JPH01138336A - 内燃機関の燃料噴射量制御方式 - Google Patents

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ＪＩＴＡＵを決定するな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と内燃機間の
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を予想
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、サージタンクなどの影
響によって、必ずしもこの予想吸気圧ＰｍＪとは対応し
ておらず、したがってこの予想吸気圧Ｐｍｊに対応した
燃料噴射量で噴射を行うと、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ＴＡＵ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ＴＰＩを求め、 実際の吸気圧Ｐｍとスロットル弁開度θとから噴射量Ｔ
Ｐ２を求め。

前記予想吸気圧Ｐｍｊとスロットル弁開度θとから噴射
量ＴＰ３を求め、 前記噴射量ＴＰ２から噴射量ＴＰ３を減算して噴射量Ｔ
Ｐ４を求め、 前記噴射量ＴＰ１と噴射ＪＬＴＰ４との和から、実際の
吸気圧Ｐｍの時間変化率に対応した噴射量ＴＰ５を減算
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。

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ｊｉＴＰ１を求める。次に実
際の吸気圧Ｐｍとスロットル弁開度θとから噴射量ＴＰ
２を求める。続いて前記予想吸気圧Ｐｍｊとスロットル
弁開度θとから噴射量ＴＰ３を求める。こうして求めら
れた噴射量ＴＰ２から噴射量ＴＰ３を減算して噴射量Ｔ
Ｐ４を求め、この噴射量ＴＰ４と前記噴射量ＴＰＩとの
和から、実際の吸気圧Ｐｍの時間変化率に対応した噴射
量ＴＰ５を減算して実際の燃料噴射量ＴＡｔＪを求める
。

前記回転数Ｎｅを用いた噴射量ＴＰＩは、比較的変動が
少なく、安定している。この噴射量ＴＰ１と前記噴射量
ＴＰ４とを加算することによって５スロットル弁開度θ
の急変動時の吸入空気流量を予想することができる。ま
た前記噴射量ＴＰ５は１、吸気経路の影響などによる吸
入空気のスロットル弁開度θの変化に対する応答遅れに
対応しており、したがって噴射量ＴＰＩと噴射量ＴＰ４
との和からこの噴射量ＴＰ５を減算することによって、
実際の吸入空気流量に対応した正確な燃料噴射量ＴＡＵ
を求めることができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のブロック図である。内燃
機関１３には複数の燃焼室Ｅ１〜Ｅｍが形成され、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Ａ１〜Ａ
ｍ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によって定められた燃料噴射ｊｉ
ＴＡＵで噴射を行う。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サモサージタンク１４には、吸気圧を検出するた
めの圧力検出器１９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２
１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、入力インタフェイス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、出力インタフェイス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および陳述する実際の燃料噴射量ＴＡＵ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）で示されるように変ｆヒする。

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Ｐ　ｍｊと一致
する。

上述のように実際の吸気圧Ｐｍに応答遅れが生じるのは
、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〜Ａｍ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。このサージタンク１
４の容量が大きいときには、第４図（２）で示される実
際の吸気圧Ｐｍの時間変化率ΔＰｍ／Δｔが小さくなる
。したがって本発明では、このようなサージタンク１４
や、スロットル弁１６の下流側の吸気管１５、および各
吸気管路Ａ１−Ａｍ等による吸気経路の影響などを考慮
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（回
転数Ｎｅ＝Ｎｅｌ、スロットル弁開度θ＝θ１）では、
参照符１１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θ
１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ｊＥＱ
が大きくなり、またスロットル弁開度がθ１で一定の場
き、吸気圧Ｐｍが小さくなると吸入空気流ｉＱが大きく
なって、燃料噴射Ｉ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１０００　ｒ　ｐ　ｒｎの状
態で、スロットル弁開度がθ１のたとえば５°から、θ
２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、したがって吸気経路の極短い内燃機関の場き、その
吸入空気流量Ｑの軌跡は、参照符１２で示されるように
、−旦、スロットル弁開度θ２と吸気圧Ｐｍとに対応し
た吸入空気流］ＬＱ２のＢ点に上昇し、その後、吸気圧
Ｐｍの上昇に伴って、スロットル弁開度θ２の軌跡を辿
って降下し、子息吸気圧Ｐｍｊによって決定される吸入
空気流量Ｑ３の０点に至る。

また実際の内燃８１閏１３では、サージタンク１４等の
吸気経路の影響などから参照符１３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ｒｍ１３の回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｍとに対応し
て吸入空気流ｊｌＱを求めたのでは、参照符１１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「（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、先ず内燃機関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と回転数Ｎｅとから、９照符１１で示される特
性線に基づいて噴射量ＴＰ１を求める。したがってこの
噴射量ＴＰ１は、比較的変動の小さい回転数Ｎｅを基に
して求められており、安定している。

次に圧力検出器１９によって検出される実際の吸気圧Ｐ
ｍとスロットル弁開度θとから噴射量ＴＰ２を求める。

したがってこの噴射量ＴＰ２は、スロットル弁開度θの
変動直後の吸入空気流ＪｉＱ２に対応した噴射量である
。

続いて前記予想吸気圧Ｐｍｊとスロットル弁開度θとか
ら噴射量ＴＰ３を求める。した゛がってこの噴射ＩＴＰ
３は、スロットル弁開度θの変化に追従して変化する吸
入空気流量の最終値Ｑ３に対応しており、定常時では前
記噴射量ＴＰＩに等しい。

こうして求められた噴射量ＴＰ２から噴射量ＴＰ３を減
算して噴射Ｆ！ｋＴＰ４を求める。したがってこの噴射
量ＴＰ４は、スロットル弁開度がθ１からθ２に変化す
る過渡時の吸入空気流量の変動分に対応している。この
噴射量ＴＰ４と前記噴射量ＴＰＩとを加算することによ
って、第６図において点ＡＢＣを辿る軌跡に対応した燃
料噴射量を求めることができる。噴射量ＴＰ１と噴射量
ＴＰ４との和は、第４図（３）において破線で示される
ように変化する。

しかしながら実際の吸入空気流量Ｑは、前述のようにサ
ージタンク１４の影響などによって９照符１３で示され
るようになまった軌跡を辿り、このため本実施例では第
１式に示されるように、実際の吸気圧Ｐｍの時間変化率
ΔＰｍ／Δｔの大きさ、すなわちサージタンク１４の流
入流出空気量に対応した噴射量ＴＰ５を求め、この噴射
量ＴＰ５を第２式で示されるように、前記噴射量Ｔ２１
と噴射量ＴＰ４との和から減算することによって前記吸
気経路の影響などによる応答遅れの考慮された実際の燃
料噴射Ｊ！１ＴＡＵを求める。この実際の燃料噴射量Ｔ
ＡＵは、第４図（３）において実線で示されるように変
化する。

ＴＡＵ＝ＴＰ１＋ＴＰ４−ＴＰ５　　　・・・（２）こ
のように第６図に示される内燃機関１３の回転数Ｎｅと
予想吸気圧Ｐｍｊとに対応した噴射量ＴＰ１、およびス
ロットル弁開度θと吸気圧Ｐｍ。

Ｐｍｊとにそれぞれ対応した噴射量ＴＰ２．ＴＰ３は、
メモリ３６にテーブルとしてストアされる。

第７図は内燃機１’！！１３の回転数Ｎｅを検出するた
めの動ｆヤを表し、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３
４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における変換動作のたび毎に行われる。

第８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１つによって検出
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における変換動作のたび毎に行わ
れる。

第９図は本発明の一実施例の実際の燃料噴射量ＴＡＵ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ｊ
負されて読込まれる。ステップｎ２２では、前述のステ
ッブ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ｎ２３では、ステップ
ｎ２２で求めた予想吸気圧Ｐｍｊと前記回転数Ｎｅとに
対応した噴射量ＴＰＩがメモリ３６から読出される。ス
テップｎ２４では、スロットル弁開度θ２と実際の吸気
圧Ｐｍとに対応した噴射、１ＴＰ２がメモリ３６から読
出される。

ステップｎ２５では、予想吸気圧Ｐｍｊとスロットル弁
開度θ２とに対応した噴射量ＴＰ３がメモリ３６から読
出される。ステップｎ　２６では、噴射ｊｔＴ’Ｐ２か
ら噴射量ｔＴＰ３が減算されて、噴射量ＴＰ４が求めら
れる。ステップｎ２７では、前述の第１式に基づいてサ
ージタンク１４等の吸気経路の影響などに対応した噴射
量Ｔ’Ｐ　５が算出される。ステップｎ２８では、上述
のようにして求められた噴射量ＴＰ１．ＴＰ４．ＴＰ５
から前述の第２式に基づいて実際の燃料噴射、［ＴＡＵ
が算出される。

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
ける吸入空気流量Ｑ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
、空燃比の安定を図ることができる。

効　　果 以上のように本発明によれば、内燃機関の回転数Ｎｅを
用いて求められる比較的変動が少なく安定した噴射量Ｔ
ＰＩと、スロットル弁開度θの変動分に対応した噴射Ｍ
ＴＰ４との和から、吸気経路の影響による吸入空気流量
の応答遅れに対応した噴射ＪＩＴＰ５を減算することに
よっ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、サージタンクなどの影響が考慮された正確な燃
料噴射量ＴＡＵで噴射を行うことができ、空燃比の安定
を図ることができる。

【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Ｐｍｊ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および実際の燃
料噴射量ＴＡＵ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〜第９Ｉ２Ｉは本発明の詳細な説明するためのフ
ローチャートである。 １３・・内燃機関、１４・・・サージタンク、１５・・
・吸気管、１６・・・スロットル弁、２４．２７・・・
温度検出器、２０・・・排気管、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、Ａ１〜Ａ　ｒｎ・・・吸気管路、
Ｂ１〜Ｂｍ・・・燃料噴射弁、Ｅ１〜Ｅｍ・・・燃焼室
、６１〜０ｍ・・・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θ 第３図 回転数Ｎｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の単位時間当りの回転数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ＴＰ１を求め、実際の吸気圧Ｐｍとスロットル弁
   開度θとから噴射量ＴＰ２を求め、 前記予想吸気圧Ｐｍｊとスロットル弁開度θとから噴射
   量ＴＰ３を求め、 前記噴射量ＴＰ２から噴射量ＴＰ３を減算して噴射量Ｔ
   Ｐ４を求め、 前記噴射量ＴＰ１と噴射量ＴＰ４との和から、実際の吸
   気圧Ｐｍの時間変化率に対応した噴射量ＴＰ５を減算し
   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。