JP3017298B2 - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

エンジンの燃料制御装置

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JP3017298B2
JP3017298B2 JP2196391A JP2196391A JP3017298B2 JP 3017298 B2 JP3017298 B2 JP 3017298B2 JP 2196391 A JP2196391 A JP 2196391A JP 2196391 A JP2196391 A JP 2196391A JP 3017298 B2 JP3017298 B2 JP 3017298B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの燃料制御装置
に関し、特に燃料噴射量を予測するエンジンの燃料制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、走行性、排気ガス浄化性能向
上の面より、実際に燃焼室に吸収される空気量に見合つ
た燃料供給量を精度よく供給することが望まれており、
例えば、特開昭60−116840号公報には、吸気行
程中に複数回空気量を計測し、その計測された空気量に
応じた燃料を複数回供給することにより、燃料供給精度
を高めることが開示されている。
【0003】しかしながら、上記先行技術においても、
最後の燃料噴射を行なつたときから吸気行程終了までに
空気量が変化するため、その間の空気量変化分、燃料供
給量がずれるという問題がある。そこで、吸気行程終了
以前のタイミングで吸気行程終了時の吸入空気量を予測
し、それをもとに燃料噴射制御を行なうことが考えられ
る。
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】上記従来の燃料制
御装置では、空気量の予測を吸気行程終了以前における
空気量変化率と時間とから行なつているため、予測時点
から吸気行程終了までの間に吸入空気量の急激な減少や
運転状態の変化が発生すると、真の吸入空気量に対して
予測値が大きくなる、つまり予測吸入空気量のオーバー
シユートが起こり、燃料噴射量が過多となる。
【0005】そこで、予測吸入空気量がスロツトル全開
時の最大吸入空気量以上とならないようガードしても、
吸入空気量がこの最大吸入空気量以下のときにはガード
値以下でオーバーシユートが起こるため、その効果は不
十分であるという問題がある。本発明はかかる点に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、吸入空気
量の変化度合いが運転状態によつて変わることから、吸
入空気量の予測度合いを運転状態に応じて変更すること
により、吸入空気量予測値のオーバーシユートのガード
を可能とし、空燃比の制御性を向上させたエンジンの燃
料制御装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決することを目的としてなされたもので、上述の課題を
解決するための手段として、以下の構成を備える。即
ち、エンジンの各気筒の吸気行程終了直前の所定期間内
における空気量変化を検出する第1の検出手段と、該第
1の検出手段での検出結果をもとに吸気行程終了時の空
気量を予測する第1の予測手段とを有し、該第1の予測
手段で予測した空気量に応じた量の燃料を供給するエン
ジンの燃料制御装置であつて、該第1の予測手段に対し
て、エンジンの運転状態に応じて空気量の予測度合を変
更するよう制御する制御手段を備える。
【0007】また、好ましくは、前記第2の検出手段及
び第2の予測手段において検出及び予測される運転状態
はスロットル開度である。
【0008】また、好ましくは、前記ガード手段は、ス
ロットル開度とエンジン回転数にて決まる吸入空気量に
て、前記第1の予測手段で予測した空気量をガードす
る。また、上述の課題を解決するための手段として、以
下の構成を備える。即ち、エンジンの各気筒における実
際の吸入空気量を検出する第1の検出手段と、前記第1
の検出手段にて検出された吸入空気量に応じた燃料を噴
射する燃料供給手段と、前記燃料供給手段による燃料噴
射後から吸気行程終了時までの間の所定期間内における
空気量変化を検出する第2の検出手段と、前記第2の検
出手段での検出結果をもとに吸気行程終了時の空気量を
予測する空気量予測手段とを有し、前記燃料供給手段
は、前記空気量予測手段で予測した空気量に応じた量の
燃料を該吸気量予測手段による予測時点で追加噴射す
る。
【0009】
【作用】以上の構成において、運転状態の変化による吸
入空気量の変化によらず適切な空気量の予測ができる。
【0010】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る好適
な実施例を詳細に説明する。 <第1実施例>図1は、本発明の実施例に係るエンジン
の燃料制御装置(以下、装置という)の全体構成を示す
図である。同図において、エンジン本体1の燃焼室3内
にはピストン2が摺動しており、燃焼室3には吸気ポー
ト4、及び排気ポート6が支持されている。また、吸気
ポート4と燃焼室3の間には吸気弁7が、排気ポート6
と燃焼室3との間には排気弁8がそれぞれ配設されてい
る。
【0011】吸気ポート4の上流側には、吸入空気量を
制御するスロツトル弁9が設けられ、その下流側には吸
気拡大室としてのサージタンク10が配設される。さら
にその下流には、燃料を噴射供給するインジエクタ11
が設けられている。吸気ポート4への吸入空気量はエア
フローメータ20内のエアフローセンサ20aにて検出
され、吸入空気の温度は吸気温センサ21にて検出され
る。スロツトル開度センサ22はアイドルスイツチ(不
図示)を内蔵しており、スロツトル弁9の開度を検出す
る。また、デイストリビユータ15には、エンジン回転
数を検出する回転数センサ25、クランク角を検出する
ためのクランク角センサ28が配設され、排気ポート6
にはO2 センサ26が配設されている。
【0012】また、トルクコンバータ5には、タービン
回転数を検出するためのタービン回転数センサ12が配
設されている。エンジン制御ユニツト(ECU)30
は、上述の各センサからの出力を受けると共に、デイス
トリビユータ15に点火時間制御信号を送つたり、燃料
噴射量を調整するためにインジエクタ11に制御信号を
送出する。また、内蔵するメモリ(不図示)内に、後述
する各種マツプを格納している。
【0013】次に、本実施例の装置における燃料噴射の
制御について詳細に説明する。図2は、本実施例の装置
における燃料噴射制御手順を示すフローチヤートであ
る。また、図3は吸入空気量の予測とスロツトル開度の
予測との関係を示す図である。図2において、エンジン
制御ユニツト(ECU)30は、ステツプS1でエアフ
ローセンサ20aでの検出結果をもとに、図3のCe−
1特性上に示した点A,Bでの吸入空気量Qi-1 ,Qi
を読込む。そして、ステツプS2で、ステツプS1で求
めた吸入空気量からその変化率ΔQ=(Qi −Qi-1
/t1 を求める。続くステツプS3で、変化率ΔQをも
とにIn−close時(点C)での吸入空気量Qを予
測演算する。この予測量Qは、予測ポイントを点Bとす
ると、次式にて求められる。
【0014】 Q=Qi +{(Qi −Qi-1 )/t1 }×t2 …(1) ステツプS4では、ステツプS3で予測演算した吸入空
気の予測量とあらかじめ決めた設定値との比較を行な
い、設定値が予測量を上回ればステツプS12に進み、
そのときの実際の吸入空気量をもとにした通常噴射量を
演算する。しかし、予測量が設定値より大きいときはス
テツプS5に進み、スロツトル開度センサ22からの信
号をもとに、そのときのスロツトル開度TVOを読む。
即ち、図3のTVO特性上での点D,Eにおけるスロツ
トル開度TVOi-1 ,TVOi を読込む。そして、ステ
ツプS6では、上述の吸入空気量と同様の方法にてスロ
ツトル開度TVOの変化率ΔTVOを求める。
【0015】つまり、スロツトル開度TVOの変化率Δ
TVOは、ΔTVO=(ΔTVOi −ΔTVOi-1 )/
3 であるから、ステツプS7では、In−close
時(点F)での予測スロツトル開度TVOを、予測ポイ
ントを点Eとして、 TVO=TVOi +{(TVOi −TVOi-1 )/t3 }×t4 …(2) で求める。
【0016】ステツプS8では、回転数センサ25から
の信号をもとにエンジン回転数を読込み、図4に示した
マツプから予測吸入空気量のガード値を設定する。この
ガード値は、予測スロツトル開度TVOが大きい程、そ
の値は大きく、また、エンジン回転数が低い程、大きく
なるという傾向を持つ。これは、スロツトル開度TVO
と充填量との関係がエンジン回転数により変化し、スロ
ツトル開度が同一でも、エンジン回転数が低い程、充填
量が高いからである。
【0017】次のステツプS9では、ステツプS8にて
求めたガード値とステツプS3で予測演算した吸入空気
の予測量との比較を行ない、予測量がガード値より小さ
ければステツプS11に進んで、予測値に基づいた噴射
量を演算する。しかし、ガード値が予測値より小さいと
きは、ステツプS10にてガード値に基づく噴射量を演
算する。そして、ステツプS13では、ステツプS1
0,S11、あるいはS12にて演算した噴射量に従つ
て燃料を噴射する。
【0018】図5は、吸入空気量が予測スロツトル開度
TVOにてガードされた様子を示すもので、In−cl
ose時に対応する点Pにて吸入空気量がガードされて
いる。以上説明したように、本実施例によれば、吸入空
気量の予測に同期させてIn−close時での到達ス
ロツトル開度を予測し、そのスロツトル開度の予測値を
もとに吸入空気量の予測値をガードすることで、最大吸
入空気量以下でのガードが可能となり、噴射量不足とな
る領域が解消されて空燃比制御の制御性を向上させるこ
とができるという効果がある。 <第2実施例>次に、本発明に係る第2の実施例につい
て説明する。尚、本実施例におけるエンジンの燃料制御
装置の全体構成は第1実施例と同じであるため、ここで
はその詳細な説明は省略する。
【0019】上記第1の実施例では、吸入空気量を一次
直線にて予測演算したが、本実施例ではこの予測を二次
曲線にて行ない、エンジンの各1気筒1サイクルに燃料
の噴射を2回行なう場合について説明する。図6は、本
実施例に係る燃料噴射制御を示すフローチヤートであ
る。同図において、ステツプS21では、そのとき読込
んだ実際の吸入空気量をもとに噴射量を演算し、空気量
の予測を行なわずに通常の噴射(ここでは、気筒#1に
対する噴射を例にとる)を行なう。ステツプS22で
は、図7に示すCe−2特性上において、通常噴射終了
時刻(点Aに対応)から等間隔に位置する点B,C,D
における吸入空気量を読込み、続くステツプS23で、
ステツプS22で得られた値を定義式に当てはめること
で空気量を予測する。
【0020】具体的には、点B,C,Dにおいて吸入空
気量をサンプリング間隔ts にて読込み、空気量Ce
i ,Cei-1 ,Cei-2 を得る。そして、後述する追加
噴射開始からIn−closeまでの時間βをサンプリ
ング間隔ts にて除して、エンジン回転数により変わる
変数Hを求める。追加噴射開始からβ後の予測空気量C
eeは、実際の測定に見合つた二次式として、次の定義
式にて求めることができる。
【0021】 Cee={(Cei −Cei-1 )−(Cei-1 −Cei-2 )}×H2 /2 +(Cei −Cei-1 )×H …(3) 但し、H=β/ts ステツプS24で、上記式(3)にて求めた予測空気量
Ceeが所定値以上か否かを判定し、その判定結果がY
ESであればステツプS25で追加噴射量を演算する。
そして、ステツプS26では、その演算に基づいて図7
の点Eに示す時点で追加噴射を行なう。この追加噴射
は、上記の如く通常噴射直後の吸入空気量のサンプリン
グ、及びそれらの値をもとに式(3)によつて予測空気
量Ceeを演算した結果に基づくものであるが、通常噴
射に対してその後の吸入空気量の変化を補うように分割
して噴射するという意味を持つものである。従つて、図
6のステツプS24で予測空気量Ceeが所定値以下と
判定されたときには、追加噴射を実行しないことにな
る。
【0022】以上説明したように、本実施例によれば、
実際の吸入空気量をもとに通常噴射を行ない、その直後
に二次の定義式からIn−close時における空気量
を予測することで、実際の値と予測空気量とのズレを少
なくでき、さらに、その予測空気量に基づいて追加噴射
を行なうので、実際に燃焼室に入る空気に見合つた燃料
を噴射することができるという効果がある。
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンジンの運転状態の変動に伴う空気量の変化にかかわ
らず適切な空気量を予測して、燃料の制御性を向上させ
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るエンジンの燃料制御装置
の全体構成を示す図、
【図2】第1の実施例に係る燃料噴射制御手順を示すフ
ローチヤート、
【図3】第1の実施例に係る吸入空気量の予測とスロツ
トル開度の予測との関係を示す図、
【図4】予測吸入空気量のガード値を設定するためのマ
ツプを示す図、
【図5】吸入空気量が予測スロツトル開度TVOにてガ
ードされた様子を示す図、
【図6】第2の実施例に係る燃料噴射制御を示すフロー
チヤート、
【図7】第2の実施例に係る空気量の予測と燃料噴射と
の関係を示す図、
【符号の説明】
1 エンジン本体 2 ピストン 3 燃焼室 4 吸気ポート 5 トルクコンバータ 6 排気ポート 7 吸気弁 8 排気弁 9 スロツトル弁 10 サージタンク 11 インジエクタ 12 タービン回転数センサ 15 デイストリビユータ 20 エアフローメータ 20a エアフローセンサ 21 吸気温センサ 22 スロツトル開度センサ 25 回転数センサ25 26 O2 センサ 28 クランク角センサ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの各気筒の吸気行程終了前で、
    かつ燃料噴射前の所定期間内における空気量変化を検出
    する第1の検出手段と、該第1の検出手段での検出結果
    をもとに吸気行程終了時の空気量を予測する第1の予測
    手段とを有し、該第1の予測手段で予測した空気量に応
    じた量の燃料を該第1の予測手段による予測時点で噴射
    するエンジンの燃料制御装置であって、エンジンの各気筒の吸気行程終了前で、かつ燃料噴射前
    の所定期間内における空気量以外のエンジンの運転状態
    の変化を検出する第2の検出手段と、 前記第2の検出手段での検出結果に基づいて吸気行程終
    了時の最終運転状態を予測する第2の予測手段と 前記第1の予測手段で予測して空気量に対して、前記第
    2の予測手段で予測した最終運転状態で決まる吸入空気
    量にてガードするガード手段 を備えることを特徴とする
    エンジンの燃料制御装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の検出手段及び第2の予測手段
    において検出及び予測される運転状態はスロットル開度
    であることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃
    料制御装置。
  3. 【請求項3】 前記ガード手段は、スロットル開度とエ
    ンジン回転数にて決まる吸入空気量にて、前記第1の予
    測手段で予測した空気量をガードすることを特徴とする
    請求項1に記載のエンジンの燃料制御装置。
  4. 【請求項4】 エンジンの各気筒における実際の吸入空
    気量を検出する第1の検出手段と、 前記第1の検出手段にて検出された吸入空気量に応じた
    燃料を噴射する燃料供給手段と、 前記燃料供給手段による燃料噴射後から吸気行程終了時
    までの間の所定期間内における空気量変化を検出する第
    2の検出手段と、 前記第2の検出手段での検出結果をもとに吸気行程終了
    時の空気量を予測する空気量予測手段とを有し、 前記燃料供給手段は、前記空気量予測手段で予測した空
    気量に応じた量の燃料を該吸気量予測手段による予測時
    点で追加噴射することを特徴とするエンジンの燃料制御
    装置。
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