JP2003013789A - エンジンの空気量検出方法 - Google Patents
エンジンの空気量検出方法Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
を補正しつつ、いかなる運転状態にあっても、より精度
の高い吸入空気量の検出を可能とするエンジンの空気量
検出方法を提供する。 【解決手段】エンジン回転数NEとスロットル開度TA
及びVVTの位相値θAから定常時に収束する吸気圧力
PMを求めるとともに同吸気圧力PMを徐変処理した吸
気圧力徐変値PMNを算出する。そして、吸気圧力PM
と吸気圧力徐変値PMNの差を吸気圧力変化値DLPM
とし、吸気圧力PMと脈動補正カット実行圧力PMCU
Tとを比較するとともに吸気圧力変化値DLPMと脈動
補正カット実行圧力変化値DLPMCUTとを比較する
ことで車両が加速状態にあるか否かを判断する。加速状
態にあると判断された場合には、脈動補正係数Kを
「1.0」とすることで実質的にはエアフロメータ出力
GAの補正を禁止する。
Description
気脈動等を補償しつつ、その燃焼室に吸入される空気量
を検出するエンジンの空気量検出方法に関する。
求めるために、スロットルバルブ上流部に例えば熱式等
からなるエアフロメータを設置し、このエアフロメータ
の出力を基にして上記吸入される空気量を算出すること
がよく行われている。
リッジ回路を用いて流量測定が行われている熱式のもの
は、燃焼室へ向かって流れる空気の量だけでなく、吸気
脈動により発生する、逆向きの空気の量も同様に燃焼室
に吸入される空気量として感知する。このため、同熱式
のエアフロメータは、吸気脈動が発生するとその影響を
直接受け、出力が実際の吸入空気量に対して大きくなる
傾向がある。
態では、吸気脈動が生じてもこれがエアフロメータに到
達するのを防ぐ壁としてスロットルバルブが働くため、
この熱式エアフロメータとしての出力誤差も比較的小さ
いが、スロットル開度が大きい高負荷状態では、同吸気
脈動による出力誤差が無視できないものとなる。すなわ
ち、この場合、吸気バルブの開閉に伴って発生する吸気
脈動は、大きく開かれたスロットルバルブを介して容易
にエアフロメータに到達するようになるため、同熱式エ
アフロメータとしての上述した特性に起因して、その出
力誤差は大きくなる。
こういった誤差を伴った出力を補正するために、スロッ
トル開度とエンジン回転数とをパラメータとした脈動補
正係数を求め、エアフロメータの出力にこの補正係数を
乗算することで、吸気脈動に起因するエアフロメータの
出力誤差を低減するようにしている。
ロメータの出力は、これが上記燃焼室への吸入空気量の
算出に用いられる際、例えば特開昭62−142838
号公報に見られるように平均化されたり、あるいは特開
平5−306643号公報に見られるように平滑化され
るなどの処理が施されることが多い。そして、このよう
な場合でも、上記脈動補正係数に基づいて同エアフロメ
ータの出力が予め補正されることで、それら平均化ある
いは平滑化される値の精度も確実に向上されるようにな
る。
正係数をスロットル開度とエンジン回転数とに基づいて
求め、これをエアフロメータの出力に乗算しているため
に、例えば車両の加速中など、スロットルバルブが急速
に開かれている最中であっても、該スロットル開度に応
じてエアフロメータの出力補正が行われる。脈動補正係
数はそもそも、エンジンの定常状態を想定してその際に
生じる吸気脈動に起因するエアフロメータの出力誤差を
低減するための値であることから、こうして加速中にエ
アフロメータの出力補正が行われる場合には、逆に誤差
が増大し、上記算出される空気量も実際の値と異なるよ
うになることがある。そして、このような実際と異なる
空気量に基づいて空燃比制御等が行われる場合には、自
ずとその制御性も悪化するようになる。
ブ)のバルブタイミングやバルブリフト量を可変とする
バルブ特性可変機構の採用により、これら可変機構によ
るバルブ特性の変更時にもスロットルバルブ開閉時と同
様の問題が発生している。
ジンの吸気脈動に起因する双方向への空気の流れを同等
に感知して、それら流量に応じた検出信号を出力するタ
イプのエアフロメータにあっては、その出力誤差を補正
する上でのこうした実情も概ね共通したものとなってい
る。
であり、その目的は、吸気脈動に起因するエアフロメー
タの出力誤差を補正しつつ、いかなる運転状態にあって
も、より精度の高い吸入空気量の検出を可能とするエン
ジンの空気量検出方法を提供することにある。
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項1に記載の発明は、車載エンジンの吸入空気量操作機
構上流に設けられた空気量センサを通じて当該エンジン
の燃焼室に吸入される空気量を検出するに、同エンジン
の吸気通路内の吸気脈動及び偏流の少なくとも一方に起
因する前記空気量センサの検出誤差を補償するための補
正係数を前記吸入空気量操作機構の操作量及びエンジン
回転数に基づいて求め、前記空気量センサの出力をこの
求めた補正係数により補正して前記燃焼室に吸入される
空気量を検出するエンジンの空気量検出方法において、
前記吸入空気量操作機構の操作に伴うエンジンの過渡状
態中、前記補正係数をエンジン運転状態に応じた所定の
値に保持することをその要旨とする。
トル開度が大きくても、吸入空気量が増加・減少あるい
は、オーバーシュート・アンダーシュートしているよう
な過渡状態中においては、吸入空気が増加または減少す
る方向への吸入空気の慣性力が大きく吸気脈動は発生し
ない、あるいは吸気脈動が小さいことが発明者等により
確認されている。すなわち、吸気脈動は定常時(定常運
転時)に発生するものであり、補正係数も通常は、定常
時での吸気脈動に起因する空気量センサの出力誤差を低
減するための値として求められている。
が、エンジンの吸気脈動に起因する双方向への空気の流
れを同等に感知してそれら流量に応じた検出信号を出力
する熱式のエアフロメータ等であっても、吸気脈動が発
生しない、あるいは脈動が小さいエンジンの過渡状態中
は、補正係数がエンジン運転状態に応じた所定の値に保
持される。このため、エンジンの過渡状態中には、必要
の無い補正を行うことによる空気量センサの出力誤差が
抑えられ、また定常時には、吸入空気量操作機構の操作
量及びエンジン回転数から求められる補正係数に基づく
出力補正が適正に行われることとなり、いかなる運転状
態にあっても、より精度の高い吸入空気量の検出が可能
となる。なお、空気量センサの出力に補正係数を乗算し
てその補正を場合、前記所定値を「1.0」とすること
で実質的に同センサの出力補正を禁止することもでき
る。
エンジンの空気量検出方法において、前記吸入空気量操
作機構が前記エンジンの吸気通路に設けられたスロット
ルバルブであり、前記エンジンの過渡状態開始を、少な
くとも前記スロットルバルブの開度及びエンジン回転数
に基づいて求めたエンジン負荷と同エンジン負荷を徐変
処理したエンジン負荷の徐変値とに基づき判断すること
をその要旨とする。
ルバルブの開度及びエンジン回転数に基づいて求めたエ
ンジン負荷と同エンジン負荷を徐変処理したエンジン負
荷の徐変値とに基づいてエンジンの過渡状態開始が判断
されるため、エンジンが過渡状態となったか否かをより
的確に判断することができる。
エンジンの空気量検出方法において、前記吸入空気量操
作機構が前記エンジンの吸気通路に設けられたスロット
ルバルブ及び機関バルブのバルブ特性を可変とするバル
ブ特性可変機構の少なくとも一方であり、前記エンジン
の過渡状態開始を、前記スロットルバルブの開度及び前
記バルブ特性可変機構によって可変とされるバルブ特性
量の少なくとも一方とエンジン回転数とに基づいて求め
たエンジン負荷、並びに同エンジン負荷を徐変処理した
エンジン負荷の徐変値に基づき判断することをその要旨
とする。
開度及びバルブ特性可変機構によって可変とされるバル
ブ特性量の少なくとも一方とエンジン回転数に基づいて
求めたエンジン負荷、並びに同エンジン負荷を徐変処理
したエンジン負荷の徐変値とに基づいてエンジンの過渡
状態開始が判断されるため、スロットルバルブ及びバル
ブ特性可変機構の少なくとも一方を備えるエンジンが過
渡状態となったか否かをより的確に判断することができ
る。
エンジンの空気量検出方法において、前記吸入空気量操
作機構が前記エンジンの吸気通路に設けられたスロット
ルバルブであり、前記エンジンの過渡状態開始を、前記
スロットルバルブの開度と同開度の変化量とに基づき判
断することをその要旨とする。
開度と同開度の変化量とに基づいてエンジンの過渡状態
開始を判断するため、エンジンが過渡状態となったか否
かをより簡易に判断することができる。
エンジンの空気量検出方法において、前記吸入空気量操
作機構が前記エンジンの吸気通路に設けられたスロット
ルバルブ及び機関バルブのバルブ特性を可変とするバル
ブ特性可変機構の少なくとも一方であり、前記エンジン
の過渡状態開始を、前記スロットルバルブの開度と同開
度の変化量、及び前記バルブ特性可変機構によって可変
とされるバルブ特性量と同特性量の変化量の少なくとも
一方に基づき判断することをその要旨とする。
開度と同開度の変化量及びバルブ特性可変機構によって
可変とされるバルブ特性量と同特性量の変化量の少なく
とも一方に基づいてエンジンの過渡状態開始を判断する
ため、スロットルバルブ及びバルブ特性可変機構の少な
くとも一方を備えるエンジンが過渡状態となったか否か
をより簡易に判断することができる。
4に記載のエンジンの空気量検出方法において、前記エ
ンジンの過渡状態終了を、前記スロットルバルブの開閉
操作に伴って燃焼室に吸入される空気量の増加・減少が
収まる時期、及びオーバーシュート・アンダーシュート
が収まる時期の少なくとも一方の時期として判断するこ
とをその要旨とする。
開閉操作に伴って燃焼室に吸入される空気量の増加・減
少が収まる時期、及びオーバーシュート・アンダーシュ
ートが収まる時期の少なくとも一方の時期、すなわち正
に定常状態に移行しようとする時期がエンジンの過渡状
態終了と判断されるため、補正係数を所定値に保持する
期間が極めて適切なものとなる。
のエンジンの空気量検出方法において、少なくとも前記
スロットルバルブの開度及びエンジン回転数に基づいて
求めたエンジン負荷と同エンジン負荷を徐変処理したエ
ンジン負荷の徐変値に基づいて前記空気量が安定し始め
る時期を判断し、この判断される空気量が安定し始める
時期から所定時間後の時期として前記空気量の増加・減
少が収まる時期、及びオーバーシュート・アンダーシュ
ートが収まる時期の少なくとも一方の時期を判断するこ
とをその要旨とする。
減少が収まる時期、及びオーバーシュート・アンダーシ
ュートが収まる時期の少なくとも一方の時期を簡便に判
断することができる。
5に記載のエンジンの空気量検出方法において、前記エ
ンジンの過渡状態終了を、前記スロットルバルブの開閉
操作及び前記バルブ特性可変機構によって可変とされる
バルブ特性変更操作の少なくとも一方に伴って燃焼室に
吸入される空気量の増加・減少が収まる時期、及びオー
バーシュート・アンダーシュートが収まる時期の少なく
とも一方の時期として判断することをその要旨とする。
開閉操作及びバルブ特性可変機構によって可変とされる
バルブ特性変更操作の少なくとも一方に伴って燃焼室に
吸入される空気量の増加・減少が収まる時期、及びオー
バーシュート・アンダーシュートが収まる時期の少なく
とも一方の時期、すなわち正に定常状態に移行しようと
する時期がエンジンの過渡状態終了と判断されるため、
補正係数を所定値に保持する期間が極めて適切なものと
なる。
のエンジンの空気量検出方法において、前記スロットル
バルブの開度及び前記バルブ特性可変機構によって可変
とされるバルブ特性量の少なくとも一方とエンジン回転
数とに基づいて求めたエンジン負荷、並びに同エンジン
負荷を徐変処理したエンジン負荷の徐変値に基づいて前
記空気量が安定し始める時期を判断し、この判断される
空気量が安定し始める時期から所定時間後の時期として
前記空気量の増加・減少が収まる時期、及びオーバーシ
ュート・アンダーシュートが収まる時期の少なくとも一
方の時期を判断することをその要旨とする。
びバルブ特性可変機構の少なくとも一方を備えるエンジ
ンにおいて、上記空気量の増加・減少が収まる時期、及
びオーバーシュート・アンダーシュートが収まる時期の
少なくとも一方の時期を簡便に判断することができる。
は9に記載のエンジンの空気量検出方法において、前記
空気量の増加・減少が収まる時期、及びオーバーシュー
ト・アンダーシュートが収まる時期の少なくとも一方の
時期を判断するための前記所定時間を、前記エンジンの
過渡度合いを示すパラメータとエンジン回転数との少な
くとも一方に基づき可変とすることをその要旨とする。
びオーバーシュート・アンダーシュートが収まる時期の
少なくとも一方の時期は、過渡度合いまたはエンジン回
転数により若干変化する。この点、同検出方法によれ
ば、この変化に対応するように前記所定時間が可変とさ
れるため、空気量の増加・減少が収まる時期、及びオー
バーシュート・アンダーシュートが収まる時期の少なく
とも一方の時期を更に確実に判断することができる。
ータとしては、上記求められたエンジン負荷の変化量や
スロットルバルブの開度変化量並びにバルブ特性変化量
等がある。
5のいずれかに記載のエンジンの空気量検出方法におい
て、前記エンジンの過渡状態終了を、前記空気量センサ
の出力より求めた空気量またはセンサ出力値あるいはス
ロットル開度より求めた空気量が前記エンジンの加速/
減速に伴って増加/減少し、減少/増加した後、最初に
増加/減少に反転する変曲点に基づいて判断することを
その要旨とする。
少が収まる時期、またはオーバーシュート・アンダーシ
ュートが収まる時期、すなわち正に定常状態に移行しよ
うとする時期に対応して現れる。このため、同検出方法
によっても、前記補正係数を所定値に保持する期間を適
切に定めることができる。
した発明が適用された直列6気筒ガソリンエンジン(以
下、「エンジン」と略す)4の概略構成を表す図であ
る。
室を含む第1気筒8、第2気筒9、第3気筒10、第4
気筒11、第5気筒12および第6気筒13が形成され
ている。各気筒8〜13にはインテークマニホールド1
6、サージタンク18を介して吸気通路20が接続され
ている。この吸気通路20の上流側にはエアクリーナ2
2が設けられており、このエアクリーナ22を介して吸
気通路20内に外気が導入される。
8〜13に対応してインジェクタ24,25,26,2
7,28,29がそれぞれ設けられている。このインジ
ェクタ24〜29は通電制御により開閉駆動されて燃料
を噴射する電磁式の燃料噴射弁であって、燃料タンク
(図示略)内の燃料が燃料ポンプ(図示略)から圧送さ
れてくる。インジェクタ24〜29から吸気ポート(図
示略)に向けて噴射された燃料はインテークマニホール
ド16からの吸入空気と混合されて混合気となる。この
混合気は、各気筒8〜13毎に設けられた吸気バルブ
(図示略)が開弁することによって開かれた吸気ポート
から各気筒8〜13の燃焼室内へ導入される。
ロットルバルブ32がサージタンク18の上流側に位置
して設けられている。このスロットルバルブ32は、ス
ロットルモータ34により駆動されることにより、その
開度、即ちスロットル開度TAが調節される。スロット
ルバルブ32の近傍にはスロットルセンサ36が設けら
れている。このスロットルセンサ36はスロットル開度
TAを検出し、スロットル開度TAに応じた信号を出力
するまた、自動車の運転室内にはアクセルペダル38が
設けられており、このアクセルペダル38の踏込量、即
ちアクセル開度ACCPがアクセル開度センサ40によ
って検出される。そして、電子制御装置(以下、「EC
U」と略す)50はこのアクセル開度ACCP等に基づ
いてスロットルモータ34を制御することによりスロッ
トル開度TAを運転状態に応じた開度に調節する。
ルド60を介して排気通路62が接続されている。この
排気通路62には触媒コンバータ64およびマフラ66
がそれぞれ設けられている。排気通路62を流れる排気
はこれら触媒コンバータ64およびマフラ66を通過し
て外部に排出される。
エアフロメータ68が設けられている。この熱式エアフ
ロメータ68は吸気通路20を流れる吸入空気量を測定
し、吸入空気量に応じたエアフロメータ出力GAを出力
する。
は各気筒8〜13に対応してそれぞれ点火プラグ70,
71,72,73,74,75が設けられている。各点
火プラグ70〜75は、イグニッションコイル70a,
71a,72a,73a,74a,75aが付属するこ
とにより、ディストリビュータを用いないダイレクトイ
グニッションシステムとして構成されている。各イグニ
ッションコイル70a〜75aは、点火時期にECU5
0内の点火駆動回路から供給される一次側電流の遮断に
基づいて発生する高電圧を、直接点火プラグ70〜75
に与えている。
ランク軸(図示略)に対する吸気カムシャフト(図示
略)の相対位相を調整可能とする可変バルブタイミング
機構(以下、「VVT」と称する)78が設けられてい
る。このVVT78は、エンジン4の運転状態に応じて
吸気バルブが好適なバルブタイミングとなるように、E
CU50によりオイルコントロールバルブ(以下、「O
CV」と称する)78aを介して駆動されているまた、
触媒コンバータ64より上流における排気通路62に
は、空燃比センサ80が設けられている。この空燃比セ
ンサ80は、排気の成分に現れる混合気の空燃比に応じ
た電圧信号Voxを出力する。そして、ECU50内で
は、この空燃比信号Voxや後述する補正後エアフロメ
ータ出力GAHから算出した吸入空気量等に基づいて空
燃比フィードバック制御がなされ、燃料噴射量の増減処
理により、空燃比が目標空燃比に調整される。
クランク軸の回転に基づいてエンジン4の回転数NEに
応じた頻度のパルス信号を出力する。ここでは、回転数
センサ90は、第1気筒8の上死点、すなわち、0°C
A(CA:クランク角)から30°毎にパルス信号を出
力するように構成されている。
出のために吸気カムシャフトの回転に基づいて所定の回
転毎に基準信号となるパルス信号を出力する。ECU5
0はこれら回転数センサ90からの信号に基づいて回転
数NEの検出を行い、カム角センサ92からの出力信号
に基づいて気筒判別を行い、回転数センサ90およびカ
ム角センサ92の両信号の関係からカム角の検出を行
う。
却水温を検出するための水温センサ94が設けられて、
冷却水温THWに応じた信号を出力する。次に本実施形
態における制御系統の電気的構成について図2のブロッ
ク図を参照して説明する。
0a、読み出し専用メモリ(ROM)50b、ランダム
アクセスメモリ(RAM)50c、およびバックアップ
RAM50d等を備え、これら各部50a〜50dと、
入力回路50eおよび出力回路50f等とを双方向バス
50gにより接続してなる論理演算回路として構成され
ている。ROM50bには後述するエアフロメータ出力
補正処理を実現する各種制御プログラムや各種データが
予め記憶されている。RAM50cには各種制御処理に
おけるCPU50aの演算結果等が一時的に記憶され
る。
形回路およびA/D変換器等を含んだ入力インターフェ
ースとして構成されており、前記スロットルセンサ3
6、アクセル開度センサ40、エアフロメータ68、空
燃比センサ80、回転数センサ90、カム角センサ9
2、水温センサ94、各イグニッションコイル70a〜
75aの点火確認信号IGfのライン等がそれぞれ接続
されている。各種センサ36,40,68,80,9
0,92,94等の出力信号はデジタル信号に変換され
て入力回路50eから双方向バス50gを介してCPU
50a等に読み込まれる。
有しており、前記インジェクタ24〜29、イグニッシ
ョンコイル70a〜75a、スロットルモータ34、V
VT用OCV78a等がそれぞれ接続されている。EC
U50は各種センサ36,40,68,80,90,9
2,94等からの出力信号に基づいて演算処理を行い、
インジェクタ24〜29、イグニッションコイル70a
〜75a、スロットルモータ34、OCV78a等を駆
動制御する。
エアフロメータ68の補正後エアフロメータ出力GAH
から算出される吸入空気量および回転数センサ90によ
り検出される回転数NE等に基づいて、インジェクタ2
4〜29による基本燃料噴射量や燃料噴射時期、イグニ
ッションコイル70a〜75aによる点火時期、あるい
はVVT78による吸気バルブの開閉弁タイミング即ち
位相値(進角値)θAを制御している。そして空燃比セ
ンサ80により検出される空燃比に基づいて、インジェ
クタ24〜29による燃料噴射量の増減補正を実行し
て、混合気の空燃比を目標空燃比に精密に制御してい
る。
タの出力補正処理を図3及び図4のフローチャートに示
す。本エアフロメータ出力補正処理は、短時間周期(本
実施形態では8ms)毎に繰り返し実行される処理であ
り、本処理終了後はエンジン4の運転を制御するための
上述した各種制御を実行するメインルーチン(説明は割
愛)に戻るようになっている。
ると、ECU50はまず、エンジン回転数NEとスロッ
トル開度TA及びVVTの位相値θAから定常時に収束
する吸気圧力PMを求めるとともに、この定常時に収束
する吸気圧力PMを徐変処理した吸気圧力徐変値PMN
を算出する。そして、これら吸気圧力PMと吸気圧力徐
変値PMNとの差を吸気圧力変化値DLPMとし、次式
[1]及び[2]の論理積(AND)条件を満たしているか
判定する(図3ステップS1)。
速時には値が大きくなり、緩加速時には値が小さくなる
ため、加速度合いを表すパラメータとして用いることが
できる。
MCUTは「80kPa」であり、脈動補正カット実行
圧力変化値DLPMCUTは「40kPa」である。
いる場合、ECU50はエンジンが加速状態にあると判
断して、脈動補正カットフラグXCUTを「1」にし
(図3ステップS2)、脈動補正係数Kを「1.0」と
して(図4ステップS3)、補正後エアフロメータ出力
GAHを算出し(図4ステップS13)、本処理を終了
する。
現在の脈動補正カットフラグXCUTが「1」かどうか
が判定される(図3ステップS4)。このステップS4
にて、脈動補正カットフラグXCUTが「1」ではない
と判定されると、ECU50は、ROM50b内に記憶
されているマップに基づき、エンジン回転数NEとスロ
ットル開度TAとから脈動補正係数Kを求め(図4ステ
ップS12)、補正後エアフロメータ出力GAHを算出
し(図4ステップS13)、本処理を終了する。
フラグXCUTが「1」であると判定されると、ECU
50は、吸気圧力徐変値PMNと吸気圧力変化値DLP
Mとを用いて、次式[3]及び[4]の論理和(OR)条件
を満たし、更に式[5]との論理積(AND)条件を満た
しているか判定する(図3ステップS5)。
Rは「80kPa」であり、脈動補正復帰実行圧力変化
値DLPMRは「10kPa」である。
CU50は、加速後の吸入空気量がまだ安定し始めてい
ないと判断し、脈動補正係数Kを「1.0」として(図
4ステップS3)、補正後エアフロメータ出力GAHを
算出し(図4ステップS13)、本処理を終了する。
0は、加速後の吸入空気量が安定し始めていると判断し
て、脈動補正復帰準備フラグXRを「1」とし(図3ス
テップS6)、脈動補正復帰カウンタCRをスタートす
る(図3ステップS7)。
カウンタCRの数値を読み込み、次式[6]の条件を満た
しているか判定する(図4ステップS8)。 脈動補正復帰カウンタCR≧脈動補正復帰実行ディレイ時間CUTDLY …[6] ここで、脈動補正復帰実行ディレイ時間CUTDLYと
は、加速状態判定後に吸入空気量が安定し始めてから同
空気量がオーバーシュートを終えるまでの時間である。
なお、本実施形態において、この脈動補正復帰実行ディ
レイ時間CUTDLYは「20ms」である。
U50は、吸入空気量のオーバーシュートがまだ終了し
ておらず、吸気脈動が発生していないと判断し、脈動補
正係数Kを「1.0」とし(図4ステップS3)、補正
後エアフロメータ出力GAHを算出し(図4ステップS
13)、本処理を終了する。
50は、吸入空気量のオーバーシュートが終了して、吸
気脈動が発生し始める時期に達したと判断し、脈動補正
カットフラグXCUTを「0」に設定する(図4ステッ
プS9)。
準備フラグXRを「0」にセットし(図4ステップS1
0)、脈動補正復帰カウンタCRをクリアする(図4ス
テップS11)。その後、ROM5b内に記憶されてい
るマップに基づき、エンジン回転数NEとスロットル開
度TAとから脈動補正係数Kを求め(図4ステップS1
2)、補正後エアフロメータ出力GAHを算出し(図4
ステップS13)、本処理を終了する。
動が発生していない状態、すなわちエンジンが加速状態
にあり、吸気量がオーバーシュートしている状態では、
脈動補正係数Kを「1.0」とし、エアフロメータ出力
GAに、この脈動補正係数Kをかけて補正後エアフロメ
ータ出力GAHを得る。すなわちこの場合、実質的には
補正を禁止する。
わちエンジンが加速状態にはなく、吸気量のオーバーシ
ュートも終了している状態では、エンジン回転数NEと
スロットル開度TAから脈動補正係数Kを算出し、エア
フロメータ出力GAにこの脈動補正係数Kを乗算して補
正後エアフロメータ出力GAを得る。従ってこの場合、
補正後エアフロメータ出力GAHは、吸気脈動による誤
差が抑制された出力となる。
補正後エアフロメータ出力GAHに基づいて、吸入空気
量を算出し、例えば空燃比制御を行うための燃料噴射量
等を求めることとなる。
フロメータの出力補正態様をタイミングチャートとして
示す。同5図に示されるように、時刻tAまではスロッ
トル開度TAが比較的小さいため(図5(e))、スロ
ットルバルブ32が壁となって、吸気脈動が生じてもこ
れがスロットルバルブ32の上流側に設置されているエ
アフロメータ68には到達しにくい状態が維持される。
このため、エアフロメータの出力誤差も比較的小さく、
エンジン回転数NEとスロットル開度TAにより求めら
れる脈動補正係数K(図5(f))は「1.0」に近い
値となる。そして、この脈動補正係数Kにより前記補正
後エアフロメータ出力GAHが算出されて、吸気脈動に
よる誤差が補正される。
圧力PMとこの吸気圧力PMに基づき算出される吸気圧
力徐変値PMNとの差である吸気圧力変化値DLPMと
が共に設定値を超えるため(図5(a))、エンジンは
加速状態にあると判断される。そしてこの判断に基づ
き、前記脈動補正カットフラグXCUT(図5(b))
が「1」に設定され、脈動補正係数Kが「1.0」とさ
れる。従ってこれ以降、実質的に脈動補正係数Kによる
エアフロメータ出力GA(図5(g))の補正は行われ
ない(補正禁止)。
Nが設定値を超え(吸気圧力変化値DLPMが設定値以
下となった場合でもよい)(図5(a))、且つ脈動補
正カットフラグXCUTが「1」であるため(図5
(b))、吸入空気量が安定し始めたと判断される。そ
こで、前記脈動補正復帰準備フラグXRが「1」に設定
され、且つ前記脈動補正復帰カウンタCRの計数がスタ
ートされる(図5(d))。
た後に生じる吸入空気量のオーバーシュートが終息し、
いわゆる定常状態になって吸気脈動が発生し始める。本
実施形態においてこのタイミングは、前記脈動補正復帰
カウンタCRの値が設定時間(「20ms」)となって
いることによって判断される。そして、この設定時間と
なっている場合には、脈動補正カットフラグXCUTが
「0」に設定され(図5(b))、脈動補正復帰準備フ
ラグXRが「0」に設定され(図5(c))、脈動補正
復帰カウンタCRもクリアされる(図5(d))。
トフラグXCUTが「0」となることに基づいて上記補
正禁止が解除され、再び、エンジン回転数NEとスロッ
トル開度TAとにより求められる脈動補正係数Kにより
補正後エアフロメータ出力GAHが算出される。すなわ
ち、エアフロメータ出力GAの前記吸気脈動に対する補
正が再開される。
判定後に生じる吸入空気量のオーバーシュートが終了す
るまで、脈動補正カットフラグXCUTを「1」に保持
するためのディレイ処理期間である。
す態様で脈動補正係数Kが求められ、吸気脈動が発生し
ない時刻tA〜時刻tC間においても、この脈動補正係
数Kによってエアフロメータ出力GAが補正される制御
構造となっていた。そのため、エンジンの加速中には本
来必要の無い補正が行われ、エアフロメータ出力の誤差
が助長されるかたちとなっていた。
検出方法によれば、次のような効果が得られるようにな
る。 (1)エンジン回転数NEとスロットル開度TA及びV
VTの位相値θAから吸気圧力PMを推定するととも
に、この推定する吸気圧力PMを徐変処理した吸気圧力
徐変値PMNを算出する。そして、吸気圧力PMと吸気
圧力徐変値PMNの差を吸気圧力変化値DLPMとし、
吸気圧力PMと脈動補正カット実行圧力PMCUTとを
比較するとともに吸気圧力変化値DLPMと脈動補正カ
ット実行圧力変化値DLPMCUTとを比較することで
エンジンが加速状態にあるか否かを判断する。ここで、
加速状態にあると判断された場合には、脈動補正係数K
を「1.0」とすることで実質的にはエアフロメータ出
力GAの補正を禁止するようにした。そのため、必要の
無い補正を行うことによるエアフロメータ出力の誤差発
生を抑えることができ、誤差の少ないエアフロメータ出
力に基づいて吸入空気量を算出することができる。な
お、たとえスロットル開度TAが大きくても、吸入空気
量が増加、オーバーシュートしているような加速中にお
いては、吸入空気が増加する方向への吸入空気の慣性力
が大きく吸気脈動は発生しない、あるいは吸気脈動が小
さいことが発明者等によって確認されている。
正復帰実行圧力PMR、又は吸気圧力変化値DLPMと
脈動補正復帰実行圧力変化値DLPMRとを比較するこ
とで吸入空気のオーバーシュートが安定しはじめたこと
を判断し、所定時間が経過するまでは脈動補正係数Kを
「1.0」に保持するようにした。そのため、吸気脈動
が発生しておらず、エアフロメータ出力GAを補正する
必要がない期間を簡単且つ確実に判断することができ
る。
記第1の実施形態において、図3及び図4に例示した処
理のステップS1で利用するパラメータが異なるもので
ある。
フロメータ68の出力補正処理が開始されると、まず、
スロットルセンサ36からスロットル開度の絶対値|T
A|を読み込むとともに、設定した単位時間当たりのス
ロットル開度変化値DLTAを算出し、次式[7]及び
[8]の論理積(AND)条件を満たしているか判断す
る。
は、急加速時には値が大きくなり、緩加速時には値が小
さくなるため、加速度合いを表すパラメータとして用い
ることができる。
トル開度TACUTは「30°」であり、脈動補正カッ
ト実行スロットル開度変化値DLTACUTは「3°/
8ms」である。
ンジンは加速状態にあると判断され、満たされない場合
には加速状態ではないと判断される。その後の処理は第
1の実施形態と同様である。
の空気量検出方法によれば、次のような効果が得られる
ようになる。 (1)スロットルセンサ36からスロットル開度TAを
読み込むとともに、単位時間あたりのスロットル開度変
化値DLTAを算出する。そしてスロットル開度TAの
絶対値|TA|と脈動補正カット実行スロットル開度TA
CUTとを比較するとともにスロットル開度変化値DL
TAと脈動補正カット実行スロットル開度変化値DLT
ACUTとを比較することでエンジンが加速状態にある
か否かを判断する。ここで、加速状態にあると判断され
た場合には、脈動補正係数Kを「1.0」とすることで
実質的にはエアフロメータ出力GAの補正を禁止するよ
うにした。そのため、前記第1の実施形態のように吸気
圧力PMを推定したり、吸気圧力PMを徐変処理した吸
気圧力徐変値PMNを算出することなく、必要の無い補
正を行うことによるエアフロメータ出力の誤差発生を抑
えることができ、誤差の少ないエアフロメータ出力に基
づいて吸入空気量を算出することができる。
態は以下のように変更してもよく、その場合でもそれら
実施形態に準じた作用及び効果を得ることができる。
し始めてからオーバーシュートが終わるまでの時間を2
0msと固定しているが、これを可変としてもよい。す
なわち、オーバーシュートが終わるまでの時間は、加速
度合いやエンジン回転数によって若干変わるため、加速
度合いが大きくなるほど脈動補正復帰実行ディレイ時間
が小さくなるように変化する値としてもよい。また、エ
ンジン回転数に応じて変更したり、補正をしてもよい。
始めた時間とディレイ時間とでオーバーシュートの終了
を判定しているが、エアフロメータの出力がエンジンの
加速に伴って増加し、減少した後、最初に増加に反転す
る変曲点(図5(g)の時刻tC)に基づいてオーバー
シュートの終了を判定してもよい。この場合、前記各実
施形態におけるステップS5やステップS8などの処理
は省略することができる。
と判定された場合には、脈動補正係数Kを「1.0」と
したが、エンジン回転数NEとスロットル開度TAによ
り求められる脈動補正係数Kよりも大きく、「1.0」
より小さい値としてもよい。このような場合でも前記各
実施形態に準じた効果が得られる。
変機構はバルブタイミングを変更する可変バルブタイミ
ング機構であったが、バルブリフト量を変更する可変バ
ルブリフト機構やバルブタイミング及びバルブリフト量
の両方を変更する機構でもよい。このような場合でも前
記各実施形態に準じた効果が得られる。
速状態にないときの脈動補正係数Kはスロットル開度T
Aとエンジン回転数NEとに基づいて求められたが、バ
ルブ特性可変機構によって可変とされるバルブ特性量、
すなわちバルブタイミング及びリフト量の少なくとも一
方とエンジン回転数とに基づいて同脈動補正係数Kを求
めてもよい。このような場合でも前記各実施形態に準じ
た効果が得られる。
速状態にあるか否かを判断したり、吸入空気のオーバー
シュートが安定し始めたか否かを判断するためのエンジ
ン負荷である吸気圧力PMをスロットル開度TAとエン
ジン回転数NE及びVVTの位相値θAから推定した
が、スロットル開度TAとエンジン回転数NEから吸気
圧力を推定してもよい。また、バルブ特性可変機構によ
って可変とされるバルブ特性量、すなわちバルブタイミ
ング及びリフト量の少なくとも一方とエンジン回転数と
に基づいて吸気圧力を推定してもよい。このような場合
でも前記各実施形態に準じた効果が得られる。
ットルバルブ32は、スロットルモータ34により駆動
されるものであったが、これ以外にリンク式のスロット
ルバルブでもよい。
ジンは6気筒のエンジンであったが、これ以外に8気筒
などの6気筒を超えるエンジンにも、あるいは4気筒な
どの6気筒未満のエンジンにも適用可能である。また、
直列型でなくV型等にも適用できる。
加速状態にある場合を実施例としたが、エンジンが減速
状態で吸入空気量が減少あるいはアンダーシュートして
いる場合も、加速状態と同様に脈動補正係数によるエア
フロメータの出力補正を禁止する、あるいは脈動補正係
数を所定値に保持することで、必要の無い補正をするこ
となくエアフロメータの誤差発生を抑えることができ
る。
因するエアフロメータの出力誤差について述べたが、吸
気通路内の偏流によって誤差が生じるエアフロメータに
ついても、同様に定常と過渡では偏流状態が異なるた
め、その補正量を変更することでエアフロメータ出力の
精度向上を図ることができる。また、吸気脈動と偏流に
より生じる誤差の補正が併用される場合であっても同様
である。
例から把握することができる技術思想について、以下に
その効果とともに記載する。(1)車載エンジンの吸気
通路のスロットルバルブ上流に設けられた空気量センサ
を通じて当該エンジンの燃焼室に吸入される空気量を検
出するに、同エンジンの吸気脈動に起因する前記空気量
センサの検出誤差を補償するための脈動補正係数を前記
スロットルバルブの開度及びエンジン回転数に基づいて
求め、前記空気量センサの出力をこの求めた脈動補正係
数により補正して前記燃焼室に吸入される空気量を検出
するエンジンの空気量検出方法において、前記スロット
ルバルブの開操作に伴うエンジンの過渡状態中、前記脈
動補正係数による前記空気量センサの出力補正を緩和す
ることを特徴とするエンジンの空気量検出方法。
状態には、必要の無い補正を行うことによる空気量セン
サの出力誤差が抑えられ、また定常時には、上記脈動補
正係数に基づく出力補正が適正に行われることとなり、
いかなる運転状態にあっても、より精度の高い吸入空気
量の検出が可能となる。
用されるガソリンエンジンシステムの概略構成図。
ク図。
正処理を示すフローチャート。
正処理を示すフローチャート。
正態様を示すタイミングチャート。
ヘッド、8…第1気筒、9…第2気筒、10…第3気
筒、11…第4気筒、12…第5気筒、13…第6気
筒、16…インテークマニホールド、18…サージタン
ク、20…吸気通路、22…エアクリーナ、24,2
5,26,27,28,29…インジェクタ、32…ス
ロットルバルブ、34…スロットルモータ、36…スロ
ットルセンサ、38…アクセルペダル、40…アクセル
開度センサ、50…ECU、50a…CPU、50b…
ROM、50c…RAM、50d…バックアップRA
M、50e…入力回路、50f…出力回路、50g…双
方向バス、60…エグゾーストマニホールド、62…排
気通路、64…触媒コンバータ、66…マフラ、68…
熱式エアフロメータ、70,71,72,73,74,
75…点火プラグ、70a,71a,72a,73a,
74a,75a…イグニッションコイル、78…VV
T、78a…OCV、80…空燃比センサ、90…回転
数センサ、92…カム角センサ、94…水温センサ。
Claims (11)
- 【請求項1】車載エンジンの吸入空気量操作機構上流に
設けられた空気量センサを通じて当該エンジンの燃焼室
に吸入される空気量を検出するに、同エンジンの吸気通
路内の吸気脈動及び偏流の少なくとも一方に起因する前
記空気量センサの検出誤差を補償するための補正係数を
前記吸入空気量操作機構の操作量及びエンジン回転数に
基づいて求め、前記空気量センサの出力をこの求めた補
正係数により補正して前記燃焼室に吸入される空気量を
検出するエンジンの空気量検出方法において、 前記吸入空気量操作機構の操作に伴うエンジンの過渡状
態中、前記補正係数をエンジン運転状態に応じた所定の
値に保持することを特徴とするエンジンの空気量検出方
法。 - 【請求項2】前記吸入空気量操作機構が前記エンジンの
吸気通路に設けられたスロットルバルブであり、前記エ
ンジンの過渡状態開始を、少なくとも前記スロットルバ
ルブの開度及びエンジン回転数に基づいて求めたエンジ
ン負荷と同エンジン負荷を徐変処理したエンジン負荷の
徐変値とに基づき判断する請求項1記載のエンジンの空
気量検出方法。 - 【請求項3】前記吸入空気量操作機構が前記エンジンの
吸気通路に設けられたスロットルバルブ及び機関バルブ
のバルブ特性を可変とするバルブ特性可変機構の少なく
とも一方であり、前記エンジンの過渡状態開始を、前記
スロットルバルブの開度及び前記バルブ特性可変機構に
よって可変とされるバルブ特性量の少なくとも一方とエ
ンジン回転数とに基づいて求めたエンジン負荷、並びに
同エンジン負荷を徐変処理したエンジン負荷の徐変値に
基づき判断する請求項1記載のエンジンの空気量検出方
法。 - 【請求項4】前記吸入空気量操作機構が前記エンジンの
吸気通路に設けられたスロットルバルブであり、前記エ
ンジンの過渡状態開始を、前記スロットルバルブの開度
と同開度の変化量とに基づき判断する請求項1記載のエ
ンジンの空気量検出方法。 - 【請求項5】前記吸入空気量操作機構が前記エンジンの
吸気通路に設けられたスロットルバルブ及び機関バルブ
のバルブ特性を可変とするバルブ特性可変機構の少なく
とも一方であり、前記エンジンの過渡状態開始を、前記
スロットルバルブの開度と同開度の変化量、及び前記バ
ルブ特性可変機構によって可変とされるバルブ特性量と
同特性量の変化量の少なくとも一方に基づき判断する請
求項1記載のエンジンの空気量検出方法。 - 【請求項6】前記エンジンの過渡状態終了を、前記スロ
ットルバルブの開閉操作に伴って燃焼室に吸入される空
気量の増加・減少が収まる時期、及びオーバーシュート
・アンダーシュートが収まる時期の少なくとも一方の時
期として判断する請求項2または4に記載のエンジンの
空気量検出方法。 - 【請求項7】少なくとも前記スロットルバルブの開度及
びエンジン回転数に基づいて求めたエンジン負荷と同エ
ンジン負荷を徐変処理したエンジン負荷の徐変値に基づ
いて前記空気量が安定し始める時期を判断し、この判断
される空気量が安定し始める時期から所定時間後の時期
として前記空気量の増加・減少が収まる時期、及びオー
バーシュート・アンダーシュートが収まる時期の少なく
とも一方の時期を判断する請求項6記載のエンジンの空
気量検出方法。 - 【請求項8】前記エンジンの過渡状態終了を、前記スロ
ットルバルブの開閉操作及び前記バルブ特性可変機構に
よって可変とされるバルブ特性変更操作の少なくとも一
方に伴って燃焼室に吸入される空気量の増加・減少が収
まる時期、及びオーバーシュート・アンダーシュートが
収まる時期の少なくとも一方の時期として判断する請求
項3または5に記載のエンジンの空気量検出方法。 - 【請求項9】前記スロットルバルブの開度及び前記バル
ブ特性可変機構によって可変とされるバルブ特性量の少
なくとも一方とエンジン回転数とに基づいて求めたエン
ジン負荷、並びに同エンジン負荷を徐変処理したエンジ
ン負荷の徐変値に基づいて前記空気量が安定し始める時
期を判断し、この判断される空気量が安定し始める時期
から所定時間後の時期として前記空気量の増加・減少が
収まる時期、及びオーバーシュート・アンダーシュート
が収まる時期の少なくとも一方の時期を判断する請求項
8記載のエンジンの空気量検出方法。 - 【請求項10】前記空気量の増加・減少が収まる時期、
及びオーバーシュート・アンダーシュートが収まる時期
の少なくとも一方の時期を判断するための前記所定時間
を、前記エンジンの過渡度合いを示すパラメータとエン
ジン回転数との少なくとも一方に基づき可変とする請求
項7または9に記載のエンジンの空気量検出方法。 - 【請求項11】前記エンジンの過渡状態終了を、前記空
気量センサの出力より求めた空気量またはセンサ出力値
あるいはスロットル開度より求めた空気量が前記エンジ
ンの加速/減速に伴って増加/減少し、減少/増加した
後、最初に増加/減少に反転する変曲点に基づいて判断
する請求項2〜5のいずれかに記載のエンジンの空気量
検出方法。
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-
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- 2001-07-02 JP JP2001200661A patent/JP4446630B2/ja not_active Expired - Lifetime
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