JPH0413543B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0413543B2
JPH0413543B2 JP58016150A JP1615083A JPH0413543B2 JP H0413543 B2 JPH0413543 B2 JP H0413543B2 JP 58016150 A JP58016150 A JP 58016150A JP 1615083 A JP1615083 A JP 1615083A JP H0413543 B2 JPH0413543 B2 JP H0413543B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
fuel
intake air
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58016150A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59145357A (ja
Inventor
Toshimi Anho
Takashi Ueno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP58016150A priority Critical patent/JPS59145357A/ja
Priority to US06/576,474 priority patent/US4562814A/en
Priority to EP84101131A priority patent/EP0115868B1/en
Priority to DE8484101131T priority patent/DE3483653D1/de
Publication of JPS59145357A publication Critical patent/JPS59145357A/ja
Publication of JPH0413543B2 publication Critical patent/JPH0413543B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は内燃機関の燃料制御装置に関し、特に
空気系および燃料系の動特性に起因する吸入空気
量と燃料供給量との不均衡を補正する技術に関す
る。
(従来技術) 従来の燃料制御装置としては、例えば第1図に
示すごときものがある(特開昭53−102416、同55
−35165、同55−134718等)。
第1図において、1はエアクリーナ、2は吸気
管、3は絞り弁、4は吸気管2を通過する空気量
に対応すた空気量信号S1を出力するエアフロー
メータ、5は後述の燃料噴射量信号S3に応じた
量の燃料を噴射する燃料噴射弁、6はシリンダ、
7はクランク軸の回転に同期した回転信号S2を
出力する回転センサ、8は主として空気量信号S
1と回転信号S2からそのときの運転状態に対応
した燃料噴射量を算出し、その結果に応じた燃料
噴射量信号S3を出力する演算装置であり、例え
ばCPU、RAM、ROM、I/O等からなるマイ
クロコンピユータで構成されている。
上記の装置における燃料噴射量の演算は次のよ
うにして行なわれる。
すなわちエアフローメータ4で計測した空気量
信号S1によつて得られる吸入空気量をQ、回転
信号S2から得られる内燃機関の回転速度をN、
係数をKとした場合に、燃料噴射量(燃料噴射パ
ルス幅)Tpは下記(1)式によつて算出される。
Tp=KQ/N …(1) なお上記の係数Kは、内燃機関の温度等に応じ
た補正を付加するための係数である。
上記(1)式に示すように、燃料噴射量は主と
して吸入空気量と回転速度とに応じて設定され、
それに温度や排気ガス成分濃度等による補正を付
加したものが実際の燃料噴射量となる。
しかし従来の装置においては、エアフローメー
タの空気量信号S1をそのまま吸入空気量を示す
信号として用い、また噴射した燃料は時間遅れな
しに全てシリンダに吸入されるものとして制御し
ている。
すなわち従来の装置においては、空気量はエア
フローメータの測定値そのものであり、燃料量は
吸気管に噴射する燃料であつて実際にシリンダに
吸入される空気量や燃料量について制御している
ものではなかつた。
そのため定常状態では正確な制御が可能である
が、過渡状態時には空気系と燃料系の動特性に起
因する誤差が生じ、そのため空燃比が目標値から
ずれてしまい、燃費性能、排気浄化性能、運転性
能等に悪影響を及ぼすという問題があつた。
(発明の目的) 本発明は上記の問題を解決するためになされた
ものであり、シリンダにおける実際の吸入空気量
(以下、単に吸入空気量と記す)と燃料供給量と
に良く対応した正確な制御を行なうことの出来る
燃料制御装置を提供することを目的とする。
(発明の概要) 上記の目的を達成するため本発明においては、
予め測定して記憶しておいた空気系の動特性Ga
とセンサで検出した空気量信号とから実際の吸入
空気量を演算し、さらに過去と今回の吸入空気量
から次回の吸入空気量を予測演算し、それらの吸
入空気量から今回と次回の要求燃料量を演算し、
さらに燃料系の動特性Gfと上記の要求燃料量か
ら実際に供給すべき燃料量Ff(n)を演算するよ
うに構成している。
(発明の実施例) 以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
まず第2図に基づいて空気系と燃料系の動特性
について詳細に説明する。
例えば、絞り弁を第2図のAのように開閉した
場合に、フラツプ式の空気流量計(エアフローメ
タ等)は、Bに示すような信号を出力する。
この時、吸入空気量はCの破線C1のように変
化する。
一方、燃料は空気流量計の信号Bに応じて、ほ
ぼ無視できる遅れ時間で噴射される。しかし噴射
された燃料は、空気とは異つた動特性をもつてい
るため、シリンダに実際に吸入される燃料量は実
線C2のようになり、吸入空気量の変化とは一致
しなくなる。
そのため空燃比は、Dに示すようになり、目標
値(例えば理論空燃比)からずれてしまう。
第3図は上記の動特性を示す系統図である。第
3図において、エアフローメータの出力Aa(n)
に対して吸入空気量Ac(n)は、空気系の動特性
を記述する伝達関数Ga(z)を用いて、 Ac(z)=Ga(z)Aa(z) …(2) と表わすことが出来る。ただし(2)式におい
て、(n)は制御周期を示し、nは今回、n−1
は前回、n+1は次回の制御周期を示す。また
Ac(z)、Aa(z)はそれぞれAc(n)、Aa(n)
のz変換である。
また固定のアルゴリズムTp=KAa/Nで計算
された噴射パルス幅Tpによつて噴射された燃料
量Ff(n)に対するシリンダの実際の吸入燃料量
Fc(n)は、燃料系の動特性を記述する伝達関数
Gf(z)を用いて、 Fc(z)=Gf(z)Ff(z) …(3) と表わすことが出来る。ただしFc(z)、Ff(z)
はそれぞれFc(n)、Ff(n)のz変換である。
上記の(2)、(3)式において、Ga(z)とGf
(z)とが同一でない場合は、過渡状態において
シリンダ内における吸入空気量と燃料量との割合
が変化して空燃比が目標値からずれることにな
る。
本発明は上記の問題を解決したものであり、以
下詳細に説明する。
第4図は本発明の一実施例図であり、第1図と
同符号は同一物を示す。
第4図において、9は演算装置であり、吸入空
気量演算部10、燃料演算部11、記憶部12,
13から構成されている。なおこの構成は演算装
置9の内容を機能別に示したものであり、実際に
は、例えばマイクロコンピユータで構成する。
吸入空気量演算部10は、エアフローメータ4
から与えられる空気量信号S1と予め実験で求め
て記憶部12に記憶しておいた空気系の動特性か
ら実際の吸入空気量を算出し、その値に対応した
吸入空気量信号S4を出力する。
燃料演算部11は、上記の吸入空気量信号S4
からその時の要求燃料量を算出し、更にその要求
燃料量と予め実験で求めて記憶部13に記憶して
おいた燃料系の動特性から実際に噴射すべき燃料
量を算出し、その値に対応した燃料供給量信号S
5を出力する。
この燃料供給量信号S5によつて燃料噴射弁5
を制御すれば、過渡状態時においてもシリンダの
実際の吸入空気量と燃料量とに対応した制御を行
なうことが出来るので、常に空気量と燃料量との
均衡を保ち、空燃比を目標値に維持することが出
来る。
次に演算装置9の演算について、第5図のフロ
ーチヤートに基づいて詳細に説明する。
第5図において、まずP1においては、エアフ
ローメータ4の空気量信号S1を読込み、その値
をAa(n−1)とする。なおn−1は1回前の制
御周期における値であることを示す。
次にP2で、今回の制御周期における吸入空気
量の値Ac(n)を演算する。この演算は次のよう
にして行なう。
内燃機関の吸気系(エアフローメータ、吸気管
等)における空気系の動特性は、例えば2次のパ
ルス伝達関数 Ga(z)=d1z-1+e1z-2/1+b1z-1+c1z-2 …(4) で良く記述することが出来る。
そして上記のAa(n−1)、2回前の値Aa(n
−2)、吸入空気量の1回前および2回前の値Ac
(n−1)、Ac(n−2)と上記(4)式から今回
の吸入空気量の値Ac(n)は、下記の(5)式の
ようになる。
Ac(n)=d1Aa(n−1)+e1Aa(n−2) −b1Ac(n−1)+c1Ac(n−2) …(5) したがつて上記の係数b1,c1,d1,e1を予め実
験で求めておけば、Ac(n)を演算で求めること
が出来る。
次にP3においては、次回の吸入空気量の値
Ac(n+1)を予測演算する。
この値は、例えば外挿式を用いて、今回と前回
の吸入空気量の値から Ac(n+1)=2Ac(n)−Ac(n−1) と求めることが出来る。なおAc(n+1)の予測
演算が必要な理由については後述する。
次にP4において、P2で求めた吸入空気量
Ac(n)を用いて、下記(6)式から今回の要求
燃料量Fc(n)を演算する。
Fc(n)=KAc(n)/N …(6) 上記の要求燃料量Fc(n)は実際の吸入空気量
に対応して実際にシリンダ内で必要とされる燃料
量である。
次にP5で、P3で求めたAc(n+1)を用い
て、次回の要求燃料量Fc(n+1)を下記(7)
式から算出する。
Fc(n+1)=KAc(n+1)/N …(7) 次にP6では、上記の要求燃料量をシリンダに
供給するために実際に噴射すべき燃料量Ff(n)
を算出する。
例えば、燃料系の動特性Gf(z)は下記(8)
式で示される。
Gf(z)=d2z-1+e2z-2/1+b2z-1+c2z-2 =(d2+e2z-1/1+b2z-1+c2z-2)Z-1 …(8) 上記(8)式において、大かつこで括つた分数
形の部分は、動特性の曲線部分に相当し、かつこ
外のz-1の部分が1サンプル遅れ時間に相当する。
なお、1サンプル遅れ時間とは、上記(8)式の
値が最初に立ち上がり始めるまでの所定の遅れ時
間である。実際の燃料系の動特性においては、噴
射弁駆動信号が立ち上がつた時点からシリンダ内
の燃料量が増加し始める時点までに、燃料噴射弁
の作動遅れ時間と噴射された燃料がシリンダ内に
到達するまでの遅れ時間との和の遅れ時間が存在
するので、上記(8)式のように最初に遅れ時間
を有する近似式を用いると実際の動特性を良く近
似することが出来る。なお、上記(8)式は2次
遅れ系の式を示すが、2次以上の系であれば動特
性を良く近似することが出来る。
燃料系の動特性Gfを上記(8)式とすれば、
今回噴射すべき燃料量Ff(n)は下記(9)式の
ようになる。
Ff(n)=1/d2[Fc(n+1)+b2Fc(n) +c2Fc(n−1)−e2Ff(n−1)] …(9) したがつて上記の係数b2,c2,d2,e2を予め実
験で求めておけば、Ff(n)を演算で求めること
が出来る。
次にP7で、上記のようにして求めた実際に噴
射すべき燃料量Ff(n)に応じて燃料噴射弁5を
駆動して燃料噴射を行なう。
上記のように制御すれば、常にシリンダ内の吸
入空気量と燃料量との均衡を保つことが出来るの
で、過渡状態時においても空燃比を常に目標値に
維持することが出来る。
なおP3において、Ac(n+1)を予測演算し
たのは、P5でFc(n+1)を演算するためであ
り、またFc(n+1)はP6でFf(n)を求める
ために必要になつたものである。
また必要に応じて更に先の予測演算も可能なこ
とは言うまでもない。
また上記の実施例においては、吸入空気量を計
測するセンサとしてエアフローメータを用いた場
合を例示したが、可変ベーン式、熱線式、カルマ
ン渦式等の空気流量計を用いても良い。
また直後に吸入空気量を測定せず、吸入負圧や
絞り弁開度等から吸入空気量を推定する方式の場
合でも上記と同様に本発明を適用することが出来
る。
なお空気系及び燃料系の動特性Ga(z),Gf
(z)は、内燃機関の回転に同期した方式で記述
する方が実際的であり、したがつて第5図の演算
も回転同期で行なう方が好ましい。
また上記の動特性は、内燃機関や燃料供給系の
形式によつて異なり、更に内燃機関の運転領域に
よつても異なる場合があるので、必要に応じて複
数個持つ方が望ましい。
(発明の効果) 以上説明したごとく本発明によれば、予め測定
して記憶しておいた空気系と燃料系の動特性を考
慮してシリンダに実際に吸入される吸入空気量と
燃料量とを制御するように構成しているので、加
減速時のような過渡状態時においても空燃比の目
標値からのずれを小さくすることが出来、それに
よつて排気浄化性能、燃費性能、運転性能等を向
上させることが出来る。特に、燃料系の動特性
Gfを用い、そのために必要な次回の吸入空気量
を予測演算する手段を用いたことにより、内燃機
関の実際の動作に良く適応した制御を行なうこと
の出来る制御装置を実用化することが出来る、と
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の一例図、第2図は第1図の
装置の特性例図、第3図は動特性を示す系統図、
第4図は本発明の一実施例図、第5図は本発明の
演算を示すフローチヤートの一実施例図である。 符号の説明、1……エアクリーナ、2……吸気
管、3……絞り弁、4……エアフローメータ、5
……燃料噴射弁、6……シリンダ、7……回転セ
ンサ、8,9……演算装置、10……吸入空気量
演算部、11……燃料演算部、12,13……記
憶部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の吸入空気量に関連する空気量信号
    を出力するセンサと、上記空気量信号およびその
    他の機関運転変数から内燃機関の要求燃料量を算
    出してそれに対応した燃料信号を出力する演算手
    段と、上記の燃料信号に応じた量の燃料を内燃機
    関に供給する燃料供給手段とを備えた内燃機関の
    燃料制御装置において、 上記空気量信号とシリンダに実際に吸入される
    吸入空気量との間の動特性Gaを記憶しておき、
    上記空気量信号と空気系の動特性Gaとから今回
    の吸入空気量を算出し、さらに過去の吸入空気量
    と今回の吸入空気量から次回の吸入空気量を予測
    する演算手段と、 上記燃料信号とシリンダに実際に吸入される燃
    料量との間の1サンプル遅れ付きで所定次数遅れ
    系(所定次数は2以上)の動特性Gfを記憶して
    おき、上記の今回および次回の吸入空気量を用い
    て内燃機関の今回の要求燃料量Fc(n)と次回の
    要求燃料量Fc(n+1)を算出し、それらの要求
    燃料量と燃料系の動特性Gfとから今回供給すべ
    き燃料量Ff(n)を算出し、その値に対応した燃
    料供給量信号を出力する演算手段と、 を備え、上記燃料供給量信号によつて上記燃料供
    給手段を制御するように構成したことを特徴とす
    る内燃機関の燃料制御装置。
JP58016150A 1983-02-04 1983-02-04 内燃機関の燃料制御装置 Granted JPS59145357A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58016150A JPS59145357A (ja) 1983-02-04 1983-02-04 内燃機関の燃料制御装置
US06/576,474 US4562814A (en) 1983-02-04 1984-02-02 System and method for controlling fuel supply to an internal combustion engine
EP84101131A EP0115868B1 (en) 1983-02-04 1984-02-03 System and method for contolling fuel supply to an internal combustion engine
DE8484101131T DE3483653D1 (de) 1983-02-04 1984-02-03 Verfahren und system zur steuerung der kraftstoffzufuhr bei einer brennkraftmaschine.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58016150A JPS59145357A (ja) 1983-02-04 1983-02-04 内燃機関の燃料制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59145357A JPS59145357A (ja) 1984-08-20
JPH0413543B2 true JPH0413543B2 (ja) 1992-03-10

Family

ID=11908472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58016150A Granted JPS59145357A (ja) 1983-02-04 1983-02-04 内燃機関の燃料制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59145357A (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06103003B2 (ja) * 1984-12-27 1994-12-14 日産自動車株式会社 燃料噴射量制御装置
JPH07113340B2 (ja) * 1985-07-18 1995-12-06 三菱自動車工業 株式会社 内燃機関の燃料制御装置
JPH081142B2 (ja) * 1986-04-28 1996-01-10 マツダ株式会社 エンジンの空燃比制御装置
JPS6320020U (ja) * 1986-07-24 1988-02-09
JPS63314339A (ja) * 1987-06-17 1988-12-22 Hitachi Ltd 空燃比制御装置
JP2600698B2 (ja) * 1987-07-29 1997-04-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP2600697B2 (ja) * 1987-07-29 1997-04-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP2022126306A (ja) * 2021-02-18 2022-08-30 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の新気量算出装置及び新気量算出方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5614836A (en) * 1979-07-13 1981-02-13 Hitachi Ltd Controlling device for internal combustion engine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5614836A (en) * 1979-07-13 1981-02-13 Hitachi Ltd Controlling device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59145357A (ja) 1984-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0115868B1 (en) System and method for contolling fuel supply to an internal combustion engine
JPS63215848A (ja) 内燃機関の吸気管圧力検出方法
JPS582444A (ja) 空燃比制御方法
JPH01244138A (ja) 自動車用エンジンの燃料噴射制御装置
JPH0413543B2 (ja)
JP3543337B2 (ja) 信号処理装置
JPH07293297A (ja) 内燃機関の燃料制御方法及びその装置、並びにそれを用いた車両
JPS6088831A (ja) 内燃エンジンの作動制御手段の動作特性量制御方法
JPH06323181A (ja) 内燃機関の燃料制御方法及びその装置
JPS5937245A (ja) エンジンの空燃比制御装置
JPH0523815Y2 (ja)
JP2721967B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JPS61258942A (ja) 機関の燃料噴射制御装置
JPH0242160A (ja) 内燃機関の吸入空気量予測装置
JP2658246B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JPS62139943A (ja) 内燃機関の空燃比制御方法
JP4044978B2 (ja) エンジンの空燃比制御装置
JPS62265449A (ja) エンジン制御装置
JPH0368221B2 (ja)
JPS61272451A (ja) 内燃機関の制御装置
JPH06257497A (ja) エンジンの燃料噴射制御装置およびその方法
JPH0510490B2 (ja)
JPS6355340A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JPS6045753A (ja) 内燃機関の燃料制御装置
JPH01315635A (ja) 内燃機関の燃料噴射量制御方法