JPH01253543A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents
エンジンの空燃比制御装置Info
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- JPH01253543A JPH01253543A JP63081803A JP8180388A JPH01253543A JP H01253543 A JPH01253543 A JP H01253543A JP 63081803 A JP63081803 A JP 63081803A JP 8180388 A JP8180388 A JP 8180388A JP H01253543 A JPH01253543 A JP H01253543A
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
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- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/008—Controlling each cylinder individually
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
-
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- F02D35/025—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、気筒の筒内圧と筒内温度から、燃料噴射量を
演算する際に必要な吸入空気量を算出するエンジンの空
燃比制御装置に関する。
演算する際に必要な吸入空気量を算出するエンジンの空
燃比制御装置に関する。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題1最近、筒
内圧センサを用いてエンジンの燃焼圧を気筒ごとに計測
し、この計測結果に基づき、点火時期、および、空燃比
をより正確に制御する技術が種々案出採用されている。
内圧センサを用いてエンジンの燃焼圧を気筒ごとに計測
し、この計測結果に基づき、点火時期、および、空燃比
をより正確に制御する技術が種々案出採用されている。
このうち、上記筒内圧センサを用いて空燃比制御を行う
ものとしては、例えば、特開昭60−’ 47836号
公報に開示されているようなものがある。
ものとしては、例えば、特開昭60−’ 47836号
公報に開示されているようなものがある。
すなわち、筒内圧センサの出力信号から気筒の筒内圧を
計測し、この筒内圧とエンジン回転数とをパラメータと
する基本燃料噴(ト)吊マツプから燃料噴射量(バ、−
ルス幅)を割り出すようにしたものである。
計測し、この筒内圧とエンジン回転数とをパラメータと
する基本燃料噴(ト)吊マツプから燃料噴射量(バ、−
ルス幅)を割り出すようにしたものである。
ところで、例えば、理論空燃比に実際の空燃比を近付け
るように空燃比制御する場合の基本燃料噴射聞を決定す
るパラメータのひとつに吸入空気量がある。
るように空燃比制御する場合の基本燃料噴射聞を決定す
るパラメータのひとつに吸入空気量がある。
上記先行技術では、この吸入空気量を筒内圧から予測し
て基本燃料噴射伍を設定しようとするものであるが、筒
内圧は、燃焼室内吸気温度と密接な関係を有し、この燃
焼室内吸気温度は、暖機状態(冷却水温)の変化に伴う
燃焼室内壁温度、および、外気温度などの影響を受けて
変化するものであり、筒内圧センサで測定された筒内圧
のみで吸入空気量を予測することは困難であり、空燃比
を正確に制御するには限界がある。
て基本燃料噴射伍を設定しようとするものであるが、筒
内圧は、燃焼室内吸気温度と密接な関係を有し、この燃
焼室内吸気温度は、暖機状態(冷却水温)の変化に伴う
燃焼室内壁温度、および、外気温度などの影響を受けて
変化するものであり、筒内圧センサで測定された筒内圧
のみで吸入空気量を予測することは困難であり、空燃比
を正確に制御するには限界がある。
とくに、多気筒エンジンの場合、例えば、上記燃焼室内
壁温度は、冷却水順路などの影響で気固ごとに相違する
ため、筒内圧に基づいて各気筒の吸入空気量を予測した
場合、気筒ごとの空燃比にばらつきが生じる。その結果
、とくに低負荷運転時の安定性が損われ、排気エミッシ
ョンおよび燃費の悪化を招く問題がある。
壁温度は、冷却水順路などの影響で気固ごとに相違する
ため、筒内圧に基づいて各気筒の吸入空気量を予測した
場合、気筒ごとの空燃比にばらつきが生じる。その結果
、とくに低負荷運転時の安定性が損われ、排気エミッシ
ョンおよび燃費の悪化を招く問題がある。
一方、従来のエアフローメータなどの吸入空気量センサ
では、気筒ごとの吸入空気量を計測することができず、
各気筒の空燃比を適性に制御することができない。また
、この吸入空気量センサが吸気抵抗となり吸入効率の低
下を招く問題もある。
では、気筒ごとの吸入空気量を計測することができず、
各気筒の空燃比を適性に制御することができない。また
、この吸入空気量センサが吸気抵抗となり吸入効率の低
下を招く問題もある。
[発明の目的]
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、燃焼室内
の吸入空気量を正確に計測することができ、空燃比を正
確に制御することができ、安定した出力が得られるばか
りでなく、低負荷運転時の排気エミッションおよび燃費
を改善することのできるエンジンの空燃比制御装置を提
供することを目的としている。
の吸入空気量を正確に計測することができ、空燃比を正
確に制御することができ、安定した出力が得られるばか
りでなく、低負荷運転時の排気エミッションおよび燃費
を改善することのできるエンジンの空燃比制御装置を提
供することを目的としている。
[X1題を解決するための手段および作用1本発明は、
エンジンの運転状態を検出する運転状態パラメータ検出
手段に、気筒の筒内圧を計測する筒内圧センサと、気筒
の筒内温度を計測する筒内温度センサと、気筒の予め設
定されたクランク角を検出する計測タイミングセンサと
が設けられており、また上記運転状態パラメータ検出手
段)出力信号に基づいてエンジン状態を制御する制御手
段に、前記計測タイミングセンサで検出した設定クラン
ク角における前記筒内圧センサの出力信号および前記筒
内温度センサの出力信号から吸入空気量を口出する吸入
空気flul手出と、この吸入空気ff1R出手段で算
出した吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料
噴射算出手段とが設けられているものであり、上記吸入
空気量算出手段では、運転状態パラメータ検出手段の筒
内圧センサの出力信号と筒内温度センサの出力信号とか
ら各気筒の予め設定されたクランク角における吸入空気
量をボイルシャールの法則から詐出する。
エンジンの運転状態を検出する運転状態パラメータ検出
手段に、気筒の筒内圧を計測する筒内圧センサと、気筒
の筒内温度を計測する筒内温度センサと、気筒の予め設
定されたクランク角を検出する計測タイミングセンサと
が設けられており、また上記運転状態パラメータ検出手
段)出力信号に基づいてエンジン状態を制御する制御手
段に、前記計測タイミングセンサで検出した設定クラン
ク角における前記筒内圧センサの出力信号および前記筒
内温度センサの出力信号から吸入空気量を口出する吸入
空気flul手出と、この吸入空気ff1R出手段で算
出した吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料
噴射算出手段とが設けられているものであり、上記吸入
空気量算出手段では、運転状態パラメータ検出手段の筒
内圧センサの出力信号と筒内温度センサの出力信号とか
ら各気筒の予め設定されたクランク角における吸入空気
量をボイルシャールの法則から詐出する。
[発明の実施例]
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は空燃比制御装
置の機能ブロック図、第2図はエンジンの要部概略図、
第3図は各気筒のクランク角に対応した動作状況を示す
図表、第4図は燃料噴射場の算出手順を示すフローチャ
ートである。
置の機能ブロック図、第2図はエンジンの要部概略図、
第3図は各気筒のクランク角に対応した動作状況を示す
図表、第4図は燃料噴射場の算出手順を示すフローチャ
ートである。
(構 成)
図中の符号1は水平対向型4気筒エンジンのエンジン本
体で、このエンジン本体1の両バンクのシリンダヘッド
1aに、筒内圧センサ2と筒内温度センサ3が各気筒に
対応して配設されており、この両センサ2.3の検知部
が上記各気筒の燃焼室に露呈されている。
体で、このエンジン本体1の両バンクのシリンダヘッド
1aに、筒内圧センサ2と筒内温度センサ3が各気筒に
対応して配設されており、この両センサ2.3の検知部
が上記各気筒の燃焼室に露呈されている。
なお、この筒内温度センサ3としては、燃焼室内の吸入
空気温度をサーミスタの抵抗値変化にて計1測する感熱
式温度センサなどが考えられる。
空気温度をサーミスタの抵抗値変化にて計1測する感熱
式温度センサなどが考えられる。
また、上記エンジン本体1の各気筒に連通する吸気ボー
ト1bにインジェクタ4が各々臨まされており、さらに
、この各吸気ボート1bが吸気マニホルド5を介してス
ロットルチャンバ6に連通されている。また、このスロ
ットルチャンバ6の上流側が吸気管7を介してエアクリ
ーナ8に連通されている。
ト1bにインジェクタ4が各々臨まされており、さらに
、この各吸気ボート1bが吸気マニホルド5を介してス
ロットルチャンバ6に連通されている。また、このスロ
ットルチャンバ6の上流側が吸気管7を介してエアクリ
ーナ8に連通されている。
また、上記エンジン本体1の図示しないカムシャフトに
連設するディス1−リビュータ9に、各気筒の予め設定
されたクランク角を検出する計測りィミングセンサ10
が設けられている。
連設するディス1−リビュータ9に、各気筒の予め設定
されたクランク角を検出する計測りィミングセンサ10
が設けられている。
一方、上記エンジン本体1の排気ボート1Cに連通ずる
排気マニホルド9の合流部に空燃比センサ11が臨まさ
れている。
排気マニホルド9の合流部に空燃比センサ11が臨まさ
れている。
なお、符号12は触媒コンバータ、13はスロットルバ
ルブである。
ルブである。
また、符号14は制御手段(ECU)で、このECU1
4の入力側に、上記各センサ2.3.10.11で構成
する運転条件パラメータ検出手段15が接続されている
。ざらに、このECU14の出力側に、上記インジェク
タ4とこのインジェクタ4を駆動する駆動回路16から
なるインジェクタ駆動手段17が接続されている。
4の入力側に、上記各センサ2.3.10.11で構成
する運転条件パラメータ検出手段15が接続されている
。ざらに、このECU14の出力側に、上記インジェク
タ4とこのインジェクタ4を駆動する駆動回路16から
なるインジェクタ駆動手段17が接続されている。
(ECU14の機能構成)
次に、上記ECU14の機能構成を説明づる。
このECU14はタイミング判定手段18、吸入空気量
口出手段19、空燃比フィードバック補正量算出手段2
0、燃料噴射用算出手段21で構成されている。
口出手段19、空燃比フィードバック補正量算出手段2
0、燃料噴射用算出手段21で構成されている。
タイミング判定手段18T:は、上記ディストリビュー
タ9のディストリビュータシャフトに軸着されているタ
イミングロータ(図示せず)から各気筒の圧縮行程時の
予め設定された特定クランク角度(例えば、BTDC9
0°)を判定する。
タ9のディストリビュータシャフトに軸着されているタ
イミングロータ(図示せず)から各気筒の圧縮行程時の
予め設定された特定クランク角度(例えば、BTDC9
0°)を判定する。
吸入空気ψの出手段19では、特定クランク角(例えば
、BTDC90°)における筒内圧センサ2で計測した
筒内圧Pと筒内温度センサ3で計測した筒内吸気温度T
からボイルシャールの法則に基づき、気筒ごとの吸入空
気fiGを下式で算出する。
、BTDC90°)における筒内圧センサ2で計測した
筒内圧Pと筒内温度センサ3で計測した筒内吸気温度T
からボイルシャールの法則に基づき、気筒ごとの吸入空
気fiGを下式で算出する。
PXV=GXRXT
V:特定クランク角における固定容積
R:圧縮工程中のガス定数
、’、G−(PxV)/ (RxT)−・−(1)空燃
比フィードバック補正椿等出手段20では、上記空燃比
センサ11からの空燃比信号λに基づき、空燃比フィー
ドバック補正ff1KFBを算出する。
比フィードバック補正椿等出手段20では、上記空燃比
センサ11からの空燃比信号λに基づき、空燃比フィー
ドバック補正ff1KFBを算出する。
燃料噴射ff1R出手段21では、上記吸入空気量口出
手段19で算出した吸入空気ff1Gと、上記空燃比フ
ィードバック補正量算出手段20で算出した空燃比フィ
ードバック補正aKFBから燃料噴射パルス幅Tiを下
式で算出する。
手段19で算出した吸入空気ff1Gと、上記空燃比フ
ィードバック補正量算出手段20で算出した空燃比フィ
ードバック補正aKFBから燃料噴射パルス幅Tiを下
式で算出する。
Ti =KXGXKFB =(2)K:空
燃比定数 そして、この燃料噴14出手段21で口出した燃料噴射
パルス幅Tiをインジェクタ駆動手段17の駆動回路1
6へ出力しインジェクタ4を駆動させる。
燃比定数 そして、この燃料噴14出手段21で口出した燃料噴射
パルス幅Tiをインジェクタ駆動手段17の駆動回路1
6へ出力しインジェクタ4を駆動させる。
なお、この燃料噴射パルス幅Tiは気筒ごとに算出され
る。
る。
(動 作)
次に、上記構成による実施例の動作を第4図フローヂャ
ートに従って説明する。
ートに従って説明する。
まず、計測タイミングセンサ10の出力信号を入力する
(ステップ101)。そして、タイミング判定手段18
で、クランク角が所定の計測タイミングがどうかが判定
され、所定計測タイミング以外の場合、プログラムを終
了し、また、所定計測タイミングの場合、ステップ10
3へ進むくステップ102)。
(ステップ101)。そして、タイミング判定手段18
で、クランク角が所定の計測タイミングがどうかが判定
され、所定計測タイミング以外の場合、プログラムを終
了し、また、所定計測タイミングの場合、ステップ10
3へ進むくステップ102)。
なお、この計測タイミングは圧縮行程■4の圧力の急激
な変動が始まる位置で、且つ、点火前の位置、例えばB
TDC90°に設定されている。
な変動が始まる位置で、且つ、点火前の位置、例えばB
TDC90°に設定されている。
そして、ステップ103では、吸入空気ff1I?出手
段19が筒内圧センサ2と筒内温度センサ3の出力信号
から圧縮行程時の所定クランク角(例えば、BTDC9
0°)における筒内圧Pと筒内吸気温度Tを算出する。
段19が筒内圧センサ2と筒内温度センサ3の出力信号
から圧縮行程時の所定クランク角(例えば、BTDC9
0°)における筒内圧Pと筒内吸気温度Tを算出する。
次いで、この筒内圧Pと筒内吸気温度Tから上記(1)
式にて吸入空気ff1Gを算出する(ステップ104)
。
式にて吸入空気ff1Gを算出する(ステップ104)
。
また、空燃比フィードバック補正量算出手段20が空燃
比センサ11の空燃比信号λから空燃比フィードバック
補正l K FBを算出する(ステップ105)。
比センサ11の空燃比信号λから空燃比フィードバック
補正l K FBを算出する(ステップ105)。
次いで、燃料噴rJJffi算出手段21が上記吸入空
気MGと上記空燃比フィードバック補正ffi K F
Bから燃料噴rA吊に対応する燃料噴射パルス幅7iを
上記(2)式にて算出し、プログラムを終了する(ステ
ップ106)。
気MGと上記空燃比フィードバック補正ffi K F
Bから燃料噴rA吊に対応する燃料噴射パルス幅7iを
上記(2)式にて算出し、プログラムを終了する(ステ
ップ106)。
なお、第3図に示すように、この燃料噴射量の演算を、
上記計測タイミングセンサ10から出力される特定クラ
ンク角信号に従い1気筒ごとに算出し、排気行程中に燃
料を噴射する。
上記計測タイミングセンサ10から出力される特定クラ
ンク角信号に従い1気筒ごとに算出し、排気行程中に燃
料を噴射する。
また、図の実施例では、筒内温度センサ3を気筒ごとに
取り付けているが、この筒内温度センサ3を1気筒のみ
に取り付け、このひとつの筒内温度センサ3で計測した
筒内吸気温度Tをメモリに格納しておき、他の気筒の燃
料噴射パルス幅を算出する際には、上記メモリに格納さ
れている最新の筒内吸気温度Tを使用するようにしても
よい。
取り付けているが、この筒内温度センサ3を1気筒のみ
に取り付け、このひとつの筒内温度センサ3で計測した
筒内吸気温度Tをメモリに格納しておき、他の気筒の燃
料噴射パルス幅を算出する際には、上記メモリに格納さ
れている最新の筒内吸気温度Tを使用するようにしても
よい。
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、気筒の予め設定さ
れたクランク角における筒内圧と筒内温度から、各気筒
の燃焼室に吸入された空気部を計測するようにしたので
、各気筒の実際の吸入空気但を正確に計測することがで
き、よって、空燃比を気筒ごとに正確に制御することが
でき、その結果、気筒間の空燃比のばらつきがなくなり
、安定した出力特性が得られ、且つ、低負荷運転時の排
気エミッションおよび燃費を改善することができる。
れたクランク角における筒内圧と筒内温度から、各気筒
の燃焼室に吸入された空気部を計測するようにしたので
、各気筒の実際の吸入空気但を正確に計測することがで
き、よって、空燃比を気筒ごとに正確に制御することが
でき、その結果、気筒間の空燃比のばらつきがなくなり
、安定した出力特性が得られ、且つ、低負荷運転時の排
気エミッションおよび燃費を改善することができる。
また、エアフローメータなどの吸入空気h1検出手段が
不要になった分、吸気抵抗が少なくなり、出力の向上を
図ることができる。
不要になった分、吸気抵抗が少なくなり、出力の向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は空燃比制御装
置の機能ブロック図、第2図はエンジンの要部概略図、
第3図は各気筒のクランク角に対応した動作状況を示す
図表、第4図は燃料噴射量のn出手順を示すフローチャ
ートである。 2・・・筒内圧センサ、3・・・筒内温度センサ、10
・・・計測タイミングセンサ、14・・・制御手段(E
CU)、15・・・運転条件パラメータ検出手段、19
・・・吸入空気量算出手段、21・・・燃料噴射σ算出
手段、Ti・・・燃料噴射量。 工〉ジン気煽 第4図
置の機能ブロック図、第2図はエンジンの要部概略図、
第3図は各気筒のクランク角に対応した動作状況を示す
図表、第4図は燃料噴射量のn出手順を示すフローチャ
ートである。 2・・・筒内圧センサ、3・・・筒内温度センサ、10
・・・計測タイミングセンサ、14・・・制御手段(E
CU)、15・・・運転条件パラメータ検出手段、19
・・・吸入空気量算出手段、21・・・燃料噴射σ算出
手段、Ti・・・燃料噴射量。 工〉ジン気煽 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 エンジンの運転状態を検出する運転状態パラメータ検出
手段に、 気筒の筒内圧を計測する筒内圧センサと、 気筒の筒内温度を計測する筒内温度センサと、気筒の予
め設定されたクランク角を検出する計測タイミングセン
サとが設けられており、 また上記運転状態パラメータ検出手段の出力信号に基づ
いてエンジン状態を制御する制御手段に、 前記計測タイミングセンサで検出した設定クランク角に
おける前記筒内圧センサの出力信号および前記筒内温度
センサの出力信号から吸入空気量を算出する吸入空気量
算出手段と、 この吸入空気量算出手段で算出した吸入空気量に基づい
て燃料噴射量を算出する燃料噴射算出手段とが設けられ
ていることを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63081803A JPH01253543A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | エンジンの空燃比制御装置 |
US07/330,592 US4913118A (en) | 1988-04-01 | 1989-03-28 | Fuel injection control system for an automotive engine |
DE3910326A DE3910326C2 (de) | 1988-04-01 | 1989-03-30 | Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge |
GB8907164A GB2217045A (en) | 1988-04-01 | 1989-03-30 | Fuel injection control system for an automotive engine |
Applications Claiming Priority (1)
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