JP2000080952A - Intake air quantity detector for engine - Google Patents
Intake air quantity detector for engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの吸入空気
量検出装置に関し、詳しくは、吸気行程毎のシリンダ吸
入空気量を検出する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting an intake air amount of an engine, and more particularly, to a technique for detecting a cylinder intake air amount for each intake stroke.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、吸気弁の閉時期を制御して吸
気を大気圧状態で取り入れつつ吸入空気量を制御するよ
うにしたミラーサイクルエンジンが知られている（特開
平７−９１２６５公報参照) 。また、エンジンの吸入空
気流量を検出するエアフローメータの検出結果を加重平
均する構成において、過渡時に重み係数を小さくして、
過渡時における流量検出の応答性を改善する技術が知ら
れている（特開平２−２２７５２８号公報参照）。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a Miller cycle engine in which the closing timing of an intake valve is controlled to control the amount of intake air while taking in intake air at atmospheric pressure (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-91265). ). In addition, in a configuration in which the detection result of the air flow meter that detects the intake air flow rate of the engine is weighted and averaged, the weighting coefficient is reduced during transition,
A technique for improving the responsiveness of flow rate detection during a transition is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-227528).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ミラー
サイクルエンジンにおいては、各気筒毎に吸気弁の閉時
期によってシリンダ吸入空気量が制御されることになる
ので、各気筒毎のシリンダ吸入空気量に応じて各気筒別
に燃料供給量を決定することが、空燃比制御精度の点か
ら望まれる。In the Miller cycle engine, the cylinder intake air amount is controlled by the closing timing of the intake valve for each cylinder. It is desired to determine the fuel supply amount for each cylinder in response to the air-fuel ratio control accuracy.
【０００４】ここで、吸気弁の閉時期が予め決定されて
いれば、その吸気行程でのシリンダ吸入空気量を予測で
きるものの、かかる予測方法では、実際のシリンダ吸入
空気量に対する誤差が大きく、前記予測結果に基づいて
吸気弁の上流側に燃料を噴射させる構成とすると、空燃
比を高い精度で制御することが困難であるという問題が
あった。[0004] Here, if the closing timing of the intake valve is determined in advance, the cylinder intake air amount during the intake stroke can be predicted. However, in this prediction method, an error with respect to the actual cylinder intake air amount is large, and If the fuel is injected upstream of the intake valve based on the prediction result, there is a problem that it is difficult to control the air-fuel ratio with high accuracy.
【０００５】一方、エアフローメータは、吸入空気量を
精度良く検出できるものの、シリンダに吸入された空気
量を検出するものであるから、吸気弁の閉時期（シリン
ダ吸入空気量）が変化する過渡時には、変化後の閉時期
で得られるシリンダ吸入空気量を事前に検出することは
できず、たとえ重み係数を変化させたとしても、過渡時
に高い空燃比制御精度を維持できないという問題があっ
た。On the other hand, although the air flow meter can accurately detect the amount of intake air, it detects the amount of air taken into the cylinder. However, the cylinder intake air amount obtained at the changed closing timing cannot be detected in advance, and there is a problem that high air-fuel ratio control accuracy cannot be maintained during transition even if the weight coefficient is changed.
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、各気筒毎にシリンダ吸入空気量が制御されるエン
ジンにおいて、各気筒別のシリンダ吸入空気量を、過渡
時であっても精度良く予測できるようにして、吸気弁の
上流側に噴射される燃料量の調整によって高精度に空燃
比を制御できるようにすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and in an engine in which the cylinder intake air amount is controlled for each cylinder, the cylinder intake air amount for each cylinder can be accurately determined even in a transient state. It is an object of the present invention to be able to predict and control the air-fuel ratio with high accuracy by adjusting the amount of fuel injected upstream of an intake valve.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に係
る発明は、図１に示すように構成される。図１におい
て、目標シリンダ空気量設定手段は、運転条件に応じて
吸気行程毎の目標シリンダ吸入空気量を設定し、シリン
ダ空気量制御手段は、目標シリンダ空気量設定手段で設
定される目標のシリンダ吸入空気量に応じて実際のシリ
ンダ吸入空気量を制御する。Therefore, the invention according to claim 1 is configured as shown in FIG. In FIG. 1, target cylinder air amount setting means sets a target cylinder intake air amount for each intake stroke according to operating conditions, and a cylinder air amount control means sets a target cylinder air amount set by the target cylinder air amount setting means. The actual cylinder intake air amount is controlled according to the intake air amount.
【０００８】一方、エアフローメータは、エンジンの吸
入空気流量を検出し、シリンダ吸入空気量演算手段は、
エアフローメータにより検出される吸入空気流量に基づ
いてシリンダ吸入空気量を演算する。そして、シリンダ
吸入空気量予測手段は、シリンダ吸入空気量演算手段で
演算された前回の吸気行程におけるシリンダ吸入空気量
と、前記目標シリンダ空気量設定手段で設定される目標
のシリンダ吸入空気量の変化量とから、次回の吸気行程
におけるシリンダ吸入空気量を予測する。On the other hand, the air flow meter detects the intake air flow rate of the engine, and the cylinder intake air amount calculating means includes:
The cylinder intake air amount is calculated based on the intake air flow rate detected by the air flow meter. The cylinder intake air amount estimating means calculates a change in the cylinder intake air amount in the previous intake stroke calculated by the cylinder intake air amount calculating means and a target cylinder intake air amount set by the target cylinder air amount setting means. From the amount, the cylinder intake air amount in the next intake stroke is predicted.
【０００９】かかる構成によると、前回の吸気行程時に
エアフローメータで検出されたシリンダ吸入空気量に対
して、目標のシリンダ吸入空気量の変化分だけ増減した
空気量が次回の吸気行程でシリンダ内に吸引されるもの
と予測する。請求項２に係る発明では、前記シリンダ空
気量制御手段が、吸気弁の閉時期を制御することにより
実際のシリンダ吸入空気量を目標のシリンダ吸入空気量
に制御する構成とした。With this configuration, the amount of air that has increased or decreased by a change in the target cylinder intake air amount with respect to the cylinder intake air amount detected by the air flow meter during the previous intake stroke remains in the cylinder during the next intake stroke. Predict that it will be aspirated. In the invention according to claim 2, the cylinder air amount control means controls the actual cylinder intake air amount to the target cylinder intake air amount by controlling the closing timing of the intake valve.
【００１０】かかる構成によると、例えば吸気弁を電磁
駆動弁とすることで、吸気弁の閉時期を任意に制御でき
るよう構成し、吸気弁の閉時期を目標のシリンダ吸入空
気量に応じて制御することで、各気筒毎にシリンダ吸入
空気量を制御する。請求項３記載の発明では、前記シリ
ンダ吸入空気量演算手段が、前記エアフローメータで検
出される吸入空気流量を前記吸気弁の開期間中に積算す
ることでシリンダ吸入空気量を演算する構成であって、
前記吸気弁の閉時期から所定のディレイ時間が経過する
時点まで吸入空気流量を積算するよう構成されるものと
した。According to this structure, the closing timing of the intake valve can be arbitrarily controlled, for example, by using an electromagnetically driven valve as the intake valve, and the closing timing of the intake valve is controlled in accordance with the target cylinder intake air amount. By doing so, the cylinder intake air amount is controlled for each cylinder. According to a third aspect of the present invention, the cylinder intake air amount calculation means calculates the cylinder intake air amount by integrating the intake air flow rate detected by the air flow meter during the opening period of the intake valve. hand,
The intake air flow rate is integrated until a predetermined delay time elapses from the closing timing of the intake valve.
【００１１】かかる構成によると、吸気弁の開期間中に
エアフローメータで検出される空気量がシリンダへの吸
入空気量を示すものとして積算するが、エアフローメー
タは吸気弁前後の流れを遅れて検出することになるた
め、吸気弁が閉じられてからもエアフローメータの検出
遅れの分だけ積算を継続させ、吸気弁が閉じられる直前
にシリンダに流入する分も確実に積算されるようにす
る。According to this configuration, the air amount detected by the air flow meter during the opening period of the intake valve is integrated as indicating the amount of intake air to the cylinder, but the air flow meter detects the flow before and after the intake valve with a delay. Therefore, even after the intake valve is closed, the integration is continued for the detection delay of the air flow meter, and the amount flowing into the cylinder immediately before the intake valve is closed is also reliably integrated.
【００１２】請求項４記載の発明では、前記目標シリン
ダ空気量設定手段が、目標のシリンダ吸入空気量に相当
するパラメータとして、前記吸気弁の目標閉時期を設定
する構成であり、前記シリンダ吸入空気量予測手段が、
前記シリンダ吸入空気量演算手段で演算された前回の吸
気行程におけるシリンダ吸入空気量を前記目標閉時期の
変化量に応じて補正して次回の吸気行程におけるシリン
ダ吸入空気量を予測する構成とした。According to a fourth aspect of the present invention, the target cylinder air amount setting means sets a target closing timing of the intake valve as a parameter corresponding to a target cylinder intake air amount. The quantity prediction means
The cylinder intake air amount in the previous intake stroke calculated by the cylinder intake air amount calculation means is corrected in accordance with the change amount of the target closing timing to predict the cylinder intake air amount in the next intake stroke.
【００１３】かかる構成によると、吸気弁の閉時期によ
ってシリンダ吸入空気量を制御する構成では、目標のシ
リンダ吸入空気量と目標閉時期との間には一定の相関を
有し、また、目標のシリンダ吸入空気量の変化量と目標
閉時期の変化量との間にも一定の相関を有することにな
るから、目標のシリンダ吸入空気量の変化量に代えて目
標閉時期の変化量を用いても、前回のエアフローメータ
による検出結果に対する変化分を予測することが可能で
ある。According to this configuration, in the configuration in which the cylinder intake air amount is controlled by the closing timing of the intake valve, there is a certain correlation between the target cylinder intake air amount and the target closing timing, and Since there is also a certain correlation between the change amount of the cylinder intake air amount and the change amount of the target closing timing, the change amount of the target closing timing is used instead of the change amount of the target cylinder intake air amount. It is also possible to predict a change from the previous detection result by the air flow meter.
【００１４】[0014]
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、前回の吸
気行程においてエアフローメータで検出した比較的高精
度なシリンダ吸入空気量を基礎として、過渡状態におけ
る次回のシリンダ吸入空気量を精度良く予測でき、以
て、吸気弁の上流側に燃料噴射弁を備えたエンジンにお
いて空燃比制御精度を向上させることができるという効
果がある。According to the first aspect of the present invention, the next cylinder intake air amount in the transient state is accurately predicted on the basis of the relatively accurate cylinder intake air amount detected by the air flow meter in the previous intake stroke. Thus, there is an effect that the air-fuel ratio control accuracy can be improved in an engine having a fuel injection valve upstream of the intake valve.
【００１５】請求項２記載の発明によると、吸気弁の閉
時期を可変に制御することで、各気筒のシリンダ吸入空
気量を制御するエンジンにおいて、各気筒のシリンダ吸
入空気量を過渡時においても精度良く予測できるという
効果がある。請求項３記載の発明によると、エアフロー
メータの検出応答遅れを見込んで、各気筒のシリンダ吸
入空気量を精度良く検出できるという効果がある。According to the second aspect of the present invention, in the engine in which the cylinder intake air amount of each cylinder is controlled by variably controlling the closing timing of the intake valve, the cylinder intake air amount of each cylinder can be controlled even during a transition. There is an effect that prediction can be made with high accuracy. According to the third aspect of the invention, there is an effect that the cylinder intake air amount of each cylinder can be accurately detected in anticipation of the detection response delay of the air flow meter.
【００１６】請求項４記載の発明によると、吸気弁の閉
時期を可変に制御することで、各気筒のシリンダ吸入空
気量を制御するエンジンにおいて、前記閉時期の変化量
から次回の吸気行程におけるシリンダ吸入空気量を精度
良く予測できるという効果がある。According to the fourth aspect of the present invention, in the engine in which the closing timing of the intake valve is variably controlled to control the cylinder intake air amount of each cylinder, the amount of change in the closing timing in the next intake stroke is determined. There is an effect that the cylinder intake air amount can be accurately predicted.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。実施の形態の全体構成を示す図２に
おいて、４気筒ガソリンエンジン１には、弁駆動装置２
により開閉が電子制御される吸気弁３及び排気弁４が各
気筒に装着されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2 showing the overall configuration of the embodiment, a four-cylinder gasoline engine 1 includes a valve driving device 2.
An intake valve 3 and an exhaust valve 4, the opening and closing of which are electronically controlled, are mounted on each cylinder.
【００１８】各気筒の吸気弁３上流側の吸気ポート５に
は、燃料噴射弁６が装着され、燃焼室７には点火栓８が
装着されている。また、前記点火栓８毎に点火コイル９
が設けられている。エンジン１の本体には、各気筒の基
準クランク角で基準信号を出力すると共に、単位クラン
ク角毎に単位角信号を出力するクランク角センサ10、吸
入空気流量を質量流量として検出するエアフローメータ
11、冷却水温度を検出する水温センサ12が装着される。
この他、図示しない車両のアクセルペダルの開度ＡＰＯ
を検出するアクセル開度センサ13や車速センサ14等が配
設されている。A fuel injection valve 6 is mounted on the intake port 5 on the upstream side of the intake valve 3 of each cylinder, and an ignition plug 8 is mounted on the combustion chamber 7. Further, each ignition plug 8 has an ignition coil 9.
Is provided. The main body of the engine 1 includes a crank angle sensor 10 that outputs a reference signal at a reference crank angle of each cylinder and outputs a unit angle signal for each unit crank angle, and an air flow meter that detects intake air flow as a mass flow.
11. A water temperature sensor 12 for detecting a cooling water temperature is mounted.
In addition, the accelerator pedal opening APO of the vehicle (not shown)
An accelerator opening sensor 13 and a vehicle speed sensor 14 for detecting the vehicle speed are provided.
【００１９】前記各種センサ類の検出信号はコントロー
ルユニット15に出力され、コントロールユニット15は、
これらの検出信号に基づいて前記燃料噴射弁６に噴射パ
ルス信号を出力して噴射量・噴射時期の制御を行い、前
記点火コイル９に点火信号を出力して点火時期の制御を
行い、更に、前記弁駆動装置２に弁駆動信号を出力して
吸気弁３及び排気弁４の開閉を制御する。The detection signals of the various sensors are output to a control unit 15, and the control unit 15
Based on these detection signals, an injection pulse signal is output to the fuel injection valve 6 to control the injection amount and the injection timing, and an ignition signal is output to the ignition coil 9 to control the ignition timing. A valve drive signal is output to the valve drive device 2 to control the opening and closing of the intake valve 3 and the exhaust valve 4.
【００２０】前記弁駆動装置２の構成を図３に示す。図
３において電磁駆動弁を構成する弁駆動装置２は、シリ
ンダヘッド上に設けられる非磁性材料製のハウジング21
と、吸気弁３（又は排気弁４、以下吸気弁３で代表す
る) のステム31に一体に設けられてハウジング21内に移
動自由に収納されるアーマチュア22と、該アーマチュア
22を吸引して吸気弁３を閉弁作動させる電磁力を発揮可
能なようにアーマチュア22の上面に対向する位置でハウ
ジング21内に固定配置される閉弁用電磁石23と、該アー
マチュア22を吸引して吸気弁３を開弁作動させる電磁力
を発揮可能なようにアーマチュア22の下面に対向する位
置でハウジング21内に固定配置される開弁用電磁石24
と、吸気弁３の閉弁方向に向けてアーマチュア22を付勢
する閉弁側戻しバネ25と、吸気弁３の開弁方向に向けて
アーマチュア22を付勢する開弁側戻しバネ26と、を備え
て構成される。そして、閉弁用電磁石23と開弁用電磁石
24とを共に消磁したときに、吸気弁３は全開位置と閉弁
位置との間の略中央位置にあるように、閉弁側戻しバネ
25と開弁側戻しバネ26とのバネ力が設定され、閉弁用電
磁石23のみを励磁したときに吸気弁３は閉弁し、開弁用
電磁石24のみを励磁したときに吸気弁３は開弁するよう
に駆動される。FIG. 3 shows the structure of the valve driving device 2. In FIG. 3, a valve driving device 2 constituting an electromagnetically driven valve includes a housing 21 made of a non-magnetic material provided on a cylinder head.
An armature 22 provided integrally with a stem 31 of an intake valve 3 (or an exhaust valve 4, hereinafter represented by the intake valve 3) and housed freely in a housing 21;
A valve-closing electromagnet 23 fixed in the housing 21 at a position facing the upper surface of the armature 22 so as to exert an electromagnetic force for attracting the 22 and closing the intake valve 3, and attracting the armature 22 A valve-opening electromagnet 24 fixedly arranged in the housing 21 at a position facing the lower surface of the armature 22 so that an electromagnetic force for opening the intake valve 3 can be exerted.
A valve-closing-side return spring 25 that urges the armature 22 toward the valve closing direction of the intake valve 3, a valve-opening-side return spring 26 that urges the armature 22 toward the valve opening direction of the intake valve 3, It is comprised including. The valve closing electromagnet 23 and the valve opening electromagnet
When the valve 24 is demagnetized together, the intake valve 3 is positioned at a substantially central position between the fully open position and the valve closed position so that the valve-side return spring
When the spring force of the valve-opening return spring 26 is set, the intake valve 3 is closed when only the valve-closing electromagnet 23 is excited, and the intake valve 3 is closed when only the valve-opening electromagnet 24 is excited. It is driven to open.
【００２１】前記弁駆動装置２による吸気弁３及び排気
弁４の開閉時期は、エンジン１の運転条件に基づいて設
定された目標開閉時期となるように制御されるが、特
に、吸気弁３の吸気下死点前の閉時期ＩＶＣを、アクセ
ル開度ＡＰＯとエンジン回転速度Ｎｅ、或いはこれらに
基づいて設定された目標のシリンダ吸入空気量（要求ト
ルク）などに基づいて広範囲に可変制御してシリンダ吸
入空気量を各気筒毎に制御するようになっており、これ
により、所謂早閉じミラーサイクルが構成される。The opening / closing timing of the intake valve 3 and the exhaust valve 4 by the valve driving device 2 is controlled so as to be a target opening / closing timing set based on the operating conditions of the engine 1. The closing timing IVC before the intake bottom dead center is variably controlled over a wide range based on the accelerator opening APO and the engine rotation speed Ne, or a target cylinder intake air amount (required torque) set based on these parameters. The intake air amount is controlled for each cylinder, thereby forming a so-called early closing Miller cycle.
【００２２】ここで、図４の制御ブロック図に従って、
コントロールユニット15による吸気弁３及び排気弁４の
開閉制御，吸入空気量の検出制御及び燃料噴射制御の様
子を説明する。運転条件検出部51では、アクセル開度セ
ンサ13，クランク角センサ10からの検出信号に基づいて
アクセル開度ＡＰＯ，エンジン回転速度Ｎｅを検出す
る。Here, according to the control block diagram of FIG.
The opening / closing control of the intake valve 3 and the exhaust valve 4, the detection control of the intake air amount, and the fuel injection control by the control unit 15 will be described. The operating condition detector 51 detects the accelerator opening APO and the engine speed Ne based on the detection signals from the accelerator opening sensor 13 and the crank angle sensor 10.
【００２３】そして、目標空気量設定部52（目標シリン
ダ空気量設定手段）では、前記アクセル開度ＡＰＯ，エ
ンジン回転速度Ｎｅ等に基づいて目標シリンダ吸入空気
量ＴＴＰ（要求トルク）を算出する。なお、アクセル開
度ＡＰＯと車速ＶＳＰとに基づいて車両の要求駆動力を
算出し、該要求駆動力から目標シリンダ吸入空気量ＴＴ
Ｐ（要求トルク）を算出する構成としてもよい。The target air amount setting section 52 (target cylinder air amount setting means) calculates a target cylinder intake air amount TTP (required torque) based on the accelerator opening APO, the engine speed Ne and the like. The required driving force of the vehicle is calculated based on the accelerator opening APO and the vehicle speed VSP, and the target cylinder intake air amount TT is calculated from the required driving force.
It may be configured to calculate P (requested torque).
【００２４】開閉時期設定部53では、前記設定された目
標シリンダ吸入空気量ＴＴＰ（要求トルク）等に基づ
き、吸気弁３及び排気弁４の開閉時期を設定する。そし
て、開閉時期制御部54では、前記設定された開閉時期に
応じて前記弁駆動装置２に弁駆動信号を出力して吸気弁
３及び排気弁４の開閉を制御する。前記開閉時期制御部
54による吸気弁３の閉時期の制御によってシリンダ吸入
空気量が制御されることになり、前記開閉時期制御部54
がシリンダ空気量制御手段に相当することになる。The open / close timing setting section 53 sets the open / close timing of the intake valve 3 and the exhaust valve 4 based on the set target cylinder intake air amount TTP (required torque) and the like. The opening / closing timing control section 54 outputs a valve driving signal to the valve driving device 2 in accordance with the set opening / closing timing to control the opening / closing of the intake valve 3 and the exhaust valve 4. The opening / closing timing control section
The cylinder intake air amount is controlled by controlling the closing timing of the intake valve 3 by the opening / closing timing control unit 54.
Corresponds to the cylinder air amount control means.
【００２５】尚、目標空気量設定部52における目標シリ
ンダ吸入空気量の設定、及び、開閉時期設定部53におけ
る開閉時期の目標値設定は微小時間毎に行われるが、開
閉時期制御部54における吸気弁３の開閉時期（目標シリ
ンダ吸入空気量）の最終的な決定は、噴射量のセットが
行われる吸気弁３の開時期よりも前の基準クランク角位
置又は該基準クランク角位置よりも更に前の基準クラン
ク角位置で各気筒毎になされるようにしてあり、少なく
とも噴射量をセットしてからの吸気弁３の閉時期の変更
は行われないものとする（図５参照）。The setting of the target cylinder intake air amount in the target air amount setting section 52 and the setting of the target value of the opening / closing timing in the opening / closing timing setting section 53 are performed at minute intervals. The final determination of the opening / closing timing (target cylinder intake air amount) of the valve 3 is based on the reference crank angle position before the opening timing of the intake valve 3 where the injection amount is set, or further before the reference crank angle position. It is assumed that the closing timing of the intake valve 3 is not changed after setting the injection amount at least (see FIG. 5).
【００２６】目標空気量記憶部55では、前回の吸気行程
での目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰ -1を記憶する。目標
空気量変化量演算部56では、次回の吸気行程における目
標シリンダ吸入空気量ＴＴＰと前回の吸気行程における
目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰ-1との変化量ΔＴＴＰ
を、ΔＴＴＰ＝ＴＴＰ−ＴＴＰ-1として演算する（図５
参照）。In the target air amount storage unit 55, the previous intake stroke
Target cylinder intake air amount TTP -1Is stored. Goal
The air amount change amount calculation unit 56 determines the value in the next intake stroke.
Target cylinder intake air amount TTP and the previous intake stroke
Target cylinder intake air amount TTP-1ΔTTP
ΔTTP = TTP−TTP-1(See FIG. 5)
reference).
【００２７】一方、吸入空気流量検出部57では、前記エ
アフローメータ11からの検出信号に基づいて単位時間当
たりの吸入空気量Ｑｔを検出する。シリンダ空気量算出
部58（シリンダ吸入空気量演算手段）では、吸気行程期
間中（吸気弁３の開期間中）に前記吸入空気量Ｑｔを積
算することで、各吸気行程毎にシリンダ吸入空気量Ｑａ
を算出する。On the other hand, the intake air flow detecting section 57 detects an intake air amount Qt per unit time based on a detection signal from the air flow meter 11. The cylinder air amount calculation unit 58 (cylinder intake air amount calculation means) integrates the intake air amount Qt during the intake stroke period (during the opening period of the intake valve 3), so that the cylinder intake air amount is calculated for each intake stroke. Qa
Is calculated.
【００２８】上記の吸入空気量Ｑｔの積算においては、
吸気弁３の開時期から積算を開始するが、吸気弁３の閉
時期で積算を停止させるのではなく、閉時期になってか
ら所定のディレイ時間が経過してから積算を停止させる
ようにすると良い（図５参照）。これは、エアフローメ
ータ11が、吸気弁３前後の吸気の流れを遅れて検出する
ためであり、前記ディレイ時間を前記遅れ時間に対応し
て設定することで、シリンダ吸入空気量Ｑａを精度良く
検出できることになる。In the above integration of the intake air amount Qt,
The integration is started from the opening timing of the intake valve 3, but the integration is not stopped at the closing timing of the intake valve 3, but is stopped after a predetermined delay time has elapsed since the closing timing. Good (see FIG. 5). This is because the air flow meter 11 detects the flow of intake air before and after the intake valve 3 with a delay. By setting the delay time corresponding to the delay time, the cylinder intake air amount Qa can be accurately detected. You can do it.
【００２９】そして、シリンダ空気量予測部59（シリン
ダ吸入空気量予測手段）では、直前の吸気行程において
前記シリンダ空気量算出部58で算出された前回の吸気行
程でのシリンダ吸入空気量Ｑａ-1と、前記目標空気量変
化量演算部56で演算された前回の吸気行程における目標
シリンダ吸入空気量ＴＴＰ-1と次回の吸気行程における
目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰとの変化量ΔＴＴＰとの
加算値を、次回の吸気行程における予測シリンダ吸入空
気量Ｑｅ（Ｑｅ＝ΔＴＴＰ＋Ｑａ-1）とする（図５参
照）。Then, the cylinder air amount estimating section 59 (cylinder intake air amount estimating means) calculates the cylinder intake air amount Qa -1 in the previous intake stroke calculated by the cylinder air amount calculating section 58 in the immediately preceding intake stroke. And the amount of change ΔTTP between the target cylinder intake air amount TTP- 1 in the previous intake stroke calculated by the target air amount change amount calculation unit 56 and the target cylinder intake air amount TTP in the next intake stroke. It is assumed that a predicted cylinder intake air amount Qe (Qe = ΔTTP + Qa −1 ) in the next intake stroke (see FIG. 5).
【００３０】燃料噴射量演算部60では、前記シリンダ吸
入空気量Ｑｅに基づいて燃料噴射量を演算し、噴射制御
部61では、前記演算された燃料噴射量に対応する噴射パ
ルス信号を吸気行程の気筒に設けられた燃料噴射弁６に
出力して、各気筒別に吸気行程にタイミングを合わせた
燃料噴射を行わせる。前記シリンダ空気量算出部58で
は、エアフローメータ11の検出結果を吸気行程中に積算
することで、シリンダ吸入空気量を高精度に検出できる
ものの、吸気行程が終了してから検出結果が出力される
から、シリンダ吸入空気量が変化する過渡時には、シリ
ンダ吸入空気量の検出結果はあくまで前回の吸気行程に
おけるものであり、次回の吸気行程におけるシリンダ吸
入空気量とは異なるから、前記シリンダ空気量算出部58
で算出されたシリンダ吸入空気量に基づいて燃料噴射量
を決定すると、前回の吸気行程でのシリンダ吸入空気量
に見合った燃料を噴射することになり、空燃比制御精度
が悪化することになる。The fuel injection amount calculation unit 60 calculates the fuel injection amount based on the cylinder intake air amount Qe, and the injection control unit 61 outputs an injection pulse signal corresponding to the calculated fuel injection amount during the intake stroke. The output is output to the fuel injection valve 6 provided in the cylinder, and the fuel injection is performed for each cylinder at the timing of the intake stroke. The cylinder air amount calculation unit 58 can accurately detect the cylinder intake air amount by integrating the detection result of the air flow meter 11 during the intake stroke, but outputs the detection result after the intake stroke ends. Therefore, during a transition in which the cylinder intake air amount changes, the detection result of the cylinder intake air amount is based on the previous intake stroke, and is different from the cylinder intake air amount in the next intake stroke. 58
If the fuel injection amount is determined based on the cylinder intake air amount calculated in the above, fuel corresponding to the cylinder intake air amount in the previous intake stroke will be injected, and the air-fuel ratio control accuracy will deteriorate.
【００３１】一方、前記目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰ
は、過渡時に次回のシリンダ吸入空気量を示す値となる
が、目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰに基づいて吸気弁３
の閉時期を制御して実際に得られるシリンダ吸入空気量
と、前記目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰとの間には誤差
が生じ、前記目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰのシリンダ
吸入空気量が実際に得られるものとして燃料噴射を制御
すると、過渡変化には追従できるものの、空燃比を高精
度に制御できない。On the other hand, the target cylinder intake air amount TTP
Is a value indicating the next cylinder intake air amount at the time of transition, but the intake valve 3 is determined based on the target cylinder intake air amount TTP.
An error occurs between the cylinder intake air amount actually obtained by controlling the closing timing of the cylinder and the target cylinder intake air amount TTP, and the cylinder intake air amount of the target cylinder intake air amount TTP is actually obtained. If the fuel injection is controlled as a matter of course, the air-fuel ratio cannot be controlled with high accuracy, though it can follow the transient change.
【００３２】そこで、本実施の形態では、目標シリンダ
吸入空気量ＴＴＰから前回の吸気行程と次回の吸気行程
との間でのシリンダ吸入空気量の変化分のみを特定し、
該変化が前回の吸気行程でのエアフローメータ11による
検出結果に対して発生するものとして、次回のシリンダ
吸入空気量を予測するようにしてある。即ち、目標シリ
ンダ吸入空気量ＴＴＰと実際に得られるシリンダ吸入空
気量との間に例えば±20％の誤差があったとすると、目
標シリンダ吸入空気量ＴＴＰをそのまま次回の吸気行程
におけるシリンダ吸入空気量として燃料噴射を行わせる
構成とすると、シリンダ空気量の全体に対して±20％の
誤差が生じることになる。しかし、吸気行程間の変化分
のみを目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰから求める構成と
すれば、吸気行程間の変化分に対してのみ±20％の誤差
が生じることになる一方、前回の吸気行程での吸入空気
量Ｑａはエアフローメータ11の検出結果に基づいて精度
良く検出できるから、目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰを
そのまま次回の吸気行程におけるシリンダ吸入空気量と
する場合よりも大幅に空気量誤差を小さくでき、以て、
空燃比制御精度を向上させることができる。Therefore, in the present embodiment, only the change in the cylinder intake air amount between the previous intake stroke and the next intake stroke is specified from the target cylinder intake air amount TTP,
Assuming that the change occurs with respect to the detection result of the air flow meter 11 in the previous intake stroke, the next cylinder intake air amount is predicted. That is, if there is an error of, for example, ± 20% between the target cylinder intake air amount TTP and the actually obtained cylinder intake air amount, the target cylinder intake air amount TTP is directly used as the cylinder intake air amount in the next intake stroke. When the fuel injection is performed, an error of ± 20% occurs with respect to the entire cylinder air amount. However, if only the change between the intake strokes is obtained from the target cylinder intake air amount TTP, an error of ± 20% occurs only for the change between the intake strokes. Can be accurately detected based on the detection result of the air flow meter 11, so that the error in the air amount can be significantly reduced as compared with the case where the target cylinder intake air amount TTP is used directly as the cylinder intake air amount in the next intake stroke. Yes,
The air-fuel ratio control accuracy can be improved.
【００３３】ここで、前記図４の制御ブロック図に示さ
れる制御のうち、シリンダ吸入空気量の検出に関わる部
分を抽出すると図６のフローチャートに示すようにな
る。図６のフローチャートにおいて、Ｓ１（シリンダ吸
入空気量演算手段）では、エアフローメータ11で検出さ
れる空気量から各気筒のシリンダ吸入空気量Ｑａを求め
る。Here, when the portion related to the detection of the cylinder intake air amount is extracted from the control shown in the control block diagram of FIG. 4, the process becomes as shown in the flowchart of FIG. In the flowchart of FIG. 6, in S1 (cylinder intake air amount calculation means), the cylinder intake air amount Qa of each cylinder is obtained from the air amount detected by the air flow meter 11.
【００３４】Ｓ２では、アクセル開度ＡＰＯ等を検出す
る。Ｓ３（目標シリンダ空気量設定手段）では、前記ア
クセル開度ＡＰＯ等に基づいて目標シリンダ吸入空気量
ＴＴＰを設定する。Ｓ４では、前記目標シリンダ吸入空
気量ＴＴＰの吸気行程間での変化量ΔＴＴＰを演算す
る。At S2, the accelerator opening APO and the like are detected. In S3 (target cylinder air amount setting means), a target cylinder intake air amount TTP is set based on the accelerator opening APO and the like. In S4, a change amount ΔTTP of the target cylinder intake air amount TTP between intake strokes is calculated.
【００３５】Ｓ５（シリンダ吸入空気量予測手段）で
は、前回の吸気行程においてエアフローメータ11で検出
されたシリンダ吸入空気量Ｑａ-1と、前記目標シリンダ
吸入空気量の変化量ΔＴＴＰとの加算値を、次回の吸気
行程におけるシリンダ吸入空気量Ｑｅ（Ｑｅ＝ΔＴＴＰ
＋Ｑａ-1）とする。尚、上記実施の形態では、目標シリ
ンダ吸入空気量ＴＴＰの変化量ΔＴＴＰで前回にエアフ
ローメータで検出されたシリンダ吸入空気量Ｑａ-1を補
正して、次回の吸気行程におけるシリンダ吸入空気量Ｑ
ｅを予測する構成としたが、目標シリンダ吸入空気量Ｔ
ＴＰの代わりに、該目標シリンダ吸入空気量ＴＴＰに応
じて設定される吸気弁３の目標閉時期を用い、該目標閉
時期の変化量に定数を乗算して補正空気量に変換し、該
補正空気量によって前回の吸気行程でエアフローメータ
11で検出されたシリンダ吸入空気量Ｑａ-1を補正して、
次回の吸気行程におけるシリンダ吸入空気量Ｑｅを予測
する構成としても良い。In S5 (cylinder intake air amount predicting means), an addition value of the cylinder intake air amount Qa- 1 detected by the air flow meter 11 in the previous intake stroke and the change amount .DELTA.TTP of the target cylinder intake air amount is calculated. , The cylinder intake air amount Qe in the next intake stroke (Qe = ΔTTP)
+ Qa -1 ). In the above-described embodiment, the cylinder intake air amount Qa- 1 previously detected by the air flow meter is corrected by the change amount ΔTTP of the target cylinder intake air amount TTP, and the cylinder intake air amount Q in the next intake stroke is corrected.
e, but the target cylinder intake air amount T
Instead of TP, a target closing timing of the intake valve 3 set according to the target cylinder intake air amount TTP is used, and the amount of change in the target closing timing is multiplied by a constant to convert it to a corrected air amount. Air flow meter in the previous intake stroke depending on the amount of air
Correcting the cylinder intake air amount Qa- 1 detected at 11,
A configuration may be adopted in which the cylinder intake air amount Qe in the next intake stroke is predicted.
【図１】請求項１に係る発明の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the invention according to claim 1;
【図２】実施の形態に係るシステム構成図。FIG. 2 is a system configuration diagram according to the embodiment;
【図３】同上実施の形態における弁駆動装置の構成を示
す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of the valve drive device according to the embodiment;
【図４】同上実施の形態における制御ブロック図。FIG. 4 is a control block diagram in the first embodiment.
【図５】同上実施の形態における制御特性を示すタイム
チャート。FIG. 5 is a time chart showing control characteristics in the embodiment.
【図６】同上実施の形態における空気量の検出制御を示
すフローチャート。FIG. 6 is a flowchart showing air amount detection control in the embodiment.
１ エンジン ２ 弁駆動装置 ３ 吸気弁 ４ 排気弁 ６ 燃料噴射弁 ７ 燃焼室 10 クランク角センサ 11 エアフローメータ 12 水温センサ 13 アクセル開度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Valve drive 3 Intake valve 4 Exhaust valve 6 Fuel injection valve 7 Combustion chamber 10 Crank angle sensor 11 Air flow meter 12 Water temperature sensor 13 Accelerator opening sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３３５ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３３５Ｚ ３６６ ３６６Ｆ (72)発明者 松本 幹雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA04 BA13 BA15 BA23 CA04 CA06 DA04 DA25 FA05 FA10 FA20 FA33 FA38 3G092 AA01 DA03 DA07 EA16 EA17 FA06 GA11 HA01Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z HF21Z 3G301 HA01 HA19 JA00 KA11 LA07 MA01 MA11 MA18 NA06 NB02 NE22 PA01Z PE01Z PE03Z PE08Z PF01Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 45/00 335 F02D 45/00 335Z 366 366F (72) Inventor Mikio Matsumoto 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Address F-term in Nissan Motor Co., Ltd. (reference) 3G084 BA04 BA13 BA15 BA23 CA04 CA06 DA04 DA25 FA05 FA10 FA20 FA33 FA38 3G092 AA01 DA03 DA07 EA16 EA17 FA06 GA11 HA01Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z HF21Z 3G301 HA01 MA01 MA01 MA11 NE22 PA01Z PE01Z PE03Z PE08Z PF01Z PF03Z
Claims (4)
ダ吸入空気量を設定する目標シリンダ空気量設定手段
と、 該目標シリンダ空気量設定手段で設定される目標のシリ
ンダ吸入空気量に応じて実際のシリンダ吸入空気量を制
御するシリンダ空気量制御手段と、 エンジンの吸入空気流量を検出するエアフローメータ
と、 該エアフローメータにより検出される吸入空気流量に基
づいてシリンダ吸入空気量を演算するシリンダ吸入空気
量演算手段と、 該シリンダ吸入空気量演算手段で演算された前回の吸気
行程におけるシリンダ吸入空気量と、前記目標シリンダ
空気量設定手段で設定される目標のシリンダ吸入空気量
の変化量とから、次回の吸気行程におけるシリンダ吸入
空気量を予測するシリンダ吸入空気量予測手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの吸入空
気量検出装置。1. A target cylinder air amount setting means for setting a target cylinder intake air amount for each intake stroke in accordance with operating conditions, and a target cylinder intake air amount set by the target cylinder air amount setting means. Cylinder air amount control means for controlling an actual cylinder intake air amount; an air flow meter for detecting an intake air flow amount of an engine; and a cylinder intake amount for calculating a cylinder intake air amount based on the intake air flow amount detected by the air flow meter Air amount calculating means, and a cylinder intake air amount in a previous intake stroke calculated by the cylinder intake air amount calculating means, and a change amount of a target cylinder intake air amount set by the target cylinder air amount setting means. A cylinder intake air amount prediction means for predicting a cylinder intake air amount in a next intake stroke. Intake air amount detecting device for an engine, characterized in that.
閉時期を制御することにより実際のシリンダ吸入空気量
を目標のシリンダ吸入空気量に制御することを特徴とす
る請求項１記載のエンジンの吸入空気量検出装置。2. The engine according to claim 1, wherein said cylinder air amount control means controls an actual cylinder intake air amount to a target cylinder intake air amount by controlling a closing timing of an intake valve. Intake air amount detection device.
エアフローメータで検出される吸入空気流量を前記吸気
弁の開期間中に積算することでシリンダ吸入空気量を演
算する構成であって、前記吸気弁の閉時期から所定のデ
ィレイ時間が経過する時点まで吸入空気流量を積算する
よう構成されたことを特徴とする請求項２記載のエンジ
ンの吸入空気量検出装置。3. The cylinder intake air amount calculating means calculates the cylinder intake air amount by integrating the intake air flow rate detected by the air flow meter during an opening period of the intake valve. 3. The intake air amount detecting device for an engine according to claim 2, wherein the intake air flow rate is integrated until a predetermined delay time elapses from the closing timing of the intake valve.
のシリンダ吸入空気量に相当するパラメータとして、前
記吸気弁の目標閉時期を設定する構成であり、前記シリ
ンダ吸入空気量予測手段が、前記シリンダ吸入空気量演
算手段で演算された前回の吸気行程におけるシリンダ吸
入空気量を前記目標閉時期の変化量に応じて補正して次
回の吸気行程におけるシリンダ吸入空気量を予測するこ
とを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジンの吸入
空気量検出装置。4. The target cylinder air amount setting means sets a target closing timing of the intake valve as a parameter corresponding to a target cylinder intake air amount. The cylinder intake air amount in the previous intake stroke calculated by the cylinder intake air amount calculation means is corrected according to the change amount of the target closing timing to predict the cylinder intake air amount in the next intake stroke. The engine intake air amount detection device according to claim 2 or 3.
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|---|---|---|---|
| JP25098898A JP3603612B2 (en) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | Engine intake air amount detection device |
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ID=17216005
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| Country | Link |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6986330B2 (en) | 2002-09-25 | 2006-01-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine having variable valve actuation device and method of calculating intake amount in the same internal combustion engine |
| JP2012255342A (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-27 | Mitsubishi Motors Corp | Control device of engine |
| KR101349492B1 (en) | 2008-12-03 | 2014-01-08 | 현대자동차주식회사 | Fuel Injection Method for Engine |
-
1998
- 1998-09-04 JP JP25098898A patent/JP3603612B2/en not_active Expired - Lifetime
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| EP2532866A3 (en) * | 2011-06-07 | 2014-10-01 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine control apparatus |
| US8909456B2 (en) | 2011-06-07 | 2014-12-09 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine control apparatus |
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| JP3603612B2 (en) | 2004-12-22 |
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