JPH10148150A - 成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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- JPH10148150A JPH10148150A JP9239472A JP23947297A JPH10148150A JP H10148150 A JPH10148150 A JP H10148150A JP 9239472 A JP9239472 A JP 9239472A JP 23947297 A JP23947297 A JP 23947297A JP H10148150 A JPH10148150 A JP H10148150A
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Abstract
スタを備えた成層燃焼内燃機関において、ブレーキブー
スタの作動を損なうことなく、機関状態の安定化を図
る。 【解決手段】エンジン1の第1吸気弁6a及び第2吸気
弁6b近傍のシリンダヘッド4内壁面周辺部には燃料噴
射弁11が配置され、燃料噴射弁11からの燃料は、直
接的に気筒1a内に噴射される。また、電子制御式のス
ロットル弁23よりも下流側の吸気ダクト20に対し、
車両の制動力を確保するためのブレーキブースタ71が
設けられる。電子制御装置(ECU)30は、ブレーキ
ブースタ71の作動のための負圧を確保する必要性があ
ると判断した場合、スロットル弁23の開度を閉じ込み
量の分だけ絞る。また、上記制御が実行される際に、最
終的な目標噴射量を、基本噴射量に対し燃料増量の分だ
け増大させたものとする。
Description
の燃料噴射制御装置に係り、詳しくは、筒内噴射式内燃
機関の如く、成層燃焼を行いうるとともに、負圧に基づ
いて制動力を確保するブレーキブースタを備えてなる成
層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものであ
る。
においては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射
され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給
される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動する
スロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉に
より、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量(結果
的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量)が調
整され、もってエンジン出力が制御される。
術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負
圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低く
なる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼
室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍
に可燃混合気を存在させ、当該部分の燃料混合比を高め
て、着火性を向上するようにしたいわゆる「成層燃焼」
という技術が知られている。
示された技術においては、燃料を燃焼室内に均一に分散
して噴射供給するための均質燃焼用の燃料噴射弁と、点
火プラグ周りに向けて燃料を直接噴射供給する成層燃焼
用の燃料噴射弁とが設けられている。そして、エンジン
の低負荷時には、成層燃焼用の燃料噴射弁から燃料が噴
射され、点火プラグ周りに偏在供給されるとともに、ス
ロットル弁が開かれて成層燃焼が実行される。これによ
り、燃費の向上が図られるとともに、ポンピングロスの
低減が図られる。
ブレーキペダルの踏込み力を軽減するためのブレーキブ
ースタが搭載されている。このブレーキブースタの動力
源としては、スロットル弁下流の吸気管内に発生する負
圧が利用される。すなわち、スロットル弁下流から分岐
する導圧管を介して、負圧がブレーキブースタに導かれ
る。そして、ブレーキペダルの踏込み量に応じた負圧
が、ブレーキブースタに内蔵されたダイヤフラムに作用
することによってブレーキ操作力が増加するのである。
ンにおいては、成層燃焼時には、吸気管負圧の程度が小
さくなり、ブレーキブースタを作動させるための負圧が
不足しうる。
は、ブレーキブースタ負圧が不足した場合には、負圧を
確保するため、スロットル弁を閉じる制御を行うように
している。
は、次に示すような問題があった。例えば、エンジンの
アイドリング時に上記制御を行うと、アイドリング中に
スロットル弁を閉じることとなるため、ポンピングロス
が増し、アイドル回転数が低下してしまう。
起こった場合には、そのアイドル回転数の低下を見て、
燃料量を増してアイドル回転数を目標値に保つことが考
えられる。つまり、フィードバック制御により、アイド
ル回転数を制御するのである。
制御によりアイドル回転数を目標値に保つ制御を行った
場合には、追従遅れが生ずるおそれがあった。すなわ
ち、ブレーキブースタ負圧を確保するためにスロットル
弁を素早く閉じる制御を行った場合、ポンピングロスも
比較的早く生じることとなる。そのため、上記のような
フィードバックでは間に合わず、エンジン回転数の低
下、不安定化といった不具合が生じるおそれがあった。
その結果、エンジン回転数の低下が著しい場合にはエン
ストが起こってしまうおそれがあった。
ば定常走行時においても上記と同様の不具合、すなわ
ち、エンジン回転数が低下してしまったり、出力が減少
してしまう等の不具合が発生するおそれがあった。
れたものであって、その目的は、負圧に基づいて制動力
を確保するブレーキブースタを備えてなる成層燃焼内燃
機関の燃料噴射制御装置において、ブレーキブースタの
作動を損なうことなく、しかも機関状態の安定化を図る
ことのできる成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置を提
供することにある。
に請求項1に記載の発明においては、図1に示すよう
に、成層燃焼を行うべく、内燃機関M1の気筒内に燃料
を供給しうる燃料噴射手段M2と、前記内燃機関M1の
吸気通路M3内の負圧に基づいて制動力を確保するブレ
ーキブースタM4と、前記ブレーキブースタM4に導入
される負圧を発生させるための負圧発生手段M5と、前
記ブレーキブースタM4に作用する圧力を検出するため
の圧力検出手段M6と、少なくとも前記内燃機関M1の
定常運転状態時において、前記圧力検出手段M6の検出
結果に基づく、前記ブレーキブースタM4に導入される
負圧が不足している場合に、前記負圧発生手段M5の動
作を制御して、負圧の発生量を増大せしめる負圧発生制
御手段M7と、前記負圧発生制御手段M7により前記負
圧発生手段M5の動作が制御される際に、当該負圧発生
手段M5の作動量に応じて前記燃料噴射手段M2から噴
射される燃料噴射量を増加させる燃料噴射制御手段M8
とを備えた成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置をその
要旨としている。
1に記載の成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置におい
て、前記負圧発生手段M5は、前記吸気通路M3の開口
面積を絞り込むことにより負圧を発生させるものである
ことをその要旨としている。
項1又は2に記載の成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装
置において、前記負圧発生手段M5は、吸気通路M3に
設けられたスロットル弁及び該スロットル弁を開閉する
ためのアクチュエータよりなる電子制御式スロットル機
構、吸気通路M3に設けられたスロットル弁をバイパス
するバイパス吸気通路に設けられたアイドルスピードコ
ントロールバルブ及び該バルブを開閉するためのアクチ
ュエータよりなるISC機構、並びに、前記内燃機関M
1の排気通路と吸気通路M3とを連通する排気ガス再循
環通路及び当該排気ガス再循環通路を開閉するためのE
GRバルブを有し、前記内燃機関M1から排出される排
気の一部を当該内燃機関M1に取り込まれる吸気へ再循
環させるためのEGR機構のうち少なくとも1つによっ
て構成されていることをその要旨としている。
項1から3のいずれかに記載の成層燃焼内燃機関の燃料
噴射制御装置において、前記燃料噴射制御手段M8によ
る燃料噴射量の増加制御は、前記負圧発生制御手段M7
による前記負圧発生手段M5の動作の制御が開始されて
から所定の遅延時間経過後に実行されるものであること
をその要旨としている。
項4に記載の成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置にお
いて、前記遅延時間は、前記内燃機関M1に生じうるポ
ンピングロスの増減に同期させて設定されるものである
ことをその要旨としている。
4に記載の成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置におい
て、前記遅延時間は、前記内燃機関M1の気筒内に導か
れる吸入空気量の遅れに対応させて設定されるものであ
ることをその要旨としている。
項1から6のいずれかに記載の成層燃焼内燃機関の燃料
噴射制御装置において、前記負圧発生制御手段M7及び
前記燃料噴射制御手段M8による制御は、成層燃焼が行
われているときに行われるものであることをその要旨と
している。
項1に記載の成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置にお
いて、前記負圧発生手段からの負圧の発生量が多いほ
ど、前記燃料噴射制御手段は前記燃料噴射手段から噴射
される燃料噴射量の増加度合いを大きくすることをその
要旨としている。
図1に示すように、燃料噴射手段M2によって、内燃機
関M1の気筒内に燃料が供給され、気筒内の燃料が燃焼
することにより、内燃機関M1は駆動力を得る。また、
内燃機関M1の気筒内の燃料により、成層燃焼が行われ
うる。
機関M1の吸気通路M3内の負圧に基づいて制動力が確
保される。また、負圧発生手段M5では、ブレーキブー
スタM4に導入される負圧が発生する。さらに、圧力検
出手段M6により、ブレーキブースタM4に作用する圧
力が検出される。
転状態時において、圧力検出手段M6の検出結果に基づ
く、ブレーキブースタM4に導入される負圧が不足して
いる場合に、負圧発生制御手段M7によって、負圧発生
手段M5の動作が制御されて、負圧の発生量が増大させ
られる。また、負圧発生制御手段M7により負圧発生手
段M5の動作が制御される際に、燃料噴射制御手段M8
では、当該負圧発生手段M5の作動量に応じて前記燃料
噴射手段M2から噴射される燃料噴射量が増加させられ
る。
(アイドリング時を含む)においては、負圧が不足する
場合があるが、この場合、負圧発生制御手段M7によっ
て、負圧発生手段M5の動作が制御されて、負圧の発生
量が増大させられる。従って、ブレーキブースタM4に
負圧が確実に導入されることとなり、ブレーキブースタ
M4の作動が確保されうる。
圧発生手段M5の動作が制御されて、負圧の発生量が増
大させられた場合には、内燃機関M1の回転数が低下し
がちであるが、この場合に、燃料噴射制御手段M8によ
って、燃料噴射手段M2から噴射される燃料噴射量が増
加する。このため、内燃機関M1の回転数が低下するの
が未然に抑制されうる。また、そのときに増加する燃料
噴射量は、負圧発生手段M5の作動量に応じたものであ
るため、その燃料噴射量は、内燃機関M1のポンピング
ロスに適応したものとなる。そのため、内燃機関M1の
回転数や出力は安定しうる。
求項1に記載の発明の作用に加えて、前記負圧発生手段
M5は、前記吸気通路M3の開口面積を絞り込むことに
より負圧を発生させるものである。このため、吸気通路
M3の開口面積を絞り込みうる既存の装置を用いて負圧
を発生させることが可能となる。
求項1及び2に記載の発明の作用に加えて、前記負圧発
生手段M5は、吸気通路M3に設けられたスロットル弁
及び該スロットル弁を開閉するためのアクチュエータよ
りなる電子制御式スロットル機構、吸気通路M3に設け
られたスロットル弁をバイパスするバイパス吸気通路に
設けられたアイドルスピードコントロールバルブ及び該
バルブを開閉するためのアクチュエータよりなるISC
機構、並びに、前記内燃機関M1の排気通路と吸気通路
M3とを連通する排気ガス再循環通路及び当該排気ガス
再循環通路を開閉するためのEGRバルブを有し、前記
内燃機関M1から排出される排気の一部を当該内燃機関
M1に取り込まれる吸気へ再循環させるためのEGR機
構のうち少なくとも1つによって構成されている。この
ため、上記請求項2に記載の作用がより確実なものとな
る。
請求項1から3に記載の発明の作用に加えて、前記燃料
噴射制御手段M8による燃料噴射量の増加制御は、前記
負圧発生制御手段M7による前記負圧発生手段M5の動
作の制御が開始されてから所定の遅延時間経過後に実行
される。このため、吸入空気量の応答遅れにより、負圧
発生手段M5の動作の制御が開始されてから、実際にポ
ンピングロスが生じるまでの間には幾分の遅延時間が存
在するのであるが、本発明によれば、その遅延時間が考
慮された上で、燃料噴射制御手段M8による燃料噴射量
の増加制御が行われるため、より的確な制御が行われう
る。
請求項4に記載の発明の作用に加えて、前記遅延時間
は、前記内燃機関M1に生じうるポンピングロスの増減
に同期させて設定される。このため、より一層確実に上
記請求項4に記載の発明の作用が奏される。
求項4に記載の発明の作用に加えて、前記遅延時間は、
前記内燃機関M1の気筒内に導かれる吸入空気量の遅れ
に対応させて設定される。従って、上記同様、より一層
確実に上記請求項4に記載の発明の作用が奏される。
請求項1から6に記載の発明の作用に加えて、前記負圧
発生制御手段M7及び前記燃料噴射制御手段M8による
制御は、成層燃焼が行われているときに行われる。ここ
で、上述した不具合は、成層燃焼が行われているとき
に、特に生じやすいのであるが、本発明によれば、その
ような不具合を確実に解消することが可能となる。
請求項1に記載の発明の作用に加えて、前記負圧発生手
段からの負圧の発生量が多いほど、燃料噴射手段から噴
射される燃料噴射量の増加度合いが大きくなる。ここ
で、負圧の発生量が多いほど、内燃機関M1の回転数の
低下度合いが大きくなる場合があるが、かかる場合にお
いて燃料噴射量の増加度合いもその分だけ大きくさせら
れることから、回転数の低下が抑制されることとなる。
燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した一実施の形態を
図面に基づいて詳細に説明する。
された内燃機関としての筒内噴射式エンジンの燃料噴射
制御装置を示す概略構成図である。エンジン1は、例え
ば4つの気筒1aを具備し、これら各気筒1aの燃焼室
構造が図3に示されている。これらの図に示すように、
エンジン1はシリンダブロック2内にピストンを備えて
おり、当該ピストンはシリンダブロック2内で往復運動
する。シリンダブロック2の上部にはシリンダヘッド4
が設けられ、前記ピストンとシリンダヘッド4間には燃
焼室5が形成されている。また、本実施の形態では1気
筒1aあたり、4つの弁が配置されており、図中におい
て、符号6aとして第1吸気弁、6bとして第2吸気
弁、7aとして第1吸気ポート、7bとして第2吸気ポ
ート、8として一対の排気弁、9として一対の排気ポー
トがそれぞれ示されている。
はヘリカル型吸気ポートからなり、第2の吸気ポート7
bはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。
また、シリンダヘッド4の内壁面の中央部には、点火プ
ラグ10が配設されている。この点火プラグ10には、
図示しないディストリビュータを介してイグナイタ12
からの高電圧が印加されるようになっている。そして、
この点火プラグ10の点火タイミングは、イグナイタ1
2からの高電圧の出力タイミングにより決定される。さ
らに、第1吸気弁6a及び第2吸気弁6b近傍のシリン
ダヘッド4内壁面周辺部には燃料噴射手段としての燃料
噴射弁11が配置されている。すなわち、本実施の形態
においては、燃料噴射弁11からの燃料は直接的に気筒
1a内に噴射されうるようになっている。
ポート7a及び第2吸気ポート7bは、それぞれ各吸気
マニホルド15内に形成された第1吸気路15a及び第
2吸気路15bを介してサージタンク16内に連結され
ている。各第2吸気通路15b内にはそれぞれスワール
コントロールバルブ17が配置されている。これらのス
ワールコントロールバルブ17は共通のシャフト18を
介して例えばステップモータ19に連結されている。こ
のステップモータ19は、後述する電子制御装置(以下
単に「ECU」という)30からの出力信号に基づいて
制御される。なお、当該ステップモータ19の代わり
に、エンジン1の吸気ポート7a,7bの負圧に応じて
制御されるものを用いてもよい。
を介してエアクリーナ21に連結され、吸気ダクト20
内には、ステップモータ22によって開閉される負圧発
生手段を構成するスロットル弁23が配設されている。
つまり、本実施の形態のスロットル弁23は、いわゆる
電子制御式のものであり、基本的には、同じく負圧発生
手段を構成するアクチュエータとしてのステップモータ
22が前記ECU30からの出力信号に基づいて駆動さ
れることにより、スロットル弁23が開閉制御される。
そして、このスロットル弁23の開閉により、吸気ダク
ト20を通過して燃焼室5内に導入される吸入空気量が
調節されるようになっている。本実施の形態では、吸気
ダクト20、サージタンク16並びに第1吸気路15a
及び第2吸気路15b等により、吸気通路が構成されて
いる。
開度(スロットル開度TA)を検出するためのスロット
ルセンサ25が設けられている。なお、前記各気筒の排
気ポート9には排気マニホルド14が接続されている。
そして、燃焼後の排気ガスは当該排気マニホルド14を
介して図示しない排気管へ排出されるようになってい
る。
ス再循環(EGR)機構51が設けられている。このE
GR機構51は、排気ガス再循環通路としてのEGR通
路52と、同通路52の途中に設けられたEGRバルブ
53とを含んでいる。EGR通路52は、スロットル弁
23の下流側の吸気ダクト20と、排気ダクトとの間を
連通するよう設けられている。また、EGRバルブ53
は、弁座、弁体及びステップモータ(いずれも図示せ
ず)を内蔵している。EGRバルブ53の開度は、ステ
ップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位させるこ
とにより、変動する。そして、EGRバルブ53が開く
ことにより、排気ダクトへ排出された排気ガスの一部が
EGR通路52へと流れる。その排気ガスは、EGRバ
ルブ53を介して吸気ダクト20へ流れる。すなわち、
排気ガスの一部がEGR機構51によって吸入混合気中
に再循環する。このとき、EGRバルブ53の開度が調
節されることにより、排気ガスの再循環量が調整される
のである。
態では、車両の制動力を確保するための装置としてブレ
ーキブースタ71が設けられている。このブレーキブー
スタ71によって、ブレーキペダル72の踏込み力が増
幅されるとともに、油圧に変換され、各車輪のブレーキ
アクチュエータ(図示せず)が駆動される。このブレー
キブースタ71は、スロットル弁23よりも下流側の吸
気ダクト20に対し、接続配管73を介して接続されて
おり、該ダクト20内で発生する負圧を駆動力として利
用するように構成されている。この接続配管73には、
ブレーキブースタ内圧力PBK(絶対圧)を検出するた
めの圧力検出手段としての圧力センサ63が設けられて
いる。
ンピュータからなっており、双方向性バス31を介して
相互に接続されたRAM(ランダムアクセスメモリ)3
2、ROM(リードオンリメモリ)33、マイクロプロ
セッサからなるCPU(中央処理装置)34、入力ポー
ト35及び出力ポート36を具備している。本実施の形
態においては、当該ECU30により、負圧発生制御手
段及び燃料噴射制御手段が構成されている。
ダル24の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアク
セルセンサ26Aが接続され、該アクセルセンサ26A
によりアクセル開度ACCPが検出される。当該アクセ
ルセンサ26Aの出力電圧は、AD変換器37を介して
入力ポート35に入力される。また、同じくアクセルペ
ダル24には、アクセルペダル24の踏込み量が「0」
であることを検出するための全閉スイッチ26Bが設け
られている。すなわち、この全閉スイッチ26Bは、ア
クセルペダル24の踏込み量が「0」である場合に全閉
信号XIDLとして「1」の信号を、そうでない場合に
は「0」の信号を発生する。そして、該全閉スイッチ2
6Bの出力電圧も入力ポート35に入力されるようにな
っている。
1aが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、
この出力パルスが入力ポート35に入力される。クラン
ク角センサ28は例えばクランクシャフトが30°CA
回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入
力ポートに入力される。CPU34では上死点センサ2
7の出力パルスとクランク角センサ28の出力パルスか
らエンジン回転数NEが算出される(読み込まれる)。
ワールコントロールバルブセンサ29により検出され、
これによりスワールコントロールバルブ17の開度が測
定される。そして、スワールコントロールバルブセンサ
29の出力はA/D変換器37を介して入力ポート35
に入力される。
り、スロットル開度TAが検出される。このスロットル
センサ25の出力はA/D変換器37を介して入力ポー
ト35に入力される。
16内の圧力(吸気圧PIM)を検出する吸気圧センサ
61が設けられている。さらに、エンジン1の冷却水の
温度(冷却水温THW)を検出する水温センサ62が設
けられている。併せて、車両の速度(車速)SPDを検
出するための車速センサ64も設けられている。そし
て、これらセンサ61,62,64の出力もA/D変換
器37を介して入力ポート35に入力されるようになっ
ている。また、前記圧力センサ63の出力もA/D変換
器37を介して入力ポート35に入力されるようになっ
ている。
センサ25、アクセルセンサ26A、全閉スイッチ26
B、上死点センサ27、クランク角センサ28、スワー
ルコントロールバルブセンサ29、吸気圧センサ61、
水温センサ62、圧力センサ63、車速センサ64等に
より、エンジン1の運転状態が検出される。
路38を介して各燃料噴射弁11、各ステップモータ1
9,22、イグナイタ12及びEGRバルブ53(ステ
ップモータ)に接続されている。そして、ECU30は
各センサ等25〜29,61〜64からの信号に基づ
き、ROM33内に格納された制御プログラムに従い、
燃料噴射弁11、ステップモータ19,22、イグナイ
タ12(点火プラグ10)及びEGRバルブ53等を好
適に制御する。
噴射制御装置における本実施の形態に係る各種制御に関
するプログラムについて、フローチャートを参照して説
明する。図5は、本実施の形態におけるスロットル弁2
3(ステップモータ22)及び燃料噴射弁11を制御し
てアイドリング回転数制御を実行するための「要求スロ
ットル開度・目標噴射量算出ルーチン」を示すフローチ
ャートであって、メインルーチンとしてECU30によ
り実行される。
30は先ずステップ101において、各種センサ等25
〜29,61〜64から、エンジン回転数NE、アクセ
ル開度ACCP、車速SPD、ブレーキブースタ内圧力
PBK等の、そのときどきの運転状態を示す各種検出信
号を読み込む。
み込んだ車速SPDが所定速度(例えば「20km/
h」)よりも小さいか否かを判断する。そして、車速S
PDが所定速度以上の場合には、今回の制御を行うもの
ではないものと判断して、ステップ103へ移行する。
含むアイドリング状態相当での)負圧確保制御実行フラ
グXBKIDLを「0」に設定する。また、続くステッ
プ104においては、別途のルーチンで算出された基本
EGR開度EGRBをそのまま要求EGR開度EGRR
EQとして設定する。
別途のルーチンで算出された基本スロットル開度TRT
Bを、そのまま要求スロットル開度TRTRとして設定
する。 さらに、続くステップ106においては、同じ
く別途のルーチンで算出された基本噴射量QFBを、そ
のまま最終的な目標噴射量QFとして設定する。そし
て、ECU30は、その後の処理を一旦終了する。
読み込んだ車速SPDが所定速度よりも小さい場合に
は、ステップ107へ移行する。ステップ107におい
ては、全閉スイッチ26Bからの全閉信号XIDLが
「1」であるか否かを判断する。そして、全閉信号XI
DLが「1」でない、すなわち、「0」の場合には、現
在アクセルペダル24が踏み込まれており、今回の制御
を行うものではないと判断して、ステップ103へ移行
する。そして、ECU30は、上記同様、ステップ10
3からステップ106の処理を実行し、その後の処理を
一旦終了する。
閉信号XIDLが「1」の場合には、ステップ108へ
移行する。ステップ108においては、現在の燃焼モー
ドFMODEが「0」であるか否かを判断する。ここ
で、燃焼状態が成層燃焼である場合には燃焼モードFM
ODEが「0」に設定され、均質燃焼が実行されている
場合には燃焼モードFMODEが「1」に設定される。
従って、現在の燃焼モードFMODEが「0」でない、
すなわち、「1」の場合には、現在均質燃焼が実行され
ており、ブレーキブースタ71を作動させるのに充分な
負圧は確保されうるため、別途負圧を確保する制御を行
う必要がないものと判断して、ステップ103へ移行す
る。そして、ECU30は、上記同様、ステップ103
からステップ106の処理を実行し、その後の処理を一
旦終了する。
「0」の場合には、アイドリング中であり、かつ、成層
燃焼が実行されており、ブレーキブースタ71の作動に
必要な負圧が確保されないおそれがあるものとしてステ
ップ109へ移行する。ステップ109では、今回読み
込まれたブレーキブースタ内圧力PBKが予め定められ
た基準圧力KPBKL(絶対圧)よりも以上か否か、つ
まり、負圧の程度が不足しているか否かを判断する。そ
して、ブレーキブースタ内圧力PBKが基準圧力KPB
KL以上の場合には、ブレーキブースタ71の作動のた
めの負圧を確保する必要性があるものとして、ステップ
110へ移行する。
実行フラグXBKIDLを「1」に設定する。また、続
くステップ111においては、負圧を確保しやすくする
ために基本EGR開度EGRBの値にかかわらず、要求
EGR開度EGRREQを強制的に「0」に設定する。
これにより、EGR弁53が閉じられることとなり、排
気還流量はゼロになり、吸気ダクト20内の圧力(絶対
圧)の増大(=負圧の不足)が抑制される。
ルーチンで算出された基本スロットル開度TRTBか
ら、後述する「閉じ込み量設定ルーチン」で算出されて
いる閉じ込み量DTC(DTC≧0)を減算した値を、
要求スロットル開度TRTRとして設定する。このた
め、閉じ込み量DTCが「0」よりも大きく設定されて
いる場合には、実際のスロットル開度は、基本スロット
ル開度TRTBよりも小さい開度となり、ブレーキブー
スタ71の作動に必要な負圧が確保されうることとな
る。
のルーチンで算出された基本噴射量QFBに対し、後述
する「燃料増量設定ルーチン」で算出されている燃料増
量DQF(DQF≧0)を加算した値を、最終的な目標
噴射量QFとして設定する。このため、燃料増量DQF
が「0」よりも大きく設定されている場合には、実際の
燃料噴射量は、基本噴射量QFBよりも多い量となり、
これにより、エンジン回転数NEの低下が抑制されるこ
ととなる。そして、ECU30はその後の処理を一旦終
了する。
ーキブースタ内圧力PBKが基準圧力KPBKLよりも
小さい場合には、ステップ114へ移行する。ステップ
114においては、ブレーキブースタ内圧力PBKが第
2の基準圧力KPB0(但し、KPB0<KPBKL;
KPB0の方がより負圧側)以下となっているか否かを
判断する。そして、ブレーキブースタ内圧力PBKが未
だ第2の基準圧力KPB0以下となっていない場合に
は、さらにブレーキブースタ71の作動のための負圧を
確保する必要性があるものとして、ECU30はステッ
プ112、ステップ113の処理を実行する。
Kが第2の基準圧力KPB0以下の場合には、ブレーキ
ブースタ71の作動のための負圧が十分に確保されたも
のと判断して、ステップ115へ移行する。ステップ1
15においては、負圧確保制御実行フラグXBKIDL
を「0」に設定する。また、続くステップ116におい
ては、別途のルーチンで算出された基本EGR開度EG
RBをそのまま要求EGR開度EGRREQとして設定
する。
本スロットル開度TRTBから、後述する「閉じ込み量
設定ルーチン」で算出されている閉じ込み量DTC(D
TC≧0)を減算した値を、要求スロットル開度TRT
Rとして設定する。但し、このときには、既に負圧確保
制御実行フラグXBKIDLが「0」に設定されている
ため、閉じ込み量DTCは「0」に近づくべく徐減され
るか又は「0」となっている。
基本噴射量QFBに対し、後述する「燃料増量設定ルー
チン」で算出されている燃料増量DQF(DQF≧0)
を加算した値を、最終的な目標噴射量QFとして設定す
る。但し、このときには、既に負圧確保制御実行フラグ
XBKIDLが「0」に設定されているため、燃料増量
DQFも閉じ込み量DTCに応じて徐減されているか又
は「0」となっている。そして、ECU30はその後の
処理を一旦終了する。
目標噴射量算出ルーチン」では、ブレーキブースタ71
の作動のための負圧を確保する必要性があるか否かの判
断がなされ(ステップ102,107,108,10
9)、その判断結果に応じて、要求スロットル開度TR
TR及び最終的な目標噴射量QFが設定される。
めの処理について説明する。すなわち、図6は、ECU
30により実行される「閉じ込み量設定ルーチン」を示
すフローチャートであって、所定クランク角(例えば
「180°CA」)毎の割り込みで実行される。
30はまずステップ201において、負圧確保制御実行
フラグXBKIDLが「1」であるか否かを判断する。
そして、負圧確保制御実行フラグXBKIDLが「1」
の場合には、閉じ込み量DTCを増やすべく、ステップ
202において、それまでの閉じ込み量DTCに対し所
定量KTCを加算した値を新たな閉じ込み量DTCとし
て設定する。
Lが「0」の場合には、閉じ込み量DTCを減らすべ
く、ステップ203において、それまでの閉じ込み量D
TCから所定量KTCを減算した値を、新たな閉じ込み
量DTCとして設定する。
て、ステップ204においては、今回設定された新たな
閉じ込み量DTCが、「0」以上であるか否かを判断す
る。そして、今回設定された新たな閉じ込み量DTC
が、「0」以上の場合には、そのままその後の処理を一
旦終了する。また、今回設定された新たな閉じ込み量D
TCが、「0」よりも小さい、すなわち、負の場合に
は、ステップ205において、閉じ込み量DTCを強制
的に「0」に設定し、その後の処理を一旦終了する。
では、負圧確保制御実行フラグXBKIDLに応じて、
閉じ込み量DTCが、「0」以上の領域において増やさ
れたり減らされたりする。
の処理について説明する。すなわち、図7は、ECU3
0により実行される「燃料増量設定ルーチン」を示すフ
ローチャートであって、所定クランク角(例えば「18
0°CA」)毎の割り込みで実行される。
30はまずステップ301において、ディレーカウンタ
のカウント値CQFDLYを「1」ずつインクリメント
する。
定されている閉じ込み量DTCが、「0」よりも大きい
か否か、すなわち「0」でないか否かを判断する。そし
て、閉じ込み量DTCが、「0」の場合には、ステップ
303へ移行する。ステップ303では、現在設定され
ている燃料増量DQFが「0」であるか否かを判断す
る。そして、燃料増量DQFが「0」の場合には、前記
ディレーカウンタのカウント値CQFDLYを「0」に
クリヤする。そして、後述するステップ306へ移行す
る。また、現在設定されている燃料増量DQFが「0」
でない場合にはステップ306へジャンプする。
設定されている閉じ込み量DTCが、「0」よりも大き
い場合には、ステップ305へ移行する。ステップ30
5では、今回の処理において負圧確保制御実行フラグX
BKIDLが「1」から「0」に変わったばかりである
か否かを判断する。そして、負圧確保制御実行フラグX
BKIDLが「1」から「0」に変わったばかりの場合
には、ステップ304へ移行し、ディレーカウンタのカ
ウント値CQFDLYを「0」にクリヤし、ステップ3
06へ移行する。また、負圧確保制御実行フラグXBK
IDLが「1」から「0」に変わったばかりでない場合
には、ステップ306へそのまま移行すする。従って、
ステップ301からステップ305においては、(1)
閉じ込み量DTCが「0」で、かつ、燃料増量DQFが
「0」の場合、及び、(2)負圧確保制御実行フラグX
BKIDLが「1」から「0」に変わったばかりの場
合、にカウント値CQFDLYが「0」にクリヤされ
る。
ら移行して、ステップ306においては、現在のディレ
ーカウンタのカウント値CQFDLYが所定のディレー
時間TD以上となっているか否かを判断する。ここで、
上記ディレー時間TDは、エンジン1に生じうるポンピ
ングロスの増減に同期させて設定されたものであって、
かつ、エンジン1の気筒1a内に導かれる吸入空気量の
遅れに対応させて予め設定されているものである。そし
て、カウント値CQFDLYがディレー時間TD以上と
なっている場合には、所定の遅延時間が経過したものと
してステップ307へ移行する。ステップ307におい
ては、負圧確保制御実行フラグXBKIDLが「1」で
あるか否かを判断する。そして、負圧確保制御実行フラ
グXBKIDLが「1」の場合にはステップ308へ移
行する。
Fを増やすべく、それまでの燃料増量DQFに対し、所
定量αを加算した値を新たな燃料増量DQFとして設定
する。そして、ECU30は、その後の処理を一旦終了
する。
制御実行フラグXBKIDLが「1」でない、すなわち
「0」の場合にはステップ309に移行する。ステップ
309においては、燃料増量DQFを減らすべく、それ
までの燃料増量DQFから、所定量αを減算した値を新
たな燃料増量DQFとして設定する。そして、ECU3
0は、その後の処理を一旦終了する。一方、前記ステッ
プ306において、現在のディレーカウンタのカウント
値CQFDLYが所定のディレー時間TD以上となって
いない場合には、ステップ310へ移行する。ステップ
310においては、負圧確保制御実行フラグXBKID
Lが「0」であるか否かを判断する。そして、負圧確保
制御実行フラグXBKIDLが「0」の場合には、ステ
ップ311へ移行する。ステップ311においては、現
在設定されている閉じ込み量DTCが、「0」であるか
否かを判断する。そして、閉じ込み量DTCが「0」の
場合には、ステップ312において、燃料増量DQFを
「0」に設定し、その後の処理を一旦終了する。また、
ステップ311において、閉じ込み量DTCが、「0」
でない場合には、上記ステップ308へ移行し、燃料増
量DQFをそのまま増やすべく、それまでの燃料増量D
QFに対し、所定量αを加算した値を新たな燃料増量D
QFとして設定する。そして、ECU30はその後の処
理を一旦終了する。
制御実行フラグXBKIDLが「0」でない、すなわち
「1」の場合には、ステップ312において、燃料増量
DQFを「0」に設定し、その後の処理を一旦終了す
る。
おいては、ディレーカウンタのカウント値CQFDL
Y、負圧確保制御実行フラグXBKIDL、閉じ込み量
DTC等に応じて燃料増量DQFが設定される。より詳
しく説明すると、図8に示すように、例えばそれまでの
閉じ込み量DTC及び燃料増量DQFが共に「0」であ
り、時刻t1において、負圧確保制御実行フラグXBK
IDLが「0」から「1」に切り換わったとすると、そ
の時点でディレーカウンタのカウント値CQFDLYが
インクリメントされはじめる。その後、閉じ込み量DT
Cは増大するとともに、カウント値CQFDLYは未だ
所定のディレー時間TDを経過していないため、燃料増
量DQFは「0」に設定される(ステップ302,30
5,306,310,312)。
ンタのカウント値CQFDLYが所定のディレー時間T
Dを経過した場合には、燃料増量DQFが所定量αずつ
増大させられる(ステップ302,305,306,3
07,308)。
行フラグXBKIDLが「1」から「0」に切り換えら
れた場合には、ディレーカウンタのカウント値CQFD
LYが「0」にクリヤされる(ステップ302,30
5,304)とともに、それ以降、閉じ込み量DTCは
減らされる。しかしながら、燃料増量DQFについて
は、それ以降もしばらく所定量αずつ増大させられる
(ステップ306,310,311,308)。
ンタのカウント値CQFDLYが再び所定のディレー時
間TDを経過した場合には、今度は、燃料増量DQFが
所定量αずつ減少させられる(ステップ306,30
7,309)。
Cは「0」になるものの、それ以降もディレーカウンタ
のカウント値CQFDLYはインクリメントされるた
め、燃料増量DQFは、引き続き所定量αずつ減少させ
られる(ステップ302,303,306,307,3
09)。
TCが「0」となり、かつ、燃料増量DQFが「0」と
なった時点で、ディレーカウンタのカウント値CQFD
LYが「0」にクリヤされる(ステップ302,30
3,304)。その後、負圧確保制御実行フラグXBK
IDLが「0」から「1」に切り換えられて、閉じ込み
量DTCが正の値とならない限り、この状態が維持され
る。
て説明する。 (イ)本実施の形態によれば、ブレーキブースタ71の
作動のための負圧を確保する必要性があるか否かの判断
がなされ(ステップ102,107,108,10
9)、その判断結果が負圧を確保する必要性がある場合
には、スロットル弁23の開度が閉じ込み量DTCの分
だけ絞られることとなる。このため、負圧の発生量が増
大させられることとなり、ブレーキブースタ71の作動
を確保することができる。
最終的な目標噴射量QFは、基本噴射量QFBに対し、
燃料増量DQFの分だけ増大させられたものとなる。こ
のため、上記の如く負圧の発生量が増大させられた場合
には、エンジン回転数NEが低下しがちであるが、この
場合には、上述したとおり燃料噴射量が増加させられ
る。従って、エンジン回転数NEが低下するのを未然に
抑制することができる。
射量は、スロットル弁23の閉じ込み量DTCに応じた
ものとなる。このため、燃料噴射量はエンジン1のポン
ピングロスに適応したものとなる。その結果、エンジン
回転数NEのより一層の安定化を図ることができる。
生手段として、吸気ダクト20の開口面積を絞り込むこ
とにより負圧を発生させるべく、スロットル弁23等を
用いることとした。そのため、既存の装置を用いて負圧
を発生させることが可能となり、コストの増大を抑制す
ることができる。
射量の増加制御は、スロットル弁23の閉じ込み量DT
Cが増加しはじめてから(絞られはじめてから)所定の
ディレー時間TD経過後に実行される。このため、吸入
空気量の応答遅れにより、上記閉じ込み制御が開始され
てから、実際にポンピングロスが生じるまでの間には幾
分の遅延時間が存在するのであるが、本実施の形態によ
れば、その遅延時間が考慮された上で、燃料噴射量の増
加制御が行われることとなる。そのため、より的確なア
イドリング回転数の制御を行うことができる。
は、前記エンジン1に生じうるポンピングロスの増減に
同期させて設定され、かつ、エンジン1の気筒1a内に
導かれる吸入空気量の遅れに対応させて設定されてい
る。このため、より一層確実に上記(ホ)に記載の作用
効果を奏せしめることができる。
記閉じ込み制御及び燃料噴射量増大制御は、成層燃焼が
行われているときに行われる。ここで、従来技術で説明
した不具合は、成層燃焼が行われているときに、特に生
じやすいのであるが、本実施の形態によれば、そのよう
な不具合を確実に解消することが可能となる。
ものではなく、例えば次の如く構成してもよい。 (1)上記実施の形態では、負圧発生手段として、吸気
ダクト20に設けられたスロットル弁23及び該スロッ
トル弁23を開閉するためのアクチュエータとしてのス
テップモータ22よりなる電子制御式スロットル機構に
より構成したが、その他にも、スロットル弁23をバイ
パスするバイパス吸気通路に設けられたアイドルスピー
ドコントロールバルブ及び該バルブを開閉するためのア
クチュエータよりなるISC機構により構成してもよ
い。
GR機構51により構成してもよい。さらに、図示しな
い負圧発生機構を別途設けるようにしてもよい。これら
の場合には、いわゆる電子制御式のスロットル弁23に
代えて、アクセルペダル24にリンクしたメカニカル式
のスロットル弁を用いるようにしてもよい。
ことにより負圧発生手段を構成するようにしてもよい。 (2)上記実施の形態では、燃料増量DQFの増加を開
始させるためのディレー時間TDと、燃料増量DQFの
減少を開始させるためのディレー時間TDとを共通の値
としたが、これらをそれぞれ異なる値としてもよい。
エンジン1に本発明を具体化するようにしたが、いわゆ
る成層燃焼、弱成層燃焼を行うタイプの内燃機関であれ
ばいかなるタイプのものに具体化してもよい。例えば吸
気ポート7a,7bの吸気弁6a,6bの傘部の裏側に
向かって噴射するタイプのものも含まれる。また、吸気
弁6a,6b側に燃料噴射弁が設けられてはいるが、直
接シリンダボア(燃焼室5)内に噴射するタイプのもの
も含まれる。
ル型の吸気ポートを有し、いわゆるスワールを発生させ
ることが可能な構成としたが、かならずしもスワールを
発生しなくともよい。従って、例えば上記実施の形態に
おけるスワールコントロールバルブ17、ステップモー
タ19等を省略することもできる。
機関としてガソリンエンジン1の場合に本発明を具体化
したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等にも
具体化できる。
23の閉じ込みを一定の速度で行い、燃料の増量の一定
の速度で行うようにしたが、そのときどきの負圧の程度
(ブレーキブースタ内圧力PBK)に応じて、スロット
ル弁23の閉じ込み速度を可変としてもよい。
可変とした場合には、単位時間当たりの負圧発生量が変
動することとなるが、この変動に応じて燃料増量DQF
の増量度合いを可変としてもよい。この場合、図9に示
すように、単位時間当たりの負圧発生量(単位時間当た
りの閉じ込み量DTC)が大きいほど、それに比例して
燃料増量DQF(増量度合い)を大きくすることが考え
られる。
状態時というのは、上記実施の形態に記載された低速走
行時(ステップ102)や、アクセルペダル24が踏み
込まれていないアイドル状態(ステップ107)に限ら
れるものではなく、所定速度で機関負荷が小さい場合で
あっても定常運転状態時に含まれるものである。
負圧に基づいて制動力を確保するブレーキブースタを備
えてなる成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置におい
て、ブレーキブースタの作動を損なうことなく、しかも
機関状態の安定化を図ることができるという優れた効果
を奏する。
ある。
噴射制御装置を示す概略構成図である。
る。
・目標噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートであ
る。
チン」を示すフローチャートである。
ン」を示すフローチャートである。
み量、スロットル開度、ディレーカウンタのカウント値
及び燃料増量の関係を示すタイミングチャートである。
料増量の関係を示すグラフである。
弁、20…吸気ダクト、22…負圧発生手段を構成する
ステップモータ、23…負圧発生手段を構成するスロッ
トル弁、30…負圧発生制御手段、燃料噴射制御手段を
構成するECU、63…圧力検出手段としての圧力セン
サ、71…ブレーキブースタ。
Claims (8)
- 【請求項1】 成層燃焼を行うべく、内燃機関の気筒内
に燃料を供給しうる燃料噴射手段と、 前記内燃機関の吸気通路内の負圧に基づいて制動力を確
保するブレーキブースタと、 前記ブレーキブースタに導入される負圧を発生させるた
めの負圧発生手段と、 前記ブレーキブースタに作用する圧力を検出するための
圧力検出手段と、 少なくとも前記内燃機関の定常運転状態時において、前
記圧力検出手段の検出結果に基づく、前記ブレーキブー
スタに導入される負圧が不足している場合に、前記負圧
発生手段の動作を制御して、負圧の発生量を増大せしめ
る負圧発生制御手段と、 前記負圧発生制御手段により前記負圧発生手段の動作が
制御される際に、当該負圧発生手段の作動量に応じて前
記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を増加させる
燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする成層燃焼
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項2】 前記負圧発生手段は、前記吸気通路の開
口面積を絞り込むことにより負圧を発生させるものであ
ることを特徴とする請求項1に記載の成層燃焼内燃機関
の燃料噴射制御装置。 - 【請求項3】 前記負圧発生手段は、吸気通路に設けら
れたスロットル弁及び該スロットル弁を開閉するための
アクチュエータよりなる電子制御式スロットル機構、 吸気通路に設けられたスロットル弁をバイパスするバイ
パス吸気通路に設けられたアイドルスピードコントロー
ルバルブ及び該バルブを開閉するためのアクチュエータ
よりなるISC機構、並びに、 前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガ
ス再循環通路及び当該排気ガス再循環通路を開閉するた
めのEGRバルブを有し、前記内燃機関から排出される
排気の一部を当該内燃機関に取り込まれる吸気へ再循環
させるためのEGR機構のうち少なくとも1つによって
構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載
の成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項4】 前記燃料噴射制御手段による燃料噴射量
の増加制御は、前記負圧発生制御手段による前記負圧発
生手段の動作の制御が開始されてから所定の遅延時間経
過後に実行されるものであることを特徴とする請求項1
から3のいずれかに記載の成層燃焼内燃機関の燃料噴射
制御装置。 - 【請求項5】 前記遅延時間は、前記内燃機関に生じう
るポンピングロスの増減に同期させて設定されるもので
あることを特徴とする請求項4に記載の成層燃焼内燃機
関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項6】 前記遅延時間は、前記内燃機関の気筒内
に導かれる吸入空気量の遅れに対応させて設定されるも
のであることを特徴とする請求項4に記載の成層燃焼内
燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項7】 前記負圧発生制御手段及び前記燃料噴射
制御手段による制御は、成層燃焼が行われているときに
行われるものであることを特徴とする請求項1から6の
いずれかに記載の成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装
置。 - 【請求項8】 前記負圧発生手段からの負圧の発生量が
多いほど、前記燃料噴射制御手段は前記燃料噴射手段か
ら噴射される燃料噴射量の増加度合いを大きくすること
を特徴とする請求項1に記載の成層燃焼内燃機関の燃料
噴射制御装置。
Priority Applications (5)
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JP24459596 | 1996-09-17 | ||
JP23947297A JP3183225B2 (ja) | 1996-09-17 | 1997-09-04 | 成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置 |
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