is within the same combustion stroke as the first injection and delayed from the first injection so that the injection is completed by a certain time before the crank angle at which the valve is closed. While instructing the injection of the fuel supply amount at the first fuel supply timing and the second supply timing setting means g set before the start of the intake stroke, the compensation amount calculated by the compensation amount calculation means is equal to or more than a predetermined value. At this time, the supply command means h for instructing the injection of the compensation amount at the second fuel supply timing and the intake port are provided, and the fuel is injected into each cylinder via the intake valve based on the command of the supply command means. A jetting means i for It is provided. [Operation] In the present invention, the first fuel supply timing sufficiently advanced from the intake stroke for each fuel stroke and the intake stroke within the same combustion stroke as the fuel supply amount used for the first injection are not started. Therefore, the shortage of the fuel supply amount, which is the difference from the fuel amount corresponding to the engine load detected after the first injection, that is, the compensation amount of one fuel stroke, is fixed from the crank angle at which the intake valve is closed. In the same combustion stroke, the second fuel supply timing is set before the start of the intake stroke after the injection of the first time so that the injection is completed by the time before, and in the first injection, The entire fuel supply amount based on the engine load at the first fuel supply timing is injected, and the change in engine load between the first injection and the second injection is performed in the second injection. Fuel supply based on Insufficient supply will be compensated appropriately. Therefore, the drivability and the fuel economy are further improved in any of the steady state, the transient state, and the idle state. [Examples] Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. 2 to 8 are views showing an embodiment of the invention. First,
The configuration will be described. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an engine, intake air is supplied to each cylinder through an intake manifold 2, an intake manifold 3, and fuel is an injector (injection means) provided in each cylinder based on an injection signal Si. 4a ~
It is jetted by 4f. Then, the exhaust gas combusted in the cylinder is introduced into a catalytic converter (not shown) through an exhaust pipe 5, where the harmful components in the exhaust gas are purified and discharged in the catalytic converter. The flow rate Qa of the intake air is detected by an air flow meter (load detection means) 6 and controlled by a throttle valve 7 of the intake pipe 2. The opening Cv of the throttle valve 7 is detected by a throttle opening sensor 8, and the rotation speed N of the engine 1 is detected by a crank angle sensor (crank angle detecting means) 9. In addition to this, a starter switch, an idle switch, a water temperature sensor, an oxygen sensor, and the like are installed to detect the operating state of the engine. Outputs from the air flow meter 6, the throttle valve opening sensor 8 and various switches are input to the control unit 10, and the control unit 10 performs fuel injection control based on these sensor information. The control unit 10 has a function as a first and second supply timing setting means, a supply amount calculating means, a fuel amount calculating means, a compensation amount calculating means, and a supply commanding means, and the CPU 11, ROM 12, RAM 13, A / D.
It is composed of a converter 14 and an I / O port 15, which are connected to each other by a common bus 16. The A / D converter 14 converts Qa or the like input as an analog signal into a digital signal and outputs it to the CPU 11 or the RAM 13 at a designated time according to the instruction of the CPU 11. The CPU 11 fetches external data required according to the program written in the ROM 12, and exchanges data with the RAM 13 while performing arithmetic processing on the processing values necessary for fuel injection control, and if necessary. The processed data is output to I / O port 15. Signals from various sensors are input to the I / O port 15, and
The injection signal Si is output from the I / O port 15. ROM12 is CP
The calculation program in U11 is stored, and the RAM 13 stores data used for calculation in the form of a map or the like. Note that a part of the RAM 13 is composed of, for example, a non-volatile memory, and retains the stored contents (learning value and the like) even after the calculation is stopped. FIG. 3 is a block diagram showing the injector control circuit of the control unit 10. In FIG. 3, 21
Is an ANG (angle) register, and the injection start angle ADD1 is set in the ANG register 21. The counter 22 is reset by the 120 ° pulse of the crank angle sensor 9 and counts the 1 ° pulse of the crank angle sensor 9. Comparator 23 has ANG register 21 when counter 22 is reset
Read ADD1 set to
When the count value of counter 22 and the count value of counter 22 match
State. The output of the comparator 23 is output to the CPU 11 and gates 27a to 27f described later to generate a fuel injection interrupt for the CPU 11. Above, ANG register 21, counter 22
And the comparator 23 constitutes the injection start angle control circuit 24. On the other hand, 25a to 25f (only 25a and 25f are shown in the figure. The same applies to other members hereinafter) are EGI (fuel injection) registers, and injection pulse width ADD2 is set in the EGI registers 25a to 25f. It Further, the counters 26a to 26f are reset and count clock pulses when the input G of the gates 27a to 27f is ON and the output of the comparator 23 is turned from OFF to ON. Comparators 28a-28f are counters 26a-2
When 6f is reset, the power transistor 29a is read at the same time as the ADD2 set in the EGI registers 25a to 25f is read.
Turn ON ~ 29f, read ADD2 and counter 26a ~ 26f
When the count values of the power transistors 29a to 29f match
To the OFF state. Above EGI registers 25a-25f, counter
26a to 26f, gates 27a to 27f, comparators 28a to 28f and power transistors 29a to 29f are injection pulse width output circuits.
Make up thirty. It should be noted that the injection pulse width output circuit 30 corresponds to each cylinder from 1 to 6 cylinders, and there are 6 sets (in the case of 6 cylinders) each. Next, the operation will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a fuel supply amount calculation program written in the ROM 12, and this program is executed once every predetermined period (for example, 10 ms). First,
The intake air amount Qa and engine speed N are read at P 1 . The rotation speed N can be obtained by measuring the interval time of the reference signal (signal at every 360 °) from the crank angle sensor 9 or calculating the number of pulses of the position signal (signal at every 1 °) at a predetermined time. Next, in P 2 , the basic injection amount Tp is calculated according to the following equation, and in P 3 , this Tp is corrected based on the operating state such as the cooling water temperature and the effective injection pulse width Te is calculated. In addition,
The effective injection pulse width Te is the fuel per one rotation, and therefore the supply fuel amount required for one stroke and two rotations is twice this amount. However, with K: constant P 4 , the fuel injection pulse width Ti corresponding to the total amount of the supplied fuel is calculated according to the following equation. Ti = Te × 2 + Ts ...... Here, the battery voltage correction Ts corrects the change in the effective valve opening time due to the fluctuation of the injector drive voltage (battery voltage), and is actually supplied within the injection pulse width Ti. Is the fuel amount of the effective injection pulse width Te × 2. Then, the first time injection continuation determination process performed in step P 5 to P 7. That is, the angle θ that progresses during the first injection calculated in accordance with the following equation in P 5 and the predetermined angle θ 0 set with a certain allowance angle in the first and second injection intervals
Is compared to determine whether the first injection is continuing. When θ> θ 0 , it is judged that the first injection is continuing, and the second injection prohibition flag FI is set at P 6 (FI = 1)
I do. When θ <θ 0 , it is determined that the first injection has already ended, and the flag FI is reset (FI = 0) at P 7 . This second injection prohibition means that when the first injection pulse width is switched to the second injection pulse width during output,
The purpose is to prevent the fuel injection pulse width Ti from being supplied completely and accurately. In the present embodiment, at the time when the calculation of the first injection amount is performed, it is predicted whether or not the second injection start time comes during the first injection and the second injection is performed.
The configuration is such that the second injection is prohibited, but of course the invention is not limited to this, and the state of the injection valve output of the cylinder concerned can be changed to I / O port 15
It is also possible to adopt a configuration in which the second injection is prohibited by determining whether or not the injector is being driven at the time when the second injection is started by reading through. Next, at P 8 , the fuel injection pulse width Ti 1 output in the first injection (corresponding to the fuel supply amount used in the first injection) and the current time, that is, before the intake stroke starts and the first injection Based on the difference between the fuel injection pulse width Ti (corresponding to the fuel amount) corresponding to the engine load detected later from, the shortage of the fuel supply amount between the first injection and the present time, that is, compensation Calculate the amount ΔTE. ΔTE = Ti−Ti 1 …… In P 9 , the compensation amount ΔTE is compared with a predetermined control value TEmin (predetermined value), and when ΔTE <TEmin or the compensation amount ΔTE is negative, the compensation amount ΔTE is set in P 10. = 0, the fuel supply amount is not compensated. On the other hand, when ΔTE ≧ TEmin, P 11
Proceed to. In this way, in addition to the case where ΔTE becomes negative, the correction is not performed when the value is smaller than the predetermined limit value. This is because it has the opposite effect of improving the viscosity of the fuel ratio and prevents the fuel from being wasted. Then, at P 11 , the battery voltage correction Ts is added to the compensation amount ΔTE to calculate the injection pulse width Ti 2 of the second injection, and at P 12 the injection pulse width Ti is stored in the output register of the I / O port 15. At the specified crank angle
The injection signal Si having the fuel injection pulse width corresponding to is output to the injectors 4a to 4f, and the processing of this time is ended. The processing performed in this step will be described in detail later with reference to FIG. By the way, because injection is performed for each cylinder,
The injection times of the first and second injections are different for each cylinder. Therefore, the first injection pulse width Ti
The memory for storing 1 and the memory for storing the second injection pulse width Ti 2 are provided so as to correspond to the respective number of cylinders, and the calculation of steps P 8 to P 11 is performed for each cylinder. FIG. 5 is a flow chart showing a program for setting the fuel supply timing, and this program is executed every reference signal of each cylinder (120 ° in the case of 6 cylinders). First, counting the reference signal at P 21, to determine the position of every 120 ° of crank angle sensor 9. Then, set the second fuel injection start timing INJANG at P 22. This fuel injection start timing is
Before the start of the intake stroke within the same fuel stroke, the compensation amount ΔTE for one combustion stroke, which is calculated based on the engine load detected after the first injection, is calculated based on the engine speed N and the fuel injection pulse width. It is set so that the injection is finished within a certain time from the crank angle at which the intake valve is closed according to Ti, and the injected fuel can enter the cylinder before the intake valve is closed. The fixed time shown in FIG. 8 is determined in consideration of the time required for the fuel to reach the intake valve from the injection valve and the increase in ΔTe, and the fuel injection start timing INJANG is 2 In the digit data, the upper digit is the 120th place and the lower digit is the 1 ° place. P 23 120 crank angle position and INJANG detected by P 21 in
° by comparing the digit calculating a cylinder number INJ2 as the second round of injection timing within 120 °, Zansuru the cylinder number INJ1 to be the first injection timing at P 24. Note that hit the calculating a cylinder number INJ1, a cylinder number which is delayed three cylinders than INJ2 based on INJ2 calculated in P 23 in this embodiment INJ1
Although the first injection is performed at the timing of advancing 360 ° with respect to the cylinder of INJ1, it may be set at any timing. Then, at P 25 INJAN
1 ° digit data of G is set to ANG register 21 of the I / O port 15, and turns ON the gate G corresponding to the cylinders in the P 26 INJ1 to set the injection timing. In P 27 , it is determined whether or not the flag FI is set (FI = 1) in the first injection continuation determination process (P 5 to P 7 ) described above with reference to FIG. 4, and the flag is set.
When FI is not set (FI = 0), it is determined that the second injection may be performed, and the second injection gate corresponding to the cylinder of INJ2 is set at P 28 . Meanwhile, when the flag FI is set (FI = 1) is directly proceeds to P 12,
The second injection is prohibited without setting the gate of the second cylinder. Then, at P 12 , the injection pulse width is set in the I / O port 15 as described above with reference to FIG. FIG. 6 is a subroutine showing a program for setting the injection pulse width, and this process corresponds to step P 12 shown in FIGS. 4 and 5. This program is executed by both the time interruption shown in FIG. 4 and the crank angle interruption shown in FIG. First, set the fuel injection pulse width Ti in the EGI register of the I / O port 15 corresponding to the cylinder of INJ1 which is the timing of the first injection at P 31 , and set the second injection timing at P 32 . Then, the second injection pulse width Ti 2 is set in the EGI1 register corresponding to the cylinder INJ2. The injection pulse width set in the EGI register of the I / O port 15 is triggered when the crank angle reaches the injection start timing set in the ANG register, and the injectors 4a to 4f
Drive. FIG. 7 is a flow chart showing a program for storing the fuel injection pulse width Ti 1 , and this program is executed every time the EGI register is triggered. First, on page 41 , first
The fuel injection pulse width Ti is stored in the first injection pulse width memory Ti 1 corresponding to the cylinder of INJ1 which is the first injection, and the process ends. Thus, in this embodiment, FIG. 8 (b)
As shown in Fig. 2, the second injection and the first injection of the cylinder delayed by three cylinders (360 °) with the intake valve open period (hatched part in the figure) sandwiched between the fuel per pair of combustion cycles. It is set as the supply amount, and the total amount Te 1 × 2 of the fuel supply amount is injected in the first injection, and the first injection and the second injection are performed.
The shortage of the fuel supply amount based on the change in the engine load between the second injection and the second injection is compensated as ΔTE. Therefore, as shown in FIG. 7A, the total amount of fuel supplied by the two injections is Te 1 × 2 + ΔTe = Te 2 × 2, and it is possible to appropriately supply the required fuel that follows the change in load. . As a result, good drivability and fuel economy can be achieved regardless of whether the operation is steady or transient.
In addition, since the entire amount is injected in the first time even during idling, the responsiveness can be improved as compared with the case where fuel injection is simply performed a plurality of times, and the control accuracy can be further improved. In the present embodiment, the present invention is applied to a 6-cylinder engine, but it is needless to say that the present invention is not limited to this and can be applied to an engine having another number of cylinders, for example, a 4-cylinder engine. EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the first fuel supply timing sufficiently advanced from the intake stroke for each combustion stroke, and the intake stroke within the same fuel stroke as the fuel supply amount used for the first injection. The intake valve closes the shortage of the fuel supply amount, which is the difference between the start circle and the fuel amount corresponding to the engine load detected after the first injection, that is, the compensation amount for one fuel stroke. The second fuel supply timing is set before the start of the intake stroke within the same combustion stroke and after the first injection so that the injection is finished by a certain time before the crank angle. Injection of the entire fuel supply amount based on the engine load at the first fuel supply timing, and the second injection of the engine between the first injection and the second injection. Based on load changes Since the shortage of fuel supply is compensated for,
It is possible to improve drivability and fuel efficiency without degrading performance in both the transient state and the idle state.
【図面の簡単な説明】
第1回目は本発明の基本概念図、第2〜8図は本発明の
一実施例を示す図であり、第2図はその全体構成図、第
3図はそのインジェクタ制御回路を示すブロック構成
図、第4図はその燃料供給量演算のプログラムを示すフ
ローチャート、第5図はその燃料供給時期を設定するプ
ログラムを示すフローチャート、第6図はその噴射パル
ス幅をセットするプログラムを示すフローチャート、第
7図は燃料噴射パルス幅を記憶するプログラムを示すフ
ローチャート、第8図はその作用を説明するためのタイ
ミングチャートである。
1……エンジン、
6……エアフローメータ(負荷検出手段)、
9……クランク角センサ(クランク角検出手段)、
10……コントロールユニット(第1および第2の供給時
期設定手段、供給量演算手段、燃料量演算手段、補償量
演算手段、供給指令手段)。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a basic conceptual diagram of the present invention, FIGS. 2 to 8 are diagrams showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an overall configuration diagram thereof, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the injector control circuit, FIG. 4 is a flow chart showing a program for calculating the fuel supply amount, FIG. 5 is a flow chart showing a program for setting the fuel supply timing, and FIG. 6 is setting the injection pulse width. FIG. 7 is a flow chart showing a program for storing the fuel injection pulse width, FIG. 7 is a flow chart showing a program for storing the fuel injection pulse width, and FIG. 8 is a timing chart for explaining its operation. 1 ... Engine, 6 ... Air flow meter (load detection means), 9 ... Crank angle sensor (crank angle detection means), 10 ... Control unit (first and second supply timing setting means, supply amount calculation means) , Fuel amount calculation means, compensation amount calculation means, supply command means).
Claims (1)
段と、 c)エンジンのクランク角に基づいて燃焼行程毎に吸入
行程から十分進んだ第1回目の燃料供給タイミングを設
定する第1の供給時期設定手段と、 d)第1回目の燃料供給タイミングでのエンジン負荷に
基づいて第1回目の噴射に用いる燃料供給量を演算する
供給量演算手段と、 e)第1回目の噴射と同一燃焼行程内の吸入行程開始前
であって第1回目の噴射から遅れて検出されるエンジン
負荷に対応する燃料量を演算する燃料量演算手段と、 f)第1回目の噴射に用いる燃料供給量と、前記燃料量
との差分を演算し、該差分を1燃焼行程の補償量とする
補償量演算手段と、 g)補償量演算手段で演算した前記補償量を吸気バルブ
が閉となるクランク角から一定時間前までに噴射を終了
するように、第2回目の燃料供給タイミングを、第1回
目の噴射と同一燃料行程内であって第1回目の噴射から
遅れて吸入行程開始前に設定する第2の供給時期設定手
段と、 h)第1回目の燃料供給タイミングで前記燃料供給量の
噴射を指令する一方、補償量演算手段により演算された
前記補償量が所定値以上のとき、第2回目の燃料供給タ
イミングで当該補償量の噴射を指令する供給指令手段
と、 i)吸気ポートに設けられ、供給指令手段の指令に基づ
いて吸気バルブを介して各気筒に燃料を噴射する噴射手
段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装
置。(57) [Claims] a) load detecting means for detecting the load of the engine, b) crank angle detecting means for detecting the crank angle of the engine, and c) the first time sufficiently advanced from the intake stroke for each combustion stroke based on the crank angle of the engine. First supply timing setting means for setting the fuel supply timing of d, and d) supply amount calculating means for calculating the fuel supply amount used for the first injection based on the engine load at the first fuel supply timing. E) fuel amount calculation means for calculating a fuel amount corresponding to an engine load detected before the start of the intake stroke within the same combustion stroke as the first injection and after the first injection, f) Compensation amount calculation means for calculating a difference between the fuel supply amount used for the first injection and the fuel amount, and the difference being the compensation amount for one combustion stroke; and g) the compensation calculated by the compensation amount calculation means. Amount of intake air The second fuel supply timing is within the same fuel stroke as the first injection and delayed from the first injection so that the injection is completed by a certain time before the crank angle at which the valve is closed. Second supply timing setting means set before the start of the intake stroke, and h) commanding the injection of the fuel supply amount at the first fuel supply timing, while the compensation amount calculated by the compensation amount calculating means is predetermined. Supply command means for instructing injection of the compensation amount at the second fuel supply timing when the value is greater than or equal to the value, and i) provided in the intake port, and based on the command of the supply command means, to each cylinder via the intake valve. A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising: an injection unit that injects fuel.
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