JP3816221B2 - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、気筒数よりも少ない数のインジェクタが設けられた内燃機関の燃料制御装置に関し、特に加速状態（過渡運転時）での運転状態の違いによらず、最適な燃料補正量を演算することのできる内燃機関の燃料制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各気筒に燃料を供給するためのインジェクタ（燃料噴射弁）を備えた内燃機関（エンジン）において、吸気量およびエンジン回転数などの各種運転情報から必要な燃料量を演算し、演算された燃料量に基づいてインジェクタを駆動する燃料制御装置はよく知られている（実開昭５９−５６９号公報参照）。
【０００３】
複数気筒を有する内燃機関の燃料制御装置を、燃料噴射方式（インジェクタ数の違い）で大別すると、内燃機関の気筒数分のインジェクタを有するＭＰＩ（マルチポイントインジェクション）方式と、気筒数よりも少ない数（たとえば、４気筒に対して２本など）のインジェクタを有する噴射方式と、気筒数にかかわらず単一のインジェクタで燃料を供給するＳＰＩ（シングルポイントインジェクション）方式とによる装置がある。
【０００４】
ＭＰＩ方式の装置において、インジェクタは、吸気マニホルドの通路で各気筒の吸気ポート近傍に設けられており、各インジェクタは各気筒に必要な燃料を各々供給するようになっている。
【０００５】
ＭＰＩ方式による装置のメリットは、燃料噴射位置が各気筒の吸入ポートに近いことから、比較的高温となる吸入ポートの吸入弁に向けて燃料を噴射することができるので、燃料の霧化がよいことや、噴射された燃料が気筒内に吸入されるまでの時間および距離が短いことなどがあげられる。
【０００６】
これに対して、ＳＰＩ方式または気筒数よりも少ない数のインジェクタで燃料を供給する方式の装置においては、１本のインジェクタで複数気筒に燃料を供給する必要があるので、吸気マニホルドの通路の各気筒への分岐点よりも上流側にインジェクタが設けられており、目標空燃比となる燃料量を演算して各気筒に噴射している。
【０００７】
一般的な内燃機関の燃料制御装置においては、エンジン回転数および吸気量に基づいて、噴射すべき基本燃料量を求め、そのときのエンジンの冷却水温度や吸気温度などの種々の運転状態に基づいて基本燃料量を補正し、最終的な噴射燃料量を決定している。
【０００８】
たとえば、エンジンの吸気量を調整するスロットル弁が開かれた場合、吸気量が増大してエンジン回転数が上昇する加速状態となる。このとき、エンジン回転数および吸気量から導かれる基本燃料量のみで燃料を供給すると、空燃比（供給燃料量と吸気量との割合）が悪化して燃焼が不安定な状態となり、失速したり有毒排出物が増大することになる。
【０００９】
したがって、従来より、所定期間内の吸気変化量に基づいて基本燃料量を補正することにより、内燃機関を目標空燃比で制御している。
【００１０】
また、このとき、運転状態によっては、所定期間内の吸気変化量の最大値をそのまま用いると過補正となるおそれがあるので、吸気変化量の最大値が上限値を超えた場合には、最大値を上限値で制限している。
【００１１】
さらに、空燃比を最適化するために、吸気変化量の最大値検出後に吸気変化量を運転状態に応じて漸減させるテーリング処理などが行われている。
【００１２】
図１０は一般的な内燃機関の燃料制御装置を概略的に示す構成図であり、図において、１は内燃機関の本体となる複数気筒（たとえば、４気筒）のエンジン、２はエンジン１の吸気管の吸入口に設けられたエアクリーナ、３は吸気管内で開閉駆動されて吸気量を調整するスロットル弁、４ａはエンジン１の吸気側に設けられた吸気マニホルド、４ｂはエンジン１の排気側に設けられた排気マニホルドである。
【００１３】
５は吸気管内の圧力Ｐａを吸気量情報として検出する吸気管圧力センサ、６はスロットル弁３の開度Ｔを検出するスロットル開度センサ、７は冷却水温度Ｗをエンジン１の温度情報として検出する冷却水温度センサである。
【００１４】
ここでは、吸気量検出手段として、コストアップを防ぐために吸気管圧力センサ５が用いられているが、高価なエアフローセンサが用いられ得ることは言うまでもない。
【００１５】
８はエンジン１のクランク軸の回転に同期したクランク角信号ＣＡを出力するクランク角センサ、９はエンジン１の排気ガス成分から空燃比信号ＡＦを出力する空燃比センサである。
これらのセンサ５〜９は、図示しない他のセンサとともに、エンジン１の運転状態を検出する各種センサを構成している。
【００１６】
１０はマイクロコンピュータからなるコントロールユニットであり、運転状態を示す各種センサ情報Ｐａ、Ｔ、Ｗ、ＣＡおよびＡＦなどに基づいて、エンジン１の制御パラメータ（燃料制御量など）を演算し、たとえば燃料噴射制御信号Ｊおよび燃料圧力制御信号Ｐｆを出力する。
【００１７】
１１は燃料噴射制御信号Ｊにより駆動されて吸気マニホルド４ａ内に燃料を噴射するインジェクタ、１２は燃料を収納する燃料タンク、１３は燃料圧力制御信号Ｐｆにより駆動されてインジェクタ１１に燃料を供給する燃料ポンプ、１４は吸気管圧力Ｐａに応じて燃料圧力を調整する圧力レギュレータ、１５はエンジン１の排気管の排出口に設けられて排気ガスを浄化する三元触媒である。
【００１８】
次に、図１０に示した従来の内燃機関の燃料制御装置の動作について説明する。
まず、大気中からエンジン１の吸気管に吸入された空気は、塵を取り除くエアクリーナ２、吸気量を調節するスロットル弁３を通過して、吸気マニホルド４ａに導入され、エンジン１の各気筒に分配されて供給される。
【００１９】
このとき、スロットル弁３と吸気マニホルド４ａとの間に設けられた吸気管圧力センサ５は、吸気管内の圧力Ｐａを検出し、スロットル弁３に設けられたスロットル開度センサ６は、スロットル弁３の開度Ｔを検出し、各検出信号をコントロールユニット１０に入力する。
【００２０】
また、エンジン１に設けられたクランク角センサ８は、エンジン１の各気筒のピストンの所定位置（所定タイミング）に対応したクランク角信号ＣＡを検出し、この検出信号をコントロールユニット１０に入力する。
【００２１】
コントロールユニット１０は、クランク角信号ＣＡからエンジン１の回転数Ｎｅを演算することもできる。たとえば、エンジン回転信号は、エンジン１の出力軸の１回転に対して等間隔に２回（すなわち、クランク角で１８０°毎に）出力されるパルスからなる。
【００２２】
コントロールユニット１０は、入力されたクランク角信号ＣＡ（エンジン回転数情報）および吸気管圧力Ｐａなどに基づいて演算処理を行い、たとえば、エンジン１の吸気量を演算する。
【００２３】
次に、コントロールユニット１０は、吸気量に応じた燃料量を演算する。
このとき、エンジン１の吸入空気に混合される燃料は、燃料ポンプ１３の加圧により燃料タンク１２から吸引されて、吸気マニホルド４ａに設けられたインジェクタ１１に導かれる。
【００２４】
また、インジェクタ１１に導かれた燃料の圧力は、圧力レギュレータ１４により、吸気管圧力Ｐａと燃料圧力との差圧を一定に保つように調整される。
これにより、インジェクタ１１には、吸気管圧力Ｐａに抗して一定圧力の燃料が印加される。
【００２５】
コントロールユニット１０は、一定圧力の燃料が供給されているインジェクタ１１の開弁時間を演算し、燃料噴射制御信号Ｊによりインジェクタ１１を開放駆動する。
これにより、燃料噴射量は、吸気量に対して最適な空燃比となるように制御される。
【００２６】
また、エンジン１の冷却水通路に設けられた冷却水温度センサ７は、冷却水温度Ｗを検出してコントロールユニット１０に入力し、燃料噴射量の補正に寄与させる。
【００２７】
こうして、エンジン１に燃料とともに吸入された混合気は、エンジン１内で燃焼し、燃焼後の排気ガスは、排気マニホルド４ｂおよび三元触媒１５を介して大気中に排出される。このとき、排気ガスは、三元触媒１５を通過して、酸化および還元されて浄化された後で大気中に放出される。
【００２８】
また、排気マニホルド４ｂに設けられた空燃比センサ９は、空燃比情報を空燃比信号ＡＦとしてコントロールユニット１０に入力し、燃料量のフィードバック制御に寄与させる。コントロールユニット１０は、空燃比信号ＡＦに応答して燃料噴射量を補正することにより、空燃比を適正な値に制御する。
【００２９】
しかしながら、図１０のように、単一（または、気筒数よりも少ない数）のインジェクタ１１で燃料を供給するＳＰＩ方式の装置においては、ＭＰＩ方式の装置の場合よりも、インジェクタ１１の取り付け位置が吸気マニホルド４ａの上流側にシフトされるので、エンジン１の各気筒内に吸入される空気の流れや吸気マニホルド４ａ内の温度が燃料量に与える影響は、ＭＰＩ方式の装置の場合よりも大きくなる。
【００３０】
したがって、たとえば上述したように、エンジン１の加速状態での燃料量制御において、所定期間内の吸気変化量の最大値を単一に固定された上限値で制限しても、エンジン１の種々の運転状態に応じて最適な噴射燃料量に補正することはできない。
【００３１】
また、インジェクタ１１の取り付け位置が吸気マニホルド４ａの上流側にあり、インジェクタ１１からの噴射燃料がエンジン１の各気筒内に直接吸入されないことから、インジェクタ１１から各気筒までの吸気マニホルド４ａの内壁部に付着する燃料量が増大してしまう。
【００３２】
このように、吸気マニホルド４ａの内壁部に付着する燃料量は、エンジン１の運転状態によって異なるが、所定の燃料量が蓄積された時点で初めて、壁面を伝わりながら各気筒内に流れ込むことになる。
【００３３】
たとえば、エンジン１の始動時などにおいては、吸気マニホルド４ａの壁面付着の燃料量は少なく、通常運転状態においては、吸気マニホルド４ａ内に均一に燃料が付着しており、加速時などにおいては、吸気量および必要燃料量が増大方向に移行する。
【００３４】
したがって、エンジン１の始動状態から加速状態（過渡状態）に移行した場合には、通常運転状態から加速状態に移行した場合に比べて、吸気マニホルド４ａの内壁部への付着から各気筒に流れ込むまでの蓄積量が多いので、供給燃料量が不足となり、特に過渡移行の初期に燃料不足量が多くなる。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関の燃料制御装置は以上のように、エンジン１の加速時における燃料補正量の過補正を防止するために、所定期間内の吸気変化量の最大値を単一の上限値で制限しているので、種々の運転状態に応じて最適な噴射燃料量に補正することができないという問題点があった。
【００３６】
また、インジェクタ１１から各気筒までの吸気マニホルド４ａの内壁部に付着する燃料が運転状態によって異なることから、エンジンの始動状態から加速状態に移行した場合、特に過渡移行の初期に燃料不足量が多くなるという問題点があった。
【００３７】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、加速時（過渡時）の運転状態の違いによらず、最適な燃料補正量を演算して目標空燃比に制御することのできる内燃機関の燃料制御装置を得ることを目的とする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関に対して気筒数よりも少ない数だけ設けられたインジェクタと、内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、内燃機関の吸気量を検出する吸気量検出手段と、吸気量を調整するスロットル弁の開度をスロットル開度として検出するスロットル開度検出手段と、内燃機関の運転状態に応じて必要な基本燃料量を演算する基本燃料量演算手段と、温度の上昇に応じて減少するように基本燃料量を補正する基本燃料量補正手段と、吸気量の増大により内燃機関の加速状態を検出する加速状態検出手段と、吸気量の所定期間内の変化を吸気変化量として演算する吸気変化量演算手段と、内燃機関の運転状態に応じて吸気変化量の演算上の上限値を可変設定する上限値設定手段と、吸気変化量に基づいて基本燃料量の補正量を演算する補正量演算手段とを備え、加速状態検出手段は、内燃機関の始動後の初回の加速状態を判定する初回加速判定手段を含み、上限値設定手段は、初回の加速状態が判定されたときに、上限値を通常よりも高い値に設定するとともに、内燃機関の始動時の温度の上昇に応じて減少するように上限値を設定するものである。
【００４２】
また、この発明に係る内燃機関の燃料制御装置による上限値設定手段は、初回の加速状態が判定されたときに、上限値を通常よりも高い値に設定するものである。
【００４３】
また、この発明に係る内燃機関の燃料制御装置による上限値設定手段は、初回の加速状態が判定されたときに、内燃機関の始動時の温度の上昇に応じて減少するように上限値を設定するものである。
【００４６】
また、この発明に係る内燃機関の燃料制御装置による初回加速判定手段は、初回の加速状態を判定するための判定期間が制限され、内燃機関の始動から判定期間の経過後に無効にされるものである。
【００４７】
また、この発明に係る内燃機関の燃料制御装置による初回加速判定手段は、内燃機関の始動時の温度が暖機状態に対応した所定温度以上の場合に、無効にされるものである。
【００４８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。なお、この発明の実施の形態１の構成は、図１０に示した通りであり、コントロールユニット１０内の動作プログラムの一部が異なるのみである。
【００４９】
この場合、コントロールユニット１０は、基本燃料量演算手段と、基本燃料量補正手段と、加速状態検出手段と、吸気変化量演算手段と、吸気変化量の上限値設定手段と、基本燃料量の補正量演算手段とを備えている。
【００５０】
コントロールユニット１０内の基本燃料量演算手段は、エンジン１（内燃機関）の各種センサ情報（運転状態）に応じて必要な基本燃料量を演算し、基本燃料量補正手段は、冷却水温度Ｗ（エンジン温度）の上昇に応じて減少するように基本燃料量を補正する。
【００５１】
加速状態検出手段は、吸気管圧力Ｐａ（吸気量）の増大によりエンジン１の加速状態を検出し、吸気変化量演算手段は、吸気管圧力Ｐａの所定期間内の変化（吸気管圧力変化量ΔＰａ）を吸気量変化量として演算する。
【００５２】
上限値設定手段は、運転状態に応じて、吸気管圧力変化量ΔＰａの上限値Ｍｐを可変設定し、補正量演算手段は、吸気管圧力変化量ΔＰａ（吸気変化量）に基づいて、基本燃料量の補正量を演算する。
また、上限値設定手段は、スロットル開度Ｔの増大に応じて増大するように上限値Ｍｐを設定するとともに、冷却水温度Ｗの上昇に応じて減少するように上限値Ｍｐを設定する。
【００５３】
図１および図２はこの発明の実施の形態１に関連した装置によるエンジン加速時の動作を示すフローチャートである。
図３はこの発明の実施の形態１の動作を説明するためのタイミングチャート、図４はこの発明の実施の形態１による上限値Ｍｐのマップデータ（３次元テーブルＴＢ）を示す説明図である。通常、３次元テーブルＴＢは、２次元テーブルの組み合わせにより構成されている。
【００５４】
図３は、クランク角信号ＣＡ、スロットル開度Ｔ、吸気管圧力Ｐａおよび吸気管圧力変化量ΔＰａの時間変化を示している。
図３において、吸気管圧力変化量ΔＰａは、クランク角信号ＣＡの２パルス周期毎に演算されており、吸気管圧力変化量ΔＰａの最大値は、上限値Ｍｐにより制限されている。
【００５５】
図４の３次元テーブルＴＢにおいて、上限値Ｍｐのマップデータは、スロットル開度Ｔの増大に応じて増大し、冷却水温度Ｗの上昇に応じて減少するように設定されている。
【００５６】
図１〜図４において、所定期間内のエンジン１の吸気変化量（ここでは、吸気管圧力変化量ΔＰａ）の上限値Ｍｐとして、スロットル開度Ｔおよび冷却水温度Ｗ（エンジン温度）に応じた制限が設けられ、スロットル開度Ｔの開き方や温度Ｗに左右されずに基本燃料量が補正される。
【００５７】
次に、図１〜図４とともに、図１０を参照しながら、この発明の実施の形態１に関連した装置の動作について説明する。なお、基本的な燃料制御動作については、前述と同様なので、ここでは省略する。
【００５８】
まず、一定周期毎に処理される図１のエンジン吸気変化量演算ルーチンについて説明する。
図１のルーチンは、エンジン１の回転信号に相当するクランク角信号ＣＡのパルスが所定回数だけ検出される毎に実行される。
【００５９】
まず、コントロールユニット１０は、図１内のステップＳ１において、吸気管圧力Ｐａの今回検出値Ｐａ（ｉ）を、前回の吸気管圧力すなわち前回検出値Ｐａ（ｉ−１）として記憶させる。
また、ステップＳ２において、吸気管圧力センサ５から検出される現在の吸気管圧力Ｐａの値を読み込み、これを最新の今回検出値Ｐａ（ｉ）として記憶させる。
【００６０】
次に、ステップＳ３において、今回検出値Ｐａ（ｉ）と前回検出値Ｐａ（ｉ−１）との偏差を、吸気管圧力変化量ΔＰａ（ｉ）として、以下の（１）により演算する。
【００６１】
ΔＰａ（ｉ）＝Ｐａ（ｉ）−Ｐａ（ｉ−１） …（１）
【００６２】
最後に、（１）式の演算結果を、今回の吸気変化量に相当する吸気管圧力変化量ΔＰａ（ｉ）として、ＲＡＭに記憶させた後、図１のルーチンを抜け出る。
このとき、ステップＳ３で演算された吸気管圧力変化量ΔＰａ（ｉ）が正の値であれば、加速側の吸気量変化を示しており、負の値であれば、減速側の吸気量変化を示していることになる。
【００６３】
次に、図２の処理動作、すなわち、加速時の吸気変化量（吸気管圧力変化量ΔＰａ）に対して、スロットル開度Ｔおよび冷却水温度Ｗに応じた上限値Ｍｐを設定するルーチンについて説明する。
図２のルーチンは、エンジン回転信号に相当するクランク角信号ＣＡのパルスが検出される毎に実行される。
【００６４】
まず、ステップＳ１１において、前述のステップＳ３で記憶された吸気管圧力変化量ΔＰａの値を参照し、吸気管圧力変化量ΔＰａの値が所定値ΔＰｏよりも大きいか否かを判定する。ここで、所定値ΔＰｏは、実際に加速状態と判定するための吸気管圧力変化量に対応している。
【００６５】
もし、ステップＳ１１において、吸気管圧力変化量ΔＰａ＞所定値ΔＰｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、加速状態であると判断して、次のステップＳ１２に進む。
また、ΔＰａ≦ΔＰｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、加速状態ではないと判断して、図２のルーチンを終了する。
【００６６】
ステップＳ１２において、コントロールユニット１０は、スロットル開度センサ６から検出される現在のスロットル開度Ｔの値を読み込み、この検出値に基づく上限値Ｍｐ１を、コントロールユニット１０内の２次元テーブルから取得して、ＲＡＭに記憶させる。
【００６７】
なお、コントロールユニット１０内の２次元テーブルには、所定期間内の吸気管圧力変化量ΔＰａに制限をかけるために、たとえば、スロットル開度Ｔに応じた上限値Ｍｐ１がマップデータとして、あらかじめ格納されている（図４参照）。
【００６８】
続いて、ステップＳ１３において、現在のエンジン１の温度情報として、エンジン１の冷却水温度Ｗを読み込み、この検出値に基づく上限値Ｍｐ２を、コントロールユニット１０内の２次元テーブルから取得して、ＲＡＭに記憶させる。
【００６９】
前述と同様に、コントロールユニット１０内の別の２次元テーブルには、所定期間内の吸気管圧力変化量ΔＰａに制限をかけるために、たとえば、冷却水温度Ｗに応じた上限値Ｍｐ２がマップデータとして、あらかじめ格納されている（図４参照）。
【００７０】
次に、ステップＳ１４において、各ステップＳ１２およびＳ１３により取得されて記憶された上限値Ｍｐ１およびＭｐ２を加算し、最終的な上限値Ｍｐを求める。
コントロールユニット１０内の各２次元テーブルは、図４のように、１つの３次元テーブルＴＢに置き換えられることができる。
【００７１】
最後に、ステップＳ１５において、吸気管圧力変化量ΔＰａと上限値Ｍｐとを比較し、吸気管圧力変化量ΔＰａが上限値Ｍｐを超えたか否かを判定する。
もし、ΔＰａ＞Ｍｐ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ１６において、上限値Ｍｐを吸気管圧力変化量ΔＰａに代入して、吸気管圧力変化量ΔＰａを上限値Ｍｐでクリップをかけ、図２のルーチンを終了する。
【００７２】
図３においては、破線のように、加速時に上限値Ｍｐを超えた吸気管圧力変化量ΔＰａ（破線参照）が検出されたとしても、実線のように、吸気管圧力変化量ΔＰａを上限値Ｍｐに制限した状態が示されている。
一方、ステップＳ１５において、ΔＰａ≦Ｍｐ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１６を実行せずに図２のルーチンを終了する。
【００７３】
その後、コントロールユニット１０は、図１および図２のルーチンにより演算された吸気管圧力変化量（エンジン１の吸気変化量に相当する）ΔＰａに基づいて、加速時の燃料噴射補正量を演算し、他の補正量と共に基本燃料噴射量を補正する。
【００７４】
このように、吸気マニホルド４ａの上流に単一（または、気筒数以下）のインジェクタ１１が設けられたエンジン１において、基本燃料量の補正値を決定する吸気管圧力変化量ΔＰａ（吸気変化量）に対して、上限値Ｍｐをスロットル開度Ｔおよび冷却水温度Ｗに応じた適正値に設定することにより、エンジン１の加速運転時に発生する吸気流の影響および吸気管温度による影響を抑制して、エンジン１を最適な目標空燃比で運転することができる。
【００７５】
なお、上記説明では、図１および図２に示したルーチンの処理周期をクランク角信号ＣＡ（エンジン回転数Ｎｅ）に応じて設定したが、エンジン回転数Ｎｅとは無関係に所定時間毎の処理周期としてもよい。
また、エンジン１の吸気量情報として吸気管圧力Ｐａを用いたが、実際に空気量を検出してもよい。
【００７６】
また、吸気管圧力変化量ΔＰａに対する上限値Ｍｐを取得するために、２次元テーブルを用いたステップＳ１２およびＳ１３を実行したが、１つの３次元テーブルＴＢ（図４参照）を用いた場合は、スロットル開度Ｔおよび冷却水温度Ｗに応じた１回のデータ取得ステップを実行するのみで上限値Ｍｐが得られる。
【００７７】
また、上記説明では、スロットル開度Ｔおよび冷却水温度Ｗに応じて上限値Ｍｐを設定したが、スロットル開度Ｔまたは冷却水温度Ｗの一方のみに応じて上限値Ｍｐを設定してもよい。
【００７８】
また、上記説明では、加速時における吸気管圧力変化量ΔＰａの上限値Ｍｐを設定するために、一定のデータマップを用いたが、エンジン１の始動後の判定期間内であって始動後の初回加速状態が検出されたときには、データマップ（２次元テーブルまたは３次元テーブル）を変更することが要求される。
【００７９】
以下、初回加速状態に応じて上限値Ｍｐを変更したこの発明の実施の形態１を図について説明する。
なお、この発明の実施の形態１の構成は、図１０に示した通りであり、コントロールユニット１０内の動作プログラムの一部が異なるのみである。また、ここでは、吸気管圧力変化量ΔＰａの減少時に漸減処理を行う場合を示している。
【００８０】
図５および図６はこの発明の実施の形態１によるエンジン加速時の動作を示すフローチャートである。
また、図７および図８はこの発明の実施の形態１の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図９はこの発明の実施の形態１による上限値Ｍｐのマップデータ（３次元テーブルＴＢ１〜ＴＢ３）を示す説明図である。
【００８１】
図５および図６の処理ルーチンは、前述（図１参照）のように一定周期で（たとえば、クランク角信号ＣＡに同期して）実行される。
図６は、エンジン始動後の判定期間ＴＥ以内であって、冷却水温度Ｗが所定温度Ｗｏ以下の状態で初回加速された場合の、上限値Ｍｐおよび最終吸気管圧力変化量ΔＰＡの演算処理を示している。
【００８２】
図５において、各ステップＳ１〜Ｓ３は前述（図１参照）と同様のステップである。
また、図６において、各ステップＳ１１〜Ｓ１３は前述（図２参照）と同様のステップであり、ステップＳ３６、Ｓ４０およびＳ４１は、それぞれ、前述のステップＳ１４、Ｓ１５およびＳ１６に対応している。
【００８３】
図７は、エンジン１の停止または始動状態を示すエンジン回転数Ｎｅと、初回加速判定手段を有効にする初回加速判定実行フラグＦと、初回加速判定実行フラグＦをリセットするための時間カウンタＣＴとの時間変化を示している。
【００８４】
図７内の時刻ｔ１において、エンジン１が停止して初回加速判定実行フラグＦがセットされ、時刻ｔ２において、エンジン１が始動されて時間カウンタＣＴが起動し、始動時刻ｔ２から判定期間ＴＥだけ経過した後の時刻ｔ３において、初回加速判定実行フラグＦがリセットされている。
【００８５】
図８は、クランク角信号ＣＡ、スロットル開度Ｔ、吸気管圧力Ｐａおよび吸気管圧力変化量ΔＰａと、漸減処理後の漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔと、最終的に設定される最終吸気管圧力変化量ΔＰＡとの各時間変化を示している。
【００８６】
図８において、漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔは、クランク角信号ＣＡの２パルス周期毎に演算されており、吸気管圧力変化量ΔＰａの増大中には、吸気管圧力変化量ΔＰａの演算値に更新され、吸気管圧力変化量ΔＰａの減少時には、所定の漸減率（漸減係数Ｋ）で漸減される。
また、最終吸気管圧力変化量ΔＰＡは、最大値が上限値Ｍｐにより制限されている。
【００８７】
図９の３次元テーブルＴＢ１〜ＴＢ３において、始動時水温Ｗｓが低い場合には、３次元テーブルＴＢ１のように高い上限値Ｍｐが設定され、始動時水温Ｗｓが上昇するにつれて、３次元テーブルＴＢ２からＴＢ３へと移行し、低い上限値Ｍｐとなるように設定されている。
【００８８】
この場合、コントロールユニット１０内の加速状態検出手段は、エンジン１の始動後の初回の加速状態を判定する初回加速判定手段を含み、上限値設定手段は、初回の加速状態が判定されたときに、上限値Ｍｐを通常とは異なる値（ここでは、通常よりも高い値）に設定する。
【００８９】
また、コントロールユニット１０は、所定期間内の吸気管圧力変化量ΔＰａを漸減（テーリング）させる吸気変化量漸減手段と、吸気管圧力変化量ΔＰａの漸減率（漸減係数Ｋ）を設定する漸減率設定手段とを含む。
【００９０】
漸減率設定手段は、初回の加速状態が判定されたときに、吸気管圧力変化量ΔＰａの漸減率を通常よりも大きい値に設定するとともに、エンジン１の始動時の冷却水温度すなわち始動時水温Ｗｓの上昇に応じて減少するように吸気管圧力変化量ΔＰａの漸減率を設定する。
【００９１】
また、初回加速判定手段は、初回の加速状態を判定するための判定期間ＴＥが制限されており、エンジン１の始動から判定期間ＴＥの経過後に無効にされる。また、初回加速判定手段は、暖機状態に対応した所定温度Ｗｏよりも始動時水温Ｗｓが高い場合にも無効にされる。
【００９２】
すなわち、コントロールユニット１０は、初回加速判定時に、吸気管圧力変化量ΔＰａの上限値Ｍｐを、冷却水温度Ｗに応じて通常とは異なる値（通常よりも高い値）に設定した後、吸気管圧力変化量ΔＰａを漸減させながら補正するとともに、漸減率（漸減係数Ｋ）を始動時水温Ｗｓに応じて変化させることにより、始動後の吸気管内付着燃料が少ない状態からの加速時において基本燃料量を補正する。
【００９３】
図５において、まず、コントロールユニット１０は、前述と同様に、吸気管圧力Ｐａの今回検出値Ｐａ（ｉ）を前回検出値Ｐａ（ｉ−１）として記憶させ、現在の吸気管圧力Ｐａを最新の今回検出値Ｐａ（ｉ）として記憶させる（ステップＳ１、Ｓ２）。
【００９４】
また、ステップＳ２Ａにおいて、吸気管圧力変化量ΔＰａの今回演算値ΔＰａ（ｉ）を、前回演算値ΔＰａ（ｉ−１）として記憶させる。
続いて、最新の吸気管圧力変化量、すなわち今回演算値ΔＰａ（ｉ）をＲＡＭに記憶させた後（ステップＳ３）、図５のルーチンを抜け出る。
【００９５】
次に、この発明の実施の形態１の特徴とする図６の処理動作について説明する。図６の処理ルーチンは、クランク角信号ＣＡ（エンジン回転信号）の検出毎に実行される。
まず、ステップＳ２０において、クランク角信号ＣＡからエンジン回転数Ｎｅが０か否かを判定する。
【００９６】
もし、Ｎｅ＝０（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、エンジン１が停止したものと見なし、ステップＳ２１において、エンジン始動後の初回加速判定実行フラグＦを「１」にセットした後、次の判定ステップＳ２３に進む。
【００９７】
一方、ステップＳ２０において、エンジン回転数Ｎｅ＞０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、エンジン１が始動されたものと見なし、ステップＳ２２において、エンジン始動時の冷却水温度Ｗを始動時水温Ｗｓとして記憶させた後、ステップＳ２３に進む。
【００９８】
ステップＳ２３において、コントロールユニット１０は、エンジン始動後からの経過時間を時間カウンタＣＴにより計測し、時間カウンタＣＴの値が判定期間ＴＥに相当する所定カウンタ値ＣＴｏを超えたか否かを判定する。
判定期間ＴＥは、エンジン始動後に吸気マニホルド４ａの内壁に十分に燃料が付着するのに要する時間に対応する。
【００９９】
もし、ＣＴ≦ＣＴｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、エンジン始動後から判定期間ＴＥが経過しておらず、初回加速判定条件が成立するので、エンジン停止時にセットされた初回加速判定実行フラグＦ（ステップＳ２１参照）を「１」に保持して、初回加速判定手段を有効にする。
【０１００】
続いて、ステップＳ２４において、始動時水温Ｗｓがエンジン１の暖機状態に対応した所定温度Ｗｏよりも高いか否かを判定する。
もし、Ｗｓ＞Ｗｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、エンジン１が暖機状態に達しており、始動後の初回加速判定条件が成立しないので、ステップＳ２５において、初回加速判定実行フラグＦをリセット（０クリア）し、初回加速判定手段を無効にした後、ステップＳ１１に進む。
【０１０１】
また、始動時水温Ｗｓ≦所定温度Ｗｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、エンジン１が暖機状態に達しておらず、初回加速判定条件が成立するので、ステップＳ２５を実行せずに、初回加速判定実行フラグＦを「１」に保持したままステップＳ１１に進む。
【０１０２】
一方、ステップＳ２３において、時間カウンタＣＴ＞所定カウンタ値ＣＴｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場合は、エンジン始動後から判定期間ＴＥが経過しており、始動後の初回加速判定条件が成立しないので、ステップＳ２５において初回加速判定実行フラグＦをリセットし、初回加速判定手段を無効にした後、ステップＳ１１に進む。
【０１０３】
すなわち、エンジン始動後に、所定の判定期間ＴＥ以上にわたって加速判定されずに運転が継続した場合は、吸気マニホルド４ａ内に付着する燃料必要量がすでに満たされており、もし初回加速判定時の燃料噴射補正を行うと過補正になるので、始動後に判定期間ＴＥが経過していれば、初回加速判定実行フラグＦを０クリアして補正が行われないようにする。
【０１０４】
ステップＳ１１において、コントロールユニット１０は、吸気管圧力変化量の今回演算値ΔＰａ（ｉ）が所定値ΔＰｏよりも大きいか否かを判定し、ΔＰａ（ｉ）＞ΔＰｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、現在加速状態なので、次のステップＳ１１Ａに進む。
【０１０５】
また、今回演算値ΔＰａ（ｉ）≦所定値ΔＰｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、加速状態ではないので、ステップＳ１１Ａ以下の処理を実行せずに、後述するステップＳ３８に進む。
【０１０６】
ステップＳ１１Ａにおいて、コントロールユニット１０は、吸気管圧力変化量の前回演算値ΔＰａ（ｉ−１）が所定値ΔＰｏ以下か否かを判定し、もし、ΔＰａ（ｉ−１）≦ΔＰｏ（すなわち、ＹＥＳ）であれば、今回検出された加速状態が初回加速なので、ステップＳ１２に進む。
【０１０７】
また、前回演算値ΔＰａ（ｉ−１）＞所定値ΔＰｏ（すなわち、ＮＯ）であれば、今回の加速状態が初回加速ではなく加速継続中であるので、ステップＳ１２以下の処理を実行せずに、後述するステップＳ３６に進む。
【０１０８】
初回の加速状態が判定された場合、コントロールユニット１０は、スロットル開度Ｔに応じた上限値Ｍｐ１を取得し（ステップＳ１２）、続いて、冷却水温度Ｗに応じた上限値Ｍｐ２を取得する（ステップＳ１３）。
【０１０９】
次に、ステップＳ３０において、初回加速判定実行フラグＦが「１」であるか否かを判定し、もし、Ｆ＝１（すなわち、ＹＥＳ）であれば、始動時水温Ｗｓに応じた補正処理ステップＳ３１およびＳ３２に進む。
【０１１０】
また、初回加速判定実行フラグＦ＝０（すなわち、ＮＯ）であれば、初回加速判定手段が無効なので、初回加速判定結果とは無関係に、通常の処理ステップＳ３４およびＳ３５に進む。
【０１１１】
ステップＳ３０において、Ｆ＝１（初回加速状態）と判定された場合、コントロールユニット１０は、ステップＳ３１において、始動時水温Ｗｓに応じた上限補正値ΔＭｐ２を、２次元テーブルから取得してＲＡＭに記憶させる。
【０１１２】
また、ステップＳ３２において、吸気管圧力変化量ΔＰａに対する漸減係数Ｋとして、始動時水温Ｗｓに応じた漸減係数を２次元テーブルから取得してＲＡＭに記憶させる。漸減係数Ｋは、たとえば、０．５＜Ｋ＜１の範囲内の値に設定される。
【０１１３】
こうして、始動時水温Ｗｓに応じた補正処理ステップＳ３１およびＳ３２が終了した後、ステップＳ３３において、初回加速判定実行フラグＦをリセットし、次のステップＳ３６に進む。
【０１１４】
一方、ステップＳ３０において、初回加速判定フラグＦがすでにクリアされており、Ｆ＝０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、通常の加速判定状態と見なされるので、ステップＳ３４において、上限補正値ΔＭｐ２を「０」に設定し、始動時水温Ｗｓに関連して上限値Ｍｐが補正されないようにする。
【０１１５】
また、ステップＳ３５において、吸気管圧力変化量ΔＰａに対する漸減係数Ｋとして、通常の漸減係数を２次元テーブルから取得してＲＡＭに記憶させた後、ステップＳ３６に進む。
なお、通常の漸減係数Ｋは、エンジン回転数Ｎｅなどに応じた２次元テーブルであってもよく、または各種パラメータとは無関係の固定値であってもよい。
【０１１６】
ステップＳ３６において、コントロールユニット１０は、ステップＳ１２およびＳ１３で得られた上限値Ｍｐ１およびＭｐ２と、ステップＳ３１またはＳ３４で得られた上限補正値ΔＭｐ２とを加算して、最終的な上限値Ｍｐを求める。
【０１１７】
続いて、ステップＳ３７において、吸気管圧力変化量の今回演算値ΔＰａ（ｉ）と漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔとを比較し、今回演算値ΔＰａ（ｉ）が漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔよりも大きいか否かを判定する。
なお、最初の判定時においては、今回演算値ΔＰａ（ｉ）と０レベルの漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔとが比較される。
【０１１８】
もし、ΔＰａ（ｉ）≦ΔＰｔ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、今回演算値ΔＰａ（ｉ）が前回よりも減少したものと見なし、ステップＳ３８において、漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔを更新設定する。
【０１１９】
すなわち、今回の漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔ（ｉ）は、吸気管圧力変化量の今回演算値ΔＰａ（ｉ）の大きさとは無関係に、前回の漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔ（ｉ−１）と、すでに記憶された漸減係数Ｋとを用いて、以下の（２）式のように演算される。
【０１２０】
ΔＰｔ（ｉ）＝ΔＰｔ（ｉ−１）×Ｋ …（２）
【０１２１】
一方、ステップＳ３７において、ΔＰａ（ｉ）＞ΔＰｔ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、今回演算値ΔＰａ（ｉ）が前回よりも増大したものと見なし、ステップＳ３９において、今回演算値ΔＰａ（ｉ）を今回の漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔ（ｉ）として更新設定する。
【０１２２】
次に、ステップＳ４０において、今回の漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔ（ｉ）と上限値Ｍｐとを比較し、漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔ（ｉ）が上限値Ｍｐよりも大きいか否かを判定する。
【０１２３】
もし、ΔＰｔ（ｉ）＞Ｍｐ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ４１において、上限値Ｍｐを今回の最終吸気管圧力変化量ΔＰＡ（ｉ）として設定し、図６のルーチンを終了する。
【０１２４】
また、ステップＳ４０において、ΔＰｔ（ｉ）≦Ｍｐ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ４２において、今回の漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔ（ｉ）を今回の最終吸気管圧力変化量ΔＰＡ（ｉ）として設定し、図６のルーチンを終了する。
【０１２５】
すなわち、吸気管圧力変化量ΔＰａが増大しているときには、上限値Ｍｐを超えない範囲で吸気管圧力変化量ΔＰａがそのまま最終吸気管圧力変化量ΔＰＡとなり、吸気管圧力変化量ΔＰａが減少したときには、漸減吸気管圧力変化量ΔＰｔが最終吸気管圧力変化量ΔＰＡとなる。
【０１２６】
その後、コントロールユニット１０は、図５および図６の処理ルーチンで演算された最終吸気管圧力変化量ΔＰＡに基づいて、加速時の燃料噴射補正量を演算し、他の補正量に加えて基本燃料噴射量を補正する。
【０１２７】
このように、吸気マニホルド４ａの上流に単一（または、気筒数以下）のインジェクタ１１が設けられたエンジン１において、基本燃料量の補正値を決定する吸気管圧力変化量ΔＰａ（吸気変化量）に対して、上限値Ｍｐをスロットル開度Ｔおよび冷却水温度Ｗに応じた適正値に設定することにより、エンジン１の加速運転時に発生する吸気流の影響および吸気管温度による影響を抑制して、エンジン１を最適な目標空燃比で運転することができる。
【０１２８】
また、吸気マニホルド４ａの上流にインジェクタ１１が配置されることから、吸気マニホルド４ａの壁面に付着する燃料量も増大するが、冷却水温度Ｗの低温時におけるエンジン始動後の初回加速時においても、吸気管圧力変化量ΔＰａの上限値Ｍｐを始動時の冷却水温度に応じて補正するとともに、その後の吸気管圧力変化量ΔＰａの漸減率（漸減係数Ｋ）も変化させることにより、エンジン１を目標空燃比で運転することができる。
【０１２９】
さらに、エンジン始動後の判定期間ＴＥ以上にわたって加速判定されない場合には、吸気マニホルド４ａ内に付着する燃料必要量が満たされるので、初回加速判定による補正を無効にして過補正を防止することにより、空燃比を目標通りに制御することができる。
【０１３０】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、エンジン始動後の初回加速判定時に、吸気マニホルド４ａの内壁に付着する燃料量の増大を考慮して、上限値Ｍｐを増大させるように補正したが、あらかじめ、始動後の燃料噴射量を増大補正制御するように設計された装置に対しては、始動時の過補正を防止するために上限値Ｍｐを減少補正してもよい。
【０１３１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、複数の気筒を有する内燃機関に対して気筒数よりも少ない数だけ設けられたインジェクタと、内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、内燃機関の吸気量を検出する吸気量検出手段と、吸気量を調整するスロットル弁の開度をスロットル開度として検出するスロットル開度検出手段と、内燃機関の運転状態に応じて必要な基本燃料量を演算する基本燃料量演算手段と、温度の上昇に応じて減少するように基本燃料量を補正する基本燃料量補正手段と、吸気量の増大により内燃機関の加速状態を検出する加速状態検出手段と、吸気量の所定期間内の変化を吸気変化量として演算する吸気変化量演算手段と、内燃機関の運転状態に応じて吸気変化量の演算上の上限値を可変設定する上限値設定手段と、吸気変化量に基づいて基本燃料量の補正量を演算する補正量演算手段とを備え、燃料補正量決定用の上限値を運転状態に応じて適正値に設定したので、加速時の運転状態の違いによらず、最適な燃料補正量を演算して目標空燃比に制御することのできる内燃機関の燃料制御装置が得られる効果がある。
また、加速状態検出手段は、内燃機関の始動後の初回の加速状態を判定する初回加速判定手段を含み、上限値設定手段は、初回の加速状態が判定されたときに、上限値を通常よりも高い値に設定するとともに、内燃機関の始動時の温度の上昇に応じて減少するように上限値を設定するので、初回加速時の運転状態の違いによらず、また、始動時温度の違いによらず、最適な燃料補正量を演算することのできる内燃機関の燃料制御装置が得られる効果がある。
【０１３９】
また、この発明によれば、初回の加速状態を判定するための判定期間を制限し、始動から判定期間の経過後に初回加速判定手段を無効にしたので、過補正を防止して最適な燃料補正量を演算することのできる内燃機関の燃料制御装置が得られる効果がある。
【０１４０】
また、この発明によれば、始動時の温度が暖機状態に対応した所定温度以上の場合に、初回加速判定手段を無効にしたので、始動時温度の違いによらず、最適な燃料補正量を演算することのできる内燃機関の燃料制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に関連した装置による吸気管圧力変化量の演算動作を示すフローチャートである。
【図２】 この発明の実施の形態１に関連した装置による吸気管圧力変化量に対する上限値の演算動作を示すフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１に関連した装置による吸気管圧力変化量の補正演算動作を示すタイミングチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態１に関連した装置による吸気管圧力変化量に対する上限値の補正用マップデータを示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による吸気管圧力変化量の演算動作を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態１による吸気管圧力変化量に対する上限値の演算動作を示すフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態１による初回加速判定手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態１による吸気管圧力変化量の補正演算動作を示すタイミングチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態１による吸気管圧力変化量に対する上限値の補正用マップデータを示す説明図である。
【図１０】 従来の内燃機関の燃料制御装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）、３ スロットル弁、４ａ 吸気マニホルド、５ 吸気管圧力センサ、６ スロットル開度センサ、７ 冷却水温度センサ、８ クランク角センサ、９ 空燃比センサ、１０ コントロールユニット、１１ インジェクタ、ＣＡ クランク角信号、Ｆ 初回加速判定実行フラグ、Ｊ 燃料噴射制御信号、Ｋ 漸減係数、Ｍｐ 上限値、Ｎｅ エンジン回転数、Ｐａ 吸気管圧力、Ｔ スロットル開度、ＴＢ、ＴＢ１〜ＴＢ３ ３次元テーブル、ＴＥ 判定期間、Ｗ 冷却水温度、Ｗｏ 所定温度、Ｗｓ 始動時水温、ΔＰａ、ΔＰａ（ｉ） 吸気管圧力変化量（吸気変化量）、ΔＰＡ、ΔＰＡ（ｉ） 最終吸気管圧力変化量、ΔＰｔ、ΔＰｔ（ｉ） 漸減吸気管圧力変化量、Ｓ３ 吸気管圧力変化量を演算するステップ、Ｓ１１ 加速を判定するステップ、Ｓ１１Ａ 始動後の初回加速を判定するステップ、Ｓ１２ スロットル開度に応じた上限値を取得するステップ、Ｓ１３ 冷却水温度に応じた上限値を取得するステップ、Ｓ１４、Ｓ３６ 最終的な上限値を演算するステップ、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ４０、Ｓ４１ 吸気管圧力変化量を上限値で制限するステップ、Ｓ２０ エンジン始動時を判定するステップ、Ｓ２３ 始動後の経過時間を計測するステップ、Ｓ３１ 始動時水温に応じた上限補正値を取得するステップ、Ｓ３２ 始動時水温に応じた漸減係数を取得するステップ、Ｓ３８ 吸気管圧力変化量を漸減させるステップ。

Claims (3)

1. 複数の気筒を有する内燃機関に対して気筒数よりも少ない数だけ設けられたインジェクタと、
   前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、
   前記内燃機関の吸気量を検出する吸気量検出手段と、
   前記吸気量を調整するスロットル弁の開度をスロットル開度として検出するスロットル開度検出手段と、
   前記内燃機関の運転状態に応じて必要な基本燃料量を演算する基本燃料量演算手段と、
   前記温度の上昇に応じて減少するように前記基本燃料量を補正する基本燃料量補正手段と、
   前記吸気量の増大により前記内燃機関の加速状態を検出する加速状態検出手段と、
   前記吸気量の所定期間内の変化を吸気変化量として演算する吸気変化量演算手段と、
   前記内燃機関の運転状態に応じて前記吸気変化量の演算上の上限値を可変設定する上限値設定手段と、
   前記吸気変化量に基づいて前記基本燃料量の補正量を演算する補正量演算手段とを備え、
   前記加速状態検出手段は、前記内燃機関の始動後の初回の加速状態を判定する初回加速判定手段を含み、
   前記上限値設定手段は、前記初回の加速状態が判定されたときに、前記上限値を通常よりも高い値に設定するとともに、前記内燃機関の始動時の温度の上昇に応じて減少するように前記上限値を設定することを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
2. 前記初回加速判定手段は、前記初回の加速状態を判定するための判定期間が制限され、前記内燃機関の始動から前記判定期間の経過後に無効にされることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料制御装置。
3. 前記初回加速判定手段は、前記内燃機関の始動時の温度が暖機状態に対応した所定温度以上の場合に、無効にされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料制御装置。

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