JP2002089338A

JP2002089338A - 内燃機関の燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2002089338A
Application number: JP2000284154A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Osaki; 正信大崎; Kenichi Machida; 憲一町田
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】エアフローメータで検出された吸入空気流量Ｑ
ａから吸気管圧力を推定する燃料噴射制御装置におい
て、タンブル制御バルブの開閉によって空燃比制御精度
が悪化することを防止する。【解決手段】タンブル制御バルブの開度と所定値とを比
較することで、タンブル制御バルブの開閉状態を判別す
る。そして、吸入空気流量Ｑａから吸気管圧力を推定す
るときに用いるなまし係数KTMGNを、タンブル制御バル
ブの開閉に応じて異なる値に設定し、該なまし係数KTMG
Nを用いて設定した圧力勾配定数ＫＴＭと吸入空気流量
Ｑａとから吸気管圧力推定値PMMHGを演算する。更に、
吸気管圧力推定値PMMHGからシリンダ吸入空気量ＱＡＲ
を演算し、該シリンダ吸入空気量ＱＡＲに基づき基本燃
料噴射量ＴＰを演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射制御装置に関し、詳しくは、スロットルバルブの下流
側に、閉弁時に吸気に偏流を生じさせる偏流制御バルブ
を備えた内燃機関における燃料噴射量の制御技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、吸気を偏流させることでシリ
ンダ内にタンブル流やスワール流を生じさせる偏流制御
バルブを、スロットルバルブ下流側の吸気管に介装した
内燃機関が知られている（特開平７−２９３３０４号公
報、特開平７−２５９５７３号公報等参照）。

【０００３】また、内燃機関の燃料噴射装置として、エ
アフローメータで検出される吸入空気流量や、吸気圧セ
ンサで検出される吸気管圧力に基づいて、シリンダ吸入
空気量に応じた燃料噴射量を演算する構成が知られてお
り、更に、エアフローメータで検出される吸入空気流量
から吸気管圧力を推定して燃料噴射量を演算させる構成
としたものもあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の偏流
制御バルブを備えた機関では、シリンダ内にタンブル流
やスワール流を生じさせるべく偏流制御バルブを閉弁し
ているときに、偏流制御バルブの上流側の吸気管圧力と
下流側の吸気管圧力とに位相ずれが生じことがある。

【０００５】前記偏流制御バルブの開状態では、スロッ
トルの操作に対して、図１０に示すように、偏流制御バ
ルブ前後の圧力は一致して変化するが、偏流制御バルブ
の閉状態では、例えば、スロットルバルブを開くとき
に、スロットルバルブの開口面積が偏流制御バルブの開
口面積を超えるまでは、図１０に示すように、偏流制御
バルブの上下流の吸気管圧力Ｐ１，Ｐ２は略一致して上
昇変化するが、スロットルバルブの開口面積が偏流制御
バルブの開口面積を超えた時点から、上流の吸気管圧力
Ｐ１の変化に対して下流側の吸気管圧力Ｐ２に遅れが生
じる。

【０００６】従って、例えば偏流制御バルブの上流側で
吸気管圧力を検出して燃料噴射量を演算する燃料噴射制
御装置では、偏流制御バルブの閉状態での過渡時に、実
際のシリンダ吸入空気量に対応する下流側の吸気管圧力
Ｐ２よりも高い（負圧が小さい）上流側の吸気管圧力Ｐ
１に基づいて燃料噴射量が演算されることになり、空燃
比としては、リッチ側にずれることになってしまう。

【０００７】また、エアフローメータで検出された吸入
空気流量から吸気管圧力を推定し、該推定した吸気管圧
力に基づいて燃料噴射量を演算させる構成の場合、偏流
制御バルブの閉弁時に適合させて過渡応答の遅い特性で
吸気管圧力の推定を行わせると、偏流制御バルブの開弁
時に空燃比がリーン化し、逆に、偏流制御バルブの開弁
時に適合させて吸気管圧力の推定を行わせると、偏流制
御バルブの閉弁時に空燃比がリッチ化することになって
しまう。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、吸気の偏流を生じさせる偏流制御バルブの閉弁時
に、偏流制御バルブの上下流間で吸気管圧力の位相ずれ
が生じても、これに対応して実際のシリンダ吸入空気量
に見合った燃料噴射量を演算できる内燃機関の燃料噴射
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】そのため、請求項１記載
の発明では、偏流制御バルブの上流側で検出した吸入空
気の状態量に基づいて燃料噴射量を演算するよう構成さ
れた燃料噴射制御装置において、偏流制御バルブの開閉
に応じた補正を施す構成とした。かかる構成によると、
シリンダ内にタンブル流やスワール流を生じさせる偏流
制御バルブの上流側で、吸気管圧力や吸入空気流量など
の吸入空気の状態量を検出する場合には、偏流制御バル
ブの開弁時であるか閉弁時であるかによって、検出した
状態量と、シリンダ吸入空気量に相当する偏流制御バル
ブの下流側での状態量との位相状態が変化するので、該
位相状態の変化に対応すべく、燃料噴射量の演算におい
て補正を施す。

【００１０】請求項２記載の発明では、前記スロットル
バルブの上流側に吸入空気流量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した吸入空気流
量に基づいて燃料噴射量を演算する構成であって、前記
吸入空気流量の検出値に対する燃料噴射量の過渡応答ゲ
インを、前記偏流制御バルブの開閉に応じて切り替える
構成とした。

【００１１】かかる構成によると、スロットルバルブの
上流側に設けられたエアフローメータで検出した吸入空
気流量に基づいて燃料噴射量を演算する構成において、
偏流制御バルブの開弁時であるか閉弁時であるかによっ
て、前記燃料噴射量の演算における過渡応答ゲインが切
り替えられ、吸入空気流量の検出値の変化に対する燃料
噴射量の追従性が切り替えられる。

【００１２】請求項３記載の発明では、スロットルバル
ブの上流側に設けられたエアフローメータで検出した吸
入空気流量に基づいてスロットルバルブの下流側の吸気
管圧力を推定し、該推定した吸気管圧力に基づいて燃料
噴射量を演算する構成であって、前記吸気管圧力の推定
及び／又は吸気管圧力に基づく燃料噴射量の演算におい
て、前記偏流制御バルブの開閉に応じた補正を行う構成
とした。

【００１３】かかる構成によると、エアフローメータで
検出した吸入空気流量に基づく吸気管圧力の推定を偏流
制御バルブの開閉に応じて補正するか、又は、偏流制御
バルブの開閉に関わらずに推定させた（例えば開弁時に
適合して推定させた）吸気管圧力の推定値に基づく燃料
噴射量の演算において偏流制御バルブの開閉に応じた補
正を加える。

【００１４】請求項４記載の発明では、前記吸気管圧力
の推定における過渡応答ゲインを、前記偏流制御バルブ
の開閉に応じて切り替える構成とした。かかる構成によ
ると、偏流制御バルブの閉弁時に、偏流制御バルブの上
下流間で吸気管圧力に位相ずれが生じることに対応し
て、吸気管圧力の推定における過渡応答ゲインを、偏流
制御バルブの開弁時であるか閉弁時であるかによって切
り替える。

【００１５】請求項５記載の発明では、偏流制御バルブ
の閉弁時の過渡応答ゲインを、開弁時の過渡応答ゲイン
に比べて小さくする構成とした。かかる構成によると、
偏流制御バルブの閉弁状態での加速時に、偏流制御バル
ブの上流側の吸気管圧力の変化に対して下流側の吸気管
圧力の応答が遅れることに対応して、シリンダ吸入空気
量に相当する偏流制御バルブの下流側の吸気管圧力を推
定させることが可能となる。

【００１６】請求項６記載の発明では、スロットルバル
ブの下流でかつ偏流制御バルブの上流側で吸気管圧力を
検出する吸気圧センサを備え、該吸気圧センサで検出し
た吸気管圧力に基づいて燃料噴射量を演算する構成であ
って、前記偏流制御バルブの開閉に応じた補正を行う構
成とした。かかる構成によると、前記吸気圧センサで検
出される吸気管圧力は、偏流制御バルブの開弁時には、
偏流制御バルブの下流側の吸気管圧力と同じであるが、
偏流制御バルブの閉弁時には、偏流制御バルブの下流側
の吸気管圧力に対して位相ずれが生じるので、該位相ず
れによるシリンダ吸入空気量の推定誤差を補正する。

【００１７】請求項７記載の発明では、吸気管圧力に基
づく燃料噴射量の演算において、少なくとも充填効率の
補正が施される構成において、該充填効率の補正を前記
偏流制御バルブの開閉に応じて個別に設定する構成とし
た。かかる構成によると、エアフローメータで検出した
吸入空気流量に基づいてスロットルバルブの下流側の吸
気管圧力を推定し、又は、偏流制御バルブの上流側で吸
気管圧力をセンサで検出し、前記吸気管圧力に基づき燃
料噴射量の演算を行う構成において、前記吸気管圧力に
基づき燃料噴射量を演算するときに充填効率の補正を施
すが、偏流制御バルブの閉弁時には、偏流制御バルブの
上下流間で吸気管圧力に位相ずれが生じて、見掛け上、
充填効率が低下することになるので、これに対応して充
填効率の補正を偏流制御バルブの開閉に応じて異なる値
に設定する。

【００１８】請求項８記載の発明では、前記偏流制御バ
ルブの開閉を、該偏流制御バルブの開度が基準開度以下
であるか否かに基づいて判定する構成とした。かかる構
成によると、偏流制御バルブの開度が基準開度以下であ
れば、偏流制御バルブの前後で吸気管圧力の位相ずれが
生じる閉弁時であると判断する。

【００１９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、偏流制御
バルブの上下流間で吸気管圧力に位相差が生じる状態で
あるか否かを判断して燃料噴射量が補正されるので、偏
流制御バルブの開弁時及び閉弁時の双方で空燃比制御精
度を確保でき、空燃比ずれによる排気性状の悪化や運転
性能の悪化を防止できるという効果がある。

【００２０】請求項２記載の発明によると、エアフロー
メータで検出される吸入空気流量に基づき燃料噴射量を
演算する構成において、偏流制御バルブの閉弁時におけ
る位相ずれの発生に対応する応答特性となるように、燃
料噴射量の演算における過渡応答ゲインが切り替えられ
るので、実際のシリンダ吸入空気量に見合った燃料噴射
量を常に演算させることができるという効果がある。

【００２１】請求項３記載の発明によると、エアフロー
メータで検出される吸入空気流量に基づき吸気管圧力を
推定する構成において、シリンダ吸入空気量に相当する
偏流制御バルブの下流側の吸気管圧力に応じた燃料噴射
量を常に演算させることができるという効果がある。請
求項４，５記載の発明によると、偏流制御バルブの閉弁
時に、偏流制御バルブの上下流間で生じる吸気管圧力の
位相差に対応して、吸気管圧力の推定における過渡応答
を変化させ、実際のシリンダ吸入空気量に見合った吸気
管圧力を推定させることができるという効果がある。

【００２２】請求項６記載の発明によると、偏流制御バ
ルブの上流側での吸気管圧力の検出値から、偏流制御バ
ルブの下流側のシリンダ吸入空気量に相当する吸気管圧
力に応じた燃料噴射量を演算させることができるという
効果がある。請求項７記載の発明によると、吸気管圧力
に基づく燃料噴射量の演算に用いる充填効率の補正によ
り、偏流制御バルブの閉弁時における吸気管圧力の位相
差に対応した燃料噴射量を演算することができるという
効果がある。

【００２３】請求項８記載の発明によると、偏流制御バ
ルブ前後の吸気管圧力に位相差が生じる閉弁状態を正確
に判定できるという効果がある。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は実施の形態における内燃機関のシステム構
成図である。この図１において、車両に搭載される内燃
機関１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２で濾過さ
れた空気が吸気管３を介して吸入される。

【００２５】機関１の吸入空気量は、前記吸気管３に介
装されたスロットルバルブ４によって調整される。各気
筒の吸気ポート部には、電磁式の燃料噴射弁５が設けら
れており、該燃料噴射弁５から噴射される燃料と前記吸
入空気とによって、混合気が形成される。燃焼室内に導
入された混合気は、点火栓６により着火燃焼し、排気は
排気管７より排出され、該排気管７の途中に介装された
触媒８によって浄化された後、大気中に放出される。

【００２６】また、シリンダ内にタンブル流を生成する
ためのタンブル制御バルブ（偏流制御バルブ）９が、ス
ロットルバルブ４より下流側で燃料噴射弁５よりも上流
側の吸気管に設けられている。前記タンブル制御バルブ
９は、円板状のバルブの一部を切り欠いたバルブ本体を
有してなり、閉弁時に前記切り欠きの部分にのみ吸気を
流通させることで、吸気に偏流を生じさせ、以って、シ
リンダに内にタンブル流を生成するものである。

【００２７】前記タンブル制御バルブ９は、ＤＣモータ
１０によって開閉駆動されるようになっている。尚、本
実施形態では、タンブル流を生成するタンブル制御バル
ブ９を備える構成としたが、タンブル制御バルブ９に代
えて、シリンダ内にスワール流を生成するスワール制御
バルブを備える構成であっても良い。即ち、吸気を偏流
させることでシリンダ内の吸気の流れを制御するバルブ
であれば良く、シリンダ内に生成する旋回流の向きを限
定するものではない。

【００２８】コントロールユニット２０は、ＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイ
ス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種センサか
らの入力信号を受け、これらに基づいて演算処理して、
燃料噴射弁５，点火栓６及びＤＣモータ１０の作動を制
御する。前記各種センサとして、機関１のクランク角を
検出するクランク角センサ２１、カム軸から気筒判別信
号を取り出すカムセンサ２２が設けられており、前記ク
ランク角センサ２１からの信号に基づき機関の回転速度
Ｎｅが算出される。

【００２９】この他、スロットルバルブ４上流側で吸入
空気流量（質量流量）Ｑａを検出するエアフローメータ
２３、前記タンブル制御バルブ９の開度をポテンショメ
ータによって検出するタンブル開度センサ２４、スロッ
トルバルブ４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ
２５、機関１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２
６、排気中の酸素濃度に応じて燃焼混合気の空燃比を検
出する空燃比センサ２７、車速ＶＳＰを検出する車速セ
ンサ２８などが設けられている。

【００３０】ここで、前記コントロールユニット２０に
よるタンブル制御バルブ９の開閉制御を、図２のフロー
チャートに従って説明する。図２のフローチャートにお
いて、ステップＳ１では、機関１の始動時における水温
Ｔｗが所定温度範囲であったか否かを判別する。始動時
水温Ｔｗが所定温度範囲であれば、ステップＳ２へ進
み、機関回転速度Ｎｅが所定回転以下であるか否かを判
別する。

【００３１】機関回転速度Ｎｅが所定回転以下であれ
ば、ステップＳ３へ進み、機関負荷が所定範囲内である
か否かを判別する。尚、本実施形態では、機関負荷を代
表するパラメータとして、後述するようにして演算され
る基本燃料噴射量ＴＰを用いるが、他のパラメータを用
いても良い。

【００３２】機関負荷が所定範囲内であれば、ステップ
Ｓ４へ進み、車速が所定速度以下であるか否かを判別す
る。車速が所定速度以下であれば、ステップＳ５へ進
み、始動からの経過時間が所定時間以下であるか否かを
判別する。始動からの経過時間が所定時間以下であれ
ば、ステップＳ６へ進み、スロットルバルブ４の開度Ｔ
ＶＯが所定開度以下であるか否かを判別する。

【００３３】そして、開度ＴＶＯが所定開度以下であれ
ば、ステップＳ７へ進んで、前記タンブル制御バルブ９
を閉弁（ＯＮ）する。一方、ステップＳ１〜６のうちの
１つでも成立しない場合には、ステップＳ８へ進んで、
前記タンブル制御バルブ９を開弁（ＯＦＦ）する。次
に、コントロールユニット２０による燃料噴射量の演算
を以下に説明する。

【００３４】前記基本燃料噴射量（基本噴射時間）ＴＰ
は、以下の式に従って演算される。ＴＰ＝ＴＰＦＧＮ×（ｔｐ−ｔｐold）＋ｔｐold ｔｐ＝ＫＴＩ×（ＱＡＲ／１４．７）×（ＴＤＡＴＦ／
２）上式で、ＴＰＦＧＮはゲイン、ｔｐoldはｔｐの前回
値、ＫＴＩはインジェクタ定数、ＱＡＲはシリンダ吸入
空気量（ｇ／min）、ＴＤＡＴＦは機関の回転周期、１
４．７は目標空燃比としての理論空燃比を示す。

【００３５】上記ｔｐは、４気筒である機関１がクラン
ク角で１８０°回転する間にシリンダ内に吸入された空
気量（質量）に対して理論空燃比の混合気を形成させる
ために要求される噴射量である。但し、下記条件のいず
れかが不成立であるときには、ＴＰ＝ｔｐとする。（１）アイドルスイッチＯＮ（スロットルバルブ全閉）（２）ニュートラルスイッチＯＦＦ従って、噴射量ｔｐに対してゲインＴＰＦＧＮで基本燃
料噴射量ＴＰを応答変化させるフィルタ処理は、アイド
ルスイッチＯＮでかつニュートラルスイッチＯＦＦのと
きに限って実行され、それ以外では、シリンダ吸入空気
量ＱＡＲに対応する噴射量をそのまま基本燃料噴射量Ｔ
Ｐとする。

【００３６】前記シリンダ吸入空気量ＱＡＲは、以下の
ようにして算出される。ＱＡＲ＝ＫＳＴ×ＨＫＳＴ×ＫＳＶ×ＰＭＭＨＧ／ＴＤ
ＡＴＡ上式で、ＰＭＭＨＧは吸気管圧力推定値、ＫＳＶは機関
１の排気量、ＫＳＴは吸気温度に応じて設定される充填
効率補正係数、ＨＫＳＴは機関回転速度と吸気管圧力推
定値ＰＭＭＨＧから設定される充填効率補正係数であ
る。

【００３７】前記吸気管圧力推定値ＰＭＭＨＧは、以下
のようにして算出される。ＰＭＭＨＧ＝ｐｍｍｈｇ＋ＫＴＭ×（Ｑａ−ＱＡＲ）／
ＫＩＭＶ上式で、ｐｍｍｈｇはＰＭＭＨＧの前回値、ＫＴＭは圧
力勾配定数、ＫＩＭＶはインマニ容積、Ｑａはエアフロ
ーメータ２３で検出された吸入空気流量Ｑａである。

【００３８】前記圧力勾配定数ＫＴＭは、以下のように
して算出される。ＫＴＭ＝ＫＴＭＣ×ＫＴＭＧＮ×ＫＫＴＭＴＷ上式で、ＫＴＭＣは基本値、ＫＴＭＧＮはなまし係数、
ＫＫＴＭＴＷは吸気温度による補正係数である。上記の
ように、本実施形態では、エアフローメータ２３で検出
された吸入空気流量Ｑａに基づいてスロットルバルブ４
下流側の吸気管圧力を推定し、該推定結果からシリンダ
吸入空気量ＱＡＲを演算し、該シリンダ吸入空気量ＱＡ
Ｒに基づいて基本燃料噴射量ＴＰが演算される構成であ
る。

【００３９】ここで、タンブル制御バルブ９が閉弁され
たときに、タンブル制御バルブ９上下流間で吸気管圧力
の位相差が生じることに対応すべく、図３のフローチャ
ートに示すように、吸気管圧力の推定における過渡応答
ゲインを決定する前記なまし係数ＫＴＭＧＮを、タンブ
ル制御バルブ９の開閉に応じて切り替えて、燃料噴射量
を演算させるようにしてある。

【００４０】図３のフローチャートにおいて、ステップ
Ｓ２１では、回転Ｎｅ、吸入空気流量Ｑａ、タンブル制
御バルブの開度、スロットル開度ＴＶＯ、車速、水温な
どの各種パラメータを読み込む。ステップＳ２２では、
タンブル制御バルブ９の開閉を判別する。該タンブル制
御バルブ９の開閉の判断は、図４のフローチャートに示
すようにして行われる。

【００４１】ステップＳ５１では、タンブル開度センサ
２４で検出されたタンブル制御バルブ９の開度を入力
し、ステップＳ５２では、タンブル開度センサ２４で検
出されたタンブル制御バルブ９の開度が所定開度（基準
開度）以下であるか否かを判別する。そして、タンブル
制御バルブ９の開度が所定開度以下であれば、ステップ
Ｓ５３へ進んで、タンブル制御バルブ９が閉弁（ＯＮ）
状態であると判定し、タンブル制御バルブ９の開度が所
定開度を超えていれば、ステップＳ５４へ進んで、タン
ブル制御バルブ９が開弁（ＯＦＦ）状態であると判定す
る。

【００４２】尚、簡易的には、前記図２のフローチャー
トに従った開閉の指令に基づいて、タンブル制御バルブ
９の開閉を判断しても良い。前記ステップＳ２２では、
タンブル制御バルブ９の開弁（ＯＦＦ）時であると判別
されると、ステップＳ２３へ進み、前記なまし係数ＫＴ
ＭＧＮとして、タンブル制御バルブ９の開弁時に適合す
る値として予め記憶された値ＫＴＭＧＮＯＦＦを設定す
る。

【００４３】一方、前記ステップＳ２２で、タンブル制
御バルブ９の閉弁（ＯＮ）時であると判別されると、ス
テップＳ２５へ進み、前記なまし係数ＫＴＭＧＮとし
て、タンブル制御バルブ９の閉弁時に適合する値として
予め記憶された値ＫＴＭＧＮＯＮを設定する。タンブル
制御バルブ９の開弁状態での加速時には、タンブル制御
バルブ９の影響が殆どなく、比較的高い応答で吸気管圧
力が変化するのに対し、タンブル制御バルブ９の閉弁時
には、シリンダ吸入空気量に相当するタンブル制御バル
ブ９の下流側の吸気管圧力が上流側に比べて遅れて変化
し、結果的に、シリンダ吸入空気量に相当する吸気管圧
力の応答が開弁時に比べて遅くなる（図１０参照）。

【００４４】そこで、なまし係数ＫＴＭＧＮＯＦＦを例
えば1.0とし、なまし係数ＫＴＭＧＮＯＮを0.7〜0.8と
して、吸入空気流量Ｑａの変化に対する吸気管圧力推定
値ＰＭＭＨＧの変化が、タンブル制御バルブ９の閉弁時
により遅れるようにしてある。従って、タンブル制御バ
ルブ９の閉弁時で、シリンダ吸入空気量に相当するタン
ブル制御バルブ９下流側の吸気管圧力の応答が遅れると
きであっても、実際のシリンダ吸入空気量に対応する吸
気管圧力推定値ＰＭＭＨＧを算出させることができ、タ
ンブル制御バルブ９の閉弁時においても、空燃比制御精
度を確保して、排気性状・運転性能を良好に維持するこ
とができる。

【００４５】ステップＳ２３でなまし係数ＫＴＭＧＮＯ
ＦＦを選択すると、ステップＳ２４では、前記なまし係
数ＫＴＭＧＮＯＦＦを用いて、前記圧力勾配定数ＫＴＭ
を、ＫＴＭ＝ＫＴＭＣ×ＫＴＭＧＮＯＦＦ×ＫＫＴＭＴＷとして算出し、該圧力勾配定数ＫＴＭに基づいて吸気管
圧力推定値ＰＭＭＨＧを算出し、更に、吸気管圧力推定
値ＰＭＭＨＧに基づいてシリンダ吸入空気量ＱＡＲを算
出する。

【００４６】一方、ステップＳ２５でなまし係数ＫＴＭ
ＧＮＯＮを選択すると、ステップＳ２６では、前記なま
し係数ＫＴＭＧＮＯＮを用いて、前記圧力勾配定数ＫＴ
Ｍを、ＫＴＭ＝ＫＴＭＣ×ＫＴＭＧＮＯＮ×ＫＫＴＭＴＷとして算出し、該圧力勾配定数ＫＴＭに基づいて吸気管
圧力推定値ＰＭＭＨＧを算出し、更に、吸気管圧力推定
値ＰＭＭＨＧに基づいてシリンダ吸入空気量ＱＡＲを算
出する。

【００４７】尚、例えばタンブル制御バルブ９の開弁時
に適合して算出される圧力勾配定数ＫＴＭを、タンブル
制御バルブ９の閉弁時に減少補正する構成であっても良
く、吸入空気流量Ｑａの変化に対する吸気管圧力推定値
ＰＭＭＨＧの過渡応答が、タンブル制御バルブ９の開閉
に応じて切り替えられる構成であれば、なまし係数ＫＴ
ＭＧＮを切り替える上記実施形態と同様の作用を奏す
る。

【００４８】ステップＳ２７では、ステップＳ２４又は
ステップＳ２６で算出されたシリンダ吸入空気量ＱＡＲ
に基づいて、基本燃料噴射量ＴＰを算出する。ステップ
Ｓ２８では、前記基本燃料噴射量ＴＰを、水温などによ
る補正係数や加速増量係数や空燃比フィードバック補正
係数などで補正して、最終的な燃料噴射量ＴＩを算出
し、ステップＳ２９では、算出した燃料噴射量ＴＩをレ
ジスタに格納させる。

【００４９】図５のフローチャートは、燃料噴射量演算
の第２の実施形態を示すものであり、ここでは、シリン
ダ吸入空気量ＱＡＲの算出に用いる充填効率補正係数Ｈ
ＫＳＴを、タンブル制御バルブ９の開閉に応じて切り替
えるようにしてある。図５のフローチャートにおいて、
ステップＳ３１では、ステップＳ２１と同様にして各種
のパラメータを読み込み、ステップＳ３２では、ステッ
プＳ２２と同様にしてタンブル制御バルブ９の開閉を判
別する。

【００５０】ステップＳ３２で、タンブル制御バルブ９
の開弁時であると判別されると、ステップＳ３３へ進
み、前記充填効率補正係数ＨＫＳＴとして、タンブル制
御バルブ９の開弁時に適合する値ＨＫＳＴＯＦＦを記憶
したマップを参照し、そのときの機関回転速度及び吸気
管圧力推定値ＰＭＭＨＧに対応する充填効率補正係数Ｈ
ＫＳＴＯＦＦを検索する。

【００５１】一方、前記ステップＳ３２で、タンブル制
御バルブ９の閉弁時であると判別されると、ステップＳ
３５へ進み、前記充填効率補正係数ＨＫＳＴとして、タ
ンブル制御バルブ９の閉弁時に適合する値ＨＫＳＴＯＮ
を記憶したマップを参照し、そのときの機関回転速度及
び吸気管圧力推定値ＰＭＭＨＧに対応する充填効率補正
係数ＨＫＳＴＯＮを検索する。

【００５２】前記充填効率補正係数ＨＫＳＴＯＮ及び充
填効率補正係数ＨＫＳＴＯＦＦのマップは、図６及び図
７に示すように、機関回転速度が高いときほど、吸気管
圧力推定値ＰＭＭＨＧが大きいときほど、充填効率補正
係数としてより大きな値が記憶されているが、充填効率
補正係数ＨＫＳＴＯＦＦに対して充填効率補正係数ＨＫ
ＳＴＯＮがより小さい値に設定されている。

【００５３】タンブル制御バルブ９の閉弁時には、タン
ブル制御バルブ９前後の位相差により、開弁時に比して
過渡時のシリンダ吸入空気量が少なくなる。これは、タ
ンブル制御バルブ９の上流側の吸気管圧力を基準にする
と、見掛け上、充填効率が低下している状態と見なすこ
とができる。そこで、充填効率補正係数ＨＫＳＴをタン
ブル制御バルブ９の開閉に応じて切り替え、タンブル制
御バルブ９の閉弁時における充填効率をより小さく設定
するようにしてある。

【００５４】上記のようにして、充填効率補正係数ＨＫ
ＳＴをタンブル制御バルブ９の開閉に応じて異なる値に
設定すると、ステップＳ３４及びステップＳ３６では、
前記圧力勾配定数ＫＴＭ及び吸気管圧力推定値ＰＭＭＨ
Ｇを、タンブル制御バルブ９の開弁時及び閉弁時に共通
の値として算出する一方、該吸気管圧力推定値ＰＭＭＨ
Ｇを基づくシリンダ吸入空気量ＱＡＲの演算において
は、タンブル制御バルブ９の開閉に応じて異なる値に設
定された充填効率補正係数ＨＫＳＴを用いるようにす
る。

【００５５】ステップＳ３７では、ステップＳ３４又は
ステップＳ３６で算出されたシリンダ吸入空気量ＱＡＲ
に基づいて、基本燃料噴射量ＴＰを算出する。ステップ
Ｓ３８では、前記基本燃料噴射量ＴＰを、水温などによ
る補正係数や加速増量係数や空燃比フィードバック補正
係数などで補正して、最終的な燃料噴射量ＴＩを算出
し、ステップＳ３９では、算出した燃料噴射量ＴＩをレ
ジスタに格納させる。

【００５６】尚、充填効率補正係数ＨＫＳＴをタンブル
制御バルブ９の開閉に応じて異なるマップから設定する
代わりに、例えばタンブル制御バルブ９の開弁時に対応
する充填効率補正係数ＨＫＳＴを、タンブル制御バルブ
９の閉弁時に減少補正するようにしても良いし、また、
充填効率補正係数ＫＳＴをタンブル制御バルブ９の開閉
に応じて異なるテーブルから設定しても良く、吸気管圧
力推定値ＰＭＭＨＧに基づき算出されるシリンダ吸入空
気量ＱＡＲが、タンブル制御バルブ９の閉弁時により少
なくなる補正であれば良い。

【００５７】ところで、図８に示すように、スロットル
バルブ４の下流側でかつタンブル制御バルブ９の上流側
で吸気管圧力ＰＢを検出する吸気圧センサ２９を備える
場合には、上記シリンダ吸入空気量ＱＡＲの演算式にお
ける吸気管圧力推定値ＰＭＭＨＧに代えて、前記吸気圧
センサ２９で検出される吸気管圧力ＰＢを代入させれ
ば、シリンダ吸入空気量ＱＡＲを算出でき、該シリンダ
吸入空気量ＱＡＲから基本燃料噴射量ＴＰを同様に算出
することができる。

【００５８】しかし、この場合も、タンブル制御バルブ
９の閉弁時に、前記吸気圧センサ２９で検出される吸気
管圧力ＰＢに対してタンブル制御バルブ９の下流側の吸
気管圧力の位相がずれ、シリンダ吸入空気量ＱＡＲの算
出精度が低下することになる。そこで、上記吸気圧セン
サ２９を備える構成においても、図５のフローチャート
に示した実施形態と同様に、充填効率補正係数の切り替
えを行わせるようにすることが好ましく、係る構成とし
た実施形態を、図９のフローチャートに示してある。

【００５９】図９のフローチャートにおいて、ステップ
Ｓ４１では、吸気圧センサ２９で検出される吸気管圧力
ＰＢを含む各種のパラメータを読み込み、ステップＳ４
２では、ステップＳ２２と同様にしてタンブル制御バル
ブ９の開閉を判別する。ステップＳ４２で、タンブル制
御バルブ９の開弁時であると判別されると、ステップＳ
４３へ進み、前記充填効率補正係数ＨＫＳＴとして、タ
ンブル制御バルブ９の開弁時に適合する値ＨＫＳＴＯＦ
Ｆを記憶したマップを参照し、そのときの機関回転速度
及び吸気管圧力ＰＢに対応する充填効率補正係数ＨＫＳ
ＴＯＦＦを検索する。

【００６０】一方、前記ステップＳ４２で、タンブル制
御バルブ９の閉弁時であると判別されると、ステップＳ
４５へ進み、前記充填効率補正係数ＨＫＳＴとして、タ
ンブル制御バルブ９の閉弁時に適合する値ＨＫＳＴＯＮ
を記憶したマップを参照し、そのときの機関回転速度及
び吸気管圧力ＰＢに対応する充填効率補正係数ＨＫＳＴ
ＯＮを検索する。

【００６１】上記のようにして、充填効率補正係数ＨＫ
ＳＴをタンブル制御バルブ９の開閉に応じて異なる値に
設定すると、ステップＳ４４及びステップＳ４６では、
タンブル制御バルブ９の開閉に応じて異なる値に設定さ
れた充填効率補正係数ＨＫＳＴと、吸気管圧力ＰＢとに
基づきシリンダ吸入空気量ＱＡＲの演算する。ステップ
Ｓ４７では、ステップＳ４４又はステップＳ４６で算出
されたシリンダ吸入空気量ＱＡＲに基づいて、基本燃料
噴射量ＴＰを算出する。

【００６２】ステップＳ４８では、前記基本燃料噴射量
ＴＰを、水温などによる補正係数や加速増量係数や空燃
比フィードバック補正係数などで補正して、最終的な燃
料噴射量ＴＩを算出し、ステップＳ４９では、算出した
燃料噴射量ＴＩをレジスタに格納させる。尚、図１に示
すエアフローメータ２３を備える構成において、エアフ
ローメータ２３で検出された吸入空気流量Ｑａから吸気
管圧力を推定し、更に、該吸気管圧力からシリンダ吸入
空気量を求めたが、エアフローメータ２３で検出された
吸入空気流量Ｑａと機関回転速度とから直接的にシリン
ダ吸入空気量（基本燃料噴射量）を求める構成におい
て、エアフローメータ２３の加重平均値に基づきシリン
ダ吸入空気量（基本燃料噴射量）を演算させる構成と
し、該加重平均における加重重み（過渡応答ゲイン）を
タンブル制御バルブ９の開閉に応じて切り替える構成と
しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態における内燃機関のシステム構成図。

【図２】実施形態におけるタンブル制御バルブの開閉制
御を示すフローチャート。

【図３】実施形態における燃料噴射量の演算を示すフロ
ーチャート。

【図４】実施形態におけるタンブル制御バルブの開閉判
断を示すフローチャート。

【図５】燃料噴射量演算の別の実施形態を示すフローチ
ャート。

【図６】図５のフローチャートに示す処理で参照する充
填効率補正係数のマップを示す図。

【図７】図５のフローチャートに示す処理で参照する充
填効率補正係数のマップを示す図。

【図８】吸気圧センサを備える実施形態を示す内燃機関
のシステム構成図。

【図９】吸気圧センサを用いた燃料噴射量演算を示すフ
ローチャート。

【図１０】従来の問題点を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１…内燃機関３…吸気管４…スロットルバルブ５…燃料噴射弁６…点火栓９…タンブル制御バルブ１０…ＤＣモータ２０…コントロールユニット２１…クランク角センサ２３…エアフローメータ２４…タンブル開度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｈ３０１Ｕ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ｄ３６６３６６ＦＦターム(参考） 3G084 BA13 BA21 DA04 DA10 DA25 FA05 FA07 FA10 FA11 FA20 FA29 FA33 FA38 3G301 HA01 JA03 JA21 LA05 MA12 MA13 PA00Z PA01Z PA07Z PA11Z PD03Z PE01Z PE03Z PE05Z PE08Z PF01Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スロットルバルブの下流側に、閉弁時に吸
気に偏流を生じさせる偏流制御バルブを備えた内燃機関
の燃料噴射制御装置であって、前記偏流制御バルブの上流側で検出した吸入空気の状態
量に基づいて燃料噴射量を演算するよう構成されると共
に、前記燃料噴射量の演算において、前記偏流制御バルブの
開閉に応じた補正を行うことを特徴とする内燃機関の燃
料噴射制御装置。
【請求項２】前記スロットルバルブの上流側に吸入空気
流量を検出するエアフローメータを備え、該エアフロー
メータで検出した吸入空気流量に基づいて燃料噴射量を
演算する構成であって、前記吸入空気流量の検出値に対する燃料噴射量の過渡応
答ゲインを、前記偏流制御バルブの開閉に応じて切り替
えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴
射制御装置。
【請求項３】前記スロットルバルブの上流側に設けられ
たエアフローメータで検出した吸入空気流量に基づいて
前記スロットルバルブの下流側の吸気管圧力を推定し、
該推定した吸気管圧力に基づいて燃料噴射量を演算する
構成であって、前記吸気管圧力の推定及び／又は吸気管圧力に基づく燃
料噴射量の演算において、前記偏流制御バルブの開閉に
応じた補正を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃
機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】前記吸気管圧力の推定における過渡応答ゲ
インを、前記偏流制御バルブの開閉に応じて切り替える
ことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料噴射制
御装置。
【請求項５】前記偏流制御バルブの閉弁時の過渡応答ゲ
インを、開弁時の過渡応答ゲインに比べて小さくするこ
とを特徴とする請求項４記載の内燃機関の燃料噴射制御
装置。
【請求項６】前記スロットルバルブの下流でかつ前記偏
流制御バルブの上流側で吸気管圧力を検出する吸気圧セ
ンサを備え、該吸気圧センサで検出した吸気管圧力に基
づいて燃料噴射量を演算する構成であって、前記吸気圧センサで検出した吸気管圧力に基づく燃料噴
射量の演算において、前記偏流制御バルブの開閉に応じ
た補正を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関
の燃料噴射制御装置。
【請求項７】前記吸気管圧力に基づく燃料噴射量の演算
において、少なくとも充填効率の補正が施される構成で
あり、該充填効率の補正を前記偏流制御バルブの開閉に
応じて個別に設定することを特徴とする請求項３又は６
記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】前記偏流制御バルブの開閉を、該偏流制御
バルブの開度が基準開度以下であるか否かに基づいて判
定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに
記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。