(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転速度に基づいて燃料噴射量を演算する構成のエンジンの電子制御燃料噴射装置において、
異なる検出応答性でエンジン回転速度をそれぞれ検出し、前記異なる検出応答性で検出されたエンジン回転速度相互の偏差を演算し、前記偏差の絶対値が所定値以上であるときに、検出応答性が高い方のエンジン回転速度を、燃料噴射量を演算するためのエンジン回転速度として選択し、前記偏差の絶対値が前記所定値未満であるときに、検出応答性が低い方のエンジン回転速度を、燃料噴射量を演算するためのエンジン回転速度として選択することを特徴とするエンジンの電子制御燃料噴射装置。
【請求項２】
前記検出応答性の違いが、検出周期の違いであることを特徴とする請求項１記載のエンジンの電子制御燃料噴射装置。
【請求項３】
所定クランク角度毎に出力される角度検出信号の周期を計測することでエンジン回転速度を検出する構成であって、周期を計測するクランク角度を変化させることでエンジン回転速度の検出周期を変化させることを特徴とする請求項２記載のエンジンの電子制御燃料噴射装置。
【請求項４】
前記周期を計測するクランク角度が、気筒間の行程位相差に相当する角度と、気筒間の行程位相差に相当する角度よりも小さい角度とに切り換えられることを特徴とする請求項３記載の電子制御燃料噴射装置。
【請求項５】
前記エンジン回転速度の検出結果を平滑化処理するときの平滑化度合いを変化させることで、前記エンジン回転速度の検出応答性を異ならせることを特徴とする請求項１記載のエンジンの電子制御燃料噴射装置。
【請求項６】
前記燃料噴射量の演算に用いるエンジン回転速度の検出応答性を徐々に変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジンの電子制御燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの電子制御燃料噴射装置に関し、詳しくは、エンジン回転速度に基づいて燃料噴射量を演算する構成の電子制御燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンの回転速度及び吸入空気流量に基づいて燃料噴射量を演算し、該燃料噴射量に対応するパルス幅の駆動信号を電磁式の燃料噴射弁に出力して、エンジンへの燃料噴射量を制御する構成の電子制御燃料噴射装置が知られている（特開平１０−００９０２３号公報等参照）。
【０００３】
ここで、エンジンの吸入空気流量はエアフローメータによって検出され、エンジンの回転速度は、クランク角センサから出力される角度検出信号の周期を計測することで検出していた。前記角度検出信号としては、一般的に、各気筒の行程位相差毎（４気筒であれば１８０°ＣＡ毎）に出力されて、各気筒毎の燃料噴射・点火時期制御の基準タイミングとなる基準角度信号を用いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の基準角度信号に基づきエンジン回転速度を検出する構成では、４気筒であれば１８０°ＣＡ毎にエンジン回転速度が更新されることになるため、回転速度が急変する場合に応答遅れによって実際の回転速度と検出値との間にずれが生じ、以って、燃料噴射量に誤差が生じて燃焼混合気の空燃比が目標からずれてしまうという問題があった。
【０００５】
ここで、例えば１０°ＣＡ毎に出力される単位角度信号の周期を計測してエンジン回転速度を検出させる構成とすれば、前記応答遅れを小さくして実際の回転速度と検出値との間のずれを縮小させることができるが、単位角度信号の周期を計測する場合、回転変動が小さい高回転域では、シリンダ吸気量に影響しない回転変動を拾ってしまい、基準角度信号の周期を計測させる場合よりも空燃比制御精度が悪化してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジン回転速度の急変に対する検出応答性を確保しつつ、過剰応答で検出することを回避できるエンジンの電子制御燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明は、エンジン回転速度に基づいて燃料噴射量を演算する構成のエンジンの電子制御燃料噴射装置において、異なる検出応答性でエンジン回転速度をそれぞれ検出し、前記異なる検出応答性で検出されたエンジン回転速度相互の偏差を演算し、前記偏差の絶対値が所定値以上であるときに、検出応答性が高い方のエンジン回転速度を、燃料噴射量を演算するためのエンジン回転速度として選択し、前記偏差の絶対値が前記所定値未満であるときに、検出応答性が低い方のエンジン回転速度を、燃料噴射量を演算するためのエンジン回転速度として選択することを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によると、比較的高い検出応答性で検出されたエンジン回転速度と、比較的低い検出応答性で検出されたエンジン回転速度とを比較し、両者にずれが生じた場合には、比較的低い検出応答性で検出されたエンジン回転速度が、検出応答遅れによって実回転に対してずれたものと判断し、高い検出応答性での検出に切り換えるようにする。
【０００９】
請求項２記載の発明では、前記検出応答性の違いが、検出周期の違いであることを特徴とする。かかる構成によると、検出周期を長くすることでエンジン回転速度の検出応答性が低下し、検出周期を短くすることでエンジン回転速度の検出応答性が高くなるので、検出応答性が得られる検出周期を選択する。
【００１０】
請求項３記載の発明では、所定クランク角度毎に出力される角度検出信号の周期を計測することでエンジン回転速度を検出する構成であって、周期を計測するクランク角度を変化させることでエンジン回転速度の検出周期を変化させることを特徴とする。かかる構成によると、例えば気筒間の行程位相差毎の基準角度信号の周期を計測する場合と、単位角度信号の周期を計測する場合とでは、基準角度信号の周期を計測する場合の方が、検出周期が長くなって検出応答性としては低下することになる。
【００１１】
請求項４記載の発明では、前記周期を計測するクランク角度が、気筒間の行程位相差に相当する角度と、気筒間の行程位相差に相当する角度よりも小さい角度とに切り換えられることを特徴とする。かかる構成によると、前記周期を計測するクランク角度が、気筒間の行程位相差に相当する角度と、気筒間の行程位相差に相当する角度よりも小さく検出応答性の高い角度とに切り換えられる。
【００１２】
請求項５記載の発明では、前記エンジン回転速度の検出結果を平滑化処理するときの平滑化度合いを変化させることで、前記エンジン回転速度の検出応答性を異ならせることを特徴とする。かかる構成によると、エンジン回転速度の検出値を平滑化処理（例えば加重平均演算）してから燃料噴射量の演算に用いるときに、前記平滑化処理における平滑化度合い（加重重み）が運転条件に応じて変更され、平滑化度合いを変化させることでエンジン回転速度の検出応答性を変化させる。
【００１３】
請求項６記載の発明では、前記燃料噴射量の演算に用いるエンジン回転速度の検出応答性を徐々に変化させることを特徴とする。かかる構成によると、検出応答性を切り換えるときに、ステップ的に変化させるのではなく、検出応答性を切り換え後の検出応答性に向けて徐々に変化させる。例えば、検出周期を短くして検出応答性を高くするときには、検出周期を切り換え前の周期から徐々に短くする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、検出応答性が比較的低いために実回転速度の変化に追従できていない状態を判断して、高応答への切り換えを的確に行わせることができるという効果がある。
【００１５】
請求項２記載の発明によると、エンジン回転速度の検出周期を変化させることで、エンジン回転速度の検出応答性を運転条件毎に適正化できるという効果がある。請求項３，４記載の発明によると、周期を計測するクランク角度を変化させることで、エンジン回転速度の検出応答性を運転条件毎に適正化できるという効果がある。
【００１６】
請求項５記載の発明によると、エンジン回転速度の平滑化度合いを変化させることで、エンジン回転速度の検出応答性を運転条件毎に適正化できるという効果がある。
【００１７】
請求項６記載の発明によると、エンジン回転速度の検出応答性の切り換えに伴ってエンジン回転速度の検出結果が急変し、以って、空燃比が急変することを回避できるという効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。図１は、実施の形態におけるエンジンを示す図であり、この図に示すエンジン１は、後述するように、筒内噴射式の火花点火ガソリンエンジンである。但し、エンジンを、筒内噴射式のガソリンエンジンに限定するものではなく、ポート噴射を行わせるエンジンであっても良い。
【００１９】
エンジン１には、エアクリーナ２を通過した空気が、スロットル弁３で計量され、吸気弁４を介してシリンダ内に吸引される。電磁式の燃料噴射弁５は燃焼室内に直接燃料（ガソリン）を噴射する構成であり、該燃料噴射弁５から噴射された燃料によってシリンダ内に混合気が形成される。
【００２０】
前記混合気は、点火栓６による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁７を介してシリンダ内から排出され、触媒８で浄化された後に大気中に放出される。
【００２１】
マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット１０は、前記燃料噴射弁５による燃料噴射及び点火栓６による点火（図示しない点火コイルの一次側への通電）を制御するものであり、前記コントロールユニット１０には各種のセンサからの信号が入力される。
【００２２】
前記各種センサとして、エンジン１の吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ１１、クランク角１０°毎の単位角度信号ＰＯＳ及びクランク角１８０°毎の基準角度信号ＲＥＦを出力するクランク角センサ１２、排気中の酸素濃度に感応して燃焼混合気の空燃比を検出する酸素センサ１５、前記スロットル弁３の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１６、冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ１７等が設けられている。
【００２３】
尚、前記基準角度信号ＲＥＦの出力周期であるクランク角１８０°は、４気筒であるエンジン１における気筒間の行程位相差に相当する角度である。上記のコントロールユニット１０、燃料噴射弁５及び各種センサによって電子制御燃料噴射装置が構成されるものであり、本実施形態における燃料噴射制御の様子を、図２〜図４のフローチャートに従って説明する。
【００２４】
図２のフローチャートは、クランク角センサ１２から単位角度信号ＰＯＳが出力される毎に実行されるようになっており、ステップＳ１１では、本ルーチンの前回実行時から今回までの経過時間として、単位角度信号ＰＯＳの発生周期を求め、次のステップＳ１２では、前記単位角度信号ＰＯＳの発生周期から、エンジン回転速度Ｎｅ10を算出する。
【００２５】
従って、図２のフローチャートによってクランク角１０°毎に（検出周期をクランク角１０°として）エンジン回転速度Ｎｅ10が検出される。一方、図３のフローチャートは、クランク角センサ１２から基準角度信号ＲＥＦが出力される毎に実行されるようになっており、ステップＳ２１では、本ルーチンの前回実行時から今回までの経過時間として、基準角度信号ＲＥＦの発生周期を求め、次のステップＳ２２では、前記基準角度信号ＲＥＦの発生周期から、エンジン回転速度Ｎｅ180を算出する。
【００２６】
従って、図３のフローチャートによってクランク角１８０°毎に（検出周期をクランク角１８０°として）エンジン回転速度Ｎｅ180が検出される。図４のフローチャートは、所定時間（例えば４msec）毎に実行されるようになっており、まず、ステップＳ３１では、エアフローメータ１１で検出されたエンジン１の吸入空気流量Ｑを読み込む。
【００２７】
尚、エアフローメータ１１を加重平均演算などにより平滑化する場合には、平滑化処理後の吸入空気流量Ｑを読み込むようにする。ステップＳ３２では、前記図２，３のフローチャートでそれぞれに検出されたエンジン回転速度Ｎｅ10及びエンジン回転速度Ｎｅ180の最新値を読み込む。
【００２８】
ステップＳ３３Ａでは、エンジン回転速度Ｎｅ10とエンジン回転速度Ｎｅ180との偏差の絶対値が、所定値以上であるか否かを判別する。
【００２９】
エンジン回転速度Ｎｅ10とエンジン回転速度Ｎｅ180との偏差の絶対値が、所定値以上である場合には、実際のエンジン回転速度の急変に対してエンジン回転速度Ｎｅ180に検出遅れが生じて、応答遅れが小さく実際の回転速度に近いエンジン回転速度Ｎｅ10との間に偏差が生じたものと推定する。そして、ステップＳ３４へ進み、燃料噴射量の演算に用いるエンジン回転速度Ｎｅとして、検出周期が短く検出応答性が高いエンジン回転速度Ｎｅ10を選択する。
【００３０】
一方、エンジン回転速度Ｎｅ10とエンジン回転速度Ｎｅ180との偏差の絶対値が、所定値よりも小さい場合には、エンジン回転速度Ｎｅ180に大きな検出遅れが生じていないと判断する。そして、ステップＳ３５へ進み、燃料噴射量の演算に用いるエンジン回転速度Ｎｅとして、検出周期が長く検出応答性が比較的低いエンジン回転速度Ｎｅ180を選択する。
【００３１】
ステップＳ３６では、前記エンジン回転速度Ｎｅと吸入空気流量Ｑとに基づいて、基本燃料噴射量Ｔｐを演算する。
Ｔｐ＝Ｑ／Ｎｅ×Ｋ（Ｋは定数）
【００３２】
ステップＳ３７では、前記基本燃料噴射量Ｔｐを、酸素センサ１５で検出される排気空燃比や水温センサ１７で検出される冷却水温度Ｔｗなどに基づいて補正し、最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算する。
【００３３】
ステップＳ３８では、前記燃料噴射量Ｔｉをレジスタに更新記憶させる。そして、所定の噴射タイミングになったときに、前記レジスタから前記燃料噴射量Ｔｉを読出して、前記燃料噴射量Ｔｉに対応するパルス幅の駆動信号を燃料噴射弁５に出力する。
【００３４】
上記のように、エンジン回転速度Ｎｅ10とエンジン回転速度Ｎｅ180との間で切り換えを行う場合に、検出周期をクランク角１０°とクランク角１８０°との間でステップ的に変化させるのではなく、検出周期を徐々に変化させることで、燃料噴射量の演算に用いる回転速度が急変することを回避すると良い。
【００３５】
例えば、エンジン回転速度Ｎｅ10からエンジン回転速度Ｎｅ180に切り換える場合、周期の計測角度を１０°→７０°→１２０°→１８０°と所定時間毎に段階的に増やすようにする。
【００３６】
また、所定時間内における単位角度信号ＰＯＳの発生数を計数することで、エンジン回転速度を検出する構成とし、前記所定時間を変化させることで、検出応答性を変化させる構成としても良い。
【００３７】
ところで、上記では、回転速度の検出周期を切り換えることで、検出応答性を変化させる構成としたが、比較的高い検出応答性で検出させたエンジン回転速度を加重平均処理（平滑化処理）して燃料噴射量の演算に用いる構成とし、前記加重平均処理における加重重み（平滑化度合い）を変化させることで、燃料噴射量の演算に用いる回転速度の検出応答性を変化させる構成とすることもできる。
【００３８】
図５のフローチャートは、前記加重平均処理を行う実施形態を示すものであり、図３のフローチャートに対してステップＳ３３Ｂ及びステップＳ３５Ａの部分のみが異なる。
【００３９】
図５のフローチャートにおいて、ステップＳ３３Ｂでは、エンジン回転速度Ｎｅ10とエンジン回転速度Ｎｅ10の加重平均値との偏差の絶対値が所定値以上であるか否かを判別する。エンジン回転速度Ｎｅ10の加重平均値は、エンジン回転速度Ｎｅ10よりもなまし処理される分だけ検出応答性が低い検出値となる。
【００４０】
ここで、前記偏差の絶対値が所定値以上である場合には、加重平均値の検出応答性が低いために実際の回転速度との間にずれが生じているものと推定されるので、ステップＳ３４へ進んで、エンジン回転速度Ｎｅ10を燃料噴射量の演算に用いる選択を行う。
【００４１】
尚、上記ステップＳ３４において、エンジン回転速度Ｎｅ10に代えて、短い時間枠で単位角度信号ＰＯＳの発生数を計数した結果から演算されるエンジン回転速度を用いる構成としても良い。
【００４２】
一方、前記偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、加重平均値で必要充分な検出応答性が得られると判断し、ステップＳ３５Ａへ進んで、エンジン回転速度Ｎｅ10の加重平均値を燃料噴射量の演算に用いる選択を行う。
【００４３】
前記ステップＳ３４におけるエンジン回転速度Ｎｅ10の選択は、加重平均処理の加重重み（過去の検出値に対する重み付け）を最も軽くしたことと同等であるから、上記実施形態は、エンジン回転速度Ｎｅ10と加重平均値との偏差の絶対値が所定値以上であるか否かに基づいて加重平均処理の加重重みを変化させる構成となり、加重重み（平滑化度合い）を変化させることで、エンジン回転速度の検出応答性を変化させることになる。
【００４４】
尚、加重平均（平滑化処理）の加重重み（平滑化度合い）を変化させる構成においても、切り換え時に加重重み（平滑化度合い）を徐々に変化させるようにすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態におけるエンジンのシステム構成を示す図。
【図２】実施形態における単位角度信号ＰＯＳに基づくエンジン回転速度の検出を示すフローチャート。
【図３】実施形態における基準角度信号ＲＥＦに基づくエンジン回転速度の検出を示すフローチャート。
【図４】燃料噴射量演算の第１実施形態を示すフローチャート。
【図５】燃料噴射量演算の第２実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン
３…スロットル弁
５…燃料噴射弁
６…点火栓
１０…コントロールユニット
１１…エアフローメータ
１２…クランク角センサ
【図１】
0003954761.tif 000002
【図２】
0003954761.tif 000003
【図３】
0003954761.tif 000004
【図４】
0003954761.tif 000005
【図５】
0003954761.tif 000006