JPH02264135A - 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Ｔ＋を演算しくＴｉ４−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５７８３２８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ζ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、燃料制御の目標位置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３６０’　ＣＡ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Ａのように、噴射開始タイミングを
吸気行程（インテークバルブオープン、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、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１３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、精度良く燃料供給量をリア
ルタイムに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。

く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、機関回転に同期した主たる燃料供給とは別に、変化
量演算手段で演算した変化量に基づいて前記単位時間毎
に燃料を追加供給する燃料追加供給制御手段と、を備え
るようにした。

ここで、例えばエアフローメータによる吸入空気流量Ｑ
や圧力センサによる吸気圧力ＰＨに基づいて前記要求燃
料量を求めると、吸気脈動により第１２図に示す如く時
間同期の要求追加供給量（真の機関負荷変動相当の燃料
補正に相当するパルス巾）に対して、求められる要求燃
料量の変化量ΔＴｐが瞬間毎に異なったものとなり、そ
の分の補正を行うと空燃比制御性が悪化する。

このため、機関運転状態検出手段が、可変制御される機
関吸気系の開口面積と機関回転速度とにそれぞれ関与す
る状態量を検出し、要求燃料量演算手段は、機関運転状
態検出手段で検出された開口面積と機関回転速度とから
機関の吸入空気量を予測して要求燃料量を演算するよう
構成することが好ましい。

更に、第１図点線示のように、開口面積と機関回転速度
とに基づいて要求燃料量演算手段で演算された要求燃料
量を、実際の機関負荷に略対応する要求燃料量の変化よ
りも所定時間だけ進んだ位相状態となるよう加重平均演
算し、この加重平均結果の要求燃料量に従って変化量演
算手段による変化量演算を行わせる加重平均処理手段を
設けることが好ましい。これは、時間に同期して追加供
給する燃料量が供給されてから、シリンダ内に吸入され
るまでのトラベルタイムを先取りして燃料供給するよう
にしないと、加速時に空燃比がり−ン化するためである
。

〈作用〉 かかる構成において、機関運転状態検出手段は、機関の
吸入空気量に関与する機関の状態量を検出し、この検出
結果に基づいて要求燃料量演算手段は、機関の要求燃料
量を演算する。

そして、変化量演算手段は、要求燃料量の単位時間当た
りの変化量を演算し、燃料追加供給制御手段は、機関回
転に同期した主たる燃料供給とは別に、前記変化量が演
算される単位時間毎に前記変化量に基づいて燃料を機関
に追加供給する。

ここで、機関運転状態検出手段は、可変制御される機関
吸気系の開口面積と機関回転速度とにそれぞれ関与する
状態量を検出するものであれば良く、この場合、要求燃
料量演算手段は、開口面積と機関回転速度とから機関の
吸入空気量を予測して要求燃料量を演算する。

更に、要求燃料量演算手段が前述のように開口面積と機
関回転速度とに基づいて要求燃料量を演算するものであ
る場合、加重平均処理手段は、要求燃料量演算手段によ
り演算された要求燃料量を、実際の機関負荷に略対応す
る要求燃料量の変化よりも所定時間だけ進んだ位相状態
となるよう加重平均演算し、この加重平均結果の要求燃
料量の単位時間当たりの変化量が変化量演算手段によっ
て演算されるようにする。

〈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。

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
流量Ｑを制御する。前記スロットル弁７には、その開度
ＴＶＯを検出するポテンショメータと共に、その全閉位
置（アイドル位置）でＯＮとなるアイドルスイッチ８Ａ
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ＰＢ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
ピュータを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
ＰＯ８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Ｂ　
Ｔ　Ｄ　Ｃｌ２Ｏ’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１８
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、要未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、燃料追加供給制御手段、加重平均処理手段としての
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センサ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１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、１０ｍ５毎
に実行されるものである。

まず、ステップｌ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ワ・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Ａｍｍ”
を、ステップ１で入力したスーツトル弁開度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
ず名機関１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く加重平均するときに用いるだめの
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に応して設定さ
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ＱＣＹＬ
は一定値に安定するが、機関１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ＱＣＹＬ
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
射量（機関要求燃料量）ＡＮＴｐを演算する。

Ａ　Ｎ　Ｔ　ｐ　〈−Ｋ　ＣＯＮ　Ａ　Ｘ　Ｑ　ＣＹ　
Ｌここで、演算される基本燃料噴射量ＡＮＴｐは、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Ｐ
Ｂに基づいて設定される基本燃料噴射量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に対して数十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
イムが考慮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’ｒｐ
ＰＢ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
（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
料噴射量ＡＮＴｐ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　ｐＯＬ
Ｄ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ＡＮＴｐ
の変化量ΔＡＮＴｐを演算する。この変化量ΔＡ、、Ｎ
Ｔｐは、１０ｍ５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ＡＮ　、Ｔ　Ｐ　ＯＬＩ＋にセ
ットして、本ルーチンの次回実行時におけるスフ 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Ｙにセットする。

本実施例では、機関運転状態に基づいて演算される基本
燃料噴射量Ｔｐ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ＴｐＰＢ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１０の
応答遅れ時間があり、然もこの遅れは燃料噴射弁１０の
駆動電源であるバッ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、割込噴射量Ｙからバッテリ電圧
補正分子ｓを除いた値である１０ｍ５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×ΔＡＮＴｐ＋Ｔｓ）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Ｔ　ｔ、Ｉｉｎ
とを比較する。

そして、Ｙ十ΣＱ４がＴ　１ｍ１ｎよりも小さいときに
は、割込噴射を実施することなくステップ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Σ
Ｑ４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である
のに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Ｔ１ｍ１ｎは、このＴ１ｍｚｎ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１３図参照）。

従って、前記ステップ１１で割込噴射量Ｙ十積算値ΣＱ
４が最小噴射量Ｔ　１ｍ１ｎ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
に割込噴射量Ｙが加算されて、その結果が最小噴射量Ｔ
ｉ、１゜を越えたときに割込噴射されるようにする。

即ち、割込噴射量が最小噴射量７１ａ＋ｉｎよりも小さ
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
ち越して積算結果が最小噴射量Ｔｘ、、、、を越えたと
きに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
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。また、ステップ９で設定される割込噴射量Ｙが、
毎回最小噴射量Ｔ１ｍ１ｎを越えるときニハ、１０ｍｓ
毎に割込が実施されることになる（第９図参照）。

ステップ１１で割込噴射量Ｙ十積算値ΣＱ４が最小噴射
量Ｔｉ、４７以上であると判別されると、ステップ１３
へ進み、＃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　１００ｄ　４は、後述するように、気
筒判別値ｎｃｙｊ！が４になったとき（基準角度信号Ｒ
ＥＦが＃１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ＡＴＤＣ１００°〜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１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
角範囲（吸気ＢＴＤＣ１２０°から吸気ＡＴＤＣ１００
゜〜吸気ＢＤＣ）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：■ＮＴ／Ｖ　　０ＰＥ
Ｎ）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×ΔＡＮＴ　ｐ　＋Ｔ　ｓ＋ΣＱ４）
を割込噴射させるのに対し、フラグＦ　１００ｄ　４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＋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２９４分も含めて
割込噴射がステップ１５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十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Σｑ４を更新設定すると、次のス
テップ１５へ進み、フラグＦ　１００ｄ　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１０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　１００ｄ　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図で点線で示
すようにステップ１３からステップ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、その他の気筒＃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ΣＱ１〜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
ｉ１、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　
１００ｄ　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。かかる割込噴射制御が、＃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≧Ｔ１ｍ＋
ｎ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
間の要求燃料量変化を予測するものではなく、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Ｔ■０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
グラウンドジョブのステップ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
ＫＦＬＡＴ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ＴｐＰＢを演
算する。

ＴｐＰＢ４−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曲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）−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＋Ｔ
ｓ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
１２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
にす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Ｒ，ＥＦ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・ンプ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、Ｔｉ＋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　１ｏｏｄ　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
料噴射量Ｔｉ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ｎｃｙｊ２に４をセット
して、前記気筒判別値ｎｃｙｊ２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ＲＥ、Ｆ
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ＲＥＦ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＋ΣＱ２Σｑ２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シ（ステップ５９）、更に気筒判別
値ｎｃｙＩ！、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
気筒の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ＰＯ３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ＰＯ３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ｎｃｙｆｆｉ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ｎｃｙｊ！が２であると
きは、第８図に示すように、＃２気筒の吸気ＢＴＤＣ１
２０°から１８０６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
ＢＤＣでもある。従って、気筒判別値ｎｃｙｌ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で気筒判別値ｎｃｙｊ！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ｎｃ
ｙｊ２が１であるか否かを判別する。気筒判別値ｎｃｙ
ｊ２が１であれば、第８図に示すように、今回のＴＤＣ
が＃２気筒の吸気ＢＤＣに相当するから、ステップ８４
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ｎｃｙｊ！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ｎｃｙｊｌ！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Ｆ　１００ｄ　ｌに１をセットする。

また、ステップ８５で、気筒判別値ｎｃｙｆｆｉが３で
ないと判別されたときには、気筒判別値ｎｃｙＩ！、は
４であるはずだから、ステップ８７へ進んでフラグＦ　
１００ａ　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１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量Ｑ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、単位時間毎に燃料を
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、要求燃料量を機関吸気系の開口面積と機関回転速
度とに基づいて演算することにより、追加供給する燃料
量を設定するために演算した要求燃料量が吸気脈動に伴
って振れることを回避でき、吸気脈動に影響されて誤っ
た燃料の追加供給が行われることを防止できる。

更に、開口面積と機関回転速度とに基づいて要求燃料量
を演算するときに、実際の機関負荷に略対応する要求燃
料量の変化よりも所定時間だけ進んだ位相状態となるよ
う加重平均演算することで、燃料のトラベルタイムを考
慮した要求燃料量の変化量演算が行え、該変化量に基づ
いて燃料を追加供給することで応答性の良い燃料の追加
供給が行える。

【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だ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図は吸気圧力から要求燃料量を求めた
場合の要求燃料量の変化量を示すタイムチャート、第１
３図は燃料噴射弁の噴射特性を示す線図である。 １・・・機関　　４・・・スロワ ５・・・吸気マニホールド ８・・・スロットルセンサ １０・・・燃料噴射弁　　工１・・・コ１５・・・クラ
ンク角センサ トルチャンハ フ・・・スロットル弁 ９・・・吸気圧センサ ントロールユニット 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 箒３図 その 沁３図 ’（（ｒ）２ 冥φ

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、 機関回転に同期した主たる燃料供給とは別に、前記変化
   量演算手段で演算した変化量に基づいて前記単位時間毎
   に燃料を追加供給する燃料追加供給制御手段と、 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）前記機関運転状態検出手段が、可変制御される機
   関吸気系の開口面積と機関回転速度とにそれぞれ関与す
   る状態量を検出し、前記要求燃料量演算手段は、検出さ
   れた開口面積と機関回転速度とから機関の吸入空気量を
   予測して要求燃料量を演算するよう構成したことを特徴
   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）前記要求燃料量演算手段で演算された要求燃料量
   を、実際の機関負荷に略対応する要求燃料量の変化より
   も所定時間だけ進んだ位相状態となるよう加重平均演算
   し、該加重平均結果の要求燃料量に従って前記変化量演
   算手段による変化量演算を行わせる加重平均処理手段を
   設けたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料
   供給制御装置。