JP2551523B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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- JP2551523B2 JP2551523B2 JP5186850A JP18685093A JP2551523B2 JP 2551523 B2 JP2551523 B2 JP 2551523B2 JP 5186850 A JP5186850 A JP 5186850A JP 18685093 A JP18685093 A JP 18685093A JP 2551523 B2 JP2551523 B2 JP 2551523B2
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- throttle valve
- throttle
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の燃料噴射制
御装置に関し、より具体的には流体力学モデルを用いつ
つその演算を簡略化して過渡運転状態を含む全ての運転
状態にわたって燃料噴射量を最適に決定すると共に、劣
化、バラツキ、経年変化などあらゆる条件下においても
常に最適に燃料噴射量を決定できる様にしたものに関す
る。
御装置に関し、より具体的には流体力学モデルを用いつ
つその演算を簡略化して過渡運転状態を含む全ての運転
状態にわたって燃料噴射量を最適に決定すると共に、劣
化、バラツキ、経年変化などあらゆる条件下においても
常に最適に燃料噴射量を決定できる様にしたものに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の燃料噴射制御装置において、燃料
噴射量は、基本的にシリンダ流入空気量と相関の高いパ
ラメータを用いて予め実験により作成してマイクロコン
ピュータのメモリに予め格納しておいたマップを検索す
ることにより、決定されていた。その結果、マップ作成
時に考慮されていなかったパラメータの変化に対しては
全く無力であり、劣化、バラツキ、経年変化などに対し
ても同様であった。また、マップは定常運転状態のみを
対象に作成されており、そこでは過渡運転状態が表現さ
れていないため、過渡時の燃料噴射量は正確に求めるこ
とができなかった。そのため、近年吸気系に流体力学モ
デルを適用し、モデル式によって正しいシリンダ流入空
気量を推定する手段が提案されている。その一例として
は、特開平2−157451号公報記載の技術ないしは
米国特許第4,446,523号公報記載の技術を挙げ
ることができる。
噴射量は、基本的にシリンダ流入空気量と相関の高いパ
ラメータを用いて予め実験により作成してマイクロコン
ピュータのメモリに予め格納しておいたマップを検索す
ることにより、決定されていた。その結果、マップ作成
時に考慮されていなかったパラメータの変化に対しては
全く無力であり、劣化、バラツキ、経年変化などに対し
ても同様であった。また、マップは定常運転状態のみを
対象に作成されており、そこでは過渡運転状態が表現さ
れていないため、過渡時の燃料噴射量は正確に求めるこ
とができなかった。そのため、近年吸気系に流体力学モ
デルを適用し、モデル式によって正しいシリンダ流入空
気量を推定する手段が提案されている。その一例として
は、特開平2−157451号公報記載の技術ないしは
米国特許第4,446,523号公報記載の技術を挙げ
ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】また、本出願人も先に
特願平4−200330号において流体力学モデルを用
い、スロットル弁をオリフィスと見なしスロットル弁前
後の差圧から絞り式流量計の原理式を用いてスロットル
通過空気量を求めてシリンダ流入空気量を算出する手法
を提案しているが、この様な流体力学モデルはあくまで
も理想状態を前提としており、様々な仮定を必要とする
ため、モデル化誤差を拭いきることはできない。またモ
デルで用いる比熱比など、各種の定数を正確に知ること
は困難であり、それら定数の誤差が累積する不都合もあ
る。更に、流体力学の式はべき乗、ルートなどの計算を
必要とし、実用上は近似値を用いることから、それによ
っても誤差が生じるなど問題点もある。
特願平4−200330号において流体力学モデルを用
い、スロットル弁をオリフィスと見なしスロットル弁前
後の差圧から絞り式流量計の原理式を用いてスロットル
通過空気量を求めてシリンダ流入空気量を算出する手法
を提案しているが、この様な流体力学モデルはあくまで
も理想状態を前提としており、様々な仮定を必要とする
ため、モデル化誤差を拭いきることはできない。またモ
デルで用いる比熱比など、各種の定数を正確に知ること
は困難であり、それら定数の誤差が累積する不都合もあ
る。更に、流体力学の式はべき乗、ルートなどの計算を
必要とし、実用上は近似値を用いることから、それによ
っても誤差が生じるなど問題点もある。
【0004】従って、この発明の目的は上記の問題点に
鑑み、流体力学モデルを前提としながらも複雑な演算を
必要とせずにモデル式の誤差を吸収し、かつ機関運転の
過渡状態や劣化、バラツキ、経年変化などにも対応し得
る様にした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。
鑑み、流体力学モデルを前提としながらも複雑な演算を
必要とせずにモデル式の誤差を吸収し、かつ機関運転の
過渡状態や劣化、バラツキ、経年変化などにも対応し得
る様にした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。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに本発明は、機関吸気路に設けられたスロットル弁を
オリフィスとみなしスロットル弁前後の差圧とスロット
ル弁の有効開口面積とから絞り式流量計の原理式を用い
てスロットル通過空気量Gthを求めて内燃機関燃焼室に
供給すべき燃料噴射量を決定する内燃機関の燃料噴射制
御装置であって、少なくとも機関回転数、吸気圧力、お
よびスロットル弁開度を含む機関の運転状態を検出する
手段、前記内燃機関の定常運転状態と過渡運転状態との
相違が前記スロットル弁の有効開口面積の相違にあるも
のとみなし、定常運転状態時の前記スロットル通過空気
量Gthに対応する基本燃料噴射量Ti を検出された機関
回転数と吸気圧力とから予め設定した第1の特性に従っ
て決定すると共に、定常運転状態時のスロットル弁の有
効開口面積A1 を第2の特性に従って決定する手段、検
出されたスロットル弁開度と吸気圧力とからスロットル
弁の現在の有効開口面積A2 を求める手段、求められた
基本燃料噴射量Ti に前記スロットル弁の有効開口面積
A2 ,A1 の比A2 /A1 を乗じて出力燃料噴射量Tou
t を求める手段、および、求められた出力燃料噴射量T
out に基づいてインジェクタを駆動する手段、とを備え
る如く構成した。
めに本発明は、機関吸気路に設けられたスロットル弁を
オリフィスとみなしスロットル弁前後の差圧とスロット
ル弁の有効開口面積とから絞り式流量計の原理式を用い
てスロットル通過空気量Gthを求めて内燃機関燃焼室に
供給すべき燃料噴射量を決定する内燃機関の燃料噴射制
御装置であって、少なくとも機関回転数、吸気圧力、お
よびスロットル弁開度を含む機関の運転状態を検出する
手段、前記内燃機関の定常運転状態と過渡運転状態との
相違が前記スロットル弁の有効開口面積の相違にあるも
のとみなし、定常運転状態時の前記スロットル通過空気
量Gthに対応する基本燃料噴射量Ti を検出された機関
回転数と吸気圧力とから予め設定した第1の特性に従っ
て決定すると共に、定常運転状態時のスロットル弁の有
効開口面積A1 を第2の特性に従って決定する手段、検
出されたスロットル弁開度と吸気圧力とからスロットル
弁の現在の有効開口面積A2 を求める手段、求められた
基本燃料噴射量Ti に前記スロットル弁の有効開口面積
A2 ,A1 の比A2 /A1 を乗じて出力燃料噴射量Tou
t を求める手段、および、求められた出力燃料噴射量T
out に基づいてインジェクタを駆動する手段、とを備え
る如く構成した。
【0006】
【作用】定常運転状態時の基本燃料噴射量の特性を予め
設定しておくと共に、定常運転状態と過渡運転状態の相
違がスロットル弁の有効開口面積にあることに着目して
定常運転状態時のスロットル弁の有効開口面積を求め、
現在のスロットル弁の有効開口面積を検出して求めた定
常運転状態時のそれとの比を求め、設定された基本燃料
噴射量に乗じて出力燃料噴射量を求める様にしたので、
過渡運転状態を含む全ての運転状態において最適に出力
燃料噴射量を決定することができると共に、劣化、バラ
ツキ、経年変化などがあってもそれを自動的に補正する
ことができる。
設定しておくと共に、定常運転状態と過渡運転状態の相
違がスロットル弁の有効開口面積にあることに着目して
定常運転状態時のスロットル弁の有効開口面積を求め、
現在のスロットル弁の有効開口面積を検出して求めた定
常運転状態時のそれとの比を求め、設定された基本燃料
噴射量に乗じて出力燃料噴射量を求める様にしたので、
過渡運転状態を含む全ての運転状態において最適に出力
燃料噴射量を決定することができると共に、劣化、バラ
ツキ、経年変化などがあってもそれを自動的に補正する
ことができる。
【0007】
【実施例】図1はそれを全体的に示す概略図である。図
において、符号10は4気筒の内燃機関を示しており、
吸気路12の先端に配置されたエアクリーナ14から導
入された吸気は、スロットル弁16でその流量を調節さ
れつつサージタンク(チャンバ)18とインテークマニ
ホルド20を経て第1〜第4気筒に流入される。各気筒
の吸気弁(図示せず)の付近にはインジェクタ22が設
けられて燃料を噴射する。噴射され吸気と一体となった
混合気は各気筒内で図示しない点火プラグで点火されて
燃焼してピストン(図示せず)を駆動する。燃焼後の排
気ガスは排気弁(図示せず)を介してエキゾーストマニ
ホルド24に排出され、エキゾーストパイプ26を経て
三元触媒コンバータ28で浄化されて機関外に排出され
る。
において、符号10は4気筒の内燃機関を示しており、
吸気路12の先端に配置されたエアクリーナ14から導
入された吸気は、スロットル弁16でその流量を調節さ
れつつサージタンク(チャンバ)18とインテークマニ
ホルド20を経て第1〜第4気筒に流入される。各気筒
の吸気弁(図示せず)の付近にはインジェクタ22が設
けられて燃料を噴射する。噴射され吸気と一体となった
混合気は各気筒内で図示しない点火プラグで点火されて
燃焼してピストン(図示せず)を駆動する。燃焼後の排
気ガスは排気弁(図示せず)を介してエキゾーストマニ
ホルド24に排出され、エキゾーストパイプ26を経て
三元触媒コンバータ28で浄化されて機関外に排出され
る。
【0008】また内燃機関10のディストリビュータ
(図示せず)内にはピストン(図示せず)のクランク角
度位置を検出するクランク角センサ34が設けられると
共に、スロットル弁16の開度θTHを検出するスロット
ル開度センサ36、スロットル弁16下流の吸気圧力P
b を絶対圧力で検出する吸気圧センサ38も設けられ
る。またスロットル弁16の上流側には、大気圧Pa を
検出する大気圧センサ40、吸入空気の温度Ta を検出
する吸気温センサ42、吸入空気の湿度を検出する湿度
センサ44が設けられる。更に、排気系においてエキゾ
ーストマニホルド24の下流側で三元触媒コンバータ2
8の上流側には酸素濃度検出素子からなる広域空燃比セ
ンサ46が設けられ、排気ガスの空燃比を検出する。こ
れらセンサ34などの出力は、制御ユニット50に送ら
れる。
(図示せず)内にはピストン(図示せず)のクランク角
度位置を検出するクランク角センサ34が設けられると
共に、スロットル弁16の開度θTHを検出するスロット
ル開度センサ36、スロットル弁16下流の吸気圧力P
b を絶対圧力で検出する吸気圧センサ38も設けられ
る。またスロットル弁16の上流側には、大気圧Pa を
検出する大気圧センサ40、吸入空気の温度Ta を検出
する吸気温センサ42、吸入空気の湿度を検出する湿度
センサ44が設けられる。更に、排気系においてエキゾ
ーストマニホルド24の下流側で三元触媒コンバータ2
8の上流側には酸素濃度検出素子からなる広域空燃比セ
ンサ46が設けられ、排気ガスの空燃比を検出する。こ
れらセンサ34などの出力は、制御ユニット50に送ら
れる。
【0009】図2は制御ユニット50の詳細を示すブロ
ック図である。広域空燃比センサ46の出力は検出回路
52に入力されて空燃比A/F が検出され、検出回路52
の出力はA/D変換回路54を介してCPU56,RO
M58,RAM60からなるマイクロ・コンピュータ内
に取り込まれ、RAM60に格納される。同様にスロッ
トル開度センサ36などのアナログ出力はレベル変換回
路62、マルチプレクサ64及び第2のA/D変換回路
66を介して、またクランク角センサ34の出力は波形
整形回路68で波形整形された後、カウンタ70で出力
値がカウントされ、カウント値はマイクロ・コンピュー
タ内に入力される。マイクロ・コンピュータにおいてC
PU56はROM58に格納された命令に従って後述の
如く制御値を演算し、駆動回路72を介して各気筒のイ
ンジェクタ22を駆動する。
ック図である。広域空燃比センサ46の出力は検出回路
52に入力されて空燃比A/F が検出され、検出回路52
の出力はA/D変換回路54を介してCPU56,RO
M58,RAM60からなるマイクロ・コンピュータ内
に取り込まれ、RAM60に格納される。同様にスロッ
トル開度センサ36などのアナログ出力はレベル変換回
路62、マルチプレクサ64及び第2のA/D変換回路
66を介して、またクランク角センサ34の出力は波形
整形回路68で波形整形された後、カウンタ70で出力
値がカウントされ、カウント値はマイクロ・コンピュー
タ内に入力される。マイクロ・コンピュータにおいてC
PU56はROM58に格納された命令に従って後述の
如く制御値を演算し、駆動回路72を介して各気筒のイ
ンジェクタ22を駆動する。
【0010】図3は図2の制御装置の動作を示すフロー
・チャートであるが、同図を参照して説明する前に、こ
の発明が前提とする流体力学モデルによってシリンダ流
入空気量を推定する手法について述べる。この手法は、
スロットルをオリフィスと見なしてスロットル通過空気
量を求め、チャンバへの充填による応答遅れを考慮する
ものである。尚、その詳細は先に提案した技術に述べら
れているので、以下簡単に説明する。
・チャートであるが、同図を参照して説明する前に、こ
の発明が前提とする流体力学モデルによってシリンダ流
入空気量を推定する手法について述べる。この手法は、
スロットルをオリフィスと見なしてスロットル通過空気
量を求め、チャンバへの充填による応答遅れを考慮する
ものである。尚、その詳細は先に提案した技術に述べら
れているので、以下簡単に説明する。
【0011】先ず、図4の吸気系モデルに示す様に、ス
ロットル弁をオリフィスとみなすと、数1に示すベルヌ
ーイの式、数2に示す連続の式、数3に示す断熱変化の
関係式より、数4に示す絞り式流量計などで使用される
圧縮性流体についての流量の計算式を導出でき、単位時
間当たりのスロットル通過空気量Gthを求めることがで
きる。
ロットル弁をオリフィスとみなすと、数1に示すベルヌ
ーイの式、数2に示す連続の式、数3に示す断熱変化の
関係式より、数4に示す絞り式流量計などで使用される
圧縮性流体についての流量の計算式を導出でき、単位時
間当たりのスロットル通過空気量Gthを求めることがで
きる。
【0012】
【数1】
【0013】
【数2】
【0014】
【数3】
【0015】
【数4】
【0016】次いで、気体の状態式に基づく数5に示す
式からチャンバ内空気量Gb を求め、圧力変化分に基づ
いて数6の式に従って今回チャンバに充填された空気量
の変化分ΔGb を求める。尚、ここで「チャンバ」はい
わゆるサージタンク相当部位のみならず、スロットル弁
下流から吸気ポートに至る間の全ての部位を意味する。
式からチャンバ内空気量Gb を求め、圧力変化分に基づ
いて数6の式に従って今回チャンバに充填された空気量
の変化分ΔGb を求める。尚、ここで「チャンバ」はい
わゆるサージタンク相当部位のみならず、スロットル弁
下流から吸気ポートに至る間の全ての部位を意味する。
【0017】
【数5】
【0018】
【数6】
【0019】チャンバに充填された空気量分は当然なが
ら気筒へ吸入されないものとすれば、単位時間ΔT当た
りの気筒吸入空気量Gc は数7の様に表すことができ
る。図5にこの手法によるシミュレーション結果を示
す。
ら気筒へ吸入されないものとすれば、単位時間ΔT当た
りの気筒吸入空気量Gc は数7の様に表すことができ
る。図5にこの手法によるシミュレーション結果を示
す。
【0020】
【数7】
【0021】ここで、有効開口面積の算出について説明
を補足する。数4に示す式を書き替えると、数8の様に
なる。
を補足する。数4に示す式を書き替えると、数8の様に
なる。
【0022】
【数8】
【0023】同式において、流量係数αと修正係数(気
体の膨張補正係数)εの積を係数Cとおくと、係数C
は、当初、スロットルの形状に対して一意に決定でき、
スロットル開度のみに依存する値と考えられた。しか
し、実験を重ねた結果、流量によって流れが層流になっ
たり乱流になったりし、かつ管壁近傍の流れの状態が剥
離や渦の発生によって変化するため、係数Cは、スロッ
トルの形状のみによっては決定できないことが確認され
た。即ち、係数Cは、スロットルの形状と同時に、その
流量に依存することが判明した。
体の膨張補正係数)εの積を係数Cとおくと、係数C
は、当初、スロットルの形状に対して一意に決定でき、
スロットル開度のみに依存する値と考えられた。しか
し、実験を重ねた結果、流量によって流れが層流になっ
たり乱流になったりし、かつ管壁近傍の流れの状態が剥
離や渦の発生によって変化するため、係数Cは、スロッ
トルの形状のみによっては決定できないことが確認され
た。即ち、係数Cは、スロットルの形状と同時に、その
流量に依存することが判明した。
【0024】しかし、流量を求めるために係数Cを算出
するのであるから、入力情報として流量は当然ながら使
用することができない。よって、流量の代わりに、その
状態を表すものとして機関負荷(吸気圧力Pb)を用い
たところ、良好な結果を得た。そして、その係数Cをス
ロットル投影面積Sに乗じてスロットル有効開口面積A
を求めることで、あらゆる運転状況下においてスロット
ル有効開口面積Aを正確に求めることができた。実際の
構成は図6に示す様になる。尚、ここで、スロットル投
影面積は言うまでもなく、スロットル弁の管の長手方向
への投影面積を意味する。
するのであるから、入力情報として流量は当然ながら使
用することができない。よって、流量の代わりに、その
状態を表すものとして機関負荷(吸気圧力Pb)を用い
たところ、良好な結果を得た。そして、その係数Cをス
ロットル投影面積Sに乗じてスロットル有効開口面積A
を求めることで、あらゆる運転状況下においてスロット
ル有効開口面積Aを正確に求めることができた。実際の
構成は図6に示す様になる。尚、ここで、スロットル投
影面積は言うまでもなく、スロットル弁の管の長手方向
への投影面積を意味する。
【0025】また、係数Cについては、予め実験を通じ
てスロットル開度θTHと吸気圧力Pbに対する特性を求
めておき、図7に示す様にマップ化しておく。マップ化
に際し、スロットル開度については、低開度側の格子点
を高開度側のそれに比して細かく設定する。これは、低
開度側においては、スロットル開度の変化に対する係数
Cの変化が、高開度側のそれに比して大きくなるからで
ある。また、図7に示す如く、係数Cは" 1.0" 以下
に設定した。これは、物理的に有効開口面積が投影面積
以上になることは考えられないことと、有効開口面積は
スロットル開度に対して単調増加すると考えられるため
である。尚、流量係数αと修正係数εは共に吸気圧力に
関連する値と考えられるため、両者を不可分一体の係数
Cとして扱っているが、これによって個別に求める場合
に比して誤差が減少すると言う福次的な効果も得てい
る。
てスロットル開度θTHと吸気圧力Pbに対する特性を求
めておき、図7に示す様にマップ化しておく。マップ化
に際し、スロットル開度については、低開度側の格子点
を高開度側のそれに比して細かく設定する。これは、低
開度側においては、スロットル開度の変化に対する係数
Cの変化が、高開度側のそれに比して大きくなるからで
ある。また、図7に示す如く、係数Cは" 1.0" 以下
に設定した。これは、物理的に有効開口面積が投影面積
以上になることは考えられないことと、有効開口面積は
スロットル開度に対して単調増加すると考えられるため
である。尚、流量係数αと修正係数εは共に吸気圧力に
関連する値と考えられるため、両者を不可分一体の係数
Cとして扱っているが、これによって個別に求める場合
に比して誤差が減少すると言う福次的な効果も得てい
る。
【0026】また、数8式に示す様に、スロットル上下
流側圧力P1 ,P2 については大気圧Paおよび吸気圧
力Pbで代表させる。更に、スロットル投影面積Sはス
ロットル開度θTHから決定するが、それらの関係も求め
てテーブル化しておく。
流側圧力P1 ,P2 については大気圧Paおよび吸気圧
力Pbで代表させる。更に、スロットル投影面積Sはス
ロットル開度θTHから決定するが、それらの関係も求め
てテーブル化しておく。
【0027】更に、実機では機関の吸気系全体で考えた
場合、ある開度以上になるとポートやエアクリーナなど
の通路抵抗の方が大きくなり、スロットルが絞りとして
機能しなくなるスロットル開度の臨界値が存在する。ま
た、ポンプとしての能力上、スロットルを開いても、あ
る開度を超えると、それ以上は空気が入らない全開領域
となる。従って、その領域では臨界値を用いる様にし
た。臨界値は全開領域と同様に機関回転数によって決定
されると思われるので、機関回転数ごとに全開領域とな
るスロットル開度を臨界値として求めてテーブル値とし
て格納しておき、検出したスロットル開度が臨界値を超
えたときは臨界値に固定し、臨界値から有効開口面積を
求める様にした。尚、実施例では吸気圧力Pbは絶対圧
力で検出したがゲージ圧力で検出しても良く、更には大
気圧Paとの偏差(Pa−Pb)や比(Pb/Pa)を
用いても良い。
場合、ある開度以上になるとポートやエアクリーナなど
の通路抵抗の方が大きくなり、スロットルが絞りとして
機能しなくなるスロットル開度の臨界値が存在する。ま
た、ポンプとしての能力上、スロットルを開いても、あ
る開度を超えると、それ以上は空気が入らない全開領域
となる。従って、その領域では臨界値を用いる様にし
た。臨界値は全開領域と同様に機関回転数によって決定
されると思われるので、機関回転数ごとに全開領域とな
るスロットル開度を臨界値として求めてテーブル値とし
て格納しておき、検出したスロットル開度が臨界値を超
えたときは臨界値に固定し、臨界値から有効開口面積を
求める様にした。尚、実施例では吸気圧力Pbは絶対圧
力で検出したがゲージ圧力で検出しても良く、更には大
気圧Paとの偏差(Pa−Pb)や比(Pb/Pa)を
用いても良い。
【0028】他方、前記したROM58には、燃料噴射
量Ti が、いわゆるスピードデンシティ方式に基づいて
機関回転数Ne と吸気圧力Pb とから検索できる様に予
め設定され、図8に示す様にマップとして格納されてい
るものとする。また、そのマップにおいて、燃料噴射量
Ti は機関回転数Ne と吸気圧力Pb に応じて決定され
る目標空燃比A/Fに応じて設定されることから、後で
述べる補正燃料噴射量ΔTi の算出のために、図9に示
す様に目標空燃比A/Fもマップとして格納しておく。
尚、燃料噴射量Ti は前記した流体力学モデルを定常運
転状態において満足する様に設定されると共に、直接的
にはインジェクタ22の開弁時間で設定される。また、
この明細書においてROM58に格納されている特性に
ついては、2つのパラメータから検索されるものを「マ
ップ」と称し、1つのパラメータから検索されるものを
「テーブル」と称する。
量Ti が、いわゆるスピードデンシティ方式に基づいて
機関回転数Ne と吸気圧力Pb とから検索できる様に予
め設定され、図8に示す様にマップとして格納されてい
るものとする。また、そのマップにおいて、燃料噴射量
Ti は機関回転数Ne と吸気圧力Pb に応じて決定され
る目標空燃比A/Fに応じて設定されることから、後で
述べる補正燃料噴射量ΔTi の算出のために、図9に示
す様に目標空燃比A/Fもマップとして格納しておく。
尚、燃料噴射量Ti は前記した流体力学モデルを定常運
転状態において満足する様に設定されると共に、直接的
にはインジェクタ22の開弁時間で設定される。また、
この明細書においてROM58に格納されている特性に
ついては、2つのパラメータから検索されるものを「マ
ップ」と称し、1つのパラメータから検索されるものを
「テーブル」と称する。
【0029】ここで、そのルックアップテーブルを検索
して得られる燃料噴射量Ti と前記したスロットル通過
空気量Gthとの関係に着目する。定常運転状態時のある
条件下(機関回転数Ne1と吸気圧力Pb1によって規定す
る)において、マップ検索によって決定した燃料噴射量
Ti1は数9に示す通りとなる。
して得られる燃料噴射量Ti と前記したスロットル通過
空気量Gthとの関係に着目する。定常運転状態時のある
条件下(機関回転数Ne1と吸気圧力Pb1によって規定す
る)において、マップ検索によって決定した燃料噴射量
Ti1は数9に示す通りとなる。
【0030】
【数9】
【0031】このとき、流体力学モデルに基づいて決定
した燃料噴射量Ti1ダッシュは、目標空燃比を理論空燃
比(14.7:1)とするとき、数10に示す通りとな
る。尚、この明細書で「ダッシュ」は、流体力学モデル
式に基づいて得られる理論値を示す。また、各パラメー
タの添字1 は定常運転状態時の具体的な数値を、また後
で使用する添字2 は過渡運転状態時の具体的な数値を意
味する。
した燃料噴射量Ti1ダッシュは、目標空燃比を理論空燃
比(14.7:1)とするとき、数10に示す通りとな
る。尚、この明細書で「ダッシュ」は、流体力学モデル
式に基づいて得られる理論値を示す。また、各パラメー
タの添字1 は定常運転状態時の具体的な数値を、また後
で使用する添字2 は過渡運転状態時の具体的な数値を意
味する。
【0032】
【数10】
【0033】ここで、先に述べた様にマップ値がモデル
式を満足する様に作成されていることから、マップ検索
で得た燃料噴射量Ti1と流体力学モデルに基づいて決定
された燃料噴射量Ti1ダッシュとは一致する。
式を満足する様に作成されていることから、マップ検索
で得た燃料噴射量Ti1と流体力学モデルに基づいて決定
された燃料噴射量Ti1ダッシュとは一致する。
【0034】次に、過渡運転状態時の同一条件下(Ne
1, Pb1) において、マップ検索値を求めると、それは
数11に示す様に定常運転状態時のそれと同一になる。
1, Pb1) において、マップ検索値を求めると、それは
数11に示す様に定常運転状態時のそれと同一になる。
【0035】
【数11】
【0036】尚、この明細書で「過渡運転状態」は図1
0に示す如く、定常運転状態から定常運転状態に至るま
での過渡的な運転状態を言う。即ち、スロットル通過空
気量は、本来的に機関回転数とスロットル開度θTHとか
ら一義的に決まる(この状態を「定常運転状態」とす
る)。その状態でスロットル弁が急激に踏み込まれる
と、スロットル弁開度は同図に示す様に比較的迅速に追
随する。しかし、吸気圧力の変化はスロットル弁開度に
比較すれば遅いことから、一時的にスロットル弁開度が
大きいにもかかわらずスロットル弁前後の差圧も大きく
なる状態が生じて、定常運転状態であればそのスロット
ル弁開度ではあり得べからざる量の空気量がスロットル
弁を通過してチャンバ内を充填し、次いで経時的に機関
回転数とスロットル弁開度とから一義的に決定される定
常運転状態に落ちつく。定常運転状態の間のこの状態を
ここで「過渡運転状態」と称する。
0に示す如く、定常運転状態から定常運転状態に至るま
での過渡的な運転状態を言う。即ち、スロットル通過空
気量は、本来的に機関回転数とスロットル開度θTHとか
ら一義的に決まる(この状態を「定常運転状態」とす
る)。その状態でスロットル弁が急激に踏み込まれる
と、スロットル弁開度は同図に示す様に比較的迅速に追
随する。しかし、吸気圧力の変化はスロットル弁開度に
比較すれば遅いことから、一時的にスロットル弁開度が
大きいにもかかわらずスロットル弁前後の差圧も大きく
なる状態が生じて、定常運転状態であればそのスロット
ル弁開度ではあり得べからざる量の空気量がスロットル
弁を通過してチャンバ内を充填し、次いで経時的に機関
回転数とスロットル弁開度とから一義的に決定される定
常運転状態に落ちつく。定常運転状態の間のこの状態を
ここで「過渡運転状態」と称する。
【0037】このとき、流体力学モデルに基づいて決定
される燃料噴射量Ti2ダッシュは数12に示す様にな
り、それとマップ検索して得た値Ti1とは一致しない。
従って、その不一致を解消するためには、流体力学モデ
ルに基づく複雑な演算を必要とする。
される燃料噴射量Ti2ダッシュは数12に示す様にな
り、それとマップ検索して得た値Ti1とは一致しない。
従って、その不一致を解消するためには、流体力学モデ
ルに基づく複雑な演算を必要とする。
【0038】
【数12】
【0039】しかし、ここで数10に示す定常運転状態
時のスロットル通過空気量Gth1 と数12に示す過渡運
転状態時のスロットル通過空気量Gth2 とを比較する
と、スロットル弁の有効開口面積Aのみが異なることに
気づく。従って、過渡運転状態時のスロットル通過空気
量Gth2 は数13の様に表すことができる。
時のスロットル通過空気量Gth1 と数12に示す過渡運
転状態時のスロットル通過空気量Gth2 とを比較する
と、スロットル弁の有効開口面積Aのみが異なることに
気づく。従って、過渡運転状態時のスロットル通過空気
量Gth2 は数13の様に表すことができる。
【0040】
【数13】
【0041】即ち、定常運転状態時のスロットル通過空
気量Gth1 と両運転状態時のスロットルの有効開口面積
A1,A2 の比によって過渡運転状態時のスロットル通過
空気量Gth2 を求めることができる。
気量Gth1 と両運転状態時のスロットルの有効開口面積
A1,A2 の比によって過渡運転状態時のスロットル通過
空気量Gth2 を求めることができる。
【0042】一方、定常運転状態時のGth1 は数14に
示す様にマップ検索値Ti1より求めることができるの
で、過渡運転状態時のスロットル通過空気量Gth2 は、
数15の様に求めることができる。即ち、過渡運転状態
にあっても定常運転状態にあるときと同様の式からスロ
ットル通過空気量を求めることができる。
示す様にマップ検索値Ti1より求めることができるの
で、過渡運転状態時のスロットル通過空気量Gth2 は、
数15の様に求めることができる。即ち、過渡運転状態
にあっても定常運転状態にあるときと同様の式からスロ
ットル通過空気量を求めることができる。
【0043】
【数14】
【0044】
【数15】
【0045】従って、数12と数15とから、過渡運転
状態時の燃料噴射量Ti2ダッシュは数16に示す如く、
マップ検索値Ti1とスロットル弁の有効開口面積の比A
2/A1 とチャンバ充填空気量ΔGb2に対応する補正燃料
噴射量ΔTi とにより求めることができる。尚、数16
においても目標空燃比は理論空燃比とした。また式中の
kは、燃料量をインジェクタの開弁時間に変換するため
の補正係数である。
状態時の燃料噴射量Ti2ダッシュは数16に示す如く、
マップ検索値Ti1とスロットル弁の有効開口面積の比A
2/A1 とチャンバ充填空気量ΔGb2に対応する補正燃料
噴射量ΔTi とにより求めることができる。尚、数16
においても目標空燃比は理論空燃比とした。また式中の
kは、燃料量をインジェクタの開弁時間に変換するため
の補正係数である。
【0046】
【数16】
【0047】実施例では定常運転状態時の基本燃料噴射
量Ti と共に、定常運転状態時のスロットル弁の有効開
口面積A1 も図11に示す如く機関回転数Ne と吸気圧
力Pb の格子点マップに格納しておく様にした。また、
補正燃料噴射量ΔTi も図12に示す如く、吸気圧力変
化ΔPb (吸気圧力Pb の前回検出値と今回検出値の差
分値を算出して求める)と目標空燃比A/F(基本燃料
噴射量Ti が基礎としたものを図9のマップから検索し
て対応づける)とから検索できる様にマップ化しておく
こととした。同時に吸気温補正テーブル(図13にその
特性を示す)も予め用意しておき、検出した吸気温度T
a から補正係数ktaを検索してマップ検索して得たΔT
i に乗じて補正燃料噴射量ΔTi を最終的に決定する様
にした(ここで吸気温補正を行うのは言うまでもなく、
気体の状態式(数5)を用いるためである)。
量Ti と共に、定常運転状態時のスロットル弁の有効開
口面積A1 も図11に示す如く機関回転数Ne と吸気圧
力Pb の格子点マップに格納しておく様にした。また、
補正燃料噴射量ΔTi も図12に示す如く、吸気圧力変
化ΔPb (吸気圧力Pb の前回検出値と今回検出値の差
分値を算出して求める)と目標空燃比A/F(基本燃料
噴射量Ti が基礎としたものを図9のマップから検索し
て対応づける)とから検索できる様にマップ化しておく
こととした。同時に吸気温補正テーブル(図13にその
特性を示す)も予め用意しておき、検出した吸気温度T
a から補正係数ktaを検索してマップ検索して得たΔT
i に乗じて補正燃料噴射量ΔTi を最終的に決定する様
にした(ここで吸気温補正を行うのは言うまでもなく、
気体の状態式(数5)を用いるためである)。
【0048】そして、図6に示す手法に従って現在のス
ロットル開度と吸気圧力とから図7にその特性を示すマ
ップを検索して係数Cを求め、スロットル開度から検索
したスロットル投影面積Sに乗じてスロットル弁の現在
の有効開口面積A2 を求め、マップ検索で得た設定開口
面積A1 との比A2 /A1 を求めて基本燃料噴射量Ti
に乗じ、次いで補正燃料噴射量ΔTi を減算して出力燃
料噴射量Tout を決定する。吸気圧力の変化しない定常
運転状態時では出力燃料噴射量Tout は数17の様にな
り、マップ検索値Ti をそのまま出力燃料噴射量Tout
とすることになる。また、過渡運転状態時では出力燃料
噴射量Tout は数18に示す様に決定する。
ロットル開度と吸気圧力とから図7にその特性を示すマ
ップを検索して係数Cを求め、スロットル開度から検索
したスロットル投影面積Sに乗じてスロットル弁の現在
の有効開口面積A2 を求め、マップ検索で得た設定開口
面積A1 との比A2 /A1 を求めて基本燃料噴射量Ti
に乗じ、次いで補正燃料噴射量ΔTi を減算して出力燃
料噴射量Tout を決定する。吸気圧力の変化しない定常
運転状態時では出力燃料噴射量Tout は数17の様にな
り、マップ検索値Ti をそのまま出力燃料噴射量Tout
とすることになる。また、過渡運転状態時では出力燃料
噴射量Tout は数18に示す様に決定する。
【0049】
【数17】
【0050】
【数18】
【0051】これによって、過渡運転状態にあっても定
常運転状態のときと同様の式から出力燃料噴射量を決定
することができて制御の連続性が確保される。また、定
常運転状態にあるにもかかわらず、マップ検索で得た有
効開口面積A1 と現在の有効開口面積A2 とが一致しな
いときは、出力燃料噴射量Tout は数19に示す様に決
定されるので、その不一致の原因たるマップのバラツキ
や経年変化などを自動的に補正することができる。
常運転状態のときと同様の式から出力燃料噴射量を決定
することができて制御の連続性が確保される。また、定
常運転状態にあるにもかかわらず、マップ検索で得た有
効開口面積A1 と現在の有効開口面積A2 とが一致しな
いときは、出力燃料噴射量Tout は数19に示す様に決
定されるので、その不一致の原因たるマップのバラツキ
や経年変化などを自動的に補正することができる。
【0052】
【数19】
【0053】以上を前提として、図3フロー・チャート
を参照してこの制御装置の動作を説明する。
を参照してこの制御装置の動作を説明する。
【0054】先ずS10においてクランク角センサ34
の検出値をカウントして得た機関回転数Neを読み込
み、S12で吸気圧力Pb 、スロットル開度θTHなどを
読み込む。次いでS14に進んで機関がクランキング
(始動)中か否か判断し、否定されるときはS16に進
んでフューエル・カット中か否か判断し、同様に否定さ
れるときはS18に進んで機関回転数Neと吸気圧力P
bとからROM58に格納した図8のマップを検索して
基本燃料噴射量Tiを算出する。尚、算出した基本燃料
噴射量Ti には次いで大気圧補正などを必要に応じて適
宜加えるが、その補正自体はこの発明の要旨とするとこ
ろではないので、詳細な説明を省略する。
の検出値をカウントして得た機関回転数Neを読み込
み、S12で吸気圧力Pb 、スロットル開度θTHなどを
読み込む。次いでS14に進んで機関がクランキング
(始動)中か否か判断し、否定されるときはS16に進
んでフューエル・カット中か否か判断し、同様に否定さ
れるときはS18に進んで機関回転数Neと吸気圧力P
bとからROM58に格納した図8のマップを検索して
基本燃料噴射量Tiを算出する。尚、算出した基本燃料
噴射量Ti には次いで大気圧補正などを必要に応じて適
宜加えるが、その補正自体はこの発明の要旨とするとこ
ろではないので、詳細な説明を省略する。
【0055】次いでS20に進んで同一のパラメータか
らROM58に格納した図11のマップを検索してスロ
ットル弁16の有効開口面積A1 を求める。次いでS2
2に進んで先に述べた様にスロットル弁16の現在の有
効開口面積A2 を算出する。次いでS24に進んで図9
に示すマップを検索して基本燃料噴射量Ti が基礎とし
た目標空燃比A/Fを機関回転数Ne と吸気圧力Pb と
を求め、次いでS26に進んで吸気圧力Pbの変化(差
分値)ΔPbを求め、S28に進んで求めた目標空燃比
と吸気圧力差分値ΔPb とから図12のマップを検索し
て補正燃料噴射量ΔTiを求める。続いてS30に進ん
で検索値に図13に示す補正係数ktaを乗じて吸気温補
正を行う。続いてS32に進んで図示の式から出力燃料
噴射量Tout を算出し、S34に進んで算出された値に
基づいてインジェクタ22を駆動する。尚、出力燃料噴
射量Tout にも電圧補正などを適宜加えるが、それもこ
の発明の要旨とは直接の関係を有しないので、説明を省
略する。
らROM58に格納した図11のマップを検索してスロ
ットル弁16の有効開口面積A1 を求める。次いでS2
2に進んで先に述べた様にスロットル弁16の現在の有
効開口面積A2 を算出する。次いでS24に進んで図9
に示すマップを検索して基本燃料噴射量Ti が基礎とし
た目標空燃比A/Fを機関回転数Ne と吸気圧力Pb と
を求め、次いでS26に進んで吸気圧力Pbの変化(差
分値)ΔPbを求め、S28に進んで求めた目標空燃比
と吸気圧力差分値ΔPb とから図12のマップを検索し
て補正燃料噴射量ΔTiを求める。続いてS30に進ん
で検索値に図13に示す補正係数ktaを乗じて吸気温補
正を行う。続いてS32に進んで図示の式から出力燃料
噴射量Tout を算出し、S34に進んで算出された値に
基づいてインジェクタ22を駆動する。尚、出力燃料噴
射量Tout にも電圧補正などを適宜加えるが、それもこ
の発明の要旨とは直接の関係を有しないので、説明を省
略する。
【0056】尚、S14でクランキング中と判断された
ときはS36に進んで水温Tw から所定のテーブル(図
示省略)を検索してクランキング時の燃料噴射量Ticr
を算出し、S34で始動モードの式(説明省略)に基づ
いて出力燃料噴射量Tout を決定すると共に、S16で
フューエル・カットと判断されたときはS40に進んで
出力燃料噴射量Tout を零にする。
ときはS36に進んで水温Tw から所定のテーブル(図
示省略)を検索してクランキング時の燃料噴射量Ticr
を算出し、S34で始動モードの式(説明省略)に基づ
いて出力燃料噴射量Tout を決定すると共に、S16で
フューエル・カットと判断されたときはS40に進んで
出力燃料噴射量Tout を零にする。
【0057】この実施例においては上記の様に構成した
ことから、マップ検索値を用いた簡易な式によって定常
運転状態から過渡運転状態までを表現することができ、
この様なマップを検索することによって基本燃料噴射量
をある程度保証することができると同時に、複雑な演算
を必要とせずに燃料噴射量を最適に決定することができ
る。しかも、定常運転状態と過渡運転状態とでモデル式
の持ち替えが要らず、1つの式で全運転状態を表現する
ことができるため、一般に切り換え点の近傍で見られる
様な制御の不連続を生じることがない。
ことから、マップ検索値を用いた簡易な式によって定常
運転状態から過渡運転状態までを表現することができ、
この様なマップを検索することによって基本燃料噴射量
をある程度保証することができると同時に、複雑な演算
を必要とせずに燃料噴射量を最適に決定することができ
る。しかも、定常運転状態と過渡運転状態とでモデル式
の持ち替えが要らず、1つの式で全運転状態を表現する
ことができるため、一般に切り換え点の近傍で見られる
様な制御の不連続を生じることがない。
【0058】また、スロットル弁の現在の有効開口面積
と予め設定しておいた有効開口面積との比を求めて出力
燃料噴射量を決定する様にしたことから、経年変化、バ
ラツキ、劣化などがあっても、それを自動的に補正する
ことができる。
と予め設定しておいた有効開口面積との比を求めて出力
燃料噴射量を決定する様にしたことから、経年変化、バ
ラツキ、劣化などがあっても、それを自動的に補正する
ことができる。
【0059】尚、上記において、定常運転状態時のスロ
ットル弁の有効開口面積A1 を機関回転数と吸気圧力と
から検索できる様に予めマップ化しておく様にしたが、
有効開口面積A1 に代えてスロットル弁開度をテーブル
化しておき、検索したスロットル開度と検出した吸気圧
力とから有効開口面積A1 を求めても良く、あるいは演
算から求めても良い。同様に、スロットル弁の現在の有
効開口面積A2 をマップ検索で求める様にしたが、これ
も演算で求めても良い。また、補正燃料噴射量ΔTi も
マップ化しておいて目標空燃比と吸気圧力変化とから検
索し、吸気温補正を行って求める様にしたが、これも全
部ないし一部を演算で行って良い。更に、その吸気圧力
変化を吸気圧力の前回検出値と今回検出値差分値で求め
たが、吸気圧力の微分値ないしは積分値の差分値から求
めても良い
ットル弁の有効開口面積A1 を機関回転数と吸気圧力と
から検索できる様に予めマップ化しておく様にしたが、
有効開口面積A1 に代えてスロットル弁開度をテーブル
化しておき、検索したスロットル開度と検出した吸気圧
力とから有効開口面積A1 を求めても良く、あるいは演
算から求めても良い。同様に、スロットル弁の現在の有
効開口面積A2 をマップ検索で求める様にしたが、これ
も演算で求めても良い。また、補正燃料噴射量ΔTi も
マップ化しておいて目標空燃比と吸気圧力変化とから検
索し、吸気温補正を行って求める様にしたが、これも全
部ないし一部を演算で行って良い。更に、その吸気圧力
変化を吸気圧力の前回検出値と今回検出値差分値で求め
たが、吸気圧力の微分値ないしは積分値の差分値から求
めても良い
【0060】また、上記において、基本燃料噴射量Ti
からチャンバ部位を充填する空気量に対応する補正燃料
噴射量ΔTi を減算して出力燃料噴射量Tout を求める
様にしたが、単気筒内燃機関の場合などチャンバ部位が
無視できるほど十分小さいときは、補正燃料噴射量ΔT
i を求めることなく、基本燃料噴射量Ti から直ちに出
力燃料噴射量Tout を求めても良い。
からチャンバ部位を充填する空気量に対応する補正燃料
噴射量ΔTi を減算して出力燃料噴射量Tout を求める
様にしたが、単気筒内燃機関の場合などチャンバ部位が
無視できるほど十分小さいときは、補正燃料噴射量ΔT
i を求めることなく、基本燃料噴射量Ti から直ちに出
力燃料噴射量Tout を求めても良い。
【0061】また、上記において、基本燃料噴射量Ti
を予めマップ化しておく様にしたが、それに代えてスロ
ットル通過空気量Gthをマップ化しておいても、吸気路
の脈動による吸入空気量の変動やインジェクタ特性がリ
ニアリティに欠けるときの誤差を吸収しきれない点を除
けば、ある程度は同一の目的を達成することができる。
を予めマップ化しておく様にしたが、それに代えてスロ
ットル通過空気量Gthをマップ化しておいても、吸気路
の脈動による吸入空気量の変動やインジェクタ特性がリ
ニアリティに欠けるときの誤差を吸収しきれない点を除
けば、ある程度は同一の目的を達成することができる。
【0062】
【発明の効果】請求項1項は、機関吸気路に設けられた
スロットル弁をオリフィスとみなしスロットル弁前後の
差圧とスロットル弁の有効開口面積とから絞り式流量計
の原理式を用いてスロットル通過空気量Gthを求めて内
燃機関燃焼室に供給すべき燃料噴射量を決定する内燃機
関の燃料噴射制御装置であって、少なくとも機関回転
数、吸気圧力、およびスロットル弁開度を含む機関の運
転状態を検出する手段、前記内燃機関の定常運転状態と
過渡運転状態との相違が前記スロットル弁の有効開口面
積の相違にあるものとみなし、定常運転状態時の前記ス
ロットル通過空気量Gthに対応する基本燃料噴射量Ti
を検出された機関回転数と吸気圧力とから予め設定した
第1の特性に従って決定すると共に、定常運転状態時の
スロットル弁の有効開口面積A1 を第2の特性に従って
決定する手段、検出されたスロットル弁開度と吸気圧力
とからスロットル弁の現在の有効開口面積A2 を求める
手段、求められた基本燃料噴射量Ti に前記スロットル
弁の有効開口面積A2 ,A1 の比A2 /A1 を乗じて出
力燃料噴射量Tout を求める手段、および、求められた
出力燃料噴射量Tout に基づいてインジェクタを駆動す
る手段、とを備える如く構成したので、過渡運転状態を
含む全ての運転状態において燃料噴射量を最適に決定で
きると共に、劣化、バラツキ、経年変化を自動的に補正
することができる。
スロットル弁をオリフィスとみなしスロットル弁前後の
差圧とスロットル弁の有効開口面積とから絞り式流量計
の原理式を用いてスロットル通過空気量Gthを求めて内
燃機関燃焼室に供給すべき燃料噴射量を決定する内燃機
関の燃料噴射制御装置であって、少なくとも機関回転
数、吸気圧力、およびスロットル弁開度を含む機関の運
転状態を検出する手段、前記内燃機関の定常運転状態と
過渡運転状態との相違が前記スロットル弁の有効開口面
積の相違にあるものとみなし、定常運転状態時の前記ス
ロットル通過空気量Gthに対応する基本燃料噴射量Ti
を検出された機関回転数と吸気圧力とから予め設定した
第1の特性に従って決定すると共に、定常運転状態時の
スロットル弁の有効開口面積A1 を第2の特性に従って
決定する手段、検出されたスロットル弁開度と吸気圧力
とからスロットル弁の現在の有効開口面積A2 を求める
手段、求められた基本燃料噴射量Ti に前記スロットル
弁の有効開口面積A2 ,A1 の比A2 /A1 を乗じて出
力燃料噴射量Tout を求める手段、および、求められた
出力燃料噴射量Tout に基づいてインジェクタを駆動す
る手段、とを備える如く構成したので、過渡運転状態を
含む全ての運転状態において燃料噴射量を最適に決定で
きると共に、劣化、バラツキ、経年変化を自動的に補正
することができる。
【0063】請求項2項記載の装置は、前記定常運転状
態時のスロットル弁の有効開口面積についての第2の特
性も機関回転数と吸気圧力とから検索できる様に予め設
定しておく如く構成したので、前記した効果に加えて、
一層簡易かつ最適に燃料噴射量を決定することができ
る。
態時のスロットル弁の有効開口面積についての第2の特
性も機関回転数と吸気圧力とから検索できる様に予め設
定しておく如く構成したので、前記した効果に加えて、
一層簡易かつ最適に燃料噴射量を決定することができ
る。
【0064】請求項3項は、機関吸気路に設けられたス
ロットル弁をオリフィスとみなしスロットル弁前後の差
圧とスロットル弁の有効開口面積とから絞り式流量計の
原理式を用いてスロットル通過空気量Gthを求め、次い
で気体の状態式に基づいて前記スロットル弁下流から内
燃機関の燃焼室直前までのチャンバ部位を充填する空気
量の変化分ΔGb を求め、前記スロットル通過空気量G
thから減算して内燃機関燃焼室に供給すべき燃料噴射量
を決定する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、少な
くとも機関回転数、吸気圧力、およびスロットル弁開度
を含む機関の運転状態を検出する手段、前記内燃機関の
定常運転状態と過渡運転状態との相違が前記スロットル
弁の有効開口面積の相違にあるものとみなし、定常運転
状態時の前記スロットル通過空気量Gthに対応する基本
燃料噴射量Ti と定常運転状態時のスロットル弁の有効
開口面積A1 とを検出された機関回転数と吸気圧力とか
ら予め設定した第1の特性と第2の特性に従って決定す
る手段、検出されたスロットル弁開度と吸気圧力とから
スロットル弁の現在の有効開口面積A2 を求める手段、
吸気圧力変化から前記チャンバ部位を充填する空気量の
変化分ΔGb を求め、次いで目標空気量A/Fで除算し
て変化分ΔGbに対応する補正燃料噴射量ΔTi(=ΔG
b/(A/F))を求める手段、求められた基本燃料噴射量Ti
に前記スロットル弁の有効開口面積A2 ,A1 の比A2
/A1 を乗じ、その積から補正燃料噴射量ΔTi を減算
して出力燃料噴射量Tout を求める手段、および、求め
られた出力燃料噴射量Tout に基づいてインジェクタを
駆動する手段、とを備える如く構成したので、過渡運転
状態時の燃料噴射量を一層精度良く求めてそれを含む全
運転状態において燃料噴射量を最適に決定できると共
に、劣化、バラツキ、経年変化を自動的に補正すること
ができる。
ロットル弁をオリフィスとみなしスロットル弁前後の差
圧とスロットル弁の有効開口面積とから絞り式流量計の
原理式を用いてスロットル通過空気量Gthを求め、次い
で気体の状態式に基づいて前記スロットル弁下流から内
燃機関の燃焼室直前までのチャンバ部位を充填する空気
量の変化分ΔGb を求め、前記スロットル通過空気量G
thから減算して内燃機関燃焼室に供給すべき燃料噴射量
を決定する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、少な
くとも機関回転数、吸気圧力、およびスロットル弁開度
を含む機関の運転状態を検出する手段、前記内燃機関の
定常運転状態と過渡運転状態との相違が前記スロットル
弁の有効開口面積の相違にあるものとみなし、定常運転
状態時の前記スロットル通過空気量Gthに対応する基本
燃料噴射量Ti と定常運転状態時のスロットル弁の有効
開口面積A1 とを検出された機関回転数と吸気圧力とか
ら予め設定した第1の特性と第2の特性に従って決定す
る手段、検出されたスロットル弁開度と吸気圧力とから
スロットル弁の現在の有効開口面積A2 を求める手段、
吸気圧力変化から前記チャンバ部位を充填する空気量の
変化分ΔGb を求め、次いで目標空気量A/Fで除算し
て変化分ΔGbに対応する補正燃料噴射量ΔTi(=ΔG
b/(A/F))を求める手段、求められた基本燃料噴射量Ti
に前記スロットル弁の有効開口面積A2 ,A1 の比A2
/A1 を乗じ、その積から補正燃料噴射量ΔTi を減算
して出力燃料噴射量Tout を求める手段、および、求め
られた出力燃料噴射量Tout に基づいてインジェクタを
駆動する手段、とを備える如く構成したので、過渡運転
状態時の燃料噴射量を一層精度良く求めてそれを含む全
運転状態において燃料噴射量を最適に決定できると共
に、劣化、バラツキ、経年変化を自動的に補正すること
ができる。
【0065】請求項4項記載の装置は、前記補正燃料噴
射量ΔTi を、吸気圧力変化と目標空燃比とから検索で
きる様に、その特性を予め設定しておく如く構成したの
で、前記した効果に加えて、過渡運転状態時を含む全運
転状態において、一層簡易かつ最適に燃料噴射量を決定
することができる。
射量ΔTi を、吸気圧力変化と目標空燃比とから検索で
きる様に、その特性を予め設定しておく如く構成したの
で、前記した効果に加えて、過渡運転状態時を含む全運
転状態において、一層簡易かつ最適に燃料噴射量を決定
することができる。
【0066】請求項5項記載の装置は、前記スロットル
弁の現在の有効開口面積A2 を、スロットル弁開度から
求めたスロットル弁の投影面積に、スロットル弁開度と
吸気圧力とから求めた係数を乗じて求める様に構成した
ので、スロットル弁の現在の有効開口面積A2 を精度良
く求めることができ、結果的に燃料噴射量を最適に決定
することができる。
弁の現在の有効開口面積A2 を、スロットル弁開度から
求めたスロットル弁の投影面積に、スロットル弁開度と
吸気圧力とから求めた係数を乗じて求める様に構成した
ので、スロットル弁の現在の有効開口面積A2 を精度良
く求めることができ、結果的に燃料噴射量を最適に決定
することができる。
【図1】この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を
全体的に示す概略図である。
全体的に示す概略図である。
【図2】図1の制御装置の構成を詳細に示すブロック図
である。
である。
【図3】図2の制御装置の動作を示すフロー・チャート
である。
である。
【図4】図3フロー・チャートで予定する流体力学モデ
ルを示す説明図である。
ルを示す説明図である。
【図5】図4の流体力学モデルのコンピュータによるシ
ミュレーション結果を示すデータ図である。
ミュレーション結果を示すデータ図である。
【図6】図4の流体力学モデルにおけるスロットル弁の
有効開口面積を流量係数などを用いて算出する手法を示
すブロック図である。
有効開口面積を流量係数などを用いて算出する手法を示
すブロック図である。
【図7】図6の算出で用いる流量係数などのマップ特性
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図8】図3フロー・チャートで使用する基本燃料噴射
量のマップを示す説明図である。
量のマップを示す説明図である。
【図9】図3フロー・チャートで使用する目標空燃比の
マップを示す説明図である。
マップを示す説明図である。
【図10】この発明における定常運転状態と過渡運転状
態とを示す説明図である。
態とを示す説明図である。
【図11】図3フロー・チャートで使用するスロットル
弁の有効開口面積A1 のマップを示す説明図である。
弁の有効開口面積A1 のマップを示す説明図である。
【図12】図3フロー・チャートで使用する補正燃料噴
射量のマップを示す説明図である。
射量のマップを示す説明図である。
【図13】図12で求めた補正燃料噴射量の吸気温補正
テーブルの特性を示す説明図である。
テーブルの特性を示す説明図である。
10 内燃機関 12 吸気路 16 スロットル弁 18 サージタンク 20 インテークマニホルド 22 インジェクタ 34 クランク角センサ 36 スロットル開度センサ 38 吸気圧センサ 50 制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧 秀隆 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 廣田 俊明 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−121845(JP,A) 特開 昭62−261645(JP,A) 特開 平1−216054(JP,A) 特開 平1−290940(JP,A) 特開 平2−95741(JP,A) 特開 平2−104930(JP,A)
Claims (5)
- 【請求項1】 機関吸気路に設けられたスロットル弁を
オリフィスとみなしスロットル弁前後の差圧とスロット
ル弁の有効開口面積とから絞り式流量計の原理式を用い
てスロットル通過空気量Gthを求めて内燃機関燃焼室に
供給すべき燃料噴射量を決定する内燃機関の燃料噴射制
御装置であって、 a.少なくとも機関回転数、吸気圧力、およびスロット
ル弁開度を含む機関の運転状態を検出する手段、 b.前記内燃機関の定常運転状態と過渡運転状態との相
違が前記スロットル弁の有効開口面積の相違にあるもの
とみなし、定常運転状態時の前記スロットル通過空気量
Gthに対応する基本燃料噴射量Ti を検出された機関回
転数と吸気圧力とから予め設定した第1の特性に従って
決定すると共に、定常運転状態時のスロットル弁の有効
開口面積A1 を第2の特性に従って決定する手段、 c.検出されたスロットル弁開度と吸気圧力とからスロ
ットル弁の現在の有効開口面積A2 を求める手段、 d.求められた基本燃料噴射量Ti に前記スロットル弁
の有効開口面積A2 ,A1 の比A2/A1 を乗じて出力燃
料噴射量Tout を求める手段、 および e.求められた出力燃料噴射量Tout に基づいてインジ
ェクタを駆動する手段、とを備える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】 前記定常運転状態時のスロットル弁の有
効開口面積についての第2の特性も機関回転数と吸気圧
力とから検索できる様に予め設定しておくことを特徴と
する請求項1項記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項3】 機関吸気路に設けられたスロットル弁を
オリフィスとみなしスロットル弁前後の差圧とスロット
ル弁の有効開口面積とから絞り式流量計の原理式を用い
てスロットル通過空気量Gthを求め、次いで気体の状態
式に基づいて前記スロットル弁下流から内燃機関の燃焼
室直前までのチャンバ部位を充填する空気量の変化分Δ
Gb を求め、前記スロットル通過空気量Gthから減算し
て内燃機関燃焼室に供給すべき燃料噴射量を決定する内
燃機関の燃料噴射制御装置であって、 a.少なくとも機関回転数、吸気圧力、およびスロット
ル弁開度を含む機関の運転状態を検出する手段、 b.前記内燃機関の定常運転状態と過渡運転状態との相
違が前記スロットル弁の有効開口面積の相違にあるもの
とみなし、定常運転状態時の前記スロットル通過空気量
Gthに対応する基本燃料噴射量Ti と定常運転状態時の
スロットル弁の有効開口面積A1 とを検出された機関回
転数と吸気圧力とから予め設定した第1の特性と第2の
特性に従って決定する手段、 c.検出されたスロットル弁開度と吸気圧力とからスロ
ットル弁の現在の有効開口面積A2 を求める手段、 d.吸気圧力変化から前記チャンバ部位を充填する空気
量の変化分ΔGb を求め、次いで目標空燃比A/Fで除
算して変化分ΔGb に対応する補正燃料噴射量ΔTi
(=ΔGb/(A/F))を求める手段、 e.求められた基本燃料噴射量Ti に前記スロットル弁
の有効開口面積A2 ,A1 の比A2 /A1 を乗じ、その
積から補正燃料噴射量ΔTi を減算して出力燃料噴射量
Tout を求める手段、 および f.求められた出力燃料噴射量Tout に基づいてインジ
ェクタを駆動する手段、とを備えることを特徴とする内
燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項4】 前記補正燃料噴射量ΔTi を、吸気圧力
変化と目標空燃比とから検索できる様に、その特性を予
め設定しておくことを特徴とする請求項3項記載の内燃
機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項5】 前記スロットル弁の現在の有効開口面積
A2 を、スロットル開度から求めたスロットル弁の投影
面積に、スロットル開度と吸気圧力とから求めた係数を
乗じて求めることを特徴とする請求項1項ないし4項の
いずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5186850A JP2551523B2 (ja) | 1992-10-19 | 1993-06-30 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
US08/137,344 US5349933A (en) | 1992-10-19 | 1993-10-18 | Fuel metering control system in internal combustion engine |
EP93116817A EP0594114B1 (en) | 1992-10-19 | 1993-10-18 | Fuel metering control system in internal combustion engine |
DE69327294T DE69327294T2 (de) | 1992-10-19 | 1993-10-18 | Regelungssystem für die Brennstoffdosierung eines Innenverbrennungsmotors |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30608692 | 1992-10-19 | ||
JP4-306086 | 1992-10-19 | ||
JP5186850A JP2551523B2 (ja) | 1992-10-19 | 1993-06-30 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06185391A JPH06185391A (ja) | 1994-07-05 |
JP2551523B2 true JP2551523B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=26504012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5186850A Expired - Fee Related JP2551523B2 (ja) | 1992-10-19 | 1993-06-30 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2551523B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5186850A patent/JP2551523B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06185391A (ja) | 1994-07-05 |
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Legal Events
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