(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気管内圧力と回転速度と各種の制御条件とに対して基本噴射時間を演算し、前記エンジンの吸気行程が開始されるクランク角位置よりも位相が進んだクランク角位置に設定された同期噴射位置で前記基本噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるエンジンの燃料噴射制御方法において、
前記エンジンの１燃焼サイクルの回転角度区間を、前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を始点とし前記吸気管内圧力が極大値に達するクランク角位置の手前側で該吸気管内圧力が極大値よりも小さく設定された境界値を示すクランク角位置を終点とする第１の区間と、前記第１の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置を終点とする第２の区間と、前記第２の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を終点とする第３の区間とに分け、
前記第１の区間では、前記吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量を用いて前記エンジンのスロットルバルブの開口面積に比例した値を示すスロットル開口面積比例値を演算するとともにこの比例値から前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算して、該第１区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに前記予測極小値に対して演算した第１区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせ、
前記第３の区間では、前記設定クランク角位置で検出した前記吸気管内圧力と前記回転速度とから前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算して該第３区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第３区間加速増量制御用予測極小値に対してトータル加速増量噴射時間を演算して、該トータル加速増量噴射時間が前記第１区間用加速増量噴射時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から前記第１区間用加速増量噴射時間を差し引いて求めた第３区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせること、
を特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
【請求項２】
エンジンの吸気管内圧力と回転速度と各種の制御条件とに対して基本噴射時間を演算し、前記エンジンの吸気行程が開始されるクランク角位置よりも位相が進んだクランク角位置に設定された同期噴射位置で前記基本噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるエンジンの燃料噴射制御方法において、
前記エンジンの１燃焼サイクルの回転角度区間を、前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を始点とし前記吸気管内圧力が極大値に達するクランク角位置の手前側で該吸気管内圧力が極大値よりも小さく設定された境界値を示すクランク角位置を終点とする第１の区間と、前記第１の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置を終点とする第２の区間と、前記第２の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を終点とする第３の区間とに分け、
前記第１の区間では、前記吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量を用いて前記エンジンのスロットルバルブの開口面積に比例した値を示すスロットル開口面積比例値を演算するとともにこの比例値から前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算して、該第１区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに前記予測極小値に対して演算した第１区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせ、
前記第２の区間では、前記第１の区間で加速増量噴射が行なわれなかった状態で前記吸気管内圧力が設定した参照値を超えたときに前記エンジンの回転速度に対して演算した第２区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせ、
前記第３の区間では、前記設定クランク角位置で検出した前記吸気管内圧力と前記回転速度とから前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算して該第３区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第３区間加速増量制御用予測極小値に対してトータル加速増量噴射時間を演算して、該トータル加速増量噴射時間が前記第１の区間及び第２の区間で既に行なわれた加速増量噴射よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から前記第１の区間及び第２の区間で既に行なわれた加速増量噴射の噴射時間を差し引いて求めた第３区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせること、
を特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
【請求項３】
エンジンの吸気管内圧力と回転速度と各種の制御条件とに対して基本噴射時間を演算し、前記エンジンの吸気行程が開始されるクランク角位置よりも位相が進んだクランク角位置に設定された同期噴射位置で前記基本噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるエンジンの燃料噴射制御方法において、
前記エンジンの１燃焼サイクルの回転角度区間を、前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を始点とし前記吸気管内圧力が極大値に達するクランク角位置の手前側で該吸気管内圧力が極大値よりも小さく設定された境界値を示すクランク角位置を終点とする第１の区間と、前記第１の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置を終点とする第２の区間と、前記第２の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を終点とする第３の区間とに分け、
前記第１の区間では、前記エンジンの前記スロットルバルブの開口面積と前記エンジンの吸気管内の容積と前記スロットルバルブを通して前記吸気管内に単位時間当たりに流入する空気の流量と前記エンジンの吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量との間に成立する関係を用いて、前記スロットルバルブの開口面積に比例する値をスロットル開口面積比例値として演算する過程を微小時間毎に繰り返し行なって、前記吸気管内圧力が前記境界値を超えるまでの間に演算された前記スロットル開口面積比例値の最大値をスロットル開口面積最大比例値として求める過程と、前記スロットル開口面積最大比例値と前記エンジンの回転速度とから前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を予測して第１区間加速増量制御用予測極小値を求める過程と、前記第１区間加速増量制御用予測極小値と前記吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差として該第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が設定された判定値以上であるか否かを判定する過程と、前記第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が前記判定値以上であるときに前記吸気管内圧力が直前に示した極小値と前記第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差と加速増量噴射時間との間の関係を与える第１区間用加速増量マップを用いて第１区間用加速増量噴射時間を演算する過程とを行なって演算された第１区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせ、
前記第２の区間では、前記吸気管内圧力が直前に示した極大値に所定の加算値を加えた圧力値を参照値として、前記第１の区間で加速増量噴射が行なわれていない状態で前記吸気管内圧力が前記参照値を超えたときに前記エンジンの回転速度に対して第２区間用加速増量噴射時間を演算して、該第２区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせ、
前記第３の区間では、前記設定クランク角位置で検出した前記吸気管内圧力と前記回転速度とから前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算する過程と、該第３区間加速増量制御用予測極小値と前記吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差として該第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差が前記判定値以上であるか否かを判定する過程と、前記第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差が前記判定値以上であるときに前記第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差と前記吸気管内圧力が直前に示した極小値と加速増量噴射時間との間の関係を与えるマップを用いてトータル加速増量噴射時間を演算して、このトータル加速増量噴射時間が前記第１区間用加速増量噴射時間と前記第２区間用加速増量噴射時間との和の時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から前記第１区間用加速増量噴射時間と前記第２区間用加速増量噴射時間との和の時間を差し引いた噴射時間を第３区間用加速増量噴射時間として演算する過程とを行なって、前記第３区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせること、
を特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
【請求項４】
エンジンの吸気管内圧力と回転速度と各種の制御条件とに対して基本噴射時間を演算する基本噴射時間演算手段と、前記エンジンが加速状態にあるときに燃料噴射量の不足分を補うための加速増量噴射時間を演算する加速増量噴射時間演算部と、前記エンジンの吸気行程が開始されるクランク角位置よりも位相が進んだクランク角位置に設定された同期噴射位置で前記基本噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるために必要なパルス幅を有する燃料噴射信号を発生し、前記加速増量噴射時間演算部により演算された加速増量噴射時間の間燃料を噴射させるために必要なパルス幅を有する燃料噴射信号を前記エンジンが加速状態にあることが検出されたときに発生する燃料噴射信号発生手段と、前記燃料噴射信号に応答してインジェクタから燃料を噴射させるべく該インジェクタを駆動するインジェクタ駆動回路とを備えたエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記加速増量噴射時間演算部は、
前記エンジンの１燃焼サイクルの回転角度区間を、前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を始点とし前記吸気管内圧力が極大値に達するクランク角位置の手前側で該吸気管内圧力が極大値よりも小さく設定された境界値を示すクランク角位置を終点とする第１の区間と、前記第１の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置を終点とする第２の区間と、前記第２の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を終点とする第３の区間とに分けて、前記エンジンのクランク角位置が前記第１ないし第３の区間のいずれにあるかを検出する回転区間検出手段と、
前記回転区間検出手段により前記エンジンのクランク角位置が前記第１の区間にあることが検出されているときに、前記吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量を用いて前記エンジンのスロットルバルブの開口面積に比例した値を示すスロットル開口面積比例値を演算するとともにこの比例値から前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算して、該第１区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに前記予測極小値に対して第１区間用加速増量噴射時間を演算する第１区間用加速増量噴射時間演算部と、
前記回転区間検出手段により前記エンジンのクランク角位置が前記第３の区間にあることが検出されているときに、前記設定クランク角位置で検出した前記吸気管内圧力と前記回転速度とから前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算して該第３区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第３区間加速増量制御用予測極小値に対してトータル加速増量噴射時間を演算して、該トータル加速増量噴射時間が前記第１区間用加速増量噴射時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から前記第１区間用加速増量噴射時間を差し引いて第３区間用加速増量噴射時間を演算する第３区間用加速増量噴射時間演算部と、
を具備し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５】
エンジンの吸気管内圧力と回転速度と各種の制御条件とに対して基本噴射時間を演算する基本噴射時間演算手段と、前記エンジンが加速状態にあるときに燃料噴射量の不足分を補うための加速増量噴射時間を演算する加速増量噴射時間演算部と、前記エンジンの吸気行程が開始されるクランク角位置よりも位相が進んだクランク角位置に設定された同期噴射位置で前記基本噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるために必要なパルス幅を有する燃料噴射信号を発生し、前記加速増量噴射時間演算部により演算された加速増量噴射時間の間燃料を噴射させるために必要なパルス幅を有する燃料噴射信号を前記エンジンが加速状態にあることが検出されたときに発生する燃料噴射信号発生手段と、前記燃料噴射信号に応答してインジェクタから燃料を噴射させるべく該インジェクタを駆動するインジェクタ駆動回路とを備えたエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記加速増量噴射時間演算部は、
前記エンジンの１燃焼サイクルの回転角度区間を、前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を始点とし前記吸気管内圧力が極大値に達するクランク角位置の手前側で該吸気管内圧力が極大値よりも小さく設定された境界値を示すクランク角位置を終点とする第１の区間と、前記第１の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置を終点とする第２の区間と、前記第２の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を終点とする第３の区間とに分けて、前記エンジンのクランク角位置が前記第１ないし第３の区間のいずれにあるかを検出する回転区間検出手段と、
前記回転区間検出手段により前記エンジンのクランク角位置が前記第１の区間にあることが検出されているときに、前記吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量を用いて前記エンジンのスロットルバルブの開口面積に比例した値を示すスロットル開口面積比例値を演算するとともにこの比例値から前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算して、該第１区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに前記予測極小値に対して第１区間用加速増量噴射時間を演算する第１区間用加速増量噴射時間演算部と、
前記回転区間検出手段により前記エンジンのクランク角位置が前記第２の区間にあることが検出されていて、前記第１の区間で加速増量噴射が行なわれなかった状態で前記吸気管内圧力が設定した参照値を超えたときに前記エンジンの回転速度に対して第２区間用加速増量噴射時間を演算する第２区間用加速増量噴射時間演算部と、
前記回転区間検出手段により前記エンジンのクランク角位置が前記第３の区間にあることが検出されているときに、前記設定クランク角位置で検出した前記吸気管内圧力と前記回転速度とから前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算して該第３区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第３区間加速増量制御用予測極小値に対してトータル加速増量噴射時間を演算し、該トータル加速増量噴射時間が前記第１の区間及び第２の区間で既に行なわれた加速増量噴射よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から前記第１の区間及び第２の区間で既に行なわれた加速増量噴射の噴射時間を差し引いて第３区間用加速増量噴射時間を演算する第３区間用加速増量噴射時間演算部と、
を具備し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６】
前記第１区間用加速増量噴射時間演算部は、前記回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が前記第１の区間にあることが検出されているときに、吸気管内圧力を微小時間間隔でサンプリングしてエンジンのスロットルバルブの開口面積と前記エンジンの吸気管内の容積と前記スロットルバルブを通して前記吸気管内に単位時間当たりに流入する空気の流量と前記エンジンの吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量との間に成立する関係を用いて、スロットルバルブの開口面積に比例する値をスロットル開口面積比例値として演算するスロットル開口面積比例値演算手段と、前記吸気管内圧力が前記境界値を超えるまでの間に前記スロットル開口面積比例値演算手段により演算されたスロットル開口面積比例値の最大値をスロットル開口面積最大比例値として求める開口面積最大比例値演算手段と、第１区間用吸気管内圧力極小値予測マップを用いてスロットル開口面積最大比例値とエンジンの回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算する第１区間加速増量制御用予測極小値演算手段と、前記第１区間加速増量制御用予測極小値と吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差として演算する第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段と、前記第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が設定された判定値以上であるか否かを判定して第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が設定された判定値以上であるときにエンジンが加速状態にあると判定する加速判定手段と、第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が判定値以上であるときに吸気管内圧力が直前に示した極小値と第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差と加速増量噴射時間との間の関係を与える第１区間用加速増量マップを用いて第１区間用加速増量噴射時間を演算する第１区間用加速増量噴射時間演算手段とを備えてなり、
前記第２区間用加速増量噴射時間演算部は、回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が第２の区間にあることが検出されていて、前記第１の区間で加速増量噴射が行なわれていないときに、吸気管内圧力が直前に示した極大値に所定の加算値を加えて求めた参照値と吸気管内圧力とを比較する吸気管内圧力判定手段と、前記吸気管内圧力判定手段により吸気管内圧力が参照値を超えたと判定されたときに第２区間用加速増量マップを用いてエンジンの回転速度に対して第２区間用加速増量噴射時間を演算する第２区間用加速増量噴射時間演算手段とを備えてなり、
前記第３区間用加速増量噴射時間演算部は、前記設定クランク角位置での吸気管内圧力を検出する設定クランク角位置吸気管内圧力検出手段と、設定クランク角位置で検出した吸気管内圧力とエンジンの回転速度とに対して第３区間用吸気管内圧力極小値予測マップを用いて吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算する第３区間加速増量制御用予測極小値演算手段と、第３区間加速増量制御用予測極小値と吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差として演算する第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段手段と、前記第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差を判定値と比較して第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢが判定値以上であるときにエンジンが加速状態にあると判定する第３区間用加速判定手段と、第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差が判定値以上であるときに第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差と吸気管内圧力が直前に示した極小値と加速増量噴射時間との間の関係を与える第３区間用加速増量マップを用いて、トータル加速増量噴射時間を演算するトータル加速増量噴射時間演算手段と、前記トータル加速増量噴射時間が第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間を差し引いた噴射時間を第３区間用加速増量噴射時間として演算する第３区間用加速増量噴射時間演算手段とを備えてなる、
請求項５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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン用のインジェクタ（電子式燃料噴射弁）から噴射させる燃料の量を制御する燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子制御式の燃料噴射装置（ＥＦＩ）において、エアフローメータを用いずに燃料の噴射量を決定して、インジェクタからの燃料噴射量を制御する場合には、吸入行程においてシリンダ内に吸入される空気の量（吸入空気量）を何らかの方法で推定して、推定した吸入空気量に対して混合気の空燃比を所定の範囲に保つように燃料噴射量を決定する必要がある。
【０００３】
４サイクルエンジンの吸入行程においてシリンダ内に吸入される空気量を推定する方法として、スピード・デンシティ方式が広く採用されている。スピード・デンシティ方式では、吸気管内のスロットルバルブよりも下流側の絶対圧力を吸気管内圧力として検出する圧力センサと、エンジンの回転速度を演算する回転速度演算手段とを設けて、圧力センサにより検出された吸気管内圧力と、回転速度演算手段により演算されたエンジンの回転速度と、エンジンの体積効率とから吸入空気量を推定し、推定した吸入空気量に対して適正な空燃比を得るために必要な燃料噴射量を、冷却水温度、吸気温度等の各種の制御条件に対して演算している。
【０００４】
制御の対象とするエンジンが、単気筒エンジンや、各気筒毎に吸気管が独立に設けられている多気筒エンジンであって、各吸気管内の圧力がエンジンの行程変化に伴って変動する場合には、上記吸入空気量を推定する際に用いる吸気管内圧力の値として、吸気行程の終期に生じる吸気管内圧力の極小値を用いている。
【０００５】
インジェクタからの燃料噴射量は、インジェクタに与えられる燃料の圧力とインジェクタから燃料を噴射させる時間（燃料噴射時間）との積により決まる。一般にインジェクタに与えられる燃料の圧力は、圧力調整器により一定に保たれるため、インジェクタからの燃料噴射量は燃料噴射時間により管理される。
【０００６】
エンジンを制御する電子式制御装置（ＥＣＵ）は、各種の制御条件に対して、混合気の空燃比を適正な範囲に保つために必要な基本燃料噴射量を基本噴射時間の形で演算し、エンジンの吸気行程が開始されるクランク角位置よりも進んだ位置に設定された同期噴射位置で基本噴射時間の間燃料を噴射させるようにインジェクタを駆動して、基本噴射量の燃料の噴射を行なわせる。
【０００７】
上記のような制御を行なわせるためには、同期噴射位置を検出するために、エンジンのクランク角情報を含む信号を発生する信号発生装置を設ける必要がある。また各クランク角位置におけるエンジンの行程を判別する手段を設ける必要もある。エンジンのクランク角情報を含む信号を発生する信号発生装置としては、例えば、特許文献１に示されているように、エンジンのクランク角位置が設定された位置に一致したことを示すパルスをクランク軸が１回転する間に１回だけ発生するパルサと、クランク軸が一定の角度回転する毎にクランク角信号を発生するクランク角信号発生装置とが用いられている。
【０００８】
パルサは、エンジンのクランク軸に取り付けられたロータに設けられたリラクタのエッジを検出してパルスを発生するパルス発生器で、図７（Ａ）に示すように、エンジンのピストンが上死点に達するときのクランク角位置（上死点位置）ＴＤＣよりも十分に位相が進んだ位置に設定された基準クランク角位置θ1で第１パルスＶs1を発生し、上死点位置ＴＤＣに近い位置に設定された設定クランク角位置θ2で第２パルスＶs2を発生する。これらのパルスＶs1及びＶs2を波形整形回路により波形整形して得た図７（Ｂ）及び（Ｃ）のパルスＶp1及びＶp2がクランク角情報を得るための信号として電子式制御ユニット（ＥＣＵ）のマイクロプロセッサに与えられる。
【０００９】
ＥＣＵのマイクロプロセッサは、パルスＶp1を認識したときに、第１パルスＶs1が発生したことを認識して、エンジンのクランク軸の回転角度位置が基準回転角度位置に一致したことを検出する。エンジンが４サイクルエンジンである場合には、第１パルスＶs1が１燃焼サイクル当たり２回発生する。
【００１０】
またクランク角信号発生装置は、例えば、エンジンに取り付けられた発電機内に設けられて、クランク角θに対して図７（Ｄ）に示すような正弦波形の位相信号を発生する発電コイルと、この位相信号の特定の零クロス点を検出してパルスを発生する零クロス検出回路とを備えていて、零クロス検出回路から図７（Ｅ）に示すような一連のパルス信号をクランク角信号Ｖgとして発生させる。図示の例では、位相信号がクランク軸の１回転当たり６サイクル発生し、クランク角信号が１回転当たり６回発生する。
【００１１】
特許文献１に示された装置では、各クランク角信号Ｖgが発生するクランク角位置を吸気管内圧力のサンプリング位置として用いており、１燃焼サイクルの間（クランク軸が２回転する間）に発生する１２個のクランク角信号Ｖｇのそれぞれの発生位置で吸気管内圧力をサンプリングしている。
【００１２】
ＥＣＵは、別途設けられた行程判別手段による行程の判別結果と、パルサが発生する第１パルスＶs1とを用いて、１２個のクランク角信号Ｖgのそれぞれの発生位置を識別する。図示の例では、吸気行程が開始される際の上死点位置よりも一定角度位相が進んだクランク角位置でパルサが第２パルスＶs2を発生した次に発生するクランク角信号Ｖｇの発生位置に番号０を付し、以下順次現れるクランク角信号の発生位置に１，２，…，１１の番号を付して、１燃焼サイクルの間に現れる１２個のサンプリング位置を識別する。そして、１燃焼サイクルの区間に順次現れる１２個のサンプリング位置０，１，２，…，１１でそれぞれ吸気管内圧力ＰＢをサンプリングし、サンプリングした吸気管内圧力をそのサンプリング位置を示す番号とともにＲＡＭに記憶する。
【００１３】
行程判別手段は、１燃焼サイクル当り１回転するカム軸の回転角度位置が所定の位置（例えば吸気行程が開始される際の上死点位置）に一致したときに信号を発生するカム軸センサの出力から行程を判別したり、行程の変化に伴う吸気管内圧力の変化から吸気・圧縮行程と燃焼・膨張行程とを判別したりするように構成することができる。エンジンの吸気管内圧力の変化から吸気・圧縮行程と、燃焼・膨張行程とを判別する方法は、特許文献２に示されている。
【００１４】
エンジンの吸気管内圧力ＰＢは、エンジンのクランク角θに対して例えば図８（Ａ）に示すような変化を示す。同図に実線で示した曲線ａは、エンジンのアイドリング時における吸気管内圧力を示し、破線の曲線ｂはエンジンの加速操作が行われた際の吸気管内圧力を示している。また図８（Ｂ）は図７（Ｅ）に示したクランク角信号Ｖgを示し、図８（Ｃ）はインジェクタ駆動回路に与えられる燃料噴射信号を示している。吸気管内圧力ＰＢは、吸気行程が開始された後クランク角の変化に伴って低下していき、極小値ＰＢminを迎えた後極大値ＰＢmaxに向けて上昇していく。この例では、吸気行程が開始されるクランク角位置よりも位相が進んだ位置に設定された番号１０のクランク角信号の発生位置を同期噴射位置として、各同期噴射位置で燃料噴射信号Ｖjを発生させている。燃料噴射信号Ｖjはインジェクタ駆動回路に与えられる。インジェクタ駆動回路は燃料噴射信号Ｖjが与えられている間インジェクタのソレノイドに駆動電流を流してインジェクタの弁を開き、該インジェクタから燃料を噴射させる。
【００１５】
吸気管内圧力はスロットル開度（スロットルバルブの開度）の増大に伴って高くなっていくため、加速操作を行うためにスロットルバルブを開くと、図８（Ａ）に破線で示した曲線ｂのように、アイドリング時の値よりも高い値を示す。
【００１６】
スピード・デンシティ方式のＥＦＩエンジンでは、各燃焼サイクルの吸気行程で燃料を噴射する際の基本噴射量を与える基本噴射時間を、前回の燃焼サイクルにおける吸気行程で検出された吸気管内圧力（吸気管内圧力に極小値が現れる場合にはその極小値）と回転速度とに基づいて推定した吸入空気量と、各種の制御条件とに基づいて演算している。
【００１７】
スロットル開度がほぼ一定に保たれている場合や、スロットル開度がゆっくりと変化させられる場合には、基本噴射時間を演算するために用いた前回の吸入行程における吸入空気量と今回の吸入行程における吸入空気量との間に大きな差が生じないため、上記のようにして演算した基本噴射時間をそのまま実際の噴射時間としても問題がない。
【００１８】
しかし、エンジンを加速するためにスロットル開度が急に増加させられた場合には、基本噴射時間を演算した際の吸気管内圧力と、実際に燃料を噴射する際の吸気管内圧力との間に大きな差が生じるため、上記のようにして演算された基本噴射時間をそのまま実際の噴射時間として用いると、燃料噴射量が不足して空燃比がリーン側にずれる。
【００１９】
例えば、エンジンがアイドリング状態にあって、図８（Ａ）の曲線ａのように吸気管内圧力が変化しているときに、ある燃焼サイクルのクランク角位置θaでスロットルバルブを急に開いたとすると、次の燃焼サイクルでは図８（Ａ）の曲線ｂのように吸気管内圧力が上昇する。このとき曲線ａの極小値を用いて演算した基本噴射時間を実噴射時間として用いると、燃料の量が大幅に不足することになり、空燃比がリーン側にずれてしまう。エンジンの加速時に空燃比がリーン側にずれると、排気ガスの成分が悪化したり、運転性能が低下したりするので好ましくない。
【００２０】
上記の問題を解決するため、スピード・デンシティ方式を採用した電子制御式の燃料噴射制御装置においては、スロットル開度の変化からエンジンの加速状態を検出する手段を設けて、加速状態が検出されたときに、燃料が不足しないように燃料噴射時間を補正するようにしている。しかしながら、このように、スロットル開度の変化からエンジンの加速状態を検出するには、スロットル開度を検出するスロットルセンサを必要とするため、コストが高くなるのを避けられない。
【００２１】
そこで、特許文献２に示されているように、スロットルセンサを用いずに、吸気管内の圧力の変化からエンジンの加速状態を検出する方法が提案されている。この既提案の方法では、エンジンのクランク軸の複数の回転角度位置をサンプリング位置として定めておいて、各サンプリング位置でエンジンの吸気管内圧力をサンプリングし、サンプリングした吸気管内圧力を記憶しておく。そして、各サンプリング位置で吸気管内圧力をサンプリングする毎に新たにサンプリングした吸気管内圧力を１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした前回の吸気管内圧力と比較し、その比較の結果からエンジンが加速状態にあるか否かが判定される。
【００２２】
即ち、新たにサンプリングした吸気管内圧力と１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした前回の吸気管内圧力とを比較した結果、新たにサンプリングした吸気管内圧力が前回サンプリングした吸気管内圧力よりも所定レベル以上高いときにエンジンが加速状態にあることを検出する。例えば図８において、番号０のサンプリング位置で新たにサンプリングした吸気管内圧力Ｐ1 と前回同じサンプリング位置でサンプリングした吸気管内圧力Ｐ1Bとの差ΔＰ（＝Ｐ1−Ｐ1B）が判定値を超えているときに、エンジンが加速状態にあることを検出する。
【００２３】
このように、エンジンの複数のクランク角位置を、サンプリング位置として定めておいて、各サンプリング位置で吸気管内圧力をサンプリングする毎に新たにサンプリングした吸気管内圧力を１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした吸気管内圧力と比較することにより、エンジンが加速状態にあることを検出するようにすると、スロットルポジションセンサを用いることなく、エンジンの加速状態を検出することができる。そして、図８（Ｃ）に示すように、予め定められた同期噴射位置θi でインジェクタの駆動回路に燃料噴射信号Ｖjを与えて燃料の同期噴射を行わせた後、上記の方法により加速状態が検出されたときに、インジェクタの駆動回路に加速増量燃料噴射信号Ｖj ´を与えることにより、加速増量噴射を行わせて、燃料の不足分を補うことができる。
【００２４】
上記既提案の燃料噴射制御方法によった場合には、加速状態の判定に１燃焼サイクル分の遅れが生じるため、エンジンが加速状態になってから加速増量噴射が行なわれまでに遅れが生じ、加速時に燃料の噴射量が不足して、最悪の場合にはエンジンがストールするおそれがあった。
【００２５】
そこで、本出願人は、特許文献１に示されているように、吸気行程において吸気管内圧力が極小値ＰＢminに向けて下降していく過程で加速状態の有無の判定を行ない、この判定で加速状態であると判定されたときに直ちに加速増量噴射を行なわせる方法を提案した。
【００２６】
特許文献１に示された方法では、図９に示したように、各吸気行程の前半に設定したサンプリング位置、例えば番号０が付されたサンプリング位置及び番号１が付されたサンプリング位置でそれぞれ吸気管内圧力ＰＢ０及びＰＢ１をサンプリングしてこれらの差ΔＰＢ＝ＰＢ０−ＰＢ１を求め、ＰＢ１のサンプリング位置の次に発生する吸気管内圧力の極小値を予測極小値ΔＰＢminyとして、下記の式により求める。
ΔＰＢminy＝ＰＢ1−ΔＰＢ×ｋ                                       …（１）
ここで、ｋは、ＰＢ1をサンプリングした後、同じ吸気行程で生じる吸気管内圧力の極小値をうまく予測できるように実験的に定めた係数である。
【００２７】
ＥＣＵは、上記のようにして求めた予測極小値ＰＢminyと吸気管内圧力の直前の極小値ＰＢminとから吸気管内圧力の極小値の変化分ΔＰＢminを求め、この変化分ΔＰＢminとＰＢminとから加速時の燃料噴射量の増量分を与える噴射時間を加速増量噴射時間として演算する。そして、図９（Ｃ）に示すように、加速増量噴射時間が演算された時に即時にインジェクタ駆動回路に加速増量用の燃料噴射信号Ｖj′を与えて、演算された加速増量噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させる。
【特許文献１】特開２００３−１３８９７４号公報
【特許文献２】特願２００１−３８０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
上記のように、特許文献１に示された既提案の燃料噴射制御方法では、各燃焼サイクルの吸気行程中でその吸気行程で生じる吸気管内圧力の極小値を事前に予測して、加速増量噴射時間を求めている。しかしながら、その後の解析の結果、エンジンによっては、吸気バルブのタイミングにより、吸気行程の後半にならないと吸気管内圧力の極小値を予測できないことがあることが明らかになった。吸気行程の後半で加速増量噴射を行なわせた場合には、その燃焼サイクルでの燃料の増量が間に合わず、加速性能が悪くなるのを避けられない。
【００２９】
本発明の一つの目的は、吸気管内圧力とクランク角信号とを用いて早期に加速状態を判別して、エンジンが加速状態になったとき（エンジンの負荷が大きくなったときに）早い段階で加速増量噴射を行なわせて、加速性能が低下するのを防ぐことができるようにしたエンジンの燃料噴射制御方法を提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、上記の燃料噴射制御方法を実施するために用いる燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、エンジンの吸気管内圧力と回転速度と各種の制御条件とに対して基本噴射時間を演算し、前記エンジンの吸気行程が開始されるクランク角位置よりも位相が進んだクランク角位置に設定された同期噴射位置で基本噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるエンジンの燃料噴射制御方法に適用される。
【００３２】
本発明においては、エンジンの１燃焼サイクルの回転角度区間を、吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を始点とし吸気管内圧力が極大値に達するクランク角位置の手前側で該吸気管内圧力が極大値よりも小さく設定された境界値を示すクランク角位置を終点とする第１の区間と、第１の区間の終点を始点とし吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置を終点とする第２の区間と、第２の区間の終点を始点とし吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を終点とする第３の区間とに分ける。
【００３３】
そして、第１の区間では、吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量を用いてエンジンのスロットルバルブの開口面積に比例した値を示すスロットル開口面積比例値を演算するとともにこの比例値から吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算して、該第１区間加速増量制御用予測極小値が吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第１区間加速増量制御用予測極小値に対して演算した第１区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００３４】
また第３の区間では、設定クランク角位置で検出した吸気管内圧力と回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算して該第３区間加速増量制御用予測極小値が吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第３区間加速増量制御用予測極小値に対してトータル加速増量噴射時間を演算して、該トータル加速増量噴射時間が第１区間用加速増量噴射時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から第１区間用加速増量噴射時間を差し引いて求めた第３区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００３５】
第２の区間では、スロットル開度が大きくなったときに吸気管内での空気の反射によると考えられる圧力の脈動が生じるため、スロットル開口面積比例値を精度よく演算することができず、吸気管内圧力の極小値を精度よく予測することができない。従って、第２の区間では、スロットル開口面積比例値に基づいて加速増量噴射時間を求めることは行なわない。
【００３６】
上記の方法によると、スロットルセンサを用いることなく、吸気管内圧力が極小値から極大値に向けて上昇していく第１の区間及び吸気管内圧力が極大値を過ぎた後、設定クランク角位置から極小値に向けて下降していく第３の区間でそれぞれエンジンが加速状態になったときに加速増量噴射時間を演算して直ちに加速増量用の燃料噴射信号を発生させることができるため、エンジンが加速状態にされたときに遅滞なく加速増量噴射を行なわせてエンジンの加速時の燃料噴射制御の応答性を良好にすることができ、エンジンの加速時に燃料噴射量が不足するのを防ぐことができる。
【００３７】
また吸気管内圧力が極小値に向けて下降していく区間（第３の区間）では、その前半の早い段階で精度よく吸気管内圧力の極小値を予測して、加速状態の検出と加速増量噴射時間の演算とを行なうことができるため、既提案の燃料噴射制御方法による場合よりも、加速時の燃料噴射制御の応答性を良好にすることができる。
【００３８】
本発明の好ましい態様では、次のようにして第１ないし第３の区間で加速増量噴射を行なわせる。
第１の区間では、吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量を用いてエンジンのスロットルバルブの開口面積に比例した値を示すスロットル開口面積比例値を演算するとともにこの比例値から前記吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算して、該第１区間加速増量制御用予測極小値が前記吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに予測極小値に対して演算した第１区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００３９】
第２の区間では、第１の区間で加速増量噴射が行なわれなかった状態で吸気管内圧力が設定した参照値を超えたときにエンジンの回転速度に対して演算した第２区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００４０】
第３の区間では、設定クランク角位置で検出した吸気管内圧力と回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算して該第３区間加速増量制御用予測極小値が吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第３区間加速増量制御用予測極小値に対してトータル加速増量噴射時間を演算して、該トータル加速増量噴射時間が第１の区間及び第２の区間で既に行なわれた加速増量噴射よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から第１の区間及び第２の区間で既に行なわれた加速増量噴射の噴射時間を差し引いて求めた第３区間用加速増量噴射時間の間前記インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００４１】
上記の方法によると、吸気管内圧力の極小値の予測が困難な第２の区間においても加速の判定を行なって加速増量噴射時間を演算できるため、如何なるタイミングでスロットルバルブが開かれた場合（加速操作が行なわれた場合）にも加速増量噴射を行なわせて、加速時の燃料噴射制御の応答性を良好にすることができる。
【００４２】
本発明の他の好ましい態様では、第１の区間ないし第３の区間で以下のような制御が行なわれる。
第１の区間では、エンジンのスロットルバルブの開口面積とエンジンの吸気管内の容積と前記スロットルバルブを通して吸気管内に単位時間当たりに流入する空気の流量とエンジンの吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量との間に成立する関係を用いて、スロットルバルブの開口面積に比例する値をスロットル開口面積比例値として演算する過程を微小時間毎に繰り返し行なって、吸気管内圧力が前記境界値を超えるまでの間に演算されたスロットル開口面積比例値の最大値をスロットル開口面積最大比例値として求める過程と、スロットル開口面積最大比例値とエンジンの回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を予測して第１区間加速増量制御用予測極小値を求める過程と、第１区間加速増量制御用予測極小値と吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差として該第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が設定された判定値以上であるか否かを判定する過程と、第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が判定値以上であるときに吸気管内圧力が直前に示した極小値と第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差と加速増量噴射時間との間の関係を与える第１区間用加速増量マップを用いて第１区間用加速増量噴射時間を演算する過程とを行なって演算された第１区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００４３】
また第２の区間では、吸気管内圧力が直前に示した極大値に所定の加算値を加えた圧力値を参照値として、第１の区間で加速増量噴射が行なわれていない状態で吸気管内圧力が参照値を超えたときにエンジンの回転速度に対して第２区間用加速増量噴射時間を演算して、該第２区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００４４】
第３の区間では、設定クランク角位置で検出した吸気管内圧力と回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算する過程と、該第３区間加速増量制御用予測極小値と吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差として該第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差が判定値以上であるか否かを判定する過程と、第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差が判定値以上であるときに第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差と吸気管内圧力が直前に示した極小値と加速増量噴射時間との間の関係を与えるマップを用いてトータル加速増量噴射時間を演算して、このトータル加速増量噴射時間が第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間を差し引いた噴射時間を第３区間用加速増量噴射時間として演算する過程とを行なって、第３区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００４５】
本発明はまた、エンジンの吸気管内圧力と回転速度と各種の制御条件とに対して基本噴射時間を演算する基本噴射時間演算手段と、エンジンが加速状態にあるときに燃料噴射量の不足分を補うための加速増量噴射時間を演算する加速増量噴射時間演算部と、エンジンの吸気行程が開始されるクランク角位置よりも位相が進んだクランク角位置に設定された同期噴射位置で基本噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるために必要なパルス幅を有する燃料噴射信号を発生し、加速増量噴射時間演算部により演算された加速増量噴射時間の間燃料を噴射させるために必要なパルス幅を有する燃料噴射信号をエンジンが加速状態にあることが検出されたときに発生する燃料噴射信号発生手段と、燃料噴射信号に応答してインジェクタから燃料を噴射させるべく該インジェクタを駆動するインジェクタ駆動回路とを備えたエンジンの燃料噴射制御装置に適用される。
【００４６】
上記加速増量噴射時間演算部は、基本的には、回転区間検出手段と、第１区間用加速増量噴射時間演算部と、第３区間用加速増量噴射時間演算部とにより構成する。
【００４７】
回転区間検出手段は、エンジンの１燃焼サイクルの回転角度区間を、吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を始点とし吸気管内圧力が極大値に達するクランク角位置の手前側で該吸気管内圧力が極大値よりも小さく設定された境界値を示すクランク角位置を終点とする第１の区間と、第１の区間の終点を始点とし前記吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置を終点とする第２の区間と、第２の区間の終点を始点とし吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を終点とする第３の区間とに分けて、エンジンのクランク角位置が第１ないし第３の区間のいずれにあるかを検出するように構成される。
【００４８】
第１区間用加速増量噴射時間演算部は、回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が第１の区間にあることが検出されているときに、吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量を用いてエンジンのスロットルバルブの開口面積に比例した値を示すスロットル開口面積比例値を演算するとともにこの比例値から吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算して、該第１区間加速増量制御用予測極小値が吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに予測極小値に対して第１区間用加速増量噴射時間を演算するように構成される。
【００４９】
また第３区間用加速増量噴射時間演算部は、回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が第３の区間にあることが検出されているときに、設定クランク角位置で検出した吸気管内圧力と回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算して該第３区間加速増量制御用予測極小値が吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第３区間加速増量制御用予測極小値に対してトータル加速増量噴射時間を演算し、該トータル加速増量噴射時間が第１区間用加速増量噴射時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から第１区間用加速増量噴射時間を差し引いて第３区間用加速増量噴射時間を演算するように構成される。
【００５０】
本発明の好ましい態様では、上記加速増量噴射時間演算部に更に、回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が第２の区間にあることが検出されていて、第１の区間で加速増量噴射が行なわれなかった状態で吸気管内圧力が設定した参照値を超えたときにエンジンの回転速度に対して第２区間用加速増量噴射時間を演算する第２区間用加速増量噴射時間演算手段が設けられる。
【００５１】
本発明の他の好ましい態様では、第１区間用加速増量噴射時間演算部が、回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が第１の区間にあることが検出されているときに、吸気管内圧力を微小時間間隔でサンプリングしてエンジンのスロットルバルブの開口面積とエンジンの吸気管内の容積とスロットルバルブを通して吸気管内に単位時間当たりに流入する空気の流量とエンジンの吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量との間に成立する関係を用いて、スロットルバルブの開口面積に比例する値をスロットル開口面積比例値として演算するスロットル開口面積比例値演算手段と、吸気管内圧力が前記境界値を超えるまでの間にスロットル開口面積比例値演算手段により演算されたスロットル開口面積比例値の最大値をスロットル開口面積最大比例値として求める開口面積最大比例値演算手段と、第１区間用吸気管内圧力極小値予測マップを用いてスロットル開口面積最大比例値とエンジンの回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算する第１区間加速増量制御用予測極小値演算手段と、第１区間加速増量制御用予測極小値と吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差として演算する第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段と、第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が設定された判定値以上であるか否かを判定して第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が設定された判定値以上であるときにエンジンが加速状態にあると判定する加速判定手段と、第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差が判定値以上であるときに吸気管内圧力が直前に示した極小値と第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差と加速増量噴射時間との間の関係を与える第１区間用加速増量マップを用いて第１区間用加速増量噴射時間を演算する第１区間用加速増量噴射時間演算手段とにより構成される。
【００５２】
また第２区間用加速増量噴射時間演算部は、回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が第２の区間にあることが検出されていて、第１の区間で加速増量噴射が行なわれていないときに、吸気管内圧力が直前に示した極大値に所定の加算値を加えて求めた参照値と吸気管内圧力とを比較する吸気管内圧力判定手段と、吸気管内圧力判定手段により吸気管内圧力が参照値を超えたと判定されたときに第２区間用加速増量マップを用いてエンジンの回転速度に対して第２区間用加速増量噴射時間を演算する第２区間用加速増量噴射時間演算手段とにより構成される。
【００５３】
更に第３区間用加速増量噴射時間演算部は、設定クランク角位置での吸気管内圧力を検出する設定クランク角位置吸気管内圧力検出手段と、設定クランク角位置で検出した吸気管内圧力とエンジンの回転速度とに対して第３区間用吸気管内圧力極小値予測マップを用いて吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算する第３区間加速増量制御用予測極小値演算手段と、第３区間加速増量制御用予測極小値と吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差として演算する第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段手段と、第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差を判定値と比較して第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢが判定値以上であるときにエンジンが加速状態にあると判定する第３区間用加速判定手段と、第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差が判定値以上であるときに第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差と吸気管内圧力が直前に示した極小値と加速増量噴射時間との間の関係を与える第３区間用加速増量マップを用いて、トータル加速増量噴射時間を演算するトータル加速増量噴射時間演算手段と、トータル加速増量噴射時間が第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間を差し引いた噴射時間を第３区間用加速増量噴射時間として演算する第３区間用加速増量噴射時間演算手段とにより構成される。
【発明の効果】
【００５４】
以上のように、本発明の燃料噴射制御方法によれば、吸気管内圧力が極大値に向けて上昇していく過程でスロットル開口面積比例値を演算するとともに、この比例値に基づいて吸気管内圧力の極小値を予測して、予測した吸気管内圧力の極小値を用いてエンジンの加速の判定と加速増量噴射時間の演算とを行なうようにしたので、吸気管内圧力が極小値から極大値に向けて上昇していく第１の区間でも加速増量噴射を行なわせることができる。
【００５５】
従って、吸気管内圧力が極小値から極大値に向けて上昇していく区間と吸気管内圧力が極大値を過ぎた後、設定クランク角位置から極小値に向けて下降していく区間との双方の区間でエンジンの加速判定を行なって、加速増量用の燃料噴射信号を発生させることができ、エンジンの加速時の燃料噴射制御の応答性を良好にすることができる。
【００５６】
また本発明によれば、吸気管内圧力が極小値に向けて下降していく区間の前半の早い段階で精度よく吸気管内圧力の極小値を予測して、加速状態の検出と加速増量噴射時間の演算とを行なうことができるため、既提案の燃料噴射制御方法による場合よりも、加速時の燃料噴射制御の精度及び応答性を良好にすることができる。
【００５７】
特に請求項２，３，５及び６に記載された発明によれば、スロットル開口面積比例値の演算が困難な第２の区間においても加速の判定と加速増量噴射時間の演算とを行なわせて、エンジンの加速時に加速増量噴射を行なわせることができるようにしたため、加速時の燃料噴射制御の応答性を更に良好にすることができ、如何なるタイミングでエンジンの加速操作が行なわれた場合にも、遅滞なく加速増量噴射を行なわせて、燃料噴射量が不足する状態が生じるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１はＥＦＩを備えたエンジン１と、該エンジンを制御するシステムとの構成例を示した構成図である。図示のエンジン１は単気筒の４サイクルエンジンで、シリンダ１ａと、ピストン１ｂと、ピストン１ｂにコンロッドを介して連結されたクランク軸１ｃと、吸気ポート１ｄ及び排気ポート１ｅを有するシリンダヘッド１ｆと、吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ開閉する吸気バルブ１ｇ及び排気バルブ１ｈと、クランク軸１ｃにより駆動されるカム軸１ｉと、カム軸１ｉの回転に伴って吸気バルブ１ｇ及び排気バルブ１ｈを駆動するバルブ駆動機構１ｊと、吸気ポート１ｄに接続された吸気管１ｋとを備えており、吸気管１ｋ内にはスロットルバルブ１ｍが設けられている。エンジン１のシリンダヘッドには点火プラグ２が取り付けられ、この点火プラグ２は、点火コイルＩＧの二次コイルに高圧コードを通して接続されている。
【００５９】
またエンジンの吸気管１ｋには、インジェクタ（電磁燃料噴射弁）３が取り付けられている。図示のインジェクタ３は、燃料噴射口を先端に有し、燃料供給口を後端部寄りに有するインジェクタボディと、該インジェクタボディ内で燃料噴射口を開く位置（開位置）と閉じる位置（閉位置）との間を変位し得るように設けられたバルブと、該バルブを常時閉位置側に付勢する付勢手段と、バルブを開位置側に駆動するソレノイドとを備えた周知のもので、ソレノイドに駆動電流が与えられている間その燃料噴射口を開いてエンジンの吸気管内に燃料を噴射する。
【００６０】
４はエンジンに供給する燃料Ｆを蓄える燃料タンク、５は燃料タンク４内の燃料をインジェクタ３に供給する電動燃料ポンプ、６はインジェクタ３の燃料供給口につながる管路に接続された圧力調整器である。圧力調整器６は、インジェクタ３に与えられる燃圧が設定燃圧を超えたときに燃料ポンプ５から供給される燃料の一部を燃料タンク４に戻すことにより、燃圧をほぼ設定燃圧に保つように調整する。
【００６１】
このように、インジェクタ３に与えられる燃圧はほぼ一定に保たれているため、インジェクタ３から噴射する燃料の量（燃料噴射量）は、インジェクタ３の噴射口が開いている時間により決まる。インジェクタ３の噴射口が開いている時間は、インジェクタに駆動電流を与える時間によりほぼ決まる。したがって、燃料噴射量を制御する際には、各種の制御条件に応じてエンジンが要求する燃料噴射量を演算するとともに、その噴射量を得るために必要な噴射時間を求め、所定の噴射タイミングが検出されたときに演算された噴射時間の間インジェクタに駆動電流を与えて、燃料の噴射を行わせる。
【００６２】
７はエンジンのクランク軸１ｃにより駆動される磁石発電機で、図示の磁石発電機は、クランク軸１ｃに取り付けられた磁石回転子７ａと、エンジンのケース等に固定された固定子７ｂとからなっている。図示の磁石回転子７ａは、クランク軸１ｃに取り付けられたカップ状のフライホイール７ｃと、このフライホイールの内周に取り付けられた複数の永久磁石７ｄとを備えた周知のフライホイール磁石回転子からなっている。また固定子７ｂは、多数の歯部が放射状に形成された多極星形鉄心と、該鉄心の多数の歯部にそれぞれ巻回された多数の発電コイルとからなっていて、固定子７ｂを構成する多極星形鉄心の各歯部の先端の磁極部が磁石回転子７ａの磁極部に所定のギャップを介して対向させられている。
【００６３】
また８はインジェクタからの燃料噴射量とエンジンの点火時期とを制御するＥＣＵ、９は磁石発電機７の固定子に設けられたバッテリ充電用発電コイルの出力電圧Ｖｂによりレギュレータ１０を通して充電されるバッテリで、バッテリ９の出力電圧は、電動燃料ポンプ５の電源端子とＥＣＵ（電子制御ユニット）８の電源端子とに与えられている。ＥＣＵ８内には、バッテリの電圧をマイクロプロセッサを駆動するのに適した定電圧に調整する電源回路が設けられていて、該電源回路からマイクロプロセッサの電源端子に電源電圧が印加されている。
【００６４】
ＥＣＵ８には、インジェクタ３から噴射させる燃料の量を制御するための制御条件と、エンジンの点火時期を制御するための制御条件とを検出する各種のセンサの出力が入力されている。図示の例では、スロットルバルブ１ｍよりも下流側で吸気管１ｋ内の圧力を検出する圧力センサ１２と、エンジンの吸気温度を検出する吸気温度センサ１３と、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ１４とが設けられていて、これらのセンサの出力がＥＣＵ８のＡ／Ｄ入力ポートに入力されている。また図示してないが、大気圧を検出する大気圧センサが設けられていて、この大気圧センサの出力がＥＣＵ８のＡ／Ｄ入力ポートに入力されている。
【００６５】
またエンジンの回転情報（回転角度位置情報及び回転速度情報）を得るため、パルサ１５が設けられ、このパルサ１５の出力がＥＣＵ８に入力されている。パルサ１５は、フライホイール７ｃの外周に形成された突起または凹部からなるリラクタ７ｅの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出してパルスを発生するもので、このパルサ１５は、例えば、リラクタ７ｅに対向する磁極部を先端に有する鉄心と、該鉄心に磁気結合された永久磁石と、該鉄心に巻回された信号コイルとにより構成される。
【００６６】
パルサ１５は、リラクタ７ｅの回転方向の前端側エッジを検出したとき、及び該リラクタ７ｅの回転方向の後端側エッジを検出したときにそれぞれ極性が異なる対のパルスを発生する。これら対のパルスの内の一方が基準パルスとして用いられ、該基準パルスによりエンジンのクランク軸の基準回転角度位置（クランク角の計測を行う際の基準となる位置）が検出される。
【００６７】
図示の例では、図７（Ａ）に示すように、パルサ１５がリラクタ７ｅの前端縁を検出したとき及び後端縁を検出したときにそれぞれ負極性の第１パルスＶs1及び正極性の第２パルスＶs2を発生するように設けられている。本実施形態では、これらのパルスの内、第１パルスＶs1を基準パルスとして用い、第２パルスＶs2をエンジンの始動時及び低速度の点火時期を定めるために用いている。第１パルスＶs1は、エンジンの上死点位置（ピストンが上死点に達するときのクランク角位置）よりも一定の角度進んだ位置で発生し、第２パルスＶs2は、第１パルスＶs1の発生位置より遅れ、エンジンの上死点よりも僅かに進んだ位置で発生する。
【００６８】
ＥＣＵ８は、基準パルスＶs1が発生したことを認識したときに、エンジンのクランク軸の回転角度位置が基準回転角度位置に一致したことを検出する。図示のエンジンは４サイクルエンジンであるため、１燃焼サイクル当たり基準パルスＶs1が２回発生する。
【００６９】
また図示の例では、磁石発電機７の固定子の鉄心の一つの歯部に巻回された発電コイル１６の出力電圧が位相信号としてＥＣＵ８に入力されている。発電コイル１６は、図７（Ｄ）に示すように、クランク角θに対してほぼ正弦波状の交流電圧信を出力する。図示の例では、交流電圧信号がクランク軸の１回転当たり６サイクル発生する。このような正弦波状の信号を用いる場合には、その波形の零クロス点やピーク点を検出することにより、多数のクランク角位置の情報を得ることができる。
【００７０】
本実施形態では、交流電圧信号が正の半サイクルから負の半サイクルに立ち下がる際に生じる零クロス点（立ち下がり側の零クロス点）をサンプリング位置として用いるものとし、１燃焼サイクルの間（クランク軸が２回転する間）に交流電圧信号に現れる１２個の零クロス点にそれぞれ対応する１２個のクランク角位置をそれぞれ吸気管内圧力のサンプリング位置としている。ＥＣＵ８内には交流電圧信号の立下り側の零クロス点を検出する零クロス検出回路が設けられていて、該零クロス検出回路から図７（Ｅ）に示すようなクランク角信号Ｖgが得られるようになっている。この例では、発電コイル１６と、ＥＣＵ８内に設けられた零クロス検出回路とによりクランク角信号発生装置８００（図２参照）が構成されている。
【００７１】
ＥＣＵ８内にはまた、インジェクタ駆動回路と、点火コイルＩＧの一次電流を制御する一次電流制御回路とが設けられていて、インジェクタ駆動回路の出力端子及び一次電流制御回路の出力端子にそれぞれインジェクタ３及び点火コイルＩＧの一次コイルが接続されている。
【００７２】
ＥＣＵ８は、マイクロプロセッサを備えていて、該マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、クランク角識別手段、回転速度演算手段、吸入空気量推定手段、基本噴射時間演算手段、加速増量噴射時間演算手段、点火時期演算手段及び点火信号発生手段等の各種の機能実現手段を構成する。
【００７３】
図２は、図１に示したシステムのハードウェアの構成と、ＥＣＵ８内のマイクロプロセッサと該マイクロプロセッサが実行するプログラムとにより構成される機能実現手段の構成とをブロック図で示したものである。図２において、インジェクタ駆動回路８０１及び一次電流制御回路８０２はＥＣＵ８内にハードウェア回路として設けられている。またクランク角識別手段８０３、回転速度演算手段８０４、吸入空気量推定手段８０５、基本噴射時間演算手段８０６、加速増量噴射時間演算部８０７、燃料噴射信号発生手段８０８、点火時期演算手段８０８及び点火信号発生手段８０９は、ＥＣＵ８内のマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成される。
【００７４】
以下、図２の各部の構成を説明すると、インジェクタ駆動回路８０１は、燃料噴射信号発生手段８０８からパルス波形の燃料噴射信号が与えられている間オン状態になるトランジスタなどのスイッチ素子を備えていて、バッテリ９から該スイツチ素子を通してインジェクタ３のソレノイドに駆動電圧を供給する。
【００７５】
一次電流制御回路８０２は、点火信号発生手段８０９から点火信号が与えられたときに点火コイルＩＧの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるために、該点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせる制御回路で、この一次電流制御回路としては、電流遮断形の回路や、コンデンサ放電式の回路などの周知の回路が用いられる。
【００７６】
クランク角識別手段８０３は、別途設けられた行程判別手段による行程の判別結果と、パルサ１５が発生する第１パルスＶs1とを用いて、１２個のクランク角信号Ｖgのそれぞれの発生位置を識別する。クランク角識別手段８０３は、行程判別手段により行程が判別されるまでの間、パルサが第２パルスＶs2を発生した次に発生したクランク角信号Ｖgの発生位置に番号０を付して、クランク軸が１回転する間に発生する６個のクランク角信号Ｖgの発生位置に０ないし５の番号を付すことにより、６個のクランク角信号Ｖgのそれぞれの発生位置を識別する。行程判別手段により行程が判別された後は、吸気行程が開始される際の上死点位置よりも一定角度位相が進んだクランク角位置でパルサが第２パルスＶs2を発生した次に発生するクランク角信号Ｖｇの発生位置に番号０を付し、以下順次現れるクランク角信号の発生位置に１，２，…，１１の番号を付して、１燃焼サイクルの間に現れる１２個のクランク角信号の発生位置を識別する。
【００７７】
ＥＣＵは、１２個のクランク角信号の発生位置０，１，２，…，１１のうちの何れかの発生位置を同期噴射位置として特定する。本実施形態では、１０番のクランク角信号の発生位置を同期噴射位置としている。
【００７８】
回転速度演算手段８０４は、パルサ１５が第１パルスＶs1を発せする毎に実行される割込み処理において、タイマの計測値を読み込んで前回の第１パルスＶs1が発生してから今回の第１パルスが発生するまでの時間（クランク軸が１回転するのに要した時間）を速度演算用時間データとして求め、この時間データからエンジンの回転速度を演算する。
【００７９】
吸入空気量推定手段８０５は、各クランク角信号Ｖgが発生する位置でサンプリングされた圧力センサ１２の出力から求められた１燃焼サイクル前の吸気管内圧力の極小値と回転速度演算手段８０３により演算された回転速度と、エンジンの体積効率とからエンジンの吸入空気量の推定値を演算する。
【００８０】
基本噴射時間演算手段８０６は、吸入空気量推定手段８０５により推定された吸入空気量に対して混合気の空燃比を適正範囲に保つために必要な燃料噴射時間を演算するとともに、この燃料噴射時間に、吸気温度センサ１３により検出された吸気温度、水温センサ１４により検出されたエンジンの冷却水温などの制御条件に対して演算された補正係数を乗じる演算を行なって、同期噴射時の燃料噴射量を与える基本噴射時間Ｔoを演算する。
【００８１】
加速増量噴射時間演算部８０７は、エンジンが加速状態にあるか否かを判定して、エンジンが加速状態にあると判定したときに、そのときの加速状態に見合った加速増量噴射時間Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3を演算する。この加速増量噴射時間演算手段の構成については、後で詳細に説明する。
【００８２】
基本噴射時間演算手段８０６により演算された基本噴射時間Ｔo及び加速増量噴射時間演算部８０７により演算された加速増量噴射時間Ｔ1ないしＴ3は、燃料噴射信号発生手段８０８に与えられる。
【００８３】
燃料噴射信号発生手段８０８は、クランク角識別信号により識別されている同期噴射位置（本実施形態では番号１０のクランク角信号Ｖgの発生位置）で基本噴射時間の間インジェクタから燃料を噴射させるためにインジェクタ駆動回路８０１に与える燃料噴射信号Ｖjoを発生する。燃料噴射信号Ｖjoは、基本噴射時間と無効噴射時間（インジェクタに駆動電圧を与えてからインジェクタが実際に燃料を噴射するまでに要する遅れ時間）との和に等しいパルス幅を有するパルス波形の信号である。
【００８４】
燃料噴射信号発生手段８０８は同期噴射位置が検出されたときに、基本噴射時間演算部８０６により演算された基本噴射時間に無効噴射時間を加えた時間をＥＣＵ内に設けられた噴射タイマにセットして該タイマにセットした時間の計測を開始させると共に、燃料噴射信号Ｖjoを発生させ、該タイマがセットした時間の計測を完了したときに燃料噴射信号を消滅させる。インジェクタ駆動回路８０１は、燃料噴射信号発生手段８０８から与えられる燃料噴射信号Ｖjに応答してインジェクタ３に駆動電圧を印加してインジェクタから基本噴射時間の間燃料を噴射させる。
【００８５】
燃料噴射信号発生手段８０８はまた、加速増量噴射時間演算部８０７がエンジンの加速を検出して加速増量噴射時間Ｔ1〜Ｔ3をそれぞれ演算した時に直ちに演算された加速増量噴射時に無効噴射時間を加えた時間を噴射タイマにセットしてその計測を開始させると共に、インジェクタ駆動回路８０１に加速増量用の燃料噴射信号Ｖj1〜Ｖj3を与え、噴射タイマがセットされた時間の計測を完了したときにそれぞれの燃料噴射信号を消滅させる。
【００８６】
点火時期演算手段８０９は、回転速度演算手段８０４により演算された回転速度に対してエンジンの点火時期を演算する。点火信号発生手段８１０は、例えばパルサ１５が基準パルスＶs1を発生した時に点火時期演算手段８０９により演算された点火時期の検出を開始して、演算された機関の点火時期が検出された時に一次電流制御回路８０２に点火信号を与える。一次電流制御回路８０２は、点火信号が与えられた時に点火コイルＩＧの一次電流に急激な変化を生じさせて、該点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。この点火用高電圧は点火プラグ２に印加されるため、点火プラグ２で火花放電が生じて機関が点火される。
【００８７】
次に加速増量噴射時間演算部８０７の構成を図３ないし図６を用いて詳細に説明する。図３は加速増量噴射時間演算部８０７の全体的な構成を示したもので、同図において、８１１は大気圧検出手段、８１２は圧力センサ１２が検出している吸気管内圧力をサンプリングするサンプリング手段、８１３はサンプリング手段８１２がサンプリングした吸気管内圧力を記憶する記憶手段、８１４及び８１５はそれぞれ記憶手段８１３に記憶されている吸気管内圧力から各燃焼サイクルにおける吸気管内圧力の極小値及び極大値を検出する吸気管内圧力極小値検出手段及び吸気管内圧力極大値検出手段である。
【００８８】
また図３において、８０７Ａは回転区間検出手段、８０７B1ないし８０７B3はそれぞれ第１区間ないし第３区間用加速増量噴射時間演算部で、これらにより図２の加速増量噴射時間演算部８０７が構成されている。
【００８９】
大気圧検出手段８１１は、大気圧センサの出力から大気圧を検出する。なお大気圧センサを用いる代りに、エンジンが停止しているときの圧力センサ１２の出力を大気圧として検出するように大気圧検出手段８１１を構成してもよい。
【００９０】
サンプリング手段８１２は、圧力センサ１２の出力を所定のタイミングで読み込むことにより吸気管内圧力をサンプリングする。本発明においては、エンジンの１燃焼サイクルの区間を第１の区間（吸気管内圧力が極小値から設定された境界値に向けて上昇していく区間）、第２の区間（吸気管内圧力が境界値を超え、極大値を過ぎた後、下降に転じて設定クランク角位置に達するまでの区間）及び第３の区間（第２の区間の終点から第１の区間の始点までの区間で、吸気管内圧力が極小値に向けて下降していく区間）に分けて、エンジンのクランク角位置が第１の区間及び第２の区間にあるときと、第３の区間にあるときとで、吸気管内圧力のサンプルタイミングを異ならせている。
【００９１】
サンプリング手段８１２は、クランク角位置が第１の区間及び第２の区間にあるときに、微小時間Δｔ間隔で現われるサンプルタイミングで吸気管内圧力をサンプリングして、サンプリングした吸気管内圧力を今回の（新たにサンプリングされた）吸気管内圧力ＰＢnewとして第１区間用加速増量噴射時間演算部８０７B1及び第２区間用加速増量噴射時間演算部８０７B2に与える。サンプリング手段８１２はまた、エンジンのクランク角位置が第３の区間にあるときに、クランク角識別手段８０３により識別された０番ないし１１番のクランク角信号Ｖgの発生位置で圧力センサ１２の出力を読み込むことにより吸気管内圧力をサンプリングし、サンプリングした吸気管内圧力を、今回の（新たにサンプリングされた）吸気管内圧力ＰＢnewとして第３区間用加速増量噴射時間演算部８０７B3に与える。
【００９２】
サンプリング手段８１２によりサンプリングされた吸気管内圧力は、そのサンプリング位置を示す番号（０ないし１１のいずれか）とともに記憶手段（ＲＡＭ）８１３に記憶される。記憶手段８１３により記憶された吸気管内圧力は必要に応じて前回の（前回サンプリングされた）吸気管内圧力ＰＢoldとして第１区間用加速増量噴射時間演算部８０７B1ないし第３区間用加速増量噴射時間演算部８０７B3に与えられる。
【００９３】
吸気管内圧力極小値検出手段８１４は、各燃焼サイクルにおいて記憶手段８１３に記憶された吸気管内圧力を順次比較することにより、エンジンの各燃焼サイクルにおいて吸気管内圧力が示した極小値ＰＢminを検出する。また吸気管内圧力極大値検出手段８１５は、各燃焼サイクルにおいて記憶手段８１３に記憶された吸気管内圧力を順次比較することにより、エンジンの各燃焼サイクルにおいて吸気管内圧力が示した極大値ＰＢmaxを検出する。
【００９４】
本発明の燃料噴射制御方法では、エンジンの１燃焼サイクルの回転角度区間を、吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を始点とし吸気管内圧力が極大値に達するクランク角位置の手前側で該吸気管内圧力が極大値よりも小さく設定された境界値を示すクランク角位置を終点とする第１の区間と、この第１の区間の終点を始点とし吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置を終点とする第２の区間と、この第２の区間の終点を始点とし吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置を終点とする第３の区間とに分けて、これらの区間で、エンジンの加速の有無の判定と、加速増量噴射時間の演算とを異なる方法により行なう。
【００９５】
即ち、第１の区間では、吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量を用いてエンジンのスロットルバルブの開口面積に比例した値を示すスロットル開口面積比例値を演算するとともにこの比例値から吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として演算して、該第１区間加速増量制御用予測極小値が吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに予測極小値に対して演算した第１区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００９６】
また第２の区間では、第１の区間で加速増量噴射が行なわれなかった状態で吸気管内圧力が設定した参照値を超えたときにエンジンの回転速度に対して演算した第２区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００９７】
更に第３の区間では、設定クランク角位置で検出した吸気管内圧力と回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算して該第３区間加速増量制御用予測極小値が吸気管内圧力の直前の極小値よりも設定値以上大きいときに該第３区間加速増量制御用予測極小値に対してトータル加速増量噴射時間を演算し、該トータル加速増量噴射時間が第１の区間及び第２の区間で既に行なわれた加速増量噴射の全噴射時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から第１の区間及び第２の区間で既に行なわれた加速増量噴射の全噴射時間を差し引いて求めた第３区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【００９８】
回転区間検出手段８０７Ａは、上記第１の区間ないし第３の区間を検出する手段で、クランク角識別手段８０３により識別されているクランク角信号Ｖgの発生位置の情報と、吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置情報及び吸気管内圧力が極大値を示すクランク角位置情報（記憶手段８１３に記憶されている）とから、現在のクランク角位置が第１の区間ないし第３の区間のいずれにあるのかを検出する。
【００９９】
なお第１の区間、第２の区間及び第３の区間の幅（角度）は一定ではなく、スロットル開度等により変化する。エンジンを加速する操作が行なわれると、吸気管内圧力が上昇していく過程で境界値に達するタイミング、及び吸気管内圧力が下降していく過程で極小値を迎えるタイミングが早まるため、第１の区間及び第３の区間の角度幅はアイドリング時よりも加速時の方が狭くなる。これに対し、第２の区間の角度幅はアイドリング時よりも加速時の方が広くなる。
【０１００】
図１０は本発明による燃料噴射制御の動作波形をエンジンのクランク角θに対して示したもので、同図（Ａ）は吸気管内圧力ＰＢの変化を示し、同図（Ｂ）はクランク角信号Ｖgを示している。また同図（Ｃ）は燃料噴射信号発生手段からインジェクタ駆動回路に与えられる燃料噴射信号を示している。図１０（Ａ）において実線で示した曲線ａはアイドル運転時の吸気管内圧力の変化を示し、波線で示した曲線ｂは、エンジンを加速するためにクランク角位置θaでスロットルバルブを開いた場合の吸気管内圧力の変化を示している。
【０１０１】
図１０に示されているように、本発明の噴射制御方法による場合には、吸気行程が開始されるクランク角位置（番号１１のクランク角信号の発生位置と番号０のクランク角信号の発生位置との間の位置）よりも進んだ位置に設定された同期噴射位置（番号１０のクランク角信号の発生位置）θioで同期噴射用燃料噴射信号Ｖjoを発生させて同期噴射を行なわせる。また、吸気管内圧力ＰＢが極小値ＰＢminから設定された境界値ＣＡＬＭＡＸまで上昇していく第１の区間でエンジンが加速状態にあることが検出されたときには、第１区間用の加速増量噴射時間が演算された時のクランク角位置θi1で第１区間用の加速増量噴射信号Ｖj1を発生させて加速増量噴射を行なわせる。更に吸気管内圧力が極大値から極小値まで下降していく区間の前半に設定された設定クランク角位置（図示の例では番号０のクランク角信号の発生位置）から吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置までの第３の区間でエンジンが加速状態にあることが検出されたときには、第３区間用の加速増量噴射時間が演算された時のクランク角位置θi3で第３区間用の加速増量噴射信号Ｖj3を発生させて加速増量噴射を行なわせる。
【０１０２】
吸気管内圧力が境界値ＣＡＬＭＡＸを超えるクランク角位置から、吸気管内圧力が極大値から極小値まで下降していく区間の前半に設定された設定クランク角位置までの第２の区間においても、エンジンの加速が検出されたときには加速増量噴射を行なわせるが、第２の区間での加速増量噴射及び第３の区間での加速増量噴射はいずれか一方のみを行なわせるので、図１０に示した例では、第２の区間では加速増量噴射を行なわせていない。
【０１０３】
以下、第１の区間ないし第３の区間で行なう加速増量噴射のための制御について詳細に説明する。
［１］第１の区間（吸気管内圧力が極小値から設定された境界値まで上昇していく区間）での制御
エンジンの１燃焼サイクルの区間の内、吸気管内圧力が上昇していく区間では、エンジンの吸気バルブが閉じているため、吸気管内圧力の上昇は、概ねスロットル開度と時間の経過とに依存する。そのため、この区間では、図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、クランク角信号Ｖgとは関係なく、一定の周期で（微小時間Δｔのサンプリング間隔で）吸気管内圧力をサンプリングして、新たにサンプリングした今回の吸気管内圧力ＰＢnewと１回前にサンプリングした前回の吸気管内圧力ＰＢoldと、大気圧Ｐairとを用いて加速増量噴射制御を行なう。
【０１０４】
スロットルバルブ１ｍの開口面積をａとすると、吸気バルブが閉じているときの吸気管１ｋは、開口面積がａの孔が開いていて内圧ＰＢoldと外圧Ｐairとに仕切られた容器と見なすことができる。外圧Ｐairと内圧ＰＢold（Ｐair＞ＰＢold）とに仕切られた容器に開口面積がａの孔がある場合、外部から容器の内部に流入する気体の質量速度ｑは、下記の式（２）により求めることができることが知られている。
ｑ ∝ ａ×（Ｐair−ＰＢold）１／２                                     …（２）
この関係から、微小時間Δｔの間の気体の流入量ΔＱは下記の式（３）により求めることができる。
ΔＱ＝ｑ×Δｔ ∝ ａ×Δｔ×（Ｐair−ＰＢold）１／２                   …（３）
また微小時間Δｔ前後の容器内の気体の質量Ｑold及びＱnewは気体の状態方程式から、それぞれ下記の式（４）及び（５）により求めることができる。
Ｑnew＝ｋ×ＰＢnew×（Ｖ／Ｔ）                                        …（４）
Ｑold＝ｋ×ＰＢold×（Ｖ／Ｔ）                                        …（５）
ここでＰＢnewはΔｔ時間後の容器内の圧力、ｋは定数、Ｖは容器内の体積である。
式（２）ないし（５）から、ΔＱを下記の式により近似的に求めることができる。
ΔＱ＝Ｑnew−Ｑold
＝ｋ×Ｖ×（ＰＢnew−ＰＢold）∝ ａ×Δｔ×（Ｐair−ＰＢold）１／２…（６）
式（６）から開口面積ａを求めると、
ａ ∝ ｋ×（Ｖ／Δｔ）×（ＰＢnew−ＰＢold）／（Ｐair−ＰＢold）１／２ …（７）
式（７）においてＶは一定であり、ｋは定数であるから、Δｔを一定とすると、ｋ×（Ｖ／Δｔ）は一定となる。従って、下記の関係を得ることができる。
ａ ∝ （ＰＢnew−ＰＢold）／（Ｐair−ＰＢold）１／２                   …（８）
式（８）は、大気圧と容器内の圧力値だけから開口面積の比例値ａを求めることができることを示している。この関係から、容器を吸気管に置き換えたときのスロットル開度の情報を含むスロットル開口面積比例値ａ′を下記の式により求めることができる。ｋ′は比例定数である。
ａ′＝ｋ′×（ＰＢnew−ＰＢold）／（Ｐair−ＰＢold）１／２           …（８）′
【０１０５】
本発明では、下記の（９）式及び（１０）式の関係が成立するときに、（８）′式により演算したスロットル開口面積比例値ａ′からスロットル開度の情報を得て、エンジンの加速状態の判定を行ない、エンジンが加速状態にあると判定されたときに加速時の燃料の不足を補うための噴射時間である加速増量噴射時間を演算する。
ＰＢnew ＞ ＰＢold                                                  …（９）
Ｐair ＞ ＰＢold                                                  …（１０）
【０１０６】
実際のエンジンにおいて、負荷が大きく、吸気管内圧力があまり低下しない（吸気管内圧力の極小値が小さくならない）場合には上記の計算で求めたスロットル開口面積比例値ａ′の値が実際のスロットル開度の比例値から大きく外れてしまう。また負荷が小さく、吸気管内圧力の極小値が小さくなる場合でも、吸気行程以外の行程で圧力が大気圧付近の高圧にまで上昇する部分及び吸気バルブと排気バルブのオーバラップによる吸気管内圧力の上昇が見られる部分では、上記の式により演算したスロットル開口面積比例値ａ′が実際のスロットル開度から大きく外れてしまう。その原因は、アナログ検出の精度がほぼ一定であるのに対し、大気圧付近では吸気管内圧力の勾配が緩やかになって吸気管内圧力差ＰＢnew−ＰＢoldが小さくなり、吸気管内圧力と大気圧との差圧Ｐair−ＰＢoldも小さくなることにある。このことにより、大きな検出誤差を含んだ計算を行なうことになり、スロットル開口面積比例値ａ′の計算値に大きな誤差が含まれてしまう。
【０１０７】
また負荷が大きくなる（スロットル開度が大きくなる）と、吸気管内での空気の反射によると考えられる圧力の脈動が発生する。圧力センサ１２がこの圧力の脈動を検出すると、スロットル開口面積比例値ａ′を正しく求めることができない。この問題を避けるため、スロットル開口面積比例値ａ′の計算を行なう吸気管内圧力に境界値ＣＡＬＭＡＸを設定し、吸気管内圧力が境界値ＣＡＬＭＡＸ以下のときにのみスロットル開口面積比例値ａ′の計算を行なう。吸気管内圧力が境界値ＣＡＬＭＡＸを超えたときに、それまでに求めたスロットル開口面積比例値ａ′の最大値をＡmaxとする。スロットル開口面積比例値の最大値Ａmaxは、吸気管内圧力の極小値を検出した時点でクリアする。また前記（９）式及び（１０）式が成立しなくなったときにもＡmaxをクリア（初期化）する。
【０１０８】
そして、上記スロットル開口面積比例値の最大値Ａmaxとエンジンの回転速度とに対して第１区間用吸気管内圧力極小値予測マップを検索して、検索した値に補間演算を施すことにより、吸気管内圧力の極小値の予測値を第１区間加速増量制御用予測極小値ＰＢＭＡＰ0として求める。ここで吸気管内圧力予測極小値ＰＢＭＡＰ0は、直後の吸気行程（次の燃焼サイクルでの吸気行程）で吸気管内圧力が示すであろう極小値の予測値である。第１区間用吸気管内圧力極小値予測マップは、スロットル開口面積比例値の最大値Ａmaxとエンジンの回転速度と吸気管内圧力の予測極小値との間の関係を与える折れ線グラフの各折れ点のデータをテーブルの形で集積したもので、実験の結果に基づいて作成される。この吸気管内圧力予測マップは、マイクロプロセッサのＲＯＭに記憶されている。
【０１０９】
吸気管内圧力予測極小値ＰＢＭＡＰ0と直前に吸気管内圧力の極小値ＰＢminとの差を第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢ0とする。ΔＰＢ0は下記の式により与えられる。
ΔＰＢ0＝ＰＢＭＡＰ0−ＰＢmin                                    …（１１）
【０１１０】
ここで加速判定値をＤＰＢＣＡＬとし、ΔＰＢ0≧ＤＰＢＣＡＬの場合にエンジンが加速状態にあると判定して、ＰＢminと吸気管内圧力差ΔＰＢ0とに対して第１区間用加速増量マップを検索して検索した値に補間演算を施すことにより第１区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０（＝Ｔ1）を求める。この加速増量噴射時間が演算されたときに直ちに燃料噴射信号発生手段８０８から燃料噴射信号発生させてインジェクタから燃料を噴射させる。
【０１１１】
［２］第２の区間（次に生じる吸気管内圧力の極小値を予測できない区間）での制御
第１の区間の終点（吸気管内圧力が境界値ＣＡＬＭＡＸに達するクランク角位置）を始点とし、吸気管内圧力が極大値から極小値に向けて低下していく区間の前半に設定された設定クランク角位置（本実施形態では番号が０のクランク角信号の発生位置）を終点とする第２の区間では、次に生じる吸気管内圧力の極小値を予測することができず、予測極小値からエンジンが加速状態にあるか否かを判定することができない。しかしエンジンの加速時に燃料の量が不足するのを防ぐためには、この区間においても、何らかの方法でエンジンの加速の有無を判定して、加速状態にあるとの判定がされたときには直ちに加速増量噴射を行なわせることが望ましい。
【０１１２】
そこで、本発明の好ましい態様においては、第１の区間で加速増量噴射が行なわれなかった状態で第２の区間で吸気管内圧力が設定した参照値を超えたときに、エンジンの回転速度に対して演算した第２区間用加速増量噴射時間の間インジェクタから加速増量噴射を行なわせる。
【０１１３】
即ち、第１の区間において加速増量噴射が既に行なわれていれば、第２の区間では加速増量噴射のための処理は行なわない。第１の区間において加速増量噴射が行なわれていない場合には、図１２（Ａ）ないし（Ｃ）に示したように、微小時間Δｔ間隔で取り込んだ吸気管内圧力ＰＢnewが吸気管内圧力の前回の最大値ＰＢmaxに設定値ＰＢＭＣＡＬを加算した値の参照値（ＰＢmax＋ＰＢＭＣＡＬ）を超えたときに、エンジンが加速状態にあると判定して、エンジンの回転速度に対して第２区間用加速増量マップを用いて加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ１を求める演算を行ない、この演算が終了した時に直ちに加速増量噴射を行なう。この第２区間用加速増量マップも実験的に作成しておく。図１２に示した例では、第２の区間のクランク角位置θi2で加速増量用燃料噴射信号Ｖj2を発生させて、加速増量噴射を行なわせている。
【０１１４】
第２の区間では、次に生じる吸気管内圧力の極小値（図１２に示した例ではＰＢmin′）を予測することができず、予測極小値に基づいて加速増量噴射量を演算することができないため、この第２の区間での加速増量噴射時間の演算は、第１の区間における加速増量噴射時間の演算及び後記する第３の区間での加速増量噴射時間の演算に比べて多少精度が落ちる。しかし、精度を犠牲にしても、第２の区間で加速増量噴射を行なわせることにより、エンジンの加速時に早いタイミングで燃料の不足を補うための噴射を行なわせることができるため、エンジンの加速時の制御の応答性を高めて、エンジンの加速性能を向上させることができる。
【０１１５】
［３］第３の区間（設定クランク角位置から吸気管内圧力が極小値を示すクランク角位置までの区間）での制御
吸気行程においては、吸気管内圧力が極小値に向けて下降していく。この領域では、吸気弁が開いているため、第１の区間で行なったスロットル開口面積比例値に基づく加速判定及び加速増量噴射量の演算を行なうことはできない。しかし吸気管内圧力が下降していく過程でスロットルバルブが開かれて加速操作が行なわれることも当然あるので、吸気管内圧力が低下していく過程でもエンジンの加速の有無の判定を行なって、加速増量噴射を行なわせることが望ましい。
【０１１６】
第３の区間では、吸気管内圧力をサンプリングする位置をクランク軸の回転に同期した位置（番号０ないし１１のクランク角信号の発生位置）とし、いずれかのクランク角信号の発生位置で、しかも下記の条件１及び２が成立する位置に設定した設定クランク角位置で加速増量噴射のための処理を行なう。
条件１：吸気管内圧力が下降していく吸気行程の区間の前半の区間で、好ましくは、吸気管内圧力が下降を始める位置に近い位置。
条件２：吸気管内圧力の極小値の変化に対して（エンジンの負荷の変化に対して）検出する吸気管内圧力の差を確実に判別できる位置。
【０１１７】
本実施形態では、０番の番号が付されたクランク角信号Ｖgの発生位置を上記設定位置としている。上記の設定クランク角位置（０番のクランク角信号の発生位置）でサンプリングした吸気管内圧力をＰＢdwnとする。そして、回転速度演算手段により演算されたエンジンの回転速度と上記吸気管内圧力ＰＢdwnとに対して第３区間用吸気管内圧力極小値予測マップを検索することにより、吸気管内圧力の極小値の予測値（予測極小値）を第３区間加速増量制御用予測極小値ＰＢdwnyとして求める。ここで用いる第３区間用吸気管内圧力極小値予測マップは、第１の区間で用いる第１区間用吸気管内圧力極小値予測マップとは異なる。
【０１１８】
上記のようにして第３区間加速増量制御用予測極小値ＰＢdwnyを求めた後、この吸気管内圧力予測極小値ＰＢdwnyと吸気管内圧力の直前の極小値ＰＢmin（図１３において実線で示された吸気管内圧力ＰＢの左側に示された極小値ＰＢminで前回の吸気行程で求められたもの）との差を第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢとして求める。
ΔＰＢ＝ＰＢdwny−ＰＢmin                                        …（１２）
【０１１９】
吸気管内圧力差ΔＰＢを演算した後、このΔＰＢと設定された判定値ＤＰＢＣＡＬとを比較して、ΔＰＢ＞ＤＰＢＣＡＬである場合にエンジンが加速状態にあると判定して、ΔＰＢとＰＢminとに対して第３区間用加速増量マップからトータル加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪを演算する。そして、トータル加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪが第１区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０と第２区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ１との和の時間よりも長いとき（ＡＣＣＩＮＪ＞ＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１のとき）に、トータル加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪから第１区間用加速増量噴射時間と前記第２区間用加速増量噴射時間との和の時間ＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１を差し引いた噴射時間を第３区間用加速増量噴射時間ΔＡＣＣＩＮＪとして演算する。
ΔＡＣＣＩＮＪ＝ＡＣＣＩＮＪ−（ＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１）    …（１３）
この加速増量噴射時間ΔＡＣＣＩＮＪが演算された時に直ちに第３区間での加速増量噴射を行なわせる。図１３に示した例では、クランク角位置θi3で燃料噴射信号Ｖj3を発生させて、第３の区間での加速増量噴射を行なわせている。第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢの演算、ＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１の演算、トータル加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪの演算、及びＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１の演算は瞬時に行なわれるため、第３の区間での加速増量噴射が行なわれるクランク角位置θi3は設定クランク角位置（０番のクランク角信号の発生位置）とほぼ同じと見ることができる。
【０１２０】
特許文献１に示された燃料噴射制御方法では、吸気行程中の吸気管内圧力の傾きを利用して吸気管内圧力の直後の極小値を予測するようにしていたため、吸気行程中の２つのクランク角位置で吸気管内圧力をサンプリングする必要があり、吸気管内圧力の極小値の予測が遅れるのを避けられなかった。また特許文献１に示された方法では、予測極小値を求める際に線形の計算を行なっていたため、吸気管内圧力の直後の極小値の予測精度が低くなるのを避けられなかった。これに対し、本発明の燃料噴射制御方法では、吸気行程中の１点（設定クランク角位置）で検出した吸気管内圧力を用いて吸気管内圧力の直後の極小値を予測するため、吸気管内圧力の極小値の予測を迅速に行なうことができる。また線形の演算により近似するのではなく、実験的に作成した吸気管極小値予測マップを用いて吸気管内圧力の極小値を予測するため、吸気管内圧力の極小値の予測の精度を高めることができる。
【０１２１】
図３に示された第１区間用加速増量噴射時間演算部８０７B1ないし第３区間用加速増量噴射時間演算部８０７B3はそれぞれ図４ないし図６に示すように構成される。
第１区間用加速増量噴射時間演算部８０７B1は、図４に示すように、スロットル開口面積比例値演算手段８１Ａと、開口面積最大比例値演算手段８１Ｂと、第１区間加速増量制御用予測極小値演算手段８１Ｄと、第１区間用吸気管内圧力差演算手段８１Ｅと、加速判定手段８１Ｆと、第１区間用加速増量噴射時間演算手段８１Ｈとにより構成される。
【０１２２】
ここで、スロットル開口面積比例値演算手段８１Ａは、回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が前記第１の区間にあることが検出されているときに、吸気管内圧力を微小時間間隔でサンプリングしてエンジンのスロットルバルブの開口面積と前記エンジンの吸気管内の容積と前記スロットルバルブを通して前記吸気管内に単位時間当たりに流入する空気の流量と前記エンジンの吸気管内圧力の微小時間当たりの変化量との間に成立する関係を用いて、スロットルバルブの開口面積に比例する値をスロットル開口面積比例値として演算する手段である。
【０１２３】
また開口面積最大比例値演算手段８１Ｂは、吸気管内圧力が極大値よりも低く設定された境界値を超えるまでの間にスロットル開口面積比例値演算手段８１Ａにより演算されたスロットル開口面積比例値の最大値をスロットル開口面積最大比例値として求める手段であり、第１区間加速増量制御用予測極小値演算手段８１Ｄは、第１区間用吸気管内圧力極小値予測マップ８１Ｃを用いてスロットル開口面積最大比例値とエンジンの回転速度とから吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第１区間加速増量制御用予測極小値として求める手段である。第１区間用吸気管内圧力極小値予測マップ８１Ｃは、スロットル開口面積最大比例値とエンジンの回転速度と吸気管内圧力が次に示すであろう極小値の予測値との間の関係を与えるマップで、実験的に作成されるものである。
【０１２４】
更に第１区間用吸気管内圧力差演算手段８１Ｅは、第１区間加速増量制御用予測極小値と吸気管内圧力が直前に示した極小値との差を第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢ0として演算する手段であり、加速判定手段８１Ｆは、吸気管内圧力差演算手段８１Ｅにより演算された第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢ0が設定された判定値ＤＰＢＣＡＬ以上であるか否かを判定して吸気管内圧力差ΔＰＢ0が設定された判定値以上であるときにエンジンが加速状態にあると判定する手段である。
【０１２５】
また第１区間用加速増量噴射時間演算手段８１Ｈは、吸気管内圧力差ΔＰＢ0が判定値ＤＰＢＣＡＬ以上であるときに吸気管内圧力が直前に示した極小値ＰＢminと吸気管内圧力差ΔＰＢ0と加速増量噴射時間との間の関係を与える第１区間用加速増量マップ８１Ｇを用いて第１区間用加速増量噴射時間を演算する手段である。
【０１２６】
第２区間用加速増量噴射時間演算手段８０７B2は、図５に示したように、回転区間検出手段によりエンジンのクランク角位置が第２の区間にあることが検出されていて、第１の区間で加速増量噴射が行なわれていないときに、吸気管内圧力が直前に示した極大値に所定の加算値を加えて求めた参照値と吸気管内圧力とを比較する吸気管内圧力判定手段８２Ａと、吸気管内圧力判定手段８２Ａにより吸気管内圧力が参照値を超えたと判定されたときに第２区間用加速増量マップ８２Ｂを用いてエンジンの回転速度に対して第２区間用加速増量噴射時間を演算する第２区間用加速増量噴射時間演算手段８２Ｃとにより構成される。第２区間用加速増量マップ８２Ｂは、エンジンの回転速度と第２区間用加速増量噴射時間との間の関係を与えるマップで、このマップも実験的に作成される。
【０１２７】
第３区間用加速増量噴射時間演算手段８０７B3は、図６に示すように、設定クランク角位置吸気管内圧力検出手段８３Ａと、第３区間加速増量制御用予測極小値演算手段８３Ｂと、第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段８３Ｄと、第３区間用加速判定手段８３Ｅと、トータル加速増量噴射時間演算手段８３Ｆと、第３区間用加速増量射時間演算手段８３Ｈとにより構成される。
【０１２８】
更に詳細に説明すると、設定クランク角位置吸気管内圧力検出手段８３Ａは、設定クランク角位置での吸気管内圧力ＰＢdwnを検出する手段であり、第３区間用吸気管内圧力予測値演算手段８３Ｂは、設定クランク角位置で検出した吸気管内圧力ＰＢdwnとエンジンの回転速度とに対して第３区間用吸気管内圧力極小値予測マップ８３Ｃを用いて吸気管内圧力が次に示すであろう極小値を第３区間加速増量制御用予測極小値として演算する手段である。
【０１２９】
また第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段８３Ｄは、第３区間加速増量制御用予測極小値と吸気管内圧力が直前に示した極小値との差ΔＰＢを第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差として演算する手段であり、第３区間用加速判定手段８３Ｅは、吸気管内圧力差ΔＰＢを判定値ＤＰＢＣＡＬと比較して第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢが判定値ＤＰＢＣＡＬ以上であるときにエンジンが加速状態にあると判定する手段である。
【０１３０】
トータル加速増量噴射時間演算手段８３Ｆは、吸気管内圧力差ΔＰＢが判定値以上であるとき（エンジンが加速状態にあると判定されたとき）に吸気管内圧力差ΔＰＢと吸気管内圧力が直前に示した極小値と加速増量噴射時間との間の関係を与える第３区間用加速増量マップ８３Ｇを用いて、トータル加速増量噴射時間を演算する手段であり、第３区間用加速増量噴射時間演算手段８３Ｈは、トータル加速増量噴射時間が第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間よりも長いときに、該トータル加速増量噴射時間から第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間を差し引いた噴射時間を第３区間用加速増量噴射時間として演算する手段である。
【０１３１】
以下、上記の燃料噴射制御装置の各手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させる処理について説明する。図１４は、微小時間Δｔ間隔でサンプルタイミングが到来する毎に実行される処理を示したもので、この処理においては、先ずステップＳ０１で吸気管内圧力を取り込み、取り込んだ吸気管内圧力をＰＢnewとしてＲＡＭに保存する。次いでステップＳ０２で今回のサンプルタイミングで取り込んだ吸気管内圧力ＰＢnewと前回のサンプルタイミングで取り込まれて記憶されている吸気管内圧力ＰＢoldとを比較するとともに、大気圧検出手段により検出されている大気圧Ｐairと前回サンプリングされた吸気管内圧力ＰＢoldとを比較する。その結果、ＰＢnew＞ＰＢoldで、かつＰair＞ＰＢoldの条件が成立しているときに、ステップＳ０３に進んで今回サンプリングした吸気管内圧力ＰＢnewと境界値ＣＡＬＭＡＸとを比較する。その結果、ＰＢnew＜ＣＡＬＭＡＸの条件が成立したときには、ステップＳ０４に進んでＰＢnew−ＰＢoldとＰair−ＰＢoldとから（８）′式［ａ′＝ｋ′×（ＰＢnew−ＰＢold）／（Ｐair−ＰＢold）１／２］を用いてスロットル開口面積比例値ａ′を演算する。
【０１３２】
次いでステップＳ０５において、今回演算されたスロットル開口面積比例値ａ′が、それまでに演算されたスロットル開口面積比例値ａ′の最大値Ａmaxよりも大きいか否かを判定し、Ａmax＜ａ′であるときにはステップＳ０６に進んで今回演算された比例値ａ′を最大値Ａmaxとして更新した後、ステップＳ０７に進む。ステップＳ０５においてＡmax≧ａ′であると判定されたときには、最大値Ａmaxを更新することなくステップＳ０７に進む。ステップＳ０７において通過フラグを０とした後、ステップＳ０８において今回サンプリングした吸気管内圧力ＰＢnewをＰＢoldとしてこの処理を終了する。
【０１３３】
ステップＳ０２において、ＰＢnew＞ＰＢoldの条件及びＰair＞ＰＢoldの条件のいずれかが成立しなかったときには、ステップＳ０９に進んで比例値の最大値Ａmaxを０とし、以後何もしないでステップＳ０８に移行する。
【０１３４】
またステップＳ０３においてＰＢnew＜ＣＡＬＭＡＸの条件が成立しなかったときには、ステップＳ１０に進んで通過フラグが０であるか否かを判定し、通過フラグが０である場合には、ステップＳ１１において通過フラグを１とした後、ステップＳ１２を実行して第１区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０の演算と増量噴射処理とを行ない、更にステップＳ１３で第２区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ１の演算と増量噴射処理とを行なう。ステップＳ１０において通過フラグが０でないと判定されたときには、ステップＳ１３に移行して、第２区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ１の演算と増量噴射処理とを行なう。
【０１３５】
図１５は、図１４のステップＳ１２で実行される第１区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０の演算、増量噴射処理で、この処理においては、先ずステップＳ０１でスロットル開口面積比例値の最大値Ａmaxと回転速度とから第１区間加速増量制御用予測極小値ＰＢＭＡＰ0を演算し、ステップＳ０２で第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢ0（＝ＰＢＭＡＰ0−ＰＢmin）を演算する。次いでステップＳ０３でΔＰＢ0と判定値ＤＰＢＣＡＬとを比較し、圧力差ΔＰＢ0が判定値ＤＰＢＣＡＬより大きいときにステップＳ０４に進んでΔＰＢ0と吸気管内圧力の直前の極小値ＰＢminとに対して第１区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０を演算し、演算した加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０に無効噴射時間を加えた時間を噴射タイマにセットして、セットした時間の間燃料噴射信号を発生させる。
【０１３６】
ステップＳ０３において、圧力差ＰＢ0が判定値ＤＰＢＣＡＬ以下であると判定されたときには、ステップＳ０５に進んで第１区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０をとして加速増量噴射を行なわせない。
【０１３７】
次に図１６は、図１４のステップＳ１３で実行される第２区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＪ１の演算、増量噴射処理で、この処理では、先ずステップＳ０１で第１区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０が０であるか否か（第１の区間で加速増量噴射が行なわれたか否か）を判定する。その結果、ＡＣＣＩＮＪ０が０である場合（第１の区間で加速増量噴射が行なわれなかった場合）にはステップＳ０２に進んで、現在の区間が第２の区間であるか否かを判定する。その結果、第２の区間である場合には、ステップＳ０３に進んで今回サンプリングされた吸気管内圧力ＰＢnewと参照値（ＰＢmax＋ＰＢＭＣＡＬ）とを比較し、吸気管内圧力ＰＢnewが参照値よりも大きい場合に、ステップＳ０４を実行させて、回転速度に対して第２区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ１を演算し、この噴射時間を噴射タイマにセットして第２区間用の加速増量噴射を行なわせるための燃料噴射信号を発生させる。ステップＳ０１でＡＣＣＩＮＪ０が０でない（第１の区間で加速増量噴射が行なわれた）と判定されたとき、及びステップＳ０３で今回サンプリングされた吸気管内圧力ＰＢnewが参照値以下であると判定されたときには、ステップＳ０５に移行して、ＡＣＣＩＮＪ１を０とすることにより、第２の区間での加速増量噴射を行なわせないようにする。
【０１３８】
次に図１７は、０番のクランク角信号の発生位置（第３の区間の始点）が検出される毎に実行されるトータル加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ演算用割込み処理で、この割込み処理では、ステップＳ０１で吸気管内圧力を取り込み、これをＰＢdwnとしてＲＡＭに保存する。次いでステップＳ０２でＰＢdwnと回転速度とから第３区間加速増量制御用予測極小値ＰＢdwnyを演算し、ステップＳ０３で第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差ΔＰＢ（＝ＰＢdwny−ＰＢmin）を演算する。次いでステップＳ０４でΔＰＢと判定値ＤＰＢＣＡＬとを比較し、ΔＰＢ＞ＤＰＢＣＡＬが成立するときにステップＳ０５に進んで、ΔＰＢとＰＢminとに対してトータル加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪを演算する。
【０１３９】
次いで、ステップＳ０６に移行して、ＡＣＣＩＮＪとＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１とを比較し、トータル加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪが第１区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ０と第２区間用加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪ１との和の時間よりも長いときに、ステップＳ０７を実行させる。ステップＳ０７では、トータル加速増量噴射時間ＡＣＣＩＮＪから第１区間用加速増量噴射時間と第２区間用加速増量噴射時間との和の時間ＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１を差し引いた噴射時間を第３区間用加速増量噴射時間として演算した後、直ちにこの噴射時間と無効噴射時間との和に相当する時間を噴射タイマにセットして、燃料噴射信号を発生させる。次いでステップＳ０８でＡＣＣＩＮＪ、ＡＣＣＩＮＪ０及びＡＣＣＩＮＪ１をクリアして、この割込み処理を終了する。ステップＳ０４でΔＰＢ≦ＤＰＢＣＡＬであると判定された場合、及びステップＳ０６でＡＣＣＩＮＪ≦ＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１であると判定された場合には、ステップＳ０９に進んでＡＣＣＩＮＪを０とし、第３の区間での加速増量噴射は行なわせない。
【０１４０】
上記のアルゴリズムによる場合、図１４のステップＳ０２及びＳ０３と、図１７の割込み処理を実行させる手段とにより、回転区間検出手段８０７Ａが構成される。また図１４のステップＳ０４によりスロットル開口面積比例値演算手段８１Ａが構成され、図１４のステップＳ０５及びＳ０６により開口面積最大比例値演算手段８１Ｂが構成される。また図１５のステップＳ０１により第１区間加速増量制御用予測極小値演算手段８１Ｄが構成され、図１５のステップＳ０２により第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段８１Ｅが構成される。更に図１５のステップＳ０３により第１区間用加速判定手段８１Ｆが構成され、図１５のステップＳ０４により第１区間用加速増量噴射時間演算手段８１Ｈが構成される。
【０１４１】
また図１６のステップＳ０３により吸気管内圧力判定手段８２Ａが構成され、図１６のステップＳ０４により第２区間用加速増量噴射時間演算手段８２Ｂが構成される。
【０１４２】
更に図１７のステップＳ０１により設定クランク角位置吸気管内圧力検出手段８３Ａが構成され、同図のステップＳ０２により第３区間加速増量制御用予測極小値演算手段８３Ｂが構成される。また同図のステップＳ０３により第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段８３Ｄが構成され、ステップＳ０４により第３区間用加速判定手段８３Ｅが構成される。更に図１７のステップＳ０５によりトータル加速増量噴射時間演算手段８３Ｆが構成され、図１７のステップＳ０７のＡＣＣＩＮＪ−（ＡＣＣＩＮＪ０＋ＡＣＣＩＮＪ１）を演算する過程により第３区間用加速増量噴射時間演算手段８３Ｈが構成される。
【０１４３】
上記の実施形態では、吸気管内圧力の直後の極小値を予測できない第２の区間でもエンジンが加速状態にあるか否かの判定を行なって、加速状態であると判定されたときに加速増量噴射を行なわせるようにしているが、第１の区間及び第２の区間のみで加速増量噴射を行なわせ、第２の区間では何も行なわないようにすることもできる。
【０１４４】
上記の実施形態では、単気筒エンジンに燃料を供給する燃料噴射装置を制御する場合を例にとったが、各気筒毎に独立に吸気管が設けられていて、各吸気管内の圧力が行程の変化に伴って変化を示す多気筒エンジンの燃料噴射制御装置にも本発明を適用することができる。
【０１４５】
上記の実施形態では、第１の区間における制御において、吸気管内圧力が設定された境界値ＣＡＬＭＡＸを超えたことを検出したときにそれまでに求めたスロットル開口面積比例値の最大値をＡmaxとして、これを用いて吸気管内圧力の次の極小値の予測を行なうようにしているが、スロットル開口面積比例値の最大値Ａmaxを以下のようにして求めて加速増量噴射時間を演算する方法もある。
【０１４６】
即ち、吸気管内圧力が境界値ＣＡＬＭＡＸを超えたことを検出したときに、直前のサンプルタイミングで演算したスロットル開口面積比例値ａ′newと、更に１回前に演算された比例値ａ′oldとの差Δａ（＝ａ′new−ａ′old）を求め、Δａ＞０の時に今回の比例値ａ′newを取り込んだ時刻ｔ1と、前回の０番のクランク角信号の発生位置（設定クランク角位置）を検出した時刻ｔ0とからこの区間を回転するのに要した時間Ｔ（＝Ｔ1−Ｔ0）を求める。ここで前回の燃焼サイクルの周期をＴcycとすると、時刻ｔ1から次の０番のクランク角信号の発生位置が検出される時刻ｔo′までの時間を予測することができる。ここで、スロットル開口面積比例値ａ′を求めるためのサンプリング周期をΔｔとすると、時刻ｔ1からｔo′までの間での比例値ａ′の変化量Δayは次の式により推定することができる。
Δay＝Δａ×（Ｔcyc−Ｔ）／Δｔ                                  …（１４）
この推定値とａnewとの和を、時刻ｔo′におけるスロットル開口面積比例値の最大値Ａmaxと予測する。
Ａmax＝ａnew＋Δａy                                               …（１５）
前記の実施形態のＡmaxの代りに（１５）式のＡmaxを用いて、他の処理は戦記実施形態と同様に行なう。
【０１４７】
上記の実施形態では、一定の角度毎に発生するクランク角信号の発生位置の内の１つ（上記の例では０番のクランク角信号の発生位置）を第３の区間の始点となる設定クランク角位置としたが、パルサが発生する図７（Ａ）の基準パルスＶs1を検出した時刻から所定の角度（基準パルスの発生位置から設定クランク角位置までの角度）をエンジンが回転するのに要する時間をその時の回転速度を用いて演算して、この時間をタイマに計測させることにより、設定クランク角位置を検出するようにしても良い。第１の区間及び第２の区間では微小時間Δｔ毎に吸気管内圧力をサンプリングするので、このようにパルサの出力の発生位置を基準にして設定クランク角位置を検出するように構成する場合には、クランク角信号は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の実施形態の全体的な構成を示す構成図である。
【図２】図１に示した燃料噴射制御装置においてＥＣＵのマイクロプロセッサにより構成される機能実現手段を示したブロック図である。
【図３】図２に示された加速増量噴射時間演算部の構成をより具体的に示したブロック図である。
【図４】図３に示された第１区間用加速増量噴射時間演算部の構成例を示したブロック図である。
【図５】図３に示された第２区間用加速増量噴射時間演算部の構成例を示したブロック図である。
【図６】図３に示された第３区間用加速増量噴射時間演算部の構成例を示したブロック図である。
【図７】本発明の実施形態においてパルサが出力するパルスの波形とパルサの出力を波形成形する波形成形回路から得られる信号波形と、クランク角信号発生装置が出力する信号波形とをエンジンの行程とともに示した波形図である。
【図８】従来の燃料噴射制御方法によった場合に加速時に燃料部不足する様子を説明するための各部の信号波形図である。
【図９】加速時の燃料を増量する制御を行なう既提案の燃料噴射制御方法によった場合の動作を説明するための各部の信号波形図である。
【図１０】本発明の燃料噴射制御によった場合の全体的な動作を説明するための各部の波形図である。
【図１１】本発明に係わる燃料噴射制御装置の第１の区間での動作を説明するための各部の波形図である。
【図１２】本発明に係わる燃料噴射制御装置の第２の区間での動作を説明するための各部の波形図である。
【図１３】本発明に係わる燃料噴射制御装置の第３の区間での動作を説明するための各部の波形図である。
【図１４】本発明に係わる燃料噴射制御装置において、微小時間毎のサンプルタイミングでマイクロプロセッサが実行する処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１５】本発明に係わる燃料噴射制御装置において、第１区間用の加速増量噴射時間を演算して燃料噴射信号を発生させる処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１６】本発明に係わる燃料噴射制御装置において、第２区間用の加速増量噴射時間を演算して燃料噴射信号を発生させる処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１７】本発明に係わる燃料噴射制御装置において、第３区間用の加速増量噴射時間を演算して燃料噴射信号を発生させる処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４９】
１  エンジン
７  磁石発電機
８  ＥＣＵ
８０７  加速増量噴射時間演算部
８０８  燃料噴射信号発生手段
８０７B1  第１区間用加速増量噴射時間演算部
８０７B2  第２区間用加速増量噴射時間演算部
８０７B3  第３区間用加速増量噴射時間演算部
８１Ａ  スロットル開口面積比例値演算手段
８１Ｂ  開口面積最大比例値演算手段
８１Ｄ  第１区間加速増量制御用予測極小値演算手段
８１Ｅ  第１区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段
８１Ｆ  第１区間用加速判定手段
８１Ｈ  第１区間用加速増量噴射時間演算手段
８２Ａ  吸気管内圧力判定手段
８２Ｂ  第２区間用加速増量噴射時間演算手段
８３Ａ  設定クランク角位置吸気管内圧力検出手段
８３Ｂ  第３区間加速増量制御用予測極小値演算手段
８３Ｄ  第３区間加速増量制御用吸気管内圧力差演算手段
８３Ｅ  第３区間用加速判定手段
８３Ｆ  トータル加速増量噴射時間演算手段
８３Ｈ  第３区間用加速増量噴射時間演算手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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