JP2528385B2 - Intake air amount detector for internal combustion engine with supercharger - Google Patents
Intake air amount detector for internal combustion engine with superchargerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は過給機付内燃機関の吸入空気量検出装置に関
し、詳しくは、過給機付内燃機関、特にインタークーラ
を備えた機関における過渡時の吸入空気量の検出エラー
発生を抑止する技術に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an intake air amount detection device for an internal combustion engine with a supercharger, and more particularly, to a transient in an internal combustion engine with a supercharger, particularly an engine equipped with an intercooler. The present invention relates to a technique for suppressing the occurrence of an error in detection of the amount of intake air during operation.
〈従来の技術〉 従来から、内燃機関への燃料供給量を電子抑制する制
御装置において、機関の吸入空気量を直接に検出するエ
アフローメータを設け、このエアフローメータで検出さ
れた吸入空気量に基づいて燃料供給量を可変設定するよ
う構成されたものが、一般にＬジェトロ方式と呼ばれて
知られている（特開昭58−150040号公報，特開昭59−49
334号公報等参照）。<Prior Art> Conventionally, in a control device that electronically suppresses the fuel supply amount to an internal combustion engine, an air flow meter that directly detects the intake air amount of the engine is provided, and based on the intake air amount detected by the air flow meter. A configuration in which the fuel supply amount is variably set is generally known as an L-JETRO system (Japanese Patent Laid-Open Nos. 58-150040 and 59-49).
(See Japanese Patent No. 334).
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、自然吸気の内燃機関においては、エアフロ
ーメータとスロットル弁との間の容積が比較的小さい場
合には、エアフローメータによる検出空気量は、スロッ
トル弁の通過空気量と略一致する。<Problems to be Solved by the Invention> In a naturally aspirated internal combustion engine, when the volume between the air flow meter and the throttle valve is relatively small, the amount of air detected by the air flow meter is the air passing through the throttle valve. It roughly matches the quantity.
これに対し、過給機を備えた内燃機関にあっては、コ
ンプレッサとスロットル弁との間の過給室に充填される
空気量が、過渡運転による過給圧変化で変化する。この
ため、過給機付機関では、過渡運転時にはエアフローメ
ータ（AFM）は過給室充填空気量の変化分も同時に検出
することになり、エアフローメータによる検出空気量と
実際にスロットル弁を通過する空気量とが、第９図に示
すように過給室内における充填空気量変化分だけ一致し
なくなる。従って、過給機付機関の過渡運転時には、吸
入空気量の検出精度が悪化し、以て、燃料制御精度（空
燃比制御精度）が悪化して機関吸入混合気の空燃比が目
標からずれ、運転性や排気性状に悪影響を及ぼすことが
あった。On the other hand, in an internal combustion engine equipped with a supercharger, the amount of air filled in the supercharging chamber between the compressor and the throttle valve changes due to a change in supercharging pressure due to transient operation. For this reason, in a supercharged engine, the air flow meter (AFM) also detects the amount of change in the charging air amount in the supercharging chamber at the same time during transient operation, and the air amount detected by the air flow meter and the actual passage through the throttle valve. As shown in FIG. 9, the air amount does not match the charged air amount change in the supercharging chamber. Therefore, during transient operation of the supercharged engine, the detection accuracy of the intake air amount deteriorates, the fuel control accuracy (air-fuel ratio control accuracy) deteriorates, and the air-fuel ratio of the engine intake mixture deviates from the target. This may have adversely affected the drivability and exhaust properties.
尚、第９図に示す加速状態において、スロットル弁の
開き始めのとき（加速初期）には、過給室内の空気がイ
ンテークマニホールド側に吸引されて、過給室の充填空
気量が減少するために、エアフローメータの検出遅れが
発生し、燃料供給量の増大制御が遅れて空燃比がリーン
化する。そして、その後過給圧の上昇と共に過給室内の
充填空気量が増大するが、エアフローメータがこの充填
空気量の増大分もスロットル弁通過空気量として検出す
るので、燃料が過剰供給されて空燃比がオーバーリッチ
化する。In the acceleration state shown in FIG. 9, when the throttle valve starts to open (the initial stage of acceleration), the air in the supercharging chamber is sucked toward the intake manifold side, and the amount of air filling the supercharging chamber decreases. In addition, the detection delay of the air flow meter occurs, the increase control of the fuel supply amount is delayed, and the air-fuel ratio becomes lean. Then, after that, the filling air amount in the supercharging chamber increases as the supercharging pressure rises, but since the air flow meter also detects the increase amount of the filling air amount as the throttle valve passage air amount, the fuel is excessively supplied and the air-fuel ratio is increased. Becomes overrich.
ところで、吸気冷却のためにインタークーラを備える
過給機付機関では、従来からインタークーラとコンプレ
ッサとの間での過給圧に基づいて過給圧コントロールを
行うようにしており、一方、前述のようなエアフローメ
ータの検出誤差は過給圧変化に起因するので、コンプレ
ッサ直下で過給圧を検出し、該過給圧変化に基づいて吸
入空気量の検出値を補正することを勘案した。しかしな
がら、コンプレッサ直下での過給圧検出値では、コンプ
レッサによる過給状態は精度良く検出できるが、過渡時
の過給室内の充填空気量の変化を応答性良く捉えること
ができないという問題があった。By the way, in an engine with a supercharger equipped with an intercooler for cooling intake air, the supercharging pressure is conventionally controlled based on the supercharging pressure between the intercooler and the compressor. Since the detection error of such an air flow meter is caused by the change in the supercharging pressure, it is considered that the supercharging pressure is detected immediately below the compressor and the detected value of the intake air amount is corrected based on the change in the supercharging pressure. However, although the supercharging pressure detection value immediately below the compressor can accurately detect the supercharging state by the compressor, there is a problem that it is not possible to accurately detect the change in the filling air amount in the supercharging chamber during the transition. .
また、複数の過給機を独立した吸気系毎に備え、これ
ら複数の吸気系の上流側合流部で吸入空気量を検出する
よう構成されたシステムにおいて、過給圧に基づく空気
量補正を行おうとすると、各吸気系毎に過給圧のばらつ
きがあるので、それぞれに過給圧センサを設ける必要が
生じてしまうという問題もあった。In addition, in a system that is equipped with multiple superchargers for each independent intake system and is configured to detect the intake air amount at the upstream merging portion of these multiple intake systems, the air amount correction based on the supercharging pressure is performed. If this is the case, there is also a problem in that it is necessary to provide a boost pressure sensor for each intake system because there is a variation in boost pressure for each intake system.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、過給
機付内燃機関、特に、インタークーラを備えたシステム
における過渡時の吸入空気量検出エラーを応答性良く補
償でき、然も、かかる補償制御を最低限のセンサ数によ
って行えるようにすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of responsively compensating for an intake air amount detection error during a transition in a supercharged internal combustion engine, particularly a system including an intercooler, and yet, such compensation The purpose is to enable control with a minimum number of sensors.
〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明にかかる過給機付内燃機関の吸入空気
量検出装置は、過給機のコンプレッサ下流側にスロット
ル弁を備えて構成され、かつ、過給された吸気を冷却す
るインタークーラを前記コンプレッサとスロットル弁と
の間に備えた過給機付内燃機関において、第１図に示す
ように構成される。<Means for Solving the Problems> Therefore, the intake air amount detection device for an internal combustion engine with a supercharger according to the present invention is configured with a throttle valve downstream of the compressor of the supercharger, and is supercharged. An internal combustion engine with a supercharger, which is provided with an intercooler for cooling intake air between the compressor and a throttle valve, is configured as shown in FIG.
第１図において、吸入空気量検出手段は、コンプレッ
サの上流側で機関の吸入空気量を直接検出し、また、過
給圧検出手段は、過給機による過給圧をインタークーラ
とスロットル弁との間で直接検出する。In FIG. 1, the intake air amount detecting means directly detects the intake air amount of the engine on the upstream side of the compressor, and the supercharging pressure detecting means detects the supercharging pressure by the supercharger between the intercooler and the throttle valve. To directly detect between.
そして、吸入空気量補正手段は、コンプレッサとスロ
ットル弁との間の過給室内における充填空気量の変化分
を、少なくとも過給圧検出手段で検出される過給圧に基
づいて推定し、該推定結果に基づいて前記吸入空気量検
出手段で検出された吸入空気量を補正設定する。Then, the intake air amount correction means estimates the change amount of the filling air amount in the supercharging chamber between the compressor and the throttle valve based on at least the supercharging pressure detected by the supercharging pressure detecting means, and makes the estimation. The intake air amount detected by the intake air amount detecting means is corrected and set based on the result.
ここで、コンプレッサ、インタークーラ及びスロット
ル弁からなる過給吸気系が、前記吸入空気量検出手段の
下流側で分岐して複数並設される場合には、過給圧検出
手段がそれぞれの吸気系のインタークーラとスロットル
弁との間の圧力の合成圧として過給圧を検出するよう構
成することが好ましい。Here, when a plurality of supercharged intake systems each including a compressor, an intercooler, and a throttle valve are provided in a branched manner on the downstream side of the intake air amount detection means, the supercharged pressure detection means are provided in respective intake systems. It is preferable to detect the supercharging pressure as a combined pressure of the pressure between the intercooler and the throttle valve.
〈作用〉 かかる構成によると、インタークーラとスロットル弁
との間で検出される過給圧に少なくとも基づいて、コン
プレッサとスロットル弁との間の過給室内における過給
圧変化に因る充填空気量の変化分が推定され、この推定
結果から吸入空気量の検出値が補正されるので、過渡時
で前記過給室内の充填空気量が変化し、吸入空気量検出
手段が該変化分も含めて検出しても、その分を補正して
真の機関吸入空気量を求めることができる。<Operation> According to this configuration, the amount of filled air due to the change in the supercharging pressure in the supercharging chamber between the compressor and the throttle valve is based on at least the supercharging pressure detected between the intercooler and the throttle valve. Is estimated and the detected value of the intake air amount is corrected from this estimation result, the filled air amount in the supercharging chamber changes during the transition, and the intake air amount detecting means also includes the change amount. Even if it is detected, that amount can be corrected to obtain the true engine intake air amount.
また、上記のような充填空気量の変化分に応じた補正
を行うときに用いる過給圧の検出値が、インタークーラ
とスロットル弁との間で検出されたものであるから、イ
ンタークーラの上流側の過給圧に比べ過渡時のスロット
ル弁の動きに敏感に反応する過給圧検出値に基づいて吸
入空気量の補正を行わせることができ、特に過渡初期に
おいて応答性良く吸入空気量の補正が行える。Further, since the detected value of the supercharging pressure used when performing the correction according to the change amount of the filling air amount as described above is the one detected between the intercooler and the throttle valve, the upstream of the intercooler is It is possible to correct the intake air amount based on the boost pressure detection value that reacts more sensitively to the movement of the throttle valve during a transition than the boost pressure on the side. Can be corrected.
更に、複数の過給吸気系を備える場合に、過給圧検出
手段がそれぞれの吸気系のインタークーラとスロットル
弁との間の圧力の合成圧として過給圧を検出すれば、過
給圧検出手段を各吸気系毎に設ける必要がない。Further, when a plurality of supercharging intake systems are provided, if the supercharging pressure detecting means detects the supercharging pressure as a combined pressure between the intercooler of each intake system and the throttle valve, the supercharging pressure can be detected. It is not necessary to provide means for each intake system.
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。<Examples> Examples of the present invention will be described below.
一実施例を示す第２図において、過給機として排気タ
ーボチャージャ１を備えた内燃機関２は、排気通路３を
介して排出された排気のエネルギによって排気ターボチ
ャージャ１の排気タービン４を回転駆動させることによ
り、吸気通路５に設けられ前記排気タービン４と軸結さ
れたコンプレッサ６を回転駆動して、吸入空気を過給す
るようになっている。In FIG. 2 showing one embodiment, an internal combustion engine 2 having an exhaust turbocharger 1 as a supercharger rotationally drives an exhaust turbine 4 of the exhaust turbocharger 1 by energy of exhaust gas discharged through an exhaust passage 3. Thus, the compressor 6 provided in the intake passage 5 and connected to the exhaust turbine 4 is driven to rotate to supercharge the intake air.
ここで、コンプレッサ６下流の吸気通路５の吸気圧力
が、圧力通路７を介してダイアフラム式アクチュエータ
８の圧力室に導入されている。ダイアフラム式アクチュ
エータ７は、排気タービン３をバイパスして設けられる
排気バイパス通路９を開閉する排気バイパス弁（ウェス
トゲートバルブ）10を、その圧力室に導入された圧力
（過給圧）に応じて開閉駆動するものである。Here, the intake pressure of the intake passage 5 downstream of the compressor 6 is introduced into the pressure chamber of the diaphragm type actuator 8 via the pressure passage 7. The diaphragm type actuator 7 opens and closes an exhaust bypass valve (a waste gate valve) 10 that opens and closes an exhaust bypass passage 9 provided by bypassing the exhaust turbine 3 in accordance with the pressure (supercharging pressure) introduced into the pressure chamber. It is driven.
コントロールユニット15には、コンプレッサ６上流側
の吸気通路５に介装された熱線式などのエアフローメー
タ11によって直接に検出された吸入空気流量信号Ｑ、コ
ンプレッサ６下流側の吸気通路５に介装されたスロット
ル弁12に付設されたスロットルセンサ13によって検出さ
れたスロットル弁開度信号TVO、クランク角センサ等の
回転速度センサ14によって検出された機関回転速度信号
Ｎ、機関２のウォータジャケット16に配設された水温セ
ンサ７によって検出された冷却水温度信号Tw等が入力さ
れるようになっている。The control unit 15 includes an intake air flow rate signal Q directly detected by an air flow meter 11 such as a hot wire type installed in the intake passage 5 upstream of the compressor 6, and an intake air flow signal Q downstream of the compressor 6 A throttle valve opening signal TVO detected by a throttle sensor 13 attached to the throttle valve 12, an engine rotation speed signal N detected by a rotation speed sensor 14 such as a crank angle sensor, and a water jacket 16 of the engine 2. The cooling water temperature signal Tw or the like detected by the selected water temperature sensor 7 is input.
そして、コントロールユニット15は、前記エアフロー
メータ11によって検出される吸入空気流量Ｑ及び回転速
度センサ14で検出される機関回転速度Ｎに基づいて基本
燃料噴射量Tpを演算設定すると共に、この基本燃料噴射
量Tpを水温センサ17によって検出される冷却水温度Tw等
に基づいて補正することで最終的な燃料噴射量Tiを設定
する。Then, the control unit 15 calculates and sets the basic fuel injection amount Tp based on the intake air flow rate Q detected by the air flow meter 11 and the engine rotational speed N detected by the rotational speed sensor 14, and at the same time, the basic fuel injection is performed. The final fuel injection amount Ti is set by correcting the amount Tp based on the cooling water temperature Tw or the like detected by the water temperature sensor 17.
そして、前記燃料噴射量Tiに相当するパルス巾の駆動
パルス信号を電磁式の燃料噴射弁18に機関回転に同期し
た所定タイミングで出力して、前記パルス巾に相当する
時間だけ燃料噴射弁18を間欠的に開駆動して、機関２に
燃料を噴射供給させる。Then, a drive pulse signal having a pulse width corresponding to the fuel injection amount Ti is output to the electromagnetic fuel injection valve 18 at a predetermined timing synchronized with the engine rotation, and the fuel injection valve 18 is operated for a time corresponding to the pulse width. The engine 2 is intermittently driven to open, and fuel is injected and supplied to the engine 2.
尚、第２図において、19は排気ターボチャージャ１に
よって過給された吸気を冷却するためのインタークーラ
ー、20は各燃焼室に設けられた点火栓である。In FIG. 2, 19 is an intercooler for cooling the intake air supercharged by the exhaust turbocharger 1, and 20 is an ignition plug provided in each combustion chamber.
ここで、前記インタークーラ19の下流側でスロットル
弁12の上流側には、過給圧PBを直接検出する過給圧セン
サ21と、空気温度TBを検出する空気温度センサ23とが設
けられ、コントロールユニット15は前記過給圧センサ21
で検出される過給圧PB及び空気温度センサ23で検出され
る空気温度TBに基づいて、コンプレッサ６とスロットル
弁12との間に設けられた過給室22内の空気密度ρを設定
し、該空気密度ρの変化と過給室22の容積とに基づいて
過給室22内の充填空気量の変化を推定し、該推定結果に
基づいてエアフローメータ11によって検出された吸入空
気流量Qaを補正するように構成されており、このように
して補正された吸入空気流量Qsのデータに基づいて基本
燃料噴射量Tpが設定されるようにしてある。Here, on the downstream side of the intercooler 19 and on the upstream side of the throttle valve 12, a supercharging pressure sensor 21 for directly detecting the supercharging pressure PB and an air temperature sensor 23 for detecting the air temperature TB are provided. The control unit 15 includes the supercharging pressure sensor 21.
Based on the supercharging pressure PB detected by the air temperature sensor 23 and the air temperature TB detected by the air temperature sensor 23, the air density ρ in the supercharging chamber 22 provided between the compressor 6 and the throttle valve 12 is set, The change of the air density ρ and the volume of the supercharging chamber 22 are estimated to estimate the change of the filling air amount in the supercharging chamber 22, and the intake air flow rate Qa detected by the air flow meter 11 is calculated based on the estimation result. The basic fuel injection amount Tp is set based on the data of the intake air flow rate Qs corrected in this way.
かかる吸入空気流量Qaの補正制御を、第３図〜第６図
のフローチャートにそれぞれ示されるプログラムに従っ
て以下に説明する。The correction control of the intake air flow rate Qa will be described below according to the programs shown in the flowcharts of FIGS.
尚、本実施例において、吸入空気量補正手段としての
機能は、前記第３図〜第６図のフローチャートに示すよ
うに、コントロールユニット15がソフトウェア的に備え
ている。また、本実施例において、吸入空気量検出手段
は前記エアフローメータ11が相当し、過給圧検出手段は
前記過給圧センサ21が相当する。Incidentally, in this embodiment, the function as the intake air amount correcting means is provided by the control unit 15 by software as shown in the flow charts of FIGS. 3 to 6. Further, in this embodiment, the intake air amount detecting means corresponds to the air flow meter 11, and the supercharging pressure detecting means corresponds to the supercharging pressure sensor 21.
第３図のフローチャートは、エアフローメータ11によ
り検出された吸入空気流量Qaの補正制御の全体概要を示
すものである。The flowchart of FIG. 3 shows an overall outline of correction control of the intake air flow rate Qa detected by the air flow meter 11.
まず、ステップ１（図中ではS1としてある。以下同
様）では、過給圧センサ21で検出される過給圧PBと空気
温度センサ23で検出される空気温度TBとに基づいて、過
給室22における空気密度ρの変化Δρを演算する。First, in step 1 (denoted as S1 in the figure; the same applies hereinafter), the supercharging chamber is determined based on the supercharging pressure PB detected by the supercharging pressure sensor 21 and the air temperature TB detected by the air temperature sensor 23. The change Δρ of the air density ρ at 22 is calculated.
次のステップ２では、エアフローメータ11により検出
された吸入空気流量Qaを、前記空気密度変化Δρと過給
室22の容積とから推定される充填空気量の変化分に基づ
き補正するための補正値Qtcを演算する。In the next step 2, a correction value for correcting the intake air flow rate Qa detected by the air flow meter 11 based on the change amount of the filling air amount estimated from the air density change Δρ and the volume of the supercharging chamber 22. Calculate Qtc.
そして、ステップ３では、前記補正値Qtcによってエ
アフローメータ11により検出された吸入空気流量Qaを補
正し、ここで補正設定された吸入空気流量Qsを基本燃料
噴射量Tpを演算するための最終検出値として設定するよ
うにしてある。Then, in step 3, the intake air flow rate Qa detected by the air flow meter 11 is corrected by the correction value Qtc, and the intake air flow rate Qs corrected and set here is the final detection value for calculating the basic fuel injection amount Tp. It is set as.
次に上記に概略説明した各ステップ１〜３における詳
細な処理内容を第４図〜第６図のフローチャートに従っ
て以下に説明する。Next, detailed processing contents in each of the steps 1 to 3 outlined above will be described below with reference to the flowcharts of FIGS.
前記ステップ１における空気密度変化Δρ演算の詳細
は、第４図のフローチャートに示してある。Details of the air density change Δρ calculation in step 1 are shown in the flowchart of FIG.
ここで、ステップ11では、過給圧センサ21及び空気温
度センサ23によりそれぞれ検出された過給圧及び空気温
度の最新検出値PB1,TB1を読み込む。Here, in step 11, the latest detected values PB 1 and TB 1 of the supercharging pressure and the air temperature detected by the supercharging pressure sensor 21 and the air temperature sensor 23, respectively, are read.
ステップ12では、基準過給圧P,基準空気温度T,基準空
気密度ρに基づいて、現在の過給圧PB1及び空気温度TB1
における空気密度ρ１を以下の式に従って演算する。In step 12, based on the reference boost pressure P, the reference air temperature T, and the reference air density ρ, the current boost pressure PB 1 and the air temperature TB 1
The air density ρ 1 at is calculated according to the following equation.
そして、ステップ13では、今回上記ステップ12で演算
された空気密度ρ１と、本プログラムの前回実行時に同
じくステップ12で演算された空気密度ρ０との差とし
て、本プログラム実行周期当たりの空気密度変化Δρ
（＝ρ１−ρ０）を演算する。 Then, in step 13, as the difference between the air density ρ 1 calculated in step 12 this time and the air density ρ 0 similarly calculated in step 12 at the previous execution of this program, the air density per execution cycle of this program is determined. Change Δρ
(= Ρ 1 −ρ 0 ) is calculated.
ここで、過給圧センサ21は、インタークーラ19とスロ
ットル弁12との間において過給圧PBを検出するから、過
渡運転時における前記空気密度変化Δρを応答性良く検
出することができる。即ち、インタークーラ19の上流側
で過給圧を検出するようにした場合には、コンプレッサ
６による過給状態を検出するのに適しているが、スロッ
トル弁12と過給圧センサとの間に圧力変化の緩衝を行う
インタークーラ19が介在することになるため、第７図に
示すように、過渡初期においてスロットル弁の開度変化
に対する過給室22内の圧力変化に対して検出応答遅れが
生じてしまう。Here, since the supercharging pressure sensor 21 detects the supercharging pressure PB between the intercooler 19 and the throttle valve 12, the air density change Δρ during transient operation can be detected with good responsiveness. That is, when the supercharging pressure is detected on the upstream side of the intercooler 19, it is suitable for detecting the supercharging state by the compressor 6, but it is between the throttle valve 12 and the supercharging pressure sensor. Since the intercooler 19 that buffers the pressure change is interposed, as shown in FIG. 7, the detection response delay with respect to the pressure change in the supercharging chamber 22 with respect to the change in the opening degree of the throttle valve is early in the transient period. Will occur.
これに対し、本実施例のようにインタークーラ19とス
ロットル弁12との間で過給圧を検出するように構成する
と、スロットル弁12の開度変化による過給室22内の圧力
変化がインタークーラ19の下流側でいち早く発生するか
ら、過渡運転時の過給圧変化を応答良く検出できるもの
である。On the other hand, when the supercharging pressure is detected between the intercooler 19 and the throttle valve 12 as in the present embodiment, the pressure change in the supercharging chamber 22 due to the change in the opening degree of the throttle valve 12 causes the interchange. Since it occurs earlier on the downstream side of the cooler 19, it is possible to detect a change in supercharging pressure during transient operation with good response.
従って、本実施例のようにインタークーラ19を備える
過給システムにおいて、過給室22内の空気密度変化Δρ
が応答性良く検出され、以て、後に詳細に説明する吸入
空気量補正を応答性良く行わせることができるものであ
る。Therefore, in the supercharging system including the intercooler 19 as in the present embodiment, the change in the air density in the supercharging chamber 22 Δρ
Is detected with high responsiveness, so that the intake air amount correction described later in detail can be performed with high responsiveness.
ステップ14では、前記ステップ13で演算された空気密
度変化Δρの正負を判別する。ここで、空気密度変化Δ
ρが正の値であって、空気密度ρが上昇変化していると
きには、ステップ15へ進みフラグFlugdpに１をセットす
るが、空気密度変化Δρが負の値であって、空気密度ρ
が減少変化しているときには、ステップ16へ進みフラグ
Flugdpに０をセットする。一方、ステップ14で空気密度
変化Δρが略ゼロであると判別される空気密度ρが略一
定しているときには、ステップ17で前記フラグFlugdpに
１をセットすると共に、ステップ18で補正値Qtcにゼロ
をセットして、吸入空気流量Qaの補正をキャンセルす
る。In step 14, it is determined whether the air density change Δρ calculated in step 13 is positive or negative. Where air density change Δ
If ρ is a positive value and the air density ρ is increasing, the process proceeds to step 15 and the flag Flugdp is set to 1, but the air density change Δρ is a negative value and the air density ρ is
If is decreasing, go to step 16
Set 0 to Flugdp. On the other hand, when the air density change ρ determined to be substantially zero in step 14 is substantially constant, the flag Flugdp is set to 1 in step 17, and the correction value Qtc is set to zero in step 18. To cancel the correction of the intake air flow rate Qa.
即ち、過給室22内の空気密度ρが変化しているときに
は、過給室22内の充填空気量が変化している状態で、エ
アフローメータ11による検出値に誤差が生じるが、過給
室22内の空気密度ρが一定であるときには前記充填空気
量が一定で、エアフローメータ11による検出空気量が、
略スロットル弁12通過空気量と一致するので、補正を行
わないものである。That is, when the air density ρ in the supercharging chamber 22 is changing, an error occurs in the value detected by the air flow meter 11 in the state where the filling air amount in the supercharging chamber 22 is changing. When the air density ρ in 22 is constant, the filling air amount is constant, and the air amount detected by the air flow meter 11 is
Since the amount of air passing through the throttle valve 12 is substantially the same, no correction is performed.
第３図のフローチャートにおけるステップ２に相当す
る補正値Qtcの演算は、第５図のフローチャートに示さ
れる。The calculation of the correction value Qtc corresponding to step 2 in the flowchart of FIG. 3 is shown in the flowchart of FIG.
第５図のフローチャートにおいて、ステップ21では、
以下の式に従って補正値Qtcを算出する。In the flowchart of FIG. 5, in step 21,
The correction value Qtc is calculated according to the following formula.
Qtc＝｜Δρ｜×Voltc ここで、前記Voltcは補正定数であり、過給室22の容
積と空気密度変化Δρを求めた時間窓等から決定され、
かかる補正定数Voltcを空気密度変化Δρに乗算するこ
とで、単位時間当たりの過給室22内の充填空気量変化に
相当する補正値Qtcが求められるようにしてある。Qtc = | Δρ | × Voltc Here, Voltc is a correction constant, and is determined from the time window or the like for obtaining the volume of the supercharging chamber 22 and the air density change Δρ.
By multiplying the air density change Δρ by the correction constant Voltc, the correction value Qtc corresponding to the change in the amount of air filled in the supercharging chamber 22 per unit time can be obtained.
次に前記補正値Qtcに基づく、エアフローメータ11に
よる検出値Qaの補正を、第６図のフローチャートに従っ
て説明する。Next, the correction of the detection value Qa by the air flow meter 11 based on the correction value Qtc will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップ41では、前記第４図のフローチャート
において空気密度変化の方向に基づき設定されるフラグ
Flugdpの判別を行う。First, in step 41, a flag set based on the direction of air density change in the flowchart of FIG.
Determines Flugdp.
ここで、フラグFlugdpにゼロがセットされていると判
別されたときには、空気密度ρの上昇状態であり、この
ときには、実際には過給室22の充填空気量の増大分とな
る空気量についてもエアフローメータ11が検出し、真の
スロットル弁12通過空気量よりも前記充填空気量の増大
分だけ多い量を検出している状態であるから、ステップ
32へ進み検出値Qaから充填空気量の増大分に相当する補
正値Qtcを減算して、該減算結果を最終的な検出値Qsに
セットする。Here, when it is determined that the flag Fluddp is set to zero, the air density ρ is in an increasing state, and at this time, the air amount that actually increases the charging air amount of the supercharging chamber 22 also The air flow meter 11 detects that the amount is larger than the true air amount passing through the throttle valve 12 by the amount of increase in the filling air amount.
The routine proceeds to 32, where the correction value Qtc corresponding to the increase in the filling air amount is subtracted from the detection value Qa, and the subtraction result is set as the final detection value Qs.
一方、ステップ31でフラグFlugdpに１がセットされて
いると判別されたときには、空気密度ρの減少状態であ
り、このときには、過給室22の充填空気量の減少分もス
ロットル弁通過空気量となるが、エアフローメータ11は
前記充填空気量の減少分を検出しないので、ステップ33
へ進み検出値Qaに充填空気量の減少分に相当する補正値
Qtcを加算して、該加算結果を最終的な検出値Qsにセッ
トする。On the other hand, when it is determined in step 31 that the flag Flugdp is set to 1, the air density ρ is in a reduced state, and at this time, the reduction amount of the filling air amount in the supercharging chamber 22 is also equal to the throttle valve passage air amount. However, since the air flow meter 11 does not detect the amount of decrease in the filling air amount, step 33
To the detected value Qa, the correction value corresponding to the decrease in the filling air amount.
Qtc is added and the addition result is set as the final detection value Qs.
上記ステップ32又はステップ33で補正設定された吸入
空気流量Qsに基づき基本燃料噴射量Tpが算出され、この
基本燃料噴射量Tpに基づいて燃料噴射弁18が駆動制御さ
れて、燃料供給量が電子制御されることになる。The basic fuel injection amount Tp is calculated based on the intake air flow rate Qs corrected and set in step 32 or step 33, the fuel injection valve 18 is drive-controlled based on the basic fuel injection amount Tp, and the fuel supply amount is electronically adjusted. Will be controlled.
このようにして、エアフローメータ11の検出値Qaを、
過給室22内の空気密度変化Δρ及び過給室22容積から予
測される過給室22内の充填空気量の変化分に基づいて補
正すれば、前記充填空気量が変化する機関過渡時に、エ
アフローメータ11の検出値Qaに誤差が生じても、これを
補償して真のスロットル弁12通過空気量を設定すること
ができ、以て、空気量検出に基づく燃料供給制御の精度
を向上させることができるものである。In this way, the detected value Qa of the air flow meter 11,
If the correction is made based on the change in the air density change Δρ in the supercharging chamber 22 and the change amount of the filling air amount in the supercharging chamber 22 that is predicted from the volume of the supercharging chamber 22, when the engine transient in which the filling air amount changes, Even if an error occurs in the detected value Qa of the air flow meter 11, it is possible to compensate for this and set the true throttle valve 12 passing air amount, thereby improving the accuracy of fuel supply control based on the air amount detection. Is something that can be done.
上記実施例では、機関２に対して１系統の過給吸気系
が備えられるものについて述べたが、例えばＶ型機関に
おいて、両バンクそれぞれに独立した過給吸気系を備
え、これら両バンク毎の過給吸気系の上流側合流部にエ
アフローメータ11を備えるシステムにあっては、第８図
に示すようにして過給圧を検出して、前述のような充填
空気量変化に基づく吸入空気量の補正を行うことが好ま
しい。In the above-described embodiment, the one in which the engine 2 is provided with one supercharged intake system has been described, but for example, in a V-type engine, each bank is provided with an independent supercharged intake system. In the system including the air flow meter 11 at the upstream merging portion of the supercharging intake system, the supercharging pressure is detected as shown in FIG. 8 and the intake air amount based on the change in the filling air amount as described above. Is preferably corrected.
第８図において、エアフローメータ11の下流側で吸気
通路が２系統に分岐され、それぞれの吸気系には、上流
側からコンプレッサ6,インタークーラ19,スロットル弁1
2がそれぞれ設けられ、それぞれ独立して機関２の片バ
ンクに空気を送り込むようになっている。In FIG. 8, the intake passage is branched into two systems on the downstream side of the air flow meter 11, and each intake system includes a compressor 6, an intercooler 19, a throttle valve 1 from the upstream side.
2 are provided respectively, and air is independently sent to one bank of the engine 2.
ここで、各吸気系統のインタークーラ19とスロットル
弁12との間からそれぞれ分岐延設された圧力導入管24が
合流されて過給圧センサ21に接続されており、過給圧セ
ンサ21は２系統の過給吸気系における合成圧として過給
圧を検出するようになっている。Here, the pressure introducing pipes 24 that are branched and extended between the intercooler 19 and the throttle valve 12 of each intake system are joined together and connected to the supercharging pressure sensor 21, and the supercharging pressure sensor 21 is 2 The supercharging pressure is detected as a combined pressure in the supercharging intake system of the system.
このように各吸気系の過給圧を合成して過給圧センサ
21に検出させるようにすれば、それぞれ個別にセンサを
設ける必要がなく、センサを節約できると共に、第８図
に示すように、両バンクの吸気脈動が逆位相であれば、
合成圧を検出させることで、過給圧検出値の脈動を縮小
させることができる。In this way, supercharging pressure of each intake system is combined and supercharging pressure sensor
If it is made to detect by 21, it is not necessary to provide a sensor individually, and the sensor can be saved, and as shown in FIG. 8, if the intake pulsations of both banks are in opposite phases,
By detecting the combined pressure, it is possible to reduce the pulsation of the boost pressure detection value.
上記のように両バンクの合成圧を検出させるよう構成
すると過給圧センサ21に過給圧を導く圧力導入管24が長
くなってしまい、これによって検出応答性を悪化させる
ことがあるが、前述のように、インタークーラ19の下流
側でスロットル弁12の動きに対して応答性良く反応する
過給圧を検出させるから、前記圧力導入管24長さによる
遅れを補って、必要充分な応答性を確保させることが可
能である。If the combined pressure of both banks is detected as described above, the pressure introducing pipe 24 for guiding the supercharging pressure to the supercharging pressure sensor 21 becomes long, which may deteriorate the detection responsiveness. As described above, since the supercharging pressure that responds to the movement of the throttle valve 12 with good response is detected on the downstream side of the intercooler 19, the delay due to the length of the pressure introducing pipe 24 is compensated for, and the necessary and sufficient response is obtained. It is possible to secure.
尚、本実施例では、過給機として排気ターボチャージ
ャ１を備える機関について述べたが、過給機としては直
接機関駆動される過給機であっても良い。In this embodiment, the engine provided with the exhaust turbocharger 1 as a supercharger has been described, but the supercharger may be a supercharger driven directly by the engine.
また、本実施例では、インタークーラ19とスロットル
弁12との間で検出された過給圧PBと空気温度TBとに基づ
いて、過給室における充填空気量の変化を推定したが、
過給圧のみに基づいて充填空気量の変化を推定するもの
であっても良い。Further, in the present embodiment, based on the supercharging pressure PB and the air temperature TB detected between the intercooler 19 and the throttle valve 12, the change in the filling air amount in the supercharging chamber is estimated,
Alternatively, the change in the charging air amount may be estimated based only on the boost pressure.
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、インタークーラ
を備えた過給機付内燃機関において、過給圧変化による
吸入空気量の検出誤差分を推定し、該推定結果に基づい
て検出値を補正するようにしたので、過渡時の吸入空気
量の検出精度が向上し、然も、前記補正に用いる過給圧
の検出値を応答性良く得ることができるので、前記補正
制御の応答性を確保できる。<Effect of the Invention> As described above, according to the present invention, in an internal combustion engine with a supercharger equipped with an intercooler, a detection error amount of an intake air amount due to a change in supercharging pressure is estimated, and based on the estimation result. Since the detection value is corrected, the detection accuracy of the intake air amount at the time of transition is improved, and the detection value of the boost pressure used for the correction can be obtained with good responsiveness. Responsiveness can be secured.
更に、過給吸気系が吸入空気量検出手段の下流側で分
岐して複数並設される場合に、それぞれ個別に過給圧を
検出させる必要がなく、センサ数を削減できるという効
果がある。Further, when a plurality of supercharging intake systems are branched and arranged in parallel on the downstream side of the intake air amount detecting means, it is not necessary to individually detect the supercharging pressure, which has the effect of reducing the number of sensors.
第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図〜第６図は
それぞれ同上実施例における過給圧変化に基づく吸入空
気量の補正制御の様子を示すフローチャート、第７図は
同上実施例における過給圧の検出特性を示すタイムチャ
ート、第８図は本発明の他の実施例を示すシステム概略
図、第９図は従来の吸入空気量検出制御の問題点を説明
するためのタイムチャートである。 １……排気ターボチャージャ、２……内燃機関、４……
排気タービン、６……コンプレッサ、11……エアフロー
メータ、12……スロットル弁、15……コントロールユニ
ット、19……インタークーラ、21……過給圧センサ、22
……過給室、23……空気温度センサFIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a system schematic diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 6 are intake air based on changes in supercharging pressure in the same embodiment as above. FIG. 7 is a flow chart showing the state of the correction control of the amount, FIG. 7 is a time chart showing the detection characteristic of the supercharging pressure in the same embodiment, FIG. 8 is a system schematic diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a time chart for explaining problems of the conventional intake air amount detection control. 1 ... exhaust turbocharger, 2 ... internal combustion engine, 4 ...
Exhaust turbine, 6 ... Compressor, 11 ... Air flow meter, 12 ... Throttle valve, 15 ... Control unit, 19 ... Intercooler, 21 ... Supercharging pressure sensor, 22
…… Supercharger room, 23 …… Air temperature sensor
Claims (2)
を備えて構成され、かつ、過給された吸気を冷却するイ
ンタークーラを前記コンプレッサとスロットル弁との間
に備えた過給機付内燃機関の吸入空気量検出装置であっ
て、 前記コンプレッサの上流側で機関の吸入空気量を直接検
出する吸入空気量検出手段と、 前記過給機による過給圧を前記インタークーラとスロッ
トル弁との間で直接検出する過給圧検出手段と、 前記コンプレッサとスロットル弁との間の過給室内にお
ける充填空気量の変化分を、少なくとも前記過給圧検出
手段で検出される過給圧に基づいて推定し、該推定結果
に基づいて前記吸入空気量検出手段で検出された吸入空
気量を補正設定する吸入空気量補正手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする過給機付内燃機関
の吸入空気量検出装置。1. An internal combustion engine with a supercharger comprising a throttle valve on the compressor flow side of the supercharger and having an intercooler for cooling the supercharged intake air between the compressor and the throttle valve. An intake air amount detecting device for an engine, comprising: an intake air amount detecting means for directly detecting an intake air amount of the engine on an upstream side of the compressor; and a supercharging pressure by the supercharger between the intercooler and the throttle valve. Between the supercharging pressure detecting means for directly detecting the supercharging pressure between the compressor and the throttle valve, based on at least the supercharging pressure detected by the supercharging pressure detecting means. An internal combustion engine with a supercharger, comprising: an intake air amount correcting means for estimating and estimating the intake air amount detected by the intake air amount detecting means based on the estimation result. Seki's intake air amount detector.
ロットル弁からなる過給吸気系が、前記吸入空気量検出
手段の下流側で分岐して複数並設され、前記過給圧検出
手段がそれぞれの吸気系のインタークーラとスロットル
弁との間の圧力の合成圧として過給圧を検出するよう構
成されたことを特徴とする請求項１記載の過給機付内燃
機関の吸入空気量検出装置。2. A plurality of supercharged intake systems comprising the compressor, an intercooler, and a throttle valve are branched and arranged in parallel on the downstream side of the intake air amount detecting means, and the supercharge pressure detecting means are provided in respective intake systems. 2. The intake air amount detecting device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, wherein the supercharging pressure is detected as a combined pressure of the pressure between the intercooler and the throttle valve.
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|---|---|---|---|
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| US07/797,971 US5191789A (en) | 1990-11-27 | 1991-11-26 | Method and system for detecting intake air flow rate in internal combustion engine coupled with supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321046A JP2528385B2 (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Intake air amount detector for internal combustion engine with supercharger |
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|---|---|
| JPH04194349A JPH04194349A (en) | 1992-07-14 |
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| CN105604714A (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-25 | 曼卡车和巴士股份公司 | Method and device for performing pulse correction on output sigal of air quality sensor |
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| CN105604714B (en) * | 2014-11-13 | 2020-08-04 | 曼卡车和巴士股份公司 | Method and device for correcting pulsation of output signal of air quality sensor |
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