JPS6325335A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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制御装置に関し、特に燃焼
変動抑制のための技術に関する。

〈従来の技術〉 従来の内燃機関の燃料噴射制御装置として、例えば特開
昭５８−２７８３７号公報に開示されているようなもの
がある。

これは、機関の運転状態を検出しこれに基づいて燃料噴
射量を制御して機関への供給空燃比を制御する一方、機
関の燃焼変動を検出しこれが大きい場合には燃料噴射量
を増量補正して供給空燃比をリッチにすることで燃焼変
動を小さくしようとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の燃料噴射制御装置にあ
っては、燃焼変動が大きい時は全て供給空燃比が適正で
ないと判定して、供給空燃比をリッチにする構成となっ
ていたため、供給空燃比は適正であるにもかかわらず、
空燃比以外の原因、例えば点火時期、過給圧調整機不調
等の原因で燃焼変動が起こった場合でも、供給空燃比を
リッチにしてしまい、かえって燃焼状態を悪化させてし
まうと・いう問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、燃焼変動の
原因が空燃比である可能性が高い時のみ燃料噴射量を補
正して良好な運転性を実現できる内燃機関の燃料噴射制
御装置を提供することを目的とする。

（問題点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、機関の燃
焼状態の変動量を計測する燃焼状態変動量計測手段と、
シリンダに吸入される吸入空燃比を計測する吸入空燃比
計測手段と、機関の運転状態の変動量を計測する運転状
態変動量計測手段と、燃焼状態変動量が運転状態変動量
に対して定まる許容レベルを越えたとき吸入空燃比の計
測結果に応じて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手
段とを有する構成とする。

く作用〉 すなわち、燃焼状態変動量の他、シリンダに吸入される
吸入空燃比と運転状態変動量とを計測し、燃焼状態変動
量が運転状態変動量に対して定まる許容レベルを越えた
ときのみ、吸入空燃比が原因の燃焼変動であるとみなし
、吸入空燃比の計測結果に応じて燃料噴射量を補正する
ことで、的確に燃焼変動を抑制する。

（実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。第２図は燃料噴射
制御装置のシステム構成を示している。

図中１はクランク角センサであり、所定クランク角毎に
クランク角信号を発生する。このクランク角信号から機
関回転数を算出可能である。２はエアフローメータであ
り、機関吸入空気流量を計測して対応する電圧信号を出
力する。３は筒内圧センサであり、筒内圧（シリンダ内
の燃焼圧力）を検出して対応する電圧信号をチャージア
ンプ４を介して出力する。５は吸入負圧センサであり、
吸気マニホールド内の吸入負圧を検出して対応する電圧
信号を出力する。

６はコントロールユニットであり、ＣＰＵ７゜ＲＯＭ８
．ＲＡＭ９．Ａ／Ｄ変換変換器及０ｒ１０ボート１１よ
り構成される。このコントロールユニット６においては
、前記の各種信号を必要に応じてＡ／Ｄ変換して読込み
、これらに基づいて演算処理して、機関吸気系に設けた
燃料噴射弁１２の作動を制御する。

基本的には、コントロールユニット６内のＣＰＵ７は、
エアフローメータ２により計測される吸入空気流量Ｑと
クランク角センサ１からの信号に基づいて算出される機
関回転数Ｎとから、基本燃料噴射１ｔＴ　ｐ　＝　Ｋ−
Ｑ／Ｎ　（Ｋは定数）を演算し、これを適宜補正して最
終的な燃料噴射量を設定し、対応するパルス巾の燃料噴
射パルス信号を所定のタイミングで出力して燃料噴射弁
１２を駆動する。

かかる制御に際し、コントロールユニット６内のＣＰＵ
７はまた第３図〜第７図のフローチャートに示される各
プログラムを実行し、補正噴射量を演算してこれに基づ
く補正を行うことで、本発明を実現する。

第３図は燃焼状態変動量計測手段として機能する燃焼状
態変動量計測プログラムのフローチャートで、先ずステ
ップ１１（図にはＳｌｌと記しである。

以下同様）ではクランク角センサｌにより示される所定
クランク角（例えば２″）毎に筒内圧センサ３の出力を
チャージアップ４で電圧に変換したものをＡ／Ｄ変換器
１０によりＡ／Ｄ変換してデジタル値にし、筒内圧力の
計測値としてＲＡＭ９に記録する。

次にステップ１２では燃焼状態に関連する値として図示
平均有効圧力Ｐｉを筒内圧の計測値に基づいて演算する
。

その演算方法は、燃焼室の等容積の変化毎の筒内圧を検
出し、次式（１）に従って演算する。

但し、Ｖｈ：行程容積 θ　：クランク角 Ｐθ：各クランク角における筒内圧 ΔＶθ：各クランク角における容積変化率 又は、所定クランク角毎に筒内圧を検出し、次式（２）
に従って演算する。

次にステップ１３では燃焼状態に関連する値の変動量（
燃焼状態変動量）である図示平均有効圧力Ｐｉの変動量
Ｖを演算する。この変動量Ｖは第４図のフローチャート
に示めされるようなプログラムに従って得られるＰｉの
分散を用いる。

尚、燃焼状態のパラメータとしては、Ｐｉの代りに、筒
内圧最大値Ｐ　ｓｓｘや筒内圧最大クランク角θｐＨｌ
！Ｘを用いてもよい。あるいは、出力トルク。

回転数などを用いてもよい。

第５図は吸入空燃比計測手段として機能する吸入空燃比
計測プログラムのフローチャートで、先ずステップ２１
では吸気パルプの閉じる直前のタイミングで吸入負圧セ
ンサ５からの信号に基づいて吸入負圧を計測する。

次にステップ２２ではこの計測値をもとにシリンダに吸
入される吸入空気量を演算する。

吸入負圧と吸入空気量との関係は、事前に理論的・実験
的に求められ、−例として次式のような１次式で演算で
きる。Ａ、Ｂは理論的・実験的に得られた定数である。

（吸入空気量）＝ＡＸ（吸入負圧）　＋Ｂこの方法によ
れば、実際にシリンダ内圧力に近い値を計測するため、
気筒別に吸入空気量を計測する時などは、エアフローメ
ータ等で計測したものより正確な吸入空気量を計測でき
る。

次にステップ２３ではシリンダへの燃料供給量を演算す
る。この方法としては、前回の吸入行程より今回の吸入
行程までに燃料噴射弁１２に与えられた燃料噴射パルス
巾より燃料供給量を理論的・実験的に求めるものがあり
、−例として次式のような１次式で演−算する。Ｃ，Ｄ
は理論的・実験的に得られた定数である。

（燃料供給量）　＝ＣＸ　（燃料噴射パルス巾）＋Ｄ次
にステップ２４ではシリンダの吸入空燃比をステップ２
２．２３での演算結果から次式に従って演算する。

（吸入空燃比）＝（吸入空気量）／（燃料供給量）第６
図は運転状態変動量計測手段として機能する運転状態変
動量計測プログラムのフローチャートで、ここでは運転
状態を示す値として吸入空気量を用いる。ステップ３１
では第５図のステップ２１と同様に吸気バルブの閉じる
直前の吸入負圧を計測し、ステップ３２では第５図のス
テップ２２と同様にシリンダに吸入される吸入空気量を
演算する。

そして、ステップ３３では運転状態変動量として吸入空
気量の変動量を演算するが、その−例としては、第４図
のプログラムのＰｉを吸入空気量に置き換えて、吸入空
気量の分散を用いる。

以上のように、燃焼状態変動量（図示平均有効圧力の変
動量）、吸入空燃比、運転状態変動！（吸入空気量の変
動量）を計測した上で、第７図のフローチャートに示す
燃料噴射量補正のためのプログラムを実行する。このプ
ログラムが燃料噴射量補正手段として機能する。

ステップ４１では運転状態変動量に応じた燃焼状態変動
量の許容レベルＳＬのマツプから運転状態変動量に応じ
たＳＬを検索する。

次にステップ４２では燃焼状態変動量を許容レベルＳＬ
と比較し、燃焼状態変動量が許容レベル以内であればこ
のプログラムを終了する。

燃焼状態変動量が許容レベルＳＬを越えている場合は、
ステップ４３へ進んで、吸入空燃比についてリッチ・リ
ーンの判定を行う。正常の場合はこのプログラムを終了
する。

リッチの場合は、ステップ４４へ進む。ここで、現在の
補正噴射量をＲ９補正噴射量の修正量をｒとすると、ス
テップ４４では次回の補正噴射量をＲ−ｒとして、この
プログラムを終了する。

リーンの場合は、ステップ４５へ進む。ここでは次回の
補正噴射量をＲ＋ｒとして、このプログラムを終了する
。

こうして決定された補正噴射量は正規の噴射量に加算さ
れて出力される。尚、補正方法としては補正係数を演算
しこれにより補正してもよい。

ここで、ｒは、 ■固定値 ■リッチ・リーンの度合に関連する値（関数）■過去所
定回のランチ。正常、リーンの判定の履歴に関する値（
例えば、定回数連続して正常であった場合、補正量に大
きな補正を加えないようなロジックとする。） などのものとする。

また、Ｒについては通常のリミッタを設ける。

面、以上の計測及び補正制御を各気筒毎に行うようにす
れば、多気筒内燃機関において特定気筒が何らかの原因
（例えば点火栓や燃料噴射弁の故障等）により不調にな
った場合や、気筒毎に吸入空気の充填効率のバラツキが
ある場合などにも、さらに良い運転性を確保できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、燃焼状態の変動量
が運転状態の変動量に対し許容できないレベルにある時
、吸入空燃比がその原因である場合のみ、燃料噴射量を
補正するようにした構成としたため、吸入空燃比が原因
である燃焼状態の変動を的確につかんで補正することが
でき、適正な吸入空燃比を確保して良好な運転性を実現
できるという効果が得られる。

【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図は燃焼状態
変動量計測プログラムのフローチャート、第４図は第３
図のステップ１３部分の燃焼状態変動量演算の態様を示
すフローチャート、第５図は吸入空燃比計測プログラム
のフローチャート、第６図は運転状態変動量計測プログ
ラムのフローチャート、第７図は補正噴射量演算プログ
ラムのフローチャートである。 ■・・・クランク角センサ　　２・・・エアフローメー
タ　　３・・・筒内圧センサ　　５・・・吸入負圧セン
サ６・・・コントロールユニット　　１２・・・燃料噴
射弁特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第１図 第２図 Φ 第３図 第４図 第５図 第６図 ＣＩ片匝り 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　機関の燃焼状態の変動量を計測する燃焼状態変動量計
   測手段と、シリンダに吸入される吸入空燃比を計測する
   吸入空燃比計測手段と、機関の運転状態の変動量を計測
   する運転状態変動量計測手段と、燃焼状態変動量が運転
   状態変動量に対して定まる許容レベルを越えたとき吸入
   空燃比の計測結果に応じて燃料噴射量を補正する燃料噴
   射量補正手段とを有することを特徴とする内燃機関の燃
   料噴射制御装置。