JPH01501077A - 内燃機関の燃料量の電子的測定方法 - 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】 内燃機関の燃料量の電子的測定方法 従来技術 内燃機関の排ガスの最高許容有害含有成分に対してなされる益々高められる法律 上の要求に基づき、しかも自動車の乗心地の改良の観点からも、種々異なる機関 （エンジン）パラメータの制御のための電子的制御装置が益々頻繁に用いられる 。例えば所要燃料を電子的に、吸込まれた空気量又は空気質量又は吸気管内圧力 および回転数から算出し、次いで噴射装置を相応の制御信号で制御することが公 知である。全負荷動作中は機関の吸込行程によシ空気量−質童（流）信号ひいて は負荷信号（これは噴射時間又は燃料量の形で生起し得る）の次のような大きな 脈動的変化が生じる即ち有害排出物増大を惹起する混合気組成の不都合な変動を 来たすような大きな脈動的変化が部分的に生じる。

内燃機関の無負荷運転の際、殊に無負荷運転中のエンジンブレーキ動作のとき、 空気量検出ないし回転数検出、ないし回転数検出、噴射時点とトルク送出時期と の間の位相ずれが同様に屡々不都合な影＃を及ぼすことが認められる。

内燃機関の無負荷動作中不安定性が生じ、エンジンブレーキ動作中はノンキング 現象が生じる。

西ａ特許出願公開第２４５５４８２号公報から公知の信号生成装置では当該信号 から電子的制御装置にて燃料調量用の制御信号を作る信号が生成される。制御装 置にて入力信号として用いられる、機関回転数及び吸込まれた空気質量の信号が 、ローパス特性を有する平滑装置に供給せしめられて、場合によシ存在する交流 電圧成分（これは操作外の影響に基づき生じ得る）るので、すなわち機関の変化 する状態には適合されないので、装置は必ずしも全く満足に動作するとは限らな い。就中、急激な負荷変化の際燃料調量動作においてフィルタに藁屑する遅延が 生じる。

本発明のＩｉｌ！題とするところは上述のような不都合なフィルタ装置の影響な いし作用を、完全には除去し得ないとしても減少させ得る方法を提供することに ある。

上記課題は主請求範囲の構成要件によシ解決される。

発明の利点 本発明の主請求範囲の特依早項を成す構成要件によシ得られる利点とするところ は可変特性を有するフィルタが用いられることである。更に、制御装置の入力信 号でなく、この入力信号から計算された出力信号がフィルタリングされるのであ る。更に得られる利点とするところは内燃機関の定常的又は単定常的動作中フィ ルタ特性が、少なくとも２次元の特性領域から導出され、それによシフィルタ作 用を機関の動作領域に適合させ得ることにある。

本発明のさらに別の利点は従属請求項に記載された手段、及び以降の記載内容か ら明らかである。

図面 第１図は電子的制御装置のブロック構成を人、出力信号と共に示し、第２図は絞 シ弁位置発信器信号の１次微分（導関数）と、フィルタ特性との関係を示す特性 図、第６図は異なるフィルタ特性の複数領域に分けられた１つの２次元特性領域 を示し、第４図は１つの出力信号を中心として位置する不感領域の例を示す説明 図、第５図は第２図の特性を有する装置のブロック接続図、第６図は特性領域か らフィルタ特性を決定する動作の流れ図、第７図はｄＤＫ／ｄｔ、からフィルタ 特性を決定する動作の流れ図である。

実施例の説明 第１図中１０は電子制御装置を示し、この装置には一連の入力量が供給される。

１１は絞シ弁位置発信器の信号、１２は空気質量センサの信号（以下空気質量と 空気量は同義に用いられる、それというのは空気量　。

がら空気質量を計算することが当業者には公知であるからである）であシ、上記 センサは熱線空気質量センサ、せき止め板方式により動作するセンサ、又は圧力 センサであり得る。入力側１３を介しては回転数信号ｎが供給され、１４は別の 信号、例えば機関温度、燃料温度、ノッキング信号、ラムダセンサ信号を示す。

１５を介しては車両の速度に比例する信号ｖＦ２が制御装置へ供給される。

制御装置１０においては各入力信号から多数の出力へ号が計算され生成される。

１６は燃料の噴射弁の制御信号用出力側を示し、１７は点火パルス用の出力側、 １８はさらにほかの信号用の出力側を示す。

第２図のダイヤグラムでは横座標に絞シ弁位置発信器信号の時間微分値−ｄ　／ ｄｔ、縦座標にはフィルタ特Ｋ 性（値）が示しである。零点位置２０の周シに（を中心として）不感領域２１が 存在し、この領域にはフィルタ特性（値）２２が対応づけられている。この領域 につづいているのはｄＤＫ／ｄｔの正の値に対する可変のフィルタ特性２３、ｄ 　／ｄｔの負の値に対する一定のクイＫ ルタ特性（値）２４である。内燃機関の作動の際第２図から明かたように下記の 動作が行なわれる。

即ち、絞シ弁位置のわずかな変動、例えば全負荷作動甲虫じるようなそのような わずかな変動の場合、絞シ弁位置発信器信号は不感領域２１内にとどまる。その 場合燃料制量信号は強い減衰作用をするフィルタによってフィルタリングされる 。大抵の場合、燃料調量信号は噴射時間に相応し、この噴射時間はやはり同様に フィルタリングされる。このフィルタリングにより、障害作用をする吸込ストロ ークの作用影響が除去される。絞シ弁の急激な開放（正のｄ　／６ｔ）の際は燃 Ｋ 料調量信号の減衰が行なわれるのかも（Ｃや好ましくなる。従って、仁の場合に おいて、ｄ　／ｄｔに依存すＫ るフィルタ特性２３が選定される。第２図は２３によりｄ　／ｄｔとフィルタ特 性との部分的直線関係を示Ｋ し、いずれの任意の関係性をも実現できる。最適の手段はケースｌクイケースで 実験的にめられ得る。絞シ弁の急激な閉鎖（これはｄ　／ｄｔの負の値に相応す Ｋ る）の場合はフィルタ特性値２４はその値の大きさの点で、２２におけるものよ り小で、かつ２３にて選定された値よシ大である。そのような特性によシ、冒頭 に述べた問題が補償され得る。２５で示された２重矢印の表わしているのはフィ ルタ特性が、内燃機関の動作パラメータ、例えば機関パラメータにも依存し得る ことである。

第３図は絞シ弁位置発信器が設けられていない場合に対する、方法実施例を示す 。横座標には機関回転数ｎが、また縦座標には負荷信号（例えば基本噴射期間、 吸込管内の圧力、回転数に対する吸込まれた空気質量流、燃料量）が示されてい る。ほかのパラメータも可能である。各軸を５つの領域に分けると、作動状態に 依存するフィルタ特性の選択のための十分精細な網状パターン表示がもら得られ る。その場合３０は全負荷に相応し、３２は部分負荷に相応し、３１は無負荷に 相応する。方法過程は次のように行なわれる。

動作状態に応じて、特性領域から当該状態にとって最も好適なフィルタ特性がめ られ、この特性によシ、基本噴射時間をなす負荷信号がフィルタリングされる。

第４図には本発明の方法を実施する別の態様例が示しである。横座標には時間ｔ 、縦座標には噴射さるべき燃料量を表わす量として基本噴射期間ｔＬが示しであ る。４０で示された実線は基本噴射信号ｔＬの時間的経過、破線４１は４０を中 心として位置する不感領域を表わす。時点４３にて急激な負荷変化が行なわれそ れによりカーブ４０の著しい屈曲度を有する経過が生ぜしめられる。４２はカー ブ４０に相応するフィルタリングされた信号の経過を示す。時点４３にて上記経 過はフィルタの減衰作用に基づきカーブ４０に追従するのに偏差が益々大になっ ていき、不感領域を表わす上方カーブ４１と交差する。不感領域のところを脱す ると、フィルタ特性の切換えが行なわれ、それに基づき４４で表わされたカーブ に相応する信号経過が生じる。カーブ４４が点４５にて不感領域の境界（限界） 部と立下シの際交差すると、再びよシ一層強い減衰作用をするフィルタに切換え られ、それにより、４６で示す経過が生じる。

第５図は内燃機関の作動状態へのフィルタ特性を適合させる既述の６つの手法の 含まれている方法ステップのブロック接続図である。５１は微分装置を示し、こ の微分装置には絞シ弁位置発信器の信号が供給される。５１で示す装置は装置５ ３に接続されておシ、この装置の出力側はスイッチ５４と接続されている。

装置５１の出力側は同時に、スイッチ５４の位置を制御する限界値数５２と接続 されている。スイッチ５４によシ、装置５３の出力側又は特性領域部５０の出力 側が第１フイルタ装置５５に接続される。特性領域部５０には回転数、基本噴射 時間、車両速度、無負荷インジケータの各信号が供給される。基本噴射時間は同 時に第１フイルタ装置５５と、ウィンドウコンパレータ５６と、第２フイルタ装 置５７とに供給される。

上記ウィンドウコンパレータは第１フイルタ装置５５及び第２フイルタ装置５１ の出力信号に依存してスイッチ５８（このスイッチには上記ウィンドウコンパレ ータは作用結合路５９を介して接続されている）の位置を制御する。スイッチ５ ８によシ、５５又は５７の出力側が、詳細には示されていない増幅装置と接続さ れ、この増幅装置からは調整装置の制御のための信号が送出される。第５図の装 置は次のように動作する。

ダイナミック動作中、信号ｄ　／ｄｔが所定の限界Ｋ 値を越えると、装置５２により次のようなスイッチ５４のスイッチ位置が生ぜし められる、即ち、装置５３の出力側がフィルタ装置５５と接続されるようなスイ ッチ位置が生せしめられる。その際５５の特性は５３の信号に相応して調整され る。５２にて設定可能な限界値を越えない場合、スイッチ５４によシ特性領酸部 ５０はフィルタ装置５５と接続される。この定常的又は準定常的動作中フィルタ ５５にて特性領域に従って特性が調整される。フィルタ５５には燃料量基本信号 が、また実施例の場合基本噴射時間ｔＬが供給される。その際フィルタの出力側 にはフィルタリングされた信号が現われる。ウィンドウコンパレータ５５ではフ ィルタリングされた出力信号が、基本信号を中心として位置する不感領域内にあ るか外にあるかがチェックされる。

不感領域内にある場合には作用結合路５９によシ、５５の出力側を詳細には示し てない増幅素子と接続する、スイッチ５８の位置が生ぜしめられる。５６にて、 フィルタリングされた信号が不感領域を脱したことが検出されると、スイッチ５ ８はフィルタ５７の出力側と接続される。このような事態は大きな負荷変化の除 虫じる。第４図から明かなように、点４３に属する時点にてフィルタ５７が作用 する。要するに定常状態にてフィルタリングは特性領域部５０に従って行なわれ 、ダイナミック状態ではブロック５１．５３に従って行なわれる。ダイナミック 動作中でも、定常動作中でもブロック５５〜５７は作用する。

第６図は内燃機関の所定のパラメータからフィルタ特性を決定するためのフロー チャートを示す。６０では回転数のパラメータが入力される。６１では負荷のパ ラメータが６２ではそのパラメータに相応するフィルタ特性が定められる。回転 数と負荷のパラメータのほかに入力量として他の機関パラメータも可能である。

第７図のフローチャートは第５図の装置構成に従ってブロック７１では微分商の 値が零よυ大又は小であるかが質問走査される。微分商が零より犬である場合、 プログラムはブロック７２のほうに分岐し、零よシ小である場合はブロック７３ のほうへの分岐をする。判別ブロック７２では微分商が正の定数より犬であるか 否かがチェックされる。正の定数より犬である場合は７４ではフィルタ特性は微 分商の大きさに伍存して選定される。正の定数より小である場合は７５において フィルタ定数Ｃ２は次のように選定される、即ちフィルタ定数０１より犬である ように選定される。判別ブロック７１にて微分商が零より小又は等しいと、判別 ブロック７３では所定の下方の限界値よシ小であるか否かがチェックされる。所 定の下限値より小である場合、７６でばＣ１より大のフィルタ特性が、微分商の 大きさに依存して決定される。微分商が下限値よシ犬の場合、７１では大きさＣ ２のフィルタ特性が定められる。ブロック７４〜７７からのプログラムは同じ個 所に現われて、１８にて継続される。７８では基本噴射時間ｔＬと、方法過程の 経過にてめられたフィルタ特性とに依存して、フィルタリングされた噴射時間ｔ ＬＦがめられる。判別ブロック７９では７８に計算された噴射時間が上方又は下 方に向って、基本噴射時間ｔＬヲ中心として設定された不感時間外に出るか否か がチェックされる。不感領域を脱すると、ブロック８０にて、それ、まで有効で あったフィルタ特性値から、変化されたフィルタ特性値がめられる。このフィル タ特性により一般に、比較的小さな減衰度を有するフィルタが得られる。このフ ィルタ特性から８１にて新たな噴射時間ｔＬＦが形成される。時間ｔＬＦが不感 領域外に出ていない場合には８２にて、上記噴射時間の最後にめられた値が維持 され、増幅素子に供給される。

ブロック８１．８２からはプログラムが当該プログラム部分の終りヘジャンプす る。

上記方法過程の対象構成の実現はアナログ又はデジタル的１て行なわれ得る。第 ５図のブロック接続図の構成もフローチャートの構成もアナログ技術で実現され てもよいし、デジタルプログラムとして構成されてもよい。どのような実現形態 を当業者が用いるかは当業者にとって利用可能な手段に依存する。他の口約構成 の場合はアナログフィルタが用いられ得、マイクロプロセッサ制御装置の場合は デジタルフィルタアルゴリズムが設けられ得る。一方又は他方の手段の実現形態 について詳述することは本発明の枠を越えるものであって、一般周知のものとし て前提にされ得る。

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Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関において電子的制御装置を用いて内燃機関の動作パラメータに依存 するフイルタリングされた出力信号を生成する方法において、当該フイルタのフ イルタ特性が動作パラメータに依存して可変であることを特徴とするフイルタリ ングされた出力信号の生成方法。
2. ２．上記出力信号は噴射さるべき燃料量および／又は噴射時間である請求項１記 載の方法。
3. ３．負荷変化の際フイルタ特性が可変である請求項１又は２記載の方法。
4. ４．負荷変化の際フイルタ特性が弱められる請求項１から３までのいずれか１項 又は複数項記載の方法。
5. ５．負荷変化に対する信号が、絞り弁発信器信号の時間１次導関数から導出され るように構成されている請求項１から４までのいずれか１項又は複数項記載の方 法。
6. ６．第１限界値より小である負の負荷変化信号に対して、一定の弱い減衰度を有 するフイルタが用いられる請求項５記載の方法。
7. ７．第２の正の限界値より大の正の負荷変化信号に対して、弱い減衰度を有する フイルタが用いられる請求項５記載の方法。
8. ８．負荷変化信号増大と共にフイルタ作用が直線的に減少するように構成されて いる請求項７記載の方法。
9. ９．フイルタ特性が負荷信号の増大と共に選択可能な関数に従つて減少する請求 項７記載の方法。
10. １０．第１の負の限界値より大でかつ第２の正の限界値より小である負荷変化信 号に対して強いフイルタ特性を有するフイルタが用いられる請求項１から３まで のいずれか１項記載の方法。
11. １１．フイルタ特性は少なくとも２次元の特性領域から取出されるように構成さ れている請求項１記載の方法。
12. １２．上記特性領域は少なくとも回転数と負荷のパラメータを有する請求項１１ 記載の方法。
13. １３．フイルタ作用は例えば内燃機関の定常動作中当該特性領域から導出される 請求項１１記載の方法。
14. １４．フイルタ特性の決定のため当該特性領域および／又は負荷変化信号が用い られる請求項１１から１３までのいずれか１項又は複数項記載の方法。
15. １５．フイルタ特性は車両速度に依存している請求項１記載の方法。
16. １６．車両速度０の際弱い特性を有するフイルタが用いられる請求項１５記載の 方法。
17. １７．内燃機関が所定の持続時間より長く無負荷領域にて作動される場合フイル タ作用は可変である請求項１記載の方法。
18. １８．フイルクリングされてない出力信号を取囲む不感領域を用いる方法におい てフイルタリングされた出力信号が不感領域を脱するとフィルタ特性は可変であ る請求項１記載の方法。