JP2008215131A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2008215131A JP2007051587A JP2007051587A JP2008215131A JP 2008215131 A JP2008215131 A JP 2008215131A JP 2007051587 A JP2007051587 A JP 2007051587A JP 2007051587 A JP2007051587 A JP 2007051587A JP 2008215131 A JP2008215131 A JP 2008215131A
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Keiichi Myojo
啓一 明城
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine capable of maintaining operation of the engine even when an error of an air flow meter is increased. <P>SOLUTION: The control device for the internal combustion engine 4 is provided with: the air flow meter 104 receiving supply of power supply voltage VB from a DC power supply and measuring intake air amount; a voltage sensor 151 for detecting the power supply voltage VB; and a control part 60 controlling parameters changed in connection with intake air amount and controlling fuel injection amount supplied to the engine 4 based on a signal indicating the intake air amount detected by the air flow meter 104. When the power supply voltage VB detected by the voltage sensor 151 is declined to a certain threshold value, the control part 60 estimates an air amount load factor based on the parameters instead of output of the air flow meter 104 and determines fuel injection amount based on the estimated air amount load factor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に吸気量を検出するエアフローメータを含む車両の内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine of a vehicle including an air flow meter that detects an intake air amount.

エアフローメータは、エンジンの吸気通路への空気の流入量（吸入空気量）を計測する装置である。吸入空気量は、アクセルの踏み加減やエンジン回転数により変化する。その刻々と変化する吸入空気量をエアフローメータは電気信号に変換して出力する。エアフローメータが検出した吸入空気量は、燃料噴射式のエンジンでは燃料噴射量を決定するために使用されている。   An air flow meter is a device that measures the amount of air flowing into an intake passage (intake air amount) of an engine. The intake air amount varies depending on whether the accelerator is depressed or not and the engine speed. The air flow meter converts the momentarily changing intake air amount into an electrical signal and outputs it. The intake air amount detected by the air flow meter is used to determine the fuel injection amount in a fuel injection type engine.

特開平５−１６３９７４号公報（特許文献１）には、内燃機関の燃料噴射制御装置が開示されており、吸入空気量の算出に関する記載がある。
特開平５−１６３９７４号公報 特開２００６−２５７９３９号公報 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-163974 (Patent Document 1) discloses a fuel injection control device for an internal combustion engine and has a description relating to calculation of an intake air amount.
JP-A-5-163974 JP 2006-257939 A

近年では、エンジンの吸入空気量の算出にはエアフローメータが使用されている。エアフローメータには、補機バッテリおよびオルタネータから電源電圧が供給されている。その一方、エンジン制御を行なうＥＣＵ（Electronic Control Unit）も補機バッテリおよびオルタネータから電源電圧の供給を受けている。   In recent years, an air flow meter has been used to calculate the intake air amount of an engine. The air flow meter is supplied with power supply voltage from an auxiliary battery and an alternator. On the other hand, an ECU (Electronic Control Unit) that controls the engine is also supplied with a power supply voltage from the auxiliary battery and the alternator.

ＥＣＵは、車両制御の中核をなす部品であるため、他の部品よりも電源電圧が低下しても動作可能なように余裕をもって設計されている。補機バッテリが完全に放電しオルタネータのみで電源供給が行なわれている状況で使用電力が急増したときなど、電源電圧が低下する場合が考えられる。   Since the ECU is a component that forms the core of vehicle control, it is designed with a margin so that it can operate even when the power supply voltage is lower than other components. There may be a case where the power supply voltage decreases, for example, when the power used is rapidly increased in a situation where the auxiliary battery is completely discharged and power is supplied only by the alternator.

たとえば、近年採用されるようになった電動パワーステアリングについては、走行負荷の高い高車速域での急ハンドル操作時は、消費電力が急増し電源電圧の低下する可能性がある。またオルタネータ出力がエンジン回転数の減少に伴い低下する傾向があるため、負荷の小さい停車時においても、エンジン回転数が低いために、大きくハンドルを切った時に電源電圧の低下の可能性がある。   For example, with regard to electric power steering that has been adopted in recent years, there is a possibility that the power consumption increases rapidly and the power supply voltage decreases when the steering wheel is operated in a high vehicle speed range where the traveling load is high. Further, since the alternator output tends to decrease as the engine speed decreases, the engine speed is low even when the load is low, so the power supply voltage may decrease when the steering wheel is largely turned.

この場合、ＥＣＵは正常に動作するが、エアフローメータは正しい吸入空気量を算出できないという電源電圧が低下した電源電圧範囲が使用される。このような電源電圧の低下を防止するには、出力の大きいオルタネータを採用せねばならず車両製造コストが増大してしまう。   In this case, the ECU operates normally, but the power supply voltage range in which the power supply voltage is reduced such that the airflow meter cannot calculate the correct intake air amount is used. In order to prevent such a decrease in power supply voltage, an alternator with a high output must be employed, which increases the vehicle manufacturing cost.

エアフローメータが正しい吸入空気量を算出できないと、エンジンの失火が発生し、エンジン本体や触媒に悪影響を与える。また、近年では、エミッションを低減させるため、燃料噴射量を調節して理想空燃比を維持する空燃比フィードバック制御が行なわれる場合があるが、吸入空気量が正確でないとこの制御も正常に働かなくなる。同様に燃料タンク内で蒸発した燃料蒸気を吸入空気に混入させて燃焼させる場合においてもこの制御は正常に働かなくなる。   If the air flow meter cannot calculate the correct intake air amount, an engine misfire occurs, which adversely affects the engine body and catalyst. In recent years, in order to reduce emissions, air-fuel ratio feedback control for adjusting the fuel injection amount to maintain the ideal air-fuel ratio may be performed. However, if the intake air amount is not accurate, this control also does not work properly. . Similarly, when the fuel vapor evaporated in the fuel tank is mixed with the intake air and burned, this control does not work normally.

この発明の目的は、エアフローメータの誤差が増大しても機関の運転を維持できる内燃機関の制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can maintain the operation of the engine even if the error of the air flow meter increases.

この発明は、要約すると、内燃機関の制御装置であって、直流電源から電源電圧の供給を受け、吸気量を計測するエアフローメータと、電源電圧を検出する電圧センサと、吸気量に関連して変化するパラメータを制御し、かつエアフローメータが検出した吸気量を示す信号に基づいて内燃機関に供給する燃料噴射量を制御する制御部とを備える。制御部は、電圧センサが検出した電源電圧が第１の電圧より低下した場合に、エアフローメータの出力に代えてパラメータに基づいて空気量負荷率を推定し、推定した空気量負荷率に基づいて燃料噴射量を決定する。   In summary, the present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and relates to an air flow meter that receives supply voltage from a DC power source and measures intake air amount, a voltage sensor that detects power supply voltage, and intake air amount. And a control unit that controls a parameter that changes and controls a fuel injection amount to be supplied to the internal combustion engine based on a signal indicating an intake air amount detected by the air flow meter. When the power supply voltage detected by the voltage sensor is lower than the first voltage, the control unit estimates the air load factor based on the parameter instead of the output of the air flow meter, and based on the estimated air load factor Determine the fuel injection amount.

好ましくは、パラメータは、スロットル開度を含む。
好ましくは、パラメータは、内燃機関の回転数を含む。 Preferably, the parameter includes a throttle opening.
Preferably, the parameter includes the rotational speed of the internal combustion engine.

好ましくは、制御部は、内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行なって燃料噴射量を補正する。制御部は、エアフローメータの出力に代えてパラメータに基づいて空気量負荷率を推定し、推定した空気量負荷率に基づいて燃料噴射量を決定するときには、燃料噴射量の補正を中止する。   Preferably, the control unit corrects the fuel injection amount by performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage of the internal combustion engine. The control unit estimates the air amount load factor based on the parameter instead of the output of the air flow meter, and stops the correction of the fuel injection amount when determining the fuel injection amount based on the estimated air amount load factor.

好ましくは、制御部は、直流電源から電源電圧を受けて動作する。制御部の動作可能最低電源電圧は、第１の電圧よりも低い第２の電圧である。   Preferably, the control unit operates by receiving a power supply voltage from a DC power supply. The minimum operable power supply voltage of the control unit is a second voltage lower than the first voltage.

より好ましくは、直流電源は、蓄電装置と、内燃機関から機械的動力を受けて発電するオルタネータとを含む。直流電源は、エアフローメータおよび制御部に加えて、電気負荷に電力を供給する。電気負荷は、電動パワーステアリング装置または空調装置を含む。   More preferably, the DC power supply includes a power storage device and an alternator that generates mechanical power from an internal combustion engine. The DC power supply supplies electric power to the electric load in addition to the air flow meter and the control unit. The electric load includes an electric power steering device or an air conditioner.

この発明によれば、電源電圧が低下してエアフローメータの誤差が増大しても内燃機関の運転を維持することができる。   According to the present invention, the operation of the internal combustion engine can be maintained even if the power supply voltage decreases and the air flow meter error increases.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［車両の構成］
図１は、車両１００のエンジンに関連する構成を示す図である。 [Vehicle configuration]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration related to the engine of the vehicle 100.

図１を参照して、エンジン４は、シリンダヘッドに吸気を導入するための吸気通路１１１と、シリンダヘッドから排気を行なうための排気通路１１３とを含む。   Referring to FIG. 1, engine 4 includes an intake passage 111 for introducing intake air to the cylinder head and an exhaust passage 113 for exhausting air from the cylinder head.

吸気通路１１１の上流から順にエアクリーナ１０２、エアフローメータ１０４、吸気温センサ１０６、スロットル弁１０７が設けられる。スロットル弁１０７は、電子制御スロットル１０８によってその開度が制御される。電子制御スロットル１０８は、図示しないが、スロットル弁を駆動するモータと、弁の動きを検出するスロットルセンサとを含む。吸気通路１１１の吸気弁の近くには、燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１１０が設けられる。   An air cleaner 102, an air flow meter 104, an intake air temperature sensor 106, and a throttle valve 107 are provided in this order from the upstream side of the intake passage 111. The opening degree of the throttle valve 107 is controlled by an electronic control throttle 108. Although not shown, the electronic control throttle 108 includes a motor that drives a throttle valve and a throttle sensor that detects the movement of the valve. An injector (fuel injection valve) 110 that injects fuel is provided near the intake valve of the intake passage 111.

排気通路１１３には排気弁側から順に空燃比センサもしくは酸素センサ１４５、触媒装置１２７、酸素センサ１４６、触媒装置１２８が配置される。エンジン４は、さらに、シリンダブロックに設けられたシリンダを上下するピストン１１４と、ピストン１１４の上下に応じて回転するクランクシャフトの回転を検知するクランクポジションセンサ１４３と、シリンダブロックの振動を検知してノッキングの発生を検出するノックセンサ１４４と、シリンダブロックの冷却水路に取付けられている水温センサ１４８とを含む。   In the exhaust passage 113, an air-fuel ratio sensor or oxygen sensor 145, a catalyst device 127, an oxygen sensor 146, and a catalyst device 128 are arranged in this order from the exhaust valve side. The engine 4 further detects a piston 114 that moves up and down a cylinder provided in the cylinder block, a crank position sensor 143 that detects rotation of a crankshaft that rotates in accordance with the upper and lower of the piston 114, and vibrations of the cylinder block. It includes a knock sensor 144 that detects the occurrence of knocking, and a water temperature sensor 148 attached to the cooling water passage of the cylinder block.

制御部６０は、アクセルポジションセンサ１５０の出力に応じて電子制御スロットル１０８を制御して吸気量を変化させ、またクランクポジションセンサ１４３から得られるクランク角に応じてイグニッションコイル１１２に点火指示を出力し、インジェクタ１１０に燃料噴射時期を出力する。また吸気温センサ１０６、ノックセンサ１４４、空燃比センサもしくは酸素センサ１４５、酸素センサ１４６の出力に応じて燃料噴射量や空気量および点火タイミングを補正する。   The control unit 60 controls the electronic control throttle 108 according to the output of the accelerator position sensor 150 to change the intake air amount, and outputs an ignition instruction to the ignition coil 112 according to the crank angle obtained from the crank position sensor 143. The fuel injection timing is output to the injector 110. Further, the fuel injection amount, the air amount, and the ignition timing are corrected according to the outputs of the intake air temperature sensor 106, knock sensor 144, air-fuel ratio sensor or oxygen sensor 145, and oxygen sensor 146.

車両１００は、さらに、燃料タンク１８０と、燃料ポンプ１８６と、燃料残量センサ１８４と、キャニスター１８９と、キャニスターパージＶＳＶ（バキュームスイッチングバルブ）１９１とを含む。燃料ポンプ１８６によって通路１８５を介して吸上げられた燃料は加圧されて通路１８７に送出される。そして所定のタイミングでインジェクタ１１０が開かれると燃料は吸気通路１１１内に噴射される。   Vehicle 100 further includes a fuel tank 180, a fuel pump 186, a fuel remaining amount sensor 184, a canister 189, and a canister purge VSV (vacuum switching valve) 191. The fuel sucked up by the fuel pump 186 through the passage 185 is pressurized and sent to the passage 187. When the injector 110 is opened at a predetermined timing, the fuel is injected into the intake passage 111.

また燃料タンク１８０内で蒸発した燃料蒸気は、高温により体積増加したり給油されたりした場合に燃料タンク１８０からキャニスター１８９に押出され、キャニスター１８９の内部の活性炭に吸着される。そしてキャニスターパージＶＳＶ１９１が制御部６０によって開かれることにより吸着されていた燃料蒸気が通路１９０，１９２を経由して吸気通路１１１内に放出される。キャニスターパージＶＳＶ１９１は、制御部６０から与えられる制御信号のデューティー比に応じて燃料蒸気の流量を変化させることができる。   Further, the fuel vapor evaporated in the fuel tank 180 is pushed out from the fuel tank 180 to the canister 189 and adsorbed by the activated carbon inside the canister 189 when the volume is increased or refueled due to high temperature. The fuel vapor adsorbed by opening the canister purge VSV 191 by the controller 60 is discharged into the intake passage 111 via the passages 190 and 192. The canister purge VSV 191 can change the flow rate of the fuel vapor according to the duty ratio of the control signal given from the control unit 60.

運転者が給油扉開閉レバー等を操作すると、リッドが開く。そして燃料キャップ１８２が外されてガソリンスタンド等の燃料供給装置から燃料供給通路１８３に燃料が供給される。   When the driver operates the refueling door opening / closing lever, the lid opens. Then, the fuel cap 182 is removed, and fuel is supplied to the fuel supply passage 183 from a fuel supply device such as a gas station.

［空燃比フィードバック制御］
触媒で排気ガスを浄化するために、高い浄化率となる理論空燃比近傍になるよう、燃料噴射量を空燃比センサもしくは酸素センサ１４５および制御部６０によってフィードバック制御することが行なわれる。 [Air-fuel ratio feedback control]
In order to purify the exhaust gas with the catalyst, the fuel injection amount is feedback-controlled by the air-fuel ratio sensor or the oxygen sensor 145 and the control unit 60 so as to be close to the theoretical air-fuel ratio at which a high purification rate is achieved.

このような空燃比フィードバック制御は、吸入空気量を精度良く検出して行なう必要がある。エアフローメータ１０４は、空燃比フィードバック制御を行なう為に十分な精度で、吸入空気量を検出する。   Such air-fuel ratio feedback control needs to be performed by accurately detecting the intake air amount. The air flow meter 104 detects the intake air amount with sufficient accuracy to perform air-fuel ratio feedback control.

内燃機関の制御装置は、直流電源１５２から電源電圧ＶＢの供給を受け、吸気量を計測するエアフローメータ１０４と、電源電圧ＶＢを検出する電圧センサ１５１と、吸気量に関連して変化するパラメータ（たとえば、スロットル開度やエンジン回転数）を制御し、かつエアフローメータが検出した吸気量を示す信号に基づいてエンジン４に供給する燃料噴射量を制御する制御部６０とを備える。制御部６０は、電圧センサ１５１が検出した電源電圧ＶＢがあるしきい値（第１の電圧）より低下した場合に、エアフローメータ１０４の出力に代えて（たとえば、スロットル開度やエンジン回転数などの）パラメータに基づいて空気量負荷率を推定し、推定した空気量負荷率に基づいて燃料噴射量を決定する。   The control device for the internal combustion engine receives the supply of the power supply voltage VB from the DC power supply 152 and measures the intake air amount, the air flow meter 104 for measuring the intake air amount, the voltage sensor 151 for detecting the power supply voltage VB, and the parameter ( For example, a control unit 60 is provided that controls the amount of fuel injection supplied to the engine 4 based on a signal indicating the intake air amount detected by the air flow meter. When the power supply voltage VB detected by the voltage sensor 151 falls below a certain threshold value (first voltage), the control unit 60 replaces the output of the air flow meter 104 (for example, throttle opening, engine speed, etc.). The air amount load factor is estimated based on the parameter (b), and the fuel injection amount is determined based on the estimated air amount load factor.

なお、電圧センサ１５１は、マイクロコンピュータに内蔵されるＡ／Ｄコンバータなどであっても良い。   The voltage sensor 151 may be an A / D converter built in a microcomputer.

好ましくは、制御部６０は、エンジン４の排気通路１１３に設けられた空燃比センサもしくは酸素センサ１４５の出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行なって燃料噴射量を補正する。制御部６０は、エアフローメータの出力に代えて（たとえば、スロットル開度やエンジン回転数などの）パラメータに基づいて空気量負荷率を推定し、推定した空気量負荷率に基づいて燃料噴射量を決定するときには、燃料噴射量の補正を中止する。   Preferably, the control unit 60 corrects the fuel injection amount by performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the air-fuel ratio sensor or the oxygen sensor 145 provided in the exhaust passage 113 of the engine 4. The control unit 60 estimates the air amount load factor based on parameters (for example, throttle opening, engine speed, etc.) instead of the output of the air flow meter, and determines the fuel injection amount based on the estimated air amount load factor. When determining, the correction of the fuel injection amount is stopped.

好ましくは、制御部６０は、直流電源１５２から電源電圧ＶＢを受けて動作する。制御部の動作可能最低電源電圧は、第１の電圧（たとえば１０Ｖ）よりも低い第２の電圧（たとえば８Ｖ）である。   Preferably, control unit 60 operates by receiving power supply voltage VB from DC power supply 152. The minimum operable power supply voltage of the control unit is a second voltage (for example, 8V) lower than the first voltage (for example, 10V).

より好ましくは、直流電源１５２は、蓄電装置であるバッテリ６１と、エンジン４から機械的動力を受けて発電するオルタネータ６７とを含む。直流電源１５２は、エアフローメータ１０４および制御部６０に加えて、電気負荷６８に電力を供給する。電気負荷６８は、電動パワーステアリング装置または空調装置を含む。これらの電気負荷６８には、補機バッテリ６１およびオルタネータ６７から電源電圧が供給されている。   More preferably, DC power supply 152 includes a battery 61 that is a power storage device, and an alternator 67 that generates mechanical power from engine 4. The DC power source 152 supplies power to the electric load 68 in addition to the air flow meter 104 and the control unit 60. The electric load 68 includes an electric power steering device or an air conditioner. A power supply voltage is supplied to these electric loads 68 from an auxiliary battery 61 and an alternator 67.

図２は、オルタネータの回転数と発電量との関係を示した図である。
オルタネータ６７は、たとえば１４Ｖの電圧を出力するが、図２に示すように、オルタネータ６７は回転数が高くなるほど出力可能な電流が大きくなる。ここで、車載バッテリ６１が完全放電し、オルタネータ６７の出力する電流のみで車両の電気負荷６８が駆動される場合、電源電圧ＶＢが大きく低下することがある。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the rotational speed of the alternator and the amount of power generation.
The alternator 67 outputs, for example, a voltage of 14 V. As shown in FIG. 2, the alternator 67 has a higher output current as the rotational speed increases. Here, when the in-vehicle battery 61 is completely discharged and the electric load 68 of the vehicle is driven only by the current output from the alternator 67, the power supply voltage VB may be greatly reduced.

たとえば、近年採用されるようになった電動パワーステアリングは急ハンドルを切ったときに消費電力が急増するが、図２に示すようにオルタネータ６７の出力はエンジン回転数の減少に伴って低下する傾向があるので、たとえば回転数がＮ１以下となっている停車時に大きくハンドルを切った時に電源電圧の低下の可能性がある。   For example, although the electric power steering that has recently been adopted rapidly increases the power consumption when the steering wheel is suddenly turned off, the output of the alternator 67 tends to decrease as the engine speed decreases as shown in FIG. Therefore, for example, when the steering wheel is largely turned off when the vehicle is stopped when the rotational speed is N1 or less, the power supply voltage may be lowered.

エアフローメータ１０４には、補機バッテリ６１およびオルタネータ６７から電源電圧ＶＢが供給されている。その一方、エンジン制御を行なうＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの制御部６０も補機バッテリ６１およびオルタネータ６７から電源電圧ＶＢの供給を受けている。   The air flow meter 104 is supplied with the power supply voltage VB from the auxiliary battery 61 and the alternator 67. On the other hand, a control unit 60 such as an ECU (Electronic Control Unit) that performs engine control is also supplied with the power supply voltage VB from the auxiliary battery 61 and the alternator 67.

制御装置６０は、車両制御の中核をなす部品であるため、他の部品よりも電源電圧が低下しても動作可能なように余裕をもって設計されている。補機バッテリ６１が完全に放電しオルタネータ６７のみで電源供給が行なわれている状況で電動パワーステアリング等によって使用電力が急増したときなど、電源電圧ＶＢが低下する場合が考えられる。この場合に、制御部６０は正常動作するが、エアフローメータの検出値がずれてしまうときがある。   Since the control device 60 is a component that forms the core of vehicle control, it is designed with a margin so that it can operate even when the power supply voltage is lower than other components. There may be a case where the power supply voltage VB decreases, for example, when the power used is rapidly increased by electric power steering or the like in a situation where the auxiliary battery 61 is completely discharged and power is supplied only by the alternator 67. In this case, the control unit 60 operates normally, but the detected value of the air flow meter may shift.

図３は、電源電圧の低下とエアフローメータの検出する空気量Ｇａとの関係を示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the decrease in power supply voltage and the air amount Ga detected by the air flow meter.

図３において、電源電圧ＶＢが１１Ｖ以上であれば空気量Ｇａが増加すると波形Ｗ１に示すように出力は直線的に増加する。これがエアフローメータの正常出力である。しかし、電源電圧ＶＢが１０Ｖまで低下すると空気量Ｇａが高い領域では出力が低下する傾向が現れる。さらに電源電圧ＶＢが８Ｖまで低下するとさらにその傾向が顕著になる。   In FIG. 3, if the power supply voltage VB is 11V or more, the output increases linearly as shown by the waveform W1 when the air amount Ga increases. This is the normal output of the air flow meter. However, when the power supply voltage VB decreases to 10 V, the output tends to decrease in a region where the air amount Ga is high. Furthermore, when the power supply voltage VB decreases to 8V, the tendency becomes more prominent.

この場合、制御部６０は正常に動作するが、エアフローメータ１０４は電源電圧が低下したため正しい吸入空気量を算出できない。このような電源電圧の低下を防止するには、出力の大きいオルタネータを採用せねばならず車両製造コストが増大してしまう。   In this case, the control unit 60 operates normally, but the air flow meter 104 cannot calculate the correct intake air amount because the power supply voltage has decreased. In order to prevent such a decrease in power supply voltage, an alternator with a high output must be employed, which increases the vehicle manufacturing cost.

エアフローメータ１０４が正しい吸入空気量を算出できないと、エンジン４の失火が発生し、エンジン４本体や触媒装置１２７，１２８に悪影響を与える。エミッションを低減させるため、燃料タンク１８０内で蒸発した燃料蒸気を吸気に混入させて燃焼させる際、燃料噴射量を調節して理想空燃比を維持する空燃比フィードバック制御が行なわれる場合があるが、吸入空気量が正確でないとこの制御も正常に働かなくなる。   If the air flow meter 104 cannot calculate the correct intake air amount, a misfire of the engine 4 occurs, which adversely affects the engine 4 body and the catalyst devices 127 and 128. In order to reduce emissions, when fuel vapor evaporated in the fuel tank 180 is mixed with the intake air and burned, air-fuel ratio feedback control may be performed to adjust the fuel injection amount to maintain the ideal air-fuel ratio. If the intake air amount is not accurate, this control will not work properly.

図４は、図１の制御部６０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立する毎に呼び出されて実行される。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the control executed by the control unit 60 of FIG. The processing of this flowchart is called and executed from a predetermined main routine every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied.

図１、図４を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において、制御部６０は、バッテリ６１の電圧ＶＢを電圧センサ１５１で取り込み、その結果をメモリ５７に記憶する。   Referring to FIGS. 1 and 4, when the processing is started, first, in step S <b> 1, control unit 60 takes in voltage VB of battery 61 with voltage sensor 151 and stores the result in memory 57.

そしてステップＳ２において計測した電圧ＶＢとしきい値Ｖｔｈとの大きさを比較する。ＶＢ≦Ｖｔｈが成立したら処理はステップＳ６に進み、ＶＢ≦Ｖｔｈが成立しなければ処理はステップＳ３に進む。   Then, the magnitude of the voltage VB measured in step S2 is compared with the threshold value Vth. If VB ≦ Vth is satisfied, the process proceeds to step S6. If VB ≦ Vth is not satisfied, the process proceeds to step S3.

ステップＳ３に処理が進む場合は、電源電圧ＶＢがあまり低下しておらず、エアフローメータ１０４が正常に吸入空気量Ｇａを検出可能な場合である。したがってステップＳ３ではエアフローメータ１０４の出力に基づいて制御部６０は吸入空気量Ｇａを算出する。   The process proceeds to step S3 when the power supply voltage VB has not decreased so much and the air flow meter 104 can normally detect the intake air amount Ga. Therefore, in step S3, the control unit 60 calculates the intake air amount Ga based on the output of the air flow meter 104.

そして、ステップＳ４において空気量負荷率が吸入空気量Ｇａより算出される。内燃機関の１サイクルあたりの工程容積Ｖｓに対して、１サイクルあたり実際に吸入される空気の体積効率を空気量負荷率ηｖという。制御部６０は、この空気量負荷率ηｖを実際の吸入空気量Ｇａから次式（１）によって求められる。   In step S4, the air amount load factor is calculated from the intake air amount Ga. The volumetric efficiency of the air actually sucked per cycle with respect to the process volume Vs per cycle of the internal combustion engine is referred to as an air amount load factor ηv. The control unit 60 obtains the air amount load factor ηv from the actual intake air amount Ga by the following equation (1).

ηｖ＝Ｇａ／（Ｖ×Ｎ／１２０×γａ） ・・・（１）
ここで、Ｇａ（ｇ／ｓｅｃ）はエアフローメータで検出された吸入空気量を示し、Ｖは機関排気量を示し、Ｎは機関の回転数を示し、γａは大気の空気密度を示す。そして、このように算出された空気量負荷率は、燃料噴射量の決定に使用される。 ηv = Ga / (V × N / 120 × γa) (1)
Here, Ga (g / sec) indicates the intake air amount detected by the air flow meter, V indicates the engine exhaust amount, N indicates the engine speed, and γa indicates the air density of the atmosphere. The air amount load factor calculated in this way is used to determine the fuel injection amount.

さらに、ステップＳ４からステップＳ５に処理が進み、制御部６０は、エアフローメータ１０４で精度よく検出された吸入空気量Ｇａを用いて空燃比のフィードバック制御を実行する。ステップＳ５の処理が終了するとステップＳ１０に処理が進む。   Further, the process proceeds from step S4 to step S5, and the control unit 60 performs air-fuel ratio feedback control using the intake air amount Ga detected by the air flow meter 104 with high accuracy. When the process of step S5 ends, the process proceeds to step S10.

ステップＳ２からステップＳ６に処理が進んだ場合は、バッテリ電圧が低下した場合である。その場合にはステップＳ６において、ＭＩＬ（Malfunction Indicator Lump）６２の点灯が行なわれる。そして、ステップＳ６からステップＳ７に処理が進み空燃比フィードバック制御が禁止される。これは、エアフローメータ１０４から得られる吸入空気量Ｇａが、電源電圧ＶＢの低下によって正確でなくなっているので、これに基づいて空燃比フィードバック制御を行なっても理想空燃比になるように燃料噴射量を制御することができないからである。   When the process proceeds from step S2 to step S6, the battery voltage decreases. In that case, in step S6, a MIL (Malfunction Indicator Lump) 62 is turned on. Then, the process proceeds from step S6 to step S7, and the air-fuel ratio feedback control is prohibited. This is because the intake air amount Ga obtained from the air flow meter 104 becomes inaccurate due to a decrease in the power supply voltage VB, and therefore the fuel injection amount so that the ideal air-fuel ratio is obtained even if the air-fuel ratio feedback control is performed based on this. This is because it cannot be controlled.

そしてステップＳ８において、電子制御スロットル１０８に内蔵されているスロットルセンサよりスロットル開度が算出される。そしてステップＳ９においてスロットル開度から空気量負荷率が推定される。   In step S8, the throttle opening is calculated from a throttle sensor built in the electronic control throttle. In step S9, the air amount load factor is estimated from the throttle opening.

図５は、スロットル開度から空気量負荷率を推定するのに用いられるマップの例を示した図である。   FIG. 5 is a diagram showing an example of a map used for estimating the air load factor from the throttle opening.

図５に示されるように、スロットル開度が大きいほど空気量負荷率が大きくなる。エンジン回転数が低いと波形Ｗ１１に示されるような曲線を示す。そしてエンジン回転数が高くなるにしたがって、波形Ｗ１２、Ｗ１３と順次空気量負荷率が低くなっている。   As shown in FIG. 5, the air load factor increases as the throttle opening increases. When the engine speed is low, a curve as shown by the waveform W11 is shown. As the engine speed increases, the waveforms W12 and W13 and the air amount load factor sequentially decrease.

なお、この例は簡易的に示したものであり、最終的にさらに複雑ないくつかのパラメータによって補正されることで精度を向上させても良い。   Note that this example is simply shown, and the accuracy may be improved by finally correcting with some more complicated parameters.

ステップＳ９において、このようなマップを用いて空気量負荷率が推定されると、ステップＳ１０に処理が進む。   In step S9, when the air amount load factor is estimated using such a map, the process proceeds to step S10.

ステップＳ１０では、ステップＳ９で推定された空気量負荷率または、ステップＳ４で算出された空気量負荷率に基づいてエンジン制御が実行される。ここでは、空気量負荷率に基づいて燃料噴射量が決定され、さらにステップＳ１１に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。   In step S10, engine control is executed based on the air amount load factor estimated in step S9 or the air amount load factor calculated in step S4. Here, the fuel injection amount is determined based on the air amount load factor, the process further proceeds to step S11, and the control is transferred to the main routine.

このような制御が行なわれることにより、エアフローメータで精度よく吸入空気量Ｇａが検出できない場合であっても、失火しない程度には適切な燃料噴射量でエンジン制御が行なわれるようになる。   By performing such control, even when the intake air amount Ga cannot be accurately detected by the air flow meter, the engine control is performed with an appropriate fuel injection amount to the extent that misfire does not occur.

また、以上の実施の形態で開示された制御方法は、コンピュータを用いてソフトウエアで実行可能である。この制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体（ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカードなど）から車両の制御装置中のコンピュータに読み込ませたり、また通信回線を通じて提供したりしても良い。   In addition, the control methods disclosed in the above embodiments can be executed by software using a computer. A program for causing a computer to execute this control method is read from a recording medium (ROM, CD-ROM, memory card, etc.) recorded in a computer-readable manner into a computer in a vehicle control device, or provided through a communication line. You may do it.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

車両１００のエンジンに関連する構成を示す図である。2 is a diagram showing a configuration related to an engine of a vehicle 100. FIG. オルタネータの回転数と発電量との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the rotation speed of an alternator, and electric power generation amount. 電源電圧の低下とエアフローメータの検出する空気量Ｇａとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the fall of a power supply voltage, and the air quantity Ga which an airflow meter detects. 図１の制御部６０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control which the control part 60 of FIG. 1 performs. スロットル開度から空気量負荷率を推定するのに用いられるマップの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the map used for estimating an air quantity load factor from throttle opening.

符号の説明Explanation of symbols

４ エンジン、５７ メモリ、６０ 制御部、６１ バッテリ、６７ オルタネータ、６８ 電気負荷、１００ 車両、１０２ エアクリーナ、１０４ エアフローメータ、１０６ 吸気温センサ、１０７ スロットル弁、１０８ 電子制御スロットル、１１０ インジェクタ、１１１ 吸気通路、１１２ イグニッションコイル、１１３ 排気通路、１１４ ピストン、１２７，１２８ 触媒装置、１４３ クランクポジションセンサ、１４４ ノックセンサ、１４５ 空燃比センサもしくは酸素センサ、１４６ 酸素センサ、１４８ 水温センサ、１５０ アクセルポジションセンサ、１５１ 電圧センサ、１５２ 直流電源、１８０ 燃料タンク、１８２ 燃料キャップ、１８３ 燃料供給通路、１８４ 燃料残量センサ、１８５，１８７，１９０，１９２ 通路、１８６ 燃料ポンプ、１８９ キャニスター、１９１ キャニスターパージＶＳＶ。   4 Engine, 57 Memory, 60 Control unit, 61 Battery, 67 Alternator, 68 Electric load, 100 Vehicle, 102 Air cleaner, 104 Air flow meter, 106 Intake air temperature sensor, 107 Throttle valve, 108 Electronically controlled throttle, 110 Injector, 111 Intake passage , 112 Ignition coil, 113 Exhaust passage, 114 Piston, 127, 128 Catalytic device, 143 Crank position sensor, 144 Knock sensor, 145 Air-fuel ratio sensor or oxygen sensor, 146 Oxygen sensor, 148 Water temperature sensor, 150 Accelerator position sensor, 151 Voltage Sensor, 152 DC power supply, 180 Fuel tank, 182 Fuel cap, 183 Fuel supply passage, 184 Fuel remaining amount sensor, 185, 187, 190, 192 Passage, 186 fuel pump, 189 canister, 191 canister purge VSV.

Claims (6)

直流電源から電源電圧の供給を受け、吸気量を計測するエアフローメータと、
前記電源電圧を検出する電圧センサと、
前記吸気量に関連して変化するパラメータを制御し、かつ前記エアフローメータが検出した前記吸気量を示す信号に基づいて内燃機関に供給する燃料噴射量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電圧センサが検出した前記電源電圧が第１の電圧より低下した場合に、前記エアフローメータの出力に代えて前記パラメータに基づいて空気量負荷率を推定し、推定した前記空気量負荷率に基づいて前記燃料噴射量を決定する、内燃機関の制御装置。 An air flow meter that receives supply voltage from a DC power supply and measures the intake air amount;
A voltage sensor for detecting the power supply voltage;
A control unit that controls a parameter that changes in relation to the intake air amount, and that controls a fuel injection amount to be supplied to the internal combustion engine based on a signal indicating the intake air amount detected by the air flow meter,
The control unit estimates an air load factor based on the parameter instead of the output of the air flow meter when the power supply voltage detected by the voltage sensor is lower than a first voltage, and the estimated air A control device for an internal combustion engine, which determines the fuel injection amount based on a quantity load factor. 前記パラメータは、スロットル開度を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter includes a throttle opening. 前記パラメータは、前記内燃機関の回転数を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。   The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter includes a rotation speed of the internal combustion engine. 前記制御部は、前記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行なって前記燃料噴射量を補正し、
前記制御部は、前記エアフローメータの出力に代えて前記パラメータに基づいて空気量負荷率を推定し、推定した前記空気量負荷率に基づいて前記燃料噴射量を決定するときには、前記燃料噴射量の前記補正を中止する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 The control unit corrects the fuel injection amount by performing feedback control of an air-fuel ratio based on an output of an air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
The control unit estimates an air amount load factor based on the parameter instead of the output of the air flow meter, and determines the fuel injection amount based on the estimated air amount load factor. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the correction is stopped. 前記制御部は、前記直流電源から前記電源電圧を受けて動作し、
前記制御部の動作可能最低電源電圧は、前記第１の電圧よりも低い第２の電圧である、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 The control unit operates by receiving the power supply voltage from the DC power supply,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the operable minimum power supply voltage of the control unit is a second voltage lower than the first voltage. 前記直流電源は、
蓄電装置と、
前記内燃機関から機械的動力を受けて発電するオルタネータとを含み、
前記直流電源は、前記エアフローメータおよび前記制御部に加えて、電気負荷に電力を供給し、
前記電気負荷は、
電動パワーステアリング装置または空調装置を含む、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。 The DC power supply is
A power storage device;
An alternator that generates electric power by receiving mechanical power from the internal combustion engine,
In addition to the air flow meter and the control unit, the DC power supply supplies power to an electric load,
The electrical load is
The control device for an internal combustion engine according to claim 5, comprising an electric power steering device or an air conditioner.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102777278A (en) * 2011-05-06 2012-11-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 System and method for establishing a mass flow rate of air entering an engine

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