(57)【要約】【課題】非同期噴射の適切な制御を行って、排気ガス性能ならびに運転性を向上する。【解決手段】過渡時に燃料噴射装置よりクランク角度とは非同期に燃料を噴射する割り込み噴射を行うエンジンの燃料噴射制御装置において、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１３と、スロットル開度の変化量を計測するスロットル開度変化量計測手段１０と、スロットル開度変化量から割り込み噴射を行うかどうかを判定する割り込み噴射判定手段１０と、スロットル開度とスロットル開度変化量から割り込み噴射を開始するタイミングを決定する割り込み噴射開始タイミング決定手段１０と、同じくスロットル開度とスロットル開度変化量から割り込み噴射量を決定する割り込み噴射量決定手段１０とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過渡時に燃料噴射装置よりクランク角度とは非同期に燃料を噴射する割り込み噴射を行うエンジンの燃料噴射制御装置において、
スロットル開度を検出するスロットル開度センサと、
スロットル開度の変化量を計測するスロットル開度変化量計測手段と、
スロットル開度変化量から割り込み噴射を行うかどうかを判定する割り込み噴射判定手段と、
スロットル開度とスロットル開度変化量から割り込み噴射を開始するタイミングを決定する割り込み噴射開始タイミング決定手段と、
同じくスロットル開度とスロットル開度変化量から割り込み噴射量を決定する割り込み噴射量決定手段とを備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記割り込み噴射判定手段は、割り込み噴射を行うの判定後、割り込み噴射を行う前にスロットル開度変化量が所定値以下になった場合は、割り込み噴射の中止を指令することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射装置は、吸気通路の吸気マニホールドの上流に燃料を噴射するシングルポイント式であることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン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】
この発明は、エンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクセルを踏み込み、加速を行う過渡時において、燃料噴射装置によって、クランク角度と同期（所定のクランク角度毎）して燃料を噴射する通常の同期噴射とは別に、クランク角度と非同期に燃料を噴射（割り込み噴射）することが知られている（特許文献１、２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２４２７４２
【特許文献２】
特開平９−２８００８９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来技術にあっては、スロットル開度の変化状態によっては、空燃比がリッチになったり、リーンになったりして、排気ガスを悪化させたり、運転性の悪化を招くことがある。
【０００５】
すなわち、スロットルが急激に開かれるときは、スロットルが開き始めたときに、非同期噴射を行うことによって、図７のようにリーンを回避できるものの、スロットルが緩やかに開かれるときは、吸気量の増加は遅く、スロットルが開き始めたときに、非同期噴射を行ったのでは、図８のように一時的にオーバーリッチになる。この場合、非同期噴射を複数回に分けて行っていても、一時的なリッチは避けられず、また、非同期噴射量が少ないと、吸気量が多くなったときに、リーンになりやすい。
【０００６】
また、スロットルが途中まで急激に開かれた後、緩やかに開かれる場合等、適切に非同期噴射を行えない。
【０００７】
この発明は、非同期噴射を適切に制御して、排気ガス性能ならびに運転性の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、過渡時に燃料噴射装置よりクランク角度とは非同期に燃料を噴射する割り込み噴射を行うエンジンの燃料噴射制御装置において、スロットル開度を検出するスロットル開度センサと、スロットル開度の変化量を計測するスロットル開度変化量計測手段と、スロットル開度変化量から割り込み噴射を行うかどうかを判定する割り込み噴射判定手段と、スロットル開度とスロットル開度変化量から割り込み噴射を開始するタイミングを決定する割り込み噴射開始タイミング決定手段と、同じくスロットル開度とスロットル開度変化量から割り込み噴射量を決定する割り込み噴射量決定手段とを備える。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記割り込み噴射判定手段は、割り込み噴射を行うの判定後、割り込み噴射を行う前にスロットル開度変化量が所定値以下になった場合は、割り込み噴射の中止を指令する。
【００１０】
第３の発明は、第１、第２の発明において、前記燃料噴射装置は、吸気通路の吸気マニホールドの上流に燃料を噴射するシングルポイント式である。
【００１１】
【発明の効果】
第１の発明においては、過渡時にスロットルが急激に開かれるときは、十分に早い時期に、またスロットルが緩やかに開かれるときは、遅い時期に、またスロットルが途中まで急激にあるいは緩やかに開かれ、その後緩やかにあるいは急激に開かれるようなとき、割り込み噴射を適切に行って、空燃比がリッチになったり、リーンになったりすることを回避することができ、排気ガス性能ならびに運転性を向上することができる。
【００１２】
第２の発明においては、スロットルが途中まで開かれ、その後開度が変わらなくなったような場合、割り込み噴射を適切に中止して、空燃比がリッチになってしまうことを防止できる。
【００１３】
第３の発明においては、割り込み噴射を容易に行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態のシステム構成図を示す。
【００１５】
図１において、１は圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料とするエンジン（図示しない）の吸気通路、２は吸気マニホールド（図示しない）の上流の吸気通路１に介装され、アクセルペダル（図示しない）に連動して、吸気量を制御するスロットル弁である。
【００１６】
スロットル弁２の上流の吸気通路１には、シングルポイント方式のＣＮＧの噴射装置３の噴射ノズル４が配設される。噴射装置３には、図示しないガスボンベから所定圧のＣＮＧが導かれると共に、開動作用のインジェクタドライバ５が設けられ、噴射装置３の開弁制御に対応した量のＣＮＧが噴射ノズル４から噴射される。
【００１７】
ＣＮＧの噴射等を制御するエンジンコントロールユニット１０が備えられ、エンジンコントロールユニット１０には、エンジンの運転状態を検出する手段として、エンジン回転速度、クランク角度を検出するクランク角センサ１１、スロットル弁２下流の吸気管圧力（エンジン負荷）を検出する吸気管圧力センサ１２、およびスロットル弁２の開度を検出するスロットル開度センサ１３等からの信号が入力される。
【００１８】
エンジンコントロールユニット１０は、クランク角センサ１１からの信号と吸気管圧力センサ１２からの信号とスロットル開度センサ１３からの信号等に基づいて、目標空燃比（目標λ）を設定して、エンジンに供給する混合気の空燃比が目標λになるように、噴射装置３の噴射ノズル４からのＣＮＧの噴射量ならびに噴射時期を制御（クランク角度と同期した噴射制御）すると共に、加速時に割り込み噴射を行うように、噴射装置３の噴射ノズル４からのＣＮＧの噴射量ならびに噴射時期を制御（クランク角度と非同期の噴射制御）する。
【００１９】
次に、エンジンコントロールユニット１０による割り込み噴射の制御を説明する。
【００２０】
図２は割り込み噴射の制御のフローチャートを示す。これは、一定の周期（例えば、５ｍ秒）で実行する。
【００２１】
Ｓ１においては、今回のスロットル開度ＴＶＯｎを読み込む。
【００２２】
Ｓ２においては、今回のスロットル開度ＴＶＯｎと前回（１実行周期前）のスロットル開度ＴＶＯｎ−１から今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎを演算する。
【００２３】
Ｓ３においては、今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎを設定値ＴＶＯＩＮＪＩＮと比較する。
【００２４】
今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎが設定値ＴＶＯＩＮＪＩＮ以上の場合、割り込み噴射を行うと判定して、Ｓ４に進む。この場合、割り込み噴射を行うとの最初の判定があったときは、割り込み噴射の開始位置（開始時期）ＴＩＮＪＤＥＬＡＹに基準時期を設定する。
【００２５】
一方、今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎが設定値ＴＶＯＩＮＪＩＮ未満の場合、割り込み噴射を行わないと判定して、リターンする。
【００２６】
Ｓ４においては、今回のスロットル開度ＴＶＯｎと今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎとを基に所定のディレイマップより減数時間ＴＧを求め、割り込み噴射の開始時期ＴＩＮＪＤＥＬＡＹを減算設定する。
【００２７】
この場合、スロットル開度ＴＶＯｎが小さく、スロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎが大きいときは、大きな減数時間ＴＧ（ＴＧ１）を、スロットル開度ＴＶＯｎが小さく、スロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎが比較的小さいときは、小さな減数時間ＴＧ（ＴＧ２）を取り、スロットル開度ＴＶＯｎが所定開度以上のときは、相対的に小さな減数時間ＴＧ（ＴＧ３、ＴＧ４）にしてある。
【００２８】
Ｓ５においては、今回のスロットル開度ＴＶＯｎと今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎとを基に所定の増量マップより割り込み噴射量（噴射パルス幅）を読み込む。
【００２９】
Ｓ６においては、Ｓ４において設定した割り込み噴射の開始時期ＴＩＮＪＤＥＬＡＹに、Ｓ５において読み込んだ割り込み噴射量を、噴射装置３の噴射ノズル４から割り込み噴射するように制御する。
【００３０】
すなわち、割り込み噴射の開始時期ＴＩＮＪＤＥＬＡＹが来る前に、このフローの実行周期が来ると、このフローの制御を繰り返す。
【００３１】
この場合、Ｓ１においては、今回のスロットル開度ＴＶＯｎを読み込む。
【００３２】
Ｓ２においては、今回のスロットル開度ＴＶＯｎと前回（１実行周期前）のスロットル開度ＴＶＯｎ−１から今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎを演算する。
【００３３】
Ｓ３においては、今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎを設定値ＴＶＯＩＮＪＩＮと比較する。
【００３４】
今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎが設定値ＴＶＯＩＮＪＩＮ以上の場合、割り込み噴射を行うと判定して、Ｓ４に進む。
【００３５】
一方、今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎが設定値ＴＶＯＩＮＪＩＮ未満の場合、割り込み噴射を行わないと判定して、リターンする。
【００３６】
Ｓ４においては、今回のスロットル開度ＴＶＯｎと今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎとを基に所定のディレイマップより減数時間ＴＧを求め、割り込み噴射の開始時期ＴＩＮＪＤＥＬＡＹを減算設定する。
【００３７】
Ｓ５においては、今回のスロットル開度ＴＶＯｎと今回のスロットル開度の変化量ΔＴＶＯｎとを基に所定の増量マップより割り込み噴射量（噴射パルス幅）を読み込む。
【００３８】
Ｓ６においては、Ｓ４において設定した割り込み噴射の開始時期ＴＩＮＪＤＥＬＡＹに、Ｓ５において読み込んだ割り込み噴射量を、噴射装置３の噴射ノズル４から割り込み噴射するように制御する。
【００３９】
再び、割り込み噴射の開始時期ＴＩＮＪＤＥＬＡＹが来る前に、このフローの実行周期が来ると、このフローの制御を繰り返す。
【００４０】
このようにして、割り込み噴射の開始時期ＴＩＮＪＤＥＬＡＹが来ると、噴射装置３の噴射ノズル４からそのときの割り込み噴射量の割り込み噴射を行う。
【００４１】
また、割り込み噴射の開始時期ＴＩＮＪＤＥＬＡＹが来る前に、Ｓ３において割り込み噴射を行わないとの判定があったときは、割り込み噴射を中止する。
【００４２】
次に、過渡時の割り込み噴射（開始時期）の制御例を図３〜図５に示す。なお、図中の縦線は制御の実行周期である。
【００４３】
図３は、スロットルが急激に開かれるときのもので、スロットル開度の変化量が設定値以上によって割り込み条件成立（割り込み噴射を行う）と判定され、そのときのスロットル開度とスロットル開度の変化量と基準時期とを基に割り込み噴射の開始時期が設定される。
【００４４】
次に、実行周期毎に、そのときのスロットル開度とスロットル開度の変化量とを基に割り込み噴射の開始時期が減算設定され、この場合割り込み噴射の開始時期は十分に早期に設定される。
【００４５】
そして、割り込み噴射の開始時期が来ると、割り込み噴射が行われる。
【００４６】
したがって、スロットルが急激に開かれるときは、十分に早い時期（スロットルが開き始めたとき）に割り込み噴射が行われるので、空燃比がリーンになることを回避できる。
【００４７】
図４は、スロットルが緩やかに開かれるときのもので、スロットル開度の変化量が設定値以上によって割り込み条件成立（割り込み噴射を行う）と判定され、そのときのスロットル開度とスロットル開度の変化量と基準時期とを基に割り込み噴射の開始時期が設定される。
【００４８】
次に、実行周期毎に、そのときのスロットル開度とスロットル開度の変化量とを基に割り込み噴射の開始時期が減算設定され、この場合割り込み噴射の開始時期は基準時期近くに設定される。
【００４９】
そして、割り込み噴射の開始時期が来ると、割り込み噴射が行われる。
【００５０】
したがって、スロットルが緩やかに開かれるときは、遅い基準時期近く（スロットルが開き始めた後）に割り込み噴射が行われるので、スロットルが開き始めたときに空燃比がリッチになることを回避でき、また図６に示すように吸気量が多くなったときにリーンになることを回避できる。
【００５１】
図５は、スロットルが途中まで急激に開かれ、その後緩やかに開かれるときのもので、スロットル開度の変化量が設定値以上によって割り込み条件成立（割り込み噴射を行う）と判定され、そのときのスロットル開度とスロットル開度の変化量と基準時期とを基に割り込み噴射の開始時期が設定される。
【００５２】
次に、実行周期毎に、そのときのスロットル開度とスロットル開度の変化量とを基に割り込み噴射の開始時期が減算設定されるが、この場合スロットルが急激に開かれる間は減算率は大きく、緩やかになると減算率は小さく、そのため割り込み噴射の開始時期は、スロットルが急激に開かれる場合と緩やかに開かれる場合との中間の時期に設定される。
【００５３】
そして、割り込み噴射の開始時期が来ると、割り込み噴射が行われる。
【００５４】
したがって、スロットルが途中まで急激に開かれ、その後緩やかに開かれるときにあっても、吸気量が多くなったときに割り込み噴射が行われ、空燃比がリッチになったり、リーンになったりすることを回避できる。
【００５５】
このように、割り込み噴射を適切に行え、排気ガス性能ならびに運転性を向上することができる。
【００５６】
特に、シングルポイント方式の燃料噴射の場合、気筒を判別せずに、容易に割り込み噴射を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すシステム構成図である。
【図２】割り込み噴射の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】割り込み噴射の制御特性図である。
【図４】割り込み噴射の制御特性図である。
【図５】割り込み噴射の制御特性図である。
【図６】実施形態の動作状態を示す特性図である。
【図７】従来例の動作状態を示す特性図である。
【図８】従来例の動作状態を示す特性図である。
【符号の説明】
１  吸気通路
２  スロットル弁
３  噴射装置
４  噴射ノズル
５  インジェクタドライバ
１０  エンジンコントロールユニット
１１  クランク角センサ
１２  吸気管圧力センサ
１３  スロットル開度センサ
【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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