(57)【要約】【課題】大きなメモリ容量を必要とすることなく、走行負荷に応じて最適な燃料噴射量を求めることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】ギヤポジション判別部１０２は、車速Ｖｐｌｓとエンジン回転数ＮＥとに基づいて現在のギヤポジションＮｇｐを判別する。Ｋｇｐｄ算出部１０３は、ギヤポジションＮｇｐとエンジン回転数ＮＥとに基づいてギヤ別補正係数Ｋｇｐｄを算出する。状態判定部１０４は、エンジンが定常状態および過渡状態のいずれであるかを判定する。マップ選択部１０５は、前記エンジン状態の判定結果に基づいて、基本噴射量Ｔｉを決定するためのマップとしてＰＢマップ１１またはＴＨマップ１２を選択する。基本噴射量決定部１０６は、ＰＢマップ１１またはＴＨマップ１２とギヤ別補正係数Ｋｇｐｄとの積に基づいて基本噴射量Ｔｉを求める。【選択図】　　　　図４
2004100590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機を介して出力軸へ駆動力を伝達する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
エンジン回転数ＮＥを検知する手段と、
燃料噴射量をエンジン回転数ＮＥの関数として決定する手段と、
前記変速機のギヤポジションを判別する手段と、
前記ギヤポジションの判別結果に基づいて前記燃料噴射量を補正する手段とを含むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
補正係数をギヤポジションの関数として求める手段と、
前記燃料噴射量に前記補正係数を乗じる手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記補正係数を求める手段は、前記補正係数をギヤポジションおよびエンジン回転数の関数として求めることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記補正手段は、ギヤポジションが低くなるほど燃料噴射量を減じることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
スロットル開度θＴＨを検知する手段と、
燃料噴射量をエンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度θＴＨをパラメータとして登録したＴＨマップとを具備し、
前記燃料噴射量が前記ＴＨマップに基づいて決定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記ギヤポジションを判別する手段は、エンジン回転数ＮＥと車速Ｖｐｌｓとに基づいてギヤポジションを判別することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、燃料噴射量をギヤポジションに基づいて補正する燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の基本噴射量は吸入空気量に基づいて決定することが望ましい。このため、基本噴射量を決定するパラメータとして、吸入空気量を正確に代表できる吸気負圧を採用する技術が開示されている。一方、自動二輪車においては、スロットル弁を開く操作に対する応答性が全体の操縦性能や商品性に重要に関わってくる。しかしながら、吸気負圧センサは負圧変化に対する出力応答性が良くないために、スロットル急開時等の過渡運転時には吸入空気量を正確に代表することが難しくなる。
【０００３】
このような技術課題を解決するために、燃料の基本噴射量を決定するパラメータとしてスロットル開度θＴＨを新たに追加し、基本噴射量を、定常状態ではエンジン回転数ＮＥと吸気負圧ＰＢとをパラメータとする吸気負圧マップ（ＰＢマップ）から検索し、過渡状態ではエンジン回転数ＮＥとスロットル開度θＴＨとをパラメータとするスロットル開度マップ（ＴＨマップ）から検索する技術が、例えば特開平４−３６５９４３号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術では、ＴＨマップに基づいて基本噴射量を決定しようとする場合、エンジン回転数ＮＥとスロットル開度θＴＨとが求まれば基本噴射量が一義的に決定してしまう。しかしながら、エンジン回転数ＮＥやスロットル開度θＴＨが同一であっても、ギアポジションが低い（減速比が大きい）場合には、高い（減速比が小さい）場合よりも走行抵抗（エンジン負荷）が低くなるために、ギアポジションに応じて基本噴射量に差を持たせることが望ましい。しかしながら、ギヤポジションごとにＴＨマップを設けようとすれば、多くのメモリ領域が必要となるという技術課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、複数のスロットル開度マップを設けることなく、走行負荷に応じて最適な燃料噴射量を求めることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、変速機を介して出力軸へ駆動力を伝達する内燃機関の燃料噴射制御装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
（１）エンジン回転数ＮＥを検知する手段と、燃料噴射量をエンジン回転数ＮＥの関数として決定する手段と、前記変速機のギヤポジションを判別する手段と、前記ギヤポジションの判別結果に基づいて前記燃料噴射量を補正する手段とを含む。
（２）前記補正手段が、補正係数をギヤポジションの関数として求める手段と、燃料噴射量に前記補正係数を乗じる手段とを含む。
【０００７】
上記した特徴（１）によれば、エンジン回転数ＮＥやスロットル開度θＴＨが同一であってもギアポジションに応じて燃料噴射量が補正されるので、常に最適な燃料噴射が可能になる。
【０００８】
上記した特徴（２）によれば、ギヤポジションごとにＴＨマップを設けることなく、各ギアポジションに最適な燃料噴射量を求められる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である燃料噴射制御装置の全体構成図であり、エンジン２０の燃焼室２１には、吸気ポート２２および排気ポート２３が開口し、各ポート２２，２３には吸気弁２４および排気弁２５がそれぞれ設けられるとともに、点火プラグ２６が設けられる。
【００１０】
吸気ポート２２に通じる吸気通路２７には、その開度θＴＨに応じて吸入空気量を調節するスロットル弁２８および前記開度を検出するスロットルセンサ５が設けられ、その下流側に吸入負圧ＰＢを検知する負圧センサ６および燃料噴射弁８が配置されている。吸気通路２７の終端にはエアクリーナ２９が設けられている。エアクリーナ２９内にはエアフィルタ３０および吸気（大気）温度ＴＡを検知する吸気温度センサ２が設けられ、このエアフィルタ３０を通じて吸気通路２７へ外気が取り込まれる。
【００１１】
エンジン２０のピストン３１にコンロッド３２を介して連結されたクランク軸３３には、クランクの回転角度に基づいてエンジン回転数ＮＥを検知するエンジン回転数センサ４が対向配置される。さらに、クランク軸３３に連結されて回転するギヤ等の回転体３４には、車速Ｖｐｌｓを検知する車速センサ７が対向配置されている。エンジン２０の周りに形成されたウォータジャケットには、エンジン温度を代表する冷却水温度ＴＷを検出する水温センサ３が設けられている。
【００１２】
ＥＣＵ（エンジン制御装置）１は、燃料噴射制御部１０、燃料の基本噴射量Ｔｉがエンジン回転数ＮＥと吸気負圧ＰＢとの対応関係毎に登録されたＰＢマップ１１、および燃料の基本噴射量Ｔｉがエンジン回転数ＮＥとスロットル開度θＴＨとの対応関係毎に登録されたＴＨマップ１２を含む。
【００１３】
前記燃料噴射制御部１０は、前記各センサにより検知された信号（プロセス値）とＰＢマップ１１またはＴＨマップ１２とに基づいて、前記燃料噴射弁８へ噴射信号Ｔｏｕｔを出力する。この噴射信号Ｔｏｕｔは噴射量に応じたパルス幅を有するパルス信号であり、燃料噴射弁８は、このパルス幅に相当する時間だけ開弁されて燃料を噴射する。
【００１４】
図２は、前記燃料噴射制御部１０の機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００１５】
補正係数算出部１０１は、吸気負圧ＰＢ、吸気温度ＴＡおよび冷却水温度ＴＷ等のプロセス値に基づいて、吸気負圧補正係数Ｋｐｂ、吸気温度補正係数Ｋｔａおよび冷却水温度補正係数Ｋｔｗ等を算出し、これら全ての補正係数を統合して総補正係数Ｋｔｏｔａｌを算出する。
【００１６】
状態判定部１０４は、スロットル開度θＴＨの時間変化率ΔθＴＨに基づいて、エンジンが定常状態および過渡状態のいずれであるかを判定する。マップ選択部１０５は、前記エンジン状態の判定結果に基づいて、燃料の基本噴射量Ｔｉを決定するためのデータマップとして、ＰＢマップ１１またはＴＨマップ１２を選択する。ギヤポジション判別部１０２は、前記マップ選択部１０５によりＴＨマップ１２が選択されると、車速Ｖｐｌｓとエンジン回転数ＮＥとに基づいて現在のギヤポジションＮｇｐを判別する。
【００１７】
Ｋｇｐｄ算出部１０３は、前記ギヤポジションＮｇｐの判別結果とエンジン回転数ＮＥとに基づいてギヤ別補正係数Ｋｇｐｄを算出する。基本噴射量決定部１０６は、エンジン回転数ＮＥ、吸気負圧ＰＢおよび前記ＰＢマップ１１に基づいて、あるいはエンジン回転数ＮＥ、スロットル開度θＴＨおよび前記ＴＨマップ１２に基づいて基本噴射量Ｔｉを求める。噴射量決定部１０７は、前記基本噴射量Ｔｉ、総補正係数Ｋｔｏｔａｌ、ギヤ別補正係数Ｋｇｐｄおよび加速補正値Ｔａｃｃ等に基づいて燃料噴射量Ｔｏｕｔを求める。
【００１８】
次いで、上記した燃料噴射制御部１０の動作を、図３のフローチャートを参照して詳細に説明する。この処理は、所定ステージにおけるクランクパルスによる割り込みで実行される。
【００１９】
ステップＳ１ではエンジン回転数ＮＥ　が読み込まれ、ステップＳ２ではスロットル開度θＴＨが読み込まれる。ステップＳ３では、スロットル開度θＴＨの時間変化率ΔθＴＨが、前記ステップＳ２で検出されたスロットル開度θＴＨの前回値と今回値との差分に基づいて算出される。ステップＳ４では、吸気負圧ＰＢが読み込まれる。ステップＳ５では、前記状態判定部１０４において、スロットル開度θＴＨの時間変化率ΔθＴＨが基準変化率ΔθＴＨｒｅｆと比較される。
【００２０】
変化率ΔθＴＨが基準変化率ΔθＴＨｒｅｆ　未満であれば、スロットル操作が緩やかであってエンジンが定常状態と判断してステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、マップ選択部１０５によりＰＢマップ１１が選択される。ステップＳ１２では、エンジン回転数ＮＥおよび吸気負圧ＰＢに基づいてＰＢマップ１１が検索され、基本噴射量Ｔｉが求められる。ステップＳ１３では、最終的な燃料噴射量Ｔｏｕｔが、前記基本噴射量Ｔｉと前記補正係数算出部１０１により算出された総補正係数Ｋｔｏｔａｌとの積に、更に所定の加速補正量Ｔａｃｃや無効噴射時間ＴｉＶＢを加算して算出される。
【００２１】
前記加速補正量Ｔａｃｃ　は、例えばスロットル開度の変化率に応じて算出される。無効噴射時間ＴｉＶＢ　は開弁時間のうち燃料の完全な噴射を伴わない時間であり、燃料噴射弁８の形式や構造により決定される。
【００２２】
一方、前記変化率ΔθＴＨが基準変化率ΔθＴＨｒｅｆ　以上であれば、エンジンが過渡状態と判断してステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、マップ選択部１０５によりＴＨマップ１２が選択される。ステップＳ７では、エンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度θＴＨに基づいてＴＨマップ１２が検索され、基本噴射量Ｔｉが求められる。ステップＳ８では、エンジン回転数ＮＥと車速Ｖｐｌｓとに基づいて現在のギヤポジションＮｇｐを判別する「ギヤ判別」が、前記ギヤポジション判別部１０２で実行される。
【００２３】
図４は、前記「ギヤ判別」の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ７０１では、車速センサ７の出力信号に基づいて、これが正常に動作しているか否かが判定される。故障してればステップＳ７１６へ進み、ギヤポジション（ＧＰ）カウンタＮｇｐに「０」がセットされる。正常に動作していればステップＳ７０２へ進み、車速Ｖｐｌｓが基準車速Ｖｒｅｆと比較される。この基準車速Ｖｒｅｆは、車両が低速走行中であるか否かを判断するための基準値であり、例えば数ｋｍ／ｈに設定されている。
【００２４】
車速Ｖｐｌｓが基準車速Ｖｒｅｆを超えていればステップＳ７０３へ進み、ギヤ比ＮＥＶ（＝ＮＥ／Ｖｐｌｓ）が第１基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ１と比較される。前記ギヤ比ＮＥＶが第１基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ１を下回っていれば、ステップＳ７０４において、ＧＰカウンタＮｇｐに、変速機が第１段であることを示す「１」がセットされる。なお、前記ステップＳ７０２において、車速Ｖｐｌｓが基準車速Ｖｒｅｆを下回っていると判定された場合も、ステップＳ７０４において、ＧＰカウンタＮｇｐに「１」がセットされる。
【００２５】
一方、前記ステップＳ７０３において、ギヤ比ＮＥＶが第１基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ１を上回っていると判定されればステップＳ７０５へ進み、ここでギヤ比ＮＥＶが第２基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ２と比較される。ギヤ比ＮＥＶが第２基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ２を下回っていれば、ステップＳ７０６において、ＧＰカウンタＮｇｐに「２」がセットされる。
【００２６】
同様に、前記ステップＳ７０５において、ギヤ比ＮＥＶが第２基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ２を上回っていると判定されればステップＳ７０７へ進み、ここでギヤ比ＮＥＶが第３基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ３と比較される。ギヤ比ＮＥＶが第３基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ３を下回っていれば、ステップＳ７０８においてＧＰカウンタＮｇｐに「３」がセットされる。
【００２７】
以下同様に、前記ステップＳ７０９において、ギヤ比ＮＥＶが第４基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ４を下回っていると判定されれば、ステップＳ７１０において、ＧＰカウンタＮｇｐに「４」がセットされる。前記ステップＳ７１１において、ギヤ比ＮＥＶが第５基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ５を下回っていると判定されれば、ステップＳ７１１においてＧＰカウンタＮｇｐに「５」がセットされる。前記ステップＳ７１３において、ギヤ比ＮＥＶが第６基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ６を下回っていると判定されれば、ステップＳ７１４においてＧＰカウンタＮｇｐに「５」がセットされ、前記ステップＳ７１３において、ギヤ比ＮＥＶが第６基準ギヤ比ＮＥＶｒｅｆ６を上回っていると判定されれば、ステップＳ７１５においてＧＰカウンタＮｇｐに「７」がセットされる。
【００２８】
以上のようにして、ＧＰカウンタＮｇｐへのギヤポジションの登録が完了すると、図３のステップＳ９では、このＧＰカウンタＮｇｐの登録値に基づいてギヤ別補正係数Ｋｇｐｄを算出するための「Ｋｇｐｄ算出」が、前記Ｋｇｐｄ算出部１０３で実行される。
【００２９】
図５は、前記「Ｋｇｐｄ算出」の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ８０１では、前記マップ選択部１０５においていずれのマップが選択されているかが判定される。ＴＨマップ１２が選択されていればステップＳ８０２へ進み、冷却水温度ＴＷが基準温度ＴＷｒｅｆと比較される。冷却水温度ＴＷが基準温度ＴＷｒｅｆを上回っていれば、ステップＳ８０３、８０４，８０５において前記ＧＰカウンタＮｇｐが参照される。
【００３０】
前記ＧＰカウンタＮｇｐが「５」または「６」であれば、ステップＳ８０６において、後述する低負荷時用のＮＥ／ｋｇｐｄｈテーブルがエンジン回転数ＮＥに基づいて検索され、検索結果がＫｇｐｄの暫定値Ｋｇｐｄ０として登録される。同様に、前記ＧＰカウンタＮｇｐが「３」または「４」であれば、ステップＳ８０７において、後述する中負荷時用のＮＥ／ｋｇｐｄｍテーブルがエンジン回転数ＮＥに基づいて検索され、検索結果が前記暫定値Ｋｇｐｄ０として登録される。同様に、前記ＧＰカウンタＮｇｐが「１」または「２」であれば、ステップＳ８０８において、後述する高負荷時用のＮＥ／ｋｇｐｄｌテーブルがエンジン回転数ＮＥに基づいて検索され、検索結果が前記暫定値Ｋｇｐｄ０として登録される。
【００３１】
図６は、前記各テーブルの内容を模式的に、かつ重ねて示した図であり、エンジン回転数ＮＥごとに、これに対応する各補正係数Ｋｇｐｄｈ，Ｋｇｐｄｍ，Ｋｇｐｄｌが登録されている。本実施形態では、エンジン回転数ＮＥに対する各補正係数が、Ｋｇｐｄｈ（高負荷）＞Ｋｇｐｄｍ（中負荷）＞Ｋｇｐｄｌ（低負荷）の傾向を示すように各補正係数が選択されている。すなわち、本実施形態ではエンジンの負荷が小さくなるほど補正係数の値が小さくなり、結果的に燃料の噴射量が減ぜられる。エンジン回転数ＮＥと各補正係数との関係はエンジン回転数ＮＥの中７点でのみ登録され、それ以外の関係は補間処理により求められる。
【００３２】
図５へ戻り、ステップＳ８１０では、スロットル開度θＴＨに基づいてθＴＨ／Ｋｇｐｔｈテーブルが検索され、検索結果がスロットル補正係数Ｋｇｐｔｈとして登録される。ステップＳ８１１では、ギヤ別補正係数Ｋｇｐｄが、前記Ｋｇｐｄの暫定値Ｋｇｐｄ０とスロットル補正係数Ｋｇｐｔｈとの積として算出される。
【００３３】
なお、前記ＧＰカウンタＮｇｐが「０」であるか、あるいは前記ステップＳ８０１，８０２の判断が否定であれば、ステップＳ８０９において、ギヤ別補正係数Ｋｇｐｄが前記データテーブルやスロットル補正係数Ｋｇｐｔｈとは無関係に「１．０」に設定される。
【００３４】
図３へ戻り、ステップＳ１０では、最終的な燃料噴射量Ｔｏｕｔが、前記基本噴射量Ｔｉと、総補正係数Ｋｔｏｔａｌと、前記Ｋｇｐｄ算出部１０３で算出されたギヤ別補正係数Ｋｇｐｄとの積に、さらに所定の加速補正量Ｔａｃｃや無効噴射時間ＴｉＶＢを加算して算出される。
【００３５】
ステップＳ１４では、燃料噴射弁８の駆動信号が燃料噴射量Ｔｏｕｔの間だけ出力される。燃料噴射弁８は、この駆動信号が出力されている間だけ開弁して燃料を噴射する。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
（１）変速機のギヤポジションを判別する手段を設け、ギヤポジションの判別結果に基づいて基本噴射量を補正するようにしたので、エンジン回転数ＮＥやスロットル開度θＴＨが同一であっても、エンジン負荷に応じて最適な燃料噴射量を求められる。
（２）ギヤポジションごとに最適な燃料噴射量を求めるために、補正係数をギヤポジションの関数として求め、この補正係数を燃料噴射量に乗じるようにしたので、ギヤポジションごとにＴＨマップを設けることなく、各ギアポジションに最適な燃料噴射量を求められる。
（３）ギヤポジションが低くなるほど燃料噴射量が減ぜられるようにしたので、低走行負荷時に燃料消費率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である燃料噴射装置の全体構成図である。
【図２】図１の燃料噴射制御部１０の機能ブロック図である。
【図３】燃料噴射の制御手順を示したフローチャートである。
【図４】ギヤポジションの判別手順を示したフローチャートである。
【図５】ギヤ別補正係数の算出手順を示したフローチャートである。
【図６】ギヤ別補正係数（Ｋｇｐｄ０）の一例を示した図である。
【図７】スロットル補正係数（Ｋｇｐｔｈ）の一例を示した図である。
【符号の説明】１…ＥＣＵ，２…吸気温度（ＴＡ）センサ，３…水温（ＴＷ）センサ，４…エンジン回転数（ＮＥ）センサ，５…スロットル開度（θＴＨ）センサ，６…吸気圧（ＰＢ）センサ，８…噴射弁，１０…燃料噴射制御部，１１…ＰＢマップ，１２…ＴＨマップ，２０…エンジン，２１…燃焼室，２２…吸気ポート，２３…排気ポート，２４…吸気弁，２５…排気弁，２６…点火プラグ，２７…吸気通路，２８…スロットル弁，２９…エアクリーナ，３０…エアフィルタ，３１…ピストン，３２…コンロッド，３３…クランク軸，３４…回転体
【図１】
2004100590.tif 000003
【図２】
2004100590.tif 000004
【図３】
2004100590.tif 000005
【図４】
2004100590.tif 000006
【図５】
2004100590.tif 000007
【図６】
2004100590.tif 000008
【図７】
2004100590.tif 000009