JP3017868B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JP3017868B2 JP3320221A JP32022191A JP3017868B2 JP 3017868 B2 JP3017868 B2 JP 3017868B2 JP 3320221 A JP3320221 A JP 3320221A JP 32022191 A JP32022191 A JP 32022191A JP 3017868 B2 JP3017868 B2 JP 3017868B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの制御装置に
係わり、特に多気筒エンジンの燃料噴射の制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの燃料噴射を制御するエンジン
の制御装置では、燃料噴射量を決定するために、吸入空
気量を検出する必要がある。このため、特開昭63−2
08649号公報には、スロットル弁の開度と、吸気圧
とをそれぞれ検出し、これらのスロットル弁の開度と吸
気圧とに基づいて吸入空気量を演算して求め、この求め
られた吸入空気量とエンジン回転数とから燃料噴射量を
決定するようにしたものが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来のエンジンの制御装置では、吸入空気量を決定する吸
気圧のサンプリングが1行程を区切り気筒間で重合(オ
バーラップ)していない。すなわち、現実には、吸気行
程は、前の気筒とのオバーラップ期間、単独吸気期間、
及び次の気筒とのオバーラップ期間とから構成されてい
るが、上記サンプリングが実際の吸気動作に即していな
いので、問題である。またシリンダに吸入される空気量
は、吸気バルブ前後の圧力差の関数で充填されるが、吸
気圧を検出する際、吸気バルブ前後の圧力差を検出して
いないので、正確な吸入空気量を算出しているか否かが
不明であり問題がある。
【0004】そこで本発明は、上記従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、吸入空気量を精度
良く求めることにより制御性を向上させたエンジンの制
御装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、多気筒エンジンの各気筒に対応して設け
られた燃料噴射弁と、吸気圧力を検出する吸気圧力検出
手段と、この吸気圧力検出手段の検出値から吸入空気量
を設定する吸入空気量設定手段と、この吸入空気量設定
手段により設定された吸入空気量から燃料噴射量を設定
する燃料噴射量設定手段とを備え、上記吸気圧力検出手
段が吸気圧力の検出期間を前気筒とのオーバーラップ期
間、単独吸気の期間及び次の気筒とのオーバーラップ期
間に分割して吸気圧力を検出し、さらに上記吸入空気量
設定手段によりこれらの各検出値から吸入空気量を設定
するようにしたことを特徴としている。
【0006】このように構成した本発明においては、実
際の多気筒エンジンの吸気動作に即して、吸気圧力の検
出期間を前気筒とのオーバーラップ期間、単独吸気の期
間及び次の気筒とのオーバーラップ期間に分割して吸気
圧力を検出しているため、正確な吸入空気量を求めるこ
とができる。これにより、正確な燃料噴射量の設定がで
き制御性を向上させることができる。
【0007】また本発明においては、上記吸入空気量設
定手段が、各検出値から吸入空気量を設定する際、上記
吸気圧力の検出期間の各時間を考慮するようにしてもよ
い。このため、さらに精度良く吸入空気量を求めること
ができ、制御性が向上する。さらに本発明は、多気筒エ
ンジンの各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁と、吸
気圧力を検出する第1の吸気圧力検出手段と、上記各気
筒のうちの特定の気筒の吸気バルブ付近の吸気圧力を検
出する第2の吸気圧力検出手段と、上記第1の吸気圧力
検出手段により検出された吸気圧力と第2の吸気圧力検
出手段により検出された吸気圧力との差圧に基づいて吸
入空気量を設定する吸入空気量設定手段と、この吸入空
気量設定手段により設定された吸入空気量から燃料噴射
量を設定する燃料噴射量設定手段とを備え、上記第1及
び第2の吸気圧力検出手段が吸気圧力の検出期間を前気
筒とのオーバーラップ期間、単独吸気の期間及び次の気
筒とのオーバーラップ期間に分割して吸気圧力を検出
し、さらに上記吸入空気量設定手段によりこれらの各検
出値から吸入空気量を設定するようにしたことを特徴と
している。
【0008】このように構成した本発明においては、実
際の多気筒エンジンの吸気動作に即して、吸気圧力の検
出期間を前気筒とのオーバーラップ期間、単独吸気の期
間及び次の気筒とのオーバーラップ期間に分割して吸気
圧力を検出しているため、正確な吸入空気量を求めるこ
とができる。これにより、正確な燃料噴射量の設定がで
き制御性を向上させることができる。
【0009】また、各気筒のうちの特定の気筒の吸気バ
ルブ付近の吸気圧力を検出して、この吸気バルブ付近の
吸気圧力との差圧に基づいて吸入空気量を設定するよう
にしているので、実際の吸入空気量をより精度良く求め
ることができる。さらに、第2の吸気圧力検出手段は、
特定の気筒以外には設けてなく、特定の気筒の検出値を
他の気筒に適用するようにしたため、複雑化及びコスト
アップを回避できる。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明のエンジンの制御装置を示
す全体構成図、図2は、図1の要部平面図である。この
図1において、1は4気筒エンジンであり、このエンジ
ン1には、吸気通路2と排気通路3が接続されている。
吸気通路2には、スロットル弁4が配置され、このスロ
ットル弁4の下流側には、サージタンク5が形成されて
いる。また吸気通路2のエンジン1の近傍には燃料噴射
弁6が取り付けられている。この燃料噴射弁6には、燃
料タンク7から燃料が供給される。
【0011】サージタンク5には、吸気圧力であるサー
ジタンク圧を検出する第1の圧力センサ10が取り付け
られ、また図2にも示されているように、エンジン1の
#1気筒の吸気管の吸気バルブ11の付近には、吸気圧
力である吸気管圧を検出する第2の圧力センサ12が取
り付けられている。また、20は燃料噴射弁6の燃料噴
射量を制御する制御ユニットであり、21はスロットル
弁4の開度を検出するスロットル弁開度センサ、22は
クランク角を検出するクランク角センサである。
【0012】この制御ユニット20には、第1の圧力セ
ンサ10と第2の圧力センサ12からの吸気圧力の各検
出値、スロットル弁開度センサ21からのスロットル弁
開度、及びクランク角センサ22からのクランク角がそ
れぞれ入力され、これらの入力された各検出値に基づい
て吸入空気量と燃料噴射量が後述するように演算され、
その燃料噴射量に応じた信号が燃料噴射弁6に出力され
る。
【0013】図3は、クランク角信号、吸気バルブ信
号、行程、吸気バルブ、空気量計測及び燃料噴射の時間
的関係を示す図である。ここで、クランク角信号は、S
GC信号、SGT信号及び吸気バルブ信号とからなり、
これらのSGC信号とSGT信号とにより、各気筒の各
行程が判別され、吸気バルブ信号により、各吸気行程に
おける吸気ブルブの前気筒とのオーバーラップ期間、単
独吸気の期間及び次の気筒とのオーバーラップ期間が判
別される。
【0014】図4は、吸気行程におけるバルブのオバー
ラップ状態を説明するための図である。この図4におい
ては、#1気筒が吸気行程の際のバルブのオバーラップ
状態、すなわち、前の気筒との重合、単独吸気、及び次
の気筒との重合が示されている。図5は、吸気圧力、エ
ンジン回転数及び吸入空気量との関係を示す線図、図6
は、定常状態での各気筒間の吸い込み能力の違いを示す
線図、図7は、吸気圧力のサンプリング処理を示すフロ
ーチャート、及び、図8は、吸入空気量と燃料噴射量を
求めるためのフローチャートである。ここで、図7及び
図8において、Sは各ステップを示す。
【0015】図3及び図7を参照して、吸気圧力のサン
プリング処理について説明する。図7のS1において、
1msec経過したか否かを判別する。すなわち、後述
するサンプリング処理が1msec毎に行われる。1m
sec経過していれば、S2において、サージタンク圧
サンプリングとこのサンプリングデータの積算処理を行
う。具体的には、1msec毎にサージタンク圧Pmi
をサンプリングし、これらのサンプリングデータの積算
処理して、Pmtotal を求める。この積算処理は、吸気
ブルブの前気筒とのオーバーラップ期間、単独吸気の期
間、次の気筒とのオーバーラップ期間毎に行われる。こ
の各期間は、吸気バルブ信号のエッジ割り込み(吸気バ
ルブ信号がHiからLowへ変化する、若しくはLow
からHiへ変化すること)の発生により判別される。
【0016】次にS3において、エンジンの#1気筒が
吸気状態か否かを判別する。#1気筒が吸気状態であれ
ば、S4において、サージタンク圧と吸気管圧との差圧
のサンプリングとこのサンプリングデータの積算処理を
行う。具体的には、1msec毎に差圧P1iをサンプ
リングし、これらのサンプリングデータの積算処理し
て、P1total を求める。この積算処理も同様に、吸気
ブルブの前気筒とのオーバーラップ期間、単独吸気の期
間、次の気筒とのオーバーラップ期間毎に行われる。こ
の処理は、#1気筒以外の他の気筒が吸気状態のときに
は行わない。
【0017】次に図3乃至図8を参照して、吸入空気量
と燃料噴射量を求める演算ルーチンについて説明する。
図8のS11において、各期間毎の平均サージタンク圧
を演算して求める。具体的には、上記のPmtotal をサ
ンプル数で割り、平均サージタンク圧Pm1、Pm2、
Pm3、・・・を求める。次にS12において、エンジ
ンの#1気筒が吸気状態か否かを判別する。#1気筒が
吸気状態であれば、S13において、各期間毎のサージ
タンク圧と吸気管圧との平均差圧を演算して求める。具
体的には、上記のP1total をサンプル数で割り、平均
差圧P11、P12、P13、・・・を求める。
【0018】次にS14において、吸気バルブ信号の立
ち下がりエッジ割り込みが発生したか否かを判別する
(例えば、図3のa点が立ち下がりエッジ割り込みを示
す)。すなわち、吸気バルブ信号がHiからLowへ変
化するエッジ割り込みが発生したか否かを判別する。吸
気バルブ信号立ち下がりエッジ割り込みが発生していれ
ば、S15において、吸気状態の気筒の吸入空気量を演
算する。具体的には、#1気筒が吸気状態のときには、
図3に示すように、先ず前気筒とのオーバーラップ期
間、単独吸気の期間、次の気筒とのオーバーラップ期間
の3領域毎に(Pm1−P11)、(Pm2−P1
2)、及び(Pm3−P13)を求めて吸気圧力を補正
する。次にこれらの補正値から、図5に示される関係を
用いて、3領域の各吸入空気量を求め、さらにこれらの
各吸入空気量をそれぞれの時間比率を考慮して平均化し
最終的な吸入空気量Q1を算出する。
【0019】次にS16において、S15で算出した吸
入空気量に基づいて、次の気筒の燃料噴射量を演算して
求め、この求めた燃料噴射量により後述する暫定燃料噴
射量を置き換えて修正する。具体的には、先ずS15で
算出した#1気筒の吸入空気量Q1に基づいて、#3気
筒の燃料噴射量を次式により、演算して求める。 3気筒の燃焼噴射量=(1気筒の吸入空気量)×(1−
3気筒間補正係数)×(加減速補正係数)×(空気−燃
料変換係数) ここで、1気筒の吸入空気量は、#1気筒の吸入空気量
Q1を表し、1−3気筒間補正係数は、後述するS19
で設定する補正係数である。加減速補正係数は、スロッ
トル弁開度センサの検出値に基づいて設定され、加速状
態では空燃比がリッチになるようにまた減速状態では空
燃比がリーンになるように設定される係数である。空気
−燃料変換係数は、吸入空気量と燃料噴射量との関係を
設定した係数である。なお、後述するS19において気
筒間補正係数が学習されてない場合は、所定の値である
初期値が設定され、この初期値が気筒間補正係数として
採用される。
【0020】このようにして#3気筒の燃料噴射量が求
められたとき(図3のb点)、すでに#3気筒の吸気行
程においては、後述する暫定燃料噴射量により、燃料噴
射が開始されている。そのため、新しい#1気筒の吸入
空気量Q1が確定次第(図3のb点)、暫定燃料噴射量
を3気筒の燃焼噴射量(正規の燃料噴射量)に置き換え
修正する、即ち、燃料噴射終了時期の見直しを図るよう
にする(図3のc点)。
【0021】なお、暫定燃焼噴射量が未だ演算されてい
ない場合は、所定の値である初期値が暫定燃焼噴射量と
して設定され、この初期値を正規の燃料噴射量により置
き換え修正する。次にS17において、S15で算出し
た吸入空気量に基づいて、次に燃焼噴射を行う気筒に対
して、暫定的な燃料噴射量である暫定燃料噴射量を演算
する。具体的には、先ずS15で算出した#1気筒の吸
入空気量Q1に基づいて、#4気筒の暫定燃料噴射量を
次式により、演算して求める。
【0022】4気筒の暫定燃焼噴射量=(1気筒の吸入
空気量)×(1−3気筒間補正係数)×(3−4気筒間
補正係数)×(加減速補正係数)×(空気−燃料変換係
数) 次にこのようにして求めた#4気筒の暫定燃料噴射量に
より、#4気筒の吸気行程における燃料噴射の開始時期
(図3のd点)を設定する。
【0023】なお、この暫定燃料噴射量は、その後、#
2気筒の吸入空気量Q2に基づいて求められた正規の燃
料噴射量により置き換わり(図3のe点)、燃料噴射終
了時期の見直しが行われる。次にS18において、エン
ジンが定常状態か否かを判別し、定常状態であれば、S
19において、気筒間補正係数の学習を行う。この気筒
間補正係数の学習は、図6に示すように、定常状態にお
けるエンジンの#1、#3、#4及び#2の各気筒間の
吸気系の吸い込み能力の違いを学習する。これにより、
気筒間補正係数である1−3気筒間補正係数、3−4気
筒間補正係数、4−2気筒間補正係数、及び2−1気筒
間補正係数を設定する。
【0024】次にS20において、積算データの初期化
を行う。すなわち、図7のフローチャトにおけるS2で
積算処理されたサージタンク圧のサンプリングデータ
と、S4で積算処理されたサージタンク圧と吸気管圧と
の差圧のサンプリングデータとを初期化する。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、吸
入空気量を精度良く求めることができ、その結果制御性
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエンジンの制御装置を示す全体構成図
【図2】図1の要部平面図
【図3】クランク角信号、吸気バルブ信号、行程、吸気
バルブ、空気量計測及び燃料噴射の時間的関係を示す図
【図4】吸気行程におけるバルブのオバーラップ状態を
説明するための図
【図5】吸気圧力、エンジン回転数及び吸入空気量との
関係を示す線図
【図6】定常状態での各気筒間の吸い込み能力の違いを
示す線図
【図7】吸気圧力のサンプリング処理を示すフローチャ
ート
【図8】吸入空気量と燃料噴射量を求めるためのフロー
チャート
【符号の説明】
1 エンジン 2 吸気通路 4 スロットル弁 5 サージタンク 6 燃焼噴射弁 10 第1の圧力センサ 11 吸気バルブ 12 第2の圧力センサ 20 制御ユニット

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒エンジンの各気筒に対応して設け
    られた燃料噴射弁と、吸気圧力を検出する吸気圧力検出
    手段と、この吸気圧力検出手段の検出値から吸入空気量
    を設定する吸入空気量設定手段と、この吸入空気量設定
    手段により設定された吸入空気量から燃料噴射量を設定
    する燃料噴射量設定手段とを備え、 上記吸気圧力検出手段が吸気圧力の検出期間を前気筒と
    のオーバーラップ期間、単独吸気の期間及び次の気筒と
    のオーバーラップ期間に分割して吸気圧力を検出し、さ
    らに上記吸入空気量設定手段によりこれらの各検出値か
    ら吸入空気量を設定するようにしたことを特徴とするエ
    ンジンの制御装置。
  2. 【請求項2】 上記吸入空気量設定手段が、各検出値か
    ら吸入空気量を設定する際、上記吸気圧力の検出期間の
    各時間を反映させるようにしたことを特徴とする請求項
    1記載のエンジンの制御装置。
  3. 【請求項3】 多気筒エンジンの各気筒に対応して設け
    られた燃料噴射弁と、吸気圧力を検出する第1の吸気圧
    力検出手段と、上記各気筒のうちの特定の気筒の吸気バ
    ルブ付近の吸気圧力を検出する第2の吸気圧力検出手段
    と、上記第1の吸気圧力検出手段により検出された吸気
    圧力と第2の吸気圧力検出手段により検出された吸気圧
    力との差圧に基づいて吸入空気量を設定する吸入空気量
    設定手段と、この吸入空気量設定手段により設定された
    吸入空気量から燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手
    段とを備え、 上記第1及び第2の吸気圧力検出手段が吸気圧力の検出
    期間を前気筒とのオーバーラップ期間、単独吸気の期間
    及び次の気筒とのオーバーラップ期間に分割して吸気圧
    力を検出し、さらに上記吸入空気量設定手段によりこれ
    らの各検出値から吸入空気量を設定するようにしたこと
    を特徴とするエンジンの制御装置。
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