JP2005009448A - Atmospheric-pressure detection device of multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立吸気の多気筒内燃機関の各気筒毎の吸気通路における吸気圧の検出値に基づき周囲環境の大気圧を検出する多気筒内燃機関の大気圧検出装置に関し、例えば、大気圧の変動を知ることによって多気筒内燃機関の気筒毎に供給する燃料噴射量に反映することができる。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関の周囲環境における大気圧を検出し、その大気圧に応じて例えば、燃料噴射量の補正を行うことで内燃機関の運転状態を良好に維持するものが知られている。この際、大気圧センサを配設し、その検出結果から大気圧を検出するシステムにおいては、その分のコストアップが避けられずシステム全体の価格上昇を招くという不具合があった。
【0003】
これに対処するものとして、特開2002−30981号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、内燃機関の吸気通路に配設された吸気圧センサの検出値により、コストアップを招くことなく、大気圧を検出する技術が示されている。
【特許文献】特開2002−30981号公報(第2頁〜第3頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のものでは、独立吸気の多気筒内燃機関に適用する場合には、特定気筒の吸気圧をその吸気通路(エンジン吸気管)に配設された吸気圧センサにより検出し、その吸気圧に基づいて大気圧を求めるとしている。しかし、気筒毎の吸気圧の挙動の差異については考慮されておらず、吸気圧センサが配設された特定気筒において検出された吸気圧の挙動に何らかの異常が生じていると、例えば、燃料噴射量に対する大気圧に応じた補正が不適切となり内燃機関の運転状態が却って不安定になるという不具合があった。
【0005】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、独立吸気の多気筒内燃機関における気筒毎の吸気圧の挙動の差異を考慮し、各気筒毎に検出された吸気圧に基づきより正確な大気圧を検出可能な多気筒内燃機関の大気圧検出装置の提供を課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の多気筒内燃機関の大気圧検出装置によれば、独立吸気の多気筒内燃機関において、実行条件判定手段で内燃機関の運転状態に応じた大気圧検出の実行条件が成立すると、大気圧演算手段にて内燃機関の各気筒毎の燃焼サイクルにおける所定期間の所定タイミング毎に複数の吸気圧検出手段による各吸気通路のスロットルバルブの下流側に導入される吸気圧が取込まれ、これら吸気圧に基づき大気圧推定値が算出され、大気圧設定手段で大気圧推定値の平均値が大気圧として設定される。このため、大気圧推定値算出の精度を維持しつつ、その更新頻度を増加することができるため、最終的に設定される大気圧の信頼性が向上され、例えば、燃料噴射量や点火時期等に対するきめ細かな精度の良い補正が実施でき、内燃機関の運転状態が良好に維持される。
【0007】
請求項2の多気筒内燃機関の大気圧検出装置における大気圧演算手段では、吸気圧検出手段による吸気圧の差分が所定値以下であるとき、大気圧推定値の算出がなされることで大気圧推定値算出の精度が高まり、結果的に、大気圧の信頼性がより向上される。
【0008】
請求項3の多気筒内燃機関の大気圧検出装置における大気圧演算手段では、複数の吸気圧検出手段のうち少なくとも1つの吸気圧検出手段が異常となったときにはそれ以外の吸気圧検出手段による吸気圧に基づく大気圧推定値により大気圧が設定されることで、この大気圧を用いてフェイルセーフ処理が実行される。
【0009】
請求項4の多気筒内燃機関の大気圧検出装置における大気圧設定手段では、大気圧演算手段による大気圧推定値が所定範囲内であるとき、大気圧の設定が実施される。これにより、大気圧を設定するための大気圧推定値における信頼性を向上することができる。
【0010】
請求項5の多気筒内燃機関の大気圧検出装置における大気圧設定手段では、大気圧演算手段による大気圧推定値の偏差が所定範囲内であるとき、大気圧推定値の平均値が大気圧として設定される。つまり、大気圧の設定は、大気圧推定値の偏差が所定範囲内であるときに限定され、気筒毎の吸気圧の挙動が異なるような内燃機関が運転状態にあるときには、大気圧が更新されないため、最終的に設定される大気圧の信頼性が向上される。
【0011】
請求項6の多気筒内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が各気筒毎に独立して吸入空気量が供給される独立吸気の2気筒エンジンであるため、両気筒の吸気圧の挙動が互いに考慮され、より正確な大気圧が検出される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる多気筒内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の2気筒内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【0014】
図1において、内燃機関1は独立吸気の4サイクル2気筒(#1気筒及び#2気筒)の火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ2、このエアクリーナ2から独立吸気となるよう2分岐された吸気通路3,3′にそれぞれ配設された#1気筒のスロットルバルブ4、#2気筒のスロットルバルブ4′を通過し、各吸気通路3,3′内で#1気筒のインジェクタ(燃料噴射弁)5、#2気筒のインジェクタ5′から噴射された燃料とそれぞれ混合され、所定空燃比の混合気として#1気筒の吸気ポート6、#2気筒の吸気ポート(図示略)から各シリンダ内に供給される。また、内燃機関1のシリンダヘッドには#1気筒の点火プラグ7、#2気筒の点火プラグ7′がそれぞれ配設され、点火タイミング毎に点火コイル/イグナイタ8から高電圧が点火プラグ7,7′に印加され、各シリンダ内の混合気に点火される。そして、内燃機関1の各シリンダ内で燃焼された排気ガスは#1気筒の排気ポート11、#2気筒の排気ポート(図示略)から排気通路12,12′を通過し、それら合流後の下流側に配設された三元触媒13を通過して大気中に排出される。
【0015】
エアクリーナ2内には吸気温センサ21が配設され、吸気温センサ21によってエアクリーナ2内に流入される吸気温THA〔℃〕が検出される。また、2分岐された吸気通路3,3′のスロットルバルブ4,4′の下流側には#1気筒の吸気圧センサ22、#2気筒の吸気圧センサ22′がそれぞれ配設され、#1気筒の吸気圧センサ22によって#1気筒の吸気圧PM1〔kPa:キロパスカル〕、#2気筒の吸気圧センサ22′によって#2気筒の吸気圧PM2〔kPa〕がそれぞれ検出される。そして、リンク機構にて接続されたスロットルバルブ4,4′にはスロットル開度センサ23が配設され、スロットル開度センサ23によってスロットルバルブ4,4′のスロットル開度TA〔°〕が検出される。また、内燃機関1のシリンダブロックには水温センサ24が配設され、水温センサ24によって内燃機関1内の冷却水温THW〔℃〕が検出される。
【0016】
そして、内燃機関1のクランクシャフト(図示略)にはクランク角センサ25が配設され、クランク角センサ25からのクランク角信号によって内燃機関1の機関回転速度NE〔rpm〕が検出される。更に、クランク角センサ25からのクランク角信号と燃焼サイクルに伴う#1気筒の吸気圧センサ22による吸気圧PM1及び#2気筒の吸気圧センサ22′による吸気圧PM2の変動とに基づき気筒判別及びクランク角基準位置が検出される。この他、車載バッテリ(図示略)には電源電圧センサ29が配設され、電源電圧センサ29によって電源電圧VB 〔V:ボルト〕が検出される。
【0017】
一方、燃料タンク31内から燃料ポンプ32で汲上げられた燃料は、燃料配管33、燃料フィルタ34、燃料配管35、デリバリパイプ36の順に圧送され、デリバリパイプ36から#1気筒のインジェクタ5及び#2気筒のインジェクタ5′にそれぞれ供給される。デリバリパイプ36内の余剰燃料は、プレッシャレギュレータ37、リターン配管38の経路にて燃料タンク31内に戻される。このプレッシャレギュレータ37によってデリバリパイプ36内の燃圧(燃料圧力)と吸気圧との差圧が一定になるようにデリバリパイプ36内の燃圧が調整される。
【0018】
内燃機関1の運転状態を制御するECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)40は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのCPU41、制御プログラムや制御マップ等を格納したROM42、各種データ等を格納するRAM43、B/U(バックアップ)RAM44等を中心に論理演算回路として構成され、上述の各種センサからの検出信号を入力する入力ポート45及び#1気筒のインジェクタ5、#2気筒のインジェクタ5′、燃料ポンプ32等の各種アクチュエータや点火コイル/イグナイタ8に各制御信号を出力する出力ポート46等に対しバス47を介して接続されている。
【0019】
ここで、本実施例の独立吸気の2気筒内燃機関1のうちの1つの気筒の燃焼サイクルである吸気行程→圧縮行程→燃焼(膨張)行程→排気行程における吸気圧PM〔kPa〕の挙動について、図2のタイムチャートを参照して説明する。
【0020】
図2に示すように、吸気圧PMは吸気行程初期に大気圧から一瞬、正圧側に上昇したのち、負圧側に大きく下降し最小値(ボトム圧)に達したのち圧縮行程初期までに上昇に転じ、ほぼ燃焼行程終了までに大気圧レベルに戻る。このため、内燃機関1の運転状態にもよるが、排気行程における吸気圧PMは大気圧レベルにあると言える。
【0021】
ここで、機関回転速度NEが一定の場合、スロットル開度TAが「小(閉側)」から「大(開側)」となるに従って、吸気圧PMの最小値が高くなると共に、その最小値から大気圧レベルまで上昇する速度が早くなる。このため、スロットル開度TAが「大」となるほど、図2に示すように、吸気圧PMを取込む検出期間を排気行程に加えて燃焼行程、更には圧縮行程途中までに広げることができる。このように、吸気圧PMが大気圧レベルとなるタイミングにおいて逐次、吸気圧PMを取込むことで、大気圧推定が可能となるのである。
【0022】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる多気筒内燃機関の大気圧検出装置で使用されているECU40内のCPU41における大気圧推定値演算の処理手順を示す図3のフローチャートに基づき、上述の図2及び図4を参照して説明する。ここで、図4は図3の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。なお、この大気圧推定値演算ルーチンはクランク角信号同期にてCPU41にて繰返し実行される。
【0023】
図3において、まず、ステップS101でクランク角センサ25にて検出されたクランク角信号に基づく機関回転速度NEが所定運転領域にあるかが判定される。ステップS101の判定条件が成立、即ち、機関回転速度NEが所定運転領域にあるとき[図4に示す時刻t0 〜時刻t1 (イグニッションスイッチのオン操作からクランキング開始直前まで)、時刻t2 〜時刻t3 (アイドル運転時)、時刻t3 〜時刻t4 (加速運転時)、時刻t4 〜時刻t5 (定常運転時)、時刻t6 以降(定常運転時)]には吸気圧検出条件に適合しているとしてステップS102に移行する。ステップS102では、スロットル開度センサ23にて検出されたスロットル開度TAが所定運転領域にあるかが判定される。なお、この判定では、内燃機関1の負荷としてスロットル開度TAを用いているが、#1気筒の吸気圧センサ22による吸気圧PM1または#2気筒の吸気圧センサ22′による吸気圧PM2を用いることもできる。
【0024】
ステップS102の判定条件が成立、即ち、スロットル開度TAが所定運転領域にあるとき[図4に示す時刻t5 〜時刻t6 以外(スロットル開度TAの急激な「閉」状態からの減速運転時を除く)]には吸気圧検出条件に適合しているとしてステップS103に移行する。ステップS103では、#1気筒の吸気行程から圧縮行程までの期間において、#1気筒の吸気圧センサ22による吸気圧PM1の吸気圧最大値PM1max が検出される。なお、この吸気圧最大値PM1max の検出は、後述のステップS107で大気圧推定値演算のため吸気圧PM1を取込む直前まで実施してもよい。
【0025】
次にステップS104に移行して、ステップS103で検出された吸気圧最大値PM1max が大気圧に所定値αを加算した値(図2に二点鎖線にて示すレベル参照)を越えているかが判定される。この判定処理は、バックファイヤ等に起因する吸気圧挙動が大気圧推定に影響を及ぼさないようにするためである。ステップS104の判定条件が成立せず、即ち、吸気圧最大値PM1max が大気圧に所定値αを加算した値以下でPM1max ≦(大気圧+α)の不等式が成立するときにはステップS105に移行する。ステップS105では、ステップS104でPM1max >(大気圧+α)の不等式が成立するような吸気圧挙動が一度起こるとしばらく起こり易いことから、PM1max >(大気圧+α)の不等式が成立したときから所定期間が経過しているかが判定される。
【0026】
ステップS105の判定条件が成立、即ち、PM1max >(大気圧+α)の不等式が成立したときから所定期間が経過しているときにはステップS106に移行し、#1気筒の排気行程であるかが判定される。ステップS106の判定条件が成立、即ち、#1気筒の排気行程であるときにはステップS107に移行し、#1気筒の吸気圧センサ22により検出される吸気圧PM1が取込まれる。なお、吸気圧PM1の取込み期間は、図2に検出期間として実線及び破線にて範囲を示すように、内燃機関1の負荷としてのスロットル開度TA等に応じて排気行程だけでなく燃焼行程、更には圧縮行程の一部まで拡張変化させてもよい。
【0027】
次にステップS108に移行し、#1気筒の排気行程終了(#1気筒の吸気バルブが開く直前)であるかが判定される。ステップS108の判定条件が成立、即ち、#1気筒の排気行程の終了であるときにはステップS109に移行し、ステップS107で読込まれた吸気圧PM1における最大値から最小値を減算した吸気圧偏差ΔPM1が所定値β未満であるかが判定される。ステップS109の判定条件が成立、即ち、吸気圧偏差ΔPM1が所定値β未満と小さいときにはステップS107で読込まれた吸気圧PM1が安定しているとしてステップS110に移行し、吸気圧PM1が平均化され#1気筒における大気圧推定値PAS1が算出される。
【0028】
次にステップS111に移行して、#2気筒の吸気行程から圧縮行程までの期間において、#2気筒の吸気圧センサ22′により吸気圧最大値PM2max が検出される。なお、この吸気圧最大値PM2max の検出は、後述のステップS115で大気圧推定値演算のため吸気圧PM2を取込む直前まで実施してもよい。次にステップS112に移行して、ステップS111で検出された吸気圧最大値PM2max が大気圧に所定値αを加算した値(図2に二点鎖線にて示すレベル参照)を越えているかが判定される。この判定処理は、バックファイヤ等に起因する吸気圧挙動が大気圧推定に影響を及ぼさないようにするためである。
【0029】
ステップS112の判定条件が成立せず、即ち、吸気圧最大値PM2max が大気圧に所定値αを加算した値以下でPM2max ≦(大気圧+α)の不等式が成立するときにはステップS113に移行する。ステップS113では、ステップS112でPM2max >(大気圧+α)の不等式が成立するような吸気圧挙動が一度起こるとしばらく起こり易いことから、PM2max >(大気圧+α)の不等式が成立したときから所定期間が経過しているかが判定される。ステップS113の判定条件が成立、即ち、PM2max >(大気圧+α)の不等式が成立したときから所定期間が経過しているときにはステップS114に移行し、#2気筒の排気行程であるかが判定される。ステップS114の判定条件が成立、即ち、#2気筒の排気行程であるときにはステップS115に移行し、#2気筒の吸気圧センサ22′により検出される吸気圧PM2が取込まれる。なお、吸気圧PM2の取込み期間は、図2に検出期間として実線及び破線にて範囲を示すように、内燃機関1の負荷としてのスロットル開度TA等に応じて排気行程だけでなく燃焼行程、更には圧縮行程の一部まで拡張変化させてもよい。
【0030】
次にステップS116に移行し、#2気筒の排気行程終了(#2気筒の吸気バルブが開く直前)であるかが判定される。ステップS116の判定条件が成立、即ち、#2気筒の排気行程の終了であるときにはステップS117に移行し、ステップS115で読込まれた吸気圧PM2における最大値から最小値を減算した吸気圧偏差ΔPM2が所定値β未満であるかが判定される。ステップS117の判定条件が成立、即ち、吸気圧偏差ΔPM2が所定値β未満と小さいときにはステップS115で読込まれた吸気圧PM2が安定しているとしてステップS118に移行し、吸気圧PM2が平均化され#2気筒における大気圧推定値PAS2が算出される。
【0031】
次にステップS119に移行して、ステップS110で算出された#1気筒における大気圧推定値PAS1とステップS118で算出された#2気筒における大気圧推定値PAS2との差分の絶対値が所定値γ未満であるかが判定される。ステップS119の判定条件が成立、即ち、|PAS1−PAS2|<γの不等式が成立するときには大気圧推定値に信頼性があるとしてステップS120に移行し、大気圧推定値PASが#1気筒における大気圧推定値PAS1と#2気筒における大気圧推定値PAS2とに基づき次式(1)にて算出され、本ルーチンを終了する。
【0032】
【数1】
PAS←(PAS1+PAS2)/2 ・・・(1)
【0033】
なお、ステップS120で算出された大気圧推定値PASが、これまでに記憶されている大気圧推定値と比較され、異なっているときには更新処理が実行される。この更新処理としては、一度に置換えることなく所定量ずつ増減させたり、所定の平滑化処理を施した値に置換えてもよい。
【0034】
一方、ステップS101の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度NEが所定運転領域にないとき[図4に示す時刻t1 〜時刻t2 (クランキング時;スタータリレー等からのノイズの影響を受け易い期間)]、またはステップS102の判定条件が成立せず、即ち、スロットル開度TAが所定運転領域にないとき[図4に示す時刻t5 〜時刻t6 (スロットル開度TAの急激な「閉」状態から継続する減速運転時)]、またはステップS104の判定条件が成立、即ち、PM1max >(大気圧+α)の不等式が成立するとき、またはステップS105の判定条件が成立せず、即ち、PM1max >(大気圧+α)の不等式が成立したときから所定期間が経過していないとき、またはステップS106の判定条件が成立せず、即ち、#1気筒の排気行程でないとき、またはステップS108の判定条件が成立せず、即ち、#1気筒の排気行程の終了でないとき、またはステップS109の判定条件が成立せず、即ち、吸気圧偏差ΔPM1が所定値β以上と大きいときには、大気圧推定に不適であるとして本ルーチンを終了する。
【0035】
更に、ステップS112の判定条件が成立、即ち、PM2max >(大気圧+α)の不等式が成立するとき、またはステップS113の判定条件が成立せず、即ち、PM2max >(大気圧+α)の不等式が成立したときから所定期間が経過していないとき、またはステップS114の判定条件が成立せず、即ち、#2気筒の排気行程でないとき、またはステップS116の判定条件が成立せず、即ち、#2気筒の排気行程の終了でないとき、またはステップS117の判定条件が成立せず、即ち、吸気圧偏差ΔPM2が所定値β以上と大きいとき、またはステップS119の判定条件が成立せず、即ち、|PAS1−PAS2|≧γの不等式が成立するときには、大気圧推定に不適であるとして本ルーチンを終了する。
【0036】
このように、本実施例の多気筒内燃機関の大気圧検出装置は、気筒毎に独立した吸気系を有する独立吸気の2気筒(#1気筒、#2気筒)エンジンである内燃機関1の各吸気通路3,3′に配設されたスロットルバルブ4,4′の下流側に導入されるそれぞれの気筒の吸入空気の圧力である吸気圧PM1,PM2を検出する2つの吸気圧検出手段としての吸気圧センサ22,22′と、内燃機関1の運転状態に応じて大気圧検出の実行条件を判定するECU40にて達成される実行条件判定手段と、前記実行条件の成立時、内燃機関1の各気筒毎の燃焼サイクルにおける所定期間の所定タイミング毎に取込まれる吸気圧センサ22,22′による吸気圧PM1,PM2に基づき大気圧推定値PAS1,PAS2を算出するECU40にて達成される大気圧演算手段と、前記大気圧演算手段による気筒毎の大気圧推定値PAS1,PAS2の平均値{(PAS1+PAS2)/2}を大気圧PASとして設定するECU40にて達成される大気圧設定手段とを具備するものである。
【0037】
つまり、独立吸気の2気筒(#1気筒、#2気筒)からなる内燃機関1の運転状態に応じた大気圧検出の実行条件が成立すると、各気筒毎の燃焼サイクルにおける所定期間の所定タイミング毎に取込まれる吸気圧センサ22,22′による吸気圧PM1,PM2に基づき算出される大気圧推定値PAS1,PAS2の平均値{(PAS1+PAS2)/2}が大気圧PASとして設定される。これにより、大気圧推定値PAS1,PAS2算出の精度を維持しつつ、その更新頻度を増加することができるため、最終的に設定される大気圧PASの信頼性が向上され、例えば、燃料噴射量や点火時期等に対するきめ細かな精度の良い補正を行うことができ、内燃機関1の運転状態を良好に維持することができる。
【0038】
また、本実施例の多気筒内燃機関の大気圧検出装置のECU40にて達成される大気圧演算手段は、吸気圧センサ22,22′による吸気圧PM1,PM2の差分ΔPM1,ΔPM2が所定値β以下、即ち、ΔPM1<β,ΔPM2<βであるとき、大気圧推定値PAS1,PAS2を算出するものである。これにより、大気圧推定値PAS1,PAS2算出の精度が高まることで、大気圧PASの信頼性をより向上することができる。
【0039】
そして、本実施例の多気筒内燃機関の大気圧検出装置のECU40にて達成される大気圧設定手段は、ECU40にて達成される大気圧演算手段による大気圧推定値PAS1,PAS2が共に所定範囲内、即ち、大気圧推定値PAS1,PAS2にエラーがないとき、大気圧PASの設定を実施するものである。これにより、大気圧PASを設定するための大気圧推定値PAS1,PAS2における信頼性を向上することができる。
【0040】
更に、本実施例の多気筒内燃機関の大気圧検出装置のECU40にて達成される大気圧設定手段は、ECU40にて達成される大気圧演算手段による大気圧推定値PAS1,PAS2の偏差が所定範囲内、即ち、|PAS1−PAS2|<γであるとき、大気圧推定値PAS1,PAS2の平均値{(PAS1+PAS2)/2}を大気圧PASとして設定するものである。これにより、気筒毎の吸気圧の挙動が異なるような内燃機関1が運転状態にあるときには、大気圧PASの更新が許可されないため、大気圧PASの検出タイミングは多少減少するが最終的に設定される大気圧PASの信頼性を更に向上することができる。
【0041】
ところで、上記実施例では、吸気圧検出手段が正常であるときについて述べたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、1つの吸気圧センサが異常となったときにはそれ以外の吸気圧センサによる吸気圧に基づき大気圧推定値を算出することで、大気圧を設定することができる。この場合には、多少検出精度が劣るが、フェイルセーフ処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる多気筒内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の2気筒内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図2】図2は本発明の実施の形態の一実施例にかかる多気筒内燃機関の大気圧検出装置が適用された独立吸気の2気筒内燃機関のうちの1つの気筒の燃焼サイクルにおける吸気圧の挙動を示すタイムチャートである。
【図3】図3は本発明の実施の形態の一実施例にかかる多気筒内燃機関の大気圧検出装置で使用されているECU内のCPUにおける大気圧推定値演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】図4は図3の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 内燃機関
3 (#1気筒の)吸気通路
3′ (#2気筒の)吸気通路
4 (#1気筒の)スロットルバルブ
4′ (#2気筒の)スロットルバルブ
22 (#1気筒の)吸気圧センサ
22′ (#2気筒の)吸気圧センサ
23 スロットル開度センサ
24 水温センサ
25 クランク角センサ
40 ECU(電子制御ユニット)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an atmospheric pressure detection device for a multi-cylinder internal combustion engine that detects an atmospheric pressure of an ambient environment based on a detected value of an intake pressure in an intake passage for each cylinder of an independent intake multi-cylinder internal combustion engine. Knowing the fluctuation can be reflected in the fuel injection amount supplied to each cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, it is known to maintain an operating state of an internal combustion engine satisfactorily by detecting the atmospheric pressure in the environment surrounding the internal combustion engine and correcting the fuel injection amount according to the atmospheric pressure, for example. At this time, in the system in which the atmospheric pressure sensor is arranged and the atmospheric pressure is detected from the detection result, there is a problem that the cost increase is unavoidable and the price of the entire system is increased.
[0003]
As what copes with this, what was disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-30981 is known. This technique shows a technique for detecting the atmospheric pressure without incurring an increase in cost based on a detection value of an intake pressure sensor disposed in an intake passage of an internal combustion engine.
[Patent Document] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-30981 (
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the foregoing, when applied to an independent intake multi-cylinder internal combustion engine, the intake pressure of a specific cylinder is detected by an intake pressure sensor disposed in the intake passage (engine intake pipe), and the intake pressure is detected. The atmospheric pressure is calculated based on However, the difference in the behavior of the intake pressure for each cylinder is not taken into consideration, and if any abnormality occurs in the behavior of the intake pressure detected in the specific cylinder in which the intake pressure sensor is provided, for example, fuel injection There was a problem that the correction according to the atmospheric pressure with respect to the amount became inappropriate and the operating state of the internal combustion engine became unstable.
[0005]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and based on the intake pressure detected for each cylinder in consideration of the difference in the behavior of the intake pressure for each cylinder in an independent intake multi-cylinder internal combustion engine. An object of the present invention is to provide an atmospheric pressure detection device for a multi-cylinder internal combustion engine capable of detecting an accurate atmospheric pressure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the atmospheric pressure detection device for a multi-cylinder internal combustion engine according to
[0007]
The atmospheric pressure calculating means in the atmospheric pressure detecting device of the multi-cylinder internal combustion engine according to
[0008]
In the atmospheric pressure calculation means in the atmospheric pressure detection device for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 3, when at least one intake pressure detection means becomes abnormal among the plurality of intake pressure detection means, the intake pressure detection means by other intake pressure detection means By setting the atmospheric pressure based on the atmospheric pressure estimated value based on the atmospheric pressure, the fail-safe process is executed using the atmospheric pressure.
[0009]
In the atmospheric pressure setting means in the atmospheric pressure detecting device of the multi-cylinder internal combustion engine according to
[0010]
In the atmospheric pressure setting means in the atmospheric pressure detecting device of the multi-cylinder internal combustion engine according to claim 5, when the deviation of the estimated atmospheric pressure value by the atmospheric pressure calculating means is within a predetermined range, the average value of the estimated atmospheric pressure value is set as the atmospheric pressure. Is set. That is, the setting of the atmospheric pressure is limited when the deviation of the estimated atmospheric pressure is within a predetermined range, and the atmospheric pressure is not updated when the internal combustion engine in which the behavior of the intake pressure for each cylinder is different is in an operating state. Therefore, the reliability of the finally set atmospheric pressure is improved.
[0011]
According to the atmospheric pressure detection apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 6, since the internal combustion engine is an independent intake two-cylinder engine in which an intake air amount is supplied independently for each cylinder, The behavior is taken into account and a more accurate atmospheric pressure is detected.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0013]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an independent intake two-cylinder internal combustion engine and its peripheral devices in a motorcycle to which an atmospheric pressure detection device for a multi-cylinder internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied.
[0014]
In FIG. 1, the
[0015]
An intake
[0016]
A
[0017]
On the other hand, the fuel pumped up from the
[0018]
An ECU (Electronic Control Unit) 40 that controls the operating state of the
[0019]
Here, regarding the behavior of the intake stroke PM which is the combustion cycle of one cylinder of the independent intake two-cylinder
[0020]
As shown in FIG. 2, the intake pressure PM rises from the atmospheric pressure to the positive pressure momentarily at the beginning of the intake stroke, then greatly decreases to the negative pressure side, reaches a minimum value (bottom pressure), and then increases by the initial compression stroke. It turns back to atmospheric pressure level by the end of the combustion stroke. For this reason, although depending on the operating state of the
[0021]
Here, when the engine rotational speed NE is constant, the minimum value of the intake pressure PM increases and the minimum value as the throttle opening degree TA increases from “small (closed side)” to “large (open side)”. The speed of rising from to atmospheric pressure level becomes faster. Therefore, as the throttle opening degree TA becomes “large”, as shown in FIG. 2, the detection period for taking in the intake pressure PM can be extended to the combustion stroke and further to the middle of the compression stroke in addition to the exhaust stroke. Thus, the atmospheric pressure can be estimated by sequentially taking in the intake pressure PM at the timing when the intake pressure PM becomes the atmospheric pressure level.
[0022]
Next, based on the flowchart of FIG. 3 which shows the processing procedure of the atmospheric pressure estimated value calculation in CPU41 in ECU40 used with the atmospheric pressure detection apparatus of the multicylinder internal combustion engine concerning one Example of embodiment of this invention. This will be described with reference to FIGS. 2 and 4 described above. Here, FIG. 4 is a time chart showing transition states of various sensor signals and various control amounts corresponding to the processing of FIG. This atmospheric pressure estimated value calculation routine is repeatedly executed by the CPU 41 in synchronization with the crank angle signal.
[0023]
In FIG. 3, first, it is determined in step S101 whether the engine speed NE based on the crank angle signal detected by the
[0024]
When the determination condition of step S102 is satisfied, that is, when the throttle opening degree TA is in the predetermined operation range [other than time t5 to time t6 shown in FIG. Excluding)], it is determined that the intake pressure detection condition is satisfied, and the process proceeds to step S103. In step S103, the intake pressure maximum value PM1max of the intake pressure PM1 is detected by the
[0025]
Next, the process proceeds to step S104, and it is determined whether the intake pressure maximum value PM1max detected in step S103 exceeds the value obtained by adding the predetermined value α to the atmospheric pressure (see the level indicated by the two-dot chain line in FIG. 2). Is done. This determination process is to prevent the intake pressure behavior caused by backfire or the like from affecting the atmospheric pressure estimation. When the determination condition of step S104 is not satisfied, that is, when the inequality of PM1max ≦ (atmospheric pressure + α) is satisfied when the maximum intake pressure value PM1max is equal to or less than the value obtained by adding the predetermined value α to the atmospheric pressure, the process proceeds to step S105. In step S105, an intake pressure behavior that satisfies the inequality of PM1max> (atmospheric pressure + α) in step S104 is likely to occur once, so that a predetermined period from when the inequality of PM1max> (atmospheric pressure + α) is satisfied. It is determined whether or not elapses.
[0026]
When the determination condition of step S105 is satisfied, that is, when the predetermined period has elapsed since the inequality of PM1max> (atmospheric pressure + α) is satisfied, the routine proceeds to step S106, where it is determined whether it is the exhaust stroke of the # 1 cylinder. The When the determination condition of step S106 is satisfied, that is, when the exhaust stroke of the # 1 cylinder, the routine proceeds to step S107, where the intake pressure PM1 detected by the
[0027]
Next, the routine proceeds to step S108, where it is determined whether or not the exhaust stroke of the # 1 cylinder has ended (immediately before the intake valve of the # 1 cylinder is opened). When the determination condition in step S108 is satisfied, that is, when the exhaust stroke of the # 1 cylinder is completed, the routine proceeds to step S109, where the intake pressure deviation ΔPM1 obtained by subtracting the minimum value from the maximum value in the intake pressure PM1 read in step S107 is determined. It is determined whether it is less than the predetermined value β. When the determination condition of step S109 is satisfied, that is, when the intake pressure deviation ΔPM1 is smaller than the predetermined value β, the intake pressure PM1 read in step S107 is considered stable, and the routine proceeds to step S110, where the intake pressure PM1 is averaged. An estimated atmospheric pressure value PAS1 for the # 1 cylinder is calculated.
[0028]
Next, the routine proceeds to step S111, and during the period from the intake stroke of the # 2 cylinder to the compression stroke, the intake pressure maximum value PM2max is detected by the intake pressure sensor 22 'of the # 2 cylinder. The detection of the maximum intake pressure value PM2max may be performed until just before the intake pressure PM2 is taken in for calculating the atmospheric pressure estimated value in step S115 described later. Next, the process proceeds to step S112, where it is determined whether the intake pressure maximum value PM2max detected in step S111 exceeds the value obtained by adding the predetermined value α to the atmospheric pressure (see the level indicated by the two-dot chain line in FIG. 2). Is done. This determination process is to prevent the intake pressure behavior caused by backfire or the like from affecting the atmospheric pressure estimation.
[0029]
When the determination condition of step S112 is not satisfied, that is, when the inequality of PM2max ≦ (atmospheric pressure + α) is satisfied when the maximum intake pressure value PM2max is equal to or less than the value obtained by adding the predetermined value α to the atmospheric pressure, the process proceeds to step S113. In step S113, an intake pressure behavior that satisfies the inequality of PM2max> (atmospheric pressure + α) in step S112 is likely to occur once, so that a predetermined period from when the inequality of PM2max> (atmospheric pressure + α) is satisfied. It is determined whether or not elapses. When the determination condition in step S113 is satisfied, that is, when a predetermined period has elapsed from when the inequality of PM2max> (atmospheric pressure + α) is satisfied, the routine proceeds to step S114, where it is determined whether it is the exhaust stroke of the # 2 cylinder. The When the determination condition of step S114 is satisfied, that is, when the exhaust stroke of the # 2 cylinder, the routine proceeds to step S115, where the intake pressure PM2 detected by the intake pressure sensor 22 'of the # 2 cylinder is taken. Note that the intake pressure PM2 intake period is not only the exhaust stroke, but also the combustion stroke, depending on the throttle opening TA as the load of the
[0030]
Next, the routine proceeds to step S116, where it is determined whether or not the exhaust stroke of the # 2 cylinder has ended (immediately before the intake valve of the # 2 cylinder is opened). When the determination condition of step S116 is satisfied, that is, when the exhaust stroke of the # 2 cylinder is completed, the routine proceeds to step S117, where the intake pressure deviation ΔPM2 obtained by subtracting the minimum value from the maximum value in the intake pressure PM2 read in step S115 is obtained. It is determined whether it is less than the predetermined value β. When the determination condition of step S117 is satisfied, that is, when the intake pressure deviation ΔPM2 is smaller than the predetermined value β, the intake pressure PM2 read in step S115 is considered to be stable and the routine proceeds to step S118, where the intake pressure PM2 is averaged. An estimated atmospheric pressure value PAS2 for the # 2 cylinder is calculated.
[0031]
Next, the routine proceeds to step S119, where the absolute value of the difference between the estimated atmospheric pressure value PAS1 in the # 1 cylinder calculated in step S110 and the estimated atmospheric pressure value PAS2 in the # 2 cylinder calculated in step S118 is a predetermined value γ. It is determined whether it is less than. When the determination condition of step S119 is satisfied, that is, when the inequality | PAS1-PAS2 | <γ is satisfied, it is determined that the atmospheric pressure estimated value is reliable, and the process proceeds to step S120, where the atmospheric pressure estimated value PAS is large in the # 1 cylinder. Based on the estimated atmospheric pressure value PAS1 and the estimated atmospheric pressure value PAS2 in the # 2 cylinder, the following equation (1) is calculated, and this routine is completed.
[0032]
[Expression 1]
PAS ← (PAS1 + PAS2) / 2 (1)
[0033]
Note that the estimated atmospheric pressure value PAS calculated in step S120 is compared with the estimated atmospheric pressure value stored so far, and an update process is executed when the estimated value is different. As this update process, the value may be increased or decreased by a predetermined amount without being replaced at once, or may be replaced with a value subjected to a predetermined smoothing process.
[0034]
On the other hand, when the determination condition of step S101 is not satisfied, that is, when the engine speed NE is not in the predetermined operation range [time t1 to time t2 shown in FIG. 4 (during cranking; affected by noise from a starter relay, etc. Easy period)], or when the determination condition of step S102 is not satisfied, that is, when the throttle opening degree TA is not in the predetermined operating range [time t5 to time t6 shown in FIG. Or when the determination condition of step S104 is satisfied, that is, when the inequality PM1max> (atmospheric pressure + α) is satisfied, or the determination condition of step S105 is not satisfied, that is, PM1max> When the predetermined period has not elapsed since the inequality of (atmospheric pressure + α) is satisfied, or the determination condition of step S106 is not satisfied, that is, # When it is not the exhaust stroke of one cylinder, or the determination condition of step S108 is not satisfied, that is, when the exhaust stroke of # 1 cylinder is not completed, or the determination condition of step S109 is not satisfied, that is, the intake pressure deviation ΔPM1 is When it is larger than the predetermined value β, this routine is terminated because it is not suitable for atmospheric pressure estimation.
[0035]
Further, when the determination condition of step S112 is satisfied, that is, the inequality of PM2max> (atmospheric pressure + α) is satisfied, or the determination condition of step S113 is not satisfied, that is, the inequality of PM2max> (atmospheric pressure + α) is satisfied. When the predetermined period has not elapsed since the start, or the determination condition of step S114 is not satisfied, that is, when the exhaust stroke of the # 2 cylinder is not satisfied, or the determination condition of step S116 is not satisfied, that is, the # 2 cylinder When the exhaust stroke is not finished or when the determination condition of step S117 is not satisfied, that is, when the intake pressure deviation ΔPM2 is larger than the predetermined value β or when the determination condition of step S119 is not satisfied, that is, | PAS1- When the inequality PAS2 | ≧ γ holds, this routine is terminated as being unsuitable for atmospheric pressure estimation.
[0036]
As described above, the atmospheric pressure detection device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present embodiment is an independent intake two-cylinder (# 1 cylinder, # 2 cylinder) engine having an independent intake system for each cylinder. As two intake pressure detection means for detecting intake pressure PM1, PM2 which is the pressure of the intake air of each cylinder introduced downstream of the
[0037]
That is, when the atmospheric pressure detection execution condition according to the operating state of the
[0038]
Further, the atmospheric pressure calculating means achieved by the
[0039]
The atmospheric pressure setting means achieved by the
[0040]
Further, the atmospheric pressure setting means achieved by the
[0041]
In the above embodiment, the case where the intake pressure detecting means is normal is described. However, the present invention is not limited to this, and when one intake pressure sensor becomes abnormal. The atmospheric pressure can be set by calculating the estimated atmospheric pressure based on the intake pressure by other intake pressure sensors. In this case, although the detection accuracy is somewhat inferior, fail-safe processing can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an independent intake two-cylinder internal combustion engine and its peripheral devices in a motorcycle to which an atmospheric pressure detection apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied; It is.
FIG. 2 is a diagram illustrating an intake in a combustion cycle of one cylinder of an independent intake two-cylinder internal combustion engine to which an atmospheric pressure detection device for a multi-cylinder internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied; It is a time chart which shows the behavior of atmospheric pressure.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of atmospheric pressure estimated value calculation in a CPU in the ECU used in the atmospheric pressure detection device for a multi-cylinder internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention; is there.
4 is a time chart showing transition states of various sensor signals and various control amounts corresponding to the processing of FIG. 3; FIG.
[Explanation of symbols]
1 Internal combustion engine 3 (# 1 cylinder) intake passage 3 '(# 2 cylinder) intake passage 4 (# 1 cylinder) throttle valve 4'(# 2 cylinder) throttle valve 22 (# 1 cylinder) intake pressure Sensor 22 '(# 2 cylinder) intake pressure sensor 23
Claims (6)
前記内燃機関の運転状態に応じて大気圧検出の実行条件を判定する実行条件判定手段と、
前記実行条件の成立時、前記内燃機関の各気筒毎の燃焼サイクルにおける所定期間の所定タイミング毎に取込まれる前記吸気圧検出手段による吸気圧に基づき大気圧推定値を算出する大気圧演算手段と、
前記大気圧演算手段による前記気筒毎の大気圧推定値の平均値を大気圧として設定する大気圧設定手段と
を具備することを特徴とする多気筒内燃機関の大気圧検出装置。A plurality of intake air pressures for detecting the intake air pressure of each cylinder introduced downstream of a throttle valve disposed in each intake passage of an independent intake multi-cylinder internal combustion engine having an independent intake system for each cylinder Intake pressure detecting means of
Execution condition determination means for determining an execution condition of atmospheric pressure detection according to the operating state of the internal combustion engine;
An atmospheric pressure calculation means for calculating an estimated atmospheric pressure value based on an intake pressure by the intake pressure detection means taken at a predetermined timing of a predetermined period in a combustion cycle for each cylinder of the internal combustion engine when the execution condition is satisfied; ,
An atmospheric pressure detecting device for a multi-cylinder internal combustion engine, comprising: an atmospheric pressure setting unit that sets an average value of an estimated atmospheric pressure value for each cylinder by the atmospheric pressure calculating unit as an atmospheric pressure.
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