JPH0686836B2 - Electronic internal combustion engine controller - Google Patents

Electronic internal combustion engine controller

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JPH0686836B2
JPH0686836B2 JP59042258A JP4225884A JPH0686836B2 JP H0686836 B2 JPH0686836 B2 JP H0686836B2 JP 59042258 A JP59042258 A JP 59042258A JP 4225884 A JP4225884 A JP 4225884A JP H0686836 B2 JPH0686836 B2 JP H0686836B2
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JP
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flow rate
pulse
average
cycle
air flow
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潔 八木
宏敏 斗納
輝夫 福田
朗 森
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/08Introducing corrections for particular operating conditions for idling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/185Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a vortex flow sensor

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、自動車エンジン等に流入する空気の平均流量
をカルマン渦式空気流量センサの出力パルスを処理して
検出し、燃料噴射制御,点火時期制御を行なう電子式内
燃機関制御装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention detects an average flow rate of air flowing into an automobile engine or the like by processing an output pulse of a Karman vortex type air flow rate sensor to detect fuel injection control and ignition timing control. The present invention relates to an electronic internal-combustion-engine control device to be performed.

従来技術と問題点 一般に、内燃機関においてはその吸入空気量を計測し、
計測結果に基づいて空気比が一定になるように又所定の
加速度が得られるように燃料噴射量を制御し、更に点火
時期を制御している。吸入空気量を計測する計測装置は
従来より各種提案されているが、その中で、優れた応答
性を有するカルマン渦式空気流量センサ(以下カルマン
センサという)が注目されている。このカルマンセンサ
は、内燃機関の吸気側に渦発生体を置くとその近傍に空
気流量に比例した頻度で空気の渦(カルマン渦)が発生
することを利用し、カルマン渦の発生を公知の各種の手
段にて検出し、カルマン渦の発生に関係したタイミング
でパルスを発生するものであり、この発生したパルス信
号の周期はその時の流入空気量に反比例したものとな
る。
Conventional technology and problems Generally, in an internal combustion engine, the intake air amount is measured,
Based on the measurement result, the fuel injection amount is controlled so that the air ratio becomes constant and a predetermined acceleration is obtained, and the ignition timing is also controlled. Various types of measuring devices for measuring the amount of intake air have been proposed in the past, and among them, a Karman vortex type air flow rate sensor (hereinafter referred to as Karman sensor) having excellent responsiveness is drawing attention. This Karman sensor utilizes the fact that when a vortex generator is placed on the intake side of an internal combustion engine, air vortices (Karman vortices) are generated in the vicinity of the vortex generator at a frequency proportional to the air flow rate. The pulse signal is generated at a timing related to the generation of the Karman vortex, and the period of the generated pulse signal is inversely proportional to the inflowing air amount at that time.

ところで、内燃機関の空気流量は、吸気,排気等の工程
を周期として変動しており、第1図に示すように、スロ
ットルバルブ開度が大きくなればなるほど、その変動幅
も大きくなる。カルマンセンサはこのような変動にも十
分に追従するだけの応答性を有するから、例えば第2図
に示すように、スロットルバルブ開度が大きい大流量時
においては、流量大の期間に発生する周期の極めて短い
パルス列と、流量小の期間に生じる周期の比較的短いパ
ルス列とを含むものとなる。従って、何等かの方法でパ
ルスの周期の平均を求める必要が生じる。
By the way, the air flow rate of the internal combustion engine fluctuates with a cycle of intake, exhaust, etc., and as shown in FIG. 1, the fluctuation range increases as the throttle valve opening increases. Since the Kalman sensor has a responsivity sufficient to follow such fluctuations, for example, as shown in FIG. 2, when the throttle valve opening is large and the flow rate is large, the cycle that occurs during the high flow rate period is shown. Of a very short pulse train and a pulse train of a relatively short cycle which occurs during the period of a small flow rate. Therefore, it becomes necessary to obtain the average of the pulse periods by some method.

この為の一般的な技術としては、エンジンクランク角の
所定角度に相当する時間毎に前記パルス信号を区切って
その平均を求めることが考えられる。これは、瞬時空気
流量の一変動周期pに相当する期間毎に平均を求めるも
のであり、期間の始点,終点のタイミングはクランク角
センサの所定角度の出力で与えられる。この方式では、
周期pを第2図の符号p1に示すようにその始点,終点が
大きな周期の途中になるように設定すると、これら大き
な周期tlを計測することができなくなり、平均化誤差が
あまりにも大きくなる。そこで、第2図の符号p2に示す
ように周期pが大きな周期tlを含むように設定するもの
であるが、それでも周期pの最初と終りのパルスの周期
は計測できず誤差が残ると共に、通常、周期pの始点を
検出してからパルスを計数し得る状態になるまでにはど
うしても多少の遅れ時間があるので、パルス周期の極め
て短い場所に始点を設定することはパルス数の計数誤差
を招来し、その為の誤差も加わる不都合がある。また、
流入空気量の小さい場合でも所定エンジン回転数毎にし
か平均化できないので、応答性に劣る欠点がある。従っ
て、このようにして得た平均空気流量に基づいて燃料噴
射制御,点火時期制御を行なう場合には、エンジン回転
数が低いときは応答性が悪くなり、スロットルバルブ開
度が大きい大流量時には制御の高い燃料噴射,点火時期
制御を実行することができないという問題点があった。
As a general technique for this purpose, it is conceivable to divide the pulse signal every time corresponding to a predetermined angle of the engine crank angle and obtain the average thereof. This is to obtain an average for each period corresponding to one fluctuation cycle p of the instantaneous air flow rate, and the timing of the start point and end point of the period is given by the output of a predetermined angle of the crank angle sensor. With this method,
If the cycle p is set such that its start point and end point are in the middle of a large cycle as indicated by the symbol p 1 in FIG. 2, these large cycles tl cannot be measured and the averaging error becomes too large. . Therefore, as shown by the symbol p 2 in FIG. 2, the period p is set so as to include a large period tl, but even then the period of the pulse at the beginning and the end of the period p cannot be measured and an error remains, Normally, there is some delay time from the detection of the start point of the period p to the state where the pulse can be counted, so setting the start point at an extremely short position of the pulse period causes a counting error of the pulse number. There is an inconvenience due to the introduction of the error. Also,
Even if the amount of inflowing air is small, it can be averaged only for each predetermined engine speed, so that it has a drawback of poor responsiveness. Therefore, when the fuel injection control and the ignition timing control are performed based on the average air flow rate thus obtained, the responsiveness deteriorates when the engine speed is low, and the control is performed when the throttle valve opening is large and the flow rate is large. However, there was a problem in that high fuel injection and ignition timing control could not be performed.

発明の目的 本発明はこのような従来の欠点を改善したものであり、
その目的は、瞬時空気流量の変動が激しい大流量時にお
ける燃料噴射制御の精度を高め、また小流量時における
応答性を向上させることにある。
OBJECT OF THE INVENTION The present invention is an improvement over these conventional drawbacks,
The purpose is to improve the accuracy of fuel injection control at the time of a large flow rate in which the instantaneous air flow rate fluctuates greatly, and to improve the response at the time of a small flow rate.

発明の原理,構成及び作用 一般にカルマンセンサでは、大流量時の変動幅の大きい
時には、第2図に示したように、複数個のパルスが出現
すると共にパルス間隔(周期)の大きい状態が瞬時空気
流量の変動の一周期毎に現れた。そこで、所定値(Tma
x)より大きな周期が現れる毎に平均周期を求めるよう
にすれば、変動幅が大きい大流量時には変動の一周期毎
に平均を算出することができる。また、都合の良いこと
に、小流量時におけるカルマンセンサの出力パルスの間
隔(周期)は、まばらで一般に大きい。従って、上述の
ようにすれば、小流量時にはカルマンセンサの各パルス
毎に平均が算出されることになり、低流量時,高流量時
とも応答性良くカルマンセンサの出力パルスの平均周期
を求めることが可能となる。しかし、中流量時にはパル
スの周期は適当な所定値(Tmax)より小さなものが殆ど
となる。この為、所定値(Tmax)より大きな周期が現れ
る毎に平均周期を求めるだけでは中流量時の平均化が困
難となる。
Principle, Structure, and Action of the Invention Generally, in a Kalman sensor, when the fluctuation range at a large flow rate is large, as shown in FIG. 2, a plurality of pulses appear and the state in which the pulse interval (cycle) is large is instantaneous air. The fluctuation of the flow rate appeared every cycle. Therefore, the predetermined value (Tma
x) If the average period is obtained each time a larger period appears, the average can be calculated for each period of fluctuation when the flow rate is large and the flow rate is large. Also, for convenience, the intervals (cycles) of the output pulses of the Kalman sensor at a small flow rate are sparse and generally large. Therefore, if the above is performed, the average is calculated for each pulse of the Kalman sensor at the time of the small flow rate, and the average period of the output pulse of the Kalman sensor can be obtained with good responsiveness at both the low flow rate and the high flow rate. Is possible. However, when the flow rate is medium, most of the pulse periods are smaller than an appropriate predetermined value (Tmax). For this reason, averaging at a medium flow rate becomes difficult only by obtaining the average period each time a period larger than the predetermined value (Tmax) appears.

この為、本発明では、パルスが所定数(Nmax)現れる毎
に平均を算出することを基本とし、所定値(Tmax)より
大きな周期を検出すればN個になる前に平均を算出する
ようにしている。こうすれば、低流量時,高流量時とも
応答性良くカルマンセンサの出力パルスの平均周期を求
めることが可能となり、中流量時にはTmax以上の周期が
現れなくても最低N個毎に平均が求められることにな
る。
Therefore, in the present invention, the average is calculated every time a predetermined number (Nmax) of pulses appear, and if a period larger than the predetermined value (Tmax) is detected, the average is calculated before the number becomes N. ing. By doing so, it is possible to obtain the average period of the output pulse of the Kalman sensor with good responsiveness both at low flow rate and high flow rate, and at average flow rate, at least every N pulses can be obtained even if the period of Tmax or more does not appear. Will be done.

更に、上述のようにして大流量時の平均空気流量が比較
的高い精度で求められるとは云え、実際には例えば第3
図に示すように、大きい周期t1の後に比較的長い周期t2
が時々現れ、これが所定値(Tmax)以上となることによ
り、同図の符号Qに示すように平均化が行なわれ、瞬時
空気流量の一変動周期毎に正確に平均化されない場合が
生じる。そこで、本発明では更に、上述のようにして求
めた平均空気量を大流量時には時定数の大きなフィルタ
に更に通すことにより適正な制御を可能としたものであ
る。
Further, although it can be said that the average air flow rate at the time of a large flow rate is obtained with relatively high accuracy as described above, in practice, for example,
As shown, a large period t 1 is followed by a relatively long period t 2
Appears from time to time, and when this becomes a predetermined value (Tmax) or more, averaging is performed as indicated by symbol Q in the figure, and there is a case in which averaging is not performed accurately for each variation cycle of the instantaneous air flow rate. Therefore, in the present invention, the average air amount obtained as described above is further passed through a filter having a large time constant at the time of a large flow rate, so that appropriate control can be performed.

第4図は本発明の構成説明図であり、カルマンセンサCS
からカルマン渦の発生に関係したタイミングで発生され
るパルス信号は、平均周期或は平均空気流量算出手段AT
に入力される。この算出手段ATは、パルス数計数手段CN
により所定数(Nmax)のパルスが計数されるか或はパル
ス周期検出手段PDにより所定時間(Tmax)以上の周期が
検出される毎に平均周期或は平均空気流量を算出する。
フィルタ手段FTは、算出手段ATで算出された平均周期或
は平均空気流量を更に平滑化して燃料噴射量計算手段IJ
に出力するものであり、燃料噴射量計算手段IJはこの平
滑化された平均周期或は平均空気流量とエンジン回転数
等から燃料を噴射すべき期間を算出する。時定数変更手
段JVは、算出手段ATから出力される平均周期或は平均空
気流量に基づき小流量時か大流量時かを判別し、大流量
時であればフィルタ手段FTの時定数を大きくし、小流量
時には小さくする。
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the present invention, and the Kalman sensor CS
Pulse signal generated at a timing related to the generation of Karman vortices from the average period or average air flow rate calculating means AT.
Entered in. This calculation means AT is a pulse number counting means CN
The average period or the average air flow rate is calculated every time when a predetermined number (Nmax) of pulses are counted or when the pulse period detecting means PD detects a period of a predetermined time (Tmax) or more.
The filter means FT further smoothes the average period or the average air flow rate calculated by the calculating means AT, and the fuel injection amount calculating means IJ
The fuel injection amount calculation means IJ calculates a period during which fuel should be injected from the smoothed average period or average air flow rate and engine speed. The time constant changing means JV determines whether the flow rate is a small flow rate or a large flow rate based on the average period or the average air flow rate output from the calculating means AT, and if the flow rate is a large flow rate, increases the time constant of the filter means FT. , When the flow rate is small, reduce it.

なお、点火時期制御を同時に実施する場合は、フィルタ
手段FTの出力を燃料噴射量計算手段IJ用と点火時期計算
手段(図示せず)用の2系統に分け、点火時期計算手段
へ入力するフィルタ出力の時定数が燃料噴射量計算手段
IJへ入力するフィルタ出力の時定数より大きくすれば良
い。これは、点火時期制御の方がより高い精度が要求さ
れる為であり、誤差の大きな平均空気量に基づいて算出
された点火時期がノッキング域へ入ることを防止する為
である。
When the ignition timing control is performed at the same time, the output of the filter means FT is divided into two systems, one for the fuel injection amount calculation means IJ and one for the ignition timing calculation means (not shown), and is input to the ignition timing calculation means. Output time constant is fuel injection amount calculation means
It should be larger than the time constant of the filter output input to IJ. This is because the ignition timing control requires higher accuracy and prevents the ignition timing calculated based on the average air amount having a large error from entering the knocking range.

第5図はこの処理を示すブロック線図であり、カルマン
センサ30の出力パルスを第4図の算出手段AT,パルス数
計数手段CN,パルス周期検出手段PDから成る平均化手段3
1に入力して平均パルス周期或は平均空気流量を算出さ
せ、平均化手段31の出力を第1,第2のフィルタ32,34,時
定数変更手段33,35に入力する。時定数変更手段33,35は
平均パルス周期或は平均空気流量から流入する空気量を
判別し、小流量のときは第1,第2のフィルタの時定数m,
nを小さくし、大流量になるほど大きくする。また、n
>mとなるように変更させる。第1のフィルタ32の出力
は燃料噴射量計算手段36に入力され、ここでエンジン回
転数検出手段37の出力とから燃料の噴射時間が計算さ
れ、制御回路39を介してインジエクタが制御される。ま
た第2のフィルタ34の出力は点火時期計算手段38に入力
され、ここでエンジン回転数とから点火時期が計算さ
れ、制御回路40を介してイグナイタが制御される。
FIG. 5 is a block diagram showing this processing. The output pulse of the Kalman sensor 30 is averaged by the averaging means 3 consisting of the calculating means AT, the pulse number counting means CN and the pulse period detecting means PD of FIG.
The average pulse period or the average air flow rate is calculated by inputting to 1 and the output of the averaging means 31 is input to the first and second filters 32 and 34 and the time constant changing means 33 and 35. The time constant changing means 33 and 35 determine the inflowing air amount from the average pulse period or the average air flow rate, and when the flow rate is small, the time constants m of the first and second filters,
The value of n is reduced and increased as the flow rate increases. Also, n
Change it to be> m. The output of the first filter 32 is input to the fuel injection amount calculation means 36, where the fuel injection time is calculated from the output of the engine speed detection means 37, and the injector is controlled via the control circuit 39. The output of the second filter 34 is input to the ignition timing calculation means 38, where the ignition timing is calculated from the engine speed and the igniter is controlled via the control circuit 40.

第6図は第1のフィルタ32の出力を時定数が固定された
フィルタ50に入力し、このフィルタ50の出力を点火時期
計算手段38に入力したものである。なお、フィルタ50の
時定数を第1のフィルタ32と同様に可変する構成として
も良い。
In FIG. 6, the output of the first filter 32 is input to the filter 50 having a fixed time constant, and the output of the filter 50 is input to the ignition timing calculation means 38. The time constant of the filter 50 may be changed similarly to the first filter 32.

第7図は本発明の動作説明図であり、(a)は瞬時空気
流量の時間的変化の一例を示し、(b)はその時のカル
マンセンサの出力パルスの一例と算出手段ATによって平
均化された空気流量Q1〜Q14を示す。また、(c)のQ
1′〜Q14′は燃料噴射量計算手段IJへ入力されるフィル
タ手段FTの出力を、(d)のQ1″〜Q14″は点火時期制
御を行なう場合の点火時期計算手段へ入力されるフィル
タ手段FTの出力をそれぞれ示す。第4図のような構成に
よれば、所定時間(Tmax)を大流量時に現れる最大周期
より若干小さ目に設定することにより、大流量時には変
動の一周期毎に平均が算出され(Q9〜Q11参照)、低流
量時にはカルマンセンサCSの出力パルスの周期が所定時
間(Tmax)以上となり、平均化はカルマンセンサCSの出
力パルス毎に行なわれることになる(Q1〜Q6,Q12〜Q14
参照)。また、中流量時にはパルス数計数手段CNが所定
パルス数(Nmax)計数する毎に平均が算出される(Q7,Q
8参照)。また、Q1〜Q6,Q13,Q14については例えば時定
数1のフィルタが、Q7,Q8,Q12については例えば時定数
2のフィルタが、Q9〜Q11については例えば時定数3の
フィルタがそれぞれかけられて燃料噴射量計算手段IJへ
出力される。点火時期計算手段へは、より大きな時定数
のフィルタがかけられた出力が入力され、第7図の例で
はQ1〜Q6,Q13,Q14については例えば時定数2のフィルタ
が、Q7,Q8,Q12については例えば時定数3のフィルタ
が、Q9〜Q11については例えば時定数4のフィルタがそ
れぞれかけられて燃料噴射量計算手段IJへ出力される。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the present invention, in which (a) shows an example of a temporal change in the instantaneous air flow rate, and (b) shows an example of the output pulse of the Kalman sensor at that time and averaged by the calculating means AT. The air flow rates Q1 to Q14 are shown. Also, Q in (c)
1'-Q14 'are the outputs of the filter means FT input to the fuel injection amount calculation means IJ, and (d) Q1 "-Q14" are the filter means input to the ignition timing calculation means for performing the ignition timing control. The output of FT is shown respectively. According to the configuration shown in FIG. 4, by setting the predetermined time (Tmax) to be slightly smaller than the maximum cycle that appears at the time of large flow rate, the average is calculated for each cycle of fluctuation at the time of high flow rate (see Q9 to Q11). ), The cycle of the output pulse of the Kalman sensor CS becomes a predetermined time (Tmax) or more when the flow rate is low, and the averaging is performed for each output pulse of the Kalman sensor CS (Q1 to Q6, Q12 to Q14).
reference). When the flow rate is medium, the average is calculated every time the pulse number counting means CN counts a predetermined number of pulses (Nmax) (Q7, Q
See 8). Further, for Q1 to Q6, Q13, Q14, for example, a filter having a time constant of 1 is applied, for Q7, Q8, Q12, a filter having a time constant of 2 is applied, and for Q9 to Q11, a filter having a time constant of 3, for example, is applied. It is output to the fuel injection amount calculation means IJ. An output filtered by a larger time constant is input to the ignition timing calculation means. In the example of FIG. 7, for Q1 to Q6, Q13, and Q14, for example, a filter having a time constant of 2 is input to Q7, Q8, and Q12. Is output to the fuel injection amount calculating means IJ after being filtered by a filter having a time constant of 3, and Q9 to Q11 are filtered at a filter having a time constant of 4, for example.

なお、第7図では、小流量から中流量に移行する際に、
パルス検出毎の空気流量からいきなり大きなN個の平均
に切換わっている。これは、所定数(Nmax)を固定した
為であり、この部分で応答性が多少損なわれることは否
めない。これを改善するには、平均を算出したときのパ
ルス数計数手段CNの計数値に関連して所定数(Nmax)を
所定の範囲内で順次大きくすれば良い。第8図はそのよ
うな対策を施したときの本発明の動作説明図であり、第
7図と相違するところは、中流量時において先ずパルス
t8からパルスt10までの3個のパルスの平均(Q7)が求
められ、次いでパルスt11からパルスt15までの5個のパ
ルスの平均(Q8)が求められ、次いでパルスt16からパ
ルスt22までの7個のパルスの平均(Q9)が求められて
いる点にある。この例は、所定数(Nmax)を順次2ずつ
大きくしたが、どの程度の割合で増加させるかは任意で
ある。なお、第8図において、Q1′〜Q15′は燃料噴射
制御用の平均空気流量,Q1″〜Q15″は点火時期制御用の
平均空気流量をそれぞれ示す。
In addition, in FIG. 7, when shifting from a small flow rate to a medium flow rate,
The air flow rate for each pulse detection is suddenly switched to a large N average. This is because the predetermined number (Nmax) is fixed, and it cannot be denied that the responsiveness is somewhat impaired in this part. To improve this, the predetermined number (Nmax) may be sequentially increased within a predetermined range in relation to the count value of the pulse number counting means CN when the average is calculated. FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the present invention when such a measure is taken. The difference from FIG.
The average (Q7) of 3 pulses from t8 to pulse t10 is calculated, then the average (Q8) of 5 pulses from pulse t11 to pulse t15 is calculated, and then the 7 pulses from pulse t16 to pulse t22. The average (Q9) of the pulse is required. In this example, the predetermined number (Nmax) is sequentially increased by 2, but the rate of increase may be arbitrary. In FIG. 8, Q1 'to Q15' indicate the average air flow rate for fuel injection control, and Q1 "to Q15" indicate the average air flow rate for ignition timing control.

また、エンジン回転数によって、空気流量の変動周期が
決定され、従って瞬時空気流量の変動幅の大きい大流量
時に現れるパルス間隔(周期)の大きい状態も必然的に
異なってくる。従って、パルス周期検出手段PDにおける
所定周期(Tmax)はそのときのエンジン回転数に応じて
最適値に設定することが望ましい。即ち、エンジン回転
数が高いほど所定周期(Tmax)を小さくすると良い。
Further, the fluctuation period of the air flow rate is determined by the engine speed, and accordingly, the state of a large pulse interval (cycle) that appears at a large flow rate with a large fluctuation range of the instantaneous air flow rate also necessarily differs. Therefore, it is desirable to set the predetermined period (Tmax) in the pulse period detecting means PD to an optimum value according to the engine speed at that time. That is, the higher the engine speed, the smaller the predetermined cycle (Tmax).

発明の実施例 第9図は本発明の実施例の要部ブロック図であり、1は
内燃機関、2はエアクリーナ、3はカルマンセンサであ
り、カルマン渦が発生する毎にその出力信号aを“1"と
するものである。4はスロットルチヤンバ、5はインテ
ークマニホールド、6は電磁式のフユーエルインジエク
タ、7は吸入空気の流れを制御するスロットルバルブ、
8はクランク角センサ、9はマイクロプロセッサ、10は
メモリ、11はクランク角センサ8の出力や他のエンジン
パラメータ例えば冷却水温,吸気温,スロットルバルブ
開度,アイドルスイッチ等各種スイッチのオンオフ情報
等をマイクロプロセッサ9に入力する為にデータ入力
部、12はデータ出力部、13はイグナイタである。
Embodiment of the Invention FIG. 9 is a block diagram of an essential part of an embodiment of the present invention, in which 1 is an internal combustion engine, 2 is an air cleaner, 3 is a Kalman sensor, and its output signal a is " 1 ". 4 is a throttle chamber, 5 is an intake manifold, 6 is an electromagnetic fuel injector, 7 is a throttle valve that controls the flow of intake air,
8 is a crank angle sensor, 9 is a microprocessor, 10 is a memory, 11 is an output of the crank angle sensor 8 and other engine parameters such as cooling water temperature, intake air temperature, throttle valve opening, and on / off information of various switches such as idle switches. A data input unit for inputting to the microprocessor 9, a data output unit 12 and an igniter 13.

吸気空気は、エアクリーナ2よりカルマンセンサ3,スロ
ットルチャンバ4経てインテークマニホールド5の各ブ
ランチより各シリンダに供給され、燃料はフユーエルイ
ンジエクタ6により内燃機関1内に噴射され、燃料の点
火はイグナイタ13で行なわれる。また、吸入空気量は、
内燃機関の状態に応じて、第7図,第8図に示したよう
に変化するものであり、その変化に応じて出力信号aも
変化する。カルマンセンサ3の出力信号aはマイクロプ
ロセッサ9の割込み端子INTに入力され、出力信号aの
例えば立上がり時に割込みがかけられる。
The intake air is supplied from the air cleaner 2 through the Kalman sensor 3 and the throttle chamber 4 to each cylinder from each branch of the intake manifold 5, fuel is injected into the internal combustion engine 1 by the fuel injector 6, and ignition of the fuel is performed by the igniter 13 Done in. The intake air volume is
It changes according to the state of the internal combustion engine as shown in FIGS. 7 and 8, and the output signal a also changes according to the change. The output signal a of the Kalman sensor 3 is input to the interrupt terminal INT of the microprocessor 9 and interrupted when the output signal a rises, for example.

第10図はこの割込み処理の一例を示すフローチャートで
あり、S1〜S15は各ステップを示す。
FIG. 10 is a flow chart showing an example of this interrupt processing, and S1 to S15 show respective steps.

マイクロプロセッサ9は割込みがかかると、先ずその時
の時刻を最新パルス時刻T1として記憶し(S1)、パルス
カウント数Nを+1カウントアップする(S2)。次に、
パルスカウント数Nが所定数(Nmax)以上であるか否か
を判別し、所定数(Nmax)以上であればステップS6へ移
行し、所定数未満であれば最新パルス時刻T1から1パル
ス前の割込み時刻T3を引いて今回のパルス周期T2を求
め、T2が所定周期(Tmax)以上であるか否かを判別する
(S5)。そして、T2が所定周期(Tmax)以上であればス
テップ6へ移行し、所定周期(Tmax)未満であれば最新
パルス時刻T1の値を1パルス前の割込み時刻T3として
(S15)、メインルーチへ復帰する。
When interrupted, the microprocessor 9 first stores the time at that time as the latest pulse time T1 (S1), and increments the pulse count number N by +1 (S2). next,
It is determined whether or not the pulse count number N is a predetermined number (Nmax) or more. If the pulse count number N is a predetermined number (Nmax) or more, the process proceeds to step S6, and if it is less than the predetermined number, one pulse before the latest pulse time T1 The interrupt time T3 is subtracted to find the current pulse period T2, and it is determined whether T2 is equal to or longer than a predetermined period (Tmax) (S5). If T2 is equal to or greater than the predetermined period (Tmax), the process proceeds to step 6, and if it is less than the predetermined period (Tmax), the value of the latest pulse time T1 is set as the interrupt time T3 one pulse before (S15), and the main routine is restored. To do.

ステップS6では、最新パルス時刻T1から前回の平均化終
了時の時刻T5を引いて平均化するパルス間時間T4を求
め、このT4をパルス数Nで割ることにより平均パルス周
期T6を算出する(S7)。このT6が第4図の算出手段ATの
出力に相当するものである。
In step S6, the time T5 at the end of the previous averaging is subtracted from the latest pulse time T1 to obtain an inter-pulse time T4 to be averaged, and the average pulse period T6 is calculated by dividing this T4 by the number of pulses N (S7 ). This T6 corresponds to the output of the calculating means AT in FIG.

次に、燃料噴射制御用の平均パルス周期Tinjを次式によ
り算出する(S8)。
Next, the average pulse period Tinj for fuel injection control is calculated by the following equation (S8).

Tinj={(n−1)Tinj+T6}/n …(1) ここで、nは時定数である。Tinj = {(n-1) Tinj + T6} / n (1) where n is a time constant.

また、点火時期制御用の平均パルス周期Tigtを次式によ
り算出する(S9)。
Further, the average pulse period Tigt for ignition timing control is calculated by the following formula (S9).

Tigt={(m−1)Tigt+T6}/m …(2) ここで、mは時定数である。上記(1)式,(2)式が
フィルタ手段を構成するものである。
Tigt = {(m-1) Tigt + T6} / m (2) Here, m is a time constant. The above equations (1) and (2) constitute the filter means.

このような処理が終了すると、次に最新パルス時刻T1を
平均化終了時の時刻T5として記憶し(S10)、所定数(N
max)の値を、今回のパルス数Nに常数αを足した値に
変更する(S11)。αは例えば2〜4程度に設定する。
また、Nmaxの最大値を制限する為にNmaxを所定値βと比
較し、βより大きくなればβの値にクランプする処理を
行なう(S12,S13)。平均化処理を行なったときは、パ
ルスカウント数Nを零にクリアして次回の処理に備える
(S14)。
When such processing ends, the latest pulse time T1 is stored as time T5 at the end of averaging (S10), and the predetermined number (N
The value of (max) is changed to the value obtained by adding the constant number α to the current pulse number N (S11). α is set to about 2 to 4, for example.
Further, in order to limit the maximum value of Nmax, Nmax is compared with a predetermined value β, and if larger than β, a process of clamping to the value of β is performed (S12, S13). When the averaging process is performed, the pulse count number N is cleared to zero to prepare for the next process (S14).

また、マイクロプロセッサ9は第11図のフローチャート
に示すように、メインルーチンにおいてn=f1(1/T6×
エンジン回転数)なる関係式(空気流量が増大するほど
n値が増大するような関係式)により燃料噴射制御用フ
ィルタの時定数nを変更し(S20)、m=f2(1/T6×エ
ンジン回転数)にる関係式(空気流量が増大するほどm
値が増大するものであって、mはnより大きくなるよう
な関係式)により点火時期制御用フィルタの時定数nを
変更する(S21)。そして、噴射時間=f3(Tinj)なる
公知の式によりフユーエルインジエクタ6の通電時間を
算出し(S22)、進角量=f4(Tigt)なる公知の式によ
り進角量を求め(S23)。これらに応じて燃料噴射,イ
グナイタ13の点火制御を行なう。
In addition, as shown in the flowchart of FIG. 11, the microprocessor 9 uses n = f 1 (1 / T6 ×
The time constant n of the fuel injection control filter is changed by a relational expression (engine speed) (a relational expression in which the n value increases as the air flow rate increases) (S20), and m = f 2 (1 / T6 × Relational expression in engine speed (m increases as air flow rate increases)
The value is increased, and the time constant n of the ignition timing control filter is changed by a relational expression such that m is larger than n) (S21). Then, the energization time of the fuel injector 6 is calculated by a known formula of injection time = f 3 (Tinj) (S22), and the advance amount is obtained by the known formula of advance amount = f 4 (Tigt) ( S23). Fuel injection and ignition control of the igniter 13 are performed according to these.

第10図のフローチャートは第5図の実施例に対応するも
のであり、第6図の実施例を実現するには、第10図のス
テップエンジン9を、次のステップで置換すれば良い。
The flowchart of FIG. 10 corresponds to the embodiment of FIG. 5, and in order to realize the embodiment of FIG. 6, the step engine 9 of FIG. 10 may be replaced by the following steps.

Tigt←{(l−1)Tigt+Tinj}/l …(3) ここで、lは時定数で固定値でも良く或は可変にしても
良い。
Tigt ← {(l-1) Tigt + Tinj} / l (3) where l is a time constant, which may be a fixed value or variable.

発明の効果 以上説明したように、本発明は、カルマン渦式空気流量
センサからカルマン渦の発生に関係したタイミングで発
生されるパルス信号の周期に基づき内燃機関に流入する
平均空気流量を検出し、これに基づいて燃料噴射量を算
出する装置において、発生する前記パルス信号の個数を
計数するパルス数計数手段と、発生する前記パルス信号
の周期を計数するパルス周期検出手段と、該パルス周期
検出手段の出力の内所定時間(Tmax)以上の周期を検出
する手段とを備え、前記パルス数計数手段により所定数
(Nmax)のパルスが計数されるか或は前記パルス周期検
出手段により所定時間(Tmax)以上の周期が検出される
毎に平均周期或は平均空気流量を算出する平均化手段を
採用したものであり、一般にカルマンセンサでは、大流
量時の変動幅の大きい時には、第2図に示したように、
パルス間隔(周期)の大きい状態が瞬時空気流量の変動
の一周期毎に現れ、一方、小流量時におけるカルマンセ
ンサの出力パルスの間隔(周期)は一般に大きから、本
発明にように、パルスが所定数(Nmax)現れる毎にその
平均を算出することを基本とし、所定値(Tmax)より大
きな周期を検出すればN個になる前に平均を算出するよ
うにすれば、変動幅が大きい大流量時には変動の一周期
毎に平均が算出され、小流量時にはカルマンセンサの各
パルス毎に平均が算出されることになり、低流量時,高
流量時とも応答性良くカルマンセンサの出力パルス平均
周期を求めることが可能となる。そして、更に平均化手
段で算出された平均周期或は平均空気流量を平均化する
フィルタ手段と、フィルタ手段の平均化に関する時定数
を空気流量が大きくなるほど増大せしめる時定数変更手
段と、フィルタ手段の出力に基づき燃料噴射量を算出す
る燃料噴射量計算手段とを設け、大流量時における平均
化手段の検出誤差を補償しているから瞬時空気流量の変
動が激しい大流量時における燃料噴射制御の精度を高
め、また小流量時における応答性を向上させることがで
きる。
As described above, the present invention detects the average air flow rate flowing into the internal combustion engine based on the cycle of the pulse signal generated at the timing related to the generation of Karman vortex from the Karman vortex type air flow rate sensor, In a device for calculating a fuel injection amount based on this, a pulse number counting means for counting the number of the pulse signals to be generated, a pulse cycle detecting means for counting the cycle of the pulse signals to be generated, and the pulse cycle detecting means. And a means for detecting a cycle of a predetermined time (Tmax) or more of the output of the above, the pulse number counting means counts a predetermined number (Nmax) of pulses, or the pulse cycle detecting means determines a predetermined time (Tmax). ) The averaging means that calculates the average period or the average air flow rate each time the above period is detected is adopted. When the width is large, as shown in Fig. 2,
A state in which the pulse interval (cycle) is large appears in each cycle of fluctuations in the instantaneous air flow rate, while the output pulse interval (cycle) of the Kalman sensor at a small flow rate is generally large. Basically, the average is calculated every time a predetermined number (Nmax) appears, and if a period larger than the predetermined value (Tmax) is detected, the average is calculated before the number of N is reached. When the flow rate is low, the average is calculated for each cycle, and when the flow rate is low, the average is calculated for each pulse of the Kalman sensor. It becomes possible to ask. Further, the filter means for averaging the average period or the average air flow rate calculated by the averaging means, the time constant changing means for increasing the time constant for averaging the filter means as the air flow rate increases, and the filter means The accuracy of fuel injection control at large flow rate when the instantaneous air flow rate fluctuates sharply because the fuel injection amount calculation means for calculating the fuel injection amount based on the output is provided and the detection error of the averaging means at the time of large flow rate is compensated. It is also possible to improve the responsiveness and improve the responsiveness at a small flow rate.

更に、燃料噴射制御と点火時期制御のトータルバランス
も考慮し、点火時期制御用の平均空気流量は燃料噴射制
御用の平均空気流量より平滑度の高いものとしているの
で、点火時期制御の精度が向上し、ノッキング限界に近
いところでの点火時期制御も可能となる。
Furthermore, considering the total balance of fuel injection control and ignition timing control, the average air flow rate for ignition timing control is set to have a higher smoothness than the average air flow rate for fuel injection control, so the accuracy of ignition timing control is improved. However, it becomes possible to control the ignition timing near the knocking limit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はスロットルバルブ開度と内燃機関に流入する瞬
時空気流量の変動との関係を示す線図、第2図は大流量
時の瞬時空気流量とそのときのカルマンセンサの出力パ
ルスの状態を示す線図、第3図は大流量時におけるカル
マンセンサの出力パルスの状態を示す図、第4図は本発
明の構成説明図、第5図及び第6図は燃料噴射と点火時
期制御の双方を行なう場合の処理のブロツク図、第7図
及び第8図は本発明の動作説明図、第9図は本発明の実
施例の要部ブロツク図、第10図はマイクロプロセッサ9
の割込み処理の一例を示すフローチャート、第11図はマ
イクロプロセッサ9のメインルーチンの要部を示すフロ
ーチャートである。 1は内燃機関、2はエアクリーナ、3はカルマンセン
サ、4はスロットルチヤンバ、5はインテークマニホー
ルド、6は電磁式のフユーエルインジエクタ、7は吸入
空気の流れを制御するスロットルバルブ、8はクランク
角センサ、9はマイクロプロセッサ、10はメモリ、11は
データ入力部、12はデータ出力部、13はイグナイタであ
る。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the throttle valve opening and the fluctuation of the instantaneous air flow rate flowing into the internal combustion engine, and FIG. 2 shows the instantaneous air flow rate at a large flow rate and the output pulse state of the Kalman sensor at that time. The diagram, FIG. 3 is a diagram showing the state of the output pulse of the Kalman sensor at the time of a large flow rate, FIG. 4 is a structural explanatory diagram of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are both fuel injection and ignition timing control. FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams for explaining the operation of the present invention, FIG. 9 is a block diagram of the essential parts of the embodiment of the present invention, and FIG.
11 is a flowchart showing an example of the interrupt processing of FIG. 11, and FIG. 11 is a flowchart showing the main part of the main routine of the microprocessor 9. 1 is an internal combustion engine, 2 is an air cleaner, 3 is a Kalman sensor, 4 is a throttle chamber, 5 is an intake manifold, 6 is an electromagnetic fuel injector, 7 is a throttle valve for controlling the flow of intake air, and 8 is a crank. An angle sensor, 9 is a microprocessor, 10 is a memory, 11 is a data input section, 12 is a data output section, and 13 is an igniter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 輝夫 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28号 富士通テン株式会社内 (72)発明者 森 朗 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28号 富士通テン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−116101(JP,A) 特開 昭58−167834(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Teruo Fukuda Inventor Teruo Fukuda 1-228 Goshodori, Hyogo-ku Kobe Hyogo Prefecture Fujitsu Ten Limited (72) Inventor Akira Mori 1-chome Goshodori, Hyogo-ku, Hyogo Prefecture No. 28 No. 28 in Fujitsu Ten Limited (56) Reference JP-A-55-116101 (JP, A) JP-A-58-167834 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】カルマン渦式空気流量センサからカルマン
渦の発生に関係したタイミングで発生されるパルス信号
の周期に基づき内燃機関に流入する平均空気流量を検出
し、この検出値に基づいて燃料噴射量を決定する電子式
内燃機関制御装置において、 発生する前記パルス信号の個数を計数するパルス数計数
手段と、発生する前記パルス信号の周期を計数するパル
ス周期検出手段と、該パルス周期検出手段の出力の内所
定時間(Tmax)以上の周期を検出する手段とを備え、前
記パルス数計数手段により所定数(Nmax)のパルスが計
数されるか或は前記パルス周期検出手段により所定時間
(Tmax)以上の周期が検出される毎に平均周期或は平均
空気流量を算出する平均化手段と、 該平均化手段で算出された平均周期或は平均空気流量を
更に平均化するフィルタ手段と、 該フィルタ手段の平均化に関する時定数を空気流量が大
きくなるほど増大せしめる時定数変更手段と、 前記フィルタ手段の出力に基づき燃料噴射量を算出する
燃料噴射量計算手段とを具備したことを特徴とする電子
式内燃機関制御装置。
1. An average air flow rate flowing into an internal combustion engine is detected based on a cycle of a pulse signal generated from a Karman vortex type air flow rate sensor at a timing related to generation of a Karman vortex, and fuel injection is performed based on the detected value. In an electronic internal combustion engine controller for determining the amount, a pulse number counting means for counting the number of the pulse signals generated, a pulse cycle detecting means for counting the cycle of the pulse signals generated, and a pulse cycle detecting means Means for detecting a cycle of a predetermined time (Tmax) or more of the output, the predetermined number (Nmax) of pulses is counted by the pulse number counting means, or a predetermined time (Tmax) is detected by the pulse cycle detecting means. Averaging means for calculating the average cycle or average air flow rate each time the above cycle is detected, and further averaging the average cycle or average air flow rate calculated by the averaging means Filter means, a time constant changing means for increasing the time constant for averaging the filter means as the air flow rate increases, and a fuel injection amount calculation means for calculating the fuel injection amount based on the output of the filter means. An electronic internal combustion engine control device characterized by the above.
【請求項2】カルマン渦式空気流量センサからカルマン
渦の発生に関係したタイミングで発生されるパルス信号
の周期に基づき内燃機関に流入する平均空気流量を検出
し、この検出値に基づいて燃料噴射量と点火時期を決定
する電子式内燃機関制御装置において、 発生する前記パルス信号の個数を計数するパルス数計数
手段と、発生する前記パルス信号の周期を計数するパル
ス周期検出手段とを備え、前記パルス数計数手段により
所定数(Nmax)のパルスが計数されるか或は前記パルス
周期検出手段により所定時間(Tmax)以上の周期が検出
される毎に平均周期或は平均空気流量を算出する平均化
手段と、 該平均化手段で算出された平均周期或は平均空気流量を
更に平均化して燃料噴射量計算用と点火する時期計算用
の平均周期或は平均空気流量を出力するフィルタ手段
と、 該フィルタ手段の平均化に関する時定数を、燃料噴射量
計算用より点火時期計算用の方がより大きくなるように
すると共に空気流量が大きくなるほど前記時定数を増大
せしめる時定数変更手段と、 前記フィルタ手段の燃料噴射量計算用平均周期或は平均
空気流量に基づき燃料噴射量を算出する燃料噴射量計算
手段と 前記フィルタ手段の点火時期計算用平均周期或は平均空
気流量に基づき点火時期を算出する点火時期計算手段と
を具備したことを特徴とする電子式内燃機関制御装置。
2. An average air flow rate flowing into an internal combustion engine is detected based on a cycle of a pulse signal generated from a Karman vortex type air flow rate sensor at a timing related to generation of a Karman vortex, and fuel injection is performed based on the detected value. An electronic internal combustion engine controller for determining an amount and an ignition timing, comprising pulse number counting means for counting the number of pulse signals generated, and pulse cycle detection means for counting the cycle of the pulse signals generated, The average number or the average air flow rate is calculated every time the pulse number counting means counts a predetermined number (Nmax) of pulses or the pulse period detecting means detects a period of a predetermined time (Tmax) or more. And an average period or average air flow for averaging the average period or average air flow rate calculated by the averaging unit for fuel injection amount calculation and ignition timing calculation. The filter means for outputting the amount and the time constant for averaging the filter means are set to be larger for the ignition timing calculation than for the fuel injection amount calculation, and the time constant is increased as the air flow rate increases. A time constant changing means, a fuel injection quantity calculating means for calculating a fuel injection quantity based on an average cycle for calculating the fuel injection quantity of the filter means or an average air flow rate, and an average cycle for calculating the ignition timing of the filter means or the average air An electronic internal combustion engine control device comprising: an ignition timing calculation means for calculating an ignition timing based on a flow rate.
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JPS55116101A (en) * 1979-03-01 1980-09-06 Nissan Motor Co Ltd Signal processor
JPS58167834A (en) * 1982-03-29 1983-10-04 Mitsubishi Electric Corp Supply controller of fuel for internal-combustion engine

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