JPH01271647A - エンジンの吸気量検出装置 - 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】 （！１業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸気量検出装置に関するものであ
る。

（従来技術） 例えばマスフロ一方式を採用した電子制御燃料噴射シス
テムでは、通常エアフロメータと呼ばれる吸気量計測装
置で計測された吸入空気量の計測値に応じて燃料噴射量
を決定するようになっている。

上記吸気量計測装置の計測値は、一般に電位差□　信号
等電気信号の形で示され、所定の周期の割り込み動作で
燃料噴射量制御のためのエンジンコントロールユニット
内に読み込まれ、その平均値が上記燃料噴射量の演算に
使用される。

ところで、上記エンジンコントロールユニットでは、例
えば当該エンジンのクランク角信号（１パルス／室回転
）に同期して他のサブルーチン（例えば燃料噴射制御）
の処理動作をも行うため、そのような場合には上記吸気
量計測値の読み込みりイミノジが、上記サブルーチンの
終了まで遅れることになる。このため、上記吸気系の吸
気脈動と上記吸気量計測値とが一致するような条件の下
では結局正確な吸気量の平均値を得ることができないこ
とになり、エンジン空燃比（Ａ／Ｆ）のオーバリーン状
態やオーバリッヂ状態が懸念されるようになる問題があ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたものであって、エンジンの吸入空気量を検出する吸
気ｍ検出手段と、該吸気ｍ検出手段の検出値を所定の周
期で読み込み、それらの所定期間内の平均値を演算する
ことによって燃料噴射量制御のための吸入空気ｍとする
吸入空気量演算手段と、該吸入空気量演算手段の上記所
定周期の読み込み動作に対して優先的に割り込み制御を
行う割り込み制御手段とを備えてなる電子制御型エンジ
ンにおいて、上記割り込み制御手段の割り込み制御終了
直後の上記吸気量検出手段の検出値の読み込み値と前周
期において読み込んだ同手段の検出値とに基いて上記割
り込み制御手段の割り込み制御中における本来の検出周
期の読み込み検出値を予測算出する予測演算手段を設け
てなるものである。

（作　用） 上記本発明の構成では、エアフロメータなどの吸入空気
爪検出手段の検出値を所定の読み込み周期で読み込んで
所定期間内の平均値を演算することにより、燃料噴射量
の基礎となる吸入空気量の演算を行うようになっている
。

一方、該吸入空気量の演算動作に優先する所定の割り込
み制御手段が設けられていて、上記吸入空気量の演算動
作に優先した割り込み制御が任意に実行されるが、その
ような場合には予測演算手段が作動して当該割り込み制
御終了直後の吸入空気量検出値と同割り込み制御前の吸
入空気量検出値とから当該割り込み制御中に於ける吸入
空気量検出値を予測して目的とする吸入空気量の平均値
を算出するようになっている。

（発明の効果） 従って、上記本発明の構成によれば、割り込み制御実行
によって本来の吸入空気量読み込み回数が減るようなこ
ともなく、また予測値そのものも割り込み制御前後の直
近値を基にしたものであって略実測値に等しいものと見
なすことができることから上記最終的に演算される吸入
空気ｍも高精度なものとなる。

（実施例） 先ず第１図ないし第３図は、本発明のエンジンのアイド
ル運転時における空燃比制御装置の実施例を示すもので
あり、第１図は同実施例装置の制御システムの概略図、
第２図は、同基本回路図、第３図は同制御システムにお
けるエンジンコントロールユニットの吸気量検出及び空
燃比制御動作を示すフローヂャートである。

先ず最初に、第１図を参照して本発明実施例の上記制御
システムの概略を説明し、その後要部の制御の説明に入
る。

第１図において、先ず符号ｌはエンジン本体であり、吸
入空気はエアクリーナ３０を介して外部より吸入され、
その後エアフロメータ２、スロットルチャンバ３を経て
各シリンダに供給される。

また燃料は燃料ポンプＩ３により燃料タンク１２からエ
ンジン側に供給されてフェーエルインジエクタ５により
噴射されるようになっている。そして、車両走行時等ア
クセルペダル操作時における上記シリンダへの吸入空気
の量は、上記スロットルチャンバ３内に設けられている
スロットル弁６によって制御される。スロットル弁は、
上記アクセルペダルに連動して操作されアイドル運転状
態では、最小開度状態に維持される。そして、該最小（
全閉）開度状態では、アイドルスイッチｓｗｒ。

がＯＮになる。

上記スロットルチャンバ３には、上記スロットル弁６を
バイパスしてバイパス吸気通路７が設けられており、該
バイパス吸気通路７にはアイドル時に於けるエンジン回
転数制御のための吸入空気ｆｆｉ調整手段となる電流制
御型電磁弁Ｃｌ５Ｃバルブ）８が設けられている。従っ
て、アイドル運転状態では、上記エアフロメータ２を経
た吸入空気は、上記バイパス吸気通路７を介して各シリ
ンダに供給されることになり、その供給量は上記電磁弁
８によって調節される。この電磁弁８は、エンジンコン
トロールユニット（以下、ＥＣＵと１８称する）９より
供給される電磁弁制御信号のデユーティ比によってその
開閉状態（弁開度）が制御される。

すなわち、例えばアイドル運転状態の場合、後述するよ
うにマイクロコンピュータにより構成されるＥＣＵ９を
使用して電子的な吸入空気量制御手段を構成し、上記吸
入空気量調整手段である電流制御型電磁弁８を予め設定
された所定のアイドル目標回転数Ｎｏに対応させて設定
した所定の基本制御ｆｆｉ　Ｇ　ａによって制御し、当
該所定の基本制御量ＧＢによって得られるエンジンの実
回転数ＮＥが上記設定アイドル目標回転数Ｎｏと不一致
の場合には、そのときの回転偏差量ΔＮ［並びにエンジ
ン外部負荷ｆｆ１ＥＬ等に応じて上記所定の基本制御量
Ｇａを補正することによって実回転数ＮＥを上記設定さ
れたアイドル目標回転数ＮＯに収束せしめる構成が採用
されている。

そして、この場合上記各種補正量を含めた最終的な電磁
弁制御量（最終制御量）は次のようにして一般的に定め
られる。

最終制御量Ｇ＝Ｇｎ＋ΣＧＬ＋ＧＦ８＋ＧＦＢ拳ＬＲＮ
・・・（１） 但し、ＧＢ：基本制御量 ＧＬ：各種エンジン負荷に対応した負荷補正量 ＧＦ８：回転偏差に基づくフィードバック補正量 Ｑ　ｒａ　−ＬＲＮ：学習補正量 ここで、上記基本制御ｆｆ１ＧＢは一般にエンジンの無
負荷且つ無劣化時における当該エンジン固有の特性値を
基礎にエンジン回転数と冷却水温値とに対応して設定さ
れる。まに１エンジン負荷（例えばエアコン、パワース
テアリング等）に対応した負荷補正１ｉ　Ｇ　Ｌは、そ
れぞれの負荷量ＥＬに応じた固有値として定められ、吸
入空気量増量値として作用する。さらに、フィードバッ
ク補正ｆｆ１ＧＦ８は、実際のエンジン回転数と目標回
転数との偏差量に応じて当該運転状態に応じて任意に定
まるクローズトループ制御時の補正量である。また、学
習補正ＩＩＧＦＢ−ＬＲＮは、学習条件成立下において
、上記フィードバック補正ｆｆ１ＧＦ８の所定サンプリ
ング期間内の平均値に基いて演算される値であり、エン
ジン特性の経年変化の修正やハンチング限界内での制御
応答性の向上、同安定性向上などのためのフィードバッ
ク制御用のｈｒＩ正値として作用する。

すなわち、上記の一般式（上述した吸入空気量調整手段
である電磁弁８のソレノイドを駆動制御する制御信号の
デユーティ比算出式となっている）−から明らかなよう
に、上記最終制御ｆｉＧは、エンジン固有の特性値と冷
却水温によって定められる上記基本制御量ＣＢを中心と
し、負荷量に対応した補正量ＧＬと回転数の偏差量に対
応したフィードバック補正ｆｉｔＧＦＢ％また該フィー
ドバック補正ｆｆｉ　Ｇ　Ｆ８に基いて演算された学習
制御ｆｆ１ＧＦＢ−ＬｎＮまた、符号ｌＯは、例えば排
気通路途中に３元触媒コンバータ（キャタリストコンバ
ータ）１１を備え排気ガス浄化機能を持った排気管を示
している。そして、該排気管１０の上記該排気管ｌＯの
上記３元触媒コンバータ１１の上流部には、排気ガス中
の酸素濃度（Ａ／Ｆ’）を検出するためのＯ。

センサー２Ｋが設けられている。

そして、上記のようなアイドル回転数制御システムに於
ける当該アイドル運転時の空燃比は、電子燃料噴射制御
装置側の空燃比制御システムにおいて、例えば上記エア
フロメータ２の検出出力値ＡＦＳｏを基にして演算され
た吸入空気ｆｌｌＱとエンジン回転数ＮＥとに基いて先
ず基本燃料噴射量Ｔｐを決定する一方、さらに上記０．
センサ２Ｋを用いて実際のエンジン空燃比を検出し、該
検出値と設定された目標空燃比との偏差に応じて上記基
本燃料噴射ｆｉＴｐをフィードバック補正することによ
って常に上記設定空燃比（一般には理論空燃比λ＝１近
傍の値）に維持するようなシステムが従って、該空燃比
のコントロールシステムに於ける最終燃料噴射ｆｆ１Ｔ
の算出式は、次のようになる。

Ｔ＝Ｔｐ−ａ　・（１＋ＫＴｗ＋ＫＡｓ＋ＫＡ！＋　Ｋ
　Ｍ　Ｒ）　　　　　　　・・・・・（２）但し、 Ｔｐ　：基本燃料噴射量 α　　：０．出力に基く空燃比フィードバック補正係数 Ｋｔｗ：水温補正係数 ＫＡＳ：始動時補正係数 ＫＡＩニアイドリング後増量補正係数 ＫＭＲ：空燃比（混合比）増量補正係数一方、符号１４
は、上記エンジン本体１のシリンダヘッド部に設けられ
た点火プラグであり、該点火プラグ１４にはディストリ
ビュータ１７、イグナイタ１８を介して所定の点火電圧
が印加されるようになっており、この点火電圧の印加タ
イミング、すなわち点火時期は上記ＥＣＵ９より上記イ
グナイタ１８に供給される点火時期制御信号Ｉｇｔによ
ってコントロールされる。また、符号１９は、上記エン
ジン本体ｌのシリングブロック部に設けられたノックセ
ンサであり、エンジンのノッキングの発生強度に応じた
電圧出力Ｖｏを出力し、上記ＥＣＵ９に入力する。さら
に、符号２０はブースト圧センサ２０であり、エンジン
負荷に対応したエンジンブースト圧Ｂを検出して上記Ｅ
ＣＵ９に入力する。

上記Ｅ’ＣＵ９は、例えば演算部であるマイクロコンビ
メータ（ＣＰＵ）を中心とし、吸入空気量、点火時期等
制御回路、メモリ（Ｉｔ　ＯＭ及びＲＡＭ）、インタフ
ェース（Ｉｌｏ）回路などを備えて構成されている。そ
して、このＥＣＵ９の上記インターフェース回路には上
述の各検出信号の他に例えば図示しないスタータスイッ
チからのエンジン始動信号（ＥＣＵトリガー）、クラン
ク角センサ１５からのエンジン回転数検出信号ＮＥおよ
びクランク角信号ＳＧＴ、水温サーミスタ１６により検
出されたエンジンの冷却水温度の検出信号ＴＷ％例えば
スロットル開度センサ４により検出されたスロットル開
度検出信号ＴＶＯ，エアフロメータ２によって検出され
た吸入空気量検出信号ＡＩ？’５ｏ（Ｑ）等の通常のエ
ンジンコントロールに必要な各種の検出信号も各々入力
される。

該ＥＣＵ９の制御部の機能を概念化して示すと第２図の
ようになり、各種エンジンコントロール用のメインルー
チン１００に対し、例えば燃料噴射制御用の割り込みル
ーチン２００と吸入空気量演算ルーチン３００との少な
くとも２つのサブルーチンが設けられている。

次に、本実施例の上記ＥＣＵ９によるアイドル運転時の
吸入空気ｍの検出制御について第３図の各フローチャー
トを参照して詳細に説明する。

先ず最初にステップＳ１で上記エアフロメータ２の検出
値ＡＦＳｏを読み込むための読み込みタイマーＴＩＭＥ
の読み込み周期Ｔ　ｉ（Ｔ　ｉ＝　Ｉ　ｍ５ｅｃ）及び
クランク角信号ＳＧＴの値５ＧＦ（ｌ又はＯ）を各々読
み込む。

次に、ステップＳ、に進み、上記読み込みタイマーＴＩ
ＭＥの設定値Ｔｉ＝Ｏ（読み込みタイミング到来）とな
ったか否かを判定する。その結果、ＹＥＳの場合にはス
テップＳ３で吸気量演算用タイマー割り込みフラグＴｉ
ｐの値をＴｉｒ＝１（割り込み実行）にセットするとと
もにステップＳ４で上記読み込みタイマーＴＩＭＥの値
を初期値Ｔｏにセットした上でステップＳ、の判断動作
に進む一方、ＮＯの場合にはそのまま同ステップＳ、の
判断動作に進む。

ステップＳ６では、クランク角信号ＳＧＴの読み込み値
ＳＧＦの値が５ＧＦ＝１であるか否か、すなわち燃料噴
射制御のための割り込みタイミングが到来しているか否
かを判定し、ＹＥＳ（到来）の場合には、ステップＳ６
でクランク角信号ＳＧ′ｒの値をＯにした後ステップＳ
７の割り込みルーチンである燃料噴射制御（第６図す参
照）を実行する。

一方、ＮＯ（未到来）の場合には、他方側ステップＳ、
の方に移って上記割り込みタイマーフラグＴｉＦの値が
１であるか否か、つまり上述したエアフロメータ２の出
力の演算を行い得る状態になっているか否かを判断し、
ＹＥＳの場合には先ずステップＳ、で上述の割り込みタ
イマーフラグＴｉＦの値を０にリセットするとともに更
にステップＳ、。で上記エアフロメータ２の出力の読み
取り値ＡＦ　Ｓ　（ｉ）を上記実際のエアフロメータ出
力ＡＦＳ。

に設定し、その上でステップＳ　ＩＩに進んで上記エア
フロメータ出力の読み取り値ＡＦＳｏに対する第４図、
第５図に示す直線補完（比例配分方式による予測演算）
、Ａ　Ｆ　Ｓ　（ｉ）＝　（（１−Ｔ　ｉ／　Ｔｏ）Ａ
ＦＳ＋、＋ＡＦＳｉ）／（２−（Ｔｉ／Ｔｏ））を行う
。

そして、該直線補完（予測演算）により上記ステップＳ
７の割り込み制御が実行されている間の吸入空気ｆｆｉ
　Ａ　Ｆ　Ｓ　ｉ読み込みタイミング（第６図ａ参照）
における吸入空気ｆｉ　Ａ　Ｆ　Ｓ　ｉを算出した上で
、ステップＳ　１１に進み、該ステップＳａｔで次式に
示すように従来通り所定サンプリング周期（ｉ）内の吸
入空気量Ａ　Ｆ　Ｓ　（ｉ）の平均値ＡＦＳｓを演算し
て最終吸入空気量とする。

ＡＦＳｓ＋＝（ＡＦＳ（ｉ）＋ＡＰＳ（ｉ−＋）＋・・
・Ａ　Ｆ　Ｓ　（ｉ　−ｎ））／　ｉ上記実施例の構成
では、エアフロメータ２の検出値ＡＦＳｏを所定の読み
込み周期Ｔ　ｉ（１ｍ５ｅｃ）で読み込んで当該読み込
み値Ａ　Ｆ　Ｓ　（ｉ）の所定期間（ｉサイクル期間）
内の平均値ＡＦＳｍを演算することにより、燃料噴射量
制御の基礎となる吸入空気量Ｑ（Ｑ＝ＡＦＳａ＋）の演
算を行うようになっている。

一方、該吸入空気ｆｆ１Ｑの演算動作に優先する所定の
割り込み制御手段（ステップＳ７）が設けられていて、
上記吸入空気量Ｑの演算動作に優先した割り込み制御が
任意に実行されるが、そのような場合には予測演算手段
（ステップＳ、〜５ａｔ）が作動して当該割り込み制御
終了直後の吸入空気量検出値ＡＦＳｏと同割り込み制御
前の吸入空気量検出値ＡＦＳｉ−＋とから第４図および
第５図に示したように当該割り込み制御中に於ける吸入
空気量検出値ＡＳＦｉを直線補完により比例配分的に予
測演算して目的とする吸入空気ｍの平均値ＡＦＳ−を算
出するようになっている。

従って、上記割り込み制御実行によって本来の吸入空気
量読み込み回数が減るようなこともなく、また予測値Ａ
ＳＦｉそのものも割り込み制御前後の直近値を基に比例
配分したものであって略実測値に等しいものと見なすこ
とができることから上記最終的に演算される吸入空気ｍ
Ｑも当然高精度なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るエンジンの吸気量検出
装置の制御システム図、第２図は、同装置のコントロー
ル部の基本概念図、第３図は、上記実施例装置の吸気量
検出並びに燃料噴射側″御動作を示すフローチャート、
第４図は、上記実施例におけるエアフロメータ出力の特
性を示すグラフ、第５図は、同実施例における直線補完
動作を示す説明図、第６図は、エアフロメータ出力の読
み込み動作（ａ）と燃料噴射制御動作（ｂ）との関係を
示すタイムチャートである。 ｌ・・・・・エンジン本体 ２・・・・・エアフロメータ ３・・・・・吸気通路 ５・・・・・フューエルインジェクタ ９・・・・・エンジンコントロールユニット１５・・・
・クランク角センサ １００・・・エンジンコントロールメインルーチン ２００・・・燃料噴射割り込みルーチン３００・・・吸
入空気量演算ルーチン （エアフロメータ出力） 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの吸入空気量を検出する吸気量検出手段と
   、該吸気量検出手段の検出値を所定の周期で読み込み、
   それらの所定期間内の平均値を演算することによって燃
   料噴射量制御のための吸入空気量とする吸入空気量演算
   手段と、該吸入空気量演算手段の上記所定周期の読み込
   み動作に対して優先的に割り込み制御を行う割り込み制
   御手段とを備えてなる電子制御型エンジンにおいて、上
   記割り込み制御手段の割り込み制御終了直後の上記吸気
   量検出手段の検出値の読み込み値と前周期において読み
   込んだ同手段の検出値とに基いて上記割り込み制御手段
   の割り込み制御中における本来の検出周期の読み込み検
   出値を予測算出する予測演算手段を設けたことを特徴と
   するエンジンの吸気量検出装置。