JPH02267345A - 過給装置付内燃機関の吸入空気量測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、過給装置付内燃機関の吸入空気量測定装置に
係り、特に過給装置より上流側の吸気通路に設けられ吸
気の流れ方向を識別不能な空気量検出手段よりの検出値
より吸入空気量を７ＩＩｌｌ定する型式の吸入空気量測
定装置に係る。

［従来の技術］ 過給装置を有する内燃機関に於ては、過給状態時より急
減速が行われると、過給装置の応答遅れによりスロット
ル弁が閉じられた後も暫くの間過給が行われ、このため
過給装置より下流側の吸気通路の圧力が上昇し、これに
より吸気が過給装置より上流側へ逆流するようになり、
そしてこの逆流吸気は再び過給装置により吸引され、こ
れが繰返されることにより吸気脈動現象が２．３秒間に
亘って発生するようになる。

空気量検出装置が熱線式吸入空気量センサの如く、吸気
の流れ方向を識別することができない型式のものである
と、上述の如き吸気脈動期間中は吸入空気量を正しく計
測することができなくなる。

上述の如き不具合に鑑み、空気量検出手段により検出さ
れる吸入空気量の変化から吸気の流れ方向が反転したこ
とを見出し、正流時の流量から逆流時の流量を減算する
ことにより正味吸入空気量を算出することが既に提案さ
れており、これは例えば特開昭５９〜１４８８２１号公
報に示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 正味吸入空気量の測定のためには、吸気の流れ方向が反
転する時点として吸気の逆流開始時と逆流終了時、即ち
正流開始時とを各々検出する必要があり、従来の測定装
置に於ては、その各々を吸気脈動の各周期毎に空気量検
出手段により検出される吸入空気量の変化から見出して
いる。吸気脈動の振幅が比較的大きければ、吸気流れ方
向の反転時点は吸入空気量の変化より全て比較的正確に
見出されるが、しかし過給装置の応答遅れに起因する減
速時の吸気脈動は減速後の時間の経過と共に吸気脈動が
減衰するため、この場合には上述の如き測定装置では吸
気流れ方向の反転時点の全てが必ずしも正確に検出され
ず、このため正味注入空気量が正しく算出されないこと
がある。

また上述の如き従来の正味吸入空気量測定装置に於ては
、吸入空気の流れが反転する全ての時点を吸入空気量の
変化より検出しなければならないため、この検出を行う
コンピュータのプログラムのワード数が増大すると云う
不具合がある。

本発明は、過給装置の応答遅れに起因する減速時の吸気
脈動時の吸入空気量を正しく計測することができる吸入
空気量測定装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、過給装置より上流
側の吸気通路に設けられた空気量検出手段よりの検出値
より吸入空気量を測定する吸入空気量測定装置に於て、
内燃機関の減速開始後に於て前記空気量検出手段により
検出された吸入空気量が最初に減少変化より増大変化へ
変遷する時点を検出する変遷時点検出手段と、前記空気
量検出手段により検出される吸入空気量の変化から吸入
空気の流れが逆流状態より正流状態へ反転した時点を検
出する流れ方向反転時点検出手段と、前記変遷時点検出
手段により検出された変遷時点を起算時点として吸気系
諸元に応じて予め定められる減速時吸気脈動の周期をも
とに吸入空気の流れが正流状態より逆流状態へ反転した
時点を判別する流れ方向反転時点判別手段と、前記変遷
時点検出手段と前記流れ方向反転時点検出手段と前記流
れ方向反転時点判別手段の各々により見出される時点を
もとに減速時吸気脈動の一周期毎に流れ方向反転時点ま
での吸入空気量の積算値と流れ方向反転時点後の吸入空
気量の積算値とを求める積算手段と、前記減速時吸気脈
動の一周期終了時毎に前記積算手段により積算された流
れ方向反転時点までの吸入空気量の積算値と流れ方向反
転時点後の吸入空気量の積算値との差より正味吸入空気
量を算出する正味吸入空気量算出手段とを有する過給装
置付内燃機関の吸入空気量測定装置によって達成される
。

［発明の作用及び効果コ 本発明による吸入空気ｆｆｉδ−１定装置に於ては、過
給装置の応答遅れに起因する減速時の吸気脈動の周期は
機関回転数に依存せずに吸気通路の空気入口端からスロ
ットル弁までの吸気通路空間の諸元（長さ、容積、断面
積）により一義的に決まることに着目し、吸気系諸元に
応じて予め定められる減速時吸気脈動の周期より吸入空
気の流れが正流状態より逆流状態へ変化する時点を見出
すようになっており、このため本発明に於ては、正味吸
入空気量の算出のために吸気の流れ方向が反転する時点
を吸入空気量の変化より検出する必要があるのは吸気の
流れが逆流状態より正流状態へ反転する時点のみでよく
なる。このことから正味吸入空気量の計測のために必要
とされる吸入空気量の変化よりの検出項目は最初に吸入
空気が逆流し始めた時点と吸入空気の流れが正流状態よ
り逆流状態へ反転する時点のみになる。これにより吸気
脈動が時間の経過と共に減衰してその振幅が小さくなっ
ても正味吸入空気量が正しく計測される度合が従来のも
のに比して向上するようになり、その計測値の信頼性が
向上するようになる。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による吸入空気量測定装置を用いられる
過給装置付内燃機関の一つの実施例を示している。第１
図に於て、１０は内燃機関本体を、１２は吸気ポートを
、１４は排気ボートを、１６は燃料インジェクタを、１
８はサージタンクを、２０はスロットル弁を、２２は過
給装置、特にそのコンプレッサ部分を、２４は過給装置
２２より上流側の吸気通路２６に設けられた熱線式空気
量センサを、２８はエアクリーナを各々示している。

燃料インジェクタ１６による燃料噴射量の制御はマイク
ロコンピュータを含む電子制御装置３０により行われる
ようになっている。電子制御装置３０は、−膜内構造の
熱線式空気量センサ２４より吸入空気量に関する情報を
、機関回転数センサ３２より機関回転数に関する情報を
、スロットルスイッチ３４よりスロットル弁２０がアイ
ドル開度位置にあるか否かに関する情報を各々与えられ
、これら情報に従って燃料インジェクタ１６による燃料
噴射量を制御するようになっている。

電子制御装置３０は第２図に示されている如き本発明に
よる吸入空気量測定装置４０を含んでいる。

吸入空気量測定装置４０は、変遷時点検出手段４２と、
流れ方向反転時点検出手段４４と、流れ方向反転時点判
別手段４６と、積算手段４８と、正味吸入空気量算出手
段５０とを有している。

変遷時点検出手段４２は、スロットルスイッチ３４によ
ってスロットル弁２０がアイドル開度位置にあると検出
され且機関回転数センサ３２により機関回転数が所定値
以上であると検出された時には減速時とみなし、減速開
始後に於て熱線式空気量センサ２４により検出される吸
入空気量が最初に減少変化より増大変化へ変遷する時点
、即ち第３図にてＡ時点を検出するようになっている。

流れ方向反転時点検出手段４４は、熱線式空気量センサ
２４により検出される吸入空気量の変化から吸入空気の
流れが逆流状態より正流状態へ反転する時点、即ち第３
図に於けるＢ時点を検出するようになっている。

流れ方向反転時点判別手段４６は、変遷時点検出手段４
２により検出された変遷時点Ａを起算時点として、吸気
系諸元、即ち吸気通路の空気入口端であるエアクリーナ
２８からスロットル弁２゜までの吸気通路の空間諸元（
長さ、容積、断面積）により一義的に決まる予め定めら
れた減速時吸気脈動の周期Ｔをもとに、吸入空気の流れ
が次に正流状態より逆流状態へ反転する時点、即ち第３
図にてＣ時点を検出するようになっている。

積算手段４８は、変遷時点検出手段４２により検出され
るＡ時点と流れ方向反転時点検出手段４４により検出さ
れるＢ時点と流れ方向反転時点検出手段４６により判別
されるＣ時点をもとに、減速時吸気脈動の一周期毎に流
れ方向反転時点までの吸入空気量の積算値Ｎ　Ｇ゛、即
ちＡ時点或いはＣ時点よりＢ時点までの逆流状態時の吸
入空気量の積算値ＮＧと、流れ方向反転時点後の吸入空
気量の積算値ＰＣ，即ちＢ時点よりＣ時点までの正流状
態時の吸入空気量の積算値ＰＧとを求めるようになって
いる。

正味吸入空気量算出手段５０は、減速時吸気脈動の一周
期終了時毎に積算手段４８により積算された流れ方向反
転時点までの吸入空気量の積算値ＮＧと流れ方向反転時
点後の吸入空気量の積算値ＰＧとの差により、正味吸入
空気ｆｆ１ｃＧを算出するようになっている。この正味
吸入空気ｆｆ１ｃＧに関する情報は燃料インジェクタ１
６による燃料噴対量を制御するためにその制御回路へ出
力される。

第４図は上述の如き構成より吸入空気量測定装置による
吸入空気量測定ルーチンを示している。

第４図に示された吸入空気ｆｆ１ｃＪ定ルーチンは所定
時間毎の割込ルーチンとして実行され、最初のステップ
１０に於ては、熱線式空気量センサ２４よりの情報より
空気ｆｆ１Ｇを測定することが行われる。熱線式空気量
センサ２４は吸気の流れ方向を識別することができない
から、熱線式空気量センサ２４により検出される空気ｆ
ｆ１Ｇは正流状態の空気量と逆流状態の空気量とを含ん
でいる。

ステップ１０の次はステップ２０へ進み、ステップ２０
に於ては、逆流補正ロジック演算中であることを示すフ
ラッグＦが１であるか否かの判別が行われる。Ｆ−１で
ある時、即ち演算中である時はステップ８０へ進み、そ
うでない時はステップ３０へ進む。

ステップ３０に於ては、スロットルスイッチ３４よりの
情報と機関回転数センサ３２よりの情報をもとに、減速
状態であるか否かの判別が行われる。減速状態である時
はステップ４０へ進み、そうでない時はステップ５０へ
進む。

ステップ４０に於ては、現在の空気ｆｆ１Ｇが減速開始
後の最小値Ｇ　ｓｉｎより小さいか否かの判別が行われ
る。Ｑ　＜　Ｇ　１ｎである時は尚も空気ｆｆ１Ｇが減
少している時であってこの時はステップ５０へ進み、そ
うでない時、即ち空気ｆｆ１Ｇが減少変化より増大変化
へ変遷した時にはステップ６ｏへ進む。

ステップ５０に於ては、現在の空気ｍＧを新たに最小値
Ｇ　ｍｉｎとすることが行われる。

ステップ６０に於ては、現在の空気ｍＧと減速後の最初
の最小値Ｇ　ｉｌｎとの差がΔＧより大きくなったか否
かの判別が行われる。Ｇ−Ｇｍｌｎ＞ΔＧである時は変
速後に於て空気ｆｆ１Ｇが明らかに最初に減少変化より
増大変化へ変遷した時点、即ちＡ時点であるとしてステ
ップ７０へ進む。

ステップ７０に於ては、フラッグＦを１とし、カウンタ
を０にリセットし、これのアップカウントを開始するこ
とが行われる。

ステップ８０は、ステップ７ｏにてフラッグＦが１であ
ると判別された時に実行され、ステップ８０に於ては、
機関回転数センサ３２により検出される機関回転数の変
化より加速状態であるか否かの判別が行われる。加速状
態である時は逆流補正ロジック演算を中止すべくステッ
プ１７０へ進み、そうでない時は逆流補正ロジック演算
の開始のためにステップ９０へ進む。

ステップ９０に於ては、カウンタのカウント値ＣＮＴが
２Ｎ−１に等しいか否かの判別が行われる。２Ｎ−１は
予め定められた減速時吸気脈動の周期Ｔに対応する設定
値であり、ＣＮＴ−２Ｎ−１である時は、第３図に於け
るＣ時点、即ち減速時吸気脈動の一周期終了時点であり
、この時はステップ１８０へ進み、そうでない時、即ち
周期中はステップ１００へ進む。

ステップ１００に於ては、現在の空気ｆｆ１Ｇが最小値
Ｇ　ｍｉｎより小さいか否かの判別が行われる。

Ｃ；　＜　Ｇ　ｍｉｎである時はＡ時点或いはＣ時点よ
りＢ時点になる以前であり、即ち吸気が逆流している時
であり、この時はステップ１１０へ進み、そうでない時
はステップ１３０へ進む。

ステップ１１０に於ては、現在の空気量を新たな最小値
Ｇ　ｓｉｎとすることが行われる。ステップ１１０の次
はステップ１２０へ進む。

ステップ１２０に於ては、逆流時の吸入空気量の積算値
ＧＮの積算（ＮＧ−ＮＧ十Ｇ）が行われる。ステップ１
２０の次はステップ１５０へ進む。

ステップ１３０に於ては、現在の空気ｆｆ１Ｇと最小値
Ｇ　ｓｉｎとの差が所定値ΔＧより大きいが否がの判別
が行われる。Ｇ−Ｇｍｉｎ＞ΔＧである時は吸入空気の
流れが逆流状態より正流状態へ明らかに反転した時点Ｂ
であるとしてステップ１４０へ進み、そうでない時はス
テップ１２０へ進む。

ステップ１４０に於ては、正流時の吸入空気量の積算値
ＰＧの積算（ＰＧ−ＰＧ十Ｇ）が行われる。ステップ１
４０の次はステップ１５０へ進む。

ステップ１５０に於ては、カウンタのカウント値ＣＮＴ
がＯから２Ｎ−１間に於ける、即ち減速時吸気脈動の一
周期中に於ける空気ｆｆ１Ｇの最大値Ｇ２と最小値Ｇ、
とを記憶することが行われる。

ステップ１５０の次はステップ１６０へ進む。

ステップ１６０に於ては、最大値Ｇ２と最小値Ｇ１との
差が所定値Ｇ　ｓｅｔ以下になったか否かの判別が行わ
れる。Ｇ　２−　Ｇ　１　＜　Ｇ　ｓｅｔである時は減
速時吸気脈動が終了したとしてステップ１７０へ進む。

ステップ１７０に於ては、フラッグＦを０にすることが
行われる。

ステップ１８０はＣ時点毎に実行され、ステップ１８０
に於ては、正流時の吸入空気量の積算値ＰＧより逆流時
の吸入空気量の積算値ＧＮを差弓いて正味吸入空気ｆｆ
１ｃＧを算出することが行われる。またステップ１８０
に於ては、カウンタをリセットし、そしてこのカウンタ
のアップカウントを再開始し、更に積算値ＰＧとＮＧを
それぞれ０にリセットすることが行われる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による吸入空気ｍ　ＤＩ定装置を用いら
れる過給装置付き内燃機関の一つの実施例を示す概略構
成図、第２図は本発明による吸入空気Ｑ　ａＰ＋定装置
の一つの実施例を示すブロック線図、第３図は過給装置
付き内燃機関に於ける減速時吸気脈動中に於ける吸入空
気の流れ方向の変化と空気量検出手段により検出される
吸入空気量の変化とスロットル弁の開弁量変化とを示す
タイムチャート、第４図は本発明による吸入空気量測定
装置の吸入空気ｆｆｉ測定ルーチンを示すフローチャー
トである。 １０・・・内燃機関本体、１２・・・吸気ポート、１４
排気ポート、１６・・・燃料インジェクタ、１８・・・
サージタンク、２０・・・スロットル弁、２２・・・過
給装置、２４・・・熱線式空気量センサ、２６・・・吸
気通路。 ２８・・・エアクリーナ、３０・・・電子制御装置、３
２・・・機関回転数センサ、３４・・・スロットルスイ
ッチ４０・・・吸入空気量測定装置、４２・・・変遷時
点検出手段、４４・・・流れ方向反転時点検出手段、４
６・・・流れ方向反転時点判別手段、４８・・・積算手
段、５０・・・正味吸入空気量算出手段 特　　許　　出　　願　　人 代　　　　　理　　　　　人 トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 過給装置より上流側の吸気通路に設けられた空気量検出
   手段よりの検出値より吸入空気量を測定する吸入空気量
   測定装置に於て、内燃機関の減速開始後に於て前記空気
   量検出手段により検出された吸入空気量が最初に減少変
   化より増大変化へ変遷する時点を検出する変遷時点検出
   手段と、前記空気量検出手段により検出される吸入空気
   量の変化から吸入空気の流れが逆流状態より正流状態へ
   反転した時点を検出する流れ方向反転時点検出手段と、
   前記変遷時点検出手段により検出された変遷時点を起算
   時点として吸気系諸元に応じて予め定められる減速時吸
   気脈動の周期をもとに吸入空気の流れが正流状態より逆
   流状態へ反転した時点を判別する流れ方向反転時点判別
   手段と、前記変遷時点検出手段と前記流れ方向反転時点
   検出手段と前記流れ方向反転時点判別手段の各々により
   見出される時点をもとに減速時吸気脈動の一周期毎に流
   れ方向反転時点までの吸入空気量の積算値と流れ方向反
   転時点後の吸入空気量の積算値とを求める積算手段と、
   前記減速時吸気脈動の一周期終了時毎に前記積算手段に
   より積算された流れ方向反転時点までの吸入空気量の積
   算値と流れ方向反転時点後の吸入空気量の積算値との差
   より正味吸入空気量を算出する正味吸入空気量算出手段
   とを有する過給装置付内燃機関の吸入空気量測定装置。