JPH05202783A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、
内燃機関の過渡運転時において、壁面付着量補正によっ
て発生する燃費性能の悪化および空燃比荒れに伴うエミ
ッションの悪化を防止することを目的とする。 【構成】３０°ＣＡ毎に０〜２３までカウントアップさ
れるＣＣＲＮＫに基づいて、ステップ２１０にて各気筒
のクランク角度ＮＣＡｎを算出し、ステップ２１２にて
ＮＣＡｎの値から吸気ＴＤＣの気筒があるか否かを判定
する。吸気ＴＤＣの気筒がある場合には、ステップ２１
６〜２２４で壁面付着量補正量ＦＭＷを算出し、ステッ
プ２１２，２２６，２２８により算出されたＦＭＷの燃
料を壁面付着をもたらさない吸気同期噴射により噴射実
行する。吸入空気量に応じた基本燃料噴射量ＴＡＵはス
テップ２３０で算出し、ステップ２３２〜２３８によ
り、霧化、即ち燃焼性の良い吸気非同期噴射で噴射す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に係り、特に加速時における吸気通路壁面の付着燃
料の増加分に対応する加速増加燃料量を考慮した内燃機
関の燃料噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子制御式燃料噴射装置を備えた内燃機
関では、機関回転数と吸気管圧力（または吸入空気量）
とから基本燃料噴射量を演算し、機関排気通路に設けた
酸素濃度検出センサにより検出した排気ガス中の酸素濃
度値に応じて上記基本燃料噴射量を補正し、その補正後
の燃料噴射量だけ燃料噴射弁により燃料噴射を実行し
て、機関燃焼室に供給される混合気の空燃比を目標値と
するようフィードバック制御を行っていることは周知の
通りである。

【０００３】ここで、燃料噴射弁から噴射された燃料は
全て内燃機関の吸気通路を通る空気流に混合されるわけ
ではなく、実際には噴射燃料の一部が吸気通路の内壁面
や、吸気弁およびその付近の壁面に付着する。その壁面
付着量はサージタンク内圧やポート部壁面温度、燃料の
揮発性（燃料性状）などによる燃料の気化率の違いや、
内燃機関が定常で運転されている時、夫々の運転条件の
理論空燃比で燃焼させるために供給しなければならない
燃料噴射量の多少等により異なる。

【０００４】従って、特に加速時等の過渡運転時にあっ
ては、吸気管圧力が急激に変化するため、上記の燃料の
壁面付着量が過渡運転開始直後に大きく変化し、その後
徐々に定常値に近づく傾向を示す。そのため、上記空燃
比フィードバック制御を行っても過渡運転時においては
空燃比を目標値に制御することができない。

【０００５】一方、加速時等の過渡運転時においては実
際より少ない吸入空気量が検出されて要求値よりも少な
い基本燃料噴射量が演算され、空燃比の制御上、問題と
なっていたが、近年、スロットルアングルＴＡと機関回
転数ＮＥとから吸入空気量を正確に推定する方法が知ら
れている。この方法によれば、過渡運転時においても実
際の吸入空気量を正確に求めることができ、吸入空気量
に対応して求められる基本燃料噴射量も正確に求めるこ
とができる。

【０００６】このように吸入空気量に対応する基本燃料
噴射量は常に正確に求められているため、加速時等の過
渡運転時において、上記空燃比フィードバック制御を実
行しても、なお過渡的に増減が必要な燃料噴射量を要求
する要因は、先に述べた燃料の壁面付着量の増減分のみ
にあると考えることができる。従って、従来では壁面付
着量の増減分を補う壁面付着量補正量を演算し、この壁
面付着量補正量を上記基本燃料噴射量に加算補正して実
際の燃料噴射を実行している（特開昭６３−２１５８４
８号公報）。

【０００７】そして更に従来においては、上記基本燃料
噴射量を上記壁面付着量補正量およびその他の補正項で
補正して求められた実際の燃料噴射量の全量を、吸気行
程前の吸気バルブの閉弁期間中に噴射するように制御し
ている（吸気非同期噴射モード）。この吸気非同期噴射
モードによる燃料噴射（以下、単に吸気非同期噴射とい
う）によれば、吸気バルブ開弁初期における微小開口か
らの高速吸気流により燃料の霧化が促進され、噴射燃料
の燃焼性およびエミッションを向上させることができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来構成において行わ
れている吸気非同期噴射は、上記の如く燃焼室へ供給さ
れる燃料の霧化が良く、エミッションが良好となるもの
の、その反面、燃料が空気流のない吸気通路内に噴射さ
れるため、燃料が吸気通路および吸気バルブの壁面に付
着し易くなる。そして、従来の燃料噴射制御装置では、
上述したように壁面付着量補正量が加算補正された燃料
噴射量の全量が、上記特性を有する吸気非同期噴射で噴
射実行されている。

【０００９】従って、従来の燃料噴射制御装置における
内燃機関の加速時において、燃料の壁面付着量の増加に
伴う空燃比リーンを防止するために壁面付着量補正量を
増量すると、これによって増量された燃料噴射量の全量
が吸気非同期噴射で噴射実行されるため、壁面付着量補
正量の中にも壁面に付着する燃料分が多分に存在してし
まう。このため、壁面付着量補正量は、上記リーンを防
止するための燃料の他に、壁面付着量補正量中における
壁面付着分をも見込んで余分に算出されなければならな
い。このように、従来の燃料噴射制御装置によれば、加
速時のリーン状態は防止されるものの、壁面付着量補正
量中の壁面付着分を見込んだ分、燃料を余分に噴射する
必要があり、その分、燃費性能が悪化する。

【００１０】また、壁面付着量補正量中の壁面付着分の
燃料は、加速運転終了時や減速運転時に壁面付着量補正
量の低下に伴って燃焼室に入り、この時の混合気をリッ
チ状態とする。このため、加速運転終了時において空燃
比荒れが発生し、これによるエミッションの悪化が発生
する。

【００１１】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、壁面付着量補正量分の燃料を吸気行程に同期させ
て噴射することにより、内燃機関の加速時において、壁
面付着量補正量の増量によって発生する燃費性能の悪
化、空燃比荒れ、およびエミッションの悪化を防止した
内燃機関の燃料噴射性能装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は図１に示す如き原理構成とする。同図中、
内燃機関１の吸入空気量に応じた基本燃料量を算出する
基本燃料量算出手段２と、加速時における吸気通路３の
壁面への付着燃料の増加分に対応する加速増加燃料量を
算出する加速増加燃料量算出手段４とを有し、前記内燃
機関１の１サイクル中に、少なくとも前記基本燃料量と
前記加速増加燃料量との合計量を燃料噴射弁５より吸気
通路３に噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置におい
て、前記基本燃料量を吸気弁６の閉弁時に噴射する吸気
非同期噴射モード７ａによって噴射し、前記加速増加燃
料量を前記吸気弁６の開弁時に噴射する吸気同期噴射モ
ード７ｂによって噴射する噴射制御手段７を設けた構成
である。

【００１３】

【作用】本発明において、噴射制御手段７は加速増加燃
料量を吸気同期噴射モード７ｂによって噴射することに
より、加速増加燃料量分の燃料は、燃料噴射弁５から噴
射されると同時に吸入空気流に混合され、吸気通路３内
の壁面に付着することが防止される。そのため、加速増
加燃料量は、加速増加燃料量分の燃料の中における壁面
付着分を見込んで余分とする必要がなくなり、その分従
来に比べて加速増加燃料量を減量することができる。ま
た、加速増加燃料量中における壁面への付着燃料が無く
なるため、加速運転終了時において上記付着燃料が燃焼
室へ吸入されることがなくなり、これによる空燃比荒れ
が防止される。

【００１４】吸気同期噴射モード７ｂによる燃料噴射
は、混合気形成において燃料の霧化が悪く、燃焼性の悪
化、これによるエミッションの悪化をもたらすが、本発
明では、基本燃料噴射量分の燃料を、上記の如く霧化の
良い吸気非同期噴射モード７ａで噴射することにより、
上記の如く加速増加燃料量分の燃料を吸気同期噴射モー
ド７ｂで噴射した場合であっても燃焼性が補償され、エ
ミッションの悪化を防止することができる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１６】図２は本発明が適用される内燃機関（エン
ジン）およびその周辺装置の一実施例を表している。本
実施例のエンジンおよびその周辺装置は車両の走行用と
して車両に搭載されているものである。

【００１７】図２中、１１は機関本体、１２はピスト
ン、１３はシリンダ、１４は点火プラグ、１５は吸気バ
ルブ、１６は排気バルブ、１７は排気マニホールド、１
８は排出ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ、１９
は機関冷却水温度を検出する水温センサである。

【００１８】吸気系統においては、図中、２１はエアク
リーナ、２２は吸気管負圧を測定する圧力センサ、２４
は吸気通路２３に介装されるスロットルバルブ、２５は
スロットルバルブ２４をバイパスするバイパス吸気通
路、２６はバイパス吸気通路２５に介装され制御装置３
０からの指令により所定のデューティ比でのパルス信号
によりその開度をオンオフ制御されるアイドルスピード
コントロールバルブ（ＩＳＣＶ）、２７はスロットルバ
ルブ２４の開度に応じた信号を出力するスロットルポジ
ションセンサ、２８は吸気マニホールド、２９は燃料噴
射弁、３１は吸入空気の温度を検出する吸気温センサで
ある。

【００１９】点火系統においては、図中、３３は点火コ
イルの二次側から点火に必要な高電圧を出力するイグナ
イタ、３４は図示しないクランクシャフトに連動しイグ
ナイタ３３で発生した高電圧を各気筒の点火プラグ１４
に分配供給するディストリビュータ、３５はディストリ
ビュータ３４の１回転（７２０°ＣＡ）につき２４回
（３０°ＣＡにつき１回）のパルス信号を出力する回転
角センサ、３６はディストリビュータ３４の１回転につ
き１回のパルス信号を出力する気筒判別センサである。
制御装置３０は、マイクロコンピュータからなり、各種
センサからの信号を入力すると共に、これらの入力信号
に基づいて所定の演算、制御を行うことにより、各種ア
クチュエータに所定の信号を出力するようにしている。

【００２０】図３は制御装置３０の具体的な構成要素を
示している。同図中、図２と同一構成部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。同図中、中央処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）４０は、各センサから出力されるデータを
制御プログラムに従って入力、演算すると共に、燃料噴
射弁２９、ＩＳＣＶ２６、イグナイタ３３等の各種アク
チュエータを制御するための処理を行うようになってい
る。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）４１は、前記制御プ
ログラム、点火時期演算マップ等のデータを格納する記
憶装置であり、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４２
は、各センサから出力されるデータや演算制御に必要な
データを一時的に読み書きする記憶装置であり、バック
アップランダムアクセスメモリ（バックアップＲＡＭ）
４３は、図示しないイグニッションスイッチがオフにな
っても機関駆動に必要なデータ等がバッテリー電源によ
りバックアップされる記憶装置である。

【００２１】また入力部４４は酸素センサ１８、圧力セ
ンサ２２等の各センサの出力信号を図示しない波形整形
回路により波形整形し、この信号を図示しないマルチプ
レクサによりＣＰＵ４０に選択的に出力するようにして
いる。入力部４４では、各センサからの出力信号がアナ
ログ信号であればこれをＡ／Ｄコンバータ４６によりデ
ジタル信号に変換する。入出力部４５は、エンジン回転
数ＮＥの信号の基となる回転角センサ３５の出力信号
や、気筒判別センサ３６等の出力信号を波形整形回路に
より波形整形し、この信号を入力ポートを介してＲＡＭ
４２等に書き込む。また入出力部４５は、ＣＰＵ４０の
指令により出力ポートを介して駆動する駆動回路により
燃料噴射弁２９、ＩＳＣＶ２６、イグナイタ３３等を所
定のタイミングで駆動する。バスライン４７は、前記Ｃ
ＰＵ４０、ＲＯＭ４１等の各素子および入力部４４に接
続されるＡ／Ｄコンバータ４６、入出力部４５を結び各
種データを送るものである。

【００２２】制御装置３０は、例えばスロットルポジシ
ョンセンサ２７からの検出信号、ディストリビュータ３
４からのエンジン回転数ＮＥの信号等に基づいて、後述
するように運転条件に応じた燃料噴射量、噴射時期を制
御する他、その他の各センサから入力される検出データ
に基づいて点火時期、ＩＳＣＶ２６の弁開度等を演算し
てこれらを制御するようにしている。

【００２３】上記構成の制御装置３０内のＣＰＵ４０
は、ＲＯＭ４１内に格納されたプログラムに従い、以下
に説明するフローチャートの処理を実行し、前記した基
本燃料量算出手段２と、加速増加燃料量算出手段４と、
噴射制御手段７とをソフトウェア処理にて実現する。

【００２４】次に、本発明装置の一実施例の要部を構成
する制御プログラムとして、予測吸気管圧力ＰＭＦＷＤ
算出ルーチン、燃料噴射制御ルーチンについて説明す
る。

【００２５】図４は上記の予測吸気管圧力ＰＭＦＷＤの
算出ルーチンのフローチャートを示す。ここで予測吸気
管圧力ＰＭＦＷＤとは、エンジン回転数ＮＥ、スロット
ル開度ＴＡから推定される吸気弁閉弁時点における予測
吸気管圧力の値である。吸気管２３の圧力センサ２２の
センサ値から燃料噴射量を算出していた従来の燃料噴射
制御装置においては、特に加速時等の過渡運転時におい
てセンサ自体の検出遅れ等によりセンサ値自体が実際の
値から外れてしまうため、過渡運転時の空燃比を正確に
制御することが困難であった。そこで、過渡運転時に正
確な吸入空気量を把握するために上記ＰＭＦＷＤが必要
となる。このＰＭＦＷＤによれば、実際に吸入された吸
入空気量、およびこの吸入空気量に対してこれを理論空
燃比とする基本燃料噴射量が遅れなしで正確に求められ
るため、過渡運転時の空燃比のズレは、燃料の吸気通路
内における壁面付着量の増減のみに起因するものである
と考えることができる。従って、後述する壁面付着量補
正ＦＭＷを正確に求めることにより、過渡運転時の空燃
比を従来に比べてより正確に制御することが可能とな
る。

【００２６】このＰＭＦＷＤ算出ルーチンは例えば８ms
ec毎に割り込み起動されるルーチンで、起動後まずステ
ップ１０１において、上記回転角センサ３５の出力信号
により形成されたエンジン回転数ＮＥ、スロットルポジ
ションセンサ２７により検出されたスロットル開度Ｔ
Ａ，及び圧力センサ２２で検出された現在の吸気管圧力
ＰＭ₀ がＣＰＵ４０に取り込まれる。

【００２７】続いてステップ１０２にて、図５に示すマ
ップから上記取り込んだエンジン回転数ＮＥとスロット
ル開度ＴＡとに対応する定常状態での吸気管圧力ＰＭＴ
Ａを算出し、更にステップ１０３にて、図６に示すマッ
プから上記エンジン回転数ＮＥと定常状態での吸気管圧
力ＰＭＴＡ（スロットル開度ＴＡでも可）とに対応する
重み付け係数ｎを算出する。

【００２８】次にステップ１０４に進み、レジスタＰＭ
ＳＭ１に記憶されている前回演算した加重平均値ＰＭＳ
Ｍ_i-1 を読み出した後、ステップ１０５では、次式に基
づいて今回の加重平均値ＰＭＳＭ_i を算出し、更に、ス
テップ１０６にて、その値をレジスタＰＭＳＭ１に記憶
し直す。

【００２９】 ＰＭＳＭ_i ＝｛（ｎ−１）ＰＭＳＭ_i-1 ＋ＰＭＴＡ｝／ｎ ……(1) 続いてステップ１０７にて、現時点から吸気管圧力予測
時点までの時間Ｔmsecを図４のルーチンの演算周期Δｔ
（＝８msec）で除算することにより演算回数Ｔ／Δｔを
算出する。この予測時間Ｔmsecは、図７に示すように、
現時点から吸入空気量確定までの時間、即ち現時点から
吸気弁が閉じるまでの時間を採用することができる。ま
た、各気筒独立に燃料を噴射しない場合には燃料噴射弁
２９から燃焼室３７までの燃料の飛行時間等も考慮して
決定されるが、現時点から予測先までのクランク角が同
一であってもこの予測時間Ｔmsecはエンジン回転数が速
くなると短くなるのでエンジン回転数等の運転条件によ
って可変とすることが好ましい（例えば、エンジン回転
数が速くなるに従って短くする）。

【００３０】次にステップ１０８にてレジスタＰＭＳＭ
１に記憶されている値を加重平均値ＰＭＳＭ_i-1 とした
後、ステップ１０９にて演算回数Ｔ／Δｔ回上式(1) の
演算を繰り返して実行し、更にステップ１１０にて、こ
の演算した値ＰＭＳＭ_i をレジスタＰＭＳＭ２に記憶す
る。

【００３１】このように加重平均値を繰り返して実行す
ることにより、最新の加重平均値は定常運転状態での吸
気管圧力値に近づくので、加重平均値の演算回数を上記
のように定めることにより現時点からＴmsec先の吸気管
圧力（現時点より定常状態に近い状態での吸気管圧力）
に近い値を演算することができる。

【００３２】続くステップ１１１では、レジスタＰＭＳ
Ｍ２に記憶された値（演算による予測時点での吸気管圧
力ＰＭＳＭ２）からレジスタＰＭＳＭ１に記憶された値
（演算による現時点での吸気管圧力ＰＭＳＭ１）を減算
して圧力差ΔＰを求め、次のステップ１１２において、
測定された現在の吸気管圧力（現在の測定値）ＰＭ₀ と
圧力差ΔＰとを加算した値を、吸気弁閉弁時点における
吸気管圧力の予測値ＰＭＦＷＤとする。

【００３３】次に燃料噴射制御ルーチンについて説明す
る。図８は本発明の一実施例の要部の燃料噴射制御ルー
チンを示すフローチャートで、前記した基本燃料量算出
手段２と、加速増加燃料量算出手段４と、噴射制御手段
７とを夫々実現する。図８に示す燃料噴射制御ルーチン
はクランクシャフトの３０°ＣＡ回転毎に割り込み起動
されるものであり、ルーチンが起動されると先ずステッ
プ２０２にて、Ｇ信号直後か否かの判定が行われる。Ｇ
信号直後である場合にはステップ２０４に進み、カウン
タＣＣＲＮＫを０（ゼロ）とする。

【００３４】ここで、Ｇ信号とは、図９に示すように７
２０°ＣＡ毎に出力されるパルス信号であり、これには
上記気筒判別センサ３６の出力信号が使用される。ま
た、カウンタＣＣＲＮＫはクランクシャフトの回転変位
に対応するカウンタであり、図９に示すように、Ｇ信号
直後において上記の如く０とされ、それ以降のルーチン
通過時においては、ステップ２０２からステップ２０６
に進んで１づつカウントアップされる。本実施例は６気
筒Ｖ型エンジンにおける実施例であり、Ｇ信号直後の時
点で＃１気筒が吸気ＴＤＣ（これから吸気行程が始まる
ピストンの上死点状態）となり、それ以降１２０°ＣＡ
毎に＃２〜＃６気筒が順次吸気ＴＤＣとなるように構成
されている。そして、ＣＣＲＮＫが２３までカウントア
ップされた時点で７２０°ＣＡ毎のＧ信号が出力され、
次のルーチン通過時においてＣＣＲＮＫが再び０とされ
る。それ以降ＣＣＲＮＫは７２０°ＣＡ毎に０〜２３の
値を繰り返す。また、図９中、ＮＥ信号は３０°ＣＡ毎
に出力されるパルス信号で、これには上記回転角センサ
３５の出力信号が使用される。

【００３５】次のステップ２０８では、エンジン回転数
ＮＥ、上述した予測吸気管圧力ＰＭＦＷＤ（ＰＭ）、水
温センサ１９による冷却水温度ＴＨＷのエンジンデータ
を読み込む。続くステップ２１０では、＃１〜＃６の各
気筒のクランク角度ＮＣＡｎ（ｎ＝１〜６，単位：°Ｂ
ＴＤＣ）を、各気筒夫々の吸気ＴＤＣを０°ＢＴＤＣと
した角度として算出する。このＮＣＡｎの値は上記カウ
ンタＣＣＲＮＫの値から算出されるものであり、よって
ＮＣＡｎは実際の正確なクランク角度ではなく、３０°
ＣＡ毎の値で表されている。

【００３６】次にステップ２１２では、各気筒のクラン
ク角度ＮＣＡｎにより、＃１〜＃６気筒のうち、いずれ
かの気筒に吸気ＴＤＣの状態のものがあるか否かを判定
する。図９に示すＣＣＲＮＫの値から分かるように、１
２０／３０°ＣＡ＝４回のルーチン通過毎にいずれかの
気筒が吸気ＴＤＣとなっている。吸気ＴＤＣの状態の気
筒がある場合にはＹＥＳ側に進み、後述するステップ２
１４〜２２８により、燃料の吸気通路内の壁面付着量の
増減分を補う上記壁面付着量補正量ＦＭＷの燃料噴射制
御を実行する。従って、本実施例における壁面付着量補
正量ＦＭＷは、前記した本発明における加速増加燃料量
に該当するものである。

【００３７】先ずステップ２１４ではステップ２１２で
吸気ＴＤＣが判定された気筒番号ｎをｋとする。次のス
テップ２１６では、その時のエンジン運転状態における
定常運転時の燃料壁面付着量ＱＭＷを算出する。本実施
例では上記エンジン運転状態として、予測吸気管圧力Ｐ
ＭＦＷＤ（ＰＭ）と壁面温度に大略対応する冷却水温度
ＴＨＷを採り上げている。具体的には、標準温度、定常
運転状態におけるＰＭとＱＭＷとのマップを記憶してお
き、このマップからその時のＰＭに基づいてＱＭＷ₁ を
算出し、このＱＭＷ₁ に対してその時の冷却水温度ＴＨ
Ｗによる補正を行ってＱＭＷを算出する。尚、ＱＭＷを
補正するエンジン運転状態の他の要素としては、壁面に
付着しているデポジットの量、エンジン回転数ＮＥ等が
ある。

【００３８】次にステップ２１８では、ステップ２１６
で求められた今回のＱＭＷと、ｋ番気筒の前回の吸気Ｔ
ＤＣ時（７２０°ＣＡ前）に算出したＱＭＷ（ＱＭＷＯ
ＬＤｋとしてある）との差を算出して、その値をＤＬＱ
ＭＷｋとする。続くステップ２２０では今回のＱＭＷを
ＱＭＷＯＬＤｋに置き換えて、次回のｋ番気筒の吸気Ｔ
ＤＣ時におけるルーチン処理に備える。

【００３９】次のステップ２２２では次式により、前記
加速増加燃料量に該当する壁面付着量補正量ＦＭＷを算
出する。

【００４０】 ＦＭＷ＝ＤＬＱＭＷｋ×Ａ＋ＱＴＲＡＮｋ×Ｂ ……（２） ここで、上式（２）について説明する。上記ステップ２
１６，２１８で求められたＤＬＱＭＷｋを一度に補正量
ＦＭＷとして加速時の増量補正を行うロジック（ＦＭＷ
＝ＤＬＱＭＷｋ）とすると、ＰＭＦＷＤ（ＰＭ）が、前
回の行程に対して変化があった時にその変化量に応じた
補正量ＦＭＷが生じ、ＰＭが定常になると補正量ＦＭＷ
は０（ゼロ）となる。しかし、実際のエンジンの増量要
求はＰＭが安定した後もしばらく継続するのが普通であ
り、この傾向は冷間時においてより顕著となる。これ
は、ＰＭが変化した場合に、燃料の壁面付着はその時の
ＰＭによって決まる安定量にすぐには達することができ
ず、かなりの回数の噴射が行われるうちに最終的な付着
量に安定するためである。上記ロジック（ＦＭＷ＝ＤＬ
ＱＭＷｋ）で噴射を行ったとすると、ＰＭが変化してい
る間は、増量分のうちのかなりの量が壁面に付着してい
ることができずに燃焼室内に吸い込まれるため、混合気
はリッチ状態となり、また、ＰＭ安定後は補正量ＦＭＷ
がなくなる一方、壁面付着は未だ安定量に達していない
ため、しばらくの間は基本燃料噴射量分の一部分が壁面
に付着してしまい、ややリーンの傾向となる。

【００４１】従って、加速時等の過渡運転時においてエ
ンジンの要求する増量波形を作るために、一行程間の上
記ＤＬＱＭＷを、直ちに補正量ＦＭＷに反映させる即時
補正分と、ＱＭＷの変化量が発生した後、しばらくの
間、噴射に少しずつ補正を加えていくテーリング分とに
分け、この両者を加えた量を最終的な壁面付着補正量Ｆ
ＭＷとしている。即ち、上式（２）において、ＤＬＱＭ
Ｗｋのうちの即時に補正する割合を即時補正率Ａとした
ＤＬＱＭＷｋ×Ａが即時補正項であり、テーリング分と
して貯える項ＱＴＲＡＮｋに、徐々に補正に反映させて
いく割合である減衰率Ｂを乗算したＱＴＲＡＮｋ×Ｂが
テーリング項である。

【００４２】そして、上記ＱＴＲＡＮｋは次のステップ
２２４にて次式のように算出される。

【００４３】 ＱＴＲＡＮｋ＝ＤＬＱＭＷｋ×（１−Ａ）＋ＱＴＲＡＮｋ×（１−Ｂ） ……（３） 上式（３）において、ＤＬＱＭＷｋ×（１−Ａ）の部分
は、今回のＤＬＱＭＷｋのうち、今回の噴射の補正量Ｆ
ＭＷに反映しなかった分であり、ＱＴＲＡＮｋ×（１−
Ｂ）の部分は、前回までに貯えていたＱＴＲＡＮｋのう
ち、今回のＦＭＷに反映させた後の残り分である。即
ち、上式（３）により、即時補正項の残りの分と、テー
リング分のうち補正に反映されなかった残りの分とが加
えられてテーリング分ＱＴＲＡＮｋが更新され、次回の
ステップ２２２によるＦＭＷの算出に備える。図１０
（Ａ）〜（Ｆ）夫々はエンジン加速時におけるＰＭＦＷ
Ｄ（ＰＭ）の変化と、上式（２），（３）中の代表的な
項の状態を示した図である。上記の如く、ＰＭＦＷＤの
変化に対応して変化する燃料壁面付着量の変化量ＤＬＱ
ＭＷｋを即時補正項（図１０（Ｃ）に示す）とテーリン
グ項（図１０（Ｅ）に示す）とに分けてＦＭＷを形成す
ることにより、最終的に得られるＦＭＷの波形（図１０
（Ｆ）に示す）は、上述した過渡運転時においてエンジ
ンの要求する増量波形に対応した波形となる。

【００４４】次のステップ２２６では、今回吸気ＴＤＣ
にあるｋ番気筒の燃料噴射弁に対して噴射開始実行命令
を出し、続くステップ２２８で噴射時間を設定するタイ
マＴＩＭＩＮＪｋにセットされた上記壁面付着補正量Ｆ
ＭＷ分の燃料が噴射された時点で燃料噴射が終了する。

【００４５】以上のようにステップ２１４〜２２８の処
理内容により、壁面付着補正量ＦＭＷ分のみの燃料が、
図１１に示す吸気同期噴射で吸気バルブ１５の開弁期間
中に噴射される。この場合、ＦＭＷ分の燃料は噴射され
ると同時に吸気マニホールド２８内の吸入空気流に混合
され、吸気バルブ１５や吸気マニホールド２８の壁面に
付着することなく燃焼室３７内に供給される。このよう
に、上記ステップ２１６〜２２４の処理内容により前記
加速増加燃料量算出手段４が実現される。また、ステッ
プ２１２およびステップ２２６，２２８の処理内容によ
り、前記加速増加燃料量である壁面付着量補正量ＦＭＷ
の燃料が吸気同期噴射モード７ｂで噴射実行され、前記
噴射制御手段７の一部分が実現される。

【００４６】上記ステップ２１４〜２２８の処理を終了
した後、或いはステップ２１２にてＮＯの判定が行われ
た場合、後述するステップ２３０〜２３８の処理により
前記基本燃料量に該当する基本燃料噴射量ＴＡＵの噴射
制御を実行する。

【００４７】先ずステップ２３０では、従来と同様、エ
ンジン回転数ＮＥと予測吸気管圧力ＰＭＦＷＤ（ＰＭ）
の２元マップより、各種補正を含めない上記基本燃料噴
射量ＴＡＵを算出する。続くステップ２３２では、次式
により、燃料噴射終了時点が吸気ＴＤＣ前６０°ＢＴＤ
Ｃとなるように、上記ＴＡＵの値に応じた噴射開始する
べきクランク角度ＩＣＲＮＫ（単位：°ＢＴＤＣ）を算
出する。

【００４８】 ＩＣＲＮＫ＝〔ＴＡＵ×ＮＥ×３６０／（６０×１０００）〕＋６０ ……（４） 上式（４）において、ＮＥ×３６０／（６０×１００
０）の部分は、基本燃料噴射量ＴＡＵを、その分の燃料
噴射に必要なクランク角度に変換する部分である。ま
た、最後に加算される６０により、ＩＣＲＮＫは燃料噴
射終了時点が必ず吸気ＴＤＣ前６０°ＢＴＤＣとなるよ
うに設定されている。

【００４９】次のステップ２３４では、上記ステップ２
１０で求めた各気筒の現在のクランク角度ＮＣＡｎと、
次の３０°ＣＡ回転されたクランク角度ＮＣＡｎ−３０
（ｎ＝１〜６）との間に、上記ステップ２３２で算出し
たＩＣＲＮＫがあるか否かを＃１〜＃６の全気筒につい
て判定する。いずれかの気筒に、上記範囲内にＩＣＲＮ
Ｋがある場合にはＹＥＳ側に進み、ステップ２３６にて
今回上記範囲内にＩＣＲＮＫがある気筒ｎの燃料噴射弁
に対して噴射開始実行命令を出す。そして続くステップ
２３８で噴射時間を設定するタイマＴＩＭＩＮＪｎに上
記基本燃料噴射量ＴＡＵをセットして今回のルーチンを
終了する。

【００５０】タイマＴＩＭＩＮＪｎにＴＡＵをセットす
ることにより、ＴＡＵ分の燃料が、図１１に示すように
ＩＣＲＮＫのクランク角度から吸気ＴＤＣ前６０°ＢＴ
ＤＣの期間において噴射される。また、ステップ２３４
にて、いずれの気筒においても上記範囲内にＩＣＲＮＫ
がない場合にはＮＯ側へ進み、ＴＡＵの燃料噴射は行わ
ずにそのまま今回のルーチンを終了する。

【００５１】上記ＩＣＲＮＫから吸気ＴＤＣ前６０°Ｂ
ＴＤＣの期間は、図１１に示すように吸気バルブ１５の
閉弁期間中であるため、基本燃料噴射量ＴＡＵの燃料噴
射は、従来と同様に吸気バルブ１５の開弁初期における
良好な霧化を期待しての吸気非同期噴射により実行され
る。尚、この吸気非同期噴射は、エンジンに所定値以上
の加速要求があった時にクランク角度に関係なく燃料を
噴射する加速時非同期噴射（後述する図１２参照）とは
全く別のものである。

【００５２】以上のように、上記ステップ２３０の処理
内容により前記基本燃料量算出手段２が実現され、ステ
ップ２３２〜２３８の処理内容により、基本燃料量であ
る基本燃料噴射量ＴＡＵの燃料が吸気非同期噴射モード
７ａで噴射実行される。従って、ステップ２３２〜２３
８の処理は、付着燃料量補正量ＦＭＷの燃料を吸気同期
噴射モード７ｂで噴射実行する上述したステップ２１
２，２２６，２２８の処理と共に噴射制御手段７を実現
する。

【００５３】以上のように図８に示す燃料噴射制御ルー
チンによれば、壁面付着量補正量ＦＭＷの燃料は吸気同
期噴射により吸気マニホールド２８および吸気バルブ１
５の壁面等に付着することなく燃焼室３７内に供給さ
れ、補正量ＦＭＷ中における壁面付着分が無くなる。こ
のため、壁面付着量補正量ＦＭＷは、従来の如く補正量
ＦＭＷ中の壁面付着分を見込んで余分に算出する必要が
なくなり、基本燃料噴射量ＴＡＵ中の壁面付着量の増減
分のみを補正する最小値とすることができる。その結
果、実際の燃料噴射量全体の量を従来に比べて減量する
ことができ、燃費性能の向上を図ることができる。

【００５４】また、補正量ＦＭＷ中における壁面付着分
が無いため、従来の如く過渡運転終了時においても、補
正量ＦＭＷ中における壁面付着分が燃焼室へ吸入される
状況がなくなり、これによる空燃比荒れ、および空燃比
荒れに伴うエミッションの悪化を防止することができ
る。

【００５５】また、吸気同期噴射による燃料噴射は、一
般に混合気形成において燃料の霧化が悪く、燃焼性の悪
化、これによるエミッションの悪化をもたらすが、本実
施例では、量的に補正量ＦＭＷよりも格段に多い基本燃
料噴射量ＴＡＵの燃料を、上記の如く霧化の良い吸気非
同期噴射で噴射するため、燃焼性が補償され、エミッシ
ョンの悪化を防止することができる。

【００５６】尚、本発明には直接関係ないが、燃料噴射
制御として従来より知られている加速時非同期噴射制御
も行っている。図１２は加速時非同期噴射制御ルーチン
を示すフローチャートである。この加速時非同期噴射制
御は、エンジンに所定値以上の加速要求があった時、即
ちスロットルバルブの急開時に基本燃料噴射量（ＴＡ
Ｕ）の増量噴射の制御が間に合わず、一時的に急激なリ
ーン状態となってしまうことを防止するものである。

【００５７】図１２中、加速時非同期噴射制御が８ｍｓ
ｅｃ毎に割り込み起動されると、先ずステップ３０２に
おいて、エンジン回転数ＮＥ、吸気管圧力ＰＭ、冷却水
温度ＴＨＷ、スロットルバルブ開度ＴＡのエンジンデー
タを読み込む。次のステップ３０４では今回のルーチン
通過時のスロットルバルブ開度ＴＡ_j から前回のルーチ
ン通過時のスロットルバルブ開度ＴＡ_j-1 を減算して変
化量ＤＬＴＡを算出する。次のステップ３０６では、Ｄ
ＬＴＡ≧５°／８ｍｓｅｃの判定を行い、ＹＥＳの場
合、即ちスロットルバルブの開度に所定量以上の大きな
変化があった場合にはステップ３０８に進み、ここで、
加速時非同期噴射の実行禁止フラグＸＸＡＳＹの内容を
チェックする。ステップ３０８にてＸＸＡＳＹ＝０であ
り、加速時非同期噴射の実行が許可されている場合には
ステップ３１０に進み、ここでＤＯＡＳＹを１として加
速時非同期噴射の実行命令を出す。続くステップ３１２
ではＸＸＡＳＹを１として次回以降の加速時非同期噴射
を禁止する。最後のステップ３１４では、ＴＡ_j をＴＡ
_j-1 と置き換えて次回のルーチン時に備える。

【００５８】図１２に示す例では、ステップ３１０にて
加速時非同期噴射を実行すると次のステップ３１２でＸ
ＸＡＳＹが１とされ、次回ルーチン時のステップ３０８
ではＹＥＳ側に進むため、加速時非同期噴射は１回の加
速期間中に１回のみ実行される。尚、上記制御において
加速時非同期噴射による噴射量は、固定値（数ｍｓｅ
ｃ）とされている。

【００５９】ステップ３０６でＮＯの場合、即ちスロッ
トルバルブの開度が所定量以下の小さな変化であった場
合にはステップ３１６に進み、ここで、ＤＡＴＡ≦０°
／８ｍｓｅｃの判定を行う。ＹＥＳの場合、即ちエンジ
ンが定常または減速運転状態である場合にはステップ３
１８に進み、ここで上記ＸＸＡＳＹを０として、次回の
加速時における加速時非同期噴射の実行を許可する。ス
テップ３１６でＮＯの場合には、そのままステップ３１
４を処理して今回のルーチンを終了する。

【００６０】上記構成の加速時非同期噴射制御によれ
ば、５°／８ｍｓｅｃ以上のスロットルバルブ急開が行
われた場合に、クランクシャフトの回転位置に関係なく
１回の加速時非同期噴射が即実行され、これによって空
燃比が強制的にリッチ側とされるため、上述したスロッ
トルバルブ急開時の急激なリーン状態を防止するとこが
できる。

【００６１】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、加速増加
燃料量分の燃料が吸気同期噴射モードで噴射されて、加
速増加燃料量分の燃料中における壁面付着分が無くなる
ため、加速増加燃料量は基本燃料量中における壁面付着
量の増加分のみを補正する最小値とすることができ、従
来に比べて燃費性能の向上を図ることができる。また、
加速増加燃料量中における壁面付着分が無いため、従来
の如く過渡運転終了時において加速増加燃料量中におけ
る壁面付着分の燃料がその後の空燃比に影響を及ぼすこ
とが防止され、過渡運転終了時における空燃比荒れや、
空燃比荒れに伴って発生するエミッションの悪化を防止
することができる。

【００６２】また、吸入空気量に応じた基本燃料量は、
霧化の良い吸気非同期噴射モードで噴射されるため、上
記の如く加速増加燃料量を霧化の悪い吸気同期噴射モー
ドによって噴射した場合でも、燃焼性が補償され、これ
によるエミッションの悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図３】図２中の制御装置のハードウェア構成を示す図
である。

【図４】本発明の一実施例の要部の予測吸気管圧力ＰＭ
ＦＷＤの算出ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】図４に示すＰＭＦＷＤ算出ルーチンで用いるマ
ップの一例を示す図である。

【図６】図４に示すＰＭＦＷＤ算出ルーチンで用いるマ
ップの他の例を示す図である。

【図７】吸気管圧力の予測時点を説明する図である。

【図８】本発明の一実施例の要部の燃料噴射制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図９】図８に示す燃料噴射制御ルーチンにおけるＧ信
号およびカウンタＣＣＲＮＫを説明するタイムチャート
である。

【図１０】エンジン加速時における予測吸気管圧力ＰＭ
ＦＷＤ、壁面付着量補正量ＦＭＷ、およびＦＭＷを求め
る算出式における各項の状態を示す図である。

【図１１】吸気同期噴射と吸気非同期噴射とを説明する
図である。

【図１２】加速時非同期噴射制御ルーチンを示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 基本燃料量算出手段 ３ 吸気通路 ４ 加速増加燃料量算出手段 ５ 燃料噴射弁 ６ 吸気弁 ７ 噴射制御手段 ７ａ 吸気非同期噴射モード ７ｂ 吸気同期噴射モード １１ 機関本体 １２ ピストン １３ シリンダー １４ 点火プラグ １５ 吸気バルブ １６ 排気バルブ １８ 酸素センサ １９ 水温センサ ２２ 圧力センサ ２３ 吸気通路 ２４ スロットルバルブ ２７ スロットルバルブセンサ ２８ 吸気マニホールド ２９ 燃料噴射弁 ３０ 制御装置 ３５ 回転角センサ ３６ 気筒判別センサ ４０ 中央処理ユニット（ＣＰＵ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸入空気量に応じた基本燃料
   量を算出する基本燃料量算出手段と、加速時における吸
   気通路壁面の付着燃料の増加分に対応する加速増加燃料
   量を算出する加速増加燃料量算出手段とを有し、前記内
   燃機関の１サイクル中に、少なくとも前記基本燃料量と
   前記加速増加燃料量との合計量を燃料噴射弁より吸気通
   路に噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置において、 前記基本燃料量を吸気弁の閉弁時に噴射する吸気非同期
   噴射モードによって噴射し、前記加速増加燃料量を前記
   吸気弁の開弁時に噴射する吸気同期噴射モードによって
   噴射する噴射制御手段を設けたことを特徴とする内燃機
   関の燃料噴射制御装置。