(57)【要約】【課題】吸気圧脈動の下限値を吸気量に換算して燃料噴射量を制御する燃料噴射装置において、加速時に応答遅れなく適正量の燃料を内燃機関に供給すること。【解決手段】スロットルバルブ９より下流の吸気通路６に吸気圧センサ２１が設けられる。電子制御装置（ＥＣＵ）２０は、吸気圧センサ２１の検出値に基づきエンジン３の運転時の吸気圧脈動下限値を算出し、その下限値を吸気量に換算して燃料噴射量を算出する。ＥＣＵ２０は、吸気圧センサ２１の検出変化量に基づき緩加速を判定したとき、緩加速に見合った緩加速噴射増量に基づきインジェクタ４を制御する。ＥＣＵ２０は、スロットルセンサ２５の検出変化量に基づき急加速を判定したとき、急加速に見合った急加速噴射増量に基づきインジェクタ４を制御する。【選択図】        図１
2004239154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられるスロットルバルブと、
前記内燃機関に燃料を噴射供給するための燃料噴射手段と、
前記スロットルバルブより下流の前記吸気通路における吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、
前記吸気圧検出手段による検出値に基づいて前記内燃機関の運転時における吸気圧脈動の下限値を算出するための下限値算出手段と、
前記算出される下限値を吸気圧の計算値として取り込み、その吸気圧の計算値を吸気量に換算して燃料噴射量を算出するための燃料噴射量算出手段と、
前記算出される燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射手段を制御するための燃料噴射制御手段と
を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記吸気圧検出手段による検出値の変化量に基づいて前記内燃機関が緩加速状態にあることを判定するための緩加速判定手段と、
前記内燃機関が緩加速状態にあると判定されたとき、その緩加速状態に見合った緩加速噴射増量を算出するための緩加速噴射増量算出手段と、
前記スロットルバルブの開度を検出するための開度検出手段と、
前記検出される開度の変化量に基づいて前記内燃機関が急加速状態にあることを判定するための急加速判定手段と、
前記内燃機関が急加速状態にあると判定されたとき、その急加速状態に見合った急加速噴射増量を算出するための急加速噴射増量算出手段と、
前記算出される緩加速噴射増量又は急加速噴射増量に基づいて前記燃料噴射手段を制御するための加速噴射制御手段と
を備えたことを特徴とする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】
この発明は、内燃機関の吸気圧を吸気量に換算して燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、先に、下記の特許文献１において、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い「内燃機関の吸気圧検出方法」と、この吸気圧検出方法を使用して検出される吸気圧を吸気量に換算して燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置について提案した。
【０００３】
上記吸気圧検出方法は、４サイクルのレシプロエンジンで、吸気の脈動に伴う吸気圧変動において、その吸気圧の下限値（吸気行程の下死点付近で得られる検出値）が、実際の吸気量を最も良く反映した吸気圧となることに着目し、これを吸気圧の計算値として使用するものである。つまり、この方法は、エンジンの運転時に脈動を伴って変化する吸気圧のＡＤ値の下限値を算出し、その下限値を吸気圧の計算値（最終的な吸気圧）とするものである。従って、この方法によれば、エンジンの緩加速時においても、ＡＤ値の下限値を捉えることにより、脈動を伴って変化する吸気圧の変化に追従して最終的な吸気圧を得ることができる。
【０００４】
ここで、いわゆる「Ｄ−Ｊシステム」（吸気通路の吸気圧を測定して燃料噴射を行うシステム）のエンジンでは、エンジンの燃焼室に吸入される吸気量を、吸気圧とエンジン回転速度から換算し、その換算された吸気量に基づいて燃料噴射量を求めている。従って、このエンジンにおいて、上記方法により検出された最終的な吸気圧の値を使用することにより、吸気圧（吸気量）の変化に追従して燃料噴射量を制御することができ、空燃比を好適に制御することができる。これにより、エンジンで良好なドライバビリティを得ることができる。
【０００５】
一方、下記の特許文献２には、定時間毎に検出される吸気圧力（吸気圧）と機関回転数（エンジン回転速度）とに基づいて燃料の基本噴射量を設定すると共に、吸気圧力の単位時間当たりの変化量に基づいて機関（エンジン）の加速を判定し、加速判定時に燃料噴射量を増量補正する内燃機関の燃料噴射制御装置が記載されている。この装置には、吸気圧力の複数回毎の検出値の差を、複数回毎の検出間隔時間で除算して求め、これを基準値と比較して加速の判定を行う加速検出手段が設けられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７４１３９号公報（第２−７頁，図１〜図８）
【特許文献２】
特開昭５９−１０３９２７号公報（第１−２頁，図３，図４，図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の特許文献１に記載の吸気圧検出方法では、エンジンの加速時に、吸気通路に設けられたスロットルバルブの開くスピードが速いと、脈動を伴って変化する吸気圧が急激に変化することから、その変化に追従して吸気圧の下限値を正確に捉えることができず、最終的な吸気圧を精度良く検出することができなくなるおそれがあった。このため、この方法で得られた吸気圧を吸気量に換算して燃料噴射量を増量補正しようとする燃料噴射制御では、加速時に燃料噴射量を増量するタイミングが遅れてエンジンの空燃比がリーン化することになり、エンジンで息つきが起きてドライバビリティが悪化するおそれがあった。
【０００８】
ここで、上記のような吸気圧の検出遅れに対する燃料噴射量の増量遅れは、エンジンの急加速時と緩加速時で若干異なることから、加速の程度に応じて燃料増量を調整する必要がある。
【０００９】
一方、上記の特許文献２に記載された装置では、やはり、エンジンの急加速時には、吸気圧力が急激に変化することから、その変化に追従して吸気圧力の変化量を正確に求めることができず、正確な加速判定を行うことができなかった。又、この装置では、上記の特許文献１に記載された吸気圧検出方法は使用されていない。このため、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧力を得ることができず、その意味では、吸気圧力を吸気量に換算して行う燃料噴射制御の精度は良くなかった。
【００１０】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気圧脈動の下限値を吸気圧の検出値とし、その検出値を吸気量に換算して燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置において、加速時に応答遅れなく適正量の燃料を内燃機関に供給することを可能とした内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気通路に設けられるスロットルバルブと、内燃機関に燃料を噴射供給するための燃料噴射手段と、スロットルバルブより下流の吸気通路における吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、吸気圧検出手段による検出値に基づいて内燃機関の運転時における吸気圧脈動の下限値を算出するための下限値算出手段と、算出される下限値を吸気圧の計算値として取り込み、その吸気圧の計算値を吸気量に換算して燃料噴射量を算出するための燃料噴射量算出手段と、算出される燃料噴射量に基づいて燃料噴射手段を制御するための燃料噴射制御手段とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、吸気圧検出手段による検出値の変化量に基づいて内燃機関が緩加速状態にあることを判定するための緩加速判定手段と、内燃機関が緩加速状態にあると判定されたとき、その緩加速状態に見合った緩加速噴射増量を算出するための緩加速噴射増量算出手段と、スロットルバルブの開度を検出するための開度検出手段と、検出される開度の変化量に基づいて内燃機関が急加速状態にあることを判定するための急加速判定手段と、内燃機関が急加速状態にあると判定されたとき、その急加速状態に見合った急加速噴射増量を算出するための急加速噴射増量算出手段と、算出される緩加速噴射増量又は急加速噴射増量に基づいて燃料噴射手段を制御するための加速噴射制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、内燃機関の運転時に、吸気通路のスロットルバルブが開閉されることにより、内燃機関に与えられる吸気量が調節される。このとき、スロットルバルブより下流の吸気通路における吸気圧が吸気圧検出手段により検出され、その検出値に基づいて吸気圧脈動の下限値が下限値算出手段により算出される。また、燃料噴射量算出手段により、上記算出される下限値が吸気圧の計算値として取り込まれて吸気量に換算され、燃料噴射量が算出される。そして、燃料噴射制御手段により、上記算出される燃料噴射量に基づいて燃料噴射手段が制御されることにより、内燃機関に燃料が噴射供給される。従って、吸気圧脈動の下限値が吸気圧の計算値として燃料噴射量の算出に取り込まれることから、脈動を伴う吸気圧にも拘わらず、算出される燃料噴射量が不安定な値となることがなく、燃料噴射手段が吸気圧の挙動に応じて適正に制御される。
ここで、緩加速判定手段により、吸気圧検出手段による検出値の変化量に基づいて内燃機関が緩加速状態にあると判定されたとき、緩加速噴射増量算出手段により、その緩加速状態に見合った緩加速噴射増量が算出される。一方、急加速判定手段により、開度検出手段により検出されるスロットルバルブの開度の変化量に基づいて内燃機関が急加速状態にあると判定されたとき、急加速噴射増量算出手段により、その急加速状態に見合った急加速噴射増量が算出される。そして、加速噴射制御手段により、上記算出された緩加速噴射増量又は急加速噴射増量に基づいて燃料噴射手段が制御されることにより、緩加速状態又は急加速状態に応じて内燃機関に燃料が噴射供給される。
ここで、内燃機関が緩加速状態にあるときは、吸気圧検出手段による検出値の変化量に基づいて緩加速状態が適正に判定され、その緩加速状態に見合った緩加速噴射増量に基づき燃料噴射手段が制御される。しかし、内燃機関が急加速状態にあるときは、スロットルバルブが敏速に開くことから、吸気圧検出手段による吸気圧の検出がその吸気圧の挙動に間に合わず、その検出値の変化量を正確にとらえることが困難になる。この場合、吸気圧検出手段による検出値の変化量に代わり、開度検出手段により検出されるスロットルバルブの開度の変化量に基づいて急加速状態が適正に判定される。従って、内燃機関が急加速状態にあるときは、急加速状態に見合った急加速噴射増量により適正量の燃料が内燃機関に供給されることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１に、本実施の形態のエンジンシステムの概略構成を示す。車両に搭載されたエンジンシステムは、燃料を貯留するための燃料タンク１を備える。燃料タンク１に内蔵された燃料ポンプ２は、そのタンク１に貯留された燃料を吐出する。内燃機関であるレシプロタイプの単気筒エンジン３には、本発明の燃料噴射手段としての燃料噴射弁（インジェクタ）４が設けられる。燃料ポンプ２から吐出された燃料は、燃料通路５を通じてインジェクタ４に供給される。供給された燃料は、インジェクタ４が作動することにより、吸気通路６へ噴射される。吸気通路６には、エアクリーナ７を通じて外部から空気が取り込まれる。吸気通路６に取り込まれた空気とインジェクタ４から噴射された燃料は、可燃混合気を形成して燃焼室８に吸入される。
【００１５】
吸気通路６には、所定のアクセル装置（図示略）により操作されるスロットルバルブ９が設けられる。スロットルバルブ９が開閉されることにより、吸気通路６から燃焼室８に吸入される空気量（吸気量）が調節される。吸気通路６には、スロットルバルブ９を迂回してバイパス通路１０が設けられる。バイパス通路１０には、アイドル・スピード・コントロール・バルブ（ＩＳＣバルブ）１１が設けられる。ＩＳＣバルブ１１は、アイドル運転時（スロットルバルブ９の全閉時）に、エンジン３のアイドル回転速度を調節するために作動させる。
【００１６】
燃焼室８に設けられた点火プラグ１２は、イグニッションコイル１３から出力される点火信号を受けてスパーク動作する。両部品１２，１３は、燃焼室８に供給される可燃混合気に点火するための点火装置を構成する。燃焼室８に吸入された可燃混合気は、点火プラグ１２のスパーク動作により爆発・燃焼する。燃焼後の排気ガスは、燃焼室８から排気通路１４を通じて外部へ排出される。排気通路１４には、排気ガスを浄化するための三元触媒１５が設けられる。燃焼室８における可燃混合気の燃焼に伴い、ピストン１６が運動してクランクシャフト１７が回転することにより、車両を走行させる駆動力がエンジン３で得られる。
【００１７】
車両には、エンジン３を始動させるためのイグニションスイッチ１８が設けられる。車両には、エンジン３の各種制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）２０が設けられる。車両用電源としてのバッテリ１９は、イグニションスイッチ１８を介してＥＣＵ２０に接続される。イグニションスイッチ１８がオンされることにより、バッテリ１９からＥＣＵ２０に電力が供給される。
【００１８】
エンジン３に設けられる各種センサ２１，２２，２３，２４は、エンジン３の運転状態に関する各種運転パラメータを検出するためのものであり、それぞれＥＣＵ２０に接続される。即ち、吸気通路６に設けられた本発明の吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２１は、スロットルバルブ９より下流側の吸気通路６における吸気圧ｐｍを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン３に設けられた水温センサ２２は、エンジン３の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン３に設けられた回転速度検出手段としての回転速度センサ２３は、クランクシャフト１７の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。排気通路１４に設けられた酸素センサ２４は、排気通路１４へ排出された排気ガス中の酸素濃度（出力電圧）Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。この酸素センサ２４は、エンジン３の燃焼室８に供給される可燃混合気の空燃比Ａ／Ｆを得るために使用される。スロットルバルブ９に対応して設けられた本発明の開度検出手段としてのスロットルセンサ２５は、スロットルバルブ９の開度を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。
【００１９】
この実施の形態で、ＥＣＵ２０は、前述した各種センサ２１〜２５から出力される各種信号を入力する。ＥＣＵ２０は、これらの入力信号に基づき、吸気圧検出制御、燃料噴射制御及び点火時期制御等を実行するために、燃料ポンプ２、インジェクタ４、ＩＳＣバルブ１１及びイグニションコイル１３等をそれぞれ制御する。この実施の形態で、ＥＣＵ２０は、本発明の下限値算出手段、燃料噴射量算出手段、燃料噴射制御手段、緩加速判定手段、緩加速増量算出手段、急加速判定手段、急加速増量算出手段及び加速噴射制御手段を構成する。
【００２０】
ここで、吸気圧検出制御とは、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍに基づいて吸気脈動の影響を排除した吸気圧の検出値を得るための制御である。燃料噴射制御とは、エンジン３の運転状態に応じてインジェクタ４による燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン３の運転状態に応じてイグニションコイル１３を制御することにより、各点火プラグ１２による点火時期を制御することである。
【００２１】
周知のように、ＥＣＵ２０は中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成する。ＲＯＭは、エンジン３の各種制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶したものである。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ２１〜２５の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに従って前述した各種制御等を実行する。
【００２２】
次に、ＥＣＵ２０が実行する各種制御のうち、吸気圧検出制御のための処理内容について説明する。図２に吸気圧検出制御プログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、図２に示すルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。この実施の形態では、「１ｍｓ」の周期でこのルーチンを実行する。
【００２３】
先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ２０は、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍについて今回のＡＤ値ｐｍａｄを読み込む。
【００２４】
次に、ステップ１０１で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄが前回のＡＤ値ｐｍａｄｏより大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが上昇しているものとして、ステップ１０２で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰを「１」に設定する。
【００２５】
次に、ステップ１０３で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、前回に引き続いて吸気圧ｐｍが上昇中であることから、ＥＣＵ２０は処理をステップ１０７へ移行する。上記判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが下降から上昇に転じたものとして、処理をステップ１０４へ移行する。
【００２６】
ステップ１０４では、ＥＣＵ２０は、前回のＡＤ値ｐｍａｄｏがＡＤ値ｐｍａｄの上限値ｐｍｈｉ以下であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、ＥＣＵ２０は処理をステップ１０７へ移行する。上記判断結果が肯定である場合、ステップ１０５で、ＥＣＵ２０は、前回のＡＤ値ｐｍａｄｏをＡＤ値ｐｍａｄの下限値ｐｍｌｏとして設定する。この実施の形態で、ステップ１０５の処理を実行するＥＣＵ２０は、吸気圧センサ２１による検出値に基づいてエンジン３の運転時における吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏを算出するための本発明の下限値算出手段に相当する。
【００２７】
そして、ステップ１０６で、ＥＣＵ２０は、下限値ｐｍｌｏを最終的に求めるべき計算値としての吸気圧ＰＭとして設定する。
【００２８】
一方、ステップ１０１の判断結果が否定である場合、吸気圧ｐｍが下降しているものとして、ステップ１１１で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰを「０」に設定する。
【００２９】
次に、ステップ１１２で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、前回に引き続いて吸気圧ｐｍが下降中であるものとして、ＥＣＵ２０は処理をステップ１０７へ移行する。上記判断結果が否定である場合、吸気圧ｐｍが上昇から下降に転じたものとして、ステップ１１３で、ＥＣＵ２０は、前回のＡＤ値ｐｍａｄｏをＡＤ値ｐｍａｄの上限値ｐｍｈｉとして設定する。
【００３０】
そして、ステップ１０３，１０４，１０６，１１２，１１３から移行してステップ１０７で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄを前回のＡＤ値ｐｍａｄｏとする。
【００３１】
次に、ステップ１０８で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグが「１」であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、ステップ１０９で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯを「１」に設定し、その後の処理を一旦終了する。上記判断結果が否定である場合、ステップ１１０で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯを「０」に設定し、その後の処理を一旦終了する。
【００３２】
即ち、上記ルーチンでは、エンジン３の運転時に吸気圧ｐｍの脈動の下限値ｐｍｌｏを検出し、その下限値ｐｍｌｏを吸気圧ｐｍの計算値としての最終的な吸気圧ＰＭとするようにしている。そのために、図３に示すように、脈動を伴う吸気圧ｐｍにつき、連続的にサンプリングされる前回のＡＤ値ｐｍａｄｏと今回のＡＤ値ｐｍａｄとを比較して、吸気圧ｐｍの下降又は上昇を判断すると共に、上昇から下降への転換又は下降から上昇への転換を判断する。そして、上昇から下降への転換時における前回のＡＤ値ｐｍａｄｏを上限値ｐｍｈｉとして設定し、下降から上昇への転換時における前回のＡＤ値ｐｍａｄｏを下限値ｐｍｌｏとして設定し、その下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの値として設定するようにしている。
【００３３】
この実施の形態のエンジンシステムでは、上記のように最終的な吸気圧ＰＭを使用して燃料噴射制御が行われる。そこで、この燃料噴射制御の処理内容について説明する。図４には、燃料噴射制御に係るプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、図４に示すルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００３４】
先ず、ステップ２００で、ＥＣＵ２０は回転速度センサ２３の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥの値を読み込む。
【００３５】
ステップ２１０で、ＥＣＵ２０は、最終的な吸気圧ＰＭの値を読み込む。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏを吸気圧ＰＭの値として読み込む。このステップ２１０の読み込み処理は、前述した図２のルーチンを割り込み処理することにより行われる。
【００３６】
ステップ２２０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値と吸気圧ＰＭの値とに基づいて基本噴射量ＴＡＵＢＳＥを算出する。ＥＣＵ２０は、この基本噴射量ＴＡＵＢＳＥの算出を、予め定められた関数データ（噴射量マップ）を参照することにより行う。この関数データでは、エンジン３の燃焼室８に吸入される吸気量が、吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの値から換算され、その吸気量に応じた基本噴射量ＴＡＵＢＳＥが決定されるようになっている。
【００３７】
ステップ２３０で、ＥＣＵ２０は、水温センサ２２の検出値に基づき冷却水温ＴＨＷの値を読み込む。そして、ステップ２４０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた冷却水温ＴＨＷの値に基づき、エンジン３の暖機状態に応じて基本噴射量ＴＡＵＢＳＥを補正するための暖機補正係数ＫＴＨＷを算出する。
【００３８】
ステップ２５０で、ＥＣＵ２０は、燃焼室８に供給される空気と燃料との可燃混合気の空燃比Ａ／Ｆを補正するための空燃比補正係数ＦＡＦの値を読み込む。この空燃比補正係数ＦＡＦは、酸素センサ２４の検出値から読み込まれる酸素濃度Ｏｘの値に基づいて別途のルーチンで算出されるものである。
【００３９】
ステップ２６０で、ＥＣＵ２０は、上記のように算出された基本噴射量ＴＡＵＢＳＥを、暖機補正係数ＫＴＨＷ及び空燃比補正係数ＦＡＦ等に基づいて補正することにより最終噴射量ＴＡＵの値を算出する。この実施の形態で、ステップ２００〜２６０の処理を実行するＥＣＵ２０は、計算値としての最終的な吸気圧ＰＭの値を取り込み、その吸気圧ＰＭの値を吸気量に換算して燃料噴射量としての最終噴射量ＴＡＵを算出するための本発明の燃料噴射量算出手段に相当する。
【００４０】
その後、ステップ２７０で、ＥＣＵ２０は、算出された最終噴射量ＴＡＵの値に基づいてインジェクタ４を制御することにより、インジェクタ４から噴射される燃料噴射量を制御するのである。この実施の形態で、ステップ２７０の処理を実行するＥＣＵ２０は、本発明の燃料噴射制御手段に相当する。
【００４１】
ここで、燃料噴射制御の中で、特に、エンジン３が緩加速状態又は急加速状態にあるときの非同期噴射制御の処理内容について説明する。
【００４２】
図５に、エンジン３の緩加速状態における非同期噴射制御の処理内容をフローチャートに示す。図６に、エンジン３の急加速状態における非同期噴射制御の処理内容をフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、これらのルーチンを、図４のルーチンとパラレルに処理する。これらのルーチンでは、吸気圧センサ２１による検出値に基づいて緩加速状態における非同期噴射が実行されるものとして、その噴射を「ＰＭ非同期噴射」と称する。又、スロットルセンサ２５による検出値に基づいて急加速状態における非同期噴射が実行されるものとして、その噴射を「ＴＡ非同期噴射」と称する。この実施の形態で、エンジン３のエンジン行程に同期して噴射を行うのが「同期噴射」であるのに対して、「非同期噴射」とは、そのエンジン行程に同期させずに噴射を行うことを意味する。
【００４３】
先ず、図５に示す緩加速状態におけるＰＭ非同期噴射制御について説明する。ステップ３００で、ＥＣＵ２０は、前回のＰＭ非同期噴射後から所定期間経過したか否かを判断する。この実施の形態では、回転速度センサ２３により検出されるクランクシャフト１７の回転角（「クランク角（単位：℃Ａ）」）で「４３２０℃Ａ」を基準として所定期間の判断が行われる。この判断結果が否定である場合は、ＥＣＵ２０は、そのまま処理をステップ３２０へ移行する。この判断が肯定である場合は、ステップ３１０で、ＥＣＵ２０は、ＰＭ非同期再噴射禁止フラグＸＰＭＨＤＡＫを「０」に設定し、処理をステップ３２０へ移行する。従って、ステップ３００，３１０の処理によれば、前回のＰＭ非同期噴射後に所定期間が経過していれば、ＰＭ非同期噴射の再実行禁止が解除される。つまり、ＰＭ非同期噴射の再実行が許容される。
【００４４】
ステップ３２０で、ＥＣＵ２０は、ＰＭ非同期再噴射禁止フラグＸＰＭＨＤＡＫが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、即ち、ＰＭ非同期噴射の再実行が禁止されている場合は、ＥＣＵ２０は、その後の処理を一旦終了する。一方、この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ２０は、ステップ３３０で、吸気圧センサ２１による検出値の変化量（吸気圧変化量）ＤＬＰＭを算出する。ＥＣＵ２０は、この算出を、今回のＡＤ値ｐｍａｄから７２０°ＣＡ前のＡＤ値ｐｍａｄ７２０を減算することにより行う。
【００４５】
次に、ステップ３４０で、ＥＣＵ２０は、吸気圧変化量ＤＬＰＭが所定の基準値である「α（ｍｍＨｇ）」以上であるか否かを判定する。この判断結果が否定である場合、吸気圧変化量ＤＬＰＭが小さく、緩加速状態ではないものとして、ＥＣＵ２０は、その後の処理を一旦終了する。一方、この判断結果が肯定である場合、吸気圧変化量ＤＬＰＭが比較的大きく、緩加速状態であるものとして、ＥＣＵ２０は、処理をステップ３５０へ移行する。この実施の形態で、ステップ３４０の処理を実行するＥＣＵ２０は、吸気圧センサ２１による検出値の変化量に基づいてエンジン３が緩加速状態にあることを判定するための本発明の緩加速判定手段に相当する。
【００４６】
ステップ３５０で、ＥＣＵ２０は、ＴＡ非同期噴射フラグＸＴＡＨＤが「０」であるか否かを判断する。このフラグは、後述する図６のルーチンにて設定されるものである。この判断結果が否定である場合、ＴＡ非同期噴射が実行されているものとして、ＥＣＵ２０は、その後の処理を一旦終了する。一方、この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ２０は、ステップ３６０で、ＰＭ非同期再噴射禁止フラグＸＰＭＨＤＡＫを「１」に設定する。
【００４７】
次に、ステップ３７０で、ＥＣＵ２０は、上記算出された吸気圧変化量ＤＬＰＭの値に基づいて緩加速状態におけるＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤの値を算出する。ＥＣＵ２０は、このＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤを、例えば、吸気圧変化量ＤＬＰＭをパラメータとする所定の関数データ（マップデータ）を参照して算出する。即ち、ＥＣＵ２０は、そのときの緩加速状態の程度に見合った緩加速噴射増量としてのＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤの値を算出する。この実施の形態で、ステップ３７０の処理を実行するＥＣＵ２０は、本発明の緩加速噴射増量算出手段に相当する。
【００４８】
そして、ステップ３８０で、ＥＣＵ２０は、算出されるＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤの値に基づいてインジェクタ４を制御することにより、ＰＭ非同期噴射を実行する。この実施の形態で、ステップ３８０の処理を実行するＥＣＵ２０は、上記算出されるＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤの値に基づいてインジェクタ４を制御するための本発明の加速噴射制御手段に相当する。
【００４９】
次に、図６の急加速状態の非同期噴射制御につき、ステップ４００で、ＥＣＵ２０は、ＴＡ非同期再噴射禁止フラグＸＴＡＨＤＡＫが「０」であるか否かを判断する。このフラグＸＴＡＨＤＡＫは、後述する処理により設定されるものである。この判断結果が否定である場合、即ち、ＴＡ非同期噴射の再実行が禁止されている場合は、ＥＣＵ２０は、処理をそのままステップ４７０へ移行する。一方、この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ２０は、ステップ４１０で、スロットルセンサ２５による検出値の変化量（スロットル開度変化量）ＤＬＴＡを算出する。ＥＣＵ２０は、この算出を、今回のスロットル開度ＴＡの値から前回のスロットル開度ＴＡＯの値を減算することにより行う。
【００５０】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ２０は、スロットル開度変化量ＤＬＴＡの値が所定の基準値である「θ１（°）」以上であるか否かを判定する。この判断結果が否定である場合、スロットル開度変化量ＤＬＴＡが小さく、急加速状態ではないものとして、ＥＣＵ２０は、その後の処理を一旦終了する。一方、この判断結果が肯定である場合、スロットル開度変化量ＤＬＴＡが比較的大きく、急加速状態であるものとして、ＥＣＵ２０は、処理をステップ４３０へ移行する。この実施の形態で、ステップ４２０の処理を実行するＥＣＵ２０は、スロットルセンサ２５による検出値の変化量に基づいてエンジン３が急加速状態にあることを判定するための本発明の急加速判定手段に相当する。
【００５１】
ステップ４３０で、ＥＣＵ２０は、ＴＡ非同期噴射の再実行を禁止するためにＴＡ非同期再噴射禁止フラグＸＴＡＨＤＡＫを「１」に設定する。
【００５２】
ステップ４４０で、ＥＣＵ２０は、ＴＡ非同期噴射を実行するためにＴＡ非同期噴射実行フラグＸＴＡＨＤを「１」に設定する。
【００５３】
次に、ステップ４５０で、ＥＣＵ２０は、上記算出されたスロットル開度変化量ＤＬＴＡの値に基づいて急加速状態におけるＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤの値を算出する。ＥＣＵ２０は、このＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤを、例えば、スロットル開度変化量ＤＬＴＡをパラメータとする所定の関数データ（マップデータ）を参照して算出する。即ち、ＥＣＵ２０は、そのときの急加速状態の程度に見合った急加速噴射増量としてのＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤの値を算出する。この実施の形態で、ステップ４５０の処理を実行するＥＣＵ２０は、本発明の急加速噴射増量算出手段に相当する。
【００５４】
そして、ステップ４６０で、ＥＣＵ２０は、算出されたＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤの値に基づいてインジェクタ４を制御することにより、ＴＡ非同期噴射を実行する。この実施の形態で、ステップ４６０の処理を実行するＥＣＵ２０は、上記算出されるＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤの値に基づいてインジェクタ４を制御するための本発明の加速噴射制御手段に相当する。
【００５５】
その後、ステップ４７０で、ＥＣＵ２０は、スロットル開度変化量ＤＬＴＡの値が「０（°）」未満であるか否かを判定する。この判定結果が否定である場合、ＥＣＵ２０は、その後の処理を一旦終了する。一方、この判定結果が肯定である場合、ＥＣＵ２０は、ステップ４８０で、ＴＡ非同期噴射の再実行禁止を解除するために、ＴＡ非同期再噴射禁止フラグＸＴＡＨＤＡＫを「０」に設定し、その後の処理を一旦終了する。
【００５６】
以上説明した本実施の形態のエンジンシステムによれば、エンジン３の運転時には、吸気通路６で吸気の脈動が発生することから、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍも脈動を伴ったものとなる。このため、脈動を伴った吸気圧ｐｍを、エンジン３の各種制御を実行するための運転パラメータの一つとしてそのまま使用したのでは、各種制御が不安定になるおそれがある。
【００５７】
ここで、本願出願人は、脈動を伴う吸気圧ｐｍの検出値において、その下限値ｐｍｌｏが実際に燃焼室８に吸入される吸気量を最も良く反映した吸気圧となることを発見した。そこで、このエンジンシステムでは、吸気圧脈動、即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍにつき、その下限値ｐｍｌｏを検出し、その下限値ｐｍｌｏを計算値である最終的な吸気圧ＰＭとして設定している。このことから、脈動を伴う吸気圧ｐｍにも拘わらず、最終的な吸気圧ＰＭとして吸気量に相関した適正な値と挙動が得られる。これにより、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧ＰＭを得ることができる。
【００５８】
この実施の形態のエンジンシステムによれば、エンジン３の運転時に、吸気通路６のスロットルバルブ９が開閉されることにより、エンジン３に与えられる吸気量が調節される。このとき、スロットルバルブ９より下流の吸気通路６における吸気圧ｐｍが吸気圧センサ２１により検出され、その検出値に基づいて吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏがＥＣＵ２０により算出される。また、ＥＣＵ２０により、上記算出される下限値ｐｍｌｏが吸気圧の計算値である最終的な吸気圧ＰＭとして取り込まれて吸気量に換算され、最終噴射量ＴＡＵが算出される。そして、ＥＣＵ２０により、上記算出される最終噴射量ＴＡＵに基づいてインジェクタ４が制御されることにより、インジェクタ４から燃料が噴射（同期噴射）され、燃料と空気との混合気がエンジン３の燃焼室８に供給される。従って、吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏが最終的な吸気圧ＰＭとして最終噴射量ＴＡＵの算出に取り込まれることから、脈動を伴う吸気圧ｐｍにも拘わらず、算出される最終噴射量ＴＡＵが不安定な値となることがなく、インジェクタ４が吸気圧の挙動に応じて適正に制御される。このため、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い最終的な吸気圧ＰＭを得ることができ、吸気圧を吸気量に換算して行う燃料噴射制御の精度を向上させることができる。
【００５９】
ここで、ＥＣＵ２０により、吸気圧センサ２１による検出値であるＡＤ値ｐｍａｄの変化量ＤＬＰＭに基づいてエンジン３が緩加速状態にあるか否かが判定される。そして、緩加速状態にあると判定されたときは、ＥＣＵ２０により、その緩加速状態に見合ったＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤが算出され、そのＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤに基づいてインジェクタ４が制御される。これにより、インジェクタ４から燃料が噴射（非同期噴射）され、緩加速状態に応じて燃焼室８に燃料が供給される。一方、ＥＣＵ２０により、スロットルセンサ２５により検出されるスロットル開度ＴＡの変化量ＤＬＴＡに基づいてエンジン３が急加速状態にあるか否かが判定される。そして、急加速状態にあると判定されたときは、ＥＣＵ２０により、その急加速状態に見合ったＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤが算出され、そのＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤに基づいてインジェクタ４が制御される。これにより、インジェクタ４から燃料が噴射（非同期噴射）され、急加速状態に応じて燃焼室８に燃料が供給される。
【００６０】
この実施の形態では、エンジン３が緩加速状態にあるときは、吸気圧センサ２１によるＡＤ値ｐｍａｄの変化量ＤＬＰＭに基づき、その緩加速状態が適正に判定され、その緩加速状態に見合ったＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤに基づきインジェクタ４が制御される。しかし、エンジン３が急加速状態にあるときは、スロットルバルブ９が敏速に開くことから、吸気圧センサ２１による吸気圧ｐｍの検出がその吸気圧ｐｍの変化に間に合わず、そのＡＤ値ｐｍａｄの変化量ＤＬＰＭを正確にとらえることが困難になる。そこで、この場合は、吸気圧センサ２１によるＡＤ値ｐｍａｄの変化量ＤＬＰＭに代わり、スロットルセンサ２５で検出されるスロットル開度ＴＡの変化量ＤＬＴＡに基づいて急加速状態が適正に判定される。従って、エンジン３が急加速状態にあるときは、その急加速状態に見合ったＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤにより適正量の燃料が燃焼室８に供給されることになる。この結果、吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏを吸気圧のＡＤ値ｐｍａｄとして使用し、その最終的な吸気圧ＰＭを吸気量に換算して最終噴射量ＴＡＵを制御する燃料噴射制御装置において、エンジン３の加速時には、緩加速又は急加速に拘わらず、応答遅れなく適正量の燃料を燃焼室８に供給することができる。これにより、緩加速時又は急加速時に拘わらず、エンジン３の空燃比がリーン化することを防止することができ、加速時にエンジン３で息つきが起きてドライバビリティが悪化することを未然に防止することができる。
【００６１】
ここで、図７（ａ）〜（ｄ）に、エンジン３の緩加速時におけるスロットル開度の変化に対する吸気圧、燃料噴射量及び空燃比（Ａ／Ｆ）の挙動を、本実施の形態（ＰＭ非同期噴射）と従来例（ＰＭ非同期噴射）とを比較してタイムチャートに示す。
【００６２】
図７（ｄ）に示すように、緩加速が開始されてスロットル開度ＴＡが緩やかに増大すると、図７（ｃ）に実線で示すように、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄが緩やかに上昇し、それに追従して図７（ｃ）に２点鎖線で示すように、応答性に優れた最終的な吸気圧ＰＭが得られる。これにより、図７（ｂ）に示すように、緩加速の開始直後には、応答性良くＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤが得られ、そのＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤに基づき燃料が噴射される。図７（ｂ）において、「△」及び「○」の印は、それぞれ従来例と本実施の形態の噴射点（ＰＭ非同期噴射）を示す。又、図７（ｂ）中「黒塗りの四角」の印は、同期噴射量（最終噴射量ＴＡＵ）を示す。この結果、図７（ａ）に示すように、従来例及び本実施の形態ともに、緩加速の変化に合わせて空燃比（Ａ／Ｆ）を緩やかにリッチ側へ調整できることが判る。
【００６３】
一方、図８（ａ）〜（ｄ）に、エンジン３の急加速時におけるスロットル開度の変化に対する吸気圧、燃料噴射量及び空燃比（Ａ／Ｆ）の挙動を、本実施の形態（ＴＡ非同期噴射）と従来例（ＰＭ非同期噴射）とを比較してタイムチャートに示す。図８（ａ）〜（ｃ）において、実線は本実施の形態に関する挙動を示し、破線は従来例に関する挙動を示す。
図８（ｄ）に示すように、急加速が開始されてスロットル開度ＴＡが急激に増大すると、図８（ｃ）に実線で示すように、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄが急激に上昇し、それに追従して図８（ｃ）に２点鎖線で示すように、ＡＤ値ｐｍａｄより少し遅れて最終的な吸気圧ＰＭが上昇することになる。しかし、本実施の形態では、スロットル開度ＴＡの変化量ＤＬＴＡに基づきエンジン３が急加速状態にあることを直ちに判定することができる。これにより、図８（ｂ）に実線で示すように、急加速の開始直後には、応答性良くＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤが得られ、そのＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤにより、従来例（ＰＭ非同期噴射）に比べて応答性良く燃料を噴射できることが判る。図８（ｂ）において、「○」及び「△」の印は本実施の形態と従来例の噴射点をそれぞれ示す。又、図８（ｂ）中「黒塗りの四角」の印は、同期噴射量（最終噴射量ＴＡＵ）を示す。同時刻の本実施の形態と従来例との間隔は、本実施の形態と従来例の燃料噴射量の違いを表す。図８（ａ）に実線で示すように、本実施の形態では、急加速時の変化に合わせて空燃比（Ａ／Ｆ）を速やかにリッチ側へ調整できることが判る。この効果は、図８（ａ）において、従来例（ＰＭ非同期噴射）の空燃比（Ａ／Ｆ）が一次的に大きくリーン化することと比べることで明らかである。
【００６４】
つまり、この実施の形態では、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、エンジン３が緩やかに加速するときは、吸気量がゆっくり変化することから、その加速時の最終噴射量ＴＡＵを、ＰＭ非同期噴射量ＴＡＵＰＭＨＤにより適正に増量補正することができる。しかし、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、エンジン３が急激に加速するときは、吸気圧ｐｍの変化に比べて吸気圧センサ２１による検出タイミングが遅いことから、吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄは加速前の値であるのに対し、実際の吸気量は加速中の吸気量となり、加速時の最終噴射量ＴＡＵの増量補正が遅れて、空燃比（Ａ／Ｆ）がリーン化することになり、エンジン３が息つきを起こしてドライバビリティが悪化する。
そこで、この実施の形態では、エンジン３の急加速時に、加速の判定方法を吸気圧センサ２１の検出によるＡＤ値ｐｍａｄの変化量ＤＬＰＭを使うことから、スロットルセンサ２５の検出によるスロットル開度ＴＡの変化量ＤＬＴＡを使うことに切り替える。これにより、加速判定の応答遅れを小さくし、急加速時の最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡ非同期噴射量ＴＡＵＴＡＨＤにより適正に増量補正するようにしている。そして、空燃比（Ａ／Ｆ）のリーン化を抑制してエンジン３のドライバビリティの悪化を防止するようにしている。
このように、少なくとも吸気圧センサ２１とスロットルセンサ２５を含み、それらセンサ２１，２５による検出値を使用して加速判定を行うエンジンシステムにおいて、加速判定に使用される検出値を緩加速と急加速に応じて切り替える。これにより、吸気圧センサ２１による検出値だけを加速判定に使用するエンジンシステムに比べ、簡単なロジックで加速時のドライバビリティ悪化を防止することができる。
【００６５】
加えて、この実施の形態のエンジンシステムでは、加速判定のために少なくとも吸気圧センサ２１とスロットルセンサ２５を備えている。このため、例えば、スロットルセンサ２５に故障が起きた場合でも、吸気圧センサ２１の検出値を使用して加速を判定できることから、ドライバビリティを多少犠牲にしても、エンジン３で最低限の加速を行うことができる。
【００６６】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００６７】
例えば、前記実施の形態では、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置を単気筒のエンジン３を含むエンジンシステムに具体化したが、２気筒や３気筒、或いはそれ以上の気筒数のエンジンを含むエンジンシステムに具体化することもできる。但し、気筒数が多ければ吸気脈動の振幅も小さくなることから、本発明の効果は１〜３の気筒数のエンジンで特に大きいと言える。
【００６８】
又、前記実施の形態では、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置を酸素センサ２４を備えたエンジンシステムに具体化したが、酸素センサを持たないエンジンシステムに具体化することもできる。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、吸気圧脈動の下限値を吸気圧の検出値として使用し、その吸気圧を吸気量に換算して燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置において、緩加速及び急加速に拘わらず、加速時には応答遅れなく適正量の燃料を内燃機関に供給することができる。これにより、加速時に内燃機関の空燃比がリーン化することを防止することができ、加速時に内燃機関で息つきが起きてドライバビリティが悪化することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】吸気圧検出制御プログラムを示すフローチャート。
【図３】脈動を伴う吸気圧の挙動等を示すグラフ。
【図４】燃料噴射制御プログラムを示すフローチャート。
【図５】緩加速時における非同期噴射制御の処理内容を示すフローチャート。
【図６】急加速時における非同期噴射制御の処理内容を示すフローチャート。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、緩加速時のスロットル開度変化に対する吸気圧、燃料噴射量及び空燃比の挙動を示すタイムチャート。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、急加速時のスロットル開度変化に対する吸気圧、燃料噴射量及び空燃比の挙動を示すタイムチャート。
【符号の説明】
３    エンジン（内燃機関）
４    インジェクタ（燃料噴射手段）
６    吸気通路
９    スロットルバルブ
２０  ＥＣＵ（下限値算出手段、燃料噴射量算出手段、燃料噴射制御手段、緩加速判定手段、緩加速噴射増量算出手段、急加速判定手段、急加速噴射増量算出手段、加速噴射制御手段）
２１  吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
２５  スロットルセンサ（開度検出手段）
【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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