JPH01177432A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、スロットル開度およびエンジン回転数よりエ
ンジンの作動状層を制御する内燃機関の燃料噴射制御装
置に関する。

【従来の技術】

との種、内燃機関の燃料噴射制御装置としては従来より
、スロットル開度θとエンジン回転数Ｎｃによ°り定ま
る運転領域に対応してマツプに格納されている基本燃料
噴射ｊｔＴｐｔ！−算出し、上記Ｔｐをエンジン作動時
に取り出して燃料噴射制御に用いている。 そして、上記基本燃料噴射量′ｒＰに対しては、過渡時
に、その時のエンジン回転数、吸入管負圧。 水温、車速などの諸元より補正を加えて、空燃比のリッ
チ化あるいはリーン化を抑制することがなされている（
例えば、特開昭５８−４８７２０号。 特開昭５８−４１２３０号公報参照）。

【発明が解決しようとする問題点】

しかし、エンジンに実際に吸入される１サイクル当りの
空気量は、吸気系のスロットルバルブ下流の容積の影響
で、過渡時にはスロットル開度θの変化に対して遅れを
もっており、その遅れは吸気系の容積が大きいほど大き
くなる。その結果、スロットルバルブが閉状態から開状
態へ変化する加速時には、空燃比はリッチ傾向となり、
スロットルバルブが開状態から閉状態へ変化する減速時
には空燃比はリーン傾向になるという問題を生じる。 これを解決するには、１サイクル当りのシリンダ流入空
気量を、過渡時において吸気モデル式で推定して、この
推定値で、基本燃料噴射量を設定する必要がある。 本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、吸気に
ついてのモデル式よりシリンダ流入空気量を推定するに
際して、エンジン回転数、スロットル開度などをパラメ
ータとしたモデル式の係数を予め設定し、演算によって
吸入空気量の推定値を得て、過渡時における基本燃料噴
射量をも適正化し、その時に発生されるリッチ、リーン
化を抑制し、ｆ＆適全空燃比維持できるように燃料噴射
量を制御するようにした内燃機関の燃料噴射制御装置を
提供しようとするものである。

【問題点を解決するための手段】

このなめ、本発明では、スロットル開度およびエンジン
回転数より内燃機関の燃料噴射量を制御するものにおい
て、吸気量についてのモデル式よりシリンダ流入空気量
を推定する場合の、エンジン回、転数、スロットル開度
あるいは吸気温をパラメータとした上記モデル式の１系
数を設定する係数設定手段と、上記係数設定手段で設定
された係数によりモデル式からシリンダ流入空気量を推
定する吸入空気量推定手段と、上記吸入空気量推定手段
で推定したシリンダ流入空気量およびエンジン回転数か
ら基本燃料噴射量を求める基本＠料噴射量設定手段とを
具備している。

【作　　　用】

このため、過渡状態において、スロ・ソトル開度が急激
に変化するなど、空気流量の変化が大きい時に、空燃比
のリッチ化、リーン化を抑制し、最適空燃比での燃料噴
射が実現できる６

【実　　方耐　　ｆ列】

以下１本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 第１図において、符号１はエンジンであり、その吸気系
２にはスロットルバルブ３が設けてあり、またスロット
ルバルブ３の下流にはコレクタチャンバ５が設けられて
いる。そして、上記コレクタチャンバ５の下流の吸気マ
ニホルドにおけるエンジン１の各吸気ボート近傍にはイ
ンジェクタ６が設けられている。また、上記スロットル
バルブ３にはスロットル開度センサ７が、エンジン１に
は回転数センサ９が、エアクリーナ１４には吸気温セン
サ１０が、上記エンジン１の排気系１２には第４図の特
性を持つ空燃比センサ１１が、更にエンジン１の外部に
は大気圧センサ４がそれぞれ設けられている。そして、
上記各センサ７　、９　、１０．１１．および大気圧セ
ンサ４からの検出信号はコントロールユニット１２に供
給される。そして、上記コントロールユニット１２は、
上記センサがらの検出信号に基いて演算した結果、それ
ぞれ適正な制御信号を上記インジェクタ６や、点火コイ
ル１３などへ出力するのである。 ここで、シリンダ流入空気ｉＭａｐを第２図に示される
吸気系モデルに基いて推定する。 今、大気圧をＰａ、大気圧密度をρａ、シリンダ流入空
気量をＭａｐ、スロットルバルブ通過空気量をＭａｔ、
吸気マニホルド内圧力をＰ、マニホルド容積をＶ、マニ
ホルド内空気量をＭとすると、空気の保存式はｄＭ／ｄ
ｔ　＝Ｍａｔ−Ｍａｐ−（１）状態方程式はＰ　Ｖ　＝
　Ｍ　ＲＴ　　　　　　　・・・（２）シリンダ流入空
気量は Ｍａｐ＝　（Ｎｅ　−Ｄ／２ＲＴ　）　−７７Ｖ　−Ｐ
−（３）スロットルバルブ通過空気量は 但し、Ｐ／Ｐａ　＞（２／（ｋ、１）ｌ　””−目のと
き、Ｐ　／　Ｐ　ａ　＜　（２／（ｋ＋１））””−口
のとき、空気通過面積は Ａ　＝　ａ＋ｂ（１−ＣＯ３（α→−ａ、　）／　ｃｏ
ｓα、　）この場合、α：スロットル開度、　Ｎｃ　：
エンジン回転数、Ｄ：排気量、ηＶ：体積効率、Ｃ：流
出址係数、Ｒ１：気体定数、ｋ　：比熱比、ｑ　：重力
加速度、１゛：吸気温度、ａ：バイパス開度面積。 ｂ：吸気管断面積、α０：スロットルバルブ全開時の吸
気管の断面に対する角度である。ここで、スロットルバ
ルブ通過空気量Ｍａｐはスロットルバルブをバイパスす
るバイパス通路を通る空気量を考慮している。 以上の式より、 ｄＰ／ｄｔ　＝　（ＲＴ／Ｖ）−Ｍａｔ（Ｄ／２Ｖ）−
Ｎｅ　−７７Ｖ　−Ｐ これをＭ敗北すると ［’（ｋ中１）　　−Ｐ　　（ｋ））／Δｔ＝　（ＲＴ
／Ｖ）　・Ｍａｔ（ｋ） −＜Ｄ／２Ｖ）　・Ｎｃ（ｋ）−ηＶ（ｋ）・Ｐ（ｋ）
（但し、Δｔ　＝サンプル周期） Ｐ（ｋ＋１）　　＝Ｋ　１　−　　Ｍａｔ（ｋ）十に２
　　・　Ｐ（ｋ）　　　　”１６）Ｍａｔ（ｋ）　＝Ｃ
−Ａ　−Ｂ　（Ｐ　（ｋ））　　　　　　・・（７）Ｍ
ａＰ（ｋ）　＝Ｋａ　・Ｋｉ・Ｐ（ｋ）　　　　　　＝
（８）但し、 Ｋｉ　＝　（ＲＴ／Ｖ）・Δｔ Ｋ２　＝　１−　（Ｄ／２Ｖ　）　−Ｎｅ（ｋ）−ηＶ
（ｋ）−ΔｔＫ３　＝Ｄ／２ＲＴ Ｋｉ　　＝　Ｎｅ（ｋ）　Ｈｙ７ｖ（ｋ）である。 この場合、吸気モデル式よりＭａｐを求めるに際しては
、各係数の設定をしなければならない。 したがって、本発明の上記コントロールユニ・７ト１２
は、燃料噴射制御に関して、第３図にみられるような構
成を具備する。ずなわち、その内蔵するＲＯＭには、各
エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度α、吸気温Ｔをパ
ラメータとして、離散化された吸気モデル式の各係数を
求めるマツプ１ないしマツプ７が書き込まれている。ま
た、上記コントロールユニット１２には、スロットル開
度センサ７、回転数センサ９および吸気温センサ１０か
らの入力信号で、該当マツプより係数を読み出し、その
時のサイクルにおけるモデル式の係数を設定する係数設
定手段１５６上記係数設定手段１５で設定された係数に
よりモデル式からシリンダ流入空気量Ｍａｐを推定する
吸入空気量推定手段１６．上記吸入空気量推定手段１６
で推定したシリンダ流入空気量Ｍａｐおよびエンジン回
転数Ｎｅから基本燃料噴射量Ｔｐを求める基本燃料噴射
量設定手段１７．空燃比センサ１１からの信号に基いて
フィードバック補正量ＦＦＢを算出するフィードバック
補正量算出手段１８．および上記基本燃料噴射量Ｔｐを
上記フィードバック補正量ＫＦＢで補正し、燃料噴射量
Ｔｉを算出する燃料噴射量算出手段１９が装備されてい
る。 上記係数設定手段１５は上述したモデル式の係数を設定
するもので、スロットル開度αの入力信号からマツプ１
より係数Ａを読み出し、上記スロットル開度α、エンジ
ン回転数Ｎｅからマツプ２より係数Ｃを、マツプ３より
係数に２を、更にマツプ４より係数に４をそれぞれ読み
出し、また、吸気温Ｔからマツプ５より係数に１を、更
にマツプ６より係数に３を読み出し、これらはその時の
モデル式の演算子とする。また、上記係数設定手段１５
は、吸気管圧力演算手段１５ａおよびスロットルバルブ
通過量演算手段１５ｂを具備しており、吸気管圧力演算
手段１５ａでは、係数に１およびに２から吸気管圧力の
計算、すなわちＰ（ｋ＋１）　＝に１Ｍａｔ（ｋ）＋Ｋ
　２　Ｐ　（ｋ）の計算を行い、Ｐ　（ｋ）の値からマ
ツプ７を検索し、係数Ｂを読み出し、スロットルバルブ
通過空気量演算手段１５ｂで、係数Ａ、ｒ３゜Ｃよりス
ロットル通過空気量Ｍａｔ＝Ｃ−Ａ　−Ｂを計算し、吸
気管圧力演算手段１５ａにスロ・ソトル通過空気量Ｍａ
ｒを与える。そして、上記係数設定手段１５から吸気管
圧力演算手段１５ａの演算値Ｐ　（ｋ）および係数に３
　、に４を吸入空気量推定手段１６に入力して、ここで
、シリンダ流入空気量をＭａｐ（ｋ）＝に３　・Ｋｉ　
・１）（ｋ）のモデル式で推定する。 上記基本燃料噴射量設定手段１７では、上記吸入空気量
推定手段１６から与えられたシリンダ流入空気量Ｍａｎ
（ｋ）の値と、エンジン回転数Ｎｅから両ファクタに対
応する基本燃料噴射量Ｔｐをマツプより取出すようにな
っている。そして、フィードバック補正量算出手段１８
で、空燃比センサ１１により計測された空燃比に基いて
フィードバック補正係数ＫＦＢが設定される。このフィ
ードバック補正係数ＫＦＢは、燃料噴射ｉ算出手段１９
において、基本燃料噴射量Ｔｐに対して演算し、例えば
燃料噴射量Ｔｉを、演算式Ｔ　Ｉ　＝Ｔｐ　−ＫＦＢと
して算出する。その結果によって、インジェクタ６の開
弁時間の制御を行なうのである。 なお、上記実施例では、体積効率ηＶの要素を含む係数
に２　、に４を求める場合のデータとしてスロットル開
度αとエンジン回転数Ｎｅだけを考えたが、吸気温Ｔあ
るいは大気圧Ｐａの７アクタにより体積効率ηＶを厳密
に求め、多次元的なマツプを構成し、Ｋ２　、に４を設
定してもよい。

【発明の効果】

本発明は以上詳述したようになり、吸気モデル式を離散
化して、最終的に定常時および過渡時におけるシリンダ
流入空気量を推定する演算を行なうために、予め用意し
たマツプを、エンジン回転数、スロットルバルブ開度、
吸気温などの情報がら検索し、上記吸気モデル式の各係
数の設定を行なうようにしたから、上記シリンダ流入空
気量およびエンジン回転数より最適な基本燃料噴射量を
算出でき、加、減速時のリッチ化、リーン化を抑え、運
転性の向上を図ることができる。また同時に、エミッシ
ョンにおいても、排気ガス中のＣ０１ＮＯＸが軽減でき
る

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
吸気系のモデル式に関する各ファクタの設定状況を示す
模式図、第３図はコントロールユニットの内部構成を示
すブロック図、第４図は空燃比センサの出力信号の特性
線図である。 １・・・エンジン、３・・・スロットルバルブ、６・・
・イ、ンジェクタ、７・・・スロットル開度センサ、９
・・・回転数センサ、１０・・・吸気温センサ、１１・
・・空燃比センサ、１２・・・コントロールユニット、
１５・・・係数設定手段、１Ｇ・・・吸入空気旦推定手
段、１７・・・基本燃料噴射量設定手段、１８・・・フ
ィードバック補正量算出手段特許出願人　　　　富士重
工業株式会社代理人　弁理士　　小　橋　信　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進 寓４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スロットル開度およびエンジン回転数より内燃機関の燃
   料噴射量を制御するものにおいて、吸気量についてのモ
   デル式よりシリンダ流入空気量を推定する場合の、エン
   ジン回転数、スロットル開度あるいは吸気温をパラメー
   タとした上記モデル式の係数を設定する係数設定手段と
   、上記係数設定手段で設定された係数によりモデル式か
   らシリンダ流入空気量を推定する吸入空気量推定手段と
   、上記吸入空気量推定手段で推定したシリンダ流入空気
   量およびエンジン回転数から基本燃料噴射量を求める基
   本燃料噴射量設定手段とを具備することを特徴とする内
   燃機関の燃料噴射制御装置。