JPH09133547A - 測定エラー補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定値補正のための装置において、吸気温度
の変化を考慮して、測定量補正の際の不正確さの原因を
回避することである。 【解決手段】 上記課題は、補正回転数によってアドレ
ス指定された特性マップが補正特性マップとして格納さ
れており、前記補正回転数は回転数と吸気温度との関数
であることによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
脈動する量、例えば吸気質量流量を検出する際の測定値
補正のための装置であって、この吸気質量流量はセンサ
によって検出され、このセンサの出力信号と内燃機関の
動作状態を特徴づける別の量とが評価装置に供給され、
この評価装置内に回転数及びスロットルバルブ角度に依
存する補正特性マップを格納することができ、この補正
特性マップは脈動の補正のために利用される測定値補正
のための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関によって吸入される空気質量流
量を検出するためには、例えば空気質量流量測定器が使
用される。この空気質量流量測定器は被加熱素子を有す
る。この被加熱素子は測定される空気流にさらされ、こ
の空気流によって冷却される。この被加熱素子を流れる
電流を調整し、この被加熱素子は吸気温度に対して一定
の超過温度を保たれる。必要な加熱電流から内燃機関に
よって吸入される空気質量流量に対する尺度が得られ
る。

【０００３】ある種の動作条件下では吸気の脈動が現れ
ることが周知である。このことによって、測定結果にエ
ラーが発生する。これは、例えば、共振の場合にいわゆ
る逆流が生じる程の非常に強い脈動が起こる場合であ
る。従来の空気質量流量測定器は通常は気流の方向を区
別することができないので、逆流する空気が誤って吸気
として識別される。この測定エラーを回避するために、
吸気質量流量を検出する方法が公知である。この公知の
方法では、脈動の結果発生するエラーが補償される。こ
のために補正特性マップを用いて補正が行われる。従っ
て、実際に吸入される空気質量流量は、特性マップを利
用して空気質量流量測定器の出力信号から求められる。
この場合、この特性マップは、スロットルバルブ角度及
びエンジン回転数に依存して作成されており、しかもこ
のエンジン回転数は通常出現する吸気管の脈動を考慮し
ている。このような方法は例えば現時点では未公開のド
イツ特許出願Ｐ４４３３０４４号明細書から知られる。

【０００４】このドイツ特許出願Ｐ４４３３０４４号明
細書から知られる方法では、強い脈動のために逆流が発
生しうる動作条件をその時支配的な共振回転数を基礎と
して求める。こうして求められた共振回転数に基づい
て、記憶されていた特性マップ（しかしこの特性マップ
は絶えず補正することができ、適応調整された特性マッ
プである）から、検出される空気質量流量を乗算によっ
て補正するための値が取り出される。吸気温度の変化
は、この方法では考慮されない。しかし、吸気温度のこ
のような変化は音速に影響を与え、この結果脈動領域を
推移させる。従って、脈動抑制のための最大補正係数を
有する複数の回転数基準点の推移が生ずる。このことは
測定量補正の際の不正確さの原因と成る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、測定
値補正のための装置において、吸気温度の変化を考慮し
て、測定量補正の際の不正確さの原因を回避することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、補正回転数
によってアドレス指定された特性マップが補正特性マッ
プとして格納されており、前記補正回転数は回転数と吸
気温度との関数であることによって解決される。

【０００７】

【発明の効果】脈動する量を検出する際の測定エラー補
正のための本発明の装置は、脈動する量の従来よりはる
かに正確で信頼できる検出が可能であるという利点を有
する。さらに、有利には、吸気温度の変化が迅速に確実
に考慮される。その結果、温度変化は、脈動する量ない
しはこの脈動する量から導出される量を検出する際の不
正確さの原因には決してならない。

【０００８】脈動する量の検出の際に脈動の作用を補償
するための補正特性マップが、回転数及びスロットルバ
ルブ角度に依存して作成されるだけでなく、付加的に吸
気温度にも依存して作成されることによって、上述の利
点が得られる。従って、記憶される特性マップはスロッ
トルバルブ角度とエンジン回転数とに依存し、公知の特
性マップの固定された複数の回転数基準点は、吸気温度
に依存して選択される特性曲線によって置換される。

【０００９】吸気温度に依存して複数の回転数基準点を
切り換える代わりに、補正された回転数によって特性マ
ップをアドレス指定することもできる。この補正された
回転数は、本来の回転数と、標準温度に対する吸気温度
の比の平方根を有する係数との積から形成される。制御
機器内で平方根を計算するのは計算にコストが係るの
で、代わりに回転数に対する補正係数を吸気温度に依存
する特性曲線の形にシュミレートすることもできる。

【００１０】本発明の別の利点は従属請求項記載の手段
から得られる。この場合、とくに有利なのは、得られた
脈動作用の最適な補正によって、空気質量流量から計算
される量を正確に求めることができることである。この
ことによって例えば脈動推移の結果発生する燃料混合気
の濃厚化が確実に回避される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に示し、以
下の記述で詳しく説明する。

【００１２】すでにドイツ特許出願Ｐ４４３３０４４号
明細書から知られている図１には、本発明の理解のため
に必要な内燃機関の構成要素が概略的に図示されてい
る。この場合、１０は内燃機関の吸気管を示す。１１は
噴射バルブ、１２はスロットルバルブである。このスロ
ットルバルブ１２の位置ないしは角度α_ＤＫがセンサ１
３によって測定される。

【００１３】１４で空気質量流量測定器、例えばホット
フィルム空気質量流量測定器が示されている。このホッ
トフィルム空気質量流量測定器は吸気管を通って内燃機
関に流入してくる空気質量流量ｍ_Ｌを測定し、この流入
してくる空気質量流量に依存して出力電圧Ｕ_ｍＨを供給
する。この出力電圧Ｕ_ｍＨは空気質量流量測定器１４の
評価回路１５から供給される。

【００１４】１６で内燃機関の回転軸、例えばクランク
軸又はカム軸が示されている。この軸に連結されている
ディスク１７はその表面にマーク１８を有している。こ
のマーク１８は検知器１９によって検知される。この検
知器１９は、特徴的なパルス列を有する出力電圧Ｕ_ｎを
供給する。このパルス列から内燃機関の回転数ｎならび
にクランク軸又はカム軸の角度位置を求めることができ
る。

【００１５】内燃機関の制御及び/又は閉ループ制御な
らびにセンサから供給される信号の評価は、評価装置、
例えば内燃機関の制御機器２０によって行われる。この
評価装置において、脈動的に変化する量の検出の際の測
定エラーの補正、従って例えば空気質量流量測定器の出
力信号の補正も行われる。

【００１６】制御機器２０は入力回路部２１ならびに出
力回路部２２そして中央処理装置ＣＰＵ２３ならびにメ
モリ２４を有している。制御機器２０の個々の構成要素
間で情報の交換が行われる。これは矢印２５ａ、２５ｂ
で示されている。求められたデータに依存して制御機器
によって計算された噴射及び点火のための制御信号がＥ
及びＺによって示されている。

【００１７】吸気温度を検出するために、内燃機関の吸
気管内に温度センサ２６が設けられている。吸気温度Ｔ
_Ａを表すこの温度センサ２６の出力信号Ｕ_Ｔは、制御機
器２０に供給される。制御機器２０において、センサ１
３、１４、１９、２６ならびに場合によっては更に別の
センサから供給される情報から必要なデータが計算され
る。この際、メモリ２４に格納されている特性マップが
出力される。内燃機関によって吸入された空気質量流量
を計算するために、制御機器２０において、図２にブロ
ック図で示されたステップが実施される。

【００１８】流入する空気質量流量ｍ_Ｌは空気質量流量
測定器１４、例えばホットフィルム空気質量流量測定器
によって測定される。この空気質量流量測定器１４は出
力電圧Ｕ_ｍＨを供給する。この出力電圧Ｕ_ｍＨは増幅器
２７において適当に増幅され、続くアナログ/デジタル
変換器２８でデジタル化される。このアナログ/デジタ
ル変換器２８の後で更に別の評価が制御機器２０におい
て行われる。この場合、まず信号の線形化が実施され
る。これは、ブロック２９で示されている。このブロッ
ク２９の出力信号は時間Ｔにわたって積分される（ブロ
ック３０）。この際、積分ないしアナログ/デジタル変
換は、それぞれ１ｍｓのクロックパルスにおいて実施さ
れる。

【００１９】ブロック３１では、時間単位として決めら
れたセグメント長Ｔ_ｓｅｇで時間Ｔを除算することによ
ってナンバリングが行われる。この除算の後で、空気質
量流量信号が得られる。この空気質量流量信号はほぼシ
リンダへの充填に対応しており、ブロック３２で処理さ
れる。そしてブロック３２の出力側で、補正された空気
質量流量信号ｍ_ＬＫが得られる。この空気質量流量信号
ｍ_ＬＫはブロック３３でさらに処理され、そこで定数Ｋ
１によって除算されかつ回転数の逆数１/ｎが乗算され
る。その結果、ブロック３３の出力側で負荷信号が得ら
れる。この負荷信号は生の負荷信号ｔ_Ｒと呼ばれる。

【００２０】生の負荷信号ｔ_Ｒは、ブロック３４（この
ブロック３４に測定された量すなわちスロットルバルブ
角度α_ＤＫ、回転数ｎならびに吸気温度が供給される）
において空気質量流量測定器のための補正特性マップに
よって補正される。この補正特性マップを用いて、回転
数及び定数Ｋ１を関連させて空気質量流量に換算するこ
とにより空気質量流量測定器の出力電圧から得られた生
の負荷信号ｔ_Ｒから補正された負荷信号ｔ_ＬＫが形成さ
れる。この補正が，とりわけ吸気管脈動に関する調整を
可能にする。

【００２１】特性マップは、スロットルバルブ角度α
_ＤＫとエンジン回転数に依存して作成され、その他に吸
気温度にも依存しているので、補正された負荷信号ｔ
_ＬＫは、たとえ吸気温度Ｔ_Ａが変化しても正確であるこ
とが保証される。吸気温度Ｔ_Ａの変化は、相応の補正が
ない場合、脈動を抑制するための最大補正係数を有して
いる複数の回転数基準点の推移を引き起こす。それゆえ
ブロック３４の特性マップは、吸気温度に依存して選択
される特性曲線によって補正特性マップの複数の固定回
転数基準点が置換されるように構成される。この際、支
配的な吸気温度は温度センサから供給される情報から得
られる。

【００２２】吸気温度Ｔ_Ａに依存して回転数基準点をこ
のように切り換える代わりに、特性マップを補正された
回転数によってアドレス指定することも可能である。こ
の補正された回転数ｎ_Ｋは、本来の回転数ｎと係数との
積から形成される。この係数は、標準温度Ｔ_Ｎに対する
吸気温度Ｔ_Ａの比の平方根である。すなわち、次式が成
り立つ。

【００２３】

【数１】

【００２４】制御機器での平方根の計算はコストがかか
るので、代わりに、回転数に対するこの補正係数を、吸
気温度に依存する特性曲線の形にシュミレートすること
もできる。

【００２５】ブロック３４の出力側で得られる、スロッ
トルバルブ角度α_ＤＫ、回転数ｎならびに吸気温度Ｔ_Ａ
を基準にして補正された負荷信号ｔ_ＬＫは、ブロック３
５でさらにフィルタ処理される。このフィルタ処理はロ
ーパスフィルタ処理である。フィルタ定数ＫＦＺＴＬ
を、負荷フィルタの時定数に対するさらに別の特性マッ
プによって変化させることができる。このローパスフィ
ルタ処理の後で、さらに別の評価に必要な負荷信号ｔ_Ｌ
が得られる。この負荷信号に基づいて例えば噴射に必要
なパルスがトリガされる。

【００２６】本発明の吸気温度に依存して行う脈動補正
によって、最適な混合気に予測制御することが可能とな
り、そして負荷信号の脈動への依存性が従来技術に対し
てはるかに減少する。この結果、全負荷状態におけるＨ
Ｃ，ＣＯ，ＣＯ_２の排出を改善ないし減少することがで
きる。特性マップの決定の際に吸気温度Ｔ_Ａは例えば次
の方法で考慮される。

【００２７】吸気温度が２０℃と３０℃との間であれ
ば、特性曲線１にアクセスする。吸気温度が３０℃と４
０℃との間であれば、特性曲線２にアクセスする、等
々。

【図面の簡単な説明】

【図１】所要のセンサを含む本発明の理解に必要な内燃
機関の構成部分の概略図である。

【図２】本発明の脈動補正の例を示すブロック線図であ
る。

【符号の説明】

１０ 吸気管 １１ 噴射バルブ １２ スロットルバルブ １３ センサ １４ 空気質量流量測定器（センサ） １５ 評価回路 １６ クランク軸又はカム軸 １７ ディスク １８ マーク １９ 検知器 ２０ 制御機器 ２１ 入力回路部 ２２ 出力回路部 ２３ ＣＰＵ ２４ メモリ ２５ａ 矢印 ２５ｂ 矢印 ２６ 温度センサ ２７ 増幅器 ２８ アナログ/デジタル変換器 ３５ ローパスフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン ブライトヴィーザー ドイツ連邦共和国 グロースボットヴァル イム プファラッカー 13−１ (72)発明者 ギド エーラース ドイツ連邦共和国 コルンタール−ミュン ヒンゲン シュターレンヴェーク ２

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関における脈動する量、例えば吸
   気質量流量を検出する際の測定値補正のための装置であ
   って、 前記吸気質量流量はセンサによって検出され、 該センサの出力信号と、内燃機関の動作状態を特徴づけ
   る別の量とが評価装置に供給され、 該評価装置内に回転数及びスロットルバルブ角度に依存
   する補正特性マップを格納することができ、 該補正特性マップは脈動の補正のために利用される測定
   値補正のための装置において、 補正回転数によってアドレス指定される特性マップが補
   正特性マップとして格納されており、 前記補正回転数は回転数と吸気温度との関数であること
   を特徴とする測定値補正のための装置。
2. 【請求項２】 評価装置は内燃機関の制御機器であり、 該制御機器は空気質量流量測定器の出力信号から負荷信
   号を求め、 該負荷信号によって燃料噴射を調整することを特徴とす
   る請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 複数の基準点が特性曲線として示される
   ように補正特性マップはファイルされており、 吸気温度の第１の領域には特性曲線（１）が、吸気温度
   の第２の領域には特性曲線（２）が、そしてさらに別の
   温度領域にはさらに別の特性曲線が存在することを特徴
   とする請求項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】 補正回転数は、本来の回転数と、吸気温
   度に依存する特性曲線から読み出される係数との積から
   形成される構成を有することを特徴とする請求項１、２
   又は３記載の装置。
5. 【請求項５】 補正回転数は、本来の回転数と、標準温
   度に対する吸気温度の比の平方根から成る係数との積か
   ら形成される構成を有することを特徴とする請求項１又
   は４記載の装置。