JP5372664B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP5372664B2
JP5372664B2 JP2009199186A JP2009199186A JP5372664B2 JP 5372664 B2 JP5372664 B2 JP 5372664B2 JP 2009199186 A JP2009199186 A JP 2009199186A JP 2009199186 A JP2009199186 A JP 2009199186A JP 5372664 B2 JP5372664 B2 JP 5372664B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
air flow
frequency
period
cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009199186A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011052965A (en
Inventor
拓人 岡本
好彦 赤城
浩平 栖関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2009199186A priority Critical patent/JP5372664B2/en
Publication of JP2011052965A publication Critical patent/JP2011052965A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5372664B2 publication Critical patent/JP5372664B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は空気流量計測装置を備えた内燃機関の制御装置に係り、特に、正確な空気流量を測定する空気流量検出技術に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine control device including an air flow rate measuring device, and more particularly to an air flow rate detection technique for measuring an accurate air flow rate.

従来から内燃機関の制御装置では、内燃機関の吸入空気流量を検出するため、内燃機関の吸気管に空気流量検出装置を配置し、空気流量検出装置によって検出された吸入空気流量を用いて燃料噴射量を制御している。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine control device, in order to detect the intake air flow rate of the internal combustion engine, an air flow rate detection device is disposed in the intake pipe of the internal combustion engine, and fuel injection is performed using the intake air flow rate detected by the air flow rate detection device. The amount is controlled.

近年では、内燃機関の排気エミッションを低減させることが重要な課題となっており、各センサの出力をデジタル値に変換し、デジタル演算装置によって燃料噴射量の制御を行うことが一般的になっている。したがって、空気流量検出装置の出力信号を用いた、デジタル演算装置にて演算される吸入空気流量の精度を上げることが内燃機関の排気を低減させるための重要な技術である。   In recent years, reducing the exhaust emission of an internal combustion engine has become an important issue, and it has become common to convert the output of each sensor into a digital value and control the fuel injection amount with a digital arithmetic device. Yes. Therefore, increasing the accuracy of the intake air flow rate calculated by the digital arithmetic device using the output signal of the air flow rate detection device is an important technique for reducing the exhaust of the internal combustion engine.

空気流量検出装置の出力信号としては、流量に応じて電圧値を変える電圧信号や、特許文献1や特許文献2で開示されている流量に応じて出力パルスの周期を変える周波数信号が使われることが多い。   As an output signal of the air flow rate detection device, a voltage signal that changes a voltage value according to the flow rate, or a frequency signal that changes the cycle of the output pulse according to the flow rate disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 is used. There are many.

周波数信号を、高流量でも低流量でも高精度に吸入空気量を計測する方法として、検出した複数個のパルス列の時間幅を計測し、1パルスの平均周期を算出し、上記の平均周期に基づいて吸入空気量を算出する方法が公知である(特許文献3)。   As a method for measuring the intake air volume with high accuracy at both high and low flow rates, measure the time width of multiple detected pulse trains, calculate the average period of one pulse, and based on the above average period A method for calculating the intake air amount is known (Patent Document 3).

また、上記特許文献3に記載の方法を用いると、通常、空気流量検出装置の出力周波数よりも低い周波数(遅い周期)で実施される燃料噴射量の演算の際、燃料噴射量演算周期間の平均流量を算出し、燃料噴射量演算に使用することができる。   In addition, when the method described in Patent Document 3 is used, the fuel injection amount calculation cycle is usually performed at a frequency (slow cycle) lower than the output frequency of the air flow rate detection device. An average flow rate can be calculated and used for fuel injection amount calculation.

上記のように燃料噴射量演算周期間の平均流量を精度良く算出すると、特に吸気脈動時のような、短い時間に大きな流量変化がある際にも、燃料噴射量演算周期の間の時間における流量変化も検出することができ、精度のよい吸気計量が可能である。   If the average flow rate during the fuel injection amount calculation cycle is accurately calculated as described above, the flow rate during the fuel injection amount calculation cycle even when there is a large flow rate change in a short time such as during intake pulsation. Changes can be detected, and accurate intake air metering is possible.

特許第3808038号公報Japanese Patent No. 3808038 特開平3−269218号公報JP-A-3-269218 特開平2−129522号公報JP-A-2-129522

内燃機関の燃料噴射制御に用いる吸入空気量の演算値としては、所定時間内に空気流量検出装置設置部を通過した空気の総流量を検出することが望ましい。   As the calculated value of the intake air amount used for the fuel injection control of the internal combustion engine, it is desirable to detect the total flow rate of the air that has passed through the air flow rate detector installation unit within a predetermined time.

特許文献3のように、複数個のパルス列の時間幅を計測し、1パルスの平均周期を算出した場合、平均周期を算出するパルス列の総時間に対し、1パルスが占める時間の割合がパルス列の周期の長さに応じて異なる。   When the time width of a plurality of pulse trains is measured and the average period of one pulse is calculated as in Patent Document 3, the ratio of the time occupied by one pulse to the total time of the pulse train for calculating the average period is the pulse train. It depends on the length of the cycle.

よって、パルス列の個数に対して平均の周期を算出することになるが、パルスを計測した時間に対して平均の周期とはならない。   Therefore, although an average period is calculated with respect to the number of pulse trains, it does not become an average period with respect to the time when pulses are measured.

上記の誤差は、特に吸入空気流量の変化が大きく、パルス列の周期が短い時間で大きく変わる際に特に大きくなる。   The above-mentioned error becomes particularly large when the change in the intake air flow rate is large and the pulse train period changes greatly in a short time.

したがって、上記従来の方法による平均周期に基づいて算出した吸入空気量は、所定時間内に空気流量検出装置設置部を通過した空気の総流量に対し誤差が発生するという課題がある。   Therefore, there is a problem that the intake air amount calculated based on the average period according to the above-described conventional method causes an error with respect to the total flow rate of the air that has passed through the air flow rate detector installation unit within a predetermined time.

複数のパルス列の周期から、まず各パルスの出力時間において空気流量検出装置を通過した空気の質量を算出し、前記空気質量の和を複数のパルスを計測した時間で除算し、複数のパルス列を計測した時間中の平均流量を算出することで上記の課題を解決する。   First, calculate the mass of air that has passed through the air flow rate detection device at the output time of each pulse from the period of multiple pulse trains, divide the sum of the air mass by the time when multiple pulses were measured, and measure multiple pulse trains The above-mentioned problem is solved by calculating the average flow rate during the measured time.

また、検出した複数個のパルス列の時間幅から、平均周期を算出する際に、個数に対する平均周期ではなく、時間に対する平均周期を算出し、前記平均周期を流量に変換して平均流量を算出することで上記の課題を解決する。   Further, when calculating the average period from the time widths of a plurality of detected pulse trains, the average period with respect to time is calculated instead of the average period with respect to the number, and the average period is converted into a flow rate to calculate the average flow rate. This solves the above problem.

また、複数のパルス列の周期から、まず各パルスの出力時間において空気流量検出装置を通過した空気の質量を算出し、前記空気の質量を燃料噴射量の演算に用いることで上記の課題を解決する。   In addition, the mass of air that has passed through the air flow rate detection device is first calculated from the period of a plurality of pulse trains in the output time of each pulse, and the above-described problem is solved by using the mass of air for the calculation of the fuel injection amount. .

本発明によれば、周波数信号を出力する空気流量検出装置を採用した内燃機関の制御装置において、吸入空気流量の変化速度によらず、所定時間中の空気流量検出装置の出力である複数個の出力パルスから、所定時間中の平均空気流量を精度良く演算することが可能である。   According to the present invention, in an internal combustion engine control device that employs an air flow rate detection device that outputs a frequency signal, a plurality of air flow rate detection device outputs during a predetermined time regardless of the change rate of the intake air flow rate. It is possible to accurately calculate the average air flow rate during a predetermined time from the output pulse.

また、所定時間中の平均空気流量を燃料噴射演算に使用することで、精度の良い燃料噴射演算が可能となる。   Further, by using the average air flow rate during a predetermined time for the fuel injection calculation, it is possible to perform the fuel injection calculation with high accuracy.

さらには、本発明によれば、周波数信号を出力する空気流量検出装置を採用した内燃機関の制御装置において、空気流量検出装置の出力信号パルスを検出する度に、前記パルスが出力されている間の、空気流量検出装置の設置部を通過する空気の質量を精度良く検出することができるため、前記空気の質量を燃料噴射演算に使用することで、精度の良い燃料噴射演算が可能となる。   Furthermore, according to the present invention, in the control device for an internal combustion engine that employs an air flow rate detection device that outputs a frequency signal, while the output signal pulse of the air flow rate detection device is detected, the pulse is output. Since the mass of air passing through the installation portion of the air flow rate detection device can be detected with high accuracy, the fuel injection calculation with high accuracy can be performed by using the mass of air for the fuel injection calculation.

エンジン全体のシステム図。System diagram of the entire engine. コントロールユニット説明図。Control unit explanatory drawing. エアフローセンサ内部構成概要図。Airflow sensor internal structure schematic diagram. エアフローセンサ出力信号の時刻歴波形。Airflow sensor output signal time history waveform. エアフローセンサ出力周波数と検出流量の関係図。The relationship diagram of an air flow sensor output frequency and a detected flow rate. エアフローセンサ出力周期と検出流量の関係図。The relationship diagram of an air flow sensor output period and a detected flow rate. 吸気脈動時流量計測誤差発生原因の説明図。Explanatory drawing of the cause of flow rate measurement error occurrence during intake pulsation. 燃料噴射量演算の概要ブロック図。The outline block diagram of fuel injection amount calculation. 従来の周期・流量変換演算の概要ブロック図。The general | schematic block diagram of the conventional period and flow volume conversion calculation. 空気流量と周期・流量変換演算のタイムチャート。Time chart of air flow rate and cycle / flow rate conversion calculation. 本発明による周期・流量変換演算の概要ブロック図1。1 is a schematic block diagram 1 of a cycle / flow rate conversion calculation according to the present invention. エアフローセンサ出力周波数と1パルスあたりの空気流量の関係図。The relationship diagram of an air flow sensor output frequency and the air flow rate per pulse. 本発明による周期・流量変換演算の概要ブロック図2。FIG. 2 is a schematic block diagram 2 of a cycle / flow rate conversion calculation according to the present invention. 本発明による周期・流量変換演算の概要ブロック図3。FIG. 3 is a schematic block diagram 3 of a cycle / flow rate conversion calculation according to the present invention.

まず、本発明実施において前提となる、内燃機関の動作の概要について説明する。   First, an outline of the operation of the internal combustion engine, which is a premise in the implementation of the present invention, will be described.

図1は、いわゆるMPI(多気筒燃料噴射)方式の4気筒内燃機関である。以下では本発明の実施例として、MPI方式の4気筒内燃機関にについて説明するが、本発明の実施形態は必ずしもMPI方式の4気筒内燃機関に限定されるべきものではなく、出力値として周波数信号を用いた空気流量計を備える全ての内燃機関を含むものである。   FIG. 1 shows a so-called MPI (multi-cylinder fuel injection) type four-cylinder internal combustion engine. Hereinafter, an MPI type four-cylinder internal combustion engine will be described as an example of the present invention. However, the embodiment of the present invention is not necessarily limited to the MPI type four-cylinder internal combustion engine. It includes all internal combustion engines equipped with an air flow meter using

内燃機関の吸入空気流量は、エアクリーナ1の出口部に設けられたエアフローセンサ2によって計測される。吸入空気は、エアクリーナ1に接続された吸気管3,吸入空気流量を調節する絞り弁4を有するスロットルボディ5を通り、コレクタ6に入る。その後、空気は吸気管3の一部をなす、吸気分岐管7に分配され、吸気弁8を通り、シリンダ9内に吸入される。   The intake air flow rate of the internal combustion engine is measured by an air flow sensor 2 provided at the outlet of the air cleaner 1. The intake air passes through the intake pipe 3 connected to the air cleaner 1, the throttle body 5 having the throttle valve 4 for adjusting the intake air flow rate, and enters the collector 6. Thereafter, the air is distributed to the intake branch pipe 7 that forms a part of the intake pipe 3, passes through the intake valve 8, and is sucked into the cylinder 9.

また、燃料は、燃料タンク10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12により一定圧力に調圧され、吸気管3に設けられたインジェクタ13から、前記吸気分岐管7内に噴射される。   Further, the fuel is sucked and pressurized from the fuel tank 10 by the fuel pump 11, adjusted to a constant pressure by the pressure regulator 12, and injected from the injector 13 provided in the intake pipe 3 into the intake branch pipe 7. The

シリンダ9内では、点火プラグ14により、前記吸気分岐管7において空気と燃料の混合した気体に点火し、燃料を燃焼する。各気筒のシリンダ9内で燃焼した後の排気ガスは、排気管16を通過し、触媒17によって浄化され、その後内燃機関外へ排出される。   In the cylinder 9, the spark plug 14 ignites a gas in which air and fuel are mixed in the intake branch pipe 7 to burn the fuel. The exhaust gas after burning in the cylinder 9 of each cylinder passes through the exhaust pipe 16, is purified by the catalyst 17, and is then discharged outside the internal combustion engine.

図2に示すように、コントロールユニット18は、電源IC40と、RESET信号41と、LSI42とから構成されており、LSI42のRESET端子には、電源IC40で制御されるRESET信号41が接続されている。   As shown in FIG. 2, the control unit 18 includes a power supply IC 40, a RESET signal 41, and an LSI 42, and a RESET signal 41 controlled by the power supply IC 40 is connected to a RESET terminal of the LSI 42. .

コントロールユニット18では、内燃機関に設置された各センサの出力値や、内燃機関が設置された車両の運転手の操作情報を検出するセンサの出力値を、LSI42に内蔵されるA/D変換器や、周期信号の周期を検出するタイマにより、デジタル値に変換して演算を行い、演算した結果を制御信号として出力することにより、各アクチュエータを制御する。   In the control unit 18, an output value of each sensor installed in the internal combustion engine and an output value of a sensor for detecting operation information of the driver of the vehicle in which the internal combustion engine is installed are converted into an A / D converter built in the LSI 42. Alternatively, each actuator is controlled by converting it into a digital value by a timer that detects the period of the periodic signal and performing an operation, and outputting the operation result as a control signal.

このコントロールユニット18に入力する信号として、熱式のエアフローセンサ2,クランク角センサ19,空燃比センサ20(O2センサ)、絞り弁4の開度センサ,イグニッションスイッチ21、及びスタータスイッチ22を介したバッテリ23からの電力,アクセル開度センサ45からの信号、等がある。 As signals to be input to the control unit 18, a thermal air flow sensor 2, a crank angle sensor 19, an air-fuel ratio sensor 20 (O 2 sensor), an opening sensor of the throttle valve 4, an ignition switch 21, and a starter switch 22 are used. Power from the battery 23, a signal from the accelerator opening sensor 45, and the like.

また、コントロールユニット18から出力する制御信号は、インジェクタ13,燃料ポンプ11、及び、点火プラグ14の点火スイッチであるパワートランジスタ24に出力される。   A control signal output from the control unit 18 is output to the power transistor 24 that is an ignition switch of the injector 13, the fuel pump 11, and the spark plug 14.

次に、エアフローセンサ2の動作原理について説明する。   Next, the operation principle of the airflow sensor 2 will be described.

熱式エアフローセンサは、図3に示すように、測定対象である空気流の中に配置された発熱抵抗体60,固定抵抗61,バッファ回路62,電圧周波数変換回路60を備える。   As shown in FIG. 3, the thermal air flow sensor includes a heating resistor 60, a fixed resistor 61, a buffer circuit 62, and a voltage frequency conversion circuit 60 that are arranged in an air flow to be measured.

吸入空気量が多い時に発熱抵抗体60に流れる電流が増え逆に、吸入空気量が少ない時には、発熱抵抗体60に流れる電流が減るようにブリッジ回路が構成されている。   The bridge circuit is configured so that the current flowing through the heating resistor 60 increases when the amount of intake air is large, and conversely, when the amount of intake air is small, the current flowing through the heating resistor 60 decreases.

発熱抵抗体60を流れる発熱抵抗電流より空気流量電圧信号Viが取り出される。空気流量電圧信号Viは、バッファ回路61を介して電圧周波数変換回路62に供給される。   The air flow rate voltage signal Vi is extracted from the heating resistance current flowing through the heating resistor 60. The air flow rate voltage signal Vi is supplied to the voltage frequency conversion circuit 62 via the buffer circuit 61.

電圧周波数変換回路62は、内部に積分コンデンサを備える。前記積分コンデンサは、内部スイッチを介して空気流量電圧信号Viと接続されており、積分コンデンサの電位が上限閾値よりも大きくなると前記スイッチをOFFとし、積分コンデンサの電位が下限閾値よりも小さくなると前記スイッチをONとする動作を繰り返すことで空気流量電圧信号Viに応じて周期の変化する周期的な信号を作り出し、センサの出力とする。   The voltage frequency conversion circuit 62 includes an integrating capacitor inside. The integration capacitor is connected to the air flow rate voltage signal Vi via an internal switch. When the potential of the integration capacitor becomes larger than the upper limit threshold, the switch is turned off, and when the potential of the integration capacitor becomes lower than the lower limit threshold, the integration capacitor is turned off. By repeating the operation of turning on the switch, a periodic signal whose period changes according to the air flow rate voltage signal Vi is generated and used as the sensor output.

上記の作用により、図4に示すように、エアフローセンサ2から、吸入空気流量に応じて出力信号電圧の周期71が変化する周波数信号70が出力される。   Due to the above action, as shown in FIG. 4, the air flow sensor 2 outputs a frequency signal 70 in which the period 71 of the output signal voltage changes according to the intake air flow rate.

エアフローセンサ2が検出する吸入空気流量と、エアフローセンサ2の出力信号の周波数との関係を図5に示す。前記吸入空気流量が小さいと、出力する信号の周波数は低く、前記吸入空気流量が大きいと、出力する信号の周波数は高くなる。また、上記2つは非線形関係にある。   FIG. 5 shows the relationship between the intake air flow rate detected by the airflow sensor 2 and the frequency of the output signal of the airflow sensor 2. When the intake air flow rate is small, the frequency of the output signal is low, and when the intake air flow rate is large, the frequency of the output signal is high. The two are in a non-linear relationship.

尚、周波数と周期は逆数の関係にあるため、エアフローセンサ2が検出する吸入空気流量と、エアフローセンサ2から出力する信号の周期との関係は、図6に示すように、図5の特性と逆の特性になる。   Since the frequency and the cycle have an inverse relationship, the relationship between the intake air flow rate detected by the airflow sensor 2 and the cycle of the signal output from the airflow sensor 2 is as shown in FIG. It becomes the opposite characteristic.

また、上記のように、吸入空気流量と、エアフローセンサ2から出力される信号の周波数が非線形な関係であることから、次のような課題がある。   Further, as described above, since the intake air flow rate and the frequency of the signal output from the air flow sensor 2 are in a non-linear relationship, there are the following problems.

シリンダ内へ吸入される空気流量が一定値となる定常状態において、上述の内燃機関では、図1に示すピストン35の上下運動の周期で発生する空気圧力の振動と、吸気管3の固有振動数による振動の共鳴により、吸気脈動が発生することがある。吸気脈動発生時には、エアフローセンサにて検出される空気流量は周期的な振動波形となる。このとき、図7に示すように、空気流量検出装置の出力周波数と、空気流量の非線形関係により、複数個のパルスの周期平均値をとった後、周期平均を流量換算すると、実際の空気流量の平均値に対し、誤差が生じる。   In the steady state where the flow rate of air sucked into the cylinder is a constant value, in the above-described internal combustion engine, the vibration of the air pressure generated in the cycle of the vertical movement of the piston 35 shown in FIG. Inspiratory pulsation may occur due to the resonance of vibration caused by. When the intake pulsation occurs, the air flow rate detected by the air flow sensor becomes a periodic vibration waveform. At this time, as shown in FIG. 7, after taking the periodic average value of a plurality of pulses due to the non-linear relationship between the output frequency of the air flow rate detection device and the air flow rate, the periodic average is converted into the actual air flow rate. An error occurs with respect to the average value of.

よって、精度良く吸入空気量を算出するためには、周期の平均ではなく、周期を流量に変換した値を平均する方が望ましい。   Therefore, in order to calculate the intake air amount with high accuracy, it is desirable to average the value obtained by converting the cycle into the flow rate, not the average of the cycle.

次に、LSI42内部における、エアフローセンサ2の出力である周波数信号70を用いた、燃料噴射量演算58の例を、図8を用いて説明する。   Next, an example of the fuel injection amount calculation 58 using the frequency signal 70 that is the output of the airflow sensor 2 inside the LSI 42 will be described with reference to FIG.

前記エアフローセンサ2の出力周波数信号70は、コントロールユニット18内部のLSI42に入力される。LSI42に内蔵されるタイマ110では、前記周波数信号70の周期を検出して、デジタル値Cyc115に変換する。   The output frequency signal 70 of the airflow sensor 2 is input to the LSI 42 inside the control unit 18. The timer 110 built in the LSI 42 detects the period of the frequency signal 70 and converts it into a digital value Cyc115.

その後、周期・流量演算51にて、エアフロー部の通過流量に相当する流量Q52を演算する。さらに、位相遅れ演算56にて、コレクタ6における圧力変化により発生する、エアフローセンサ設置部の通過流量とシリンダに吸入される空気流量の位相の補正を行い、Qc57を算出する。   Thereafter, in the period / flow rate calculation 51, a flow rate Q52 corresponding to the passage flow rate of the air flow unit is calculated. Further, the phase delay calculation 56 corrects the phase of the flow rate of the air flow sensor installed portion and the flow rate of air sucked into the cylinder, which are generated by the pressure change in the collector 6, and calculates Qc57.

燃料噴射パルス幅演算54では、前記Qc57を別途クランク角センサ19の信号から演算したエンジンの回転数NE53で割り、各気筒のインジェクタ13にて燃料を噴射する時間である、燃料噴射パルス幅TP55を演算する。   In the fuel injection pulse width calculation 54, the fuel injection pulse width TP55, which is the time during which fuel is injected by the injector 13 of each cylinder, is obtained by dividing the Qc57 by the engine speed NE53 separately calculated from the signal of the crank angle sensor 19. Calculate.

次に、従来の方法による、周期・流量演算51におけるる流量の演算方法を、図9,図10を用いて説明する。   Next, a flow rate calculation method in the period / flow rate calculation 51 according to a conventional method will be described with reference to FIGS.

図9に、周期・流量演算51の演算方法をあらわすブロック図を示す。   FIG. 9 is a block diagram showing a calculation method of the period / flow rate calculation 51.

LSI42に搭載されたタイマ110は、エアフローセンサの出力信号70の周期Cyc115を検出する。   The timer 110 mounted on the LSI 42 detects the cycle Cyc 115 of the output signal 70 of the air flow sensor.

所定時間Aの間に検出されたCyc115は、バッファ112により、記憶される。   The Cyc 115 detected during the predetermined time A is stored by the buffer 112.

所定時間Aは、燃料噴射量演算58の演算周期とする。   The predetermined time A is a calculation cycle of the fuel injection amount calculation 58.

また、所定時間Aの間、パルスを検出する毎にパルス検出数を表すn114を更新する。よって、所定時間Aの終了タイミングにおいて、n114は、所定時間Aの間に検出したパルスの数を表す。   In addition, during the predetermined time A, n114 indicating the number of detected pulses is updated every time a pulse is detected. Therefore, at the end timing of the predetermined time A, n114 represents the number of pulses detected during the predetermined time A.

周波数平均演算120では、所定時間Aが終了するタイミングでバッファ112に保存された所定時間A中のCyc115の和をとり、さらにn114で除算することにより、平均周波数AveCyc122を算出する。その後、流量換算演算121にてAveCyc122を平均流量AveQ117に変換する。   In the frequency average calculation 120, the average frequency AveCyc 122 is calculated by taking the sum of Cyc 115 during the predetermined time A stored in the buffer 112 at the timing when the predetermined time A ends, and further dividing by n114. Thereafter, the AveCyc 122 is converted into the average flow rate AveQ117 in the flow rate conversion calculation 121.

図10は、エアフローセンサによって検出する空気流量をコントロールユニット18の周期・流量演算51にて検出するまでの信号を示したタイムチャートである。   FIG. 10 is a time chart showing signals until the air flow rate detected by the air flow sensor is detected by the cycle / flow rate calculation 51 of the control unit 18.

図上部に示す空気流量が変化すると、エアフローセンサ2にて流量を検出し、検出した流量に応じて周期の変化する周波数信号70(図中部)を出力する。   When the air flow rate shown in the upper part of the drawing changes, the air flow sensor 2 detects the flow rate, and outputs a frequency signal 70 (in the drawing) whose cycle changes according to the detected flow rate.

コントロールユニット18では、図8に示した周期・流量演算51により、所定時間Aである、t1 105とt2 106間の時間における、平均周期AveCyc122を演算した後、平均流量Ave117を算出する。   The control unit 18 calculates the average flow rate Ave117 after calculating the average cycle AveCyc122 in the time between t1 105 and t2 106, which is the predetermined time A, by the cycle / flow rate calculation 51 shown in FIG.

前述したように、エアフローセンサ2では、発熱抵抗体60を用いて検出した空気流量電圧信号Viを、電圧周波数変換回路62内部の積分コンデンサにて積分して周波数信号70を出力している。   As described above, the air flow sensor 2 integrates the air flow rate voltage signal Vi detected using the heating resistor 60 with the integrating capacitor inside the voltage frequency conversion circuit 62 and outputs the frequency signal 70.

したがって、図10中部に示す短いパルスa100が出力されている時間中の平均流量は高く、長いパルスb101が出力されている時間中の平均流量は低い。   Therefore, the average flow rate during the time when the short pulse a100 shown in the middle part of FIG. 10 is output is high, and the average flow rate during the time when the long pulse b101 is output is low.

よって、所定時間Aの間の平均流量に対応した平均周波数を算出するためには、所定時間Aに対するta102の時間の割合でパルスa100の周期、所定時間Aに対するtb103の時間の割合でパルスb101の周期を加味し、平均周波数を算出する必要がある。   Therefore, in order to calculate the average frequency corresponding to the average flow rate during the predetermined time A, the period of the pulse a100 at a ratio of the time of ta102 to the predetermined time A, and the period of the pulse b101 at the ratio of the time tb103 to the predetermined time A. It is necessary to calculate the average frequency taking the period into account.

しかしながら、上記従来の方法では、ta102やtb103といった、パルスが出力されている時間の割合を加味して平均周波数を算出していないため、ta102に対し、tb103が非常に大きい場合、本来、パルスb101の寄与率を大きくすべきところを同じ寄与率とすることになる。すなわち、周期が長く流量が低いことをあらわすパルスb101の寄与率が減るため、従来の方法で求めた平均周期から平均流量を算出すると、実際よりも高い流量を演算してしまい課題となる。   However, in the above-described conventional method, since the average frequency is not calculated by taking into account the proportion of time during which pulses are output, such as ta102 and tb103, when tb103 is very large with respect to ta102, the original pulse b101 The place where the contribution ratio should be increased is the same contribution ratio. That is, since the contribution rate of the pulse b101 indicating that the cycle is long and the flow rate is low is reduced, if the average flow rate is calculated from the average cycle obtained by the conventional method, a higher flow rate than the actual one is calculated, which is a problem.

上記従来の方法の課題を解決するための、本発明の実施例のひとつを図11に示す。   One embodiment of the present invention for solving the problems of the conventional method is shown in FIG.

本実施例では、図9で説明した従来の方法とは異なり、所定時間Aのパルス検出数を表すn114を算出せず、代わりに所定時間A内に検出した複数個のパルスのうち、最初にパルスを検出してから最後のパルスの終了時間をΔt133として検出する。   In the present embodiment, unlike the conventional method described with reference to FIG. 9, n114 indicating the number of detected pulses for a predetermined time A is not calculated, but instead of the plurality of pulses detected within the predetermined time A, first, The end time of the last pulse after detecting the pulse is detected as Δt133.

尚、所定時間A内に検出するパルスとして、所定時間Aの開始、もしくは終了タイミンをまたぐパルスを検出することにしても良い。   As a pulse to be detected within the predetermined time A, a pulse that crosses the start or end timing of the predetermined time A may be detected.

また、タイマ110にて検出した周期115は、周期を検出する毎に流量換算演算130により1パルスあたりの空気質量Qp132に変換する。   The period 115 detected by the timer 110 is converted into an air mass Qp132 per pulse by the flow rate conversion calculation 130 every time the period is detected.

バッファ112では、所定時間Aの間に算出される、1パルスあたりの空気質量Qp132を全て記憶しておく。   The buffer 112 stores all the air mass Qp132 calculated per predetermined time A per pulse.

その後、所定時間Aが終了するタイミングにて、流量平均演算131にてバッファ112に記憶した全てのQp132の和をΔt133で除算し、平均流量AveQ117を算出する。   Thereafter, at the timing when the predetermined time A ends, the sum of all Qp132 stored in the buffer 112 in the flow rate average calculation 131 is divided by Δt133 to calculate the average flow rate AveQ117.

上記流量換算130による周期(周波数)から1パルスあたりの空気質量への変換は、一般に用いられる、各周期(周波数)に対する単位時間あたりの空気質量に対し、当該周期を乗じた空気の質量である。図12に、通常用いられる周期(周波数)と単位時間あたりの空気質量の関係を示す。これに対し、周期(周波数)と1パルスあたりの空気質量は、図12に示すように、高周波数に対し、低周波数における流量が相対的に大きくなる関係となる。 The conversion from the period (frequency) according to the flow rate conversion 130 to the air mass per pulse is generally the mass of air obtained by multiplying the air mass per unit time for each period (frequency) by the period. . Figure 12 on, usually shows a period (frequency) and the air mass per unit time relationship employed. On the other hand, the period (frequency) and the air mass per pulse have a relationship in which the flow rate at the low frequency is relatively large with respect to the high frequency, as shown in the lower part of FIG.

本発明の別の実施例を図13に示す。   Another embodiment of the present invention is shown in FIG.

本実施例では、図8で説明した従来の方法とは異なり、所定時間Aのパルス検出数を表すn114を算出せず、代わりに、所定時間A内に検出した複数個のパルスのうち、最初にパルスを検出してから最後のパルスの終了時間をΔt133として検出する。尚、所定時間A内に検出するパルスとして、所定時間Aの開始、もしくは終了タイミンをまたぐパルスを検出することにしても良い。   In the present embodiment, unlike the conventional method described with reference to FIG. 8, n114 indicating the number of detected pulses for a predetermined time A is not calculated. Instead, the first of a plurality of pulses detected within the predetermined time A is first calculated. The end time of the last pulse after detecting the pulse is detected as Δt133. As a pulse to be detected within the predetermined time A, a pulse that crosses the start or end timing of the predetermined time A may be detected.

また、タイマ110にて検出した周期115は、周期を検出する毎に流量換算演算111により単位時間あたりの空気質量Q116に変換する。   The period 115 detected by the timer 110 is converted into an air mass Q116 per unit time by the flow rate conversion calculation 111 every time the period is detected.

その後、補正演算140では、周期を検出する毎に、Q116に検出周期Cyc115を乗じQcorr142を算出する。   Thereafter, in the correction calculation 140, every time the period is detected, Qcorr 142 is calculated by multiplying Q116 by the detection period Cyc115.

バッファ112では、所定時間Aの間に算出される、Qcorr142を全て記憶しておく。その後、所定時間Aが終了するタイミングにて、流量平均演算141において、バッファ112に記憶した全てのQcorr142の和をΔt133で除算し、平均流量AveQ117を算出する。   The buffer 112 stores all Qcorr 142 calculated during the predetermined time A. Thereafter, at the timing when the predetermined time A ends, in the flow rate average operation 141, the sum of all Qcorr 142 stored in the buffer 112 is divided by Δt133 to calculate the average flow rate AveQ117.

本発明の別の実施例を図14に示す。   Another embodiment of the present invention is shown in FIG.

本実施例では、図8で説明した従来の方法とは異なり、所定時間Aのパルス検出数を表すn114を算出しない。   In this embodiment, unlike the conventional method described with reference to FIG. 8, n114 representing the number of detected pulses for a predetermined time A is not calculated.

従来の方法と同様に、所定時間Aの間に検出されたCyc115は、バッファ112により、記憶される。   As in the conventional method, the Cyc 115 detected during the predetermined time A is stored in the buffer 112.

周波数平均演算150では、所定時間Aが終了するタイミングにおいて、バッファ112に保存されたCyc115の2乗の和をとり、さらにCyc115の和で除算することにより、平均周波数AveCyc122を算出する。   In the frequency average calculation 150, the average frequency AveCyc 122 is calculated by taking the sum of the squares of the Cyc 115 stored in the buffer 112 and dividing by the sum of the Cyc 115 at the timing when the predetermined time A ends.

その後、流量換算演算121にてAveCyc122を平均流量AveQ117に変換する。   Thereafter, the AveCyc 122 is converted into the average flow rate AveQ117 in the flow rate conversion calculation 121.

上記のように、従来の方法に対し、周波数平均演算150を改良することにより、課題を解決できる。   As described above, the problem can be solved by improving the frequency average calculation 150 with respect to the conventional method.

出力信号として周波数を出力する熱式エアフローセンサを採用したエンジンにおいて、本発明は、非常に有効であり、利用される可能性が高い。   In an engine employing a thermal airflow sensor that outputs a frequency as an output signal, the present invention is very effective and is likely to be used.

1 エアクリーナ
2 エアフローセンサ
3 吸気管
4 絞り弁(スロットル)
5 スロットルボディ
6 コレクタ
7 吸気分岐管
8 吸気弁
9 シリンダ
10 燃料タンク
11 燃料ポンプ
12 プレッシャレギュレータ
14 点火プラグ
16 排気管
17 触媒
18 コントロールユニット
19 クランク角センサ
20 空燃比センサ
21 イグニッションスイッチ
22 スタータスイッチ
23 バッテリ
40 電源IC
70 エアフローセンサ出力周波数信号
1 Air Cleaner 2 Air Flow Sensor 3 Intake Pipe 4 Throttle Valve (Throttle)
5 throttle body 6 collector 7 intake branch pipe 8 intake valve 9 cylinder 10 fuel tank 11 fuel pump 12 pressure regulator 14 spark plug 16 exhaust pipe 17 catalyst 18 control unit 19 crank angle sensor 20 air-fuel ratio sensor 21 ignition switch 22 starter switch 23 battery 40 Power IC
70 Airflow sensor output frequency signal

Claims (4)

内燃機関の吸入空気量を計測し、計測した空気量に応じて周期の変化する周期的な信号
を出力する空気流量計測装置に接続され、
前記空気流量計測装置の出力する信号の周期または周波数を検出する周期計測機能と、
検出した信号の周期または周波数から空気流量を算出する空気流量検出機能と、
空気流量検出機能で演算した空気流量を基に、所定時間中の平均流量の演算を行う平均
流量演算機能と、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記空気流量検出機能は、あらかじめ前記空気流量計測装置における計測流量と出力周
期もしくは出力周波数との関係を求めておき、
前記関係と前記空気流量計測装置から出力される信号の1周期の時間に基づいて、前記
周期計測機能にて検出した信号の周期または周波数から、空気流量計測装置が出力する信
号の1周期分の空気質量に換算し、
前記平均流量演算機能は、所定時間内に前記空気流量検出機能にて換算した、複数個の
1周期分の空気質量と、当該所定時間内に前記周期計測機能にて検出した、複数個の周期
または周波数信号分の経過時間から当該所定時間中における平均流量を算出することを特
徴とする内燃機関の制御装置。
Connected to an air flow measuring device that measures the intake air amount of the internal combustion engine and outputs a periodic signal whose cycle changes according to the measured air amount,
A period measuring function for detecting a period or a frequency of a signal output from the air flow measuring device;
An air flow rate detection function for calculating the air flow rate from the period or frequency of the detected signal;
In an internal combustion engine control device having an average flow rate calculation function for calculating an average flow rate during a predetermined time based on an air flow rate calculated by an air flow rate detection function,
The air flow rate detection function obtains the relationship between the measured flow rate and the output period or output frequency in the air flow rate measuring device in advance,
Based on the relationship and the time of one cycle of the signal output from the air flow measuring device, one cycle of the signal output by the air flow measuring device from the cycle or frequency of the signal detected by the cycle measuring function. Convert to air mass,
The average flow rate calculation function includes a plurality of one-cycle air masses converted by the air flow rate detection function within a predetermined time, and a plurality of cycles detected by the cycle measurement function within the predetermined time. Alternatively, an internal combustion engine control device that calculates an average flow rate during the predetermined time from an elapsed time corresponding to a frequency signal.
内燃機関の吸入空気量を計測し、計測した空気量に応じて周期の変化する周期的な信号
を出力する空気流量計測装置に接続され、
前記空気流量計測装置の出力する信号の周期または周波数を検出する周期計測機能と、
検出した信号の周期または周波数から空気流量を算出する空気流量検出機能と、
空気流量検出機能で演算した空気流量を基に、所定時間中の平均流量の演算を行う平均
流量演算機能と、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記空気流量検出機能は、あらかじめ前記空気流量計測装置における計測流量と出力周
期もしくは出力周波数との関係を求めておき、
前記関係と前記空気流量計測装置から出力される信号の1周期の時間に基づいて、前記
周期計測機能にて検出した信号の周期または周波数から、空気流量計測装置が出力する信
号の1周期分の空気質量に換算し、
前記平均流量演算機能は、前記空気流量計測機能にて算出した単位時間あたりの空気流
量を、前周期計測機能にて計測した周期または周波数に応じて補正を行うことを特徴と
する内燃機関の制御装置。
Connected to an air flow measuring device that measures the intake air amount of the internal combustion engine and outputs a periodic signal whose cycle changes according to the measured air amount,
A period measuring function for detecting a period or a frequency of a signal output from the air flow measuring device;
An air flow rate detection function for calculating the air flow rate from the detected signal cycle or frequency;
In an internal combustion engine control device having an average flow rate calculation function for calculating an average flow rate during a predetermined time based on an air flow rate calculated by an air flow rate detection function,
The air flow rate detection function obtains the relationship between the measured flow rate and the output period or output frequency in the air flow rate measuring device in advance,
Based on the relationship and the time of one cycle of the signal output from the air flow measuring device, one cycle of the signal output by the air flow measuring device from the cycle or frequency of the signal detected by the cycle measuring function. Convert to air mass,
The average flow rate calculation feature of the internal combustion engine and performs correction in accordance with the air flow to the air flow rate per calculated unit time by measuring function, the period or frequency measured in the previous SL period measurement function Control device.
内燃機関の吸入空気量を計測し、計測した空気量に応じて周期の変化する周期的な信号
を出力する空気流量計測装置に接続され、
前記空気流量計測装置の出力する信号の周期または周波数を検出する周期計測機能と、
検出した信号の周期または周波数から空気流量を算出する空気流量検出機能と、
空気流量検出機能で演算した空気流量を基に、所定時間中の平均流量の演算を行う平均
流量演算機能と、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記空気流量検出機能は、あらかじめ前記空気流量計測装置における計測流量と出力周
期もしくは出力周波数との関係を求めておき、
前記関係と前記空気流量計測装置から出力される信号の1周期の時間に基づいて、前記
周期計測機能にて検出した信号の周期または周波数から、空気流量計測装置が出力する信
号の1周期分の空気質量に換算し、
前記平均流量演算機能は、所定時間に前記周期計測機能にて検出された周期もしくは周
波数に対し、周期または周波数に応じた補正を行い、上記の補正を行った周波数を用いて
当該所定時間内の平均周波数を演算することを特徴とする内燃機関の制御装置。
Connected to an air flow measuring device that measures the intake air amount of the internal combustion engine and outputs a periodic signal whose cycle changes according to the measured air amount,
A period measuring function for detecting a period or a frequency of a signal output from the air flow measuring device;
An air flow rate detection function for calculating the air flow rate from the period or frequency of the detected signal;
In an internal combustion engine control device having an average flow rate calculation function for calculating an average flow rate during a predetermined time based on an air flow rate calculated by an air flow rate detection function,
The air flow rate detection function obtains the relationship between the measured flow rate and the output period or output frequency in the air flow rate measuring device in advance,
Based on the relationship and the time of one cycle of the signal output from the air flow measuring device, one cycle of the signal output by the air flow measuring device from the cycle or frequency of the signal detected by the cycle measuring function. Convert to air mass,
The average flow rate calculation function corrects the period or frequency detected by the period measurement function at a predetermined time according to the period or frequency, and uses the corrected frequency within the predetermined time. A control apparatus for an internal combustion engine, which calculates an average frequency.
内燃機関の吸入空気量を計測し、計測した空気量に応じて周期の変化する周期的な信号
を出力する空気流量計測装置に接続され、
前記空気流量計測装置の出力信号の周期的な変化が発生したタイミングで周期を読み取
る周期計測機能と、
平均周波数演算機能にて演算した平均周期(周波数)から空気流量を算出する平均空気
流量検出機能と、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記平均周波数演算機能は、所定時間に前記周期計測機能にて検出された周期または周
波数に対し、周期または周波数に応じた補正を行い、
上記の補正を行った周期または周波数を用いて当該所定時間内の平均周期または周波数
を演算することを特徴とする内燃機関の制御装置。
Connected to an air flow measuring device that measures the intake air amount of the internal combustion engine and outputs a periodic signal whose cycle changes according to the measured air amount,
A period measurement function for reading a period at a timing when a periodic change in the output signal of the air flow measurement device occurs;
In an internal combustion engine control device comprising an average air flow rate detection function for calculating an air flow rate from an average period (frequency) calculated by an average frequency calculation function,
The average frequency calculation function performs correction according to the period or frequency for the period or frequency detected by the period measurement function at a predetermined time,
A control apparatus for an internal combustion engine, wherein an average period or frequency within the predetermined time is calculated using the period or frequency subjected to the above correction.
JP2009199186A 2009-08-31 2009-08-31 Control device for internal combustion engine Active JP5372664B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009199186A JP5372664B2 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009199186A JP5372664B2 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011052965A JP2011052965A (en) 2011-03-17
JP5372664B2 true JP5372664B2 (en) 2013-12-18

Family

ID=43942146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009199186A Active JP5372664B2 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5372664B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018006040B4 (en) 2017-12-27 2024-10-24 Hitachi Astemo, Ltd. detection device for physical quantity

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02129522A (en) * 1988-11-10 1990-05-17 Hitachi Ltd Method and device for measuring amount of suction air
JP3464391B2 (en) * 1998-08-31 2003-11-10 矢崎総業株式会社 Guessing flow meter
JP2006242748A (en) * 2005-03-03 2006-09-14 Hitachi Ltd Heating resistor type air flow measurement apparatus and its measurement error correction method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011052965A (en) 2011-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5851358B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4581993B2 (en) Combustion abnormality detection device for internal combustion engine
JP4577211B2 (en) Method and apparatus for determining Wiebe function parameters
JP4297848B2 (en) Method for determining the combustion state of an internal combustion engine
JP2009019523A (en) Control device of internal combustion engine
JP5350144B2 (en) Air flow rate calculation device
JP5372664B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2013160121A (en) Air amount measuring device of internal combustion engine and method of measuring air amount
JP2008215204A (en) Simulation method for heat generation rate of internal combustion engine, torque model creating method for internal combustion engine, and torque estimating method for internal combustion engine
JP2008002833A (en) Device for correcting intake flow rate
JP2011252785A (en) Air intake volume correction method for internal combustion engines
JP4209853B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5548104B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4906815B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5468503B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5760924B2 (en) In-cylinder pressure estimation device for internal combustion engine
JP4340577B2 (en) In-cylinder pressure sensor temperature detection device, in-cylinder pressure detection device using the same, and control device for internal combustion engine
JP5737205B2 (en) In-cylinder pressure sensor abnormality diagnosis device
JP4241560B2 (en) Intake air amount estimation device for internal combustion engine
WO2022163006A1 (en) Air flow rate measuring device, electronic control device, and air flow rate measuring system
JP4264979B2 (en) Data processing device
JP6884469B2 (en) Intake air amount detector for internal combustion engine
JP4246676B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4923012B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4547167B2 (en) Failure diagnosis method for frequency signal output type flow rate detection device and failure diagnosis device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110518

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110518

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130319

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130820

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130918

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5372664

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250