JP4792453B2 - Intake air amount detection device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃焼室に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出装置に関する。 The present invention relates to an intake air amount detection device that detects an intake air amount taken into a combustion chamber of an internal combustion engine.
従来の吸入空気量検出装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この吸入空気量検出装置は、吸気管に設けられ、吸入空気量を検出するエアフローセンサで構成されている。また、内燃機関には、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁や、混合気の空燃比を検出する空燃比センサなどが設けられている。この吸入空気量検出装置では、エアフローセンサの異常判定が次のようにして行われる。まず、空燃比センサで検出された空燃比に、燃料噴射弁から噴射された燃料噴射量を乗算することによって、吸入空気量を推定する。そして、エアフローセンサで検出した吸入空気量と推定した吸入空気量との差の絶対値が、所定のしきい値よりも大きいときに、エアフローセンサに異常が生じていると判定する。
As a conventional intake air amount detection device, for example, one disclosed in
しかし、この従来の吸入空気量検出装置では、2つのセンサの検出値などに応じてエアフローセンサの異常判定を行うにすぎない。このため、エアフローセンサの個体差や経時劣化などによって、その出力特性がずれている場合には、実際の吸入空気量を適切に求めることができない。 However, in this conventional intake air amount detection device, the abnormality determination of the air flow sensor is only performed according to the detection values of the two sensors. For this reason, when the output characteristics are deviated due to individual differences or deterioration with time of the air flow sensor, the actual intake air amount cannot be obtained appropriately.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、エアフローセンサの出力特性のずれを適切に補償でき、それにより、吸入空気量の検出精度を向上させることができる吸入空気量検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and can appropriately compensate for deviations in the output characteristics of the air flow sensor, thereby improving the detection accuracy of the intake air amount. An object is to provide a detection device.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、内燃機関3の吸気系(実施形態における(以下、本項において同じ)吸気管4)を介して燃焼室3dに吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出装置1であって、吸気系に設けられ、吸入空気量を検出するエアフローセンサ23と、燃料噴射弁6から噴射され、燃焼室3dに供給される燃料噴射量QINJを設定する燃料噴射量設定手段(ECU2)と、燃焼室3dに供給された空気と燃料との混合気の空燃比を検出する空燃比センサ(LAFセンサ24)と、検出された空燃比AFが理論空燃比よりもリッチ側のときに、空燃比AFおよび設定された燃料噴射量に基づいて、吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段(ECU2、図5のステップ24)と、検出された吸入空気量(吸気量QA)を、推定された吸入空気量(推定吸気量QAEST)との比較結果に基づいて補正する吸入空気量補正手段(ECU2、図5のステップ25〜27)と、内燃機関3の気筒内の圧力を筒内圧Pとして検出する筒内圧検出手段(筒内圧センサ21)と、検出された筒内圧Pに応じて、内燃機関3の図示平均有効圧力IMEPを算出する図示平均有効圧力算出手段(ECU2、図3のステップ12)と、内燃機関3の回転数(エンジン回転数NE)を検出する回転数検出手段(クランク角センサ22)と、内燃機関3を搭載した車両のアクセルペダルの開度をアクセル開度APとして検出するアクセル開度検出手段(アクセル開度センサ25)と、検出された内燃機関3の回転数およびアクセル開度APに応じて、図示平均有効圧力の推定値である推定圧力IMEPESTを算出する推定圧力算出手段(ECU2、図3のステップ14)と、燃料噴射弁6の動作特性のずれを表す動作特性パラメータとして、算出された推定圧力IMEPESTに対する図示平均有効圧力IMEPの乖離度合い(圧力比R)を算出する動作特性パラメータ算出手段(ECU2、図3のステップ15)と、算出された動作特性パラメータに応じて、燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段(ECU2、図3のステップ16〜18)と、を備え、吸入空気量推定手段は、燃料噴射量補正手段による燃料噴射量の補正が終了しているときに吸入空気量の推定を実行することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この吸入空気量検出装置によれば、燃焼室に吸入される吸入空気量がエアフローセンサで検出され、燃焼室に供給された空気と燃料との混合気の空燃比が空燃比センサで検出される。空燃比センサとして例えば、酸素濃度を検出するタイプのものを用いた場合、そのような空燃比センサは一般に、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側のときには、リーン側のときよりもその分解能が高いことで、高い検出精度が得られるという特性を有する。このため、混合気の空燃比がリッチのときには、検出された空燃比と設定された燃料噴射量に基づいて推定された吸入空気量は、精度が高く、信頼性の高いものとなる。 According to this intake air amount detection device, the amount of intake air sucked into the combustion chamber is detected by the air flow sensor, and the air-fuel ratio of the mixture of air and fuel supplied to the combustion chamber is detected by the air-fuel ratio sensor. . For example, when an air-fuel ratio sensor that detects the oxygen concentration is used, such an air-fuel ratio sensor generally has a higher resolution when the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio than when it is lean. It has the characteristic that a high detection accuracy is obtained because it is high. For this reason, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich, the intake air amount estimated based on the detected air-fuel ratio and the set fuel injection amount is highly accurate and reliable.
したがって、検出された吸入空気量を、空燃比がリッチのときに推定された吸入空気量と比較するとともに、その比較結果に基づいて補正することによって、エアフローセンサの出力特性のずれを適切に補償でき、それにより、吸入吸気量の検出精度を向上させることができる。その結果、検出された吸入空気量に基づいて、空燃比などを適切に制御できるので、エミッションや燃費などを良好に維持することができる。また、空燃比センサは内燃機関に通常、設けられるものであるので、そのような既存の構成部品を利用しながら、コスト増を伴うことなく、上記の作用を得ることができる。 Therefore, the detected intake air amount is compared with the intake air amount estimated when the air-fuel ratio is rich, and correction based on the comparison result appropriately compensates for deviations in the output characteristics of the air flow sensor. Thus, the detection accuracy of the intake air intake amount can be improved. As a result, since the air-fuel ratio and the like can be appropriately controlled based on the detected intake air amount, it is possible to maintain good emission and fuel consumption. In addition, since the air-fuel ratio sensor is usually provided in an internal combustion engine, the above-described operation can be obtained without increasing costs while using such existing components.
燃料噴射弁の動作特性がずれると、燃料噴射弁から実際に供給される燃料噴射量が、設定された燃料噴射量と異なってしまうため、設定された燃料噴射量を用いて推定された吸入空気量の推定精度は低くなる。前述した構成によれば、検出された筒内圧に応じて、内燃機関の図示平均有効圧力が算出され、検出された内燃機関の回転数およびアクセル開度に応じて、図示平均有効圧力の推定値である推定圧力が算出される。また、算出された推定圧力に対する図示平均有効圧力の乖離度合いを、燃料噴射弁の動作特性のずれを表す動作特性パラメータとして算出するとともに、この動作特性パラメータに応じて補正された燃料噴射量を用いて吸入空気量を推定するので、その推定精度が高められ、その結果、吸入空気量の検出精度をより向上させることができる。
If the operating characteristics of the fuel injection valve deviate, the fuel injection amount that is actually supplied from the fuel injection valve differs from the set fuel injection amount. Therefore, the intake air estimated using the set fuel injection amount The quantity estimation accuracy is low. According to the configuration described above, the indicated mean effective pressure of the internal combustion engine is calculated according to the detected in-cylinder pressure, and the estimated mean effective pressure is estimated according to the detected rotational speed and accelerator opening of the internal combustion engine. An estimated pressure is calculated. Moreover, the degree of deviation of the indicated mean effective pressure against the calculated estimated pressure, to calculate the operating characteristic parameter indicative of the deviation of the operating characteristics of the fuel injection valve, the fuel injection amount corrected in accordance with the operating characteristic parameter Since the amount of intake air is estimated using this, the estimation accuracy is improved, and as a result, the detection accuracy of the intake air amount can be further improved.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の吸入空気量検出装置1において、内燃機関3から排出された排ガスを吸気系に還流させるEGR装置8と、吸入空気量推定手段によって吸入空気量を推定するときに、EGR装置8による排ガスの還流を禁止する還流禁止手段(ECU2、図5のステップ23)と、をさらに備えることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、吸入空気量を推定するときには、EGR装置による吸気系への排ガスの還流を禁止する。このため、EGR装置の作動に伴う排ガスの還流遅れなどにより吸入空気量が安定していない状態で、吸入空気量が推定されるのを回避でき、それにより、吸入空気量の検出精度をさらに向上させることができる。 According to this configuration, when the intake air amount is estimated, the exhaust gas recirculation to the intake system by the EGR device is prohibited. For this reason, it is possible to avoid the estimation of the intake air amount when the intake air amount is not stable due to the exhaust gas recirculation delay caused by the operation of the EGR device, thereby further improving the detection accuracy of the intake air amount. Can be made.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態による吸入空気量検出装置1、およびこれを適用した内燃機関(以下「エンジン」という)3の概略構成を示している。エンジン3は、例えば4つの気筒3a(1つのみ図示)を有するディーゼルエンジンであり、車両(図示せず)に搭載されている。各気筒3aのピストン3bとシリンダヘッド3cとの間には、燃焼室3dが形成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an intake air
シリンダヘッド3cには、吸気管4および排気管5が接続されるとともに、燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)6が燃焼室3dに臨むように取り付けられている。インジェクタ6から燃焼室3dに噴射された燃料は、吸気管4を介して吸入された空気と混合され、それによって生成された混合気が燃焼室3d内で燃焼される。インジェクタ6の開弁時間および開弁タイミングは、後述するECU2からの駆動信号によって制御され、それにより、燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。
An intake pipe 4 and an
また、シリンダヘッド3cには、気筒3aごとに筒内圧センサ21が設けられている。筒内圧センサ21は、圧電素子で構成されており、エンジン3の気筒3a内の圧力の変化量(以下「筒内圧変化量」という)DPを検出し、その検出信号をECU2に出力する。ECU2は、筒内圧変化量DPに基づいて、筒内圧Pを算出する。
The
エンジン3のクランクシャフト3eには、クランク角センサ22が設けられている。クランク角センサ22は、クランクシャフト3eの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。
A
CRK信号は、所定のクランク角(例えば1°)ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、TDC信号は、各気筒3aのピストン3bが吸気行程のTDC位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、4気筒である本例ではクランク角180°ごとに出力される。
The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 1 °). The ECU 2 calculates the engine speed (hereinafter referred to as “engine speed”) NE of the
吸気管4には、エアフローセンサ23が設けられている。エアフローセンサ23は、燃焼室3dに吸入される吸入空気量を検出し、検出した吸入空気量(以下「吸気量」という)QAを表す信号をECU2に出力する。
An
排気管5には、上流側から順に、LAFセンサ24およびNOx触媒7が設けられている。LAFセンサ24は、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーン領域までの広範囲な空燃比の領域において、排気管5内を流れる排ガス中の酸素濃度を連続的に検出し、その検出信号をECU2に出力する。ECU2は、LAFセンサ24からの検出信号に基づいて、燃焼室3dで燃焼された混合気の空燃比AFを算出する。また、LAFセンサ24は、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側のときには、リーン側のときよりもその分解能が高いことで、高い検出精度が得られるという特性を有する。
The
NOx触媒7は、排ガス中のNOxを吸着するとともに、吸着したNOxを還元することによって、排ガスを浄化する。このNOx触媒7は、混合気の空燃比がリーンのときには、排ガス中のNOxを吸着することによって浄化するとともに、空燃比がリッチのときには、吸着したNOxを還元するという特性を有する。 The NOx catalyst 7 adsorbs NOx in the exhaust gas and purifies the exhaust gas by reducing the adsorbed NOx. The NOx catalyst 7 has a characteristic of purifying by adsorbing NOx in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is lean and reducing the adsorbed NOx when the air-fuel ratio is rich.
また、エンジン3には、EGR装置8が設けられている。このEGR装置8は、エンジン3から排気管5に排出された排ガスの一部を吸気管4に還流するものであり、吸気管4と排気管5の間に接続されたEGR通路8aと、このEGR通路8aを開閉するEGR制御弁8bなどで構成されている。EGR通路8aの一端は、排気管5のLAFセンサ24よりも上流側の部分に開口し、他端は、吸気管4のエアフローセンサ23よりも下流側の部分に開口している。
The
EGR制御弁8bは、そのリフト量がリニアに変化する常閉式のリニア電磁弁で構成されている。このEGR制御弁8bのリフト量を、ECU2からの駆動信号で制御し、EGR通路8aの開度を変化させることによって、排ガスの還流量が制御される。
The
さらに、ECU2には、アクセル開度センサ25からアクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が、車速センサ26から車両の速度(車速)VPを表す検出信号が、それぞれ出力される。
Further, the
ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ21〜26の検出信号はそれぞれ、I/OインターフェースでA/D変換や成形がなされた後、CPUに入力される。
The
CPUは、これらの入力信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに従って、混合気の空燃比制御などのエンジン3の制御を実行する。具体的には、エンジン3の通常運転時には、空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御し、NOx触媒7に吸着されたNOxを還元するときには、空燃比を理論空燃比よりも一時的にリッチ側に制御するリッチ運転を実行する。この空燃比制御は、吸入空気量および燃料噴射量QINJを制御することによって行われ、燃料噴射量QINJは、エンジン回転数NEとアクセル開度APなどに基づいて設定される。また、CPUは、燃料噴射量QINJおよび吸気量QAの補正処理を実行する。
In accordance with these input signals, the CPU executes control of the
なお、本実施形態では、ECU2が、燃料噴射量設定手段、吸入空気量推定手段、吸入空気量補正手段、図示平均有効圧力算出手段、推定圧力算出手段、動作特性パラメータ算出手段、燃料噴射量補正手段および還流禁止手段に相当する。
In this embodiment, the
図2は、上述した補正処理のメインフローを示す。本処理は、TDC信号の発生に同期して実行される。本処理では、まず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、エンジン3がリッチ運転中であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、燃料噴射量QINJの補正処理を実行する(ステップ2)一方、YESのときには、吸気量QAの補正処理を実行し(ステップ3)、本処理を終了する。
FIG. 2 shows a main flow of the correction processing described above. This process is executed in synchronization with the generation of the TDC signal. In this process, first, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the
図3は、燃料噴射量QINJの補正処理のフローチャートである。まず、ステップ11において、アクセル開度センサ25で検出されたアクセル開度APの前回値と今回値との差の絶対値|ΔAP|が所定値APREF以下であり、かつ車速センサ26で検出された車速VPの前回値と今回値との差の絶対値|ΔVP|が所定値VPREF以下であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、エンジン3の運転状態が安定していないとして、燃料噴射量QINJの補正は行わず、そのまま本処理を終了する。
FIG. 3 is a flowchart of the fuel injection amount QINJ correction process. First, in
一方、ステップ11の判別結果がYESのときには、検出された筒内圧Pに応じて、図示平均有効圧力IMEPを算出する(ステップ12)。
On the other hand, when the determination result in
次に、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって、要求トルクPMCMDを算出する(ステップ13)。次いで、この要求トルクPMCMDに基づき、図4に示すテーブルを検索することによって、図示平均有効圧力の推定値(以下「推定圧力」という)IMEPESTを算出する(ステップ14)。このテーブルでは、推定圧力IMEPESTは、要求トルクPMCMDが大きいほど、得られるべき図示平均有効圧力が大きいため、より大きな値に設定されている。 Next, a required torque PMCMD is calculated by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP (step 13). Next, an estimated value (hereinafter referred to as “estimated pressure”) IMEPEST of the indicated mean effective pressure is calculated by searching the table shown in FIG. 4 based on the required torque PMCMD (step 14). In this table, the estimated pressure IMEPEST is set to a larger value because the indicated mean effective pressure to be obtained is larger as the required torque PMCMD is larger.
次に、図示平均有効圧力IMEPと推定圧力IMEPESTとの圧力比R(=IMEP/IMEPEST)を算出し(ステップ15)、この圧力比Rが所定の下限値RLMTL(例えば0.95)以上で、かつ所定の上限値RLMTH(例えば1.05)以下であるか否かを判別する(ステップ16)。この判別結果がYESのときには、本処理を終了する。 Next, a pressure ratio R (= IMEP / IMEPEST) between the indicated mean effective pressure IMEP and the estimated pressure IMEPEST is calculated (step 15), and the pressure ratio R is equal to or higher than a predetermined lower limit value RLMTL (for example, 0.95). And it is discriminate | determined whether it is below predetermined upper limit value RLMTH (for example, 1.05) (step 16). When this determination result is YES, this processing is terminated.
一方、ステップ16の判別結果がNOのときには、推定圧力IMEPESTに対する図示平均有効圧力IMEPの乖離度合いが大きく、その原因がインジェクタ6の動作特性のずれによるものであるとして、燃料噴射量QINJを補正する。具体的には、圧力比Rの逆数(=1/R)を補正係数KQIとして設定し(ステップ17)、この補正係数KQIを燃料噴射量QINJに乗算することによって燃料噴射量を補正し、補正後燃料噴射量QINJCとして算出する(ステップ18)。このような燃料噴射量の補正が気筒3aごとに行われ、補正後燃料噴射量QINJCに基づき、インジェクタ6の開弁時間が制御されることによって、各気筒3aの燃焼室3dに、燃料噴射量QINJに相当する量の燃料が供給される。
On the other hand, when the determination result in
次に、燃料噴射量QINJの補正が終了していることを表すために、補正終了フラグF_QINJCを「1」にセットし(ステップ19)、本処理を終了する。なお、この補正終了フラグF_QINJCは、エンジン3の始動時に「0」にリセットされる。
Next, in order to indicate that the correction of the fuel injection amount QINJ has ended, the correction end flag F_QINJC is set to “1” (step 19), and this process ends. The correction end flag F_QINJC is reset to “0” when the
図5は、図2のステップ3で実行される吸気量QAの補正処理を示すフローチャートである。まず、ステップ21において、補正終了フラグF_QINJCが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、本処理を終了する。
FIG. 5 is a flowchart showing the correction process of the intake air amount QA executed in
一方、ステップ21の判別結果がYESで、燃料噴射量QINJの補正がすでに終了しているときには、図3のステップ11と同様、アクセル開度APの前回値と今回値との差の絶対値|ΔAP|が所定値APREF以下で、かつ車速VPの前回値と今回値との差の絶対値|ΔVP|が所定値VPREF以下であるか否かを判別する(ステップ22)。この判別結果がNOのときには、本処理を終了する。一方、この判別結果がYESのときには、EGR制御弁8bへの駆動信号の出力を停止することによって、EGR動作を停止する(ステップ23)。これにより、吸気管4への排ガスの還流量を0にする。
On the other hand, when the determination result in
次いで、LAFセンサ24で検出された空燃比AFに、燃料噴射量QINJを乗算することによって、吸入空気量の推定値(以下「推定吸気量」という)QAESTを算出する(ステップ24)。
Next, an estimated value of intake air amount (hereinafter referred to as “estimated intake air amount”) QAEST is calculated by multiplying the air-fuel ratio AF detected by the
次に、エアフローセンサ23で検出した吸気量QAと、推定吸気量QAESTとの偏差ΔQA(=QA−QAEST)の絶対値|ΔQA|が、所定値QAREF以上であるか否かを判別する(ステップ25)。この判別結果がNOのときには、本処理を終了する。
Next, it is determined whether or not the absolute value | ΔQA | of the difference ΔQA (= QA−QAEST) between the intake air amount QA detected by the
一方、ステップ25の判別結果がYESのときには、推定吸気量QAESTに対して吸気量QAが大きくずれており、エアフローセンサ23の出力特性がずれているとして、吸気量QAを補正するものとし、そのための補正係数KQAを算出する(ステップ26)。この補正係数KQAは、例えば、推定吸気量QAESTと吸気量QAとの吸気量比RQA(=QAEST/QA)を算出し、この吸気量比RQAに所定のなまし処理を施すことによって算出される。次に、算出した補正係数KQAに吸気量QAを乗算することによって吸気量QAを補正し、補正後吸気量QACとして設定した(ステップ27)後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
以上のように、本実施形態によれば、吸気量QAと、空燃比AFがリッチのときに算出された推定吸気量QAESTとの偏差ΔQAの絶対値|ΔQA|が所定値QAREF以上のときに吸気量QAを補正するので、エアフローセンサ23の出力特性のずれを適切に補償でき、それにより、吸入空気量の検出精度を向上させることができる。その結果、補正後吸気量QACに基づいて空燃比AFなどを適切に制御できるので、エミッションや燃費などを良好に維持することができる。また、LAFセンサ24は、エンジン3の制御のために通常、設けられるものであるので、そのような既存のLAFセンサ24を利用しながら、コスト増を伴うことなく、上記の作用を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the absolute value | ΔQA | of the deviation ΔQA between the intake air amount QA and the estimated intake air amount QAEST calculated when the air-fuel ratio AF is rich is greater than or equal to a predetermined value QAREF. Since the intake air amount QA is corrected, a deviation in the output characteristics of the
また、図示平均有効圧力IMEPと推定圧力IMEPESTとの圧力比R(=IMEP/IMEPEST)が下限値RLMTLと上限値RLMTHとの間にないときには、インジェクタ6の動作特性がずれているとして、圧力比Rに基づいて燃料噴射量QINJを補正するとともに、それによって得られた補正後燃料噴射量QINJCに基づいて燃料を噴射するので、燃焼室3dに実際に噴射される燃料噴射量を、設定した燃料噴射量QINJと同じにすることができる。そして、そのような補正が終了した後に、燃料噴射量QINJを用いて推定吸気量QAESTを算出するので、その推定精度が高められ、その結果、吸入空気量の検出精度をより向上させることができる。
In addition, when the pressure ratio R (= IMEP / IMEPEST) between the indicated mean effective pressure IMEP and the estimated pressure IMEPEST is not between the lower limit value RLMTL and the upper limit value RLMTH, it is assumed that the operating characteristics of the injector 6 are deviated and the pressure ratio Since the fuel injection amount QINJ is corrected based on R and fuel is injected based on the corrected fuel injection amount QINJC obtained thereby, the fuel injection amount actually injected into the
さらに、推定吸気量QAESTの算出に先立ち、EGR動作を停止し、排ガスの還流量を0にするので、排ガスの還流遅れなどにより吸入空気量が安定していない状態で、推定吸気量QAESTが算出されるのを回避でき、それにより、吸入空気量の検出精度をさらに向上させることができる。 Further, prior to calculating the estimated intake air amount QAEST, the EGR operation is stopped and the exhaust gas recirculation amount is set to 0. Therefore, the estimated intake air amount QAEST is calculated in a state where the intake air amount is not stable due to exhaust gas recirculation delay or the like. The detection accuracy of the intake air amount can be further improved.
また、NOx触媒7の還元のために行われるリッチ運転時を利用して吸気量QAを補正するので、補正用の格別の空燃比制御を行うことなく、補正の実行機会を容易に確保することができる。 Further, since the intake air amount QA is corrected using the rich operation performed for the reduction of the NOx catalyst 7, it is possible to easily ensure the correction execution opportunity without performing a special air-fuel ratio control for correction. Can do.
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、吸気量QAの補正を実行するか否かの決定を、吸気量QAと推定吸気量QAESTとの偏差ΔQAに基づいて、吸気量QAの補正を、両吸気量の比に基づいて行っているが、これらを相互に入れ替えてもよく、あるいは、補正の実行の決定および補正の両方を、偏差および比の一方で行ってもよい。また、実施形態では、インジェクタ6の動作特性のずれを表す動作特性パラメータとして、図示平均有効圧力IMEPと推定圧力IMEPESTとの圧力比Rを用いているが、これに限らず、例えば両者の偏差を用いてもよい。さらに、実施形態のエンジン3は、燃料を直接、気筒3a内に噴射する直噴タイプのものであるが、燃料を吸気管内に噴射するポート噴射タイプのものでもよい。
In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, whether or not the correction of the intake air amount QA is executed is determined based on the deviation ΔQA between the intake air amount QA and the estimated intake air amount QAEST, and the correction of the intake air amount QA is changed to the ratio of both intake air amounts. However, they may be interchanged with each other, or both the determination of the execution of correction and the correction may be performed with one of the deviation and the ratio. In the embodiment, the pressure ratio R between the indicated mean effective pressure IMEP and the estimated pressure IMEPEST is used as the operation characteristic parameter representing the deviation of the operation characteristic of the injector 6. However, the present invention is not limited to this. It may be used. Further, the
また、実施形態は、本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、ガソリンエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 The embodiment is an example in which the present invention is applied to a diesel engine mounted on a vehicle. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to various engines such as a gasoline engine. The present invention is also applicable to other engines, for example, marine propulsion engine engines such as outboard motors having a crankshaft arranged vertically. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.
1 吸入空気量検出装置
2 ECU(燃料噴射量設定手段、吸入空気量推定手段、吸入空気量補正手段、
図示平均有効圧力算出手段、推定圧力算出手段、動作特性パラメータ算出手段、
燃料噴射量補正手段および還流禁止手段)
3 エンジン
3d 燃焼室
4 吸気管(吸気系)
6 インジェクタ
8 EGR装置
23 エアフローセンサ
24 LAFセンサ(空燃比センサ)
QINJ 燃料噴射量
AF 空燃比
QA 吸気量(検出された吸入空気量)
QAEST 推定吸気量(推定された吸入空気量)
IMEP 図示平均有効圧力
IMEPEST 推定圧力
R 圧力比(動作特性パラメータ)
1 Intake air
Illustrated average effective pressure calculating means, estimated pressure calculating means, operating characteristic parameter calculating means,
Fuel injection amount correction means and recirculation prohibition means)
3
6
QINJ Fuel injection amount
AF air-fuel ratio
QA Intake amount (Detected intake air amount)
QAEST Estimated intake air amount (estimated intake air amount)
IMEP illustrated mean effective pressure
IMEST estimated pressure
R Pressure ratio (operating characteristic parameter)
Claims (2)
前記吸気系に設けられ、吸入空気量を検出するエアフローセンサと、
燃料噴射弁から噴射され、前記燃焼室に供給される燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、
前記燃焼室に供給された空気と燃料との混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、
当該検出された空燃比が理論空燃比よりもリッチ側のときに、当該空燃比および前記設定された燃料噴射量に基づいて、吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段と、
前記検出された吸入空気量を、前記推定された吸入空気量との比較結果に基づいて補正する吸入空気量補正手段と、
前記内燃機関の気筒内の圧力を筒内圧として検出する筒内圧検出手段と、
当該検出された筒内圧に応じて、前記内燃機関の図示平均有効圧力を算出する図示平均有効圧力算出手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関を搭載した車両のアクセルペダルの開度をアクセル開度として検出するアクセル開度検出手段と、
当該検出された内燃機関の回転数およびアクセル開度に応じて、前記図示平均有効圧力の推定値である推定圧力を算出する推定圧力算出手段と、
前記燃料噴射弁の動作特性のずれを表す動作特性パラメータとして、前記算出された推定圧力に対する前記図示平均有効圧力の乖離度合いを算出する動作特性パラメータ算出手段と、
当該算出された動作特性パラメータに応じて、前記燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、を備え、
前記吸入空気量推定手段は、前記燃料噴射量補正手段による前記燃料噴射量の補正が終了しているときに吸入空気量の推定を実行することを特徴とする吸入空気量検出装置。 An intake air amount detection device for detecting an intake air amount sucked into a combustion chamber via an intake system of an internal combustion engine,
An air flow sensor provided in the intake system for detecting an intake air amount;
Fuel injection amount setting means for setting the fuel injection amount injected from the fuel injection valve and supplied to the combustion chamber;
An air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of a mixture of air and fuel supplied to the combustion chamber;
An intake air amount estimating means for estimating an intake air amount based on the air / fuel ratio and the set fuel injection amount when the detected air / fuel ratio is richer than the theoretical air / fuel ratio;
An intake air amount correcting means for correcting the detected intake air amount based on a comparison result with the estimated intake air amount;
In-cylinder pressure detecting means for detecting a pressure in the cylinder of the internal combustion engine as an in-cylinder pressure;
An indicated mean effective pressure calculating means for calculating an indicated mean effective pressure of the internal combustion engine according to the detected in-cylinder pressure ;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
An accelerator opening detecting means for detecting an opening of an accelerator pedal of a vehicle equipped with the internal combustion engine as an accelerator opening;
Estimated pressure calculating means for calculating an estimated pressure that is an estimated value of the indicated mean effective pressure in accordance with the detected rotational speed and accelerator opening of the internal combustion engine ;
An operating characteristic parameter calculating means for calculating a deviation degree of the indicated mean effective pressure with respect to the calculated estimated pressure as an operating characteristic parameter representing a deviation in operating characteristics of the fuel injector;
Fuel injection amount correction means for correcting the fuel injection amount according to the calculated operating characteristic parameter,
The intake air amount detection device, wherein the intake air amount estimation means performs an estimation of an intake air amount when correction of the fuel injection amount by the fuel injection amount correction means is completed.
前記吸入空気量推定手段によって吸入空気量を推定するときに、前記EGR装置による排ガスの還流を禁止する還流禁止手段と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の吸入空気量検出装置。 An EGR device for recirculating exhaust gas discharged from the internal combustion engine to the intake system;
Recirculation prohibiting means for prohibiting recirculation of exhaust gas by the EGR device when the intake air amount estimating means estimates the intake air amount;
The intake air amount detection device according to claim 1, further comprising:
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