JP2590942B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御方法 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量制御方法

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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方法に係り、特に
主燃料噴射時間と副燃料噴射時間との和から基本燃料噴
射時間を求めて燃料噴射量を制御するようにした内燃機
関の燃料噴射量制御方法に関する。
〔従来の技術〕
従来より、機関負荷(吸気管圧力または吸入空気量)
と機関回転速度とで定まる基本燃料噴射時間を予め制御
回路の記憶部に記憶しておき、機関負荷と機関回転速度
とを検出して、この検出された機関負荷と機関回転速度
とに対応する基本燃料噴射時間を記憶部に記憶された内
容に基づいて演算し、演算された基本燃料噴射時間に基
づいて燃料噴射量を制御する内燃機関が知られている。
上記の制御回路としては8ビット(1バイト)のマイク
ロコンピュータが使用され、また上記の基本燃料噴射時
間はマイクロコンピュータのリードオンリメモリ(RO
M)に機関負荷と機関回転速度とを変数とする2次元テ
ーブルの形で最下位ビット(LSB)の単位(重み)を32
μsec程度として1バイトで記憶されている。しかしな
がら、上記のようにLSBの単位が32μsecと大きいため、
軽負荷域等の燃料小噴射量領域では、基本燃料噴射時間
の値が小さくなることから上記の2次元テーブルの各点
の値を精度よく表すことができず燃料噴射量の精度が悪
化する、という問題があった。この問題を解決するため
に、LSBの単位を小さくすると、基本燃料噴射時間は運
転状態によっては最大7msec程度になることがあるた
め、燃料大噴射量領域の基本燃料噴射時間を1バイトで
表わすことができなくなり、2バイト以上のROMを使用
する必要が生ずることからROMのワード数が増加してコ
ストアツプになる。
このため、従来では、基本燃料噴射時間の各々を吸気
管圧力に依存しかつLSBの単位が大きい主燃料噴射時間T
PMAINと吸気管圧力および機関回転速度に依存しかつLSB
の単位が小さい副燃料噴射時間TPSUBとに分割し、分割
された基本燃料噴射時間の各々を2つのテーブルでROM
に記憶し、LSBの単位が大きい主燃料噴射時間を演算し
た後LSBの単位が小さい副燃料噴射時間を演算し、主燃
料噴射時間と副燃料噴射時間とを加算して基本燃料噴射
時間を求めることが行われている(特開昭58−162736号
公報の第4図)。なお、本発明に関連する技術としては
特開昭58−150059号公報および特開昭60−53778号公報
記載の技術がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来の方法では、LSBの単位が大
きい主燃料噴射時間を演算した後にLSBの単位が小さい
副燃料噴射時間を演算しているため、主燃料噴射時間を
演算したときから燃料を噴射するまでの間に吸気管圧力
が急激に変化して更新された場合には、更新された値を
主燃料噴射時間の演算に使用できないと共に主燃料噴射
時間のLSBの単位が大きいため基本燃料噴射時間に大き
く影響し、一方更新された値で演算可能な副燃料噴射時
間のLSBの単位が小さいため充分補正できず、噴射時点
で燃料噴射量が機関の要求値に対して適正でなくなり、
排気エミツションおよびドライバビリテイが悪化する、
という問題が発生する。
本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、演
算時点と燃料噴射時点との機関負荷の誤差によって燃料
噴射量が大きく変化しないようにした内燃機関の燃料噴
射量制御方法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、主燃料噴射時間
と前記主燃料噴射時間を補正する副燃料噴射時間とを求
めた後、前記主燃料噴射時間と前記副燃料噴射時間とか
ら基本燃料噴射時間を求めて燃料噴射量を制御する内燃
機関の燃料噴射制御方法において、前記副燃料噴射時間
を求めた後前記主燃料噴射時間を求めることを特徴とす
る。なお、主燃料噴射時間は燃料噴射時点に最も近い時
点で求めることが好ましい。
〔作用〕
本発明では、主燃料噴射時間を補正するための副燃料
噴射時間を求めた後に主燃料噴射時間を求めるようにし
ている。この副燃料噴射時間は主燃料噴射時間を補正す
るためのものであるため主燃料噴射時間より値が小さ
い。このため、副燃料噴射時間の演算、主燃料噴射時間
の演算、基本燃料噴射時間の演算、燃料噴射と順に処理
されることになり、値が大きな主燃料噴射時間が燃料噴
射時点に最も近い吸気管圧力等の機関負荷に基づいて演
算されることになるため燃料噴射時点に対応する機関が
要求する基本燃料噴射時間と演算された基本燃料噴射時
間との誤差が小さくなり空燃比の制御性が良くなってド
ライバビリテイおよび排気エミツシヨンが向上する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、値が大きい主燃
料噴射時間を燃料噴射時点に最も近い時点で演算してい
るため、機関要求燃料噴射量に対応した量の燃料を噴射
することが可能になり、空燃比の制御性が良くなってド
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実施例を詳細に説明す
る。第2図は本発明が適用可能な燃料噴射量制御装置を
備えた4気筒4サイクル火花点火内燃機関(エンジン)
の概略を示すものである。
このエンジンは、1チップの8ビツトマイクロコンピ
ュータ44によって制御されるものであり、エアクリーナ
(図示せず)の下流側には、スロツトル弁8が配置さ
れ、スロツトル弁8の下流側にサージタンク12が設けら
れている。このサージタンク12には、ダイヤフラム式の
圧力センサ6が取付けられている。この圧力センサ6の
出力端は、吸気管圧力の動脈成分を取除くための時定数
が小さく(例えば、3〜5msec)かつ応答性の良いCRフ
イルタ等で構成されたフイルタ(第3図)に接続されて
いる。なお、このフイルタは圧力センサ内に内蔵させる
ようにしても良い。また、スロツトル弁8を迂回しかつ
スロツトル弁上流側とスロツトル弁下流側のサージタン
ク12とを連通するようにバイパス路14が設けられてい
る。このこのバイパス路14には4極の固定子を備えたパ
ルスモータ16Aによって開度が調節されるISC(アイドル
スピードコントロール)バルブ16Bが取付けらている。
サージタンク12は、インテークマニホールド18及び吸気
ポート22を介してエンジン20の燃料室に連通されてい
る。そしてこのインテークマニホールド18内に突出する
よう各気筒毎に燃焼噴射弁24が取付けられている。
エンジン20の燃焼室は、排気ポート26及びエキゾース
トマニホールド28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28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30が取付けられている。エンジンブロツク
32には、このエンジンブロツク32を貫通してウオータジ
ヤケツト内に突出するよう冷却水温センサ34が取付けら
れている。この冷却水温センサ34は、エンジン冷却水温
を検出して水温信号を出力し、水温信号で機関温度を代
表する。なお、機関オイル温を検出して機関温度を代表
させても良い。
エンジン20のシリンダヘツド36を貫通して燃焼室内に
突出するように各気筒毎に点火プラグ38が取付けられて
いる。この点火プラグ38は、デイストリビユータ40及び
イグナイタ42を介して、マイクロコンピュータ44に接続
されている。このデイストリビユータ40内には、デイス
トリビユータシヤフトに固定されたジグナルロータとデ
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46及び回転角センサ
48が取付けられている。気筒判別センサ46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48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。
マイクロコンピュータ44は第3図に示すようにマイク
ロプロセツシングユニツト(MPU)60、リード・オンリ
・メモリ(ROM)62、ランダム・アクセス・メモリ(RA
M)64、バツクアツプラム(BU−RAM)66、入出力ポート
68、入力ポート70、出力ポート72、74、76及びこれらを
接続するデータバスやコントロールバス等のバス75を含
んで構成されている。入出力ポート68には、アナログ−
デジタル(A/D)変換器78とマルチプレクサ80とが順に
接続されている。マルチプレクサ80には、抵抗Rとコン
デンサCとで構成されたフイルタ7及びバツフア82を介
して圧力センサ6が接続されると共にバツフア84を介し
て冷却水温センサ34が接続されている。MPU60は、マル
チプレクサ80及びA/D変換器78を制御して、フイルタ7
を介して入力される圧力センサ6出力及び冷却水温セン
サ34出力を順次デジタル信号に変換してRAM64に記憶さ
せる。従って、マルチプレクサ80、A/D変換器78及びMPU
60等は、圧力センサ出力を所定時間毎にサンプリングす
るサンプリング手段として作用する。入力ポート70に
は、コンパレータ88及びバツフア86を介してO2センサ30
が接続されると共に波形整形回路90を介して気筒判別セ
ンサ46及び回転角センサ48が接続されている。出力ポー
ト72は駆動回路92を介してイグナイタ42に接続され、出
力ポート74はダウンカウンタを備えて駆動回路94を介し
て燃料噴射弁24に接続され、そして出力ポート76は駆動
回路96を介してISCバルブのパルスモータ16Aに接続され
ている。なお、98はクロツク、99はLSBが4μsecでかつ
8ビットのフリーランカウンタであり、このカウンタは
オーバフローする毎、すなわち1024μsec毎に割込み信
号をMPU60に出力する。上記ROM62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。
また、上記ROM62には、以下の第1表に示すように、
吸気管圧力PMに対応して定めた主燃料噴射時間TPMAINを
示す一次元のテーブルが各点1バイト(8ビット)の構
成で予め記憶されると共に、以下の第2表に示すよう
に、吸気管圧力PMおよび機関回転速度NEに対応して定め
た副燃料噴射時間TPSUBを示す二次元のマツプが各点1
バイトの構成で予め記憶されている。
上記第1表における主燃料噴射時間TPMAINのLSBの単
位は32μsecであり、上記第2の副燃料噴射時間TPSUBの
LSBの単位は8μsecと主燃料噴射時間TPMAINの単位より
細かな単位で記憶されている。
以下上記ROMに記憶されている制御ルーチンについて
説明する。第4図は、フリーランカウンタ99がオーバフ
ローする毎(1.024msec毎)に割込まれる時間割込みル
ーチンを示すもので、ステツプ110において割込み回数
2回当り1回圧力センサ出力をA/D変換し、かつ圧力セ
ンサ出力のA/D変換を行わない場合には他のアナログ値
のA/D変換を行うように、すなわち圧力センサ出力と他
のアナログ値とのA/D変換が交互に行われるようにA/D変
換のスケジユーリングを行い、ステツプ112において入
出力ポート68からA/D変換器78にA/D変換開始信号を出力
して、A/D変換器78を起動させる。従って、圧力センサ
出力のA/D変換は、2.048msec(≒2msec)毎に実行され
る。このA/D変換器78でのA/D変換が終了すると、A/D変
換が終了した時点でA/D変換器78から割込み信号が出力
され、このとき第5図に示すA/D変換終了割込みルーチ
ンが起動される。
第5図はA/D変換終了割込みルーチンを示すもので、
ステツプ114においてA/D変換器78で変換されたデジタル
値をRAMまたはレジスタに記憶させ、メインルーチンへ
リターンする。
第1図は基本燃料噴射時間を演算するメインルーチン
を示すもので、ステツプ100においてデジタル変換され
た吸気管圧力PMおよび機関回転速度NEを取込み、ステツ
プ102において第2表に示したテーブルから副燃料噴射
時間TPSUBを内挿法を用いて演算する。次のステツプ104
では、改めて吸気管圧力PMを取込み、ステツプ106にお
いて第1表のテーブルから主燃料噴射時間TPMAINを内挿
法を用いて演算する。そして、ステツプ108において主
燃料噴射時間と副燃料噴射時間とのLSBの単位を考慮し
て以下の式に示すように加算することにより基本燃料噴
射時間TP[μsec]を求める。
TP=TPMAIN×32+TPSUB×8 ・・・(1) そして、機関冷却水温等に応じて基本燃料噴射時間TP
を補正して最終的な燃料噴射時間を演算した後、所定ク
ランク角でこの燃料噴射時間に相当する時間燃料噴射弁
を開いて燃料噴射を実行する。
上記のように、LSBの単位が小さい副燃料噴射時間を
演算した後にLSBの単位が大きい主燃料噴射時間TPMAIN
を演算する直前に吸気管圧力PMを取込むようにしている
ため、基本燃料噴射時間の演算開始時から終了時までの
間に吸気管圧力が大きく変化したとしても、燃料噴射タ
イミングに最も近い吸気管圧力から主燃料噴射時間を求
めて基本燃料噴射時間を演算することができ、基本燃料
噴射時間の誤差は小さくなる。なお、各演算タイミング
とA/D変換タイミングは第6図に示すようになる。
また、上記のようにプログラムのソフトを変更するこ
とによって基本燃料噴射時間の誤差が生じないようにし
ているため、コストアツプさせることなく排気エミツシ
ヨンドライバビリテイを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の基本燃料噴射時間演算ルーチ
ンを示す流れ図、第2図は本発明が適用可能な内燃機関
を示す概略図、第3図は第2図の制御回路の詳細を示す
ブロック図、第4図はA/D変換を開始するための時間割
込みルーチンを示す流れ図、第5図はA/D変換終了時に
割込まれる割込みルーチンを示す流れ図、第6図は主燃
料噴射時間および副燃料噴射時間の演算タイミングとA/
D変換開始タイミング等との関係を示す線図である。 6……圧力センサ、24……燃料噴射弁、44……マイクロ
コンピュータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−162736(JP,A) 特開 昭58−150059(JP,A) 特開 昭63−255544(JP,A) 特開 昭53−141828(JP,A) 特公 昭63−40932(JP,B2) 特公 昭60−53778(JP,B2)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主燃料噴射時間と前記主燃料噴射時間を補
    正する副燃料噴射時間とを求めた後、前記主燃料噴射時
    間と前記副燃料噴射時間とから基本燃料噴射時間を求め
    て燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御方法
    において、前記副燃料噴射時間を求めた後前記主燃料噴
    射時間を求めることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量
    制御方法。
  2. 【請求項2】前記副燃料噴射時間を求めた後、燃料噴射
    時点に最も近い時点で前記主燃料噴射時間を求めること
    を特徴とする特許請求の範囲(1)記載の内燃機関の燃
    料噴射量制御方法。
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