JP2908934B2 - 吸入空気量値の補正方法 - Google Patents
吸入空気量値の補正方法Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃料制御
システム等に適用され、大気圧及び絶対湿度の影響を排
除して吸入空気の質量流量を求める吸入空気量値の補正
方法に関するものである。
システム等に適用され、大気圧及び絶対湿度の影響を排
除して吸入空気の質量流量を求める吸入空気量値の補正
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は例えば三菱電機技報、Vol ６１，
No. ８，１９８７年に示された従来の内燃機関の燃料制
御システムの概略図である。図６において、１は内燃機
関、２は内燃機関１が吸入する空気の体積流量を計測す
るエアフローセンサ、３は内燃機関１の排気ガス中の酸
素濃度を計測するＯ2 センサ、４は吸入空気の温度を検
出する吸気温センサ、５は大気圧計測用の圧力センサ、
６はエアフローセンサ２、Ｏ2 センサ３等の出力信号に
より内燃機関１に燃料を供給するインジェクタ７の開弁
時間を制御するコントロールユニットである。
No. ８，１９８７年に示された従来の内燃機関の燃料制
御システムの概略図である。図６において、１は内燃機
関、２は内燃機関１が吸入する空気の体積流量を計測す
るエアフローセンサ、３は内燃機関１の排気ガス中の酸
素濃度を計測するＯ2 センサ、４は吸入空気の温度を検
出する吸気温センサ、５は大気圧計測用の圧力センサ、
６はエアフローセンサ２、Ｏ2 センサ３等の出力信号に
より内燃機関１に燃料を供給するインジェクタ７の開弁
時間を制御するコントロールユニットである。
【０００３】次に、図６を参照して従来例の動作につい
て説明する。コントロールユニット６は、エアフローセ
ンサ２により計測された吸入空気量を、圧力センサ５か
らの大気圧情報信号及び吸気温センサ４からの吸入空気
温度信号を用いて、吸入空気流量（体積流量）から吸入
空気量（質量流量）に変換する。ここで、質量流量Ｍ
は、Ｖを測定体積流量（ｍ3)、Ｔを測定温度（℃）、Ｐ
を測定圧力（mmHg）、ρを空気密度（kg/m3)とすると、
下記数１式により求められる。
て説明する。コントロールユニット６は、エアフローセ
ンサ２により計測された吸入空気量を、圧力センサ５か
らの大気圧情報信号及び吸気温センサ４からの吸入空気
温度信号を用いて、吸入空気流量（体積流量）から吸入
空気量（質量流量）に変換する。ここで、質量流量Ｍ
は、Ｖを測定体積流量（ｍ3)、Ｔを測定温度（℃）、Ｐ
を測定圧力（mmHg）、ρを空気密度（kg/m3)とすると、
下記数１式により求められる。
【０００４】
【数１】
【０００５】コントロールユニット６は、この質量流量
Ｍの信号に基づいて、この吸入空気量と供給燃料の重量
比、即ちＯ2 センサ３により検出される空燃比が適当な
値になるように内燃機関１に燃料を供給すべくインジェ
クタ７に燃料噴射制御信号を送出する。
Ｍの信号に基づいて、この吸入空気量と供給燃料の重量
比、即ちＯ2 センサ３により検出される空燃比が適当な
値になるように内燃機関１に燃料を供給すべくインジェ
クタ７に燃料噴射制御信号を送出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の燃料
制御システムにおいては、供給燃料量は計測された空気
量に対して適正空燃比となるように計算されるが、計測
された吸入空気の体積流量の質量流量への変換には、温
度、圧力のパラメータによって上記数１式のように補正
されている。しかし、実際に必要なのは燃焼に必要な酸
素量であるので、酸素量に注目して質量流量への変換を
することが必要である。
制御システムにおいては、供給燃料量は計測された空気
量に対して適正空燃比となるように計算されるが、計測
された吸入空気の体積流量の質量流量への変換には、温
度、圧力のパラメータによって上記数１式のように補正
されている。しかし、実際に必要なのは燃焼に必要な酸
素量であるので、酸素量に注目して質量流量への変換を
することが必要である。
【０００７】特に、希薄燃焼時の内燃機関においては、
酸素量に対する湿度の影響で空燃比が適正値から大きく
変化するなどの問題点があった。そのためには、上記の
ようなパラメータだけでなく、絶対湿度に関してもパラ
メータとして吸入空気の質量流量を補正する必要があ
る。同じ体積Ｖでも、湿度０％の場合には、Ｎ2 が７
９．１％、Ｏ2 が２０．９％となるが、Ｈ2 ＯがＸ％の
場合には、Ｎ2 がＹ％、Ｏ2 がＺ％とすると、体積Ｖ中
のＯ2 の量Ｖ0 は下記式のようになる。
酸素量に対する湿度の影響で空燃比が適正値から大きく
変化するなどの問題点があった。そのためには、上記の
ようなパラメータだけでなく、絶対湿度に関してもパラ
メータとして吸入空気の質量流量を補正する必要があ
る。同じ体積Ｖでも、湿度０％の場合には、Ｎ2 が７
９．１％、Ｏ2 が２０．９％となるが、Ｈ2 ＯがＸ％の
場合には、Ｎ2 がＹ％、Ｏ2 がＺ％とすると、体積Ｖ中
のＯ2 の量Ｖ0 は下記式のようになる。
【０００８】Ｚ＝（１−Ｘ／１００）＊２０．９ Ｖ0 ＝Ｖ＊Ｚ／１００
【０００９】上記式から理解されるように、最適空燃比
を計算するのに必要な酸素濃度は水蒸気量（Ｈ2 Ｏ＝Ｘ
％）の影響を受ける。また、圧力センサ５は高価である
などの問題点があった。
を計算するのに必要な酸素濃度は水蒸気量（Ｈ2 Ｏ＝Ｘ
％）の影響を受ける。また、圧力センサ５は高価である
などの問題点があった。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、吸入空気の質量流量を大気圧及
び絶対湿度補正することで真の質量流量が求められ、広
範囲において適正な空燃比を得る事ができ、燃費率、排
気ガスを改善する事ができる内燃機関の燃料制御システ
ムを可能にする吸入空気量値の補正方法を得ることを目
的とする。
ためになされたもので、吸入空気の質量流量を大気圧及
び絶対湿度補正することで真の質量流量が求められ、広
範囲において適正な空燃比を得る事ができ、燃費率、排
気ガスを改善する事ができる内燃機関の燃料制御システ
ムを可能にする吸入空気量値の補正方法を得ることを目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る燃
料制御システムは、内燃機関が吸入する吸入空気の流量
をエアフローセンサにより検出し、該検出した流量に基
づいて燃料量を決定するものにおいて、吸気通路に配置
された酸素濃度センサの出力により、上記燃料量を補正
する。
料制御システムは、内燃機関が吸入する吸入空気の流量
をエアフローセンサにより検出し、該検出した流量に基
づいて燃料量を決定するものにおいて、吸気通路に配置
された酸素濃度センサの出力により、上記燃料量を補正
する。
【００１２】請求項２の発明にかかる燃料制御システム
は、酸素濃度センサとしてガルバルニ電池式酸素センサ
を用いたものである。
は、酸素濃度センサとしてガルバルニ電池式酸素センサ
を用いたものである。
【００１３】
【作用】この発明における吸入空気量値の補正方法は、
大気圧、絶対湿度の影響を補正でき、内燃機関の燃料制
御システムに適用した場合、適正な空燃比制御ができ、
燃費率、排気ガスの改善につながる。
大気圧、絶対湿度の影響を補正でき、内燃機関の燃料制
御システムに適用した場合、適正な空燃比制御ができ、
燃費率、排気ガスの改善につながる。
【００１４】また、ガルバニ電池式酸素センサ１個で、
大気圧、絶対湿度の補正ができるので、コスト低減、軽
量化が図れる。
大気圧、絶対湿度の補正ができるので、コスト低減、軽
量化が図れる。
【００１５】
実施例１．図１はこの発明の一実施例による吸入空気量
値の補正方法を実施するための内燃機関の燃料制御シス
テムの概略図であり、図１において、符号１〜４，７で
示す構成要素は図６に示した従来装置と同一構成である
ので、その重複説明を省略する。８はエアフローセンサ
２とその上流側の図示しないエアクリーナーとの間の吸
気通路途中に備えられた吸入空気量補正用センサであ
り、圧力、絶対湿度によって変化する酸素濃度を計測す
る。９は、エアフローセンサ２、Ｏ2 センサ３、吸気温
センサ４、吸入空気量補正用センサ８の各出力信号を入
力すると共に、機関回転数などの他の情報を入力し、適
正な空燃比となるように、インジェクタ７を制御するコ
ントロールユニットである。
値の補正方法を実施するための内燃機関の燃料制御シス
テムの概略図であり、図１において、符号１〜４，７で
示す構成要素は図６に示した従来装置と同一構成である
ので、その重複説明を省略する。８はエアフローセンサ
２とその上流側の図示しないエアクリーナーとの間の吸
気通路途中に備えられた吸入空気量補正用センサであ
り、圧力、絶対湿度によって変化する酸素濃度を計測す
る。９は、エアフローセンサ２、Ｏ2 センサ３、吸気温
センサ４、吸入空気量補正用センサ８の各出力信号を入
力すると共に、機関回転数などの他の情報を入力し、適
正な空燃比となるように、インジェクタ７を制御するコ
ントロールユニットである。
【００１６】図２及び図３は上記吸入空気量補正用セン
サ８の正面図及び側面図であり、図２及び図３におい
て、１０は図示しないエアクリーナーとエアフローセン
サ２の間の通路に接続するためのジョイント管、１１
は、圧力、絶対湿度によって変化する酸素濃度を計測す
るガルバニ電池式酸素センサである。このガルバニ電池
式酸素センサ１１はケース１２によりジョイント管１０
に固定されており、その検出部がジョイント管１０内に
露出している。１３は、ケース１２に設けられ、ガルバ
ニ電池式酸素センサ１１をコントロールユニット９に接
続線を介して接続するためのコネクタである。
サ８の正面図及び側面図であり、図２及び図３におい
て、１０は図示しないエアクリーナーとエアフローセン
サ２の間の通路に接続するためのジョイント管、１１
は、圧力、絶対湿度によって変化する酸素濃度を計測す
るガルバニ電池式酸素センサである。このガルバニ電池
式酸素センサ１１はケース１２によりジョイント管１０
に固定されており、その検出部がジョイント管１０内に
露出している。１３は、ケース１２に設けられ、ガルバ
ニ電池式酸素センサ１１をコントロールユニット９に接
続線を介して接続するためのコネクタである。
【００１７】次に、図１ないし図３を主に参照して一実
施例の動作について説明する。コントロールユニット９
はエアフローセンサ２により計測された吸入空気流量
（体積流量）を上記数１式に従って吸入空気量（質量流
量Ｍ）に変換する。この際、コントロールユニット９
は、吸気温センサ４の出力を用いるが、圧力情報につい
ては吸入空気量補正用センサ８の出力により後で代用す
るので、上記数１式においてＰ／７６０を定数、例えば
１としておく。
施例の動作について説明する。コントロールユニット９
はエアフローセンサ２により計測された吸入空気流量
（体積流量）を上記数１式に従って吸入空気量（質量流
量Ｍ）に変換する。この際、コントロールユニット９
は、吸気温センサ４の出力を用いるが、圧力情報につい
ては吸入空気量補正用センサ８の出力により後で代用す
るので、上記数１式においてＰ／７６０を定数、例えば
１としておく。
【００１８】ガルバニ電池式酸素センサ１１は、大気圧
の圧力変化に対して図４に示す特性の様に、絶対湿度変
化に対しても図５に示す特性の様に、それぞれの変化に
対しリニアな出力変化を示す。そして、コントロールユ
ニット９は、このガルバニ電池式酸素センサ１１の出力
すなわち吸入空気量補正用センサ８の出力Ｅout を用い
て上記数１式で求めた質量流量Ｍに対し、以下の様な大
気圧及び絶対湿度補正をかけて実質吸入空気量Ｍ′を求
める。
の圧力変化に対して図４に示す特性の様に、絶対湿度変
化に対しても図５に示す特性の様に、それぞれの変化に
対しリニアな出力変化を示す。そして、コントロールユ
ニット９は、このガルバニ電池式酸素センサ１１の出力
すなわち吸入空気量補正用センサ８の出力Ｅout を用い
て上記数１式で求めた質量流量Ｍに対し、以下の様な大
気圧及び絶対湿度補正をかけて実質吸入空気量Ｍ′を求
める。
【００１９】実質吸入空気量Ｍ′＝Ｍ＊Ｅout ／Ｅo
【００２０】ここで、Ｅo は、絶対湿度０％且つ例えば
大気圧７６０mmHg時の吸入空気量補正用センサ８の出力
に等しい値であり、予め検出されてコントロールユニッ
ト９内のメモリーに記憶されている。
大気圧７６０mmHg時の吸入空気量補正用センサ８の出力
に等しい値であり、予め検出されてコントロールユニッ
ト９内のメモリーに記憶されている。
【００２１】コントロールユニット９は、この実質吸入
空気量Ｍ′の情報を基に、Ｏ2 センサ３の出力や機関回
転数等の各種情報を用いて内燃機関１に供給する燃料量
を公知の方法で演算し、この演算結果に応じてインジェ
クタ７を駆動制御し、空燃比を適正値にする。
空気量Ｍ′の情報を基に、Ｏ2 センサ３の出力や機関回
転数等の各種情報を用いて内燃機関１に供給する燃料量
を公知の方法で演算し、この演算結果に応じてインジェ
クタ７を駆動制御し、空燃比を適正値にする。
【００２２】実施例２．上記実施例では吸入空気量補正
用センサ８のセンサ部としてガルバニ電池式酸素センサ
１１を用いたが、この代りに大気圧、絶対湿度に関して
ガルバニ電池式酸素センサと同様の出力特性を示すガス
センサを用いてもよく、酸素はもとより窒素等安定して
大気中に存在するガス成分を測定しても、上記実施例と
同様の効果を奏する。なお、上記各実施例において、体
積流量から直接実質吸入空気量を求めるように演算を一
括して行なってもよい事は勿論言うまでもない。
用センサ８のセンサ部としてガルバニ電池式酸素センサ
１１を用いたが、この代りに大気圧、絶対湿度に関して
ガルバニ電池式酸素センサと同様の出力特性を示すガス
センサを用いてもよく、酸素はもとより窒素等安定して
大気中に存在するガス成分を測定しても、上記実施例と
同様の効果を奏する。なお、上記各実施例において、体
積流量から直接実質吸入空気量を求めるように演算を一
括して行なってもよい事は勿論言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、内燃機関が吸入する吸入
空気の流量をエアフローセンサにより検出し、該検出し
た流量に基づいて燃料量を決定するものにおいて、吸気
通路に配置された１個酸素濃度センサの出力により、上
記燃料量を補正するようにしたので、検出精度はそのセ
ンサの性能のみで決定され、他のセンサの阻害を受けず
に内燃機関の燃焼状態を精度よく制御することができる
という効果がある。
空気の流量をエアフローセンサにより検出し、該検出し
た流量に基づいて燃料量を決定するものにおいて、吸気
通路に配置された１個酸素濃度センサの出力により、上
記燃料量を補正するようにしたので、検出精度はそのセ
ンサの性能のみで決定され、他のセンサの阻害を受けず
に内燃機関の燃焼状態を精度よく制御することができる
という効果がある。
【００２４】また、ガルバニ電池式酸素センサ１個で、
大気圧、絶対湿度の補正ができるので、コスト低減、軽
量化が図れる。
大気圧、絶対湿度の補正ができるので、コスト低減、軽
量化が図れる。
【図１】この発明の記空気量値の補正方法の一実施例を
説明するための内燃機関の燃料制御システムを示す概略
図である。
説明するための内燃機関の燃料制御システムを示す概略
図である。
【図２】図１中の吸入空気量補正用センサの正面図であ
る。
る。
【図３】図１中の吸入空気量補正用センサの側面図であ
る。
る。
【図４】ガルバニ電池式酸素センサの気圧に対する出力
の関係を示す特性図である。
の関係を示す特性図である。
【図５】ガルバニ電池式酸素センサの絶対湿度に対する
出力の関係を示す特性図である。
出力の関係を示す特性図である。
【図６】従来の内燃機関の燃料制御システムを示す概略
図である。
図である。
１ 内燃機関 ２ エアフローセンサ ３ Ｏ2 センサ ４ 吸気温センサ ７ インジェクタ ８ 吸入空気量補正用センサ ９ コントロールユニット １０ ジョイント管 １１ ガルバニ電池式酸素センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 15/02 F02D 41/18 F02D 45/00 366 G01F 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関が吸入する吸入空気の流量をエ
アフローセンサにより検出し、該検出した流量に基づい
て燃料量を決定する内燃機関の燃料制御システムにおい
て、吸気通路に配置された酸素濃度センサの出力によ
り、上記燃料量を補正することを特徴とする燃料制御シ
ステム。 - 【請求項２】 酸素濃度センサとしてガルバルニ電池式
酸素センサを用いたことを特徴とする請求項１に記載の
燃料制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15506592A JP2908934B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 吸入空気量値の補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15506592A JP2908934B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 吸入空気量値の補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346336A JPH05346336A (ja) | 1993-12-27 |
| JP2908934B2 true JP2908934B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=15597905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15506592A Expired - Fee Related JP2908934B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 吸入空気量値の補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2908934B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19727597C1 (de) * | 1997-06-28 | 1998-08-06 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Brennkraftmaschinen |
| DE19750496A1 (de) * | 1997-11-14 | 1999-05-20 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Bestimmung der von einer Brennkraftmaschine angesaugten Luft und Sensor für eine Brennkraftmaschine |
| JPH11264332A (ja) | 1997-12-17 | 1999-09-28 | Hitachi Ltd | 電制スロットルボディ一体型空気流量測定装置 |
| WO2000077376A1 (fr) * | 1997-12-17 | 2000-12-21 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de mesure de debit d'air faisant partie integrante d'un corps a etranglement a commande electronique |
| DE102005059062B4 (de) | 2005-12-08 | 2009-08-27 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung zur Bestimmung eines Massenstroms |
| JP6415390B2 (ja) * | 2015-06-08 | 2018-10-31 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | アルコール・ガソリン混合燃料のエンジン制御装置 |
| 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 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP15506592A patent/JP2908934B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05346336A (ja) | 1993-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |