JP3939450B2 - Fuel injection amount control device for in-vehicle internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection amount control device for in-vehicle internal combustion engine Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関運転状態に応じて燃焼方式が切り換えられる車載内燃機関の燃料噴射量制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、燃費向上を意図して機関低負荷時に理論空燃比よりもリーン側の空燃比での燃焼が可能な「成層燃焼」を実行する内燃機関が提案され、実用化されている。こうした「成層燃焼」を実行する内燃機関としては、例えば特開平4−228856号公報に記載されたものが知られている。
【0003】
同公報に記載された内燃機関においては、同機関の圧縮行程にて燃焼室内に噴射供給された燃料を点火プラグ周りに集め、その集められた燃料と燃焼室内の空気とからなる混合気に点火プラグにより点火がなされることにより「成層燃焼」が実行される。この「成層燃焼」では、混合気の平均空燃比を大きくすべくスロットルバルブを「均質燃焼」の場合に比べて開き側に制御するため、ポンピングロスが低減される。
【0004】
上記「成層燃焼」が行われる内燃機関においては、アクセルペダルの踏込量(アクセル開度)に応じた機関出力トルクが得られるように、アクセル開度に基づき燃料噴射量を設定するとともに、その設定される燃料噴射量に対応した量の燃料を燃焼室に噴射供給する。このようにアクセル開度に応じて燃料噴射量を調整することにより、内燃機関の出力トルクが上記アクセル開度に応じた値へと制御される。なお、アクセル開度が大きくなるほど内燃機関に要求される出力トルクが高いため、上記燃料噴射量はアクセル開度が大きくなるほど大きい値に設定される。
【0005】
しかし、「成層燃焼」においては過度に燃料噴射量が多くなると、点火プラグ回りの混合気の燃料濃度が高くなることから内燃機関のトルク変動が大きくなって運転状態が悪化する。そのため、上記公報に記載の内燃機関では、燃料噴射量が多くなる高回転高負荷時には燃焼方式を「成層燃焼」から「均質燃焼」へと切り換えるようにしている。この「均質燃焼」では、空気に対して燃料が均等に混合された混合気を燃焼させるため、燃料噴射量が多くなっても「成層燃焼」の場合に比べてトルク変動が大きくなることはない。
【0006】
なお、燃焼方式が「成層燃焼」と「均質燃焼」との間で切り換えられるときの燃料噴射量は、上記トルク変動が許容値を越えることのない最も大きい値となっている。このように燃焼方式の切り換えを行うのは、内燃機関の全運転領域のうちの極力広い範囲で「成層燃焼」を実行し、その内燃機関の燃費を向上させるためである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記内燃機関は自動車等に搭載されるが、同機関において「成層燃焼」を実行する運転領域を拡大すべくアクセル開度に応じて決定される燃料噴射量を少なくすると、上記自動車の発進時における加速性能が低下してしまう。また、アクセル開度に応じて決定される燃料噴射量を多くして上記加速性能を向上させることも考えられるが、この場合には上記トルク変動が許容値を超えないように内燃機関において「成層燃焼」を実行する運転領域を狭くしなければならなくなり、同機関の燃費が悪化することともなる。
【0008】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、成層燃焼を実行する機関運転領域が狭くなるのを防止しつつ、車両発進時の加速性能向上を図ることのできる車載内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、車両に搭載されて機関運転状態が低回転低負荷域にあるときに燃料を圧縮行程中に噴射する成層燃焼の燃焼方式とし、機関運転状態が高回転高負荷域にあるときに燃料を吸気行程中に噴射する均質燃焼の燃焼方式とする筒内噴射式の車載内燃機関の燃料噴射量制御装置において、前記車両の発進時である旨判断する発進判断手段と、前記発進判断手段により車両の発進時である旨判断されたとき、燃焼方式が成層燃焼に維持される範囲内で内燃機関の燃料噴射量を増量補正する補正手段とを備えた。
【0010】
同構成によれば、車両の発進時に燃焼方式が成層燃焼に維持される範囲内で燃料噴射量が増量補正されるため、内燃機関において成層燃焼を実行する運転領域が狭くなるのを防止しつつ、車両発進時の加速性能が向上するようになり、燃費の向上と発進時加速性能向上との両立が図られる。
【0011】
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記燃料噴射量はアクセル操作量に基づき設定されるものであって、前記補正手段は前記アクセル操作量を補正することで前記燃料噴射量の増量補正を行うものとした。
【0012】
車両の発進時にはアクセル操作量が増加されて燃料噴射量が増加される。従って、そのアクセル操作量を補正して燃料噴射量を増量補正する同構成によれば、車両発進時におけるアクセル操作量に対する機関出力トルクの調整が容易になる。
【0013】
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の発明において、前記補正手段は、前記発進判断手段により車両の発進時でない旨判断されたとき、前記燃料噴射量の増量補正量を徐々に小さくするものとした。
【0014】
同構成によれば、車両発進直後に燃料噴射量の増量補正量が徐々に小さくされるため、その増量補正量の減少に応じて内燃機関の出力トルクが滑らかに変化するようになり、上記増量補正量の減少時に内燃機関の出力トルクに段差が生じることは防止される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を直列4気筒の自動車用ガソリンエンジンに適用した一実施形態を図1〜図8に従って説明する。
【0016】
図1に示すように、エンジン11において、そのシリンダブロック11a内に往復移動可能に設けられたピストン12は、コンロッド13を介してエンジン11の出力軸であるクランクシャフト14に連結されている。そして、ピストン12の往復移動は、上記コンロッド13によってクランクシャフト14の回転へと変換されるようになっている。また、ピストン12の頭部には、成層燃焼を実行するのに必要な窪み12aが形成されている。
【0017】
クランクシャフト14は、トランスミッション27等を介して自動車の車輪28に連結されている。この車輪28の回転に基づき車速センサ28aによって、エンジン11が搭載される自動車の車速SPDが検出されるようになる。また、トランスミッション27は、トランスミッションコントロールコンピュータ29によって駆動制御され、自動車の走行状態及びエンジン11の運転状態に応じて変速位置が変更される。なお、トランスミッション27の変速位置は、1速、2速、3速、4速、ニュートラル、及びリバースといった六つの位置の間で切り換えられることとなる。
【0018】
クランクシャフト14にはシグナルロータ14aが取り付けられている。このシグナルロータ14aの外周部には、複数の突起14bがクランクシャフト14の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ14aの側方には、クランクポジションセンサ14cが設けられている。そして、クランクシャフト14が回転して、シグナルロータ14aの各突起14bが順次クランクポジションセンサ14cの側方を通過することにより、同センサ14cからはそれら各突起14bの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【0019】
一方、シリンダブロック11aの上端にはシリンダヘッド15が設けられ、シリンダヘッド15とピストン12との間には燃焼室16が設けられている。この燃焼室16には、シリンダヘッド15に設けられた一対の吸気ポート17a,17bと、同じく一対の排気ポート18a,18bとが連通している(図1には一方の吸気ポート17b及び排気ポート18bのみ図示)。これら吸気及び排気ポート17a,17b,18a,18bの平断面形状を図2に示す。
【0020】
同図に示されるように、吸気ポート17aは湾曲して延びるヘリカルポートとなっており、吸気ポート17bは直線状に延びるストレートポートとなっている。そして、吸気ポート(ヘリカルポート)17aを通過して燃焼室16に空気が吸入されると、その燃焼室16内に破線矢印で示す方向へスワールが発生するようになる。こうした吸気ポート17a,17b及び排気ポート18a,18bには、それぞれ吸気バルブ19及び排気バルブ20が設けられている。
【0021】
また、図1に示すように、シリンダヘッド15には、上記吸気バルブ19及び排気バルブ20を開閉駆動するための吸気カムシャフト21及び排気カムシャフト22が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト21,22は、タイミングベルト及びギヤ(共に図示せず)等を介してクランクシャフト14に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャフト14の回転が伝達されるようになる。そして、吸気カムシャフト21が回転すると、吸気バルブ19が開閉駆動されて、吸気ポート17a,17bと燃焼室16とが連通・遮断される。また、排気カムシャフト22が回転すると、排気バルブ20が開閉駆動されて、排気ポート18a,18bと燃焼室16とが連通・遮断される。
【0022】
シリンダヘッド15において、吸気カムシャフト21の側方には、同シャフト21の外周面に設けられた突起21aを検出して検出信号を出力するカムポジションセンサ21bが設けられている。そして、吸気カムシャフト21が回転すると、同シャフト21の突起21aがカムポジションセンサ21bの側方を通過する。この状態にあっては、カムポジションセンサ21bから上記突起21aの通過に対応して所定間隔毎に検出信号が出力されるようになる。
【0023】
吸気ポート17a,17b及び排気ポート18a,18bには、それぞれ吸気管30及び排気管31が接続されている。この吸気管30内及び吸気ポート17a,17b内は吸気通路32となっており、排気管31内及び排気ポート18a,18b内は排気通路33となっている。吸気通路32の上流部分にはスロットルバルブ23が設けられている。このスロットルバルブ23は、直流(DC)モータからなるスロットル用モータ24の駆動により回動されて開度調節がなされる。そして、スロットルバルブ23の開度は、スロットルポジションセンサ44によって検出される。
【0024】
また、上記スロットル用モータ24の駆動は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル25の開度(アクセル踏込量)に基づき制御される。即ち、自動車の運転者がアクセルペダル25を踏込操作すると、アクセル踏込量がアクセルポジションセンサ26によって検出され、同センサ26の検出信号に基づきスロットル用モータ24が駆動制御される。このスロットル用モータ24の駆動制御に基づくスロットルバルブ23の開度調節により、吸気通路32の空気流通面積が変化して燃焼室16へ吸入される空気の量が調整されるようになる。
【0025】
吸気通路32においてスロットルバルブ23の下流側に位置する部分には、同通路32内の圧力を検出するバキュームセンサ36が設けられている。そして、バキュームセンサ36は検出した吸気通路32内の圧力に対応した検出信号を出力する。また、吸気通路32においてバキュームセンサ36よりも下流側に位置して吸気ポート(ストレートポート)17bに連通する部分には、スワールコントロールバルブ(SCV)34が設けられている。SCV34は、スワール用モータ35の駆動により回動されて開度調節がなされる。そして、SCV34の開度が小さくなるほど、図2に示される吸気ポート(ヘリカルポート)17aを通過する空気の量が多くなり、燃焼室16内に生じるスワールが強くなる。
【0026】
また、図1に示すように、シリンダヘッド15には、燃焼室16内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁40と、燃焼室16内に充填される燃料と空気とからなる混合気に対して点火を行う点火プラグ41とが設けられている。この点火プラグ41による上記混合気への点火時期は、点火プラグ41の上方に設けられたイグナイタ41aによって調整される。そして、燃料噴射弁40から燃焼室16内へ燃料が噴射されると、同燃料が吸気通路32を介して燃焼室16に吸入された空気と混ぜ合わされ、燃焼室16内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更に、燃焼室16内の混合気は点火プラグ41によって点火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気通路33に送り出される。
【0027】
次に、本実施形態におけるエンジン11の燃料噴射量制御装置の電気的構成を図3に基づいて説明する。
この燃料噴射量制御装置は、点火時期制御、スロットル開度制御、及びSCV開度制御など、エンジン11の運転状態を制御するための電子制御ユニット(以下「ECU」という)92を備えている。このECU92は、ROM93、CPU94、RAM95及びバックアップRAM96等を備える論理演算回路として構成されている。
【0028】
ここで、ROM93は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、CPU94はROM93に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAM95はCPU94での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM96はエンジン11の停止時に保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。そして、ROM93、CPU94、RAM95及びバックアップRAM96は、バス97を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路98及び外部出力回路99と接続されている。
【0029】
外部入力回路98には、クランクポジションセンサ14c、カムポジションセンサ21b、アクセルポジションセンサ26、車速センサ28a、トランスミッションコントロールコンピュータ29、バキュームセンサ36、及びスロットルポジションセンサ44等が接続されている。一方、外部出力回路99には、スロットル用モータ24、スワール用モータ35、燃料噴射弁40、及びイグナイタ41a等が接続されている。
【0030】
このように構成されたECU92は、バキュームセンサ36からの検出信号に基づき吸気圧PMを求め、アクセルポジションセンサ26からの検出信号に基づきアクセル踏込量ACCPを求める。更に、ECU92は、クランクポジションセンサ14cからの検出信号に基づきエンジン回転数NEを求める。そして、上記のように求められた吸気圧PMとエンジン回転数NE、若しくはアクセル踏込量ACCPとエンジン回転数NEとに基づき、周知のマップを参照して燃料噴射量Qをマップ演算する。こうして算出された燃料噴射量Qは、エンジン回転数NEが高くなるほど大きい値になるとともに、吸気圧PM若しくはアクセル踏込量ACCPが大きくなるほど大きい値になる。
【0031】
エンジン11の機関負荷は、上記燃料噴射量Qによって表される。そして、ECU92は、エンジン11の運転状態が高回転高負荷領域にあるときに同エンジン11の燃焼方式を「均質燃焼」とし、低回転低負荷領域にあるときに同エンジン11の燃焼方式を「成層燃焼」とする。このように燃焼方式を変化させるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には混合気の空燃比をリッチ側の値にしてエンジン出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷時には空燃比をリーン側の値にして燃費の向上を図るためである。
【0032】
エンジン11の燃焼方式を「均質燃焼」とした場合、ECU92は、バキュームセンサ36からの検出信号に基づき求められる吸気圧PMとエンジン回転数NEとに基づき燃料噴射量Qをマップ演算する。ECU92は、燃料噴射弁40を駆動制御することにより、上記燃料噴射量Qに対応した量の燃料をエンジン11の吸気行程中に燃料噴射弁40から噴射させる。こうした燃料噴射に基づき燃焼室16内に形成される混合気においては、その空燃比が理論空燃比若しくは理論空燃比よりも大きい値となる。更に、ECU92は、スロットル開度、点火時期、及びSCV34の開度等が「均質燃焼」に適したものとなるよう、スロットル用モータ24、イグナイタ41a、及びスワール用モータ35等を駆動制御する。
【0033】
エンジン11の燃焼方式を「成層燃焼」とした場合、ECU92は、アクセル踏込量ACCP及びエンジン回転数NEとから燃料噴射量Qを算出する。ECU92は、上記燃料噴射量Qに基づき燃料をエンジン11の圧縮行程中に噴射させる。こうした燃料噴射により燃焼室16内に形成される混合気においては、その空燃比が「均質燃焼」時の空燃比よりもリーン側の値とされる。また、ECU92は、スロットル開度、点火時期、及びSCV34の開度等が「成層燃焼」に適したものとなるよう、スロットル用モータ24、イグナイタ41a、及びスワール用モータ35等を駆動制御する。
【0034】
こうした「成層燃焼」時において、エンジン11の圧縮行程中に燃料噴射弁40から噴射された燃料は、ピストン12の頭部に設けられた窪み12a(図1)内に入り込む。更に、上記スワール用モータ35の駆動制御によるSCV34の開度調節に基づきスワールが発生し、そのスワール及びピストン12の移動により上記燃料が点火プラグ41の周りに集められる。このように点火プラグ41の周りに燃料を集めることによって、燃焼室16内の混合気全体の平均空燃比を「均質燃焼」時より大きくしても、同プラグ41周りの混合気の空燃比が着火に適したものとされて良好な混合気への着火が行われる。また、燃焼室16内の混合気全体の平均空燃比を「均質燃焼」時より大きくするためにスロットル開度が開き側に制御されて吸入空気量が多くされるため、「成層燃焼」時にはエンジン11のポンピングロスが低減されるようになる。
【0035】
次に、本実施形態の燃料噴射量制御の概要について説明する。
上記エンジン11では、「成層燃焼」時において、エンジン回転数NEが一定である条件のもとで、図4に示すようにアクセル踏込量ACCPが大きくなるほど燃料噴射量Qが大きくなるように燃料噴射量制御を行う。こうした燃料噴射量制御により、アクセル踏込量ACCPに応じたエンジン11の出力トルクが得られるようにしている。また、上記エンジン11では、エンジン回転数NEが一定である条件のもとで燃料噴射量Qが所定値aよりも大きくなると、燃焼方式が「成層燃焼」から「均質燃焼」へと切り換えられる。
【0036】
その所定値aは、「成層燃焼」実行時における燃料噴射量Qにおいて、燃料過多によりエンジン11のトルク変動が許容値を超えることのない最も大きい値となっている。そして、上記燃料噴射量Qが所定値aを境に変化するときにエンジン11の燃焼方式を「成層燃焼」と「均質燃焼」との間で切り換えることにより、エンジン11に「成層燃焼」時の燃料過多による大きなトルク変動を生じさせず、且つエンジン11において「成層燃焼」が実行される運転領域を極力広くとって燃費の向上を図ることができる。
【0037】
ところで、自動車の発進時には、アクセル踏込量ACCPが「0」から徐々に大きくなるという運転状況であるため、「成層燃焼」が行われるようになる。しかし、「成層燃焼」時には、燃費向上を意図してアクセル踏込量ACCPに応じて決定される燃料噴射量Qを極力小さくすると、自動車の発進時における加速性能が低下してしまう。
【0038】
また、自動車の発進時における加速性能を向上させるために、アクセル踏込量ACCPに応じて推移する燃料噴射量Qを、図4に破線で示すように通常よりも大きく設定することも考えられる。しかし、この場合には燃料噴射量Qが所定値aに達するときのアクセル踏込量ACCPが通常よりも小さくなり、図4において燃焼方式の切り換えられる位置が点P1から点P2へと変化する。その結果、エンジン11において「成層燃焼」が行われる運転領域が狭くなり、そのエンジン11の燃費が悪化してしまう。
【0039】
そこで、本実施形態では、自動車の発進時である旨判断されたときアクセル踏込量ACCPを増加側へ補正することで燃料噴射量Qの増量補正を行う。こうした燃料噴射量Qの増量補正によって、自動車の発進時における加速性能を向上させつつ、エンジン11において「成層燃焼」が実行される運転領域が狭くなって燃費が悪化するのを防止し、それら加速性能向上と燃費悪化防止との両立が図られる。
【0040】
次に、上記燃料噴射量制御を行うためのアクセル踏込量ACCPの補正手順について図5及び図6を参照して説明する。図5及び図6は、上記アクセル踏込量ACCPを補正するためのアクセル踏込量補正ルーチンを示すフローチャートである。このアクセル踏込補正ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【0041】
アクセル踏込量補正ルーチンにおいて、ステップS101,S102の処理は、アクセル踏込量ACCPが「0」から所定値へと変化したか否かを判断するためのものである。ECU92は、ステップS101の処理としてアクセル踏込量ACCPが「0」以外の値であるか否かを判断し、ステップS102の処理として前回のアクセル踏込量ACCPが「0」であったか否かを判断する。そして、上記各ステップ101,S102の処理で共にYESと判断された場合、即ちアクセル踏込量ACCPが「0」から所定値へと変化した状態である場合には、ステップS103に進む。
【0042】
ECU92は、ステップS103の処理で、前提条件成立フラグFとして「1」をRAM95の所定領域に記憶する。従って、前提条件成立フラグFが「1」に設定されているときには、自動車の発進時などアクセル踏込量ACCPが「0」から所定値へ変化したことになる。こうして前提条件成立フラグFの設定を行った後、ステップS104に進む。また、上記ステップS101,S102のいずれか一方の処理にてNOと判断されると、直接ステップS104に進む。
【0043】
ECU92は、ステップS104の処理として前提条件成立フラグFが「1」に設定されているか否かを判断し、「F=1」であればステップS105に進んでカウンタCをカウントアップする。このカウンタCは、「F=1」になってからの経過時間、即ちアクセル踏込量ACCPが「0」から所定値へ変化した後の経過時間を示すものである。また、上記ステップS104の処理で「F=1」でない旨判断されるとステップS106に進み、ECU92は、カウンタCを「0」にリセットする。
【0044】
こうしてステップS105,S106のいずれかの処理を実行した後、ステップS107(図6)に進む。このステップS107の処理は、自動車の発進時であるか否かを判断するためのものである。ECU92は、ステップS107の処理として、以下の(1)〜(5)に示す補正実行条件が全て成立しているか否かを判断する。
【0045】
(1)前提条件成立フラグFが「1」であること
(2)トランスミッション27の変速位置が1速であること
(3)アクセル踏込量ACCPが「0」でないこと
(4)自動車の車速SPDが10km/h以下であること
(5)カウンタCが所定値(例えば5sに対応する値)よりも小さいこと
なお、上記トランスミッション27の変速位置は、トランスミッション27を駆動制御するためのトランスミッションコントロールコンピュータ29から出力される変速位置信号に基づき判断される。また、上記自動車の車速SPDは、車速センサ28aからの検出信号に基づき求められる。
【0046】
そして、上記各条件が全て成立したときには自動車の発進時である旨判断され、ステップS108に進む。ECU92は、ステップS108の処理として、図7に示すマップを参照して現在のアクセル踏込量ACCPに基づき、燃料噴射量Qを増量補正するためのアクセル補正係数eを算出する。ECU92は、続くステップS109の処理として、現在のアクセル踏込量ACCPに上記補正係数eを乗算したものを新たなアクセル踏込量ACCPとして設定した後、このアクセル踏込量補正ルーチンを一旦終了する。
【0047】
ECU92は、別のルーチンによってアクセル踏込量ACCP等に基づき燃料噴射量Qを算出する。そのアクセル踏込量ACCPは、自動車の発進時に増大側に補正されるため、同アクセル踏込量ACCP等に基づき算出される燃料噴射量Qも増量補正されることとなる。ECU92は、増量補正された燃料噴射量Qに基づき燃料噴射弁40を駆動制御して燃料噴射を行うことで、自動車の発進時における加速性能を向上させる。
【0048】
一方、上記ステップS107の処理において、上記(1)〜(5)に示す補正実行条件のうち、いずれか一つでも不成立ならば自動車の発進時でない旨判断され、ステップS110に進む。ECU92は、ステップS110の処理で、前提条件成立フラグFとして「0」をRAM95の所定領域に記憶する。こうして「F=0」になると、上記ステップS104(図5)の処理でNOと判断されてステップS106に進み、カウンタCが「0」にリセットされる。従って、カウンタCは、自動車の発進時のみ増加するようになり、自動車の発進時以外のときには「0」に戻されるようになる。
【0049】
ECU92は、続くステップS111(図6)の処理として、トランスミッション27の変速位置がリバース(Rレンジ)にあるか否かを判断する。そして、変速位置がリバースにあるならばステップS112に進み、アクセル補正係数eを「1.0」に設定した後、ステップS109の処理を実行する。この場合、アクセル補正係数eが「1.0」になるため、アクセル踏込量ACCPが増加側に補正されることはなく、そのアクセル踏込量ACCPの補正に基づく燃料噴射量Qの増量補正も行われることはない。
【0050】
一方、上記ステップS111の処理として、トランスミッション27の変速位置がリバースにない旨判断されると、ステップS113に進む。ステップS113〜S115の処理は、自動車の発進時に増量補正された燃料噴射量Qを元に戻すべく、アクセル補正係数eを徐々に「1.0」へと減少させるためのものである。
【0051】
ECU92は、ステップS113の処理として、現在のアクセル補正係数eから「0.05」を減算した値を新たなアクセル補正係数eとして設定する。続いてECU92は、ステップS114の処理として、アクセル補正係数eが「1.0」よりも小さいか否かを判断する。そして、「e<1.0」ならば続くステップS115に進んでアクセル補正係数eを「1.0」に設定した後にステップS109に進み、「e<1.0」でないならば直接ステップS109に進む。
【0052】
従って、自動車の発進時でなくなったときにおいて、トランスミッション27の変速位置がリバースにあればアクセル補正係数eが直ちに「1.0」とされ、アクセル踏込量ACCPが直ちに同アクセル補正係数eに基づく補正の無い状態に戻される。そして、燃料噴射量Qも直ちに補正無しの状態に戻される。また、自動車の発進時でなくなったときにおいて、トランスミッション27の変速位置がリバースになければ、アクセル補正係数eが徐々に「1.0」まで小さくされ、アクセル踏込量ACCPが徐々にアクセル補正係数eに基づく補正の無い状態に戻される。そして、燃料噴射量Qも徐々に補正無しの状態に戻される。
【0053】
最後に、自動車の発進時及び発進後におけるアクセル踏込量ACCP、アクセル補正係数e、燃料噴射量Q、及び車速SPDの推移を図8のタイムチャートを参照して説明する。
【0054】
自動車の発進時に、上記ステップS107の処理によって自動車の発進時である旨判断されると、アクセル補正係数eが図8(b)に実線で示すように「1.0」よりも大きい値にされる。その結果、図8(a)に実線で示すように、アクセル踏込量ACCPは、アクセル補正係数eが大きくなった分だけ増加側に補正される。このようにアクセル踏込量ACCPが増加側に補正されると、そのアクセル踏込量ACCP等に基づき算出される燃料噴射量Qも図8(c)に実線で示すように増量補正されるようになる。この燃料噴射量Qの増量補正により、自動車の発進時における加速性能が向上するようになる。
【0055】
自動車が発進した後、図8(d)に実線で示すように、例えば車速SPDが10km/hよりも大きくなるなるなどして、上記ステップS107の処理によって自動車の発進時でない旨判断されると、アクセル補正係数eが図8(b)に実線で示すように「1.0」まで徐々に小さくされる。その結果、図8(a)に実線で示すように、アクセル踏込量ACCPは、アクセル補正係数eが徐々に小さくなる分だけ徐々に補正無しの状態へと戻される。このようにアクセル踏込量ACCPが徐々に補正無しの状態に戻されると、燃料噴射量Qの増量補正量が徐々に小さくなって同燃料噴射量Qが図8(c)に実線で示すように徐々に補正無しの状態に戻されるようになる。
【0056】
上記のように自動車の発進時に燃料噴射量Qの増量補正を行うことで、エンジン11において「成層燃焼」を実行する運転領域が狭くなるのを防止しつつ、自動車の発進時における加速性能が向上するようになる。また、自動車の発進後には、燃料噴射量Qの増量補正量が徐々に小さくされるため、その増量補正量の減少に応じてエンジン11の出力トルクが滑らかに変化するようになる。従って、燃料噴射量Qの増量補正量を減少させるとき、エンジン11の出力トルクに段差が生じてドライバビリティが悪化するのを防止することができるようになる。
【0057】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)自動車の発進時に燃料噴射量Qを増量補正するようにしたため、エンジン11において「成層燃焼」を実行する運転領域が狭くなるのを防止しつつ、自動車の発進時における加速性能を向上させることができ、燃費悪化防止と加速性能向上との両立を図ることができる。
【0058】
(2)自動車の発進時には、アクセル踏込量ACCPが「0」から増加されて燃料噴射量Qが増加される。従って、そのアクセル踏込量ACCPをアクセル補正係数eに基づき補正して燃料噴射量Qを増量補正することにより、自動車の発進時においてもアクセル踏込量ACCPに対するエンジン11の出力トルクの調整が容易になる。
【0059】
(3)自動車の発進後に燃料噴射量Qの増量補正量が徐々に小さくされるため、その増量補正量の減少に応じてエンジン11の出力トルクが滑らかに変化し、その出力トルクに段差が生じることに基づきドライバビリティが悪化するのを防止することができる。
【0060】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・本実施形態では、アクセル踏込量ACCPをアクセル補正係数eに基づいて補正することで、燃料噴射量Qの補正を行うようにしたが、これに代えて燃料噴射量Qに所定補正量を加算したり所定補正係数を乗算したりして、同燃料噴射量Qの補正を行うようにしてもよい。
【0061】
・本実施形態では、自動車の発進時における燃料噴射量Qの増量補正量を自動車の発進後に徐々に減少させたが、その減少を必ずしも徐々に行う必要はない。・本実施形態では、アクセル補正係数eをマップにより算出したが、これに代えて式による算出を行ってもよい。
【0062】
・上記アクセル補正係数eをアクセル踏込量ACCPに乗算する代わりに、アクセル踏込量ACCPに所定の補正量を加算して燃料噴射量Qを増量させるための補正を行ってもよい。
【0063】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、車両の発進時に燃焼方式が成層燃焼に維持される範囲内で燃料噴射量が増量補正されるため、成層燃焼を実行する内燃機関の運転領域が狭くなるのを防止しつつ、車両発進時の加速性能が向上するようになり、燃費の向上と発進時加速性能向上との両立を図ることができる。
【0064】
請求項2記載の発明によれば、アクセル操作量を補正して燃料噴射量を増量補正するため、車両発進時におけるアクセル操作量に対する機関出力トルクの調整を容易に行うことができる。
【0065】
請求項3記載の発明によれば、車両発進直後に燃料噴射量の増量補正量が徐々に小さくされるため、その増量補正量の減少に応じて内燃機関の出力トルクが滑らかに変化するようになり、上記増量補正量の減少時に内燃機関の出力トルクに段差が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の燃料噴射量制御装置が適用されたエンジン全体を示す断面図。
【図2】同エンジンにおける吸気及び排気ポートの形状を示すシリンダヘッドの断面図。
【図3】上記燃料噴射量制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図4】アクセル踏込量と燃料噴射量との関係を示すグラフ。
【図5】アクセル踏込量補正手順を示すフローチャート。
【図6】アクセル踏込量補正手順を示すフローチャート。
【図7】アクセル補正係数を算出する際に参照されるマップ。
【図8】自動車の発進時におけるアクセル踏込量、アクセル補正係数、燃料噴射量、及び車速の推移を示すタイムチャート。
【符号の説明】
11…エンジン、14c…クランクポジションセンサ、25…アクセルペダル、26…アクセルポジションセンサ、27…トランスミッション、28a…車速センサ、29…トランスミッションコントロールコンピュータ、36…バキュームセンサ、40…燃料噴射弁、92…電子制御ユニット(ECU)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection amount control device for an in-vehicle internal combustion engine in which a combustion method is switched according to an engine operating state.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an internal combustion engine that performs “stratified combustion” capable of combustion at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio at the time of engine low load has been proposed and put into practical use for the purpose of improving fuel efficiency. As an internal combustion engine that executes such “stratified combustion”, for example, an engine described in JP-A-4-228856 is known.
[0003]
In the internal combustion engine described in the publication, the fuel injected and supplied into the combustion chamber in the compression stroke of the engine is collected around the spark plug, and an air-fuel mixture composed of the collected fuel and air in the combustion chamber is ignited. By igniting the plug, “stratified combustion” is executed. In this “stratified combustion”, the throttle valve is controlled to open more than in the case of “homogeneous combustion” in order to increase the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture, so that the pumping loss is reduced.
[0004]
In an internal combustion engine in which the “stratified combustion” is performed, the fuel injection amount is set on the basis of the accelerator opening so that an engine output torque corresponding to the accelerator pedal depression amount (accelerator opening) is obtained. An amount of fuel corresponding to the amount of fuel injected is supplied to the combustion chamber. In this way, by adjusting the fuel injection amount according to the accelerator opening, the output torque of the internal combustion engine is controlled to a value according to the accelerator opening. Since the output torque required for the internal combustion engine increases as the accelerator opening increases, the fuel injection amount is set to a larger value as the accelerator opening increases.
[0005]
However, in the “stratified combustion”, if the fuel injection amount is excessively increased, the fuel concentration of the air-fuel mixture around the spark plug increases, so that the torque fluctuation of the internal combustion engine increases and the operating state deteriorates. Therefore, in the internal combustion engine described in the above publication, the combustion mode is switched from “stratified combustion” to “homogeneous combustion” at high rotation and high load where the fuel injection amount increases. In this “homogeneous combustion”, the air-fuel mixture in which the fuel is evenly mixed with the air is burned, so even if the fuel injection amount increases, the torque fluctuation does not increase compared to the case of “stratified combustion”. .
[0006]
The fuel injection amount when the combustion method is switched between “stratified combustion” and “homogeneous combustion” is the largest value at which the torque fluctuation does not exceed the allowable value. The reason why the combustion method is switched in this way is to execute “stratified combustion” in the widest possible range of the entire operation range of the internal combustion engine and improve the fuel efficiency of the internal combustion engine.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the internal combustion engine is mounted on an automobile or the like, if the fuel injection amount determined according to the accelerator opening is reduced in order to expand the operation range in which “stratified combustion” is performed in the engine, the start of the automobile is started. The acceleration performance at the time will be reduced. It is also conceivable to improve the acceleration performance by increasing the fuel injection amount determined according to the accelerator opening, but in this case, in the internal combustion engine, “stratification” is performed so that the torque fluctuation does not exceed an allowable value. The operating range in which "combustion" is performed must be narrowed, and the fuel efficiency of the engine will deteriorate.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve the acceleration performance at the start of the vehicle while preventing the engine operating region for executing stratified combustion from becoming narrow. An object of the present invention is to provide a fuel injection amount control device for an in-vehicle internal combustion engine.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a combustion system of stratified combustion is employed in which fuel is injected during a compression stroke when the engine is mounted in a vehicle and the engine operating state is in a low rotation and low load region. In a fuel injection amount control device for a cylinder injection type in- vehicle internal combustion engine that adopts a homogeneous combustion combustion method in which fuel is injected during an intake stroke when the state is in a high rotation and high load range, the vehicle is at the start Start determination means for determining, and correction means for increasing and correcting the fuel injection amount of the internal combustion engine within a range in which the combustion system is maintained in stratified combustion when the start determination means determines that the vehicle is starting. Prepared.
[0010]
According to this configuration, since the fuel injection amount is corrected to be increased within a range in which the combustion method is maintained in stratified combustion when the vehicle starts, it is possible to prevent the operating region where stratified combustion is performed in the internal combustion engine from being narrowed. As a result, the acceleration performance at the start of the vehicle is improved, and it is possible to achieve both improvement in fuel efficiency and improvement in acceleration performance at the start.
[0011]
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the fuel injection amount is set based on an accelerator operation amount, and the correction means corrects the accelerator operation amount to correct the fuel injection amount. The amount was corrected to be increased.
[0012]
When the vehicle starts, the accelerator operation amount is increased and the fuel injection amount is increased. Therefore, according to the same configuration in which the accelerator operation amount is corrected and the fuel injection amount is increased, the engine output torque can be easily adjusted with respect to the accelerator operation amount when the vehicle starts.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the correction means gradually increases the fuel injection amount increase correction amount when the start determination means determines that the vehicle is not starting. It was supposed to be small.
[0014]
According to this configuration, since the increase correction amount of the fuel injection amount is gradually reduced immediately after starting the vehicle, the output torque of the internal combustion engine changes smoothly according to the decrease of the increase correction amount, and the increase amount It is possible to prevent a step in the output torque of the internal combustion engine when the correction amount is reduced.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an in-line four-cylinder automobile gasoline engine will be described with reference to FIGS.
[0016]
As shown in FIG. 1, in the engine 11, a piston 12 provided in the cylinder block 11 a so as to be able to reciprocate is connected to a crankshaft 14 that is an output shaft of the engine 11 via a connecting rod 13. The reciprocating movement of the piston 12 is converted into rotation of the crankshaft 14 by the connecting rod 13. Further, a recess 12 a necessary for executing stratified combustion is formed in the head of the piston 12.
[0017]
The crankshaft 14 is connected to a vehicle wheel 28 via a transmission 27 and the like. Based on the rotation of the wheels 28, the vehicle speed sensor 28a detects the vehicle speed SPD of the automobile on which the engine 11 is mounted. The transmission 27 is driven and controlled by the transmission control computer 29, and the shift position is changed according to the running state of the automobile and the operating state of the engine 11. The transmission position of the transmission 27 is switched between six positions such as 1st speed, 2nd speed, 3rd speed, 4th speed, neutral, and reverse.
[0018]
A signal rotor 14 a is attached to the crankshaft 14. A plurality of protrusions 14b are provided on the outer periphery of the signal rotor 14a at equal angles with the axis of the crankshaft 14 as the center. A crank position sensor 14c is provided on the side of the signal rotor 14a. Then, when the crankshaft 14 rotates and each projection 14b of the signal rotor 14a sequentially passes the side of the crank position sensor 14c, the sensor 14c detects a pulse shape corresponding to the passage of each projection 14b. A signal is output.
[0019]
On the other hand, a cylinder head 15 is provided at the upper end of the cylinder block 11 a, and a combustion chamber 16 is provided between the cylinder head 15 and the piston 12. The combustion chamber 16 communicates with a pair of intake ports 17a, 17b provided in the cylinder head 15 and a pair of exhaust ports 18a, 18b (FIG. 1 shows one intake port 17b and one exhaust port). Only 18b is shown). The plane cross-sectional shapes of these intake and exhaust ports 17a, 17b, 18a, 18b are shown in FIG.
[0020]
As shown in the figure, the intake port 17a is a helical port that extends in a curved manner, and the intake port 17b is a straight port that extends in a straight line. When air passes through the intake port (helical port) 17 a and is sucked into the combustion chamber 16, a swirl is generated in the combustion chamber 16 in the direction indicated by the dashed arrow. An intake valve 19 and an exhaust valve 20 are provided in the intake ports 17a and 17b and the exhaust ports 18a and 18b, respectively.
[0021]
As shown in FIG. 1, the cylinder head 15 rotatably supports an intake cam shaft 21 and an exhaust cam shaft 22 for opening and closing the intake valve 19 and the exhaust valve 20. The intake and exhaust camshafts 21 and 22 are connected to the crankshaft 14 via timing belts and gears (both not shown), and the rotation of the crankshaft 14 is transmitted by the belts and gears. . When the intake camshaft 21 rotates, the intake valve 19 is driven to open and close, and the intake ports 17a and 17b and the combustion chamber 16 are communicated and disconnected. When the exhaust camshaft 22 rotates, the exhaust valve 20 is driven to open and close, and the exhaust ports 18a and 18b and the combustion chamber 16 are communicated and disconnected.
[0022]
In the cylinder head 15, a cam position sensor 21 b that detects a protrusion 21 a provided on the outer peripheral surface of the shaft 21 and outputs a detection signal is provided on the side of the intake camshaft 21. When the intake camshaft 21 rotates, the projection 21a of the shaft 21 passes the side of the cam position sensor 21b. In this state, detection signals are output from the cam position sensor 21b at predetermined intervals corresponding to the passage of the protrusion 21a.
[0023]
An intake pipe 30 and an exhaust pipe 31 are connected to the intake ports 17a and 17b and the exhaust ports 18a and 18b, respectively. An intake passage 32 is formed in the intake pipe 30 and the intake ports 17a and 17b, and an exhaust passage 33 is formed in the exhaust pipe 31 and the exhaust ports 18a and 18b. A throttle valve 23 is provided in the upstream portion of the intake passage 32. The throttle valve 23 is rotated by driving a throttle motor 24 composed of a direct current (DC) motor to adjust the opening degree. The opening of the throttle valve 23 is detected by a throttle position sensor 44.
[0024]
The driving of the throttle motor 24 is controlled based on the opening degree (accelerator depression amount) of an accelerator pedal 25 provided in the interior of the automobile. That is, when the driver of the automobile depresses the accelerator pedal 25, the accelerator depression amount is detected by the accelerator position sensor 26, and the throttle motor 24 is driven and controlled based on the detection signal of the sensor 26. By adjusting the opening of the throttle valve 23 based on the drive control of the throttle motor 24, the air flow area of the intake passage 32 changes, and the amount of air taken into the combustion chamber 16 is adjusted.
[0025]
A vacuum sensor 36 that detects the pressure in the passage 32 is provided in a portion of the intake passage 32 that is located downstream of the throttle valve 23. The vacuum sensor 36 outputs a detection signal corresponding to the detected pressure in the intake passage 32. A swirl control valve (SCV) 34 is provided in a portion of the intake passage 32 that is located downstream of the vacuum sensor 36 and communicates with the intake port (straight port) 17b. The SCV 34 is rotated by driving the swirl motor 35 to adjust the opening degree. As the opening of the SCV 34 becomes smaller, the amount of air passing through the intake port (helical port) 17a shown in FIG. 2 increases and the swirl generated in the combustion chamber 16 becomes stronger.
[0026]
As shown in FIG. 1, the cylinder head 15 has a fuel injection valve 40 that injects fuel into the combustion chamber 16, and a mixture of fuel and air filled in the combustion chamber 16. A spark plug 41 that performs ignition is provided. The ignition timing of the air-fuel mixture by the spark plug 41 is adjusted by an igniter 41 a provided above the spark plug 41. When the fuel is injected from the fuel injection valve 40 into the combustion chamber 16, the fuel is mixed with the air sucked into the combustion chamber 16 via the intake passage 32, and the air and fuel are mixed in the combustion chamber 16. An air-fuel mixture is formed. Further, the air-fuel mixture in the combustion chamber 16 is ignited by the spark plug 41 and combusted, and the air-fuel mixture after combustion is sent to the exhaust passage 33 as exhaust gas.
[0027]
Next, the electrical configuration of the fuel injection amount control device for the engine 11 in the present embodiment will be described with reference to FIG.
The fuel injection amount control device includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 92 for controlling the operating state of the engine 11 such as ignition timing control, throttle opening control, and SCV opening control. The ECU 92 is configured as a logical operation circuit including a ROM 93, a CPU 94, a RAM 95, a backup RAM 96, and the like.
[0028]
Here, the ROM 93 is a memory in which various control programs and maps to be referred to when executing these various control programs are stored. The CPU 94 performs arithmetic processing based on the various control programs and maps stored in the ROM 93. Execute. The RAM 95 is a memory for temporarily storing calculation results in the CPU 94, data input from each sensor, and the like. The backup RAM 96 is a non-volatile memory for storing data to be saved when the engine 11 is stopped. The ROM 93, CPU 94, RAM 95, and backup RAM 96 are connected to each other via a bus 97 and are connected to an external input circuit 98 and an external output circuit 99.
[0029]
A crank position sensor 14c, a cam position sensor 21b, an accelerator position sensor 26, a vehicle speed sensor 28a, a transmission control computer 29, a vacuum sensor 36, a throttle position sensor 44, and the like are connected to the external input circuit 98. On the other hand, a throttle motor 24, a swirl motor 35, a fuel injection valve 40, an igniter 41a, and the like are connected to the external output circuit 99.
[0030]
The ECU 92 configured as described above obtains the intake pressure PM based on the detection signal from the vacuum sensor 36 and obtains the accelerator depression amount ACCP based on the detection signal from the accelerator position sensor 26. Further, the ECU 92 obtains the engine speed NE based on the detection signal from the crank position sensor 14c. Based on the intake pressure PM and the engine speed NE obtained as described above, or the accelerator depression amount ACCP and the engine speed NE, the fuel injection amount Q is map-calculated with reference to a known map. The fuel injection amount Q calculated in this way increases as the engine speed NE increases, and increases as the intake pressure PM or the accelerator depression amount ACCP increases.
[0031]
The engine load of the engine 11 is represented by the fuel injection amount Q. The ECU 92 sets the combustion method of the engine 11 to “homogeneous combustion” when the operating state of the engine 11 is in the high rotation and high load region, and sets the combustion method of the engine 11 to “ It is called “stratified combustion”. In this way, the combustion method is changed because the engine output is increased by setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the rich side during high rotation and high load where high output is required, and low rotation and low load that does not require very high output This is because sometimes the air-fuel ratio is set to a lean value to improve fuel efficiency.
[0032]
When the combustion method of the engine 11 is set to “homogeneous combustion”, the ECU 92 performs a map calculation of the fuel injection amount Q based on the intake pressure PM obtained based on the detection signal from the vacuum sensor 36 and the engine speed NE. The ECU 92 controls the fuel injection valve 40 to inject an amount of fuel corresponding to the fuel injection amount Q from the fuel injection valve 40 during the intake stroke of the engine 11. In the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 16 based on such fuel injection, the air-fuel ratio becomes a stoichiometric air-fuel ratio or a value larger than the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the ECU 92 drives and controls the throttle motor 24, the igniter 41a, the swirl motor 35, and the like so that the throttle opening, the ignition timing, the opening of the SCV 34, and the like are suitable for “homogeneous combustion”.
[0033]
When the combustion method of the engine 11 is “stratified combustion”, the ECU 92 calculates the fuel injection amount Q from the accelerator depression amount ACCP and the engine speed NE. The ECU 92 injects fuel during the compression stroke of the engine 11 based on the fuel injection amount Q. In the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 16 by such fuel injection, the air-fuel ratio is set to a leaner value than the air-fuel ratio at the time of “homogeneous combustion”. Further, the ECU 92 drives and controls the throttle motor 24, the igniter 41a, the swirl motor 35, and the like so that the throttle opening degree, the ignition timing, the opening degree of the SCV 34, and the like are suitable for “stratified combustion”.
[0034]
During such “stratified combustion”, the fuel injected from the fuel injection valve 40 during the compression stroke of the engine 11 enters the recess 12 a (FIG. 1) provided in the head of the piston 12. Furthermore, a swirl is generated based on the opening degree adjustment of the SCV 34 by the drive control of the swirl motor 35, and the fuel is collected around the spark plug 41 by the movement of the swirl and the piston 12. By collecting the fuel around the spark plug 41 in this way, even if the average air-fuel ratio of the entire air-fuel mixture in the combustion chamber 16 is made larger than that during “homogeneous combustion”, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture around the plug 41 is maintained. A good air-fuel mixture is ignited that is suitable for ignition. Further, in order to increase the average air-fuel ratio of the entire air-fuel mixture in the combustion chamber 16 as compared with “homogeneous combustion”, the throttle opening is controlled to the open side to increase the intake air amount. 11 pumping loss is reduced.
[0035]
Next, the outline of the fuel injection amount control of this embodiment will be described.
In the above-described engine 11, fuel injection is performed so that the fuel injection amount Q increases as the accelerator depression amount ACCP increases as shown in FIG. 4 under the condition that the engine speed NE is constant during “stratified combustion”. Perform quantity control. By such fuel injection amount control, an output torque of the engine 11 corresponding to the accelerator depression amount ACCP is obtained. Further, in the engine 11, when the fuel injection amount Q becomes larger than the predetermined value a under the condition that the engine speed NE is constant, the combustion system is switched from “stratified combustion” to “homogeneous combustion”.
[0036]
The predetermined value a is the largest value in the fuel injection amount Q at the time of executing “stratified combustion” so that the torque fluctuation of the engine 11 does not exceed the allowable value due to excessive fuel. When the fuel injection amount Q changes from the predetermined value a as a boundary, the combustion method of the engine 11 is switched between “stratified combustion” and “homogeneous combustion”, thereby causing the engine 11 to perform the “stratified combustion”. It is possible to improve fuel efficiency by making the operating range in which “stratified combustion” is executed in the engine 11 as wide as possible without causing large torque fluctuations due to excessive fuel.
[0037]
By the way, when the vehicle starts, since the accelerator depression amount ACCP gradually increases from “0”, “stratified combustion” is performed. However, at the time of “stratified combustion”, if the fuel injection amount Q determined according to the accelerator depression amount ACCP is made as small as possible for the purpose of improving fuel efficiency, the acceleration performance at the time of start of the vehicle is lowered.
[0038]
Further, in order to improve the acceleration performance at the time of start of the automobile, it is conceivable to set the fuel injection amount Q that changes in accordance with the accelerator depression amount ACCP, as shown by a broken line in FIG. However, in this case, the accelerator depression amount ACCP when the fuel injection amount Q reaches the predetermined value a becomes smaller than normal, and the position where the combustion system is switched in FIG. 4 changes from the point P1 to the point P2. As a result, the operating region where “stratified combustion” is performed in the engine 11 is narrowed, and the fuel consumption of the engine 11 is deteriorated.
[0039]
Therefore, in this embodiment, when it is determined that the vehicle is starting, the fuel injection amount Q is corrected to be increased by correcting the accelerator depression amount ACCP to the increasing side. By correcting the increase in the fuel injection amount Q, the acceleration performance at the start of the vehicle is improved, and the operating region where the “stratified combustion” is performed in the engine 11 is narrowed to prevent the fuel efficiency from deteriorating. Both performance improvement and prevention of fuel consumption deterioration can be achieved.
[0040]
Next, a procedure for correcting the accelerator depression amount ACCP for performing the fuel injection amount control will be described with reference to FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing an accelerator depression amount correction routine for correcting the accelerator depression amount ACCP. This accelerator depression correction routine is executed through the ECU 92 by, for example, a time interruption every predetermined time.
[0041]
In the accelerator depression amount correction routine, the processes in steps S101 and S102 are for determining whether or not the accelerator depression amount ACCP has changed from “0” to a predetermined value. The ECU 92 determines whether the accelerator depression amount ACCP is a value other than “0” as a process of step S101, and determines whether the previous accelerator depression amount ACCP is “0” as a process of step S102. . If YES is determined in steps 101 and S102, that is, if the accelerator depression amount ACCP is changed from “0” to a predetermined value, the process proceeds to step S103.
[0042]
The ECU 92 stores “1” as a precondition fulfillment flag F in a predetermined area of the RAM 95 in the process of step S103. Therefore, when the precondition fulfillment flag F is set to “1”, the accelerator depression amount ACCP has changed from “0” to a predetermined value such as when the vehicle starts. After setting the precondition fulfillment flag F in this way, the process proceeds to step S104. Further, if it is determined NO in either one of the above steps S101 and S102, the process directly proceeds to step S104.
[0043]
The ECU 92 determines whether or not the precondition fulfillment flag F is set to “1” as the process of step S104. If “F = 1”, the ECU 92 proceeds to step S105 and counts up the counter C. The counter C indicates an elapsed time after “F = 1”, that is, an elapsed time after the accelerator depression amount ACCP changes from “0” to a predetermined value. If it is determined in step S104 that “F = 1” is not established, the process proceeds to step S106, and the ECU 92 resets the counter C to “0”.
[0044]
Thus, after executing any one of steps S105 and S106, the process proceeds to step S107 (FIG. 6). The process of step S107 is for determining whether or not the vehicle is starting. The ECU 92 determines whether or not all the correction execution conditions shown in the following (1) to (5) are satisfied as the process of step S107.
[0045]
(1) The precondition fulfillment flag F is “1” (2) The shift position of the transmission 27 is the first speed (3) The accelerator depression amount ACCP is not “0” (4) The vehicle speed SPD of the automobile is 10 km / h or less (5) The counter C is smaller than a predetermined value (for example, a value corresponding to 5 s). The speed change position of the transmission 27 is determined from the transmission control computer 29 for driving and controlling the transmission 27. The determination is made based on the output shift position signal. The vehicle speed SPD of the automobile is obtained based on a detection signal from the vehicle speed sensor 28a.
[0046]
When all the above conditions are satisfied, it is determined that the vehicle is starting, and the process proceeds to step S108. As a process of step S108, the ECU 92 calculates an accelerator correction coefficient e for increasing the fuel injection amount Q based on the current accelerator depression amount ACCP with reference to the map shown in FIG. In the subsequent process of step S109, the ECU 92 sets a value obtained by multiplying the current accelerator depression amount ACCP by the correction coefficient e as a new accelerator depression amount ACCP, and then ends this accelerator depression amount correction routine.
[0047]
The ECU 92 calculates the fuel injection amount Q based on the accelerator depression amount ACCP and the like by another routine. Since the accelerator depression amount ACCP is corrected to increase when the vehicle starts, the fuel injection amount Q calculated based on the accelerator depression amount ACCP and the like is also corrected to increase. The ECU 92 controls the fuel injection valve 40 based on the fuel injection amount Q that has been corrected to increase, and performs fuel injection, thereby improving the acceleration performance when the vehicle starts.
[0048]
On the other hand, in the process of step S107, if any one of the correction execution conditions shown in the above (1) to (5) is not satisfied, it is determined that the vehicle is not started, and the process proceeds to step S110. The ECU 92 stores “0” as a precondition fulfillment flag F in a predetermined area of the RAM 95 in the process of step S110. When “F = 0” is thus established, NO is determined in the process of step S104 (FIG. 5), the process proceeds to step S106, and the counter C is reset to “0”. Therefore, the counter C is incremented only when the automobile is started, and is returned to “0” when the automobile is not started.
[0049]
The ECU 92 determines whether or not the shift position of the transmission 27 is in the reverse (R range) as the processing of the subsequent step S111 (FIG. 6). If the shift position is reverse, the process proceeds to step S112, the accelerator correction coefficient e is set to “1.0”, and the process of step S109 is executed. In this case, since the accelerator correction coefficient e is “1.0”, the accelerator depression amount ACCP is not corrected to the increase side, and the fuel injection amount Q is corrected to be increased based on the correction of the accelerator depression amount ACCP. It will never be.
[0050]
On the other hand, if it is determined in step S111 that the shift position of the transmission 27 is not in reverse, the process proceeds to step S113. The processing of steps S113 to S115 is for gradually decreasing the accelerator correction coefficient e to “1.0” in order to restore the fuel injection amount Q that has been corrected to increase when the vehicle starts.
[0051]
In step S113, the ECU 92 sets a value obtained by subtracting “0.05” from the current accelerator correction coefficient e as a new accelerator correction coefficient e. Subsequently, as a process of step S114, the ECU 92 determines whether or not the accelerator correction coefficient e is smaller than “1.0”. If “e <1.0”, the process proceeds to the next step S115 to set the accelerator correction coefficient e to “1.0” and then proceeds to step S109. If not “e <1.0”, the process directly proceeds to step S109. move on.
[0052]
Accordingly, when the vehicle is not started, if the transmission position of the transmission 27 is reverse, the accelerator correction coefficient e is immediately set to “1.0”, and the accelerator depression amount ACCP is immediately corrected based on the accelerator correction coefficient e. It returns to the state without. Then, the fuel injection amount Q is also immediately returned to the state without correction. If the shift position of the transmission 27 is not reverse when the vehicle is not started, the accelerator correction coefficient e is gradually reduced to “1.0”, and the accelerator depression amount ACCP is gradually reduced to the accelerator correction coefficient e. It returns to the state without correction based on. Then, the fuel injection amount Q is gradually returned to the state without correction.
[0053]
Finally, the transition of the accelerator depression amount ACCP, the accelerator correction coefficient e, the fuel injection amount Q, and the vehicle speed SPD when the vehicle starts and after the start will be described with reference to the time chart of FIG.
[0054]
When it is determined at the start of the vehicle that the vehicle is starting by the process of step S107, the accelerator correction coefficient e is set to a value larger than “1.0” as shown by a solid line in FIG. 8B. The As a result, as shown by a solid line in FIG. 8A, the accelerator depression amount ACCP is corrected to the increase side by the amount that the accelerator correction coefficient e has increased. When the accelerator depression amount ACCP is corrected to the increase side in this way, the fuel injection amount Q calculated based on the accelerator depression amount ACCP and the like is also corrected to increase as shown by the solid line in FIG. . By increasing the fuel injection amount Q, the acceleration performance at the start of the vehicle is improved.
[0055]
After the vehicle has started, as indicated by a solid line in FIG. 8D, for example, when the vehicle speed SPD becomes higher than 10 km / h, it is determined that the vehicle is not at the start by the processing of step S107. The accelerator correction coefficient e is gradually reduced to “1.0” as shown by the solid line in FIG. As a result, as shown by a solid line in FIG. 8A, the accelerator depression amount ACCP is gradually returned to the uncorrected state as the accelerator correction coefficient e gradually decreases. As described above, when the accelerator depression amount ACCP is gradually returned to the state without correction, the increase correction amount of the fuel injection amount Q gradually decreases, and the fuel injection amount Q is shown by a solid line in FIG. Gradually returned to the state without correction.
[0056]
By performing the increase correction of the fuel injection amount Q at the time of start of the vehicle as described above, the acceleration performance at the time of start of the vehicle is improved while preventing the operation region where “stratified combustion” is performed in the engine 11 from being narrowed. To come. Further, after the vehicle starts, the increase correction amount of the fuel injection amount Q is gradually reduced, so that the output torque of the engine 11 changes smoothly according to the decrease of the increase correction amount. Accordingly, when the increase correction amount of the fuel injection amount Q is decreased, it is possible to prevent the drivability from deteriorating due to a step in the output torque of the engine 11.
[0057]
According to the present embodiment in which the processing detailed above is performed, the following effects can be obtained.
(1) Since the fuel injection amount Q is corrected to be increased when the vehicle is started, the operation region where “stratified combustion” is performed in the engine 11 is prevented from being narrowed, and the acceleration performance at the start of the vehicle is improved. Therefore, it is possible to achieve both the prevention of deterioration of fuel consumption and the improvement of acceleration performance.
[0058]
(2) When the vehicle starts, the accelerator depression amount ACCP is increased from “0” and the fuel injection amount Q is increased. Therefore, by correcting the accelerator depression amount ACCP based on the accelerator correction coefficient e and increasing the fuel injection amount Q, it is easy to adjust the output torque of the engine 11 with respect to the accelerator depression amount ACCP even when the vehicle starts. .
[0059]
(3) Since the increase correction amount of the fuel injection amount Q is gradually reduced after the vehicle starts, the output torque of the engine 11 changes smoothly according to the decrease of the increase correction amount, and a step is generated in the output torque. In particular, drivability can be prevented from deteriorating.
[0060]
In addition, this embodiment can also be changed as follows, for example.
In the present embodiment, the fuel injection amount Q is corrected by correcting the accelerator depression amount ACCP based on the accelerator correction coefficient e. Instead, a predetermined correction amount is added to the fuel injection amount Q. Alternatively, the fuel injection amount Q may be corrected by multiplying by a predetermined correction coefficient.
[0061]
In this embodiment, the increase correction amount of the fuel injection amount Q at the start of the automobile is gradually decreased after the start of the automobile, but the decrease does not necessarily have to be gradually performed. In the present embodiment, the accelerator correction coefficient e is calculated using a map, but instead of this, calculation using an equation may be performed.
[0062]
Instead of multiplying the accelerator correction coefficient e by the accelerator depression amount ACCP, a correction for increasing the fuel injection amount Q by adding a predetermined correction amount to the accelerator depression amount ACCP may be performed.
[0063]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention , since the fuel injection amount is corrected to be increased within a range in which the combustion system is maintained in stratified combustion when the vehicle starts , the operating range of the internal combustion engine that executes stratified combustion is narrowed. The acceleration performance at the start of the vehicle is improved while preventing the occurrence of the vehicle, and the improvement of the fuel efficiency and the improvement of the acceleration performance at the start can be achieved.
[0064]
According to the second aspect of the present invention, since the fuel injection amount is increased and corrected by correcting the accelerator operation amount, it is possible to easily adjust the engine output torque with respect to the accelerator operation amount when the vehicle starts.
[0065]
According to the third aspect of the present invention, the fuel injection amount increase correction amount is gradually reduced immediately after the vehicle starts, so that the output torque of the internal combustion engine changes smoothly according to the decrease in the increase correction amount. Thus, it is possible to prevent a step from occurring in the output torque of the internal combustion engine when the increase correction amount is decreased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an entire engine to which a fuel injection amount control device of an embodiment is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylinder head showing the shape of intake and exhaust ports in the engine.
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the fuel injection amount control device.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an accelerator depression amount and a fuel injection amount.
FIG. 5 is a flowchart showing an accelerator depression amount correction procedure.
FIG. 6 is a flowchart showing an accelerator depression amount correction procedure.
FIG. 7 is a map that is referred to when an accelerator correction coefficient is calculated.
FIG. 8 is a time chart showing changes in accelerator depression amount, accelerator correction coefficient, fuel injection amount, and vehicle speed when the vehicle starts.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 14c ... Crank position sensor, 25 ... Accelerator pedal, 26 ... Accelerator position sensor, 27 ... Transmission, 28a ... Vehicle speed sensor, 29 ... Transmission control computer, 36 ... Vacuum sensor, 40 ... Fuel injection valve, 92 ... Electronics Control unit (ECU).

Claims (3)

車両に搭載されて機関運転状態が低回転低負荷域にあるときに燃料を圧縮行程中に噴射する成層燃焼の燃焼方式とし、機関運転状態が高回転高負荷域にあるときに燃料を吸気行程中に噴射する均質燃焼の燃焼方式とする筒内噴射式の車載内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記車両の発進時であるか否か判断する発進判断手段と、
前記発進判断手段により車両の発進時である旨判断されたとき、燃焼方式が成層燃焼に維持される範囲内で内燃機関の燃料噴射量を増量補正する補正手段と、 を備えることを特徴とする車載内燃機関の燃料噴射量制御装置。
It is a stratified combustion combustion system in which fuel is injected during the compression stroke when the engine is operating in the low rotation and low load range, and the intake stroke of the fuel when the engine operation is in the high rotation and high load range. In- cylinder injection type fuel injection amount control device for in-vehicle internal combustion engine, which is a combustion method of homogeneous combustion injected into
Start determination means for determining whether or not the vehicle is starting;
Correction means for increasing the fuel injection amount of the internal combustion engine within a range in which the combustion system is maintained in stratified combustion when it is determined by the start determination means that the vehicle is starting. A fuel injection amount control device for an in-vehicle internal combustion engine.
前記燃料噴射量はアクセル操作量に基づき設定されるものであって、前記補正手段は前記アクセル操作量を補正することで前記燃料噴射量の増量補正を行う
請求項1記載の車載内燃機関の燃料噴射量制御装置。
The fuel for an in-vehicle internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection amount is set based on an accelerator operation amount, and the correction means corrects the fuel injection amount by correcting the accelerator operation amount. Injection amount control device.
前記補正手段は、前記発進判断手段により車両の発進時でない旨判断されたとき、前記燃料噴射量の増量補正量を徐々に小さくする
請求項1又は2記載の車載内燃機関の燃料噴射量制御装置。
3. The fuel injection amount control device for an on-vehicle internal combustion engine according to claim 1, wherein the correction unit gradually decreases the fuel injection amount increase correction amount when the start determination unit determines that the vehicle is not starting. 4. .
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