JP3045921B2 - 内燃エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃エンジンの燃料噴射制御装置

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JP3045921B2
JP3045921B2 JP6065518A JP6551894A JP3045921B2 JP 3045921 B2 JP3045921 B2 JP 3045921B2 JP 6065518 A JP6065518 A JP 6065518A JP 6551894 A JP6551894 A JP 6551894A JP 3045921 B2 JP3045921 B2 JP 3045921B2
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combustion engine
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賢 小川
圭 町田
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本田技研工業株式会社
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/04Two-stroke combustion engines with electronic control

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの燃料噴射
制御装置に関し、特に、内燃エンジンの吸気系に付着す
る付着燃料量を考慮して燃料噴射量を制御する内燃エン
ジンの燃料噴射制御装置関する。
【0002】
【従来の技術】燃料を吸気管内に噴射する内燃エンジン
においては、噴射した燃料の一部が吸気管の管壁等に付
着するため、所望の燃料量が内燃エンジンの燃焼室に供
給されないという欠点があり、かかる欠点を解消する方
法として、従来より、エンジンの運転状態に応じて壁面
付着燃料率と壁面燃料持ち去り率とを算出すると共に、
付着量分を増量分とし、持ち去り量分を減量分として燃
料噴射量を修正し、燃料供給量を設定するようにした燃
料噴射量制御方法が知られている(例えば、特公平3−
59255号公報)。
【0003】しかしながら、上記燃料噴射量制御方法に
おいては、持ち去り量分の演算を行う際に基となる付着
燃料量を今回の燃料噴射における燃料供給量に基づいて
算出しているため、1サイクル中に燃料を複数回に分割
して噴射する場合は2回目以降の噴射に対する付着燃料
が考慮されないこととなり、かかる分割噴射に対しては
付着燃料量の算出精度の悪化を招来するという欠点があ
った。
【0004】そこで、このような分割噴射に対しても付
着燃料補正を行う手段として、分割噴射された際におけ
る各々の燃料噴射量に対し、付着燃料量を算出する燃料
制御装置が提案されている(例えば、特開平3−233
39号公報)。
【0005】上記燃料制御装置においては、各々の燃料
噴射量に対して付着燃料量を算出し、該付着燃料量に基
づいて燃料供給量を演算しているので、分割噴射が実行
されても付着燃料量による燃料の増減量を補正すること
ができ、所望燃料量の燃焼室への供給が可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記燃
料制御装置においては、分割噴射がなされた場合、その
燃料噴射毎に付着燃料量を算出しているため、演算処理
が複雑となりソフトウエアの負担が大きくなるという問
題点があった。
【0007】また、上記燃料制御装置は、暖機増量時等
今回サイクル時の燃料噴射量が所定量より多いときに分
割噴射を行い、当該分割噴射の各々に対して付着燃料量
を算出して燃料噴射量の制御を行うものであり、加速時
等内燃エンジンの運転状態の変動に対応した燃料噴射量
の制御を行うものではない。すなわち、上記燃料制御装
置は、内燃エンジンの加速時のように今回サイクルの燃
料量を増量すべく付加噴射が行われた場合、前記付加噴
射を考慮した付着燃料量の算出を行うものではないた
め、前記内燃エンジンの運転状態に追随した所望の燃料
量をエンジン燃焼室に常に供給することは困難であり、
排気特性の低下等を招来するという問題点があった。
【0008】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、内燃エンジンの吸気系に付着する付着燃
料量を簡便且つ精度良く算出して燃料噴射量を制御する
ことができる内燃エンジンの燃料噴射制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内燃エンジンの運転状態を検出する運転状
態検出手段と、前記内燃エンジンの第1の所定回転角度
毎に第1の回転角度信号を検出する第1の信号検出手段
と、該運転状態検出手段の検出結果に基づき前記第1の
信号に同期して燃料噴射弁から噴射される主燃料噴射量
を算出する主燃料噴射量算出手段と、今回サイクルで前
記燃料噴射弁から噴射された燃料の内、前記内燃エンジ
ンの燃焼室に直接吸入される直接率を前記運転状態検出
手段の検出結果に基づいて算出する直接率算出手段と、
前記内燃エンジンの吸気系に付着している付着燃料量の
内、今回サイクルで前記内燃エンジンの前記燃焼室に持
ち去られる持ち去り率を前記運転状態検出手段の検出結
果に基づいて算出する持ち去り率算出手段とを備えた内
燃エンジンの燃料噴射制御装置において、前記内燃エン
ジンの運転状態検出手段の検出結果に基づき前記第1の
信号に同期して吸入行程中の付加噴射領域を算出する付
加噴射領域算出手段と、前記第1の所定回転角度より小
さい第2の所定回転角度毎に第2の回転角度信号を検出
する第2の信号検出手段と、前記第2の信号に同期して
前記付加噴射領域を検出する付加噴射領域検出手段と、
前記内燃エンジンの運転状態検出手段の検出結果に基づ
いて前記内燃エンジンの加速状態を検出する加速状態検
出手段とを備え、該加速状態検出手段により前記内燃エ
ンジンの加速状態が検出され且つ前記付加噴射領域検出
手段により付加噴射領域が検出されたときは、前記エン
ジンの運転状態検出手段の検出結果と前記直接率と前記
持ち去り率とに基づいて付加燃料噴射量を算出する付加
燃料噴射量算出手段と、前記主燃料噴射量と前記付加燃
料噴射量と前記直接率と前記持ち去り率とに基づいて内
燃エンジンの吸気系に付着する付着燃料量を算出する付
着燃料量算出手段とを有し、さらに、前記主燃料噴射量
算出手段が、前記付着燃料量算出手段により算出された
付着燃料量に基づき主燃料噴射量を補正する補正手段を
具備していることを特徴としている。
【0010】また、前記運転状態検出手段は、具体的に
は、少なくとも前記内燃エンジンの回転数を検出する回
転数検出手段と、前記内燃エンジンの負荷状態を検出す
る負荷状態検出手段と、内燃エンジンの冷却水温を検出
する水温検出手段とを含むことを特徴としている。
【0011】
【作用】上記構成によれば、第1の信号に同期して主燃
料噴射量と付加噴射領域が算出される。また、第2の信
号に同期して前記付加噴射領域が検出され且つ内燃エン
ジンの加速状態が検出されたときは付加燃料噴射量が算
出される。そして、このようにした算出された付加燃料
噴射量と主燃料噴射量及び燃料の動特性を示す直接率及
び持ち去り率に基づいて付着燃料量が算出され、該付着
燃料量を考慮して次回サイクルの主燃料噴射量が算出さ
れる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。
【0013】図1は本発明に係る内燃エンジンの燃料噴
射制御装置の一実施例を模式的に示した全体構成図であ
る。
【0014】図中、1は各シリンダに吸気弁及び排気弁
(図示せず)とを各1対宛設けたDOHC直列4気筒の
内燃エンジン(以下、単に「エンジン」という)であっ
て、該エンジン1の吸気ポ−トに接続された吸気管2の
途中にはスロットルボディ3が設けられ、その内部には
スロットル弁3′が配されている。また、スロットル弁
3′にはスロットル弁開度(θTH)センサ4が連結さ
れており、該スロットル弁3′の開度に応じた電気信号
を出力して該電気信号を電子コントロ−ルユニット(以
下、「ECU」という)5に供給する。
【0015】燃料噴射弁6は、エンジン1とスロットル
弁3′との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上
流側に各気筒毎に設けられている。また、各燃料噴射弁
6は図示しない燃料ポンプに接続されると共にECU5
に電気的に接続され、該ECU5からの信号により燃料
噴射の開弁時間が制御される。
【0016】吸気管2のスロットル弁3′の下流側には
分岐管7が設けられ、該分岐管7の先端には絶対圧(P
BA)センサ8が取付けられている。該PBAセンサ8
はECU5に電気的に接続されており、吸気管2内の絶
対圧PBAは前記PBAセンサ8により電気信号に変換
されてECU5に供給される。
【0017】また、分岐管7の下流側の吸気管2の管壁
には吸気温(TA)センサ9が装着され、該TAセンサ
9により検出された吸気温TAは電気信号に変換され、
ECU5に供給される。
【0018】エンジン1のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサ−ミスタ等からなるエンジン水
温(TW)センサ10が挿着され、該TWセンサ10に
より検出されたエンジン冷却水温TWは電気信号に変換
されてECU5に供給される。
【0019】また、エンジン1の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲にはクランク角度(CRK)センサ
11及び気筒判別(CYL)センサ12が取付けられて
いる。
【0020】CRKセンサ11はエンジン1のクランク
軸の1/2回転(180°)より短い一定のクランク角
周期(例えば、45°周期)でもって所定のクランク角
度位置で信号パルス(以下、「CRK信号パルス」とい
う)を出力し、CYLセンサ12は特定の気筒の所定の
クランク角度位置で信号パルス(以下、「CYL信号パ
ルス」という)を出力し、これらCRK信号パルス及び
CYL信号パルスはECU5に供給される。
【0021】エンジン1の各気筒の点火プラグ13は、
ECU5に電気的に接続され、ECU5により点火時期
が制御される。
【0022】また、前記エンジン1の排気ポ−トに接続
された排気管14の途中には触媒装置(三元触媒)15
が介装されており、該触媒装置15により排気ガス中の
HC、CO、NOx等の有害成分の浄化作用が行なわれ
る。
【0023】さらに、排気管14の途中であって且つ触
媒装置15の上流側には酸素濃度センサ(以下、「O2
センサ」という)16が設けられている。該O2センサ
16は、排気ガス中の酸素濃度を検出し、その濃度に応
じた電気信号を出力して該電気信号をECU5に供給す
る。
【0024】しかして、ECU5は、上述の各種センサ
からの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベル
に修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する
等の機能を有する入力回路5aと、中央演算処理回路
(以下「CPU」という)5bと、該CPU5bで実行
される各種演算プログラムや後述する各種マップ及び演
算結果等を記憶するROM及びRAMからなる記憶手段
5cと、前記燃料噴射弁6や点火プラグ13等に駆動信
号を供給する出力回路5dとを備えている。
【0025】図2は、CRKセンサ11から出力される
CRK信号パルス及びCYLセンサ12から出力される
CYL信号パルスの発生タイミング、更には#1CYL
の燃料噴射弁6の噴射タイミング等を示すタイムチャー
トである。
【0026】CRK信号パルスは、各気筒(#1〜#4
CYL)のピストン上死点を基準にクランク軸が2回転
する間に等間隔で例えば16個の信号パルス、すなわ
ち、例えば45°のクランク角周期で信号パルスを発生
する。そして、ECU5は、各気筒のピストン上死点で
発生するCRK信号パルスに対してTDC判別信号を出
力する。すなわち、TDC判別信号は各気筒の基準クラ
ンク角度位置を表わすものであって、クランク軸の18
0°回転毎に発生する。また、ECU5は、CRK信号
パルスの発生時間間隔を計測してCRME値を算出し、
さらに前記CRME値をTDC判別信号の発生時間間隔
に亘って加算してME値を算出し、該ME値の逆数であ
るエンジン回転数NEを算出する。
【0027】CYL信号パルスは、特定の気筒(例え
ば、#1CYL)の圧縮行程終了を示すTDC判別信号
発生位置よりも前の所定クランク角度位置(例えば、9
0°BTDC)で発生し、CYL信号パルス発生直後の
TDC判別信号発生に対して特定の気筒番号(例えば、
#1CYL)をセットする。
【0028】また、ECU5は、CRK信号パルスに基
づき各気筒の基準クランク角度位置からのクランク角度
ステージ(以下、「ステージ」という)を検出する。す
なわち、CRK信号パルスC1が圧縮工程終了時のTD
C位置で発生した場合、ECU5は該CRK信号パルス
C1により#1CYLの#0ステージを検出し、さらに
その後に出力されるCRK信号パルスにより#1ステー
ジ、#2ステージ、…、#15ステージを順次検出す
る。
【0029】また、燃料噴射を開始すべき噴射ステージ
は、エンジンの運転状態等に基づいて設定され、具体的
には図示省略の噴射ステージ決定ルーチンを実行して決
定される。そして、燃料噴射弁6から噴射される主燃料
噴射時間TOUTFはステータス番号(SINJ
(K))の設定状態により制御される。すなわち、本燃
料噴射制御装置においては、1サイクル中に燃料噴射弁
6から噴射される総燃料噴射時間TOUTは、後述する
ように、エンジン1の運転状態や燃料の動特性に応じた
吸入行程突入前に噴射される主燃料噴射時間TOUTF
と、エンジン1の加速状態に応じた吸入行程時に噴射さ
れる付加燃料噴射時間TOUTSとからなり、このうち
前記主燃料噴射時間TOUTFはステータス番号(SI
NJ(K))の設定状態により制御される。
【0030】具体的には、ECU5は、吸入行程突入前
の所定噴射ステージ(例えば、#6ステージ)を検出す
ると、ステータス番号SINJ(K)を「1」にセット
する。そして、所定の噴射遅延時間が経過した後、ステ
ータス番号SINJ(K)は「2」にセットされ、燃料
噴射弁6から主燃料噴射時間TOUTFでもって燃料が
噴射され、その後主燃料噴射時間TOUTFが経過して
燃料噴射弁6が閉弁すると「3」にセットされる。すな
わち、TDC判別信号の発生をトリガとして時間t1で
FIcal(TOUTF算出ルーチン)が起動し、主燃
料噴射ステージFISTG及び主燃料噴射時間TOUT
Fが算出される。そして、時間t2で噴射遅延タイマ
(ECU5に内蔵されている)が作動し、時間t3で燃
料噴射弁6が開弁し主燃料噴射時間TOUTFが経過し
た時間t4で燃料噴射弁6は閉弁する。そして、かかる
燃料噴射が終了した後、ステータス番号SINJ(K)
が「3」にセットされ、爆発行程の突入と同時に「0」
にリセットされる。
【0031】また、前記FIcalでは吸入行程時に実行
される付加噴射の実行ステージ(以下、「付加燃料噴射
ステージ」という)IAISTGが算出可能とされ、さ
らにIAIcal(TOUTS算出ルーチン)で前記付加
燃料噴射ステージIAISTGが検出され且つエンジン
1の加速状態が検出されたときに付加噴射を行う。すな
わち、CRK信号パルスの発生をトリガとして時間t5
でIAIcalが起動する。そして、該IAIcalで付加燃
料噴射ステージIAISTGが検出され且つエンジン1
が加速状態にあるときは付加燃料噴射時間TOUTSが
算出され、例えば、#1CYLに対して吸入行程時に付
加噴射を行なう。つまり、付加噴射を行うときは、例え
ば時間t6で燃料噴射弁6を開弁し、付加燃料噴射時間
TOUTSが経過した時間t7で燃料噴射弁6を閉弁す
る。
【0032】そして、本燃料噴射制御装置においては、
SINJ(K)=3のとき、すなわち爆発行程に突入す
る前にCRK信号パルスの発生と同期してTWPcalが
実行され、吸気管内の付着燃料量TWPを算出し、該付
着燃料量TWPに基づいて次回サイクルにおける主燃料
噴射時間TOUTFが算出される。すなわち、時間t8
で発生するCRK信号パルスをトリガとしてTWPcal
が起動し、主燃料噴射時間TOUTF及び付加燃料噴射
時間TOUTSを加算した総燃料噴射時間TOUTに基
づいて付着燃料量TWPが算出され、かかる付着燃料量
TWPが次回TDC時のTOUTF値に反映される。
【0033】尚、燃料噴射の開始に噴射遅延時間(SI
NJ(K)=1に相当する時間)を設けているのは燃料
噴射の噴射終了時期とCRK信号パルスの発生とが同期
するように噴射タイミングが制御されているためであ
り、かかる噴射遅延時間により噴射タイミングの終了時
期を制御するためである。同様に、図上は省略してある
が付加燃料噴射時間TOUTSも、燃料噴射の噴射終了
時期とCRK信号パルスの発生とが同期するように噴射
タイミングが制御されている。
【0034】以下、上記燃料噴射制御の制御手順を図示
のフローチャートに基づき詳説する。
【0035】図3は燃料噴射弁6から噴射される主燃料
噴射時間TOUTFを算出するFIcalルーチンであっ
て、本プログラムは上述したようにTDC判別信号に同
期して各気筒毎に実行される。
【0036】ステップS1ではエンジン回転数NE(C
RKセンサ11の検出値に基づいて算出される)及び吸
気管内絶対圧PBA(PBAセンサ9により検出され
る、以下、「TDC時吸気管内絶対圧」という)を読み
込み、次いでステップS2ではエンジン回転数NEが所
定回転数NELより高回転か否かを判別する。ここで、
所定回転数NELは付加噴射を必要とし得ると考えられ
る所定回転数NELに設定される。すなわち、付加噴射
は、一般に定常状態から加速状態への移行時に必要とな
ると考えられ、したがって高回転時には付加噴射は要し
ないと考えられる。このような観点から前記所定回転数
NELは、例えば2000rpmに設定される。そし
て、ステップS2の判別結果が肯定(Yes)のとき、
すなわちエンジン回転数NEが所定回転数NELより高
く付加噴射をする必要がないと判断された場合はフラグ
FIAIを「0」に設定し、付加噴射を禁止してステッ
プS7以降に進む。一方、ステップS2の判別結果が否
定(No)のとき、すなわちエンジン回転数NEが所定
回転数NELより低回転のときは付加噴射を必要とする
場合があると判断し、付加噴射を許可すべくフラグFI
AIを「1」に設定し(ステップS4)、次いでIAI
STGマップを検索して付加噴射の実行ステージ、すな
わち付加燃料噴射ステージIAISTGを算出する(ス
テップS5)。
【0037】IAISTGマップは、具体的には図4に
示すように、エンジン回転数NE0〜NE3(≦NE
L)及び吸気管内絶対圧PBA0〜PBA5に対して、
吸入行程に相当するステージ#8〜#11についてのマ
ップ値IAISTG(0,0)〜IAISTG(3,
3)がマトリックス状に与えられており、かかるIAI
STGマップを検索することにより付加燃料噴射ステー
ジIAISTGが算出され、吸入行程時に噴射が行なわ
れる付加燃料噴射ステージIAISTGを決定する。
【0038】次いで、ステップS6に進み、CRK割り
込み処理であるIAIcalルーチンを実行して付加燃料
噴射時間TOUTSを算出し(ステップS6)、ステッ
プS7以降に進む。
【0039】しかして、ステップS7〜ステップS9で
は、直接率Ae及び持ち去り率Beを算出する。ここ
で、直接率Aeとは、今回サイクルで燃料噴射弁6から
噴射された燃料の内、エンジン1の燃焼室に直接吸入さ
れる直接燃料量の比率をいい、持ち去り率Beとは、エ
ンジン1の吸気官2に付着している付着燃料量TWPの
内、今回サイクルでエンジン1の燃焼室に持ち去られる
持ち去り燃料量の比率をいう。
【0040】ステップS7では、Aマップ及びBマップ
を検索して基本直接率A及び基本持ち去り率Bを算出す
る。
【0041】Aマップは、具体的には図5に示すよう
に、吸気管内絶対圧PBA0〜PBA6及びエンジン冷
却水温TW0〜TW6に対してマトリックス状にマップ
値A(0,0)〜A(6,6)が与えられており、基本
直接率Aは前記Aマップを検索することにより読み出さ
れ、或いは補間法により算出される。
【0042】また、Bマップは、Aマップと同様、図6
に示すように、吸気管内絶対圧PBA0〜PBA6及び
エンジン冷却水温TW0〜TW6に対してマトリックス
状にマップ値B(0,0)〜B(6,6)が与えられて
おり、基本持ち去り率Bは前記Bマップを検索すること
により読み出され、或いは補間法により算出される。
【0043】次に、ステップS8ではKAテーブル及び
KBテーブルを検索して直接率用回転数補正係数KA及
び持ち去り率用回転数補正係数KBを算出する。
【0044】KAテーブルは、具体的には図7に示すよ
うに、エンジン回転数NE0〜NE4に対してテーブル
値KA0〜KA4が与えられており、前記直接率用回転
数補正係数KAは該KAテーブルを検索することにより
読み出され、或いは補間法により算出される。尚、この
図7から明らかなように、直接率用回転数補正係数KA
はエンジン回転数NEが高回転になるに伴い高い値に設
定される。
【0045】また、KBテーブルは、前記KAテーブル
と同様図8に示すように、持ち去り率用回転数補正係数
NE0〜NE4に対してテーブル値KB0〜KB4が与
えられており、前記持ち去り率用回転数補正係数KBは
該KBテーブルを検索することにより読み出され、或い
は補間法により算出される。尚、この図8から明らかな
ように、持ち去り率用回転数補正係数KBも、前記直接
率用回転数補正係数KAと同様、エンジン回転数NEが
高回転になるに連れて高い値に設定される。
【0046】次いで、ステップS9では、数式(1),
(2)に基づき直接率Ae及び持ち去り率Beを算出
し、さらにステップS10で(1−Ae)及び(1−B
e)を算出してステップS11に進む。
【0047】Ae=A×KA …(1) Be=B×KB …(2) 尚、Ae値、(1−Ae)値及び(1−Be)値は後述
する図9及び図11のプログラムで使用するので、記憶
手段5cのRAMに格納しておく。
【0048】次に、ステップS11に進み、エンジン1
が始動モードにあるか否かを判別する。ここで、始動モ
ードにあるか否かは、例えば、図示しないエンジンのス
タータスイッチがオンで且つエンジン回転数NEが所定
の始動時回転数(クランキング回転数)以下か否かによ
り判断する。そして、始動モードにあると判別されたと
きはステップS12に進み、数式(3)に基づき始動モ
ード時の主燃料噴射時間TOUTFを算出する。
【0049】 TOUTF=TiCR×K1+K2 …(3) ここで、TiCRは始動モード時の基本燃料噴射時間で
あって、エンジン回転数NEと吸気管内絶対圧PBAに
応じて設定され、該TiCR値を決定するためのTiC
Rマップが記憶手段5c(ROM)に記憶されている。
【0050】K1及びK2は夫々各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される補正係数及び補正変数であっ
て、各気筒毎にエンジンの運転状態に応じた燃費特性や
加速特性等の諸特性の最適化が図られるような所定値に
設定される。
【0051】一方、ステップS11でエンジン1は始動
モードでなく基本モードにあると判別されたときはステ
ップS13以降の各ステップを実行する。
【0052】すなわち、ステップS13では数式(4)
に基づき、燃料噴射弁6から噴射すべき要求燃料噴射時
間TCYL(N)を算出する。
【0053】 TCYL(N)=TiM×KO2×KTOTAL(N)…(4) ここで、TiMは基本モード時の基本燃料噴射時間であ
って、TiCR値と同様、エンジン回転数NEと吸気管
内絶対圧PBAとに応じて設定される。また、KO2
は、O2センサ16の出力に基づいて算出される空燃比
補正係数である。さらに、KTOTAL(N)はエンジ
ンの運転状態に応じて設定される各種補正係数(水温補
正係数KTA、始動後補正係数KAST、目標空燃比係
数KCMD等)を乗算したものでをあって、各気筒毎に
所定値に設定される。
【0054】次にステップS14では数式(5)に基づ
き目標燃料噴射時間TNET(N)を算出する。
【0055】 TNET(N)=TCYL(N)+TTOTAL−Be×TWP(N) …(5) ここで、TTOTALは各種センサからのエンジン運転
信号に基づいて算出される全ての加算補正項(例えば大
気圧補正項TPA等)の総和である。ただし、燃料噴射
弁6の主燃料噴射時無効時間TVFは含まない。TWP
(N)は後述する図11のフローチャートによって算出
される吸気管付着燃料量(予測値)であり、(Be×T
WP(N))は、吸気管付着燃料が燃焼室に持ち去られ
る持ち去り燃料量に相当する。持ち去り燃料量分は、新
たに噴射する必要がないので、式(5)において減算さ
れている。
【0056】ステップS15では、数式(5)によって
算出された目標燃料噴射時間TNETが「0」より大き
いか否かを判別し、その判別結果が否定(No)、すな
わちTNET≦0のときには、主燃料噴射時間TOUT
Fを0として燃料を強制的に供給停止し(ステップS1
6)、本プログラムを終了する。
【0057】一方、TNET>0のときには、数式
(6)に基づき、主燃料噴射時間TOUTFを算出する
(ステップS17)。
【0058】 TOUTF(N)=TNET(N)/Ae+TVF …(6) ここでTVFは前述した燃料噴射弁6の主燃料噴射時無
効時間である。
【0059】次いで、ステップS18では上記ステップ
S12、ステップS16又はステップS17で算出され
た値を主燃料噴射時間TOUTFに設定して本プログラ
ムを終了する。
【0060】これにより、ステップS17で主燃料噴射
時間TOUTが算出されたときは、かかる主燃料料噴射
時間TOUTFだけ燃料噴射弁6を開弁することによ
り、燃焼室には(TNET(N)×KO2+Be×TW
P(N))に相当する量の燃料が供給される。
【0061】このようにしてまず#1CYLの主燃料噴
射時間TOUTF(1)を算出した後、#2CYL〜#
4CYLについても同様にステップS13以降の各ステ
ップを実行して各気筒毎に主燃料噴射時間TOUTF
(N)(N=2,3,4)を算出する。
【0062】図9は付加燃料噴射時間TOUTSを算出
するIAIcalルーチンであって、本プログラムは上述
したようにCRK信号パルスの発生と同期して各気筒毎
に実行される。
【0063】まず、ステップS21では付加燃料噴射ス
テージIAISTGが検出されたか否かを判別する。そ
して、その判別結果が否定(No)のときは付加燃料噴
射時間TOUTSを算出することなく本プログラムを終
了する。
【0064】一方、ステップS21の判別結果が肯定
(Yes)のときは今回のCRK信号パルス発生時の吸
気管内絶対圧(以下、「CRK時吸気管内絶対圧」とい
う)PBACを読み込み(ステップS22)、次いでC
RK時吸気管内絶対圧PBACとTDC時吸気管内絶対
圧PBAとの偏差ΔPが所定値PBAIAIより大きい
か否かを判別する。ここで、所定値PBAIAIはエン
ジンが加速状態にあると判別し得る圧力変動値(負荷変
動値)、例えば、500mmHgに設定される。そして、
その判別結果が否定(No)のときはエンジン1が加速
状態にないと判断し、付加燃料噴射時間TOUTS
(N)を「0」設定して本プログラムを終了する(ステ
ップS24→ステップS27)。これにより、エンジン
1が加速状態にないときは付加噴射は実行されないこと
となる。
【0065】一方、ステップS23の判別結果が肯定
(Yes)のときはエンジン1が加速状態にあると判断
し、ステップS25に進みTiSテーブルを検索して基
本付加燃料噴射時間TiSを算出する。
【0066】TiSテーブルは、具体的には図10に示
すように、CRK時吸気管内絶対圧PBACとTDC時
吸気管内絶対圧PBAとの偏差ΔP0〜ΔP4に対して
テーブル値TiS0〜TiSが与えられており、前記基
本付加燃料噴射時間TiSは該TiSテーブルを検索す
ることにより読み出され、或いは補間法により算出され
る。
【0067】次いで、ステップS26では、数式(7)
に基づき付加燃料噴射時間TOUTSを算出し、かかる
数式(7)で算出された値を付加燃料噴射時間TOUT
Sに設定して(ステップS27)本プログラムを終了す
る。
【0068】 TOUTS(N)=TiS(N)/Ae+TVS …(7) ここで、TVSは付加燃料噴射時無効時間である。
【0069】このようにして、まず#1CYLについて
付加燃料噴射時間TOUTS(1)を算出した後、#2
〜#4CYLについても同様にして付加燃料噴射時間T
OUTS(N)(N=2,3,4)の算出を実行する。
【0070】図11は、付着燃料量TWPを算出するT
WPcalのフローチャートであって、本プログラムはC
RK信号パルスの発生と同期して各気筒毎に実行され
る。
【0071】まず、ステータス番号SINJ(K)(図
2参照)が噴射終了を示す「3」にセットされているか
否かを判別する(ステップS31)。
【0072】そして、ステータス番号SINJ(K)が
「3」以外の番号にセットされているときはステップS
32に進み、演算開始許可フラグFCTWPを「0」に
設定して次回ループでの付着燃料量TWPの演算開始を
許可する一方、SINJ(K)が「3」にセットされて
いるときはフラグFCTWP(N)が「0」か否かを判
別する(ステップS33)。そして、フラグFCTWP
(N)が「1」のときはステップS46を経て本プログ
ラムを終了する一方、フラグFCTWP(N)が「0」
のときはステップS34に進んでフラグFFCが「1」
か否かを判別し、燃料がフューエルカット(供給遮断)
されているか否かを判断する。ここで、エンジン1がフ
ューエルカット状態にあるか否かは、エンジン回転数N
Eやスロットル弁3′の弁開度θTHに基づいて判断さ
れ、具体的にはフューエルカット判別ルーチン(図示せ
ず)の実行により判別される。
【0073】そして、ステップS34の判別結果が肯定
(Yes)、すなわち燃料がフューエルカットされてい
ると判断されたときはフラグFTWPR(N)が「1」
か否かを判別し、付着燃料量TWP(N)が「0」とみ
なせるか否かを判断する。そして、フラグFTWPR
(N)が「1」にセットされて付着燃料量TWP(N)
が「0」とみなせるときはそのまま本プログラムを終了
する一方、フラグFTWPRが「0」にセットされて付
着燃料量TWPが「0」とみなせないときはステップS
36に進み、数式(8)に基づいて今回ループにおける
付着燃料量TWP(N)を算出する。
【0074】 TWP(N)=(1−Be)×TWP(N)(n−1) …(8) ここで、TWP(N)(n−1)は前回ループ時までの
付着燃料量である。
【0075】次に、ステップS37では、付着燃料量T
WP(N)が微小所定値TWPLGより大きいか否かを
判別する。そして、その判別結果が否定(No)、すな
わちTWP(N)≦TWPLGが成立するときは、付着
燃料量TWPを「0」とみなしてTWP(N)=0とし
(ステップS38)、さらに、フラグFTWPR(N)
を「1」に設定する(ステップS39)。次いでステッ
プS46に進み、フラグFCTWPを「1」に設定して
付着燃料量TWPの演算終了を指示し、本プログラムを
終了する。
【0076】一方、ステップS34の判別結果が否定
(No)、すなわち燃料がフューエルカットされていな
ときはフラグFIAI(N)が「1」か否かを判別し、
付加噴射が許可されているか否かを判断する(ステップ
S40)。そして、その判別結果が肯定(Yes)、す
なち付加噴射が許可されていると判断されたときはステ
ップS41に進み付加燃料噴射時間TOUTSが付加燃
料噴射時無効時間TVSより大きいか否かを判別する。
そして、その判別結果が肯定(Yes)のときは実際に
付加噴射がなされた場合であり、数式(9)に示すよう
に、主燃料噴射時間TOUTF(N)と付加燃料噴射時
間TOUTS(N)とを加算して総燃料噴射時間TOU
T(N)を算出する。
【0077】 TOUT(N)=TOUTF(N)+TOUTS(N)…(9) 一方、ステップS40及びステップS41のいずれか一
方の判別結果が否定(No)、すなわち付加噴射が許可
されていないとき、又は付加燃料噴射時間TOUTSが
その無効時間TVSより小さいときは、事実上付加噴射
がなされない場合であり付加燃料噴射時間TOUTSは
「0」となるため、主燃料噴射時間TOUTF(N)を
今回サイクル時の総燃料噴射時間TOUT(N)に設定
して(ステップS43)、ステップS44に進む。
【0078】次いで、ステップS44では付着燃料量T
WP(N)を数式(10)により算出する。
【0079】 TWP(N)=(1−Be)×TWP(N)(n−1) +(1−Ae)×(TOUT(N)−(TVF+TVS)) …(10) ここで、TWP(N)(n−1)はTWP(N)の前回
値である。また、右辺第1項は、前回付着していた燃料
のうち、今回も持ち去られずに残った燃料量を示し、右
辺第2項は今回噴射された燃料のうち、新たに吸気管2
に付着した燃料量を示している。尚、総燃料噴射時間T
OUTから主燃料噴射時無効時間TVF及び付加噴射が
なされる場合は付加燃料噴射時無効時間TVSを減算し
て今回新たに吸気管2に付着した燃料量を算出してい
る。
【0080】次いで、ステップS45ではフラグFTW
PRを「0」に設定して付着燃料量TWPが存在するこ
とを示し、さらにフラグFCTWPを「1」に設定して
付着燃料量TWPの演算終了を指示して(ステップS4
6)本プログラムを終了する。
【0081】このようにしてまず#1CYLについて付
着燃料量TWP(1)を算出した後、#2〜#4CYL
についても付着燃料量TWP(N)(N=2,3,4)
を算出する。
【0082】これにより、付加噴射がなされても当該サ
イクル時に燃料噴射された総燃料噴射時間TOUT(主
燃料噴射時間TOUTF+付加燃料噴射時間TOUT
S)に基づいて吸気管2に付着している付着燃料量TW
Pが算出され、かかる付着燃料量TWPに基づいて次回
サイクル時の主燃料噴射時間TOUTFが算出され、エ
ンジン加速時においてもエンジン1の燃焼室には所望の
燃料が吸入される。すなわち、簡便にして高精度な付着
燃料量TWPの算出がなされ、かかる付着燃料量TWP
が次回の主燃料噴射時間TOUTFの算出に反映される
結果、エンジンの要求出力に合致した燃料を精度良く燃
焼室に供給することができ、エンジン加速時においても
排気効率の低下を回避することができる。
【0083】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、1
サイクル中を複数回に分割して燃料噴射を行っても1サ
イクル中に1回の演算で前記分割噴射を考慮した付着燃
料量の算出がなされ、したがってソフトウエアの負担増
を招くことなく付着燃料量の算出を簡便に行うことがで
きる。
【0084】また、内燃エンジンの加速時に付加噴射が
なされてもかかる加速時の付加噴射量を考慮した付着燃
料量の算出がなされ、しかも該付着燃料量が次回主燃料
噴射量の算出に反映されるので、内燃エンジンの運転状
態に追随した所望の燃料量を内燃エンジン燃焼室に供給
することができ、したがって内燃エンジンが要求する出
力に応じた加速特性を得ることができ、エンジン加速時
における排気効率の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内燃エンジンの燃料噴射制御装置
の一実施例を模式的に示した全体構成図である。
【図2】CRK信号パルス及びCYL信号パルスの発生
タイミング、更には#1CYLの燃料噴射弁6の噴射タ
イミング等を示すタイムチャートである。
【図3】主燃料噴射量TOUTFを算出するTOUTF
ルーチンのフローチャートである。
【図4】付加噴射の実行ステージIAISTGを算出す
るIAISTGマップである。
【図5】基本直接率Aを算出するAマップである。
【図6】基本持ち去り率Bを算出するBマップである。
【図7】最終直接率Aeの回転数補正係数KAを算出す
るKAテーブルである。
【図8】最終持ち去り率Beの回転数補正係数KBを算
出するKBテーブルである。
【図9】付加燃料噴射量TOUTSを算出するTOUT
Sルーチンのフローチャートである。
【図10】基本付加燃料噴射量TiSを算出するTiS
テーブルである。
【図11】付着燃料量TWPを算出するTWP算出ルー
チンのフローチャートである。
【符号の説明】
1 内燃エンジン 5 ECU(第1の信号検出手段、主燃料噴射量算出
手段、直接燃料率算出手段、持ち去り燃料率算出手段、
付加噴射領域算出手段、付加噴射領域検出手段、加速状
態検出手段、付加燃料噴射量算出手段、付着燃料量算出
手段、エンジン回転数検出手段) 6 燃料噴射弁 8 PBAセンサ(負荷状態検出手段) 10 TWセンサ(水温検出手段) 11 CRKセンサ(第2の信号検出手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 45/00 372 F02D 45/00 372Z (56)参考文献 特開 平2−185637(JP,A) 特開 平3−23339(JP,A) 特開 平1−305144(JP,A) 特開 昭63−38642(JP,A) 特開 平2−173334(JP,A) 特開 平6−137187(JP,A) 特開 平4−60132(JP,A) 特開 平4−224251(JP,A) 特開 平3−59255(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/34 F02D 41/04 330 F02D 41/10 330

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃エンジンの運転状態を検出する運転
    状態検出手段と、前記内燃エンジンの第1の所定回転角
    度毎に第1の回転角度信号を検出する第1の信号検出手
    段と、該運転状態検出手段の検出結果に基づき前記第1
    の信号に同期して燃料噴射弁から噴射される主燃料噴射
    量を算出する主燃料噴射量算出手段と、今回サイクルで
    前記燃料噴射弁から噴射された燃料の内、前記内燃エン
    ジンの燃焼室に直接吸入される直接率を前記運転状態検
    出手段の検出結果に基づいて算出する直接率算出手段
    と、前記内燃エンジンの吸気系に付着している付着燃料
    量の内、今回サイクルで前記内燃エンジンの前記燃焼室
    に持ち去られる持ち去り率を前記運転状態検出手段の検
    出結果に基づいて算出する持ち去り率算出手段とを備え
    た内燃エンジンの燃料噴射制御装置において、 前記内燃エンジンの運転状態検出手段の検出結果に基づ
    き前記第1の信号に同期して吸入行程中の付加噴射領域
    を算出する付加噴射領域算出手段と、前記第1の所定回
    転角度より小さい第2の所定回転角度毎に第2の回転角
    度信号を検出する第2の信号検出手段と、前記第2の信
    号に同期して前記付加噴射領域を検出する付加噴射領域
    検出手段と、前記内燃エンジンの運転状態検出手段の検
    出結果に基づいて前記内燃エンジンの加速状態を検出す
    る加速状態検出手段とを備え、 該加速状態検出手段により前記内燃エンジンの加速状態
    が検出され且つ前記付加噴射領域検出手段により付加噴
    射領域が検出されたときは、前記エンジンの運転状態検
    出手段の検出結果と前記直接率と前記持ち去り率とに基
    づいて付加燃料噴射量を算出する付加燃料噴射量算出手
    段と、 前記主燃料噴射量と前記付加燃料噴射量と前記直接率と
    前記持ち去り率とに基づいて内燃エンジンの吸気系に付
    着する付着燃料量を算出する付着燃料量算出手段とを有
    し、 さらに、前記主燃料噴射量算出手段が、前記付着燃料量
    算出手段により算出された付着燃料量に基づき主燃料噴
    射量を補正する補正手段を具備していることを特徴とす
    る内燃エンジンの燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項2】 前記運転状態検出手段は、少なくとも前
    記内燃エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
    前記内燃エンジンの負荷状態を検出する負荷状態検出手
    段と、内燃エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段
    とを含むことを特徴とする請求項1記載の内燃エンジン
    の燃料噴射制御装置。
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