JPH0457854B2 - - Google Patents

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JPH0457854B2
JPH0457854B2 JP8062583A JP8062583A JPH0457854B2 JP H0457854 B2 JPH0457854 B2 JP H0457854B2 JP 8062583 A JP8062583 A JP 8062583A JP 8062583 A JP8062583 A JP 8062583A JP H0457854 B2 JPH0457854 B2 JP H0457854B2
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JP
Japan
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fuel
injection
acceleration
engine
signal
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JP8062583A
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Toshimitsu Ito
Kazuhiko Norota
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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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
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F02D41/105Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration using asynchronous injection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の加速時における電子制御
燃料噴射方法に係り、特にクランク角に同期して
燃料を噴射する同期噴射および、加速時にクラン
ク角と非同期で燃料を噴射する非同期噴射を行う
内燃機関の電子制御燃料噴射方法に関する。
〔従来の技術〕
従来より、インテークマニホールド内に突出す
るように各気筒毎に燃料噴射弁を設け、マイクロ
コンピユーターで各種センサから入力される信号
を処理して機関運転状態を判定し、運転状態に応
じた量の燃料を噴射する燃料噴射方法が知られて
いる。この燃料噴射方法においては、所定クラン
ク角毎に機間負荷(吸気管圧力または機関1回転
当たりの吸入空気量等)に応じた燃料を噴射する
同期噴射と、この同期噴射とは無関係のタイミン
グで燃料を噴射する非同期噴射とが行われる。
この内、機関加速時に行われる非同期噴射は、
加速時のエンジン応答性等を向上させるために行
われるもので、種々の方法が提案されており、例
えば、機関のスロツトル開度の変化率を求め、こ
の変化率が所定値以上のとき非同期噴射するもの
(特開昭58−48725号)や、吸入空気量の変化率が
所定値以上のとき非同期噴射するもの(特開昭55
−134718号)が知られている。このような、従来
の技術では加速状態を精度良く検出することに困
難性があるため、本出願人は、加速状態をいち早
く検出し応答性良く非同期噴射ができるよう、吸
入空気量の変化率の変化率(2回微分値)が所定
値を越れた場合に非同期噴射する方法を先に提案
している。(特願昭57−149203号) 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述した特開昭58−48725号公
報や特開昭55−134718号公報、特願昭57−149203
号等に記載の技術では、本来非同期噴射を必要と
しない加速が進んだ時点においても、非同期噴射
が実行され、適切な空燃比に制御できないという
問題点があつた。
そこで、本発明は、非同期噴射が要求される加
速初期を、機関負荷の、特に時間に関する3階微
分値を用いて精度良く検出し、加速初期にのみ非
同期噴射を実行させることにより、上記問題点を
解決することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するために、機関の
負荷を検出し、該負荷に応じた量の燃料をクラン
ク角に同期して噴射するとともに、前記検出され
た機関負荷の変化に基づき加速時か否かを判別
し、加速時であつて前記機関負荷の、特に時間に
関する3階微分値が負でない場合に前記クランク
角と非同期に所定量の燃料を噴射することを特徴
とする。
〔作用〕
本発明によれば、機関の負荷に応じた燃料量を
クランク角に同期して噴射するとともに、機関負
荷の変化からクランク角と非同期に燃料を噴射す
べき加速時を判定した際には、機関負荷の、特に
時間に関する3階微分値が負であるかどうかを判
断して、この3階微分値が負でない加速初期にか
ぎり前記非同期噴射を実行する。
その結果、本当に非同期噴射が要求される加速
時にのみ、非同期噴射が実行されるので、加速が
進んだときの空燃比の過補正を防止できる。
〔実施例〕
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。第1図は本発明が適用される内燃機関(エン
ジン)の一例を示す図である。エアクリナー(図
示せず)の下流側には吸入空気の温度を検出して
吸気温信号を出力する吸気温センサ2が取付けら
れている。吸気温センサの下流側にはスロツトル
弁4が配置され、このスロツトル弁4に連動しか
つスロツトル弁全閉時にオンスロツトル弁が開い
たときにオフとなるスロツトルスイツチ6が取付
けられている。スロツトル弁4の下流側には、サ
ージタンク8が設けられ、このサージタンク8に
スロツトル弁下流側の吸気管圧力を検出して吸気
管圧力信号を出力する圧力センサ10が取付けら
れている。サージタンク8は、インテークマニホ
ールド12を介してエンジンの燃料室14に連通
されている。このインテークマニホールド12に
は、燃料噴射弁16が各気筒毎に取付けられてい
る。エンジンの燃料室14はエキゾーストマニホ
ールドを介して三元触媒を充填した触媒コンバー
タ(図示せず)に連通されている。また、エンジ
ンブロツクには、エンジンの冷却水温を検出して
水温信号を出力する水温センサ20が取付けられ
ている。エンジンの燃料室14には、点火プラグ
22の先端が突出され、点火プラグ22にはデイ
ストリビユータ24が接続されている。デイスト
リビユータ24には、デイストリビユータハウジ
ングに固定されたピツクアツプとデイストリビユ
ータシヤフトに固定されたシグナルロータとで
各々構成された気筒判別センサ26およびエンジ
ン回転数センサ28が設けられている。気筒判別
センサ26は例えば720℃A毎に気筒判別信号を
マイクロコンピユータ等で構成された制御回路3
0へ出力し、エンジン回転数センサ28は例えば
30℃A毎にクランク角信号を制御回路30へ出力
する。そして、デイストリビユータ24はイグナ
イタ32に接続されている。なお、34は排ガス
中の残留酸度を検出して空燃比信号を出力する
O2センサである。
制御回路30は第2図に示すように、中央処理
装置(CPU)36、リードオンリメモリ
(ROM)38、ランダムアクセスメモリ
(RAM)40、バツクアツプラム(BU−RAM)
42、入出力ポート(I/O)44、アナログデ
イジタル変換器(ADC)46およびこれらを接
続するデータバスやコントロールバス等のバスを
含んで構成されている。I/O44には、気筒判
別信号、クランク角信号、空燃比信号、スロツト
ルスイツチ6から出力されるスロツトル信号が入
力されると共に、駆動回路を介して燃料噴射弁1
6の開閉時間を制御する燃料噴射信号およびイグ
ナイタ32のオンオフ時間を制御する点火信号が
出力される。また、ADC46には、吸気管圧力
信号、吸気温信号および水温信号が入力されてデ
イジタル信号に変換される。
上記のクランク角信号は波形整形回路を介して
I/O44に入力され、このクランク角信号から
エンジン回転数を表わすデイジタル信号が形成さ
れる。気筒判別信号は上記と同様にI/O44に
入力されてデイジタル信号に変換される。この気
筒判別信号は、クランク角信号と共に基本燃料噴
射パルス幅演算のための割込み要求信号、燃料噴
射開始信号、気筒判別信号等の形成に利用され
る。スロツトルスイツチ6からのオンオフ信号
は、I/O44の所定ビツト位置に送り込まれて
一時的に記憶される。また、I/O44内には、
プリセツタブルカウンタおよびレジスタ等を含む
周知の燃料噴射制御回路が設けられており、
CPU36から送込まれる噴射パルス幅に関する
2進のデータからそのパルス幅を有する噴射パル
ス信号を形成し、この噴射パルス信号を燃料噴射
弁16に順次または同時に入力して噴射弁を付勢
する。この結果、噴射パルス信号のパルス幅に応
じた量の燃料が同期または非同期で噴射される。
ROM38内には、メイン処理ルーチンプログラ
ム、燃料噴射パルス幅演算用の割込み処理ルーチ
ンプログラム、パーシヤルリーン補正係数等の係
数演算用の割込み処理ルーチンプログラム、その
他のプログラムおよび上記の各演算処理に必要な
種々のデータが予め記憶されている。
次に本発明の実施例について説明する。まず、
本実施例の非同期噴射について第3図〜第6図を
参照して説明する。この非同期噴射を実施するに
あたつては、ROM38に、非同期噴射用の第1
の量、第2の量に関するデータおよび第3図に示
すマツプを予め記憶しておく。このマツプは、全
閉状態のスロツトル弁が開かれた時点を基準とす
る時間を計数するためのカウンタのカウント値C
に対する基準値Lを定めたものであり、カウント
値Cが大きくなるに従つて基準値Lが段階的に大
きくなるように定められている。
第4図はメインルーチンを示すものであり、ス
テツプS2においてスロツトル信号に基づいてス
ロツトルスイツチ6がオフか否か、すなわちスロ
ツトル弁が開いているか否かを判断する。スロツ
トルスイツチがオンであればステツプS3でフラ
グXLLをリセツトした後次のルーチンへ進み、
スロツトルスイツチがオフであれば、スロツトル
スイツチオフでセツトされるフラグXLLがリセ
ツトされているかを判断する。フラグXLLがセ
ツトされていれば次のルーチンへ進み、フラグ
XLLがリセツトされていれば、すなわち前回ス
ロツトルスイツチがオンであれば、ステツプS6
でカウンタをクリアすると共に、ステツプS8で
フラグXLLをセツトする。従つて、カウンタは
常時カウントされていてスロツトルスイツチがオ
ンからオフに変化した時点でクリアされる。すな
わち、カウンタはスロツトルスイツチがオンから
オフに変化した時点、従つてスロツトル弁が全閉
状態から開かれた時点を基準とした時間を計数す
ることになる。
第5図は、所定時間毎にカウンタをインクリメ
ントするルーチンを示すものであり、本実施例で
はステツプS12において4msec毎にカウンタの
カウント値Cをインクリメントしている。なお、
ステツプS10およびステツプS14においてカウン
タのカウント値Cを最大値MAXに制限すること
により、カウンタのオーバフローを防止してい
る。
第6図は加速状態を判定して非同期噴射におけ
る燃料噴射信号のパルス幅TAUを演算すると共
に同期噴射における加速補正係数FTCを演算す
るルーチンを示すものである。このルーチンは、
吸気管圧力PMのAD変換は12msec毎に実行する
ようにしている。ステツプS16では、今回の吸気
管圧力PMnと前々回、すなわち24msec前の吸気
管圧力PMn−2との差を計算し、24msec間の吸
気管圧力の変化量すなわち変化率ΔPMnを計算す
る。この変化率ΔPMnは、時間に関する吸気管圧
力PMの1階微分と等価である。ステツプS18で
は、今回の変化率ΔPMnと前回、すなわち12m
sec前の変化率ΔPMn−1との差を計算し、12m
sec間の変化率の変化量すなわち吸気管圧力の率
化率の変化率ΔΔPMnを計算する。この変化率
ΔΔPMnは、時間に関する2階微分と等価であ
る。ステツプS19では、今回の変化率ΔΔPMnと
前回、すなわち12msec前の変化率ΔΔPMn−1
との差を計算し、12msec間の変化率の変化量す
なわち、吸気管圧力の変化率の変化率の変化率
D3PMnを計算する。この変化率D3PMnは、時間
に関する3階微分と等価である。
従つて、以下では変化率ΔPMn、ΔΔPMn、
D3PMnを各々1階微分値、2階微分値、3階微
分値として説明する。
ステツプS20でスロツトルスイツチがオンか否
かを判断し、ステツプS22で吸気管圧力の1階微
分値ΔPMnか負か否かを判断し、スロツトルスイ
ツチがオフでかつ1階微分値ΔPMnが0以上のと
きのみ以下のステツプを実行する。従つて、1階
微分値ΔPMnが負のときすなわち減速中では非同
期噴射は行なわれない。次のステツプS24では、
カウンタのカウント値Cが所定値(例えば6)を
越えているか否かを判断し、カウント値Cが6以
下ならばステツプS26で基準値Lを1とした後ス
テツプS30へ進み、カウント値Cが6を越えてい
ればステツプS28でROMのマツプからカウント
値に対する基準値Lを読出した後ステツプS30へ
進む。この基準値Lは、第3図に示すようにカウ
ンタのカウント値Cによつて異つているため、C
≦6のときの基準値をL1,C>6のときの基準
値をL2とする。
ステツプS30では、吸気管圧力の2階微分値
ΔΔPMnが基準値L1,L2以上か否かを判断し、2
階微分値ΔΔPMnが基準値L1,L2以上ならば、ス
テツプS32において、吸気管圧力の3階微分値
D3PMnが負か否かを判断する。吸気管圧力の3
階微分値D3PMnが負でないときのみステツプ
S34においてカウンタのカウント値Cが所定値
(例えば6)を越えているか否かを判断する。
カウント値Cが6以下の場合には、ステツプ
S36で非同期噴射パルス幅TAUを所定値(例え
ば2msec)とする。この結果、全閉状態のスロ
ツトル弁が開かれた時点から所定時間(24msec)
経過するまでの加速時に非同期噴射パルス幅
TAUに相当する第1の量の燃料が非同期で噴射
される。
また、カウント値Cが6を越えている場合には
ステツプS38で非同期噴射パルス幅TAUを以下
の式に従つて決定する。
TAU=0.51+24・ΔΔPMn/1000 ……(1) なお、係数0.51 24は実験により定められたも
のであり、係数1000はmsec単位の時間に換算す
るための定数である。この結果、上記の所定時間
経過後では吸気管圧力の2階微分値ΔΔPMnに比
例した非同期噴射パルス幅TAUに相当する第2
の量の燃料が噴射される。
なお、基準値Lが正の値に設定かれかつ3階微
分値D3PMnが負のとき非同期噴射を行なわない
ようにしているため、ΔΔPMnが0となる定常走
行時(ΔPMn=0)や緩加速時(ΔPMn=一定)
およびD3PMnが負となる加速初期経過後には非
同期噴射は行なわれない。
次に本実施例の同期噴射について説明する。こ
の同期噴射はクランク角360℃毎に1回燃料噴射
弁から燃料を噴射するもので、その同期噴射パル
ス幅TAUは次の式によつて決定される。
TAU=TP×f(k)×(1+FTC) …(2) ここで、TPは吸気管圧力PMとエンジン回転
数NEとによつて定まる基本燃料噴射時間、f(k)
は吸気温や空燃比信号等によつて定められる補正
係数、FTCは加速時の補正係数である。
上記の可速時の補正係数FTCは、次の(3)式に
よつて与えられる。
FTC=MaX(FTCLL, FTCDDPM,FTCPM) …(3) ただし、Maxは最大値を表わす関数、FTCLL
はスロツトルスイツチがオンからオフに変化した
時点での一定の加速係数、FTCDDPMは2階微
分値ΔΔPMnに関する加速係数、FTCPMは1階
微分値ΔPMnに関する加速係数であり、加速係数
FTCDDPM,FTCPMは以下の式によつて与え
られる。
FTCDDPM=〓ΔΔPMn×KTC ……(4) FTCPM=〓ΔPMn×KTC ……(5) また上記の定数KTCは第7図に示すように、
エンジン冷却水温Tが上昇するに従つて小さくな
るように変化される。この定数KTCは、マツプ
の形でROMに予め記憶される。
なお、上記の加速係数FTCLL,FTCDDPM,
FTCPMは時間に応じて減衰されるものである。
上記のように加速時の補正係数FTCを決定す
る結果、補正係数FTCは、スロツトル弁がオン
からオフに変化した時点で加速係数FTCLLの大
きさになり、その後2階微分値ΔΔPMnおよびエ
ンジン冷却水温、1階微分値ΔPMnおよびエンジ
ン冷却水温に応じて変化される。
前述した非同期噴射が実行された後、第6図の
ステツプS40において、エンジン冷却水温Tに応
じてROMのマツプから読出した定数KTCとステ
ツプS18で求めた吸気管圧力の2階微分値
ΔΔPMnとを乗算した値に前回の加速時の補正係
数FTCを加算して今回の補正係数FTCを求める。
そして、上記(2)式に基づいて同期噴射における燃
料噴射パルス幅TAUを求めて燃料を噴射する。
第8図は加速時のスロツトル開度、実際の吸気
管圧力P、圧力センサにより検出された吸気管圧
力PM、吸気管圧力PMの1階微分値ΔPM、吸気
管圧力PMの2階微分値ΔΔPM、3階微分値
D3PM、補正係数FTCおよび燃料噴射弁の駆動
電圧の時間変化を示している。駆動電圧が低レベ
ルである期間に燃料噴射弁が開状態に維持されて
燃料を噴射する。時刻t1において加速が開始され
るとスロツトル開度が0℃から増大する。これに
伴つて実際の吸気管圧力Pが増大し、圧力センサ
の検出値としての吸気管圧力PMも増大する。吸
気管圧力PMにはオーバシユートが生じている。
パルスIaは、スロツトルスイツチがオンからオフ
に変化したときの非同期加速噴射を示しており、
パルスIbは、加速係数FTCDDPMによつて補正
されたときの同期加速噴射を示している。また、
パルスIcはステツプS36およびS38の実行に伴つ
て行なわれる非同期加速燃料噴射である。
ΔΔPMはΔPMより加速開始時における上昇が大
きいため、加速開始を速やかにかつ正確に検出し
て非同期加速燃料噴射を実施することができ、ま
たΔΔPMの増大はスロツトル開度の増大をよく
反映しているので、加速状態に応じて非同期加速
燃料噴射を実施することができる。
なお、上記実施例では吸気管圧力とエンジン回
転数とに基づいて基本燃料噴射量を計算するエン
ジンについて説明したが、本発明はエンジン1回
転当りの吸入空気量Qとエンジン回転数により基
本燃料噴射量を計算するエンジンにも適用するこ
とが可能である。この場合、第5図における
PMn,ΔPMn,ΔΔPMn,D3PMnは各々Qn,
ΔPQn,ΔΔPQn,D3Qnに置き換えられる。ま
た、スロツトル開度や燃料噴射パルス幅を変数と
する関数の微分値から本実施例と同様に非同期噴
射時期を決定することもできる。
以上説明したように本実施例においては、線形
スロツトルセンサを用いることなく接点式のスロ
ツトルセンサを用いているため、構造簡単でコス
トダウンになる、という効果が得られる。また、
エンジン冷間時に吸気管圧力の2階微分値に応じ
て同期加速増量を行なつているため、ドライバビ
リテイが良好になる、という効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、非同期が
要求される加速初期にのみ、加速時の非同期噴射
を行うので、加速初期および加速が進んだときの
空燃比を適切に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されるエンジンの一例を
示す概略図、第2図は第1図の制御回路を示すブ
ロツク図、第3図はカウント値に対する基準値の
マツプを示す線図、第4図はメインルーチンを示
す流れ図、第5図は4msecルーチンを示す流れ
図、第6図は燃料噴射ルーチンを示す流れ図、第
7図は水温に対する補正係数のマツプを示す線
図、第8図は加速時の噴射燃料弁の駆動電圧等の
時間変化を示す線図である。 6…スロツトルセンサ、10…圧力センサ、1
6…燃料噴射弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関の負荷を検出し、該負荷に応じた量の燃
    料をクランク角に同期して噴射するとともに、前
    記検出された機関負荷の変化に基づき加速時か否
    かを判別し、加速時であつて前記機関負荷の、時
    間に関する3階微分値が負でない場合に前記クラ
    ンク角と非同期に所定量の燃料を噴射することを
    特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射方法。
JP8062583A 1983-05-09 1983-05-09 内燃機関の電子制御燃料噴射方法 Granted JPS59206620A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8062583A JPS59206620A (ja) 1983-05-09 1983-05-09 内燃機関の電子制御燃料噴射方法
US06/607,307 US4508086A (en) 1983-05-09 1984-05-04 Method of electronically controlling fuel injection for internal combustion engine

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8062583A JPS59206620A (ja) 1983-05-09 1983-05-09 内燃機関の電子制御燃料噴射方法

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JPS59206620A JPS59206620A (ja) 1984-11-22
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