(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒毎に独立して吸気量を供給するよう吸気通路途中に配設されたスロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記スロットルバルブの下流側の前記吸気通路における吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
前記内燃機関の各気筒の所定クランク角毎に燃料噴射量を供給する同期噴射制御手段と、
ドライバの加速要求による前記スロットル開度変化があるときには、その開度変化が生じたときの吸気圧をパラメータとする補正係数に基づき補正された燃料噴射量を直ちに供給する非同期噴射制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
内燃機関の各気筒毎に独立して吸気量を供給するよう吸気通路途中に配設されたスロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記内燃機関の各気筒の所定クランク角毎に燃料噴射量を供給する同期噴射制御手段と、
ドライバの加速要求による前記スロットル開度変化があるときには、各種パラメータにより推定された、その開度変化が生じたときの吸気圧相当の補正係数に基づき補正された燃料噴射量を同期噴射とは異なるクランク角にて供給する非同期噴射制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記非同期噴射制御手段は、少なくともスロットル開度及び機関回転速度をパラメータとするマップにより前記補正係数を算出することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立吸気からなる内燃機関の各気筒に対して所定クランク角毎の燃料噴射量の供給に加え、ドライバの加速要求によるスロットル開度変化に応じて燃料噴射量を直ちに供給する内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の燃料噴射制御装置に関連し、独立吸気からなる内燃機関の各気筒に対して所定クランク角毎に燃料噴射量を供給する同期噴射制御に加え、ドライバの加速要求によるスロットル開度変化に応じて燃料噴射量を直ちに供給する非同期噴射制御を実施するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように同期噴射制御に加え、非同期噴射制御を実施する際には、ドライバの加速要求によるスロットル開度変化に応じて燃料噴射量を設定すると共に、この燃料噴射量を内燃機関の運転状態における各種パラメータに応じて補正している。
【０００４】
ここで、図５に示すように、独立吸気からなる内燃機関では、運転状態を表わす各種パラメータとしてのスロットル開度の変化量、機関回転速度、負荷等が同じであっても、スロットル開度変化が起きたタイミング、即ち、非同期噴射タイミング（時刻ｔ02または時刻ｔ03）における吸気通路内の吸気圧は大きく変動し異なっている。しかし、従来においては、図５に示すように、吸気圧が大きく変動し異なっているにもかかわらずインジェクタ（燃料噴射弁）に対するインジェクタパルスのうち非同期噴射タイミングに対応するパルス幅（図５に破線にて示す燃料噴射時間）が同じに設定されていた。すると、非同期噴射タイミングにおける吸気圧の影響を受け、実際の非同期噴射における燃料噴射量が変動することとなり、結果として、内燃機関の挙動が不安定になるという不具合があった。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、同期噴射制御に加え、非同期噴射制御を実施する際の燃料噴射量を内燃機関の運転状態に応じて適切に設定することでその挙動を安定することができる内燃機関の燃料噴射制御装置の提供を課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、内燃機関の各気筒の所定クランク角毎の同期噴射制御による燃料噴射量が同期噴射制御手段によって供給され、更に、スロットル開度検出手段でスロットル開度変化が検出されたときには、非同期噴射制御として吸気圧検出手段にて検出されたこのときの吸気圧に応じて算出された補正係数に基づき補正された燃料噴射量が非同期噴射制御手段によって直ちに供給される。このような非同期噴射制御によれば、ドライバの加速要求に即応した好適な燃料噴射量が供給され内燃機関の挙動が安定される。
【０００７】
請求項２の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、内燃機関の各気筒の所定クランク角毎の同期噴射制御による燃料噴射量が同期噴射制御手段によって供給され、更に、スロットル開度検出手段でスロットル開度変化が検出されたときには、非同期噴射制御としてこのときの各種パラメータにより推定された吸気圧相当の補正係数に基づき補正された燃料噴射量が非同期噴射制御手段によって同期噴射とは異なるクランク角にて供給される。このような非同期噴射制御によれば、実際の吸気圧を検出することなくドライバの加速要求に適合した好適な燃料噴射量が供給され内燃機関の挙動が安定される。
【０００８】
請求項３の内燃機関の燃料噴射制御装置における非同期噴射制御手段では、少なくともスロットル開度及び機関回転速度をパラメータとするマップにより非同期噴射における料噴射量を補正するための吸気圧相当の補正係数が算出される。これにより、吸気圧相当の補正係数を推定するための適合工数が少なく、かつ非同期噴射制御における演算負荷が軽減されるという効果が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１０】
〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１１】
図１において、１は各気筒毎に独立して吸気量（吸入空気量）を供給する内燃機関（独立吸気エンジン）であり、内燃機関１の吸気通路２にはエアクリーナ３からの空気が導入される。この吸気通路２途中には、ドライバ（運転者）の要求として図示しないアクセルペダル等の操作に連動して開閉されるスロットルバルブ１１が配設されている。このスロットルバルブ１１が開閉されることにより、吸気通路２への吸気量が調節される。また、この吸気量と同時に、図示しない燃料タンクから燃料ポンプにて圧送されプレッシャレギュレータ１２を介して調圧された燃料が、内燃機関１の吸気ポート４の近傍で吸気通路２に配設されたインジェクタ（燃料噴射弁）５から噴射供給される。そして、所定の燃料量及び吸気量からなる混合気が吸気バルブ６を介して燃焼室７内に吸入される。
【００１２】
吸気通路２途中のスロットルバルブ１１にはアクセルペダル踏込量等に応じたスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ２１が配設されている。また、スロットルバルブ１１の下流側には、吸気通路２内の吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ２２が配設されている。そして、内燃機関１には冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ２３が配設されている。更に、内燃機関１のクランクシャフト１３にはその回転に伴うクランク角〔°ＣＡ(Crank Angle）〕を検出するクランク角センサ２４が配設されている。このクランク角センサ２４で検出されるクランク角に基づき内燃機関１の機関回転数ＮＥが算出される。
【００１３】
また、内燃機関１の燃焼室７内に向けて点火プラグ１４が配設されている。この点火プラグ１４にはクランク角センサ２４で検出されるクランク角に同期して後述のＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）３０から出力される点火指令信号に基づき点火コイル／イグナイタ１５からの高電圧が印加され、燃焼室７内の混合気に対する点火燃焼が行われる。このように、燃焼室７内の混合気が燃焼（膨張）され駆動力が得られ、この燃焼後の排気ガスは、排気バルブ８を介して排気マニホールドから排気通路９に導出され外部に排出される。
【００１４】
ＥＣＵ３０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ３１、制御プログラムを格納したＲＯＭ３２、各種データを格納するＲＡＭ３３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ３４、入出力回路３５及びそれらを接続するバスライン３６等からなる論理演算回路として構成されている。このＥＣＵ３０には、スロットル開度センサ２１からのスロットル開度ＴＡ、吸気圧センサ２２からの吸気圧ＰＭ、水温センサ２３からの冷却水温ＴＨＷ、クランク角センサ２４からの機関回転速度ＮＥ等が入力されている。これら各種センサ情報に基づくＥＣＵ３０からの出力信号に基づき、燃料噴射時期及び燃料噴射量に関連するインジェクタ５、点火時期に関連する点火プラグ１４、点火コイル／イグナイタ１５等が適宜、制御される。
【００１５】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における非同期噴射のための補正係数演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３を参照して説明する。ここで、図３は図２の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。この図３のインジェクタパルスでは、同期噴射を実線にて示し、非同期噴射を破線にて示す。なお、この補正係数演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００１６】
図２において、ステップＳ１０１では、非同期噴射要求が有るかが判定される。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、ドライバの加速要求によるアクセルペダル踏込量等に応じたスロットル開度ＴＡの変化量に基づき非同期噴射の要求有りと判断されたとき（図３に示す時刻ｔ2 及び時刻ｔ3 ）にはステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２では、吸気圧センサ２２からの吸気圧ＰＭが読込まれる。次にステップＳ１０３に移行して、ステップＳ１０２で読込まれた吸気圧ＰＭに基づき非同期噴射における基本燃料噴射量を補正するための補正係数が、吸気圧ＰＭをパラメータとする図示しない１次元テーブルを用いた補間演算によって算出され、本ルーチンを終了する。
【００１７】
一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、非同期噴射の要求がないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。上述のルーチンにより得られた補正係数が、非同期噴射における基本燃料噴射量に乗算されることにより最終的な燃料噴射量が算出される。この燃料噴射量に対応するインジェクタパルス（図３に破線にて示す吸気圧ＰＭに応じて異なる燃料噴射時間）によってインジェクタ５が駆動されることで、非同期噴射タイミングが異なっていても運転条件が同じであれば同量の燃料噴射量が供給されることとなり、好適な非同期噴射が達成される。なお、この非同期噴射制御における燃料噴射量に対応するインジェクタパルスが同期噴射制御における燃料噴射量に対応するインジェクタパルスと重なるときには、同期噴射制御におけるインジェクタパルスに引続いて非同期噴射制御におけるインジェクタパルス分が延長される。
【００１８】
このように、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関１の各気筒毎に独立して吸気量を供給するよう吸気通路２途中に配設されたスロットルバルブ１１のスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２１と、スロットルバルブ１１の下流側の吸気通路２における吸気圧ＰＭを検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２２と、内燃機関１の各気筒の所定クランク角毎に燃料噴射量を供給するインジェクタ５及びＥＣＵ３０にて達成される同期噴射制御手段と、ドライバの加速要求によるスロットル開度ＴＡ変化があるときには、吸気圧ＰＭをパラメータとする補正係数に基づき補正された燃料噴射量を直ちに供給するインジェクタ５及びＥＣＵ３０にて達成される非同期噴射制御手段とを具備するものである。
【００１９】
つまり、内燃機関１の各気筒の所定クランク角毎の同期噴射制御による燃料噴射量に加え、スロットル開度ＴＡ変化があると、非同期噴射制御としてこのときの吸気圧ＰＭに応じて１次元テーブルにより算出された補正係数に基づき補正された燃料噴射量が直ちにインジェクタ５から供給される。このような非同期噴射制御によれば、ドライバの加速要求に即応した好適な燃料噴射量が供給されることとなり、このときの内燃機関１の挙動を安定させることができる。
【００２０】
〈実施例２〉
図４は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における非同期噴射のための補正係数演算の処理手順を示すフローチャートである。なお、この補正係数演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。ここで、本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器については、上述の第１実施例の概略構成図を示す図１において、吸気圧センサ２２が省かれていること以外は同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図４において、ステップＳ２０１では、非同期噴射要求が有るかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、ドライバの加速要求によるアクセルペダル踏込量等に応じたスロットル開度ＴＡの変化量に基づき非同期噴射の要求有りと判断されたときにはステップＳ２０２に移行する。ステップＳ２０２では、非同期噴射タイミングであるかが判定される。ステップＳ２０２の判定条件が成立、即ち、同期噴射タイミングと重なることのない非同期噴射タイミングとして適当なクランク角であるときにはステップＳ２０３に移行し、スロットル開度センサ２１からのスロットル開度ＴＡ、クランク角センサ２４による機関回転速度ＮＥが読込まれる。
【００２２】
次にステップＳ２０４に移行して、ステップＳ２０３で読込まれたスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥに基づき非同期噴射における基本燃料噴射量を補正するための補正係数が、スロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥをパラメータとする図示しない２次元マップを用いた補間演算によって算出され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、非同期噴射の要求がないとき、またはステップＳ２０２の判定条件が成立せず、即ち、非同期噴射タイミングとして不適当なクランク角であるときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。上述のルーチンにより得られた補正係数が、非同期噴射における基本燃料噴射量に乗算されることにより最終的な燃料噴射量が算出される。この燃料噴射量に対応するインジェクタパルス（燃料噴射時間）によってインジェクタ５が駆動され、好適な非同期噴射が達成される。
【００２３】
このように、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関１の各気筒毎に独立して吸気量を供給するよう吸気通路２途中に配設されたスロットルバルブ１１のスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２１と、内燃機関１の各気筒の所定クランク角毎に燃料噴射量を供給するインジェクタ５及びＥＣＵ３０にて達成される同期噴射制御手段と、ドライバの加速要求によるスロットル開度ＴＡ変化があるときには、各種パラメータにより推定された吸気圧相当の補正係数に基づき補正された燃料噴射量を同期噴射とは異なるクランク角にて供給するインジェクタ５及びＥＣＵ３０にて達成される非同期噴射制御手段とを具備するものである。
【００２４】
つまり、内燃機関１の各気筒の所定クランク角毎の同期噴射制御による燃料噴射量に加え、スロットル開度ＴＡ変化があると、非同期噴射制御としてこのときの各種パラメータに応じて推定された吸気圧相当の補正係数に基づき補正された燃料噴射量が同期噴射とは異なるクランク角にてインジェクタ５から供給される。このような非同期噴射制御によれば、実際の吸気圧を検出することなくドライバの加速要求に適合した好適な燃料噴射量が供給されることとなり、このときの内燃機関１の挙動を安定させることができる。
【００２５】
また、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置のインジェクタ５及びＥＣＵ３０にて達成される非同期噴射制御手段は、スロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥをパラメータとする２次元マップ（図示略）により補正係数を算出するものである。つまり、非同期噴射における料噴射量を補正するための吸気圧相当の補正係数がこのときのスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥに応じて２次元マップにて推定され算出される。これにより、吸気圧相当の補正係数を推定するための適合工数が少なく、かつＥＣＵ３０の非同期噴射制御における演算負荷を軽減することができる。
【００２６】
ところで、上記実施例では、独立気筒からなる内燃機関１として複数気筒のうちの１気筒における非同期噴射について述べているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、単気筒からなる内燃機関では、当然のことながら独立気筒であるため、同様の非同期噴射制御を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】  図２は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける非同期噴射のための補正係数演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】  図３は図２の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図４】  図４は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける非同期噴射のための補正係数演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】  図５は従来の内燃機関の燃料噴射制御装置における同期噴射及び非同期噴射に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  内燃機関
２  吸気通路
５  インジェクタ（燃料噴射弁）
１１  スロットルバルブ
２１  スロットル開度センサ
２２  吸気圧センサ
２４  クランク角センサ
３０  ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【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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