(57)【要約】エンジン作動状態が遷移するときに、エンジンに送出される燃料量を調整する装置および方法が提供される。この装置および方法は、エンジンに送出される現在の定常状態燃料量を決定すること、および送出された前回の定常状態燃料量と送出すべき現在の定常状態量との差に基づいて、遷移の開始に続くある時間、過渡燃料量を現在定常状態燃料量に加えることを含む。本発明はまた、それを用いて運転者が、エンジン作動状態遷移中に送出される燃料量を調整することのできる、装置および方法を提供する。
2004536254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン作動状態が遷移するときにエンジンに送出される燃料量を調整する方法であって、
エンジンに送出すべき現在の定常状態燃料量を決定するステップと、
前回決定された燃料量と、前記現在の定常状態燃料量との差に基づいて、遷移の開始に続くある時間の間、前記現在の定常状態燃料量に、過渡燃料量を加えるステップとを含む方法。
【請求項２】
過渡燃料量が負である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
負の過渡燃料量が算出された場合に、前記過渡燃料量をゼロに設定する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ある燃料量を送出するステップが、エンジンのシリンダに前記燃料量を送出するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記燃料量が、エンジンの２つ以上のシリンダに送出される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記燃料量が、その間に燃料がそこを通過するためにバルブが開放される時間で表される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記遷移の開始に続く時間が、所定のサイクル数が発生するのに必要な時間である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記所定のサイクル数が、エンジンの所定のサイクル数である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記所定のサイクル数が、エンジンのシリンダの所定のサイクル数である、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記遷移の開始に続く時間中に、過渡燃料量が変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記遷移の開始に続く時間中に、過渡燃料量が減衰する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
過渡燃料量が所定の速度で減衰する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
所定の時間が経過した後は、過渡燃料量が、送出される燃料量に影響を与えない、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
エンジン作動状態遷移が、スロットル位置の変化を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
エンジン作動状態遷移が、エンジン速度の変化を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
エンジン作動状態遷移が、エンジン負荷の変化を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
エンジン作動状態遷移が、エンジン速度の変化およびエンジン負荷の変化を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
燃料がエンジンに送出される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前回決定された燃料量が、前回計算された送出すべき燃料量である、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前回決定された燃料量が、送出された実際の燃料量である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前回決定された燃料量が、過渡燃料量がそれに追加されていなかった場合には、送出されたであろう定常状態燃料量である、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
エンジンに送出しようとする定常状態燃料量を決定するステップが、テーブルから定常状態燃料量を取り出すステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
エンジンに送出しようとする定常状態燃料量を決定するステップが、テーブルから定常状態燃料量を内挿するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
定常状態燃料量がマップを参照して決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
過渡燃料量が、前回決定された燃料量と現在の定常状態燃料量との差の非線形関数に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
過渡燃料量が、前回計算された燃料量と現在の定常状態燃料量との差に、エンジン感度係数を適用することによって計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記感度が、非線形関数である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
トリム係数を調整するデバイスを操作するステップをさらに含み、前記トリム係数が前記エンジン感度係数を変える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
後続の各エンジンサイクルで、減衰係数が、過渡燃料量に適用される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
減衰が非線形関数である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
エンジン状態の所定の遷移に対する過渡燃料量が、所定のサイクル数に等しい時間、エンジンに送出される燃料量に影響を与える、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
エンジン状態の所定の遷移に対する過渡燃料量が、所定のサイクル数に送出される燃料量に影響を与えない、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記時間が、可変サイクル数である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
過渡燃料量が、運転者操作デバイスにさらに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記運転者操作デバイスが、エンジンの作動中に操作される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
エンジン作動状態が遷移するときに、エンジンに送出される過渡燃料量を調整する方法であって、
エンジンに送出すべき現在の定常状態燃料量を決定するステップと、
前回決定された燃料量と前記現在の定常状態燃料量との差にエンジン感度係数を適用することによって初期過渡燃料量を計算するステップと、
トリム係数を変化させるトリムデバイスを操作するステップと、
前記トリム係数を前記初期過渡燃料量に適用することによってトリミングした過渡燃料量を計算するステップと、
起動されると許可トリムモードと禁止トリムモードとを交替させる、トリムディフィートデバイスを起動するステップと、
トリムモードが禁止にされているときに、過渡燃料量を、前記初期過渡燃料量に等しく設定するステップと、
トリムモードが許可されているときに、過渡燃料量を、前記トリミングした過渡燃料量に等しく設定するステップとを含む、方法。
【請求項３７】
前記トリム係数をメモリーデバイスに保存するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記トリム係数を前記メモリーデバイスから取り出すステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記トリム係数が非線形である、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
出力とメモリを有するプロセッサであって、前記メモリが、燃料送出データおよび命令を含み、この命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが、
燃料送出データを参照して送出すべき現在の定常状態燃料量を決定し、
前回に決定した燃料量と前記現在の定常状態燃料量との差に基づいて、遷移の開始に続くある時間の間、送出すべき前記現在の定常状態燃料量に過渡燃料量を追加し、
その燃料量に対応する信号を、出力に適用するプロセッサと、
燃料供給デバイスと、
プロセッサの前記出力に結合され、かつ前記燃料供給デバイスに作動可能に結合され、そこを通過する燃料流を制御する燃料供給アクチュエータとを含む、エンジン燃料制御装置。
【請求項４１】
エンジン燃料制御装置であって、
入力と出力とを有するプロセッサであって、エンジンに供給しようとする定常状態燃料量に、エンジンに提供しようとする過渡燃料量を加えたものに対応する信号が出力に生じるプロセッサと、
燃料供給デバイスと、
前記プロセッサの出力に結合されるとともに、作動可能に前記燃料供給デバイスに結合されて、そこを通過する燃料流を制御する燃料供給アクチュエータと、
前記プロセッサに結合された運転者起動入力デバイスであって、前記入力デバイスの起動がエンジンに送出すべき過渡燃料量を調整する、入力デバイスとを含む、装置。
【請求項４２】
前記燃料供給デバイスが、燃料インジェクタを含む、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記燃料供給デバイスが、気化器を含む、請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
前記前記入力デバイスが、前記エンジンによって駆動される車両の、運転者によって操作される、請求項４１に記載の装置。
【請求項４５】
前記入力デバイスがポテンショメータである、請求項４１に記載の装置。
【請求項４６】
前記入力デバイスが、トリムアップ接点およびトリムダウン接点とを含む、請求項４１に記載の装置。
【請求項４７】
前記トリムアップ接点が、送出される過渡燃料量を増大し、前記トリムダウン接点が、送出される過渡燃料量を低減する、請求項４１に記載の装置。
【請求項４８】
送出される過渡燃料量を、前記入力デバイスによって影響されない基本燃料量と、前記入力デバイスによって影響されるトリミングされた燃料量とで交替させる、トリムディフィート接点をさらに含む、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
エンジン状態の遷移中に、エンジンに送出する燃料量を調整する方法であって、
エンジンに送出する定常状態燃料量を決定するステップと、
エンジンに送出する過渡燃料量を決定するステップと、
エンジンに供給する過渡燃料量を調整するデバイスを操作するステップと、
前記定常状態燃料量に前記操作された過渡燃料量を加えたものに等しい燃料量をエンジンに送出するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジン用のエンジン燃料送出管理システムに関する。特に、本発明は、送出すべき燃料量などの作動パラメータ量を変更することによって、エンジン作動状態の変化を補償するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、現在係属中であり、本発明の譲り受け人に譲渡されている、２００１年２月１６日付出願の米国特許出願第０９／７８４，３３６号の部分的な継続である。この先願の同時係属中の特許出願の全文を本願に参照として組み入れる。
【０００３】
内燃エンジンの性能は、作動サイクル（例えば、１サイクルに３６０°のクランクシャフトの回転を有する２ストローク、１サイクルに７２０°のクランクシャフトの回転を有する４ストローク、またはバンケル）、燃料種類（例えば、ガソリンまたは重油）、燃焼室の数および設計、点火および燃料送出系の選択および制御、およびエンジンが作動する周囲条件を含む多数の要素に依存すると考えられている。
【０００４】
燃焼室に関する設計選択の例としては、圧縮比を選択すること、および各燃焼室に付随する吸気および排気バルブを選択することが含まれる。一般に、これらの選択は、エンジンが構築された後にエンジン作動を較正するために変更することはできないものである。
【０００５】
点火システムに関しては、ブレーカーポイントシステムおよび電子点火システムが知られている。これらの公知のシステムは、エンジンの作動特性、例えば回転速度および負荷などに基づきスパークタイミングを決めるものである。ブレーカーポイントシステムの場合には、エンジン速度は、遠心的に偏心させた錘を使用して機械的に検出されることが多く、またエンジン負荷は、通常、吸気マニホールド圧力または排気マニホールド圧力を使用して検出される。電子点火システムの場合には、エンジン速度は、通常、クランクシャフトの回転に対応付けた角度運動センサを用いて検出され、エンジン負荷は、例えば、スロットル位置センサ、吸気マニホールド圧力または空気流量センサの出力によって検出されることが多い。いずれの場合にも、エンジンの所定の定常作動状態に対しては、通常、スパークタイミングは固定されている。
【０００６】
燃料送出システムに関しては、気化器および燃料噴射システムが知られている。これらの公知のシステムは、運転者が設定するスロットルの位置に応じて、ある量の燃料、例えばガソリンと空気を供給する。気化器の場合には、燃料は「ジェット」と呼ばれるオリフィスのシステムによって送出される。気化器の作動の例としては、アイドルジェットは、エンジンのアイドリング速度において、スロットルバルブの下流に燃料を送出することができ、またエンジン負荷の急速な増大を容易にするために加速ポンプによって燃料送出を増大させることができる。ほとんどの気化器は、特定のエンジン負荷における燃料送出量を修正するためには、分解して寸法の異なるジェットまたはポンプを取り付ける必要がある。しかしながら、これは労力を要する作業であり、ほとんどの場合に、エンジンが作動していない間にのみ実施できるものである。
【０００７】
公知の燃料噴射システムは、電子的に作動可能であり、正確に計量された量の燃料を吸気システム中に噴射するか、または燃焼シリンダに直接的に噴射するものである。燃料量は、エンジンの状態および［マップ」または「ルックアップテーブル」と呼ばれるデータテーブルに基づいてコントローラが決定する。このマップには、コントローラに接続されたセンサによって計測可能な、少なくとも１つの独立変数（すなわち、エンジン状態の特性）がとり得る値または「設定点」の集合、および従属変数制御関数のための対応する制御値、例えば燃料量の集合を含む。
【０００８】
従来、マップはエンジン製造業者によって開発されて、工場においてエンジン制御ユニットに恒久的に設定されている。現在、道路車両については、排出ガス規制に適合するために、これは法律的に規制されているものである。しかしながら、法律的に規制されていない場合でも、種々の理由から、製造業者はエンジン運転者がマップを修正することを防止しており、それは例えば、製造業者は、そのマップが最善のエンジン性能を提供すると考えている、製造業者は、エンジン運転者が不適切な制御値を設定することによってエンジンを損傷する可能性を心配する、あるいは製造業者は、エンジン運転者が適正にマップを修正するのに十分な能力を持たないと仮定している、などの理由である。しかしながら、製造業者は、自らが設定する１組の条件下において最良の性能を出すようにそのマップを最適化している。しかし、場合によっては、それらの条件は、エンジンが作動する条件に適合しないことがあると考えられる。その結果として、保存マップは、エンジンの性能を最適化するのではなく、限定することもある。
【０００９】
さらに、従来式のマップは、通常、定常状態で作動しているエンジンに対して適切な燃料送出および点火タイミングを提供するように構築されている。したがって、例えば、加速中または減速中のエンジンなどの遷移状態で作動するエンジンに対しては、適切でない可能性がある。
【００１０】
さらに、エンジン性能は、周囲条件において燃焼を達成する方法に実質的に依存するものである。空気とガソリンの化学量論的質量比は、約１４．７：１である。しかしながら、約１０：１〜約２０：１の比で燃焼が起こり、また空燃比（「ＡＦＲ」）を、特定のエンジン性能（例えば、あるレベルの出力、良好な燃費、または低排出物）を達成するように調整するのが望ましいことが多い。エンジンの燃料送出システムを適正に較正して、すべての作動条件において最適なＡＦＲを送出することは、較正作業において最も重要な目標の１つである。また、これは較正作業における、最も時間を要し、困難で費用のかかる部分である。同様に、通常はピストンが圧縮工程の上死点に到達するまでのクランク回転の角度で計測される、点火タイミングを調整して、特定のエンジン性能（例えば、最少燃料消費または排出物低減）を達成するのが望ましい。
【００１１】
これらのシステム供給業者によって確立された固定的な制御によってエンジン作動が制約されていることは、公知の点火タイミングシステムおよび燃料供給システムの欠点であると考えられる。また、エンジン作動状態遷移中に燃料送出を変化させる、簡便で効果的なシステムと方法が必要とされているといえる。したがって、公知の燃料送出システムの欠点を克服することへのニーズがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、エンジン作動状態が遷移するときにエンジンに送出される燃料の量を調整するシステム、方法および装置を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態によると、定常状態条件下でエンジンに送出すべき燃料の現在定常状態量をデータテーブルから決定するステップと、燃料の現在定常状態量に過渡燃料量を追加するステップとを含む方法が提供される。この過渡燃料量は、前回の送出された定常状態燃料量と現在の送出すべき定常状態燃料量との差に基づく。定常状態燃料量は、ある定常状態でエンジンが作動しているときに、エンジンに送出された、または送出すべき燃料の量である。それを用いて定常状態燃料量を決定するためのデータテーブルは、エンジン負荷とエンジン速度を利用して定常状態燃料量を決定する２次元マップとすることができる。決定された定常状態量は、あるエンジン作動状態に対応するマップ上の最も近い値であり、それを取り出して、必要とされる定常状態必要燃料質量として使用することができる。代替手法として、定常状態値は、マップ上の複数の値から内挿することもできる。例えば、内挿を使用するときには、定常状態値は、現在エンジン作動状態に最も近い２つの速度値と、現在エンジン作動状態に最も近い２つの負荷値とから内挿することができる。遷移は、エンジンが１つの作動状態から別の状態に移行するときに発生する。したがって、遷移は、マップ上の任意の位置から、他の任意の位置への任意の移動に対応する。正および負の過渡燃料量の両方をもたらす遷移補償を実施するとともに、正と負の過渡燃料量に異なる重みを付けることができる。
【００１４】
本発明はまた、エンジン遷移燃料制御装置およびその装置の操作方法を目的とする。エンジン遷移燃料制御装置には、プロセッサ、燃料供給デバイス、および燃料供給アクチュエータが含まれる。プロセッサは、出力およびメモリを有し、このメモリは燃料送出テーブルおよび命令を含む。これらの命令がプロセッサによって実行されると、プロセッサは、送出すべき定常状態燃料量を決定し、遷移の開始に続くある時間、この送出すべき定常状態燃料量に過渡燃料量を追加し、かつその燃料の合計量に対応する信号を出力に加える。送出すべき定常状態燃料量は、燃料送出テーブルを参照して決定され、過渡燃料量は、前回決定された定常状態燃料量と、送出すべき現在の定常状態燃料量との差に基づいている。燃料供給アクチュエータは、プロセッサの出力に結合され、かつそれを介して燃料流を制御する燃料供給デバイスに作動可能に結合されている。
【００１５】
本発明は、構成要素を取り外したりシステムを分解する必要がなく、燃料送出を電子的に調整する機能を含み、多数の利点を提供する。別の利点は、エンジンの作動中に、特に過渡燃料量を含む、燃料送出を電子的に調整する本発明の機能である。さらに別の利点は、エンジンへの燃料供給が、エンジン作動状態の変化を補償するプログラムによって制御することができることである。別の利点は、エンジンへの燃料供給を、エンジン作動における所望の変化を補償するプログラムによって制御できることである。
【００１６】
したがって、本発明は、従来式のエンジン制御システムおよび方法の欠点に対する解決策を提供する。当業者であれば、本発明のそれら、およびその他の詳細、特徴および利点が、以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明においてさらに明らかになることを理解するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付の図面は、本発明の１つまたは複数の実施形態を含み、前述の概要説明および以下の詳細な説明とともに、本発明を実施するために考案された最良の形態にしたがって本発明の原理を開示する役割をする。
【００１８】
次いで、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明するが、その実施例を添付の図面に示してある。本明細書に含めた本発明の図および記述は、本発明に特に関係のある要素を示して記述してあり、一方で、分かり易くするために、一般的なエンジンおよびエンジン制御システムに見られるその他の要素は省略してあることを理解されたい。
【００１９】
本発明と関連して使用される場合、「トリム」または「トリミング」、「グループ」、「トリム定義」および「マップセット」の表現には、特定の意味がある。「トリム」および「トリミング」は、１つまたは複数のマップ設定点または過渡作動パラメータ値を変更することを意味する。この変更の値は、正または負の値であってもよく、初期値または選択された増分の関数とすることができる。「グループ」は、トリミング作用が一斉に作用する、設定点または過渡作動パラメータの集合（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）または群（ｐａｒｃｅｌ）を意味する。グループは、「トリム定義」によって定義することができる。例えば、トリム定義はエンジン制御マップを区分することによって、１つまたは複数の独立変数、例えば検知されたエンジン作動特性の１つまたは複数の選択範囲内にある設定点のグループを生成することができる。「マップセット」の表現は、単一のエンジン制御マップおよび／または過渡作動パラメータを意味するか、または２つ以上の関連するエンジン制御マップまたは過渡作動パラメータの連合を意味する。例えば、マップセットは、燃料送出マップだけから構成することができる。代替選択肢として、マップセットは、点火タイミングマップ、燃料送出マップ、および増加および減少燃料過渡作動パラメータを含む。
【００２０】
本明細書において、「一実施形態」または「実施形態」の参照は、特定の特徴、構造または実施形態に関係して記述した特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを示す。本明細書の様々な場所において、「一実施形態において」のような語句が現れても、それは必ずしもすべて同じ実施形態を参照するとは限らない。
【００２１】
図１は、エンジン管理システム１０の一実施形態を示し、これには外部コンピュータ１３０内のエンジン管理ファイルのライブラリが含まれる。これらのエンジン管理ファイルは、プロセッサ１２０を介してエンジン制御システムに利用可能とすることができ、またエンジン性能を較正するために使用することができる。エンジン管理システム１０は、１つまたは複数の入力または出力デバイス（例えば、センサまたはアクチュエータ）に（例えば、ワイヤ、ファイバ、無線、もしくはその他の結合デバイスを介して）結合されたエンジン制御ユニット２０を含む。エンジン制御ユニット２０には、１つまたは複数の電気入力信号に作用して、１つまたは複数の電気出力信号を供給する、コード化命令を使用するプロセッサ１２０を含めることができる。一実施形態によれば、エンジン制御ユニット２０と他の種々の構成要素とがワイヤによって電気的に接続されており、これらの構成要素を次に詳細に記述する。エンジン制御ユニット２０は、車両シャシーに装着されたハウジング２０ａを有してもよく、このハウジングを介して、他の構成要素を、電気的に車両シャシー（図示せず）、例えばモータサイクルフレームに対して公知の方法で電気的に接地することができる。
【００２２】
一実施形態によれば、エンジン制御ユニット２０は、単一エンジン作動制御値、すなわち単一エンジン制御を調整するための、燃料送出量などを提供することができる。しかしながら、別の実施形態によれば、エンジン制御ユニット２０は、複数のエンジン制御を制御するための、燃料量および点火タイミングなどの、複数のエンジン作動制御値を提供することができる。
【００２３】
図２は、本発明と関係して利用可能な燃料送出システム４０の実施形態を示す。エンジン制御ユニット２０は、図１に示すように、燃料送出システム４０に電気的に接続されている。図示した燃料送出システム４０は、燃料タンク３０２、粗フィルタ３０４、燃料ポンプ３０６、圧力調整器３０８、細フィルタ３１０、燃料インジェクタ３１２、および燃料ライン３１４を含む。燃料タンク３０２は、エンジン１００に送出されて、そこで消費される、ガソリンまたは重油などの燃料を収容する。燃料ライン３１４は、例えば、燃料タンク３０２および燃料インジェクタ３１２と流体連通する、鋼管またはステンレス鋼管とすることができる。
【００２４】
粗フィルタ（ｃｏａｒｓｅ  ｆｉｌｔｅｒ）３０４は、燃料ライン３１４に沿って配置し、燃料タンク３０２から燃料ポンプ３０６に燃料が移動するときに、燃料から大きな混入物を除去するようにすることができる。燃料ポンプ３０６も、燃料タンク３０２と燃料インジェクタ３１２との間の燃料ライン３１４に配置してもよい。燃料ポンプ３０６は、別の選択肢として燃料タンク３０２内などの別の場所に配置してもよい。燃料ポンプ３０６は、通常、ポンプ入口３１６とポンプ出口３１８との間に燃料ライン３１４中に圧力差を生成し、これによって燃料を、燃料タンク３０２から燃料ライン３１４およびライン上の構成要素を介して、最終的には燃料インジェクタ３１２へと移送する。燃料ポンプ３０６は、電気的にエンジン制御ユニット２０と電気的に相互接続して、例えば、正変位型（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｔｙｐｅ）ポンプまたは動的（ｄｙｎａｍｉｃ  ｔｙｐｅ）ポンプとすることができる。
【００２５】
圧力調整器３０８は、燃料ライン３１４中の圧力差を計測し、燃料タンク３０２およびポンプ出口３１８と流体連通して配管してもよい。圧力調整器３０８は、燃料ポンプ３０６の作動を制御し、圧力差を所望のレベルに維持することができる。圧力調整器３０８は、一実施形態においては、高圧燃料流の部分を燃料タンク３０２に戻すことによって過剰圧力を開放する。圧力調整器３０８は、代替的に、または追加としてエンジン制御ユニット２０と相互接続して、エンジン制御ユニット２０に入力信号を提供し、その結果、エンジン制御ユニット２０が燃料ポンプ３０６の作動を制御し、所望の燃料差圧を維持することができる。細フィルタ（ｆｉｎｅ  ｆｉｌｔｅｒ）３１０は、燃料ポンプ３０６と燃料インジェクタ３１２との間の燃料ライン３１４に配置して、そうしなければ燃料インジェクタ３１２内に詰まる可能性のある、燃料中に残留する細粒の混入物を除去することができる。燃料インジェクタ３１２は、燃料を微粉化し、必要に応じて、燃料を１つまたは複数のシリンダ３６２の方向に噴霧する。燃料インジェクタ３１２は、例えば２ストロークエンジン内の吸気ポートまたは４ストロークエンジン内の吸気路（ｉｎｌｅｔ  ｔｒａｃｔ）３５２に向かって正確に計量された量の燃料を噴霧するように配向することができる。複数の吸気バルブを有する４ストロークエンジン設計の場合には、それぞれの燃料インジェクタ３１２を、図３に示すように単一バルブのために吸気路３５２中に燃料を噴霧するように配向するか、あるいは燃料インジェクタ３１２は、複数吸気バルブに燃料を提供することができる。
【００２６】
図３は、本発明に関連して利用することのできる、４ストロークエンジン３５０のシリンダの一実施形態を示す。例えば、２ストロークエンジンおよび、燃料インジェクタ３１２がシリンダ３６２の１つまたは複数に燃料を送出する構成を含む、その他のシリンダ構成も、本発明とともに利用することができることに気付くであろう。図３の実施形態は、燃料インジェクタ３１２、吸気路３５２、吸気バルブ３５４、スパークプラグ３５６、排気バルブ３５８、排気管３６０、シリンダ３６２、およびコネクティングロッド３６６およびベアリング３６８を介してクランクシャフト（図示せず）に取り付けられたピストン３６４を含む。
【００２７】
図２に示す燃料ライン３１４からの加圧された燃料は、燃料インジェクタ３１２のノズル３７０を通って、電気的に作動するソレノイドバルブ（図示せず）などのバルブが開き、燃料が燃料インジェクタ３１２中を流れることができるようになると、噴霧される。そのバルブは、エンジン制御ユニット２０の出力を介して起動される、電気的に作動可能なソレノイドバルブにすることができる。そのようなソレノイドバルブの制御は、通常、パルス幅変調によって実行され、開時間が長くなると、より多くの燃料が、燃料インジェクタ３１２によって、シリンダまたはシリンダ群３６２に提供される。バタフライバルブを、１つまたは複数のシリンダ３６２の吸気路３５２中への空気流を起こさせる位置に配置してもよい。バタフライバルブは、吸気路３５２への空気流を防止する第１の位置と、吸気路３５２への空気流を可能にする第２の位置との間の軸の周りに旋回可能にしてもよい。アクチュエータカム（図示せず）をバタフライバルブに接続して、リターンスプリング、例えばトーションスプリングの付勢に逆らって、バタフライバルブを、第１の位置から第２の位置に旋回させてもよい。アクチュエータカムは、スロットルケーブル（図示せず）を介して、運転者が制御するスロットル制御要素（図示せず）に接続することができる。代替選択肢として、アクチュエータカムは、エンジン管理システム１０の出力によって制御し、スロットル制御要素は、エンジン管理システム１０の入力としてのみ働くようにしてもよい。図１に示すように、スロットル位置センサ４４は、バタフライバルブが軸の回りに旋回するときに、バタフライバルブの角度位置を計測するために、例えば、バタフライバルブに接続し、かつ／またはエンジン管理システム１０への入力のためのスロットル制御要素に接続してもよい。
【００２８】
燃料は、通常、吸気バルブ３５４を通過して、シリンダまたは複数シリンダ３６２へと流される。次いで、吸気バルブ３５４が閉じて、スパークプラグ３５６によって燃料が点火され、それによってピストン３６４を吸気バルブ３５４および排気バルブ３５８から離れる方向に駆動させる。ピストン３６４が吸気バルブ３５４および排気バルブ３５８に向かって戻ると、排気バルブ３５８が開き、それによって排出ガスが、シリンダ３６２から外に押し出され、排気バルブ３５８を通過し、さらに排気管３６０を通過して出る。
【００２９】
シリンダ３６２に送出された燃料は、吸気路３５２を通過し、そこで燃料を、吸気路３５２を通って吸引された酸化剤、例えば空気と混合させることができることに留意されたい。したがって、液状燃料が吸気路３５２の壁面３７２上または吸気バルブ３５４の背面上に蓄積する可能性がある。燃料の送出は、エンジンが高負荷のときには、吸気バルブ３５４が開位置にあるときの、４ストロークエンジン３５０におけるシリンダ３６２のほぼ４分の１サイクルと、吸気バルブ３５４が閉位置にあるときの、４分の３サイクルの大部分の、両方の間において行うことができる。したがって、特にそのような高負荷エンジン条件下で、実質的な蓄積が、吸気管壁面３７２上および吸気バルブ３５２上、ならびに吸気路３５２内に存在する空気流中に発生する可能性がある。本発明は、一部には、シリンダ３６２に送出しようとする燃料が、代わりに吸気路３５２に残留する場合には希薄作動を補償するか、または吸気路３５２からの燃料が、燃料インジェクタ３１２によって提供される燃料に加えて、エンジン１００に送出される場合には、濃化作動を補償することを目的としている。
【００３０】
エンジン制御ユニット２０は、ダッシュパネル８０に電気的に接続してもよく、それが米国特許出願第０９／７８４，３３６号に記載されている。エンジン管理システム１０が図に示されているように、エンジン制御ユニット２０が燃料量を制御する信号を供給する。追加の制御信号、例えば、点火タイミングを制御する信号を、エンジン制御ユニット２０によって提供することもできることに留意すべきである。一般に、マップセットには、異なる数（すなわち、１つ、２つまたは３つ以上）のマップ、異なるタイプ（例えば、燃料タイミング、パワージェット起動、またはパワーバルブ起動）のマップ、またはマップタイプの異なる組み合わせ（例えば、点火タイミング、燃料タイミング、およびパワーバルブ起動）を含めることができる。
【００３１】
表１は、任意に選択された数の定常状態燃料量設定点を含む、マップの例を示す。燃料量設定点は、通常、エンジン毎に異なり、したがって最適燃料量設定点は、各エンジン１００に対して個別に較正される。燃料量設定点はまた、最適化、すなわち最大出力、最少燃料消費、排出物規制などに応じて、一般に任意の特定エンジン１００に対しても変化する。
【００３２】
エンジン状態は、エンジンの１つまたは複数の作動特性の値を計測することによって定義することができる。エンジン管理においては、エンジン速度および負荷を使用して、エンジン作動状態の２次元平面を定義するのが通例である。また、エンジン燃料装荷などの制御値を、有限数の作動状態について計測することも一般的である。したがって、マップには、既知のエンジン状態に対応する燃料値を含めることができる。第１の軸としてエンジン負荷に対応する計測可能な特性と、第２の軸としてエンジン速度に対応する計測可能な特性とを有する２次元マップにおいて、あるエンジン状態は、マップ面上で、現在エンジン負荷と現在エンジン速度との交叉点として定義される。
【００３３】
したがって、エンジン１００の作動状態は、エンジン１００の回転速度およびエンジン１００にかかる負荷を計測することを含み、多くの方法で求めることができる。エンジン速度は、通常、１分間の回転数、またはｒｐｍの単位で表される。エンジン負荷は、種々のセンサ、例えば、スロットル位置センサ４４、マニホールド真空センサ（図示せず）、または１つまたは複数のシリンダ３６２に流入する空気流量（ｍａｓｓ  ａｉｒｆｌｏｗ）センサ（図示せず）によって検知することができる。本発明はまた、エンジン１００またはシリンダ３６２に送出された、あるいは送出すべき１サイクル当たりの空気質量を利用して、エンジン負荷を検知することを考慮する。表１の各設定点は、２つのエンジン作動特性、すなわちエンジン速度値およびエンジン負荷値に対応している。したがって、（例えば、エンジン１００に結合されたクランクシャフト角度運動センサ１０２からの出力信号から検知または導かれる）エンジン速度の所定の値、および（例えば、スロットル位置センサ４４で計測される）エンジン負荷の所定の値に対して、燃料量設定点がマップ内に割り当てられており、そこから読み取ることができる。例えば、表１に示すマップによって、スロットル開度が５０％のとき、毎分２０００回転（ｒｐｍ）において、エンジン制御ユニット２０に、１サイクル当たり２５グラムの燃料が送出される。５０００ｒｐｍでは、スロットルが全開のとき、エンジン制御ユニット２０は、１サイクルに５０グラムの燃料を供給するように燃料送出を変更する。すなわち、エンジン負荷（例えば、スロットル位置）またはエンジン速度のいずれかが変化すると、燃料送出システム４０は、新規の速度および負荷において送出すべき燃料の最初の定常状態量を、マップを参照して決定する。
【００３４】
【表１】
2004536254.tif 000003
【００３５】
一般に、マップは、マップにおいて利用される各エンジン作動特性に対する計測値の小さな増分に対して割り当てることができる多数の設定点を含む。エンジンの作動状態が、特性の指定された値の間のギャップ（例えば、表１において、エンジン速度の指定値間には２０００ｒｐｍ以上のギャップが、エンジン負荷には２０％以上のギャップがある）に入る場合には、エンジン制御ユニット２０は、２つの最も近い速度列、および２つの最も近い負荷行、またはその等価量の間で、作動制御値を内挿することができる。
【００３６】
図１に示すように、プロセッサ１２０からデータポート１１０を介するか、またはパームサイズコンピュータでもよいプロセッサ１２０を、ダッシュパネル８０の固定部分８０ａに「ドッキング」することによって、１つまたは複数のマップセットを含むエンジン管理データをエンジン制御ユニット２０にダウンロードすることができる。複数マップを、エンジン制御ユニット２０にダウンロードし、異なる作動パラメータを制御し、かつ／または異なる状況または条件に対して単一の作動パラメータを最適化することができる。例えば、通常のレーシング条件を最適化するマップ、低速からの加速中にエンジン作動を最適化するマップ、および高速においてエンジン作動を最適化するマップをそれぞれ、エンジン制御ユニット２０にロードすることができる。次いで運転者は、車両を運転中に、例えばエンジン制御ユニット２０に結合された３ポジションマップ選択スイッチ８２を動かすことによってロードされた３つのマップの内の、任意の１つを選択することができる。さらに運転者は、エンジン制御ユニット２０にインタフェースするために、ノブまたはトリムアップボタンもしくはトリムダウンボタンなどの別のインタフェースによって、各マップのある特性をトリムアップおよびトリムダウンすることができる。
【００３７】
エンジン１００は、２つのタイプの作動モードを有し、それは定常状態モードおよび、一般に過渡モードまたは遷移モードと呼ばれる非定常状態モードである。エンジン１００は、エンジン負荷および速度が、時間に対して一定であるときには定常状態モードで作動し、エンジン負荷または速度のいずれかが時間とともに変化するときには過渡モードで作動する。言い換えると、エンジン１００は、エンジン作動が１つの状態から別の状態に変化するときにはいつも過渡モードで作動している。したがって遷移は、マップ上の任意の位置からマップ上の他の任意の位置への移動に対応させることができる。
【００３８】
マップは、通常、定常状態エンジン作動に対して最適化される。しかしながら、エンジン１００は、ほとんどの場合に、変化する速度と負荷において作動している。例えば、レーシング用２輪車のエンジンは、通常のレーシング場で遭遇する坂やカーブなどの変化するトラック条件のために、常にその作動状態が変化していることもある。さらに、定常状態に対して最適化されたエンジンに送出される燃料質量などの値は、一般に過渡的作動に対しては最適値ではない。したがって、エンジン作動状態における遷移中の性能を最適化する方法とシステムに対するニーズがある。
【００３９】
本発明には、それを用いて運転者が過渡燃料装荷の作動を変えることのできる、エンジン制御ユニット２０へのインタフェースを含めることもできる。例えば、３ポジション過渡モード選択スイッチ８４を、エンジン制御ユニット２０に結合してもよい。そのスイッチは、例えば、上部ポジション、中央ポジション、および下部ポジションを有することができる。上部ポジションは、最速エンジン応答に対して最適化してもよい。中央ポジションは、例えば、運転者に対してより快適な運転、またはより安定な車両の運転を提供する通常運転に対して最適化してもよい。下部ポジションは、すべり易い条件下での運転に対して最適化してもよい。もちろんのこと、運転者および／または車両のニーズに応じて、任意の条件および任意の数の過渡モードに対する最適化が可能である。
【００４０】
さらに過渡モードは、個々のマップに連結してもよい。すなわち、エンジン制御ユニット２０内に収容された各マップに対して、異なる過渡制御モードを作動させることができる。エンジン制御ユニット２０には、各マップに固有の３つの過渡補償モードを有する３つの燃料装荷マップを含めてもよく、過渡モード選択スイッチ８４を利用して、マップ選択スイッチ８２によって選択されたマップに関係する、３つの過渡モードの１つを選択することができる。
【００４１】
プロセッサ１２０と、データポート１１０または固定部分８０ａのいずれかとの間の結合は、配線によるかまたは無線とすることができる。上述のエンジン制御ユニット２０の作動に加えて、エンジン制御ユニット２０は、必要に応じてスマートライトの作動やその他の機能の実行を行うことができる。
【００４２】
ダウンロードされたデータの処理に加えて、エンジン制御ユニット２０は、任意の必要なオンボードセンサに接続することもできる。例えば、空気温度センサ（図示せず）および／または大気圧センサ（図示せず）は、エンジン１００内に導入されている空気の密度を計算するのに使用できるセンサ信号を提供することができる。エンジンの排気量は、通常一定であり、燃焼空気の質量は、排気量と燃焼空気の密度の積に等しいので、燃焼空気の質量を計算することができる。したがって、吸気温度および圧力を使用して、エンジン制御ユニット２０にダウンロードされている各マップセットにおける値に基づいて全制御信号を全域的に変更することができる。すなわち、マップには標準大気条件における燃料量要件を含めることができ、エンジン制御ユニット２０によって、空気密度とエンジンサイクル毎の空気量に影響する、様々な大気圧および／または温度を補償することができる。
【００４３】
本発明と関係して、「全域的（ｇｌｏｂａｌ）」の表現は、制御マップ内の全設定点について調整を行うことを意味し、これに対して「局所的（ｌｏｃａｌ）」とは、制御マップ内の１つの設定点または１群の設定点を意味する。設定点にアクセスするためにエンジン制御ユニット２０によってモニタリングされているのに加えて、エンジン速度センサ１０２およびスロットル位置センサ４４からのセンサ信号を、どの設定点がトリミングの基礎になるかを決定するのに使用することができる。さらに、エンジン管理システム１０を、燃料インジェクタ３１２を含む燃料送出システム４０と接続して使用することは、キャブレタの噴射（ｊｅｔｔｉｎｇ）と類似していると考えることができる。すなわち、あるスロットル開度以下では、本発明による局所トリミングはスロージェットを変更することに対応し、大きなスロットル開度における局所トリミングが、ニードルジェットを変更することに対応し、さらに大きなスロットル開度における局所トリミングがメインジェットを変更することに対応している。
【００４４】
さらに、電気系電圧センサ（図示せず）で、燃料インジェクタ３１２内の電気機械的運動の反応時間および精度に、直接的に影響する変動を計測することができる。ギア位置およびサイドスタンド展開のセンサ（図示せず）を使用して、２輪車ライダーなどのユーザに、潜在的に有害または危険な条件を警報することが可能であり、またギアチェンジの開始を検出するセンサ（図示せず）によって、エンジン制御ユニット２０に信号を送り、一時的に点火システムまたは燃料送出を切断することによってより円滑なシフトを行わせることができる。もちろんのこと、エンジン制御ユニット２０は、例えば、エンジン運転者、またはエンジン１００の制御に対して警告を与えることのできる、エンジン冷却液温度または油圧のセンサ（図示せず）などのその他多数のセンサに接続することができる。
【００４５】
燃料噴射エンジンのシリンダ３６２に流入する燃料は、燃料インジェクタ３１２からだけではなく、燃料インジェクタ３１２からシリンダ３６２へと延びるいずれかの吸気路３５２の１つまたは複数の壁面３７２、吸気バルブ３５４の表面および吸気路３５２内の空気流を含む、傍系の発生源からも到来する。さらに、燃料送出が定常状態でない場合、例えば加速または減速中、または負荷を増大中または低減中のときには、これらの傍系発生源（ｃｏｌｌａｔｅｒａｌ  ｓｏｕｒｃｅ）によって送出される燃料量が変動する。例えば、スロットルが急速に開かれると、吸気路３５２の圧力が上がるために吸気路３５２から送出される燃料が減少し、そのため加速期間中はエンジン１００が希薄状態で作動する可能性がある。同様に、スロットルが急速に閉じられると、吸気路３５２の壁面３７２からの燃料の送出が増大して、それによってエンジン１００が濃厚状態で作動する可能性がある。
【００４６】
本発明は、過渡スロットル条件における必要な燃料送出を計算し、過渡的なエンジン作動中にインジェクタからの燃料流を変更することによって、傍系発生源から送出される燃料の変化を補償する。一実施形態においては、本発明は、エンジン速度およびスロットル位置を検知し、各エンジンサイクルに各シリンダ３６２に送出すべき、対応する燃料質量をルックアップテーブルまたはマップから読み取るか、または内挿する。
【００４７】
燃料の量は、以下の例においては、サイクル当たりの送出すべき燃料質量で表す。サイクル当たりに送出する燃料質量は、エンジン速度が増大すると減少する可能性があるが、秒当たりなどの時間単位当たりの燃料送出率は、噴射の頻度が増大するために増加することに留意すべきである。しかしながら、マップ内に保留される値は、燃料量または質量とは異なる項目で表すことができる。例えば、マップ内に保存される値は、パルス幅変調システムにおいて所望量の燃料を送出するためにインジェクタを開放すべき時間としてもよい。またこの値は、例えば燃料圧、ＡＦＲ、またはインジェクタ開度に対応させることもできる。
【００４８】
エンジンが定常状態で作動しているときには、燃料装荷要求は、連続する各エンジンサイクルに対して同一である。さらに、エンジンを実験室内で様々な定常状態において運転することが可能であり、したがってエンジンをその作動範囲にわたってステップ運転することによって最適燃料送出を決定することができる。したがって、任意の定常状態作動について、送出すべき燃料質量を容易に決定して、マップに含めることができる。しかしながら、エンジンは通常、使用中に１つの作動状態から別の状態に遷移し、マップ化された定常状態燃料量は、通常、そのような過渡的作動に対しては最適化されていない。さらに、エンジンは無限に近い方法で遷移する可能性がある。遷移中には、エンジン速度および負荷は、多様な組み合わせで、別個に、あるいは一緒に変化する可能性がある。したがって、遷移較正値のマッピングは、非常に時間がかかり、かつ困難である。それに対して、本発明は、エンジンの作動状態における変化を認識し、変化状態に対するそのエンジンの感度、およびそのエンジンに対する定常状態燃料較正マップまたはテーブルに反映された変化量とに基づいて燃料送出を変更することによって遷移を補償する、遷移燃料装荷較正を達成する汎用的方法を提供する。
【００４９】
すなわち、本発明の方法は、現在作動状態に対するマップから定常状態燃料値を取り出すことによって開始することができる。次いで、この定常状態値を、前回定常状態値と比較して、定常状態燃料装荷要求における変化量を求める。定常状態要求における変化が発生すると、本方法は、遷移を補償するために燃料量を調整することになる。
【００５０】
本発明の燃料送出システム４０は、過渡燃料差を計算し、これはマップから決定される現在の定常状態燃料量に追加、またはそこから差し引くべき燃料量である。その決定は、例えば、マップから読み取るか、またはマップ上の値から内挿することによって達成される。その過渡燃料差は、マップのみによって送出されることになる燃料の量を変更し、遷移の発生による傍系の燃料損失または利得およびその他のエンジンの過渡ニーズを補償する。この過渡燃料差は、燃料を追加すべきときには正の値で、マップから決定される定常状態燃料量から燃料を差し引くべきときには負の値で表すことができる。さらに、定常状態燃料要求に過渡燃料差を加える前に、ノイズ閾を越えるために最少量の燃料装荷変化を必要とすることもある。このような閾値は、ノイズの多い速度信号または運転者がスロットルに加える圧力における意図しない変動によって生じるスロットル位置の変動などの影響を最小化するのに有益である。
【００５１】
エンジン遷移を補償するために燃料量を調整する際に、本発明の方法は、燃料装荷の変化に対するエンジンの感度、燃料変更の量、その間に補償が持続すべき持続時間またはエンジンのサイクル数、および補償の減衰率を含む、多様な要因を考慮することができる。エンジン感度は、ある特定のエンジンが、遷移中にどの程度の補償を必要とするかに関係する係数とすることができ、以下に示す式中の係数「ＥＴＳＦ」のような乗数として表すことができる。エンジンの作動状態における変化量は、エンジンに対する定常状態燃料装荷値、エンジン負荷、エンジン速度、またはエンジンの状態を示す１つもしくは複数の他の検知もしくは計算された値における変化として表すことができる。以下に示す式では、次サイクルに必要な定常状態質量から、前サイクルで必要とした定常状態質量を差し引いた、サイクル当たりの燃料質量の定常状態変化、または「ＳＳＣＭ／Ｃ」を用いている。エンジン状態遷移を補償する遷移燃料装荷量を追加すべき持続時間は、例えば、時間またはエンジンサイクル数で表すことができる。この持続時間は、１サイクルまで小さくして、その結果、以下に記述するスタックの利用が必要でないようにしてもよい。ある持続時間にわたる補償は、比例および積分「ＰＩ」、または比例、積分および微分「ＰＩＤ」制御戦略を使用することによっても考慮することができる。レーシングエンジンを含むある種の応用においては、ほとんど全エンジンサイクルにおいて遷移が発生し、これが持続時間の決定に影響を与える可能性があることに留意すべきである。減衰とは、単一の状態変化が与える影響量の、時間経過による減少率である。減衰は、過去の遷移の影響を低減するために、各サイクルまたは単位時間毎に過渡燃料質量に適用する乗数としてもよい。
【００５２】
ある実施形態においては、過渡燃料差は、ＲＡＭなどのデータ記憶機構に記憶された値のスタックの合計に等しい。スタックに記憶されている値は、制御しようとする各エンジンについて実験を介して個別に測定することができるエンジン遷移感度係数に、エンジン要求差を乗じることによって計算することができる。エンジン要求差は、次回に送出すべき定常状態燃料要求と、前回に送出すべきであった定常状態燃料要求の差に等しくすることができる。例えば、エンジン要求差は、現在スロットル位置およびエンジン速度に対するマップから求めた燃料質量から前回サイクルに送出された燃料質量を引いたものに等しくすることができる。次いで、その値をスタックの第１位置に入れることができる。特に、エンジン要求差は、各シリンダ３６２の各サイクルについて計算することができる。したがって、スタックの第１の位置に入れられる値は、次のように計算できる。
【００５３】
ＴＭ／Ｃ＝ＥＴＳＦ×ＳＳＣＭ／Ｃ
ここで、
ＴＭ／Ｃは、サイクル当たりの遷移燃料質量または過渡燃料差であり、
ＥＴＳＦは、エンジン遷移感度係数であり、
ＳＳＣＭ／Ｃは、サイクル当たりの燃料質量の定常状態変化であり、これは次サイクルに必要な定常状態質量から前サイクルに必要とした定常状態質量を引いたものに等しい。
【００５４】
次回の定常状態燃料要求質量が、前回の定常状態燃料要求質量よりも少ないときには、サイクル当たりの燃料の遷移質量は、負の量となることに気付くであろう。逆に、現在の定常状態燃料要求質量が、前回の定常状態燃料要求質量よりも大きいときには、サイクル当たりの燃料の遷移質量は、正の量となる。そのようにして、傍系発生源から送出される燃料の増加および減少の両方が、計算されたサイクル当たりの遷移燃料質量によって補償される。
【００５５】
さらに、エンジン遷移感度係数は、線形係数ではなく、非線形関数とすることもできる。
スタックは、任意のサイズでよく、例えば、エンジン作動状態に応じて、サイズを可変としてもよい。以下の実施例においては、スタックは燃料質量値のための５つの記憶場所を含む。スタック内の第１の値は、現在燃料量遷移について計算された過渡燃料量である。スタックの残りは、４つの追加サイクルにおける過渡燃料差の減衰率を組み込むのに利用される。すなわち、第１のサイクルに対して、第１の過渡燃料差が計算されて、スタック内の第１の記憶領域に配置される。第２のサイクルに先立って、その過渡燃料量は、第１の記憶領域から移され、減衰率を乗じて、第２の記憶領域に配置される。第３のサイクルに対して、第２の記憶領域の値が移され、減衰率を乗じ、第３のスタック記憶領域に配置される。同様に、それぞれ第４および第５のサイクルに先立ち、第３の記憶領域から値が移されて、減衰され、第４の記憶領域に配置され、次いで、そこから移され、減衰されて、第５の記憶領域に配置される。次いで、第５の記憶領域から過渡燃料量が移されて、第５サイクル後は、燃料質量送出にさらなる影響を与えない。したがって、単一の燃料量遷移が、最後の遷移から少なくとも５サイクル発生し、その遷移から５サイクルの間、燃料量遷移が発生しない場合には、スタック中には非ゼロ量が１つだけあることになる。したがって、スタック記憶領域の総計は、単一遷移から計算される減衰燃料質量に等しくなる。次いで、スタック内の値は、合計されて、現在エンジン状態に対応する定常燃料質量に加えられて、現在サイクルに対して、例えば、エンジン１００またはシリンダ３６２に送出すべき燃料の質量に到達する。１つまたは複数の追加遷移が、５つのサイクル内で発生する場合には、多数の値がスタック内に同時に存在することになる。
【００５６】
減衰は、線形の減衰率ではなく、非線形関数としてもよい。
【００５７】
【表２】
2004536254.tif 000004
【００５８】
表２は、シリンダ３６２の７つのサイクル（ａ〜ｇ）にわたって発生する遷移を示す。この実施例において、減衰率は、過渡燃料差をその前回値の半分に低減することになる。この実施例におけるエンジン遷移感度係数は０．５である。第１のサイクルにおいて、表２の列２ａに示すように、遷移が発生し、これに対して燃料質量の定常状態変化は燃料１６ｍｇである。したがって、過渡燃料差は、１６ｍｇの０．５倍、すなわち８ｍｇに等しい。すなわち、第１のスタック位置に８が配置される。列２ｂに示すように、第２サイクルにおいて遷移が発生しない場合には、過渡燃料差ゼロに対応して第１のスタック位置にゼロが配置され、第２のスタック位置に半分に減衰した８に対応して４が配置される。列２ｃに示すように、燃料質量の定常状態変化−８ｍｇを有する第３のサイクルにおいて、別の遷移が発生すると、過渡燃料差は燃料−８ｍｇの０．５倍、すなわち−４ｍｇに等しい。したがって、第１のスタック位置に−４が配置され、第２のスタック位置に０が配置され、かつ第３のスタック位置に、第１のサイクルにおいてスタックに入り、２回減衰された８に対応して２が配置される。列２ｄに示すように、第４のサイクルにおいて遷移が発生しない場合には、第１のスタック位置にゼロが配置され、過渡燃料差ゼロに対応し、第２のスタック位置には第３サイクルにスタックに入り２分の１に減衰した−４に対応して−２が配置されて、第３のスタックには０が配置され、かつ第４のスタック位置には第１のサイクルでスタックに入り３度減衰した８に対応して１が配置される。列２ｅに示すように、第５のサイクルにおいて遷移が発生しない場合には、第１のスタック位置にゼロの過渡燃料差に対応してゼロが配置され、第２の位置に、減衰された最後のサイクルに第１の位置に対応してゼロが配置され、第３のスタック位置には、第３のサイクルにスタックに入り、２度減衰した−４に対応して−１が配置され、第４のスタック位置に０が配置され、第５のスタック位置には、第１のサイクルにスタックに入り、４度減衰した８に対応して０．５が配置される。５番目のサイクル後は、減衰した８ｍｇ過渡燃料差は、スタックから除去されて、シリンダ３６２に送出される燃料質量にさらなる影響を与えることがない。
【００５９】
列２ｆに示すように、第６番目のサイクル中に遷移が発生しない場合には、第１から第３のスタック位置にまでゼロが配置され、第４の位置に、第３のサイクルでスタックに入り３回減衰した−４に対応して−０．５が配置され、第５のスタック位置には０が配置される。列２ｇに示すように、第７サイクルにおいてやはり遷移が発生しない場合には、第１から第４のスタック位置までゼロが配置され、第５の位置には、第３サイクルでスタックに入り４度減衰した−４に対応して−０．２５が配置される。その後、第３サイクルからの過渡燃料差は、送出される燃料の量にはさらに影響を及ぼさなくなる。
【００６０】
上記の第１サイクル以前の４サイクルにおいて遷移が発生しなかったと仮定すると、スタックの合計は、第１サイクルに対して８＋０＋０＋０＋０、すなわち８ｍｇとなり、したがって、マップから読み取られる定常状態燃料質量に加えて、過渡燃料差によって、追加の８ｍｇの燃料が供給されることになる。第２サイクルにおいては、定常状態燃料質量に加えて、０＋４＋０＋０＋０、すなわち４ｍｇの燃料が供給されることになる。第３サイクルにおいては、−４＋０＋２＋０＋０、すなわち−２ｍｇの燃料が過渡燃料要求を補償するために追加されることになる。第４サイクルにおいては、定常状態燃料質量に加えて、０＋−２＋０＋１＋０、すなわち−１ｍｇの燃料が供給されることになる。第５サイクルにおいては、定常状態燃料質量に加えて、０＋０＋−１＋０＋０．５、すなわち−０．５ｍｇの燃料が過渡燃料要求を補償するために追加されることになる。第６サイクルにおいては、０＋０＋０＋−０．５＋０、すなわち−０．５ｍｇの燃料が追加され、第７サイクルにおいては、０＋０＋０＋０＋−０．２５、すなわち−０．２５ｍｇの燃料が、過渡燃料要求を補償するために追加されることになる。
【００６１】
【表３】
2004536254.tif 000005
【００６２】
別の実施形態においては、正の過渡燃料差は利用されるが、負の過渡燃料差は、送出される燃料の質量には影響を及ぼさない。その実施形態を前述の７つのサイクルに適用すると、過渡燃料差は、最初の２つのサイクルに対して同一である。したがって、表３の列３ａおよび３ｂで示すように、第１サイクルにおいて、過渡燃料差は、燃料８＋０＋０＋０＋０、すなわち８ｍｇであり、第２サイクルにおいては、燃料０＋４＋０＋０＋０、すなわち４ｍｇである。列３ｃに示すように、第３サイクルにおいては、低下したエンジン作動状態への燃料量遷移を使用して供給すべき燃料の質量を修正することはせず、したがって、０＋０＋２＋０＋０、すなわち２ｍｇの燃料が、過渡燃料要求を補償するために追加されることになる。列３ｄに示すように、第４サイクルにおいて、０＋０＋０＋１＋０、すなわち１ｍｇの燃料が、定常状態燃料質量に加えて供給されることになる。列３ｅに示すように、第５サイクルでは、０＋０＋０＋０＋０．５、すなわち０．５ｍｇの燃料が、遷移燃料要求を補償するために加えられ、列３ｆおよび３ｇにそれぞれ示すように、第６および第７サイクルにおいては、遷移燃料要求を補償するために０ｍｇの燃料が追加されることになる。
【００６３】
本発明の別の実施形態においては、燃料の低減を必要とする遷移に対するエンジン遷移感度係数および減衰率がそうであるよりも、燃料の追加を必要とする遷移に対するエンジン遷移感度係数および減衰率は、個別に設定することのできる独立のパラメータである。さらに、燃料の低減を必要とする負の遷移が、燃料の追加を必要とする１つまたは複数の正の遷移に続くときには、正の遷移からスタックに残るすべての値がゼロにされる。同様に、燃料の追加を必要とする正の遷移が、燃料の低減を必要とする１つまたは複数の負の遷移に続くときには、負の遷移からスタックに残るすべての値がゼロにされる。したがって、例えば、減速においては、正の遷移は消去され、それによって所望の減速の程度を低減する早い段階での正の遷移が発生することなく、エンジンが望みどおりに減速することができる。
【００６４】
さらに、ヒステレシスバンドのような範囲を、ゼロ遷移燃料要求の回りに設定することができる。そのヒステレシスバンドは、例えば、エンジン作動状態におけるノイズの多い信号または小さな変動による前回サイクルからの燃料要求における小さな遷移、または過渡燃料をゼロ化する意図のない運転者の入力の影響を除去するのに利用することができる。その範囲で発生する遷移は、前回サイクルからのスタック内に残る値を、ゼロ化しないため、反対方向に小さな遷移が生じたときには、過渡燃料装荷は影響力を有したままである。さらに、ヒステレシスバンド内で発生する遷移は、その間にその遷移が発生するサイクルに対して、スタック内のゼロの配置をトリガすることができる。代替選択肢としては、最近の遷移と同一方向にある、ヒステレシスバンド内に入る遷移のみが、非ゼロ値をトリガして、適用可能なサイクルのスタック内に含める。
【００６５】
【表４】
2004536254.tif 000006
【００６６】
表４は本発明の実施例を示し、正の定常状態燃料変化に対してエンジン遷移感度係数は０．５であり、負の定常状態燃料変化に対するエンジン遷移感度係数は０．２である。表４に示す実施例において、減衰率は正および負の遷移の両方に対して０．５であり、正および負の定常状態遷移が交互に発生するときに、ゼロ化が実施される。さらに、−２ｍｇから＋２ｍｇまでのヒステレシスバンドが適用され、その結果、−２ｍｇ以上であり、かつスタックに残余を有する正の遷移に続く、定常状態要求におけるいかなる変化も、スタックからの正の遷移をゼロにせず、また２ｍｇ以下であり、かつスタックに残余を有する負の遷移に続く、定常状態要求におけるいかなる変化も、スタックからの負の遷移をゼロにしない。この実施例におけるヒステレシスバンド内のすべての遷移は、さらに、そのサイクルのスタックにおけるゼロの配置をトリガする。表４に示す実施例では、遷移が発生するサイクルから５シリンダサイクルの間、過渡燃料差が減衰することができ、次いで、５番目のサイクルの後は、遷移のすべての残余を廃棄する。したがって、例えば、正の遷移が最後の５サイクルで発生し、−２ｍｇ以上の負の遷移が発生するとき、スタック内の正の遷移残余がスタックに残留し、小さな負の遷移が発生したサイクルに対応してスタック内にゼロ値が配置されることになる。
【００６７】
図４の列４ａに示す第１サイクルにおいては、遷移が発生しないが、前サイクルにおいて発生した正の遷移からの残余が、第２のスタック位置に存在する。表４の列４ｂに示す第２のサイクルにおいて、−１ｍｇの負の遷移が発生する。その遷移は、ヒステレシスバンド内に入り、そのサイクルのスタック内にゼロの挿入を開始する一方で、正の遷移からの正の残余がスタック内に残留することを可能にする。したがって、第２サイクルのスタックの、第１のメモリ領域にゼロが配置される。正の遷移は、スタックの第２メモリ領域内の値に、０．５の減衰率を乗じ、かつスタックの第３のメモリ領域に１．０を配置することによって減衰する。スタックの他のすべてのメモリ領域は、これらのサイクル中に遷移がないことに対応して、ゼロで埋められる。
【００６８】
表４の列４ｃに示す第３のサイクルにおいて、−１０ｍｇの負の定常状態遷移が発生する。したがって、−１０に０．２の負の遷移係数を乗じて、第１のスタック位置に配置される−２の値が得られる。第２サイクルで発生した遷移からのゼロ値は、第２のスタック位置まで持ち越される。第３のスタック位置は、第１サイクル中での遷移がないことに対応して、ゼロに設定される。第４のスタック位置も、現在の負の遷移が、ヒステレシスバンド外にあるために、ゼロにされ、これによって正の遷移がゼロとなる。第５のスタック位置も、対応するサイクル中に発生する遷移がないことに対応して、ゼロにされる。表４の列４ｄ〜４ｇに示す第４から第７サイクルにおいて、追加の遷移は発生せず、第２および第３のサイクル中に入った値が、スタック中で減衰するのが示されている。
【００６９】
本発明の様々な実施形態において、スタックの合計によって、多重遷移が適切に説明される。１より小さな減衰乗数が式に適用されるときには、そのような減衰係数を使用する最も早い遷移が、後の遷移よりもより大きく減衰し、その結果、より最近の遷移が、送出される燃料質量に、より大きな影響を与える。したがって、適当な減衰係数が適用される場合には、スタックは、各遷移の時間的な近接も適切に説明する。
【００７０】
図４は、車両の運転者またはライダーが、遷移燃料装荷を含む、エンジン作動特性を調整または「トリミング」できるシステムを示す。図示された実施形態は、車両の１つまたは複数のハンドルバーに装着するための、ライダートリムシステム４００を構成する入力および出力デバイスのグルーピングを示す。運転者は、インジケータを介して車両性能に関する情報が提供されて、入力デバイスを介して作動を修正することができる。入力デバイスは、ポテンショメータなどのアナログデバイスであっても、スイッチ、ボタン、または汎用接点式デバイスなどのバイナリデバイスであってもよい。
【００７１】
図４に示すライダートリムシステムは、キルスイッチ４０２、マップ選択スイッチ４０４、トリムアップスイッチ４０６、トリムダウンスイッチ４０８、システム出力インジケータ４１０、診断インジケータ４１２、エンジン温度インジケータ４１４、遷移トリム許可／禁止インジケータ４１５、第１マップインジケータ４１６、第２マップインジケータ４１８、第３マップインジケータ４２０、ディスプレイ４２２、およびトリムディフィート（ｔｒｉｍ  ｄｅｆｅａｔ）スイッチ４２６を含む。これらのスイッチは２重機能を有してもよく、それによって、あるスイッチを選択的に起動して、マップ、設定点、および遷移作動をトリミングすることができる。しかしながら、本明細書においては、スイッチは、遷移燃料装荷のトリミングと関係してのみ記述する。
【００７２】
キルスイッチ４０２は、起動されるとエンジン作動を停止するものであり、一般的に運転者始動式の緊急遮断システムとしてのためのものである。マップ選択スイッチ４０４を操作することによって、組み合わせマップを交互に起動して、エンジン１００の性能を変化させることができる。さらに、各マップが遷移作動パラメータを含むことができるので、選択されたマップのパラメータのみが、トリムアップおよびトリムダウンスイッチ４０６、４０８によって調整される。
【００７３】
トリムアップおよびトリムダウンスイッチ４０６、４０８は、トリム定義設定によって割り当てることによって、任意のエンジン作動特性をトリミングすることができる。これらのエンジン作動特性には、遷移制御パラメータを個別に、または組み合わせて含めることができる。そのような遷移制御パラメータには、例えば、正のエンジン遷移感度係数、負のエンジン遷移感度係数、正の減衰率、負の減衰率、正の遷移が燃料装荷に影響を与える持続時間、および負の遷移が燃料装荷に影響を与える持続時間が含まれる。さらに、エンジン１００が作動していないときに、エンジントリミングが可能である一方、エンジン１００が作動している間に、エンジントリミングを特に有利な方法で実施することもできる。
【００７４】
ある実施形態においては、トリムアップおよびトリムダウンスイッチ４０６、４０８は、正および負のエンジン遷移感度の両方を同時に調整するように定義されている。このアプローチは、非常に簡便ではあるが、強力な遷移較正ツールを提供する。例えば、トリム係数１が最初に設定されている場合、トリムアップスイッチ４０６を１度押すことによって、トリム係数を１．２に増加させることができる。その後、トリムアップスイッチ４０６を押す度に、過渡燃料差は、過渡燃料トリム定義に設定されている限界までは、０．２ずつ増加する。同様に、トリムダウンスイッチ４０８を押す度に、過渡燃料差は、遷移燃料トリム定義に設定された限界設定またはゼロに到達するまで、０．２ずつ減少する。計算された過渡燃料差も、最小をゼロに限定することができる。トリムアップスイッチ４０６が、例えば、１度押され、過渡燃料差が２．５ｍｇのとき、エンジンに送出される過渡燃料の量は、２．５ｍｇの１．２倍、すなわち３ｍｇとなる。同様に、トリムアップスイッチ４０６が、１度押され、過渡燃料差が−２．５ｍｇであるとき、エンジンに送出された遷移燃料の量は、−２．５ｍｇの１．２倍、すなわち−３ｍｇである。この実施例においてトリムダウンスイッチ４０８が１度押され、過渡燃料差が２．５ｍｇのとき、エンジンに送出される過渡燃料の量は、２．５ｍｇの０．８倍、すなわち２ｍｇとなる。同様に、トリムダウンスイッチ４０８が１度押され、過渡燃料差が−２．５ｍｇであると、エンジンに送出される遷移燃料の量は、−２．５ｍｇの０．８倍、すなわち−２ｍｇとなる。トリムディフィートスイッチ４２６によって、運転者は、トリムスイッチ４０４、４０６および４０８を使用して生成される１つまたは複数の設定と、１つまたは複数のトリミングされていない元の設定とを、交替させることが可能となる。すなわち、トリムディフィートスイッチは、Ａ−Ｂ−Ａスイッチとして作動して、スイッチの各操作によって、トリミングされた設定と元の設定との交替、および再復帰を可能にする。
【００７５】
ディスプレイ光４１０、４１２、４１４、４１５、４１６および４１８が発光することによって、運転者にあるエンジン条件を示し、ディスプレイ４２２は、運転者に関連する情報を表示するのに利用される。第１のマップインジケータ４１６が発光することによって、第１の事前設定された定常状態マップが、マップ選択スイッチ４０４によって選択されていることを指示することができる。同様に、第２のマップインジケータ４１６が発光することによって、第２の事前設定された定常状態マップが、マップ選択スイッチ４０４によって選択されていることを指示し、第３のマップインジケータ４１６が発光することによって第３の事前設定された定常状態マップが、マップ選択スイッチ４０４によって選択されていることを指示することができる。遷移トリム許可／禁止インジケータ４１５は、トリムディフィートスイッチ４２６の操作によって、トリミングに使用が許可されているときに発光し、トリミングの使用が禁止されているときに暗くなるようにすることができる。
【００７６】
したがって、本エンジン管理システム１０は、エンジンがその意図する環境において作動している間に実施することのできる調整によってエンジン性能を較正すること、およびエンジン１００の作動状態の遷移を補償するために、送出される燃料量の調整を可能にすることを含む、多くの利点を提供する。
【００７７】
本エンジン管理システム１０のこれらの実施形態は、内燃エンジン駆動オフロード車両、舟艇、および飛行機用に提供することができ、したがって自動車、トラック、２輪車、全地形車両、スノーモービル、ボート、個人用舟艇、および航空機を含む。
【００７８】
上記の実施形態は、エンジン管理システム１０をトリミングし、それによって多数の利点を達成する、本発明の装置および方法の実施例である。
これらの利点には、エンジンが意図する環境において連続作動中に、エンジン作動を較正することを可能にし、エンジン作動状態が変化するとき、例えばエンジン１００が加速中または減速中に、エンジン１００の作動を改善することが含まれる。例えば、加速中の希薄燃焼を防止することによって、レースエンジンの性能を改善することができる。さらに、特定のエンジン性能のユーザ定義範囲において、エンジン性能を改善することができる。
【００７９】
本発明を特定の実施形態を参照して開示したが、添付の請求の範囲に定義する、本発明の範囲から逸脱することなく、記述した実施形態に、多数の修正、改変および変更を加えることが可能である。したがって、本発明は記述した実施形態に限定されるものではなく、添付の請求項の言葉で定義される全範囲、およびその等価物を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】エンジン作動を較正するためのシステムの一実施形態を示す概略図である。
【図２】燃料送出システムの一実施形態を示す概略図である。
【図３】４ストロークエンジンのシリンダの一実施形態を示す横断面図である。
【図４】車両の運転者がエンジン作動特性をトリミングすることができるシステムの一実施形態を示す図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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