JPH0539742A - 内燃機関制御装置 - Google Patents
内燃機関制御装置Info
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Abstract
流量を用いてディジタルフィルタ処理により気筒に流入
する空気量を推定してエンジンの燃料供給量を計算する
内燃機関制御装置において、エンジンの始動性を改善す
ること。 【構成】 吸気管内圧推定処理方式に加え、エンジンの
始動開始から所定の期間は、ステップ105又はステッ
プ106で、燃料制御に必要な空気量として別の値を用
いることにした。その任意の値は固定値、H/Wセンサ
の出力および学習値等を用いる。 【効果】 内燃機関制御装置の通電初期には各変数が収
束中であるので内燃機関の始動が困難になるが、始動か
ら一定期間は不定の変数を使用しないので、始動性が向
上する。
Description
定装置を用い、気筒に流入する正確な空気量を推定して
燃料供給量を制御する方式の制御装置に係り、特に自動
車用ガソリンエンジンに好適な内燃機関制御装置に関す
る。
関の燃料供給量制御装置としては、従来から種々の方式
のものが知られているが、その中の一方式として、熱線
式空気流量計などの発熱抵抗式空気流量測定装置からの
信号を基にディジタルフィルタリングによる差分式計算
により吸気管内圧推定値を求め、この吸気管内圧推定値
と内燃機関の回転数を軸とした気筒流入空気量マップの
検索により気筒流入空気量を推定し、この気筒流入空気
量の推定値に基づいて燃料供給量を制御する方式の燃料
供給量制御装置があり、この方式によれば、発熱抵抗式
空気流量測定装置の出力により燃料量を決定するので、
吸気温補正等が不要であり、且つ、内部状態変数として
吸気管内圧を導入しているので、マニホールドチャージ
等の影響を受けないなどの特徴があり、良好な精度と追
従性を有する燃料供給量制御方式として知られている。
しては、特開昭55−146241号、特開昭55−1
48926号、特開昭62−87648号、特開平 1
−32050号、特表平 1−501077号、それに
特開平 1−240753号の各公報の記載を挙げるこ
とができる。
開始初期には上記のディジタルフィルタによる処理が収
束期間になってしまう点について配慮がされておらず、
内燃機関(以下、エンジンという)の始動時には、制御装
置内での種々のデータ値が適切な状態から外れてしまう
ことがあり、エンジンの始動が困難であるという問題が
あった。本発明の目的は、ディジタルフィルタ処理を使
用しているにもかかわらず、常に良好な始動性が得られ
るようにした内燃機関制御装置を提供することにある。
フィルタ処理による空気量の推定値とは独立した所定の
空気量推定値を固定値として用意し、エンジン始動時か
ら所定の期間は、この所定の空気量推定値を基にして燃
料供給量を計算するようにして達成される。
より逐次、或いは夫々の内燃機関に応じて理論的、若し
くは実験的に充分に適切な値のものが容易に得られる。
そして、エンジン始動時には、この固定値から燃料供給
量が計算されるので、常に、充分な始動性を与えること
ができる。
て、図示の実施例により詳細に説明する。図2は本発明
の一実施例が適用されたエンジンの全体構成図で、図に
おいて、1はH/Wセンサ(熱線式空気流量計)、2は制
御装置、3は燃料噴射弁(インジェクタ)、4はクランク
角センサ、そして5はスタータである。H/Wセンサ1
は発熱抵抗式空気流量測定装置の一種で、エンジンの吸
入空気流量を質量流量として計測し、空気流量信号Qs
を出力する働きをする。制御装置2はマイクロコンピュ
ータを備え、各種のセンサなどからの信号を取り込んで
ディジタル演算し、エンジンの運転状態に応じて常に最
適な燃料量と点火時期を計算する働きをする。燃料噴射
弁3は制御装置2から与えられる駆動信号Tpにより動
作し、エンジンの吸気管内に所定量の燃料を噴射する働
きをする。クランク角センサ4はエンジンのクランク角
を検出し、回転速度を表わす電気的な信号Nを出力する
働きをする。スタータ5はスタータスイッチがオンされ
ることにより回転を始め、エンジンをクランキングする
働きをする。
制御装置2の内部回路ブロック図を示したもので、図示
のように、外部の各種のアクチュエータやセンサとの入
出力を行うドライバ20と、各センサの出力電圧をディ
ジタル信号に変換したり、各アクチュエータにパルス信
号を送るi/o21、このi/o21の出力信号により
ディジタル演算を行い、燃料噴射時間幅を計算し、i/
o21に計算結果を送るcpu22、このcpu22の
プログラム及び定数を格納する不揮発性メモリROM2
3、計算された変数を一時的に格納する揮発性メモリR
AM24、それにRAM24の内容を保持するバックア
ップ電源回路25などから構成されている。
装置の一実施例における制御方式のブロック図で、この
図におけるブロック301〜303の処理は、マイクロ
コンピュータのデジタル演算で、時間割込みにより一定
周期毎に実行されるものであり、まず、ブロック301
は圧力差分式による演算処理で、ブロック内の式の左辺
のPi(n)は、ここで算出すべき現在の吸気管内圧力
(吸気管内圧推定値)を表わし、右辺第2項のPi (n
−1)は前回の吸気管内圧力を表わす。そして右辺の第
2項はブロック302で検索された気筒流入空気量Qc
と、現在のH/Wセンサ1の出力Qsとの差分に定数K
を乗じて圧力変化分を算出しているものである。
iとエンジン回転数Nを軸とする気筒流入空気量マップ
PNMAPによる検索処理で、このブロックへの入力は
ブロック301で計算された吸気管内圧力Piとクラン
ク角センサ4の信号より計算されたエンジンの回転数N
であり、これにより気筒流入空気量(空気量の推定値)Q
cを算出する。なお、ここでの気筒流入空気量Qcの検
索には、面補間等を行なうのはいうまでもない。このブ
ロック302で検索された気筒流入空気量Qcは、ブロ
ック301の圧力差分式の入力とブロック303の燃料
噴射量の計算の入力となる。
処理で、このとき、気筒流入空気量Qcの単位は(Kg
/h)であるので、このブロック303での処理は、こ
のQcをエンジン回転数Nで除し、これにインジェクタ
定数Kを乗ずることにより燃料噴射弁の無効噴射幅を加
算し、これを燃料噴射量Tpとして出力する処理となっ
ている。
吸気管内圧力Pabsの変化特性401と、エンジン回転
数Nの変化特性402を示したもので、このうち、特性
401は、内燃機関制御装置が計算した吸気管内圧Pi
(推定値)特性Aと、実測による吸気管内圧力特性Bとを
示したものである。
燃機関制御装置が通電されると、揮発性メモリのイニシ
ャライズが行なわれる。このため、この図5の特性40
1に示すように、最初のうち、計算による吸気管内圧P
iと圧力実測値とは異なってしまい、その後、計算によ
る吸気管内圧Piは徐々に圧力実測値に収束し、エンジ
ン完爆時点付近で、やっと一致するようになることが判
る。そして、吸気管内圧Piと気筒流入空気量Qcは同
様な動きを示し、このため、従来技術では充分な始動性
が得られなかったのである。
制御のゼネラルフローチャートを示したもので、この図
から明らかなように、この制御は4msecの周期で起
動される。そして、まずステップ501で始動時吸気管
内圧の学習を行なった後、順次、ステップ502で圧力
差分式演算処理301、ステップ503で気筒流入空気
量Qcを検索するPNマップ検索処理302、そしてス
テップ504で燃料計算処理303を実行するのであ
る。
御の燃料計算の詳細フローチャートで、まずステップ1
01でスタータSWがONかどうかを判断する。そして
ONであったときには、ステップ102でエンジンの回
転数Nが一定値以下かどうかを判断する。一定値以下で
あればエンジンが完爆していないものとし、ステップ1
03で吸気管内圧Pi(圧力推定値)の学習値の有無を確
認する。そして、まず学習値が存在したときには、ステ
ップ106で、この吸気管内圧力学習値で検索した気筒
流入空気量を所定の値Qcとして燃料供給量を計算し、
燃料噴射弁駆動信号Tpを算出するのである。しかして
学習値が無かったときには、ステップ105でH/Wセ
ンサ出力で流量工学値変換した値を所定値Qcとするの
である。
タータSWがONで且つエンジン回転数Nが一定以上と
判断されたときにはステップ104の処理に移行し、こ
のときには吸気管内圧Pi(推定値)でPNマップを検索
し、気筒流入空気量Qc(推定値)を得、これにより燃料
供給量を計算し、燃料噴射弁駆動信号Tpを算出するの
である。
始動開始後、それが完爆するまでの期間は、吸気管内圧
Pi(推定値)に代えて、この期間中でも充分に安定で、
かなり適切な値として得ることができる学習値又はH/
Wセンサ1からの検出値により燃料供給量が制御される
ので、常に良好な始動性を容易に得ることができる。
わず、エンジン始動開始後、吸気管内圧Pi(推定値)で
検索した気筒流入空気量Qc(推定値)による燃料計算に
復帰するまでの期間を、予め設定してある所定の一定期
間になるようにすると共に、吸気管内圧Piの学習値が
存在しない場合は、これも予め設定してある固定値をQ
cとして燃料供給量を算出するようにした本発明の一実
施例におけるフローチャートである。
施例におけるステップ102の代りに、スタータスイッ
チON後、上記した所定の一定期間が経過したか否かを
判定するステップ706が設けられ、且つ、この所定の
一定期間の計測に使用するタイマをクリアするステップ
704が付加されていると共に、ステップ605に代え
て、上記した固定値をQcとして燃料供給量を計算する
ステップ706が設けられている点でだけ図1の実施例
と異なっているだけであり、このため、動作についても
図1の実施例と殆ど同じなので、説明は省略する。
タSWがON後の所定の一定時間及びQcの固定値につ
いては、系の安定時間及びエンジンの静特性などから、
実験的にも理論的にも容易に設定できる。
気管内圧Piの学習ステップ501の詳細を示すフロー
チャートで、まずステップ801、802で、内燃機関
の完爆を判定する。ここで判定条件はスタータSWのO
N、OFFと、エンジンの回転数Nの大きさである。次
に、ステップ803で完爆後の吸気管内圧Piを揮発性
のRAMに格納し、その後、ステップ804で前回格納
した吸気管内圧Piと加重平均を行ない、続いて、ステ
ップ805で現在の吸気管内圧と加重平均値の差の絶対
値が一定値以下であれば、ステップ806でその加重平
均値を学習値として、RAMにセットし、その後、ステ
ップ808で学習値有フラグをONして処理を終了す
る。しかして、ステップ807で条件から外れていた場
合には、ステップ807で学習値有フラグをOFFして
処理を終了するのである。
より燃料量を決定するので、吸気温補正等が不要で、内
部状態変数として吸気管内圧を導入しているので、マニ
ホールドチャージ等の影響を受けないという優れた特性
をなんら損なうこと無く、エンジンの始動完了までの時
間を充分に短縮できるなど、始動性を充分に改善するこ
とができ、排ガスの悪化を充分におさえることができ
る。
値を学習することもでき、さらに良好な始動特性を得る
ことができる。
ける制御処理作を説明するフローチヤートである。
用されているエンジンシステムのブロック図である。
る。
る。
の状態を説明するための特性図である。
ートである。
における制御処理作を説明するフローチヤートである。
値の学習処理を示すフローチャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 吸気流量計測用の発熱抵抗式空気流量測
定装置の出力信号を基にしたディジタルフィルタ処理に
よる差分式計算により吸気管内圧推定値を算定し、この
吸気管内圧推定値から内燃機関の気筒に流入する空気量
を推定する演算手段を備え、この演算手段による空気量
の推定値に基づいて内燃機関の最適燃料供給量を計算す
る方式の内燃機関制御装置において、上記演算手段によ
る空気量の推定値とは独立した所定の空気量値を与える
手段を設け、上記演算手段が動作を開始してから所定の
期間中での上記最適燃料供給量の計算を、上記所定の空
気量値に基づいて行なうように構成したことを特徴とす
る内燃機関制御装置。 - 【請求項2】 請求項1の発明において、上記所定の期
間が、内燃機関が始動開始後完爆するまでの期間となる
ように構成したことを特徴とする内燃機関制御装置。 - 【請求項3】 請求項1の発明において、上記所定の期
間が、内燃機関が始動開始後所定の一定時間が経過する
までの期間となるように構成したことを特徴とする内燃
機関制御装置。 - 【請求項4】 請求項1の発明において、上記所定の空
気量値が、内燃機関始動期間中の初期に学習した値とな
るように構成したことを特徴とする内燃機関制御装置。 - 【請求項5】 請求項1の発明において、上記所定の空
気量値が、上記発熱抵抗式空気流量測定装置の出力信号
を流量工学変換して与えらる値となるように構成したこ
とを特徴とする内燃機関制御装置。 - 【請求項6】 請求項1の発明において、上記所定の空
気量値が、予め設定してある固定値となるように構成し
たことを特徴とする内燃機関制御装置。
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