JPH0214980B2

JPH0214980B2 -

Info

Publication number: JPH0214980B2
Application number: JP58196889A
Authority: JP
Inventors: Takashi Komura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-10-20
Filing date: 1983-10-20
Publication date: 1990-04-10
Also published as: JPS6088838A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃エンジンの作動制御手段の動作特
性量制御方法に関し、特にスロツトル弁や補助空
気量を制御する制御弁の実開口面積とこの開口面
積検出値との誤差を常時適正に補正してアイドル
等の低負荷運転時の作動制御手段の動作特性量を
所要値に正確に制御する動作特性量制御方法に関
する。

従来、吸気管内絶対圧とエンジン回転数とに応
じてエンジン作動を制御する作動制御手段の動作
特性量、例えば燃料供給量制御装置によりエンジ
ンに供給される燃料量、点火時期制御装置により
制御される火花点火時期、排気還流制御装置によ
り制御される排気還流量等を決定し、斯く決定さ
れた動作特性量を冷却水温、吸気温度等に応じて
補正し、所要の動作特性量を正確に設定する方法
が例えば特開昭58−88436号、特開昭53−8434号
等により知られている。斯かる吸気管内絶対圧と
エンジン回転数とに応じて動作特性量を決定する
方法（一般に「スピードデンシテイ法」と称され
るので以下単に「SD法」と称す）に依ればアイ
ドル等の低負荷運転時にはエンジン回転数の変化
度合に対する吸気管内絶対圧の変化度合が小さく
なり、これに吸気管内絶対圧の脈動が加わると、
吸気管内絶対圧の正確な検出が困難となり、燃料
量等の動作特性量をエンジン運転状態に適応して
正確に設定することが出来なくなり、エンジン回
転数のハンチング現象が生じ易い。

上述の問題点を解決するために、アイドル運転
等の低負荷運転時にはスロツトル弁の上流側圧力
P′_Aと下流側圧力P_BAとの圧力比（P_BA／P′_A）が音
速流を生じさせる臨界圧力比（0.528）以下とな
り、この臨界圧力比以下では吸気量をスロツトル
弁下流側圧力P_BAや排気圧力には全く依存せず、
スロツトル弁の開口面積に依存することが出来る
ことに着目し、スロツトル弁の弁開度のみを検出
して低負荷時の吸入空気流量を検出し、該検出し
た吸入空気量に基いて燃料流量等の動作特性量を
求める方法が特公昭52−6414により提案されてい
る。

斯かる吸入空気量の検出方法を、例えば、燃料
噴射制御に適用する場合、燃料噴射量は上述のよ
うにして求められた吸入空気量に加えエンジン回
転数の関数として決定する必要がある。これは単
位時間当りスロツトル弁を通過する吸入空気量は
スロツトル弁の開口面積が一定の場合一定となる
が、エンジンに吸入される一吸気行程当りの空気
量はエンジン回転数により変化するからである。
而して、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射
弁の基本燃料噴射時間Tiは次式によつて求めら
れる。

Ti＝（Kθ＋K_AIｃ＋……）×Me ……(1) ここにKθ、K_AIｃ等はスロツトル弁、補助空気
量を制御する制御弁等の各開口面積に応じて設定
される開口面積係数であり、Meはエンジンの所
定クランク回転角度位置、例えば上死点（TDC）
毎に発生する信号パルスのパルス発生時間間隔で
あり、エンジン回転数の逆数に比例する値であ
る。

上式(1)により基本燃料噴射時間を求める方法
（以下単に「KMe法」と称す）において、例え
ば、スロツトル弁の弁開度を検出するセンサの特
性のバラツキやセンサの取付誤差に起因して、
又、スロツトル弁や制御弁にブローバイガスや大
気中に含まれるカーボン等の付着に起因してスロ
ツトル弁や制御弁の実開口面積値と開口面積検出
値とに誤差が生じ、上述の開口面積係数Kθ、K_AI
ｃ等が実開口面積値に対応した正しい値に設定さ
れない場合が生じる。又、スロツトル弁や制御弁
の実開口面積値が正確に検出されたとしても吸気
通路の大気側開口端に取付けられたフイルタの目
詰りが生じると検出吸入空気量に対して実吸入空
気量が減少し、空燃比がリツチ化する。これらの
不都合を回避するための工場出荷時やメンテナン
ス時に燃料噴射制御装置の外部に設けられた人為
的に調整可能な空燃比調整用可変電源からの電圧
値に応じて設定される補正値又は補正係数を前述
の式(1)によつて求められる基本燃料噴射時間Ti
に乗算又加算することにより補正する方法が考え
られるがこの方法によれば人為的な調整を必要と
し、又、上述の空燃比調整用可変電源やＡ／Ｄ変
換器等を含む入力回路を設ける必要が生じ製品の
価格上昇原因となり好ましくない。

本発明はかかる問題点を解決するためになされ
たもので、吸気通路と、該通路の開口面積を調整
して吸入空気量を制御する吸気量制段手段とを備
える内燃エンジンの作動を制御する作動制御手段
の動作特性量を所定制御信号のパルス発生毎にエ
ンジンの運転状態に応じて所要値に制御する動作
特性量制御方法において、前記エンジンが所定低
負荷運転状態にあるか否かを判別し、エンジンが
該所定低負荷運転状態にあるとき、前記吸気量制
御手段により調整される前記吸気通路の開口面積
を検出し、検出された開口面積値に応じて第１の
動作特性量制御値を決定すると共に前記吸気通路
内の前記吸気量制御手段下流側の吸入空気圧力と
エンジン回転数とを検出し、検出された吸入空気
圧力値とエンジン回転数値とに応じて第２の動作
特性量制御値を決定し、斯く決定される第１及び
第２の動作特性量制御値から前記所定制御信号の
パルス発生毎に動作特性量補正値を求め、斯く求
めた補正値の平均値を求め、前記所定制御信号の
今回パルス発生時に決定された前記第１の動作特
性量制御値を前記求めた補正値の平均値で補正
し、前記作動制御手段の動作特性量を斯く補正さ
れた第１動作特性量制御値に制御するようにし
て、人為的手法に依らず絞り弁や制御弁の実開口
面積の検出誤差等を常時適正に補正し、作動制御
手段の動作特性量をアイドル等の低負荷運転状態
に適応した所要値に正確に設定出来るようにした
内燃エンジンの作動制御手段の動作特性量制御方
法を提供するものである。

以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の方法が適用される、補助空気
量を制御する複数の補助空気量制御弁を備える内
燃エンジンの燃料噴射制御装置の全体を略示する
構成図であり、符号１は、例えば４気筒の内燃エ
ンジンを示し、エンジン１には開口端にエアクリ
ーナ２を取り付けた吸気管３と排気管４が接続さ
れている。吸気管３の途中にはスロツトル弁５が
配置され、このスロツトル弁５の下流の吸気管３
に開口し大気に連通する第１空気通路８及び第２
空気通路８′が配設されている。第１空気通路８
の大気側開口端にはエアクリーナ７が取り付けら
れ又、第１空気通路８の途中には第１補助空気量
制御弁（以下単に「第１制御弁」という）６が配
置されている。この第１制御弁６は常閉型の電磁
弁であり、ソレノイド６ａとソレノイド６ａの付
勢時に第１空気通路８を開成する弁６ｂとで構成
され、ソレノイド６ａは電子コントロールユニツ
ト（以下「ECU」という）９に電気的に接続さ
れている。

前記第２空気通路８′は通路途中で第３空気通
路８″が分岐し、第２空気通路８′及び第３空気通
路８″の各大気側開口端には夫々エアクリーナ
７′，７″が取り付けられている。第２空気通路
８′の前記第３空気通路８″の分岐点と大気開口端
側との間及び前記第３空気通路８″の途中には前
記第１制御弁と同様の常閉型電磁弁である第２制
御弁６′及び第３制御弁６″が夫々配設されてい
る。各制御弁６′，６″は夫々ソレノイド６′ａ，
６″ａ及びソレノイドが付勢されたときに各通路
を開成させる弁６′ｂ，６″ｂで構成され、各制御
弁６′，６″のソレノイド６′ａ及び６″ａの各一端
側は接地され各他端側は夫々スイツチ１８，１９
を介して直流電源２０に接続されていると共に前
記ECU９に接続されている。

前記第１空気通路８には第１制御弁６の下流で
分岐する分岐通路８ｂが接続されており、この分
岐通路８ｂの大気側開口端にはエアクリーナ１１
が取り付けられ、又、分岐通路８ｂの途中にはフ
アーストアイドリング制御装置１０が配設されて
いる。フアーストアイドリング制御装置１０は、
例えば、スプリング１０ｃによつて弁座１０ｂに
押圧されて分岐通路８ｂを閉成可能な弁体１０ａ
と、エンジン冷却水温に感応して腕１０d′を伸縮
させる検知装置１０ｄと、検知装置の腕１０d′の
伸縮に応答して回動し、弁体１０ａを開閉方向に
変位するレバー１０ｅとで構成されている。

吸気管３のエンジン１と前記第１空気通路の開
口８ａ及び第２空気通路の開口８′ａとの間には
燃料噴射弁１２及び管１５を介して吸気管３に連
通する吸気管内絶対圧センサ１６が夫々取り付け
られている。前記燃料噴射弁１２は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にECU９に電気
的に接続されており、前記絶対圧センサ１６も
ECU９に電気的に接続されている。更に、前記
スロツトル弁５にはスロツトル弁開度センサ１７
が、エンジン１１本体にはエンジン水温センサ１
３が設けられ、このセンサ１３はサーミスタ等か
ら成り、冷却水が充満したエンジン気筒周壁内に
挿着されて、その検出水温信号をECU９に供給
する。

エンジン回転数センサ（以下「Neセンサ」と
云う）１４がエンジンの図示しないカム軸周囲又
はクランク軸周囲に取り付けられており、Neセ
ンサ１４はTDC信号即ちエンジンのクランク軸
の180゜回転毎に所定のクランク角度位置で１パル
スを出力するものであり、このパルスはECU９
に送られる。

符号２１は例えばヘツドライト、ブレーキライ
ト、ラジエータ冷却用フアン等の電気装置を示
し、電気装置２１はスイツチ２２を介してECU
９に電気的に接続されている。符号２３は大気圧
センサを示し、大気圧センサ２３の検出した大気
圧信号はECU９に供給される。

次に上述のように構成される燃料噴射制御装置
の作用について説明する。

先ず、スイツチ１８は、例えば、図示しないエ
アコンを作動させる、図示しないエアコンスイツ
チと連動し、スイツチ１８を閉成させたときエア
コンの作動を示すエアコンオン信号をECU９に
供給すると共に第２制御弁６′のソレノイド６′ａ
を付勢して弁６′ｂを開弁させアイドル時のエア
コンの作動によるエンジン負荷の増加に対応する
所定量の補助空気量をエンジン１供給する。スイ
ツチ１９は、例えば自動変速機を装備する内燃エ
ンジンの場合に図示しないシフトレバーに取り付
けられ自動変速機の係合位置にシフトレバーを操
作したときスイツチ１９は閉成して自動変速機の
係合を示すオン信号（以下「Ｄレンジ信号」とい
う）をECU９に供給すると共に第３制御弁６″の
ソレノイド６″ａを付勢して弁６″ｂを開弁させア
イドル時の自動変速機の作動によるエンジン負荷
の増加に対応する所定量の補助空気量をエンジン
１に供給する。

上述のようにエアコンや自動変速機のようなエ
ンジンが直接駆動する補助機械装置の、エンジン
に対して比較的大きな負荷になる機械負荷に対し
ては夫々個別に第２及び第３制御弁を設けて夫々
の負荷に対応してアイドル回転数を一定に保つよ
うにしている。

フアーストアイドリング制御装置１０は冷寒始
動時等、エンジン冷却水温が所定値（例えば50
℃）より低い場合に作動する。より具体的には、
フアーストアイドリング制御装置１０の検知装置
１０ｄはエンジン冷却水温に感応して腕１０d′を
伸縮させる。検知装置１０ｄとしては種々のもの
が適用出来、例えば内部にワツクスを充填しその
熱膨張特性を利用するものでもよい。エンジン冷
却水温が所定値より低い場合には検知装置１０ｄ
の腕１０d′は縮んだ状態にあり、レバー１０ｅは
バネ１０ｆによつて回動し、バネ１０ｃに抗して
弁体１０ａを右方向に変位させて分岐通路８ｂを
開成させる。この分岐通路８ｂが開成していると
きにはフイルタ１１、通路８ｂ，８を介して十分
な補助空気がエンジン１に供給されるためエンジ
ン回転数を通常アイドル回転数より高い回転数に
保持出来るので冷寒時アイドル運転のエンジンス
トールの心配もなく正常な運転が確保される。

暖機運転によるエンジン冷却水温の上昇に伴つ
て検知装置１０ｄの腕１０d′が熱膨張によつて伸
長すると、腕１０d′はレバー１０ｅを上方に押し
上げて図示時計廻り方向に回動させる。このとき
弁体１０ｅはバネ１０ｃの押圧力によつて次第に
左動するようになり、エンジン冷却水温が所定値
以上になると逐に弁体１０ａは弁座１０ｂに当接
して分岐通路８ｂを閉成しフアーストアイドリン
グ制御装置１０を介する補助空気の供給を停止せ
しめる。

一方、ヘツドライト、ブレーキライト、ラジエ
ータ冷却用フアン等の電気装置２１のエンジン１
に対して比較的小さな負荷である電気負荷に対応
すると共にエンジン回転数が目標アイドル回転数
になるように補助空気量を精度よく増減させる補
助空気量の供給量制御には第１制御弁６が用いら
れる。すなわち、ECU９はエンジンの上死点
（TDC）信号毎にスロツトル弁開度センサ１７、
絶対圧センサ１６、冷却水温センサ１３、エンジ
ン回転数センサ１４及び大気圧センサ２３から供
給される夫々のエンジン運転パラメータ信号の値
と電気装置２１からの電気負荷状態信号に基いて
第１制御弁６による補助空気を供給すべき運転状
態を判別すると共に、目標アイドル回転数を設定
し、補助空気を供給すべき運転状態を判別したと
き、目標アイドル回転数と実エンジン回転数の差
に応じ、この差を最小とするように補助空気量、
従つて第１制御弁６の開弁デユーテイ比Dou_Tを
演算し、該演算値に応じて第１制御弁６を作動さ
せる駆動信号を第１制御弁６に供給する。

第１制御弁６のソレノイド６ａは前記開弁デユ
ーテイ比Dou_Tに応じた開弁時間に亘り付勢され
て弁６ｂを開弁して第１空気通路８を開成し開弁
時間に応じた所定量の空気が第１空気通路８及び
吸気管３を介してエンジン１に供給される。

一方、ECU９は上述の各種エンジン運転パラ
メータ信号値に基いてTDC信号に同期して燃料
噴射弁１２の燃料噴射時間Tou_Tを以下に示す式
により演算する。

Tou_T＝Ti×K₁＋K₂ ……(2) ここにTiは基本噴射時間を示し、該基本噴射
時間Tiは、詳細は後述するように、エンジンが
所定のアイドル運転条件が成立する領域にあるか
否かに応じてSD法及びKMe法のいずれかによつ
て設定される。

補正係数又は補正値K₁及びK₂は前述の各種セ
ンサ、すなわちスロツトル弁開度センサ１７、吸
気温度センサ１１等のエンジン運転パラメータセ
ンサからのエンジン運転パラメータ信号に応じて
演算される補正係数又は補正値であつて補正係数
K₁は例えば次式で与えられる。

K₁＝K_TA×Kp_A×K_TW×K_WOT×…… ……(3) ここにK_TAは吸気温度補正係数、Kp_Aは大気圧
補正係数であり、これらの補正係数K_TA、Kp_Aは
後述するようにSD法とKMe法とで夫々別個の算
出式により夫々の方法に適宜な値に設定される。

又、K_TWは冷却水温センサ１３により検出され
るエンジン水温T_Wに応じて設定される燃料増量
係数、K_WOTは定数であつてスロツトル弁全開時
のリツチ化係数である。

ECU９は上述のようにして求めた燃料噴射時
間Tou_Tに基いて燃料噴射弁１２を開弁させる駆
動信号を燃料噴射弁１２に供給する。

第２図は第１図のECU９内部の回路構成を示
す図で、第１図のエンジン回転数Neセンサ１４
からの出力信号は波形整形回路９０１で波形整形
された後、TDC信号として中央処理装置（以下
「CPU」という）９０３に供給されるとともに
Meカウンタ９０２にも供給される。Meカウンタ
９０２はエンジン回転数Neセンサ１４からの前
回TDC信号の入力時から今回TDC信号の入力時
までの時間間隔を計数するもので、その計数値
Meはエンジン回転数Neの逆数に比例する。Me
カウンタ９０２は、この計数値Meをデータバス
９１０を介してCPU９０３に供給する。

第１図のスロツトル弁開度センサ１７、吸気管
内絶対圧P_BAセンサ１６、冷却水温センサ１３及
び大気圧センサ２３からの夫々の出力信号はレベ
ル修正回路９０４で所定電圧レベルに修正された
後、マルチプレクサ９０５により順次Ａ／Ｄコン
バータ９０６に供給される。Ａ／Ｄコンバータ９
０６は前述の各センサからの出力信号を順次デジ
タル信号に変換して該デジタル信号をデータバス
９１０を介してCPU９０３に供給する。

第１図のエアコンの作動時に第２制御弁６′を
開弁させるスイツチ１８、自動変速機の係合時に
第３制御弁６″を開弁させるスイツチ１９、電気
装置２１のスイツチ２２の各オン−オフ信号は
夫々レベル修正回路９１２で所定電圧レベルに修
正された後、データ入力回路９１３で所定信号に
変換されデータバス９１０を介してCPU９０３
に供給される。

CPU９０３は、更にデータバス９１０を介し
てリードオンリメモリ（以下「ROM」という）
９０７、ランダムアクセスメモリ（以下
「RAM」という）９０８、不揮発性メモリ９１
４及び駆動回路９０９，９１１に接続されてお
り、RAM９０８はCPU９０３での演算結果等を
一時的に記憶し、ROM９０７はCPU９０３で実
行される制御プログラム等を記憶している。不揮
発生メモリ９１４は、例えばCMOSで構成され、
後述するKMe法による基本燃料噴射時間Tiを算
出する際に適用される空燃比補正係数値K_IDLを記
憶し、この記憶値は図示しないイグニツシヨンス
イツチをオフにしても消失せずに保持される。

CPU９０３はROM９０７に記憶されている制
御プログラムに従つて前述の各種エンジンパラメ
ータ信号及びスイツチ１８，１９及び２２のオン
−オフ状態に応じてエンジン運転状態を判別して
前述の第１制御弁６の開弁デユーテイ比Dou_Tを
演算すると共に、詳細は後述するように燃料噴射
弁１２の開弁時間Tou_Tを演算し、これらの演算
値応じた制御信号をデータバス９１０を介して駆
動回路９１１及び９０９に夫々供給する。駆動回
路９１１及び９０９は前述の制御信号が供給され
ている間第１制御弁６及び燃料噴射弁１２を開弁
させる駆動信号を制御弁６及び燃料噴射弁１２に
夫々供給する。

第３図は第２図のCPU９０３で実行される、
燃料噴射弁１２の開弁時間Tou_Tを演算する方法
を示すフローチヤートである。第３図のステツプ
１乃至３はエンジンが所定のアイドル運転条件が
成立したか否かを判別するものであり、先ず、ス
テツプ１ではエンジン回転数Neが所定回転数
N_IDL（例えば1000rpm）以下であるか否かを判別
し、判別結果が否定（No）であればアイドル運
転条件は成立せずとして直ちに後述するステツプ
４に進む。ステツプ１の判別結果が肯定（Yes）
であればステツプ２に進み、吸気管内絶対気P_BA
が基準圧力P_BAｃよりエンジン低負荷側、すなわ
ち基準圧力P_BAｃ以下か否かを判別する。この基
準圧力P_BAｃはスロツトル弁５上流側の吸気管内
絶対圧P′_Aに対するスロツトル弁５下流側の吸気
管内絶対圧P_BAの比（P_BA／P′_A）がスロツトル弁
５を通過する吸気流速が音速流となる臨界圧力比
（0.528）以下となるか否かを判別するために設定
されるものであつて基準圧力P_BAｃは次式によつ
て与えられる。

P_BAｃ＝P′_A×（臨界圧力比）＝P′_A× ここにχは空気の比熱比（χ＝1.4）であり、
スロツトル弁５上流の吸気管内絶対圧P_A′は近似
的に第１図の大気圧センサ２３により検出される
大気圧P_Aに等しいので上式の関係が得られ、上
式(4)の基準圧力P_BAｃと大気圧P_Aとの関係は第４
図に示される。

ステツプ２での判別結果が否定（No）の場合、
所定アイドル運転条件は成立せずとしてステツプ
４に進み、肯定（Yes）の場合ステツプ３に進
む。ステツプ３ではスロツトル弁５の弁開度θ_TH
が所定開度θ_IDLH以下であるか否かを判別する。こ
の判別を設ける理由はスロツトル弁５が略全閉位
置のアイドル運転状態からスロツトル弁が急速に
開弁される加速運転状態に移行した場合、上述の
ステツプ１及び２のエンジン回転数及び吸気管内
絶対圧の変化のみによりこの加速運転状態を判別
すると絶対圧センサの応答遅れ等により加速運転
状態の検出が遅れるため、加速運転状態をスロツ
トル弁開度により検出し、加速運転状態が検出さ
れた場合には、後述するSD方式により適宜量の
加速燃料量を演算し、この燃料量をエンジンに供
する必要があるためである。ステツプ３の判別結
果が否定（No）の場合所定アイドル運転条件は
成立せずとしてステツプ４に進み、肯定（Yes）
の場合ステツプ６に進む。

アイドル運転条件が成立しない場合に実行され
るステツプ４ではSD方式により基本燃料噴射時
間Tiが決定される。即ち、検出した吸気管内絶
対圧P_BAと、エンジン回転数Neとに応じてECU
９内のROM９０７に記憶されている基本燃料噴
射時間Tiが読み出される。斯く決定された基本
噴射時間Tiにより前記式(2)に基づいて燃料噴射
時間Tou_Tが算出される（ステツプ５）。

アイドル運転条件が成立した場合に実行される
ステツプ６では詳細は後述するようにKMe方に
より基本噴射時間Tiが決定され、この基本噴射
時間Tiにより燃料噴射時間Tou_Tが算出される
（ステツプ５）。

尚、上述のステツプ１乃至３の判別において各
ステツプにおける判別値をエンジンが前記所定ア
イドル運転条件が成立する運転領域への突入時と
離脱時とで夫々異なる値に設定し、上述のKMe
方式及びSD方式の選択にヒステリシス特性を持
たせて、エンジン作動制御の安定化を図るように
してもよい。

第５図は第３図のステツプ６において実行され
るKMe方式による基本噴射時間Ti値の決定手順
を示すフローチヤートである。

第５図のステツプ１はスロツトル弁５の開口面
積係数値Kθを求めるものでKθ値は第６図に示す
スロツトル弁開度θ_THと開口面積係数Kθとの関係
のテーブルを示すグラフから求められる。より具
体的には、例えばECU９内のROM９０７にスロ
ツトル弁開度θc₁乃至θc₅に対応するKθ値として
所定値Kθ₁乃至Kθ₅を予め記憶し、実スロツトル
弁開度値θ_THに隣接する２つのKθ値をROM９０
７から読み出し補間計算により実スロツトル弁開
度値θ_THに対応する開口面積係数値Kθが求められ
る。

次に、ステツプ２では第１制御弁６の開口面積
係数値K_AIｃが求められる。第１制御弁６の開口
面積従つてK_AIｃ値は開弁デユーテイ比Dou_Tの関
数として求めることが出来、第７図は第１制御弁
６の開弁デユーテイ比Dou_Tと開口面積係数K_AIｃ
との関係のテーブルを示すグラフであり、先のス
ロツトル弁の開口面積係数Kθと同様の方法によ
り第１制御弁６の開弁デユーテイ比、すなわち開
口面積に対応する開口面積係数値K_AIｃが求めら
れる。

ステツプ３ではフアーストアイドリング制御装
置１０の開口面積係数値K_FIが求められる。第１
図に示すフアーストアイドリング制御装置１０の
通路開口面積、従つてK_FI値は冷却水温T_Wの関数
として求めることが出来、第８図はエンジン冷却
水温T_Wと開口面積係数K_FIとの関数のテーブルを
示すグラフであり、先のスロツトル弁の開口面積
係数Kθと同様の方法により、フアーストアイド
リング制御装置１０の開口面積係数値K_FIが求め
られる。

ステツプ４では第２制御弁６′の開口面積係数
値K_Aｃが求められる。第２制御弁６′はエアコン
スイツチと連動するスイツチ１８のオン−オフ状
態に応じて全開又は全閉となるので、スイツチ１
８がオン状態にあるとき全開時の開口面積に対応
する所定値K_AｃがROM９０７から読み出され
る。

ステツプ５は本発明の方法を自動変速機を装備
する内燃エンジンに適用した場合に実行されるも
のであり、自動変速機の係合を示すステツチ１９
のオン信号により第３制御弁６″が全開となり、
この全開時の開口面積に対応する所定値K_ATが
ROM９０７から読み出される。

次に、CPU９０３はステツプ６及び７におい
て本発明に係る補正係数値ΔK_IDL及びK_IDLを算出
する。これらの補正係数値は以下の様にして誘導
される算出式によつて求められる。

吸気管内絶対圧P_BAに脈動がなく正確な値を検
出することが出来たと仮定すればSD法により燃
料噴射弁１２の開弁時間Tou_T1は大気圧補正及び
吸気温度補正のみを考慮することにすれば次式で
求められる。

Tou_T1＝Ti_MAｐ×Kp_A1×K_TA1 ……(5) ここにTi_MAｐは基本噴射時間であり、第１図
の吸気管絶対圧センサ１６によつて検出された吸
気管内絶対圧P_BAと、Neセンサ１４によつて検出
されたエンジン回転数Neとに応じて第２図の
ROM９０７に記憶されている基本噴射時間Tiマ
ツプから読み出される。補正係数Kp_A1はSD法に
適用される大気圧補正係数であり、例えば特開昭
58−58337号に開示されるごとく、次式によつて
求められる。

Kp_A1＝１−（１／ε）（P_A／P_BA）^1/〓／１−（１／
ε）（P_AO／P_BA）^1/〓……(6) ここにP_Aは実大気圧（絶対圧）、P_A0は標準大
気圧、εは圧縮比、χは空気の比熱比である。大
気圧補正係数Pp_A1は一吸気行程でエンジンシリ
ンダ内に吸入される空気量が吸気管内絶対圧P_BA
と、大気圧P_Aに略等しいと見做せる排気管内絶
対圧とにより理論的に求められること及び空燃比
を一定に保つには、標準大気圧P_AOにおける吸入
空気量に対する実大気圧P_Aにおける吸入空気量
の比と同じ比率で燃料量を増減すればよいことか
ら上式(6)のように求められる。

尚、式(6)よりP_A＜P_AOのとき、Kp_A1＞１とな
る。即ち、高地等において大気圧P_Aが標準大気
圧P_AOより低下した場合、平地と同一吸気管内絶
対圧P_BAの条件下で吸入空気量は増加する。従つ
て吸気管内絶対圧P_BAとエンジン回転数との関数
として設定される燃料量を高地等の低い大気圧下
において適用すると混合気はリーン化することに
なり、増量係数Kp_A1により混合気のリーン化が
防止される。

補正係数K_TA1はSD法に適用される吸気温補正
係数であり、例えば特開昭58−88436号に示され
るごとく、次式によつて求められる。

K_TA1＝１／１＋C_TAMAｐ（T_A−T_A0） ……(7) ここにT_Aは吸気管内を流通する吸入空気温度
（℃）、T_AOはキヤリブレーシヨン変数で、例えば
50℃に設定される。C_TAMAｐはキヤリブレーシヨ
ン係数でエンジンの特性に応じて一定値（例えば
1.26×10^-3）に設定される。上式(7)のC_TAMAｐ（T_A
−T_AO）は１に比べ小さい値であるから近似的に K_TA1＝１−C_TAMAｐ（T_A−T_AO） ……(8) で求めることが出来る。

一方、KMe法により求められる開弁時間
Tou_T2は上述と同様に大気圧補正及び吸気温補正
のみを考慮すれば次式により求められる。

Tou_T2＝（Kθ＋K_AIｃ＋K_FI＋K_Aｃ＋K_AT）・Me・K_PA2・K_TA2 ……(9) ここにKθ、K_AIｃ等は上述の第５図ステツプ１
乃至５で求められた開口面積係数であり、Meは
前記第２図のMeカウンタ９０２から供給される
TDC信号パルス発生時間間隔である。Kp_A2及び
K_TA2はKMe法に適用される大気圧補正係数及び
吸気温補正係数であつてこれらの係数は以下の様
にして求められる。

吸気管のスロツトル弁等の絞り部上流の吸気管
内圧力P_A′に対する下流圧力P_BAの比（P_BA／P_A′）
が臨界圧力比（0.528）以下である場合、絞り部
を通過する空入空気は音速流となり、吸入空気量
Ga（ｇ／sec）はここにＡはスロツトル弁等の絞り部の等価開口
面積（mm²）、Ｃは絞り部の形状等で決る補正係数、
P_Aは大気圧（P_A＝P_A′、mmHg）、ｘは空気の比熱
比、Ｒは空気のガス定数、T_AFは絞り部直前の吸
気温度（℃）、ｇは重力加速度（ｍ／sec²）であ
る。標準大気圧P_AOにおける吸入空気量Gaoと任
意大気圧P_Aにおける吸入空気量Gaとの比率は、
吸入空気温度T_AF及び開口面積Ａが一定のとき Ga／Gao＝P_A／P_AO で与えられ、この吸入空気量の比率と同一の比率
でエンジンに供給される燃料量を変化させると空
燃比を一定に保つことが出来る。従つて燃料流量
Gfは標準大気圧P_AO（＝760mmHg）における燃料
流量Gfoから Gf＝GfoP_A／760 によつて与えられる。ここに大気圧補正係数
Kp_A2は理論上 Kp_A2＝P_A／760 と表わすことが出来る。しかし、実用上は吸気通
路の形状等に起因する種々の誤差を考慮して上式
は Kp_A2＝１＋Cp_AP_A−760／760 ……(11) と表わすことが出来る。ここにCp_Aは実験的に設
定されるキリブレーシヨン変数である。

尚、上式(11)よりP_A＜760mmHgのときKp_A＜１と
なる。即ち、KMe法においては吸入空気量は標
準大気圧P_AOを基準としてスロツトル弁等の吸気
通路絞り部の等価開口面積Ａのみによつて決定さ
れるので高地等において大気圧P_Aが標準大気圧
P_AO（＝760mmHg）より低下した場合、吸入空気量
は大気圧P_Aに比例して減少することになり、上
述の開口面積Ａに応じて燃料量を設定すると前記
SD法の場合とは逆に混合気はリツチ化する。上
述の補正係数Kp_A2は斯かるリツチ化を防止する
ものである。

次に、前記式(10)において、大気圧P_A及び開口
面積Ａを一定とすると絞り部上流温度が基準温度
T_AFOであるときの吸入空気量Gaoと任意温度T_AF
のときの吸入空気量Gaとの比率はで与えられ、この吸入空気量の比率と同一の比率
でエンジンに供給される燃料量を変化させると空
燃比を一定に保つことが出来る。従つて燃料流量
Gfは基準温度T_AFO時の流量Gfoからによつて与えられる。吸気温度補正係数K_TA2をと表わすと、K_TA2は上式を変形して近似的に次
式で表わされる。

K_TA2≒１−T_AF−T_AFO／２（T_AF＋273） ≒１−α（T_AF−T_AFO） ……(12) 式(12)で求められるK_TA2は絞り部上流吸気温度
K_AFの関数として与えられる。しかし、絞り部上
流温度T_AFと下流温度T_Aとの関係はアイドル運転
条件下で略下式で与えられることが実験的に確め
られた。

T_AF＝aT_A＋ｂ ……（13）ここにａ、ｂは定数である。

T_AFO＝aT_AO＋ｂであることを考慮して式（13）
を式(12)に代入して整理すると同式は、 K_TA2＝１−aα（T_A−T_AO）＝１−C_TAｃ（T_A−T_AO） ……（14）と表わすことが出来る。

上述のようにSD法及びKMe法の夫々に好適な
大気圧及び吸気温補正係数により補正されて求め
られる燃料噴射弁１２の開弁時間Tou_T1及び
Tou_T2は吸気管絶対圧P_BAに脈動がなければ本来
等しい値でなければならない。しかし、実際には
吸気管絶対圧P_BAに脈動があるために式(5)のSD法
によつて求めた開弁時間Tou_T1には絶対圧P_BAの
脈動成分が含まれること、式(9)のKMe法によつ
て求めた開弁時間Tou_T2にはスロツトル弁開度セ
ンサ１７の取付誤差、エアクリーナ２，７，７′，
７″の目詰り等による誤差成分が含まれること等
により、開弁時間Tou_T1とTou_T2とは一般に異つ
た値をとる。そこで上述の吸気管内絶対圧P_BAの
脈動による誤差成分、スロツトル弁開度センサの
取付誤差等に起因する誤差成分等を考慮した補正
係数ΔK_IDLにより式(9)によつて求められる開弁時
間を補正し、これをTou_T2′とすると、開弁時間
Tou_T2′は Tou_T2′＝（Kθ＋K_AIｃ＋K_FI＋K_Aｃ＋K_AT＋ΔK_IDL）・Me・Kp_A2・K_TA2
……（15）となる。ここに式(5)及び（15）によつて求められ
る開弁時間Tou_T1とTou_T2′とが等しいことから
ΔK_IDLを次式から求めることが出来る。

ΔK_IDL＝Ti_MAP×K_PA1×K_TA1／Me×K_PA2×K_TA2 −（Kθ＋K_AIｃ＋K_FI＋K_Aｃ＋K_AT）
……（16）式（16）によつてTDC信号パルス発生毎に求
められるΔK_IDL値を次式に代入し、その平均値と
して補正係数値K_IDLを得る。

K_IDL＝X_IDL／256ΔK_IDL ＋256−X_IDL／256K_IDL′ ……（17）ここにK_IDL′はTDC信号の前回パルス発生時に
得られた補正係数値であり、前記第２図の不揮発
生メモリ９１４から読み出される。X_IDLは吸気管
内絶対圧P_BAの脈動周期等に応じて設定される定
数であつて、１乃至256間の適宜値が選択される。

式（17）によつて得られる補正係数値K_IDLは
ΔK_IDL値に含まれる吸気管内絶対圧P_BAの脈動に
よる誤差成分が平均化処理によつて相殺されるた
めにスロツトル弁開度センサの取付誤差、エアク
リーナの目詰り等の誤差成分のみを表わす値とな
る。そしてこの補正係数値K_IDLはTDC信号のパ
ルス発生毎に算出されるのでエアクリーナの目詰
り、カーボン推積等の誤差原因に対して時間の経
過に応じた最新の補正係数値を表わしている。

CPU９０３は前記ステツプ６において前式
（16）に基いて補正値ΔK_IDLを演算し、前記ステ
ツプ７において該補正値ΔK_IDLと前記不揮発性メ
モリ９１４から読み出された補正係数値K_IDL′と
により式（17）に基いて補正係数値K_IDLを算出
し、新たな補正係数値K_IDL′として不揮発性メモ
リ９１４に記憶してステツプ８に進む。ステツプ
８では前述のステツプ１乃至５において決定され
た各開口面積係数、ステツプ７で算出された補正
係数及び前記Meカウンタ９０２からのMe値によ
り下記演算式（18）に基いて基本燃料噴射時間
Tiを決定する。

Ti＝（Kθ＋K_AIｃ＋K_FI＋K_Aｃ＋K_AT＋K_IDL）・Me ……（18）尚、補正値ΔK_IDLの平均値を求める方法は前記
式（17）に基いて求められるものに限定されるこ
とはなく、TDC信号の今回パルス発生前に得ら
れた所定複数個の補正値ΔK_IDLの算術平均値等で
あつてもよいことは勿論のことである。

又、上述の実施例においては本発明方法を内燃
エンジンの燃料供給制御装置によつてエンジンに
供給される燃料量の制御に適用する場合について
説明したがこの実施例に限定されることはなく、
内燃エンジンの作動を制御する作動制御手段の動
作特性量が吸入空気量を表わすパラメータによつ
て決定されるものであれば本発明方法の適用が可
能であり、例えば、点火時期制御装置、排気還流
量制御装置等の動作特性量の制御にも本発明方法
を適用することが出来る。

以上詳述したように本発明の内燃エンジンの作
動制御手段の動作特性量制御方法に依れば、エン
ジンが所定低負荷運転状態にあるとき、吸気量制
御手段により調整される前記吸気通路の開口面積
を検出し、検出された開口面積値に応じ第１の動
作特性量制御値を決定すると共に前記吸気通路内
の前記吸気量制御手段下流側の吸入空気圧力とエ
ンジン回転数とを検出し、検出された吸入空気圧
力値とエンジン回転数値とに応じ第２の動作特性
量制御値を決定し、斯く決定される第１及び第２
の動作特性量制御値から所定制御信号のパルス発
生毎に動作特性量補正値を求め、斯く求めた補正
値の平均値を求め、前記所定制御信号の今回パル
ス発生時に決定された前記第１の動作特性量制御
値を前記求めた補正値の平均値で補正し、前記作
動制御手段の動作特性量を斯く補正された第１動
作特性量制御値に制御するようにしたので人為的
手法に依ることなく絞り弁や制御弁の実開口面積
の検出誤差等を常時適正且つ自動的に補正するこ
とが出来、作動制御手段の動作特性量をアイドル
等の低負荷運転状態に適応した所要値に正確に設
定し、もつてエンジンの排気ガス特性、燃費特性
等を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法が適用される内燃エンジ
ンの燃料噴射制御装置の全体構成図、第２図は第
１図の電子コントロールユニツト（ECU）の内
部構成を示す回路図、第３図は燃料噴射弁の開弁
時間Tou_Tを演算する方法を示すフローチヤート、
第４図は吸気通路内絶対圧が、絞り弁を通過する
吸入空気が音速流になる圧力であるか否かを判別
するために設定される基準圧力P_BAｃと大気圧P_A
との関係を示すグラフ、第５図は第３図のステツ
プ６で実行される本発明による基本燃料噴射時間
Tiを求める手順を示すフローチヤート、第６図
はスロツトル弁の開口面積係数Kθとスロツトル
弁開度θ_THとの関係のテーブルを示すグラフ、第
７図は第１図の第１制御弁６の開口面積係数K_AI
ｃと同制御弁の開弁デユーテイ比Dou_Tとの関係
のテーブルを示すグラフ、第８図は第１図のフア
ーストアイドリング制御装置の開口面積係数K_FI
とエンジン冷却水温T_Wとの関係のテーブルを示
すグラフである。１……内燃エンジン、３……吸気通路、５……
絞り弁、（スロツトル弁）、６……第１制御弁、
６′……第２制御弁、６″……第３制御弁、８，
８′，８″……第１、第２及び第３吸気通路、９…
…電子コントロールユニツト（ECU）、１０……
フアーストアイドリング制御装置、１２……燃料
噴射弁、１４……エンジン回転数センサ、１６…
…吸気管内絶対圧センサ、１７……スロツトル弁
開度センサ、２３……大気圧センサ、９０３……
CPU、９０７……ROM、９１４……不揮発性メ
モリ。

Claims

【特許請求の範囲】１吸気通路と、該通路の開口面積を調整して吸
入空気量を制御する吸気量制御手段とを備える内
燃エンジンの作動を制御する作動制御手段の動作
特性量を、エンジンの運転状態に応じて所要値に
制御する動作特性量制御方法において、前記エン
ジンが所定低負荷運転状態にあるか否かを判別
し、エンジンが該所定低負荷運転状態にあると
き、前記吸気量制御手段により調整される前記吸
気通路の開口面積を検出し、検出された開口面積
値に応じて第１の動作特性量制御値を決定すると
共に、前記エンジン負荷を表わすエンジンパラメ
ータを検出し、該検出されたエンジンパラメータ
に応じて第２の動作特性量制御値を決定し、斯く
決定される第１及び第２の動作特性量制御値から
動作特性量補正値を求め、前記第１の動作特性量
制御値を前記求めた補正値で補正し、前記作動制
御手段の動作特性量を斯く補正された第１の動作
特性量制御値に制御することを特徴とする内燃エ
ンジンの作動制御手段の動作特性量制御方法。２前記作動制御手段は燃料供給量制御手段であ
り、前記動作特性量は該燃料供給量制御手段がエ
ンジンに供給する燃料量であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの作動
制御手段の動作特性量制御方法。