JPH0338438Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は内燃機関の吸入空気流量検出装置に関
し、詳しくはスロツトル弁開度と機関回転速度と
の検出値に基づいて吸入空気流量を設定する検出
装置に関する。

〈従来の技術〉 従来この種の装置を備えた内燃機関としては、
例えば第４図に示すような電子制御燃料噴射式内
燃機関がある（特願昭61−008127号等参照）。

内燃機関１の吸気通路２に介装されたスロツト
ル弁３の開度αを検出するスロツトル弁開度セン
サ４と、機関回転速度Ｎを検出するクランク角セ
ンサ等の回転速度センサ５と、を設け、これらセ
ンサ４，５からの検出信号をコントロールユニツ
ト６に入力する。コントロールユニツト６に内蔵
されたマイクロコンピユータのROMには、スロ
ツトル弁開度αと機関回転速度Ｎとをパラメータ
として区分される複数の運転領域毎に、各運転領
域に対応して吸入空気流量Ｑのデータを記憶させ
てあり、スロツトル弁開度αと機関回転速度Ｎと
の検出値に基づいて前記データの中から該当する
運転領域における吸入空気流量Ｑのデータを検索
する。即ち、直接吸入空気流量Ｑを検出するので
はなく、スロツトル弁開度αと機関回転速度Ｎと
の検出値に基づき間接的に吸入空気流量Ｑを求め
るようにしたものである。

そして、コントロールユニツト６は、検索され
た吸入空気流量Ｑのデータと回転速度センサ５に
よつて検出された機関回転速度Ｎとに基づいて基
本燃料噴射量T_p（＝Ｋ×Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）を演
算すると共に、機関冷却水温度等の機関運転状態
に応じた各種補正係数COEFと空燃比フイードバ
ツク補正係数βとバツテリ電圧による補正分（燃
料噴射弁の有効開弁時間変化を補正する）T_sと
を演算した後、前記基本燃料噴射量T_pをこれら
により補正演算して最終的な燃料噴射量Ti（＝T_p
×COEF×β＋T_s）を設定する。

このようにして燃料噴射量Tiが設定されると、
この燃料噴射量Tiに相当するパルス巾の噴射パ
ルス信号を電磁式の燃料噴射弁７に所定タイミン
グで出力し、機関１に所定量の燃料を噴射供給さ
せるようにしている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところで、上記のような吸入空気流量検出で
は、スロツトル弁開度α即ち吸気通路の開口面積
によつて吸入空気流量を検出するようにしてある
ため、スロツトル弁開度α以外の要素によつて開
口面積が可変すると、正確な吸入空気流量の検出
ができなくなつてしまう。

上記スロツトル弁開度α以外の要素とは、温度
変化の影響で膨張・収縮が発生し、吸気通路内径
及びスロツトル弁の外径が変化することである。
即ち、スロツトル弁近傍の吸気通路壁には、機関
を冷却して温められた温水を流してアイシングの
防止や燃料霧化性の向上等を図つているため、ス
ロツトル弁近傍の吸気通路壁の温度は機関温度に
影響され、また、スロツトル弁は全体が常時吸入
空気に曝されているため吸入空気温度の影響を受
ける。更に、スロツトル弁の上流側に燃料噴射弁
を設けてある場合には、噴射された燃料がスロツ
トル弁周囲を通過する際に気化して周囲から熱を
奪うため、スロツトル弁及び吸気通路壁の温度は
この燃料気化熱の影響を受けるものである。

このようにして、吸気通路の開口面積が吸気通
路壁温度や吸入空気温度の影響でスロツトル弁開
度αに対応せずに変化すると、特に吸気通路開口
面積が小さいスロツトル弁の全閉状態（アイドル
状態）においては、吸気通路の開口面積変化によ
る吸入空気流量Ｑの変化量が大きいため、スロツ
トル弁開度αに基づき設定した吸入空気流量Ｑと
実際値との誤差が大きくなつて、実際の吸入空気
流量Ｑに見合つた燃料噴射量の設定ができなくな
るという問題が発生する。

本考案は上記問題点に鑑みなされたものであ
り、温度影響によつて発生する吸気通路の開口面
積変化に対応できるようにして吸入空気流量の検
出精度の向上を図ることを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本考案では、第１図に示すように、機
関の吸気通路に介装されたスロツトル弁の開度を
検出するスロツトル弁開度検出手段と、機関の回
転速度を検出する機関回転速度検出手段と、これ
らの検出手段により検出されたスロツトル弁開度
と機関回転速度とに基づいて機関吸入空気流量の
基本値を設定する基本吸入空気流量設定手段と、
機関吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出
手段と、前記スロツトル弁を介装した吸気通路壁
の温度を検出する吸気通路壁温度検出手段と、こ
れらの検出手段により検出された吸入空気温度と
吸気通路壁温度とに基づいて前記基本吸入空気流
量設定手段により設定された吸入空気流量の基本
値を補正して機関吸入空気流量を設定する吸入空
気流量設定手段と、を備えて吸入空気流量検出装
置を構成するようにした。

〈作用〉 かかる吸入空気流量検出装置によると、吸気通
路面積を可変するスロツトル弁の開度と吸気流速
を示す機関回転速度とによつて吸入空気流量の基
本値を設定する。そして、吸気通路面積を決定す
る吸気通路内径とスロツトル弁外径とが吸気通路
壁温度と吸入空気温度に影響されることから、こ
れらの検出値に基づいて前記吸入空気流量の基本
値を補正するものである。尚、燃料噴射弁がスロ
ツトル弁の上流側に設けられるときには、燃料の
気化熱の影響を受けることになるが、この気化の
状況はやはり吸気通路壁温度と吸入空気温度に影
響されるので、吸気通路壁温度と吸入空気温度と
に基づいて吸入空気流量の基本値を補正すること
により、気化熱による吸気通路開口面積への影響
に対応できる。

〈実施例〉 以下に本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。尚、従来例と同一要素には同一符号を付し
てある。

第２図において、内燃機関１の吸気通路２に介
装されたスロツトル弁３の開度αを検出するスロ
ツトル弁開度検出手段としてのスロツトル弁開度
センサ４と、機関回転速度Ｎを検出するクランク
角センサ等の機関回転速度検出手段としての回転
速度センサ５と、スロツトル弁３が介装される部
分の吸気通路２の壁温T_bpdyを検出する吸気通路
壁温度検出手段としての壁温センサ８と、スロツ
トル弁３の上流側に設けられた燃料噴射弁７の更
に上流側で吸入空気温度T_airを検出する吸入空気
温度検出手段としての吸気温センサ９と、を設
け、これらセンサ４，５，８，９からの検出信号
をコントロールユニツト６に入力する。

基本吸入空気流量設定手段及び吸入空気流量設
定手段を兼ねるコントロールユニツト６に内蔵さ
れたマイクロコンピユータのROMには、スロツ
トル弁開度αと機関回転速度Ｎとをパラメータと
して区分される複数の運転領域毎に、各運転領域
に対応して吸入空気流量Ｑの基本データ（基本
値）を記憶させてあり、スロツトル弁開度αと機
関回転速度Ｎとの検出値に基づいて前記基本デー
タの中から該当する運転領域における吸入空気流
量Ｑの基本データを検索する。かかる吸入空気流
量Ｑの基本データは、機関完暖状態（機関温度を
代表する冷却水温度が所定値以上であつて、吸気
通路２の壁温T_bpdyがこの冷却水温度と略同じ状
態）で然も吸入空気温度T_airが所定の標準温度で
あるとき（以下標準状態という）における吸入空
気流量Ｑを実験によつて直接検出し、スロツトル
弁開度αと機関回転速度Ｎとに応じて設定記憶さ
せたものである。

更に、コントロールユニツト６に内蔵されたマ
イクロコンピユータのROMには、吸気通路２の
壁温T_bpdyと吸入空気温度T_airとに応じて前記基本
データを補正して最終的な吸入空気流量Ｑを設定
するための補正係数ｋを記憶させてある。即ち、
スロツトル弁開度α及び機関回転速度Ｎを一定に
保つたままで、吸気通路２の壁温T_bpdy及び吸入
空気温度T_airを実験的に任意に可変することによ
り、吸気通路２の開口面積を熱膨張及び熱収縮に
よつて可変し、そのときに直接検出した吸入空気
流量Ｑと、前記標準状態において設定したスロツ
トル弁開度αと機関回転速度Ｎとに応じた吸入空
気流量Ｑとの偏差を求め、この偏差に基づき補正
係数ｋを設定し記憶させてある。従つて、この補
正係数ｋは、第２図に示すように燃料噴射弁７が
スロツトル弁３の上流側に設けられて、吸気通路
２の開口面積が燃料の気化熱の影響を受ける機関
１においては、この気化熱影響を含んで設定され
ることになる。

次に第３図のフローチヤートに示すルーチンに
従つてスロツトル弁開度α、機関回転速度Ｎ、吸
気通路２の壁温T_bpdy及び吸入空気温度T_airに基づ
く吸入空気流量Ｑの設定を説明する。

ステツプ（図中では「Ｓ」としてあり、以下同
様とする）１では、各センサ４，５，８，９によ
つて検出されたスロツトル弁開度α、機関回転速
度Ｎ、吸気通路２の壁温T_bpdy及び吸入空気温度
T_airを入力する。

そして、ステツプ２では、スロツトル弁開度α
と機関回転速度Ｎとに対応して（α−Ｎマツプ
に）記憶させてある吸入空気流量Ｑの基本データ
を、ステップ１で入力したスロツトル弁開度αと
機関回転速度Ｎとに応じて検索する。

ステップ３では、ステツプ１で入力した吸気通
路２の壁温T_bpdyと吸入空気温度T_airとに応じて前
記補正係数ｋを検索する。吸気通路２の壁温
T_bpdy及び吸入空気温度T_airが判れば、標準状態に
対する吸気通路２の開口面積変化を推測すること
ができるため、この開口面積変化による吸入空気
流量Ｑの増減をこの補正係数ｋによつて補正する
ものである。尚、フローチヤート中に示したグラ
フで斜線部は、吸気通路２の開口面積が標準状態
と略同じであつて、吸気通路２の壁温T_bpdyと吸
入空気温度T_airとに応じた補正を必要としない
（補正係数ｋ＝１としてある）基本データ領域で
ある。

ステツプ４では、ステツプ２で検索した吸入空
気流量Ｑの基本データに上記ステツプ３で検索し
た補正係数ｋを乗算することにより、温度変化に
よる膨張・収縮に基づく開口面積変化を見込んだ
最終的な吸入空気流量Ｑとする。

このように、吸気通路２の壁温T_bpdyや吸入空
気温度T_airに影響されて変化する吸気通路２の開
口面積を見込んで吸入空気流量Ｑを検出するよう
にすれば、開口面積が小さく特に温度変化に基づ
く膨張・収縮による開口面積変化が、吸入空気流
量Ｑの変化に大きく影響を与えるスロツトル弁３
の全閉状態において、スロツトル弁３及び吸気通
路２が標準状態とは異なる温度状態であつても、
実際値に近似した吸入空気流量Ｑを検出すること
ができるようになる。従つて、かかる吸入空気流
量Ｑの検出値に基づき設定される燃料噴射量Ti
が実際の吸入空気流量Ｑに対応したものとなつ
て、所望の空燃比の混合気を得ることができるよ
うになる。

〈考案の効果〉 以上説明したように本考案によると、温度変化
による吸気通路の開口面積変化を、吸気通路の壁
温と吸入空気温度とに応じて補正するようにした
ので、スロツトル弁開度と機関回転速度に応じて
設定される吸入空気流量を実際値に近似したもの
とすることができ、かかる検出値に基づく燃料噴
射量制御を良好にすることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成図、第２図は本考案の一
実施例を示すシステム図、第３図は同上実施例に
おける吸入空気流量Ｑの検出制御を示すフローチ
ヤート、第４図は従来の吸入空気流量検出装置を
示すシステム図である。 １……機関、２……吸気通路、３……スロツト
ル弁、４……スロツトル弁開度センサ、５……回
転速度センサ、６……コントロールユニツト、８
……壁温センサ、９……吸気温センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の吸気通路に介装されたスロツトル弁の開
   度を検出するスロツトル弁開度検出手段と、機関
   の回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
   検出されたスロツトル弁開度と機関回転速度とに
   基づいて機関吸入空気流量の基本値を設定する基
   本吸入空気流量設定手段と、機関吸入空気の温度
   を検出する吸入空気温度検出手段と、前記スロツ
   トル弁を介装した吸気通路壁の温度を検出する吸
   気通路壁温度検出手段と、検出された吸入空気温
   度と吸気通路壁温度とに基づいて前記吸入空気流
   量の基本値を補正して機関吸入空気流量を設定す
   る吸入空気流量設定手段と、を備えてなる内燃機
   関の吸入空気流量検出装置。