JPH01315643A - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

エンジンの燃料制御装置

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JPH01315643A
JPH01315643A JP63147278A JP14727888A JPH01315643A JP H01315643 A JPH01315643 A JP H01315643A JP 63147278 A JP63147278 A JP 63147278A JP 14727888 A JP14727888 A JP 14727888A JP H01315643 A JPH01315643 A JP H01315643A
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pressure
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bits
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JP63147278A
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Hajime Kako
加古 一
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの吸気管圧力を検出し、この検出値
に基づいて燃料噴射量を制御するエンジンの燃料制御装
置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のこの踵の装置について第3図乃至第7図を参照し
て説明ずろ。第3図はスピードデンンティ方式(SPI
)の従来装置の摺成を示すブロック図である。同図にお
いて、例又は車両に搭載されたエンジン1は、エアクリ
ーナ2から吸気管3とスロットル弁4を介して吸気する
。点火時には例えばディストリビュータ内のシグナルジ
エネレーク (図示せず)からの信号によりイブナイフ
5がONからOFFに変化し、この変化時に点火コイル
6の二次側に高圧の点火信号が発生し、この点火信号が
エンジン1の点火プラグ(図示せず)に供給されて点火
を行なう。この点火信号の発生に同期してインジェクタ
7から燃料がスロットル弁4より上流の吸気管3内部に
噴射供給される。
噴射供給された燃料は上記吸気動作によりエンジン1に
吸入される。燃焼後の排気ガスはエンジン1から排気マ
ニホールド8等を通って外部に排出される。。
一方、吸気管3のスロットル弁4より下流の吸気管圧力
は圧力センサ9により絶対圧で検出され、その絶対圧に
応じた大きさのアナログ検出信号やイグナイタ5の一次
側点火信号は制御装置11に入力される。制御装置11
はアナログ圧力検出信号と一次側点火信号とから燃料噴
射量を演算し、インジェクタ7の開閉を制御等する。
第4図は上記制御装置11のブロック構成を示し、同図
において、100はマイクロコンピュータで、CPU2
00、カウンタ201、タイマ202、A/D変換器2
03、RAM204、第5図及び第7図のフローをプロ
グラムで格納しているROM205、出力ボート206
、バス207等から構成されている。イグナイタ5から
の一次側点火信号は第1人力インタフェイス回路101
で波形整形されて割込み入力としてマイクロコンピュー
タ100に入力される。この割込時にはカウンタ201
の点火信号周期計測値が読込まれて回転数検出用にRA
M204に格納される。圧力センサ9の出力信号は第2
人力インクフェイス回$102により波形整形されると
ともにノイズ分が除去されて後10ビツトA/D変換器
203によりA/D変換される。燃料噴射量ζよインジ
ェクタ7の開弁時間で演算され、補正されるか又はその
ままタイマ202にセットされる。このタイマ202の
動作や出力ボート206から所定レベルの電圧が出力さ
れ、出力インタフェイス回路103にて電圧−電流変換
されてインジェクタ7を開弁する。なお、マイクロコン
ピュータ100はキースイッチj2を介してバッテリ1
3の電圧を入力した電源回路104から定電圧の供給を
受は−CTMJ作する。
次に、上記CPUの動作について第5図を参照して説明
する。ステップS1では、点火信号の周期の計測値から
回転数N、を演算し、RAM204に格納する。ステッ
プS2では、圧力センサ9からのアナログ出力信号をA
/D変換器203で10ビツトにA/D変換して吸気管
圧力A/D変換値(以下、圧力値と称す。)PbAoと
してRAM204に格納する。ステップS3では、圧力
値PbA0が吸気時の脈動によりリップル分を含むため
に制御を安定化させる目的で第7図に示す低域通過デジ
タルフィルタ処理し、上記圧力値PbAoを用いて2次
低域通過デジタルフィルタ処理してフィルタ処理吸気管
圧力値(以下、フィルタ処理圧力値と称す。)Pb、を
求めろ。ステップS4では、上記回転数N。
とフィルタ処理圧力値PbFとからROM205の2次
元マツプをマツピングして予め所定の空燃比に対して回
転数と圧力値に対応させて実験的に求められている体積
効率C,,v(N、、 Pb、)を算出する。
ステップS5では、T21.l=に0×PbFXqV(
但し、Koは定数)の演算式に従って燃料噴射量として
のパルス幅TP1.lを算出しステップS1に戻り、上
記動作を繰返す。上記演算されたパルス幅T2.は補正
されろか又はそのまま点火信号の発生時に同期してタイ
マ202にセットされてタイマ202を動作させる。
次に、上記ステップS3にて処理する低域通過デジタル
フィルタ手段としてのデジタルフィルタについて説明す
る。いま、所望のアナログフィルタの伝達関数H(s)
が得られているとする。その周波数特性は、H(jar
、)で与えられる。S平面の虚軸s = j ta、を
2平面の単位円上に写像して得られるデジタルフィルタ
のシステム関数Ho(zlの周波数特性H8(eJ″I
O′r)はH(jar、)と同じ値をとることは明らか
である。
アナログフィルタの周波数ω、とデジタルフィルタの周
波数ω。Tとの関係は写像する関数で定まるが、虚軸を
単位円に写像する最も簡単な関数は、S;廼了    
         ・・・(11である。ω。とω。の
関係は、 これを整理して、 が得られる。
ここで、標本化周期T=6X10−3sec 、遮断周
波数f。=5セ、Q=17./E−の2次低域通過デジ
タルフィルタの伝達関数は、 で表わされる。
上記(2)式に上記(1)式を代入して整理するとか得
られる。
上記(3)式をブロック線図で表わすと、第6図のよう
になる。但し、第6図中、21.24は加算器、22,
23はT seeの時間遅れ要素、25は2の係数掛算
回路、26はeKの係数掛算回路、27はfKの係数掛
算回路、28はgKの係数掛算回路、PbAo(nT)
はn回目(今回)のサンプリング時の圧力値、PbF(
nT)はn回目のサンプリングに対応するフィルタ処理
圧力値、Uは中間変数で、U(nT)は今回、U(nT
−T)は前回、U(nT−27)は前々回の中間変数を
各々示している。
この第6図のブロック線図を差分方程式で表わすと、 となる。さらに上記(4)式をフローチャートで表わす
と第7図のようになる。
第7図において、ステップS31では6m5(標本化周
期T)毎のタイミングか否かを判定し、タイミングでな
ければ第5図のステップ84に進み、タイミングであれ
ば上記(4b)式に示したように今回の圧力値PbAo
と係数eK、 fKと前回及び前々回求めた中間値U、
、U2を用いて、U0=PbA0+oK−U、 + f
K−U、の演算式に従って演算を行なって今回の中間値
U0を求める。ステップ333では、上記(4a)式に
示したように今回、前回、前々回の中間値u0. U、
、 LJ、と係数gKを用いてp b、 = gK・(
U0+20.+02)の演算式に従って今回のフィルタ
処理圧力値PbFを求めてRAM204に格納する。ス
テップS34ては前回の中間値U、を前々回の中間値U
2としてRAM204に格納する。ステップ335では
今回の中間位U0を前回の中間値U、としてrtAM2
04に格納し、第5図のステップS4に進む。
A/D変換器203を10ビツト構成としたのは以下の
理由による。アイドル時の吸気管3の圧力は約250 
mm11gであり、空燃比の分解能を1%以下にするた
めにはA/D変換J203の分カフ能は2.51nm 
I(g/ビット9.下でなければならない。よって、圧
力センサ9とA/D変換器203とから構成される圧力
検出器の仕様をフルスケール950waaI(gとする
と、少なくとも9ビツト以上のA/D変換器が必要とな
る。このため、9ビツトのA/D変換器は一最に市販さ
れていないためA/D変換器203として市販されてい
る10ビツトのものを用いている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のエンジンの燃料温tm装置は以上のように構成さ
れているので、高価な10ピツトのA/D変換器203
を用いなければならず、このなめ、装置自体が高価とな
る等の課題があった。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたも
ので、安価な低分解能のA/D変換器で高分解能の空燃
比制御を行なうことができ、特にアイドル時における空
燃比制御の分解能を向上させることができるエンジンの
燃料制御装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るエンジンの燃料制御装置は、吸気、管圧力
を検出する圧力検出手段と、この出力をNビットの圧力
値に変換するA/D変換器と、圧力値に所定値を乗じて
N+1ビット以上の所定ビットの圧力値を算出する乗算
手段と、所定ビットの圧力値を入力とする低域通過デジ
タルフィルタ手段と、フィルタ処理圧力値に基づいて燃
料噴射lを演算する手段とを設けたものである。
〔作 用〕
本発明におけろエンジンの燃料制御装置は、乗算手段に
より低分解能で安価なNビットA/D変換器から出力さ
れるNビットの圧力値に所定値を乗じてN+1ビット以
上の所定ビットに増加させ、低域通過デジタルフ?ルタ
手段によりN+1ビット以上の所定ビット圧力値を低域
通過デジタルフィルタ処理して平均化して擬似的にN+
1ビット以上の所定ビットの分解能の圧力値を得ること
ができ、高分解能化した圧力値に基づいて燃料噴射量を
算出する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
本発明の一実施例による装置と従来装置と異なる点は、
第3図及び第4図と同一部分、又は相当部分には同符号
を付した第1図(、へ)において制御装置11 Aのマ
イクロコンピュータ100A内のROM205Aに第5
図の動作フローに代えて第1図(Bl(及び第7rgJ
)の動作フローをプログラムにして格納していることと
、A/D変換器203Aとして8ビツトの偏分g能のA
/D変換器を用いている点である。その他の構成及び動
作は従来例と同じなのでその説明を省略する。
次に、かかる構成の装置の動作を第1図について説明す
る。ステップSllでは、点火信号の周期の計測値から
回転数N、の演算を行なってRAM204に格納し、ス
テップS12では、A/D変換器203Aにより圧力セ
ンサ9のアナログ出力信号を8ビツトにA/D変換して
8ビツトの圧力値PbAoを検出し、ステップ313で
はこの圧力値PbA0と予め設定された数値4を掛算し
て、圧力値PbA0を2ビツト分そのまま上位ビット側
にシフトさせて10ピツトの圧力値PbAoにする。ス
テップ314では、この10ビツトの圧力値PbAoを
用いて第7図に示した低域通過デジタルフィルタ処理を
行なって10ピツトのフィルタ処理圧力値PbFを算出
する。ステップ815では、上記回転数N。
及びフィルタ処理圧力値Pb、を用いて2次元マツプを
マツピングして予め実験的に求められている体積効率c
Ev(N、、 Pb、)を算出する。ステップ816で
は上記フィルタ処理圧力値pbF、上記体積効率C1:
V(N、、 PbF)及び予め設定された定数Kを用い
てTpw = KxPbF ”i: v ノK 算’i
’ 行ナッテB H噴射量としてのパルス幅T2oを算
出し、ステップ811戻り上記動作を繰返す。
次に、8ビツトの圧力値が10ピツトのフィルタ処理圧
力値になり、しかも10ビツトの擬似分解能を有する点
について第2図を参照して説明する。同図において、m
−1,m、m+1は8ビツトの各圧力値を示し、吸gc
管圧力信号(A/D変換直前のアナログ信号)の振幅を
8ビツトの2ビツト幅相当の三角波で近似し、1周期当
り8回標本化したときの8ビツトのA/D変換値(圧力
値)及び低域通過デジタルフィルタ処理値(フィルタ処
理圧力値)を示している。第2図(al 、 (b) 
、 (cl 。
(d)は各々8ビツト相当で1/4ビット幅分ずつ三角
波の中心(−点鎖線ンを圧力値mのアナログ信号範囲で
ずらしているが、それに対応して低域通過デジタルフィ
ルタ手段の出力相当である平均値は4m−2,4m−1
,4m、4m+1のように10ビツト相当でI LSB
分ずつずれており、擬似的に10ビツトの分解能をもっ
ことがわかる。
実質的な分解能は1周期当りの標本化回数や振幅、波形
によって変化するが、特に細かい分解能を必要とするア
イドル近傍では回転数が低いのでリップルの周期も長く
なり、そのために1周期当りの標本化回数は10ビツト
相当の分解能を得るのに十分な回数となる。例えば、ア
イドル回転数を70 Orpmとした時、吸気管圧力の
リップル周期は43 m secである。よって、標本
化周期を61’n leeとすると1周期当り約7回の
標本化が可能である。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によればNビットの低分解能のA
/D変換器から出力される圧力値に所定値を掛算して(
N+1) ビット以上にし、(N+1)ビット以上の圧
力値を低域通過デジタルフィルタ処理により平均化して
(N+1)ビット以上の高分解能のフィルタ処理圧力値
を求め、この(N 十1)ビット以上の疑似分解能のフ
ィルタ処理圧力値に基づいて燃料噴射量を演算するよう
に構成したので、安価な低NビットのA/D変換器を用
いて(N+ I J ビット以上の高分解能の圧力値を
fUることができ、装置自体が安価になると共に空燃比
制御を高分解能にでき、特にアイドル時における空燃比
制御の分解能を向上できるものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は本発明の一実施例による制御装置等のブ
ロック図、第1図(B)は本発明の一実施例による装置
のメインルーチンを示すフロー図、第2図は本発明の一
実施例により高分解能を実現させうる友明図、第3図は
エンジン部の一構成例を示す構成図、第4図は第3図中
の従来の制御装置等の一構成例を示すブロック図、第5
図は従来装置のメインルーチンを示すフロー図、第6図
は低域通過デジタルフィルタ手段のブロック線図、第7
図はメインルーチンの一部の詳細なフロー図である。 図中、1・・・エンジン、3・・・吸気管、4・・・ス
ロットル弁、5・・・イグナイタ、6 ・点火コイル、
7・・インジェクタ、9・・・圧力センサ、11A・・
・制御装置、13 、バッテリ、203A・・・A/D
変換器。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンの吸気管圧力を検出する圧力検出手段と、該圧
    力検出手段のアナログ出力信号をNビットの圧力値に変
    換するA/D変換器と、上記Nビットの圧力値に予め設
    定された所定値を乗じてN+1ビット以上の所定ビット
    の圧力値を算出する乗算手段と、上記所定ビットの圧力
    値を入力して低域通過デジタルフィルタ処理して上記所
    定ビットのフィルタ処理圧力値を出力する低域通過デジ
    タルフィルタ手段と、上記フィルタ処理圧力値に基づい
    て燃料噴射量を算出する手段とを備えたエンジンの燃料
    制御装置。
JP63147278A 1988-06-15 1988-06-15 エンジンの燃料制御装置 Pending JPH01315643A (ja)

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