JPH04502352A - 燃料量を定める方法 - 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】 燃料量を定める方法 本発明は、行程当たり内燃機関に供給される燃料量を定める方法に関する。

従来技術 以下に従来から知られている方法を第１１図に図示した従来の装置に基づき説明 する。この装置は、制御値を定める手段１１、非定常な変砒値を定める手段１２ 、閉ループ制御手段１３並びに、絞り弁１５、噴射弁装置１６、吸気管１８の圧 力センサ１７、排気管２０に配置されたラムダセンサ１９を有する内燃機関１４ を備えている。まず、内燃機関１４が開ループで駆動されるとする。この場合に は、制御値を定める手段１１からの信号だけが噴射弁装置１６に作用する。制御 値を定める手段１１には、運転量、特に絞り弁１５の設定角並びに回転数の値が 入力され、続いてこの手段１１により噴射時間信号が出力される。

入力信号として制御値を定める手段１１に吸気管の圧力センサ１７からの圧力信 号のみを入力させることもできる。噴射時間はほぼ測定された圧力に比例して調 節される。全負荷領域に対しては、噴射時間信号が好ましくは運転量の値に基づ き特性マツプ値から読みだされる値で補正される。

このように噴射時間を大ざっばに制御するのでは所望の排ガス特性を得るのに不 十分であることが多い。これはラムダセンサ１９並びに閉ループ制御手段１３を 用いて改良することができる。このためにラムダセンサ１９からのラムダの実際 値が比較部２１においてラムダの目標値と比較され、その差値が制御偏差として 閉ループ制御手段１３に入力される。閉ループ制御手段は制御偏差に従って制御 係数ＲＦで表される操作値を出力する。この制御係数は制御値を定める手段１１ により出力される値と操作値結合部２２において乗算される。このような閉ルー プ制御回路により、制御値だけでは所望のラムダ値を得ることができない様な制 御値を補正し、その目的を達成さ、せることが可能になる。

噴射すべき燃料量を単に開ループ制御するか、あるいは予め開ループで制御値を め閉ループ制御を重畳させるかに無関係に、制御値を定める手段１１から出力さ れる値は通常定常的な運転状態に対して定められる。しかし第１の定常運転状態 と第２の定常運転状態の間に例えば加速が行われると、当面加速濃化が必要にな ってくる。この例に示した非定常状態あるいは他の非定常状態を処理することが できるようにするために、非定常な変化値を定める手段１２が設けられる。運転 量の値が大きな勾配で変化すると、非定常な変化値を定める手段１２により時系 列的な値が出力され、この値が非定常補正部２３において制御値と結合される。

この非定常補正は、開ループだけの制御装置あるいは閉ループ制御を重畳させる 開ループ制御の装置に設けることができる。全ての使用例において、それぞれ新 しい非定常的な応答関数を発生させる多数の非定常的な条件が短時間の間に現れ るような場合には特に問題となる。それにより通常互いに好ましくなく助長しあ ったりあるいは相殺する重なり合いが発生する。

このような重なりを回避するために、同じ方法、即ち運転状態が定常的かあるい は非定常的かを区別することなく同じ方法で制御値をめる試みがなされている。

このような方法が、「タイセン（Ｍ、　Ｔｈｅｉｓｓｅｎ）、ブラウン（Ｈ，− ５ｔ、　Ｂｒａｕｎ）、クレーマ（Ｑ、　Ｋｒａｅｍｅｒ）の非定常特性、エン ジン調節時の新しい核心　第１回アーへナコロキュウム（Ａａｃｈｅｎｅｒ　Ｋ ｏｌｌｏｑｕｉｕｍ）会議録　自動車とエンジン技術（Ｆａｈｒｚｅｕｇ−ｕｎ ｄ　Ｍｏｔｏｒｅｎｔｅｃｈｎｉｋ）８７　アーヘン　１９８７年ｌＯ月」の論 文に記載されている。

何も具体的な手段を取らない時非定常状態において制御値を定める場合に発生す る誤差には、更新誤差、位相誤差及び管壁産膜誤差が挙げられる。更新誤差は従 来の方法で処理される。即ち次の行程で供給される燃料量を計算した後に非定常 状態が発生し、この結果を考慮する新しい燃料量ふ吸気行程終了前に計算に入れ ることができるときには、後噴射を行うことによって処理している。管壁産膜誤 差は個々に種々の運転量の値に従って計算される。位相誤差は、エアフローメー タにより燃焼に吸入される空気だけでなく吸気管の圧力を増大させる空気も測定 されてしまうことによって発生する誤差である。この位相誤差はエアフローメー タの信号の勾配を吸気管圧力の勾配に合わせることにより補償される。従って吸 気管圧力が測定され燃焼のため行程あたり吸入される空気量がこの吸気管圧力を 用いて定められる。

エアフローメータの信号の勾配を圧力センサの信号の勾配に合わせることにより 位相誤差を補償することができることにより、この方法は非定常状態において燃 焼のために吸入される空気量を測定された吸気管圧力から直接求めている従来程 度に補償をしていないということも知られている。

本発明の課題は位相誤差を更に回避することができる行程あたり内燃機関に供給 される燃料量を定める方法を提供することである。

発明の利点 本発明は特許請求の範囲第１項と第１０項に記載の特徴により示される。請求の 範囲第１項に記載の方法の好ましい実施例並びに改変例が請求の範囲第２項から 第９項に記載されている。

両方法は別々にあるいは好ましくは互いに一緒にして用いることができる。点火 時点も更に補正する方法が請求の範囲第１１項に記載されている。

請求の範囲第１項に記載の方法は以下のことを特徴とする。

即ち燃焼あたり吸入される空気量が現時点で測定された吸気管圧力からめられる のではなく、次の行程時にどのような吸気管圧力が得られるかが予測的にめられ 、空気量の計算がこの前もって計算された吸気管圧力を用いて計算されることで ある。この方法では、非定常的な変化時板気管圧力は行程ごとにかなり顕著に変 動し、従って次の行程時に供給される燃料量は予測される吸気管圧力を計算にい れた時にかなり良好な制御値を得ることができるという認識が利用されている。

請求の範囲第１０項に記載の方法は、吸気管圧力を用いてめられた空気量が、特 に温度の影響を考慮した補正値で補正されることを特徴としている。燃焼のため に吸入される空気量は圧力状態に基づいて本来予想される空気量と一致しないこ とが明らかになっている。この場合、圧力状態は空気体積の流れを変化させる。

が、空気量の流れを変えるものではない。

所定の体積に存在する空気量は吸入された空気の温度に関係する。しかし内燃機 関の温度状態は非定常的な変化時変化する。補正値と運転量の値の関係は予め定 められる。この予め定められた関係はまず吸気管圧力を用いて定められた空気量 圧力を定めるために種々の観点に従ってそれぞれ好ましい変形例が示される。

これからの吸気管圧力を計算することができるためには、吸気管圧力が時間的に 所定の関数に従って変化すると仮定しなければならない。最も簡単な場合は線形 な変化とすることができるが、変化に対して１次の応答関数を用いると計算され た値と測定された値の偏差が最も少なくなることが明らかになっている。このよ うな関数は４つのパラメータを有する。これらのパラメータは例えば外乱発生時 点と吸気管圧力を前後する３つのサイクルにねたうて（現時点のサイクルも含め る）測定し、値を格納し、続いて４つの測定結果からパラメータの現時点の値を 計算することによりめられる。このような応答関数を用いて次の行程時に予想さ れる吸気管圧力がめられる。この方法は、常に現時点の値を用いて、従って特性 マツプ値を用いることなく動作することを特徴としており、特に絞り弁の設定角 度が変化することにより流れ断面が変化した後見にそのような変化が無い時に精 度が高くなる。しかし断面が継続的に変化すると、応答関数のパラメータも継続 的に変化し、計算時には前の値が用いられることにより十分な精度を得ることが できなくなる。

後者の場合更に精度のある方法は、現時点の吸気断面、現時点の回転数、並びに 現時点の吸気管圧力に基づいてのみ次の行程で予想される吸気管圧力をめる方法 である。このような実際性は、各計算サイクルの開始時が応答関数の開始時とし てセットされ、特性マツプ値、具体的には応答関数の最終値を定める特性マツプ 値並びに応答関数の時定数の特性マツプ値を用いた時に可能になる。時定数のパ ラメータは現時点の吸気管圧力をめることにより定められる。吸気管圧力をめる のは、吸気管圧力を測定するか、あるいは再帰式において前のサイクルで次の圧 力として計算された吸気管圧力を現時点の吸気管圧力として用いることによりめ られる。最初の方法は現時点の吸気管圧力が常に確実に正しい値で得ることがで きるという利点があるが、圧力センサ、即ち比較的高価な部品が必要であるとい う欠点がある。第２の方法は圧力センサは不用でないという利点があるが、再帰 式から得られた圧力が現時点の圧力とわずかに異なってしまう。

吸気管圧力を測定すると、好ましい実施例によれば特性マツプ値の値を適応させ ることが可能になる。空気流量を測定すると更に適応が可能になる。

前もって計算された空気量を用いると、供給される燃料量だけでなく点火時点も 決められるという好ましい結果が得られる。

図面 以下図面に示された実施例に基づき本発明の詳細な説明す応した吸気管圧力の変 化、それに対応した温度に関係する空気量の変化並びに管壁産膜の燃料量の変化 を時間に関係して示した図である。

第５図はブロック図で示した好ましい方法の流れを示す図である。

第６図から第８図は次のサイクルで予想される吸気管圧力を定める部分の方法の 流れを示す図であり、第６図の流れではフローチャート図として、第７図及び第 ８図ではブロック図として図示されている。

第９図は適応方法を説明するフローチャート図である。

第１０図は吸気行程と計算サイクル間の時間的な関係を説明する図である。

実施例の説明 以下の説明では、吸入される空気の流れ断面を調節するために第１０図の絞り弁 に相当する絞り弁が設けられるものとする。従って流れ断面の代わりに絞り弁角 度を用いることができる。断面を調節するのに絞り弁の代わりに他の装置、例え ばスライダあるいは薄片装置を用いる時には、絞り弁角度の代わりにスライダ移 動量あるいは薄片角度が用いられる。また以下では燃料供給は噴射弁装置を用い て行われるものとする。しかし他の燃料供給装置、例えば吸気行程あたり吸入さ れた空気量に対して所定の燃料量が計量されるように構成されたキャブレター等 を用いることができる。更に以下で説明される方法に従って計算される値は燃料 量の開ループ制御だけではなく閉ループ制御を重畳させる前もって行われる開ル ープ制御にも用いることができるものである。

好ましい実施例を第１図から第５図を用いて概略説明する。

第１図には絞り弁角度αが時間ｔに関して図示されている。

時点ｔｏにおいて絞り弁角度は前の定常的な値から前よりも大きな断面開口に対 応する新しい定常的な値に飛躍的に変化する。

開口断面が増大することにより絞り弁角度が変化した後吸気管圧力が上昇する。

具体的にはほぼ１次の応答関数、すなわち ｐＳ（ｔ）　！ｐＳ（ｔｏ）　＋　（ｐＳｔａｔ（ｔｏ）−ｐＳ（ｔＯ）　・の 式に従って上昇する。

第２図には吸気管圧力ｐＳ　（ｔ）の時間的な変化が図示されている。これを用 いて今の時点よりも期間Δｔ（ω）だけ後の時点で吸気管圧力がどんな値となっ ているかを予測することができる。この期間が第２図に同様に図示されている。

以下で注意すべきことは、吸気管圧力を現時点で計算する場合予測は所定の時間 幅ではなく所定のクランク角幅にわたって行なわなければならないことである。

予測時間幅は従って回転数ωに関係する。まず簡単のために、予測時間幅は７２ ０°のクランク角幅、すなわちそれぞれ所定のシリンダの２つの吸気行程間の距 離に対応しているとする。それぞれシリンダの計算サイクルの数はこのシリンダ の吸気行程の数に一致している。

各現時点の計算サイクルを以下ではｎの符号で示す。

第５図によれば吸気管圧力の計算は圧力計算手段２４において行なわれる。現時 点の計算サイクルｎでそれぞれ注目しているシリンダの次の吸気行程で予想され る圧力ｐＳ（ｎ＋１）が計算される。計算の例は後で第６図から第８図を参照し て説明する。

第５図から、次の行程の吸気管圧力ｐＳ（ｎ＋１）から次の吸気行程で吸入され ると予測される暫定的な空気量ｍＬＶ（ｎ＋１）が計算されていることが理解さ れる。この空気量は全負荷領域ではほぼ吸気管圧力に比例することが知られてい る。実施例では暫定的な空気量ｍＬＶ　（ｎ　＋　１）は空気量マツプ値２５か ら読み出され、具体的には計算された吸気管圧力ｐＳ（ｎ＋１）、回転数ω、エ ンジン温度Ｔｗの値を介してアドレスされる。

吸気管圧力ｐＳ　（ｔ）の関数となる暫定的に計算された空気量ｍＬＶ　（ｔ） の時間的な経過が第３図に図示されている。第３図には他の空気量、具体的には 温度に関係した空気量ｍＬＴ（１）が図示されている。このｍＬＴ（ｔ）は暫定 的な空気量に加算されそれにより現時点に燃焼のために吸入される空気量ｍＬ（ ｔ）が得られる。温度に関係した空気量ｍＬＴ（ｔ）は温度補助量ΔＴ　（ｔ） を用いて計算される。そのために第５図では温度補助量マツプ値２６から計算サ イクルｎでの絞り弁角度、回転数並びにエンジン温度の値を介してアドレスされ て補助量ＴＳｔａｔ　（ｎ）、ｈｌ　（ｎ）、ｈ２　（ｎ）が読み出される。こ の読み出された値は再帰計算手段２７により次の値ΔＴ（ｎ＋１）に換算され、 これが常数ｋＴ並びに暫定的な空気量ｍＬＶ（ｎ＋１）で乗算され、このように して得られた温度に関係した空気量ｍＬＴ　（ｎ　＋　１）が暫定的な空気量ｍ ＬＶ（ｎ＋１）に加算される。

このようにしてめられた吸気管から吸入される空気量ｍＬ（ｎ＋１）からこの空 気量に付加される燃料量が計算され、それにより所定のラムダ値が得られる。第 ５図によればこの計算は割算部２８において行なわれる。このようにして計算さ れた燃料量は、吸入された空気量に付加される正確な量とはなっていない。とい うのは燃料の一部はざらに管壁産膜として用いられるかあるいは第１図と異なり 加速ではなく減速が行なわれるときには燃料が管壁産膜から得られるからである 。吸入された空気量ｍＬ（ｎ＋１）から計算される燃料量は従って暫定的な燃料 量ｍＫＶ（ｎ＋１）となる。

この暫定的な燃料量ｍＫＶ（ｔ）の時間的な特性が第４図に図示されている。同 図においては管壁産膜にさらに噴射すべき燃料量ｍＫＵ（ｔ）が図示されている 。現時点で噴射される燃料量ｍＫ（ｔ）は暫定的な燃料量と管壁産膜に必要な燃 料量の合計である。この合計の形成が第５図にも図示されている。

全体の処理は次のようにして行なわれる。すなわち絞り弁角度から吸気管圧力が 計算され、この吸気管圧力を用いて吸入される空気量が暫定的にめられ、この暫 定的な値が温度に関係した値で補正され、補正された値から所定のラムダ値を得 るに必要な燃料量が計算され、この燃料量が管壁産膜を用いて補正され、現時点 の行程に続く次の行程に対して実際に噴射される燃料量がめられる。

次に第６図から第８図を参照して圧力の計算がどのようにして行なわれるかの実 施例を説明する。第６図から第８図に基づいたすべての３つの方法に対して基礎 になるのは第２図並びに式（１）で示した１次の応答関数である。１次の応答関 数は絞り弁角度が突然変化した場合これまで調べた内燃機関において観察される 特性を最も正確に記述している。式（１）で示した１次の応答関数は、３つのパ ラメータ、具体的には最終圧力ｐＳｔａｔ、初期圧力ｐｓ　（ｔｏ）並びに時定 数ｋｐを有する。第６図の方法では、すべての３つのパラメータが圧力測定によ りめられることを特徴としており、一方策７図および第８図の方法では２つのパ ラメータがマツプ値からめられ、第３番目のパラメータが圧力測定により得られ るかないしは第３番目９７ぐラメータが再帰式を用いて定められる。変化時点１ ０は各計算サイクルで新たにＯに設定され、それによりｐＳ　（ｔｏ）　＝ｐＳ （ｎ）となる。

第６図の方法ではステップｓ１．６において現時点の計算サイクルで圧力ｐＳ　 （ｎ）が測定される。この新しく測定された値並びに前のサイクルで測定された ２つの値ｐＳ（ｎ−１）、ｐＳ（ｎ　−２）からステップ８２．６において式（ １）の３つのバラメー夕が定められ、さらに式（１）からｎ＋１のサイクル時点 における吸気管圧力ｐＳ（ｎ＋１）が計算される。ステップ８３．６では前回の サイクルの圧力値が前々回のサイクルの圧力値として処理され、また現時点のサ イクルの圧力値が前回のサイクルの圧力値として処理されるので、これらの２つ の値は、他の処理ステップを通過した後噴射すべき燃料量を計算するために次の サイクルで再びステップｓ１，６に達し測定された圧力が現時点の圧力となった ときに過去の値として用いられる。

上述した圧力計算方法では、絞り弁が第１図に図示したように飛躍的に変化した 時測定値と非常に正確に一致する圧力値が次のサイクルで得られる。この場合す べての測定点に対して同じ応答関数が適用され、従って３つのパラメータは不変 となっている。しかし測定点間で絞り弁角度が変化するとパラメータも変化する ので、異なる時点で異なるパラメータが適用されるが、ステップ５２．６では常 に同じ応答関数が適用されると仮定されている。

現時点のサイクル前に起こった絞り弁の変化は第７図および第８図に説明した方 法では問題とならない。これらの両方法では式（１）の３つのパラメータのうち ２つが、すなわち最終圧力と時定数ｋｐがマツプ値から読み出される。これらの 値は現時点のサイクルで得られる絞り弁角度αと回転数に関係している。定常圧 力マツブ値２８から値α（ｎ）とω（ｎ）を介してアドレスされる定常圧力ｐＳ ｔａｔが読み出され、また時定数マツプ値２９からこの値を介してアドレスされ るこの値で有効な時定数の値ｋｐ　（ｎ）が読み出される。定常圧力と時定数の 値が式計算手段３０に入力される。この手段３０にはさらに吸気管圧力の現時点 の値ｐＳ　（ｎ）が入力される。これらの測定値を用いて式（１）から第３のパ ラメータ１０が計算される。これが行なわれると、式（１）を用いて次のサイク ルで予想される吸気管圧力ｐＳ（ｎ＋１）が計算される。このようにこの方法で はすべての３つのパラメータが現時点に得られる測定値からのみ定められる。そ れにより非定常状態では第６図で説明した方法で得られるよりも精度は高くなる 。しかし定常運転ではマツプ値をめる必要がないので圧力値のみで計算される方 法が幾らか正確である。

第８図に図示した方法は非常に簡単な手段で行なうことができる。すなわち圧力 測定が必要でなく、内燃機関によって得られる絞り弁角度αと回転数ωの値だけ が用いられる。これらの値を用いて第７図に説明されたマツプ値がめられる。第 ８図に示した方法は第７図と異なり、吸気管圧力ｐｓ　（ｎ）が測定されず再帰 計算を行なう手段３１において再帰式から吸気管圧力がめられる事である。これ は以下の式％式％）） に従って行なわれる。

再帰式で得られる次のサイクルの吸気管圧力ｐＳ（ｎ＋１）は計算時次のサイク ルにおいて格納される。これが第８図でサンプルホールド回路３２で図示されて いる。次のサイクルではこのようにして計算された次のサイクルの圧力ｐＳ（ｎ ＋１）が現時点の圧力値ｐＳ　（ｎ）となる。式（１）の係数Ｇと時定数ｉｃｐ は互いに換算可能である。上述した方法は第７図の方法に比較して長短はあるが 、比較的高価な圧力センサが不要になるという利点が得られる。それに対して欠 点としては吸気管圧力計算値の誤差が累積される事である。というのは次のサイ クルに対して該当しない値が正しいと考えられる現時点の値として次の計算に用 いられてしまうからである。

第６図と第７図に記載の方法の比較においてすでに、第７図の方法並びにそれに 対応して第８図に記載の方法は、非常に実際的であることが説明された。しかし 、場合によってその内燃機関に対してあまり正確でない値が格納されたマツプ値 から値を読み出さなければならない点において少し欠点がある。

この欠点は、適応方法によって解決することができる。この方法の実施例を第９ 図を用いて説明する。

第９図の適応方法のステップｓ１．９において現在のサイクルｎで得られる吸気 管圧力ｐＳ　（ｎ）が測定される。ステップ５２゜９においてこの測定値が前回 のサイクルで次のサイクルに対して計算された圧力値と比較される。両値が所定 のしきい値ΔｐＳだけ相違すると、ステップ５３．９において、前回の計算によ り今回のサイクルで測定された値が得られるには、時定数Ｇがどのような値でな ければならなかったかが計算される。この値がめられると、絞り弁角度と回転数 の該当する値に対して格納された値が新しく計算された値の方向に補正される。

この補正がどのように行なわれるかは、ＤＥ３６０３１３７Ａ１を参照する。こ こには更に適応方法に関する文献が示されている。

ステップ５３．９の後あるいはステップ５２．９の判断で否の答のときステップ ｓ４゜９に達する。このステップでは、定常的な運転状態かどうかが判断される 。そうでない場合にはステップｓ１．９の処理に戻る。それに対して定常的な運 転状態である場合には、ステップ８５．９において定常圧力ｐＳｔａｔ　（α、 ω）が測定される。ステップ８６．９では、この測定値がアドレス量α、ωの現 在の値で格納された圧力値と所定のしきい値ΔｐＳｔａｔ以上相違するかどうか が判断される。相違する場合には、ステップｓ７，９においてマツプ値が測定さ れた値の方向に補正される。これに関する詳細は時定数マツプ値の補正に関して 述べたことが当てはまる。ステップ８７．９並びにステップ５６．９の判断で否 の答の場合ステップ８１．９の処理に戻る。

第６図、７あるいは８図、第９図の方法は一緒に用いることも可能である。例え ば、全ての方法を継続的に並列に動作させることかできる。前回の３つの測定前 に絞り弁が変化しなかった場合には、第６図の方法で計算された圧力値が用いら れる。

それに対してそのような変化があった場合には、第７図あるいは第８図の方法を 用いて計算された圧力値が用いられる。マツプ値の適応は上述した方法で継続的 に行なわれる。

従来技術の説明で、吸気圧が継続的に測定され現時点の吸　゛気圧から次の吸気 行程に対する噴射時間が計算される装置が量産されていると、説明した。このよ うな装置で制御値を定めるときの精度は、本発明の方法によりめられた吸気管圧 力を用いるとき、すなわち、現時点に測定された吸気管圧力でなく、シリンダの 次の吸気行程に対して予め計算された圧力を用いるとき、顕著な改良が得られる 。

第３図及び第５図を用いて既に簡単に説明したように、計算された値を温度に関 係した空気量ｍ　Ｌ　Ｔを用いて補正することにより更に改良が得られる。この ような手段は、上述した吸気圧を前もって計算しない場合も、すなわち、現時点 に測定された吸気管圧力が次のサイクルで得られる吸気管圧力として用いられる ときにも実施できる。

温度に関係した補正は、吸気管並びにエンジンが比較的冷えているときには、吸 気管並びにエンジンに流入する空気量は、吸気管が冷えてエンジンが暖まってＬ ｉして異なって分配される、との認識に立脚している。燃焼のためにエンジンに 流入する空気量は、吸気管圧力だけでなく、温度差にも関係する。このような温 度の影響による時間的な特性は、運転量の値に顕著に依存するパラメータ、すな わち定常温度ΔＴＳｔａｔのみを有する２次の応答関数を用いるとよ（近似でき ることが知られている。このような定常温度は、絞り弁角度、回転数並びにエン ジン温度の値を介してアドレス可能に格納されている。すなわちΔＴＳｔａｔ＝ ｆ　（ａ　（ｎ）、ω（ｎ）、Ｔｗ（ｎ））であり、再帰式は以下のようになる 。

ΔＴ（ｎ＋１）　＝　ｋｌ（ｎ）　・　（ΔＴＳｔａｔ　（ｎ）−ΔＴ（ｎ）） 　＋に２（ｎ）　・（ΔＴ（ｎ）−ΔＴ（ｎ−１））　（３）常数ｋｌ　（ｎ） 、ｋ２　（ｎ）も定常温度ΔＴＳｔａｔに対応して温度補助量マツプ値２６から 読み出すことができる。これらの量を用いて上述した式（３）が再帰計算手段２ ７において処理される。

暫定的に計算された空気量ｍ　Ｌ　Ｖの補正に用いられる補助量ΔＴは、簡単の ために温度のディメンジョンを有し、それにより補正される影響量が温度の影響 であるとすることができる。補正量もディメンジョンのないものにすることがで きる。

温度の他に振動のような他の作用は、上述した再帰式を変形することにより、例 えば３角法の振動関数で乗算することにより計算に入れることができる。

補正値を計算に入れて燃料が付加される空気量は、次のようになる。

ｍＬ（ｎ＋１）　−ｍＬＶ（ｎ＋１）　＋　（１＋ｋＴ　・ΔＴ（ｎ＋１））゛ 空気量ｍＬに対しても適応方法を用いることができる。そのために計算された空 気量ｍＬ（ｎ＋１）がｎ＋１のサイクルで現時点に吸気された空気量と比較され る。この測定は、空気流量を測定するエアフローメータを用いて行なわれる。流 量と吸気時間から吸入された空気量が得られる。現時点に吸入された空気量と計 算された空気量の差がしきい値を越えると、好ましくは、定常温度ＴＳｔａｔが 逆方向に計算され、補正された定常温度で正しい空気量が得られるようにされる 。続いて補正された定常温度がマツプ値２６に格納される。

計算された空気量ｍＬ（ｎ＋１）に基づき点火時点が調節されるとともにこの空 気量に付加される燃料量が計算される。点火時点の調節、通常の回転数−空気量 一点火時点のマツプ値を読み出すことにより行なわれる。好ましくは、このマツ プ値の読み出しは、現時点に測定された空気量値ではなく、前もって計算された 値を用いて行なわれる。マツプ値の代りに回転数と空気量の値から式を用いて点 火時点を計算することもできる。この場合も、計算は現時点の空気量の値ではな （、予想される値で行なうことができるという利点が得られる。

燃料量の計算は、空気量から所定のラムダ値λ５ｏｌｌ（ｎ＋１）を用いて割り 算部２７において行なわれる。空気量ｍＬ（ｎ＋１）を目標値で割り算すること により得られる燃料量は、暫定的な燃料量ｍＫＶ（ｎ＋１）である。二の量は暫 定的である。

というのは、燃料が増量される場合、どのぐらいの燃料が管壁産膜の形成にいっ てしまうかあるいは燃料が減量される場合にはどのぐらいの燃料が管壁産膜から 取り崩されるかを計算に入れなければならないからである。管壁産膜の補正は、 任意の従来の方法、好ましくはｒ　Ｃ，Ｆ、　Ａｑｕｉｎｏの５１集中燃料噴射 エンジンの過渡的なＡ／Ｆ制御特性（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　Ａ／Ｆ　Ｃｏｎｔｒ ｏｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　５１　Ｃｅｎｒａｌ　Ｆｕｅｌ　 Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅ）ＳＡＥ論文８１　０４９４　Ｓ、１−１５ Ｊに記載された方法に従って行なわれる。これによれば、Ｘを産膜形成率、τを 蒸発時定数として ｄｍＫＦ／ｄｔ　＝Ｘ−ｍＫＺ　−（１／　ｒ　）　・ｍＫＦの式に従って供給 される燃料量から管壁産膜の燃料量ｍＫＦの時間的変化が計算される。

これから管壁産膜に基づ（あるいは管壁産膜に移行する移行燃料量ｍ　Ｋ　Ｕと して次の式が得られる。

ｒ　（１−Ｘ）　（ｄ＋ＪＵ／ｄｔ）　＋　＋ｎＫＵ　＝　ｒ　・Ｘ　・（ｄ＋ ｎＫＶ／ｄｔ）現時点に噴射される燃料量ｍＫ（ｎ＋１）は、ｍｋ（ｎ＋１）　 ＝　ｍＫＹ（ｎ＋１）　十　ｍＫＵ（ｎ＋１）として計算される。

なお、上述した吸気管圧力あるいは温度の影響量を計算する応答関数並びに再帰 式は、これまでの測定で好ましいものであることが判明した単なる１例であるこ とに注意しておく。

具体的な使用例では、他の応答関数並びに関連する再帰式も現時点に測定された 関係をよりよく記述することができる。重要なのは、２つの処理が行なわれ、そ の各々が従来の方法を改善していることである。画処理は、それぞれ単独である いは一緒に用いることができる。一つの処理は、次の吸気行程でそれぞれ存在す る吸気管圧力が前もって計算されることでありゝ す、他の処理は、吸気管圧力が検出され后ソうかに無関係に温度作用モデルを用 いて補正されることである。

これまでは、簡単のためにそれぞれ個々のシリンダの吸気行程に対してそれぞれ 計算サイクルが行なわれ、従って４行程エンジンでは各シリンダに対してクラン ク角の７２０　’毎に計算が新しく行なわれている。４気筒４行程エンジンでは 吸気行程は、１８０°お互いにずれているだけなので、これは、全ての４シリン ダに対して個々に計算を行なわなければならず、各シリンダに対してそれぞれ前 回に計算した値でこのシリンダのそれぞれ次の値の計算に用いられる値を格納し なければならないことを意味する。各シリンダに対しては、条件が変化した場合 、特に絞り弁位置が変化した場合の適応は、７２０６毎しか行なわれない。従っ て理解のために簡単にした方法では種々の欠点を有することになる。

第１Ｏ図を参照して上述した欠点を解消する方法を説明する。

第１Ｏ図には、４つのシリンダＺｌから２２に対してそれぞれ吸気行程が同じ長 さの、すなわち同じクランク角範囲の矩形のブロックとして図示されている。そ れぞれ吸気管圧力は、吸気行程の中央で計算され、それにより噴射すべき燃料量 が定められる。各吸気行程の中央はそれぞれ１８０°お互いにずれている。この 中央にはマークＭｌからＭ４が印されている。マークＭｌは、シリンダＺ１に対 してどのぐらいの燃料量を噴射し、このシリンダが次の吸気サイクルでこの燃料 量を吸入することができるかを判断するクランク角を示す。図示した例ではマー クＭｌは、クランク角０″にあり、関連する吸気行程の中央は５４０°である。

燃料量の計算は、マークの一つが発生するよりも僅かクランク角度前に開始され 、それによりマークが発生したとき計算結果が得られるようにする。この前提の もとに、吸気管圧力に対する再帰式（２）の処理について説明する。

１８０”毎に吸気管圧力が計算されるので、時定数Ｇ（α（ｎ）、ω（ｎ））が 、それぞれの回転数で１８０°のクランク角が重なる期間で格納される。再帰式 （２）が一度計算されると、１８０得られる。しかし、興味あるのはマークＭ４ での吸気管圧力であるので、再帰は式（２）に従って更に２回実施しなければな らない。従ってマークＭｌが現れる直前に再帰式（２）を高速に３回連続して処 理しなければならない。このようにして、マークＭ１が現れたときには、マーク Ｍ４で存在するシリンダＺｌの吸気行程に対して噴射すべき燃料量の計算結果が 得られることになる。

各個々の再帰計算に対する中間結果を格納するのが好ましい。これは、以下の理 由による。最初再帰を用いたときの計算結果により初期値が形成され、マークＭ ２が発生する直前再帰が再び３回実施されたとき、それにより次のマークＭ１で シリンダＺ２の吸気行程に対して必要な燃料量が計算される。この初期値で再帰 式が一回用いられると、その結果は、マークＭｌが発生する直前再帰式を２回用 いた後に得られる結果と一致しなければならない。しかし、その間絞り弁位置が 変化したときには、一致は得られない。一致が得られない場合には、それにより 好ましくはシリンダＺｌの常に前の吸気行程に対すた量よりも燃料が少なくて済 む場合には、シリンダＺ１に対する次の噴射時差量が減算される。今の運転状態 で僅かの進み時間でしか動作していない場合、従ってマークＭ２が現れたときマ ークＭ４でシリンダＺｌの吸気行程に対する燃料がまだ噴射されていない場合に は、必要な燃料量を新たに計算する。

各再帰処理を１８０°ではなく、もワと小さい角度範囲、例えば６０°だけの範 囲をカバーするようにすることも可能である。そのときには、各６０″のクラン ク角毎に計算マークが出りＭｌからＭ４の内一つのマーク直前に行なわれた場合 には、再帰式を再度続けて実行し５４０　’のクランク角をカバーする時点での 吸気管圧力を予測するようにする。再帰処理でカバーされる角度範囲が小さけれ ば小さいほど、絞り弁角度が変化したときに対する適合はより現実的になるが、 それだけ計算の範囲は、最大の進み時間をカバーしているので例として選ばれた ものである。最大進み時間がもっと短いエンジンにこの方法を用いる場合には、 それに対応した狭い角度範囲だけ未来のものが計算される。

温度補助量ΔＴに対する式（３）を用いる場合、式（２）の処理に対して説明し たことが同様に適用される。

Ｆ　１ｇ　、１１　（虞４を幻苓ｉン 補正書の写しく翻訳文）提出ｉ！Ｆ（特許法第１８４条の８）平成３年６月　７ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）計算サイクルで行なわれる計算により吸気行程当たり内燃機関に供給される 燃料量を定める方法であって、燃焼のために吸気行程当り吸入される空気量を吸 気管圧力を用いて定め、 この空気量から管壁燃膜モデルを考慮し吸気行程当り供給される燃料量を定める 方法において、 現時点と計算が行なわれる吸気行程間で空気吸入断面が変化しないとき、現時点 の吸気管圧力に基づいて得られる圧力によりそれぞれ吸気行程で存在する吸気管 圧力を計算することにより燃焼のために吸入される空気量を定めることを特徴と する燃料量を定める方法。 ２）各計算前に吸気管圧力が測定され、現時点と過去の時点での吸気管圧力値並 びに外乱発生後の吸気管圧力の既知の時間的特性から、計算しようとする吸気行 程で予測される吸気管圧力が計算されることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の方法。 ３）計算前に空気吸入断面を示す値と回転数が測定され、これらの測定値から定 常運転状態に対して得られる吸気管圧力並びに吸気管圧力の変化時定数が求めら れ、これらの値並びに現時点の吸気管圧力から吸気管圧力が計算されることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ４）現時点吸気管圧力が測定により求められることを特徴とする請求の範囲第３ 項に記載の方法。 ５）次の計算サイクルの吸気管圧力が再帰式から計算され、この再帰式では、前 の計算サイクルで次の計算サイクルの値として計算された吸気管圧力が現在の吸 気管圧力の値として用いられることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法 。 ６）定常運転状態の吸気管圧力に対するそれぞれの値が空気吸入断面を示す量並 びに回転数の現在の値を介してアドレス可能なマップ値から読み出されることを 特徴とする請求の範囲第４項又は第５項に記載の方法。 ７）定常運転状態での吸気管圧力が測定され、それぞれ測定された値がこの運転 状態に属するマップ値が比較され、比較値間の差が所定のしきい値を越えるとき にはマップ値が測定値の方向に補正されることを特徴とする請求の範囲第６項に 記載の方法。 ８）時定数のそれぞれの値が空気吸入断面を示す量並びに回転数の現在の値を介 してアドレス可能なマップ値から読み出されることを特徴とする請求の範囲第３ 項から第７項までのいずれか１項に記載の方法。 ９）現時点の吸気管圧力が測定され、この測定値が現時点で計算された値と比較 され、差が所定のしきい値を越えるときには計算値が測定値と一致するように時 定数が選ばれ、時定数のマップ値が計算値の方向に補正されることを特徴とする 請求の範囲第８項に記載の方法。 １０）計算サイクルで行なわれる計算により吸気行程当たり内燃機関に供給され る燃料量を定める方法であって、燃焼のために吸気行程当り吸入される空気量を 吸気管圧力を用いて定め、 この空気量から管壁燃膜モデルを考慮し吸気行程当り供給される燃料量を定める 、特に請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項に記載の方法において、 燃焼のために吸入される空気量を定める部分の処理が各計算サイクルで行なわれ る以下の工程、すなわち燃焼に吸入される暫定的な空気量を吸気管圧力から計算 する工程と、 制御すべき内燃機関に対して予め定められた運転量とそれぞれ関連する補正値間 の関係から温度の影響を考慮した空気量補正値を計算する工程と、 吸気管圧力から計算された暫定的な空気量を空気量補正値で補正する工程を有す ることを特徴とする燃料量を定める方法。 １１）各行程での点火時点が通常の方法で空気量の値から求められ、空気量の値 として予測的に計算された値が用いられることを特徴とする請求の範囲第１項か ら第１０項までのいずれか１項に記載の方法。