JPH0363668B2 - - Google Patents

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JPH0363668B2
JPH0363668B2 JP59015055A JP1505584A JPH0363668B2 JP H0363668 B2 JPH0363668 B2 JP H0363668B2 JP 59015055 A JP59015055 A JP 59015055A JP 1505584 A JP1505584 A JP 1505584A JP H0363668 B2 JPH0363668 B2 JP H0363668B2
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JP
Japan
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intake air
air amount
engine
cylinder intake
ignition timing
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JP59015055A
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Satoru Takizawa
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0363668B2 publication Critical patent/JPH0363668B2/ja
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    • 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
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • 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
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/1455Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means by using a second control of the closed loop type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015Engines misfires
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/50Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/502Neutral gear position
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、内燃機関の点火時期及び燃料供給
を制御する制御装置に関する。
従来技術 従来、内燃機関の点火時期及び燃料供給を制御
する制御装置の内、点火時期を制御する点火時期
制御装置としては、例えば「昭和54年6月 日産
自動車株式会社発行ECCS L系エンジン 技術
解説書 第46〜54頁」に記載されているようなも
のがある。
このような点火時期制御装置について第1図を
参照して説明する。
この点火時期制御装置のコントロールユニツト
1は、CPU(中央処理装置)11、ROM(リー
ド・オンリ・メモリ)12、RAM(ランダム・
アクセス・メモリ)13及びI/O(入出力装置)
14等からなるマイクロコンピユータで構成さ
れ、そのROM12に格納したプログラムに基づ
いて点火時期を制御する。
このコントロールユニツト1のROM12に
は、第2図に示すような機関回転数に対応する点
火時期値データのテーブルXと、第3図に示すよ
うな機関回転数及び吸気管吸入空気量に対応する
点火時期値データのテーブルYとを格納してあ
る。
また、このコントロールユニツト1は、クラン
ク角度を検出するクランク角センサ2からの角度
信号P1を計数して機関回転数を算出し、機関の
吸気管に吸入される空気量を検出するエアフロメ
ータ3からの吸気管吸入空気量信号P2に基づい
て吸入空気量を算出する。
そして、スロツトルバルブが全閉になつたこと
を検出するスロツトル閉スイツチ4からスロツト
ル閉信号P3が入力されているときには、テーブ
ルXを選択して機関回転数に対応する点火時期値
データを読出し、またスロツトル閉信号P3が入
力されていないときにはテーブルYを選択して機
関回転数及び吸気管吸入空気量に対応する点火時
期値データを読出し、クランク角センサ2からの
基準位置信号P4に基づいて、読出した点火時期
値データに対応するタイミングでパワートランジ
スタ5をオフ状態にする。
それによつて、バツテリ6から点火コイル7の
一次巻線7aに流れていた一次電流が遮断され
て、その二次巻線7bに高電圧が発生し、この高
電圧がデイストリビユータ8で分配されて順次点
火プラグ9A〜9Dに給電され、火花放電を発生
させて点火する。
次に、燃料供給を制御する燃料供給制御装置と
しては、例えば「昭和57年7月20日 株式会社山
海堂発行 自動車工学全書 第4巻 ガソリンエ
ンジン 第201〜204頁」に記載されているような
ものがある。
このような燃料供給制御装置について第4図を
参照して説明する。
この燃料供給制御装置において、燃料は、フユ
ーエルタンク21からフユーエルポンプ22に吸
入圧送された後、フユーエルダンパ23によつて
脈動が抑えられ、フユーエルフイルタ24によつ
てゴミや水分が除去されて、機関25に装着した
フユーエルインジエクタ26に供給される。な
お、プレツシヤレギユレータ27は、フユーエル
インジエクタ26に供給する燃料圧を一定にす
る。
一方、空気は、エアーフイルタ31を介して内
部に取入れられた後、エアフロメータ32及びス
ロツトルバルブ33を介して、インテークマニホ
ールド34から機関25の各シリンダに供給され
る。なお、エアーレギユレータ35は、始動時や
暖気逆転時にインテークマニホールド34内に補
助空気を導入し、吸入空気量を増大させる。
そして、コントロールユニツト41は、第1図
のコントロールユニツト1と同様にマイクロコン
ピユータで構成され、エアフロメータ32からの
吸気管吸入空気量信号、スロツトルバルブ33の
全閉を検出する図示しないスロツトル閉スイツチ
からのスロツトル閉信号、水温センサ42からの
水温信号、図示しないバツテリの電圧検出信号、
スタータモータの作動を検出するスタータスイツ
チからのスタータ信号、図示しないクランク角度
を検出するクランク角センサからの角度信号等を
入力し、これ等の入力結果に基づいて各気筒のフ
ユーエルインジエクタ26を同時に機関1回転に
つき1度駆動制御して燃料供給量を制御する。
つまり、コントロールユニツト41は、エアフ
ロメータ32からの吸気管吸入空気量信号及びク
ランク角センサからの角度信号に基づいて、一回
転当りの吸気管吸入空気量に比例した噴射量(基
本噴射量)Tpを、 Tp=K・Q/N の演算をして算出する。なお、Qは吸入空気量、
Nは機関回転数である。
そして、この基本噴射量Tpを、各種センサか
らの検出信号に基づいて以下のように補正する。
始動後増量補正(KAS):円滑な始動特性を得
るため及び始動からアイドリングへの移行を円滑
に行なうための補正であり、補正係数KASはス
タータモータがオンした時に第5図に示す初期値
となり、時間の経過と共に「0」になる。
アイドル後増量補正(KAI):暖気が充分でな
いときの発進を円滑にするための補正であり、補
正係数kAIはアイドルスイツチがオフになつた直
後に第6図に示す初期値になり、時間の経過が共
に「0」になる。
バツテリ電圧補正(TS):フユーエルインジエ
クタの駆動電圧(バツテリ電圧)の変動によるフ
ユーエルインジエクタの有効開弁時間の変化の補
正であり、補正値TSは第7図をも参照して、 TS=a+b(14−VB) で求める。なお、a,bは各々定数であり、VB
はバツテリ電圧である。
水温増量補正(FT):機関が充充分暖機されて
いないときの補正であり、補正係数FTは第8図
に示す。
また、機関始動時には、 Tp1=Tp×(1+KAS)×1.3+TS Tp2=TST×KNST×KTST の演算をして、Tp1及びTp2のいずれか値が大き
い方を燃料噴射量とする。なお、TSTは始動時
基本噴射量(第9図)、KNSTは回転数補正係数
(第10図)及びKTSTは時間補正係数(第11
図)である。
なお、以上の説明では内燃機関の制御装置を構
成する点火時期制御装置及び燃料供給制御装置を
個別的に述べたが、同一機関を制御する場合に
は、同一のコントロールユニツトで点火時期及び
燃料供給を制御する。
このように、従来の内燃機関の制御装置にあつ
ては、燃料供給量を機関回転数及び吸気管吸入空
気量に応じて制御し、また点火時期をアイドリン
グ時には機関回転数によつて、それ以外の時には
機関回転数及び吸気管吸入空気量によつて、夫々
一義的に決定して制御していた。
しかしながら、特にスロツトル開度が全閉ある
いは全閉付近の場合、すなわちスロツトル部でソ
ニツク状態が実現して、スロツトルを通つて吸気
管に吸入される空気量が一定の(スロツトル開面
積のみで決定される)場合には、過渡時や負荷変
動時等における機関回転数の変動によつて、燃料
が機関回転数の逆数に対応して供給されるが、シ
リンダに流入する実際の吸入空気量は吸気管容積
等の影響によつて機関回転数の変化に対して略一
次遅れの応答で変化するので、空燃比が不安定に
なる。
そのため、特にクラツチミート等によつて機関
回転数が急激に減速したときに、空燃比が過濃に
なり、エンストが発生しやすくなる恐れがある。
また、空燃比が不安定なために、機関が発生す
るトルクの発生パターンがベースとなる空燃比
(設定ベース空燃比)によつて異なつてしまう恐
れもある。
しかも、前述したようにシリンダに流入する実
際の吸入空気量が機関回転数の変化に対して一次
遅れで変化するため、ベースとなる空燃比に関係
なく、機関の発生するトルクも機関回転数の変化
に対して一次遅れで変化する。
そのため、クラツチミート等によつて機関回転
数が減速しても、発生トルクの増加が遅れて、エ
ンストが発生しやすくなる恐れもある。
目 的 この発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、過渡時や負荷変動時等における機関回転数の
変動時におけるシリンダ吸入空気量の応答遅れに
よつて生じる設定ベース空燃比の差異によるトル
クの発生パターンの相違を抑制し、且つ発生トル
クの応答遅れを補正することによつて、高回転速
度からのギヤ抜き時や、クラツチ・ミート等の負
荷が加わつた場合等においてもエンストしないよ
うにすることを目的とする。
構 成 そのため、この発明による内燃機関の制御装置
は、第12図に示すように、実シリンダ吸入空気
量算出手段Aで予測して算出した、機関回転数変
化に対して応答遅れをもつて変化する実シリンダ
吸入空気量に基づいて、燃料供給量制御手段Bが
燃料供給量を制御すると共に、実トルク相関値算
出手段Cが前記実シリンダ吸入空気量に対応して
発生する機関の実トルクに相関する値を算出し、
また、仮想シリンダ吸入空気量算出手段Dで予測
して算出した、機関回転数変化に対して応答遅れ
がないと仮定したときの仮想シリンダ吸入空気量
に対応して発生する機関の理想トルクに相関する
値を理想トルク相関値算出手段Eが算出し、実ト
ルク相関値算出手段Cが算出した実トルク相関値
及び理想トルク相関値算出手段Eが算出した理想
トルク相関値に基づいて、偏差値算出手段Fが算
出した実トルク相関値と理想トルク相関値との偏
差値に基づいて、点火時期算出手段Gで算出した
機関の運転状態に応じた点火時期を点火時期補正
手段Hによつて補正するようにしたものである。
実施例 以下、この発明の実施例を添付図面の第13図
以降を参照して説明する。なお、第1図又は第4
図と同一部分には同一符号を付してその部分の説
明は省略する。
第13図は、この発明の一実施例を示すブロツ
ク図である。
制御回路51は、第12図に示した実シリンダ
吸入空気量算出手段A、燃料供給量制御手段B、
実トルク相関値算出手段C、仮想シリンダ吸入空
気量算出手段D、理想トルク相関値算出手段E、
偏差値算出手段F、点火時期算出手段G、点火時
期補正手段Hを兼ねた回路であり、CPU(中央処
理装置)52、ROM(リード・オンリ・メモリ)
53、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)5
4及びA/D変換器を内蔵したI/O(入出力装
置)55等からなるマイクロコンピユータで構成
してある。
そして、この制御回路51は、ROM53に格
納したプログラムに基づいて機関回転数変化に対
して応答遅れをもつて変化する実シリンダ吸入空
気量の算出演算、前記実シリンダ吸入空気量に対
応して発生する機関の実トルクに相関する値、機
関回転数変化に対して応答遅れがないと仮定した
ときの仮想シリンダ吸入空気量の算出演算、前記
仮想シリンダ吸入空気量に対応して発生する機関
の理想トルクに相関する値、実トルク相関値と理
想トルク相関値との偏差値の算出演算、燃料供給
量制御、点火時期の算出演算、点火時期の補正及
び点火時期制御をする。
そのROM53には、シリンダ吸入空気量の算
出,実トルク相関値の算出,理想トルク相関値の
算出,偏差値の算出,燃料供給量の算出,点火時
期の算出,点火時期の補正に必要なデータやテー
ブルをも格納してある。
また、I/O55のパワートランジスタ5の制
御に係る部分は、第14図に示すように、点火時
期データADD1をセツトされるADV(進角値)レ
ジスタ551と、リセツトパルスRS1でリセツト
されてクランク角センサ2からの角度(1゜パル
ス)信号P2をカウントするカウンタ552と、
カウンタ552がリセツトされたときにパワート
ランジスタ5をオン状態にし、ADVレジスタ5
51にセツトされた点火時期データADD1とカウ
ンタ552のカウント値が一致したときにパワー
トランジスタ5をオフ状態にするコンパレータ5
53とからなる。
さらに、I/O55のフユーエルインジエクタ
(燃料噴射弁)26の駆動用パワートランジスタ
56の制御に係る部分は、第15図に示すよう
に、燃料噴射量データADD2をセツトされるEGI
(燃料噴射)レジスタ555と、リセツトパルス
RS2でリセツトされてクロツクパルスをカウント
するカウンタ556と、カウンタ556がリセツ
トされたときにパワートランジスタ56をオン状
態にし、EGIレジスタ555にセツトされた燃料
噴射量データADD2とカウンタ556のカウント
値が一致したときにパワートランジスタ56をオ
フ状態にするコンパレータ557とからなる。
スタータスイツチ57は、機関が始動状態にあ
るときにオン状態になるスイツチであり、その状
態に応じたスタータ信号P5を制御回路51の
I/O55に入力する。
また、アイドルスイツチ58は、機関がアイド
リング状態にあるときにオン状態になるスイツチ
であり、その状態に応じたアイドル信号P6を制
御回路51のI/O55に入力する。
なお、このアイドルスイツチ58に代えて、ス
ロツトルバルブが全閉であることを検出するスロ
ツトル閉スイツチを使用してもよい。
基準パルス発生器60は、機関が1回転する毎
に基準信号P8を発生して制御回路51のI/O
55に入力する。なお、この基準信号P8が第1
5図のカウンタ556のリセツトパルスRS2とな
る。
なお、制御回路51のI/O55には、図示し
ないが、水温センサからの水温検出信号やバツテ
リ6の電圧検出信号も入力される。
次に、このように構成した実施例の作用につい
て第16図以降をも参照して説明する。
まず、この制御装置における燃料噴射量制御及
び点火時期制御の原理について述べる。
第16図を参照して、従来から用いられている
所謂L−Jetro方式の制御装置においては機関の
スロツトルバルブ全閉時に、機関回転数Nを同図
イに示すように700rpmから600rpmにステツプ的
に変化させた場合、単位時間当りの吸気管吸入空
気量Q,1気筒サイクル当りのシリンダ吸入空気
量Qa,1気筒1サイクル当りの燃料噴射量Tp
空燃比Y及び軸トルクTは夫々同図ロ〜ヘに実線
で示すようになる。
つまり、吸気管吸入空気量Qは、スロツトル全
閉時にはソニツク状態が実現しているため機関回
転数Nの変化にかかわらず略一定となる。
シリンダ吸入空気量Qaは、吸気管容積及び気
筒行程容積等の影響により、機関回転数Nの変化
に対して一次遅れの応答で変化する。
燃料噴射量Tpは、機関回転数N,吸気管吸入
空気量Qにより、Tp=K・Q/Nで表わされ、
吸気管吸入空気量Qが一定の場合には、機関回転
数Nの逆数に比例した量になる。
空燃比Yは、燃料噴射量Tpが機関回転数Nの
逆数に比例した量になるので、機関回転数Nが急
変した時には不安定になつて、機関回転数Nの急
変時にリツチ(Rich)化し、次第にベース空燃
比に戻る。
軸トルクTは、シリンダ吸入空気量Qaの応答
遅れによつて機関回転数Nの変化に対して応答遅
れが生じると共に、空燃比Yの変化によつて、す
なわち設定ベース空燃比に違いによつて図に実
線、破線及び一点鎖線で示すように応答挙動(発
生パターン)が異なる。
なお、その第16図ヘの実線は空燃比Yがリツ
チの時、破線は空気過剰率λがλ=1の時、一点
鎖線は空燃比Yがリーン(Lean)の時の挙動を
示す。
そこで、まず燃料噴射量Tpを、シリンダ吸入
空気量Qaに比例するように制御したとすると、
軸トルクTの発生パターン(挙動)は、第17図
ホに示すように、各設定ベース空燃比について略
同じになる(各線の意味は第16図ヘと同じ)。
しかしながら、軸トルクTが機関回転数Nの変
動に対して応答遅れがない理想的な応答をしたと
きの発生パターンは、第17図ホに二点鎖線で示
すようになるのであり、未だ機関回転数Nの変動
に対するシリンダ吸入空気量Qaの応答遅れによ
る応答遅れが存在する。
ところで、点火時期と軸トルクとは第18図に
示すような関係にあり、点火時期を変化させるこ
とによつて軸トルクも変化する。
したがつて、第17図ホに二点鎖線で示す機関
の理想的なトルク(理想トルク)と実線、破線及
び一点鎖線で示す機関が実際に発生するトルク
(実トルク)との差、つまり同図ヘに示す補正ト
ルク量ΔTが得られる分だけ点火時期を補正すれ
ば、実トルクとして理想トルクを得ることができ
る。
このように、シリンダ吸入空気量Qa(実際のシ
リンダ吸入空気量)に見合つた燃料噴射量Tp
供給して設定ベース空燃比による発生軸トルクT
の発生パターンの差異を抑制した上で、点火時期
を補正して実トルクを理想トルクに近づけるので
ある。
次に、この燃料噴射量の制御及び点火時期の制
御について具体的に述べる。
まず、機関のシリンダに吸入される実際のシリ
ンダ吸入空気量、即ち、実シリンダ吸入空気量
(機関回転数変化に対して応答遅れをもつて変化
するシリンダ吸入空気量)T2は、機関がアイド
リング状態、すなわちスロツトル全閉(ソニツク
流れが実現している状態)では、機関回転数N及
び単位時間当りの吸気管吸入空気量Qによつて、 T2=(1−α)・T2′+α・2Q/CN と近似的に表わせることが確認されている。な
お、T2′は、1サイクル前のシリンダ吸入空気量,
Cは気筒数,αは定数であり、体積効率をη,気
筒行程容積をv,吸気管容積をVとした場合、α
=η・v/Vで表わされる。
そこで、機関回転数N及び吸気管吸入空気量Q
を計測して、実シリンダ吸入空気量T2を予測し、
この実シリンダ吸入空気量T2に比例した燃料噴
射量Tpを供給すれば、機関回転数変動時の空燃
比を略一定に保つことができ、設定ベース空燃比
にかかわらず軸トルクの発生パターン(挙動)が
略同じになる。
また、機関回転数の変動による応答遅れがない
と仮定したときの理想的なシリンダ吸入空気量
(理想シリンダ吸入空気量)T1は、機関回転数N
及び吸気管吸入空気量Qによつて、 T1=2Q/CN と表わすことができる。
ここで、前述のような燃料噴射量制御をして空
燃比が略一定に保たれている場合、機関の発生す
るトルクはシリンダ吸入空気量Qaに比例すると
考えられるので、実トルクと理想トルクとの差
(トルク補正量)ΔTは、実シリンダ吸入空気量
T2と理想シリンダ吸入空気量T1との差に比例す
ると考えられる。つまり、 ΔT∝T1−T2 の関係が成立つ。
ここで、スロツトル全閉時に限つてみると、前
述したようにスロツトル部ではソニツク流れが実
現しているため、吸気管吸入空気量Qは略一定と
なつている。
そこで、Q=一定として、K1=2Q/Cなる定
数を設定すると、前述した理想シリンダ吸入空気
量T1及び実シリンダ吸入空気量T2は、 T2=(1−α)・T2′+α・K1・1/N T1=K1・1/N となり、機関回転数Nの関数として表わすことが
できる。
これ等の実シリンダ吸入空気量T2及び理想シ
リンダ吸入空気量T1を用いて補正トルク量ΔTに
比例する値を算出することができる。
したがつて、理想シリンダ吸入空気量T1と実
シリンダ吸入空気量T2との差(T1−T2)、すな
わち補正トルク量ΔTに比例する値を算出して、
この算出結果を予め定めた関数あるいはテーブル
データによつて点火時期の補正量に変換し、この
補正量分だけ点火時期を補正して、点火時期を制
御することによつてシリンダ吸入空気量の応答遅
れによるトルクの応答遅れを補正することが出来
る。
次に、第13図の制御回路51が実行する燃料
噴射量制御及び点火時期制御動作について第19
図以降をも参照して説明する。
まず、制御回路51は、フローは図示しない
が、スタータスイツチ57からのスタータ信号
P5を、RAM54の所定のアドレス(以下「アド
レスDI1」と称すに格納し、アイドルスイツチ5
8からのアイドル信号P6を、RAM54の所定の
アドレス(以下「アドレスDI2」と称す)に格納
する。
また、クランク角センサ2からの角度(1゜パル
ス)信号P1を一定時間、例えば12.5msecの間カ
ウントして、そのカウント値を機関回転数Nとし
てRAM54の所定のアドレス(以下「アドレス
DN」と称す)に格納する。
さらに、エアフロメータ3からの吸気管吸入空
気量信号P2をI/O55のA/D変換器でA−
D変換した結果を、吸気管吸入空気量Qとして
RAM54の所定のアドレス(以下「アドレス
DQ」と称す)に格納する。
そして、制御回路51は、これ等の入力データ
に基づいて後述するようにバツクグラウンドジヨ
ブで燃料噴射量Tp及び点火時期の演算処理を行
なうと共に、第19図に示すように、クランク角
センサ2からの基準位置信号P4の入力によつて、
1サイクル毎、すなわち1点火毎に点火時期デー
タADD1を第14図のADVレジスタ551にセ
ツトすると共に、燃料噴射量Tpを更新し、実シ
リンダ吸入空気量T2を更新する。
また、更新後の燃料噴射量Tpおよび実シリン
ダ吸入空気量T2の1サイクル前の値は、各々
Tp′およびT2′として保存される。
次に、制御回路51がバツクグラウンドジヨブ
で実行する燃料噴射量演算処理について第20図
をも参照して説明する。
まず、RAM54のアドレスDNに格納されて
いる機関回転数Nのデータ及びアドレスDQに格
納されている吸気管吸入空気量Qのデータを夫々
読出す。
そして、RAM54のアドレスDI2のデータを
読出して、アイドルスイツチ58がオン状態か否
か、すなわち機関がアイドリング状態か否かを判
別する。
この判別の結果、アイドルスイツチ58がオン
状態でなければ、機関回転数N及び吸気管吸入空
気量Qに基づいて、通常の燃料噴射量Tpを、 Tp=K・Q/N の演算をして算出する。
これに対して、アイドルスイツチ58がオン状
態であれば、機関回転数N,吸気管吸入空気量Q
及び1サイクル(1点火)前の燃料噴射量Tp
基づいて、アイドリング時の燃料噴射量Tpを、 Tp2=(1−α)・Tp′+α・K・Q/N の演算をして算出する。
なお、この燃料噴射量Tpは、前述したように
1サイクル毎に更新されて、1サイクル前の値は
燃料噴射量Tp′となる。
その後、従来と同様に各種センサからの検出信
号に基づいて燃料噴射量Tpを補正した補正燃料
噴射量TIを、例えば TI=Tp・(FT+KAS+KAI)+TS の演算をして算出する。
そして、この算出した補正燃料噴射量TIを燃
料噴射量データADD2として第15図のEGIレジ
スタ555にセツトする。
それによつて、第15図及び第21図も参照し
て、カウンタ556が基準パルス発生器60から
機関の1回転毎に発生される基準信号P8(リセツ
トパルスRS2)でリセツトされた時点Ta1で、コ
ンパレータ557がパワートランジスタ56をオ
ン状態にしてフユーエルインジエクタ26をオン
状態にするので、燃料噴射が開始される。
そして、カウンタ556のカウント値がEGIレ
ジスタ555のセツト値と一致した時点Tb2で、
コンパレータ557がパワートランジスタ56を
オフ状態にしてフユーエルインジエクタ26をオ
フ状態にするので、燃料噴射が終了する。
このように、機関回転数N及び吸気管吸入空気
量Qに基づいて機関のシリンダに吸入される実際
の吸入空気量(実シリンダ吸入空気量)を算出し
て、この算出したシリンダ吸入空気量に見合つた
燃料噴射量を供給するので、設定ベース空燃比に
よる軸トルクの発生パターン(挙動)の差異を抑
制することができる。
次に、制御回路51がバツクグランドジヨブで
実行する点火時期演算処理について第22図を参
照して説明する。
まず、RAM54のアドレスDI1のデータを読
出して、スタータスイツチ57がオン状態か否
か、すなわち機関が始動状態か否かを判別する。
この判別の結果、スタータスイツチ57がオン
状態であれば、クランキング時の点火時期を演算
して、RAM54の所定のアドレス(以下「アド
レスADVL」と称す)に格納する。
これに対して、スタータスイツチ57がオン状
態でなければ、次にRAM54のアドレスDI2
データを読出して、アイドルスイツチ58がオン
状態か否か、すなわち機関がアイドリング状態か
否かを判別する。
この判別の結果、アイドルスイツチ58がオン
状態であれば、RAM54のアドレスDNに格納
されている機関回転数Nのデータを読出し、その
機関回転数Nに対応する点火時期値データを
ROM53に格納したテーブルから読出し、アイ
ドリング時の設定点火時期Aを演算した後、この
点火時期Aを前述した補正トルク量ΔTに応じた
補正をする点火時期補正演算をし、この補正演算
で算出した点火時期ADをRAM54のアドレス
ADVLに格納する。
これに対して、アイドルスイツチ58がオン状
態でなければ、RAM54のアドレスDNに格納
されている機関回転数Nのデータ及びアドレス
DQに格納されている吸気管吸入空気量Qのデー
タを読出し、機関回転数N及び吸気管吸入空気量
Qに対応する点火時期値データをROM53に格
納したテーブルから読出して、その点火時期AD
をRAM54のアドレスADVLに格納する。
このアドレスADVLにセツトされた点火時期
ADは、前述したように1点火毎に割込みルーチ
ンで所定の変換処理がされて、点火時期データ
ADD1として第14図のADVレジスタ551に
セツトされる。
次に、その点火時期補正演算処理について第2
3図を参照して説明する。
まず、RAM54のアドレスDNに格納された
機関回転数Nと、1サイクル前の実シリンダ吸入
空気量T2′を読込む。
そして、機関回転数Nから(1/N)を算出し
た後、理想シリンダ吸入空気量T1を、 T1=K1・1/N の演算をして算出する。
その後、1サイクル前の実シリンダ吸入空気量
T2′と算出した今回の理想シリンダ吸入空気量T1
とに基づいて、今回の実シリンダ吸入空気量T2
を、 T2=(1−α)・T2′+α・T1 の演算をして算出する。なお、αは前述した定数
である。
そして、これ等の算出した今回の理想シリンダ
吸入空気量T1及び実シリンダ吸入空気量T2に基
づいて、補正トルク量ΔTを、 ΔT=T1−T2 の演算をして算出する。
その後、予め設定した関数Fに従従つて点火時
期の補正量ΔAを、 ΔA=F(ΔT) の演算をして、またはテーブルから読出して求め
る。
なお、関数Fは、例えば ΔT≧ΔT1のとき、F(ΔT)≧0 ΔT1>ΔT>ΔT2のとき、F(ΔT)=0 ΔT≦ΔT2のとき、F(ΔT)≦0 を満足する関数である。なお、ΔT1,ΔT2は定数
であり、ΔT1≧0,ΔT2≦0とする。
次に、このようにして算出した点火時期の補正
量ΔAと、既に算出した設定点火時期Aとによつ
て、補正点火時期ADを、 AD=ΔA+A の演算をして算出し、第22図に示したように、
この補正点火時期ADをRAM54のアドレス
ADVLに格納する。
なお、補正トルク量ΔTは、 ΔT=T1/T2 の演算をして算出することもできる。
この場合には、前記関数Fにおける定数ΔT1
ΔT2を、 ΔT1≧1,0, 0≦ΔT2≦1.0 とする。
また、補正点火時期ADは、 AD=ΔA・A の演算をして算出することもできる。この場合に
は、前記関数Fを、 ΔT≧ΔT1のとき、F(ΔT)≧1.0 ΔT1>ΔT>ΔT2のとき、F(ΔT)=1.0 ΔT≦ΔT2のとき、0≦F(ΔT)≦1.0 を満足する関数とする。なお、ΔT1,ΔT2は定数
であり、ΔT1≧1.0,0≦ΔT2≦1.0とする。
このように、アイドリング時に実シリンダ吸入
空気量と理想シリンダ吸入空気量との差、つまり
機関回転数変化に対して応答遅れをもつて変化す
る実シリンダ吸入空気量に対応して発生する機関
の実トルクと機関回転数変化に対して応答遅れが
ないと仮定したときの仮想シリンダ吸入空気量に
対応して発生する理想トルクとの差に応じて点火
時期を補正して、その差がなくなるようにしてい
るので、機関回転数の変動による発生トルクの応
答遅れが生じない。
それによつて、アイドリング時において、高回
転速度からのギヤ抜き時やクラツチ・ミート等の
負荷が加わつた場合にエンストすることがない。
なお、機関のアイドリング状態とは、 機関のスロツトルバルブが全閉又は全閉付近
にあるとき、 上記が満足され、かつ機関回転数が予め定
めた機関回転数以下のとき、 上記が満足され、かつギヤがニユートラル
になつているとき、 上記が満足され、かつ吸入空気流量あるい
は燃料噴射量Tpもしくは吸気管圧力が設定値
以下のとき、 等のいずれかのときあるいはそれ等をいくつか組
合せの状態が全て満足されたときを意味する。
なお、この実施例では、燃料噴射量Tp及び実
シリンダ吸入空気量T2を加重平均値を用いて算
出しているが、移動平均値を用いても略同様に算
出できる。すなわち、 Tp=1/no-1i=0 (Q/N)i,T2=1/no-1i=0 (K1・1/N)i の算出をして算出する。なお、これ等の式におい
て、(Q/N)i及び(K1・1/N)iは、iサ
イクル前の(Q/N)及び(K1・1/N)を意
味する。
この場合には、RAM54に、過去(n−1)
サイクル前での(Q/N)及び(K1・1/N)
のデータを記憶しておく必要がある。
第24図及び第25図は、この発明の他の実施
例における制御回路が実行する燃料噴射量演算処
理及び点火時期演算処理の一例を示すフロー図で
ある。
この実施例は、上記実施例では、アイドリング
時にのみ燃料噴射量及び点火時期の補正をしてい
たのに対し、クランキング時以外の運転域では常
に燃料噴射量及び点火時期の補正をするようにし
たものである。
この場合には、燃料噴射量Tpの演算及び点火
時期の補正演算における定数αを、 アイドルスイツチ58のオン・オフによつて
切換える。
機関回転数Nの関数とする。
吸気管吸入空気量Qの関数とする。
上記〜のうちのいくつかを組合せる。
このようにすれば、上記実施例の効果に加えて
例えば定速走行時等におけるエアコンのオン・オ
フ等の負荷変動や空燃比のフイードバツク制御を
行つた場合に生ずるトルク変動によるシヨツクを
柔らげることができる。
第26図は、この発明の更に他の実施例を示す
ブロツク図である。なお、以下では第13図の実
施例と異なる点のみを説明する。
まず、この実施例では、第13図のエアフロメ
ータ3に代えて、吸気管内の圧力を検出する吸気
管圧力センサ59を設け、この吸気管圧力センサ
59からの吸気管圧力に応じた吸気管圧力信号
P7を制御回路54のI/O55に入力している。
つまり、一般に、機関のシリンダに吸入される
シリンダ吸入空気量Qaは、吸気管圧力P及び機
関回転数Nの関数として表わすことができる。
なお、この場合、機関回転数Nによる影響は吸
入効率が主であるため、特にアイドリング時等の
比較的挟い回転数の範囲では、吸気管圧力Pの関
数として表わしても大差ない(第27図参照)。
つまり、シリンダ吸入空気量Qaは、 Qa=F(P)又は Qa=G(N,P) と表わすことができる。
そこで、制御回路51は、まず、吸気管圧力セ
ンサ59からの吸気管圧力信号P7をI/O55
のA/D変換器でA−D変換した結果を、吸気管
圧力PとしてRAM54の所定のアドレス(以下
「アドレスDP」と称す)に格納する。
そして、制御回路51は、第28図に示すよう
に、RAM54のアドレスDNに格納された機関
回転数Nのデータ及びアドレスDPに格納された
吸気管圧力Pのデータを読出し、これ等の機関回
転数N及び吸気管圧力Pから関数F又はG若しく
はテーブルデータによつて、シリンダ吸入空気量
Qa(実シリンダ吸入空気量T2)を求める。
その後、この算出したシリンダ吸入空気量Qa
に比例した燃料噴射量Tpを算出し、補正燃料噴
射量TIを算出して、この補正燃料噴射量TIを
EGIレジスタ555にセツトする。
また、点火時期の制御については、図示を省略
するが、前記実施例における通常時の点火時期の
パラメータを、機関回転数N及び吸気管吸入空気
量Q(第22図参照)から機関回転数N及び吸気
管圧力P、又は機関回転数N及びシリンダ吸入空
気量Qaに変更すればよい。
この実施例のようにエアフロメータに代えて吸
気管圧力センサを使用すれば、コストが廉価にな
る。
効 果 以上説明したように、この発明によれば、過渡
時や負荷変動時における機関回転数の変動時のシ
リンダ吸入空気量の応答遅れによつて生じる設定
ベース空燃比の相違によるトルクの応答挙動(発
生パターン)の差異を抑制でき、またトルクの応
答遅れを補正することが出来るので、高回転速度
からのギヤ抜き時やクラツチ・ミート等の負荷が
加わつたときにもエンストを起すようなことがな
くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の内燃機関の点火時期制御装置
の一例を示すブロツク図、第2図及び第3図は、
第1図のROMに格納される点火時期データの説
明に供する機関回転数−進角値特性及び機関回転
数・吸入空気量−進角値特性の一例を示す線図、
第4図は、従来の内燃機関の燃料供給制御装置の
一例を示す構成図、第5図乃至第11図は、夫々
同じくその燃料噴射量の補正に用いる補正係数の
特性図である。第12図は、この発明の構成を示
す機能ブロツク図、第13図は、この発明の一実
施例を示すブロツク図、第14図及び第15図
は、夫々第13図のI/Oの要部ブロツク構成
図、第16図は、機関回転数の変化に対する吸気
管吸入空気量、シリンダ吸入空気量、燃料噴射
量、空燃比及び軸トルクの変化の一例を示す線
図、第17図は、同じく機関回転数の変化に対す
る吸気管吸入空気量、シリンダ吸入空気量、燃料
噴射量、軸トルク及び補正トルク量の変化の一例
を示す線図、第18図は、点火時期とトルクとの
関係の一例を示す線図、第19図は、第13図の
制御回路が実行する燃料噴射制御及び点火制御動
作の一例を示す要部フロー図、第20図は、同じ
く燃料噴射量演算処理の一例を示すフロー図、第
21図は、同じくその説明に供する第15図の各
部のタイミングチヤート図、第22図は、同じく
点火時期演算処理の一例を示すフロー図、第23
図は、第22図の点火時期補正演算処理の一例を
示すフロー図、第24図及び第25図は、この発
明の他の実施例における制御回路が実行する燃料
噴射量演算処理及び点火時期演算処理の一例を示
すフロー図、第26図は、この発明の他の実施例
を示すブロツク図、第27図は、同じくその説明
に供する機関回転数の変化に対するシリンダ吸入
空気量及び吸気管圧力の変化の一例を示す線図、
第28図は、第26図の制御回路が実行する燃料
噴射量演算処理の一例を示すフロー図である。 2……クランク角センサ、3……エアフロメー
タ、5,56……パワートランジスタ、6……バ
ツテリ、7……点火コイル、8……デイストリビ
ユータ、9A〜9D……点火プラグ、51……制
御回路、57……スタータスイツチ、58……ア
イドルスイツチ、59……吸気管圧力センサ、6
0……基準パルス発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の点火時期及び燃料供給を制御する
    制御装置において、機関回転数変化に対して応答
    遅れをもつて変化する実シリンダ吸入空気量を機
    関回転数に基づいて予測して算出する実シリンダ
    吸入空気量算出手段と、前記実シリンダ吸入空気
    量に対応して発生する機関の実トルクに相関する
    値を算出する実トルク相関値算出手段と、機関回
    転数変化に対して応答遅れがないと仮定したとき
    の仮想シリンダ吸入空気量を機関回転数に基づい
    て予測して算出する仮想シリンダ吸入空気量算出
    手段と、前記仮想シリンダ吸入空気量に対応して
    発生する機関の理想トルクに相関する値を算出す
    る理想トルク相関値算出手段と、前記実トルク相
    関値算出手段の算出結果と理想トルク相関値算出
    結果とに基づいて、実トルク相関値と理想トルク
    相関値との偏差値を算出する偏差値算出手段と、
    前記実シリンダ吸入空気量算出手段の算出結果に
    基づいてシリンダ吸入空気量に見合つた量の燃料
    を供給するべく燃料供給量を制御する燃料供給量
    制御手段と、機関の運転状態に応じた点火時期を
    算出する点火時期算出手段と、該点火時期算出手
    段が算出した点火時期を前記偏差値算出手段が算
    出した偏差値に基づいて機関の実トルクが理想ト
    ルクに近づくように補正する点火時期補正手段と
    を設けたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 2 実シリンダ吸入空気量算出手段が、機関の吸
    気管吸入空気量と機関回転数とに基づいてシリン
    ダ吸入空気量を算出する特許請求の範囲第1項記
    載の内燃機関の制御装置。 3 実シリンダ吸入空気量算出手段が、機関の吸
    気管圧力に基づいてシリンダ吸入空気量を算出す
    る特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の制御装
    置。
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