JP2847855B2 - 車両用エンジンの制御装置 - Google Patents

車両用エンジンの制御装置

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JP2847855B2
JP2847855B2 JP3122590A JP3122590A JP2847855B2 JP 2847855 B2 JP2847855 B2 JP 2847855B2 JP 3122590 A JP3122590 A JP 3122590A JP 3122590 A JP3122590 A JP 3122590A JP 2847855 B2 JP2847855 B2 JP 2847855B2
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裕 神山
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • 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、吸入空気量を制限する装置をサーボコント
ロールすることにより制御する車両用エンジンの制御装
置に関する。
＜従来の技術＞ 従来の車両用エンジンの制御装置としては、特開昭58
−155235号に示されるように吸入空気量を検出し、この
吸入空気量に応じて燃料噴射量と点火時期を決定する方
式（空気量主導方式）が主流であったが、この方式では
過渡の運転状態において時々刻々変化する空気量に対応
して吸入空気量検出の遅れを生じる等のため、最適な燃
料量及び点火時期を与えることができない。
一方、特願昭63−144797号に示されるように車両の制
御に直接作用する物理量であるエンジン出力軸トルクを
制御の基準量として燃料量と空気量とを決定する方式
（トルク主導方式）が提案されている。
即ち、エンジン出力軸トルクの目標値をアクセル操作
量とエンジン回転速度等から設定し、該目標トルクに応
じて燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御すると共にアク
チュエータによりスロットル弁開度を制御して吸入空気
量を制御するものである。このものでは、前記空気量主
導方式における吸入空気量検出遅れの問題は生じない。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記トルク主導方式を採用した車両用
エンジンの制御装置にあっても、過渡運転時には、制御
されるスロットル弁の下流側で吸気コレクタの容積を充
填するための吸入空気の応答遅れの影響や該吸入空気量
を変化させる装置の応答遅れの影響により、スロットル
弁を制御している時点での目標トルクに対応した要求空
気量と、実際にシリンダに吸入される空気量との間にず
れがあるのに対し、燃料噴射量は目標トルクに対応して
制御されるため、燃料量と空気量を過不足なく供給する
ことが困難であった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、前記トルク主導方式で吸入空気量を制御する一
方、吸入空気の応答遅れ及び吸入空気量を変化させる装
置の応答遅れを考慮した燃料噴射量制御を行うことによ
り、上記問題点を解決した車両用エンジン制御装置を提
供することを目的としている。
＜課題を解決するための手段＞ このため本発明の中請求項１に係る発明は第１図に示
すように、 アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段ａ
と、 前記検出されたアクセル操作量に基づいてエンジン出
力軸トルクの目標値を演算する目標エンジン出力軸トル
ク演算手段ｂと、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに応じてエ
ンジンへの吸入空気量を制限する装置の操作量を演算す
る吸入空気量制限装置操作量演算手段ｃと、 前記演算された操作量に基づいて吸入空気量制限装置
を制御する吸入空気量制限装置制御手段ｄと、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに吸入空気
の応答遅れに相当する位相遅れ補償を施す吸入空気量位
相遅れ補償手段ｅと、 前記吸入空気量制限装置の動作遅れ時間を、前記制御
された吸入空気量制限装置の制御状態に基づいて予測す
る動作遅れ時間予測手段ｉと、 前記の位相遅れ補償が施された目標エンジン出力軸ト
ルクに、前記動作遅れ時間予測手段ｉによって予測され
た吸入空気量制限装置の動作遅れ時間を用いて該吸入空
気量制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補償を施す
吸入空気量制限装置位相遅れ補償手段ｆと、 前記の吸入空気の応答遅れに相当する位相遅れ補償及
び吸入空気量制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補
償を施された目標エンジン出力軸トルクに基づいて燃料
噴射量を演算する燃料噴射量演算手段ｇと、 前記演算された燃料噴射量に基づいて燃料を噴射する
燃料噴射制御手段ｈと、 を含んで構成した。
また、請求項２に係る発明では、第２図に示すように
請求項１に係る発明と同様のa,b,c,dの各手段を備える
と共に、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに基づいて
燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段ｇ′と、 前記演算された燃料噴射量に吸入空気の応答遅れに相
当する位相遅れ補償を施す吸入空気量位相遅れ補償手段
ｅ′と、 前記吸入空気量制限装置の動作遅れ時間を、前記制御
された吸入空気量制限装置の制御状態に基づいて予測す
る動作遅れ時間予測手段ｉ′と、 前記の位相遅れ補償が施された燃料噴射量に、前記動
作遅れ時間予測手段ｉ′によって予測された吸入空気量
制限装置の動作遅れ時間を用いて該吸入空気量制限装置
の動作遅れに相当する位相遅れ補償を施す吸入空気量制
限装置位相遅れ補償手段ｆ′と、 前記の吸入空気の応答遅れに相当する位相遅れ補償及
び吸入空気量制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補
償が施された燃料噴射量に基づいて燃料を噴射する燃料
噴射制御手段ｈ′と、 を含んで構成した。
また、請求項３に係る発明では、第３図に示すように
請求項１に係る発明と同様のa,b,c,d,eの各手段を備え
ると共に、 前記の位相遅れ補償を施された目標エンジン出力軸ト
ルクに基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手
段ｇ″と、 前記吸入空気量制限装置の動作遅れ時間を、前記制御
された吸入空気量制限装置の制御状態に基づいて予測す
る動作遅れ時間予測手段ｉ″と、 前記演算された燃料噴射量に、前記動作遅れ時間予測
手段ｉ″によって予測された吸入空気量制限装置の動作
遅れ時間を用いて前記吸入空気量制限装置の動作遅れに
相当する位相遅れ補償を施す吸入空気量制限装置位相遅
れ補償手段ｆ″と、 前記の吸入空気の応答遅れに相当する位相遅れ補償及
び吸入空気量制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補
償が施された燃料噴射量に基づいて燃料を噴射する燃料
噴射制御手段ｈ″と、 を含んで構成した。
＜作用＞ アクセル操作量検出手段ａによって検出されたアクセ
ル操作量と、目標エンジン出力軸トルク演算手段ｂが目
標エンジン出力軸トルクを演算する。
吸入空気量制限装置操作量演算手段ｃは、前記演算さ
れた目標エンジン出力軸トルクに応じて吸入空気量制限
装置（例えばスロットル弁とその駆動機構）の操作量
（スロットル弁開度）を演算する。
吸入空気量制限装置制御手段ｄは、前記演算された操
作量が得られるように吸入空気量制限装置を制御する。
一方、吸入空気量位相遅れ補償手段ｅは、前記演算さ
れた目標エンジン出力軸トルクに対し、吸入空気の応答
遅れに相当する位相遅れ補償（位相遅れτ１）を施す。
これにより、位相遅れτ１を持って実際にシリンダに吸
入される空気量に対応する実エンジン出力軸トルクが得
られる。
そして、吸入空気量制限装置位相遅れ補償手段ｆが、
前記制御された吸入空気量制限装置の制御状態に基づい
て、前記実エンジン出力軸トルクに該吸入空気量制限装
置の動作遅れ（例えばスロットル弁の開動作の遅れ）に
相当する位相遅れ（位相遅れτ２）補償を施す。
燃料噴射量演算手段ｇは、前記位相遅れ補償（位相遅
れτ１及びτ２）が施された実エンジン出力軸トルクに
基づいて燃料噴射量を演算する。
燃料噴射制御手段ｈは、前記演算された燃料噴射量に
見合った量の燃料をエンジンに噴射供給する。
ここで、前記演算された燃料噴射量は、実際にシリン
ダに吸入される空気量に対応して設定されるので、燃料
量と空気量とが過不足なく供給されることとなる。
また、請求項２の発明においては、吸入空気量の制御
は前記請求項１に係る発明同様に行われるが、燃料噴射
制御については、まず燃料噴射量演算手段ｇ′が目標エ
ンジン出力軸トルクに基づいて燃料噴射量を演算する。
そして、吸入空気量位相遅れ補償手段ｅ′が前記演算
された燃料噴射量に吸入空気の応答遅れに相当する位相
遅れ補償を施し、もって吸入空気の位相遅れと等価な遅
れ補償を施す。
そして、吸入空気量制限装置位相遅れ補償手段ｆ′
が、前述と同様に吸入空気量制限装置の制御状態に基づ
いて、前記位相遅れ補償が施された燃料噴射量に該吸入
空気量制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補償を施
し、燃料噴射制御手段ｈ′がエンジンに噴射供給する。
また、請求項３の発明においては、吸入空気量の制御
は前記請求項１に係る発明同様に行われるが、燃料噴射
制御については、まず、燃料噴射量演算手段ｇ″が、吸
入空気量位相遅れ補償手段ｅにより得られた位相遅れτ
１を持つ実エンジン出力軸トルクに基づいて燃料噴射量
を演算し、この燃料噴射量に対して吸入空気量制限装置
位相遅れ補償手段ｆ″が、吸入空気量制限装置の動作遅
れに相当する位相遅れ（位相遅れτ２）補償を施す。
さらに該位相遅れ補償を施した燃料噴射量に基づいて
燃料噴射制御手段ｈ″が燃料を噴射供給する。
従って請求項２または３に係る発明は、請求項１に係
る発明に対し、位相遅れ補償の順序が入れ換わるだけ
で、燃料噴射制御手段ｈ′またはｈ″により制御される
燃料噴射量は変わりなく、燃料量と空気量とが過不足な
く供給されることとなる。また、請求項１〜請求項３に
係る各発明において、動作遅れ時間予測手段i,i′及び
ｉ″が、前記吸入空気量制限装置位相遅れ補償手段f,
f′及びｆ″によって施される動作遅れに相当する位相
遅れ補償（位相遅れτ２）を、例えば、スロットル弁開
度の立ち上がり、出力軸のトルクの立ち上がり、またア
クチュエータの電源電圧等の制御状態に基づいて予測す
る。
＜実施例＞ 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の第１実施例に係るシステム構成を示す第４図
において、クランク角センサ14は、クランク角の微小単
位角毎の信号と基準位置毎の信号を出力する。尚、この
信号に基づいてエンジン回転速度Neが検出される。
アクセル開度センサ15は、アクセル開度（アクセル操
作量）Accをポテンショメータの出力電圧によって検出
する。尚、アクセル開度センサ15はアクセル操作量検出
手段ａを構成する。
トルクセンサ28は、エンジンが実際に発生した出力軸
トルクを検出する。
バッテリ電圧センサ29は、車両に付設されたバッテリ
装置の電圧を検出する。
前記クランク角センサ14,アクセル開度センサ15,トル
クセンサ28及びバッテリ電圧センサ29からの検出信号の
入力されるCPU16では、第５図に示す動作を行って、目
標エンジン出力軸トルクを出力するために必要となる燃
料噴射量（燃料供給量）を求め、これに相当するパルス
幅を有する燃料噴射パルスをエンジンの吸気通路（例え
ば各気筒の吸気ポート）に設けたインジェクタ17に出力
して燃料供給制御に行う。また、目標トルクを出力する
ために必要な吸入空気量を与える目標スロットル弁開度
を求め、これをサーボ駆動回路18に出力して空気量制御
を行う。更に、目標エンジン出力軸トルクを出力するた
めに必要な点火時期を求め、インジェクションコイル19
へ出力する。ROM20には、CPU16の演算に必要となる各種
のデータ（例えば図示の燃料噴射量テーブル21とスロッ
トル弁開度テーブル22）を格納してある。
前記サーボ駆動回路18は、スロットルセンサ24（吸気
通路26に介装されたスロットル弁27の開度を検出する）
により検出された実際のスロットル弁開度θＲがCPU16
から出力される目標スロットル弁開度θ０と一致するよ
うに両開度の偏差に応じてスロットル弁27に連結された
サーボモータ25を正逆回転駆動する。
CPU16の行う制御動作を第５図に示したフローチャー
トに従って説明する。このルーチンは一定の周期（例え
ば4ms）毎に実行される。
P1とP2ではアクセル開度Accとエンジン回転速度Neと
を読み込む。尚、Neはクランク角センサ14からの信号に
基づいて演算される。P3では実スロットル弁開度θＲを
読み込む。
P4では目標エンジン出力軸トルクT1を演算する。T1は
そのときの車両の運転条件に対して要求されるエンジン
出力軸トルクであり、車両の運転条件に応じて与える。
尚、車両の運転条件に応じて特性を変える必要がなけれ
ば、第６図に示すようなトルクテーブルに設定された特
性に従い、AccとNeとから検索等により求めても構わな
い。このP4の部分で、目標エンジン出力軸トルク演算手
段ｂの機能が果たされる。
P5では、吸入空気が吸気コレクタに充填される際の時
定数τｆをサンプル値系に変換した係数kfを演算する。
時定数τｆはスロットル弁開度とエンジン回転速度とに
よって異なった値をとるので係数kfのデータをテーブル
で与えておき、P2で演算されたエンジン回転速度NeとP3
で検出された実スロットル弁開度θＲにより読み出す。
P6では、P4で演算された目標エンジン出力軸トルクT1
とP5で演算された係数kfとにより、エンジンが実際に発
生するトルクに相当する実エンジン出力軸トルクT2を次
式により演算する。
T2(new)＝kf・T2(old)＋（１−kf）・T1・・・（１） この実エンジン出力軸トルクT2は、目標エンジン出力
軸トルクT1に対して吸気遅れ補償（位相遅れτ１とす
る）を施して得られる値であるから、このP6の部分で吸
入空気量位相遅れ補償手段ｅの機能が果たされる。
P7では、P4で与えられた目標エンジン出力軸トルクT1
とそのときのNeから第７図に示した目標スロットル弁開
度θ０を読み出す。第７図で与えたデータは車両に搭載
されたエンジンの性能から定まるデータである。このP7
の部分で吸入空気量制御装置操作量演算手段ｃの機能が
果たされる。
P8では、θ０をサーボ駆動回路18へ出力する。これに
より、スロットル弁開度θ０に一致するようにフィード
バック制御される。
ここに、P8と第４図で示したサーボ駆動回路18、サー
ボモータ25,スロットル弁27及びスロットルセンサ24に
より吸入空気量制限装置制御手段ｄの機能が果たされ
る。
P14では、バッテリ電圧センサ29によって検出された
バッテリ電圧VBを読込む。
P15では、トルクセンサ28によって検出されたエンジ
ンが実際に発生した出力軸のトルクTRを読込む。
次にP16では、P3で読込まれた実スロットル弁開度θ
Ｒ、またはスロットル弁27が該スロットル弁開度θＲだ
け開くことにより生じる動作環境の変化を検出している
ところのP14で読込まれたバッテリ電圧VBまたはP15で読
込まれたエンジン出力軸のトルクTRの少なくとも１つに
基づいて、P6で得られた実エンジン出力軸トルクT2に、
スロットル弁27の開動作の遅れに相当する位相遅れ補償
を施し（位相遅れτ２とする）、実際のスロットル弁の
動きに応じた実エンジン出力軸トルクT4を演算する。
尚、当該ステップについては後ほど詳述する。
即ち、P3、P14、P15及びP16による吸入空気量制限装
置位相遅れ補償手段ｆの機能が果たされる。
P9では、現時点で噴射開始のタイミングにある気筒が
あるか否かを判定し、噴射を開始する気筒がある場合に
は、P10〜P13へ進み、噴射を開始する気筒がない場合に
は、このルーチンを終了する。
P10では、P16で得られた実エンジン出力軸トルクT4と
そのときのNeとから第８図に示した燃料噴射テーブルを
参照して基本燃料噴射パルス幅TPを読み出す。ここでの
データも車両に搭載されたエンジン性能から定まるデー
タである。
P11では、TPに対してエンジンの運転状態に応じて定
まる各種の補正（冷却水温に応じた増量補正、始動時の
増量補正、排気中の酸素濃度の検出値に基づく空燃比フ
ィードバック補正等の公知のもの）を行って、燃料噴射
パルス幅Tiを演算する。
P12では、P11で得らえたTiに対して、壁流の応答遅れ
に対する補正補償を施し、最終燃料噴射パルス幅Tinを
求める。補正の方法は特願昭63−123689号で示したのと
同じ方法を用いて次のように演算する。
Tin＝（Ti−β・MFcyl）／α ・・（２） MFcyl＝（１−α）・Tin＋（１−β）・MFcyl ・・（３） ここで、α及びβは壁流分MFcylに関する燃料補正の
ための値で、エンジンの性質として予め定まり、エンジ
ンの温度、回転速度、吸入空気両によって異なる値をと
る。このため、エンジン冷却水温TWとエンジン回転速度
Neと目標エンジン出力軸トルクT1（吸入空気量に対応す
る）により予めROMに記憶されたテーブルデータから読
み出してもよいし、特願昭63−123689号のように空燃比
の応答から演算により求めることもできる。尚、MFcyl
は各気筒別に演算される。以上P10〜P12（直接的にはP1
0のみ）で燃料噴射量演算手段ｇの機能が果たされる。
P13ではP12で得られたTinをCPU16の出力ポートにセッ
トする。これにより、Tinのパルス幅を有する燃料噴射
パルスが、所定のクランク角になるとインジェクタ17に
出力され、Tinに相当する量の燃料が吸気ポートに噴射
される。
ここに、P13と第４図のインジェクタ17等から燃料噴
射制御手段ｈの機能が果たされる。
次に、本実施例の作用を説明する。
サンプリング毎、即ち第５図に示すプログラムの実行
毎に目標エンジン出力軸トルクT1に対応する目標スロッ
トル弁開度θ０をスロットルアクチュエータに出力す
る。
目標スロットル弁開度θ０におけるスロットル弁通過
空気量QSと吸入行程の時点に実際にシリンダに吸入され
る空気量Qcylとには吸気コレクタを充填するための遅れ
を生じ、この関係は次式のように一次遅れの関係であら
わされることが知られている。
ここで、τｆ（ｓ）は空気の応答遅れの時定数でスロ
ットル弁開度とエンジン回転速度によって異なる値をと
るが、その値はエンジンの形状により計算で予め求める
ことができる。
（参考：τｆの計算式） VCはコレクタ容積、Ｒはガス定数、Taは吸気温度、Pa
は大気圧、ηｖは充填効率、γａは空気の密度、Ｃはス
ロットル弁の開度定数、ｇは吸気管圧力によって定まる
定数である。
エンジンの発生トルクと吸入空気量とは比例関係にあ
るから（４）式の関係はスロットル弁開度を与えた目標
エンジン出力軸トルクT1と、その時点で実際に吸入した
空気量で発生することのできる実エンジン出力軸トルク
T2との関係と同一である。
（４）式のQSとQcylとを夫々T1とT2とに置き換えて、
サンプリング周期（演算周期）をTsmp（ｓ）として離散
時間系に変換すると（５）式の関係式が得られる。
（５）式をT2について展開すると加重平均の計算式が
得られる。
T2(new)＝kf・T2(old)＋（１−kf）・T1 ・・（６） 係数kfは次式のように表され、前述のようにスロット
ル弁開度とエンジン回転速度との関数になるので、予め
計算したデータを係数テーブルで与えておく。
ここで、前記実エンジン出力軸トルクT2は目標エンジ
ン出力軸トルクT1に対して吸気遅れ補償を施したもので
あり、吸入行程では上記の実エンジン出力軸トルクT2に
相当する燃料量がシリンダ内に吸入されていなければな
らない。しかし、実際の制御においてはスロットル弁27
は与えられた開度信号に対して理想的には動くことはな
いので、P16において、該スロットル弁27の開動作の遅
れに相当する位相遅れ補償を施し、実際のスロットル弁
の動きに応じた実エンジン出力軸トルクT4を演算してい
る。
ここで、スロットル弁27の開動作の遅れに相当する位
相遅れを知る作用について説明する。
P3で実スロットル弁開度θＲを読込むことにより、P1
6でスロットルアクチュエータへ出力された演算値と比
較することにより、補償を行っている。
これは、第９図に示すように、スロットルアクチュエ
ータへ出力された開度指令値と実際にスロットルアクチ
ュエータが動いた実動値とを比較すると、アクチュエー
タの動作遅れ分だけ、実動値の方が立ち上がりが遅くな
っている。即ち、目標スロットル弁開度θ０の立ち上が
りTD1と実際のスロットル弁開度θＲの立ち上がりTD2と
の間には、 TD＝TD1−TD2（sec） という動作遅れ時間TDが存在する。従って、この動作遅
れ時間TDに基づいて、前記演算された実エンジン出力軸
トルクT2に遅延補償を施すことにより実際のスロットル
アクチュエータの動きにあった出力軸トルクの値T4を予
測することができる。
またP15でエンジンが実際に発生した出力軸のトルクT
Rを読込み、P16で、算出された目標実エンジン出力軸ト
ルクT2と該トルクTRとを比較することによって、補償を
行ってもよい。
これは、第10図に示すように、目標実エンジン出力軸
トルクT2の立ち上がりとエンジンが実際に発生した出力
軸のトルクTRの立ち上がりとを比較すると、アクチュエ
ータの動作遅れ分だけ、実際に発生した出力軸のトルク
TRの方が立ち上がりが遅くなっている。即ち、目標実エ
ンジン出力軸トルクT2の立ち上がりTD1と、エンジンが
実際に発生した出力軸のトルクTRの立ち上がりTD2との
間には、 TD＝TD1−TD2（sec） という動作遅れ時間TDが存在する。従って、この動作遅
れ時間TDに基づいて、前記演算された実エンジン出力軸
トルクT2に遅延補償を施すことにより実際のスロットル
アクチュエータの動きにあった出力軸トルクの値T4を予
測することができる。
またP14でバッテリ電圧VBを読込み、P16において目標
実エンジン出力軸トルクT2の補償を行ってもよい。
これは、全閉から全開へのスロットル開度指令値を与
えたときのスロットルアクチュエータの応答時間は、電
源電圧に対して第11図に示すように、それぞれ違ったも
のとなる。このように、スロットルアクチュエータの動
きはその電源電圧にその応答時間に大きな影響を受ける
ため、前記演算された実エンジン出力軸トルクT2とエン
ジンが実際に発生した出力軸のトルクTRとの間には、ス
ロットルアクチュエータの動作遅れ分に相当する動作遅
れ時間が存在する。従って、第11図に示すような関係を
予めマップのようにして持ち、アクチュエータの電源電
圧であるバッテリ電圧VBを検出することにより、スロッ
トルアクチュエータの動作遅れ時間を予測し、その遅れ
時間に基づいて前記演算された実エンジン出力軸トルク
T2に遅延補償を施すことにより実際のスロットルアクチ
ュエータの動きにあった出力軸トルクの値T4を予測する
ものである。
即ち、以上説明したP3、P14、P15及びP16は、第１図
に示す、本発明の請求項４に係る吸入空気量制限装置動
作遅れ時間予測手段ｉの機能も果たしている。
従って、以上説明したように、吸入空気の応答遅れを
考慮した燃料噴射量制御が行われることとなり、また燃
料噴射量も実際にシリンダに吸入される空気量に対応し
て設定されるので、燃料量と空気量とが過不足なく供給
されることとなる。
次に、本発明の第２実施例について説明する。
システム（ハードウエア）の構成については第４図に
示した第１実施例のものと同一である。
第12図は、CPU16の行う制御動作のフローチャートを
示す。尚、第５図に示した第１実施例に係るフローチャ
ートと同一機能を有するステップについては同一符号を
付して説明を省略する。
P21では、P4で算出された目標エンジン出力軸トルクT
1とそのときの機関回転速度Neから第13図に示した燃料
噴射量テーブルを参照して基本燃料噴射パルス幅TPを読
み出す。
P22ではP21で得られた基本燃料噴射パルス幅TPと、P5
で演算された時定数τｆとにより、吸入空気の位相遅れ
と等価な遅れ補償を施し、実際にシリンダに吸入される
べき実基本燃料噴射パルス幅TP2を求める。
TP2(new)＝Kf・TP2(old)＋（１−Kf）・Tp ・・・（８） ここでP5,P22の機能により、第２図の燃料噴射量演算
手段ｇ′の機能が果たされる。
P23では、、P3で読込まれた実スロットル弁開度
θＲ、またはスロットル弁27が該スロットル弁開度θＲ
だけ開くことにより生じる動作環境の変化を検出してい
るところのP14で読込まれたバッテリ電圧VBまたはP15で
読込まれたエンジン出力軸のトルクTRの少なくとも１つ
に基づいて、P22で得られた実基本燃料噴射パルス幅TP2
に、スロットル弁27の開動作の遅れに相当する位相遅れ
補償が予測され（位相遅れτ２とする）、実際のスロッ
トル弁の動きに応じた実基本燃料噴射パルス幅TP3を演
算する。
即ち、P3、P14、P15及びP23により、吸入空気量制限
装置位相遅れ補償手段ｆ′及び第２図に示す動作遅れ時
間予測手段ｉ′の機能が果たされる。
P24では、前記実基本燃料噴射パルス幅TP3に対して第
５図のP11で説明したものと同様のエンジンの運転状態
に応じた各種補正を行って、燃料噴射パルス幅Tiを演算
する。
以上示したように、本実施例は第１実施例に比較し
て、まず目標エンジン出力軸トルクT1を基本燃料噴射パ
ルス幅TPに置き換えてから、吸入空気の位相遅れ補償を
施し、点火時期決定に用いる点が異なるのみである。し
たがって、位相遅れ補償を施す順序が異なるだけである
から第１実施例のものと作用，効果において変わりな
い。
次に、本発明の第３実施例について説明する。
システム（ハードウエア）の構成については第４図に
示した第１実施例のものと同一である。
第14図は、CPU16の行う制御動作のフローチャートを
示す。尚、第５図に示した第１実施例に係るフローチャ
ートと同一機能を有するステップについては同一符号を
付して説明を省略する。
P31では、P6で得られた実エンジン出力軸トルクT2と
そのときのNeとから第15図に示した燃料噴射テーブルを
参照して基本燃料噴射パルス幅TP5を読み出す。ここで
のデータも車両に搭載されたエンジン性能から定まるデ
ータである。
即ち、P31により燃料噴射量演算手段ｇ″の機能が果
たされる。
P32では、P3で読込まれた実スロットル弁開度θＲ、
またスロットル弁27が該スロットル弁開度θＲだけ開く
ことにより生じる動作環境の変化を検出しているところ
のP14で読込まれたバッテリ電圧VB、またはP15で読込ま
れたエンジン出力軸のトルクTRの少なくとも１つに基づ
いて、P31で得られた基本燃料噴射パルス幅TP5に、スロ
ットル弁27の開動作の遅れに相当する位相遅れ補償が予
測され（位相遅れτ２とする）、実際のスロットル弁の
動きに応じた基本燃料噴射パルス幅TP6を演算する。
即ち、P3、P14、P15及びP32により吸入空気量制限装
置位相遅れ補償手段ｆ″の機能及び第３図に示す動作遅
れ時間予測手段ｉ″の機能が果たされる。
P33では、前記基本燃料噴射パルス幅TP6に対して第５
図のP11で説明したものと同様のエンジンの運転状態に
応じた各種補正を行って、燃料噴射パルス幅Tiを演算す
る。
以上示したように本実施例では、まず目標エンジン出
力軸トルクT1に対して吸気遅れ補償を施した実エンジン
出力軸トルクT2を得て、該実エンジン出力軸トルクT2に
基づいて基本燃料噴射パルス幅TP5を算出し、該基本燃
料噴射パルス幅TP5に吸入空気の位相遅れ補償を施して
いる。したがって、位相遅れ補償を施す順序が異なるだ
けであるから第１実施例のものと作用，効果において変
わりない。
＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明によれば、アクセル操作量
に応じて決定された目標エンジン出力軸トルクに応じて
吸入空気量を制御し、吸入空気の応答遅れに相当する位
相遅れ補償を施すと共に吸入空気量制限装置の制御状態
に基づいて予測した該装置の動作遅れ時間を用いて吸入
空気量制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補償を施
して燃料噴射量を制御する構成としたため、吸入空気の
応答遅れを考慮した燃料噴射量制御が可能となり、過渡
の運転時にも各気筒の吸入行程に燃料量と空気量とを過
不足なく供給することができる。従って、過渡運転時に
おいても目標値に正確に対応したエンジン出力軸トルク
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は請求項１及び４に係る発明の構成を示すブロッ
ク図、第２図は請求項２及び４に係る発明の構成を示す
ブロック図、第３図は請求項３及び４に係る発明の構成
を示すブロック図、第４図は請求項１〜４の各発明の実
施例に共通のシステム構成図、第５図は本発明の第１実
施例の制御動作を示すフローチャート、第６図は各実施
例に使用される目標エンジン出力軸トルクを求めるため
の線図、第７図は各実施例に使用されるスロットル弁開
度テーブルを示す線図、第８図は第１実施例に使用する
基本燃料噴射パルス幅テーブルを示す線図、第９図はス
ロットル弁開度θの動作に係るタイムチャート、第10図
は目標実エンジン出力軸トルクT2の立ち上がりに係るタ
イムチャート、第11図はスロットルアクチュータの電源
電圧に対する応答時間を示す図、第12図は本発明の第２
実施例の制御動作を示すフローチャート、第13図は第２
実施例に使用する基本燃料噴射パルス幅テーブルを示す
線図、第14図は本発明の第３実施例の制御動作を示すフ
ローチャート、第15図は第３実施例に使用する基本燃料
噴射パルス幅テーブルを示す線図である。 14……クランク角センサ、15……アクセル開度センサ、
16……CPU、17……インジェクタ、18……サーボ駆動回
路、19……イグニッションコイル、20……ROM、24……
スロットルセンサ、27……スロットル弁、28……トルク
センサ、29……バッテリ電圧センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アクセル操作量を検出するアクセル操作量
    検出手段と、 前記検出されたアクセル操作量に基づいてエンジン出力
    軸トルクの目標値を演算する目標エンジン出力軸トルク
    演算手段と、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに応じてエン
    ジンへの吸入空気量を制限する吸入空気量制限装置の操
    作量を演算する吸入空気量制限装置操作量演算手段と、 前記演算された操作量に基づいて吸入空気量制限装置を
    制御する吸入空気量制限装置制御手段と、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに吸入空気の
    応答遅れに相当する位相遅れ補償を施す吸入空気量位相
    遅れ補償手段と、 前記吸入空気量制限装置の動作遅れ時間を、前記制御さ
    れた吸入空気量制限装置の制御状態に基づいて予測する
    動作遅れ時間予測手段と、 前記の位相遅れ補償が施された目標エンジン出力軸トル
    クに、前記動作遅れ時間予測手段によって予測された吸
    入空気量制限装置の動作遅れ時間を用いて該吸入空気量
    制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補償を施す吸入
    空気量制限装置位相遅れ補償手段と、 前記の吸入空気の応答遅れに相当する位相遅れ補償及び
    吸入空気量制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補償
    を施された目標エンジン出力軸トルクに基づいて燃料噴
    射量を演算する燃料噴射量演算手段と、 前記演算された燃料噴射量に基づいて燃料を噴射する燃
    料噴射制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とする車両用エンジンの制
    御装置。
  2. 【請求項２】アクセル操作量を検出するアクセル操作量
    検出手段と、 前記検出されたアクセル操作量に基づいてエンジン出力
    軸トルクの目標値を演算する目標エンジン出力軸トルク
    演算手段と、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに応じてエン
    ジンへの吸入空気量を制限する吸入空気量制限装置の操
    作量を演算する吸入空気量制限装置操作量演算手段と、 前記演算された操作量に基づいて吸入空気量制限装置を
    制御する吸入空気量制限装置制御手段と、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに基づいて燃
    料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、 前記演算された燃料噴射量に吸入空気の応答遅れに相当
    する位相遅れ補償を施す吸入空気量位相遅れ補償手段
    と、 前記吸入空気量制限装置の動作遅れ時間を、前記制御さ
    れた吸入空気量制限装置の制御状態に基づいて予測する
    動作遅れ時間予測手段と、 前記の位相遅れ補償が施された燃料噴射量に、前記動作
    遅れ時間予測手段によって予測された吸入空気量制限装
    置の動作遅れ時間を用いて該吸入空気量制限装置の動作
    遅れに相当する位相遅れ補償を施す吸入空気量制限装置
    位相遅れ補償手段と、 前記の吸入空気の応答遅れに相当する位相遅れ補償及び
    吸入空気量制限装置の動作遅れに相当する位相遅れ補償
    を施された燃料噴射量に基づいて燃料を噴射する燃料噴
    射制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とする車両用エンジンの制
    御装置。
  3. 【請求項３】アクセル操作量を検出するアクセル操作量
    検出手段と、 前記検出されたアクセル操作量に基づいてエンジン出力
    軸トルクの目標値を演算する目標エンジン出力軸トルク
    演算手段と、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに応じてエン
    ジンへの吸入空気量を制限する吸入空気量制限装置の操
    作量を演算する吸入空気量制限装置操作量演算手段と、 前記演算された操作量に基づいて吸入空気量制限装置を
    制御する吸入空気量制限装置制御手段と、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに吸入空気の
    応答遅れに相当する位相遅れ補償を施す吸入空気量位相
    遅れ補償手段と、 前記の位相遅れ補償を施された目標エンジン出力軸トル
    クに基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段
    と、 前記吸入空気量制限装置の動作遅れ時間を、前記制御さ
    れた吸入空気量制限装置の制御状態に基づいて予測する
    動作遅れ時間予測手段と、 前記演算された燃料噴射量に、前記動作遅れ時間予測手
    段によって予測された吸入空気量制限装置の動作遅れ時
    間を用いて前記吸入空気量制限装置の動作遅れに相当す
    る位相遅れ補償を施す吸入空気量制限装置位相遅れ補償
    手段と、 前記の位相遅れ補償を施された燃料噴射量に基づいて燃
    料を噴射する燃料噴射制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とする車両用エンジンの制
    御装置。
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