JPH10212988A

JPH10212988A - 内燃機関の燃料噴射時期制御装置

Info

Publication number: JPH10212988A
Application number: JP1897097A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamamoto; 健児山本; Hiroatsu Yamada; 博淳山田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】燃圧の脈動に起因して生じる空燃比ズレを解消
する。【解決手段】燃料供給系において、燃料タンク１内の燃
料は、燃料ポンプ２により加圧されて燃料配管３に送ら
れる。プレッシャレギュレータ４は、インジェクタ６へ
の圧送燃料の圧力を調圧する。本燃料供給システムで
は、プレッシャレギュレータ４からのリターン配管を廃
止したリターンレスシステムが構築されており、燃料供
給系が閉ざされた系となっている。ＥＣＵ３０は、多気
筒内燃機関の少なくとも１気筒について、インジェクタ
６による燃料噴射の共振現象を抑制する領域で同噴射時
期を他の気筒とは異ならせるよう設定する。具体的に
は、特定気筒の燃料噴射時期を所定クランク角（例え
ば、９０°ＣＡ）だけ進角側に移行させる。この場合、
燃圧が共振現象により大きく脈動する回転域において、
燃料噴射の間隔が一定回転とならず、当該燃圧脈動が抑
制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多気筒内燃機関に
適用され、各気筒への燃料噴射時期を制御する燃料噴射
時期制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の燃料供給システムにおいて、燃料
タンク内の燃料をインジェクタに圧送する燃料ポンプを
可変速モータで駆動し、燃料ポンプ下流側の燃料圧力
（燃圧）を目標燃圧に一致させるように燃料ポンプの可
変速モータへの印加電圧をフィードバック制御するよう
にしたものが開示されている（例えば、特開平６−５０
２３０号公報）。上記システムでは、インジェクタに噴
射パルスを印加して燃料を噴射する際に、燃圧が一時的
に低下する燃圧変動が発生する。このような燃料噴射時
の燃圧変動は、インジェクタ側に送られた燃料の一部を
燃料タンクへ戻すためのリターン配管が省略されたリタ
ーンレス構成のシステム、すなわち燃料供給系の構成が
閉ざされた構成のシステムにおいて顕著に発生する。

【０００３】こうした燃圧変動に対して、特開平８−２
００１２４号公報に記載の「内燃機関の燃料供給装置」
では、インジェクタに燃料を給送するための燃料配管の
途中に燃圧センサを設け、このセンサ検出値を目標値に
一致させるよう可変速モータをフィードバック制御する
ことで、燃圧変動による燃料噴射量のずれを解消するよ
うにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、上記のような燃
圧変動は、インジェクタのＯＮ／ＯＦＦ動作に伴い定常
的に生じるものであるが、この際、燃料噴射による燃圧
低下（燃圧変動）と、この燃圧低下により生じる特定周
期の燃圧脈動とが一致するエンジン回転域では、燃圧が
共振して大きく脈動する。かかる場合、各気筒への燃料
噴射時において燃圧の低下幅が大きくなり、インジェク
タより噴射供給される燃料量が減少する。その結果、空
燃比（Ａ／Ｆ）がリーン側にずれてしまい、出力トルク
が低減したり、エミッションが悪化したりする等の問題
を招く。

【０００５】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、燃圧の脈動に起
因して生じる空燃比ズレを解消することができる内燃機
関の燃料噴射時期制御装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、多気筒内燃機関の少な
くとも１気筒について、インジェクタの燃料噴射による
燃圧脈動の共振現象を抑制する範囲で同噴射時期を他の
気筒とは異ならせるよう設定している（燃料噴射時期設
定手段）。要するに、インジェクタが作動と非作動（Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ）を繰り返すとインジェクタへの供給燃料の
燃圧が定常的に変動し、この場合、燃料噴射による燃圧
低下（燃圧変動）と、この燃圧低下により生じる特定周
期の燃圧脈動とが一致する際において燃圧が共振して大
きく脈動する。こうした実状に対し、上記のように少な
くとも１気筒についてその燃料噴射時期を他の気筒とは
異ならせるようにすれば、振動源である燃料噴射が一定
間隔とならないため、既述の共振現象が抑制される。そ
の結果、燃圧脈動の共振現象に起因して生じる空燃比ズ
レが解消でき、出力トルクの低減やエミッションの悪化
等の問題を解消することができる。

【０００７】因みに、所定の一条件下において、「燃料
噴射による燃圧脈動の共振現象を抑制する範囲（空燃比
ズレが解消できる範囲）」は、例えば図７のように特定
することができる。同図によれば、任意の特定気筒につ
いて燃料噴射時期を進角側又は遅角側に約４０〜１１０
°ＣＡ（クランク角）程度の範囲内で移行させることに
より、空燃比（Ａ／Ｆ）のズレ量が許容レベル以下に低
減できることが分かる。なお、図７に示す範囲は一条件
下での実験結果にすぎず、その範囲は機関条件や燃料配
管の構成等によって進角側或いは遅角側にシフトされ
る。

【０００８】また、上記請求項１に記載の発明は、請求
項２に記載したように、機関回転数が予め設定されてい
る所定の回転域にある場合のみ、インジェクタによる燃
料噴射時期を変更するようにするのが望ましい。つま
り、燃料噴射による燃圧低下と、この燃圧低下により生
じる特定周期の燃圧脈動とが一致し、それにより燃圧脈
動が共振して大きくなるのは、特定のエンジン回転域で
あることが本発明者により確認されている。従って、上
記燃圧脈動が増大する回転域でのみ燃料噴射時期を変更
するようにすれば、常に最適時期で燃料噴射が実施でき
る。

【０００９】さらに、請求項３に記載したように、イン
ジェクタによる燃料噴射時期を変更する対象気筒を周期
的に変えるようにすることも可能である。こうして燃料
噴射時期を変更する対象気筒を周期的に変更すれば、点
火プラグがかぶったり各気筒の吸気ポートのウェット量
が変動したりすることが抑制でき、機関の各気筒の状態
を均一化させることができる。

【００１０】一方、請求項４に記載の発明では、インジ
ェクタの燃料噴射による燃圧脈動の共振現象を抑制する
範囲で当該燃料噴射を複数回に分割して設定している
（燃料噴射時期設定手段）。本構成によれば、燃圧脈動
が発生する周期での燃料噴射が回避できる。その結果、
燃圧脈動の共振現象に起因して生じる空燃比ズレが解消
でき、出力トルクの低減やエミッションの悪化等の問題
を解消することができる。

【００１１】上記請求項４に記載の発明は、請求項５に
記載したように、インジェクタによる燃料噴射を分割し
た気筒についてその噴射時期のクランク角位置を他の気
筒の噴射時期のクランク角位置と重複しないよう当該燃
料噴射時期を設定することが望ましい。この場合、燃圧
脈動の共振現象が解消されるといった効果がより一層確
実に得られることになる。

【００１２】また、請求項６に記載したように、機関回
転数が予め設定されている所定の回転域にある場合の
み、インジェクタによる燃料噴射を分割して設定するこ
ととしてもよい。この場合、上記燃圧脈動が増大する回
転域でのみ燃料噴射時期が変更されることになり、常に
最適時期で燃料噴射が実施できる。

【００１３】またさらに、請求項７に記載したように、
リターンレスシステム（但し、ショートリターンシステ
ムも含む）のような燃料配管が閉ざされた系について適
用すれば、インジェクタによる燃料噴射毎に顕著に燃圧
変動（燃圧低下）が生じる場合、並びにこの燃圧低下と
の共振により燃圧脈動が生じうる場合においても、その
効果を十分に得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、この発明を具体化した第１
の実施の形態を図面に従って説明する。この実施の形態
の装置は、燃料圧力を燃料タンク内圧若しくは大気圧に
対して一定に制御する、いわゆるリターンレスシステム
にあって、インジェクタによる燃料噴射時期を適正に制
御することによって、燃料タンクから延びる燃料配管内
の燃圧脈動を抑制することのできる装置として構成され
ている。本システムにて適用される内燃機関は、第１気
筒（＃１）〜第４気筒（＃４）までの４つの気筒を有す
る直列４気筒ガソリン噴射エンジンであって、インジェ
クタによる各気筒への噴射順序は、＃１→＃３→＃４→
＃２となっている。

【００１５】図１に、この発明にかかる内燃機関の燃料
制御装置について、その一実施の形態を示す。はじめ
に、同図１を参照して、この実施の形態の装置、並びに
同装置が適用される内燃機関の構成について説明する。

【００１６】先ず、燃料供給系において、燃料タンク１
内に貯留されている燃料は、リレー２ａを介して駆動さ
れる燃料ポンプ２により汲み上げられ且つ、加圧されて
燃料配管３に送られる。燃料配管３はその下流側で分岐
しており、一方の配管３ａはプレッシャレギュレータ４
に接続され、他方の配管３ｂはデリバリパイプ５に接続
されている。

【００１７】プレッシャレギュレータ４は、内燃機関１
０への燃料噴射弁であるインジェクタ６に圧送される燃
料の圧力を調圧する装置であり、本実施の形態では燃料
タンク１内に配設されている。そして、同システムにあ
っては、該プレッシャレギュレータ４による調圧機能を
通じて、上記圧送される燃料圧力が上記燃料タンク１内
の圧力（若しくは大気圧）に対し一定圧力となるように
制御されるようになっている。

【００１８】プレッシャレギュレータ４を通じて一定の
圧力（例えば、絶対圧力で４００ｋＰａ）に調圧された
燃料は、配管３ａ，３ｂを介してデリバリパイプ５に送
られ、該デリバリパイプ５を通じて各気筒のインジェク
タ６に分配供給される。インジェクタ６は、後述する電
子制御装置（以下、ＥＣＵという）３０によって指令さ
れる燃料噴射量に対応した時間だけ開弁駆動されて、そ
れら各対応する気筒に燃料を噴射供給する。配管３ｂの
途中には、燃圧の微変動を吸収するためのパルセーショ
ンダンパ７が配設されている。

【００１９】一方、インジェクタ６によって噴射供給さ
れた燃料は、機関１０の吸気管１１内に設けられている
エアクリーナ１２、スロットルバルブ１３及びサージタ
ンク１４を介して吸入される空気と混合される。この混
合気は、吸気弁１５を介して、シリンダ１６内の燃焼室
１７に導入されるようになる。ここで、スロットルバル
ブ１３は、例えば車両の図示しないアクセルペダルに連
動して、上記吸気管１１に吸入され噴射燃料と混合され
る空気の量を調節するバルブである。また、サージタン
ク１４は、これらスロットルバルブ１３を介して吸入さ
れる空気の脈動を抑えるために配設されている。

【００２０】上記シリンダ１６内の燃焼室１７に導入さ
れた混合気は、その中で圧縮され、点火プラグ１８から
点火火花が発せられることにより点火して爆発する。機
関１０は、この爆発によって回転トルクを得ることとな
る。また、燃焼後のガスは、排気ガスとして排気弁１９
を介して排気管２０に排出される。

【００２１】ＥＣＵ３０は、例えば周知のマイクロコン
ピュータを有して構成され、以下に示すセンサ群からの
検出信号を入力する。すなわち、吸気管１１には、同吸
気管１１内の圧力を検出するための吸気圧センサ２１が
配設され、機関１０のシリンダ１６（ウォータージャケ
ット）には、同機関１０の冷却水温を検出するための水
温センサ２２が配設されている。また、排気管２０に
は、排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸素濃度セ
ンサ（Ｏ2 センサ）２３が配設され、図示しないクラン
ク軸には、同クランク軸の所定のクランク角毎に回転信
号を出力すると共に気筒判別のための基準位置信号を出
力する回転角センサ２４が配設されている。そして、Ｅ
ＣＵ３０は、上記各センサ２１〜２４による各種検出出
力を取り込むと共に、この検出出力を基に燃料噴射量
（時間）ＴＡＵや点火信号Ｉｇ等を算出して、上記イン
ジェクタ６による燃料噴射や点火プラグ１８による点火
時期を制御する。このとき、インジェクタ６の駆動に際
しては、酸素濃度センサ２３の出力に基づく周知の空燃
比（Ａ／Ｆ）フィードバック制御を併せ実行する。

【００２２】またここで、上記の如く構成される燃料供
給システムでは、プレッシャレギュレータ４からのリタ
ーン配管を廃止したリターンレスシステムが構築されて
おり、燃料供給系が閉ざされた系となっている。そのた
め、インジェクタ４による燃料噴射がＯＮ／ＯＦＦされ
る毎に燃料配管３内の燃圧が変動する。この燃圧変動は
燃料噴射に合わせて定常的に生じるものであるが、この
際、燃料噴射による燃圧低下と、この燃圧低下により生
じる特定周期の燃圧脈動とが一致するエンジン回転域で
は、燃圧が共振して大きく脈動する。詳細には、図４に
示すように、一定条件下でエンジン回転数Ｎｅを上昇さ
せた場合、エンジン回転数Ｎｅが図中の回転域Ｐに達し
た際において大きな燃圧脈動が発生する。

【００２３】かかる場合、従来装置では、図５中に二点
鎖線で示すように、各気筒への燃料噴射時において燃圧
の低下幅が大きくなり、インジェクタ６より噴射供給さ
れる燃料量が減少する。その結果、図４に示すように、
回転域Ｐにおいて空燃比（Ａ／Ｆ）がリーン側にずれ、
エミッションが悪化する等の不具合を招く。

【００２４】これに対して、本実施の形態の装置では、
上記のように燃圧脈動の共振現象が発生する回転域（図
のＰ域）において第１気筒（＃１）〜第４気筒（＃４）
のうち１つの特定気筒についてその燃料噴射時期をずら
して、燃料噴射の間隔が一定回転とならないようにす
る。具体的には、第１気筒（＃１）を特定気筒として当
該気筒に対するインジェクタ６の燃料噴射を「早期噴
射」とし、それにより燃圧の変動幅を図５中に実線で示
すように小さくし、燃圧脈動を抑えるようにしている。
因みに、燃圧脈動の共振現象が発生する回転域はエンジ
ン固有のものであり、例えばパルセーションダンパ７と
デリバリパイプ５との距離や、デリバリパイプ５の容量
等により決定される。

【００２５】次に、ＥＣＵ３０により実施される燃料噴
射制御について説明する。図２は、同ＥＣＵ３０により
実行される燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート
である。以下、この図２を参照して、同実施の形態にか
かる装置の燃料噴射制御の動作を更に具体的に説明す
る。

【００２６】図２に示すルーチンは、回転角センサ２４
による回転信号に基づき認識される内燃機関１のクラン
ク角が９０°ＣＡとなる毎に、角度割り込み処理として
起動される。すなわちいま、クランク軸が９０°ＣＡ回
転してこうした割り込み条件が成立すると、ＥＣＵ３０
は先ず、ステップ１０１にて、本ルーチンの前回の割り
込み時刻と今回の割り込み時刻との偏差から、同クラン
ク軸が９０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔを算出す
る。また、ＥＣＵ３０は、続くステップ１０２で回転角
センサ２４による基準位置信号に基づき、今回の気筒番
号ｎを識別する。

【００２７】さらに、ＥＣＵ３０は、ステップ１０３で
上記求めた時間Ｔを用い、その逆数からエンジン回転数
Ｎｅを算出する。その後、ＥＣＵ３０は、ステップ１０
４で前記吸気圧センサ２１により検出した吸気圧Ｐｍ
と、前記算出したエンジン回転数Ｎｅとに基づいて吸入
空気の吸入量（吸気量Ｑ）を算出する。また、ＥＣＵ３
０は、続くステップ１０５で前記算出したエンジン回転
数Ｎｅ及び吸気量Ｑに基づいて図示しない噴射量マップ
から燃料噴射量Ｉを算出する。

【００２８】因みに、実際の燃料噴射制御では空燃比補
正係数ＦＡＦ等による各種補正や空燃比学習等が実施さ
れるものではあるが、ここではその詳細を省略し、前記
ステップ１０５にて算出した燃料噴射量Ｉがインジェク
タ６から各気筒へ噴射供給される燃料量に相当する。

【００２９】その後、ＥＣＵ３０は、ステップ１０６で
今現在のエンジン回転数Ｎｅが早期噴射が必要なエンジ
ン回転域であるか、すなわち燃圧脈動が生じうる所定の
回転域（本実施の形態では、２０００〜３０００ｒｐ
ｍ）にあるか否かを判別する。この場合、Ｎｅ＝２００
０〜３０００ｒｐｍであれば、ＥＣＵ３０は、特定気筒
の早期噴射が必要であるとしてステップ１０９に進み、
特定気筒（本実施の形態では、第１気筒）に対して早期
噴射を実施すると共に、他の気筒（第２，第３，第４気
筒）に対して通常噴射を実施する。また、Ｎｅ≠２００
０〜３０００ｒｐｍであれば、ＥＣＵ３０は、特定気筒
の早期噴射が必要でないとしてステップ１０７に進み、
全気筒に対して通常噴射を実施する。

【００３０】より詳細には、ステップ１０６が否定判別
された場合、すなわち特定気筒の早期噴射が必要でない
場合、ＥＣＵ３０は、ステップ１０７で今現在のクラン
ク角割り込みのタイミングが通常の噴射開始タイミング
Ａ（本実施の形態では、ほぼ圧縮上死点後９０°ＣＡ）
であるか否かを判別する。噴射開始タイミングＡでなけ
れば、ＥＣＵ３０はそのままステップ１１２に進み、噴
射開始タイミングＡであれば、ステップ１０８でインジ
ェクタ６による燃料噴射を開始させてからステップ１１
２に進む。その後、ＥＣＵ３０は、ステップ１１２でイ
ンジェクタ６による燃料噴射開始から所定のパルス時間
が経過したか否かを判別し、これが肯定判別されればス
テップ１１３で直ちに燃料噴射を停止させる。

【００３１】一方、前記ステップ１０６が肯定判別され
た場合、すなわち特定気筒の早期噴射が必要な場合、Ｅ
ＣＵ３０はステップ１０９に進み、次の噴射気筒が特定
気筒（本実施の形態では、第１気筒）であるか否かを判
別する。この判別は、前記識別した気筒番号ｎが特定気
筒に対応する気筒番号ｋ（＝１）に一致するか否かによ
り実施される。

【００３２】そして、ｎ＝ｋが成立すれば、ＥＣＵ３０
は、ステップ１１０に進み、今現在のクランク角割り込
みのタイミングが早期の噴射開始タイミングＢ（本実施
の形態では、ほぼ圧縮上死点）であるか否かを判別す
る。噴射開始タイミングＢでなければ、ＥＣＵ３０はそ
のままステップ１１２に進み、噴射開始タイミングＢで
あれば、ステップ１１１でインジェクタ６による燃料噴
射を開始させてからステップ１１２に進む。その後、Ｅ
ＣＵ３０は、ステップ１１２でインジェクタ６による燃
料噴射開始から所定のパルス時間が経過したか否かを判
別し、これが肯定判別されればステップ１１３で直ちに
燃料噴射を停止させる。

【００３３】また、上記ステップ１０９において、ｎ≠
ｋであれば、ＥＣＵ３０は、ステップ１０７に進み、既
述したステップ１０７，１０８，１１２，１１３にて通
常の噴射開始タイミングＡによる通常噴射を実施する。

【００３４】図３は、インジェクタ６による早期噴射が
実施される際の各気筒の燃料噴射時期を示すタイムチャ
ートである。同図において、第１気筒については早期噴
射が実施され、第２〜第４気筒については通常噴射が実
施されている。第１気筒について早期噴射が実施される
場合には、通常噴射の噴射開始時期（ほぼ圧縮上死点後
９０°ＣＡ）よりも９０°ＣＡだけ早い時期（図のｔ１
のタイミング）に燃料噴射が開始されるようになってい
る。

【００３５】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。（ａ）４気筒内燃機関１０の第１気筒について、インジ
ェクタ６の燃料噴射による燃圧脈動の共振現象を抑制す
る範囲で同噴射時期を他の気筒とは異ならせるよう設定
した。本構成によれば、振動源である燃料噴射が一定間
隔とならないため、既述の共振現象が抑制される。その
結果、燃圧脈動の共振現象に起因して生じる空燃比ズレ
が解消でき、出力トルクの低減やエミッションの悪化等
の問題を解消することができる。図６は、本実施の形態
の装置における効果を説明するためのタイムチャートで
ある。同図を、従来装置である前記図４と比較すれば、
特定の回転域Ｐ（約２０００〜３０００ｒｐｍ）におい
て燃圧脈動並びに空燃比ズレが解消されていることが分
かる。

【００３６】因みに、本実施の形態の条件下において、
「燃料噴射による燃圧脈動の共振現象を抑制する範囲
（空燃比ズレが解消できる範囲）」は、図７のように特
定することができる。同図によれば、任意の特定気筒に
ついて燃料噴射時期を進角側又は遅角側に約４０〜１１
０°ＣＡ程度の範囲内で移行させることにより、空燃比
（Ａ／Ｆ）のズレ量が許容レベル以下に低減できること
が分かる。なお、図７に示す範囲は本実施の形態の条件
下での実験結果にすぎず、その範囲は機関条件や燃料配
管の構成（燃料配管３の長さやパルセーションダンパ７
の位置等）によって進角側或いは遅角側にシフトする。

【００３７】（ｂ）また、本実施の形態では、機関回転
数が予め設定されている所定の回転域にある場合のみ、
インジェクタ６による燃料噴射時期を変更するようにし
た。つまり、燃料噴射による燃圧低下と、この燃圧低下
により生じる特定周期の燃圧脈動とが一致し、それによ
り燃圧脈動が共振して大きくなるのは、特定のエンジン
回転域（本実施の形態では、約２０００〜３０００ｒｐ
ｍ）であることが本発明者により確認されている（図４
参照）。従って、上記燃圧脈動が増大する回転域でのみ
燃料噴射時期を変更するようにすれば、常に最適時期で
燃料噴射が実施できることになる。

【００３８】（ｃ）本実施の形態のように、リターンレ
スシステムのような燃料配管が閉ざされた系について適
用すれば、インジェクタ６による燃料噴射毎に顕著に燃
圧変動（燃圧低下）が生じうる場合、並びにこの燃圧低
下との共振により燃圧脈動が生じうる場合においても、
その効果を十分に得ることができる。また、リターンレ
スシステムを適用することで、余剰燃料をリターンさせ
るためのリターン配管が省略でき、コスト面でのメリッ
トをも得ることができる。

【００３９】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について図８及び図９を用いて説明する。
但し、以下の実施の形態の構成において、上述した第１
の実施の形態と同等であるものについてはその説明を簡
略化する。そして、以下には第１の実施の形態との相違
点を中心に説明する。

【００４０】上記実施の形態の装置では、特定気筒につ
いてその燃料噴射時期を他の気筒とは異ならせるよう早
期噴射を実施し、それにより燃圧脈動を抑制することと
していたが、本実施の形態の装置では、全気筒（第１〜
第４気筒）についてその燃料噴射を分割噴射し、それに
より燃圧脈動を抑制することとしている。以下に、その
詳細を説明する。

【００４１】図８は、本実施の形態における燃料噴射制
御ルーチンを示すフローチャートであり、本ルーチンは
上記第１の実施の形態における図２のルーチンと同様に
所定のクランク角割り込みにて起動される。

【００４２】さて、クランク軸が９０°ＣＡ回転して割
り込み条件が成立すると、ＥＣＵ３０は先ず、前記図２
のステップ１０１〜１０５の処理を実施し、その時のエ
ンジン運転状態に基づいてインジェクタ６による燃料噴
射量Ｉを算出する。なお、ステップ１０１〜１０５の詳
細は、既述した処理に準ずるためここではその説明を省
略する。

【００４３】燃料噴射量Ｉの算出後、ＥＣＵ３０は、ス
テップ２０１で燃料噴射量Ｉを噴射時間ＴI に変換し、
続くステップ２０２で今現在のエンジン回転数Ｎｅが分
割噴射が必要なエンジン回転域であるか、すなわち燃圧
脈動が生じうる所定の回転域にあるか否かを判別する。
ここで、分割噴射が必要な回転域は、前記第１の実施の
形態と同様に、約２０００〜３０００ｒｐｍの回転域と
している（前記図４参照）。

【００４４】この場合、Ｎｅ＝２０００〜３０００ｒｐ
ｍであれば、ＥＣＵ３０は、分割噴射が必要であるとし
てステップ２０４に進み、それ以降の処理で分割噴射を
実施する。また、Ｎｅ≠２０００〜３０００ｒｐｍであ
れば、ＥＣＵ３０は、分割噴射が必要でないとしてステ
ップ２０３に進み、通常噴射を実施する。かかる通常噴
射とは、前記図２のステップ１０７，１０８，１１２，
１１３の処理を実施するものであり、所定の噴射開始タ
イミングＡ（本実施の形態では、ほぼ圧縮上死点後９０
°ＣＡ）から燃料噴射パルスに基づく必要時間だけ燃料
噴射を実施する。

【００４５】一方、前記ステップ２０２が肯定判別され
た場合、すなわち分割噴射が必要な場合、ＥＣＵ３０は
ステップ２０４に進み、燃料噴射の前半部であるか否か
を判別する。そして、燃料噴射の前半部である旨が判別
されれば、ＥＣＵ３０は、ステップ２０５に進み、前記
算出した噴射時間ＴI を分割して当該ＴI から前半の噴
射時間ＴICを算出する。その後、ＥＣＵ３０は、ステッ
プ２０６で今現在のクランク角割り込みのタイミングが
所定の噴射開始タイミングＣ（本実施の形態では、ほぼ
圧縮上死点前９０°ＣＡ）であるか否かを判別する。噴
射開始タイミングＣであることを条件に、ＥＣＵ３０は
ステップ２０７に進み、噴射時間ＴICに相応するインジ
ェクタ６による燃料噴射を開始させる。

【００４６】さらにその後、ＥＣＵ３０は、ステップ２
０８でインジェクタ６による燃料噴射開始から噴射パル
ス時間ＴICが経過したか否かを判別し、これが肯定判別
されればステップ２０９で直ちに燃料噴射を停止させ
る。但し、実際上、燃料噴射の停止は、パルス時間カウ
ンタ（図示しない）による噴射パルスのリセット動作に
て自動的に実施されるようになっている。

【００４７】また、前記ステップ２０４が否定判別され
た場合、すなわち燃料噴射の前半部である場合、ＥＣＵ
３０は、ステップ２１０に進み、前記算出した噴射時間
ＴIから後半の噴射時間ＴIDを算出する。その後、ＥＣ
Ｕ３０は、ステップ２１１で今現在のクランク角割り込
みのタイミングが所定の噴射開始タイミングＤ（本実施
の形態では、ほぼ圧縮上死点後１８０°ＣＡ）であるか
否かを判別する。噴射開始タイミングＤであることを条
件に、ＥＣＵ３０はステップ２１２に進み、噴射時間Ｔ
IDに相応するインジェクタ６による燃料噴射を開始させ
る。

【００４８】さらにその後、ＥＣＵ３０は、ステップ２
１３でインジェクタ６による燃料噴射開始から噴射パル
ス時間ＴIDが経過したか否かを判別し、これが肯定判別
されればステップ２１４で直ちに燃料噴射を停止させる
（パルス時間カウンタによる噴射パルスがリセットされ
る）。こうして、ステップ２０４〜２１４に示した一連
の処理により１気筒分の分割噴射が実施され、ステップ
２０２の条件成立下において、後続の噴射気筒ではステ
ップ２０４〜２１４が繰り返し実行されることになる。
なお、前記ステップ２０５及び２１０の噴射時間ＴIC，
ＴIDの算出に際しては、前後する噴射気筒間で燃料噴射
時期が重複しないような時間を各々に設定することとし
ている。

【００４９】図９は、本実施の形態の装置による制御動
作を表すタイムチャートであり、図９（ａ）は、インジ
ェクタ６による通常噴射が実施される際の各気筒の燃料
噴射時期を示し、図９（ｂ）はインジェクタ６による分
割噴射が実施される際の各気筒の燃料噴射時期を示して
いる。同図において、例えば第１気筒についてその燃料
噴射時期を比較すれば、（ａ）に示す通常噴射では圧縮
上死点後９０°ＣＡ近傍のタイミング（図のｔ１１のタ
イミング）を通常噴射タイミングとして燃料噴射が実施
される。これに対して、（ｂ）に示す分割噴射では圧縮
上死点前９０°ＣＡ近傍のタイミング（図のｔ１２のタ
イミング）と圧縮上死点後１８０°ＣＡのタイミング
（図のｔ１３のタイミング）とを各々、前半及び後半の
分割噴射タイミングとして燃料噴射が実施される。

【００５０】本第２の実施の形態によれば、上記第１の
実施の形態と同様に、燃圧脈動の共振現象に起因して生
じる空燃比ズレが解消でき、出力トルクの低減やエミッ
ションの悪化等の問題を解消することができる。また、
本実施の形態では、インジェクタ６による燃料噴射を分
割した気筒についてその噴射時期のクランク角位置を他
の気筒の噴射時期のクランク角位置と重複しないよう当
該噴射時期を設定した。そのため、燃圧脈動の共振現象
が解消されるといった効果がより一層確実に得られるこ
とになる。

【００５１】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて実現できる。上記第１の実施の形態におい
て、早期噴射を実施する対象気筒を予め設定しておいた
が、これを変更してもよい。例えば早期噴射を実施する
気筒を周期的に変更する。具体的には、前記図２のルー
チンにおいて、ステップ１０６が肯定判別された後に、
「ｋ＋１→ｋ（但し、ｋ＝１〜４）」という処理を挿入
する。この処理は、早期噴射の処理毎に、或いは所定期
間の経過毎に実施されればよい。このように早期噴射の
対象気筒を変更することにより、特定気筒の点火プラグ
がかぶったり各気筒の吸気ウェット量が変動したりする
等の不都合が抑制でき、気筒間の状態を均一化させるこ
とができる。また、早期噴射を実施する気筒は１気筒だ
けに限定されず、複数気筒について早期噴射を実施する
ようにしてもよい。要は、少なくとも１気筒を他の気筒
は異なる噴射時期にて燃料噴射させるようにすればよい
（但し、全気筒の燃料噴射時期を変更することは除かれ
る）。

【００５２】また、上記第１の実施の形態では、特定気
筒の燃料噴射時期を他の気筒と異ならせる際に、噴射時
期を進角側にずらしていたが、燃料噴射の終了時期が吸
入行程にかからない程度に、当該噴射時期を遅角側にず
らすことも可能である。このことは、図７のグラフから
も確認できる。

【００５３】上記第２の実施の形態では、燃料噴射量Ｉ
を分割して噴射する際に、前半の噴射時間ＴICと後半の
噴射時間ＴIDとの２つに分割していたが、この構成を変
更してもよく、３分割の噴射を組み合わせたりしてもよ
い。具体的には、エンジン運転状態の高負荷時には３分
割噴射とし、それ以外は２分割噴射とする。

【００５４】上記各実施の形態では、燃圧脈動が生じる
と想定されるエンジン回転域である場合のみ、インジェ
クタ６による燃料噴射時期を変更するようにしていた
が、回転域に関係無く、常に燃料噴射時期の変更処理を
実施するようにしてもよい。かかる構成においても、本
発明の目的が達せられる。

【００５５】上記各実施の形態では、クランク角９０度
の割り込み処理にて燃料噴射制御を実施していたが、こ
の割り込み周期を変更してもよい。例えば割り込みの周
期を６０°ＣＡ、３０°ＣＡ、１５°ＣＡのように変更
してもよく、この場合、割り込みの周期が小さくなるほ
ど、木目細かな制御が可能となる。

【００５６】上記各実施の形態の構成では、プレッシャ
レギュレータ４を燃料タンク１内に配設し、リターン配
管のないリターンレスシステムを構築したが、この構成
を変更してもよい。例えば短縮化されたリターン配管を
有するショートリターンシステムに適用することもでき
る。また、こうしたリターンレスシステムでなく、吸気
管内圧を背圧として動作するプレッシャレギュレータを
採用する場合にも、微小ながらインジェクタ６のＯＮ／
ＯＦＦ動作に従い燃圧変動は起こり得るものであり、こ
れに起因して特定回転域で空燃比ズレが生じ得る。その
ため、吸気管内圧を背圧とするプレッシャレギュレータ
を備えるシステムに本発明を適用し、上記記載の効果を
得ることも可能である。

【００５７】本発明が適用される多気筒内燃機関は、既
述の４気筒内燃機関に限定されるものではなく、６気筒
内燃機関，８気筒内燃機関等、他の多気筒内燃機関に適
用してもよい。かかる場合、燃圧の共振現象が発生する
回転域や、燃料噴射時期を最適に異ならせる程度はその
都度、相違するが、それら要素は実験或いはシミュレー
ションにより定量的に求められるため、個々に最適値を
設定すればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態における燃料噴射制御装置の
概要を示す構成図。

【図２】第１の実施の形態における燃料噴射制御ルーチ
ンを示すフローチャート。

【図３】早期噴射と通常噴射とについて、各々の燃料噴
射時期を示すタイムチャート。

【図４】燃圧脈動による空燃比ズレを説明するためのタ
イムチャート。

【図５】各気筒のインジェクタの燃料噴射動作と燃圧変
動との関係を示すタイムチャート。

【図６】本実施の形態において、燃圧脈動並びに空燃比
ズレが解消されることを説明するためのタイムチャー
ト。

【図７】燃料噴射時期のシフト量と空燃比ズレとの関係
を示す図。

【図８】第２の実施の形態における燃料噴射制御ルーチ
ンを示すフローチャート。

【図９】通常噴射と分割噴射とについて、各々の燃料噴
射時期を示すタイムチャート。

【符号の説明】

３…リターンレスシステムを構成する燃料配管、４…リ
ターンレスシステムを構成するプレッシャレギュレー
タ、６…インジェクタ、１０…内燃機関、２４…機関回
転数検出手段を構成する回転角センサ、３０…燃料噴射
時期設定手段を構成するＥＣＵ（電子制御装置）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 37/00 Ｆ０２Ｍ 37/00 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒内燃機関に適用され、当該内燃機関
の各気筒へのインジェクタによる燃料噴射の時期を制御
する燃料噴射時期制御装置であって、前記内燃機関の少なくとも１気筒について、前記インジ
ェクタの燃料噴射による燃圧脈動の共振現象を抑制する
範囲で同噴射時期を他の気筒とは異ならせるよう設定す
る燃料噴射時期設定手段を備えることを特徴とする内燃
機関の燃料噴射時期制御装置。
【請求項２】前記内燃機関の回転数を検出する機関回転
数検出手段を備え、前記燃料噴射時期設定手段は、前記検出される機関回転
数が予め設定されている所定の回転域にある場合のみ、
前記インジェクタによる燃料噴射時期を変更するもので
ある請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射時期制御装
置。
【請求項３】前記燃料噴射時期設定手段は、前記インジ
ェクタによる燃料噴射時期を変更する対象気筒を周期的
に変えるものである請求項１又は請求項２に記載の内燃
機関の燃料噴射時期制御装置。
【請求項４】多気筒内燃機関に適用され、当該内燃機関
の各気筒へのインジェクタによる燃料噴射の時期を制御
する燃料噴射時期制御装置であって、前記インジェクタの燃料噴射による燃圧脈動の共振現象
を抑制する範囲で当該燃料噴射を複数回に分割して設定
する燃料噴射時期設定手段を備えることを特徴とする内
燃機関の燃料噴射時期制御装置。
【請求項５】前記燃料噴射時期設定手段は、前記インジ
ェクタによる燃料噴射を分割した気筒についてその噴射
時期のクランク角位置を他の気筒の噴射時期のクランク
角位置と重複しないよう当該燃料噴射時期を設定するこ
とを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射時
期制御装置。
【請求項６】前記内燃機関の回転数を検出する機関回転
数検出手段を備え、前記燃料噴射時期設定手段は、前記検出される機関回転
数が予め設定されている所定の回転域にある場合のみ、
前記インジェクタによる燃料噴射を分割して設定するも
のである請求項４又は請求項５に記載の内燃機関の燃料
噴射時期制御装置。
【請求項７】リターンレスシステムに適用したことを特
徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の内燃機
関の燃料噴射時期制御装置。