JPS63198743A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - 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噴射制御装置に関し、特に、吸
気通路にスロットル弁とは独立した吸気制御弁が設けら
れた内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、内燃機関の燃焼室内への混合気吸入量の少ない
低回転低負荷域では燃焼状態が悪化する傾向にあり、希
薄混合気の場合には特にそれが顕著になる。この燃焼状
態の悪化を防止する方法の一つに、機関の低回転低負荷
域において吸入混合気に燃焼室内で強力なスワールを発
生させるものがある。そして、吸入混合気に燃焼室ない
で強力なスワールを発生させる方法には、混合気の燃焼
室内への流路中にフィンを設ける方法や、混合気の燃焼
室内への流入速度を速める方法等がある。

この内、混合気の燃焼室内への流入速度を速める方法と
して、例えば、１気筒につき２つの吸気通路および吸気
弁を設けると共に、その一方の吸気通路にはスロットル
弁とは独立して開閉することができる吸気制御弁を設け
、低回転低負荷域ではこの吸気制御弁を閉じて流入速度
を速める方法が実用化されている（例えば特開昭５９−
１９６９３１号公報）。この方法では機関が加速を行な
って高回転高負荷域に移行すると、前記吸気制御弁を開
いて吸入混合気量を増大させて機関の高速運転が円滑に
行われるようになっている。

第５図は前述のように１気筒につき２つ設けた吸気通路
の一方に、スロットル弁とは独立して開閉することがで
きる吸気制御弁を設けた機関において、急加速（実線で
示すスロットル開度↑Ａの立ち上がりが急峻な場合）を
行った場合と、比較的緩やかに加速する緩加速（破線で
示すスロットル開度ＴＡの立ち上がりが緩やかな場合）
を行った場合のトルクＴ、吸気管圧力Ｑの変化を示すも
のである。

第５図（Ｃ）に示すように時刻ｔ１において緩加速を開
始すると、吸気管圧力ＱおよびトルクＴは第５図（ａｌ
、　（ｂ）に示すように緩やかに上昇する。そして、吸
気管圧力Ｑが所定値Ｐに達した時刻ｔ３にて吸気制御弁
が開弁する。この結果、機関の燃焼室に流入する空気量
が増えるので、吸気制御弁開弁直後のトルクＴが急激に
増大する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前記従来の１気筒につき２つ設けた吸気通路
の一方にスロットル弁とは独立して開閉することができ
る吸気制御弁を設けた機関において、前述のように吸気
制御弁が開弁するとトルクＴが増大するが、第６図（こ
の図は第５図（ａｌのＥ部分の拡大図）に示すように、
吸気制御弁開弁時刻ｔ３に達する直前のトルク増加率が
緩加速時と急加速時とでは異なるにもかかわらず、吸気
制御弁開弁直後のトルクＴの増大率は等しくなる。この
場合、機関の急加速時は時刻ｔ３の直前のトルク増大率
は第６図に実線Ｘで示すように比較的大きいので、吸気
制御弁の開弁後のトルクＴの増大率が実線Ｚで示すよう
に大きくてもその変化によるショックは余り感じられな
い。しかしながら、機関の緩加速時は、時刻ｔ３の直前
のトルク増大率は第６図に破線Ｙで示すように比較的緩
やかなので、吸気制御弁の開弁後のトルクＴの増大率が
実線Ｚで示すように大きいと、その変化によるショック
が大きいという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、前記従来の１気筒につき２つ設けた吸
気通路の一方にスロットル弁とは独立して開閉すること
ができる吸気制御弁を設けた機関の、吸気制御弁の開弁
時に起こるトルク変動を防止することができる優れた内
燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する本発明の内燃機関の燃料噴射制御装
置が第１図に示される。

第１図において、開閉検出手段は内燃機関の吸気通路に
設けられたスロットル弁と独立した吸気制御弁の開閉状
態を検出し、負荷検出手段は機関の負荷状態を検出する
。、また、加速検出手段は前記負荷状態の変化により機
関の加速状態を検出し、燃料噴射量減量係数演算手段が
前記加速状態に応じた燃料噴射量減量係数を演算する。

そして、燃料噴射量減算手段が前記吸気制御弁が閉状態
から開状態になった時に前記減量係数に応じて燃料噴射
量を減算する。

〔作　用〕

本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置では、所定周期毎
に機関の加速状態が検出されており、吸気制御弁が閉弁
状態から開弁状態に切り換わったことが検出されると、
前記加速状態に応じて燃料噴射量減量係数がマツプに従
って求められ、この燃料噴射量減量係数により吸気制御
弁切換直後の燃料噴射量が減量される。この燃料噴射量
の減量係数は段階的に大きくされ、この値が所定値を越
えた時点で燃料噴射量が減量されなくなる。

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

〔実施例〕

第２図は本発明の内燃機関の燃料噴射制’＋Ｈ装置の一
実施例の構成を示す全体概略図である。この図において
、４０は機関本体を示しており、機関本体４０に接続す
る吸気通路１２には、車両の運転席に配設されたアクセ
ルペダル（図示せず）と連動して開閉するようにされた
、吸入空気の総流量を制御するためのスロットル弁１４
が設けられている。

スロットル弁１４の下流側の吸気通路１２には、吸気干
渉を防止するためのサージタンク１６があり、このサー
ジタンク１６内の吸入空気圧力を検出するための吸気圧
力センサ１８が設けられている。吸気圧力センサ１８の
出力信号が制御回路ｌＯのマルチプレクサ内＠Ａ／Ｄ変
換ｍ１０１に供給されている。

前記吸気通路１２は機関４０の近傍にて２つに分岐され
ており、その一方の吸気通路２ＯＡには燃料噴射用のイ
ンジェクタ２２が設けられ、他方の吸気通路２０Ｂには
この吸気通路２０Ｂを開閉する吸気制御弁２４が設けら
れている。前記吸気制御弁２４はアクチュエータ２６に
よって開閉制御されるようになっており、このアクチェ
エータ２６は駆動回路１０９を介して制御器！１００入
出力インタフェース１０２に接続されている。前記吸気
制御弁２４は、例えば吸気通路１２内の吸気管圧力が所
定値Ｐ以上になったことが前記吸気圧力センサ１８によ
って検出された時に前記制御回路１０によって開弁させ
られる。

前記インジェクタ２２への燃料供給は、吸気管圧力に対
して一定の圧力で加圧された加圧燃料を供給するための
燃料タンク３４、燃料ポンプ３６および燃料圧力制御弁
３８によって行われる。

機関本体４０には前記２つの吸気通路２ＯＡ、　２０Ｂ
の燃焼室４０Ｃへの開口部を開閉する吸気弁４０Ａ。

４０Ｂと、′排気ガスを排出するための例えば２個設け
られた排気弁４０Ｄ、　４０Ｅ、および点火プラグ２８
等が設けられている。この点火プラグ２８は一般にディ
ストリビュータ４４に接続され、所定クランク各毎に点
火される。ディストリビュータ４４には、その軸が例え
ばクランク角に換算して３６０　　”ＣＡ毎に基準位置
検出用パルス信号を発生するクランク角センサ４５およ
びクランク角に換算して３０　’　ＣＡ毎に基準位置検
出用パルス信号を発生するクランク角センサ４６が設け
られている。これらクランク角センサ４５，４６のパル
ス信号は制御回路１ｏの入出力インタフェース１０２に
供給され、このうち、クランク角センサ４６の出力はＣ
ＰＵ１０３の割込端子に供給される。

制御回路１０は、例えばマイクロコンピュータを用い構
成され、前述の装置以外に、ＣＰＵ１０３、ＲＯＭ１０
４、ＲＡＭ１０５　、ダウンカウンタ１ｏ６、フリップ
フロップ１０７、および駆動回路１０８等が設けられて
いる。このうち、ダウンカウンタ１０６　、フリップフ
ロップ１０７、および駆動回路１０Ｂは前記インジェク
タ２２を駆動制御するためのものである。

即ち、基本噴射量と燃料増量補正により燃料噴射１ＴＡ
Ｕが演算されると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ
１０６にプリセントされると共に、フリップフロップ１
０７もセントされる。この結果、駆動回路１０８が前記
インジェクタ２２の付勢を開始する。

他方、ダウンカウンタ１０６がクロック信号（図示せず
）を係数して最後にそのキャリアウド端子がｌ”レベル
となったときに、フリップフロップ１０７がリセフトさ
れて駆動回路１０８はインジェクタ２２の付勢を停止す
る。つまり、前述の燃料噴射量ＴＡＵだけインジェクタ
２２は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量
の燃料が機関本体４０の燃焼室４０Ｇに送り込まれるこ
とになる。

なお、前記ＣＰＵ１０３の割込発生は、Ａ／Ｄ変換機１
０１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インタフェース１０２
がクランク角センサ４６のパルス信号を受信した時、等
である。

吸気圧力センサ１８の吸入空気圧データＱは、所定時間
毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって取り込まれ
てＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。

つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱは所定時間毎に
更新されている。また、機関の回転数データＮｅはクラ
ンク角センサ４６の３０　’　ＣＡ毎の割込みによって
算出されてＲＡＭ１０９の所定領域に格納される。

以上のように構成された内燃機関の制御回路１０の動作
の一例を次に第３図および第４図を用いて説明する。

第３図は機関の加速状態の判定をするための吸気変化率
の検出ルーチンであり、加速状態の判定をするために、
比較的長い時間周期、例えば２５ｍ５周期毎に実行され
る。第２図の内燃機関では吸気量を吸気圧力センサ１８
により検出しているので、ステップ３０１では吸気量を
吸入空気圧データＱとして前記ＲＡＭ１０５から読み込
む。続いてステップ３０２では前回のこのルーチンにて
読み込み、同じくＲＡＭ１０９に格納されている前回の
吸入空気圧データＱＯＬＤを読み込む。そして、ステッ
プ３０３において、式、Ｑ　／（ＩＯＬＤ　　により吸
気変化率ΔＱを演算し、ステップ３０４にて吸入空気圧
データＱを次回のルーチンのためにＱＯＬＤに置き換え
てステップ３０５にてこのルーチンを終了する。

第４図は燃料噴射量計算ルーチンであって、所定クラン
ク角、例えば３６０　０ＣＡ毎に実行される。

ステップ４０１では基本噴射量ＴＰを演算する。即ち、
吸入空気圧データＱおよび回転数ＮａのデータをＲＡＭ
１０９から読み出して、式、 ＴＰ−ＫＱ／Ｎｅ（但しＫは定数） により演算する。続くステップ４０２では燃料噴射量Ｔ
ＡＵを式、 ＴＡＵ−ＴＰ・α＋β によって演算する。ここで、αは空燃比補正係数、暖機
増量補正係数、吸気温補正係数、過渡時補正係数などで
ある。

ステップ４０３では吸気通路２０Ｂに設けられた吸気制
御弁２４が閉弁状態から開弁状態になったが否かを判定
する。吸気制御弁２４が閉弁状態がら開弁状態に変化し
た時（ＹＥＳ）はステップ４０４に進み、図示しないメ
インルーチンの初期値設定時に“０”にされている開弁
フラグＦを“１＃にする。そして、ステップ４０５に進
み、第３図のルーチンにて所定時間毎に更新されている
最新の吸気変化率ΔＱに応じて減量係数ａを、ＲＯＭ１
０４に格納されているマツプを用いて補間計算により求
める。この減量係数ａは、吸気変化率ΔＱが小さい緩加
速時は小さく、吸気変化率ΔＱが大きい急加速時は大き
くなっており、その最大値は１である。このようにして
、Ｍ量係数ａを求めた後はステップ４０５に進む。

なお、ステップ４０３にて吸気制御弁２４の閉弁状態、
または開弁状態を検出した時（ＮＯ）は、ステップ４０
４．４０５に進まずにステップ４０６に進み、吸気制御
弁２４が開弁状態から閉弁状態になったか否かを判定す
る。吸気制御弁２４が開弁状態から閉弁状態に変化した
時（ＹＥＳ）はステップ４０７に進み、前記開弁フラグ
Ｆを“０”にしてステップ４０８に進むが、吸気制御弁
２４が開弁状態から閉弁状態に変化していない時（ＮＯ
）はステップ４０７を省略してステップ４０８に進む。

この処理は吸気制御弁２４が閉弁状態に戻ったら開弁フ
ラグＦを“０”に戻しておくためのものである。

ステップ４０８は前記開弁フラグＦが“１″か否かを判
定するものである。そして、開弁フラグＦが“１”の時
は燃料噴射量ＴＡＵに減量処理を行うが、開弁フラグＦ
が“０“の時は燃料噴射量ＴＡＵに減量処理は不要であ
るのでステップ４０９からステップ４１２を省略する。

つまり、吸気制御弁２４が閉弁状態から開弁した時はＦ
＝“１″であるのでステップ４０９に進み、燃料噴射量
ＴＡυに燃料減量係数ａが乗算され、燃料噴射量を減ら
す。この減量係数ａには続くステップ４１０にて１より
大きい正の定数すを乗算し、次回の値を今回の値よりも
大きくしておく。この処理により燃料噴射量ＴＡυは吸
気制御弁２４の開弁直後は一旦減衰するが、その量は次
第に元に戻ることになる。

ステップ４１１はステップ４１０を通る毎に大きくされ
る減量係数ａが１に近い所定の正の値Ｃ以上になったか
否かを判定するものである。そして、ａｒｃＯ時（ＮＯ
）はそのままステップ４１３に進むが、ａ≧Ｃの時（Ｙ
ＥＳ）はステップ４１２にて開弁フラグＦを“０″にし
てからステップ４１３に進む。これは減量係数ａが所定
値Ｃ≧になったら減量係数ａが１になったものと見做し
て燃料噴射量の減量をやめるための処理である。

次いで、ステップ４１３で燃料噴射量ＴＡＵに電源電圧
の補正を最終的に加え、ステップ４１４にて前述のよう
にして演算した燃料噴射ＩＴＡＵをダウンカウンタ１０
６にセットすると共に、フリップフロップ１０７をセッ
トして燃料噴射を開始させる。そして、ステップ４１５
にてこのルーチンは終了する。

なお、前述のように噴射ＩＴＡＵに相当する時間が経過
すると、ダウンカウンタ１０６のキャリアウドによって
フリップフロップ１０７かリセットされて燃料噴射は終
了する。

以上の処理により、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装
置では、機関の緩加速時、例えば機関が第６図の破線Ｙ
で示すような緩加速を行った時、は、吸気制御弁２４が
開弁する時刻ｔ３直後に実行される第４図のルーチンに
より燃料噴射量ＴＡＵが一旦減衰させられ、その後次第
に元の値に戻るので、時刻Ｔ３以後のトルクＴの状態は
破線Ｈで示すような特性になる。（これに対して従来装
置では燃料噴射量ＴＡＸＩの減衰が実行されないので、
時刻ｔ３以後のトルクＴは実線Ｚのようになる。）した
がって、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば
、緩加速時に吸気制御弁が閉弁状態から開弁じた時のト
ルク変化が小さく、ショックが小さいなお、前記実施例
では機関負荷を吸気管圧力によって検出しているが、機
関負荷はこの他に吸入空気量やスロットル開度によって
検出しても良いものである。

Ｃ発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、吸気通路内にスロ
ットル弁とは独立して開閉することができる吸気制御弁
を設けた機関において、緩加速時状態でも急加速状態と
同じように吸気制御弁の開弁時に起こるトルク変動を小
さくすることができるので、機関のどのような加速状態
においても、吸気制御弁の開弁時の切り換えショックが
小さいという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための全体ブロック図
、第２図は本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の
一実施例を示す全体概要図、第３図および第４図は第２
図の制御回路の動作を説明するたねもフローチャート図
、第５図（ａ）は緩加速および急加速時のトルク変動を
時間と共に示す線図、第５図（ｂ）は緩加速および急加
速時の吸気管圧力変動を時間と共に示す線図、第５図＜
ｃ＋はは緩加速および急加速時のスロットル開度変化を
時間と共に示す線図、第６図は第５図（ａ）のＥ部分の
拡大図である。 １０・・・制御回路、１２・・・吸気通路、１４・・・
スロットル弁、１８・・・吸気圧力センサ、２ＯＡ、２
０Ｂ・・・吸気通路、２２・・・インジェクタ、２４・
・・吸気制御弁、２６・・・アクチュエータ、４０・・
・機関本体、４０Ａ、４０Ｂ・・・吸気弁、４０Ｃ・・
・燃焼室、４４・・・ディストリビュータ、４５．４６
・・・クランク角センサ。 第１図 第２図 第３図 〇− 二東へ←　　　　　槌ボ恥田Ｒα ｑフ ベパ→１妬、　　　　　　　　　　　　　賜τ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と独
   立した吸気制御弁の開閉状態を検出する開閉検出手段と
   、 機関の負荷状態を検出する負荷検出手段と、前記負荷状
   態の変化により機関の加速状態を検出する加速検出手段
   と、 前記加速状態に応じた燃料噴射量減量係数を演算する燃
   料噴射量減量係数演算手段と、 前記吸気制御弁が閉状態から開状態になった時に前記減
   量係数に応じて燃料噴射量を減算する燃料噴射量減算手
   段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。 ２、前記負荷が機関の吸入空気圧である特許請求の範囲
   第１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置 ３、前記負荷が機関の吸入空気量である特許請求の範囲
   第１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置 ４、前記負荷が機関のスロットル開度である特許請求の
   範囲第１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置