JP6326960B2

JP6326960B2 - 内燃機関のスロットル位置判定システム及び内燃機関の燃料噴射制御システム

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Publication number: JP6326960B2
Application number: JP2014104954A
Authority: JP
Inventors: 健太杉本; 和良島谷
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-05-21
Also published as: DE112015000121B4; JP2015218700A; WO2015178349A1; DE112015000121T5

Description

本発明は、内燃機関のスロットル位置判定システム及び内燃機関の燃料噴射制御システムに関し、特に、スロットルの全閉状態を判定する内燃機関のスロットル位置判定システム及び内燃機関の燃料噴射制御システムに関する。

従来、自動二輪車等の車両の内燃機関では、内燃機関に供給される空気の吸入量（吸気量）がスロットル（アクセル）の開度で調整される。そのスロットルの開度を見るために、スロットルバルブの回転軸にはＴＰＳ（Throttle Position Sensor）が取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。このＴＰＳでスロットルバルブの開度を直接検出することにより、スロットルバルブの全閉状態を判定することが可能になっている。また、ＴＰＳはコストアップの原因となるため、ＴＰＳを用いずにスロットルバルブの全閉状態を判定するスロットル位置判定システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、吸気管内の圧力（吸気圧）の最大値を検出し、この圧力の最大値から燃料カットのタイミング、すなわち、スロットルの全閉状態を判定している。

特開平１０−３３９１８７号公報特開２００４−１６２６６０号公報

特許文献２に記載のスロットル位置判定システムでは、クランクシャフトのクランクパルスを取得するタイミングに合わせて吸気圧が検出される。この場合、吸気圧の最大値とクランクパルスとの出力タイミングが一致するとは限らない。このため、検出される吸気圧の値が、必ずしも最大値を示しているとは限らなかった。このように、検出される吸気圧の値には、吸気圧の最大値とクランクパルスとの出力タイミングのずれに起因する誤差が含まれていた。また、吸気圧の最大値は、吸気行程の初期、すなわち、吸気バルブ及び排気バルブの両方が開いた区間（オーバーラップ）で発生する。このため、吸気圧の最大値は排気脈動の影響を受けて安定していないことが多い。よって、吸気圧の最大値の検出精度が影響を受け、結果としてスロットルの全閉検出の精度が低くなるという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＴＰＳを用いることなく安価な構成で、スロットルの全閉状態を高精度に検出することができる内燃機関のスロットル位置判定システム及び内燃機関の燃料噴射制御システムを提供することを目的とする。

本発明の内燃機関のスロットル位置判定システムは、車両に搭載され、スロットルの位置を判定する内燃機関のスロットル位置判定システムであって、内燃機関の吸気管内の吸気圧を検出する吸気圧センサと、クランクシャフトの回転角度情報を取得し、送信するクランクシャフト回転角度検出手段とを備え、前記クランクシャフト回転角度検出手段で取得した前記クランクシャフトの回転角度が内燃機関の膨張行程開始後から排気行程完了前までの範囲における回転角度内にあるときに前記吸気圧センサで検出した吸気圧の値を基にして、前記スロットルの全閉状態を判定することを特徴とする。

この構成によれば、吸気圧の値からスロットルの全閉状態を判断するため、ＴＰＳを用いることなく、スロットルの全閉状態を検出することができる。このため、スロットル位置判定のための構成を簡素化することができ、整備性や生産性を向上することができる。また、クランクシャフトの回転角度が所定範囲内にあるときに吸気圧を取得するため、例えば、クランクシャフトの回転角度範囲を吸気圧が安定する範囲に設定することで、スロットルの全閉状態の検出精度を高めることができる。また、内燃機関の膨張行程開始後から排気行程完了前の範囲で検出される吸気圧は、スロットル全閉時では徐々に上昇しており、スロットル微開時では一定の値に落ち着いている。よって、スロットル全閉時の吸気圧と微開時の吸気圧との差が大きくなるため、スロットルの全閉状態が判定し易くなる。また、吸気バルブが閉じた状態で吸気圧が検出されるため、排気脈動等の影響を排除することができる。よって、安定した吸気圧を取得することができ、より高精度にスロットルの全閉状態を検出することができる。

また、本発明の内燃機関の燃料噴射制御システムは、上記の内燃機関のスロットル位置判定システムと、燃料噴射装置と、前記燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置と、を備える内燃機関の燃料噴射制御システムであって、前記燃料噴射制御装置は、前記内燃機関のスロットル位置判定システムによって得られた前記スロットルの全閉状態の判定結果を用いて、前記燃料噴射装置の燃料噴射の実施、停止及び噴射量を制御することが好ましい。この場合、簡易な構成で燃料噴射制御を高精度に実現することができると共に、燃費性能が向上する。

また、本発明の上記内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、前記スロットルの全閉状態の判定は、前記吸気圧センサで検出した吸気圧と予め算出された閾値とを比較することで実施され、前記閾値は、燃料噴射を実施している場合と、燃料噴射を停止している場合とでは異なることが好ましい。この場合、吸気圧の閾値に差を設けることで、吸気圧の値が閾値付近にあるときに、スロットルが全閉と判断されたり非全閉と判断されたりするのが繰り返されて、燃料噴射の実施と停止が繰り返されるのを防止することができる。この結果、エンジンの回転数が激しく上下するハンチングを防止することができる。

本発明の内燃機関のスロットル位置判定システムによれば、クランクシャフトの所定角度範囲で検出される吸気圧を基にスロットルの全閉状態を判定することにより、ＴＰＳを用いることなく安価な構成で、スロットルの全閉状態を高精度に検出することができる。

本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムの概要図である。本実施の形態に係るクランクシャフト及びクランク角センサの模式図である。内燃機関の所定回転数時のクランク位置と吸気圧との関係を示すグラフである。クランクシャフトの所定箇所におけるエンジン回転数とスロットル全閉時の吸気圧との関係を示すグラフである。本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムの燃料カット動作を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムについて詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムは、以下に示す構成に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムは、例えば、自動二輪車のエンジンに適用される。また、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムは、内燃機関の燃料噴射を制御するものであればどのような装置に適用されてもよく、他の車両等にも適用可能である。

先ず、図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムの概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムの概要図である。図１Ａは内燃機関に接続される吸気管周辺の構成例を示し、図１Ｂは内燃機関の燃料噴射制御システムの概念図である。図２は、本実施の形態に係るクランクシャフト及びクランク角センサの模式図である。なお、本実施の形態では、単気筒エンジンを備えた自動二輪車を適用例として説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システム１は、自動二輪車（不図示）のクランクシャフト４が所定の角度範囲内にあるときに、エンジン（不図示）の吸気管２１内の圧力（吸気圧）を検出するように構成されている。そして、燃料噴射制御システム１は、検出された吸気圧からスロットル２２の開度を判定し、その判定結果から燃料噴射の実施、停止等を制御する。これらにより、簡易な構成で燃料噴射制御を高精度に実現することができる。

吸気管２１内には、スロットル２２の操作に応じて吸気管２１内の流路を開閉するスロットルバルブ２３が設けられている。スロットルバルブ２３の開き具合は、スロットル２２の操作量に応じて調整される。これにより、燃焼室（不図示）内に取り込まれる空気の量が調整される。なお、本実施の形態において、スロットル２２の開度とは、スロットルバルブ２３の開き具合を示している。例えば、スロットル２２の全開状態とは、スロットルバルブ２３が完全に開いた状態を示し、スロットル２２の全閉状態とは、スロットルバルブ２３が完全に閉じた状態を示す。

また、スロットルバルブ２３の下流側の吸気管２１内には、吸気管２１内の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ２４が設けられている。吸気圧センサ２４は、例えば、半導体式の圧力センサで構成される。吸気圧センサ２４で検出された吸気圧の値は、ＥＣＭ３に入力される。吸気圧センサ２４よりさらに下流側の吸気管２１内には、燃焼室に向かって燃料を噴射するインジェクタ２６（燃料噴射装置）が設けられている。インジェクタ２６は、ＥＣＭ３からの指令に従って、燃料の噴射、停止、噴射量の調節等を行う。

また、本実施の形態では、図２に示すように、クランクシャフト４の回転角度情報をクランク角センサ２５（クランクシャフト回転角度検出手段）で取得し、クランクシャフト４が所定の角度範囲にあるときに吸気圧が検出される。クランクシャフト４の一端には、クランクシャフト４と一体回転する円形状の回転部材４１が設けられる。この回転部材４１の外周には、径方向に突出する複数の歯４２ａ〜４２ｋが形成されている。歯４２ａ〜４２ｋは、回転部材４１の周方向に等間隔（３０°毎）に合計１１個形成されており、歯４２ａと歯４２ｋとの間の一箇所が欠歯している。

また、各歯４２には、歯４２ａ〜４２ｋの順に番号が付されている。４ストロークエンジンでは、１サイクルでクランクシャフト４が２回転するため、各歯４２について２回転分の番号が付される。例えば、１回転目の歯４２ａ〜４２ｋでは０〜１０の番号が付され、欠歯部分では１つ番号を飛ばして、２回転目の歯４２ａ〜４２ｋでは１２〜２２の番号が付される。この欠歯部分があることにより、各歯４２の位置を特定することができる。また、各歯４２の番号から、クランクシャフト４がどの行程に位置しているか、すなわち、クランク位置を検出することができる。なお、図２に示す状態では、クランクシャフト４が上死点に位置している。また、１１個の歯４２にそれぞれ付された番号と内燃機関の各行程との対応関係については後述する。

クランクシャフト４の外側には、例えば、ＧＭＲ素子やＭＲ素子等によって構成されるクランク角センサ２５が固定されている。クランクシャフト４が回転して、クランク角センサ２５に対向する歯４２がクランク角センサ２５を通過するとき、クランク角センサ２５は磁場の変化を検出する。クランク角センサ２５は、この磁場の変化をクランクパルス（回転角度情報）として取得する。このクランクパルスは、ＥＣＭ３に入力（送信）される。

図１に戻り、エンジンを統括制御するＥＣＭ３は、エンジン内の各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、上述したクランクシャフト４の回転角度情報や、吸気圧センサ２４で取得された吸気圧の値等が記憶される。また、ＥＣＭ３は、燃料噴射の実施等を制御する燃料噴射制御装置３１と、スロットル２２の全閉状態を判定するスロットル位置判定手段３２とを備えている。スロットル位置判定手段３２は、吸気圧センサ２４で検出した吸気圧の値を基にして、スロットル２２の全閉状態を判定する。燃料噴射制御装置３１は、スロットル位置判定手段３２によって得られたスロットル２２の全閉状態の判定結果を基にして、インジェクタ２６の燃料噴射を制御する。ここで、上記した吸気圧センサ２４、クランク角センサ２５及びスロットル位置判定手段３２は、本実施の形態に係る内燃機関のスロットル位置判定システム３３を構成する。

このように構成された内燃機関の燃料噴射制御システム１では、クランクシャフト４が所定角度範囲にあるときに、吸気圧センサ２４によって吸気管２１内の吸気圧が検出される。そして、スロットル位置判定手段３２は、その吸気圧の値を基にスロットル２２の開度が全閉か否かを判断する。スロットル２２の開度が全閉であると判断されると、燃料噴射制御装置３１は、インジェクタ２６に燃料噴射停止の指令を出す。一方、スロットル２２の開度が全閉でないと判断されると、燃料噴射制御装置３１は、インジェクタ２６に対して、スロットル２２の開度に応じた量の燃料を噴射する指令を出す。これらによって、適切な燃料噴射制御が実現される。

次に、図３を参照して、内燃機関の所定回転数時のクランク位置と吸気圧の関係について説明する。図３は、内燃機関の所定回転数時のクランク位置と吸気圧との関係を示すグラフである。図３において、横軸はクランクシャフトの回転角度位置（クランク位置（°））を示し、左側の縦軸は吸気圧を示し、右側の縦軸は吸気バルブ及び排気バルブのリフト量を示している。実線のグラフはクランク位置と吸気圧の関係を示しており、スロットルの開度に合わせて複数の曲線が引かれている（全開（１００％）、５０％、２５％、１２．５％、６．２５％、全閉（０％））。グラフにプロットされている数字は、図２に示す歯の番号を示しており、各曲線共に同一のクランク位置で吸気圧が検出されている。以下、クランク位置を歯の番号（クランク番号）で示す。なお、説明の便宜上、クランク番号は、偶数番号のみ表示している。また、一点鎖線で示すグラフは吸気バルブのリフト量を示し、２点鎖線で示すグラフは排気バルブのリフト量を示している。

先ず、クランク位置と吸気及び排気バルブのリフト量について説明する。図３に示すように、内燃機関の各行程は、クランク位置０°から膨張、排気、吸気、圧縮の４行程が順に繰り返し実施される。曲線ＥＸで示すように、排気バルブは、膨張行程の後半から開き始め、排気行程で完全に開いた状態になる。そして、排気バルブは、吸気行程開始後僅かに進んだ位置で完全に閉じられる。

一方、吸気バルブは、曲線ＩＮで示すように、排気行程の後半から開き始め、吸気行程で完全に開いた状態になる。そして、吸気バルブは、圧縮行程開始後僅かに進んだ位置で完全に閉じられる。このように、４ストロークエンジンでは、排気行程から吸気行程に移行する際（クランク位置３６０°及び１０８０°付近（クランク番号１８））に、吸気バルブと排気バルブとの両方が開いた区間、すなわち、オーバーラップ区間が存在する。

次に、クランク位置と吸気圧について説明する。全開状態（１００％）では、どの行程においても、吸気圧がほぼ大気圧相当を示しており、吸気行程において僅かに下がった値を示している。開度が５０％の場合には、全開状態とほぼ同様に、吸気圧は常に大気圧相当付近を示しており、吸気行程において僅かに下がった値を示している。

開度が２５％の場合には、膨張行程から排気行程までは、全開状態と同様に、吸気圧は大気圧相当を示している。吸気行程開始後から吸気圧が低下し、クランク番号２２の位置で最も下がった値を示している。そして、吸気圧は、圧縮行程の開始までに大気圧相当まで上昇した後、再び膨張行程、排気行程の間ほぼ一定の値を示している。

開度が１２．５％の場合には、膨張行程から排気行程までは、全開状態と同様に、吸気圧は大気圧相当を示している。吸気行程開始後から吸気圧が低下し、クランク番号２２の位置で最も下がった値を示している。そして、吸気圧は、圧縮行程の途中で大気圧相当まで上昇した後、再び膨張行程、排気行程の間ほぼ一定の値を示している。

開度が６．２５％の場合には、膨張行程から排気行程までは、全開状態と同様に、吸気圧は大気圧相当を示している。吸気行程開始後から吸気圧が低下し、クランク番号２２の位置で最も下がった値を示している。そして、吸気圧は、圧縮行程が終了する手前で大気圧相当まで上昇した後、再び膨張行程、排気行程の間ほぼ一定の値を示している。

これらに対し、スロットル２２が全閉状態（０％）の場合では、曲線Ｃに示すように、膨張行程開始時に吸気圧は、大気圧相当値よりもはるかに低い値を示している。そして、膨張行程から排気行程の間、吸気圧は徐々に上昇して、排気行程から吸気行程に移行する際（クランク位置３６０°及び１０８０°付近（クランク番号１８））に、最大値まで上昇する。そして、吸気行程では、吸気圧が急激に低下し、吸気行程から圧縮行程に移行する際（クランク位置５４０°及び１２６０°付近（クランク番号０））に、吸気圧は、最小値まで低下する。そして、圧縮行程から排気行程までの間に、吸気圧は徐々に上昇して再び最大値に到達する。

以上のように、スロットル２２の開度が６．２５％から１００％（全開）の場合には、膨張行程から排気行程までの間（具体的には、クランク番号８〜１６）で吸気圧が一定の値に落ち着いている。一方、スロットル２２が全閉の状態では、膨張行程から排気行程までの間で吸気圧が徐々に上昇している。このため、スロットル２２の全閉状態とそうでない状態（非全閉状態）とでは、吸気圧の値の差が生じている。

本実施の形態では、所定の範囲、すなわち、クランクシャフトの回転角度が内燃機関の膨張行程開始後から排気行程完了前までの範囲で吸気圧を検出している。より具体的には、膨張行程開始後僅かに進んだ位置（クランク番号８）から排気行程完了の僅かに手前の位置（クランク番号１６）の間で吸気圧が検出される。このため、例えば、クランク歯号１０の位置での吸気圧の値が、スロットル２２の全閉状態における吸気値よりも大きければ、スロットル２２は全閉状態でない、と判断することができる。

このように、膨張行程開始後から排気行程完了前の範囲で検出される吸気圧は、スロットル２２の全閉時では徐々に上昇しているのに対し、スロットル２２の微開から全開時では一定の値に落ち着いている。よって、スロットル２２の全閉時の吸気圧とスロットル２２の非全閉時の吸気圧との差が大きくなるため、スロットル２２の全閉状態が判定し易くなっている。また、クランク番号８〜１６の間の区間では、上述した吸気バルブ及び排気バルブの両方が開いたオーバーラップ区間とは異なっており、吸気バルブが完全に閉じている。このため、吸気圧は排気脈動等の影響を受けることがなく、安定した状態で吸気圧を検出することができる。この結果、高精度にスロットル２２の全閉状態を検出することができる。

因みに、図３はアイドル回転数におけるクランク位置と吸気圧の関係を表しているが、アイドル回転数以外の回転数、例えば、走行時の常用回転数においても同様の傾向を示す。従って通常走行時にスロットル２２を全閉状態とした場合においても、上記同様に高精度に検出することができる。

次に、図４を参照して、スロットル全閉時の吸気圧と、スロットルの全閉状態を判定する際の閾値について説明する。図４は、クランクシャフトの所定箇所（クランク番号１６）におけるエンジン回転数とスロットル全閉時の吸気圧との関係を示すグラフである。図４では、横軸をエンジン回転数（ｒｐｍ）とし、縦軸を吸気圧とする。

図４に示すように、曲線Ｐは、クランク番号１６における、スロットル２２（図１参照）全閉時の吸気圧を示している。スロットル２２全閉時では、エンジンの回転数が下降するに従って、吸気圧が上昇している。本実施の形態では、検出された吸気圧に対して所定の値を加えた値を、スロットル２２の全閉状態の判定に用いる閾値としている。この所定の値は、例えば、従来のスロットルポジションセンサが全閉状態の判定を行う微小スロットル開度における吸気圧値を用いてもよい。さらに、要求される全閉状態の判断精度に基づいて適宜変更することができる。

また、閾値には、下限値Ｌと上限値Ｈとが設けられており、閾値は一定の幅を有している。図４に示す曲線Ｌは下限値Ｌを示しており、検出された吸気圧が下限値Ｌより小さい場合には、スロットル２２が全閉であると判断される。このように、曲線Ｌより下の領域は、スロットル２２を全閉と判断する「全閉みなし領域Ｒ_Ｌ」を表している。一方、曲線Ｈは上限値Ｈを示しており、検出された吸気圧が上限値Ｈより大きい場合には、スロットル２２は全閉でないと判断される。このように、曲線Ｈより上の領域は、スロットル２２を非全閉と判断する「非全閉みなし領域Ｒ_Ｈ」を表している。

また、曲線Ｌと曲線Ｈとの間の領域は、中間領域Ｒ_Ｍとなっている。詳細は後述するが、検出された吸気圧が中間領域Ｒ_Ｍ内にある場合、直前のスロットル２２の開閉状態がそのまま反映される。例えば、直前の状態がスロットル２２全閉と判断されていれば、スロットル２２全閉と判断され、直前の状態がスロットル２２非全閉と判断されていれば、スロットル２２非全閉と判断される。本実施の形態では、上述したように、クランク番号８〜１６の何れか１つで検出した吸気圧から、閾値（下限値Ｌ及び上限値Ｈ）が算出される。なお、必要に応じて複数のクランク番号において吸気圧を検出し、それぞれのクランク番号毎に閾値を算出してもよい。

次に、図３から図５を参照して、本実施の形態に係る燃料噴射制御フローについて説明する。図５は、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システムの燃料カット動作を示すフローチャートである。なお、フローチャート中で示すＦＦＣとは、燃料カット指令を出すための燃料カット用フラグを示している。例えば、ＦＦＣ＝０であれば燃料カット指令が出され、ＦＦＣ＝１であれば燃料カット指令が解除される。

図６に示すように、制御開始後、先ず、燃料噴射制御装置３１は、燃料カットを実施するための前提条件が揃っているかを判断する（ステップＳＴ１０１）。前提条件としては、例えばエンジンが温まっていることや、吸気圧センサ２４やクランク角センサ２５等の各種センサに故障が生じていないこと等が挙げられる。前提条件が揃っていない場合（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、燃料カット用フラグがオフに設定され（ＦＦＣ＝１）、制御が終了する。前提条件が揃っている場合（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、燃料噴射制御装置３１は、クランクシャフト４が所定の角度範囲に位置しているかどうかを判定する（ステップＳＴ１０２）。具体的には、燃料噴射制御装置３１は、クランク角センサ２５から得られたクランクパルスを基にクランク位置を判定する。

クランク位置が所定範囲（図３のクランク番号８〜１６で示す範囲）内でない場合（ステップＳＴ１０２：ＮＯ）、制御は終了する。クランク位置が所定範囲内である場合（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ）、そのときのエンジン回転数、吸気圧、吸気圧の閾値（下限値Ｌ及び上限値Ｈ（図４参照））がそれぞれ算出される。そして、燃料噴射制御装置３１は、現在燃料カット実施中かどうかを判定する（ステップＳＴ１０３）。

燃料カット中でない（ＦＦＣ＝１）場合（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）、スロットル位置判定手段３２は、吸気圧センサ２４で検出された吸気圧の値が閾値の下限値Ｌより小さいかを判定する（ステップＳＴ１０４）。吸気圧の値が下限値Ｌ以上の場合（ステップＳＴ１０４：ＮＯ）、スロットル位置判定手段３２は、スロットル２２が全閉状態でないと判断する。そして、燃料噴射制御装置３１は、燃料カット用フラグをオフの状態（ＦＦＣ＝１）で維持する。この場合、燃料噴射制御装置３１は、スロットル２２の開き具合に応じた量の燃料を噴射するように、インジェクタ２６に指令を出した後、制御を終了する。

吸気圧の値が下限値Ｌより小さい場合（ステップＳＴ１０４：ＹＥＳ）、スロットル位置判定手段３２は、スロットル２２が全閉状態であると判断する。燃料噴射制御装置３１は、燃料カット用フラグをオン（ＦＦＣ＝０）に設定する。そして、燃料噴射制御装置３１は、燃料カットをする指令をインジェクタ２６に出して（燃料カット実行）、制御を終了する。

ステップＳＴ１０３において、燃料カット中である（ＦＦＣ＝０）場合（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）、スロットル位置判定手段３２は、吸気圧の値が閾値の上限値Ｈより大きいかを判断する（ステップＳＴ１０５）。吸気圧の値が上限値Ｈ以下である場合（ステップＳＴ１０５：ＮＯ）、スロットル位置判定手段３２は、スロットル２２が全閉状態であると判断する。燃料噴射制御装置３１は、燃料カット用フラグをオンの状態（ＦＦＣ＝０）で維持する。そして、燃料噴射制御装置３１は、インジェクタ２６に燃料カット維持の指令を出した後、制御を終了する。

吸気圧の値が上限値Ｈより大きい場合（ステップＳＴ１０５：ＹＥＳ）、スロットル位置判定手段３２は、スロットル２２が全閉状態でないと判断する。燃料噴射制御装置３１は、燃料カット用フラグをオフ（ＦＦＣ＝１）に設定する。そして、燃料噴射制御装置３１は、燃料カットを解除する指令をインジェクタ２６に出す（燃料カット解除）。また、燃料噴射制御装置３１は、スロットル２２の開き具合に応じた量の燃料を噴射するように、インジェクタ２６に指令を出した後、制御を終了する。

本実施の形態において、ステップＳＴ１０３では、スロットル位置判定手段３２が、直前の状態が燃料カット中であるか否かを判定する。すなわち、ステップＳＴ１０３では、スロットル位置判定手段３２が、検出された吸気圧を下限値Ｌ又は上限値Ｈのどちらで比較するのかを、直前のスロットル２２の開閉状態を基にして決定する。ステップＳＴ１０４では、下限値Ｌを基に燃料カット実行か燃料噴射維持かが判定される。ステップＳＴ１０５では、上限値Ｈを基に燃料カット解除か燃料カット維持かが判定される。

スロットル位置判定手段３２（燃料噴射制御装置３１）は、図４に示すように、吸気圧センサ２４（図１参照）で検出した吸気圧が全閉みなし領域Ｒ_Ｌにあれば、スロットル２２全閉と判定して燃料カットを実行する。一方、吸気圧が非全閉みなし領域Ｒ_Ｈにあれば、スロットル２２非全閉と判定して燃料カットを解除する。また、吸気圧が中間領域Ｒ_Ｍにある場合は、直前の燃料カットの状況（直前のスロットル２２の開閉状態）に合わせて、燃料カット用フラグ（ＦＦＣ）の値を維持する。

本実施の形態では、スロットル２２の全閉状態の判定に用いる吸気圧の閾値は、燃料噴射を実施している場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）と、燃料噴射を停止している場合（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）とでは異なる。このように、閾値（下限値Ｌ及び下限値Ｈ）に差を設け、中間領域Ｒ_Ｍに幅を持たせたことにより、検出された吸気圧の値が全閉みなし領域Ｒ_Ｌと非全閉みなし領域Ｒ_Ｈとの境界領域（中間領域Ｒ_Ｍ）にあっても、燃料噴射の実施と停止が繰り返されるのを防止することができる。この結果、エンジンの回転数が激しく上下するハンチングを防止することができる。

以上のように、本実施の形態に係る内燃機関のスロットル位置判定システム３３によれば、吸気圧の値からスロットル２２の全閉状態を判断するため、ＴＰＳを用いることなく、スロットル２２の全閉状態を検出することができる。このため、スロットル２２の位置判定のための構成を簡素化することができ、整備性や生産性を向上することができる。また、クランクシャフト４の回転角度が所定範囲内にあるときに吸気圧を取得するため、例えば、クランクシャフト４の回転角度範囲を吸気圧が安定する範囲（クランク番号８〜１６）に設定することで、スロットル２２の全閉状態の検出精度を高めることができる。また、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御システム１によれば、スロットル位置判定システム３３の判定結果を燃料制御に用いることで、簡易な構成で燃料噴射制御を高精度に実現することができると共に、燃費性能が向上する。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態において、内燃機関の燃料噴射制御システム１は、単気筒エンジンに適用される構成としたが、この構成に限定されない。内燃機関の燃料噴射制御システム１は、例えば、多気筒エンジンに適用されてもよい。この場合、それぞれのシリンダに対して独立した吸気管２１、スロットルバルブ２３、及び吸気圧センサ２４が設けられる構成であれば、本実施の形態と同様の制御が可能である。

また、上記実施の形態においては、複数の歯４２でクランクシャフト４の回転角度（クランク位置）を検出する構成としたが、この構成に限定されない。単一の歯４２で、クランクシャフト４の回転角度を検出してもよい。この場合、単一の歯４２を、内燃機関の膨張行程開始後から排気行程完了前までの範囲に設けることが好ましい。

以上説明したように、本発明は、ＴＰＳを用いることなく安価な構成で、スロットルの全閉状態を高精度に検出することができるという効果を有し、特に、スロットルの全閉状態を判定する内燃機関のスロットル位置判定システム及び内燃機関の燃料噴射制御システムに有用である。

１燃料噴射制御システム
２１吸気管
２２スロットル
２４吸気圧センサ
２５クランク角センサ（クランクシャフト回転角度検出手段）
２６インジェクタ（燃料噴射装置）
３ＥＣＭ（燃料噴射制御装置）
３２スロットル位置判定手段
３３スロットル位置判定システム
４クランクシャフト

Claims

車両に搭載され、スロットルの位置を判定する内燃機関のスロットル位置判定システムであって、
内燃機関の吸気管内の吸気圧を検出する吸気圧センサと、
クランクシャフトの回転角度情報を取得し、送信するクランクシャフト回転角度検出手段とを備え、
前記クランクシャフト回転角度検出手段で取得した前記クランクシャフトの回転角度が内燃機関の膨張行程開始後から排気行程完了前までの範囲における回転角度内にあるときに前記吸気圧センサで検出した吸気圧の値を基にして、前記スロットルの全閉状態を判定することを特徴とする内燃機関のスロットル位置判定システム。
請求項１に記載の内燃機関のスロットル位置判定システムと、燃料噴射装置と、前記燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置と、を備える内燃機関の燃料噴射制御システムであって、
前記燃料噴射制御装置は、前記内燃機関のスロットル位置判定システムによって得られた前記スロットルの全閉状態の判定結果を用いて、前記燃料噴射装置の燃料噴射の実施、停止及び噴射量を制御することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。
前記スロットルの全閉状態の判定は、前記吸気圧センサで検出した吸気圧と予め算出された閾値とを比較することで実施され、
前記閾値は、燃料噴射を実施している場合と、燃料噴射を停止している場合とでは異なることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御システム。