JPH01134042A - 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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JPH01134042A
JPH01134042A JP29116787A JP29116787A JPH01134042A JP H01134042 A JPH01134042 A JP H01134042A JP 29116787 A JP29116787 A JP 29116787A JP 29116787 A JP29116787 A JP 29116787A JP H01134042 A JPH01134042 A JP H01134042A
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JP
Japan
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intake pressure
injection amount
throttle valve
valve opening
injection quantity
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JP29116787A
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English (en)
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Minoru Takahashi
稔 高橋
Masaki Hitotsuya
一津屋 正樹
Seigo Tanaka
誠吾 田中
Toru Ito
亨 伊藤
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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TAUを決定するために吸入空気流量を検出する
必要がある。この吸入空気流量の検出方法として、たと
えば典型的な先行技術である吸気圧Pmと内燃機関の回
転数Neとから求める方法が知られている。
この先行技術では、たとえばサージタンクに設けられる
圧力検出器によって検出される吸気圧には実際の吸気圧
Pmから応答遅れが生じており、したがって空燃比の安
定を図ることは難しく、その補正には複雑な演算処理を
要した。
この問題を解決するために、本件出願人が先に提案した
方法では、スロットル弁開度θと内燃機関の回転数Ne
とから予め定めた大気圧下における吸気圧Pmj予想し
、この予想吸気圧Pmjと前記回転数Neとを用いて燃
料噴射量TAUが求められる。
この方法では、スロットル弁開度θの変化に対応した吸
気圧Pmjを予想することができる。しかしながら、ス
ロットル弁開度θが急激に変化した過渡時には、スロッ
トル弁を介する吸入空気流量は、サージタンク等の吸気
経路などの影響によって、必ずしもこの予想吸気圧Pm
jとは対応しておらず、したがってこの予想吸気圧Pm
jに対応した燃料量で噴射を行うと、空燃比はいわゆる
オーバリッチやオーバリーンとなってしまう。
発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、スロットル弁開度θに急激な変化の生
じた過渡時においても、サージタンクなどの影響が考慮
された正確な燃料噴射量TAυを求めることができるよ
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、内燃機関の単位時間当りの回転数Neと、実
際の吸気圧Pmとから基本噴射量TP1を求め、 前記回転数Neとスロットル弁開度θとから予め定めた
大気圧下における吸気圧Pmjを予想し、この予想吸気
圧Pmjと前記回転数Neとから噴射量TP2を求め、 前記スロットル弁開度θと実際の吸気圧Pmと予想吸気
圧Pmjとから噴射1:TP3を求め、前記基本噴射量
TPIと噴射量TP2と噴射量TP3とに基づいて、基
本噴射J!LTPIを補正して実際の燃料噴射量TAU
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
式である。
好ましい実施態様では、前記補正には、内燃機関のパラ
メータによって変化する補正係数Kを用いることを特徴
とする。
作  用 本発明に従えば、先ず内燃機関の単位時間当りの回転数
Neと、実際の吸気圧Pmとから基本噴射量TP1を求
める。前記実際の吸気圧Pmの変化は、スロットル弁開
度θの変化に対して応答遅れを生じており、したがって
この実際の吸気圧Pmから求められた前記基本噴射量T
P1は、スロットル弁開度θの変動前の吸入空気流量に
最適な燃料噴射量である。
次に前記回転数Neと、スロットル弁開度θとから予め
定めた大気圧下における吸気圧Pmjを予想し、この予
想吸気圧Pmjと前記回転数Neとから噴射量TP2を
求める。前記予想吸気圧Pmjはスロットル弁開度θに
追随しており、したがってこの予想吸気圧Pmjから求
められた噴射量TP2は、スロットル弁開度θ変動後の
吸入空気流量に最適な燃料噴射量である。
続いて前記スロットル弁開度θと、実際の吸気圧Pmと
、予想吸気圧Pmjとから噴射量TP3を求める。この
噴射量TP3は、スロットル弁開度θの変動直後の噴射
量と、前記噴射量TP2との差に対応しており、こうし
て求めた噴射量TP2、TP3の和から基本噴射量TP
Iを減算して、たとえば冷却水温度などの内燃機関のパ
ラメータで補正し、基本噴射量TPIを加算することに
よって、スロットル弁開度θが変動した過度時の吸入空
気流量の変化に正確に追随した燃料噴射量TAUを求め
ることができる。これによって、サージタンク等の吸気
経路などの影響の考慮された燃料噴射量TAUで噴射を
行うことができ、空燃比を常に最適な値に保つことがで
きる。
実施例 第1図は、本発明の一実施例のブロック図である。内燃
機rlj13には複数の燃焼室E1〜Emが形成され、
これらの燃焼室E1〜E mには吸気管15から燃焼用
空気が供給される。吸気管15にはスロットル弁16が
介在される。スロットル弁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A
1〜Amには、それぞれ燃料噴射弁B1〜B rn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1!31によって定められ
た燃料噴射量TAUで噴射を行なう。各燃焼NE1〜E
m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
G】〜Gmを有する4サモ サージタンク14には、吸気圧Pmを検出するための圧
力検出器1つが設けられる。吸気管15には、吸気温度
を検出する温度検出器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、またスロットル弁16の開度θを検出する
ために弁開度検出器30が設けられる。内燃機関13の
冷却水の温度は、温度検出器24によって検出される。
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。
マイクロコンピュータなどによって実現される処理装置
31は、入力インクフェイス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5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0本発明の
実施例では、検出器19.24,28.30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TAUを制御する。
一方、自動車メーカでは、たとえば760mmHgの予
め定めた大気圧下で、内燃機関13の単位時間当りの回
転数Neとスロットル弁開度θとに対応した吸気圧Pm
jが測定される。この測定結果は、たとえば第2図で示
されるようになり、スロットル弁開度θが大きくなるほ
ど、また内燃機関13の回転数Neが小さくなるほど、
吸気圧Pmjが高くなる。第2図で示される測定結果は
、メモリ36に、グラフまたは第3図で示されるような
テーブルとしてストアされる。
第4図は、スロットル弁開度θの変化に対する吸気圧P
m、Pmjおよび後述する噴射量(TP2+TP3−T
PI)、K (TP2+TP3−TPi)の変化を示す
グラフである。たとえばスロットル弁開度θが、第4図
(1)で示されるように急激に大きくなったときには、
予想吸気圧Pmjはこのスロットル弁開度θに追随して
、第4図(2)において実線で示されるように変化する
これに対して実際の吸気圧Pmは、前記スロットル弁開
度θから遅れて第4図(2)において破線で示されるよ
うに変化し、最終的には前記予想吸気圧Pmjと一致す
る。
上述のように実際の吸気圧Pmに遅れが生じるのは、以
下の理由のためである。すなわちスロットル弁16を介
する吸入空気は、加速時には、第5図(1)で示される
ように、サージタンク14内を高密度な空気で充足して
から、各吸気管路A1〜A rnに流出する。これに対
して減速時には、スロットル弁16を介する吸入空気流
量が減少しても、サージタンク14内の高密度な空気が
各吸気管路A1〜Amに流出する。したがって本発明で
は、このようなサージタンク14等の吸気経路などの影
響を考慮して、実際の燃料噴射量TAUを以下のように
して求める。
第6図は、スロットル弁開度θが急激に変化した場合の
吸入空気流量Qの変。化を表すグラフである。定常時で
は、参照符!1で示される回転数Neと吸気圧Pmとか
ら求められる内燃機関13の吸入空気流量Q1は、参照
符θ1で示されるスロットル弁開度θと吸気圧Pmとか
ら求められるサージタンク14の吸入空気流量と等しく
、A点にある。したがって内燃機関13の回転数Neが
一定の場合、吸気圧Pmが大きくなると吸入空気流量Q
が大きくなり、またスロットル弁開度がθ1で一定の場
合、吸気圧Pmが小さくなると吸入空気流量Qが大きく
なって、燃料噴射量もこれに追随して大きくされる。
前記回転数Neがたとえば11000rpの状態で、ス
ロットル弁開度がθ1のたとえば5゛か・ら、θ2のた
とえば10°に変化したとき、実際の吸気圧Pmおよび
回転数Neは、これにすぐに追随することができず、し
たがって理論的には、その吸入空気流量Qの軌跡は、参
照符!2で示されるように、−旦、スロットル弁開度θ
2と、吸気圧Pmとに対応した吸入空気流量Q2のB点
に上昇し、その後、吸気圧Pmの上昇に伴って、前記ス
ロットル弁開度θ2の軌跡を辿って降下し、予想吸気圧
Pmjによって決定される吸入空気流量Q3の0点に至
る。ところが実際の内燃機関13では、吸気経路の影響
などから9照符!3で示されるような軌跡を辿る。これ
に対して前述の先行技術で述べたように、内燃機関13
の回転数Neと吸気圧Pmの変化とに対応して吸入空気
流量Qを求めたのでは、参照符!1上の軌跡を辿ること
となり、第6図において斜線で示された吸入空気量分の
燃料が不足し、空燃比はいわゆるリーン状態となる。
このため本実施例では、内燃機関13の回転数Neと実
際の吸気圧Pmとから求められる基本噴射量TPIと、
スロットル弁開度θと前記回転数Neとから予想され、
吸気圧Pmの最終値である予想吸気圧Pmjと回転数N
eとから求めちれる噴射量TP2と、後述のようにして
求められる噴射量TP3とから下式に基づいて実際の燃
料噴射量TAUを演算する。
TALI= TPI + K(TP2+ TP3− T
PI)     ・(1)ただしKは、内燃機関13の
パラメータによって決定される補正係数であり、たとえ
ばサージタンク14の容量などによって決定される。回
転数Neと吸気圧Pm、Pmjとに対応した噴射量TP
1、TP2はメモリ36にマツプとしてストアされる。
噴射量TP3の算出は、以下のようにして行われる。
第7図は、各スロットル弁開度θにおける吸気圧Pmと
吸入空気流JiQとの関係を示すグラフである。この第
7図に示されるように、各スロットル弁開度θにおいて
、吸気圧P mの変化量ΔPに対する吸入空気流量Qの
変化量ΔQを実験によって求め、両者の比、すなわち傾
きk(−ΔQ/ΔP)を、メモリ36に第8図で示され
るようなテーブルとしてストアしておく、このテーブル
上において、前述の第6図で述べたスロットル弁開度θ
2を表す曲線と、点B、C間を結ぶ直線110に平行で
あり、このスロットル弁開度θ2を表す曲線に対する接
線!11との交点における吸気圧Pkを第2式に基づい
て求める。
こうして求めた吸気圧Pkと前記スロットル弁開度θ2
とから第8図で示されるテーブルを補間して、前記直線
!10の傾きに1が求められる。
この傾きに1を、第3式で示されるように、予想吸気圧
Pmjと実際の吸気圧Pmとの差に乗算することによっ
て、吸入空気流量Qの変化量ΔQを求めることができ、
この変化量ΔQを第4式で示されるように回転数Neで
除算することによって、前記噴射量TP3を求めること
ができる。
ΔQ=k 1 ・(Pm j−Pm)    =43)
TP3=ΔQ/Ne          =14)こう
して過渡時のサージタンク14へ流入する吸気流量とサ
ージタンク14から流出する空気流量との差である変化
量ΔQに対応した噴射量TP3を求めることができる。
この噴射量TP3と前述の噴射量TP2との和から基本
噴射量TPIを減算することによって、すなわちTP2
+TP3−TP 1から、第6図における吸入空気流量
Q2とQlとの差に対応した噴射量を求めることができ
る。この噴射量は第4図(3)において破線で示される
しかしながら実際の吸入空気流量Qの変化は、前述のよ
うに参照符!3で示される軌跡を辿るため、前記噴射量
に補正係数■(を乗算することによって第4図(3)に
おいて実線で示される実際の吸入空気の変化に対応した
噴射量K(TP2+TP3−TPI)を求めることがで
きる。
第9図は内燃機関13の回転数Neを検出するための動
作を表し、ステップn1においてクランク角検出器28
によって検出された回転数Neが、アナログ/デジタル
変換器33でデジタル変換されて、処理回路34に読込
まれる。この動(’f=は、前記アナログ/デジタル変
換器33における変換動作のたび毎に行われる。
第10図は実際の吸気圧Pmを検出するための動作を表
し、ステップnilにおいて圧力検出器19によって検
出された実際の吸気圧Pmが、アナログ/デジタル変換
器33でデジタル変換されて、処理回路34に読込まれ
る。この動作は、前記アナログ/デジタル変換器33に
おける変換動fトのたび毎に行われる。
第11図は本発明の一実施例の噴射量TP2゜TP3を
求めるための動作を表し、弁開度検出器30によって検
出されるスロットル弁開度θが、アナログ/デジタル変
換器33によってデジタル変換されるたび毎に行われる
。ステップn21では、弁開度検出器30によって検出
されるスロットル弁開度θが、アナログ/デジタル変換
されて読込まれる。ステップn22では、前述のステッ
プn1で求めた回転数Neと、ステップn21で求めた
スロットル弁開度θとに対応した予想吸気圧Pmjをメ
モリ36から読出す、ステップ023では、ステップn
22で求められた予想吸気圧Pmjと、前記回転数Ne
とに対応した噴射量TP2がメモリ36から読出される
。ステップn 24では、前述の第2式に基づいて吸気
圧Pkが計算される。ステップn25では、この吸気圧
Pkと前記スロットル弁開度θとに対応した傾きに1が
メモリ36から読出され、ステップn26で前述の第3
式に従って変化量ΔQが計算される。ステップn27で
は、この変化量ΔQと、前記回転数Neとから第4式に
基づいて噴射1TP3が求められる。
第12図は本発明の一実施例の実際の燃料噴射1TAt
Jを求めるための動作を表し、たとえば内燃機関13の
1行程毎に行われる。ステップrr 31では、ステッ
プn1で求められた回転数Neと、ステップnilで求
められた実際の吸気圧P mとに対応した基本噴射量T
PIが読出される。ステップn32では、この基本噴射
1TP1と、前記噴射量TP2.TP3と、補正係数に
とから前述の第1式に従って実際の燃料噴射量T A 
Uを求める。
このようにして、実際の燃料噴射量TAUを求めること
によって、スロットル弁開度θが急激に変化した場合に
おける吸入空気流IQの過渡的な変化の全域に亘って、
良好な応答性で、サージタンク14等の吸気経路などの
影響が考慮された最適な燃料噴射量TAUを求めること
ができる。また基本噴射量TPIは、変動の少ない回転
数Neを用いて求められる。こうして空燃比の安定を図
ることができる。
上述の実施例では、噴射量TP3は点B、C間の傾きに
1を用いて求められたけれども、本発明の他の実施例と
して、実際の吸気圧Pmとスロットル弁開度θ2とから
点Bの吸入空気流量Q2を求め、また予想吸気圧Pmj
とスロットル弁開度θ2とから点Cの吸入空気流iQ3
を求め、両者の差Q2−Q3から、前記変化量ΔQが求
められるようにしてもよい。
さらにまた上述の実施例では、補正係数には、サージタ
ンク14の容量によって決定されたけれども、本発明の
他の実施例として、温度検出器24によって検出される
冷却水温度に対応して決定されるようにしてもよく、あ
るいはまた、たとえば第13図で示される内燃機関13
の回転数Neによって決定される係数に1と、第14図
で示される実際の吸気圧Pmによって決定される係数に
2と、第15図で示されるスロットル弁開度θによって
決定される係数に3とが乗算されて、すなわちに=K 
1・K2・K3によって前記補正係数Kが求められるよ
うにしてもよい、各係数lぐ1〜K 3は、回転数Ne
、実際の吸気圧P ro、スロットル弁開度θがそれぞ
れ小さくなる程小さくされ、またその最大値は1,0で
ある。回転数Ne、実際の吸気圧Pm、およびスロット
ル弁開度θにそれぞれ対応した各係数に1〜に3は、メ
モリ36にマツプとしてストアされる。
第16図は第13図に示された係数に1を求めるための
動作を表し、前述の第9(21で示された動作と同様に
、回転数Neのアナログ/デジタル変換動作のたび毎に
行われる。ステップS1では。
クランク角検出器28によって検出された回転数N e
が、アナログ/デジタル変taされて読込まれ、ステッ
プS2では、この回転数Neに対応した係数に1がメモ
リ36から読出される。
第17図は第14図に示された係数に2を求めるための
動作を表し、前述の第10図で示された動作と同様に、
実際の吸気圧Pmのアナログ、・′デジタル変換動作の
たび毎に行われる。ステップS11では、圧力検出器1
9によって検出された吸気圧Pmが、アナログ/デジタ
ル変換されて読込まれ、ステップs12ではこの吸気圧
Pmに対応した係数に2がメモリ36から読出される。
第18図は第15図に示された係数に3を求めるための
動作を表し、前述の第11図に示された動作と同様に、
スロットル弁開度θのアナログ/デジタル変換動作のた
び毎に行われる。ステップs21では、弁開度検出器3
0によって検出されるスロットル弁開度θが、アナログ
/デジタル変換されて読込まれる。ステップs22では
、前述のステップs1で求めた回転数Neと、ステップ
s21で求めたスロットル弁開度θとに対応した予想吸
気圧Pmjをメモリ36から読出す、ステップs23で
は、ステップs22で求められた予想吸気圧PmJと、
前記回転数Neとに対応した噴射1TP2が、メモリ3
6から読出される。ステップs24では、前述の第2式
に基づいて吸気圧Pkが計算される。ステップs25で
は、この吸気圧Pkと、前記スロットル弁開度θとに対
応した傾きに1がメモリ36から読出され、ステップs
26で前述の第3式に従って変化量ΔQが計算される。
ステップs27では、この変化量ΔQと、前記回転数N
eとから噴射量TP3が求められる。ステップs28で
は、スロットル弁開度θに対応した係数に3がメモリ3
6から読出される。
第19図は、第16図〜第18図で示される動作によっ
て求められた係数に1〜に3を用いて、実際の燃料噴射
量TAUを求めるための動作を表し、たとえば内燃機関
13の1行程毎に行われる。
ステップs31では、ステップs1で求められた回転数
Neと、ステップallで求められた実際の吸気圧Pm
とに対応した基本噴射量TPI力弓力比売出る。ステッ
プs32では、ステップs2゜s 12. s 28で
求められた各係数に1〜K 3が乗算されて、補正係数
Kが求められる。ステップs33では基本噴射量TPI
と、前記噴射量TP2、TP3と補正係数にとから前述
の第1式に従って実際の燃料噴射量TAUを求める。
このように補正係数Kを、内燃機関13のパラメータに
対応してきめ細かく変化することによって、前述の第6
図において参照符!3で示されるように、理論上の吸入
空気流量Q2から、なまった軌跡を辿る実際の吸入空気
流量Qに対応した燃料噴射量TAUを求めることができ
る。
効  果 以上のように本発明によれば、回転数Neと実際の吸気
圧Pmとから求められる基本噴射量TP1を、回転数N
eとスロットル弁開度θとから予想される予想吸気圧P
mjと前記回転数Neとから求められる噴射、1TP2
と、スロットル弁開度θと実際の吸気圧Pmと予想吸気
圧Pmjとから求められる噴射量T’P3との和から減
算し、こうして得られる吸入空気流量の変動分に対応し
た噴射量を基本噴射量TP1に加算して実際の燃料噴射
量TAUを求めるようにしたので、スロットル弁開度θ
に急激な変化の生じた過渡時においても、サージタンク
等の吸気経路などの影響の考慮された燃料噴射量TAU
で噴射を行うことができ、空燃比を常に最適な値に保つ
ことができる。
【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図は内燃
機関13の各回転数Neにおけるスロットル弁開度θと
予想吸気圧P rn jとの関係を示すグラフ、第3図
はメモリ36のストア内容を示す図、第4図はスロット
ル弁開度θの変化に対する吸気圧Pm、Pmjおよび噴
射量(TP2+TP3−TPl)、、K(TP2+TP
3−TPl)の変化を示すグラフ、第5図は吸入空気の
流れを説明するためのサージタンク14の断面図、第6
図は本発明の考え方を示すスロットル弁開度θが急激に
変化した場合の吸入空気流量Qの変化を示すグラフ、第
7図は噴射量TP3の算出に用いられる各スロットル弁
開度θにおける吸気圧Pm、Pmj、Pkと吸入空気流
量Qとの関係を示すグラフ、第8図は噴射量TP3の算
出に用いられる吸気圧Pkと、傾きkとの関係を示すグ
ラフ、第9図〜第12図は本発明の一実施例の動ずtを
説明するためのフローチャート、第13図は本発明の他
の実施例の補正係数Kの算出に用いられる係数K]ど内
燃機関13の回転数Neとの関係を示すグラフ、第14
図は前記補正係数にの算出に用いられる係数に2と実際
の吸気圧Pmとの関係を示すグラフ、第15図は前記補
正係数にの算出に用いられる係数に3とスロットル弁開
度θとの関係を示すグラフ、第16図〜第19図は本発
明の他の実施例の動作を説明するためのフローチャー1
・である。 13・・内燃機関、14・・・サージタンク、15・・
・吸気管、16・・・スロットル弁、19・・・圧力検
出器、24、.27・・温度検出器、20・排気管、2
8・・・クランク角検出器、30・・・弁開度検出器、
31・・・処理装置、36・・メモリ、81〜8m・・
燃料噴射弁、E1〜Em・・・燃焼室、01〜0m・・
・点火プラグ 代理人  弁理士 西教 圭一部 第2 図 スロットル弁開度e 第3図 回転数Ne 第4図 e 第5図 1ム 第9図   第10図 第11図   第12図 4t!f)処孤へ 第13図 第14図 第15図 □ スロvトノー刊釦1′!Lυ 第16図   第17図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関の単位時間当りの回転数Neと、実際の
    吸気圧Pmとから基本噴射量TP1を求め、前記回転数
    Neとスロットル弁開度θとから予め定めた大気圧下に
    おける吸気圧Pmjを予想し、この予想吸気圧Pmjと
    前記回転数Neとから噴射量TP2を求め、 前記スロットル弁開度θと実際の吸気圧Pmと予想吸気
    圧Pmjとから噴射量TP3を求め、前記基本噴射量T
    P1と噴射量TP2と噴射量TP3とに基づいて、基本
    噴射量TP1を補正して実際の燃料噴射量TAU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式。
  2. (2)前記補正には、内燃機関のパラメータによつて変
    化する補正係数Kを用いることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の内燃機関の燃料噴射量制御方式。
JP29116787A 1987-11-17 1987-11-17 内燃機関の燃料噴射量制御方式 Pending JPH01134042A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04502352A (ja) * 1988-12-14 1992-04-23 ローベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 燃料量を定める方法

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