JPH02271043A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の燃料供給制御装置に関し、特に、機
関加速運転時の燃料供給量の補正制御を高精度に行って
加速運転性能を向上した装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関の燃料供給制御装置としては、次のようなもの
が知られている。

機関の吸入空気量に関与する状態量として吸入空気流量
や吸気圧力を検出し、これらと機関回転速度の検出値と
に基づいて基本燃料供給量Ｔｐを演算する。そして、該
基本燃料供給量ＴＰを、機関温度等の運転状態に基づい
て設定された各種補正係数Ｃ０ＥＦ、排気中の酸素濃度
の検出を介して求められる空燃比に従って設定される空
燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ、駆動電源で
あるバッテリ電圧による燃料噴射弁の有効開弁時間の変
化を補正するための補正分子ｓ等により補正して最終的
な燃料供給量Ｔｉを演算しくＴｉ＋−ＴｐＸＣＯＥ　Ｆ
　ＸＬＡＭＢＤＡ＋Ｔ　Ｓ”）　、該演算された量の燃
料が機関回転に同期したタイミングで燃料噴射弁等によ
り間欠的に機関に供給される（特開昭５７−８３２８号
公報等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、このように燃料供給量を演算設定して電子制
御する装置にあっては、過渡運転時に各種センサの検出
遅れや制御装置の演算遅れを生じると共に、吸入空気流
量や吸気圧力の検出時と吸入行程時とに時間差があるた
めに、例えば加速時では実際の機関要求量よりも小さめ
に燃料供給量が設定され、空燃比がリーン化して排気中
の窒素酸化物ＮＯｘや炭化水素ＨＣの排出量が増加した
り、平均有効圧力の応答遅れにより加速ショックや加速
応答性悪化を招くという問題がある。

そこで、本出願人は、スロットル弁開度（機関吸気系の
開口面積）と機関回転速度とから求めた機関負荷変動量
と、吸気行程の所定クランク角位置までの時間とに基づ
いて、燃料制御の目標位１までにおける要求燃料量の変
化を予測し、この予測結果に基づいて燃料供給量の補正
量を設定するよう構成したものを先に提案した（特願昭
６２−２６９４６７号参照）。

しかしながら、例えば前記吸気行程の所定クランク角位
置（燃料制御の目標位置）を吸気ＢＤＣとし、機関回転
に同期した燃料供給開始タイミングが各気筒の吸気ＢＤ
Ｃの３６０８ＣＡ前だとすると、通常の燃料供給量を補
正するためには機関が３６０°回転する間における機関
負荷の変動量を予測する必要があり、変動量を精度良く
予測することが困難であるために予測値のエラーが発生
し、運転性能上から高精度な空燃比制御性が要求される
加速運転時に大きな問題となっていた。

特に、要求燃料量の変化が立ち上がる機関の加速初期（
第１０図参照）や、要求燃料量変化が頭打ちとなる加速
後期においては、前記予測エラーが大きくなり、更に、
予測期間が長くなれば、前記予測エラーは大きくなるか
ら、第１０図に示すへの−クバルブオーブン；ＩＮＴ／
Ｖ　　０ＰＥＮ）に近づけるようにすれば、予測エラー
を減少させることができるが、第１１図に示すように、
燃料供給のタイミングによって排気性状や燃費などの機
関性能が左右され、然も、４ベストタイミングが第１１
図の点線に示すように機関によって異なるため、機関に
よっては前記のように吸気ＢＤＣの３６０゜ＣＡ前で燃
料供給を開始させる必要が発生する場合があり、これに
よって長い期間の機関負荷変動を予測する必要が発生し
、予測制御の精度が確保できないことがあったものであ
る。

また、燃料噴射弁による噴射供給量の少ない領域では、
第１２図に示すように一般に設定噴射量に対する実際の
噴射量が精度良く供給できないので、特に小排気量の機
関では、機関の２回転毎に１回だけ全気筒同時に燃料を
噴射供給するなどの手法を用いて、燃料噴射弁から１回
に噴射供給する燃料量を確保して供給量の精度を得るよ
うにしているため、この場合にも、機関負荷変動量を予
測する期間が長くなって、精度の良い予測制御が行えな
い。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機関回
転に同期した通常の燃料供給がセットされてからの要求
燃料量の増大変化に対して、精度良い燃料供給量を応答
性良く補正することができ、機関加速運転時の空燃比制
御性を向上させ得る燃料供給制御装置を提供することを
目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関の吸入
空気量に関与する機関の状態量を検出する機関運転状態
検出手段と、この機関運転状態検出手段で検出した状態
量に基づいて機関の要求燃料量を演算する要求燃料量演
算手段と、この要求燃料量演算手段で演算した要求燃料
量の単位時間当たりの変化量を演算する変化量演算手段
と、この変化量演算手段で演算した変化量に基づいて追
加供給燃料量を演算する追加供給燃料量演算手段と、機
関回転に同期したタイミングで行われる主たる燃料供給
とは別に、前記追加供給燃料量を前記単位時間毎に追加
供給する燃料追加供給制御手段と、この燃料追加供給制
御手段で供給制御する前記追加供給燃料量が所定の最小
燃料量よりも少ないときに燃料追加供給制御手段による
燃料の追加供給を禁止する追加供給禁止手段と、を備え
るようにした。

また、第１図点線示のように、追加供給禁止手段で追加
供給が禁止された追加供給燃料量を積算して記憶し、こ
の積算記憶した追加供給燃料量と前記追加′供給燃料量
演算手段で演算した最新の追加燃料供給量との加算量を
、前記燃料追加供給制御手段で制御する追加供給燃料量
として補正設定する追加燃料供給量加算補正手段を設け
ても良い。

更に、第１図点線示のように、追加供給禁止手段で追加
供給が禁止された追加供給燃料量を積算して記憶し、こ
の積算記憶した追加供給燃料量を、機関回転に同期して
行われる主たる燃料供給量に加算補正する主燃料供給量
補正手段を設けても良い。

〈作用〉 かかる構成において、機関運転状態検出手段によって検
出された機関の吸入空気量に関与する機関の状態量に基
づいて、要求燃料量演算手段が機関の要求燃料量を演算
する。そして、変化量演算手段は、前記要求燃料量の単
位時間当たりの変化量を演算し、追加供給燃料量演算手
段は、前記変化量に基づいて追加供給燃料量を演算する
。

燃料追加供給制御手段は、機関回転に同期したタイミン
グで行われる主たる燃料供給とは別に、前記追加供給燃
料量を前記単位時間毎に追加供給する。また、追加供給
禁止手段は、前記燃料供給制御手段で供給制御する前記
追加供給燃料量が、所定の最小燃料量よりも少ないとき
に、燃料追加供給制御手段による燃料の追加供給を禁止
する。

即ち、要求燃料量の単位時間当たりの変化量に基づいて
前記単位時間毎に燃料を追加供給して、主たる燃料供給
では対応し切れない加速時の要求燃料量の変化に追従で
きるようにする一方、追加供給しようとする燃料量が所
定の最小燃料量よりも少ないときには、燃料供給量を精
度良く計量できず所望の燃料制御が行えない（第１２図
参照）ので、追加供給燃料量の供給制御を禁止する。

また、追加燃料供給量加算補正手段は、追加供給禁止手
段で追加供給が禁止された追加供給燃料量、即ち、要求
燃料量の変化に基づいて追加供給すべき燃料量であるの
にその量が少ないために追加供給をしなかった燃料を積
算して記憶し、この未供給の追加供給燃料の総量と、追
加供給燃料量演算手段で演算した最新の追加燃料供給量
との加算値が、燃料追加供給制御手段によって追加供給
制御されるようにする。これにより、追加供給が禁止さ
れた少ない量の追加供給燃料量が、そのまま供給されず
に終わることなく、追加供給が禁止された量を積算して
最新の追加供給燃料量と加算した量が、最小燃料量より
も多くなったときに、複数回分の追加燃料供給量がまと
めて供給制御される。

また、主燃料供給量補正手段は、最小燃料量よりも少な
いために追加供給が禁止された追加供給燃料量を積算し
て記憶し、この積算した未供給の燃料量を、機関回転に
同期して行われる主たる燃料供給量に加算補正して、追
加供給されなかった追加供給燃料量が主たる燃料供給時
と共に機関に供給されるようにし、追加供給燃料量をま
とめて供給する際の余り量や、緩加速時で追加供給され
ぬまま主たる燃料供給のタイミングになったときにも、
要求燃料量の変化に応じた燃料供給量の補正が行われる
。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

一実施例のシステム構成を示す第２図において、内燃機
関１には、エアクリーナ２．吸気ダクト３゜スロットル
チャンバ４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入
される。エアクリーナ２には、吸気温度（大気温度）Ｔ
Ａ（’Ｃ）を検出するための吸気温センサ６が設けられ
ている。

スロットルチャンバ４には、図示しないアクセルペダル
と連動するスロットル弁７が設けられていて、吸入空気
流１ｔＱを制御する。前記スロットル弁７には、その開
度ＴＶＯを検出するボテンシ町メータと共に、その全開
位置（アイドル位置）でＯＮとなるアイドルスイッチ８
Ａを含むスロットルセンサ８が付設されている。

スロットル弁７下流の吸気マニホールド５には、吸気圧
力ＦＢを検出する吸気圧センサ９が設けられると共に、
各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁１０が設けられている。

前記電磁式の燃料噴射弁１０は、後述するマイクロコン
ピユータラ内蔵したコントロールユニット１１から出力
される駆動パルス信号によって間欠的に開弁駆動し、図
示しない燃料ポンプから圧送されプレッシャレギュレー
タにより所定圧力に制御された燃料を吸気マニホールド
５内に噴射供給する。即ち、前記燃料噴射弁１０による
燃料供給量は、燃料噴射弁１０の開弁駆動時間で制御さ
れるようになっている。

更に、機関１の冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗを検
出する水温センサ１２が設けられると共に、排気通路１
３内で排気中酸素濃度を検出することによって機関吸入
混合気の空燃比を検出する酸素センサ１４が設けられて
いる。

コントロールユニット１１は、クランク角センサ１５か
ら機関回転に同期して出力されるクランク単位角度信号
ＰＯ３を一定時間カウントして又は所定クランク角位置
毎（４気筒の場合１８０°毎であり、本実施例ではＢＴ
ＤＣ１２０＠としである。）に出力されるクランク基準
角度信号ＲＥＦの周期を計測して機関回転速度Ｎを検出
する。

この他、機関１に付設されたトランスミッションに、車
速を検出する車速センサ１６とニュートラル位置を検出
するニュートラルセンサ１７が設けられ、これらの信号
はコントロールユニット１１に入力される。

また、スロットル弁７をバイパスする補助空気通路１日
には補助空気量を介してアイドル回転速度を制御する電
磁式のア、イドル制御弁１９が設けられている。

コントロールユニット１１は、前記の各種センサからの
検出信号に基づいて燃料噴射量Ｔｉ（噴射パルス信号の
パルス巾）を演算すると共に、設定した燃料噴射量Ｔｉ
に基づいて燃料噴射弁１０を機関回転に同期した所定タ
イミングでそれぞれに開駆動制御して通常の燃料供給を
制御する一方、要求燃料量の増大変化に応じて通常の燃
料供給とは別に燃料の追加供給（割込噴射）を制御する
。

更に、コントロールユニット１１は、アイドルスイッチ
８Ａ及びニュートラルセンサ１７に基づき検出されるア
イドル運転時に、アイドル制御弁１９の開度を制御する
ことによってアイドル回転速度を目標アイドル回転速度
にフィードバック制御する。

次にコントロールユニット１１により行われる燃料供給
制御のための各種演算処理を第３図〜第６図のフローチ
ャートにそれぞれ示すルーチンに従って説明する。

本実施例において、要求燃料量演算手段、変化量演算手
段、追加供給燃料量演算手段、燃料追加供給制御手段、
追加供給禁止手段、追加燃料供給量加算補正手段、主燃
料供給量補正手段としての機能は、前記第３図〜第６図
のフローチャートに示すようにソフトウェア的に備えら
れている。また、本実施例において、機関運転状態検出
手段は、スロットル弁７の開度ＴＶＯを検出するスロッ
トルチンバ８と、機関回転に同期した検出信号を出力す
るクランク角センサ１５が相当する。

尚、本実施例における内燃機関ｌは４気筒機関であり、
燃料供給は各気筒毎に設けられた燃料噴射弁１０を各気
筒の吸気行程に合わせて別々に駆動制御して行うよう構
成されている。

第３図のフローチャートに示すルーチンは、１０ｒｍｓ
毎に実行されるものである。

まず、ステップ１では、吸気圧センサ９によって検出さ
れた吸気圧力ＰＢ、クランク角センサ１５からの検出信
号に基づいて算出された機関回転速度Ｎ、スロットルセ
ンサ８によって検出されたスロットル弁開度ＴＶＯ等を
入力する。

ステップ２では、スロットル弁７で可変制御されるスロ
ットルチャンバ４の（機関吸気系の）開口面積ＡＩＩ１
ｍｔを、ステップ１で入力したスロットル弁開度ＴＶＯ
に基づいて予め設定されたマツプから検索して求める。

ステップ３では、ステップ２で求めた開口面積Ａを機関
回転速度Ｎで除算した値に基づいて、定常運転時に対応
する機関ｌの基本体積効率ＱＨφ（％）をマツプから検
索して求める。即ち、開口面積Ａと機関回転速度Ｎとか
ら機関の吸入空気量の予測を行う。

ステップ４では、ステップ３で求められる基本体積効率
ＱＨφを、機関１の過渡運転時における真の機関負荷変
化に略対応させるべ（加重平均するときに用いるための
加重重みＸを、機関回転速度Ｎと開口面積Ａとに基づい
て設定する。具体的には、機関回転速度Ｎに応じて設定
される定数ａと、やはり機関回転速度Ｎに応じて設定さ
れる定数すに開口面積Ａを乗算して得た値と、を加算し
て最終的に加重重みＸを設定する。この加重重みＸは、
最新の基本体積効率ＱＨφに対する重み付けを示すもの
であり、高回転高負荷領域はど真の機関負荷の変化はス
ロットル弁の開度変化に対して早くなるため、前記加重
重みＸは、高回転高負荷領域はど大きくなるようにしで
ある。

次のステップ５では、下式に従って今回ステップ３で求
めた基本体積効率ＱＨφと、本ルーチンの前回実行時に
このステップ５で演算された体積効率ＱＣＹＬとを、前
記加重重みＸを用いて加重平均して、その結果を最新の
体積効率ＱＣＹＬとして設定する。

ＱＣＹＬ　←（１−Ｘ）ＱＣＹＬ＋ＸＸＱＨφ上記演算
式に従って体積効率ＱＣＹＬを求めるようにすれば、定
常運転時にはＱＨφ＝ＱＣＹＬとなって体積効率ＱＣＹ
Ｌは一定値に安定するが、機関ｌが過渡運転されると、
そのときの機関運転状態に応じて体積効率ＱＣＹＬの変
化を基本体積効率ＱＨφの変化に対して鈍らし、これに
よって、開口面積Ａ及び機関回転速度Ｎの変化に対して
遅れる実際の機関負荷変化に略対応した体積効率ＱＣＹ
Ｌが設定されるようになっている。

ステップ６では、以下の式により開口面積Ａと機関回転
速度Ｎとに従った体積効率ＱＣＹＬに基づく基本燃料噴
射＊＜ｍ関要求燃料量）ＡＮＴｐを演算する。。

ＡＮＴｐ”ＫＣＯＮＡＸＱＣＹＬ ここで、演算される基本燃料噴射量ＡＮＴｐは、機関ｌ
の過渡運転時における真の機関負荷変化に略対応した体
積効率ＱＣＹＬに基づいて演算されるものであるが、後
述する吸気圧センサ９によって検出される吸気圧力ＰＢ
に基づいて設定される基本燃料噴射＠ＴｐＰＢに対して
は、第７図に示すように数十ｍｓ程度の位相が進んだ値
となるようにしである。

前記基本燃料噴射量ＡＮＴｐは、機関過渡運転時におけ
る機関１の要求燃料量の変化を求めるために設定するも
のであり、基本燃料噴射量ＴＰＰＢに対して数＋ｍｓ程
度だけ位相が進んだ値とするのは、燃料噴射弁１０から
噴射された燃料がシリンダ内に吸入されるまでのトラベ
ルタイムを考慮したもので、この基本燃料噴射量ＡＮＴ
ｐに基づいて要求燃料量の変化を求めて、後述するよう
に通常の噴射とは別に要求燃料量変化に見合った燃料の
追加供給（割込噴射）を行えば、予め燃料のトラベルタ
イムが考寞されているため応答性良く要求燃料量の変化
に対応できるものである。

また、吸気圧力ＰＢは、吸気通路内に発生する圧力脈動
の影響を受けて脈動するために、基本燃料噴射量ＴｐＰ
Ｂも脈動して、基本燃料噴射量ＴｐＰＢの変化が真の要
求量変化に一致しなくなることがあるが、要求燃料量の
変化を、上記のように開口面積Ａと機関回転速度Ｎとか
ら求めた基本燃料噴射量ＡＮＴｐに基づいて検出すれば
、前記圧力脈動の影響を受けることがなく、然も、検出
応答性に優れているため、要求燃料量の変化を精度良く
捉えることができる。

次のステップ７では、今回ステップ６で演算した基本燃
料噴射ＩＡＮＴｐから、本ルーチンの前回実行時にステ
ップ６で演算された基本燃料噴射量Ａ　Ｎ　Ｔ　Ｐ　Ｏ
ＬＤを減算して、本ルーチンの実行周囲である１０ｍ５
間における（単位時間当たりの）基本燃料噴射量ＡＮＴ
ｐの変化量ΔＡＮＴｐを演算する。この変化量ΔＡＮＴ
ｐは、１０ｍｓ間における機関の要求燃料量の変化に対
応した値であり、機、　　関１が加速されて要求燃料量
が増大傾向を示すときには、プラスの値となる。

ステップ８では、今回ステップ６で演算した基本燃料噴
射量ＡＮＴｐを、前回値Ａ　Ｎ　Ｔ　ｐｏｔｏにセット
して、本ルーチンの次回実行時におけるステップ７での
変化量ΔＡＮＴｐの演算に用いられるようにする。

次のステップ９では、ステップ７で求めた変化量ΔＡＮ
Ｔｐを２倍した値を、最近の１０ｍ５間における１つの
気筒での要求燃料噴射量の変化量とし、この変化量にバ
ッテリ電圧に基づいて設定される電圧補正分子ｓを加算
して、その結果を通常の燃料噴射の間に割り込ませて追
加供給させる割込噴射量（追加供給燃料量）Ｙにセント
する。

本実施例では、機関運転状態に基づいて演算される基本
燃料噴射１ｔＴｐを２倍した値が１つの気筒に対する基
本燃料供給量となるように便宜上設定してあり、後述す
る機関回転に同期して行われる通常の燃料供給制御にお
いても吸気圧力ＰＢから求めた基本燃料噴射量ＴｐＰβ
を２倍して最終的な燃料噴射量Ｔｉが演算されるように
なっているので、前述のように変化量ΔＡＮＴｐを２倍
しである。

また、この値２×ΔＡＮＴｐに基づいて燃料噴射弁１０
を駆動制御しても、実際には燃料噴射弁１゜の応答遅れ
時間があり、然もこの遅れは燃料噴射弁１０の駆動電源
であるパンテリの電圧によって変化するので、バッテリ
電圧に基づいて設定される電圧補正分子ｓを加算して、
実際に燃料噴射弁１０から２×ΔＡＮＴｐ相当の燃料が
噴射供給されるようにしである。

次のステップ１０では、割込噴射ｉ１Ｙがらバッテリ電
圧補正分子ｓを除いた値である１ｏＩｌｓ間における要
求燃料量の変化分２×ΔＡＮＴｐを変化量Ｚにセットす
る。

そして、ステップ１１では、ステップ９で設定した割込
噴射量Ｙ（←２×ΔＡＮＴ　ｐ　十Ｔ　ｓ　）に、前回
までに割込噴射されることなく積算されている＃４気筒
における持ち越し割込噴射量である積算値ΣＱ４を加算
した値と、割込噴射制御が許可される最小噴射量（最小
燃料量）Ｔｉ、□７とを比較する。

そして、Ｙ＋ΣＱ４がＴ１＋ｕＲよりも小さいときには
、割込噴射を実施することなく（燃料の追加供給を禁止
して）ステップ１２へ進み、前記ステップ１０でセット
したＺに前回までの積算値ΣＱ４を加算して、その結果
を新たに積算値ΣＱ４にセットする。このため、前記積
算値ΣＱ４は、＃４気筒において変化量ΔＡＮＴｐに基
づいて追加噴射すべき追加供給燃料量であるのに、その
噴射量が最小噴射量Ｔｘａｉ＋ｔよりも少ないために追
加供給が禁止されて、現状において噴射されずに持ち越
されている割込噴射量となる。

前記最小噴射量Ｔｉ、、、は、このＴ１４１１１％未満
の噴射量に基づいて燃料噴射弁１０を駆動制御すると、
開弁駆動時間に対して実際に燃料噴射弁１０から噴射さ
れる燃料のバラツキが大きく、開弁駆動時間の制御によ
って燃料噴射量を精度良く制御できない領域であること
を示すものである（第１２図参照）。

従って、前記ステップ１１で割込噴射量Ｙ子種算値ΣＱ
４が最小噴射量Ｔｘｅａｔｎよりも小さいと判別された
ときには、今回は割込噴射（追加噴射）を行わず、全回
分の割込噴射量を次回にまで持ち越して（この持ち越し
分がΣＱ４に相当する。）、次回で更にこの持ち越し分
に最新の割込噴射量Ｙが加算されて、その結果が最小噴
射Ｉ　Ｔ　１　ｓｉｎを越えたときに割込噴射されるよ
うにする。

即ち、割込噴射量（追加供給燃料量）が最小噴射量Ｔｊ
＋＋ｌ＋ｓよりも少ないときには、割込噴射を実施して
も精度の良い燃料供給制御が行えないので、今回の割込
噴射量を次回にまで持ち越すことにより積算結果が最小
噴射量Ｔｌ−１−を越えて燃料噴射弁１０による燃料計
量の精度が得られるときに（燃料噴射弁１０の流量特性
が安定する噴射量で）割込噴射を実施させるものであり
、積算値ΣＱ４が＃４気筒における通常の燃料噴射開始
時期まで噴射されずに残ったときには、機関回転に同期
した通常燃料供給（主たる燃料供給）にこの噴射されず
に持ち越された分ΣＱ４を加算して燃料噴射させ、この
とき前記積算値ΣＱ４をゼロリセットする。

このため、機関加速の立ち上がりや後半時期で要求燃料
量（機関負荷）の変化が微小であるときにも、これに゛
対応する微小な割込噴射量が何回分かまとめて供給され
ることになり、割込噴射量による空燃比制御性が確保さ
れる。

また、緩加速時で割込噴射量Ｙを積算しても、次の通常
噴射までの積算値が最小噴射量Ｔ　１ｓｉｎを越えない
ようなときでも、その持ち越された割込噴射ＩＹの積算
値が通常の燃料供給量に加算されるので、設定される割
込噴射量Ｙが少ないことで、燃料供給量の増量補正が行
われなくなることがない。

但し、上記のように、通常燃料供給間で設定された割込
噴射量Ｙが割込噴射されることな（、通常の噴射量に積
算加算されるときには、リアルタイム性が損なわれるた
め、要求燃料量（機関負荷）の変動が路間−のレベルで
継続するときにのみ有効な補正が行える。

一方、ステップ１１で割込噴射量Ｙ子種算値ΣＱ４が最
小噴射量Ｔ　’１　ａｉ　ｎ以上であると判別されると
、今回の割込噴射すべき燃料量が燃料噴射弁１０による
計量が精度良く行える量であるから、ステップ１３へ進
んで＃４気筒における割込噴射の許容クランク角範囲を
判別するためのフラグＦ　１００ｄ４の判別を行う、前
記フラグＦ　１００（１４は、後述するように、気筒判
別値ｎ　ｃｙ　ｌが４になったとき（基準角度信号ＲＥ
Ｆが＃］気筒の点火基準信号であったときであり、また
、＃４気筒の通常噴射開始時期でもある。）から、＃４
気筒の吸気ＢＤＣ（又は吸気Ａ、ＴＤＣ１００’〜吸気
ＢＤＣの間の所定クランク角）までの間でゼロがセット
され、それ以外では工がセットされるものであり、フラ
グＦ１００ｄ　４がゼロであるときに割込噴射が許可さ
れるようになっている（第８図参照）。

フラグＦ　１００ｄ　４にゼロがセットされるクランク
角Ｌ［（吸％Ｂ　Ｔ　Ｄ　Ｃｌ２Ｏ°カラ吸１ＡＴＤｃ
１００’〜吸気Ｂ　Ｄ　Ｃ）は、＃４気筒において、通
常の燃料供給が開始されてからこの供給燃料が吸入され
る吸気行程（インテークバルブ　オープン、ＩＮＴ／Ｖ
　　０ＰＥＮ）で燃料が吸入される最後の燃料噴射時期
までを示すものであり、前記クランク角範囲を越えた時
期に割込噴射を行っても、今回の吸気行程ではシリンダ
に吸入されず、新たに通常の燃料噴射量が設定される次
の吸気行程までインテークバルブの上流に滞留すること
になる。本実施例では、通常の燃料噴射が開始（セット
）されてから吸気行程までの間における要求燃料量の変
化に対応しようとするものであるから、前記フラグＦ　
１００ｄ　４が１であるときの＃４気筒に対する割込噴
射は、＃４気筒において余剰補正となる。

従って、ステップ１３でフラグＦ　１００ｄ　４がゼロ
であると判別されたときには、変化量ΔＡＮＴｐに基づ
く割込噴射量（２×ΔＡ　Ｎ　Ｔ　ｐ　＋Ｔ　ｓ十ΣＱ
４）を割込噴射させるのに対し、フラグＦ　１．００（
１４が１であるときには、割込噴射を禁止するか、又は
、割込噴射を実施するがこの直ちに吸入されずに次の吸
気行程まで持ち越される割込噴射量の積算値Σｑ４を求
めておいて、基準角度信号ＲＥＦ毎に行われる次回＃４
気筒における通常噴射の燃料噴射量Ｔｉからこの積算値
Σｑ４を減算して燃料供給させる。

即ち、ステップ１３でフラグＦ　１００ｄ　４がゼロで
あると判別されると、ステップ１５へ進んで２×ΔＡＮ
Ｔｐ十Ｔｓ十ΣＱ４相当のパルス巾の駆動パルス信号を
＃４気筒に備えられた燃料噴射弁１０に出力して、＃４
気筒に対して基準角度信号ＲＥＦ毎の通常噴射とは別に
要求燃料量の変化に見合った燃料を割込噴射させる。そ
して、次のステップ１６では、積算値８９４分も含めて
割込噴射がステップＩ５でなされたので、積算値ΣＱ４
をゼロリセットする。

尚、割込噴射のタイミングが、＃４気筒における通常の
燃料噴射中であるときには、通常燃料噴射の終了に続け
て２×ΔＡＮＴｐ＋ΣＱ４相当のパルス巾をもつ割込駆
動パルス信号を出力させれば良い。

一方、ステップ１３でフラグＦ　１００ｄ　４が１であ
ると判別されると、＃４気筒に対して割込噴射をしても
最近の吸気行程で吸入されない状態であるから、割込噴
射を許可する場合には、ステップ１４で今回の割込噴射
量２×ΔＡＮＴｐ＋ΣＱ４と前回までの非吸入割込噴射
積算値Σｑ４とを加算して、＃４気筒において最近の吸
気行程で吸入されずに次回の吸気行程までインテークバ
ルブ上流に滞留する割込噴射量の総量を求める。

ここで、設定される積算値Σｑ４は、次回の＃４気筒の
吸入行程まで吸入されないで＃４気筒のインテークバル
ブの上流に滞留するものであるから、後述するように＃
４気筒の次回の通常噴射からこの積算値Σｑ４を減算し
て、前記滞留分の補正を施し、割込噴射によりインテー
クバルブ上流に滞留している分が余分にシリンダ内に供
給されることがないようにする。

ステップ１４で積算値Σ９４を更新設定すると、次のス
テップ１５へ進み、フラグＦ　１０Ｑｄ　４がゼロであ
ると判別されたときと同様に、２×ΔＡＮＴｐ＋ＴＳ＋
ΣＱ４相当のパルス巾をもつ割込駆動パルス信号を、＃
４気筒の燃料噴射弁１ｏに出力し、次のステップ１６で
積算値ΣＱ４をゼロリセットする。

また、ステップ１３でフラグＦ　１ｏｏｄ　４が１であ
ると判別されたときには、割込噴射をしても＃４気筒の
シリンダに直ちに吸入されないから、第３図中点線で示
すようにステップ１３がらステップ１４〜１６をジャン
プして進んで割込噴射を禁止しても良く、この場合、割
込噴射された燃料は最近の吸気行程で全てシリンダ内に
吸入されるため、前記積算値Σｑ４の設定は不要となる
。

上記ステップ１１〜１６は、＃４気筒における割込噴射
制御のための演算処理であるが、そめ他の気筒＃２．＃
１．＃３においても同様な演算処理がそれぞれ同時にな
される。

即ち、各気筒毎に割込噴射されずに持ち越された割込噴
射量ΣＱｌ〜ΣＱ４が設定され、この持ち越し分と最新
で演算された割込噴射量Ｙとの加算値が、最小噴射量Ｔ
ｌａｉｎ以上であるときに割込噴射が実施され、その割
込噴射時期がその気筒において割込噴射が許可されるク
ランク角範囲でないことがフラグＦ　１００ｄ　ｌ〜Ｆ
　ｌ００ａ　４で判別されたときには、割込噴射した分
を次回の基準角度信号ＲＥＦに同期した通常噴射量から
減算すべく、吸入されない割込噴射量Σｑ１〜Σｑ４を
各気筒毎に積算する。かかる割込噴射時期が、＃２気筒
ではステップ１７〜２２で、＃１気筒ではステップ２３
〜２８で、＃３気筒ではステップ２９〜３４で行われ、
複数気筒で同時に割込噴射され得るようになっている（
第９図参照）。

従って、本実施例によると、Ｙ＋ΣＱ１〜４≧ＴｉＭ、
□の条件が揃えば、各気筒それぞれで本ルーチンの実行
周期である１０ｍ５毎に割込噴射が同時に行われるもの
であり、機関回転に同期した通常の燃料供給（主たる燃
料供給）が開始されてから、換言すれば、通常の燃料供
給量が最終的にセットされてから機関の要求燃料量が増
大変化した場合に、正にその要求量増大分を機関に追加
供給することができるので、機関加速時における空燃比
制御性が向上する。

然も、前記割込噴射制御は、長い期間の要求燃料量の変
化を予測するものではなく、微小単位時間（１０ｍｓ）
当たりの要求燃料量の変化量を直接に演算するものであ
るから、燃料補正制御のエラーが少なく、かつ、スロッ
トル弁開度ＴＶＯの変化等に基づいて割込噴射量を設定
する場合のように割込噴射量を機関要求にマツチングさ
せるための工数を必要とするものではない。

このようにして、各気筒毎に要求燃料量変化に基づく割
込噴射を制御すると、次のステップ３５では、吸気圧力
ＰＢに基づく基本燃料噴射量ＴｐＰＢを演算するのに用
いる体積効率補正係数ＫＱＣＹＬを設定する。体積効率
補正係数ＫＱＣＹＬは、吸気圧力ＰＢに基づいて設定さ
れる基本補正係数ＫＰＢに対して、第４図に示すバック
グラウンドジぢブのステップ４１において吸気圧力ＰＢ
と機関回転速度Ｎとに基づいて設定される微小修正係数
にＦＬＡＴを乗算して求められる。

次のステップ３６では、以下の式に従って吸気圧力ＰＢ
に基づく通常燃料供給用の基本燃料噴射量’ｒｐＰＢを
演算する。

ＴｐＰ］１３−ＫＣＯＮＤＸＰＢＸＫＱＣＹＬＸＫＴＡ
ここで、ＫＣＯＮＤは燃料噴射弁１０の噴射特性に基づ
く定数、ＫＴＡは第４図に示すバックグラウンドジョブ
のステップ４２において吸気温センサ６で検出される吸
気温度ＴＡに基づき設定される吸気−温度（吸気密度）
補正係数である。

そして、次のステップ３７では、以下の式に従って機関
回転に同期して供給する各気筒共通の燃、料噴射量Ｔｉ
を演算する。

Ｔｉ＋−２ＸＴｐＰＢＸＬＡＭＢＤＡＸＣＯＥＦ＋Ｔｓ
ここで、ＬＡＭＢＤＡは酸素センサ１４によって検出さ
れる排気中の酸素濃度を介して検出される空燃比を、目
標空燃比に近づけるようにフィードバック制御される空
燃比フィードバック補正係数、Ｃ０ＥＦは水温センサ１
２によって検出される冷却水温度Ｔｗ等の運転状態に応
じて設定される各種補正係数、Ｔｓは１０ｍ５間におけ
る要求燃料量の変化に基づいて割込噴射を実施するとき
に用いたものと同じバッテリ電圧補正骨である。

次に第５図のフローチャートに示すルーチンは、クラン
ク角センサ１５から基準角度信号ＲＥＦが出力される毎
に実行されるものである。

本実施例において前記基準角度信号ＲＥＦは、ＢＴＤＣ
１２０″で出力されるようになっており、この基準角度
信号ＲＥＦは各気筒毎の点火時期制御の基準位置である
と共に、この基準角度信号ＲＥＦに同期して各気筒毎に
吸気行程にタイミングを合わせて通常の燃料噴射が行わ
れるようになっている。基準角度信号ＲＥＦは、点火基
準位置である気筒に対応して気筒判別できるようになっ
ており、例えば基準角度信号ＲＥＦが＃１気筒の点火基
準位置であるときには＃４気筒に対して燃料噴射を開始
し、基準角度信号ＲＥＦが＃３気筒の点火基準位置であ
るときには＃２気筒に対して燃料噴射を開始するように
なっている（第８図参照）。

まず、ステップ５１では、今回の基準角度信号ＲＥＦが
＃１気筒の点火基準位置に相当するものであるか否かを
判別する。ここで、＃１気筒の点火基準位置であること
が判別されると、ステップ５２へ進み機関回転に同期し
た通常の燃料噴射を開始すべき気筒である＃４気筒の燃
料噴射弁１０に対して、Ｔｔ＋ΣＱ４−Σｑ４相当のパ
ルス巾の駆動パルス信号を出力する。

ΣＱ４は、今回の基準信号ＲＥＦまでにおいて＃４気筒
で割込噴射されずに残った要求燃料量変化に対応した値
であり、また、Σｑ４は今回の基準信号ＲＥＦまでにお
いて＃４気筒に割込噴射したがシリンダに吸入されるこ
となく残留している燃料であるから、通常の燃料噴射量
Ｔｉからそれぞれ加減算して補正するようにしである。

更に、ステップ５２で用いられる燃料噴射量Ｔｉは、第
３図のフローチャートに従って１０ｍ５毎に演算された
燃料噴射量Ｔｉの最新値である。

次のステップ５３では、＃４気筒において割込噴射した
燃料がシリンダに吸入されるか否かを判別するためのフ
ラグＦ　１００ｄ　４にゼロをセットして、今回の基準
角度信号ＲＥＦから＃４気筒において噴射された燃料は
、最近の吸気行程でシリンダ内に吸入される状態である
ことが判別できるようにする。

尚、ここでゼロがセットされたフラグＦ　１００ｄ　４
は、後述する第６図のフローチャートに従って＃４気筒
の吸気ＢＤＣで１がセットされるよう構成されており、
フラグＦ　１００ｄ　４は＃１気筒の点火基準位置（＃
４気筒の通常噴射開始タイミング）から＃４気筒の吸気
ＢＤＣの間だけゼロがセットされる。

また、ステップ５４では、ステップ５２において通常燃
料噴射ＩＴｉの補正に用いたΣＱ４とΣｑ４とをそれぞ
れゼロリセットして、＃１気筒の点火基準位置に対応す
る基準角度信号ＲＥＦが次回出力されるまでにおいて、
ΣＱ４とΣｑ４とがそれぞれ新たに設定されるようにす
る。

ステップ５５では、気筒判別値ｎｃｙｊ！に４をセット
して、前記気筒判別値ｎｃｙｊ！に基づいて＃４気筒の
通常噴射開始時期から次の噴射気筒である＃２気筒の通
常噴射開始時期の前までの時期であることが判別される
ようにする。

一方、ステップ５１で今回の基準角度信号ＲＥＦが＃１
気筒の点火基準位置に相当するものでないと判別される
と、ステップ５６へ進んで今回の基準角度信号ＲＥＦが
＃３気筒の点火基準位置に相当するものであるか否かを
判別する。

ここで、今回の基準角度信号Ｒ’ＥＦが＃３気筒の点火
基準位置に相当するときには、前記ステップ５２〜５５
と同様にして、＃２気筒の燃料噴射弁１０に対して通常
の燃料噴射制御としてＴｉ＋ΣＱ２−Σｑ２相当のパル
ス巾の駆動パルス信号を出力する（ステップ５７）一方
、フラグＦ　１００ｄ　２をゼロリセットしくステップ
５８）、また、通常燃料制御に用いたΣＱ２及びΣｑ２
のデータをゼロリセットしくス、２テツプ５９）、更に
気筒判別値ｎ、ｃ３／！に２をセット′する（ステップ
６０）。

一方、ステップ５６で＃３気筒の点火基準位置相当でな
いと判別されると、今度はステップ６１へ進んで＃４気
筒の点火基準位置に相当する基準角度信号ＲＥＦである
か否かを判別し、＃４気筒の点火基準位置であるときに
は、前述と同様にして＃１気筒に対する通常燃料噴射と
＃１気筒に対応する各種データのセットを行う（ステッ
プ６２〜６５）。

更に、ステップ６１で＃４気筒の点火基準位置でないと
判別されたときには、今回の基準角度信号ＲＥＦは＃２
気筒ご点火基準位置であるはずだから、ステップ６６〜
６９で＃３気筒に対する通常燃料噴射と＃３気筒に対応
する各種データのセットを行う。

次に第６図のフローチャートに示すルーチンは、各気筒
のＴＤＣ位置で割込実行されるものであり、例えばクラ
ンク角センサ１５からの基準角度信号ＲＥＦと単位角度
信号ＰＯ８とを入力するカウンタを設け、このカウンタ
によりＢＴＤＣ１２０’で出力される基準角度信号ＲＥ
Ｆから単位角度信号ＰｏＳをカウントすることによって
ＴＤＣ位置を検出して、ＴＤＣ位置においてＣＰＵの外
部割込端子に割込信号を出力すると、この第６図に示す
割込ルーチンが実行されるよう構成されている。

まず、ステップ８１では、気筒判別値ｎｃｙｊ２が２で
あるか否かを判別し、気筒判別値ｎｃｙｌが２であると
きにはステップ８２へ進んで、フラグＦ　１００ｄ４に
１をセットする。気筒判別値ｎｃｙｆが２であるときは
、第８図に示すように、＃２気筒の吸気ＢＴＤＣ１２Ｑ
’から１８０°の範囲であって、このときのＴＤＣは＃
２気筒の吸気ＴＤＣであると共に、＃４気筒の吸気ＢＤ
Ｃでもある。従って、気筒判別値ｎｃｙβが２であると
きのＴＤＣでは、＃４気筒が吸気ＢＤＣになったことが
検出され、＃４気筒ではこの時期を越えて燃料噴射を行
っても次の吸気行程まで吸入されずに滞留することにな
るので、フラグＦ　１００ｄ　４に１をセットして、＃
４気筒に対する噴射燃料が滞留する時期であることが判
別できるようにする。

また、ステップ８１で気筒判別（ｉｉｎｃｙｆが２でな
いと判別されると、ステップ８３へ進んで気筒判別値ｎ
ｃｙｌが１であるか否かを判別する。気筒判別値ｒ１ｃ
ｙｌ！が１であれば、第８図に示すように、今回のＴＤ
Ｃが＃２気筒の吸気ＢＤＣに相当するから、ステップ８
４へ進んでフラグＦ　１００ｄ　２に１をセットする。

更に、ステップ８３で気筒判別値ｎｃｙｊ２が１でない
と判別されたときには、ステップ８５へ進んで気筒判別
値ｎｃｙｆｆｉが３であるか否かを判別する。気筒判別
値ｎｃｙｊ２が３であれば、前述と同様に、今回のＴＤ
Ｃが＃１気筒の吸気ＢＤＣに相当するから、ステップ８
６へ進んでフラグＦ１．００ｄｌに１をセットする。

また、ステップ８５で、気筒判別値ｎｃｙｌが３でない
と判別されたときには、気筒判別値ｎｃｙｌは４である
はずだから、ステップ８７へ進んでフラグＦ　１００ｄ
　３に１をセットする。

このようにして、各気筒の吸気ＢＤＣになるとフラグＦ
　１００ｄ　ｌ〜Ｆ　１００ｄ　４にはｌがセットされ
、フラグＦ　１００ｄ　ｌ〜Ｆ　１００ｄ　４によって
その気筒に燃料噴射を実施して最近の吸気行程でシリン
ダ内に吸入される状態であるか否かが判別できるように
しである。

尚、本実施例では、機関回転に同期した主たる燃料供給
制御における燃料供給量が吸気圧力ＰＢに基づいて演算
されるものについて述べたが、吸気圧センサ９の代わり
に吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータを備え、
該エアフローメータで検出された吸入空気流ＩＱに基づ
いて通常の燃料供給量が演算される構成であっても良い
。

また、本実施例では、各気筒の吸気１行程にタイミング
を合わせて別々に燃料噴射されるものであったが、全気
筒の燃料噴射弁１０を同時に駆動制御するものや、複数
の気筒からなるグループ単位で燃料噴射弁１０を同時に
駆動制御するものであっても、本実施例と同様に割込噴
射を実施することにより、同様な効果が得られる。

更に、各気筒の吸気行程にタイミングを合わせてそれぞ
れに通常の燃料供給を行う場合においても、その噴射開
始時期を限定するものではなく、例えば噴射終了時期を
一定クランク角位置とすべく噴射開始時期が可変制御さ
れるものであっても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、要求燃料量の単
位時間当たりの変化量に基づいて追加供給燃料量を演算
し、単位時間毎に追加供給燃料量機関に追加供給するよ
う構成したことにより、機関回転に同期した通常燃料供
給では対応し切れない要求燃料量の増大変化に対応した
燃料補正を精度良く施すことができ、機関加速時におけ
る空燃比制御性が向上する。

また、演算された追加供給燃料量が、所定の最小燃料量
よりも少なく、燃料供給量の計量精度が確保できないと
きには、追加供給を実施しても所望の燃料補正制御を果
たせないので、燃料の追加供給を禁止して、加速時の空
燃比制御性が燃料の追加供給によって変動することを防
止した。

更に、追加供給が禁止された追加供給燃料量を積算して
、この積算値と最新の追加供給燃料量との加算値に基づ
いて燃料の追加供給が制御されるよう構成して、追加供
給が禁止されてもその積算値が最小燃料量を越えること
によって禁止された分の燃料を精度良く追加供給させる
ことができる。

また、追加供給が禁止された追加供給燃料量を積算し、
この積算値を機関回転に同期して行われる主たる燃料供
給に加算補正することにより、緩加速時で演算される追
加供給燃料量が少ないときでも、供給禁止された追加供
給燃料量を主たる燃料供給と共にまとめて機関に供給す
ることができ、演算される追加供給燃料量が微小な緩加
速時であっても、微小な要求燃料量の増大変化に対応し
た燃料供給量の補正が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図〜第６図は
それぞれ同上実施例における制御内容を示すフローチャ
ート、第７図は同上実施例における要求燃料量の加重平
均演算における特性を説明するためのタイムチャート、
第８図及び第９図はそれぞれ同上実施例における制御特
性を説明するためのタイムチャート、第１０図は従来の
燃料補正制御の問題点を説明するためのタイムチャート
、第１１図は燃料供給タイミングと機関性能との関係を
示す線図、第１２図は燃料噴射弁の噴射特性を示す線図
である。 １・・・８１１関４・・・スロットルチャンバ５・・・
吸気マニホールド　　７・・・スロットル弁８・・・ス
ロットルセンサ　　９・・・吸気圧センサー１０・・・
Ｆ料噴射弁１１・・・コントロールユニット１５・・・
クランク角センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第２図 匡 Ｕ寸　　０ 第６図 蕎 第７０ 第９図 ｆＮｌ／Ｖ（ＪＨＩ：Ｎ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の吸入空気量に対応する燃料供給量を演算し
   、機関回転に同期したタイミングで間欠的に機関へ燃料
   供給するよう構成された内燃機関の燃料供給制御装置で
   あって、 機関の吸入空気量に関与する機関の状態量を検出する機
   関運転状態検出手段と、 該機関運転状態検出手段で検出した状態量に基づいて機
   関の要求燃料量を演算する要求燃料量演算手段と、 該要求燃料量演算手段で演算した要求燃料量の単位時間
   当たりの変化量を演算する変化量演算手段と、 該変化量演算手段で演算した変化量に基づいて追加供給
   燃料量を演算する追加供給燃料量演算手段と、 機関回転に同期したタイミングで行われる主たる燃料供
   給とは別に、前記追加供給燃料量を前記単位時間毎に追
   加供給する燃料追加供給制御手段と、 該燃料追加供給制御手段で供給制御する前記追加供給燃
   料量が所定の最小燃料量よりも少ないときに燃料追加供
   給制御手段による燃料の追加供給を禁止する追加供給禁
   止手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置
   。
2. （２）前記追加供給禁止手段で追加供給が禁止された追
   加供給燃料量を積算して記憶し、この積算記憶した追加
   供給燃料量と前記追加供給燃料量演算手段で演算した最
   新の追加燃料供給量との加算量を、前記燃料追加供給制
   御手段で制御する追加供給燃料量として補正設定する追
   加燃料供給量加算補正手段を設けたことを特徴とする請
   求項１記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
3. （３）前記追加供給禁止手段で追加供給が禁止された追
   加供給燃料量を積算して記憶し、この積算記憶した追加
   供給燃料量を、機関回転に同期して行われる主たる燃料
   供給量に加算補正する主燃料供給量補正手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の内燃
   機関の燃料供給制御装置。