JP4377907B2 - 内燃機関の空気量演算装置および燃料制御装置 - Google Patents
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Description
エンジン200は、吸気系に、熱式吸入空気量センサ(H/Wセンサ)201と、スロットル絞り弁202と、スロットル絞り弁202の開度(スロットル開度TVO)を計測するスロットル開度センサ215と、スロットル絞り弁202をバイパスして吸気管204に接続された流路の流路面積を制御してエンジン200のアイドル時の回転数を制御するアイドルスピードコントロールバルブ(ISCバルブ)203と、吸気管204内の吸入空気の温度(吸気温THV)を測定する吸気温センサ205と、エンジン200の要求する燃料を噴射供給する燃料噴射弁206とを有する。燃料噴射弁206は、各気筒毎に設けられている。
エンジン回転数計算手段101は、エンジン200の所定のクランク角度位置に設定されたクランク角センサ207の電気的な信号、おもにパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することによってエンジン200の単位時間当りの回転数(エンジン回転数Ne)を計算する。
QARB=KST・HKST・KSV・PMMHG・Ne …(6)
但し、PMMHG:H/Wセンサ出力に基づく吸気管圧力推定値
pmmhg:H/Wセンサ計量空気流量より推定もしくは計算された吸気管圧力の前回値
KTM:圧力勾配定数
QA00:H/Wセンサ計測空気流量
KIMV:インテークマニホールド容積(吸気管内容積)
KST:吸気温補正係数
HKST:推定圧誤差補正係数
KSV:シリンダ容積
Ne:エンジン回転数
pmmtvo+KTM(QATVO−QARTVO)/KIMV …(7)
QARTVO=KST・HKST・KSV・PMMTVO・Ne …(8)
但し、PMMTVO:α−N空気量に基づく吸気管圧力推定値
pmmtvo:α−N空気流量より推定もしくは計算された吸気管圧力の前回値
KTM:圧力勾配定数
QA00:H/Wセンサ計測空気流量
KIMV:インテークマニホールド容積(吸気管内容積)
KST:吸気温補正係数
HKST:推定圧誤差補正係数
KSV:シリンダ容積
Ne:エンジン回転数
pmint+KTM・差分空気流量ΔQ/(KIMV・KTMHOS) …(9)
QAR=KST・HKST・KSV・PMINT・Ne …(10)
但し、PMINT:吸気管圧力推定値
pmint:定常時は、H/Wセンサ計量空気流量、過渡時はα−N空気流量を
基に推定もしくは計算された吸気管圧力。
KTM:圧力勾配定数
KIMV:インテークマニホールド容積(吸気管内容積)
KTMHOS:圧力勾配補正係数
KST:吸気温補正係数
HKST:推定圧誤差補正係数
KSV:シリンダ容積
Ne:エンジン回転数
まず、ステップ1101で、クランク角度センサ207の電気的な信号を処理し、エンジン回転数を計算する。つぎに、ステップ1102で、H/Wセンサ201、吸気温センサ205、スロットル開度センサ215の出力を読み込む。
つぎに、ステップ1104で、吸気管圧力の推定値を計算し、ステップ1105で、シリンダ流入空気量を計算する。
まず、ステップ1401で、吸気温THAにより吸気温補正係数KSTをテーブル検索
つぎに、ステップ1402で、H/Wセンサ201の吸入空気量QA00を読込み、ステップ1403で、QA00ベースで吸気管圧力推定値PMMHGを計算する。
102 吸入空気量計算手段
103 基本燃料計算手段
104 基本燃料補正係数計算手段
105 基本点火時期計算手段
106 加減速判定手段
107 ISC制御手段
108 空燃比帰還制御係数計算手段
109 目標空燃比設定手段
110 基本燃料補正手段
111 点火時期補正手段
200 エンジン
201 熱式吸入空気量センサ(H/Wセンサ)
202 スロットル絞り弁
203 アイドルスピードコントロールバルブ(ISCバルブ)
204 吸気管
205 吸気温センサ
206 燃料噴射弁
207 クランク角度センサ
208 点火コイル
209 水温センサ
210 酸素濃度センサ
211 触媒
212 イグニッションスイッチ
213 シリンダ(燃焼室)
214 点火栓
215 スロットル開度センサ
216 排気管
300 エンジン制御装置
301 CPU
302 I/O部
309 出力ドライバ
402 ハードフィルタ
403 ソフトフィルタ
404 変換手段
405 吸気管圧力推定手段
406 シリンダ流入空気量演算手段
601 スロットル通過空気量マップ検索手段
701 スロットル開口面積マップ検索手段
702 演算器
703 空気流量/Ne比マップ検索手段
704 演算器
801 第一のシリンダ流入空気量演算手段
802 第二のシリンダ流入空気量演算手段
803 第三のシリンダ流入空気量演算手段
804 吸気温補正係数演算手段
805 推定圧誤差補正係数演算手段
806 圧力勾配補正係数演算手段
807 入力切替判定手段
811 第一の差分空気流量演算器
812 第二の差分空気流量演算器
Claims (11)
- 内燃機関の吸気スロットル部を通過する空気量を検出する空気量検出手段と、
スロットル開度から吸気スロットル部を通過する空気量の計算値を得るスロットル通過空気量演算手段と、
前記吸気スロットル部を通過する空気量をフィルタリングして内燃機関のシリンダへ流入する空気量を得るシリンダ流入空気量演算手段と、を備え、
該シリンダ流入空気量演算手段は、
前記スロットル通過空気量演算手段による空気量の計算値を基にした第一のフィルタと、
前記空気量検出手段の検出値より前記シリンダ流入空気量演算手段の前回の出力値を差引いて差分空気流量を算出する第一の差分空気流量演算手段と、
前記第一のフィルタの入力値より前記第一のフィルタの前回の出力値を差し引いて差分空気流量を算出する第二の差分空気流量演算手段と、
前記内燃機関の定常時には前記第一の差分空気流量演算手段によって算出された差分空気流量を選定し、内燃機関の過渡時には前記第二の差分空気流量演算手段によって算出された差分空気流量を選定する選定手段と、
前記選定手段によって選定された選定値である差分空気流量を入力する第二のフィルタとを有し、
前記第二のフィルタの出力を前記シリンダへ流入する空気量とすることを特徴とする内燃機関の空気量演算装置。 - 前記各フィルタは、内部の状態変数として、計算された吸気管圧力推定値を持ち、その圧力推定値に応じて前記各フィルタにおいてフィルタリングを行い、シリンダ流入空気量を出力することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空気量演算装置。
- 前記シリンダ流入空気量演算手段は、
吸気管に入る空気量と吸気管から出る空気量との差分空気流量より吸気管圧力推定値を演算し、前記吸気管圧力推定値よりシリンダへ流入する空気量を演算するものであり、
前記差分空気流量として、定常時には、前記第一の差分空気流量演算手段の出力値を用い、過渡時には前記第二の差分空気流量演算手段の出力値を用いることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の空気量演算装置。 - 運転領域(エンジン回転数Ne)での吸気管圧力と演算される前記吸気管圧力推定値との誤差を補正する推定圧誤差補正手段を有する請求項3に記載の内燃機関の空気量演算装置。
- 前記空気量検出手段は、熱式空気流量計であることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の内燃機関の空気量演算装置。
- 前記スロットル通過空気量演算手段は、エンジン回転数と、スロットル開度によって定められたマップからスロットル通過空気量を検索することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の内燃機関の空気量演算装置。
- 前記スロットル通過空気量演算手段は、スロットルの開口面積と、スロットル前後差圧と、吸気温度からスロットル通過空気量を理論演算することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の内燃機関の空気量演算装置。
- 前記スロットル通過空気量演算手段は、スロットルの開口面積をエンジン回転数で正規化し、その正規化値からエンジン回転数当りの空気流量を求めてスロットル通過空気量を計算することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の内燃機関の空気量演算装置。
- 内燃機関の過渡時と定常時とを判定する運転状態判定手段を備え、
該運転状態判定手段は、前記第一の差分空気流量演算手段の出力値と、前記第二の差分空気流量演算手段の出力値とを比較して前記判定を行うことを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の内燃機関の空気量演算装置。 - 前記運転状態判定手段は、前記第二の差分空気流量演算手段の出力値の絶対値が所定の閾値以上で、且つ前記絶対値が、前記第一の差分空気流量演算手段の出力値の絶対値より大きい時には過渡時と判定し、そうでない時には定常時と判定することを特徴とする請求項9に記載の内燃機関の空気量演算装置。
- 請求項1から10の何れか一項に記載の内燃機関の空気量演算装置によって演算されたシリンダ流入空気量を用いて燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料制御装置。
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