JPH0518653Y2

JPH0518653Y2 -

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Publication number: JPH0518653Y2
Application number: JP1988119382U
Authority: JP
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1993-05-18
Anticipated expiration: 2003-05-18
Also published as: JPH0241111U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、車両用内燃機関の電子制御燃料噴射
装置における燃料噴射量の高度修正等に用いられ
る車両用の高度検出装置に関する。

〈従来の技術〉内燃機関の電子制御燃料噴射装置は、機関吸気
系に燃料噴射弁を備え、機関回転に同期した所定
のタイミングで燃料を噴射するようになつてお
り、燃料噴射量は以下の如く設定される。

例えば吸気圧（吸入負圧）PBを検出し、これ
に基づいて基本燃料噴射量Tpを次式の如く設定
する。

Tp＝K_CON・PB・Q_CYL ここに、K_CONは定数、Q_CYLは体積効率である。
体積効率Q_CYL＝K_FLAT・K_TAで、K_FLATは機関回転
数Ｎと吸気圧PBとより定められる基本体積効率、
K_TAは吸気温Taより定められる吸気温補正係数
である。

そして、この基本燃料噴射量Tpを次式の如く
補正して最終的な燃料噴射量Tiとしている。

Ti＝Tp・COEF・KLRN・LAMBDA＋Ts ここに、COEFは水温補正等の各種補正係数、
KLRNはベース空燃比の学習補正係数、
LAMBDAは空燃比フイードバツク補正係数、
Tsは電圧補正分である。

ところで、前記の体積効率Q_CYLは高度（空気密
度）によつて変化するから、高地走行時には、高
度を検出して補正するのが望ましい。

そこで、従来の高度検出・補正手段としては、
吸気圧PB検出用の圧力センサを利用し、機関
始動前あるいはスロツトル全開時の吸気圧を検出
し、これを高度補正に用いるもの（特開昭58−
133433号、特開昭58−133432号公報参照）、高
度補正専用の大気圧センサを設けて、常に大気圧
を検出し、これを高度補正に用いるもの等があつ
た。

〈本考案が解決しようとする課題〉しかしながら、の場合、コスト低減は図れる
ものの、条件が成立しないと、検出・補正ができ
ず、例えば高地からの降坂走行するときは、全開
運転することはまれであるから、エンストでもし
ない限り、低地に至つても、高地判定を行つたま
まの補正となつてしまう。

また、の場合、大気圧センサの使用はコスト
高となる。

本考案は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、比較的安価な構成で常に高度検出
のできる車両用の高度検出装置を提供することを
目的とする。

〈課題を解決するための手段〉このため、本考案は、第１図に示すように、車
両にその前後方向の傾き角を検出する傾斜センサ
を取付けると共に、走行距離計測手段を具備さ
せ、所定時間毎に傾斜センサにより検出される傾
き角とその間の走行距離とから高度変化量を演算
する高度変化量演算手段と、演算された高度変化
量を積算する積算手段とを設け、その積算値から
高度を検出する一方、機関運転状態のエリアごと
に目標空燃比と実際の空燃比とのズレ量に基づい
て燃料噴射量を補正するために設定される学習補
正係数を記憶する学習補正係数記憶手段を備え、
この学習補正係数記憶手段から検索されるアイド
ル運転条件に相当する機関運転状態のエリアの学
習補正係数に基づいて前記高度を修正する高度修
正手段を設ける構成とした。

〈作用〉上記の構成においては、所定時間毎に車両の前
後方向の傾き角θを検出し、同時にその間の走行
距離Ｌを計測すれば、高度変化量ΔH＝Lsinθ（第
１２図ａ参照）となるから、この高度変化量ΔH
を積算することにより、高度Ｈ＝ΣΔH_o（第１２
図ｂ参照）を求めることができる。また、エリア
別学習補正係数を利用し、そのアイドル運転条件
に相当する機関運転状態のエリアの学習補正係数
に基づいて、高度Ｈを修正することにより、積算
値が消失したような場合や、誤差が累積されるよ
うな場合にも対処できる。

〈実施例〉以下に本考案の実施例を説明する。

先ず本考案に係る高度検出装置が使用される内
燃機関の電子制御燃料噴射装置について説明す
る。

第２図において、機関１には、エアクリーナ２
から、吸気ダクト３、スロツトルチヤンバ４のス
ロツトル弁５、吸気マニホールド６を介して、空
気が吸入される。

吸気マニホールド６の各ブランチ部には各気筒
毎に燃料噴射弁７が設けられている。燃料噴射弁
７はソレノイドに通電されて開弁し通電停止され
て閉弁する電磁式燃料噴射弁であつて、後述する
コントロールユニツト９からの駆動パルス信号に
より通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプに
より圧送されてプレツシヤレギユレータにより所
定の圧力に調整された燃料を噴射する。

機関１の燃焼室には点火栓８が設けられてい
て、これにより火花点火して混合気を着火燃焼さ
せる。

コントロールユニツト９は、CPU，ROM，
RAM，Ａ／Ｄ変換器、入出力インターフエイス
を含んで構成されるマイクロコンピユータを備
え、各種のセンサからの入力信号に基づいて演算
処理し、燃料噴射弁７の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気マニホールド
６に吸気圧センサ１０が設けられていて、吸気圧
（吸入負圧）PBを検出する。

また、吸気温センサ１１が設けられていて、吸
気温Taを検出する。

また、クランク角センサ１２が設けられてい
て、例えば４気筒の場合、クランク角180°毎の基
準信号と、クランク角１〜2°毎の単位信号とを出
力する。これらの信号から機関回転数Ｎを算出可
能である。

また、機関１のウオータジヤケツトに臨ませて
水温センサ１３が設けられていて、冷却水温Tw
を検出する。

また、機関１の排気マニホールドにO₂センサ
１４が設けられていて、排気中の酸素濃度を介し
て空燃比のリツチ・リーンを検出する。

また、車両に車速センサ１５が設けられてい
て、車軸の回転に同期したパルス信号を出力す
る。この信号から車速VSPを算出可能である。

また、車両に傾斜センサ１６が設けられてい
て、車両の前後方向の傾き角θを検出する。

この傾斜センサ１６は、例えば第７図に示すよ
うに、支点２１に回動自在に支承されて鉛直方向
に垂下される重り２２（あるいは液面に浮遊する
フロート等）の作用で常に水平に保たれる摺動子
２３が、車体側に固定された弧状の抵抗体２４に
接触していて、車体の傾きにより抵抗体２４上の
接触位置が変化し、これにより摺動子２３から取
出される出力電圧Ｖが変化するもので、この出力
電圧Ｖより第８図の関係から傾き角θを検出でき
る。尚、この傾斜センサ１６は、車高調整装置
（オートレベライザー）に使用のものを共用でき
る。

ここにおいて、コントロールユニツト９に内蔵
されたマイクロコンピユータのCPUは、第３図
〜第５図にフローチヤートとして示すROM上の
プログラム（燃料噴射量演算ルーチン、空燃比フ
イードバツク制御ルーチン、学習ルーチン）に従
つて演算処理を行い、燃料噴射を制御する。

次に第３図〜第５図のフローチヤートを参照し
つつコントロールユニツト９内のマイクロコンピ
ユータの演算処理の様子を説明する。

第３図は燃料噴射量演算ルーチンで、時間同期
で実行される。

ステツプ１（図にはS1と記してある。以下同
様）では、吸気圧センサ１０からの信号に基づい
て検出される吸気圧PB、吸気温センサ１１から
の信号に基づいて検出される吸気温Ta、クラン
ク角センサ１２からの信号に基づいて算出される
機関回転数Ｎ、水温センサ１３からの信号に基づ
いて検出さける水温Tw、後述の如く検出されて
バツクアツプRAMに記憶されている高度Ｈ等を
入力する。

ステツプ２では、機関回転数Ｎと吸気圧PBと
よりマツプを参照して定められる基本体積効率
K_FLAT、吸気温Taより定められる吸気温補正係数
K_TA、高度Ｈより定められる高度補正係数K_ALTか
ら、体積効率Q_CYLを次式に従つて演算する。

Q_CYL＝K_FLAT・K_TA・K_ALT ステツプ３では、吸気圧PBと体積効率Q_CYLと
から基本燃料噴射量Tpを次式に従つて演算する。

Tp＝K_CON・PB・Q_CYL（K_CONは定数）ステツプ４では、機関回転数Ｎと基本燃料噴射
量Tpとに応じた混合比補正係数K_MR、水温Twに
応じた水温増量補正係数K_TWなどを含む各種補正
係数COEF＝１＋K_MR＋K_TW＋…を設定する。

ステツプ５では、機関運転状態を表わす機関回
転数Ｎと基本燃料噴射量Tpとに対応して学習補
正係数KLRNを記憶してある学習補正係数記憶
手段としてのバツクアツプRAM上のマツプを参
照し、実際のＮ，Tpに対応するKLRNを検索し
て読込む。尚、学習補正係数KLRNのマツプは、
機関回転数Ｎを横軸、基本燃料噴射量Tpを縦軸
として、８×８程度の格子により機関運転状態の
エリアを分け、各エリア毎に学習補正係数
KLRNを記憶させてあり、学習が開始されてい
ない時点では、全て初期値として基準値の１を記
憶させてある。

ステツプ６では、バツテリ電圧に基づいて電圧
補正分Tsを設定する。これはバツテリ電圧の変
動による燃料噴射弁７の噴射流量変化を補正する
ためのものである。

ステツプ７では、燃料噴射量Tiを次式に従つ
て演算する。

Ti＝Tp・COEF・KLRN・LAMBDA＋Ts ここで、LAMBDAは空燃比フイードバツク補
正係数であつて、後述する第４図の空燃比フイー
ドバツク制御ルーチンによつて設定され、その基
準値は１である。

ステツプ８では、演算されたTiを出力用レジ
スタにセツトする。これにより予め定められた機
関回転同期（例えば１回転毎）の燃料噴射タイミ
ングになると、最新にセツトされたTiのパルス
幅をもつ駆動パルス信号が燃料噴射弁７に与えら
れて、燃料噴射が行われる。

第４図は空燃比フイードバツク制御ルーチン
で、回転同期あるいは時間同期で実行され、これ
により空燃比フイードバツク補正係数LAMBDA
が設定される。

ステツプ11では機関回転数Ｎから基本燃料噴射
量の比較値Tp′を検索し、ステツプ12では実際の
基本燃料噴射量Tpと比較値Tp′とを比較する。

Tp＞Tp′の場合は、ステツプ13へ進んでλcont
フラグを０にしてこのルーチンを終了する。従つ
て、空燃比フイードバツク補正係数LAMBDAは
前回値（又は基準値１）にクランプされ、空燃比
フイードバツク制御が停止される。これは、高負
荷領域では空燃比フイードバツク制御を停止し、
前記混合比補正係数K_MRによりリツチな出力空燃
比を得て、排気温度の上昇を抑制し、機関の焼付
きや三元触媒の焼損などを防止するためである。

Tp≦Tp′の場合は、ステツプ14へ進んでλcont
フラグを１にした後、ステツプ15以降へ進む。こ
れは、低中回転かつ低中負荷領域において空燃比
フイードバツク制御を行うためである。

ステツプ15では酸素センサ１４の出力電圧V₀₂
を読込み、次のステツプ16でスライスレベル電圧
V_refと比較することにより空燃比のリーン・リツ
チを判定する。

空燃比がリーン（V₀₂＜V_ref）のときは、ステ
ツプ16からステツプ17へ進んでリツチからリーン
への反転時（反転直後）であるか否かを判定し、
反転時にはステツプ18へ進んで後述する第５図の
学習ルーチンのため前回の空燃比フイードバツク
補正係数LAMBDAの基準値１からの偏差をΔa
＝LAMBDA−１として記憶した後、ステツプ19
へ進んで空燃比フイードバツク補正係数
LAMBDAを前回値に対し所定の比例定数PR分
増大させる。反転時以外はステツプ20へ進んで空
燃比フイードバツク補正係数LAMBDAを前回値
に対し所定の積分定数IR分増大させ、こうして
空燃比フイードバツク補正係数LAMBDAを一定
の傾きで増大させる。尚、PR≫IRである。

空燃比がリツチ（V₀₂＞V_ref）のときは、ステ
ツプ16からステツプ21へ進んでリーンからリツチ
への反転時（反転直後）であるか否かを判定し、
反転時にはステツプ22へ進んで後述する第５図の
学習ルーチンのための前回の空燃比フイードバツ
ク補正係数LAMBDAの基準値１からの偏差を
Δb＝LAMBDA−１として記憶した後、ステツ
プ23へ進んで空燃比フイードバツク補正係数
LAMBDAを前回値に対し所定の比例定数PL分
減少させる。反転時以外はステツプ24へ進んで空
燃比フイードバツク補正係数LAMBDAを前回値
に対し所定の積分定数IL分減少させ、こうして
空燃比フイードバツク補正係数LAMBDAを一定
の傾きで減少させる。尚、PL≫ILである。

第５図は学習ルーチンで、バツクグラウンドジ
ヨブとして実行され、これにより学習補正係数
KLRNが設定・更新される。

先ず所定の学習条件が成立しているか否かを判
定する。

ステツプ31ではλcontフラグが１か否かを判定
し、０の場合はこのルーチンを終了する。これは
空燃比フイードバツク制御が停止されているとき
は学習を行うことができないからである。

ステツプ32では定常状態か否かを判定する。定
常状態とは、機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Tp
とによる機関運転状態のエリアが定まり、かつそ
の同一エリアで酸素センサ１４のリーン・リツチ
信号の反転回数が所定値（例えば３）以上となつ
ていることを条件とする。かかる条件が満たされ
ていない場合はこのルーチンを終了する。

所定の学習条件が成立した場合は、ステツプ33
へ進んで前述のΔaとΔbとの平均値を求める。こ
のとき記憶されているΔaとΔbとは第６図に示す
ように空燃比フイードバツク補正係数LAMBDA
の増減方向の反転から反転までの空燃比フイード
バツク補正係数LAMBDAの基準値１からの偏差
の上下のピーク値であり、これらの平均値を求め
ることにより、空燃比フイードバツク補正係数
LAMBDAの基準値１からの平均的な偏差
ΔLAMBDAを求めている。

次にステツプ34に進んでRAM上のマツプに現
在の機関運転状態のエリアに対応して記憶してあ
る学習補正係数KLRN（初期値は基準値の１）を
検索して読出す。

次にステツプ35に進んで次式に従つて現在の学
習補正係数KLRNに空燃比フイードバツク補正
係数の基準値からの偏差ΔLAMBDAを所定割合
加算することによつて新たな学習補正係数
KLRNを演算する。

KLRN←KLRN＋Ｍ・ΔLAMBDA （Ｍは加算割合定数で、１≧Ｍ＞０）次にステツプ36に進んでRAM上のマツプの同
一エリアの学習補正係数KLRNのデータを書換
える。

次に傾斜センサ１６を用いた高度検出装置につ
いて説明する。

高度検出装置は、コントロールユニツト９に内
蔵されたマイクロコンピユータにより、傾斜セン
サ１６及び車速センサ１５からの入力信号を基に
演算処理して、高度Ｈを検出する。

ここにおいて、マイクロコンピユータのCPU
は、第９図〜第１１図にフローチヤートとして示
すROM上のプログラム（傾き角検出ルーチン、
高度演算ルーチン、高度修正ルーチン）に従つて
演算処理を行い、高度Ｈを検出する。

第９図は傾き角検出ルーチンで、例えば10〜
80ms毎に実行される。

ステツプ51では、傾斜センサ１６の出力電圧Ｖ
をＡ／Ｄ変換して入力する。

ステツプ52では、そのＡ／Ｄ変換値を平均化処
理する。これは路面の凹凸や加減速による変動を
吸収するためで、例えば加重平均処理あるいはフ
イルタ処理による。

ステツプ53では、平均化処理された値を基に第
８図の関係から傾き角θを検出する。

第１０図は高度演算ルーチンで、所定時間Ｔ
（例えば５秒）毎に実行される。

ステツプ61では、車速センサ１５からの信号に
基づいて算出される車速VSPと時間Ｔとから走
行距離Ｌ＝VSP・Ｔを演算する。この部分が車
速センサ１５と共に走行距離計測手段に相当す
る。

ステツプ62では、第９図の傾き角検出ルーチン
によつて検出されている平均的な傾き角θと、走
行距離Ｌとから、高度変化量ΔHを次式に従つて
演算する。この部分が高度変化量演算手段に相当
する。

ΔH＝Lsinθ ステツプ63では、バツクアツプRAMに記憶さ
れている現在の高度Ｈを読出し、これに高度変化
量ΔHを加算して、高度Ｈを次式の如く更新し、
バツクアツプRAMの記憶値を書換える。

Ｈ←Ｈ＋ΔH すなわち、演算された高度変化量ΔHを積算し
て高度Ｈ＝ΣΔH_oを求めるのである。従つて、こ
の部分が積算手段に相当する。

従つて、バツクアツプRAMに常に最新の高度
Ｈが記憶されていることになるので、燃料噴射量
の高度補正を行う場合は、バツクアツプRAMか
ら高度Ｈを読出せばよい。

尚、高度Ｈの初期値は低地におけるそれにプリ
セツトしておけばよい。

第１１図は高度修正手段に相当する高度修正ル
ーチンである。これはバツクアツプRAMの記憶
値が消失したような場合や誤差が累積されるよう
な場合に修正が必要だからである。

ステツプ71では、修正条件が成立したか否かを
判定する。ここで、修正条件とは、アイドル運転
条件で一定時間経過したこととする。

修正条件が成立した場合は、ステツプ72に進ん
で学習補正係数KLRNのマツプからアイドル運
転条件に相当する機関運転状態のエリアの学習補
正係数KLRNを読出す。

次にステツプ73に進んで、読出した学習補正係
数KLRNの基準値１からの偏差の絶対値｜
KLRN−１｜と所定値とを比較する。

｜KLRN−１｜＞所定値の場合は、ステツプ
74に進んで、KLRN−１の分、高度Ｈを修正す
る。すなわち、学習補正係数KLRNは高度Ｈの
検出誤差等によるベース空燃比のズレをも学習し
ているので、学習補正係数KLRNが基準値１と
なるように、高度Ｈを修正するのである。そし
て、この修正値に基づきこれにより、バツクアツ
プRAMの記憶値（高度Ｈ）を書換える。

修正条件が成立しない場合、あるいは｜
KLRN−１｜≦所定値の場合は、修正は行わな
い。

〈考案の効果〉以上説明したように本考案によれば、傾斜セン
サを用い、比較的安価な構成で、常に高度の検出
を行うことができ、しかもエリア別学習補正係数
を用いて高度の修正を行うので、誤検出を防止で
き、燃料噴射等の高度補正が適正なものとなつ
て、制御精度が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る高度検出装置の構成を示
す機能ブロツク図、第２図は本考案の一実施例を
示す内燃機関の電子制御燃料噴射装置のシステム
図、第３図は燃料噴射量演算ルーチンのフローチ
ヤート、第４図は空燃比フイードバツク制御ルー
チンのフローチヤート、第５図は学習ルーチンの
フローチヤート、第６図は空燃比フイードバツク
補正係数の変化の様子を示す図、第７図は傾斜セ
ンサの概略図、第８図は傾斜センサ出力電圧と傾
き角との関係を示す線図、第９図は傾き角検出ル
ーチンのフローチヤート、第１０図は高度演算ル
ーチンのフローチヤート、第１１図は高度修正ル
ーチンのフローチヤート、第１２図ａ，ｂは高度
検出の説明図である。１……機関、７……燃料噴射弁、９……コント
ロールユニツト、１０……吸気圧センサ、１１…
…吸気温センサ、１２……クランク角センサ、１
４……酸素センサ、１５……車速センサ、１６…
…傾斜センサ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

車両にその前後方向の傾き角を検出する傾斜セ
ンサを取付けると共に、走行距離計測手段を具備
させ、所定時間毎に傾斜センサにより検出される
傾き角とその間の走行距離とから高度変化量を演
算する高度変化量演算手段と、演算された高度変
化量を積算する積算手段とを設け、その積算値か
ら高度を検出する一方、機関運転状態のエリアご
とに目標空燃比と実際の空燃比とのズレ量に基づ
いて燃料噴射量を補正するために設定される学習
補正係数を記憶する学習補正係数記憶手段を備
え、この学習補正係数記憶手段から検索されるア
イドル運転条件に相当する機関運転状態のエリア
の学習補正係数に基づいて前記高度を修正する高
度修正手段を設けたことを特徴とする車両用の高
度検出装置。