JPH05248908A - 熱式吸入空気量検出装置 - Google Patents

熱式吸入空気量検出装置

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JPH05248908A
JPH05248908A JP5086092A JP5086092A JPH05248908A JP H05248908 A JPH05248908 A JP H05248908A JP 5086092 A JP5086092 A JP 5086092A JP 5086092 A JP5086092 A JP 5086092A JP H05248908 A JPH05248908 A JP H05248908A
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JP
Japan
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intake air
air amount
amount
true
fuel injection
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Pending
Application number
JP5086092A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazushi Katou
千詞 加藤
Yoshihito Sugano
善仁 菅野
Susumu Shinohara
進 篠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH05248908A publication Critical patent/JPH05248908A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は熱式吸入空気量検出装置に関し、加
速時の真の吸入空気量を誤ることなく逆流リッチを防止
することを目的とする。 【構成】 燃料噴射量制御手段M1は熱式流量検出器M
2の検出値に基づき内燃機関M3の燃料噴射量を算出す
る。積算値算出手段M4は、上記熱式流量検出器の検出
値の吸気行程間の積算値を算出する。なまし手段M5
は、上記積算値を吸気行程クランク角毎になまし処理を
行なって真の吸入空気量を算出する。上限ガード手段M
6は、上記真の吸入空気量の上限値を制限して燃料噴射
量の算出に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱式流量検出器を用いて
吸入空気量を検出する熱式吸入空気量検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関の吸入空気量を検出
するものとして、吸気通路中に配設した熱線が一定温度
となるよう電流制御して、その供給電流量から吸入空気
量を検出する熱式流量検出器を用いた熱式吸入空気量検
出装置がある。
【0003】例えば特開昭62−96751号公報に記
載のものは、機関の低回転スロットル全開時に発生しや
すい空気の吹き返しを熱式流量検出器が吸入空気として
検出するために吸入空気量を過多に検出し、これに見合
った燃料を噴出して空燃比がリッチとなる所謂逆流リッ
チが発生し、これを防止するために機関回転数等に応じ
た吸入空気量の上限値又は最終燃料噴射量の上限値を設
け、熱式流量検出器の検出吸入空気量又は最終燃料噴射
量を上記の上限値で制限している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、特開平1−2
94942号公報に記載の如く、検出した吸入空気量と
機関回転速度とから、機関の物理モデルに基づき設定さ
れた演算式を用いて、機関のシリンダに流入する吸入空
気量を推定する、即ち、検出吸入空気量の吸入行程間の
積算値を吸入行程間でなまし、この値を真の吸入空気量
として推定する吸入空気量推定装置がある。
【0005】このような吸入空気量推定装置で熱式流量
検出器を用いる場合、従来の如く検出した吸入空気量を
上限値で制限することにより逆流リッチを防止すること
が考えられる。
【0006】しかし、加速時には熱式流量検出器を通過
する吸入空気は一時的にサージタンクの容積を満たす空
気も含まれるために、スロットル全開定常時の真の吸入
空気量を上回る空気量が流れる。この場合は低回転スロ
ットル全開時の吹き返しとは異なり熱式流量検出器で検
出した空気量が全て機関へ流れているため、検出吸入空
気量を上限値で制限してしまうと推定した真の吸入空気
量に誤りが生じるという問題があった。
【0007】また、最終燃料噴射量を上限値で制限する
と、始動後増量又は暖機増量等の実行しており加速時に
最終燃料噴射量が大きくなった場合等でも最終燃料噴射
量が制限されてしまいドライバビリティ及びエミッショ
ンが悪化するという問題があった。
【0008】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
推定した真の吸入空気量の上限を制限することにより、
加速時の真の吸入空気量を誤ることなく逆流リッチを防
止する熱式吸入空気量検出装置を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図を
示す。
【0010】同図中、燃料噴射量制御手段M1は、熱式
流量検出器M2の検出値に基づき内燃機関M3の燃料噴
射量を算出する。
【0011】積算値算出手段M4は、上記熱式流量検出
器の検出値の吸気行程間の積算値を算出する。
【0012】なまし手段M5は、上記積算値を吸気行程
クランク角毎になまし処理を行なって真の吸入空気量を
算出する。
【0013】上限ガード手段M6は、上記真の吸入空気
量の上限値を制限して燃料噴射量の算出に用いる。
【0014】
【作用】本発明においては、積算値算出手段M4となま
し手段M5とにより真の吸入空気量を算出する。これに
より加速時の真の吸入空気量はオーバーシュートするこ
とがなく真の吸入空気量が上限ガード手段M6で制限さ
れることがない。また空気の吹き返しにより真の吸入空
気量が増大すると上限ガード手段M6によって制限され
る。
【0015】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図2は本発明が適用される内燃機関(エンジン)の一実
施例を構成図を示す。図2において、10はエンジン本
体であり、エンジンブロック22内に図中、上下方向に
往復運動するピストン23が収納されている。ピストン
23の上部に形成された燃焼室24が吸気バルブ26
(前記吸気バルブ2に相当)を介してインテークマニホ
ルド25に連通される一方、排気バルブ27を介してエ
キゾーストマニホルド28に連通されている。また、燃
焼室24にプラグギャップが突出するように点火プラグ
29が設けられている。
【0016】インテークマニホルド25の上流側はサー
ジタンク30を介して4気筒共通に吸気管31に連通さ
れている。この吸気管31内にはスロットルバルブ3
3、熱線式エアフローメータ32が夫々設けられてい
る。スロットルバルブ33はアクセルペダルに連動して
開度が調整される構成とされており、またその開度はス
ロットルポジションセンサ34により検出される構成と
されている。熱線式エアフローメータ32は熱線32a
が一定温度(例えば200℃)を維持するための必要な
電流値をもって吸入空気量の検出信号としている。熱線
式エアフローメータ32の下流側には吸入空気温を測定
する吸気温センサ35が設けられている。
【0017】また、スロットルバルブ33を迂回し、か
つ、スロットルバルブ33の上流側と下流側とを連通す
るバイパス通路36が設けられ、そのバイパス通路36
の途中にソレノイドによって弁開度が制御されるアイド
ル・スピード・コントロール・バルブ(ISCV)37
が取付けられている。
【0018】38は燃料噴射弁で、インテークマニホル
ド25を通る空気流中に、後述のマイクロコンピュータ
21の指示に従い燃料を噴射する。また、酸素濃度検出
センサ(O2 センサ)39はエキゾーストマニホルド2
8を一部貫通突出するように設けられ、触媒装置に入る
前の排気ガス中の酸素濃度を検出する。40は水温セン
サで、エンジンブロック22を貫通して一部がウォータ
ジャケット内に突出するように設けられており、エンジ
ン冷却水の水温を検出する。41はイグナイタで、イグ
ニッションコイル(図示せず)の一次電流を開閉する。
また、42はディストリビュータで、エンジンクランク
シャフトの基準位置検出信号を発生する気筒判別センサ
43と、エンジン回転数信号を例えば30℃A毎に発生
する回転角センサ44とを有している。
【0019】このような構成の各部の動作を制御するマ
イクロコンピュータ21は図3に示す如きハードウェア
構成とされている。同図中、図2と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図3において、マ
イクロコンピュータ21は中央処理装置(CPU)5
0、処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ
(ROM)51、作業領域として使用されるランダム・
アクセス・メモリ(RAM)52、エンジン停止後もデ
ータを保持するバックアップRAM53、入力インタフ
ェース回路54、マルチプレクサ付きA/Dコンバータ
56及び入出力インタフェース回路55などから構成さ
れており、それらはバス57を介して互いに接続されて
いる。
【0020】A/Dコンバータ56は熱線式エアフロー
メータ32からの吸入空気量検出信号、吸気温センサ3
5からの吸気温検出信号、スロットルポジションセンサ
34からのスロットル開度検出信号、水温センサ40か
らの水温検出信号、O2 センサ39からの酸素濃度検出
信号を入力インタフェース回路54を通して順次切り換
えて取り込み、それをアナログ・ディジタル変換してバ
ス57へ順次送出する。
【0021】入出力インタフェース回路55はスロット
ルポジションセンサ34からの検出信号及び回転角セン
サ44からのエンジン回転数(NE)に応じた回転数信
号などが夫々入力され、それをバス57を介してCPU
50へ入力する。
【0022】また、CPU50は上記の入出力インタフ
ェース回路55及びA/Dコンバータ56からバス57
を通して入力された各データに基づいて、各種演算処理
を実行し、得られたデータをバス57及び入出力インタ
フェース回路55を通してISCV37、燃料噴射弁3
8、イグナイタ41及び油圧コントロールソレノイドバ
ルブ45へ適宜選択出力し、ISCV37の開度を制御
してアイドル回転数を目標回転数に制御したり、燃料噴
射弁38による燃料噴射時間、すなわち単位時間当りの
燃料噴射量や噴射時期を制御したり、イグナイタ41に
よる点火時期制御を行なう。
【0023】ここで、真の吸入空気量の推定について説
明する。
【0024】サージタンク内圧をP、サージタンク容積
をV、熱線式エアフローメータの通過空気量(瞬時流
量)をGAFM 、シリンダに流入する空気量(瞬時流量)
をGEとすると次式が成立する。
【0025】
【数1】
【0026】ここで、Pi ,Pi-1 夫々は今回、前回夫
々の吸気行程の吸気弁閉弁時のサージタンク内圧、GA
AFMiは今回の吸気工程間のエアフローメータ通過空気
量、GAEiは今回の吸気工程間のシリンダ流入空気量で
ある。
【0027】一方、GAEiはシリンダ容積をVS 、体積
効率をηとすると次式で表わされる。
【0028】
【数2】
【0029】この(4)式はエアフローメータで検出し
た瞬時流量を吸気行程間積分し、吸気弁閉弁タイミング
つまりクランク角周期でなますことによってシリンダ流
入空気量つまり真の吸入空気量が算出できることを表わ
している。
【0030】図4はエアフローメータ読取処理のフロー
チャートを示す。この処理は例えば4msec毎の割込
み処理であり、ステップS10で熱線式エアフローメー
タ32の出力信号電圧をA/Dコンバータ56でディジ
タル化してディジタル値VGとしRAM52に書込む。
このディジタル値VGはステップS10が実行される毎
にRAM52に順次書込まれ、後述の吸入空気量算出処
理で読出されるまで保持される。
【0031】図5は吸入空気量算出処理のフローチャー
トを示す。この処理は所定クランク角周期毎に実行され
る割込み処理であり、機関が4気筒の場合は吸気行程間
隔である180度クランク角周期で実行され、6気筒の
場合は吸気行程間隔である120度クランク角周期で実
行される。
【0032】図5において、ステップS20では機械回
転数NEで図6に示すマップを参照して機関1回転当り
の最大吸入空気量GNMAXを算出する。このマップは
各回転数におけるスロットル全開の定常的な機関1回転
当りの吸入空気量に基づき形成されたものである。
【0033】この後、ステップS22では前回の吸入空
気量算出処理の実行後つまり所定クランク角周期の間の
RAM52に保持されている各ディジタル値VGi ,V
i+ 1 ,…夫々で図7に示すマップを参照して瞬時流量
i ,Gi+1 ,…夫々を算出する。この瞬時流量Gは1
sec当りの空気重量で単位はg/secである。
【0034】次のステップS24では次式により上記の
各瞬時流量Gi ,Gi+1 ,…を積算して機関1回転当り
の吸入空気量GNを算出する。
【0035】 GN=Σ(Gi +Gi+1 +…) …(5) 次にステップS26で回転数NEで図8に示すマップを
参照してなまし係数Kを算出し、その後ステップS28
で次式によりなまし処理を行なって真の吸入空気量GN
SMを算出する。
【0036】 GNSMi =GNSMi-1 +(GN−GNSMi-1 )×K …(6) この(6)式は(4)式を書き換えたものであり、GN
SMi ,GNSMi-1 夫々はGAEi,GAEi-1夫々に対
応し、GNi はGAAFMiに対応し、Kは1/{(V/V
S ・η)+1}に対応している。
【0037】ステップS30ではステップS28で算出
した真の吸入空気量GNSMが最大吸入空気量GNMA
Xを越えているか否かを判別し、越えている場合にのみ
ステップS32で最大吸入空気量GNMAXを真の吸入
空気量GNSMにセットして真の吸入空気量の上限を制
限(ガード)して処理サイクルを終了する。
【0038】図9は燃料噴射量算出処理のフローチャー
トを示す。この処理はメインルーチンの一部である。
【0039】図9において、ステップS40では真の吸
入空気量GNSMに機関毎に定められた燃料噴射量への
換算係数KINjを乗算して基本噴射量TPを算出し、
更にステップS42で基本噴射量TPに各種増減量補正
係数FKを乗算して補正し最終燃料噴射量TAUを算出
して処理サイクルを終了する。
【0040】ここで、図10に示す如く、回転数NE一
定でスロットル開度が大きくなると空気の吹き返しによ
り熱線式エアフローメータ32の検出吸入空気量は実線
Iaの如く増大するが、実線Ibに示す最大吸入空気量
GNMAXの上限値で制限されるため、真の吸入空気量
は破線Icに示す如くなり、この真の吸入空気量を用い
て燃料噴射量が算出されるため、吹き返しによる逆流リ
ッチが防止される。
【0041】また、図11に示す如く、時点t0 から加
速を開始したとき熱線式エアフローメータ32の検出吸
入空気量は実線IIaの如くオーバーシュートするが、こ
の検出吸入空気量から算出される真の吸入空気量は破線
IIcに示す如く徐々に増大する。この真の吸入空気量が
実線IIbで示す最大吸入空気量GNMAXの上限値によ
って制限されるため、真の吸入空気量を正確に算出でき
る。またこの真の吸入空気量から基本噴射量が算出され
増減量補正がなされるため始動後増量又は暖機増量が制
限されることはなく、ドライバビリティ及びエミッショ
ンの悪化を防止できる。
【0042】
【発明の効果】上述の如く、本発明の熱式吸入空気量検
出装置によれば、加速時の真の吸入空気量を誤ることな
く逆流リッチを防止することができ、ドライバビリティ
及びエミッションの悪化を防止でき、実用上きわめて有
用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の一実施例の構成図である。
【図3】マイクロコンピュータのブロック図である。
【図4】エアフローメータ読取処理のフローチャートで
ある。
【図5】吸入空気量算出処理のフローチャートである。
【図6】最大吸入空気量GNMAXのマップを示す図で
ある。
【図7】瞬時流量Gのマップを示す図である。
【図8】なまし係数Kのマップを示す図である。
【図9】噴射量算出処理のフローチャートである。
【図10】本発明を説明するための図である。
【図11】本発明を説明するための図である。
【符号の説明】
M1 燃料噴射制御手段 M2 熱式流量検出器 M3 内燃機関 M4 期間計測手段 M5 増量補正手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱式流量検出器の検出値に基づき内燃機
    関の燃料噴射量の算出に用いる吸入空気量を得る熱式吸
    入空気量検出装置において、 上記熱式流量検出器の検出値の吸気行程間の積算値を算
    出する積算値算出手段と、 上記積算値を吸気行程クランク角毎になまし処理を行な
    って真の吸入空気量を算出するなまし手段と、 上記真の吸入空気量の上限値を制限して燃料噴射量の算
    出に用いる上限ガード手段とを有することを特徴とする
    熱式吸入空気量検出装置。
JP5086092A 1992-03-09 1992-03-09 熱式吸入空気量検出装置 Pending JPH05248908A (ja)

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JP5086092A JPH05248908A (ja) 1992-03-09 1992-03-09 熱式吸入空気量検出装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07131285A (ja) * 1993-11-04 1995-05-19 Yamaichi Electron Co Ltd 圧電振動ユニット
US6644104B2 (en) 2000-09-22 2003-11-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Intake air-flow rate detecting apparatus and detecting method of internal combustion engine
JP2013160074A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07131285A (ja) * 1993-11-04 1995-05-19 Yamaichi Electron Co Ltd 圧電振動ユニット
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