JPH04252841A - エンジンの空気量検出装置 - Google Patents
エンジンの空気量検出装置Info
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- JPH04252841A JPH04252841A JP2545391A JP2545391A JPH04252841A JP H04252841 A JPH04252841 A JP H04252841A JP 2545391 A JP2545391 A JP 2545391A JP 2545391 A JP2545391 A JP 2545391A JP H04252841 A JPH04252841 A JP H04252841A
- Authority
- JP
- Japan
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- flow rate
- throttle valve
- air flow
- flow meter
- pressure
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- Pending
Links
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエンジンの空気量検出
装置、特に過渡時の応答遅れを補正するものに関する。
装置、特に過渡時の応答遅れを補正するものに関する。
【0002】
【従来の技術】燃料、点火時期などは、実際にエンジン
(シリンダ)に吸入される空気量に対応させることが望
ましい。
(シリンダ)に吸入される空気量に対応させることが望
ましい。
【0003】空気流量はシリンダに流入するものを測定
するのが理想的であるが、実際には不可能である。
するのが理想的であるが、実際には不可能である。
【0004】一方、シリンダへの吸気通路のうち有効流
路断面積が最大に変化するのは絞り弁部であるから、シ
リンダ流量は絞り弁の開度に支配される。絞り弁部の流
量はシリンダ流量に近似するので、絞り弁部に流量セン
サを設ければよい。
路断面積が最大に変化するのは絞り弁部であるから、シ
リンダ流量は絞り弁の開度に支配される。絞り弁部の流
量はシリンダ流量に近似するので、絞り弁部に流量セン
サを設ければよい。
【0005】ところが、流量とは別に絞り弁下流には吸
気圧力の影響があって脈動が発生する。流量センサを絞
り弁部に設けると、この影響をもろに受け、測定精度が
低下する。
気圧力の影響があって脈動が発生する。流量センサを絞
り弁部に設けると、この影響をもろに受け、測定精度が
低下する。
【0006】このため、絞り弁上流で脈動の影響の少な
い位置(具体的には絞り弁上流のダクト部のうちエアク
リーナのすぐ下流)に、流量センサ(エアフローメータ
)を持ってくるものが多い(特開昭58−104335
号公報参照)。
い位置(具体的には絞り弁上流のダクト部のうちエアク
リーナのすぐ下流)に、流量センサ(エアフローメータ
)を持ってくるものが多い(特開昭58−104335
号公報参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、定常時はエ
アフローメータ部と絞り弁部の流量に差はない。
アフローメータ部と絞り弁部の流量に差はない。
【0008】しかし、過渡時には絞り弁上流のダクトボ
リュームに対応して、流量に差が出るため、いくら応答
のよいエアフローメータを用いても、エアフローメータ
部流量をそのまま絞り弁部流量としたのでは、両者の差
がエラーとして生じる。この差は、ダクトボリュームが
大きくなるほど広がり、また絞り弁開度の変化速度が大
きいときほど大きい。
リュームに対応して、流量に差が出るため、いくら応答
のよいエアフローメータを用いても、エアフローメータ
部流量をそのまま絞り弁部流量としたのでは、両者の差
がエラーとして生じる。この差は、ダクトボリュームが
大きくなるほど広がり、また絞り弁開度の変化速度が大
きいときほど大きい。
【0009】そこで、この発明はダクトボリュームに対
応する流量変化分をエアフローメータ出力から予測し、
それでエアフローメータ部流量を補正することで、過渡
時の絞り弁部流量の検出精度を高める装置を提供するこ
とを目的とする。
応する流量変化分をエアフローメータ出力から予測し、
それでエアフローメータ部流量を補正することで、過渡
時の絞り弁部流量の検出精度を高める装置を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、図1に示
すように、絞り弁1上流の空気流量に応じた出力をする
エアフローメータ2と、このエアフローメータ出力Qa
fmから絞り弁上流のダクト圧力Pbを求め、この圧力
の単位時間あたり変化分ΔPb/Δtに対応して流量変
化分ΔCbを予測する手段3と、この流量変化分ΔCb
により前記エアフローメータ出力Qafmを補正して絞
り弁部流量Qthrを求める手段4とを設けた。
すように、絞り弁1上流の空気流量に応じた出力をする
エアフローメータ2と、このエアフローメータ出力Qa
fmから絞り弁上流のダクト圧力Pbを求め、この圧力
の単位時間あたり変化分ΔPb/Δtに対応して流量変
化分ΔCbを予測する手段3と、この流量変化分ΔCb
により前記エアフローメータ出力Qafmを補正して絞
り弁部流量Qthrを求める手段4とを設けた。
【0011】第2の発明は、図2に示すように、流量変
化分予測手段3を、エアフローメータ出力Qafmに基
づいてエアフローメータ位置での平衡圧力Pbafmを
算出する手段6と、この平衡圧力Pbafmに進み補正
を行って絞り弁上流のダクト平均圧力Pbavを算出す
る手段7と、この平均圧力Pbavの単位時間あたりの
変化分に対応して流量変化分ΔCbを算出する手段8と
から構成した。
化分予測手段3を、エアフローメータ出力Qafmに基
づいてエアフローメータ位置での平衡圧力Pbafmを
算出する手段6と、この平衡圧力Pbafmに進み補正
を行って絞り弁上流のダクト平均圧力Pbavを算出す
る手段7と、この平均圧力Pbavの単位時間あたりの
変化分に対応して流量変化分ΔCbを算出する手段8と
から構成した。
【0012】
【作用】たとえば、加速により絞り弁1を急開すると、
絞り弁上流のダクトボリュームに対応して、エアフロー
メータ部流量Qafmと絞り弁部流量Qthrに差が生
じる。
絞り弁上流のダクトボリュームに対応して、エアフロー
メータ部流量Qafmと絞り弁部流量Qthrに差が生
じる。
【0013】この場合に、両者の差は絞り弁上流のダク
ト圧力Pbの単位時間あたりの変化分ΔPb/Δtに対
応することから、エアフローメータ出力Qafmから絞
り弁上流のダクト圧力Pbを求めると、このダクト圧力
Pbよりこの圧力の単位時間あたりの変化分ΔPb/Δ
tを求めることができ、これから両者の流量差である流
量変化分ΔCbを予測することができる。
ト圧力Pbの単位時間あたりの変化分ΔPb/Δtに対
応することから、エアフローメータ出力Qafmから絞
り弁上流のダクト圧力Pbを求めると、このダクト圧力
Pbよりこの圧力の単位時間あたりの変化分ΔPb/Δ
tを求めることができ、これから両者の流量差である流
量変化分ΔCbを予測することができる。
【0014】第1の発明で、加速時にこの流量変化分Δ
Cbによりエアフローメータ部流量Qafmが補正され
ると、絞り弁上流のダクトボリュームにかかわらず、補
正後の流量は実際の絞り弁部流量とよく一致する。
Cbによりエアフローメータ部流量Qafmが補正され
ると、絞り弁上流のダクトボリュームにかかわらず、補
正後の流量は実際の絞り弁部流量とよく一致する。
【0015】一方、絞り弁上流のダクトボリュームが大
きくなるほど、またエアフローメータと絞り弁のあいだ
の距離が長くなるほど、前記流量差が広がるので、絞り
弁上流のダクト圧力に平均圧力を用いないと、上記の流
量変化分ΔCbに誤差を生じる。
きくなるほど、またエアフローメータと絞り弁のあいだ
の距離が長くなるほど、前記流量差が広がるので、絞り
弁上流のダクト圧力に平均圧力を用いないと、上記の流
量変化分ΔCbに誤差を生じる。
【0016】この場合に、絞り弁上流のダクト平均圧力
Pbavはエアフローメータ位置での平衡圧力Pbaf
mよりも位相が進んだ関係にあるので、第2の発明でこ
のエアフローメータ位置での平衡圧力Pbafmに対し
進み補正を行うと、絞り弁上流のダクト平均圧力Pba
vを算出することができる。これにより、絞り弁上流の
ダクトボリュームが特に大きい場合などにも、上記の流
量変化分ΔCbに誤差を生じることがなく、絞り弁部流
量の予測精度が高まる。
Pbavはエアフローメータ位置での平衡圧力Pbaf
mよりも位相が進んだ関係にあるので、第2の発明でこ
のエアフローメータ位置での平衡圧力Pbafmに対し
進み補正を行うと、絞り弁上流のダクト平均圧力Pba
vを算出することができる。これにより、絞り弁上流の
ダクトボリュームが特に大きい場合などにも、上記の流
量変化分ΔCbに誤差を生じることがなく、絞り弁部流
量の予測精度が高まる。
【0017】
【実施例】図3は一実施例のシステム図で、L−ジェト
ロニック方式の燃料噴射装置にこの発明の空気量検出装
置を適用したものである。同図において、エアクリーナ
10より絞り弁上流のダクト11に吸入された空気は、
マニホールド12の吸気ポートに設けたインジェクタ1
3からの噴射燃料と混合して、エンジンのシリンダ14
内に導かれる。シリンダ内で点火火花の助けを借りて燃
焼するガスは、ピストンを押し下げる仕事を行い、仕事
をした後の燃焼ガスは排気通路15を経て有害三成分(
CO,HC,NOx)を浄化する触媒コンバータ16に
導かれる。
ロニック方式の燃料噴射装置にこの発明の空気量検出装
置を適用したものである。同図において、エアクリーナ
10より絞り弁上流のダクト11に吸入された空気は、
マニホールド12の吸気ポートに設けたインジェクタ1
3からの噴射燃料と混合して、エンジンのシリンダ14
内に導かれる。シリンダ内で点火火花の助けを借りて燃
焼するガスは、ピストンを押し下げる仕事を行い、仕事
をした後の燃焼ガスは排気通路15を経て有害三成分(
CO,HC,NOx)を浄化する触媒コンバータ16に
導かれる。
【0018】アクセルペダルを踏み込むと、これと連動
する吸気絞り弁17が開き、シリンダ14に流入する空
気流量が増大する。この空気流量の変化は絞り弁17の
上流に介装された熱線式エアフローメータ18の信号に
変化を与える。
する吸気絞り弁17が開き、シリンダ14に流入する空
気流量が増大する。この空気流量の変化は絞り弁17の
上流に介装された熱線式エアフローメータ18の信号に
変化を与える。
【0019】エアフローメータ18は、センサ部と制御
回路(図示せず)からなり、センサ部では、熱線がボビ
ン状に形成されたセラミックに対してコイル状に巻かれ
、センサ部の全体がガラスコーティングにて被覆されて
いる。制御回路では、熱線とのあいだでブリッジ回路が
組まれる。この場合、空気流量が多くなるほど熱線が冷
されるので、熱線の温度が一定になるように熱線への供
給電流を増大させると、供給電流値が空気流量に対応す
る。この電流値は電圧値に変換されて出力される。
回路(図示せず)からなり、センサ部では、熱線がボビ
ン状に形成されたセラミックに対してコイル状に巻かれ
、センサ部の全体がガラスコーティングにて被覆されて
いる。制御回路では、熱線とのあいだでブリッジ回路が
組まれる。この場合、空気流量が多くなるほど熱線が冷
されるので、熱線の温度が一定になるように熱線への供
給電流を増大させると、供給電流値が空気流量に対応す
る。この電流値は電圧値に変換されて出力される。
【0020】主にマイクロコンピュータからなるコント
ロールユニット25には、エアフローメータ出力のほか
、クランク軸に同期して所定のパルス信号を発生するク
ランク角センサ(ディストリビュータ20に内蔵されて
いる)21、水温センサ22、酸素センサ23からの信
号が入力され、コントロールユニット25では、エアフ
ローメータ出力をエンジン負荷相当量として燃料噴射量
や点火時期を決定する。
ロールユニット25には、エアフローメータ出力のほか
、クランク軸に同期して所定のパルス信号を発生するク
ランク角センサ(ディストリビュータ20に内蔵されて
いる)21、水温センサ22、酸素センサ23からの信
号が入力され、コントロールユニット25では、エアフ
ローメータ出力をエンジン負荷相当量として燃料噴射量
や点火時期を決定する。
【0021】さて、過渡時には、絞り弁上流のダクトボ
リュームに対応して、エアフローメータ部と絞り弁部に
流量の差が生じるので、この例では過渡時にも両者の流
量を一致させるための補正量(後述する流量変化分ΔC
b)を導入し、この補正量でエアフローメータ部流量Q
afmを修正することで、絞り弁部流量Qthrを求め
る。
リュームに対応して、エアフローメータ部と絞り弁部に
流量の差が生じるので、この例では過渡時にも両者の流
量を一致させるための補正量(後述する流量変化分ΔC
b)を導入し、この補正量でエアフローメータ部流量Q
afmを修正することで、絞り弁部流量Qthrを求め
る。
【0022】さらに、この例では流量補正量を物理モデ
ルにより得られる数式を用いて算出する。この物理モデ
ルを説明する前に、図4を用いて吸気管内の空気が断熱
変化すると仮定した場合の圧力と温度の関係を求めてお
く。
ルにより得られる数式を用いて算出する。この物理モデ
ルを説明する前に、図4を用いて吸気管内の空気が断熱
変化すると仮定した場合の圧力と温度の関係を求めてお
く。
【0023】ポリトロープ変化を示す数式1
【数1】
を用いて次の数式2が得られる。
【数2】
【0024】ただし、記号の意味は次の通りである。
P:圧力 V:容積 T:温度 n
:ポリトロープ指数
:ポリトロープ指数
【0025】なお、図4に示したように、P,V,Tに
付した1は変化前の状態を、2は変化後の状態を表して
いる。
付した1は変化前の状態を、2は変化後の状態を表して
いる。
【0026】一方、温度は、等温変化時の圧力に対する
ポリトロープ変化時の圧力が高い分だけ上昇するので、
T2/T1=(ポリトロープ変化時の圧力)/
(等温変化時の圧力) =
P2/{P1(V1/V2)}…(2)となる。
ポリトロープ変化時の圧力が高い分だけ上昇するので、
T2/T1=(ポリトロープ変化時の圧力)/
(等温変化時の圧力) =
P2/{P1(V1/V2)}…(2)となる。
【0027】数式2と(2)式より温度と圧力の変化は
、
、
【数3】
【0028】このように、圧力の変化と温度の変化は所
定の関係にある。
定の関係にある。
【0029】次に、図5において絞り弁上流のダクト空
気の重量を変化前C1[g],変化後C2[g]として
、エアフローメータ(図ではAFMで表示している。 図6、図14、図15において同じ。)部と絞り弁部の
空気流量の間には、次の関係がある。 Qthr=Qhw−(C2−C1)/Δt…(4)
気の重量を変化前C1[g],変化後C2[g]として
、エアフローメータ(図ではAFMで表示している。 図6、図14、図15において同じ。)部と絞り弁部の
空気流量の間には、次の関係がある。 Qthr=Qhw−(C2−C1)/Δt…(4)
【0
030】ここで、C1,C2は各々、 C1=ρ
・Vb・(P1/T1) C2=ρ・Vb・
(P2/T2)
…(5)であるか
ら、C2−C1を計算する。
030】ここで、C1,C2は各々、 C1=ρ
・Vb・(P1/T1) C2=ρ・Vb・
(P2/T2)
…(5)であるか
ら、C2−C1を計算する。
【0031】
C2−C1=ρ・Vb・(P2/T2−P1/
T1)…(6)数式3のT2を(6)式に代入すると、
T1)…(6)数式3のT2を(6)式に代入すると、
【数4】
【0032】これを、(4)式に代入する。
【数5】
【0033】ただし、上記の(4)〜(8)式で用いた
記号は次の通りである。 Qthr:絞り弁部流量[g/s] Qhw:エアフローメータ部流量[g/s]Δt:Qt
hrの計算間隔[s] ρ:空気の比重 Vb:ダクトボリューム[cc]
記号は次の通りである。 Qthr:絞り弁部流量[g/s] Qhw:エアフローメータ部流量[g/s]Δt:Qt
hrの計算間隔[s] ρ:空気の比重 Vb:ダクトボリューム[cc]
【0034】ここで、数式5でn=1.4、P2/P1
=1+ΔPb/P1とおき、ΔPb/P1が小さい場合
は、次の数式6が成り立つ。
=1+ΔPb/P1とおき、ΔPb/P1が小さい場合
は、次の数式6が成り立つ。
【数6】
【0035】したがって、Qthrは、 Qth
r≒Qhw−ρ・Vb・0.7143・(ΔPb/T1
)・(1/Δt)
…(10)
r≒Qhw−ρ・Vb・0.7143・(ΔPb/T1
)・(1/Δt)
…(10)
【003
6】なお、温度補正するとすれば、自然給気エンジンは
温度情報を持たないので、(10)式のT1を標準温度
として用いればよい(たとえば25℃であれば、T1=
(273+25)/273=1.0916を用いる)。
6】なお、温度補正するとすれば、自然給気エンジンは
温度情報を持たないので、(10)式のT1を標準温度
として用いればよい(たとえば25℃であれば、T1=
(273+25)/273=1.0916を用いる)。
【0037】このとき、T1=1となるので、
Qthr≒Qhw−ρ・Vb・0.7143・(ΔPb
/Δt)…(11)
Qthr≒Qhw−ρ・Vb・0.7143・(ΔPb
/Δt)…(11)
【0038】この(11)式によれ
ば、単位時間あたりのダクト圧力変化分(ΔPb/Δt
)に対応して、右辺第2項の流量変化分ΔCb(=ρ・
Vb・0.7143・(ΔPb/Δt))だけエアフロ
ーメータ部流量Qhwを減算してやれば、絞り弁部流量
Qthrを求めることができる。 ただし、圧力変化分ΔPbは正負の両方をとり得る。
ば、単位時間あたりのダクト圧力変化分(ΔPb/Δt
)に対応して、右辺第2項の流量変化分ΔCb(=ρ・
Vb・0.7143・(ΔPb/Δt))だけエアフロ
ーメータ部流量Qhwを減算してやれば、絞り弁部流量
Qthrを求めることができる。 ただし、圧力変化分ΔPbは正負の両方をとり得る。
【0039】図6は、シリンダ流量相当パルス幅(シリ
ンダ流量Qcに比例した噴射パルス幅)Avtpを計算
するためのルーチンである。このルーチンは一定の時間
ごと(たとえば4msごとで、これがQthrの計算間
隔である。)に繰り返し行なわれる。このフローチャー
トを用いて、この例の作用を説明する。
ンダ流量Qcに比例した噴射パルス幅)Avtpを計算
するためのルーチンである。このルーチンは一定の時間
ごと(たとえば4msごとで、これがQthrの計算間
隔である。)に繰り返し行なわれる。このフローチャー
トを用いて、この例の作用を説明する。
【0040】ステップ1でエアフローメータからの信号
をA/D変換し、そのA/D変換値をエアフローメータ
出力Vとして格納する。ステップ2ではエアフローメー
タ出力Vが流量と比例するように一定の処理(リニアラ
イズ処理という)を行い、リニアライズされた値をQa
fmoというメモリに入れる。リニアライズするための
テーブル特性を図9に示す。
をA/D変換し、そのA/D変換値をエアフローメータ
出力Vとして格納する。ステップ2ではエアフローメー
タ出力Vが流量と比例するように一定の処理(リニアラ
イズ処理という)を行い、リニアライズされた値をQa
fmoというメモリに入れる。リニアライズするための
テーブル特性を図9に示す。
【0041】このリニアライズ流量Qafmo[g/s
]がエアフローメータ部流量の基本値となるが、エアフ
ローメータ自体の応答遅れを考慮して、これに関する補
正を行う(ステップ3)。これは、近年センサ部の耐久
性を高める一方でコストも安く上がるように、エアフロ
ーメータがボビン形状のセラミックの周囲に発熱体を設
けたセンサ部を有するものに移ってきており、これに対
処するものである(特願平2−15784号参照)。
]がエアフローメータ部流量の基本値となるが、エアフ
ローメータ自体の応答遅れを考慮して、これに関する補
正を行う(ステップ3)。これは、近年センサ部の耐久
性を高める一方でコストも安く上がるように、エアフロ
ーメータがボビン形状のセラミックの周囲に発熱体を設
けたセンサ部を有するものに移ってきており、これに対
処するものである(特願平2−15784号参照)。
【0042】応答遅れ補正を行った後のリニアライズ流
量Qafm[g/s]からはPbafmテーブルを参照
して、エアフローメータ位置での平衡圧力Pbafmを
求め(ステップ4)、この平衡圧力Pbafmより圧力
変化分ΔPb(=Pbafm−旧Pbafm)を計算す
る(ステップ5)。
量Qafm[g/s]からはPbafmテーブルを参照
して、エアフローメータ位置での平衡圧力Pbafmを
求め(ステップ4)、この平衡圧力Pbafmより圧力
変化分ΔPb(=Pbafm−旧Pbafm)を計算す
る(ステップ5)。
【0043】この圧力変化分ΔPbは、計算間隔Δt(
=0.004)に対するものであるため、単位時間あた
りの圧力変化分(ΔPb/Δt)を求めていることにも
相当し、次式 ΔCb=ρ・Vb・0.7143・(ΔPb/0.00
4)…(12)により、補正量としての流量変化分ΔC
b[g/s]を計算する(ステップ6)。この流量変化
分ΔCbだけ上記のリニアライズ流量Qafmを減算し
て、絞り弁部流量Qthrを求める(ステップ7)。
=0.004)に対するものであるため、単位時間あた
りの圧力変化分(ΔPb/Δt)を求めていることにも
相当し、次式 ΔCb=ρ・Vb・0.7143・(ΔPb/0.00
4)…(12)により、補正量としての流量変化分ΔC
b[g/s]を計算する(ステップ6)。この流量変化
分ΔCbだけ上記のリニアライズ流量Qafmを減算し
て、絞り弁部流量Qthrを求める(ステップ7)。
【0044】図10に平衡圧力Pbafmのテーブルの
特性を示すと、流量Qafmが増すほど、平衡圧力Pb
afmも大きくなっている。同図より、そのときの流量
Qafmから平衡圧力Pbafmがわかり、その平衡圧
力Pbafmより圧力変化分ΔPbが計算されるのであ
るから、図10の流量−圧力テーブルを用意しておくだ
けで、物理モデルにより得られた(12)式の関係を用
いることにより、流量変化分ΔCbを求めることができ
るのである。
特性を示すと、流量Qafmが増すほど、平衡圧力Pb
afmも大きくなっている。同図より、そのときの流量
Qafmから平衡圧力Pbafmがわかり、その平衡圧
力Pbafmより圧力変化分ΔPbが計算されるのであ
るから、図10の流量−圧力テーブルを用意しておくだ
けで、物理モデルにより得られた(12)式の関係を用
いることにより、流量変化分ΔCbを求めることができ
るのである。
【0045】詳述すると、たとえば、絞り弁の急開によ
り、上流のダクト部の圧力と下流の負圧との差により絞
り弁直後の流量は即座に増加する。この場合に、ダクト
ボリュームが小さいと(または絞り弁とエアフローメー
タの距離が短いと)、絞り弁の変化時に生じるダクト圧
力の変化は、瞬時にエアフローメータに伝達され、流量
の位相遅れは小さい。
り、上流のダクト部の圧力と下流の負圧との差により絞
り弁直後の流量は即座に増加する。この場合に、ダクト
ボリュームが小さいと(または絞り弁とエアフローメー
タの距離が短いと)、絞り弁の変化時に生じるダクト圧
力の変化は、瞬時にエアフローメータに伝達され、流量
の位相遅れは小さい。
【0046】しかし、ダクトボリュームが大きいと、こ
の絞り弁流量の変化分がその上流のエアフローメータま
で伝わらず、ある遅れをもってエアフローメータ部の流
量が変化する。
の絞り弁流量の変化分がその上流のエアフローメータま
で伝わらず、ある遅れをもってエアフローメータ部の流
量が変化する。
【0047】この場合のダクト圧力の変化に対応する補
正量として、この例では流量変化分ΔCbを導入してお
り、加速初期にエアフローメータ部の流量Qafmより
も−ΔCb(加速では圧力がマイナス側に変化するので
ΔCb<0)だけ大きな値を絞り弁部の流量Qthrと
することで、ダクトボリュームの存在にかかわらず、絞
り弁部流量を精度良く与えることができる。なお、流量
の差がいつまでも続くわけでなく、流量が一致した後、
エアフローメータ部の流量Qafmが図13のように行
き過ぎることになって、Qafmのほうが絞り弁部の流
量Qthrより大きくなるが(この状態ではΔCb>0
)、この場合にはΔCbだけ小さな値が絞り弁部の流量
Qthrとされる。
正量として、この例では流量変化分ΔCbを導入してお
り、加速初期にエアフローメータ部の流量Qafmより
も−ΔCb(加速では圧力がマイナス側に変化するので
ΔCb<0)だけ大きな値を絞り弁部の流量Qthrと
することで、ダクトボリュームの存在にかかわらず、絞
り弁部流量を精度良く与えることができる。なお、流量
の差がいつまでも続くわけでなく、流量が一致した後、
エアフローメータ部の流量Qafmが図13のように行
き過ぎることになって、Qafmのほうが絞り弁部の流
量Qthrより大きくなるが(この状態ではΔCb>0
)、この場合にはΔCbだけ小さな値が絞り弁部の流量
Qthrとされる。
【0048】これに対して、ΔCbによる補正を行わず
、QafmをそのままQthrに等しいとおいてシリン
ダ流量Qcを求めた場合(図13で破線で示す)には、
−ΔCbに相当する分だけシリンダ流量が小さなものと
なってしまうのである。
、QafmをそのままQthrに等しいとおいてシリン
ダ流量Qcを求めた場合(図13で破線で示す)には、
−ΔCbに相当する分だけシリンダ流量が小さなものと
なってしまうのである。
【0049】また、物理モデルにより与えられる(12
)の数式で流量変化分ΔCbを算出するようにしている
ので、エンジンや車両のレイアウトによりエアフローメ
ータと絞り弁の間のダクトボリュームVbが相違する場
合にも、適用機種に応じてVbを変えるだけでよく、し
たがって、適用機種が相違するからといってそのつどマ
ッチングする必要がないので、開発工数を小さくするこ
とができる。
)の数式で流量変化分ΔCbを算出するようにしている
ので、エンジンや車両のレイアウトによりエアフローメ
ータと絞り弁の間のダクトボリュームVbが相違する場
合にも、適用機種に応じてVbを変えるだけでよく、し
たがって、適用機種が相違するからといってそのつどマ
ッチングする必要がないので、開発工数を小さくするこ
とができる。
【0050】なお、開発工数の点を除けば、マッチング
によりΔCbを求めることは可能であり、これによって
も絞り弁部流量の検出精度を向上させることができるこ
とはいうまでもない。
によりΔCbを求めることは可能であり、これによって
も絞り弁部流量の検出精度を向上させることができるこ
とはいうまでもない。
【0051】図6に戻り、ステップ7で求めた絞り弁部
流量Qthrとエンジン回転数Neから次式により基本
噴射パルス幅Tp[ms]を計算する(ステップ8)。 Tp=(Qthr/Ne)・KCONST#…(13)
流量Qthrとエンジン回転数Neから次式により基本
噴射パルス幅Tp[ms]を計算する(ステップ8)。 Tp=(Qthr/Ne)・KCONST#…(13)
【0052】(13)式のQthr/Neは単位回転当
たりの空気流量であり、この値に空気流量−パルス幅変
換定数KCONST#をかけた値をTpとしているので
、Tpは単位回転当たりの空気量相当の信号である。
たりの空気流量であり、この値に空気流量−パルス幅変
換定数KCONST#をかけた値をTpとしているので
、Tpは単位回転当たりの空気量相当の信号である。
【0053】この基本噴射パルス幅Tp[ms]と、加
重平均係数Fload[%]を用いて、シリンダ流量相
当パルス幅Avtp[ms]を次式により計算する(ス
テップ9)。 Avtp=Tp・Fload+旧Avtp・(
1−Fload)…(14)
重平均係数Fload[%]を用いて、シリンダ流量相
当パルス幅Avtp[ms]を次式により計算する(ス
テップ9)。 Avtp=Tp・Fload+旧Avtp・(
1−Fload)…(14)
【0054】ただし、Av
tp(前述したPbafm、後述するPbavについて
も)の前に付した漢字の「旧」は前回の値であることを
意味させている。
tp(前述したPbafm、後述するPbavについて
も)の前に付した漢字の「旧」は前回の値であることを
意味させている。
【0055】なお、加重平均係数Floadは、次のい
ずれかの理論式 Fload=1/{(120・Vm)/(
Ve・η・Ne・Δtc)+1} Floa
d=(Ve・η・Ne・Δtc)/(120・Vm)に
より計算させている。
ずれかの理論式 Fload=1/{(120・Vm)/(
Ve・η・Ne・Δtc)+1} Floa
d=(Ve・η・Ne・Δtc)/(120・Vm)に
より計算させている。
【0056】ただし、記号の意味は次の通りである。
Δtc:シリンダ流量の計算間隔[s]Vm:マニホー
ルド容積[cc] Ve:排気量[cc] η:シリンダ内新気割合[%] Ne:エンジン回転数[rpm]
ルド容積[cc] Ve:排気量[cc] η:シリンダ内新気割合[%] Ne:エンジン回転数[rpm]
【0057】これは、加重平均係数Floadをマップ
参照により求めると、マップ作成に適合のための多大の
時間を要するので、吸気系の物理モデルにより定まる理
論式でFloadをもとめることで、実機で適合する必
要をなくするためである。
参照により求めると、マップ作成に適合のための多大の
時間を要するので、吸気系の物理モデルにより定まる理
論式でFloadをもとめることで、実機で適合する必
要をなくするためである。
【0058】こうして、シリンダ流量相当パルス幅Av
tpを求めた後は、次式により最終的な燃料噴射パルス
幅Ti[ms]を決定し、燃料噴射を行っている(図7
のステップ11〜13)。 Ti=Avtp×COEF×(α+αm)+Ts…(1
6)
tpを求めた後は、次式により最終的な燃料噴射パルス
幅Ti[ms]を決定し、燃料噴射を行っている(図7
のステップ11〜13)。 Ti=Avtp×COEF×(α+αm)+Ts…(1
6)
【0059】いわゆるSPI(シングルポイントイ
ンジェクション)方式の場合は、絞り弁近傍に燃料を噴
くので、絞り弁部流量Qthrをそのまま用いることが
でき、したがって、 Ti=Tp×COEF×(α+αm)+Ts…(17)
となる。
ンジェクション)方式の場合は、絞り弁近傍に燃料を噴
くので、絞り弁部流量Qthrをそのまま用いることが
でき、したがって、 Ti=Tp×COEF×(α+αm)+Ts…(17)
となる。
【0060】ただし、(16),(17)式において、
COEFは1と各種補正係数の和、αは酸素センサ出力
に基づいて計算される空燃比フィードバック補正係数、
αmは空燃比学習補正係数、Tsはインジェクタ13の
無効パルス幅である。
COEFは1と各種補正係数の和、αは酸素センサ出力
に基づいて計算される空燃比フィードバック補正係数、
αmは空燃比学習補正係数、Tsはインジェクタ13の
無効パルス幅である。
【0061】なお、図7ではフュエルカットを行う場合
を考慮している(ステップ12,14)。
を考慮している(ステップ12,14)。
【0062】図8は点火進角値を計算させるための流れ
図である。(14)式で求めたシリンダ流量相当パルス
幅Avtpを負荷相当量として図11に示した点火進角
値ADVのマップを作成しておき、アイドル時以外でA
vtpとNeとから、図11のマップを検索させる(ス
テップ21,22)。アイドル時は図12で示したアイ
ドル時のADVテーブルによる。
図である。(14)式で求めたシリンダ流量相当パルス
幅Avtpを負荷相当量として図11に示した点火進角
値ADVのマップを作成しておき、アイドル時以外でA
vtpとNeとから、図11のマップを検索させる(ス
テップ21,22)。アイドル時は図12で示したアイ
ドル時のADVテーブルによる。
【0063】このように、ダクト圧力の変化に応じた補
正を行って求めた絞り弁部流量Qthrを用いて、燃料
量(空燃比)や点火時期を制御すると、加速時に空燃比
がリーンとなったり、点火時期の進みすぎでノッキング
が発生したりすることを防止することができる。
正を行って求めた絞り弁部流量Qthrを用いて、燃料
量(空燃比)や点火時期を制御すると、加速時に空燃比
がリーンとなったり、点火時期の進みすぎでノッキング
が発生したりすることを防止することができる。
【0064】図14は他の実施例で、次の進み補正の式
Pbav=旧Pbafm+(Pbafm−旧P
bafm)・TCTB#…(15)により絞り弁上流の
ダクト平均圧力Pbavを計算し、この平均圧力の変化
分(Pbav−旧Pbav)を、(12)式にいう圧力
変化分ΔPbとしたものである(ステップ31,32)
。
Pbav=旧Pbafm+(Pbafm−旧P
bafm)・TCTB#…(15)により絞り弁上流の
ダクト平均圧力Pbavを計算し、この平均圧力の変化
分(Pbav−旧Pbav)を、(12)式にいう圧力
変化分ΔPbとしたものである(ステップ31,32)
。
【0065】これは、絞り弁上流のダクトボリュームV
bが特に大きい場合やエアフローメータと絞り弁のあい
だの距離が特に長い場合に、エアフローメータ位置での
平衡圧力Pbafmの位相がダクト平均圧力Pbavと
合わなくなることに対処するものである。たとえば、図
15に示した各位置での加速時の圧力変化を図16に示
すと、いずれも1次遅れで応答し、エアフローメータ位
置での平衡圧力Pbafmの位相よりもダクト平均圧力
Pbavのほうが進んでいる。そこで、1次遅れの時定
数相当の係数(一定値)TCTB#を用いて、エアフロ
ーメータ位置での平衡圧力Pbafmの位相を進ませる
ことによって、精度良くダクト平均圧力Pbavを求め
ることができるのである。
bが特に大きい場合やエアフローメータと絞り弁のあい
だの距離が特に長い場合に、エアフローメータ位置での
平衡圧力Pbafmの位相がダクト平均圧力Pbavと
合わなくなることに対処するものである。たとえば、図
15に示した各位置での加速時の圧力変化を図16に示
すと、いずれも1次遅れで応答し、エアフローメータ位
置での平衡圧力Pbafmの位相よりもダクト平均圧力
Pbavのほうが進んでいる。そこで、1次遅れの時定
数相当の係数(一定値)TCTB#を用いて、エアフロ
ーメータ位置での平衡圧力Pbafmの位相を進ませる
ことによって、精度良くダクト平均圧力Pbavを求め
ることができるのである。
【0066】(15)式により求めたダクト平均圧力P
bavを使うことで、ダクトボリュームが特に大きい場
合などにも絞り弁部流量の予測精度を高めることができ
る。
bavを使うことで、ダクトボリュームが特に大きい場
合などにも絞り弁部流量の予測精度を高めることができ
る。
【0067】上記2つの実施例は、加速時で述べたが、
減速時にも同様の作用効果が得られることはいうまでも
ない。
減速時にも同様の作用効果が得られることはいうまでも
ない。
【0068】
【発明の効果】第1の発明では、エアフローメータ出力
から絞り弁上流のダクト圧力を求め、この圧力の単位時
間あたり変化分に対応して流量変化分を予測し、この流
量変化分によりエアフローメータ出力を補正して絞り弁
部流量を求めるようにしたため、絞り弁上流のダクトボ
リュームにかかわらず、エアフローメータ出力から絞り
弁部流量を精度良く予測することができる。
から絞り弁上流のダクト圧力を求め、この圧力の単位時
間あたり変化分に対応して流量変化分を予測し、この流
量変化分によりエアフローメータ出力を補正して絞り弁
部流量を求めるようにしたため、絞り弁上流のダクトボ
リュームにかかわらず、エアフローメータ出力から絞り
弁部流量を精度良く予測することができる。
【0069】第2の発明は、エアフローメータ出力に基
づいて算出したエアフローメータ位置での平衡圧力に進
み補正を行って絞り弁上流のダクト平均圧力を算出し、
この平均圧力の単位時間あたりの変化分に対応して流量
変化分を算出するように構成したため、絞り弁上流のダ
クトボリュームが特に大きい場合やエアフローメータと
絞り弁のあいだの距離が特に長い場合であっても、エア
フローメータ出力から絞り弁部流量を精度良く予測する
ことができる。
づいて算出したエアフローメータ位置での平衡圧力に進
み補正を行って絞り弁上流のダクト平均圧力を算出し、
この平均圧力の単位時間あたりの変化分に対応して流量
変化分を算出するように構成したため、絞り弁上流のダ
クトボリュームが特に大きい場合やエアフローメータと
絞り弁のあいだの距離が特に長い場合であっても、エア
フローメータ出力から絞り弁部流量を精度良く予測する
ことができる。
【図1】第1の発明のクレーム対応図である。
【図2】第2の発明のクレーム対応図である。
【図3】これら発明の空気量検出装置をL−ジェトロニ
ック方式の燃料噴射装置に適用した場合の一実施例のシ
ステム図である。
ック方式の燃料噴射装置に適用した場合の一実施例のシ
ステム図である。
【図4】吸気管内の空気の変化を示すための状態図であ
る。
る。
【図5】エアフローメータと絞り弁の間の物理モデルを
示す図である。
示す図である。
【図6】前記実施例の制御動作を説明するための流れ図
である。
である。
【図7】燃料噴射パルス幅Tiを計算するための流れ図
である。
である。
【図8】点火進角値ADVを計算するための流れ図であ
る。
る。
【図9】リニアライズ流量Qafmoのテーブル特性図
である。
である。
【図10】エアフローメータ位置での平衡圧力Pbaf
mのテーブル特性図である。
mのテーブル特性図である。
【図11】アイドル時以外の点火進角値のマップ特性図
である。
である。
【図12】アイドル時の点火進角値のテーブル特性図で
ある。
ある。
【図13】前記実施例による加速時の作用を説明するた
めの波形図である。
めの波形図である。
【図14】他の実施例の制御動作を説明するための流れ
図である。
図である。
【図15】この他の実施例のエアフローメータと絞り弁
の間の異なる3つの位置での圧力を示す図である。
の間の異なる3つの位置での圧力を示す図である。
【図16】前記他の実施例の加速時における上記3つの
位置での実際の圧力波形図である。
位置での実際の圧力波形図である。
1 絞り弁
2 エアフローメータ
3 流量変化分予測手段
4 絞り弁部流量算出手段
6 平衡圧力算出手段
7 進み補正手段
8 流量変化分算出手段
11 ダクト
12 吸気マニホールド
13 インジェクタ
14 シリンダ
17 吸気絞り弁
18 熱線式エアフローメータ
21 クランク角センサ
25 コントロールユニット
Claims (2)
- 【請求項1】 絞り弁上流の空気流量に応じた出力を
するエアフローメータと、このエアフローメータ出力か
ら絞り弁上流のダクト圧力を求め、この圧力の単位時間
あたり変化分に対応して流量変化分を予測する手段と、
この流量変化分により前記エアフローメータ出力を補正
して絞り弁部流量を求める手段とを設けたことを特徴と
するエンジンの空気量検出装置。 - 【請求項2】 流量変化分予測手段を、エアフローメ
ータ出力に基づいてエアフローメータ位置での平衡圧力
を算出する手段と、この平衡圧力に進み補正を行って絞
り弁上流のダクト平均圧力を算出する手段と、この平均
圧力の単位時間あたりの変化分に対応して流量変化分を
算出する手段とから構成したことを特徴とする請求項1
記載のエンジンの空気量検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2545391A JPH04252841A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | エンジンの空気量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2545391A JPH04252841A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | エンジンの空気量検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04252841A true JPH04252841A (ja) | 1992-09-08 |
Family
ID=12166448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2545391A Pending JPH04252841A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | エンジンの空気量検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04252841A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010270627A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | 流量推定装置 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP2545391A patent/JPH04252841A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010270627A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | 流量推定装置 |
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