JP2688211B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御方法 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量制御方法

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JP2688211B2 JP63122935A JP12293588A JP2688211B2 JP 2688211 B2 JP2688211 B2 JP 2688211B2 JP 63122935 A JP63122935 A JP 63122935A JP 12293588 A JP12293588 A JP 12293588A JP 2688211 B2 JP2688211 B2 JP 2688211B2
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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、内燃機関の燃料噴射量を制御するための燃
料噴射量制御方法に関する。
従来の技術 内燃機関のいわゆる電子制御式燃料噴射装置におい
て、典型的な従来技術では、吸気管圧力Pmと、内燃機関
の単位時間当りの回転数Neとから求められる状態量TPD
を実際の燃料噴射量TAUとして用いていた。したがつて
スロツトル弁開度が急激に変化した過度渡には、サージ
タンクを含むスロツトル弁の下流側から各燃焼室の吸気
管路までの吸気経路の容量の影響などによつて、前記吸
気管圧力Pmはゆつくりと変化するため、前記燃料噴射量
TAUは安定している反面、応答遅れが生じてしまうこと
がある。
この問題を解決するために本件出願人が先に提案した
方法では、吸入空気流量Qと前記回転数Neとから求めら
れる状態量TPQを用いて、前記状態量TPDを補正して実際
の燃料噴射量TAUを求めており、応答性が改善されてい
る。
発明が解決しようとする課題 しかしながらこの方法では、前記過渡時以外の定常時
において一致すべき状態量TPDとTPQとが、適合時の誤
差、すなわちこれら状態量TPD,TPQのマツプ値を、たと
えば排ガス中の酸素濃度などに応じて学習によつて書換
えられたときに生じる誤差や、充填効率の変化などによ
つて必ずしも一致することがなく、空燃比が安定しな
い。
また、排ガス再循環機能(以下EGRと略称する)を有
する内燃機関の場合、前記吸入空気流量Qは新気吸入流
量Q1と、排ガス再循環量Q2との和であり、したがつて該
EGRのON時とOFF時とでは吸入空気流量Qが一定であつて
も新気吸入流量Q1が異なり、このため従来技術では、燃
料噴射量TAUは、EGRのON時はOFF時のたとえば数%減と
いう具合に、状態量TPQを読出すマツプを切換えること
によつて対処していた。したがつてEGRのON/OFF動作と
同時にそのようなマツプの切換動作が行われると、前記
再循環量Q2が安定するまでの過渡時には空燃比がずれて
しまうこととなる。
本発明の目的は、スロツトル弁開度の変化時やEGRのO
N/OFF時などの過渡時には良好な応答性を有し、また定
常時には良好な安定性を有し、空燃比を常に最適な値に
保つ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。
課題を解決するための手段 本発明は、吸気管圧力を用いて基本噴射量を求め、 スロツトル弁を通過する吸入空気流量に関連した第1
状態量を求め、 前記第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化するよう
に、内燃機関に供給される吸入空気流量に関連した第2
状態量を求め、 前記第1状態量を求めるに際して、スロツトル弁の開
度と前記第2状態量を用い、 前記第1状態量と前記第2状態量との差に基づいて補
正量を求め、 前記基本噴射量と前記補正量とから燃料噴射量を求め
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。
また本発明は、前記第2状態量は、遅延予想吸気管圧
力を用いて求められる噴射量であり、前記第1状態量
は、予想吸気管圧力から求められる噴射量であることを
特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法である。
また本発明は、前記第2状態量は、遅延予想吸気管圧
力であり、前記第1状態量は、予想吸気管圧力であっ
て、前記補正量は該予想吸気管圧力と該遅延予想吸気管
圧力との差から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。
また本発明は、吸気管圧力を用いて基本噴射量を求
め、 スロツトル弁を通過する吸入空気流量に関連した第1
状態量を、予測吸気管圧力に基づいた噴射量として求
め、 内燃機関に供給される吸入空気流量に関連した第2状
態量を、遅延予測吸気管圧力に基づいた噴射量として前
記第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化するように求
め、 前記第1状態量と前記第2状態量との差に基づいて補
正量を求め、 前記基本噴射量と前記補正量とから燃料噴射量を求め
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。
また本発明は、吸気管圧力を用いて基本噴射量を求
め、 スロツトル弁を通過する吸入空気流量に関連した第1
状態量を、予測吸気管圧力として求め、 内燃機関に供給される吸入空気流量に関連した第2状
態量を、遅延予測吸気管圧力として前記第1状態量に時
間遅れを伴つて追従変化するように求め、 前記予測吸気管圧力と前記遅延予測吸気管圧力との差
に基づいて補正量を求め、 前記基本噴射量と前記補正量とから燃料噴射量を求め
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。
また本発明は、前記スロツトル弁を通過する吸入空気
流量は、スロツトル弁の開度と前記第2状態量を用いて
求められ、前記スロツトル弁を通過する新気吸入流量と
排ガス再循環流量との和の吸気総流量であることを特徴
とする内燃機関の燃料噴射量制御方法である。
さらに本発明は、吸気管圧力を用いて基本噴射量を求
め、 スロツトル弁を通過する吸入吸気流量に関連した第1
状態量を求め、 前記第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化し、内燃
機関に供給される吸入空気流量に関連した第2状態量を
求め、 前記第1状態量と前記第2状態量との差に基づいて第
1補正量を求め、 前記第2状態量とサージタンクを含む吸気経路の容量
とに関連した第2補正量を求め、 前記基本噴射量と前記第1および第2補正量とから燃
料噴射量を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。
作用 本発明に従えば、吸気管圧力を用いて基本噴射量が求
められる。次に、スロツトル弁を通過する吸入空気流量
に関連した第1状態量が求められ、そして第1状態量に
時間遅れを伴つて追従変化するように、内燃機関に供給
される吸入空気流量に関連した第2状態量が求められ、
第1状態量を求めるに際し、スロツトル弁の開度と第2
状態量が用いられる。続いて、第1状態量と第2状態量
との差に基づいて補正量が求められ、上記基本噴射量と
上記補正量から実際の燃料噴射量が求められる。このよ
うに補正量を求めるのに利用される第1状態量は、スロ
ツトル弁の開度と第2状態量を用いて仮想的に求められ
るので、定常状態においては、第1状態量と第2状態量
が実質上一致するようになり、補正量を正確に求めるこ
とができる。また、第1状態量を求めるに際してスロツ
トル弁の開度を用いており、このスロツトル弁の開度は
応答性がよく、それ故に、補正量を応答性良く求めるこ
とができる。
また本発明に従えば、状態量として噴射量が用いられ
る。すなわち、第2状態量が遅延予想吸気管圧力を用い
て求められる噴射量であり、また第1状態量が、予想吸
気管圧力から求められる噴射量であり、これら噴射量を
用いることによつて、補正量を正確に求めることができ
る。
また本発明に従えば、状態量として吸気管圧力に関す
る状態量が用いられる。すなわち、第2状態量が遅延予
想器圧力であり、また第1状態量が予想吸気管圧力であ
り、予想吸気管圧力と遅延予想吸気管圧力の差から補正
量を正確に求めることができる。
また本発明に従えば、吸気管圧力を用いて基本噴射量
が求められる。次に、スロツトル弁を通過する吸入空気
流量に関連した第1状態量が予想吸気管圧力、またはこ
れに基づいた噴射量として求められ、そして内燃機関に
供給される吸入空気流量に関連して第2状態量が、遅延
予想吸気管圧力、またはこれに基づいた噴射量として第
1状態量に時間遅れを伴つて追従変化するように求めら
れる。続いて、第1状態量と第2状態量との差に基づい
て補正量が求められ、上記基本噴射量と上記補正量から
実際の燃料噴射量が求められる。このように補正量を求
めるのに利用される第1状態量および第2状態量は、そ
れぞれ、予想吸気管圧力、またはこれに基づいた噴射
量、および遅延予想吸気管圧力またはこれに基づいた噴
射量によつて仮想的に求められるので、定常状態におい
ては、第1状態量と第2状態量が実質上一致するように
なり、補正量を正確に求めることができる。また、補正
量を求めるに際して、第1状態量として予想吸気管圧力
またはこれに基づく噴射量を、また第2状態量として遅
延予想吸気管圧力またはこれに基づく噴射量を利用して
おり、上記予想吸気管圧力またはこれに基づく噴射量は
応答性がよく、それ故に、燃料噴射量を過度応答性良く
求めることができる。
また本発明に従えば、スロツトル弁を通過する吸入空
気流量は、スロツトル弁の開度と第2状態量とを用いて
求められ、スロツトル弁を通過する新気吸入流量と排ガ
ス再循環流量の和の吸気総流量であるので、排ガスの再
循環の開始(ON)/終了(OFF)の過渡時においても空
燃比の変動を抑えることができる。
さらに本発明に従えば、吸気管圧力を用いて基本噴射
量が求められる。次に、スロツトル弁を通過する吸入空
気流量に関連した第1状態量が求められ、そして第1状
態量に時間遅れを伴つて追従変化し、内燃機関に供給さ
れる吸入空気流量に関連した第2状態量が求められる。
続いて、第1状態量と第2状態量との差に基づいて第1
補正量が求められ、また第2状態量と吸気経路の容量と
に関連した第2補正量が求められ、上記基本噴射量と上
記第1および第2補正量から実際の燃料噴射量が求めら
れる。このように第1補正量に加えて、吸気経路による
吸入遅れ、高地における大気圧補正などを考慮した第2
補正量による補正が行われるので、実際の燃料噴射量を
一層高精度に制御することができる。
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における一回毎の爆発
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で噴射を行う。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、吸気管圧力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38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。
排気管20とサージタンク14との間には、NOxの低減を図
るために、排ガスの一部を再循環するための側路23が設
けられており、この側路23には、再循環量を制御するた
めの流量制御弁24が介在されている。これら側路23およ
び流量制御弁24によつて前記EGRが実現される。
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19,28,30,38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回の爆発行程毎の燃料噴射
量TAUを制御する。
一方、自動車メーカでは、圧力検出器19によつて検出
される吸気管圧力Pmと、クランク角検出器28によつて検
出される内燃機関13の単位時間当りの回転数Neとに対応
して基本噴射量TPDが測定され、この測定結果は第2図
で示されるようになり、回転数Neが高くなる程、また吸
気管圧力Pmが高くなる程大きくなる。
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、後述するようにして求められる遅延予想吸気
管圧力Pmjfとから吸入空気流量Q、換言するとスロツト
ル弁16を通過する空気流量が測定され、その測定結果は
第3図(1)で示されるように、スロツトル弁開度θが
大きくなる程、また遅延予想吸気管圧力Pmjfが低くなる
程大きくなる。
上述のようにして求められた吸入空気流量Qをクラン
ク角検出器28によつて検出される内燃機関13の単位時間
当りの回転数Neで除算して求められる内燃機関13の1回
転当りの燃料噴射量Q/Neと、前記回転数Neとから予想吸
気管圧力Pmjが測定される。この予想吸気管圧力Pmjは、
第4図で示されるように、前記回転数Neが高くなる程、
また前記噴射量Q/Neが大きくなる程大きくなる。
このようにして求められた予想吸気管圧力Pmfから、
下式で示されるようにして遅延予想吸気管圧力Pmfj1
求められる。
なお添字1は今回のサンプリング時における値を表
し、i-1は前回のサンプリング時における値を表し、以
下の式においても同様である。また定数nは第5図で示
されるように、前記回転数Neに対応して変化する値であ
り、回転数Neが大きくなる程小さく選ばれる。この定数
nを適切に選ぶことによつて、前記遅延予想吸気管圧力
Pmjfをなまして、圧力検出器19によつて検出される実際
の吸気管圧力Pmにほぼ近い変化特性とすることができ
る。
前記第2図〜第5図で示される実験結果は、メモリ36
にマツプとしてストアされる。こうして実験結果がメモ
リ36にストアされている状態で、内燃機関13の実際の使
用時には、加速のためにスロツトル弁開度θがたとえば
第6図(1)で示されるように急激に変化した場合、吸
入空気流量Qおよび噴射量Q/Nは第6図(2)で示され
るように変化する。これによつて予想吸気管圧力Pmj
は、第6図(3)において実線で示されるように前記吸
入空気流量Qまたは噴射量Q/Nに追随して変化し、これ
に対して遅延予想吸気管圧力Pmjfは、第6図(3)にお
いて破線で示されるように時間遅れを伴つて変化する。
またこの第6図(3)において圧力検出器19によつて検
出される実際の吸気管圧力Pmは、2点鎖線で示されるよ
うに変化する。
したがつて本実施例では、まず圧力検出器19によつて
検出される実際の吸気管圧力Pmと、クランク角検出器28
によつて検出される内燃機関13の単位時間当りの回転数
Neとから、前述の第2図で示されるグラフに基づいて基
本噴射量TPDを求める。次に応答性の良好な前記予想吸
気管圧力Pmfと回転数Neとから第2図に示されるグラフ
から噴射量TP1を求め、また遅延予想吸気管圧力Pmjfと
回転数Neとから噴射量TP2を求め、噴射量TP1と噴射量TP
2との差を求める。続いてこうして求められた差に、サ
ージタンク14を含む吸気管15のスロツトル弁16から各燃
焼室E1〜Emの吸気管路A1〜Amまでの吸気経路の容量など
に対応した吸入遅れ補正係数ηを乗算して補正量TM1を
求め、この補正量TM1を前記基本噴射量TPDに加算して補
正することによつて実際の燃料噴射量TAUを求める。す
なわち、 TAU=TPD+η(TP1-TP2) =TPD+TM1 …(2) これによつて良好な過渡応答性および定常安定性を有
し、空燃比を常に最適な値に保つことができる。
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、ステツプs1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TPD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実際の吸気管圧力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
る毎に行われる。ステツプs11では、圧力検出器19によ
つて検出される実際の吸気管圧力Pmがアナログ/デジタ
ル変換されて読込まれる。ステップs12では、前述のス
テツプs1で求めた回転数Neと、ステツプs11で求めた吸
気管圧力Pmとに対応した基本噴射量TPDが、前述の第2
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9図は予想吸気管圧力Pmj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s21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s22で
は、ステツプs21で求められたスロツトル弁開度θと、
後述のステツプs31で求められる遅延予想吸気管圧力Pmj
fとから、前述の第3図(1)で示されるグラフに基づ
いてメモリ36内のマツプから吸入空気流量Qが読出され
る。ステツプs23では、ステツプs22で求められた吸入空
気流量Qと、前記回転数Neとから噴射量Q/Neが計算され
る。ステツプs24では、ステツプs23で求められた噴射量
Q/Neと、回転数Neとから、前述の第4図で示されるグラ
フに基づいて、メモリ36内のマツプから予想吸気管圧力
Pmjが読出される。
第10図は遅延予想吸気管圧力Pmjfを求めるための動作
を表し、たとえば4msec毎に行われる。ステツプs31で
は、前記回転数Neから、前述の第5図で示されるグラフ
に基づいて、メモリ36内のマツプから定数nが読出さ
れ、ステツプS32で前記第1式に基づいて遅延予想吸気
管圧力Pmjf1が求められる。
第11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s41では、ステツプs24で求められた予想吸気管圧力
Pmjと、ステツプs1で求められた回転数Neとから、前記
第2図で示されるグラフに基づいてメモリ36内のマツプ
から噴射量TP1(第1状態量に相当する)が読出され
る。ステツプs42では、ステツプs32で求められた遅延予
想吸気管圧力Pmjfと、前記回転数Neとから、前記第2図
に基づいて噴射量TP2(第2状態量に相当する)がメモ
リ36内のマツプから読出される。ステツプs43では、ス
テツプs41で求められた噴射量TP1とステツプs42で求め
られた噴射量TP2とから前記第2式に基づいて実際の燃
料噴射量TAUが算出される。
このように本実施例では、噴射量TP1,TP2に基づいて
求められる補正量TM1によつて基本噴射量TPDを補正する
ようにしたので、第6図(3)で示されるように、定常
時においては遅延予想吸気管圧力Pmjfと予想吸気管圧力
Pmjとは一致し、したがつてこれら予想吸気管圧力Pmjお
よび遅延予想吸気管圧力Pmjfを用いて求められた噴射量
TP1,TP2は定常時においては一致する。したがつて吸入
空気流量Qを厳密に計測しなくても定常時においては良
好な安定性を得ることができ、また大気圧が大きく変化
した場合であつても同様に良好な安定性を得ることがで
きる。したがつて弁開度検出器30の精度はそれほど高い
ものでなくてもよく、該弁開度検出器30の取付け誤差な
どをも吸収して空燃比を常に一定に保つことができる。
上述の実施例では、補正量TM1は1回の爆発行程当り
の噴射量TP1,TP2を用いて求められたけれども、本発明
の他の実施例として第1状態量として予想吸気管圧力Pm
jを、また第2状態量として遅延予想吸気管圧力PPmjfを
用いて求められてもよく、すなわち、 TAU=TPD+η*K*(Pmj-Pmjf) …(3) ただし、Kは予想吸気管圧力Pmjおよび遅延予想吸気管
圧力Pmjfから噴射量を求めるための換算係数であり、一
定の値であつてもよく、あるいは前記回転数Neによつて
変化する値であつてもよい。
また補正量TM1は、吸入空気流量Qを基にして求めら
れてもよく、この場合、前記噴射量Q/NeをQNとすると、
遅延噴射量QNfを、 から求めることができ、この遅延噴射量QNfと噴射量QN
とから下式で示されるように実際の燃料噴射量TAUが求
められてもよい。
TAU=TPD+ηK(QN-QNf)=TPD+TM1 …(5) 前記遅延噴射量QNfは、第3図(2)で示されるように
吸入空気流量Qが大きくなる程、またスロツトル弁開度
θが大きくなる程大きくなる。
第12図は本発明の他の実施例の考え方を説明するため
のサージタンク14付近の断面図である。スロツトル弁16
を介する吸入空気は、加速時には第12図(1)で示され
るように、サージタンク14内を高密度な空気で充足して
から各吸気管路A1〜Amに流出する。これに対して減速時
には第12図(2)で示されるように、スロツトル弁16を
介する吸入空気流量が減少してもサージタンク14内の高
密度な空気が各吸気管路A1〜Amに流出する。したがつて
本実施例では、このようなサージタンク14および吸気管
15のスロツトル弁16の下流側から各吸気管路A1〜Amに亘
る吸気経路の影響を考慮して、実際の燃料噴射量TAUを
以下のようにして求める。
すなわち後述のようにして求められる状態量TP2(第
2状態量)とスロツトル弁開度θとから第3図(3)で
示される吸入空気流量Qを、前記回転数Neで除算するこ
とによつて求められる噴射量Q/Neを状態量PT1(第1状
態量)とし、状態量TP2を で求め、定数wをたとえば30〜40程度の適切な値に選ぶ
ことによつて、この状態量TP2を前記第6図(3)にお
いて破線で示されるように、この第6図(3)において
2点鎖線で示される実際の吸気管圧力Pmに近い変化を持
たせることができる。この状態量TP2は、たとえば4〜5
msecのサンプリング動作毎に更新される。
また前記サージタンク14を含む吸気経路のための補正
は以下のようにして行われる。第13図(1)で示される
ように加速のためにスロツトル弁開度θが変化した場
合、吸気管圧力Pmは第13図(2)で示されるように変化
し、これによつて状態量TP1,TP2はそれぞれ第13図
(3)において実線および破線で示されるようにそれぞ
れ変化する。この第13図は、大気圧が760mmHg付近の比
較的低地における変化を表す。
これに対して高地では第14図(1)で示されるよう
に、スロツトル弁開度θの同様の変化に対して、吸気管
圧力Pmは第14図(2)で示されるように変化し、また状
態量TP1,TP2は第14図(3)において実線および破線で
示されるように変化する。
これら第13図および第14図から明らかなように、吸気
管圧力Pmの時間変化率ΔPmは高地の方が小さく、これに
対して状態量TP1,TP2は、高地であつても低地とほぼ等
しく変化する。したがつて前記補正量TM1で補正を行つ
たのでは、空気密度の低い高地では、過分な補正が行わ
れることになる。
このため前記吸気経路の容量をVとし、この容量Vの
単位時間当りの変化量ΔTP2を用いて補正量TM2を求め、
前記状態量TP1,TP2から求められる補正量TM1とともに基
本噴射量TPDを補正して、実際の燃料噴射量TAUを求め
る。
TAU=TPD+η*K(TP1-TP2)-V*ΔTP2 =TPD+TM1-TM2 …(7) 第15図は補正量TM1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/デジタル変換されるたび毎に行われる。ステツ
プu21では、弁開度検出器30によつて検出されたスロツ
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u22では、ステツプu21で求められたスロツ
トル弁開度θと、後述するようにして求められる状態量
TP2とから前記第3図(3)で示される吸入空気流量Q
がメモリ36から読出される。ステツプu23では、ステツ
プu22で求められた吸入空気流量Qが前記ステツプs1で
求められた回転数Neによつて除算されて状態量TP1が求
められる。ステツプu24では、ステツプu23で求められた
状態量TP1と後述するようにして求められる状態量TP2と
の差と、吸入効率ηと、噴射量換算係数Kとから下式で
示されるようにして補正量TM1が求められる。
TM1=η*K*(TP1-TP2) …(8) 第16図は状態量TP2を求めるための動作を表し、たと
えば4msec毎に行われる。ステツプu31において、前記ス
テツプu23で求められた状態量TP1を用いて前記第6式に
基づいて状態量TP2が求められる。
第17図は補正量TM2を求めるための動作を表し、たと
えば20mesc毎に行われる。ステツプu41では、今回のサ
ンプリング時の状態量TP2と、20msec以前の前回のサン
プリング時の状態量TP20との差、すなわち単位時間20ms
ec当りの状態量TP2の変化量ΔTP2が求められ、ステツプ
u42では、ステツプ41で求められた変化量ΔTP2と前記吸
気経路の容量Vとが演算されて補正量TM2が求められ
る。
第18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u51では、前記ステツプs12で求められた基本噴射量
TPDに、ステップu24で求められた補正量TM1と、ステツ
プu42で求められた補正量TM2とによつて補正が行われ
て、実際の燃料噴射量TAUが求められる。このようにし
てサージタンク14を含む吸気経路による応答遅れが考慮
されるとともに、大気圧の変化による吸入空気の変化が
考慮された燃料噴射量TAUを求めることができる。
上述の各実施例では、各吸気管路A1〜Amに流入する燃
焼用空気はスロツトル弁16を介してのみ供給されるよう
に考えたけれども、実際には内燃機関13に加わる負荷に
対応して処理装置31は、側路23に設けられた流量制御弁
24を導通/遮断し、前記EGRが行われる。このためメモ
リ36内には同一のスロツトル弁開度θであつても、第19
図で示されるような前記状態量TP2に対応した吸入空気
流量Qのマツプがストアされており、この第19図におい
て実線1は流量制御弁24が閉じたEGRがOFFの場合の吸
入空気流量すなわちスロツトル弁16を介する新気吸入流
量Q1の変化を表し、また破線l2は流量制御弁24が開いた
EGRがONの場合の吸入空気流量すなわた前記新気吸入流
量Q1と側路23を介する排ガス再循環量Q2との和を表す。
このようにEGRのON/OFF動作に対応してメモリ36から読
出される吸入空気流量Qのマツプ値を変化することによ
つて、実際の燃料噴射量TAUを新気吸入流量Q1に対応し
た正確な値に保つことができる。
しかしながら上述のようなマツプ値の読出し動作は、
第20図(1)で示されるEGRのON/OFF時刻t1,t2において
直ちに切換えが行なわれ、したがつて前記基本噴射量TP
Dは、第20図(2)で示されるように変化し、EGRがOFF
からON状態になつた時刻t1の直後においては、側路23を
介する排ガス再循環量Q2が少ないため空燃比はリーン状
態となり、これに対してEGRがONからOFF状態に変化した
時刻t2においては、排ガス再循環量Q2はすぐには零とな
らず、したがつて空燃比はリツチ状態となる。このよう
なEGRのON/OFF動作時の吸気管圧力Pmは第20図(3)で
示されるように変化する。したがつてこのようなEGRのO
N/OFF状態の切換時には、第20図(2)において破線で
示されるような過渡補正を行うことが望ましく、本実施
例では以下のようにして過渡補正を行う。
すなわち、まず前述のようにして求められる吸入空気
流量Qと前記回転数Neとを除算することによつて求めら
れる状態量TP1を求め、次に前記第6式で示されるよう
にして状態量TP2を求める。こうして求められた状態量T
P1,TP2はスロツトル弁開度θが第21図(1)で示される
ように変化するとき、それぞれ同図(2)において実線
および破線で示されるように変化する。
この第21図(2)から明らかなように、状態量TP1は
スロツトル弁開度θの変化に追随してのおり、また状態
量TP2は前記状態量TP1をなました安定した変化を示して
おり、これら2つの状態量TP1,TP2から前述の第2式で
示されるようにして実際の燃料噴射量TAUを求める。
ただしこの場合、メモリ36から読出される基本噴射量
TPDのマツプ値は、第22図において実線で示されるEGRの
OFF時とこの第22図において破線で示されるEGRのON時と
では相互に異なつており、すなわち内燃機関13が同一回
転数、たとえばNe1であるときには、EGRのOFF時はEGRの
ON時に比べて基本噴射量TPDは大きくされる。
したがつて第23図(1)で示されるように時刻t1にお
いてEGRがOFFからON状態とされると、基本噴射量TPDは
同図(3)で示されるように変化し、その軌跡は第24図
で示されるように、EGRのOFF時の比較的多い噴射量の値
P1から、同一の吸気管圧力Pm1と同一の回転数Ne1とにお
けるEGRのON時の比較的少ない噴射量である値P2を経
て、第23図(2)で示される吸気管圧力Pmの上昇に伴つ
て定常時の値P3に到達する。この時の吸入空気流量Qの
変化は、第25図において参照符P1aで示されるEGRのOFF
時の値から、状態量TP2が変化しない状態で、参照符P2a
で示される値に上昇し、参照符P3aで示される定常時の
値に到達する。この時の状態量TP1,TP2の変化は、第23
図(4)においてそれぞれ実線と破線とで示される。
また第26図(1)で示されるように時刻t2においてEG
RがONからOFF状態となつたときには、基本噴射量TPDは
同図(3)で示されるように変化し、その軌跡は第27図
において参照符P4で示されるEGRのOFF時の比較的低い値
から、同一の吸気管圧力Pm1および回転数Ne1におけるEG
RのOFF時の値P5を経て、第26図(2)で示される吸気管
圧力Pmの下降に伴つて第27図において参照符P6で示され
る定常時の値に到達する。またこの時吸入空気流量Qの
変化は第28図において参照符P4aで示されるEGRのON時の
比較的高い値から、状態量TP2が変化しない状態で、EGR
のOFF時の値P5aを経て、定常時の値P6aに到達する。こ
の時の状態量TP1,TP2の変化は、第26図(4)において
それぞれ実線と破線とで示される。
このように第23図および第26図から明らかなように、
EGRがOFFからON状態となつて時刻t1においては基本噴射
量TPDは減少し、これに対して状態量TP1が増大する。ま
たEGRがONからOFF状態となつた時刻t2においては基本噴
射量TPDは増大し、これに対して状態量TP1が減少する。
第29図は基本噴射量TPD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管圧力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r11では、圧力検出器19によつ
て検出された実際の吸気管圧力Pmがアナログ/デジタル
変換されて読込まれる。ステツプr12では、EGRがONかど
うかすなわち流量制御弁24が開いているかどうかが判断
され、そうであるときにはステツプr13で前記ステツプs
1で求められる回転数Neと、ステツプr11で求められた吸
気管圧力Pmとから前記第22図において破線で示されるマ
ツプに基づいて基本噴射量TPDがメモリ36から読出され
る。ステツプr12においてEGRがOFFであるときには、ス
テツプr14で前記第22図において実線で示されるマツプ
に基づいて基本噴射量TPDがメモリ36から読出される。
第30図は補正量TM1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/デジタル変換されるたび毎に行われる。ステツ
プr21では、弁開度検出器30によつて検出されたスロツ
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r22では、EGRがONであるかどうかが判断さ
れ、そうであるときにはステツプr23に移り、ステツプr
21で求められたスロツトル弁開度θと、前記ステツプu3
1で求められる状態量TP2とから、前記第19図において破
線で示されるEGRがON時の吸入空気流量Qのマツプ値が
メモリ36から読出され、ステツプr24に移る。ステツプr
22においてEGRがOFFであるときにはステツプr25に移
り、前記第19図において実線で示されるEGRがOFF時の吸
入空気流量Qのマツプ値がメモリ36から読出され、ステ
ツプr24に移る。ステツプr24では、ステツプr23,r25で
読出された吸入空気流量Qと、前記ステツプs1で求めら
れる回転数Neとから状態量TP1が算出され、ステツプr26
では、ステツプr24で求められた状態量TP1と、前記ステ
ツプu31で求められる状態TP2と、吸入効率ηと、噴射量
換算係数Kとから前記第8式に基づいて補正量TM1が求
められる。
第31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r51では、前記ステツプr13またはr14で読出された
基本噴射量TPDとステツプr26で求められた補正量TM1と
から前記第2式に基づいて実際の燃料噴射量TAUが求め
られる。
このようにしてEGRのON/OFF時の過渡時においても、
基本噴射量TPDを状態量TP1,TP2に基づいて求められる前
記補正量TM1によつて補正して、すなわち前記第2式に
基づいて実際の燃料噴射量TAUを求めることによつて、
新気吸入流量Q1の変化に最適な燃料噴射量TAUを求める
ことができ、空燃比を常に安定に保つことができる。
発明の効果 本発明の請求項1の燃料噴射量制御方法によれば、吸
気管圧力を用いて基本噴射量が求められる。また、スロ
ツトル弁を通過する吸入空気流量に関連した第1状態量
が求められ、第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化す
るように、内燃機関に供給される吸入空気流量に関連し
た第2状態量が求められ、第1状態量と第2状態量との
差に基づいて補正量が求められ、上記基本噴射量と上記
補正量から実際の燃料噴射量が求められる。そして、補
正量を求めるのに利用される第1状態量は、スロツトル
弁の開度と第2状態量を用いて仮想的に求められるの
で、定常状態においては、第1状態量と第2状態量が実
質上一致するようになり、補正量を正確に求めることが
できる。また、第1状態量を求めるに際してスロツトル
弁を通過する吸入空気流量に関する第1状態量と、この
第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化する第2状態量
とを利用しており、このスロツトル弁の開度は応答性が
よく、それ故に、補正量を応答性良く求めることができ
る。
また本発明の請求項2の燃料噴射量制御方法によれ
ば、第2状態量が遅延予想吸気管圧力を用いて求められ
る噴射量であり、また第1状態量が予想吸気管圧力から
求められる噴射量であり、これら噴射量を用いることに
よつて、補正量を正確に求めることができる。
また本発明の請求項3の燃料噴射量制御方法によれ
ば、第2状態量が遅延予想吸気管圧力であり、また第1
状態量が予想吸気管圧力であり、予想吸気管圧力と遅延
予想吸気管圧力の差から補正量を正確に求めることがで
きる。
また本発明の請求項4(または5)の燃料噴射量制御
方法によれば、吸気管圧力を用いて基本噴射量が求めら
れ、またスロツトル弁を通過する吸入空気流量に関連し
た第1状態量が予想吸気管圧力に基づいた噴射量(また
は予想吸気管圧力)として求められ、そして内燃機関に
供給される吸入空気流量に関連した第2状態量が、遅延
予想吸気管圧力に基づいた噴射量(または遅延予想吸気
管圧力)として第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化
するように求められ、第1状態量と第2状態量との差に
基づいて補正量が求められ、上記基本噴射量と上記補正
量から実際の燃料噴射量が求められる。そして、補正量
を求めるのに利用される第1状態量および第2状態量
は、それぞれ、予想吸気管圧力に基づいた噴射量(また
は予想吸気管圧力)および遅延予想吸気管圧力に基づい
た噴射量(または遅延予想吸気管圧力)によつて仮想的
に求められるので、定常状態においては、第1状態量と
第2状態量が実質上一致するようになり、補正量を正確
に求めることができる。また、補正量を求めるに際し
て、第1状態量として予想吸気管圧力に基づく噴射量
(または予想吸気管圧力)を、また第2状態量として遅
延予想吸気管圧力に基づく噴射量(または遅延予想吸気
管圧力)を利用しており、上記予想吸気管圧力に基づく
噴射量(または予想吸気管圧力)は応答性がよく、それ
故に、燃料噴射量を過度応答性良く求めることができ
る。
また本発明の請求項6の燃料噴射量制御方法によれ
ば、スロツトル弁を通過する吸入空気流量は、スロツト
ル弁の開度と第2状態量とを用いて求められ、スロツト
ル弁を通過する新気吸入流量と排ガス再循環流量の和の
吸気総流量であるので、排ガスの再循環の開始(ON)/
終了(OFF)の過渡時においても空燃比の変動を抑える
ことができる。
さらに本発明の請求項7の燃料噴射量制御方法によれ
ば、吸気管圧力を用いて基本噴射量が求められ、またス
ロツトル弁を通過する吸入空気流量に関連した第1状態
量が求められ、第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化
し、内燃機関に供給される吸入空気流量に関連した第2
状態量が求められる。そして、第1状態量と第2状態量
との差に基づいて第1補正量が求められ、また第2状態
量と吸気経路の容量とに関連した第2補正量が求めら
れ、上記基本噴射量と上記第1および第2補正量から実
際の燃料噴射量が求められる。このように第1補正量に
加えて、吸気経路による吸入遅れ、高地における大気圧
補正などを考慮した第2補正量により補正されるので、
実際の燃料噴射量を一層高精度に制御することができ
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13の各回転数Neにおける吸気管圧力Pm,Pmj,Pmjfと
噴射量TPD,TP1,TP2との関係を示すグラフ、第3図は各
スロツトル弁開度θにおける遅延予想吸気管圧力Pmjf、
遅延噴射量QNfまたは状態量TP2と吸入空気流量Qとの関
係を示すグラフ、第4図は各回転数Neにおける噴射量Q/
Neと予想吸気管圧力Pmjとの関係を示すグラフ、第5図
は回転数Neの変化に対する定数nの変化を示すグラフ、
第6図は本発明の一実施例の動作を説明するための波形
図、第7図〜第11図は本発明の一実施例の動作を説明す
るためのフローチヤート、第12図は本発明の他の実施例
の動作を説明するための吸入空気の流れを示すサージタ
ンク14の断面図、第13図および第14図は本発明の他の実
施例の動作を説明するための波形図、第15図〜第18図は
第12図〜第14図で示された本発明の他の実施例の動作を
説明するためのフローチヤート、第19図は本発明のさら
に他の実施例の原理を説明するためのEGRのON/OFF時の
吸入空気流量Qの変化を示すグラフ、第20図および第21
図は第19図で示された実施例の動作を説明するためのタ
イミングチヤート、第22図はEGRのON時とOFF時とのそれ
ぞれにおける吸気管圧力Pmと基本噴射量TPDとの関係を
示すグラフ、第23図は第20図および第21図で示された動
作を説明するための波形図、第24図は第23図で示された
動作時における基本噴射量TPDの軌跡を示すグラフ、第2
5図は第23図で示された動作時における吸入空気流量Q
の軌跡を示すグラフ、第26図は第20図および第21図で示
された他の動作を説明するための波形図、第27図は第26
図で示された動作時における基本噴射量TPDの軌跡を示
すグラフ、第28図は第26図で示された動作時における吸
入空気流量Qの軌跡を示すグラフ、第29図〜第31図は第
19図〜第28図で示された本発明のさらに他の実施例の動
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、27,38……温
度検出器、20……排気管、23……側路、24……流量制御
弁、28……クランク角検出器、30……弁開度検出器、31
……処理装置、36……メモリ、A1〜Am……吸気管路、B1
〜Bm……燃料噴射弁、E1〜Em……燃焼室、G1〜Gm……点
火プラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 25/07 550 F02M 25/07 550R (56)参考文献 特開 昭63−215848(JP,A) 特開 平1−216054(JP,A) 特開 平1−216041(JP,A) 特開 平1−271642(JP,A) 特開 平1−216054(JP,A) 特開 平1−106959(JP,A) 特開 昭62−206244(JP,A) 特開 昭63−80028(JP,A) 特開 昭62−258137(JP,A) 実開 平1−160148(JP,U)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気管圧力を用いて基本噴射量を求め、 スロツトル弁を通過する吸入空気流量に関連した第1状
    態量を求め、 前記第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化するよう
    に、内燃機関に供給される吸入空気流量に関連した第2
    状態量を求め、 前記第1状態量を求めるに際して、スロツトル弁の開度
    と前記第2状態量を用い、 前記第1状態量と前記第2状態量との差に基づいて補正
    量を求め、 前記基本噴射量と前記補正量とから燃料噴射量を求める
    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】前記第2状態量は、遅延予想吸気管圧力を
    用いて求められる噴射量であり、 前記第1状態量は、予想吸気管圧力から求められる噴射
    量である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。
  3. 【請求項3】前記第2状態量は、遅延予想吸気管圧力で
    あり、前記第1状態量は、予想吸気管圧力であって、前
    記補正量は該予想吸気管圧力と該遅延予想吸気管圧力と
    の差から求める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。
  4. 【請求項4】吸気管圧力を用いて基本噴射量を求め、 スロツトル弁を通過する吸入空気流量に関連した第1状
    態量を、予測吸気管圧力に基づいた噴射量として求め、 内燃機関に供給される吸入空気流量に関連した第2状態
    量を、遅延予測吸気管圧力に基づいた噴射量として前記
    第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化するように求
    め、 前記第1状態量と前記第2状態量との差に基づいて補正
    量を求め、 前記基本噴射量と前記補正量とから燃料噴射量を求める
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法。
  5. 【請求項5】吸気管圧力を用いて基本噴射量を求め、 スロツトル弁を通過する吸入空気流量に関連した第1状
    態量を、予測吸気管圧力として求め、 内燃機関に供給される吸入空気流量に関連した第2状態
    量を、遅延予測吸気管圧力として前記第1状態量に時間
    遅れを伴つて追従変化するように求め、 前記予測吸気管圧力と前記遅延予測吸気管圧力との差に
    基づいて補正量を求め、 前記基本噴射量と前記補正量とから燃料噴射量を求める
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法。
  6. 【請求項6】前記スロツトル弁を通過する吸入空気流量
    は、スロツトル弁の開度と前記第2状態量を用いて求め
    られ、前記スロツトル弁を通過する新気吸入流量と排ガ
    ス再循環流量との和の吸気総流量であることを特徴とす
    る請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射
    量制御方法。
  7. 【請求項7】吸気管圧力を用いて基本噴射量を求め、 スロツトル弁を通過する吸入吸気流量に関連した第1状
    態量を求め、 前記第1状態量に時間遅れを伴つて追従変化し、内燃機
    関に供給される吸入空気流量に関連した第2状態量を求
    め、 前記第1状態量と前記第2状態量との差に基づいて第1
    補正量を求め、 前記第2状態量とサージタンクを含む吸気経路の容量と
    に関連した第2補正量を求め、 前記基本噴射量と前記第1および第2補正量とから燃料
    噴射量を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。
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