JP2833209B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。

〔従来の技術〕

燃料噴射弁の精度にばらつきがあるために燃料噴射圧
および燃料噴射時間が同一であっても燃料噴射弁毎に実
際の燃料噴射量が異なる。また、燃料噴射弁を長時間使
用しているうちに燃料噴射圧および燃料噴射時間が同一
であっても実際の燃料噴射量が変化する。従って、実際
の燃料噴射量を、機関回転数および機関負荷に基づいて
計算された基本噴射量に一致せしめることが困難であ
る。

この問題点を解消するため特開昭62−186034号公報に
は、燃料供給ポンプの燃料吐出口をリザーバタンクを介
して燃料噴射弁に連結し、機関回転数および機関負荷か
ら基本噴射量を計算し、リザーバタンク内の燃料圧を検
出するための燃料圧センサの出力信号に基づき燃料噴射
の前後の圧力変化を求めてこの圧力変化から実際噴射量
を計算し、この実噴射量によって基本噴射量を補正する
ことにより燃料噴射弁の噴射量を制御するようにした内
燃機関の燃料噴射量制御装置が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこの装置では、燃料噴射によって生じる
リザーバタンク内の燃料圧の低下量検出時においても、
燃料供給ポンプによってリザーバタンク内に加圧燃料を
供給しているために、燃料噴射によるリザーバタンク内
の燃料圧の低下量を精度良く検出することができないと
いう問題がある。すなわち、燃料噴射によるリザーバタ
ンク内の燃料圧の低下量に対して、燃料供給ポンプによ
るリザーバタンク内の燃料圧の変動量が相対的に大きい
ために、燃料噴射によるリザーバタンク内の燃料圧の低
下量を精度良く検出することができないのである。この
ため実噴射量を正確に計算することができず、斯くして
実噴射量を基本噴射量に精度良く一致せしめることがで
きないという問題を生ずる。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明によれば、第１図の
発明の構成図に示すように、燃料供給ポンプ400の燃料
吐出口を燃料通路401を介して燃料噴射弁402に連結した
内燃機関において、機関回転数および機関負荷から基本
噴射量を設定する基本噴射量設定手段403と、燃料通路4
01内の燃料圧を検出する燃料圧センサ404と、燃料供給
ポンプ400から燃料通路401への燃料供給を停止せしめる
ための燃料供給停止手段405と、燃料供給停止手段405に
よって燃料供給が停止せしめられている間において予め
定められた１つの気筒の燃料噴射量を予め定められた増
減量だけ増量または減量指令せしめる燃料増減手段406
と、燃料供給停止手段405によって燃料供給が停止せし
められている間において燃料圧センサ404の出力信号に
基づき燃料噴射によって生じる圧力低下量を求めてこの
圧力低下量から予め定められた１つの気筒の燃料噴射量
の実際の増減量を計算する実増減量計算手段407と、実
増減量計算手段407の計算結果および予め定められた増
減量に基づいて基本噴射量を補正することにより燃料噴
射弁の噴射量を定める噴射量設定手段408とを具備して
いる。

〔作 用〕

燃料供給停止手段によって燃料供給が停止されている
間において、燃料噴射によって生じる圧力低下量を求め
てこの圧力低下量から、予め定められた１つの気筒の燃
料噴射量の実際の増減量を計算する。このため、燃料噴
射によるリザーバタンク内の燃料圧の低下量に対して、
リザーバタンク内の燃料圧の変動が相対的に小さくな
る。従って、予め定められた１つの気筒における予め定
められた増減量指令に対する実際の増減量を正確に計算
することができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を採用した４気筒ガソリン
機関の全体図を示す。同図において、１は機関本体、２
はサージタンク、３はエアクリーナ、４はサージタンク
２とエアクリーナ３とを連結する吸気管、５は各気筒内
に燃料噴射する電歪式の燃料噴射弁、６は点火栓、７は
高圧用リザーバタンク、８は吐出圧制御可能な高圧燃料
ポンプ、９は高圧燃料ポンプ８からの高圧燃料をリザー
バタンク７に導くための高圧導管、10は燃料タンク、11
は導管12を介して燃料タンク10から高圧燃料ポンプ８に
燃料を供給する低圧燃料ポンプを夫々示す。低圧燃料ポ
ンプ11の吐出側は、各燃料噴射弁５のピエゾ圧電素子を
冷却するための圧電素子冷却用導入管13に接続される。
圧電素子冷却用返戻管14は燃料タンク10に連結され、こ
の返戻管14を介して圧電素子冷却用導入管13を流れる燃
料を燃料タンク10に回収する。各枝管15は、各高圧燃料
噴射弁５を高圧用リザーバタンク７に接続する。

電子制御ユニット20はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス21によって相互に接続されたROM（リ
ードオンリメモリ）22、RAM（ランダムアクセスメモ
リ）23、CPU（マイクロプロセッサ）24、入力ポート25
および出力ポート26を具備する。高圧用リザーバタンク
７に取り付けられた燃料圧センサ27は高圧用リザーバタ
ンク７内の圧力を検出し、その検出信号はA/Dコンバー
タ28を介して入力ポート25に入力される。機関回転数N_e
に比例した出力パルスを発生するクランク角センサ29の
出力パルスは入力ポート25に入力される。アクセルペダ
ル（図示せず）の踏込み量（アクセル開度θＡ）に応じ
た出力電圧を発生するアクセル開度センサ30の出力電圧
はA/Dコンバータ31を介して入力ポート25に入力され
る。一方、各燃料噴射弁５は各駆動回路34を介して出力
ポート26に接続される。また高圧燃料ポンプ８は駆動回
路36を介して出力ポート26に接続される。

第３図は燃料噴射弁５の側面断面図を示す。第３図を
参照すると、40はノズル50内に挿入されたニードル、41
は加圧ロッド、42は可動プランジャ、43はばね収容室44
内に配置されかつニードル40を下方に向けて押圧する圧
縮ばね、45は加圧ピストン、46はピエゾ圧電素子、47は
可動プランジャ42の頂部とピストン45間に形成されかつ
燃料で満たされた加圧室、48はニードル加圧室を夫々示
す。ニードル加圧室48は燃料通路49および枝管15を介し
て高圧用リザーバタンク７（第２図）に連結され、従っ
て高圧用リザーバタンク７内の高圧燃料が枝管15および
燃料通路49を介してニードル加圧室48内に供給される。
ピエゾ圧電素子46に電荷がチャージされるとピエゾ圧電
素子46が伸長し、それによって加圧室47内の燃料圧が高
められる。その結果、可動プランジャ42が下方に押圧さ
れ、ノズル口53は、ニードル40によって閉弁状態に保持
される。一方、ピエゾ圧電素子46にチャージされた電荷
がディスチャージされるとピエゾ圧電素子46が収縮し、
加圧室47内の燃料圧が低下する。その結果、可動プラン
ジャ42が上昇するためにニードル40が上昇し、ノズル口
53から燃料が噴射される。

第４図は第２図に示す機関の縦断面図を示す。第４図
を参照すると、60はシリンダブロック、61はシリンダヘ
ッド、62はピストン、63はピストン62の頂面に形成され
た略円筒状凹部、64はピストン62頂面のシリンダヘッド
61内壁面間に形成されたシリンダ室を夫々示す。点火栓
６はシリンダ室64に臨んでシリンダヘッド61のほぼ中央
部に取り付けられる。図面には示さないがシリンダヘッ
ド61内には吸気ポートおよび排気ポートが形成され、こ
れら吸気ポートおよび排気ポートのシリンダ室64内への
開口部には夫々吸気弁および排気弁が配置される。燃料
噴射弁５はスワール型の燃料噴射弁であり、広がり角が
大きく貫徹力の弱い噴霧状の燃料を噴射する。燃料噴射
弁５は、斜め下方を指向して、シリンダ室64の頂部に配
置され、点火栓６近傍に向かって燃料噴射するように配
置される。また、燃料噴射弁５の燃料噴射方向および燃
料噴射時期は、噴射燃料がピストン62頂部に形成された
凹部63を指向するように決められる。

第５図は高圧燃料ポンプ８全体の側面断面図を示す。
この高圧燃料ポンプ８は大きく別けるとポンプ部Ａと、
ポンプ部Ａの吐出量を制御する吐出量制御部Ｂとにより
構成される。第６図はポンプ部Ａの断面図を示してお
り、第７図は吐出量制御部Ｂの拡大側面断面図を示して
いる。

第５図および第６図を参照すると、70は一対のプラン
ジャ、71は各プランジャ70によって形成される加圧室、
72は各プランジャ70の下端部に取付けられたプレート、
73はタペット、74はプレート72をタペット73に向けて押
圧する圧縮ばね、75はタペット73により回転可能に支承
されたローラ、76は機関によって駆動されるカムシャフ
ト、77はカムシャフト76上に一体形成されたカムを夫々
示し、ローラ75はカム77のカム面上を転動する。従って
カムシャフト76が回転せしめられるとそれに伴なって各
プランジャ70が上下動する。

第５図を参照すると、ポンプ部Ａの頂部には燃料供給
口78が形成され、この燃料供給口78は低圧燃料ポンプ11
（第２図）の吐出口に接続される。この燃料供給口78は
燃料供給通路79および逆止弁80を介して加圧室71に接続
される。従ってプランジャ70が下降したときに燃料供給
通路79から加圧室71内に燃料が供給される。81はプラン
ジャ70周りからの漏洩燃料を燃料供給通路79へ返戻する
ための燃料返戻通路を示す。一方、第５図および第６図
に示されるように各加圧室71は対応する逆止弁82を介し
て各加圧室71に対し共通の加圧燃料通路83に接続され
る。この加圧燃料通路83は逆止弁84を介して加圧燃料吐
出口85に接続され、この加圧燃料吐出口85はリザーバタ
ンク７（第２図）に接続される。従ってプランジャ70が
上昇して加圧室71内の燃料圧が上昇すると加圧室71内の
高圧の燃料は逆止弁82を介して加圧燃料通路83内に吐出
され、次いでこの燃料は逆止弁84および燃料吐出口85を
介してリザーバタンク７（第２図）内に送り込まれる。
一対のカム77の位相は180度だけずれており、従って一
方のプランジャ70が上昇行程にあって加圧燃料を吐出し
ているときには他方のプランジャ70は下降行程にあって
燃料を加圧室71内に吸入している。従って加圧燃料通路
83内には一方の加圧室71から必ず高圧の燃料が供給され
ており、従って加圧燃料通路83内には各プランジャ70に
よって常時高圧の燃料が供給され続けている。加圧燃料
通路83からは第５図に示すように燃料溢流通路90が分岐
され、この燃料溢流通路90は吐出量制御部Ｂに接続され
る。

第７図を参照すると吐出量制御部Ｂはそのハウジング
内に形成された燃料溢流室91と、燃料溢流通路90から燃
料溢流室91に向かう燃料流を制御する溢流制御弁92とを
具備する。溢流制御弁92は燃料溢流室91内に配置された
弁部93を有し、この弁部93によって弁ポート94の開閉制
御が行なわれる。また、吐出量制御部Ｂのハウジング内
には溢流制御弁92を駆動するためのアクチュエータ95が
配置される。このアクチュエータ95は吐出量制御部Ｂの
ハウジング内に摺動可能に挿入された加圧ピストン96
と、加圧ピストン96を駆動するためのピエゾ圧電素子97
と、加圧ピストン96によって画定された加圧室98と、加
圧ピストン96をピエゾ圧電素子95に向けて押圧する皿ば
ね99と、吐出量制御部Ｂのハウジング内に摺動可能に挿
入された加圧ピン100とにより構成される。加圧ピン100
の上端面は溢流制御弁92の弁部93に当接しており、加圧
ピン100の下端面は加圧室98内に露呈している。なお、
燃料溢流室91内には加圧ピン100を常時上方に向けて付
勢する皿ばね101が配置される。溢流制御弁92の上方に
はばね室102が形成され、このばね室102内には圧縮ばね
103が挿入される。溢流制御弁102はこの圧縮ばね103に
よって常時下方に向けて押圧される。燃料溢流室91は燃
料流出孔104を介してばね室102内に連通しており、この
ばね室102は燃料流出孔105、逆止弁106および燃料流出
口107を介して燃料タンク10（第２図）に接続される。
この逆止弁106は通常燃料流出孔105を閉鎖するチェック
ボール108と、このチェックボール108を燃料流出孔105
に向けて押圧する圧縮ばね109とにより構成される。更
に燃料溢流室91は燃料流出孔110、逆止弁111、ピエゾ圧
電素子97の周囲に形成された燃料流出通路112および燃
料流出口113を介して燃料タンク10（第２図）に接続さ
れる。この逆止弁111は通常燃料流出孔110を閉鎖するチ
ェックボール114と、このチェックボール114を燃料流出
孔110に向けて押圧する圧縮ばね115とにより構成され
る。また燃料溢流室91は絞り通路116および逆止弁117を
介して加圧室98内に接続される。この逆止弁117は通常
絞り通路116を閉鎖するチェックボール118と、このチェ
ックボール118を絞り通路116に向けて押圧する圧縮ばね
119とにより構成される。

ピエゾ圧電素子97はリード線120を介して電子制御ユ
ニット20（第２図）に接続されており、従ってピエゾ圧
電素子97は電子制御ユニット20の出力信号によって制御
される。ピエゾ圧電素子97は多数の薄板状圧電素子を積
層した積層構造をなしており、ピエゾ圧電素子97に電荷
をチャージするとピエゾ圧電素子97は軸方向に伸長し、
ピエゾ圧電素子97にチャージされた電荷をディスチャー
ジするとピエゾ圧電素子97は軸方向に収縮する。燃料溢
流室91および加圧室98は燃料で満たされており、従って
ピエゾ圧電素子97に電圧が印加されてピエゾ圧電素子97
が軸方向に伸長すると加圧室98内の燃料圧が上昇する。
加圧室98内の燃料圧が上昇すると加圧ピン100が上昇せ
しめられ、それに伴なって溢流制御弁92も上昇せしめら
れる。その結果、溢流制御弁92の弁部93が弁ポート94を
閉鎖し、その結果燃料溢流通路90から燃料溢流室91内へ
の燃料の溢流が停止せしめられる。従ってこのときプラ
ジャ70の加圧室71からの加圧燃料通路83（第６図）内に
吐出された全ての加圧燃料はリザーバタンク７（第２
図）内に送り込まれる。

一方、ピエゾ圧電素子97への電圧の印加が停止せしめ
られてピエゾ圧電素子97が収縮すると加圧ピストン96が
下降するために加圧室98の容積が増大する。その結果、
加圧室98内の燃料圧が低下するために溢流制御弁92およ
び加圧ピン100は圧縮ばね103のばね力により下降し、斯
くして溢流制御弁92の弁体93が弁ポート94を開弁する。
このときプランジャ70の加圧室71から加圧燃料通路83
（第６図）内に吐出された全ての加圧燃料は燃料溢流通
路90および弁ポート94を介して燃料溢流室91内に送り込
まれる。従ってこのときにはリザーバタンク７（第２
図）内に加圧燃料は供給されない。

燃料溢流通路90から燃料溢流室91内に溢流した燃料は
各燃料流出孔104,105,110および逆止弁105,111を介して
燃料タンク10（第２図）に返戻される。

リザーバタンク７内の燃料圧を目標燃料圧に維持する
ために、一定クランク角毎に溢流制御弁92が閉弁せしめ
られてプランジャ70の加圧室71から吐出された加圧燃料
がリザーバタンク７内に補給され、次いで再び溢流制御
弁92が閉弁せしめられるまで溢流制御弁92は開弁状態に
保持される。この場合、一定クランク角の間で溢流制御
弁92が閉弁しているクランク角の割合が大きくなればリ
ザーバタンク７内に補給される加圧燃料の量が増大す
る。ここで第８図に示されるように一定のクランク角θ
_０の間で溢流制御弁92が閉弁しているクランク角θの割
合、即ち一定のクランク角θ_０の間でピエゾ圧電素子97
が伸長せしめられているクランク角θの割合をデューテ
ィ比DT（＝θ／θ_０）と称すると、デューティ比DTが大
きくなるほどリザーバタンク７内に補給される加圧燃料
の量が増大することになる。

第９図にはリザーバタンク７内の燃料圧を目標燃料圧
に制御するためのルーチンを示す。このルーチンは一定
クランク角毎の割込みによって実行される。

第９図を参照すると、まずステップ150においてリザ
ーバタンク７内の平均圧力が読込まれる。この平均圧
力は、一定時間毎に検出されるリザーバタンク７内の
圧力P_rを複数回検出してその平均をとったものである。
ステップ151では後述するポンプフラグF_Pが１にセット
されているか否か判定される。通常F_Pは１であるためス
テップ152に進む。ステップ152ではリザーバタンク７内
の平均圧力が予め定められた目標燃料P_M以上か否か判
定される。≧P_Mの場合ステップ153に進みデューティ
比DTがαだけ減じられる。これによってリザーバタンク
７内に補給される加圧燃料の量が減少することになる。
一方、＜P_Mの場合、ステップ154に進みデューティ比D
Tがαだけ増大せしめられる。これによってリザーバタ
ンク７内に補給される加圧燃料の量が増大することにな
る。

一方、ステップ151においてポンプフラグF_P＝０の場
合ステップ155に進みデューティ比DTは０とされる。こ
れによってリザーバタンク７内には高圧燃料ポンプ８か
ら燃料は供給されない。これについては後述する。

第10図には各燃料噴射弁５の各燃料噴射時間τ_ｉを計
算するためのルーチンを示す。このルーチンは一定クラ
ンク角毎の割込みによって実行される。

まずステップ160において機関回転数N_eおよびアクセ
ル開度θＡが読込まれる。次いでステップ161において
機関回転数N_eおよびアクセル開度θＡに基づいて基本噴
射量Q_aが計算される。N_e,θＡとQ_aとの関係はマップの
形で予めROM22内に記憶されており、このマップから基
本噴射量Q_aが計算される。ステップ162では基本噴射量Q
_aに各気筒の補正係数K_Piを乗じて各気筒の補正噴射量Q_i
を計算し、この補正噴射量Q_iに基づいて各気筒の燃料噴
射弁５の開弁時間τ_ｉが比例計算される。本実施例では
４気筒内燃機関であるからｉは１から４まで変化する。

第11図には燃料噴射弁５の燃料噴射タイミングと平均
補正係数K_Pの更新のため燃料圧計測時におけるリザーバ
タンク７内の燃料圧の変化を示す。

第12図には平均補正係数K_Pを更新するためのメインル
ーチンを示す。このルーチンは一定時間毎に実行され
る。第12図を参照すると、ステップ170において、始動
フラグF_stが１か否か判定される。始動フラグF_stは機関
始動時に１にセットされている。始動フラグF_stが０の
場合にはステップ171に進んで計測フラグF_caを０にリセ
ットした後本ルーチンを終了する。

始動フラグF_st＝１の場合、ステップ172に進み機関冷
却水温THWが80℃以上か否か判定される。THW＜80℃の場
合にはステップ171に進んだ後本ルーチンを終了する。T
HW≧80℃の場合にはステップ173に進みアイドル運転か
否か判定される。アイドル運転でない場合にはステップ
171に進んだ後本ルーチンを終了する。アイドル運転の
場合にはステップ174に進み、計測フラグF_caが０にリセ
ットされているか否か判定される。現在、計測フラグF
_caは０であるため、ステップ175に進み計測フラグF_caは
１にセットされる。次いでステップ176では累積燃料噴
射量Q_cが０にクリアされ、ステップ177でリザーバタン
ク７内の燃料圧P_rが計測開始燃料圧P₀（第11図参照）に
格納される。次回以降の処理サイクルにおいては計測フ
ラグF_caは１となっているためステップ174において否定
判定されるため、ステップ175からステップ177はスキッ
プされる。ステップ178では計測完了フラグF_okが１にセ
ットされているか否か判定され、計測完了フラグF_okが
１にセットされていればステップ179以下に進んで補正
係数K_Pが更新される。

第13図にはポンプフラグF_P等を制御するためのルーチ
ンを示す。このルーチンは180クランク角毎の割込みに
よって実行される。第13図を参照すると、ステップ190
では計測フラグF_caが１にセットされているか否か判定
される。計測フラグF_caがリセットされていれば何も実
行せず本ルーチンを終了する。計測フラグF_caが１にセ
ットされていれば、ステップ191に進み、リザーバタン
ク７内の燃料圧P_rが予め定められた下限燃料圧P_l（第11
図参照）以下か否か判定される。下限燃料圧P_lはリザー
バタンク７内の目標燃料圧P_M（第９図のステップ152参
照）に対し十分に低い燃料圧であるが、燃料噴射に支障
ない程度の燃料圧である。リザーバタンク７内の燃料圧
は目標燃料圧P_Mとなるように制御されているため、ステ
ップ191では否定判定されステップ192に進む。ステップ
192ではポンプフラグF_Pが０にリセットされる。このた
め第９図のステップ151において否定判定され、デュー
ティ比DTが０とされる。このため、高圧燃料ポンプ８か
らリザーバタンク７内への加圧燃料供給が停止せしめら
れる。斯くして、第11図に示すように、燃料噴射が実行
される毎にリザーバタンク７内の燃料圧は低下する。計
測開始燃料圧P₀は、リザーバタンク７内への加圧燃料供
給が停止されて最初の燃料噴射が実行される直前の燃料
圧を示している。

再び第13図を参照すると、ステップ193では燃料噴射
が実行される毎に基本噴射量Q_aが累積噴射量Q_cに累積さ
れていく。

一方、ステップ191においてP_r≦P_lと判定されると、
ステップ194に進み、このときのリザーバタンク７内の
燃料圧P_rが計測終了燃料圧P_nに格納される。次いでステ
ップ195ではポンプフラグF_Pが１にセットされる。これ
によって、第９図のステップ151において肯定判定され
るため、リザーバタンク７内の燃料圧が目標燃料圧P_Mと
なるようにデューティ比DTが制御せしめられ、リザーバ
タンク７内に加圧燃料が供給開始される。第13図のステ
ップ196では計測完了フラグF_okが１にセットされる。

以上のように、このルーチンでは、計測フラグF_caが
セットされると、リザーバタンク７内への加圧燃料供給
を停止せしめると共にこのときのリザーバタンク７内の
燃料圧をP₀とし、燃料圧が下限燃料圧P_l以下となるま
で、基本噴射量Q_aを燃料噴射毎に加算し、燃料圧が下限
燃料圧P_l以下となったときの燃料圧をP_nとし、このとき
リザーバタンク７内への加圧燃料供給を開始すると共に
計測完了フラグF_okをセットするようにしている。

再び第12図を参照すると、第13図のルーチンで計測が
完了すると計測完了フラグF_okが１にセットされるた
め、ステップ178で肯定判定されてステップ179に進む。
ステップ179では低下燃料圧ΔＰが次式により計算され
る。

ΔＰ＝P₀−P_n ステップ180では、燃料噴射によるリザーバタンク７
内の低下燃料圧ΔＰに基づいて次式から実際の総燃料噴
射量Q_Pが計算される。

Q_P＝ΔＰ・1/k ここでｋは係数である。ステップ181では次式により
仮平均補正係数K_Pnが計算される。

K_Pn＝K_P・Q_c/Q_P ここで、例えば計算された累積燃料噴射量（噴射され
るべき総燃料噴射量）Q_cを100とし、このときの実際の
総燃料噴射量Q_Pを95とすると、K_Pn＝K_P・100/95となっ
て仮平均補正係数K_Pn大きくなる。このため、燃料噴射
時間は増大するために、実際の燃料噴射量は増大し、Q_P
をQ_cに等しくすることができる。ステップ182では次式
に基づいて平均補正係数K_Pが更新せしめられる。

K_P＋（K_Pn−K_P）/N この式を変形すると次式のように書ける。

この式からわかるように、K_PにＮ−１の重み付けを
し、K_Pnに１重み付けをすることによってK_Pを更新して
いるのである。次いでステップ183では計測完了フラグF
_ok、計測フラグF_ca、および始動フラグF_stが夫々０にリ
セットされる。

第14図には、第１の実施例における各気筒の補正係数
K_Piを更新するため燃料圧低下量計測時における燃料噴
射タイミングとリザーバタンク７内の燃料圧の変化を示
す。第１の実施例では、リザーバタンク７内への燃料供
給を停止せしめると共に４気筒のうちの１つの気筒の燃
料噴射を禁止せしめることによって、各気筒の補正係数
K_Piを更新するようにしている。

第15図および第16図には各気筒の補正係数K_Piを更新
するためのルーチンを示す。このルーチンは一定時間毎
の割込みによって実行される。まず、ステップ200にお
いて始動フラグF_stがリセットされているか否か判定さ
れる。始動フラグF_stは、機関始動時において１にセッ
トされており、第12図のルーチンに示されるように平均
補正係数K_Pが更新された後に０にリセットされる。始動
フラグF_stが０でない場合、すなわち平均補正係数K_Pが
未だ更新されていない場合には何も実行せずに本ルーチ
ンを終了する。一方、始動フラグF_st＝０の場合、すな
わち第12図にルーチンにおいて平均補正係数K_Pの更新が
完了した場合には、ステップ201に進み、機関冷却水温T
HWが80℃以上か否か判定される。なお、平均補正係数K_P
の更新が完了した場合にはポンプフラグF_Pは１にセット
されており、従ってリザーバタンク７には加圧燃料が供
給されて目標燃料圧P_Mに向かって昇圧されることとな
る。THW≧80℃と判定されるとステップ202に進み、ｉが
１以上かつ４以下か否か判定される。ステップ201およ
びステップ202のうちいずれか一方でも否定判定される
と、ステップ203に進み、ポンプフラグF_Pは１に維持さ
れ、本ルーチンを終了する。最初ｉは１にセットされて
おり、このためステップ202で、１≦ｉ≦４と判定され
てステップ204に進む。ステップ204では更新フラグF_Bが
リセットされているか否か判定される。更新フラグF_Bは
最初リセットされているため肯定判定されてステップ20
5に進む。ステップ205では、リザーバタンク７内の燃料
圧P_rが予め定められた圧力P_a以上か否か判定される。P_a
は目標燃料圧P_Mより少しだけ低い圧力である。平均補正
係数K_P更新のためリザーバタンク７内の燃料圧が低下せ
しめられた後十分に昇圧されていない場合には、ステッ
プ205で否定判定されてステップ203に進み本ルーチンを
終了する。リザーバタンク７内の燃料圧が十分に昇圧せ
しめられてP_r≧P_aになると、ステップ206に進み、更新
フラグF_Bおよび計測フラグF_dが１にセットされ、カウン
タC_mが予め定められた値C_m0にセットされ、累積噴射量Q
_cが０にクリアされる。ここでC_m0は４の倍数であり、例
えば12である。次いでステップ207では、このときのリ
ザーバタンク７の燃料圧P_rが計測開始燃料圧P₁（第14図
参照）に格納される。今、更新フラグF_Bは１にセットさ
れているため、次回以後の処理サイクルにおいてはステ
ップ204で否定判定され、ステップ205からステップ207
がスキップされる。次いでステップ208ではポンプフラ
グF_Pがリセットされ、リザーバタンク７への加圧燃料供
給が停止せしめられる（第９図参照）。ステップ209で
はカウンタC_mが０が否か判定される。カウンタC_mが０で
あればステップ210以下に進んで各気筒の補正係数K_Piが
更新され、カウンタC_mが０でなければ本ルーチンを終了
する。

第17図には燃料噴射を制御するためのルーチンを示
す。このルーチンは180クランク角毎の割込みによって
実行される。ステップ230では計測フラグF_dが１にセッ
トされているか否か判定される。計測フラグF_dが０にリ
セットされていればステップ236に進み、各気筒におい
て、燃料噴射時間がセットされて予め定められたクラン
ク角で燃料噴射が実行され、本ルーチンを終了する。計
測フラグF_dが１にセットされている場合、ステップ231
に進み、第ｉ気筒の噴射か否か判定される。第ｉ気筒の
噴射でなければステップ232に進み燃料噴射時間がセッ
トされ、予め定められたクランク角において燃料噴射が
実行される。一方、第ｉ気筒の噴射であればステップ23
2はスキップされる。従って第ｉ気筒だけ燃料噴射が実
行されない。ステップ233では、カウンタC_mが０か否か
判定される。カウンタC_mが０でない場合には、ステップ
234に進みカウンタC_mが１だけデクリメントトされる。
従ってカウンタC_mは180クランク角毎に１ずつデクリメ
ントされることになる。一方、カウンタC_mが０の場合に
は本ルーチンを終了する。次いで180クランク角毎にス
テップ235では基本噴射量Q_a（第10図参照）が累積噴射
量Q_cに累積されていく。

再び第15図および第16図を参照すると、ステップ209
においてカウンタC_mが０と判定された場合、すなわち、
カウンタC_mの設定値が12であるから第ｉ気筒以外の各気
筒について燃料噴射が３回実行完了した場合には、ステ
ップ210以下に進んで各気筒の補正係数K_Piが更新され
る。ステップ210ではこのときのリザーバタンク７内の
燃料圧P_rが計測終了燃料圧P₂（第14図参照）に格納され
る。次いでステップ211ではP₁とP₂と差圧P_dが計算され
る。次いでステップ212では、第ｉ気筒の燃料噴射が禁
止された状態での実際の総噴射量Q_Pgiが次式に基づいて
計算される。

Q_Pgi＝P_d・1/k ここでｋは係数である。ｉは最初１であるため、第１
気筒の燃料噴射が禁止された状態での実際の総噴射量Q
_Pglが次式から計算されることになる。

Q_Pgl＝P_d・1/k ステップ213では第ｉ気筒から実際に噴射されるであ
ろう総噴射量Q_Piが次式から計算される。

Q_Pi＝Q_c−Q_Pgi 各気筒の補正係数K_Piを更新する前に平均補正係数K_P
の更新をすでに実行しているために、全気筒において燃
料噴射したとした場合の全気筒の実際の総噴射量Q_Pは累
積噴射量Q_cと等しいと考えられる。従ってQ_c−Q_Pgiは第
ｉ気筒から実際に噴射されるであろう総噴射量となる。
ステップ214では、４の整数倍の噴射回数の累積噴射量Q
_cを気筒数４で割ることによって１気筒分の累積噴射量
（噴射すべき燃料量）Q_ciが計算される。ステップ215で
は次式により第ｉ気筒の仮補正係数K_Pniが次式により計
算される。

K_Pni＝K_P・Q_ci/Q_Pi ここで、例えば計算された第ｉ気筒の累積噴射量（第
ｉ気筒の噴射されるべき総燃料噴射量）Q_ciを100とし、
このときの第ｉ気筒から実際に噴射されるであろう総燃
料噴射量Q_Piを95とすると、K_Pni＝K_P・100/95となって
第ｉ気筒の仮補正係数K_Pniは大きくなる。このため、第
ｉ気筒の燃料噴射時間τ_ｉ（第10図参照）は増大するた
めに、第ｉ気筒の実際の燃料噴射量は増大しQ_PiをQ_ciに
等しくすることができる。ステップ216では次式に基づ
いて第ｉ気筒の補正係数K_Piが更新せしめられる。

K_Pi＋（K_Pni−K_Pi）/M この式を変形すると次式のように書ける。

この式からわかるように、K_PiにＭ−１の重み付けを
し、K_Pniに１の重み付けをすることによってK_Piを更新
しているのである。

このようにして第１気筒の補正係数K_P1が更新される
と、ステップ217に進みｉが１だけインクリメントされ
て次いで第２気筒について同様の処理が実行される。ス
テップ218では変更フラグF_Bおよび計測フラグF_dがリセ
ットされる。次の処理サイクルにおいては、ステップ20
4において肯定判定されてステップ205に進み、リザーバ
タンク内の燃料圧が予め定められた圧力P_a以上となるま
でステップ206以下に進むことが禁止される。第１気筒
から第４気筒までの補正係数K_P1,K_P2,K_P3,K_P4が計算さ
れるとｉは５となるためステップ202において否定判定
され、従って以後はK_Piの更新は実行されない。

以上のように本実施例では、リザーバタンク７内への
燃料供給を停止せしめ、この間において燃料噴射によっ
て生じる圧力低下量を検出するようにしている。このた
め、燃料噴射によるリザーバタンク７内の燃料圧の低下
量に対して、リザーバタンク７内の燃料圧の変動が相対
的に小さくなり、燃料噴射によるリザーバタンク７内の
燃料圧の低下量を正確に検出することができる。このた
め、実噴射量を正確に計算することができ、従って、実
噴射量を基本噴射量に精度良く一致せしめることができ
る。

また、本実施例では各気筒について夫々補正係数を計
算しているため、各気筒毎に実噴射量を基本噴射量に精
度良く一致せしめることができる。

また、本実施例では各気筒について夫々複数回の燃料
噴射によって生じる圧力低下量を検出しているために、
燃料圧の低下量を精度良く検出することができる。

なお、本実施例では各気筒について夫々複数回の燃料
噴射によって生じる圧力低下量を検出して実噴射量を計
算しているが、各気筒について夫々１回の燃料噴射によ
って生じる圧力低下量を検出して実噴射量を計算するよ
うにしてもよい。

第18図には、第２の実施例における各気筒の補正係数
K_Piを更新するため燃料圧低下量計測時における燃料噴
射タイミングとリザーバタンク７内の燃料圧の変化を示
す。第２の実施例では、リザーバタンク７内への燃料供
給を停止せしめると共に４気筒のうち１つの気筒の燃料
噴射量を基本噴射量より減量せしめることによって、各
気筒の補正係数K_Piを更新するようにしている。

第19図から第21図は第２の実施例を実行するためのル
ーチンであり、これらのルーチンは第15図から第17図に
示すルーチンとほぼ同様であるため、同一ステップにつ
いては同一のステップ番号を付してその説明を省略す
る。

第21図に示すルーチンは180クランク角毎の割込みに
よって実行される。第21図を参照すると、ステップ231
において第ｉ気筒の噴射と判定されると、ステップ300
に進みセット噴射量Q_setは、基本噴射量Q_aからΔＱを減
算することによって求められる。このΔＱは例えばQ_a/2
である。一方、第ｉ気筒の噴射でない場合、ステップ30
1に進みセット噴射量Q_setに基本噴射量Q_aが格納され
る。ステップ302ではセット噴射量Q_setがセットされ、
予め定められたクランク角において燃料噴射が実行され
る。すなわち第ｉ気筒以外においては基本噴射量Q_aに基
づいて燃料噴射が実行され、第ｉ気筒においては基本噴
射量Q_aからΔＱだけ減少せしめられた噴射量に基づいて
燃料噴射が実行される。

第19図および第20図に示すルーチンは一定時間毎の割
込みによって実行される。ステップ310では第ｉ気筒の
燃料噴射量がΔＱだけ減少せしめられた状態での実際の
総噴射量Q_Pが次式に基づいて計算される。

Q_P＝P_d・1/k ここでｋは係数である。ステップ311では第ｉ気筒の
燃料減少量ΔＱの実際の総量Q_diが次式から計算され
る。

Q_di＝Q_c−Q_P 各気筒の補正係数K_Piを更新する前に平均補正係数K_P
の更新をすでに実行しているために、全気筒において正
規に噴射した場合の実際の総噴射量は累積噴射量Q_cと等
しいと考えられる。従って、Q_c−Q_Pは第ｉ気筒の燃料減
少量ΔＱの実際の総量を示している。ステップ312で
は、第ｉ気筒の燃料減少量ΔＱの総量の計算値Q_ciが次
式から計算される。

Q_ci＝ΔＱ・C_m0/4 ４の整数倍の噴射回数C_m0を気筒数４で割ることによ
って第ｉ気筒の噴射回数が計算され、従ってΔＱ・C_m0/
4は第ｉ気筒の燃料減少量ΔＱの総量の計算値を示して
いる。ステップ313では次式により仮補正係数K_Pniが計
算される。

K_Pni＝K_P・Q_di/Q_ci ここで、例えば第ｉ気筒の燃料減少量の実際の総量Q
_diを８とし、このときの第ｉ気筒の燃料減少量の総量の
計算値Q_ciを10とすると、K_Pni＝K_P・8/10となって仮補
正係数K_Pniは小さくなる。このため、燃料噴射時間は減
少するために、実際の燃料噴射量は減少しQ_diをQ_ciに等
しくすることができる。すなわち、実際の燃料噴射量を
基本噴射量に等しくことができる。

以上のように第２の実施例においても第１の実施例と
同様の効果を奏することができる。

また、第２の実施例では第１の実施例燃料噴射を禁止
しないために、トルク変動を小さくすることができる。

なお本実施例では基本噴射量Q_aからΔＱだけ減少せし
めるようにしているが、基本噴射量Q_aにΔＱだけ増量せ
しめることによっても同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

こうして、予め定められた１つの気筒において、予め
定められた増減量指令に対する正確な実際の増減量を計
算することができ、これら二つの増減量を比較すること
で予め定められた気筒の燃料噴射弁の正確な補正量が算
出される。それにより、少なくとも１つの予め定められ
た気筒においては、基本噴射量の正確な補正が行われて
噴射量が定められ、燃料噴射弁の精度にばらつきがあっ
ても機関運転状態毎の意図する燃料量を噴射することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は４気筒ガソリン機関
の全体図、第３図は燃料噴射弁の縦断面図、第４図は第
２図に示す機関の縦断面図、第５図は高圧燃料ポンプの
縦断面図、第６図は第５図のVI−VI線に沿ってみた高圧
燃料ポンプの断面図、第７図は第５図の吐出量制御部の
拡大側面断面図、第８図はピエゾ圧電素子および溢流制
御弁の作動を示すタイムチャート、第９図はデューティ
比DTを制御するためのフローチャート、第10図は燃料噴
射時間τ_ｉを計算するためのフローチャート、第11図は
平均補正係数K_P更新時における燃料噴射タイミングおよ
びリザーバタンク内の燃料圧の変化を示す線図、第12図
は補正係数K_Pを更新するためのフローチャート、第13図
はポンプフラグF_P等を制御するためのフローチャート、
第14図は各気筒の補正係数K_Pi更新時における第１の実
施例の燃料噴射タイミングおよびリザーバタンク内の燃
料圧の変化を示す線図、第15図および第16図は補正係数
K_Piを更新するための第１の実施例のフローチャート、
第17図は燃料噴射を制御するための第１の実施例のフロ
ーチャート、第18図は各気筒の補正係数K_Pi更新時にお
ける第２の実施例の燃料噴射タイミングおよびリザーバ
タンク内の燃料圧の変化を示す線図、第19図および第20
図は補正係数K_Piを更新するための第２の実施例のフロ
ーチャート、第21図は燃料噴射を制御するための第２の
実施例のフローチャートである。 ５……燃料噴射弁、７……リザーバタンク、 ８……高圧燃料ポンプ、27……燃料圧センサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料供給ポンプの燃料吐出口を燃料通路を
   介して燃料噴射弁に連結した内燃機関において、機関回
   転数および機関負荷から基本噴射量を設定する基本噴射
   量設定手段と、前記燃料通路内の燃料圧を検出する燃料
   圧センサと、前記燃料供給ポンプから前記燃料通路への
   燃料供給を停止せしめるための燃料供給停止手段と、該
   燃料供給停止手段によって燃料供給が停止せしめられて
   いる間において予め定められた１つの気筒の燃料噴射量
   を予め定められた増減量だけ増量または減量指令せしめ
   る燃料増減手段と、前記燃料供給停止手段によって燃料
   供給が停止せしめられている間において前記燃料圧セン
   サの出力信号に基づき燃料噴射によって生じる圧力低下
   量を求めて該圧力低下量から前記予め定められた１つの
   気筒の燃料噴射量の実際の増減量を計算する実増減量計
   算手段と、該実増減量計算手段の計算結果および前記予
   め定められた増減量に基づいて前記基本噴射量を補正す
   ることにより燃料噴射弁の噴射量を定める噴射量設定手
   段とを具備した内燃機関の燃料噴射量制御装置。