JPH0357861A - 内燃機関の吸気温度検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、機関回転速度と吸気圧力とに基づいて燃料供
給量を設定する方式の内燃機関における吸気温度検出装
置に関する。

く従来の技術〉 内燃機関の電子制御燃料供給装置において、吸気圧力と
機関回転速度との組み合わせによって基本燃料供給量を
設定するものがあるが、この場合には、吸入空気の質量
流量を求める必要があるために、吸入空気温度（以下、
吸気温度とする）を検出するセンサを設け、この吸気温
度に基づく空気密度補正を基本燃料供給量に施すように
している（実開昭６０−１２０２３９号公報等参照）。

く発明が解決しようとする課題〉 ところで、前述したように吸気温度を検出して燃料供給
量の空気密度補正する場合、吸気温度を検出する吸気温
センサを吸気マニホールドの集合部等に配置しているが
、第６図に示すようなスロットル弁開度ＴＶＯの変化が
大きい４ｉ運転時のように吸気温度の変化が急激なとき
には、吸気温センサの応答性が悪いため、良好な空気密
度補正を施すことができず、空燃比制御性が悪化すると
いう問題があった。

これは、低吸入空気流量域の吸気マニホールド内の吸気
温度が機関等の熱源より受熱して上昇し、高空気流量域
では受熱する時間が少ないため低空気流量域より吸気温
度の上昇が少ない。このため、加速運転するとこの吸気
温度の段差が生じ、吸気温センサは応答遅れがあるため
大きなりーン化が発生する。この現象は高い機関温度で
低い外気温度のとき顕著になる。又、第４図で示す如く
吸気マニホールド内の吸気温度と外気温度と吸入空気量
と機関回転速度と負荷により異なる傾向にある．本発明
は上記の事情に鑑みなされたもので、吸気温度を応答性
良く、且つ、正確に検出できる検出装置を提供して、吸
入空気の質量流量を直接検出するセンサを備えない機関
の燃料供給制御において、機関過渡運転時の空燃比制御
性を向上させることを目的とする． 〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、第１図に示すように、機関回転速度
，吸気圧力を少なくとも含む機関運転状態を検出する機
関運転状態検出手段を備え、該機関運転状態検出手段で
検出された機関回転速度と吸気圧力とに基づいて燃料供
給量が設定される内燃機関において、外気温度を検出す
る外気温度検出手段と、機関温度を検出する機関温度検
出手段と、各検出手段で検出された外気温度と機関温度
との差を算出する温度差演算手段と、前記運転状態検出
手段で検出された機関回転速度と吸気圧力とから吸入空
気流量を設定する吸入空気流量設定手段と、前記温度差
演算手段で演算された温度差と設定された吸入空気流量
及び検出された機関回転速度に基づいて外気温度の検出
値を補正して吸入空気温度を推定する吸気温度推定手段
とを含んで構成した。

〈作用〉 かかる構或によれば、外気温度検出手段は、機関温度に
影響され難い外気温度を検出するものであるから、かか
る検出手段で検出される外気温度に関しては、応答遅れ
や機関温度に影響されての誤検出は回避できる． また、機関の吸入空気は、外気から取り込まれて吸気通
路を通過する際に、機関との間で熱交換がなされるが、
ここでの熱交換は、吸入空気流量及び機関温度（特に吸
気マニホールドの壁面温度）と外気温度との温度差で略
決定されるため、機関温度検出手段で機関温度を検出し
、検出した機関温度と前記外気温度検出手段で検出した
外気温度との差を温度差演算手段で演算すると共に、運
転状態検出手段で検出した吸気圧力と機関回転速度とか
ら吸入空気流量設定手段で吸入空気流量を設定し、吸気
温度推定手段は、これらの演算値及び設定値から前記熱
交換の状態を推定することにより外気温度から吸気温度
を推定する。

く実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、機関本体ｌには、エアクリ−ナ２，吸
気ダクト３，スロットルチャンバ４及び吸気マ二ホール
ド５を介して空気が吸入される。

エアクリーナ２には、機関本体１の外気温度ＴＡＩＲを
検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ６が
設けられている． スロットルチャンバ４には、図示しないアクセルペダル
と連動するスロットル弁７が設けられていて、吸入空気
流ＩＱを制御する。前記スロントル弁７には、その間度
ＴＶＯを検出するボテンショメータと共に、そのアイド
ル位置でＯＮとなるアイドルスイッチ８Ａを含むスロッ
トルセンサ８が付設されている． スロットル弁７下流の吸気マニホールド５には、吸気圧
力ＰＢを検出する吸気圧センサ９が設けられると共に、
各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁１０が設けられている。

前記燃料噴射弁１０は、後述するマイクロコンピュータ
を内蔵したコントローノレユニント１’ｌから、例えば
点火タイミングに同期して出力される噴射パルス信号に
よって所定時間だけ開弁駆動し、図示しない燃料ポンプ
からプレッシャレギュレー夕により所定圧力に制御され
た燃料を吸気マニホールド５内に噴射供給する。

更に、機関本体ｌの冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗ
を検出する水温センサ１２が設けられている。前記冷却
水温度Ｔｗは機関温度を代表するから、前記水温センサ
１２が本実施例における機関温度検出手段に相当する。

コントロールユニット１１は、クランク角センサ１５か
ら、機関回転に同期して出力されるクランク単位角信号
ＰＯＳを一定時間カウントして又は所定クランク角位置
毎に出力されるクランク基準角度信号ＲＥＦ　（４気筒
の場合１８０゜毎）の周期を計測して機関回転速度Ｎを
算出する。

また、コントロールユニット１ｌは、前記吸気圧センサ
９で検出される吸気圧力ＰＢと、クランク角センサｌ５
からの検出信号に基づいて算出した機関回転速度Ｎと、
吸気温度ＴＳＡに基づく空気密度補正係数ＫＴＳＡとに
基づいて基本燃料噴射量（基本燃料供給量）Ｔｐを設定
すると共に、この基本燃料噴射量ＴＰを各種運転状態に
基づいて補正して最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算し、こ
の燃料噴射ｌＴｉに相当するパルス幅の噴射パルス信号
を所定のタイ【ングで燃料噴射弁ｌＯに出力して機関本
体１に間欠的に燃料供給する。

更に、コントロールユニット１１は、外気温度センサ６
によって検出される外気温度ＴＡＩＲを、冷却水温と外
気温度との差、吸気圧力ＰＢと機関回転速度Ｎとから推
定される吸入空気流ＩＱに応じて設定される補正係数Ｋ
．及び機関回転速度Ｎ及び機関負荷に応じて設定される
微修正項Ｋ．とにより求められる温度補正値ΔＴＡＩＲ
で補正することにより、この補正された値を真の吸気温
度ＴＳＡとして推定する。ここで、コントロールユニッ
｝１１が、温度差演算手段、吸入空気流量設定手段及び
吸気温度推定手段に相当し、前述のように吸気圧センサ
９とクランク角センサ１５が機関運転状態検出手段に相
当する。

かかる真の吸気温度ＴＳＡの推定を第３図のフローチャ
ートに従って説明する。

まず、ステッラ゜１（図中Ｓ１で示してある。以下同様
）では、水温センサｌ２から冷却水温．Ｔｗに応じて出
力されるアナログ信号をディジタル信号に変換して冷却
水温Ｔｗを読み込む。

ステップ２では、外気温度センサ６から外気温度ＴＡＩ
ｍに応じて出力されるアナログ信号をディジタル信号に
変換して外気温度ＴＡ，．の瞬時値を読み込む。

ステップ３では、吸気圧センサ９から吸気圧力ＰＢに応
して出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換し
て吸気圧力ＰＢを読み込む。

ステップ４では、クランク角センサｌ５からの信号に基
づいて前述の如く機関回転速度Ｎを算出する。

ステップ５では、読み込んだ冷却水温Ｔｗと外気温度Ｔ
ＡＩえとの温度差ΔＴ　（＝Ｔｗ　　ＴＡＩＮ　）を演
算する。

ステップ６では、吸気圧力ＰＢと機関回転速度Ｎとから
予測設定される吸入空気流量Ｑ（ζＰＢＸＮ）に応じた
空気量補正係数Ｋ．のマップから？状の吸入空気１１Ｑ
に対応する空気量補正係数Ｋ０を検索する． ステップ７では、機関回転速度Ｎ及び吸気圧力ＰＢ（基
本燃料供給量Ｔｐでもよい）に応じて予め設定された微
修正項ＫＮのマップから機関回転速度Ｎ及び機関負荷に
対応する微修正項Ｋ８を検索する。

ステップ８では、ステップ５〜７で得られた温度差ΔＴ
と空気量補正係数Ｋ．と微修正項ＫＮを乗算して温度補
正値ΔＴＡＩＮを設定する。

ステップ９では、外気温度センサ６で検出された外気温
度Ｔ■，にステップ８で設定された温度補正値ΔＴＡＩ
ｍを加算し、この加算値を真の吸気温度ＴＳＡとして推
定する。

機関に吸入される空気は、エアクリーナ２を介して外気
から取り込まれた後、スロットルチャンハ４や吸気マニ
ホールド５を通過するときに熱交換されてからシリンダ
内に吸入される。従って、吸気温度ＴＳＡは吸気マニホ
ールド５等と外気との温度差に関連し、第４図に示すよ
うに、温度差？大きければ吸気温度ＴＳＡは高くなり、
また、流れる空気量が少ないと高くなる。更には、機関
回転速度Ｎ及び機関負荷にも依存して変化する。

これにより、熱交換状態を左右する吸気マニホールド５
等の温度を代表する冷却水温度Ｔｗと外気温度Ｔ　ａ　
Ｉ＊との温度差ΔＴと、吸気圧力ＰＢと機関回転速度Ｎ
とから推定できる空気流ＭＱから得られる補正係数Ｋ０
と、機関回転数Ｎ及び機関負荷に応じた微修正項ＫＨと
を用いて、外気温度ＴＡＩｌｌを補正することで真の吸
気温度ＴＳＡが推定できる。

そして、外気温度センサ６は機関本体工の発熱部から遠
い位置に配置されるために、機関本体ｌの発熱に影響さ
れ難く、また、外気温度Ｔ■，は温度変動が緩やかであ
るから検出応答性が問題となることはない。また、水温
センサｌ２で検出される冷却水温度Ｔｗもセンサの応答
遅れが発生する程急激な温度変動を示すことはなく、更
に、吸気圧センサ９による検出も温度センサのレベルか
らすると、殆ど応答遅れはないと言っていい。

？って、本実施例で推定される吸気温度ＴＳＡは、機関
本体ｌが過渡運転されるときであっても必要充分な応答
性を有し、この吸気温度ＴＳＡを用いて燃料供給量の空
気密度補正を施せば空燃比制御性が向上する。

上記のように吸気温度ＴＳＡが外気温度ＴＡ１，ｌから
推定されると、この吸気温度ＴＳＡに基づいて空気密度
補正係数ＫＴＡが第５図に示すマップから検索によって
求められ、基本燃料供給ｆｔＴｐがこの空気密度補正係
数ＫＴＡで補正されて、質量空気量に沿った燃料供給量
の設定が行われる。

吸気圧力ＰＢと機関回転速度Ｎとに基づく基本燃料供給
量Ｔｐの設定は、例えば以下のようにして行われる。

まず、吸気圧力ＰＢに基づいて基本体積効率補正係数Ｋ
ＰＭを設定すると共に、機関回転速度Ｎと吸気圧力ＰＢ
とから微小修正係数ＫＦＬＡＴを設定し、これらを乗算
して体積効率補正係数ＫＱｃｖＬ　（←Ｋ■ＸＫＦＬＡ
？）を演算する。そして、この体積効率補正係数ＫＱｃ
ｙＬと、吸気圧力ＰＢと、燃料噴射弁１０の噴射特性に
基づく定数Ｋ，。８と、前記空気密度補正係数ＫＴＡと
により基本燃料供給量Ｔｐ（’−ＫｅｏＮＸ　Ｐ　Ｂ　
Ｘ　ＫＱｃｖｔ　Ｘ　ＫＴＡ）が演算される。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、機関の吸気温度を
応答良く検出でき、しかも、機関温度に影響されて誤検
出することもないため、吸入空気流量を吸気圧力と機関
回転速度から予測設定することにより吸入空気の質量流
量を直接検出できない機関において、検出された吸気温
度に基づいて燃料供給量の空気密度補正を施すことによ
り、過渡運転時の空燃比制御性を向上でき、過渡運転性
能を改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構或を説明するブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上
実施例の制御内容を示すフローチャート、第４図は機関
の運転状態と吸気温度との関係を示すグラフ、第５図は
空気密度補正係数の検索マップを示す図、第６図は従来
装置の問題点を説明するための線図である。 １・・・機関本体　　６・・・外気温度センサ　　８・
・・スロットルセンサ　　９・・・吸気圧センサ　　１
１・・・コントロールユニット　　１２・・・水温セン
サ　　ｌ５・・・クランク角センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関回転速度、吸気圧力を少なくとも含む機関運転状態
   を検出する機関運転状態検出手段を備え、該機関運転状
   態検出手段で検出された機関回転速度と吸気圧力とに基
   づいて燃料供給量が設定される内燃機関において、外気
   温度を検出する外気温度検出手段と、機関温度を検出す
   る機関温度検出手段と、各検出手段で検出された外気温
   度と機関温度との差を算出する温度差演算手段と、前記
   運転状態検出手段で検出された機関回転速度と吸気圧力
   とから吸入空気流量を設定する吸入空気流量設定手段と
   、前記温度差演算手段で演算された温度差と設定された
   吸入空気流量及び検出された機関回転速度に基づいて外
   気温度の検出値を補正して吸入空気温度を推定する吸気
   温度推定手段とを含んで構成したことを特徴とする内燃
   機関の吸気温度検出装置。