JPH0756225B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、内燃機関の燃料噴射量を制御するための方法
に関する。

背景技術 内燃機関のいわゆる電子制御式燃料噴射装置において、
燃料噴射量を求める方法として典型的な先行技術では、
内燃機関の単位時間当りの回転数と吸気圧とによつて求
めている。しかしながらこの先行技術では、良好な安定
性を有する反面、スロツトル弁開度が急激に変化した場
合、吸気経路に設けられた圧力検出器によつて検出され
る吸気圧は、ストツトル弁の開閉動作に対応して流入す
る吸入空気に対して応答遅れが生じており、したがつて
スロツトル弁の開閉動作に正確に追随して燃料噴射量を
求めるためには、このようにスロツトル弁開度が急激に
変化す過渡時において、複雑な補正を行う必要があつ
た。

この先行技術の問題点を解決するために、本件出願人が
先に提案した方法では、スロツトル弁開度と内燃機関の
回転数とから燃料噴射量を求めている。この方法では応
答遅れがなく、スロツトル弁の開閉動作に正確に追随し
て燃料噴射量を求めることができる。しかしながらこの
方法では、スロツトル弁の開度を検出する弁開度検出器
の製造上のばらつきやマツチングによる誤差、あるいは
テーブルとしてストアされているスロツトル弁開度と、
回転数とによる燃料噴射量データの補間時の誤差などに
よつて、読出された燃料噴射量には誤差が生じてしま
い、空燃比を最適に保つことができない場合があつた。
またスロツトル弁開度が小さい場合には、このスロツト
ル弁開度の僅かな変動で燃料噴射量が大きく変化してし
まい、安定性に劣る。

発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、良好な安定性および過渡応答性を有
し、スロツトル弁の開閉動作に対応して正確な燃料噴射
量を求めることができるようにした内燃機関の燃料噴射
量制御方法を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、内燃機関の回転数Neを検出し、 前記内燃機関の吸気圧Pmを検出し、 前記回転数Neと吸気圧Pmとから基本噴射量TP1を求め、 内燃機関に燃焼用空気を供給するスロットル弁の開度θ
を検出し、 前記回転数Neと前記スロットル弁開度θとから噴射量TP
2を求め、 実際の燃料噴射量TAUは、燃焼室への前記燃焼用空気の
吸入遅れ補正係数をηとするとき、 TAU＝TP1＋η（TP2−TP1） によって求めることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量
制御方法である。

好ましい実施態様では、前記噴射量TP2の演算は、該噴
射量TP2が前記基本噴射量TP1に一致するように、前記ス
ロットル弁開度θを検出する弁開度検出器の出力を補正
する演算ステップを含むことを特徴とする。

作用 本発明に従えば、先ず、内燃機関の単位時間当りの回転
数Neと、吸気圧Pmとから基本噴射量TP1を求める。この
基本噴射量TP1は良好な安定性を有しており、したがつ
て内燃機関に燃焼用空気を供給するスロツトル弁の開度
θが急激に変化した直後では、この基本噴射量TP1はそ
の変化前の値に等しい。

次に、前記回転数Neとスロツトル弁開度θとから噴射量
TP2を求める。この噴射量TP2は、スロツトル弁開度θの
変化に追随しており、したがつてこの噴射量TP2は、上
述のようなスロツトル弁開度θが急激に変化された過渡
状態の比較的初期において、スロツトル弁開度θの最終
値に対応することができる。

続いて、例えばスロツトル弁と燃焼室との間の給気経路
による前記燃焼用空気の吸入遅れを補正するための係数
をηとするとき、 TAU＝TP1＋η（TP2−TP1） から実際の燃料噴射量TAUを求める。

したがつてこの燃料噴射量TAUは、上述のような過渡状
態の吸入空気の変化に正確に対応しており、空燃比を一
定に保つことができる。このようにして良好な安定性お
よび過渡応答性を有し、スロツトル弁の開閉動作に対応
した正確な燃料噴射量TAUを求めることができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のブロツク図である。内燃
機関13には複数の燃焼室E1〜Emが形成され、これらの燃
焼室E1〜Emには吸気管15から燃焼用空気が供給される。
吸気管15にはスロツトル弁16が介在される。スロツトル
弁16を介する燃焼用空気は、サージタンク14から各燃焼
室E1〜Em毎に個別に設けられた吸気管路A1〜Amに導かれ
る。各吸気管路A1〜Amには、それぞれ燃料噴射弁B1〜Bm
が設けられ、各燃焼室E1〜Emにおける１回毎の爆発行程
において、後述する処理装置31によつて定められた燃料
噴射量TAUを噴射する。各燃焼室E1〜Emには、それぞれ
吸気弁C1〜Cmと排気弁D1〜Dmとが設けられる。内燃機関
13は、たとえば点火プラグG1〜Gmを有する４サイクル火
花点火内燃機関である。

サージタンク14には、吸気圧Pmを検出するための圧力検
出器19が設けられる。吸気管15には、吸気温度を検出す
る温度検出器27が設けられる。内燃機関13には、クラン
ク角を検出するためのクランク角検出器28が設けられ、
またスロツトル弁16の開度θを検出するために弁開度検
出器30が設けられる。内燃機関13の冷却水の温度は、温
度検出器24によつて検出される。排気管20の途中には、
酸素濃度検出器21が設けられ、排ガスは三元触媒22で浄
化されて、外部に排出される。

マイクロコンピユータなどによつて実現される処理装置
31は、入力インタフエイス32と、入力されるアナログ信
号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器
33と、処理回路34と、出力インタフエイス35と、メモリ
36とを含む。メモリ36は、リードオンリメモリおよびラ
ンダムアクセスメモリを含む。本発明の実施例では、検
出器19,24,28,30などからの出力に応答して、燃料噴射
弁B1〜Bmから噴射される１行程毎の燃料噴射量TAUを制
御する。

一方、自動車メーカーでは、第２図で示されるような内
燃機関13の各回転数Neにおける吸気圧Pmと、基本噴射量
TP1との関係を測定し、その測定結果は、メモリ36に第
３図で示されるようなマツプとしてストアされる。

また同様に、第４図で示されるような各回転数Neにおけ
るスロツトル弁開度θと、噴射量TP2との関係が測定さ
れ、その測定結果は、メモリ36に第５図で示されるよう
なマツプとしてストアされる。

今、スロツトル弁開度θが第６図（１）で示されるよう
に時刻t1において急激に大きくなつたときには、圧力検
出器19によつて検出されるサージタンク14の吸気圧Pm
は、第６図（２）で示されるように応答遅れを伴つて追
随する。したがつてこの吸気圧Pmを用いて求められる基
本噴射量TP1は、第６図（３）において仮想線で示され
るように、スロツトル弁開度θの急変動の直後にはその
変動以前の値と等しく、安定している。

またスロツトル弁開度θに対応した噴射量TP2は、第６
図（３）において破線で示されるように変化する。した
がつてこの噴射量TP2は、スロツトル弁開度θが変化し
た過渡状態の比較的初期においてスロツトル弁開度θの
最終値に対応することができる。この噴射量TP2と前記
基本噴射量TP1とは、スロツトル弁開度θに対応した吸
気圧Pmとなる定常状態、すなわち時刻t1以前と時刻t2以
降では、相互に等しくなる。

したがつてスロツトル弁開度θの変化に対して比較的ゆ
つくりと変化する吸気圧Pmから求められる基本噴射量TP
1で噴射を行うと、変動が小さく安定している反面、吸
気圧Pmはスロツトル弁開度θが変化して流入する吸入空
気に対して応答遅れを伴つており、したがつてたとえば
第６図で示されるようにスロツトル弁開度θが急激に大
きくなつたときには、空燃比はリーン状態となつてしま
い、過渡応答性に劣る。また噴射量TP2を用いて燃料噴
射を行つた場合には、良好な過渡応答性を有する反面、
この噴射量TP2は第４図から明らかなように、スロツト
ル弁開度θが小さいときには、このスロツトル弁開度θ
の僅かな変化によつて噴射量TP2が大きく変動してしま
い、安定性に劣る。また弁開度検出器30によつて検出さ
れるスロツトル弁開度θと、実際に燃焼室E1〜Emに流入
する吸入空気との間にはスロツトル弁16の下流側の吸気
管15、サージタンク14および各吸気管路A1〜Amなどの吸
気経路影響によつて、ずれが生じてしまい、たとえば第
６図で示されるように、スロツトル弁開度θが急激に大
きくなつたときには、噴射量TP2で噴射を行うと、空燃
比がリツチ状態となつてしまう。さらにまた弁開度検出
器30の製造上のばらつきやマツチング誤差、あるいはス
ロツトル弁16などへのごみの付着などによつて、弁開度
検出器30の出力が実際のスロツトル弁開度θに対して誤
差を生じてしまうことがある。このため本実施例では、
以下ようにして実際の燃料噴射量TAUを求める。

すなわちスロツトル弁16の下流側の吸気管15、サージタ
ンク14および各吸気管路A1〜Amなどからなる吸気経路に
よる吸入空気の燃料室A1〜Amへの吸入遅れの補正係数η
を実験によつて求めておき、下式に基づいて実際の燃料
噴射量TAUを求める。

TAU＝TP1＋η（TP2−TP1）……（１） 前記吸入遅れの補正係数ηは、たとえば0.7〜0.8程度で
あり、車種によつて異なり、前述の第３図および第５図
で示されるデータと同様に、メモリ36にストアされる。
噴射量TP2と基本噴射量TP1との差は、前記過渡状態にお
ける吸入空気流量の理論的な変化に対応しており、この
差に補正係数ηを乗算することによつて、前記吸気経路
等の影響が考慮されて実際の吸入空気流量の変化に対応
した噴射量を求めることができる。こうして求めた噴射
量を基本噴射量TP1に加算して、該基本噴射量TP1を補正
することによつて、良好な安定性および過渡応答性を有
し、吸入空気の応答遅れが考慮された燃料噴射量TAUを
求めることができ、空燃比を一定に保つことができる。

また上述のように定常状態では、基本噴射量TP1と噴射
量TP2とは等しくなるべきであり、したがつて噴射量TP2
が基本噴射量TP1と等しくなるようにスロツトル弁開度
θを補正することによつて、弁開度検出器30の製造上の
ばらつきやマツチング誤差、あるいはスロツトル弁16な
どへのごみの付着などによる検出誤差を吸収して、正確
なスロツトル弁開度θを求めることができる。

第７図は内燃機関13の回転数Neを検出するための動作を
表し、ステップn1においてクランク角検出器28によつて
検出された回転数Neが、アナログ／デジタル変換器33で
デジタル変換されて処理回路34に読込まれる。この動作
は前記アナログ／デジタル変換器33における変換動作の
たび毎に行われる。

第８図は基本噴射量TP1を求めるための動作を表し、圧
力検出器19によつて検出される吸気圧Pmがアナログ／デ
ジタル変換器33によつてデジタル変換されるたび毎に行
われる。ステツプn11では、圧力検出器19によつて検出
される吸気圧Pmがアナログ／デジタル変換されて読込ま
れる。ステツプn12では、前述のステツプn1で求めた回
転数Neと、ステツプn11で求めた吸気圧Pmとに対応した
基本噴射量TP1が、前述の第３図で示されるマツプに基
づいてメモリ356から読出される。

第９図は噴射量TP2を求めるための動作を表し、弁開度
検出器30によつて検出されるスロツトル弁開度θが、ア
ナログ／デジタル変換器33によつてデジタル変換される
たび毎に行われる。ステツプn21では、弁開度検出器30
によつて検出されるスロツトル弁開度θがアナログ／デ
ジタル変換されて読込まれる。ステツプn22では、ステ
ツプn21で求めたスロツトル弁開度θと、後述するよう
にして求められる補正値θＧとが加算されて、補正され
たスロツトル弁開度θＨが求められる。ステツプn23で
は、ステツプn1で求められた回転数Neと、ステツプn22
で求められた補正されたスロツトル弁開度θＨとに対応
した噴射量TP2が、前述の第５図で示されるマツプに基
づいてメモリ36から読出される。

第10図は実際の燃料噴射量TAUを求めるための動作を表
し、たとえば内燃機関13の１行程毎に行われる。ステツ
プn31では、噴射量TP2と基本噴射量TP1との差Ｍが求め
られる。ステツプn32では、この差Ｍが０を超えている
かどうかが判断され、そうであるときすなわち応答の速
い噴射量TP2が応答の遅い基本噴射量TP1より大きい加速
時には、ステツプn33に移る。ステツプn33では、基本噴
射量TP1に、前記吸入遅れ補正係数ηと前記差Ｍの絶縁
値|M|との積が加算されて、すなわち前述の第１式に従
つて燃料噴射量TAUが求められ、ステツプn34に移る。ス
テツプn32において、前記差Ｍが０以下であるときすな
わち減速時には、ステツプn35に移り、基本噴射量TP1か
ら、前記吸入遅れ補正係数ηと前記差Ｍの絶対値|M|と
の積が減算されて燃料噴射量TAUが求められ、ステツプn
34に移る。ステツプn34では、ステツプn33,n35で求めら
れた燃料噴射量TAUに対応して、燃料噴射弁B1〜Bmが駆
動されて、燃料の噴射が行われる。

第11図は前記スロツトル弁開度θの補正値θＧの更新動
作を表し、例えば10msec毎に行われ、この補正値θＧは
ゆつくりと変化される。ステツプn41では、噴射量TP2が
基本噴射量TP1より大きいかどうかが判断され、そうで
あるときにはステツプn42でこの補正値θＧから１が減
算され、またそうでないときにはステツプn43でこの補
正値θＧに１が加算される。

したがつて前記回転数Neと吸気圧Pmとから求められる基
本噴射量TP1と、前記回転数Neとスロットル弁開度θと
から求められる噴射量TP2との経時変化などによる相互
のずれを補正することができる。なおこの動作は、TP1
＝TP2となる定常時において実施することが望ましく、
しかしながら急加速などの過渡時においても前述のよう
にゆつくりと補正が行われるので、大きな補正誤差が生
じることはなく、したがつて演算処理を軽減するために
上述のように所定タイミング毎に実施されてもよい。

効果 以上のように本発明によれば、内燃機関の単位時間当り
の回転数Neと吸気圧Pmとから求められる比較的安定な基
本噴射量TP1と、前記回転数Neとスロツトル弁開度θと
から求められる応答性の良好な噴射量TP2および吸気経
路の影響が考慮された補正係数ηを用いて補正して、実
際の燃料噴射量TAUを求めるようにしたので、良好な安
定性および過渡応答性を有し、スロツトル弁の開閉動作
に対応した正確な燃料噴射量TAUを求めることができ、
したがつてスロツトル弁開度θが急激に変化された過渡
時においても、空燃比を一定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２図は内燃
機関の各回転数Neにおける吸気圧Pmと基本噴射量TP1と
の関係を示すグラフ、第３図は第２図に示された関係の
メモリ36への記憶態様を示す図、第４図は各回転数Neに
おけるスロツトル弁開度θと噴射量TP2との関係を示す
グラフ、第５図は第４図で示された関係のメモリ36への
記憶態様を示す図、第６図は動作を説明するための波形
図、第７図〜第11図は動作を説明するためのフローチヤ
ートである。 13……内燃機関、14……サージタンク、15……吸気管、
16……スロツトル弁、19……圧力検出器、20……排気
管、24,27……温度検出器、28……クランク角検出器、3
0……弁開度検出器、31……処理装置、B1〜Bm……燃料
噴射弁、E1〜Em……燃焼室、G1〜Gm……点火プラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の回転数Neを検出し、 前記内燃機関の吸気圧Pmを検出し、 前記回転数Neと吸気圧Pmとから基本噴射量TP1を求め、 内燃機関に燃焼用空気を供給するスロットル弁の開度θ
   を検出し、 前記回転数Neと前記スロットル弁開度θとから噴射量TP
   2を求め、 実際の燃料噴射量TAUは、燃焼室への前記燃焼用空気の
   吸入遅れ補正係数をηとするとき、 TAU＝TP1＋η（TP2−TP1） によって求めることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量
   制御方法。
2. 【請求項２】前記噴射量TP2の演算は、該噴射量TP2が前
   記基本噴射量TP1に一致するように、前記スロットル弁
   開度θを検出する弁開度検出器の出力を補正する演算ス
   テップを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内燃機関の燃料噴射量制御方法。