JP2742088B2

JP2742088B2 - エンジンの吸入空気量検出装置

Info

Publication number: JP2742088B2
Application number: JP11115889A
Authority: JP
Inventors: 邦公南谷; 浩見吉岡; 敏広石原; 徹郎高羽
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH02291465A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの吸入空気量検出装置に関し、特
にその検出精度を向上させるための対策に関する。

（従来の技術）従来、エンジンの制御装置として、例えば特開昭62−
157245公報に開示されるように、吸気通路に燃料噴射用
インジェクタを設けたエンジンにおいて、上記吸気通路
に熱線式の吸気流量センサを設けるとともに、エンジン
の回転数を検出する回転数センサを設け、これら各セン
サの出力に基づいて上記インジェクタからの噴射燃料量
を制御するようにしたものが知られている。その場合、
吸気流量センサの出力信号を積分演算し、この積分値を
空気量値として出力するようにして、例えばスロットル
弁の全開時などに発生しやすい吸気流の脈動による影響
を少なくしている。

また、このような熱線式の吸気流量センサは吸気通路
の吸気流の方向性に関係なくセンサ付近を通過する吸気
の流量に応じた信号を出力するという特性を有してい
る。そのため、主として低回転時に発生する吸気の吹き
返し時、つまりシリンダから吸気が逆流したときでも、
この逆流した流量に応じた信号が出力される。その結
果、実際にシリンダに吸入された吸気量に見合った燃料
量よりも多い燃料がインジェクタから噴射され、空燃比
がオーバーリッチになるという問題が生じる。そこで、
この問題を解決するため、上記公報記載のものでは、負
荷とエンジン回転数とをパラメータとしてエンジンの運
転状態を検出し、エンジンが吸気の吹き返しが起き易い
運転領域にあるときには燃料噴射量を減少補正して空燃
比を適正値に維持するように対策している。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記従来のものでは、吹き返しが起き易い
運転領域の特定や、各運転状態における燃料噴射量の減
少補正量などは経験的に得るものであり、これらに基づ
いて空燃比制御を行う以上、その精度に限界がある。

本発明はこのような点に着目してなされたものであ
り、その目的とするところは、熱線式等、吸気通路の吸
気流の方向性に無関係に吸気流量を検出する吸気流量セ
ンサの出力信号から精度良く吸気流量の情報を得て、空
燃比制御その他のエンジンに関する制御を良好に行うこ
とにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、請求項１の発明の解決手段
は、吸気通路の上流側に該吸気通路を流れる吸気流の方
向性に無関係に吸気流量を検出する検出手段が設けら
れ、該検出手段の出力を受け、該検出手段を通過した吸
気が流入する複数気筒の１サイクル毎の吸入空気量を検
出するようにしたエンジンの吸入空気量検出装置におい
て、上記検出手段の出力信号を受け、上記複数気筒にお
けるピストン上死点から次のピストン上死点までのクラ
ンク角を１つの周期として、該周期における上記信号の
最大出力値を代表空気量値として出力する変換処理手段
を設けたものとする。

ここで、請求項２の発明では、上記請求項１における
変換処理手段は、検出手段の出力を受け、この出力をな
まし処理してから上記周期毎における信号の最大出力値
を代表空気量値として出力するものとしている。また、
請求項３の発明では、上記検出手段は熱線式のものとす
る。

（作用）上記の構成により、請求項１〜３の発明では、検出手
段から出力される信号に基づいて、変換処理手段によ
り、複数気筒におけるピストン上死点から次のピストン
上死点までのクランク角周期の間における上記信号の最
大出力値が代表空気量値として出力される。

その場合、吸気脈動が発生しているときでも、上記最
大出力値は吸気脈動のようには変動しないので、検出装
置の出力から精度良く吸気流量の情報が得られることに
なる。

また、吸気吹き返しは吸気脈動の谷の付近であるピス
トン上死点付近に起きるので、上記最大出力値を代表空
気量値として出力すれば、吸気吹き返しに応じた信号が
検出装置から出力されることがなく、検出装置の出力か
ら精度良く吸気流量の情報が得られる。

したがって、検出装置による吸入空気量の検出誤差が
最小になり、この検出装置に基づく空燃比制御その他の
エンジンに関する制御が精度良く行われることになる。

さらに、請求項２の発明では、変換処理手段において
検出手段の出力をなまし処理するので、ノイズの影響が
除去されて検出装置による吸入空気量の検出誤差が更に
少なくなる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る吸入空気量検出装置を
備えたエンジンを示す。同図において、１はエンジン、
２は該エンジン１に形成されたシリンダ、３は該シリン
ダ２に摺動自在に嵌挿されたピストンであって、該シリ
ンダ２とピストン３とによって燃焼室４が形成されてい
る。

上記燃焼室４には吸気通路６が接続され、該吸気通路
６によって燃焼室４に吸気が供給される。該吸気通路６
の燃焼室４側開口には吸気弁７が設けられている。ま
た、該吸気通路６には、吸入空気量を調節するためのス
ロットル弁８が設けられている。さらに、吸気通路６の
燃焼室４寄りには、吸気に燃料を噴射供給するインジェ
クタ９が設けられている。

また、上記燃焼室４には排気通路11が接続され、該排
気通路11によって燃焼室４から排気ガスが排出される。
該排気通路11の燃焼室４側開口には排気弁12が設けられ
ている。また、該排気通路12には、排気ガスを浄化する
ためのキャタリスト13が設けられている。さらに、14は
燃焼室４に設けられた点火プラグ、15はディストリビュ
ータ、16はイグニッション・コイルである。そして、上
記インジェクタ９はコントロールユニット20によって制
御される。

さらに、上記吸気通路６の上流側には、公知の熱線式
エアフローセンサ21が設けられている。この熱線式エア
フローセンサ21はホットワイヤと呼ばれるタイプのもの
であるが、他に例えばホットフィルムと呼ばれるタイプ
のものもある。このエアフローセンサ21はエンジンの吸
気通路６を流れる吸気流の方向性に無関係に吸気流量を
検出するもので、熱線式の検出手段として機能する。ま
た、上記ディストリビュータ15にはクランク角を検出す
るためのクランク角センサ22が設けられている。これら
各センサ21,22の出力信号は上記コントロールユニット2
0に入力されている。

次に、上記コントロールユニット20の作動制御を第２
図のブロック図に基づいて説明する。同図において、ま
ずエアフローセンサ21の出力Ｖはローパス・フィルタB₁
にかけられてノイズが除去される。一方、クランク角セ
ンサ22からTDC（上死点）信号が得られる。そして、ブ
ロックB₂でTDC間、つまりシリンダ２の一行程間におけ
る上記出力Ｖの最大値Vmaxを検出する。この場合、この
エンジン１は４サイクル４気筒であるので、第３図に示
すように、TDC間はクランク角で180度になる。また、ブ
ロックB₂では、出力Ｖを1msecごとにサンプルし、TDC間
におけるサンプル値の最大値をVmaxとしている。次にブ
ロックB₃で、Ｖ−Ｑ変換テーブルB₄に基づいて出力Ｖを
吸入空気量Ｑに変換する。

一方、ブロックB₅で、TDC信号の周期Ｔからエンジン
回転数を算出する。そして、ブロックB₆で上記吸入空気
量Ｑおよびエンジン回転数に基づいて基本パルス幅Tpを
演算する。さらに、ブロックB₇でエンジン回転数に基づ
いてこの基本パルス幅を減量補正する。その補正計数Cp
は第４図に示す通りである。そして、減量補正されたパ
ルス幅Cp・Tpに基づいて燃料噴射を行う。

次に、上記コントロールユニット20の作動制御を第５
図および第６図のフローに基づいて説明する。第５図の
フローは1msecごとに起動されるものであって、スター
ト後、まずステップS₁でエアフローセンサ21の出力Ｖを
読み込み、ステップS₂でＶを“なまし処理”する。すな
わち、今回のエアフローセンサ出力をＶ（ｉ）、今回の
“なまし補正”後のエアフローセンサ出力をVn（ｉ）、
前回の“なまし補正”後のエアフローセンサ出力をVn
（ｉ−１）、補正係数をKvn（０≦Kvn＜１）とすると、 Vn（ｉ）＝Kvn×Vn（ｉ−１）＋（１−Kvn）×Ｖ（ｉ）によって“なまし処理”を行う。次いで、ステップS₃で
“なまし補正”後のエアフローセンサ出力Vnが最大値Vm
axよりも大か否かを判定する。そして、Vn≦Vmaxのとき
は、そのままリターンする一方、Vn＞Vmaxのときは、そ
のVnによってVmaxを更新してからリターンする。以上の
フローによって、検出手段（エアフローセンサ）21の出
力を受け、吸気脈動の発生周期であるTDCと次のTDCの間
における信号の最大出力値を代表空気量値として出力す
る変換処理手段31を構成している。

次に、第６図のフローはTDC毎（クランク角180°毎）
に処理されるものであって、スタート後、まずステップ
S₁₁で上記Vmaxを読み込み、このVmaxをVTDCとし、ステ
ップS₁₂でVmaxを“0"にリセットする。そして、ステッ
プS₁₃でＶ−Ｑ変換により出力VTDCを吸入空気量Ｑに変
換し、ステップS₁₄でTDC信号の周期Ｔからエンジン回転
数を算出してステップS₁₅で基本パルス幅Tpを演算す
る。また、ステップS₁₆で補正係数Cpを算出し、ステッ
プS₁₇で“Ti＝Cp・Tp＋Tv"により最終パルス幅Tiを求
め、ステップS₁₈で最終パルス幅Tiでもって燃料噴射を
行い、リターンする。

したがって、上記実施例においては、エアフローセン
サ21から出力される信号のうち、TDCから次のTDCのクラ
ンク角周期の間における信号の最大出力値が代表空気量
値として出力されるが、吸気脈動が発生しているときで
も、最大出力値は吸気脈動のようには変動しないので、
精度良く吸気流量の情報が得られる。

また、吸気吹き返しは吸気脈動の谷の付近であるTDC
付近に起きるので、上記最大出力値を代表空気量値とし
て出力すれば、吸気吹き返しに応じた信号が出力される
ことがなく、精度良く吸気流量の情報が得られる。

よって、検出装置による吸入空気量の検出誤差が最小
になり、この検出装置に基づく空燃比制御等が精度良く
行われることになる。

さらに、エアフローセンサ21から出力される信号を
“なまし処理”してから最大出力値を求めるようにした
ので、ノイズの影響が除去されて検出装置による吸入空
気量の検出誤差が更に少なくなる。

（発明の効果）以上説明したように、請求項１〜３の発明のエンジン
の吸入空気量検出装置によれば、吸気通路の吸気流の方
向性に無関係に吸気流量を検出する熱線式等の検出手段
からの出力信号のうちピストン上死点から次のピストン
上死点までのクランク角周期の間における最大出力値を
代表空気量値として出力するようにしたので、吸気脈動
や吸気吹き返しを検出した信号が検出装置の信号として
出力されることがなく、検出装置による吸入空気量の検
出誤差が最小になり、この検出装置に基づく空燃比制御
その他のエンジンに関する制御を精度良く行うことがで
きる。

さらに、請求項２の発明のエンジンの吸入空気量検出
装置によれば、検出手段の出力をなまし処理してから吸
気脈動の発生周期の間における信号の最大出力値を代表
空気量値として出力するようにしたので、ノイズの影響
が除去されて検出装置による吸入空気量の検出誤差を更
に少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体概略構成
図、第２図はコントロールユニットの制御を示すブロッ
ク図、第３図はエアフローセンサ出力の時間変化を示す
図、第４図は補正係数Cpと基本パルス幅Tpとの関係を示
す図、第５図および第６図はコントロールユニットの制
御を示すフローチャート図である。１……エンジン 21……熱線式エアフローセンサ（検出手段） 31……変換処理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高羽徹郎広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭56−40718（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路の上流側に該吸気通路を流れる吸
気流の方向性に無関係に吸気流量を検出する検出手段が
設けられ、該検出手段の出力を受け、該検出手段を通過
した吸気が流入する複数気筒の１サイクル毎の吸入空気
量を検出するようにしたエンジンの吸入空気量検出装置
において、上記検出手段の出力信号を受け、上記複数気筒における
ピストン上死点から次のピストン上死点までのクランク
角を１つの周期として、該周期における上記信号の最大
出力値を代表空気量値として出力する変換処理手段を設
けたことを特徴とするエンジンの吸入空気量検出装置。
【請求項２】変換処理手段は、検出手段の出力を受け、
この出力をなまし処理してから上記周期毎における信号
の最大出力値を代表空気量値として出力するものである
請求項１記載のエンジンの吸入空気量検出装置。
【請求項３】検出手段は熱線式のものである請求項１又
は２記載のエンジンの吸入空気量検出装置。