JPH0331908B2 - - Google Patents
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- JPH0331908B2 JPH0331908B2 JP57215297A JP21529782A JPH0331908B2 JP H0331908 B2 JPH0331908 B2 JP H0331908B2 JP 57215297 A JP57215297 A JP 57215297A JP 21529782 A JP21529782 A JP 21529782A JP H0331908 B2 JPH0331908 B2 JP H0331908B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulsation
- internal combustion
- amount
- combustion engine
- intake
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
- F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱線式空気流量計によつてエンジン
の吸入空気量を測定する場合の高負荷時の誤差補
正方法に関する。
の吸入空気量を測定する場合の高負荷時の誤差補
正方法に関する。
従来、公知となつている熱線式空気流量計は、
質量流量計のため気温、気圧による補正が不要
で、応答性が良い、可動部がないため振動に強く
エンジン搭載可能等の利点があつた。
質量流量計のため気温、気圧による補正が不要
で、応答性が良い、可動部がないため振動に強く
エンジン搭載可能等の利点があつた。
しかし高負荷時に吸気脈動の影響を受けて空気
量信号出力にかなり大きな誤差を生じるという欠
点が発見された。この様子を第１図により説明す
る。第１図において、エンジン回転が約2000rpm
以下の低回転域ではエンジンからの吹き返しもセ
ンサの測定原理上順方向の流れとみなして、真値
より大きな空気量信号を出力する。さらに約
2000rpm以上の中、高回転域では真値よりやや小
さめの空気信号を出力し、これらの信号をそのま
ま燃料噴射量計算に用いると高負荷時にドライバ
ビリテイ、エミツシヨンの悪化のみならず触媒過
熱、エンジン破損等をひきおこす恐れがある。従
つて、高負荷運転時には何らかの補正を加えて正
しいエンジン要求燃料量を算出する必要があるこ
とが判明した。
量信号出力にかなり大きな誤差を生じるという欠
点が発見された。この様子を第１図により説明す
る。第１図において、エンジン回転が約2000rpm
以下の低回転域ではエンジンからの吹き返しもセ
ンサの測定原理上順方向の流れとみなして、真値
より大きな空気量信号を出力する。さらに約
2000rpm以上の中、高回転域では真値よりやや小
さめの空気信号を出力し、これらの信号をそのま
ま燃料噴射量計算に用いると高負荷時にドライバ
ビリテイ、エミツシヨンの悪化のみならず触媒過
熱、エンジン破損等をひきおこす恐れがある。従
つて、高負荷運転時には何らかの補正を加えて正
しいエンジン要求燃料量を算出する必要があるこ
とが判明した。
本発明は上記問題点に鑑み、空気量信号の誤差
が空気量の変化速度と、エンジン、吸気系固有の
係数で表わされることに着目し、エンジン制御コ
ンピユータにより予め誤差分を算出し、その値で
補正を行ない燃料噴射量や点火時期を計算し、適
正な制御を行なうことを目的とする。
が空気量の変化速度と、エンジン、吸気系固有の
係数で表わされることに着目し、エンジン制御コ
ンピユータにより予め誤差分を算出し、その値で
補正を行ない燃料噴射量や点火時期を計算し、適
正な制御を行なうことを目的とする。
以下図面により本発明の実施例について説明す
る。先ず、第１図に基づき、熱線式流量計（以下
HWセンサと配す）の誤差の生ずる原因について
述べる。
る。先ず、第１図に基づき、熱線式流量計（以下
HWセンサと配す）の誤差の生ずる原因について
述べる。
エンジンの定常高負荷の運転条件では第１図に
示すようにかなり大きな空燃比誤差を生じる。低
回転側でリツチ側の誤差を生じるのは、エンジン
からの吹し返しによる。これは吸入空気中の逆流
成分も順方向とみなして計測するので、センサ自
身の脈動平滑作用のために空気量信号出力が過大
となるためであう。また、高回転側でリーン側へ
ずれるのは種々の原因が考えられるが例えば脈動
の存在により第２図のHWセンサ６に到達する空
気の流れが計測管４で妨げられてセンサ出力が過
少となることがあげられる。上記の誤差の大きさ
は吸気系レイアウト及びエンジン回転速度により
定まる吸気系中の脈動の腹や節とセンサ装置位置
の関係により求められる。したがつて、(1)脈動の
大きさ、(2)吸気系レイアウト、(3)エンジン回転速
度の３要素からセンサ出力誤差を知ることができ
る。これらの様子を第４図、第５図、第６図に示
す。(1)の脈動の大きさは第４図に示すようにセン
サが逆流を逆流として検出できないため真の振幅
ａは測定不能である。応答遅れが全くないHWセ
ンサの場合、逆流成分はそのまま順方向側の出力
として第４図の破線のような出力信号が得られ
る。実際、市販のホツトプローブではこのように
なる。自動車用エンジンに用いられるHWセンサ
は製造上、強度等の要求から応答速度が遅（、脈
動平滑作用が生じる。このため、センサ出力は第
５図のような波形となる。第５図の脈動振幅ｂは
第４図に示したａの大きさとｂ，ｃの比率、セン
サの応答特性、エンジンの回転速度で求められ
る。センサの脈動平滑作用は積分的に働くため高
回転ほど出力中の脈動振幅は小さくなる。従つ
て、これから真の吸気脈動を推定するには出力中
の脈動を微分して脈動平滑作用の影響をなくせば
よい。残る順流、逆流の比率は吸気系の脈動分布
の問題として考えることができる。
示すようにかなり大きな空燃比誤差を生じる。低
回転側でリツチ側の誤差を生じるのは、エンジン
からの吹し返しによる。これは吸入空気中の逆流
成分も順方向とみなして計測するので、センサ自
身の脈動平滑作用のために空気量信号出力が過大
となるためであう。また、高回転側でリーン側へ
ずれるのは種々の原因が考えられるが例えば脈動
の存在により第２図のHWセンサ６に到達する空
気の流れが計測管４で妨げられてセンサ出力が過
少となることがあげられる。上記の誤差の大きさ
は吸気系レイアウト及びエンジン回転速度により
定まる吸気系中の脈動の腹や節とセンサ装置位置
の関係により求められる。したがつて、(1)脈動の
大きさ、(2)吸気系レイアウト、(3)エンジン回転速
度の３要素からセンサ出力誤差を知ることができ
る。これらの様子を第４図、第５図、第６図に示
す。(1)の脈動の大きさは第４図に示すようにセン
サが逆流を逆流として検出できないため真の振幅
ａは測定不能である。応答遅れが全くないHWセ
ンサの場合、逆流成分はそのまま順方向側の出力
として第４図の破線のような出力信号が得られ
る。実際、市販のホツトプローブではこのように
なる。自動車用エンジンに用いられるHWセンサ
は製造上、強度等の要求から応答速度が遅（、脈
動平滑作用が生じる。このため、センサ出力は第
５図のような波形となる。第５図の脈動振幅ｂは
第４図に示したａの大きさとｂ，ｃの比率、セン
サの応答特性、エンジンの回転速度で求められ
る。センサの脈動平滑作用は積分的に働くため高
回転ほど出力中の脈動振幅は小さくなる。従つ
て、これから真の吸気脈動を推定するには出力中
の脈動を微分して脈動平滑作用の影響をなくせば
よい。残る順流、逆流の比率は吸気系の脈動分布
の問題として考えることができる。
次に、(2)の吸気系レイアウトの影響についての
モデルを第６図に示す。左端の開放された吸気管
１０内にHWセンサ１２が設けられ、右端はスロ
ツトル１４を介してサージタンク１６につなが
る。エンジン１８の回転速度Ne＝N1のとき、吸
気管内の脈動振幅分布が第６図のａのようになる
とする。エンジン回転速度Ne＝N2（＞N1）へ上
昇したときの例を第６図のｂに示す。ａでは１２
は振幅の腹付近、ｂでは節にあり、脈動の影響の
受け方が異なることが予想される。実機の吸気系
ではもつと複雑な分布となるが、レイアウトは固
定されているため脈動の影響のしやすさは回転速
度の関数として定められる。従つて脈動振幅と、
回転数で求められる吸気系のレイアウトの影響の
度合により空燃比誤差を予測し、補正を加えるこ
とで最終的な空燃比誤差を小さくできることが判
明した。
モデルを第６図に示す。左端の開放された吸気管
１０内にHWセンサ１２が設けられ、右端はスロ
ツトル１４を介してサージタンク１６につなが
る。エンジン１８の回転速度Ne＝N1のとき、吸
気管内の脈動振幅分布が第６図のａのようになる
とする。エンジン回転速度Ne＝N2（＞N1）へ上
昇したときの例を第６図のｂに示す。ａでは１２
は振幅の腹付近、ｂでは節にあり、脈動の影響の
受け方が異なることが予想される。実機の吸気系
ではもつと複雑な分布となるが、レイアウトは固
定されているため脈動の影響のしやすさは回転速
度の関数として定められる。従つて脈動振幅と、
回転数で求められる吸気系のレイアウトの影響の
度合により空燃比誤差を予測し、補正を加えるこ
とで最終的な空燃比誤差を小さくできることが判
明した。
そこで上記の基本的な考え方に基づき補正を制
御する場合の制御フローチヤートを第３図に示
す。まず、定期的に（本実施例では４ｍｓごと）
にコールされるルーチンで空気量信号のAD変
換、リニアライズを行なつてから図示のように空
気流量差｜ΔG｜を求める。これが空気量信号の
微分値にあたる。｜ΔG｜は定期的に得るが吸気
脈動は回転同期で生じるため｜ΔG｜は吸気脈動
に対してランダムサンプリングした微分値という
ことができる。その中の最大値が脈動振幅を代表
させるのに適当だから、｜ΔG｜の最大値、ΔGm
を求める。次に定時ルーチン、及び割込で起動さ
れるルーチンのあき時間にコールされるいバツク
グランド）処理ルーチンでは回転数から、吸気系
レイアウトで決まる脈動の影響の受けやすさを代
表する系数K2を求める。第３図に示した実施例
ではK2を回転数で検索するテーブルから求めて
いるが、もちろん回転数に何らかの演算処理を加
えてK2とする場合も考えられる。第３のルーチ
ンは、回転同期割込みで開始される噴射計量中で
起動される。ここにおいて、最終的な補正値を算
出する。まず補正が必要な運転領域がどうかをア
クセル開度、回転数などでチエツクする。次に過
渡時か脈動発生時がを判定する。過渡時（急加減
速時）にも｜ΔG｜は当然大であるが、この場合
のΔGは空燃比誤差を生じさせるものではないた
め、誤補正を防がねばならない。噴射と噴射の間
にサンプリングして得られる空気量信号を順に
G1，G2，…Gnとする。また逐次求められる空気
量信号の差をΔGi＝Gi+ 1−Giとする。第７図ａに
示す急加速時の例ではΔGi＞０であり、 N=1 〓i=1 ΔGi＞０となる。しかし、第７図のｂのよ
うに脈動時はN=1 〓i=1 ΔGi≒０となる。さらに N=1 〓i=1 Gi＝G2−G1 ＋G3−G2 〓 ＋Gn−Gn-1＝Gn−G1 だから、噴射直後にサンプリングしたＧと次の
噴射最後にサンプリングしたＧの差で判断すれば
よい。
御する場合の制御フローチヤートを第３図に示
す。まず、定期的に（本実施例では４ｍｓごと）
にコールされるルーチンで空気量信号のAD変
換、リニアライズを行なつてから図示のように空
気流量差｜ΔG｜を求める。これが空気量信号の
微分値にあたる。｜ΔG｜は定期的に得るが吸気
脈動は回転同期で生じるため｜ΔG｜は吸気脈動
に対してランダムサンプリングした微分値という
ことができる。その中の最大値が脈動振幅を代表
させるのに適当だから、｜ΔG｜の最大値、ΔGm
を求める。次に定時ルーチン、及び割込で起動さ
れるルーチンのあき時間にコールされるいバツク
グランド）処理ルーチンでは回転数から、吸気系
レイアウトで決まる脈動の影響の受けやすさを代
表する系数K2を求める。第３図に示した実施例
ではK2を回転数で検索するテーブルから求めて
いるが、もちろん回転数に何らかの演算処理を加
えてK2とする場合も考えられる。第３のルーチ
ンは、回転同期割込みで開始される噴射計量中で
起動される。ここにおいて、最終的な補正値を算
出する。まず補正が必要な運転領域がどうかをア
クセル開度、回転数などでチエツクする。次に過
渡時か脈動発生時がを判定する。過渡時（急加減
速時）にも｜ΔG｜は当然大であるが、この場合
のΔGは空燃比誤差を生じさせるものではないた
め、誤補正を防がねばならない。噴射と噴射の間
にサンプリングして得られる空気量信号を順に
G1，G2，…Gnとする。また逐次求められる空気
量信号の差をΔGi＝Gi+ 1−Giとする。第７図ａに
示す急加速時の例ではΔGi＞０であり、 N=1 〓i=1 ΔGi＞０となる。しかし、第７図のｂのよ
うに脈動時はN=1 〓i=1 ΔGi≒０となる。さらに N=1 〓i=1 Gi＝G2−G1 ＋G3−G2 〓 ＋Gn−Gn-1＝Gn−G1 だから、噴射直後にサンプリングしたＧと次の
噴射最後にサンプリングしたＧの差で判断すれば
よい。
補正実行条件をチエツクした次に、前回噴射以
来のΔGmから脈動振幅による係数K1を求める。
本実施例ではK1＝ΔGm−KOFFSET（KOFFSETは定数、
K2の下限＝０）とした。これは脈動振幅がある
一定値（KOFFSETで代表）以下のときは逆流分が
センサに到達せず、それ以上のときはΔGm−
KOFFSETに（近似的に）比例して到達するためで
ある。この演算によりスロツトル開度や大気圧が
変化しても常に精度良い補正が可能である。もち
ろん、K1はΔGmのテーブルで求めてもよい。ま
た、他の演算処理（例、ΔGmのｎ乗）で求めて
もよい。
来のΔGmから脈動振幅による係数K1を求める。
本実施例ではK1＝ΔGm−KOFFSET（KOFFSETは定数、
K2の下限＝０）とした。これは脈動振幅がある
一定値（KOFFSETで代表）以下のときは逆流分が
センサに到達せず、それ以上のときはΔGm−
KOFFSETに（近似的に）比例して到達するためで
ある。この演算によりスロツトル開度や大気圧が
変化しても常に精度良い補正が可能である。もち
ろん、K1はΔGmのテーブルで求めてもよい。ま
た、他の演算処理（例、ΔGmのｎ乗）で求めて
もよい。
次に最終補正量K3をK3＝K1×K2して求める。
このK3は空燃比誤差そのものを表わすから、た
とえばTp′＝Tp／K3として燃料噴射量を補正す
ればよい。（Tpは基本燃料噴射量）もちろんTp
を補正せずに平均吸入空気量を補正し、最終的
にTpに反映させても同じである。本実施例の結
果を第８図に示す。
このK3は空燃比誤差そのものを表わすから、た
とえばTp′＝Tp／K3として燃料噴射量を補正す
ればよい。（Tpは基本燃料噴射量）もちろんTp
を補正せずに平均吸入空気量を補正し、最終的
にTpに反映させても同じである。本実施例の結
果を第８図に示す。
また、スロツトルバルブと90mmの距離にHWセ
ンサをおいたときのスロツトル全開の空燃比誤差
を含んだままのＡと、補正された結果Ｂを第９図
に示す。このように吸気系レイアウトを変更すれ
ば誤差量が変化するが、吸気系に対応したK2を
設定すれば第１の実施例同様、対策可能である。
ンサをおいたときのスロツトル全開の空燃比誤差
を含んだままのＡと、補正された結果Ｂを第９図
に示す。このように吸気系レイアウトを変更すれ
ば誤差量が変化するが、吸気系に対応したK2を
設定すれば第１の実施例同様、対策可能である。
さらにHWセンサにて負荷を検出して点火時期
を制御する場合においても上記方法にて補正した
値を用いればより適正な制御を行なうことができ
ノツキングやトルクの低下、変動等をなくすこと
ができる。
を制御する場合においても上記方法にて補正した
値を用いればより適正な制御を行なうことができ
ノツキングやトルクの低下、変動等をなくすこと
ができる。
以上述べたように、本発明は所定周期における
吸入空気量信号の偏差の最大値を演算するという
簡単な方法により、吸気脈動の振幅を考慮し、さ
らに回転速度の関数として定められるレイアウト
による脈動の影響の度合を考慮して、燃料量ある
いは点火時期を補正しているので、吸気脈動等に
よる吸気量測定誤差を極めて少なくすることがで
きる。また実際に吸気脈動が発生していることを
検出してから、このような補正を実行しているの
で、過度時に発生する吸気脈動をこのような補正
の対象から除外することができ、常に適正な空燃
比制御や点火時期の制御ができるという優れた効
果を有する。
吸入空気量信号の偏差の最大値を演算するという
簡単な方法により、吸気脈動の振幅を考慮し、さ
らに回転速度の関数として定められるレイアウト
による脈動の影響の度合を考慮して、燃料量ある
いは点火時期を補正しているので、吸気脈動等に
よる吸気量測定誤差を極めて少なくすることがで
きる。また実際に吸気脈動が発生していることを
検出してから、このような補正を実行しているの
で、過度時に発生する吸気脈動をこのような補正
の対象から除外することができ、常に適正な空燃
比制御や点火時期の制御ができるという優れた効
果を有する。
第１図は空燃比測定の誤差を示す空燃比誤差特
性図、第２図はセンサ構成の概略図、第３図は測
定誤差を補正するための制御フローチヤート、第
４図は空気脈動の特性図、第５図は空気脈動が平
滑化された特性図、第６図は吸気計レイアウトの
影響を表わすモデル図、第７図は空気量計測サン
プリング特性図、第８図は本実施例により改善さ
れた空燃比誤差特性図、第９図は第２実施例の補
正の前後を示す空燃比誤差特性図である。 ２……吸気管、４……計測管、６……熱線式セ
ンサ、８……検出回路部。
性図、第２図はセンサ構成の概略図、第３図は測
定誤差を補正するための制御フローチヤート、第
４図は空気脈動の特性図、第５図は空気脈動が平
滑化された特性図、第６図は吸気計レイアウトの
影響を表わすモデル図、第７図は空気量計測サン
プリング特性図、第８図は本実施例により改善さ
れた空燃比誤差特性図、第９図は第２実施例の補
正の前後を示す空燃比誤差特性図である。 ２……吸気管、４……計測管、６……熱線式セ
ンサ、８……検出回路部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱線式の空気流量計で測定された内燃機関へ
の吸入空気量を所定周期毎に取り込んで、前回取
り込んだ給入空気量と今回取り込んだ吸入空気量
との偏差の所定期間内における最大値を算出し、
この最大値に応じて第１の補正値を決めると共
に、 回転数検出手段にて機関回転数を検出し、この
機関回転数に応じて第２の補正値を求め、 上記第１、第２の補正値に応じて内燃機関への
吸気脈動の発生状態を検出し、吸気脈動が発生し
ている時は燃料供給量もしくは内燃機関の点火時
期を補正することを特徴とする内燃機関の制御方
法。 ２ 前記所定期間とは内燃機関の点火間隔または
その整数倍の間隔であることを特徴とする請求項
１記載の内燃機関の制御方法。 ３ 前記吸気脈動の発生状態を、噴射直後に取り
込んだ吸入空気量と次の噴射前最後にサンプリン
グした吸入空気量の値との差に基づいて検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機
関の制御方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57215297A JPS59103930A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 内燃機関の制御方法 |
| US06/558,191 US4527530A (en) | 1982-12-07 | 1983-12-05 | Method for correcting a controlled variable for the control of the operation of an internal combustion engine on the basis of the quantity of suction air |
| DE3344276A DE3344276C2 (de) | 1982-12-07 | 1983-12-07 | Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen für die Steuerung bzw. Regelung des Luft-Brennstoffverhältnisses oder des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57215297A JPS59103930A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 内燃機関の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103930A JPS59103930A (ja) | 1984-06-15 |
| JPH0331908B2 true JPH0331908B2 (ja) | 1991-05-09 |
Family
ID=16669985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57215297A Granted JPS59103930A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 内燃機関の制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4527530A (ja) |
| JP (1) | JPS59103930A (ja) |
| DE (1) | DE3344276C2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178952A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| GB2160039B (en) * | 1984-04-13 | 1987-06-17 | Mitsubishi Motors Corp | Control of internal-combustion engine |
| JPH0670393B2 (ja) * | 1985-08-20 | 1994-09-07 | 三菱電機株式会社 | エンジンの燃料制御装置 |
| JPS62162750A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-18 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料噴射制御装置 |
| JPS6436937A (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-07 | Nippon Denso Co | Intake device for internal combustion engine |
| JPH0458035A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-25 | Mitsubishi Electric Corp | エンジンの燃料制御装置 |
| US5537981A (en) * | 1992-05-27 | 1996-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Airflow error correction method and apparatus |
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