JPH01315635A - Fuel injection quantity control of internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection quantity control of internal combustion engine

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JPH01315635A
JPH01315635A JP63147850A JP14785088A JPH01315635A JP H01315635 A JPH01315635 A JP H01315635A JP 63147850 A JP63147850 A JP 63147850A JP 14785088 A JP14785088 A JP 14785088A JP H01315635 A JPH01315635 A JP H01315635A
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intake pipe
pressure
pipe pressure
fuel injection
engine
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千詞 加藤
Hidehiro Oba
秀洋 大庭
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To improve the quantitative precision for fuel injection in an equipment which controls fuel injection based on both the quantity of intake air forecasted ahead by the specified period and engine speed by compensating the forecasted quantity of intake air using the atmospheric pressure or the pressure at the upper side of a throttle valve. CONSTITUTION:During operation of an internal combustion engine, various output signals from a throttle valve opening sensor 10 and a revolution angle sensor 48 are sent to a control circuit 44 to decide the intake pipe pressure in the normal operation state on the bases of the throttle valve opening and the engine speed. Said pressure in the intake pipe is compensated with a compensative valve based on variation in pressure in the intake pipe and using both the compensated intake pipe pressure and the engine speed, a weighing function (n) is obtained. An initial value is calculated from the actual intake pipe pressure, the function (n) and the compensated intake pipe pressure and a forecasted pressure in the intake pipe is computed from this initial value, the function (n) and the actual intake pipe pressure. Using this forecasted value and the engine speed, the quantity of fuel to be injected to controlled.

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燃料噴射量制御方法に係り、特にス
ロットル開度と機関回転速度とに基づいて燃料噴射量を
制御する内燃機関の燃料噴射量制御方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a fuel injection amount control method for an internal combustion engine, and particularly to a fuel injection amount control method for an internal combustion engine, in which the fuel injection amount is controlled based on a throttle opening degree and an engine rotation speed. This invention relates to an injection amount control method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、スロットル弁上流側を通過する空気量と機関
回転速度またはスロットル弁下流側の吸気管絶対圧力(
以下吸気管圧力という)と機関回転速度とに基づいて燃
料噴射量を制御する内燃機関が知られている。上記の空
気量および吸気管圧力の物理量は、いずれも機関燃焼室
に吸入される吸入空気量に対応しており、上記内燃機関
では、これらの物理量と機関回転速度とから機関1回転
当りの吸入空気量を演算すると共に機関1回転当りの吸
入空気量がら空燃比を考慮して基本燃料噴射時間を演算
し、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弁することにより燃料噴射量を
制御している。
Conventionally, the amount of air passing upstream of the throttle valve and the engine speed, or the intake pipe absolute pressure downstream of the throttle valve (
BACKGROUND ART Internal combustion engines are known in which the amount of fuel injection is controlled based on intake pipe pressure (hereinafter referred to as intake pipe pressure) and engine rotational speed. The above physical quantities of air amount and intake pipe pressure both correspond to the amount of intake air taken into the engine combustion chamber, and in the above internal combustion engine, the intake air per engine rotation is determined from these physical quantities and the engine rotation speed. In addition to calculating the air amount, the basic fuel injection time is calculated by considering the air-fuel ratio based on the intake air amount per engine revolution, and the fuel injection time is calculated by correcting this basic fuel injection time with intake air temperature, engine cooling water temperature, etc. The fuel injection amount is controlled by opening the fuel injection valve for a time corresponding to this fuel injection time.

ここで、吸気管圧力と機関回転速度とに基づいて燃料噴
射量を制御する場合は、ダイヤフラム式の圧力センサを
スロットル弁下流側の吸気管に取付け、機関脈動成分を
除去するために時定数が3〜5 m5ec程度のフィル
タを介して圧力センサ出力を処理することにより吸気管
圧力を検出して間接的に吸入空気量を検出するようにし
ている。しかしながら、圧力センサのダイヤフラムによ
る応答遅れおよびフィルタの時定数による応答遅れが存
在するため、加減速時等の過渡運転時には、実際の吸気
管圧力の変化に対して検出された吸気管圧力の変化に時
間遅れが生ずる。このため、加速時にはスロットル弁が
急閉されて実際の吸気管圧力が急激に上界するのに対し
て検出された吸気管圧力に時間遅れが生じ、実際の吸気
管圧力より小さい値の吸気管圧力によって基本燃料噴射
時間が演算されることになるため、空燃比がオーバリー
ンになり加速応答性が悪化すると共に排気エミッション
が悪化する。逆に、減速時にはスロットル弁が急閉され
ることから吸気管圧力が象、激に低下するため実際の吸
気管圧力より大きな値の吸気管圧力によって基本燃料噴
射時間が演算されることになり、空燃比がオーバリッチ
になってドライバビリティが悪化すると共に排気エミッ
ションが悪化する。この空燃比のオーバリッチおよびオ
ーバリーンを防止するために、加速増量や減速減量等の
各種の増減補正を行なっているが、過渡時には検出され
た吸気管圧力に時間遅れが存在するため全運転領域で完
全に目標空燃比に制御することが不可能である。
When controlling the fuel injection amount based on intake pipe pressure and engine speed, a diaphragm pressure sensor is installed in the intake pipe downstream of the throttle valve, and a time constant is set to remove engine pulsation components. By processing the pressure sensor output through a filter of about 3 to 5 m5ec, the intake pipe pressure is detected and the intake air amount is indirectly detected. However, because there is a response delay due to the diaphragm of the pressure sensor and a response delay due to the time constant of the filter, during transient operation such as during acceleration/deceleration, the detected change in intake pipe pressure may differ from the actual change in intake pipe pressure. There will be a time delay. For this reason, when accelerating, the throttle valve is suddenly closed and the actual intake pipe pressure suddenly rises, but there is a time delay in the detected intake pipe pressure, and the intake pipe pressure is smaller than the actual intake pipe pressure. Since the basic fuel injection time is calculated based on pressure, the air-fuel ratio becomes over-lean, deteriorating acceleration response and deteriorating exhaust emissions. On the other hand, during deceleration, the throttle valve is suddenly closed and the intake pipe pressure drops dramatically, so the basic fuel injection time is calculated using an intake pipe pressure that is larger than the actual intake pipe pressure. The air-fuel ratio becomes overrich, resulting in poor drivability and poor exhaust emissions. In order to prevent over-rich and over-lean air-fuel ratios, various corrections are made such as increasing acceleration and decreasing deceleration, but during transients there is a time delay in the detected intake pipe pressure, so It is impossible to completely control the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio.

また、空気量と機関回転速度とに基づいて燃料噴射量を
制御する場合は、スロットル弁の上流側にエアフロメー
タやカルマン渦流量計等の流量センサを取付けて空気量
を検出することにより直接吸入空気量を検出しているが
、流量センサはスロットル弁の上流側に取付けられてい
るため、流量センサ出力の変化が実吸入空気量の変化に
対して応答遅れが生じ、上記と同様の問題が発生する。
In addition, when controlling the fuel injection amount based on the air amount and engine rotation speed, a flow sensor such as an air flow meter or Karman vortex flowmeter is installed upstream of the throttle valve to detect the air amount, which allows direct intake. The amount of air is detected, but since the flow rate sensor is installed upstream of the throttle valve, there is a delay in response between changes in the flow rate sensor output and changes in the actual intake air amount, resulting in the same problem as above. Occur.

このため、実吸入空気量に対して時間遅れのない物理量
としてスロットル開度を用い、このスロットル開度と機
関回転速度とに基づいて燃料噴射量を制御することが行
なわれている。すなわち、特開昭59−28031号公
報、特開昭59−196949号公報および特開昭60
−122237号公報には、スロットル開度と機関回転
速度とで基本燃料噴射時間を演算して燃料噴射量を制御
することが開示されており、特開昭59−39948号
公報には、スロットル開度と機関回転速度とで吸気管圧
力を演算し、演算された吸気管圧力と機関回転速度とで
基本燃料噴射時間を演算して燃料噴射量を制御すること
が開示されている。上記のスロットル開度は、スロット
ル弁の回動軸に固定された接触子と一端に電源が接続さ
れかつ他端が接地された可変抵抗とで構成されたスロッ
トル開度センサから出力されるスロットル開度に比例し
た電圧によって検出されている。しかしながら、通常ス
ロットル弁は機関燃焼室から離れた上流側の位置に配置
されており、スロットル弁を通過した空気が機関燃焼室
へ到達するまでに時間遅れが生じ、また、スロットル弁
と吸気弁との間の容積のためスロットル開度は実吸入空
気量の変化に対して位相が進むことになる。このため、
スロットル開度と機関回転速度とで定められた吸気管圧
力P (TA、NE)は第5図に示すように実際の吸気
管圧力Pより位相が進んだ値となる。なお、PMは圧力
センサから得られる吸気管圧力である。
For this reason, the throttle opening is used as a physical quantity with no time delay with respect to the actual intake air amount, and the fuel injection amount is controlled based on the throttle opening and the engine rotational speed. That is, JP-A-59-28031, JP-A-59-196949 and JP-A-60
Japanese Patent Laid-open No. 122237 discloses controlling the fuel injection amount by calculating the basic fuel injection time based on the throttle opening degree and the engine speed, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-39948 discloses that the basic fuel injection time is calculated based on the throttle opening degree and the engine speed. It is disclosed that the intake pipe pressure is calculated based on the engine rotation speed and the engine rotation speed, and the basic fuel injection time is calculated using the calculated intake pipe pressure and the engine rotation speed to control the fuel injection amount. The above throttle opening is determined by the throttle opening sensor, which is composed of a contact fixed to the rotating shaft of the throttle valve and a variable resistor connected to a power source at one end and grounded at the other end. It is detected by a voltage proportional to the temperature. However, the throttle valve is usually located upstream, away from the engine combustion chamber, and there is a time delay before the air passing through the throttle valve reaches the engine combustion chamber. Because of the volume in between, the phase of the throttle opening advances with respect to changes in the actual intake air amount. For this reason,
The intake pipe pressure P (TA, NE) determined by the throttle opening and the engine rotational speed has a value that is in phase with the actual intake pipe pressure P, as shown in FIG. Note that PM is the intake pipe pressure obtained from the pressure sensor.

また、第6図に示すように、スロットル開度と機関回転
速度とで定められた基本燃料噴射時間TP(TA、NE
)はスロットル開度の変化が実吸入空気量の変化に対し
て位相が進んでいるため要求燃料噴射量よりも多くなる
。このため、スロットル開度と機関回転速度とに基づい
て燃料噴射量を制御すると、スロットル開度センサが正
常であっても加速時には燃料噴射量が要求値より多くな
って空燃比がオーバリッチになり、減速時には燃料噴射
量が要求値より少なくなって空燃比がオーバリーンにな
る。また、加速増量補正を行なった場合においても増量
値は第6図の斜線で示すようになり、上記の位相進みを
補正することはできない。
In addition, as shown in Fig. 6, the basic fuel injection time TP (TA, NE
) is larger than the required fuel injection amount because the change in throttle opening is ahead of the change in actual intake air amount. Therefore, if the fuel injection amount is controlled based on the throttle opening and engine speed, even if the throttle opening sensor is normal, the fuel injection amount will exceed the required value during acceleration and the air-fuel ratio will become overrich. During deceleration, the fuel injection amount becomes less than the required value and the air-fuel ratio becomes over-lean. Further, even when the acceleration increase correction is performed, the increase value becomes as shown by diagonal lines in FIG. 6, and the above-mentioned phase advance cannot be corrected.

ところで、機関燃焼室に供給される空気量が確定するの
は、吸気終了時点すなわち吸気弁閉弁時である。しかし
ながら、燃料噴射時間を演算するために所定時間必要で
あると共に、燃料噴射弁から噴射された燃料が燃焼室に
到達するまでに所定の飛行時間が必要であり、燃焼室に
供給される空気量が確定したときに燃料噴射量を演算す
ると時間遅れが生じるため、従来では、燃焼室に供給さ
れる空気量が確定する前の吸気管圧力を用いて基本燃料
噴射時間を演算している。このため、実際に燃焼室内に
吸入された空気量に適合した量の燃料が噴射されなくな
り、加速時には吸入空気量が確定する吸気管圧力より小
さい値の吸気管圧力によって燃料噴射量が制御されるた
め、空燃比がリーンとなり、減速時には吸入空気量が確
定する吸気管圧力より大きい値の吸気管圧力によって燃
料噴射量が制御されるため、空燃比がリッチとなる。
Incidentally, the amount of air supplied to the engine combustion chamber is determined at the end of intake, that is, when the intake valve is closed. However, a predetermined time is required to calculate the fuel injection time, a predetermined flight time is required for the fuel injected from the fuel injection valve to reach the combustion chamber, and the amount of air supplied to the combustion chamber If the fuel injection amount is calculated when the amount of air is determined, there will be a time delay, so conventionally, the basic fuel injection time is calculated using the intake pipe pressure before the amount of air supplied to the combustion chamber is determined. For this reason, the amount of fuel that matches the amount of air actually taken into the combustion chamber is no longer injected, and during acceleration, the amount of fuel injection is controlled by an intake pipe pressure that is smaller than the intake pipe pressure that determines the amount of intake air. Therefore, the air-fuel ratio becomes lean, and during deceleration, the fuel injection amount is controlled by the intake pipe pressure that is larger than the intake pipe pressure at which the intake air amount is determined, so the air-fuel ratio becomes rich.

このため本出願人は、実際の吸気管圧力に対して応答遅
れのないスロットル開度と機関回転速度とに基づいて定
常状態での吸気管圧力PMTAを演算すると共に定常状
態での吸気管圧力PMTAに対して過渡時の応答遅れの
補正を行なって位相進みおよび位相遅れのない現在の吸
気管圧力PMCRTを演算し、演算された吸気管圧力に
基づいて機関に吸入される空気量が確定する時点での吸
気管圧力PMFWDを予測し、この予測値と機関回転速
度とに基づいて燃料噴射量を制御する方法を既に提案し
ている(特願昭62−51056号)。
For this reason, the present applicant calculates the intake pipe pressure PMTA in a steady state based on the throttle opening degree and engine speed without delay in response to the actual intake pipe pressure, and calculates the intake pipe pressure PMTA in the steady state. The time point at which the current intake pipe pressure PMCRT with no phase lead or phase lag is calculated by correcting the response delay during transients, and the amount of air taken into the engine is determined based on the calculated intake pipe pressure. A method has already been proposed in which the intake pipe pressure PMFWD is predicted at the engine speed and the fuel injection amount is controlled based on this predicted value and the engine speed (Japanese Patent Application No. 51056/1982).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、本出願人が既に提案しているスロットル
開度をパラメータとして燃料噴射量を制御する方法にお
いては、大気圧が変化した場合、空気密度が変化してス
ロットル開度が一定であっても燃焼室に供給される空気
量が変化するため、機関要求値と演算された燃料噴射量
との間にずれが生じ、エミッションが乱れることがある
、という問題がある。また、過給機を備えた機関に適用
した場合、上記と同様の問題がある。これらの問題を解
決するために、吸気管圧力を実測し、この実測値によっ
て演算された現在の吸気管圧力PMCRTを逐次補正す
ることが考えられるが、大気圧によるずれ量が高負荷程
大のため、過渡時の予測値の精度が悪化する、という問
題がある。すなわち、全開加速時でスロットル弁が全開
になった時点を例にとって第7図を参照して説明すると
、定常状態での吸気管圧力PMTAのずれWJa、すな
わち大気圧の真のずれ量は、上記の逐次補正によるずれ
量(補正値)bより大きいため、ずれ量すを用いて補正
した吸気管圧力PMTAは真値より小さくなり、従って
補正後の吸気管圧力PMTAを用いて求めた予測値PM
FWDは真の予測値より小さくなり、加速リーンとなる
However, in the method of controlling the fuel injection amount using the throttle opening as a parameter, which has already been proposed by the applicant, if the atmospheric pressure changes, the air density changes and combustion occurs even if the throttle opening is constant. Since the amount of air supplied to the chamber changes, there is a problem in that a discrepancy occurs between the engine request value and the calculated fuel injection amount, which may cause disturbances in emissions. Furthermore, when applied to an engine equipped with a supercharger, the same problem as above occurs. In order to solve these problems, it is possible to actually measure the intake pipe pressure and sequentially correct the current intake pipe pressure PMCRT calculated from this measured value, but the deviation due to atmospheric pressure is larger as the load is higher. Therefore, there is a problem in that the accuracy of predicted values during transient times deteriorates. That is, to explain with reference to FIG. 7, taking as an example the point in time when the throttle valve is fully open during full-open acceleration, the deviation WJa of the intake pipe pressure PMTA in a steady state, that is, the true deviation amount of the atmospheric pressure, is as described above. Since it is larger than the deviation amount (correction value) b resulting from the sequential correction of , the intake pipe pressure PMTA corrected using the deviation amount is smaller than the true value. Therefore, the predicted value PM obtained using the corrected intake pipe pressure PMTA
FWD becomes smaller than the true predicted value, resulting in acceleration lean.

また、過給機を備えた機関では、スロットル弁上流側に
過給を行うためのブロアが設けられているため、スロッ
トル弁上流側の圧力は運転条件によって大きく変動し、
吸気管圧力PMTA、PMCRTは第8図に示すように
変化する。この過給機を備えた機関においても第7図と
同様のずれが発生する。
In addition, in engines equipped with a supercharger, a blower for supercharging is provided upstream of the throttle valve, so the pressure upstream of the throttle valve fluctuates greatly depending on the operating conditions.
The intake pipe pressures PMTA and PMCRT change as shown in FIG. Even in an engine equipped with this supercharger, a deviation similar to that shown in FIG. 7 occurs.

本発明は上記問題点を解決すべ(成されたもので、大気
圧補正や過給圧補正を行うことによって精度のよい吸気
管圧力等を求めて燃料噴射量を制御することができる内
燃機関の燃料噴射量制御方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and is an internal combustion engine capable of controlling the fuel injection amount by determining the intake pipe pressure with high accuracy by correcting atmospheric pressure and boost pressure. The purpose of the present invention is to provide a fuel injection amount control method.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために本発明は、スロットル開度と
機関回転速度とに基づいて現在の吸入空気量を求め、求
められた現在の吸入空気量に基づいて演算時点より所定
時間先の吸入空気量の予測値を求め、求められた予測値
と機関回転速度とに基づいて燃料噴射量を制御する内燃
機関の燃料噴射■制御方法において、大気圧またはスロ
ットル弁上流側の圧力を検出し、検出した大気圧または
スロットル弁上流側の圧力によって吸入空気量の予測値
を補正することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention calculates the current amount of intake air based on the throttle opening degree and engine rotational speed, and calculates the intake air amount for a predetermined period of time after the calculation time based on the obtained current amount of intake air. In the fuel injection control method for internal combustion engines, which calculates the predicted value of the amount and controls the fuel injection amount based on the calculated predicted value and engine rotational speed, atmospheric pressure or the pressure on the upstream side of the throttle valve is detected. The predicted value of the intake air amount is corrected based on the atmospheric pressure or the pressure upstream of the throttle valve.

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、スロットル開度と機関回転速度とに基
づいて現在の吸入空気量が演算される。
According to the present invention, the current intake air amount is calculated based on the throttle opening degree and the engine rotation speed.

そして、演算された現在の吸入空気量に基づいて演算時
点より所定時間先の吸入空気量の予測値が演算される。
Then, a predicted value of the intake air amount for a predetermined period of time after the calculation time is calculated based on the calculated current intake air amount.

また、大気圧またはスロットル弁上流側の圧力が検出さ
れ、上記演算された吸入空気量の予測値が自然吸気機関
の場合には検出された大気圧によって、また過給機付機
関の場合には検出されたスロットル弁上流側の圧力(過
給機が作動していないときは大気圧に対応し過給機が作
動しているときには過給圧に対応する)によって補正さ
れ、この補正された予測値と機関回転速度とに基づいて
燃料噴射量が制御される。このように、吸入空気量の予
測値を検出した大気圧またはスロットル弁上流側の圧力
によって補正しているため、大気圧の変動や過給機の作
動によって演算された予測値に誤差があっても真の値に
補正されることになり、これによって排気エミッション
の乱れ等が防止される。
In addition, atmospheric pressure or the pressure on the upstream side of the throttle valve is detected, and the predicted value of the intake air amount calculated above is determined based on the detected atmospheric pressure in the case of a naturally aspirated engine, or depending on the detected atmospheric pressure in the case of a supercharged engine. This corrected prediction is corrected by the detected pressure upstream of the throttle valve (corresponding to atmospheric pressure when the turbocharger is not operating and to boost pressure when the turbocharger is operating). The fuel injection amount is controlled based on the value and the engine speed. In this way, the predicted value of the intake air amount is corrected using the detected atmospheric pressure or the pressure upstream of the throttle valve, so there may be errors in the calculated predicted value due to atmospheric pressure fluctuations or turbocharger operation. is also corrected to the true value, thereby preventing disturbances in exhaust emissions.

本発明は、スロットル開度と機関回転速度とに基づいて
現在の吸入空気量を演算する場合に、以下の方法を採り
得る。
The present invention can employ the following method when calculating the current intake air amount based on the throttle opening degree and engine rotation speed.

第1の方法は、スロットル開度と機関回転速度とに基づ
いてスロットル開度変化時点からの経過時間を変数とす
る吸気管圧力を演算し、この吸気管圧力を現在の吸気管
圧力とするものである。
The first method is to calculate the intake pipe pressure using the elapsed time from the throttle opening change point as a variable based on the throttle opening and engine speed, and use this intake pipe pressure as the current intake pipe pressure. It is.

以下第1の方法の原理について説明する。第2図に示す
ように、スロットル弁ThからサージタンクSを介して
機関Eの吸気弁までの吸気系を考え、吸気系内の空気の
圧力(吸気管絶対圧力)をP [mmflgabs、コ
、吸気系の容積を■[I2]、吸気系内に存在する空気
の重量をQ[g]、吸気系内の空気の絶対温度をT [
’ K] 、大気圧をPc[mmHgabs、 ]とす
ると共に、゛吸気系から機関Eの燃焼室に吸入される単
位時間当りの空気重量をΔQ+  [g/5ecl 、
スロットル弁Thを通過して吸気系内に吸入される単位
時間当りの空気重量をΔQ2  [g/sec]とし、
微小時間ΔL内に吸気系の空気の重量が(ΔQ2−ΔQ
、)・Δを変化し、このとき吸気系内の空気の圧力がΔ
P変化したものとして、吸気系内の空気にボイル・シャ
ルルの法則を適用すると以下の(1)弐に示すようにな
る。
The principle of the first method will be explained below. As shown in Fig. 2, considering the intake system from the throttle valve Th through the surge tank S to the intake valve of the engine E, the air pressure in the intake system (intake pipe absolute pressure) is P [mmflgabs, co, The volume of the intake system is ■ [I2], the weight of the air in the intake system is Q [g], and the absolute temperature of the air in the intake system is T [
' K], the atmospheric pressure is Pc [mmHgabs, ], and the air weight per unit time taken into the combustion chamber of engine E from the intake system is ΔQ+ [g/5ecl,
The weight of air passed through the throttle valve Th and sucked into the intake system per unit time is ΔQ2 [g/sec],
The weight of air in the intake system within a minute time ΔL is (ΔQ2−ΔQ
, )・Δ is changed, and at this time the air pressure in the intake system becomes Δ
When the Boyle-Charles law is applied to the air in the intake system, assuming that P has changed, the result is shown in (1) 2 below.

(P+Δp)v= (Q+(ΔQ2−ΔQ、)Δt ) RT   ・・・
(1)ただし、Rは気体定数である。
(P+Δp)v= (Q+(ΔQ2−ΔQ,)Δt) RT...
(1) However, R is a gas constant.

一方、PV=Q−R−Tであるから上記(1)式を変形
すると、以下の(2)式が得られる。
On the other hand, since PV=Q-R-T, if the above equation (1) is modified, the following equation (2) is obtained.

Δj             V ここで、流量係数をψ、スロットル弁の開口面積(スロ
ットル開度)をAとするとスロットル弁を通過する単位
時間当りの空気重量ΔQ2は以下の(3)式で表わされ
、行程容積をv8、機関回転速度をNE[rpm]、吸
入効率をηとすると機関の燃焼室に吸入される単位時間
当りの空気重量ΔQ1は以下の(4)式で表わされる。
Δj V Here, if the flow coefficient is ψ and the opening area of the throttle valve (throttle opening) is A, the air weight ΔQ2 per unit time passing through the throttle valve is expressed by the following equation (3), and the stroke volume Let v8 be the engine rotational speed, NE [rpm] be the engine rotational speed, and η be the suction efficiency.The air weight ΔQ1 per unit time taken into the combustion chamber of the engine is expressed by the following equation (4).

ΔQ、=ψ・AjTzτ:下 ・・・(3)上記(3)
、(4)式を(2)式に代入すると次の(5)式が得ら
れる。
ΔQ, = ψ・AjTzτ: Bottom...(3) Above (3)
, by substituting equation (4) into equation (2), the following equation (5) is obtained.

ここで、ΔL→0の極限をとると、 となる。Here, if we take the limit of ΔL→0, we get becomes.

今、圧力PG  (≠PC)近傍での応答を考えて圧力
がPoからPO+Pに変化したものとして、上記(6)
式のPに代えてpo +p (ただし、Pは微小値)を
代入すると、以下の(7)式が得られる。
Now, considering the response near the pressure PG (≠PC), assuming that the pressure changes from Po to PO + P, the above (6)
By substituting po + p (where P is a small value) in place of P in the equation, the following equation (7) is obtained.

・・・(7) ・・・(8) であるから、上記(7)式は以下の(9)式のようにな
る。
...(7) ...(8) Therefore, the above equation (7) becomes the following equation (9).

2  V     60 ・・・(9) ここで、 2■60 とすると、上記(9)式は次のようになる。2 V 60 ...(9) here, 2■60 Then, the above equation (9) becomes as follows.

t 上記0り式を次の03)式のように変形して両辺を積分
し、積分定数をCとすると以下の側式が得られる。
t If the above 0 equation is transformed into the following equation 03) and both sides are integrated, and the integral constant is C, the following side equation is obtained.

■ −−1o  g  (−a  P+b)  =  む 
+ C−(14)ここでL=0のときPの初期値はPo
であるから上記04式より積分定数Cは次のようになる
■ −−1og (−a P+b) = M
+ C-(14) Here, when L=0, the initial value of P is Po
Therefore, from the above formula 04, the integral constant C is as follows.

C=−−1og(−aPo+b)  ・”(15)上記
側式と05)式からPを求めると次のようになる。
C=−−1og(−aPo+b) ・”(15) P is calculated from the above side equation and the equation 05) as follows.

a      a ただし、eは自然対数の底である。a a However, e is the base of natural logarithm.

従って、スロットル弁の開口面積Aすなわちスロットル
開度TA、機関回転速度NEおよびスロットル開度変化
時点からの経過時間tを測定して上記00式に代入すれ
ば、現在の吸気管圧力P(以下のPMCRTと同じ)を
求めることができる。
Therefore, by measuring the opening area A of the throttle valve, that is, the throttle opening TA, the engine speed NE, and the elapsed time t from the time when the throttle opening changes, and substituting it into the above equation 00, the current intake pipe pressure P (the following PMCRT) can be obtained.

そして、このようにして求めた現在の吸気管圧力Pに基
づいて所定時間先の予測値を演算すると共にこの予測値
を検出した大気圧またスロットル弁上流側の圧力で補正
し、補正した予測値と機関回転速度NEとに基づいて、
基本燃料噴射時間TPを求め、この基本燃料噴射時間T
Pを吸気温や機関冷却水温等に応じて補正して燃料噴射
時間を求め、この燃料噴射時間に相当する時間燃料噴射
弁を開弁することにより機関が要求する量の燃料を噴射
することができる。
Then, a predicted value for a predetermined time ahead is calculated based on the current intake pipe pressure P obtained in this way, and this predicted value is corrected using the detected atmospheric pressure or the pressure on the upstream side of the throttle valve, and the corrected predicted value is Based on and the engine rotational speed NE,
Find the basic fuel injection time TP, and calculate the basic fuel injection time T.
The fuel injection time is determined by correcting P according to the intake air temperature, engine cooling water temperature, etc., and by opening the fuel injection valve for a time corresponding to this fuel injection time, the amount of fuel required by the engine can be injected. can.

ところで、上記06)式の現在の吸気管圧力Pをグラフ
で表わすと第3図に示すようになり、1=0でP=Po
、t→ωの極限(定常状態)ではP=b/a(定常状態
での吸気管圧力PMTA)となる1次遅れ要素の出力で
ある。従って、スロットル開度TAと機関回転速度NE
とに基づいて定常状態での吸気管圧力PMTAを演算し
、定常状態での吸気管圧力PMTAを以下の09式の伝
達関数G (s)で表わされる1次遅れ要素で処理する
ことにより現在の吸気管圧力を演算するようにしてもよ
い。
By the way, if the current intake pipe pressure P of the above equation 06) is expressed in a graph, it will be as shown in Fig. 3, and if 1=0, P=Po
, t→ω in the limit (steady state) is the output of the first-order lag element where P=b/a (intake pipe pressure PMTA in steady state). Therefore, throttle opening TA and engine rotation speed NE
The intake pipe pressure PMTA in the steady state is calculated based on The intake pipe pressure may also be calculated.

ただし、Sはラプラス変換の演算子、Tは時定数である
However, S is a Laplace transform operator and T is a time constant.

すなわち、第1の方法においてスロットル開度と機関回
転速度とに基づいて定常状態での吸気管圧力を演算し、
演算された定常状態での吸気管圧力を1次遅れ要素で処
理することにより前記経過時間を変数とする吸気管圧力
(現在の吸気管圧力)を演算するようにしてもよい。
That is, in the first method, the intake pipe pressure in a steady state is calculated based on the throttle opening degree and the engine rotation speed,
The intake pipe pressure (current intake pipe pressure) with the elapsed time as a variable may be calculated by processing the calculated intake pipe pressure in a steady state using a first-order lag element.

また、第2の方法は、スロットル開度と機関回転速度と
に基づいて所定周期で定常状態での吸気管圧力を演算し
、過渡時の吸気管圧力の変化に関する時定数と前記所定
周期とで重みに関する係数を演算し、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
値と前記定常状態での吸気管圧力と前記重みに関する係
数とで現在の加重平均値を演算し、この現在の加重平均
値を現在の吸気管圧力として用いるものである。
In addition, the second method calculates the intake pipe pressure in a steady state at a predetermined period based on the throttle opening degree and the engine rotational speed, and calculates the intake pipe pressure in a steady state based on the throttle opening degree and the engine rotational speed, and calculates the intake pipe pressure in a steady state based on the throttle opening degree and the engine rotation speed, and A coefficient related to the weight is calculated, and the weight of the weighted average value calculated in the past is increased, and a current weighted average value is obtained using the weighted average value calculated in the past, the intake pipe pressure in the steady state, and the coefficient related to the weight. is calculated, and this current weighted average value is used as the current intake pipe pressure.

次に、本方法の原理を説明する。1次遅れ要素をブロッ
ク図で表わすと第4図に示すようになり、人力をx(t
)とし、出力をy(t)とし、時定数をTとすると、第
4図の入出力の関係は以下の式で表わされる。
Next, the principle of this method will be explained. A block diagram of the first-order delay element is shown in Figure 4, and the human power is expressed as x(t
), the output is y(t), and the time constant is T, the input-output relationship in FIG. 4 is expressed by the following equation.

・・・Q■ ここで、L2を現在の演算タイミング、tlを過去の演
算タイミングとすると次の(21)式が得ら(tx  
   t+   )   ・  (x(むz)    
y  (t+)I+y (t+)= y (tz)  
・・・(21)上記(21)において、x (tz)を
定常状態での吸気管圧ノJPMTA、y(tz)を現在
の吸気管圧力PMSM+ 、、y(t+)を過去の吸気
管圧力P M S Mi−、、tzL+(−ΔL)を演
算周期とすれば、Δ L −(PMTA−PMSMi、、I ) +PMSM、−,=PMSM、・・・(22)となり、
T/ΔL=nとすると、以下の(23)式が得られる。
...Q■ Here, if L2 is the current calculation timing and tl is the past calculation timing, the following equation (21) is obtained (tx
t+) ・(x(muz)
y (t+)I+y (t+)= y (tz)
...(21) In the above (21), x (tz) is the intake pipe pressure in steady state JPMTA, y (tz) is the current intake pipe pressure PMSM+, y(t+) is the past intake pipe pressure If PMS Mi-,, tzL+(-ΔL) is the calculation period, then ΔL-(PMTA-PMSMi,,I)+PMSM,-,=PMSM,...(22),
When T/ΔL=n, the following equation (23) is obtained.

・・・(23) すなわち、上記(23)式は、過去の吸気管圧力PM 
S M 、−1の重みをn−1とし、定常状態での吸気
管圧力PMTAの重みを1とした加重平均を求めること
により、現在の吸気管圧力PMSM、を演算することが
できることを示している。また、重みに関する係数nは
時定数Tと演算周期ΔLとの比で求められる。
...(23) In other words, the above equation (23) is based on the past intake pipe pressure PM
It is shown that the current intake pipe pressure PMSM can be calculated by calculating the weighted average with the weight of S M , -1 set to n-1 and the weight of the intake pipe pressure PMTA in the steady state set to 1. There is. Further, the coefficient n regarding the weight is determined by the ratio of the time constant T and the calculation period ΔL.

従って、スロットル開度と機関回転速度とに基づいて所
定周期ΔLで定常状態での吸気管圧力PMTAを演算し
、過渡時の吸気管圧力の変化に関する時定数Tと所定周
期Δtとで重みに関する係数nを演算し、過去に演算さ
れた加重平均値PMSMi−,の重みを重くして過去に
演算された加重平均値PMSMi−,と定常状態での吸
気管圧力PMTAと重みに関する係数nとで上記(23
)式に従って加重平均値PMSM、を演算すれば、現在
の吸気管圧力が求められることになる。
Therefore, the intake pipe pressure PMTA in a steady state is calculated at a predetermined period ΔL based on the throttle opening degree and the engine rotational speed, and a coefficient related to weighting is calculated using a time constant T regarding changes in intake pipe pressure during a transient period and a predetermined period Δt. n is calculated, and the weighted average value PMSMi-, calculated in the past is increased, and the weighted average value PMSMi-, calculated in the past, the intake pipe pressure PMTA in the steady state, and the coefficient n regarding the weight are calculated as above. (23
), the current intake pipe pressure can be determined by calculating the weighted average value PMSM according to the equation.

なお、上記0ω、06)式から理解されるように、時定
数T=l/aは機関回転速度NEが大きくなる程小さく
なり、スロットル開度TAが大きくなる程小さくなる。
Note that, as understood from the above equation 0ω, 06), the time constant T=l/a becomes smaller as the engine rotational speed NE becomes larger, and becomes smaller as the throttle opening TA becomes larger.

このように、時定数はスロットル開度TA(!l:機関
回転速度NEを変数とする関数で表わされる。従って演
算周期Δtを一定とすれば、重みに関する係数nはスロ
ットル開度TA、!:機関回転速度NEとを変数とする
関数で定めることができる。なお、スロットル開度TA
と機関回転速度NEとで定常状態での吸気管圧力PMT
Aが一義的に定まるから、スロットル開度TAと機関回
転速度NEとに代えて定常状態での吸気管圧力PMTA
と機関回転速度NEとに応じて重みに関する係数nを定
めるようにしてもよい。
In this way, the time constant is expressed by a function with the throttle opening TA (!l: engine speed NE as a variable. Therefore, if the calculation period Δt is constant, the coefficient n related to the weight is the throttle opening TA, !l: It can be determined by a function with the engine rotational speed NE as a variable.The throttle opening degree TA
Intake pipe pressure PMT in steady state with and engine speed NE
Since A is uniquely determined, the intake pipe pressure PMTA in a steady state can be used instead of the throttle opening TA and the engine rotation speed NE.
The weighting coefficient n may be determined according to the engine speed NE and the engine speed NE.

一方、上記(23)式においてスロットル開度TAと機
関回転速度NEとが変化しないものと仮定すると、加重
平均値演算時から吸入空気量が確定するまでの間、すな
わち加重平均値演算時から所定時間先までの間定常状態
での吸気管圧力PMTAは一定である。従って、上記(
23)式の加重平均値を繰り返し演算することによって
吸入空気量確定時の実際の吸気管圧力を予測することが
できる。
On the other hand, in the above equation (23), assuming that the throttle opening degree TA and the engine rotational speed NE do not change, the predetermined period from the weighted average value calculation until the intake air amount is determined, that is, from the weighted average value calculation to the predetermined The intake pipe pressure PMTA in the steady state is constant up to a certain time. Therefore, the above (
By repeatedly calculating the weighted average value of equation 23), it is possible to predict the actual intake pipe pressure when the intake air amount is determined.

この場合、過去の吸気管圧力PMSM=−+に誤差が生
じていると予測値にも誤差が発生するので、本態様では
、定常状態での吸気管圧力を演算した時点から機関に吸
入される空気量が確定するまでの時間を演算周間Δして
除算することにより演算回数を求め、圧力センサによっ
て吸気管圧力を検出し、検出した吸気管圧力を初期値と
してこの演算回数だけ上記(23)式の加重平均の演算
を繰り返すことにより、機関に吸入される空気量が確定
する時点での加重平均値すなわち機関に吸入される空気
量が確定する時点での吸気管圧力を予測し、この予測値
を検出した大気圧またはスロットル弁上流側の圧力で補
正した後補正した予測値を用いて燃料噴射量を制御する
In this case, if an error occurs in the past intake pipe pressure PMSM=-+, an error will also occur in the predicted value, so in this embodiment, the intake pipe pressure in the steady state is The number of calculations is obtained by dividing the time until the air amount is determined by the calculation period Δ, the intake pipe pressure is detected by the pressure sensor, and the detected intake pipe pressure is used as the initial value and the number of calculations described above (23 ) By repeating the calculation of the weighted average of the formula, the weighted average value at the time when the amount of air taken into the engine is determined, that is, the intake pipe pressure at the time when the amount of air taken into the engine is determined, is predicted. The predicted value is corrected using the detected atmospheric pressure or the pressure upstream of the throttle valve, and then the corrected predicted value is used to control the fuel injection amount.

なお、上記では燃料噴射時間演算時から機関に吸入され
る空気量が確定するまでの間スロットル開度と機関回転
速度とが変化しないものと仮定したが、スロットル開度
や機関回転速度が変化する場合には、燃料噴射時間演算
時でのスロットル開度の微分値および/または機関回転
速度の微分値を用いて次の燃料噴射時間演算時点でのス
ロットル開度および/または機関回転速度を予測して、
吸入空気量が確定するときの定常状態での吸気管圧力を
予測し、上記のように加重平均値の演算して実際の吸気
管圧力を予測すれば、スロットル開度や機関回転速度変
動時の実際の吸気管圧力の予測値の精度が更に向上する
Note that the above assumes that the throttle opening and engine rotational speed do not change from the time the fuel injection time is calculated until the amount of air taken into the engine is determined, but the throttle opening and engine rotational speed may change. In this case, the differential value of the throttle opening and/or the differential value of the engine rotational speed at the time of calculating the fuel injection time is used to predict the throttle opening and/or the engine rotational speed at the time of the next fuel injection time calculation. hand,
If you predict the intake pipe pressure in a steady state when the intake air amount is determined, and calculate the weighted average value as described above to predict the actual intake pipe pressure, it will be possible to predict the actual intake pipe pressure when the throttle opening or engine speed changes. The accuracy of the predicted value of the actual intake pipe pressure is further improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、演算された吸入空
気量の予測値を検出された大気圧またはスロットル弁上
流側の圧力によって補正しているため、予測値の真の値
に対する誤差が小さくなり、排気エミッションの乱れを
防止することができる、という効果が得られる。
As explained above, according to the present invention, the calculated predicted value of the intake air amount is corrected by the detected atmospheric pressure or the pressure on the upstream side of the throttle valve, so that the error in the predicted value from the true value is small. This results in the effect that disturbances in exhaust emissions can be prevented.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第9図は本発明が適用可能な燃料噴射量制御装置を備え
た自然吸気式の内燃機関の概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram of a naturally aspirated internal combustion engine equipped with a fuel injection amount control device to which the present invention is applicable.

エアクリーナ(図示せず)の下流側にはスロットル弁8
が配置されている。このスロットル弁8には、スロット
ル弁8の開度を検出するスロットル開度センサlOが取
付けられている。スロットル開度センサ10は、第10
図の等価回路に示すように、スロットル弁8の回動軸に
固定された接触子10Bと一端に電源が接続されかつ他
端が接地された可変抵抗10Aとで構成されており、ス
ロットル弁8の開度が変化するに伴って、接触子10B
と可変抵抗10Aとの接触状態が変化し、スロットル弁
8の開度に応じた電圧が接触子lOBから得られるよう
に構成されている。また、スロットル開度センサ10内
には、スロットル弁全閉時(アイドル時)にオンするア
イドルスイッチ11が設けられている。スロットル弁8
の上流側の吸気管壁には、吸入空気の温度を検出するサ
ーミスタで構成された温度センサI4が取付けられてい
る。スロットル弁8の下流側にはサージタンク12が配
置されている。このサージタンク12には、ダイヤフラ
ム式の圧力センサ6が取り付けられている。この圧力セ
ンサ6からの出力信号は、吸気管圧力の脈動成分を取り
除くための時定数が小さく(例えば、3〜5m5ec)
且つ応答性の良いCRフィルタ等で構成さたフィルタ7
(第11図参照)によって処理される。また、スロット
ル弁を迂回しかつスロットル弁上流側とスロットル弁下
流側とを連通ずるようにバイパス路15が設けられてい
る。このバイパス路15には4極の固定子を備えたパル
スモーク16Aとこのパルスモータによって開度が制御
される弁体16Bとで構成されたISCバルブ16が取
り付けられている。
A throttle valve 8 is located downstream of the air cleaner (not shown).
is located. A throttle opening sensor lO for detecting the opening of the throttle valve 8 is attached to the throttle valve 8. The throttle opening sensor 10 is the 10th
As shown in the equivalent circuit in the figure, the throttle valve 8 is composed of a contact 10B fixed to the rotating shaft of the throttle valve 8 and a variable resistor 10A connected to a power source at one end and grounded at the other end. As the opening degree of contact 10B changes,
The contact state between the variable resistor 10A and the variable resistor 10A changes, and a voltage corresponding to the opening degree of the throttle valve 8 is obtained from the contact lOB. Also, provided within the throttle opening sensor 10 is an idle switch 11 that is turned on when the throttle valve is fully closed (idle). Throttle valve 8
A temperature sensor I4 composed of a thermistor for detecting the temperature of intake air is attached to the upstream side of the intake pipe wall. A surge tank 12 is arranged downstream of the throttle valve 8. A diaphragm type pressure sensor 6 is attached to this surge tank 12 . The output signal from this pressure sensor 6 has a small time constant (for example, 3 to 5 m5ec) to remove the pulsating component of the intake pipe pressure.
The filter 7 is composed of a CR filter or the like with good responsiveness.
(See FIG. 11). Further, a bypass passage 15 is provided to bypass the throttle valve and communicate the upstream side of the throttle valve with the downstream side of the throttle valve. An ISC valve 16 is attached to the bypass passage 15, and is composed of a pulse smoke 16A having a four-pole stator and a valve body 16B whose opening degree is controlled by the pulse motor.

サージタンク12はインテークマニホールド18、吸気
ボート22および吸気弁23を介して機関本体20の燃
焼室25に連通されている。このインテークマニホール
ド24には、各気筒に対応するように燃料噴射弁24が
取付けられており、各気筒独立にまたは各気筒グループ
毎にまたは金気筒−斉に燃料を噴射できるように構成さ
れている。
The surge tank 12 is communicated with a combustion chamber 25 of the engine body 20 via an intake manifold 18, an intake boat 22, and an intake valve 23. A fuel injection valve 24 is attached to this intake manifold 24 so as to correspond to each cylinder, and is configured to be able to inject fuel to each cylinder independently, to each group of cylinders, or to all cylinders simultaneously. .

燃焼室25は、排気弁27、排気ボート26およびエキ
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、排ガス中の残留酸素濃度を
検出して理論空燃比に対応する値を境に反転した信号を
出力する0□センサ30が取付けられている。
The combustion chamber 25 is communicated with a catalyst device (not shown) filled with a three-way catalyst via an exhaust valve 27, an exhaust boat 26, and an exhaust manifold 28. A 0□ sensor 30 is attached to the exhaust manifold 28 for detecting the residual oxygen concentration in the exhaust gas and outputting a signal that is inverted at a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio.

シリンダブロック32には、ウォータジャケット内に突
出するように機関温度を代表する機関冷却水温を検出す
るサーミスタ等で構成された冷却水温センサ34が取付
けられている。シリンダヘッド36には、各々の燃焼室
25内に突出するように点火プラグ38が取付けられて
いる。点火プラグ38はディストリビュータ40および
点火コイルを備えたイグナイタ42を介してマイクロコ
ンピュータ等で構成された制御回路44に接続されてい
る。ディストリビュータ40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および回転角センサ48が取
付けられている。
A cooling water temperature sensor 34 made of a thermistor or the like is attached to the cylinder block 32 so as to protrude into the water jacket and detects the engine cooling water temperature representative of the engine temperature. A spark plug 38 is attached to the cylinder head 36 so as to protrude into each combustion chamber 25 . The spark plug 38 is connected to a control circuit 44 composed of a microcomputer or the like via a distributor 40 and an igniter 42 equipped with an ignition coil. Attached to the distributor 40 are a cylinder discrimination sensor 46 and a rotation angle sensor 48, each of which includes a signal rotor fixed to the distributor shaft and a pickup fixed to the distributor housing.

気筒判別センサ46は、例えば720’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°C
A毎に回転角信号を出力する。そして、この回転角信号
の周期から機関回転速度を演算することができる。
The cylinder discrimination sensor 46 outputs a cylinder discrimination signal, for example, every 720'CA, and the rotation angle sensor 48 outputs a cylinder discrimination signal, for example, every 720°C.
A rotation angle signal is output for each A. Then, the engine rotation speed can be calculated from the period of this rotation angle signal.

マイクロコンピュータ等で構成された制御回路44は、
第11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RAM(BU−RAM)66、入出カポ−ト
ロ8、入力ポードア0、出力ポードア2.74.76お
よ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を備えている。入出カポ−トロ日には、アナ
ログ−デジタル(A/D)変換器78およびマルチプレ
クサ80が順に接続されており、このマルチプレクサ8
0には、バッファ82を介して吸気温センサ14が接続
されると共に、バッファ84およびバッファ85をそれ
ぞれ介して水温センサ34およびスロットル開度センサ
lOが接続されている。また、マルチプレクサ80には
バッファ83および抵抗RとコンデンサCとで構成され
たRCフィルタ7を介して圧力センサ6が接続されてい
る。そして、入出カポ−トロ8は、A/D変換2S78
およびマルチプレクサ80に接続されて、MPUからの
制御信号に応じて吸気温センサ14出力、RCフィルタ
7を介して入力される圧力センサ6出力、水温センサ3
4出力およびスロットル開度センサ10出力を順次所定
周期でA/D変換するように制御する。
A control circuit 44 composed of a microcomputer etc.
As shown in FIG. 11, a microprocessing unit (MPU) 60, a read-only memory (ROM)
62, random access memory (RAM) 64, backup RAM (BU-RAM) 66, input/output capotro 8, input port door 0, output port door 2.74.76, and data bus, control bus, etc. that connect these. Equipped with bus 75. An analog-to-digital (A/D) converter 78 and a multiplexer 80 are connected in sequence to the input and output ports.
0 is connected to the intake temperature sensor 14 via a buffer 82, and is also connected to the water temperature sensor 34 and the throttle opening sensor IO via buffers 84 and 85, respectively. Further, the pressure sensor 6 is connected to the multiplexer 80 via a buffer 83 and an RC filter 7 composed of a resistor R and a capacitor C. And input/output capotro 8 is A/D conversion 2S78
and the multiplexer 80, and are connected to the intake air temperature sensor 14 output, the pressure sensor 6 output, and the water temperature sensor 3 which are input via the RC filter 7 according to the control signal from the MPU.
4 outputs and the throttle opening sensor 10 output are controlled to be A/D converted sequentially at a predetermined period.

入力ポードア0には、コンパレータ88およびバッファ
86を介して02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および回転角セ
ンサ48が接続され、また図示しないバッファを介して
アイドルスイッチ11が接続されている。そして、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は駆動回路94を介して燃料噴
射弁24に接続され、また、出力ポードア6は駆動量路
96を介してISCパルプのパルスモータ16Aに接続
している。
The 02 sensor 30 is connected to the input port door 0 via a comparator 88 and a buffer 86, and the cylinder discrimination sensor 46 and the rotation angle sensor 48 are also connected via a waveform shaping circuit 90. A switch 11 is connected. The output port door 2 is connected to the igniter 42 via a drive circuit 92, the output port door 4 is connected to the fuel injection valve 24 via a drive circuit 94, and the output port door 6 is connected to the ISC via a drive amount path 96. It is connected to the pulp pulse motor 16A.

次に上記内燃機関に上記で説明した第2の方法を適用し
た実施例について説明する。上記ROM62には、以下
で説明する制御ルーチンのプログラムや第12図に示す
スロットル開度TAと機関回転速度NEとで定められた
定常状態での吸気管圧力PMTAのマツプ、第13図に
示す機関回転速度NEと定常状態での吸気管圧力PMT
A (またはスロットル開度TA)とで定められた重み
に関する係数nのマツプ、および第14図に示す予測さ
れた吸気管圧力PMFWDと機関回転速度NEとで定め
られた基本燃料噴射時間TPのマツプが予め記憶されて
いる。第12図に示す定常状態での吸気管圧力PMTA
のマツプは、大気圧下において、スロットル開度TAと
機関回転速度NEとを設定し、設定したスロットル開度
TAと機関回転速度NEに対応する吸気管圧力を測定し
、吸気管圧力が安定したときの値を用いることにより作
成される。第13図に示す重みに関する係inのマツプ
は、スロットル弁をステップ状に開いたときの吸気管圧
力の応答(インデシャル応答)時の特定@Tを測定し、
この測定値と演算ルーチンの実行周期Δt secとか
らT/Δt(:n)を機関回転速度NEと実際の吸気管
圧力P M T A(またはスロットル開度TA)とに
対応して求めることにより作成される。そして第14図
の基本燃料噴射時間TPOマツプは、機関回転速度と吸
気管圧力とを設定し目標空燃比(例えば、理論空燃比)
となる基本燃料噴射時間TPを測定することにより作成
される。
Next, an embodiment in which the second method described above is applied to the internal combustion engine will be described. The ROM 62 contains the control routine program described below, a map of the intake pipe pressure PMTA in a steady state determined by the throttle opening TA and the engine rotational speed NE shown in FIG. 12, and the engine engine shown in FIG. Rotational speed NE and intake pipe pressure PMT in steady state
A map of the coefficient n regarding the weight determined by A (or throttle opening TA), and a map of the basic fuel injection time TP determined by the predicted intake pipe pressure PMFWD and engine rotational speed NE shown in FIG. is stored in advance. Intake pipe pressure PMTA in steady state shown in Figure 12
In this map, the throttle opening TA and engine speed NE are set under atmospheric pressure, the intake pipe pressure corresponding to the set throttle opening TA and engine speed NE is measured, and the intake pipe pressure is stabilized. It is created by using the value of The map of the coefficient in regarding the weight shown in FIG. 13 is obtained by measuring the specific @T at the time of the intake pipe pressure response (individual response) when the throttle valve is opened in a stepwise manner.
By calculating T/Δt (:n) from this measured value and the execution period Δt sec of the calculation routine in correspondence with the engine rotation speed NE and the actual intake pipe pressure PMT A (or throttle opening TA). Created. The basic fuel injection time TPO map in FIG.
It is created by measuring the basic fuel injection time TP.

次に本実施例における予測値の補正について説明する。Next, correction of predicted values in this embodiment will be explained.

第9図で説明したバイパス路を備えた機関では、バイパ
ス路の流量制御による吸気管圧力のずれ量(軽負荷程大
)と大気圧によるずれ量(高負荷程大)とが発生する可
能性がある。そこで、本実施例ではバイパス路を流れる
空気量の影響による誤差と大気圧の低下による誤差とを
補正するようにしている。まず、本発明の実施例の所定
時間(例えば、8m5ec)毎に実行される8 m5e
cルーチンを第15図に基づいて説明する。ステップ1
50において機関回転速度NE、A/D変換されたスロ
ットル開度TAおよびRCフィルタを介して入力された
後A/D変換された吸気管圧力PMを取り込む。なお、
スロットル開度および吸気管圧力のA/D変換は、図示
しない所定時間(例えば、8m5ec)毎に実行される
割込みルーチンによって行なわれる。次のステップ15
2では、機関回転速度NEとスロットル開度TAとから
第12図に示すマツプから定常状態での吸気管圧力PM
TAを演算する。次のステップ154では、機関回転速
度NEとステップ152で演算された定常状態での吸気
管圧力P MTAとから第13図に示すマツプから重み
に関する係数nを演算する。
In an engine equipped with the bypass passage explained in Fig. 9, there is a possibility that a deviation in intake pipe pressure will occur due to the flow rate control of the bypass passage (larger as the load becomes lighter) and deviation due to atmospheric pressure (larger as the load becomes higher). There is. Therefore, in this embodiment, the error due to the influence of the amount of air flowing through the bypass path and the error due to the decrease in atmospheric pressure are corrected. First, 8 m5e is executed every predetermined time (for example, 8 m5ec) according to the embodiment of the present invention.
The c routine will be explained based on FIG. Step 1
At 50, the engine rotational speed NE, the A/D converted throttle opening TA, and the intake pipe pressure PM inputted via the RC filter and then A/D converted are taken in. In addition,
A/D conversion of the throttle opening and intake pipe pressure is performed by an interrupt routine that is executed every predetermined time (for example, 8 m5ec), not shown. Next step 15
2, the intake pipe pressure PM in the steady state is determined from the map shown in FIG. 12 from the engine rotational speed NE and the throttle opening TA.
Calculate TA. In the next step 154, a weight-related coefficient n is calculated from a map shown in FIG. 13 from the engine rotational speed NE and the steady state intake pipe pressure P MTA calculated in step 152.

次のステップ156では、以下の式に従って現在の吸気
管圧力PMCRTを演算する。
In the next step 156, the current intake pipe pressure PMCRT is calculated according to the following equation.

PMCRT 4−PMCRT+−(PMTA−Plvf
CRT)・・・(24) 上記(24)式で演算された吸気管圧力PMCRTには
、バイパス通路を流れる空気量による誤差が含まれてい
る可能性があるため、ステップ158においで圧力セン
サで検出された吸気管圧力PMから吸気管圧力PMCR
Tを減算することにより補正値Kを演算する。
PMCRT 4-PMCRT+-(PMTA-Plvf
CRT) (24) Since the intake pipe pressure PMCRT calculated by the above equation (24) may include an error due to the amount of air flowing through the bypass passage, the pressure sensor is Intake pipe pressure PMCR from detected intake pipe pressure PM
A correction value K is calculated by subtracting T.

第1図は燃料噴射時間TAUを演算するルーチンを示す
もので、ステップ100において、機関回転速度NE、
スロットル開度TA、吸気管圧力PM、大気圧を取込む
。ここで、始動開始時の圧力センサ6出力またはスロッ
トル弁全開時の圧力センサ6出力を大気圧を示す値とし
て用いることができるが、大気圧センサを取付けて大気
圧を検出するようにしてもよい。次のステップ101で
は機関回転速度NEとスロットル開度TAとに基づいて
上記と同様にして定常状態での吸気管圧力PMTAを求
める。この吸気管圧力PMTAには、バイパス通路を流
れる空気量による誤差及び大気圧の低下による誤差が含
まれている可能性があるため、ステップ158で演算し
た補正値Kを用いて以下の式に従って補正を行う。
FIG. 1 shows a routine for calculating the fuel injection time TAU. In step 100, the engine rotational speed NE,
Take in the throttle opening TA, intake pipe pressure PM, and atmospheric pressure. Here, the output of the pressure sensor 6 at the start of startup or the output of the pressure sensor 6 when the throttle valve is fully opened can be used as a value indicating the atmospheric pressure, but an atmospheric pressure sensor may also be attached to detect the atmospheric pressure. . In the next step 101, the intake pipe pressure PMTA in the steady state is determined in the same manner as above based on the engine rotational speed NE and the throttle opening TA. Since this intake pipe pressure PMTA may include an error due to the amount of air flowing through the bypass passage and an error due to a decrease in atmospheric pressure, it is corrected according to the following formula using the correction value K calculated in step 158. I do.

次のステップ104では、機関回転速度NEと(25)
式で補正された定常状態での吸気管圧力PMTAIとを
用いて、上記と同様にして重み付けに関する計数nを求
める。
In the next step 104, the engine rotation speed NE and (25)
Using the steady state intake pipe pressure PMTAI corrected by the formula, the weighting factor n is determined in the same manner as above.

次のステップ106では、現在時刻から吸気管圧力予測
時点までの時間T。m5ecを本ルーチンの演算周期Δ
L(例えば、8m5ec)で除算することにより現在時
刻から吸気管圧力予測時点までの演算回数N=T、/Δ
Lを演算する。この予測時間T omsecは、現在時
刻から吸入空気量確定までの時間すなわち現在時刻から
吸気弁が閉じるまでの時間を採用することができ、各気
筒独立に燃料を噴射しない場合には燃料噴射弁から燃焼
室までの燃料の飛行時間等も考慮して決定されるが、現
時点から予測光までのクランク角が同一であってもこの
予測時間T。m5ecは機関回転速度が速くなると短く
なるので機関回転速度等の運転条件によって変化するこ
とが好ましい(例えば、機関回転速度が速くなるに従っ
て短くする)。次のステップ10Bでは、圧力センサに
よって検出されかつRCフィルタを介してA/D変換さ
れた吸気管圧力PM、重みに関する係数nおよび定常状
態での補正された吸気管圧力PMTAIを用いて以下の
式に従って初期値PMCRTを演算する。
In the next step 106, the time T from the current time to the predicted intake pipe pressure time is determined. m5ec is the calculation cycle Δ of this routine
By dividing by L (for example, 8m5ec), the number of calculations from the current time to the intake pipe pressure prediction time N = T, /Δ
Calculate L. This predicted time Tomsec can be the time from the current time until the intake air amount is determined, that is, the time from the current time until the intake valve closes.If fuel is not injected independently in each cylinder, the time from the fuel injection valve Although it is determined by taking into consideration the flight time of fuel to the combustion chamber, etc., this predicted time T is determined even if the crank angle from the current moment to the predicted light is the same. Since m5ec becomes shorter as the engine rotational speed increases, it is preferable to change it depending on the operating conditions such as the engine rotational speed (for example, it is shortened as the engine rotational speed increases). In the next step 10B, the following equation is used using the intake pipe pressure PM detected by the pressure sensor and A/D converted via the RC filter, the weight coefficient n, and the corrected intake pipe pressure PMTAI in the steady state. The initial value PMCRT is calculated according to the following.

P門CRT =PM+ −(PMTAI−PM)   
  ・・・(26)次のステップ110では、ステップ
106で演算された初期値PMCRT、重み付は係数n
および定常状態での吸気管圧力PMTAIを用いて以下
の弐に従ってN−1回加重平均値の演算を繰り返すこと
によって吸気管圧力の予測値PMFWDを演算する。
P gate CRT = PM+ - (PMTAI-PM)
(26) In the next step 110, the initial value PMCRT calculated in step 106 is weighted by the coefficient n.
Then, the predicted value PMFWD of the intake pipe pressure is calculated by repeating the calculation of the weighted average value N-1 times according to the following 2 using the intake pipe pressure PMTAI in the steady state.

・・・(27) 以上説明したように吸気管圧力の予測値PMFWDは、
圧力センサによって検出された吸気管圧力PMを初期値
としてN回加重平均値を繰り返し演算することにより求
められる。
...(27) As explained above, the predicted value PMFWD of the intake pipe pressure is
It is determined by repeatedly calculating a weighted average value N times using the intake pipe pressure PM detected by the pressure sensor as an initial value.

次のステップ112では、吸気管圧力の予測値PMFW
Dと機関回転速度NEとから基本燃料噴射時間TPを演
算し、ステップ114において基本燃料噴射時間TPを
吸気温や機関冷却水温等で定まる補正係数FKで補正す
ることにより燃料噴射時間TAUを演算する。
In the next step 112, the predicted value PMFW of the intake pipe pressure is
A basic fuel injection time TP is calculated from D and the engine rotational speed NE, and in step 114, a fuel injection time TAU is calculated by correcting the basic fuel injection time TP with a correction coefficient FK determined by intake air temperature, engine cooling water temperature, etc. .

そして、図示しない燃料噴射量制御ルーチンにおいて燃
料噴射タイミングになった時点で燃料噴射弁が燃料噴射
時間TAUに相当する時間開弁されることにより燃料噴
射量が制御される。
Then, in a fuel injection amount control routine (not shown), at the fuel injection timing, the fuel injection valve is opened for a time corresponding to the fuel injection time TAU, thereby controlling the fuel injection amount.

次に、過給機を備えた内燃機関の補正について説明する
。この機関では、スロットルの上流側にスロットル弁上
流側の圧力を検出する圧力センサを取付ける。そして、
第1図のステップ100において大気圧に代えてスロッ
トル弁上流側の圧力を取込み、ステップ102において
以下の式に基づいた補正を行い、上記実施例と同様にし
て燃料噴射時間を演算する。
Next, correction of an internal combustion engine equipped with a supercharger will be explained. In this engine, a pressure sensor is installed upstream of the throttle to detect the pressure upstream of the throttle valve. and,
In step 100 of FIG. 1, the pressure on the upstream side of the throttle valve is taken in place of the atmospheric pressure, and in step 102, correction is performed based on the following equation, and the fuel injection time is calculated in the same manner as in the above embodiment.

PMTAI←(PMTA+K) スロットル弁上流側圧力 ・・・(28) この場合、第12図のテーブルは大気圧下において過給
機を作動させないで測定した値を採用して作成する。
PMTAI←(PMTA+K) Throttle valve upstream pressure...(28) In this case, the table in FIG. 12 is created using values measured under atmospheric pressure without operating the supercharger.

なお、所定時間毎に実行されるスロットル開度のA/D
変換タイミングは所定時間毎に実行される燃料噴射時間
演算タイミングと一致する場合もあるが、最大、演算周
期ΔLに相当する時間ずれる。従って、このずれ時間を
平均(0+ΔL)/2して、T、±Δt/2時間先の6
吸気管圧力を予測するようにしてもよい。また、上記で
はスロットル開度と機関回転速度とが変化しないものと
して重み付は係数を演算する例について説明したが、現
在時刻からT (、m5ec時間経過する間にスロット
ル開度や機関回転速度が変化する場合もあるので、スロ
ットル開度や機関回転速度が増力旧頃向にあるか減少傾
向にあるかを判断し、この傾向に応じて重み付は係数を
補正することにより吸気管圧力を予測するようにしても
よい。また、上記では定常状態での吸気管圧力等を補正
して燃料噴射量を補正する例について説明したが、直接
燃料噴射量を補正するようにしてもよい。また、上記で
は吸気管圧力から間接的に吸入空気量を求めて燃料噴射
量を補正する例について説明したが、スロットル弁上流
側を通過する空気量から直接吸入空気量を求めて燃料噴
射量を補正するようにしてもよい。
In addition, the A/D of the throttle opening is executed every predetermined time.
Although the conversion timing may coincide with the fuel injection time calculation timing executed at predetermined time intervals, there is a maximum time shift corresponding to the calculation period ΔL. Therefore, by averaging this deviation time (0+ΔL)/2, T, ±Δt/2 hours ahead, 6
The intake pipe pressure may also be predicted. In addition, in the above example, the weighting is calculated by calculating a coefficient assuming that the throttle opening and the engine rotation speed do not change. Since it may change, the intake pipe pressure is predicted by determining whether the throttle opening and engine speed are increasing or decreasing, and the weighting coefficient is corrected according to this tendency. In addition, although an example has been described above in which the fuel injection amount is corrected by correcting the intake pipe pressure etc. in a steady state, the fuel injection amount may be corrected directly. Above, an example was explained in which the amount of intake air is calculated indirectly from the intake pipe pressure and the fuel injection amount is corrected, but the amount of intake air is directly calculated from the amount of air passing upstream of the throttle valve and the amount of fuel injection is corrected. You can do it like this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例の燃料噴射量演算ルーチンを示
す流れ図、第2図は現在の吸気管圧力を演算する第1の
方法の原理を説明するための線図、第3図は上記第1の
方法における吸気管内の実際の吸気管圧力の時間に対す
る変化を示す線図、第4図は現在の吸気管圧力を演算す
る第2の方法を説明するためのブロック図、第5図は従
来のスロットル開度と機関回転速度とで定まる吸気管−
圧力と実際の吸気管圧力との相異を示す線図、第6図は
従来のスロットル開度と機関回転速度とで定まる燃料噴
射量と要求燃料噴射量との相異を示す線図、第7図(1
)、(2)、(3)は自然吸気機関のスロットル開度、
定常状態における吸気管圧力PMTA、現在の吸気管圧
力PMCRTの変化を示す線図、第8図(1)、(2)
は過給機付機関の吸気管圧力PMTA、PMCRTの変
化を示す線図、第9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の概略図、第10図はアイド
ルスイッチを備えたスロットル開度センサの等価回路図
、第11図は第9図の制御回路の詳細を示すブロック図
、第12図は定常状態での吸気管圧力のマツプを示す線
図、第13図は加重平均値の重み付けに関する係数のマ
ツプを示す線図、第14図は基本燃料噴射時間のマツプ
を示す線図、第15図は補正値Kを演算するルーチンを
示す流れ図である。 8・・・スロットル弁、 10・・・スロットル開度センサ、 48・・・回転角センサ。
Fig. 1 is a flowchart showing the fuel injection amount calculation routine of the embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram for explaining the principle of the first method of calculating the current intake pipe pressure, and Fig. 3 is the above-mentioned diagram. A line diagram showing changes in the actual intake pipe pressure in the intake pipe over time in the first method, FIG. 4 is a block diagram for explaining the second method of calculating the current intake pipe pressure, and FIG. Conventional intake pipe determined by throttle opening and engine speed
Figure 6 is a diagram showing the difference between the pressure and the actual intake pipe pressure. Figure 7 (1
), (2), and (3) are the throttle opening of the naturally aspirated engine,
Diagram showing changes in intake pipe pressure PMTA in steady state and current intake pipe pressure PMCRT, Fig. 8 (1), (2)
9 is a diagram showing changes in intake pipe pressure PMTA and PMCRT of a supercharged engine, FIG. 9 is a schematic diagram of an internal combustion engine equipped with a fuel injection amount control device to which the present invention can be applied, and FIG. 10 is an idle switch Fig. 11 is a block diagram showing details of the control circuit in Fig. 9, Fig. 12 is a diagram showing a map of intake pipe pressure in a steady state, Fig. 13 14 is a diagram showing a map of coefficients related to weighting of the weighted average value, FIG. 14 is a diagram showing a map of basic fuel injection time, and FIG. 15 is a flowchart showing a routine for calculating the correction value K. 8... Throttle valve, 10... Throttle opening sensor, 48... Rotation angle sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スロットル開度と機関回転速度とに基づいて現在
の吸入空気量を演算し、演算された現在の吸入空気量に
基づいて演算時点より所定時間先の吸入空気量の予測値
を求め、求められた予測値と機関回転速度とに基づいて
燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御方法に
おいて、大気圧またはスロットル弁上流側の圧力を検出
し、検出した大気圧またはスロットル弁上流側の圧力に
よって吸入空気量の予測値を補正することを特徴とする
内燃機関の燃料噴射量制御方法。
(1) Calculate the current intake air amount based on the throttle opening degree and engine rotational speed, and calculate the predicted value of the intake air amount for a predetermined period of time after the calculation time based on the calculated current intake air amount, In a fuel injection amount control method for an internal combustion engine that controls the fuel injection amount based on the obtained predicted value and engine rotational speed, atmospheric pressure or pressure upstream of the throttle valve is detected, and the detected atmospheric pressure or the pressure upstream of the throttle valve is A fuel injection amount control method for an internal combustion engine, comprising correcting a predicted value of an intake air amount based on side pressure.
JP63147850A 1988-06-15 1988-06-15 Fuel injection amount control method for internal combustion engine Expired - Lifetime JPH0726584B2 (en)

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US07/362,770 US5003950A (en) 1988-06-15 1989-06-07 Apparatus for control and intake air amount prediction in an internal combustion engine
DE3919448A DE3919448C2 (en) 1988-06-15 1989-06-14 Device for regulating and predicting the amount of intake air of an internal combustion engine
US07/620,212 US5069184A (en) 1988-06-15 1990-11-30 Apparatus for control and intake air amount prediction in an internal combustion engine

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018193878A (en) * 2017-05-12 2018-12-06 いすゞ自動車株式会社 Piston temperature estimation device and piston temperature estimation method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018193878A (en) * 2017-05-12 2018-12-06 いすゞ自動車株式会社 Piston temperature estimation device and piston temperature estimation method

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