明 細 書
内 燃機 関 用 燃 料 噴射 制 御 装 置 及 び
内 燃機関 の 燃 料 噴射 制 御 方 法
技 術 分 野
本 発 明 は、 内 燃機 関、 特 に、 気 筒 内 に 燃 料 を 直 接 噴射 す る よ う に 構成 さ れ た 車 両 用 の 筒 内 噴射型 内 燃機 関 に 用 い て 好適 な 燃料 噴射 制 御 装 置 お よ び燃料 噴射 制 御 方 法 に 関 す る。
背 景 技 術
内 燃機 関 用 燃料供給 方 式 と し て、 燃 料 噴射 弁 (' イ ン ジ ェ ク タ ) を 各気 筒毎 に 備 え た マ ル チ ボ イ ン 卜 式 イ ン ジ ェ ク シ ヨ ン ( 以下、 M P I と い う ) 力く あ る。 一 般 に、 こ の M P I 式 の 内 燃機関 で は、 イ ン ジ ェ ク タ は 吸 気管 内 に 開 口 す る よ う に 設 け ら れ、 こ の イ ン ジ ェ ク 夕 に よ り、 吸 気 行程 前 の排気行 程 に お い て、 吸 気 管 内 へ燃料 を 噴射 す る。
通 常、 イ ン ジ ュ ク タ と し て 電子制 御 が容 易 な 電磁 式駆 動 の も の が用 い ら れ る。 こ の 場合、 エ ン ジ ン の 運 転状態 と し て の所 定 の ク ラ ン ク 位相 間 の 吸 入 空気量 を 繰 り 返 し 検 出 し、 こ の検 出 吸 入 空 気量 情報 か ら一吸 気 行程 で 気 筒 に 吸 入 さ れ る 空 気量 に 対 応 す る 燃料 噴射量 を 繰 り 返 し 求 め、 そ の 結果 に 基づ い て イ ン ジ ヱ ク タ を 作動 さ せ、 燃 料 供給 を 行 っ て い る。
イ ン ジ ュ ク タ を 作動 さ せ る に は、 燃 料 噴射 量 及 び燃料 噴射 時 期 を 設定 す る 必要 が あ る。 こ れ ら の燃 料 噴射量 及
び燃料 噴射時期 は、 エ ン ジ ン の運 転状 態 ( 例 え ば検 出 し た 吸入 空気量 ) に 基 づ い て 設定 さ れ る。 開 弁 時 間 ( 燃料 噴射 時 間 ) に 応 じ て 燃料 噴射量 の 得 ら れ る イ ン ジ ェ ク タ で は、 先ず、 検 出 し た 吸 入 空気量 に 基づ い て、 燃料 噴射 量及 び燃料 噴射終 了 時期 を 設定 し、 次 い で、 燃料 噴射量 に 応 じ た 燃料 噴射 時 間 分 だ け燃 料 噴 射 終 了 時 期 よ り も 前 の 時点 を 燃料 噴射 開 始 時期 と し て 設 定 す る。
上述 の よ う に 排気行 程 で ィ ン ジ ェ ク 夕 を 作 動 さ せ る た め に は、 通 常、 排気 行 程 の 前 の 行程 、 即 ち、 爆 発 行程 ) で検 出 し た 吸入 空 気量 に 基づ い て、 こ の 後 の一吸気行程 で気筒 に 吸入 さ れ る で あ ろ う 空気量 を 推 定 し て、 こ の 推 定値 に 対応 す る よ う に 燃 料 噴射量及 び燃料 噴射 時期 を 設 定 す る。
吸 気 管 内 へ燃 料 を 噴射 す る 通 常 タ イ プ の M P I ェ ン ジ ン で は、 燃料噴射 時 点 か ら 吸 気弁 オ ー プ ン 時 点 ま で の 時 間 が短 い と 燃料 ( ガ ソ リ ン ) を 霧 化 及 び 気 化 さ せ に く レ、 c そ こ で、 上述 の よ う に 排 気行程 の あ る 時期 に 燃 料 噴射 を 行 う よ う に し て い る。
近年、 自 動車 等 に 搭載 さ れ る 燃 料 噴射 火花 点 火 式 内 燃 機関 で は、 有害排 出 ガ ス 成分 の 低減 や燃 費 の 向 上 等 を 図 る た め、 旧 来 の 吸 気 管 噴射 型 に 代 え て 燃焼 室 に 直 接燃 料 を 噴射 す る 茼 内 噴射型 の も の ( 以 下、 筒 内 噴射 エ ン ジ ン と い う ) が種 々 提 案 さ れ て い る。 斯 か る 筒 内 噴射 ェ ン ジ ン で は、 吸 気 管 内 噴射 に 比 べ て 燃料 の 霧 化 が 容 易 で あ り、
一般 に は、 点火 プ ラ グ の 近 傍 や ビ ス ト ン 頂 部 に 向 け て 高 い 噴射 圧 で燃料 を 噴射 す る。
そ し て、 例 え ば低 負 荷 時 に は、 空 気 流動 の 弱 い 圧縮行 程 後期 に 比較 的 少 な い量 の燃 料 を 点 火 ブ ラ グ の 近 傍 へ 噴 射 す る こ と で、 点 火 プ ラ グ の 近 傍 の み を 理論 空 燃 比 に 近 い 空燃 比状態 と し、 こ れ 以 外 の 部分 は 極 め て リ ー ン な 空 燃 比 状 態 と し な が ら、 少 量 の 燃料 で 良 好 な 燃 焼 を 得 る こ と がで き る。
ま た、 高 負 荷 時 に は、 空 気 流動 が 強 く な る 吸 気 行程 初 期 に 理 論 空燃 比 を 実 現 す る 量 の燃料 を 噴射 す る こ と で、 燃料を 十分 に 霧 化及 び気 化 さ せ な が ら 良 好 な 燃焼で 高 い 出 力 を 得 る こ と がで き る。 こ の 場合、 燃料 を 十 分 に 霧 化 及 び気 化 さ せ る た め に、 燃料 噴射 の 終 了 時期 を あ ま り 遅 ら せ ら れ な い の で、 要 求 さ れ る 燃 料量 が 多 け れ ば排 気行 程 の 末 期 か ら 燃 料 を 噴射 す る こ と も あ る。
こ の よ う な 筒 内 噴射エ ン ジ ン に お い て も、 ィ ン ジ ェ ク 夕 を 作動 さ せ る た め に、 M P I エ ン ジ ン の 場 合 と 同 様 に、 エ ン ジ ン の運 転状態 ( 例 え ば吸入空 気量 ) に 基 づ い て 燃 料 噴射量及 び燃料 噴射 時 期 を 設定 す る 必要 が あ る。
と こ ろ で、 筒 内 噴射 エ ン ジ ン に お け る 燃 料 噴射量 及 び 燃料 噴射 時 期 の 設定 を、 上述 の M P I エ ン ジ ン の 場 合 と 同 様 に、 爆 発 行 程 で 検 出 し た 吸入 空 気量 に 基 づ い て 行 う こ と が考 え ら れ る カ^ 筒 内 噴射エ ン ジ ン に お い て 圧縮 行 程 で燃 料 噴射 を 行 う 場 合 に は、 吸 気 行 程 で 実 際 に 気 筒 内
に 吸入 さ れた 吸入空気量 に 基づ い て 燃料噴射量及 び燃料 噴射時期 の設定を行 う こ と が可能 で あ る。 ま た、 吸入行 程で燃料噴射を行 う 場合 に は、 例 え ば排気行程で検 出 さ れ た 吸入空気量 に 基づい て 燃料 噴射量及 び燃料噴射時期 の設定 を行え る。 こ れ ら の場合、 燃料噴射時期 に よ り 近 い 吸入空気量 の検 出 値 に 基づ い て 実 際 に 気 筒 内 に 吸入 さ れ る 吸入空気量 を推定す る こ と がで き、 燃料 噴射量及 び 燃料噴射時期 の設定精度 を 向上 さ せ る こ と がで き る。
上述 の よ う に、 筒 内 噴射エ ン ジ ン で は、 エ ン ジ ン の 回 転速度や負 荷状態 に応 じ て、 様 々 な タ イ ミ ン グで燃料噴 射を行 う の で、 各燃料噴射 時期 を考 t し な が ら、 燃料噴 射時期 に で き る だ け近 い 時点で の 吸入空気量 の検 出 結果 に 基づ い て燃料噴射量及 び燃料噴射 時期 の設定 を 行 う 必 要が あ る。
斯か る 筒 内 噴射ェ ン ジ ン の燃料噴射制御 に 関 し て は、 種 々 の提案が行われて お り、 例 え ば特開 平 3 - 2 9 4 6 4 0 号公報ゃ特 開平 5 — 7 1 3 8 号 公報 に は、 吸入行程 ( 前期 噴射 ) と 圧縮行程 ( 後期 噴射 ) と に 分割 し て燃料 噴射を 行 う 筒 内 噴射エ ン ジ ン に 関 す る 技術が 開 示 さ れて い る。
詳 し く は、 特 開平 3 — 2 9 4 6 4 0 号 公報 に は、 同 一 時点 で の機関運 転状態 に 基づ い て 計算 さ れ た 吸入 行程噴 射制御値、 圧縮 行程 噴射制 御値お よ び点火制 御値を 機関 の 1 燃焼サ イ ク ル に お い て 使用 し て、 吸入 行程燃料噴射
量、 圧 縮行程燃 料 噴射量 及 び点 火 時 期 の 整 合 を と つ て 良 好 な 燃焼 を 得 よ う と す る 技 術 が 開 示 さ れ て い る。 ま た、 特 開 平 5 - 7 1 3 8 3 号 公 報 に は、 目 標 と す る 空燃 比 に 応 じ て 前期 噴射 と 後 期 噴射 と の 割 合 を 変 え て 良 好 な 燃焼 を 得 よ う と す る 技 術 が 開 示 さ れ て い る。 し 力、 し な 力 ら、 こ れ ら の 技術 で は、 燃 料 噴射 量 及 び燃 料 噴射 時 期 の 設 定 は、 必 ず し も 燃 料 噴射 時 期 に で き る だ け 近 い 時 点 で の デ 一 夕 に 基 づ い た も の と は な ら な い。
更 に、 特 開 平 4 — 2 9 2 5 4 3 号 公報 に は、 筒 内 噴射 エ ン ジ ン で は な い が 吸 気 ポ ー 卜 内 に 燃 料 を 噴射 す る M P I エ ン ジ ン に お い て、 燃 料 の 霧化 及 び気 化 が十分 に 行 わ れ る よ う に、 M P I エ ン ジ ン で通 常 行わ れ て い る 燃 料 噴 射 時期 よ り も 前 ( 例 え ば爆発 行 程 ) で 前 期 噴 射 を 行 っ て、 そ の 後 ( 例 え ば排気行程 :) に 後 期 噴射 を 行 う 技 術 が 開 示 さ れ て い る。 こ の 技 術 に よ れ ば、 前 期 噴射 に よ り 燃 料 の 霧化及 び気化 を 十分 に 行 い な が ら、 最新 の デ ー タ ( 吸 入 空気量 ) に 基づ い て 後 期 噴射 を 行 う こ と に よ り、 合 計 噴 射燃料量 を適 切 な も の に 制 御 で き る。 し か し、 こ の 技術 は あ く ま で も 燃 料 を 前 期 と 後 期 .と に 分 け て 噴射 す る 分 割 噴射 を 前提 と し て お り、 前期 ま た は 後 期 の い ずれ か 一 方 の み で 燃料 を 噴射 す る も の に つ い て は 適 用 で き な い。
さ て、 筒 内 噴射 エ ン ジ ン は、 例 え ば、 点 火 プ ラ グ の 周 囲 や ビ ス 卜 ン に 設 け た キ ヤ ビ テ ィ 内 に 局 所 的 に 理 論 空燃 比 に 近 い 空燃 比 の 混 合 気 を 供給 す る こ と に よ り、 全体 と
し て 希薄 な 空燃 比 で も 着 火 が可能 と な り、 C 0 や H C の 排 出 量 が減少 す る と 共 に、 ア イ ド ル運 転 時 や 定 常走行時 の 燃 費 を 大 幅 に 向 上 さ せ る こ と が で き る と い う 長 所 を 有 し て い る。 更 に、 燃料 噴射 量 を 増 減 さ せ る 際 に、 吸 気管 に お け る 燃料 の 移 送遅れ が な い た め、 力 tl 減速 レ ス ポ ン ス も 非常 に よ く な る と い う 利 点 を 有 し て い る。
と こ ろ カ 、 筒 内 噴射 エ ン ジ ン で は、 高 負 荷 時 に は燃料 噴射量 の 増 大 に 伴 っ て 点 火 プ ラ グ の 近 傍 の 空 燃 比 が過 濃 と な り、 失火 が 生 じ る こ と 力、' あ る。 こ の 様 に、 筒 内 噴射 ェ ン ジ ン に は、 安定 し た 作動 領域 が 狭 い と い う 欠 点 が あ る。 こ れ は、 燃料 噴射弁 の 単位 時 間 あ た り の 噴射量や 噴 射方 向 を 可変 に す る こ と が難 し い た め に、 点 火 プ ラ グ近 傍 の 局 所 的 空燃 比 を エ ン ジ ン の 全 作 動 領 域 に 亘 つ て 最適 値 に 保つ こ と が 困 難 で あ る こ と 等 に 起 因 す る。
こ の よ う な 欠 点 を 解 消 す る た め に、 負 荷 に 応 じ て 適 切 な タ イ ミ ン グ で 燃料 噴射 を 行 う と 共 に、 燃焼 室 の 形状 を こ れ に 合 わ せ て 設計 し た も の、 よ り 詳 し く は、 圧 縮 行程 時 に 燃料 を 噴射 さ せ る 後 期 噴射 モ ー ド と、 吸 気行程 時 に 燃料 を 噴射 さ せ る 前期 噴射 モ ー ド と を、 負 荷 に 応 じ て 切 り 換え る も の 力 、 例 え ば、 特 開 平 5 — 7 9 3 7 0 号 公報 で 提 案 さ れ て い る。
こ の エ ン ジ ン で は、 低 中 負 荷運 転 時 に は、 圧 縮 行程 末 期 や 吸 気行程 の 初 期 に キ ヤ ビ テ ィ 内 に 燃料 を 噴射 し、 点 火 プ ラ グ の 周 囲 や ビ ス 卜 ン の キ ヤ ビ テ ィ 内 に 理 論 空 燃比
に 近 い 空燃比 ( 空気 と 燃 料 と の 重 量 比 の 混 合 気 を 形成 さ せ る。 こ れ に よ り、 全 体 と し て リ ー ン な 空 燃 比 ( 例 え ば、 2 0 〜 3 0 ) で も 着 火 が 可 能 と な り、 C 〇 や H C の 排 出 量 が減少 す る と 共 に、 ア イ ド ル運 転 時 や 定 常走 行 時 の燃 費 が大 幅 に 向 上 す る。 ま た、 高 負 荷運 転 時 に は、 吸 気行程 中 に キ ヤ ビテ ィ 外 に 燃 料 を 噴射 し、 燃 焼 室 内 に 均 一 な 空 燃 比 の 混 合気 を 形 成 さ せ る。 こ れ に よ り、 吸 気 管 噴射型 の も の と 同 等量 の 燃料 を 燃 焼 さ せ る こ と が可 能 と な り、 車 両 の 発進 , 加 速 時 に 要 求 さ れ る 出 力 が確保 さ れ る。
通 常、 筒 内 噴射エ ン ジ ン の 燃料 噴射 時期 の 設定 で は、 燃圧 と 燃料噴射 量 と か ら 燃料 噴射弁 の 開 弁 時 間 を 設定 し、 次 に、 例 え ば吸気行程 や 圧 縮 行程 中 に 燃料 の 噴射 が終 了 す る よ う に そ の 終 了 時期 が決定 さ れ、 更 に、 開 始 時期 は 終 了 時 点 か ら 開 弁時 間 を 減ず る こ と に よ り 決 定 さ れ る。 ま た、 筒 内 噴射 に 要求 さ れ る 高 い 燃 圧 を、 エ ン ジ ン に よ り 駆動 さ れ る 機械式燃料 ポ ン プ に よ り 発生 さ せ て い る。 ま た、 エ ン ジ ン 回 転速度 が ご く 低 い 始動 時 等 に は、 電動 燃料 ポ ン プが発 生 す る 低 い 燃圧 を 用 い て い る。
と こ ろ で、 上述 し た 筒 内 噴射 エ ン ジ ン に は、 加 減速 レ ス ポ ン ス が よ い 反面 で、 エ ン ジ ン の 始 動 時 や 加 速 時 等 に 好 ま し く な い タ イ ミ ン グ で燃料 噴射 が行 わ れ る 等 の 固 有 の 不具 合 が あ っ た。
例 え ば、 エ ン ジ ン 始動 時 に お い て は、 初 爆 後 に ェ ン ジ
ン 回 転 速度 が急 上昇 す る た め、 吸 気 行程 中 に 燃料 噴射 を 終 え る ベ く 所定 の 開 始 時 期 か ら 燃料 を 噴射 し 始 め て も、 燃 料 噴射終 了 時期 が圧縮 行程 に ずれ 込 む こ と が あ っ た。 こ の 場 合、 筒 内 圧 が 電動 燃 料 ポ ン プが発 生 す る 燃 圧 よ り も 高 く な り、 燃 料 噴射 弁 に ガ ス が逆 流 し て そ の 内 部 を 汚 損 す る 不具 合 が 生 じ る。
ま た、 エ ン ジ ン の ア イ ド ル運 転 時 に 圧縮 行 程 中 に 燃料 噴射終 了 時期 を 設定 し て も、 そ の 後 に 車両 の 発進 · 加 速 等 に よ り エ ン ジ ン 回 転速 度 が上昇 す る と、 終 了 時期 が燃 焼行程 に ずれ込 む こ と が あ っ た。 筒 内 噴射 エ ン ジ ン で は 吸気管 で の燃料 の移 送遅 れ が な い た め、 こ の 場 合、 燃料 液 滴 の 気化不 良 に よ る ス モ ー ク ( 黒 煙 ) が 発生 す る こ と が あ る。
燃料 噴射 の 開 始 時期 は、 上述 し た よ う に 終 了 時点 と 開 弁 時 間 と か ら 決定 さ れ、 燃 料噴射制 御装置 内 の タ イ マ に セ ッ ト さ れ る。 と こ ろ 力^ エ ン ジ ン 始動 時 で エ ン ジ ン 回 転速度 が ご く 低 い 場 合 等 に は、 開 始 時期 を 表 す 値 力 夕 イ マ に 設定 可能 な 最 大値 を 超 え て し ま う こ と が あ る。 こ の 場合、 開 始 時期 を タ イ マ に セ ッ ト で き ず、 燃 料 噴射 を 開 始 す る こ と が で き な く な る。
発 明 の 開 示
本 発 明 の 目 的 は、 例 え ば 筒 内 噴射 式 内 燃 機 関 の よ う な、 様 々 な タ イ ミ ン グ で燃 料 噴射 を 行 え る 内 燃機 関 に お け る 燃料 噴射量 及 び燃料 噴射 時 期 の 設定 を 常 に で き る だ け 精
度良 く 行え る よ う に し た、 内燃機関 用 燃料噴射制御装置 及 び内燃機関 の燃料噴射制 御方法を 提供す る こ と に あ る ( 本発 明 の別 の 目 的 は、 燃料噴射 の 開始 時期 や終了 時期 を適切 に 設定 し、 も っ て、 失火 の発生、 黒煙 の排 出 お よ び燃料噴射弁内 部 の 汚損 等 を 防止す る よ う に し た、 内燃 機関 用 燃料噴射制御装置及 び内 燃機関 の燃料 噴射制御方 法を 提供す る こ と に あ る。
上記 目 的 を達成す る た め、 本 発 明 の一つ の 態様 に よ れ ば、 内燃機関 の気筒 に 対応 し て 設 け ら れ た 燃料 噴射弁 を 作動 さ せ る た め の燃料噴射情報を、 該 内燃機関 の運転状 態 に 応 じ て周 期 的 に 演算 す る 燃料噴射情報演算手段 と、 該燃料噴射情報演算手段で求め ら れ た 該燃料 噴射情報 に 基づいて、 該燃料噴射弁 を該 内 燃機関 の 作動サ イ ク ル毎 に 作動 さ せ る 燃料噴射弁駆動手段 と を 含 む 内 燃機関 用 燃 料噴射制御装置が提供 さ れ る。
こ の制御装置 は、 任意 の作動サ イ ク ル に お け る 上記燃 料噴射弁の作動前の特定 時期 に、 上 記燃料噴射情報演算 手段で、 求め ら れ た 燃料噴射情報を、 該.任意 の作動サ イ ク ル に お け る 燃料噴射情報 と し て 設定す る 設定手段 と、 上記 内燃機関 の運転情報 を 出 力 す る 運 転情報 出 力 手段 と、 上記設定手段 に よ っ て 設定 さ れ た 上記燃料噴射情報 の 少 な く と も 一部を、 上記運 転情報 出 力 手段 に よ っ て 出 力 さ れ た 運転情報 に 応 じ て、 上記特定時期 よ り も 後 の修正時 期 に 修正す る 修正手段 と に よ っ て構成 さ れ る こ と を特徴
と す る。
本 発 明 の 制 御 装置 の 利 点 は、 例 え ば燃料 噴射量 が多 く 燃料 噴射 開 始 時期が早 い 場 合 に は 設定 手 段 に よ り 設定 さ れ た 燃料 噴射情報 に 基づ い て 燃料 噴射 を 行 う こ と がで き ま た、 特定 時期 か ら 修正 時期 ま で の 間 に 運 転 情報 が変化 し た 場合 に は こ の変 化 を 実 際 の 燃料 噴射 に 反 映 で き る こ と に あ る。 従 っ て、 要 求 さ れ る 燃 料 噴射 状 態 の 変 化 に 対 し て 速 や か に 追 従 し且つ 安 定 し た 燃 焼 が得 ら れ る よ う な 燃料 噴射 を 実 現 で き る。 こ の 結 果、 例 え ばエ ン ジ ン の 加 速運 転 を 速 や か に 行え、 ま た、 エ ン ジ ン ブ レ ー キ の 発 生 を 速 や か に 行え る よ う に な る。
好 ま し く は、 上記運 転情報 出 力 手 段 は、 上 記修正 時期 に 上記 燃料 噴射 手段で求 め ら れ た 燃 料 噴射 情 報 を 上記運 転 情報 と し て 出 力 す る。 こ の 場 合、 特 定 時期 か ら 修正 時 期 ま で の 間 の 燃 料 噴射情報 の 変 化 が あ れ ば、 こ の 変 化 を 実際 の 燃料噴射 に 反 映 で き る。
よ り 好 ま し く は、 上記燃 料 噴射情 報 演算 手段 に よ っ て 演算 さ れ る 上記燃料 噴射 情報 は、 燃 料 噴射量 情報 と 燃料 噴射 時期 情報 と を 含 む。 こ の 場 合、 燃 料 噴射 を 適 切 な タ ィ ミ ン グ で適 切 な 量 だ け 行 う こ と が で き、 安 定 し た 燃焼 が得 ら れ る よ う に 燃料 噴射 制 御 を 行 う こ と が で き る。
燃 料 噴射量情報 と 燃料 噴射 時期 情報 と か ら 構 成 さ れ る 燃料 噴射 情報 を 用 い る 上 記 好 適 態 様 に お い て、 好 ま し く は、 上記修正手 段 は、 上 記 設定 手段 に よ っ て 設定 さ れ た
上記燃料噴射量情報 を、 上記修正時期 に 上記燃料噴射情 報演算手段で求め ら れた 上記燃料噴射量情報 に 基づ い て 修正す る と 共 に、 上記設定手段 に よ っ て設定 さ れ た上記 燃料噴射時期情報を、 上記修正 時期 に 上記燃料噴射情報 演算手段で求め ら れ た 上記燃料 噴射 時期情報 と 上記修正 時期 と の関係 に 基づ い て 修正 す る。
こ の 好適態様 に よ れ ば、 燃料噴射量 情報 を 最新 の デ 一 夕 に 基づいて適切 に 設定 で き、 且つ、 可能 な 限 り 最適 な タ イ ミ ン グで燃料噴射 を 実行で き る。 従 っ て、 要求 さ れ る 燃料噴射状態 の変化 に 対 して 速や か に 追従 し且つ安定 し た燃焼が得 ら れ る よ う な 燃料噴射 を実現で き る。
上記好適態様 に お いて、 好 ま し く は、 上記修正手段は、 上記設定手段に よ っ て 設定 さ れ た燃料噴射時期情報 に 基 づ く 燃料噴射開 始時期 よ り も 上記修正時期が先行す る 場 合 に は、 上記修正時期 に お い て 上記燃料噴射情報演算手 段で求め ら れ た燃料噴射 時期情報 に 基づ く 燃料噴射開始 時期 と 上記修正時期 と の う ち の遅 い 方 の時期 が燃料噴射 開始時期 と な る よ う に上記燃料噴射 時期情報を修正す る。 こ の場合、 最新のデー タ に 基づ .いて 適切 な 時期 に 燃料噴 射 を 実行で き、 要求 さ れ る 燃料噴射状態 の変化 に 対 し て 速 やか に 追従 し且つ安定 し た 燃焼が得 ら れ る よ う な 燃料 噴射 を 実現で き る。
ま た、 上記修正手段は、 上記設定手段 に よ っ て 設定 さ れ た燃料噴射時期情報 に 基づ く 燃料噴射 開始 時期が上記
修正時期 よ り も 先行す る 場合 に は、 上記設定手段に よ つ て 設定 さ れ た燃料噴射時期情報 に 基づ く 燃料噴射 開 始時 期 を そ の ま ま 燃料噴射 開 始時期 と す る。 こ の 場合、 修正 時期 に お いて 可能 な 限 り 最適 に 近 い タ イ ミ ン グで燃料噴 射を実行で き、 要求 さ れ る 燃料噴射状態 の変化 に 対 し て 速 やか に 追従す る よ う に し て且つ安定 し た燃焼が得 ら れ る よ う に燃料噴射 を 実現 で き る。
ま た、 上記修正手段は、 上記設定手段 に よ っ て 設定 さ れ た 燃料噴射時期情報 に 基づ く 燃料 噴射 開 始 時期が上記 修正時期 よ り も 先行す る 場合 に は、 上記設定 手段 に よ つ て 設定 さ れ た燃料噴射時期情報 に 基づ く 燃料 噴射開 始時 期 を そ の ま ま 燃料噴射開 始時期 と す る と 共 に、 上記燃料 噴射開 始時期か ら 上記修正時期 に 達 す る ま で の燃料噴射 時間カ^ 上記修正時期 に 上記燃料噴射情報演算手段で求 め ら れ た燃料噴射情報 に 基づ く 燃料噴射時 間 よ り も 長 い 場合 に は、 上記修正時期 が燃料噴射終 了 時期 と な る よ う に、 上記設定手段 に よ っ て 設定 さ れ た燃料噴射時期情報 を修正す る。 こ の場合、 修正時期 に 要求 さ れ る 燃料-量が 減少 し た場合 に も こ れ に 追従で き、 エ ン ジ ン の加速性能 を 向上 さ せつつ、 加速 の 停止 又 は減速 等 の要 求 に 対 し て も 燃料噴射が速 やか に 追従で き る よ う に な る。
燃料噴射量情報 と 燃料 噴射 時期情報 と か ら 構成 さ れ る 燃料噴射情報 を 用 い る 好適態様 に お い て、 好 ま し く は、 上記燃料噴射弁駆動手段 は、 上記修正手段の修正結果 に
基づ き 上記燃料噴射弁を 作動 さ せ る と 共 に、 特定サ イ ク ノレ 中 に お い て上記修正時期 よ り も 後 の再修正 時期 に 上記 燃料噴射情報演算手段で 求 め ら れ た 燃料噴射量情報 と 上 記修正 時期 に 求 め ら れ た 燃料噴射量情報 と の差 に 基づ い て追加 燃料噴射量情報を 設定 す る 再修正手段 を 更 に 備え る。 上 記燃料噴射弁駆動手段は、 上記再修正 手段に よ つ て 設定 さ れ た上記追加燃料噴射量情報 に 基づ く 追加燃料 噴射が行われ る べ く、 上記燃料 噴射弁 を 同 一作動サ イ ク ノレ 内 で 2 回 作動 さ せ る。
こ の場合、 設定時期か ら 修正時期 ま で の 間 に、 検出 さ れ た燃料噴射情報が変化 す る と、 こ の変化が実際 の燃料 噴射 に 反 映 さ れ る よ う に な り、 更 に、 該修正 時期 よ り も 後 に 再修正手段の設定 に 基づ く 追加 噴射 に よ り、 修正時 期か ら 再修正時期 ま で の 間 に要求 さ れ る 燃料 噴射量 の増 加 に 追従 し て 燃料噴射を 実現で き る。 従 っ て、 要求 さ れ る 燃料 噴射状態 の変化 に 対 し て 速 や か に 追従 し且つ安定 し た燃焼が得 ら れ る よ う な 燃料噴射 を 実現で き る。
よ り 好 ま し く は、 上記 内燃機関 は、 燃焼室 内 に 燃料を 直接噴射す る よ う に 上記燃料噴射弁 を 設置 さ れ た 筒 内 噴 射型 内燃機関 と し て 構成 さ れ る と 共 に、 主 と し て 吸気行 程 に 燃料噴射を 行 う 前期 噴射 モ ー ド と、 主 と し て 圧縮行 程'に 燃料噴射を 行 う 後期 噴射 モ 一 ド と で 作動可能で あ る。 上記燃料噴射弁駆動手段 は、 上記 内 燃機関 が上記前期 噴 射モ ー ド で作動 し て い る 場合 に お い て、 上記 設定手段 に
よ っ て 設定 さ れ た 燃 料 噴射 情報 を 上 記修 正 手段 に よ り 修 正 し た 結果 に 基づ き 上記 燃料 噴射弁 を 作動 さ せ る と 共 に こ の燃 料 噴射弁 作動 に 係 る サ イ ク ル と 同 一 の サ イ ク ル を 構成 す る 行程 の う ち、 上 記 後 期 噴射 モ ー ド に 対応 す る 行 程 が実行 さ れ て い る 間 に、 上 記 追加 燃料 噴射量 情報 に 基 づ い て、 上記燃 料 噴射 弁 を 作動 さ せ る。 こ の 場 合、 燃料 噴射量 増加 要求 に 速 や か に 追 従 す る よ う な 燃 料 噴射量 の 増加 を 実現 で き る。 従 っ て、 要 求 さ れ る 燃料 噴射状 態 の 変 化 に 対 し て 速 や か に 追 従 し 且 つ 安 定 し た 燃 焼 が得 ら れ る よ う な 燃料 噴射 を 実現 で き る。
燃料 噴射量情報 と 燃料 噴射 時期 情 報 と か ら 構成 さ れ る 燃料噴射情報 を 用 い る 好 適 態 様 に お い て、 好 ま し く は、 上記燃 料 噴射情報 演算手 段 は、 上記 燃 料 噴射 時期情報 と し て、 上記 内 燃機関 の 運 転 状 態 に 応 じ た 燃 料 噴射終 了 時 期 と、 同 燃料噴射終 了 時 期 と 上 記燃 料 噴射量 情報 と に 基 づ く 燃 料 噴射 開 始 時 期 と を 設定 す る。 こ の 場 合、 燃料 噴 射 を 適 切 な タ イ ミ ン グで 適 切 な 量 だ け 行 う こ と がで き、 安定 し た 燃焼が得 ら れ る よ う に 燃料 噴射制 御 を 行 う こ と が で き る。
上記 修正 時期 に 上記燃 料 噴射 手段 で 求 め ら れ た 燃 料 噴 射 情報 を 上記運 転 情報 と し て 出 力 す る 運 転情報 出 力 手段 を 備 え た 好適 態 様 で は、 好 ま し く は、 上記 内 燃機 関 は、 多 気 筒 内 燃機 関 で あ る と 共 に、 各 気 筒 に 備 え ら れ た 燃料 噴射弁 か ら 各気 筒 の 行程 状 態 に 応 じ て 次 々 に 燃料 を 噴射
す る シ ー ケ ン シ ャ ル噴射 を行 う も の で あ る。 任意 の気筒 の上記修正時期 は、 他 の 気 筒 の上記特定 時期 と 同 一 と な る よ う に 設定 さ れ る。 こ の場合、 同 一 デ ー タ を 複数 の気 筒 の燃料噴射弁制御用 情報 の設定 や修正 に 用 い な が ら 効 率的 に 且つ確実 に 各気筒 の燃料噴射 を制御す る こ と がで き る。
或 い は、 上記 内 燃機関 は、 気 筒 内 に 燃料を 直 接噴射す る よ う に 燃料噴射弁 を 設置 さ れ た 筒 內 噴射型 内 燃機関 と し て構成 さ れ る。 こ の場合、 例 え ば排気行程 の他 に 吸気 行程や圧縮行程 で も 燃料噴射を 実現 で き る。 こ の よ う に 広範な 時間領域で燃料噴射が可能な 筒 内 噴射型 内燃機関 に、 上述 の各種構成要素 を 付加 す る こ と で、 最新の デー 夕 に 基づ き 最適 な 燃料噴射量 や燃料噴射 タ イ ミ ン グで燃 料噴射 を実現で き る。 こ れは、 筒 内 噴射型機関 の性能向 上 に 大 き く 貢献す る。
筒 内 噴射型 内 燃機関 を 用 い る 好適態様 に お いて、 好 ま し く は、 上記 内燃機関 は、 上記 内燃機関 の主 と し て 吸気 行程 に 燃料噴射 を行 う 前期噴射 モ ー ド と、 上記 内燃機関 の主 と して 圧縮行程 に 燃料噴射.を 行 う 後期噴射 モ ー ド と で作動可能な 4 気筒 内燃機関 で あ る。 上記 内 燃機関 の各 気筒 の上記特定時期 は 当 該気筒 の排気行程下死点近傍 に 設定 さ れ る。 上記燃料噴射弁駆動手段は、 上記 內燃機関 が上記前期噴射 モ ー ド で 作動 し て い る 際 に は、 上記設定 手段に よ っ て 設定 さ れ た 燃料噴射情報を 上記 修正手段 に
よ っ て修正 して 得 ら れ た結果 に 基づ き、 各気 筒 の上記燃 料噴射弁を作動 さ せ る。 こ の場合、 例 え ば前期噴射 モ ー ド に お いて、 上述 の よ う に 設定、 修正、 再修正な どを通 じ て燃料噴射制御情報 を 設定 し つつ、 設定 さ れ た制御情 報 に 基づ き 燃料噴射を 行 っ て い く こ と で、 最新の デ ー タ に 基づ く 最適 な 燃料噴射量 や燃料噴射 タ イ ミ ン グで燃料 噴射 を 実現で き る。 こ れ は、 筒 内 噴射型 機関 の性能 向上 に 大 き く 貢献す る。
よ り 好 ま し く は、 上記燃料噴射弁駆動手段 は、 上記 内 燃機関 が上記後期 噴射 モ ー ド で作動 し て い る と き に は、 各気筒 に つ いて の上記修正時期 に 上記燃料噴射情報演算 手段で求め ら れ た 燃料噴射情報 に 基づ き、 当 該気筒 の上 記燃料噴射弁を 作動 さ せ る。 こ の場合、 最新 の デー タ に 基づ く 最適 な 燃料噴射量 や燃料噴射 タ イ ミ ン グで燃料噴 射を 実現で き る。
本発 明 に よ る 内燃機関 用 燃料噴射制御装置 に お いて、 好 ま し く は、 上記運転情報 出 力 手段は、 上記特定時期 に 上記燃料噴射情報演算手段 に よ っ て 求 め ら れ た燃料噴射 情報 に 基づ く 燃料噴射力 上記修正時期 に お い て 行われ て い る か否か を 判定す る。 上記修正手段は、 上記修正時 期 に上記燃料噴射が行わ れて い る こ と が上記運転情報 出 力 手段 に よ っ て 判定 さ れ る と、 上記 設定手段 に よ っ て 設 定 さ れ た 燃料噴射情報 を 修正す る こ と に よ り、 上記燃料 噴射終 了 時期を 上記修正 時期 と す る。 こ の場合、 內燃機
関 の サ イ ク ル を 構成 す る 行 程 の う ち、 前期 噴射 モ ー ド や 後 期 噴射 モ ー ド に 対 応 し な い 行程 に お け る 不 所望 の燃 料 噴射 が 行 わ れ る こ と を 防 止 す る こ と が で き る。 こ れ に よ り、 有害排 出 ガ ス 成分 の 排 出 量 が 抑 制 さ れ る と 共 に 燃 費 が 向 上 す る。
こ の 好適態 様 に お い て、 好 ま し く は、 上記 內 燃機 関 は、 主 と し て 吸気行程 に 燃料 噴射 を 行 う 前 期 噴射 モ ー ド と、 主 と し て 圧 縮行 程 に 燃料 噴射 を 行 う 後 期 噴射 モ 一 ド と で 作動 可 能 で あ っ て、 か つ、 燃 焼 室 内 に 直 接 燃 料 を 噴射 す る 筒 内 噴射型 内 燃機 関 で あ る。 そ し て、 燃 料 噴射 制 御 装 置 は、 燃料 噴射弁 か ら 噴射 さ れ る 燃 料 の 圧 力 を 少 な く と も 低圧側 と 高圧側 と の 2 段 に 切 り 換 え 可能 な 燃圧 切換手 段 を 更 に 備 え る。 こ の 場 合、 エ ン ジ ン 運 転 状 態 に 応 じ て 燃料圧 力 を 切換 え 可 能 で あ り、 エ ン ジ ン 運 転 状 態 に 関 わ ら ず、 必要 な 燃 料供給 を 行 う こ と が で き る。 例 え ば、 ェ ン ジ ン 始動 時 に お い て エ ン ジ ン に よ り 駆動 さ れ る 高 圧燃 料供給 源が通常 作動 し て い な い 場合 に は、 エ ン ジ ン 以 外 の 駆動 源 に よ り 駆動 さ れ る 低圧燃料 供給 源 に よ っ て 燃料 供給 を 行え る。
よ り 好 ま し く は、 上 記 運 転 情報 出 力 手段 は、 上記 前 期 噴射 モ ー ド で燃 料 噴射 が 行 わ れ て い る か 否 か を 判 定 す る と 共 に、 上 記燃 圧 切換 手 段 に よ り 上 記 燃 料 の 圧 力 が上 記 低 圧側 に 切 り 換 え ら れ て い る か 否 か を 更 に 判 定 し、 上 記 前期 噴射 モ ー ド で燃 料 噴 射 が行 わ れ て い る と 共 に 上 記燃
料 の圧力 が上記低圧側 に 切 り 換え ら れて い る と 判定 す る と、 上記修正時期 を、 吸気行程がほ ぼ終 了 す る 時期 に 設 定す る。 こ の場合、 燃料 噴射弁 の 開 弁時間 が圧縮行程 に ずれ込 ま な く な り、 ガ ス の逆流 に よ る 燃料噴射弁 内 部 の 汚損が 防止 さ れ る。
ま た、 上記運 転情報 出 力 手段 は、 上記後期 噴射モ ー ド で燃料 噴射が行われ て い
る か否かを 判定す る と 共 に、 上記燃圧切換手段 に よ り 上 記燃料 の圧力 が上記高圧側 に 切 り 換え ら れ て い る か否か を更 に 判定 し、 上記後期 噴射モ ー ド で燃料噴射が行われ て い る と 共 に上記燃料 の 圧力 が上記高圧側 に 切 り 換え ら れて い る と 判定 す る と、 上記修正時期 を、 圧縮行程がほ ぼ終 了 す る 時期 に 設定す る。 こ の場合、 燃焼行程で の燃 料噴射 が防止 さ れ、 ス モ ー ク の発生等が起 こ ら な く な る。
上記特定時期 に 求 め ら れ た 燃料噴射情報 に 基づ く 燃料 噴射が修正時期 に お い て 実行 さ れて いれ ば上記燃料噴射 終 了 時期 を上記修正時期 と す る 上記好適態様 に お い て、 好 ま し く は、 上記 内燃機関 は、 主 と し て 吸気行程で燃料 噴射 を 行 う 前期 噴射モ ー ド と、 主 と し て 圧縮行程で燃料 噴射 を 行 う 後期 噴射モ ー ド と で 作動可能で あ っ て、 かつ、 燃焼室 内 に 直接燃料を 噴射す る 筒 内 噴射型 内 燃機関 で あ る'。 上記修正手段 は、 上 記修正時期 に 上記燃料 噴射が行 われて い る こ と が上記運 転情報 出 力 手段 に よ つ て 判定 さ れ る と、 上記設定手段 に よ っ て 設定 さ れ た 燃 料噴射情報
に 基づ く 燃料噴射終 了 時期 と 上記修正時期 よ り も 後 の所 定時期 と の いずれか早 い 方を 燃料噴射終 了 時期 と し て上 記燃料 噴射弁駆動手段 に 出 力 す る。 こ の場合、 例 え ば、 ア イ ド ル運転か ら の 発進 時等 に お い て、 エ ン ジ ン 回転速 度 の急上昇 に よ る 燃料噴射 の燃焼行程 へ の ずれ込 みが 防 止 さ れ、 ス モ ー ク の発生 等が起 こ ら な く な る。
本発 明 に よ る 内燃機関 用 燃料噴射 制御装置 に お いて、 好 ま し く は、 上記運転情報 出 力 手段 は、 上記特定 時期 に 上記燃料噴射情報演算手段 に よ っ て 求 め ら れ た 燃料噴射 情報 に 基づ く 燃料噴射カ^ 上記修正時期 に お い て 行わ れ て い る か否かを 判定す る。 上記修正手段は、 上記修正時 期 に上記燃料噴射が未 だ行われて い な い こ と が上記運転 情報 出 力 手段 に よ っ て判定 さ れ る と、 上記設定手段 に よ つ て 設定 さ れ た 燃料噴射情報 を修正 す る こ と に よ り、 上 記修正 時期 を燃料噴射 開 始時期 と す る。 こ の場合、 燃料 噴射を 必要 に 応 じ て 強制 的 に 開始 さ せ る こ と がで き る。
こ の好適態様 に お いて、 好 ま し く は、 上記 内 燃機関 は、 主 と し て 吸気行程で燃料噴射を 行 う 前期噴射 モ 一 ド と、 主 と し て圧縮行程で燃料 噴射を 行 う 後期噴射 モ ー ド と で 作動可能で あ っ て、 かつ、 燃焼室 内 に 直接燃料 を 噴射す る 茼 内 噴射型 内 燃機関 で あ る。 こ の場合、 最新 の デー タ に基づ く 最適 な 燃料噴射量や燃料噴射 タ イ ミ ン グで燃料 噴射を 実現 で き、 筒 内 噴射型機関 の 性能を 向 上 で き る。
よ り 好 ま し く は、 上記運転情報 出 力 手段は、 上記燃料
噴射が上記前期 噴射モ ー ド で行わ れ て い る か 否かを 更 に 判定す る。 上記修正手段 は、 上記燃料噴射が上記前期噴 射 モ ー ド で行われて い る こ と が上記運 転情報 出 力 手段 に よ っ て 判定 さ れ た と き に、 上記燃料噴射情報 の上記修正 を 行 う。 こ の場合、 前期 噴射 モ ー ド に お い て 燃料噴射制 御情報 を 修正 し つつ、 修正 さ れ た 制御情報 に 基づ き 燃料 噴射を 行 っ て い く こ と で、 最新 の デ ー タ に 基 づ く 最適 な 燃料噴射量や燃料噴射 タ イ ミ ン グで燃料噴射 を 実現 で き る。
上記修正時期 に 燃料噴射が未 だ行 われて い な け れ ば修 正時期 を燃料噴射開始時期 と す る 上記好適態様 に お い て、 好 ま し く は、 上記修正時期 は、 上記特定時期 に上記燃料 噴射情報演算手段が求め た 燃料噴射情報か ら 求め ら れ る 燃料噴射 開始時期 の検 出 に 供 さ れ る 上記特定 時期か ら の 経過 時 間 を 計時す る た め の タ イ マ の最大計時可能時間 が 上記特定時期か ら 経過 し た 時期 で あ る。 こ の 場合、 例 え ば、 エ ン ジ ン 回 転速度が低いェ ン ジ ン 始動時 に お いて、 設定 さ れた 燃料噴射開始 時期 を検 出 す る の に 必要 な 計測 時間 が計時手段 の 計測容量 を 超 え て い た 場合 に も、 燃料 噴射を 開始 さ せ る こ と がで き る。
本発 明 の別 の態様 に よ れ ば、 内燃機関 の運 転状態 に 対 応 じ て 燃料噴射情報 を 周 期 的 に 演算 し、 該 内 燃機関 の気 筒 に 対応 し て 設 け ら れ た 燃料噴射弁 を 該燃料噴射情報 に 基づ き 該 内 燃機関 の作動 サ イ ク ル毎 に 作動 さ せ る 内 燃機
関 の 燃 料 噴射制 御 方 法 が提 供 さ れ る。
こ の 制 御方 法 は、 上記 内 燃機関 の 任 意 の 作 動 サ イ ク ル に お け る 特定 時 期 に 演算 さ れ た 燃 料 噴射情報 を、 該任 意 の 作動 サ イ ク ル に お け る 燃料 噴射情 報 と し て 設定 す る 第 1 ス テ ッ プ と、 上 記 第 1 ス テ ッ プ に お い て 設 定 さ れ た 上 記燃 料 噴射情報 の 少 な く と も 一 部 を、 上 記 任 意 の 作動 サ ィ ク ル に お い て 上 記特定 時期 よ り も 後 の修正 時期 に、 上 記 内 燃機 関 の運 転 情報 に 応 じ て 修 正 す る 第 2 ス テ ッ プ と、 上 記 第 2 ス テ ツ プで 修 正 さ れ た 燃 料 噴射 情報 に 基 づ い て 上記燃 料 噴射弁 を 当 該 作動 サ イ ク ル に お い て 作動 さ せ る 第 3 ス テ ッ プ と に よ っ て 構成 さ れ る こ と を 特 徴 と す る。
こ の 制 御方 法 に よ れ ば、 本 発 明 の 制 御 装 置 に よ り 奏 さ れ る 利 点 と 同 様 の 利 点 が 奏 さ れ る。 ち、 要 求 さ れ る 燃 料 噴射 状 態 の 変 化 に 対 し て 速 や か に 追 従 す る よ う に し て 且つ安 定 し た 燃 焼 が得 ら れ る よ う に 燃 料 噴射 を 実 現 で き る。
本 発 明 の 制 御 方法 に は、 本発 明 の 制 御装 置 に つ い て の 種 々 の 好適 態 様 に 対応 す る 好適 態様 が あ り、 同 等 の効果 を 奏 す る。 '
図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1 は、 本 発 明 の 第 1 実施例 に よ る 内 燃 機 関 用 燃料 制 御'装置 を 示 す概 略 ブ ロ ッ ク 図、
図 2 は、 図 1 に 示 し た 燃料 噴射情 報 演 算 手 段 を 詳 細 に 示 す ブ ロ ッ ク 図、
図 3 は、 図 1 に 示 し た 電 子制 御 ュ ニ ッ 卜 の 中 央 処 理装 置 の機 能 を 示 す概略 ブ ロ ッ ク 図、
図 4 は、 図 1 に 示 し た 燃 料 制 御 装 置 が搭載 さ れ る ェ ン シ ン シ ス テ ム を 示 す概 略 図、
図 5 は、 図 4 に 示 し た エ ン ジ ン シ ス テ ム の 燃 料制 御 系 を 示 す概 略 ブ ロ ッ ク 図、
図 6 は、 D 0 H C エ ン ジ ン の 場 合 に お け る、 図 1 に 示 し た ク ラ ン ク 角 セ ン サ 及 び気 茼 判 別 セ ン サ の 夫 々 か ら の 出 力 信号 を 示 す 図、
図 Ί は、 S 0 H C ェ ン ジ ン の 場 合 に お け る ク ラ ン ク 角 セ ン サ 出 力 信号及 び 判 別 セ ン サ 出 力 信号 を 示 す 図、 図 8 は、 図 3 に 示 し た 目 標 卜 ノレ ク 設定 手段 が用 い る 目 標 ト ル ク 設定 マ ッ プを示 す 図
図 9 は、 図 3 に 示 し た 制 御 モ ー ド 設定 手段 が 用 い る 制 御 モ ー ド 設定 マ ッ プを 示 す 図
図 1 0 は、 図 3 に 示 し た 空燃 比 設定 手段が 用 い る 目 標 空燃 比 設定 マ ッ ゾ ¾■ 示 す 図、
図 1 1 は、 図 3 に 示 し た 燃 料 噴射 終 了 時期 設定 手段が 用 い る 燃 料 噴射終 了 時期 設定 マ ッ プ を 示 す 図、
図 1 2 は、 図 3 に 示 し た 再修 正 手 段 が 用 い る 後 期補 足 噴射 終 了 時期 設定 マ ッ プを 示 す 図、
図 1 3 は、 図 3 に 示 し た 中 央 処 理 装 置 が実 行 す る イ ン ジ ェ ク 夕 制 御 ル ー チ ン の一部 を 示 す フ ロ ー チ ヤ 一 卜、
図 1 4 は、 ィ ン ジ X ク 夕 制 御 ル 一 チ ン の 残 部 を 示 す フ
ロ ー チ ヤ 一 ト、
図 1 5 は、 前期噴射モ ー ド に お い て要求燃料量が比較 的少 な い状態か ら 増加す る 場合で の 図 1 に 示 し た 燃料噴 射制御装置 の動作を示す タ イ ム チ ヤ 一 ト、
図 1 6 は、 前期噴射モ ー ド に お い て要求燃 料量が比較 的 少 な い状態か ら 急増す る 場合で の燃料噴射制御装置 の 動作を 示す タ イ ム チ ヤ 一 卜、
図 1 7 は、 前期噴射モ ー ド に お い て要求燃料量が多 い 状態か ら 更 に増加 す る 場 合で の燃料 噴射制御 装置 の動作 を 示す タ イ ム チ ヤ ー 卜、
図 1 8 は、 前期噴射モ ー ド に お い て要求燃料量が吸気 行程で増加す る 場合で の 燃料噴射制御装置 の動作を 示す タ イ ム チ ヤ 一 卜、
図 1 9 は、 前期噴射モ ー ド に お い て要求燃料量が多 い 状態か ら 減少す る 場合で の燃料噴射制御装置 の動作 を 示 す タ イ ム チ ヤ 一 卜、
図 2 0 は、 後期噴射モ ー ド に お け る 燃料噴射制御装置 の動作 を 示す タ イ ム チ ヤ 一 卜、
図 2 1 は、 3 6 5 ° B T D C 時点 力、 ら 1 8 5 ° B T D C 時点 ま で の 間 に 後期 噴射モ ー ド か ら 前期 噴射 モ ー ド に 切 り 替 わ っ た場 合で の燃料噴射制御装置 の動 作 を 示す 夕 ィ ム チ ヤ 一 ト、
図 2 2 は、 3 6 5 ° B T D C 時点 力、 ら 1 8 5 ° B T D C 時点 ま での間 に 前期 噴射モ ー ドか ら 後期噴射 モ ー ド に
切 り 替 わ つ た場合で の燃料噴射制御装置 の動作を示 す 夕 ィ ム チ ヤ 一 卜、
図 2 3 は、 3 6 5 ° B T D C 時点 力、 ら 1 8 5 ° B T D C 時点 ま での 間 に 前期噴射モ 一 ドか ら 後期噴射 モ ー ド に 切 り 替 わ つ た 場合で の燃料噴射制御装置 の動 作を 示す 夕 ィ ム チ ャ ー ト、
図 2 4 は、 本 発 明 の第 2 実施例 に よ る 内 燃機関 用 燃料 噴射制御装置が装備 さ れ る エ ン ジ ン 制 御 シ ス テ ム を 示す 概略 ブ ロ ッ ク 図、
図 2 5 は、 図 2 4 に 示 し た 筒 内 噴射エ ン ジ ン の縦断面 図、
図 2 6 は、 図 2 4 に 示 し た 燃料噴射制御装置が用 い る 燃料噴射制御 マ ッ プを 示 す図、
図 2 7 は、 図 2 4 に 示 し た 筒 内 噴射エ ン ジ ン に お け る 後期噴射モ ー ド 時で の燃料噴射形態 を 示す概 略斜視図、 図 2 8 は、 筒 内 噴射エ ン ジ ン に お け る 前期 噴射 モ ー ド 時での燃料噴射形態 を 示 す概略斜視図、
図 2 9 は、 図 2 4 に 示 し た燃料噴射制御装置が実行す る 噴射 時期設定サ ブ ル ー チ ン の フ ロ ー チ ヤ 一 卜、
図 3 0 は、 燃料噴射制 御装置が実行す る 第 1 タ イ マ 制 御サ ブノレ一チ ン の フ ロ ー チ ヤ 一 卜、
図 3 1 は、 同 制御装置 が実行す る 第 2 タ イ マ 制御サ ブ ノレ一チ ン の フ ロ ー チ ヤ 一 ト、
図 3 2 は、 噴射 開始制 御 サ ブ ル ー チ ン の フ ロ ー チ ヤ 一
卜、
図 3 3 は、 噴射終了 制 御 サ ブ ル ー チ ン の フ ロ ー チ ヤ 一 卜、
図 3 4 は、 前期 噴射停止制御サ ブル ー チ ン の フ ロ ー チ ヤ ー 卜、
図 3 5 は、 第 】 後期 噴射停止 制御 サ ブル ー チ ン の フ ロ 一チ ヤ 一 卜、
図 3 6 は、 第 2 後期噴射停止制御 サ ブル ー チ ン の フ ロ 一ナ ヤ 一 卜、
図 3 7 は、 燃料噴射 開 始時期 の変更 時 に お け る 図 2 4 に 示 し た燃料噴射制御装置 の動作を 示す タ イ ミ ン グチ ヤ 一 ト、
図 3 8 は、 前期噴射停止制御 に お け る 同 制御装置 の動 作示す 夕 ィ ミ ン グ チ ヤ 一 卜、
図 3 9 は、 第 1 後期噴射停止制御 に お け る 制御装置 の 動作 を 示す タ イ ミ ン グチ ャ ー ト、 お よ び
図 4 0 は、 第 2 後期噴射停止制御 に お け る 制御装置 の 動作を 示す タ イ ミ ン グチ ヤ 一 ト で あ る。
発 明 を実施す る た め の最 良 の形態 本発 明 の第 1 実施例 に よ る 燃料噴射制御装置が装備 さ れ る 内 燃機関 は、 図 4 に 示す よ う に 構成 さ れ て い る c 図 4 に お いて、 内 燃機関 7 0 は、 火花 点火式で、 かつ、 気 筒 内 で燃料を 直 接噴射す る 茼 内 噴射エ ン ジ ン と し て構成 さ れ、 そ の燃焼室 に 通 じ る 吸気通路 2 お よ び排気通路 3
を 有 し て い る。 吸気通路 2 と 燃 焼 室 1 と は 吸 気 弁 4 に よ つ て 連通 制御 さ れ、 ま た、 排 気通路 3 と 燃焼 室 1 と は 排 気弁 5 に よ っ て 連通 制 御 さ れ る よ う に な っ て い る。
ま た、 吸気通路 2 に は、 上 流 側 か ら 順 に、 エ ア ク リ 一 ナ 6 お よ び ス ロ ッ 卜 ノレ弁 7 が 設 け ら れ て お り、 排 気 通 路 3 に は、 そ の上 流側 カヽ り 順 に 排 ガ ス 浄 化 用 の 触媒 コ ン バ 一 夕 ( 三 元触媒 ) 9 お よ び 図 示 し な い マ フ ラ 力く 設 け ら れ て い る。 な お、 吸気通 路 2 に は、 サ ー ジ タ ン ク 2 a 力く 設 け ら れ て い る。 ま た、 シ リ ン ダ へ ッ ド Ί 1 側 力、 ら の ブ 口 一 バ イ ガ ス を 吸 気通路 2 に 戻 す た め に ブ ロ 一 パ イ ガ ス 流 路 7 2 が設 け ら れ て い る
ま た、 ス ロ ッ ト ル弁 7 は、 ワ イ ヤ ケ ー プ ノレ ( 図 示 略 ) を 介 し て ァ ク セ ノレ ぺ ノレ ( 図 示 略 ) に 連結 さ れ て お り、 ア ク セ ルぺ ダ ノレ の 踏 込 み 量 に 応 じ て ス ロ ッ ト ル 弁 開 度 力 変 わ る よ う に な つ て い る < > 更 に、 ス ロ ッ ト ノレ 弁 7 は、 図 示 し な い ァ ィ ド ル ス ピ 一 ド コ ン ト 口 — ノレ 用 モ ー タ ( I S C モ ー タ ) に よ つ " I も 開 閉 駆動 さ れ る よ う に な っ て お り、 エ ン ジ ン の ア イ ド リ ン グ 時 に ァ ク セ ルペ ダル を 踏 ま な く と も、 ス ロ ッ 卜 ル 弁 7 の 開 度 を 変 え る こ と が で き る よ う {こ ね な つ て い る
ィ ン ジ ク タ ^ 燃 料 噴射 弁 8 は、 気 筒 内 の 燃 焼 室 1 へ 向 け て 燃料 を 直 接 噴射 す べ く 、 そ の 開 口 ( 燃料 噴射 ポ 一 卜 ) を 燃焼 室 1 に 臨 ま せ て 配 さ れ て い る。 詳 し く は、 イ ン ジ ェ ク タ 8 は、 後述 す る 形 状 的 な 特徴 を も つ た ピ ス
― 21 - ト ン 7 3 の 頂部 7 4 に 向 け て 燃料 を 噴射す る よ う に 配置 さ れ て い る。 ま た、 イ ン ジ ク タ 8 は 各 気 筒 毎 に 設 け ら れ て お り、 本実 施例 の エ ン ジ ン 7 0 が直 列 4 気 筒 ェ ン ジ ン で あ る と す る と、 イ ン ジ ュ ク タ 8 は 4 個 設 け ら れ る こ と に な る。
こ の 様 な 構成 に よ り、 ス ロ ッ ト ノレ 弁 7 の 開 度 に 応 じ て エ ア ク リ ー ナ 6 を 通 じ て 吸 入 さ れ た 空気 が 吸 気 弁 4 の 開 放 に よ り 燃焼室 1 内 に 吸 入 さ れ、 こ の 燃焼室 1 内 で、 吸 入 さ れ た 空気 と ィ ン ジ ュ ク 夕 8 か ら 直 接 噴射 さ れ た 燃料 と が混 合 さ れ る。 ま た、 燃焼 室 1 内 で 点 火 プ ラ グ 3 5 を 適宜 の タ イ ミ ン グで点 火 さ せ る こ と に よ り、 混 合 気 が燃 焼せ し め ら れ て、 エ ン ジ ン 卜 ノレ ク を 発生 さ せ、 次 い で、 排 ガ ス と し て 排 気通路 3 へ排 出 さ れ る。 排 ガ ス 中 の C 〇、 H C、 N O x の 3 つ の 有害成 分 は 触 媒 コ ン バ ー タ 9 で 浄 化 さ れ る。 そ し て、 排 ガ ス は、 マ フ ラ で 消 音 さ れ て 大 気 側 へ放 出 さ れ る。
と こ ろ で、 こ の エ ン ジ ン で は、 吸 気通路 2 か ら 燃 焼 室 1 内 に 流入 し た 吸気 流 が縦渦 ( 逆 タ ン ブル流 ) を 形 成 す る よ う に 構成 さ れ て い る。
つ ま り、 吸気 通路 2 の 燃焼 室 1 近 傍 ( 以 下、 吸 気 ポ ー 卜 と い う ) 2 A は、 気 筒 軸 心線 と ほ ぼ平 行 な 向 き に 向 け ら れ て お り、 吸 気 弁 4 が 開 く と、 吸 気通 路 2 か ら の 吸 気 流 力、'、 燃焼 室 1 内 の一側 を 気 筒 軸 心線 と ほ ぼ 平 行 に 下 方 の ビ ス ト ン 頂部 7 4 に 向 力、 つ て 流 れ る よ う に な っ て い る。
ま た、 ピ ス ト ン 頂部 7 4 の 吸 気 弁 4 側 に は、 凹 型 曲 面状 に 湾 曲 し た 凹 所 ( 湾 曲 部 ) 7 4 A が 形 成 さ れ て い る。 更 に、 ピ ス ト ン 頂 部 7 4 の 排 気 弁 5 側 に は、 凹 所 7 4 A に 近 接 し て、 凹 所 7 4 A よ り も 隆 起 し た 隆 起 部 7 4 B が形 成 さ れ て し、 る。
こ れ に よ り、 ピ ス ト ン 7 3 の 圧 縮 行 程終 了 時 に は、 凹 所 7 4 A と シ リ ン ダ 7 0 の 内 壁 と シ リ ン ダへ ッ ド 7 1 と に よ り、 コ ン パ ク ト な 燃 焼室 1 が 形 成 さ れ る。 ま た、 ピ ス ト ン 頂 面 7 4 の 隆 起部 7 4 B と 燃 焼 室 1 の 上 部 の 排気 ポ ー ト 3 A 側 と の 間 に は、 ス キ ッ シ ュ エ リ ア が形成 さ れ る。
こ の 様 な 構成 に よ り、 吸 気 ポ ー ト 2 A 力、 ら 流入 し た 吸 気 流 は 下 方 の ビ ス 卜 ン 頂 部 7 4 に 向 力、 つ て 流 れ た 後、 ピ ス 卜 ン 頂 部 7 4 の 凹 所 7 4 A に 沿 っ て 案 内 さ れ て 上 向 き に タ ー ン し て、 縦渦 流 ( 逆 タ ン ブ ル流 ) を 形 成 す る。
燃焼 室 1 内 で 吸 気 流 が こ の 様 な 縦 渦 流 を 形 成 す る の で、 こ の縦 渦 流 を 利 用 し な 力 ら 例 え ば燃 焼室 1 の 頂 部 中 央 に 配設 さ れ た 点 火 プ ラ グ 3 5 の 近 傍 の み に 燃料 を 集 め て、 点 火 プ ラ グ 3 5 か ら 離隔 し た 部分 で は 極 め て リ ー ン な 空 燃 比状 態 と す る こ と がで き る。 す な わ ち、 点 火 プ ラ グ 3 5 の 近 傍 の み を 理 論 空燃 比 と す る こ と で、 安 定 し た 燃 焼 を 実 現 し な 力 ら、 燃料 消 費 を 抑 制 す る こ と が で き る。
特 に、 こ の エ ン ジ ン は 筒 内 噴射 エ ン ジ ン で あ る た め、 燃料 噴射 の 時期 に 制 約 が な く 、 上述 の 燃 料 の 遍 在状 態 を
実 現 す る の に 最 も 適 し た 夕 ィ ミ ン グ で燃 料 噴 射 を 行 う こ と がで き る。 こ の場 合 の 最 な 燃 料 噴射 の タ イ ミ ン グが. 空気 流 動 の 弱 い 圧 縮 行 ¾ 後 期 で あ る ^ と は 知 ら れ て い る ( ま た、 こ の ェ ン ジ ン か り 问 出 力 を 得 に は、 燃 焼 室 1 内 全体 に 理 論空燃 比 の 混 合 気状 態 に さ せ て 燃 焼 を 行 え ば良 く、 こ の 際 に も、 燃料 の 霧 化 及 び気 化 が十分 に 行 わ れ る よ う な タ イ ミ ン グ で燃 料 噴射 を 行 う こ と で、 効率 よ < 问 出 力 を 得 る こ と が で き る, , こ の 場 合 の 最 適 な 燃 料 噴射 の タ イ ミ ン グ に 関 し て は、 吸 気 流 を 利 用 し て 燃 料 の 霧 化及 び気化 を 促進 で き る よ う に、 吸 気行程 の 初 期 又 は 前期 に は 燃料噴射 を 終 え る よ う に £ す る こ と が知 ら れ て い る
と こ ろ で、 こ の エ ン ジ ン 7 0 を 制 御 す る た め に、 種 々 の セ ン サ が設 け ら れ て い る。 先 ず吸 気通 路 2 側 に は、 そ の エ ア ク リ ー ナ 配設部分 に、 吸 入 空 気量 を カ ル マ ン 渦 情 報 カヽ ら 検 出 す る エ ア フ ロ ー セ ン サ 1 1 と、 吸 入 空気 温 度 を 検 出 す る 吸気 温 セ ン サ 1 2 と、 大 気 圧 を 検 出 す る 大 気 圧 セ ン サ 1 3 と が設 け ら れ て い る。 ま た、 ス ロ ッ ト ノレ弁 配 設部 分 に は、 ス ロ ッ 卜 ノレ弁 7 の 開 度 を 検 出 す る ポ テ ン シ ョ メ 一 夕 式 の ス ロ ッ ト ノレ セ ン サ 1 4、 ア イ ド リ ン グ状 態 を 検 出 す る ァ ィ ド ノレ ス ィ ッ チ 1 5 等 力 設 け ら れ て い る ま た、 排気通路 3 側 に お い て 触媒 コ ン バ ー タ 9 の 上 流側 部分 に は、 排 ガ ス 中 の 酸 素濃 度 を 検 出 す る 酸 素 濃 度 セ ン サ ( 以 下、 〇 2 セ ン サ と い う ) 1 7 力 設 け ら れ て い る。
更 に、 エ ン ジ ン 冷却 水 温 を 検 出 す る 水 温 セ ン サ 1 9 が 設 け ら れ、 ま た、 図 1 に 示 す ご と く 、 ク ラ ン ク 角 度 を 検 出 す る ク ラ ン ク 角 セ ン サ 2 1 ( こ の ク ラ ン ク 角 セ ン サ 2 1 は エ ン ジ ン 回 転数 を 検 出 す る 回 転 数 セ ン サ も 兼 ね て い る ) お よ び第 1 気 筒 ( 基 準気 筒 ) の 上死 点 を 検 出 す る T D C セ ン サ ( 気 筒 判 別 セ ン サ ) 2 2 が そ れ ぞ れ デ ィ ス ト リ ビ ュ ー タ に 設 け ら れ て い る。
な お、 本 実施例 で は、 ク ラ ン ク 角 セ ン サ 2 1 は、 シ リ ン ダ の 1 サ イ ク ル ( ク ラ ン ク 角 7 2 0 ° > の 各 行程 ( 吸 気、 圧 縮、 爆発、 排気 ) に 対応 し て、 ク ラ ン ク 角 1 8 0 ° 毎 に 一つ の オ ン 信号 を 出 力 す る よ う に な っ て い る。 ク ラ ン ク 角 セ ン サ 出 力 信号 は、 図 6 に 信号 S G T と し て 例 示 す る よ う に、 ク ラ ン ク 角 7 0 ° に 相 当 す る 幅 の オ ン 信 号 と、 ク ラ ン ク 角 1 1 0 ° に 相 当 す る 幅 の オ フ 信号 と か ら な る。 オ ン 信号 か ら オ フ 信号 へ の 切 替 タ イ ミ ン グ は 各 行程 の 切 り 替 わ り 時 に ほ ぼ対応 す る カ^ 本 実 施例 で は、 オ ン 信 号 か ら オ フ 信号 へ の 切替 タ イ ミ ン グ は 各行程 の 切 り 替 わ り 時点 よ り も 前側 に 5 ° だ け ずれて い る。
ま た、 気 筒 判 別 セ ン サ 2 2 は、. D 〇 H C エ ン ジ ン の 場 合 に は、 シ リ ン ダ の 1 サ イ ク ノレ毎 に 互 い に 異 な る 2 つ の オ ン ί言号 を 出 力 す る よ う に な っ て い る。 こ の 場 合 の 気 筒 判 別 セ ン サ 出 力 信号 を 図 6 に 信 号 S G C と し て 例 示 す る。 ま た、 気 筒判 別 セ ン サ 2 2 は、 S 0 H C エ ン ジ ン の 場 合 に は、 シ リ ン ダ の 1 サ イ ク ノレ毎 に 1 つ の オ ン 信号 を 出 力
す る よ う に な っ て い る。 こ の 場 合 の 気 筒 判 別 セ ン サ 出 力 信号 を 図 7 に 信号 S G C と し て 例 示 す る。 い ずれ に し て も、 こ れ ら の 信号 に 基づ い て、 気 筒 を 判 別 で き る。
そ し て、 こ れ ら の セ ン サ 力ヽ ら の 検 出 信号 は、 電 子 制御 ユ ニ ッ ト ( E C U ) 2 3 へ入 力 さ れ る よ う に な っ て い る c な お、 E C U 2 3 へ は、 ア ク セ ル ペ ダ ル の 踏 込 み量 を 検 出 す る ァ ク セ ノレ ポ ジ シ ョ ン セ ン サ 2 4 や ノく ッ テ リ の 電 圧 を 検 出 す る バ ッ テ リ セ ン サ 2 5 か ら の 電圧 信号 ゃ ェ ン ジ ン 始動 時 を 検 出 す る ク ラ ン キ ン グ ス ィ ッ チ 2 0 あ る い は ィ グ ニ ッ シ ヨ ン ス ィ ッ チ ( キ ー ス ィ ッ チ 力、 ら の 信号 も 入 力 さ れ る よ う に な っ て い る。
と こ ろ で、 E C U 2 3 の ハ ー ド ウ ェ ア 構成 は 図 1 及 び 図 2 に 示 す よ う な も の で あ る 力、'、 こ の E C U 2 3 は そ の 主要 部 と し て C P U 2 7 を 備 え て お り、 こ の C P U 2 7 へ は、 吸 気 温 セ ン サ 1 2、 大 気圧 セ ン サ 1 3、 ス ロ ッ ト ノレ セ ン サ 1 4、 0 2 セ ン サ 1 7、 水 温 セ ン サ 1 9、 ァ ク セ ノレ ポ ジ シ ョ ン セ ン サ 2 4 お よ びバ ッ テ リ セ ン サ 2 5 カヽ ら の検 出 信号力 入 力 イ ン タ フ ヱ イ ス 2 8 お よ び A Z D コ ン ノく 一 夕 3 0 を 介 し て 入 力 さ れ る と 共 に、 エ ア フ ロ ー セ ン サ 1 1、 ク ラ ン ク 角 セ ン サ 2 1、 T D C セ ン サ 2 2、 ア イ ド ノレ ス ィ ッ チ 1 5、 ク ラ ン キ ン グ ス ィ ッ チ 2 0、 ィ グニ ッ シ ョ ン ス ィ ツ チ 等 力、 ら の 検 出 信 号 が 入 カ イ ン タ フ ェ イ ス 2 9 を 介 し て 入 力 さ れ る よ う に な っ て い る。
更 に、 C P U 2 7 は、 プ ロ グ ラ ム デ ー タ や 固 定値 デ 一
タ を 記 憶す る R 0 M 3 1 と の 間、 デ ー タ を 書 き 換 え 可能 に 記 憶 す る R A M 3 2 と の 間、 お よ び、 フ リ ー ラ ン ニ ン グ カ ウ ン タ 4 8 お よ びバ ッ テ リ が接 続 さ れ て い る 間 は そ の 記憶 内 容 が保持 さ れ る よ う に バ ッ ク ァ ッ プ さ れ た バ ッ テ リ バ ッ ク ア ッ プ R A M ( 図 示 せ ず ) と の 間 で、 バ ス ラ ィ ン を 介 し て デ ー タ の 授 受 を 行 う よ う に な つ て い る。
な お、 R A M 3 2 内 の デ ー タ は ィ グニ ッ シ ョ ン ス ィ ッ チ を オ フ す る と 消 え て リ セ ッ 卜 さ れ る よ う に な っ て い る。
ま た、 C P U 2 7 で の 演 算結 果 に 基 づ く 燃 料 噴射 制 御 信号 は、 4 つ の 噴射 ド ラ イ バ ( 燃料 噴射弁 駆動手段 ) 3 4 を 介 し て、 C P U 2 7 力、 ら イ ン ジ ヱ ク タ 8 の ソ レ ノ ィ ド 8 a ( 正確 に は、 イ ン ジ ヱ ク タ ソ レ ノ イ ド 8 a 用 の 卜 ラ ン ジ ス 夕 8 b ( 図 5 ) ) へ 出 力 さ れ る よ う に な っ て い る。
詳 し く は、 図 5 に 示 す よ う に、 E C U 2 3 は、 C P U 2 7、 R O M 3 1、 R A M 3 2 お よ び複数 の ポ ー 卜 4 6 を 有 す る マ イ ク ロ コ ン ピ ュ ー タ を 備 え る と 共 に、 気 筒 判 別 用 外 部 レ ジ ス タ ( フ リ ッ プ フ ロ ッ プ ) 4 7、 フ リ ー ラ ン ニ ン グ カ ウ ン タ 4 8、 レ ジ ス タ 4 9 〜 5 2、 比較 器 5 3 〜 5 6 お よ び R S フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 5 7 〜 6 0 等 を 備 え て い る。
エ ア フ ロ ー セ ン サ 1 1 の 出 力 信号 は、 C P U 2 7 の 割 込 端子 I N T 2 に 入 力 さ れ る。 ク ラ ン ク 角 セ ン サ 2 1 力、 ら の ク ラ ン ク 位 相 信号 は、 入 力 イ ン タ フ イ ス と し て の
波形 整 形 回路 2 9 で 矩 形 波 に 整形 さ れ て C P U 2 7 の 割 込端子 I N T 1 に 入 力 さ れ る。 更 に、 気 筒 判 別 セ ン サ 2 2 力、 ら の 気 筒判 別 信号 は、 入 力 イ ン タ フ ェ イ ス と し て の 波 形 整 形 回路 2 9 で矩 形 波 に 整 形 さ れ て レ ジ ス タ 4 7 に 入 力 さ れ る。 吸 気 温 セ ン サ 1 2、 大 気圧 セ ン サ 1 3、 0 2 セ ン サ 1 7、 水 温 セ ン サ 1 9 等 力、 ら の 信号 は、 入 カ イ ン タ フ ヱ イ ス と し て の レ べ ノレ調 整 回 路 2 8 で 適 当 な レ べ ル に 調 整 さ れ、 次 い で、 ア ナ ロ グ Z デ ジ 夕 ノレ コ ン バ ー タ 3 0 に よ り ア ナ ロ グ ノ デ ジ タ ル 変 換 さ れ て、 ポ ー ト 4 6 に 入 力 さ れ る よ う に な っ て い る。
ま た、 イ ン ジ ! ク タ 弁 体 開 閉 用 イ ン ジ I ク タ ソ レ ノ ィ ド 8 a へ の 直 流 電源 ( バ ッ テ リ ) に よ る 給 電 力く ス ィ ッ チ ン グ ト ラ ン ジ ス タ 8 b に よ り オ ン オ フ 制 御 さ れ て、 イ ン ジ ェ ク 夕 8 が 開 閉 す る よ う に な っ て い る。
今、 燃料 噴射制 御 ( 空 燃 比 制 御 ) に 着 目 す る と、 C P U 2 7 か ら は 後 述 の 手 法 で 演 算 さ れ た 燃料 噴 射 用 制 御 信 号 が ド ラ イ バ 3 4 ( 図 1 ) を 介 し て 出 力 さ れ、 例 え ば 4 つ の ィ ン ジ ヱ ク タ 8 を 順 次 駆動 さ せ る よ う に な っ て い る。
特 に、 上述 の よ う な 筒 内 噴射エ ン ジ ン の 特 徴 か ら 見 て、 燃料 噴射 の 態 様 と し て、 リ ー ン 燃焼 に よ る 運 転 ( り 一 ン 運転 ) を 実現 す る た め に 圧 縮 行程後 期 で燃 料 噴射 を 行 う 後 期 噴射 モ ー ド と、 理論 空 燃 比燃焼 に よ る 運 転 ( 理論空 燃 比運 転 ) を 実現 す る た め に 吸気行 程 の 初 期 ま た は 前 期 に は 燃 料 噴射 を 終 え る 前 期 噴射 モ ー ド と が 設 け ら れ て い
る。
そ し て、 斯 か る 燃料噴射制 御 ( イ ン ジ ェ ク タ 駆動制 御 ) の た め に、 C P U 2 7 は、 図 1 な い し 図 3 に 示 す よ う に、 目 標 と す る エ ン ジ ン 出 力 ト ル ク を 設定 す る 目 標 ト ル ク 設 定 手段 1 0 1 と、 前期 噴射 モ ー ド か 後 期 噴射 モ ー ド の い ずれか一 方 を 選択 的 に 設定 す る 制 御 モ ー ド 設定手段 ( 噴 射 モ ー ド 設定 手段 ) 1 0 2 と、 燃料 噴射 情報 を 検 出 す る 燃料 噴射情報 演算手段 1 0 3 と を 備 え て い る。
目 標 ト ル ク 設定 手段 1 0 1 で は、 図 8 に 例 示 す る マ ツ プか ら、 現在 の エ ン ジ ン の 作動状 態 を 表 す エ ン ジ ン 回 転 数 N E と、 要 求 さ れ る エ ン ジ ン 負 荷 を 表 す ア ク セ ルぺ ダ ル踏込 み 量 0 A C C と に 基 づ い て、 目 標 ト ル ク T が設 定 さ れ る。 エ ン ジ ン 回 転数 N E は、 前述 の よ う に、 ク ラ ン ク 角 セ ン サ 2 1 か ら の 信号 に 基づ い て 演 算部 1 0 5 A で算 出 さ れ る。 図 8 に 示 す よ う に、 エ ン ジ ン 回 転 数 N E が低 く て ア ク セ ルペ ダル踏込 み量 A C C が 大 き い ほ ど 目 標 卜 ル ク T は 大 き い 値 に 設定 さ れ、 逆 に、 エ ン ジ ン 回 転数 N E が高 く て ア ク セ ルペ ダ ル踏込 み量 0 A C C 力 小 さ い ほ ど 目 標 ト ノレ ク T は 小 さ い値 に 設定 さ れ る。
制 御 モ ー ド 設定手段 1 0 2 で は、 図 9 に 例 示 す る マ ツ プカヽ ら、 エ ン ジ ン 回 転数 N E と 目 標 卜 ノレ ク T と に 応 じ て、 前期 噴射 モ ー ド か後 期 噴射 モ ー ド の い ずれ か 一 方 が選択 さ れ る。 図 9 に 示 す よ う に、 エ ン ジ ン 回 転 数 N E が低 く て 目 標 ト ル ク T も 低 い領 域 で は 後 期 噴射 モ ー ド が選択 さ
れ、 逆 に、 エ ン ジ ン 回転数 N E ま た は 目 標 卜 ノレ ク 丁 の い ずれか一方が低 く な けれ ば前期 噴射 モ ー ド が選択 さ れ る。
燃料噴射情報演算手段 1 0 3 は、 燃料噴射量すな わ ち 燃料噴射時間 ( イ ン ジ ェ ク タ 駆動時 間 P ( n ' を算 出 す る 燃料噴射時間算 出 手段 1 0 6 と、 燃料 噴射終 了 時 期 ( イ ン ジ ヱ ク タ 作動終 了 時期 ) T INJOFF ( n ) を 算 出 す る 燃料噴射終 了 時期算 出 手段 1 0 7 と、 こ れ ら の算 出 値 に 基づい て燃料噴射開 始時期 〔 イ ン ジ ュ ク タ 作動 開 始 時期 ) T I N JON ( n ; を 算 出 す る 燃料噴射 開 始時期算 出 手段 1 0 8 と を 備え、 制御 モ ー ド が前期 噴射 モ ー ド で あ る か後期 噴射モ ー ド で あ る か に 応 じ て、 燃料 噴射情報 P ff ( n ) 、 T INJ0FF ( n ) 及 び T IN JON ( π ) を算 出 す る。
燃料 噴射時間 ( 実際 の 制御 の上で は イ ン ジ ュ ク タ 駆動 時間 に 対応す る イ ン ジ ヱ ク タ 駆動パ ル ス 幅 ) Ρ Κ ( η ) [ msec] は、 前期噴射モ ー ド の場合 も 後期噴射モ ー ド の 場合 も、 吸入空気量 ( 1 ス ト ロ ー ク 当 た り の 吸入空気量 ) Q AI と 目 標 と す る 空燃比 ( 以 下、 A F と い う と に 基 づいて、 例 え ば次式 ( 1 ) に 従 っ て算 出 さ れ る。
P ( n ) = { Q AIR x a AIR/ C a FUEL x A F ^ } x ( 1 Z G INJ) x K x l O O O + T D · · · ( 1 ) な お、 上式 ( 1 ;) に お いて、 Q A I R は 1 ス ト ロ ー ク 当 た り の 吸入空気量 [ リ -ノトル Zスト D -ク] で あ り、 エ ア フ ロ ー セ ン サ 1 1 か ら の検 出 信号 に 基づ いて 演算部 1 0 5 B で算 出 さ れ る。 a AIR は空気密度で あ り、 具体 的数値 は 1 .
1 8 [ gZ リ 7 トル ] に 設定 で き る。 ひ FUELは 燃料密度 で あ り 具体 的 数値 は 0. 7 4 [ gZ cc] に 設定 で き る。 G IN' J は ィ ン ジ ェ ク タ ゲ イ ン [ ccZ sec] で あ る。 K は 各種 の 燃料 補正係 数で あ る。 T D は イ ン ジ ェ ク タ 無駄 時 間 [ msec] で あ る。
な お、 上式 ( 1 ) の 第 1 項 は 基本 駆動 時 間 T b に 関 わ る 項で あ り、 ま た、 各 種 燃料補正係 数 K は、 水 温 セ ン サ 1 9 で 検 出 さ れ た エ ン ジ ン 冷却 水 温、 吸気 温 セ ン サ 1 2 で検 出 さ れ た 吸 気温、 大 気圧 セ ン サ 1 3 で検 出 さ れ た 大 気圧 な ど に 応 じ て 設定 さ れ る。
上述 の空燃比 の設定 は、 空燃比設 定 手段 1 0 4 で 行わ れ る。 こ の空燃 比設定 手 段 1 0 4 は、 図 1 0 に 例 示 す る マ ッ プ力、 ら、 エ ン ジ ン 回 転数 N E と 目 標 卜 ノレ ク T と に 応 じ て 空燃 比 A F を 設定 す る。 こ の 空 燃 比 設定 マ ッ プ と し て は、 前期 噴射 モ ー ド 用 マ ッ プ と 後 期 噴射 モ ー ド 用 マ ツ プ と が用 意 さ れ て お り、 制 御 モ ー ド 設定 手段 1 0 2 で 設 定 さ れ た 制御 モ ー ド に 応 じ て、 対応 す る マ ッ プが採 用 さ れ る。 い ずれ の 場合 も、 図 1 0 に 示 す よ う に、 エ ン ジ ン 回 転数 N E や 目 標 卜 ノレ ク T が低 い ほ ど A F を リ ー ン 側 に 設定 し、 逆 に、 エ ン ジ ン 回 転 数 N E や 目 標 卜 ノレ ク T が高 い ほ ど A F を リ ツ チ 側 に 設 定 す る。
前期 噴射 モ ー ド の 場合 の ィ ン ジ ュ ク タ 作動 終 了 時期 ( 燃料 噴射終 了 時期 ) T INJ0FF ( n ) の算 出 で は、 先 ず、 ク ラ ン ク 角 度単位 の 燃料 噴射 終 了 時 期 e iNJ を 求 め る。
こ の燃料噴射終 了 時期 6 1 Ν' J は、 図 1 1 に 例 示す る マ ツ プカ、 ら、 エ ン ジ ン 回 転数 N E と 目 標 卜 ノレ ク T と に 応 じ て 設定す る こ と も で き る。 こ の場合 も、 前期噴射 モ ー ド用 マ ッ プ と 後期噴射 モ ー ド用 マ ッ プ と が用 意 さ れ て お り、 制御 モ ー ド設定手段 1 0 2 で設定 さ れ た 制御 モ ー ド に 応 じて、 対応す る マ ッ プが採用 さ れ る。 い ずれ の場合 も、 主 と し て 目 標 ト ル ク T に 依存 し て燃料噴射終 了 時期
J が設定 さ れ、 目 標 ト ル ク T が低 い ほ ど燃料 噴射終 了 時 期 0 I N' J は遅れ側 に 設定 さ れ、 逆 に、 目 標 ト ル ク T が高 い ほ ど燃料噴射終了 時期 Θ I NJ は進 み側 に 設定 さ れ る。
そ し て、 こ の燃料噴射終 了 時期 INJ に 基 づ いて、 ィ ン ジ ク タ 作動終 了 時期 (燃料噴射終了 時期 ) T I NJ0FF ( n ) が例 え ば次式 ( 2 ) に 従 っ て算 出 さ れ る。
T I NJ0FF ( n ) = ( 3 6 5 - S I N J ) x [ 6 0 / ( N E x 3 6 0 ) ] x l 0 0 0 · · · ( 2 ) 一方、 後期噴射モ ー ド の場合の ィ ン ジ ュ ク 夕 作動終 了 時期 IN JOFF ( n ) は、 ク ラ ン ク 角 度単位 の 燃料噴射終 了 時期 0 I N J に 基づ いて、 例 え ば次式 ( 3 ) に 従 っ て算 出 さ れ る。
T I NJ0FF ( n ) = ( 1 8 5 — S I NJ ) x [ 6 0 / ( N E x 3 6 0 ) ] x l 0 0 0 · · · ( 3 i そ し て、 前期 噴射モ ー ド及 び後期 噴射 モ ー ド の 双方 に お いて、 作動開 始時期 ( 燃料噴射 開 始 時期 ) T I N'JON ( n は、 燃料噴射時 間 P K ( n ) 及 び作動終 了 時期 丁 I ' J 0 F F
( n ) 力ヽ ら、 例 え ば次 式 ( 4 ) に 従 っ て 算 出 さ れ る。
T INJ0N ( n ) = T INJ0FF ( n ) - P ff (' n )
• · · ( 4 ) こ の 様 な 燃料 噴射 開 始 時期 T I N J 0 N ( n , 燃料 噴射 終 了 時期 T INJOFF ( n ) お よ び燃 料 噴射 時 間 P W ( n ) の算 出 は、 図 1 5 に 例 示 す る よ う に、 エ ン ジ ン の 各 行程 に 対応 し て 出 力 さ れ る ク ラ ン ク 角 パ ノレ ス S G T に 対応 し て 1 8 0 ° 毎 に 繰 り 返 し 実 行 さ れ る。 詳 し く は、 T INJ0 N ( n , T I N J 0 F F ( n ) お よ び P ( η の 算 出 は、 ク ラ ン ク 角 ノ ノレ ス S G T 力く オ ン 力、 ら オ フ へ切 り 替 わ る タ イ ミ ン グ に 合 わ せ て、 例 え ば 1 つ の 気 筒 を 基準 に 考え る と、 上死 点 ( 爆発 時 の上死 点 ) T D C に 向 け て、 5 4 5 ° B T D C ( 排気行程 下死 点 近傍 :) 、 3 6 5 ° B T D C ( 排 気行程上死 点近傍 ) 、 1 8 5 ° B T D C ( 吸 気行程 下死 点近傍 ) 、 5 ° T D C と い う よ う に 周 期 的 に 実 行 さ れ る。
記号 T INJ0 ' ( n ) 、 T INJ0FF ( n ) お よ び P ff ( n ) 中 の 添 字 n は、 n 回 目 の 算 出 周 期 に 算 出 さ れ る 燃料噴射 情報 で あ る こ と を 表 し て い る。
な お、 前 期 噴射 モ ー ド の 場 合 に つ い て は、 あ る 気 筒 の 5 4 5 ° B T D C が燃料 噴射 前 の 特定 時期 に 相 当 し、 3 6 5 ° B T D C 力く修正 時 期 に 相 当 し、 1 8 5 ° B T D C が再修 正 時期 に 相 当 す る。
各 気 筒 に 備 え ら れ る イ ン ジ ヱ ク タ 8 の 制 御 は、 こ の 様 に 燃料 噴射情報 演算手段 1 0 3 で 周 期 的 に 算 出 さ れ る 燃
料噴射情報、 すな わ ち、 燃料噴射開始時期 T I NJ0N ( n ) 、 燃料噴射終了 時期 T I NJ0FF ( n お よ び燃料 噴射時間 P W ( n ) に 基づいて実行 さ れ る。
前期 噴射モ ー ドが選択 さ れて い れ ば、 前期 噴射 モ ー ド 設定手段 1 0 9 で各 イ ン ジ ェ ク タ 8 の制御情報が設定 さ れ る。 β卩 ち、 燃料噴射開 始時期 T I NJ0N ( η ;) 、 燃料噴 射終 了 時期 丁 I N J0FF ( η :) お よ び燃料噴射 時 間 P if ( η ) が算 出 さ れ る と、 仮設定手段 ( よ り 一般 的 に は設定手段 ) 1 1 0 は、 こ の 時点 で次 が排気行程 と な る 気 筒 に 関 し て、 燃料噴射情報演算手段 1 0 3 で算 出 さ れ た 燃料噴射 開 始 時期 T INJ0N' ( η ) お よ び燃料噴射終了 時期 T I N' J OFF
( n ) を、 そ の イ ン ジ ェ ク タ 8 の前期 噴射 用 制御情報、 すな わ ち、 前期噴射用 燃料噴射 開始 時期 T I 'JONl ( n ) お よ び前記噴射用燃料噴射終 了 時期 T I N— J0FF1 ( n ) と し て 仮設定す る。 な お、 記号 丁 I NJOfs'l ( n ) 及 び T I NJ0 FF1 ( n > 中 の 添字 「 1 」 は、 各記号が付 さ れて い る 情 報が前期噴射用 制御情報 で あ る こ と を 表 し て い る。 ま た、 添字 「 2 」 を含 む記号 に よ り 後期 噴射用 制御 用 情報を 表 す。
修正手段 1 1 1 で は、 こ の時点 で次が吸気行程 と な る 気筒 に 関 して、 前回仮設定 さ れ た イ ン ジ ヱ ク タ 8 の制御 情報で あ る 燃料 噴射 開始 時期 丁 I ( n - 1 ) 及 び 燃 料噴射終 了 時期 T IN J0FF1 ( n - 1 ; 、 燃料噴射情報 演算丰段 〗 0 3 に よ り 今 回算 出 さ れ た燃料噴射 開始時期
T INJON ( n ) 及 び燃料 噴射終 了 時 期 T INJOFF ( n :) で、 修正 さ れ る。
つ ま り、 修正 手段 1 1 1 は、 次 が 吸 気 行程 と な る 気 筒 力 、 現在、 燃料 を 噴射 し て い る 場合 に は、 今 回 算 出 さ れ た 燃料 噴射 時 間 P ( n .) だ け 燃料 噴射が行 わ れ る よ う に、 燃料 噴射終 了 時 期 T INJOFF ( n ) を 次 式 ( 5 ) に 従 つ て 設 定 し、 こ の燃料 噴射終 了 時期 T INJOFF ( n ) に ィ ン ジ ェ ク タ 8 の 駆動 を 停 止 す る よ う に す る。
T INJ0FF1 ( n ) = T I X J 0 M ( n - 1 + P ( n )
• · · ( 5 但 し、 今 回算 出 さ れ た 燃料 噴射 時 間 P If ( n ) に わ た る 燃料噴射力 こ の 時点 で 既 に 行わ れ て し ま っ た 場合 に は、 直 ち に ( こ の 時点 で ) イ ン ジ ェ ク タ 8 を 駆動 停止 さ せ、 こ れ に よ り、 燃料 噴射 時 間 ( よ り 一 般 的 に は 燃料 噴射 状 態 ) を、 で き る 限 り 今 回 の算 出 値 に 近 く な る よ う に 修 正 す る。
ま た、 次 が吸 気行程 と な る 気 筒 カ^ 現在、 燃料 を 噴射 し て い な い場合 に は、 仮 設定 さ れ た 燃料 噴射 開 始 時期 T INJ0N1 ( n 一 1 ) 及 び燃 料 噴射終 了 時期 T INJ0FF1 ( n 一 1 ) の 夫 々 は、 今 回算 出 さ れ た 燃料 噴射 開 始 時期 T INJ0 N ( n ) 及 び燃料 噴射 終 了 時期 T I N J OF F ( n ) に 書 き 換 え ら れ る。 即 ち、 こ の 場 合 に は、 3 6 5 ° B T D C 時 点 に お い て 夫 々 算 出 さ れ た 情 報 が用 い ら れ る。
ま た、 後述 す る 後 期 噴 射 モ ー ド で は、 5 4 5 ° B T D
C 時 点 に お け る 仮 設定 は 行 わ れ な い。 従 っ て、 例 え ば、 後 期 噴射 モ ー ド か ら 前期 噴射 モ ー ド に 切 り 替 わ っ た 直 後 で あ れ ば、 5 4 5 ° B T D C 時 点 に お け る 仮 設定 は 行 わ れ て い な い。 そ こ で、 こ の 場 合 も、 3 6 5 ° B T D C 時 点 に お い て 夫 々 算 出 さ れ た 情報 か ら 燃 料 噴射 情報 が設定 さ れ る。
但 し、 こ の 場 合、 今 回 算 出 さ れ た 燃 料 噴射 開 始 時期 T INJ0N ( n ) が現 時 点 と 同 一或 い は 現 時 点 よ り も 先行 ( precede) し て い れ ば、 直 ち に ( こ の 時 点 で ) イ ン ジ ェ ク タ 8 を 作動 さ せ、 ま た、 燃料 噴射 終 了 時 期 T INJ0FF1 ( n ) を 次式 ( 6 ) に 従 っ て 設定 し、 こ れ に よ り、 こ の 設定終 了 時期 に ィ ン ジ ェ ク タ 8 が駆 動 停 止 さ れ る よ う に し、 燃 料 噴射 時 間 を で き る 限 り 今 回 の 算 出 値 に 近 く な る よ う に 修正 す る。
T INJ0FF1 ( n ) = 1 8 0 x [ 6 0 / ( N E x 3 6 0 ) ] x l 0 0 0 + P ff ( n ) · · · ( 6 ' 更 に、 再修正手段 1 1 2 で は、 こ の 時 点 で 次 が圧縮行 程 と な る 気 筒 に 関 し て、 前 回 の 燃料 噴射 時 間 P W ( n — 1 ) と 今 回 の燃料 噴射 時 間 P ff ( n ) と の 偏 差 Δ Ρ Κ [ = ? I ( n ) — P W ( n — 1 ) ] に 基 づ い て、 必要 に 応 じ て、 後 期補足 噴射制 御 情報 が設定 さ れ る。
詳 し く は、 偏 差 Δ P を 後 期補 足 噴射 判 定 パル ス 幅
( 以 下、 後 期 補 足 噴射判 定 用 基 準 値 と い う ) P ff lと 比較 し、 前 回 の 燃 料 噴射 時 間 P K ( n — 1 ノ に 対 す る 今 回 の
燃料噴射時間 P W ( n ) の増分、 即 ち、 偏差 Δ P Wが、 こ の基準値 P fflよ り も 大 き けれ ば、 後期補足噴射制御情報 を 設定 し て、 後期補足噴射を行 う。
後期補足噴射制御情報、 即 ち、 後期補足噴射 の 際 の ィ ン ジ ェ ク タ の作動開始時期 ( 燃料噴射 開 始時期 ) T INJ0 Ν' ( η ) 及 び作動終 了 時期 ( 燃料噴射終 了 時期 ) T INJ0 FF' ( η ) は、 後期補足噴射制御 用 の ク ラ ン ク 角 度単位 の 燃料噴射終了 時期 S INJ' に 基づ い て、 例 え ば次式 ( 7 ) 及 び ( 8 ) に従 っ て 設定 さ れ る。
T INJ0FF' ( n ) = ( 1 8 5 - Θ I N J ' ) x
[ 6 0 Z ( N E x 3 6 0 ) ] x l 0 0 0 · · . ( 7 )
T IN JON" ( n ) = T INJOFF' ( n ) - Δ P ff
• · · C 8 ) 燃料 噴射終了 時期 S I N J ' は、 図 1 2 に 例示 す る マ ッ プ 力、 ら エ ン ジ ン 回 転数 N E と 偏差 Δ Ρ Κ と に 応 じ て 設定す る こ と がで き る。 こ の場合 の マ ッ プ も、 前期 噴射モ ー ド 用 マ ッ プ と 後期噴射モ ー ド用 マ ッ プ と が用意 さ れて お り、 制御モ ー ド設定手段 1 0 2 で設定 さ れ た制御 モ ー ド に 応 じ て 対応す る マ ッ プが採用 さ れ る。 い ずれ の場合 も、 主 と し て 偏差 Δ Ρ ί に 依存 し て 燃料噴射終 了 時期 S IN J' が 設定 さ れ、 偏差 Δ P K が小 さ い ほ ど燃料噴射終 了 時期 0 I N J ' は 遅れ側 に 設定 さ れ、 逆 に、 偏差 Δ P が大 き い ほ ど燃料 噴射終了 時期 I N J ' は進 み側 に 設定 さ れ る。
現在、 後期噴射モ ー ド が選択 さ れ て いれ ば、 後期 噴射
モ ー ド 時設定手段 1 1 3 で 各 イ ン ジ ヱ ク タ 8 の 制 御情報 が設定 さ れ る。 即 ち、 次 が圧 縮行程 と な る 気 筒 に 関 し て, 燃料 噴射情報演算手段 1 0 3 で算 出 さ れ た 後 期 噴射 の 燃 料 噴射 開 始 時期 T INJ0N2 ( n ) 及 び燃 料 噴射 停止 時期 T INJ0FF2 ( n ) を イ ン ジ ヱ ク タ 8 の 制 御 情報 と し て 設定 す る。
ま た、 前期 噴射 モ ー ド か ら 後 期 噴射 モ ー ド に モ ー ド 設 定か切 り 替 わ っ た 直 後 に は、 こ の 時 点 で 次 が圧 縮行程 と な る 気 茼 で は、 こ の 圧 縮 行 程 前 の 吸 気 行 程 ま た は 排 気行 程 で既 に 燃料 噴射 を 行 っ て い る の で、 燃料 噴射 時 期 に つ い て の 後 期 噴射 へ の 切 替 は 次 回 か ら 行 う。
ま た、 後期 噴射 モ ー ド か ら 前期 噴射 モ ー ド に モ ー ド 設 定 か切 り 替 わ っ た 直 後 に は、 こ の 時 点 で 次 が圧縮 行程 と な る 気 筒 に つ い て は、 後 期 噴射 モ ー ド 時 設定 手段 1 1 3 で 設定 さ れ た 燃料 噴射情報 に 基 づ き そ の ま ま 後 期 噴射 を 行 う。 ま た、 こ の 次 の 気 筒、 gfJ ち、 次 が 吸 気 行程 と な る 気 筒 に つ い て は、 前期 噴射 モ ー ド 時設定 手段 1 0 9 の 修 正手段 1 1 1 は、 こ の 時 点 で燃料噴射情報 演 算手段 1 0 3 で算 出 さ れ た 燃料 噴射 情報 T INJ0N ( n ) 、 T INJ0FF ( n > を、 イ ン ジ ェ ク タ 8 の 前期 噴射 用 制 御 情報 と し て 設定 す る。
'但 し、 こ の 場 合 も、 今 回 算 出 さ れ た 燃 料 噴射 開 始 時期 T INJ0N ( n ) が現 時 点 と 同 一或 い は 現 時 点 よ り も 先 行 し て い れ ば、 直 ち に ( こ の 時 点 で ) イ ン ジ ヱ ク タ 8 を 作
動 さ せ、 燃料 噴射終 了 時 期 T INJ0FF1 ( n ) を 前記 の 式 ( 6 ) に よ り 設定 し、 イ ン ジ ュ ク 夕 8 を こ の 設定 時期 に 駆動停止 さ せ る こ と で、 燃料 噴射 時 間 を、 で き る 限 り 今 回 の算 出 値 に 近 く な る よ う に 修正 す る。
更 に、 後 期 噴射 モ ー ド か ら 前期 噴射 モ ー ド に モ ー ド 設 定 か切 り 替 わ っ た 直 後 に は、 次 が排 気 行程 と な る 気 筒 に つ い て は、 仮設 定 手段 1 1 0 に お い て、 こ の 時点 で 燃 料 噴射情報 演算 手段 1 0 3 で算 出 さ れ た 燃 料 噴射情報 T I N J ON" ( n ' お よ び Τ I Ν J 0 F F ( η 力く、 イ ン ジ ェ ク タ 8 の 前期 噴射 用 制 御 情報 と し て 仮 設定 さ れ る。
以 下、 図 1 3 及 び図 1 4 に 示 す フ ロ ー チ ャ ー ト ( イ ン ジ ェ ク タ 制御 ノレ一チ ン ) を 参照 し て、 上述 の 構成 の 内 燃 機 関 用 燃料 噴射 制 御 装置 の 作動、 す な わ ち、 本 発 明 の一 実施例 に よ る 内 燃機 関 の 燃料 噴射制 御 方 法 を 説 明 す る。
図 1 3 の ス テ ッ プ S 1 で は、 現 時 点 力、' イ ン ジ ェ ク 夕 制 御 タ イ ミ ン グで あ る か否 か が判 断 さ れ る。 そ し て、 現 時 点 が イ ン ジ ク タ 制 御 タ イ ミ ン グ で あ れ ば、 燃料 噴射情 報 が検 出 ( 算 出 ) さ れ る。 図 1 3 及 び 図 1 4 の イ ン ジ ェ ク タ 制 御 ノレ一チ ン は、 ク ラ ン ク 角 1 8 0 ° 毎 に、 即 ち、 5 4 5 ° B T D C、 3 6 5 ° B T D C、 1 8 5 ° B T D C、 5 ° B T D C と い う タ イ ミ ン グ で 順 次 送 出 さ れ る 割 込 パ ル ス に よ っ て ト リ ガ さ れ る。
燃料 噴射情報 の 設定 で は、 ス テ ッ プ S 2 で、 要 求 さ れ る ェ ン ジ ン 負 荷 を 表 す ァ ク セ ル ペ ダ ル踏 込 み 量 S ACC と、
現 在 の エ ン ジ ン 作動状 態 を 夫 々 表 す エ ン ジ ン 回 転数 N E お よ び 1 ス ト ロ ー ク 当 た り の 吸 入 空 気量 Q A I R と が求 め ら れ る。 ァ ク セ ノレぺ ダノレ踏 込 み量 0 A C C は、 ァ ク セ ノレ ポ ジ シ ョ ン セ ン サ 2 4 の検 出 情報 を 処理 す る こ と で 得 ら れ る。 エ ン ジ ン 回 転数 N E は ク ラ ン ク 角 セ ン サ 2 1 の検 出 情報 を 処理 す る こ と で得 ら れ、 ま た、 1 ス ト ロ ー ク 当 た り の 吸 入 空 気量 Q A I R は エ ア フ ロ ー セ ン サ 1 1 か ら の 検 出 情報 を 処理 す る こ と で 得 ら れ る。
次 い で、 制 御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 3 に 進 み、 マ ッ プ ( 図 8 〜 図 1 1 参照 ) に 基 づ い て、 目 標 ト ル ク T、 制 御 モ ー ド、 空燃 比 A F お よ び燃 料 噴射 終 了 時期 I N J が夫 々 算 出 さ れ る。
即 ち、 図 8 に 示 す マ ッ プ力、 ら、 エ ン ジ ン 回 転数 N E 及 び ア ク セ ルペ ダ ル踏 込 み 量 6 A C C に 基 づ い て 目 標 ト ル ク T が設定 さ れ る。 更 に、 図 9 に 示 す マ ッ プ力、 ら、 ェ ン ジ ン 回 転 数 N E 及 び 目 標 ト ル ク T に 基 づ い て、 燃料 噴射 モ 一 ド が前期 噴射 モ ー ド か 後 期 噴射 モ ー ド の い ずれ か に 設 定 さ れ る。 ま た、 図 1 0 に 示 す マ ッ プか ら、 燃料 噴射 モ ー ド に 応 じ て、 エ ン ジ ン 回 転数. N E 及 び 目 標 卜 ノレ ク T に 基 づ い て 空燃 比 A F が設定 さ れ、 図 1 1 に 示 す マ ッ プ力、 ら、 燃 料 噴射 モ ー ド に 応 じ て、 エ ン ジ ン 回 転 数 N E 及 び 目 標 ト ル ク T に 基づ い て 燃 料 噴射終 了 時期 Q I N J ( ク ラ ン ク 角 単位 ) が求 め ら れ る。
そ し て、 制 御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 4 に 進 み、 前 期 噴射
モ ー ド か後期 噴射 モ ー ド か が判 断 さ れ る。 前 期 噴射 モ ー ド な ら ば制御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 5 に 進 み、 燃料 噴射終 了 時期 算 出 手段 1 0 7 に よ り 燃料 噴 射終 了 時 期 ( イ ン ジ ェ ク タ 作動終 了 時期 ) T INJ0FF ぐ n ) が算 出 さ れ る。 ま た、 斯 く 算 出 さ れ た 燃料 噴射終 了 時 期 T II 0FF ( n ) と 燃料 噴射 時 間 算 出 手段 1 0 6 で算 出 さ れ た 燃 料 噴射量 す な わ ち 燃料 噴射 時 間 ( イ ン ジ ェ ク 夕 駆動 時 間 ) P W ( n ) と か ら、 燃 料 噴射 開 始 時期 ( イ ン ジ 二 ク タ 作動 開 始 時期 ) 丁 I.NJON" ( n ) 、 燃 料 噴射 開 始 時 期算 出 手段 1 0 8 に よ っ て 算 出 さ れ る。
更 に、 制御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 6 に 進 ん で、 算 出 さ れ た 燃料 噴射終 了 時期 T I N JOFF ( n ) 及 び燃料 噴射 開 始 時 期 T IN' J ON C n ) 力、、 次 に 排気 行程 と な る 気 筒 の ィ ン ジ ェ ク タ 制 御 の た め の 燃 料 噴射情報 と し て、 仮 設定 手段 1 1 0 に よ り 仮 設定 さ れ る。
そ し て、 制御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 7 に 進 み、 前 回 設定 さ れ た 制 御情報 T I N JON ( n — 1 ) に 基づ く 燃料 噴射 カ^ 次 に 吸気行程 と な る 気 筒 に お い て 実 行 さ れ て い る か 否 力、 が判 断 さ れ る。 燃 料 噴射 が実行 さ れ て い れ ば、 制 御 フ ロ 一 は ス テ ッ プ S 8 に 進 ん で、 こ の ま ま 燃料 噴射 を 継続 し な が ら 今 回算 出 さ れ た 燃 料 噴射 時 間 P K ( n ) だ け 燃 料 噴射 が行 わ れ る よ う に、 前 記 の 式 〔 5 ; に 従 っ て 燃料 噴 射終 了 時期 T I N' J 0 F F 1 ( n ) が修 正 手段 1 1 1 に よ り 設 定 さ れ、 こ の 設定 終 了 時 期 に ィ ン ジ ェ ク タ 8 の 駆動 を 停 止
す る よ う に す る。
但 し、 こ の 時 点 で、 今 回 算 出 さ れ た 燃 料 噴射 時 間 P if
( n ) だ け 燃料 噴射 が既 に 行 わ れ て し ま つ た 場 合 に は、 直 ち に ( こ の 時 点 で ) イ ン ジ ェ ク タ 8 の 駆動 を 停止 す る よ う に、 燃料 噴射終 了 時 期 が修正 手 段 1 1 1 に よ り 設定 さ れ、 こ れ に よ り、 燃 料 噴射 時 間 力 今 回 の 算 出 値 に で き る 限 り 近 い も の に 修正 さ れ る。
燃料 噴射が実 行 さ れて い な け れ ば、 制 御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 7 か ら ス テ ッ プ S 9 に 進 ん で、 今 回 算 出 さ れ た 燃 料 噴射 開 始 時期 T I IV J ON ( n 〕 が現 時点 と 同 一 或 い は 現 時 点 よ り も 先行 し て い る か 否 か が判 断 さ れ る。 例 え ば次式
( 9 ) が成立 す れ ば、 燃 料 噴射 開 始 時期 T I N J ON ( n ) が 現 時点 と 同 一 ま た は 現 時 点 よ り も 先 行 し て い る と 判 断 で さ る。
T INJ0N ( n ) ≤ 1 8 0 X [ 6 0 / ( N E x 3 6 0 ) ] x 1 0 0 0 · · · ( 9 ) 燃料 噴射 開 始 時期 T I N JON ( n ) が現 時点 と 同 一 あ る い は 現 時点 よ り も 先行 し て い れ ば、 制 御 フ ロ ー は ス テ ツ プ S 1 0 に 進 ん で、 修正 手段 1 .1 1 に よ り、 こ の 時 点 で 直 ち に イ ン ジ ュ ク タ 8 が 作動 さ れ、 ま た、 燃 料 噴射終 了 時 期 T INJOFFl ( n ) が前 記 の 式 ( 6 ) に 従 っ て 設 定 さ れ、 こ の 設定 終 了 時 期 に ィ ン ジ ェ ク タ 8 が駆動 停 止 さ れ る よ う に す る。 こ れ に よ り、 燃 料 噴射 時 間 が 今 回 の算 出 値 に 出 来 る 限 り 近 く な る よ う に 修 正 さ れ る。
ま た、 燃料 噴射 開 始 時 期 T I N JON ( n ' が現 時 点 と 同 一 あ る い は 現 時 点 よ り も 先行 し て い な け れ ば、 制 御 フ ロ 一 は ス テ ッ プ S 1 1 に 進 み、 前 回 仮 設定 さ れ た 燃料 噴射 開 始 時期 T I NJ0N1 ( n — 1 ) お よ び燃料噴射 終 了 時期 丁 I N J OFF 1 ( n — 1 ) 力 今 回 算 出 さ れ た 燃 料 噴射 開 始 時期 T I NJ0N ( n ) 及 び燃 料 噴射終 了 時期 T I Ν' J 0 F F ( n ) へ修 正手段 1 1 1 に よ っ て 書 き 換 え ら れ る。
そ し て、 ス テ ッ プ S 4、 S 8、 S 1 0 又 は S 1 1 力く終 了 す る と、 制 御 フ ロ ー は 図 1 4 の ス テ ッ プ S 1 2 に 進 ん で、 前 回 に 設定 さ れ た T I N J 0 N 1 ( n 一 1 ) ま た は 前 々 回 に 設定 さ れ た T I N'JON l ( n — 1 ) に 基 づ く 燃 料 噴射 カ^ 次 が圧 縮行程 の 気 筒 に お い て 実行済 み で あ る か否 か が判 断 さ れ る。
燃料 噴射 が実 行済 み で あ れ ば、 た と え 後 期 噴射 モ ー ド に 切 り 替 わ つ て い た 場合 で も、 後 期 噴射 モ ー ド を 実行 す る こ と な く、 制 御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 1 3 に 進 む。
ス テ ッ プ S 1 3 で は、 前 回 の燃料 噴射 時 間 P K ( n — 1 ) と 今 回 の 燃料 噴射 時 間 P ff ( n ) と の偏差 A P ff [ = P W ( n ) - P V ( n - 1 ) ] が後 期 補 足 噴射 判 定 用 基準値 P W 1よ り も 大 き い か 否 か が 判 断 さ れ る。 偏 差 Δ P が基準 値 P W 1よ り も 大 き け れ ば、 制 御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 1 4 に 進 ん で、 後 期補 足 噴射 制 御 情 報 が 再 修 正 手 段 1 1 2 に よ り 設 定 さ れ、 後 期 補足 噴射 が行 わ れ る よ う に す る。
ス テ ッ プ S 1 4 で は、 図 1 2 に 例 示 す る マ ッ プ力、 ら、
エ ン ジ ン 回 転数 N E と 偏 差 A P ff と に 応 じ て 燃料 噴射終 了 時期 S IN厂 が設定 さ れ る。 そ し て、 こ の燃 料 噴射 0 1 N 厂 に 基 づ い て、 前述 の 式 ( マ ) 及 び 式 ( 8 .) に 従 っ て、 後期補 足 噴射 の 際 の イ ン ジ ク タ の 作動 開 始 時期 ( 燃料 噴射 開 始 時期 ) T INJON' ( n ) 及 び作動終 了 時期 ( 燃料 噴射終 了 時期 ) T INJ0FF' ( n が設定 さ れ る。
一方、 ス テ ッ プ S 1 2 で 燃料 噴射 が 実 行済 み で な い と 判 断 さ れ れ ば ( こ れ は、 現在、 後 期 噴射 モ ー ド が選択 さ れ か つ 現 時点 が後 期 噴射 モ ー ド に 切 り 替 わ っ た 直 後 で は な い場 合 に 相 当 す る ) 、 制 御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 1 5 に 進 ん で、 燃料噴射 開 始 時 期 T INJON ( n と 燃料 噴射終 了 時期 T INJOFF ( n ) と 力 算 出 さ れ る。 次 の ス テ ッ プ S 1 6 で は、 両 該算 出 値 力く、 次 に 圧 縮 行程 と な る 気 筒 の ィ ン ジ ェ ク 夕 制 御 の た め の 燃料 噴射 情報 で あ る 燃料 噴射 開 始 時期 T INJ0N1 〔 n ) 及 び燃 料 噴射 終 了 時期 T IfWOFFl ( n ) と し て、 設定 さ れ る。
こ こ で、 図 1 5 〜 図 2 3 に 示 す タ イ 厶 チ ヤ ー ト を 参 照 し て、 4 気 筒 エ ン ジ ン を モ デ ル に し た 上述 の 燃料 噴射 の 制 御例 を 説 明 す る。 各 タ イ ム チ ャ ー ト は、 第 1 気 筒
1 気 筒 〕 の 圧縮上死 点 に 至 る 4 行程 ( 爆 発行程、 排気 行 程、 吸 気 行程、 圧 縮 行程 ) で の 燃 料 噴射 情報 の 設定 を 主 に'示 す。
先 ず、 図 1 5 に 示 す タ イ ム チ ャ ー ト は、 前 期 噴射 モ ー ド に お い て 要 求 燃 料量 が 比較 的 少 な い 状 態 か ら 増 加 す る
場合の燃料噴射制御を示す。
図 1 5 中、 5 4 5 ° B T D C 時 点 に お い て、 燃 料 噴射 終 了 時期 T INJOFF ( 1 ) 及 び燃料 噴射 開 始 時 期 丁 INJ0N
( 1 ) [ 図 1 5 に は 丁 0FF1及 び T 0N1で 夫 々 示 す ] が算 出 さ れ る。 ま た、 こ の 5 4 5 ° B T D C 時 点 で、 両 該算 出 時 期 T INJOFF ( 1 ) 及 び T IN' J ON ( 1 力、'、 第 1 気 筒 の ィ ン ジ ェ ク タ の 前期 噴射 用 燃 料 噴射 情報 で あ る 燃料 噴射 終 了 及 び 開 始 時期 T I I 0 F F 1 ( 1 ) 及 び T I N J 0 N 1 ( 1 ; と し て、 仮 設定 さ れ る。 5 4 5 ° B T D C 時 点 で 仮 設定 さ れ た 燃料 噴射 開 始 時期 T I N J ON 1 ( 1 ) は、 図 1 5 に 示 す よ う に、 3 6 5 ° B T D C 時 点 よ り も 後 で あ る。
そ し て、 3 6 5 ° B T D C 時 点 で は、 燃 料 噴射 開 始 時 期 T INJ0N ( 2 -) 及 び燃料 噴射終 了 時期 T INJOFF ( 2 )
[ 図 1 5 に は T 0FF2及 び T ON'2 で 夫 々 示 す ] が算 出 さ れ 第 1 気 筒 へ の 燃料 噴射 は 3 6 5 ° B T D C 時 点 以 後 で あ れ ば 開 始 可能 な の で、 3 6 5 ° B T D C 時 点 に お い て、 第 1 気 筒 の ィ ン ジ ェ ク 夕 の 前 期 噴射 用 燃料 噴射情報 は、 3 6 5 ° B T D C 時点 で 算 出 さ れ た 燃 料 噴射 開 始 時期 T I N J 0 N ( 2 ) 及 び燃料 噴射終 了 時 期 T INJOFF ( 2 ) へ書 き 換 え ら れ る。 図 1 5 の例 で は、 5 4 5 ° B T D C 時 点 力、 ら 3 6 5 0 B T D C 時 点 ま で の 僅 か な 期 間 内 に 要 求 燃料 量 が変 化 す る 力 上記 設定 手順 に よ れ ば、 変 化 後 の 要 求 燃料量 に 適 合 す る 燃 料 噴 射 を 実 行 で き、 こ れ に よ り、 よ
り 速や かな加速 を安定 し て 行え る よ う に な る。
ま た、 3 6 5 ° B T D C 時点 で算 出 さ れ た 燃料噴射開 始時期 T INJ0N ( 2 ) 及 び燃料噴射終 了 時期 IN J OFF C 2 は、 第 1 気筒 の次 に燃焼す る 第 3 気筒 の イ ン ジ ェ ク 夕 の 前期 噴射用 燃料噴射情報 と して、 仮 設定 さ れ る。
図 1 6 に 示す タ イ ム チ ャ ー ト は、 前期噴射 モ ー ド に お いて要 求燃料量が比較 的 少 な い状態 か ら 急増 す る 場合の 燃料噴射制御 を 示す。
5 4 5 ° B T D C 時点 に お い て仮設定 さ れ る 第 1 気 筒 の ィ ン ジ ヱ ク タ の前期 噴射用 燃料噴射終 了 時期 T INJOFF 1 及 び前期 噴射用 燃料噴射 開始時期 T I N J ON 1 ( 1 ) は、 図 1 5 に 示す も の と ほ ぼ 同 様で あ る。 従 っ て、 仮設定 さ れ た燃料噴射開 始時期 T I N J 0 N 1 ( 1 ) は、 3 6 5 ° B 丁 D C 時点 よ り も 後 で あ る。
一方、 第 1 気筒 に 関連 し て 3 6 5 ° B T D C 時点 で算 出 さ れ る 燃料噴射 開始時期 T ' J ON 1 ( 2 ) は、 図 1 6 に 「書替え 後パ ル ス 」 に 関 連 し て破線で示す よ う に、 3 6 5 ° B T D C 時点 よ り も 前で あ る。 こ の様 に 3 6 5 ° B T D C 時点で燃料噴射開 始時期 T I N J0N 1 ( 2 ) が既 に経 過 し て いれ ば、 燃料噴射 開始時期 T INJ0N 1 ( 2 に 第 1 気筒へ の燃料噴射 を 開 始 す る こ と は で き な い。 こ の場合、 3 6 5 ° B T D C 時点 で の 丁 I Ν· J 0 N' 1 ( 1 ) 力、 ら T I N' J 0 ΝΊ ( 2 ) へ の書 き 換え を 行 わずに、 図 1 6 に 「 書替え 後パ ル ス 」 に 関連 し て 実線 で 示す よ う に、 第 1 気 筒 へ の燃料
噴射を 3 6 5 ° B T D C 時点 で即座 に 開 始す る。 ま た、 設定 さ れ た 燃料噴射時間 P if ( 2 ;) [ 図 1 6 に は P ff 2で 示す ] が得 ら れ る よ う に、 燃料 噴射終 了 時期 T INJ0FF1 ( 2 ) は、 燃料噴射 開始時期 T INJ0N1 ( 2 ) の遅れ分 だ け後 に シ フ 卜 さ れ る ( 図 1 6 に 示す 「 書替え 後パル ス 」 の 後縁 を参照 ) 。 こ の結果、 要求 どお り の 時期 に 燃料噴 射 を 開 始で き な い も の の、 要求時期 に 近 い タ イ ミ ン グで 燃料噴射 を 開始で き る。 し力、 も、 5 4 5 ° B T D C 時点 カヽ ら 3 6 5 。 B T D C 時 点 ま で の僅 か な 期 間 で急変 す る 要求燃料量 に 応 じ た燃料 噴射 を 行え、 よ り 速 やかな 加速 を安定 し て行え る よ う に な る。
図 1 5 の場合 と 同様、 燃料噴射開 始時期 T IN' J0N ( 2 ) お よ び燃料噴射終了 時期 T INJ0FF ( 2 ) は、 第 1 気筒 の 次 に 燃焼す る 第 3 気 筒 の ィ ン ジ ェ ク 夕 の前期 噴射用 燃料 噴射情報 と し て 仮設定 さ れ る。
図 1 7 に 示す タ イ ム チ ャ ー ト は、 前期 噴射 モ ー ド に お い て要求燃料量が多 い状態か ら 更 に 増加 す る 場合の燃料 噴射制 御 を示す。
図 1 5 及 び図 1 6 の場合 と 同 様、 図 1 7 の 場合 に は、 5 4 5 ° B T D C 時点で、 第 1 気 筒 の イ ン ジ ヱ ク タ の 前 期 噴射用 燃料噴射開始時期 T I N J ON 1 ( 1 ) 及 び燃料噴射 終 了 時期 T I N J 0 F F 1 ( 1 が仮設定 さ れ る。 図 1 7 に 「書替え 前パ ル ス 」 に 関 連 し て 実線 で示す よ う に、 仮 設 定時期 T I ' J 0 N 1 ( 1 ) は、 3 6 5 ° B T D C 時点 よ り も
前 で あ る。 こ の場合、 第 1 気 筒 へ の 燃 料 噴射 は、 仮 設定 さ れ た 燃料噴射 開 始 時期 T I N J ON 1 ( 1 ) に 開 始 さ れ る。 換言 す れ ば、 3 6 5 ° B T D C 時 点 で は 燃料 噴射 は 既 に 開 始 さ れて い る。
ま た、 3 6 5 ° B T D C 時点 で、 燃 料 噴射 開 始 時期 T INJ0N1 ( 2 ) 及 び燃料 噴射終 了 時期 T INJ0FF1 ( 2 ) 力、' 算 出 さ れ る。 斯 く 算 出 さ れ た 燃 料 噴射 開 始 時 期 T I ' J ON' 1
( 2 ) は、 図 1 7 に 「 書 替 え 後 パ ル ス 」 に 関 連 し て 破 線 で 示 す よ う に、 仮 設定 し た 燃 料 噴射 開 始 時期 丁 I N J ON 1
( 1 ) よ り も 前 で あ り、 従 っ て、 3 6 5 ° B T D C 時 点 よ り も 前 で あ る。 当 然 な 力、' ら、 既 に 経過 し て し ま っ た 燃 料 噴射 開 始時期 T I N JON 1 ( 2 ) に 燃 料 噴射 を 開 始す る こ と は で き な い。 こ の 場合 に は、 T I 'JO 'l ( 1 : 時点 で 開 始 さ れ た 燃料 噴射 を 継続 す る。 ま た、 3 6 5 ° B T D C 時点 に 設定 さ れ る 燃料噴射 時 間 P W ( 2 ; [ 図 1 7 に は P W 2で 示 す ] が得 ら れ る よ う に、 燃料 噴射 終 了 時期 T I N J 0 FF1 ( 2 ) を 設定 す る。 従 っ て、 最 も 望 ま し い 燃料 噴射 夕 ィ ミ ン グ よ り も や や後 に シ フ 卜 し た タ イ ミ ン グで、 実 際 の 燃料 噴射 が行 わ れ る こ と に な る ( 図 1 7 に 示 す 「 書 替 え 後ノ、。 ル ス 」 を 参照 ) 。
こ の 結果、 要 求 どお り の 燃料 噴射 時 期 を 完 全 に は 実現 で'き な い 力 、 こ れ に 近 い タ イ ミ ン グ で 燃料 を 噴射 し な 力 ら、 僅 か な 期 間 で 急 変 す る 要 求 燃 料 量 に 対 応 し て 燃 料 噴 射 を 実 行 で き、 よ り 速 や か な 加 速 を 安 定 し て 行 え る よ う
に な る。
図 1 7 の場合 も、 燃料噴射開始時期 T IN'JONl ( 2 ) 及 び燃料噴射終了 時期 T IN J0FF1 ( 2 が、 第 1 気 筒 の次 に 燃焼す る 第 3 気筒 の ィ ン ジ ェ ク タ の前期噴射用燃料噴 射情報 と し て仮設定 さ れ る。
図 1 8 に 示す タ イ ム チ ャ ー ト は、 前期 噴射 モ ー ド に お い て要求燃料量が吸気行程 で増加 す る 場合 の燃料噴射制 御を示す。
図 1 5 の場合 と 同 様、 図 1 8 の場合、 5 4 5 ° B T D C 時点 で設定 さ れかつ 3 6 5 ° B T D C 時点 で修正 さ れ た燃料噴射情報 に 従 っ て、 第 1 気筒では吸気行程初期 に 燃料噴射が行われ る。 そ し て、 1 8 5 ° B T D C 時点 で 燃料噴射時間 P ff ぐ 3 ) が算 出 さ れ る。 図 1 8 の場合、 要 求燃料量が時間経過 に つ れ て増大 す る ので、 こ の燃料噴 射時間 P if ( 3 ) は、 第 1 気筒 で の 実行済 み の燃料噴射 に 係 り かつ 3 6 5 ° B T D C 時点で算 出 さ れ た 燃料噴射 時間 P K ( 2 よ り も 大 き い。 そ し て、 こ の燃料噴射時 間 の增分 ( 偏差 ) Δ P ff [ = P W Γ 3 ) 一 P ff ( 2 ) ] 力 所定量 P ff 1よ り も 大 き け れ ば、 こ の 偏差 Δ P W やェ ン ジ ン 作動状態 ( エ ン ジ ン 回 転数 N E ) に 応 じ た 開始時期 お よ び終 了 時期で、 第 1 気筒 へ の追加 燃料噴射 が行 われ る。 こ'の結果、 増加 す る 要求燃料量 に 対応 し て 追 加燃料噴射 を行え、 よ り 速 やか な 加 速 を 安定 し て行え る よ う に な る。
図 1 9 に 示す タ イ ム チ ヤ 一 卜 は、 前期 噴射 モ ー ド に お
いて要求燃料量が多 い状態か ら 減少す る 場合 の燃料噴射 制御 を 示す。
5 4 5 ° B T D C 時点 で仮設定 さ れ た 第 1 気 筒 の イ ン ジ ュ ク タ の前期 噴射用 燃料噴射開 始 時期 T ON J ON 1 ( 1 ) は、 3 6 5 ° B T D C 時点 よ り も 前 で あ る。 従 っ て、 3 6 5 ° B T D C 時点で は 第 1 気筒 へ の燃料噴射が既 に 開 始 さ れ て い る。 ま た、 5 4 5 ° B T D C 時点 で は、 燃料 噴射時 間 P W ( 1 ) が仮設定 さ れて い る。 そ の一方で、 図 1 9 の場合、 要求燃料量 は 時 間経過 に つ れ て 減少す る。 そ こ で、 3 6 5 ° B T D C 時点 に お い て燃料 噴射時間 P W ( 2 ) が算 出 さ れ、 こ の燃料噴射 時 間 P ( 2 ) の分 だ け第 1 気筒へ の燃料噴射が実行済 み で あ れ ば、 燃料噴 射 は即座 に 停止 さ れ る ( 図 1 9 に 実線 で 示す 「 書替え 後 パ ノレ ス 」 を参照 ) 。
こ れ に よ り、 燃料噴射 時間 P Wを燃料噴射 時 間 P ( 2 : に近い値 ま で減少 さ せ る こ と 力 で き る。 こ の結果、 要求 どお り の燃料噴射 タ イ ミ ン グゃ燃料噴射量 と は な ら な い も の の、 燃料噴射量を要 求燃料噴射量 に近 く な る よ う に 修正で き、 加速 の抑制 ま た は所謂 エ ン ジ ン ブ レ ー キ の作 動を速 やか に 行え る。
図 2 0 に 示す タ イ ム チ ヤ 一 卜 は、 後期 噴射 モ ー ド で の 燃'料噴射制御 を 示す。
後期噴射の際 に は、 1 8 5 ° B T D C 時点 で算 出 さ れ た後期 噴射用 燃料噴射 開 始時期 T I N J0N2 ( 3 ) 及 び後期
噴射用 燃料噴射終 了 時期 T INJ0FF2 ( 3 t、 後期 噴射 用 燃料噴射情報 と し て 設定 さ れ る。 こ の後期 噴射で は、 圧縮行程 の後期 の、 空気流動が弱 い 時期 に、 比較的少 な い燃料 を 点火 プ ラ グ の近傍へ噴射で き る。 点 火 プ ラ グ近 傍 の み を理論空燃比 に 近 い空燃比状 態 と し、 ま た、 こ れ 以外 の 部分で は極めて リ ー ン な 空燃比状態 と し、 こ れ に よ り、 少量 の燃料で 良好 な 燃焼が得 ら れ る。 な お、 1 8 5 ° B T D C 時 点で の設定 は、 常 時、 1 気筒分 に つ い て 行われ る。
図 2 1 に 示す タ イ ム チ ャ ー ト は、 3 6 5 ° B T D C 時 点 力、 ら 1 8 5 ° B 丁 D C 時点 ま で の 間 に 後期 噴射モ ー ド か ら 前期 噴射モ ー ド に 切 り 替わ っ た 場合の燃料噴射制御 を 示す。
図 2 1 の場合、 噴射 モ ー ド の 切替時点 に お いて、 第 1 気筒 で の 吸気行程が既 に 開始 さ れ て お り、 吸気行程 を 既 に 終え よ う と し て い る こ と も あ る。 一方、 前期 噴射 は 吸 気行程 の初期 ま た は前期 に 行 う 必要 があ る。 従 っ て、 第 1 気筒 に 対す る 今回 の燃料噴射 を 前期噴射モ ー ド で行 う こ と は、 不適切 で あ っ た り、 実行不 能で あ る。 但 し、 第 3 気筒 以 降の気筒 に つ い て は 前期噴射 を 行え る。 そ こ で、 第 1 気筒 に つ いて は 今 回 は後 期 噴射 が行われ、 ま た、 第 3 気 茼以 降 の気筒 に つ い て は 前期 噴射が行わ れ る。
こ の た め、 1 8 5 ° B T D C 時点 で は、 後 期噴射用 燃 料噴射 開始時期 T I N J ON 2 ( 3 > 及 び後期 噴射 用 燃料 噴射
終 了 時期 T INJ0FF2 ( 3 ) な ら びに 前期噴射用燃料噴射開 始時期 T INJ0N1 ( 3 ) 及 び前期 噴射 用 燃料噴射終了 時期 T INJ0FF1 ( 3 〕 が設定 さ れ る。 後期噴射 用 燃料噴射 開始 時期 T INJ0N2 ( 3 ) 及 び後期噴射用 燃料噴射終 了 時期 Τ INJ0FF2 ( 3 ) は第 1 気 筒 の た め の も の で あ る。 前期噴射 用 燃料噴射開始時期 T I ' JON' 1 ( 3 ) 及 び前期 噴射用 燃料 噴射終 了 時期 丁 I N J 0 F F 1 ( 3 ) は、 第 3 気 筒 に 対 し て は修 正用 ( 本設定用 ) の情報 と し て 供 さ れ、 第 4 気筒 に 対 し て は仮設定用 の情報 と し て 供 さ れ る。
な お、 こ の と き、 前期 噴射用 燃料 噴射 開始 時点 T INJ0 N 1 ( 3 ) が 1 8 5 ° B T D C 時点 よ り も 前で あ れば、 第 3 気筒 に 関 し て は、 図 1 6 に 基づ く 先 の説明 の よ う に、 燃料噴射を 1 8 5 ° B T D C 時点 で 即座 に 開 始す る。 ま た、 設定 さ れた燃料噴射 時間 P ( 3 ) が得 ら れ る よ う に、 燃料噴射終了 時期 T INJ0FF1 ( 3 ) は、 燃料 噴射 開始時 期 T I N J 0 N 1 ( 2 ) の遅れ分 だ け後 に シ フ ト さ れ る。 ま た、 図 2 1 に 第 3 気筒 に つ い て破線で示す 「書替え 後パ ル ス 」 は、 必要 に応 じ て後期補足噴射が行われ る こ と を表す。
こ の様 に して、 後期 噴射 モ ー ド か ら 前期噴射 モ ー ド へ の切替カ^ 円 滑 に かつ速 や か に 行わ れ る。
図 2 2 に 示す タ イ ム チ ャ ー ト は、 3 6 5 ° B T D C 時 点 力、 ら 1 8 5 ° B T D C 時 点 ま で の 間 に 前期 噴射 モ ー ド か ら 後 期 噴射 モ ー ド に 切 り 替わ っ た 場 合 の燃料噴射制御 を示す。
図 2 2 の例 で は、 噴射 モ ー ド 切替 時点 に お い て 第 1 気 筒で吸気行程が実行 中 で あ っ て、 吸気行程が終わ ろ う と し て こ と も あ る。 従 っ て、 第 1 気筒 で は、 噴射モ ー ド切 替時点 よ り も 前 の 3 6 5 ° B T D C 時点 で設定 さ れ た 前 期噴射 用 燃料噴射 開始時期 T I N JON 1 ( 2 ) 及 び前記噴射 用 燃料噴射終了 時期 T I N J OFF 1 (: 2 ) に 基づ く 前期噴射 が既 に 開始 さ れ て お り、 既 に 終 了 し て い る こ と も あ る。 そ こ で、 第 1 気 筒 に つ い て は、 今 回 は 後期 噴射 は 行わず、 次回か ら 後期噴射が行わ れ る。 図 2 2 に 第 1 気筒 に つ い て 破線 で示す 「 書替え 後パル ス 」 は、 必要 に 応 じ て 後期 補足噴射が行われ る こ と を表す。
こ の例 の よ う に、 前期 噴射で の 噴射量が多 く な れば、 1 8 5 ° B T D C 時点 に お いて、 第 3 気 筒 で は燃料噴射 が未 だ 開始 さ れ て い な い の で、 第 3 気筒 に つ い て は前期 噴射モ ー ドか ら 後期 噴射 モ ー ド への 切 り 換え が間 に 合 う。 そ こ で、 第 3 気 筒 に つ い て は、 こ の 回 か ら 後 期 噴射 に 切 り 換え る。 即 ち、 1 8 5 ° B T D C 時点 で設定 さ れ た後 期噴射用 の燃料噴射開始時期 T INJ0N2 ( 2 ) 及 び燃料噴 射終 了 時期 T IIU0FF2 ( 2 ) に 基づ いて、 圧縮行程 の後 期で後 期 噴射 を 行 う ( 図 2 2 に 第 3 気 筒 に つ い て 実線で 示すパ ル ス を 参照 ( 図 2 2 に 第 3 気 筒 に つ い て 破線で示 すパル ス は キ ャ ン セ ノレ さ れ る ) 〕 。 勿論、 こ れ以 降 は、 再 び前期噴射モ ー ド に 切 り 換え ら れ る ま で は、 各気筒 に つ い て 後期 噴射 モ ー ド が適 用 さ れ る。
こ の様 に して、 前期噴射モ ー ド で の燃料噴射 と 後期噴 射モ ー ドで の燃料噴射 と が重 な る 二 重 噴射等 を 招 く こ と な く、 前期噴射 モ ー ドか ら 後期噴射 モ ー ドへ の切 り 換え が円滑 に かつ速やか に 行 われ る。
図 2 3 に 示す タ イ ム チ ャ ー ト は、 図 2 2 に 示す も の と 同様、 3 6 5 ° B T D C カヽ ら 1 8 5 ° B T D C ま で の 間 に 前期 噴射 モ ー ドか ら 後 期 噴射 モ ー ド に 切 り 替わ っ た 場 合 の燃料噴射噴射制御 を 示 す。
第 1 気筒 に つ いて は、 前記 と 同 様、 前期 噴射が終 了 し て い る ので、 今 回 は後期 噴射 は行わ ずに、 次 回か ら 後期 噴射を 行 う。
そ し て、 こ の例 の よ う に、 前期 噴射で の 噴射量が多 く、 1 8 5 。 B T D C 時点 に お い て、 3 6 5 ° B T D C 時点 で仮設定 さ れ た 前期噴射 用 燃料噴射 開 始時期 T I N J ON 1 ( 2 ) に 基づ く 前期噴射 が第 3 気筒 で既 に 開 始 さ れて い れ ば、 第 3 気筒 に つ いて は こ の ま ま 前期 噴射 モ ー ド で の 燃料噴射を続行す る。 こ の場合 の燃料噴射終 了 時期 は、 T INJ0N1 ( 2 ) と 1 8 5 ° B T D C 時点で設定 さ れ た燃 料噴射時間 P ff ( 3 ) と 力、 ら 設定 さ れ る。 第 3 気 筒 に つ いて も 次回 か ら は 後期 噴射 を 行 う。 勿論、 こ れ以 降 は、 再 び前期噴射モ ー ド に 切 り 換え ら れ る ま で は 各気 筒 と も 後'期噴射 モ ー ド で の燃料 噴射 を 実行 す る。 な お、 図 2 3 に 破線 の 「 書替え 後パ ル ス 」 で示す よ う に、 第 1 及 び第 3 気筒 に つ い て は必要 に 応 じ て 後期補足 噴射が行わ れ る。
こ の 様 に し て、 前期 噴 射 モ ー ド で の 燃料 噴射 と 後 期 噴 射 モ ー ド で の燃料 噴射 と が 重 な る 二 重 噴射 な ど を 招 く こ と な く、 前期 噴射 モ ー ド か ら 後 期 噴射 モ ー ド へ の 切換 え が 円 滑 に かつ速 や か に 行 わ れ る。
以 下、 本発 明 の 第 2 実 施 例 に よ る 内 燃機 関 用 燃料 噴射 制 御装 置 を 詳細 に 説 明 す る。
図 2 4 及 び図 2 5 に お い て、 参 照 符号 2 0 1 は、 自 動 車 用 の 筒 内 噴射 型 直 列 4 気 筒 ガ ソ リ ン エ ン ジ ン ( 以 下、 単 に エ ン ジ ン と 記 す ) を 示 し、 こ の エ ン ジ ン 2 0 1 は、 燃焼室 を 始 め 吸 気装置 や E G R 装 置 等 が 筒 内 噴射専 用 に 設計 さ れ て い る。
エ ン ジ ン 2 0 1 の シ リ ン ダへ ッ ド 2 0 2 に は、 各 気 筒 毎 に 点 火 プ ラ グ 2 0 3 と 共 に 電磁式 の 燃料噴射弁 2 0 4 が取 り 付 け ら れ て お り、 こ の燃料 噴射弁 2 0 4 か ら 燃 焼 室 2 0 5 内 に 直 接燃料 が 噴射 さ れ る よ う に な っ て い る。 ま た、 シ リ ン ダ 2 0 6 内 に 上 下摺 動 自 在 に 配 さ れ た ビ ス ト ン 2 0 7 の 頂 面 に は 半 球状 の キ ヤ ビ テ ィ 2 0 8 が形成 さ れ、 こ の キ ヤ ビ テ ィ 2 0 8 は、 ピ ス ト ン 2 0 7 力く上死 点 近傍 に あ る と き に、 燃 料 噴射弁 2 0 4 か ら の 燃 料 噴霧 が到 達 す る よ う な 位 置 に 設 け ら れ て い る。 ま た、 ェ ン ジ ン 2 0 1 の 理 論 圧縮 比 は、 吸 気 管 噴射 型 の も の に 比 べ て 高 い 値 ( 本実施 例 で は 1 2 程度 ) に 設定 さ れ て い る。 ェ ン ジ ン 2 0 1 の 動 弁機構 は D O H C 4 弁 式 で あ っ て、 シ リ ン ダへ ッ ド 2 0 2 の上 部 に は、 吸排 気弁 2 0 9 及 び 2
1 0 を そ れ ぞれ 駆動 す る 吸 気側 カ ム シ ャ フ ト 2 1 1 お よ び排 気 側 カ ム シ ャ フ ト 2 1 2 が 回 転 自 在 に 支 持 さ れ て い る。
シ リ ン ダへ ッ ド 2 0 2 に は、 両 カ ム シ ャ フ ト 2 1 1 , 2 1 2 の 間 を 抜 け る よ う に し て、 略 直 立 方 向 に 吸 気 ポ ー 卜 2 1 3 が形成 さ れ て お り、 こ の 吸 気 ポ ー ト 2 1 3 を 通 過 し た 吸 気流 が燃焼 室 2 0 5 内 で 後 述 す る 逆 タ ン ブ ル流 を 発生 さ せ る よ う に な っ て い る。
一 方、 排 気 ポ ー ト 2 1 4 は、 通 常 の エ ン ジ ン の も の と 同 様 に 略水平方 向 に 形成 さ れ、 大 径 の E G R ポ ー ト 2 1 5 ( 図 2 4 ) が排気 ポ ー ト 2 1 4 力、 ら 斜 め に 分 岐 し て い る。 図 2 4 及 び 図 2 5 中、 参 照 符号 2 1 6 は 冷却 水 温 T W を 検 出 す る 水 温 セ ン サ を 示 し、 2 1 7 は 各 気 筒 の 所 定 の ク ラ ン ク 位置 ( 本 実施 例 で は、 5 。 B T D Cお よ び 7 5 ° B T D C ) で ク ラ ン ク 角 信 号 S G T を 出 力 す る べ ー ン 型 の ク ラ ン ク 角 セ ン サ で あ り、 2 1 9 は 点 火 プ ラ グ 2 0 3 に 高 電圧 を 出 力 す る 点 火 コ ィ ノレ で あ る。 尚、 ク ラ ン ク シ ャ フ 卜 の 半 分 の 回 転数で 回 転 す る カ ム シ ャ フ 卜 に は、 気 筒 判 別 信号 S G C を 出 力 す る 気 筒 判 別 セ ン サ ( 図 示 せ ず ) 力く 取 り 付 け ら れ、 ク ラ ン ク 角 信号 S G T 力く ど の 気 筒 の も の か 判 別 さ れ る。
図 2 4 に 示 す よ う に、 吸 気 ポ 一 卜 2 1 3 に は、 サ ー ジ タ ン ク 2 2 0 を 有 す る 吸 気 マ ニ ホ 一 ノレ ド 2 2 1 を 介 し て、 エ ア ク リ ー ナ 2 2 2 , ス ロ ッ ト ル ボ デ ィ 2 2 3 及 び ス テ
ッ パ モ ー タ 式 の I s C V ( ア イ ド ノレ ス ピ ー ド コ ン ト ロ ー ルバル ブ ) 2 2 4 を 具 え た 吸 気 管 2 2 5 が接続 し て い る t 更 に、 吸気 管 2 2 5 に は、 ス ロ ッ ト ノレ ボ デ ィ 2 2 3 を 迂 回 し て 吸気 マ 二 ホ ー ル ド 2 2 1 に 吸 入 気 を 導 入 す る、 大 径 の エ ア バ イ パ ス パ イ プ 2 2 6 が併 設 さ れ て お り、 同 ィ プ 2 2 6 に は ス テ ツ モ ー タ 式 で 大 型 の A B V
イ ノ、0 ス ノく ノレ ブ ) 2 2 7 力 設 け ら れ て い る。 尚、 エ ア ィ パ ス パ イ プ 2 2 6 は、 吸 気 管 2 2 5 の 流路 面積 に 準 ず る 流路 面 積 を 有 し て お り、 A B V 2 2 7 の 全 開 時 に は ェ ン ジ ン 2 0 1 の 低 中 速 域 で 要 求 さ れ る 量 の 吸 入空気が A B V 2 2 7 を 介 し て 流通 可能 と な っ て い る。
ま た、 ス ロ ッ ト ノレ ボ デ ィ 2 2 3 に は、 流路 を 開 閉 す る ノく 夕 フ ラ イ 式 の ス ロ ッ 卜 ノレ バ ノレ ブ 2 2 8 と、 ス ロ ッ ト ノレ バ ノレ ブ 2 2 8 の 開 度 S THを 検 出 す る ス ロ ッ 卜 ノレ セ ン サ 2 2 9 と、 ス ロ ッ ト ルバノレ ブ 2 2 8 の 全 閉 状態 を 検 出 す る ア イ ド ノレ ス ィ ツ チ 2 3 0 と 力、'備 え ら れ て い る。 図 2 4 中、 参照 符号 2 3 1 は、 吸気 管圧 力 P b を 検 出 す る ブ ー ス 卜 圧 ( M A P : Manifold Absolute Pressure) セ ン サ を 示 し、 セ ン サ 2 3 1 は サ ー ジ タ ン ク 2 2 0 に 接続 し て い る。 一方、 排気 ポ ー 卜 2 1 4 に は、 0 2 セ ン サ 2 4 0 が取 付 け ら れ た 排 気 マ 二 ホ ー ル ド 2 4 1 を 介 し て、 三 元 触媒 2 4 2 や 図 示 し な い マ フ ラ ー 等 を 具 え た 排 気 管 2 4 3 力、 接続 し て い る。 ま た、 £ ポ ー 卜 2 1 5 は、 大径 の E G R パ イ プ 2 4 4 を 介 し て、 吸 気 マ 二 ホ ー ノレ ド 2 2 1 の
上 流 に 接続 さ れ て お り、 E G R イ ブ 2 4 4 に は ス テ ツ 、。モ ー タ 式 の E G R バノレ ブ 2 4 5 力、'設 け ら れ て い る。 燃料 タ ン ク 2 5 0 は、 図 示 し な い 車体 の 後 部 に 設置 さ れ て い る。 そ し て、 燃料 タ ン ク 2 5 0 に 貯留 さ れ た 燃料 は、 電動 式 の 低圧燃料 ポ ン プ 2 5 1 に 吸 い上 げ ら れ、 低 圧 フ ィ ー ド パ イ プ 2 5 2 を 介 し て、 エ ン ジ ン 2 0 1 側 に 送給 さ れ る。 低圧 フ ィ ー ド パ イ プ 2 5 2 内 の 燃圧 は、 リ タ ー ン パ イ プ 2 5 3 の 管 路 に 介 装 さ れ た 第 1 燃圧 レ ギ ュ レ ー 夕 2 5 4 に よ り 比較 的 低 圧 ( 本 実 施 例 で は 3 . 3 5 k g / m m 2 ) に 調 圧 さ れ、 こ れ に よ り 低燃 圧 を 得 る よ う に し て い る。 エ ン ジ ン 2 0 1 側 に 送給 さ れ た 燃 料 は、 シ リ ン ダへ ッ ド 2 0 2 に 取 り 付 け ら れ た 高 圧燃料 ポ ン プ 2 5 5 に よ り、 高圧 フ ィ ー ド パ イ プ 2 5 6 と デ リ バ リ パ ィ プ 2 5 7 と を 介 し て、 各燃 料 噴射 弁 2 0 4 に 送 給 さ れ る。 本 実施例 の 場合、 高 圧燃 料 ポ ン プ 2 5 5 は 斜 板 ア キ シ ャ ル ピ ス ト ン 式 で あ り、 排 気側 カ ム シ ャ フ ト 2 1 2 に よ り 駆動 さ れ、 エ ン ジ ン 2 0 1 の ア イ ド ノレ運 転 時 に も 5 0 k g / m 2 以 上 の 吐 出 圧 を 発 生 す る。 デ リ バ リ パ イ プ 2 5 7 内 の 燃 圧 は、 リ タ ー ン パ イ プ 2 5 8 に 介装 さ れ た 第 2 燃 圧 レ ギ ユ レ 一 夕 2 5 9 に よ り 比 較 的 高 圧 ( 本 実施例 で は 5 0 k g / m m 2 に 調 圧 さ れ、 こ れ に よ り 高 燃 圧 を 得 る よ う に し て い る。
図 2 4 中、 参 照 符号 2 6 0 は、 第 2 燃 圧 レ ギ ユ レ ー タ
2 5 9 に 取 付 け ら れ た 電磁 式 の 燃 圧 切換 弁 を 示 し、 切 換
弁 2 6 0 は、 オ ン 状態 で 燃料 を リ リ ー フ し て、 デ リ バ リ パ イ プ 2 5 7 内 の 燃 圧 を 所定 値 ( 例 え ば 3. 3 5 kg/ mm 2 ) に 低 下 さ せ る。 ま た、 2 6 1 は、 高 圧 燃 料 ポ ン プ 2 5 5 の 潤 滑 や 冷 却 等 を 行 っ た 燃料 を 燃料 タ ン ク 2 5 0 に 還流 さ せ る リ タ 一 ン パ イ プで あ る。
車 室 内 に は、 図 示 し な い 入 出 力 装 置, 制 御 プ ロ グ ラ ム や 制 御 マ ッ プ等 の 記 憶 に 供 さ れ る 記 憶装置 ( R O M, R A M, B U R A M 等 〕 , 中 央処 理装 置 ( C P U ) , タ イ マ カ ウ ン タ 等 を 具 え た E C U ( エ ン ジ ン 制 御 ュ ニ ッ 卜 , 2 7 0 力 設置 さ れ て お り、 こ の E C U 2 7 0 に よ り ェ ン ジ ン 2 0 1 の総合 的 な 制 御 を 行 う。 E C U 2 7 0 の 入 力 側 に は、 上述 し た 各 種 の セ ン サ類等 か ら の検 出 情報 が入 力 す る。 E C U 2 7 0 は、 こ れ ら の 検 出 情報 に 基 づ き、 燃料 噴射 モ ー ド ( 制 御 モ ー ド ) や 燃 料 噴射量 を 始 め と し て、 点 火 時期 や E G R ガ ス の導 入量 等 を 決定 し、 燃 料 噴 射弁 2 0 4 や 点 火 コ ィ ノレ 2 1 9 , E G R ノく ノレ ブ 2 4 5 等 を 駆動 制 御 す る。 尚、 E C U 2 7 0 に は、 そ の 入 力 側 に 図 示 し な い 多 数 の ス ィ ツ チ や セ ン サ 類 が接続 す る 一方 で、 出 力 側 に も 図 示 し な い 各 種警告灯 や機器類 等 が接続 し て い る。
以 下、 E C U 7 0 に よ る エ ン ジ ン 制 御 の 概 要 を 説 明 す る。
エ ン ジ ン 2 0 1 の 冷 態 時 に 運 転者 が ィ グ ニ ッ シ ョ ン キ 一を オ ン 操 作 す る と、 E C U 2 7 0 は、 低 圧 燃 料 ポ ン プ
2 5 1 と 燃圧切換弁 2 6 0 と を オ ン に し て、 燃料 噴射弁 2 0 4 に 低燃圧 の 燃料 を 供給 す る。 こ れ は、 エ ン ジ ン 2 0 1 の 停止 時 や ク ラ ン キ ン グ時 に は、 高 圧 燃料 ポ ン プ 2 5 5 が全 く あ る い は 不完 全 に し か 作動 し な い の で、 低圧 燃料 ポ ン プ 2 5 1 の 吐 出 圧 と 燃 料 噴射 弁 2 0 4 の 開 弁 時 間 と に 基づ い て 燃料 噴射 量 を 決 定 せ ざ る を 得 な い た め で の O o
次 に、 運 転者 が イ グニ ッ シ ョ ン キ ー を ス タ ー ト 操 作す る と、 図 示 し な い セ ノレ モ ー タ に よ り エ ン ジ ン 2 0 1 力 ク ラ ン キ ン グ さ れ、 こ れ と 同 時 に、 E C U 2 7 0 に よ る 燃 料噴射 制 御 が 開 始 さ れ る。 エ ン ジ ン 始動 中、 E C U 2 7 0 は、 前 期 噴射 モ ー ド を 選択 し、 ま た、 比較 的 リ ッ チ な 空燃比 と な る よ う な 量 の 燃 料 を 燃料 噴射弁 2 0 4 か ら 噴 射 さ せ る。 こ れ は、 冷機 時 に は 燃 料 の 気 化率 が低 い こ と か ら、 吸 気行程 で燃 料 噴射 を 行 う た め で あ る。 冷機 時 に 後 期 噴射 モ ー ド ( す な わ ち 圧縮 行程 ) で 燃 料 噴射 を 行 つ た 場 合 に は、 燃料 の 気化 が十分 に お こ な わ れ ず、 失 火 の 発生 や 未 燃燃料 ( H C ) の排 出 が避 け ら れ な い。
ま た、 エ ン ジ ン 始動 中 は、 E C U 2 7 0 に よ り A B V 2 2 7 が 閉 鎖 さ れ る た め、 燃焼室 2 0 5 へ の 吸 入 空 気 の 供給 は、 ス ロ ッ ト ノレ バ ノレ ブ 2 2 8 や I S C V 2 2 4 を 介 し て 行 わ れ る。 尚、 1 5 。 ¥ 2 2 4 及 び 八 8 \7 2 2 7 は E C U 2 7 0 に よ り 一 元 管 理 さ れ て お り、 ス ロ ッ 卜 ル ハ' ル ブ 2 2 8 を 迂 回 す る 吸 入 気 ( バ イ パ ス エ ア ) の必要導
入量 に 応 じ て、 1 5 〇 ¥ 2 2 4 及 び 8 2 2 7 の 夫 々 の 開 弁量 が決定 さ れ る。
エ ン ジ ン 2 0 1 の 始動 が完 了 し て エ ン ジ ン 力 ア イ ド ノレ 運 転 を 開 始す る と、 高 圧 燃料 ポ ン プ 2 5 5 が定 格 の 吐 出 作動 を 始 め る。 そ こ で、 E C U 2 7 0 は、 燃 圧 切換 弁 2 6 0 を オ フ に し て 燃料 噴射 弁 2 0 4 に 高燃 圧 の 燃 料 を 供 袷 す る。 こ の 際 に は、 当 然 の こ と な が ら、 高 燃圧 と 燃 料 噴射 弁 2 0 4 の 開 弁 時 間 と に 基 づ い て 燃 料 噴射量 が決 定 さ れ る。 そ し て、 エ ン ジ ン 始動 の 完 了 時 点 か ら 冷 却 水 温 T ff が 所定値 に 上昇す る ま で は、 E C U 2 7 0 は、 ェ ン ジ ン 始動 時 と 同 様 に 前期 噴射 モ ー ド を 選択 す る と 共 に、 A B V 2 2 7 も 継続 し て 閉 鎖 す る。 ま た、 エ ア コ ン 等 の 補機類 の 負 荷 の 増減 に 応 じ た ア イ ド ル 回 転数 の 制 御 は、 吸 気 管 噴射型 と 同 様 に I s C V 2 2 4 に よ っ て 行 わ れ る。 更 に、 エ ン ジ ン 始動 時か ら 時 間 が経過 し て 0 2 セ ン サ 2 4 0 が 活 性 温度 に 達す る と、 E C U 2 7 0 は、 〇 2 セ ン サ 2 4 0 の 出 力 電圧 に 応 じ た 空燃比 フ ィ 一 ド バ ッ ク 制 御 を 開 始 し、 有害排 出 ガ ス 成分 を 三元 触 媒 2 4 2 に よ り 浄 化 さ せ る。
上述 の よ う に、 冷機 時 に は、 吸 気 管 噴射型 と 略 同 様 の 燃料 噴射 制 御 が 行 わ れ る 力 吸 気 管 2 1 3 の 壁 面 へ の 燃 料 滴 の 付 着 等 が な い た め、 制 御 の 応 答 性 や 精 度 は 高 く な る。
エ ン ジ ン 2 0 1 の 暖機 が終 了 す る と、 E C U 2 7 0 は、
吸 気 管 圧力 P b や ス ロ ッ ト ル 開 度 0 Τ Η等か ら 得 た 目 標平 均 有効 圧 P e と、 エ ン ジ ン 回 転速度 N e と に 基 づ き、 図 2 6 の 燃料 噴射制御 マ ッ プか ら 現 在 の 燃料 噴射 制 御領域 を検 索 す る。 そ し て、 検 索 し た 燃料 噴射 制 御 領域 に 基 づ い て、 E C U 2 7 0 は、 燃料 噴射 モ ー ド と 燃 料 噴射量 と を 決定 し て 燃料 噴射弁 2 0 4 を 駆動 す る 他、 A B V 2 2 7 や E G R バノレ ブ 2 4 5 の 開 閉 制 御 等 も 行 う。
例 え ば、 ア イ ド ル運 転 域 な ど の 低 負 荷 · 低 回 転 域 で の エ ン ジ ン 運 転 時、 E C U 2 7 0 は、 エ ン ジ ン 2 0 1 力 図 2 6 中 の 後期 噴射 リ ー ン 域 で運 転 さ れ て い る と 判別 す る。 こ の場合、 E C U 2 7 0 は、 後期噴射モ ー ド を 選択 す る と 共 に A B V 2 2 7 を 開 放 し、 ま た、 リ ー ン な 空燃比 ( 本実施例 で は 2 0 〜 4 0 程度 ) と な る よ う に 燃 料 噴射 量 を 制 御 す る。
エ ン ジ ン 2 0 1 の 暖機 完 了 後 は燃 料 の気 化 率 が上昇 す る。 ま た、 吸気 ポ ー ト 2 1 3 カヽ ら 流 入 し た 吸 気 流 は、 図 2 7 に 矢 印 で 示 す よ う に、 逆 タ ン ブ ル流 2 8 0 を 形 成 し、 従 っ て、 燃料噴霧 2 8 1 力く ピ ス ト ン 7 の キ ヤ ビ テ ィ 2 0 8 内 に 保存 さ れ る。 そ の 結果、 点 火 時 点 に お い て 点 火 プ ラ グ 2 0 3 の 周 囲 に は 理 論空燃 比近 傍 の 混 合 気 が形 成 さ れて、 全体 と し て リ ー ン な 空燃比 で も 着 火 が 可能 と な る。 こ れ に よ り、 C 0 や H C の 排 出 が極 く 少量 に な り、 ま た、 ボ ン ビ ン グ ロ ス の 低減 と も 相 俟 っ て、 燃 費 が 大 幅 に 向 上 す る。 尚、 平 均 空 燃 比 力 2 0 以 下 に な る と 部 分 的 に ォ 一
バ リ ツ チ な 混合気 が生成 さ れ て 失火 が 生 じ る 一方、 平 均 空燃 比 が 4 0 以 上 に な る と 混 合気 の 希 薄 限 界 を 超 え て や は り 失 火 が生 じ る。
そ し て、 エ ン ジ ン 負 荷 の増減 に 応 じ た ア イ ド ル 回 転数 制 御 は、 燃料 噴射量 を 増 減 さ せ る こ と に よ り 行わ れ る。 こ の た め、 制 御 応 答 性 も 非 常 に 高 く な る。 ま た、 E C U 2 7 0 は、 こ の 制 御領域 ( 後 期 噴射 リ ー ン 域 .】 で は、 E G R バノレ ブ 2 4 5 を 開 放 し て 燃焼室 2 0 5 内 に 大量 ( 本 実施例 で は 排気 ガ ス の 3 0 % 以 上 ) の E G R ガ ス を 導入 す る こ と に よ り、 N O X も 大 幅 に 低 減 さ せ る。
車両 の低 中 速 走行時 に は、 E C U 2 7 0 は、 エ ン ジ ン 2 0 1 が 図 2 6 中 の 前期 噴射 リ ー ン 域 あ る い は ス 卜 ィ キ オ フ ィ 一 ドバ ッ ク 域 で運 転 さ れ て い る と 判 別 す る。 こ の 場合、 E C U 2 7 0 は、 前期 噴射 モ ー ド を 選択 し、 ま た、 比較 的 リ ー ン な 空燃比 ( 本実施例 で は 2 0 〜 2 3 程度 ) と な る よ う に A B V 2 2 7 の 開 弁量 と 燃 料 噴射量 と を 制 御 す る。 ス ト ィ キ ォ フ ィ ー ドバ ッ ク 域 で は、 E C U 2 7 0 は、 A B V 2 2 7 と E G R ノく ノレ ブ 2 4 5 と を 開 閉 制 御 し、 ま た、 〇 2 セ ン サ 2 4 0 の 出 力 電圧 に 応 じ て 空燃 比 フ ィ ー ド バ ッ ク 制 御 を 行 う。 吸 気 ポ ー ト 2 1 3 か ら 流 入 し た 吸 気 流 が 図 2 8 に 示 し た よ う に 逆 タ ン ブ ル流 2 8 0 を 形 成 す る た め、 前 期 噴射 リ ー ン 域 に お い て も、 逆 タ ン ブ ル流 2 8 0 に よ る 効果 で、 リ ー ン な 空 燃 比 で も 着 火 が 可 能 と な る。 尚、 E C U 2 7 0 は、 こ の 制 御 領域 ( 前 期
噴射 リ ー ン 域 ま た は ス ト イ キ オ フ ィ 一 ド バ ッ ク 域 ) で も E G R バノレ ブ 2 4 5 を 開 放 し、 燃 焼 室 2 0 5 内 に 適 量 の E G R ガ ス を 導 入 す る こ と に よ り、 リ ー ン な 空 燃 比 に お い て 発 生 す る N O X を 大 幅 に 低 減 さ せ る。 ま た、 ス ト イ キ オ フ イ ー ド バ ッ ク 域で は、 比 較 的 高 い 圧縮 比 に よ り 大 き な エ ン ジ ン 出 力 が得 ら れ る と 共 に、 有害排 出 ガ ス 成分 が三 元 触媒 2 4 2 に よ り 浄 化 さ れ る。
そ し て、 車両 の 急 加 速 時 や 高 速 走 行 時 に は、 E C U 2 7 0 は、 エ ン ジ ン 2 0 1 力 図 2 6 中 の オ ー プ ン ル ー プ制 御 域 で 運 転 さ れ て い る と 判 別 す る。 こ の 場合、 E C U 2 7 0 は、 前期 噴射 モ ー ド を 選択 し、 A B V 2 2 7 を 閉 鎖 し、 ま た、 比較 的 リ ツ チ な 空 燃 比 と な る よ う に、 ス ロ ッ ト ル 開 度 0 T Hや エ ン ジ ン 回 転 速 度 N e 等 に 応 じ た 燃 料 噴 射 制 御 を 行 う。 圧縮比 が 高 い こ と、 吸 気 流 が逆 タ ン ブ ル 流 2 8 0 を 形成 す る こ と、 お よ び、 吸 気 ポ ー 卜 2 1 3 力く 燃焼室 2 0 5 に 対 し て 略 直立 し て い る た め に 好適 な 慣 性 効果 が 生 じ る こ と に よ り、 高 い エ ン ジ ン 出 力 が得 ら れ る。
更 に、 中 高 速走行 中 の 惰 行運 転 時 に は、 E C U 2 7 0 は、 エ ン ジ ン 2 0 1 力、' 図 2 6 中 の 燃料 カ ツ 卜 域 で運 転 さ れ て し、 る と 判 別 し、 燃料 噴射 を 完 全 に 停止 さ せ る e こ れ に よ り、 燃 費が 向 上 す る と 同 時 に、 有害排 出 ガ ス 成 分 の 排 出 量 も 低減 さ れ る。 尚、 エ ン ジ ン 回 転 速度 N e が低 下 し て 復 帰 回 転速 度 を 下 回 っ た 場 合 や 運 転者 が ア ク セ ル べ ダ ル を 踏 み込 ん だ場 合 に は、 燃料 力 ッ ト は 即 座 に 中 止 さ
れ る。
以 下、 図 2 9 〜 図 3 6 の フ ロ ー チ ャ ー ト と 図 2 7 〜 図 4 0 の タ イ ミ ン グ チ ヤ 一 卜 と に 基 づ き、 本 実施例 で の 燃 料噴射 制 御 の 手順 を 説 明 す る。
ィ グ ニ ッ シ ョ ン キ 一 力く オ ン に な っ て エ ン ジ ン 2 0 1 が 回 転 し 始 め る と、 E C U 2 7 0 は、 所 定 の ク ラ ン ク 角 度 ( 本実 施例 で は 5 4 5 ° BTDC ( 特 定 気 筒 た と え ば第 1 気 筒 で の 排 気行程始期 に 対 応 ) 〕 毎 に、 図 2 9 に 示 し た 噴 射 時期 設定 サ ブル ー チ ン を 繰 り 返 し 実行 す る。
こ の サ ブル ー チ ン の ス テ ッ プ S 1 0 2 で、 E C U 2 7 0 は、 各種 の運 転情報 を 読 み込 む と 共 に 後述 す る 各種 フ ラ グ を 「 0 」 に リ セ ッ ト す る。 次 に、 ス テ ッ プ S 1 0 4 で、 E C U 2 7 0 は、 目 標平均 有効 圧 P e と エ ン ジ ン 回 転速度 N e と に 基 づ き、 図 2 6 の 燃 料 噴射制 御 マ ッ プか ら 現 在 の 燃料 噴射 制 御領域 を 検 索 し、 ス テ ッ プ S 1 0 6 で は、 吸気 管圧 力 P b や 充 填効率 E V 等 に 基 づ き、 燃料 噴射量 Q f す な わ ち 燃料 噴射弁 2 0 4 の 開 弁 時 間 T inj を 決定 す る。 次 に、 ス テ ッ プ S 1 0 8 で、 E C U 2 7 0 は、 現 在 の 燃料 噴射 モ ー ド が前 .期 噴射 モ ー ド で あ る か 否 か を 判 定 す る。
ス テ ッ プ S 1 0 8 で の 判 定結果 力く Y e s ( 肯 定 ) と な つ た 場 合、 ス テ ッ プ S 1 1 0 で、 E C U 2 7 0 は、 圧縮 行 程 に 入 る 前 に 燃 料 噴射 が終 わ る よ う に 燃料 噴射 の終 了 時 期 を 設定 す る と 共 に、 設 定 し た 終 了 時期 と 開 弁 時 間 T i π
j と か ら 燃料噴射の 開始時期 T stを 決定す る。 次 に、 ス テ ツ プ S 1 1 2 で、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 1 0 に お い て 決定 さ れ た燃料噴射開始時期 T s tが所定 の上限 値 Τ α よ り も 大 き いか否 かを 判定す る。 本実施例 で は、 燃料噴射開始 タ イ マ Τ 1 の容量 ( 最大可能計 測 時間 ) は 2 6 2 mmsec で あ り、 上 限値 Τ α は こ の タ イ マ 容量 2 6 2 mmsec と 等 し い値 に 設定 さ れて い る。
ス テ ッ プ S 1 1 2 で の 判定結果が N 0 ( 否定 ) で あ れ ば、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 1 4 で、 E C U 2 7 0 に 内 蔵 さ れ計時手段で あ る 燃料噴射 開始 タ イ マ T 1 を 起動 し、 今回制御サ イ ク ルで の本サ ブル ー チ ン の実行を 終了 す る。 ま た、 ス テ ッ プ S 1 1 2 で の判定結果が Y es- すな わ ち、 図 3 7 に 破線 で示す よ う に 燃料噴射 開始時期 T s tが上 限値 Τ α を超え た場合 に は、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 1 6 で、 図 3 7 に 実線 で示す よ う に 燃料噴 射開始 時期 T stを上限値 T ひ で置 き 換え、 次 いで、 ス テ ッ プ S 1 1 4 で燃料噴射 開始 タ イ マ T 1 を起動 さ せて、 本サ ブルー チ ン を終 了 す る。 尚、 開 始時期 T stが上限値 Τ α よ り 大 き く な る の は、 エ ン ジ ン 回 転速度 N e が低い 始動時のみであ る。
後述 の燃料噴射 開始制御 に お い て、 E C U 2 7 0 は、 燃料噴射開始 タ イ マ T 1 に よ る 計時時 間 が燃料噴射開始 時期 T s tに達 し た か否力、 を判別 し、 開 始時期 T s tに 達 し た と 判別 し た と き に 燃料 噴射 を 開 始 さ せ る。 従 っ て、 開
始時期 T stが上限値 T a ( タ イ マ T 1 の容量 ) を上回 る と、 開 始 タ イ マ T 1 に よ る 開 始時期 T stの検 出 が行え な く な る。 ま た、 大容量の タ イ マ を 用 い る と コ ス ト 高 に な る。 そ こ で、 本実施例 で は、 上述 の よ う に 燃料噴射 開始 時期 T s tを上限値 Τ α で ク リ ッ プ し、 開始時期 T s tが上 限値 Τ α を上回 っ た 場合 に も、 開始 タ イ マ T 1 に よ る 開 始時期 T stの検 出 を行え る よ う に し て い る。
上記 ス テ ッ プ S 1 0 8 で の判定結果が N 0、 即 ち、 後 期噴射モ ー ドが選択 さ れ て い る 場合、 E C U 2 7 0 は、 開弁時間 T i n j 力、'、 エ ン ジ ン 回転速度 N e か ら 決定 さ れ る 所定値 T /9 よ り も 大 き いか否かを ス テ ッ プ S 1 1 8 で 判定す る。 そ し て、 こ の 判定結果力、' Y esで あ れば、 ス テ ッ プ S 1 2 0 で、 燃料噴射開始時期 T stを 設定 し、 次 の ス テ ッ プ S 1 2 2 で、 圧縮前期噴射 開始 フ ラ グ F C1を、 燃料噴射 を圧縮行程前期 に 開始すべ き 旨 を 表 す値 「 1 」 に セ ッ ト して、 本サ ブル ー チ ン を終 了 す る。
ま た、 ス テ ッ プ S 1 1 8 で の判定結果が N 0 であ れば、 ス テ ッ プ S 1 2 4 で燃料噴射開始時期 T stを 設定 し、 ス テ ツ プ S 1 2 6 で圧縮後期噴射 闞始 フ ラ グ F C2を、 燃料 噴射を 圧縮行程後期 に 開 始すべ き 旨 を表す値 「 1 」 に セ ッ 卜 し て、 本サ ブル ー チ ン を 終了 す る。
上述 の よ う に、 後期 噴射モ ー ド が選択 さ れ て い る 場合 に は、 図 2 9 に 示 し た 噴射時期設定 サ ブル ー チ ン で は燃 料噴射 開始 タ イ マ T 1 を 起動 し な い。 後期 噴射 モ ー ド に
お け る 開 始 タ イ マ T 1 の 起動 は、 図 3 0 に 示 す第 1 タ イ マ 制 御 サ ブル ー チ ン 又 は 図 3 1 に 示 す 第 2 タ イ マ 制 御 サ ブノレ ー チ ン に よ り 行 わ れ る。
第 1 夕 イ マ 制 御 サ ブノレ 一 チ ン は ク ラ ン ク 角 1 8 5 ° BT DC毎 に 起動 さ れ る。 こ の サ ブル ー チ ン の ス テ ッ プ S 1 3 0 で、 圧縮前期 噴射 開 始 フ ラ グ F C 1の 値 力 < 「 1 J で あ る と 判 別 す る と、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 3 2 で 開 始 タ イ マ T 1 を 起動 さ せ る。 即 ち、 後 期 噴射 モ ー ド が選 択 さ れ か つ フ ラ グ F C 1の 値 カ 「 1 」 で あ れ ば、 開 始 時 期 T stの 検 出 の た め の、 タ イ マ に よ る 計 時 は、 1 8 5 ° BT DC時点 で 開 始 さ れ る。 こ れ に よ り、 大 容量 の タ イ マ を 用 い な く と も、 圧縮行程前 期 に 燃料 噴射 を 開 始 す べ き 場合 に も タ イ マ に よ る 開 始 時 期 T s tの検 出 が可能 に な る。
又、 第 2 タ イ マ 制 御 サ ブノレ一チ ン は ク ラ ン ク 角 7 5 ° BTDC毎 に 起動 さ れ る。 こ の サ ブノレ一チ ン の ス テ ッ プ S 1 3 4 で、 圧縮後 期 噴射 開 始 フ ラ グ F C2の 値が 「 1 」 で あ る と 判 別 す る と、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 3 6 で 開 始 タ イ マ T 1 を 起動 さ せ る。 即 ち、 後 期 噴射 モ ー ド 力 選択 さ れかつ フ ラ グ F C2の値力 「 1 」 で あ れ ば、 開 始 時 期 T stの 検 出 の た め の、 タ イ マ に よ る 計時 は、 7 5 ° BT DC時 点 で 開 始 さ れ る。 こ れ に よ り、 大 容量 の タ イ マ を 用 い な く と も、 圧 縮行程 後 期 に 燃料 噴射 を 開 始 す べ き 場 合 に も タ イ マ に よ る 開 始 時 期 T s tの 検 出 が可 能 に な る。
さ て、 E C U 2 7 0 は、 開 弁 時 間 T i n j と 開 始 時 期 丁
stと の 決定や 開 始 タ イ マ T 1 の カ ウ ン ト を 行 う 一方で、 所 定 の 制 御 イ ン タ ー パ'ル で 図 3 2 に 示 し た 噴射 開 始制御 サ ブル ー チ ン を 繰 り 返 し 実行 す る。
こ の サ ブル ー チ ン の ス テ ッ プ S 1 4 0 で、 E C U 2 7 0 は、 開 始 セ ッ ト フ ラ グ F S 1力 燃 料 噴射 を 実行 す べ き で あ る こ と を 表 す値 「 1 」 に セ ッ 卜 さ れ て い る か 否 か を 判 定 す る。 開始 セ ッ ト フ ラ グ F S 1は、 図 2 9 の ス テ ッ プ S 1 0 2 で、 燃料 噴射 を 実行す べ き で な い こ と を 表 す値 「 0 」 に リ セ ッ ト さ れ て い る た め、 本 サ ブ ル ー チ ン 開 始 直 後 で は ス テ ッ プ S 1 4 0 で の判 定結果 が N 0 と な る。 こ の 場合、 制御 フ ロ ー は ス テ ッ プ S 1 4 2 へ進 み、 開 始 タ イ マ T 1 に よ る 計 時時 間 に 基づ い て、 開 始 時期 T s tに 到 達 し た か否 か が判 定 さ れ る。 こ の 判 定結果 が N o で あ れ ば、 今 回 制御 サ イ ク ル で の本 サ ブル ー チ ン の 実行 を 終 了 す る。
次 回 以 降 の制 御 サ イ ク ル の ス テ ッ プ S 1 4 2 で の 判 別 結果 ;^ Y esと な り、 g[J ち、 開 始時期 T s tに 到 達 し た と 判 別 す る と、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 4 4 で燃料 噴 射弁 2 0 4 を オ ン に し て 燃料 噴射 を 開 始 さ せ る。 次 に、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 4 6 で 開 始 セ ッ 卜 フ ラ グ F S 1の 値 を 「 1 」 に セ ッ 卜 し た 後、 ス テ ッ プ S 1 4 8 で 終 了 タ イ マ T 2 を 起動 さ せ る。 そ の 後、 噴射 時 期 設定 サ ブノレ ー チ ン で 開 始 セ ッ 卜 フ ラ グ F S 1の 値 力 「 0 」 に リ セ ッ ト さ れ る ま で は、 ス テ ッ プ S 1 4 0 で の 判 定 結 果 力く Y
esと な る。 こ の場合、 E C U 2 7 0 は、 こ の サ ブル 一 チ ン で の実質 的 な 処理を行 わ な い。
E C U 2 7 0 は、 噴射 開始制御サ ブル ー チ ン と 並行 し て、 所定 の制御 イ ン タ ー バルで図 3 3 に 示 し た 噴射終了 制御サ ブルー チ ン を繰 り 返 し実行す る。
こ の サ ブルー チ ン の ス テ ッ プ S 1 5 0 で は、 E C U 2 7 0 は、 終了 セ ッ ト フ ラ グ F S2力く、 燃料噴射 を終 了 すベ き で あ る こ と を 表す値 「 1 」 に セ ッ 卜 さ れて い る か否か を判定す る。 終 了 セ ッ ト フ ラ グ F S2は、 図 2 9 の ス テ ツ プ S 1 0 2 で、 燃料噴射を終了 すべ き でな い こ と を表す 値 「 0 」 に リ セ ッ 卜 さ れて い る た め、 本サ ブルー チ ン の 開始直 後 は こ の判定結果が N 0 と な る。 こ の場合、 E C U 2 7 0 は、 終 了 タ イ マ T 2 の計時時 間 が開 弁時間 T i π j 以上 と な っ た か否かを ス テ ッ プ S 1 5 2 で判定 し、 こ の判定結果が N 0 で あ れ ば、 今 回 制御サ イ ク ルで の本サ ブル ー チ ン の実行を終了 す る。
次回以 降 の制御サ イ ク ノレの ス テ ッ プ S 1 5 2 で の判別 結果力く Y e sと な り、 即 ち、 開弁時間 T i n j が経過 し た と 判別 す る と、 ス テ ッ プ S 1 5 4 で、 E C U 2 7 0 は燃料 噴射弁 2 0 4 を オ フ に し て燃料噴射 を 終了 さ せ、 ス テ ツ プ S 1 5 6 で終 了 セ ッ ト フ ラ グ F S2を 「 】 」 と す る。 そ の後、 噴射時期 設定サ ブルー チ ン で終 了 セ ッ 卜 フ ラ グ F S 2の値が 「 0 」 に 再 リ セ ッ 卜 さ れ る ま で は、 ス テ ッ プ S 1 5 0 で の判 定結果力 Y e sと な る た め、 E C U 2 7 0 は、
こ のサ ブルー チ ン で の実質 的 な 処理 を行わ な い。
以上述べた燃料噴射制御 は、 エ ン ジ ン が通常 の状態で 運転状態 に あ る 場合 に適用 さ れ る。 一方、 エ ン ジ ン の始 動時や急加速運転時等 に お いて、 燃料噴射終 了 時期 のず れ込み が生 じ た 場合 に は、 以 下 に 説 明 す る 燃料噴射停止 制御を行 う。
前述 し た よ う に、 エ ン ジ ン始動時 に は燃料 噴射弁 2 0 4 に 低燃圧 の燃料が供給 さ れ、 E C U 2 7 0 は、 前期噴 射 モ ー ド を選択 し て燃料 を 噴射す る。 こ の際、 E C U 2 7 0 は、 燃料噴射の終 了 時期 を 吸気行程 内 に 設定す る が、 初爆後 に エ ン ジ ン 回転速度 N e が急上昇す る と、 所定 の 開始時期か ら 燃料を 噴射 し始め て も 終了 時期が圧縮行程 に ずれ込む。 そ こ で、 E C U 2 7 0 は、 吸気行程 の終期 ( 1 8 5 ° BTDC) で図 3 4 に 示 し た 前期噴射停止制御サ ブル 一 チ ン を実行す る。
こ の サ ブノレ一チ ン の ス テ ッ プ S 1 6 0 で、 E C U 2 7 0 は、 現在の燃料供給が低燃圧で行われて い る か否力、、 すな わ ち、 燃圧切換弁 2 6 0 がオ ン で あ る か否かを 判定 し、 こ の判定結果が N 0 で あ れ ば今 回制御サ イ ク ルで の 本サ ブルー チ ン の実行を 終 了 す る。 こ れは、 高燃圧 で あ れ ば筒 内圧が燃圧 よ り 高 く な ら ず、 燃料噴射弁 内 に ガ ス が逆流 す る 虞がな い た め で あ る。
ま た、 ス テ ッ プ S 1 6 0 で の判定結果が Y esの場合、 E C U 2 7 0 は、 燃料噴射弁 2 0 4 が現在オ ン 状態 で あ
る か否 かを ス テ ッ プ S 1 6 2 で判定 し、 こ の 判 定結果が N 0、 す な わ ち、 燃料噴射が既 に 終 了 し て い れ ば、 今回 制御サ イ ク ルで の本サ ブルー チ ン の 実行 を終 了 す る。
そ し て、 ス テ ッ プ S 1 6 2 で の判 定結果力、' Y e sで あ つ た場合、 E C U 2 7 0 は、 低燃圧で あ り な が ら 燃料噴射 終 了 時期が圧縮行程 に ずれ込ん だ と 判 断 し、 ス テ ッ プ S 1 6 4 で燃料噴射弁 2 0 4 を オ フ に し て 燃料 噴射 を 強制 的 に 停止 さ せ る ( 図 3 8 を 参照 の こ と ) 。 し 力、 る 後、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 6 6 で終 了 セ ッ ト フ ラ グ F S2の値を 「 1 」 に セ ッ 卜 し、 前述 し た 噴射終 了 制御サ ブ ルー チ ン ( 図 3 3 ) で燃料噴射が実行 さ れな い よ う に す る。
一方、 ア イ ドル運転時 に は燃料噴射弁 2 0 4 に 高燃圧 の燃料が供給 さ れ、 E C U 2 7 0 は、 後期噴射 モ ー ド を 選択 し て燃料を 噴射す る。 こ の際、 E C U 2 7 0 は、 燃 料噴射 の終 了 時期を圧縮行程 内 に 設定す る 力 車両 の発 進加速等 に よ り エ ン ジ ン 回転速度 N e が急上昇す る と、 所定 の 開始時期か ら 燃料を 噴射 し始 め て も 燃料噴射終 了 時期が燃焼行程 に ずれ込 む。 そ こ で、 E C U 2 7 0 は、 圧縮行程 の 中期 ( 7 5 ° BTDC) で 図 3 5 に 示 し た 第 1 後 期噴射停止制御 サ ブル ー チ ン を 実行す る。
こ の サ ブ ル ー チ ン の ス テ ッ プ S 1 7 0 で、 E C U 2 7 0 は、 燃料噴射弁 2 0 4 が現在オ ン 状態で あ る か否 かを 判定 し、 こ の判 定結果が N o、 すな わ ち 燃料 噴射が既 に
終了 し て い た場合に は今 回制御サ イ ク ノレ で の本サ ブル ー チ ン の実行を終 了 す る。 ま た、 ス テ ッ プ S 1 7 0 で の判 定結果が Y esで あ っ た場合、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 7 2 で、 現在のエ ン ジ ン 回転速度 N e と 開弁時間 T in j の残量 と 力、 ら、 燃料噴射が停止 す る ク ラ ン ク 角 S ST が所定 の 噴射停止 ク ラ ン ク 角 11 ί 本実施例 で は 4 0 。 BTDC) 以 降 に ずれ こ むか否か を推定 す る。 ス テ ッ プ S 1 7 2 で の判定結果が Ν 0 であ っ た 場合、 E C U 2 7 0 は、 圧縮行程 内 に 燃料噴射が終 了 す る と 判 断 し、 今 回 制御サ ィ ク ルで の本サ ブルー チ ン の実行 を 終 了 す る。 そ し て、 ス テ ッ プ S 1 7 2 で の判定結果が Y esで あ っ た場合、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 7 4 で、 燃料噴射が噴射停 止 ク ラ ン ク 角 0 1tで終了 す る よ う に、 開 弁時 間 T in j を 更新す る ( 図 3 9 を参照 の こ と ) 。 こ れ に よ り、 上述 し た 噴射終了 制御サ ブルー チ ン で燃料 噴射弁がオ フ に な る 時点が早 ま り、 終了 時期が燃焼行程 に ずれ込 む こ と が防 止 さ れ る の で あ る。
さ て、 第 1 後期噴射停止制御サ ブルー チ ン で は、 圧縮 行程 の 中期 ( 7 5 。 BTDC) で、 E C U 2 7 0 は、 噴射停 止 ク ラ ン ク 角 0 1tをエ ン ジ ン 回 転速度 N e と 開 弁時間 T in j の残量 と か ら 推定 し た。 と こ ろ 力 そ の 後 に ェ ン ジ ン 回転速度 N e が更 に 上昇す る と、 推定 し た 噴射停止 ク ラ ン ク 角 0 11で燃料噴射が停止せず、 や は り 終 了 時期力 燃焼行程 に ずれ込 む虞が あ る。 そ こ で、 E C U 2 7 0 は、
圧縮行程 の終期 ( 5 ° BTDC) で 図 3 6 に 示 し た 第 2 後期 噴射停止制御サ ブルー チ ン を 実行す る。
こ の サ ブノレ一チ ン の ス テ ッ プ S 1 8 0 で、 E C U 2 7 0 は、 現在の燃料供給が低燃圧 で行われ て い る か否力、、 すな わ ち、 燃圧 切換弁 2 6 0 がオ ン で あ る か否かを 判定 し、 こ の判定結果が Y e sで あ れ ば今 回制御サ イ ク ルで の 本サ ブルー チ ン の実行を 終 了 す る。 こ れ は、 後期噴射モ ー ドで の燃料噴射は高燃圧で し か行わ れな い た め、 余分 な 制御 を行 う こ と に よ る C P U 等 の 負担 を避 け る た め で あ る。 ス テ ッ プ S 1 8 0 の判定力く N o の場合、 E C U 2
7 0 は、 燃料噴射弁 2 0 4 が現在オ ン状態で あ る か否か を ス テ ッ プ S 1 8 2 で判定 し、 こ の判定結果が N 0、 す な わ ち、 燃料噴射が既 に 終 了 し て い れ ば、 今 回制御サ イ ク ノレで の本サ ブルー チ ン の実行を終 了 す る。 そ し て、 ス テ ツ プ S 1 8 2 で の判定結果力く Y e sで あ っ た 場合、 E C U 2 7 0 は、 低燃圧で あ り な が ら 終 了 時期が燃焼行程 に ずれ込 ん だ と 判 断 し、 ス テ ッ プ S 1 8 4 で燃料噴射弁 2 0 4 を オ フ に し て燃料噴射を強制 的 に 停止 さ せ る ( 図 4 0 を参照 ) 。 し 力、 る 後、 E C U 2 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1
8 6 で終了 セ ッ 卜 フ ラ グ F S2を 「 1 」 に セ ッ 卜 し、 前述 し た 噴射終了 制御サ ブル ー チ ン が実行 さ れな い よ う に す る。
本実施例 では、 こ の よ う な 制御を 行 う よ う に し た た め、 エ ン ジ ン の始動時や加速 時等 に お け る 燃料噴射終了 時期
の 圧縮 行程や燃焼行程 へ の ずれ込 み が な く な り、 燃料噴 射弁 の 汚損 や ス モ ー ク の 発 生 を 完全 に 防止 す る こ と がで き る。 尚、 前期 噴射停止 制 御 や後 期 噴射 停止 制御 を 行 う こ と に よ り、 開 弁 時 間 が実質 的 に 短 く な つ て 燃料 噴射量 が減少 す る 力 こ の 際 に は 空燃 比 が若干 リ ー ン に な る だ け で大 き な 問題 は 生 じ な い。
本発 明 は上記 第 1 及 び第 2 実施例 に 限 定 さ れ る も の で は な く、 種 々 に 変形 可能 で あ る。
例 え ば、 上記第 1 及 び第 2 実施例 で は 本 発 明 を 直列 4 気 筒 の 筒 内 噴射 ガ ソ リ ン エ ン ジ ン に 適 用 し た 場合 に つ い て 説 明 し た が、 本発 明 は、 単気 筒エ ン ジ ン や V 型 6 気 筒 エ ン ジ ン 等、 気 筒数 や そ の 配列 が異 な る 種 々 の エ ン ジ ン に 適 用 し て も よ い し、 メ タ ノ ー ノレ 等 の ガ ソ リ ン 以 外 の燃 料 を 使 用 す る エ ン ジ ン に 適 用 し て も よ い。 ま た、 上記実 施例 で は所定 の ク ラ ン ク 位置 で ク ラ ン ク 角 信号 を 出 力 す る べ 一 ン 型 の ク ラ ン ク 角 セ ン サ を 用 い た 力、'、 例 え ば 1 ° 毎 に ク ラ ン ク 角 信号 を 出 力 す る ク ラ ン ク 角 セ ン サ を 用 い る よ う に し て も よ い。 ま た、 上記実施例 で は、 燃料 噴射 制 御 を 燃料 噴射 の 開 始 時期 と 開 弁 時 間 と に 基 づ き 行 う よ う に し た カ^ 容量 の 大 き な タ イ マ を 用 い る こ と 等 に よ り、 開 始 時期 と 終 了 時期 と に 基づ い て こ れ を 行 う よ う に し て も よ い。 ま た、 燃料 噴射 時期 の 設定 や 噴射 停 止 制 御 に お け る サ ブ ノレ一チ ン の 起動 タ イ ミ ン グ に つ い て は、 ク ラ ン ク 角 セ ン サ の 仕 様 の他、 エ ン ジ ン の 種類 や仕 様 等 に 応 じ
て適宜設定 さ れ る こ と が望 ま し い。 更 に、 制御 シ ス テ ム の具体 的構成や制御 の手順 に つ いて は、 本発 明 の主 旨 を 逸脱 し な い範囲 で変更す る こ と が可能 で あ る。