(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気期間中において予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出し、
検出した今回の吸気管圧力が前回の吸気管圧力よりも大きい場合に、今回の吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算し、
前記各タイミング毎の前記燃料噴射量に吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重みを付けて実際の燃料噴射量を演算し、
前記吸気期間中に実際の燃料噴射量の燃料を噴射することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項２】
内燃機関の吸気期間中において予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出して、
検出した吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算し、
前記タイミング毎の前記燃料噴射量に吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重みを付けて実際の燃料噴射量を演算して求め、
前記吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間が、前記実際の燃料噴射量の噴射に要する時間より短いときには前記最終回のタイミングより先に燃料の噴射を開始して吸気期間の終了までに実際の燃料噴射量の燃料を噴射し、
前記吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間が、前記実際の燃料噴射量の噴射に要する時間より長いときには、前記最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの間に前記実際の燃料噴射量の燃料を噴射することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項３】
前記タイミングは３回以上あり、
前記実際の燃料噴射量は、最終回よりも１つ前のタイミングにおいて演算され、前記最終回で演算された燃料噴射量によって前記実際の燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項４】
前記燃料噴射量の演算はクランク角が予め定める値となるタイミング毎に行われ、かつ内燃機関の回転速度が予め定める値未満であるときには予め定める一定時間毎にもまた行われることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【請求項５】
クランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に応答し、予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、
前記吸気管圧力検出手段の出力に応答し、今回の吸気管圧力が前回の吸気管圧力よりも大きい場合に、今回の吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する第１演算手段と、
前記各タイミングに対応し、吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重み係数をストアする係数記憶手段と、
前記第１演算手段の出力に応答し、前記各燃料噴射量を対応する前記重み係数によって重み付けし、各重み付けした燃料噴射量から実際の燃料噴射量を演算する第２演算手段と、
第２演算手段の出力に応答し、吸気弁の上流側の吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを含むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項６】
クランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に応答し、予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、
前記吸気管圧力検出手段の出力に応答し、前記各吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する第１演算手段と、
前記各タイミングに対応し、吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重み係数をストアする係数記憶手段と、
前記第１演算手段の出力に応答し、前記各燃料噴射量を対応する前記重み係数によって重み付けし、各重み付けした燃料噴射量から実際の燃料噴射量を演算する第２演算手段と、
第２演算手段の出力に応答して、前記実際の燃料噴射量の噴射量に要する時間と、吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間とを比較し、燃料の噴射の開始時期を判断する判断手段と、
第２演算手段の出力と判断手段の出力とに応答し、吸気弁の上流側の吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを含むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両のエンジンなどに用いられる内燃機関の燃料噴射料制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両などに搭載される内燃機関の燃料供給の制御に用いられるいわゆる電子制御式燃料噴射装置において、吸気管圧力と内燃機関の回転速度とに基づいて燃料噴射量を決定することが行われている。前記車両の加速時や始動時などの応答性を向上させるための従来技術として、次回の点火に必要とする噴射量、つまり吸入空気量に応じた量の燃料を吸気管圧力の変化に応じて予想し、予想した量の燃料を予め吸気管内に噴射する方法がある。
【０００３】
図１２は吸気弁を開放しているとき、すなわち吸気期間の吸気管圧力の時間変化を示すグラフである。時刻ｔ５で吸気弁が閉じられたとする。本従来技術では、燃料噴射量の予想と燃料噴射は、吸気弁が開放されている間に複数回行う。このとき、１回に噴射される燃料噴射量は、その直前の吸気管圧力から予想された予想量から求められ、前記予想を行う時刻から吸気弁が閉じる時刻までの時間には考慮されない。吸気管圧力の絶対値は、吸気弁を開けると急激に上昇し、その勾配は吸気期間の半ばほどから緩やかになる。これによってたとえば吸気期間中の時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４で前記予想を行うとすると、たとえば時刻ｔ１で今後吸気管圧力が上昇すると予想して噴射量を予想し、その予想した噴射量を基に燃料の噴射を行うとしても、時刻ｔ４では時刻ｔ１で予想したほど吸気管圧力が上がらないことがある。
【０００４】
また、本従来技術では、各時刻ｔ１〜ｔ４において予想した値に基づいた量の燃料を、時刻ｔ１〜ｔ４直後にそれぞれ噴射している。このとき予想された値が小さく噴射する燃料の量が極小量であるときには実際に噴射された噴射量の合計と、内燃機関内に吸入された空気の量に応じた燃料の量との誤差が大きくなることがある。また１回の点火のために複数回の燃料の噴射を行うことは燃料噴射弁の機械的損失が大きくなるという問題を有する。
【０００５】
さらにまた本従来技術では、時刻ｔ１〜ｔ４はクランク角の角度に基づいて決定している。時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ３〜ｔ４間の間隔は内燃機関の回転速度によって変化し、たとえば前記回転速度が小さいときには前記間隔が長くなる。これによって噴射量を予想する間隔が長くなり、吸気管圧力の変動に対応しきれない場合がある。
【０００６】
このような、燃料噴射量の制御方法について、特開昭６４−１９１４０には、スロットル弁開度の変化率に基づいて加速判定がなされたときに、吸入空気量の検出値の重み付けを大きくし、また内燃機関の回転数に対してスロットル弁開度が大きいときなどには前記重み付けを小さくして加速性能および運動性を向上させることが開示されている。また特開平６−５８１９１には前回の燃料噴射時の吸気管圧力と、今回の燃料噴射時の吸気管圧力から次回の燃料噴射時の吸気管圧力を予想し、また吸気管圧力の平均値と前回の燃料噴射時の吸気管圧力から補正値を算出して次回の燃料噴射量を予想することが開示されている。さらにまた実開昭６３−１９０５４４には内燃機関の回転数や空気流量に応答して燃料噴射の開始時期を変化させることが開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、予め演算する燃料噴射量の誤差を小さくし、また燃料噴射弁の機械的損失を防止することができる内燃機関の燃料噴射量制御方法および装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関の吸気期間中において予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出し、
検出した今回の吸気管圧力が前回の吸気管圧力よりも大きい場合に、今回の吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算し、
前記各タイミング毎の前記燃料噴射量に吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重みを付けて実際の燃料噴射量を演算し、
前記吸気期間中に実際の燃料噴射量の燃料を噴射することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法である。
また本発明は、内燃機関の吸気期間中における予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出して、
検出した吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算し、
前記タイミング毎の前記燃料噴射量に吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重みを付けて実際の燃料噴射量を演算して求め、
前記吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間が、前記実際の燃料噴射量の噴射に要する時間より短いときには、前記最終回のタイミングより先に燃料の噴射を開始して吸気期間の終了までに実際の燃料噴射量の燃料を噴射し、
前記吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間が、前記実際の燃料噴射量の噴射に要する時間より長いときには、前記最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの間に前記実際の燃料噴射量の燃料を噴射することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法である。
また本発明は、前記タイミングは３回以上あり、
前記実際の燃料噴射量は、最終回よりも１つ前のタイミングにおいて演算され、前記最終回で演算された燃料噴射量によって前記実際の燃料噴射量を補正することを特徴とする。
また本発明は、前記燃料噴射量の演算はクランク角が予め定める値となるタイミング毎に行われ、かつ内燃機関の回転速度が予め定める値未満であるときには予め定める一定時間毎にもまた行われることを特徴とする。
また本発明は、クランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に応答し、予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、
前記吸気管圧力検出手段の出力に応答し、今回の吸気管圧力が前回の吸気管圧力よりも大きい場合に、今回の吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する第１演算手段と、
前記各タイミングに対応し、吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重み係数をストアする係数記憶手段と、
前記第１演算手段の出力に応答し、前記各燃料噴射量を対応する前記重み係数によって重み付けし、各重み付けした燃料噴射量から実際の燃料噴射量を演算する第２演算手段と、
第２演算手段の出力に応答し、吸気弁の上流側の吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを含むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置である。
また本発明は、クランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に応答し、予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、
前記吸気管圧力検出手段の出力に応答し、前記各吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する第１演算手段と、
前記各タイミングに対応し、吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重み係数をストアする係数記憶手段と、
前記第１演算手段の出力に応答し、前記各燃料噴射量を対応する前記重み係数によって重み付けし、各重み付けした燃料噴射量から実際の燃料噴射量を演算する第２演算手段と、
第２演算手段の出力に応答して、前記実際の燃料噴射量の噴射量に要する時間と、吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間とを比較し、燃料の噴射の開始時期を判断する判断手段と、
第２演算手段の出力と判断手段の出力とに応答し、吸気弁の上流側の吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを含むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置である。
【０００９】
【作用】
本発明に従えば、内燃機関の燃料噴射量制御方法は、内燃機関の吸気期間中において予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミングごとに吸気管圧力を検出し、検出した吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算し、前記各タイミング毎の前記燃料噴射量に吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重みを付けて実際の燃料噴射量を演算し、前記吸気期間中に燃料を噴射する方法である。すなわち、吸気弁の閉弁時刻に近い、正確度の高い予想値である燃料噴射量に重みをおいて実際の燃料噴射量を演算する。
さらに検出した今回の吸気管圧力が前回の吸気管圧力よりも大きい場合に、今回の吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する。したがって燃料噴射量の演算が必要と判断される場合だけ、燃料噴射量が演算される。したがって演算量を少なくすることができる。
【００１０】
またそのための装置は、クランク角を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段の出力に応答し、予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、前記吸気管圧力検出手段の出力に応答し、前記各吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する第１演算手段とを備え、吸気期間内の複数のタイミングにおいて、燃料噴射量を予想する。また、前記各タイミングに対応し、吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重み係数をストアする係数記憶手段と、前記第１演算手段の出力に応答し、前記各燃料噴射量を対応する前記重み係数によって重み付けし、各重み付けした前記各燃料噴射量から実際の燃料噴射量を演算する第２演算手段とを備え、正確度の高い予想値である燃料噴射量により重い重みをおいて実際の燃料噴射量を決定する。さらにまた、第２演算手段の出力に応答し、前記実際の燃料噴射量の燃料を、吸気弁の上流側の吸気管内に噴射する燃料噴射弁を備える。これによって燃料噴射量を正確に予測することができる。
さらに検出した今回の吸気管圧力が前回の吸気管圧力よりも大きい場合に、今回の吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する。したがって燃料噴射量の演算が必要と判断される場合だけ、燃料噴射量が演算される。したがって演算量を少なくすることができる。
【００１１】
また本発明に従えば、内燃機関の燃料噴射量制御方法は、内燃機関の吸気期間中における予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出して、検出した吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算し、前記タイミング毎の前記燃料噴射量に吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重みを付けて実際の燃料噴射量を演算して求める。また、前記吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間が実際の燃料噴射量の噴射に要する時間より短いときには、前記最終回のタイミングよりも先に燃料の噴射を開始して吸気期間の終了までに実際の燃料噴射量の燃料を噴射し、長いときには前記最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの間に前記実際の燃料噴射量の燃料を噴射し、単位時間に一定量の燃料を噴射する燃料噴射弁の開弁時刻を制御することによって前記実際の燃料噴射量の燃料を吸気弁の閉弁時刻までに確実に供給する方法である。すなわち、正確度の高い燃料噴射量に重みをおいて演算された実際の燃料噴射量の燃料を１度に噴射する。
【００１２】
本発明に従えば、前記タイミングは３回以上あり、前記実際の燃料噴射量は、最終回よりも１つ前のタイミングにおいて演算され、前記最終回のタイミングで演算された燃料噴射量によって前記実際の燃料噴射量を補正する。したがって、最も正確度の高い最終回のタイミングで予想された燃料噴射量を用いて燃料噴射弁の閉弁時刻を制御する。
【００１３】
またそのための装置は、前記クランク角検出手段と、前記吸気管圧力検出手段と、前記第１演算手段と、前記係数記憶手段と、前記第２演算手段とを備えて、噴射前に実際の燃料噴射量を演算する。また、前記第２演算手段の出力に応答して前記実際の燃料噴射量の噴射に要する時間と吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間とを比較し、燃料の噴射の開始時期を判断する判断手段と、前記第２演算手段の出力と前記判断手段の出力とに応答し、吸気弁の上流側の吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える。したがって単位時間に一定量の燃料を噴射する燃料噴射弁の開弁時間を前記実際の燃料噴射量を用いて制御する。これによって燃料噴射弁の開弁時間をまとめて、燃料の噴射を行う回数を低減させることができる。
【００１４】
また本発明に従えば、前記燃料噴射量の演算は、クランク角が予め定める値となるタイミング毎に行われ、かつ内燃機関の回転速度が予め定める値未満であるときは予め定める一定時間毎にもまた行われる。これによって内燃機関の回転数が低下しているときでも予想するタイミングの周期を短くすることができる。
【００１５】
【実施例】
図１は本発明の一実施例の内燃機関の制御装置１とそれに関連する構成を示すブロック図である。吸気口２から導入された燃焼用空気は、エアクリーナ３で浄化され、吸気管４を介して前記吸気管４に介在されるスロットル弁５でその流入量が調整された後、サージタンク６に流入する。サージタンク６から流出した燃焼用空気は、吸気管７に介在される燃料噴射弁８から噴射される燃料と混合されて混合気として吸気弁９を介して内燃機関１０の燃焼室１１に供給される。燃焼室１１には点火プラグ１２が設けられている。この燃焼室１１からの排ガスは、排気弁１３を介して排出され、排気管１４から三元触媒１５を経て大気中に放出される。
【００１６】
前記スロットル弁５より上流側の前記吸気管４には燃焼用空気の温度を検出する吸気温度検出器２１が設けられている。前記スロットル弁５にはスロットル弁５の開度を検出するスロットル弁開度検出器２２が設けられ、前記スロットル弁５より下流側のサージタンク６には吸気管７内の燃焼用空気の圧力を検出する吸気管圧力検出器２３が設けられる。また排気管１４の三元触媒１５より上流側には酸素濃度検出器２５が設けられ、三元触媒１５より下流側には排気温度検出器２６が設けられている。内燃機関１０の回転速度、すなわち単位時間当たりの回転数はクランク角検出器２７によって検出される。
【００１７】
制御装置１には、前記各検出器２１，２２，２３，２５，２６，２７とともに車速検出器２８からの検出結果が入力される。
【００１８】
また制御装置１には各種の制御用マップや各検出器の検出結果などをストアするメモリ１ａが設けられている。さらにまた、この制御装置１はバッテリ３０によって電力付勢されており、前記制御装置１は前記各検出器２１，２２，２３，２５，２６，２７，２８の検出結果および電圧検出器２０によって検出されるバッテリ３０の電源電圧などに基づいて、たとえば燃料噴射量を演算し、前記燃料噴射弁８の開弁時間および噴射のタイミングなどを制御する。また、前記検出結果および前記電源電圧などに基づいて点火時期を演算し、イグナイタ２９を介して点火プラグ１２の点火時期を制御する。制御装置１はまた内燃機関１０が運転されているときには燃料ポンプ３２を駆動する。さらにまたクランク軸には内燃機関１０を始動させるときにクランク軸を回転させるスタータモータ３３が取付けられている。
【００１９】
たとえば火花点火の４サイクルガソリン内燃機関では、前記内燃機関のシリンダ１６内をピストン１７が往復運動し、ピストン１７が２往復すなわち４行程動く間に１サイクルを行う。前記４行程は、排気弁１３を閉じて吸気弁９を開き、ピストン１７をシリンダ１６最上端から最下端まで下降させて混合気をシリンダ内に吸込ませる吸気行程、吸気弁９を閉じピストン１７を上昇させて吸込んだ混合気を圧縮する圧縮行程、圧縮行程の終わりに圧縮によって圧力および温度が高くなり、燃焼しやすくなった混合気に点火プラグ１２を用いて電気火花を飛ばして点火し、混合気を燃焼させることで発生する高温高圧の排ガスの膨張によってピストン１７を押下げ、動力を発生させる膨張行程、膨張行程の終わりに排気弁を開き、排ガスをシリンダ１６外のたとえば排気管へ排出することでシリンダ１６内の圧力を下げ、続いてピストン１７の上昇により排ガスを追い出す排気行程とから成る。
【００２０】
また自動車のエンジンなどに用いられる多シリンダ機関では、前述した内燃機関１０を複数個組合わせて用いられる。このとき各内燃機関の点火順序すなわち各行程の組合わせは、爆発が等間隔で回転力ができるだけ一様になること、クランク軸の主軸受にかかる荷重が均等となるように隣接した内燃機関に続けて爆発すなわち膨張を起こさせないこと、動的なつりあいを保つことなどを考慮して、たとえば直列に４本の前記シリンダが並べられた４気筒エンジンなどに用いられる多シリンダ機関では、図２（１）に示すように定められている。
【００２１】
前記４本の内燃機関を端から１番目、２番目、３番目、４番目の内燃機関と呼ぶとすると、参照符４１で示すのは１番目の内燃機関のサイクルであり、参照符４２で示すのは３番目の内燃機関のサイクルであり、参照符４３で示すのは４番目の内燃機関のサイクルであり、参照符４４で示すのは２番目の内燃機関のサイクルである。たとえば１番目の内燃機関で前記吸気行程４１ａを行っているときには３番目の内燃機関は排気行程４２ａを、４番目の内燃機関は膨張行程４３ａを、２番目の内燃機関は圧縮行程４４ａを行っている。また１番目の内燃機関が圧縮行程４１ｂを行っているときには、３番目の内燃機関は吸気行程４２ｂを、４番目の内燃機関は排気行程４３ｂを、２番目の内燃機関は膨張行程４４ｂを行っている。このように各内燃機関は同時に同じ行程を行わないように、同じ隣接した内燃機関が連続して膨張行程を行わないように前記各サイクルが組合わされている。これによって各内燃機関の吸気弁が開放されている時間すなわち吸気期間が各内燃機関毎に異なり、参照符４５で示す第１の内燃機関の吸気期間、参照符４６で示す第３の内燃機関の吸気期間、参照符４７で示す第４の内燃機関の吸気期間、および参照符４８で示す第２の内燃機関の吸気期間はそれぞれ重なり合わないように設定されている。
【００２２】
燃料は各内燃機関の吸気弁が開放されている時間内に燃料噴射弁を開放して吸気管内に噴射される。燃料が完全燃焼するためには、燃料と燃焼室内に吸入された空気との比が、燃料が供給された内燃機関が求められている出力に応じて予め定められる値である必要がある。つまり燃料の噴射量が吸気行程の終了時において燃焼室１１内に吸入された吸入空気量すなわり１サイクル当たりの空気流量に見合った量である必要がある。すなわち吸気弁９が閉じる直前の吸気管圧力に基づいて前記噴射量を演算し決定する必要がある。たとえば内燃機関を搭載したたとえば自動車などにおいて始動または加速などが要求された場合、速やかに始動または加速を実施するために、すなわち始動時や加速時の応答性を高めるために吸気期間内の予め定められた複数のタイミングにおいて前記噴射量の予想量を演算する。
【００２３】
前記予め定められたタイミング、たとえばクランク角がある一定の角度になったときに前記予想量の演算を行う。前述したように前記噴射量は本来吸気弁９が閉じる直前の吸気管圧力に基づいて計算されるべきである。したがって吸気弁９の閉弁時刻ｔ５に近いほど予想量は正確度を増すと考えられる。図３で示すようにたとえば吸気弁９が開放された後の時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４において予想量の演算を行し、時刻ｔ１では予想量Ｖ１が、時刻ｔ２では予想量Ｖ２が、時刻ｔ３では予想量Ｖ３が、時刻ｔ４で予想量Ｖ４がそれぞれ算出されたとするとき、前記予想量に閉弁時刻ｔ５に近いほど、すなわち吸気管の初期よりも終期の方が値が大きくなるような係数α１，α，２，α３，α４をそれぞれ用いて重み付けを行う。このように前記各予想時に正確度に応じた重み付けを行うことによって、前記予想量を実際に必要とされる噴射量により近い量とすることができ、燃料噴射量の無駄を低減することができる。また前記係数はたとえばα１が０．５、α２が０．８、α３が１．２、α４が１．５として、時刻ｔ１，ｔ２では１より小さく、時刻ｔ３，ｔ４では１より大きい値としてもよい。また前記係数はメモリ１ａ内にストアされ必要とするときに読込むようにしてもよい。さらにまた前記係数は吸気管圧力の時間変化に応じて変化するようにしてもよい。
【００２４】
図４および図５は燃料噴射量制御方法を説明するためのフローチャートである。また図７〜図１０は吸気期間、予想値の演算時間、噴射弁の開放時間などの関係を示すグラフである。図７（１）〜図１０（１）は吸気期間Ｔｏｐを示している。これは図２の参照符４５〜４８で示す吸気期間のいずれか１つに対応したものである。また図７（２）〜図１０（２）は予想量を演算するタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を示している。
【００２５】
たとえば１番目の内燃機関の吸気弁が開くと図４のフローチャートにおいてステップｎ１からステップｎ２に進み、クランク角検出器２７で検出されたクランク角（以後ＣＡと称することがある）が予め定められた値、たとえば０度であるか否か、すなわち時刻ｔ１であるか否かが判断される。そうであるとき、すなわち時刻ｔ１に達したと判断したときにはステップｎ３に進み、そうでないときはステップｎ２に戻る。ステップｎ３では吸気管圧力検出器２３で検出されたＣＡが０度のときの吸気管圧力ＰＭ１を読込む。ステップｎ４では吸気管圧力ＰＭ１に基づいて噴射する燃料の予想量Ｖ１を演算する。ステップｎ３およびｎ４での処理のために必要とする時間、すなわち予想量Ｖ１を演算するために必要な時間は図７（３）〜図１０（３）の参照符Ｔ１で示される。ステップｎ５ではクランク角検出器２７で検出されたクランク角が予め定められた値、たとえば４５度であるか否か、すなわち時刻ｔ２であるか否かが判断され、そうであるときはステップｎ６に進み、そうでないときにはステップｎ５に戻る。
【００２６】
ステップｎ６では、吸気管圧力検出器２３で検出されたＣＡが４５度のときの吸気管圧力ＰＭ２を読込み、吸気管圧力ＰＭ２と吸気管圧力ＰＭ１の差が０より大きい値であるか、すなわち前記吸気管圧力ＰＭ２が前記吸気管圧力ＰＭ１より大きいかどうかを判断する。
【００２７】
（ＰＭ２−ＰＭ１） ＞ ０                                …（１）
そうであるとき、すなわちＣＡが４５度のときの吸気管圧力ＰＭ２がＣＡが０度のときの吸気管圧力ＰＭ１より大きいときはステップｎ７に進み、そうでないときすなわちＣＡが４５度のときの吸気管圧力ＰＭ２がＣＡが０度のときの吸気管圧力ＰＭ１より小さいときはステップｎ８に進む。前記予想量は図６の参照符５３に示すように吸気管圧力の絶対値が上昇するにしたがって大きくなる。ゆえに吸気管圧力が前回検出した吸気管圧力よりも小さいときは、予想量Ｖ２は演算する必要がないと判断される。ステップｎ７では吸気管圧力ＰＭ２に基づいて燃料の予想量Ｖ２を演算する。予想量Ｖ２を演算するために必要な時間は図７（３）〜図１０（３）の参照符Ｔ２で示される。
【００２８】
ステップｎ８ではクランク角検出器２７で検出されたクランク角が予め定められた値たとえば９０度であるか否か、すなわち時刻ｔ３であるか否かが判断され、そうであるときにはステップｎ９に進み、そうでないときにはステップｎ８に戻る。ステップｎ９では吸気管圧力検出器２３で検出されたＣＡが９０度のときの吸気管圧力ＰＭ３を読込み、ＣＡが９０度のときの吸気管圧力ＰＭ３とＣＡが４５度のときの吸気管圧力ＰＭ２との差が０より大きい値であるかどうか、すなわち前記吸気管圧力ＰＭ３が前記吸気管圧力ＰＭ２より大きいかどうかを判断する。
【００２９】
（ＰＭ３−ＰＭ２） ＞ ０                                …（２）
そうであるとき、すなわち前記吸気管圧力ＰＭ３が前記吸気管圧力ＰＭ２より大きいときはステップｎ１０に進み、そうでないとき、すなわち前記吸気管圧力ＰＭ３が前記吸気管圧力ＰＭ２より小さいときには、ステップｎ６で吸気管圧力ＰＭ２が吸気管圧力ＰＭ１より小さいときと同様に、予想量Ｖ３は演算する必要がないと判断され、ステップｎ１１に進む。ステップｎ１０ではＣＡが９０度のときの吸気管圧力ＰＭ３に基づいて燃料の予想量Ｖ３を演算する。予想量Ｖ３を演算するために必要な時間は図７（３）〜図１０（３）の参照符Ｔ３で示される。ステップｎ１１では次式３に示す前記予想量に前述した重み付けを行い、時刻ｔ１〜ｔ３における吸気管圧力ＰＭ１〜ＰＭ３から予想した燃料噴射量の予想値ｖが、クランク軸が４５度ＣＡ回転するのに必要な時間Ｔ０から前記クランク角が１３５度のときの吸気管圧力ＰＭ４に基づいて予想量Ｖ４を演算するために必要な時間Ｔ４を差し引いた時間（Ｔ０−Ｔ４）、燃料噴射弁８を開放したときに噴射することが可能な噴射量である最大噴射量Ｖ０より小さいかどうかを判断する。
【００３０】
【数１】
0003683607.tif 000002
【００３１】
燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射量は単位時間当たりはほぼ一定であり、したがって前記噴射量は図３の参照符５１で示す噴射弁の開弁時間すなわち参照符５２で示す燃料噴射弁の通電時間によって制御されている。
【００３２】
前記予想値ｖが最大噴射量Ｖ０よりも小さく、前記時間（Ｔ０−Ｔ４）内に燃料の噴射が終了するときにはステップｎ１２に進み、そうでないとき、すなわち前記予想値ｖが最大噴射量Ｖ０より大きい場合はステップｎ１８に進んで燃料噴射弁８を開放し燃料の噴射を開始する。
【００３３】
ステップｎ１２では、クランク角検出器２７で検出されたクランク角が予め定められた値たとえば１３５度であるか否か、すなわち時刻ｔ４であるか否かが判断され、そうであるならばステップｎ１３に進み、そうでないならばステップｎ１２に戻る。ステップｎ１３ではＣＡが１３５度のときの吸気管圧力ＰＭ４を読込み、ＣＡが１３５度のときの吸気管圧力ＰＭ４とＣＡが９０度のときの吸気管圧力ＰＭ３の差が０より大きいか否かが判断される。
【００３４】
（ＰＭ４−ＰＭ３） ＞ ０                                …（５）
そうであるとき、すなわち前記吸気管圧力ＰＭ４が前記吸気管圧力ＰＭ３よりも大きいときは前記吸気管圧力ＰＭ４に基づいて予想量Ｖ４を演算し、ステップｎ１５で前述した各クランク角０度，４５度，９０度，１３５度に対応した予想量Ｖ１〜Ｖ４に、クランク角の値に応じた、すなわち閉弁時刻ｔ５に近いほど大きくなるような前述した重み付け係数α１〜α４をメモリ１ａから読出して重み付けを行い、次式に示す噴射量Ｖ６を演算する。
【００３５】
【数２】
0003683607.tif 000003
【００３６】
ステップｎ１６では燃料噴射弁８に通電を行い、燃料噴射弁８を図７の参照符Ｔ４で示す演算時間が終了してから参照符Ｔ６で示す時間開放し、噴射量Ｖ６の燃料を噴射し、処理を終了する。
【００３７】
また、前記吸気管圧力ＰＭ４が前記吸気管圧力ＰＭ３より小さいときはステップｎ２６で前記重み付け係数α１〜α３によって重み付けされた前記予想量を用いて次式に示す噴射量Ｖ８を演算する。
【００３８】
【数３】
0003683607.tif 000004
【００３９】
噴射量Ｖ８はステップｎ１５で演算した噴射量Ｖ６より小さい値である。ステップｎ２７では噴射弁を図８の参照符Ｔ８で示す時間開放し、噴射量Ｖ８の燃料を噴射して処理を終了する。
【００４０】
またステップｎ１１で予想値ｖが最大噴射量Ｖ０より大きいと判断された場合には、ステップｎ１８で燃料噴射弁を開放し燃料の噴射を開始した後、ステップｎ１９でクランク角検出器２７で検出したクランク角が予め定められた値たとえば１３５度以上であるか否か、すなわち時刻ｔ４であるか否かが判断され、そうでないときはステップｎ１９に戻る。そうであるときはステップｎ２０に進み、吸気管圧力検出器２３で検出したＣＡが１３５度のときの吸気管圧力ＰＭ４を読込み、ＣＡが１３５度のときの吸気管圧力ＰＭ４とＣＡが９０度のときの吸気管圧力ＰＭ３との差が０より大きいか否かが判断される。
【００４１】
（ＰＭ４−ＰＭ３） ＞ ０                                …（５）
そうであるときにはステップｎ２１で前記吸気管圧力ＰＭ４に基づいて予想量Ｖ４を演算する。ステップｎ２２では次式に基づいて燃料の噴射量Ｖ５を演算する。
【００４２】
【数４】
0003683607.tif 000005
【００４３】
すでに、予想量Ｖ３が終了した時刻ｔ３ａにおいて噴射弁は開放されており燃料の噴射は始まっているので、噴射量Ｖ５は予想量Ｖ１〜Ｖ４に前述した重み付けを行って求めた噴射量Ｖ６と前記最大噴射量Ｖ０との差であり、すなわち時刻ｔ４から噴射される燃料の噴射量である。演算時間Ｔ４は微小であるので演算時間Ｔ４の間に吸気管内に供給される燃料の量もまた微小である。したがって演算時間Ｔ４の間燃料を噴射し続けてもよい。ステップｎ２３では前記時間Ｔ０に引続いて図９の参照符Ｔ５で示す時間、噴射弁を開放し、噴射量Ｖ５の燃料を噴射して処理を終了する。
【００４４】
さらにまたステップｎ２０でＣＡが１３５度のときの吸気管圧力ＰＭ４がＣＡが９０度のときの吸気管圧力ＰＭ３より小さいと判断されたときにはステップｎ２４で噴射量Ｖ７を次式に基づいて演算する。
【００４５】
【数５】
0003683607.tif 000006
【００４６】
すでに燃料噴射弁は開放され、燃料の噴射は始まっているので、噴射量Ｖ７は予想量Ｖ１〜Ｖ３に前述した重み付けを行って得た噴射量Ｖ８とすでに噴射された前記最大噴射量Ｖ０との差であり、すなわち時刻ｔ４から噴射される燃料の噴射量である。ステップｎ２５では時間Ｔ０に引続いて図１０の参照符Ｔ７で示す時間噴射弁を開放し、噴射量Ｖ７の燃料を噴射し処理を終了する。
【００４７】
以上のように、燃料の噴射を吸気期間の終期にまとめて行うことによって、燃料噴射量の誤差を低減し、また噴射弁の機械的な損失を低減することができる。
【００４８】
また予想量の演算はクランク角が予め定めた角度に達したとき、すなわちクランク角周期によって行っている。すなわち予想量を演算する時刻ｔ１〜ｔ４の間隔は内燃機関の回転速度に依存している。たとえば内燃機関の回転数が１０００ｒｐｍのとき時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ３〜ｔ４の間隔は７．５ｍｓであり、このように内燃機関の回転速度が遅いときには、前述したクランク角周期毎の予想量の演算と平行して前記予想量の演算をたとえば２または４ｍｓ毎の予め定める時間周期毎に行ってもよい。
【００４９】
図１１は、内燃機関の低回転時における燃料噴射量の予想量の演算タイミングの制御を説明するためのフローチャートである。処理が開始されるとステップｍ１からステップｍ２に進む。ステップｍ２では内燃機関の回転数ＮＥが予め定めた回転数、たとえば２０００ｒｐｍ未満であるか否かが判断される。
【００５０】
ＮＥ ＜ ２０００ｒｐｍ                              …（１０）
そうでないときは、そのまま処理を終了する。そうであるときすなわち低回転時にはステップｍ３に進み、前回予想量を計算してから予め定める時間たとえば２ｍｓ経過したか否かが判断される。そうでないときにはステップｍ３に戻り、そうであるとき、すなわち２ｍｓ経過した場合はステップｍ４に進み吸気管圧力検出手段２３で検出された吸気管圧力を読込み、吸気管圧力に基づいて予想量の演算を行い処理を終了する。
【００５１】
前記予想量は前述したクランク角周期で予想した予想量と同様に吸気弁の閉弁時刻に近いほど大きくなる重み付け係数を用いて重み付けされる。重み付けされた前記予想量と前述したクランク角周期で予想した予想量とを合わせて燃料噴射量が決定される。
【００５２】
本実施例では吸気管圧力に基づいて燃料噴射量の予想量を演算している。この演算は大気温度、冷却水温度などの検出結果によって補正するようにしてもよい。また前記燃料噴射量は吸気管圧力以外の検出結果に基づいて演算して求めるようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、内燃機関の吸気期間中において予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出し、検出した吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算し、前記各タイミング毎の前記燃料噴射量に吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重み係数を用い、正確度の高い燃料噴射量により重い重みを付けた値によって実際の燃料噴射量を演算し、前記吸気期間中に前記実際の燃料噴射量の燃料を噴射する燃料噴射量制御方法である。
【００５４】
またそのための装置はクランク角を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段の出力に応答し、予め定めるクランク角によって決定される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、前記吸気管圧力検出手段の出力に応答し、前記各吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する第１演算手段とを備え、燃料噴射量を複数予想する。また、前記各タイミングに対応し、吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重み係数をストアする係数記憶手段と、前記第１演算手段の出力に応答し、前記各燃料噴射量を対応する前記重み係数によって正確度の高い燃料噴射量により重い重み付けを行い、各重み付けした燃料噴射量を平均して実際の燃料噴射量を演算する第２演算手段と、第２演算手段の出力に応答し、吸気弁の上流側の吸気管内に前記実際の燃料噴射量の燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える。これによって燃料噴射量を正確に予想することができるので、燃料噴射量の無駄を低減することができる。
さらに検出した今回の吸気管圧力が前回の吸気管圧力よりも大きい場合に、今回の吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算する。したがって燃料噴射量の演算が必要と判断される場合だけ、燃料噴射量が演算される。したがって演算量を少なくすることができる。
【００５５】
また本発明に従えば、内燃機関の燃料噴射量制御方法は、内燃機関の吸気期間中において予め定めるクランク角によって形成される複数のタイミング毎に吸気管圧力を検出して、検出した吸気管圧力に対応する燃料噴射量を演算し、前記タイミング毎の前記燃料噴射量に吸気期間の初期から終期になるにつれて大きくなる重み係数を用いて正確度の高い燃料噴射量により重い重みを付けた値によって実際の燃料噴射量を演算して求める。また前記吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間が、前記実際の燃料噴射量の噴射に要する時間より短いときには前記最終回のタイミングより先に燃料の噴射を開始して吸気期間の終了までに実際の燃料噴射量の燃料を噴射し、長いときには、前記最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの間に前記実際の燃料噴射量の燃料を噴射し、確実に前記実際の燃料噴射量の燃料を噴射する方法である。すなわち、燃料の噴射を吸気期間の終期にまとめて行うことによって、噴射の回数を減少させることができる。
【００５６】
また本発明に従えば、前記タイミングは３回以上あり、前記実際の燃料噴射量は、最終回よりも１つ前のタイミングにおいて演算され、前記最終回で演算された最も正確度の高い燃料噴射量によって燃料噴射弁の閉弁時刻を制御して前記実際の燃料噴射量を補正する。
【００５７】
またその装置は前記クランク角検出手段と前記吸気管圧力検出手段と前記第１演算手段と前記係数記憶手段と前記第２演算手段とを備えて、噴射前に実際の燃料噴射量を演算する。また、第２演算手段の出力に応答して、前記実際の燃料噴射量の噴射に要する時間と、吸気期間における最終回の燃料噴射量の演算時から吸気期間の終了までの時間とを比較し、吸気期間内に前記実際の燃料噴射量の燃料の噴射が終了するように、燃料噴射の開始時期を判断する判断手段と、第２演算手段の出力と判断手段の出力とに応答し、前記吸気弁の上流側の吸気管内に前記実際の燃料噴射量の燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える。したがって燃料噴射の誤差を低減し、かつ燃料噴射弁の機械的損失を低減することができる。
【００５８】
さらにまた本発明に従えば、前記燃料噴射量の演算はクランク角が予め定められた値となるタイミング毎に行われ、かつ内燃機関の回転速度が予め定める値未満であるときには、予め定める一定時間毎にもまた行われる。これによって内燃機関の回転数が低下しているときでも要するタイミングの周期を短くすることができる。したがって吸気管圧力の急激な変化に対しても対応でき、吸入空気量に見合った量の燃料を噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の内燃機関の制御装置１とそれに関連する構成を示すブロック図である。
【図２】多シリンダ機関の各行程の組合わせを示す図である。
【図３】吸気期間内の燃料噴射量演算のタイミングと燃料噴射の時期を示す図である。
【図４】本発明の燃料噴射量制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の燃料噴射量制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】燃料噴射量と吸気管圧力との関係を示すグラフである。
【図７】吸気期間と、燃料噴射量の演算タイミングおよび演算時間と、噴射時間との関係の一例を示すグラフである。
【図８】吸気期間と、燃料噴射量の演算タイミングおよび演算時間と、噴射時間との関係の一例を示すグラフである。
【図９】吸気期間と、燃料噴射量の演算タイミングおよび演算時間と、噴射時間との関係の一例を示すグラフである。
【図１０】吸気期間と、燃料噴射量の演算タイミングおよび演算時間と、噴射時間との関係の一例を示すグラフである。
【図１１】内燃機関の低回転時における燃料噴射量の予想量の演算のタイミングの制御を説明するためのフローチャートである。
【図１２】吸気管圧力の時間変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  制御装置
２  吸気口
３  エアクリーナ
４，７  吸気管
５  スロットル弁
６  サージタンク
８  燃料噴射弁
９  吸気弁
１０  内燃機関
１１  燃焼室
１２  点火プラグ
１３  排気弁
１４  排気管
１５  三元触媒
１６  シリンダ
１７  ピストン
２０  電圧検出器
２１  吸気温度検出器
２２  スロットル弁開度検出器
２３  吸気管圧力検出器
２５  酸素濃度検出器
２６  排気温度検出器
２７  クランク角検出器
２８  車速検出器
２９  イグナイタ
３０  バッテリ
３２  燃料ポンプ
３３  スタータモータ
【図１】
0003683607.tif 000007
【図２】
0003683607.tif 000008
【図３】
0003683607.tif 000009
【図４】
0003683607.tif 000010
【図５】
0003683607.tif 000011
【図６】
0003683607.tif 000012
【図７】
0003683607.tif 000013
【図８】
0003683607.tif 000014
【図９】
0003683607.tif 000015
【図１０】
0003683607.tif 000016
【図１１】
0003683607.tif 000017
【図１２】
0003683607.tif 000018