JPH0227127A - 内燃機関の制御装置 - 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］ 本発明は、内燃機関の回転速度と吸気管圧力とに基づき
内燃機関の基本制御量を算出し、該算出された基本制御
量を吸気温度に基づき補正して制御量を決定する内燃機
関の制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、内燃機関の燃料噴射量や点火時期等を制御す
る制御装置の一つとして、特開昭５７−５９０６０号、
実開昭５８−２０３４２号公報等に記載の如く、内燃機
関の回転速度と吸気管圧力とに基づき内燃機関の基本制
御量を算出し、この算出された制御量を吸気温度で補正
することにより内燃機関の制御量を決定する。所謂Ｄ−
ｊ（ボッシュ社の商標）方式の制御装置が知られている
。

乙の種の制御装置は、内燃機関の吸入空気量Ｇが、内燃
機関の回転速度Ｎと、吸気管圧力Ｐと、吸気温度Ｔとに
より、内燃機関固有の関数Ｇ＝ｆ（Ｎ。

Ｐ、　　Ｔ）として記述できることに着目してなされた
もので、上記のようもこ制御量を決定することで、制御
量が内燃機関の吸入空気量に対応した値となるようにし
ている。

またこの種の装置では、上記実開昭５８−２０３４２号
公報に記載のようにスロットルバルブより上流側で吸気
温度を検出するようにしていると、その温度検出がなさ
れた吸気の圧力が大気圧となって内燃機関に実際に吸入
される吸気の圧力（即ち吸気管圧力）とは対応せず、そ
の結果吸気温度が内燃機関に実際に吸入される吸気の温
度とは対応しなくなってしまうので、吸気温センサは、
通常、吸気管圧力を検出する吸気圧センサと共に内燃機
関のスロットルバルブより下流コこ設けられている。

つまり気体温度はその圧力に応じて変化するので、上記
のようにスロットルバルブより上流側で吸気温度を検出
するようにした場合には、例えは特開昭６０−９０９３
３号公報に記載の如く、その検出した吸気温度を、スロ
ットルバルブより上流の大気圧とスロットルバルブより
下流の吸気管圧力との偏差に応じて補正すること乙こよ
り、内燃機関ζこ実際ここ吸入される吸気温度を算出し
なければならないため、上記従来の制御装置においては
、通常、吸気温センサが内燃機関のスロットルバルブよ
り下流に取り付けられているのである。

［発明が解決しようとする課題］ このように吸気温度をスロットルバルブより下流で検出
して制御量の吸気温補正を行なうＤ−ｊ方式の制御装置
では、吸気温センサを用いて検出された吸気温度で直接
制御量を補正すれはよく、制御が簡単となるのであるが
、例えは内燃機関を急加速又は急減速した場合等、吸気
管圧力が急激に変化した場合には、吸気温センサの応答
時定数により、吸気管圧力の変化に伴う吸気温度の変化
を速やかに検出することができず、制御量を実際の吸気
温度に応じて補正することができなくなってしまうとい
った問題があった。

つまり上記のように吸気温度は吸気圧力ここ応じて変化
するので、例えは内燃機関が急加速され、過給機等ここ
よって吸気管圧力が急激に上昇すると、これに伴い吸気
温度も急激に上昇するが、吸気温度の検出に使用される
温度センサには、吸気温度の微少な変化によって制御が
頻繁に変化することのないよう、ある程度の応答時定数
を持たせであるため、この応答時定数ここよって吸気温
度が実際に大きく変化してもその旨を速やかに検出する
ことができず、この結果制御精度が低下してしまうとい
った問題があったのである。

そこで本発明は、吸気管圧力変化に伴う吸気温度変化を
吸気温センサによって検出できない場合にも、制御量を
実際の吸気温度に応じて精度よく補正することのできる
内燃機関の制御装置を提供即ち上記目的を達するために
なされた本発明の構成は、第１図に例示する如く、 内燃機関Ｍ１の回転速度を検出する回転速度センサＭ２
と、 内燃機関Ｍ１のスロットルバルブＭ３より下流の吸気管
圧力を検出する吸気圧センサＭ４と、内燃機関Ｍ１のス
ロットルバルブＭ３より下流の吸気温度を検出する吸気
温センサＭ５と、上記回転速度センサＭ２で検出された
内燃機関Ｍ１の回転速度と吸気圧センサＭ４により検出
された吸気管圧力とに基づき、内燃機関Ｍ１の基本制御
量を算出する基本制御量算出手段Ｍ６と、上記吸気温セ
ンサＭ５で検出された吸気温度に基づき、上記基本制御
量に対する吸気温補正値を算出する吸気温補正値算出手
段Ｍ７と、該吸気温補正値算出手段Ｍ７の算出結果に基
づき上記基本制御量を補正し、内燃機関Ｍ１の制御量を
決定する基本制御量補正手段Ｍ８と、を備えた内燃機関
の制御装置において、上記吸気圧センサＭ４で検出され
た吸気管圧力の変化率と上記吸気温センサＭ５で検出さ
れた吸気温度とここ基づき、上記吸気温センサＭ５によ
る吸気温度の検出誤差を算出する吸気温検出誤差算出手
段Ｍ９と、 該吸気温検出誤差算出手段Ｍ９の算出結果に基づき、上
記吸気温補正値を補正する吸気温補正値補正手段ＭＩＯ
と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置を要旨と
している。

［作用］ 以上のように構成された本発明の内燃機関の制御装置で
は、基本制御量算出手段Ｍ６が内燃機関Ｍ１の回転速度
と吸気管圧力とに基づき基本制御量を算出し、基本制御
量補正手段Ｍ８がその算出された基本制御量を吸気温補
正値で補正することにより内燃機関Ｍ１の制御量を決定
する。

またこの基本制御量の吸気温補正を行なうための吸気温
補正値は、吸気温補正（面補正手段ＭＩＯが、吸気温検
出誤差算出手段Ｍ９で吸気管圧力の変化率と吸気温度の
検出値とに基づき算出された吸気温度の検出誤差に基づ
き、吸気温補正値算出手段Ｍ７で算出された吸気温補正
値を補正することにより決定される。

つまり吸気温補正値算出手段Ｍ７が算出する吸気温補正
値は吸気温センサＭ５で検出された吸気温度に対応して
おり、吸気管圧力の急激な変化によって吸気温度が急変
し、吸気温センサＭ５がその急変した吸気温度を正確に
検出できなくなった場合には、吸気温補正値が実際の吸
気温度と対応しなくなるので、本発明では、吸気管圧力
の変化に伴い発生する吸気温度の検出誤差を算出し、こ
の算出結果ここ応じて吸気温補正値を補正することによ
り、制御量の吸気温補正を実際の吸気温度に応じて正確
に実行できるようにしているのである。

［実施例コ 以下に本発明の一実施例を図面と共に説明する。

まず第２図は本発明が適用された内燃機関及びその周辺
装置を表す概略構成図である。

図に示す如く本実施例の内燃機関１には、排気の流速を
利用して排気管２に設けられたタービン４ａを回し、吸
気管６に設けられたコンプレッサ４ｂによって吸入空気
を過給する過給機４と、過給機４ｔこより断熱圧縮され
、温度上昇した吸入空気を冷却するために吸気管６に設
けられたインタークーラ８と、過給圧を調節するために
タービン４ａをバイパスするバイパス通路２ａに設けら
れたウェストゲートバルブ１０とが備えられている。

ウェストゲートバルブ１０は過給圧によって作動するア
クチュエータ１２によって制御される。

即ちアクチュエータ１２は、そのダイアフラム１２ａが
過給圧を受圧して変位することにより駆動用の伝達機構
１２ｂを介してウェストゲートバルブ１０を開閉するよ
う構成されており、これによってウェストゲートバルブ
１０は過給圧を予め設定された上限値以下に制限・保持
することとなる。

次に吸気管６のインタクーラ８より下流には、図示しな
いアクセルペダルに連動して吸気管６の開度を調節する
スロットルバルブ１４、スロットルバルブ１４を介して
内部に流人した吸入空気の脈動を抑えるサージタンク１
６、及び燃料供給を行なう燃料噴射弁１８が設けられて
いる。またスロットルバルブ１４には、その開度を検出
するスロットル開度センサ２０が設けられ、サージタン
ク１６には、内部の圧力（即ち吸気管圧力）を検出する
吸気圧センサ２２と、吸気温度を検出する吸気温センサ
２４が設けられている。

また内燃機関１には、排気管２を流れる排気中の酸素温
度から内燃機関１に供給された燃料混合気の空燃比を検
出する空燃比センサ２６、冷却水温を検出する水温セン
サ２８、ディストリビュータ３０の所定の回転角度（例
えは３０℃Ａ）毎に回転速度検出用のパルス信号を発生
する回転速度センサ３２、及びディストリビュータ３０
の１回転に１回（即ち内燃機関１０２回転に１回）燃料
噴射タイミングや点火タイミングを決定するためのパル
ス信号を出力する気筒判別センサ３４が備えられ、スロ
ットル開度センサ２０、吸気圧センサ２２、吸気温セン
サ２４と共にその運転状態を検出できるようにされてい
る。

尚ディストリビュータ３０はイグナイタ３６から出力さ
れる高電圧を内燃機関１のクランク角に同期して各気筒
の点火プラグ３８に分配するためのもので、点火プラグ
３日の点火タイミングはイグナイタ３６からの高電圧出
力タイミングによって決定される。

次ここ上記各センサからの検出信号は電子制御回路４０
に人力される。電子制御回路４０は上記各センサからの
検出信号に基うき燃料噴射弁１８やイグナイタ３６を駆
動制御して、内燃機関１への燃料噴射量や点火時期を制
御するためのもので、従来より周知のように、マイクロ
コンピュータを中心とする論理演算回路として構成され
ている。

即ち電子制御回路４０は、予め設定された制御プログラ
ムに従って内燃機関１を制御のための各種演算処理を実
行するセントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）４２
、ＣＰＵ４２で各種演算処理を実行するのに必要な制御
プログラムや初期データが記録されたリードオンリメモ
リ（ＲＯＭ）４４、同じ＜ＣＰＵ４２で各種演算処理を
実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きされ
るランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４６、ＣＰＵ４２
で各種演算処理を実行するのに必要な制御タイミングを
発生するタロツク信号発生回路４８、上記各センサから
の検出信号を人力するための人力ポート５０、及び燃料
噴射弁１８やイグナイタ３６に駆動信号を出力する出力
ボート５２が備えられ、上記各部を内燃機関１の運転状
態乙こ応じて駆動制御できるようにされている。

このように構成された電子制御回路４０では、吸気圧セ
ンサ２２及び回転速度センサ３２によって検出された吸
気管圧力と回転速度とに基づき内燃機関１０基本燃料噴
躬量及び基本点火時期を夫々算出し、この算出された各
基本制御量を吸気温センサ２４等、他のセンサによる検
出結果に基づき補正することによって燃料噴射量及び点
火時期を決定して燃料噴射弁１日及びイグナイタ３６を
駆動制御するといった手順で燃料噴射制御及び点火時期
制御が実行されることとなるのであるが、■２＝ こうした制御動作は従来より周知であるので詳しい説明
は省略し、以下に本実施例にかかわる主要な処理である
。上記各基本制御量の吸気温補正を行なうための制御処
理について、第３図及び第４図に示すフローチャートに
沿って説明する。

まず第３図は吸気管圧力の急激な変化によって吸気温セ
ンサ２４で検出できない吸気温度の変化量（即ち吸気温
度の検出誤差）を求めるための吸気温変化量算出処理を
表わすフローチャートである。

図に示す如くこの処理は内燃機関１の始動役所定時間（
８ｍ５ｅｃ、）　Ｈに実行される処理で、処理が開始さ
れると、まずステップ１００を実行し、吸気圧センサ２
２により検出された現時点での吸気管圧力Ｐｎを読み込
む。次にステップ１１０では、この読み込んだ現時点で
の吸気管圧力Ｐｎを吸気管圧力の過去の平均１直でなま
して吸気管圧力平均ｆ１ｍＰを算出する。そして続くス
テップ１２０では、この算出された吸気管圧力の平均値
Ｐと現時点での吸気管圧力Ｐｎとの比（Ｐｎ／Ｐ）、即
ち吸気管圧力の変化率を求め、この値と吸気温センサ２
４により検出された最新の吸気温度Ｔｎとをパラメータ
とする次式（１）に基づき吸気管圧力変化に対する吸気
温変化量△Ｔを算出する。吸気温検出誤差算出手段Ｍ９
としての処理を実行する。

ΔＴ＝　（（Ｐｎ／Ｐ）”’２””−１）　Ｔｎ　　　
　・（１）ここでステップ１１０で吸気管圧力平均ｆｉ
Ｐを算出する際には次式（２）が使用され、Ｐ（ｋ）＝
　（Ｐ　ｎ　＋　１２４◆Ｐ（ｋ−１））　／　１２５
−（２）前回の処理で求めた吸気管圧力平均（１ｕＰ（
ｋ−１）と最新の吸気管圧力Ｐｎとの割合を１２４対１
とする、所謂１２５分の１なましにより吸気管圧力平均
値Ｐ　（ｋ）を求めるようにされている。

これは本実施例の吸気温センサ２４が周囲温度の変化に
対して１秒程度の検出遅れが生ずるためで、上記のよう
に過去１２５回、即ち１秒間（１２５ｘ　８　ｍ５ｅｃ
、）の吸気管圧力の平均値を求めることによって、上記
（１）式により吸気温センサ２４で検出不能となる吸気
温度の変化量を算出できるようにしている。つまり上記
（１）式は気体の圧力変化率ここ対する温度変化量を求
めるための周知の演算式であるが、本実施例では、吸気
管圧力の変化率として、吸気温センサ２４で吸気温度の
検出遅れが生ずる過去１秒間の平均吸気管圧力に対する
吸気管圧力の変化割合を求めることで、吸気温センサ２
４で検出できない吸気温度の変化量を算出できるように
しているのである。

尚吸気温センサ２４の応答時定数が本実施例とは異なる
場合には、上記ステップ１１０で吸気管圧力平均値Ｐを
算出するのに用いる（２）式をその応答時定数に応じて
変更し、平均化の対象となる時間を吸気温センサ２４の
応答遅れ時間に対応させればよい。

そしてこのようにステップ１２０で吸気温センサ２４に
よる吸気温度の検出誤差を表わす吸気温変化量△Ｔが算
出されると、続くステップ１３０に移行して、この吸気
温変化量△Ｔに基づき燃料噴射量の補正量（燃料補正量
’）ＦＴＨＡ八Ｔをへ出し、また続くステップ１４０に
移行して、この吸気温変化量へＴに基づき基本点火時期
の補正量（点火時期補正量）ＡＴＨＡ八Ｔをへ出し、処
理を一旦終了する。尚これら各補正量の算出には第５図
に示す如きマツプが用いられる。

次に第４図（Ａ）及び第４図（Ｂ）は、燃料噴射量及び
点火時期を夫々算出するために内燃機関１の始動後繰り
返し実行される制御量算出処理の一処理として実行され
、基本燃料噴射量及び基本点火時期を夫々吸気温補正す
るための吸気温補正１直ＦＴＨＡ及びＡＴＨＡを算出す
る吸気温補正値算出処理を表わすフローチャートである
。

まず基本燃料噴射量に対する吸気温補正値ＦＴＨＡを算
出する吸気温補正値ＦＴＨＡ算出処理は、第４図（Ａ）
に示す如く、ステップ２００で吸気温センサ２４により
検出された吸気温Ｔｎを読み込み、ステップ２１０でそ
の読み込んだ吸気温Ｔｎをパラメータとする第６図（Ａ
）に示す如きマツプを用いて吸気温補正値ＦＴＨＡの基
準値（基準補正値）ＦＴＨＡＴを求め、ステップ２２０
でこの基準補正値ＦＴＨＡＴに上記吸気温変化量算出処
理で求めた燃料補正量ＦＴＨＡ△Ｔを加えて、吸気温補
正値ＦＴＨＡを算出するといった手順で実行される。

また次に基本点火時期に対する吸気温補正値ＡＴＨＡを
算出する吸気温補正（ｉＡＴＨＡ算出処理は、第４図（
Ｂ）に示す如く、ステップ３００で吸気温センサ２４に
より検出された吸気温Ｔｎを読み込み、ステップ３１０
でその読み込んだ吸気温Ｔｎをパラメータとする第６図
（Ｂ）に示す如きマツプを用いて吸気温補正）直ＡＴＨ
Ａの基準値（基準補正（［）ＡＴＨＡＡを求め、ステッ
プ２２０でこの基準補正値ＡＴＨＡＡに上記吸気温変化
量算出処理で求めた点火時期補正量ＡＴＨＡ△Ｔを加え
て、吸気温補正（ｌｕＡＴＨＡを算出するといった手順
で実行される。

尚上記ステップ２１０及びステップ３１０の処理は前述
の吸気温補正値算出手段Ｍ７に相当し、ステップ２２０
及びステップ３２０の処理は前述の吸気温補正値補正手
段ＭＩＯに相当する。

このようし乙本実施例の内燃機関の制御装置では、吸気
温変化量算出処理で、吸気管圧力の変化率と吸気温度の
検出値とに基づき吸気温センサ２４で検出できない吸気
温度の変化量△Ｔを求め、その変化量へＴに応じた燃料
噴射量及び点火時期の補正量Ｆ”ＴＨＡΔＴ及びＡＴＨ
ＡＡＴを算出し、吸気温補正値算出処理で、吸気温セン
サ２４により検出された吸気温度に基づき算出される基
準補正（直ＦＴＨＡＴ及びＡＴＨＡＡに夫々上記各補正
量ＦＴＨＡΔＴ及びＡＴＨＡＡＴを加えることにより、
基本燃料噴射量及び基本点火時期に対する吸気温補正値
ＦＴＨＡ及びＡＴＨＡを決定するようにされている。

このため第７図に示す如く、運転者のアクセル操作によ
ってスロットルバルブ１４が急開され、過給機４の動作
によって吸気が断熱圧縮されて吸気管圧力が急激に上昇
し、吸気温センサ２４による吸気温度の検出値が実際の
値（実値）より小さくなって、この検出値に基づき設定
される吸気温補正値の基準（１ｍ（基準補正値）が実際
の吸気温度に対応しなくなったとしても、吸気温センサ
２４による吸気温度の検出誤差△Ｔを求めて基準補正１
直を補正するごとが可能となり、基本燃料噴射量及び基
本点火時期に対する吸気温補正値を実際の吸気温度に対
応させることができる。

またこれとは逆にスロットルバルブ１４が閉じられ、内
燃機関１が減速運転に入り、吸気管圧力が急激に低下し
た場合にも、吸気の膨張によって吸気温度が急激に変化
（低下）するので、吸気温センサ２４乞こより吸気温度
を正確に検出できなくなることがあるが、このような場
合にもそのセンサ乙こよる吸気温度の検出誤差を求めて
、吸気温補正値を補正することができ、吸気温補正値を
実際の吸気温度に対応させることができる。

従って本実施例によれは、吸気管圧力の急激な変化によ
って吸気温度が急変しても、その急変した吸気温度に応
じて基本燃料噴射量及び基本点火時期を補正することが
でき、燃料噴射制御及び点火時期制御の制御精度を向上
できる。

ここで上記実施例では、吸気温センサ２４乙こよる吸気
温度の検出誤差を表わす吸気温変化量△Ｔにより燃料補
正量ＦＴＨＡ△Ｔ及び点火時期補正量ＡＴＨＡ八Ｔを求
め、これら各値を対応する基準補正（１ｕＦＴＨＡＴ及
びＡＴＨＡＡに夫々加算することによ−て、吸気温補正
値ＦＴＨ＆及びＡＴＨＡが実際の吸気温度に対応するよ
うに構成したが、例えは吸気温変化量へＴを吸気温セン
サ２４により検出された吸気温度Ｔｕｔと加算して吸気
温度を直接補正し、その補正した吸気温度に基づき第６
図に示したマツプを用いて吸気温補正値を算出するよう
に構成しても上記と同様の効果が得られる。

また上記実施例では、過給機の動作によって吸気管圧力
が大きく変化する過給機付き内燃機関を例にとり説明し
たが、本発明は過給機を備えない内燃機関であっても当
然適用できる。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明の内燃機関の制御装置によれ
ば、吸気管圧力の変化率と吸気温度の検出値とに基づき
吸気温センサによる吸気温度の検出誤差を求め、この（
直に応じて吸気温補正値を補正するようにされているの
で、吸気管圧力の急激な変化によって吸気温度が急変し
、吸気温センサによって吸気温度を正確に検出できなく
なったとしても、制御量の吸気温補正を実際の吸気温度
に応じて行なうことができ、内燃機関の制御精度を向上
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を表すブロック図、第２図は実施
例の内燃機関及びその周辺装置を表わす概略構成図、第
３図は電子制御回路で実行される吸気温変化量算出処理
を表わすフローチャート、第４図（Ａ）は電子制御回路
で基本燃料噴射量に対する吸気温補正値ＦＴＨＡを算出
するために実行される処理を表わすフローチャート、第
４図（Ｂ）は電子制御回路で基本点火時期に対する吸気
温補正（直ＡＴＨＡを算出するために実行される処理を
表わすフローチャート、第５図は吸気温変化量ΔＴに対
する補正量を算出するためのマツプを表わす線図、第６
図（Ａ）は吸気温度に基づき基本燃料噴射量の基準補正
値ＦＴＨＡＴを算出するためのマツプを表わす線図、第
６図（Ｂ）は吸気温度に基づき基本点火時期の基準補正
値ＡＴＨＡＡを算出するためのマツプを表わす線図、第
７図は実施例の動作を説明するタイムチャート、である
。 Ｍｌ、１・・・内燃機関 Ｍ２．３２・・・回転速度センサ Ｍ３．１４・・・スロットルバルブ Ｍ４．２２・・・吸気圧センサ Ｍ５．２４・・・吸気温センサ Ｍ６・・−基本制御量算出手段 Ｍｌ・・・吸気温補正値算出手段 Ｍ８・・・基本制御量補正手段 Ｍ９・・・吸気温検出誤差算出手段 ＭＩＯ・・・吸気温補正値補正手段 ４０・・・電子制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の回転速度を検出する回転速度センサと、 内燃機関のスロットルバルブより下流の吸気管圧力を検
   出する吸気圧センサと、 内燃機関のスロットルバルブより下流の吸気温度を検出
   する吸気温センサと、 上記回転速度センサで検出された内燃機関の回転速度と
   上記吸気圧センサにより検出された吸気管圧力とに基づ
   き、内燃機関の基本制御量を算出する基本制御量算出手
   段と、 上記吸気温センサで検出された吸気温度に基づき、上記
   基本制御量に対する吸気温補正値を算出する吸気温補正
   値算出手段と、 該吸気温補正値算出手段の算出結果に基づき上記基本制
   御量を補正し、内燃機関の制御量を決定する基本制御量
   補正手段と、 を備えた内燃機関の制御装置において、 上記吸気圧センサで検出された吸気管圧力の変化率と上
   記吸気温センサで検出された吸気温度とに基づき、上記
   吸気温センサによる吸気温度の検出誤差を算出する吸気
   温検出誤差算出手段と、該吸気温検出誤差算出手段の算
   出結果に基づき、上記吸気温補正値を補正する吸気温補
   正値補正手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。