JP4246676B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は空気流量検出装置を備えた内燃機関の制御装置に係り、特に、空気流量検出装置に供給される電源電圧が低下したときに、該電源電圧の低下の影響を受けずに、安定した制御が可能な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine provided with an air flow rate detection device, and in particular, when the power supply voltage supplied to the air flow rate detection device is reduced, it is stable without being affected by the decrease in the power supply voltage. The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that can be controlled.
従来から、内燃機関の制御装置は、内燃機関に吸入される空気流量を検出するために、内燃機関の吸気管に空気流量検出装置(エアフローセンサ)を配置している。前記制御装置は、前記空気流量検出装置によって検出された吸入空気量を用いて燃料噴射量を制御している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a control device for an internal combustion engine has disposed an air flow rate detection device (air flow sensor) in an intake pipe of the internal combustion engine in order to detect an air flow rate taken into the internal combustion engine. The control device controls the fuel injection amount using the intake air amount detected by the air flow rate detection device.
近年では、内燃機関のエミッション性能を向上させることが重要な課題となっており、前記制御装置は、各センサから出力される計測値をディジタル値に変換し、該変換されたディジタル値を用いてディジタル演算装置で目標燃料噴射量を演算している。そして、このように演算された結果に基づいて、ディジタル制御によって燃料噴射量の制御を行うことが一般的となっている。 In recent years, it has become an important issue to improve the emission performance of an internal combustion engine, and the control device converts measured values output from each sensor into digital values and uses the converted digital values. The target fuel injection amount is calculated by a digital arithmetic device. And it is common to control fuel injection quantity by digital control based on the result calculated in this way.
そして、前記したディジタル制御を行っている内燃機関のエンジン始動時などにおいては、バッテリなどの電源供給装置から空気流量検出装置へ供給される電力が低下することがあり、この電力低下に伴う電圧の低下により、空気流量検出装置から出力される計測値に誤差が生じる。このような誤差を有した計測値に基づいて、演算装置で、計測値を吸入空気量に換算し、該吸入空気量に基づいて燃料噴射量を演算すると、燃料噴射量は、空気流量検出装置が正常動作しているときに演算された燃料噴射量に比べ、その検出誤差の大きさに応じた演算誤差が生じるため、前記制御装置は、内燃機関の燃料噴射量を正常に制御をすることができない。 When the engine of an internal combustion engine that performs the above-described digital control is started, the power supplied from the power supply device such as a battery to the air flow rate detection device may decrease. Due to the decrease, an error occurs in the measurement value output from the air flow rate detection device. Based on the measurement value having such an error, the calculation device converts the measurement value into an intake air amount, and calculates the fuel injection amount based on the intake air amount. Compared with the fuel injection amount calculated when the engine is operating normally, a calculation error corresponding to the magnitude of the detection error occurs, so the control device normally controls the fuel injection amount of the internal combustion engine. I can't.
このような問題は、空気流量検出装置のようなセンサだけに発生するものではなく、アクチュエータでも同様な問題が発生する。このため、例えば内燃機関のスロットル弁を制御する装置において、始動クランキング中にスタータモータへ大電流が流れ、その結果バッテリ電圧がスロットル弁を駆動する駆動手段の駆動保証電圧より低くなったときには、前記スロットル弁を予め設定しておいた中間開度に維持しておくエンジンの排気浄化装置が提案されている(引用文献1参照)。 Such a problem does not occur only in a sensor such as an air flow rate detection device, but a similar problem occurs in an actuator. For this reason, for example, in a device for controlling the throttle valve of an internal combustion engine, when a large current flows to the starter motor during start cranking, and as a result, the battery voltage becomes lower than the drive guarantee voltage of the drive means for driving the throttle valve, There has been proposed an exhaust emission control device for an engine in which the throttle valve is maintained at a preset intermediate opening degree (see cited document 1).
この他にも、エンジン始動装置としては、検出したバッテリの電圧が基準電圧未満であるときに、セルフスタータへの通電回路を強制的に遮断し、セルフスタータによる始動を禁止するものも提案さている(特許文献2参照)。 In addition to this, as an engine starting device, when the detected battery voltage is lower than the reference voltage, a device that forcibly shuts off the energization circuit to the self-starter and prohibits the starting by the self-starter has been proposed. (See Patent Document 2).
また、空気流量検出装置に関するものとしては、基準電圧信号の変動に応じて、空気流量検出装置に内蔵される回路において、検出信号を補正した補正検出信号を出力することで、基準電圧信号の変動の影響を減らすものも提案されている(特許文献3参照)。 As for the air flow rate detection device, the fluctuation of the reference voltage signal is output by outputting a corrected detection signal obtained by correcting the detection signal in a circuit built in the air flow rate detection device in accordance with the change of the reference voltage signal. Some have been proposed (see Patent Document 3).
しかしながら、特許文献3に記載の空気流量検出装置は、内蔵される出力回路において空気流量検出装置の出力精度を向上させるために補正検出信号を出力するように構成されているが、電源装置からの供給電圧が回路の駆動に必要な電圧を下回る(駆動保証電圧が確保できない)場合には、空気流量検出装置の計測値に誤差が発生してしまう。 However, the air flow rate detection device described in Patent Document 3 is configured to output a correction detection signal in order to improve the output accuracy of the air flow rate detection device in the built-in output circuit. When the supply voltage is lower than the voltage necessary for driving the circuit (the drive guarantee voltage cannot be secured), an error occurs in the measured value of the air flow rate detection device.
ところで、一般的に内燃機関の制御装置では、大量の電力を消費するエンジンスタータを始動時に作動させるため、前記エンジンスタータと同じ電源装置から供給される電源電圧は、スタータの作動開始と同時に大幅に低下する。 By the way, in general, in an internal combustion engine control device, an engine starter that consumes a large amount of electric power is activated at the time of starting. Therefore, the power supply voltage supplied from the same power supply device as the engine starter is greatly increased at the same time as the starter operation starts. descend.
このとき、演算装置に供給される電源電圧が、演算装置が正常動作するために必要な電圧値よりも低下した場合には、たとえ空気流量検出装置の計測値に大きな誤差が発生しても、前記演算装置は、演算を停止し、その後電源電圧が所定以上になったときから、新たに演算を再開する。このため、空気流量検出装置における計測値の誤差は、演算装置の演算に反映されないので、エンジン制御全体を考えると特に問題にはならない。 At this time, if the power supply voltage supplied to the arithmetic device is lower than the voltage value necessary for the arithmetic device to operate normally, even if a large error occurs in the measurement value of the air flow rate detection device, The arithmetic unit stops the arithmetic operation, and then restarts the arithmetic operation when the power supply voltage becomes equal to or higher than a predetermined value. For this reason, since the error of the measured value in the air flow rate detection device is not reflected in the calculation of the calculation device, there is no particular problem when considering the whole engine control.
しかし、演算装置に供給される電源電圧値が、演算装置を正常動作させることができるが、空気流量検出装置に出力誤差が発生する電圧値にまで低下した(駆動保証電圧が確保できない)場合には、空気流量検出装置は、出力誤差を含んだ電圧値を出力し、前記演算装置が、前記出力誤差を含んだ計測値に基づいて、吸入空気量もしくは燃料噴射量を演算することになるので、前記制御装置は、内燃機関を一応制御するが、所望する精度の制御はできなくなる。 However, when the power supply voltage value supplied to the computing device can operate the computing device normally, but has dropped to a voltage value at which an output error occurs in the air flow rate detection device (a drive guarantee voltage cannot be secured). The air flow rate detection device outputs a voltage value including an output error, and the calculation device calculates the intake air amount or the fuel injection amount based on the measurement value including the output error. The control device controls the internal combustion engine for the time being, but cannot control the desired accuracy.
特に、空気流量検出装置の駆動保証電圧が、演算装置の駆動保証電圧よりも大きい場合に、バッテリなどの電力が低下したときには、まず空気流量検出装置が適正に作動しない状態が発生し、この状態で演算装置が正常に駆動したとしても、その演算の前提となる空気流量検出装置の計測値の精度が低いため、所望する精度の演算結果が得られないまま、制御装置は内燃機関を制御してしまう結果となる。 In particular, when the drive guarantee voltage of the air flow rate detection device is larger than the drive guarantee voltage of the arithmetic device, when the power of the battery or the like decreases, the air flow rate detection device does not operate properly. Even if the arithmetic device is driven normally, the control device controls the internal combustion engine without obtaining the desired accuracy calculation result because the accuracy of the measurement value of the air flow rate detection device which is the premise of the calculation is low. Result.
したがって、本発明は、前記問題解決すべくなされたものであって、その目的とするところは、空気流量検出装置に供給する電圧が低下し、空気流量検出装置が正確な計測値を出力できない場合においても、演算装置が、空気流量検出装置の出力誤差の影響を低減すべく演算し、燃料噴射量の噴射制御の精度を向上させる内燃機関の制御装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and the object of the present invention is to reduce the voltage supplied to the air flow rate detection device and prevent the air flow rate detection device from outputting an accurate measurement value. However, the calculation device calculates an effect to reduce the influence of the output error of the air flow rate detection device, and provides an internal combustion engine control device that improves the accuracy of fuel injection amount injection control.
前記目的を達成すべく、本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸入空気量計測手段からの出力に基づいて吸入空気量を演算する吸入空気量演算手段と、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、該制御装置は、前記吸入空気量計測手段に供給される電圧が所定電圧以下である場合には、前記供給電圧に基づいて前記吸入空気量又は前記燃料噴射量を演算することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a control device for an internal combustion engine according to the present invention comprises an intake air amount calculating means for calculating an intake air amount based on an output from an intake air amount measuring means, and a fuel based on the intake air amount. A control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection amount calculating means for calculating an injection amount, wherein the control device, when the voltage supplied to the intake air amount measuring means is less than or equal to a predetermined voltage, The intake air amount or the fuel injection amount is calculated based on the supply voltage.
前記のごとく構成された本発明の内燃機関の制御装置は、吸入空気量計測手段に供給される供給電圧が十分に確保されないような場合において、吸入空気量計測手段の計測値を正確に補正することができる。そして、このような補正を行う結果として、(燃料噴射パルスなどの)燃料噴射量も正確に演算することができ、より精度のよい内燃機関の制御を行うことができる。また、吸入空気量計測手段に、ディジタル補正回路が設けられたエアフローセンサなどの場合には、閾値として所定電圧を設けることで、ディジタル特性に適応した演算をすることができる。特に、内燃機関の始動時などは、供給電圧が変動しやすいので、このような場合にも、無駄なく適正量の燃料を噴射することができる。さらに、このように演算をすることにより、最低保証電圧が高い吸入空気量を計測する装置を使用することも可能になり、内燃機関に搭載する機器の適用範囲を拡張することができる。 The control device for an internal combustion engine of the present invention configured as described above corrects the measured value of the intake air amount measuring means accurately when the supply voltage supplied to the intake air amount measuring means is not sufficiently secured. be able to. As a result of performing such correction, the amount of fuel injection (such as fuel injection pulse) can be calculated accurately, and the internal combustion engine can be controlled with higher accuracy. Further, in the case of an airflow sensor or the like provided with a digital correction circuit in the intake air amount measuring means, a calculation adapted to digital characteristics can be performed by providing a predetermined voltage as a threshold value. In particular, since the supply voltage is likely to fluctuate when the internal combustion engine is started, an appropriate amount of fuel can be injected without waste even in such a case. Furthermore, by calculating in this way, it becomes possible to use an apparatus for measuring the intake air amount having a high minimum guaranteed voltage, and the applicable range of equipment mounted on the internal combustion engine can be expanded.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記供給電圧に関する補正式又はテーブルを備え、前記吸入空気量又は前記燃料噴射量は、前記補正式又は前記テーブルに基づいて演算することを特徴としている。前記のごとく構成された本発明の内燃機関の制御装置は、供給電圧に対応した補正式又はテーブルを用いて、吸入空気量、燃料噴射量を演算するので、吸入空気量計測手段に供給される供給電圧の変動の影響を受けずに、内燃機関を制御することができる。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a correction equation or table relating to the supply voltage, and the intake air amount or the fuel injection amount is calculated based on the correction equation or the table. The control apparatus for an internal combustion engine of the present invention configured as described above calculates the intake air amount and the fuel injection amount using a correction equation or table corresponding to the supply voltage, and is thus supplied to the intake air amount measuring means. The internal combustion engine can be controlled without being affected by fluctuations in the supply voltage.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記供給電圧が所定電圧以下である場合には、前記吸入空気量又は前記燃料噴射量を一定値に置き換えることを特徴としており、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記一定値が、前記供給電圧が前記所定電圧以下になる直前の前記吸入空気量又は前記燃料噴射量であることを特徴としている。前記のごとく構成された本発明の内燃機関の制御装置は、簡易的に、前記吸入空気量又は前記燃料噴射量を一定値に置き換えるので、制御装置の演算負荷を軽減することができる。また、所定電圧以下になる直前の前記吸入空気量又は前記燃料噴射量を連続して用いるので、内燃機関の噴射される燃料噴射量の大きく変動することはなく、安定した内燃機関の制御をすることができる。また、好ましくは、アイドリング運転時の制御量に基づいて、前記吸入空気量又は前記燃料噴射量を置き換えられてもよく、この場合においても、同様に安定した内燃機関の制御をすることができる。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that when the supply voltage is equal to or lower than a predetermined voltage, the intake air amount or the fuel injection amount is replaced with a constant value. The control device is characterized in that the constant value is the intake air amount or the fuel injection amount immediately before the supply voltage becomes equal to or lower than the predetermined voltage. The control device for an internal combustion engine of the present invention configured as described above can simply replace the intake air amount or the fuel injection amount with a constant value, thereby reducing the calculation load of the control device. Further, since the intake air amount or the fuel injection amount immediately before the voltage becomes a predetermined voltage or lower is continuously used, the fuel injection amount injected by the internal combustion engine does not fluctuate greatly, and the internal combustion engine is controlled stably. be able to. Preferably, the intake air amount or the fuel injection amount may be replaced based on a control amount at the time of idling operation. In this case as well, stable control of the internal combustion engine can be performed similarly.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記供給電圧が前記所定電圧以下である場合には、前記供給電圧と内燃機関の回転数とに基づいて、前記吸入空気量又は前記燃料噴射量を演算することを特徴としている。前記のごとく構成された本発明の内燃機関の制御装置は、吸入空気量計測手段に供給される供給電圧が低下しやすいエンジン始動時には、特に精度よくこれらの制御変数を補正することができる。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention calculates the intake air amount or the fuel injection amount based on the supply voltage and the rotational speed of the internal combustion engine when the supply voltage is equal to or lower than the predetermined voltage. It is characterized by doing. The control apparatus for an internal combustion engine of the present invention configured as described above can correct these control variables with high accuracy particularly at the time of engine start in which the supply voltage supplied to the intake air amount measuring means tends to decrease.
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸入空気量計測手段からの出力に基づいて吸入空気量を演算する吸入空気量演算手段と、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記吸入空気量計測手段に供給される電圧が所定電圧以下である場合には、前記内燃機関の回転数を用いて、前記吸入空気量又は前記燃料噴射量を演算することを特徴としている。 The control device for an internal combustion engine according to the present invention calculates intake air amount calculation means for calculating an intake air amount based on an output from the intake air amount measurement means, and calculates a fuel injection amount based on the intake air amount. A control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection amount calculation means, wherein the control device rotates the internal combustion engine when the voltage supplied to the intake air amount measurement means is a predetermined voltage or less. The intake air amount or the fuel injection amount is calculated using a number.
前記のごとく構成された本発明の内燃機関の制御装置は、吸入空気量計測手段に供給される供給電圧が十分に確保されないような場合において、内燃機関の回転数を用いて、近似的に吸入空気量計測手段の計測値を補正することができる。そして、このような補正を行う結果として、燃料噴射量も正確に演算することができ、より精度のよい内燃機関の制御を行うことができる。また、吸入空気量計測手段に、ディジタル補正回路が設けられたエアフローセンサなどの場合には、閾値として所定電圧を設けることで、ディジタル特性に適応した演算をすることができる。特に、内燃機関の始動時などは、供給電圧が変動しやすいので、このような場合にも、無駄なく適正量の燃料を噴射することができる。さらに、このように演算をすることにより、最低保証電圧が高い吸入空気量を計測する装置を使用することも可能になり、内燃機関に搭載する機器の適用範囲を拡張することができる。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention configured as described above uses the rotational speed of the internal combustion engine to approximate the intake when the supply voltage supplied to the intake air amount measuring means is not sufficiently secured. The measurement value of the air amount measuring means can be corrected. As a result of such correction, the fuel injection amount can also be accurately calculated, and the internal combustion engine can be controlled with higher accuracy. Further, in the case of an airflow sensor or the like provided with a digital correction circuit in the intake air amount measuring means, a calculation adapted to digital characteristics can be performed by providing a predetermined voltage as a threshold value. In particular, since the supply voltage is likely to fluctuate when the internal combustion engine is started, an appropriate amount of fuel can be injected without waste even in such a case. Furthermore, by calculating in this way, it becomes possible to use an apparatus for measuring the intake air amount having a high minimum guaranteed voltage, and the applicable range of equipment mounted on the internal combustion engine can be expanded.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記供給電圧が前記所定電圧以下となってから前記所定電圧以上となるまでの吸入空気量を、前記所定電圧以上になった直後の吸入空気量で推定し、該推定した吸入空気量に基づいて、前記燃料噴射量を演算することを特徴としている。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention estimates an intake air amount from when the supply voltage becomes equal to or lower than the predetermined voltage until the supply voltage becomes equal to or higher than the predetermined voltage, based on an intake air amount immediately after the predetermined voltage is exceeded. The fuel injection amount is calculated based on the estimated intake air amount.
前記のごとく構成された本発明の内燃機関の制御装置は、過去に正確に演算できなかった吸入空気量を、事後的に見直し、この見直した吸入空気量に基づいて、燃料噴射量を演算しているので、燃料を過不足なく噴射することができ、より正確に内燃機関の制御をすることができる。特に、吸気管の入口に配置される吸入空気量計測手段と、燃料が噴射されるインジェクタまでの距離が長い場合には、吸入空気量計測手段で検出された吸入空気が、インジェクタに到達するまでに時間を要し、このような時間遅れを考慮して燃料噴射量の演算をしなければならないので、過去に正確に補正できなかった吸入空気量を事後的に見直すことは、内燃機関を制御するにあたって特に有効である。そして、吸入空気量計測手段に供給される供給電圧が低下しやすいエンジン始動時には、特に精度よく前記吸入空気量を補正することができる。 The control apparatus for an internal combustion engine of the present invention configured as described above reexamines the intake air amount that could not be accurately calculated in the past, and calculates the fuel injection amount based on the reconsidered intake air amount. Therefore, fuel can be injected without excess and deficiency, and the internal combustion engine can be controlled more accurately. In particular, when the distance between the intake air amount measuring means arranged at the inlet of the intake pipe and the injector into which fuel is injected is long, the intake air detected by the intake air amount measuring means until the intake air reaches the injector. Therefore, it is necessary to calculate the fuel injection amount in consideration of such a time delay, so it is necessary to review the intake air amount that could not be corrected accurately in the past. It is particularly effective when doing so. When the engine is started, the supply voltage supplied to the intake air amount measuring means is likely to decrease, and the intake air amount can be corrected particularly accurately.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記供給電圧が前記所定電圧以下になる直前の吸入空気量と、前記供給電圧が前記所定電圧以上になる直後の吸入空気量と、に基づいて、前記供給電圧が前記所定電圧以下となってから前記所定電圧以上となるまでの吸入空気量を推定し、該推定した吸入空気量に基づいて、前記燃料噴射量を演算することを特徴としている。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is based on the intake air amount immediately before the supply voltage becomes equal to or lower than the predetermined voltage and the intake air amount immediately after the supply voltage becomes equal to or higher than the predetermined voltage. It is characterized in that the intake air amount from when the supply voltage becomes equal to or lower than the predetermined voltage to when the supply voltage becomes equal to or higher than the predetermined voltage is estimated, and the fuel injection amount is calculated based on the estimated intake air amount.
前記のごとく構成された本発明の内燃機関の制御装置は、過去に正確に補正できなかった吸入空気量の前後の吸入空気量を用いて演算しているので、上述した推定よりもより正確にこれまでの吸入空気量を推定することができ、この推定値に基づいて、燃料噴射量も演算することができる。 Since the control device for an internal combustion engine of the present invention configured as described above uses the intake air amount before and after the intake air amount that could not be accurately corrected in the past, it is more accurate than the above estimation. The intake air amount so far can be estimated, and the fuel injection amount can also be calculated based on the estimated value.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記燃料噴射量の変化量に基づいて、前記燃料噴射量を制限することを特徴としている。前記のごとく構成された本発明の内燃機関の制御装置は、前記燃料噴射量の変化量に基づいて、前記燃料噴射量の制限をしているので、急激なトルク変動等を防止することができ、内燃機関に、不要な負荷をかけなくてもよい。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that the fuel injection amount is limited based on a change amount of the fuel injection amount. The control device for an internal combustion engine of the present invention configured as described above restricts the fuel injection amount based on the change amount of the fuel injection amount, so that it is possible to prevent sudden torque fluctuations and the like. The unnecessary load may not be applied to the internal combustion engine.
本発明の内燃機関の制御装置によれば、エアフローセンサなどの吸入空気量計測手段に供給される電圧が低下し、吸入空気量計測手段の出力に誤差が発生するもしくは出力がなくなる場合にも、演算装置において誤差を低減して、空気流量もしくは燃料噴射量の演算をすることが可能である。その結果、変動なく安定して燃料を噴射することができるので、快適な走行が可能となる。 According to the control device for an internal combustion engine of the present invention, even when the voltage supplied to the intake air amount measuring means such as an air flow sensor is reduced and an error occurs in the output of the intake air amount measuring means or the output is lost, It is possible to calculate the air flow rate or the fuel injection amount while reducing the error in the arithmetic unit. As a result, it is possible to stably inject fuel without fluctuations, so that comfortable travel is possible.
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置のいくつかの実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の第一実施形態を有するMPI(多気筒燃料噴射)方式の4気筒内燃機関の全体構成図である。本実施形態においては、MPI方式の4気筒内燃機関1について説明するが、内燃機関1は必ずしもMPI方式の4気筒内燃機関に限定されるものではなく、エアフローセンサ(吸入空気量計測手段)を備えていれば全ての内燃機関に適用されるべきものである。
Several embodiments of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an MPI (multi-cylinder fuel injection) type four-cylinder internal combustion engine having a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the MPI type four-cylinder
図1において、内燃機関(エンジン)1は、いわゆるMPI方式の4気筒内燃機関であって、主に、内燃機関1の吸気側には、吸気管3が接続され、その上流から順に、エアクリーナ2、スロットルボディ5、コレクタ7が配置されている。さらにコレクタ7と各気筒15とは、吸気分岐管16で接続されている。各吸気分岐管16には、各気筒15に燃料を供給すべくインジェクタ13が配置されており、さらに、各気筒15には、供給された燃料を点火するための点火プラグ25が配置されている。そして、各気筒15の排気側には、排気管23が接続されており、該排気管23には、触媒33が配置されている。
In FIG. 1, an internal combustion engine (engine) 1 is a so-called MPI type four-cylinder internal combustion engine. A throttle body 5 and a collector 7 are arranged. Further, the collector 7 and each
また、コントロールユニット10は、エアフローセンサ20、クランク角センサ14、スロットルセンサ8、空燃比センサ24、及び水温センサ19からの信号を入力し、スタータスイッチ27及びイグニッションスイッチ28を介してバッテリ30からの電力も入力される。一方、コントロールユニット10から、インジェクタ13、燃料ポンプ11、パワートランジスタ26、及びISCバルブ6に制御信号が出力される。パワートランジスタ26は、点火プラグ25の点火スイッチとして用いられるものである。
Further, the
次に、上記した各センサとアクチュエータの働きについて説明する。点火時期を決定するディストリビュータ17に内蔵されたクランク角センサ14は、所定のクランク角度毎にパルスが出力され、前記パルスは、コントロールユニット10に入力され、コントロールユニット10の内部のCPU43で、クランク角及びエンジン回転数NRPMが演算される。
Next, the operation of each sensor and actuator described above will be described. The
スロットルセンサ8は、絞り弁4の弁開度を検出するためのセンサであり、センサの出力信号がコントロールユニット10に入力可能なように、絞り弁4に取り付けられている。そして、コントロールユニット10のCPU43は、スロットルセンサ8からのセンサ信号に基づいて、絞り弁4の弁開度の変化量を演算している。
The
空燃比センサ24は、排気管23に取り付けられており、排ガス中の酸素濃度を検出しており、該酸素濃度に応じた信号をコントロールユニット10に出力している。そして、このセンサの出力信号は、CPU43において空燃比を演算する信号として用いられる。CPU43は、演算された空燃比をフィードバック量として扱い、内燃機関1が目標空燃比となるように、最終燃料噴射パルス幅を演算している。
The air-
ここで、内燃機関1の動作について説明する。内燃機関1に吸入される吸入空気は、エアクリーナ2の出口部に設けられた熱式で空気流量を検出するエアフローセンサ(吸入空気量計測手段)20によって、その流量を計測される。そして、エアフローセンサ20を通過した吸入空気は、絞り弁4が配置されたスロットルボディ5、及び該スロットルボディ5をバイパスするように設けられたISCバルブ6を通り、コレクタ7に導入される。その後、吸入空気は、吸気分岐管16を介して各気筒15ごとに分配され、各気筒15のシリンダ内に吸入される。一方、燃料は、燃料タンク12から燃料ポンプ11で吸引、加圧され、プレッシャレギュレータ9により一定圧力に調圧された後、インジェクタ13から、各吸気分岐管16内に噴射される。そして、該吸気分岐管16において、燃料と空気が混合されて混合気となり、該混合気は、シリンダ内に導入される。
Here, the operation of the
そして、シリンダ内では、点火プラグ25が、前記混合気に点火して燃料を燃焼させる。各気筒15のシリンダ内で燃焼した後の排気ガスは、排気管23を通って、触媒33によって浄化され、内燃機関1の外へ排出される。
In the cylinder, the
図2は、本実施形態に係るコントロールユニット(制御装置)10とそれに接続されたセンサ及びアクチュエータのブロック図である。図2に示すように、コントロールユニット10は、電源IC40と、LSI42と、から構成されており、LSI42のRESET端子は、電源IC40で制御されるRESET信号41が送信可能なように、電源IC40に接続されている。内燃機関1の各機器に配置されたセンサの出力信号はコントロールユニット(ECU)10に出力され、該コントロールユニット10は、該信号に基づいて各アクチュエータの制御信号を演算し、演算した結果を制御信号として出力することで、各アクチュエータを制御している。
FIG. 2 is a block diagram of the control unit (control device) 10 according to the present embodiment and the sensors and actuators connected thereto. As shown in FIG. 2, the
図3は、本実施形態に係るエアフローセンサ20の内部回路図を示している。本実施形態に係るエアフローセンサ20は、吸入空気を通過させるバイパス通路を備え、その通路の内部に発熱抵抗体(ホットワイヤ)Rhと感温抵抗体(コールドワイヤ)Rcを有している。そして、図3に示すように、エアフローセンサ20は、ブリッジ回路によってフィードバック回路60を有し、バッテリ30からバッテリ供給電圧VBが供給されると、該フィードバック回路60で、吸入空気流量に応じた電圧を出力する。
FIG. 3 shows an internal circuit diagram of the
具体的には、ホットワイヤRhは、測定すべき空気流量に応じて熱伝達現象により温度が変化し、その結果発熱抵抗体Rhの抵抗値が空気流量に応じて変化する。例えば、空気流量が増加した場合、ホットワイヤRhから奪われる熱量が増加し、ブリッジ回路の平衡条件がくずれる。そして、平衡条件を満足するように奪われた熱量を補うだけの加熱電流IHが供給されて、ホットワイヤRhが一定の抵抗値となるように制御する。この加熱電流IHを抵抗R1によって電圧信号に変換して出力している。また、フードバック回路60は、コールドワイヤRcにより吸入空気温度が変化したことによる発熱量の変化を補償している。
Specifically, the temperature of the hot wire Rh changes due to the heat transfer phenomenon according to the air flow rate to be measured, and as a result, the resistance value of the heating resistor Rh changes according to the air flow rate. For example, when the air flow rate increases, the amount of heat taken from the hot wire Rh increases, and the equilibrium condition of the bridge circuit is lost. Then, the heating current IH is supplied so as to compensate for the amount of heat taken to satisfy the equilibrium condition, and the hot wire Rh is controlled to have a constant resistance value. The heating current IH is converted into a voltage signal by the resistor R1 and output. Further, the hood back
さらに、フィードバック回路60の下流には、ディジタル出力補正回路61が設けられ、フィードバック回路60の出力電圧の補正を行っている。このディジタル出力補正回路61にも、バッテリ30から得られる電圧が供給されている。また、本実施形態は、エアフローセンサ20にディジタル出力補正回路61を設けている場合に特に限定されるわけではない。
Further, a digital
図4は、本実施形態に係る内燃機関1の制御装置10に備えられたCPU(演算手段)43の内部演算ブロック図である。図4に示すように、エアフローセンサ20から出力された電圧信号は、LSI42においてA/D変換器71によりディジタル変換されて、所定時間ごとに、吸入空気量に相当するセンサ出力電圧USとして出力される。このセンサ出力電圧USは、演算手段であるCPU43における制御演算に用いられる。また、バッテリ30からエアフローセンサ20の供給される電圧VBも、A/D変換器71でディジタル値に変換される。そして、演算手段43は、エアフローセンサ20の出力電圧を表すセンサ出力電圧USを補正すべく演算し、さらにこの演算値から吸入空気量に相当する変換吸入空気量Qに変換し、該(変換)吸入空気量Qから燃料噴射パルス幅TPを演算している。
FIG. 4 is an internal calculation block diagram of a CPU (calculation means) 43 provided in the
具体的には、演算手段43は、電圧比較手段72と、補正手段73と、V−Q変換手段(吸入空気量演算手段)74と、燃料噴射パルス幅演算手段(燃料噴射量演算手段)75とを、備えている。 Specifically, the calculation means 43 includes a voltage comparison means 72, a correction means 73, a VQ conversion means (intake air amount calculation means) 74, and a fuel injection pulse width calculation means (fuel injection amount calculation means) 75. And has.
電圧比較手段72は、バッテリ30からエアフローセンサ20に供給される電圧(バッテリ供給電圧)VB(ディジタル値)と予め設定しておいた所定電圧(後述するVB1,VB2)とを比較している。そして、電圧比較手段72は、バッテリ供給電圧VBと比較手段で得られた例えば電圧比などの比較結果を、補正手段73へ出力する。
The voltage comparison means 72 compares the voltage (battery supply voltage) VB (digital value) supplied from the
補正手段73は、電圧比較手段72からの出力信号に基づいて、後述するように、センサ出力電圧USを補正する。V−Q変換手段74は、予めLSI42に記憶させたテーブルを参照することにより、補正されたセンサ出力電圧を吸入空気量Q(ディジタル値)に変換する。さらに、燃料噴射パルス幅演算手段75は、吸入空気量Qとエンジン回転数NRPM(ディジタル値)とを用いて、燃料噴射量として、シリンダの充填効率に相当する燃料噴射パルス幅TP(ディジタル値)を演算している。
The correcting
すなわち、燃料噴射パルス幅演算手段75は、V−Q変換手段74で演算された吸入空気量Qをエンジン回転数NRPMで除算することで、一回転あたりの吸入空気流量を求めている。そして、エアフローセンサ20で検出された吸気管3の空気流量の変化と、シリンダに吸入される空気流量の変化の位相差(時間遅れ)を考慮した演算(例えば、フィルタリング処理)を行うことで、燃料噴射パルス幅TP(ディジタル値)を演算している。
That is, the fuel injection pulse width calculation means 75 calculates the intake air flow rate per rotation by dividing the intake air amount Q calculated by the VQ conversion means 74 by the engine speed NRPM. Then, by performing calculation (for example, filtering process) in consideration of the phase difference (time delay) between the change in the air flow rate of the intake pipe 3 detected by the
また、演算手段43に備えた補正手段73は、バッテリ供給電圧VBと予め設定した所定電圧との電圧比に基づいて、センサ出力電圧USを補正するように、A/D変換器71の下流に配置されているが、前記補正手段73は、前記電圧比に基づいて吸入空気量Qの補正をすべくV−Q変換手段74の下流に配置されてもよく、前記電圧比に基づいて燃料噴射パルス幅TPを補正すべく燃料噴射パルス演算手段75の下流に設けてもよい。
The correction means 73 provided in the calculation means 43 is arranged downstream of the A /
図5は、補正前のエアフローセンサ20から出力されるセンサ出力電圧USと、エアフローセンサ20に供給されるバッテリ供給電圧VBの関係図である。図5に示すように、バッテリ供給電圧VBが十分に高い(VB2以上の)ときには、エアフローセンサ20のセンサ出力電圧USは、US2となって安定している。よって、エアフロ−センサ20は、吸気管3の吸入空気流量に応じたセンサ出力電圧USが出力可能である。
FIG. 5 is a relationship diagram between the sensor output voltage US output from the
しかし、バッテリ供給電圧VBが低下し、その電圧値が所定区間(VB1〜VB2)の電圧となるときには、エアフローセンサ20のセンサ出力電圧USは誤差を生じて低下する。すなわち、先述した図3に示すように、エアフローセンサ20は、ブリッジ回路によりフィードバック回路60を構成し、吸入空気流量に応じたセンサ出力電圧USを出力するので、バッテリ供給電圧VBが所定電圧以下となった場合には、これに伴ってセンサ出力電圧UBも低下し、フィードバックが正常に行われず、バッテリ供給電圧VBの低下に応じた誤差が発生する。
However, when the battery supply voltage VB decreases and the voltage value becomes a voltage in a predetermined section (VB 1 to VB 2 ), the sensor output voltage US of the
さらにバッテリ供給電圧VBが低下し、所定電圧VB1以下になるときには、エアフローセンサ20の出力となるセンサ出力電圧USの値は、全く異なる値を出力する。具体的には、図3に示すように、出力電圧を補正するためのディジタル出力補正回路61を備えたエアフローセンサ20では、バッテリ供給電圧VBが、LSI42の動作する電圧値以下になると、吸入空気量の変化には全く関連しない電圧値がセンサ出力値USとして出力される。
Further, when the battery supply voltage VB decreases and becomes equal to or less than the predetermined voltage VB 1 , the value of the sensor output voltage US that is the output of the
図6は、本実施形態の演算手段43の演算内容を説明するための図であり、図5に示した特性を有するエアフローセンサ20を用いて、エンジンを始動した時の時刻暦波形(タイミングチャート)を示している。そして、実線波形81は、本来出力すべきエアフローセンサ20のセンサ出力電圧の波形であり、破線波形82は、バッテリ供給電圧VBの電圧低下の影響を受けたときのセンサ出力電圧の波形である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the calculation contents of the calculation means 43 of the present embodiment. A time calendar waveform (timing chart) when the engine is started using the
図6に示すように、エンジン始動時に、スタータを作動させるとバッテリ供給電圧VBが低下する(時刻T1)。このとき、バッテリ供給電圧VBが、所定電圧VB1以下になると、エアフローセンサ20の出力電圧は、破線波形82に示す如く、出力されない。その後、エンジンの回転数の上昇に伴って、バッテリ供給電圧VBが上昇し、バッテリ供給電圧VBが、所定電圧VB1以上となるまでは(時刻T2)、エアフローセンサ20からはセンサ出力電圧USは、正常に出力されない状態が続く。
As shown in FIG. 6, when the starter is operated at the time of starting the engine, the battery supply voltage VB decreases (time T 1 ). At this time, if the battery supply voltage VB becomes equal to or lower than the predetermined voltage VB 1 , the output voltage of the
そして、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1を超えて、所定電圧VB2になるまでは、エアフローセンサ20のセンサ出力電圧USは、バッテリ供給電圧VBの大きさに依存した誤差を有する。バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB2を超えると、エアフローセンサ20は、吸入空気量の変化には全く関連しないセンサ出力電圧USを出力する。
The battery supply voltage VB exceeds the predetermined voltage VB 1, until a predetermined voltage VB 2, the sensor output voltage US of the
このように、バッテリ供給電圧VBが、所定電圧VB2以下の場合には、エアフローセンサ20の出力電圧は、破線波形82の如き電圧波形となる。そこで、補正手段73は、(1)バッテリ供給電圧VBが所定区間の電圧(VB1〜VB2の間の値)をとるときと、(2)バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下をとるときと、にわけて、センサ出力電圧USを補正している。
Thus, the battery supply voltage VB, in the case of the predetermined voltage VB 2 or less, the output voltage of the
(1)バッテリ供給電圧VBが所定区間の電圧(VB1〜VB2の間の値)をとるときは、エアフローセンサ20から出力されるセンサ出力電圧USの誤差の大きさは、バッテリ供給電圧VBの大きさに応じて変化する。したがって、この誤差は、バッテリ供給電圧VBと、誤差を含んだセンサ出力電圧USと、から演算することができ、補正手段73は、このバッテリ電圧VBに基づいた補正式又はこれに対応したテーブルなどにより、エアフローセンサ20のセンサ出力電圧USを補正することができる。
(1) When the battery supply voltage VB takes a voltage in a predetermined interval (a value between VB 1 and VB 2 ), the magnitude of the error of the sensor output voltage US output from the
(2)バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下の時は、たとえ吸気管3に空気が吸入されたとしても、エアフローセンサ20に供給される電力が足りないため、エアフローセンサ20は、電圧を出力しない(出力電圧=0V)か、全く異なる電圧値を出力する。このような場合、センサ出力電圧USは、バッテリ供給電圧VBに依存しないので、バッテリ供給電圧VBの変化からセンサ出力電圧USを演算することができない。そこで、バッテリ供給電圧VBが、所定電圧VB1以下になる場合において、後述するように、センサ出力電圧USを推定し、該推定値に基づいてセンサ出力電圧USを補正している。
(2) When the battery supply voltage VB is equal to or lower than the predetermined voltage VB 1 , even if air is sucked into the intake pipe 3, the power supplied to the
図7は、演算手段43で、センサ出力電圧USの補正と、燃料噴射パルス幅TPの演算とを行ったときの各パラメータのタイミングチャートであり、波形11Aは、センサ出力電圧USの補正を行ったときの出力波形であり、波形11Bは、波形11Aのセンサ出力電圧USに基づいて演算した、燃料噴射パルス幅TPの波形である。また、波形12Aは、時刻T2で燃料噴射パルス幅TPを演算するために演算手段43で推定した推定出力電圧USEの波形であり、波形12Bは、波形12Aに基づいて演算した、燃料噴射パルス幅TPの波形である。さらに、波形13Bは、エアフローセンサ20の出力電圧に誤差がないときの燃料噴射パルス幅TPの理想波形を示している。
FIG. 7 is a timing chart of each parameter when the calculation means 43 performs the correction of the sensor output voltage US and the calculation of the fuel injection pulse width TP, and the
まず、波形11Aの如く、補正手段73は、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下になったときに、センサ出力電圧USを一定値とするように補正する。スタータスイッチ27を作動する内燃機関1の始動時に、バッテリ供給電圧VBが低下するので、補正手段73は、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下となる直前のセンサ出力電圧USを一定値として補正する。このように、センサ出力電圧USを一定値として置き換えて補正することで、エアフローセンサ20の出力誤差による、燃料噴射の制御、もしくは他の制御への影響を低減することができる。
First, as the
また、上述したように、補正手段73が、吸入空気量Qを補正するようにV−Q変換手段74の下流に配置された場合には、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下となる直前の空気流量Qを一定値として吸入空気量Qを置き換えてもよく、また、補正手段73が、燃料噴射パルス幅TPを補正するべく燃料噴射パルス演算手段75の下流に配置された場合には、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下となる直前の燃料噴射パルス幅を一定値として燃料噴射パルス幅TPを置き換えてもよい。
Further, as described above, when the correcting
このようにして、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下であるときに、時刻T1から時刻T2までの間、エアフローセンサ20のセンサ出力電圧USが、所定値US1Aで置き換えられる(波形11A)。しかし、この波形11Aは、時刻T1から時刻T2までの間、一定値US1Aであり、演算手段43は、この値からリアルタイムに燃料噴射パルス幅TPを演算しており、実際に噴射すべき燃料噴射パルス幅(波形13B)に対して誤差が大きくなる(波形11B)。その結果、時刻T3では、燃料噴射パルス幅TPは、理想波形13Bの値よりも小さくなり、誤差ΔTPが発生する。
In this manner, when the battery supply voltage VB is a predetermined voltage VB 1 below, from time T 1 to time T 2, the sensor output voltage US of the
そこで、本実施形態では、さらに、エアフローセンサ20とシリンダとの空気流量変化の位相差(位相遅れ)を考慮して演算(例えばフィルタリング処理)を行っていることに注目して、燃料噴射パルス幅TPを演算する。すなわち、過去のセンサ出力電圧USもしくは吸入空気量Qの値が、その後の燃料噴射パルス幅TPの演算結果に影響を与えるので、時刻T2直後の燃料噴射パルス幅TPは、前記位相遅れを考慮して時刻T1〜時刻T2のセンサ出力電圧USを用いて、演算される。よって、本実施形態では、まず、時刻T2以降の燃料噴射パルス幅TPをより正確に演算すべく、時刻T2時に、過去の時刻である時刻T1〜時刻T2におけるセンサ出力電圧USの値を推定している。
Therefore, in the present embodiment, it is noted that the calculation (for example, filtering process) is performed in consideration of the phase difference (phase delay) of the air flow rate change between the
具体的には、このような誤差ΔTPを小さくすべく、時刻T1(バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下なった直前)のエアフローセンサ20の出力値US1Aと、時刻T2(バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以上になった直後)のエアフローセンサ20の出力値US1Bと、を用いて線形補間により、時刻T1〜時刻T2におけるエアフローセンサ20の推定出力電圧USE(波形12A)を求めている。そして、時刻T2の直後から、推定出力電圧USEに基づいて、燃料噴射パルス幅TPを演算する。ここでは、センサ出力電圧USを線形補間により推定しているが、センサ出力電圧USから得られた吸入空気量Qで推定吸入空気量を求めて、燃料噴射パルス幅TPを演算してもよい。
Specifically, in order to reduce such an error ΔTP, the output value US 1A of the
この他にも、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下のときのセンサ出力電圧US、または吸入空気量Qを推定する方法としては、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1を超えた(VB≧VB1となった)瞬間の次の演算周期のセンサ出力電圧USもしくは吸入空気量Qを、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下のときのセンサ出力電圧USもしくは吸入空気量Qとして、推定してもよい。そして、先に示した演算と同様に、推定したセンサ出力電圧US(推定出力電圧USE)もしくは推定した吸入空気量Qに基づいて、バッテリ供給電圧VBが所定電圧以上となった直後の燃料噴射パルス幅TPを演算する。 In addition, as a method for estimating the sensor output voltage US when the battery supply voltage VB is equal to or lower than the predetermined voltage VB 1 or the intake air amount Q, the battery supply voltage VB exceeds the predetermined voltage VB 1 (VB ≧ The sensor output voltage US or intake air amount Q in the next calculation cycle at the moment (VB 1 ) is estimated as the sensor output voltage US or intake air amount Q when the battery supply voltage VB is equal to or less than the predetermined voltage VB 1. May be. Similarly to the calculation described above, the fuel injection pulse immediately after the battery supply voltage VB becomes equal to or higher than the predetermined voltage based on the estimated sensor output voltage US (estimated output voltage USE) or the estimated intake air amount Q. The width TP is calculated.
このように、燃料噴射パルス幅TPを算出するための演算には、エアフローセンサ20が検出する吸気管3内の空気流量変化と気筒2のシリンダ内の空気流量変化との位相差(位相遅れ)を考慮したフィルタリング処理が含まれる。よって、過去のセンサ出力電圧USもしくは吸入空気量Qの値が、その後の燃料噴射パルス幅TPの演算結果に影響を与えることになる。このことから、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下となる直前の演算周期の燃料噴射パルス幅TPと、推定したセンサ出力電圧US(推定出力電圧USE)もしくは吸入空気量Qを用いてフィルタリング計算を含む過去の演算をより正確にシミュレートすることで、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以上となった直後の演算周期の燃料噴射パルス幅TPを演算している。この結果、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB2(時刻T3)となるまでに、理想的な燃料噴射パルス幅TPを得ることができ、エアフローセンサ20の出力の誤差の影響を受けることがない、安定した内燃機関1の制御を行うことが可能となる。
As described above, the calculation for calculating the fuel injection pulse width TP includes a phase difference (phase delay) between a change in the air flow rate in the intake pipe 3 detected by the
また、燃料噴射パルス幅TPの演算を行うとき、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1を超える直前の演算周期の燃料噴射パルス幅TPとバッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1を超えた直後の演算周期の燃料噴射パルス幅TPとの差が大きくなることが考えられる。そして、推定したセンサ出力電圧US(推定出力電圧USE)または推定した吸入空気量Qから演算された燃料噴射パルス幅TPが、急激な燃料噴射パルス幅の変化量となるような値が演算される場合には、このような急激な変動を防止するべく、演算された燃料噴射パルス幅TPを制限するような補正することが望ましい。 Also, when performing the calculation of the fuel injection pulse width TP, operation immediately after the fuel injection pulse width TP and the battery supply voltage VB of the operational cycle just before the battery supply voltage VB exceeds the predetermined voltage VB 1 exceeds a predetermined voltage VB 1 It is conceivable that the difference from the cycle fuel injection pulse width TP becomes large. Then, a value is calculated such that the fuel injection pulse width TP calculated from the estimated sensor output voltage US (estimated output voltage USE) or the estimated intake air amount Q becomes an abrupt change amount of the fuel injection pulse width. In such a case, it is desirable to correct so as to limit the calculated fuel injection pulse width TP in order to prevent such a rapid fluctuation.
そこで、一般的に燃料噴射パルス幅TPの変化量は、エンジン回転数NRPMの変化量と吸入空気量Qの変化量から求まり、このエンジン回転数NRPMと吸入空気量Qの最大変化量は、エンジンの性能から求まる。したがって、所定演算周期における燃料噴射パルス幅TPの変化の最大値は、このような関係から決まるため、演算手段43は、燃料噴射パルス幅TPの最大値に基づいてリミッタを設けることで、実際にはありえない急激な燃料噴射パルス幅TPの変化を防止することができる。 Therefore, the change amount of the fuel injection pulse width TP is generally obtained from the change amount of the engine speed NRPM and the change amount of the intake air amount Q. The maximum change amount of the engine speed NRPM and the intake air amount Q is determined by the engine. From the performance of Therefore, since the maximum value of the change in the fuel injection pulse width TP in the predetermined calculation cycle is determined from such a relationship, the calculation means 43 actually provides a limiter based on the maximum value of the fuel injection pulse width TP. It is possible to prevent an abrupt change in the fuel injection pulse width TP.
このように、波形11Bの如く、所定電圧VB1以下であるときのエアフローセンサのセンサ出力電圧USを推定し、この推定値に基づいて、所定電圧VB1以上になった直後時の燃料噴射パルス幅TPを演算しているので、エアフローセンサの出力電圧から推定したときにおける演算できないときの推定誤差の影響を低減できる。
Thus, as the
図8は、図7のタイミングチャートに基づいて、制御装置10の演算手段43が、燃料噴射パルス幅TPの演算処理をするときの演算フローチャートを示している。この処理は、キーON後、キーOFFとなるまで行う。
FIG. 8 shows a calculation flowchart when the calculation means 43 of the
まずステップ110で、バッテリ供給電圧VBと所定電圧VB1との大小の判定をする。バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1を下回った場合には、ステップ111に進み、所定電圧VB1よりも小さくなる直前の燃料噴射パルス幅TPの値をTPtmpに代入する。そして、ステップ112に進み、後述するバッテリ供給電圧VBが所定電圧VB2を下回る直前のエアフローセンサ20の出力電圧(補正後のセンサ出力電圧USC)をUStmp1に代入して、ステップ113に進む。ステップ113では、TPtmpとUStmp1に基づいて、加重平均処理を含んだシミュレーション計算により、暫定燃料噴射パルス幅TPCを演算してステップ114へ進む。ステップ114では、補正後のセンサ出力電圧USCを推定値で置き換えたことを表すフラグfVBONを0とする。
First, at
一方、ステップ110で、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以上となる場合には、ステップ115へ進む。ステップ115で、バッテリ供給電圧VBと所定電圧VB2との大小を判定する。そして、(バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以上であり、かつ)VB2を下回った場合は、ステップ116へ進み、センサ出力電圧USにバッテリ供給電圧VBと補正係数である所定値c10を乗じ、補正後のセンサ出力電圧USCを演算する。
On the other hand, if the battery supply voltage VB is equal to or higher than the predetermined voltage VB 1 in
また、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB2以上の場合には、ステップ117に進み、補正後のセンサ出力電圧USCに、センサ出力電圧USを代入する。そして、ステップ118では、このようにして求めた補正後のセンサ出力電圧USCを、UStmp2に代入し、ステップ119に進む。
Further, when the battery supply voltage VB is higher than the predetermined voltage VB 2, the process proceeds to step 117, the sensor output voltage USC corrected, substituting sensor output voltage US. In
ステップ119は、バッテリ供給電圧VBが、所定電圧VB2を超えた直後であるかを判定するための判定ステップであり、ステップ119では、フラグfVBONが1か0かを判定し、fVBONが1と判定された場合には、ステップ120に進み、暫定燃料噴射パルス幅TPCの前回値とステップ118のUStmp2とに基づいて、加重平均処理を含んだシミュレーション計算により、暫定燃料噴射パルス幅TPCを演算し、ステップ123に進みフラグfVBONを1とする。
一方、ステップ119で、fVBONが0と判定された場合には、ステップ112で求めたUStmp1とUStmp2(この場合のUStmp2はバッテリ供給電圧VBが所定電圧VB2以上になった直後のセンサ出力電圧)を用いて、ステップ121では、過去のバッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下であったときのセンサ出力電圧USを線形補間により推定し(推定出力電圧USEを演算し)、ステップ122に進む。ステップ122では、TPtmpと、ステップ121で推定した推定出力電圧USEとに基づいて、加重平均処理を含んだシミュレーション計算により、現在の暫定燃料噴射パルス幅TPCを演算し、ステップ120と同様に、ステップ123に進み、fVBONを0とする。ステップ124では、暫定燃料噴射パルス幅TPCを演算した後、前回の燃料噴射パルス幅TPからの変化量にリミッタ処理を施し、燃料噴射パルス幅TPを演算する。
また、先述したと同様に、吸入空気量Qもしくは燃料噴射パルス幅TPを補正する場合には、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下となる直前の値を一定値として補正してもよい。
On the other hand, in
As described above, when the intake air amount Q or the fuel injection pulse width TP is corrected, the value immediately before the battery supply voltage VB becomes equal to or less than the predetermined voltage VB 1 may be corrected as a constant value.
図9は、第二実施形態を説明するための制御フロー図であり、第二実施形態と第一実施形態との主な相違する点は、補正手段73のセンサ出力電圧USの補正方法である。本実施形態は、エンジン回転数NRPMから、バッテリ供給電圧VBの低下時のセンサ出力電圧USを推定している。バッテリ供給電圧VBが低下するエンジン始動時には、吸入空気量が少ないため、吸気管3内の空気圧は大気圧に近いことが知られている。したがって、吸気管内の空気圧が大気圧と同じであると仮定すると、吸入空気量は、エンジンの気筒数と各気筒のシリンダ容積から求まる所定値と、エンジン回転数を乗じた結果により得られる。 FIG. 9 is a control flow diagram for explaining the second embodiment. The main difference between the second embodiment and the first embodiment is a method for correcting the sensor output voltage US of the correction means 73. . In the present embodiment, the sensor output voltage US when the battery supply voltage VB decreases is estimated from the engine speed NRPM. It is known that the air pressure in the intake pipe 3 is close to the atmospheric pressure because the intake air amount is small when the engine is started when the battery supply voltage VB decreases. Therefore, assuming that the air pressure in the intake pipe is the same as the atmospheric pressure, the intake air amount is obtained by multiplying a predetermined value obtained from the number of cylinders of the engine and the cylinder volume of each cylinder and the engine speed.
そこで、図9に示すように、まず、ステップ130では、バッテリ供給電圧VBと所定電圧VB1との大小判定をする。そして、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1よりも小さい場合には、ステップ131に進み、センサ出力電圧USにエンジン回転数NRPMと所定値c20とを乗じて、その値を補正後のセンサ出力電圧USCとする。一方、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以上である場合には、ステップ132に進み、センサ出力電圧USを補正後のセンサ出力電圧USCとして代入する(補正を行わない)。よって、バッテリ供給電圧VBが低下するエンジン始動時には、吸入空気量が少なく、吸気管3の内部の空気圧は大気圧に近いので、エンジン回転数NRPMに基づいて、センサ出力電圧USを簡易的に精度良く演算することができる。
Therefore, as shown in FIG. 9, first, in
以上、本発明の二つの実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 As mentioned above, although two embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the mind of this invention described in the claim, it is various. The design can be changed.
第一実施形態では、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下となるとき、その直前のセンサ出力電圧USを用いて補正したが、例えば、スタータスイッチを作動する、吸入空気量の少ない内燃機関の始動時に、バッテリ供給電圧VBが低下するので、演算手段は、バッテリ供給電圧VBが所定電圧VB1以下となったとき、アイドル運転時に検出したセンサ出力電圧値よりも低い値を一定値としてセンサ出力電圧USに置き換えても良い。また、演算手段が、吸入空気量Qを補正するようにV−Q変換手段の下流で、アイドル時の空気流量よりも低い空気流量を一定値として吸入空気量Qを置き換えてもよく、また、演算手段が、燃料噴射パルス幅TPを補正するべく燃料噴射パルス演算手段の下流で、アイドル時の燃料噴射パルス幅よりも低い燃料噴射パルス幅を一定値として燃料噴射パルス幅TPを置き換えてもよい。また、このような置き換えは、補正式又はテーブルを用いてもよい。 In the first embodiment, when the battery supply voltage VB is equal to or lower than the predetermined voltage VB 1 , correction is performed using the sensor output voltage US immediately before the battery supply voltage VB. However, for example, an internal combustion engine with a small intake air amount that operates a starter switch Since the battery supply voltage VB decreases at the time of starting, when the battery supply voltage VB becomes equal to or lower than the predetermined voltage VB 1 , the calculation means outputs a sensor output with a value lower than the sensor output voltage detected during idle operation as a constant value. The voltage US may be substituted. Further, the calculation means may replace the intake air amount Q with a constant air flow rate lower than the air flow rate during idling downstream of the VQ conversion means so as to correct the intake air amount Q. The calculation means may replace the fuel injection pulse width TP with a constant fuel injection pulse width lower than the fuel injection pulse width during idling downstream of the fuel injection pulse calculation means to correct the fuel injection pulse width TP. . Further, such a replacement may use a correction formula or a table.
また、第一実施形態では、燃料噴射量に相当する燃料噴射パルス幅を演算する際に、線形補間を用いて演算したが、特に内燃機関始動時などは、このように演算した値は、それ程変動しないので、予めテーブルなどに記憶しておき、テーブルなどからその値を読み出すと、演算時間の短縮が図れる。 Further, in the first embodiment, when calculating the fuel injection pulse width corresponding to the fuel injection amount, the calculation is performed using linear interpolation. However, particularly when the internal combustion engine is started, the value calculated in this way is not much. Since it does not fluctuate, the calculation time can be shortened by storing it in a table or the like in advance and reading the value from the table or the like.
また、第二実施形態に、第一実施形態で示す所定電圧VB2の閾値を設けて補正式等で吸入空気量又は燃料噴射量を補正してもよく、線形補間などセンサ出力電圧を推定して、燃料噴射量を演算してもよい。 Further, in the second embodiment, the threshold value of the predetermined voltage VB 2 shown in the first embodiment may be provided to correct the intake air amount or the fuel injection amount by a correction formula or the like, and the sensor output voltage such as linear interpolation is estimated. Thus, the fuel injection amount may be calculated.
また、本実施形態では、バッテリの供給電圧とエアフローセンサの出力電圧との関係に基づいて、バッテリの電圧の閾値として所定電圧VB1とVB2を設定したが、これらの電圧は、バッテリの供給電圧とエアフローセンサの出力電圧との関係を示す特性図から、その閾値及びその閾値の個数を決定してもよい。 Further, in the present embodiment, based on the relationship between the supply voltage and the output voltage of the air flow sensor of the battery has been set a predetermined voltage VB 1 and VB 2 as the threshold voltage of the battery, these voltages are supplied battery The threshold value and the number of threshold values may be determined from a characteristic diagram showing the relationship between the voltage and the output voltage of the airflow sensor.
コントロールユニット(制御装置)が正常動作するための最低保証電圧よりも、エアフローセンサが正常動作するための最低保証電圧のほうが高い場合、本発明は非常に有効であり、利用される可能性が高い。 When the minimum guaranteed voltage for the air flow sensor to operate normally is higher than the minimum guaranteed voltage for the control unit (control device) to operate normally, the present invention is very effective and is likely to be used. .
1 内燃機関
2 エアクリーナ
3 吸気管
4 絞り弁(スロットル)
5 スロットルボディ
6 ISCバルブ
7 コレクタ
8 スロットルセンサ
9 プレッシャレギュレータ
10 コントロールユニット(制御装置)
11 燃料ポンプ
12 燃料タンク
13 インジェクタ
14 クランク角センサ
15 気筒
19 水温センサ
20 熱式エアフローセンサ
24 O2センサ(空燃比センサ)
26 パワートランジスタ
27 スタータスイッチ
28 イグニッションスイッチ
30 バッテリ
33 触媒
42 LSI
43 CPU(演算手段)
73 補正手段
74 V−Q変換手段(吸入空気量演算手段)
75 燃料噴射パルス演算手段(燃料噴射量演算手段)
1
5 Throttle body 6 ISC valve 7
11
26
43 CPU (calculation means)
73 Correction means 74 VQ conversion means (intake air amount calculation means)
75 Fuel injection pulse calculation means (fuel injection amount calculation means)
Claims (8)
該制御装置は、前記吸入空気量計測手段に供給される電圧が所定電圧以下である場合には、前記供給電圧に基づいて前記吸入空気量又は前記燃料噴射量を増量補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine comprising: an intake air amount calculating unit that calculates an intake air amount based on an output from an intake air amount measuring unit; and a fuel injection amount calculating unit that calculates a fuel injection amount based on the intake air amount. A control device,
When the voltage supplied to the intake air amount measuring means is equal to or lower than a predetermined voltage, the control device corrects the intake air amount or the fuel injection amount to be increased based on the supply voltage. Control device for internal combustion engine.
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