JPH11132081A - 内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置 - Google Patents
内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置Info
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- JPH11132081A JPH11132081A JP9294564A JP29456497A JPH11132081A JP H11132081 A JPH11132081 A JP H11132081A JP 9294564 A JP9294564 A JP 9294564A JP 29456497 A JP29456497 A JP 29456497A JP H11132081 A JPH11132081 A JP H11132081A
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- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
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- F02B75/12—Other methods of operation
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D2250/18—Control of the engine output torque
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸気系故障に起因した吸気量増大に対してフ
ェールセーフを提供し、エンジン回転数の異常上昇を確
実に抑制可能な内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置を得
る。 【解決手段】 内燃機関の運転状態を示す情報を出力す
る各種センサ２０と、各気筒内に直接燃料を噴射するイ
ンジェクタと、運転状態に基づいて各気筒内への燃料供
給量Ｆを演算するとともに、燃料供給量に基づいてイン
ジェクタを駆動制御する制御部８９とを備え、各種セン
サは、吸入空気量Ｑａに相当する情報を出力する吸気量
センサと、回転速度Ｎｅおよびクランク角度に相当する
情報θを出力するクランク角センサとを含み、制御部
は、インジェクタに対する噴射制御信号Ｊの駆動幅を、
運転状態に応じた上限値に制限する。
ェールセーフを提供し、エンジン回転数の異常上昇を確
実に抑制可能な内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置を得
る。 【解決手段】 内燃機関の運転状態を示す情報を出力す
る各種センサ２０と、各気筒内に直接燃料を噴射するイ
ンジェクタと、運転状態に基づいて各気筒内への燃料供
給量Ｆを演算するとともに、燃料供給量に基づいてイン
ジェクタを駆動制御する制御部８９とを備え、各種セン
サは、吸入空気量Ｑａに相当する情報を出力する吸気量
センサと、回転速度Ｎｅおよびクランク角度に相当する
情報θを出力するクランク角センサとを含み、制御部
は、インジェクタに対する噴射制御信号Ｊの駆動幅を、
運転状態に応じた上限値に制限する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、通常の自動車用
エンジンなどに用いられる燃料噴射制御装置において、
気筒内に燃料を直接噴射してエンジン発生トルクを制御
する内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置に関し、特に燃
料噴射量（インジェクタの駆動パルス幅）をクリップし
て、エンジントルク（回転数）の異常上昇を抑制した内
燃機関の筒内噴射式燃料制御装置に関するものである。
エンジンなどに用いられる燃料噴射制御装置において、
気筒内に燃料を直接噴射してエンジン発生トルクを制御
する内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置に関し、特に燃
料噴射量（インジェクタの駆動パルス幅）をクリップし
て、エンジントルク（回転数）の異常上昇を抑制した内
燃機関の筒内噴射式燃料制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車用エンジンなどに用いら
れる内燃機関においては、燃料噴射用のインジェクタが
吸気管のインテークマニホールド内に設置されており、
吸入空気とともに燃料を気筒内に供給するようになって
いる。図６は吸気管内にインジェクタを設けた従来の内
燃機関の燃料制御装置を示す構成図である。
れる内燃機関においては、燃料噴射用のインジェクタが
吸気管のインテークマニホールド内に設置されており、
吸入空気とともに燃料を気筒内に供給するようになって
いる。図６は吸気管内にインジェクタを設けた従来の内
燃機関の燃料制御装置を示す構成図である。
【０００３】図６において、内燃機関の本体となるエン
ジン１は、複数の気筒により構成されている。ここで
は、簡略化のために１つの気筒のみが示されている。エ
ンジン１の燃焼室には、吸気管１ａおよび排気管１ｂが
連通されており、エンジン１の一端には、クランク軸１
ｃが連結されている。
ジン１は、複数の気筒により構成されている。ここで
は、簡略化のために１つの気筒のみが示されている。エ
ンジン１の燃焼室には、吸気管１ａおよび排気管１ｂが
連通されており、エンジン１の一端には、クランク軸１
ｃが連結されている。
【０００４】吸気管１ａは、エンジン１に吸入空気およ
び燃料を供給し、排気管１ｂは、エンジン１内で燃焼後
の排気ガスを排出する。また、クランク軸１ｃはエンジ
ン１と連動して回転する。エンジン１の外周部に配設さ
れた冷却水１ｄは、エンジン１を冷却する。
び燃料を供給し、排気管１ｂは、エンジン１内で燃焼後
の排気ガスを排出する。また、クランク軸１ｃはエンジ
ン１と連動して回転する。エンジン１の外周部に配設さ
れた冷却水１ｄは、エンジン１を冷却する。
【０００５】吸気管１ａの吸入口に設けられたエアフロ
ーセンサ２は、エンジン１に吸入される空気量を吸気量
情報Ｑａとして計測する。吸気管１ａ内に設けられたス
ロットル弁３は、運転者が操作するアクセルペダル（図
示せず）と連動して開閉動作し、エンジン１の吸気量Ｑ
ａを調節する。
ーセンサ２は、エンジン１に吸入される空気量を吸気量
情報Ｑａとして計測する。吸気管１ａ内に設けられたス
ロットル弁３は、運転者が操作するアクセルペダル（図
示せず）と連動して開閉動作し、エンジン１の吸気量Ｑ
ａを調節する。
【０００６】スロットル弁３に設けられたスロットル開
度センサ４は、スロットル弁３の開閉位置すなわちスロ
ットル開度θを検出する。クランク軸１ｃに関連して設
けられたクランク角センサ５は、クランク軸１ｃの回転
に同期したパルス信号すなわちクランク角信号ＳＧＴを
出力する。クランク角信号ＳＧＴは、エンジン１の回転
速度情報およびクランク軸１ｃの角度位置情報を示して
いる。
度センサ４は、スロットル弁３の開閉位置すなわちスロ
ットル開度θを検出する。クランク軸１ｃに関連して設
けられたクランク角センサ５は、クランク軸１ｃの回転
に同期したパルス信号すなわちクランク角信号ＳＧＴを
出力する。クランク角信号ＳＧＴは、エンジン１の回転
速度情報およびクランク軸１ｃの角度位置情報を示して
いる。
【０００７】冷却水１ｄの水温Ｔｗを検出する水温セン
サ６は、エンジン１の暖機状態を検出する手段として機
能する。排気管１ｂに設けられたＯ2センサ７は、エン
ジン１から排気管１ｂ内に排出される排気ガスの酸素濃
度Ｄｏを検出する。
サ６は、エンジン１の暖機状態を検出する手段として機
能する。排気管１ｂに設けられたＯ2センサ７は、エン
ジン１から排気管１ｂ内に排出される排気ガスの酸素濃
度Ｄｏを検出する。
【０００８】マイクロコンピュータからなる制御回路８
は、エンジン１の周辺各部に装着された各種センサから
の検出情報（Ｑａ、θ、ＳＧＴ、Ｔｗ、Ｄｏなど）を取
り込み、運転状態に応じて各種アクチュエータ（後述す
る点火プラグおよびインジェクタ）に対する駆動制御信
号を出力し、エンジン１の各気筒毎に各種シーケンス駆
動制御（点火時期制御および燃料噴射制御）を行う。こ
れにより、エンジン１は、所望の点火タイミングおよび
空燃比で燃焼駆動される。
は、エンジン１の周辺各部に装着された各種センサから
の検出情報（Ｑａ、θ、ＳＧＴ、Ｔｗ、Ｄｏなど）を取
り込み、運転状態に応じて各種アクチュエータ（後述す
る点火プラグおよびインジェクタ）に対する駆動制御信
号を出力し、エンジン１の各気筒毎に各種シーケンス駆
動制御（点火時期制御および燃料噴射制御）を行う。こ
れにより、エンジン１は、所望の点火タイミングおよび
空燃比で燃焼駆動される。
【０００９】エンジン１の気筒内の燃焼室に設けられた
点火プラグ９は、制御回路８からの点火制御信号Ｐによ
り駆動される。バイパス通路ＢＰは、スロットル弁３を
バイパスするように吸気管１ａに設けられている。
点火プラグ９は、制御回路８からの点火制御信号Ｐによ
り駆動される。バイパス通路ＢＰは、スロットル弁３を
バイパスするように吸気管１ａに設けられている。
【００１０】バイパス通路ＢＰに設けられたエアバイパ
スバルブ１０は、制御回路８からのバイパス制御信号Ｂ
により駆動され、バイパス通路ＢＰを開閉してスロット
ル弁３をバイパスする空気量を調節し、走行時のトルク
制御およびアイドリング運転時（スロットル弁３の全閉
時）のエンジン回転数制御を行う。
スバルブ１０は、制御回路８からのバイパス制御信号Ｂ
により駆動され、バイパス通路ＢＰを開閉してスロット
ル弁３をバイパスする空気量を調節し、走行時のトルク
制御およびアイドリング運転時（スロットル弁３の全閉
時）のエンジン回転数制御を行う。
【００１１】インジェクタ１１は、吸気管１ａの下流位
置のインテークマニホールドに装着されており、制御回
路８からの噴射制御信号Ｊにより駆動されて、エンジン
１内に燃料を供給する。
置のインテークマニホールドに装着されており、制御回
路８からの噴射制御信号Ｊにより駆動されて、エンジン
１内に燃料を供給する。
【００１２】吸気管１ａと排気管１ｂとを連通するＥＧ
Ｒ（排ガス還流）管ＥＰは、ＮＯｘ低減の目的でエンジ
ン１から排出された排気ガスを再び燃焼室に戻して再燃
焼させる。ＥＧＲ管ＥＰに設けられたＥＧＲバルブ１２
は、制御回路８からのＥＧＲ制御信号Ｅにより駆動さ
れ、排気管１ｂから吸気管１ａに還流されるＥＧＲ量を
制御する。
Ｒ（排ガス還流）管ＥＰは、ＮＯｘ低減の目的でエンジ
ン１から排出された排気ガスを再び燃焼室に戻して再燃
焼させる。ＥＧＲ管ＥＰに設けられたＥＧＲバルブ１２
は、制御回路８からのＥＧＲ制御信号Ｅにより駆動さ
れ、排気管１ｂから吸気管１ａに還流されるＥＧＲ量を
制御する。
【００１３】エンジン１のカム軸に装着された気筒識別
センサ１３は、エンジン１の吸気弁の動作に同期して、
燃焼気筒を識別するための気筒識別信号ＳＧＣを制御回
路８Ａに出力する。
センサ１３は、エンジン１の吸気弁の動作に同期して、
燃焼気筒を識別するための気筒識別信号ＳＧＣを制御回
路８Ａに出力する。
【００１４】各種センサ２、４〜７および１３から出力
される検出信号Ｑａ、θ、ＳＧＴ、Ｔｗ、ＤｏおよびＳ
ＧＣは、制御回路８に入力される。各種アクチュエータ
９〜１２は、制御回路８から出力される制御信号Ｐ、
Ｂ、ＪおよびＥにより駆動される。
される検出信号Ｑａ、θ、ＳＧＴ、Ｔｗ、ＤｏおよびＳ
ＧＣは、制御回路８に入力される。各種アクチュエータ
９〜１２は、制御回路８から出力される制御信号Ｐ、
Ｂ、ＪおよびＥにより駆動される。
【００１５】図６のように構成された従来装置におい
て、制御回路８から噴射制御信号Ｊが出力されると、噴
射制御信号Ｊの駆動パルス幅に応じてインジェクタ１１
が駆動され、噴射制御信号Ｊに応じた量の燃料が吸気管
１ａ内に噴射される。
て、制御回路８から噴射制御信号Ｊが出力されると、噴
射制御信号Ｊの駆動パルス幅に応じてインジェクタ１１
が駆動され、噴射制御信号Ｊに応じた量の燃料が吸気管
１ａ内に噴射される。
【００１６】しかし、このように気筒外部で燃料噴射し
た場合、燃料が実際にエンジン１の気筒内に吸入される
前に、燃料の一部が吸気管１ａの内壁やエンジン１の吸
気弁に付着してしまう。このような付着燃料は、特に燃
料が気化しにくい低温時（始動運転時）や早い燃料量応
答が要求される過渡運転時において発生し易く、排気ガ
スの有害成分に大きな影響を与えることになる。
た場合、燃料が実際にエンジン１の気筒内に吸入される
前に、燃料の一部が吸気管１ａの内壁やエンジン１の吸
気弁に付着してしまう。このような付着燃料は、特に燃
料が気化しにくい低温時（始動運転時）や早い燃料量応
答が要求される過渡運転時において発生し易く、排気ガ
スの有害成分に大きな影響を与えることになる。
【００１７】そこで、従来より、エンジン気筒内に直接
燃料を噴射する筒内噴射式燃料制御装置が提案されてい
る。このような筒内噴射式燃料制御装置は、理想的なエ
ンジンとして注目されており、一般的な自動車用ガソリ
ンエンジンに用いた場合、以下の（１）〜（４）の効果
がある。
燃料を噴射する筒内噴射式燃料制御装置が提案されてい
る。このような筒内噴射式燃料制御装置は、理想的なエ
ンジンとして注目されており、一般的な自動車用ガソリ
ンエンジンに用いた場合、以下の（１）〜（４）の効果
がある。
【００１８】（１）排気ガスの有毒ガス排出量の低減効
果 燃焼室内の点火プラグ９（図６参照）の近傍に燃料が直
接噴射されるので、燃料の輸送遅れなどを考慮せずに空
燃比を希薄（リーン）化することができ、有害なＨＣガ
スおよびＣＯガスの排出量を低減することができる。
果 燃焼室内の点火プラグ９（図６参照）の近傍に燃料が直
接噴射されるので、燃料の輸送遅れなどを考慮せずに空
燃比を希薄（リーン）化することができ、有害なＨＣガ
スおよびＣＯガスの排出量を低減することができる。
【００１９】（２）燃費の低減効果 点火タイミングに合わせて、点火直前に燃料が噴射され
るので、点火時に点火プラグ９の周辺に可燃燃料が形成
されて、燃料を含む混合気の分布が不均一性となること
から、成層燃焼が可能となる。したがって、エンジン１
の気筒内に吸入される空気量と燃料供給量との見かけ上
の供給空燃比を大幅に希薄（リーン）化することができ
る。
るので、点火時に点火プラグ９の周辺に可燃燃料が形成
されて、燃料を含む混合気の分布が不均一性となること
から、成層燃焼が可能となる。したがって、エンジン１
の気筒内に吸入される空気量と燃料供給量との見かけ上
の供給空燃比を大幅に希薄（リーン）化することができ
る。
【００２０】また、成層燃焼の実現により、ＥＧＲ（排
気ガス還流）を大量に導入しても燃焼を悪化させる影響
が少なくなるうえ、吸気量Ｑａを増大可能なことからポ
ンピングロスも低減し、燃費の向上を実現することがで
きる。
気ガス還流）を大量に導入しても燃焼を悪化させる影響
が少なくなるうえ、吸気量Ｑａを増大可能なことからポ
ンピングロスも低減し、燃費の向上を実現することがで
きる。
【００２１】（３）エンジン１の出力増大効果 点火プラグ９の周辺に混合気が集中することから、ノッ
キングの原因となるエンドガス（点火プラグ９から離れ
た領域の混合気）が少なくなるので、上記の成層燃焼に
より、耐ノック性が向上し、エンジン１の圧縮比を大き
くすることができる。
キングの原因となるエンドガス（点火プラグ９から離れ
た領域の混合気）が少なくなるので、上記の成層燃焼に
より、耐ノック性が向上し、エンジン１の圧縮比を大き
くすることができる。
【００２２】また、気筒内で燃料が気化することから、
気化燃料が気筒内の吸入空気から気化熱を奪うので、吸
入空気密度が上昇して体積効率が上昇し、エンジン１の
出力を増大させることができる。
気化燃料が気筒内の吸入空気から気化熱を奪うので、吸
入空気密度が上昇して体積効率が上昇し、エンジン１の
出力を増大させることができる。
【００２３】（４）ドライバビリティの向上効果 気筒内に燃料が直接噴射されるので、図６の装置と比べ
た場合、燃料を供給してから、燃料を燃焼させてエンジ
ン１の出力が発生するまでの時間遅れが短く、運転者の
要求に対し応答性の高いエンジンを実現することができ
る。
た場合、燃料を供給してから、燃料を燃焼させてエンジ
ン１の出力が発生するまでの時間遅れが短く、運転者の
要求に対し応答性の高いエンジンを実現することができ
る。
【００２４】なお、筒内噴射式燃料制御装置において
は、圧縮行程時に微少な燃料を供給して超希薄成層燃焼
によりエミッションおよび燃費を向上させるリーン運転
モードと、吸気行程時に所要量の燃料を供給して通常の
均一混合燃焼により出力を向上させるストイキ運転モー
ドとが存在する。
は、圧縮行程時に微少な燃料を供給して超希薄成層燃焼
によりエミッションおよび燃費を向上させるリーン運転
モードと、吸気行程時に所要量の燃料を供給して通常の
均一混合燃焼により出力を向上させるストイキ運転モー
ドとが存在する。
【００２５】圧縮行程噴射（リーン運転）モードにおい
ては、吸気行程噴射（ストイキ運転）モードに比べてリ
ーン側で運転させるために、或るスロットル開度θ（ア
クセル開度）に対して増大された吸気量Ｑａをエンジン
１に供給する必要がある。したがって、通常では運転者
のアクセル操作のみで制御されていた吸気量Ｑａを、別
の系統で増量制御する必要がある。
ては、吸気行程噴射（ストイキ運転）モードに比べてリ
ーン側で運転させるために、或るスロットル開度θ（ア
クセル開度）に対して増大された吸気量Ｑａをエンジン
１に供給する必要がある。したがって、通常では運転者
のアクセル操作のみで制御されていた吸気量Ｑａを、別
の系統で増量制御する必要がある。
【００２６】図７はたとえば特開昭６２−１８６０３４
号公報に記載された従来の内燃機関の筒内噴射式燃料制
御装置を示す構成図であり、前述と同様の構成要素につ
いては、同一符号を付してここでは詳述しない。この場
合、エンジントルクの変動を抑制するために、燃料圧力
変化に応じて燃料噴射量を補正した燃料制御装置を示し
ている。
号公報に記載された従来の内燃機関の筒内噴射式燃料制
御装置を示す構成図であり、前述と同様の構成要素につ
いては、同一符号を付してここでは詳述しない。この場
合、エンジントルクの変動を抑制するために、燃料圧力
変化に応じて燃料噴射量を補正した燃料制御装置を示し
ている。
【００２７】図７において、制御回路８Ａは、たとえば
燃料制御に関する燃料供給量および噴射タイミングを演
算し、演算結果に応じて噴射制御信号Ｊを出力し、吸気
行程中および圧縮行程中の少なくとも一方でインジェク
タ１１Ａを駆動して燃料を噴射する。このとき、気筒識
別信号ＳＧＣに基づいて制御対象気筒を識別することに
より、エンジン１の各気筒毎に個別にインジェクタ１１
Ａを制御する。
燃料制御に関する燃料供給量および噴射タイミングを演
算し、演算結果に応じて噴射制御信号Ｊを出力し、吸気
行程中および圧縮行程中の少なくとも一方でインジェク
タ１１Ａを駆動して燃料を噴射する。このとき、気筒識
別信号ＳＧＣに基づいて制御対象気筒を識別することに
より、エンジン１の各気筒毎に個別にインジェクタ１１
Ａを制御する。
【００２８】インジェクタ１１Ａは、吸気管１ａ内では
なく、エンジン１の気筒の燃焼室内に直接装着されてお
り、吸気行程または圧縮行程の短期間に高圧燃料を噴射
するために、高速且つ高圧仕様に設計されている。
なく、エンジン１の気筒の燃焼室内に直接装着されてお
り、吸気行程または圧縮行程の短期間に高圧燃料を噴射
するために、高速且つ高圧仕様に設計されている。
【００２９】制御回路８Ａとインジェクタ１１Ａとの間
に挿入されたインジェクタドライバ１４は、制御回路８
Ａからの噴射制御信号Ｊを高速且つ高圧仕様の噴射制御
信号Ｋに変換してインジェクタ１１Ａを駆動する。
に挿入されたインジェクタドライバ１４は、制御回路８
Ａからの噴射制御信号Ｊを高速且つ高圧仕様の噴射制御
信号Ｋに変換してインジェクタ１１Ａを駆動する。
【００３０】インジェクタドライバ１４は、制御回路８
Ａからの噴射制御信号Ｊに応答して電力増幅された大電
力の噴射制御信号Ｋを出力することにより、気筒内の圧
力に打ち勝つ圧力で燃料を噴射する。
Ａからの噴射制御信号Ｊに応答して電力増幅された大電
力の噴射制御信号Ｋを出力することにより、気筒内の圧
力に打ち勝つ圧力で燃料を噴射する。
【００３１】また、エアバイパスバルブ１０Ａは、スロ
ットル弁３が全閉されるアイドリング運転時でのエンジ
ン回転数の制御に加え、走行時を含むリーン運転時のト
ルク制御を目的として、前述よりもバイパス吸気量の制
御レンジが大きくなるように設計されている。
ットル弁３が全閉されるアイドリング運転時でのエンジ
ン回転数の制御に加え、走行時を含むリーン運転時のト
ルク制御を目的として、前述よりもバイパス吸気量の制
御レンジが大きくなるように設計されている。
【００３２】以下、図８のフローチャートおよび図９の
タイミングチャート、ならびに図１０〜図１３の説明図
を参照しながら、図７に示した従来の内燃機関の筒内噴
射式燃料制御装置の動作について説明する。
タイミングチャート、ならびに図１０〜図１３の説明図
を参照しながら、図７に示した従来の内燃機関の筒内噴
射式燃料制御装置の動作について説明する。
【００３３】図９において、吸気量Ｑａの上限値の目安
となる最大吸気量Ｑｍａｘは、スロットル開度θなどの
運転状態に応じて一義的に算出される。この場合、空燃
比Ａ／Ｆは、目標空燃比Ａ／Ｆｏに一定制御されるもの
とし、燃料供給量Ｆは、吸気量Ｑａの増大に応じて増大
される。
となる最大吸気量Ｑｍａｘは、スロットル開度θなどの
運転状態に応じて一義的に算出される。この場合、空燃
比Ａ／Ｆは、目標空燃比Ａ／Ｆｏに一定制御されるもの
とし、燃料供給量Ｆは、吸気量Ｑａの増大に応じて増大
される。
【００３４】吸気量Ｑａが最大吸気量Ｑｍａｘを越えて
異常上昇し、さらに、エンジン回転数Ｎｅが第１の最大
回転数Ｎｍａｘ１（実線参照）を越えた場合、燃料カッ
ト状態となり、燃料供給量Ｆは０に設定される。
異常上昇し、さらに、エンジン回転数Ｎｅが第１の最大
回転数Ｎｍａｘ１（実線参照）を越えた場合、燃料カッ
ト状態となり、燃料供給量Ｆは０に設定される。
【００３５】また、燃料カット制御により、エンジン回
転数Ｎｅが第２の最大回転数Ｎｍａｘ２（破線参照）以
下に低下すると、再び燃料供給量Ｆが設定されてエンジ
ン回転数Ｎｅが上昇する。
転数Ｎｅが第２の最大回転数Ｎｍａｘ２（破線参照）以
下に低下すると、再び燃料供給量Ｆが設定されてエンジ
ン回転数Ｎｅが上昇する。
【００３６】第２の最大回転数Ｎｍａｘ２は、第１の最
大回転数Ｎｍａｘ１よりも約１００ｒｐｍ程度低い値に
設定されている。このように、第１の最大回転数Ｎｍａ
ｘ１と第２の最大回転数Ｎｍａｘ２との間にヒステリシ
スを設定することにより、ハンチングを抑制している。
大回転数Ｎｍａｘ１よりも約１００ｒｐｍ程度低い値に
設定されている。このように、第１の最大回転数Ｎｍａ
ｘ１と第２の最大回転数Ｎｍａｘ２との間にヒステリシ
スを設定することにより、ハンチングを抑制している。
【００３７】エンジン回転数Ｎｅは、吸気量Ｑａの上昇
にしたがって、エンジントルクＴｅとともに時刻ｔ１か
ら上昇する。燃料カット制御によりエンジントルクＴｅ
およびエンジン回転数Ｎｅが抑制されると、エンジン回
転数Ｎｅの低下により、時刻ｔ２において吸気量Ｑａも
抑制される。
にしたがって、エンジントルクＴｅとともに時刻ｔ１か
ら上昇する。燃料カット制御によりエンジントルクＴｅ
およびエンジン回転数Ｎｅが抑制されると、エンジン回
転数Ｎｅの低下により、時刻ｔ２において吸気量Ｑａも
抑制される。
【００３８】図１０は目標エンジントルクＴｏを算出す
るための二次元マップを示す説明図であり、横軸はエン
ジン回転数Ｎｅ、縦軸はスロットル開度θを示す。図１
０において、或る目標エンジントルクＴｏ１は、検出さ
れたエンジン回転数Ｎｅ１およびスロットル開度θ１に
応じて一義的に算出される。
るための二次元マップを示す説明図であり、横軸はエン
ジン回転数Ｎｅ、縦軸はスロットル開度θを示す。図１
０において、或る目標エンジントルクＴｏ１は、検出さ
れたエンジン回転数Ｎｅ１およびスロットル開度θ１に
応じて一義的に算出される。
【００３９】図１１は空燃比Ａ／ＦとエンジントルクＴ
ｅとの関係を示す説明図であり、吸気量Ｑａを一定値Ｑ
１〜Ｑ３に設定した場合の各特性曲線を示している。各
特性曲線において、エンジントルクＴｅは、吸気量Ｑａ
の違いによらず、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）の付
近（Ａ／Ｆ＝１３程度）で最大となり、最大の吸気量Ｑ
３においては、最大のエンジントルクＴ４まで上昇す
る。
ｅとの関係を示す説明図であり、吸気量Ｑａを一定値Ｑ
１〜Ｑ３に設定した場合の各特性曲線を示している。各
特性曲線において、エンジントルクＴｅは、吸気量Ｑａ
の違いによらず、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）の付
近（Ａ／Ｆ＝１３程度）で最大となり、最大の吸気量Ｑ
３においては、最大のエンジントルクＴ４まで上昇す
る。
【００４０】また、一点鎖線は、各特性曲線上において
燃料供給量Ｆを一定値に固定したときの、各空燃比Ａ／
Ｆ１〜Ａ／Ｆ３および各エンジントルクＴ１〜Ｔ３をプ
ロットして得られる特性線である。
燃料供給量Ｆを一定値に固定したときの、各空燃比Ａ／
Ｆ１〜Ａ／Ｆ３および各エンジントルクＴ１〜Ｔ３をプ
ロットして得られる特性線である。
【００４１】一点鎖線のように、燃料供給量Ｆを一定に
した場合、吸気量Ｑ１から吸気量Ｑ３への増大にともな
って、エンジントルクＴｅが若干増大するものの、空燃
比Ａ／Ｆを一定にした場合よりもエンジントルクＴｅの
変動は抑制される。
した場合、吸気量Ｑ１から吸気量Ｑ３への増大にともな
って、エンジントルクＴｅが若干増大するものの、空燃
比Ａ／Ｆを一定にした場合よりもエンジントルクＴｅの
変動は抑制される。
【００４２】ここでは、スロットル開度θが全閉された
アイドリング運転時において、エアバイパスバルブ１０
Ａを通過するバイパス吸気量が増大した状態を想定して
いる。したがって、図１１内の吸気量Ｑ２およびＱ３に
よる特性曲線は、たとえば、吸気系の異常よって吸気量
Ｑａが増大した場合を示している。
アイドリング運転時において、エアバイパスバルブ１０
Ａを通過するバイパス吸気量が増大した状態を想定して
いる。したがって、図１１内の吸気量Ｑ２およびＱ３に
よる特性曲線は、たとえば、吸気系の異常よって吸気量
Ｑａが増大した場合を示している。
【００４３】図１２は目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび最大吸
気量Ｑｍａｘを算出するための二次元マップを示す説明
図であり、横軸はエンジン回転数Ｎｅ、縦軸はエンジン
トルクＴｅを示す。
気量Ｑｍａｘを算出するための二次元マップを示す説明
図であり、横軸はエンジン回転数Ｎｅ、縦軸はエンジン
トルクＴｅを示す。
【００４４】図１２において、目標空燃比Ａ／Ｆｏおよ
び最大吸気量Ｑｍａｘは、検出されたエンジン回転数Ｎ
ｅ１およびエンジントルクＴｅ１に応じて一義的に算出
される。
び最大吸気量Ｑｍａｘは、検出されたエンジン回転数Ｎ
ｅ１およびエンジントルクＴｅ１に応じて一義的に算出
される。
【００４５】ここでは、代表的にストイキ運転モードで
の目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび最大吸気量Ｑｍａｘの演算
マップを示すが、必要に応じて他の運転モードたとえば
リーン運転モードでの演算マップも設定されている。
の目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび最大吸気量Ｑｍａｘの演算
マップを示すが、必要に応じて他の運転モードたとえば
リーン運転モードでの演算マップも設定されている。
【００４６】図１３はスロットル開度θに応じて設定さ
れる最大回転数Ｎｍａｘの特性を示す説明図であり、実
線は第１の最大回転数Ｎｍａｘ１の特性、破線は第２の
最大回転数Ｎｍａｘ２の特性を示している。
れる最大回転数Ｎｍａｘの特性を示す説明図であり、実
線は第１の最大回転数Ｎｍａｘ１の特性、破線は第２の
最大回転数Ｎｍａｘ２の特性を示している。
【００４７】図１３において、アイドリング運転状態に
近いスロットル開度θｉ（ほぼ０）での第１の最大回転
数Ｎｍａｘ１は、約２５００ｒｐｍに設定され、スロッ
トル開度θが最大の場合での第１の最大回転数Ｎｍａｘ
１は、５０００〜６０００ｒｐｍ程度に設定される。
近いスロットル開度θｉ（ほぼ０）での第１の最大回転
数Ｎｍａｘ１は、約２５００ｒｐｍに設定され、スロッ
トル開度θが最大の場合での第１の最大回転数Ｎｍａｘ
１は、５０００〜６０００ｒｐｍ程度に設定される。
【００４８】図８において、まず、制御回路８Ａは、各
種センサ信号、すなわち、スロットル開度θ、エンジン
回転数Ｎｅ、吸気量Ｑａなどを読み込み（ステップＳ
１）、図１０のように、スロットル開度θおよびエンジ
ン回転数Ｎｅから、目標エンジントルクＴｏを算出する
（ステップＳ２）。
種センサ信号、すなわち、スロットル開度θ、エンジン
回転数Ｎｅ、吸気量Ｑａなどを読み込み（ステップＳ
１）、図１０のように、スロットル開度θおよびエンジ
ン回転数Ｎｅから、目標エンジントルクＴｏを算出する
（ステップＳ２）。
【００４９】続いて、現在の運転状態から、吸気行程噴
射（ストイキ）モードか圧縮行程噴射（リーン）モード
かの判定を行い（ステップＳ３）、現在の運転状態がリ
ーンモードか否かを判定する（ステップＳ４）。たとえ
ば、加減速運転などの過渡時ではなく定常走行状態であ
れば、リーン運転が可能な状態、すなわち、リーンモー
ドと判定される。
射（ストイキ）モードか圧縮行程噴射（リーン）モード
かの判定を行い（ステップＳ３）、現在の運転状態がリ
ーンモードか否かを判定する（ステップＳ４）。たとえ
ば、加減速運転などの過渡時ではなく定常走行状態であ
れば、リーン運転が可能な状態、すなわち、リーンモー
ドと判定される。
【００５０】そして、ステップＳ４の判定結果に応じ
て、ストイキ用またはリーン用の演算マップ（図１２参
照）を用いて、エンジン回転数Ｎｅおよびエンジントル
クＴｅから、目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび最大吸気量Ｑｍ
ａｘを算出する。
て、ストイキ用またはリーン用の演算マップ（図１２参
照）を用いて、エンジン回転数Ｎｅおよびエンジントル
クＴｅから、目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび最大吸気量Ｑｍ
ａｘを算出する。
【００５１】もし、リーンモード（すなわち、ＹＥＳ）
と判定されれば、リーン用の目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび
最大吸気量Ｑｍａｘを算出し（ステップＳ５）、ストイ
キモード（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ストイキ
用の目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび最大吸気量Ｑｍａｘを算
出する（ステップＳ６）。
と判定されれば、リーン用の目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび
最大吸気量Ｑｍａｘを算出し（ステップＳ５）、ストイ
キモード（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ストイキ
用の目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび最大吸気量Ｑｍａｘを算
出する（ステップＳ６）。
【００５２】次に、吸気量Ｑａおよび目標空燃比Ａ／Ｆ
ｏから燃料供給量Ｆを算出し（ステップＳ７）、吸気量
Ｑａが最大吸気量Ｑｍａｘを越えたか否かを判定する
（ステップＳ８）。
ｏから燃料供給量Ｆを算出し（ステップＳ７）、吸気量
Ｑａが最大吸気量Ｑｍａｘを越えたか否かを判定する
（ステップＳ８）。
【００５３】もし、Ｑａ＞Ｑｍａｘ（すなわち、ＹＥ
Ｓ）と判定されれば、エンジン回転数Ｎｅが最大回転数
Ｎｍａｘを越えたか否かを判定する（ステップＳ９）。
もし、Ｎｅ＞Ｎｍａｘ（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
れば、暴走を防止するために、図９のように燃料カット
する（ステップＳ１０）。
Ｓ）と判定されれば、エンジン回転数Ｎｅが最大回転数
Ｎｍａｘを越えたか否かを判定する（ステップＳ９）。
もし、Ｎｅ＞Ｎｍａｘ（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
れば、暴走を防止するために、図９のように燃料カット
する（ステップＳ１０）。
【００５４】なお、ステップＳ９において、繁雑さを避
けるために、最大回転数Ｎｍａｘのヒステリシスに関す
る図示を省略しているが、最大回転数Ｎｍａｘは、図９
および図１３のように、ＹＥＳ判定用の第１の最大回転
数Ｎｍａｘ１と、ＮＯ判定用の第２の最大回転数Ｎｍａ
ｘ２との間でヒステリシスを有している。
けるために、最大回転数Ｎｍａｘのヒステリシスに関す
る図示を省略しているが、最大回転数Ｎｍａｘは、図９
および図１３のように、ＹＥＳ判定用の第１の最大回転
数Ｎｍａｘ１と、ＮＯ判定用の第２の最大回転数Ｎｍａ
ｘ２との間でヒステリシスを有している。
【００５５】一方、ステップＳ８において、Ｑａ≦Ｑｍ
ａｘ（すなわち、ＮＯ）と判定され、且つステップＳ９
において、Ｎｅ≦Ｎｍａｘ（すなわち、ＮＯ）と判定さ
れれば、燃料カット（ステップＳ１０）を実行せずに、
図８の処理ルーチンを抜け出る。
ａｘ（すなわち、ＮＯ）と判定され、且つステップＳ９
において、Ｎｅ≦Ｎｍａｘ（すなわち、ＮＯ）と判定さ
れれば、燃料カット（ステップＳ１０）を実行せずに、
図８の処理ルーチンを抜け出る。
【００５６】このように、筒内噴射式燃料制御装置にお
いては、空燃比Ａ／Ｆが３０以上の超リーン燃焼状態に
なってもエンストしない（図１１参照）ので、吸気量Ｑ
ａの制御範囲が増大してエンジントルクＴｅの制御範囲
も拡大する。したがって、吸気量Ｑａの異常増大時にお
いてエンジントルクＴｅが過大となった場合に、エンジ
ン回転数Ｎｅの異常上昇を抑制する必要がある。
いては、空燃比Ａ／Ｆが３０以上の超リーン燃焼状態に
なってもエンストしない（図１１参照）ので、吸気量Ｑ
ａの制御範囲が増大してエンジントルクＴｅの制御範囲
も拡大する。したがって、吸気量Ｑａの異常増大時にお
いてエンジントルクＴｅが過大となった場合に、エンジ
ン回転数Ｎｅの異常上昇を抑制する必要がある。
【００５７】特に、筒内噴射式燃料制御装置の場合は、
バイパス吸気量の制御範囲が大きいうえ、リーン燃焼で
あることからＥＧＲガスの影響も大きいので、バイパス
吸気系やＥＧＲ系の異常で吸気量Ｑａが異常増大し易
く、エンジン回転数Ｎｅの異常上昇を無視することがで
きない。
バイパス吸気量の制御範囲が大きいうえ、リーン燃焼で
あることからＥＧＲガスの影響も大きいので、バイパス
吸気系やＥＧＲ系の異常で吸気量Ｑａが異常増大し易
く、エンジン回転数Ｎｅの異常上昇を無視することがで
きない。
【００５８】そこで、上記のように、最大回転数Ｎｍａ
ｘを判定基準とした燃料カットにより、エンジン回転数
Ｎｅの異常上昇を抑制している。しかしながら、たとえ
ばアイドリング運転時での第１の最大回転数Ｎｍａｘ１
が２５００ｒｐｍ程度に設定されるので、ＥＧＲを含む
吸気系の異常によって吸気量Ｑａが異常増大した場合に
は、燃料カットしても、エンジン回転数Ｎｅが２５００
ｒｐｍまで異常上昇してしまうことになる。
ｘを判定基準とした燃料カットにより、エンジン回転数
Ｎｅの異常上昇を抑制している。しかしながら、たとえ
ばアイドリング運転時での第１の最大回転数Ｎｍａｘ１
が２５００ｒｐｍ程度に設定されるので、ＥＧＲを含む
吸気系の異常によって吸気量Ｑａが異常増大した場合に
は、燃料カットしても、エンジン回転数Ｎｅが２５００
ｒｐｍまで異常上昇してしまうことになる。
【００５９】なお、インテークマニホールド内で燃料を
噴射する装置（図６参照）では、吸気量Ｑａの増大時に
エンストし易く大流量の制御が行われないことから、吸
気量Ｑａが過大となるケースがほとんどないので、吸気
量Ｑａの異常増大によるエンジン回転数Ｎｅの異常上昇
はほとんど無視することができる。
噴射する装置（図６参照）では、吸気量Ｑａの増大時に
エンストし易く大流量の制御が行われないことから、吸
気量Ｑａが過大となるケースがほとんどないので、吸気
量Ｑａの異常増大によるエンジン回転数Ｎｅの異常上昇
はほとんど無視することができる。
【００６０】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の筒内
噴射式燃料制御装置は以上のように、最大吸気量Ｑｍａ
ｘおよび最大回転数Ｎｍａｘを基準とした燃料カットに
よりエンジン回転数Ｎｅの異常上昇を抑制しているの
で、特にアイドリング運転時での吸気量Ｑａの異常増大
によるエンジン回転数Ｎｅの異常上昇を十分に抑制する
ことができないという問題点があった。
噴射式燃料制御装置は以上のように、最大吸気量Ｑｍａ
ｘおよび最大回転数Ｎｍａｘを基準とした燃料カットに
よりエンジン回転数Ｎｅの異常上昇を抑制しているの
で、特にアイドリング運転時での吸気量Ｑａの異常増大
によるエンジン回転数Ｎｅの異常上昇を十分に抑制する
ことができないという問題点があった。
【００６１】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、燃料供給量の上限値を運転状態
に応じて設定し、運転者のアクセル開度（要求トルク）
に応じて燃料供給量（インジェクタ駆動幅）をクリップ
することにより、バイパスバルブなどの故障に起因した
吸気量増大（エンジントルク増大）に対してフェールセ
ーフを提供し、エンジン回転数の異常上昇を確実に抑制
することのできる内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置を
得ることを目的とする。
ためになされたもので、燃料供給量の上限値を運転状態
に応じて設定し、運転者のアクセル開度（要求トルク）
に応じて燃料供給量（インジェクタ駆動幅）をクリップ
することにより、バイパスバルブなどの故障に起因した
吸気量増大（エンジントルク増大）に対してフェールセ
ーフを提供し、エンジン回転数の異常上昇を確実に抑制
することのできる内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置を
得ることを目的とする。
【００６２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の筒内噴射式燃料制御装置は、内燃機関の運転状態を示
す情報を出力する各種センサと、内燃機関の各気筒内に
直接燃料を噴射するインジェクタと、運転状態に基づい
て各気筒内への燃料供給量を演算するとともに、燃料供
給量に基づいてインジェクタを駆動制御する制御部とを
備え、各種センサは、内燃機関の吸入空気量に相当する
情報を出力する吸気量センサと、内燃機関の回転速度お
よびクランク角度に相当する情報を出力するクランク角
センサとを含み、制御部は、インジェクタに対する噴射
制御信号の駆動幅を、運転状態に応じた上限値に制限す
るものである。
の筒内噴射式燃料制御装置は、内燃機関の運転状態を示
す情報を出力する各種センサと、内燃機関の各気筒内に
直接燃料を噴射するインジェクタと、運転状態に基づい
て各気筒内への燃料供給量を演算するとともに、燃料供
給量に基づいてインジェクタを駆動制御する制御部とを
備え、各種センサは、内燃機関の吸入空気量に相当する
情報を出力する吸気量センサと、内燃機関の回転速度お
よびクランク角度に相当する情報を出力するクランク角
センサとを含み、制御部は、インジェクタに対する噴射
制御信号の駆動幅を、運転状態に応じた上限値に制限す
るものである。
【００６３】また、この発明に係る内燃機関の筒内噴射
式燃料制御装置による各種センサは、内燃機関の冷却水
温を示す情報を出力する水温センサを含み、制御部は、
冷却水温が高いほど上限値を低く設定するものである。
式燃料制御装置による各種センサは、内燃機関の冷却水
温を示す情報を出力する水温センサを含み、制御部は、
冷却水温が高いほど上限値を低く設定するものである。
【００６４】また、この発明に係る内燃機関の筒内噴射
式燃料制御装置による制御部は、吸入空気量および燃料
供給量に基づいて実際の空燃比を演算する空燃比演算手
段と、運転状態に基づいて目標空燃比を演算する目標空
燃比演算手段と、インジェクタの駆動幅が上限値に制限
されているときに、空燃比と目標空燃比との偏差量に基
づいて内燃機関の吸気系の故障を判定する吸気系故障判
定手段とを備えたものである。
式燃料制御装置による制御部は、吸入空気量および燃料
供給量に基づいて実際の空燃比を演算する空燃比演算手
段と、運転状態に基づいて目標空燃比を演算する目標空
燃比演算手段と、インジェクタの駆動幅が上限値に制限
されているときに、空燃比と目標空燃比との偏差量に基
づいて内燃機関の吸気系の故障を判定する吸気系故障判
定手段とを備えたものである。
【００６５】また、この発明に係る内燃機関の筒内噴射
式燃料制御装置による吸気系故障判定手段は、偏差量が
所定値以上を示す状態が所定時間以上継続したときに、
吸気系の故障を判定するものである。
式燃料制御装置による吸気系故障判定手段は、偏差量が
所定値以上を示す状態が所定時間以上継続したときに、
吸気系の故障を判定するものである。
【００６６】また、この発明に係る内燃機関の筒内噴射
式燃料制御装置による吸気系は、内燃機関の吸気管内に
設けられて吸入空気量を調節するスロットル弁と、スロ
ットル弁をバイパスするように吸気管に設けられたバイ
パス通路と、バイパス通路に流れるバイパス吸気量を調
節するエアバイパスバルブとを含むものである。
式燃料制御装置による吸気系は、内燃機関の吸気管内に
設けられて吸入空気量を調節するスロットル弁と、スロ
ットル弁をバイパスするように吸気管に設けられたバイ
パス通路と、バイパス通路に流れるバイパス吸気量を調
節するエアバイパスバルブとを含むものである。
【００６７】また、この発明に係る内燃機関の筒内噴射
式燃料制御装置による吸気系は、内燃機関の排気管と吸
気管とを連通するＥＧＲ管と、ＥＧＲ管に流れるＥＧＲ
量を調節するＥＧＲバルブとを含むものである。
式燃料制御装置による吸気系は、内燃機関の排気管と吸
気管とを連通するＥＧＲ管と、ＥＧＲ管に流れるＥＧＲ
量を調節するＥＧＲバルブとを含むものである。
【００６８】
実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による制
御回路８Ｂを示す機能ブロック図であり、図示しない構
成は図７に示した通りである。
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による制
御回路８Ｂを示す機能ブロック図であり、図示しない構
成は図７に示した通りである。
【００６９】ここでは、便宜的に各ブロックをパラレル
処理形式で示すが、実際には、図２のフローチャート
（後述する）に示すように、クランク角信号ＳＧＴに同
期してシリアル処理されることは言うまでもない。
処理形式で示すが、実際には、図２のフローチャート
（後述する）に示すように、クランク角信号ＳＧＴに同
期してシリアル処理されることは言うまでもない。
【００７０】図１において、各種センサ２０は、前述
（図７参照）の吸気量センサ２、スロットル開度センサ
４、クランク角センサ５、水温センサ６などを含み、運
転状態を示す情報として、前述の各種検出信号を制御回
路８Ｂに入力する。
（図７参照）の吸気量センサ２、スロットル開度センサ
４、クランク角センサ５、水温センサ６などを含み、運
転状態を示す情報として、前述の各種検出信号を制御回
路８Ｂに入力する。
【００７１】制御回路８Ｂは、インジェクタドライバ１
４を介してインジェクタ１１Ａに印加される噴射制御信
号Ｊの駆動幅Ｔｊ（燃料供給量に対応）を、運転状態に
応じた上限値に制限するとともに、冷却水温Ｔｗが高い
ほど上限値を低く設定するようになっている。
４を介してインジェクタ１１Ａに印加される噴射制御信
号Ｊの駆動幅Ｔｊ（燃料供給量に対応）を、運転状態に
応じた上限値に制限するとともに、冷却水温Ｔｗが高い
ほど上限値を低く設定するようになっている。
【００７２】制御回路８Ｂは、運転状態に応じて最大回
転数Ｎｍａｘを演算する最大回転数演算手段８１と、エ
ンジン回転数Ｎｅの異常上昇を判定する回転数上昇判定
手段８２と、回転数上昇判定手段８２からの判定信号Ｈ
Ｎに応答して燃料カット信号ＦＣを出力する燃料カット
制御手段８３とを備えている。
転数Ｎｍａｘを演算する最大回転数演算手段８１と、エ
ンジン回転数Ｎｅの異常上昇を判定する回転数上昇判定
手段８２と、回転数上昇判定手段８２からの判定信号Ｈ
Ｎに応答して燃料カット信号ＦＣを出力する燃料カット
制御手段８３とを備えている。
【００７３】また、制御回路８Ｂは、運転状態に応じて
最大燃料供給量Ｆｍａｘを演算する最大燃料供給量演算
手段８４と、運転状態に応じて目標エンジントルクＴｏ
を演算する目標エンジントルク演算手段８５と、運転状
態に基づいて制御モードＭを判定する制御モード判定手
段８６と、運転状態および制御モードＭに応じて目標空
燃比Ａ／Ｆｏを演算する目標空燃比演算手段８７とを備
えている。
最大燃料供給量Ｆｍａｘを演算する最大燃料供給量演算
手段８４と、運転状態に応じて目標エンジントルクＴｏ
を演算する目標エンジントルク演算手段８５と、運転状
態に基づいて制御モードＭを判定する制御モード判定手
段８６と、運転状態および制御モードＭに応じて目標空
燃比Ａ／Ｆｏを演算する目標空燃比演算手段８７とを備
えている。
【００７４】また、制御回路８Ｂは、目標エンジントル
クＴｏおよび目標空燃比Ａ／Ｆｏに基づいて燃料供給量
Ｆを演算する燃料供給量演算手段８８と、燃料供給量Ｆ
に基づいて噴射制御信号Ｊを出力するインジェクタ制御
手段８９とを備えている。インジェクタ制御手段８９
は、燃料カット信号ＦＣに応答して噴射制御信号Ｊをオ
フするとともに、最大燃料供給量Ｆｍａｘに応答して噴
射制御信号Ｊの駆動幅Ｔｊを制限する。
クＴｏおよび目標空燃比Ａ／Ｆｏに基づいて燃料供給量
Ｆを演算する燃料供給量演算手段８８と、燃料供給量Ｆ
に基づいて噴射制御信号Ｊを出力するインジェクタ制御
手段８９とを備えている。インジェクタ制御手段８９
は、燃料カット信号ＦＣに応答して噴射制御信号Ｊをオ
フするとともに、最大燃料供給量Ｆｍａｘに応答して噴
射制御信号Ｊの駆動幅Ｔｊを制限する。
【００７５】インジェクタ制御手段８９は、燃料カット
信号ＦＣに応答する燃料カット機能と、最大燃料供給量
Ｆｍａｘに応答するクリップ機能とを含み、噴射制御信
号Ｊ（インジェクタ１１Ａの駆動幅Ｔｊ）が上限値に制
限されているときに、クリップ信号ＦＬを出力する。
信号ＦＣに応答する燃料カット機能と、最大燃料供給量
Ｆｍａｘに応答するクリップ機能とを含み、噴射制御信
号Ｊ（インジェクタ１１Ａの駆動幅Ｔｊ）が上限値に制
限されているときに、クリップ信号ＦＬを出力する。
【００７６】さらに、制御回路８Ｂは、運転状態（吸気
量Ｑａ）および燃料供給量Ｆに基づいて実際の空燃比Ａ
／Ｆを演算する空燃比演算手段９１と、空燃比Ａ／Ｆと
目標空燃比Ａ／Ｆｏとの偏差量ΔＡ／Ｆを演算する減算
手段９２と、偏差量ΔＡ／Ｆおよびクリップ信号ＦＬに
基づいて吸気系の故障を判定する吸気系故障判定手段９
３とを備えている。
量Ｑａ）および燃料供給量Ｆに基づいて実際の空燃比Ａ
／Ｆを演算する空燃比演算手段９１と、空燃比Ａ／Ｆと
目標空燃比Ａ／Ｆｏとの偏差量ΔＡ／Ｆを演算する減算
手段９２と、偏差量ΔＡ／Ｆおよびクリップ信号ＦＬに
基づいて吸気系の故障を判定する吸気系故障判定手段９
３とを備えている。
【００７７】吸気系故障判定手段９３は、偏差量ΔＡ／
Ｆが所定値γ以上を示す状態が所定時間ＴＨ以上継続し
たときに、吸気系の故障を示す故障判定信号ＨＱを出力
する。以下、図１〜図４とともに、前述の図７、図１０
および図１１を参照しながら、この発明の実施の形態１
による制御シーケンス動作について説明する。
Ｆが所定値γ以上を示す状態が所定時間ＴＨ以上継続し
たときに、吸気系の故障を示す故障判定信号ＨＱを出力
する。以下、図１〜図４とともに、前述の図７、図１０
および図１１を参照しながら、この発明の実施の形態１
による制御シーケンス動作について説明する。
【００７８】図２はこの発明の実施の形態１による制御
シーケンス動作を示すフローチャート、図３はこの発明
の実施の形態１による制御シーケンス動作を示すタイミ
ングチャートである。図２において、各ステップＳ３、
Ｓ４、Ｓ７、Ｓ９およびＳ１０については、前述（図８
参照）と同様のステップなのでここでは詳述しない。
シーケンス動作を示すフローチャート、図３はこの発明
の実施の形態１による制御シーケンス動作を示すタイミ
ングチャートである。図２において、各ステップＳ３、
Ｓ４、Ｓ７、Ｓ９およびＳ１０については、前述（図８
参照）と同様のステップなのでここでは詳述しない。
【００７９】図４は図１内の最大燃料供給量演算手段８
４（図２内のステップＳ１２参照）により演算される最
大燃料供給量Ｆｍａｘの二次元マップを示す説明図であ
る。また、図５は図１内のインジェクタ制御手段８９か
ら出力される噴射制御信号Ｊの最大駆動幅Ｔｊを示す特
性図であり、最大燃料供給量Ｆｍａｘにより制限される
インジェクタ駆動幅Ｔｊを示している。
４（図２内のステップＳ１２参照）により演算される最
大燃料供給量Ｆｍａｘの二次元マップを示す説明図であ
る。また、図５は図１内のインジェクタ制御手段８９か
ら出力される噴射制御信号Ｊの最大駆動幅Ｔｊを示す特
性図であり、最大燃料供給量Ｆｍａｘにより制限される
インジェクタ駆動幅Ｔｊを示している。
【００８０】図２において、まず、制御回路８Ｂは、運
転状態情報として、スロットル開度θ、エンジン回転数
Ｎｅ、吸気量Ｑａおよび冷却水温Ｔｗなどを読み込む
（ステップＳ１１）。
転状態情報として、スロットル開度θ、エンジン回転数
Ｎｅ、吸気量Ｑａおよび冷却水温Ｔｗなどを読み込む
（ステップＳ１１）。
【００８１】続いて、制御回路８Ｂ内の目標エンジント
ルク演算手段８５は、目標エンジントルクＴｏをマップ
演算（図１０参照）により算出し、最大燃料供給量演算
手段８４は、図４のように、最大燃料供給量Ｆｍａｘ
（クリップ用の上限値）をマップ演算により算出する
（ステップＳ１２）。
ルク演算手段８５は、目標エンジントルクＴｏをマップ
演算（図１０参照）により算出し、最大燃料供給量演算
手段８４は、図４のように、最大燃料供給量Ｆｍａｘ
（クリップ用の上限値）をマップ演算により算出する
（ステップＳ１２）。
【００８２】すなわち、目標エンジントルクＴｏに関し
ては、前述のように、運転者のアクセル開度をスロット
ル開度θから検出し、検出されたスロットル開度θ１を
エンジン１に対する要求トルクとして、エンジン回転数
Ｎｅ１に応じた目標エンジントルクＴｏ１を算出する。
ては、前述のように、運転者のアクセル開度をスロット
ル開度θから検出し、検出されたスロットル開度θ１を
エンジン１に対する要求トルクとして、エンジン回転数
Ｎｅ１に応じた目標エンジントルクＴｏ１を算出する。
【００８３】また、最大燃料供給量Ｆｍａｘに関して
は、図４のように、マップ演算により算出される。すな
わち、検出されたエンジン回転数Ｎｅ１および目標エン
ジントルクＴｏ１から、最大燃料供給量Ｆｍａｘ１を一
義的に算出する。
は、図４のように、マップ演算により算出される。すな
わち、検出されたエンジン回転数Ｎｅ１および目標エン
ジントルクＴｏ１から、最大燃料供給量Ｆｍａｘ１を一
義的に算出する。
【００８４】さらに具体的には、最大燃料供給量演算手
段８４は、たとえば、目標エンジントルクＴｏを達成す
るために必要な燃料供給量Ｆを算出し、燃料供給量Ｆに
基づいて、図４にてエンジン回転数Ｎｅ１（回転速度）
より最大燃料供給量Ｆｍａｘ１を算出する。
段８４は、たとえば、目標エンジントルクＴｏを達成す
るために必要な燃料供給量Ｆを算出し、燃料供給量Ｆに
基づいて、図４にてエンジン回転数Ｎｅ１（回転速度）
より最大燃料供給量Ｆｍａｘ１を算出する。
【００８５】また、エンジン回転数Ｎｅは、冷却水温Ｔ
ｗが高いほど異常上昇し易いので、最大燃料供給量演算
手段８４は、冷却水温Ｔｗに応じて最大燃料供給量Ｆｍ
ａｘを補正し、冷却水温Ｔｗに応答して最大燃料供給量
Ｆｍａｘを低く設定する。
ｗが高いほど異常上昇し易いので、最大燃料供給量演算
手段８４は、冷却水温Ｔｗに応じて最大燃料供給量Ｆｍ
ａｘを補正し、冷却水温Ｔｗに応答して最大燃料供給量
Ｆｍａｘを低く設定する。
【００８６】次に、制御モード判定手段８６は、運転状
態から制御モードＭを判定し（ステップＳ３、Ｓ４）、
目標空燃比演算手段８７は、制御モードＭに応じて、リ
ーンモード用の目標空燃比Ａ／Ｆｏの演算（ステップＳ
１５）、または、ストイキモード用の目標空燃比Ａ／Ｆ
ｏの演算（ステップＳ１６）を実行する。
態から制御モードＭを判定し（ステップＳ３、Ｓ４）、
目標空燃比演算手段８７は、制御モードＭに応じて、リ
ーンモード用の目標空燃比Ａ／Ｆｏの演算（ステップＳ
１５）、または、ストイキモード用の目標空燃比Ａ／Ｆ
ｏの演算（ステップＳ１６）を実行する。
【００８７】また、燃料供給量演算手段８８は、吸気量
Ｑａ、目標エンジントルクＴｏおよび目標空燃比Ａ／Ｆ
ｏに応じた燃料供給量Ｆを算出し（ステップＳ７）、イ
ンジェクタ制御手段８９は、燃料供給量Ｆに応じた噴射
制御信号Ｊを出力する。
Ｑａ、目標エンジントルクＴｏおよび目標空燃比Ａ／Ｆ
ｏに応じた燃料供給量Ｆを算出し（ステップＳ７）、イ
ンジェクタ制御手段８９は、燃料供給量Ｆに応じた噴射
制御信号Ｊを出力する。
【００８８】このとき、噴射制御信号Ｊの駆動幅Ｔｊと
燃料供給量Ｆとの関係は図５のように表わされ、駆動幅
Ｔｊがインジェクタ１１Ａ（図７参照）の仕様に応じて
一義的に決定されるので、インジェクタ制御手段８９
は、最大燃料供給量Ｆｍａｘ１に対応したインジェクタ
駆動上限値となる駆動幅Ｔｊ１を一義的に算出する。
燃料供給量Ｆとの関係は図５のように表わされ、駆動幅
Ｔｊがインジェクタ１１Ａ（図７参照）の仕様に応じて
一義的に決定されるので、インジェクタ制御手段８９
は、最大燃料供給量Ｆｍａｘ１に対応したインジェクタ
駆動上限値となる駆動幅Ｔｊ１を一義的に算出する。
【００８９】したがって、インジェクタ制御手段８９
は、燃料供給量Ｆが最大燃料供給量Ｆｍａｘを越えた場
合には、噴射制御信号Ｊの駆動幅Ｔｊをクリップして燃
料供給量Ｆを最大燃料供給量Ｆｍａｘ以下に制限し、エ
ンジントルクＴｅの異常上昇を抑制する。ここで、図１
１を参照しながら、燃料供給量Ｆのクリップによるエン
ジントルクＴｅの抑制作用について説明する。
は、燃料供給量Ｆが最大燃料供給量Ｆｍａｘを越えた場
合には、噴射制御信号Ｊの駆動幅Ｔｊをクリップして燃
料供給量Ｆを最大燃料供給量Ｆｍａｘ以下に制限し、エ
ンジントルクＴｅの異常上昇を抑制する。ここで、図１
１を参照しながら、燃料供給量Ｆのクリップによるエン
ジントルクＴｅの抑制作用について説明する。
【００９０】図１１において、エンジントルクＴｅが最
小レベルを示す特性曲線は、エアバイパスバルブ１０Ａ
が正常状態での特性を示しており、他の２本の特性曲線
は、それぞれ、エアバイパスバルブ１０Ａの故障などに
よってエンジン吸気量Ｑａが過大となった場合の特性を
示しているものとする。
小レベルを示す特性曲線は、エアバイパスバルブ１０Ａ
が正常状態での特性を示しており、他の２本の特性曲線
は、それぞれ、エアバイパスバルブ１０Ａの故障などに
よってエンジン吸気量Ｑａが過大となった場合の特性を
示しているものとする。
【００９１】前述のように、エンジントルクＴｅは、Ａ
／Ｆ＝１３の近傍で最大出力となり、Ａ／Ｆ＜１３（燃
料供給量過剰状態）およびＡ／Ｆ＞１３（燃料供給量減
少状態）においては低下する。また、図６の従来装置で
は、空燃比Ａ／Ｆ≦１６程度の範囲までしか燃焼しない
のに対し、図７の筒内噴射式装置では、空燃比Ａ／Ｆ≧
３０の領域でも（出力は低下するものの）エンジンの運
転は可能となる。
／Ｆ＝１３の近傍で最大出力となり、Ａ／Ｆ＜１３（燃
料供給量過剰状態）およびＡ／Ｆ＞１３（燃料供給量減
少状態）においては低下する。また、図６の従来装置で
は、空燃比Ａ／Ｆ≦１６程度の範囲までしか燃焼しない
のに対し、図７の筒内噴射式装置では、空燃比Ａ／Ｆ≧
３０の領域でも（出力は低下するものの）エンジンの運
転は可能となる。
【００９２】たとえば、吸気量Ｑａが正常値Ｑ１から異
常値Ｑ３に上昇して過大となった場合、仮に目標空燃比
Ａ／Ｆｏを一定に制御すると、正常時のエンジントルク
Ｔ１が異常値Ｔ４まで上昇してしまう。しかし、燃料供
給量Ｆを最大燃料供給量Ｆｍａｘでクリップすることに
より、一点鎖線のように、空燃比Ａ／Ｆが正常値Ａ／Ｆ
１からＡ／Ｆ２およびＡ／Ｆ３へと順次リーン側に移行
する。
常値Ｑ３に上昇して過大となった場合、仮に目標空燃比
Ａ／Ｆｏを一定に制御すると、正常時のエンジントルク
Ｔ１が異常値Ｔ４まで上昇してしまう。しかし、燃料供
給量Ｆを最大燃料供給量Ｆｍａｘでクリップすることに
より、一点鎖線のように、空燃比Ａ／Ｆが正常値Ａ／Ｆ
１からＡ／Ｆ２およびＡ／Ｆ３へと順次リーン側に移行
する。
【００９３】したがって、エンジントルクＴｅ（エンジ
ン出力）は、ポンピングロスの低減にともなって、正常
時のエンジントルクＴ１から、若干増大されたエンジン
トルクＴ２、Ｔ３へと移行するものの、それぞれ、増大
量が十分に制限されることになる。
ン出力）は、ポンピングロスの低減にともなって、正常
時のエンジントルクＴ１から、若干増大されたエンジン
トルクＴ２、Ｔ３へと移行するものの、それぞれ、増大
量が十分に制限されることになる。
【００９４】なお、インジェクタ１１Ａからエンジン１
に供給された燃料は、全てが完全燃焼するわけではな
く、燃料供給量ＦがそのままエンジントルクＴｅに反映
されるとは限らない。また、運転状態の違いによっても
燃焼状態が異なり、特に、冷却水温Ｔｗの低い冷帯時に
おいては、燃料の気化が促進されないので、燃料供給量
Ｆの増量補正を行うことが望ましい。
に供給された燃料は、全てが完全燃焼するわけではな
く、燃料供給量ＦがそのままエンジントルクＴｅに反映
されるとは限らない。また、運転状態の違いによっても
燃焼状態が異なり、特に、冷却水温Ｔｗの低い冷帯時に
おいては、燃料の気化が促進されないので、燃料供給量
Ｆの増量補正を行うことが望ましい。
【００９５】そこで、最大燃料供給量演算手段８４は、
冷却水温Ｔｗが所定温度αよりも低いか否かを判定し
（ステップＳ１８）、Ｔｗ＜α（すなわち、ＹＥＳ）と
判定されれば、エンジン１が冷帯状態にあるものと認識
し、後述するステップＳ２４に進む。
冷却水温Ｔｗが所定温度αよりも低いか否かを判定し
（ステップＳ１８）、Ｔｗ＜α（すなわち、ＹＥＳ）と
判定されれば、エンジン１が冷帯状態にあるものと認識
し、後述するステップＳ２４に進む。
【００９６】ステップＳ１８の判定結果は、次のステッ
プＳ１２における処理で反映され、燃料供給量Ｆ（イン
ジェクション１１Ａの駆動幅Ｔｊ）の上限値すなわち最
大燃料供給量Ｆｍａｘは大きい値に設定される。これに
より、冷却水温Ｔｗが所定温度αよりも低い場合には、
燃料供給量Ｆは増大補正される。
プＳ１２における処理で反映され、燃料供給量Ｆ（イン
ジェクション１１Ａの駆動幅Ｔｊ）の上限値すなわち最
大燃料供給量Ｆｍａｘは大きい値に設定される。これに
より、冷却水温Ｔｗが所定温度αよりも低い場合には、
燃料供給量Ｆは増大補正される。
【００９７】一方、ステップＳ１８において、Ｔｗ≧α
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、燃料供給
量Ｆが最大燃料供給量Ｆｍａｘ以上か否かを判定する
（ステップＳ１９）。もし、Ｆ＜Ｆｍａｘ（すなわち、
ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２４に進み、Ｆ≧Ｆ
ｍａｘ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、燃料供給
量Ｆを最大燃料供給量Ｆｍａｘにクリップする（ステッ
プＳ２０）。
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、燃料供給
量Ｆが最大燃料供給量Ｆｍａｘ以上か否かを判定する
（ステップＳ１９）。もし、Ｆ＜Ｆｍａｘ（すなわち、
ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２４に進み、Ｆ≧Ｆ
ｍａｘ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、燃料供給
量Ｆを最大燃料供給量Ｆｍａｘにクリップする（ステッ
プＳ２０）。
【００９８】したがって、図３のように、燃料供給量Ｆ
が最大燃料供給量Ｆｍａｘを越えた時刻ｔ３から、空燃
比Ａ／Ｆが増大（リーン側に移行）し、エンジントルク
Ｔｅは最大エンジントルクＴｍａｘにクリップされる。
が最大燃料供給量Ｆｍａｘを越えた時刻ｔ３から、空燃
比Ａ／Ｆが増大（リーン側に移行）し、エンジントルク
Ｔｅは最大エンジントルクＴｍａｘにクリップされる。
【００９９】すなわち、正常時の目標空燃比Ａ／Ｆｏに
応じて、噴射制御信号Ｊのパルス幅（駆動幅Ｔｊ）がク
リップされ、空燃比Ａ／Ｆは、正常時の空燃比Ａ／Ｆ１
からリーン化された空燃比Ａ／Ｆ２、Ａ／Ｆ３（図１１
参照）に移行する。
応じて、噴射制御信号Ｊのパルス幅（駆動幅Ｔｊ）がク
リップされ、空燃比Ａ／Ｆは、正常時の空燃比Ａ／Ｆ１
からリーン化された空燃比Ａ／Ｆ２、Ａ／Ｆ３（図１１
参照）に移行する。
【０１００】また、このとき、吸気系故障判定手段９３
は、偏差量ΔＡ／Ｆの度合いに応じて、吸気量Ｑａの過
大度合いを検出し、以下のようにバイパス吸気系の故障
判定を行う。まず、インジェクタ制御手段８９は、燃料
供給量Ｆのクリップ処理中においてクリップ信号ＦＣを
出力する。
は、偏差量ΔＡ／Ｆの度合いに応じて、吸気量Ｑａの過
大度合いを検出し、以下のようにバイパス吸気系の故障
判定を行う。まず、インジェクタ制御手段８９は、燃料
供給量Ｆのクリップ処理中においてクリップ信号ＦＣを
出力する。
【０１０１】これにより、吸気系故障判定手段９３は、
クリップ信号ＦＣに応答して、減算手段９２から入力さ
れる空燃比Ａ／Ｆの偏差量ΔＡ／Ｆを、故障判定用の所
定値βと比較し、偏差量ΔＡ／Ｆが所定値βよりも大き
いか否かを判定する（ステップＳ２１）。
クリップ信号ＦＣに応答して、減算手段９２から入力さ
れる空燃比Ａ／Ｆの偏差量ΔＡ／Ｆを、故障判定用の所
定値βと比較し、偏差量ΔＡ／Ｆが所定値βよりも大き
いか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【０１０２】もし、ΔＡ／Ｆ≦β（すなわち、ＮＯ）と
判定されれば、ダウンカウンタからなる故障判定タイマ
ＴＭに、所定時間ＴＨに相当する初期値γを設定し（ス
テップＳ２２）、ステップＳ２４に進む。
判定されれば、ダウンカウンタからなる故障判定タイマ
ＴＭに、所定時間ＴＨに相当する初期値γを設定し（ス
テップＳ２２）、ステップＳ２４に進む。
【０１０３】一方、図３のように、吸気量Ｑａの異常上
昇にともなって、時刻ｔ１から空燃比Ａ／Ｆが異常上昇
し（一点鎖線参照）、燃料供給量Ｆのクリップ中（時刻
ｔ３以降）の時刻ｔ４において、空燃比Ａ／Ｆの偏差量
ΔＡ／Ｆが所定値β以上まで上昇したとする。
昇にともなって、時刻ｔ１から空燃比Ａ／Ｆが異常上昇
し（一点鎖線参照）、燃料供給量Ｆのクリップ中（時刻
ｔ３以降）の時刻ｔ４において、空燃比Ａ／Ｆの偏差量
ΔＡ／Ｆが所定値β以上まで上昇したとする。
【０１０４】このとき、実際の空燃比Ａ／Ｆが目標空燃
比Ａ／Ｆｏよりも大きくなり、且つ、ステップＳ２１に
おいて、ΔＡ／Ｆ＞β（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
るので、故障判定タイマＴＭの値をデクリメントして
（ステップＳ２３）、ステップＳ２４に進む。
比Ａ／Ｆｏよりも大きくなり、且つ、ステップＳ２１に
おいて、ΔＡ／Ｆ＞β（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
るので、故障判定タイマＴＭの値をデクリメントして
（ステップＳ２３）、ステップＳ２４に進む。
【０１０５】ステップＳ２４において、吸気系故障判定
手段９３は、故障判定タイマＴＭが０までデクリメント
されたか否かを判定する。もし、ＴＭ＝０（すなわち、
ＹＥＳ）と判定されれば、ΔＡ／Ｆ＞βの状態が所定時
間ＴＨだけ継続しているので、バイパス吸気系およびＥ
ＧＲ系（エアバイパスバルブ１０ＡおよびＥＧＲバルブ
１２など）が故障と判定し、故障判定信号ＨＱをオンに
する（ステップＳ２５）。
手段９３は、故障判定タイマＴＭが０までデクリメント
されたか否かを判定する。もし、ＴＭ＝０（すなわち、
ＹＥＳ）と判定されれば、ΔＡ／Ｆ＞βの状態が所定時
間ＴＨだけ継続しているので、バイパス吸気系およびＥ
ＧＲ系（エアバイパスバルブ１０ＡおよびＥＧＲバルブ
１２など）が故障と判定し、故障判定信号ＨＱをオンに
する（ステップＳ２５）。
【０１０６】このように、ノイズによる誤判定を防止し
た故障判定信号ＨＱを生成し、任意の外部機器（図示せ
ず）に入力することにより、信頼性の高い警告表示など
を行うことができる。一方、ステップＳ２４において、
ＴＭ＞０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ΔＡ／Ｆ
＞βの状態が所定時間ＴＨだけ継続していないので、バ
イパス吸気系は正常と判定し、故障判定信号ＨＱはオフ
となる（ステップＳ２６）。
た故障判定信号ＨＱを生成し、任意の外部機器（図示せ
ず）に入力することにより、信頼性の高い警告表示など
を行うことができる。一方、ステップＳ２４において、
ＴＭ＞０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ΔＡ／Ｆ
＞βの状態が所定時間ＴＨだけ継続していないので、バ
イパス吸気系は正常と判定し、故障判定信号ＨＱはオフ
となる（ステップＳ２６）。
【０１０７】次に、回転数上昇判定手段８２は、エンジ
ン回転数Ｎｅが最大回転数Ｎｍａｘよりも大きいか否か
を判定し（ステップＳ９）、Ｎｅ＞Ｎｍａｘ（すなわ
ち、ＹＥＳ）と判定されれば、エンジン回転数Ｎｅの異
常上昇を示す判定信号ＨＮを出力する。
ン回転数Ｎｅが最大回転数Ｎｍａｘよりも大きいか否か
を判定し（ステップＳ９）、Ｎｅ＞Ｎｍａｘ（すなわ
ち、ＹＥＳ）と判定されれば、エンジン回転数Ｎｅの異
常上昇を示す判定信号ＨＮを出力する。
【０１０８】これにより、燃料カット制御手段８３は、
判定信号ＨＮに応答して燃料カット信号ＦＣを出力し、
インジェクタ制御手段８９は、燃料カット信号ＦＣに応
答して燃料カット処理を行う（ステップＳ１０）。以上
で、図２の処理ルーチンを抜け出る。
判定信号ＨＮに応答して燃料カット信号ＦＣを出力し、
インジェクタ制御手段８９は、燃料カット信号ＦＣに応
答して燃料カット処理を行う（ステップＳ１０）。以上
で、図２の処理ルーチンを抜け出る。
【０１０９】このように、筒内噴射式燃料制御装置にお
いて、運転者のアクセル開度（スロットル開度θ）およ
びエンジン回転数Ｎｅに基づいて最大燃料供給量Ｆｍａ
ｘ（インジェクタ駆動幅Ｔｊ）を算出することにより、
エンジン１の運転状態の違いによらず、燃料供給量Ｆを
制限することができる。
いて、運転者のアクセル開度（スロットル開度θ）およ
びエンジン回転数Ｎｅに基づいて最大燃料供給量Ｆｍａ
ｘ（インジェクタ駆動幅Ｔｊ）を算出することにより、
エンジン１の運転状態の違いによらず、燃料供給量Ｆを
制限することができる。
【０１１０】すなわち、特別な装置が不要な簡単な論理
構成により、バイパスバルブ１０Ａの故障などでエンジ
ン１への吸気量Ｑａが過大となっても、エンジントルク
Ｔｅを抑制してエンジン回転数Ｎｅの異常上昇を防止
し、エンジン出力制御範囲の増大に対してフェールセー
フを実現してエンジン１の運転を継続することができ
る。
構成により、バイパスバルブ１０Ａの故障などでエンジ
ン１への吸気量Ｑａが過大となっても、エンジントルク
Ｔｅを抑制してエンジン回転数Ｎｅの異常上昇を防止
し、エンジン出力制御範囲の増大に対してフェールセー
フを実現してエンジン１の運転を継続することができ
る。
【０１１１】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、内燃機関の運転状態を示す情報を出力する各種セ
ンサと、内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射するイン
ジェクタと、運転状態に基づいて各気筒内への燃料供給
量を演算するとともに、燃料供給量に基づいてインジェ
クタを駆動制御する制御部とを備え、各種センサは、内
燃機関の吸入空気量に相当する情報を出力する吸気量セ
ンサと、内燃機関の回転速度およびクランク角度に相当
する情報を出力するクランク角センサとを含み、制御部
は、インジェクタに対する噴射制御信号の駆動幅を、運
転状態に応じた上限値に制限するようにしたので、吸気
系故障に起因した吸気量増大に対してフェールセーフを
提供し、エンジン回転数の異常上昇を確実に抑制可能な
内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置が得られる効果があ
る。
れば、内燃機関の運転状態を示す情報を出力する各種セ
ンサと、内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射するイン
ジェクタと、運転状態に基づいて各気筒内への燃料供給
量を演算するとともに、燃料供給量に基づいてインジェ
クタを駆動制御する制御部とを備え、各種センサは、内
燃機関の吸入空気量に相当する情報を出力する吸気量セ
ンサと、内燃機関の回転速度およびクランク角度に相当
する情報を出力するクランク角センサとを含み、制御部
は、インジェクタに対する噴射制御信号の駆動幅を、運
転状態に応じた上限値に制限するようにしたので、吸気
系故障に起因した吸気量増大に対してフェールセーフを
提供し、エンジン回転数の異常上昇を確実に抑制可能な
内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置が得られる効果があ
る。
【０１１２】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、各種センサは、内燃機関の冷却水温を示
す情報を出力する水温センサを含み、制御部は、冷却水
温が高いほど上限値を低く設定するようにしたので、運
転状態によらずエンジン回転数の異常上昇を確実に抑制
可能な内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置が得られる効
果がある。
項１において、各種センサは、内燃機関の冷却水温を示
す情報を出力する水温センサを含み、制御部は、冷却水
温が高いほど上限値を低く設定するようにしたので、運
転状態によらずエンジン回転数の異常上昇を確実に抑制
可能な内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置が得られる効
果がある。
【０１１３】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、制御部は、吸入空気量および燃料供給量
に基づいて実際の空燃比を演算する空燃比演算手段と、
運転状態に基づいて目標空燃比を演算する目標空燃比演
算手段と、インジェクタの駆動幅が上限値に制限されて
いるときに、空燃比と目標空燃比との偏差量に基づいて
内燃機関の吸気系の故障を判定する吸気系故障判定手段
とを備えたので、運転状態によらずエンジン回転数の異
常上昇を抑制するとともに、吸気系の故障を検出可能な
内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置が得られる効果があ
る。
項１において、制御部は、吸入空気量および燃料供給量
に基づいて実際の空燃比を演算する空燃比演算手段と、
運転状態に基づいて目標空燃比を演算する目標空燃比演
算手段と、インジェクタの駆動幅が上限値に制限されて
いるときに、空燃比と目標空燃比との偏差量に基づいて
内燃機関の吸気系の故障を判定する吸気系故障判定手段
とを備えたので、運転状態によらずエンジン回転数の異
常上昇を抑制するとともに、吸気系の故障を検出可能な
内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置が得られる効果があ
る。
【０１１４】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、吸気系故障判定手段は、偏差量が所定値
以上を示す状態が所定時間以上継続したときに、吸気系
の故障を判定するようにしたので、さらに信頼性の高い
故障判定が可能な内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置が
得られる効果がある。
項３において、吸気系故障判定手段は、偏差量が所定値
以上を示す状態が所定時間以上継続したときに、吸気系
の故障を判定するようにしたので、さらに信頼性の高い
故障判定が可能な内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置が
得られる効果がある。
【０１１５】また、この発明の請求項５によれば、請求
項３または請求項４において、吸気系は、内燃機関の吸
気管内に設けられて吸入空気量を調節するスロットル弁
と、スロットル弁をバイパスするように吸気管に設けら
れたバイパス通路と、バイパス通路に流れるバイパス吸
気量を調節するエアバイパスバルブとを含むので、バイ
パス吸気系の故障を検出可能な内燃機関の筒内噴射式燃
料制御装置が得られる効果がある。
項３または請求項４において、吸気系は、内燃機関の吸
気管内に設けられて吸入空気量を調節するスロットル弁
と、スロットル弁をバイパスするように吸気管に設けら
れたバイパス通路と、バイパス通路に流れるバイパス吸
気量を調節するエアバイパスバルブとを含むので、バイ
パス吸気系の故障を検出可能な内燃機関の筒内噴射式燃
料制御装置が得られる効果がある。
【０１１６】また、この発明の請求項６によれば、請求
項３から請求項５までのいずれかにおいて、吸気系は、
内燃機関の排気管と吸気管とを連通するＥＧＲ管と、Ｅ
ＧＲ管に流れるＥＧＲ量を調節するＥＧＲバルブとを含
むので、ＥＧＲ系の故障を検出可能な内燃機関の筒内噴
射式燃料制御装置が得られる効果がある。
項３から請求項５までのいずれかにおいて、吸気系は、
内燃機関の排気管と吸気管とを連通するＥＧＲ管と、Ｅ
ＧＲ管に流れるＥＧＲ量を調節するＥＧＲバルブとを含
むので、ＥＧＲ系の故障を検出可能な内燃機関の筒内噴
射式燃料制御装置が得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による制御回路を示
す機能ブロック図である。
す機能ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による制御シーケン
ス動作を示すフローチャートである。
ス動作を示すフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１による制御シーケン
ス動作を説明するためのタイミングチャートである。
ス動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】 図１内の最大燃料供給量演算手段（図２内の
ステップＳ１２）による最大燃料供給量（上限値）の算
出用の二次元マップを示す説明図である。
ステップＳ１２）による最大燃料供給量（上限値）の算
出用の二次元マップを示す説明図である。
【図５】 図２内のインジェクタ制御手段によるインジ
ェクタ駆動幅の算出動作を示す特性図である。
ェクタ駆動幅の算出動作を示す特性図である。
【図６】 吸気管内への燃料噴射方式による従来の内燃
機関の燃料制御装置を示す構成図である。
機関の燃料制御装置を示す構成図である。
【図７】 一般的な内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図８】 従来の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置に
よる制御シーケンス動作を示すフローチャートである。
よる制御シーケンス動作を示すフローチャートである。
【図９】 従来の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置に
よる制御シーケンス動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
よる制御シーケンス動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【図１０】 従来の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置
による目標エンジントルクの演算マップを示す説明図で
ある。
による目標エンジントルクの演算マップを示す説明図で
ある。
【図１１】 一般的な内燃機関の筒内噴射式燃料制御装
置による空燃比とエンジントルクとの関係を示す特性図
である。
置による空燃比とエンジントルクとの関係を示す特性図
である。
【図１２】 従来の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置
による目標空燃比および最大吸気量の演算マップを示す
説明図である。
による目標空燃比および最大吸気量の演算マップを示す
説明図である。
【図１３】 従来の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置
によるスロットル開度とエンジン回転数との関係を示す
特性図である。
によるスロットル開度とエンジン回転数との関係を示す
特性図である。
１ エンジン、１ａ 吸気管、１ｂ 排気管、２ エア
フローセンサ（吸気量センサ）、３ スロットル弁、４
スロットル開度センサ、５ クランク角センサ、６
水温センサ、８Ｂ 制御回路（制御部）、９ 点火プラ
グ、１０Ａ エアバイパスバルブ、１１Ａ インジェク
タ、１２ ＥＧＲバルブ、１３ 気筒識別センサ、２０
各種センサ、８１ 最大回転数演算手段、８３ 燃料
カット制御手段、８４ 最大燃料供給量演算手段、８５
目標エンジントルク演算手段、８６ 制御モード判定
手段、８７ 目標空燃比演算手段、８８ 燃料供給量演
算手段、８９ インジェクタ制御手段、９１ 空燃比演
算手段、９３ 吸気系故障判定手段、Ａ／Ｆ 空燃比、
Ａ／Ｆｏ 目標空燃比、ＢＰ バイパス通路、ＥＰＥＧ
Ｒ管、Ｆ 燃料供給量、Ｆｍａｘ 最大燃料供給量、Ｆ
Ｃ 燃料カット信号、ＦＬ クリップ信号、ＨＱ 故障
判定信号、Ｊ、Ｋ 噴射制御信号、Ｍ 制御モード、Ｎ
ｅ エンジン回転数、Ｎｍａｘ 最大回転数、Ｑａ 吸
入空気量、ＳＧＣ 気筒識別信号、ＳＧＴ クランク角
信号、Ｔｅ エンジントルク、Ｔｏ目標エンジントル
ク、Ｔｊ インジェクタ駆動幅、ＴＨ 所定時間、Ｔｗ
冷却水温、α 所定温度、β 所定値、θ スロット
ル開度、ΔＡ／Ｆ 偏差量、Ｓ３、Ｓ４ 制御モードを
判定するステップ、Ｓ７ 燃料供給量を算出するステッ
プ、Ｓ９ エンジン回転数を判定するステップ、Ｓ１０
燃料カットするステップ、Ｓ１１ 運転状態を読み込
むステップ、Ｓ１２ 目標エンジントルクおよび最大燃
料供給量を算出するステップ、Ｓ１５、Ｓ１６ 目標空
燃比を算出するステップ、Ｓ１８ 冷却水温を判定する
ステップ、Ｓ１９ 燃料供給量を判定するステップ、Ｓ
２０ 燃料供給量を制限するステップ、Ｓ２１ 偏差量
を判定するステップ、Ｓ２２〜Ｓ２４ 故障を判定する
ステップ。
フローセンサ（吸気量センサ）、３ スロットル弁、４
スロットル開度センサ、５ クランク角センサ、６
水温センサ、８Ｂ 制御回路（制御部）、９ 点火プラ
グ、１０Ａ エアバイパスバルブ、１１Ａ インジェク
タ、１２ ＥＧＲバルブ、１３ 気筒識別センサ、２０
各種センサ、８１ 最大回転数演算手段、８３ 燃料
カット制御手段、８４ 最大燃料供給量演算手段、８５
目標エンジントルク演算手段、８６ 制御モード判定
手段、８７ 目標空燃比演算手段、８８ 燃料供給量演
算手段、８９ インジェクタ制御手段、９１ 空燃比演
算手段、９３ 吸気系故障判定手段、Ａ／Ｆ 空燃比、
Ａ／Ｆｏ 目標空燃比、ＢＰ バイパス通路、ＥＰＥＧ
Ｒ管、Ｆ 燃料供給量、Ｆｍａｘ 最大燃料供給量、Ｆ
Ｃ 燃料カット信号、ＦＬ クリップ信号、ＨＱ 故障
判定信号、Ｊ、Ｋ 噴射制御信号、Ｍ 制御モード、Ｎ
ｅ エンジン回転数、Ｎｍａｘ 最大回転数、Ｑａ 吸
入空気量、ＳＧＣ 気筒識別信号、ＳＧＴ クランク角
信号、Ｔｅ エンジントルク、Ｔｏ目標エンジントル
ク、Ｔｊ インジェクタ駆動幅、ＴＨ 所定時間、Ｔｗ
冷却水温、α 所定温度、β 所定値、θ スロット
ル開度、ΔＡ／Ｆ 偏差量、Ｓ３、Ｓ４ 制御モードを
判定するステップ、Ｓ７ 燃料供給量を算出するステッ
プ、Ｓ９ エンジン回転数を判定するステップ、Ｓ１０
燃料カットするステップ、Ｓ１１ 運転状態を読み込
むステップ、Ｓ１２ 目標エンジントルクおよび最大燃
料供給量を算出するステップ、Ｓ１５、Ｓ１６ 目標空
燃比を算出するステップ、Ｓ１８ 冷却水温を判定する
ステップ、Ｓ１９ 燃料供給量を判定するステップ、Ｓ
２０ 燃料供給量を制限するステップ、Ｓ２１ 偏差量
を判定するステップ、Ｓ２２〜Ｓ２４ 故障を判定する
ステップ。
Claims (6)
- 【請求項１】 内燃機関の運転状態を示す情報を出力す
る各種センサと、 前記内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射するインジェ
クタと、 前記運転状態に基づいて前記各気筒内への燃料供給量を
演算するとともに、前記燃料供給量に基づいて前記イン
ジェクタを駆動制御する制御部とを備え、 前記各種センサは、前記内燃機関の吸入空気量に相当す
る情報を出力する吸気量センサと、前記内燃機関の回転
速度およびクランク角度に相当する情報を出力するクラ
ンク角センサとを含み、 前記制御部は、前記インジェクタに対する噴射制御信号
の駆動幅を、前記運転状態に応じた上限値に制限するこ
とを特徴とする内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置。 - 【請求項２】 前記各種センサは、前記内燃機関の冷却
水温を示す情報を出力する水温センサを含み、 前記制御部は、前記冷却水温が高いほど前記上限値を低
く設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
の筒内噴射式燃料制御装置。 - 【請求項３】 前記制御部は、 前記吸入空気量および前記燃料供給量に基づいて実際の
空燃比を演算する空燃比演算手段と、 前記運転状態に基づいて目標空燃比を演算する目標空燃
比演算手段と、 前記インジェクタの駆動幅が前記上限値に制限されてい
るときに、前記空燃比と前記目標空燃比との偏差量に基
づいて前記内燃機関の吸気系の故障を判定する吸気系故
障判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載
の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置。 - 【請求項４】 前記吸気系故障判定手段は、前記偏差量
が所定値以上を示す状態が所定時間以上継続したとき
に、前記吸気系の故障を判定することを特徴とする請求
項３に記載の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置。 - 【請求項５】 前記吸気系は、 前記内燃機関の吸気管内に設けられて前記吸入空気量を
調節するスロットル弁と、 前記スロットル弁をバイパスするように前記吸気管に設
けられたバイパス通路と、 前記バイパス通路に流れるバイパス吸気量を調節するエ
アバイパスバルブとを含むことを特徴とする請求項３ま
たは請求項４に記載の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装
置。 - 【請求項６】 前記吸気系は、 前記内燃機関の排気管と吸気管とを連通するＥＧＲ管
と、 前記ＥＧＲ管に流れるＥＧＲ量を調節するＥＧＲバルブ
とを含むことを特徴とする請求項３から請求項５までの
いずれかに記載の内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP29456497A JP3913864B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置 |
| US09/014,652 US6041757A (en) | 1997-10-27 | 1998-01-28 | Inter-cylinder-injection fuel controller for an internal combustion engine |
| DE19809009A DE19809009B4 (de) | 1997-10-27 | 1998-03-03 | Steuersystem für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung |
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|---|---|---|---|
| JP29456497A JP3913864B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29456497A Expired - Fee Related JP3913864B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 内燃機関の筒内噴射式燃料制御装置 |
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| JP3654010B2 (ja) * | 1998-10-19 | 2005-06-02 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP2003513192A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | エンジンのトルク制御装置及び方法 |
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| US6352490B1 (en) * | 2000-02-04 | 2002-03-05 | Ford Global Technologies, Inc. | Optimization method for a lean capable multi-mode engine |
| US6595187B1 (en) | 2000-10-12 | 2003-07-22 | Ford Global Technologies, Llc | Control method for internal combustion engine |
| US6631708B1 (en) | 2000-10-12 | 2003-10-14 | Ford Global Technologies, Llc | Control method for engine |
| JP3626086B2 (ja) * | 2000-10-19 | 2005-03-02 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の吸気系異常検出装置 |
| US6564769B2 (en) | 2001-09-04 | 2003-05-20 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for operating a direct injection spark internal combustion engine having variable compression ratio modes |
| JP2004100587A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射装置 |
| DE10306411A1 (de) * | 2003-02-15 | 2004-08-26 | Volkswagen Ag | Direkteinspritzende Brennkraftmaschine und Verfahren zu dessen Betrieb |
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| EP3474103B1 (en) * | 2017-10-20 | 2022-03-09 | Goodrich Actuation Systems Limited | Monitoring system for identifying an operating state of a motor |
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|---|---|---|---|---|
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| US4977876A (en) * | 1988-03-08 | 1990-12-18 | Nissan Motor Company, Ltd. | Fuel injection control system for internal combustion engine with fuel cut-off control at high engine speed range suppressive of recovery shock upon fuels resumption |
| DE3828850A1 (de) * | 1988-08-25 | 1990-03-08 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur steuerung einer betriebskenngroesse einer brennkraftmaschine |
| JPH0333453A (ja) * | 1990-02-13 | 1991-02-13 | Nippondenso Co Ltd | 燃料噴射制御方法 |
| US5119781A (en) * | 1991-02-28 | 1992-06-09 | General Motors Corporation | Control of engine fuel injection during transitional periods associated with deceleration fuel cut-off |
| US5642705A (en) * | 1994-09-29 | 1997-07-01 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Control system and method for direct fuel injection engine |
| JP3175535B2 (ja) * | 1995-05-16 | 2001-06-11 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃エンジンのアイドル回転数制御装置 |
| JP3819462B2 (ja) * | 1995-11-06 | 2006-09-06 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射エンジンの制御装置 |
| JP3605221B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2004-12-22 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の制御装置 |
-
1997
- 1997-10-27 JP JP29456497A patent/JP3913864B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-28 US US09/014,652 patent/US6041757A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-03 DE DE19809009A patent/DE19809009B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-05-01 KR KR1019980015759A patent/KR100317595B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6041757A (en) | 2000-03-28 |
| JP3913864B2 (ja) | 2007-05-09 |
| DE19809009B4 (de) | 2007-01-25 |
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