JPH08165949A - 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射時期制御装置Info
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- JPH08165949A JPH08165949A JP6308932A JP30893294A JPH08165949A JP H08165949 A JPH08165949 A JP H08165949A JP 6308932 A JP6308932 A JP 6308932A JP 30893294 A JP30893294 A JP 30893294A JP H08165949 A JPH08165949 A JP H08165949A
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- fuel injection
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- timing
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 運転状態に応じて最適な燃焼を得ることがで
きるように燃料噴射時期を精度良く制御すること。 【構成】 吸気管圧力センサ（６）の検出した吸気管圧
力値を１階差分し、その値が最小になる時期から吸気が
最大流速になる時期、負から正になる時期から定常流に
なる時期をもとめ、また２階差分し、その値が最小にな
る時期から吸気バルブの開弁瞬間をもとめ、スロットル
開度センサ（７）、クランク角センサ（８）の値から検
出した運転状態に応じて、燃料を噴射するのに最適な時
期に合わせて燃料を噴射する。
きるように燃料噴射時期を精度良く制御すること。 【構成】 吸気管圧力センサ（６）の検出した吸気管圧
力値を１階差分し、その値が最小になる時期から吸気が
最大流速になる時期、負から正になる時期から定常流に
なる時期をもとめ、また２階差分し、その値が最小にな
る時期から吸気バルブの開弁瞬間をもとめ、スロットル
開度センサ（７）、クランク角センサ（８）の値から検
出した運転状態に応じて、燃料を噴射するのに最適な時
期に合わせて燃料を噴射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射時期
制御装置に関する。
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】機関の運転状態に応じて燃料噴射時期を
変更することは公知である。例えば、特開昭６０−１５
０４５９号公報には、可変バルブタイミング機構を運転
状態に応じて吸気弁の開閉タイミングを変化させるとと
もに、その開弁時期に同期して燃料噴射タイミングを変
化させることが開示されている。
変更することは公知である。例えば、特開昭６０−１５
０４５９号公報には、可変バルブタイミング機構を運転
状態に応じて吸気弁の開閉タイミングを変化させるとと
もに、その開弁時期に同期して燃料噴射タイミングを変
化させることが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、運転条件に
よって最適な噴射時期は異なり、例えば、出力向上が主
目的の高負荷時には、吸気流速が最大となる開弁初期に
燃料を噴射するのがよいが、排気エミッションの向上に
より留意すべき高回転の時には、むしろ吸気の流れが定
常流となる開弁期間の中期に噴射するのがよい。したが
って、単に吸気弁の開弁時期に同期させるだけでは、運
転状態に応じて最適な燃焼を得ることができない。本発
明は上記問題に鑑み、運転条件に応じて最適な燃焼を得
ることができるように燃料噴射時期を精度良く制御する
ことのできる燃料噴射制御装置を提供することを目的と
する。
よって最適な噴射時期は異なり、例えば、出力向上が主
目的の高負荷時には、吸気流速が最大となる開弁初期に
燃料を噴射するのがよいが、排気エミッションの向上に
より留意すべき高回転の時には、むしろ吸気の流れが定
常流となる開弁期間の中期に噴射するのがよい。したが
って、単に吸気弁の開弁時期に同期させるだけでは、運
転状態に応じて最適な燃焼を得ることができない。本発
明は上記問題に鑑み、運転条件に応じて最適な燃焼を得
ることができるように燃料噴射時期を精度良く制御する
ことのできる燃料噴射制御装置を提供することを目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１によれ
ば、上述の課題を解決するための手段として、図１の
（Ａ）にに示される様に、機関運転状態を検出する機関
運転状態検出手段と、前記機関運転状態検出手段が検出
した機関運転状態に対して燃料を噴射するのに最適な吸
気状態を選定する燃料噴射最適吸気状態選定手段と、吸
気バルブの開弁期間中の吸気管内の実際の吸気状態の変
化を検出する吸気状態検出手段と、前記吸気状態検出手
段が検出した実際の吸気状態が、前記燃料噴射最適吸気
状態選定手段が選定した燃料を噴射するのに最適な吸気
状態となる時期に、燃料噴射する様に燃料噴射時期を調
整する燃料噴射時期調整手段とから成る内燃機関の燃料
噴射時期制御装置が提供される。請求項２によれば、図
１の（Ｂ）に示される様に、さらに、吸気状態検出手段
が吸気圧力検出手段と吸気圧力検出手段が検出した吸気
圧力を微分演算して吸気流速を算出する吸気圧力微分演
算手段からなることを特徴とする内燃機関の燃料噴射時
期制御装置が提供される。
ば、上述の課題を解決するための手段として、図１の
（Ａ）にに示される様に、機関運転状態を検出する機関
運転状態検出手段と、前記機関運転状態検出手段が検出
した機関運転状態に対して燃料を噴射するのに最適な吸
気状態を選定する燃料噴射最適吸気状態選定手段と、吸
気バルブの開弁期間中の吸気管内の実際の吸気状態の変
化を検出する吸気状態検出手段と、前記吸気状態検出手
段が検出した実際の吸気状態が、前記燃料噴射最適吸気
状態選定手段が選定した燃料を噴射するのに最適な吸気
状態となる時期に、燃料噴射する様に燃料噴射時期を調
整する燃料噴射時期調整手段とから成る内燃機関の燃料
噴射時期制御装置が提供される。請求項２によれば、図
１の（Ｂ）に示される様に、さらに、吸気状態検出手段
が吸気圧力検出手段と吸気圧力検出手段が検出した吸気
圧力を微分演算して吸気流速を算出する吸気圧力微分演
算手段からなることを特徴とする内燃機関の燃料噴射時
期制御装置が提供される。
【０００５】
【作用】本発明の請求項１では、機関運転状態検出手段
により検出された機関運転状態に対して燃料を噴射する
のに最適な吸気状態が、燃料噴射最適吸気状態選定手段
によって選定され、一方、吸気状態検出手段によって吸
気バルブの開弁期間中の吸気管内の実際の吸気状態の変
化が検出される。そして、燃料噴射時期調整手段が燃料
噴射時期が、実際の吸気状態が燃料噴射に最適な吸気状
態になる時期に、合致する様に燃料噴射時期を調整す
る。本発明の請求項２では、前記の吸気状態の変化の検
出は吸気圧力を微分演算しておこなわれる。
により検出された機関運転状態に対して燃料を噴射する
のに最適な吸気状態が、燃料噴射最適吸気状態選定手段
によって選定され、一方、吸気状態検出手段によって吸
気バルブの開弁期間中の吸気管内の実際の吸気状態の変
化が検出される。そして、燃料噴射時期調整手段が燃料
噴射時期が、実際の吸気状態が燃料噴射に最適な吸気状
態になる時期に、合致する様に燃料噴射時期を調整す
る。本発明の請求項２では、前記の吸気状態の変化の検
出は吸気圧力を微分演算しておこなわれる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。本
実施例では、吸気管圧力値の１階微分値、２階微分値か
ら吸気状態の変化をもとめているので、その原理を図２
を参照しながら説明する。図２の（Ａ）は、図２の
（Ａ）は吸気管圧力検出手段が検出した吸気管の圧力Ｐ
の変化を示し、図２の（Ｂ）は、上記図２の（Ａ）の１
階微分値を結んだ曲線である。図２の（Ｃ）は、上記図
２の（Ａ）の２階微分値を結んだ曲線である。
実施例では、吸気管圧力値の１階微分値、２階微分値か
ら吸気状態の変化をもとめているので、その原理を図２
を参照しながら説明する。図２の（Ａ）は、図２の
（Ａ）は吸気管圧力検出手段が検出した吸気管の圧力Ｐ
の変化を示し、図２の（Ｂ）は、上記図２の（Ａ）の１
階微分値を結んだ曲線である。図２の（Ｃ）は、上記図
２の（Ａ）の２階微分値を結んだ曲線である。
【０００７】さて、一般に気体の状態方程式は、圧力を
Ｐ、容積をＶ、質量をＧ、温度をＴ、ガス定数をＲとす
ると、ＰＶ＝ＧＲＴで表すことができる。ここで、吸気
管圧力検出手段が設けられている吸気の微小部分の容積
を考えると、この部分の圧力変動Ｐ’は前記状態方程式
を微分して下記の様に表すことができる。なお、符号
「 ’」は一階微分を表している。 Ｐ’＝Ｇ’ＲＴ／Ｖ…（１） そして、圧力Ｐが図２の（Ａ）の様に変化した場合、
Ｐ’は図２の（Ｂ）に示される様になる。
Ｐ、容積をＶ、質量をＧ、温度をＴ、ガス定数をＲとす
ると、ＰＶ＝ＧＲＴで表すことができる。ここで、吸気
管圧力検出手段が設けられている吸気の微小部分の容積
を考えると、この部分の圧力変動Ｐ’は前記状態方程式
を微分して下記の様に表すことができる。なお、符号
「 ’」は一階微分を表している。 Ｐ’＝Ｇ’ＲＴ／Ｖ…（１） そして、圧力Ｐが図２の（Ａ）の様に変化した場合、
Ｐ’は図２の（Ｂ）に示される様になる。
【０００８】ここで、吸気バルブを通って気筒内に吸入
される時間当たりの気体の重さ流量をｇｃ，また吸気バ
ルブの上流部の前記微小部分の容積に流入する時間当た
りの気体の重さ流量をｇｐとすると（１）式は下記の様
になる。 Ｐ’＝ＲＴ（ｇｐ−ｇｃ）／Ｖ…（２） 吸気バルブ２が閉じている場合には、ｇｃ＝０、ｇｐ≒
０であるのでＰ’≒０となり圧力変動は小さい。吸気バ
ルブ２が開いた瞬間には、ｇｃは正の値となり、一方、
ｇｐは吸気管内の気体の慣性によってすぐにはｇｃと同
等の値とはならず小さいので（２）式の左辺は負となり
圧力は降下し図２の（Ｂ）における「ａ」部の状態とな
る。
される時間当たりの気体の重さ流量をｇｃ，また吸気バ
ルブの上流部の前記微小部分の容積に流入する時間当た
りの気体の重さ流量をｇｐとすると（１）式は下記の様
になる。 Ｐ’＝ＲＴ（ｇｐ−ｇｃ）／Ｖ…（２） 吸気バルブ２が閉じている場合には、ｇｃ＝０、ｇｐ≒
０であるのでＰ’≒０となり圧力変動は小さい。吸気バ
ルブ２が開いた瞬間には、ｇｃは正の値となり、一方、
ｇｐは吸気管内の気体の慣性によってすぐにはｇｃと同
等の値とはならず小さいので（２）式の左辺は負となり
圧力は降下し図２の（Ｂ）における「ａ」部の状態とな
る。
【０００９】ここで、吸気バルブ２が開くタイミング
は、ｇｃが０から正になるタイミングで、ｇｃの微分値
ｇｃ’が大きな値（正の値）を示すタイミングから厳密
に求めることができる。したがって、（２）式をさらに
微分し、 Ｐ”＝ＲＴ（ｇｐ’−ｇｃ’）／Ｖ…（３） を得ると、この圧力Ｐの２階微分値の変化のタイミン
グ、具体的には負の極値を示すタイミングから正確に検
出することができる。すなわち、図２の（Ｃ）に「ｂ」
で示される点が吸気バルブの開くタイミングである。な
お、符号「 ”」は２階微分を表している。
は、ｇｃが０から正になるタイミングで、ｇｃの微分値
ｇｃ’が大きな値（正の値）を示すタイミングから厳密
に求めることができる。したがって、（２）式をさらに
微分し、 Ｐ”＝ＲＴ（ｇｐ’−ｇｃ’）／Ｖ…（３） を得ると、この圧力Ｐの２階微分値の変化のタイミン
グ、具体的には負の極値を示すタイミングから正確に検
出することができる。すなわち、図２の（Ｃ）に「ｂ」
で示される点が吸気バルブの開くタイミングである。な
お、符号「 ”」は２階微分を表している。
【００１０】したがって、図２の（Ｃ）のｂ点で吸気バ
ルブが開き、図２の（Ｂ）のａ点で吸気流速が最大とな
るが、その後、定常流状態となる。この定常流状態は、
前記（２）式の「ｇｐ」と「ｇｃ」が等しくなり、圧力
変動がなくなりＰ’が０（ゼロ）になるところである。
したがって、図２の（Ｂ）において、１階微分値の曲線
が横軸０（ゼロ）と初めて交わる点「ｃ」が、定常流状
態になった瞬間であるといえる。このタイミングは吸気
流速が最大になった後、すなわち、図２の（Ｂ）のａ点
以降、圧力の１階微分値が初めて正の値になる点を求め
ることによって得ることができる。
ルブが開き、図２の（Ｂ）のａ点で吸気流速が最大とな
るが、その後、定常流状態となる。この定常流状態は、
前記（２）式の「ｇｐ」と「ｇｃ」が等しくなり、圧力
変動がなくなりＰ’が０（ゼロ）になるところである。
したがって、図２の（Ｂ）において、１階微分値の曲線
が横軸０（ゼロ）と初めて交わる点「ｃ」が、定常流状
態になった瞬間であるといえる。このタイミングは吸気
流速が最大になった後、すなわち、図２の（Ｂ）のａ点
以降、圧力の１階微分値が初めて正の値になる点を求め
ることによって得ることができる。
【００１１】上述の様に、吸気管圧力の２階微分から吸
気バルブの開くタイミング、１階微分から最大流速にな
るタイミングと定常流になるタイミングを求めることが
できる。なお、上記の微分は実際のコンピュータにおい
ては差分演算によっておこなわれるので以下の実施例の
説明においては差分と表現している。
気バルブの開くタイミング、１階微分から最大流速にな
るタイミングと定常流になるタイミングを求めることが
できる。なお、上記の微分は実際のコンピュータにおい
ては差分演算によっておこなわれるので以下の実施例の
説明においては差分と表現している。
【００１２】図３は本発明の実施例の構成を示す図であ
る。１はエンジン本体、２は吸気バルブ、３は排気バル
ブであって、４は吸気管、５は燃料噴射弁である。そし
て、６は吸気管圧力センサ、７はスロットル開度セン
サ、８はクランク角センサである。ＥＣＣ１００は、入
力インターフェイス１０１、Ａ／Ｄ変換器１０２、ＣＰ
Ｕ１０３、ＲＡＭ１０４、ＲＯＭ１０５、出力インター
フェイス１０６等から構成されている。
る。１はエンジン本体、２は吸気バルブ、３は排気バル
ブであって、４は吸気管、５は燃料噴射弁である。そし
て、６は吸気管圧力センサ、７はスロットル開度セン
サ、８はクランク角センサである。ＥＣＣ１００は、入
力インターフェイス１０１、Ａ／Ｄ変換器１０２、ＣＰ
Ｕ１０３、ＲＡＭ１０４、ＲＯＭ１０５、出力インター
フェイス１０６等から構成されている。
【００１３】吸気管圧力センサ６は吸気管の圧力を検出
するので本発明における吸気圧力検出手段の役をなし、
その出力は入力インターフェイス１０１およびＡ／Ｄ変
換器１０２を通じて入力され、クランク角センサ８の信
号に同期した時系列のデータとしてＲＡＭ１０４に保存
される。スロットル開度センサ７とクランク角センサ８
から運転状態の指標であるスロットル開度、エンジン回
転数を検出するので、これら２つのセンサは運転状態検
出手段の役を成す。
するので本発明における吸気圧力検出手段の役をなし、
その出力は入力インターフェイス１０１およびＡ／Ｄ変
換器１０２を通じて入力され、クランク角センサ８の信
号に同期した時系列のデータとしてＲＡＭ１０４に保存
される。スロットル開度センサ７とクランク角センサ８
から運転状態の指標であるスロットル開度、エンジン回
転数を検出するので、これら２つのセンサは運転状態検
出手段の役を成す。
【００１４】ＣＰＵ１０３は運転状態検出手段であるス
ロットル開度センサ７とクランク角センサ８の検出した
運転条件に応じて燃料噴射をするのに最適な吸気状態を
選定するので燃料噴射最適吸気状態選定手段の役を成す
とともに、前記ＲＡＭ１０４に保存した吸気管圧力の時
系列データから、さらに１階差分値、２階差分値を演算
して吸気状態を検出するので吸気圧力微分演算手段の役
をなし、吸気状態が運転条件に応じて燃料噴射をするの
に最適な吸気状態となる時期を探索するので燃料噴射最
適吸気状態時期探索手段の役を成し、さらに、燃料噴射
時期を前記探索された時期に調整するので燃料噴射時期
調整手段の役も成す。
ロットル開度センサ７とクランク角センサ８の検出した
運転条件に応じて燃料噴射をするのに最適な吸気状態を
選定するので燃料噴射最適吸気状態選定手段の役を成す
とともに、前記ＲＡＭ１０４に保存した吸気管圧力の時
系列データから、さらに１階差分値、２階差分値を演算
して吸気状態を検出するので吸気圧力微分演算手段の役
をなし、吸気状態が運転条件に応じて燃料噴射をするの
に最適な吸気状態となる時期を探索するので燃料噴射最
適吸気状態時期探索手段の役を成し、さらに、燃料噴射
時期を前記探索された時期に調整するので燃料噴射時期
調整手段の役も成す。
【００１５】次に、ＥＣＣ１００の作動をフローチャー
トにしたがって説明する。ステップ１０１からステップ
１０７は、エンジン１サイクルの間で、吸気管圧力信号
を時系列データとしてＲＡＭに記録する作動を示してお
り、エンジン１サイクル当たり１回発生する基準パルス
の間にサンプリング間隔ｔｓで取り込まれる。ここで、
記録された圧力信号値をＰ（１）〜Ｐ（ｎ）とする。
トにしたがって説明する。ステップ１０１からステップ
１０７は、エンジン１サイクルの間で、吸気管圧力信号
を時系列データとしてＲＡＭに記録する作動を示してお
り、エンジン１サイクル当たり１回発生する基準パルス
の間にサンプリング間隔ｔｓで取り込まれる。ここで、
記録された圧力信号値をＰ（１）〜Ｐ（ｎ）とする。
【００１６】ステップ１０８からステップ１１１は圧力
信号値の１階差分値を求める作動を示しており、前記の
様にＲＡＭに記録された圧力信号値をもとに、ステップ
１１０に示されるＤＰ（ｉ）＝Ｐ（ｉ＋１）−Ｐ（ｉ）
によって求めている。したがって、Ｐ（１）〜Ｐ（ｎ）
に対して、ＤＰ（１）＝Ｐ（２）−Ｐ（１）から、ＤＰ
（ｎ−１）＝Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）まで求められる。
信号値の１階差分値を求める作動を示しており、前記の
様にＲＡＭに記録された圧力信号値をもとに、ステップ
１１０に示されるＤＰ（ｉ）＝Ｐ（ｉ＋１）−Ｐ（ｉ）
によって求めている。したがって、Ｐ（１）〜Ｐ（ｎ）
に対して、ＤＰ（１）＝Ｐ（２）−Ｐ（１）から、ＤＰ
（ｎ−１）＝Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）まで求められる。
【００１７】ステップ１１２からステップ１１５は、前
述の様にして求めた圧力信号値の１階差分値を下記の様
に差分して２階差分値を求める作動を示している。 ＤＤＰ（ｉ）＝ＤＰ（ｉ＋１）−ＤＰ（ｉ） ＝｛Ｐ（ｉ＋２）−Ｐ（ｉ＋１）｝−｛Ｐ（ｉ＋１）−Ｐ（ｉ）｝ したがって、Ｐ（１）〜Ｐ（ｎ）に対して、ＤＤＰ
（１）＝ＤＰ（２）−ＤＰ（１）から、ＤＤＰ（ｎ−
２）＝ＤＰ（ｎ）−ＤＰ（ｎ−１）まで求められる。
述の様にして求めた圧力信号値の１階差分値を下記の様
に差分して２階差分値を求める作動を示している。 ＤＤＰ（ｉ）＝ＤＰ（ｉ＋１）−ＤＰ（ｉ） ＝｛Ｐ（ｉ＋２）−Ｐ（ｉ＋１）｝−｛Ｐ（ｉ＋１）−Ｐ（ｉ）｝ したがって、Ｐ（１）〜Ｐ（ｎ）に対して、ＤＤＰ
（１）＝ＤＰ（２）−ＤＰ（１）から、ＤＤＰ（ｎ−
２）＝ＤＰ（ｎ）−ＤＰ（ｎ−１）まで求められる。
【００１８】ステップ１１６では、予めＲＯＭに記憶さ
れているエンジン性能が最大となる計画開弁時期ＡＶＯ
ｐを基準パルスからのクランク角度（°ＣＡ）で読み込
む、またステップ１１７ではその時のエンジン回転数Ｎ
Ｅを読み込む。
れているエンジン性能が最大となる計画開弁時期ＡＶＯ
ｐを基準パルスからのクランク角度（°ＣＡ）で読み込
む、またステップ１１７ではその時のエンジン回転数Ｎ
Ｅを読み込む。
【００１９】ステップ１１８では、ステップ１１６でセ
ットした計画開弁時期ＡＶＯｐ（°ＣＡ）を６×ＮＥ×
ｔｓで除して、計画開弁時期が基準角からの何番目のサ
ンプリングであるかを求める。ここで、６×ＮＥ×ｔｓ
で除するのは以下の理由による。回転数ＮＥの単位はｒ
ｐｍ、すなわち１分間当たりの回転数であるので、ま
ず、ＮＥ／６０で１秒間当たりの回転数が求まり、これ
に３６０°を乗算すること、つまり３６０×ＮＥ／６０
＝６×ＮＥによって、１秒間当たりの回転角度（°Ｃ
Ａ）が求まる。したがって、これに、単位が秒で示され
るサンプリング時間ｔｓを乗算した６×ＮＥ×ｔｓは、
サンプリング間隔を回転角度（°ＣＡ）で示すことにな
る。したがって、クランク角度（°ＣＡ）で示された計
画開弁時期ＡＶＯｐを６×ＮＥ×ｔｓで除した値ｉＶＯ
ｐは、計画開弁時期を基準パルス位置からのサンプリン
グ番数で示すものである。
ットした計画開弁時期ＡＶＯｐ（°ＣＡ）を６×ＮＥ×
ｔｓで除して、計画開弁時期が基準角からの何番目のサ
ンプリングであるかを求める。ここで、６×ＮＥ×ｔｓ
で除するのは以下の理由による。回転数ＮＥの単位はｒ
ｐｍ、すなわち１分間当たりの回転数であるので、ま
ず、ＮＥ／６０で１秒間当たりの回転数が求まり、これ
に３６０°を乗算すること、つまり３６０×ＮＥ／６０
＝６×ＮＥによって、１秒間当たりの回転角度（°Ｃ
Ａ）が求まる。したがって、これに、単位が秒で示され
るサンプリング時間ｔｓを乗算した６×ＮＥ×ｔｓは、
サンプリング間隔を回転角度（°ＣＡ）で示すことにな
る。したがって、クランク角度（°ＣＡ）で示された計
画開弁時期ＡＶＯｐを６×ＮＥ×ｔｓで除した値ｉＶＯ
ｐは、計画開弁時期を基準パルス位置からのサンプリン
グ番数で示すものである。
【００２０】次に、ステップ１１９からステップ１２４
は、実際の開弁瞬間を求めるステップであって、図２の
（Ｃ）において、「ｂ」で示される２階微分値が最小と
なる点をもとめるものである。前記基準パルス位置から
のサンプリング番数で示された計画開弁時期ｉＶＯｐの
前後のある範囲で、前記圧力の２階差分値が最小となる
サンプリング番数を探索し、そのサンプリング番数の点
を実開弁時期とするものである。すなわち、ステップ１
１９に示されている基準パルス位置からｉＶＯｐ−ｋｂ
番目のサンプリング点を起点とし、その時の２階差分値
をイニシャルの最小値して、順次、その次のサンプリン
グ点における２階差分値と大小を比較して小さい方を新
たな最小値とするという作業をステップ１２３に示され
るｉＶＯｐ＋ｋｂ番目のサンプリング点まで繰り返して
いき、ステップ１２４に示される様にｉＶＯｐ−ｋｂ番
目のサンプリング点からｉＶＯｐ＋ｋｂ番目のサンプリ
ング点までの間で最小値を示したサンプリング点ｉｍｉ
ｎb を実開弁時期となるサンプリング番数ｉＶＯａとす
る。なお、上記において、ｋｂは経験的に選んだ整数で
ある。上記の様に、探索の範囲を計画開弁時期の前後の
ある範囲に限定することによって演算時間が短縮されて
いる。
は、実際の開弁瞬間を求めるステップであって、図２の
（Ｃ）において、「ｂ」で示される２階微分値が最小と
なる点をもとめるものである。前記基準パルス位置から
のサンプリング番数で示された計画開弁時期ｉＶＯｐの
前後のある範囲で、前記圧力の２階差分値が最小となる
サンプリング番数を探索し、そのサンプリング番数の点
を実開弁時期とするものである。すなわち、ステップ１
１９に示されている基準パルス位置からｉＶＯｐ−ｋｂ
番目のサンプリング点を起点とし、その時の２階差分値
をイニシャルの最小値して、順次、その次のサンプリン
グ点における２階差分値と大小を比較して小さい方を新
たな最小値とするという作業をステップ１２３に示され
るｉＶＯｐ＋ｋｂ番目のサンプリング点まで繰り返して
いき、ステップ１２４に示される様にｉＶＯｐ−ｋｂ番
目のサンプリング点からｉＶＯｐ＋ｋｂ番目のサンプリ
ング点までの間で最小値を示したサンプリング点ｉｍｉ
ｎb を実開弁時期となるサンプリング番数ｉＶＯａとす
る。なお、上記において、ｋｂは経験的に選んだ整数で
ある。上記の様に、探索の範囲を計画開弁時期の前後の
ある範囲に限定することによって演算時間が短縮されて
いる。
【００２１】ステップ１２５からステップ１３２は、吸
入流速が最大になる時期を求めるステップである。吸入
流速が最大となるのは図２の（Ｂ）に、「ａ」で示され
る点であり吸気管圧力の１階微分値が最小になる点であ
る。２階差分値が最小となる点をもとめたのと同様にあ
る範囲において前記圧力の１階差分値が最小となるサン
プリング番数を探索し、そのサンプリング番数の点を最
大流速時期とするものである。ここで、吸入流速が最大
になる時期は必ず吸気バルブの開弁瞬間よりは後になる
ので、探索の起点は上記２階差分値が最小となるｉＶＯ
ｐの次の点であるｉＶＯｐ＋１とする。そして、その時
の１階差分値をイニシャルの最小値として、順次、その
次のサンプリング点における２階差分値と大小を比較し
て小さい方を新たな最小値とするという作業をステップ
１２９に示されるｉＶＯｐ＋ｋａ番目のサンプリング点
まで繰り返していき、ステップ１３１に示される様に、
その間で最小値を示したサンプリング点ｉｍｉｎa を最
大流速時期となるサンプリング番数ｉＷＸとする。な
お、上記において、ｋａは経験的に選んだ整数である。
そして、ステップ１３１では、ステップ１１８でおこな
ったのとは逆に、ステップ１３１で求めた最大流速時期
のサンプリング番数ｉＷＸに、６×ＮＥ×ｔｓを乗算す
ることによって、それぞれクランク角（°ＣＡ）で示し
た実最大流速時期ＡＷＸを求める。
入流速が最大になる時期を求めるステップである。吸入
流速が最大となるのは図２の（Ｂ）に、「ａ」で示され
る点であり吸気管圧力の１階微分値が最小になる点であ
る。２階差分値が最小となる点をもとめたのと同様にあ
る範囲において前記圧力の１階差分値が最小となるサン
プリング番数を探索し、そのサンプリング番数の点を最
大流速時期とするものである。ここで、吸入流速が最大
になる時期は必ず吸気バルブの開弁瞬間よりは後になる
ので、探索の起点は上記２階差分値が最小となるｉＶＯ
ｐの次の点であるｉＶＯｐ＋１とする。そして、その時
の１階差分値をイニシャルの最小値として、順次、その
次のサンプリング点における２階差分値と大小を比較し
て小さい方を新たな最小値とするという作業をステップ
１２９に示されるｉＶＯｐ＋ｋａ番目のサンプリング点
まで繰り返していき、ステップ１３１に示される様に、
その間で最小値を示したサンプリング点ｉｍｉｎa を最
大流速時期となるサンプリング番数ｉＷＸとする。な
お、上記において、ｋａは経験的に選んだ整数である。
そして、ステップ１３１では、ステップ１１８でおこな
ったのとは逆に、ステップ１３１で求めた最大流速時期
のサンプリング番数ｉＷＸに、６×ＮＥ×ｔｓを乗算す
ることによって、それぞれクランク角（°ＣＡ）で示し
た実最大流速時期ＡＷＸを求める。
【００２２】ステップ１３２からステップ１３４は、吸
気が定常流となるタイミングのサンプリング番数ｉＷＳ
をもとめるものであって、図２の（Ｂ）に「ｃ」で示さ
れる１階微分値が一定値になるところをもとめるもので
あって、前記最大流速時期となるサンプリング番数ｉＷ
Ｘの次のサンプリング番数であるｉＷＸ＋１を起点とし
て、それ以降はじめて１階差分値ＤＰ（ｉ）が正になる
点をもとめてこれを吸気が定常流となるタイミングのサ
ンプリング番数ｉＷＳとしている。そして、ステップ１
３５でｉＷＳをクランク角（°ＣＡ）の値ＡＷＳに変換
して終了する。
気が定常流となるタイミングのサンプリング番数ｉＷＳ
をもとめるものであって、図２の（Ｂ）に「ｃ」で示さ
れる１階微分値が一定値になるところをもとめるもので
あって、前記最大流速時期となるサンプリング番数ｉＷ
Ｘの次のサンプリング番数であるｉＷＸ＋１を起点とし
て、それ以降はじめて１階差分値ＤＰ（ｉ）が正になる
点をもとめてこれを吸気が定常流となるタイミングのサ
ンプリング番数ｉＷＳとしている。そして、ステップ１
３５でｉＷＳをクランク角（°ＣＡ）の値ＡＷＳに変換
して終了する。
【００２３】次に、図９に示すのは運転状態に応じた最
適な燃料噴射時期を示すマップである。まず、高負荷運
転時には大量の燃料が送り込まれるので、これを空気と
十分に混合させ燃焼効率を増大し、機関性能を十分に発
揮させるために吸気が最大流速の時に燃料を噴射するよ
うに示されている。一方、低中負荷の低回転運転時には
吸気量も少ないので吸気ポートあるいは吸気バルブに燃
料が付着することを防止できるように圧力変化が最大と
なる吸気バルブの開弁瞬間に燃料を噴射するように示さ
れている。また、低中負荷の高回転運転時には排気浄化
性能を安定させるために吸気が安定する定常流の時に燃
料を噴射するように示されている。
適な燃料噴射時期を示すマップである。まず、高負荷運
転時には大量の燃料が送り込まれるので、これを空気と
十分に混合させ燃焼効率を増大し、機関性能を十分に発
揮させるために吸気が最大流速の時に燃料を噴射するよ
うに示されている。一方、低中負荷の低回転運転時には
吸気量も少ないので吸気ポートあるいは吸気バルブに燃
料が付着することを防止できるように圧力変化が最大と
なる吸気バルブの開弁瞬間に燃料を噴射するように示さ
れている。また、低中負荷の高回転運転時には排気浄化
性能を安定させるために吸気が安定する定常流の時に燃
料を噴射するように示されている。
【００２４】図１０は、図９に示したマップに基づき、
運転状態に応じて燃料噴射時期を開弁瞬間、または吸気
が最大流速の時、または吸気が定常流の時にするかを選
定するフローチャートである。ステップ２０１では、エ
ンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣを読み込み、ス
テップ２０２ではステップ２０１で読み込まれたアクセ
ル開度ＡＣＣが図９のマップ上の予め定めた判定値ＡＣ
Ｃ１以上であれば、高負荷状態と判定してステップ２０
３にて燃料噴射開始時期を最大流速となるＡＷＸにする
という指令を出し、以下であれば中低負荷状態であると
判断してステップ２０４に進んで、回転数が図９のマッ
プ上の予め定めた判定値ＮＥ１より高回転か低回転かを
判断し、高回転であればステップ２０５に進んで燃料噴
射開始時期を最大流速となるＡＷＳにするという指令を
出し、低回転であればステップ２０６に進んで燃料噴射
開始時期を開弁瞬間ＡＶＯにするという指令を出し終了
する。
運転状態に応じて燃料噴射時期を開弁瞬間、または吸気
が最大流速の時、または吸気が定常流の時にするかを選
定するフローチャートである。ステップ２０１では、エ
ンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣを読み込み、ス
テップ２０２ではステップ２０１で読み込まれたアクセ
ル開度ＡＣＣが図９のマップ上の予め定めた判定値ＡＣ
Ｃ１以上であれば、高負荷状態と判定してステップ２０
３にて燃料噴射開始時期を最大流速となるＡＷＸにする
という指令を出し、以下であれば中低負荷状態であると
判断してステップ２０４に進んで、回転数が図９のマッ
プ上の予め定めた判定値ＮＥ１より高回転か低回転かを
判断し、高回転であればステップ２０５に進んで燃料噴
射開始時期を最大流速となるＡＷＳにするという指令を
出し、低回転であればステップ２０６に進んで燃料噴射
開始時期を開弁瞬間ＡＶＯにするという指令を出し終了
する。
【００２５】次に、図１１で示されるのは、上述の様に
して決定した指令が基準パルス信号発生点からのクラン
ク角（°ＣＡ）によって示されているのでこれを排気Ｂ
ＤＣをカウント開始点とするカウンタにセットするフロ
ーチャートである。ステップ３０１で、基準パルス信号
発生点からのクランク角（°ＣＡ）によって示されてい
る指令に、排気ＢＤＣと基準パルス信号発生点の間のク
ランク角度ＡＣＡを加算し、各指令の値を排気ＢＤＣか
らのクランク角（°ＣＡ）ＡＳＯｉに変換する。ステッ
プ３０２ではＡＳＯｉを６×ＮＥで除算し時間値ＴＳＯ
ｉに変換し、ステップ３０３ではＴＳＯｉを噴射弁通電
用カウンタにセットして終了する。
して決定した指令が基準パルス信号発生点からのクラン
ク角（°ＣＡ）によって示されているのでこれを排気Ｂ
ＤＣをカウント開始点とするカウンタにセットするフロ
ーチャートである。ステップ３０１で、基準パルス信号
発生点からのクランク角（°ＣＡ）によって示されてい
る指令に、排気ＢＤＣと基準パルス信号発生点の間のク
ランク角度ＡＣＡを加算し、各指令の値を排気ＢＤＣか
らのクランク角（°ＣＡ）ＡＳＯｉに変換する。ステッ
プ３０２ではＡＳＯｉを６×ＮＥで除算し時間値ＴＳＯ
ｉに変換し、ステップ３０３ではＴＳＯｉを噴射弁通電
用カウンタにセットして終了する。
【００２６】上記の様に、本実施例によれば、吸気管圧
力を１階差分し、その値が最小となる時期から吸気が最
大流速となる時期をもとめ、その後、負から正の値に変
わる点から定常流になる時期をもとめ、また２階差分し
て、その値が最小となる時期から吸気バルブの開弁瞬間
を精確に捉えることができ、その時の運転状態に応じ
て、上記の３つの時期の内の最適な時期に合わせて燃料
を噴射することができる。
力を１階差分し、その値が最小となる時期から吸気が最
大流速となる時期をもとめ、その後、負から正の値に変
わる点から定常流になる時期をもとめ、また２階差分し
て、その値が最小となる時期から吸気バルブの開弁瞬間
を精確に捉えることができ、その時の運転状態に応じ
て、上記の３つの時期の内の最適な時期に合わせて燃料
を噴射することができる。
【００２７】
【発明の効果】請求項１によれば、運転状態に応じて最
適な燃焼を得ることができるように燃料噴射時期を精度
良く制御することのできる。請求項２によれば、特に他
の検出手段を設けることなく、吸気圧力を微分演算する
ことで運転状態に応じて最適な燃焼を得ることができる
ように燃料噴射時期を精度良く制御することのできる。
適な燃焼を得ることができるように燃料噴射時期を精度
良く制御することのできる。請求項２によれば、特に他
の検出手段を設けることなく、吸気圧力を微分演算する
ことで運転状態に応じて最適な燃焼を得ることができる
ように燃料噴射時期を精度良く制御することのできる。
【図１】本発明の各請求項の制御の概念を示すブロック
図であって、（Ａ）は本発明の請求項１の制御の概念を
示すブロック図、（Ｂ）は本発明の請求項２の制御の概
念を示すブロック図である。
図であって、（Ａ）は本発明の請求項１の制御の概念を
示すブロック図、（Ｂ）は本発明の請求項２の制御の概
念を示すブロック図である。
【図２】吸気管圧力の特性を説明する図であって、
（Ａ）は吸気管圧力の時系列データである。（Ｂ）は
（Ａ）を１階微分したものである。（Ｃ）は（Ａ）を２
階微分したものである。
（Ａ）は吸気管圧力の時系列データである。（Ｂ）は
（Ａ）を１階微分したものである。（Ｃ）は（Ａ）を２
階微分したものである。
【図３】本発明の実施例の全体概略図である。
【図４】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図５】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図６】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図７】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図８】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図９】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図１０】運転状態に対して燃料を噴射するのに最適な
吸気状態を示すマップである。
吸気状態を示すマップである。
【図１１】図３の実施例の制御回路の動作を説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
１…エンジン ２…吸気バルブ ３…排気バルブ ４…吸気管 ５…燃料噴射弁 ６…吸気管圧力センサ ７…スロットル開度センサ ８…クランク角センサ １００…エンジンコントロールコンピュータ（ＥＣＣ） １０１…入力インターフェイス １０２…Ａ／Ｄ変換器 １０３…ＣＰＵ １０４…ＲＡＭ １０５…ＲＯＭ １０６…出力インターフェイス
【手続補正書】
【提出日】平成７年３月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各請求項の制御の概念を示すブロック
図であって、（Ａ）は本発明の請求項１の制御の概念を
示すブロック図、（Ｂ）は本発明の請求項２の制御の概
念を示すブロック図である。
図であって、（Ａ）は本発明の請求項１の制御の概念を
示すブロック図、（Ｂ）は本発明の請求項２の制御の概
念を示すブロック図である。
【図２】吸気管圧力の特性を説明する図である。
【図３】本発明の実施例の全体概略図である。
【図４】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図５】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図６】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図７】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図８】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図９】図３の実施例の制御回路の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図１０】運転状態に対して燃料を噴射するのに最適な
吸気状態を示すマップである。
吸気状態を示すマップである。
【図１１】図３の実施例の制御回路の動作を説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
【符号の説明】 １…エンジン ２…吸気バルブ ３…排気バルブ ４…吸気管 ５…燃料噴射弁 ６…吸気管圧力センサ ７…スロットル開度センサ ８…クランク角センサ １００…エンジンコントロールコンピュータ（ＥＣＣ） １０１…入力インターフェイス １０２…Ａ／Ｄ変換器 １０３…ＣＰＵ １０４…ＲＡＭ １０５…ＲＯＭ １０６…出力インターフェイス
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射時期制御装置であっ
て、 機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、 前記機関運転状態検出手段が検出した機関運転状態に対
して燃料を噴射するのに最適な吸気状態を選定する燃料
噴射最適吸気状態選定手段と、 吸気バルブの開弁期間中の吸気管内の実際の吸気状態を
検出する吸気状態検出手段と、 前記吸気状態検出手段が検出した実際の吸気状態が前記
燃料噴射最適吸気状態選定手段が選定した最適な吸気状
態となる時期を探索する燃料噴射最適吸気状態時期探索
手段と、 前記燃料噴射最適吸気状態時期選定手段が探索した時期
に燃料を噴射する燃料噴射時期調整手段とから成ること
を特徴とする燃料噴射時期制御装置。 - 【請求項２】 吸気状態検出手段が吸気圧を微分演算し
て吸気流速を算出する吸気流速微分演算手段からなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射時期制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6308932A JPH08165949A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6308932A JPH08165949A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165949A true JPH08165949A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=17987014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6308932A Pending JPH08165949A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08165949A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007291960A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Toyota Motor Corp | 遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置 |
| JP2014114718A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP6308932A patent/JPH08165949A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007291960A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Toyota Motor Corp | 遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置 |
| JP2014114718A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
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