JPH07229442A - エンジンの吸入空気流量検出装置 - Google Patents

エンジンの吸入空気流量検出装置

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JPH07229442A
JPH07229442A JP6021462A JP2146294A JPH07229442A JP H07229442 A JPH07229442 A JP H07229442A JP 6021462 A JP6021462 A JP 6021462A JP 2146294 A JP2146294 A JP 2146294A JP H07229442 A JPH07229442 A JP H07229442A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air flow
flow rate
intake air
combustion
cylinder pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP6021462A
Other languages
English (en)
Inventor
Naomi Tomizawa
尚己 冨澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】エアフローメータの出力USに基づいて検出さ
れる吸入空気流量Qを筒内圧に基づいて算出される燃焼
に寄与した燃焼寄与空気流量により補正して、吸入空気
流量検出精度の向上を図る。 【構成】筒内圧センサ10a〜10dから読込んだ筒内圧P
を順次積分して積分値Piを算出し(S3,4)、機関
1の燃焼に寄与した燃焼寄与空気流量QR を演算し(S
5)、エアフローメータ12の出力USに基づいて検出さ
れた吸入空気流量Qと比較する(S8)。ここで、差異
があるときには、該吸入空気流量Qが真の吸入空気流量
Qと異なっているとして補正する(S9,10)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの吸入空気流
量検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、自動車用エンジンにおいて
は、燃料供給量等の制御のため、吸気通路のスロットル
弁上流に熱線式エアフローメータを設けて、吸入空気流
量を検出している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のエンジンの吸入空気流量検出装置にあって
は、エンジンの低回転域又は高回転域でスロットル弁開
度が大きい場合、逆流成分を含んだシリンダ内の脈動が
エアフローメータ部分まで伝わることがあるが、熱線式
エアフローメータは流れの方向を判別出来ないため、吸
入空気流量を過大に検出してしまうという問題点があっ
た。
【0004】すなわち、エアフローメータの素子に対す
る流れ方向が正逆いずれであっても同じ出力がでるた
め、図6(a)に示すように真の吸入空気流量Qに逆流
分がある場合を考えると、同図(b)に示すように吸入
空気流量Qの検出値については逆流分も正方向に検出さ
れるため、算出される平均Qが真の平均Qよりも高くな
ってしまうのである。
【0005】ここで、算出される平均Qが真の平均Qよ
りも高くなってしまうと、混合気がリッチとなり、排気
性状が悪化したり、燃費が悪化したりする惧れがある。
従って、図7に示すように、エンジンの高回転域でスロ
ットル弁開度が大きい場合にはエアフローメータの素子
による吸入空気流量の検出値が大きくなることに鑑み、
エアフローメータの出力USに基づいて検出される吸入
空気流量Qが真の吸入空気流量Qより大きくなってしま
うのを防止するため、エアフローメータの素子による吸
入空気流量の検出値を補正して、吸入空気流量Qとして
いる。
【0006】しかしながら、前記補正を一律に行うと、
エアフローメータの出力USに基づいて検出される吸入
空気流量Qが真の吸入空気流量Qより大きくなってしま
ったり、小さくなってしまったりして、排気性状が悪化
する惧れがある。本発明は、このような従来の問題点に
鑑み、エンジンの筒内圧に基づいてエンジンの燃焼に寄
与した燃焼寄与空気流量を演算し、該燃焼寄与空気流量
に基づき吸入空気の流れ方向と無関係に検出される吸入
空気流量を補正して、エンジンの吸入空気流量検出精度
の向上を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
1に示すように、吸気通路に配置した熱線式エアフロー
メータの出力に基づいて吸入空気流量を検出するエンジ
ンの吸入空気流量検出装置において、エンジンの筒内圧
を検出する筒内圧検出手段と、検出された筒内圧を積分
して筒内圧の積分値を算出する筒内圧積分手段と、算出
さた筒内圧の積分値に基づいてエンジンの燃焼に寄与し
た燃焼寄与空気流量を演算する燃焼寄与空気流量演算手
段と、前記燃焼寄与空気流量と前記エアフローメータの
出力に基づいて検出された吸入空気流量とを比較する比
較手段と、比較手段により前記燃焼寄与空気流量と前記
吸入空気流量との間に差異が検出された場合には、該燃
焼寄与空気流量に近づくように該吸入空気流量の検出値
を補正する補正手段と、を含んで構成した。
【0008】
【作用】かかる構成によると、筒内圧を積分して算出さ
れた筒内圧の積分値は、燃焼によって発生した筒内圧の
積算値としての性格を有するため、該積分値に基づいて
エンジンの燃焼に寄与した燃焼寄与空気流量が演算され
る。また、エンジンの吸入空気流量検出装置は熱線式エ
アフローメータの出力USに基づいて吸入空気流量を検
出するので、吸気逆流が発生する運転領域においては、
吸入空気の流れ方向と無関係に検出するため、吸入空気
流量を過大に検出する惧れがある。
【0009】ここで、エアフローメータの出力USに基
づいて検出される吸入空気流量Qが真の吸入空気流量Q
より大きくなってしまうのを防止するため、エアフロー
メータの素子による吸入空気流量の検出値を補正して、
吸入空気流量Qとしている。そして、燃焼寄与空気流量
と前記エアフローメータの出力USに基づいて検出され
た吸入空気流量との間に差異が検出された場合には、前
記補正が不十分であるとして、前記燃焼寄与空気流量に
近づくように前記吸入空気流量の検出値を補正する。
【0010】従って、吸気逆流が発生する運転領域にお
いて、該吸気逆流の影響が排除された吸入空気流量をよ
り正確に検出することが可能となり、エンジンの吸入空
気流量の検出精度が向上する。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図2において、直列4気筒内燃機関1には、エア
クリーナ2,スロットルチャンバ3,吸気マニホールド
4を介して空気が吸入される。そして、燃焼排気は、排
気マニホールド5,排気ダクト6,三元触媒7,マフラ
ー8を介して大気中に排出される。
【0012】前記スロットルチャンバ3には、図示しな
いアクセルペダルに連動して開閉するスロットル弁9が
設けられており、このスロットル弁9によって機関1の
吸入空気量が調整されるようになっている。また該スロ
ットル弁9の下流には電磁式の燃料噴射弁21が設けられ
ており、この燃料噴射弁21は、コントロールユニット6
からエンジン回転に同期して出力される駆動パルス信号
により、そのパルス幅の時間開弁して、燃料噴射を行
う。
【0013】また、各気筒(#1〜#4)の燃焼室に臨
ませてそれぞれ点火栓(図示省略)が装着されている
が、かかる点火栓と対に、それぞれの気筒毎に筒内圧検
出手段としての筒内圧センサ10a〜10dを設けてある。
前記筒内圧センサ10a〜10dは、実開昭63−1743
2号公報に開示されるような点火栓の座金として装着さ
れるタイプの他、特開平4−81557号公報に開示さ
れるようなセンサ部を直接燃焼室内に臨ませて筒内圧を
絶対圧として検出するタイプのものであってもよい。
【0014】また、機関1の図示しないカム軸には、カ
ム軸の回転を介して所定クランク角度毎に検出信号を出
力する光学的クランク角センサ11が設けられている。こ
のクランク角センサ11は、本実施例の直列4気筒機関1
において、気筒間の行程位相差に相当するクランク角18
0 °毎の基準角度信号REFと、単位クランク角(1°
又は2°)毎の単位角度信号POSとをそれぞれ出力す
るセンサである。尚、前記基準角度信号REFの周期、
又は、単位時間当たりの前記単位角度信号POSの発生
数を計測することで機関回転数Nを求めることができ
る。
【0015】更に、前記スロットル弁9の上流部には、
機関の吸入空気流量Qを検出する熱線式エアフローメー
タ12が設けられている。ここで、前記筒内圧センサ10a
〜10d、クランク角センサ11及びエアフローメータ12の
出力USは、機関1に対する燃料供給量や前記点火栓に
よる点火時期を電子制御するための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13に出力される。コ
ントロールユニット13は、後述するようにエンジンの吸
入空気流量検出ルーチンを行うと共に、機関への燃料供
給、点火時期を制御する。
【0016】次に、図3のフローチャートに従って前記
コントロールユニット13による吸入空気流量検出の様子
を説明する。尚、当該吸入空気流量検出ルーチンは単位
クランク角毎に実施される。尚、本実施例において、筒
内圧積分手段、燃焼寄与空気流量演算手段、比較手段及
び補正手段としての機能は、前記図3のフローチャート
に示すように、コントロールユニット13がソフトウェア
的に備えている。
【0017】ステップ1(図ではS1と記す。以下同
様)では、後述する燃料噴射量演算ルーチンにより燃料
噴射量Tiがセットされたか否かを判断し、セットされ
た場合にはステップ2に進む。ステップ2では、前記燃
料噴射量演算ルーチンの際に用いた吸入空気流量Qをメ
モリにMQとして記憶する。
【0018】ステップ3では、筒内圧センサ10a〜10d
の出力をA/D変換して読込み、次のステップ4では、
前記読込んだ筒内圧Pを順次積分して、筒内圧Pの積分
値Piを算出する(図4参照)。ステップ5では、前記
算出された積分値Pi及び機関回転数Nに基づいてマッ
プより機関1の燃焼に寄与した燃焼寄与空気流量QR
演算する。
【0019】ステップ6では、点火終了後所定サイクル
経過したか否かを判断する。点火終了後所定サイクル経
過していないときにはそのままステップ8に進むが、点
火終了後所定サイクル経過しているときにはステップ7
に進んで、次回の演算のために前記ステップ4で算出さ
れた積分値Piを0にリセットする。ステップ8では、
前記ステップ5において演算した燃焼寄与空気流量QR
と前記ステップ2において記憶したMQとを比較する。
【0020】そして、QR >MQであると判断された場
合には、エアフローメータ12の出力USを小さく補正し
過ぎて、該エアフローメータ12の出力USに基づいて検
出された吸入空気流量Qが真の吸入空気流量Qより小さ
くなっているとして、ステップ9に進み、該当領域にお
けるエアフローメータ12の出力USに対する吸入空気流
量Qのデータをその点のみ、例えば所定割合だけ大きく
するように補正する。
【0021】また、QR <MQであると判断された場合
には、ステップ10に進み、エアフローメータ12の出力U
Sを大きく補正し過ぎて、該エアフローメータ12の出力
USに基づいて検出された吸入空気流量Qが真の吸入空
気流量Qより大きくなっているとして、ステップ11に進
み、該当領域におけるエアフローメータ12の出力USに
対する吸入空気流量Qのデータを、例えば所定割合だけ
その点のみ小さくするように補正する。
【0022】また、QR =MQであると判断された場合
には、エアフローメータ12の出力USの補正が適切であ
り、該エアフローメータ12の出力USに基づいて検出さ
れた吸入空気流量Qが真の吸入空気流量Qに相当すると
して、そのままリターンする。尚、ステップ9或いはス
テップ10において実施した補正は次回の吸入空気流量Q
の演算から用いられ、図5に示すような燃料噴射量演算
ルーチンのフローチャートに従って、燃料噴射量が演算
される。
【0023】ステップ21では、吸入空気流量Qと機関回
転数Nとから、次式より、基本燃料噴射量Tpを演算す
る。 Tp=K・Q/N 〔Kは定数〕 ステップ22では、次式のごとく、基本燃料噴射量Tpに
各種補正係数COEFを乗算し、また電圧補正分Tsを
加算して、最終的な燃料噴射量Tiを演算する。
【0024】Ti=Tp・COEF+Ts 燃料噴射量Tiが演算されると、このTiに相当するパ
ルス幅の駆動パルス信号がエンジン回転に同期したタイ
ミングで燃料噴射弁21に与えられて、燃料噴射がなされ
る。従って本実施例では、燃焼寄与空気流量QR と前記
エアフローメータ12の出力USに基づいて検出された吸
入空気流量Q(MQ)との間に差異が検出された場合に
は、エアフローメータ12の出力USから吸入空気流量Q
を得る際の補正が不十分であるとして、実際の燃焼に係
る空気流量である燃焼寄与空気流量QR に該吸入空気流
量Qが近づくように、エアフローメータ12の出力USに
対して補正を行うので、吸気逆流が発生する運転領域に
おいても、該吸気逆流の影響が排除された吸入空気流量
Qをより正確に検出することが可能となり、エンジンの
吸入空気流量Qの検出精度の向上が図れることとなる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、吸
気通路に配置した熱線式エアフローメータの出力に基づ
いて吸入空気流量を検出するエンジンの吸入空気流量検
出装置において、筒内圧の積分値に基づく燃焼寄与空気
流量に近づくように、エアフローメータの出力に基づく
吸入空気流量を補正するようにしたので、吸気逆流が発
生する運転領域においても、該吸気逆流の影響が排除さ
れた吸入空気流量をより正確に検出することが可能とな
り、エンジンの吸入空気流量の検出精度が向上して、排
気性状の悪化、また燃費の悪化を防止することが可能と
なるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】本発明の一実施例を示すシステム概略図
【図3】同上実施例の吸入空気流量検出を示すフローチ
ャート
【図4】同上実施例の筒内圧の積分の特性を示す線図
【図5】燃料噴射量演算ルーチンのフローチャート
【図6】従来の問題点を示すタイムチャート図
【図7】従来の問題点を示す特性図
【符号の説明】
1 内燃機関 10a〜10d 筒内圧センサ 11 クランク角センサ 12 エアフローメータ 13 コントロールユニット 21 燃料噴射弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気通路に配置した熱線式エアフローメー
    タの出力に基づいて吸入空気流量を検出するエンジンの
    吸入空気流量検出装置において、 エンジンの筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、 検出された筒内圧を積分して筒内圧の積分値を算出する
    筒内圧積分手段と、 算出さた筒内圧の積分値に基づいてエンジンの燃焼に寄
    与した燃焼寄与空気流量を演算する燃焼寄与空気流量演
    算手段と、 前記燃焼寄与空気流量と前記エアフローメータの出力に
    基づいて検出された吸入空気流量とを比較する比較手段
    と、 比較手段により前記燃焼寄与空気流量と前記吸入空気流
    量との間に差異が検出された場合には、該燃焼寄与空気
    流量に近づくように該吸入空気流量の検出値を補正する
    補正手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの吸入空
    気流量検出装置。
JP6021462A 1994-02-18 1994-02-18 エンジンの吸入空気流量検出装置 Pending JPH07229442A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000028412A (ja) * 1998-06-05 2000-01-28 Bayerische Motoren Werke Ag 内燃機関の吸気管により吸い込まれ、吸気管内で測定される空気質量を修正する方法
JP2006336581A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

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