JP2590940B2 - 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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JP2590940B2 JP25431087A JP25431087A JP2590940B2 JP 2590940 B2 JP2590940 B2 JP 2590940B2 JP 25431087 A JP25431087 A JP 25431087A JP 25431087 A JP25431087 A JP 25431087A JP 2590940 B2 JP2590940 B2 JP 2590940B2
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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制御装置に係り、特に
可動ベーン式空気量センサ出力に基づいて燃料噴射量を
制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より、メジヤリングプレートの開度から流量を検
出する可動ベーン式空気量センサによってスロツトル弁
の上流側を通過する空気量を検出すると共に、機関回転
速度センサによって機関回転速度を検出し、可動ベーン
式空気量センサ出力と機関回転速度センサ出力とに基づ
いて機関1回転当りに吸入される吸入空気量QNを演算
し、この吸入空気量QNから燃料噴射時間を定めて燃料噴
射量を制御する内燃機関が知られている。かかる内燃機
関においては、可動ベーン式空気量センサを用いている
ため、減速時でスロツトル弁が全閉状態になった時点に
メジヤリングプレートがアンダーシユートして空気量セ
ンサ出力が急激に小さくなり、燃料噴射量が機関要求値
に対して少なくなりすぎて空燃比がオーバーリーンにな
ることがある。すなわち、燃料噴射量は可動ベーン式空
気量センサ出力に比例するため、空気量センサ出力がア
ンダーシユートして検出値が実際に機関に供給される空
気量より小さな値になると、燃料噴射量が少なくなり、
これによって空燃比がオーバーリーンとなり、車両減速
初期のしゃくりの原因となる。
このため、従来では空気量センサのアンダーシユート
による空燃比オーバーリーンを防止するために、第2図
(1)に示すように、最小燃料噴射時間TAUminを定め、
減速時には吸入空気量QNに基づいて演算された燃料噴射
時間が最小燃料噴射時間以下にならないように制限して
いる(特開昭60−138245号公報、特開昭58−748375号公
報)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、減速初期にメジヤリングプレートは、
アンダシユートした後振動することになるが、アンダシ
ユートと逆方向に大きく振動したとき吸入空気量QNが機
関要求値より大きくなり、最小燃料噴射時間で制限する
方法では、空燃比がリツチになり、減速時のしゃくり現
象を助長する、という問題がある。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、減速初期に可動ベーン式空気量センサのアンダーシ
ユートが生じても、燃料噴射量を最適にして、空燃比オ
ーバーリーンが生じないようにすると共にしゃくり現象
を防止した内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供するこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明は、スロツトル弁の
上流側を通過する空気量を検出する可動ベーン式空気量
センサと、機関回転速度を検出する回転速度センサと、
スロツトル弁が全閉状態になったか否かを検出するアイ
ドルスイツチと、前記空気量センサ出力と前記回転速度
センサ出力とに基づいて単位回転当りに機関に吸入され
る吸入空気量を演算する空気量演算手段と、演算された
吸入空気量に応じて現在の吸入空気量の重み付け係数を
変更する変更手段と、変更された重み付け係数を用いて
過去に演算した吸入空気量の加重平均値と前記現在の吸
入空気量とから吸入空気量の加重平均値を演算する平均
値演算手段と、スロツトル弁が全閉状態になった時点か
ら所定期間の間前記平均値演算手段で演算された吸入空
気量の加重平均値に基づいて燃料噴射量を制御する制御
手段と、を含んで構成したものである。
〔作用〕
本発明の空気量演算手段は、可動ベーン式空気量セン
サ出力と回転速度センサ出力とに基づいて単位回転(例
えば、1回転)あたりに機関に吸入される吸入空気量QN
を演算する。また、平均値演算手段は、変更手段によっ
て吸入空気量に応じて変更された重み付け係数を用いて
過去に演算した吸入空気量の加重平均値と現在の吸入空
気量とから加重平均値を演算する。この吸入空気量の加
重平均値は以下の式によって演算することができる。
ただし、QNS0は過去に演算した吸入空気量の加重平均
値、QNSNは現在の吸入空気量の加重平均値、Kは重みに
関する係数(重み付け係数)である。Kは異なる複数の
値からQNの値に応じて設定される。
制御手段は、スロツトル弁が全閉状態になった時点か
ら所定期間の間、現在の吸入空気量の加重平均値QNSN
吸入空気量に応じた重み付け係数によって変化させて得
られた最適燃料噴射量に基づいて制御している。上記
(1)式中の重み付け係数Kが吸入空気量即ち負荷に基
づいて変更されるので、現在の吸入空気量の加重平均値
QNSNは、空気量センサ出力の変化に対して穏やかに且つ
機関の要求に応えるように変化することになるため、空
気量センサ出力のアンダーシユートや振動が発生しても
空燃比のオーバーリーンやオーバーリツチが防止されて
しゃくり現象が防止される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、スロツトル弁が
全閉状態になった時点から所定期間の間単位回転当りの
吸入空気量に応じた重み付け係数により変化した吸入空
気量の加重平均値に基づいて燃料噴射量を制御している
ため、減速初期のオーバーリーンやオーバーリツチを防
止してしゃくり現象を防止しドライバビリテイおよび排
気エミツシヨンを向上することができる、という効果が
得られる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第3図は、本実施例の燃料噴射量制御装置を備えた内
燃機関(エンジン)の一例を示すものである。このエン
ジンは、マイクロコンピユータ等の電子制御回路によっ
て制御されるもので、エアクリーナ1の下流側には、ス
ロツトル弁3の上流側を通過する空気量を検出する可動
ベーン式空気量センサとしてのエアフローメータ2が設
けられている。エアフローメータ2は、ダンピングチヤ
ンバ内に回動可能に設けられたコンペンセーシヨンプレ
ート、コンペンセーシヨンプレートに連結されたメジヤ
リングプレートおよびメジヤリングプレートの開度を検
出するポテンシヨメータを備えている。従って、吸入空
気量は、電圧値としてポテンシヨメータから出力される
吸入空気量信号から求められる。
エアフローメータ2の下流側にはスロツトル弁3が配
置され、このスロツトル弁3にはスロツトル弁全閉状態
(アイドル状態)でオンするアイドルスイツチ4が取り
つけられ、スロツトル弁3の下流側にはサージタンク17
が配置されている。サージタンク17は、インテークマニ
ホールド5および吸入ポートを介してエンジンの燃焼室
に連通されている。そして、インテークマニホールド5
内に突出するように各気筒毎に、又は気筒グループ毎に
燃料噴射弁(フユーエルインジエクタ)8が取りつけら
れている。この燃料噴射弁8は、燃料ポンプ7を介して
燃料タンク6に連通され、燃料噴射弁8に所定圧の燃料
が供給されるように構成されている。この燃料噴射弁8
を所定時間開弁させることにより、この時間に応じた量
の燃料が噴射される。
エンジンの燃焼室は、排気ポートおよびエキゾースト
マニホールドを介して三元触媒を充填した触媒装置(図
示せず)に連通されている。このエキゾーストマニホー
ルドには、理論空燃比を境に反転した信号を出力するO2
センサ15Aが取り付けられている。また、エンジンブロ
ツクには、このブロツクを貫通してウオータジヤケツト
内に突出するように冷却水温センサ15が取り付けられて
いる。この冷却水温センサ15は、エンジン冷却水温を検
出して水温信号を出力する。
エンジンのシリンダヘツドを貫通して燃焼室内に突出
するよう各気筒毎に点火プラグ14が取り付けられてい
る。この点火プラグ14は、デイストリビユータ11、点火
コイル10およびイグナイタ9を介してマイクロコンピユ
ータ等で構成された制御回路16に接続されている。この
デイストリビユータ11内には、デイストリビユータシヤ
フトに固定されたシグナルロータとデイストリビユータ
ハウジングに固定されたピツクアツプとで各々構成され
た気筒判別センサ13および回転角センサ12が取りつけら
れている。気筒判別センサ13は、例えば、720°CA毎に
発生されるパルス列から成る気筒判別信号を出力し、回
転角センサ12は、例えば30°CA毎に発生されるパルス列
から成るエンジン回転速度信号を出力する。また、制御
回路16には、スピードメータケブルによって回転される
マグネツトとマグネツトの回転に伴ってオンオフするリ
ードスイツチとを備えた車速センサ18が接続されると共
に、エアコンデイシヨナのコンプレツサ32が接続されて
いる。
上記制御回路16は、第4図に示すように、中央処理装
置(CPU)20、リード・オンリ・メモリ(ROM)21、バツ
クアツプメモリを備えたランダム・アクセス・メモリ
(RAM)22、入力ポート23、出力ポート24およびこれら
を接続するデータバスやコントロールバス等のバス25を
含んで構成されている。CPU20には、アナログ−デジタ
ル(A/D)変換器26およびマルチプレクサ27を介してエ
アフロメータ2、冷却水温センサ15が接続されている。
CPU20は、マルチプレクサ27を制御してエアフロメータ
2出力および水温センサ15出力等を順次入力させると共
にA/D変換器26を起動して入力信号をデジタル信号に変
換して取り込む。入力ポート23には、波形整形回路29を
介して回転角センサ12および気筒判別センサ13が接続さ
れると共に、バツフア32を介してアイドルスイツチ4が
接続され、またバツフア19を介して車速センサ18が接続
されている。また、入力ポート23には、バツフア33を介
してコンプレツサ32が接続されている。回転角センサ12
および気筒判別センサ13はタイミング発生回路28を介し
てCPU20に接続されている。タイミング発生回路28は、
回転角センサ12出力および気筒判別センサ13出力に基づ
いて所定クランク角毎の割り込み信号を生成してCPU20
に入力させる。この割り込み信号によってCPU20はメイ
ンルーチンの実行中であってもメインルーチンの処理を
中止して割り込みルーチンを実行する。そして出力ポー
ト24は、ダウンカウンタを含む駆動回路30を介して燃焼
噴射弁8に接続されると共に、駆動回路を介してイグナ
イタに接続されている(図示せず)。なお、31はクロツ
ク発生回路である。上記ROM21には、以下で説明する制
御ルーチンのプログラム等が予め記憶されている。
第1図は所定時間(例えば、4msec)毎に実行されて
吸入空気量の加重平均値QNSを演算するルーチンを示す
ものである。ステツプ100においてエアフロメータ2で
検出された空気量Qと回転角センサ12出力より演算され
る機関回転速度Nとを取込み、ステツプ102において空
気量Qを機関回転速度Nで除算することにより機関1回
転当りの吸入空気量QNを演算する。ステツプ104ではア
イドルスイツチがオンか否かを判断することにより、ス
ロツトル弁3が全閉状態になったか否かを判断する。ス
テツプ104の判断が肯定のときには、ステツプ106におい
てエアコンデイシヨナのコンプレツサ32がオンしている
か否かを判断する。エアコンデイシヨナのコンプレツサ
32がオンしているときにはステツプ110に進み、コンプ
レツサ32がオフしているときにはステツプ108において
吸入空気量QNに所定値(例えば、0.05l/rev)加算す
る。次のステツプ110では吸入空気量QNが第1の所定値
(例えば、0.3l/rev)以上か否かを判断することにより
アンダーシユートが発生する虞れがあるか否かを判断す
る。吸入空気量QNが第1の所定値以上のときにはステツ
プ112において重み付け係数Kを所定値K1(例えば、
1)とする。一方、ステツプ110の判断が否定のときに
はステツプ114において吸入空気量QNが第2の所定値
(例えば、0.28l/rev)以上が否かを判断する。吸入空
気量QNが第1の所定値と第2の所定値との間の値と判断
された時にはステツプ116において重み付け係数Kを所
定値K2(例えば、1024)とする。一方ステツプ114の判
断が否定の時はステツプ118において重み付け係数Kを
所定値K3(例えば、64)とする。なお、所定値K1、K2
K3の大きさはK2>K3>K1である。そして、次のステツプ
120において上記(1)式に基づいて吸入空気量の加重
平均値QNSNを演算した後第5図のルーチンに進む。
ここで、プログラムの容量の問題からワード数は少な
い方がよい。このため、本実施例では、エアコンデシヨ
ナオン時の重み付け係数Kを記憶しておいてエアコンデ
シヨナのオンオフ状態に応じて吸入空気量QNを変化させ
ている。このようにエアコンデイシヨナオフ時には、吸
入空気量を所定値より大きくしているので、大きな重み
付け係数を用いた加重平均値の演算開始タイミングがエ
アコンデイシヨナオン時より遅れる。これによって、エ
アコンデイシヨナのオンオフに応じて最適な加重平均値
を求めることができる。
第5図は燃焼噴射時間TAUを演算するルーチンを示す
もので、ステツプ130においてマニユアルトランスミツ
シヨン(M/T)を備えた車両であるかまたはオートマチ
ツクトランスミツシヨンを備えた車両であるかを判断す
る。オートマチツクトランスミツシヨンを備えた車両で
ある場合には、ステツプ144において車速Vが所定値
(例えば、3km/h)以下か否かを判断し、以下の場合に
はステツプ136へ進み所定値を越えている場合にはステ
ツプ146へ進む。一方、ステツプ130でマニユアルトラン
スミツシヨンを備えた車両と判断された場合には、ステ
ツプ132において車速Vが所定範囲内(例えば、30km/h
≧V≧10km/h)か否かを判断すると共に、ステツプ134
およびステツプ136において機関回転速度Nが所定範囲
内(例えば、900rpm≦N≦2000rpm)の値か否かを判断
する。車速Vが所定範囲内でかつ機関回転速度が所定範
囲内のとき(オートマチツクトランスミツシヨンを備え
た車両の場合には車速が所定値以下でかつ回転速度が所
定値以下のとき)は、ステツプ138においてアイドルス
イツチがオンした直後から所定時間内(例えば、0.5se
c)か否かを判断する。ステツプ138においてアイドルス
イツチがオンした直後から所定時間アイドルスイツチオ
ン状態が継続していると判断された場合には、ステツプ
140において吸入空気量の変化率DLQNが所定値(例え
ば、−0.03l/rev)以下か否かを判断することにより所
定以上の減速状態か否かを判断する。ステツプ140の判
断が肯定のときには、ステツプ142において加重平均値Q
NSNの値を吸入空気量QNの値とした後ステツプ146におい
て吸入空気量QNとO2センサ出力に基づいて得られる空燃
比フイートバツク補正係数、吸気温および機関冷却水温
等によって定まる補正係数Cとに基づいて燃料噴射時間
TAUを演算する。一方、ステツプ132からステツプ140の
判断が否定の時にはそのままステツプ146へ進んでステ
ツプ102で演算された吸入空気路QNを用いて上記と同様
にして燃料噴射時間TAUを演算する。そして、図示しな
い燃料噴射ルーチンにおいて燃料噴射時間TAUに相当す
る時間燃料噴射弁を開弁して燃料噴射を実行する。
以上のように、アイドルスイツチオン直後の吸入空気
量すなわち負荷に応じて重み付け係数Kを変化させ、重
み付け係数を小、大、中と順に変化させているため、ア
イドルスイツチがオンした減速初期は燃料噴射増量が負
荷に応じて最適化されて、空燃比がややリツチになりそ
の後はややリーンになり機関が要求する値と略等しくな
る。第2図(2)は上記のように制御したときの吸入空
気量QNと燃料噴射時間TAUとの変化を示すものである。
なお、上記ステツプ138でアイドルスイツチオン後所
定時間か否かを判断しているので、第1図のステツプ10
4は省略することができる。また、上記実施例ではエア
コンデイシヨナオンのときの重み付け係数を定めておい
てエアコンデイシヨナオフのときに吸入空気量を大きく
して演算タイミングを変化させる例について説明した
が、エアコンデイシヨナオフのときの重み付け係数を定
めておいてエアコンデイシヨナオンのときに吸入空気量
を小さくしてもよく、エアコンデイシヨナオンとオフと
に応じて重み付け係数を定めておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の加重平均値を演算するルーチ
ンを示す流れ図、第2図(1)は従来の吸入空気量と燃
料噴射時間との変化を示す線図、第2図(2)は本発明
の実施例の吸入空気量と燃料噴射時間の変化を示す線
図、第3図は本発明の燃料噴射量制御装置を備えた内燃
機関を示す概略図、第4図は第3図の制御回路の詳細を
示すブロツク図、第5図は燃料噴射時間を演算するため
のルーチンを示す流れ図である。 3……スロツトル弁、4……アイドルスイツチ、8……
燃料噴射弁。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スロツトル弁の上流側を通過する空気量を
    検出する可動ベーン式空気量センサと、機関回転速度を
    検出する回転速度センサと、スロツトル弁が全閉状態に
    なったか否かを検出するアイドルスイツチと、前記空気
    量センサ出力と前記回転速度センサ出力とに基づいて単
    位回転当りに機関に吸入される吸入空気量を演算する空
    気量演算手段と、演算された吸入空気量に応じて現在の
    吸入空気量の重み付け係数を変更する変更手段と、変更
    された重み付け係数を用いて過去に演算した吸入空気量
    の加重平均値と前記現在の吸入空気量とから吸入空気量
    の加重平均値を演算する平均値演算手段と、スロツトル
    弁が全閉状態になった時点から所定期間の間前記平均値
    演算手段で演算された吸入空気量の加重平均値に基づい
    て燃焼噴射量を制御する制御手段と、を含む内燃機関の
    燃料噴射量制御装置。
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