JPH01167436A - 内燃機関の燃料噴射量制御方法 - 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 内燃機間のいわゆる電子制御式燃料噴射装置において、
燃料噴射量を求める方法として典型的な先行技術では、
内燃機関の単位時間当りの回転数と吸気圧とによって求
めている。しかしながらこの先行技術では、良好な安定
性を有する反面、スロットル弁開度が急激に変化した場
合、吸気経路に設けられた圧力検出器によって検出され
る吸気圧は、スロットル弁の開閉動作に升応して流入す
る吸入空気に対して応答遅れが生じており、したがって
スロットル弁の開閉動作に′正確に追随して燃料噴射量
を求めるためには、このようにスロットル弁開度が急激
に変化する過渡時において、複雑な補正を行う必要があ
った。

この先行技術の問題点を解決するために、本件出願人が
先に提案した方法では、スロットル弁開度と内燃機関の
回転数とから燃料噴射量を求めている。この方法では応
答遅れがなく、スロットル弁の開閉動作に正確に追随し
て燃料噴射量を求めることができる。しかしながらこの
方法では、スロットル弁の開度を検出する弁開度検出器
の製造上のばらつきやマツチングによる誤差、あるいは
テーブルとしてストアされているスロットル弁開度と、
回転数とによる燃料噴射量データの補間時の誤差などに
よって、読出された燃料噴射量には誤差が生じてしまい
、空燃比を最適に保つことができない場合があった。ま
たスロットル弁開度が小さい場合には、このスロットル
弁開度の僅かな変動で燃料噴射量が大きく変化してしま
い、安定性に劣る。

発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、良好な安定性および過渡応答性を有し
、スロットル弁の開閉動作に対応して正確な燃料噴射量
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、吸
気圧Ｐｍとから基本噴射量ＴＰ１を求め、前記回転数Ｎ
ｅと、内燃機関に燃焼用空気を供給するスロットル弁の
開度θとから噴射量ＴＰ２を求め、 実際の燃料噴射量ＴＡＵは、燃焼室への吸入遅れ補正係
数をηとするとき、 ＴＡＵ＝ＴＰ　ｌ＋η（ＴＰ２−ＴＰ１）によって求め
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、前記噴射量ＴＰ２が前記基本噴
射量ＴＰＩに一致するように、前記スロットル弁開度θ
を検出する弁開度検出器の出力を補正することを特徴と
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、吸気圧Ｐｍとから基本噴射量ＴＰＩを求める
。この基本噴射量ＴＰ１は良好な安定性を有しており、
したがって内燃機関に燃焼用空気を供給するスロットル
弁の開度θが急激に変化した直後では、この基本噴射量
ＴＰＩはその変化前の値に等しい。

次に、前記回転数Ｎｅとスロットル弁開度θとから噴射
量ＴＰ２を求める。この噴射量ＴＰ２は、スロットル弁
開度θの変化に追随しており、したがってこの噴射量Ｔ
Ｐ２は、上述のようなスロットル弁開度θが急激に変化
された過渡状態の比較的初期において、スロットル弁開
度θの最終値に対応することができる。

続いて、たとえばスロットル弁と燃焼室との間の給気経
路による吸入遅れを補正するための係数をηとするとき
、 ＴＡＵ＝ＴＰ　ｌ＋η（ＴＰ　２−ＴＰ　１　）から実
際の燃料噴射量ＴＡＵを求める。

したがってこの燃料噴射量ＴＡＵは、上述のような過渡
状態の吸入空気の変化に正確に対応しており、空燃比を
一定に保つことができる。このようにして良好な安定性
および過渡応答性を有し、スロットル弁の開閉動作に対
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がら各燃焼室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を噴射する。各燃焼室Ｅ１〜Ｅｍには、それぞれ吸
気弁０１〜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Ｐｍ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
間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行程毎の燃料噴射量ＴＡＵを制御する。

一方、自動車メーカーでは、第２図で示されるような内
燃機関１３の各回転数Ｎｅにおける吸気圧Ｐｍと、基本
噴射量ＴＰ１との関係を測定し、その測定結果は、メモ
リ３６に第３図で示されるようなマツプとしてストアさ
れる。

また同様に、第４図で示されるような各回転数Ｎｅにお
けるスロットル弁開度θと、噴射量ＴＰ２との関係が測
定され、その測定結果は、メモリ３６に第５図で示され
るようなマツプとしてストアされる。

今、スロットル弁開度θが第６図（１）で示されるよう
に時刻ｔ１において急激に大きくなったときには、圧力
検出器１９によって検出されるサージタンク１４の吸気
圧Ｐｍは、第６図（２）で示されるように応答遅れを伴
って追随する。したがってこの吸気圧Ｐｍを用いて求め
られる基本噴射量ＴＰＩは、第６図（３）において仮想
線で示されるように、スロットル弁開度θの急変動の直
後にはその変動以前の値と等しく、安定している。

またスロットル弁開度θに対応した噴射量ＴＰ２は、第
６図（３）において破線で示されるように変化する。し
たがってこの噴射量ＴＰ２は、スロットル弁開度θが変
化した過渡状態の比較的初期においてスロットル弁開度
θの最終値に対応することができる。この噴射量ＴＰ２
と前記基本噴射量ＴＰＩとは、スロットル弁開度θに対
応した吸気圧Ｐｍとなる定常状態、すなわち時刻ｔ１以
前と時刻ｔ２以降では、相互に等しくなる。

したがってスロットル弁開度θの変化に対して比較的ゆ
っくりと変化する吸気圧Ｐｍから求められる基本噴射量
ＴＰＩで噴射を行うと、変動が小さく安定している反面
、吸気圧Ｐｍはスロットル弁開度θが変化して流入する
吸入空気に対して応答遅れを伴っており、したがってた
とえば第６図で示されるようにスロットル弁開度θが急
激に大きくなったときには、・空燃比はリーン状態とな
ってしまい、過渡応答性に劣る。また噴射量ＴＰ２を用
いて燃料噴射を行った場合には、良好な過渡応答性を有
する反面、この噴射量ＴＰ２は第４図から明らかなよう
に、スロットル弁開度θが小さいときには、このスロッ
トル弁開度θの僅かな変化によって噴射量ＴＰ２が大き
く変動してしまい、安定性に劣る。また弁開度検出器３
０によって検出されるスロットル弁開度θと、実際に燃
焼室Ｅ１〜Ｅｍに流入する吸入空気との間にはスロット
ル弁１６の下流側の吸気管１５、サージタンク１４およ
び各吸気管路Ａ１〜Ａｍなどの吸気経路の影響によ・つ
て、ずれが生じてしまい、たとえば第６図で示されるよ
うに、スロットル弁開度θが急激に大きくなったときに
は、噴射量ＴＰ２で噴射を行うと、空燃比がリッチ状態
となってしまう。

さらにまた弁開度検出器３０の製造上のばらつきやマツ
チング誤差、あるいはスロットル弁１６などへのごみの
付着などによって、弁開度検出器３０の出力が実際のス
ロットル弁開度θに対して誤差を生じてしまうことがあ
る。このため本実施例では、以下のようにして実際の燃
料噴射量ＴＡＵを求める。

すなわちスロットル弁１６の下流側の吸気管１５、サー
ジタンク１４および各吸気管路Ａ１〜Ａｍなどからなる
吸気経路による吸入空気の燃焼室Ａ１〜Ａｍへの吸入遅
れの補正係数ηを実験によつて求めておき、下式に基づ
いて実際の燃料噴射量ＴＡＬＩを求める。

ＴＡＵ＝ＴＰ　１＋η（ＴＰ２−ＴＰ１）　　・・・（
１）前記吸入遅れの補正係数ηは、たと−えば０．７〜
０．８程度であり、車種によって異なり、前述の第３図
および第５図で示されるデータと同様に、メモリ３６に
ストアされる。噴射量ＴＰ２と基本噴射量ＴＰ１との差
は、前記過渡状態における吸入空気流量の理論的な変化
に対応しており、この差に補正係数ηを乗算することに
よって、前記吸気経路等の影響が考慮されて実際の吸入
空気流量の変化に対応した噴射量を求めることができる
。

こうして求めた噴射量を基本噴射量ＴＰ１に加算して、
該基本噴射量ＴＰ１を補正することによって、良好な安
定性および過渡応答性を有し、吸入空気の応答遅れが考
慮された燃料噴射量ＴＡＵを求めることができ、空燃比
を一定に保つことができる。

また上述のように定常状態では、基本噴射量ＴＰ１と噴
射量ＴＰ２とは等しくなるべきであり、したがって噴射
量ＴＰ２が基本噴射量ＴＰＩと等しくなるようにスロッ
トル弁開度θを補正することによって、弁開度検出器３
０の製造上のばらつきやマツチング誤差、あるいはスロ
ットル弁１６などへのごみの付着などによる検出誤差を
吸収して、正確なスロットル弁開度θを求めることがで
きる。

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８図は基本噴射量ＴＰ１を求めるための動作を表し、
圧力検出器１９によって検出される吸気圧Ｐｍ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ｎｉｌでは、圧力検出器１９
によって検出される吸気圧Ｐｍがアナログ／デジタル変
換されて読込よれる。ステップｎ１２では、前述のステ
ップｎ１で求めた回転数Ｎｅと、ステップｎｉｌで求め
た吸気圧Ｐｍとに対応した基本噴射量ＴＰ１が、前述の
第３図で示されるマツプに基づいてメモリ３６から読出
される。

第９図は噴射量ＴＰ２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、ステップｎ２１で
求めたスロットル弁開度θと、後述するようにして求め
られる補正値θＧとが加算されて、補正されたスロット
ル弁開度θＨが求められる。ステップｎ２３では、ステ
ップｎ１で求められた回転数Ｎｅと、ステップｎ２２で
求められた補正されたスロットル弁開度θＨとに対応し
た噴射量ＴＰ２が、前述の第５図で示されるマツプに基
づいてメモリ３６から読出される。

第１０図は実際の燃料噴射量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ｒｓ　３１では、噴射量ＴＰ２と基本噴射量Ｔ
ＰＩとの差Ｍが求められる。ステップｎ３２では、この
差ＭがＯを超えているかどうかが判断され、そうである
ときすなわち応答の速い噴射量ＴＰ２が応答の遅い基本
噴射量ＴＰ１より大きい加速時には、ステップｒ１３３
に移る。

ステップｎ３３では、基本噴射量ＴＰＩに、前記吸入遅
れ補正係数ηと前記差Ｍの絶対値ＩＭ＋との積が加算さ
れて、すなわち前述の第１式に従って燃料噴射量ＴＡＵ
が求められ、ステップｎ３４に移る。ステップｎ３２に
おいて、前記差Ｍが０以下であるときすなわち減速時に
は、ステップｎ３５に移り、基本噴射量ＴＰＩから、前
記吸入遅れ補正係数ηと前記差Ｍの絶対値＋Ｍ＋との積
が減算されて燃料噴射量ＴＡＵが求められ、ステップｎ
３４に移る。ステップｎ３４では、ステップｎ３３．ｎ
３５で求められた燃料噴射量ＴＡＵに対応して、燃料噴
射弁Ｂ１〜Ｂｍが駆動されて、燃料の噴射が行われる。

第１１図は前記スロットル弁開度θの補正値θＧの更新
動作を表し、たとえば１０ｍ５ｅｃ毎に行われ、この補
正値θＧはゆっくりと変化される。

ステップｎ４１では、噴射量ＴＰ２が基本噴射量ＴＰＩ
より大きいかどうかが判断され、そうであるときにはス
テップｎ４２でこの補正値θＧから１が減算され、また
そうでないときにはステップｎ４３でこの補正値θＧに
１が加算される。

効　　果 以上のように本発明によれば、内燃機関の単位時間当り
の回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｍとから求められる比較的安定
な基本噴射量ＴＰＩを、前記回転数Ｎｅとスロットル弁
開度θとから求められる応答性の良好な噴射量ＴＰ２お
よび吸気経路の影響が考慮された補正係数ηを用いて補
正して、実際の燃料噴射量ＴＡＵを求めるようにしたの
で、□良好な安定性および過渡応答性を有し、スロット
ル弁の開閉動作に対応した正確な燃料噴射量ＴＡＵを求
めることができ、したがってスロットル弁開度θが急激
に変化された過渡時においても、空色第１図は本発明の
一実施例のブロック図、第２図は内燃機関の各回転数Ｎ
ｅにおける吸気圧Ｐ　ｒｎと基本噴射量ＴＰＩとの関係
を示すグラフ、第３図は第２図に示された関係のメモリ
３６への記憶態様を示す図、第４図は各回転数Ｎｅにお
けるフロラトル弁開度θと噴射量ＴＰ２との関係を示す
グラフ、第５図は第４図で示された関係のメモリ３６へ
の記憶態様を示す図、第６図は動作を説明するための波
形図、第７図〜第１１図は動作を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、１９・・・圧力
検出器２０・・・排気管、２４．２７・・・温度検出器
、２８・・・クランク角検出器、３０・・・弁開度検出
器、３１・−・処理装置、Ｂ１〜Ｂｍ・・・燃料噴射弁
、Ｅ１〜ＥＩＬＬ・・・燃焼室、６１〜Ｇｍ・・・点火
プラグ代理人　　弁理士　画数　圭一部 第２図 第４図 スロｙ）７Ｉ／介開度θ 第３図 第５図 ′Ｍ１０図 第１１図 伯１０処理へ

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、吸気圧
   Ｐｍとから基本噴射量ＴＰ１を求め、 前記回転数Ｎｅと、内燃機関に燃焼用空気を供給するス
   ロットル弁の開度θとから噴射量ＴＰ２を求め、 実際の燃料噴射量ＴＡＵは、燃焼室への吸入遅れ補正係
   数をηとするとき、 ＴＡＵ＝ＴＰ１＋η（ＴＰ２−ＴＰ１） によつて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）前記噴射量ＴＰ２が前記基本噴射量ＴＰ１に一致
   するように、前記スロットル弁開度θを検出する弁開度
   検出器の出力を補正す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。