JP3680505B2 - Fuel injection control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine Download PDF

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、直噴火花点火式内燃機関が注目されており、このものでは、機関の運転条件に応じて、燃焼方式を切換制御、すなわち、吸気行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内に燃料を拡散させ均質の混合気を形成して行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射することにより、点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して行う成層燃焼とに切換制御するのが一般的である(特開昭59−37236号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の燃料噴射制御装置においては、所定時間毎にシリンダ吸入空気量を算出し、これに基づいて目標空燃比が得られるように燃料噴射量を算出し、最新に算出された燃料噴射量を燃料噴射制御出力として設定している。
しかし、直噴火花点火式内燃機関において、成層燃焼時に、吸気弁閉時期以降に燃料噴射を行う場合、その噴射時期の近傍にて算出されたシリンダ吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出・設定すると、実際のシリンダ吸入空気量は吸気弁閉時期に決定されるため、燃料噴射量が実際のシリンダ吸入空気量に適合せず、空燃比を目標空燃比に正しく制御できない。
【0004】
このように空燃比を目標空燃比に正しく制御できないと、成層燃焼時に点火栓周辺空燃比を適切な範囲に抑えられず、これがために失火やスモークを発生しやすく、運転性や排気性能上好ましくない結果となる。
そこで、吸気弁閉時期にシリンダ吸入空気量を算出し、この吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量に基づいて、吸気弁閉時期以降の噴射時期における燃料噴射量を設定することが考えられている(特願平9−185143号)。
【0005】
一方、回転変動防止等のためのトルク補正は、点火時期制御により行うのが一般的であるが、吸気弁閉時期以降に燃料噴射を行う成層燃焼においては、点火時期の感度が鋭く(燃焼成立範囲が狭く)、補正できないため、燃料噴射量、特に目標空燃比を補正して、トルク補正を行うことが考えられており、この場合、回転同期で、すなわち、クランク角720°/気筒数毎の基準クランク角信号の入力毎に機関回転数が算出されることから、回転同期ジョブ(基準クランク角信号REFの発生に同期して実行されるジョブ;REFジョブ)でトルク補正を行う必要がある。
特に、回転減少割合の大きい急減速時には、確実にトルク補正を実施できないと、エンスト等に至ることが考えられる。
【0006】
そこで、基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期に合わせて、吸気弁閉時期を代表する信号、すなわち、基準クランク角信号の発生に同期して、回転同期ジョブでトルク補正を含んで燃料噴射量を演算することが考えられた。
しかし、燃料噴射時期や点火時期の算出のパラメータとして、燃料噴射量を用いるため、これらのために、時間同期ジョブ(所定時間毎に実行されるジョブ;定時ジョブ)で、燃料噴射量を演算する必要もある。
【0007】
すると、回転同期ジョブと時間同期ジョブとの両方で燃料噴射量を演算する必要を生じ、特に回転同期ジョブでの燃料噴射量の演算は演算負荷が高くなることから、この点での改善が求められている。
本発明は、このような実状に鑑み、吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量を基準にして燃料噴射量制御を行うことができるのみならず、回転同期でのトルク補正を燃料噴射量制御に応答良く取入れることができ、更に、演算負荷を低減することのできる直噴火花点火式内燃機関燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えて、燃料を吸気弁閉時期以降に噴射する直噴火花点火式内燃機関において、図1に示すように、吸気弁閉時期を代表する信号を発生する吸気弁閉時期信号発生手段と、吸気弁閉時 期を代表する信号の発生に同期して、燃料噴射量算出用のトルク補正要求に基づくトルク補正量を算出するトルク補正量算出手段と、所定時間毎に、シリンダ吸入空気量に基づく基本燃料噴射量に対し、少なくとも、前記トルク補正量算出手段により算出されているトルク補正量による補正を施して、燃料噴射量を算出する時間同期燃料噴射量算出手段と、急減速状態を検出する急減速状態検出手段と、急減速状態の検出時に、吸気弁閉時期を代表する信号の発生に同期して、シリンダ吸入空気量に基づく基本燃料噴射量に対し少なくとも、前記トルク補正量算出手段により算出されたトルク補正量による補正を施して燃料噴射量を算出する急減速時燃料噴射量算出手段と、前記時間同期燃料噴射量算出手段又は前記急減速時燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量を燃料噴射制御出力として設定する燃料噴射制御出力設定手段と、急減速状態の検出時以外は、吸気弁閉時期を代表する信号の発生後、初回の前記時間同期燃料噴射量算出手段による燃料噴射量の算出により得られた燃料噴射量で、前記燃料噴射制御出力設定手段による燃料噴射制御出力の更新を許可し、これ以降燃料噴射終了まで、燃料噴射制御出力の更新を禁止し、急減速状態の検出時は、前記急減速時燃料噴射量算出手段による燃料噴射量の算出により得られた燃料噴射量で、前記燃料噴射制御出力設定手段による燃料噴射制御出力の更新を許可し、これ以降燃料噴射終了まで、燃料噴射制御出力の更新を禁止する更新許可・禁止手段と、を設けて、直噴火花点火式内燃機関に燃料噴射制御装置を構成する。
【0009】
すなわち、時間同期ジョブで燃料噴射量を演算するが、吸気弁閉時期を代表する信号の発生後、トルク補正量の最新値を取込み可能となる初回の時間同期ジョブまで燃料噴射制御出力の更新を許可し、それ以降は更新を禁止するのである。言い換えれば、回転同期ジョブで吸気弁閉時期を代表する信号の発生に同期してトルク補正量を演算した後の、初回の時間同期ジョブで燃料噴射量を演算し、これを燃料噴射制御出力とするのである。
【0010】
この場合、低回転時は、吸気弁閉時期から圧縮行程噴射時期までの間に確実に時間同期ジョブが回り、吸気弁閉時期を代表する信号の発生に同期して演算されたトルク補正量が確実に実際の燃料噴射量に反映されるが、高回転側では時間同期ジョブが入らない場合もある。
高回転時は、前記信号間の燃料噴射量の変化幅が小さく、問題ないと考えられるが、回転減少割合の大きい急減速時には、確実にトルク補正を実施できないと、エンスト等に至ることが考えられる。
【0011】
そこで、急減速時には、吸気弁閉時期を代表する信号の発生に同期して、トルク補正量を演算した直後に、すなわち回転同期で、燃料噴射量を演算して、これにより燃料噴射制御出力を設定する。すなわち、トルク補正量を確実に次の燃焼に反映する必要のある急減速時には、トルク補正量の演算と同時に、燃料噴射量の演算(補正)を行うことで、エンストしないようにしたのである。
また、急減速時に、回転同期で燃料噴射量を演算した後は、それ以降の燃料噴射制御出力の更新を禁止することで、演算負荷を低減できる。
【0012】
請求項2に係る発明では、前記吸気弁閉時期信号発生手段は基準クランク角信号発生手段であり、機関回転に同期してクランク角720°/気筒数毎に発生させる基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期に合わせて、基準クランク角信号を吸気弁閉時期を代表する信号として用いることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、前記トルク補正量算出手段は、実際の機関回転数と目標回転数とを比較し、比較結果に基づいて回転数偏差を減少させる方向に空燃比を補正すべくトルク補正量を算出するものであることを特徴とする。
【0013】
請求項4に係る発明では、シリンダ吸入空気量算出手段として、吸気通路に配置したエアフローメータからの信号に基づいて検出される吸入空気量に遅れ処理を施してシリンダ吸入空気量を算出する手段を備えることを特徴とする。
【0014】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、時間同期ジョブで燃料噴射量を演算するが、吸気弁閉時期を代表する信号の発生後、トルク補正量の最新値を取込み可能となる初回の時間同期ジョブまで燃料噴射制御出力の更新を許可し、それ以降は更新を禁止するので、ほぼ吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量に基づいて算出した燃料噴射量を用いて燃料噴射制御を行うことができる。よって、シリンダ吸入空気量に応じた燃料噴射量を過渡状態においても精度良く与えることができ、空燃比の制御精度を向上させることができる。その結果、燃焼室の空燃比を狙い通りにでき、運転性向上が図れる。また、空燃比精度が良いため、排気成分(HC,NOx,スモーク等)の悪化もない。
【0015】
また、回転同期でのトルク補正を燃料噴射量制御に応答良く取入れることができる。
また、トルク補正量の演算は回転同期ジョブで行うが、通常の燃料噴射量の演算は時間同期ジョブのみでよいので、演算負荷を低減できる。
更に、急減速時には、吸気弁閉時期を代表する信号の発生に同期して、トルク補正量を演算した直後に、すなわち回転同期で、燃料噴射量を演算して、これにより燃料噴射制御出力を設定することにより、急減速時のようにトルク補正量を確実に次の燃焼に反映する必要のある場合に、最新のトルク補正量を反映した燃料噴射量の演算を保障して、エンストを確実に防止できる。
更にまた、急減速時に、回転同期で燃料噴射量を演算した後は、それ以降の燃料噴射制御出力の更新を禁止することで、演算負荷を低減できる。
【0016】
請求項2に係る発明によれば、基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期に合わせて、基準クランク角信号を吸気弁閉時期を代表する信号として用いるので、格別にセンサ等を設けることなく、実施できる。
請求項3に係る発明によれば、回転同期で、実際の機関回転数と目標回転数とを比較し、比較結果に基づいて回転数偏差を減少させる方向に空燃比を補正すべくトルク補正量を算出し、これを燃料噴射量制御に速やかに反映させることができるので、トルク補正により回転変動を防止できる。
【0017】
請求項4に係る発明によれば、シリンダ吸入空気量を算出する際に、吸気通路に配置したエアフローメータからの信号に基づいて検出される吸入空気量に遅れ処理を施してシリンダ吸入空気量を算出することで、シリンダ吸入空気量を的確に得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図2は実施の一形態を示す直噴火花点火式内燃機関のシステム図である。先ず、これについて説明する。
車両に搭載される内燃機関1の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ2から吸気通路3により、電制スロットル弁4の制御を受けて、空気が吸入される。
【0019】
電制スロットル弁4は、コントロールユニット20からの信号により作動するステップモータ等により開度制御される。
そして、燃焼室内に燃料(ガソリン)を直接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁(インジェクタ)5が設けられている。
燃料噴射弁5は、コントロールユニット20から機関回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴射の場合は点火栓6回りに集中的に層状の混合気を形成し、コントロールユニット20からの点火信号に基づき、点火栓6により点火されて、燃焼(均質燃焼又は成層燃焼)する。尚、燃焼方式は、空燃比制御との組合わせで、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、成層リーン燃焼に分けられる。
【0020】
機関1からの排気は排気通路7より排出され、排気通路7には排気浄化用の触媒8が介装されている。
コントロールユニット20は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセンサから信号が入力されている。
【0021】
前記各種のセンサとしては、機関1のクランク軸又はカム軸回転を検出するクランク角センサ21,22が設けられている。これらのクランク角センサ21,22は、基準クランク角信号発生手段として、クランク角720°/気筒数毎に、予め定めたクランク角位置(各気筒の圧縮上死点前の所定クランク角位置)で基準クランク角信号REFを出力すると共に、1〜2°毎に単位クランク角信号POSを出力するもので、基準クランク角信号REFの周期から機関回転数Neを算出可能である。
【0022】
特に、基準クランク角信号REFの発生クランク角位置は、各気筒の吸気弁閉時期近傍、具体的には、4気筒の場合、各気筒の圧縮上死点前130°(吸気下死点後50°)に設定して、吸気弁閉時期を代表する信号として、基準クランク角信号REFを選定している。従って、クランク角センサ21,22は吸気弁閉時期信号発生手段である。
【0023】
また、カム軸回転を検出するクランク角センサ22はクランク角720°毎に予め定めたクランク角位置で特定気筒に対応する気筒判別信号PHASEを出力し、これにより気筒判別が可能である。
この他のセンサとしては、吸気通路3のスロットル弁4上流で吸入空気流量Qaを検出するエアフローメータ23、アクセル開度(アクセルペダルの踏込み量)ACCを検出するアクセルセンサ24、スロットル弁4の開度TVOを検出するスロットルセンサ25(スロットル弁4の全閉位置でONとなるアイドルスイッチを含む)、機関1の冷却水温Twを検出する水温センサ26、排気通路7にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力するO2 センサ27、車速VSPを検出する車速センサ28などが設けられている。
【0024】
ここにおいて、コントロールユニット20は、前記各種のセンサからの信号を入力しつつ、内蔵のマイクロコンピュータにより、所定の演算処理を行って、電制スロットル弁4によるスロットル開度、燃料噴射弁5による燃料噴射量及び噴射時期、点火栓6による点火時期を制御する。
スロットル制御(電制スロットル弁4の制御)については、アクセル開度ACCと機関回転数Neとから設定される機関の目標トルクtTRQに応じて、電制スロットル弁4のモータを駆動して、開度制御する。
【0025】
燃料噴射制御(燃料噴射弁5の制御)については、機関運転条件に従って燃焼方式を設定し、これに応じて燃料噴射弁5による燃料噴射量及び噴射時期を制御する。
詳しくは、機関回転数Neと基本燃料噴射量Tpとをパラメータとして燃焼方式を定めたマップを、水温Tw、始動後時間などの条件別に複数備えていて、これらの条件から選択されたマップより、実際の機関運転状態のパラメータに従って、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼又は成層リーン燃焼のいずれかに燃焼方式を設定する。
【0026】
燃焼方式の判定の結果、均質ストイキ燃焼の場合は、燃料噴射量をストイキ空燃比(14.6)相当に設定して、O2 センサ27による空燃比フィードバック制御を行う一方、噴射時期ITを吸気行程に設定して、均質ストイキ燃焼を行わせる。均質リーン燃焼の場合は、燃料噴射量を空燃比20〜30のリーン空燃比相当に設定して、オープン制御を行う一方、噴射時期ITを吸気行程に設定して、均質リーン燃焼を行わせる。成層リーン燃焼の場合は、燃料噴射量を空燃比40程度のリーン空燃比相当に設定して、オープン制御を行う一方、噴射時期ITを圧縮行程に設定して、成層リーン燃焼を行わせる。尚、噴射時期ITは、燃焼方式別のマップにより、機関回転数Neと基本燃料噴射量Tpとをパラメータとして可変設定される。
【0027】
点火制御(点火栓6の制御)については、燃焼方式別に、機関回転数Neと基本燃料噴射量Tpとをパラメータとするマップを参照するなどして、点火時期ADVを設定し、制御する。
次に、本発明に係る燃料噴射制御、すなわち、成層燃焼時に、吸気弁閉時期以降(圧縮行程中)に燃料噴射を行う場合の、燃料噴射制御について、図3〜図6のフローチャートにより説明する。
【0028】
図3は基本燃料噴射量の演算のための定時ジョブであり、具体的には4msジョブである。
S1では、エアフローメータ23により検出されるところの吸入空気流量Qaを読込む。
S2では、吸入空気流量Qaと機関回転数Neとを用いて、次式により、1燃焼当たりの吸入空気量に対応するストイキ相当の生の基本燃料噴射量(パルス幅)RTpを算出する。
【0029】
RTp=K×Qa/Ne 但し、Kは定数。
S3では、次式(加重平均式)により、生の基本燃料噴射量RTpにマニホールド充填遅れ分の遅れ処理を施して、シリンダ吸入空気量に対応するストイキ相当の基本燃料噴射量(パルス幅)Tpを算出する。この部分がシリンダ吸入空気量算出手段及び基本燃料噴射量算出手段に相当する。
【0030】
Tp=RTp×Fload+Tp-1×(1−Fload)
但し、Floadは加重平均割合定数、Tp-1はTpの前回値である。
図4はREFジョブであり、各気筒毎に基準クランク角信号REFの発生に同期して実行される。従って、各気筒毎に吸気弁閉時期に実行される。
S11では、気筒判別された気筒(n)について、気筒別のREF直後フラグFAPPFSTnを1にセットする。
【0031】
尚、このREF直後フラグFAPPFSTnは、後述する図6の10msジョブのS36で0にされる。詳しくは、基準クランク角信号REFの発生により1にセットされ、基準クランク角信号REFの発生後、2回目の10msジョブで0にされる。
S12では、基準クランク角信号REFの周期に基づいて、機関回転数Neを算出する。
【0032】
S13では、トルク補正要求の有無を判定し、トルク補正要求有りのときにS14以降へ進む。
S14では、機関回転数Neと目標回転数tNeとを比較し、Ne<tNeのときは、S15でトルク補正量PIPERを微小量(又は回転数偏差に応じた量)増加する。逆に、Ne>tNeのときは、S16でトルク補正量PIPERを微小量(又は回転数偏差に応じた量)減少する。尚、このトルク補正量PIPERは、後述するように、目標当量比(=14.6/目標空燃比)を補正するためのもので、基準値は1(=100%)であり、機関回転数を増大すべくトルク増大を図るときは、1より大きく、逆に、機関回転数を低下すべくトルク減少を図るときは、1より小さく算出される。この部分がトルク補正量算出手段に相当する。
【0033】
S17では、急減速時(すなわち急減速時トルク補正要求)か否かを判定する。急減速時か否かは、機関回転数Neの変化量などに基づいて判定する。この部分が急減速状態検出手段に相当する。
この判定でNO(通常時)の場合は、S41〜S44を実行することなく、処理を終了する。S41〜S44の処理については後述する。
【0034】
図5は点火ジョブであり、各気筒毎に点火時期(各気筒の基準クランク角信号REFより、FADV=130°−ADV経過後)にて実行される。
S21では、点火気筒(n)について、気筒別の更新禁止フラグFRPISETnを0にする。
尚、この更新禁止フラグFRPISETnは、後述する図6の10msジョブのS38で1にセットされる。すなわち、基準クランク角信号REFの発生後の初回の10msジョブで1にセットされ、点火により燃料噴射終了とみなして0にされる。但し、急減速時には、図4のREFジョブの後述するS44で1にセットされる。
【0035】
図6は燃料噴射量の演算のための定時ジョブであり、具体的には10msジョブである。
S31では、先ず気筒番号nを1にセットする。
S32では、目標当量比(=14.6/目標空燃比)の算出のため、機関運転状態(Ne,Tp)により基本目標当量比TFBYA0を設定し、トルク補正量PIPERを読込み、これにより補正して、目標当量比TFBYA=TFBYA0×PIPERを算出する。
【0036】
S33では、次式により、シリンダ吸入空気量に対応する基本燃料噴射量Tpに目標当量比TFBYA等による各種補正を施して、最終的な燃料噴射量(パルス幅)TIを算出する。この部分が時間同期燃料噴射量算出手段に相当する。
TI=Tp×KTR×TFBYA×α×αm+Ts
但し、KTRは過渡補正係数、αは空燃比フィードバック補正係数、αmは学習補正係数、Tsは無効噴射量(無効パルス幅)である。
【0037】
S34では、更新禁止フラグFRPISETn=1か否かを判定し、NO(FRPISETn=0)の場合は、S35へ進む。
S35では、S33で算出された燃料噴射量TIを気筒別の燃料噴射制御出力TISETSnとして設定・更新し、気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射制御出力設定手段に相当する。
【0038】
YES(FRPISETn=1)の場合は、更新禁止のため、S35を実行せず、S36で、REF直後フラグFAPPFSTnを0にする。従って、S34が更新許可・禁止手段に相当する。
S35又はS36の後は、S37へ進む。
S37では、REF直後フラグFAPPFSTn=1か否かを判定し、YES(フラグFAPPFSTn=1)の場合のみ、S38で、更新禁止フラグFRPISETnを1にセットする。
【0039】
この後は、S39で、気筒番号nを1アップし、S40で気筒番号nが気筒数を超えたか否かを判定する。
NO(n≦気筒数)の場合は、S32へ戻って、同様の処理を繰り返す。そして、YES(n>気筒数)の場合は、処理を終了する。
次に図4のREFジョブの急減速時トルク補正要求時の処理(S41〜S44)について説明する。
【0040】
S17で急減速時(すなわち急減速時トルク補正要求)か否かを判定した結果、YES(急減速時)の場合は、S41〜S44を実行する。
S41では、S32と同様に、目標当量比(=14.6/目標空燃比)の算出のため、機関運転状態(Ne,Tp)により基本目標当量比TFBYA0を設定し、トルク補正量PIPERを読込み、これにより補正して、目標当量比TFBYA=TFBYA0×PIPERを算出する。
【0041】
S42では、S33と同様に、次式により、シリンダ吸入空気量に対応する基本燃料噴射量Tpに目標当量比TFBYA等による各種補正を施して、最終的な燃料噴射量(パルス幅)TIを算出する。この部分が急減速時燃料噴射量算出手段に相当する。
TI=Tp×KTR×TFBYA×α×αm+Ts
但し、KTRは過渡補正係数、αは空燃比フィードバック補正係数、αmは学習補正係数、Tsは無効噴射量(無効パルス幅)である。
【0042】
S43では、S35と同様に、S42で算出された燃料噴射量TIを気筒別の燃料噴射制御出力TISETSnとして設定・更新し、気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分がS35と共に燃料噴射制御出力設定手段に相当する。
S44では、S38と同様に、更新禁止フラグFRPISETnを1にセットする。
【0043】
次に作用を説明する。
先ず図7のタイミングチャートを参照して通常時(急減速時以外)の作用を説明する。
基準クランク角信号REFの発生前は、REF直後フラグFAPPFSTn=0、更新禁止フラグFRPISETn=0であり、図6の10msジョブの実行時は、S32→S33→S34→S35→S37→S39の順で実行する。従って、S32,33で燃料噴射量TIを算出し、S35でその燃料噴射量TIを燃料噴射制御出力TISETSnとして設定・更新する。但し、S32で用いるトルク補正量PIPERは前回の基準クランク角信号REFの発生時にREFジョブで算出されたものである。このとき算出される燃料噴射量TIは噴射時期ITや点火時期ADVの検索に用いられる。基準クランク角信号REFの発生をトリガとして、噴射時期ITや点火時期ADVの制御用のカウンタがスタートするからである。
【0044】
吸気弁閉時期(IVC)近傍での基準クランク角信号REFの発生により、図4のREFジョブで最新のトルク補正量PIPERが算出される。また、このとき、REF直後フラグFAPPFSTn=1にセットされる。
基準クランク角信号REFの発生後の初回の10msジョブ(図6)では、REF直後フラグFAPPFSTn=1のため、S32→S33→S34→S35→S37→S38→S39の順で実行する。従って、S32,33で燃料噴射量TIを算出し、S35でその燃料噴射量TIを燃料噴射制御出力TISETSnとして設定・更新する。このとき、S32で用いるトルク補正量PIPERは直前のREFジョブで算出された最新値である。そして、このとき、S38で更新禁止フラグFRPISETn=1にセットされる。
【0045】
基準クランク角信号REFの発生後の2回目の10msジョブ(図6)では、更新禁止フラグFRPISETn=1のため(また途中でREF直後フラグFAPPFSTn=0となるため)、S32→S33→S34→S36→S37→S39の順で実行する。従って、S32,33で燃料噴射量TIを算出するも、S35を実行しないため、燃料噴射制御出力TISETSnを更新しない。
【0046】
その後も同様に、燃料噴射終了後、図5の点火ジョブにより、更新禁止フラグFRPISETn=0となるまで、燃料噴射制御出力TISETSnを更新しない。従って、基準クランク角信号REFの発生後の初回の10msジョブで設定した燃料噴射制御出力TISETSnで燃料噴射を行うことになる。
従って、REFジョブでの最新のトルク補正量PIPERを取込んで、REFジョブ後、初回の10msジョブにて演算した燃料噴射量TIを燃料噴射制御出力TISETSnとして、ほぼ吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量に対応した燃料噴射が可能となる。
【0047】
次に急減速時の作用を説明する。
急減速時は、吸気弁閉時期(IVC)近傍での基準クランク角信号REFの発生により、図4のREFジョブで最新のトルク補正量PIPERが算出され(S13〜S16)、この後、S17で急減速時であると判定されるので、S41〜S44が実行される。
【0048】
すなわち、最新のトルク補正量PIPERを取込んで、燃料噴射量TIを演算し(S41,S42)、これを燃料噴射制御出力TISETSnとして設定・更新する(S43)。そして、これ以降の燃料噴射制御出力TISETSnの更新を禁止する(S44)。
従って、急減速時には、基準クランク角信号REFから燃料噴射までの間に10msジョブが入らないとしても、基準クランク角信号REFの発生に同期して、REFジョブで、最新のトルク補正量PIPERを反映させて、燃料噴射量TIを算出し、これを燃料噴射制御出力TISETSnとするので、速やかなトルク補正により、エンストを防止できる。
【0049】
この場合、REFジョブで燃料噴射量TIを演算することにより、演算負荷が増大するが、急減速時のみであるので、与える影響は小さい。
図8は急減速時トルク補正要求無しの場合であり、低回転(例えば800rpm未満)では、図8(a)に示すように、基準クランク角信号REFから燃料噴射までの間に10msジョブが少なくとも1回入り、基準クランク角信号REF後初回の10msジョブまで燃料噴射制御出力TISETSnの更新を許可する。高回転(例えば800rpm以上)では、図8(b)に示すように、基準クランク角信号REFから燃料噴射までの間に10msジョブが1回も入らない場合があり、最新のトルク補正量PIPERが反映されない場合もあるが、急減速時でない限り、高応答を要求されないので、問題はない。
【0050】
図9は急減速時トルク補正要求有りの場合であり、低回転(例えば800rpm未満)では、図9(a)に示すように、基準クランク角信号REFから燃料噴射までの間に10msジョブが少なくとも1回入るが、REFジョブで最新のトルク補正量PIPERを反映させた燃料噴射量TIを演算し、燃料噴射制御出力TISETSnとしてセットする。高回転(例えば800rpm以上)では、図9(b)に示すように、基準クランク角信号REFから燃料噴射までの間に10msジョブが1回も入らない場合があるが、REFジョブで最新のトルク補正量PIPERを反映させた燃料噴射量TIを演算し、燃料噴射制御出力TISETSnとしてセットするので、急減速時のエンストを防止できる。
【0051】
尚、本実施例では、基本燃料噴射量Tpを4msジョブで算出するようにしたが、燃料噴射量TIと同じジョブ(例えば10msジョブ)で算出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の実施の一形態を示す内燃機関のシステム図
【図3】 4msジョブのフローチャート
【図4】 REFジョブのフローチャート
【図5】 点火ジョブのフローチャート
【図6】 10msジョブのフローチャート
【図7】 通常時の作用を示すタイミングチャート
【図8】 急減速時トルク補正要求無しの場合のタイミングチャート
【図9】 急減速時トルク補正要求有りの場合のタイミングチャート
【符号の説明】
1 内燃機関
3 吸気通路
4 電制スロットル弁
5 燃料噴射弁
6 点火栓
21,22 クランク角センサ
23 エアフローメータ
24 アクセルセンサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a fuel injection control device for a direct injection spark ignition type internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, a direct-injection spark-ignition internal combustion engine has attracted attention. In this engine, the fuel is injected into the combustion chamber by switching the combustion method according to the operating conditions of the engine, that is, by injecting fuel in the intake stroke. Is controlled to switch between homogeneous combustion, which is performed by diffusing the gas to form a homogeneous mixture, and stratified combustion, in which fuel is injected in the compression stroke to form a stratified mixture intensively around the spark plug Is generally used (see JP 59-37236 A).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, in the fuel injection control device of the internal combustion engine, the cylinder intake air amount is calculated every predetermined time, and the fuel injection amount is calculated based on this to obtain the target air-fuel ratio. The quantity is set as the fuel injection control output.
  However, in direct-injection spark ignition internal combustion engines, when performing fuel injection after the intake valve closing timing during stratified combustion, the fuel injection amount is calculated based on the cylinder intake air amount calculated in the vicinity of the injection timing. If set, the actual cylinder intake air amount is determined at the intake valve closing timing, so the fuel injection amount does not match the actual cylinder intake air amount, and the air-fuel ratio cannot be correctly controlled to the target air-fuel ratio.
[0004]
  If the air-fuel ratio cannot be correctly controlled to the target air-fuel ratio in this way, the air-fuel ratio around the spark plug cannot be kept within an appropriate range during stratified combustion, which is likely to cause misfire and smoke, which is preferable in terms of operability and exhaust performance. No results.
  Therefore, it is considered that the cylinder intake air amount is calculated at the intake valve closing timing, and the fuel injection amount at the injection timing after the intake valve closing timing is set based on the cylinder intake air amount at the intake valve closing timing. (Japanese Patent Application No. 9-185143).
[0005]
  On the other hand, torque correction for preventing rotational fluctuation is generally performed by ignition timing control. However, in stratified combustion in which fuel injection is performed after the intake valve closing timing, the sensitivity of the ignition timing is sharp (combustion establishment). Since the range is narrow) and cannot be corrected, it is considered to correct the fuel injection amount, particularly the target air-fuel ratio, to perform torque correction. In this case, the rotation is synchronized, that is, the crank angle is 720 ° / number of cylinders. Since the engine speed is calculated every time the reference crank angle signal is input, it is necessary to perform torque correction with a rotation synchronization job (job executed in synchronization with generation of the reference crank angle signal REF; REF job). .
  In particular, during sudden deceleration with a large rotation reduction rate, it is conceivable that an engine stall may occur if torque correction cannot be performed reliably.
[0006]
  Therefore, by adjusting the generation timing of the reference crank angle signal to the intake valve closing timing, the fuel that includes torque correction in the rotation synchronization job in synchronization with the generation of the signal representative of the intake valve closing timing, that is, the generation of the reference crank angle signal. It was considered to calculate the injection amount.
  However, since the fuel injection amount is used as a parameter for calculating the fuel injection timing and the ignition timing, the fuel injection amount is calculated by a time synchronous job (job executed every predetermined time; scheduled job) for these purposes. There is also a need.
[0007]
  Then, it becomes necessary to calculate the fuel injection amount for both the rotation synchronization job and the time synchronization job. In particular, the calculation load of the fuel injection amount in the rotation synchronization job increases the calculation load. It has been.
  In view of such a situation, the present inventionNot only can the fuel injection amount control be performed on the basis of the cylinder intake air amount at the intake valve closing timing, but also torque correction synchronized with the rotation can be incorporated with good response to the fuel injection amount control. Can be reducedDirect-injection spark ignition internal combustion engineofAn object is to provide a fuel injection control device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  Therefore, in the invention according to claim 1, in a direct injection spark ignition internal combustion engine that includes a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber and injects fuel after the intake valve closing timing, as shown in FIG. In addition,Intake valve closing timing signal generating means for generating a signal representative of the intake valve closing timing, and when the intake valve is closed In synchronism with the generation of a signal representative of the period, torque correction amount calculating means for calculating a torque correction amount based on a torque correction request for calculating the fuel injection amount, and basic fuel injection based on the cylinder intake air amount every predetermined time A time-synchronized fuel injection amount calculation means for calculating the fuel injection amount by performing at least correction by the torque correction amount calculated by the torque correction amount calculation means on the amount;With respect to the basic fuel injection amount based on the cylinder intake air amount in synchronization with the generation of a signal representative of the intake valve closing timing at the time of detection of the sudden deceleration state and the sudden deceleration state detection means,at leastCalculated by the torque correction amount calculation meansWith correction by torque correction amount,Fuel for calculating fuel injection amount at sudden deceleration, and fuel injection amount calculated by the time-synchronized fuel injection amount calculating unit or the fuel injection amount calculating unit for sudden deceleration as fuel injection control output Injection control output setting means;The fuel injection control is performed with the fuel injection amount obtained by the calculation of the fuel injection amount by the time-synchronized fuel injection amount calculation means for the first time after the generation of the signal representative of the intake valve closing timing, except when the sudden deceleration state is detected. Updating of the fuel injection control output by the output setting means is permitted, and updating of the fuel injection control output is prohibited thereafter until the end of fuel injection, and when the sudden deceleration state is detected, the fuel by the sudden deceleration fuel injection amount calculating means is detected. An update permission that permits updating of the fuel injection control output by the fuel injection control output setting means with the fuel injection amount obtained by calculation of the injection amount and prohibits updating of the fuel injection control output thereafter until the end of fuel injection. Prohibited means,The fuel injection control device is configured in the direct injection spark ignition type internal combustion engine.
[0009]
  In other words, the fuel injection amount is calculated in a time-synchronized job, but after the signal representative of the intake valve closing timing is generated, the fuel injection control output is updated until the first time-synchronized job in which the latest value of the torque correction amount can be taken. Permits and updates are prohibited after that. In other words, after calculating the torque correction amount in synchronization with the generation of the signal representative of the intake valve closing timing in the rotation synchronization job, the fuel injection amount is calculated in the first time synchronization job, and this is used as the fuel injection control output. To do.
[0010]
  In this case, at the time of low rotation, the time synchronization job surely runs between the intake valve closing timing and the compression stroke injection timing, and the torque correction amount calculated in synchronization with the generation of the signal representative of the intake valve closing timing is Although it is certainly reflected in the actual fuel injection amount, there are cases where the time synchronization job does not enter on the high rotation side.
  At high speeds, the amount of change in the fuel injection amount between the signals is small, which is considered to be no problem. However, at sudden deceleration with a large reduction rate of rotation, if torque correction cannot be performed reliably, engine stall may occur. It is done.
[0011]
  there,At the time of sudden deceleration, the fuel injection amount is calculated immediately after calculating the torque correction amount in synchronism with the generation of the signal representative of the intake valve closing timing, that is, in rotation synchronization, thereby setting the fuel injection control output. . In other words, during sudden deceleration where the torque correction amount must be reliably reflected in the next combustion, the fuel injection amount is calculated (corrected) simultaneously with the calculation of the torque correction amount, thereby preventing the engine stall.
  Further, after calculating the fuel injection amount in rotation synchronization during sudden deceleration, the calculation load can be reduced by prohibiting subsequent updates of the fuel injection control output.
[0012]
  In the invention according to claim 2, the intake valve closing timing signal generating means is a reference crank angle signal generating means, and the generation timing of the reference crank angle signal generated every crank angle of 720 ° / number of cylinders in synchronism with engine rotation. In accordance with the intake valve closing timing, and the reference crank angle signal is used as a signal representative of the intake valve closing timing.
  In the invention according to claim 3, the torque correction amount calculating means compares the actual engine speed and the target engine speed, and corrects the torque to correct the air-fuel ratio in the direction of decreasing the engine speed deviation based on the comparison result. The correction amount is calculated.
[0013]
  In the invention according to claim 4, as the cylinder intake air amount calculation means, means for delaying the intake air amount detected based on a signal from an air flow meter arranged in the intake passage and calculating the cylinder intake air amount is provided. It is characterized by providing.
[0014]
【The invention's effect】
  According to the invention of claim 1,The fuel injection amount is calculated in a time-synchronized job, but after the signal representative of the intake valve closing timing is generated, the fuel injection control output can be updated until the first time-synchronized job where the latest value of the torque correction amount can be taken. Thereafter, since the update is prohibited, the fuel injection control can be performed using the fuel injection amount calculated almost based on the cylinder intake air amount at the intake valve closing timing. Therefore, the fuel injection amount corresponding to the cylinder intake air amount can be accurately given even in the transient state, and the control accuracy of the air-fuel ratio can be improved. As a result, the air-fuel ratio of the combustion chamber can be achieved as intended, and operability can be improved. Further, since the air-fuel ratio accuracy is good, exhaust components (HC, NOx, smoke, etc.) are not deteriorated.
[0015]
  Further, torque correction in rotation synchronization can be incorporated with good response to the fuel injection amount control.
  Further, although the calculation of the torque correction amount is performed by the rotation synchronization job, the calculation of the normal fuel injection amount may be performed only by the time synchronization job, so that the calculation load can be reduced.
  Further, at the time of sudden deceleration, the fuel injection amount is calculated immediately after calculating the torque correction amount in synchronism with the generation of the signal representative of the intake valve closing timing, that is, in rotation synchronization, and the fuel injection control output is thereby calculated. By setting, when it is necessary to reliably reflect the torque correction amount in the next combustion, such as during sudden deceleration, the calculation of the fuel injection amount that reflects the latest torque correction amount is guaranteed to ensure the engine stall. Can be prevented.
  Furthermore, after the fuel injection amount is calculated in rotation synchronization during sudden deceleration, the calculation load can be reduced by prohibiting subsequent updates of the fuel injection control output.
[0016]
  According to the second aspect of the invention, since the reference crank angle signal is used as a signal representative of the intake valve closing timing by adjusting the generation timing of the reference crank angle signal to the intake valve closing timing, a special sensor or the like is provided. And can be implemented.
  According to the third aspect of the present invention, the torque correction amount is set so that the actual engine speed and the target speed are compared with each other in rotation synchronization, and the air-fuel ratio is corrected in a direction to reduce the speed deviation based on the comparison result. Since this can be quickly reflected in the fuel injection amount control, fluctuations in rotation can be prevented by torque correction.
[0017]
  According to the fourth aspect of the invention, when calculating the cylinder intake air amount, the intake air amount detected based on the signal from the air flow meter disposed in the intake passage is subjected to a delay process to reduce the cylinder intake air amount. By calculating, the cylinder intake air amount can be accurately obtained.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described below.
  FIG. 2 is a system diagram of a direct injection spark ignition type internal combustion engine showing an embodiment. First, this will be described.
  Air is sucked into the combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine 1 mounted on the vehicle under the control of the electric throttle valve 4 from the air cleaner 2 through the intake passage 3.
[0019]
  The opening degree of the electronically controlled throttle valve 4 is controlled by a step motor or the like that is operated by a signal from the control unit 20.
  An electromagnetic fuel injection valve (injector) 5 is provided to inject fuel (gasoline) directly into the combustion chamber.
  The fuel injection valve 5 is energized to the solenoid by an injection pulse signal output in the intake stroke or the compression stroke in synchronization with the engine rotation from the control unit 20 to open the valve, and injects fuel adjusted to a predetermined pressure. It is like that. In the case of intake stroke injection, the injected fuel diffuses into the combustion chamber to form a homogeneous mixture, and in the case of compression stroke injection, a stratified mixture is formed intensively around the spark plug 6. Based on the ignition signal from the control unit 20, the ignition plug 6 ignites and burns (homogeneous combustion or stratified combustion). Combustion methods are classified into homogeneous stoichiometric combustion, homogeneous lean combustion, and stratified lean combustion in combination with air-fuel ratio control.
[0020]
  Exhaust gas from the engine 1 is discharged from an exhaust passage 7, and an exhaust purification catalyst 8 is interposed in the exhaust passage 7.
  The control unit 20 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like, and signals are input from various sensors.
[0021]
  As the various sensors, crank angle sensors 21 and 22 for detecting rotation of the crankshaft or camshaft of the engine 1 are provided. These crank angle sensors 21, 22 serve as reference crank angle signal generating means at a predetermined crank angle position (predetermined crank angle position before compression top dead center of each cylinder) for each crank angle of 720 ° / number of cylinders. The reference crank angle signal REF is output and the unit crank angle signal POS is output every 1 to 2 °, and the engine speed Ne can be calculated from the cycle of the reference crank angle signal REF.
[0022]
  In particular, the crank angle position at which the reference crank angle signal REF is generated is near the intake valve closing timing of each cylinder, specifically, in the case of four cylinders, 130 ° before the compression top dead center of each cylinder (50 after the intake bottom dead center). The reference crank angle signal REF is selected as a signal representative of the intake valve closing timing. Therefore, the crank angle sensors 21 and 22 are intake valve closing timing signal generating means.
[0023]
  The crank angle sensor 22 that detects camshaft rotation outputs a cylinder discrimination signal PHASE corresponding to a specific cylinder at a predetermined crank angle position at every crank angle of 720 °, thereby enabling cylinder discrimination.
  Other sensors include an air flow meter 23 for detecting the intake air flow rate Qa upstream of the throttle valve 4 in the intake passage 3, an accelerator sensor 24 for detecting the accelerator opening (accelerator pedal depression amount) ACC, and opening of the throttle valve 4. A throttle sensor 25 for detecting the degree TVO (including an idle switch that is turned on when the throttle valve 4 is fully closed), a water temperature sensor 26 for detecting the cooling water temperature Tw of the engine 1, and a rich exhaust air / fuel ratio in the exhaust passage 7 O to output signals according to lean2A sensor 27, a vehicle speed sensor 28 for detecting the vehicle speed VSP, and the like are provided.
[0024]
  Here, the control unit 20 performs a predetermined calculation process by a built-in microcomputer while inputting signals from the various sensors, so that the throttle opening by the electric throttle valve 4 and the fuel by the fuel injection valve 5 are processed. The injection amount, the injection timing, and the ignition timing by the spark plug 6 are controlled.
  For throttle control (control of the electric throttle valve 4), the motor of the electric throttle valve 4 is driven and opened according to the target torque tTRQ of the engine set from the accelerator opening ACC and the engine speed Ne. Control the degree.
[0025]
  As for fuel injection control (control of the fuel injection valve 5), a combustion method is set according to the engine operating conditions, and the fuel injection amount and injection timing by the fuel injection valve 5 are controlled accordingly.
  Specifically, a plurality of maps that determine the combustion method using the engine speed Ne and the basic fuel injection amount Tp as parameters are provided for each condition such as the water temperature Tw and the time after start-up. From the map selected from these conditions, The combustion mode is set to either homogeneous stoichiometric combustion, homogeneous lean combustion, or stratified lean combustion according to the actual engine operating condition parameters.
[0026]
  As a result of the determination of the combustion method, in the case of homogeneous stoichiometric combustion, the fuel injection amount is set to be equivalent to the stoichiometric air-fuel ratio (14.6), and O2While performing the air-fuel ratio feedback control by the sensor 27, the injection timing IT is set to the intake stroke, and homogeneous stoichiometric combustion is performed. In the case of homogeneous lean combustion, the fuel injection amount is set to be equivalent to a lean air fuel ratio of 20 to 30 and open control is performed, while the injection timing IT is set to the intake stroke to perform homogeneous lean combustion. In the case of stratified lean combustion, the fuel injection amount is set to be equivalent to a lean air / fuel ratio of about 40, and open control is performed, while the injection timing IT is set to the compression stroke to perform stratified lean combustion. The injection timing IT is variably set with the engine speed Ne and the basic fuel injection amount Tp as parameters, according to a map for each combustion method.
[0027]
  The ignition control (control of the spark plug 6) is controlled by setting the ignition timing ADV by referring to a map using the engine speed Ne and the basic fuel injection amount Tp as parameters for each combustion method.
  Next, fuel injection control according to the present invention, that is, fuel injection control in the case of performing fuel injection after the intake valve closing timing (during the compression stroke) during stratified combustion will be described with reference to the flowcharts of FIGS. .
[0028]
  FIG. 3 shows a scheduled job for calculating the basic fuel injection amount, specifically a 4 ms job.
  In S1, the intake air flow rate Qa detected by the air flow meter 23 is read.
  In S2, the raw basic fuel injection amount (pulse width) RTp corresponding to the stoichiometric amount corresponding to the intake air amount per combustion is calculated by the following equation using the intake air flow rate Qa and the engine speed Ne.
[0029]
      RTp = K × Qa / Ne where K is a constant.
  In S3, the raw basic fuel injection amount RTp is delayed by the manifold filling delay by the following equation (weighted average equation), and the basic fuel injection amount (pulse width) Tp equivalent to the stoichiometric air amount corresponding to the cylinder intake air amount is obtained. Is calculated. This portion corresponds to cylinder intake air amount calculation means and basic fuel injection amount calculation means.
[0030]
      Tp = RTp × Fload + Tp-1× (1-Fload)
  Where Fload is a weighted average rate constant, Tp-1Is the previous value of Tp.
  FIG. 4 shows a REF job, which is executed in synchronization with the generation of the reference crank angle signal REF for each cylinder. Therefore, it is executed at the intake valve closing timing for each cylinder.
  In S11, the cylinder immediately after the REF flag FPPFSTn for each cylinder (n) is set to 1 for the cylinder identified.
[0031]
  The flag immediately after REF FAPPFSTn is set to 0 in S36 of a 10 ms job in FIG. Specifically, it is set to 1 by the generation of the reference crank angle signal REF, and is set to 0 by the second 10 ms job after the generation of the reference crank angle signal REF.
  In S12, the engine speed Ne is calculated based on the cycle of the reference crank angle signal REF.
[0032]
  In S13, it is determined whether or not there is a torque correction request.
  In S14, the engine speed Ne is compared with the target speed tNe. When Ne <tNe, the torque correction amount PIPER is increased by a minute amount (or an amount corresponding to the speed deviation) in S15. Conversely, when Ne> tNe, the torque correction amount PIPER is decreased by a minute amount (or an amount corresponding to the rotational speed deviation) in S16. The torque correction amount PIPER is for correcting the target equivalent ratio (= 14.6 / target air-fuel ratio) as will be described later, and the reference value is 1 (= 100%), and the engine speed When the torque is increased so as to increase the torque, the value is larger than 1. On the contrary, when the torque is decreased so as to decrease the engine speed, it is calculated smaller than 1. This portion corresponds to torque correction amount calculation means.
[0033]
  In S17, it is determined whether or not the vehicle is suddenly decelerating (that is, a request for torque correction during sudden deceleration). Whether or not the engine is suddenly decelerated is determined based on the amount of change in the engine speed Ne. This portion corresponds to the sudden deceleration state detecting means.
  If this determination is NO (normal time), the process ends without executing S41 to S44. The processing of S41 to S44 will be described later.
[0034]
  FIG. 5 shows an ignition job, which is executed for each cylinder at the ignition timing (after the passage of FADV = 130 ° −ADV from the reference crank angle signal REF of each cylinder).
  In S21, for each ignition cylinder (n), the cylinder-specific update prohibition flag FRPISETn is set to zero.
  This update prohibition flag FRPSETn is set to 1 in S38 of a 10 ms job shown in FIG. That is, it is set to 1 in the first 10 ms job after generation of the reference crank angle signal REF, and is set to 0 by regarding the end of fuel injection by ignition. However, at the time of rapid deceleration, it is set to 1 in S44 described later of the REF job in FIG.
[0035]
  FIG. 6 shows a scheduled job for calculating the fuel injection amount, specifically a 10 ms job.
  In S31, first, the cylinder number n is set to 1.
  In S32, in order to calculate the target equivalent ratio (= 14.6 / target air-fuel ratio), the basic target equivalent ratio TFBYA0 is set according to the engine operating state (Ne, Tp), and the torque correction amount PIPER is read and corrected. Thus, the target equivalent ratio TFBYA = TFBYA0 × PIPER is calculated.
[0036]
  In S33, the basic fuel injection amount Tp corresponding to the cylinder intake air amount is subjected to various corrections by the target equivalent ratio TFBYA and the like, and the final fuel injection amount (pulse width) TI is calculated by the following equation. This portion corresponds to time synchronous fuel injection amount calculation means.
      TI = Tp × KTR × TFBYA × α × αm + Ts
  However, KTR is a transient correction coefficient, α is an air-fuel ratio feedback correction coefficient, αm is a learning correction coefficient, and Ts is an invalid injection amount (invalid pulse width).
[0037]
  In S34, it is determined whether or not the update prohibition flag FRPSETn = 1. If NO (FRPSETn = 0), the process proceeds to S35.
  In S35, the fuel injection amount TI calculated in S33 is set / updated as the fuel injection control output TISETSn for each cylinder, and set in the output register for injection time control for each cylinder. This portion corresponds to fuel injection control output setting means.
[0038]
  If YES (FRPSETn = 1), updating is prohibited, so S35 is not executed, and the flag immediately after REF FAPPFSTn is set to 0 in S36. Therefore, S34 corresponds to update permission / prohibition means.
  After S35 or S36, the process proceeds to S37.
  In S37, it is determined whether or not the flag immediately after REF FAPPFSTn = 1. Only in the case of YES (flag FAPPFSTn = 1), the update prohibition flag FRPSETn is set to 1 in S38.
[0039]
  Thereafter, in S39, the cylinder number n is incremented by 1, and in S40, it is determined whether or not the cylinder number n exceeds the number of cylinders.
  If NO (n ≦ number of cylinders), the process returns to S32 and the same process is repeated. If YES (n> number of cylinders), the process is terminated.
  Next, the processing (S41 to S44) at the time of the rapid deceleration torque correction request of the REF job in FIG.
[0040]
  If it is determined in S17 whether or not the vehicle is suddenly decelerating (that is, a request for torque correction during sudden deceleration), if YES (during sudden deceleration), S41 to S44 are executed.
  In S41, as in S32, in order to calculate the target equivalent ratio (= 14.6 / target air-fuel ratio), the basic target equivalent ratio TFBYA0 is set according to the engine operating state (Ne, Tp), and the torque correction amount PIPER is read. Thus, the target equivalent ratio TFBYA = TFBYA0 × PIPER is calculated with correction.
[0041]
  In S42, as in S33, the basic fuel injection amount Tp corresponding to the cylinder intake air amount is subjected to various corrections by the target equivalent ratio TFBYA and the like, and the final fuel injection amount (pulse width) TI is calculated by the following equation. To do. This part corresponds to the sudden deceleration fuel injection amount calculation means.
      TI = Tp × KTR × TFBYA × α × αm + Ts
  However, KTR is a transient correction coefficient, α is an air-fuel ratio feedback correction coefficient, αm is a learning correction coefficient, and Ts is an invalid injection amount (invalid pulse width).
[0042]
  In S43, as in S35, the fuel injection amount TI calculated in S42 is set / updated as the fuel injection control output TISETn for each cylinder, and set in the output register for injection time control for each cylinder. This part corresponds to the fuel injection control output setting means together with S35.
  In S44, as in S38, the update prohibition flag FRPSETn is set to 1.
[0043]
  Next, the operation will be described.
  First, referring to the timing chart of FIG. 7, the operation at normal time (other than during sudden deceleration) will be described.
  Before the generation of the reference crank angle signal REF, the flag immediately after REF FAPPFSTn = 0 and the update prohibition flag FRPISETn = 0. When the 10 ms job of FIG. 6 is executed, S32 → S33 → S34 → S35 → S37 → S39 Execute. Accordingly, the fuel injection amount TI is calculated in S32 and 33, and the fuel injection amount TI is set / updated as the fuel injection control output TSETSn in S35. However, the torque correction amount PIPER used in S32 is calculated by the REF job when the previous reference crank angle signal REF is generated. The fuel injection amount TI calculated at this time is used to search for the injection timing IT and the ignition timing ADV. This is because a counter for controlling the injection timing IT and the ignition timing ADV starts with the generation of the reference crank angle signal REF as a trigger.
[0044]
  Due to the generation of the reference crank angle signal REF near the intake valve closing timing (IVC), the latest torque correction amount PIPER is calculated in the REF job of FIG. At this time, the flag immediately after REF FAPPFSTn = 1 is set.
  In the first 10 ms job (FIG. 6) after the generation of the reference crank angle signal REF, since the flag immediately after REF FAPPFSTn = 1, the processing is executed in the order of S32 → S33 → S34 → S35 → S37 → S38 → S39. Accordingly, the fuel injection amount TI is calculated in S32 and 33, and the fuel injection amount TI is set / updated as the fuel injection control output TSETSn in S35. At this time, the torque correction amount PIPER used in S32 is the latest value calculated in the immediately preceding REF job. At this time, the update prohibition flag FRPSETn = 1 is set in S38.
[0045]
  In the second 10 ms job (FIG. 6) after the generation of the reference crank angle signal REF, because the update prohibition flag FRPSETn = 1 (and because the REF immediately after flag FPPFSTn = 0 becomes halfway), S32 → S33 → S34 → S36. Execute in order of → S37 → S39. Therefore, although the fuel injection amount TI is calculated in S32 and 33, S35 is not executed, so the fuel injection control output TISETn is not updated.
[0046]
  Similarly, after the fuel injection is completed, the fuel injection control output TISETSn is not updated until the update prohibition flag FRPISETn = 0 by the ignition job in FIG. Therefore, fuel is injected with the fuel injection control output TISETSn set in the first 10 ms job after the generation of the reference crank angle signal REF.
  Therefore, taking in the latest torque correction amount PIPER in the REF job, the fuel injection amount TI calculated in the first 10 ms job after the REF job is used as the fuel injection control output TISETSn, and the cylinder intake air at the intake valve closing timing is approximately Fuel injection corresponding to the amount becomes possible.
[0047]
  Next, the operation during sudden deceleration will be described.
  At the time of sudden deceleration, the latest torque correction amount PIPER is calculated in the REF job of FIG. 4 by the generation of the reference crank angle signal REF near the intake valve closing timing (IVC) (S13 to S16), and thereafter at S17. Since it is determined that the vehicle is suddenly decelerating, S41 to S44 are executed.
[0048]
  That is, the latest torque correction amount PIPER is taken in, the fuel injection amount TI is calculated (S41, S42), and this is set and updated as the fuel injection control output TSETSn (S43). Then, the subsequent update of the fuel injection control output TISETn is prohibited (S44).
  Therefore, at the time of sudden deceleration, the latest torque correction amount PIPER is reflected in the REF job in synchronization with the generation of the reference crank angle signal REF even if the 10 ms job does not enter between the reference crank angle signal REF and the fuel injection. Thus, the fuel injection amount TI is calculated and this is used as the fuel injection control output TISETSn. Therefore, engine stall can be prevented by quick torque correction.
[0049]
  In this case, the calculation load increases by calculating the fuel injection amount TI in the REF job, but the influence is small because it is only during sudden deceleration.
  FIG. 8 shows a case where there is no sudden deceleration torque correction request. At low speed (for example, less than 800 rpm), as shown in FIG. 8A, at least a 10 ms job is required between the reference crank angle signal REF and fuel injection. Once, the fuel injection control output TISETSn is allowed to be updated until the first 10 ms job after the reference crank angle signal REF. At a high rotation (for example, 800 rpm or more), as shown in FIG. 8B, a 10 ms job may not enter even once between the reference crank angle signal REF and fuel injection, and the latest torque correction amount PIPER is There is a case where it is not reflected, but there is no problem because a high response is not required unless it is suddenly decelerated.
[0050]
  FIG. 9 shows a case where there is a request for torque correction during sudden deceleration. At low speed (for example, less than 800 rpm), as shown in FIG. 9A, at least a 10 ms job is required between the reference crank angle signal REF and fuel injection. Although it enters once, the fuel injection amount TI reflecting the latest torque correction amount PIPER is calculated in the REF job, and set as the fuel injection control output TISETn. At high speed (for example, 800 rpm or more), as shown in FIG. 9B, a 10 ms job may not be entered even once between the reference crank angle signal REF and the fuel injection. Since the fuel injection amount TI reflecting the correction amount PIPER is calculated and set as the fuel injection control output TISETSn, engine stall at the time of sudden deceleration can be prevented.
[0051]
  In the present embodiment, the basic fuel injection amount Tp is calculated by a 4 ms job, but may be calculated by the same job (for example, a 10 ms job) as the fuel injection amount TI.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention.
FIG. 2 is a system diagram of an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a 4 ms job.
FIG. 4 is a flowchart of a REF job.
FIG. 5 is a flowchart of an ignition job.
FIG. 6 is a flowchart of a 10 ms job.
FIG. 7 is a timing chart showing the normal operation
[Figure 8] Timing chart when there is no torque correction request for sudden deceleration
[Fig. 9] Timing chart when there is a torque correction request for sudden deceleration
[Explanation of symbols]
              1 Internal combustion engine
              3 Intake passage
              4 Electric throttle valve
              5 Fuel injection valve
              6 Spark plug
              21, 22 Crank angle sensor
              23 Air flow meter
              24 accelerator sensor

Claims (4)

燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えて、燃料を吸気弁閉時期以降に噴射する直噴火花点火式内燃機関において、
吸気弁閉時期を代表する信号を発生する吸気弁閉時期信号発生手段と、
吸気弁閉時期を代表する信号の発生に同期して、燃料噴射量算出用のトルク補正要求に基づくトルク補正量を算出するトルク補正量算出手段と、
所定時間毎に、シリンダ吸入空気量に基づく基本燃料噴射量に対し、少なくとも、前記トルク補正量算出手段により算出されているトルク補正量による補正を施して、燃料噴射量を算出する時間同期燃料噴射量算出手段と、
急減速状態を検出する急減速状態検出手段と、
急減速状態の検出時に、吸気弁閉時期を代表する信号の発生に同期して、シリンダ吸入空気量に基づく基本燃料噴射量に対し少なくとも、前記トルク補正量算出手段により算出されたトルク補正量による補正を施して燃料噴射量を算出する急減速時燃料噴射量算出手段と、
前記時間同期燃料噴射量算出手段又は前記急減速時燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量を燃料噴射制御出力として設定する燃料噴射制御出力設定手段と、
急減速状態の検出時以外は、吸気弁閉時期を代表する信号の発生後、初回の前記時間同期燃料噴射量算出手段による燃料噴射量の算出により得られた燃料噴射量で、前記燃料噴射制御出力設定手段による燃料噴射制御出力の更新を許可し、これ以降燃料噴射終了まで、燃料噴射制御出力の更新を禁止し、急減速状態の検出時は、前記急減速時燃料噴射量算出手段による燃料噴射量の算出により得られた燃料噴射量で、前記燃料噴射制御出力設定手段による燃料噴射制御出力の更新を許可し、これ以降燃料噴射終了まで、燃料噴射制御出力の更新を禁止する更新許可・禁止手段と、
を設けたことを特徴とする直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。
In a direct-injection spark-ignition internal combustion engine that includes a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber and injects fuel after the intake valve closing timing,
An intake valve closing timing signal generating means for generating a signal representative of the intake valve closing timing;
Torque correction amount calculation means for calculating a torque correction amount based on a torque correction request for fuel injection amount calculation in synchronization with the generation of a signal representative of the intake valve closing timing;
Time-synchronized fuel injection that calculates the fuel injection amount by performing at least a correction by the torque correction amount calculated by the torque correction amount calculation means with respect to the basic fuel injection amount based on the cylinder intake air amount every predetermined time A quantity calculating means;
Sudden deceleration state detection means for detecting a sudden deceleration state;
The torque correction amount calculated by the torque correction amount calculation means at least with respect to the basic fuel injection amount based on the cylinder intake air amount in synchronization with the generation of the signal representative of the intake valve closing timing when the sudden deceleration state is detected. subjected to correction by a rapid deceleration fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount,
Fuel injection control output setting means for setting the fuel injection amount calculated by the time-synchronized fuel injection amount calculation means or the rapid deceleration fuel injection amount calculation means as a fuel injection control output;
The fuel injection control is performed with the fuel injection amount obtained by the calculation of the fuel injection amount by the time-synchronized fuel injection amount calculation means for the first time after the generation of the signal representative of the intake valve closing timing, except when the sudden deceleration state is detected. Updating of the fuel injection control output by the output setting means is permitted, and updating of the fuel injection control output is prohibited thereafter until the end of fuel injection, and when the sudden deceleration state is detected, the fuel by the sudden deceleration fuel injection amount calculating means is detected. An update permission that permits updating of the fuel injection control output by the fuel injection control output setting means with the fuel injection amount obtained by calculation of the injection amount and prohibits updating of the fuel injection control output thereafter until the end of fuel injection. Prohibited means,
A fuel injection control device for a direct injection spark ignition internal combustion engine.
前記吸気弁閉時期信号発生手段は基準クランク角信号発生手段であり、機関回転に同期してクランク角720°/気筒数毎に発生させる基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期に合わせて、基準クランク角信号を吸気弁閉時期を代表する信号として用いることを特徴とする請求項1記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。  The intake valve closing timing signal generating means is reference crank angle signal generating means, and the generation timing of the reference crank angle signal generated for each crank angle of 720 ° / number of cylinders in synchronism with engine rotation is matched with the intake valve closing timing. 2. The fuel injection control device for a direct injection spark ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein the reference crank angle signal is used as a signal representative of the intake valve closing timing. 前記トルク補正量算出手段は、実際の機関回転数と目標回転数とを比較し、比較結果に基づいて回転数偏差を減少させる方向に空燃比を補正すべくトルク補正量を算出するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。  The torque correction amount calculation means compares the actual engine speed with the target speed, and calculates a torque correction amount to correct the air-fuel ratio in a direction to reduce the rotational speed deviation based on the comparison result. 3. The fuel injection control device for a direct injection spark ignition type internal combustion engine according to claim 1 or 2. シリンダ吸入空気量算出手段として、吸気通路に配置したエアフローメータからの信号に基づいて検出される吸入空気量に遅れ処理を施してシリンダ吸入空気量を算出する手段を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。  The cylinder intake air amount calculation means includes means for delaying the intake air amount detected based on a signal from an air flow meter disposed in the intake passage and calculating the cylinder intake air amount. The fuel injection control device for a direct-injection spark-ignition internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
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