JPH0459460B2 - - Google Patents

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JPH0459460B2
JPH0459460B2 JP8062283A JP8062283A JPH0459460B2 JP H0459460 B2 JPH0459460 B2 JP H0459460B2 JP 8062283 A JP8062283 A JP 8062283A JP 8062283 A JP8062283 A JP 8062283A JP H0459460 B2 JPH0459460 B2 JP H0459460B2
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JP
Japan
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fuel
engine
amount
change
injection
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Application number
JP8062283A
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English (en)
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JPS59206626A (ja
Inventor
Toshimitsu Ito
Kazuhiko Norota
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Priority to US06/607,307 priority patent/US4508086A/en
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Publication of JPH0459460B2 publication Critical patent/JPH0459460B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F02D41/105Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration using asynchronous injection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の加速時における電子制御
燃料噴射方法に係り、特にクランク角に同期して
燃料を噴射する同期噴射および、加速時にクラン
ク角と非同期で燃料を噴射する非同期噴射を行う
内燃機関の電子制御燃料噴射方法に関する。
〔従来の技術〕
従来より、インテークマニホールド内に突出す
るように各気筒毎に燃料噴射弁を設け、マイクロ
コンピユータで各種センサから入力される信号を
処理して機関運転状態を判定し、運転状態に応じ
た量の燃料を噴射する燃料噴射方法が知られてい
る。この燃料噴射方法においては、所定クランク
角毎に機関負荷(吸気管圧力または機関1回転当
たりの吸入空気量等)に応じた燃料を噴射する同
期噴射と、この同期噴射とは無関係のタイミング
で燃料を噴射する非同期噴射とが行われる。
この内、機関加速時に行われる非同期噴射は、
加速時のエンジン応答性等を向上させるために行
われるもので、種々の方法が提案されており、例
えば、機関のスロツトル開度の変化率を求め、こ
の変化率が所定値以上のとき非同期噴射するもの
(特開昭58−48725号)や、吸入空気量の変化率が
所定値以上のとき非同期噴射するもの(特開昭55
−134718号)が知られている。なお、本出願人
は、加速状態をいち早く検出し応答性良く非同期
噴射ができるよう、吸入空気量の変化率の変化率
(2階微分値)が所定値を越えた場合に非同期噴
射する方法を先に提案している。(特願昭57−
149203号) 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した特開昭58−48725号や、特開昭55−
134718号に記載の技術では、特に応答の良い非同
期噴射が要求される加速初期に、ノイズ分を考慮
した加速判定値を用いざるを得ないために、非同
期噴射が遅れ、十分な補償がされないという問題
がある。また、仮に応答性良く非同期噴射を実行
できたとしても、加速初期から終了にかけての機
関負荷の変化状況が十分考慮されていないため
に、非同期噴射量が適量でない場合が発生し、加
速時のドライバビリテイや排ガス浄化率が悪化す
るという問題があつた。
そこで、本発明は、加速運転が開始された時点
を基準とする経過時間に応じ、非同期噴射される
燃料量を異ならせて、上記問題を解決することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するために、機関の
負荷を検出し、該負荷に応じた燃料をクランク角
に同期して噴射するとともに、前記検出された機
関負荷の変化率の変化率が所定値以上のときに、
前記クランク角と非同期に所定の燃料量の燃料を
噴射する内燃機関の電子制御燃料噴射方法におい
て、 加速運転が開始された時点を基準とする経過時
間を求めるとともに、該時間が所定時間以内では
前記所定の燃料量を予め定められた量とし、前記
時間が前記所定時間以上経過したときには、前記
所定の燃料量を前記機関負荷の変化率の変化率に
応じた量とすることを特徴とする。
〔作用〕
機関加速時に加速増量が必要か否かの判別は、
できるだけ早く正確に検出し、さらに検出したら
適時適量の増量補正を行うことが望ましい。その
ためには機関負荷の変化率の変化率(2階微分
値)で加速増量を判別するのがよいが、機関負荷
の変化率の変化率は、加速初期には小さく、また
その後も大きくなり続けるかどうか不明であり、
精度の良い非同期噴射量の決定には用いることが
できない。そこで本発明では、加速初期、即ち加
速開始から所定時間以内にあまり大きくない固定
値の燃料量を非同期噴射し、所定時間以上経過し
たときには機関負荷の変化率の変化率が加速程度
を良く反映しているので、機関負荷の変化率の変
化率に応じた量の非同期噴射を行う。かくして、
加速状態に応じて適量の燃料噴射ができる。
〔実施例〕
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。
第1図は本発明が適用できる内燃機関(エンジ
ン)の一例を示す図である。エアクリーナ(図示
せず)の下流側には吸入空気の温度を検出して吸
入温信号を出力する吸気温センサ2が取付けられ
ている。吸気温センサの下流側にはスロツトル弁
4が配置され、このスロツトル弁4に連動しかつ
スロツトル弁全閉時にオンスロツトル弁が開いた
ときにオフとなるスロツトルスイツチ6が取付け
られている。スロツトル弁4の下流側には、サー
ジタンク8が設けられ、このサージタンク8にス
ロツトル弁下流側の吸気管圧力を検出して吸気管
圧力信号を出力する圧力センサ10が取付けられ
ている。サージタンク8は、インテークマニホー
ルド12を介してエンジンの燃焼室14に連通さ
れている。このインテークマニホールド12に
は、燃料噴射弁16が各気筒毎に取付けられてい
る。エンジンの燃料室14はエキゾーストマニホ
ールドを介して三元触媒を充填した触媒コンバー
タ(図示せず)に連通されている。また、エンジ
ンブロツクには、エンジンの冷却水温を検出して
水温信号を出力する水温センサ20が取付けられ
ている。エンジンの燃焼室14には、点火プラグ
22の先端が突出され、点火プラグ22にはデイ
ストリビユータ24が接続されている。デイスト
リビユータ24には、デイストリビユータハウジ
ングに固定されたピツクアツプとデイストリビユ
ータシヤフトに固定されたシグナルロータとで
各々構成された気筒判別センサ26およびエンジ
ン回転数センサ28が設けられている。気筒判別
センサ26は例えば720°CA毎に気筒判別信号を
マイクロコンピユータ等で構成された制御回路3
0へ出力し、エンジン回転数センサ28は例えば
30°CA毎にクランク角信号を制御回路30へ出力
する。そして、デイストリビユータ24はイグナ
イタ32に接続されている。なお、34は排ガス
中の残留酸度を検出して空燃比信号を出力する
O2センサである。
制御回路30は第2図に示すように、中央処理
装置(CPU)36、リードオンメモリ(ROM)
38、ランダムアクセスメモリ(RAM)40、
バツクアツプラム(BU−RAM)42、入出力
ポート(I/O)44、アナログデイジタル変換
器(ADC)46およびこれらを接続するデータ
バスやコントロールバス等のバスを含んで構成さ
れている。I/O44には、気筒判別信号、クラ
ンク角信号、空燃比信号、スロツトルスイツチ6
から出力されるスロツトル信号が入力されると共
に、駆動回路を介して燃料噴射弁16の開閉時間
を制御する燃料噴射信号およびイグナイタ32の
オンオフ時間を制御する点火信号が出力される。
また、ADC46は、吸気管圧力信号、吸気温信
号および水温信号が入力されてデイジタル信号に
変換される。
上記のクランク角信号は波形整形回路を介して
I/O44に入力され、このクランク角信号から
エンジン回転数を表わすデイジタル信号が形成さ
れる。気筒判別信号は上記と同様にI/O44に
入力されてデイジタル信号に変換される。この気
筒判別信号は、クランク角信号と共に基本燃料噴
射パルス幅演算のための割込み要求信号、燃料噴
射開始信号、気筒判別信号等の形成に利用され
る。スロツトルスイツチ6からのオンオフ信号
は、I/O44の所定ビツト位置に送り込まれて
一時的に記憶される。また、I/O44内には、
プリセツタブルカウンタおよびレジスタ等を含む
周知の燃料噴射制御回路が設けられており、
CPU36から送込まれる噴射パルス幅に関する
2進のデータからそのパルス幅を有する噴射パル
ス信号を形成し、この噴射パルス信号を燃料噴射
弁16に順次または同時に入力して噴射弁を付勢
する。この結果、噴射パルス信号のパルス幅に応
じた量の燃料が同期または非同期で噴射される。
ROM38内には、メイン処理ルーチンプログラ
ム、燃料噴射パルス幅演算用の割込み処理ルーチ
ンプログラム、パーシヤルリーン補正係数等の係
数演算用の割込み処理ルーチンプログラム、その
他のプログラムおよび上記の各演算処理に必要な
種々のデータが予め記憶されている。また、
ROM38には、非同期燃料噴射用の第1の量お
よび第2の量に関するデータや第1の基準値L1
および第2の基準値L2が記憶されている。
次に本発明の非同期噴射のルーチンを第3図か
ら第5図を用いて説明する。なお、同期噴射のル
ーチン等については従来と同様であるので説明を
省略する。第3図はメインルーチンを示すもので
あり、ステツプS2においてスロツトル信号に基
づいてスロツトルスイツチ6がオフか否か、すな
わちスロツトル弁が開いているか否かを判断す
る。スロツトルスイツチがオンであればステツプ
S3でフラグXLLをリセツトした後次のルーチン
へ進み、スロツトルスイツチがオフであれば、ス
ロツトルスイツチオフでセツトされるフラグ
XLLがリセツトされているかを判断する。フラ
グXLLがセツトされていれば次のルーチンへ進
み、フラグXLLがリセツトされていれば、すな
わち前回スロツトルスイツチがオンであれば、ス
テツプS6でカウンタをクリアすると共に、ステ
ツプS8でフラグXLLをセツトする。従つて、カ
ウンタは常時カウントしていてスロツトルスイツ
チがオンからオフに変化した時点でクリアされ
る。すなわちカウンタはスロツトルスイツチがオ
ンからオフに変化した時点、従つてスロツトル弁
が全閉状態から開かれた加速開始時点を基準とし
た時間を計数することになる。
第4図は、所定時間毎にカウンタをインクリメ
ントするルーチンを示すものであり、本実施例で
はステツプS12において4msec毎にカウント値C
をインクリメントしている。なお、ステツプS10
およびステツプS14においてカウンタのカウント
値Cを最大値MAXに制限することにより、カウ
ンタのオーバーフローを防止している。
第5図は加速状態を判定して非同期噴射におけ
る燃料噴射信号のパルス幅TAUを演算するルー
チンを示すものである。このルーチンは、吸気管
圧力PMのAD変換終了時に割込まれるルーチン
である。なお、吸気管圧力PMのAD変換は12ms
毎に実行するようにしている。ステツプS16で
は、今回の吸気管圧力PMnと前々回、すなわち
24msec前の吸気管圧力PMo-2との差を計算し、
24msec間の吸気管圧力の変化量すなわち変化率
△PMnを計算する。この変化率△PMnは、時間
に関する吸気管圧力PMの1階微分と等価であ
る。ステツプS18では、今回の変化率△PMnと前
回、すなわち12msec前の変化率△PMn-1との差
を計算し、12msec間の変化率の変化量すなわち
吸気管圧力の変化率の変化率△△PMnを計算す
る。この変化率△△PMnは、時間に関する2階
微分と等価である。
従つて、以下では変化率△PMn、△△PMnを
各々1階微分値、2階微分値として説明する。
ステツプS20でスロツトルスイツチがオンか否
かを判断し、ステツプS22で吸気管圧力の1階微
分値△PMnが負か否かを判断し、スロツトルス
イツチがオフでかつ1階微分値△PMnが0以上
のときのみ以下のステツプを実行する。従つて、
1階微分値△PMnが負のときすなわち減速中で
は、非同期噴射は実行されない。次のステツプ
S24では、カウンタのカウント値Cが所定値(例
えば6)を越えているか否かを判断し、カウント
値Cが6以下ならばステツプS26へ進み、カウン
ト値Cが6を越えていればステツプS30へ進む。
ステツプS26では、吸気管圧力の2階微分値
△△PMnが第1の基準値L1(正の値)以上か否か
を判断し、第1の基準値L1以上のときのみステ
ツプS28で非同期噴射パルス幅TAUを所定値
(例えば2msec)とする。この結果、全閉状態の
スロツトル弁が開かれた時点から所定時間
(24msec)経過するまでの加速時に非同期噴射パ
ルス幅(2msec)に相当する第1の量の燃料が非
同期で噴射される。
また、ステツプS30では、吸気管圧力の2階微
分値△△PMnが第2の基準値L2(正の値)以上か
否かを判断し、第2の基準値L2以上のときのみ
ステツプS32で非同期噴射パルス幅TAUを以下
の式に従つて決定する。
TAU=0.51+24・△△PMn/1000 ……(1) なお、係数0.51,24は実験により定められたも
のであり、係数1000はmsec単位の時間に換算す
るための定数である。この結果、上記の所定時間
経過後では吸気管圧力の2階微分値△△PMnに
比例した非同期噴射パルス幅TAUに相当する第
2の量の燃料が噴射される。
なお、基準値L1,L2が正の値に設定されてい
るため、△△PMnが0となる定常走行時(△PM
=0)や緩加速時(△PM=一定)には非同期噴
射は行なわれない。
第6図は加速時のスロツトル開度、実際の吸気
管圧力P、圧力センサにより検出された吸気管圧
力PM、吸気管圧力PMの1階微分値△PM、吸
気管圧力PMの2階微分値△△PMおよび燃料噴
射弁の駆動電圧の時間変化を示している。駆動電
圧が低レベルである期間に燃料噴射弁が開状態に
維持されて燃料を噴射する。時刻t1において加速
が開始されるとスロツトル開度が0°から増大す
る。これに伴つて実際の吸気管圧力Pが増大し、
圧力センサの検出値としての吸気管圧力PMも増
大する。吸気管圧力PMにはオーバシユートが生
じている。パルスIbはクランク角に同期して噴射
される同期噴射を示しており、吸気管圧力PMと
エンジン回転数に応じて定まる基本噴射量をエン
ジン冷却水温等によつて補正した量に相当する噴
射である。パルスIcはステツプS28の実行に伴つ
て行なわれる非同期加速燃料噴射であり、全閉状
態のスロツトル弁が開かれてから、即ち加速が開
始されてから所定時間経過するまで△△PMnが
第1の基準値L1以上になると第1の量の燃料を
噴射する。パルスIdはステツプS30の実行に伴つ
て行なわれる非同期加速燃料噴射であり、パルス
Icによる非同期噴射後△△PMnが第2の基準値
L2以上になると第2の量の燃料を噴射する。△
△PMnは△PMnより加速開始時における上昇が
大きいため、加速開始を速やかにかつ正確に検出
して非同期加速燃料噴射を実施することができ、
また△△PMnの増大はスロツトル開度の増大を
よく反映しているので、加速状態に応じて非同期
加速燃料噴射を実施することができる。
なお、上記実施例では吸気管圧力とエンジン回
転数とに基づいて基本燃料噴射量を計算するエン
ジンについて説明したが、本発明はエンジン1回
転当りの吸入空気量Qとエンジン回転数により基
本燃料噴射量を計算するエンジンにも適用するこ
とが可能である。この場合、第5図における
PMn△PMn、△△PMnは各々Qn、△Qn、△△
Qnに置き換えられる。また、スロツトル開度や
燃料噴射パルス幅を変数とする関数の微分値から
本実施例と同様に非同期噴射時期を決定すること
もできる。
以上説明したように本実施例においては、線形
スロツトルセンサを用いることなく接点式のスロ
ツトルセンサを用いているため、構造簡単でコス
トダウンになる、という効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、加速時に
応答性良く非同期噴射を行うことができ、またそ
の後も加速状態に応じた非同期噴射が行われるの
で、加速時の空燃比を適切にすることができ、よ
つて加速時のドライバビリテイや排ガス浄化率を
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されるエンジンの一例を
示す概略図、第2図は第1図の制御回路を示すブ
ロツク図、第3図はメインルーチンを示す流れ
図、第4図は4msecルーチンを示す流れ図、第5
図は非同期噴射ルーチンを示す流れ図、第6図は
加速時の燃料噴射弁の駆動電圧等の時間変化を示
す線図である。 6……スロツトルセンサ、10……圧力セン
サ、16……燃料噴射弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 機関の負荷を検出し、該負荷に応じた燃料を
    クランク角に同期して噴射するとともに、前記検
    出された機関負荷の変化率の変化率が所定値以上
    のときに、前記クランク角と非同期に所定の燃料
    量の燃料を噴射する内燃機関の電子制御燃料噴射
    方法において、 加速運転が開始された時点を基準とする経過時
    間を求めるとともに、該時間が所定時間以内では
    前記所定の燃料量を予め定められた量とし、前記
    時間が前記所定時間以上経過したときには、前記
    所定の燃料量を前記機関負荷の変化率の変化率に
    応じた量とすることを特徴とする内燃機関の電子
    制御燃料噴射方法。
JP8062283A 1983-05-09 1983-05-09 内燃機関の電子制御燃料噴射方法 Granted JPS59206626A (ja)

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US06/607,307 US4508086A (en) 1983-05-09 1984-05-04 Method of electronically controlling fuel injection for internal combustion engine

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JP3066889B2 (ja) * 1994-12-09 2000-07-17 富士通テン株式会社 電子式燃料噴射の過渡時の補正制御装置

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