JPH0579390A - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の電子制御燃料噴射装置

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JPH0579390A
JPH0579390A JP23927591A JP23927591A JPH0579390A JP H0579390 A JPH0579390 A JP H0579390A JP 23927591 A JP23927591 A JP 23927591A JP 23927591 A JP23927591 A JP 23927591A JP H0579390 A JPH0579390 A JP H0579390A
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JP
Japan
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fuel injection
ignition timing
cylinder
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP23927591A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Akagi
好彦 赤城
Masami Nagano
正美 永野
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】A/Fセンサを用いたA/Fフィードバック制
御時のA/F変動によるトルク変動を低減する。 【構成】A/Fセンサ出力から算定する補正係数から点
火時期補正量を求める。 【効果】A/Fフィードバック時のトルク変動低減。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガソリンエンジン等電
気点火方式の内燃機関における点火時期制御装置に係わ
り、特に、電子式燃料噴射制御方式の自動車用ガソリン
エンジンに好適な内燃機関の点火時期制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車用のエンジン、特に自動車用ガソ
リンエンジンでは、厳しい排ガス規制をクリアしなが
ら、なおかつ、更に十分に高い性能が要求されるため、
近年、エンジンの吸気流量や回転速度等、エンジンの運
転状態を表す各種のデータを逐次取り込み、これに基づ
いて各シリンダごとに所定の制御データを算出し、この
制御データにより各シリンダごとに独立に燃料供給量と
点火時期を制御する方式の制御装置が使用されるように
なってきており、その例を、例えば特開昭56−92330 号
公報に見ることができる。ところで、このような制御装
置ではエンジンの運転状態を表す各種のデータが、時間
経過とともに逐次取り込まれ、順次更新されて行くよう
になっているが、上記従来技術では、このようにして順
次更新されているデータに基づいて、これも順次、燃料
噴射と点火時期が算定されるようになっていた。
【0003】従って、空燃比制御装置において、トルク
変動を低減させエンジンの運転性を向上させることを目
的として、目標空燃比に対応する最適点火時期を境とし
て空燃比の濃薄制御に応じて点火時期を遅進角制御する
ものとして特開昭60−156952号が知られているが、これ
も空燃比フィードバック係数に応じて点火時期の補正が
その時々の前記フィードバック係数の値に応じて順次行
われるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術になる制
御装置では、しかしながら、点火時期の補正に要する空
燃比フィードバック係数の点に付いては何等の配慮もさ
れておらず、そのため、良好な効果が得られない問題が
あった。そこで、本発明は、上記の従来技術における問
題点に鑑み、空燃比フィードバック時のトルク変動を効
果的に防止できる電子制御燃料噴射装置を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明になる
内燃機関の電子制御燃料噴射装置によれば、上記目的を
達成するために、ある時点での燃料噴射量の算定に使用
した空燃比フィードバック係数(値)で、前記燃料噴射
量を噴射した同気筒の前記噴射に続く直後の点火時期
を、前記フィードバック係数(値)で補正して出力する
ようにしたものである。
【0006】
【作用】上記の内燃機関の点火時期制御装置によれば、
当該気筒に噴射される燃料噴射量の算出に使用された空
燃比フィードバック係数でその直後に点火される点火時
期が補正されることとなる。それによって、燃料噴射タ
イミングと点火タイミングの時間差による前記両者に使
用される空燃比フィードバック係数の差が無くなり、そ
の気筒のA/Fに合った最適の点火時期の補正が行われ
ることとなる。
【0007】
【実施例】以下、本発明による内燃機関の点火時期制御
装置について、図示の実施例により詳細に説明する。図
2は、本発明で適用されたエンジンシステムの1例を示
したもので、図において、エンジンが吸入すべき空気は
エアクリーナ1の入口部2から取り入れられ、吸入空気
量を検出する熱線式空気流量計3,ダクト4,吸気流量
を制御する絞り弁が収容された絞り弁ボディ5を通り、
コレクタ6に入る。そして、ここで吸気は、エンジン7
の各シリンダに接続された各気筒8に分配され、シリン
ダ内に導かれる。
【0008】他方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク
9から燃料ポンプ10により吸引,加圧された上で、燃
料ダンパ11,燃料フィルタ12,燃料噴射弁(インジ
ェクタ)13,それに燃圧レギュレータ14が配管され
ている燃料系に供給される。そして、この燃料は、上記
した燃圧レギュレータ14により一定の圧力に調圧さ
れ、それぞれのシリンダの吸気管8に設けられている燃
料噴射弁13から吸気管8の中に噴射される。
【0009】また、上記空気流量計3からは吸気流量を
表す信号が出力され、コントロールユニット15に入力
されるようになっている。
【0010】さらに、上記絞り弁ボディ5には絞り弁5
の化開度を検出するスロットルセンサ18が取り付けて
あり、その出力もコントロールユニット15に入力され
るようになっている。
【0011】次に、16はディスト(ディストリビュー
タ)で、このディストにはクランク角センサが内蔵され
ており、クランク軸の回転位置を表す基準角信号REF
と回転速度(回転数)検出用の角度信号POSとが出力
され、これらの信号もコントロールユニット15に入力
されるようになっている。
【0012】20は排気管に設けられたA/Fセンサ
で、A/Fを検出しており、この出力信号もコントロー
ルユニット15に入力されるようになっている。コント
ロールユニット15の主要部は、図3に示すように、M
PU,ROMと、A/D変換部,エンジンの運転状態を
検出する各種のセンサなどからの信号を入力として取り
込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算
定された各種の制御信号を出力し、上記した燃料噴射弁
13や点火コイル17に所定の制御信号を供給し、燃料
供給量制御と点火時期制御とを遂行するのである。
【0013】次に、これらの制御の詳細について図14
のブロック図を参照にしながら説明する。
【0014】まず点火時期の算定について説明すると、
この算定は、エンジン回転数Neを横軸に、そして燃料
噴射量の基本値となる基本パルス幅Tpを縦軸とするマ
ップ検索により算定するようになっており、図4はアナ
ログ的に図5はディジタル的にそれぞれ表現したもの
で、本質的には同じものである。なお、この時の縦軸と
なる基本パルス幅Tpは、エンジンの負荷を表すデータ
として意味を持っているものであるから、これに代え
て、エンジンの吸気負圧Pcや、負荷を直接表すデータ
LDATAを用いてマップ検索するようにしても良い。
【0015】図5に示すように、このマップは、縦横そ
れぞれが16個の領域に分割されており、全体で256
個のデータを保有している。そして、各領域のそれぞれ
には、1個々、図7に示すようにして、運転状態を一定
に保ったエンジンでの点火時期ADVと発生トルクの関
係を測定し、それらのMBT(ミニマム・ベスト・トル
ク)近傍の値が格納してある。これが基本点火時期であ
る。
【0016】次に空燃比フィードバック制御システムに
ついて説明する。このシステムは、あらかじめ運転領域
ごとに異なる目標A/Fを、排気ガスの成分,燃費率,
トルク変動の大きさ,排気温度などを検討して求めてお
き、その値をメモリーに記憶しておく。そしてフィード
バック制御は、P(Proportional(比例)),(Integral)制
御で行われることから、A/Fは目標空燃比を中心にリ
ッチ,リーン状態を交互に繰り返すこととなる。
【0017】したがって、図6に示したようにA/F
が、A/F(リーン)からA/F(リッチ)まで変動す
ることからそれに応じてトルクがTLからTRまで変動
し、アイドルの安定性を悪くし、サージを発生させる原
因ともなっている。
【0018】図7は、点火時期に対するトルク特性を示
したもので、点火時期を操作することによって、前記A
/F変動によるトルク変動を防止できることがわかる。
一方、A/Fの値の変化は、空燃比フィードバック係数
の値の変化から最も早く推定できる。本発明は、前記の
二つの点を考慮して考案されたものであり、その概要を
添付の図1により詳細について説明する。
【0019】この図1は、空燃比フィードバック係数,
点火時期の補正量,各気筒の燃料噴射タイミング及び点
火タイミング等の関係を示したものである。
【0020】今、第1気筒(No.1気筒)に着目する
と、燃料噴射量は、空燃比フィードバック係数α1が反
映されて算出されている。したがって、第1気筒のA/
Fはα1だけリッチとなっている。そこで、A/Fがリ
ッチになった分だけ点火時期を遅らせトルクの上昇を抑
える必要がある。
【0021】図8は、Δα(α=1.0 から偏差また
は、平均値からの偏差)と点火時期の補正量の関係を示
したものである。ここでは、目標空燃比近傍で不感帯を
設けている。
【0022】第1気筒のA/Fはα1だけリッチとなっ
ているので、第1気筒の点火時期FADV1は、FAD
V1=ADVM−ΔADVα1となる。ここで、ADV
Mはエンジン回転数Neと基本パルス幅Tpからマップ
検索された値である。これが、第2気筒,第3気筒,第
4気筒でも同じように行われていくことから、A/Fの
変動によるトルクの変動が防止できるものである。
【0023】さらに、精度よく補正するには、マップ値
に対応した補正を行う必要がある。これは、パーシャル
状態で点火時期が進角し、点火時期に対するトルクの傾
斜が緩やかになるため、点火時期の補正量を多くしてや
るためである。図9は、マップ検索ADVMに対する補
正量を示したものである。また目標A/Fに応じた補正
を行う必要がある。これは、図6に示すようにA/F値
が違うと、A/Fに対するトルクの傾斜が異なるため点
火時期の補正量を変える必要がある。図10は目標A/
Fに対する補正量を示したものである。これを考慮する
と、点火時期FADV1はFADV1=ADVM−ΔA
DVα1−ΔADVM1−ΔADVF1となる。尚、本実
施例では、図11に示した斜線の領域でのみ制御を行う
ようになっている。
【0024】次に、本発明の燃料噴射装置をA/Fセン
サの劣化または故障診断(On−BoardDiagnostic)時に適
用した場合について説明する。
【0025】A/Fセンサの故障診断は、所定の条件が
成立したときに、A/Fフィードバック値であるαを所
定値に固定しそのときにA/Fフィードバック値である
αを所定値に固定し、そのときにA/Fセンサ診断用信
号発生手段から図16に示したような信号を発生させ、
空燃比をリッチ,リーンと変化させ、図17に示したよ
うにA/Fセンサのステップ応答性から判定を行うもの
である。
【0026】前記したように、A/Fセンサの劣化また
は故障診断時も空燃比を意図的に変化させることから、
エンジン回転数に変動が発生する。
【0027】そこで、このA/Fセンサの劣化または故
障診断時においても本発明を適用し、即ち、燃料噴射量
の算出に使用されたA/Fセンサ診断用信号手段からの
信号値で基本点火時期を修正し、空燃比の変化によるト
ルクの変化を防止するようにしたものである。
【0028】図18は、A/Fセンサの劣化または故障
診断手段を備えた電子制御燃料噴射装置に本発明を適用
した場合のブロック図を示したものである。従来噴射装
置に対し、A/Fセンサ診断条件判別手段,α固定値手
段,A/Fセンサ診断用信号発生手段などが追加されて
いる。
【0029】ここで、A/Fセンサ診断条件が成立する
とスイッチが、α固定手段の方に切り換わるとともに、
燃料噴射パルス幅Tin算出手段には、αの固定値が入力
される一方、A/Fセンサ診断用信号発生手段から図1
6に示すパターンで空燃比を変化させるK値が入力され
るものである。そして、TinへのK値の反映量で、Tin
が噴射された気筒の点火時期が修正される。
【0030】したがって、空燃比が変化してもトルクの
変化が防止されることから、エンジン回転の変動が防止
できるものである。
【0031】図13と図14は本発明をマイクロコンピ
ュータのプログラムで実現するためのフローチャートで
ある。図13は10mS毎に起動されるプログラムで、
ステップ101から106まで順に算出される。ここで
はエンジン回転速度Nの演算,吸入空気量QAの演算,
基本パルス幅TPの演算を行う。次にステップ104
で、A/Fセンサ出力に応じて空燃比フィードバック制
御を行う。このαをもとにステップ105でTIを演算
する。さらにステップ106では、NとTPにより進角
マップ検索を行い、基本進角値ADVMを演算してお
く。一方、図14は、エンジンの基準位置で発生する割
り込みで処理されるプログラムであり、4気筒エンジン
ではクランク角180゜毎に実行される。まずステップ
201,204,207において、今回燃料を噴射する気筒
をチェックして、それぞれ202,205,208,2
10へ進む。例として1気筒に噴射するタイミングであ
れば、ステップ202へ進み、TIを1気筒へ噴射する
ようにレジスタへセットし、ステップ203で、この時
のαをα1としてメモリしておく。その他の気筒の場合
も同様に、噴射のためのレジスタセットとαをαi(i
=1〜4)へセットしておく。次にどの気筒の点火タイ
ミングに該当するかを、ステップ212,213,21
4で判定し、たとえば4気筒へ点火するタイミングであ
ればステップ215へ進む。ここで、先にセットされてい
たα4を元に点火時期の補正分ΔADVαを演算する。
次にステップ216でα4が1.0 より大か小かを判別
し、α≧1.0 であればステップ217へ進み、基本進
角値ADVMからΔADVαを減算して、点火用レジス
タへセットする。一方、α4<1.0 であればステップ
218で、ADVMにらΔADVαを加算して点火用レ
ジスタへセットする。これによりαに応じた点火時期の
進,遅角を行う。なお、ステップ215〜218のブロ
ックを301とすると、他気筒の点火タイミングにおけ
る処理ステップ302〜304もこの301と同様の方
法でαi(i=1〜4)を用いて処理する。
【0032】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、ある時点での燃料噴射量の算定に使用した
空燃比フィードバック係数で、前記燃料噴射量を噴射し
た同気筒の前記噴射に続く直後の点火時期を前記フィー
ドバック係数で、効果的なトルクの変動が防止でき、ア
イドルの安定性の向上及び低速走行時のサージを防止で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による点火時期補正の動作を説明するタ
イミングチャートである。
【図2】本発明の一実施例が適用されたエンジン制御シ
ステムの1例を示す図である。
【図3】コントロールユニットのブロック回路図であ
る。
【図4】本発明の一実施例に使用されるマップのアナロ
グ形式による説明図である。
【図5】上記マップのデジタル形式による説明図であ
る。
【図6】A/Fとエンジントルクの関係を示す図であ
る。
【図7】点火時期とエンジントルクとの関係を示す特性
図である。
【図8】点火時期の補正テーブルの内容を示す特性図で
ある。
【図9】点火時期の補正テーブルの内容を示す特性図で
ある。
【図10】A/Fと点火時期の補正テーブルの内容を示
す特性図である。
【図11】本発明が適用される運転領域を示す図であ
る。
【図12】点火時期とエンジントルクの関係を示す特性
図である。
【図13】本発明のフローチャートである。
【図14】本発明のフローチャートである。
【図15】本発明になる装置の機能ブロック図である。
【図16】A/Fセンサの劣化または故障診断用の信号
形態を示す図である。
【図17】A/Fセンサのステップ応答を示す図であ
る。
【図18】A/Fセンサの劣化または故障診断装置に本
発明を適用した場合のブロック図である。
【符号の説明】
3…熱線式空気流量センサ、15…コントロールユニッ
ト、16…クランク角センサ、18…スロットルセン
サ、20…A/Fセンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/15 B 9150−3G K 9150−3G (72)発明者 永野 正美 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも2つのシリンダを備え、エンジ
    ンの運転状態を表すデータを、それぞれ独立に上記各シ
    リンダに対応して順次異なるタイミングで取り込み、こ
    れらの各シリンダに対応して取り込んだデータに基づい
    て、それぞれのシリンダ毎の燃料噴射量と点火時期を逐
    次算出する方式の内燃機関の電子制御燃料噴射装置にお
    いて、ある時点での燃料噴射量の算出に使用したA/F
    フィードバック値で、前記燃料噴射量を噴射した同シリ
    ンダの前記噴射に続く直後の点火時期を、前記フィード
    バック値で補正し、出力するように構成した事を特徴と
    する内燃機関の電子制御燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】請求項1の内燃機関の電子制御燃料噴射装
    置であって、さらに、A/Fセンサの劣化あるいは故障
    診断を行うための信号発生手段を具備したものにおい
    て、ある時点での燃料噴射量算定に使用した前記信号発
    生手段からの値で、前記燃料噴射量を噴射した同シリン
    ダの前記噴射に続く直後の点火時期を前記値で補正し、
    出力するように構成したことを特徴とする内燃機関の電
    子制御燃料噴射装置。
JP23927591A 1991-09-19 1991-09-19 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 Pending JPH0579390A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015214966A (ja) * 2014-04-25 2015-12-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015214966A (ja) * 2014-04-25 2015-12-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

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