JPH1136931A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクセル操作に依存することなく排気ガスの
バラツキを抑制して成分特性を改善した内燃機関の燃料
噴射制御装置を得る。 【解決手段】 内燃機関１０１のクランク角位置に対応
したクランク角信号ＳＧＴを生成する手段１１０と、ア
クセル踏込量αを検出する手段１２２と、クランク角信
号およびアクセル踏込量を含む運転状態に基づいて、少
なくともスロットルバルブ１０６およびインジェクタ１
１２に対する制御量を決定する演算処理手段とを備え、
演算処理手段は、アクセル踏込量に応答してスロットル
バルブの開度θを制御する装置１２０と、運転状態に基
づいてインジェクタに対する燃料噴射信号Ｊを生成する
装置２００とを含み、スロットルバルブ制御装置は、ク
ランク角位置に基づいてスロットルバルブの開度を制御
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、アクセル踏込量
に応答してスロットル開度を制御するスロットル制御装
置を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特にス
ロットルバルブの開閉タイミング（または、開閉変化
量）をアクセル踏込量のタイミング特性とは異なるよう
に設定して、吸気量の変化量を抑制することにより、排
気ガスの成分特性を向上させた内燃機関の燃料噴射制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の内燃機関の燃料噴射制御装
置を概略的に示す構成図であり、燃料噴射制御装置が点
火制御装置を含む場合を示している。図６において、１
０１は内燃機関の本体となるエンジンであり、たとえ
ば、６個の気筒（＃１〜＃６）を有している。

【０００３】１０２はエンジン１０１に混合気を供給す
るための吸気管、１０３は吸気管１０２の吸気口に設け
られて吸入空気を浄化するためのエアクリーナ、１０４
は運転者により踏み込まれるアクセルペダル、１０５は
アクセルペダル１０４と連動するアクセルリンクであ
る。

【０００４】１０６は吸気管１０２内に設けられたスロ
ットルバルブであり、アクセルペダル１０４と連動する
アクセルリンク１０５を介して開閉駆動され、アクセル
踏込量に応じた開度θによりエンジン１０１への吸入空
気量を調整する。

【０００５】アクセルリンク１０５は、アクセルペダル
１０４とスロットルバルブ１０６との間にワイヤを介し
て接続されており、アクセルペダル１０４の動作に応じ
てスロットルバルブ１０６を駆動する。

【０００６】１０７は吸気管１０２とエンジン１０１と
の接続部に設けられた吸気マニホールドであり、エンジ
ン１０１内の各気筒に吸入空気をほぼ均等に供給する。
１０９は吸気管１０２に設けられて吸入空気量（吸気
量）Ｑを検出する吸気量センサである。

【０００７】１１０はエンジン１０１のクランク軸（図
示せず）に関連して設けられたクランク角センサ（クラ
ンク角検出手段）であり、エンジン１０１のクランク角
位置に対応したクランク角信号ＳＧＴを生成する。１１
１はスロットルバルブ１０６の開度θを検出するスロッ
トル開度センサである。

【０００８】また、エンジン１０１の運転状態を検出す
る他の各種センサとして、たとえば冷却水温を検出する
水温センサなど（図示せず）が設けられている。１１２
は吸気管１０２を介した吸入空気に対して燃料を噴射し
て混合気とするインジェクタであり、ここでは、気筒内
に直接燃料噴射する筒内噴射方式の場合を示している。

【０００９】１１３はパワートランジスタからなるイグ
ナイタ、１１４はイグナイタ１１３のオンオフにより励
磁電流が通電遮断される点火コイル、１１５は励磁電流
ｉの遮断時に点火コイル１１４から出力される高電圧Ｖ
ｐを各気筒に分配する配電器、１１６は配電器１１５を
介した高電圧Ｖｐが印加される各気筒毎の点火プラグで
ある。

【００１０】１１７はエンジン１０１で燃焼した後の排
気ガスを排出するための排気管、１１８は排気管１１７
の排出口に設けられて排気ガスを浄化するための触媒コ
ンバータである。１１９はカム軸（図示せず）に関連し
て設けられた気筒識別センサであり、特定気筒および各
気筒を識別するための気筒識別信号ＳＧＣを生成する。

【００１１】２００はマイクロコンピュータからなる燃
料噴射制御装置（演算処理手段）であり、気筒識別手段
および点火制御手段などを含み、運転状態を示す吸入量
Ｑ、クランク角信号ＳＧＴおよび気筒識別信号ＳＧＣな
ど各種センサ情報に基づいて、エンジン１０１に関する
適切な制御量すなわち点火時期、燃料噴射タイミングお
よび燃料噴射量などを制御する。

【００１２】燃料噴射制御装置２００は、たとえば、ク
ランク角信号ＳＧＴから演算されたエンジン回転数に基
づいて適切な燃料噴射量を演算するとともに、気筒識別
信号ＳＧＣに基づいて燃料噴射制御の対象気筒を判定
し、インジェクタ１１２を駆動するための燃料噴射信号
Ｊを出力する。

【００１３】また、燃料噴射制御装置２００は、たとえ
ば点火制御装置としても機能し、運転状態に基づいて最
適な点火時期を演算するとともに、イグナイタ１１３を
オンオフさせるための点火信号Ｐを出力する。

【００１４】点火信号Ｐは、基準クランク角位置からの
タイマ制御により、イグナイタ１１３を駆動して点火コ
イル１１４を励磁することにより、配電器１１５を介し
て制御対象気筒の点火プラグ１１６に高電圧を印加し、
演算された点火時期において各気筒内の混合気を燃焼さ
せてエンジン１０１を駆動する。

【００１５】図７は一般的な燃料噴射パターンを示すタ
イミングチャートであり、通常時におけるエンジン各気
筒（＃１〜＃６）毎の４サイクル行程（吸入、圧縮、燃
焼、排気）と、燃料噴射信号Ｊ１〜Ｊ６（燃料噴射タイ
ミング）との関係を、気筒識別信号ＳＧＣおよびクラン
ク角信号ＳＧＴとともに示している。

【００１６】図７において、気筒識別信号ＳＧＣのパル
スは、特定気筒（＃１気筒）のクランク角信号ＳＧＴの
パルスに対応したタイミングに設定されている。また、
クランク角信号ＳＧＴの各パルスエッジは、各気筒毎の
第１の基準クランク角位置（Ｂ７５°）および第２の基
準クランク角位置（Ｂ５°）に対応している。

【００１７】気筒識別信号ＳＧＣのハイレベル区間での
クランク角信号ＳＧＴの立ち上がりエッジは、＃１気筒
の点火タイミング（燃焼行程開始時期）に対応してい
る。各気筒の４サイクル行程は、クランク角信号ＳＧＴ
の立ち上がりエッジ（第１の基準クランク角位置）に同
期して順次シフトされる。また、各気筒の燃料噴射信号
Ｊ１〜Ｊ６（噴射タイミング）は、燃料の搬送遅れ時間
を見込んで、対象気筒の排気行程の後半に設定されてい
る。

【００１８】図８および図９はアクセルペダル１０４が
踏み込まれた場合（加速時）の動作を説明するためのタ
イミングチャートであり、アクセル踏込量αに対するエ
ンジン１０１への吸気量Ｑの変化を示している。

【００１９】図８において、アクセル踏込量αに対する
吸気量Ｑの変化には時間遅れが存在するので、吸気量Ｑ
は、アクセルペダル１０４を踏み込んでから遅延時間経
過後に増加を開始する。

【００２０】ここでは、＃４気筒の吸気行程の開始時に
アクセルペダル１０４が踏み込まれ、＃４気筒の吸気行
程の約１／３のクランク角位置から吸気量Ｑが増加を開
始した場合を示している。

【００２１】図９はアクセルペダル１０４を踏み込むタ
イミングが図８の場合よりも遅い場合での吸気量Ｑの変
化を示している。この場合、＃４気筒の吸気行程の約１
／２の位置でアクセルペダル１０４が踏み込まれ、＃４
気筒の吸気行程の約２／３の位置から吸気量Ｑが増加を
開始している。

【００２２】図８および図９のようにアクセル踏込量α
が変化して、アクセル踏込量αに対応したスロットルバ
ルブの開度θが変化した場合、吸気量Ｑの変化を検出し
てから吸気量Ｑに見合う燃料を噴射したのでは、燃料噴
射制御装置２００での演算時間による遅れがあるので、
各気筒に充填された吸気量Ｑに見合う燃料を供給するこ
とはできない。

【００２３】したがって、急加速時の初期においては、
アクセル踏込量αの増加による吸気量Ｑの増加を検出す
る前に、吸気量Ｑが増加することを見込んで、各気筒毎
の燃料噴射タイミング（図７内の燃料噴射信号Ｊ１〜Ｊ
６）とは無関係に、吸気量Ｑが増加した気筒に対して非
同期に燃料噴射を行う必要がある。

【００２４】図１０は加速検出時における非同期燃料噴
射動作を説明するためのタイミングチャートであり、Ｔ
１〜Ｔ６は各気筒（＃１〜＃６）毎のクランク角信号Ｓ
ＧＴの立ち下がりエッジ区間であり、加速判定時の各区
間Ｔ１〜Ｔ６に対応した気筒群に対して非同期燃料噴射
が行われる状態を示している。

【００２５】図１０においては、エンジン１０１の１サ
イクル期間が６つの区間Ｔ１〜Ｔ６に分割されており、
加速が行われた区間において排気行程または吸気行程に
ある気筒に対して非同期燃料噴射が行われる。

【００２６】すなわち、加速が判定された時刻が区間Ｔ
１内の場合には＃３〜＃５気筒、区間Ｔ２の場合には＃
４〜＃６気筒、区間Ｔ３の場合には＃５、＃６、＃１気
筒、区間Ｔ４の場合には＃６、＃１、＃２気筒、区間Ｔ
５の場合には＃１〜＃３気筒、区間Ｔ６の場合には＃２
〜＃４気筒が非同期燃料噴射の対象となる。

【００２７】たとえば、図１０のように、区間Ｔ２内の
後半において、所定時間内でのアクセル踏込量αの変化
率が大きいことが検出されて、時刻ｔ０において加速判
定された場合には、＃４〜＃６気筒に対して非同期燃料
噴射（斜線パルス参照）が行われる。

【００２８】ところで、スロットル踏込量αは、運転者
によるアクセルペダル１０４の操作に依存しており、ま
た、たとえば＃４気筒に対する燃料噴射は、＃４気筒の
排気行程の後半（図８および図９参照）に行われてお
り、＃４気筒の空燃比は、＃４気筒に充填された吸気量
Ｑによって決定する。

【００２９】しかしながら、図８の場合と図９の場合と
では、アクセルペダル１０４を踏み込むタイミングが異
なることから、吸気量Ｑの変化タイミングおよび＃４気
筒に充填される吸気量Ｑが異なるので、空燃比も異なる
ことになる。

【００３０】このように、スロットルバルブ１０６を開
放するタイミングが運転者のアクセルペダル１０４の操
作タイミングに依存している場合には、エンジン１０１
に充填される吸気量Ｑがアクセルペダル１０４の操作毎
に変化するので、空燃比がばらつき、この結果、排出ガ
スの成分も空燃比バラツキの影響を受ける。

【００３１】また、加速初期においては吸気量Ｑの変化
を検出することができないので、非同期燃料噴射（図１
０参照）により燃料噴射量を補正しているが、この非同
期燃料噴射にも問題がある。

【００３２】すなわち、前述（図１０参照）のように、
区間Ｔ２内の後半の時刻ｔ０において加速判定されて非
同期燃料噴射が行われる場合、＃４〜＃６気筒に対して
一定量の燃料（斜線パルス）を非同期で噴射している。

【００３３】図１１は図１０の非同期燃料噴射区間Ｔ２
を拡大して示すタイミングチャートであり、τ４〜τ６
は各気筒（＃４〜＃６）のインジェクタ１１２に対する
燃料噴射信号Ｊ４〜Ｊ６のパルス幅、τ０は非同期燃料
噴射信号（斜線パルス参照）のパルス幅である。

【００３４】図１１において、クランク角信号ＳＧＴに
同期した通常の燃料噴射による燃料量と、非同期燃料噴
射による燃料量とを合わせると、＃４〜＃６気筒に噴射
される総合的な燃料量となる。

【００３５】したがって、各気筒（＃４〜＃６）には、
それぞれ、インジェクタ１１２の駆動時間τ４＋τ０、
τ５＋τ０、τ６＋τ０に相当する燃料量が充填される
ことになる。

【００３６】しかしながら、図１１のような加速時の非
同期燃料噴射は、アクセル踏込量αから加速を判定した
時刻ｔ０に排気行程または吸気行程にある気筒に対して
行われるため、加速判定タイミングによって種々の場合
が考えられる。

【００３７】たとえば、図１２は区間Ｔ２内の前半の時
刻ｔ１０に加速判定が行われた場合の非同期燃料噴射動
作を示すタイミングチャートである。この場合、非同期
燃料噴射が行われるときに、＃５気筒は既にメイン燃料
を噴射しているので、非同期燃料噴射は行われない。

【００３８】したがって、図１２において、各気筒（＃
４〜＃６）に噴射される燃料量は、それぞれ、各インジ
ェクタ１１２の駆動時間τ４＋τ０、τ５、τ６＋τ０
に相当し、＃５気筒に対する燃料量のみが他の気筒（＃
４、＃６）に対する燃料量よりも少なくなる。

【００３９】また、図１３は区間Ｔ２の終了時刻２０に
加速判定された場合の非同期燃料噴射動作を示すタイミ
ングチャートである。図１３において、各気筒（＃４〜
＃６）に対する噴射燃料量は、区間Ｔ２のほぼ中間位置
で加速判定された場合（図１１参照）と同様に、それぞ
れ、インジェクタ１１２の駆動時間τ４＋τ０、τ５＋
τ０、τ６＋τ０に相当する値となる。

【００４０】しかしながら、時刻ｔ２０において、＃４
気筒は、吸気行程の終了過程にあり、また、燃料の搬送
遅れ時間の影響もあることから、吸気行程サイクル中に
非同期噴射された全ての燃料が＃４気筒に充填されるこ
とにはならない。＃４気筒に充填されなかった燃料は、
次回の＃４気筒の吸入行程で充填されることになる。

【００４１】このように１つの区間Ｔ２に注目して見て
も、加速判定タイミング（時刻ｔ０、ｔ１０、ｔ２０）
によって各気筒（＃４〜＃６）に充填される燃料量が変
化するので、場合によっては、燃料が過多となって空燃
比がリッチになる場合が生じたり、逆に燃料が過少とな
ってリーンとなる場合も発生する。

【００４２】また、加速時の非同期燃料噴射制御は、た
とえば、所定時間内でのアクセル踏込量αの変化量が所
定値を越えた場合に実行され、アクセル踏込量αが異な
っても、一定パルス幅τ０（同量）の非同期燃料噴射
（斜線パルス参照）が行われるので、アクセルペダル１
０４の踏み込み速度の違いによって空燃比の違いが生じ
てしまう。

【００４３】また、エンジン１０１の吸入部分の構造
上、アクセル踏込量αが同一であっても、アクセルペダ
ル１０４を踏み込む区間が異なれば、各気筒に対する吸
気量Ｑも異なるので、燃料の過不足が生じて空燃比に違
いが生じることになる。

【００４４】上述したように、従来の内燃機関の燃料噴
射制御装置においては、運転者のアクセル踏込量αに依
存してスロットル開度θが決定されるので、運転者がア
クセルペダル１０４を踏み込むタイミングによって各気
筒（＃１〜＃６）に充填される燃料量にバラツキが発生
し、空燃比および排気ガス成分にバラツキが発生するこ
とになる。

【００４５】また、加速時における非同期燃料噴射制御
においては、加速判定時刻に対応した特定気筒群に対し
て見込み量による一定燃料を噴射するのみであり、非同
期燃料噴射量および加速時の増量燃料量をマッチングに
より決定している。

【００４６】したがって、全ての走行条件に対して、ほ
どほどに満足する程度の非同期燃料噴射量が設定されて
いるので、アクセルペダル１０４の踏み込みタイミング
やアクセル踏込量αによっては、空燃比にバラツキが発
生して排気ガス成分が悪化してしまう。

【００４７】そこで、アクセルペダル１０４の踏み込み
タイミングによって燃料を噴射する割合を変化させた
り、アクセルペダル１０４の踏み込み速度によって燃料
噴射量を変化させる方法も考えられる。

【００４８】しかしながら、上記方法は、アクセルペダ
ル１０４に対する種々の踏み込みタイミングおよびアク
セル踏込量αの全てに対して、適切な燃料量を決定しよ
うとすると、マッチング工数が膨大となるうえ、プログ
ラムロジックも複雑化するので、現実的ではない。

【００４９】なお、ここでは、加速時での動作のみを例
にとって説明したが、減速時においても、スロットルバ
ルブ１０６の開放タイミングによって、加速時の場合と
同様に吸気量Ｑのバラツキが発生することは言うまでも
ない。

【００５０】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の燃料
噴射制御装置は以上のように、運転者のアクセル操作に
依存してスロットル開度θが決定されているので、アク
セルペダル１０４を踏み込むタイミングによって各気筒
に充填される燃料量にバラツキが発生し、空燃比にバラ
ツキが発生し、排気ガス成分が悪化するという問題点が
あった。

【００５１】また、アクセルペダル１０４の踏み込みタ
イミングに応じて燃料噴射割合を変化させたり、アクセ
ルペダル１０４の踏み込み速度に応じて噴射量を変化さ
せることも、全ての踏み込みタイミングおよびアクセル
踏込量αに対して適切な燃料量を決定することが困難で
あり、実現することができないという問題点があった。

【００５２】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、アクセル操作に依存することな
く、空燃比のバラツキを抑制して排気ガスの成分特性を
改善した内燃機関の燃料噴射制御装置を得ることを目的
とする。

【００５３】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関に混合気を
供給するための吸気管と、吸気管内で開閉駆動されて内
燃機関への吸入空気量を調整するスロットルバルブと、
吸気管を介した吸入空気に対して燃料を噴射するインジ
ェクタと、内燃機関のクランク角位置に対応したクラン
ク角信号を生成するクランク角検出手段と、運転者のア
クセル踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段と、ク
ランク角信号およびアクセル踏込量を含む運転状態に基
づいて、少なくともスロットルバルブおよびインジェク
タに対する制御量を決定する演算処理手段とを備え、演
算処理手段は、アクセル踏込量に応答してスロットルバ
ルブの開度を制御するスロットルバルブ制御装置と、運
転状態に基づいてインジェクタに対する燃料噴射信号を
生成する燃料噴射制御装置とを含み、スロットルバルブ
制御装置は、クランク角位置に基づいてスロットルバル
ブの開度を制御するものである。

【００５４】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
の燃料噴射制御装置は、請求項１において、スロットル
バルブ制御装置は、クランク角信号に基づく所定のクラ
ンク角位置に同期させて、スロットルバルブを開閉する
タイミングを決定するものである。

【００５５】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
の燃料噴射制御装置は、請求項１において、クランク角
信号は、内燃機関の各気筒毎のクランク角位置に対応し
たパルスを含み、演算処理手段は、クランク角信号の各
パルスに対応した気筒を識別する気筒識別手段を含むも
のである。

【００５６】また、この発明の請求項４に係る内燃機関
の燃料噴射制御装置は、請求項３において、スロットル
バルブ制御装置は、クランク角信号に基づく特定気筒の
所定のクランク角位置に同期させて、スロットルバルブ
を開閉するタイミングを決定するものである。

【００５７】また、この発明の請求項５に係る内燃機関
の燃料噴射制御装置は、請求項２または請求項４におい
て、スロットルバルブ制御装置は、スロットルバルブを
開閉するタイミングを運転状態によって変更するもので
ある。

【００５８】また、この発明の請求項６に係る内燃機関
の燃料噴射制御装置は、請求項１から請求項５までのい
ずれかにおいて、スロットルバルブ制御装置は、スロッ
トルバルブの開度の変化を、アクセル踏込量の変化とは
異なるように設定したものである。

【００５９】また、この発明の請求項７に係る内燃機関
の燃料噴射制御装置は、請求項６において、スロットル
バルブ制御装置は、スロットルバルブの開度の変化量に
制限値を設定したものである。

【００６０】また、この発明の請求項８に係る内燃機関
の燃料噴射制御装置は、請求項６において、スロットル
バルブ制御装置は、アクセル踏込量の変化に対して１次
フィルタ処理を施すことにより、スロットルバルブの開
度の変化量を設定したものである。

【００６１】また、この発明の請求項９に係る内燃機関
の燃料噴射制御装置は、内燃機関に混合気を供給するた
めの吸気管と、吸気管内で開閉駆動されて内燃機関への
吸入空気量を調整するスロットルバルブと、吸気管を介
した吸入空気に対して燃料を噴射するインジェクタと、
内燃機関のクランク角位置に対応したクランク角信号を
生成するクランク角検出手段と、運転者のアクセル踏込
量を検出するアクセル踏込量検出手段と、クランク角信
号およびアクセル踏込量を含む運転状態に基づいて、少
なくともスロットルバルブおよびインジェクタに対する
制御量を決定する演算処理手段とを備え、演算処理手段
は、アクセル踏込量に応答してスロットルバルブの開度
を制御するスロットルバルブ制御装置と、運転状態に基
づいてインジェクタに対する燃料噴射信号を生成する燃
料噴射制御装置とを含み、スロットルバルブ制御装置
は、スロットルバルブの開度の変化を、アクセル踏込量
の変化とは異なるように設定したものである。

【００６２】また、この発明の請求項１０に係る内燃機
関の燃料噴射制御装置は、請求項９において、スロット
ルバルブ制御装置は、スロットルバルブの開度の変化量
に制限値を設定したものである。

【００６３】また、この発明の請求項１１に係る内燃機
関の燃料噴射制御装置は、請求項１０において、スロッ
トルバルブ制御装置は、内燃機関の運転状態によって制
限値を変更するものである。

【００６４】また、この発明の請求項１２に係る内燃機
関の燃料噴射制御装置は、請求項９において、スロット
ルバルブ制御装置は、アクセル踏込量の変化に対して１
次フィルタ処理を施すことにより、スロットルバルブの
開度の変化量を設定したものである。

【００６５】また、この発明の請求項１３に係る内燃機
関の燃料噴射制御装置は、請求項１２において、スロッ
トルバルブ制御装置は、１次フィルタ処理に用いられる
フィルタ定数を内燃機関の運転状態によって変更するも
のである。

【００６６】

【発明の実施の形態】

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を概略的
に示す構成図であり、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。

【００６７】図１において、１２０はスロットルバルブ
１０６の開度θを制御するスロットルバルブ制御装置で
あり、燃料噴射制御装置２００とともに演算処理手段を
構成している。スロットルバルブ制御装置１２０は、ス
ロットル開度センサ１１１からのスロットル開度θと、
クランク角センサ１１０からのクランク角信号ＳＧＴを
取り込んでいる。

【００６８】１２１はスロットルバルブ制御装置１２０
からの駆動信号Ｄによりスロットルバルブ１０６を開閉
駆動するモータ、１２２はアクセルペダル１０４の踏込
量αを検出するアクセル位置センサ（アクセル踏込量検
出手段）である。

【００６９】スロットルバルブ制御装置１２０は、アク
セル位置センサ１２２からのアクセル踏込量αに基づい
て駆動信号Ｄを生成し、スロットルバルブ１０６の開度
θが目標開度となるようにモータ１２１を駆動する。こ
のとき、スロットルバルブ制御装置１２０は、スロット
ル開度センサ１１１からのスロットル開度θをフィード
バック制御している。

【００７０】図２および図３はこの発明の実施の形態１
による過渡時（加速時）の制御動作を説明するためのタ
イミングチャートであり、前述と同様のものについて
は、同一符号を付して、ここでは詳述しない。

【００７１】図２において、ｔ１は運転者によりアクセ
ルペダル１０４が操作された時刻、ｔ２はアクセル踏込
量αに応答して増加するスロットル開度θの立ち上がり
（開放）開始時刻である。Ｔｄはアクセル踏込量αに対
するスロットル開度θの動作遅延時間であり、アクセル
操作時刻に応じて変動する。

【００７２】図２の場合、時刻ｔ１において運転者がア
クセルペダル１０４を踏み込んでも、スロットルバルブ
制御装置１２０は、アクセル踏込量αの変化に追従して
直ちにスロットルバルブ１０６を開放させることはな
い。

【００７３】すなわち、スロットルバルブ制御装置１２
０は、時刻ｔ１から遅延時間Ｔｄだけ開放タイミングを
遅らせ、次のクランク角信号ＳＧＴの立ち上がりタイミ
ングに同期した時刻ｔ２において、スロットルバルブ１
０６を開放させる。

【００７４】図３は前述（図２内のｔ１参照）よりも早
いタイミングでアクセル操作された場合の動作を示して
おり、図３において、ｔ１１はアクセルペダル１０４が
操作された時刻、Ｔｄ１は時刻ｔ１１からスロットル開
度θの立ち上がり時刻ｔ２までの遅延時間である。

【００７５】図３の場合、運転者が時刻ｔ１１のタイミ
ングでアクセルペダル１０４を踏み込むと、スロットル
バルブ制御装置１２０は、時刻ｔ１１から遅延時間Ｔｄ
１だけ開放タイミングを遅らせ、次のクランク角信号Ｓ
ＧＴの立ち上がりタイミングに同期した時刻ｔ２におい
てスロットルバルブ１０６を開放させる。

【００７６】このように、運転者のアクセル操作に依存
せずに、スロットルバルブ１０６の開放し始めるタイミ
ングを一定とすることにより、過渡時（加速時）の排気
ガスの成分特性が最良となるタイミングでスロットルバ
ルブ１０６を開くことができ、排気ガス成分を改善する
ことができる。

【００７７】また、スロットルバルブ１０６の開放し始
めるタイミングを固定することにより、空燃比の挙動の
バラツキが低減されるので、過渡時の燃料マッチングが
容易となるうえ、排気ガスのバラツキも低減させること
ができる。

【００７８】なお、図２および図３においては、スロッ
トル開度θに基づいて加速状態が判定され、加速判定時
刻ｔ０がクランク角信号ＳＧＴに同期しているので、加
速判定時における非同期燃料噴射パルス（斜線パルス参
照）の生成タイミングも、クランク角信号ＳＧＴの立ち
上がりタイミングに常に同期することになる。

【００７９】図示したように非同期燃料噴射制御が行わ
れる場合には、スロットル制御タイミングの違いによる
空燃比バラツキが特に大きいので、スロットル制御タイ
ミングをクランク角信号ＳＧＴのエッジ（所定クランク
角位置）に同期させることにより、空燃比バラツキを抑
制する効果は特に著しい。

【００８０】また、上記実施の形態１を非同期燃料噴射
制御が行われない燃料噴射制御装置に適用しても、吸気
量Ｑのバラツキが抑制されるので、前述と同等の作用効
果を奏する。

【００８１】また、運転状態の過渡時として加速時につ
いて説明したが、減速時にスロットルバルブ１０６を閉
成する場合に適用しても、同等の作用効果を奏すること
ができる。

【００８２】実施の形態２．また、上記実施の形態１で
は、スロットルバルブ１０６の開放タイミングｔ２を、
単にクランク角信号ＳＧＴの立ち上がりタイミングに同
期するように設定したが、任意の運転条件に応じて可変
設定することができる。

【００８３】たとえば、スロットルバルブ１０６の開放
タイミングを、エンジン１０１の回転数やスロットル開
度θのみならず、冷却水温（暖機条件）などの運転条件
に応じて最適に設定してもよい。

【００８４】また、気筒識別信号ＳＧＣから識別される
特定気筒のクランク角信号ＳＧＴに同期させてもよく、
この場合、空燃比の挙動のバラツキをさらに抑制するこ
とができ、排気ガスのバラツキを低減させることができ
る。

【００８５】実施の形態３．なお、上記実施の形態１お
よび２では、空燃比の挙動のバラツキを抑制して排気ガ
スのバラツキを低減させるために、スロットルバルブ１
０６の開放開始タイミングを制御したが、スロットル開
度θの変化量に制限値を設定してもよい。

【００８６】図４はこの発明の実施の形態３による動作
を説明するためのタイミングチャートであり、スロット
ル開度θとともに吸気量Ｑの変化を示している。図４お
いて、θｏはスロットル開度θの変化量（傾き）に対す
る制限値（上限値）、Δθは単位時間当たりのスロット
ル開度θの変化量の上限値である。

【００８７】この場合、時刻ｔ１１のタイミングで運転
者がアクセルペダル１０４を踏み込むと、スロットル制
御装置１２０（図１参照）は、アクセル踏込量αの変化
量に同期して、直ちにスロットルバルブ１０６の開度θ
を立ち上げ始める。

【００８８】ただし、スロットル制御装置１２０は、開
放時のスロットル開度θをアクセル踏込量αに対して単
に追従させるのではなく、あらかじめ設定された制限値
θｏに応じて変化させ、単位時間当たりの開度θの変化
量の上限値をΔθとする。

【００８９】図４のように、スロットル開度θの変化量
θｏを制限することにより、過渡時（加速時）における
エンジン１０１への吸気量Ｑの変化（実線参照）は、ス
ロットル開度θをアクセル踏込量αに単に追従させた場
合（破線参照）と比べて、著しく抑制される。

【００９０】この結果、アクセル踏込量αが大きい場合
の吸気量Ｑの変化が抑制されるので、過渡時に必要な燃
料量の変化も抑制され、吸気量Ｑに対する燃料量の制御
が容易となり、排気ガスを改善することができる。

【００９１】また、結果的に、吸気量Ｑの変化量に上限
が設定されることになるので、上記実施の形態１および
２の場合と同様に、空燃比の挙動のバラツキが低減さ
れ、過渡時の燃料マッチングが容易となるうえ、排気ガ
スのバラツキも低減することができる。

【００９２】また、スロットル開度θの制限値θｏまた
は上限値Δθを一定値としたが、運転状態に応じて可変
設定してもよい。この場合、過渡時の吸気量Ｑのバラツ
キをさらに適正に抑制することができる。

【００９３】また、上記実施の形態３の特徴と実施の形
態１または２の特徴とを組み合わせて、スロットル開度
θの変化量を制限するとともに、クランク角信号ＳＧＴ
の立ち上がりタイミングに同期させてスロットル開度θ
を立ち上げてもよい。これにより、さらに排気ガスを改
善させることができる。

【００９４】実施の形態４．なお、上記実施の形態３で
は、吸気量Ｑの変化を抑制するために、スロットル開度
θの変化量に制限値θｏを設定したが、アクセル踏込量
αに対して１次フィルタ処理を施した値をスロットル開
度θの変化量として設定してもよい。

【００９５】図５はこの発明の実施の形態４による動作
を説明するためのタイミングチャートである。この場
合、スロットル制御装置１２０（図１参照）は、スロッ
トル開度θをアクセル踏込量αの変化量に追従させるの
ではなく、アクセルの踏込量αに対して１次フィルタ処
理を施し、各タイミング毎のスロットル開度θの変化量
を、以下の（１）式により設定する。

【００９６】 θ（ｎ）＝（１−Ｋ）・θ（ｎ−１）＋Ｋ・α（ｎ） …（１）

【００９７】ただし、（１）式において、θ（ｎ）は今
回タイミングでのスロットル開度、θ（ｎ−１）は前回
タイミングでのスロットル開度、α（ｎ）は今回タイミ
ングでのアクセル踏込量、α（ｎ−１）は前回タイミン
グでのアクセル踏込量、Ｋはフィルタ処理演算に用いら
れる周知のフィルタ定数であり、フィルタ定数Ｋは、１
≧Ｋ≧０の範囲内の値に設定される。

【００９８】図５のように、アクセル踏込量αの１次フ
ィルタ処理に基づいてスロットル開度θを変化させるこ
とにより、過渡時（加速時）におけるエンジン１０１へ
の吸気量Ｑの変化（実線参照）は、スロットル開度θを
アクセル踏込量αに単に追従させた場合（破線参照）と
比べて、著しく抑制される。したがって、上記実施の形
態３と同様に、吸気量Ｑの変化を抑制することができ、
前述と同様の効果を得ることができる。

【００９９】また、実施の形態３（図４参照）では、ア
クセル踏込量αの変化が大きい場合に、スロットル開度
θが一定の変化量（制限値θｏ）で立ち上がるのに対し
て、実施の形態４（図５参照）では、アクセル踏込量α
とスロットル開度θとの偏差が大きい場合に、スロット
ル開度θの変化量が大きく設定されるので、吸気量Ｑの
追従性を改善することができる。

【０１００】また、フィルタ定数Ｋを一定値としたが、
運転状態に応じて可変設定し、過渡時の吸気量Ｑのバラ
ツキをさらに適正に抑制してもよい。

【０１０１】また、上記実施の形態４の特徴と実施の形
態１または２の特徴とを組み合わせて、スロットル開度
θの変化量をアクセル踏込量αの１次フィルタ処理で設
定するとともに、クランク角信号ＳＧＴの立ち上がりタ
イミングに同期させてスロットル開度θを立ち上げても
よい。これにより、さらに排気ガスを改善させることが
できる。

【０１０２】さらに、上記各実施の形態１〜４では、筒
内噴射式の内燃機関を例にとって説明したが、筒内噴射
式に限定されるものではなく、任意の内燃機関に適用可
能なことは言うまでもない。

【０１０３】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関に混合気を供給するための吸気管と、吸気
管内で開閉駆動されて内燃機関への吸入空気量を調整す
るスロットルバルブと、吸気管を介した吸入空気に対し
て燃料を噴射するインジェクタと、内燃機関のクランク
角位置に対応したクランク角信号を生成するクランク角
検出手段と、運転者のアクセル踏込量を検出するアクセ
ル踏込量検出手段と、クランク角信号およびアクセル踏
込量を含む運転状態に基づいて、少なくともスロットル
バルブおよびインジェクタに対する制御量を決定する演
算処理手段とを備え、演算処理手段は、アクセル踏込量
に応答してスロットルバルブの開度を制御するスロット
ルバルブ制御装置と、運転状態に基づいてインジェクタ
に対する燃料噴射信号を生成する燃料噴射制御装置とを
含み、スロットルバルブ制御装置は、クランク角位置に
基づいてスロットルバルブの開度を制御するようにした
ので、アクセル操作に依存することなく、空燃比のバラ
ツキを抑制して排気ガスの成分特性を改善した内燃機関
の燃料噴射制御装置が得られる効果がある。

【０１０４】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、スロットルバルブ制御装置は、クランク
角信号に基づく所定のクランク角位置に同期させて、ス
ロットルバルブを開閉するタイミングを決定するように
したので、アクセル操作に依存することなく、空燃比の
バラツキを抑制して排気ガスの成分特性を改善した内燃
機関の燃料噴射制御装置が得られる効果がある。

【０１０５】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、クランク角信号は、内燃機関の各気筒毎
のクランク角位置に対応したパルスを含み、演算処理手
段は、クランク角信号の各パルスに対応した気筒を識別
する気筒識別手段を含むようにしたので、アクセル操作
に依存することなく、空燃比のバラツキを抑制して排気
ガスの成分特性を改善した内燃機関の燃料噴射制御装置
が得られる効果がある。

【０１０６】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、スロットルバルブ制御装置は、クランク
角信号に基づく特定気筒の所定のクランク角位置に同期
させて、スロットルバルブを開閉するタイミングを決定
するようにしたので、アクセル操作に依存することな
く、空燃比のバラツキを抑制して排気ガスの成分特性を
改善した内燃機関の燃料噴射制御装置が得られる効果が
ある。

【０１０７】また、この発明の請求項５によれば、請求
項２または請求項４において、スロットルバルブ制御装
置は、スロットルバルブを開閉するタイミングを運転状
態によって変更するようにしたので、さらに空燃比のバ
ラツキを抑制して排気ガスの成分特性を改善した内燃機
関の燃料噴射制御装置が得られる効果がある。

【０１０８】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項５までのいずれかにおいて、スロットル
バルブ制御装置は、スロットルバルブの開度の変化を、
アクセル踏込量の変化とは異なるように設定したので、
さらに空燃比のバラツキを抑制して排気ガスの成分特性
を改善した内燃機関の燃料噴射制御装置が得られる効果
がある。

【０１０９】また、この発明の請求項７によれば、請求
項６において、スロットルバルブ制御装置は、スロット
ルバルブの開度の変化量に制限値を設定したので、吸気
量の変化量を抑制して空燃比のバラツキを抑制し、排気
ガスの成分特性を改善した内燃機関の燃料噴射制御装置
が得られる効果がある。

【０１１０】また、この発明の請求項８によれば、請求
項６において、スロットルバルブ制御装置は、アクセル
踏込量の変化に対して１次フィルタ処理を施すことによ
り、スロットルバルブの開度の変化量を設定したので、
吸気量の変化量を抑制するとともにアクセル踏込量に対
する追従性も改善した内燃機関の燃料噴射制御装置が得
られる効果がある。

【０１１１】また、この発明の請求項９によれば、内燃
機関に混合気を供給するための吸気管と、吸気管内で開
閉駆動されて内燃機関への吸入空気量を調整するスロッ
トルバルブと、吸気管を介した吸入空気に対して燃料を
噴射するインジェクタと、内燃機関のクランク角位置に
対応したクランク角信号を生成するクランク角検出手段
と、運転者のアクセル踏込量を検出するアクセル踏込量
検出手段と、クランク角信号およびアクセル踏込量を含
む運転状態に基づいて、少なくともスロットルバルブお
よびインジェクタに対する制御量を決定する演算処理手
段とを備え、演算処理手段は、アクセル踏込量に応答し
てスロットルバルブの開度を制御するスロットルバルブ
制御装置と、運転状態に基づいてインジェクタに対する
燃料噴射信号を生成する燃料噴射制御装置とを含み、ス
ロットルバルブ制御装置は、スロットルバルブの開度の
変化を、アクセル踏込量の変化とは異なるように設定し
たので、アクセル操作に依存することなく、空燃比のバ
ラツキを抑制して排気ガスの成分特性を改善した内燃機
関の燃料噴射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１０によれば、請
求項９において、スロットルバルブ制御装置は、スロッ
トルバルブの開度の変化量に制限値を設定したので、吸
気量の変化量を抑制して空燃比のバラツキを抑制し、排
気ガスの成分特性を改善した内燃機関の燃料噴射制御装
置が得られる効果がある。

【０１１３】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項１０において、スロットルバルブ制御装置は、内燃
機関の運転状態によって制限値を変更するようにしたの
で、さらに吸気量の変化量を抑制して排気ガスの成分特
性を改善した内燃機関の燃料噴射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１２によれば、請
求項９において、スロットルバルブ制御装置は、アクセ
ル踏込量の変化に対して１次フィルタ処理を施すことに
より、スロットルバルブの開度の変化量を設定したの
で、吸気量の変化量を抑制するとともにアクセル踏込量
に対する追従性も改善した内燃機関の燃料噴射制御装置
が得られる効果がある。

【０１１５】また、この発明の請求項１３に係る内燃機
関の燃料噴射制御装置は、請求項１２において、スロッ
トルバルブ制御装置は、１次フィルタ処理に用いられる
フィルタ定数を内燃機関の運転状態によって変更するよ
うにしたので、さらに吸気量の変化量を抑制して排気ガ
スの成分特性を改善した内燃機関の燃料噴射制御装置が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を概略的に示す構成
図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による加速時の制御
動作を示すタイミングチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態１による加速時の制御
動作を示すタイミングチャートである。

【図４】 この発明の実施の形態３による加速時の制御
動作を示すタイミングチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態４による加速時の制御
動作を示すタイミングチャートである。

【図６】 従来の内燃機関の燃料噴射制御装置を概略的
に示す構成図である。

【図７】 従来の内燃機関の燃料噴射制御装置の各気筒
毎の行程と燃料噴射動作との関係を示すタイミングチャ
ートである。

【図８】 従来の内燃機関の燃料噴射制御装置による加
速時の吸気量変化を示すタイミングチャートである。

【図９】 従来の内燃機関の燃料噴射制御装置による加
速時の吸気量変化を示すタイミングチャートである。

【図１０】 従来の内燃機関の燃料噴射制御装置による
加速時の非同期燃料噴射動作を示すタイミングチャート
である。

【図１１】 図１０内の一部の波形を拡大して示すタイ
ミングチャートである。

【図１２】 従来の内燃機関の燃料噴射制御装置による
加速時の非同期燃料噴射動作を示すタイミングチャート
である。

【図１３】 従来の内燃機関の燃料噴射制御装置による
加速時の非同期燃料噴射動作を示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１０１ エンジン、１０２ 吸気管、１０４ アクセル
ペダル、１０６ スロットルバルブ、１１０ クランク
角センサ、１１１ スロットル開度センサ、１１２ イ
ンジェクタ、１１９ 気筒識別センサ、１２０ スロッ
トルバルブ制御装置、１２２ アクセル位置センサ（ア
クセル踏込量検出手段）、２００ 燃料噴射制御装置、
Ｊ、Ｊ１〜Ｊ６ 燃料噴射信号、ＳＧＴ クランク角信
号、ｔ１、ｔ１１ アクセル操作時刻、ｔ２ スロット
ル開放時刻、α アクセル踏込量、θ スロットル開
度、θｏ、Δθ 制限値。

フロントページの続き (72)発明者 古田 彰 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大内 裕史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に混合気を供給するための吸気
   管と、 前記吸気管内で開閉駆動されて前記内燃機関への吸入空
   気量を調整するスロットルバルブと、 前記吸気管を介した吸入空気に対して燃料を噴射するイ
   ンジェクタと、 前記内燃機関のクランク角位置に対応したクランク角信
   号を生成するクランク角検出手段と、 運転者のアクセル踏込量を検出するアクセル踏込量検出
   手段と、 前記クランク角信号および前記アクセル踏込量を含む運
   転状態に基づいて、少なくとも前記スロットルバルブお
   よび前記インジェクタに対する制御量を決定する演算処
   理手段とを備え、 前記演算処理手段は、 前記アクセル踏込量に応答して前記スロットルバルブの
   開度を制御するスロットルバルブ制御装置と、 前記運転状態に基づいて前記インジェクタに対する燃料
   噴射信号を生成する燃料噴射制御装置とを含み、 前記スロットルバルブ制御装置は、前記クランク角位置
   に基づいて前記スロットルバルブの開度を制御すること
   を特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】 前記スロットルバルブ制御装置は、前記
   クランク角信号に基づく所定のクランク角位置に同期さ
   せて、前記スロットルバルブを開閉するタイミングを決
   定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃
   料噴射制御装置。
3. 【請求項３】 前記クランク角信号は、前記内燃機関の
   各気筒毎のクランク角位置に対応したパルスを含み、 前記演算処理手段は、前記クランク角信号の各パルスに
   対応した気筒を識別する気筒識別手段を含むことを特徴
   とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 【請求項４】 前記スロットルバルブ制御装置は、前記
   クランク角信号に基づく特定気筒の所定のクランク角位
   置に同期させて、前記スロットルバルブを開閉するタイ
   ミングを決定することを特徴とする請求項３に記載の内
   燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 【請求項５】 前記スロットルバルブ制御装置は、前記
   スロットルバルブを開閉するタイミングを前記内燃機関
   の運転状態によって変更することを特徴とする請求項２
   または請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 【請求項６】 前記スロットルバルブ制御装置は、前記
   スロットルバルブの開度の変化を、前記アクセル踏込量
   の変化とは異なるように設定したことを特徴とする請求
   項１から請求項５までのいずれかに記載の内燃機関の燃
   料噴射制御装置。
7. 【請求項７】 前記スロットルバルブ制御装置は、前記
   スロットルバルブの開度の変化量に制限値を設定したこ
   とを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制
   御装置。
8. 【請求項８】 前記スロットルバルブ制御装置は、前記
   アクセル踏込量の変化に対して１次フィルタ処理を施す
   ことにより、前記スロットルバルブの開度の変化量を設
   定したことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃
   料噴射制御装置。
9. 【請求項９】 内燃機関に混合気を供給するための吸気
   管と、 前記吸気管内で開閉駆動されて前記内燃機関への吸入空
   気量を調整するスロットルバルブと、 前記吸気管を介した吸入空気に対して燃料を噴射するイ
   ンジェクタと、 前記内燃機関のクランク角位置に対応したクランク角信
   号を生成するクランク角検出手段と、 運転者のアクセル踏込量を検出するアクセル踏込量検出
   手段と、 前記クランク角信号および前記アクセル踏込量を含む運
   転状態に基づいて、少なくとも前記スロットルバルブお
   よび前記インジェクタに対する制御量を決定する演算処
   理手段とを備え、 前記演算処理手段は、 前記アクセル踏込量に応答して前記スロットルバルブの
   開度を制御するスロットルバルブ制御装置と、 前記運転状態に基づいて前記インジェクタに対する燃料
   噴射信号を生成する燃料噴射制御装置とを含み、 前記スロットルバルブ制御装置は、前記スロットルバル
   ブの開度の変化を、前記アクセル踏込量の変化とは異な
   るように設定したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射
   制御装置。
10. 【請求項１０】 前記スロットルバルブ制御装置は、前
    記スロットルバルブの開度の変化量に制限値を設定した
    ことを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の燃料噴射
    制御装置。
11. 【請求項１１】 前記スロットルバルブ制御装置は、前
    記内燃機関の運転状態によって前記制限値を変更するこ
    とを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の燃料噴射
    制御装置。
12. 【請求項１２】 前記スロットルバルブ制御装置は、前
    記アクセル踏込量の変化に対して１次フィルタ処理を施
    すことにより、前記スロットルバルブの開度の変化量を
    設定したことを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の
    燃料噴射制御装置。
13. 【請求項１３】 前記スロットルバルブ制御装置は、前
    記１次フィルタ処理に用いられるフィルタ定数を前記内
    燃機関の運転状態によって変更することを特徴とする請
    求項１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。