JPH03294638A - エンジンの燃料噴射制御装置 - 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、吸入管圧力とエンジン回転数とに基づいて設
定した筒内吸入空気量と、エンジン回転数とから基本燃
料噴射量を求めるエンジンの燃料噴射制御装置に関する
。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］従来から
、燃料噴射量を設定する手段のひとつに、例えば、特開
昭６３−２９０３９号公報、あるいは、特開昭６３−１
８３２４７号公報に開示されているような、ス［−］ツ
１ヘル開度αとエンジン回転数Ｎをパラメータとして基
本燃料噴射ｆｆ１ＴＰを設定する、いわゆる、α〜Ｎ制
御がある。

このα−Ｎ制御は、吸入管圧カヒンザなどを用いて基本
燃料噴射量を設定づるスピードデンシティ方式などに比
し、レスポンスがよく、しかも、構造を簡略化づること
ができるため、種々のエンジンに採用されている。

このα−Ｎ制御においては、ス［］ットル間度の検出精
度が燃料噴射量を決定する重要な因子になっているが、
スロットルバルブの製造誤差、組付は誤差、および、ス
ロットル開度検出手段の零点調整、または、アイドル位
置調整を厳しくすると、製造、組立てが煩雑化しコスト
アップを招く。

また、上記スロットルバルブ、上記スロットル開度検出
手段の経時劣化によってもスロットル開度の検出精度が
著しく悪化してしまうため、逐次調整しなければならず
、保守点検が煩雑化する。

この対策として、例えば、特開昭６１−２６５３４０号
公報では、スロットル開度αとエンジン回転数Ｎをパラ
メータとするα−Ｎマツプに格納されている吸気管圧力
データを、吸気管圧ノコセンサで検出した吸気管圧力で
順次更新することで、スロットル開度の検出誤差、およ
び、経時劣化に拘りなく筒内吸入空気量に対応する燃料
噴射量を設定できるようにしている。

しかし、定常運転時においても、吸気管内の圧力は吸気
干渉などの影響で微妙に変動しており、吸気管圧力から
気筒内に供給された吸入空気量を正確に推定覆ることは
困難であり、制御ハンチングを起こし易い。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、いわゆる
α−Ｎ制御において、吸気管内の圧力変動の影響を受け
ることなく、気筒に供給される吸入空気量を正確に推定
づることができて、空燃比制御精度を大幅に向上するこ
とのできるエンジンの燃料噴射制御装置を提供づること
を目的としている。

［課題を解決づるための手段］ 上記目的を達成するため、本発明によるエンジンの燃料
噴射制御装置は、第１図に示すように、スロットルバル
ブ開度と補正吸入管圧力設定手段Ｍ６で設定した補正吸
入管圧力とに基づいてスロットルバルブ通過空気量を設
定するスロットルバルブ通過空気量設定手段Ｍ１と、上
記補正吸入管圧ノコとエンジン回転数とに基づいて筒内
吸入空気δ１を設定づる筒内吸入空気量設定手段Ｍ２と
、上記スロットルバルブ通過空気量と上記筒内吸入空気
量との差に基づいて吸入管圧力を推定する推定吸入管圧
力設定手段Ｍ３と、吸入管圧力検出手段で検出した設定
り＝イクルごとの吸入管圧力を平均化して平均吸入管圧
ノＪを設定する吸入管圧力平均化処理手段Ｍ４と、上記
推定吸入管圧力と上記平均吸入管圧力との偏差に基づい
て吸入管圧力補正値を設定覆るとともに、スロットル開
度とエンジン回転数とをパラメータとする圧力補正値マ
ツプＭ　ＨＰＫＰに上記吸入管圧ノコ補正値を格納覆る
圧力補正値設定手段Ｍ５と、上記推定吸入管圧力を上記
吸入管圧力補正値で補正して補正吸入管圧かを設定覆る
補正吸入管圧力設定手段Ｍ６と、上記筒内吸入空気量と
エンジン回転数とに基づいて基本燃料噴射量を設定する
基本燃料噴射量設定手段Ｍ７とを具備するものである。

［作　用］ 上記構成において、まず、スロットルバルブ通過空気量
設定手段Ｍ１で、スロットルバルブ開度と補正吸入管圧
力設定手段Ｍ６で設定した補正吸入管圧ノコとに基づい
てスロットルバルブ通過空気量を設定する。

また、筒内吸入空気量設定手段Ｍ２で、上記補正吸入管
圧力とエンジン回転数とに基づいて筒内吸入空気量を設
定する。

そして、推定吸入管圧力設定手段Ｍ３で、上記スロット
ルバルブ通過空気量と上記筒内吸入空気量との差に基づ
いて吸入管圧力を推定する。

一方、吸入管圧力平均化処理手段Ｍ４で、吸入管圧力検
出手段で検出した設定サイクルごとの吸入管圧力を平均
化して平均吸入管圧力を設定する。

また、圧ノコ補正値設定手段Ｍ５で、上記推定吸入管圧
ノｊと上記平均吸入管圧力との偏差に基づいて吸入管圧
力補正値を設定するとともに、スロットル開度とエンジ
ン回転数とをパラメータとする圧力補正値マツプＭ　Ｈ
ＰＫＰに上記吸入管圧ノコ補正値を格納する。

さらに、補正吸入管圧力設定手段Ｍ６で、上記Ｍｆ定吸
入管圧力を上記吸入管圧力補正値で補正して補正吸入管
圧力を設定する。

そして、基本撚れ噴射量設定手段Ｍ７で、上記筒内吸入
空気量とエンジン回転数とに基づいて基本燃料噴射量を
設定する。

［発明の実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第２図以下は本発明の一実施例を示し、第２図はエンジ
ン制御系の全体概略図、第３図は圧力補正値の設定手順
を示すフローチャート、第４図は燃料噴射量の設定手順
を示すフローチャート、第５図は吸気状態を承り概念図
である。

（構　成） 第２図の符号１はエンジン本体で、このエンジン本体１
の吸気ボート１ａに連通する吸気管２の中途にスロワ１
ヘルバルブ３が介装され、この吸気管２のスロットルバ
ルブ３と上記吸気ボート１ａに介装した吸気バルブ４と
の間がチャンバポリコムＶを構成している。

また、上記吸気管２の上流にエアクリーナ５が取付けら
れ、このエアクリーナ５の拡張室に吸気温セン４ノー６
が装着されている。また、上記スロットルバルブ３に開
度ワ１〜ル間度検出手段の一例であるス［１ツ１〜ル聞
度センザ７が連設され、ざらに、上記チャンバボリュー
ムＶに吸入管圧力検出手段の一例である圧カゼンザ８が
連通されている。また、上記吸気管２の下流に上記吸気
ポーｌ−１ａ側へノズルを指向するインジェクタ９が取
イ」けられている。

さらに、上記エンジン本体１の排気ボート１ｂに連通す
る排気管１０に０２センサ１１が臨まされている。なお
、符号１２は触媒］ンバータである。

一方、上記エンジン本体１の冷却水通路に冷却水温セン
サ１３が臨まされ、また、クランクシャフト１Ｇに軸着
されたクランクロータ１４にエンジン回転数検出手段の
一例であるクランク角センサ１５が対設されている。

（制御装置の回路構成） 一方、符号２１はマイクロコンピュータからなる制御装
置（ＥＣＵ）で、このＥＣＵ２１のＣＰＵ（中央演算処
理装置）２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、および、Ｉ１
０インタフェイス２５がパスライン２６を介して互いに
接続されている。

また、上記Ｉ１０インタフェイス２５の入力ボート側に
上記各センサ６．７，１１．１３．１５が接続され、さ
らに、上記Ｉ１０インタフェイス２５の出力ポート側に
駆動回路２７を介してインジェクタ９が接続されている
。

上記ＦＣＵ２１における燃料噴射制御を実行する機能に
は、スロットルバルブ開度と補正吸入管圧力設定手段で
設定した補正吸入管圧力とに基づいてスロットルバルブ
通過空気化を設定するスロットルバルブ通過空気量設定
手段と、上記補正吸入管圧ノｊとエンジン回転数とに基
づいて筒内吸入空気量を設定する筒内吸入空気量設定手
段と、上記スロットルバルブ通過空気量と上記筒内吸入
空気量との差に基づいて吸入管圧力を推定する推定吸入
管圧力設定手段と、吸入管圧力検出手段で検出した設定
ナイクルごとの吸入管圧力を平均化して平均吸入管圧力
を設定する吸入管圧ノコ平均化処理手段と、上記推定吸
入管圧力と上記平均吸入管圧力との偏差に基づいて吸入
管圧ノコ補正値を設定するとともに、スロットル開度と
エンジン回転数とをパラメータとする圧ノｊ補正値マツ
プに上記吸入管圧力補正値を格納する圧力補正値設定手
段と、上記推定吸入管圧力を上記吸入管圧力補正値で補
正して補正吸入管圧力を設定する補正吸入管圧力設定手
段と、上記筒内吸入空気量とエンジン回転数とに基づい
て基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴射量設定手段と
が含まれている。

（作　用） 次に、上記ＥＣＵ２１による制御手順を第３図、第４図
のフＤ−チレートに従って説明する。

（推定吸入管圧力の設定手順） 第３図に示すように、まず、ステップ（以下「Ｓ」と略
称）１０１で、スロットル開度センサ７の出力信号、ク
ランク角センサ１５の出力信号、圧力センサ＝８の出力
信号に基づいて、スロットル開度α、エンジン回転数Ｎ
、吸入管圧力ＰＢをそれぞれ算出する。

そして、５１０２で、上記スロットル開度αと前回のル
ーチンで算出したスロットル開度α（ｔ−ｉ）との差Δ
α（但し、Δα−１α−α（ｔ−１）　　ｌ　）と、予
め設定した１ｆ容変動値αＯとを比較し、上記開度差Δ
αが許容変動値α０以下の場合（Δα〈α０　）　、３
１０３へ進み、また、開度差Δαが許容変動値αＯを越
えている場合（乙α≧α０）、ルーチンを外れる。

５１０３へ進むと、上記エンジン回転数Ｎと前回のルー
チンで算出したエンジン回転数Ｎ　（ｔ−１）との差Δ
Ｎ（但し、ΔＮ＝　ｌ　Ｎ−Ｎ（ｔ−１）　ｌ　）と、
予め設定した￥［容変動値ＮＯとを比較し、回転差Δ１ Ｎが許容変動値Ｎｏ以下の場合（ΔＮ＜Ｎｏ　）、定常
運転と判断して５１０４へ進み、また、回転差ΔＮが許
容変動値ＮＯを越えている場合（、ｄＮ≧ＮＯ）、過渡
状態と判断してルーチンを外れる。

ぞして、５１０４へ進むと、設定サイクル数ｎにおいて
ザンブリングした吸気管圧力ＰＢの平均値ＰＨを求め（
ＰＨ−Σ　ＰＢ　／ｎ　）　、３１０５Ｆ、前回のルー
チンで算出した推定吸入管圧力Ｐ　（ｔ）と上記平均吸
入管圧力ＰＨとに基づき吸入管圧力補正値Ｋｌ）を以下
の式から求める。

Ｋｐ　＝　（ＰＨ−Ｐ（ｔ）　）　／Ｐ（ｔ）　　　・
・・（１）そして、５１０６で、上記スロットル開度α
と上記エンジン回転数Ｎとをパラメータとして構成する
圧力補正値マツプＭＰＫｐの該当領域に上記吸入管圧力
補正値Ｋｐを格納する。

次いで、８１０７で、上記推定吸入管圧力Ｐ　（ｔ）と
上記吸入管圧力補正値Ｋｐとに基づき、補正吸入管圧ノ
ＪＰＮを次式から設定する。

ＰＮ＝Ｐ（ｔ）　　　（１＋Ｋｐ）　　　　　・・・（
２）ぞして、８１０８で゛、上記補正吸入管圧力ＰＮと
上２ 記スロットル開瓜αどをパラメータとして、スロットル
バルブ通過空気量マツプＭ　ｐ　ＱＨＡＴからスロット
ルバルブ通過空気量Ｑ　ＨＡＴを設定する。また、５１
０９では、上記補正吸入管圧力ＰＮとエンジン回転数Ｎ
とをパラメータとして、筒内吸入空気量マツプＭ　ｐ　
ＱＨＡＰから筒内吸入空気Ｍ　Ｑ　ＭＡＰを設定する。

上記スロットルバルブ通過空気量マツプＭＰＱＨ訂、上
記筒内吸入空気量マツプＭ　Ｐ　ＱＨＡＰは、補正吸入
管圧力ＰＮとスロットル開度α、補正吸入管圧力ＰＮど
エンジン回転数Ｎをそれぞれパラメータとする三次元マ
ツプであり、上記パラメータにより特定される領域には
、予め実験などから求めたスロットルバルブ通過空気量
データ、筒内吸入空気量データがそれぞれ格納されてい
る。

そして、５１１０で、スロットルバルブ通過空気量Ｑ　
）ＩＡＴと上記筒内吸入空気ｉ　Ｑ　ＭＡＰと、前回の
ルチンで算出した推定吸入管圧ノＩＰ（ｔ）、および、
吸気温セン１す６の出力信号に基づいて設定した吸気温
１−に基づいて、次回のルーチンで使用する推定吸入管
圧力Ｐ（ｔ＋１）を次式から求める。

Ｐ（ｔ＋１）　＝Ｋ　（ＱＨＡＴ　−（ＩＡＰ　）　−
１−Ｐ（ｔ）　　・・・（３）但し、係数には、吸気温
Ｔの関数である（Ｋ−ｆ（Ｔ））。

ぞして、５１１１で、上記推定吸入管圧力Ｐ（ｔ＋１）
にて、ＲＡＭ２４の所定アドレスに格納されてい（ｔ＋
１）　）　、ルーチンを外れる。

ところで、第５図は吸気系モデルを示すもので、ヂャン
バボリュームＶ内の空気ｉＭは、現在の空気ＩＭ（ｔ）
に、流入する空気量（スロットルバルブ通過空気ｆｆ１
）　ＱＨ＾■と気筒内へ供給される空気量（筒内吸入空
気１ｔ）ＱＨＡＰとの差を加えた値、すなわち、 Ｍ＝Ｍ（ｔ）　＋（ＱＨＡＴ　−ＱＨＡＰ　）　　　・
・・（４）で表わすことができる。

また、ヂャンバボリュームＶ内の状態方程式は、Ｐ・Ｖ
＝Ｍ　−Ｒ−Ｔ　　　　　　　　　・・・（５）Ｐ：チ
ャンバ内圧力 Ｒ：ガス定数 Ｔ：吸気温度 であり、上記（４）　、　（５）式からチャンバ内圧力
Ｐは、 ■ で求めることができる。

時間的要素を考えた場合、８°Ｔ（Ｍ（ｔ））は現在の
チャンバ内圧力Ｐ　（ｔ）であるため、上記（６）式左
辺のＰを次式のチャンバ内圧力ＩＰ（ｔ＋１）と考えれ
ば、上記（６）式は、 　　−Ｔ Ｐ（ｔ＋１）−（ＱＨＡＴ−ＱＨＡＰ）＋Ｐ（ｔ）■ ・・・（７） と変形することができる。

また、ガス定数ＲとチャンバボリュームＶを一−Ｔ 定と考えれば、　　　は吸気温度Ｔについての関数とな
り、したがって、上記ヂＸ・ンバ内圧力Ｐ（ｔ４１）は
、ス［１ットルバルブ通過空気量Ｑ　ＨＡＴと筒内吸入
空気量Ｑ　ＭＡＰと吸気台１□１度丁が設定されれば求
めることができる。

５ したがって、推定されるチャンバボリュームＶ上記（３
）式によって導ぎ出すことかできる。

また、上記スロットルバルブ通過空気量Ｑ　ＨＡＴは、
エンジン回転数Ｎと無関係に、スロットル開口面積（ス
ロットルバルブ開度）と吸入管圧力との間で一定の関数
関係を有している。一方、上記筒内吸入空気量Ｑ　ＮＡ
Ｐは、吸入管圧力とエンジン回転数との間に一定の関数
関係を右している。したがって、これらをパラメータと
して上記スロットルバルブ通過空気９ＱＨＡＴと筒内吸
入空気ｔＱＭ八Ｐをマツプ化することができる。

上記スロットルバルブ通過空気ｉ　Ｑ　ＨＡＴと上記筒
内吸入空気量Ｑ　）ＩＡＰを設定する際のパラメータと
なる吸入管圧力は、上記５１０７で設定されるが、５１
０５において、実測された吸入管圧力ＰＢの平均値Ｐ）
Ｉと推定された吸入管圧力Ｐ　（ｔ）との偏差Ｋｐを求
め、上記５１０７で、Ｌ記推定吸入管圧力Ｐ（ｔ）を上
記偏差Ｋｐで補正しているため、スロットルバルブ７の
製造、組付り誤差、あるいは、経時劣６ 化に対応した実質的な吸入管圧ノコ（補正吸入管圧力Ｐ
Ｎ　）を設定することができる。

また、実測による吸入管圧力ＰＢを平均化処理している
ため、吸気干渉などによる圧力変動の影響が少ない。

（燃料噴射制御手順） 第１図に示すように、まず、５２０１で、スロットル開
度αとエンジン回転数Ｎを算出し、５２０２で、上記ス
ロットル開度αとエンジン回転数Ｎとをパラメータとし
て、圧力補正値マツプＭＰＫｐに基づぎ現在の圧力補正
値Ｋ　ｐＮＥＷを設定する。

そして、５２０３で、上記圧力補正値Ｋｐと、前述した
制御プログラムの８１１１で格納した推定吸入管圧力Ｐ
　（ｔ）とに基づき、補正吸入管圧力ＰＮを前記（２）
式から求める。

そして、５２０５で、上記筒内吸入空気量Ｑ　ＭＡＰと
Ｊンジン回転数Ｎとに基づき基本燃Ｆ３１．Ｉ＠射量Ｔ
ｐを次式から設定する。

Ｔｐ　　＝　　Ｋ　　−ＱＨＡＰ　　／Ｎ　　　　　　
　　　　　　　　・・・　（８）Ｋ：定数 その後、８２０６で、上記基本燃料噴射量Ｔｐを冷却水
温、加減速補正などに基づく各種増領分補正係数ＣＯ［
［、および、０２セン勺１１の出力信号に基づいて設定
した空燃比フィードバック補正係数ＫＦＢなどで補正し
て燃料噴射ｆｆ１Ｔｉを設定しくＴ＝　Ｔ　Ｉ）　ＸＣ
０ＥＦＸ　Ｋ　ＦＢ）　、所定タイミングで、上記燃料
噴射ｆｆ１Ｔｉに対応する駆動パルスをインジェクタ９
へ出力し、ルーチンを外れる。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、スロットルバル
ブ通過空気量、および、筒内吸入空気量を設定する際の
パラメータどなる吸入管圧力を、推定吸入管圧力を実測
による吸入管圧力と推定による吸入管圧力との偏差に基
づいて設定した圧力補正値で補正した値で設定したため
、α−Ｎ制御において、気筒に供給される吸入空気量を
スロットルバルブなどの制御誤差、組付（プ誤差、経時
劣化の影響を受けることなく正確に推定することができ
、空燃比制御制爪を大幅に向上させることができる。

また、吸入管圧力検出手段で検出した吸入管圧力を設定
サイクルごとに平均化処理しているので、吸気干渉など
による圧ノｊ変動の影響を受りることなく、正確に計測
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図以下は本発明
の一実施例を示し、第２図はエンジン制御系の全体概略
図、第３図は圧力補正値の設定手順を示１フ［コーチヤ
ード、第４図は燃料噴射量の設定手順を示寸フローヂャ
−１へ、第５図は吸気状態を示す概念図である。 Ｋｐ・・・吸入管圧力補正値、Ｍｌ・・・スロットルバ
ルブ通過空気量設定手段、Ｍ２・・・筒内吸入空気量設
定手段、Ｍ３・・・推定吸入管圧力設定手段、Ｍ４・・
・吸入管圧力平均化処理手段、Ｍ５・・・圧力補正値設
定手段、Ｍ６・・・補正吸入管圧力設定手段、Ｍｌ・・
・基本燃料噴射量設定手段、Ｍ　ＨＰＫＰ・・・圧力補
正値マツプ、Ｎ・・・エンジン回転数、ＰＢ・・・吸入
管圧力、量、ＱＨＡ’ｒ・・・スロワ１ヘルバル１通過
空気量、Ｔｐ・・・基本燃斜噴ＤＡ吊、α・・・スロッ
トルバルブ開度。 ＰＭ・・・平均吸入管圧力、ＰＮ・・・補正吸入管圧力
、Ｐ　（ｔ）・・・推定吸入管圧力、Ｑ　ＭＡＰ・・・
筒内吸入空気１つ ０ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　スロットルバルブ開度と補正吸入管圧力設定手段で設
   定した補正吸入管圧力とに基づいてスロットルバルブ通
   過空気量を設定するスロットルバルブ通過空気量設定手
   段と、 上記補正吸入管圧力とエンジン回転数とに基づいて筒内
   吸入空気量を設定する筒内吸入空気量設定手段と、 上記スロットルバルブ通過空気量と上記筒内吸入空気量
   との差に基づいて吸入管圧力を推定する推定吸入管圧力
   設定手段と、 吸入管圧力検出手段で検出した設定サイクルごとの吸入
   管圧力を平均化して平均吸入管圧力を設定する吸入管圧
   力平均化処理手段と、 上記推定吸入管圧力と上記平均吸入管圧力との偏差に基
   づいて吸入管圧力補正値を設定するとともに、スロット
   ル開度とエンジン回転数とをパラメータとする圧力補正
   値マップに上記吸入管圧力補正値を格納する圧力補正値
   設定手段と、 上記推定吸入管圧力を上記吸入管圧力補正値で補正して
   補正吸入管圧力を設定する補正吸入管圧力設定手段と、 上記筒内吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて基本
   燃料噴射量を設定する基本燃料噴射量設定手段とを具備
   することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。