JPH01237333A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JPH01237333A
JPH01237333A JP62269467A JP26946787A JPH01237333A JP H01237333 A JPH01237333 A JP H01237333A JP 62269467 A JP62269467 A JP 62269467A JP 26946787 A JP26946787 A JP 26946787A JP H01237333 A JPH01237333 A JP H01237333A
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JP
Japan
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fuel supply
supply amount
calculated
amount
intake
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JP62269467A
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English (en)
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Shinpei Nakaniwa
伸平 中庭
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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Priority to DE9191112346T priority patent/DE3876811T2/de
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Priority to EP88117783A priority patent/EP0314081B1/en
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
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    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually

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〉 本発明は内燃機関の制御装置に関し、特に過渡運転時の
燃料供給量や点火時期等の制御精度を高めて過渡運転性
能を改善した装置に関する。
〈従来の技術〉 内燃機関の制御装置としては、次のようなものが知られ
ている。吸入空気に関与する状態量として吸入空気流量
や吸気圧力を検出し、これらと機関回転数の検出値とに
基づいて基本燃料供給量Ｔ。
を演算する。そして、該基本燃料供給量Ｔ、を機関冷却
水温度等の運転状態に基づいて設定された各種補正係数
Ｃ０ＥＦ、排気中酸素濃度の検出を介して求められる空
燃比に基づいて設定されるフィードバック補正係数α、
バッテリ電圧による補正分子３等により補正して最終的
な燃料噴射量Ｔ。
を演算しくＴ３−ＴＰ　−ＣＯＥＦ・α＋Ｔｓ）、該演
算された量の燃料が燃料噴射弁等によって機関に供給さ
れる。
また、演算された基本燃料供給量Ｔ、と機関回転数Ｎと
から点火栓による点火時期を演算して制御するようにし
ている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところでこのように燃料供給量を演算設定して電子制御
する装置にあっては、過渡運転時に吸入空気流量検出用
のエアフローメータや吸気圧力検出用の圧力センサの検
出遅れ、制御装置による燃料供給量の演算遅れの他、燃
料供給量演算時と吸気弁が開かれる時の吸入空気流量や
吸気圧力に差を生じる。このため、例えば加速時にあっ
ては、実際の吸入空気流量、吸気圧力に対して燃料供給
量が少な目に設定され、空燃比がリーン化してＮ０ｘ（
窒素酸化物）がＨＣ（炭化水素）の排出量が増加したり
、平均有効圧力の応答遅れにより加速ショックや加速応
答性悪化を招くこととなる。第１１図（Ａ）〜（Ｈ）は
吸気圧力検出タイプのものの加速時の各種状態を示す。
また、設定された燃料供給量に基づき点火時期を電子制
御するものにあっては、点火時期も要求量より少ない燃
料供給量に合わせて進角側に設定される等して空燃比の
リーン化と相まってノンキングの発生を助長するおそれ
がある。
この点に鑑み、特願昭６１−１９９１３５号や特開昭６
０−２０１０３５号にみられるように、スロットル弁の
開度変化率によって吸入空気流量や吸気圧力を予測補正
し、該補正値に見合った量の燃料を供給することにより
空燃比の変化を抑制して過渡運転性能の向上を図ったも
のがある。
しかしながら、スロットル弁開度の変化率に基づいて、
燃料の増量又は減量補正を行おうとしても、スロットル
弁開度ＴＶＯに対して吸入空気流量や吸気圧力はリニア
に変化しないため、マツチングに草大な工数を要し、コ
ントロールユニットの付加価値を下げている。
また、検出遅れや演算遅れには対処しているものの、検
出時と吸気弁開時との差を考慮したものではないため精
度的にも劣るものであった。
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
ので、吸気系のスロットル弁等で可変制御される開口面
積の変化率を用いて吸気弁開時の吸入空気状態を予測し
つつ要求燃料供給量または、それを設定するための状態
量を推定することにより、マツチングを要することなく
、空燃比２点火時期等の制御精度を高めた内燃機関の制
御装置を提供することを目的とする。
〈問題点を解決するだめの手段〉 このため本発明は第１図に示すように少なくとも吸入空
気と機関回転数とに夫々関与する状態量を検出する運転
状態検出手段と、 検出された運転状態に基づいて基本燃料供給量を設定す
る基本燃料供給量設定手段と、可変制御される吸気系の
開口面積を演算する開口面積演算手段と、 前記演算された開口面積の変化率を演算する開口面積変
化率演算手段と、 前記開口面積変化率が演算されてから吸気弁が開くまで
の遅れ時間を演算する遅れ時間演算手段と、 前記演算された開口面積変化率若しくはこれに基づく値
と、前記演算された基本燃料供給量若しくは該基本燃料
供給量設定用の吸入空気に関与する状態量の検出値と、
前記演算された遅れ時間とに基づいて前記吸気弁開時に
要求される燃料供給量又は該要求燃料供給量設定用の状
態量を推定する推定手段と、 前記推定手段による推定値に基づいて機関の燃料供給量
７点火時期等を制御する制御手段とを備えた構成とする
。
く作用〉 運転状態検出手段によって検出される吸気圧力や吸入空
気流量等吸入空気に関与する状態量と機関回転数に関与
する状態量等に基づいて燃料供給量設定手段により燃料
供給量が設定される。
一方、開口面積演算手段によりスロットル弁やアイドル
制御弁等によって可変制御される吸気系の開口面積が演
算され、さらに、開口面積変化率演算手段により開口面
積の変化率が演算される。
また、遅れ時間演算手段は、前記開口面積の変化率が演
算されてから吸気弁開時までの遅れ時間を演算する。
このようにして、演算された開口面積変化率若しくはこ
れに基づく値と、設定された燃料供給量若しくは燃料供
給量設定用の吸入空気に関与する状態量の検出値と、演
算された遅れ時間とに基づいて、前記燃料供給気筒の吸
気弁開時の要求燃料供給量又は該要求燃料供給量設定用
の吸入空気に関与する状態量が推定手段によって推定さ
れる。
そして、上記推定された最新のデータ値に応じて燃料供
給量や点火時期が制御される。
このように、吸気系開口面積の変化率と遅れ時間とに基
づいて吸気弁開時の運転状態を予測し、該予測値に応じ
て燃料供給量や点火時期を制御するようにしたため、真
のシリンダ吸入空気量に良好に対応した燃料供給量や点
火時期に制御することができ、特に過渡運転性能が向上
する。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
一実施例の構成を示す第２図において、内燃機関１には
、エアクリーナ２．吸気ダクト３．スロットルチャンバ
４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入される。
エアクリーナ２には吸気（大気）温度を検出する吸気温
センサ６が設けられている。スロットルチャンバ４には
、図示しないアクセルペダルと連動する絞り弁７が設け
られていて、吸入空気流量Ｑを制御する。絞り弁７には
、その開度ＴＶＯを検出すると共に、アイドル位置でオ
ンとなるアイドルスイッチ８Ａを含むスロットルセンサ
８が付設されている。前記絞り弁７下流の吸気マニホー
ルド５には、吸気圧力を検出する吸気圧センサ９が設け
られると共に、各気筒毎に燃料供給手段として電磁式の
燃料噴射弁１０が設けられている。燃料噴射弁１０は、
後述するマイクロコンヒユータラ内蔵したコントロール
ユニット１１からの噴射パルス信号によって開弁駆動し
、図示しない燃料ポンプから圧送されプレッシャレギュ
レータにより所定圧力に制御された燃料を吸気マニホー
ルド５内に噴射供給する。更に、機関の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサー２が設けら
れると共に、排気通路１３内の排気中酸素濃度を検出す
ることによって吸入混合気中の空燃比を検出する酸素セ
ンサー４が設けられる。　コントロールユニット１１は
、機関回転数検出用のクランク角センサー５から、機関
回転と同期して出力されるクランク単位角度信号を一定
時間カウントして又はクランク基準角度信号の周期を計
測して機関回転数Ｎを検出する。
この他、トランスミッションに車速を検出する車速セン
サー６、ニュートラル位置を検出するニュートラルセン
サー７が設けられ、これら信号はコントロールユニット
１１に入力される。
また、絞り弁７をバイパスする補助空気通路１８にはア
イドル回転数を制御するアイドル制御弁１９が設けられ
ている。
コントロールユニット１１は、上記のようにして検出さ
れた各種検出信号に基づいて燃料噴射量Ｔ、を演算する
と共に、設定した燃料噴射量Ｔ、に基づいて燃料噴射弁
１０を駆動制御すると共に、アイドル時にアイドル制御
弁１９の開度を制御することによってアイドル回転数を
制御する。
次に作用を第３図以下のフローチャートに従って説明す
る。
第３図は、設定周期（例えば４ｍ５）毎に実行される吸
気圧力検出ルーチンであり、ステップ１で吸気圧センサ
９からの出力電圧を入力し、該出力電圧に応じてＲＯＭ
に記憶した１次元マツプから吸気圧力Ｐ、　　（ｍｍＨ
ｇｌを検索により求める。
第４図は、設定周期（例えば１０ｍ５　）毎に実行され
る燃料噴射量演算ルーチンを示し、ステップ１１では、
前記のようにして求められた吸気圧力の他、各種センサ
からの検出信号を入力する。
ステップ１２では、絞り弁開度ＴＶＯの単位時間（例え
ばこのルーチンの実行周期であるＩｏｍｓ）毎の変化量
ΔＴＶＯを算出する。
ステップ１３では、前記変化量の大きさ１ΔＴＶ０１が
設定値以上なるか否かによって加減速運転か否（定常運
転）かを判定し、判定がＹＥＳの場合はステップ１４へ
進み、このＹＥＳ判定が初回であるか否かを判定する。
前記ステップ１４の判定が初回である加減速運転開始時
はステップ１５で加減速計時用のタイマＴＡＣＣをＯに
リセットした後、ステップ１６へ進んで高度推定学習を
停止すべ（フラグＦＡＬＴを０４こりセットしてからス
テップ２０へ進む＝またステップ１３で定常運転と判定
されたとき及びステップ１４で加減速検出の２回目以降
と判定されたときはステップ１７へ進んで前記タイマＴ
ＡＣＣをカウントアツプした後ステップ１８へ進み、タ
イマＴＡＣＣの値が、冷却水温度Ｔ、に応じて設定され
た燃料デイレ−時間ＴＤＥＬ　（噴射された燃料が燃焼
室に至るまでの応答遅れ時間であって低水温時程燃料気
化性の低下により大である）以上であるか否かを判定し
、ＮＯの場合はステップ１６へ進むがＹＥＳとなった後
は、ステップ１９へ進んでフラグＦＡＬＴを１にセット
してからステップ２０へ進む。即ち、過渡運転及び過渡
運転直後の吸入空気流量が変化する間は、高度推定学習
を停止すべくフラグＦＡＬＴを０にセットし、それ以外
の吸入空気流量が安定している条件で高度推定学習を実
行すべくフラグＦＡＬＴを１にセットする。
次に、ステップ２０では吸気圧センサ９によって検出さ
れた吸気圧力Ｐ８に基づいてＲＯＭに記憶した１次元マ
ツプから基本体積効率ηｖｏを検索して設定する。なお
、吸気圧力Ｐａが大きい程基本体積効率ηｖｏは大きく
なるように設定されている。
ステップ２１では、後述する微小補正係数設定ルーチン
により設定された最新の微小補正係数に、ＬＡＴと、同
じく後述する高度補正係数設定ルーチンにより設定され
た最新の高度補正係数Ｋ　ＡＬＴとを入力する。
ステップ２２では、以上のようにして設定した基本体積
効率η、。、微小補正係数Ｋ　ＦＬＡＴ及び高度補正係
数ＫＡＬＴを乗じることにより新気の体積効率Ｑ　ｃ　
Ｙ　Ｌを求める。
ステップ２３では、吸気温センサ６によって検出された
吸気温度ＴＡに基づいてＲＯＭに記憶した１次元マツプ
から温度補正係数Ｋ　ＴＡを検索して設定する。吸気温
度ＴＡが低い程同−吸気圧力であっても空気密度が大き
いため吸気の充填量（質量）が大きく、これに応じて温
度補正係数ＫＴＡは大きくなるように設定されている。
ステップ２４では次式により燃料の基本噴射量ＴＰを演
算する。
ＴＰ　−ＫＣＯＮ　　−ｐＢ−ＱＣＹＬ　　−ＫＴＡＫ
　、、ｏＮは定数である。
このステップ２４の部分か基本燃料供給量設定手段に相
当する。
ステップ２５では、絞り弁開度ＴＶＯから開口面積Ａ　
ｙ　Ｈ、アイドル制御弁１９の開弁デユーティ比ｌ５Ｃ
ＤＩＩＴＶからバイパス通路１８の開口面積Ａ　１　Ｓ
。を夫々ＲＯＭに記憶されたマツプからの検索等により
求め、その他図示しないスロットルアジャストスクリュ
ー、エアレギュレータ等からの空気の漏れ分に相当する
開口面積ＡＬＥＡＸを加算して総開口面積Ａを演算する
。即ち、このステップ２５の部分が開口面積演算手段に
相当する。
ステップ２６では前記のようにして演算された開口面積
Ａの単位時間（このルーチンの実行周期（１０ｍｓ）等
）当たりの変化量つまり開口面積変化率ΔＡを演算する
。このステップ２６の部分が開口面積変化率演算手段に
相当する。
ステップ２７では、現時点つまり八Ａの演算時点から各
気筒の次に吸気弁が開かれるまでの遅れ時間＃ＩＴＩＭ
Ｅ〜＃４ＴＩＭＥを演算する。具体的には、現時点のク
ランク角位置と各気筒の吸気弁開時期相当のクランク角
位置との角度差Δθと現在の機関回転数Ｎとに基づきΔ
θ／Ｎに比例した値として求めることができる。
ステップ２８では各気筒の吸気弁開時における基本噴射
量Ｔ、の補正量ΔＴ、（ｉ＝１〜４）を次式により演算
する。
ΔＴｒｉ−ΔＡ／Ｎｘ＃ｉＴＩＭＥｘＫここでＫは定数
であり、吸入空気流量をＱとしたときＴ、・Ｎ／Ｑに比
例する値として設定される。
即ち、開ロ面積Ａ、吸入空気流量Ｑに対して第９図及び
第１０図に示す関係が成立する。ここでΔＡは前述した
ように単位時間当たりの開口面積Ａの変化量であり、し
たがってΔＡＸ＃ｉＴＩＭＥは気筒ｉのΔＡ演算時から
吸気弁開時までの開口面積の変化量を表している。そし
て、第１０図で示されるように機関回転数が８００〜６
０００ｒｐｍに至る全回転数領域に亘ってＱ／ＮとＡ／
Ｎとの関係は比較的リニアに保たれている（特にＭＡＸ
）ルク回転数ではリニア性に優れる）ので、ΔＡ演算時
から吸気弁開時までの吸入空気流量Ｑの変化量をΔＱと
するとΔＱＣＣΔＡ　／　Ｎ　Ｘ　＃　ｉ　Ｔ　Ｉ　Ｍ
　Ｅ　（！：　すり、したがってこれにＴ、−Ｎ／Ｑに
比例する定数Ｋを乗じることによりΔＴ、を求めること
ができるのである。
ステップ２９では上記のようにして求めた補正量ΔＴｐ
ｉをステップ２４で求めた基本噴射量Ｔ、に加算するこ
とにより、各気筒の最終的な燃料噴射量Ｔ、設定用及び
点火時期設定用の基本噴射量Ｔ＋’ｔが補正して設定さ
れる。即ち、ステップ２８及びステップ２９の部分が吸
気弁開時に要求される基本燃料供給量を推定する推定手
段に相当する。
このように、本実施例では、吸気弁開時における基本燃
料供給量を推定するようにしたが、後述する最終的な燃
料噴射量Ｔ、や基本燃料供給量を設定するための状態量
例えば吸気圧力Ｐ８を推定するようにしてもよい。
次にステップ３０ではクランク角センサからの基準信号
に基づいて気筒判別を行いステップ３１〜３４で最新に
燃料噴射が行われる気筒ｉの要求基本燃料噴射量Ｔ１、
を最終的な燃料噴射量Ｔ、設定時に使用される基本燃料
噴射量Ｔ、として読み込む。
ステップ３５では、機関冷却水温度等に基づく各種補正
係数Ｃ０ＥＦ及びバッテリ電圧による補正分子、を演算
する。
ステップ３６では、設定されるフィードバック補正係数
ＬＡＭＢＤＡ及び別ルーチンで検索される学習補正係数
Ｋ　Ｌｌ１１＋を入力する。
ステップ３７では、次式により最終的な燃料噴射量Ｔ８
を次式により演算する。
Ｔ、＝Ｔｐ　　’ＬＡＭＢＤＡ’　ＫＬＲＮ　　’　Ｃ
０ＥＦ＋Ｔｓ以上のようにして演算された燃料噴射量Ｔ
、に相当するパルス巾をもつ噴射パルスが所定の気筒の
噴射時期に燃料噴射弁１０に出力され、Ｔ、相当量の燃
料が噴射供給される。
即ち、ステップ３０〜３７及び燃料を供給する燃料噴射
弁１０が燃料供給量を制御する制御手段に相当する。
また、点火時期についても、図示しないルーチンにより
所定周期毎に点火時期が設定されるが、この場合も基本
点火時期を設定するため機関回転数と共に使用される基
本噴射量ＴＰとして前記吸気弁開時の推定値を使用する
ことにより、過渡運転時の点火時期も高精度に制御でき
、加速時のノッキング回避効果等を高められる。
次に、前記体積効率設定に使用される各種補正係数を設
定するためのルーチンについて説明する。
第５図は、前記アイドル制御弁１９の開度制御用の通電
デユーティ比を設定すると共に、減速中に高度を推定す
るルーチンを示す。このルーチンも前記燃料噴射量設定
ルーチンと同一の周期で実行されるが、位相はずらしで
ある（例えば５肥のずれを有している）。
ステップ４１では、アイドルスイッチ８ＡのＯＮ。
ＯＦＦ信号を入力する。
ステップ４２では、アイドルスイッチ８ＡのＯＮ。
ＯＦＦを判別し、ＯＦＦ判定時は、スイッチ４３へ進み
、アイドル制御弁１９を通過する補助空気流量ｌ５ＣＬ
を当該運転条件に応じた固定値に設定する。
ステップ４２でＯＮと判定されたときは、ステップ４４
へ進み機関のアイドル回転数をフィードバック制御する
条件（以下ＩＳＣ条件という）か否かを判定する。具体
的には、機関回転数Ｎ及び車速■ＳＰが夫々設定値以下
であってニュートラルスイッチがＯＮ（つまりニュート
ラル位置）であるときがＩＳＣ条件であり、この条件を
満たしているときは、ステップ４５へ進み、機関回転数
を目標アイドル回転数に近づけるように補助空気流量ｌ
ＳＯ４を増減して設定した後ステップ５５へ進む。
ステップ４４の判定がＮｏの非ＩＳＣ条件のときはステ
ップ４６へ進み減速直後において吸気マニホールド内の
負圧を一定に保つ（ブーストコントロールバルブ機能）
ための補助空気流量■５ｃＢｃｖを機関回転数と吸気温
度とに基づいて設定した後ステップ４７へ進む。
ステップ４７では、エンジンストールを防止しつつ安定
したアイドル回転を維持できる補助空気流量ＩＳＯ，を
設定する。
ステップ４８では、ステップ４６で求めたＩ　Ｓ　Ｃ＋
＋ｃｖとステップ４７で求めたＩＳＯ，とを比較し、■
５ｃＢｃｖ≧Ｉ　Ｓ　ＣＥ（７）場合はステップ４９へ
進み、■５ｃＢＣｖを補助空気流量■ＳＣＬとして設定
し、ｌ５ｃＢ、ｖ＜　Ｉ　Ｓ　（、Ｅの場合はステップ
５ｏへ進み、同じ＜ｌ５ＣＥを補助空気流量ＩＳＯ，と
じて設定する。
次いでステップ５１では、前記高度推定用のフラグＦＡ
ＬＴが１か０がを判定し、０のときは高度推定を行うこ
となくステップ５５へ進む。
ステップ５１の判定が１の場合は、ステップ５２へ進み
、機関回転数Ｎに対して低地を基準として設置９ 定された減速時の吸気圧力ＰＢＤをＲＯＭに記憶した１
次元マツプから検索して求める。
ステップ５３では現在の減速運転時の吸気圧力Ｐ。
から前記設定減速吸気圧力ＰＢＤを差し引いた差圧ＤＬ
ＴＢＯＯ３Ｔを求める。
ステップ５４では、前記差圧ＤＬＴＢＯＯ３Ｔに対して
設定された推定高度のマツプから推定高度ＡＬＴ、を検
索して求める。
次いでステップ５５へ進む。ステップ５５では、ステッ
プ４３．ステップ４５．ステップ４９．ステップ５０の
いずれかで設定された補助空気流量ｌ５ＣＬに対してア
イドル制御弁１９に出力されるパルス電流の通電デユー
ティ比ｌ５ＣＤＹをＲＯＭに記憶したマツプから検索し
て求める。
このようにして設定された通電デユーティを有するパル
ス電流が所定の周期でアイドル制御弁１９に出力され、
これにより制御されたアイドル制御弁１９の開度に応じ
て設定された補助空気流量Ｉ’ＳＣＬに制御される。
第６図は燃料噴射量の設定に使用されるフィードパツク
補正係数及びその平均値を設定するルーチンを示す。こ
のルーチンは機関回転に同期して実行される。
ステップ６１では、最新の機関回転数と基本噴射量Ｔ、
とに基づき、ＲＯＭに記憶した２次元マツプがら空燃比
フィードバック制御を行う運転領域であるか否かを判定
する。
前記運転領域から外れていると判定された場合は、この
ルーチンを実行することなく終了する。
つまり、フィードバック補正係数は、現状値（又は基準
値）にクランプされ、空燃比フィードバック制御は停止
される。
前記運転領域であると判定された場合は、ステップ６２
で機関回転数Ｎと基本噴射量Ｔ、とに基づいて、フィー
ドバック制御における比例骨Ｐ及び積分分Ｉをマツプか
らの検索により求める。
ステップ６３では、酸素センサ１４からの信号電圧ＶＯ
Ｚを入力し、ステップ６４でその信号電圧■。２を目標
空燃比（理論空燃比）相当の基準電圧ＶＲＥＦと比較す
ることにより、空燃比のリッチ・リーンを判定する。
空燃比がリーン（Ｖ　０２　＜　Ｖ　ＲＥＦ　）のとき
は、ステップ６５へ進んでリッチからリーンへの反転時
（反転直後）であるか否かを判定し、反転時にはステッ
プ６６へ進んで現在のフィードバック補正係数ＬＡＭＢ
ＤＡの値をａとして記憶した後ステップ６７へ進んでフ
ィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを前回値に対し、ス
テップ６２で設定した比例骨Ｐだけ増大させる。
反転時以外はステップ６８へ進んでフィードバック補正
係数ＬＡＭＢＤＡを前回値に対してステップ６２で設定
した積分分Ｉだけ増大させ、こうしてフィードバック補
正係数ＬＡＭＢＤＡを一定の傾きで増大させる。尚、Ｐ
〉〉１である。
空燃比がリッチ（Ｖ　０２　＞　Ｖ　ＲＩ：Ｆ　）のと
きはステップ６４からステップ６９へ進んでリーンから
リッチへの反転時であるか否かを判定し、反転時にはス
テップ７０へ進んで現状のＬＡＭＢＤＡの値をｂとして
記憶した後、ステップ７１へ進んでフィードバック補正
係数ＬＡＭＢＤＡを前回値に対し設定された比例分Ｐ減
少させる。反転時以外はステップ７２へ進んでフィード
バック補正係数しＡＭＢＤ＾を前回値に対して設定され
た積分分Ｉ減少させ、こうしてフィードバック補正係数
ＬＡＭＢＤＡを一定の傾きで減少させる。
このようにして、フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ
を設定後、ステップ７３へ進んで前記ステップ６６で記
憶したリッチからリーンへの反転時の最新値ａと、ステ
ップ７０で記憶したリーンからリッチへの反転時の最新
値すとの平均値（ａ＋ｂ）／２を算出する。
この平均値（ａ＋ｂ）／２は、フィードバック補正係数
ＬＡＭＢＤＡの制御中心値である。
第７図は、微小補正係数Ｋ　ＦＬＡＴ及び学習補正係数
Ｋ　ＬＲＮの設定と高度推定及び学習補正係数の設定を
行うルーチンを示す。尚、このルーチンは最も優先度が
低いため、バックグラウンドジョブ（ＢＧＪ）として実
行される。
ステップ８１では機関回転数と吸気圧力とに基づいて前
記基本体積効率η９゜を微小補正するための微小補正係
数Ｋ　ＦＬＡＴをＲＯＭに記憶した２次元７ツブから検
索して設定する。
ここで、体積効率は機関回転数の変化による変化は小さ
いため吸気圧力Ｐ８に対して基本体積効率η９゜を設定
しておけば、その補正幅は小さく、１周辺の値であるた
め、微小補正係数ＫＦＬＡＴを記憶する格子点の数（記
憶容量）は少なくて済む。
また微小補正係数ＫＦＬＡＴの時間遅れによる設定誤差
が小さいため、ＢＧＪとしても実行して十分な精度を確
保でき、かつ、過渡運転時には、該演算時間を要する微
小補正係数ＫＦＬＡＴの演算を要しないため、短時間周
期で燃料噴射量の設定更新を行え、空燃比制御精度が高
められ、過渡運転性能が向上する。
尚、補正幅が小さいとはいえ、吸気体積効率は吸気圧力
変化方向に対しても変化する値であるため、特開昭５８
−４１２３０号公報に示すように回転数に対して１次元
マツプで補正係数を設定するものに比較すると体積効率
設定精度向上機能が大きい。
次にステップ８２では、現在の機関回転数Ｎと基本噴射
量Ｔｐとから対応する学習補正係数ＫＬＲＮをＲＡＭに
記憶された２次元マツプから検索する。
ステップ８３では、ステップ８１で検索した学習補正係
数ＫＬＲＮに第６図のルーチンで求めたフィードバック
補正係数の平均値ＬＡＭＢＤＡを所定割合加算すること
によって新たな学習補正係数ＫＬえＮい、ｓ）を演算し
、前記ＲＡＭの同一領域に記憶された学習補正係数Ｋ　
ＬＲＨのデータを修正して書き換える。
次いでステップ８４へ進み、前記高度推定学習用のフラ
グＦＡＬＴが０か１かを判定する。ＦＡＬＴが０と判定
されたときは高度推定学習を行うことなくこのルーチン
を終了するが、１と判定されたときは、ステップ８５以
降へ進み、高度推定及び高度補正係数を設定する。
ステップ８５では、前記フィードバック補正係数の平均
値ＬＡＭＢＤＡに前記修正後の学習補正係数Ｋ　ＬＩＩ
Ｎ　＋ｎｅｗｓ）と、現在の高度学習補正係数ＫＡＬア
を乗じることにより高度変化によるベース空燃比（λ＝
１）からのズレ量ΔλＡＬＴを算出する。
ステップ８６は、機関回転数Ｎと基本噴射量Ｔ。
とを乗じて吸入空気流量に比例する量Ｑを算出する。
ステップ８７では、前記ＱとΔλＡＬＴ　とに基づき２
次元マツプから高度の最新データＡＬＴｏを検索により
求める。
ここで、高度が大とする程空気密度の減少によりベース
空燃比のずれ量ΔλＡＬＴが大きくなると共に、吸入空
気流量Ｑが大きいとき程部品にノ＼ラツキによるズレ量
の影響度が小さく、相対的に高度変化によるズレ量Δλ
ＡＬＴへの影響度が大きい。
このため、前記ＡＬＴ、のマツプにおいて、Ｑが太き（
なる程、またΔλＡＬＴが大きくなる程推定高度ＡＬＴ
、は大となるように設定されている。
ステップ８８ではステップ７７で設定した最新の推定高
度データＡＬＴｏと第８図に示すルーチンにおいて所定
周期（例えば１０．）毎に添字を順次繰り上げて更新記
憶される過去ｉ個の推定高度データＡＬＴ、〜ＡＬＴ、
とに順次新しい程大の重みイ寸けＷ。−ｗ、（Ｗ、＋Ｗ
、十・・・Ｗ、＝１）して加重平均することにより平均
推定高度Ｗ丁Ｔを求める。
ステップ８９では、ステップ８６で求めた吸入空気流量
比例量Ｑとステップ８８で求めた平均推定高度ｍとに基
づいてＲＯＭに記憶された２次元マツプから高度補正係
数Ｋ　ＡＬＴを検索して求める。
ここで、高度補正係数Ｋ　ＡＬＴは次のように設定され
ている。即ち、高度が大きい程大気圧が下がることによ
り排気圧が低下して燃焼室内に充填される新気の割合（
新気率）が低地と同一の吸気圧力条件であっても向上し
、空燃比がリーン化する傾向となる。
また、吸入空気流量Ｑが低いとき程排気圧が小さく、前
記大気圧により新気率増大の影響を受は易い。
したがって、高度ＡＬＴが大きくなる程、また、吸入空
気流量Ｑが大きくなる程、新気率増大により基本体積効
率ηｖｏ補正用の高度補正係数Ｋ　ＡＬＴを大きく設定
しである。
尚、高度補正のため、大気圧検出を圧力センサで行った
り、排圧を測定して大気圧補正を行うものが知られてい
るが、いずれも圧力センサを追加する必要がある。また
１個の圧力センサで吸気圧の他、大気圧、排気圧を検出
するようにしたものもあるが、検出圧力切換用の電磁弁
を要し、制御も複雑となる。さらに始動前の絞り弁下流
の吸気圧を大気圧として検出するようにしたものもある
が、平地で始動して高地に移動する場合に対処できない
。また、全開運転時の吸気圧を大気圧として検出するよ
うにしたものもあるが、減速しっつ降板走行する場合殆
ど検出機会がない。さらに、空燃比フィードバック制御
を行って空燃比を一定に保持しようとしても、減速時に
酸素センサが非活性となったり、排気温度低下により検
出空燃比にずれを生じたりするため空燃比制御精度低下
は免れず、酸素センサを加熱して活性化するためにヒー
タを設けるとコスト高につく。
本実施例においては、登板走行時は学習補正係数Ｋ　Ｌ
ＲＮから高度を推定し、降板走行時は、アイドル制御弁
のブーストコントロールバルブ特性により低地を基準と
する設定吸気圧と実際の吸気圧との差圧から高度を推定
するようにしたため、圧力センサ等ハードウェアの追加
を要しない低コストな構成でありながら、常に高度を良
好に推定することができる。したがって高度に基づいて
設定される高度補正係数Ｋ　ＡＬＴの信頼性が高（ひい
ては体積効率ＱｃｖＬの設定精度が高い。
さらに基本噴射量ＴＰＯ演算に際し、吸気圧力Ｐ、と体
積効率Ｑ　ＣＩＬ　との積として求められる質量充填量
を温度補正係数Ｋ。Ａにより吸気温度で補正して、これ
に比例定数に、。８を乗じた値として基本噴射量Ｔ、を
設定するようにしたため、極めて高精度に基本噴射量Ｔ
、を設定できる。この結果、上記基本噴射量Ｔ、に基づ
き設定された燃料噴射量Ｔ、による空燃比制御の精度が
向上し、常時安定した運転性能を確保できる。
尚、実施例では吸気圧力の検出値に基づいて基本燃料供
給量を設定するものに適用したものを示したが、吸入空
気流量の検出値に基づいて基本燃料供給量を設定するも
のにも適用でき、同様の効果が得られる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、吸気系の開口面
積の変化率に応じて吸気弁開時の要求燃料供給量を設定
するための状態量を推定し、該推定値に基づいて燃料供
給量９点火時期等を制御する構成としたため、過渡運転
時においても真のシリンダ吸入空気量に応じた制御が行
え、マ・ンチングエ数を要することなく、高精度な制御
経度が得られ特に過渡運転性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の構成を示すプロ・ンク図、第２図は本
発明の一実施例の構成を示す構成図、第３図〜第８図は
同上実施例の各種制御ル−チンを示すフローチャート、
第９図、第１０図は夫々吸気系開ロ面積Ａ、吸入空気流
量Ｑに対しての各種状態を示す線図、第１１図（Ａ）〜
（Ｈ）は夫々従来例の加速時における各種状態及び空燃
比と三元触媒の転換効率、Ｎｏ、、Ｃｏ、ＨＣ排出量の
関係を示す線図である。 １・・・機関　　９・・・吸気圧センサ　　１０・・・
燃料噴Ｍ弁１１・・・コントロールユニント　　１５・
・・クランク角センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第４図＋ｆ１２ 帛 第４図￥８３ 第５図その２ 手続主甫正書（自発） 平成１年１月９日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第２６９４６７号 ２、発明の名称 内燃機関の燃料供給制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　群馬県伊勢崎市粕用町１６７１番地１名　称　
日本電子機器株式会社 代表者杉野　重巳 ４、代理人 住　所　　東京都港区西新橋１丁目４番１０号第三森ビ
ル ５、補正の対象 ６、補正の内容 （１、発明の名称の欄に「内燃機関の制御装置」とある
を、「内燃機関の燃料供給制御装置」と補正する。 （２、特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （３）明細書第２頁第８行、第１２行、第５頁第９行に
夫々「制御装置」とあるを、「燃料供給制御装置」と補
正する。 （４）明細書第２頁第９行に「燃料供給量や点火時期等
」とあるを、「燃料供給」と補正する。 （５）明細書３頁第５行〜第７行に「また、・・・して
いる。」とあるを削除する。 （６）明細書第３頁第１８行に「（窒素酸化物）が」と
あるを、「（窒素酸化物）や」と補正する。 （７）明細書第４頁第３行〜第７行に「また、・・おそ
れがある。」とあるを、削除する。 （８）明細書第５頁第４行〜第９行に「吸気系の・・点
火時期等の」とあるを「過渡運転時における吸入空気状
態を予測して燃料供給量を補正することにより、マツチ
ングを要することなく燃料供給の」と補正する。 （９）明細書第５頁第１２行〜第７頁第２０行に「可変
制御される・・・向上とする。」とあるを、以下のよう
に補正する。 「吸入空気量又は吸気圧力のいずれか一方と機関回転数
とに夫々関与する状態量を検出する運転状態検出手段と
、 検出された運転状態に基づいて燃料供給量を設定する燃
料供給量設定手段と、 スロットル開度と機関回転数とに基づき機関負荷変動量
を演算する負荷変動量演算手段と、前記負荷変動量が演
算されたときから所定クランク角までの時間を演算する
時間演算手段と、前記負荷変動量と、所定クランク角ま
での時間とに基づき前記燃料供給量の補正量を演算する
補正量演算手段と、 前記燃料供給量を補正量に基づき補正した燃料供給量に
基づいて機関の燃料供給を制御する制御手段とを備えた
構成とする。 また、絞り弁をバイパスして機関供給空気量を調整する
アイドル制御弁を備えた内燃機関においては、前記負荷
変動量演算手段は、 スロットル開度と前記機関供給空気量を調整する量と機
関回転数とに基づいて機関負荷変動量を演算する構成と
する。 〈作用〉 運転状態検出手段によって検出される吸入空気量又は吸
気圧力のいずれか一方と機関回転数とに夫々関与する状
態量に基づいて燃料供給量設定手段により燃料供給量が
設定される。 一方、負荷変動量演算手段により、スロットル開度と機
関回転数とに基づいて機関負荷変動量が演算されると共
に、時間演算手段により負荷変動量が演算されたときか
ら所定クランク角までの時間が演算される。 さらに、補正量演算手段により、前記負荷変動量と、所
定クランク角までの時間とに基づき前記燃料供給量の補
正量が演算される。 そして、制御手段により前記燃料供給量を補正量に基づ
き補正した燃料供給量に基づいて機関の燃料供給が制御
される。 また、アイドル制御弁を備えた内燃機関においては、該
アイドル制御弁によって絞り弁をバイパスする機関供給
空気量が調整されるため、負荷変動量演算手段は、スロ
ットル開度と絞り弁をバイパスする機関供給空気量を調
整する量と、機関回転数とに基づいて機関負荷変動量を
演算する。ｊＯω明細書第１３頁第１１行に「基本燃料
供給量」とあるを「燃料供給量」と補正する。 （１１）明細書第１４頁第５行〜第６行に「このステッ
プ２６・・・相当する。」とあるを削除する。 θカ明細書第１４頁第１３行の末尾に次の文を挿入する
。 ［このステップ２７の部分が時間演算手段に相当する。 」 ０３）明細書第１５頁第１５行の末尾に次の文を挿入す
る。 ［このステップ２８の演算で、ΔＡ／Ｎが機関負荷の変
動量に相当する値であり、したがって、その演算部分が
負荷変動量演算手段に相当し、該負荷変動量に相当する
ΔＡ／Ｎと、前記所定クランク角までの時間である＃　
ｉ　Ｔ　Ｉ　Ｍ　Ｅとに基づいて燃料供給量の補正量で
あるΔＴ　Ｐ　ｉを演算する部分が補正量演算手段に相
当する。」 圓明細書第１５頁第１９行〜第１６頁第２行に［Ｔ、設
定用・・・相当する。」とあるを、以下のように補正す
る。 「Ｔ、設定用の基本噴射量Ｔ１．が補正して設定される
。尚、この基本噴射量ＴＰｆは過渡運転時の点火時期設
定用としても使用できる。」 ０５）明細書第１７頁第６行に「ステップ３０」とある
を「ステップ２９」と補正する。 ０■明細書第１７頁第９行〜第１１行に「また、・・・
この場合も」とあるを、「尚、点火時期についても」と
補正する。 ０力明細書第３０頁第２行〜第９行に「以上・・・向上
する。」とあるを、以下のように補正する。 「以上説明したように、本発明によれば、過渡運転時に
負荷の変動量を演算すると共に該変動量演算時から所定
クランク角までの時間を演算し、これら演算結果に基づ
いて燃料供給量を補正して制御する構成としたため、過
渡運転時においても、真のシリンダ吸入空気量に応じた
燃料供給量の設定が行え、過渡運転性能が向上する。」
θ８）図面の第１図を別紙補正図面の通り補正する。 ７、添付書類の目録 補正図面　　　　　　　　　　１通 以上 特許請求の範囲 （１）六〜　　は　′　　のいずれか−　と機関回転数
とに夫々関与する状態量を検出する運転状態検出手段と
、 検出された運転状態に基づいて撚料供胞量烹役…検上主
段支− 検出された運転状態に基づいて偲料且拾１（役供姶皿朗
装置− 手続補正書動式） 平成１年５月８日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第２６９４６７号 ２、発明の名称 内燃機関の燃料供給制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　群馬県伊勢崎市粕用町１６１１番地１名　称　
日本電子機器株式会社 代表者　杉野　重巳 ４、代理人 住　所　　東京都港区西新橋１丁目４番１０号第三森ビ
ル ５、補正命令の日付 平成１年４月１８日（全送日） ６、補正の対象 平成１年１月９日付提出の手続補正書の補正の内容の欄 ７、補正の内容 平成１年１月９日付提出にかかる手続補正書の第３頁第
２行〜第３行に「可変制御される・・・向上とする。」
とあるを、「少なくとも・・・向上する。」と補正する
。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 　少なくとも吸入空気と機関回転数とに夫々関与する状
    態量を検出する運転状態検出手段と、検出された運転状
    態に基づいて基本燃料供給量を設定する基本燃料供給量
    設定手段と、 可変制御される吸気系の開口面積を演算する開口面積演
    算手段と、 前記演算された開口面積の変化率を演算する開口面積変
    化率演算手段と、 前記開口面積変化率が演算されてから吸気弁が開くまで
    の遅れ時間を演算する遅れ時間演算手段と、 前記演算された開口面積変化率若しくはこれに基づく値
    と、前記演算された基本燃料供給量若しくは該基本燃料
    供給量設定用の吸入空気に関与する状態量の検出値と、
    前記演算された遅れ時間とに基づいて前記吸気弁開時に
    要求される燃料供給量又は該要求燃料供給量設定用の状
    態量を推定する推定手段と、 前記推定手段による推定値に基づいて機関の燃料供給量
    、点火時期等を制御する制御手段とを備えたことを特徴
    とする内燃機関の制御装置。
JP62269467A 1987-10-27 1987-10-27 内燃機関の制御装置 Pending JPH01237333A (ja)

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