JPH01190942A - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンの吸入空気量をカルマン渦を利用
して検出し、この検出出力によりエンジンの燃料供給量
を制御するエンジンの燃料制御装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置は、エンジンの吸気量に比例した周
波数の信号を出力する渦流量計を用いて工程間吸入空気
量を計測演算し、該計測演算値に補正係数を乗じると共
に電源としてのバッテリの電圧に基づいて演算したムダ
時間を加えてインジェクタを駆動する時間を演算し、該
演算結果に従ってインジェクタを駆動制御してエンジン
への燃料供給量を制御していた。

第４図はこの発明のエンジンの燃料制御装置に適用する
渦流量計を示すブロック図であり、従来の技術を説明す
るためにこの第４図を援用して述べる。

まず、第４図において、渦発生体２を有する流量計１を
介して超音波発信子４と超音波受信子５が対向して配置
されており、渦発生体２の下流側に発生するカルマン渦
列３の流れを横切って超音波が伝播するように超音波発
振回路６で超音波発信子４を励振させる。

カルマン渦列の流れを横切る超音波はカルマン渦列３に
より位相変調され、超音波受信子５で受波される。この
受信信号は波形整形回路８で波形整形した後、位相比較
器９に出力する。

一方、超音波発信子４を励振する超音波発振回路６の出
力は電圧制御位相偏移回路７に加える。

この電圧制御位相偏移回路７は超音波発振周波数信号の
高い周波数安定性をそのまま維持して、位相偏移角のみ
を制御するものである。この電圧ｉ１１１１位相偏移回
路７で超音波発振回路６の出力を位相偏移して位相比較
器９に加える。

位相比較器９、超音波発振回路６、電圧制御位相偏移回
路７およびループフィルタ１０により位相同期ループを
構成している。なお、１１はローパスフィルタである。

位相比較器９で波形整形回路８の出力と電圧制御位相偏
移回路７の出力との位相比較を行って、その比較結果を
ループフィルタＩＯに加え、この比較結果の不要周波数
成分をループフィルタ１０で除去する。

このループフィルタ１０の出力車圧に応して、電圧制御
位相偏移回路７は超音波発振回路６の出力福アの位相偏
移角を制御して、位相比較器９に出力するようにしてい
る。

位相比較器。９の出力はループフィルタ１０に入力され
るとともに、ローパスフィルタ１１を介して第１の周波
数可変フィルタ１２にも人力される。

この第１の周波数可変フィルタ１２はバイパスフィルタ
であり、ローパスフィルタ１１の出力信号のうち、周波
数の高い成分を通過して第２の周波数可変フィルタ１３
に送出する。

この第２の周波数可変フィルタ１３はローパスフィルタ
であり、周波数の低い成分を通過して波形整形回路１４
に出力するようにしている。

この第１．第２の周波数可変フィルタ１２．１３におい
て、バイパスフィルタとなる第１の可変周波数フィルタ
１２は第５図に示すように、その下限の通過周波数ｆＬ
以下の周波数のノイズ成分は除去され、また、ローパス
フィルタとなる第２の周波数可変フィルタ１３はその上
限の通過周波数ｆｕ以上の周波数のエンジンによるノイ
ズ成分が除去されることになる。したがって、この下限
の通過周波数ｆＬと上限の通過周波数ｆ１との間が第１
．第２の周波数可変フィルタ１２．１３の通過帯域とな
る。

このエンジンのノイズは、空気の流れの脈動によって生
ずる比較的周波数の低いノイズ、空気が空気弁を通過す
るときに発生するいわゆる風切音によって生ずる出力周
波数の低い、すなわち、流量の少ないときの比較的高周
波のノイズ、あるいは過給機などの作動時に発生する出
力周波数の高いノイズである。

これらのノイズは発生領域が変動し、また、空気流量も
エンジンの瞬時の挙動によって変動しているため、渦周
波数の帯域幅は相当広く、したがって第１．第２の周波
数可変フィルタ１２．１３を組み合わせている。

この第１．第２の周波数可変フィルタ１２．１３を通過
した渦周波数信号は波形整形増幅回路１４で波形整形お
よび増幅されて渦周波数信号が出力される。

これと同時に渦周波数信号は周波数−電圧（以下、ｆ−
Ｖと称す）変換回路１５でその周波数に対応した電圧に
変換され、この電圧により第１゜第２の周波数可変フィ
ルタ１２．１３の通過帯域が制御されるようにしている
。

これにより、第１．第２の周波数可変フィルタの通過帯
域が変わり、第５図の斜線を施して示す通過帯域の巾が
変化することになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジンの燃料制御装置は以上のように構成され
ているので、渦流量計が、過給機を有するエンジンの吸
入空気量を計測するとき、過給機の発する超音波ノイズ
によって渦信号波が乱れるために燃料制御を精度良くで
きない等の問題点があった。

特に、スロットル弁が急激に閉じられると、吸入空気量
は減少するにもかかわらず、過給機の回転は慣性などに
より急に低下しないため、第１の周波数可変フィルタ１
２の入力端の信号に対して第２の周波数可変フィルタ１
３の出力端の信号はＳ／Ｎが極めて悪い波形となる。

この波形では、ノイズを信号と誤判断し、第２の周波数
可変フィルタ１３の通過後は極めて高い周波数が出力さ
れてしまう、このため、スロットル弁が閉じられる時の
減速域において、エンジンへの燃料供給量を過大に演算
して供給してしまい、減速時のオーバーリツチにより運
転性の悪化をもたらす等の問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、スロットル弁の閉時に発生するノイズを誤計測す
ることな（、エンジンの吸入空気量を正しく検出してエ
ンジンの燃料供給量を精度良く制御でき、エンジンにと
って制御性の極めてすぐれたエンジンの燃料制御装置を
得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るエンジンの燃料側？Ｊ装置は、周波数可
変フィルタ手段を有する渦流量計を備え、この出力に基
づいてエンジンへの燃料供給量を制御するものにおいて
、スロットル弁の開度が所定値以下になったことを検出
すると周波数可変フィルタ手段の通過周波数帯域を所定
の通過帯域に固定する通過帯域固定手段を設けたもので
ある。

〔作　用〕

この発明におけるエンジンの燃料制御装置は、通過帯域
固定手段により通過周波数帯域を低周波数側に固定して
高周波数のノイズを除去することにより渦流量計のＳＺ
Ｎ比を向上させ燃料制御を高精度にする。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による装置全体の構成を示し、
同図において、２ｏは例えば車両に搭載される周知のエ
ンジン、２１はエンジン２゜の回転に応じたパルス（例
えばパルスの立上りがら次の立上りまでクランク角で１
８０”とする）を出力するクランク角センサ、２２はエ
ンジン１のインテークマニホールド、２３はエンジン１
のエキゾーストマニホールド、２４はインテークマニホ
ールド２２より上流側に設けられ吸入空気流を緩和する
サージタンク、２５はサージタンク２４より上流側の吸
気通路に設けられたスロットル弁、２６はスロットル弁
２５の開閉に連動し、その開度に応じたアナログ信号を
出力するスロットル開度センサ、２７はスロットル弁２
５よりさらに上流側の吸気通路に設置され、エンジン１
に吸入される空気量に応じた周波数の信号を出力する渦
流量計としてのエアフローセンサ（以下、ＡＦＳと称す
）、２８は吸気通路の入口に設置されたエアクリーナで
ある。

３０は、クランク角センサ２１、スロットル開度センサ
２６およびＡＦＳ２７の出力信号を入力とし、ＡＦＳ２
７を制御すると共にエンジン２０の各気筒毎に設けられ
た例えば４つのインジェクタ２９を制御する制御装置で
ある。この制御装置３０は以下に述べる構成要素から構
成される。３１は第２図および第３図に示したフローを
プログラムで格納しているＲＯＭ３１Ａとワークメモリ
等としてのＲＡＭ３１　ＢとＣＰＯ３１Ｃ等を内蔵した
マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）、３２
はＡＦＳ２７の出力端子とマイコン３１の入力端子２１
間に接続されたインタフェースで、ＡＦＳ２７の出力信
号の周期を計測する。３３はスロットル開度センサ２６
とマイコン３１の入力端子２２間に接続されたＡ／Ｄ変
換器、３４は波形整形回路で、クランク角センサ２１の
出力が入力され、その出力はマイコン３１の割込入力端
子Ｐ、およびカウンタ３５に入力されるように構成され
ている。３６はマイコン３１の割込入力端子Ｐ、に接続
されたタイマ、３７は図示しないバラチリの電圧をＡ／
Ｄ変換し、マイコン３１の入力端子Ｐ、に出力するＡ／
Ｄ変換器である。３８はマイコン３１とドライバ３９と
の間に設けられたタイマで、ドライバ３９の出力端子は
各インジェクタ２９にそれぞれ接続されている。

第４図は第１図中のＡＦＳ　２７の詳細な構成を示し、
同図において〔従来の技術〕の欄で説明した部分は重複
を避けるためにその説明を省略する。

第４図において符号１〜１５で示す部分以外に新たにゲ
ート回路１６を付加したものであり、ｆ−Ｖ変換回路１
５の出力電圧は第１の周波数可変フィルタ１２とゲート
回路１６を介して第２の周波数可変フィルタ１３にも加
わるように構成されており、また、ゲート回路１６には
、第１図に示したマイコン３１から出力される通過帯域
固定信号が入力されるようになっている。第１図中のス
ロットル開度センサ２６により検出されたスロットル弁
２５の弁開度が所定開度以下になったことがマイコン３
１により検出されると、ゲート回路１６はマイコン３１
から通過帯域固定制御信号を印加されて第２の周波数可
変フィルタ１３の通過帯域を所定通過帯域に固定するよ
うになっている。

次に動作について説明する。エンジン２０は燃焼用空気
をエアクリーナ２８．ＡＦＳ２７．スロットル弁２５．
サージタンク２４．インテークマニホールド２２を経て
吸入する。制御装置３０の出力によりインジェクタ２９
を開弁作動させて燃料をエンジン２０の各気筒に供給し
ている。燃焼後の排気ガスは排気マニホールド２３を経
て大気に放出される。

一方、ＡＦＳ２７の出力はインタフェース３２によりそ
の周期を測定されてマイコン３１に入力される。スロッ
トル弁２５の開度を検出したスロットル開度センサ２６
の出力はＡ／Ｄ変換器３３によりＡ／Ｄ変換されてマイ
コン３１に入力される。マイコン３１はこのスロットル
開度データに基づいてスロットル弁２５のスロットル開
度が所定値以下か否かを判定し、この判定結果に応じて
出力端子Ｐ、から制御信号を出力してＡＦＳ２７の信号
の通過帯域を制御する。クランク角センサ２１の出力は
波形整形回路３４を介してマイコン３１の割込入力端子
Ｐ、およびカウンタ３５に入力される。マイコン３１は
、クランク角センサ２１の出力の立上り毎に割込処理を
行い、クランク角センサ２１の出力の立上り間の周期を
カウンタ３５の出力から検出する。タイマ３６は所定時
間毎にマイコン３１の割込入力端子Ｐ、に割込信号を発
生ずる。Ａ／Ｄ変換器３７は、図示しないバッテリ電圧
Ｖ、をＡ／Ｄ変換し、マイコン３１は所定時間毎にこの
バフテリ電圧のデータを取込む、タイマ３８はマイコン
３１によりプリセットされ、マイコン３１の出力端子Ｐ
６よりトリガされて演算されたパルス幅のパルスを出力
し、この出力がドライバ３９を介してインジェクタ２９
を駆動する。

更にマイコン３１の動作を第２図および第３図を参照し
て説明する。

第２図はマイコン３１のメインプログラムを示すもので
ある。先ず、マイコン３１にリセット信号が入力される
と、ステップ２０１で、マイコン３１内のＲＡＭ３１　
Ｂ、入出力ボート等をイニシャライズし、次にステップ
２０２でパンテリ電圧Ｖ、をＡ／Ｄ変換してＲＡＭ３１
　ＢにＶＢとして格納する０次にステップ２０３におい
て、バッテリ電圧データＶＢより予めＲＯＭ３１Ａに記
憶設定されたデータテーブルｆ１をマツピングし、ムダ
時間Ｔ、を計算しＲＡＭ３１Ｂ内に格納する。

次にステップ２０４において、例えば図示しない冷却水
温センサによりエンジン１の冷却水温を検出し、この検
出結果等に応じて燃料量を補正するための補正係数に、
を演算して、その結果をＲＡＭ３１Ｂ内に格納する０次
にステップ２０５において、スロットル開度センサ２６
からのスロットル開度信号をＡ／Ｄ変換器３３によりＡ
／Ｄ変換Ｌ７、入力端子Ｐ２からそのスロットル開度デ
ータ■。

を読込む０次にステップ２０６において、そのスロット
ル開度データＶ＃とスロットル弁２５の所定の開度に相
当する比較値αとを比較し、スロットル開度データＶ、
が比較値αを超えていればスロットル弁２５の開度が所
定の開度を超えているのでステップ２０２に戻り、スロ
ットル開度データＶ。

が比較値α以下であればスロットル弁２５の開度が所定
の開度以下なのでステップ２０７にて通過帯域固定制御
信号をＡＦＳ　２７に出力する。このステップ２０７の
処理後はステップ２０２に戻る。

上記動作を繰返すことによってメインルーチンが実行さ
れる。

第３図は、クランク角センサ２１の出力によりマイコン
３１の割込入力端子Ｐ、に割込信号が発生した場合の割
込処理を示す。ステップ３０１において、ＡＦＳ２７の
出力信号をインタフェース３２により周期測定したデー
タとカウンタ３５により計測されたエンジンλθの回転
周期の計測データに基づいてエンジンλθの１サイクル
当りの吸入空気量となる工程間吸入空気量の演算データ
（負゛荷データ）ＡＮを演算する０次にステップ３０２
において、補正係数Ｋｃ　とムダ時間Ｔ０とをＲＡＭ３
１Ｂから読出してインジェクタ駆動時間Ｔ１をに、　Ｘ
　Ａ　Ｎ　＋　Ｔｏの演算式に従って算出する０次にス
テップ３０３にて上記演算結果Ｔ、をタイマ３８にセッ
トし、セント後にはステップ３０４でタイマ３８をトリ
ガしてドライバ３９を介してインジェクタ２９を駆動す
る。ステップ３０４の処理後はメインルーチンに戻る０
次に、通過帯域固定制御信号がマイコン３１から出力さ
れた場合のＡＦＳ２７の動作について第４図を参照して
説明する。第１．第２の周波数可変フィルタ１２．１３
の通過帯域中の制御を行うまでの動作についてはすでに
述べたとおりであり、ここではＡＦＳ２７の特徴とする
部分のみについて説明する。

従来の問題発生領域は急速減速域のみであるため、スロ
ットル弁２５の開度をスロットル開度センサ２６により
検出し、このスロットル弁２５の弁開度が所定値未満に
なったことをマイコン３１が検出したときマイコン３１
から出力される通過帯域固定制御信号によりゲート回路
１６はｆＶ変換回路１５の出力電圧をクリップして第２
の周波数可変フィルタ１３を第５図に示すように低域り
に固定する。

これにより、強制的に高周波成分が除去され、高周波の
ノイズの重畳した信号波が第１の周波数可変フィルタ１
２に入力されても、第２の周波数可変フィルタ１３の出
力端には、ノイズの除去された低周波数のみの信号が取
り出される。

なお、ゲート回路１６はスロットル弁開度に応動して側
路して第２の周波数可変フィルタの通過帯域を制御する
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、スロットル弁の弁開度
が所定開度以下のときに第２の周波数可変フィルタの通
過帯域を所定通過帯域に固定して燃料制御するようにし
たので、スロットル弁の閉時に発生するノイズを渦周波
数として誤計測することがなく、精度の高い燃料制御が
可能となるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す装置全体の構成図、
第２図および第３図は第１図中のマイコンの動作フロー
を示すフロー図、第４図は第１図中のＡＦＳの詳細なブ
ロック図、第５図はこの発明における出力周波数と可変
フィルタ通過周波数との関係を示す説明図である。 図中、１・・・流量計、２・・・渦発生体、３・・・カ
ルマン渦列、４・・・超音波発信子、５・・・超音波受
信子、６・・・超音波発振回路、７・・・電圧制御位相
偏移回路、８・・・波形整形回路、９・・・位相比較器
、１０・・・ループフィルタ、１１・・・ローパスフィ
ルタ、１２・・・第■の周波数可変フィルタ、１３・・
・第２の周波数可変フィルタ、１４・・・波形整形回路
、１５・・・ｆ−Ｖ変換回路、１６・・・ゲート回路、
２０・・・エンジン、２１・・・クランク角センサ、２
５・・・スロットル弁、２６・・・スロットル開度セン
サ、２７・・・ＡＦＳ。 ２９・・・インジェクタ、３０・・・制御装置、３１・
・・マイコン、３２・・・インタフェース、３３・・・
Ａ／Ｄ変換器、３４・・・波形整形回路、３５・・・カ
ウンタ、３６・・・タイマ、３７・・・Ａ／Ｄ変換器、
３８・・・タイマ、３９・・・ドライバ。 図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 第２図　　　第３図 第５図 手続補正書（自発） 口召和　６葦　６月２２日 １、事件の表示　　　特願昭６３−１６１１３号２、発
明の名称 エンジンの燃料制御装置 ３、補正をする者 ５、　補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６　補正の内容 （１）明細書筒２頁５行目の「従来、この種の装置は、
」を「この種の装置にお・ける燃料制細においては、」
と補正する。 （２）同第２頁１２行目の「していた。」を「するもの
である。」と補正する。 （３）同第６頁１３行目から同頁１４行目の「従来の・
・・・・・構成されているので、ＰＩ流量計が、」を「
この渦流量計は、」と補正する。 （４）同第６頁１７行目から同頁１８行目迄の「ために
・・・・・・あった。」を「が、加速時の回転上昇にと
もなって大きくなる上記ノイズは、吸入空気量も増大す
るため第１．第２の周波数可変フィルタ１２，１３の通
過後は上記乱れは除去されることになる。」と補正する
。 （５）同６頁１９行目の「特に、」を「しかし、」と補
正する。 （６）同第８頁２０行目、同第９頁１行目、同第９頁９
行目、同第１４４頁２行目「エンジン１」を「エンジン
２０」と補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンが吸入する空気量に応動して生ずる渦信号を検
   出する検出手段および上記渦信号に重畳するノイズを除
   去するために上記検出手段の出力信号を出力の周波数に
   応じた可変周波数帯域で通過させる周波数可変フィルタ
   手段を有する渦流量計を備え、該渦流量計の出力に基づ
   いて上記エンジンへの燃料供給量を制御するエンジンの
   燃料制御装置において、上記エンジンの吸気通路に設け
   られたスロットル弁の開度が所定値以下になったことを
   検出すると上記周波数可変フィルタ手段の通過周波数帯
   域を所定の通過周波数帯域に固定する通過帯域固定手段
   を設けたことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。