JPH0776538B2 - 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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JPH0776538B2
JPH0776538B2 JP3971188A JP3971188A JPH0776538B2 JP H0776538 B2 JPH0776538 B2 JP H0776538B2 JP 3971188 A JP3971188 A JP 3971188A JP 3971188 A JP3971188 A JP 3971188A JP H0776538 B2 JPH0776538 B2 JP H0776538B2
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伸平 中庭
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株式会社ユニシアジェックス
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の電子制御燃料噴射装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、内燃機関の電子制御燃料噴射装置では、吸入空気
の状態量として、吸入空気流量Qを検出し、これと機関
回転数Nとから、基本燃料噴射量Tp=K・Q/N(Kは定
数)を演算し、あるいは、吸入空気の状態量として、吸
気圧(吸入負圧)PBを検出し、これに基づいて基本燃料
噴射量Tpを演算する。尚、吸入空気流量Qによる方式を
Lジェトロといい、吸気圧PBによる方式をDジェトロと
いう。そして、水温等に基づく各種補正係数COEF及びバ
ッテリ電圧に基づく電圧補正分Tsにより補正して、最終
的な燃料噴射量Ti=Tp・COEF+Tsを演算する。
そして、機関回転に同期した所定のタイミングで前記燃
料噴射量Tiに対応するパルス巾の駆動パルス信号を電磁
式の燃料噴射弁に出力し、これにより機関に燃料を噴射
供給する。
ところが、例えば加速時には吸気通路内壁に付着する壁
流燃料の輸送遅れにより空燃比がリーン化するため、加
速時に機関出力が応答性良く追従せず、加速性能が悪化
していた。
尚、一般には前記各種補正係数COEF中に加速増量補正係
数KFUELを設け、加速時にスロットル弁開度の変化量等
に基づいて加速増量補正係数KFUELの値を適当に設定す
ることにより、加速性能の向上を図っているが、加速増
量補正係数KFUELをマップデータに基づいて設定するよ
うにしているので、加速状態に見合った最適な燃料噴射
量を全ての領域で確保するのが難しく、十分な加速性能
を得ることはできなかった。
そこで、吸入空気の状態量に基づいて設定した基本燃料
噴射量の変化に基づきその変化の方向に基本燃料噴射量
を位相進み処理して位相進み基本燃料噴射量を設定し、
この位相進み基本燃料噴射量に基づいて最終的な燃料噴
射量を演算することにより、加速時のみならず減速時を
含む過渡運転時に壁流燃料の輸送遅れによる影響をなく
すようにして、空燃比制御精度,出力の応答性等を向上
させ、また演算により過渡運転時の基本燃料噴射量を設
定することでマップデータのマッチング工数を不要にし
たものが提案されている(特願昭62−281963号参照)。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、かかる基本燃料噴射量の位相進み処理に
よって、加速増量,減速減量を図る場合、加減速時の機
関の負荷変動をもとの基本燃料噴射量が的確にとらえて
いれば、最適な制御量が得られるが、Lジェトロ,Dジェ
トロ共、吸気脈動による基本燃料噴射量の変動が加わる
ため、必要以上の加速増量,減速減量が付加されて、運
転性の悪化,CO,HC排出量の増加を招き、なお改善の余地
があった。
尚、第7図は先行技術における加速時の制御特性図で、
図示破線の如く機関の負荷変動を基本燃料噴射量Tpが的
確にとらえた場合には、位相進み基本燃料噴射量PRETp
により最適増量が得られるが、図示実線の如く吸気脈動
でTpがふれた場合には、常に必要以上でかつ変動が増幅
された加速増量分が付加されてしまう様子を示してい
る。
本発明は、このような課題に鑑み、吸気脈動の影響を受
けることなく、加減速状態に見合った最適な燃料噴射量
を全ての領域で確保することができるようにして、過渡
運転時の空燃比制御精度を向上させ、運転性の向上並び
にCO,HCの排出量の低減を図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、本発明は、第1図に示すように、下記のA〜
Fの手段を設ける構成としたものである。
A)吸入空気の状態量に基づいて基本燃料噴射量を設定
する第1の基本燃料噴射量設定手段 B)前記第1の基本燃料噴射量設定手段とは別に、スロ
ットル弁開度と機関回転数とから基本燃料噴射量を設定
する第2の基本燃料噴射量設定手段 C)前記第2の基本燃料噴射量設定手段による基本燃料
噴射量の変化に基づきその変化の方向に位相進み処理し
て位相進み基本燃料噴射量を設定する位相進み基本燃料
噴射量設定手段 D)前記位相進み基本燃料噴射量設定手段による位相進
み基本燃料噴射量と前記第2の基本燃料噴射量設定手段
による基本燃料噴射量との差として加減速補正量を設定
する加減速補正量設定手段 E)前記第1の基本燃料噴射量設定手段による基本燃料
噴射量をこれに前記加減速補正量設定手段による加減速
補正量を加算することにより補正する基本燃料噴射量補
正手段 F)前記基本燃料噴射量補正手段により補正して得た基
本燃料噴射量に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射
量演算手段 また、前記位相進み基本燃料噴射量設定手段Cを位相進
み量を異ならせた2種の位相進み基本燃料噴射量を設定
するようにし、前記加減速補正量設定手段Dを前記2種
の位相進み基本燃料噴射量のうち絶対値大のものを選択
して加減速補正量を設定するようにするとよい。
〈作用〉 上記の構成においては、スロットル弁開度と機関回転数
とから基本燃料噴射量を設定し、この基本燃料噴射量の
変化に基づきその変化の方向に位相進み処理して位相進
み基本燃料噴射量を設定し、この位相進み基本燃料噴射
量ともとの基本燃料噴射量との差として加減速補正量を
設定する。
これによれば、スロットル弁開度と機関回転数とから求
めた基本燃料噴射量は、吸気脈動の影響を受けることな
く、機関の負荷変動を的確にとらえることができ、位相
進み処理により最適要求量をとらえて、最適な加減速補
正量を求めることができる。
そして、吸入空気の状態量に基づいて設定した基本燃料
噴射量をこれに加減速補正量を加算することにより補正
し、この補正して得た基本燃料噴射量に基づいて燃料噴
射量を演算するのである。
また、位相進み量を異ならせた2種の位相進み基本燃料
噴射量を設定するようにし、これら2種の位相進み基本
燃料噴射量のうち絶対値大のものを選択して加減速補正
量を設定するようにすれば、加減速の後期に加減速補正
量を徐々に減衰させることができ、より良好となる。
〈実施例〉 以下に本発明の一実施例(Lジェトロの場合)を説明す
る。
第2図において、機関1には、エアクリーナ2から、ア
クセルペダルに連動するスロットル弁3、及び、該スロ
ットル弁3をバイパスする補助空気通路4に介装した補
助空気制御弁5を介し、さらに吸気マニホールド6を介
して、空気が吸入される。
吸気マニホールド6の各ブランチ部には各気筒毎に燃料
噴射弁7が設けられている。燃料噴射弁7はソレノイド
に通電されて開弁し通電停止されて閉弁する電磁式燃料
噴射弁であって、後述するコントロールユニット9から
の駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない
燃料ポンプにより圧送されてプレッシャレギュレータに
より所定の圧力に調整された燃料を噴射する。尚、この
例はいわゆるマルチポイントインジェクションシステム
であるが、スロットル弁上流などに全気筒共通に単一の
燃料噴射弁を設けるシングルポイントインジェクション
システムであってもよい。
機関1の燃焼室には点火栓8が設けられていて、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。
コントロールユニット9は、CPU,ROM,RAM,A/D変換器,
入出力インターフェイスを含んで構成されるマイクロコ
ンピュータを備え、各種のセンサからの入力信号に基づ
いて演算処理し、燃料噴射弁7,補助空気制御弁5及び点
火栓8の作動を制御する。但し、以下では燃料噴射弁7
による燃料噴射量の制御についてのみ説明する。
前記各種のセンサとしては、スロットル弁3上流の吸気
通路に熱線式のエアフローメータ10が設けられていて、
吸入空気流量Qを検出する。尚、Dジェトロの場合は、
吸気マニホールドに吸気圧センサが設けられていて、吸
気圧(吸入負圧)PBを検出する。
また、クランク角センサ11が設けられていて、例えば4
気筒の場合、クランク角180°毎の基準信号REFとクラン
ク角1〜2°毎の単位信号POSとを出力する。ここで、
基準信号REFの周期、あるいは所定時間内における単位
信号POSの発生数を計測することにより、機関回転数N
を算出可能である。
また、スロットル弁3にポテンショメータ式のスロット
ルセンサ12が設けられていて、スロットル弁開度αを検
出する。
また、機関1のウォータジャケットに臨ませて水温セン
サ13が設けられていて、機関冷却水温Twを検出する。
ここにおいて、コントロールユニット9に内蔵されたマ
イクロコンピュータ(CPU)は、第3図〜第5図にフロ
ーチャートとして示すROM上のプログラムに従って、演
算処理を行い、燃料噴射量を制御する。
次に第3図〜第5図のフローチャートを参照しつつコン
トロールユニット9内のマイクロコンピュータの演算処
理の様子を説明する。
第3図は、スロットル弁開度α及び機関回転数N(以下
α−Nという)から基本燃料噴射量Tp(以下α−Nから
求めたTpをTp′と記す)を求めるルーチンで、所定時間
(例えば10ms)毎に実行される。
ステップ1(図にはS1と記してある。以下同様)では、
スロットルセンサ12からの信号に基づいて検出されるス
ロットル弁開度αを読込む。
ステップ2では、スロットル弁開度αよりマップを参照
して求めたスロットル弁通過空気流量ATVOと、補助空気
制御弁5への開度制御信号である開弁用デューティISCD
UTYよりマップを参照して求めた補助空気制御弁通過空
気流量AISCと、アイドルアジャストスクリュー等におけ
る所定の洩れ分ALEAKとを加算して、体積流量たる吸入
空気流量AQ(m3/h)=ATVO+AISC+ALEAKを求める。
ステップ3では、吸気圧に対応する基本燃料噴射量Tp
(後述する第5図のステップ21で求めたもの,Dジェトロ
の場合は吸気圧PBを用いることができる)からマップを
参照して吸入負圧特性ψ(%)を求める。
ステップ4では、吸入空気流量AQに吸入負圧特性ψを乗
じて、質量流量たる吸入空気流量G(kg/h)=AQ・ψを
演算する。
ここで、Gは次式(1)により定める故、ψを次式
(2)とし、大気圧PA等を一定とした代表大気条件デー
タでψのマップを作成してある。Lジェトロでは、大気
圧センサ,吸気温センサがないからである。尚、ψの値
は、吸気圧PBが所定値(−340mmHg)以下のソニック領
域では一定に保たれ、吸気圧PBが所定値を超える領域で
は吸気圧PBが大きくなるにしたがって減少する特性を有
する。
ステップ5では、吸入空気流量Gと機関回転数Nとに基
づき、基本燃料噴射量Tp′=K′・G/N(K′は定数)
を演算する。この基本燃料噴射量Tp′はα−Nから求め
た基本燃料噴射量である。
従って、ステップ1〜ステップ5の部分が第2の基本燃
料噴射量設定手段に相当する。
ステップ6では、水温Twよりマップを参照して求めた値
と、基本燃料噴射量Tpよりマップを参照して求めた値と
を乗じて、重み付け定数x(=1〜255)を演算する。
第4図は、α−Nから求めた基本燃料噴射量Tp′の位相
進み処理を行って位相進み基本燃料噴射量PRETpを求
め、これに基づいて加減速補正量DLTTpを設定するルー
チンで、クランク角センサ11の基準信号REFに同期して
4気筒の場合機関1/2回転毎に実行される。
ステップ11では、次式に従ってα−Nから求めた基本燃
料噴射量Tp′に基づき位相進み基本燃料噴射量PRETpを
演算する。Tp′OLdは1/2回転前のTp′である。
ここで、Tp′=Tp′OLd+ΔTp′とすれば、次式の如く
となる。
従って、重み付け定数xを1〜255の適当な値に設定す
ることにより、位相進み処理を行うことができる。
このステップ11(及び後述するステップ13)の部分が位
相進み基本燃料噴射量設定手段に相当する。
ステップ12では、次回の演算のため、Tp′をTp′OLd
代入する。
ステップ13では、次式に従って減少特性位相進み基本燃
料噴射量PRETp1を求める。PRETpOLdは1/2回転前のPRETp
又はPRETp1のうち大きい方である。n,mは定数である。
例えば、n=8,m=1とすれば、PRETp1=(7/8)×PRET
OLdとなる。
ステップ14では、|PRETp|と|PRETp1|とを比較する。
|PRETp|>|PRETp1|の場合(加減速初期の場合)は、ス
テップ15に進んで位相進み基本燃料噴射量PRETpから基
本燃料噴射量Tp′を減算することにより位相進み分であ
る加減速補正量DLTTp=PRETp−Tp′を演算し、次のステ
ップ16でPRETpをPRETpOLdに代入する。
|PRETp|≦|PRETp1|の場合(加減速後期の場合)は、ス
テップ17に進んで減少特性位相進み基本燃料噴射量PRET
p1から基本燃料噴射量Tp′を減算することにより、減少
特性位相進み分である加減速補正量DLTTp=PRETp1−T
p′を演算し、次のステップ18でPRETp1をPRETpOLdに代
入する。
ここで、ステップ14、15,17の部分が加減速補正量設定
手段に相当する。
第5図は、最終的な燃料噴射量Tiを演算するルーチン
で、所定時間(例えば10ms)毎に実行される。
ステップ21では、エアフローメータ10からの信号に基づ
いて検出される吸入空気流量Qと、機関回転数Nとか
ら、基本燃料噴射量Tp=K・Q/N(Kは定数)を演算す
る。Dジェトロの場合は、吸気圧PBに基づいて基本燃料
噴射量Tpを設定する。このステップ21の部分が第1の基
本燃料噴射量設定手段に相当する。
ステップ22では、基本燃料噴射量Tpに加減速補正量DLTT
pを加算して次式の如く基本燃料噴射量Tpを補正する。
このステップ22の部分が基本燃料噴射量補正手段に相当
する。
Tp←Tp+DLTTp ステップ23では、次式に従って燃料噴射量Tiを演算す
る。COETは各種補正係数,Tsは電圧補正分である。この
ステップ23の部分が燃料噴射量演算手段に相当する。
Ti=Tp・COEF+Ts このようにして、燃料噴射量Tiが演算されると、このTi
に対応するパルス巾の駆動パルス信号が機関回転に同期
した所定のタイミングで燃料噴射弁7に出力され、燃料
噴射が行われる。
このような制御により、第6図に示すように、吸気脈動
の影響を受けない位相進み基本燃料噴射量PRETpが得ら
れ、これを吸気脈動の影響を受ける基本燃料噴射量Tpに
加算して補正しても、補正されたTpについてもとの吸気
脈動分が増幅されることはない。また、加速後期には位
相進み基本燃料噴射量として減少特性のPRETp1を用いる
ので、加速後期に加減速補正量を徐々に減衰させてより
良好な運転性をも得ることができる。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、スロットル弁開度
と機関回転数とから吸気脈動の影響を受けることなく機
関の負荷変動を的確にとらえうる基本燃料噴射量を設定
し、この基本燃料噴射量を位相進み処理して、位相進み
基本燃料噴射量ともとの基本燃料噴射量との差を加減速
補正量として用いるので、過渡時の空燃比制御精度が向
上し、運転性の向上並びにCO,HCの排出量の低減という
効果が得られる。
また、位相進み量を異ならせた2種の位相進み基本燃料
噴射量を設定するようにし、これら2種の位相進み基本
燃料噴射量のうち絶対値大のものを選択して加減速補正
量を設定するようにすれば、加減速の後期に加減速補正
量を徐々に減衰させることができ、運転性がより良好と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第2図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第3図〜第5図は
制御内容を示すフローチャート、第6図は本発明の場合
の加速時の制御特性図、第7図は先行技術における加速
時の制御特性図である。 1……機関、3……スロットル弁、7……燃料噴射弁、
9……コントロールユニット、10……エアフローメー
タ、11……クランク角センサ、12……スロットルセンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸入空気の状態量に基づいて基本燃料噴射
    量を設定する第1の基本燃料噴射量設定手段と、 この第1の基本燃料噴射量設定手段とは別に、スロット
    ル弁開度と機関回転数とから基本燃料噴射量を設定する
    第2の基本燃料噴射量設定手段と、 この第2の基本燃料噴射量設定手段による基本燃料噴射
    量の変化に基づきその変化の方向に位相進み処理して位
    相進み基本燃料噴射量を設定する位相進み基本燃料噴射
    量設定手段と、 この位相進み基本燃料噴射量設定手段による位相進み基
    本燃料噴射量と前記第2の基本燃料噴射量設定手段によ
    る基本燃料噴射量との差として加減速補正量を設定する
    加減速補正量設定手段と、 前記第1の基本燃料噴射量設定手段による基本燃料噴射
    量をこれに前記加減速補正量設定手段による加減速補正
    量を加算することにより補正する基本燃料噴射量補正手
    段と、 この基本燃料噴射量補正手段により補正して得た基本燃
    料噴射量に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演
    算手段と、 を有すること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】位相進み基本燃料噴射量設定手段が位相進
    み量を異ならせた2種の位相進み基本燃料噴射量を設定
    するものであり、加減速補正量設定手段が前記2種の位
    相進み基本燃料噴射量のうち絶対値大のものを選択して
    加減速補正量を設定するものであることを特徴とする請
    求項1記載の内燃機関の電子制御燃料噴射装置。
JP3971188A 1988-02-24 1988-02-24 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 Expired - Lifetime JPH0776538B2 (ja)

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