JPH08277736A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

燃料噴射制御装置

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JPH08277736A
JPH08277736A JP8053895A JP8053895A JPH08277736A JP H08277736 A JPH08277736 A JP H08277736A JP 8053895 A JP8053895 A JP 8053895A JP 8053895 A JP8053895 A JP 8053895A JP H08277736 A JPH08277736 A JP H08277736A
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JP
Japan
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amount
air amount
internal combustion
combustion engine
fuel injection
Prior art date
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Pending
Application number
JP8053895A
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English (en)
Inventor
Akira Iwai
彰 岩井
Mamoru Yoshioka
衛 吉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH08277736A publication Critical patent/JPH08277736A/ja
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    • Y—GENERAL 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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    • Y02T10/40—Engine management systems

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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • 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】 予測充填空気量をバルブ開閉タイミングだけ
でなく吸入空気量によっても補正することによって空燃
比を正確に制御することの可能な燃料噴射制御装置を提
供する。 【構成】 エアフローメータ107で検出された吸入空
気量を内燃機関回転数およびスロットルバルブ開度で補
正することにより機関バルブ102、103閉時に燃焼
室104に充填される充填空気量が予測される。この予
測充填空気量をVVT114によって調整されるバルブ
オーバラップ量が大きい程大きく、吸入空気量が大きい
程小さく補正することによってVVT機能を具備する場
合にも充填空気量の予測精度を向上することができる。
さらにこの補正された充填空気量に基づいて燃料噴射量
を決定することにより燃料噴射量も正確に決定すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射制御装置に係わ
り、特に可変バルブタイミング付き内燃機関に適用され
る燃料噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車に搭載される内燃機関にあって
は、公害防止の観点から排気ガスの空燃比を理論空燃比
に維持する空燃比制御が行われることが一般的である。
空燃比制御を精密に行うためには、機関バルブの閉状態
時に燃焼室内に充填される充填空気量を正確に検出する
とともに、この充填空気量に基づいて燃料噴射量を決定
する必要がある。
【0003】さらに内燃機関の定常運転状態だけでなく
加速・減速時のような過渡運転状態においても充填空気
量を正確に検出することが必要となる。しかし吸気管を
流れる吸入空気量の計測にいわゆるベーン式エアフロー
メータを使用した場合には、ベーンの慣性に起因して過
渡運転状態の吸入空気量の計測に誤差が発生することは
避けることができない。
【0004】この課題を解決するために、吸入空気量、
スロットルバルブ開度および内燃機関回転数に基づいて
充填空気量を予測する予測手段を具備し予測された充填
空気量に基づいて燃料噴射量を定める燃料噴射制御装置
が既に公知である。一方近年、出力向上および燃費低減
を目的として内燃機関の運転状態に応じて機関バルブ
(吸気バルブおよび/または排気バルブ)の開閉タイミ
ングを変更する可変バルブタイミング機能を具備する内
燃機関も実用化されている。
【0005】この可変バルブタイミング機能を具備する
内燃機関において空燃比制御を精密に制御するために充
填空気量を予測する予測手段を適用する場合には、機関
バルブの開閉タイミングによる充填効率の変化を考慮す
ることが必要となる。これは吸気バルブの閉タイミング
が遅くなる程、即ち吸気バルブと排気バルブのオーバー
ラップ量が大きくなる程、吸気管への吸入空気の吹き返
しが多くために充填効率が低下するためであり、この課
題を解決するためにオーバーラップ量に応じて予測充填
空気量を補正する燃料制御装置が提案されている(特開
平5−296082号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記提案
にかかる燃料制御装置にあっては、エアフローメータに
よって検出される吸入空気量に係わらずオーバーラップ
量のみによって定まる補正係数によって予測充填空気量
を補正しているため、以下の問題が生じる。即ち吸入空
気量が少ないときには吸入空気量の慣性は小さいために
充填効率はさほど低下せず、吸入空気量が多いときと同
じ補正係数で補正した場合には過剰補正となる。
【0007】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、予測充填空気量をバルブ開閉タイミングだけでな
く吸入空気量によっても補正することによって空燃比を
正確に制御することの可能な燃料噴射制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる燃料噴射
制御装置は、内燃機関回転数、吸入空気量およびスロッ
トルバルブ開度を含む内燃機関運転状態を検出する内燃
機関運転状態検出手段と、内燃機関運転状態検出手段で
検出されたスロットルバルブ開度に応じてバルブオーバ
ラップを可変とするバルブタイミング可変手段と、内燃
機関運転状態検出手段で検出された内燃機関運転状態に
応じて機関バルブ閉時に気筒内に充填される空気量を予
測する充填空気量予測手段と、バルブタイミング可変手
段によって可変されたバルブオーバラップが大きいほど
充填空気量予測手段で予測された充填空気量を大きく補
正する補正手段と、補正手段によって補正された充填空
気量に基づいて演算された量の燃料を気筒に供給する燃
料供給手段と、を具備する燃料噴射制御装置において、
内燃機関運転状態検出手段で検出される吸入空気量が大
きいほど補正手段における補正量を小さくする補正量変
更手段と、をさらに具備することを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明にかかる燃料噴射制御装置にあっては、
内燃機関回転数、吸入空気量およびスロットルバルブ開
度に基づいて予測された機関バルブ閉時に燃焼室に充填
される充填空気量が、バルブオーバラップが大きいほど
大きく、また吸入空気量が大きいほど小さく補正され
る。
【0010】
【実施例】図1は本発明にかかる燃料噴射制御装置の実
施例の構成図であって、内燃機関10はいわゆるダブル
オーバーヘッドカムシャフトエンジンである。即ち1つ
の気筒はピストン101、吸気バルブ102および排気
バルブ103で画成される燃焼室104を有する。
【0011】吸気バルブ102の上流には吸気管105
が接続されており、エアクリーナ106から吸入された
空気は吸気管105に設置されたベーン式エアフローメ
ータ107およびスロットルバルブ108を介して燃料
噴射バルブ109から噴射される燃料とともに燃焼室1
04に供給される。燃焼室104で生じた排ガスは排気
バルブ103を介して排気管110に排出される。
【0012】ピストン101はクランクシャフト(図示
せず)に接続されるが、クランクシャフト前端には内燃
機関回転数計測のための歯車111が設置される。吸気
バルブ102および排気バルブ103はそれぞれ吸気カ
ムシャフト112および排気カムシャフト113によっ
て駆動されるが、吸気カムシャフト112には吸気バル
ブ102の開閉タイミングを変更するための可変バルブ
タイミングアクチュエータ(以下「VVT」と記す。)
114が設置される。
【0013】内燃機関10は制御部12によって制御さ
れるが、制御部12はマイクロコンピュータを適用した
場合にはデータバス121を中心として、CPU12
2、メモリ123、入力インターフェイス124および
出力インターフェイス125から構成される。入力イン
ターフェイス124には、ベーン式エアフローメータ1
07に機械的に接続されたポテンショメータ137、ス
ロットルバルブ108に機械的に接続されたスロットル
バルブ開度センサ138、クランクシャフト前端に設置
された歯車111に近接して配置される回転数センサ1
31、VVT114に設置されるVVTセンサ132お
よび大気圧センサ133が接続される。
【0014】出力インターフェイス125からは、燃料
噴射弁109に対する開弁信号およびVVT114に対
する操作信号が出力される。図2はVVT制御ルーチン
のフローチャートであって、ステップ21において回転
数センサ131から出力されるクランクシャフト回転角
θc 、VVTセンサ132から出力される吸気カムシャ
フト回転角θi 、スロットルバルブ開度センサ138で
検出されるスロットルバルブ開度TAおよび内燃機関回
転数NEを読み込む。
【0015】ステップ22においてクランクシャフト回
転角θc と吸気カムシャフト回転角θi とに基づいてク
ランクシャフトを基準とする両シャフトの間の実位相差
Δθを決定する。 Δθ=f(θc 、θi ) ステップ23においてスロットルバルブ開度TAおよび
内燃機関回転数NEに基づいて目標位相差Dθを決定す
る。
【0016】Dθ=g(TA、NE) ステップ24において実位相差Δθおよび目標位相差D
θに基づいてVVT操作量αを決定する。 α=h(Δθ、Dθ) そしてステップ25においてVVT操作量αを出力して
このルーチンを終了する。
【0017】図3は充填空気量予測ルーチンのフローチ
ャートであって、ステップ31においてスロットルバル
ブ開度センサ138で検出されるスロットルバルブ開度
TA、回転数センサ131で検出される内燃機関回転数
NE、エアフローメータ107で検出される吸入空気量
GNおよび大気圧センサ133で検出される大気圧PA
を読み込む。
【0018】ステップ32において、スロットルバルブ
開度TAおよび内燃機関回転数NEの関数として定常時
標準吸入空気量 tGNTABを求める。 tGNTAB= tGNTAB(TA、NE) なお関数はスロットルバルブ開度TAおよび内燃機関回
転数NEのマップの形でメモリ123に記憶することが
一般的である。
【0019】なおマップに記憶される定常時標準吸入空
気量 tGNTABは基準大気圧における吸入空気である
が、実際の吸入空気量は走行時の大気圧によって変化す
るため、ステップ33において圧力補正を施して定常時
吸入空気量GNTAを求める。 GNTA= tGNTAB・KPA(PA) ここで、KPAは大気圧補正係数である。
【0020】実際に吸気管105を流れる吸入空気量は
空気の慣性に起因する遅れを有するため、ステップ34
においてGNTAに対して一次遅れ処理を施して定常時
仮想吸入空気量GNCRTを算出する。 GNCRTi =GNCRTi-1 +(GNTA−GNCRTi-1 )・TIMC ここで、 GNCRTi は今回実行時の定常時仮想吸入空気量 GNCRTi-1 は前回実行時の定常時仮想吸入空気量 TIMCは予め設定される時定数である。
【0021】ステップ35において定常時仮想吸入空気
量GNCRTにさらに一次遅れ処理を施して定常時仮想
エアフローメータ出力GNCRT4を求める。 GNCRT4i =GNCRT4i-1 +(GNCRTi −GNCRT4i-1 )・ tKTC ここで、 GNCRT4i は今回実行時の定常時仮想エアフローメ
ータ出力 GNCRT4i-1 は前回実行時の定常時仮想エアフロー
メータ出力 tKTCは予め設定される時定数である。
【0022】ステップ36において定常時仮想吸入空気
量GNCRTに過渡時補正を施して過渡時仮想吸入空気
量 tGNVLVを算出する。 tGNVLVi = tGNVLVi-1 +( tGNTAB・KPA− tGNVLVi-1 )・TIMC ステップ37において、エアフローメータ107で検出
された吸入空気量GNに一次遅れ処理を施してエアフロ
ーメータ107の設置位置とインテークマニホールドと
の相違を補正してインテークマニホールドにおける吸入
空気量GNIを求める。
【0023】 GNIi =GNIi-1 +(GN−GNIi-1 )・TIMC1 ここで、 GNIi は今回実行時のインテークマニホールドにおけ
る吸入空気量 GNIi-1 は前回実行時のインテークマニホールドにお
ける吸入空気量 TIMC1は予め設定される時定数である。
【0024】ステップ38において、吸気バルブ102
閉時に燃焼室104に充填されていると予測される充填
空気量GNFWDを求める。 GNFWD=GNIi +( tGNVLVi −GNCRT4i ) 図4は充填空気量補正ルーチンのフローチャートであっ
て、ステップ41において吸入空気量GN、吸気カムシ
ャフトの実位相角Δθ、内燃機関回転数NEおよび予測
充填空気量GNFWDを読み込む。
【0025】ステップ42において実位相角Δθの関数
として、補正量CVVTを求める。 CVVT=CVVT(Δθ) 図5はVVT補正量CVVTを決定するためのグラフで
あって、横軸は実位相角Δθを、縦軸はVVT補正量C
VVTを表す。このグラフに示されるように実位相角Δ
θが大きい程、即ち吸気バルブ102と排気バルブ10
3のオーバラップ量が大きい程吸気バルブ102からの
排気吹き返しが大きくなり充填効率が低下するためVV
T補正量CVVTを大きな値としている。
【0026】ステップ43において吸入空気量GNの関
数として、吸入空気補正量CGNを求める。 CGN=CGN(GN) 図6は吸入空気補正量CGNを決定するためのグラフで
あって、横軸は吸入空気量GNを、縦軸は吸入空気補正
量CGNを表す。このグラフに示されるように吸入空気
量GNが少ない程吸入空気の慣性による充填効率の低下
が少ないので、吸入空気補正量CGNを1に近い値とし
ている。逆に吸入空気量GNが多い場合は吸入空気の慣
性の影響が顕著でありVVT補正により過度に補正され
ることを防止するために吸入空気補正量CGNを1より
小さい正の値とする。
【0027】ステップ44において次式に基づいて充填
空気量GNFWDを補正して補正充填空気量GNFWD
Cを演算する。 GNFWDC=GNFWD・CVVT・CGN 図7は燃料噴射量演算ルーチンのフローチャートであっ
て、ステップ71において補正充填空気量GNFWDC
を読み込む。
【0028】ステップ72において、次式により燃料噴
射量TAUを算出する。 TAU=GNFWDC・FEFI+FMW ここで、FEFIは噴射量換算係数、空燃比補正係数等
から定まる係数FMWは壁面付着量補正係数である。
【0029】ステップ73で燃料噴射量TAUに応じて
燃料噴射バルブ弁109を開として吸気バルブ102を
介して所定量の燃料を燃焼室104に供給する。
【0030】
【発明の効果】本発明にかかる燃料噴射制御装置によれ
ば、内燃機関回転数、吸入空気量およびスロットルバル
ブ開度に基づいて機関バルブ閉時に燃焼室に充填される
充填空気量を予測し、この予測された充填空気量をバル
ブオーバラップが大きいほど大きく、また吸入空気量が
大きいほど小さく補正することによって可変バルブタイ
ミング機能を具備した場合にも充填空気量の予測精度を
一層向上することが可能となる。さらに補正された予測
充填空気量に基づいて燃料噴射量を決定することにより
空燃比を正確に維持することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる実施例の構成図である。
【図2】VVT制御ルーチンのフローチャートである。
【図3】充填空気量予測ルーチンのフローチャートであ
る。
【図4】充填空気量補正ルーチンのフローチャートであ
る。
【図5】VVT補正量を決定するためのグラフである。
【図6】吸入空気補正量を決定するためのグラフであ
る。
【図7】燃料噴射量決定ルーチンのフローチャートであ
る。
【符号の説明】
10…内燃機関 101…ピストン 102…吸気バルブ 103…排気バルブ 104…燃焼室 105…吸気管 106…エアクリーナ 107…エアフローメータ 108…スロットルバルブ 109…燃料噴射バルブ 110…排気管 111…歯車 112…吸気カムシャフト 113…排気カムシャフト 114…VVT 12…制御部 131…回転数センサ 132…VVTセンサ 133…大気圧センサ 137…ポテンショメータ 138…スロットルセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 366 F02D 45/00 366F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関回転数、吸入空気量およびスロ
    ットルバルブ開度を含む内燃機関運転状態を検出する内
    燃機関運転状態検出手段と、 前記内燃機関運転状態検出手段で検出されたスロットル
    バルブ開度に応じてバルブオーバラップを可変とするバ
    ルブタイミング可変手段と、 前記内燃機関運転状態検出手段で検出された内燃機関運
    転状態に応じて機関バルブ閉時に気筒内に充填される空
    気量を予測する充填空気量予測手段と、 前記バルブタイミング可変手段によって可変されたバル
    ブオーバラップが大きいほど前記充填空気量予測手段で
    予測された充填空気量を大きく補正する補正手段と、 前記補正手段によって補正された充填空気量に基づいて
    演算された量の燃料を気筒に供給する燃料供給手段と、
    を具備する燃料噴射制御装置において、 前記内燃機関運転状態検出手段で検出される吸入空気量
    が大きいほど前記補正手段における補正量を小さくする
    補正量変更手段と、をさらに具備することを特徴とする
    燃料噴射制御装置。
JP8053895A 1995-04-05 1995-04-05 燃料噴射制御装置 Pending JPH08277736A (ja)

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JP8053895A JPH08277736A (ja) 1995-04-05 1995-04-05 燃料噴射制御装置

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JPH08277736A true JPH08277736A (ja) 1996-10-22

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6497214B2 (en) * 2000-11-06 2002-12-24 Denso Corporation Control system for an internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6497214B2 (en) * 2000-11-06 2002-12-24 Denso Corporation Control system for an internal combustion engine

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