(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気管に配設されたスロットル弁と、該スロットル弁の上流側に配設され、燃料をスロットル弁に当てる燃料噴射弁とを備え、スロットル弁の燃料付着面が変化したとき、一定期間、燃料噴射時期及び燃料噴射量の少なくとも１つを補正することを特徴とする電子燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射時期を進角させることにより補正を行うことを特徴とする請求項１記載の電子燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記進角量は時間の経過とともに減少させていくことを特徴とする請求項２記載の電子燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射量を増大させた後、増大させた燃料分だけ減少させることにより補正を行うことを特徴とする請求項１記載の電子燃料噴射制御装置。
【請求項５】
上記燃料付着面の変化をスロットル弁開度で検出して上記補正を行うことを特徴とする請求項１記載の電子燃料噴射制御装置。
【請求項６】
スロットル弁開度の変化率が所定値以上のときに上記補正を行うことを特徴とする請求項５記載の電子燃料噴射制御装置。
【請求項７】
燃料噴射弁の上流側に、スロットル弁低開度時に吸入空気量を抑制する空気抑制弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気管内に燃料を噴射するエンジンにおける電子燃料噴射制御の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４サイクル多気筒エンジンにおいて、各吸気ポートに燃料噴射制御弁を設け、吸気弁の背後に向けて燃料を噴射する方式があり、オートバイやレース用エンジンの場合には加速応答性を向上させるために各気筒の吸気管内にそれぞれ独立したスロットル弁を設けている。この方式において、バルブオーバーラップを大きくするように設計し、吸気弁を早めに開きその慣性を利用して多量の混合気を吸入すようにすれば、エンジン高回転時の性能を向上させることができるが、アイドル運転等の低回転時においては、吹き抜けが生じたり排気が戻ってくるという問題や、空吹かしのときにエンジンストールが起きてしまうという問題を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、特願平９−１４２３１３号において、図６に示すように、燃料噴射弁１６をスロットル弁１５の上流側に設置することにより、スロットル弁１５を吸気ポート側に近づけてスロットル弁１５の下流側の容積を減少させる方式を提案している。しかしながら、燃料噴射弁１６をスロットル弁１５に可能な限り接近させ、燃料をスロットル弁１５の上流側からバルブ面に当てるようにすると、スロットル弁１５が全閉状態から開きながら、燃料噴射弁１６が燃料噴射量を増大させていくと、或るスロットル開度Ｑで燃料付着面がＡからＢに切り替わると、燃料付着面Ｂに新たに燃料が付着すると共に、その回りでは空気流速が低く燃料が空気流に乗りにくいため、図７に示すように、燃料付着率（壁面及びバルブ面に付着する燃料／１回当たりの燃料噴射量）及び燃料蒸発時定数が急激に増大し、その結果、シリンダ内のＡ／Ｆが薄くなり、エンジントルクの急低下や排ガスの悪化を招くという問題を有している。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するものであって、燃料噴射弁をスロットル弁に接近させ、燃料をスロットル弁の上流側からバルブ面に当てる燃料噴射方式において、スロットル弁への燃料付着面が変化しても、安定した空燃比を得ることができる電子燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の電子燃料噴射制御装置は、エンジンの吸気管に配設されたスロットル弁と、該スロットル弁の上流側に配設され、燃料をスロットル弁に当てる燃料噴射弁とを備え、スロットル弁の燃料付着面が変化したとき、一定期間、燃料噴射時期及び燃料噴射量の少なくとも１つを補正することを特徴とし、
請求項２記載の発明は、請求項１において、前記燃料噴射時期を進角させることにより補正を行うことを特徴とし、
請求項３記載の発明は、請求項２において、前記進角量は時間の経過とともに減少させていくことを特徴とし、
請求項４記載の発明は、請求項１において、前記燃料噴射量を増大させた後、増大させた燃料分だけ減少させることにより補正を行うことを特徴とし、
請求項５記載の発明は、請求項１において、上記燃料付着面の変化をスロットル弁開度で検出して上記補正を行うことを特徴とし、
請求項６記載の発明は、請求項５において、スロットル弁開度の変化率が所定値以上のときに上記補正を行うことを特徴とし、
請求項７記載の発明は、請求項１において、燃料噴射弁の上流側に、スロットル弁低開度時に吸入空気量を抑制する空気抑制弁を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明が適用されるエンジンの１例を示す断面図である。エンジン１は、例えば４サイクル４気筒５バルブエンジンであり、各気筒には３つの吸気弁と２つの排気弁が設けられている。
【０００７】
エンジン１は、シリンダケース２、シリンダヘッド３、ヘッドカバー４を有し、シリンダケース２内にはピストン５が摺動自在に装着され、シリンダヘッド３には吸気ポート６及び排気ポート７が形成されている。シリンダヘッド３にはピストン５に対向して点火プラグ９が設けられ、また、吸気ポート６には吸気弁１０が、排気ポート７には排気弁１１が設けられ、吸気弁１０及び排気弁１１は、シリンダヘッド３の上部に配設されたカムシャフト１２のカム１２ａにより開閉駆動される。吸気ポート６には吸気管１３、エアクリーナ１４が連結されている。エアクリーナ１４には、空気取入口１４ａ、フィルタ１４ｂ及び各吸気管に接続される吸気取入管１４ｃが設けられている。
【０００８】
吸気管１３には、下流側から順に、スロットル弁１５、燃料噴射弁１６及び空気抑制弁１７が配設されている。なお、スロットル弁１５、燃料噴射弁１６及び空気抑制弁１７は、各気筒の吸気管にそれぞれ設けられている。燃料噴射弁１６はスロットル弁１５に可能な限り接近させ、燃料をスロットル弁１５の上流側からバルブ面に当てるようにし、図６で説明したように、スロットル弁１５の或る開度Ｑで燃料付着面がＡからＢに切り替わるように配設している。なお、本実施形態においては、燃料の噴射方向をスロットル弁１５が全閉したとき燃料噴射弁１６と反対側のバルブ面の端部にしているが、これに限定されるものではない。
【０００９】
上記構成によれば、燃料噴射弁１６をスロットル弁１５の上流側に配設することにより、スロットル弁１５を吸気ポート６側に近づけることができ、スロットル弁１５の下流側の容積を減少させることができる。また、燃料噴射弁１６をスロットル弁１５に可能な限り接近させるため、吸気管１３の限られたスペースに空気抑制弁１７を装着することができる。
【００１０】
空気抑制弁１７は、ハウジング１７ａ内にダイヤフラム１７ｂにより区画される負圧室１７ｃ及び大気圧室１７ｄを有し、ダイヤフラム１７ｂには、吸気管１３内に摺動自在にされる弁体１７ｅが連結され、弁体１７ｅはスプリング１７ｆにより図で左方向に付勢されている。弁体１７ｅの先端と負圧室１７ｃは連通孔１７ｇにより連通され、また、大気圧室１７ｄは連通孔１７ｈにより大気に連通されている。弁体１７ｅは矩形状になっており、弁体１７ｅが最大に閉じたとき（図で左側）の空気通路１９が確保され、これによりアイドル運転時の最低吸気量を確保し、吸気管１３内の流速により負圧室１７ｃが負圧になり、その負圧と大気圧室１７ｄの大気圧との差圧により弁体１７ｅがスプリング１７ｆに抗して開方向に移動する。
【００１１】
空気抑制弁１７の働きについて説明する。本発明においては、燃料噴射弁１６をスロットル弁１５の上流側に設置したために、燃料噴射弁１６から吸気弁１０までの距離が長くなるため、空気に対する燃料の応答性が悪くなりＡ／Ｆに乱れが生じてしまう。そこで、スロットル弁１５が低開度時には、空気抑制弁１７により空気通路１９を絞って空気の流れを遅くし、スロットル弁１５が開くのに遅れて空気通路１９を開くことにより、スロットル弁１５の開操作過度時における空気量に時定数をもたせ、過度時におけるＡ／Ｆ制御を安定させるようにしている。
【００１２】
次に、図２〜図６により本発明の電子燃料噴射制御の１実施形態について説明する。図２は制御系の構成図であり、図１で説明した４サイクル４気筒エンジン１、点火プラグ９、吸気管１３、エアクリーナ１４、スロットル弁１５、燃料噴射弁１６、空気抑制弁１７が示され、エンジン１には、カム軸センサ（或る気筒の圧縮上死点を判別する気筒判別センサ）、クランク角センサ（エンジン回転数センサ）、水温センサが設けられている。また、スロットル弁１５の開度を検出するスロットルセンサ、エアクリーナ１４における吸気温度を検知する吸気温センサ、排気系の酸素濃度を検知する酸素センサ、大気圧を検知する大気圧センサが設けられている。各センサの検出信号は、電子制御装置ＥＣＵに伝送され、ここで検出信号はデジタル値に変換され、燃料噴射量、燃料噴射時期及び点火時期を決定するための演算処理が行われ、噴射パルス信号及び点火パルス信号が燃料噴射制御弁１６及び点火プラグ９に出力される。
【００１３】
図３は、本発明の制御内容を説明するための図である。図中、点線は補正しない場合を示している。図３（Ａ）は噴射時期変更による補正の例を示し、スロットル弁１５が全閉状態から開きながら、燃料噴射弁１６が燃料噴射量を増大させていくと、或るスロットル開度Ｑで燃料付着面がＡからＢに切り替わり、燃料付着面がＢに切り替わると、前述したように燃料付着率及び燃料蒸発時定数が急激に増大する。そこで、スロットル開度Ｑに達した点若しくはその直前のタイミングからある一定期間、燃料噴射時期を進角させる補正を行うことにより、燃料を早めに噴射して燃料付着率及び燃料蒸発時定数の急変を補正し、シリンダ内のＡ／Ｆの安定化を図り、エンジントルクの低下や排ガスの悪化を防止するようにする。なお、進角量は時間の経過とともに少なくするように設定する。
【００１４】
図３（Ｂ）は噴射量変更による補正の例を示し、スロットル開度Ｑの点から所定時間、燃料噴射量を増大させた後、増大させた燃料分だけ減少させるように補正を行うことにより、燃料付着率及び燃料蒸発時定数の急変を補正し、シリンダ内のＡ／Ｆの安定化を図り、エンジントルクの低下や排ガスの悪化を防止するようにする。なお、図３（Ａ）の噴射時期変更による補正と図３（Ｂ）の噴射量変更による補正を組み合わせるようにしてもよい。
【００１５】
図４は、４つの気筒における燃料噴射タイミングと燃料噴射補正例を示す図である。図中、上段の数字は圧縮上死点の気筒ナンバーを示している。図４（Ａ）は、図３（Ａ）に対応した燃料噴射パルス時期の補正例を示している。気筒＃１、＃２、＃４、＃３の順に点火するとき、各気筒の圧縮上死点前のあるタイミングでパルス幅に相当する量の燃料を噴射する。付着面変化の補正条件が成立すると、ある補正期間、燃料噴射タイミングを進角させる補正を行い、進角量は時間の経過とともに少なくするように補正する。図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）に対応した燃料噴射パルス幅の補正例を示し、所定時間、燃料噴射量を増大させた後、増大させた燃料分だけ減少させるように補正を行うようにしている。Ｐ0は補正前の噴射幅、Ｐ1、Ｐ2は補正後の噴射幅を示している。
【００１６】
図５は、本発明における補正量の演算方法を説明するためのフロー図である。ステップＳ１において、補正期間カウンタが指定カウントより小さいか否かの判定を行い、小さくなければ、ステップＳ２で燃料付着面切り替わり開度を算出し、ステップＳ３で現在のスロットル弁開度を読み込み、ステップＳ４でスロットル弁開度の変化率を計算する。なお。このスロットル弁開度の変化率の計算は、スロットル弁を早く操作したとき（変化率が所定値以上）に補正を行い、スロットルを遅く操作したときは補正を行わせないようにするためであるが、この処理は必ずしも必要なものではない。ステップＳ５では、現在のスロットル弁開度から燃料付着面がＡかＢかの判断を行い、ステップＳ６で停止、始動或は通常かの運転状態を判定し、ステップＳ７で水温、外気温等の外部環境を判断する。
【００１７】
そして、ステップＳ８で、Ｓ４〜Ｓ７の計算、判断に基づき付着面変化補正条件が成立するか否かの判定を行う。補正条件が成立すれば、ステップＳ１０で補正期間カウンタをクリア（０に）し、ステップＳ１１で指定カウントを設定し、ステップＳ１２で補正期間をインクリメントし、そしてステップＳ１３で補正係数を算出し、ステップＳ８で補正条件が不成立であれば、ステップＳ９で残っている補正係数をクリアしリターンする。ステップＳ１で、補正期間カウンタが指定カウントより小さいと判定された場合には、ステップＳ１２で補正期間をインクリメントし、ステップＳ１３で補正係数を算出し、以後上記処理を繰り返す。なお、補正係数は、エンジン回転数、スロットル開度または吸気負圧などの運転状態を示すパラメータと、水温、吸気温、大気圧などの環境を示すパラメータを情報として算出され、基本制御量の補正量として与えられる。
【００１８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、４気筒５バルブのエンジンについて説明したが、これに限定されるものではない。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１、５、６記載の発明によれば、燃料をスロットル弁の上流側からバルブ面に当てるので、スロットル弁を吸気ポート側に近づけることができ、スロットル弁の下流側の容積を減少させることができることに加え、スロットル弁の燃料付着面が変化したとき、一定期間、燃料噴射時期及び燃料噴射量の少なくとも１つを補正するので、スロットル弁への燃料付着面が変化しても、気筒内での安定した空燃比を得ることができ、エンジントルクの急変、排ガスの悪化を防止することができる。
【００２０】
また、請求項２、３記載の発明によれば、スロットル弁の燃料付着面が変化したとき、燃料は新しい付着面に付着するので蒸発時定数が増大するが、燃料を早めに噴射して時間をかせぐことにより気筒内での安定した空燃比を得ることができる。
【００２１】
また、請求項４記載の発明によれば、スロットル弁の燃料付着面が変化したとき、燃料は新しい付着面に付着するが、燃料を多めに噴射することにより気筒内での安定した空燃比を得ることができる。
【００２２】
また、請求項７記載の発明によれば、スロットル弁の開操作過度時における空気量に時定数をもたせ、過度時におけるＡ／Ｆ制御を安定させることができ、また、燃料噴射弁をスロットル弁に接近させるため、吸気管の限られたスペースに空気抑制弁を装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるエンジンの１例を示す断面図である。
【図２】本発明の電子燃料噴射制御の１実施形態を示す制御系の構成図である。
【図３】本発明の制御内容を説明するための図である。
【図４】４つの気筒における燃料噴射タイミングと燃料噴射補正例を示す図である。
【図５】本発明における補正量の演算方法を説明するためのフロー図である。
【図６】先願発明の構成図である。
【図７】本発明の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
１…エンジン
１３…吸気管
１５…スロットル弁
１６…燃料噴射弁
１７…空気抑制弁
【図１】
0003930107.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003930107.tif 000005
【図５】
0003930107.tif 000006
【図６】
0003930107.tif 000007
【図７】
0003930107.tif 000008