JPH0140212B2 - - Google Patents

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JPH0140212B2
JPH0140212B2 JP55181212A JP18121280A JPH0140212B2 JP H0140212 B2 JPH0140212 B2 JP H0140212B2 JP 55181212 A JP55181212 A JP 55181212A JP 18121280 A JP18121280 A JP 18121280A JP H0140212 B2 JPH0140212 B2 JP H0140212B2
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JP
Japan
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volumetric efficiency
qng
fuel injection
acceleration
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JP55181212A
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Toshuki Takimoto
Takehisa Yaegashi
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor 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
    • F02D41/24Electrical 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
    • 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
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/182Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow for the control of a fuel injection device

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料噴射制御方法に関す
る。
機関の吸入空気によつて計測部材を変位させ、
その変位量を電気信号に変換することにより吸入
空気流量を検出するエアフローセンサを用い、こ
のエアフローセンサの検出出力に応じて燃料噴射
量を制御する如き内燃機関では、そのスロツトル
弁が急激に全開となつたこと等により吸入空気流
量が急激に増大すると、エアフローメータは自己
の有する慣性により、その出力にオーバーシユー
トを発生させてしまう。このようなオーバーシユ
ートが発生すると、その分燃料が過剰に供給され
てしまうため、空燃比が一時的に急激にリツチ側
に制御されるいわゆるリツチスパイクが発生す
る。リツチスパイクが生じると加速シヨツクが増
大すると共に排気ガス中に含まれるHC、CO成分
が増大するため、問題となる。
従つて本発明は従来技術の上述の問題を解決す
ることを目的としている。本発明によれば、吸入
空気流量の急増時における加速シヨツクの低減及
びHC、CO成分の排出量の低減を加速性の低下を
招くことなく計ることができる。
上述した目的を達成する本発明の特徴は、内燃
機関の吸入空気流量Q及び回転速度Nを検出して
体積効率Q/Nを算出し、該算出した体積効率
Q/Nに応じて燃料噴射量を制御する燃料噴射制
御方法において、加速開始時に体積効率Q/Nの
上限ガード値QNgの初期値を機関の冷却温度お
よび回転速度に応じた値(QNg0・D)とし、加
速開始後体積効率Q/Nの上限ガード値QNgの
漸増率を加速度合に応じた値(C)とし、これにより
得られた上限ガード値QNgにより体積効率Q/
Nを規制したことにある。
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第1図には本発明の一実施例として、マイクロ
コンピユータにより燃料噴射量制御を行う内燃機
関の一例が概略的に示されている。同図におい
て、10は機関の吸入空気流量を検出してその検
出流量に反比例する電圧を発生するエアフローセ
ンサ、12はスロツトル弁11の回転軸に連結せ
しめられ、スロツトル弁11の開度に対応した電
圧を発生するスロツトルセンサ、14は機関の冷
却水温度を検出してその検出値に対応する電圧を
発生する水温センサをそれぞれ示している。エア
フローセンサ10、スロツトルセンサ12、及び
水温センサ14の出力電圧は制御回路16に送り
込まれる。
機関のデイストリビユータ18には、そのデイ
ストリビユータ軸18aが所定角度、例えば、ク
ランク角に換算して30゜回動する毎に角度位置信
号を発生する回転角センサ20が設けられてお
り、この回転角センサ20からの角度位置信号
は、制御回路16に送り込まれる。
制御回路16からは、燃料噴射弁22に噴射信
号が送り込まれる。噴射弁22はこの噴射信号の
持続時間に応じて開弁し、図示しない燃料供給系
からの加圧燃料を吸気系に噴射する。
第2図は第1図の制御回路16の一例を表わす
ブロツク図である。
エアフローセンサ10、スロツトルセンサ1
2、及び水温センサ14の出力電圧は、アナログ
マルチプレクサを含むA/D変換器30に送り込
まれ、所定の変換周期で順次あるいは指定順序に
より2進の信号に変換される。
回転角センサ20からのクランク角30゜毎の角
度位置信号は、速度信号形成回路32に送り込ま
れ、さらに、クランク角同期割り込み信号として
中央処理装置(CPU)34に送り込まれる。こ
の速度信号形成回路32は、クランク角30゜毎の
上述の信号によつて開閉制御されるゲートと、こ
のゲートを通過するクロツク発生回路36からの
クロツクパルス数を計数するカウンタとを備えて
おり、機関の回転速度に応じた値を有する2進の
速度信号を形成する。
出力ポート40の所定ビツト位置にCPU34
からバス42を介して噴射時間TEFIに等しい持続
時間を有する噴射信号が与えられると、この信号
は駆動回路44を介して燃料噴射弁22に送り込
まれ、その結果、上記噴射時間TEFIだけこの噴射
弁22が付勢される。
A/D変換器30、速度信号形成回路32、及
び出力ポート40は、マイクロコンピユータの各
構成要素であるCPU34、リードオンリメモリ
(ROM)46、ランダムアクセスメモリ
(RAM)48、及びクロツク発生回路36にバ
ス42を介して接続されており、このバス42を
介して入出力データの転送が行われる。
なお、第2図には示されていないがマイクロコ
ンピユータとしては、入出力制御回路、メモリ制
御回路等が周知の方法で設けられている。
ROM46内には、後述するメイン処理ルーチ
ンプログラム等のプログラムと、それらの演算処
理に必要な種々のデータ、定数等とがあらかじめ
格納されている。
次に、上述のマイクロコンピユータの燃料噴射
制御における処理内容の概略について第3図を用
いて説明する。同図に示す如くCPU34は、電
源投入が行われるとイニシヤライズルーチンを実
行し、RAM48の内容のリセツト及び各定数の
初期値セツト等を行う。次いでメインルーチンに
進み、後述する燃料噴射量演算を繰り返して実行
する。また、回転角センサ20からのクランク角
30゜毎のクランク角同期割込み信号もしくは所定
周期毎のタイマ割込み信号によつて、噴射信号を
作成して出力ポート40に送り出す燃料噴射処理
割込みルーチンを実行する。なお、CPU34は、
メインルーチン中あるいは他の割込みルーチン中
で機関の回転速度Nを表わす最新のデータを速度
信号形成回路32から取り込み、RAM48内の
所定領域に格納する処理を実行する。さらに、
CPU34は所定時間毎もしくは所定クランク角
毎に実行されるA/D変換割込み処理ルーチンに
よつて、機関の吸入空気流量Qを表わす最新のデ
ータ、スロツトル弁11の開度を表わす最新のデ
ータ、冷却水温THWを表す最新のデータを取込
み、RAM48の所定領域にこれらを格納する。
第4図は第3図のメインルーチンの一例を表わ
すフローチヤートであり、以下同図を用いてこの
メインルーチンの処理内容を詳説する。
CPU34は、まずステツプ50において、RAM
48に格納されている回転速度N及び吸入空気流
量Qに関する入力データを取込み、次のステツプ
51において体積効率Q/Nの演算を行い、次いで
ステツプ52においてこの演算結果をQN0として
RAM48の所定領域に格納する。即ち、ステツ
プ51及び52では、QN0←Q/Nの処理を行う。
ステツプ53においては、体積効率の変化率に関
する規制を行つているか否か、即ち、ガード制御
処理を行つているか否かが、ガード制御フラグを
チエツクすることにより判別される。ガード制御
中でないと判別されると、ステツプ70に進み、
RAM48格納されている水温THWに関する入
力データから水温補正係数Dを演算する。ROM
46には第5図に示す如き水温THWに対する補
正係数Dの関数が代数式もしくはマツプの形であ
らかじめ格納されており、ステツプ70ではこの関
数を用いて補正係数Dの演算が行われる。次いで
ステツプ71においては、RAM48に格納されて
いる回転速度Nに関する入力データから規制値の
初期値QNg0が算出される。ROM46には、第
6図に示す如き回転速度Nに対する初期値QNg0
の関数が代数式もしくはマツプの形であらかじめ
格納されており、ステツプ71ではこの関数から
QNg0の演算が行われる。次いでステツプ72にお
いて規制値QNgを初期値QNg0と水温係数Dとの
積に等しくする。即ち、QNg←QNg0・Dの処理
を行う。
ステツプ53においてガード制御中であると判別
した場合は、ステツプ73へ進む。ステツプ73にお
いては、スロツトルセンサ12から入力したスロ
ツトル弁11の開度に関するデータを時間に関し
て微分処理することによつてスロツトル弁の動作
速度を得、このスロツトル速度から時定数Cを算
出する。ROM46には、第7図に示す如き、ス
ロツトル速度に対する時定数Cの関数が代数式も
しくはマツプの形であらかじめ格納されており、
ステツプ73ではさらにこの関数から時定数Cの演
算が行われる。次いでステツプ74において、前回
の演算サイクルにおける規制値QNg′を時定数C
だけ増大させる。ステツプ74あるいは前述のステ
ツプ72の処理が終了するとプログラムはステツプ
55へ進み、ステツプ55においてこの規制値QNg
をRAM48の所定領域に格納する。ステツプ57
においては、入力データから算出した体積効率
QN0が規制値QNg以上であるか否かを判別する。
QN0<QNgの場合、即ち、体積効率の変化率が
設定値未満の場合、はステツプ58へ進み、QNe
をQN0に等しくし、次いでステツプ59でガード
制御フラグをオフとした後ステツプ60に進んでこ
のQNeを体積効率として用いて燃料噴射量の演
算を行う。即ち、この場合は、入力データから算
出した体積効率がそのまま燃料噴射量の演算に用
いられる。燃料噴射時間TEFIの演算は、一般に TEFI=QNe・K・α・β+Tv で行われる。ただし、ここで、Kは定数、α及び
βは水温補正、フイードバツク補正、加速補正等
の係数であり、Tvは噴射弁22の無効噴射時間
である。
ステツプ57において、QN0≧QNgの場合、即
ち、体積効率の変化率が設定値以上の場合はステ
ツプ61へ進み、QNeをこの規制値QNgに等しく
し、次いでステツプ62においてガード制御フラグ
をオンとしてガード制御処理中であることを記憶
させた後、ステツプ60に進み燃料噴射量の演算を
行う。
以上のような実施例では、入力データから算出
した体積効率QN0が所定値(初期値)を越えた
場合は、ガード処理が開始される。ガード処理中
は、燃料噴射量演算に実際に用いられる体積効率
QNeがその規制値QNgに押さえられる。この規
制値QNgは、メインルーチンで所定の値に設定
され、以後、演算サイクル毎にスロツトル速度か
ら演算された値Cだけ増大する変化率を有してい
る。入力データから算出されたQN0がこの規制
値QNg未満となると、ガード処理は停止し、以
後は、このQN0を用いて燃料噴射量演算が行わ
れる。このように制御することにより、吸入空気
流量Qが急激に増大した場合にも、体積効率が設
定値以下に規制されるため、その急増時点でリツ
チスパイクの生じる恐れがなくなる。
この結果、加速が開始され、吸入空気流量が急
激に増大した場合、従来技術によると燃料噴射時
間がその瞬間著しく大きくなるため、車両前後加
速度が大きく変化して大きな加速シヨツクが生じ
る。しかしながら、上述の実施例の如くガード制
御処理を行うと、加速時にも燃料噴射時間が急激
に変化せず、従つて車両前後加速度もそれほど大
きく変化しない。即ち、加速シヨツクはそれほど
大きくない。
水温補正係数Dにより、低温ほど規制値QNg
の初期値を大きくしているのは、機関の温度が低
い場合(暖機時)は空燃比をリツチにして加速時
のトルクを増大させるためである。また、回転速
度Nが低い場合に規制値QNgの初期値を大きく
しているのは、低回転時にトルクを増大して加速
性を高めようとするためである。さらに、スロツ
トル弁の動作速度が高くなるほど時定数Cを大き
くしているのは、速い加速には体積効率の変化率
を大きくして機関の応答性を高めよりとするため
である。
以上詳細に説明したように、本発明の方法によ
れば、体積効率Q/Nの時間に対する変化率が設
定値以下に規制されるので、吸入空気流量の急増
時にリツチスパイクの発生が抑制され、その結
果、その際の加速シヨツクの低減化及びHC、CO
成分の排出量の低減化を加速性の低下を招くこと
なく計ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略図、第2図は
第1図の制御回路のブロツク図、第3図はマイク
ロコンピユータの処理内容の概略説明図、第4図
はマイクロコンピユータの制御プログラムの一例
のフローチヤート、第5図、第6図、第7図はそ
れぞれ第4図の制御プログラム中で用いる関数の
特性図である。 10……エアーフローセンサ、12……スロツ
トルセンサ、14……水温センサ、16……制御
回路、20……回転角センサ、22……燃料噴射
弁、30……A/D変換器、32……速度信号形
成回路、34……CPU、36……クロツク発生
回路、38……空燃比信号形成回路、46……
ROM、48……RAM。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の吸入空気流量Q及び回転速度Nを
    検出して体積効率Q/Nを算出し、該算出した体
    積効率Q/Nに応じて燃料噴射量を制御する燃料
    噴射制御方法において、 加速開始時に前記体積効率Q/Nの上限ガード
    値QNgの初期値を機関の冷却温度および回転速
    度に応じた値(QNg0・D)とし、 加速開始後前記体積効率Q/Nの上限ガード値
    QNgの漸増率を加速度合に応じた値(C)とし、 これにより得られた上限ガード値QNgにより
    前記体積効率Q/Nを規制したことを特徴とする
    内燃機関の燃料噴射制御方法。
JP55181212A 1980-12-23 1980-12-23 Fuel injection controlling method for internal combustion engine Granted JPS57105531A (en)

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