JP2011111941A - 内燃機関の吸入空気量算出装置、内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筒内圧センサの出力に基づいて、各気筒の筒内圧が検出される。その後、クランキングの開始から、クランク角が360°CA回転するまでの期間中における、各気筒の筒内圧のピーク値が算出される。複数の気筒間でピーク値が比較され、最も高いピーク値を示す気筒とそのタイミングが検出される。最大のピーク値を示す気筒(図1では#3気筒)の次にTDCを迎える気筒(図1では#4気筒)の、筒内圧ピーク値(図1ではPmax(#4))が検出される。ここで求めた#4気筒の筒内圧を吸入空気量算出に用いることにより、サージタンク圧の影響が無いことに起因して生ずる#3気筒の高い筒内圧を、除外することができる。
【選択図】図1
Description
複数の気筒と、前記複数の気筒にそれぞれ備えられた筒内圧センサと、を有する内燃機関の吸入空気量を算出する算出装置であって、
前記内燃機関のクランキング中に、前記筒内圧センサのそれぞれの出力に基づいて、前記複数の気筒のそれぞれの筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、
前記筒内圧検出手段で検出した筒内圧から、前記クランキング中における前記複数の気筒のそれぞれの筒内圧のピーク値を取得するピーク値取得手段と、
前記筒内圧検出手段で検出した複数の筒内圧値のうち前記筒内圧検出手段で検出した各気筒の筒内圧のうち最大のピーク値を有する筒内圧値を除いた他の筒内圧値に基づいて、前記内燃機関の吸入空気量を算出する吸入空気量算出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記吸入空気量算出手段が、
前記ピーク値取得手段で取得した筒内圧のピーク値に基づいて、吸入空気量を算出する手段と、
前記筒内圧検出手段で検出した複数の筒内圧値のうち最大のピーク値を有する筒内圧値を、吸入空気量の算出の基礎から除外する手段と、
を含むことを特徴とする。
複数の気筒と、前記複数の気筒にそれぞれ備えられた筒内圧センサと、を有する内燃機関を制御する制御装置であって、
前記内燃機関の始動時に前記内燃機関の吸入空気量を算出する、上記第1または第2の発明にかかる内燃機関の吸入空気量算出装置と、
前記吸入空気量算出装置により算出された吸入空気量に基づいて、前記内燃機関の始動時の制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記内燃機関のクランキング開始前に、前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記複数の気筒のそれぞれの筒内圧を検出するクランキング前筒内圧検出手段と、
前記クランキング前筒内圧検出手段で検出した筒内圧値のうち、前記複数の気筒の総数よりも少ない1つ以上の所定数の筒内圧値を最も高い値から相対的に低い値へと順番に除くことにより残された、一部の筒内圧値に基づいて、前記内燃機関の始動環境下における大気圧を求める大気圧値取得手段と、
を更に備えることを特徴とする。
前記内燃機関は、前記複数の気筒に連通する吸気通路と、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブと、を有し、
前記大気圧値取得手段で取得した大気圧の値と、上記第1または第2の発明にかかる吸入空気量算出装置の前記吸入空気量算出手段で求めた吸入空気量と、に基づいて得られるスロットル開度に基づいて、前記内燃機関のスロットル開度の補正量を算出する開度補正量算出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記大気圧値取得手段で求めた前記大気圧の値に基づいて、上記第1または第2の発明にかかる吸入空気量算出装置の前記吸入空気量算出手段で求めた前記内燃機関の吸入空気量を補正する補正手段を備えることを特徴とする。
[実施の形態1の構成]
以下、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の吸入空気量算出装置、これを利用した内燃機関の制御装置の構成を、これらが適用される内燃機関の構成とともに説明する。実施の形態1は、車両用内燃機関に対して好適に適用される。以下の説明で前提とする内燃機関は、火花点火式の直列4気筒(L4)内燃機関であり、気筒の爆発順は1番気筒(#1気筒)→3番気筒(#3気筒)→4番気筒(#4気筒)→2番(#2気筒)であるものとする。この種の内燃機関の具体的構成は公知であるため、図示は省略する。
以下、図1を用いて、実施の形態1の内燃機関の吸入空気量算出装置、これを利用した内燃機関の制御装置の動作について説明する。図1は、#1気筒〜#4気筒のそれぞれの、クランキング中における、筒内圧センサの出力に基づく筒内圧の推移を示したものである。#1、#3、#4、#2でクランクシャフトが720°回転した時点で、クランクの絶対位置が確定している。
なお、図1における判定閾値は、圧縮行程の気筒を判別するためのもので、クランキング開始から最初に圧縮行程となる気筒を判別するために、圧縮圧力(筒内圧)が所定値以上になった気筒を最初に圧縮行程となる気筒と判別するためのものである。なお、このような手法以外にも、例えば、筒内圧の変化率に基づいて判断しても良い。
以下、本実施形態においてECUが実行する具体的処理を説明する。下記の処理は、内燃機関の始動要求があった後、クランキングが開始されるときに実行されるものとする。
M = Pmax × TDC時の燃焼室容積 / R /エンジン水温
Mは空気の分子量、Rは気体定数であり、気体の状態方程式PV=MRTに基づくものである。或いは、予めPmax(#4)と#1気筒の吸入空気量との関係をマップとして作成しておき、必要に応じて読み出せるようにECUに記憶させておいてもよい。
(第1変形例)
実施の形態1では、気筒数が4つである内燃機関について本発明を適用した場合の実施形態を説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。複数の気筒、すなわち2気筒以上の例えば3気筒、6気筒の内燃機関に対しても、本願発明を適用することができる。
以下、本発明の実施の形態2を説明する。以下、実施の形態2が実施の形態1で述べたハードウェア構成を有しているものとして、説明を行う。実施の形態2では、実施の形態1に対し下記にそれぞれ述べる手法を適用することにより、筒内圧センサがクランキング中でも筒内圧を精度良く検出できる利点を活かし、大気圧の算出および始動時の内燃機関の制御を行うことができる。
(大気圧の算出)
実施の形態2では、模式図である図1の破線Cで示した時期において、クランキング前の筒内圧センサ出力に基づき、筒内圧の相対的に高い気筒を除いた残り筒内圧平均値から大気圧が推定される。
筒内圧センサの特性には、個体差がある。また、特に低圧域では筒内圧センサのオフセットドリフトの影響が大きいため、精度が低い。そこで、本実施形態では、筒内圧センサのオフセットドリフト対策として、前回運転時までのオフセット補正量を学習しておき、その学習した補正量に基づいて、始動前のセンサ出力に補正を行う。
実施の形態2では、さらに、上述した算出手法により求めた大気圧と、エンジン水温とに基づいて、目標とするスロットル開度を設定する。エンジン水温は、ECUがエンジン水温センサの出力に基づいて得た値を用いればよい。これにより、大気圧に応じた最適なスロットル開度をを設定でき、最適な空気量を気筒内に供給することができる。その結果、内燃機関の始動特性を良好なものとすることができる。
上記のようにして求めた大気圧の値を利用して、実施の形態1で求めた吸入空気量に補正を行っても良い。これにより、吸入空気量算出の精度を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態3を説明する。以下、実施の形態3が実施の形態1で述べたハードウェア構成を有しているものとして、説明を行う。また、実施の形態3は、ECUが実施の形態2で述べた大気圧算出を実行可能であるものとする。
上記の式において、それぞれの文字の下記の通りである。
Me スロットル通過空気量
S スロットル開口面積
Pim インテークマニホールド圧
P0 大気圧
#2 2番気筒
#3 3番気筒
#4 4番気筒
A 燃料噴射量
B 点火時期
Pmax 筒内圧のピーク値
Claims (6)
- 複数の気筒と、前記複数の気筒にそれぞれ備えられた筒内圧センサと、を有する内燃機関の吸入空気量を算出する算出装置であって、
前記内燃機関のクランキング中に、前記筒内圧センサのそれぞれの出力に基づいて、前記複数の気筒のそれぞれの筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、
前記筒内圧検出手段で検出した筒内圧から、前記クランキング中における前記複数の気筒のそれぞれの筒内圧のピーク値を取得するピーク値取得手段と、
前記筒内圧検出手段で検出した複数の筒内圧値のうち前記筒内圧検出手段で検出した各気筒の筒内圧のうち最大のピーク値を有する筒内圧値を除いた他の筒内圧値に基づいて、前記内燃機関の吸入空気量を算出する吸入空気量算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の吸入空気量算出装置。 - 前記吸入空気量算出手段が、
前記ピーク値取得手段で取得した筒内圧のピーク値に基づいて、吸入空気量を算出する手段と、
前記筒内圧検出手段で検出した複数の筒内圧値のうち最大のピーク値を有する筒内圧値を、吸入空気量の算出の基礎から除外する手段と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸入空気量算出装置。 - 複数の気筒と、前記複数の気筒にそれぞれ備えられた筒内圧センサと、を有する内燃機関を制御する制御装置であって、
前記内燃機関の始動時に前記内燃機関の吸入空気量を算出する、請求項1または2にかかる内燃機関の吸入空気量算出装置と、
前記吸入空気量算出装置により算出された吸入空気量に基づいて、前記内燃機関の始動時の制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関のクランキング開始前に、前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記複数の気筒のそれぞれの筒内圧を検出するクランキング前筒内圧検出手段と、
前記クランキング前筒内圧検出手段で検出した筒内圧値のうち、前記複数の気筒の総数よりも少ない1つ以上の所定数の筒内圧値を最も高い値から相対的に低い値へと順番に除くことにより残された、一部の筒内圧値に基づいて、前記内燃機関の始動環境下における大気圧を求める大気圧値取得手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、前記複数の気筒に連通する吸気通路と、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブと、を有し、
前記大気圧値取得手段で取得した大気圧の値と、請求項1または2にかかる吸入空気量算出装置の前記吸入空気量算出手段で求めた吸入空気量と、に基づいて得られるスロットル開度に基づいて、前記内燃機関のスロットル開度の補正量を算出する開度補正量算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の制御装置。 - また、第6の発明は、第4または第5の発明において、
前記大気圧値取得手段で求めた前記大気圧の値に基づいて、請求項1または2にかかる吸入空気量算出装置の前記吸入空気量算出手段で求めた前記内燃機関の吸入空気量を補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項4または5に記載の内燃機関の制御装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013015109A (ja) * | 2011-07-06 | 2013-01-24 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2014234751A (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
WO2019198320A1 (ja) * | 2018-04-13 | 2019-10-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置、および、制御方法 |
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2009
- 2009-11-25 JP JP2009267591A patent/JP5246144B2/ja active Active
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