JP2705100B2 - 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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JP2705100B2 JP63109767A JP10976788A JP2705100B2 JP 2705100 B2 JP2705100 B2 JP 2705100B2 JP 63109767 A JP63109767 A JP 63109767A JP 10976788 A JP10976788 A JP 10976788A JP 2705100 B2 JP2705100 B2 JP 2705100B2
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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
燃料噴射弁の特性ばらつき等に影響されることなく加速
時の燃料噴射量を最適な値にして加速性を良好にした内
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空気流量
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、回転
速度センサによって機関回転速度を検出し、空気量セン
サ出力と回転速度センサ出力とから燃料噴射時間を演算
して燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装
置が知られている。しかしながら、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してい
るため、加速時や減速時等の過渡時には、機関燃焼室に
吸入される空気量に加えてサージタンクおよび吸気管の
容積を充填させる空気量も計測され、この空気量に基づ
いて燃料噴射時間が演算される。このため、加速時には
検出された空気量が多くなって空燃比リツチになる。ま
た、減速時には加速時と逆になり、燃焼室に吸入される
空気量が検出された空気量より多くなるため、空燃比リ
ーンになる。加速時における上記の現象について第2図
を参照して説明すると、スロツトル弁の開度変化に対し
て燃焼室に吸入される空気量はQaのように変化する。し
かしながら、加速時にはスロツトル弁の下流側のサージ
タンクおよび吸気管の容積をも満たす量の空気が必要と
なり、この量に対応した空気がスロツトル弁の上流側を
流れるため空気量センサ出力はqのように変化する。従
って、空気量センサ出力に基づいて演算される燃料噴射
時間は、機関が要求する燃料噴射時間TAUに対してオー
バシユートすることになり、領域Aに示す部分空燃比が
オーバリツチになる。このため、破線で示す望ましい車
速に対して実線で示す実車速が大きくうねり、加速時の
シヨツクとなって表われる。このシヨツクを防止するた
めには、第3図に示すように、空気量センサ出力qに対
して遅れた空気量Qaを用いて燃料噴射量を制御すればよ
い。このような原理に基づいて、従来では特開昭62−17
0745号公報に示されるように、加速時に吸入空気量の検
出量に対して燃料噴射量を演算する手段に遅れ要素を持
たせることが行われている。この遅れ要素の大きさは、
吸入空気量または加速後の経過時間に依存するように定
められている。
なお、本発明に関連する技術としては、機関空燃比と
目標空燃比との偏差に応じて加速時の加速増量係数を変
化させる技術(特開昭62−153543号公報)がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の技術では、遅れ要素の大き
さが吸入空気量の大きさまたは加速後の経過時間に応じ
て定められており、燃焼室に吸入される実空気量に対応
した燃料噴射時間を演算できるが、製造誤差等によって
燃料噴射弁に特性のばらつき等が発生している場合に
は、燃料噴射量がばらつき、加速時にもたつきが発生す
る、という問題がある。
本発明は上記問題点を解決すべくなされたもので、燃
料噴射弁の特性ばらつき等に拘わらず加速時の燃料噴射
量を最適値にして、もたつき等の発生を防止した内燃機
関の燃料噴射量制御装置を提供することを目的とする。
〔課題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、第4図に示すよ
うに、スロツトル弁の上流側を通過する空気量を検出す
る空気量センサAと、機関回転速度を検出する回転速度
センサBと、機関空燃比を検出する空燃比センサCと、
機関の加速状態を検出する加速状態検出手段Dと、前記
加速状態検出手段Dによって機関の加速状態が検出され
たときに、前記機関空燃比が目標空燃比よりリツチであ
る場合には、その偏差が大きくなるに従って遅れ要素の
大きさが大きくなり、前記機関空燃比が目標空燃比より
リーンである場合には、その偏差が大きくなるに従って
遅れ要素の大きさが小さくなるように遅れ要素を求める
遅れ要素演算手段Eと、前記遅れ要素を用てい前記空気
量センサA出力と前記回転速度センサB出力とから求ま
る燃料噴射時間に対して遅れた燃料噴射時間を演算する
燃料噴射時間演算手段Fと、前記演算手段Fで演算され
た燃料噴射時間に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴
射量制御手段Gと、を含んで構成したものである。
〔作用〕
本発明によれば、空気量センサAによってスロツトル
弁の上流側を通過する空気量が検出され、回転速度セン
サBによって機関回転速度が検出され、空燃比センサC
によって機関空燃比が検出され、加速状態検出手段Dに
よって機関の加速状態が検出される。遅れ要素演算手段
Eは、加速状態検出手段Dによって機関の加速状態が検
出されたときに、前記機関空燃比が目標空燃比よりリツ
チである場合には、その偏差が大きくなるに従って遅れ
要素の大きさが大きくなり、前記機関空燃比が目標空燃
比よりリーンである場合には、その偏差が大きくなるに
従って遅れ要素の大きさが小さくなるように遅れ要素を
求める。燃料噴射時間演算手段Fは、遅れ要素演算手段
Eで求められた遅れ要素を用いて前記空気量センサA出
力と前記回転速度センサB出力とから求まる燃料噴射時
間に対して遅れた燃料噴射時間を演算する。そして、燃
料噴射量制御手段Gはこの遅れた燃料噴射時間に基づい
て燃料噴射量を制御する。
従って、機関の加速状態が検出されたときに、機関空
燃比が目標空燃比よりリツチである場合には、その偏差
が大きくなるに従って遅れ要素の大きさが大きくなって
機関空燃比が目標空燃比に近づき、機関空燃比が目標空
燃比よりリーンである場合には、その偏差が大きくなる
に従って遅れ要素の大きさが小さくなって機関空燃比が
目標空燃比に近づくことになる。
燃料噴射時間演算手段Eでは、遅れ要素によって空気
量センサA出力を処理することにより遅れた燃料噴射演
算を演算することができ、また空気量センサ出力と回転
速度センサ出力とから演算した燃料噴射時間を遅れ要素
で処理することにより遅れた燃料噴射時間を演算するこ
とができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、機関の加速状態
が検出されたときに、機関空燃比が目標空燃比よりリツ
チである場合には、その偏差が大きくなるに従って遅れ
要素の大きさが大きくなり、機関空燃比が目標空燃比よ
りリーンである場合には、その偏差が大きくなるに従っ
て遅れ要素の大きさが小さくなるように求めた遅れ要素
を用いて、センサ出力から演算される燃料噴射時間に対
して遅れた燃料噴射時間を演算しているため、燃料噴射
弁の特性ばらつき等によって過渡時に燃料噴射量がばら
つく場合においても空燃比を目標空燃比に制御して加速
時のもたつき等を防止することができる、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5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、マイクロコンピュータ等の電子制御回路16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
ヤンバ内に可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、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、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および吸気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、そ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、第7図に示すように、空燃比の変化に対して
略比例した信号を出力するリニア空燃比センサ4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
ロッ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。
上記制御回路16は、第6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、A/D変換器32を介してリニア空燃比センサ
4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。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を介して燃料噴射弁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RO
M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
て燃料噴射時間TAUを演算するルーチンを示すもので、
ステツプ100において機関回転速度Nおよびエアフロメ
ータ2出力Qnを取り込み、ステツプ102においてリニア
空燃比サンサ4で検出された機関空燃比A/Fを取り込
む。次のステツプ104では、今回取り込んだエアフロメ
ータ出力Qnから前回取り込んだエアフロメータ出力Qn-1
を減算することにより空気量の変化率ΔQを演算する。
次のステツプ106では空気量の変化率ΔQが所定値α以
上か否かを判断することにより加速中か否かを判断す
る。このステップ106は本発明の加速状態検出手段に対
応している。加速中と判断されたときには、ステツプ10
8において空気量の変化率ΔQに応じて第8図に示した
ように定められた遅れ要素K1のテーブルから現在の変化
率ΔQに対する遅れ要素K1を演算し、ステツプ110にお
いて目標空燃比A/F0から現在の機関空燃比A/Fを減算し
た偏差ΔA/Fに応じて第9図のように定められた遅れ要
素K2のテーブルから現在の偏差ΔA/Fに対する遅れ要素K
2を演算し、ステツプ112において遅れ要素K1と遅れ要素
K2とを加算することにより最終的な遅れ要素Kを演算す
る。そして、ステツプ114において以下の式に従って遅
れ要素Kでエアフロメータ2出力Qnを処理することによ
りエアフロメータで検出された空気量に対して遅れた空
気量Qaを演算する。
Qa←KQn-1+(1−K)Qn …(1) そして、ステツプ116において空気量Qaと機関回転速
度Nとに基づいて燃料噴射時間TAUを演算する。一方、
加速中でないときにはステツプ118においてエアフロメ
ータで検出された空気量QnをQaとした後ステツプ116へ
進む。
以上のように制御する結果、空気量の変化率ΔQが大
きいほど遅れ要素K1が大きくされるため加速度合いが大
きいほど遅れ要素が大きくなり、これによって急加速時
の加速シヨツクを防止することができる。また、空燃比
の偏差ΔA/Fが正のとき、すなわち空燃比が目標空燃比
よりリツチのときは、遅れ要素K2を偏差ΔA/Fの大きさ
に応じて大きくしているため、空燃比の目標空燃比から
の偏差が大きいほど、遅れた空気量によって燃料噴射時
間が演算されるため燃料噴射量が少なくなり、空燃比が
目標空燃比に近づくことになる。一方、空燃比の偏差Δ
A/Fが負のとき、すなわち空燃比が目標空燃比よりリー
ンのときは遅れ要素K2が負になるため最終的な遅れ要素
が小さくなり、これによって空燃比の目標空燃比からの
偏差が大きいほどエアフロメータ出力に近い値で燃料噴
射量が制御されるため、燃料噴射量が多くなり、空燃比
が目標空燃比に近づくことになる。
なお、上記では遅れ要素K1を空気量の変化率ΔQで定
める例について説明したが、第10図に示すように加速開
始からの経過時間に応じて定めるようにしてもよい。こ
のときの遅れ要素K1は、加速からの経過時間が長くなる
に従って小さくなるように定められる。また、空気量を
遅れ要素で処理する例について説明したが、燃料噴射時
間を遅れ要素で処理するようにしてもよく、上記(1)
式に代えて以下に示す(2)式に従って処理するように
してもよい。
Qan←KQn+(1−K)Qan-1 …(2) ただし、Qanは燃料噴射時間演算用の今回の空気量、Q
an-1は同じく前回の空気量である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の燃料噴射時間を演算するルー
チンを示す流れ図、第2図は加速時における燃料噴射時
間及び車速等の変化を示す線図、第3図は空気量センサ
出力qと理想的な空気量Qaとの関係を示す線図、第4図
は本発明の特許請求の範囲に対応したブロツク図、第5
図は本発明の実施例の燃料噴射量制御装置を適用した内
燃機関の概略図、第6図は第5図の制御回路の詳細を示
すブロツク図、第7図は空燃比の変化に対するリニア空
燃比センサ出力の変化を示す線図、第8図は空気量の変
化率ΔQに対する遅れ要素K1の変化を示す線図、第9図
は空燃比の偏差ΔA/Fに対す遅れ要素K2の変化を示す線
図、第10図は加速からの経過時間に対する遅れ要素K1
変化を示す線図である。 3……スロツトル弁、4……リニア空燃比センサ、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、 機関空燃比を検出する空燃比センサと、 機関の加速状態を検出する加速状態検出手段と、 前記加速状態検出手段によって機関の加速状態が検出さ
    れたときに、前記機関空燃比が目標空燃比よりリツチで
    ある場合には、その偏差が大きくなるに従って遅れ要素
    の大きさが大きくなり、前記機関空燃比が目標空燃比よ
    りリーンである場合には、その偏差が大きくなるに従っ
    て遅れ要素の大きさが小さくなるように遅れ要素を求め
    る遅れ要素演算手段と、 前記遅れ要素を用いて前記空気量センサ出力と前記回転
    速度センサ出力とから求まる燃料噴射時間に対して遅れ
    た燃料噴射時間を演算する燃料噴射時間演算手段と、 前記演算手段で演算された燃料噴射時間に基づいて燃料
    噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置。
JP63109767A 1988-05-02 1988-05-02 内燃機関の燃料噴射量制御装置 Expired - Lifetime JP2705100B2 (ja)

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JPH0751907B2 (ja) * 1987-03-11 1995-06-05 株式会社日立製作所 空燃比学習制御装置
JPH0169154U (ja) * 1987-10-27 1989-05-08

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