JPH04128532A

JPH04128532A - 内燃エンジンの燃料供給制御装置

Info

Publication number: JPH04128532A
Application number: JP24776090A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ide; 井出　温; Hiromitsu Sato; 浩光佐藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1992-04-30
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JP3105230B2

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】（Ｌ楽土の利用分野）本発明は、内燃エンジンの燃料供給制御装置に関し、特
に大気圧の影響を受１′ｊずにスピードデンシティ方式
により燃料供給量を正確に決定するようにし、た内燃ニ
シジンの燃料供給制御装置に関する５、（従来の技術）従来、内燃エンシ゛ンの燃料供給量を決定する方式とし
て、吸気管内圧力とエンジン回転数とに基づいて基本燃
料量を算出する、いわゆるスピードデンシティ方式があ
る。

この方式は、第５図に示すように、エンジン回転数を一
定とした場合、吸気管内圧力（負圧）Ｐ８とエンジンの
充填効率ηυとの関係が比例関係にあることを利用した
ものであり、あらかじめ記憶手段に記憶されたマツプよ
り吸気管内圧力とエンジン回転数とに応じた燃料の基本
量を検索し、それに応じてエンジンへの燃料供給を行う
ものである。

第５図のＰ８−ηυ特性は、第６図に示す通常タイプの
工ンジ〉、即ち、各気筒５１〜５４と接続された吸気管
５　］、　ａ　−５４ａの集合部５５の上流に、スロッ
トル弁５６が一つだけ設けられたエンジンにおいて得ら
れる特性でと）る。この従来のエンジンでは、絞り５７
を介して集合部５５に連通した圧力センサ５８によって
、吸気管（集合管）内絶対圧Ｐ８を検出している。

スロットル弁５６の下流側集合部の内部は、大きい容積
のチャンバを有するサージタンクを成しており、従って
その内部の圧力ＰＩＩの脈動変化は小さい。このため、
エンジン回転数や空燃比を一定とすれば、充填効率ηｔ
１（σ基本燃料量）は集合管内圧力ｐＨに略比例した状
態に保たれる。また、大気圧ＰＡが変化した場合（例え
ば高地での運転時）でもスロットル弁全開時（ＷＯＴ）
の圧力Ｉ）いが大気圧ＰＡの低下により低くなる（Ｐ、
＃ＰＡ）だけで、ＷＯＴ時はもとより、その他の運転状
態でも充填効率＋７１＋と吸気管内圧力Ｙ）８との比例
関係は保たれたままである。従って、かかる通常タイプ
の工〉ジンには」一連のスピードデンシティ方式を適用
することが出来、また、大気圧ＰＡの変化があっても、
それによる排気圧の変化（例えば、内部排気還流（ＥＧ
Ｒ）量の変化）による影響を無視すれば、大気圧ＰＡの
変化による充填効率ηｉ）の変化は無く、従って大気圧
ＰＡによる燃料基本量の補正の必要はない。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、スピードデンジデイ方式による燃料算出
方法を例えば第７図に示すような多連スロットル式のエ
ンジンに適用した場合、次のような問題がおる。かかる
多連スロットル式１ンシ゛ンにおける吸気管内圧力の検
出方法の場合、充填効率ηυと吸気管内圧力ＰＢとの関
係は、上記第５図のような比例関係にはならず、第８図
の実線で示すように通常タイプのエンジンの場合（破線
）に比して同−Ｐｓ値に対してη１１が低くなる特性を
示すことが、実験により確認されている１、多連スロッ
トル式エンジンは、各気筒７１へ７４の吸気管７１ａ〜
７４ａの上流部で且つ集合部７５下流側に、夫々スロッ
トル弁７１ｂ〜７４ｂが設けられている。各吸気管７１
ａ〜７・４ａ内の圧力は、各吸気管７１ａ〜７４ａ内の
圧力を絞り７１ｃ〜７４ｃを夫々介して取込み、取込ん
だ圧力をバイブ７６で集合して圧力ヤンサ７７に伝達し
てこれを検出することにより求められる。このように圧
力センサ７７は各吸気管内圧力の平均的な値を検出し、
この検出値をもって吸気管内絶対圧Ｐ□としている。

ところで、多連スロットル式エンジンに上記の方式を採
用した場合、圧力ヤンサ７７に伝わる圧力は吸入行程中
の気筒と吸入行程以外の気筒の合成負圧になるが、吸入
行程以外の気筒の圧ツｊが大気圧近くになるために合成
圧としては通常のタイプの工〉ジンに比べ大気圧側にず
れた値となる。

従って第８図に示すように、通常タイプのエンジンに比
して同一の吸気管内圧力Ｐ、に対する空気の充填効率η
υは低くなるのである。但し、スロットル弁が全開のと
き（ＷＯＴ）は、吸気管には空気が絞られずに充分な流
量で供給されるので、充填効率η１＋は通常タイプのエ
ンジンと同一値になる。

上記の第８図の特性に沿って従来のスピードデンシティ
方式により吸気管内絶対圧Ｐ、Ａ及びエンジン回転数Ｎ
ｅに基づいて基本燃料量Ｔｉを算出するためのマツプを
作成し、これを多連スロットル式エンジンに適用した場
合は下記の不具合を生じる。

例えば、吸気管内絶対圧Ｐ、Ａ対基本噴射量工のマツプ
を作成すると、第９図のように、大気圧ＰＡに応じて多
数の特性が必要となる。従って、データの記憶量が多く
なり、コスト高となってしまう。

しかし、コストを低減するため、従来のように大気圧Ｐ
Ａ＝　７６０ｍｍ１１ｇとして、吸気管内絶対圧Ｐ　Ｉ
ＩＡに基づいて基本噴射量を算出すると、大気圧ＰＡが
低下した場合にはスロットル弁全開（ＷＯＴ）以外の運
転領域では吸気管内絶対圧Ｐ、Ａと要求燃料量との比例
関係が成立せず、第９図のように複雑な関係になるので
、正確な燃料噴量を算出することができない。

本発明は、上記事情に鑑みて為されたものでおリ、多連
スロ／［・ル式内燃エレン〉のように、吸気管内圧力七
二仙Ｊ）出力値に対する空気の充填効ヰ゛が通常々イブ
の内燃エンジンよ一ノ低くなるまうな内燃コごシンにお
いて、大気圧の変化に関らずより正確に且つ簡単に燃料
供給量を算出することのできる内燃工〉ジンの燃料供給
制御装置を提供−計ることを目的とする。

（ｙ題を解決するための手段）上記課題を＃決するため、本発明は、内燃エンジンの吸
気管内絶対圧を検出する吸気管内絶対圧検出手段と、入
気圧を検出ずろ大気圧検出手段と、エンジン回転数を検
出するエンジン回転数検出手段と、前記入気圧と吸気管
内絶対圧との差圧を演算づる差圧演算手段と、この差圧
演算手段により演算された差圧とＦｒｉ記ニジ：５゛ン
回転数と１こ応じて燃料の基本燃料量を算出才乙基本燃
料最算出手段と、ｌ′ｉ′ｌｊ記差圧と大気圧とに応し
ごて基本燃料量を補正するための補正値を算出する補正
値算出手段ど、二の補止値により前記基本燃料量を補正
することにより燃料供給量を算出する燃料供給量算出手
段とを備えたものでｋ）る、（実施例）以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説町する。

第１図は、本発明の一実施例に係る内燃エンジ〉の燃料
供給料ａ１装置の全体構成図である。

図中、１は多連スロットル式内燃エンジ〉でｋ）す、各
気筒の吸気管２０Ｌ流には、夫々スロ７ノ［・ルボデイ
３が設置すらｈ、その内部にはスロットル弁３′が配さ
れてい己５、スロットル弁３′にはスロットル弁開度（
θ工１１　）ヤシ＋４が連結されており、当該スロット
ル弁３′の開度に応じた電気信号を出力して電子コント
ロールユニット（Ａ）、”Ｆ　ｒＥＣ［１Ｊ　という）
５に供給する。。

燃料噴射弁６はエンジン】とスロットル弁３′との間且
つ吸気ｖ２の図示しない吸気弁の少しＪ二数側に各気筒
毎に設けられており、各噴射弁は図示し、ない燃料ポン
プに接続されていると共にＥＣＬ１５に電気的に接続さ
れて当該ＥＣＵ３からの信号により燃料噴射の開弁時間
が制御される、各吸気￥ｆ２σ）スロソｈ　ＪＬ　＃　
３　’　の直ぐ下流には。

絞り７ａを有するｖ７が分岐し５、この管７は他の吸気
管２の管７とも接続するバイブ１４に接続され、該バイ
ブ１４の一端には吸気管内絶対圧（Ｐ、、Ａ）センサ８
が接続されており、各吸気管２内の絶対叩１）、は管７
を介して取込まれ、バイブ１４で集８され、この絶対圧
センサ８に伝達され、該センサにより電気信号に変換さ
れる。この変換された各吸気管２の平均絶対圧Ｐ、Ａを
示す絶対圧（Ｐ、え）信号は前記ＥＣＵ３に供給される
。

方、エンジン１の図示しないクランク軸の周囲には、エ
ンジン回転数（Ｎｅ）センサ９が取付けらｉｌている。

エンジン回転数センサ９はエンジン１のクランク軸の１
８０度回転毎に所定のクランク角度位置で、即ち各気筒
の吸気行程開始時の五死点（丁ＤＣ）に関し所定クラ〉
・り角度前のクランク角度位置で信号パルス（以下ｒＴ
ＤＣ信号パルス」という）を出力する。このＴＤＣ信号
パルスは、ＥＣＵ３に供給される。又、ＥＣＵ３は、大
気圧（ＰＡ）センサ１０が電気的に接続されており、検
出大気圧（ＰＡ）信号が供給される。

ＥＣ１Ｊ５は各種センサからの人力信号波形を整形り、
！圧しベルを所定レベルに蛯正し、アナロゲ信号値をデ
ジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路５ａ
、中央演算処理回路（０下ｒｃＰＬＩＪ　、！＝ｕ”５
）５ｂ、ＣＰＴＪ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る、ＣＰＵ５ｂは上述の各センサ及び他の図示しないセ
ンサからの各種エンジンパラメータイコ号に塞づいて２
種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エンジン
運転状態に応じ、次式〈１）に基づいて前記丁ＤＣ信号
に同期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔ。いを演算す
る。尚、この燃料噴射時間Ｔ　Ｃ１ｋｌ　Ｔの演算は、
後述するプログラムに基づいて行われる。

ＴｏｕＴ”　Ｔｉｘ　ＫｒＡＸ　Ｋｌ＋　Ｋ２　　　　
　・　・　（ｌンここに、Ｔｉは燃料噴射弁６の噴射時
間Ｔ。ＬＩＴの基本噴射量であり、エンジン回転数Ｎｅ
、及び大気圧ＰＡと吸気管内絶対圧Ｐ　ＩＩＡとの差圧
ＰＡ−Ｐ、Ａに応じて設定された図示しないＴ１７：２
ブから読み出される。ＫＰＡは本発明に係る大気圧ｐＡ
と差圧ＰＡ−Ｐ、とに応じて決まる補正係数であり、後
述するに、　Ｆ　Ａマツプより読み出される。

Ｋ、、に、は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて
演算される補正係数及び補正変数であり、エンジン運転
状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の訃特性の
最適化が図られるような所定値に決定され乙。

ＣＰＵ５ｂは上述のようにして求めた燃料噴射時間Ｔ。

Ｌ、Ｔに基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を
出力回路５ｄを介して燃料噴射弁６に供給する。

尚、本実施例においてＥＣＵ３は、差圧演算手段、基本
性料量算出手段、補正値算出手段及び燃料供給量算出手
段を構成する。

次に、本発明に係る燃料供給量の算出方法について説明
する。

第８図の充填効率ηυと吸気管内絶対圧Ｐ、Ａとの関係
に基づいて、第３図に示すように、横軸に、大索圧ＰＡ
と吸気管内絶対圧ＰＩＩＡとの差圧をとる。

すると、ＰＡ−Ｐ８Ａ＝０の点で、全ての特性を揃える
ことができる６ＰＡ　！〕ＢＡ”’Ｏ２即ちスロットル
弁全開時は、絶対圧Ｐ、Ａと基本噴射量Ｔｉとの関係は
、通常のエンジン同様に比例関係になる。

従って、第３図のように、例えばＰ　Ａ＝　６５０＋ｎ
ｍＨｌ（のときのスロットル弁全開時の基本噴射量Ｔ１
．、を求めるためには、ＰＡ＝　７６０ｍｉＨｇのとき
のスロットル弁全開時の基本噴射量ＴＩＡを予め求めて
お１づばよい。即ち、次式（２）によっていかなる大気
圧のときでもスロットル弁全開時の正確な燃料噴射量を
求めることができる。

Ｌ−ム　　　　　　　　　−Ｔ　ｌ　ｈ　”　　Ｔ　　
ｌ　ｐ　　Ｘ！”巴−−−（２）ＴｉＡ７６０　　　　
　　　　　　　　＋６０このことは、以下のことからの
説明できる。

スロットル弁全開時は、スロットル部の開口面積Ａは一
定となり、エンジン回転数が一定であれば、空気の流速
ｔ（も一定である。したがって、空気流量Ｑ　＝　Ａ　
ｖも一定となる。

更に、空気重量に＝ＱＸρ（ρは空気密度）　　（３）
また、ρ−ρ。×−Ｐ−五×−力−　　　−・　　（４
）７６０　　（２７３÷ｔ）［ρ０は標準状態での空気密度、ｔは吸気温度１式（４
）において、吸気温度ｔの影響を無視すれば、ム　　　　　　　　・・　・・・（５）ｐ＃ｐ０ｘ７６
０式（５）を式（３）に代入すれば、ム　　　　　　・（６）Ｇ　”　Ｑ　ｘＰ　ｏ　ｘ７６０となる。よって空気重量Ｇはムに比例することがわかる
。ここで、空燃比が一定であれば、必要燃料噴射量もＷ
に比例することになり二のことからも式（２）が正しい
ことが理解できる。

このように、スロットル弁全開時であれば、大気圧が変
化しても上述の式（２）より、簡単に且つ正確に燃料の
噴射量Ｔｉを算出することができる。しかし、このスロ
ットル弁全開時以外では、スロットル部の開口面積Ａが
一定でなくなるため上記式（２）は適用できず、このた
め燃料噴射量を正確に算出できない。

例えば、アイドル時の場合を考えると、大気圧ＰＡが低
下するとｐＡ　”ＢＡは小さくなるために、同一吸入空
気量に対して第３図から燃料基本噴射量Ｔｉはより大き
い値に設定されてしまい、従って大気圧が低下すると、
スロットル弁全開時に比して、空燃比が濃くなる傾向に
なる。

従って１本発明では、差圧Ｐ、、−Ｐ、ＡをＰ、とじて
算出し、この差圧ＰＧに応じてＰ６の複数の所定ライン
ＰＧＮのいずれかを選択し、検出大気圧ＰＡに応じてこ
の選択されたラインＰい上に慶）る補正値を大気圧補正
係数Ｋ１．Ａとして求めるものである。

即ち、第４図のマツプに示すように、上記ラインＰいと
して、夫々ＷＯＴ、パーシャル負荷、アイドルに対応す
る３つのラインＰ　ｃｏ””　Ｐ　ｃ）が−例として示
されており、これらのラインは差圧ＰＧが夫々の所定値
を執るときに選択される。差圧Ｐ６がこれら所定値間の
値を執るときは補間計算によって適当なラインが決定さ
れる。第４図のマツプ例では、大気圧が７６０迄ｍ）Ｉ
ｇ〜６００ロｄｌの間にあるときは、各ラインＰＧ０〜
ＰＣ２は補正係数ＫＰＡＯ値が小さくなて）方向に傾斜
している。これは、差圧Ｐ、（＝ＰＡ−Ｐ、Ａ）が同じ
値であってｔ。

大気圧ｐＡが低ければ、吸入空気量が少なくなるため、
燃料量もそれに応じて減らす必要があるからである。

又、大気圧が６００　ｍｍＨｇ未満のときは、ラインＰ
、ｏ−Ｐ、、、は、補正係数ｋ　ＰＡ値０．８．０．７
．０．６に夫々固定される。又、Ｐｃが大きいＰ、Ｎラ
イン、即ち大気圧ＰＡと吸気管内絶対圧Ｐ　ＩＩＡとの
差圧が入きＬ）ラインｊ：ｊどＫＰＡの値が小さくなる
ように設定されている。これは、差圧Ｐ、が大きくなる
ほど吸入空気量が減少しやすくなるため、燃料量もそれ
に応じて減らす必要があるからである。検出大気圧））
Ａが該当するＰいライン士の値が補正係数ｋ　ｒ　Ａと
して読み出される。

このようにして求めた大気圧補正係数ｋ　ｌ’　Ａは、
前記式（１）に基づいて、後述するように、差圧ｒ　Ｇ
及びニレジン回転数Ｎｅに応じてＴ１マツプから読出さ
れた基本燃料噴射１ｋ　Ｔ　ｉに乗算される。

次に、第２図のプログラムフローチャートに基づき、燃
料噴射量Ｔ　、１１．１□を算出する手順を述べる。

尚、このプログラムは、ＴＤＣ信号パルスの発生毎にこ
れに同期して実行される。

まず、ステップＳ】で、吸気管内絶対圧ＰＩＩＡ、大気
圧ＰＡ、及びエンジン回転数Ｎｅが検出されると、ステ
ップＳ２で大気圧ＰＡと吸気管内絶対圧Ｐいとの差圧Ｐ
、：１（＝ＰＡ−Ｐ、Ａ）を算出する。

ステップＳ３では、この差圧Ｐ、梵エンジン回転＃Ｎｅ
とに基づいて、基本噴射量ＴｉをＴｉマツプより検索す
る。二〇Ｔ１マツプは例えば前述した第３図におけるＰ
　Ａ＝　７６０ｍｍ１Ｇの特性に五づいて作成される。

次いで、ステップＳ４で、差圧ＰＩ１．の値に基づいて
補正値ｋ　ＰＡを求めるべく、第４図のマツプに従って
、Ｐ６のラインＰｃＮを設定する。ステップＳ５では、
この設定したラインＰＧＮと、大気圧ＰＡとに基づいて
、第４図のマツプにより補正係数ｋ　ＰＡを読出す。

斯くして、燃料の基本噴射量Ｔ１及びその補正係数に、
Ａの検索を行った徒、ステップＳ６にて。

１１」記式（１）に従って、Ｔ１を大気圧補正係数ＫＰ
Ａ及び他の補正係数に３．補正変数に、で補正して、燃
料噴射量Ｔ。ＬＩＴを算出し、本プログラムを終了する
。

このように本実施例では、大気圧ＰＡが７６ＯｎｏｎＪ
のときを基準にしたＴ１マツプに基づいて、大気圧ＰＡ
と吸気管内絶対圧ｐＨＡとの差圧Ｐ９、と、エンジン回
転数Ｎｅとに応じた基本噴射量Ｔｉを検索し、そのＴ１
値を差圧Ｐ６と大気圧ＰＡとに基づいて検索した補正値
Ｋ　ＰＡによって補正するようにしたので、少ない記憶
量で、かつ正確に燃料噴射量Ｔ　（ＩＬＩアの算出を行
うことができる。

尚、本実施例では、かかる手法を、多連スロントル式内
燃エンジンに適用したが、これに限られず、スロットル
弁が一つのみ設けられた通常々イブタイプの内燃エンジ
ンであっても、吸気管の集合部容積の小さい内燃エンジ
〉や、吸気弁と排気弁とのバ／Ｌブオーバラップの大き
い内燃エンジンにおいても適用することができる。

（光用の効果）４゜上述したように、本発明に依れば、内燃エンジンの吸気
管内絶対圧を検出する吸気管内絶対圧検出手段と、大気
圧を検出する大気圧検出手段と、エンジン回転数を検出
するエンジン回転数検出手段と、前記大気圧と吸気管内
絶対圧との差圧を演算する差圧演算手段と、この差圧演
算手段により演算された差圧と前記エンジン回転数とに
応じて燃料の基本燃料量を算出する基本燃料量算出手段
と、前記差圧と大気圧とに応じて基本燃料量を補正する
だめの補正値を算出する補正値算出手段と、この補正値
により前記基本燃料量を補正することにより燃料供給量
を算出する燃料供給量算出手段とを備えたことにより、
大気圧と吸気管内絶対圧どの差圧と、エンジン回転数と
に応じた基本燃料供給量を検索し、その基本燃料供給量
を差圧と大気圧とに基づいて検索した補正値によって補
正するようにしたので、少ない記憶量でかつ大気圧の変
化に関らず常に正確に、燃料供給量Ｔ。１．ｌＴの算出
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る炉材供給制御装置の全
体構成図、第２図は燃料噴射量を算出するためのゴロゲ
ラムを示すフローチャート、第３図は多連スロットル式
内燃エンジンに適用される大気圧ＰＡ、差圧Ｐ　Ａ−Ｐ
　ｌｌＡｌ及び基本噴射量Ｔ１間の関係を示す図、第４
図は差圧Ｐ、ど大気圧Ｐ６とに基づく補正係数ＫＰＡの
算出マツプを示ず図、第５図は通常タイプの内燃エンジ
ンにおける吸気管内絶対圧Ｐ８Ａと空気の充填力率η１
・との関係を示す図、第６図は通常タイプの内燃エンジ
ンの構成を示す略図、第７図は多連フロ、／トル式内燃
エンジンの構成を示す略図、第８図は多連スロットル式
内燃エンジシにおける吸気管内絶対圧Ｐ　ＨＡと空気の
充填効率ηｔ・どの関係を示す図、第９図は多連スロッ
トル式内燃エンジンにおける大気圧ＰＡと吸気管内絶対
圧ＰｈＡとに応じた基本噴射ｊｌＴの算出マツプで、ｔ
−）る４、］　内燃エンジン２２　吸気管、３′　　スロットル弁
、５・・ＥＣ１１（差圧演算手段、基本燃料量算出手段
、補正値算出手段、燃料供給ｊｌ算出、ｆ段〕、８　吸
気管内絶対圧ヤシ士、９　ニシジン凹転数七シ妙、１０
　　大気圧ヤシサ、ＰＡ　大気圧、）’ＲＡ吸気管内絶
対圧、Ｐ３．差圧、Ｔ１−基本噴射量、丁（ｌ　Ｌ＋　
７　　燃料噴射量。

Claims

【特許請求の範囲】

１、内燃エンジンの吸気管内絶対圧を検出する吸気管内
絶対圧検出手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段と
、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と
、前記大気圧と吸気管内絶対圧との差圧を演算する差圧
演算手段と、この差圧演算手段により演算された差圧と
前記エンジン回転数とに応じて燃料の基本燃料量を算出
する基本燃料量算出手段と、前記差圧と大気圧とに応じ
て基本燃料量を補正するための補正値を算出する補正値
算出手段と、この補正値により前記基本燃料量を補正す
ることにより燃料供給量を算出する燃料供給量算出手段
とを備えたことを特徴とする内燃エンジンの燃料供給制
御装置。