JPH01216053A

JPH01216053A - エンジンの燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH01216053A
Application number: JP63041574A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Nakamura; 光雄中村
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1989-08-30
Also published as: DE3905435A1; GB2216296A; US4959789A; GB2216296B; GB8904005D0

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、エンジンの作動状況に対応して燃料噴射量を
制御するエンジンの燃料噴射制御装置に関するものであ
る。

【従来の技術】

゛この種のエンジンの燃料噴射制御装置としては、スロ
ットルバルブより下流において、圧力センサにより吸気
管内の絶対圧力ＰＭを検出すると共にクランク角センサ
でその時のエンジン回転数を求め、これらのセンサ出力
を用いてエンジンの基本燃料噴射量Ｔｐを決定し、更に
、エンジン冷却水温、スロットル開度などのエンジン運
転状慇の変化に応じて燃料噴射量を増量、減量して上記
基本燃料噴射量Ｔρを補正し、要求される燃料噴射量Ｔ
ｉを算出するものが知られている。しかし、上記絶対圧力ＰＭは、エンジンの吸気行程にお
いて脈動するのが一般的であり、この脈動に応じて基本
燃料噴射量ＴＯも変化することになるため、エンジンの
安定状態が得られない場合があり、特に低回転域におい
てその傾向がある。そこで、エンジン回転数に同期した同期タイミングで吸
気管内圧力ＰＭをサンプリングし、さらにこの同期タイ
ミングより短い周期で吸気管内圧力ＰＭをサンプリング
し、このサンプリング値を平均化し、エンジンの運転状
態に応じて同期タイミングのサンプリング値ＰＭと、そ
れより短い同期のサンプリング値の平均値Ｐ　Ｍ　ＡＶ
Ｅを選択して、その時のエンジン回転数と共に用いて、
基本燃料噴射量Ｔｐを決定するエンジンの燃料噴射制御
袋！も提唱されな（例えば特開昭６０−３４４８号公報
参照）。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、この場合、吸気管内圧力の平均値ＰＭＡ
ＶＥは、エンジンの過渡状態に対して応答遅れが発生し
、エンジンの要求する燃料噴射量Ｔｉから外れるおそれ
がある（第７図参照）。本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、エンジ
ンの吸気系のモデルを制御系に導入して、エンジン回転
数とスロットル開度とから吸気管内圧力の推定値を求め
、過渡時には上記推定値で、またそれ以外は吸気管内圧
力の平均値で基本燃料噴射量を決定し゛、過渡時にも応
答遅れのない最適なエンジン運転状態が得られるように
したエンジンの燃料噴射制御装置を提供しようとするも
のである。

【課題を解決するための手段】

このため、本発明では、吸気管内圧力およびエンジン回
転数よりエンジンの基本燃料噴射量を求め、上記基本燃
料噴射量を、エンジン運転時の所要パラメータに基く補
正値で補正するようにしたものにおいて、上記吸気管内
圧力の値を平均化する吸気管内圧力平均化手段と、エン
ジン回転数およびスロットル開度より推定される吸気管
内圧力の推定値を求める吸気管内圧力推定手段と、エン
ジンの過渡状態を判定し、エンジン運転が定常時には上
記吸気管内圧力平均化手段で求めた平均値を、またエン
ジン運転が過渡時には上記推定値を選択する吸気管内圧
力設定手段と、上記吸気管内圧力設定手段で選択された
吸気管内圧力とエンジン回転数から基本燃料噴射量を決
定する基本燃料噴射量算出手段とを具備している。ｒ作　　用】したがって、吸気管内圧力の推定値Ｐを求めて、エンジ
ン運転の過渡時にはこの推定値Ｐで、また、それ以外は
平均値ＰＭＡＶＥで基本燃料噴射量を決定するから、吸
気管内圧力の脈動の影響を受けない状況において、定常
、過渡のいずれの時期を問わず、応答遅れのない最適な
エンジン作動状態を得ることができる。

【実　施　例】

以下、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．コレクタチャンバ４および
インジェクタ５が配設されている。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６が設けてあり、上記コレクタチャンバ４には吸気管
内圧力を検出する圧力センサ７が設置されている。また
、エンジン１には、クランク角センサ８．水温センサ９
が設けてあり、その排気系には０２センサ１０が設けで
ある。また、外部には大気圧センサ１１がある。そして
、これらのセンサの出力信号はコントロールユニット１
２に供給され、各種の電気的処理の結果、例えばインジ
ェクタ５に対して燃料噴射制御信号を出力するように°
している。すなわち、上記コントロールユニット１２は、第２図に
みられるように、圧カセンサ７．スロットル開度センサ
６、水温センサ９．大気圧センサ１１の出力信号をＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１２ａを具備し、また、クラン
ク角センサ８およびｏ２センサ１０の出力信号を受ける
デジタル入力ポート１２ｂを具備すると共に、これらの
信号をＲＯＭ　１２ｃおよびＲＡ　Ｍ　１２ｄを用いた
プログラム制御で処理するＣ　Ｐ　Ｕ　１２ｅを具備し
ており、制ｍ信号をデジタル出力ボート１２ｆを介して
インジェクタ５に与えるようになっている。上記コントロールユニット１２による燃料噴射制御の形
態は、第３図に示すブロック図で明らかである。ここで
は、クランク角センサ８で求めたエンジン回転数Ｎは、
基本燃料噴射量算出手段１３および吸気管内圧力推定手
段１４へ供給され、また、上死点（ＴＤＣ）信号は吸気
管内圧力平均化手段１５に供給される。上記吸気管内圧
力平均化手段１５では、圧力センサ７からの出力信号か
ら吸気管内圧力ＰＭを短い周期でサンプリングし、これ
を上記ＴＤＣ信号の周期毎に加重平均等により平均化（
Ｐ　Ｍ　ＡＶＥ（ｔ）＝ａ　−Ｐ　Ｍ　ＡＶＥ［ｔ−１
）十（１−ａ）Ｐ　Ｍ　（ｔ））。（ａ・加！りシて平均ｆｉ　Ｐ　Ｍ　ＡＶＥを得ている
。これによって、吸気管内圧力の絶対値の脈動の影響が
取除かれる。また、上記吸気管内圧力推定手段１４では
、スロットル開度センサ６で得たスロットル開度θおよ
びエンジン回転数Ｎから、吸気管内圧力の推定値をモデ
ル式を用いて推定する。このモデル式は、第４図（ａ）
のエンジン吸気系に対する第４図（ｂ）の等価回路から
得られる。ここで電圧Ｖｏは大気圧ＰＯに対応し、電圧
Ｖは吸気管内圧力Ｐに対応する。また、Ｑｅはスロット
ルバルブを通過する空気量で、電流■θに対応し、Ｑｅ
はエンジンに実際に吸入される空気量であって、電流１
ｅに対応する。なお、電流Ｉｃは、過渡時における応答
遅れ相当分を示す、また、抵抗ＲｅおよびコンデンサＣ
は上記応答遅れの要素を示す。上記等価回路から次のモデル式が得られる。Ｃ−ｄｖ／ｄｔ＝　（Ｖ　ｏ　−Ｖ　）／Ｒθ−Ｖ　／
　ＲｅＶ＝（Ｒｅ／＜Ｒθ十Ｒｅ））　Ｘ　Ｖ　ｏ　Ｘ
　（１−ｅ　−”’）但し、τ＝ｃ　−Ｒｅ−Ｆｔｅ／
（ＦＬθ＋Ｒｅ）換言すれば、吸気管内圧力Ｐは、エン
ジン回転ｆｉＮとスロットル開度θより推定できること
になる。この吸気管内圧力推定手段１４で得られた吸気
管内圧力の推定値Ｐは、吸気管内圧力設定手段１７に１
＃給される。上記吸気管内圧力設定手段１７では、上記
推定値Ｐの変化率である微分値ΔＰを求めて、エンジン
の運転状態が過渡時にあるか否かを判定し、過渡時にあ
れば、上記推定値Ｐを設定値ＰＩ′として前記基本燃料
噴射量算出手段１３に１＃給するが、定常状態にあると
判定すれば、上記吸気管内圧力平均化手段１５から与え
られた平均値ＰＭＡＶＥを設定値ｐＨとして前記基本燃
料噴射量算出手段１３に供給する。上記基本燃料噴射量
算出手段１３では、エンジン回転数Ｎと上記設定値Ｐ’
から、ＲＯＭに用意したマツプを用いて°その時の基本
燃料噴射量Ｔρを算出し、これを燃料噴射量設定手段１
６へと供給する。一方、水温センサ９からはエンジン１の冷却水温度ＴＷ
の信号が取出され、これが、大気圧センサ１１など他の
運転状態を検出する各種センサの出力信号と共に空燃比
補正係数設定手段１８に入力される。そして、上記空燃
比補正係数設定手段１８で得な補正係数Ｃ０ＥＦを、燃
料噴射量設定手段１６に供給して、Ｔｉ　＝Ｔｐ　−Ｃ
ＯＥＦの演算により、燃料噴射量Ｔｉを求めることがで
きる。この燃料噴射量Ｔｉは、インジェクタ５の燃料噴
射時間のデユーティ比で与えられる。第５図には、上記コントロールユニット１２における燃
料噴射１１ｉ１Ｊ御の過程で、吸気管内圧力の推定１ｉ
ｉＰを求めるフローチャートが示されている。ここでは
、ステップ５１０１においてスロットル開度θ。エンジン回転数Ｎを計測し、ステップ５１０２でθ。Ｎに対応してテーブルルックアップによりＲｅ。Ｒｅを得る０次に、ステップ５１０３で応答遅れの時定
数τを求める。そして、ステップ８１０４．３１０５お
よび５１０６を経由して一連の演算を行ない、推定値Ｐ
およびその変化率である微分値ΔＰを求める。ここで、ＫＣ，α、βは定数値である。第６図のフローチャートでは、ステップ５２０１でΔＰ
の値が所定値Ｄｉ−越えるか否かでエンジン運転の過渡
時か否かの判定を行ない、過渡状態ならば、ステップ５
２０２で吸気管内圧力の設定値Ｐ１をｐ”＝ｐとするが
、定常状態ならば、ステップ５２０３テ吸気管内圧力の
設定値ＰｍをＰ”＝ＰＭＡＶＥとする。そして、ステッ
プ５２０４で基本燃料噴射量ＴｐをＴＥＩ　＝ｆ（Ｐ”
　、　Ｎ）としてマツプより算出するのである。なお、上記実施例において、吸気管内圧力設定手段１７
で推定値Ｐと平均値ＰＭＡＶＥとの差の絶対値を求め、
その値がＤＰ（これは予め定めた所定値でもよいが、エ
ンジン回転数Ｎをパラメータとしてマツプより引出した
値でもよい）に対して大きいか否かを判定し、大きけれ
ば、エンジン運転が過渡時にあると判断するようにして
もよい、この方式による時、第６図のフローチャートに
おけルステッフ５２０１テハ、Ｉ　Ｐ−ＰＭＡＶＥ　ｌ
　＞ＤＰノ演算がなされる。上記条件を満足すればステ
ップ５２０２へ移行し、また、否定ならばステップ５２
０３へ移行する。他は前述の説明通りである。なお、上記実施例において、吸気管内圧力の平均化にク
ランク角センサ８の出力からＴＤＣ信号を用いて平均化
する周期を定めたが、別の方式で平均値を求めるように
してもよいことは勿論である。

【発明の効果】

本発明は以上詳述したようになり、エンジンの吸気系の
モデルを制御系に導入して、エンジン回転数Ｎとスロッ
トル開度θとからエンジンの吸気管内圧力の推定値を求
め、過渡時には上記推定値を用い、また定常時には吸気
内圧力の平均値を用いて、エンジン回転数に見合った基
本燃料噴射量を求めるようにしたから、定常あるいは過
渡時において、応答遅れのない最適なエンジン作動状態
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すエンジン駆動系の概略
図、第２図は上記エンジンの制御のためのコントロール
ユニットの構成図、第３図は上記コントロールユニット
による燃料噴射制御のための制御態様を示すブロック図
、第４図（ａ）および（ｂ）は吸気管内圧力の推定値を
求めるための吸気系とこれに対比される等価回路を示す
図、第５図は推定値の演算のためのルーチンを示すフロ
ーチャート図、第６図は上記推定値と、実際の吸気管内
圧力の平均値とから補正値を求め、燃料噴射量を設定す
るためのルーチンを示すフローチャート図、第７図はス
ロットル開度と吸気管内圧力との関係を示すタイムチャ
ート図である。５・・・インジェクタ、６・・・スロットル開度センサ
、７・・・圧力センサ、８・・・クランク角センサ、９
・・・水温センサ、１０・・・０２センサ、１１・・・
大気圧センサ、。１２・・・コントロールユニット、１３・・・基本燃料
噴射量算出手段、１４・・・吸気管内圧力推定手段、１
５・・・吸気管内圧力平均化手段、１６・・・燃料噴射
量設定手段、１７・・・吸気管内圧力設定手段、１８・
・・空燃比補正係数設定手段。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　　　進第１図第２図第４図（ａ）　　　　　　（ｂ）第６　因

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気管内圧力およびエンジン回転数よりエンジン
の基本燃料噴射量を求め、上記基本燃料噴射量を、エン
ジン運転時の所要パラメータに基く補正値で補正するよ
うにしたものにおいて、上記吸気管内圧力の値を平均化
する吸気管内圧力平均化手段と、エンジン回転数および
スロットル開度より推定される吸気管内圧力の推定値を
求める吸気管内圧力推定手段と、エンジンの過渡状態を
判定し、エンジン運転が定常時には上記吸気管内圧力平
均化手段で求めた平均値を、またエンジン運転が過渡時
には上記推定値を選択する吸気管内圧力設定手段と、上
記吸気管内圧力設定手段で選択された吸気管内圧力とエ
ンジン回転数から基本燃料噴射量を決定する基本燃料噴
射量算出手段とを具備することを特徴とするエンジンの
燃料噴射制御装置。
（２）上記吸気管内圧力設定手段は、上記吸気管内圧力
の推定値の変化率が所定値以上のとき過渡状態と判定す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエンジ
ンの燃料噴射制御装置。
（３）上記吸気管内圧力設定手段は、上記吸気管内圧力
の推定値と平均値の偏差が所定値以上のとき過渡状態と
判定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
エンジンの燃料噴射制御装置。