JPH0361649A - 内燃機関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〕 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

ディジタルコンピュータを用いて燃料噴射時間を計算す
る際には例えば吸気管負圧と機関回転数から求められる
基本燃料噴射時間、過渡補正係数、フィードバック補正
係数、吸気温補正係数、暖機増量係数、学習係数等の種
々のパラメータが使用され、これらの各パラメータは吸
気管負圧、機関回転数および機関冷却水温等から算出さ
れる。ところがこれらの各パラメータを算出するのに時
間を要し、更に算出された各パラメータから燃料噴射時
間を計算するのにも時間を要し、結局燃料噴射時間を計
算するのにかなりの時間を要することになる。その結果
、燃料噴射時間の計算を開始してから実際に燃料噴射が
行われるまでの時間が長くなるために特に過渡運転時に
は燃料噴射時間の計算開始時における吸気管負圧と実際
に燃料噴射が行われるときの吸気管負圧との差が大きく
なり、斯くして燃料噴射量が要求燃料噴射量に対してず
れてしまうという問題がある。また、燃料噴射時間を計
算するのに要する時間が長くなると他の演算を行えなく
なるという問題もある。

そこで過渡補正係数や吸気温？ｉＩ正係数等のパラメー
タを予め計算しておき、点火信号が発生したときに基本
燃料噴射時間を計算し、点火信号が発生した直後に燃料
噴射を開始すると共に燃料噴射時間の計算を開始するよ
うにした燃料噴射制御装置が公知である（特開昭６１−
１０６９３５号公報参照）。

この燃料噴射制御装置では燃料噴射開始直前に時間的に
変化量の大きい基本燃料噴射時間を計算するようにして
いるので燃料噴射量を要求燃料噴射量に近づけることが
できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこの燃料噴射制御装置のように燃料噴射を
開始したときに燃料噴射時間の計算を開始するようにし
た場合には燃料噴射時間が短かくなる機関低負荷運転時
に燃料噴射を停止すべきときまでに燃料噴射時間の計算
が完了せず、斯くして燃料噴射を制御できなくなるとい
う問題を生ずる。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば第１図の発
明の構成図に示されるように燃料噴射時間の計算に用い
るパラメータのうちで時間的に変化量が大きい一部のパ
ラメータの算出頻度を時間的に変化量が小さい残りのパ
ラメータの算出頻度よりも大きくした燃料噴射制御装置
において、燃料噴射時間を計算するために使用する燃料
噴射開始前の予め定められたクランク角度或いは予め定
められた期間を設定する設定手段Ａと、上記予め定めら
れたクランク角度或いは予め定められた期間内において
燃料噴射時間をほぼ一定時間毎に複数回計算する計算手
段Ｂと、これら複数回計算された燃料噴射時間のうちで
最後に計算された燃料噴射時間に基いて燃料を噴射する
噴射手段Ｃとを具備している。

〔作　用〕

燃料噴射開始前に燃料噴射時間の計算が完了しているの
で要求燃料噴射時間が短かくなったどしても計算された
燃料噴射時間に従って燃料が噴射制御される。また、燃
料噴射開始前に複数回計算された燃料噴射時間のうちで
最新の燃料噴射時間に基いて燃料噴射される。

〔実施例〕

第２図を参照すると、１は機関本体、２はピストン、３
はシリンダヘッド、４はピストン２とシリンダヘッド３
間に形成された燃焼室、５は点火栓、６は吸気弁、７は
吸気ボート、８は排気弁、９は排気ポートを夫々示す。

各吸気ポート７は対応する枝管ｌＯを介してサージタン
ク１１に接続され、各枝管１０には対応する吸気ポート
７内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１２が取付けら
れる。各燃料噴射弁１２からの燃料噴射は電子制御ユニ
ット３０の出力信号に基いて制御される。サージタンク
１１は吸気ダクト１３を介してエアクリーナ１４に連結
され、吸気ダクト１３内にスロット弁１５が配置される
。

各排気ポート９は排気マニホルド１６に接続され、排気
マニホルド１６内には０２センサ１７が取付けられる。

電子制御ユニット３０はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス３１によって相互に接続されたＲＯＭ
（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセ
スメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、
人力ポート３５および出力ポート３６を具備する。なお
、ＣＰＵ　３４にはバックアップＲＡＭ３３ａがバス３
１ａを介して接続される。機関本体１には機関冷却水温
に比例した出力電圧を発生する水温センサ１８が取付け
られ、この水温センサ１８の出力電圧はＡＤ変換器３７
を介して人力ポート３５に入力される。また、０２セン
サ１７の出力電圧はＡＤ変換器３８を介して人力ポート
３５に入力される。サージタンク１１にはサージタンク
１１内の絶対圧に比例した出力電圧を発生する絶対圧セ
ンサ１９が取付けられ、この絶対圧センサ１９の出力電
圧はＡＤ変換器３９を介して入力ボート３５に入力され
る。

また、吸気ダクト１３内には吸入空気温に比例した出力
電圧を発生する吸気温センサ２０が取付けられ、この吸
気温センサ２０の出力電圧はＡＤ変換器４０を介して入
力ポート３５に入力される。上死点センサ２１はクラン
クシャフトが１８０度回転する毎に出力パルスを発生し
、この出力パルスが入力ポート３５に入力される。また
、回転数センサ２２はクランクシャフトが３０度回転す
る毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポー
ト３５に入力される。この出力パルスからＣＰＵ　３４
において機関回転数が計算される。一方、出力ポート３
６は駆動回路４１を介して燃料噴射弁１２に接続され、
駆動回路４１において発生した燃料噴射信号が入力ポー
ト３５に入力される。

第２図に示す内燃機関では次式に基いて燃料噴射時間Ｔ
ＡＵが計算される。

ＴＡＵ＝　（ＰＭ＋ｆ（ΔＰＭ）　）　　・ＫＩＮＪ−
Ｆ［ＩＬＬ・（１）ＦｔｌＬＬ＝ＫＴＰ　−ＦＡＦ　−
ＦＴＨＡ　−ＫＧＸ　−（１＋ＦＷＬ＋ＰＡＳＢ）・・
・　（２） ここでＰＭはサージタンク１１内の絶対圧ｆ（ΔＰＭ）
はサージタンク１１内の絶対圧変化ΔＰＭに基いて計算
される過渡補正係数 Ｋ　Ｉ　Ｎ　Ｊは絶対圧を時間に換算するための係数Ｋ
ＴＰは（ＰＭ　＋　ｆ　（ΔＰＭ）　）を補正するため
の係数であって機関回転数とサージタンク１１内の絶対
圧の関数 ＦＡＦは０２センサ１７の出力信号に基いて変化するフ
ィードバック補正係数 ＦＴＨＡは吸気温変化に対する補正係数にＧＸはＦＡＦ
を１．０近傍に維持するための学習係数ＦＷＬは暖機増
量係数 ＰＡＳＢは始動後増量係数 また上記（１）式の過渡補正係数ｆ（ΔＰＭ）は次式に
基いて計算される。

ｆ（ΔＰＭ）＝Ｃ，・ΔＰＭ＋Ｃ２・（ΔＰＭ＋Ｃ３Σ
ΔＰＭ）ここでＣＩは機関回転数の関数 Ｃ２は機関冷却水温の関数 Ｃ５は１．０よりも小さい値の減衰係数このｆ（ΔＰＭ
）はΔＰＭが大きな値のときには急激に増大し、ΔＰＭ
が小さい値になるとゆっくり減少する。

ところで上記（１）、　　（２）式を用いて一度で燃料
噴射時間ＴＡＵを計算しようとするとかなりの計算時間
を要し、その結果燃料噴射量が要求燃料噴射量からずれ
たり、また他の演算を行えなくなるという問題を生ずる
。そこで予め上記（２）式のＦＵＬＬを計算しておき、
次いでこの計算されたＦ［ＩＬＬを用いて上記（１）式
のＴＡＵを計算するようにしている。このようにすると
ＴＡＵの計算時間が短かくなり、従ってＴＡＵの計算を
開始してから実際に燃料噴射を行うまでの時間を短かく
することができるので燃料噴射量を要求燃料噴射量に近
づけることができる。また、上記（２〉式の右辺の各パ
ラメータＫＴＰ、　ＦＡＦ、　ＦＴＨＡ、　ＫＧＨ，Ｆ
ＷＬ、　ＦＡＳＢの時間的な変化量は上記（１）式のパ
ラメータＰＭ。

ｆ（ΔＰＭ）の時間的な変化量に比べて小さく、従って
上記（２〉式のＦＵＬＬを予め計算しておき、これを用
いてＴＡＵを計算しても燃料噴射量が要求燃料噴射量に
対してほとんどずれることはない。

次に第３図に示すタイムチャートを参照して本発明によ
る第１実施例について説明する。

第３図を参照すると、前述したように上死点センサ２１
は１８０クランク角度毎に出力パルスを発生し、クラン
ク角センサ２２は３０クランク角度毎に出力パルスを発
生する。燃料噴射はクランク角センサ２２の出力パルス
が発生する予め定められたクランク角ＣＡ○において開
始される。クランク角がＣＡＯの９０度前になると許可
フラグがセットされ、クランク角がＣＡＯになると許可
フラグがリセットされる。従って９０クランク角度Ｔに
亘って許可フラグがセットされる。許可フラグがセット
されると燃料噴射時間ＴＡＵの計算がほぼ一定時間毎に
行われる。燃料噴射は最後に計算された燃料噴射時間Ｔ
ＡＵに基いて行われる。

第４図にメインルーチンを示し、第５図にサブルーチン
を示す。第４図を参照するとステップ５０においてサブ
ルーチンＩを呼んでサブルーチンＩを実行し、次いでス
テップ５１において前述の（２）式で表わされるＦ［Ｉ
ＬＬを計算する。次いでステップ５２ではサブルーチン
■を呼んでサブルーチン■を実行し、次いでステップ５
３ではサブルーチンＩを呼んでサブルーチンＩを実行す
る。次いでステップ５４ではサブルーチン■を呼んでサ
ブルーチン■を実行し、次いで再びステップ５０に戻る
。これらのサブルーチンの実行（ステップ５０．５２．
５３．５４゜５０．５２・・・）はほぼ一定時間毎に行
われ、これらサブルーチンを実行する間にＦＵＬＬが計
算される。なお、ＦＵＬＬは必ずしもメインルーチン内
で計算する必要がなく、メインルーチンに時間割込みす
る或いはクランク角割込みする他のルーチンで計算して
もよい。

第５図を参照すると、サブルーチンＩが実行されたとき
にはまず初めにステップ６１において許可フラグがセッ
トされているか否かが判別され、許可フラグがセットさ
れているときにはステップ６１に進んで前述の（１）式
で表わされる燃料噴射時間ＴＡＵが計算される。一方、
許可フラグがリセットされているときには燃料噴射時間
ＴＡＵの計算は行われない。一方、サブルーチン■が実
行されると許可フラグがセットされているか否かにかか
わらずに燃料噴射時間ＴＡＵが計算される。第４図を参
照して説明したようにサブルーチンはほぼ一定時間毎に
実行され、従って許可フラグがセットされると燃料噴射
時間ＴＡＵはほぼ一定時間に計算される。これに対して
許可フラグがリセットされるとサブルーチン■が実行さ
れても燃料噴射時間ＴＡＵの計算は行われず、サブルー
チン■が実行されたときのみ燃料噴射時間ＴＡＵの計算
が行われる。

通常運転時には第３図に示すように許可フラグがセット
されている間に燃料噴射時間ＴＡＵが複数回計算される
。しかしながら機関回転数が極度に高くなると許可フラ
グがセットされている間に燃料噴射時間ＴＡＵが一回し
か計算されない場合もあり得るし、又場合によっては燃
料噴射時間ＴＡＵが一回も計算されない危険性がある。

このように危険性を回避するためにサブルーチン■を時
折り実行するようにしている。

第６図は３０クランク角度毎の割込みルーチンを示して
おり、このルーチンはクランク角センサ２２が出力パル
スを発生する毎に実行される。

第６図を参照するとまず初めにステップ７０において噴
射が開始されるクランク角ＣＡ○（第３図）の９０度前
か否かが判別される。９０度前のときにはステップ７１
に進んで許可フラグがセットされ、９０度前でないとき
にはステップ７２に進む。ステップ７２では噴射タイミ
ングが否か、即ちクランク角がＣＡ○（第３図）である
か否かが判別される。噴射タイミングであるときにはス
テップ７３に進んで許可フラグがリセットされ、次いで
ステップ７４に進んで燃料噴射を開始すると共に最後に
計算された燃料噴射時間ＴＡＵに基いて噴射完了時期が
計算される。この場合、燃料噴射時間Ｔ　Ａ、　Ｕは既
に計算されており、計算するのは噴射完了時期だけであ
る。従って計算時間が極めて短かく、斯くして燃料噴射
時間が短かくなる機関低負荷運転時であっても燃料噴射
を停止すべきときまでに噴射完了時期を必ず計算するこ
とができる。

第７図に別の実施例のタイムチャートを示す。

この実施例は燃料噴射開始タイミングが機関運転状態に
応じて変化する場合を示している。この実施例では許可
フラグ２が予め定められたクランク角ＣＡＬから燃料噴
射が開始されるときまで期間Ｔに亘ってセットされ、こ
の間に燃料噴射時間ＴＡＵの計算が複数回行われる。

第８図は第７図に示す噴射制御を実行するためのメイン
ルーチンを示しており、第９図はこのメインルーチンに
より呼び出されるサブルーチンを示している。

第８図を参照するとメインルーチンでは各ステップ８０
，８１．８２・８３においてほぼ一定時間毎にサブルー
チンを呼んでサブルーチンが実行され、ステップ８０．
８ｉ、　８２．８３が完了すると再びステップ８０に戻
る。

第９図を参照するとサブルーチンではまず初めにステッ
プ９０において許可フラグ１がリセットされているか否
かが判別され、許可フラグ１がリセットされているとき
にはステップ９３に進む。一方、許可フラグ１がセット
されているときにはステップ９１に進んで前述の（２）
式で表わされるＦＬＩＬＬが計算され、次いでステップ
９２において許可フラグ１をリセットした後にステップ
９３に進む。

ステップ９３では許可フラグ２がセットされているか否
かが判別され、許可フラグ２がセットされているときは
ステップ９４に進んで前述の（１）式で表わされる燃料
噴射時間ＴＡＵが計算される。

次いでステップ９５において噴射開始時期および噴射完
了時期が設定され、これら噴射開始時期および噴射完了
時期を表わすデータが出力ポート３６を介して駆動回路
４１に供給される。駆動回路４１は噴射開始時期になる
と噴射開始信号を発生して燃料噴射を開始させる。また
、この噴射開始信号によって第１０図に示すルーチンが
割込み実行され、第１０図のステップ１００において許
可フラグ２がリセットされる。従って燃料噴射が開始さ
れると許可フラグ２がリセットされることがわかる。

また、クランク角がＣＡＩになると第１１図に示すルー
チンが割込み実行され、第１１図のステップ１１０にお
いて許可フラグ１がセットされた後にステップ１１１に
おいて許可フラグ２がセットされる。

この実施例においても燃料噴射前の一定期間Ｔ内におい
て燃料噴射時間ＴＡＵが複数回計算され、最後に計算さ
れた燃料噴射時間ＴＡＵに基いて燃料噴射される。

いずれの実施例においても燃料噴射時間ＴＡＵを計算す
る毎にＦＵＬＬを計算するのではなく、はとんどの場合
には予め計算されたＦＵＬＬに基いて燃料噴射時間ＴＡ
Ｕが計算される。このようにＦｔｌＬＬの演算頻度を小
さくすることによって他の演算のために十分な時間を付
与することができる。また、予めＦＲＩＬＬを計算して
おくことによって燃料噴射時間ＴＡＵの計算時間が短か
くなり、その結果燃料噴射開始前のクランク角度Ｔ或い
は期間Ｔにおいて複数回燃料噴射時間ＴＡＵを計算する
ことができる。この場合、燃料噴射時間ＴＡＵの計算を
限られたクランク角度Ｔ又は期間Ｔ内で行うようにする
ことによって他の演算のために十分な時間を付与するこ
とができる。また、複数回計算された燃料噴射時間ＴＡ
Ｕのうちで噴射開始直前において最後に計算された燃料
噴射時間ＴＡＵに基いて燃料噴射が行われるので燃料噴
射量を要求燃料噴射量に近づけることができる。

〔発明の効果〕

燃料噴射を開始する前に燃料噴射時間の計算が完了して
いるので要求燃料噴射時間が短かくなったとしても計算
された燃料噴射時間に従って燃料の噴射制御をすること
ができる。また、燃料噴射開始前に複数回計算された燃
料噴射時間のうちで最新の燃料噴射時間に基いて燃料が
噴射されるので燃料噴射量を要求燃料噴射量に近づける
ことができる。更に、燃料噴射時間の計算を予め定めら
れたクランク角度或いは予め定められた期間内において
行うことによって他の演算のために十分な時間を付与す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の構成図、第２図は内燃機関の全体図、第
３図は第１図の実施例のタイムチャート、第４図はメイ
ンルーチンを示すフローチャート、第５図はサブルーチ
ンを示すフローチャート、第６図は割込みルーチンを示
すフローチャート、第７図は第２図の実施例のタイムチ
ャート、第８図はメインルーチンを示すタイムチャート
、第９図はサブルーチンを示すフローチャート、第１Ｏ
図は割込みルーチンを示すフローチャート、第１１図は
割込みルーチンを示すフローチャートである。 １２・・・燃料噴射弁、　　１７・・・０２センサ、１
８・・・水温センサ、１９・・・絶対圧センサ、２０・
・・吸気温センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射時間の計算に用いるパラメータのうちで時間的
   に変化量が大きい一部のパラメータの算出頻度を時間的
   に変化量が小さい残りのパラメータの算出頻度よりも大
   きくした燃料噴射制御装置において、燃料噴射時間を計
   算するために使用する燃料噴射開始前の予め定められた
   クランク角度或いは予め定められた期間を設定する設定
   手段と、上記予め定められたクランク角度或いは予め定
   められた期間内において燃料噴射時間をほぼ一定時間毎
   に複数回計算する計算手段と、上記複数回計算された燃
   料噴射時間のうちで最後に計算された燃料噴射時間に基
   いて燃料を噴射する噴射手段とを具備した内燃機関の燃
   料噴射制御装置。