JP2908924B2 - エンジンの流入空気量検出方法、この方法を実行する装置、この装置を備えた燃料噴射量制御装置 - Google Patents
エンジンの流入空気量検出方法、この方法を実行する装置、この装置を備えた燃料噴射量制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの気筒内に流
入する空気流量を求めるエンジンの流入空気量検出方
法、この方法を実行する装置、この装置を備えた燃料噴
射量制御装置に関する。
入する空気流量を求めるエンジンの流入空気量検出方
法、この方法を実行する装置、この装置を備えた燃料噴
射量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの燃焼状態を管理するために
は、気筒内に流入する質量空気流量を正確に把握してお
く必要がある。通常、気筒内に流入する質量空気流量を
把握するために、吸入管に熱線式空気流量計を設け、こ
れで質量空気流量を把握している。
は、気筒内に流入する質量空気流量を正確に把握してお
く必要がある。通常、気筒内に流入する質量空気流量を
把握するために、吸入管に熱線式空気流量計を設け、こ
れで質量空気流量を把握している。
【０００３】しかし、図９に示すように、環境が変化し
て温度が変わっている時やアクセルが踏み込まれた時等
の過渡時においては、吸気管のマニホールドチャージの
ために、実際に気筒内に流入する質量空気流量（同図
中、実線で示す）と熱線式空気流量計の出力値（同図
中、破線で示す）とは、一致しなくなり、気筒内に流入
する質量空気量を正確に把握することができなくなる。
て温度が変わっている時やアクセルが踏み込まれた時等
の過渡時においては、吸気管のマニホールドチャージの
ために、実際に気筒内に流入する質量空気流量（同図
中、実線で示す）と熱線式空気流量計の出力値（同図
中、破線で示す）とは、一致しなくなり、気筒内に流入
する質量空気量を正確に把握することができなくなる。
【０００４】そこで、従来技術においては、例えば、特
開平１−２９０９４９号公報に記載されているもののよ
うに、絞り弁の開度とエンジン回転数とから求められる
空気流量、および熱線式空気流量計から得られる空気流
量に基づいて、実際に気筒に流入しているであろう空気
流量を推定している。
開平１−２９０９４９号公報に記載されているもののよ
うに、絞り弁の開度とエンジン回転数とから求められる
空気流量、および熱線式空気流量計から得られる空気流
量に基づいて、実際に気筒に流入しているであろう空気
流量を推定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、アクセルが踏み込まれたときの過渡
状態に対しては、ある程度対応できるものの、例えば、
環境が変化して温度が変わった時には、正確な空気流量
を把握することはできないという問題点がある。本発明
は、このような従来の問題点について着目してなされた
もので、環境が変化して温度が変わったときでも、気筒
内に流入する質量空気流量を正確に把握することができ
るエンジンの流入空気量検出装置、および燃料噴射量制
御装置を提供することを目的とする。
うな従来技術では、アクセルが踏み込まれたときの過渡
状態に対しては、ある程度対応できるものの、例えば、
環境が変化して温度が変わった時には、正確な空気流量
を把握することはできないという問題点がある。本発明
は、このような従来の問題点について着目してなされた
もので、環境が変化して温度が変わったときでも、気筒
内に流入する質量空気流量を正確に把握することができ
るエンジンの流入空気量検出装置、および燃料噴射量制
御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のエンジンの流入空気量検出装置は、気筒内に流入する
空気の温度を直接的または間接的に取得する吸気温度取
得手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検
出手段と、吸気管内の絞り弁を通過する空気の質量流量
を直接的または間接的に取得する絞り弁空気流量取得手
段と、前記吸気管内の圧力勾配を補正する補正係数に関
して、少なくとも、吸気温度とエンジン回転数と該吸気
管内に流入する空気質量流量とをパラメータとする、非
線型の補正係数マップを有し、前記吸気温度取得手段で
取得された吸気温度と、前記エンジン回転数検出手段で
検出されたエンジン回転数と、直前に推定された該吸気
管内に流入する空気質量流量とを、該補正係数マップに
当てはめて、該補正係数を求める補正係数算出手段と、
取得された前記絞り弁を通過する空気の前記質量流量と
直前に推定された前記気筒内に流入する空気質量流量と
の差、前記補正係数、および直前に推定された代表吸気
管圧力に基づき、前記吸気管内の現在の圧力を代表する
代表吸気管圧力を推定する吸気管圧力推定手段と、推定
された前記代表吸気管圧力と検出された前記エンジン回
転数とから、単位時間または単位エンジン回転数当り
の、前記気筒内に流入する空気質量流量を推定する気筒
空気流量推定手段と、を備えていることを特徴するもの
である。
のエンジンの流入空気量検出装置は、気筒内に流入する
空気の温度を直接的または間接的に取得する吸気温度取
得手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検
出手段と、吸気管内の絞り弁を通過する空気の質量流量
を直接的または間接的に取得する絞り弁空気流量取得手
段と、前記吸気管内の圧力勾配を補正する補正係数に関
して、少なくとも、吸気温度とエンジン回転数と該吸気
管内に流入する空気質量流量とをパラメータとする、非
線型の補正係数マップを有し、前記吸気温度取得手段で
取得された吸気温度と、前記エンジン回転数検出手段で
検出されたエンジン回転数と、直前に推定された該吸気
管内に流入する空気質量流量とを、該補正係数マップに
当てはめて、該補正係数を求める補正係数算出手段と、
取得された前記絞り弁を通過する空気の前記質量流量と
直前に推定された前記気筒内に流入する空気質量流量と
の差、前記補正係数、および直前に推定された代表吸気
管圧力に基づき、前記吸気管内の現在の圧力を代表する
代表吸気管圧力を推定する吸気管圧力推定手段と、推定
された前記代表吸気管圧力と検出された前記エンジン回
転数とから、単位時間または単位エンジン回転数当り
の、前記気筒内に流入する空気質量流量を推定する気筒
空気流量推定手段と、を備えていることを特徴するもの
である。
【０００７】
【０００８】
【作用】エンジン状態が過渡時においては、吸気管内の
圧力は一定ではなく、圧力勾配が生まれる。このため、
吸気管の一部の流量を測定して、これを直ちに気筒内に
流入する空気流量とすると、過渡時においては、測定に
よって得られた空気流量と実際に気筒内に流入する空気
流量とに差異が生じてしまう。
圧力は一定ではなく、圧力勾配が生まれる。このため、
吸気管の一部の流量を測定して、これを直ちに気筒内に
流入する空気流量とすると、過渡時においては、測定に
よって得られた空気流量と実際に気筒内に流入する空気
流量とに差異が生じてしまう。
【０００９】そこで、本発明では、吸気管内の圧力勾配
に着目して、吸気管内の代表圧力を求めて、これとエン
ジン回転数とから、気筒内に流入する空気流量を求めて
いる。 ところで、過渡時の吸気管内の圧力勾配は、エ
ンジン回転数の他に、吸気温度等によっても影響を受け
る。したがって、吸気管内の代表圧力を求める際に、エ
ンジン回転数と吸気温度を考慮して、代表圧力を求める
ことにより、アクセルが踏み込まれた時のみならず、環
境が変化して温度が変わっている時の過渡時において
も、正確に気筒内に流入する空気質量流量を求めること
ができる。
に着目して、吸気管内の代表圧力を求めて、これとエン
ジン回転数とから、気筒内に流入する空気流量を求めて
いる。 ところで、過渡時の吸気管内の圧力勾配は、エ
ンジン回転数の他に、吸気温度等によっても影響を受け
る。したがって、吸気管内の代表圧力を求める際に、エ
ンジン回転数と吸気温度を考慮して、代表圧力を求める
ことにより、アクセルが踏み込まれた時のみならず、環
境が変化して温度が変わっている時の過渡時において
も、正確に気筒内に流入する空気質量流量を求めること
ができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係る各種実施例について、図
１から図８を用いて説明する。まず、本発明に係る燃料
噴射量制御装置の第１の実施例について、図１から図６
を用いて説明する。
１から図８を用いて説明する。まず、本発明に係る燃料
噴射量制御装置の第１の実施例について、図１から図６
を用いて説明する。
【００１１】図２に示すように、本実施例のエンジン１
には、吸気管１１内の絞り弁１２を通過する空気の質量
流量を測定する熱線式空気流量計２と、吸気管１１内の
圧力を測定する圧力センサ３と、排気管１６と吸気管１
１とを結ぶＥＧＲ(Exhast Gas Reciculation)還流通路
４ａと、ＥＧＲ還流通路４ａの途中に絞り弁として設け
られたＥＧＲバルブ４ｂと、燃料タンク１７内の揮発分
燃料を吸気管１１にパージするキャニスターパージ装置
５と、気筒１５に燃料を供給する燃料噴射弁６と、気筒
１５内の燃料を点火する点火装置７と、排気ガスの酸素
濃度を検知する酸素濃度センサ８、クランク角度センサ
１８と、デジタル演算処理を行うマイクロコンピュータ
で上記のセンサ類から信号を受け取って燃料噴射量等を
計算してＥＧＲバルブ４、キャニスターパージ装置５、
燃料噴射弁６、点火装置７等を制御するコントロールユ
ニット９とが、設けられている。
には、吸気管１１内の絞り弁１２を通過する空気の質量
流量を測定する熱線式空気流量計２と、吸気管１１内の
圧力を測定する圧力センサ３と、排気管１６と吸気管１
１とを結ぶＥＧＲ(Exhast Gas Reciculation)還流通路
４ａと、ＥＧＲ還流通路４ａの途中に絞り弁として設け
られたＥＧＲバルブ４ｂと、燃料タンク１７内の揮発分
燃料を吸気管１１にパージするキャニスターパージ装置
５と、気筒１５に燃料を供給する燃料噴射弁６と、気筒
１５内の燃料を点火する点火装置７と、排気ガスの酸素
濃度を検知する酸素濃度センサ８、クランク角度センサ
１８と、デジタル演算処理を行うマイクロコンピュータ
で上記のセンサ類から信号を受け取って燃料噴射量等を
計算してＥＧＲバルブ４、キャニスターパージ装置５、
燃料噴射弁６、点火装置７等を制御するコントロールユ
ニット９とが、設けられている。
【００１２】コントロールユニット９は、図３に示すよ
うに、各種センサやアクチュエータの駆動制御を行うド
ライバ回路２０と、各種センサの出力電圧をデジタル信
号に変換したり、デジタル信号に基づきパルスを発生さ
せる入出力回路２１と、入出力回路２１の信号をデジタ
ル演算処理を行いエンジン１の燃料噴射量等を計算する
ＣＰＵ２２と、計算された変数等を一時的に保持する揮
発性メモリ（ＲＡＭ）２３、ＣＰＵ２２が演算を行うた
めのプログラムや定数等が格納されている不揮発性メモ
リ（ＲＯＭ）２４、ＲＡＭ２３の内容を保持する電源回
路２５とを有して構成されている。ＲＯＭ２４には、図
５および図６に示すフローを実行するためのプログラム
や、図４に示すマップ等が格納されている。
うに、各種センサやアクチュエータの駆動制御を行うド
ライバ回路２０と、各種センサの出力電圧をデジタル信
号に変換したり、デジタル信号に基づきパルスを発生さ
せる入出力回路２１と、入出力回路２１の信号をデジタ
ル演算処理を行いエンジン１の燃料噴射量等を計算する
ＣＰＵ２２と、計算された変数等を一時的に保持する揮
発性メモリ（ＲＡＭ）２３、ＣＰＵ２２が演算を行うた
めのプログラムや定数等が格納されている不揮発性メモ
リ（ＲＯＭ）２４、ＲＡＭ２３の内容を保持する電源回
路２５とを有して構成されている。ＲＯＭ２４には、図
５および図６に示すフローを実行するためのプログラム
や、図４に示すマップ等が格納されている。
【００１３】次に、図５および図６に示すフロー、およ
び図１に示すコントロールユニット９の機能ブロック図
を用いて、本実施例の動作について説明する。まず、吸
気温度推定ブロック３０１で現在の吸気温度Ｔを推定す
る（ステップ７０１）。
び図１に示すコントロールユニット９の機能ブロック図
を用いて、本実施例の動作について説明する。まず、吸
気温度推定ブロック３０１で現在の吸気温度Ｔを推定す
る（ステップ７０１）。
【００１４】現在の吸気温度Ｔの推定について説明す
る。吸気管１１内において、吸気管圧力がＰｍのときの
状態方程式は、（数１）のように表せる。
る。吸気管１１内において、吸気管圧力がＰｍのときの
状態方程式は、（数１）のように表せる。
【００１５】 Ｐｍ・Ｖ＝Ｑａ／Ｍ・Ｒ・Ｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１） ここで、Ｖは絞り弁１２から吸気弁１４までの間の吸気
管１１の体積、Ｑａは絞り弁１２を通過する空気の質量
流量、Ｍは空気平均分子量、Ｒはアボガドロ数である。
また、吸気管１１内において、任意の吸気温度Ｔｋのと
きの吸気管圧力をＰｅとすると、このときの状態方程式
は、（数２）のように表せる。
管１１の体積、Ｑａは絞り弁１２を通過する空気の質量
流量、Ｍは空気平均分子量、Ｒはアボガドロ数である。
また、吸気管１１内において、任意の吸気温度Ｔｋのと
きの吸気管圧力をＰｅとすると、このときの状態方程式
は、（数２）のように表せる。
【００１６】 Ｐｅ・Ｖ＝Ｑａ／Ｍ・Ｒ・Ｔｋ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数２） ここで、Ｔｋは任意の吸気温度である。以上の（数
１）、（数２）をまとめると、現在の吸気温度Ｔは、
（数３）のように表せる。
１）、（数２）をまとめると、現在の吸気温度Ｔは、
（数３）のように表せる。
【００１７】 Ｔ＝Ｔｋ・Ｐｅ／Ｐｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数３） したがって、吸気温度推定ブロック３０１では、後述す
る平均圧力推定ブロック３００によって得られる任意の
吸気温度Ｔｋのときの吸気管圧力Ｐｅと、圧力センサ３
から得られる吸気管圧力Ｐｍと、この（数３）を用い
て、現在の吸気温度Ｔを推定している。
る平均圧力推定ブロック３００によって得られる任意の
吸気温度Ｔｋのときの吸気管圧力Ｐｅと、圧力センサ３
から得られる吸気管圧力Ｐｍと、この（数３）を用い
て、現在の吸気温度Ｔを推定している。
【００１８】現在の吸気温度Ｔの推定手順は、図６に示
すように、まず、ＥＧＲ還流中か否か（ステップ８０
１）、キャニスタパージ中か否か（ステップ８０２）を
判断し、、ＥＧＲ還流中か、またはキャニスタパージ中
であれば、このフローを直ちに終了し、現在の吸気温度
Ｔを推定しない。ＥＧＲ還流中ではなく、かつキャニス
タパージ中でなければ、ステップ８０３で圧力センサ３
の電圧値を読み込み、ステップ８０４で任意の吸気温度
Ｔｋのときの吸気管圧力Ｐｅを取得して、ステップ８０
５で（数３）を用いて現在の吸気温度Ｔを推定する。こ
のように、ＥＧＲ還流中か否か（ステップ８０１）、お
よびキャニスタパージ中か否か（ステップ８０２）を考
慮するのは、ＥＧＲ還流中またはキャニスタパージ中で
あるときは、正確な吸気管圧力を得ることができないか
らである。
すように、まず、ＥＧＲ還流中か否か（ステップ８０
１）、キャニスタパージ中か否か（ステップ８０２）を
判断し、、ＥＧＲ還流中か、またはキャニスタパージ中
であれば、このフローを直ちに終了し、現在の吸気温度
Ｔを推定しない。ＥＧＲ還流中ではなく、かつキャニス
タパージ中でなければ、ステップ８０３で圧力センサ３
の電圧値を読み込み、ステップ８０４で任意の吸気温度
Ｔｋのときの吸気管圧力Ｐｅを取得して、ステップ８０
５で（数３）を用いて現在の吸気温度Ｔを推定する。こ
のように、ＥＧＲ還流中か否か（ステップ８０１）、お
よびキャニスタパージ中か否か（ステップ８０２）を考
慮するのは、ＥＧＲ還流中またはキャニスタパージ中で
あるときは、正確な吸気管圧力を得ることができないか
らである。
【００１９】次に、充填効率補正ブロック３０４でエン
ジン１の充填効率補正係数Ｋｑを求める（ステップ７０
２）。充填効率補正係数Ｋｑは、気筒１５に供給された
空気の質量を補正するための係数であるが、ここでは、
吸気管１１内の圧力勾配を補正するための係数として用
いられている。すなわち、充填効率補正係数Ｋｑは、直
接的には吸気管１１内の圧力勾配を補正するための係数
であるが、間接的には気筒１５に供給された空気の質量
を補正するための係数である。
ジン１の充填効率補正係数Ｋｑを求める（ステップ７０
２）。充填効率補正係数Ｋｑは、気筒１５に供給された
空気の質量を補正するための係数であるが、ここでは、
吸気管１１内の圧力勾配を補正するための係数として用
いられている。すなわち、充填効率補正係数Ｋｑは、直
接的には吸気管１１内の圧力勾配を補正するための係数
であるが、間接的には気筒１５に供給された空気の質量
を補正するための係数である。
【００２０】充填効率補正係数Ｋｑは、（数３）に示す
ように、吸気温度Ｔとエンジンの回転数Ｎと吸気管圧力
Ｐｍと吸入する空気質量流量Ｑａとをパラメータとする
関数で表すことができる。 Ｋｑ＝ｆ（Ｔ，Ｎ，Ｐｍ，Ｑａ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数３） したがって、これをパラメータとするＫｑマップと、吸
気温度推定ブロック３０１で求めた現在の吸気温度Ｔ
と、クランク角センサ１８から得られるエンジン回転数
Ｎと、測定された吸気管圧力Ｐｍと、測定された空気質
量流量Ｑａとで、充填効率補正係数Ｋｑを求める。な
お、ここでは、Ｔ，Ｎ，Ｐｍ，Ｑａをパラメータとし
て、充填効率補正係数Ｋｑを求めているが、例えば、
Ｔ，Ｎのみ、またはＴのみをパラメータとして、さらに
Ｔ，Ｎ，Ｑａのみをパラメータとして、充填効率補正係
数Ｋｑを求めるようにしてもよい。但し、このような場
合には、最終的に求めようとしている気筒１５内に供給
される質量空気流量Ｑｃには、いくらかの誤差が生じる
ことは言うまでもない。また、Ｋｑマップは、一般的に
非線型であるので、数式として、取得しておくことが難
しいため、ここでは、予め試験によってマップを作成
し、これをＫｑマップとして用いている。
ように、吸気温度Ｔとエンジンの回転数Ｎと吸気管圧力
Ｐｍと吸入する空気質量流量Ｑａとをパラメータとする
関数で表すことができる。 Ｋｑ＝ｆ（Ｔ，Ｎ，Ｐｍ，Ｑａ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数３） したがって、これをパラメータとするＫｑマップと、吸
気温度推定ブロック３０１で求めた現在の吸気温度Ｔ
と、クランク角センサ１８から得られるエンジン回転数
Ｎと、測定された吸気管圧力Ｐｍと、測定された空気質
量流量Ｑａとで、充填効率補正係数Ｋｑを求める。な
お、ここでは、Ｔ，Ｎ，Ｐｍ，Ｑａをパラメータとし
て、充填効率補正係数Ｋｑを求めているが、例えば、
Ｔ，Ｎのみ、またはＴのみをパラメータとして、さらに
Ｔ，Ｎ，Ｑａのみをパラメータとして、充填効率補正係
数Ｋｑを求めるようにしてもよい。但し、このような場
合には、最終的に求めようとしている気筒１５内に供給
される質量空気流量Ｑｃには、いくらかの誤差が生じる
ことは言うまでもない。また、Ｋｑマップは、一般的に
非線型であるので、数式として、取得しておくことが難
しいため、ここでは、予め試験によってマップを作成
し、これをＫｑマップとして用いている。
【００２１】次に、代表圧力推定ブロック３００で、
（数４）を用いて、吸気管１１内の圧力勾配を考慮し
て、現在の吸気管１１内の代表吸気圧力Ｐｅ(i)を算出
する（ステップ７０３）。 Ｐｅ(i)＝Ｐｅ(i-1)＋Ｋｑ（Ｑａ−Ｑｃ）・・・・・・・・・・・・・（数４） ここで、Ｐｅ(i-1)は現在の代表吸気圧力Ｐｅ(i)を算出
する直前に算出した代表吸気圧力、Ｑｃは吸気弁１４を
通過する、つまり気筒１５内に流入する空気の質量流量
である。なお、このＱｃも、この計算を実施する直前に
取得したものを用いている。
（数４）を用いて、吸気管１１内の圧力勾配を考慮し
て、現在の吸気管１１内の代表吸気圧力Ｐｅ(i)を算出
する（ステップ７０３）。 Ｐｅ(i)＝Ｐｅ(i-1)＋Ｋｑ（Ｑａ−Ｑｃ）・・・・・・・・・・・・・（数４） ここで、Ｐｅ(i-1)は現在の代表吸気圧力Ｐｅ(i)を算出
する直前に算出した代表吸気圧力、Ｑｃは吸気弁１４を
通過する、つまり気筒１５内に流入する空気の質量流量
である。なお、このＱｃも、この計算を実施する直前に
取得したものを用いている。
【００２２】過渡時において、前述したように、実際に
気筒内に流入する空気質量流量と熱線式空気流量計の出
力値とが一致しなくなるのは、吸気管１１内に圧力勾配
が生じるためであるから、過渡時に気筒内に流入する空
気質量流量を正確に把握するためには、これを考慮する
必要がある。したがって、（数４）を用いて、吸気管１
１内の圧力勾配を考慮して現在の代表吸気圧力Ｐｅを求
めている。
気筒内に流入する空気質量流量と熱線式空気流量計の出
力値とが一致しなくなるのは、吸気管１１内に圧力勾配
が生じるためであるから、過渡時に気筒内に流入する空
気質量流量を正確に把握するためには、これを考慮する
必要がある。したがって、（数４）を用いて、吸気管１
１内の圧力勾配を考慮して現在の代表吸気圧力Ｐｅを求
めている。
【００２３】次に、空気質量流量推定ブロック３０２
で、Ｐｅ−Ｎマップと、求めたＰｅとエンジン回転数Ｎ
とで、単位回転数当りに、気筒１５内に流入する空気質
量流量Ｑｃを求める（ステップ７０４）。なお、本実施
例では、単位回転数当りの燃料量を求めるために、エン
ジン回転数Ｎを用いて、単位回転数当りの空気流量Ｑｃ
を求めているが、単位時間当りの燃料を求めるような場
合には、所定時間を用いて、単位時間当りの空気流量を
求めるようにしてもよい。
で、Ｐｅ−Ｎマップと、求めたＰｅとエンジン回転数Ｎ
とで、単位回転数当りに、気筒１５内に流入する空気質
量流量Ｑｃを求める（ステップ７０４）。なお、本実施
例では、単位回転数当りの燃料量を求めるために、エン
ジン回転数Ｎを用いて、単位回転数当りの空気流量Ｑｃ
を求めているが、単位時間当りの燃料を求めるような場
合には、所定時間を用いて、単位時間当りの空気流量を
求めるようにしてもよい。
【００２４】ここで、図４を用いて、充填効率補正係数
Ｋｑの性質について、説明する。空気質量流量推定ブロ
ック３０２で求められる空気質量流量Ｑｃは、例えば、
Ｋｑが“大”のときには、同図中の破線のような挙動を
示し、Ｋｑが“小”のときは、同図中の一点破線のよう
な挙動を示す。なお、同図中の実線は熱線式空気流量計
２からの出力値を示している。すなわち、Ｋｑは、熱線
式空気流量計２からの出力値をなます性質があるので、
これを的確に定めることにより、過渡時において、気筒
１５内に流入する空気質量流量が、図１１に示すような
挙動を示しても（同図中、実線）、正確な空気質量流量
Ｑｃを求めることができる。
Ｋｑの性質について、説明する。空気質量流量推定ブロ
ック３０２で求められる空気質量流量Ｑｃは、例えば、
Ｋｑが“大”のときには、同図中の破線のような挙動を
示し、Ｋｑが“小”のときは、同図中の一点破線のよう
な挙動を示す。なお、同図中の実線は熱線式空気流量計
２からの出力値を示している。すなわち、Ｋｑは、熱線
式空気流量計２からの出力値をなます性質があるので、
これを的確に定めることにより、過渡時において、気筒
１５内に流入する空気質量流量が、図１１に示すような
挙動を示しても（同図中、実線）、正確な空気質量流量
Ｑｃを求めることができる。
【００２５】次に、燃料噴射量算出ブロック３０３で、
エンジン回転数Ｎと求めた空気質量流量Ｑｃと（数５）
とを用いて、燃料噴射弁６からの燃料噴射量Ｔｐを算出
する（ステップ７０５）。 Ｔｐ＝Ｋｉ・Ｑｃ／Ｎ＋Ｔｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数５） ここで、Ｋｉはインジェクタ定数、Ｔｓは無効噴射幅で
ある。
エンジン回転数Ｎと求めた空気質量流量Ｑｃと（数５）
とを用いて、燃料噴射弁６からの燃料噴射量Ｔｐを算出
する（ステップ７０５）。 Ｔｐ＝Ｋｉ・Ｑｃ／Ｎ＋Ｔｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数５） ここで、Ｋｉはインジェクタ定数、Ｔｓは無効噴射幅で
ある。
【００２６】このようにして求められた燃料噴射量Ｔｐ
は、コントロールユニット５の入出回路２１から噴射量
制御信号として、ドライバ回路２０を介して、燃料噴射
弁６に出力され、気筒１５内に流入する空気質量流量に
応じた燃料が、気筒１５内に供給される。
は、コントロールユニット５の入出回路２１から噴射量
制御信号として、ドライバ回路２０を介して、燃料噴射
弁６に出力され、気筒１５内に流入する空気質量流量に
応じた燃料が、気筒１５内に供給される。
【００２７】気筒１５内において、発生した排気ガス
は、排気管１６から外部に排気される。この際、排気管
１６に設けられている酸素濃度センサ８により、排気ガ
ス中の酸素濃度が検出され、この情報に基づき、コント
ロールユニット９において、燃料噴射量等が調整される
ことになる。
は、排気管１６から外部に排気される。この際、排気管
１６に設けられている酸素濃度センサ８により、排気ガ
ス中の酸素濃度が検出され、この情報に基づき、コント
ロールユニット９において、燃料噴射量等が調整される
ことになる。
【００２８】以上のように、本実施例では、環境が変化
して温度が変わっている時やアクセルが踏み込まれた時
等の過渡時においても、気筒１５内に流入する空気質量
流量を正確に把握することができ、適切な空燃比で燃料
を燃焼させることができる。ところで、定常時には、吸
気管１１内の圧力勾配がなくなり、Ｑａ＝Ｑｃとなるの
で、（数４）において、Ｋｑ（Ｑａ−Ｑｃ）＝０となっ
て、熱線式空気流量計２の出力値Ｑａがそのまま気筒１
５内に流入する空気質量流量として用いられることにな
る。
して温度が変わっている時やアクセルが踏み込まれた時
等の過渡時においても、気筒１５内に流入する空気質量
流量を正確に把握することができ、適切な空燃比で燃料
を燃焼させることができる。ところで、定常時には、吸
気管１１内の圧力勾配がなくなり、Ｑａ＝Ｑｃとなるの
で、（数４）において、Ｋｑ（Ｑａ−Ｑｃ）＝０となっ
て、熱線式空気流量計２の出力値Ｑａがそのまま気筒１
５内に流入する空気質量流量として用いられることにな
る。
【００２９】なお、本実施例において、絞り弁１２を通
過する空気質量流量Ｑａを熱線式空気流量計２を用いて
測定したが、熱フィルム式空気流量計を用いても、ま
た、他の空気質量流量計を用いてもよい。さらに、空気
体積流量計を用いて、空気質量流量を取得し、温度およ
び圧力から質量流量を求めるようにしてもよい。
過する空気質量流量Ｑａを熱線式空気流量計２を用いて
測定したが、熱フィルム式空気流量計を用いても、ま
た、他の空気質量流量計を用いてもよい。さらに、空気
体積流量計を用いて、空気質量流量を取得し、温度およ
び圧力から質量流量を求めるようにしてもよい。
【００３０】次に、本発明に係る燃料噴射制御装置の第
２の実施例について、図７を用いて説明する。本実施例
は、絞り弁１２を通過する空気質量流量Ｑａを熱線式空
気流量計２から取得するのではなく、スロットル開度α
とエンジン回転数Ｎとから空気質量流量Ｑａを求めるも
のである。すなわち、図示されていないがスロットル開
度センサを設けると共に、コントロールユニット９内に
絞り弁１２を通過する空気質量流量Ｑａの推定ブロック
３０５を設けたものである。なお、本実施例において、
その他のハード的構成およびソフト的構成は、第１の実
施例と同様である。
２の実施例について、図７を用いて説明する。本実施例
は、絞り弁１２を通過する空気質量流量Ｑａを熱線式空
気流量計２から取得するのではなく、スロットル開度α
とエンジン回転数Ｎとから空気質量流量Ｑａを求めるも
のである。すなわち、図示されていないがスロットル開
度センサを設けると共に、コントロールユニット９内に
絞り弁１２を通過する空気質量流量Ｑａの推定ブロック
３０５を設けたものである。なお、本実施例において、
その他のハード的構成およびソフト的構成は、第１の実
施例と同様である。
【００３１】この推定ブロック３０５には、スロットル
開度αとエンジン回転数Ｎとをパラメータとして空気質
量流量Ｑａを設定するためのα−Ｎマップが設けられて
おり、ここに、スロットル開度センサからの出力および
クランク角度センサ１８から出力が入力して、空気質量
流量Ｑａが求められる。求められた空気質量流量Ｑａ
は、充填効率補正ブロック３０４および代表圧力推定ブ
ロック３００に出力され、第１の実施例と同様に、気筒
１５内に流入する空気質量流量Ｑｃが求められる。
開度αとエンジン回転数Ｎとをパラメータとして空気質
量流量Ｑａを設定するためのα−Ｎマップが設けられて
おり、ここに、スロットル開度センサからの出力および
クランク角度センサ１８から出力が入力して、空気質量
流量Ｑａが求められる。求められた空気質量流量Ｑａ
は、充填効率補正ブロック３０４および代表圧力推定ブ
ロック３００に出力され、第１の実施例と同様に、気筒
１５内に流入する空気質量流量Ｑｃが求められる。
【００３２】このように、気筒１５内に流入する空気質
量流量Ｑｃは、熱線式空気流量計２を用いなくとも、間
接的に取得した空気質量流量Ｑａから、正確に把握する
ことができる。
量流量Ｑｃは、熱線式空気流量計２を用いなくとも、間
接的に取得した空気質量流量Ｑａから、正確に把握する
ことができる。
【００３３】次に、本発明に係る燃料噴射制御装置の第
３の実施例について、図８を用いて説明する。本実施例
は、第１の実施例のように、吸気温度推定ブロック３０
１を設けて、吸気温度Ｔを推定するのではなく、吸気温
度センサ（図示されていない）を吸気管１１に設けて直
接的に吸気温度Ｔを取得するものである。なお、本実施
例は、吸気温度センサが設けられている点と、吸気温度
推定ブロック３０１が設けられていない点とを除き、ハ
ード的構成およびソフト的構成は、第１の実施例と同様
である。
３の実施例について、図８を用いて説明する。本実施例
は、第１の実施例のように、吸気温度推定ブロック３０
１を設けて、吸気温度Ｔを推定するのではなく、吸気温
度センサ（図示されていない）を吸気管１１に設けて直
接的に吸気温度Ｔを取得するものである。なお、本実施
例は、吸気温度センサが設けられている点と、吸気温度
推定ブロック３０１が設けられていない点とを除き、ハ
ード的構成およびソフト的構成は、第１の実施例と同様
である。
【００３４】このように、吸気温度センサを設けて、直
接的に吸気温度Ｔを取得することにより、演算ブロック
３０１を無くすことができるので、気筒内に供給される
空気質量流量Ｑｃを求めるまでの演算回数が少なくな
り、短い周期で空気質量流量Ｑｃを求めることができ
る。したがって、吸気管１１内がより急激に変化したよ
うな場合であっても対応することができるようになる。
接的に吸気温度Ｔを取得することにより、演算ブロック
３０１を無くすことができるので、気筒内に供給される
空気質量流量Ｑｃを求めるまでの演算回数が少なくな
り、短い周期で空気質量流量Ｑｃを求めることができ
る。したがって、吸気管１１内がより急激に変化したよ
うな場合であっても対応することができるようになる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、過渡時において、吸気
温度を考慮しているので、環境が変化して温度が変わっ
た時でも、気筒内に流入する空気の質量流量を正確に求
めることができる。
温度を考慮しているので、環境が変化して温度が変わっ
た時でも、気筒内に流入する空気の質量流量を正確に求
めることができる。
【図１】本発明に係る第１の実施例のコントロールユニ
ットの機能ブロック図である。
ットの機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る第１の実施例のエンジン回りの構
成を示す説明図である。
成を示す説明図である。
【図３】本発明に係る第１の実施例のコントロールユニ
ットの回路ブロック図である。
ットの回路ブロック図である。
【図４】本発明に係る第１の実施例の充填効率補正係数
と空気流量との関係を示すグラフである。
と空気流量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る第１の実施例の燃料噴射量の算出
手順を示すフローチャートである。
手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る第１の実施例の吸気温度の推定手
順を示すフローチャートである。
順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る第２の実施例のコントロールユニ
ットの機能ブロック図である。
ットの機能ブロック図である。
【図８】本発明に係る第３の実施例のコントロールユニ
ットの機能ブロック図である。
ットの機能ブロック図である。
【図９】過渡時における熱線式空気流量計の出力と実際
に気筒内に流入する空気流量とを示すグラフである。
に気筒内に流入する空気流量とを示すグラフである。
１…エンジン、２…熱線式空気流量計、３…圧力セン
サ、６…燃料噴射弁、７…点火装置、８…酸素濃度セン
サ、９…コントロールユニット、１１…吸気管、１２…
絞り弁、１４…吸気弁、１５…気筒、１６…排気管、１
８…クランク角度センサ、２０…ドライバ回路、２１…
入出力回路、２２…ＣＰＵ、２３…ＲＡＭ、２４…ＲＯ
Ｍ、３００…代表圧力推定ブロック、３０１…吸気温度
推定ブロック、３０２…空気質量流量推定ブロック、３
０３…燃料噴射量算出ブロック、３０４…充填効率補正
ブロック。
サ、６…燃料噴射弁、７…点火装置、８…酸素濃度セン
サ、９…コントロールユニット、１１…吸気管、１２…
絞り弁、１４…吸気弁、１５…気筒、１６…排気管、１
８…クランク角度センサ、２０…ドライバ回路、２１…
入出力回路、２２…ＣＰＵ、２３…ＲＡＭ、２４…ＲＯ
Ｍ、３００…代表圧力推定ブロック、３０１…吸気温度
推定ブロック、３０２…空気質量流量推定ブロック、３
０３…燃料噴射量算出ブロック、３０４…充填効率補正
ブロック。
Claims (6)
- 【請求項１】気筒内に流入する空気の温度を直接的また
は間接的に取得する吸気温度取得手段と、 エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、 吸気管内の絞り弁を通過する空気の質量流量を直接的ま
たは間接的に取得する絞り弁空気流量取得手段と、 前記吸気管内の圧力勾配を補正する補正係数に関して、
少なくとも、吸気温度とエンジン回転数と該吸気管内に
流入する空気質量流量とをパラメータとする、非線型の
補正係数マップを有し、前記吸気温度取得手段で取得さ
れた吸気温度と、前記エンジン回転数検出手段で検出さ
れたエンジン回転数と、直前に推定された該吸気管内に
流入する空気質量流量とを、該補正係数マップに当ては
めて、該補正係数を求める補正係数算出手段と、 取得された前記絞り弁を通過する空気の前記質量流量と
直前に推定された前記気筒内に流入する前記空気質量流
量との差、前記補正係数、および直前に推定された代表
吸気管圧力に基づき、前記吸気管内の現在の圧力を代表
する代表吸気管圧力を推定する吸気管圧力推定手段と、 推定された前記代表吸気管圧力と検出された前記エンジ
ン回転数とから、単位時間または単位エンジン回転数当
りの、前記気筒内に流入する空気質量流量を推定する気
筒空気流量推定手段と、 を備えていることを特徴するエンジンの流入空気量検出
装置。 - 【請求項２】前記絞り弁空気流量取得手段は、 熱式空気流量計であることを特徴とする請求項１に記載
のエンジンの流入空気量検出装置。 - 【請求項３】前記絞り弁空気流量取得手段は、 前記絞り弁の弁開度を測定する弁開度測定手段と、 測定された前記弁開度と測定された前記エンジン回転数
とから、前記吸気管内の絞り弁を通過する空気の前記質
量流量を推定する絞り弁空気流量推定手段と、 を有していることを特徴とする請求項１に記載のエンジ
ンの流入空気量検出装置。 - 【請求項４】前記吸気温度取得手段は、 前記吸気管内の特定位置における圧力を測定する圧力測
定手段と、 測定された前記圧力、直前に推定された代表吸気管圧
力、直前に推定された吸気温度とから、現在の吸気温度
を推定する吸気温度推定手段と、 を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれ
か一項に記載のエンジンの流入空気量検出装置。 - 【請求項５】請求項１から4のいずれか一項に記載のエ
ンジンの流入空気量検出装置と、 前記エンジンの流入空気量検出装置により推定された、
前記気筒内に流入する空気質量流量に基づいて、燃料噴
射装置が噴射する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出
手段と、 前記燃料噴射装置が算出された前記燃料噴射量の燃料を
噴出するよう、該燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置
制御手段と、 を備えていることを特徴とするエンジンの燃料噴射量制
御装置。 - 【請求項６】吸気管を通って気筒内に流入する空気流量
を検出するエンジンの流入空気量検出装置において、 前記吸気管内の圧力勾配を補正する補正係数に関して、
少なくとも、吸気温度とエンジン回転数と該吸気管内に
流入する空気質量流量とをパラメータとする、非線型の
補正係数マップを予め求めておき、 吸気温度とエンジン回転数と吸気管入口側の流入空気質
量流量と、を直接的または間接的に取得し、 前記補正係数マップを用いて、取得した前記吸気温度と
前記エンジン回転数と直前に推定された前記気筒内に流
入する空気質量流量とに対応した前記補正係数を求め、 取得した前記空気の吸気管入口側の前記質量流量と直前
に推定された前記気筒内に流入する前記空気質量流量と
の差、前記補正係数、および直前に推定された代表吸気
管圧力に基づき、前記吸気管内の現在の圧力を代表する
代表吸気管圧力を推定し、 推定された前記代表吸気管圧力と取得した前記エンジン
回転数とから、単位時間または単位エンジン回転数当り
の、前記気筒内に流入する空気質量流量を推定すること
を特徴するエンジンの流入空気量検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343689A JP2908924B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | エンジンの流入空気量検出方法、この方法を実行する装置、この装置を備えた燃料噴射量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343689A JP2908924B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | エンジンの流入空気量検出方法、この方法を実行する装置、この装置を備えた燃料噴射量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180057A JPH05180057A (ja) | 1993-07-20 |
| JP2908924B2 true JP2908924B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=18363491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3343689A Expired - Lifetime JP2908924B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | エンジンの流入空気量検出方法、この方法を実行する装置、この装置を備えた燃料噴射量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2908924B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7530347B2 (en) | 2006-11-22 | 2009-05-12 | Hitachi, Ltd. | Air amount computing unit and fuel control unit of internal combustion engine |
| WO2017130675A1 (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 制御装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2749226B2 (ja) * | 1992-02-28 | 1998-05-13 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の流入空気量検出装置及びこれを利用した燃料噴射量制御装置 |
| JP3637825B2 (ja) * | 1999-12-15 | 2005-04-13 | 日産自動車株式会社 | 可変動弁エンジンの制御装置 |
| JP4158679B2 (ja) | 2003-10-29 | 2008-10-01 | 日産自動車株式会社 | エンジンの吸入ガス温度推定装置 |
| JP4371103B2 (ja) | 2005-12-01 | 2009-11-25 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の吸入空気量算出装置 |
| JP4749292B2 (ja) * | 2006-09-14 | 2011-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP5241694B2 (ja) * | 2009-12-08 | 2013-07-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | エンジン始動時のシリンダ流入空気量補正方法、及びその方法を備えた燃料制御装置 |
| JP6128141B2 (ja) * | 2015-02-16 | 2017-05-17 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車 |
| DE102017218109A1 (de) * | 2017-10-11 | 2019-04-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Ermittlung eines Luftmassenstroms einer Verbrennungskraftmaschine |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3238190C2 (de) * | 1982-10-15 | 1996-02-22 | Bosch Gmbh Robert | Elektronisches System zum Steuern bzw. Regeln von Betriebskenngrößen einer Brennkraftmaschine |
| JPS62113842A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-25 | Mazda Motor Corp | エンジンの制御装置 |
| JPH0742893B2 (ja) * | 1985-11-22 | 1995-05-15 | 株式会社日立製作所 | 燃料系の空気量推定制御方法 |
| JPS62261645A (ja) * | 1986-05-06 | 1987-11-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジン制御装置 |
| JPS63159639A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-02 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JPS63266153A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | エンジンの制御装置 |
| JP2901613B2 (ja) * | 1988-03-25 | 1999-06-07 | 富士重工業株式会社 | 自動車用エンジンの燃料噴射制御装置 |
| JPH0230958A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの吸入空気量算出装置および吸入空気量算出方法 |
| JP2709080B2 (ja) * | 1988-06-24 | 1998-02-04 | 富士重工業株式会社 | エンジンの吸入空気量算出装置および吸入空気量算出方法 |
| JP2830265B2 (ja) * | 1990-01-11 | 1998-12-02 | 株式会社日立製作所 | 気筒流入空気量算出装置 |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP3343689A patent/JP2908924B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7530347B2 (en) | 2006-11-22 | 2009-05-12 | Hitachi, Ltd. | Air amount computing unit and fuel control unit of internal combustion engine |
| WO2017130675A1 (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 制御装置 |
| JPWO2017130675A1 (ja) * | 2016-01-27 | 2018-08-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 制御装置 |
| DE112017000237T5 (de) | 2016-01-27 | 2018-10-04 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Steuergerät |
| US10900426B2 (en) | 2016-01-27 | 2021-01-26 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05180057A (ja) | 1993-07-20 |
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