JPH01244146A - 内燃機関の制御装置 - 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〕 本発明は内燃機関の制御装置に係り、特に吸気管圧力の
測定値に基づいて燃料噴射量や点火時期を制御するよう
にした内燃機関の制御装置に関する。

〔従来の技術及び関連技術〕

従来より、吸気管圧力の測定値と機関回転速度の測定値
とに基づいて所定時間毎に基本燃料噴射時間を演算する
と共にこの基本燃料噴射時間を吸気温や機関冷却水温等
で補正して燃料噴射時間を求め、この燃料噴射時間に相
当する時間燃料噴射弁を開いて燃料を噴射する内燃機関
が知られている。また、かかる内燃機関では、加速時の
応答性を良好にするため、吸気管圧力の測定値の変化率
を検出し、この変化率に比例する時間基本燃料噴射時間
が長（なるように補正して燃料を増量する加速増量を行
なうようにしている。

上記のように吸気管圧力に基づいて基本燃料噴射時間を
演算する内燃機関では、吸気管圧力（絶対圧力）を測定
する圧力センサを吸気管に取付け、測定された吸気管圧
力に基づいて基本燃料噴射時間を演算するようにしてい
るが、機関脈動によって測定値が変動し、この変動によ
って基本燃料噴射時間が変化して正確な燃料噴射量制御
が行なわれな（なる虞れが生ずる。このため、従来では
、特開昭５９−２０１９３８号公報に示すように、時定
数の異なる２つのフィルタを用い、圧力センサ出力を緩
和することによって圧力センサ出力から脈動成分を完全
に除去し、また時定数の小さいフィルタ出力から時定数
の大きいフィルタ出力を減算することによりオーバシュ
ート特性を持たせ、この差に応じて加速増量を行うよう
にしている。

しかしながら、このように２つのフィルタを用いる方法
では、脈動成分を除去するために比較的時定数の大きい
フィルタを用いて圧力センサ出力を緩和する度合を大き
くしているため、実際の吸気管圧力の変化に対するフィ
ルタ出力の変化の応答性、追従性が悪くなり、加速増量
の遅れが生じて加速初期に燃料噴射量が不足してリーン
スパイクが発生し、また加速終了時にはオーバシュート
特性によってリッチスパイクが発生する場合もある。

このため、近時では、抵抗とコンデンサとで構成されか
つ脈動成分を除去できる程度の比較的小さな時定数を備
えたＣＲフィルタを用いて圧力センサ出力を処理し、Ｃ
Ｒフィルタ出力を所定時間毎にデジタル値に変換し、２
つのフィルタを用いた場合より応答性、追従性の良い測
定値を用いることが提案されている。この場合、ＣＲフ
ィルタによって完全に脈動成分が除去できないため、上
記デジタル値を用いて、緩和する度合の異なる２つの加
重平均値を演算し、すなわちデジタルフィルタリング処
理を行い、緩和する度合の小さい第１の加重平均値から
緩和する度合の大きい第２の加重平均値を減算した差に
基づいて加速増量値を定めるようにしている。

しかしながら、上記いずれの方法においても、加速増量
値を求めるために緩和する度合の大きい値を用いている
ため、応答性及び追従性が悪くなり、加減速を繰り返す
走行パターンでは、加速増量の位相遅れが生じて燃料噴
射量が機関の増量要求に一致しなくなる場合が生じ、排
気エミッション及びドライバビリティが悪化する、とい
う問題があった。この問題を解決するために、圧力セン
サ出力を機関脈動成分が除去できる程度に緩和した緩和
する度合の小さい緩和値のみを求め、この緩和値に基づ
いて加速増量を含む燃料噴射量を演算することが考えら
れるが、燃料噴射時間演算時から噴射された燃料が燃焼
室に到達までに演算時間や燃料の飛行時間の影響によっ
て所定時間必要であり、また加速時に吸気管圧力が変化
して演算時に使用した吸気管圧力（緩和値）と実吸入空
気量に対応する吸気管圧力とに差が生じるため、機関が
要求する空燃比に制御できなくなる。

上記のことを第４図を参照して更に詳細に説明する。第
４図は、機関１回転に１回吸入行程で必要な燃料量の１
／２を噴射する４気筒４サイクル内燃機関の加速時の演
算された基本燃料噴射時間ＴＰと吸気管圧力ＰＭとの変
化を示す図である。

この例では、機関１回転に１回、すなわち１サイクルに
２回燃料を噴射するようにしているため（図中、ｃ、ｂ
点）、１回の燃焼に寄与する燃料量は図から理解される
ようにＴＰｃ＋ＴＰｂに対応する量である。しかしなが
ら、燃焼時の実吸入空気量を代表する吸気管圧力は、図
中ａで示す吸気行程終了時（吸気下死点）での吸気管圧
力である。このように、燃料噴射時間演算時の吸気管圧
力と燃焼時の実吸入空気量を代表する吸気管圧力との間
に時間１．０遅れがあるため、実吸入空気量に応じた燃
料を噴射することができなくなり機関が要求する空燃比
に制御できなくなる。一方、演算時間等を短縮して遅れ
時間１．を無視できる程小さくしても（吸気下死点と点
すとが一致するようにしても）、機関１回転に１回燃料
を噴射する内燃機関では、ｂ点で２ＴＰｂに対応する燃
料量が必要であるのに対し、ＴＰｃ＋ＴＰｂに対応する
量の燃料しか供給されないので、加速時にはＴＰｂ−Ｔ
ＰＣ（＝ΔＴＰ）分燃料量が不足する。

このため、本出願人は燃料量の不足分ΔＴＰを補正する
技術を既に提案している（特願昭６１−２７７０１９号
、特願昭６１−２７７０２０号）。

次にこの技術の原理について説明する。なお、以下では
機関１回転に１回燃料を噴射する４気筒４サイクル内燃
機関を例にとって説明する。

第４図で説明したように、燃料噴射時間演算時からの遅
れ時間１．を無視すれば、実吸入空気量に対応する基本
燃料噴射時間ＴＰは次式で表わされる。

ＴＰ＝ＴＰｂ＋ΔＴＰ　　　　・・・（１）一方、第５
図に示すように、加速が等加速で行なわれたものとすれ
ば、ｂ点と０点との基本燃料噴射時間の差ΔＴＰとｂ点
とｂ°点との基本燃料噴射時間の差ΔＴＰ’　とは等し
いから、ｂ°点の基本燃料噴射時間ＴＰｂ’　は、ｂ点
での基本燃料噴射時間ＴＰｂと上記ΔＴＰ（＝ΔＴＰ’
　）を用いて次のように表わすことができる。

ＴＰ’　＝ＴＰｂ＋ΔＴＰ　　　　・・・（２）ここで
、基本燃料噴射時間の演算が３６０°ＣＡ毎に行なわれ
ているものとすれば、上記（２）式から理解されるよう
にｂ点より３６０°ＣＡ先の基本燃料噴射時間を予測し
たことになる。

従って、−船釣に、基本燃料噴射時間の演算がＣＹ［Ｃ
Ａ］毎に行なわれたものとし、第４図のａ点とｂ点との
間の遅れ時間１．をクランク角ＣＡ、に換算し、このク
ランク角ＣＡｏに対応する補正量を求めれば、 となり、ｂ点から所定クランク角ＣＡｏ先の基本燃料噴
射時間を予測することができる。従って、第４図の０点
からｂ点へ変化したときの補正を考慮すれば、ＣＹ　［
”　ＣＡＩ毎に基本燃料噴射時間を演算する場合の実吸
入空気量に対応する基本燃料噴射時間ＴＰは直前に演算
した基本燃料噴射時間ＴＰ、を用い一次のように表わさ
れる。

ＴＰ＝ＴＰ、　十ｋ・ΔＴＰ　　・・・（４）在の基本
燃料噴射時間からＣＹ　［”　ＣＡ］前に演算された基
本燃料噴射時間を減算した差であり、この差は加速の場
合正、減速の場合負となる。

ここで、遅れ時間ｔｏは、制御上一定クランク角に保た
れることが多いが、噴射された燃料の飛行時間を考慮す
ると、この飛行時間は機関回転速度に拘わらす略一定で
あるから、機関高回転になると飛行時間による遅れによ
って吸気行程直前に噴射された燃料が燃焼室に到達でき
なくなり、２回先の吸気行程で初めて吸入されることに
なる。

従って、燃料噴射時間を予測すべきクランク角ＣＡｎは
機関回転速度が高くなる程大きくなる。

一方、ＣＲフィルタを用いた場合、ＣＲフィルタ出力は
実際の吸気管圧力の変化に対して応答性が良いため略実
際の吸気管圧力を示していると考えられるが、基本燃料
噴射時間演算用の加重平均値（緩和値に対応する）は第
６図に示すように実際の吸気管圧力より遅れている。こ
の遅れ（制御遅れｔｏ’）は、圧力センサの検出遅れ、
入力回路の信号伝達の遅れ、これらの遅れによる演算タ
イミングの遅れ、演算時間による遅れ、ＣＲフィルタ出
力を緩和することによる遅れ等が原因となって発生する
。従って、第６図のｂ点における燃料噴射量演算用のＰ
Ｍｂ’から制御遅れｔ、°（クランク角でＣＡ、°）を
考慮して実際の吸気管圧力ＰＭｂを予測し、この予測値
に基づいて基本燃料噴射時間を演算し、更に上記で説明
した遅れ時間１、を考慮した予測をする必要がある。

従って、上記（４）式に制御遅れｔｏ’（＝ＣＡｏ’）
の補正も加えれば、次のように表わされる。

ＴＰ＝ＴＰｏ＋に＋・ΔＴＰ　　　・・・（５）また、
吸気管圧力ＰＭと機関回転速度ＮＥとで基本燃料噴射時
間ＴＰを演算する場合、ＴＰｏＣＰＭとなるから、上記
（５）式を吸気管圧力の緩和値の差（現在の基本燃料噴
射演算用緩和値からＣＹ”ＣＡ前の基本燃料噴射時間演
算用緩和値を減算した値）すなわち緩和値の変化率ΔＰ
Ｍを用いて表わせば次の（６）式のようになる。

ＴＰ＝ＴＰｏ　＋に＋　　−ΔＰ　Ｍ　−Ｃ−（６）た
だし、Ｃは吸気管圧力を基本燃料噴射時間に換算するた
めの比例定数である。

ここで、上記制御遅れ時間ｔ　、ｌは時間周期の現象で
略一定とみなせるからクランク角ＣＡｏ’でみれば機関
回転速度が高くなる程大きくなる。

なお、クランク角ＣＡｎ　、　ＣＡｎ’の各回転速度に
おける値は計算により算出可能であり、各回転速度にお
けるＫｔ値を供試エンジンの製造誤差等を考慮せずに求
めることができる。また、上記では所定クランク角（Ｃ
Ｙ″ＣＡ）毎に基本燃料噴射時間を演算する例について
説明したが、所定時間毎に基本燃料噴射時間を演算する
場合にも適用することができる。この場合、ＣＡｔ＋”
　については機関回転速度による補正は不要であるが、
噴射された燃料の飛行時間による遅れは機関回転速度の
影響を受けるため、Ｋ１全体としては機関回転速度によ
る補正は必要となる。更に、上記では機関１回転に１回
燃料を噴射する例について説明したが、独立噴射におい
ても機関回転速度が大きくなると基本燃料噴射時間が長
くなって燃料の吸い残しが生ずる領域が発生する。この
ため、現在の基本燃料噴射時間演算時より１回前の基本
燃料噴射時間演算時に実吸入空気量を代表する吸気管圧
力（吸気下死点付近の値）を予測することが望ましく、
従って独立噴射にも適用することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記（５）式または（６）式で基本燃料
噴射時間ＴＰを演算する技術では、急加速時には変化率
ΔＰＭが大きな値になるため、第２図（１）に示すよう
に燃料噴射時間ＴΔＵのオーバシュートが生じ、空燃比
がリッチになってＧｏ、ＨＣの排出量が増大したりドラ
イバビリティが悪化する、という問題が発生する虞れが
ある。また、上記で説明した内燃機関では、吸気管圧力
の緩和値と機関回転速度とで基本点火進角を求め、変化
率ΔＰＭで加速時の基本点火進角を補正することも行っ
ているため、急加速時には変化率ΔＰＭによる基本点火
進角の補正が適正でなくなる。更に、急減速時において
も変化率ΔＰＭによる補正が適正でなくなり、燃料噴射
量や点火時期が機関要求値に適合しなくなってドライバ
ビリティや排気エミッションが悪化する。

従って本発明は、吸気管圧力の緩和値から基本燃料噴射
時間や基本点火進角等の制御量を演算し、緩和値や制御
量の変化率で制御量を補正して内燃機関を制御する場合
に、急加速や急減速においても適正に補正を行うことが
できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、第３図に示すよう
に、吸気管圧力を検出する圧力センサＡと、前記圧力セ
ンサＡから出力された信号の変化を緩和した緩和値を求
める緩和手段Ｂと、前記緩和値に基づいて機関を制御す
るための制御量を演算する制御量演算手段Ｃと、前記緩
和値または前記制御量の変化率を演算する変化率演算手
段りと、前記変化率が所定値を越えないように制限する
制限手段Ｅと、前記制限手段Ｅで制限された変化率に基
づいて前記制御量を補正する補正手段Ｆと、前記補正手
段Ｆで補正された制御量に基づいて機関を制御する制御
手段Ｇと、を含んで構成したものである。

〔作用〕

本発明の緩和手段Ｂは、吸気管圧力を検出する圧力セン
サＡから出力された信号の変化を緩和して緩和値を求め
る。この緩和値としては、過去に演算された加重平均値
の重みを重くして過去に演算された加重平均値と前記圧
力センサＡから出力された信号の現在のレベルとで演算
された現在の加重平均値を用いることができる。すなわ
ち、以下の式に従って演算された加重平均値Ｐ　Ｍ　Ｎ
　ｔを緩和値として用いることができる。

ただし、Ｐ　Ｍ　Ｎ　ｉ−１は過去に演算した加重平均
値、Ｎは重みに関する係数、ＰＭＡＤは圧力センサから
出力された信号の現在のレベルであり、圧力センサから
出力された信号を直接デジタル値に変換した値やＣＲフ
ィルタによって処理された圧力センサ出力をデジタル値
に変換した値を採用することかできる。このような加重
平均値は、デジタルフィルタリング処理で求めることが
可能である。

また、制御量演算手段Ｃは緩和値に基づいて機関を制御
するための制御量を演算する。制御量としては基本燃料
噴射時間や基本点火進角等があり、制御量演算手段Ｃは
基本燃料噴射時間および基本点火進角の少なくとも一方
を制御量として演算する。変化率演算手段りは緩和値の
変化率または制御量の変化率を演算し、制限手段Ｅはこ
の変化率が所定値を越えないように制限する。そして、
補正手段Ｆは上記のように制限された変化率に基づいて
制御量演算手段Ｃで演算された制御量を補正し、制御手
段Ｇはこのように補正された制御量に基づいて機関を制
御する。上記のように変化率が所定値を越えないように
制限していることから過度の補正が防止され補正が適正
化される。

上記制限手段では、急加速時に変化率が正の所定値を越
えないように制限することにより急加速時の過補正を防
止することができ、減速時に変化率が負の所定値を越え
ないように（負の所定値未満とならないように）制限す
ることにより減速時の過補正を防止することができる。

また、変化率の絶対値が所定値を越えないように制限し
て急加減速時の過補正を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、緩和値の変化率ま
たは制御量の変化率が所定値を越えないように制限して
いるため、急加速時または急減速時の補正過度を防止し
てエミッションやドライバビリティを良好にすることが
できる、という効果が得られる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

なお、以下では主として制御量として燃料噴射時間を用
いた例について説明する。第７図は本発明が適用可能な
燃料噴射量制御装置を備えた内燃機関（エンジン）の概
略を示すものである。

このエンジンは、マイクロコンピュータ等の電子制御回
路によって制御されるものであり、エアクリーナ（図示
せず）の下流側には、スロットル弁８が配置され、この
スロットル弁８にスロットル開度に応じた電圧を出力す
るリニアスロットルセンサｌＯが取付けられ、スロット
ル弁８の下流側にサージタンク１２が設けられている。

このサージタンク１２には、半導体式の圧力センサ６が
取付けられている。この圧力センサ６は、吸気管圧力の
脈動成分を取除くための時定数が小さく（例えば、３〜
５ｍ５ｅｃ）かつ応答性の良いＣＲフィルタ等で構成さ
れたフィルタ（第８図）に接続されている。なお、この
フィルタは圧力センサ内に内蔵させるようにしても良い
。また、スロットル弁８を迂回しかつスロットル弁上流
側とスロットル弁下流側のサージタンク１２とを連通ず
るようにバイパス路１４が設けられている。このバイパ
ス路１４には４極の固定子を備えたパルスモータ１６Ａ
によって開度が調節されるｌ５Ｃ（アイドルスピードコ
ントロール）バルブ１６Ｂが取付けられている。サージ
タンク１２は、インテークマニホールド１８及び吸気ポ
ート２２を介してエンジン２０の燃焼室に連通されてい
る。そしてこのインテークマニホールド１８内に突出す
るよう各気筒毎に燃料噴射弁２４が取付けられている。

エンジン２０の燃焼室は、排気ポート２６及びエキゾー
ストマニホールド２８を介して三元触媒を充填した触媒
装置（図示せず）に連通されている。このエキゾースト
マニホールド２８には、理論空燃比を境に反転した信号
を出力する０２センサ３０が取付けられている。エンジ
ンブロック３２には、このエンジンブロック３２を貫通
してウォータジャケット内に突出するよう冷却水温セン
サ３４が取付けられている。この冷却水温センサ３４は
、エンジン冷却水温を検出して水温信号を出力し、水温
信号で機関温度を代表する。なお、機関オイル温を検出
して機関温度を代表させても良い。

エンジン２０のシリンダヘッド３６を貫通して燃焼室内
に突出するように各気筒毎に点火プラグ３８が取付けら
れている。この点火プラグ３８は、ディストリビュータ
４０及びイグナイタ４２を介して、マイクロコンピュー
タ等で構成された電子制御回路４４に接続されている。

このディス）　ＩＪピユータ４０内には、ディストリビ
ュータシャフトに固定されたシグナルロータとディスト
リビュータハウジングに固定されたピックアップとで各
々構成された気筒判別センサ４６及び回転角センサ４８
が取付けられている。気筒判別センサ４６は例えば７２
０°ＣＡ毎に気筒判別信号を出力し、回転角センサ４８
は例えば３０°ＣＡ毎にエンジン回転数信号を出力する
。

電子制御回路４４は第８図に示すようにマイクロプロセ
ッシングユニット（ＭＰＵ）６０、リード・オンリ・メ
モリ　（ＲＯＭ）６２、ランダム・アクセス・メモリ（
ＲＡＭ）６４、バックアップラム（ＢＵ−ＲＡＭ）６６
、人出カポ−トロ８、入力ポードア０、出力ポードア２
．７４．７６及びこれらを接続するデータバスやコント
ロールバス等のバス７５を含んで構成されている。入出
カポ−トロ８には、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換
器７８とマルチプレクサ８０とが順に接続されている。

マルチプレクサ８０には、抵抗ＲとコンデンサＣとで構
成されたＣＲフィルタ７及びバッファ８２を介して圧力
センサ６が接続されると共にバッファ８４を介して冷却
水温センサ３４が接続されている。また、マルチプレク
サ８０にはリニアスロットルセンサ１０が接続されてい
る。

ＭＰＵ６０は、マルチプレクサ８０及びＡ／Ｄ変換器７
８を制御して、ＣＲフィルタ７を介して入力される圧力
センサ６出力、リニアスロットルセンサ１０出力及び冷
却水温センサ３４出力を順次デジタル信号に変換してＲ
ＡＭ６４に記憶させる。

従って、マルチプレクサ８０、Ａ／Ｄ変換器７８及びＭ
ＰＵ６０等は、圧力センサ出力を所定時間毎にサンプリ
ングするサンプリング手段として作用する。入力ポード
ア０には、コンパレータ８８及びバッファ８６を介して
ｏ２センサ３０が接続されると共に波形整形回路９０を
介して気筒判別センサ４６及び回転角センサ４８が接続
されている。出力ポードア２は駆動回路９２を介してイ
グナイタ４２に接続され、出力ポードア４はダウンカウ
ンタを備えた駆動回路９４を介して燃料噴射弁２４に接
続され、そして出力ポードア６は駆動回路９６を介して
ＩＳＣバルブのパルスモータ１６Ａに接続されている。

なお、９８はクロック、９９はタイマである。上記ＲＯ
Ｍ６２には、以下で説明する制御ルーチンのプログラム
等が予め記憶されている。

次に上記エンジンに本発明を適用しかつ演算による加重
平均値によって緩和値を検出する場合の本発明の実施例
の制御ルーチンについて説明する。

な右、以下では本発明に支障のない数値を用いて説明す
るが、本発明はれこらの数値に限定されるものではない
。

第９図は４　ｍ５ｅｃ毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチ
ンを示すもので、ステップ１００にふいて、圧力センサ
６から出力された信号をＣＲフィルタ７、バッファ８２
及びマルチプレクサ８０を介してＡ／Ｄ変換器７８に入
力し、Ａ／Ｄ変換器７８でデジタル変換した吸気管圧力
ＰＭをデジタル値ＰＭＡＤとして取り込む。次のステッ
プ１０２では、吸気管圧力のデジタル値ＰＭＡＤと４　
ｍ５ｅｃ前に演算された吸気管圧力の加重平均値Ｐ　Ｍ
　Ｎ　１−１　とを用いて上記（７）式の重みに関する
係数Ｎをｎ（例えば、４）とすることにより（７）式に
従って現在の吸気管圧力の加重平均値Ｐ　Ｍ　Ｎ　ｔを
演算する。そして、ステップ１０４において次の吸気管
圧力の加重平均値を演算するために、現在の吸気管圧力
の加重平均値ＰＭＮムをＪ　ｍ５ｅｃ前の吸気管圧力の
加重平均値ＰＭＮｉ、＋　とじてレジスタに記憶する。

第１図は燃料噴射時間演算タイミング毎（４気筒４サイ
クルエンジンの場合３６０＠ＣＡ毎）に実行される燃料
噴射時間演算ルーチンを示すもので、ステップ１１０に
右いて係数Ｋｔを演算すると共に係数Ｃを取込む。この
係数に１は、第１０図に示すようにステップ１０６にお
いてエンジン回転速度ＮＥを取り込み、ステップ１０８
において第１１図に示すマツプから現在のエンジン回転
速度ＮＥに対応する係数Ｋｍを演算することにより求め
られる。係数に、は、予め計算により求められてマツプ
としてＲＯＭに記憶されるが第１１図に示すようにエン
ジン回転速度ＮＥが高くなるに従って１．０から増加す
る増加関数として表わされている。なお、係数Ｃは一定
値でも変数でもよい。

次のステップ１１２では、現在の吸気管圧力の加重平均
値をＰＭＮとして取り込む。第９図のステップ１０４で
は現在の吸気管圧力の加重平均値Ｐ　Ｍ　Ｎ　ｓをＰＭ
Ｎｔ−＋　としてレジスタに記憶したので、このレジス
タの値を読み込むことによって現在の吸気管圧力の加重
平均値をＰＭＮとして取り込むことができる。次のステ
ップ１１４ではステップ１２８で取り込んだ現在の吸気
管圧力の加重平均値ＰＭＮとエンジン回転速度ＮＥとよ
り従来と同様の方法で現在の基本燃料噴射時間ＴＰ。

を演算する。次のステップ１１６では、現在の吸気管圧
力の加重平均値ＰＭＮから３６０°ＣＡ前に基本燃料噴
射時間を演算するために使用した過去の吸気管圧力の加
重平均値ＰＭＮＯを減算することにより吸気管圧力の加
重平均値の変化率ΔＰＭを演算する。次のステップ１１
８では、変化率ΔＰＭが負の所定値−α（例えば、−５
０ｍｍＨｇ／１回転）以上になっているか否かを判断し
、６２Ｍ〈−αならば急減速状態であると判断してステ
ップ１２０において変化率ΔＰＭが一α未満にならない
ように変化率ΔＰＭの値を一αとする。−方、ΔＰＭ≧
−αのときはステップ１２２において変化率ΔＰＭが正
の所定値β（例えば、５０ｍｍ）１ｇ／１回転）以下に
なっているか否かを判断し、６２Ｍ＞βならば急加速状
態であると判断してステップ１２４において変化率ΔＰ
Ｍがβを越えないように変化率ΔＰＭの値をβとする。

次に、ステップ１２６では、ステップ１０８で演算され
た係数に１とステップ１１６で演算された吸気管圧力の
加重平均値の変化率ΔＰＭと吸気管圧力を基本燃料噴射
時間に換算するための係数Ｃとを乗算して増量値ＴＰＡ
ＣＣ（第（６）式の右辺の第２項に対応する）を演算し
、ステップ１２８において現在の基本燃料噴射時間Ｔ　
Ｐ　ｏに増量値ＴＰＡＣＣを加算することにより現在の
基本燃料噴射時間Ｔ　Ｐ　ｏを補正する。そして、ステ
ップ１３０において現在の吸気管圧力の加重平均値ＰＭ
Ｎを３６０°ＣＡ前の吸気管圧力の加重平均値ＰＭＮＯ
としてレジスタに記憶し、ステップ１３２において基本
燃料噴射時間ＴＰを吸気温やエンジン冷却水温等によっ
て補正して燃料噴射時間ＴＡＵを演算する。そして図示
しない燃料噴射量制御ルーチンにおいてエンジン１回転
に１回燃料を噴射する。

上記ステップ１３２において燃料噴射時間ＴＡＵを演算
するために用いた基本燃料噴射時間ＴＰは、ステップ１
２８において上記で説明した（６）式に従って補正して
いるため、制御遅れ及び燃料の飛行時間による遅れが防
止されると共にインテークマニホールド内壁への燃料付
着量による影響が防止され、実吸入空気量に対応した値
に補正されるため、過渡時の空燃比の変動を防止するこ
とができる。また、ステップ１２０あるいはステップ１
２４において、吸気管圧力の加重平均値の変化率ΔＰＭ
を制限しているため、急加減速時の過補正を防止するこ
とができる。このときの燃焼噴射時間ＴＡＵの変化は、
第２図（２）に示すようになる。

なお、上記では係数に１をエンジン回転速度に応じて変
化させる例について説明したが、エンジン冷却水温が低
いエンジン冷間時等においてはインテークマニホールド
内壁に付着する燃料量が多くなるためエンジン冷却水温
が高い場合より多く燃料を増貴する必要がある。従って
、上記係数に、をエンジン回転速度とエンジン冷却水温
との関数で表わしエンジン回転速度が高くなるに従って
係数ＫＩを大きくすると共にエンジン冷却水温が高くな
るに従って係数に１を小さくなるようにしても良い。ま
た、係数に、を加重平均値ＰＭＮの関数ｆ　　（ＰＭＷ
）で定めてもよく、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン冷
却水温ＴＨＷおよび加重平均値ＰＭＮ（１り関数ｆ　　
（ＮＥ、ＴＨＷ、ＰＭＷ）で定めてもよい。上記実施例
では、増量値ＴＰＡＣＣを吸気管圧力の加重平均値の変
化率ΔＰＭより第（６）式第２項に従って演算し、変化
率ΔＰＭを制限したが、第（５）式第２項に従って基本
燃料噴射時間の変化率ΔＴＰより増量値を演算してもよ
く、この場合は基本燃料噴射時間の変化率ΔＴＰを制限
すればよい。

また、更に次の式で基本燃料噴射時間を補正するように
してもよい。

Ｋ２・Ｄ　Ｌ　Ｐ　Ｍ　Ｉ　ｉ・Ｃ・・・（８）ただし
、Ｋ２は第２の係数であり、第１２図及び第１３図に示
すように、エンジン回転速度、エンジン冷却水温または
吸気管圧力等に応じて変化することができ、またＤ　Ｌ
　Ｐ　Ｍ　Ｉ　＋は以下の（９）式で表わされる現在の
緩和値と１周期前に検出された緩和値との差の減衰値の
積算値である。ここで、エンジン回転速度ＮＥが高くな
ると吸気流速が速くなりインテークマニホールド内壁に
付着する燃料量は少なくなり大部分が燃焼室に供給され
ると考えられるから、係数に２はエンジン回転速度が高
くなるに従って小さくなるように定められている。また
、エンジン冷却水温が高くなるとインテークマニホール
ド内壁に付着した燃料の蒸発量が多くなり、インテーク
マニホールド内壁への燃料付着量は少なくなるから、係
数に２はエンジン冷却水温が高くなるに従って小さくな
るように定められる。そして、吸気管圧力が高くなると
燃料の蒸発量が少なくなってインテークマニホールド内
壁に付着する燃料量が多くなるから、係数に２は吸気管
圧力の加重平均値が大きくなるに従って大きくなるよう
に定めることができる。

Ｄ　Ｌ　Ｐ　Ｍ　Ｉ　ｓ　＝ΔＰ　Ｍ　＋　Ｋ　ｓ・Ｄ
ＬＰＭＩｉ−、・・・（９）ここで、Ｋｓは１未満の正
の減衰係数、ＤＬＰＭＩｚ−ｔ　は前回演算された積算
値である。この減衰係数に３は一定値を用いてもよいが
、上記係数に２と同様に、機関回転速度ＮＥ、吸気管圧
力の加重平均値ＰＭＮ、機関冷却水温ＴＨＷ等に応じて
定めてもよい。係数に、を変化させる場合には、上記と
同様にインテークマニホールド内壁に付着する燃料量が
多くなる過渡運転状態では係数に３を大きくすることに
より減衰速度を遅くし、インテークマニホールド内壁に
付着する燃料量が少なくなる過渡運転状態では係数に、
を小さくして減衰速度を速くする。

上記（９）式において積算値の初期値を０とし、ｉ回演
算する間に差ΔＰＭがΔＰＭ、、ΔＰＭ２、・・・ΔＰ
Ｍｓ　と変化したものとするとｉ回目のＤＬＰＭＩｉ　
は次のように表わされる。

ＤＬＰＭＩｉ＝ΔＰＭ１＋に３・ΔＰ　Ｍｚ−ｒ　＋　
Ｋｓ”　・ΔＰＭｚ−ａ＋　・・・　十に？−２・ΔＰ
Ｍａ＋Ｋｓ’−’・ΔＰＭ。

・・・ａＱ 従って、積算値は加速開始時から徐々に大きくなり、加
速終了後も減衰係数に、によって０に近づくまでの間あ
る値をとる。

上記実吸入空気量に対応する基本燃料噴射時間を予測す
るための補正と上記（８）式の補正とを同時に行なうと
、基本燃料噴射時間ＴＰ′は次の（社）式または測成の
ようになる。

ＴＰ＝ＴＰｏ＋Ｋｔ−ΔＰ、Ｍ−Ｃ ＋に２・ＤＬＰＭＩｉ・Ｃ・・・（社）Ｔ　Ｐ　＝　Ｔ
　Ｐ　ｏ　＋　Ｋ　ｔ・ΔＴＰ＋に、・ＤＬＰＭＩｉ　
　・・・（支）ただし、上記測成のＤ　Ｌ　Ｐ　Ｍ　Ｉ
　＊は以下の式で表わされる現在の基本燃料噴射時間と
１周期前の基本燃料噴射時間との差の減衰値の積算値で
ある。

ＤＬＰＭＩｉ＝ΔＴ　Ｐ　＋　Ｋｓ・ＤＬＰＭＩｔ−ｔ
・・・０なお、上記Ｑｌ）Ｓ０２１式で使用するに、　
、Ｋ２、Ｋ、は広範囲の過渡運転状態をカバーできるよ
うに、エンジン回転速度、エンジン冷却水温または吸気
管絶対圧力等のパラメータに応じて定めればよいが、各
パラメータを変化させても過渡運転状態において燃料噴
射量の要求値が殆ど変化しない係数については一定値と
して定義すればよい。

エンジン冷間時に上記のように基本燃料噴射時間を補正
したときの加速増量値および空燃比の変化を、現在の基
本燃料噴射時間ＴＰＯを補正しない場合、Ｋ、の値とし
て温間時に適合した値Ｋｎを用いた場合、Ｋ、の値とし
て冷間時に適合した値Ｋ。（＞ＫＨ）を用いた場合の各
々と比較して実験した場合の実験結果について説明する
。

第１４図（１）に示すように、エンジン冷間時の吸気管
圧力ＰＭがＰ？ｖＬからＰＭ２に変化する加速運転状態
において現在の基本燃料噴射時間ＴＰ、のみで燃料を噴
射すれば、増量値は０になり空燃比は第１４図（３）に
示すように変化して多大なリーンスパイクが発生して排
気エミッションふよびドライバビリテイ不良となる。こ
の基本燃料噴射時間ＴＰ、を補正してＴＰｏ　＋Ｋａ　
　・ΔＰＭ−Ｃに基づいて燃料を噴射するとリーンスパ
イクは半減するもののまだ空燃比の変化が犬舎い場合が
ある。

これは、冷間時にはインテークマニホールド内壁に付着
する燃料量の変化が大きいためと考えられる。また、Ｋ
＋の値を更に大きくして冷間時に適合した値Ｋｃを用い
てＴＰｏ　＋Ｋｃ　　−ΔＰＭ−Ｃに基づいて燃料を噴
射すると、第１４図（３）に示すように加速初期のリー
ンスパイクは略解消できるものの加速後期、加速終了時
にリーンスパイクが残る場合がある。これは、加速後期
や加速終了時には吸気管圧力が大きくなり燃料の蒸発量
が少なくなるため、噴射された燃料のインテークマニホ
ールド内壁に付着する量が多くなるためと考えられる。

上記の現象を考慮して上記α０、（支）式では、現在の
基本燃料噴射時間と１周期前に演算された基本燃料噴射
時間との差または現在の緩和値と１周期前に検出された
緩和値との差で表わされる変化率と機関回転速度に応じ
て変化される第１の係数との積および前記変化率の減衰
値の積算値と第２の係数との積に基づいて現在の基本燃
料噴射時間を補正するものである。上記の減衰値の積算
値は加速終期および加速終了後においてもある値をとる
ため、Ｋ、をＫｃとして基本燃料噴射時間を補正した場
合に生じていた加速終期および加速終了時のリーンスパ
イクを防止して、第１４図（３）の実線で示すように加
速時等の過渡時の空燃比を略一定にすることができる。

また、上記では燃料噴射量を制御する場合について説明
したが点火時期を制御する場合、燃料噴射量と点火時期
を同時に制御する場合にも適用できる。

また、本発明は変化率ΔＰＭを用いるすべての位相進み
制御に対して有効である。すなわち、ＰＭ＋に４・ΔＰ
Ｍ ＰＭ＋に４−ΔＰ　Ｍ＋　Ｋｓ　・ΔΔＰＭＰＭ＋Ｋａ
・ΔＰ　Ｍ　＋　Ｋ　ｓ・ΔΔＰＭ＋Ｋａ・ΔΔΔＰＭ 、といった高次微分要素を用いる場合でも、オーバシュ
ート低減効果があり、また点火時期等を定めればオーバ
シュートによる点火時期等の過補正が防止できる。この
場合には、ΔΔＰＭ、ΔΔΔＰＭも所定範囲を越えない
ように制限するのがよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃料噴射時間演算ルーチン
を示す流れ図、第２図（１）、（２）は燃料噴射時間の
変化を示す線図、第３図は本発明の特許請求の範囲に対
応するブロック図、第４図は機関１回転に１回燃料を噴
射する場合の燃料噴射量の遅れを説明するための線図、
第５図は等加速度状態における吸気管圧力と基本燃料噴
射時間との変化を示す線図、第６図は制御遅れによる燃
料量の補足を説明するための線図、第７図は本発明が適
用可能な燃料噴射量制御装置を備えたエンジンを示す概
略図、第８図は第７図の制御回路の詳細を示すブロック
、第９図は上記実施例のＡ／Ｄ変換ルーチンを示す流れ
図、第１０図は上記実施例の係数に、の演算ルーチンを
示す流れ図、第１１図は係数に１のマツプを示す線図、
第１２図および第１３図は係数に２のマツプを示す線図
、第１４図は増量値と空燃比の変化等を示す線図である
。 ６・・・圧力センサ、 ７・・・ＣＲフィルタ、 １０・・・スロットルセンサ、 ２４・・・燃料噴射弁、 ４８・・・回転角センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気管圧力を検出する圧力センサと、前記圧力セ
   ンサから出力された信号の変化を緩和した緩和値を求め
   る緩和手段と、 前記緩和値に基づいて機関を制御するための制御量を演
   算する制御量演算手段と、 前記緩和値または前記制御量の変化率を演算する変化率
   演算手段と、 前記変化率が所定値を越えないように制限する制限手段
   と、 前記制限手段で制限された変化率に基づいて前記制御量
   を補正する補正手段と、 前記補正手段で補正された制御量に基づいて機関を制御
   する制御手段と、 を含む内燃機関の制御装置。