JP3045921B2 - 内燃エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの燃料噴射
制御装置に関し、特に、内燃エンジンの吸気系に付着す
る付着燃料量を考慮して燃料噴射量を制御する内燃エン
ジンの燃料噴射制御装置関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料を吸気管内に噴射する内燃エンジン
においては、噴射した燃料の一部が吸気管の管壁等に付
着するため、所望の燃料量が内燃エンジンの燃焼室に供
給されないという欠点があり、かかる欠点を解消する方
法として、従来より、エンジンの運転状態に応じて壁面
付着燃料率と壁面燃料持ち去り率とを算出すると共に、
付着量分を増量分とし、持ち去り量分を減量分として燃
料噴射量を修正し、燃料供給量を設定するようにした燃
料噴射量制御方法が知られている（例えば、特公平３−
５９２５５号公報）。

【０００３】しかしながら、上記燃料噴射量制御方法に
おいては、持ち去り量分の演算を行う際に基となる付着
燃料量を今回の燃料噴射における燃料供給量に基づいて
算出しているため、１サイクル中に燃料を複数回に分割
して噴射する場合は２回目以降の噴射に対する付着燃料
が考慮されないこととなり、かかる分割噴射に対しては
付着燃料量の算出精度の悪化を招来するという欠点があ
った。

【０００４】そこで、このような分割噴射に対しても付
着燃料補正を行う手段として、分割噴射された際におけ
る各々の燃料噴射量に対し、付着燃料量を算出する燃料
制御装置が提案されている（例えば、特開平３−２３３
３９号公報）。

【０００５】上記燃料制御装置においては、各々の燃料
噴射量に対して付着燃料量を算出し、該付着燃料量に基
づいて燃料供給量を演算しているので、分割噴射が実行
されても付着燃料量による燃料の増減量を補正すること
ができ、所望燃料量の燃焼室への供給が可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記燃
料制御装置においては、分割噴射がなされた場合、その
燃料噴射毎に付着燃料量を算出しているため、演算処理
が複雑となりソフトウエアの負担が大きくなるという問
題点があった。

【０００７】また、上記燃料制御装置は、暖機増量時等
今回サイクル時の燃料噴射量が所定量より多いときに分
割噴射を行い、当該分割噴射の各々に対して付着燃料量
を算出して燃料噴射量の制御を行うものであり、加速時
等内燃エンジンの運転状態の変動に対応した燃料噴射量
の制御を行うものではない。すなわち、上記燃料制御装
置は、内燃エンジンの加速時のように今回サイクルの燃
料量を増量すべく付加噴射が行われた場合、前記付加噴
射を考慮した付着燃料量の算出を行うものではないた
め、前記内燃エンジンの運転状態に追随した所望の燃料
量をエンジン燃焼室に常に供給することは困難であり、
排気特性の低下等を招来するという問題点があった。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、内燃エンジンの吸気系に付着する付着燃
料量を簡便且つ精度良く算出して燃料噴射量を制御する
ことができる内燃エンジンの燃料噴射制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内燃エンジンの運転状態を検出する運転状
態検出手段と、前記内燃エンジンの第１の所定回転角度
毎に第１の回転角度信号を検出する第１の信号検出手段
と、該運転状態検出手段の検出結果に基づき前記第１の
信号に同期して燃料噴射弁から噴射される主燃料噴射量
を算出する主燃料噴射量算出手段と、今回サイクルで前
記燃料噴射弁から噴射された燃料の内、前記内燃エンジ
ンの燃焼室に直接吸入される直接率を前記運転状態検出
手段の検出結果に基づいて算出する直接率算出手段と、
前記内燃エンジンの吸気系に付着している付着燃料量の
内、今回サイクルで前記内燃エンジンの前記燃焼室に持
ち去られる持ち去り率を前記運転状態検出手段の検出結
果に基づいて算出する持ち去り率算出手段とを備えた内
燃エンジンの燃料噴射制御装置において、前記内燃エン
ジンの運転状態検出手段の検出結果に基づき前記第１の
信号に同期して吸入行程中の付加噴射領域を算出する付
加噴射領域算出手段と、前記第１の所定回転角度より小
さい第２の所定回転角度毎に第２の回転角度信号を検出
する第２の信号検出手段と、前記第２の信号に同期して
前記付加噴射領域を検出する付加噴射領域検出手段と、
前記内燃エンジンの運転状態検出手段の検出結果に基づ
いて前記内燃エンジンの加速状態を検出する加速状態検
出手段とを備え、該加速状態検出手段により前記内燃エ
ンジンの加速状態が検出され且つ前記付加噴射領域検出
手段により付加噴射領域が検出されたときは、前記エン
ジンの運転状態検出手段の検出結果と前記直接率と前記
持ち去り率とに基づいて付加燃料噴射量を算出する付加
燃料噴射量算出手段と、前記主燃料噴射量と前記付加燃
料噴射量と前記直接率と前記持ち去り率とに基づいて内
燃エンジンの吸気系に付着する付着燃料量を算出する付
着燃料量算出手段とを有し、さらに、前記主燃料噴射量
算出手段が、前記付着燃料量算出手段により算出された
付着燃料量に基づき主燃料噴射量を補正する補正手段を
具備していることを特徴としている。

【００１０】また、前記運転状態検出手段は、具体的に
は、少なくとも前記内燃エンジンの回転数を検出する回
転数検出手段と、前記内燃エンジンの負荷状態を検出す
る負荷状態検出手段と、内燃エンジンの冷却水温を検出
する水温検出手段とを含むことを特徴としている。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、第１の信号に同期して主燃
料噴射量と付加噴射領域が算出される。また、第２の信
号に同期して前記付加噴射領域が検出され且つ内燃エン
ジンの加速状態が検出されたときは付加燃料噴射量が算
出される。そして、このようにした算出された付加燃料
噴射量と主燃料噴射量及び燃料の動特性を示す直接率及
び持ち去り率に基づいて付着燃料量が算出され、該付着
燃料量を考慮して次回サイクルの主燃料噴射量が算出さ
れる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。

【００１３】図１は本発明に係る内燃エンジンの燃料噴
射制御装置の一実施例を模式的に示した全体構成図であ
る。

【００１４】図中、１は各シリンダに吸気弁及び排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）であっ
て、該エンジン１の吸気ポ−トに接続された吸気管２の
途中にはスロットルボディ３が設けられ、その内部には
スロットル弁３′が配されている。また、スロットル弁
３′にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結さ
れており、該スロットル弁３′の開度に応じた電気信号
を出力して該電気信号を電子コントロ−ルユニット（以
下、「ＥＣＵ」という）５に供給する。

【００１５】燃料噴射弁６は、エンジン１とスロットル
弁３′との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上
流側に各気筒毎に設けられている。また、各燃料噴射弁
６は図示しない燃料ポンプに接続されると共にＥＣＵ５
に電気的に接続され、該ＥＣＵ５からの信号により燃料
噴射の開弁時間が制御される。

【００１６】吸気管２のスロットル弁３′の下流側には
分岐管７が設けられ、該分岐管７の先端には絶対圧（Ｐ
ＢＡ）センサ８が取付けられている。該ＰＢＡセンサ８
はＥＣＵ５に電気的に接続されており、吸気管２内の絶
対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ８により電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。

【００１７】また、分岐管７の下流側の吸気管２の管壁
には吸気温（ＴＡ）センサ９が装着され、該ＴＡセンサ
９により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換され、
ＥＣＵ５に供給される。

【００１８】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサ−ミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１０が挿着され、該ＴＷセンサ１０に
より検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。

【００１９】また、エンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲にはクランク角度（ＣＲＫ）センサ
１１及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２が取付けられて
いる。

【００２０】ＣＲＫセンサ１１はエンジン１のクランク
軸の１／２回転（１８０°）より短い一定のクランク角
周期（例えば、４５°周期）でもって所定のクランク角
度位置で信号パルス（以下、「ＣＲＫ信号パルス」とい
う）を出力し、ＣＹＬセンサ１２は特定の気筒の所定の
クランク角度位置で信号パルス（以下、「ＣＹＬ信号パ
ルス」という）を出力し、これらＣＲＫ信号パルス及び
ＣＹＬ信号パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００２１】エンジン１の各気筒の点火プラグ１３は、
ＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火時期
が制御される。

【００２２】また、前記エンジン１の排気ポ−トに接続
された排気管１４の途中には触媒装置（三元触媒）１５
が介装されており、該触媒装置１５により排気ガス中の
ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害成分の浄化作用が行なわれ
る。

【００２３】さらに、排気管１４の途中であって且つ触
媒装置１５の上流側には酸素濃度センサ（以下、「Ｏ２
センサ」という）１６が設けられている。該Ｏ２センサ
１６は、排気ガス中の酸素濃度を検出し、その濃度に応
じた電気信号を出力して該電気信号をＥＣＵ５に供給す
る。

【００２４】しかして、ＥＣＵ５は、上述の各種センサ
からの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベル
に修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する
等の機能を有する入力回路５ａと、中央演算処理回路
（以下「ＣＰＵ」という）５ｂと、該ＣＰＵ５ｂで実行
される各種演算プログラムや後述する各種マップ及び演
算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段
５ｃと、前記燃料噴射弁６や点火プラグ１３等に駆動信
号を供給する出力回路５ｄとを備えている。

【００２５】図２は、ＣＲＫセンサ１１から出力される
ＣＲＫ信号パルス及びＣＹＬセンサ１２から出力される
ＣＹＬ信号パルスの発生タイミング、更には＃１ＣＹＬ
の燃料噴射弁６の噴射タイミング等を示すタイムチャー
トである。

【００２６】ＣＲＫ信号パルスは、各気筒（＃１〜＃４
ＣＹＬ）のピストン上死点を基準にクランク軸が２回転
する間に等間隔で例えば１６個の信号パルス、すなわ
ち、例えば４５°のクランク角周期で信号パルスを発生
する。そして、ＥＣＵ５は、各気筒のピストン上死点で
発生するＣＲＫ信号パルスに対してＴＤＣ判別信号を出
力する。すなわち、ＴＤＣ判別信号は各気筒の基準クラ
ンク角度位置を表わすものであって、クランク軸の１８
０°回転毎に発生する。また、ＥＣＵ５は、ＣＲＫ信号
パルスの発生時間間隔を計測してＣＲＭＥ値を算出し、
さらに前記ＣＲＭＥ値をＴＤＣ判別信号の発生時間間隔
に亘って加算してＭＥ値を算出し、該ＭＥ値の逆数であ
るエンジン回転数ＮＥを算出する。

【００２７】ＣＹＬ信号パルスは、特定の気筒（例え
ば、＃１ＣＹＬ）の圧縮行程終了を示すＴＤＣ判別信号
発生位置よりも前の所定クランク角度位置（例えば、９
０°ＢＴＤＣ）で発生し、ＣＹＬ信号パルス発生直後の
ＴＤＣ判別信号発生に対して特定の気筒番号（例えば、
＃１ＣＹＬ）をセットする。

【００２８】また、ＥＣＵ５は、ＣＲＫ信号パルスに基
づき各気筒の基準クランク角度位置からのクランク角度
ステージ（以下、「ステージ」という）を検出する。す
なわち、ＣＲＫ信号パルスＣ１が圧縮工程終了時のＴＤ
Ｃ位置で発生した場合、ＥＣＵ５は該ＣＲＫ信号パルス
Ｃ１により＃１ＣＹＬの＃０ステージを検出し、さらに
その後に出力されるＣＲＫ信号パルスにより＃１ステー
ジ、＃２ステージ、…、＃１５ステージを順次検出す
る。

【００２９】また、燃料噴射を開始すべき噴射ステージ
は、エンジンの運転状態等に基づいて設定され、具体的
には図示省略の噴射ステージ決定ルーチンを実行して決
定される。そして、燃料噴射弁６から噴射される主燃料
噴射時間ＴＯＵＴＦはステータス番号（ＳＩＮＪ
（Ｋ））の設定状態により制御される。すなわち、本燃
料噴射制御装置においては、１サイクル中に燃料噴射弁
６から噴射される総燃料噴射時間ＴＯＵＴは、後述する
ように、エンジン１の運転状態や燃料の動特性に応じた
吸入行程突入前に噴射される主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦ
と、エンジン１の加速状態に応じた吸入行程時に噴射さ
れる付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳとからなり、このうち
前記主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦはステータス番号（ＳＩ
ＮＪ（Ｋ））の設定状態により制御される。

【００３０】具体的には、ＥＣＵ５は、吸入行程突入前
の所定噴射ステージ（例えば、＃６ステージ）を検出す
ると、ステータス番号ＳＩＮＪ（Ｋ）を「１」にセット
する。そして、所定の噴射遅延時間が経過した後、ステ
ータス番号ＳＩＮＪ（Ｋ）は「２」にセットされ、燃料
噴射弁６から主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦでもって燃料が
噴射され、その後主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦが経過して
燃料噴射弁６が閉弁すると「３」にセットされる。すな
わち、ＴＤＣ判別信号の発生をトリガとして時間ｔ１で
ＦＩｃａｌ（ＴＯＵＴＦ算出ルーチン）が起動し、主燃
料噴射ステージＦＩＳＴＧ及び主燃料噴射時間ＴＯＵＴ
Ｆが算出される。そして、時間ｔ２で噴射遅延タイマ
（ＥＣＵ５に内蔵されている）が作動し、時間ｔ３で燃
料噴射弁６が開弁し主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦが経過し
た時間ｔ４で燃料噴射弁６は閉弁する。そして、かかる
燃料噴射が終了した後、ステータス番号ＳＩＮＪ（Ｋ）
が「３」にセットされ、爆発行程の突入と同時に「０」
にリセットされる。

【００３１】また、前記ＦＩcalでは吸入行程時に実行
される付加噴射の実行ステージ（以下、「付加燃料噴射
ステージ」という）ＩＡＩＳＴＧが算出可能とされ、さ
らにＩＡＩcal（ＴＯＵＴＳ算出ルーチン）で前記付加
燃料噴射ステージＩＡＩＳＴＧが検出され且つエンジン
１の加速状態が検出されたときに付加噴射を行う。すな
わち、ＣＲＫ信号パルスの発生をトリガとして時間ｔ５
でＩＡＩcalが起動する。そして、該ＩＡＩcalで付加燃
料噴射ステージＩＡＩＳＴＧが検出され且つエンジン１
が加速状態にあるときは付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳが
算出され、例えば、＃１ＣＹＬに対して吸入行程時に付
加噴射を行なう。つまり、付加噴射を行うときは、例え
ば時間ｔ６で燃料噴射弁６を開弁し、付加燃料噴射時間
ＴＯＵＴＳが経過した時間ｔ７で燃料噴射弁６を閉弁す
る。

【００３２】そして、本燃料噴射制御装置においては、
ＳＩＮＪ（Ｋ）＝３のとき、すなわち爆発行程に突入す
る前にＣＲＫ信号パルスの発生と同期してＴＷＰcalが
実行され、吸気管内の付着燃料量ＴＷＰを算出し、該付
着燃料量ＴＷＰに基づいて次回サイクルにおける主燃料
噴射時間ＴＯＵＴＦが算出される。すなわち、時間ｔ８
で発生するＣＲＫ信号パルスをトリガとしてＴＷＰcal
が起動し、主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦ及び付加燃料噴射
時間ＴＯＵＴＳを加算した総燃料噴射時間ＴＯＵＴに基
づいて付着燃料量ＴＷＰが算出され、かかる付着燃料量
ＴＷＰが次回ＴＤＣ時のＴＯＵＴＦ値に反映される。

【００３３】尚、燃料噴射の開始に噴射遅延時間（ＳＩ
ＮＪ（Ｋ）＝１に相当する時間）を設けているのは燃料
噴射の噴射終了時期とＣＲＫ信号パルスの発生とが同期
するように噴射タイミングが制御されているためであ
り、かかる噴射遅延時間により噴射タイミングの終了時
期を制御するためである。同様に、図上は省略してある
が付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳも、燃料噴射の噴射終了
時期とＣＲＫ信号パルスの発生とが同期するように噴射
タイミングが制御されている。

【００３４】以下、上記燃料噴射制御の制御手順を図示
のフローチャートに基づき詳説する。

【００３５】図３は燃料噴射弁６から噴射される主燃料
噴射時間ＴＯＵＴＦを算出するＦＩcalルーチンであっ
て、本プログラムは上述したようにＴＤＣ判別信号に同
期して各気筒毎に実行される。

【００３６】ステップＳ１ではエンジン回転数ＮＥ（Ｃ
ＲＫセンサ１１の検出値に基づいて算出される）及び吸
気管内絶対圧ＰＢＡ（ＰＢＡセンサ９により検出され
る、以下、「ＴＤＣ時吸気管内絶対圧」という）を読み
込み、次いでステップＳ２ではエンジン回転数ＮＥが所
定回転数ＮＥＬより高回転か否かを判別する。ここで、
所定回転数ＮＥＬは付加噴射を必要とし得ると考えられ
る所定回転数ＮＥＬに設定される。すなわち、付加噴射
は、一般に定常状態から加速状態への移行時に必要とな
ると考えられ、したがって高回転時には付加噴射は要し
ないと考えられる。このような観点から前記所定回転数
ＮＥＬは、例えば２０００ｒｐｍに設定される。そし
て、ステップＳ２の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）のとき、
すなわちエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＬより高
く付加噴射をする必要がないと判断された場合はフラグ
ＦＩＡＩを「０」に設定し、付加噴射を禁止してステッ
プＳ７以降に進む。一方、ステップＳ２の判別結果が否
定（Ｎｏ）のとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが所定
回転数ＮＥＬより低回転のときは付加噴射を必要とする
場合があると判断し、付加噴射を許可すべくフラグＦＩ
ＡＩを「１」に設定し（ステップＳ４）、次いでＩＡＩ
ＳＴＧマップを検索して付加噴射の実行ステージ、すな
わち付加燃料噴射ステージＩＡＩＳＴＧを算出する（ス
テップＳ５）。

【００３７】ＩＡＩＳＴＧマップは、具体的には図４に
示すように、エンジン回転数ＮＥ０〜ＮＥ３（≦ＮＥ
Ｌ）及び吸気管内絶対圧ＰＢＡ０〜ＰＢＡ５に対して、
吸入行程に相当するステージ＃８〜＃１１についてのマ
ップ値ＩＡＩＳＴＧ（０，０）〜ＩＡＩＳＴＧ（３，
３）がマトリックス状に与えられており、かかるＩＡＩ
ＳＴＧマップを検索することにより付加燃料噴射ステー
ジＩＡＩＳＴＧが算出され、吸入行程時に噴射が行なわ
れる付加燃料噴射ステージＩＡＩＳＴＧを決定する。

【００３８】次いで、ステップＳ６に進み、ＣＲＫ割り
込み処理であるＩＡＩcalルーチンを実行して付加燃料
噴射時間ＴＯＵＴＳを算出し（ステップＳ６）、ステッ
プＳ７以降に進む。

【００３９】しかして、ステップＳ７〜ステップＳ９で
は、直接率Ａｅ及び持ち去り率Ｂｅを算出する。ここ
で、直接率Ａｅとは、今回サイクルで燃料噴射弁６から
噴射された燃料の内、エンジン１の燃焼室に直接吸入さ
れる直接燃料量の比率をいい、持ち去り率Ｂｅとは、エ
ンジン１の吸気官２に付着している付着燃料量ＴＷＰの
内、今回サイクルでエンジン１の燃焼室に持ち去られる
持ち去り燃料量の比率をいう。

【００４０】ステップＳ７では、Ａマップ及びＢマップ
を検索して基本直接率Ａ及び基本持ち去り率Ｂを算出す
る。

【００４１】Ａマップは、具体的には図５に示すよう
に、吸気管内絶対圧ＰＢＡ０〜ＰＢＡ６及びエンジン冷
却水温ＴＷ０〜ＴＷ６に対してマトリックス状にマップ
値Ａ（０，０）〜Ａ（６，６）が与えられており、基本
直接率Ａは前記Ａマップを検索することにより読み出さ
れ、或いは補間法により算出される。

【００４２】また、Ｂマップは、Ａマップと同様、図６
に示すように、吸気管内絶対圧ＰＢＡ０〜ＰＢＡ６及び
エンジン冷却水温ＴＷ０〜ＴＷ６に対してマトリックス
状にマップ値Ｂ（０，０）〜Ｂ（６，６）が与えられて
おり、基本持ち去り率Ｂは前記Ｂマップを検索すること
により読み出され、或いは補間法により算出される。

【００４３】次に、ステップＳ８ではＫＡテーブル及び
ＫＢテーブルを検索して直接率用回転数補正係数ＫＡ及
び持ち去り率用回転数補正係数ＫＢを算出する。

【００４４】ＫＡテーブルは、具体的には図７に示すよ
うに、エンジン回転数ＮＥ０〜ＮＥ４に対してテーブル
値ＫＡ０〜ＫＡ４が与えられており、前記直接率用回転
数補正係数ＫＡは該ＫＡテーブルを検索することにより
読み出され、或いは補間法により算出される。尚、この
図７から明らかなように、直接率用回転数補正係数ＫＡ
はエンジン回転数ＮＥが高回転になるに伴い高い値に設
定される。

【００４５】また、ＫＢテーブルは、前記ＫＡテーブル
と同様図８に示すように、持ち去り率用回転数補正係数
ＮＥ０〜ＮＥ４に対してテーブル値ＫＢ０〜ＫＢ４が与
えられており、前記持ち去り率用回転数補正係数ＫＢは
該ＫＢテーブルを検索することにより読み出され、或い
は補間法により算出される。尚、この図８から明らかな
ように、持ち去り率用回転数補正係数ＫＢも、前記直接
率用回転数補正係数ＫＡと同様、エンジン回転数ＮＥが
高回転になるに連れて高い値に設定される。

【００４６】次いで、ステップＳ９では、数式（１），
（２）に基づき直接率Ａｅ及び持ち去り率Ｂｅを算出
し、さらにステップＳ１０で（１−Ａｅ）及び（１−Ｂ
ｅ）を算出してステップＳ１１に進む。

【００４７】Ａｅ＝Ａ×ＫＡ …（１） Ｂｅ＝Ｂ×ＫＢ …（２） 尚、Ａｅ値、（１−Ａｅ）値及び（１−Ｂｅ）値は後述
する図９及び図１１のプログラムで使用するので、記憶
手段５ｃのＲＡＭに格納しておく。

【００４８】次に、ステップＳ１１に進み、エンジン１
が始動モードにあるか否かを判別する。ここで、始動モ
ードにあるか否かは、例えば、図示しないエンジンのス
タータスイッチがオンで且つエンジン回転数ＮＥが所定
の始動時回転数（クランキング回転数）以下か否かによ
り判断する。そして、始動モードにあると判別されたと
きはステップＳ１２に進み、数式（３）に基づき始動モ
ード時の主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦを算出する。

【００４９】 ＴＯＵＴＦ＝ＴｉＣＲ×Ｋ１＋Ｋ２ …（３） ここで、ＴｉＣＲは始動モード時の基本燃料噴射時間で
あって、エンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡに
応じて設定され、該ＴｉＣＲ値を決定するためのＴｉＣ
Ｒマップが記憶手段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されている。

【００５０】Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される補正係数及び補正変数であっ
て、各気筒毎にエンジンの運転状態に応じた燃費特性や
加速特性等の諸特性の最適化が図られるような所定値に
設定される。

【００５１】一方、ステップＳ１１でエンジン１は始動
モードでなく基本モードにあると判別されたときはステ
ップＳ１３以降の各ステップを実行する。

【００５２】すなわち、ステップＳ１３では数式（４）
に基づき、燃料噴射弁６から噴射すべき要求燃料噴射時
間ＴＣＹＬ（Ｎ）を算出する。

【００５３】 ＴＣＹＬ（Ｎ）＝ＴｉＭ×ＫＯ２×ＫＴＯＴＡＬ（Ｎ）…（４） ここで、ＴｉＭは基本モード時の基本燃料噴射時間であ
って、ＴｉＣＲ値と同様、エンジン回転数ＮＥと吸気管
内絶対圧ＰＢＡとに応じて設定される。また、ＫＯ２
は、Ｏ２センサ１６の出力に基づいて算出される空燃比
補正係数である。さらに、ＫＴＯＴＡＬ（Ｎ）はエンジ
ンの運転状態に応じて設定される各種補正係数（水温補
正係数ＫＴＡ、始動後補正係数ＫＡＳＴ、目標空燃比係
数ＫＣＭＤ等）を乗算したものでをあって、各気筒毎に
所定値に設定される。

【００５４】次にステップＳ１４では数式（５）に基づ
き目標燃料噴射時間ＴＮＥＴ（Ｎ）を算出する。

【００５５】 ＴＮＥＴ（Ｎ）＝ＴＣＹＬ（Ｎ）＋ＴＴＯＴＡＬ−Ｂｅ×ＴＷＰ（Ｎ） …（５） ここで、ＴＴＯＴＡＬは各種センサからのエンジン運転
信号に基づいて算出される全ての加算補正項（例えば大
気圧補正項ＴＰＡ等）の総和である。ただし、燃料噴射
弁６の主燃料噴射時無効時間ＴＶＦは含まない。ＴＷＰ
（Ｎ）は後述する図１１のフローチャートによって算出
される吸気管付着燃料量（予測値）であり、（Ｂｅ×Ｔ
ＷＰ（Ｎ））は、吸気管付着燃料が燃焼室に持ち去られ
る持ち去り燃料量に相当する。持ち去り燃料量分は、新
たに噴射する必要がないので、式（５）において減算さ
れている。

【００５６】ステップＳ１５では、数式（５）によって
算出された目標燃料噴射時間ＴＮＥＴが「０」より大き
いか否かを判別し、その判別結果が否定（Ｎｏ）、すな
わちＴＮＥＴ≦０のときには、主燃料噴射時間ＴＯＵＴ
Ｆを０として燃料を強制的に供給停止し（ステップＳ１
６）、本プログラムを終了する。

【００５７】一方、ＴＮＥＴ＞０のときには、数式
（６）に基づき、主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦを算出する
（ステップＳ１７）。

【００５８】 ＴＯＵＴＦ（Ｎ）＝ＴＮＥＴ（Ｎ）／Ａｅ＋ＴＶＦ …（６） ここでＴＶＦは前述した燃料噴射弁６の主燃料噴射時無
効時間である。

【００５９】次いで、ステップＳ１８では上記ステップ
Ｓ１２、ステップＳ１６又はステップＳ１７で算出され
た値を主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦに設定して本プログラ
ムを終了する。

【００６０】これにより、ステップＳ１７で主燃料噴射
時間ＴＯＵＴが算出されたときは、かかる主燃料料噴射
時間ＴＯＵＴＦだけ燃料噴射弁６を開弁することによ
り、燃焼室には（ＴＮＥＴ（Ｎ）×ＫＯ２＋Ｂｅ×ＴＷ
Ｐ（Ｎ））に相当する量の燃料が供給される。

【００６１】このようにしてまず＃１ＣＹＬの主燃料噴
射時間ＴＯＵＴＦ（１）を算出した後、＃２ＣＹＬ〜＃
４ＣＹＬについても同様にステップＳ１３以降の各ステ
ップを実行して各気筒毎に主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦ
（Ｎ）（Ｎ＝２，３，４）を算出する。

【００６２】図９は付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳを算出
するＩＡＩcalルーチンであって、本プログラムは上述
したようにＣＲＫ信号パルスの発生と同期して各気筒毎
に実行される。

【００６３】まず、ステップＳ２１では付加燃料噴射ス
テージＩＡＩＳＴＧが検出されたか否かを判別する。そ
して、その判別結果が否定（Ｎｏ）のときは付加燃料噴
射時間ＴＯＵＴＳを算出することなく本プログラムを終
了する。

【００６４】一方、ステップＳ２１の判別結果が肯定
（Ｙｅｓ）のときは今回のＣＲＫ信号パルス発生時の吸
気管内絶対圧（以下、「ＣＲＫ時吸気管内絶対圧」とい
う）ＰＢＡＣを読み込み（ステップＳ２２）、次いでＣ
ＲＫ時吸気管内絶対圧ＰＢＡＣとＴＤＣ時吸気管内絶対
圧ＰＢＡとの偏差ΔＰが所定値ＰＢＡＩＡＩより大きい
か否かを判別する。ここで、所定値ＰＢＡＩＡＩはエン
ジンが加速状態にあると判別し得る圧力変動値（負荷変
動値）、例えば、５００mmＨｇに設定される。そして、
その判別結果が否定（Ｎｏ）のときはエンジン１が加速
状態にないと判断し、付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳ
（Ｎ）を「０」設定して本プログラムを終了する（ステ
ップＳ２４→ステップＳ２７）。これにより、エンジン
１が加速状態にないときは付加噴射は実行されないこと
となる。

【００６５】一方、ステップＳ２３の判別結果が肯定
（Ｙｅｓ）のときはエンジン１が加速状態にあると判断
し、ステップＳ２５に進みＴｉＳテーブルを検索して基
本付加燃料噴射時間ＴｉＳを算出する。

【００６６】ＴｉＳテーブルは、具体的には図１０に示
すように、ＣＲＫ時吸気管内絶対圧ＰＢＡＣとＴＤＣ時
吸気管内絶対圧ＰＢＡとの偏差ΔＰ０〜ΔＰ４に対して
テーブル値ＴｉＳ０〜ＴｉＳが与えられており、前記基
本付加燃料噴射時間ＴｉＳは該ＴｉＳテーブルを検索す
ることにより読み出され、或いは補間法により算出され
る。

【００６７】次いで、ステップＳ２６では、数式（７）
に基づき付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳを算出し、かかる
数式（７）で算出された値を付加燃料噴射時間ＴＯＵＴ
Ｓに設定して（ステップＳ２７）本プログラムを終了す
る。

【００６８】 ＴＯＵＴＳ（Ｎ）＝ＴｉＳ（Ｎ）／Ａｅ＋ＴＶＳ …（７） ここで、ＴＶＳは付加燃料噴射時無効時間である。

【００６９】このようにして、まず＃１ＣＹＬについて
付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳ（１）を算出した後、＃２
〜＃４ＣＹＬについても同様にして付加燃料噴射時間Ｔ
ＯＵＴＳ（Ｎ）（Ｎ＝２，３，４）の算出を実行する。

【００７０】図１１は、付着燃料量ＴＷＰを算出するＴ
ＷＰcalのフローチャートであって、本プログラムはＣ
ＲＫ信号パルスの発生と同期して各気筒毎に実行され
る。

【００７１】まず、ステータス番号ＳＩＮＪ（Ｋ）（図
２参照）が噴射終了を示す「３」にセットされているか
否かを判別する（ステップＳ３１）。

【００７２】そして、ステータス番号ＳＩＮＪ（Ｋ）が
「３」以外の番号にセットされているときはステップＳ
３２に進み、演算開始許可フラグＦＣＴＷＰを「０」に
設定して次回ループでの付着燃料量ＴＷＰの演算開始を
許可する一方、ＳＩＮＪ（Ｋ）が「３」にセットされて
いるときはフラグＦＣＴＷＰ（Ｎ）が「０」か否かを判
別する（ステップＳ３３）。そして、フラグＦＣＴＷＰ
（Ｎ）が「１」のときはステップＳ４６を経て本プログ
ラムを終了する一方、フラグＦＣＴＷＰ（Ｎ）が「０」
のときはステップＳ３４に進んでフラグＦＦＣが「１」
か否かを判別し、燃料がフューエルカット（供給遮断）
されているか否かを判断する。ここで、エンジン１がフ
ューエルカット状態にあるか否かは、エンジン回転数Ｎ
Ｅやスロットル弁３′の弁開度θＴＨに基づいて判断さ
れ、具体的にはフューエルカット判別ルーチン（図示せ
ず）の実行により判別される。

【００７３】そして、ステップＳ３４の判別結果が肯定
（Ｙｅｓ）、すなわち燃料がフューエルカットされてい
ると判断されたときはフラグＦＴＷＰＲ（Ｎ）が「１」
か否かを判別し、付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）が「０」とみ
なせるか否かを判断する。そして、フラグＦＴＷＰＲ
（Ｎ）が「１」にセットされて付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）
が「０」とみなせるときはそのまま本プログラムを終了
する一方、フラグＦＴＷＰＲが「０」にセットされて付
着燃料量ＴＷＰが「０」とみなせないときはステップＳ
３６に進み、数式（８）に基づいて今回ループにおける
付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）を算出する。

【００７４】 ＴＷＰ（Ｎ）＝（１−Ｂｅ）×ＴＷＰ（Ｎ）（ｎ−１） …（８） ここで、ＴＷＰ（Ｎ）（ｎ−１）は前回ループ時までの
付着燃料量である。

【００７５】次に、ステップＳ３７では、付着燃料量Ｔ
ＷＰ（Ｎ）が微小所定値ＴＷＰＬＧより大きいか否かを
判別する。そして、その判別結果が否定（Ｎｏ）、すな
わちＴＷＰ（Ｎ）≦ＴＷＰＬＧが成立するときは、付着
燃料量ＴＷＰを「０」とみなしてＴＷＰ（Ｎ）＝０とし
（ステップＳ３８）、さらに、フラグＦＴＷＰＲ（Ｎ）
を「１」に設定する（ステップＳ３９）。次いでステッ
プＳ４６に進み、フラグＦＣＴＷＰを「１」に設定して
付着燃料量ＴＷＰの演算終了を指示し、本プログラムを
終了する。

【００７６】一方、ステップＳ３４の判別結果が否定
（Ｎｏ）、すなわち燃料がフューエルカットされていな
ときはフラグＦＩＡＩ（Ｎ）が「１」か否かを判別し、
付加噴射が許可されているか否かを判断する（ステップ
Ｓ４０）。そして、その判別結果が肯定（Ｙｅｓ）、す
なち付加噴射が許可されていると判断されたときはステ
ップＳ４１に進み付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳが付加燃
料噴射時無効時間ＴＶＳより大きいか否かを判別する。
そして、その判別結果が肯定（Ｙｅｓ）のときは実際に
付加噴射がなされた場合であり、数式（９）に示すよう
に、主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦ（Ｎ）と付加燃料噴射時
間ＴＯＵＴＳ（Ｎ）とを加算して総燃料噴射時間ＴＯＵ
Ｔ（Ｎ）を算出する。

【００７７】 ＴＯＵＴ（Ｎ）＝ＴＯＵＴＦ（Ｎ）＋ＴＯＵＴＳ（Ｎ）…（９） 一方、ステップＳ４０及びステップＳ４１のいずれか一
方の判別結果が否定（Ｎｏ）、すなわち付加噴射が許可
されていないとき、又は付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳが
その無効時間ＴＶＳより小さいときは、事実上付加噴射
がなされない場合であり付加燃料噴射時間ＴＯＵＴＳは
「０」となるため、主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦ（Ｎ）を
今回サイクル時の総燃料噴射時間ＴＯＵＴ（Ｎ）に設定
して（ステップＳ４３）、ステップＳ４４に進む。

【００７８】次いで、ステップＳ４４では付着燃料量Ｔ
ＷＰ（Ｎ）を数式（１０）により算出する。

【００７９】 ＴＷＰ（Ｎ）＝（１−Ｂｅ）×ＴＷＰ（Ｎ）（ｎ−１） ＋（１−Ａｅ）×（ＴＯＵＴ（Ｎ）−（ＴＶＦ＋ＴＶＳ）） …（１０） ここで、ＴＷＰ（Ｎ）（ｎ−１）はＴＷＰ（Ｎ）の前回
値である。また、右辺第１項は、前回付着していた燃料
のうち、今回も持ち去られずに残った燃料量を示し、右
辺第２項は今回噴射された燃料のうち、新たに吸気管２
に付着した燃料量を示している。尚、総燃料噴射時間Ｔ
ＯＵＴから主燃料噴射時無効時間ＴＶＦ及び付加噴射が
なされる場合は付加燃料噴射時無効時間ＴＶＳを減算し
て今回新たに吸気管２に付着した燃料量を算出してい
る。

【００８０】次いで、ステップＳ４５ではフラグＦＴＷ
ＰＲを「０」に設定して付着燃料量ＴＷＰが存在するこ
とを示し、さらにフラグＦＣＴＷＰを「１」に設定して
付着燃料量ＴＷＰの演算終了を指示して（ステップＳ４
６）本プログラムを終了する。

【００８１】このようにしてまず＃１ＣＹＬについて付
着燃料量ＴＷＰ（１）を算出した後、＃２〜＃４ＣＹＬ
についても付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）（Ｎ＝２，３，４）
を算出する。

【００８２】これにより、付加噴射がなされても当該サ
イクル時に燃料噴射された総燃料噴射時間ＴＯＵＴ（主
燃料噴射時間ＴＯＵＴＦ＋付加燃料噴射時間ＴＯＵＴ
Ｓ）に基づいて吸気管２に付着している付着燃料量ＴＷ
Ｐが算出され、かかる付着燃料量ＴＷＰに基づいて次回
サイクル時の主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦが算出され、エ
ンジン加速時においてもエンジン１の燃焼室には所望の
燃料が吸入される。すなわち、簡便にして高精度な付着
燃料量ＴＷＰの算出がなされ、かかる付着燃料量ＴＷＰ
が次回の主燃料噴射時間ＴＯＵＴＦの算出に反映される
結果、エンジンの要求出力に合致した燃料を精度良く燃
焼室に供給することができ、エンジン加速時においても
排気効率の低下を回避することができる。

【００８３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、１
サイクル中を複数回に分割して燃料噴射を行っても１サ
イクル中に１回の演算で前記分割噴射を考慮した付着燃
料量の算出がなされ、したがってソフトウエアの負担増
を招くことなく付着燃料量の算出を簡便に行うことがで
きる。

【００８４】また、内燃エンジンの加速時に付加噴射が
なされてもかかる加速時の付加噴射量を考慮した付着燃
料量の算出がなされ、しかも該付着燃料量が次回主燃料
噴射量の算出に反映されるので、内燃エンジンの運転状
態に追随した所望の燃料量を内燃エンジン燃焼室に供給
することができ、したがって内燃エンジンが要求する出
力に応じた加速特性を得ることができ、エンジン加速時
における排気効率の低下を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃エンジンの燃料噴射制御装置
の一実施例を模式的に示した全体構成図である。

【図２】ＣＲＫ信号パルス及びＣＹＬ信号パルスの発生
タイミング、更には＃１ＣＹＬの燃料噴射弁６の噴射タ
イミング等を示すタイムチャートである。

【図３】主燃料噴射量ＴＯＵＴＦを算出するＴＯＵＴＦ
ルーチンのフローチャートである。

【図４】付加噴射の実行ステージＩＡＩＳＴＧを算出す
るＩＡＩＳＴＧマップである。

【図５】基本直接率Ａを算出するＡマップである。

【図６】基本持ち去り率Ｂを算出するＢマップである。

【図７】最終直接率Ａｅの回転数補正係数ＫＡを算出す
るＫＡテーブルである。

【図８】最終持ち去り率Ｂｅの回転数補正係数ＫＢを算
出するＫＢテーブルである。

【図９】付加燃料噴射量ＴＯＵＴＳを算出するＴＯＵＴ
Ｓルーチンのフローチャートである。

【図１０】基本付加燃料噴射量ＴｉＳを算出するＴｉＳ
テーブルである。

【図１１】付着燃料量ＴＷＰを算出するＴＷＰ算出ルー
チンのフローチャートである。

【符号の説明】

１ 内燃エンジン ５ ＥＣＵ（第１の信号検出手段、主燃料噴射量算出
手段、直接燃料率算出手段、持ち去り燃料率算出手段、
付加噴射領域算出手段、付加噴射領域検出手段、加速状
態検出手段、付加燃料噴射量算出手段、付着燃料量算出
手段、エンジン回転数検出手段） ６ 燃料噴射弁 ８ ＰＢＡセンサ（負荷状態検出手段） １０ ＴＷセンサ（水温検出手段） １１ ＣＲＫセンサ（第２の信号検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７２Ｚ (56)参考文献 特開 平２−185637（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−23339（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−305144（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−38642（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−173334（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−137187（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60132（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224251（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−59255（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/34 F02D 41/04 330 F02D 41/10 330

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃エンジンの運転状態を検出する運転
   状態検出手段と、前記内燃エンジンの第１の所定回転角
   度毎に第１の回転角度信号を検出する第１の信号検出手
   段と、該運転状態検出手段の検出結果に基づき前記第１
   の信号に同期して燃料噴射弁から噴射される主燃料噴射
   量を算出する主燃料噴射量算出手段と、今回サイクルで
   前記燃料噴射弁から噴射された燃料の内、前記内燃エン
   ジンの燃焼室に直接吸入される直接率を前記運転状態検
   出手段の検出結果に基づいて算出する直接率算出手段
   と、前記内燃エンジンの吸気系に付着している付着燃料
   量の内、今回サイクルで前記内燃エンジンの前記燃焼室
   に持ち去られる持ち去り率を前記運転状態検出手段の検
   出結果に基づいて算出する持ち去り率算出手段とを備え
   た内燃エンジンの燃料噴射制御装置において、 前記内燃エンジンの運転状態検出手段の検出結果に基づ
   き前記第１の信号に同期して吸入行程中の付加噴射領域
   を算出する付加噴射領域算出手段と、前記第１の所定回
   転角度より小さい第２の所定回転角度毎に第２の回転角
   度信号を検出する第２の信号検出手段と、前記第２の信
   号に同期して前記付加噴射領域を検出する付加噴射領域
   検出手段と、前記内燃エンジンの運転状態検出手段の検
   出結果に基づいて前記内燃エンジンの加速状態を検出す
   る加速状態検出手段とを備え、 該加速状態検出手段により前記内燃エンジンの加速状態
   が検出され且つ前記付加噴射領域検出手段により付加噴
   射領域が検出されたときは、前記エンジンの運転状態検
   出手段の検出結果と前記直接率と前記持ち去り率とに基
   づいて付加燃料噴射量を算出する付加燃料噴射量算出手
   段と、 前記主燃料噴射量と前記付加燃料噴射量と前記直接率と
   前記持ち去り率とに基づいて内燃エンジンの吸気系に付
   着する付着燃料量を算出する付着燃料量算出手段とを有
   し、 さらに、前記主燃料噴射量算出手段が、前記付着燃料量
   算出手段により算出された付着燃料量に基づき主燃料噴
   射量を補正する補正手段を具備していることを特徴とす
   る内燃エンジンの燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】 前記運転状態検出手段は、少なくとも前
   記内燃エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記内燃エンジンの負荷状態を検出する負荷状態検出手
   段と、内燃エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段
   とを含むことを特徴とする請求項１記載の内燃エンジン
   の燃料噴射制御装置。