JP2530366B2 - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料制御装置Info
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- JP2530366B2 JP2530366B2 JP1040633A JP4063389A JP2530366B2 JP 2530366 B2 JP2530366 B2 JP 2530366B2 JP 1040633 A JP1040633 A JP 1040633A JP 4063389 A JP4063389 A JP 4063389A JP 2530366 B2 JP2530366 B2 JP 2530366B2
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- Japan
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- internal combustion
- combustion engine
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の吸入空気量をカルマン渦を利
用して検出し、この検出出力により内燃機関の燃料供給
量を制御する内燃機関の燃料制御装置に関するものであ
る。
用して検出し、この検出出力により内燃機関の燃料供給
量を制御する内燃機関の燃料制御装置に関するものであ
る。
従来、この種の装置としてカルマン渦流量検出装置で
あるエアフローセンサ（以下、AFSと称す）により内燃
機関の吸入空気量を検出し、この検出出力を内燃機関の
所定のクランク角の区間で検出した結果と内燃機関が前
回吸入した空気量に相当する値に基づいて内燃機関が今
回吸入した空気量に相当する値をフィルタ演算処理し、
この演算結果に基づいて内燃機関への供給燃料量を制御
していた。
あるエアフローセンサ（以下、AFSと称す）により内燃
機関の吸入空気量を検出し、この検出出力を内燃機関の
所定のクランク角の区間で検出した結果と内燃機関が前
回吸入した空気量に相当する値に基づいて内燃機関が今
回吸入した空気量に相当する値をフィルタ演算処理し、
この演算結果に基づいて内燃機関への供給燃料量を制御
していた。
次に内燃機関の吸気系のモデルを用いて更に詳細に述
べる。
べる。
第９図は内燃機関の吸気系のモデルを示す図である。
図中、１は内燃機関で、１行程当りVcの容積を持ち、カ
ルマン渦流量検出装置であるAFS10、スロットルバルブ1
1、サージタンク12、吸気管13を介して空気を吸入し、
燃料をインジェクタ14によって供給される。また、ここ
でスロットルバルブ11から内燃機関１までの容積をVsと
する。また、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホー
ルド15から排気する。
図中、１は内燃機関で、１行程当りVcの容積を持ち、カ
ルマン渦流量検出装置であるAFS10、スロットルバルブ1
1、サージタンク12、吸気管13を介して空気を吸入し、
燃料をインジェクタ14によって供給される。また、ここ
でスロットルバルブ11から内燃機関１までの容積をVsと
する。また、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホー
ルド15から排気する。
第10図は上記内燃機関１における所定のクランク角に
対する吸入空気量の関係を示したものである。この第10
図において、（ａ）は内燃機関１の所定のクランク角
（以下、SGTと称す）を示し、（ｂ）はAFS10を通過する
空気量、（ｃ）は内燃機関１が吸入する空気量、（ｄ）
はAFS10の出力パルスを示すものである。また、SGTのｎ
−２〜ｎ−１回目の立上りの期間をtn-1,n−１〜ｎ回目
の立上りの機関をtnとし、期間tn-1およびtnにAFS10を
通過する吸入空気量をそれぞれQa(n-1),Q(n)、期間tn-1
およびtnに内燃機関１が吸入する空気量をそれぞれQ
e(n-1),Qe(n)とする。更に、期間tn-1およびtnの時のサ
ージタンク12内の平均圧力と平均吸気温度をそれぞれPs
(n-1)およびPs(n)とTs(n-1)およびTs(n)とする。ここ
で、例えばQa(n-1)は、tn-1間のAFS10の出力パルス数に
対応する。また、吸気温度の変化率は小さいのでTs
(n-1)≒Ts(n)とし、内燃期間１の充填効率を一定とする
と、 Ps(n-1)・Vc＝Qe(n-1)・Ｒ・Ts(n) …（１） Ps(n)・Vc＝Qe(n)・Ｒ・Ts(n) …（２） となる。但し、Ｒは定数である。そして、期間tnにサー
ジタンク12および吸気管13に溜まる空気量をΔQa(n)と
すると、 となり、上記（１），（２），（３）式より が得られる。従って、内燃期間１が期間tnに吸入する空
気量を、AFS10を通過する空気量Qa(n)と（４）式より計
算することが出来る。
対する吸入空気量の関係を示したものである。この第10
図において、（ａ）は内燃機関１の所定のクランク角
（以下、SGTと称す）を示し、（ｂ）はAFS10を通過する
空気量、（ｃ）は内燃機関１が吸入する空気量、（ｄ）
はAFS10の出力パルスを示すものである。また、SGTのｎ
−２〜ｎ−１回目の立上りの期間をtn-1,n−１〜ｎ回目
の立上りの機関をtnとし、期間tn-1およびtnにAFS10を
通過する吸入空気量をそれぞれQa(n-1),Q(n)、期間tn-1
およびtnに内燃機関１が吸入する空気量をそれぞれQ
e(n-1),Qe(n)とする。更に、期間tn-1およびtnの時のサ
ージタンク12内の平均圧力と平均吸気温度をそれぞれPs
(n-1)およびPs(n)とTs(n-1)およびTs(n)とする。ここ
で、例えばQa(n-1)は、tn-1間のAFS10の出力パルス数に
対応する。また、吸気温度の変化率は小さいのでTs
(n-1)≒Ts(n)とし、内燃期間１の充填効率を一定とする
と、 Ps(n-1)・Vc＝Qe(n-1)・Ｒ・Ts(n) …（１） Ps(n)・Vc＝Qe(n)・Ｒ・Ts(n) …（２） となる。但し、Ｒは定数である。そして、期間tnにサー
ジタンク12および吸気管13に溜まる空気量をΔQa(n)と
すると、 となり、上記（１），（２），（３）式より が得られる。従って、内燃期間１が期間tnに吸入する空
気量を、AFS10を通過する空気量Qa(n)と（４）式より計
算することが出来る。
ここで、 とすると Qe(n)＝Ｋ×Qe(n-1)＋（１−Ｋ）×Qa(n) …（５） となる。第11図に、スロットルバルブ11が開いた場合の
様子を示す。この第11図において、（ａ）はスロットル
バルブ11の開度、（ｂ）はAFS10を通過する吸入空気量
であり、オーバシュートする。（ｃ）は（５）式で補正
した内燃機関１が吸入する空気量であり、（ｄ）はサー
ジタンク12の圧力である。
様子を示す。この第11図において、（ａ）はスロットル
バルブ11の開度、（ｂ）はAFS10を通過する吸入空気量
であり、オーバシュートする。（ｃ）は（５）式で補正
した内燃機関１が吸入する空気量であり、（ｄ）はサー
ジタンク12の圧力である。
従来の内燃機関の燃料制御装置は、（５）式の様な補
正により内燃機関１が吸入する空気量に近い値を計算
し、過渡時にも空燃比を適正に制御するものである。
正により内燃機関１が吸入する空気量に近い値を計算
し、過渡時にも空燃比を適正に制御するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕 従来の内燃機関の燃料制御装置は以上のように構成さ
れているので、内燃機関１に吸入された混合気がピスト
ンとシリンダとの隙間から漏れ出るブローバイガスをAF
S10下流の吸気通路に還流させる場合、内燃機関１のア
イドル制御等の時のように吸入空気量が少ない時には発
生したカルマン渦の勢いが弱い為にブローバイガスによ
ってカルマン渦が乱され、第８図（ｂ）に示すようにAF
S10の出力が歯抜け状態となり、この出力に基づいて例
えばＫ＝0.8として上記（５）式に従って内燃機関１の
吸入空気量相当の値AN(n)を演算すると第８図（ｃ）の
一点鎖線に示すようにAN(n)が大きく変動してしまうた
めに空燃比が大きく変動して内燃機関１のラフアイドル
状態を引き起こす等の課題があった。
れているので、内燃機関１に吸入された混合気がピスト
ンとシリンダとの隙間から漏れ出るブローバイガスをAF
S10下流の吸気通路に還流させる場合、内燃機関１のア
イドル制御等の時のように吸入空気量が少ない時には発
生したカルマン渦の勢いが弱い為にブローバイガスによ
ってカルマン渦が乱され、第８図（ｂ）に示すようにAF
S10の出力が歯抜け状態となり、この出力に基づいて例
えばＫ＝0.8として上記（５）式に従って内燃機関１の
吸入空気量相当の値AN(n)を演算すると第８図（ｃ）の
一点鎖線に示すようにAN(n)が大きく変動してしまうた
めに空燃比が大きく変動して内燃機関１のラフアイドル
状態を引き起こす等の課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので、ブローバイガス等の還流ガスによりAFSのカ
ルマン渦が乱されても内燃機関が実際に吸入する空気量
に対応して燃料供給量を精度よく制御できる内燃機関の
燃料制御装置を得ることを目的とする。
たもので、ブローバイガス等の還流ガスによりAFSのカ
ルマン渦が乱されても内燃機関が実際に吸入する空気量
に対応して燃料供給量を精度よく制御できる内燃機関の
燃料制御装置を得ることを目的とする。
この発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、吸入空気
量の検出出力を所定のクランク角の区間で検出するAN検
出手段で得られた結果をAN(t)とし、所定のクランク角
の（ｎ−１）回目およびｎ回目に内燃機関の吸入する空
気量に相当するAN検出手段の出力担当の値をそれぞれAN
(n-1)およびAN(n)として、AN(n-1)−AN(t)の値を、吸入
空気量の変化として取り得ない値である第１の所定値γ
と比較する判定手段を設け、AN演算手段は、判定手段に
よる比較結果が、AN(n-1)−AN(t)の値が第１の所定値以
上を示す場合に、第１の所定値γよりも小さく且つ吸入
空気量の変化として考慮し得る範囲内の第２の所定値δ
を用いて、式、AN(t)＝AN(n-1)−δにより上記AN(t)を
補正し、補正されたAN(t)に基づいて、AN(n)＝Ｋ・A
(n-1)＋（１−Ｋ）・AN(t)によりAN(n)を演算し、このA
N(n)に基づいて内燃機関への供給燃料量を制御するよう
にしたものである。
量の検出出力を所定のクランク角の区間で検出するAN検
出手段で得られた結果をAN(t)とし、所定のクランク角
の（ｎ−１）回目およびｎ回目に内燃機関の吸入する空
気量に相当するAN検出手段の出力担当の値をそれぞれAN
(n-1)およびAN(n)として、AN(n-1)−AN(t)の値を、吸入
空気量の変化として取り得ない値である第１の所定値γ
と比較する判定手段を設け、AN演算手段は、判定手段に
よる比較結果が、AN(n-1)−AN(t)の値が第１の所定値以
上を示す場合に、第１の所定値γよりも小さく且つ吸入
空気量の変化として考慮し得る範囲内の第２の所定値δ
を用いて、式、AN(t)＝AN(n-1)−δにより上記AN(t)を
補正し、補正されたAN(t)に基づいて、AN(n)＝Ｋ・A
(n-1)＋（１−Ｋ）・AN(t)によりAN(n)を演算し、このA
N(n)に基づいて内燃機関への供給燃料量を制御するよう
にしたものである。
この発明における内燃機関の燃料制御装置は、判定手
段により前回の負荷データと実際のAN検出手段による出
力との差が、吸入空気量の変化として取り得ない値であ
る第１の所定値以上と判定した場合には、前述のブロー
バイガス等の影響によりAN検出手段で得た結果に信頼性
がないものとしつつ、無視しない程度には考慮し、第１
の所定値γよりも小さく且つ吸入空気量の変化として考
慮し得る範囲内の第２の所定値δを変化量とした式、AN
(t)＝AN(n-1)−δによりAN(t)を求め、AN演算手段はAN
(n)を演算するに際して上記演算により求めたAN(t)の要
素を用いて演算する。これにより、吸入空気量の変化量
が第１の所定値γを越えた（真に異常）と判定されたと
きのみに、変化量を第２の所定値δ（＜γ）に制限し、
不必要に変化量が制限されることのない十分安全な判定
値を設定する。
段により前回の負荷データと実際のAN検出手段による出
力との差が、吸入空気量の変化として取り得ない値であ
る第１の所定値以上と判定した場合には、前述のブロー
バイガス等の影響によりAN検出手段で得た結果に信頼性
がないものとしつつ、無視しない程度には考慮し、第１
の所定値γよりも小さく且つ吸入空気量の変化として考
慮し得る範囲内の第２の所定値δを変化量とした式、AN
(t)＝AN(n-1)−δによりAN(t)を求め、AN演算手段はAN
(n)を演算するに際して上記演算により求めたAN(t)の要
素を用いて演算する。これにより、吸入空気量の変化量
が第１の所定値γを越えた（真に異常）と判定されたと
きのみに、変化量を第２の所定値δ（＜γ）に制限し、
不必要に変化量が制限されることのない十分安全な判定
値を設定する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明による内燃機関の燃料制御装置の構
成を示す図である。図中、従来例と同一部分には同符号
1,10〜15を付してその説明を省略し、16はAFS10の上流
側に配設されるエアクリーナで、AFS10は、内燃機関１
に吸入される空気量に応じて第８図（ｂ）に示す様なパ
ルスを出力し、クランク角センサ17は内燃機関１の回転
に応じて第８図（ａ）に示す様なパルス（例えばパルス
の立上がりから次の立上りまでクランク角で180゜とす
る）を出力する。18は内燃機関１のピストンとシリンダ
間から漏れるブローバイガスをAFS10の下流の吸気通路
に還流するブローバイガス還元装置、18Aはブローバイ
ガス還元装置18の通路の開閉を行なうバルブである。ま
た、19は内燃機関１の冷却水温を検出する水温センサで
ある。20はAN検出手段で、AFS10の出力とクランク角セ
ンサ17の出力とにより、内燃機関１の所定クランク角度
間に入るAFS10の出力パルス数を計算する。21は判定手
段で、AN検出手段20で得られた結果AN(t)を入力し、後
述のAN演算手段22で演算された（ｎ−１）回目に内燃機
関１が吸入する空気量に相当するAN検出手段20の出力担
当の値AN(n-1)を入力し、AN(n-1)を所定値βと比較し、
また、AN(n-1)−AN(t)の演算を行ってAN(n-1)−AN(t)と
第１の所定値γと比較し、比較結果に応じた信号を出力
する。22はAN演算手段で、ｎ回目に内燃機関１が吸入す
る空気量に相当するAN検出手段20の出力担当の値AN(n)
を演算するが、通常はAN検出手段20の出力により上記
（５）式と同様の計算を行なう第１のAN演算手段と、判
定手段21によりAN(n-1)≦β及びAN(n-1)−AN(t)≧γと
判定された場合に限り第１のAN演算手段に代わってAN
(n-1)から第２の所定値δを差引いた値をAN(t)としてAN
(n)を算出する第２のAN演算手段とから構成されてい
る。また、制御手段23は、AN演算手段22の出力および内
燃機関１の冷却水温を検出する水温センサ19の出力より
内燃機関１の吸入する空気量に対応してインジェクタ14
の駆動時間制御し、これによって内燃機関１に供給する
燃料量を制御する。
成を示す図である。図中、従来例と同一部分には同符号
1,10〜15を付してその説明を省略し、16はAFS10の上流
側に配設されるエアクリーナで、AFS10は、内燃機関１
に吸入される空気量に応じて第８図（ｂ）に示す様なパ
ルスを出力し、クランク角センサ17は内燃機関１の回転
に応じて第８図（ａ）に示す様なパルス（例えばパルス
の立上がりから次の立上りまでクランク角で180゜とす
る）を出力する。18は内燃機関１のピストンとシリンダ
間から漏れるブローバイガスをAFS10の下流の吸気通路
に還流するブローバイガス還元装置、18Aはブローバイ
ガス還元装置18の通路の開閉を行なうバルブである。ま
た、19は内燃機関１の冷却水温を検出する水温センサで
ある。20はAN検出手段で、AFS10の出力とクランク角セ
ンサ17の出力とにより、内燃機関１の所定クランク角度
間に入るAFS10の出力パルス数を計算する。21は判定手
段で、AN検出手段20で得られた結果AN(t)を入力し、後
述のAN演算手段22で演算された（ｎ−１）回目に内燃機
関１が吸入する空気量に相当するAN検出手段20の出力担
当の値AN(n-1)を入力し、AN(n-1)を所定値βと比較し、
また、AN(n-1)−AN(t)の演算を行ってAN(n-1)−AN(t)と
第１の所定値γと比較し、比較結果に応じた信号を出力
する。22はAN演算手段で、ｎ回目に内燃機関１が吸入す
る空気量に相当するAN検出手段20の出力担当の値AN(n)
を演算するが、通常はAN検出手段20の出力により上記
（５）式と同様の計算を行なう第１のAN演算手段と、判
定手段21によりAN(n-1)≦β及びAN(n-1)−AN(t)≧γと
判定された場合に限り第１のAN演算手段に代わってAN
(n-1)から第２の所定値δを差引いた値をAN(t)としてAN
(n)を算出する第２のAN演算手段とから構成されてい
る。また、制御手段23は、AN演算手段22の出力および内
燃機関１の冷却水温を検出する水温センサ19の出力より
内燃機関１の吸入する空気量に対応してインジェクタ14
の駆動時間制御し、これによって内燃機関１に供給する
燃料量を制御する。
第２図はこの発明による内燃機関の燃料制御装置の具
体例としての一実施例である。この第２図において、1,
10〜19は第１図に示した各構成と同様であるため、対応
する部分に同一符号を付してその説明を省略する。30
は、AFS10,水温センサ19およびクランク角センサ17の出
力信号を入力とし、内燃機関１の各気筒毎に設けられた
４つのインジェクタ14を制御する制御装置であり、この
制御装置30は、第１図におけるAN検出手段20〜制御手段
23に相当し、ROM41,RAM42を内蔵したマイクロコンピュ
ータ（以下、マイコンと称す）40により実現される。ま
た、31はAFS10の出力に接続された２分周器、32はこの
２分周器31の出力を一方の入力とし他方の入力端子をマ
イコン40の入力ポートP1に接続した排他的論理割ゲート
で、その出力端子はカウンタ33を介してマイコン40の入
力端子に接続されると共にマイコン40の入力ポートP3に
接続されている。34は水温センサ19とマイコン40に接続
されているA/Dコンバータ35との間に接続されたインタ
ーフェース、36は波形整形回路で、クランク角センサ17
の出力が入力され、その出力はマイコン40の割込入力ポ
ートP4およびマイコン40に接続されているカウンタ37に
入力される。また、38はマイコン40の割込入力ポートP5
に接続されたタイマ、39は図示しないバッテリの電圧を
A/D変換し、マイコン40に出力するA/Dコンバータ、43は
マイコン40とドライバ44との間に設けられたタイマで、
ドライバ44の出力は各インジェクタ14にそれぞれ接続さ
れている。
体例としての一実施例である。この第２図において、1,
10〜19は第１図に示した各構成と同様であるため、対応
する部分に同一符号を付してその説明を省略する。30
は、AFS10,水温センサ19およびクランク角センサ17の出
力信号を入力とし、内燃機関１の各気筒毎に設けられた
４つのインジェクタ14を制御する制御装置であり、この
制御装置30は、第１図におけるAN検出手段20〜制御手段
23に相当し、ROM41,RAM42を内蔵したマイクロコンピュ
ータ（以下、マイコンと称す）40により実現される。ま
た、31はAFS10の出力に接続された２分周器、32はこの
２分周器31の出力を一方の入力とし他方の入力端子をマ
イコン40の入力ポートP1に接続した排他的論理割ゲート
で、その出力端子はカウンタ33を介してマイコン40の入
力端子に接続されると共にマイコン40の入力ポートP3に
接続されている。34は水温センサ19とマイコン40に接続
されているA/Dコンバータ35との間に接続されたインタ
ーフェース、36は波形整形回路で、クランク角センサ17
の出力が入力され、その出力はマイコン40の割込入力ポ
ートP4およびマイコン40に接続されているカウンタ37に
入力される。また、38はマイコン40の割込入力ポートP5
に接続されたタイマ、39は図示しないバッテリの電圧を
A/D変換し、マイコン40に出力するA/Dコンバータ、43は
マイコン40とドライバ44との間に設けられたタイマで、
ドライバ44の出力は各インジェクタ14にそれぞれ接続さ
れている。
次にかかる構成の内燃機関の燃料制御装置の動作につ
いて説明する。AFS10の出力は２分周器31により分周さ
れ、マイコン40により制御される排他的な論理割ゲート
32を介してカウンタ33に入力される。カウンタ33は、ゲ
ート32の出力の立下りエッヂ間の周期を測定する。マイ
コン40は、ゲート32の立下り信号を割込入力ポートP3に
入力し、AFS10の出力パルス周期またはこれを２分周し
た毎に割込処理を行い、カウンタ33の周期を測定する。
水温センサ19の出力はインターフェース34により電圧に
変換され、A/Dコンバータ35により所定時間毎にディジ
タル値に変換されてマイコン40に取込まれる。クランク
角センサ17の出力は波形整形回路36を介してマイコン40
の割込入力ポートP4およびカウンタ37に入力される。マ
イコン40は、クランク角センサ17の出力の立上り毎に割
込処理を行い、クランク角センサ17の出力の立上り間の
周期をカウンタ37の出力から検出する。タイマ38は所定
時間毎にマイコン40の割込入力ポートP5へ割込信号を発
生する。A/Dコンバータ39は、図示しないバッテリ電圧
をA/D変換し、マイコン40は所定時間毎にこのバッテリ
電圧のデータを取込む。タイマ43は、マイコン40にプリ
セットされ、マイコン40の出力ポートP2によりトリガさ
れて所定のパルス幅を出力し、この出力がドライバ44を
介してインジェクタ14を駆動する。
いて説明する。AFS10の出力は２分周器31により分周さ
れ、マイコン40により制御される排他的な論理割ゲート
32を介してカウンタ33に入力される。カウンタ33は、ゲ
ート32の出力の立下りエッヂ間の周期を測定する。マイ
コン40は、ゲート32の立下り信号を割込入力ポートP3に
入力し、AFS10の出力パルス周期またはこれを２分周し
た毎に割込処理を行い、カウンタ33の周期を測定する。
水温センサ19の出力はインターフェース34により電圧に
変換され、A/Dコンバータ35により所定時間毎にディジ
タル値に変換されてマイコン40に取込まれる。クランク
角センサ17の出力は波形整形回路36を介してマイコン40
の割込入力ポートP4およびカウンタ37に入力される。マ
イコン40は、クランク角センサ17の出力の立上り毎に割
込処理を行い、クランク角センサ17の出力の立上り間の
周期をカウンタ37の出力から検出する。タイマ38は所定
時間毎にマイコン40の割込入力ポートP5へ割込信号を発
生する。A/Dコンバータ39は、図示しないバッテリ電圧
をA/D変換し、マイコン40は所定時間毎にこのバッテリ
電圧のデータを取込む。タイマ43は、マイコン40にプリ
セットされ、マイコン40の出力ポートP2によりトリガさ
れて所定のパルス幅を出力し、この出力がドライバ44を
介してインジェクタ14を駆動する。
更にマイコン40の動作を第３図，第５図および第６図
のフローチャートに従って説明する。
のフローチャートに従って説明する。
第３図は、マイコン40のメインプログラムを示すもの
である。先ず、マイコン40にリセット信号が入力される
と、ステップ100で、マイコン40内のRAM42、入出力ポー
ト等をイニシャライズし、ステップ101で水温センサ19
の出力をA/D変換し、RAM42へWTとして記憶する。ステッ
プ102で、バッテリ電圧VBをA/D変換しRAM42へVBとして
記憶する。ステップ103で、後述するクランク角セサ17
の周期TRより30/TRの計算を行い、回転数Neを計算す
る。ステップ104で、後述する負荷データANと上記回転
数NeよりAN・Neの計算を行い、AFS10の出力周波数Faを
計算する。ステップ105で、上記出力周波数Faより、第
４図に示す様にこのFaに対して設定されたf1より基本駆
動時間変換係数KPを計算する。ステップ106で、この変
換係数KPを上記水温データWTにより補正し、駆動時間変
換係数KIとしてRAM42に記憶する。ステップ107で、バッ
テリ電圧データVBよりあらかじめROM41に記憶されたデ
ータテーブルf3をマッピングし、ムダ時間TDを計算しRA
M42に記憶する。ステップ107の処理後は、再びステップ
101からの処理を繰り返す。
である。先ず、マイコン40にリセット信号が入力される
と、ステップ100で、マイコン40内のRAM42、入出力ポー
ト等をイニシャライズし、ステップ101で水温センサ19
の出力をA/D変換し、RAM42へWTとして記憶する。ステッ
プ102で、バッテリ電圧VBをA/D変換しRAM42へVBとして
記憶する。ステップ103で、後述するクランク角セサ17
の周期TRより30/TRの計算を行い、回転数Neを計算す
る。ステップ104で、後述する負荷データANと上記回転
数NeよりAN・Neの計算を行い、AFS10の出力周波数Faを
計算する。ステップ105で、上記出力周波数Faより、第
４図に示す様にこのFaに対して設定されたf1より基本駆
動時間変換係数KPを計算する。ステップ106で、この変
換係数KPを上記水温データWTにより補正し、駆動時間変
換係数KIとしてRAM42に記憶する。ステップ107で、バッ
テリ電圧データVBよりあらかじめROM41に記憶されたデ
ータテーブルf3をマッピングし、ムダ時間TDを計算しRA
M42に記憶する。ステップ107の処理後は、再びステップ
101からの処理を繰り返す。
第５図は、割込入力ポートP3への割込入力、つまりAF
S10の出力信号に対する割込処理を示す。ステップ201
で、カウンタ33の出力TFを検出し、カウンタ33をクリヤ
する。このTFはゲート32の出力の立上り間の周期であ
る。ステップ202で、RAM42内の分周フラグがセットされ
ていればステップ203で上記TFを1/2倍してAFS10の出力
パルス周期TAしてRAM42に記憶する。次にステップ204
で、積算パルスデータPR、残りパルスデータPDを２倍に
したものを加算して新しい積算パルスデータPRとする。
この積算パルスデータPRは、クランク角センサ17の立上
り間に出力されるAFS10のパルス数を積算するものであ
り、AFS10の１パルスに対し処理の都合上156倍して扱っ
ている。ステップ202で上記分周フラグがリセットされ
ていれば、ステップ205で上記周期TFを出力パルス周期T
AとしてRAM42へ記憶し、次にステップ206で積算パルス
データPRに残りパルスデータPDを加算する。ステップ20
7では残りパルスデータPDへ156を設定する。ステップ20
8では、上記分周フラグがリセットされている場合はTF
＞2msec、セットされている場合はTF＞4msecであればス
テップ210へ、それ以外の場合はステップ209へ進む。ス
テップ209では上記分周フラグをセットする。ステップ2
10では上記分周フラグをクリヤし、次にステップ211でP
1を反転させる。従って、ステップ209の処理の場合は、
AFS10の出力パルスを２分周したタイミングで割込入力
ポートP3へ信号を入り、ステップ210の処理が行われる
場合には、AFS10の出力パルス毎に割込入力ポートP3へ
信号が入る。ステップ209またはステップ211の処理後、
割込処理を完了する。
S10の出力信号に対する割込処理を示す。ステップ201
で、カウンタ33の出力TFを検出し、カウンタ33をクリヤ
する。このTFはゲート32の出力の立上り間の周期であ
る。ステップ202で、RAM42内の分周フラグがセットされ
ていればステップ203で上記TFを1/2倍してAFS10の出力
パルス周期TAしてRAM42に記憶する。次にステップ204
で、積算パルスデータPR、残りパルスデータPDを２倍に
したものを加算して新しい積算パルスデータPRとする。
この積算パルスデータPRは、クランク角センサ17の立上
り間に出力されるAFS10のパルス数を積算するものであ
り、AFS10の１パルスに対し処理の都合上156倍して扱っ
ている。ステップ202で上記分周フラグがリセットされ
ていれば、ステップ205で上記周期TFを出力パルス周期T
AとしてRAM42へ記憶し、次にステップ206で積算パルス
データPRに残りパルスデータPDを加算する。ステップ20
7では残りパルスデータPDへ156を設定する。ステップ20
8では、上記分周フラグがリセットされている場合はTF
＞2msec、セットされている場合はTF＞4msecであればス
テップ210へ、それ以外の場合はステップ209へ進む。ス
テップ209では上記分周フラグをセットする。ステップ2
10では上記分周フラグをクリヤし、次にステップ211でP
1を反転させる。従って、ステップ209の処理の場合は、
AFS10の出力パルスを２分周したタイミングで割込入力
ポートP3へ信号を入り、ステップ210の処理が行われる
場合には、AFS10の出力パルス毎に割込入力ポートP3へ
信号が入る。ステップ209またはステップ211の処理後、
割込処理を完了する。
第６図は、クランク角センサ17の出力によりマイコン
40の割込入力ポートP4に割込信号が発生した場合の割込
処理を示す。ステップ301で、クランク角センサ17の立
上り間の周期をカウンタ37より読み込み周期TRとしてRA
M42に記憶し、カウンタ37をクリヤする。ステップ302
で、上記周期TRにAFS10の出力パルスがある場合は、ス
テップ303でその直前のAFS10の出力パルスの時刻t01と
クランク角センサ17の今回の割込時刻t02の時間差Δｔ
＝t02−t01を計算し、これを周期TSとし、一方上記周期
TRにAFS10の出力パルスが無い場合は、上記周期TRを周
期TSする。次にステップ305で、156×TS/TAの計算より
上記時間差ΔｔをAFS10の出力パルスデータΔＰに変換
する。つまり、前回のAFS10の出力パルス周期と今回のA
FS10の出力パルス周期が同一と仮定して上記パルスデー
タΔＰを計算する。ステップ306で上記パルスデータΔ
Ｐが156以下ならばステップ308へ、そうでなければステ
ップ307でΔＰを156にクリップする。ステップ308で残
りパルスデータPDからパルスデータΔＰを減算し、新し
い残りパルスデータPDとする。ステップ309で、残りパ
ルスデータが正であればステップ313へ、そうでなけれ
ば上記パルスデータΔＰの計算値がAFS10の出力パルス
よりも大きすぎるので、ステップ310で上記パルスデー
タΔＰをPDと同じに設定し、ステップ312で残りパルス
データPDをゼロにする。ステップ313で、積算パルスデ
ータPRにパルスデータΔＰを加算し、新しいパルスデー
タPRとする。このデータPRが、今回のクランク角センサ
17の立上り間にAFS10が出力したと考えられるパルス数
に相当する。ステップ314で、クランク角センサ17の前
回の立上りまでに計算された負荷データANが所定負荷状
態に対応した所定値β以下か否かの判定を行い、以下で
ないならばステップ317へ、以下であればステップ315に
て上記負荷データANと上記積算パルスデータPRとの差
（AN−PR）を計算し、この差値が吸入空気量の変化とし
て取り得ない値である第１の所定値γ以上か否かの判定
を行なう。ステップ315にて、γ以上ならばステップ316
にて上記積算パルスデータPRを負荷データANから第２の
所定値δを差引いた値としてステップ317に進み、そう
でなければステップ316の処理をパスしステップ317に進
む。ここで、第２の所定値δは、上記差値AN(n-1)−AN
(t)が異常値（γ以上）を示す場合でも、無視すること
はない程度に考慮した値、即ち、第１の所定値γ（後述
するように、例えば、0.5pps程度）よりも小さく且つ吸
入空気量の変化として考慮し得る範囲内の値（例えば、
0.1pps程度）に設定されている。ステップ317では上記
前回の負荷データANと上記積算パルスデータPRより、Ｋ
を上記定数としてＫ・AN＋（１−Ｋ）・PRの計算を行
い、この結果を今回の新しい負荷データANとして更新す
る。ステップ318この負荷データANが第３の所定値αよ
り大きければステップ319をANをαにクリップし、内燃
機関１の全開時においても上記負荷データANが実際の値
よりも大きくなりすぎない様にする。ANがα以下ならば
ステップ319をパスしてステップ320に進む。ステップ32
0では積算パルスデータPRをクリヤする。ステップ321
で、上記負荷データANと駆動時間変換係数KI、ムダ時間
TDより駆動時間データ TI＝AN・KI＋TD の計算を行い、ステップ322で駆動時間データTIをタイ
マ43に設定し、ステップ323でタイマ43をトリガするこ
とにより上記データTIに応じて、インジェクタ14が４本
同時に駆動され、割込処理が完了する。
40の割込入力ポートP4に割込信号が発生した場合の割込
処理を示す。ステップ301で、クランク角センサ17の立
上り間の周期をカウンタ37より読み込み周期TRとしてRA
M42に記憶し、カウンタ37をクリヤする。ステップ302
で、上記周期TRにAFS10の出力パルスがある場合は、ス
テップ303でその直前のAFS10の出力パルスの時刻t01と
クランク角センサ17の今回の割込時刻t02の時間差Δｔ
＝t02−t01を計算し、これを周期TSとし、一方上記周期
TRにAFS10の出力パルスが無い場合は、上記周期TRを周
期TSする。次にステップ305で、156×TS/TAの計算より
上記時間差ΔｔをAFS10の出力パルスデータΔＰに変換
する。つまり、前回のAFS10の出力パルス周期と今回のA
FS10の出力パルス周期が同一と仮定して上記パルスデー
タΔＰを計算する。ステップ306で上記パルスデータΔ
Ｐが156以下ならばステップ308へ、そうでなければステ
ップ307でΔＰを156にクリップする。ステップ308で残
りパルスデータPDからパルスデータΔＰを減算し、新し
い残りパルスデータPDとする。ステップ309で、残りパ
ルスデータが正であればステップ313へ、そうでなけれ
ば上記パルスデータΔＰの計算値がAFS10の出力パルス
よりも大きすぎるので、ステップ310で上記パルスデー
タΔＰをPDと同じに設定し、ステップ312で残りパルス
データPDをゼロにする。ステップ313で、積算パルスデ
ータPRにパルスデータΔＰを加算し、新しいパルスデー
タPRとする。このデータPRが、今回のクランク角センサ
17の立上り間にAFS10が出力したと考えられるパルス数
に相当する。ステップ314で、クランク角センサ17の前
回の立上りまでに計算された負荷データANが所定負荷状
態に対応した所定値β以下か否かの判定を行い、以下で
ないならばステップ317へ、以下であればステップ315に
て上記負荷データANと上記積算パルスデータPRとの差
（AN−PR）を計算し、この差値が吸入空気量の変化とし
て取り得ない値である第１の所定値γ以上か否かの判定
を行なう。ステップ315にて、γ以上ならばステップ316
にて上記積算パルスデータPRを負荷データANから第２の
所定値δを差引いた値としてステップ317に進み、そう
でなければステップ316の処理をパスしステップ317に進
む。ここで、第２の所定値δは、上記差値AN(n-1)−AN
(t)が異常値（γ以上）を示す場合でも、無視すること
はない程度に考慮した値、即ち、第１の所定値γ（後述
するように、例えば、0.5pps程度）よりも小さく且つ吸
入空気量の変化として考慮し得る範囲内の値（例えば、
0.1pps程度）に設定されている。ステップ317では上記
前回の負荷データANと上記積算パルスデータPRより、Ｋ
を上記定数としてＫ・AN＋（１−Ｋ）・PRの計算を行
い、この結果を今回の新しい負荷データANとして更新す
る。ステップ318この負荷データANが第３の所定値αよ
り大きければステップ319をANをαにクリップし、内燃
機関１の全開時においても上記負荷データANが実際の値
よりも大きくなりすぎない様にする。ANがα以下ならば
ステップ319をパスしてステップ320に進む。ステップ32
0では積算パルスデータPRをクリヤする。ステップ321
で、上記負荷データANと駆動時間変換係数KI、ムダ時間
TDより駆動時間データ TI＝AN・KI＋TD の計算を行い、ステップ322で駆動時間データTIをタイ
マ43に設定し、ステップ323でタイマ43をトリガするこ
とにより上記データTIに応じて、インジェクタ14が４本
同時に駆動され、割込処理が完了する。
第７図は、第３図，第５図および第６図の処理の上記
分周フラグクリヤ時のタイミングを示したものであり、
（ａ）は分周器31の出力を示し、（ｂ）はクランク角セ
ンサ17の出力を示す。また、（ｃ）は残りパルスデータ
PDを示し、分周器31の立上りおよび立下り（AFS10の出
力パルスの立上り）毎に156を加算するように設定さ
れ、クランク角センサ17の立上り毎に例えばPD1＝PD−1
56×TS/TAの計算結果に変更される。（これはステップ3
05〜312の処理に相当する）（ｄ）は積算パルスデータP
Rの変化を示し、分周器31の出力の立上りまたは立下り
毎に、残りパルスデータPDが積算される様子を示してい
る。
分周フラグクリヤ時のタイミングを示したものであり、
（ａ）は分周器31の出力を示し、（ｂ）はクランク角セ
ンサ17の出力を示す。また、（ｃ）は残りパルスデータ
PDを示し、分周器31の立上りおよび立下り（AFS10の出
力パルスの立上り）毎に156を加算するように設定さ
れ、クランク角センサ17の立上り毎に例えばPD1＝PD−1
56×TS/TAの計算結果に変更される。（これはステップ3
05〜312の処理に相当する）（ｄ）は積算パルスデータP
Rの変化を示し、分周器31の出力の立上りまたは立下り
毎に、残りパルスデータPDが積算される様子を示してい
る。
第８図はブローバイガスでAFS10の出力が乱された時
の負荷データAN(n)の変化を示している。同図におい
て、（ａ）はSGT、（ｂ）はAFS10の出力、（ｃ）はAN
(n)（単位はパルスパーストローク〔pps〕）を示し、ス
テップ315における第１の所定値γ＝0.5pps,ステップ31
6における第２の所定値δ＝0.1ppsとした時の例であ
る。第８図（ｂ）に示すように期間Ｔでブローバイガス
の影響によりAFS10の出力が歯抜け状態になっている
が、本実施例によれば一点鎖線の従来例に比較して負荷
データAN(n)の変化が少なく、内燃機関１が実際に吸入
する空気量に対応して燃料供給量を制御できることが理
解される。
の負荷データAN(n)の変化を示している。同図におい
て、（ａ）はSGT、（ｂ）はAFS10の出力、（ｃ）はAN
(n)（単位はパルスパーストローク〔pps〕）を示し、ス
テップ315における第１の所定値γ＝0.5pps,ステップ31
6における第２の所定値δ＝0.1ppsとした時の例であ
る。第８図（ｂ）に示すように期間Ｔでブローバイガス
の影響によりAFS10の出力が歯抜け状態になっている
が、本実施例によれば一点鎖線の従来例に比較して負荷
データAN(n)の変化が少なく、内燃機関１が実際に吸入
する空気量に対応して燃料供給量を制御できることが理
解される。
なお、上記実施例では、クランク角センサ17の立上り
間のAFS10の出力パルスをカウントしたが、これは立下
り間でも良く、またクランク角センサ17の数周期間のAF
S出力パルス数をカウントしても良い。
間のAFS10の出力パルスをカウントしたが、これは立下
り間でも良く、またクランク角センサ17の数周期間のAF
S出力パルス数をカウントしても良い。
また上記実施例ではAFS10の出力パルスをカウントし
たが、出力パルス数にAFS10の出力周波数に対応した定
数を乗じたものを計算しても良い。
たが、出力パルス数にAFS10の出力周波数に対応した定
数を乗じたものを計算しても良い。
更に、クランク角の検出をクランク角センサ17でなく
内燃機関１の点火信号を用いても上記実施例と同様の効
果を奏する。
内燃機関１の点火信号を用いても上記実施例と同様の効
果を奏する。
このように上記実施例ではクランク角センサ17の出力
に同期して燃料演算を行うので制御の応答性が良好であ
る。
に同期して燃料演算を行うので制御の応答性が良好であ
る。
以上のように、この発明によれば全開の負荷データAN
(n-1)からAFSとAN検出手段で得られた結果である所定の
クランク角区間で検出した吸入空気量AN(t)を差引いた
値が吸入空気量の変化として取り得ない値である第１の
所定値以上と判定した時には前回の負荷データから第２
の所定値（第１の所定値よりも小さく且つ吸入空気量の
変化として考慮し得る範囲内の値）を差引いた値AN(t)
として今回の負荷データAN(n)を演算し、この結果に基
づいて内燃機関への供給燃料量を制御するようにしたの
で、アイドル制御等の時のように内燃機関への吸入空気
量が少ない場合、ブローバイガスの還流等によってカル
マン渦が乱されてAFSの出力が乱されても内燃機関が実
際に吸入する空気量に対応した供給燃料量を精度よく内
燃機関に供給でき、過渡時にも空燃比を適正に制御で
き、空燃比の安定化ができるのでラフアイドル等の課題
を解消できるものが得られる効果がある。また、吸入空
気量の変化量が第１の所定値を越えて真の異常であるこ
とを判定したときのみに、第１の所定値よりも小さい第
２の所定値に変化量を制限するので、不必要に変化量が
制限されることがなく、十分に安全な判定値を設定する
ことができ、正確で適正な制御量を求めることができる
という効果がある。
(n-1)からAFSとAN検出手段で得られた結果である所定の
クランク角区間で検出した吸入空気量AN(t)を差引いた
値が吸入空気量の変化として取り得ない値である第１の
所定値以上と判定した時には前回の負荷データから第２
の所定値（第１の所定値よりも小さく且つ吸入空気量の
変化として考慮し得る範囲内の値）を差引いた値AN(t)
として今回の負荷データAN(n)を演算し、この結果に基
づいて内燃機関への供給燃料量を制御するようにしたの
で、アイドル制御等の時のように内燃機関への吸入空気
量が少ない場合、ブローバイガスの還流等によってカル
マン渦が乱されてAFSの出力が乱されても内燃機関が実
際に吸入する空気量に対応した供給燃料量を精度よく内
燃機関に供給でき、過渡時にも空燃比を適正に制御で
き、空燃比の安定化ができるのでラフアイドル等の課題
を解消できるものが得られる効果がある。また、吸入空
気量の変化量が第１の所定値を越えて真の異常であるこ
とを判定したときのみに、第１の所定値よりも小さい第
２の所定値に変化量を制限するので、不必要に変化量が
制限されることがなく、十分に安全な判定値を設定する
ことができ、正確で適正な制御量を求めることができる
という効果がある。
第１図はこの発明の内燃機関の燃料制御装置の一実施例
の構成図、第２図は内燃機関の燃料制御装置の更に具体
的な一実施例を示す構成図、第３図はこの発明の一実施
例による内燃機関の燃料制御装置の動作を示すフロー
図、第４図は内燃機関の燃料制御装置のAFS出力周波数
に対する基本駆動時間変換係数の関係を示す説明図、第
５図および第６図はこの発明の一実施例による内燃機関
の燃料制御装置の各動作を示すフロー図、第７図は第５
図および第６図のフローのタイミングを示すタイミング
図、第８図はAFSの出力がブローバイガス等で乱された
時のタイミング図、第９図は従来の内燃機関の吸気系の
モデルを示す構成図、第10図はそのクランク角に対する
吸入空気量の関係を示す図、第11図は従来の内燃機関の
過渡時の吸入空気量の変化を示す波形図である。 １……内燃機関、10……エアフローセンサ（カルマン渦
流量検出装置）、11……スロットルバルブ、13……吸気
管、14……インジェクタ、17……クランク角センサ、20
……AN検出手段、21……判定手段、22……AN演算手段、
23……制御手段。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
の構成図、第２図は内燃機関の燃料制御装置の更に具体
的な一実施例を示す構成図、第３図はこの発明の一実施
例による内燃機関の燃料制御装置の動作を示すフロー
図、第４図は内燃機関の燃料制御装置のAFS出力周波数
に対する基本駆動時間変換係数の関係を示す説明図、第
５図および第６図はこの発明の一実施例による内燃機関
の燃料制御装置の各動作を示すフロー図、第７図は第５
図および第６図のフローのタイミングを示すタイミング
図、第８図はAFSの出力がブローバイガス等で乱された
時のタイミング図、第９図は従来の内燃機関の吸気系の
モデルを示す構成図、第10図はそのクランク角に対する
吸入空気量の関係を示す図、第11図は従来の内燃機関の
過渡時の吸入空気量の変化を示す波形図である。 １……内燃機関、10……エアフローセンサ（カルマン渦
流量検出装置）、11……スロットルバルブ、13……吸気
管、14……インジェクタ、17……クランク角センサ、20
……AN検出手段、21……判定手段、22……AN演算手段、
23……制御手段。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の吸入空気量をカルマン渦流量検
出装置により検出し、この検出出力を上記内燃機関の所
定のクランク角の区間で検出するAN検出手段と、 該AN検出手段で得られた結果をAN(t)とし、上記所定の
クランク角のｎ−１回およびｎ回目に上記内燃機関の吸
入する空気量に相当する上記AN検出手段の出力相当の値
をそれぞれAN(n-1)およびAN(n)とし、Ｋを定数とした場
合に、式、 AN(n)＝Ｋ×AN(n-1)＋（１−Ｋ）×AN(t) によりAN(n)を計算するAN演算手段と、 上記AN(n)に基づいて上記内燃機関への供給燃料量を制
御する制御手段とを備えた内燃機関の燃料制御装置にお
いて、 上記AN検出手段および上記AN演算手段からの出力値を判
定する判定手段を設け、 上記判定手段は、AN(n-1)−AN(t)の値を、上記吸入空気
量の変化として取り得ない値である第１の所定値γと比
較し、 上記AN演算手段は、 上記判定手段による比較結果が、AN(n-1)−AN(t)の値が
上記第１の所定値γ以上を示す場合に、上記第１の所定
値γよりも小さく且つ上記吸入空気量の変化として考慮
し得る範囲内の第２の所定値δを用いて、式、 AN(t)＝AN(n-1)−δ により上記AN(t)を補正し、 補正されたAN(t)に基づいて上記AN(n)を計算することを
特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040633A JP2530366B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 内燃機関の燃料制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040633A JP2530366B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 内燃機関の燃料制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218840A JPH02218840A (ja) | 1990-08-31 |
| JP2530366B2 true JP2530366B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=12585954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1040633A Expired - Lifetime JP2530366B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 内燃機関の燃料制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530366B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS578349A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-16 | Hitachi Ltd | Control method of ignition timing in engine |
| JPS5815740A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-29 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関の吸入空気量制御方式 |
| JPH0733805B2 (ja) * | 1987-01-07 | 1995-04-12 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の加・減速判定装置 |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1040633A patent/JP2530366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02218840A (ja) | 1990-08-31 |
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