JPH01273853A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - 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、自動車等内燃機関の燃料供給制御装置に係り
、詳しくは吸気量検出手段の豚動誤差を補正して最適な
燃料供給量を決定する装置に関する。

（従来の技術） 近時、エンジンにより高い燃料経済性、運転性が要求さ
れる傾向にあり、かかる観点からマイクロコンピュータ
等を応用して燃料供給量をより精密に制御することが行
われている。

従来のこの種の燃料供給制御装置としては、例えば特開
昭５９−８３０４８号公報に記載のものがある。この装
置では、排気管に設けた酸素センサにより空燃比を検出
し、その検出結果に基づき燃料噴射量を操作して空燃比
を目標値となるようにフィードバック制御している。す
なわち、実際にインジェクタに出力される噴射パルス幅
（最終噴射量）Ｔｉを空燃比、吸入空気量、エンジン回
転数および冷却水温等の検出結果に基づいて次式■に従
って演算する。

Ｔｉ＝ＴｐＸＣＯＥＦＸＡＬＰＨＡ＋Ｔｓ・・・・・・
■ 但し、Ｔｐ：基本噴射量 Ｃ０ＥＦ　：各種補正係数 ＡＬＰＨＡ：空燃比フィードバック補正係数 Ｔｓ：電圧補正骨 上記０式において、各種補正係数Ｃ０ＥＦは次式■に従
って演算される。

Ｃ０ＥＦ＝１　＋ＫＴＷ＋ＫＴＲＭ＋ＫＭＲ＋ＫＡＳ＋
ＫＡ　Ｉ　＋ＫＡＣＣ ＋ＫＤＥＣ・・・・・・■ 但し、ＫＴＷ：水温増量補正係数 ＫＴＲＭ：混合比補正係数 ＫＭＲ：混合比補正係数 ＫＡＳ　：始動及び始動後増量補正係数ＫＡＩ：アイド
ル後増量補正係数 ＫＡＣＣ：加速増量補正係数 ＫＤＥＣ：減速減量補正係数 ０式における演算は通常の噴射量を与えるもので、これ
はエンジン１回転毎に所定のクランク角度で噴射される
。なお、上記混合比補正ＫＭＲ高負荷、高回転時の増量
係数であり、また、ＫＴＲＭはλコントロール領域での
補正係数であってエンジン回転数Ｎと基本噴射量Ｔｐと
をパラメータとするマツプに割り付けられ、運転状態に
応じて読み出されて、空燃比を補正する。係数のうちＫ
ＭＲは高速および高負荷域で目標空燃比に実際の空燃比
が一致させる値となり、また、ＫＴＲＭはλ＝１領域で
Ａ／Ｆがλ＝１になるように補正する値となる。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかしながら、このような従来の内燃機関の燃料供給制
御装置にあっては、エアフローメータ出力Ｑａ　（質量
流量を示す）よりＴＰを求め、該Ｔｐとエンジン回転数
Ｎに対して割り付けられたマツプから前記ＫＭＲ，ＫＴ
ＲＭを読み出してベース空燃比が目標空燃比となるよう
に補正する構成となっていたため、次のような問題点が
あった。

すなわち、エアフローメータ出力Ｑａには第９図破線に
示すように脈動誤差（実際に吸入される空気量とエアフ
ローメータで検出されるＱａとの差、４気筒では一１５
％〜＋２０％程度）が発生することがあり、この脈動誤
差を修正するために同図−点鎖線に示すＫＭＲやＫＴＲ
Ｍによる補正を加えている。ＫＭＲやＫＴＲＭは前述し
たように質量流量を示すＱａを基に演算される補正係数
であるため、同図に示すように高地走行等で大気圧や吸
気温が変化しても略同−補正量となっている。

これに対し、脈動誤差はシリンダへの体積流量依存度が
高いため、空気密度の変化する高地では同図に示すよう
にかなりの変化がある。ところが、従来例では体積流量
に依存する脈動を質量流量を示すＱａに基づ＜ＫＭＲ等
で一律に補正していたため、大気圧や気温が変化した場
合には、ＫＭＲ等による補正により、同図実線に示すよ
うにベース空燃比が目標よりも大幅にずれてしまい有害
排気成分の増加や運転性の悪化を招いてしまうという問
題点があった。なお、このような脈動の影響はホットワ
イヤ式エアフローメータやホットフィルム式エアフロー
メータの場合に顕著なものがあるが、フラップ式エアフ
ローメータにも少しく誤差は存在する。

（発明の目的） そこで本発明は、絞弁の開度とエンジン回転数とから演
算した吸入空気量（α−Ｎ流量と呼ぶ）は応答性が高く
質量流量を示さない流量であることに着目して、α−Ｎ
流量に基づいて燃料の基本供給量を補正する補正係数を
演算し、該補正係数に基づいて基本供給量を補正するこ
とにより、大気圧や気温が変化した場合であっても適切
な補正を行って空燃比のずれを防止し、排気エミッショ
ン特性や運転性の向上を図ることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による内燃機関の燃料供給制御装置は上記目的達
成のため、その基本概念図を第１図に示すように、エン
ジンの吸入空気量を検出する吸気量検出手段ａと、エン
ジンの回転数を検出する回転数検出手段すと、絞弁の開
度を検出する開度検出手段Ｃと、絞弁の開度とエンジン
回転数とからエンジンの吸入空気量を演算する空気量演
算手段ｄと、前記空気量演算手段ｄの出力に基づいて燃
料の基本供給量を補正する補正係数を演算する補正係数
演算手段ｅと、エンジンの吸入空気量および回転数に基
づいて燃料の基本供給量を演算し、該基本供給量を前記
補正係数に応じて補正し、最終供給量を決定する供給量
演算手段ｆと、供給量演算手段ｆの出力に基づいてエン
ジンに燃料を供給する燃料供給手段ｇと、を備えている
。

（作用） 本発明では、絞弁の開度とエンジン回転数とから吸入空
気量が演算され、該吸入空気量に基づいて基本供給量を
補正する補正係数が演算される。

そして、該補正係数に基づいて基本供給量が補正される
。したがって、大気圧や気温が変化した場合であっても
変化に応じた適切な補正係数が演算されて基本供給量が
補正される。その結果、空燃比のずれが防止され、排気
エミッション特性や運転性が向上する。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜８図は本発明に係る内燃機関の燃料供給制御装置
の一実施例を示す図である。まず、構成を説明する。第
２図は本装置の全体構成を示す図である。第２図におい
て、１はエンジンであり、吸入空気はエアクリーナ２か
ら吸気管３を通り、燃料は噴射信号Ｓｉに基づきインジ
ェクタ（燃料供給手段）４から噴射される。そして、気
筒内で燃焼した排気は排気管５を通して触媒コンバーク
６に導入され、触媒コンバータ６内で排気中の有害成分
（ＣＯ，ＨＣ，Ｎ０Ｘ）を三元触媒番こより清浄化して
排出される。

吸入空気の流量Ｑａはホットワイヤ式のエアフローメー
タ（吸気量検出手段）７により検出され、吸気管３内の
絞弁８によって制御される。なお、エアフローメータ７
のタイプとしては、ホットフィルム式でもよく、要は吸
入空気の流量を測定するものであればよい。したがって
、フラップ式のものでもよいが、負圧センサは除かれる
。

絞弁８の開度ＴＶＯは絞弁開度センサ（開度検出手段）
９により検出され、エンジン１の回転数Ｎはクランク角
センサ（回転数検出手段）　１０により検出される。ま
た、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度Ｔｗは水
温センサ１１により検出され、排気中の酸素濃度は酸素
センサ１２により検出される。酸素センサ１２は理論空
燃比でその出力■Ｓが急変する特性をもつもの等が用い
られる。さらに、エンジン１のアイドル状態はアイドル
スイッチ１３により検出される。

上記エアフローメータ７、絞弁開度センサ９、クランク
角センサ１０、水温センサ１１およびアイドルスイッチ
１３は運転状態検出手段１４を構成しており、運転状態
検出手段１４および酸素センサ１２からの出力はコント
ロールユニット２０に入力される。

コントロールユニッ）２０は、空気量演算手段、補正係
数演算手段および供給量演算手段としての機能を有し、
ＣＰ　Ｕ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３およびＩ１０ボ
ート２４により構成される。ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２に
書き込まれているプログラムに従ってＩ１０ボート２４
より必要とする外部データを取り込んだり、またＲＡＭ
２３との間でデータの授受を行ったりしながら燃料供給
制御に必要な処理値を演算処理し、必要に応じて処理し
たデータをＩ１０ポート２４へ出力する。Ｉ１０ボート
２４にはセンサ群７．１４．１２からの信号が入力され
るとともに、Ｉ１０ボート２４からは噴射信号Ｓｉが出
力される。

ＲＯＭ２２はＣＰＵ２１における演算プログラムを格納
しており、ＲＡＭ２３は演算に使用するデータマツプ等
の形で記憶している。

次に、作用を説明する。

第３図は噴射弁部流量相当パルス幅（平滑噴射１）Ａｖ
Ｔｐを演算するプログラムを示すフローチャートであり
、本プログラムは、例えば１０ｍ５毎に一度実行される
。まず、Ｐｌで絞弁開度センサ９から開度ＴＶＯを読み
込み、Ｐ２でエンジン回転数Ｎを読み込む。次いで、Ｐ
、で絞弁開度Ｔ■０から求まる開口面積Ａとエンジン回
転数Ｎとに基づいて第４図に示すテ・−プルマツプから
α−Ｎ流量Ｑｈｏをルックアップし、Ｐ４でＱｈｏとＮ
とに基づいて第５図に示すテーブルマツプからフラン）
Ａ／Ｆ補正係数Ｋｆｌａｔを補間計算付きでルックアッ
プする。次いで、Ｐ５で次式■に従って基本パルス幅（
基本噴射量）Ｔｐを演算し、Ｐ６で次式■に従ってフラ
ットＡ／Ｆ修正基本パルス幅ＴｒＴｐを演算する。

但し、Ｋ：定数 Ｔ　ｒ　Ｔ　ｐ　−Ｔ　ｐ　Ｘ　Ｋｆｌａｔ　　・・・
・・−■前述したようにＨ／Ｗエアフローメータ７出力
Ｑａの脈動誤差はシリンダへの体積流量依存度が高く、
大気圧変化や吸気温変化等の影響を受は易い。そこで、
本実施例ではα−Ｎ流１ｔＱｈＯ（従来例ではＴｐ）と
回転数Ｎとにより割付けられたマツプからＫｆｌａｔを
求め、このＫｆｌａｔで’ｒｐを補正して脈動誤差を低
減させている。次いで、Ｐ、で絞弁８により決まる流量
面積ＡＡと（回転数×排気ｉ１）ＮＭＶとから加重平均
係数Ｆ　１ｏａｄをルックアップし、Ｐ、で次式■に従
って噴射弁部空気量相当パルス幅ＡｖＴｐを演算して今
回の処理を終了する。

ＡｖＴｐ＝ＴｒＴｐＸＦｌｏａｄ＋ＡｖＴｐ−＋Ｘ　（
１−Ｆｌｏａｄ）　＋Ｔｈ５ｔｐ　　・・・・・−■但
し、ＡｖＴｐ−、：１０ｍ５前のＡｖＴｐＴｈｓｔｐ：
先取り補正パルス幅 したがって、■式の第１項および２項はエアフローメー
タ７の出力を脈動修正した値に基づいて演算されたフラ
ン）Ａ／Ｆ修正基本パルス幅ＴｒＴＰについて、Ｆ　１
ｏａｄを用いて加重平均した値、言い換えればＴｒＴｐ
の一次遅れを計算により（ソフトにより）算出する部分
に相当する。

第６図は最終噴射量を演算するプログラムを示すフロー
チャートであり、本プログラムは、例えば１０ｍ５毎に
一度実行される。まず、Ｐ　ＩＩでＡｖＴｐを読み込み
、Ｐ１□で壁流補正パルス幅Ｋａｔｈｏｓを読み込む。

ここで、Ｋ　ａ　ｔｈｏｓは正負の値を有し、燃料の付
着速度Ｖａ＋ｆ（ｍｓ）と補正率Ｇｈｆ　（％）の関数
で与えられる。次いで、ＰＩ３でα−ＮｆｉｌＱｈｏと
Ｎとに基づいて第７図に示すテーブルマツプから目標燃
空比Ｔｆｂｙａをルックアップし、ＰＩ４で酸素センサ
１２の出力に基づいて空燃比のλ制御補正係数αを読み
込む。次いで、ＰＩＳで混合比学習制御補正係数αｍを
読み込み、ＰＩ３で次式〇に従って最終噴射量（出力パ
ルス幅）Ｔｉを演算し、ＴｔをＩ１０ボート２４の出力
レジスタに所定のデユーティ値を有する電圧パルス幅と
してストアして、所定クランク角度でこのＴｉに対応す
る噴射信号Ｓｔをインジェクタ４に出力する。

Ｔ　ｔ　＝　（ＡｖＴｐ　＋Ｋａｔｈｏｓ　）　ＸＴｆ
ｂｙａ×（α＋αｍ）＋Ｔｓ　　・・・・・・■但し、
Ｔｓ：無効パルス幅（電圧補正骨）以上のことから、本
実施例では絞弁開度ＴＶＯおよび回転数Ｎとからα−Ｎ
流量Ｑｈｏを求め、質量流量を示さないＱｈｏとＮから
ルックアップしたフラットＡ／Ｆ補正係数Ｋｆｌａｔに
よりＴｐを補正するとどもに、ＱｈｏとＮに対して割り
付けた目標燃空比Ｔｆｂｙａにより空燃比を補正してい
る。したがって、高地走行等で大気圧や温度が変化する
ことがあっても、第８図−点鎖線で示すようにＫｆｌａ
ｔにより体積流量に依存する脈動誤差が適切に補正され
るため、空燃比がずれることはない。その結果、有害排
気成分の増加や運転性の悪化を適切に防止することがで
きる。

（効果） 本発明によれば、絞弁の開度とエンジン回転数とから演
算した吸入空気量に基づいて補正係数を演算し、該補正
係数に基づいて基本供給量を補正するようにしているの
で、大気圧や気温が変化した場合であっても最適な補正
を行って空燃比のずれを防止することができ、排気エミ
ッション特性や運転性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜８図は本発明に係
る内燃機関の燃料供給制御装置の一実施例を示す図であ
り、第２図はその全体構成図、第３図はその噴射弁部流
量相当パルス幅ＡｖＴｐを演算するプログラムを示すフ
ローチャート、第４図はそのα−Ｎ流１Ｑｈｏのテーブ
ルマツプ、第５図はそのフラットＡ／Ｆ補正係数Ｋｆｌ
ａｔのテーブルマツプ、第６図はその最終噴射量Ｔｉを
演算するプログラムを示すフローチャート、第７図はそ
の目標燃空比Ｔｆｂｙａのテーブルマツプ、第８図はそ
の効果を説明するための図、第９図は従来の内燃機関の
燃料供給制御装置を示すその問題点を説明するための図
である。 １・・・・・・エンジン、 ４・・・・・・インジェクタ（燃料供給手段）、７・・
シ・・・エアフローメータ（吸気量検出手段）、９・・
・・・・絞弁開度センサ（開度検出手段）、１０・・・
・・・クランク角センサ（回転数検出手段）、２０・・
・・・・コントロールユニット（空気’Ｍ　？Ｍ　Ｗ−
手段、補正係数演算手段、供給量演算手 段）。 特　許　出　願　人　　日産自動車株式会社第３図 （ｎつ 第４図 第５図 久−Ｎ流４１）ろ〇 第６図 第７図 ヌー／、／珪ｆ　ＱＡ。 第８図 −Ｔ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）エンジンの吸入空気量を検出する吸気量検出手段と
   、 ｂ）エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 ｃ）絞弁の開度を検出する開度検出手段と、ｄ）絞弁の
   開度とエンジン回転数とからエンジンの吸入空気量を演
   算する空気量演算手段と、ｅ）空気量演算手段の出力に
   基づいて燃料の基本供給量を補正する補正係数を演算す
   る補正係数演算手段と、 ｆ）エンジンの吸入空気量および回転数に基づいて燃料
   の基本供給量を演算し、該基本供給量を前記補正係数に
   応じて補正し、最終供給量を決定する供給量演算手段と
   、 ｇ）供給量演算手段の出力に基づいてエンジンに燃料を
   供給する燃料供給手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置
   。