JPH03130545A - Wall flow meter of engine - Google Patents

Wall flow meter of engine

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JPH03130545A
JPH03130545A JP26591389A JP26591389A JPH03130545A JP H03130545 A JPH03130545 A JP H03130545A JP 26591389 A JP26591389 A JP 26591389A JP 26591389 A JP26591389 A JP 26591389A JP H03130545 A JPH03130545 A JP H03130545A
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pulse width
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cycle
air
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Kenichi Koizumi
小泉 鎌一
Hatsuo Nagaishi
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To directly and quantitatively grasp a behavior of wall flow at a step variation time of supplied air-fuel ratio and thereby to eliminate a delay in response to an exhaust air-fuel ratio by measuring the fuel response at every cycle in the case that fuel injection pulse width is steppingly varied. CONSTITUTION:Timing of sampling is set by a means 34 based on a crank signal detected by a sensor 33. Intake negative pressure and air-fuel ratio detected by sensor 31, 32 are sampled by means 35, 36 in synchronization with the set timing thereby to memorize data by means 37, 38 only for a specified cycle number. In synchronization with the set timing, a fuel injection pulse width per one cycle is calculated by a means 39, and the data is stored only for the specified cycle. The fuel injection pulse width of an injector 30 is steppingly varied by a means 41. Fuel response is calculated by a means 42 at every cycle based on the data, and output by a means 43.

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壁流計測装置、特に燃料のステッ
プ応答を求めるものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to an engine wall flow measuring device, and particularly to one for determining a fuel step response.

(従来の技術) がソリンエンジンにおける吸只管内の壁流燃料は、車両
における加減速の運転性や排出〃ス浄化性能に大きな影
響を与えることが知られている。
(Prior Art) It is known that the wall flow of fuel in the intake pipe of a Solin engine has a great effect on the acceleration/deceleration drivability and exhaust gas purification performance of a vehicle.

これらの性能を向上させるためには壁流を減らすことと
、シリングに吸入される空燃比を適切にするだめの過渡
補正が必要である。そのためには壁流を計測することが
必要であり、従来がら種々の壁流の計測が行なわれてい
るくたとえば(株)山海堂発行「内燃機関JVol、2
5  No、317 (1986゜4)@67頁〜第7
8頁参照)。
To improve these performances, it is necessary to reduce the wall flow and to make transient corrections to optimize the air-fuel ratio injected into the Schilling. For this purpose, it is necessary to measure the wall current, and various wall current measurements have been carried out in the past, such as "Internal Combustion Engine J Vol. 2" published by Sankaido Co., Ltd.
5 No. 317 (1986゜4)@page 67-No. 7
(See page 8).

(発明が解決しようとするsM) ところで、インジェクタからの供給燃料量のシリングへ
の応答遅れや時定数分析の手法は、いまだ確立されてい
るとはいえない。このため、■燃料噴射系の部品設計時
や部品変更時に燃料壁流がエンジン性能にどのように影
響するかの予測や■過渡に伴う壁流補正量をどのように
与えるかなどのポイントがつかめないため、開発工数が
大きくかかることになっている。
(sM to be Solved by the Invention) By the way, it cannot be said that the method of analyzing the response delay and time constant of the amount of fuel supplied from the injector to shillings has not yet been established. For this reason, it is possible to grasp key points such as ■ predicting how fuel wall flow will affect engine performance when designing or changing parts of the fuel injection system, and ■ how to apply wall flow correction amounts due to transients. Because there is no such thing, it takes a lot of development man-hours.

この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、供給空燃比をステップ変化させた場合の排気空燃
比の応答遅れを計測するようにした装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a device that measures the response delay of the exhaust air-fuel ratio when the supply air-fuel ratio is changed in steps.

(!!1ljl!!を解決するための手段)この発明は
、第1図に示すように、吸入負圧P−に応じた出力をす
るセンサ31と、徘ス中の空燃比A/Fに応じた出力を
するセンサ32と、クランク角信号を出力するセンサ3
3と、このクランク角信号を受けて1サイクル毎のデー
タが得られるようにサンプリングのタイミングを設定す
る手段34と、このタイミング信号に同期して前記吸入
負圧Puおよび空燃比A/Fの各センサ出力をサンプリ
ングする手段35.36と、このサンプリングされた吸
入負圧P2および空燃比A/Fの各データを所定のサイ
クル数分記憶しておく手段37.38と、同じくタイミ
ング信号に同期して1サイクル当たりの燃料噴射パルス
幅T1を演算する手段39と、この演算された燃料噴射
パルス幅T、のデータを所定のサイクル数分記憶してお
く手Fi40と、インジェクタ30の燃料噴射パルス幅
をステップ変化させ得る装置41と、この燃料噴射パル
ス幅のステップ変化前後にわたる所定サイクル数分の、
前記吸入負圧Put空燃比A/Fおよび燃料噴射パルス
幅TIの各データを用いて、1サイクル毎の燃料応答(
たとえば燃室比変化率Z)を計算する手段42と、この
計算された燃料応答を出力する装置43を備える。
(Means for solving !!1ljl!!) As shown in FIG. A sensor 32 outputs a corresponding output, and a sensor 3 outputs a crank angle signal.
3, means 34 for setting sampling timing so as to obtain data for each cycle in response to the crank angle signal, and means 34 for setting the sampling timing so as to obtain data for each cycle in response to the crank angle signal, and for controlling each of the suction negative pressure Pu and the air-fuel ratio A/F in synchronization with this timing signal. Means 35 and 36 for sampling the sensor output, and means 37 and 38 for storing each sampled data of suction negative pressure P2 and air-fuel ratio A/F for a predetermined number of cycles, are also synchronized with the timing signal. a means 39 for calculating the fuel injection pulse width T1 per cycle; a means 40 for storing data of the calculated fuel injection pulse width T for a predetermined number of cycles; and a means 39 for calculating the fuel injection pulse width T1 per cycle; a device 41 that can change the fuel injection pulse width in steps, and a predetermined number of cycles before and after the step change in the fuel injection pulse width.
The fuel response for each cycle (
For example, it comprises means 42 for calculating the fuel chamber ratio change rate Z) and a device 43 for outputting the calculated fuel response.

(作用) この発明によれば、燃料噴射パルス幅をステップ変化さ
せた場合の燃料応答が1サイクル毎に計測されることか
ら、ステップ変化時の壁流の挙動が直接的かつ定量的に
把握される。
(Function) According to the present invention, since the fuel response when the fuel injection pulse width is changed in steps is measured for each cycle, the behavior of the wall flow at the time of step changes can be directly and quantitatively understood. Ru.

(実施例) 第2図は一実施例のブロック図である。(Example) FIG. 2 is a block diagram of one embodiment.

同図において、吸入負圧センサからのセンサ出力(紋り
弁下流の吸入負圧PM)と、空燃比センサからのセンサ
出力(排気空燃比A/F)は、各アンプ11.12を介
してA/D変換器13に入力される。A/D変換器13
ではコントロールユニット21からのタイミング信号に
同期して各センサ出力をA/D変換し、これら吸入負圧
P、と空燃比A/Fの各r−9をコントロールユニ7)
21に出力する。ここに、A/D変換器13は第1図の
サンプリング手段35.36として機能しでいる。
In the figure, the sensor output from the suction negative pressure sensor (intake negative pressure PM downstream of the valve) and the sensor output from the air-fuel ratio sensor (exhaust air-fuel ratio A/F) are transmitted via each amplifier 11.12. The signal is input to the A/D converter 13. A/D converter 13
Then, each sensor output is A/D converted in synchronization with the timing signal from the control unit 21, and the suction negative pressure P and each r-9 of the air-fuel ratio A/F are controlled by the control unit 7).
Output to 21. Here, the A/D converter 13 functions as the sampling means 35 and 36 in FIG.

19は吸スポートに設けられるインジェクタとこのイン
ジェクタに燃料噴射パルス信号(I N J信号)を出
力するエンジンコントロールユニットとを接続する配線
途中に介装されるパルス幅ステップ可変装置で、この装
置19により燃料噴射パルスのパルス幅を任意のステッ
プ幅で増減することができる。この装置19は第1図の
パルス幅ステップ可変装置41として機能する。なお、
パルス幅ステップ可変装置19の構成は、本願と略同時
期に本出願人が他の出願で開示している。
Reference numeral 19 denotes a pulse width step variable device that is interposed in the wiring that connects the injector installed in the suction port and the engine control unit that outputs a fuel injection pulse signal (INJ signal) to this injector. The pulse width of the fuel injection pulse can be increased or decreased by an arbitrary step width. This device 19 functions as the pulse width step variable device 41 of FIG. In addition,
The configuration of the pulse width step variable device 19 has been disclosed in another application by the present applicant approximately at the same time as the present application.

パルス幅ステップ可変装置41からの燃料噴射パルス信
号は波形整形回路14を介して、パルス幅演算回路15
に入力される。パルス幅演算回路15では、コントa−
ルエニット21からのタイミング信号に同期して、1サ
イクル当たりの燃料噴射パルス@T +を演算し、その
データをコントロールユニット21に出力する。このパ
ルス幅演算回路15は第1図の燃料噴射パルス幅演算手
段39として機能する。
The fuel injection pulse signal from the pulse width step variable device 41 is passed through the waveform shaping circuit 14 to the pulse width calculation circuit 15.
is input. In the pulse width calculation circuit 15, the control a-
In synchronization with the timing signal from the fuel unit 21, the fuel injection pulse @T + per cycle is calculated and the data is output to the control unit 21. This pulse width calculation circuit 15 functions as the fuel injection pulse width calculation means 39 shown in FIG.

クランク角センサからの単位角度信号と基準位置信号は
波形整形回路16を介してコントロールユニット21に
入力される。なお、図ではエンジン種類の相違する場合
にも対処するため、クランク角センサ選択回路17を設
けており、フントロールユニット21からのセレクト信
号を受けると、エンジン種類に対応したクランク角セン
サがらの信号を選択する。
The unit angle signal and reference position signal from the crank angle sensor are input to the control unit 21 via the waveform shaping circuit 16. In addition, in the figure, in order to cope with the case where the engine type is different, a crank angle sensor selection circuit 17 is provided. Select.

18はエンジンデータの入力装置で、バッテリ電圧にて
定まる無効パルス幅Tsの値、吸気弁閉角。
Reference numeral 18 is an input device for engine data, and the value of the invalid pulse width Ts determined by the battery voltage and the intake valve closing angle.

空燃比測定角、気前数およびクランク角センサのタイプ
ナトのエンジンデータがコントロールユニット21に出
力される。
The air-fuel ratio measurement angle, generous number, and engine data of the crank angle sensor are output to the control unit 21.

コントロールユニット21はCPU、ROM、RAMお
よびI10ボートからなるマイクロコンピュータにより
構成される。
The control unit 21 is composed of a microcomputer consisting of a CPU, ROM, RAM, and I10 board.

このうちCPUはROMに書き込まれているプログラム
にしたがってI10ボートより必要とする外部データを
取り込んだり、またRAMとの間でデータの授受を行っ
たりしながら必腎な値を演算処理し、処理したデータを
I10ポートへ出力する。
Among these, the CPU takes in the required external data from the I10 boat according to the program written in the ROM, and performs arithmetic processing on the necessary values while exchanging data with the RAM. Output data to I10 port.

たとえば、クランク角信号に基づいて、A/D変換器1
3の行うサンプリングのタイミングおよび1サイクル当
たりの燃料噴射パルス幅の演算のタイミングを計算する
とともに、1サイクル当たりに行なわれる噴射回数をカ
ウントする。これは、第1図のタイミング設定手段34
の8!能である。
For example, based on the crank angle signal, the A/D converter 1
The timing of sampling performed in step 3 and the timing of calculation of the fuel injection pulse width per cycle are calculated, and the number of injections performed per cycle is counted. This is the timing setting means 34 in FIG.
8! It is Noh.

また、パルス幅ステップ可変装置19によりパルス幅を
ステップ変化させた場合に、パルス幅ステップ変化前後
にわたる所定サイクル数分の、吸人員圧Pu+空燃比A
/Fおよび燃料噴射パルス幅TIの各データを用いて、
1サイクル毎の燃室比変化率2を計算する。これは、第
1図の燃料応答計算手段42の機能である。
In addition, when the pulse width is changed in steps by the pulse width step variable device 19, the intake manifold pressure Pu + air-fuel ratio A is calculated for a predetermined number of cycles before and after the pulse width step change.
Using each data of /F and fuel injection pulse width TI,
Calculate the fuel chamber ratio change rate 2 for each cycle. This is the function of the fuel response calculation means 42 of FIG.

ROMはCPUにおける演算プログラムを格納しており
、RAMは演算に使用するデータを記憶する。たとえば
、RAMには、サンプリングされた吸入負圧Pus空燃
比A/Fおよび燃料噴射パルス幅T、の各データが所定
のサイクル数分格納される。これは、第1図の記憶手J
3j37,38および40の機能である。
The ROM stores calculation programs for the CPU, and the RAM stores data used in calculations. For example, the sampled data of the suction negative pressure Pu, the air-fuel ratio A/F, and the fuel injection pulse width T are stored in the RAM for a predetermined number of cycles. This is the memory hand J in Figure 1.
3j37, 38 and 40 functions.

I10ボートには各種信号が入力されるとともに、I1
0ボートからはタイミング信号がA/D変換器13およ
びパルス幅演算回路15に対しで、また燃室比変化率Z
の計算結果が、プリンタやデイスプレィからなる出力表
示装置25に対してそれぞれ出力される。
Various signals are input to the I10 boat, and the I1
From the 0 boat, a timing signal is sent to the A/D converter 13 and the pulse width calculation circuit 15, and the fuel chamber ratio change rate Z
The calculation results are respectively output to an output display device 25 consisting of a printer or a display.

第3図はデータのサンプリングのタイミングを示すため
の波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the timing of data sampling.

まず、吸入負圧PIJ[mlllHg]については、吸
気弁閉のタイミングに同期してA/D変換させる。図で
はサイクル毎の各タイミングを区別するため、P2とい
う記号の後にn−1+n、n+1を付しである。
First, the intake negative pressure PIJ [mlllHg] is A/D converted in synchronization with the timing of closing the intake valve. In the figure, n-1+n and n+1 are added after the symbol P2 to distinguish each timing for each cycle.

なお、nはパルス幅ステップ変化直後より数えてn回目
の吸気回数であることを表す。
Note that n represents the n-th intake count from immediately after the pulse width step change.

空燃比A/Fについては、実際にはその逆数である燃室
比MR[無名数1を用いる。これは、後述するように、
空気量一定の条件下での燃料のステップ応答を考える場
合、燃室比MRのほうが燃料の応答に直接対応するから
である。
Regarding the air-fuel ratio A/F, the fuel chamber ratio MR [an anonymous number 1 is used] is actually its reciprocal. This is, as explained later,
This is because when considering the step response of the fuel under a condition where the air amount is constant, the fuel chamber ratio MR directly corresponds to the response of the fuel.

この燃室比MRは、吸気行程終わりから所定の時間(あ
るいは所定のクランク角)だけ遅れたタイミングでA/
D、変換しなければならない。これは、図示のPynの
位置でシリングに流入した混合気が燃焼し徘スされて空
燃比センサに達するまでには所定の時間だけ遅れるから
である。したがって、燃室比MRのデータにも各タイミ
ングを区別するため番号を付けるとすれば、所定の時間
だけ遅れた位置がM Rnとなり、これがPunに対応
する。
This fuel chamber ratio MR is determined by A/
D. Must be converted. This is because there is a predetermined time delay before the air-fuel mixture that has flowed into the cylinder at the position of Pyn shown in the figure is combusted, wandered, and reaches the air-fuel ratio sensor. Therefore, if numbers are assigned to the data of the fuel chamber ratio MR to distinguish each timing, the position delayed by a predetermined time will be M Rn, which corresponds to Pun.

なお、所定の時間はA/D変換器13に付属されている
デイレイ回路により設定する。
Note that the predetermined time is set by a delay circuit attached to the A/D converter 13.

燃料噴射パルス幅T 1[Ias]については、前回の
吸気弁閉のタイミングより今回の吸気弁閉のタイミング
までの間の燃料噴射パルス幅Tiの合計から、立ち上が
りパルス数×無効パルス幅Tsを減算した値とする。T
sはインジェクタの応答遅れ時間に対応しており、この
Tsの間では燃料は噴かれていないからである。たとえ
ば、同時噴射の場合(エンジン1回転毎に1回、各シリ
ング同時にインジェクタを作動させる場合)には、Py
n−1からPynまでの1サイクル区間(図ではデー)
++)の燃料噴射パルス幅Tlnを、次式により計算す
る。
For the fuel injection pulse width T 1 [Ias], subtract the number of rising pulses x invalid pulse width Ts from the total fuel injection pulse width Ti from the previous intake valve closing timing to the current intake valve closing timing. The value shall be T
This is because s corresponds to the response delay time of the injector, and fuel is not injected during this Ts. For example, in the case of simultaneous injection (when the injectors are activated at the same time for each shilling, once per engine revolution), Py
1 cycle section from n-1 to Pyn (day in the figure)
The fuel injection pulse width Tln of ++) is calculated by the following formula.

T1n=TiA+TiB−TsXま ただし、開式においてT + A t T + Bは図
示のデー)n区間に立ち上がる2つの噴射パルスの各パ
ルス幅である。このようにして計算されたTlnはPy
nに対応する。
T1n=TiA+TiB-TsX However, in the opening ceremony, T + A t T + B is each pulse width of the two injection pulses that rise in the d)n interval shown in the figure. Tln calculated in this way is Py
Corresponds to n.

また、シーケンシャル噴射やグループ噴射の場合には、
次式により計算する。
In addition, in the case of sequential injection or group injection,
Calculate using the following formula.

TIn=Ti−Ts なお、T1[着S]は1サイクル当たりに必要とされる
燃料相当パルス幅で、公知の式Ti=TpXCOEFX
a+Tsにより計にされる。ただし、Tp[ms ]は
エア70−メータ出力とエンジン回転数Nから計算され
る基本パルス幅、C0EF[無名数1は1と各種増量補
正係数の総和、α[無名数1は空燃比センサ出力に基づ
いて計算される空燃比フィードバック補正係数である。
TIn=Ti-Ts Note that T1 [arrival S] is the fuel equivalent pulse width required per cycle, and is expressed by the well-known formula Ti=TpXCOEFX.
It is calculated by a+Ts. However, Tp [ms] is the basic pulse width calculated from air 70 - meter output and engine speed N, C0EF [anonymous number 1 is the sum of 1 and various increase correction coefficients, α [anonymous number 1 is the air-fuel ratio sensor output is the air-fuel ratio feedback correction coefficient calculated based on .

$4図は、パルス幅ステップ可変装置19によるパルス
幅ステップ増加時に第3図によりサンプリングされた各
データを、横軸をサイクル数にして書き直した図である
。図示のように、パルス幅ステップ増加前の定常サイク
ルでの燃料噴射パルスTI、燃室比MRおよび吸入負圧
PMの各データをT 、o 、M ROおよびP、0、
応答途中のあるサイクルでの各データを’rl+MRお
よびP2、定常に落ち着いたサイクルでの各データをT
 、E 、M RE、PMEとする。なお、パルス幅を
ステップ減少させる場合も同様である。
Figure $4 is a diagram in which each data sampled in Figure 3 when the pulse width step variable device 19 increases the pulse width step is rewritten with the horizontal axis representing the number of cycles. As shown in the figure, each data of the fuel injection pulse TI, fuel chamber ratio MR, and suction negative pressure PM in the steady cycle before increasing the pulse width step is T , o , M RO and P,0,
Each data in a certain cycle in the middle of response is 'rl + MR and P2, and each data in a cycle that has settled down to steady state is T.
, E , M RE and PME. The same applies to the case where the pulse width is decreased in steps.

ここで、応答途中のあるサイクルでの燃室比変化率Zは
次式■により計算される。
Here, the fuel chamber ratio change rate Z in a certain cycle during the response is calculated by the following equation (2).

Z=(MR−MRO)/(MRE−MRO)・・・■こ
の■式は学術講演会開割$872(社団法人自動車技術
全昭和62年10月発行)第553゜554頁により公
知である。
Z=(MR-MRO)/(MRE-MRO)...■This ■formula is publicly known from Academic Lecture Kaiwari $872 (Published in October 1986 by Japan Automotive Technology Association), pages 553 and 554. .

しかしながら、■式は回転数Nと吸入室%ffiが一定
である場合(Tlの変動が小でがっNのオーバーシュー
トが小である場合を含む)の式であるため、イン2エク
タのパルス幅変動が大きい場合やNのオーバーシュート
が大きい場合(14図では破線で示す)には、■式によ
り燃室比のみで求めたのでは誤差が大きくならざるを得
ない。
However, the formula (2) is for the case where the rotational speed N and the suction chamber %ffi are constant (including the case where the fluctuation of Tl is small and the overshoot of N is small), so the pulse of the intake If the width fluctuation is large or the N overshoot is large (indicated by the broken line in Figure 14), the error will inevitably increase if the fuel chamber ratio is calculated using equation (2) only.

このため、次の(i)、(ii)の場合に対する式が必
要となってくる。
Therefore, formulas for the following cases (i) and (ii) are required.

(i)Tlが大きく変動するがNのオーバーシュートは
小さい場合 (ii)TIが大きく変動しかつNのオーバーシュート
も大きい場合 そこで、この例では(りj(ii)の各場合に対して次
式■、■により燃室比変化率Z[%Jを1サイクル毎に
計算する。ただし、計測精度は0式〉■式〉■式の順で
あるため、可能な限り0式を用いる。
(i) When Tl fluctuates greatly but the overshoot of N is small. (ii) When TI fluctuates widely and the overshoot of N is also large. Therefore, in this example, for each case of (rij(ii)), The fuel chamber ratio change rate Z[%J is calculated for each cycle using equations (2) and (2). However, since the measurement accuracy is in the following order: equation (0) > equation (2) > equation (2), equation (0) is used as much as possible.

(1)の場合 Z=(MR−MRO)/(MRE−MRO)X(T r
E  T 「0)/ (T +−T IO)・・・■(
11)の場合 Z = (Kl・MR−MRO)/(MRE−MRO)
×(に2・TlE  Tl0)/(Tl−Tl0)・・
・■ただし、0式において、係数に1とに2は以下の式
で与える。
In the case of (1), Z=(MR-MRO)/(MRE-MRO)X(Tr
E T "0)/ (T + - T IO)...■(
In the case of 11) Z = (Kl・MR−MRO)/(MRE−MRO)
×(ni2・TlE Tl0)/(Tl-Tl0)...
・■However, in the 0 formula, the coefficients 1 and 2 are given by the following formula.

Kl=(760+Pu  GB) /(760+P、o−a B)・・・■に2=(760
+PME−G B) /(760+P、AO−GB)・・・■■、■式で、G
 B (mmHgJはシリンダ吸入空気量に対する吸入
負圧P、のオフセット量(一定値)である。これは吸入
負圧Pvとシリング吸入空気量が比例しないための補償
である。
Kl=(760+Pu GB) /(760+P, o-a B)...2=(760
+PME-G B) / (760+P, AO-GB)...■■,■ formula, G
B (mmHgJ is the offset amount (constant value) of the intake negative pressure P with respect to the cylinder intake air amount. This is compensation for the fact that the intake negative pressure Pv and the Schilling intake air amount are not proportional.

上記(i)で燃料噴射パルス幅TIが変動する場合とは
、エフ70−メータ出力を用いて基本パルス幅Tpを計
算している場合であり、エア70−メータ出力は吸気の
脈動や慣性の影響を受けて変動する。したがって、この
場合には、このT、に生ずる変動に対する補正が必要と
なるのであり、■式において、(THE−Ti)/(T
l−TlO)がパルス@袖正項である。
The case where the fuel injection pulse width TI fluctuates in (i) above is when the basic pulse width Tp is calculated using the F70-meter output, and the air 70-meter output is due to intake pulsation and inertia. It fluctuates under the influence. Therefore, in this case, it is necessary to correct the fluctuation that occurs in T, and in equation (2), (THE-Ti)/(T
l-TlO) is the pulse@sode positive term.

上記(ii)で、Nに大きなオーバーシュートを生ずる
のは、パルス幅ステップ増量により発生トルクが増すと
、回転数Nが上昇するからである。この場合、fjS4
図の破線で示したように、Nにオーバーシュートを生ず
ると、この影響を受けて吸入空気量が減少するので、T
Iが減少する等T+も影響を受けることになる。
The reason why a large overshoot occurs in N in the above (ii) is that when the generated torque increases due to the pulse width step increase, the rotational speed N increases. In this case, fjS4
As shown by the broken line in the figure, when an overshoot occurs in N, the amount of intake air decreases due to this effect, so T
T+ will also be affected as I will decrease.

第4図において、定常データであるMRO,T。In FIG. 4, MRO,T, which is steady data.

0およびPνOについては、パルス幅ステップ増別府の
各データの所定サイクル分く8〜40サイクル分)の単
純平均を用い(第5図に燃料噴射パルス幅TIと燃室比
MRについて8サイクル分の単純平均を行う例を示す〉
、同じく定常データであるMRE+T+EおよびPvE
については、第6図で示すように、パルス幅ステップ増
加後、燃室比MRが安定収束したところの、各データの
所定サイクル分(8〜40サイクルサ)の単純平均を用
いる。なお、第6図で示したように、燃室比MRが収束
するまでのサイクル数には少なくとも100サイクルを
あてるが、低温はど燃室比MRの収束が遅くなるので、
このサイクル数は温度(たとえば冷却水温)に応じて適
宜定める。この結果、上記の0式あるいは■式の計算は
、パルス幅大テップ変化後所定のサイクルを経過した後
に予め取り込んでおいたデータを用いて逐次行うことに
なる。
0 and PνO, we used the simple average of 8 to 40 cycles of each data of pulse width step increment (Fig. 5 shows 8 cycles of fuel injection pulse width TI and fuel chamber ratio MR). An example of simple averaging is shown>
, MRE+T+E and PvE, which are also stationary data.
As shown in FIG. 6, the simple average of each data for a predetermined cycle (8 to 40 cycles) is used when the fuel chamber ratio MR has stably converged after increasing the pulse width step. As shown in Fig. 6, at least 100 cycles are set for the number of cycles until the fuel chamber ratio MR converges, but since the convergence of the fuel chamber ratio MR is slow at low temperatures,
The number of cycles is determined as appropriate depending on the temperature (for example, cooling water temperature). As a result, the calculation of the above formula 0 or formula (2) is performed sequentially using data that has been captured in advance after a predetermined cycle has elapsed after the pulse width is changed by a large step.

また、第7図で示すように燃室比MRが非常に長い時間
安定しない場合(実線で示す)や、逆転していくような
場合(破線で示す)が生ずることがある。このような場
合、壁流とは別の燃室比の変動要素(たとえば混合気が
リーンとなりすぎによる失火や部分燃焼の発生、D−ノ
エトロニック方式やα−N方式における吸気温や冷却水
温の変化など)の影響が考えられるため、燃室比の変化
速度が比較的安定した部分(図ではピーク値の付近)の
データを用いる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, there may be cases where the fuel chamber ratio MR is not stable for a very long time (shown by the solid line) or where it is reversed (shown by the broken line). In such cases, fluctuation factors in the fuel chamber ratio other than wall flow (for example, occurrence of misfire or partial combustion due to the air-fuel mixture becoming too lean, intake air temperature or cooling water temperature in the D-noetronic system or α-N system) Because the influence of changes in the fuel chamber ratio (such as changes) is considered, data from a portion where the rate of change in the fuel chamber ratio is relatively stable (near the peak value in the figure) is used.

以上でデータの処理を終え、次には、上記0式あるいは
■式で計算した1サイクル毎の虚空比変化率Zを所定の
用紙(横軸を吸気回数、縦軸を対数目盛りとする用紙)
にプロットする。プロットした例を18図に示す。同図
において、Zに付した数字は吸気回数である。
After completing the data processing above, calculate the void ratio change rate Z for each cycle calculated using the above formula 0 or formula (■) on a prescribed paper (paper with the horizontal axis as the number of inhalations and the vertical axis as the logarithmic scale).
Plot to . An example of plotting is shown in Figure 18. In the figure, the number attached to Z is the number of times of inspiration.

ここで、この例の作用を説明すると、この例によれば、
燃室比のステップ応答を1サイクル毎に計測できること
から、燃料噴射系としての過渡時の壁流素性を評価する
ことができることになり以下の効果を得る。
Now, to explain the effect of this example, according to this example,
Since the step response of the fuel chamber ratio can be measured for each cycle, it is possible to evaluate the transient wall flow properties of the fuel injection system, resulting in the following effects.

(1)燃料の応答遅れの大きさとその挙動がわかる。(1) Understand the magnitude of fuel response delay and its behavior.

(2)燃料系部品の仕様、形状が燃料の応答遅れに及ぼ
す影響を評価できる。
(2) The influence of specifications and shapes of fuel system parts on fuel response delay can be evaluated.

(3)部品設計時に性能が予測できる。(3) Performance can be predicted during component design.

(4)過渡補正量と補正方法の予測ができる。(4) The amount of transient correction and the correction method can be predicted.

(5)開発工数を低減できる。(5) Development man-hours can be reduced.

さらに、上記の0式によれば、パルス幅変動が大きい場
合やパルス幅ステップ変化後にNのオーバーシュートが
生ずる場合に、計測精度が低下せざるを得ないところ、
上記の0式あるいは■式によれば、パルス幅変動が大き
い場合やパルス幅ステップ変化後にNのオーバーシュー
トが生ずる場合にも、ステップ変化時の虚空比変化IF
Zを精度良く計測することができる。
Furthermore, according to the above equation 0, when the pulse width fluctuation is large or when an overshoot of N occurs after the pulse width step change, the measurement accuracy inevitably decreases.
According to Equation 0 or Equation (■) above, even when the pulse width fluctuation is large or when an overshoot of N occurs after the pulse width step change, the void ratio change IF at the time of the step change is
Z can be measured with high precision.

なお、虚空比変化率Zの評価あるいは判断法については
、以下に述べる。
Note that a method for evaluating or determining the void ratio change rate Z will be described below.

(、)たとえば、第9図において、虚空比変化率Zの特
性が立っているほど(下に線があるほど)壁流が少ない
仕様であり、過渡性能が良いと予測することができる。
(,) For example, in FIG. 9, it can be predicted that the more characteristic the void ratio change rate Z is (the lower the line is), the smaller the wall flow will be, and the better the transient performance will be.

(b)第10図の特性となる場合、過渡補正がしやすい
と判断できる。たとえば実#X(傾き一定の直線)の場
合、噴射量変化量の1/Z倍相当増量または減量すれば
ほぼフラットな燃室比が得られる。また、破線(1回目
の吸気回数以後傾きが一定の直線)の場合、過渡補正量
を一次遅れの波形で与えれば燃室比を7ラツトにできる
。なお、実線の特性の例としては、2弁方式で暖機後の
パーシャル域に早期噴射を行う場合がある。
(b) When the characteristics shown in FIG. 10 are obtained, it can be determined that transient correction is easy to perform. For example, in the case of actual #X (a straight line with a constant slope), a substantially flat fuel chamber ratio can be obtained by increasing or decreasing the injection amount by 1/Z times the amount of change in injection amount. In addition, in the case of the broken line (a straight line whose slope is constant after the first intake), if the transient correction amount is given in the form of a first-order lag waveform, the fuel chamber ratio can be set to 7 lats. An example of the characteristics shown by the solid line is when early injection is performed in a partial region after warm-up in a two-valve system.

(c)第11図は噴射タイミングを相違させた場合(破
線は吸気弁の開時期よりもずっと早期に噴射した場合、
実線は吸気弁の開時期の近くまで噴射を遅らせた場合を
示す)、第12図はインジェクタから吸気弁までの長さ
2を相違させた場合(実線は長さeの短い場合を、破線
は長さでの長い場合を示す)の特性であるが、同一噴射
タイミングなら虚空比変化率Zは大きいほど良いと判断
できる。
(c) Figure 11 shows the case where the injection timing is different (the broken line shows the case where the injection is performed much earlier than the opening timing of the intake valve,
The solid line shows the case where the injection is delayed until near the opening timing of the intake valve), and Fig. 12 shows the case where the length 2 from the injector to the intake valve is different (the solid line shows the case where the length e is short, and the broken line shows the case where the length e is short). (showing a long case in terms of length), it can be determined that the larger the void ratio change rate Z is, the better, if the injection timing is the same.

(d)1113図で示すように、1回目の吸気の傾き(
8部)が後の傾き(L部)より小さくなることもある。
(d) As shown in Figure 1113, the slope of the first intake (
8 part) may be smaller than the later slope (L part).

i&後に、実施例では、虚空比変化T$Zで説明したが
、空燃比変比率でも構わないことはいうまでもない。
In the embodiment, the air-fuel ratio change T$Z is used, but it goes without saying that the air-fuel ratio change ratio may also be used.

(発明の効果) この発明は、供給空燃比をステップ変化させた場合の排
気空燃比の遅れを1サイクル毎に計測するようにしたた
め、燃料噴i系としての壁流素性を評価することができ
るとともに、燃料噴射系の開発工数を低減することがで
きる。
(Effects of the Invention) In this invention, the delay in the exhaust air-fuel ratio when the supply air-fuel ratio is changed in steps is measured for each cycle, so the wall flow characteristics of the fuel injection i-system can be evaluated. At the same time, the number of man-hours required for developing the fuel injection system can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図は一実施例
のブロック図、第3図はこの実施例のデータの読み取り
時期を説明するだめの波形図、第4図はこの実施例のパ
ルス幅ステップ変化訂後の波形図、第5図〜第7図はこ
の実施例の定常時データを求める方法を説明するための
波形図、第8図はこの実施例の燃室比変化率Zをプロッ
トした図、第9図〜第13図は燃室比変化率Zの評価。 判断法を示すための特性図である。 11.12・・・アンプ、13・・・A/D変換器、1
5・・・パルス幅演算回路、17・・・クランク角セン
サ選択回路、18・・・エンジンデータ入力装置、19
・・・パルス幅ステップ回路、21・・・コントロール
ユニット、25・・・出力表示装置、31・・・吸入負
圧センサ、32・・・空燃比センサ、33・・・クラン
ク角センサ、34・・・タイミング設定手段、35.3
6・・・サンプリング手段、37.38・・・記憶手段
、39・・・燃料噴射パルス幅演算手段、40・・・記
憶手段、41・・・パルス幅ステップ可変装置、42・
・・燃料応答計算手段、43・・・出力装置。 第 4 図 サイクル数 第 図 平均値をMR○とする。 第 図 吸気口k (回) 第9図 吸気回数(回) 第10図 第11 図 第12 図 III劇タイ基ン7 第13 図 吸気回数
Fig. 1 is a diagram corresponding to the claims of this invention, Fig. 2 is a block diagram of one embodiment, Fig. 3 is a waveform diagram for explaining the timing of reading data in this embodiment, and Fig. 4 is a diagram of this embodiment. Waveform diagrams after pulse width step change correction, Figures 5 to 7 are waveform diagrams for explaining the method of obtaining steady state data in this embodiment, and Figure 8 is the fuel chamber ratio change rate Z in this embodiment. Figures 9 to 13 are plots of the evaluation of the fuel chamber ratio change rate Z. It is a characteristic diagram for showing a judgment method. 11.12...Amplifier, 13...A/D converter, 1
5... Pulse width calculation circuit, 17... Crank angle sensor selection circuit, 18... Engine data input device, 19
... Pulse width step circuit, 21... Control unit, 25... Output display device, 31... Intake negative pressure sensor, 32... Air-fuel ratio sensor, 33... Crank angle sensor, 34... ...timing setting means, 35.3
6...Sampling means, 37.38...Storage means, 39...Fuel injection pulse width calculation means, 40...Storage means, 41...Pulse width step variable device, 42.
. . . Fuel response calculation means, 43 . . . Output device. Figure 4 Number of cycles Figure average value is MR○. Figure Intake port k (times) Figure 9 Number of intakes (times) Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure III Drama tie base 7 Figure 13 Number of intakes

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 吸入負圧に応じた出力をするセンサと、排気中の空燃比
に応じた出力をするセンサと、クランク角信号を出力す
るセンサと、このクランク角信号を受けて1サイクル毎
のデータが得られるようにサンプリングのタイミングを
設定する手段と、このタイミング信号に同期して前記吸
入負圧および空燃比の各センサ出力をサンプリングする
手段と、このサンプリングされた吸入負圧および空燃比
の各データを所定のサイクル数分記憶しておく手段と、
同じくタイミング信号に同期して1サイクル当たりの燃
料噴射パルス幅を演算する手段と、この演算された燃料
噴射パルス幅のデータを所定のサイクル数分記憶してお
く手段と、インジェクタの燃料噴射パルス幅をステップ
変化させ得る装置と、この燃料噴射パルス幅のステップ
変化前後にわたる所定サイクル数分の、前記吸入負圧、
空燃比および燃料噴射パルス幅の各データを用いて、1
サイクル毎の燃料応答を計算する手段と、この計算され
た燃料応答を出力する装置を備えることを特徴とするエ
ンジンの壁流計測装置。
A sensor that outputs an output according to the intake negative pressure, a sensor that outputs an output according to the air-fuel ratio in the exhaust, a sensor that outputs a crank angle signal, and data for each cycle is obtained by receiving this crank angle signal. means for setting the sampling timing so as to set the sampling timing, means for sampling each of the sensor outputs of the suction negative pressure and air-fuel ratio in synchronization with the timing signal, and means for setting each of the sampled data of the suction negative pressure and the air-fuel ratio at a predetermined value. a means for storing the number of cycles;
Similarly, means for calculating the fuel injection pulse width per cycle in synchronization with the timing signal, means for storing data of the calculated fuel injection pulse width for a predetermined number of cycles, and means for calculating the fuel injection pulse width of the injector. the suction negative pressure for a predetermined number of cycles before and after the step change in fuel injection pulse width;
Using each data of air-fuel ratio and fuel injection pulse width, 1
A wall flow measuring device for an engine, comprising means for calculating a fuel response for each cycle, and a device for outputting the calculated fuel response.
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