JPH06173746A

JPH06173746A - 内燃機関の燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH06173746A
Application number: JP4329255A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Yamada; 山田　　正和; Masakazu Ninomiya; 正和二宮; Yasuo Kosaka; 匂坂　　康夫
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-12-09
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 1994-06-21
Also published as: US5390641A

Abstract

(57)【要約】【目的】非同期噴射時のリース失火、および、リッチ
失火による未燃ＨＣの排出をなくすこと。【構成】エンジン始動時、または、加速時に非同期噴
射を行うとき、吸気弁が閉じることにより噴射燃料が分
割されるかどうかを判断する。そして、分割されないと
判断されたときは、通常どおりの燃料噴射を行う。分割
されると判断されたときは、燃料が分割される割合を計
算する。この結果より、燃料噴射の所定量が気筒内に吸
気されると判断されたときは燃料噴射を行う。さらに、
吸気されなかった燃料の量を算出し、その分だけ次回の
噴射燃料量を減量する。また、所定量以上が吸気されな
いと判断されたときは、燃料噴射を行わないようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、内燃機関始動前（キー
・スイッチがオンの状態）にクランク角位置を検出し、
内燃機関の初回転時から燃料噴射と点火を制御するシス
テムが提案されている（特開昭６０−２４０８７５号公
報）。

【０００３】上記システムを用いることにより、内燃機
関始動時から燃料の独立同期噴射を行うことが可能とな
った。図２において非同期噴射による燃料噴射部分（第
１番目の気筒と第３番目の気筒のはじめの噴射信号）を
なくしたものがこのシステムのタイムチャートである。
このシステムの燃料噴射は、通常、吸気弁が開く９０°
ＣＡ（クランク角）ぐらい前の噴射開始タイミングによ
り行われる。従って、最初に噴射パルスを送られる気筒
は図２で示す第４番目の気筒（以下、第ｎ番目の気筒の
ことを♯ｎで表す）となる。つまり、♯３の吸気弁が開
いているにもかかわらず、♯３には燃料噴射が行われな
いことになる。このため、初爆まで４気筒内燃機関の場
合には１８０°ＣＡ遅れることになる。そこで、図２の
ような、♯１と♯３に対して非同期噴射を行うというシ
ステムが考えられる（特開昭６０−１１１０４２号公
報）。これにより、初爆までの遅れをなくし、早く内燃
機関を始動させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記システムにおいて
は、各気筒のクランク角位置にかかわらず燃料の非同期
噴射が行われる。そのため、燃料の非同期噴射中に吸気
弁が閉じることにより、図２の♯１に示したように、噴
射燃料が次の行程（７２０°ＣＡ後）に分割されること
がある。この分割が生じると、燃料不足によるリーン失
火がおこり未燃ＨＣを排出する。そこで本発明は、リー
ン失火を防ぎ未燃ＨＣの排出をなくすことを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では図
１に示すごとく、クランク角を検出するクランク角検出
手段と、前記クランク角検出手段により検出されたクラ
ンク角と同期して吸気マニホールドに各気筒毎に燃料の
同期噴射を行う同期噴射手段と、内燃機関の各気筒の吸
気弁が閉じるときに対応したクランク角位置を事前に検
出する吸気弁閉弁タイミング検出手段と、前記内燃機関
始動時と加速時との少なくとも一方で各気筒の前記吸気
マニホールドに燃料の非同期噴射を行う非同期噴射手段
と、前記非同期噴射手段により行われる非同期噴射が開
始される前に非同期噴射開始時と非同期噴射終了時との
クランク角を算出する非同期噴射クランク角算出手段
と、前記吸気弁閉弁タイミング検出手段により事前に検
出されたクランク角位置と前記非同期噴射クランク角算
出手段により算出されたクランク角とにより、前記非同
期噴射手段により行われる非同期噴射が前記吸気弁の閉
弁により分割されるかどうかを判別する噴射燃料分割判
別手段と、前記噴射燃料分割判別手段により噴射燃料が
分割されると判別されたときには、燃料噴射を禁止する
第一の燃料噴射制御手段とを備えることを特徴とする内
燃機関の燃料噴射制御装置を提供するものである。

【０００６】また前記内燃機関の燃料噴射装置は、前記
噴射燃料分割判別手段により噴射燃料が分割されると判
別されたときに、分割された噴射燃料だけでも燃焼可能
か判別し、燃焼可能と判別されたときは前記第一の燃料
噴射制御手段による燃料噴射の禁止を無効にする燃焼判
別手段を備えてもよい。

【０００７】さらに、前記内燃機関の燃料噴射制御装置
は、前記燃焼判別手段により燃焼可能と判別されて、燃
料噴射を行ったときに吸気管内に残った残存燃料量を算
出する残存燃料量算出手段と、前記残存燃料量算出手段
により算出された残存燃料量だけ、前記同期噴射手段に
より行われる同じ気筒の次回の同期噴射の燃料を減量し
て燃料噴射を行う第二の燃料噴射制御手段とを備えても
よい。

【０００８】

【作用】以上のような構成をとることにより、内燃機関
始動時と加速時との少なくとも一方で行われる非同期噴
射手段による燃料の非同期噴射時に、吸気弁が閉じるこ
とにより噴射燃料が分割されるかどうかを噴射燃料分割
判別手段により判断することができる。このとき、噴射
燃料分割判別手段は、非同期噴射クランク角算出手段
が，クランク角検出手段が検出したクランク角を用いて
算出した，非同期噴射開始時のクランク角および非同期
噴射終了時のクランク角と、吸気弁閉弁タイミング検出
手段が検出した各気筒の吸気弁閉弁時のクランク角位置
とにより、噴射燃料が分割されるかどうかを判断する。
そして、分割されないと判断されたときは、通常どおり
非同期噴射手段により非同期燃料噴射を行う。分割され
ると判断されたときは、第一の燃料噴射制御手段により
燃料噴射を行わないようにする。また、クランク角に同
期して行われる燃料の同期噴射は同期噴射手段により行
われている。

【０００９】さらに、噴射燃料分割判別手段により噴射
燃料が分割されると判別されたとき、分割された噴射燃
料だけで燃焼可能か燃焼判別手段で判別する。燃焼可能
であると判断されたときは、第一の燃料噴射制御手段が
燃料噴射を禁止するのを無効にすることもできる。

【００１０】また、吸気されなかった燃料の量を残存燃
料量算出手段により算出し、その分だけその気筒の次回
の同期噴射燃料量を第二の燃料噴射制御手段により減量
することもできる。

【００１１】

【実施例】本発明を用いた一実施例のシステム構成図を
図３に示す。この実施例では４サイクル４気筒内燃機関
に本発明を用いた。

【００１２】この内燃機関（以降、エンジンとする）１
の各気筒にはインテークマニホールド２ａ、サージタン
ク２ｂ、吸気管２ｃおよびエアクリーナ２ｄが連結され
ており吸気系２が構成されている。また、吸気管２ｃに
はスロットル弁３が配置されている。エンジン１の各気
筒とインテークマニホールド２ａとの間は吸気弁４によ
りエンジン回転に同期して開閉される。

【００１３】エンジン１の各気筒に燃料を供給するイン
テークマニホールド２ａに配置された各インジェクタ５
は独立して制御でき、燃料の独立同期噴射が可能なもの
とする。各インジェクタ５が噴射する燃料量は電子制御
装置（ＥＣＵ）６によって制御されている。このＥＣＵ
６は、各種信号を入力するＡ／Ｄ変換器を有する入力ポ
ート６ｆと各種信号を出力する出力ポート６ｇ、あらか
じめ情報（例えば、各気筒の吸気弁閉弁タイミング、各
種マップなど）を記憶しているＲＯＭ６ｃ，必要に応じ
て情報の読み書きのできるＲＡＭ６ｄ、キー・スイッチ
７からの電源が切れたときにも読み書きした情報を記憶
しているバックアップＲＡＭ６ｅ、各種計算を行うＣＰ
Ｕ６ｂ、後述する回転角センサ１０から１°ＣＡごとに
送られてくる角度信号をもとにカウントを行う回転角カ
ウンタ６ａ、および、それらを結ぶコモンバス６ｈから
なり、スタータスイッチを兼ねるキー・スイッチ７を介
してバッテリＢａより電源が供給される。さらに、ＥＣ
Ｕ６は、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数Ｎ_e、バッテ
リ電圧ＢＡ、吸気管圧力ＰＭ、スロットル開度ＴＡ、吸
気温ＴＨＡ等から必要に応じた燃料噴射量を決める。そ
して、その燃料量に応じた時間だけ燃料噴射を行う。

【００１４】燃料噴射量を決めるのに用いる各要素は各
センサによって検出され、ＥＣＵ６に信号として送られ
る。冷却水温を検出する冷却水温センサ８は、各気筒を
包むように設けられている冷却水が流れるウォータジャ
ケット９に取り付けられている。エンジン回転数はカム
軸に設けられているクランク角センサ１０より読み取ら
れるクランク角より求められる。バッテリ電圧ＢＡはバ
ッテリＢａから直接読み取られる。吸気管圧力ＰＭを検
出する吸気管圧力センサ１１はサージンク２ｂに取り付
けられている。スロットル開度ＴＡはスロットル開度セ
ンサ１２により検出される。吸気温ＴＨＡを検出する吸
気温センサ１３はエアクリーナ２ｄに取り付けられてい
る。また、噴射燃料燃焼後のガスの酸素濃度を検出する
Ｏ₂センサ１４は、排気管１５に取り付けられている。

【００１５】ＥＣＵ６にクランク角信号を送るクランク
角センサ１０は、本実施例では特開昭６０−２４０８７
５号公報のようなものを用いる。つまり、図４に示した
ように、カム軸２０に設けられているロータ１６の外周
上には等間隔に並んだ７２０個の歯１７があり、このロ
ータ１６の内周には気筒判別に用いるスリット１８が４
つある。そのうちの一つは幅が広くなっており、これを
基準角１８ａとしている。また、この基準角１８ａより
生じる信号を基準角信号としている。さらに、このロー
タ１６が回転したときに外周が通過する一部にこのロー
タ１６の内周に設けられているスリット１８と外周に設
けられている歯１７とを覆うよう取り付けられている光
電ピックアップ１９により、１°ＣＡ毎の角度信号と気
筒判別信号とを出力している。また、ＥＣＵ６には、先
に述べたように、１°ＣＡ毎に発生する角度信号をカウ
ントする回転角カウンタ６ａが内蔵されている。この回
転角カウンタ６ａはクランク角が０°ＣＡ（♯１の吸気
行程での上死点）のときから角度信号のカウントをはじ
め、７２０°ＣＡ毎にそのカウント値をリセットするも
のである。従って、この回転角カウンタ６ａのカウント
値がクランク角となる。さらに、エンジン停止時には、
そのときのクランク角をＥＣＵ６のバックアップＲＡＭ
６ｅに記憶させる、というものである。エンジン停止時
のクランク角検出方法としては図５に示したフローチャ
ートに従うものとする。

【００１６】つまり、図５において、キ−スイッチオフ
後、１秒以上クランク角信号がこないとき、エンジン１
が停止したものとする。そして、このときの回転角カウ
ンタ６ａのカウント値をクランク角度としてＥＣＵ６の
バックアップＲＡＭ６ｅに記憶する、というものであ
る。なお、この処理はメインルーチンで行われる。

【００１７】次に、図６のフローチャートに従って、図
３に示した構成図を持つシステムにおいて、エンジン始
動時に行われる燃料の非同期噴射に本発明を用いた例を
説明する。この処理は、キー・スイッチがオンになった
ときに行われる。

【００１８】まず、ステップ１００において、キー・ス
イッチ７がオンになっていることを検出すると、このル
ーチンをスタートする。ステップ２００でエンジン停止
時のクランク角（ＸＣＲＮＫ）をＥＣＵ６のバックアッ
プＲＡＭ６ｅから読みとる。ステップ３００では各気筒
の非同期噴射識別フラグをＨＤ♯ｉ＝０にセットする。
ここで、非同期噴射識別フラグとは非同期噴射識別フラ
グがＨＤ♯ｉ＝０となっている気筒には非同期噴射を行
わず、ＨＤ♯ｉ＝１となっている気筒に非同期噴射を行
うというものである。

【００１９】次に、ステップ４００において、サブルー
チン１にはいる。ここでは、ＸＣＲＮＫがどの範囲に位
置するかを判別する。そして、このＸＣＲＮＫの位置す
る範囲より非同期噴射を行う気筒を判別する。非同期噴
射を行う気筒にはその気筒の非同期噴射識別フラグを
“１”にセットする。詳細は後述する。

【００２０】次に、ステップ５００においてスタータ・
スイッチがオンになるのを確認すると、ステップ６００
において、サブルーチン２にはいる。ここでは、各種の
データの読み込みと計算を行う。詳細は後述する。

【００２１】次に、ステップ７００において気筒番号ｉ
＝１として、ステップ８００に進む。ステップ８００に
おいて、♯ｉの非同期噴射識別フラグＨＤ♯ｉが“１”
になっているかどうかを判別する。ＨＤ♯ｉ＝１であれ
ばステップ９００に進みサブルーチン３にはいる。ＨＤ
♯ｉ＝０であればステップ１０００に進む。

【００２２】ステップ９００では、非同期噴射に関する
処理を行う。詳細は後述する。そして、ステップ１００
０ではｉ＝４であるかどうかを判別する。ここでは、各
気筒すべてについてステップ８００以降の処理が行われ
たかどうかを判別している。ｉ＝４ならば、本実施例は
４気筒エンジンなので、すべての気筒について処理され
たとして、次のステップ１１００に進む。そして、ステ
ップ１１００で非同期噴射識別フラグＨＤ♯ｉ＝１とな
っている気筒に非同期噴射を行い、このルーチンを終了
する。

【００２３】以下、図７に示したフローチャートに従っ
てステップ４００にて行われるサブルーチン１の処理に
ついて説明する。まず、ステップ４０１ではＸＣＲＮＫ
が０°ＣＡ≦ＸＣＲＮＫ＜９０°ＣＡ、または、６３０
°ＣＡ≦ＸＣＲＮＫ＜７２０°ＣＡのとき、ステップ４
０２において非同期噴射識別フラグＨＤ♯１、および、
ＨＤ♯２を“１”とする。以下同様に、ステップ４０３
ではＸＣＲＮＫが９０°ＣＡ≦ＸＣＲＮＫ＜２７０°Ｃ
Ａのとき、ステップ４０４において非同期噴射識別フラ
グＨＤ♯１、および、ＨＤ♯３を“１”とする。ステッ
プ４０５ではＸＣＲＮＫが２７０°ＣＡ≦ＸＣＲＮＫ＜
４５０°ＣＡのとき、ステップ４０６で非同期噴射識別
フラグＨＤ♯３、および、ＨＤ♯４を“１”とする。ス
テップ４０７ではＸＣＲＮＫが４５０°ＣＡ≦ＸＣＲＮ
Ｋ＜６３０°ＣＡのとき、ステップ４０８において非同
期噴射識別フラグＨＤ♯２、および、ＨＤ♯４を“１”
とする。以上の処理が行われるとこのルーチンを抜け
る。以上の処理により非同期噴射を行う気筒をエンジン
停止時のクランク角から判別する。

【００２４】次に、図８に示したフローチャートに従っ
て、ステップ６００にて行われるサブルーチン２の処理
について説明する。まず、ステップ６０１において、エ
ンジン始動時の非同期噴射の燃料噴射量を決定するバッ
テリ電圧ＢＡ、エンジン回転数Ｎ_e、吸気管圧力ＰＭ、
水温ＴＨＷを読み込む。ステップ６０２では、ステップ
６０１で読み込んだ信号より非同期噴射時間（ＴＡＵ
Ｓ）を図１２に示したフローチャートにより求める。詳
細は後述する。次に、ステップ６０３において、非同期
噴射の噴射開始時期（ＳＣＲＮＫ）を計算する。本実施
例では、このＳＣＲＮＫは、ＸＣＲＮＫにエンジン始動
後５０ｍｓの間に動くであろうクランク角を加えたもの
である。これは、エンジン回転数をＮ_eとすると、ＸＣ
ＲＮＫ＋３Ｎ_e／１０で求められる。そして、ステップ
６０４において、ＳＣＲＮＫが７２０°ＣＡ未満かどう
かを判別する。７２０°ＣＡ以上であれば、ステップ６
０５に進み７２０°ＣＡを差し引いてステップ６０６に
進む。７２０°ＣＡ未満であれば、そのままステップ６
０６に進む。そして、ステップ６０６ではステップ６０
３で求めたＳＣＲＮＫとエンジン回転数Ｎ_eより非同期
噴射時の燃料噴射終了時期のクランク角（ＹＣＲＮＫ）
を計算する。ＹＣＲＮＫはＳＣＲＮＫ＋６Ｎ_e×ＴＡＵ
Ｓ／１０００で求められる。ステップ６０７ではＥＣＵ
６のＲＯＭ６ｃにあらかじめ記憶されてる各気筒の吸気
弁４が閉じるクランク角位置（ＺＣＲＮＫ♯ｉ）を事前
に読みだして検出する。ＺＣＲＮＫ♯ｉの値はエンジン
特性より決められており、本実施例では、ＺＣＲＮＫ♯
１＝２１０°ＣＡ、ＺＣＲＮＫ♯３＝３９０°ＣＡ、Ｚ
ＣＲＮＫ♯４＝５７０°ＣＡ、ＺＣＲＮＫ♯２＝７５０
°ＣＡとしている。以上の処理が終了するとこのルーチ
ンをぬける。

【００２５】次に、図９に従って、ステップ９００のサ
ブルーチン３にて行われる非同期噴射の処理について述
べる。まず、ステップ９０１〜ステップ９０４におい
て、♯２のＳＣＲＮＫの値が０°ＣＡを前後するために
生じる不具合をなくす処理をする。

【００２６】ステップ９０１においてＳＣＲＮＫが６３
０°ＣＡ以上のときには、ステップ９０２においてＺＣ
ＲＮＫ♯１を９３０°ＣＡにセットしなおす。また、ス
テップ９０１においてＳＣＲＮＫが６３０°ＣＡ未満の
とき、ステップ９０３に進み、ＳＣＲＮＫが１５０°Ｃ
Ａ未満であるかどうかを判別する。ＳＣＲＮＫが１５０
°ＣＡ未満であればステップ９０４に進み、ＺＣＲＮＫ
♯２＝３０°ＣＡとしてステップ９０５に進む。また、
ＳＣＲＮＫが１５０°ＣＡ未満でなければ、そのままス
テップ９０５に進む。

【００２７】ステップ９０５において、ＹＣＲＮＫ≦
（ＺＣＲＮＫ♯ｉ−６Ｎe/１００）となっているかどう
かを判別する。ＺＣＲＮＫ♯ｉから６Ｎe/１００を引い
ているのは、図１０からもわかるように、吸気弁４が閉
じることによって分割される噴射燃料の割合は噴射パル
スから計算するのと実際に吸気弁４を通過する燃料から
計算するのとでは違いが生じるためで、この差を補正す
るためである。この時間差が生じるのはインジェクタ５
の作動遅れやインジェクタ５から噴射された燃料が吸気
弁４に達するまでに時間ｔがかかるためであり、この時
間ｔは、内燃機関固有の値である。本実施例ではこの時
間ｔを１０ｍｓとして補正している。このステップで
は、燃料噴射が終了するまでに吸気弁４が閉じて噴射燃
料が分割されるかどうかを判別している。ここでは、燃
料輸送期間を考慮した吸気弁閉弁タイミングが燃料噴射
終了時期より早いときに、燃料が分割されるとした。こ
こで、噴射燃料が分割されないと判断されたとき、つま
り、ＹＣＲＮＫ≦（ＺＣＲＮＫ♯ｉ−６Ｎe/１００）が
成立しているときはこのルーチンをぬけてステップ１０
００へと進む。

【００２８】次に、ステップ９０５において、噴射燃料
が分割されると判断されたときはステップ９０６に進
む。ここでは、以下の判別式が成立しているかどうかを
判断する。

【００２９】

【数１】この式において、分母は燃料噴射の噴射期間を、分子は
燃料噴射を開始してから吸気弁４が閉じるまでの期間を
表しいる。つまり、噴射燃料のうち所定量が気筒内に吸
気されたときは燃焼可能と判断する。本実施例ではこの
所定量を噴射燃料の８割としている。この理由は、空燃
比Ａ／Ｆ＝１４．７を狙った燃料噴射量に対して８割の
燃料が気筒内に入ったとする。そうすると、そのときの
空燃比はＡ／Ｆ≒１８となり、この値は実験的に安定し
た可燃範囲であることがわかっているためである。そし
て、上式を満たし燃焼可能と判断されたときはステップ
９０７に進む。上式を満たさずに失火すると判断された
ときはステップ９１０に進む。ステップ９０７では、Ｙ
ＣＲＮＫ−（ＺＣＲＮＫ♯ｉ−６Ｎe/１００）を計算
し、これをＹＺ♯ｉとする。

【００３０】これは、この値をもとに、吸気弁４が閉じ
ることによって分割され、気筒内に吸気されなかった噴
射燃料量を計算するためである。この計算が終了する
と、次のステップ９０８に進む。ステップ９０８で、こ
の気筒の次行程で減量する燃料量ＴＡＵＸを計算する。
そして、ステップ９０９では次行程の♯ｉの噴射燃料量
を残存燃料の量だけ減量するという指示を出す噴射燃料
量減量フラグＸＸ♯ｉ＝１をセットする。その後、この
ルーチンをぬけ、ステップ１０００に進む。また、ステ
ップ９０６で数１を満たしていないとき、ステップ９１
０で非同期噴射識別フラグＨＤ♯ｉ＝０として、♯ｉの
非同期噴射を中止してからこのルーチンをぬけ、ステッ
プ１０００に進む。

【００３１】次に、図１１に示したフローチャートにし
たがって同期噴射時の燃料噴射について説明する。この
フローチャートは、エンジン始動時、または、通常運転
時の同期噴射の処理に、非同期噴射によって噴射燃料量
減量フラグＸＸ♯ｉがたっているときの処理を加えたも
のである。この処理は、３０°ＣＡ毎の角度割り込みに
よって行われる。

【００３２】ステップ１０において、エンジン始動時で
あるかどうかを判定する。これは、エンジン始動時と通
常運転時とでは燃料噴射量の計算方法が異なるためであ
る。エンジン始動時であればステップ１１に進み、エン
ジン始動時の燃料噴射量ＴＡＵＳを読み込む。ＴＡＵＳ
はメインルーチンで計算される。このＴＡＵＳを求める
ルーチンを図１２に示す。詳細は後述する。エンジン始
動時でなければステップ１２に進み、通常運転時の燃料
噴射量ＴＡＵを読み込む。ＴＡＵはメインルーチンで算
出する。このＴＡＵを求めるルーチンを図１３に示す。
詳細は後述する。これらのステップにおいて燃料噴射量
が算出されると次のステップ２０に進む。ステップ２０
において先に述べたＥＣＵ６内にある回転角カウンタ６
ａが３０になったとき、つまり、クランク角が３０°Ｃ
Ａであったときに、ステップ２１に進む。ステップ２１
では、噴射燃料量減量フラグＸＸ♯３＝１であれば次の
ステップで燃料噴射量から減量分を差し引いたものをあ
らたな燃料噴射量とする。そして、ステップ２３で噴射
燃料量減量フラグＸＸ♯３＝０とする。その後、ステッ
プ２４に進み♯３の同期燃料噴射を行いこのルーチンを
ぬける。

【００３３】ステップ２０で回転角カウンタ６ａが３０
でなかったとき、ステップ３０に進む。ステップ３０で
も先に述べたような処理を行う。つまり、回転角カウン
タ６ａが２７０であれば、ステップ３１に進む。そこ
で、噴射燃料量減量フラグＸＸ♯４＝１であれば次のス
テップ３２で燃料噴射量から減量分を差し引いたものを
あらたな燃料噴射量とする。そして、ステップ３３で噴
射燃料量減量フラグＸＸ♯４＝０とする。その後、ステ
ップ３４に進み今度は♯４の同期燃料噴射を行いこのル
ーチンをぬける。ステップ４０では回転角カウンタ６ａ
が４５０のときステップ４１〜４４において♯２に対し
てステップ２１〜２４と同様の処理を行う。ステップ５
０では回転角カウンタ６ａが６３０のときステップ５１
〜５４において♯１に対してステップ２１〜２４と同様
の処理を行う。

【００３４】次に図１２に示したエンジン始動時の同期
噴射の燃料噴射量算出ルーチンに従って、この算出方法
を説明する。この処理はメインルーチンにて行われる。
エンジン始動時は水温ＴＨＷより決まる基本燃料噴射量
ＴＡＵＳＴＢをＥＣＵ６がＲＯＭ６ｃに記憶しているマ
ップより読みだす。さらに、エンジン回転数Ｎ _eから補
正係数ＫＮＥＴＡＵを、バッテリ電圧ＢＡより補正係数
ＮＢＡＴＡＵをＥＣＵ６のＲＯＭ６ｃに記憶されている
マップより求める。さらに、バッテリ電圧ＢＡより無効
噴射時間Ｔ_Sを求め、エンジン始動時の同期噴射の燃料
噴射量を計算する。これを式で表したものが次式であ
る。

【００３５】

【数２】ＴＡＵＳ＝ＴＡＵＳＴＢ×ＫＮＥＴＡＵ×ＮＢＡＴＡＵ＋Ｔ_S（ｍｓ）ＥＣＵ６は、エンジン始動時の同期噴射には、この式に
よって求められた燃料噴射量だけインジェクタ５に燃料
噴射を行わせる。

【００３６】次に、通常運転時に行われる同期噴射の噴
射燃料量の算出法を図１３に示したフローチャートに従
って説明する。この処理は、メインルーチンによって行
われる。

【００３７】図１３において、ステップ７１で通常運転
時の同期噴射の噴射燃料量を決めるのに必要な各種信号
を読み込む。次に、ステップ７２において有効噴射時間
Ｔ_Pを算出する。Ｔ_PはＫ×Ｑ／Ｎ_eで求まる。ここ
で、Ｑは吸入空気量で、Ｋは定数である。次にステップ
７３で冷却水温ＴＨＷ、スロットル開度ＴＡ、吸気温Ｔ
ＨＡ等により決まる補正係数ＣＯＥＦを求める。その
後、ステップ７４でバッテリ電圧ＢＡより決まる無効噴
射時間Ｔ_Sを設定する。次に、ステップ７５において、
Ｏ₂センサ１４の信号より求めるフィードバック係数Ｌ
ＡＭＢＤＡを読み込む。そして、ステップ７６で同期噴
射の燃料噴射量ＴＡＵを次式より求める。

【００３８】

【数３】ＴＡＵ＝Ｔ_P×ＣＯＥＦ×ＬＡＭＢＤＡ＋Ｔ_S 以上のような処理を行うことにより、通常運転時の同期
噴射の燃料噴射量を求めることができる。

【００３９】次に、図１４に示したタイムチャートに従
ってエンジン始動時に本発明を用いた例を説明する。図
１４において、スタータ・スイッチがオフからオンにな
っている点がエンジン停止位置である。このときのクラ
ンク角をＸＣＲＮＫとする。スタータがオンになりエン
ジンが始動すると非同期噴射が行われる。図１４では♯
１と♯３に非同期噴射が行われるようになっている。非
同期噴射が行われるクランク角をＳＣＲＮＫとする。本
実施例ではエンジン始動後５０ｍｓ経過してから非同期
噴射を行うものとしている。そのために、その間に進む
クランク角の分だけＸＣＲＮＫよりＳＣＲＮＫが遅れる
ことになる。ＹＣＲＮＫは燃料噴射終了時期のクランク
角である。ここで、図１４をみれば分かるように♯１の
吸気弁閉弁時期にあたるＺＣＲＮＫ♯１がＳＣＲＮＫと
ＹＣＲＮＫの間にきている。これは、吸気弁４が閉じる
ことにより噴射燃料が分割されることを示している。し
かしながら、実際は先に述べたように、噴射信号と実際
にインジェクタ５から噴射された噴射燃料が吸気弁４を
通過するタイミングとの間には時間差が生じる。よっ
て、噴射燃料が吸気弁４が閉じることにより分割される
かどうかはＺＣＲＮＫ♯ｉ−６Ｎ_e／１００がＳＣＲＮ
ＫとＹＣＲＮＫの間にあるかどうかで判断する。このと
き、気筒内に吸気された燃料が噴射燃料の８割を満たし
ていると判断すると噴射燃料が分割されても燃料噴射を
行うことになっている。そして、次回の♯１の燃料噴射
時には、吸気管内に残された燃料分だけ差し引いて燃料
噴射を行う。燃料の独立同期噴射は♯４から行われてい
る。

【００４０】図６、図７、図８、図９において、ステッ
プ２００がクランク角検出手段に、ステップ６０３とス
テップ６０６とが非同期噴射クランク角算出手段に、ス
テップ６０７が吸気弁閉弁タイミング検出手段に、ステ
ップ９０５が噴射燃料分割判別手段に、ステップ９０６
が燃焼判別手段に、ステップ９０７、ステップ９０８が
残存燃料量算出手段に、ステップ９０９が第二の燃料噴
射制御手段に、ステップ９１０が第一の燃料噴射制御手
段に、ステップ１１００が非同期噴射手段に、それぞれ
相当し機能する。また、図１１のフローチャートが同期
噴射手段に相当し機能する。

【００４１】次に、本発明を図３に示したシステム構成
において、加速時に行われる非同期噴射に用いた例につ
いて、図１５に示したフローチャートに従って説明す
る。この処理は、４ｍｓ毎の時間割込みで行われる。

【００４２】これは、吸気管圧力が８０ｍｍＨｇ以上増
加したときに、加速を行ったと判定するルーチンであ
る。まず、ステップ１００ａにおいて、加速判定のため
吸気管圧力の増加量が８０ｍｍＨｇ以上増加したかどう
かを次式によって求める。

【００４３】

【数４】ΔＰＭ＝ＰＭ−ＰＭＯＬＤ≧８０ｍｇここで、ＰＭは今回測定された吸気管圧力、ＰＭＯＬＤ
は前回測定された吸気管圧力、ΔＰＭは吸気管圧力の増
加量である。この式を満たしているとき、ステップ２０
０ａに進み、加速判定フラグＸＡＣＣを“１”にセット
する。ここで、加速判定フラグＸＡＣＣとは、フラグが
“１”のとき、加速していることを示し、フラグが
“０”のとき加速していないことを示すものである。次
に、ステップ５００ａで加速判定フラグＸＡＣＣが
“１”になっているかどうかを判別し、“１”になって
いるとき、ステップ６００ａに進む。ステップ６００ａ
では、加速非同期噴射終了フラグＸＡＣＨが“１”にな
っているかどうかを判別する。加速非同期噴射終了フラ
グＸＡＣＨとは、フラグが“１”のとき、加速非同期噴
射が終了したことを示し、フラグが“０”のとき、加速
非同期噴射が終了していないことを示すものである。こ
こで、ＸＡＣＨ＝０のとき、ステップ７００ａに進む。
ステップ７００ａは加速非同期噴射ルーチンで、ここ
で、加速非同期噴射を行う。詳細は後述する。加速非同
期噴射が終了すると、ステップ８００ａで加速非同期噴
射終了フラグＸＡＣＨ＝１をセットし、このルーチンを
ぬける。

【００４４】ステップ１００ａで、数式３を満たしてい
ないときは、ステップ３００ａに進みＸＡＣＣ＝０をセ
ットする。さらに、ステップ４００ａに進み、ＸＡＣＨ
＝０をセットして、ステップ５００ａに進む。ステップ
５００ａにおいて、ＸＡＣＣ＝０なので、このままこの
ルーチンをぬける。

【００４５】以上の処理を行うことにより、加速判定を
行い、加速時には一度だけ非同期噴射を行うことができ
る。次に、図１６に示したフローチャートに従って加速
時の非同期噴射について説明する。加速時の非同期噴射
は一回だけ行われ、全気筒同時噴射で行われる。このル
ーチンでは吸気弁４が閉じることにより噴射燃料が分割
される気筒を検出する。もし分割される気筒があれば、
全噴射燃料のうち気筒内に吸気される燃料量の割合を計
算する。その割合が８割未満のときはこの気筒は非同期
噴射を行わない。８割以上であれば非同期噴射を行い、
さらに、吸気管内の残存燃料量を計算する。そして、そ
の気筒の次回の同期燃料噴射時には通常の燃料噴射量か
らこの残存燃料量を差し引いた分だけ燃料噴射を行う。

【００４６】まず、ステップ７０１ａにおいて、加速時
の非同期噴射量ＴＡＵＡＣを図１７に示したフローチャ
ートに従って計算する。図１７のフローチャートの説明
は後述する。そして、このＴＡＵＡＣの計算が終わる
と、ステップ７１０ａに進む。ステップ７１０ａでは、
非同期噴射開始時のクランク角（ＳＣＲＮＫ）を計算す
る。そして、ステップ７１１ａでは、算出したＳＣＲＮ
Ｋが０°ＣＡ以上３０°ＣＡ未満であるかどうかを判別
する。もし、ＳＣＲＮＫがこの間にあれば、ステップ７
１２ａにて、ＥＣＵ６のＲＯＭ６ｃに記憶されている各
気筒の吸気弁閉弁タイミングＺＣＲＮＫ♯ｉのうち、Ｚ
ＣＲＮＫ♯２を３０°ＣＡにして、次のステップ７１３
ａに進む。ステップ７１３ａではステップ７１０ａで求
めたＳＣＲＮＫとエンジン回転数Ｎ_eより非同期噴射時
の燃料噴射終了時期のクランク角（ＹＣＲＮＫ）を計算
する。具体的には、ＹＣＲＮＫ＝ＳＣＲＮＫ＋６Ｎ_e×
ＴＡＵＡＣ／１０００より求める。ステップ７１４ａで
は、ＥＣＵ６のＲＯＭ６ｃに記憶されている各気筒の吸
気弁閉弁タイミングＺＣＲＮＫ♯ｉを読み出す。次に、
ステップ７１５ａでは、気筒番号ｉを１として、ステッ
プ７１６ａに進む。ステップ７１６ａでは吸気弁４が閉
じることによって、噴射燃料が分割されるかどうかを、
吸気弁閉弁タイミングから燃料輸送期間に進むクランク
角を引いたもの（ＺＣＲＮＫ♯ｉ−６Ｎ_e/ １００）が
ＳＣＲＮＫとＹＣＲＮＫの間にあるかどうかで判別す
る。つまり、ＳＣＲＮＫ≦ＺＣＲＮＫ♯ｉ−６Ｎ_e／１
００≦ＹＣＲＮＫを満たしているかどうかを判別する。
ここで、ＺＣＲＮＫ♯ｉから６Ｎ_e／１００を引いてい
るのは、先に述べた誤差を補正するためである。これを
満たしているとき、ステップ７１７ａに進む。ステップ
７１７ａでは次式が満たされているかどうかを判別す
る。

【００４７】

【数５】この式が満たされていれば、ステップ７１８ａに進む。
ステップ７１８ａでは、ＹＺ♯ｉ＝ＹＣＲＮＫ−ＺＣＲ
ＮＫ♯ｉを計算する。そして、ステップ７１９ａでは、
次回のこの気筒の噴射燃料の減量分ＴＡＵＸ＝ＹＺ♯ｉ
・１０００／６Ｎ _eを計算する。次に、ステップ７２０
ａで、燃料噴射量減量フラグＸＸ♯ｉ＝１をセットす
る。ここで、燃料噴射量減量フラグＸＸ♯ｉとは、ＸＸ
♯ｉ＝１のとき、この気筒の次回の燃料噴射量をＴＡＵ
Ｘだけ減量し、ＸＸ♯ｉ＝０のときは通常の燃料噴射量
で燃料噴射を行うフラグである。次に、ステップ７２１
ａで非同期噴射許可フラグＨＤ♯ｉ＝１をセットする。
ステップ７２２ａでは、♯ｉ以外の気筒に非同期噴射許
可フラグを“１”にセットする。そして、ステップ７２
７ａで非同期噴射許可フラグが“１”になっている気筒
に対して、非同期噴射を行う。その後、このルーチンを
ぬける。ステップ７１７ａで、数式４を満たしていない
ときは、ステップ７２６ａで非同期噴射許可フラグＨＤ
♯ｉ＝０としてから、ステップ７２２ａに進む。

【００４８】また、ステップ７１６ａで噴射燃料が分割
されないと判断されたときはステップ７２３ａに進み、
気筒番号ｉを一つ進める。次のステップ７２４ａでは、
気筒番号ｉが４、つまり、気筒数の数になったかどうか
を判別する。気筒番号ｉが４のとき、ステップ７２５ａ
に進み各気筒の非同期噴射許可フラグＨＤ♯ｉ＝１をセ
ットし、ステップ７２７ａに進む。ステップ７２７ａで
非同期噴射許可フラグが“１”になっている気筒に非同
期噴射を行い、このルーチンをぬける。ステップ７２４
ａで気筒番号ｉが４でないときはステップ７１６ａに戻
る。

【００４９】以上のような処理を行うことにより、加速
時に全気筒同時に非同期噴射を行うとき、吸気弁４が閉
じることにより噴射燃料が分割される気筒を検出する。
さらに、噴射燃料が分割される気筒が検出された時に
は、その割合を計算する。その結果、気筒内に吸気され
る燃料量が全体の燃料量の８割未満のとき、その気筒へ
の燃料噴射を中止する。８割以上のときは燃料噴射を行
うが、吸気管内に残る燃料量を算出して、この気筒への
次回の燃料噴射量をその分だけ減量する。

【００５０】図１６において、ステップ７１０ａとステ
ップ７１３ａとが非同期噴射クランク角算出手段に、ス
テップ７１４ａが吸気弁閉弁タイミング検出手段に、ス
テップ７１６ａが噴射燃料分割判別手段に、ステップ７
１７ａが燃焼判別手段に、ステップ７１８ａ、ステップ
７１９ａが残存燃料量算出手段に、ステップ７２０ａが
第二の燃料噴射制御手段に、ステップ７２６ａが第一の
燃料噴射制御手段に、ステップ７２７ａが非同期噴射手
段にそれぞれ相当し機能する。また、図３に示されてい
るクランク角センサ１０および回転角カウンタ６ａがク
ランク角検出手段に、図１１において、ステップ２４、
ステップ３４、ステップ４４、ステップ５４が同期噴射
手段に相当し機能する。

【００５１】次に図１７に従って、加速時の非同期噴射
の燃料噴射量ＴＡＵＡＣの算出方法について説明する。
ＥＣＵ６は、冷却水温ＴＨＷにより決まる基本燃料噴射
量ＴＡＵＡＣＢをＥＣＵ６のＲＯＭ６ｃに記憶されてい
るマップより読み込む。また、吸気管圧力ＰＭより決ま
る補正係数ＫＰＭもＥＣＵ６のＲＯＭ６ｃに記憶されて
いるマップより読み取る。これらＴＡＵＡＣＢとＫＰＭ
とにより加速時の非同期噴射時に噴射する燃料量を次式
により算出する。

【００５２】

【数６】ＴＡＵＡＣ＝ＴＡＵＡＣＢ×ＫＰＭ以上のように非同期噴射時の燃料噴射量を決定する。

【００５３】なお、本実施例ではクランク角検出手段と
してエンジン停止時のクランク角を記憶し、エンジン始
動時にそれを読み取るというものを用いているが、その
かわりとして、特開昭５３−１４９３５６号公報に示さ
れているような、エンジン始動時にクランク角を検出で
きるものを用いてもよい。これは、外周端面が導電性を
もつロータとこのロータの外周端面に対応して配置され
たコイルを構成要素の一つとした発振回路とにおいて、
このロータとコイルとの距離がクランク角に応じて変化
することによりクランク角に応じた電圧を出力するとい
うものである。

【００５４】また、吸気弁が閉じることにより噴射燃料
が分割されるかどうかを判別するとき、燃料輸送期間に
よる時間差を吸気弁の閉弁タイミングを調節することに
よりなくしたが、吸気弁閉弁タイミングはそのままで、
燃料噴射開始時期と燃料噴射終了時期とを調節してもよ
い。つまり、本実施例ではＺＣＲＮＫ♯ｉから６Ｎ_e／
１００を引いているが、ＳＣＲＮＫとＹＣＲＮＫとに６
Ｎ_e／１００を加えてもよい。

【００５５】本発明は、エンジン始動時の非同期噴射の
みに用いてもよいし、加速時の非同期噴射のみに用いて
もよい。また、両方に用いてもよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明により、内燃機関始動時と加速時
との少なくとも一方で行われる非同期噴射によって生じ
るリーン失火、および、リッチ失火を防ぐことができ
る。また、これらによる未燃ＨＣの排出をなくすことが
できる。さらに、リッチ失火を防ぐことにより、始動
性、加速性の向上やプラグくすぶり性向上の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】従来技術における内燃機関始動時の燃料噴射に
関するタイムチャートである。

【図３】本発明における実施例のシステム構成図であ
る。

【図４】本発明における実施例に用いるクランク角セン
サの構成図である。

【図５】本発明の一実施例における内燃機関停止時のク
ランク角をＥＣＵに記憶するときの処理を示したフロー
チャートである。

【図６】本発明を内燃機関始動時の非同期噴射に用いた
例のＥＣＵにて行われる処理を示したフローチャートで
ある。

【図７】本発明を内燃機関始動時の非同期噴射に用いた
例のＥＣＵにて行われる処理を示したフローチャートで
ある。

【図８】本発明を内燃機関始動時の非同期噴射に用いた
例のＥＣＵにて行われる処理を示したフローチャートで
ある。

【図９】本発明を内燃機関始動時の非同期噴射に用いた
例のＥＣＵにて行われる処理を示したフローチャートで
ある。

【図１０】本実施例において、インジェクタから噴射さ
れた燃料が吸気弁に達するまでにかかる時間を表したタ
イムチャートである。

【図１１】本実施例の同期噴射のフローチャートであ
る。

【図１２】本発明をエンジン始動時の非同期噴射に用い
た例の内燃機関始動時の同期噴射時の燃料噴射量を算出
するフローチャートである。

【図１３】本発明を加速時の非同期噴射に用いた例の定
常運転時の同期噴射時の燃料噴射量を算出するフローチ
ャートである。

【図１４】本発明を内燃機関始動時の非同期噴射に用い
た例の内燃機関始動時の燃料噴射に関するタイムチャー
トである。

【図１５】本発明を加速時の非同期噴射に用いた例の加
速判別をするフローチャートである。

【図１６】本発明を加速時の非同期噴射に用いた例の非
同期噴射に関するフローチャートである。

【図１７】本発明を加速時の非同期噴射に用いた例の非
同期噴射燃料量を算出するフローチャートである。

【符号の説明】

１内燃機関２ａインテークマニホールド４吸気弁５インジェクタ６ＥＣＵ６ａ回転角カウンタ６ｂＣＰＵ６ｃＲＯＭ６ｄＲＡＭ６ｅバックアップＲＡＭ６ｆ入力ポート６ｇ出力ポート６ｈコモンバス１０クランク角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２Ｂ 7536−3Ｇ３６４Ｋ 7536−3Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クランク角を検出するクランク角検出手
段と、前記クランク角検出手段により検出されたクランク角と
同期して吸気マニホールドに各気筒毎に燃料の同期噴射
を行う同期噴射手段と、内燃機関の各気筒の吸気弁が閉じるときに対応したクラ
ンク角位置を事前に検出する吸気弁閉弁タイミング検出
手段と、前記内燃機関始動時と加速時との少なくとも一方で各気
筒の前記吸気マニホールドに燃料の非同期噴射を行う非
同期噴射手段と、前記非同期噴射手段により行われる非同期噴射が開始さ
れる前に非同期噴射開始時と非同期噴射終了時とのクラ
ンク角を算出する非同期噴射クランク角算出手段と、前記吸気弁閉弁タイミング検出手段により事前に検出さ
れたクランク角位置と前記非同期噴射クランク角算出手
段により算出されたクランク角とにより、前記非同期噴
射手段により行われる非同期噴射が前記吸気弁の閉弁に
より分割されるかどうかを判別する噴射燃料分割判別手
段と、前記噴射燃料分割判別手段により噴射燃料が分割される
と判別されたときには、燃料噴射を禁止する第一の燃料
噴射制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関の燃
料噴射制御装置。
【請求項２】前記噴射燃料分割判別手段により噴射燃
料が分割されると判別されたときに、分割された噴射燃
料だけでも燃焼可能か判別し、燃焼可能と判別されたと
きは前記第一の燃料噴射制御手段による燃料噴射の禁止
を無効にする燃焼判別手段を備えることを特徴とする請
求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】前記燃焼判別手段により燃焼可能と判別
されて、燃料噴射を行ったときに吸気管内に残った残存
燃料量を算出する残存燃料量算出手段と、前記残存燃料量算出手段により算出された残存燃料量だ
け、前記同期噴射手段により行われる同じ気筒の次回の
同期噴射の燃料を減量して燃料噴射を行う第二の燃料噴
射制御手段とを備えることを特徴とする請求項２記載の
内燃機関の燃料噴射制御装置。