JPH01153929A - 吸気管圧力の計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、内燃ｉ関の制御パラメータとしての吸気管
圧力の計測装置に関する。

（従来の技術） 従来、内燃機１１１（以下エンジンともいう）の吸気管
圧力は、種々のエンジン制御、例えば燃料ｉ１ｉ＋１陣
、点火時期制御、排気還流＆ｌＪ御等の制御パラメータ
として用いられている。この場合、吸気管圧力はエンジ
ンの吸気弁開閉動作に伴って脈動しており、このため任
意に吸気管圧力をサンプリングすると、正しい吸気管圧
力を代表しない計測値が得られることになる。

そこでエンジン制御においては、エンジンの吸気弁開閉
動作に対応する信号として、エンジンの所定クランク角
度位置毎に発生するクランク角度位置信号（以下クラン
ク角信号という）を用い、このクランク角信号に同期し
て吸気管圧力をサンプリングする方法がとられている。

この場合、エンジン回転数が変化すると吸気管圧力の脈
動周期が変化するとともに、クランク角度位置に対する
吸気管圧力脈動波形の位相がずれる。このためクランク
角信号は脈動周期の１７２を周期として発生させ、この
タイミング信号に同期して吸気管圧力の値を抽出し、抽
出された偶数個のサンプリング・データを平均して吸気
管圧力の計測値を得ている。

先行技術文献としては、特開昭６０−６１６３８号公報
、特開昭６２−１１２０２６号公報等がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのような方法にも、なお次のような問題
点がある。

（１）実際の吸気管圧力脈動波形はほぼ正弦波状の脈流
に高周波脈流が重なっており、１周期中の山と谷の波形
も変化している。このような脈動波形において、エンジ
ンが高回転のときは脈動周期が短いため、第７図に示す
ように、同じ時間差６丁　、ΔＴ２に対して、低回転の
ときの圧力差ΔＰ　とΔＰ２のばらつきよりも高回転の
ときの圧力差ΔＰ　゛とΔＰ　゛のばらつきの方が人き
くなる。このため高回転のとき隣りあったサンプリング
・データを平均化してら、に差を含んだ吸気管圧力の計
測値が得られることになる。

（２）上記（１）のような実際の脈動波形において、エ
ンジンが高負荷のときは脈動の振幅が大きくなるため、
第８図に示すように、同じ時間差ΔＴ１、ΔＴ２に対し
て低負荷のときの圧力差ΔＰ　とΔＰ２のばらつきより
も高負荷のとぎの圧力差ΔＰ　°とΔＰ２°のばらつき
の方が大きくなる。したがってこの場合も（１）と同様
に、隣りあったサンプリング・データを平均化してら誤
差を含んだ吸気管圧力の計測値が得られることになる。

（３）脈動の影響による圧力計測誤差を少なくするため
に平均化に供するサンプリング・データの数を増やすと
、平均化する時間が大きくなるので′Ａ譲渡時応答性が
悪化Ｊ゛る。例えば第９図に示すように、平均化に供し
たサンプリング・データ数が２個の場合の圧力計測値は
実線のグラフになるが、４個のデータで平均化した場合
は鎖線のグラフになる。

この発明は上記のような問題点を解消し、エンジンの運
転状態にかかわらず吸気管圧力の脈動の影響を除去する
ことができ、正確な吸気管圧力の計測値が得られる吸気
管圧力の計測装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、この発明による吸気管圧力の
計測装置は、内燃機関の回転に対応する同期信号を検出
する回転同期信号検出センサと、吸気管圧力を検出する
吸気圧センサと、前記同期信号に基づき脈動周期の１／
２の周期でサンプリングした吸気管圧力データを、内燃
機関の運転状態に応じてリンブリング・データの個数を
変えて平均することにより吸気管圧力の計測値を計算す
るコンピュータとを有する。

（作用） 内燃機関の運転状態に応じ、すなわち、高回転時またｔ
よ高負荷時はサンプリング・データ数を増やして副測値
の精度を上げ、また過渡時は定常時よりサンプリング・
データ数を減して応答性の遅れがでないようにする。

（実施例） 以下自動車用エンジンの燃料制御に適用した実施例に基
づいて、この発明を訳明する。第２図に実施例の燃料噴
射装置の構成図を示す。１は４気筒４サイクル・エンジ
ン、２はスロットル・バルブ、３は燃料噴射弁である。

コンピュータ４には吸気圧センサ５、水温センサ６、回
転同期信舅検出センサ７の各信号が入力され、これらの
信号を処理して得られた制御信号が燃料噴射弁３に送ら
れる。

第３図にコンピュータ４のブロック図を示す。

吸気圧センサ５、水温セン勺６の各信号は、コンピュー
タ４のレベル修正回路１１を経てＡ／Ｄコンバータ１２
によりディジタル値に変換され、ＣＰＬＩ（中央処理装
置）１３に入力される。回転同期信号検出センサ７の信
号は、コンピュータ４の波形整形回路１４を経てＣＰＬ
Ｊｌ３に入力される。

ＣＰＬＪｌ　３はＲＡＭ１５．８０Ｍ１６を備エテイる
。ＣＰＵ１３の制御信号は駆動回路１７を介して燃料噴
射弁３に入力される。

上記のような計測装置による吸気管圧力の計測方法を、
第１図の動作説明図によって説明する。

第１図において横軸は時間を示し、縦軸は上から順に、
タイミング信号、吸気管圧力、エンジン回転数を示す。

４気筒４ザイクル・エンジンの吸気弁の開閉周期はクラ
ンク角で１８０°であるから、吸気管圧力の脈動周期の
１／２の周期でリンブリングするため、この実施例では
クランク角９０”毎に発生するクランク角信号を吸気管
圧力抽出のタイミング信号として用いる。クランク角信
号を出力する回転同期信号検出センサ７としては、例え
ばクランク角瓜位置センサを用いる。

エンジンの運転状態に応じて平均化に供するサンプリン
グ・データの個数を変えて計算するため、この実施例で
はエンジン回転数を３区間に分け、区間Ａは２００ＯＲ
ＰＭ以下、区間Ｂは２０００〜４０００ＰＰＭ、区間Ｃ
は４０００ＰＰＭ以上とし、コンピュータ４に判定値Ｉ
＝２０００ＲＰＭ、判定値１［＝４００ＯＲＰＭを記憶
させでおく。

吸気管圧力の平均化に供するサンプリング・データの個
数は、区間Ａで２個、区間Ｂで４個、区間Ｃで６個とす
る。このようにエンジン回転数に応じて異なる個数のサ
ンプリング・データを平均することにより、吸気管圧力
のＨ１測値を得る。すなわら 区間Δ・・・ＰＭ＝１／２　　（Ｐ・＋Ｐト、）区間Ｂ
・・・ＰＭ＝１／４　　（Ｐ・＋Ｐｉ−１＋Ｐｉ−２＋
Ｐｉ−３） 区間Ｃ・・・ＰＭ＝１／６　　（Ｐ、＋Ｐ、−１十・・
・・・・・・・＋Ｐ、、、５＞ 第４図は上記の計測方法のフロー・チャートである。ス
テップＳ１でタイミング信口が入ったか否かを判断し、
このタイミング信号に応じてステップＳ２で吸気管圧力
データを取り込み、Ｐｉ（ただしｉ＝１〜６）に入れる
。

ステップＳ３でエンジン回転数が判定値■より大きいか
否かを判断する。ステップＳ３でＮＯのとき、ステップ
Ｓ４でサンプリング・データ２個の平均を計算する。以
下ステップＳ５で１を１個増やし、ステップＳ６でｉが
６を超えない間は、ステップ＄７を経ないでサンプリン
グ・データ２個の平均計算を繰り返す。

ステップＳ３でエンジン回転数が判定値ＩＪζり大きい
とき、さらにステップＳ８でこの回転数が判定値■より
大きいか否かを判断する。ステップＳ８でＮｏのとき、
ステップＳ９でサンプリング・データ４個の平均を計算
する。以下ステップＳ５以降を経てサンプリング・デー
タ４個の平均計等を繰り返ず。

ステップＳ８でエンジン回転数が判定値■より大きいと
き、ステップ８１０でサンプリング・データ６個の平均
を計算する。以下ステップＳ５以降を経てサンプリング
・データ６個の平均計算を繰り返す。

なお上記した例では、ステップＳ６およびＳ７で継続し
た６個のサンプリング・データを常時記憶するように構
成され、この場合例えば７個目のサンプリング・データ
はＰｌを書きかえることでなされる。したがって平均化
処理はＰｌとＰ６との間でなされるように構成されてお
り、これは４個または２個のデータで平均化する場合も
同様の手当がなされている。

このように３段階のエンジン回転数に応じて、サンプリ
ング・データの個数を変えて吸気管圧力の相加平均を求
めることにより、第７図に示すにうな高回転時における
タイミング信号のずれによる影響がな（なり、誤差の少
ない吸気管圧力の計測値が得られる。このような計測値
に基づいて燃料噴射弁の作動制御を行なうことにより正
確な燃料制御が可能となる。

さらにエンジンの高負荷に対応する圧力の判定条件を判
別値として設定し、またエンジンの過渡運転状態に対応
する圧力の変化率を同じく判別値として設定しておけば
、高負荷時はサンプリング・データ数を増やして計測値
の精度を上げ、また過渡時は定常時よりサンプリング・
データ数を減して応答性の遅れがでないようにすること
ができる。計測方法および平均化処理は回転数で平均化
に供するデータ個数を増減させる場合とほぼ同様である
から説明は省略する。

別の実施例として、火花点火式エンジンの場合は、イグ
ニッション・コイル−次側から発生される点火−次信号
を回転同期信号としてもよい。点火−次信号検出時の割
込み処理内での処理ルーチンを第５図に示す。ステップ
Ｓ１１で点火−次信号に対する今回検出時の時刻と前回
検出時の時刻の差すなわら脈動周期Ｔを計終して記憶す
る。第６図は点火−次信号を使用した場合の吸気管圧力
の４測方法のフロー・チャートを示す。ステップ３１２
で点火−次信号検出時であれば、ステップＳ１４で圧力
データを取り込み、ステップＳ１５で″ｌｌ均計算を行
なう。ステップＳ１２でＮｏのとき、ステップ８１３で
前回検出からＴ／２以上時間が経過したか判断し、Ｙｅ
Ｓのとき、ステップＳ１４．Ｓ１５を実行する。この実
施例において圧力データをステップ３１４で取り込み、
ステップＳ１５で平均化する手順は、第１実施例の圧力
データの取込みステップＳ２以降の手順と同様である。

（発明の効果） この発明は以上説明したような構成の吸気管圧力の計測
装置であるから、エンジンの運転状態にかかわらず吸気
管圧力の脈動の影響を除去することができ、正確な吸気
管圧力のＪ１測値が得られ、このような吸気管圧力に基
づいて燃料噴射弁の作動制御を行なうことにより正確な
燃料制御が可能となる。また吸気管圧力の過渡時におけ
る応答性の遅れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の作用説明図、第２図はこの
発明を適用した燃料噴射装置の構成図、第３図はコンピ
ュータ・ブロック図、第４図は実施例のフＯ−・チャー
ト、第５図は別の実施例の点火−次信号の処理ルーチン
、第６図は同じく別の実施例のフロー・チャート、第７
図ないし第９図は従来の問題点の説明図を示す。 １・・・４気ｆｍ４サイクル・エンジン（内燃機関）２
・・・スロットル・バルブ ３・・・燃料噴射弁　　　　４・・・コンピュータ５・
・・吸気圧センサ ７・・・回転同期信号検出センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関の回転に対応する同期信号を検出する回転周
   期信号検出センサと、吸気管圧力を検出する吸気圧セン
   サと、前記周期信号に基づき脈動周期の１／２の周期で
   サンプリングした吸気管圧力データを、内燃機関の運転
   状態に応じてサンプリング・データの個数を変えて平均
   することにより吸気管圧力の計測値を計算するコンピュ
   ータとを有する吸気管圧力の計測装置。