JP3355287B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
制御装置に関し、詳しくは、吸気圧に基づいて燃料噴射
量を制御する機関において、温度による吸入空気密度の
変化分を補正する技術に関する。
を制御する機関において、温度による吸入空気密度の変
化に対応して燃料噴射量を補正することが行われてい
る。例えば特公平3−12217号公報には、吸気通路
の途中に吸気温センサを設けて吸気温度を検出させる一
方、該吸気温センサを通過した空気が吸気通路内を通っ
て燃焼室内に吸引されるまでの温度変化に対応すべく、
吸気通路温度を冷却水温度で代表させ、前記吸気温セン
サで検出した吸気温度と、冷却水温度とに基づいて燃料
噴射量の補正係数を設定させている。
−12217号公報に開示される補正方法では、図5に
示すように、吸気温が高いときほど補正係数を減少変化
させると共に、該吸気温に対する補正係数の傾きを冷却
水温度に応じて異ならせる構成となっている。このた
め、上記従来の補正方法では、各冷却水温度毎に吸気温
に対する補正係数の特性をマッチングする必要があり、
マッチング工数がかかるという問題があった。
あり、吸気温の変化による空気密度変化に対応するため
の燃料補正を、吸気通路温度の影響を加味しつつ、少な
いマッチング工数で行えるようにすることを目的とす
る。
の発明は、吸気圧に基づいて機関への燃料噴射量を制御
する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、図1に示す
ように構成される。図1において、吸気温度検出手段は
機関の吸入空気の温度を検出し、吸気通路対応温度検出
手段は、前記吸入空気を燃焼室内に導入する吸気通路の
温度に対応する吸気通路対応温度を検出する。
前記吸気温度検出手段で検出された吸気温度を、該吸気
温度と前記吸気通路対応温度検出手段で検出された吸気
通路対応温度との偏差に基づいて補正して、該補正結果
をシリンダ内の推定吸気温度として設定する。ここで、
第1補正量演算手段は、予め記憶されている基準環境下
でのシリンダ内の推定吸気温度をTTC、前記シリンダ
内吸気温度推定手段で演算されたシリンダ内の推定吸気
温度をTCとしたときに、第1の吸気温補正量KTA
を、 KTA=TCC/TC として演算し、 第2補正量演算手段は、予め記憶された
空気密度微修正係数をKCHOSとしたときに、第2の
吸気温補正量KTAHOSを、 KTAHOS=KTA×[1.0−{(KTA−1.
0)×KCHOS}] として演算する手段であって、前記第1の吸気温補正量
KTAが1.0よりも大きくなるほど第1の吸気温補正
量KTAをより大きく減少修正し、かつ、前記第1の吸
気温補正量KTAが1.0よりも小さくなるほど第1の
吸気温補正量KTAをより大きく増大修正した結果が前
記第2の吸気温補正量KTAHOSとなるように演算す
る。 そして、吸気温補正手段は、第2補正量演算手段で
演算された第2の吸気温補正量KTAHOS に基づいて
前記燃料噴射量を補正設定する。
られる部分を通過した吸入空気がシリンダ内に吸引され
るまでの温度変化が、吸気温度検出手段で検出された吸
気温度と吸気通路の温度に対応する吸気通路対応温度と
の偏差に対応しているものとして、吸気通路の上流側に
配置される吸気温度検出手段による検出結果から、シリ
ンダ内の吸気温度を推定する。そして、基準環境下での
シリンダ内の推定吸気温度と実際に求めた推定吸気温度
とから、前記基準環境下での要求補正量を基準として、
現在の環境条件に見合う吸気温補正量を第1の吸気温補
正量KTAとして設定する。 更に、前記第1の吸気温補
正量KTAと予め記憶された空気密度微修正係数KCH
OSとに基づいて、第1の吸気温補正量KTAの誤差を
修正した第2の吸気温補正量KTAHOSを求め、この
第2の吸気温補正量KTAHOSによって、温度による
空気密度変化に対応すべく燃料噴射量を補正するもので
ある。 即ち、前記吸気温度比と要求補正量の比とは必ず
しも一致しないので、上記第2の吸気温補正量KTAH
OSの演算式によって、第1の吸気温補正量KTAによ
る補正レベルが大きくなるほど(KTAと1.0 との偏差
の絶対値が大きいときほど)補正レベルを縮小して、実
際の補正要求に一致させるようにした。 尚、前記基準環
境としては、吸気通路対応温度が常用温度域であり、外
気温度が常温付近である環境条件とすることが好まし
い。 また、前記第2の吸気温補正量KTAHOSは、燃
料噴射量に対して乗算される補正項であり、KTAHO
S=1.0 のときに実質的な補正が行われず、KTAHO
S>1.0 であれば増量補正が、KTAHOS<1.0 であ
れば減量補正が行われることになる。
吸気温度推定手段が、前記吸気温度検出手段で検出され
た吸気温度をTA,前記吸気通路対応温度検出手段で検
出された吸気通路対応温度をTW,シリンダ内の推定吸
気温度をTCとしたときに、予め記憶されたシリンダ伝
熱係数HEXGINを用い、 TC=TA+HEXGIN(TW−TA) として、シリンダ内の推定吸気温度を演算する構成とし
た。
Wと吸気温度TAとの偏差の所定割合だけ温度変化する
ものとして、シリンダ内推定吸気温度TCが求められ
る。従って、前記所定割合を規定するシリンダ伝熱係数
HEXGINのみをマッチングすることで、吸気通路温
度の影響を含めてシリンダ内の吸気温度を推定できるこ
とになる。
応温度検出手段が、前記吸入空気を燃焼室内に導入する
吸気通路の温度に対応する吸気通路対応温度として、機
関の冷却水温度を検出する構成とした。
路壁面温度と見做して、温度検出した後の吸入空気の吸
気通路温度による温度変化を、冷却水温度に基づいて推
定する。
と、温度検出後に吸入空気が通過する吸気通路部分での
温度変化を考慮してシリンダ内の吸気温度を精度良く推
定することができると共に、基準環境下での要求補正量
を基準として、要求される補正量を簡便かつ精度良く演
算させることができるという効果がある。
で吸気通路対応温度を代表させることで、吸気通路内を
通過するときの吸入空気の温度変化を簡便な構成で推定
させることができるという効果がある。
する。図2は実施の形態における内燃機関のシステム構
成図であり、内燃機関1には、エアクリーナー2を通過
した吸入空気がスロットル弁3で調整されてシリンダ内
に吸引されるようになっており、該吸入空気と燃料噴射
弁4から噴射された燃料とによって混合気が形成され、
該混合気を点火栓によって着火燃焼させる。
ールユニット5には、各種センサからの検出信号が入力
されるようになっており、これらの検出信号に基づいて
燃料噴射弁4による燃料噴射パルス幅(燃料噴射量)を
演算し、このパルス幅の噴射パルス信号を前記燃料噴射
弁4に出力する。前記各種のセンサとしては、スロット
ル弁3下流側で吸気圧PBを検出する吸気圧センサ6
(吸気圧検出手段)、外気温に略相当する吸気温度TA
を検出する吸気温センサ7(吸気温度検出手段)、機関
1の冷却水温度TWを検出する水温センサ8、機関1の
回転速度を検出する回転センサ9などが設けられてい
る。
Wを吸気通路対応温度として用いるので、前記水温セン
サ8が吸気通路対応温度検出手段に相当する。そして、
前記コントロールユニット5は、図3及び図4のフロー
チャートに示すようにして、前記燃料噴射パルス幅(燃
料噴射量)を演算する。図3のフローチャートに示すル
ーチンは、10ms毎に実行されるようになっており、ま
ず、ステップ1(図中ではS1と記してある。以下同
様)では、基本噴射パルス幅(基本燃料噴射量)Tpを
以下のようにして演算する。
×KTAHOS×KID ここで、KTAHOSは後述する図4のフローチャート
で設定される吸気温補正係数であり、吸入空気の温度変
化による密度変化に対応して燃料噴射量を補正するため
のものである。また、KCONDは定数、PIEGRは
吸気圧PBと機関回転速度及び大気圧とに基づいて設定
される残留ガス圧、KIDはアイドル時補正係数であ
る。
く基本噴射パルス幅(基本燃料噴射量)Tpの演算処理
が、吸気温補正手段に相当する。次のステップ2では、
前記基本噴射パルス幅(基本燃料噴射量)Tpに基づい
て最終的な燃料噴射パルス幅(燃料噴射量)Tiを以下
のようにして演算する。 Ti=2×Te+Ts Te=Tp×LMD×COEF×KBLRC ここで、Tsはバッテリ電圧による無効噴射量の変化に
対応するための補正分であり、有効噴射パルス幅Teに
この電圧補正分Tsを加算して最終的な燃料噴射パルス
幅(燃料噴射量)Tiが演算される。
比フィードバック補正係数LMD,各種補正係数COE
F,空燃比学習補正係数KBLRCなどによって基本噴
射パルス幅(基本燃料噴射量)Tpを補正して算出され
る。前記空燃比フィードバック補正係数LMDは、図示
しない酸素センサで検出される排気中の酸素濃度に基づ
いて燃焼混合気の空燃比を検出し、該空燃比が目標空燃
比に近づくように設定されるものであり、空燃比学習補
正係数KBLRCは前記空燃比フィードバック補正係数
LMDを運転領域毎に学習して、前記補正係数LMD無
しで目標空燃比が得られるようにするためのものであ
る。また、各種補正係数COEFは、水温に応じた増量
補正係数,始動及び始動後増量係数、加速増量係数など
を含んで設定されるものである。
気温補正係数KTAHOS(第2の吸気温補正量)の設
定を詳細に説明する。図4のフローチャートに示すルー
チンは、基準クランク角位置REF毎に実行されるよう
になっており、まず、ステップ11では、吸気温TA,冷
却水温度TWなどの検出信号を読み込む。
手段)では、シリンダ内の推定吸気温度(絶対温度)T
Cを、予め記憶されたシリンダ伝熱係数HEXGINを
用いて以下のようにして演算する。 TC=TA+HEXGIN(TW−TA)+273 °K 即ち、吸気温センサ7が配置される部分を通過した吸入
空気が、吸気温センサ7で検出された吸気温TA(外気
温相当)と、吸気通路に対応する温度である冷却水温度
TWとの偏差に応じて温度変化して、シリンダ内に吸引
されるものとしてシリンダ内での吸気温を推定するもの
である。そして、吸気温TAと冷却水温度TWとの偏差
が大きいときほど、吸気温センサ7からシリンダ内に吸
引されるまでの間の温度変化(熱量の授受)が大きいか
ら、吸気温センサ7による検出結果がより大きく修正さ
れる。
気温度を推定する構成であれば、シリンダ伝熱係数HE
XGINのみをマッチングするだけで、簡便に吸気温の
推定制御が実行できる。ステップ13(第1補正量演算手
段)では、前記推定演算されたシリンダ内の推定吸気温
度(絶対温度)TCに基づいて第1の吸気温補正係数
(第1の吸気温補正量)KTAを、以下のようにして演
算する。
シリンダ内の推定吸気温度であり、前記基準環境を、例
えば冷却水温度TWが80〜90℃であり、かつ、吸気温T
Aが20〜25℃程度の常用環境条件とすることが好まし
い。そして、前記TTCは、前記基準環境条件のパラメ
ータを前記TC=TA+HEXGIN(TW−TA)+
273 °K に代入したときの推定温度であるから、基準環
境と同じ条件であるときには、前記補正係数KTAは1.
0 に算出されることになる。
KCONDなどマッチングも、前記基準環境を基準とし
て行われるようにしてあり、基準環境下では、前記補正
係数KTA=1.0 とすることで、実際の空気密度に対応
した燃料噴射量の演算が行われるようになっている。そ
して、環境条件が前記基準環境と異なるとき、即ち、吸
気温TA,冷却水温度TWが基準環境時のものとは異な
る場合には、推定吸気温度の比に応じて補正係数KTA
が設定され、環境条件がシリンダ内吸気温度がより低く
なる側に変化している場合には、燃料の増量補正となる
1.0 を越える補正係数KTAが演算される一方、環境条
件がシリンダ内吸気温度がより高くなる側に変化してい
る場合には、燃料の減量補正となる1.0 を下回る補正係
数KTAが演算されることになる。
が増減変化し、これに対応して空気密度が変化すると、
そのときの空気密度に対応して燃料噴射量が補正され
る。S14(第2補正量演算手段)では、前記第1の吸気
温補正係数(第1の吸気温補正量)KTAと、予め記憶
された空気密度微修正係数KCHOSとに基づいて、以
下のようにして最終的な吸気温補正係数KTAHOS
(第2の吸気温補正量)を算出する。
A−1.0 )×KCHOS}] 上記演算式によると、第1の吸気温補正係数KTAが基
準環境下における値である1.0 よりも大きくなるほど補
正係数KTAをより大きく減少修正し、また、1.0 より
も小さくなるほど補正係数KTAを増大修正して、該修
正結果を最終的な吸気温補正係数KTAHOS(第2の
吸気温補正量)として算出する。
る第1の吸気温補正係数KTAは、推定吸気温度TCの
変化に対して比例的に変化することになるが、実際の補
正要求は、前記比例的な変化よりも小さい。そこで、第
1の吸気温補正量KTAによる補正レベルが大きくなる
ほど(KTAと1.0 との偏差の絶対値が大きいときほ
ど)補正レベルを縮小して、実際の補正要求に一致させ
るようにしたものである。換言すれば、前記シリンダ内
の推定吸気温度(絶対温度)TCの演算における誤差分
を、上記空気密度微修正係数KCHOSで補正すること
にもなる。
演算手段に相当し、前記ステップ14で演算された吸気温
補正係数KTAHOS(第2の吸気温補正量)に基づい
て前記図3のフローチャートにおけるステップ1で基本
噴射パルス幅Tpが演算される。次のステップ15では、
図3のフローチャートに従って最新に演算された燃料噴
射パルス幅(燃料噴射量)Tiをセットして、該パルス
幅に応じて燃料噴射弁4が駆動制御されるようにする。
基本構成を示すブロック図。
図。
すフローチャート。
を示すフローチャート。
Claims (3)
- 【請求項1】吸気圧に基づいて機関への燃料噴射量を制
御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、 機関の吸入空気の温度を検出する吸気温度検出手段と、 前記吸入空気を燃焼室内に導入する吸気通路の温度に対
応する吸気通路対応温度を検出する吸気通路対応温度検
出手段と、 前記吸気温度検出手段で検出された吸気温度を、該吸気
温度と前記吸気通路対応温度検出手段で検出された吸気
通路対応温度との偏差に基づいて補正して、該補正結果
をシリンダ内の推定吸気温度とするシリンダ内吸気温度
推定手段と、予め記憶されている基準環境下でのシリンダ内の推定吸
気温度をTTC、前記シリンダ内吸気温度推定手段で演
算されたシリンダ内の推定吸気温度をTCとしたとき
に、第1の吸気温補正量KTAを、 KTA=TCC/TC として演算する第1補正量演算手段と、 予め記憶された空気密度微修正係数をKCHOSとした
ときに、第2の吸気温補正量KTAHOSを、 KTAHOS=KTA×[1.0−{(KTA−1.
0)×KCHOS}] として演算する手段であって、前記第1の吸気温補正量
KTAが1.0よりも大きくなるほど第1の吸気温補正
量KTAをより大きく減少修正し、かつ、前記第1の吸
気温補正量KTAが1.0よりも小さくなるほど第1の
吸気温補正量KTAをより大きく増大修正した結果が前
記第2の吸気温補正量KTAHOSとなるように演算す
る第2補正量演算手段と、 該第2補正量演算手段で演算された第2の吸気温補正量
KTAHOSに基づいて前記燃料噴射量を補正設定する
吸気温補正手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料噴
射制御装置。 - 【請求項2】前記シリンダ内吸気温度推定手段が、前記
吸気温度検出手段で検出された吸気温度をTA,前記吸
気通路対応温度検出手段で検出された吸気通路対応温度
をTW,シリンダ内の推定吸気温度をTCとしたとき
に、予め記憶されたシリンダ伝熱係数HEXGINを用
い、 TC=TA+HEXGIN(TW−TA) として、シリンダ内の推定吸気温度を演算することを特
徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項3】前記吸気通路対応温度検出手段が、前記吸
入空気を燃焼室内に導入する吸気通路の温度に対応する
吸気通路対応温度として、機関の冷却水温度を検出する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の燃料
噴射制御装置。
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- 1997-04-22 JP JP10475797A patent/JP3355287B2/ja not_active Expired - Fee Related
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