JPH08128350A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境条件を反映し、内燃機関加速中の基本噴
射量のオーバーシュートを押さえるために基本噴射量上
限値を減量方向に補正し、内燃機関の運転状態を最適と
する。 【構成】 Ａ／Ｄ変換器８０、Ｉ／Ｏポート８２を通し
て入力された吸入空気流量、気温、エンジン水温、酸素
濃度、エンジン回転数によりＣＰＵ７２は基本噴射量の
一次微分値及び二次微分値を演算し、内燃機関の加速状
態、オーバーシュートを検出する。この結果からオーバ
ーシュートを抑制して内燃機関の制御性を向上するため
にＣＰＵ７２は減量方向に補正した基本噴射量上限値に
基づき燃料噴射弁２６を駆動する。

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装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は特開平２ー２９１４４６号公報の
ように加速時の基本噴射量のオーバーシュートを防止す
るため、基本噴射量に予め固定された上限値を設け、そ
れを超えた状態では前記上限値を噴射量としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術ではエンジン
が定常的に取り得る最大値もしくはその近傍の固定値を
前記上限値としているために例えば、大気圧、吸気温、
過給圧等が変化し、車両環境が変化した場合、前記上限
値は車両として最適値とはならない。また、低負荷から
中負荷といったような加速時に基本噴射量のオーバーシ
ュートが発生しても前記上限値に到達せず、前記オーバ
ーシュートが防止できない。

【０００４】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は新たに大気圧、吸気温等の検
出手段を使用することなく、エンジンの定常的に取りう
る最大基本噴射量が変化する環境内または特に低負荷か
ら中負荷といったような加速時における基本噴射量のオ
ーバーシュートを防止することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、図５に示すごとく基本噴射量算出手段
により基本噴射量を算出し、燃料を噴射する内燃機関用
燃料噴射制御装置において、内燃機関加速時の基本噴射
量のオーバーシュートを検出するオーバーシュート検出
手段と、前記オーバーシュート検出手段により前記基本
噴射量のオーバーシュートの発生が検出された場合は、
前記基本噴射量を減少方向に補正する噴射量抑制手段と
を備える燃料噴射量制御装置を提供するものである。

【０００６】尚、前記オーバーシュート検出手段は前記
内燃機関の加速を判定する加速判定手段と、単位時間当
たりの前記基本噴射量を所定周期毎に比較する噴射量比
較手段と、加速中かつ前記単位時間当たりの基本噴射量
の差が最大となる点を検出してオーバーシュートが開始
されたと判定する手段とを含むようにしてもよい。ま
た、前記オーバーシュート判定手段は前記基本噴射量の
二次微分値を所定周期毎に計算する二次微分値計算手段
と、加速中かつ前回計算時の二次微分値が所定値以上で
今回計算の二次微分値が所定値未満である場合にオーバ
ーシュートが開始されたと判定する手段とを含むように
し、更に、前記噴射量抑制手段はオーバーシュートが発
生したタイミングでの前記基本噴射量を上限値として、
オーバーシュート中の基本噴射量を制限するようにして
も良い。

【０００７】

【作用】本発明によれば、内燃機関加速中の基本噴射量
のオーバーシュート開始をオーバーシュート検出手段に
より検出した時、噴射量抑制手段によりオーバーシュー
ト中の基本噴射量上限値を減量方向に補正し、前記基本
噴射量上限値により基本噴射量のオーバーシュートを抑
制する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を適用したオーバーシュートの
検出時、基本噴射量を減少方向に補正する制御方法の一
実施例を図面を用いて説明する。図１は、エンジンシス
テムを示しており、エンジン１０の吸気系にはエアクリ
ーナ１２からの吸入空気量を検出するエアフロメータ１
４、吸気温を検出する吸気温センサ１６、アクセルペダ
ル１８の作動に応動するスロットルバルブ２０の開度を
検出するスロットルセンサ２２が設けられている。エア
クリーナ１２を介して供給される吸入空気はエアフロメ
ータ１４、スロットルバルブ２０を介してインテクマニ
ホールド２４に供給され、インテクマニホールド２４近
傍に配置された燃料噴射弁２６から噴射される燃料と混
合し、吸気バルブ２８を介して燃焼室３０に供給され
る。燃焼室３０に供給された混合気はシリンダヘッド３
２に設けられた点火プラグ３４により燃焼され、排気バ
ルブ３６を介して排気管３８に排出される。排気管３８
に排出された排気ガスは、排気管３８に配設される三元
触媒（図示省略）を介して排出される。この排気管３８
には、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ
４０が設けられている。

【０００９】又、排気管３８と吸気系のサージタンク４
２との間には排気ガス再循環通路を形成する管４４が設
けられており、この管４４の途中に設けられたデューテ
ィ制御形式の排気ガス再循環制御弁４６は、後述する制
御装置６８からの制御信号によって作動し、管４４を介
してサージタンク４２に戻される排気ガスの流量を制御
することができる。

【００１０】又、吸気系にはスロットルバルブ２０をバ
イパスして吸気チューブ４６とサージタンク４２とに繋
がり、エアバイパス通路を形成するバイパス管４８が設
けられており、サージタンク４２には、バイパス管４８
内を流れる吸入空気の流量を制御するバイパス流量制御
弁５０が設けられている。また、イグニッションコイル
５２からの点火信号を各気筒の点火プラグに分配して供
給するディストリビュータ５４には、エンジンのカム軸
５６の回転角度を検出する回転角センサ５８が内蔵され
ている。

【００１１】又、エンジン１０のシリンダブロック６０
には、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ６２が
設けられている。尚、燃料噴射弁２６には、燃料タンク
６４に貯蓄された燃料が燃料ポンプ６６を介して供給さ
れる。エアフロメータ１４、吸気温センサ１６、スロッ
トルセンサ２２、酸素濃度センサ４０、回転角センサ５
８、水温センサ６２など、エンジンの各種運転状態を検
出するセンサの検出出力が制御装置６８に供給されてい
る。又、本実施例においては、大気圧を検出する大気圧
センサ７０が設けられており、大気圧センサ７０の検出
出力も制御装置６８に供給されている。

【００１２】本実施例の制御装置６８は図２に示す一例
のようにＣＰＵ７２、ＲＯＭ７４、ＲＡＭ７６、Ａ／Ｄ
変換器８０、Ｉ／Ｏポート８２により構成されている。
エアフロメータ１４、吸気温センサ１６、水温センサ６
２、大気圧センサ７０、酸素濃度センサ４０、スロット
ルセンサ２２等のアナログ検出出力はＡ／Ｄ変換器８０
に供給されており、回転角センサ５８等のデジタル検出
出力はＩ／Ｏポート８２に供給されている。

【００１３】一方、バイパス流量制御弁５０、イグニッ
ションコイル５２、燃料噴射弁２６、排気ガス再循環制
御弁４６にはＩ／Ｏポート８２からの制御信号が供給さ
れている。又、ＲＯＭ７４には、各種制御を行なうため
の制御プログラム、エンジン回転数に対応した燃料噴射
量の数値データ、補正用数値データ等の各種データが格
納されている。

【００１４】このように構成された制御装置６８は、エ
アフロメータ１４により検出される吸入空気量と回転角
センサ５８により検出されるエンジン回転数により基本
噴射量を算出することができる。又、吸気温センサ１６
により検出される吸気温度と、水温センサ６２により検
出されるエンジン水温と、酸素濃度センサ４０により検
出される酸素濃度に応じて基本噴射量を補正し、空燃比
を理論空燃比近傍の設定値にフィードバック制御するこ
とができる。尚、基本燃料噴射量は予め設定された基本
燃料噴射量上限値以下でフィードバック制御される。

【００１５】又、スロットルセンサ２２の検出出力によ
りスロットルバルブ２０が全閉状態になったことが検出
されたときには、吸気温センサ１６と水温センサ６２の
検出出力に応じた制御信号がバイパス流量制御弁５０に
供給され、吸気温、エンジン水温に応じたバイパス吸入
空気量がバイパス管４８、バイパス流量制御弁５０を介
してエンジン１０に供給される。そして、このときのバ
イパス吸入空気量に応じた燃料が燃料制御弁２６から噴
射されてエンジンが制御される。

【００１６】又、制御装置６８は、前記ＣＰＵ７２によ
って算出された燃料噴射量と回転角センサ５８により検
出されるエンジン回転数及びクランク角と、吸気温セン
サ１６により検出される吸気温度に基づいた最適点火時
期の数値データをＲＯＭ７４から読み出し、この数値デ
ータに応じた制御信号をＩ／Ｏポート８２を介してイグ
ニッションコイル５２に供給し、各気筒の点火プラグを
最適点火時期に制御する。

【００１７】本実施例では前記基本噴射量はＣＰＵ７２
により所定時間毎に繰り返して実行される図３に示す処
理により設定される。まず、エアフロメータ１４により
検出される吸入空気量、回転角センサにより検出される
エンジン回転数を算出し（ステップ２０１）、前記吸入
空気量、エンジン回転数より基本噴射量（以下ＴＰと記
す）をＴＰ＝定数×（吸入空気量／エンジン回転数）に
より算出する（ステップ２０２）。ステップ２０１、２
０２でＴＰ算出手段を構成している。

【００１８】次に、前回タイミングにて算出したＴＰ
（以下ＴＰｉ−１と記す）と今回タイミングにて算出し
たＴＰ（以下ＴＰｉと記す）との差、ΔＴＰを算出す
る。次に前回タイミングにて算出したΔＴＰ（以下ΔＴ
Ｐｉ−１と記す）と今回タイミングにて算出したΔＴＰ
（以下ΔＴＰｉと記す）の差ΔΔＴＰを算出する（ステ
ップ２０３）。尚、図示しないが、前回タイミングにお
けるΔΔＴＰ（以下ΔΔＴＰｉ−１と記す）の算出に必
要なＴＰ、ΔＴＰ、ΔΔＴＰの記憶処理も本ステップに
より実行される。

【００１９】又、現在基本噴射量上限値（以下ＴＰｍａ
ｘと記す）によるＴＰの制限が行われているか判定し
（ステップ２０４）、ＴＰの制限が行われていれば、ス
テップ２０７へ、ＴＰの制限が行われていなければ、ス
テップ２０５へ進む。ステップ２０７では現在実行して
いるＴＰｍａｘによるＴＰの制限を後述するキャンセル
条件が成立しているか判定し、キャンセル条件が成立し
ている場合、ステップ２０９に進み、キャンセル条件が
成立していない場合、ステップ２１０へ進む。

【００２０】ステップ２０５ではΔＴＰが正の所定値”
Ｋ”以上であるか判定し、所定値以上の場合、ステップ
２０６へ、それ以外の場合、ステップ２０９へ進む。ス
テップ２０５は現在が加速状態であるか判定する手段で
あると共に、ΔＴＰを”０”でなく、所定値Ｋと比較す
ることで、オーバーシュートを発生する所定度合以上の
加速を判定する手段でもある。

【００２１】ステップ２０６では前回のタイミングのΔ
ΔＴＰｉ−１が０以上、今回のタイミングのΔΔＴＰｉ
が０未満であるか判定し、条件が成立した時今回、ＴＰ
がオーバーシュートを開始したと判断し、燃料噴射量を
抑制するためにステップ２０８に進む。条件未成立の場
合、オーバーシュート中ではないと判断し、燃料噴射量
を現状ＴＰとすべく、ステップ２０９に進む。

【００２２】ステップ２０９ではＴＰｍａｘによる制限
を非作動、またはキャンセルするため、ＴＰｍａｘ＝Ｆ
Ｆとし、ステップ２１０に進む。前記ステップ２０３〜
２０７はオーバーシュート検出手段を構成している。ス
テップ２０８では燃料噴射量を抑制するために現在のＴ
Ｐを上限値として保持するためにＴＰｍａｘ＝ＴＰｉと
し、ステップ２１０へ進む。

【００２３】ステップ２１０では設定されたＴＰｍａｘ
と今回のＴＰｉを比較し、ＴＰｍａｘ＜ＴＰｉの時はス
テップ２１２へ、それ以外の時はステップ２１１へ進
む。ステップ２１０は上限値の比較手段であり、この結
果により、ＴＰをＴＰｍａｘで制限する処理を次ステッ
プで実行する。ステップ２１１では燃料噴射弁基本駆動
時間（以下ＴＡＵと記す）をＴＰｉの値とし、すなわち
ＴＰは制限を受けずにＴＡＵの値になりステップ２１３
に進む。ステップ２１２ではＴＡＵをＴＰｍａｘの値と
し、すなわちＴＰはＴＰｍａｘの制限を受けた値とな
り、ステップ２１３に進む。ステップ２０８〜２１２ま
でで燃料噴射量抑制手段を構成している。

【００２４】ステップ２１３では燃料噴射制御に必要な
補正、例えば加速時や、暖気中はＴＡＵを増量補正し、
ステップ２１４に進む。ステップ２１１〜２１３は燃料
噴射制御手段を構成している。ステップ２１４ではステ
ップ２１３で補正されたＴＡＵに基づいた時間、燃料噴
射弁２６を駆動し、燃料噴射を実行して本制御を終了す
る。

【００２５】前記ステップ２０７でのキャンセル手段は
オーバーシュート終了判定手段と制限キャンセル判定手
段から成っており、オーバーシュート終了判定手段とし
ては”ＴＰｍａｘによるＴＰの制限継続時間が所定値以
上”、”ＴＰｉとＴＰｍａｘの差が所定範囲内、かつ、
ΔＴＰが負の値”の両方またはどちらか一方となる。ま
た、制限キャンセル判定手段としては、”制限中の再加
速”であり、前記条件の組み合わせでキャンセル手段は
構成される。

【００２６】図３に示す上記処理を図４の波形により説
明すると、従来技術ではスロットル開度が＋θまで操作
されたことにより、ＴＰは目標噴射量ＴＰｔまで到達し
た後、ＴＰは４０２の破線にて示されるオーバーシュー
トが発生する。そこで、本発明のオーバーシュート検出
手段ではＴＰから算出したΔＴＰを所定値”Ｋ”と比較
し、加速状態を検出し、ΔΔＴＰ＝０となるポイント４
０１を基にオーバーシュート開始を検出する。その結
果、加速状態かつオーバーシュート開始と判定した場
合、ポイント４０１よりＴＰｍａｘをポイント４０１で
のＴＰに設定して減量方向に補正し、ＴＰを抑制する。
こうすることにより、ＴＰのオーバーシュートを抑え、
良好な内燃機関の制御性を実現する。

【００２７】尚、本発明は上記した実施例に限定される
ものではなく、次のような変形または拡張が可能であ
る。本実施例ではＴＰの一次微分値及び二次微分値によ
り加速中のオーバーシュートを検出し、ＴＰｍａｘの減
量抑制によりＴＰのオーバーシュートを抑えていたが、
エンジン回転数、吸入空気量の少なくとも一方の検出出
力の一次微分値及び二次微分値により加速中のオーバー
シュートを検出し、エンジン回転数又は吸入空気量の検
出出力上限値を減量抑制し、間接的にＴＰのオーバーシ
ュートを抑えてもよい。

【００２８】又、ΔＴＰをある固定の所定値と比較して
いるが、オーバーシュートの発生度合に影響する運転状
態のパラメータでこの値を補正してもよい。又、ΔΔＴ
Ｐｉ−１が０以上、ΔΔＴＰｉが０未満となった時、Ｔ
Ｐがオーバーシュートを開始したと判定していたが、オ
ーバーシュートの開始を判定する条件により他の所定値
でもよい。この時、所定値を正の値とすると、オーバー
シュートの開始を判定するタイミングが早くなり、所定
値を負の値とすると、タイミングは遅くなる。エンジン
の運転状態によりオーバーシュートが発生してからΔΔ
ＴＰの挙動でオーバーシュートの開始を判定するまでの
時間遅れ、上限値として使用するＴＰｉを補正するた
め、エンジンの運転状態によってこの値を変更してもよ
い。

【００２９】又、前回値（ΔΔＴＰｉ−１）が所定値以
上であることと今回値（ΔΔＴＰｉ）が所定値未満で判
別していたが、前回値（ΔΔＴＰｉ−１）が所定値を超
えることと今回値（ΔΔＴＰｉ）が所定値以下で判別し
てもよい。又、ＴＰのオーバーシュートが検出された時
のＴＰｉを上限値としてＴＰを制限し、ＴＰのオーバー
シュートによる制御性の悪化を防いでいたが、”ＴＰを
減少させる補正係数の積算”、”ＴＰをなます”等のＴ
Ｐを減少させる手段や、ＴＰは補正せず最終的なインジ
ェクタの駆動時間を減少させる手段を用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】エンジンの全ての負荷領域における基本
噴射量のオーバーシュートを防止でき、また、従来のオ
ーバーシュート防止技術において必要とした補正用デバ
イスである大気圧センサ、吸気温センサを新たに使用し
ないで、基本噴射量がオーバーシュートしている間の空
燃比のオーバーリッチや、基本噴射量の変化で加速／減
速の判定をしている場合のオーバーシュート中の誤判定
の防止ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したエンジンシステムの一実施例
を示す構成図である。

【図２】本発明を適用した制御装置の一実施例を示す構
成図である。

【図３】本発明の制御装置内にて実行される基本噴射量
の上限値を決定するフローチャートである。

【図４】本発明の一実施例の動作を示したタイミングチ
ャートである。

【図５】本発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

２６ 燃料噴射弁 ６８ 制御装置 ７２ ＣＰＵ ７４ ＲＯＭ ７６ ＲＡＭ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基本噴射量算出手段により基本噴射量を
   算出し、燃料を噴射する内燃機関用燃料噴射制御装置に
   おいて、 内燃機関加速時の基本噴射量のオーバーシュートを検出
   するオーバーシュート検出手段と、前記オーバーシュー
   ト検出手段により前記基本噴射量のオーバーシュートの
   発生が検出された場合は、前記基本噴射量を減少方向に
   補正する噴射量抑制手段とを備える燃料噴射量制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記オーバーシュート検出手段は前記内
   燃機関の加速を判定する加速判定手段と、単位時間当た
   りの前記基本噴射量を所定周期毎に比較する噴射量比較
   手段と、加速中かつ前記単位時間当たりの基本噴射量の
   差が最大となる点を検出してオーバーシュートが開始さ
   れたと判定する手段とを含むことを特徴とする請求項１
   記載の制御装置。
3. 【請求項３】 前記オーバーシュート判定手段は前記基
   本噴射量の二次微分値を所定周期毎に計算する二次微分
   値計算手段と、加速中かつ前回計算時の二次微分値が所
   定値以上で今回計算の二次微分値が所定値未満である場
   合にオーバーシュートが開始されたと判定する手段とを
   含むことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
4. 【請求項４】 前記噴射量抑制手段はオーバーシュート
   が発生したタイミングでの前記基本噴射量を上限値とし
   て、オーバーシュート中の基本噴射量を制限するもので
   あることを特徴とする請求項１または２または３記載の
   制御装置。