JP4489648B2

JP4489648B2 - 内燃機関の燃料供給装置

Info

Publication number: JP4489648B2
Application number: JP2005209601A
Authority: JP
Inventors: 収宏寺田; 英治山崎; 喜久岩城; 研二広瀬; 毅熊倉
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: JP2007023952A

Description

この発明は、内燃機関への燃料供給を制御する装置に関する。

所望の量の燃料が噴射されるように、燃料噴射弁から噴射される燃料の量を制御する手法が知られている。該制御において、燃料の噴射量は、燃料の圧力（燃圧）に従って補正される。

一例では、式（１）に示されるように、燃圧補正係数ｋＰｆ０を算出することが行われている。燃圧補正係数ｋＰｆ０を用いて、式（２）に示されるように、燃料噴射量Ｔｏｕｔを算出する。ここで、Ｐｆは、検出された燃圧（該検出燃圧を、なました値でもよい）を示し、ｔａｒｇｅｔＰｆは、目標燃圧を示す。Ｐｂは、内燃機関の吸気管の圧力を示す。Ｔｉは、内燃機関の運転状態に応じて求められる基本噴射量を示す。「他の補正係数」には、例えば、内燃機関の水温に応じて設定される補正係数、吸気温度に応じて設定される補正係数、および空燃比に応じて設定される補正係数などが含まれる。検出燃圧Ｐｆが目標燃圧ｔａｒｇｅｔＰｆより大きければ、燃圧補正係数ｋＰｆ０は１より小さい値となり、これは、燃料噴射量Ｔｏｕｔを減らす働きをする。

また、下記の特許文献１には、燃圧の低下量に基づいて補正値を学習し、該学習した補正値で、燃料噴射量を補正する手法が記載されている。

さらに、下記の特許文献２には、燃圧センサの出力を、燃料噴射に起因する高周波成分を取り除くよう“なまし処理”し、該なました燃圧センサ出力を用いて、燃料噴射量を算出している。
特開平９−１８６９２５５号公報特開平８−２００１２４号公報

所望の量の燃料を噴射するためには、過渡状態を含む様々な運転状態において、燃圧補正係数をより適切に算出することが必要とされる。

また、燃圧補正係数に、エンジンの運転状態に基づく学習を適用することは、燃圧補正係数による燃料噴射量の補正の精度を上げるのに有効であるが、燃料供給系に何らかの異常が検知された時に学習を継続すると、不適切な補正係数で燃料噴射量が補正されるおそれがある。

また、燃圧の制御が不安定になると、燃圧補正係数に変動を起こすおそれがある。このような燃圧補正係数を用いると、燃料噴射量が適切に算出されず、空燃比に影響を及ぼすおそれがある。

本発明の一つの側面によると、内燃機関への燃料供給を制御するための装置は、燃料噴射弁を介して噴射される燃料の圧力（Ｐｆ）を検出する燃圧センサと、内燃機関の運転状態を検出する手段と、該検出された運転状態に基づいて、燃圧補正係数の基準値（ｋＰｆＡＶＥ）を求める手段と、該検出された燃料の圧力を、燃圧補正係数の基準値で補正する手段と、該補正された燃料の圧力と、燃料の圧力の目標値とに基づいて、燃圧補正係数（ｋＰｆ）を算出する手段と、該算出された燃圧補正係数に基づいて、燃料噴射弁を介して噴射する燃料の量を算出する手段と、を備える。

この発明によれば、内燃機関の運転状態に基づいて燃圧補正係数の基準値が決定され、該基準値を用いて燃圧補正係数を算出するので、たとえば内燃機関が過渡運転状態にある時でも、該過渡状態に適した燃圧補正係数を算出することができる。また、燃圧センサにより検出された燃圧と、デリバリパイプ内の燃圧との間に偏差が生じても、燃圧補正係数の基準値により、該燃圧センサの検出値から、デリバリパイプ内の燃圧をより正確に推定することができるので、より適切な燃圧補正係数を算出することができる。

この発明の一実施形態によると、燃料供給を制御するための装置は、さらに、内燃機関の空燃比に基づいて、学習係数（ｋＰｆＧＡＫＵ）を算出する手段と、燃圧補正係数の基準値に該学習係数を適用して、該学習係数により補正された燃圧補正係数の基準値（ｋＰｆＧＡＫＵ×ｋＰｆＡＶＥ）を算出する手段と、を備える。検出された燃料の圧力は、該学習係数により補正された燃圧補正係数の基準値で補正される。

この発明によれば、学習係数を、内燃機関の空燃比に基づいて算出するので、空燃比に適合するよう燃圧補正係数を算出することができる。したがって、燃圧補正係数に起因して、空燃比にばらつきを起こることを回避することができる。

この発明の一実施形態によると、燃料タンクから燃料噴射弁に至る系を含む燃料供給系に何らかの異常が検出されたならば、燃圧補正係数の基準値への学習係数の適用により該基準値が変更されないように、該学習係数を所定値に設定する。

この発明によれば、異常が検出された場合には、燃圧補正係数の基準値が変更されないように学習係数が所定値に設定される、これにより、燃圧補正係数の学習が停止される。したがって、異常が検出された状態下では不適切に算出されるおそれのある燃圧補正係数によって燃料噴射量が補正されることを回避することができる。

この発明の一実施形態によると、燃圧センサの出力を、該燃圧センサの出力に脈動を発生させる前記燃料噴射の周期の１／ｍ（mは２以上の整数）の周期でサンプリングして、第１のサンプリング値（Ｐｆ１）を生成する第１のサンプリング手段と、該第１のサンプリング値を平滑化して、第１の平均燃圧（ＰｆＡＶＥ１）を算出する第１の平滑化手段と、燃圧センサの出力に脈動を発生させる、燃料タンクから燃料噴射弁に至る系に固有の周波数に対応する周期の１／ｎ（ｎは２以上の整数）の周期で、該第１の平均燃圧をサンプリングして、第２のサンプリング値（Ｐｆ２）を生成する第２のサンプリング手段と、第２のサンプリング値を平滑化して、第２の平均燃圧（ＰｆＡＶＥ２）を算出する第２の平滑化手段と、該第２の平均燃圧が所定の目標値に収束するように、燃料噴射における燃料の圧力を制御する制御手段と、を備える。

この発明によれば、第１のサンプリングと第１の平滑化で、燃料噴射に起因する脈動成分が平滑化され、第２のサンプリングと第２の平滑化で、燃料タンクから燃料噴射弁に至る系に固有の周波数に起因する脈動成分が平滑化されるので、燃圧を、より安定的に制御することができる。燃圧がより安定的に制御されるので、より安定した燃圧補正係数を算出することができる。

次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、本願発明の一実施形態に従う、燃料供給システムの概略図である。このシステムは、燃料タンク１１から燃料を送り出すためのフィードポンプ１２と、フィードポンプ１２に燃料管１３を介して連結され、燃料噴射装置１４に燃料を供給するデリバリパイプ１５と、デリバリパイプ１５内の燃料の圧力を検出する燃圧センサ１６と、燃圧センサ１６の出力に基づいて、デリバリパイプ１５内の燃料の圧力をフィードバック制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０と、を備えている。

フィードポンプ１２は、ポンプ駆動装置２１により駆動される。ポンプ駆動装置２１は、ＥＣＵ２０からの制御信号に従って、フィードポンプ１２をデューティ制御する。こうして、デリバリパイプ１５内の圧力は、所定の圧力になるようにフィードバック制御される。

エンジン２５は、この実施例では、４気筒を有する４サイクルエンジンである。燃料噴射装置１４は、それぞれの気筒について設けられている。燃料噴射装置１４は、典型的には電磁バルブである燃料噴射弁を備えており、該燃料噴射弁を介して、対応する気筒に燃料が噴射される。噴射される燃料の量および噴射のタイミングは、ＥＣＵ２０によって制御される。燃料噴射装置１４は、ＥＣＵ２０からの制御信号に従って、燃料噴射弁を開弁する。噴射は、エンジンの回転に同期して行われる。この実施例では、エンジンのクランク軸（図示せず）が１８０度回転するたびに、４個の燃料噴射弁のうちの１つが燃料を噴射する。

エンジン２５には、エンジン２５に空気を吸入するための吸気管の圧力Ｐｂを検出する吸気管圧力センサ２６、および、エンジン２５のクランク軸の回転に同期したクランク（ＣＲＫ）信号を送出するクランクセンサ２７が設けられている。一実施例では、クランク軸が３０度回転するたびに、１つのクランク信号が送出される。ＥＣＵ２０は、送出されたクランク信号をカウントすることにより、エンジン２５の回転数Ｎｅを算出する。

ＥＣＵ２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えるコンピュータである。ＥＣＵ２０は、メモリ（図示せず）を備えており、該メモリは、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータを格納する読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）と、ＣＰＵの演算のための作業領域を提供し、プログラムおよびデータを一時的に格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備えている。

フィードポンプ１２から、燃料管１３を介して、デリバリパイプ１５に至るまでの系（以下、燃料系と呼ぶ）は、燃圧脈動を伝達する系を構成し、共振が発生することがあることが発明者により確かめられた。該共振に起因する周波数（たとえば、１３Ｈｚ）は、エンジン回転の周波数（たとえば、６０００ｒｐｍでは１００Ｈｚ）に比べて低い。

図２は、本発明の一実施形態に従う、ＥＣＵ２０の機能ブロック図である。運転状態検出部３０は、図１に示される燃圧センサ１６、吸気管圧力センサ２６およびクランク角センサ２７の出力を受け取る。運転状態検出部３０は、クランク角センサ２７からの出力に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを算出する。

第１のフィルタユニット３１は、第１のサンプリング部４１および第１の平滑部４２を含む。第１のサンプリング部４１は、燃圧センサ１６の検出値Ｐｆを、燃料噴射周期の１／ｍ（ｍは、２以上の整数）の周期でサンプリングし、第１のサンプリング値Ｐｆ１を生成する。

燃圧は、燃料噴射が行われるたびに低下することが知られている。したがって、燃圧センサの検出値には、燃料噴射の周期を持つ脈動が現れる。燃料噴射の周期をＴ_１で表すと、その周波数は１／Ｔ_１で表される。脈動成分を抽出するため、サンプリング定理にしたがって、第１のサンプリングは１／Ｔ_１の２倍以上の周波数で行われる。

具体的例をあげると、この実施例では、燃料噴射は、クランク軸が１８０度回転するたびに行われる。したがって、サンプリング周期は、１８０×１／ｍとなる。たとえば、ｍ＝６であり、クランク角が３０度進むたびにクランク信号が送出されるならば、該クランク信号に同期してサンプリングが行われる。

第１の平滑部４２は、ｍ個の第１のサンプリング値Ｐｆ１に対して平滑化を実行し、第１の平均燃圧ＰｆＡＶＥ１を算出する。

平滑化は、式（３）に示されるような、移動平均により実現することができる。ここで、ｋは、サンプリング時刻を示す。脈動の１周期中に得られるｍ個の第１のサンプル値Ｐｆ１に対して移動平均を適用することにより、脈動成分を平滑化することができる。

第２のフィルタユニット３２は、第２のサンプリング部４３および第２の平滑部４４を含む。第２のサンプリング部４３は、第１のフィルタユニット２１から受け取った第１の平均燃圧ＰｆＡＶＥ１を、前述した燃料系に固有の周波数に対応する周期の１／ｎ（ｎは、２以上の整数）の周期でサンプリングし、第２のサンプリング値Ｐｆ２を生成する。

前述したように、該燃料系には共振が発生するおそれがある。燃圧センサの検出値には、該燃料系の共振に起因した脈動も現れる。該共振に起因した周波数を１／Ｔ_２で表すと、対応する周期はＴ_２で表される。該共振に起因した脈動成分を抽出するため、サンプリング定理にしたがって、第２のサンプリングは１／Ｔ_２の２倍以上の周波数で行われる。

第２の平滑部４４は、ｎ個の第２のサンプリング値に対して平滑化を実行し、第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２を算出する。平滑化は、式（４）に示されるような移動平均により実現することができる。ここで、ｋ’は、サンプリング時刻を示す。脈動の１周期中に得られるｎ個の第２のサンプル値Ｐｆ２に対して移動平均を適用することにより、脈動成分を平滑化することができる。

代替的に、第１の平滑化および第２の平滑化は、他の計算式によって実現してもよい。

こうして、第２のフィルタユニット３２の出力（第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２）は、燃料噴射に起因する脈動成分および燃料系に発生する共振に起因する脈動成分の両方が平滑化された燃圧を示す。

第１のマップ５１には、吸気管圧力Ｐｂと目標燃圧ｔａｒｇｅｔＰｆの間の関係が規定されている。吸気管圧力Ｐｂは、エンジン２５の負荷を示すパラメータであり、目標燃圧ｔａｒｇｅｔＰｆは、負荷が高くなるほど高くなるよう設定されている。

ポンプデューティ算出部３３は、運転状態検出部３０から受け取った吸気管圧力Ｐｂに基づいて第１のマップ５１を参照し、対応する目標燃圧ｔａｒｇｅｔＰｆを求める。ポンプデューティ算出部３３は、第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２が、目標燃圧ｔａｒｇｅｔＰｆに収束するように（言い換えれば、第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２と目標燃圧ｔａｒｇｅｔＰｆとの差がゼロになるように）、フィードポンプ１２を駆動するための通電デューティ比を求める。該通電デューティ比は、制御信号として、ポンプ駆動装置２１（図１）に供給される。

こうして、燃料噴射に起因する脈動成分だけでなく、燃料系に固有の周波数に起因する脈動成分も平滑化された燃圧に基づいて燃圧制御が行われるので、より安定した燃圧制御を実現することができる。

第２のマップ５２は、３次元マップであり、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｂ、および燃圧補正係数の基準値ｋＰｆＡＶＥの間の関係が規定されている。エンジンの運転状態は、典型的には、エンジン回転数Ｎｅおよび吸気管圧力Ｐｂによって表されることができる。第２のマップ５２は、エンジンの定常運転状態だけでなく、過渡運転状態も想定して規定されており、燃圧補正係数の基準値ｋＰｆＡＶＥは、これらの運転状態に適合するように設定されている。具体的には、吸気管圧力Ｐｂが高くなるほど、また燃圧脈動振幅が大きい領域ほど、基準値ｋＰｆＡＶＥの値は大きくされる。

第３のマップ５３は、３次元マップであり、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｂ、および学習係数ｋＰｆＧＡＫＵの間の関係が規定されている。ここで、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵは、式（５）によって空燃比補正係数ｋＡＦを学習するための係数である。第３のマップ５３は、エンジンの定常運転状態だけでなく、過渡運転状態も想定して規定しており、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵは、これらのエンジンの運転状態に適合するよう、学習係数更新部３４により学習可能である。該学習係数ｋＰｆＧＡＫＵの初期値は１．０である
典型的には、ＥＣＵ２０によって実行される空燃比制御により、空燃比補正係数ｋＡＦは算出される。学習係数更新部３４は、空燃比補正係数ｋＡＦを受け取り、式（５）に従って、空燃比補正係数ｋＡＦに基づいて学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを算出する。算出した学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを、第３のマップ５３に書き込む。該更新された学習係数ｋＰｆＧＡＫＵは、今回の燃料噴射サイクルでは用いられず、次回以降の燃料噴射サイクルで用いられることとなる。式（５）中の基準値は、予め決められた値である。

排ガスによる空燃比補正係数ｋＡＦによる空燃比補正は、定常運転状態において理論空燃比からの空燃比ずれを有効に補正し、エンジン個体バラツキによる排ガスの排出を抑制する。しかしながら、排ガス成分の検知濃度のフィードバックには制御遅れがあるため、エンジンの過渡運転状態において理論空燃比からずれる場合は、空燃比ずれの補正が遅れる傾向がある。このような遅れを回避するため、空燃比補正係数ｋＡＦは、全運転領域にわたって一定値（この例では、１）に近く保つことが必要である。

本発明によれば、エンジン個体バラツキのため、或る機会において空燃比補正係数ｋＡＦが１より大きい値をとる運転領域においては、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵの値が、式（５）によって小さくされ、該演算結果が、第３のマップ５３に上書きされ学習される（ただし、この機会（サイクル）における空燃比制御には反映されない）。その結果、後の機会において該領域で運転するときは、空燃比制御が、先の機会（すなわち、上記の学習時）よりも空燃比をリッチ方向に補正し、その結果空燃比補正係数ｋＡＦは略１となり、該先の機会における該領域のエンジン過渡運転状態における空燃比変動よりも、変動度合いを抑制することができるという効果がある。結果として、排ガスの空燃比は、エンジンの運転状態／エンジン個体バラツキによらず、理論空燃比に保たれ、排ガスは触媒にて効果的に浄化されることができる。

補正係数演算部３５は、運転状態検出部３０から受け取った吸気管圧力Ｐｂおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて第２のマップ５２を参照し、対応する燃圧補正係数の基準値ｋＰｆＡＶＥを求める。また、補正係数演算部３５は、吸気管圧力Ｐｂおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて第３のマップ５３を参照し、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを求める。補正係数演算部３５は、式（６）に従って、燃圧補正係数の基準値ｋＰｆＡＶＥに対し、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを乗算する。該乗算により算出される値は、学習値により補正済みの燃圧補正係数の基準値である。

燃料噴射量算出部３６は、式（７）に従って、第１の平均燃圧ＰｆＡＶＥ１に、該学習値による補正済み燃圧補正係数の基準値を乗算することにより、第１の平均燃圧ＰｆＡＶＥ１を補正する。燃料噴射量算出部３６は、式（８）に従って、燃料噴射量補正のための燃圧補正係数ｋＰｆを算出し、さらに、式（９）に従って、燃料噴射量Ｔｏｕｔを算出する。算出された燃料噴射量Ｔｏｕｔを示す制御信号は、燃料噴射装置１４（図１）に供給される。

ここで、Ｔｉは、エンジンの運転状態に応じて決められる、基本燃料噴射量を示す。「他の補正係数」には、エンジン水温に応じた補正係数、吸気温に応じた補正係数、空燃比に応じた補正係数（上記のｋＡＦに相当する）などが含まれる。

燃料噴射においてサンプリング／制御すべき燃圧の値は、燃料噴射弁の入口の燃圧（図１に示すようなデリパリパイプ１５内の燃圧であり、以下、デリパイ内燃圧と呼ぶ）である。燃圧センサは、該センサ近傍の燃料圧を検知する。したがって、最適な燃圧センサの取り付け位置は、デリバリパイプ上である。燃圧センサをデリバリパイプ上に取り付けないと、検知された燃圧値と、デリパイ内燃圧値の間に偏差が生じることがある。これは、燃圧センサ取り付け位置とデリバリパイプとの間に圧損が発生しやすいからである。圧損の度合いは、燃料流量が多い運転状態（エンジン回転数Ｎｅが高い／吸気管圧力が高い領域）において大きくなる。しかし、そうではあっても、設計の都合上、燃圧センサをデリパイ上に配置することが困難な場合がある。その場合とは、たとえば、１）エンジンのレイアウト上、デリバリパイプ上に燃圧センサの取り付けができず、燃圧センサを燃料配管途中に配置した場合、２）Ｖ型エンジンにおいて、デリバリパイプがバンクごとに配置され、両方のデリバリパイプが燃料配管で連通されるといった燃料系構造において、燃圧センサを１個取り付けるレイアウトを選定し、該燃圧センサを片側のデリバリパイプのみに配置した場合、である。図１では、上記１）の例を示しており、燃圧センサ１６が、燃料管１３に配置されている。

本発明では、燃圧補正係数の基準値ｋＰｆＡＶＥにより、燃圧センサによって検知された燃圧値とデリパイ内燃圧値の間に偏差が生じるおそれのある燃料系のレイアウトにおいて、該検知された燃圧値からＰｆＡＶＥ１を推定することが可能となる（式（７））。また、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを乗算することにより、燃圧センサの出力およびデリバリパイプと燃圧センサを連通する配管の圧損度合いなどに個体バラツキがあっても、該検知された燃圧値からデリパイ内燃圧値ＰｆＡＶＥ１を、より正しく推定することが可能となる（式（７））。

学習係数更新部３４は、図１に示される燃料供給システムに何らかの異常が検出されたならば、第３のマップ内の学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを強制的に１に設定し直す。こうして、不適切に算出されるおそれのある学習係数ｋＰｆＧＡＫＵにより、燃圧補正係数の基準値ｋＰｆＡＶＥが算出されることを回避する。

燃料噴射は、燃圧の検出に対し、速やかに反応するのが好ましい。燃圧の検出に対し燃料噴射に位相遅れが生じると、所望のトルクを良好なタイミングで生じさせることができないおそれがある。したがって、第１のフィルタユニット３１の出力、すなわち第１の平均燃圧ＰｆＡＶＥ１に基づいて、燃料噴射量を算出する。それに対し、燃圧の制御には、速応性よりも、制御発散や振動の元となる高周波成分を除いた平均燃圧が必要とされる。したがって、第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２に基づいて、燃圧を制御する。

より正確な燃圧、すなわち第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２に基づいて燃圧が制御されるので、燃圧の制御は、より安定する。燃圧の制御が安定すると、制御振動が無くなり、燃圧センサにより検出される燃圧が安定し、よって、該検出される燃圧に基づいて算出される燃圧補正係数の安定さが増す。こうして、より安定的に、燃料噴射量を補正することができる。

図３〜図５を参照して、本発明の一実施形態に従うプロセスのフローチャートを説明する。該プロセスは、ＥＣＵ２０によって実施される。

図３は、燃圧を制御するプロセスを示す。該プロセスは、所定の時間間隔で実施される。

ステップＳ１において、クランク角センサおよび吸気管圧力センサからの出力から、エンジン回転数Ｎｅおよび吸気管圧力Ｐｂを検出する。ステップＳ２において、前述した第１のサンプリングで生成された第１のサンプリング値Ｐｆ１を受け取り、該第１のサンプリング値に対して平滑化処理を適用して第１の平均燃圧ＰｆＡＶＥ１を算出する。

ステップＳ３において、前述した第２のサンプリングで生成された第２のサンプリング値Ｐｆ２を受け取り、該第２のサンプリング値に対して平滑化処理を適用して、第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２を算出する。

ステップＳ４において、前述した第１のマップ５１を、エンジン回転数Ｎｅおよび吸気管圧力Ｐｂに基づいて参照し、対応する目標燃圧ｔａｒｇｅｔＰｆを求める。

ステップＳ５において、目標燃圧ｔａｒｇｅｔＰｆと、第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２とを比較する。両者が等しければ、ステップＳ６に進み、現在のデューティ比を維持するための制御信号をポンプ駆動装置２１（図１）に送出する。目標燃圧ｔａｒｇｅＰｆが第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２より大きければ、デューティ比を増やすための制御信号をポンプ駆動装置２１に送出し、燃圧を増やす（Ｓ７）。目標燃圧ｔａｒｇｅＰｆが第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２より低ければ、デューティ比を減らすための制御信号をポンプ駆動装置２１に送出し、燃圧を減らす（Ｓ８）。

図４は、燃料噴射量を算出するためのプロセスを示す。ステップＳ２１からステップＳ２３は、図３のステップＳ１、Ｓ２およびＳ４の処理と同じであり、わかりやすさのため、重複するよう記載されている。

ステップ２４において、前述した第２のマップ５２を、エンジン回転数Ｎｅおよび吸気管圧力Ｐｂに基づいて参照し、対応する燃圧補正係数の基準値ｋＰｆＡＶＥを求める。ステップＳ２５において、前述した第３のマップ５３を、エンジン回転数Ｎｅおよび吸気管圧力Ｐｂに基づいて参照し、対応する学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを求める。

ステップＳ２６において、前述した式（６）に従い、燃圧補正係数の基準値ｋＰｆＡＶＥに、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを乗算することにより、学習値による補正済み燃圧補正係数の基準値を算出する。ステップＳ２７において、前述した式（７）に従い、第１の平均燃圧ＰｆＡＶＥ１を、該学習値による補正済みの燃圧補正係数の基準値で補正する。

ステップＳ２８において、前述した式（８）に従い、補正された第１の平均燃圧ＰｆＡＶＥ１に基づいて、燃圧補正係数ｋＰｆを算出する。ステップＳ２９において、前述した式（９）に従い、燃圧補正係数ｋＰｆに基づいて、燃料噴射量Ｔｏｕｔを算出する。

図５は、学習係数を算出するプロセスを示す。該プロセスは、所定の時間間隔で実行される。

ステップＳ４１において、図１に示されるような燃料供給系に何らかの異常が検出されているかどうかを判断する。燃料供給系の異常は、適切な任意の処理によって検出されることができる。燃料供給系に何らかの異常が検出されていれば、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを値１に設定し、学習を停止する（Ｓ４２）。燃料供給系が正常ならば、ステップＳ４３に進み、エンジンが始動モードにあるかどうかを判断する。始動モードは、エンジンの過渡運転状態の１つであり、よって学習を実行するのは好ましくないので、該プロセスを終了する。

始動モードになければ、ステップＳ４４において、エンジンが定常運転状態にあるかどうかを判断する。エンジンが定常運転状態にない時に学習すると不適切な学習係数が算出されるおそれがあるので、該ステップの判断がＮｏならば、該プロセスを終了する。エンジンが定常運転状態にあるならば、ステップＳ４５に進み、エンジン回転数Ｎｅおよび吸気管圧力Ｐｂを読み込む。

ステップＳ４６において、空燃比制御ルーチンによって別途算出されている空燃比補正係数ｋＡＦを受け取る。ステップＳ４７において、空燃比補正係数ｋＡＦを加重平均処理し、加重平均値ｋＡＦＡＶＥを算出する。加重平均処理により、空燃比補正係数ｋＡＦによって学習係数ｋＰｆＧＡＫＵがばらつくことを回避することができる。

ステップＳ４８において、空燃比補正係数ｋＡＦのサンプル数が所定値に達したかどうかを判断する。この判断がＹｅｓならば、ステップＳ４８において、所定のサンプル数の空燃比補正係数ｋＡｆの加重平均値が算出されたことを示す。所定のサンプル数に達していなければ、このプロセスを終了する。

ステップＳ４９において、加重平均値ｋＡＦＡＶＥと、中央値（たとえば、１．０）とを比較する。両者の値が同じならば、現在の空燃比が理論空燃比に維持されていることを示すので、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵの現在の値を維持する（Ｓ５０）。加重平均値が中央値より小さければ、空燃比制御により、空燃比がリーンに向けて制御されることを示す。ステップＳ５１において、上記の式（５）を実施することにより、学習係数ｋＰＦＧＡＫＵを増やす。加重平均値ｋＡＦＡＶＥが中央値より大きければ、空燃比制御により、空燃比がリッチに向けて制御されることを示す。ステップＳ５２において、上記の式（５）を実施することにより、学習係数ｋＰＦＧＡＫＵを減らす。

ステップＳ５３において、算出された学習係数ｋＰｆＧＡＫＵが、所定の上限値または下限値に達しているかどうかを判断する。学習係数ｋＰｆＧＡＫＵが上限値に達していれば、該学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを上限値にセットし、下限値に達していれば、該学習係数ｋＰｆＧＡＫＵを下限値にセットする（Ｓ５４）。こうして、学習係数ｋＰｆＧＡＫＵが、過度に変更されるのを回避する。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明した。上記の実施形態において、代替的に、吸気管圧力Ｐｂに代えて、エアフローメータ（ＡＦＭ）によって計測可能な吸入空気量を用いてもよい。

他の実施形態では、第２のフィルタユニット３２は、複数の平滑処理を実行するよう構成されることができる。たとえば、上記の式（４）で表される第２の平滑処理に加え、式（１０）で示されるような平滑処理を追加することができる。ここで、ｋ’_２は、第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２のサンプリング時刻を示す。

たとえば、燃料系における共振に起因して、燃圧センサの検出値に、複数の周波数成分からなる脈動が含まれるおそれがある。このような場合には、前述した第２の平滑処理だけでは、燃料系における共振に起因した脈動を平滑化することができないおそれがある。したがって、該脈動を構成する周波数成分のそれぞれについて、平滑処理を設けることができる。当然ながら、該周波数成分のそれぞれを抽出することができるように、第２の平均燃圧ＰｆＡＶＥ２のサンプリング周波数は設定され、該サンプリング周波数に応じて、式中のｈの値は設定される。

本発明は、汎用の（例えば、船外機等の）内燃機関に適用可能である。

この発明の一実施例に従う、燃料供給システムを概略的に示す図。この発明の一実施例に従う、ＥＣＵの機能ブロック図。この発明の一実施例に従う、燃圧制御プロセスのフローチャート。この発明の一実施例に従う、燃料噴射量を算出するプロセスのフローチャート。この発明の一実施例に従う、学習係数を算出するプロセスのフローチャート。

符号の説明

１２フィードポンプ
１３燃料管
１４燃料噴射装置
１５デリバリパイプ
１６燃圧センサ
２０ＥＣＵ
２５エンジン

Claims

内燃機関への燃料供給を制御するための装置であって、
燃料噴射弁を介して噴射される燃料の圧力を検出する燃圧センサと、
前記内燃機関の運転状態を検出する手段と、
前記検出された運転状態に基づいて、燃圧補正係数の基準値を求める手段と、
前記内燃機関の空燃比に基づいて、学習係数を算出する手段と、
前記燃圧補正係数の基準値に前記学習係数を適用することにより、該学習係数により補正済みの燃圧補正係数の基準値を算出する手段と、
前記検出された燃料の圧力を、前記学習係数により補正済みの燃圧補正係数の基準値で補正する手段と、
前記補正された燃料の圧力と、所定の目標値とに基づいて、燃料噴射量のための燃圧補正係数を算出する手段と、
前記算出された燃圧補正係数に基づいて、前記燃料噴射弁を介して噴射する燃料の量を算出する手段と、
を備える、装置。
燃料タンクから燃料噴射弁に至る系を含む燃料供給系に何らかの異常が検出されたならば、前記燃圧補正係数の基準値への前記学習係数の適用により該基準値が変更されないように、該学習係数を所定値に設定する、
請求項１に記載の装置。
前記燃圧センサの出力を、該燃圧センサの出力に脈動を発生させる前記燃料噴射の周期の１／ｍ（mは２以上の整数）の周期でサンプリングして、第１のサンプリング値を生成する第１のサンプリング手段と、
前記第１のサンプリング値を平滑化して、第１の平均燃圧を算出する第１の平滑化手段と、
前記燃圧センサの出力に脈動を発生させる、燃料タンクから前記燃料噴射弁に至る系に固有の周波数に対応する周期の１／ｎ（ｎは２以上の整数）の周期で、前記第１の平均燃圧をサンプリングして、第２のサンプリング値を生成する第２のサンプリング手段と、
前記第２のサンプリング値を平滑化して、第２の平均燃圧を算出する第２の平滑化手段と、
前記第２のサンプリング値が前記所定の目標値に収束するように、前記燃料噴射における燃料の圧力を制御する制御手段と、
を備える、請求項１または２に記載の装置。