JPH04311643A - エンジンの気筒流入空気量算出方法 - Google Patents

エンジンの気筒流入空気量算出方法

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JPH04311643A
JPH04311643A JP3077570A JP7757091A JPH04311643A JP H04311643 A JPH04311643 A JP H04311643A JP 3077570 A JP3077570 A JP 3077570A JP 7757091 A JP7757091 A JP 7757091A JP H04311643 A JPH04311643 A JP H04311643A
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air
cylinder
partial pressure
intake pipe
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Shinsuke Takahashi
信補 高橋
Teruji Sekozawa
瀬古沢　照治
Makoto Shiotani
塩谷　真
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Original Assignee
Hitachi Ltd
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＥＧＲ（排気ガス再循
環）制御実施時にも高精度に気筒流入空気量を算出可能
なエンジンの気筒流入空気量算出方法、並びに、ＥＧＲ
制御実施時に噴射燃料の吸気管壁面等への付着に起因す
る燃料輸送遅れを高精度に補償可能な燃料噴射制御方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】空燃比を高精度に制御するためには、気
筒流入空気量を的確に把え、これに見合う燃料を気筒に
供給する必要が有る。気筒流入空気量を把えるため、本
出願人は特願平２−３９１８号の方法を提案した。この
方法では、ホットワイヤセンサによる計測空気量から吸
気管内圧を算出し、さらに、その算出値とエンジン回転
数から所定のテ−ブルを検索して気筒流入空気量を算出
している。また、気筒流入空気量に見合う燃料を気筒に
供給するための従来法として、特開昭５８−８２３８号
の方法が知られている。この方法では、噴射燃料の吸気
管壁面への付着率、付着燃料の気筒への持ち去り率を様
々なエンジン運転状態の検出値から算出し、燃料噴射量
を決定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、排気ガスが再循環される場合について全く配慮され
ていない。排気ガスが再循環される場合とされない場合
で、エンジン運転状態（吸気管内圧、回転数、吸気温等
の再循環される排気ガスにほぼ無関係なエンジン運転状
態）が同じでも気筒への空気の充填効率が異なってくる
。このため、排気ガスが再循環される場合と再循環され
ない場合で気筒流入空気量は、過渡状態において異なる
値をとることになる。従って、排気ガス再循環がある場
合、従来技術で計算される気筒流入空気量に基づいて燃
料噴射量を決定すると、気筒に供給される燃料量に過不
足が生じ、空燃比制御性が劣化するという問題が有る。
【０００４】また、燃料の輸送についても、排気ガスが
再循環される場合とされない場合で、吸気管内の気体（
空気、排気ガス等）の運動量が異なるので、同じエンジ
ン運転状態に対して、その特性は異なってくる。従って
、従来法をそのまま適用すると空燃比の制御誤差が生じ
るという問題がある。
【０００５】本発明の第１の目的は、排気ガスが再循環
される場合も気筒流入空気量を精度良く算出可能なエン
ジンの気筒流入空気量算出方法を提供することにある。
【０００６】本発明の第２の目的は、排気ガスが再循環
される場合も燃料輸送遅れを精度良く補償可能なエンジ
ンの燃料噴射制御方法を提供することに有る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、様々
なエンジン運転状態の検出値から気筒流入空気量を算出
し、気筒への燃料供給量を制御するエンジン電子式制御
装置において、排気ガスが再循環される場合、再循環さ
れる排気ガスの質量流量、あるいは、吸気管への空気の
流入量と吸気管内圧から吸気管内の排気ガスの分圧、あ
るいは、排気ガスの気筒への流入量、あるいは、吸気管
内の空気と排気ガスの分圧の比を推定し、そのいづれか
の推定値に基づいて気筒流入空気量を算出することによ
り達成される。
【０００８】上記第２の目的は、様々なエンジン運転状
態の検出値から吸気管内の燃料輸送特性を表すパラメ−
タを算出し、気筒への燃料供給量を制御するエンジン電
子式制御装置において、排気ガスが再循環される場合、
再循環される排気ガスの質量流量を検出し、少なくとも
その検出値に基づいて気筒へのト−タルの質量流入量、
あるいは、気筒への排気ガスの流入量、あるいは、吸気
管内の排気ガスの分圧、あるいは、吸気管内の全圧を推
定し、その推定値の少なくとも一つから上記燃料輸送特
性のパラメ−タを算出することにより達成される。
【０００９】
【作用】上記方法では、気筒への空気の充填効率の支配
的因子である吸気管内の排気ガスの分圧、あるいは、気
筒への排気ガスの流入量、あるいは、吸気管内の空気と
排気ガスの分圧の比を考慮して気筒流入空気量を算出す
るので高精度の空気量の算出が可能になる。また、燃料
輸送特性の一支配因子でもある気筒へのト−タルの質量
流入量、あるいは、気筒への排気ガスの流入量、あるい
は、吸気管内の排気ガスの分圧、あるいは、吸気管内の
全圧を考慮して、燃料輸送特性を表すパラメ−タを算出
するので精度の高い燃料輸送遅れの補償が可能になる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を（図１）から（図１
６）に従って説明する。
【００１１】（図１）に本発明をディジタル式制御ユニ
ットで実現した時の制御システムの全体構成図を示す。 制御ユニットには、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマ、
Ｉ／ＯＬＳＩ，及び、それらを電気的に接続するバスを
備えている。スロットル角センサ、空気量センサ、水温
センサ、クランク各センサ、酸素センサからの検出情報
がＩ／ＯＬＳＩを介してＲＡＭに取り込まれる。また、
Ｉ／ＯＬＳＩからは、インジェクタへの燃料噴射弁駆動
信号が出力される。ここでは、機械式、あるいは、電子
制御式ＥＧＲシステムが用いられており、所定の演算に
より再循環される排気ガスの質量流量ＱＥＧＲ　が検出
されるようになっている。
【００１２】次に、（図２）（図３）に基づいて、ＥＧ
Ｒ制御実施時の気筒流入空気量の算出方法について説明
する。（図２）は、ＥＧＲ制御実施時に気筒流入空気量
を算出する処理のブロック図である。空気量センサの応
答遅れを補償する処理、吸気管の空気の分圧を推定する
処理、吸気管内の排気ガスの分圧を推定する処理、気筒
流入空気量を計算する処理、排気ガスの気筒流入量を計
算する処理の５つの処理からなっている。以下、各処理
の動作を具体的に説明する。
【００１３】まず、応答遅れ補償処理部２１では、計測
空気量Ｑａに、次式の処理を施し、センサ設置位置の真
の空気量Ｑｍａｔを計算する。以下、この空気量をスロ
ットル通過空気量と呼ぶ。
【００１４】
【数１】
【００１５】 　　ブロック２２では、次の式に基づいて吸気管内の空
気の分圧Ｐｍを推定、更新する。
【００１６】
【数２】
【００１７】 　　ブロック２３では、次の式に基づいて吸気管内の排
気ガスの分圧ＰＥＧＲ　を推定、更新する。
【００１８】
【数３】
【００１９】 ブロック２４では、次の式に基づいて気筒流入空気量Ｑ
ｍａｐを算出する。
【００２０】
【数４】
【００２１】 　　ここでは、気筒流入空気量に寄与大の３変数から空
気量を算出するようにしている。関数ｆは、エンジン定
常運転時の吸入空気量を格納した３次元テ−ブルに相当
し、関数値は、そのテ−ブル検索により求められる。テ
−ブルデ−タは、エンジンを定常運転し、吸気管内の空
気の分圧、排気ガスの分圧、回転数をそのダイナミック
レンジで静的に変化させた時のエンジン吸入空気量を計
測することにより求める。回転数、空気量は直接計測可
能であるが、空気、及び、排気ガスの分圧は、計測でき
ない。これらの変数は、次のようにして間接的に検出す
る。
【００２２】エンジン定常運転時の吸気管内の空気、排
気ガスの質量をそれぞれ、ｍａｉｒ，ｍＥＧＲ　とする
。この質量比は、気筒に吸入される空気、及び、排気ガ
スの質量流量の比に等しい。従って、次の関係式が成立
する。
【００２３】
【数５】
【００２４】 　　また、吸気管内の空気と排気ガスに理想気体の状態
方程式を適用すると次の２式が成立する。
【００２５】
【数６】
【００２６】
【数７】
【００２７】 （数５）から（数７）により空気の分圧と排気ガスの分
圧の比が次のように求められる。
【００２８】
【数８】
【００２９】従って、吸気管内の気体の全圧を検出する
と、その検出値Ｐａｌｌ　から次の２式により空気、及
び、排気ガスの分圧が求められる。
【００３０】
【数９】
【００３１】
【数１０】
【００３２】この算出式を利用して、様々な空気の分圧
、排気ガスの分圧、回転数に対する吸入空気量の値を計
測し、上記３次元テ−ブルに計測値を格納する。
【００３３】なお、気筒流入空気量の算出精度が落ちる
可能性があるが、テ−ブルデ−タの数を削減するため気
筒流入空気量算出に、次の式を用いることも可能である
。
【００３４】
【数１１】
【００３５】ここに、ｆ１，ｆ２：所定の関数
【００３
６】
【数１２】
【００３７】ここに、ｆ３，ｆ４：所定の関数
【００３
８】
【数１３】
【００３９】ここに、ｆ５，ｆ６：所定の関数関数ｆｉ
（ｉ＝１から６）は、テ−ブルに相当し、その関数値は
、テ−ブル検索により求められる。テ−ブルデ−タは、
次のようにして求める。
【００４０】（数１１）を関数ｆ１について説くと次の
式を得る。
【００４１】
【数１４】
【００４２】上式から、エンジンを定常運転し、空気の
分圧に対する排気ガスの分圧の比を一定に保ち、空気の
分圧と回転数を静的に変化させたときの吸入空気量を計
測すれば、その計測値Ｑａ（Ｐｍ，Ｎ）から関数ｆ１は
次の式により求められる。
【００４３】
【数１５】
【００４４】ここに、ｋ１：定数 同様にして、エンジンを定常運転し、空気の分圧と回転
数を一定にた持ち、吸気管内の空気の分圧に対する排気
ガスの分圧の比ＰＥＧＲ／Ｐｍを静的に変化させたとき
の空気量を計測すれば、その計測値Ｑａ（ＰＥＧＲ／Ｐ
ｍ）から関数ｆ２は、次の式により求められる。
【００４５】
【数１６】
【００４６】ここに、ｋ２：定数 定数ｋ１，ｋ２の値は、（数１１）（数１５）（数１６
）を用いて算出される気筒流入空気量が、あるエンジン
運転状態で、その計測値に一致するように定める。
【００４７】関数ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６についても同
様にして求めることができる。
【００４８】以上の方法では、気筒流入空気量を空気の
分圧、排気ガスの分圧、回転数から求めているが、排ガ
スの分圧の替わりに、後述のブロック２５で計算される
排気ガスの気筒流入量を用いることも可能である。
【００４９】次に、ブロック２５の排ガス気筒流入量の
計算処理について説明する。排気ガスの気筒流入量に寄
与大の因子は、吸気管内の排気ガスの分圧ＰＥＧＲ　、
空気の分圧Ｐｍ、回転数Ｎになる。従って、次の式によ
り、排気ガスの気筒流入量ＱＥＧＲＰを算出する。
【００５０】
【数１７】
【００５１】 　　ここで、関数ｇは、エンジン定常運転時の排気ガス
の気筒流入量を格納したテ−ブルに相当し、関数値は、
そのテ−ブル検索により求められる。テ−ブルデ−タは
、前述と同様の方法で求める。
【００５２】テ−ブルデ−タを削減したい場合は、次の
式により排ガス気筒流入量を算出する。
【００５３】
【数１８】
【００５４】ここに、ｇ１，ｇ２：所定の関数
【００５
５】
【数１９】
【００５６】ここに、ｇ３，ｇ４：所定の関数
【００５
７】
【数２０】
【００５８】ここに、ｇ５，ｇ６：所定の関数上記関数
は、テ−ブルに相当する。テ−ブルデ−タは、前述と同
様の方法で求めることができる。以上の方法では、排気
ガスの気筒流入量を空気の分圧、排気ガスの分圧、回転
数から求めているが、空気の分圧の替わりに、ブロック
５４で計算される気筒流入空気量を用いることも可能で
ある。
【００５９】以上で、（図２）のＥＧＲ制御実施時の気
筒流入空気量算出処理の説明を終わる。
【００６０】次に、（図３）に基づいてＥＧＲ制御実施
時に気筒流入空気量を算出する第２の方法について説明
する。
【００６１】ブロック２１、２２、２３の処理は、（図
２）の同じブロックの処理に等しい。ブロック３４では
、推定された空気の分圧Ｐｍと排気ガスの分圧ＰＥＧＲ
　から吸気管内の全圧Ｐａｌｌ　，及び、分圧比Ｋｐを
次の式から算出する。
【００６２】
【数２１】
【００６３】ここに、Ｐａｌｌ：吸気管内の全圧
【００
６４】
【数２２】
【００６５】ここに、Ｋｐ：分圧比 ブロック３５では、計算された全圧、分圧比、回転数か
ら次の式により気筒へのト−タルの質量流入量Ｑａｌｌ
　を算出する。
【００６６】
【数２３】
【００６７】ここに、ｈ：所定の関数 関数ｈは、エンジン定常運転時の空気と排ガスの気筒へ
のト−タルの質量流入量を格納した３次元テ−ブルに相
当し、関数値は、そのテ−ブル検索により求められる。 テ−ブルデ−タは、前述と同様の方法で求める。また、
テ−ブルデ−タの削減のため次の関数型を用いることも
できる。
【００６８】
【数２４】
【００６９】ここに、ｈ１、ｈ２：所定の関数
【００７
０】
【数２５】
【００７１】ここに、ｈ３、ｈ４：所定の関数なお、気
筒へのト−タルの質量流量に分圧比が依存しないと仮定
して、次の式で、Ｑａｌｌ　を算出することもできる。
【００７２】
【数２６】
【００７３】ここに、ｈ５：所定の関数上式で、（Ｐｍ
・Ｍａｉｒ＋ＰＥＧＲ・ＭＥＧＲ）／Ｐａｌｌは、吸気
管内の気体の平均分子量である。関数ｈ５は、２次元テ
−ブルに相当し、その関数値は、テ−ブル検索により求
められる。テ−ブルデ−タは、エンジンを定常運転し、
Ｑａｌｌ　，Ｐｍ，ＰＥＧＲを検出し、それを（数２６
）に代入して種々の運転領域の関数ｈ５の値を算出する
ことにより求める。
【００７４】次に、ブロック３６の処理について説明す
る。ここでは、分圧比Ｋｐ，気筒へのト−タルの質量流
量Ｑａｌｌ　から次式により気筒流入空気量Ｑｍａｐを
求める。
【００７５】
【数２７】
【００７６】ブロック３７では、次の式により排気ガス
の気筒流入量ＱＥＧＲＰを算出する。
【００７７】
【数２８】
【００７８】以上で、（図３）の気筒流入空気量を算出
する第２の方法のブロック図の説明を終わる。
【００７９】次に、（図２）（図３）の気筒流入空気量
算出方法を（図１）のデジタル式制御ユニットで実現す
るときの制御プログラムの動作を（図４）（図５）に基
づいて説明する。（図４）は、（図２）の方法に対する
プログラムである。このプログラムは、ＲＯＭに格納さ
れており、所定の周期で実行されるようになっている。 　　まず、ステップ４０１では、計測空気量に（数１）
のセンサの応答遅れ補償処理を施し、センサ設置位置の
真の空気量Ｑｍａｔを算出する。
【００８０】次に、ステップ４０２では、所定のフラグ
をチェックすることによりＥＧＲ制御が実施されている
（ＥＧＲバルブが開の状態）かどうかを確認する。ＥＧ
Ｒ制御が実施されていれば、ステップ４０６以降の処理
を行う。そうでなければ、ステップ４０３に進む。
【００８１】ステップ４０３では、後述のステップで計
算する吸気管内の排気ガスの分圧が０かどうかをチェッ
クする。０であれば、ステップ４０４に進む。０でなけ
れば、吸気管内に排気ガスが残っているとしてＥＧＲ制
御が実施されている場合の処理であるステップ４０６以
降の処理を行う。
【００８２】ステップ４０４では、（数２）により吸気
管内の空気圧（空気分圧）Ｐｍを更新する。
【００８３】次に、ステップ４０５では、ＥＧＲ制御が
ない状態のエンジン定常運転時の吸入空気量を格納した
空気圧と回転数のテ−ブルを検索し、気筒流入空気量を
算出する。以上で、処理が終了する。
【００８４】次に、ＥＧＲ制御実施時に気筒流入空気量
を算出するステップ４０６以降の処理について説明する
。
【００８５】次に、ステップ４０６では、（数２）に基
づいて吸気管内の空気の分圧Ｐｍを推定、更新する。
【００８６】ステップ４０７では、（数３）に基づいて
吸気管内の排気ガスの分圧ＰＥＧＲ　を推定、更新する
。
【００８７】次に、ステップ４０８では、前記ステップ
で計算された排気ガスの分圧、空気の分圧、及び、回転
数から（数４）あるいは（数１１）あるいは（数１２）
あるいは（数１３）を用いて気筒流入空気量Ｑｍａｐを
計算する。
【００８８】次に、ステップ４０９では、前記ステップ
で計算された排気ガスの分圧、空気の分圧、及び、回転
数から（数１７）あるいは（数１８）あるいは（数１９
）あるいは（数２０）を用いて排気ガスの気筒流入量Ｑ
ＥＧＲ　を計算する。以上で、（図４）のプログラムの
説明を終わる。
【００８９】次に、（図５）に従って、（図３）の気筒
流入空気量算出方法に対応するプログラムの動作につい
て説明する。このプログラムも所定の周期で実行される
ようになっている。
【００９０】ステップ５０１からステップ５０７までの
処理は、（図４）のステップ４０１からステップ４０７
までの処理に等しいので説明は省略する。
【００９１】ステップ５０８では、（数２１）（数２２
）から吸気管内の全圧、及び、空気と排気ガスの分圧の
比を算出する。
【００９２】つぎに、ステップ５０９では、（数２３）
から（数２６）のいづれか１つの式により気筒へのト−
タルの質量流量を算出する。
【００９３】次に、ステップ５１０では、（数２７）を
用いて気筒流入空気量を算出する。
【００９４】次に、ステップ５１１では、（数２８）を
用いて排気ガスの気筒流入量を算出する。以上で処理が
終了する。
【００９５】次に、（図６）（図７）に基づいて、ＥＧ
Ｒ制御実施時の燃料輸送遅れの補償法の構成とその動作
について説明する。
【００９６】（図６）は、多点燃料噴射システムの４気
筒エンジンにおいて燃料輸送遅れを補償する時の燃料噴
射制御系の全体構成図である。前述のプログラムにより
計算される吸気管内の空気の分圧、排気ガスの分圧、気
筒流入空気量、及び、回転数、水温から各気筒の燃料噴
射パルス幅が独立に計算されるようになっている。
【００９７】（図７）に、ｊ（ｊ＝１から４）番気筒の
燃料噴射制御系の構成図を示す。ブロック７１では、次
の式により燃料噴射料量Ｇｆｊを計算する。
【００９８】
【数２９】
【００９９】ここに、Ａ／Ｆ１：目標空燃比なお、この
計算には、ブロック７２で、計算される最新の液膜量Ｍ
ｆｊ，付着率Ｘ，持ち去り率αを用いる。
【０１００】ブロック７３では、次の式により燃料噴射
パルス幅Ｔｊを算出する。
【０１０１】
【数３０】
【０１０２】 ブロック７１、７３の処理は、所定の周期で実行される
。燃料噴射指令に対し、最新のパルスでインジェクタを
駆動し燃料噴射を行なう。
【０１０３】ブロック７４では、燃料噴射量の実行値Ｇ
ｆｊ０を記憶する。ブロック７２では、燃料噴射の直後
から、所定の周期で、エンジン半回転の時間だけ、次の
式に基づいて液膜量Ｍｆｊを更新する。
【０１０４】
【数３１】
【０１０５】 　　上記半回転の時間は、４気筒エンジンに対するもの
であり、ｎ気筒エンジンに対しては、２／ｎ回転になる
。
【０１０６】上式の付着率Ｘ，持ち去り率αは、次の式
に基づいて逐次計算される。
【０１０７】
【数３２】
【０１０８】
【数３３】
【０１０９】 　　ここでは、燃料輸送特性が、吸気管内の全圧、吸気
管バルブ付近の気体の運動量に相当する気筒へのト−タ
ルの質量流量等に寄与大として、上記パラメ−タをこれ
らの変数から算出している。付着率Ｘ，持ち去り率αの
特性は、予め、次の方法で定式化する。
【０１１０】燃料輸送特性に影響すると考えられる吸入
空気量、吸気管内の全圧、気筒へのト−タルの質量流量
、回転数、水温、吸気管への排気ガスの流入量等のエン
ジン諸条件を一定にしてエンジンを定常運転し、燃料噴
射量をステップ変化させた時の空燃比の応答を計測する
。次に、（図１４）に示される処理に基づいて同一エン
ジン運転状態に対する空燃比の応答を計算する。計測空
燃比の応答Ａ／Ｆｅと計算空燃比の応答Ａ／Ｆｓが最も
一致するように付着率、持ち去り率の値を定める。最も
一致するか否かの判定は、次の評価関数が最小になるか
どうかで行う。
【０１１１】
【数３４】
【０１１２】ここに、ｉ：時刻 付着率、持ち去り率を種々のエンジン運転領域で決定す
れば、それらの運転状態を示す変数の関数としてパラメ
−タ特性を定式化できる。ここでは、吸気管内の全圧、
気筒へのト−タルの質量流量、回転数、水温の関数とし
て定式化しているが、吸気管内の排気ガスの分圧、分圧
比、排気ガスの気筒への流入量の影響が大きければ、こ
れらの変数を含めることもできる。また、当然のことな
がら、吸気管内の全圧のかわりに吸気管内の空気の分圧
と排気ガスの分圧、気筒へのト−タルの質量流量のかわ
りに気筒流入空気量と気筒への排気ガスの流入量を上記
パラメ−タの支配因子として用いることも可能である。
【０１１３】次に、（図１４）の処理を具体的に説明す
る。ブロック１４１では、次の２式と（数３１）に基づ
いて燃料噴射量ステップ変化に対する空燃比の応答を計
算する。
【０１１４】
【数３５】
【０１１５】
【数３６】
【０１１６】 ここで、液膜量Ｍｆの更新は、燃料噴射量が変化した直
後の各サイクルにおいて最初の半回転の時間だけおこな
うものとする。（図１６）のグラフ（実線）に上記処理
に基づく空燃比の応答の計算例を示す。空燃比の変化開
始直後、各サイクルの最初の４分の１の時間だけ空燃比
が変化している。これは、上記液膜量の更新処理による
ものである。
【０１１７】この空燃比の応答は、空燃比センサの応答
を加味したものではないので、計測空燃比の応答を精度
良く模擬したものになっていない。付着率、持ち去り率
を精度良く算出するためには、センサの応答特性を考慮
して空燃比の応答を計算する必要がある。ブロック１４
２は、このための処理である。真の空燃比とセンサの計
測空燃比の関係が次の移動平均モデルで定式化されてい
る。
【０１１８】
【数３７】
【０１１９】
【数３８】
【０１２０】ブロック１４１での計算空燃比Ａ／Ｆに（
数３７）の処理が施され、センサの応答特性を加味した
空燃比の応答Ａ／Ｆｓが計算される。Ａ／Ｆｓの計算例
を（図１６）のグラフ（点線）に示す。なお、（数３８
）中のＡ／Ｆ０（ｉ）は、実空燃比のステップ変化に対
するセンサの出力空燃比の応答から得られるものである
。この応答の一例を（図１５）に示す。時刻０が、空燃
比の応答開始時刻である。時刻ｉの空燃比の値が、Ａ／
Ｆ０（ｉ）になる。この図における１時刻は、ブロック
１４１の液膜量の更新周期に一致させる。
【０１２１】次に、（図８）に基づいて、上記燃料噴射
制御方法を実現するプログラムについて説明する。この
プログラムは、（図１）のＲＯＭに格納されており所定
の周期で実行される。
【０１２２】まず、ステップ８０１では、（数３２）（
数３３）に基づいて付着率Ｘ，持ち去り率αを計算する
。次に、ステップ８０２では、今度燃料噴射を行なう気
筒を判定する。次に、ステップ８０３では、（数２９）
を利用して、上記判定気筒の燃料噴射量を計算する。次
に、ステップ８０４では、計算燃料噴射量に基づいて（
数３０）を用いて燃料噴射パルス幅を計算する。
【０１２３】ステップ８０５では、燃料噴射を行なった
最新の気筒を判定する。次に、ステップ８０６では、ス
テップ８０５の判定気筒に対する液膜量の値を（数３１
）を用いて更新する。以上で、燃料噴射パルス幅を計算
するプログラムの動作の説明を終わる。
【０１２４】以上述べてきた、気筒流入空気量算出方法
、および、燃料噴射制御方法は、空気量を直接検出する
Ｌジェトロニックシステムに対してのものである。
【０１２５】空気量を吸気管内圧と回転数から間接的に
検出するＤジェトロニックシステムにおいては、気筒流
入空気量の算出方法が異なってくる。以下、このシステ
ムにおける気筒流入空気量算出方法を（図９）から（図
１３）に基づいて説明する。（図９）は、Ｄジェトロニ
ックエンジン制御システムの全体構成図である。制御ユ
ニットの構成は、Ｌジェトロニックシステムと同様であ
る。空気量センサは、設けられておらず、変わりに吸気
管内の圧力を検出する圧力センサと吸気温センサが設け
られている。これらのセンサ出力は、Ｉ／ＯＬＳＩを介
してＲＡＭに取り込まれる。
【０１２６】次に、（図１０）（図１１）に従って、こ
のＤジェトロニックシステムにおいて気筒流入空気量を
算出する方法について説明する。
【０１２７】（図１０）は、第一の方法のブロック図で
ある。吸気管内の空気の分圧を推定する処理、排気ガス
の分圧を推定する処理、気筒流入空気量を算出する処理
、排気ガスの気筒流入量を算出する処理からなっている
。以下、各処理について具体的に説明する。
【０１２８】ブロック１０１では、推定される排気ガス
の分圧ＰＥＧＲ　，圧力センサにより検出される吸気管
内の全圧Ｐａｌｌから次の式に基づいて吸気管内の空気
の分圧を推定する。
【０１２９】
【数３９】
【０１３０】ブロック１０２では、（数２）に基づいて
排気ガスの分圧を推定、更新する。
【０１３１】ブロック１０３では、推定された空気の分
圧Ｐｍ、排気ガスの分圧ＰＥＧＲ　、回転数Ｎ、吸気温
Ｔｍから次のいづれかの式に基づいて気筒流入空気量Ｑ
ｍａｐを算出する。
【０１３２】
【数４０】
【０１３３】
【数４１】
【０１３４】
【数４２】
【０１３５】
【数４３】
【０１３６】ここに、Ｔｍｏ：関数のデ−タ計測時の吸
気温 ブロック１０４では、推定された空気の分圧Ｐｍ、排気
ガスの分圧ＰＥＧＲ、回転数Ｎ、吸気温Ｔｍから次のい
づれかの式に基づいて排気ガスの気筒流入量ＱＥＧＲＰ
を算出する。
【０１３７】算出する。
【０１３８】
【数４４】
【０１３９】
【数４５】
【０１４０】
【数４６】
【０１４１】
【数４７】
【０１４２】ここに、Ｔｍｏ：関数のデ−タ計測時の吸
気温 以上で、気筒流入空気量を算出する第一の方法の説明を
終わる。
【０１４３】つぎに、（図１１）に基づいて気筒流入空
気量を計算する第二の方法について説明する。この方法
は、５つの処理によりなっている。ブロック１１１，１
１２の処理は、ブロック１０１、１０２の処理に等しい
ので説明を省略する。
【０１４４】ブロック１１３では、（数２２）に基づい
て各分圧の比を計算する。
【０１４５】ブロック１１４では、次の式のいづれかに
基づいて気筒へのト−タルの質量流入量を計算する。
【０１４６】
【数４８】
【０１４７】
【数４９】
【０１４８】
【数５０】
【０１４９】
【数５１】
【０１５０】ここに、Ｔｍｏ：関数のデ−タ計測時の吸
気温 ブロック１１５では、（数２７）に基づいて気筒流入空
気量を計算する。ブロック１１６では、（数２８）に基
づいて排気ガスの気筒流入量を計算する。
【０１５１】以上で、気筒流入空気量を計算する第二の
方法の説明を終わる。
【０１５２】次に、（図１０）（図１１）の方法に相当
するプログラムの動作について（図１２）（図１３）に
基づいて説明する。
【０１５３】（図１２）は、第一の方法に相当するプロ
グラムである。このプログラムは、（図９）のＲＯＭに
格納されており、所定の周期で実行されるようになって
いる。まず、ステップ１２０１では、所定のフラグをチ
ェックすることによりＥＧＲ制御が実施されている（Ｅ
ＧＲバルブか開の状態）かどうかを確認する。ＥＧＲ制
御が実施されていれば、ステップ１２０４以降の処理を
行う。そうでなければ、ステップ１２０２に進む。
【０１５４】ステップ１２０２では、後述のステップで
計算する吸気管内の排気ガスの分圧が０かどうかをチェ
ックする。０であれば、ステップ１２０３に進む。０で
なければ、吸気管内に排気ガスが残っているとしてＥＧ
Ｒ制御が実施されている場合の処理であるステップ１２
０４以降の処理を行う。
【０１５５】ステップ１２０３では、次の式により気筒
流入空気量を算出し、処理を終了する。
【０１５６】
【数５２】
【０１５７】 　　上記関数は、空気量を格納した２次元テ−ブルに相
当し、その関数値は、テ−ブル検索により求められる。 テ−ブルデ−タは、排ガス再循環がない状態でエンジン
を定常運転し、吸気管の空気圧と回転数を静的に変化さ
せたときの吸入空気量を計測することにより求める。
【０１５８】ステップ１２０４では、（数２）に基づい
て吸気管内の空気の分圧を計算する。ステップ１２０５
では、（数３）に基づいて吸気管内の排気ガスの分圧を
推定する。ステップ１２０６では、（数４０）から（数
４３）のいづれかの式に基づいて気筒流入空気量を計算
する。ステップ１２０７では、（数４４）から（数４７
）のいづれかの式に基づいて排気ガスの気筒流入量を計
算する。以上で処理が終了する。
【０１５９】次に、（図１３）に基づいて、第二の方法
のプログラムの動作について説明する。ステップ１３０
５までの処理は、（図１２）のステップ１２０５迄の処
理に等しいので説明は省略する。ステップ１３０６では
、（数２２）に基づいて分圧比を計算する。ステップ１
３０７では、（数４８）から（数５１）のいづれかの式
に基づいて気筒へのト−タルの質量流量Ｑａｌｌ　を計
算する。次に、ステップ１３０８では、（数２７）に基
づいて気筒流入空気量Ｑｍａｐを計算する。最後に、ス
テップ１３０９では、（数２８）に基づいて排気ガスの
気筒流入量ＱＥＧＲＰを計算する。以上で、全ての処理
が終了する。
【０１６０】燃料の制御は、Ｄジェトロニックシステム
においても（図８）のプログラムをそのまま適用できる
。
【０１６１】以上説明してきた方法は、空気量センサ、
あるいは、圧力センサを有するシステムに対する気筒流
入空気量算出方法である。システムが上記センサを両方
有する場合、次の方法で気筒流入空気量を算出すること
も可能である。この方法のブロック図を（図１７）（図
１８）に示す。これらの方法では、吸気管の全圧の計測
値Ｐａｌｌ　と計測空気量Ｑａを主要入力情報として用
いている。
【０１６２】（図１７）は、第一の方法のブロック図で
ある。この方法は、（図２）の方法に類似しており、ブ
ロック２１、２２、２４、２５の処理は、（図２）の同
じブロックの処理に等しい。ブロック１７１では、吸気
管の全圧Ｐａｌｌ　から空気の分圧Ｐｍを差し引き排気
ガスの分圧ＰＥＧＲ　を算出する。以上で、第一の方法
の説明を終わる。
【０１６３】次に、（図１８）に基づいて第二の方法を
説明する。この方法は、（図３）の方法に類似しており
、ブロック２１、２２、３５、３６、３７の処理は、（
図３）の同じブロックの処理に等しい。ブロック３４１
では、分圧比を計算する。ブロック１７１の処理は、（
図１７）の同じブロックの処理に等しい。以上が、第二
の方法の処理である。
【０１６４】以上の第一方法のプログラムのフロ−チャ
−トは、（図４）のそれに等しくなる。各ステップの処
理の内容は、ステップ４０７を除いて前述の内容に等し
い。ステップ４０７では、排気ガスの分圧を、全圧Ｐａ
ｌｌ　から吸気管内圧Ｐｍを差し引いて求める。また、
第二方法のプログラムのフロ−チャ−トは、（図５）に
ほぼ等しくなる。異なるのは、ステップ５０８の処理で
、ここでは、分圧比のみを計算する。各処理の内容は、
ステップ５０７を除いて、前述の内容に等しい。ステッ
プ５０７では、排気ガスの分圧を、全圧Ｐａｌｌ　から
吸気管内圧Ｐｍを差し引いて求める。以上でプログラム
の説明を終わる。
【０１６５】
【発明の効果】以上、本発明においては、吸気管内の排
気ガスに関する種々の状態を考慮して、気筒流入空気量
の計算、及び、燃料輸送遅れの補償を行うのでＥＧＲ制
御実施時にも、高精度の気筒流入空気量の算出、及び、
燃料輸送遅れの補償が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｌジェトロニックエンジン制御システムの全体
構成図
【図２】気筒流入空気量を計算する第一の方法のブロッ
ク図
【図３】気筒流入空気量を計算する第一の方法のブロッ
ク図
【図４】気筒流入空気量を計算するプログラムのフロ−
チャ−ト
【図５】第二の方法で気筒流入空気量を計算するプログ
ラムのフロ−チャ−ト
【図６】燃料噴射制御系の全体構成図
【図７】Ｊ番気筒の燃料噴射制御系の構成図
【図８】燃
料噴射パルス幅を計算するプログラムのフロ−チャ−ト
【図９】Ｄジェトロニックエンジン制御システムの全体
構成図
【図１０】Ｄジェトロニックシステムにおいて気筒流入
空気量を計算する第一の方法のブロック図
【図１１】Ｄ
ジェトロニックシステムにおいて気筒流入空気量を計算
する第二の方法のブロック図
【図１２】Ｄジェトロニッ
クシステムにおいて第一の方法で気筒流入空気量を計算
するプログラムのフロ−チャ−ト
【図１３】Ｄジェトロニックシステムにおいて第二の方
法で気筒流入空気量を計算するプログラムのフロ−チャ
−ト
【図１４】空燃比の応答を計算する処理のブロック図
【
図１５】空燃比センサの応答特性
【図１６】空燃比の応答の計算例
【図１７】空気量センサと圧力センサを有するシステム
において気筒流入空気量を計算する第一の方法のブロッ
ク図
【図１８】空気量センサと圧力センサを有するシステム
において気筒流入空気量を計算する第二の方法のブロッ
ク図
【符号の説明】
図面中に記載した通りである。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】種々のエンジン運転状態の検出値から気筒
    流入空気量を算出し燃料噴射量を制御するエンジン電子
    式制御装置において、排気ガスの吸気管への流入量から
    吸気管内の排気ガスの分圧を推定し、その推定値にもと
    づいて気筒流入空気量を算出するようにしたことを特徴
    とするエンジンの気筒流入空気量算出方法。
  2. 【請求項２】種々のエンジン運転状態の検出値から気筒
    流入空気量を算出し燃料噴射量を制御するエンジン電子
    式制御装置において、排気ガスの吸気管への流入量から
    気筒への排気ガスの流入量を推定し、その推定値にもと
    づいて気筒流入空気量を算出するようにしたことを特徴
    とするエンジンの気筒流入空気量算出方法。
  3. 【請求項３】種々のエンジン運転状態の検出値から気筒
    流入空気量を算出し燃料噴射量を制御するエンジン電子
    式制御装置において、空気、及び、排気ガスの吸気管へ
    の流入量から吸気管内の空気と排気ガスの分圧の比を推
    定し、その推定値を含む種々の変数から気筒流入空気量
    を算出するようにしたことを特徴とするエンジンの気筒
    流入空気量算出方法。
  4. 【請求項４】吸入空気量に基づいて気筒への燃料供給量
    を制御するエンジン電子式制御装置において、（１）吸
    気管への空気の流入量から吸気管内の空気の分圧を推定
    する処理、（２）吸気管への排気ガスの流入量から吸気
    管内の排気ガスの分圧を推定する処理、（３）推定され
    た空気の分圧と排気ガスの分圧から気筒流入空気量を算
    出する処理、からなるエンジンの気筒流入空気量算出方
    法。
  5. 【請求項５】吸入空気量に基づいて気筒への燃料供給量
    を制御するエンジン電子式制御装置において、（１）吸
    気管への空気の流入量から吸気管内の空気の分圧を推定
    する処理、（２）吸気管への排気ガスの流入量から吸気
    管内の排気ガスの分圧を推定する処理、（３）推定され
    た空気の分圧と排気ガスの分圧から吸気管内の全圧、及
    び、分圧比を算出する処理、（４）算出された全圧、分
    圧比から気筒流入空気量を算出する処理、からなるエン
    ジンの気筒流入空気量算出方法。
  6. 【請求項６】吸入空気量に基づいて気筒への燃料供給量
    を制御するエンジン電子式制御装置において、（１）吸
    気管への排気ガスの流入量から吸気管内の排気ガスの分
    圧を推定する処理、（２）吸気管内の圧力の検出値と上
    記排気ガスの分圧から吸気管内の空気の分圧を推定する
    処理、（３）推定された空気の分圧と排気ガスの分圧か
    ら気筒流入空気量を算出する処理、からなるエンジンの
    気筒流入空気量算出方法。
  7. 【請求項７】吸入空気量に基づいて気筒への燃料供給量
    を制御するエンジン電子式制御装置において、（１）吸
    気管への排気ガスの流入量から吸気管内の排気ガスの分
    圧を推定する処理、（２）吸気管内の圧力の検出値と上
    記排気ガスの分圧から吸気管内の空気の分圧を推定する
    処理、（３）推定された空気の分圧と排気ガスの分圧か
    ら吸気管内の各分圧の比を算出する処理、（４）上記全
    圧、及び、分圧比から気筒流入空気量を算出する処理、
    からなるエンジンの気筒流入空気量算出方法。
  8. 【請求項８】吸気管内の燃料輸送特性を表すパラメ−タ
    を種々のエンジン運転状態の検出値から算出し、燃料噴
    射量を制御するエンジン電子式制御装置において、空気
    、及び、排気ガスの吸気管への流入量から吸気管内の全
    圧を推定し、その推定値を含む種々の変数から上記パラ
    メ−タを算出するようにしたことを特徴とするエンジン
    の燃料噴射制御方法。
  9. 【請求項９】吸気管内の燃料輸送特性を表すパラメ−タ
    を種々のエンジン運転状態の検出値から算出し、燃料噴
    射量を制御するエンジン電子式制御装置において、空気
    、及び、排気ガスの吸気管への流入量から気筒へのト−
    タルの質量流量を算出し、その算出値を含む種々の変数
    から上記パラメ−タを算出するようにしたことを特徴と
    するエンジンの燃料噴射制御方法。
  10. 【請求項１０】吸気管内の燃料輸送特性を表すパラメ−
    タを種々のエンジン運転状態の検出値から算出し、燃料
    噴射量を制御するエンジン電子式制御装置において、排
    気ガスの吸気管への流入量から吸気管内の排気ガスの分
    圧を推定し、その推定値を含む種々の変数から上記パラ
    メ−タを算出するようにしたことを特徴とするエンジン
    の燃料噴射制御方法。
  11. 【請求項１１】吸気管内の燃料輸送特性を表すパラメ−
    タを種々のエンジン運転状態の検出値から算出し、燃料
    噴射量を制御するエンジン電子式制御装置において、排
    気ガスの吸気管への流入量から排気ガスの気筒への流入
    量を算出し、その算出値を含む種々の変数から上記パラ
    メ−タを算出するようにしたことを特徴とするエンジン
    の燃料噴射制御方法。
  12. 【請求項１２】吸入空気量に基づいて気筒への燃料供給
    量を制御するエンジン電子式制御装置において、（１）
    吸気管への空気の流入量から吸気管内の空気の分圧を推
    定する処理、（２）吸気管内の圧力の検出値と上記空気
    の分圧から吸気管内の排気ガスの分圧を推定する処理、
    （３）推定された空気の分圧と排気ガスの分圧から気筒
    流入空気量を算出する処理、からなるエンジンの気筒流
    入空気量算出方法。
  13. 【請求項１３】吸入空気量に基づいて気筒への燃料供給
    量を制御するエンジン電子式制御装置において、（１）
    吸気管への空気の流入量から吸気管内の空気の分圧を推
    定する処理、（２）吸気管内の圧力の検出値と上記空気
    の分圧から吸気管内の排気ガスの分圧を推定する処理、
    （３）推定された空気の分圧と排気ガスの分圧から吸気
    管内の各分圧の比を算出する処理、（４）上記全圧、及
    び、分圧比から気筒流入空気量を算出する処理、からな
    るエンジンの気筒流入空気量算出方法。
  14. 【請求項１４】種々のエンジン運転状態の検出値から気
    筒流入空気量を算出し燃料噴射量を制御するエンジン電
    子式制御装置において、空気の吸気管への流入量と吸気
    管内圧から吸気管内の排気ガスの分圧を推定し、その推
    定値を含む種々の変数から気筒流入空気量を算出するよ
    うにしたことを特徴とするエンジンの気筒流入空気量算
    出方法。
  15. 【請求項１５】種々のエンジン運転状態の検出値から気
    筒流入空気量を算出し燃料噴射量を制御するエンジン電
    子式制御装置において、空気の吸気管への流入量と吸気
    管内圧から気筒への排気ガスの流入量を推定し、その推
    定値を含む種々の変数から気筒流入空気量を算出するよ
    うにしたことを特徴とするエンジンの気筒流入空気量算
    出方法。
  16. 【請求項１６】種々のエンジン運転状態の検出値から気
    筒流入空気量を算出し燃料噴射量を制御するエンジン電
    子式制御装置において、空気の吸気管への流入量と吸気
    管内圧から吸気管内の空気と排気ガスの分圧の比を推定
    し、その推定値を含む種々の変数から気筒流入空気量を
    算出するようにしたことを特徴とするエンジンの気筒流
    入空気量算出方法。
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