(57)【要約】【課題】燃料噴射量をより理想値に近づけることができる燃料噴射制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】１サイクル前の吸気管内圧ＰＢのピーク値の発生タイミングより後の特定のタイミングであるＰ２におけるスロットル開度をＴＨ０とする。サイクルにおいて、□に斜線を施した噴射時間演算の直前に設定される特定の点はＰ３である。このＰ３でのスロットル開度をＴＨ１とする。補正時間の変化分（ｔａ０→ｔａ１）に基づいて、噴射量を補正する。【効果】図中（ｆ）にて、点Ｐ２が点Ｐ１より後であるため、吸気管内圧の影響を受けない又は受けても軽微であるから、理想に近い補正が行える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数（Ｎｅ）と、１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧（ＰＢ）とに基づいて、現サイクルの吸気行程で吸込む燃料の基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量算出手段（２５）と、
前記基本燃料噴射量の算出直前におけるスロットル開度をＴＨ１とし、それ以前のスロットル開度をＴＨ０とし、これらの変化分に基づき、前記基本燃料噴射量に対して補正を行う燃料噴射量補正手段（２６）と、
を備える燃料噴射制御装置（２４）において、
前記燃料噴射量補正手段（２６）は、前記１サイクル前の吸気行程における吸気バルブ（１７）の最大リフト時以降のタイミングにおけるスロットル開度を前記ＴＨ０として前記補正を行うことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧（ＰＢ）は、その吸気管内圧（ＰＢ）のピーク値を採用し、
前記ＴＨ０は、前記ピーク値の発生タイミングより後のタイミングに設定されることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記１サイクル前における前記吸気バルブ（１７）が閉じきるタイミング又はそれ以降のタイミングでのスロットル開度を前記ＴＨ０とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射は、現サイクルの前記吸気行程の初期の段階又は前記吸気行程より前の段階で行われる第１の噴射であって、前記燃料噴射装置は、この第１の噴射より後であって且つ現サイクルの吸気行程中に第２の噴射を行うものであって、
前記第２の噴射は、前記ＴＨ１と次に定めるＴＨ２の変化分に基づいて噴射量が求められるものであり、
前記ＴＨ２は、前記吸気バルブの最大リフト量となるタイミング以前のタイミングにおけるスロットル開度を用いることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射は、現サイクルの前記吸気行程の初期の段階又は前記吸気行程より前の段階で行われる第１の噴射であって、前記燃料噴射装置は、この第１の噴射より後であって且つ現サイクルの吸気行程中に第２の噴射を行うものであって、
前記第１の噴射では、前記１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧（ＰＢ）として、その吸気管内圧のピーク値を採用し、
前記第２の噴射は、前記ＴＨ１と次に定めるＴＨ２の変化分に基づいて噴射量が求められるものであり、
前記ＴＨ２は、前記吸気管内圧（ＰＢ）のピーク値のタイミング以前のタイミングにおけるスロットル開度を用いることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記第１の噴射における補正噴射の噴射量の決定と、前記第２の噴射の噴射量の決定には、共通のスロットル開度マップ（Ｍｐ）又は数式が用いられることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関へ、インジェクタを介して適量の燃料を供給する燃料噴射制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、燃料と空気との混合気を点火プラグで点火することでエネルギーを得る為、混合気の空燃比を適切に維持することが求められる。燃料噴射式内燃機関での空気に対する燃料噴射量の決め方が各種提案されてきた（例えば、特許文献１（図８、図１１）参照。）。
【０００３】
特許文献１の図８において、（Ａ）に示されるパルサ出力に基づいて（Ｂ）に示される噴射指令信号Ｖｊが発せられ、燃料が噴射される。
この間、（Ｃ）に示されるように、スロットル開度θは変化する。
【０００４】
（Ｄ）に示されるＰＢｍａｐは、特許文献１段落番号［０１４２］第５行〜第７行に示されるように、機関（エンジン）の回転数と、スロットル開度とに対して求められる吸気圧マップ検索値である。
（Ｅ）に示される比較基準値ＰＢｍａｐ０は、特許文献１段落番号［０１４２］第１０行〜第１２行に示されるように、前記の同期噴射タイミングの直前のタイミングで検索された検索値ＰＢｍａｐが用いられる。
【０００５】
そして、特許文献１の図１１において、（Ａ）に示されるＴｉは、タイミングｔ１で開始される実噴射時間である。実噴射時間Ｔｉは、基準噴射時間Ｔｉ０と補正量Ｔａｃｃからなる。
補正量Ｔａｃｃは、（Ｂ）に示されるマップ検索値ΔＰＢｍａｐ１に基づいて決定される。なお、ΔＰＢｍａｐ１は、ΔＰＢｍａｐ１＝（ＰＢｍａｐ１−ＰＢｍａｐ０）で算出される。
【０００６】
すなわち、特許文献１には、吸気行程の開始タイミング付近に同期して燃料噴射を行う同期噴射量を設定するにあたり、同期噴射のタイミングでのエンジン回転数と、１サイクル前の吸気行程における吸気管負圧から推定される吸入空気量に基づいて基本噴射量を算出し、この１サイクル前の吸気行程から現サイクルにおける同期噴射までのエンジン負荷変化分を補うために、前回の同期噴射のタイミングでのスロットル開度から算出される負荷パラメータと、今回の同期噴射のタイミングでのスロットル開度から算出される負荷パラメータとの差に基づいて補正を行う手法が開示されている。
【０００７】
特許文献１の図８に関する上述の説明から明らかなように、図１１（Ｂ）に示されるＰＢｍａｐ０はタイミングｔ０での検索値である。図１１（Ｃ）に示されるように、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間で、スロットル開度は変化する可能性が大である。
【０００８】
すなわち、吸気行程中のスロットル開度変化分は、吸気圧変化として反映されるものであるので、基本噴射量に対する補正係数を算出するにあたり、特許文献１のように、吸気行程前からのスロットル開度変化を利用すると、スロットル開度変化分と、スロットル開度変化に伴って発生する吸気圧変化分との両方（両変化分）を重複して加えることとなり、補正量が理想値に対して乖離し易くなり、その為、補正量の算出式やマップ等を構築するにあたり、吸気圧変化分を十分に考慮したものにする必要があり、複雑化しやすく、実験工数が嵩む。
【０００９】
エンジンの高性能化が求められる中、燃料噴射量をより理想値に近づけることができる燃料噴射制御装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１０６２０３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、燃料噴射量をより理想値に近づけることができる燃料噴射制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、エンジン回転数と、１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧とに基づいて、現サイクルの吸気行程で吸込む燃料の基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量算出手段と、前記基本燃料噴射量の算出直前におけるスロットル開度をＴＨ１とし、それ以前のスロットル開度をＴＨ０とし、これらの変化分に基づき、前記基本燃料噴射量に対して補正を行う燃料噴射量補正手段と、備える燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射量補正手段は、前記１サイクル前の吸気行程における吸気バルブの最大リフト時以降のタイミングにおけるスロットル開度を前記ＴＨ０として前記補正を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明では、１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧は、その吸気管内圧のピーク値を採用し、
ＴＨ０は、ピーク値の発生タイミングより後のタイミングに設定されることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明では、１サイクル前における吸気バルブが閉じきるタイミング又はそれ以降のタイミングでのスロットル開度をＴＨ０とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明では、燃料噴射は、現サイクルの前記吸気行程の初期の段階又は吸気行程より前の段階で行われる第１の噴射であって、燃料噴射装置は、この第１の噴射より後であって且つ現サイクルの吸気行程中に第２の噴射を行うものであって、
第２の噴射は、ＴＨ１と次に定めるＴＨ２の変化分に基づいて噴射量が求められるものであり、
ＴＨ２は、吸気バルブの最大リフト量となるタイミング以前のタイミングにおけるスロットル開度を用いることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る発明では、燃料噴射は、現サイクルの前記吸気行程の初期の段階又は吸気行程より前の段階で行われる第１の噴射であって、燃料噴射装置は、この第１の噴射より後であって且つ現サイクルの吸気行程中に第２の噴射を行うものであって、
第１の噴射では、前記１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧（ＰＢ）として、その吸気管内圧のピーク値を採用し、
第２の噴射は、ＴＨ１とＴＨ２の変化分に基づいて噴射量が求められるものであり、
ＴＨ２は、吸気管内圧（ＰＢ）のピーク値のタイミング以前のタイミングにおけるスロットル開度を用いることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る発明では、第１の噴射における補正噴射の噴射量の決定と、第２の噴射の噴射量の決定には、共通のスロットル開度マップ（Ｍｐ）又は数式が用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明では、吸気バルブの最大リフト時以降のスロットル開度に基づいて補正計算を行うので、スロットル開度変化に伴う吸気圧変化が大きい領域を省いた領域においてスロットル開度の変化を決定することができる。これにより、スロットル開度変化分と、これに伴って発生する吸気圧変化分が、重複して影響することを抑えて、理想に近い補正量が算出可能となる。
結果、本発明によれば、燃料噴射量をより理想値に近づけることができる燃料噴射制御装置が提供される。また、実験工数も削減できる。
【００１９】
請求項２に係る発明では、吸気管内圧ピークの発生タイミングより後のタイミングでのスロットル開度ＴＨ０を使用するため、その後のスロットル開度変化による吸気管内圧の変化が少ない。すなわち、吸気管内圧ピークの影響を受けない又は受けても軽微であるから、理想に近い補正が行える。
【００２０】
請求項３に係る発明では、吸気バルブが閉じきっているため、吸気管内圧の変動の影響を全く受けない。結果、変化分を容易に理想に近づけることができるという利点がある。
【００２１】
請求項４に係る発明では、燃料噴射を第１の噴射と第２の噴射とで実施する。特に、第２の噴射は、吸気バルブの最大リフト量のピーク値のタイミング以前のタイミングにおけるスロットル開度ＴＨ２を用いる。このタイミングであれば吸気管内圧の変化が初期段階にありその変化は小さい。すなわち、吸気管内圧の影響を受けない又は受けても軽微であるから、理想に近い補正が行える。
【００２２】
請求項５に係る発明では、燃料噴射を第１の噴射と第２の噴射とで実施する。特に、第２の噴射は、吸気管内圧ピークの発生タイミング以前のタイミングでのスロットル開度ＴＨ２を使用する。このタイミングであれば吸気管内圧の変化が初期段階にありその変化は小さい。すなわち、吸気管内圧ピークの影響を受けない又は受けても軽微であるから、理想に近い補正が行える。
【００２３】
請求項６に係る発明では、第１の噴射も第２の噴射も吸気管内圧の影響を受けないので、互いに同じスロットル開度マップを使用することができ、噴射量を決定するスロットル開度マップは１つで済む。第１の噴射の補正用マップと第２の噴射の補正用マップを各々作成する場合に比べて、本発明によれば作成費用が半減する。また、スロットル開度マップを記憶させるメモリーが半分で済むため、記憶部のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る燃料噴射制御装置を備えるエンジンの基本構成図である。
【図２】燃料噴射制御を説明するタイムチャート図である。
【図３】図２の３部拡大図である。
【図４】燃料噴射制御の一形態を説明する図である。
【図５】燃料噴射制御の別の形態を説明する図である。
【図６】本発明で使用するスロットル開度マップの一例を示す図である。
【図７】燃料噴射制御の別の形態を説明する図である。
【図８】燃料噴射制御の別の形態を説明する図である。
【図９】燃料噴射制御の別の形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
なお、請求項１に係る制御は、主として図７に基づいて説明する。同様に、請求項２は図４で説明し、請求項３は図６で説明し、請求項４は図４で説明し、請求項６は図８で説明し、請求項７は図９で説明する。
【実施例】
【００２６】
図１に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１１にピストン１２を備え、クランクケース１３にクランクシャフト１４の回転数（すなわち、エンジン回転数）を測るパルスセンサ１５を備え、シリンダヘッド１６に吸気バルブ１７及び排気バルブ１８を備え、吸気管１９に吸気の流れに沿ってスロットルバルブ２１、インジェクタ２２及び圧力センサ２３を備え、パルスセンサ１５からエンジン回転数Ｎｅ情報を取得し、スロットルバルブ２１からスロットル開度ＴＨを取得し、圧力センサ２３から吸気管内圧ＰＢを取得してインジェクタ２２を制御する燃料噴射制御装置２４を備える。
【００２７】
燃料噴射制御装置２４は、エンジン回転数Ｎｅと、１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧ＰＢとに基づいて、基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量算出手段２５を含むと共に、基本燃料噴射量の算出直前におけるスロットル開度をＴＨ１とし、それ以前の特定のタイミングにおけるスロットル開度をＴＨ０とし、これらの変化分に基づき、基本燃料噴射量に対して補正を行う燃料噴射量補正手段２６を含む。
【００２８】
燃料噴射制御装置２４の作用を、図２に基づいて詳しく説明する。横軸は時間軸である。
図２において、（ａ）にパルスセンサからのパルス入力をもとに決定される絶対ステージと相対噴射ステージが上下に示され、その下の（ｂ）に吸気バルブの開範囲が示され、（ｃ）に排気バルブの開範囲が示され、（ｄ）に噴射時間演算時期が示され、（ｅ）にインジェクタの閉（非噴射）期間と開（噴射）期間が示され、（ｆ）にスロットル開度ＴＨの変化例が示され、（ｇ）に吸気管内圧ＰＢの変化例が示される。
【００２９】
（ｂ）に示す吸気バルブが開いている間（吸気行程に相当）の途中で、（ｆ）に示すように、吸気バルブは、最も燃焼室内へ突出する。すなわち、吸気バルブのリフト量が最大になる。以降、このタイミングを吸気バルブの最大リフト時と言う。
また、吸気行程ではピストンが下がるため、ピストンで吸引され、吸気管内圧ＰＢが低下する。すると、（ｇ）に示すように、吸気行程の中央近傍で吸気管内圧が最小になる。以降、このタイミングを吸気管内圧のピーク時と言う。
吸気管内圧ＰＢのピーク時は、吸気バルブの最大リフト時より若干後にあらわれる傾向にある。
【００３０】
（ｄ）の噴射時間演算では、図１に示す燃料噴射制御装置２４で、補正済み噴射量が演算される。
図２の３部拡大図である図３に示すように、基本燃料噴射時間に変化分が加算又は減算されることで、補正済み噴射時間が演算される。この演算について図３以降で詳しく説明する。
なお、インジェクタの噴射穴の内径は一定であるため、噴射時間と噴射量とは、ほぼ比例する。よって、ここでは噴射時間は噴射量、噴射量は噴射時間と読み替えることができるものとする。実際には弁が閉→開や、開→閉では、流量変化があるので、時間と量が厳密に一致することはなく、別途補正が必要になるが、ここでは割愛する。
【００３１】
基本燃料噴射時間（量）は、エンジン回転数と、１サイクル前の吸気管内圧ＰＢのピーク値とに基づいて、基本燃料噴射量算出手段（図１、符号２５）で算出される。
図４において、１サイクル前の吸気管内圧ＰＢのピーク値は、点Ｐ１で示される吸気管内圧である。
ただし、１サイクル前の吸気管内圧ＰＢを使用しているために、現サイクルの吸気管内圧とは若干異なることが考えられ、補正を施す必要がある。
【００３２】
そこで、１サイクル前の吸気管内圧ＰＢのピーク値の発生タイミングより後の特定のタイミングであるＰ２におけるスロットル開度をＴＨ０とする。
また、現サイクルにおいて、□に斜線を施した噴射時間演算の直前に設定される特定の点はＰ３である。このＰ３でのスロットル開度をＴＨ１とする。
これで、スロットル開度ＴＨ１と、スロットル開度ＴＨ０が定まる。
【００３３】
図５はスロットル開度マップを示す図であり、スロットル開度マップＭｐ（又は数式（近似式を含む））を用いて、燃料噴射量補正手段（図１、符号２６）は、スロットル開度ＴＨ０に対応する補正時間ｔａ０を読み、スロットル開度ＴＨ１に対応する補正時間ｔａ１を読み取る。そして、補正時間の変化（ｔａ０→ｔａ１）を変化分として認定する。
基本燃料噴射量算出手段（図１、符号２５）で算出した基本燃料噴射時間と、燃料噴射量補正手段（図１、符号２６）で決めた変化分とから、図３に示すように補正済み噴射時間、すなわち燃料噴射量が定まり、この時間だけインジェクタで噴射させる。
【００３４】
図４にて、従来の技術ではＴＨ０は、点Ｐ０での値を用いていた。これでは、スロットル開度変化が（ｆ）に示す吸気管内圧に影響を強く及ぼすため、理想的な補正から著しく乖離する心配がある。この点、本発明では、吸気管内圧の影響を受けない又は受けても軽微であるから、理想に近い補正が行える。
【００３５】
以下、図４の変更例を図６、図７で順に説明する。
好ましくは、図６に示すように、１サイクル前における吸気バルブが閉じるタイミング（点Ｐ４）でのスロットル開度をＴＨ０とする。その他は、図４、図５と同じであるため、説明を省略する。
なお、点Ｐ４は、図示する位置より後、すなわち、吸気バルブが閉じるタイミングより後であってもよい。さらには、吸気バルブが閉じるタイミングの直後がより好ましい。
図４に比較して、図６では吸気バルブが閉じているため、吸気管内圧は、その後のスロットル開度変化の変動の影響を全く受けない。結果、変化分を容易に理想に近づけることができるという利点がある。
【００３６】
図７では、基本燃料噴射量の算出直前（点Ｐ３）におけるスロットル開度をＴＨ１とすることは、変わりがない。一方、エンジンの吸気バルブの最大リフト時以降のタイミング（点Ｐ５）におけるスロットル開度を前記ＴＨ０とする。
そして、ＴＨ０及びＴＨ１に対応する変化分に基づき、基本燃料噴射量に対しての補正を行う。
【００３７】
図７では、吸気管内圧の変動を一部受けるが、従来の技術（点Ｐ０でのスロットル開度をＴＨ０とするため、吸気管内圧の変動を全て受ける。）に比較すれば、良好である。
【００３８】
以上に述べた発明は、１サイクルに１回噴射するエンジンに好適である。
次に、１サイクルに２回噴射する例を説明する。
図８（ｅ）に示すように、吸気行程の初期の段階又は吸気行程より前の段階で第１の噴射を行い、この第１の噴射より後であって且つ吸気行程中に第２の噴射を行う。
【００３９】
第１の噴射では、図４〜図７と同様に、１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧として、その吸気管内圧ＰＢのピーク値、すなわち、点Ｐ１でのＰＢを採用する。
【００４０】
そして、第１の噴射に係る補正は、図７と同様に、基本燃料噴射量の算出直前（点Ｐ３）におけるスロットル開度をＴＨ１とする。一方、エンジンの吸気バルブの最大リフト時以降のタイミング（点Ｐ５）におけるスロットル開度を前記ＴＨ０とする。
そして、ＴＨ０及びＴＨ１に対応する変化分に基づき、図５のスロットル開度マップＭｐを用いて基本燃料噴射量に対しての補正を行う。
【００４１】
また、吸気管内圧のピーク値のタイミング以前のタイミングを点Ｐ６とする。そして、この点Ｐ６におけるスロットル開度をＴＨ２と定める。そして、第２の噴射は、ＴＨ１及びＴＨ２に対応する変化分に基づき、図５のスロットル開度マップＭｐを用いて求める。
点Ｐ６は、吸気管内圧ＰＢのピーク値のタイミングの直前であるとなお良い。
【００４２】
図８の変更例を図９で説明する。
図９は、図８と同様に、吸気行程の初期の段階又は吸気行程より前の段階で第１の噴射を行い、この第１の噴射より後であって且つ吸気行程中に第２の噴射を行う。
【００４３】
第１の噴射では、図８と同様（すなわち、図４〜図７と同様）に、１サイクル前の吸気行程における吸気管内圧として、その吸気管内圧ＰＢのピーク値、すなわち、点Ｐ１でのＰＢを採用する。
【００４４】
そして、第１の噴射に係る補正は、図７と同様に、基本燃料噴射量の算出直前（点Ｐ３）におけるスロットル開度をＴＨ１とする。一方、エンジンの吸気バルブの最大リフト時以降のタイミング（点Ｐ５）におけるスロットル開度を前記ＴＨ０とする。
そして、ＴＨ０及びＴＨ１に対応する変化分に基づき、図５のスロットル開度マップＭｐを用いて基本燃料噴射量に対しての補正を行う。
【００４５】
また、吸気管バルブの最大リフト量のタイミングのタイミング以前のタイミングを点Ｐ７とする。そして、この点Ｐ７におけるスロットル開度をＴＨ２と定める。そして、第２の噴射の噴射量は図５のスロットル開度マップＭｐを用いて、ＴＨ１及びＴＨ２に対応する変化分（ｔａ２−ｔａ１）として得る。
点Ｐ７は、最大リフト時直前であるとなお良い。
【００４６】
以上に説明したように、第１の噴射での補正と第２の噴射での決定とで、共に共通のスロットル開度マップ（図５、符号Ｍｐ）を使用する。第１の噴射の補正用スロットル開度マップと第２の噴射の補正用スロットル開度マップを各々作成する場合に比べて、スロットル開度マップを共用することで作成費用が半減する。また、スロットル開度マップを記憶させるメモリーが半分で済むため、記憶部のコストダウンを図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、インジェクタを備えるエンジンにおける燃料噴射制御に好適である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…エンジン、１５…パルスセンサ、１７…吸気バルブ、２１…スロットルバルブ、２２…インジェクタ、２３…圧力センサ、２４…燃料噴射制御装置、２５…基本燃料噴射量算出手段、２６…燃料噴射量補正手段、Ｎｅ…エンジン回転数、ＰＢ…吸気管内圧、ＴＨ、ＴＨ１…スロットル開度、ＴＨ０…ＴＨ１より前のスロットル開度、ＴＨ２…ＴＨ１より後のスロットル開度、Ｍｐ…スロットル開度マップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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