JP5089791B1 - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関の吸気管9に設けられたエアフローセンサ11(吸入空気量検出手段)により検出された吸入空気量RQaと、サージタンク10に設けられた吸気圧センサ13(吸気管圧力検出手段)の検出値から算出された吸入空気量EQaとの比較を行い、吸入空気量検出手段による吸入空気量RQaが大きければ内燃機関の燃料制御には吸入空気量RQaを使用し、吸気管圧力検出手段の検出値から算出された吸入空気量EQaが大きければ内燃機関の燃料制御には吸気管圧力検出手段から算出された吸入空気量EQaを使用するようにした。
【選択図】図2
Description
例えば、ブレーキ操作を検出する為にブレーキONかブレーキOFFかの検出スイッチを備え、この検出スイッチの状態をアイドリングの安定化や排気ガスの悪化を防ぐ為に燃料制御に使用している。
即ち、ブレーキOFFで、かつブレーキON→OFF後所定時間が経過している時は、エアフローセンサが検出した吸入空気量で燃料制御に使用する燃料量の演算を行い、ブレーキON時、およびブレーキON→OFF後所定時間が経過していない場合は、吸気圧センサが検出した圧力に基づき算出された吸入空気量で燃料制御に使用する燃料量の演算を行うようにしている。
この場合、図5の点線に示すように、特許文献1は、ブレーキスイッチによるブレーキの操作を検出する為、ブレーキ踏込み時にブレーキ操作量に関わらずブレーキスイッチONとなった時点で内燃機関の燃料制御に使用する空気量の演算が、エアフローセンサの検出空気量から吸気管圧力センサの検出圧力から算出された吸入空気量へ切替えられる。
従って、ブレーキ倍力装置が作動しない程度のブレーキペダル踏み込み量が浅い操作時においても、燃料制御用の吸入空気量をエアフローセンサの検出空気量から吸気管圧力センサの検出圧力から算出した吸入空気量へ切替えられる為、燃料制御の制御性が悪化する
問題点があった。
以下、この発明の実施の形態1における内燃機関の燃料制御装置を図1〜図3により説明する。
図1はこの発明の実施の形態1の内燃機関の燃料制御装置の構成を示す図で、内燃機関
である自動車のエンジン1には、空気を導入する吸気ポート2、この吸気ポート2に設けられた吸気弁3、排気ガスを排出する排気ポート4、この排気ポート4に設けられた排気弁5、エンジン1内の燃料に点火する点火プラグ6、エンジン1の回転速度を検出するエンジン回転検出手段としてのクランク角センサ7が備えられている。
吸気管9には、エンジン1の吸入空気量を検出するエアフローセンサ(AFS)11が設けられ、吸入空気量検出手段を構成している。エアフローセンサ11には、図示を省略しているが吸入空気の温度を検出する吸入空気温度センサも備えている。
サージタンク10には第1負圧導入管51が接続され、この第1負圧導入管51を介してサージタンク10と吸気圧センサ13が接続されている。吸気圧センサ13は空気吸入管を構成するサージタンク10内の吸気圧を検出する吸気管圧力検出手段を構成している。また、サージタンク10には第2負圧導入管52が接続され、この第2負圧導入管52を介してサージタンク10とブレーキ倍力装置14が接続されている。また、ブレーキ倍力装置14にはブレーキペダル15が連結されている。
エンジン1での燃焼により発生した排気ガスは、排気ポート4、三元触媒17を順次通過し大気へ排出される。排気ポート4には空燃比センサ18が設けられている。
電子制御ユニット20は、マイクロコンピュータを搭載しており、エアフローセンサ11、スロットルバルブ12、吸気圧センサ13、空燃費センサ18、クランク角センサ7からの情報に基づいて各種制御量を演算し、制御量に応じた制御信号で燃料噴射弁16および点火プラグ6を駆動する。
まず、吸気圧センサ13にて検出された吸気管圧力RPbは、空気量変換手段B01にて吸入空気量と同じ物理量EQaへ変換され、エアフローセンサ11にて検出された吸入空気量RQaと比較可能な状態とする。そして、燃料量の算出(燃料制御)に用いる吸入空気量を、エアフローセンサ11で検出された吸入空気量RQaとするか、吸気圧センサ13の検出圧力から算出された吸入空気量EQaとするかを空気量切替手段B02で決定する。
圧力EPbを吸気圧力変換手段B04にて吸気管圧力RPbと同じ物理量へ変換し、吸気圧力比較手段B05において、吸気圧センサ13にて検出された吸気管圧力RPbと吸気圧力変換手段B04で変換された値との比較を行い、空気量切替手段B02での切替実施可否を決定する要素となる。
図3において、まず、ステップS01では、吸気圧センサ13の故障判定を行い、吸気圧センサ13の故障と判定すれば(YES)ステップS10へ進み、エアフローセンサ11の検出した吸入空気量RQaを制御用吸入空気量CQaとして置き換えて処理を終了する。なお、ステップS01で吸気圧センサ13の故障を検出しなければ(NO)、ステップS02に進む。
ステップS03では、空気量変換手段B01において、吸気圧センサ13の検出した吸気管圧力RPbについて、吸入空気量への変換係数TKを用い吸入空気量EQaを下式(1)にて算出する。
TK =KEv×KAP×V/{Ts×R×(Ti+273)}・・・(2)
KEv:体積効率補正
V :行程容積
R :空気ガス定数
Ts :1工程当りに要する時間
Ti :吸入空気温度
KAP:大気圧補正
ステップS05では、エンジン回転比較手段B10において、エンジン回転数Neと基
準エンジン回転数Nebase(今回の実施例は、アイドリング時の目標エンジン回転数を基準エンジン回転数として説明)の差が所定値BKNeより小さいかの判定を行う。ここで所定値BKNeとは、ブレーキ倍力装置14からの流入空気によるエンジン1への供給空気量の増加分に伴うエンジン回転数の上昇分よりも若干大きな値を設定している。
ステップS06−1にて、吸気圧センサ13の検出した吸気管圧力RPbと予測吸気管圧力EPbとの差が所定値BKPbよりも大きい場合(YES)はステップS07へ進み、吸気圧センサ13の検出した吸気管圧力RPbと予測吸気管圧力EPbとの差が所定値BKPbよりも小さい場合(NO)はステップS06−2へ進む。
ステップS07にて、ステップS03にて算出された吸入空気量EQaとエアフローセンサ11にて検出された吸入空気量RQaとの差が所定値BKQaよりも大きければ(YES)ステップS08へ進み、小さければ(NO)ステップS10へ進む。
前回サンプリング値RQa(i−1)と今回サンプリング値RQa(i)との差が所定値△RQaより小さい場合(YES)はステップS09へ進み、前回サンプリング値RQa(i−1)と今回サンプリング値RQa(i)との差が所定値△RQaより大きい場合(変化があった場合)(NO)にはステップS10へ進む。ここで所定値△RQaとは、定常状態で運転されているエンジン1におけるエアフローセンサ11により検出される吸入空気量RQaのサンプリング毎の変動分よりも若干大きな値を設定している。
一方ステップS10では、エアフローセンサ11が検出した吸入空気量RQaをエンジン1の燃料制御に用いる制御用吸入空気量CQaとして置き換え処理を終了する。
そしてこの制御用吸入空気量CQaによりエンジン1に供給する燃料量を算出して燃料制御する。
以上により、ブレーキスイッチが搭載されていない車両や、ブレーキスイッチが故障した場合、またブレーキ操作量の違いによるブレーキ倍力装置14から空気吸入管への流入空気量の違いがあった場合についても、これらに関係なく燃料制御の制御性がよくなる。
これによりエアフローセンサ11の下流において空気量が増加した場合、内燃機関の燃料制御に使用する吸入空気量を、エアフローセンサ11の検出した吸入空気量RQaから吸気圧センサ13で検出した圧力に基づき算出された吸入空気量EQaに切替えることが出来、ブレーキスイッチを使わずにブレーキ倍力装置からの流入空気量を検出することが出来たことになる。
次に、この発明の実施の形態2における内燃機関の燃料制御装置を図4により説明する。
実施の形態1の発明では、吸入空気の温度が吸気管圧力予測手段B03で予測した予測吸気管圧力EPbと吸気圧センサ13が検出した圧力RPbが同一の温度の場合に限定される。実施の形態2の発明は、吸入空気温度が変化した場合にも対応可能にしたものである。
図4において、実施の形態1の図3と比較すると、ステップS01、S02、S03、S04、S05、S07、S08、S09、S10は、実施の形態1と同じであるので説明は省略する。
より得られた予測吸気管圧力EPbと吸気圧センサ13(吸気管圧力検出手段)で検出された吸気管圧力RPbとの差を算出し、算出された差の変化量に基づいて、吸入空気量の切り替えを行なうようにしている。このため吸気管圧力予測手段B03より求められた予測吸気管圧力と空気吸入管に設けられた吸気管圧力検出手段が検出した吸気管圧力について、それぞれの吸気温度が異なる場合の酸素密度の差の影響を排除できる為、ブレーキ倍力装置14からの流入空気量の検出精度がさらに向上する。
3:吸気弁 4:排気ポート
5:排気弁 6:点火プラグ
7:クランク角センサ(エンジン回転検出手段)
8:エアクリーナ 9:吸気管
10:サージタンク 11:エアフローセンサ(吸入空気量検出手段)
12:スロットルバルブ 13:吸気圧センサ(吸気管圧力検出手段)
14:ブレーキ倍力装置 15:ブレーキペダル
16:燃料噴射弁 17:三元触媒
18:空燃比センサ 20:電子制御ユニット
B01:空気量変換手段 B02:空気量切替手段
B03:吸気管圧力予測手段 B04:吸気圧力変換手段
B05:吸気圧力比較手段 B06:記憶手段
B07:記憶手段 B08:空気量比較手段
B09:基準エンジン回転数手段 B10:エンジン回転比較手段。
Claims (6)
- 自動車用の内燃機関に所要の燃料を噴射する為の燃料量の算出を空気量で行なう内燃機関であって、前記内燃機関への空気吸入管にそれぞれ設けられ、前記空気吸入管を通過する吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、前記空気吸入管の吸気圧を検出する吸気管圧力検出手段とを備え、前記吸気管圧力検出手段の検出値の物理量単位を前記吸入空気量検出手段の検出値と一致させる変換手段を設け、前記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量と前記吸気管圧力検出手段の検出値から前記変換手段により算出された吸入空気量の比較を行い、前記吸入空気量検出手段で検出された吸入空気量が、前記吸気管圧力検出手段の検出値から算出された吸入空気量よりも大きければ、前記内燃機関の燃料量の算出には前記吸入空気量検出手段で検出された吸入空気量を用い、前記吸気管圧力検出手段の検出値から算出された吸入空気量が、前記吸入空気量検出手段で検出された吸入空気量よりも大きければ、前記内燃機関の燃料量の算出には前記吸気管圧力検出手段の検出値から算出された吸入空気量を使うことを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
- 前記空気吸入管の吸気圧を予測する吸気管圧力予測手段を設け、前記吸気管圧力予測手段より得られた吸気管圧力と前記吸気管圧力検出手段で検出された吸気管圧力との差に基づいて、前記内燃機関の燃料量の算出に用いる前記吸入空気量の切替を行なうことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料制御装置。
- 前記空気吸入管の吸気圧を予測する吸気管圧力予測手段を設け、前記吸気管圧力予測手段より得られた吸気管圧力と前記吸気管圧力検出手段で検出された吸気管圧力結果との差を算出し、この算出された差の変化量に基づいて前記内燃機関の燃料量の算出に用いる前記吸入空気量の切替を行なうことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料制御装置。
- 前記吸入空気量検出手段または前記吸気管圧力検出手段のいずれかが故障した場合には、前記吸入空気量の切替を行わないことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料制御装置。
- 前記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量と前記吸気管圧力検出手段の検出値から算出された吸入空気量の比較を行い、前記吸気管圧力検出手段の検出値から算出された吸入空気量が前記吸入空気量検出手段で検出された吸入空気量よりも所定値以上に大きければ、前記内燃機関の燃料量の算出を行なう吸入空気量は、前記吸入空気量検出手段から前記吸気管圧力検出手段による検出値から算出された吸入空気量へ切替えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン回転検出手段を備え、前記エンジン回転検出手段で検出された回転数と基準エンジン回転数との比較を行い、前記エンジン回転検出手段の検出値から算出された回転数と基準エンジン回転数との差が所定範囲以上であれば、前記内燃機関の燃料量の算出を行なう吸入空気量は、前記吸入空気量検出手段で検出された吸入空気量へ切替えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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