JPH01138340A - 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を予想
し、この予想吸気圧Ｐｍｊと前記回転ｊｌｌ　Ｎ　ｅ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ＪＬ
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ＴＰＩと噴射量ＴＰ４との和から、前記予想
吸気圧Ｐｍｊと実際の吸気圧Ｐｍとの差に対応した噴射
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Ｐ　ｍ　ｊを予想し、この予想吸気圧Ｐｍ
ｊと前記回転数Ｎｅとから噴射量ＴＰＩ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Ｔ
Ｐ２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ＭＴＰ２から噴射ｊｉＴＰ３を減算して噴射
量ＴＰ４を求め、この噴射量ＴＰ４と前記噴射量ＴＰＩ
との和から、前記予想吸気圧Ｐｍｊと実際の吸気圧Ｐｍ
との差に対応した噴射量ＴＰ５を減算して実際の燃料噴
射量ＴＡＵを求める。

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、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、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量Ｔ
ＡＵ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、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Ｐｍ
ｊ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〜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。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Ｔ
ＡＵ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Ｊ！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ｊｉＱ１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０１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
がって吸気経路の極短い内燃機関の場合、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θ２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、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Ｑ
３の０点に至る。

また実際の内燃機関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ノ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、
内燃機間１３の回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｍ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、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とから参照符！１の特性線から噴
射量ＴＰＩ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１つ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量Ｑ２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量ＴＰ３
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Ｔ　Ｐ　４に等しい。

こうして求められた噴射量ＴＰ２から噴射ＪｉＴＰ３を
減算して噴射量ＴＰ４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。

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参照符！３で示され
るようになまった軌跡を辿る。このため本実施例では第
１式に示されるように、サージタンク容量Ｖなどによっ
て決定される噴射量ＴＰ５を求める。

この第１式において、■・Ｐｍｊはサージタンク１４に
流入する空気量であり、またＶ−Ｐｍはサージタンク１
４から各燃焼室Ｅ１〜Ｅｍへ流出する空気量であり、し
たがって両者の差を求めることによってサージタンク１
４に貯留される空気量を求めることができ、この差を回
転数Ｎｅで除算を行うことによって、サージタンク１４
の流入流出空気量に対応した噴射量ＴＰ５を求めること
ができる。

こうして求められたこの噴射量ＴＰ５を第２式で示され
るように前記噴射量ＴＰ’ｌ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量ＴＡＵを求める
ことができる。

ＴＡＵ＝ＴＰ　１　＋ＴＰ　４−ＴＰ　５　　　・・・
（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ｔｔＭ３３３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
ける変換動作のたび毎に行われる。

第９図は実際の燃料噴射ＪｉＴＡＵ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
。ステツブ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ｆｉＴ
Ｐ１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θと実際の吸気圧Ｐｍ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
２５では、予想吸気圧Ｐｍｊとスロットル弁開度θ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ｎ２６では、噴射量ＴＰ２から噴射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ＴＰ５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
て実際の燃料噴射量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ｆｉＱ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量
ＴＰ４との和から、吸気経路などの影響による吸入空気
の応答遅れに対応した噴射量ＴＰ５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
Ｒ閏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９図は本発明の詳細
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、Ａｌ−Ａｍ・・・吸気管路、８１
〜Ｂｍ・・・燃料噴射弁、Ｅ１〜Ｅｍ・・・燃焼室、０
１〜０ｍ・・・点火プラグ 代理人　　弁理士　画数　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、前記予想
   吸気圧Ｐｍｊと実際の吸気圧Ｐｍとの差に対応した噴射
   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。