JPH02271041A - 内燃機関の吸気温度検出装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の吸気温度検出装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関の燃料供給量を電子制御する装置では、吸気圧
力と吸入空気流量とのいずれか一方と機関回転速度との
組み合わせによって基本燃料供給量を設定したり、可変
制御される吸気系の開口面積と機関回転速度との組み合
わせから基本燃料供給量を設定するものなどがあるが、
熱線式流量計等によって吸入空気の質量流量を直接検出
して基本燃料供給量を設定するもの以外では、吸入空気
の質量流量を求める必要があるために、吸入空気温度（
以下、吸気温度と略す。）を検出するセンサを設け、こ
の吸気温度に基づく空気密度補正を燃料供給量に施すよ
うにしている（実開昭６０−１２０２３９号公報等参照
）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、前述のように吸気温度を検出して燃料供給量
の空気密度補正する場合、吸気温度を検出する温度セン
サを吸気マニホールドの集合部等に配置しているが、過
渡運転時のように吸気温度の変化が急激なときには第４
図に示すようにセンサの応答性が悪いため、良好な空気
密度補正を施すことができず空燃比制御性が悪化すると
いう問題があった。

また、機関が充分に暖められている状態での始動時（ホ
ットリスフート）では、吸気マニホールドの熱を吸気温
度センサが拾ってしまい、第５図に示すように、センサ
の検出信鯨性が悪化するという問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸気温
度を応答性良く、かつ、正確に検出できる検出装置を提
供して、吸入空気の質量流量を直接検出するセンサを備
えない機関の燃料供給制御において、機関過渡運転時や
ホットリスタート時の空燃比制御性を向上させることを
目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、外気温度を
検出する外気温度検出手段と、機関温度を検出する機関
温度検出手段と、機関の吸入空気流量に関与する運転状
態量を検出する運転状態検出手段と、検出された外気温
度を前記機関温度及び運転状態量に基づいて補正して吸
入空気温度を予測設定する吸気温度予測設定手段と、を
含んで内燃機関の吸気温度検出装置を構成した。

〈作用〉 かかる構成によれば、外気温度検出手段は、機関温度に
影響され難い外気温度を検出するものであるから、かか
る検出手段で検出される外気温度に関しては、応答遅れ
や機関温度に影響されての誤検出は回避し得る。

また、機関の吸入空気は、外気から取り込まれて吸気通
路を通過する際に、機関との間で熱交換がなされるが、
ここでの熱交換は、吸入空気流量と機関温度（特に吸気
マニホールドの壁面温度）とで略決定されるため、機関
温度検出手段で機関温度を検出すると共に、運転状態検
出手段で吸入空気流量に関与する運転状態量を検出し、
吸気温度予測設定手段はこれらの検出結果から前記熱交
換の状態を予測することにより外気温度から吸気温度を
予測設定する。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

一実施例のシステム構成を示す第２図において、内燃機
関１には、エアクリーナ２．吸気ダクト３゜スロットル
チャンバ４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入
される。エアクリーナ２には、機関１の外気温度ＴＡ□
を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ６
が設けられている。

スロットルチャンバ４には、図示しないアクセルペダル
と連動するスロットル弁７が設けられていて、吸入空気
流量Ｑを制御する。前記スロットル弁７には、その開度
ＴＶＯを検出するポテンショメータと共に、そのアイド
ル位置でＯＮとなるアイドルスイッチ８Ａを含むスロッ
トルセンサ８が付設されている。

スロットル弁７下流の吸気マニホールド５には、吸気圧
力ＰＢを検出する吸気圧センサ９が設けられると共に、
各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁１ｏが設けられている。

前記燃料噴射弁１０は、後述するマイクロコンピュータ
を内蔵したコントロールユニット１１がら例えば点火タ
イミングに同期して出力される噴射パルス信号によって
所定時間だけ開弁駆動し、図示しない燃料ポンプからプ
レッシャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料
を吸気マニホールド５内に噴射供給する。

更に、機関１の冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗを検
出する水温センサ１２が設けられている。

前記冷却水温度Ｔｗは機関温度を代表するから、前記水
温センサ１２が本実施例における機関温度検出手段に相
当する。

コントロールユニット１工は、クランク角センサ１５か
ら、機関回転に同期して出力されるクランク単位角度信
号ＰＯ３を一定時間カウントして又は所定クランク角位
置毎に出力されるクランク基準角度信号ＲＥＦ　（４気
筒の場合１８０°毎）の周期を計測して機関回転速度Ｎ
を算出する。

また、コントロールユニット１１は、前記吸気圧センサ
９で検出される吸気圧力ＰＢと、クランク角センサ１５
からの検出信号に基づいて算出した機関回転速度Ｎと、
吸気温度ＴＳＡに基づく空気田度補正係数ＫＴＳＡとに
基づいて基本燃料噴射量（基本燃料供給量）Ｔｐを設定
すると共に、この基本燃料噴射１ｔＴｐを各種運転状態
に基づいて補正して最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算し、
この燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾の噴射パルス信
号を所定のタイミングで燃料噴射弁１０に出力して、機
関１に間欠的に燃料供給する。

更に、コントロールユニット１１は、本発明にかかる吸
気温度検出装置における吸気温度予測設定手段を兼ねる
ものであり、外気温度センサ６によって検出される外気
温度ＴＡＩアを、吸気圧力ＰＢと機関回転速度Ｎとから
予測設定される吸入空気流量Ｑに応じて設定される補正
係数に９と、冷却水温度Ｔｗに応じて設定される補正係
数ＫＴｗとにより補正して、吸気温度ＴＳＡを予測設定
する。

尚、本実施例では、前述のように吸気圧センサ９とクラ
ンク角センサ１５が運転状態検出手段に相当する。

かかる吸気温度ＴＳＡを予測設定を第３図のフローチャ
ートに従って説明する。

まず、ステップ１（図中ではＳｌとしである。

以下同様）では、外気温度センサ６から外気温度ＴＡＩ
えに応じて出力されるアナログ信号をディジタル信号に
変換して外気温度ＴＡ１１の瞬時値を読み込む。

次のステップ２では、冷却水温度Ｔｗに応じて予め設定
されている水温補正係数ＫＴｗＯＲＯＭ上のマツプから
、水温センサ１２の検出値に基づいて現状の冷却水温度
Ｔｗに対応する水温補正係数ＫＴｗを検索して求める。

また、ステップ３では、吸気圧力ＰＢと機関回転速度Ｎ
とによって複数に分割される運転状態毎に予め設定され
ている空気量補正係数に０のＲＯＭ上のマツプから、現
状の吸入空気流１１Ｑ（！＝ｉＰＢＸＮ）に対応する空
気量補正係数に０を検索して求める。

上記の補正係数Ｋ　Ｔ　ｗ　、　　Ｋ　ｏは、予め実験
によってマツチング設定されたものであり、補正係数Ｋ
Ｔｗは、同じ機関であっても例えば吸気マニホールド５
の熱伝達係数や体積・形状等に変化があったり、水温セ
ンサ１２の位置に変更があると最適値が変化する。

そして、ステップ４では、外気温度ＴＡ１１にステップ
２．３で検索して求めた補正係数Ｋ　Ｔ　ｗ　。

Ｋｏを乗算して吸気温度ＴＳＡ　（←Ｔ□＊　ｘＫＴｗ
　ｘ　Ｋ’　ｏ　）を設定する。

機関に吸入される空気は、エアクリーナ２を介して外気
から取り込まれた後、スロットルチャンバ４や吸気マニ
ホールド５を通過するときに熱交換されてからシンリダ
、内に吸入される。従って、吸気マニホールド５等が高
温であれば、吸気温度ＴＳＡは高くなり、また、流れる
空気量が少ないと高くなる。

ここで、吸気マニホールド５等の温度は冷却水温度Ｔｗ
から推定でき、空気流量Ｑは吸気圧力ＰＢと機関回転速
度Ｎとから推定できるため、外気温度ＴＡＩｌｌを冷却
水温度Ｔｗから求めた補正係数ＫＴｗと吸気圧力ＰＢ及
び機関回転速度Ｎから求めた補正係数に０とで補正する
ことで吸気温度ＴＳＡが予測設定できるものである。

外気温度センサ６は機関１の発熱部から遠い位置に配置
されるために、機関１の発熱に影響され難くく、また、
外気温度Ｔ　ａ　Ｉ＊は温度変動が緩やかであるから検
出応答性が問題となることもない。

また、水温センサ１２で検出される冷却水温度Ｔｗもセ
ンサの応答遅れが発生する程急激な温度変動を示すこと
はなく、更に、吸気圧センサ９による検出も温度センサ
のレベルからすると、殆ど応答遅れはないと言っていい
。

従って、本実施例で予測設定される吸気温度ＴＳＡは、
機関１が過渡運転されるときであっても必要充分な応答
性を有し、然も、機関始動時や吸入空気流量Ｑの少ない
アイドル運転時に機関温度に影響されて誤設定されるこ
とも無く、この吸気温度ＴＳＡを用いて燃料供給量の空
気密度補正を施せば、空燃比制御性が向上する。

上記のように吸気温度ＴＳＡが外気温度’Ｔ”ＡＩＮか
ら予測設定されると、この吸気温度ＴＳＡに基づいて空
気密度補正係数ＫＴＳＡがマツプからの検索等によって
求められ、基本燃料噴射ＩＴｐがこの空気密度補正係数
ＫＴＳＡで補正されて、質量空気量に沿った燃料供給量
の設定が行われる。

吸気圧力ＰＢと機関回転速度Ｎとに基づく基本燃料噴射
量Ｔｐの設定は、例えば以下のようにして行われる。

まず、吸気圧力ＰＢに基づいて基本体積効率補正係数Ｋ
ＰＢを設定すると共に、機関回転速度Ｎと吸気圧力ＦＢ
とから微小修正係数ＫＦＬＡＴを設定し、これらを乗算
して体積効率補正係数ＫＱＣＹＬ　（←ＫＰＢＸＫＦＬ
ＡＴ）を演算する。そして、この体積効率補正係数ＫＱ
ＣＹＬと、吸気圧力ＰＢと、燃料噴射弁１０の噴射特性
に基づく定数ＫＣＯＮＤと、前記空気密度補正係数ＫＴ
ＳＡと、により基本燃料噴射ｔＴ　ｐ　（−ＫＣＯＮＤ
Ｘ　Ｐ　Ｂ　ｘ　ＫＱＣＹＬｘＫＴＳＡ）が演算サレル
。

尚、本実施例では、吸気圧力ＰＢと機関回転速度Ｎとか
ら予測される吸入空気流量Ｑに基づいて外気温度’Ｉ”
ＡＩＲを補正するよう構成したが、吸気圧力ＰＢと機関
回転速度Ｎとの組み合わせの代わりに、スロットル弁開
度ＴＶＯと機関回転速度Ｎとに基づく予測吸入空気流ｉ
ＩＱに基づいて補正を加えるようにしても良い。

また、エアフローメータがフラップ式のように質量流量
を検出するタイプでないときには、その検出値をそのま
ま用いて補正するようにしても良い。この場合には、運
転状態検出手段は、スロットルセンサ８．クランク角セ
ンサ１５．更には別途設けたエアフローメータが運転状
態検出手段に相当することになる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、機関の吸気温度
を応答性良く検出−でき、然も、機関温度に影響されて
誤検出することもないため、吸入空気の質量流量を直接
検出するセンサを備えない機関では、検出された吸気温
度に基づいて燃料供給量の空気密度補正を施すことによ
り、過渡運転性を改善できると共に、始動性、アイドル
安定性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例における制御内容を示すフローチャート、第４図及び
第５図はそれぞれ従来装置の問題点を説明するための線
図である。 １・・・機関　　６・・・外気温度センサ　　８・・・
スロットルセンサ　　９・・・吸気圧センサ　　１１・
・・コントロールユニット１２・・・水温センサ　　１
５・・・クランク角センサ 特許出願人　　日本電子機器株式会社 代理人　　弁理士　　笹　島　富二雄 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　外気温度を検出する外気温度検出手段と、機関温度を
   検出する機関温度検出手段と、 機関の吸入空気流量に関与する運転状態量を検出する運
   転状態検出手段と、 検出された外気温度を前記機関温度及び運転状態量に基
   づいて補正して吸入空気温度を予測設定する吸気温度予
   測設定手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の吸気温度
   検出装置。