JPH0648131Y2 - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給制御装置

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JPH0648131Y2
JPH0648131Y2 JP16501588U JP16501588U JPH0648131Y2 JP H0648131 Y2 JPH0648131 Y2 JP H0648131Y2 JP 16501588 U JP16501588 U JP 16501588U JP 16501588 U JP16501588 U JP 16501588U JP H0648131 Y2 JPH0648131 Y2 JP H0648131Y2
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JP
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fuel injection
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amount ratio
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JP16501588U
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政道 今村
宏紀 数納
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株式会社ユニシアジェックス
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、予混合気形成用の予備噴射を行う内燃機関の
燃料供給制御装置に関する。
〈従来の技術〉 吸気通路の下流側で気筒毎に主燃料噴射弁を備える一
方、吸気通路の上流部で補助燃料噴射弁を設けて予備噴
射を行い予混合気を検出して低負荷時の燃焼性を高めた
り、気化熱による冷却作用で充填効率を高め燃費向上を
図るようにしたものがある。
尚、この種の予混合気形成を行うものでは、補助燃料噴
射弁の下流側に超音波微粒化装置を設け、補助燃料噴射
弁から噴射された燃料を超音波装置の振動子に付着させ
て微粒化を促進するようにしたものが一般化している
(実開昭62-200157号公報等参照)。
かかる、主燃料噴射弁と補助燃料噴射弁とを備えた機関
では、両燃料噴射弁の噴射量割合を機関の運転状態に応
じて可変に設定して制御している。
具体的には、機関の運転状態のパラメータ、例えば基本
燃料噴射量TP(負荷)と機関回転速度Nとで複数に区分
した運転領域毎に主燃料噴射弁と補助燃料噴射弁との噴
射量割合のデータをマップに記憶しておき、運転状態に
応じて検索された噴射量割合のデータを用いて主燃料噴
射弁と補助燃料噴射弁との噴射量を制御している。
ところで、補助燃料噴射弁によって微粒化できる燃料処
理量は決まっているので、それ以下の燃料噴射量領域で
は補助燃料噴射弁のみを駆動したい運転領域(予混合率
100%)が存在する。
また、高負荷領域では、スロットル弁による偏流の影響
で気筒間の燃料分配性が悪化することを防止したいの
で、スロットル弁近傍に装着される補助燃料噴射弁から
の噴射を停止したい運転領域(予混合率0%)が存在す
る。
〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の燃料供給制御装置にあ
っては、噴射量割合のデータは運転性向上の要求のみに
応じて設定されているため、該データを用いて補間演算
により求めた噴射量割合に従って両燃料噴射弁の噴射量
を制御すると、周知のように噴射量特性は低噴射量領域
では良好なリニア特性が得られないため、夫々の燃料噴
射弁の噴射量が少なくなり過ぎる領域では、燃料噴射量
の制御精度が悪化し、引いては空燃比制御精度が低下し
てしまうという問題を生じる。
一方、前記補間演算を行わず領域毎に検索された噴射量
割合のデータをそのまま使用して両燃料噴射弁の燃料噴
射量を制御すれば、前記低噴射量領域が使用されないよ
うにデータを設定しておくことで上記の問題は避けられ
るが、領域が切り替わる所で急激に予混合率が変化しト
ルクに段差が付いてショックを発生するという問題を生
じる。
本考案は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、噴射量割合のデータを用いた両燃料噴射弁の燃料噴
射量の設定を運転領域によって変えて行うことにより上
記問題点を解決した内燃機関の燃料供給制御装置を提供
することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため本考案は第1図に示すように、 吸気通路の上流部に予混合気形成用の補助燃料噴射弁、
下流部に主燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料供給制御
装置において、 機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、 複数に区分された運転領域毎に前記補助燃料噴射弁と主
燃料噴射弁との噴射量割合のデータを記憶した噴射量割
合記憶手段と、 検出された機関運転状態に基づいて前記噴射量割合記憶
手段から対応する運転領域の噴射量割合のデータを検索
する噴射量割合検索手段と、 前記補助燃料噴射弁の噴射量割合のデータが100%また
は0%に設定されている運転領域と、その周囲の運転領
域との間では、これら領域相互の境界線から所定範囲に
ある部分をヒステリシス領域として設定し、検出される
運転状態が前記いずれかの運転領域に属して、かつ、前
記ヒステリシス領域にないときは当該運転状態の属する
運転領域から検索された噴射量割合をそのまま使用し、
運転状態が前記ヒステリシス領域に属するときは、該ヒ
ステリシス領域に属す直前に属していた運転領域から検
索された噴射量割合のデータをそのまま使用して両燃料
噴射弁からの燃料噴射量を設定する第1燃料噴射量設定
手段と、 前記以外の運転領域では当該運転領域とその周囲の運転
領域とから検索された噴射量割合のデータを補間演算し
て求めた噴射量割合を使用して両燃料噴射弁からの燃料
噴射量を設定する第2燃料噴射量設定手段と、 前記第1又は第2燃料噴射量設定手段によって設定され
た燃料噴射量に応じた噴射信号を両燃料噴射弁に出力し
て燃料を噴射させる噴射信号出力手段と、 を備えて構成した。
〈作用〉 運転状態検出手段によって検出される運転状態に基づい
て、噴射量割合検索手段により対応する運転領域の噴射
量割合のデータが検索される。
そして、前記検索された補助燃料噴射弁の噴射量割合の
データが100%又は0%である運転領域と、その周囲の
運転領域とのいずれかであるときは、これら領域の境界
近傍に設定されたヒステリシス領域にないときは第1燃
料噴射量設定手段により当該運転状態の属する運転領域
から検索された噴射量割合がそのまま使用される。
また、検出運転状態が前記ヒステリシス領域に属すると
きは、同じく第1燃料噴射量設定手段により該ヒステリ
シス領域に属す直前に属していた運転領域から検索され
た噴射量割合のデータをそのまま使用して両燃料噴射弁
からの燃料噴射量が設定される。
一方、運転状態が前記以外の運転領域にあるときには、
第2燃料噴射量設定手段により、当該運転領域の噴射量
割合のデータと、その周囲の運転領域の噴射量割合のデ
ータとを補間演算して求めた噴射量割合を用いて両燃料
噴射弁の燃料噴射量が設定される。
尚、前記領域毎の燃料噴射量の設定方式を第5図に示
す。
〈実施例〉 以下に、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例の構成を示す第2図において、内燃機関1に
は、吸気マニホールド2の各気筒の吸気ポート毎に所定
のタイミングで燃料噴射する主燃料噴射弁3を装着する
と共に、スロットル弁4の上流側(若しくは下流側)近
傍の吸気通路上流部に全気筒に対して燃料噴射する補助
燃料噴射弁5が装着されている。
前記スロットル弁4の下流側近傍には超音波微粒化装置
6の振動子6Aが設けられ、補助燃料噴射弁5から噴射さ
れた燃料を付着させて超音波振動により微粒化させる。
前記スロットル弁4には、スロットル弁4の開度を検出
するスロットルセンサ7が連結され、吸気マニホールド
2のスロットル弁4より上流部には吸入空気流量Qを検
出するエアフローメータ8が設けられる。この他、機関
回転速度N検出用のクランク角センサ9,冷却水温度を検
出するための水温センサ10,空燃比フィードバック制御
用の空燃比検出のため排気中の酸素濃度を検出するO2
ンサ11等からの各信号がコントロールユニット12に入力
される。これらの各種センサ類は運転状態検出手段を構
成する。
コントロールユニット12は、マイクロコンピュータを内
蔵し、該マイクロコンピュータのROMには後述する基本
燃料噴射量MTPと機関回転速度Nとの格子軸により複数
に区分される各運転領域毎に補助燃料噴射弁5の噴射量
割合KRBING(主燃料噴射弁3の噴射量割合は1-KRBINGと
して求まる)のデータを記憶してある。つまり、該ROM
は噴射量割合記憶手段を構成する。そして、コントロー
ルユニット12は、前記各検出信号と、噴射量割合KRBING
のデータとに基づいて、運転状態に応じた主燃料噴射弁
3と補助燃料噴射弁5からの燃料噴射量を設定し、該設
定量に応じた噴射信号を各燃料噴射弁に出力して燃料噴
射制御するようになっている。従って、コントロールユ
ニット12は、噴射信号出力手段を構成する。
次に、前記コントロールユニット12による燃料噴射制御
を第3図に示したフローチャートに従って説明する。
ステップ(図ではSと記す)1では、各種センサ類から
の信号を読み込む。
ステップ2では、機関の単位回転当たりの気筒毎の燃料
噴射量を主燃料噴射弁3のみで得る場合の基本噴射パル
ス幅(基本燃料噴射量に相当する)MTPを次式により演
算する。
MTP=K・Q/N ステップ3では、前記基本噴射パルス幅MTPと機関回転
速度Nとに基づいて、当該運転状態に対応して前記噴射
量割合KRBINGが記憶されている運転領域が噴射量割合KR
BING100%又は0%の運転領域(以下100/0領域という)
又はその周囲の運転領域(以下周囲領域という)である
か否かを判定する。
ステップ3の判定がYESの場合は、ステップ4へ進み、
当該検出された運転領域の属する一方の運転領域と他方
の運転領域(ここで、一方と他方の運転領域とは、100/
0領域と周囲領域とを指す)との境界線から所定範囲以
内の部分に設定されたヒステリシス領域(第4図の斜線
部分)に属しているか否かを判定する。
そして、前記ヒステリシス領域に属していないときはス
テップ5へ進んで噴射量割合を検索する運転領域を示す
エリアフラグAFに当該運転領域を記憶更新した後、ステ
ップ6へ進み、ヒステリシス領域に属すると判定された
ときは直接ステップ6へ進む。
ステップ6では、前記エリアフラグAFに記憶されている
運転領域を読み込み、前記マップに記憶されている該運
転領域の噴射量割合KRBINGを検索する。
一方、ステップ3で検出運転領域が100/0領域又は周囲
領域に属しないと判定されたときは、ステップ7へ進
み、当該運転領域の周囲の運転領域を検出して記憶す
る。但し、この場合MTPとNとで点として検出される運
転状態により近い運転領域のみを検出してもよい。
次いでステップ8へ進み、ステップ7で検出された複数
の運転領域から、これら運転領域の噴射量割合KRBINGを
検索する。
次にステップ9では、前記検出された各領域の噴射量割
合KRBINGを用いて補間演算により最終的な噴射量割合KR
BINGを設定する。尚、補間演算は検出された運転状態に
より近い領域のデータにより大きな重みを付けて加重平
均する等によって行われる。
このようにして、ステップ6又はステップ9で噴射量割
合KRBINGを検索又は演算した後、ステップ10以降へ進
み、主燃料噴射弁3と補助燃料噴射弁5との燃料噴射量
が設定される。
まず、ステップ10では噴射量割合KRBINGが100%か否か
を判定し、NOの場合はステップ11に進んで、主燃料噴射
弁3の有効噴射パルス幅MTeを次式により演算する。
MTe =MTP ・α・KL・COEF ・(1-KRBING) ここで、αはO2センサ11からの信号に基づいて比例積分
制御等により設定される空燃比フィードバック補正係
数,KLはフィードバック補正係数αを基準値に近づけて
過渡運転時の応答性向上を図るための学習補正係数,COE
Fは水温TW等に基づいて設定される各種補正係数を示
す。
ステップ12では、機関の1/2回転毎に行われる主燃料噴
射弁5の最終的な燃料噴射パルス幅MTIを次式により演
算する。
MTI =2・MTe +MTS 但し、MTSはバッテリ電圧に基づく主燃料噴射弁3の無
効噴射パルス幅である。
ステップ13では、噴射量割合KRBINGが0%が否かを判定
し、NOの場合はステップ14へ進んで、前記MTP相当の噴
射量を気筒数分の主燃料噴射弁3で噴射した場合の機関
の単位回転当たりの総噴射量を1個の補助燃料噴射弁5
で得る場合の基本噴射パルス幅STPを次式により演算す
る。
STP =MTP ・KS 但し、KSは同一流量に対する補助燃料噴射弁5と主燃料
噴射弁3との噴射パルス幅の比率を示し、この値は燃料
噴射弁の本数と流量特性の相違により決定される。
ステップ15では、補助燃料噴射弁5の有効噴射パルス幅
STeを次式により演算する。
STe =STP・α・COEF・KRBING ステップ16では、補助燃料噴射弁5からの最終的な燃料
噴射パルス幅STIを次式により演算する。
STI =1/2・STe +STS 但し、1/2なる係数は、補助燃料噴射弁5が機関の1回
転当たり2回噴射を行うためであり、STSはバッテリ電
圧に基づく補助燃料噴射弁5の無効噴射パルス幅であ
る。
尚、ステップ10の判定がYESの場合は、主燃料噴射弁3
からの燃料噴射は行わないため、ステップ14までジャン
プし、同様にステップ13の判定がYESのときは補助燃料
噴射弁5からの燃料噴射を行わないため、このルーチン
を終了する。
以上のようにして設定されたパルス幅STI,MTIを持つ噴
射パルスをクランク角センサ8からの基準信号入力毎に
夫々補助燃料噴射弁5と主燃料噴射弁3とに出力して予
備噴射と主噴射とを行わせる。但し、噴射量割合KRBING
が0%若しくは100%のときは、予備噴射又は主噴射の
一方は停止される。
尚、前記ルーチンのステップ6及びステップ8の機能が
噴射量割合検索手段に相当し、ステップ4〜6を経てス
テップ11〜16でなされる機能が第1燃料噴射量設定手段
に相当し、ステップ7〜9を経てステップ11〜16でなさ
れる機能が第2燃料噴射量設定手段に相当する。
このようにすれば、低負荷時に設定燃料噴射量が補助燃
料噴射弁5の最大噴射量以下の時は、原則として補助燃
料噴射弁5のみから燃料噴射が行われて微粒化を最大限
促進した気化,混合状態の良い混合気が得られるので、
運転性,燃費,排気エミッション特性を向上でき、ま
た、高負荷時にスロットル弁4による偏流の影響で気筒
間の燃料分配性が悪化することを防止したい運転領域で
は補助燃料噴射弁5からの噴射を停止して主燃料噴射弁
3のみから燃料噴射することで上記弊害を防止できる。
また、このように一方の燃料噴射弁のみから燃料噴射を
行う状態から、他方の燃料噴射弁の燃料噴射を開始させ
る運転領域、即ち前記周囲領域では当該他方の燃料噴射
弁の噴射パルス幅と実噴射量とのリニアリティを確保す
べく最小流量をある程度以上大きく設定してあるが、こ
の場合も原則として当該領域から検索された噴射量割合
KRBINGのデータを補間演算を行わず、そのまま使用して
燃料噴射量の設定を行うことにより、設定精度引いては
空燃比の制御精度を良好に維持できる。
そして、前記の理由で100/0領域と周囲領域とでは、噴
射量割合KRBINGに段差を伴うが、これらの領域間では、
前記原則の例外としてヒステリシス領域にあるときは、
ヒステリシス領域に入る直前の領域の噴射量割合KRBING
のデータをそのまま使用して燃料噴射量の設定が行われ
るため、運転状態が変動しても、噴射量割合の変化を可
及的に抑制でき安定性を確保できる。
さらに、前記以外の運転領域では補間演算して求めた噴
射量割合KRBINGを使用して燃料噴射量が設定されるた
め、噴射量割合が運転状態の変化に応じて連続的に変化
し、可及的に円滑で安定した運転性が得られる。
尚、過渡運転時等では、スロットル弁開度の変化率等も
考慮して特願昭63-198880号で示したように噴射量割合
を補正して使用すること等も自由である。
〈考案の効果〉 以上説明したように本考案によれば、低負荷時の燃料の
微粒化促進による燃焼性向上、高負荷時の気筒間の良好
な燃料分配性による安定性向上を図れると共に、これら
領域と周囲領域との間の噴射量割合変化に伴うトルクシ
ョックを可及的に抑制でき、かつ、それ以外の領域では
噴射量割合を連続的に変化させつつ可及的に円滑で安定
した運転性能を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案の構成を示すブロック図、第2図は、
本考案の一実施例の構成を示す図、第3図は、同上実施
例の燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート、第4
図は、同上実施例で使用する噴射量割合のマップを示す
図、第5図は、本考案の燃料噴射量の設定方式を示す図
である。 1……内燃機関、2……吸気マニホールド、3……主燃
料噴射弁、5……補助燃料噴射弁、7……スロットルセ
ンサ、8……エアフローメータ、9……クランク角セン
サ、10……水温センサ、11……O2センサ、12……コント
ロールユニット

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気通路の上流部に予混合気形成用の補助
    燃料噴射弁、下流部に主燃料噴射弁を備えた内燃機関の
    燃料供給制御装置において、 機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、 複数に区分された運転領域毎に前記補助燃料噴射弁と主
    燃料噴射弁との噴射量割合のデータを記憶した噴射量割
    合記憶手段と、 検出された機関運転状態に基づいて前記噴射量割合記憶
    手段から対応する運転領域の噴射量割合のデータを検索
    する噴射量割合検索手段と、 前記補助燃料噴射弁の噴射量割合のデータが100%また
    は0%に設定されている運転領域と、その周囲の運転領
    域との間では、これら領域相互の境界線から所定範囲に
    ある部分をヒステリシス領域として設定し、検出される
    運転状態が前記いずれかの運転領域に属して、かつ、前
    記ヒステリシス領域にないときは当該運転状態の属する
    運転領域から検索された噴射量割合をそのまま使用し、
    運転状態が前記ヒステリシス領域に属するときは、該ヒ
    ステリシス領域に属す直前に属していた運転領域から検
    索された噴射量割合のデータをそのまま使用して両燃料
    噴射弁からの燃料噴射量を設定する第1燃料噴射量設定
    手段と、 前記以外の運転領域では当該運転領域とその周囲の運転
    領域とから検索された噴射量割合のデータを補間演算し
    て求めた噴射量割合を使用して両燃料噴射弁からの燃料
    噴射量を設定する第2燃料噴射量設定手段と、 前記第1又は第2燃料噴射量設定手段によって設定され
    た燃料噴射量に応じた噴射信号を両燃料噴射弁に出力し
    て燃料を噴射させる噴射信号出力手段と、 を備えて構成したことを特徴とする内燃機関の燃料供給
    制御装置。
JP16501588U 1988-12-22 1988-12-22 内燃機関の燃料供給制御装置 Expired - Lifetime JPH0648131Y2 (ja)

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JPH0285845U JPH0285845U (ja) 1990-07-06
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JP4049193B2 (ja) * 2006-06-13 2008-02-20 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP5233753B2 (ja) * 2009-03-04 2013-07-10 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置

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