JP2716054B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御方式 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量制御方式

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JP2716054B2 JP62240331A JP24033187A JP2716054B2 JP 2716054 B2 JP2716054 B2 JP 2716054B2 JP 62240331 A JP62240331 A JP 62240331A JP 24033187 A JP24033187 A JP 24033187A JP 2716054 B2 JP2716054 B2 JP 2716054B2
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正樹 一津屋
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、内燃機関の燃料噴射量を制御するための方
式に関する。 背景技術 内燃機関のいわゆる電子制御式燃料噴射装置では、燃
料噴射量を決定するために吸入空気流量を検出する必要
がある。典型的な先行技術では、内燃機関の回転数と吸
気圧とに基づいて吸気吸気流量を基めていた。 このような先行技術では、たとえは排ガス再循環機能
を有する内燃機関の場合には、吸気圧として吸入空気の
圧力と、再循環された排ガスの圧力とを一緒に検出して
しまい、正確な吸入空気流量を求めることができないと
いう問題がある。 この問題を解決するために、本件出願人が先に提案し
た先行技術では、スロツトル弁開度と吸気圧とに基づい
て吸気空気流量を演算して求めている。 しかしながらこの先行技術では、スロツトル弁の上流
側の圧力、すなわち大気圧をたとえば760mmHgの一定値
として演算を行なつているので、たとえば高地などで大
気圧が大きく変化した場合には誤差が大きくなつて正確
な吸入空気流量を演算することができず、したがつて燃
料噴射量を正確に制御することはできない。 発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、大気圧が変化した場合においても正
確な吸入空気流量を求めることができ、これによつて燃
料噴射量を常に最適な値に制御することができるように
した内燃機関の燃料噴射量制御方式を提供することであ
る。 問題点を解決するための手段 本発明は、スロツトル弁開度θと、吸気圧Pmとに基づ
いて燃料噴射量を求める方式であつて、 大気圧Pa1と吸気圧Pmとを求め、該大気圧Pa1、吸気圧
Pmおよび予め定められた大気圧の標準値Paとから、Δ
P、 ΔP=(Pa1−Pm)・Pa1/Pa を演算し、 (Pa−Pm)とスロットル弁開度θとに依存する吸入空
気流量Gを求めるためのメモリ36にストアしたマップを
準備し、 前記マップで、前記演算結果ΔPを(Pa−Pm)として
用い、またスロットル弁開度θを用いることによって、
吸入空気流量Gに対応する燃料噴射量を決定し、燃料噴
射弁を制御することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量
制御方式である。 作 用 本発明に従えば、メモリ36には、(Pa−Pm)とスロツ
トル弁開度θとに依存する吸入空気流量Gを求めるため
のマツプをストアしておき、大気圧Pa1が標準値Paから
たとえ大きくずれたとしても、演算結果ΔPを前記マツ
プの(Pa−Pm)として用いて吸入空気流量Gを求めて、
燃料噴射料を決定することができるので、大気圧Pa1の
変化に対応した最適な燃料噴射量を決定することがで
き、しかも上述のように大気圧の標準値Paを用いるメモ
リのマツプをそのまま用いて、変化した大気圧Paに応じ
た最適な燃料噴射量を決定することができる。 実施例 第1図は、本発明の一実施例のブロツク図である。内
燃機関13には複数の燃焼室E1〜Emが形成されており、こ
れらの燃焼室E1〜Emには吸気管15から燃焼用空気が供給
される。吸気管15には、スロツトル弁16が介在されると
ともに、このスロツトル弁16の上流側の圧力、すなわち
大気圧を検出するための圧力検出器38が設けられる。ス
ロツトル弁16を介する燃焼用空気は、サージタンク14か
ら各燃焼室E1〜Em毎に個別に設けられた吸気管路A1〜Am
に導かれる。各吸気管路A1〜Amには、それぞれ燃料噴射
弁B1〜Bmが設けられ、各燃焼室E1〜Emにおける1回毎の
爆発行程において、後述する処理装置31によつて定めら
れた燃料量を噴射する。各燃焼室E1〜Emには、それぞれ
吸気弁C1〜Cmと排気弁D1〜Dmとが設けられる。内燃機関
13は、たとえば点火プラグG1〜Gmを有する4サイクル火
花点火内燃機関である。 サージタンク14には、吸気圧を検出するため圧力検出
器19が設けられる。空気管15には、吸気温度を検出する
温度検出素子27が設けられる。内燃機関13にはクランク
角を検出するためのクランク角検出器28が設けられ、ま
たスロツトル弁16の開度を検出するために弁開度検出器
30が設けられる。 排気管20の途中には、酸素濃度検出器21が設けられ、
排ガスは三元触媒22で浄化されて、外部に排出される。
排気管20とサージタンク14との間には、NOxの低減を図
るために、排ガスの一部を再循環するための側路23が設
けられており、この側路23には、流量を制御するための
弁24が介在されている。 マイクロコンピユータなどによつて実現される処理装
置31は、入力インタフエイス32と、入力されるアナログ
信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換
器33と、処理回路34と、出力インタフエイス35と、メモ
リ36とを含む。メモリ36は、リードオンリメモリおよび
ランダムアクセスメモリを含む。本発明の実施例では、
検出器19,28,30,38などからの出力に応答して、燃料噴
射弁B1〜Bmから噴射される1回の爆発行程毎の燃料噴射
量を制御する。 ところでベルヌーイの式から、 ここでρは空気の比重であり、vは空気の速度であり、
Pは吸入空気の圧力である。この第1式をスロツトル弁
16に適用すると、 ここでQはスロツトル弁16を通過する単位時間当りの吸
入空気流量(体積流量(/sec))であり、Aはスロツ
トル弁16の流路断面積であり、Pmはスロツトル弁16の下
流側の圧力、すなわち吸気圧であり、Paは大気圧であつ
て、たとえば760mmHgである。 ここでスロツトル弁16の流路断面積Aを、 A=K1・f(θ) ……(3) とおく。θはスロツトル弁16の開度であり、K1は定数で
ある。第2式を変形すると、 Q2=(2/ρ)A2(Pa−Pm) 質量流量Gは、ρQで表される。したがつて、 ここで ρ=ρ0Pa/P0 ただし、P0:760mmHg、ρ0:圧力760mmHgにおける基準
密度であるから、 これを第3式と合成すると、 となる。K2は定数である。 ここで大気圧Paが一定値(たとえば760mmHg)である
と仮定すると、吸入空気流量Gは で表わすことができ、したがつて必要な燃料噴射量J
は、 で求めることができる。α,K3,K4は定数。 ここで大気圧Paが前記所定の値(たとえば760mmHg)
から大気圧Pa1に変化したとき燃料噴射量J1を から求めることが考えられる。しかしながら実際には、
第4式から大気圧PaからPa1に変化した場合、燃料噴射
量J1は、 で求めなければならない。このような不具合は、吸気圧
Pmの変化が大きいときに特に顕著に表れる。 本発明では、第4式からスロツトル弁16の前後の差圧
(Pa1−Pm)を、標準とする予め定めた大気圧(たとえ
ば760mmHg)下における差圧ΔPに変換して、すなわち と、スロツトル弁開度θとによつて求める。すなわち自
動車メーカ等で実験を行ない、第2図に示されるよう
に、各スロツトル弁開度θと補正した差圧ΔPとに対応
した吸入空気流量Gを求め、このような実験結果をメモ
リ36にマツプとしてストアしておく。 したがつて実際の大気圧Pa1が変化した場合でも、ス
ロツトル弁16の前後の差圧(Pa1−Pm)は標準とする大
気圧Paにおける差圧ΔPとに変換されるので、第2図の
データに基づいて吸入空気流量Gを正確に求めることが
できる。これによつて正確な燃料噴射量Jを決定するこ
とができる。大気圧Pa1はたとえば400〜800mmHgの範囲
で変化し、また吸気圧Pmはたとえば0〜800mmHgの範囲
で変化し、常にPa1≧Pmである。 第3図は、動作を説明するためのフローチヤートであ
る。ステツプn1で圧力検出器38によつて大気圧Pa1が検
出され、ステツプn2で圧力検出器19によつてサージタン
ク14内の圧力すなわち吸気圧Pmが検出される。ステツプ
n3では、大気圧Pa1と吸気圧Pmとから前述の第9式に基
づいて、標準とする大気圧Pa1下におけるスロツトル弁1
6の前後の差圧ΔPが求められる。 ステツプn4では、弁開度検出器30によつてスロツトル
弁16の開度θが検出され、ステツプn5では、前記差圧Δ
Pとスロツトル弁開度θとからメモリ36にストアされて
いる第2図のデータに基づいて吸入空気流量Gが求めら
れる。ステツプn6では、クランク角検出器28によつて内
燃機関13の単位時間当りの回転数Nが検出され、ステツ
プn7では吸入空気流量Gと回転数Nとに対応した燃料噴
射量Jが算出され、ステツプn8で燃料噴射弁B1〜Bmが駆
動されて最適な燃料量が噴射される。 このように本実施例では実際に検出されたスロツトル
弁の前後の差圧(Pa1−Pm)を予め定めた大気圧Pa下に
おける差圧ΔPに補正して吸入空気流量Gを求めるよう
にしたので、登坂時などの大気圧の変化にも追随するこ
とができ、また側路23を介して再循環される排ガスの影
響を受けることなく、吸入空気流量のみを正確に検出す
ることができる。 効 果 本発明によれば、スロツトル弁開度θに基づいて燃料
噴射量を求める方式であり、スロツトル弁開度θは過渡
状態を直ちに反映する値であるので、過渡値の応答性を
向上することができる。 また本発明によれば、大気圧Pa1が変化しても、最適
な燃料噴射量を決定することができ、したがってたとえ
ば高所への登坂時などにおける大気圧Pa1の変化にも正
確に追随して燃料噴射量を決定することができる。 さらに本発明によれば、メモリ36には、大気圧の標準
値Paと吸気圧Pmによる(Pa−Pm)と、スロツトル弁開度
θとに依存した前述の第2図に示される吸入空気流量G
を求めるためのマツプをストアしておき、このマツプを
そのまま用いて、変化した大気圧Pa1に応じた最適な燃
料噴射量を決定することができるという効果もまた、達
成される。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は各ス
ロツトル弁開度θにおける補正されたスロツトル弁16の
前後の差圧ΔPと吸入空気流量Gとの関係を示すグラ
フ、第3図は動作を説明するためのフローチヤートであ
る。 13……内燃機関、14……サージタンク、15……吸気管、
16……スロツトル弁、19,38……圧力検出器、20……排
気管、23……側路、28……クランク角検出器、30……弁
開度検出器、31……処理装置、36……メモリ、B1〜Bm…
…燃料噴射弁、E1〜Em……燃焼室、G1〜Gm……点火プラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−93941(JP,A) 特開 昭58−211535(JP,A) 特開 昭59−108836(JP,A) 特開 昭62−58042(JP,A) 特開 昭61−1839(JP,A) 実開 昭60−78955(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.スロツトル弁開度θと、吸気圧Pmとに基づいて燃料
    噴射量を求める方式であつて、 大気圧Pa1と吸気圧Pmとを求め、該大気圧Pa1、吸気圧Pm
    および予め定められた大気圧の標準値Paとから、ΔP、 ΔP=(Pa1−Pm)・Pa1/Pa を演算し、 (Pa−Pm)とスロットル弁開度θとに依存する吸入空気
    流量Gを求めるためのメモリ36にストアしたマップを準
    備し、 前記マップで、前記演算結果ΔPを(Pa−Pm)として用
    い、またスロットル弁開度θを用いることによって、吸
    入空気流量Gに対応する燃料噴射量を決定し、燃料噴射
    弁を制御することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制
    御方式。
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