JP2811852B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関し、吸入空気
の温度により吸入空気の密度補正を行なって燃料噴射量
を求める内燃機関の空燃比制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、内燃機関の空燃比制御を行なうために必要
な内燃機関の吸入空気量をエアフローメータで検出して
いる。このエアフローメータは一般に体積流量を検出し
ており、空燃比制御に用いるためにはその測定値を質量
流量に換算しなければならない。

ところで、気体は温度上昇により密度が低下する性質
があり、例えば完全気体では、 Ｇ＝PV/RT_Kの関係を有する。ここでＧは気体の質量、
Ｐは圧力、Ｖは体積、Ｒは気体定数、T_Kは絶対温度を表
わす。

このため、例えば特開昭60−44830号公報に記載の如
く、吸気温センサで吸入空気温度を検出し、エアフロー
メータで検出した吸入空気量を密度補正した後燃料噴射
量を決定することが従来から行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、エンジンをアイドル状態で車輌を停止させて
いる運転状態等ではエンジンルーム内の温度が上昇し、
かつ吸気温センサ周囲の空気の流れがほとんどなくなる
ために吸気温センサはエンジン自体の温度を間接的に検
出してしまい、その測定値が実際の吸入空気温度よりも
高くなってしまう。従って、吸気温センサが冷却される
までのしばらくの間は吸入空気温度を高く誤検出してし
まい、燃料噴射量は要求値より減少して空燃比がオーバ
ーリーンとなってしまい、ドライバビリティが悪化する
という問題があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、状態判定の
結果に基づいて求めた上昇温度により吸気温検出手段の
検出温度を補正して燃料噴射量を決定することにより、
正確な吸入空気温度を得、適正な空燃比制御を行ないド
ライバビリティが向上する内燃機関の空燃比制御装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明装置の原理図を示す。

同図中、吸入空気量検出手段M2は内燃機関M1の吸入空
気量を検出し、吸気温検出手段M3は吸入空気温度を検出
する。また、車速検出手段M4は内燃機関M1が駆動する車
輌の車速を検出し、スロットル開度検出手段M5はスロッ
トル開度を検出する。

状態判定手段M6は車速検出手段M4の検出した車速が所
定値以下で、かつスロットル開度検出手段M5で検出した
スロットル開度が所定値以下の吸気温検出手段過熱状態
であるか否かを判定する。

上昇温度算出手段M7は、状態判定手段M6による判定結
果に基づきカウンタ値増減手段が増減するカウンタ値に
基づいて吸気温検出手段M3の上昇温度を求める。

補正手段M8は吸気温検出手段M3の検出温度を前記上昇
温度により補正する。

燃料噴射制御手段M9は補正手段M8で補正された吸入空
気の温度を用いて吸入空気量検出手段M2で検出した吸入
空気量を補正し、補正された吸入空気量に基づいて内燃
機関の燃料噴射量を決定する。

〔作用〕

本発明においては、吸気温検出手段過熱状態及びその
後の所定期間で吸入空気の検出温度が実際の吸入空気温
度より高くなった場合、検出温度に含まれる誤差として
の上昇温度を算出し、この上昇温度で検出温度を補正し
て実際の吸入空気温度を得るため、補正された吸入空気
温度を用いて密度を補正した吸入空気量は実際に内燃機
関に吸入される吸入空気の質量流量となり、この補正を
した吸入空気量を用いて適正な空燃比制御を行なうこと
ができ、これによってドライバビリティが向上する。

〔実施例〕

第２図は本発明装置を適用したガソリンエンジンの一
実施例の構成図を示す。

同図中、１はガソリンエンジン本体、２はピストン、
３は点火プラグ、４は排気マニホールド、５は吸気マニ
ホールドであり、６は吸入空気の脈動を吸収するサージ
タンク、７は吸入空気量を調節するスロットルバルブ、
８は吸入空気量を測定するエアフローメータである。排
気マニホールド４には排気ガス中の残存酸素濃度を検出
する酸素センサ９が設けられ、吸気マニホールド５には
ガソリンエンジン本体１の吸入空気中に燃料を噴射する
燃料噴射弁10が設けられている。吸気温センサ11は吸入
空気の温度を検出し、スロットルセンサ12はスロットル
バルブ７の開度を検出し、水温センサ13はガソリンエン
ジン冷却水の水温を検出する。

また、イグナイタ16は点火に必要な高電圧を発生して
ディストリビュータ17に供給し、ディストリビュータ17
はクランクシャフト（図示せず）の回転に連動して上記
高電圧を各気筒の点火プラグに分配供給する。回転角セ
ンサ18はディストリビュータ17の１回転即ちクランクシ
ャフト２回転に24パルスの回転角信号NEを出力し、気筒
判別センサ19はディストリビュータ17の１回転に１パル
スの回転検出信号Ｇを出力する。

20は電子制御回路、21はキースイッチ、22はスタータ
モータを示し、車速センサ23は車速に応じた繰り返し周
波数のパルスを発生する。

電子制御回路20は第３図に示す構成で、中央処理装置
（CPU）30と、処理プログラムを格納したリードオンリ
メモリ（ROM）31と、作業領域として使用されるランダ
ムアクセスメモリ（RAM）32と、通電停止後もデータを
保持するバックアップRAM33と、マルチプレクサ機能を
持つA/D変換器34と、バッファ機能を持つI/Oインターフ
ェース35とよりなり、これらの間はバスライン37で相互
に接続されている。

A/D変換器34はエアフローメータ８よりの空気流量信
号と、吸気温センサ11よりの吸気温度信号と、水温セン
サ13よりの水温信号と、車速センサ23よりの車速信号と
を供給されて、各信号のディジタル化を行ない、これら
のディジタル信号はCPU30により読み取られる。またI/O
インターフェース35には酸素センサ9,スロットルセンサ
12,回転角センサ18,気筒判別センサ19,キースイッチ21
夫々よりの信号が入来し、各信号はCPU30により読み取
られる。

CPU30は各センサ検出データに基づいて点火タイミン
グ、燃料噴射量夫々を算出し、得られた点火信号，燃料
噴射信号がI/Oインターフェース35を通してイグナイタ1
6,燃料噴射弁10夫々に供給される。

次に本発明装置の一実施例の制御プログラムについて
説明する。

第４図はエンジンをアイドル状態で車輌を停止させて
いる運転状態、即ち吸気温センサ過熱状態の検出処理の
一実施例のフローチャートを示す。この処理は例えば１
秒等の一定期間間隔で実行される。

同図中、ステップ40ではスロットルセンサ12よりのア
イドル信号LLがオンかオフかを判別する。このアイドル
信号はスロットルバルブ７の全閉時つまりエンジンのア
イドル状態でオンとなる信号である。エンジンのアイド
ル状態でアイドル信号がオンの場合にはステップ41で車
速センサ23よりの車速信号SPDが零、つまり車輌が停止
しているか否かを判別し、車速信号SPD＝０の場合には
吸気温センサ過熱状態であるのでステップ42でカウンタ
CHSの値を１だけカウントアップする。

アイドル信号がオフのとき、又は車速信号SPDが零で
ないとき、つまり吸気温センサ過熱状態でなければステ
ップ43でカウンタCHSの値を１だけカウントダウンす
る。この後、カウンタCHSの値が零未満であるか否かを
判別し（ステップ44）、零未満である場合にのみステッ
プ45でカウンタCHSに零をセットして処理を終了する。

上記カウンタCHSの値は吸入空気温度と吸気温センサ
との温度差つまり吸気温センサ11の過熱状態を表わして
いる。

第５図は吸気温補正処理の一実施例のフローチャート
を示す。この処理は例えば対応する気筒の燃料噴射時期
の直前のクランク角を回転角センサ18によって検出する
ことにより実行される割込みルーチンである。

同図中、ステップ50ではカウンタCHSの値を用いて第
６図に示すマップを参照し補正温度KHSを求め、吸気温
センサ11で検出した吸気温検出値から上記補正温度KHS
を減算して補正吸気温を求める。

次にこの補正吸気温を用いて第７図に示すマップを参
照し燃料噴射量の補正係数FTHAを求めて処理を終了す
る。

この第５図の処理に引き続いて、吸入空気量−回転数
比から基本燃料噴射時間TPが求められ、更にその他の補
正係数Ｋが求められ、これらと上記の補正係数FTHAとに
より次式によって実際の燃料噴射時間TAUが演算され
る。

TAU＝TP×FTHA×Ｋ ここで、車速信号SPDが第８図（Ｃ）に示す如く変化
するとき、車輌停止時にアイドル状態であれば、吸気温
センサ11の検出値は同図（Ｂ）に示す如く上昇して吸気
温センサ過熱状態となる。この状態で従来の如く吸気温
センサの検出値を補正することなく用いると補正係数FT
HAは第８図（Ａ）の実線Ｉの如くなるが、本発明の吸気
温補正を実行すると補正係数FTHAは第８図（Ａ）の一点
鎖線IIの如くなり、吸入空気温度に対応した値となる。
図中、斜線を施した部分が従来のFTHAの誤差である。

このように、吸気温センサ過熱状態及びその後の所定
期間において吸入空気の検出温度が実際の吸入空気温度
より高くなった場合、検出温度に含まれる誤差としての
上昇温度を算出し、この上昇温度で検出温度を補正して
実際の吸入空気温度を得るため、補正された吸入空気温
度を用いて密度を補正した吸入空気量は実際に内燃機関
に吸入される吸入空気の質量となり、この補正をした吸
入空気量を用いて適正な空燃比制御を行なうことができ
る。

これによって特に粗悪燃料が用いられたとき空燃比の
オーバーリーン時に発生する著しいドライバビリティの
悪化を防止でき、燃料性状によらずドライバビリティを
向上させることができる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明の内燃機関の空燃比制御装置によ
れば、正確な吸入空気温度を得て、正しい密度補正を行
なうことができ適正な空燃比制御を行なうことができ、
これによってドライバビリティが向上し、実用上きわめ
て有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の原理図、 第２図は本発明装置を適用したガソリンエンジンの一実
施例の構成図、 第３図は電子制御回路のブロック図、 第４図は吸気温センサ過熱検出処理のフローチャート、 第５図は吸気温補正処理のフローチャート、 第６図，第７図夫々は第５図の処理で用いられるマップ
を示す図、 第８図は本発明を説明するための波形図である。 M1……内燃機関、M2……吸入空気量検出手段、M3……吸
気温検出手段、M4……車速検出手段、M5……スロットル
開度検出手段、M6……状態判定手段、M7……上昇温度算
出手段、M8……補正手段、M9……燃料噴射制御手段、１
……ガソリンエンジン、３……点火プラグ、10……内燃
噴射弁、11……吸気温センサ、12……スロットルセン
サ、16……イグナイタ、23……車速センサ、30……CP
U、40〜51……ステップ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関に吸入される吸入空気の温度を検
   出する吸気温検出手段を有し、前記吸気温検出手段によ
   って検出された吸入空気の温度に基づいて燃料噴射量を
   決定する内燃機関の空燃比制御装置において、 車速が所定値以下で、かつスロットル開度が所定値以下
   の吸気温検出手段過熱状態であるか否かを判定する状態
   判定手段と、 前記状態判定手段による判定結果に基づきカウンタ値を
   増減するカウンタ値増減手段と、 前記カウンタ値増減手段によって増減せしめられたカウ
   ンタ値に基づき前記吸気温検出手段の上昇温度を求める
   上昇温度検出手段と、 前記吸気温検出手段の検出温度を前記上昇温度により補
   正する補正手段とを有し、 前記補正手段で補正された吸入空気の温度を用いて燃料
   噴射量を決定することを特徴とする内燃機関の空燃比制
   御装置。