JPH0726726U - エンジンの吸入空気流量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 逆流の発生状態を知って、吸入空気流量の検
出精度を向上させる。 【構成】 熱線式エアフローメータの出力を周波数分析
し、逆流有りの場合は、エンジン回転数に依存する定常
周波数成分とは別に、これに比較して大きな高周波数成
分が発生することから、高周波数成分の有無から逆流の
有無を判定する。そして、逆流有りと判定されたとき
は、吸入空気流量の検出値に対し逆流補正を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの吸入空気流量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、自動車用エンジンにおいては、燃料供給量等の制御のため、吸気通 路のスロットル弁上流に熱線式エアフローメータを設けて、吸入空気流量を検出 している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のエンジンの吸入空気流量検出装置にあっては 、エンジンの低回転域又は高回転域でスロットル弁開度が大きい場合、逆流成分 を含んだシリンダ内の脈動がエアフローメータ部分まで伝わることがあるが、熱 線式エアフローメータは流れの方向を判別できないため、吸入空気流量を過大に 検出してしまうという問題点があった。

【０００４】 すなわち、エアフローメータの素子に対する流れ方向が正逆いずれであっても 同じ出力がでるため、図７（ａ）に示すように真の吸入空気流量Ｑに逆流分があ る場合を考えると、同図（ｂ）に示すように吸入空気流量Ｑの検出値については 逆流分も正方向に検出されるため、算出される平均Ｑが真の平均Ｑよりも高くな ってしまうのである。

【０００５】 本考案は、このような従来の問題点に鑑み、逆流が発生している状態を知って 、真の吸入空気流量を得ることができるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案は、図１に示すように、吸気通路に配置した熱線式エアフロ ーメータの出力に基づいて吸入空気流量を検出するエンジンの吸入空気流量検出 装置において、前記エアフローメータの出力を周波数分析する周波数分析手段Ａ と、この周波数分析結果に基づき定常周波数成分と比較して大きな高周波数成分 の有無から逆流の有無を判定する逆流判定手段Ｂと、逆流有りと判定されたとき に前記エアフローメータの出力に基づいて検出された吸入空気流量を減少側に補 正する逆流補正手段Ｃとを設ける構成としたものである。

【０００７】

【作用】

エアフローメータ出力の周波数はエンジン回転数に依存して変化するが、逆流 が発生すると、そのときのエンジン回転数に依存する定常周波数成分とは別に、 これより大きな高周波数成分が発生する。 すなわち、図２に示すように、（ａ）の逆流無しの場合は、周波数分布が１山 状態となり、エンジン回転数に依存するも定常周波数成分（20〜 200Hz）のみの 周波数分布となるが、（ｂ）の逆流有りの場合は、周波数分布が２山状態となり 、定常周波数成分（20〜 200Hz）とは別に、これに比較して大きな高周波数成分 （定常周波数成分の５倍以上で、 100〜1000Hz）が発生するようになる。

【０００８】 そこで、エアフローメータの出力を周波数分析し、この周波数分析結果に基づ き定常周波数成分と比較して大きな高周波数成分の有無から逆流の有無を判定す る。 逆流有りと判定されたときは、逆流分を補正すべく、エアフローメータの出力 に基づいて検出された吸入空気流量を減少側に補正する。

【０００９】

【実施例】

以下に本考案の一実施例を説明する。 図３はシステム図である。 エンジン１におけるエアクリーナ２からの吸気通路３のスロットル弁４下流に 電磁式の燃料噴射弁５が設けられており、この燃料噴射弁５は、コントロールユ ニット６からエンジン回転に同期して出力される駆動パルス信号により、そのパ ルス幅の時間開弁して、燃料噴射を行う。

【００１０】 燃料噴射量（パルス幅）の制御のため、コントロールユニット６には、吸気通 路３のスロットル弁４上流に配置した熱線式エアフローメータ７からの信号が入 力されている。この他、エンジン回転数Ｎの検出手段を兼ねるクランク角センサ ８、スロットル弁４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ９からも信号が入 力されている。

【００１１】 コントロールユニット６においては、内蔵のマイクロコンピュータにより、後 述する図４〜図６のルーチンに従って演算処理を行う。 図４は逆流検出ルーチンであり、専用のＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ ）を用いて行う。 ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）では、熱線式エアフローメ ータ７の出力（吸入空気流量Ｑ）をサンプリングする。

【００１２】 ステップ２では、ＦＦＴ（ファスト・フーリエ・トランスフォーム）を行って 、エアフローメータ出力を周波数分析する。この部分が周波数分析手段に相当す る。 この結果、図２（ａ）の逆流無しの場合は、周波数分布が１山状態となり、エ ンジン回転数に依存する定常周波数成分（20〜 200Hz）のみの周波数分布となる が、同図（ｂ）の逆流有りの場合は、周波数分布が２山状態となり、定常周波数 成分（20〜 200Hz）とは別に、これに比較して大きな高周波数成分（定常周波数 成分の５倍以上で、 100〜1000Hz）が存在するようになる。

【００１３】 ステップ３では、周波数分析結果に基づき、定常周波数成分に比較して大きな 高周波数成分の有無から逆流の有無を判定する。具体的には、エンジン回転数Ｎ に応じてしきい値を設定し、そのしきい値より大きな高周波数成分が存在する場 合に逆流有りと判定するなどする。この部分が逆流判定手段に相当する。 この結果、逆流無し（高周波数成分無し）の場合は、ステップ４へ進んで、逆 流検出フラグＦを０にリセットする。

【００１４】 逆流有り（高周波数成分有り）の場合は、ステップ５へ進んで、逆流検出フラ グＦを１にセットする。 図５は吸入空気流量検出ルーチンである。 ステップ11では、熱線式エアフローメータ７からの信号に基づいて検出される 吸入空気流量Ｑを読込む。

【００１５】 ステップ12では、検出された吸入空気流量Ｑを平均化処理して、平均値Ｑ_AVE を算出する。具体的には、例えば次式により移動平均を求める。 Ｑ_AVE ＝（１−ｄ）Ｑ_AVE ＋ｄ・Ｑ 〔但し、０＜ｄ＜１〕 ステップ13では、逆流検出フラグＦの値を判定し、Ｆ＝１（逆流有り）のとき は、逆流補正のため、ステップ14，15を実行する。

【００１６】 ステップ14では、機関回転数Ｎとスロットル弁開度ＴＶＯとをパラメータとし て定めたエリア毎に予め設定しておいた逆流補正量ΔＱのマップを参照して、実 際のＮとＴＶＯとから逆流補正量ΔＱを検索する。 ステップ15では、次式のごとく、ステップ12で算出した吸入空気流量の平均値 Ｑ_AVE から逆流補正量ΔＱを減算することにより、吸入空気流量の平均値Ｑ_AVE を補正する。

【００１７】 Ｑ_AVE ＝Ｑ_AVE −ΔＱ 従って、ステップ13〜15の部分が逆流補正手段に相当する。 図６は燃料噴射量演算ルーチンである。 ステップ21では、吸入空気流量Ｑの平均値Ｑ_AVE とエンジン回転数Ｎとから、 次式により、基本燃料噴射量Ｔｐを演算する。

【００１８】 Ｔｐ＝Ｋ・Ｑ_AVE ／Ｎ 〔Ｋは定数〕 ステップ22では、次式のごとく、基本燃料噴射量Ｔｐに各種補正係数ＣＯＥＦ を乗算し、また電圧補正分Ｔｓを加算して、最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算する 。 Ｔｉ＝Ｔｐ・ＣＯＥＦ＋Ｔｓ 燃料噴射量Ｔｉが演算されると、このＴｉに相当するパルス幅の駆動パルス信 号がエンジン回転に同期したタイミングで燃料噴射弁５に与えられて、燃料噴射 がなされる。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、逆流検出と補正とにより吸入空気流量の 検出精度が大幅に向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の構成を示す機能ブロック図

【図２】 逆流の有無による周波数分析結果を示す図

【図３】 本考案の一実施例を示すシステム図

【図４】 逆流検出ルーチンのフローチャート

【図５】 吸入空気流量検出ルーチンのフローチャート

【図６】 燃料噴射量演算ルーチンのフローチャート

【図７】 従来の問題点を示す図

【符号の説明】

１ エンジン ３ 吸気通路 ４ スロットル弁 ５ 燃料噴射弁 ６ コントロールユニット ７ 熱線式エアフローメータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に配置した熱線式エアフローメー
   タの出力に基づいて吸入空気流量を検出するエンジンの
   吸入空気流量検出装置において、 前記エアフローメータの出力を周波数分析する周波数分
   析手段と、 この周波数分析結果に基づき定常周波数成分と比較して
   大きな高周波数成分の有無から逆流の有無を判定する逆
   流判定手段と、 逆流有りと判定されたときに前記エアフローメータの出
   力に基づいて検出された吸入空気流量を減少側に補正す
   る逆流補正手段と、 を設けたことを特徴とするエンジンの吸入空気流量検出
   装置。