JPH02196147A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給制御装置

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JPH02196147A
JPH02196147A JP1204389A JP1204389A JPH02196147A JP H02196147 A JPH02196147 A JP H02196147A JP 1204389 A JP1204389 A JP 1204389A JP 1204389 A JP1204389 A JP 1204389A JP H02196147 A JPH02196147 A JP H02196147A
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JP
Japan
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amount
fuel supply
crank angle
operated
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP1204389A
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English (en)
Inventor
Shinpei Nakaniwa
伸平 中庭
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Electronic Control Systems Co Ltd filed Critical Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Priority to JP1204389A priority Critical patent/JPH02196147A/ja
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  • 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、内燃機関の燃料供給制御装置に関し特に過渡
運転時の燃料供給量の補正制御を高精度に行って過渡運
転性能を向上した装置に関する。
〈従来の技術〉 内燃機関の制御装置としては、次のようなものが知られ
ている。吸入空気に関与する状態量として吸入空気流量
や吸気圧力を検出し、これらと機関回転数の検出値とに
基づいて基本燃料供給量T。
を演算する。そして、該基本燃料供給量T、を機関温度
等の運転状態に基づいて設定された各種補正係数C0E
F、排気中酸素濃度の検出を介して求められる空燃比に
基づいて設定されるフィードバック補正係数α、バッテ
リ電圧による補正分子。
等により補正して最終的な燃料供給t’r、を演算しく
T+ =Tp・COE F−L A M B D A 
+ T s )該演算された量の燃料が燃料噴射弁等に
よって機関に供給される。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、このように燃料供給量を演算設定して電子制
御する装置にあっては、過渡運転時に吸入空気流量検出
用のエアフローメータや吸気圧力検出用の圧力センサの
検出遅れ、制御装置の演算遅れを生じる。
このため例えば、加速時にあっては、実際の吸入空気流
量や吸気圧力に対して検出された値は小さめであるため
、燃料供給量も小さめに設定され、空燃比がリーン化し
てN0x(窒素酸化物)やHC(炭化水素)の排出量が
増加したり、平均有効圧力の応答遅れにより加速ショッ
クや加速応答性悪化を招くこととなる。第6図(A)〜
(H)は吸気圧力検出タイプのものの加速時の各種状態
を示す。
この点に鑑み、特開昭60−201035号にみられる
ように、スロットル弁開度の変化率によって吸入空気流
量や吸気圧力の変化を予測補正し、該補正値に見合った
量の燃料を供給することによって空燃比の変化を抑制し
て過渡運転性能の向上を図ったものがある。
しかしながら、スロットル弁開度の変化率に基づいて、
燃料の増量又は減量補正を行おうとしても、スロットル
弁開度に対して吸入空気流量や吸気圧力はリニアに変化
しないため、マツチングに莫大な工数を要し、コントロ
ールユニットの付加価値を下げている。
また、検出遅れや演算遅れには対処しているものの、検
出時と吸入行程時との時間差を考慮したものでないため
精度的にも劣るものであった。
そこで、本願出願人は過渡運転時にスロットル弁開度の
変化率と機関回転数とから負荷(シリンダ吸入空気量)
変動量を予測して燃料供給量を負荷変動量に見合って補
正制御するようにしたものを提案した(特願昭62−2
69467号)。
しかしながら、このものにおいては、前記負荷変動量の
予測を、所定時間毎に検出されるスロットル弁開度の最
新の検出値と前回の検出値とから求められる一次的な変
化率に基づいて行っていたため、加速時には初期に空燃
比がリーン化し、後期にリッチ化する傾向があり、又、
減速時は初期に空燃比がリッチ化し、後期にリーン化す
る傾向があった。これは、スロットル弁開度が実際には
曲線的に変化するのに対し、前記方式は直線的に変化す
ると仮定して求めたことによるズレによって生じるもの
である。
本発明はこのような従来の実情に鑑みなされたもので、
スロットル弁開度の変化等に基づく機関負荷量の変動状
態を高精度に予測して燃料供給量の補正制御を行う構成
とすることにより、上記問題点を解決した内燃機関の燃
料供給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〉 このため本発明は、第1図に示すように、吸気系の開口
面積を決めるパラメータと、機関回転数とに基づき機関
負荷量を演算する負荷量演算手段と、 前記負荷量が演算されたときから所定クランク角までの
所要時間を推定演算する時間演算手段と、前記負荷量の
最新の演算値及び過去複数回の演算値と、前記所定クラ
ンク角までの所要時間とに基づいて所定クランク角まで
の負荷量の推定変化量に見合った燃料供給量の補正量を
演算する補正量演算手段と、 演算された補正量に基づいて燃料供給量を補正制御する
制御手段とを含んで構成した。
また、負荷量演算手段の演算に使用する吸気系の開口面
積を決めるパラメータとしては、スロットル弁開度の他
、スロットル弁をバイパスする補助空気通路にアイドル
制御弁を介装したものではスロットル弁開度とアイドル
制御弁開度とに基づくようにしてもよい。
さらに、補正量演算手段は、機関回転に同期して供給さ
れる燃料供給量を増減補正する補正量を演算してもよく
、これと別に、若しくはこの演算に加えて、機関の過渡
運転検出と同時に割り込み供給される補正量を演算する
構成としてもよい。
く作用〉 負荷量演算手段は、スロットル弁開度やスロットル弁開
度とアイドル制御弁開度等の吸気系の開口面積を決める
パラメータと機関回転数とに基づいて機関負荷量を演算
する。
一方、時間演算手段により負荷量が演算されたときから
所定クランク角までの時間が演算される。
補正量演算手段は、前記負荷量の最新の演算値と過去複
数回の演算値と、所定クランク角までの所要時間とに基
づいて所定クランク角までの負荷量の推定変化量に見合
って機関回転に同期して供給される燃料供給量を増減補
正する補正量や、機関の過渡運転検出と同時に割り込み
供給される補正量を演算する。
そして、制御手段により前記補正量に基づき燃料供給量
が補正制御される。
〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例の構成を示す第2図において、内燃機関1には
、エアクリーナ2.吸気ダクト3.スロットルチャンバ
4及び吸気マニホールド5を介して空気が吸入される。
エアクリーナ2には、吸気(大気)温度を検出する吸気
温センサ6が設りられている。スロットルチャンバ4に
は、図示しないアクセルペダルと連動するスコツ1−ル
弁7が設けられていて、吸入空気流量Qを制御する。ス
ロットル弁7には、その開度TVOを検出すると共に、
アイドル位置でONとなるアイドルスイッチ8Aを含む
スロットルセンサ8が付設されている。前記スロットル
弁7下流の吸気マニホールド5には、吸気圧力を検出す
る吸気圧センサ9が設けられると共に、各気筒毎に電磁
式の燃料噴射弁10が設けられている。燃料噴射弁10
は、後述するマイクロコンビ1−夕を内蔵したコントロ
ールユニット11からの噴射パルス信号によって開弁駆
動し、図示しない燃料ポンプから圧送されプレッシャレ
ギュレータにより所定圧力に制御された燃料を吸気マニ
ホールド5内に噴射供給する。更に、機関1の冷却ジャ
ケット内の冷却水温度T。を検出する水温センサ12が
設けられると共に、排気通路13内の排気中酸素濃度を
検出することによって吸入混合気中の空燃比を検出する
酸素センサ14が設けられる。
コントロールユニット のクランク角センザ15から、機関回転に同期して出力
されるクランク角単位角信号を一定時間カウントして又
はクランク角基準角度信号の周期を計測して機関回転数
Nを検出する。
この他、トランスミッションに車速を検出する車速セン
サ16.ニュートラル位置を検出するニュートラルセン
サ17が設けられ、これら信号はコントロールユニット
11に入力される。
また、スロットル弁7をバイパスする補助空気通路18
にはアイドル回転数を制御するアイドル制御弁19が設
し」られている。
コントロールユニット11は、上記のようにして検出さ
れた各種検出信号に基づいて燃料噴射量T。
を演算すると共に、設定した燃料噴射量T+に基づいて
燃料噴射弁10を駆動制御し、さらに、アイドル時にア
イドル制御弁19の開度を制御することによってアイド
ル回転数を制御する。
次に、作用を第3図以下のフローチャートに従って説明
する。
第3図は、設定周期(例えばl0m5)毎に実行される
燃料噴射量設定ルーチンである。
ステップ(図ではSと記す)1では、各種センサ類から
の検出信号を入力する。
ステップ2では、後述する吸気の体積効率Q cvLの
吸気系開口面積変化に対する一次遅れ補正係数に2を、
吸気圧力P7と機関回転数Nとの積に対して求められ、
マイクロコンピュータのROMに記憶されたマツプから
検索する。
ステップ3では、スロットル弁開度TVOから開ロ面積
A7..アイドル制御弁19の開弁デユーティ比■5C
DLITVからバイパス通路18の開口面積Al5cを
夫々ROMに記憶されたマツプからの検索等により求め
、これらを加算して総開口面積Aを求める。
ステップ4では、A/Nに対する基本体積効率Qcyt
Aoを、マイクロコンピュータのROMに記憶されたマ
ツプから検索する。
ステップ5では、吸気開口面積検出方式対応の体積効率
QcyLAを次式に従って演算する。
QcvtA= Q CYLAII  ・Kt +Qcv
LAoto  ・(I  Kz )ここで、QCVLA
OLDは体積効率Qcvtaの前回値であり、開口面積
Aが変化しない定常運転時は、QCyLA0=QCyL
AOLDとなって体積効率QCVLA−定であるが、開
口面積Aが変化する過渡運転時はスロットル弁下流のマ
ニホールド容積により、体積効率QcvLAの変化に遅
れを生じるので、これをに2によって定まる一次遅れ系
で近似的に求める。
ステップ6では、以上の値を用いて開口面積検出方式対
応の基本燃料噴射量T0を次式により演算する。
TPA= KCONA ′QCYLA °Kyaz但し
、KCONAは定数、に82は水温に対して設定される
体積効率補正係数であり、後述するように、BGJ (
バックグラウンドジョブ)ルーチンにおいてROMに記
憶されたマツプからの検索により求める。以上ステップ
I〜ステップ6までの部分が負荷量演算手段に相当する
ステップ7では、前記ステップ5で求めた体積効率Q 
cyt、Aを次回の演算における前回値Q cyLAo
L。
としてセットする。
ステップ8では、ステップ6で今回と前回及び前前回求
められた基本燃料噴射量TPA+ TPAOLDI。
TPAOL112と、後述するように別ルーチンで演算
される燃料噴射開始時期から吸入行程終了時期(吸気下
死点)までの予測所要時間TATIMEとに基づいてテ
ーラ−展開手法による以下の二次近似式を用いて、燃料
噴射開始時期から吸入行程終了時期までの時間遅れによ
って補正されるべき基本燃料噴射量T、の補正量Zを演
算する。このステップ8の部分が補正量演算手段に相当
する。
Z −(TPA  TPAOL、)  ・TAT I 
M E ・1 /10+ ((TP −TPAOLDI
)   (TPAOLDI〜T0゜L、、) )−1/
2 (TAT I ME −1/10) ”尚、係数1
 /10は、TATIMEの値が1絽毎にカウントアツ
プされるのに対し、このルーチンがIQms毎に実行さ
れるので換算用のためである。
ステップ9では、次回演算のため、To。LDIをT 
P a o t o zとしてセットし、T、をTPA
OLDIとしてセントする。
ステップ10では、吸気圧力P、に対する基本体積効率
Q cyLpmoをROMに記憶したマツプからの検索
等により求める。
ステップ11では吸気圧力検出方式対応の体積効率Qc
vtpmを次式により演算する。
Ql:VLPl  = Qcytr■ ゛ KFLAi
ここで、KFLAiは、前記のBGJで吸気圧力P!l
と機関回転数Nとに対してROMに記憶された三次元マ
ツプからの検索により求められる微小補正係数である。
ステップ12では、吸気圧力検出方式対応の基本燃料噴
射量T、□を次式により演算する。
TPPI −KCOND ・QcvLpyr  ・Pg
  ・KTAここで、KTAは水温に対して設定される
体積効率補正係数であり、前述のBGJにおいてROM
に記憶されたマツプからの検索により求められる。
ステップ13では、最終的な燃料噴射量TIが次式によ
り演算される。
TI=2・ (’r p□+Z)・LAMBDA・C0
EF+T。
ここで、LAMBDAは酸素センサ14がらの空燃比検
出信号に基づき比例積分制御等によって設定されるフィ
ードバック補正係数である。このようにして演算された
燃料噴射量T、に相当する量の燃料が所定の噴射時期に
燃料噴射弁10がら噴射供給される。
第4図は、燃料噴射開始時期がら吸入行程終了時(吸気
上死点)までの所要時間を推定演算するルーチンを示す
、即ち該ルーチンが時間演算手段に相当する。このルー
チンはクランク角センサ15から気筒間の行程位相クラ
ンク角(例えば4気筒4ザイクル機関の場合180 ’
 )毎に出力される基準信号REFを入力する毎に実行
される。
ステップ21では、前回REF信号を入力してから今回
REF信号を入力するまでの周期をタイマから読み出し
てTREFとして記憶する。
ステップ22では、次式によりTAT IME’li算
する。
TATIME= (TADEG/180 +1)・TR
EF ここで、TADEGは噴射開始後180°から吸気下死
点までのクランク角である。
第5図は前述のBGJを示し、ステップ31では、吸気
温度TAに対する温度補正係数K TA+  K tA
□をROMに記憶したマツプから検索して求める。
ステップ32では、吸気圧力P、と機関回転数Nとに対
してROMに記憶された三次元マツプから微小補正係数
K FLATを検索して求める。
かかる制御によれば、過渡運転時には、負荷量(T□)
の最新及び過去2回の演算値に基づいて吸入行程終了時
等所定クランク角における負荷量の変化量を推定して該
推定変化量に見合った量の燃料供給量の補正量が設定さ
れるため、過渡状態に良好にマツチングした補正量が設
定され以て過渡運転時の空燃比制御精度を向上させ、過
渡運転性能を可及的に向−トできる。
また、上記実施例は加速時に燃料供給量を増量補正する
場合の補正量の設定について示したが、減速運転時も負
荷量の減少量を同様にして予測して減速補正量を設定す
る構成とすればよく減速性能を向上できる。
さらに、本発明は、上記のような機関回転に同期する燃
料供給量の増減補正の他、加速検出と略同時に割り込み
供給される割り込み補正制御にも適用できる。
この場合は、クランク角センサ15が前記のように微小
のクランク角単位角信号を出力するものでは、スロット
ル弁開度TVOの変化率等によって検出される加速時の
クランク角を検出し、該クランク角から所定クランク角
までの角度差に相当する所要時間を、REF信号の周期
から割り出して前記ステップ8と同様の演算式によって
求めた補正量を直ちに噴射供給する構成とすればよい。
または、気筒別に機関回転同期の噴射開始時期にタイマ
ーを起動させ割り込み噴射時に前記TATIMEからタ
イマーの計測時間を差し引いた値を所要時間として割り
込み補正量を演算するようにしてもよい。
さらに、本発明は吸気圧力検出による燃料供給量設定方
式を基本としたものにおいて、過渡運転時の補正量を設
定するものに適用したが、この他吸入空気流量と機関回
転数との検出による燃料供給量設定方式を基本としたも
のにも適用でき、更には、過渡運転時以外もスロットル
弁開度と機関回転数の検出により燃料供給量を設定する
方式を基本とするものにも適用できる。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、過渡運転時に設定
時期とは異なる所定クランク角における要求燃料供給量
を、負荷量の変化量の予測に基づく補正量を設定(7て
満足させることができるため過渡運転時にも可及的に高
精度な空燃比制御が行え以て過渡運転性能の向上、排気
エミッションの改善を図れるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の構成を示すブロック図、第2図は、
本発明の一実施例の構成を示す図、第3図は、同上実施
例の燃料噴射量設定ルーチンを示すフローチャート、第
4図は、同じく所要時間推定演算ルーチンを示すフロー
チャート、第5図は、同じ<F3GJルーチンを示すフ
ローチャート、第6図(A)〜(I))は夫々従来例の
加速実施例における各種状態及び空燃比と三元触媒の転
換効率。 NOx、Co、HCの排出量を示す図である。 1・・・機関  7・・・スロットル弁  8・・・ス
ロットルセンサ  9・・・吸気圧センサ  10・・
・燃料噴luP   11・・・コントロールユニット
  15・・・クランク角センサ 特許出願人   日本電子機器株式会社代理人 弁理士
 笹 島  冨二雄 第2図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)吸気系の開口面積を決めるパラメータと、機関回
    転数とに基づき機関負荷量を演算する負荷量演算手段と
    、 前記負荷量が演算されたときから所定クランク角までの
    所要時間を推定演算する時間演算手段と、前記負荷量の
    最新の演算値及び過去複数回の演算値と、前記所定クラ
    ンク角までの所要時間とに基づいて所定クランク角まで
    の負荷量の推定変化量に見合った燃料供給量の補正量を
    演算する補正量演算手段と、 演算された補正量に基づいて燃料供給量を補正制御する
    制御手段とを含んで構成したことを特徴とする内燃機関
    の燃料供給制御装置。
  2. (2)吸気系の開口面積を決めるパラメータは、スロッ
    トル弁開度又はスロットル弁開度とスロットル弁をバイ
    パスする補助空気通路に介装されるアイドル制御弁の開
    度である請求項1に記載の内燃機関の燃料供給制御装置
  3. (3)補正量演算手段は、機関回転に同期して供給され
    る燃料供給量を増減補正する補正量を演算してなる請求
    項1又は請求項2に記載の内燃機関の燃料供給制御装置
  4. (4)補正量演算手段は、機関の過渡運転検出と同時に
    割り込み供給される補正量を演算してなる請求項1又は
    請求項2に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
JP1204389A 1989-01-23 1989-01-23 内燃機関の燃料供給制御装置 Pending JPH02196147A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158920A (ja) * 1994-12-09 1996-06-18 Fujitsu Ten Ltd 電子式燃料噴射の過渡時の補正制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158920A (ja) * 1994-12-09 1996-06-18 Fujitsu Ten Ltd 電子式燃料噴射の過渡時の補正制御装置

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