JP4010778B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射制御装置に関し、特に、加速時のドライバビリティ向上のための燃料の基本噴射量を決定する燃料噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の燃料噴射制御装置では、定常運転時は、エンジン回転数とスロットル開度等から燃料の基本噴射量を算出し、加速時は、スロットル開度変化率に応じたエンジン回転数毎の加速補正量を加速補正量テーブル等に基づいて算出し、基本噴射量を補正している。算出された噴射量に基づいて加速時に燃料を噴射する場合、定常時噴射量に加速補正量分を付加して噴射する同期型と、定常時噴射とは独立に加速補正量分を噴射する非同期型とがある。このような噴射制御装置の一例が特開平2−27128号公報に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
スロットル開度変化率に応じて加速補正量を算出する場合、次のような問題点がある。図4,図5は加速時のスロットル開度とスロットル開度変化率とを経時的に表した図である。図のように、スロットルを開いた後、スロットル開操作速度が下がり、次に再びスロットルが開くような操作(スロットル開け足し操作)をした場合、このスロットルの開け足し操作前よりスロットル開度はわずかに増大しているものの(図4の時間T1参照)、スロットル開度変化率は低下している(図5の時間T1参照)。ここで、スロットル開度変化率に応じて加速補正量を一義的に算出すると、上記の時間T1において加速補正量が不足し、一時的にリーンになり、結果的に良好なドライバビリティが得られないという問題点が生じる。
【0004】
本発明は、上述の課題を解決し、スロットル開け足し操作を伴う加速操作中の一時的なスロットル開操作速度の低下が生じた時に、空燃比がリーンになり過ぎないようにしてドライバビリティを向上させることができる燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、スロットル開度検出手段と、スロットル開度変化率を算出する変化率算出手段と、前記スロットル開度の変化率に応じて噴射燃料量の加速補正量を算出する加速補正量算出手段と、加速時に、前記スロットル開度変化率が減少したとき、今回算出された加速補正量と前回算出された加速補正量との平均値で今回算出された加速補正量を置き換える修正手段とを具備した点に第1の特徴がある。
【0006】
また、本発明は、前記修正手段が、加速時に、前記加速補正量が減少したとき、今回算出された加速補正量と前回算出された加速補正量との平均値で今回算出された加速補正量を置き換えるよう構成されている点に第2の特徴がある。
【0007】
さらに、本発明は、前記平均値が、今回算出された加速補正量と前回算出された加速補正量とに予定の重み付けをして算出されるものである点に第3の特徴がある。
【0008】
上記第1の特徴によれば、スロットル開度変化率に応じて加速補正量が算出されるが、加速時であってもスロットル開度変化率が減少している場合には加速補正量が算出値より大きめに修正される。また、第2の特徴によれば、加速時であっても前記加速補正量が減少している場合には加速補正量が算出値より大きめに修正される。第3の特徴によれば、上記算出された加速補正量の修正に際し、重み付けの設定により修正の程度を変えることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置を組み込んだ内燃機関(エンジン)の要部構成図である。同図において、気筒1の燃焼室2には、吸気ポート3および排気ポート4が開口し、各ポート3,4には吸気弁5および排気弁6がそれぞれ設けられるとともに、点火プラグ7が設けられる。
【0010】
吸気ポート3に通じる吸気通路8には、その開度θTHに応じて吸入空気量を調節するスロットル弁9や燃料噴射弁10、ならびに前記開度θTHを検出するスロットルセンサ11および負圧センサ12が設けられる。吸気通路8の終端にはエアクリーナ13が設けられ、エアクリーナ13内にはエアフィルタ14が設けられ、このエアフィルタ14を通じて吸気通路8へ外気が取り込まれる。さらに、エアクリーナ13内には吸気温センサ15が設けられる。
【0011】
気筒1内にはピストン16が設けられ、このピストン16にコンロッド17を介して連接されたクランク軸18には、クランクの回転角度を検出して所定クランク角毎にクランクパルスを出力する回転角センサ19が対向配置される。さらに、クランク軸18に連結されて回転するギヤ等の回転体20には車速センサ21が対向配置される。気筒1の周りに形成されたウォータジャケットにはエンジン温度を代表する冷却水の温度を検出する水温センサ22が設けられる。なお、前記点火プラグ7には点火コイル23が接続されている。
【0012】
制御装置24はCPUやメモリからなるマイクロコンピュ−タであり、入出力ポート、A/D変換器などのインタフェースを備え、図示しないバッテリから動作電力を得ている。前記各センサの出力は入力ポートを通じて制御装置24に取り込まれる。また、各センサからの入力信号に基づく処理結果に従い、燃料噴射弁10や点火プラグ7に駆動信号が出力される。燃料噴射弁10の駆動信号(噴射信号)は噴射量に応じたパルス幅を有するパルス信号であり、このパルス幅に相当する時間開弁されて吸気通路8に燃料が噴射される。
【0013】
前記噴射信号のパルス幅つまり燃料噴射時間は、エンジン回転数Ne とスロットルセンサ11の検出値(スロットル開度θTH)とに基づいて算出される。本実施形態では、加速時にはスロットル開度変化率DθTHに対応する加速補正量TACC を加速補正テーブルを検索する一方、検索された加速補正量TACC が減少した場合には、今回検索された加速補正量TACC を増大させる方向に修正して使用することとした。一例として、今回検索された加速補正量TACC と前回の加速補正量TACC との平均値を、今回の加速補正量TACC として使用する。
【0014】
図3は、燃料噴射の処理を示すフローチャートである。ステップS1ではエンジン回転数Ne を読み込む。エンジン回転数Ne は回転角センサ19から出力されるクランクパルスを計数して求めることができる。ステップS2ではスロットル開度θTHを読み込む。ステップS3ではスロットル開度θTHの変化率DθTHを算出する。スロットル開度変化率DθTHは、ステップS2で検出されるスロットル開度θTHの、今回処理時の値θTH2 と一定時間ΔT前の処理時の値θTH1の差分に基づいて次式(f1)で算出できる。変化率DθTH=(θTH2-θTH1)/ΔT…(f1)。
【0015】
ステップS4では、水温センサ22で検出された冷却水の温度TW を読み込む。ステップS5ではエンジン回転数Ne およびスロットル開度θTHから基本噴射時間TiMを算出する。基本噴射時間TiMはエンジン回転数Ne およびスロットル開度θTHの関数として設定したマップから検索することができる。なお、噴射量は噴射時間に対応するので、本明細書では噴射時間で噴射量を代表して説明する。
【0016】
ステップS6ではスロットル開度変化率DθTHに基づいて、加速補正量テーブルを検索し、加速補正量TACCtableを求める。図7にスロットル開度変化率DθTHと加速補正量TACCtableとの関係を記憶した加速補正量テーブルの一例を示す。なお、加速補正量は、テーブルを検索して求めるのに限らず、演算によって算出してもよい。
【0017】
ステップS7では、加速補正量TACCtableが前回TACC より小さいか、つまり加速補正量が減少しているか否かを判断する。この判断が肯定ならば、ステップS8に進んで、今回検索された加速補正量TACCtableと前回加速補正量TACC との平均値を算出してこの値で加速補正量TACC を更新する。
【0018】
なお、更新する加速補正量TACC は単純平均値に限らず、今回検索された加速補正量TACCtableおよび前回の加速補正量TACC の一方または双方に予定比率の重み付けをして平均してもよい。要は、今回検索された加速補正量TACCtableと前回の加速補正量TACC との間の値で今回検索された加速補正量TACCtableが置き換えられればよい。
【0019】
また、加速補正量TACC が減少したときに今回検索された加速補正量TACCtableを修正するのではなく、スロットル開度変化率DθTHが減少したときに今回検索された加速補正量TACCtableを修正するようにしてもよい。スロットル開度変化率DθTHと加速補正量TACCtableは対応しているからである。
【0020】
ステップS7の判断が否定ならばステップS9に進み、今回検索された加速補正量TACCtableで加速補正量TACC を更新する。ステップS10では、加速補正量TACC を水温TW に応じて補正する。例えば、水温TW に応じ、水温TW が低い程加速補正量TACC の増量補正量を大きくする。ステップS11では、基本噴射時間TiMに補正係数等の乗算項αを乗算し、さらに水温TWに応じた加速補正量TACC と無効噴射時間TiVBの加算項βを加算して燃料噴射時間Ti を算出する。補正係数αは大気圧補正係数や吸気温補正係数等である。無効噴射時間TiVB は開弁時間のうち燃料の完全な噴射を伴わない時間であり、燃料噴射弁10の形式や構造により決定される。
【0021】
ステップS12では、燃料噴射弁10の駆動信号を燃料噴射時間Ti の間出力する。燃料噴射弁10はこの駆動信号が出力されている間開弁し、吸気通路8に燃料を噴射する。
【0022】
図6は加速補正量の経時変化を従来技術と本実施形態とで比較して示す図であり、時間軸は図4,図5と対応する。同図において、従来技術ではスロットル開度変化率DθTHに加速補正量TACC が対応しているが、本実施形態ではスロットル開度変化率DθTHの減少に対応する時間T1においては、加速補正量TACCは、上記「今回検索された加速補正量TACCtableと前回の加速補正量TACC との平均値」として算出される。
【0023】
図1は、本実施形態に係る燃料噴射制御装置の要部機能を示すブロック図である。同図において、スロットル開度検出部つまりスロットルセンサ11の出力はスロットル開度記憶部25に記憶される。スロットル開度変化率算出部26は、スロットルセンサ11の今回検出値とスロットル開度記憶部25に記憶されている前回検出値とからスロットル開度変化率DθTHを算出する。加速補正量算出部27はスロットル開度変化率DθTHに基づいて加速補正量TACCtableを算出する。この加速補正量算出部27は前記テーブル(図7)を格納したメモリで構成できる。
【0024】
加速補正量算出部27の出力TACCはスイッチ部31を介して加速補正量記憶部28に入力され、前回検出値TACCとして記憶される。前記加速補正量算出部27の出力は平均算出部30にも入力される。加速補正量比較部29は、加速補正量の今回検出値TACCtableと加速補正量記憶部28に記憶されている前回検出値TACC とを比較して加速補正量の増減を検出する。加速補正量が減少していた場合は検出信号DSが出力される。この検出信号DSは平均算出部30に入力され、平均算出部30は加速補正量算出部27の出力(今回算出値)および加速補正量記憶部28に記憶されている加速補正量(前回算出値)の平均値を出力する。この平均値は前記加速補正量記憶部28に前回の加速補正量として記憶される。
【0025】
加速補正量の平均値はスイッチ部31を通じて燃料噴射時間算出部32に供給される。スイッチ部31は加速補正量比較部28の前記検出信号DSに応答して平均算出部30側に切換えられる。加速補正量比較部29が検出信号DSを出力していないときはスイッチ部3は加速補正量算出部27側に切換えられていて、今回算出値が修正されずに、そのまま燃料噴射時間算出部32に供給される。
【0026】
なお、スロットル開度変化率DθTHが減少したときに今回検索された加速補正量TACCtableを修正する場合は、図8のように構成される。図1と同符号は同等部分である。同図において、スロットル開度変化率記憶部33とスロットル開度変化率算出部26の出力をスロットル開度変化率比較部34で比較し、その増減を判別する。スロットル開度変化率が減少しているときに検出信号DSが出力されてスイッチ部31が平均算出部30側に切り換えられる。
【0027】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1〜請求項3の発明によれば、スロットルの開け足し操作のように、スロットル開度が増大しているにもかかわらず、その直前の加速状態時と比較してスロットル開度の変化率は小さくなっているような場合に空燃比がリーンになるの防止することができる。したがって、加速時のドライバビリティが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置の要部機能ブロック図である。
【図2】 本発明の燃料噴射制御装置を含む内燃機関の要部構成図である。
【図3】 燃料噴射の処理を示すフローチャートである。
【図4】 スロットル開度の変化を示す図である。
【図5】 スロットル開度変化率の推移を示す図である。
【図6】 加速補正量の変化を示す図である。
【図7】 加速補正量とスロットル開度変化率との対応関係を設定したテーブルの一例を示す図である。
【図8】 本発明の変形例に係る燃料噴射制御装置の要部機能ブロック図である。
【符号の説明】
9…スロットル弁、 10…燃料噴射弁、 11…スロットルセンサ、 19…回転角センサ、 24…制御装置、 25…スロットル開度記憶部、 26…スロットル開度変化率算出部、 27…加速補正量算出部、 28…加速補正量記憶部、 29…加速補正量比較部、 30…平均算出部、 31…燃料噴射時間算出部

Claims (3)

  1. スロットル開度検出手段と、
    スロットル開度変化率を算出する変化率算出手段と、
    前記スロットル開度の変化率に応じて噴射燃料量の加速補正量を算出する加速補正量算出手段と、
    加速時に、前記変化率算出手段で今回計算したスロットル開度変化率が、前回計算したスロットル開度変化率より小さいときは、今回算出された加速補正量と前回算出された加速補正量との平均値で今回算出された加速補正量を置き換える修正手段とを具備したことを特徴とする燃料噴射制御装置。
  2. スロットル開度検出手段と、
    スロットル開度変化率を算出する変化率算出手段と、
    前記スロットル開度の変化率に応じて噴射燃料量の加速補正量を算出する加速補正量算出手段と、
    加速時に、前記加速補正量算出手段で今回計算した加速補正量が、前回計算した加速補正量より小さいときは、今回算出された加速補正量と前回算出された加速補正量との平均値で今回算出された加速補正量を置き換える修正手段とを具備したことを特徴とする燃料噴射制御装置。
  3. 前記平均値が、今回算出された加速補正量と前回算出された加速補正量とに予定の重み付けをして算出されるものであることを特徴とする請求項1または2記載の燃料噴射制御装置。
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