JP2564810B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量制御装置

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JP2564810B2 JP61239642A JP23964286A JP2564810B2 JP 2564810 B2 JP2564810 B2 JP 2564810B2 JP 61239642 A JP61239642 A JP 61239642A JP 23964286 A JP23964286 A JP 23964286A JP 2564810 B2 JP2564810 B2 JP 2564810B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関の燃料噴射量を制御する装置に係
り、特に吸気管圧力に基づいて燃料噴射量を決定する装
置に係るものである。
[従来の技術] 内燃機関の燃料噴射量を決定するためには、燃焼室内
に導入される空気の量を知る必要があるが、この吸気量
を検出する方法として大別して2種類が現在採用されて
いる。1つは吸気管を通る空気量をエアフロメータ等で
直接測定する方法であり、他方は、吸気管内圧力が燃焼
室内に吸入される空気量と比較的良い対応関係を有する
ことを利用して、吸気管圧力を基に吸入空気量を知る方
法である。なお、この方法は実際には吸入空気量を算出
せず、吸気管圧力から直接燃料噴射量を決定している。
このようにして求められた吸入空気量を基に、内燃機
関のその他の状態量、例えば冷却水の温度等、を考慮し
た補正を加えて最終的な燃料噴射量を決定するのである
が、内燃機関の状態によっては、あらかじめ予測できな
いような状態又は変化が生じる場合があり、回転が不整
となり得る。例えば、負荷のほとんどないときに内燃機
関を空吹かしする(いわゆるレーシング)という操作を
行った場合には、内燃機関の回転速度の上昇、下降速度
は非常に速く、通常の燃料噴射量制御の方法ではその現
象について行けないことが起こり得る。
このような内燃機関の急激な状態変化に対応するため
に、様々な提案がなされているが、その一つに本出願人
が特開昭61−25930号公報において明らかにした方法が
ある。これは機関回転速度の平均値の算出方法を、前回
算出した平均値の重み付けを大きくし、今回検出した回
転速度の重み付けを小さくして両者より新たな平均値を
求めることとし、この新たな平均値と今回検出された回
転速度との差に比例して燃料噴射量を増減するものであ
る。これにより、レーシング後の回転速度の落ち込み、
いわゆるアンダーシュート、を小さくすることができ
る。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記従来技術においては、内燃機関の
回転速度の変化を基に、燃料噴射量を補正しているた
め、燃料噴射量に過不足が生じやすく、十分なものとは
いえない。まだ、回転速度が落ち込んでからはじめて燃
料噴射量の増量が実行されるため、制御応答性が十分と
はいえない。特に、前述のレーシングを行った後、スロ
ットルバルブ全閉で回転速度が減少している際に、オー
トマチック車のレンジがニュートラルレンジからドライ
ブレンジへ入れられたときに回転速度が急低下する。こ
れは吸気管圧力に基づいて燃料噴射量を決定しているシ
ステムに特有の問題点である。すなわち、吸気管、サー
ジタンク等の容量の分だけ、吸気管圧力センサによる圧
力変化の検出が遅れてしまうものであり、このような検
出圧力に基いた燃料噴射量を回転速度変化によって補正
しても、過不足のない燃料の供給は困難である。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するためになされた本願発明は、第
1図に概略構成を例示するように、 内燃機関の吸気管圧力を基に基本燃料噴射量を決定す
る内燃機関の燃料噴射量制御装置において、 スロットルバルブが全閉のときの内燃機関の回転速度
と吸気管圧力との対応関係として予め実験的に求められ
た対応関係を、内燃機関の回転速度をパラメータとする
関数やテーブルとして記憶しておく記憶手段と、 内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段
と、 内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 スロットルが全閉であるか否かを判定する判定手段
と、 該判定手段によってスロットルが全閉であると判定さ
れたときは、前記記憶手段の記憶している実験的な対応
関係に前記回転速度検出手段で検出される回転速度を当
てはめて吸気管圧力を算出する吸気管圧力算出手段と、 該吸気管圧力算出手段の算出値と、前記吸気管圧力検
出手段による検出値とを比較する比較手段と、 該比較手段による比較の結果、吸気管圧力の検出値の
方が前記算出値よりも小さいときには該算出値に基づい
て基本燃料噴射量を決定し、吸気管圧力の検出値が前記
算出値以上となっているときには該検出値を基に基本燃
料噴射量を決定するスロットル全閉時基本燃料噴射量決
定手段と を備えることを特徴とする。
[作用] 本発明の燃料噴射量制御装置によれば、判定手段によ
ってスロットルが全閉であると判定された場合は、吸気
管圧力算出手段が、記憶手段の記憶している実験的な対
応関係に回転速度検出値を当てはめて吸気管圧力を算出
する。そして、比較手段が、この吸気管圧力の算出値
と、吸気管圧力検出手段による検出値とを比較する。そ
して、この比較結果を受けたスロットル全閉時基本燃料
噴射量決定手段が、(検出値)<(算出値)のとき算出
値に基づいて基本燃料噴射量を決定し、(検出値)≧
(算出値)のときは検出値を基に基本燃料噴射量を決定
する。
なお、記憶手段に記憶しておく対応関係は、内燃機関
ごとに予め実験的に求めたものであってよいし、標準的
な内燃機関について実験的に求めた対応関係を、内燃機
関が定常アイドリング状態にあるときの実際の回転速度
及び吸気管圧力の値により逐次補正していくようにして
も構わない。
[実施例] 本発明を電子制御式ガソリンエンジンの燃料噴射量制
御に実施した例を次に述べる。第2図は本実施例が適用
されるエンジン、電子制御装置及びその関連装置の概略
の構成を示すものである。エンジン1は、各気筒に対し
て各々設けられ燃料を噴射する燃料噴射弁2、吸気マニ
ホールド3、サージタンク3aに備えられエンジン1に送
られる吸入空気の圧力を検出する吸気圧センサ4、エン
ジン1の冷却水温を検出する水温センサ6、アクセルペ
ダル7とリンクされたスロットルバルブ8、スロットル
バルブ8に連動しスロットルバルブ8の開度に応じた信
号を出力するスロットルポジションセンサ10、スロット
ルバルブ8を迂回する空気通路であるバイパス路12、バ
イパス路12の開口面積を調節するアイドルアジャストス
クリュー14及びスロットルバルブ8が全閉状態であるこ
とを検出するアイドルスイッチ15を備えている。
また、このエンジン1及びその周辺装置には、図示し
ないクランク軸に連動して回転するディストリビュータ
16に取付けられ、エンジン1の回転速度を検出する回転
速度センサ18、上記各種センサからのデータに基づき燃
料噴射弁2の燃料噴射量を制御する電子制御装置20も含
まれる。
次に本実施例の電気系統を第3図に示すブロック図を
用いて説明する。
上記電子制御装置20は、第3図に示すように、各セン
サから出力されるデータを制御プログラムに従って入力
及び演算すると共に、燃料噴射弁2等の各種装置を作動
制御するための処理を行なうセントラルプロセッシング
ユニット(CPU)30、前記制御プログラムや点火進角演
算のためのマップ等のデータが格納されるリードオンリ
メモリ(ROM)31、電子制御装置20に入力されるデータ
や演算制御に必要なデータが一時的に記憶されるランダ
ムアクセスメモリ(RAM)32、図示せぬキースイッチが
オフされても以後のエンジン作動に必要なデータ等を保
持するようバッテリによってバックアップされたバック
アップランダムアクセスメモリ(バックアップRAM)3
3、吸気圧センサ4,水温センサ6,スロットルポジション
センサ10,アイドルスイッチ15からの信号を必要に応じ
てA/D変換して入力する入力部34を備えている。またこ
の電子制御装置20は、燃料噴射弁2及び回転速度センサ
18,車度センサ19とのパルス信号の入出力を行なう入・
出力部35、CPU30,ROM31等の各素子及び入力部34,入・出
力部35を結び各データが送られるバスライン36をも備え
ている。
電子制御装置20は、各センサから入力される検出デー
タを取り込み、運転条件に応じた最適燃料噴射量や点火
時期を演算すると共に、アイドルスイッチ15がオン、す
なわちスロットルバルブ8が全閉となっているときに
は、後述の処理により吸気圧センサ4からの検出データ
をチェックする作用も行う。
次に、第4図のフローチャートを用いてCPU30が実行
する、スロットルバルブ8が全閉の時の燃料噴射量制御
方法を説明する。
第4図は後述する予め定められた標準的なエンジンに
ついて定められた回転速度と吸気管圧力との関係を、定
常アイドリング時に逐次補正するための補正値を算出す
るルーチンのフローチャートを示す。このルーチンは32
msec毎に割り込みによってCPU30により処理されるもの
である。このルーチンがスタートすると、まずステップ
110においてカウンタCPMの値が32以上となっているか否
かをチェックする。CPM<32であればステップ120にてCP
Mの値を1だけ増加させて本ルーチンは終了する。この
カウンタCPMのチェックは、本ルーチンの実行間隔が32m
secであるところから、32msec×32回=1secの時間待ち
を行うためのものである。ステップ110でCPM≧32と判断
されるとステップ130でカウンタCPMを0にリセットした
後、ステップ140でアイドルスイッチ15がONとなってい
るか否かをチェックする。ここでアイドルスイッチ15が
OFF、すなわちスロットルバルブが全閉でないならば、
本ルーチンはそのまま終了する。アイドルスイッチ15が
ONのときのみ、ステップ150でそのときのエンジン1の
吸気管圧力PM及び回転速度NEを入力する。これは、この
ルーチンで直接吸気圧センサ4及び回転速度センサ18か
ら入力してもよいし、あるいは別途実行される燃料噴射
量決定ルーチンで検出された値を用いてもよい。
次にステップ160で、この回転速度NEが700rpm以下で
あるかどうかをチェックし、NE>700rpmであれば本ルー
チンはそのまま終了する。これは定常アイドリング状態
のみを選択するためのチェックである。NE≦700rpmであ
ればステップ170へ進み、次の計算式により平均吸気管
圧力PMAVを算出する。
PMAV=(31×PMAV+PM)/32 …(1) これは、前回算出された平均吸気管圧力PMAV(右辺の
PMAV)に31、今回検出された吸気管圧力PMに1の各々重
み付けを行って平均をとり、新しいPMAVとするものであ
る。同様にステップ180では平均回転速度NEAVを次式に
より算出する。
NEAV=(31×NEAV+NE)/32 …(2) 次にステップ190で、予め定められROM31に記憶されて
いる、標準的なエンジンの回転速度Nと吸気管圧力Pと
の関係P=f(N)に上記求められた平均回転速度NEAV
を代入し、変数LPMGに格納する。この関係P=f(N)
の一例を第5図に示す。なお、ROM31中に記憶しておく
方法としては関数形でもよいし、離散値のテーブルの形
でもよい。テーブルの形で記憶されている場合には、ス
テップ190では補間計算が必要となる。そして、ステッ
プ200では平均吸気管圧力PMAVから上記変数LPMGの値す
なわちf(NEAV)を減じ、変数DLPMIDに格納する。この
変数DLPMIDの値が、後に燃料噴射量算出ルーチンにおい
て、関数P=f(N)を全回転速度域にわたって補正す
るために用いられるのである。以上で本補正値算出ルー
チンを一旦終了する。
第6図はスロットルバルブ8が全閉のときの燃料噴射
量を決定するためのルーチンのフローチャートである。
このルーチンはエンジン1の回転に同期して1回転毎に
1回、従って1サイクルに2回、起動される。本ルーチ
ンがスタートすると、まずステップ210にて、アイドル
スイッチ15がONとなっているか否かをチェックする。こ
こでアイドルスイッチ15がOFFであれば、本ルーチンは
そのまま終了する。あるいは、ここからスロットルバル
ブ8が全閉でない時の燃料噴射量を決定するルーチンへ
飛んで、処理を行うようにしてもよい。ステップ210で
アイドルスイッチ15がONである、すなわちスロットルバ
ルブ8が全閉であることが検出されると、ステップ220
にて現時点の吸気管圧力PM及び回転速度NEを入力する。
次にステップ230にて、前記第5図に示す関係P=f
(N)に、ステップ220にて検出した回転速度NEの値を
代入し、LPMGとする。これは前記の通り、その関係がテ
ーブルの形で記憶されているものであれば、補間計算に
よる。次にステップ240において、得られたLPMGに前記
補正値算出ルーチンで算出した補正値DLPMIDを加え、補
正された推定吸気管圧力LMTPMを得る。ステップ240にお
ける処理は、第5図の標準的な関係P=f(N)(実
線)を補正値DLPMIDにより補正した関係P=fc(N)
(点線)に基づいて、吸気管圧力LMTPMを得るものであ
る。次にステップ250において、実測吸気管圧力PMが上
記推定吸気管圧力LMTPMより小であるか否かを判断す
る。ここでPM<LMTPMという状態は、例えばレーシング
後回転速度が低下している時にオートマチックトランス
ミッションのレンジをNからDに変えた場合等のよう
に、エンジンの回転速度NEが急激に変化した場合、シリ
ンダにおける圧力変化が未だサージタンク3aにある吸気
圧センサ4の所まで伝達されないことにより生じ得る。
第7図に、エンジン1の回転速度が急激に低下するとき
の、吸気圧センサ4の検出する吸気管圧力PM(実線)及
びシリンダ内の圧力(点線)の時間的推移を示す。吸気
圧センサ4の検出値はシリンダ内圧力の変化に対し、△
tの時間的遅れを示す。ステップ250においてPM<LMTPM
と判断されると、ステップ260にてLMTPMの値をPMに代入
する。PM≧LMTPMであれば、PMの値は変更されない。こ
れらの処理は、吸気圧センサ4により検出された吸気管
圧力PMが上記圧力伝達遅れによりシリンダ圧力を正確に
反映せず、それより低くなっている場合には、燃料噴射
量がそれにより減少されてシリンダ内混合気が燃料過薄
とならないように、LMTPMの値、すなわち補正された標
準的関係により求められる吸気管圧力fc(NE)(ステッ
プ230,240)の値を最低限度(ガード)とするものであ
る。
あとはステップ270にて、吸気管圧力PMを基に、所定
の関係式g(PM)により燃料噴射量TAUを算出して本ル
ーチンを一旦終了する。
上記の通り、本実施例により、エンジン1の回転速度
が急激に変化したときに生じる、シリンダ内圧力の吸気
圧センサ4までの伝達遅れによるエンジンの不整回転、
停止等につながる過低圧の検出を適切にガードすること
ができる。
なお、上記実施例では予めROM31内に記憶された関係
P=f(N)を、定常アイドリング時に1秒毎に補正し
て、各時点のエンジン1の状態をより反映したものとし
ていたが、これは省略することも可能であり、第4図の
ルーチン及び第6図のステップ240を省略することがで
きる。この場合でも、第6図のステップ250,260により
ガードは行われるからである。
[発明の効果] 本発明によれば、スロットル全閉時には、吸気管圧力
の検出値をそのまま基本燃料噴射量の算出に用いるので
はなく、予め実験的に求めてテーブル等の形で記憶して
おいたエンジン回転速度と吸気管圧力との対応関係にエ
ンジン回転速度の検出値を当てはめて算出した吸気管圧
力の算出値で下限をガードするので、吸気管圧力の検出
遅れによって基本燃料噴射量が相対的に現象して混合気
がオーバーリーンになるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概略の構成を例示するブロック図、第
2図は本発明の実施例が適用されるガソリンエンジンと
その周辺装置の概略構成図、第3図は電子制御装置の構
成を示すブロック図、第4図はCPUにて行われる補正値
算出ルーチンのフローチャート、第5図はROM内に記憶
されている標準的エンジンの回転速度と吸気管圧力の関
係及びその補正後の関係を示すグラフ、第6図はCPUに
て行われるスロットルバルブ全閉時の燃料噴射量算出ル
ーチンのフローチャート、第7図はエンジン回転速度が
急落する時の吸気圧センサ検出値とシリンダ内圧力の時
間的変化を示すグラフである。 1……エンジン 2……燃料噴射弁 4……吸気圧センサ 8……スロットルバルブ 12……バイパス路 15……アイドルスイッチ 18……回転速度センサ 20……電子制御装置

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の吸気管圧力を基に基本燃料噴射
    量を決定する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、 スロットルバルブが全閉のときの内燃機関の回転速度と
    吸気管圧力との対応関係として予め実験的に求められた
    対応関係を、内燃機関の回転速度をパラメータとする関
    数やテーブルとして記憶しておく記憶手段と、 内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段
    と、 内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 スロットルが全閉であるか否かを判定する判定手段と、 該判定手段によってスロットルが全閉であると判定され
    たときは、前記記憶手段の記憶している実験的な対応関
    係に前記回転速度検出手段で検出される回転速度を当て
    はめて吸気管圧力を算出する吸気管圧力算出手段と、 該吸気管圧力算出手段の算出値と、前記吸気管圧力検出
    手段による検出値とを比較する比較手段と、 該比較手段による比較の結果、吸気管圧力の検出値の方
    が前記算出値よりも小さいときには該算出値に基づいて
    基本燃料噴射量を決定し、吸気管圧力の検出値が前記算
    出値以上となっているときには該検出値を基に基本燃料
    噴射量を決定するスロットル全閉時基本燃料噴射量決定
    手段と を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装
    置。
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