WO2004094798A1 - 内燃機関の吸気装置及び制御装置 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/182—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow for the control of a fuel injection device
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an intake device for a fuel injection type internal combustion engine having an intake passage and a throttle body for each cylinder, and a control device for controlling fuel injection.
  • a throttle valve (throttle valve) is provided upstream of an intake manifold ('intake passage), and a fuel injection valve and an air flow sensor are provided downstream of the throttle valve. Some of them are provided (for example, see Japanese Patent Publication No. Hei 11-51888).
  • An intake air amount signal output by the air flow sensor is input to a control circuit, and a fuel injection amount according to an operation state of the internal combustion engine is calculated. Then, a fuel injection amount signal based on the calculated fuel injection amount is output from the control circuit to control the operation of the fuel injection valve.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has an intake passage and a slot for each cylinder.
  • An object of the present invention is to achieve high responsiveness and optimal fuel injection while suppressing the number of parts in an intake device and a control device of an internal combustion engine having a reporty. Disclosure of the invention
  • the present invention is an intake device for an internal combustion engine, comprising: a plurality of intake passages individually provided in each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine; and a throttle body provided in each of the plurality of intake passages.
  • an intake device for an internal combustion engine in which an air flow sensor for measuring an amount of air taken into a cylinder corresponding to the intake passage is provided in a part of the intake passage.
  • the present invention provides a control device for an internal combustion engine, comprising: a plurality of intake passages individually provided in each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine; and a throttle body provided in each of the plurality of intake passages.
  • An air flow sensor that is provided in a part of the intake passage and measures the amount of air taken into a cylinder corresponding to the intake passage; and an air flow sensor that multiplies the amount of air measured by the air flow sensor by a predetermined coefficient and And a controller for calculating an amount of air sucked into the cylinder and calculating a fuel injection amount to each cylinder to output a signal to a fuel injection device of the internal combustion engine.
  • the amount of intake air is directly measured in a cylinder corresponding to an intake passage provided with an air flow sensor (cylinder with an air flow sensor), and the intake air is measured in other cylinders.
  • an air flow sensor cylinder with an air flow sensor
  • the intake air is measured in other cylinders.
  • a part of the plurality of intake passages indicates one or more intake passages.
  • the air amount measured by the air flow sensor is multiplied by a predetermined coefficient to calculate the amount of air to be taken into a cylinder other than the cylinder in which the air flow sensor is installed. It is possible to calculate the fuel injection amount to each cylinder from the measurement value of the flow sensor and output a signal to the fuel injection device.
  • the air flow rate measured by the air flow sensor changes to the throttle valve opening or the engine speed.
  • an estimated value of the amount of air drawn into cylinders other than the cylinder with the air flow sensor is calculated. be able to.
  • the responsiveness of the internal combustion engine can be improved without controlling fuel injection based only on the throttle valve opening and the engine speed. It is possible to increase. That is, even when the throttle valve opening is large, fuel injection can be performed every time based on the air amount measured by the air flow sensor and the air amount estimated from this.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an intake passage of an engine and an arrangement of an air flow sensor.
  • Figure 3 is a graph showing the change over time of the throttle valve opening and the intake air volume of each cylinder.
  • an engine (internal combustion engine) 1 has a plurality of cylinders in an engine body 2, a piston 4 reciprocates, and changes the volume in the cylinder 3 to change intake, compression, combustion (expansion), and exhaust air. Repeat each process.
  • An intake pipe 6 is connected to an external opening of an intake port 5 corresponding to each cylinder of the engine body 2, and upstream of the intake pipe 6 in an intake direction, air taken into the engine 1 is provided.
  • a throttle body 10 having a throttle valve 9 for adjusting the amount (intake amount) is connected.
  • a funnel 7 for rectifying the air flow is connected to the upstream side of each throttle body, and is provided for each cylinder of the engine 1 by these intake pipes 6, the throttle body 10 and the funnel 7.
  • a plurality of intake passages 8 are configured.
  • the upstream side of each funnel 7 is connected to the air cleaner case 11, and the intake duct 12 is connected to the upstream side of the air cleaner case 11.
  • the engine body 2 is provided with an injector (combustion injection device) 14 for each cylinder, which faces an electromagnetic fuel injection valve in the intake port 5. A predetermined amount of fuel is injected into the air flow in the intake port 5.
  • Each injector 14 is supplied with fuel pumped from a fuel tank 15 by a fuel pump 16 and regulated by a regulator 17.
  • the engine body 2 also includes an intake valve 18 for opening and closing the combustion chamber side opening of the intake port 5, an exhaust valve 20 for opening and closing the combustion chamber side opening of the exhaust port 19, and a firing electrode section in the combustion chamber.
  • a spark plug 21 is provided for each cylinder. Ignition of the ignition plug 21 is performed by using high energy stored in the ignition circuit 22, and opening and closing operations of the intake valve 18 and the exhaust valve 20 are performed by a camshaft (not shown).
  • An exhaust manifold 23 is connected to the outside opening of each exhaust port 19.
  • Each piston 4 is connected to a crankpin of a crankshaft 25 via a connecting rod 24.
  • the control circuit (control unit) 26 controls the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing of the air-fuel mixture in the operating state of the engine 1.
  • the control circuit 26 is a so-called ECU (E1 etronic Control Unit), has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Rad Only Memory), and the like. Operates with power supply.
  • the control circuit 26 detects the output from an air flow meter (air flow sensor) 28 that can detect the amount of air taken into the engine 1 as a mass flow rate, the throttle valve opening sensor 29, and the crankshaft rotation angle sensor 30. A predetermined process is performed using the output of the device as input data, and a command signal is output to each unit.
  • an air flow meter 28 suitable for this embodiment, there is a sensor that deposits a platinum thin film on a silicon substrate and energizes the platinum thin film so as to keep its temperature constant. As the mass of air flowing around the platinum thin film increases, the temperature of the platinum thin film decreases, so that the air flow meter 28 increases the current flowing through the platinum thin film so as to keep the temperature constant. On the other hand, if the mass of the air flowing around the platinum thin film decreases, the temperature of the platinum thin film increases, so that the air flow 28 decreases the current flowing through the platinum thin film. As described above, since the current value increases and decreases in proportion to the increase and decrease of the mass of the air flowing around the platinum thin film, the air flow rate can be measured by monitoring the current value.
  • a plurality of (four in this embodiment) intake passages 8 each having a throttle body 10 are provided with left and right air passages so as to correspond to each cylinder (cylinder 3 and biston 4) of the engine 1. They are arranged side by side in the direction.
  • the airflow passage 28 is provided in one of the intake passages 8 located on the rightmost side.
  • the airflow passage 28 is attached to the funnel 7.
  • the air flow meter 28 is located upstream of the throttle valve 9.
  • Cylinder # 1 the cylinder with airflow meter installed is cylinder # 1
  • the cylinder that takes in air after cylinder # 1 is cylinder # 2.
  • the amount of air is calculated from the output current of the air flow meter 28. This shows the converted value, and the amount of air taken into cylinders # 2, 3, and 4 shows the value calculated by the control circuit 26.
  • the air amount in the region where the air amount exceeds the predetermined reference value and increases The total sum is defined as the amount of air G air 1, 2, 3, 4 taken into each cylinder # 1, 2, 3, 4 in one intake stroke.
  • the throttle valve opening is the output current of the throttle valve opening sensor 29. Indicates the value converted from.
  • the throttle valve opening begins to increase, the amount of air taken into each cylinder also starts to increase in a similar manner.
  • the engine speed has also started to increase.
  • the intake start time of cylinder # 1 is t1
  • this time tl The throttle valve opening is ⁇ 1.
  • the time at which cylinder # 2 starts to suction after cylinder # 1 is defined as t2
  • the throttle valve opening at time t2 is defined as ⁇ 2. Since the phase of each cylinder is determined in advance, the time at which cylinders # 2, 3, and 4 start intake can be determined from output information from crankshaft rotation angle sensor 30.
  • the rate of change of the air amount G air 1 taken into cylinder # 1 in one intake stroke is By multiplying the coefficient K based on d 9, it is possible to calculate an estimated value of the amount of air G air 2 to be taken into cylinder # 2 in one intake stroke. Further, by performing the same calculation, it is possible to calculate an estimated value of the air amount Gair3, 4 to be taken into the cylinders # 3, 4 in one intake stroke.
  • the amount of air taken into each cylinder increases at the same rate as the throttle valve opening, but the amount of air reaches the saturation value of the intake system of this engine 1 (H in Fig. 3).
  • the amount of air G airl, 2,3,4 taken into each cylinder # 1,2,3,4 becomes constant, and the throttle valve opening becomes the opening when the air amount reaches the saturation value H.
  • the fuel injection amount is controlled to be constant until the value falls below.
  • the estimated value of the amount of air sucked into each cylinder can be obtained by the above calculation.
  • the air flow system 28 is formed by depositing a platinum thin film on a silicon substrate, and is detected by a pressure sensor that measures a pressure change in the intake passage 8 to measure the amount of air. As well as high sensitivity, it has high responsiveness and measurement accuracy because it has a smaller heat capacity than, for example, an air flow meter using platinum wires. For this reason, the responsiveness of the engine 1 can be improved without performing control of performing fuel injection based only on the throttle valve opening and the engine speed. That is, even when the throttle valve opening is large, fuel injection can be performed based on the air amount measured by the air flow meter 28 and the air amount estimated therefrom.
  • the rise of intake air detected by air flow By judging whether or not each cylinder is in the intake stroke based on the angle detection information from the shaft rotation angle sensor 30, fuel injection and ignition can be performed at accurate timing.
  • the rise of the intake air means that the amount of air that increases with the passage of time from the time when the intake valve 18 is opened is a predetermined air amount increase value (for example, a value that exceeds the range of air pulsation in the intake passage 8).
  • the intake valve 18 starts to close, the air amount that has increased beyond the predetermined air amount increase value starts to decrease.
  • the amount of air detected by the air flow meter 28 falls below a predetermined value of the amount of air decrease which is set to a value larger than the predetermined value of increase of the amount of air
  • the fall of the intake air is defined as the fall of the intake air. It is also possible to set so that the fall is regarded as the end of the intake into the cylinder 3. This makes it possible to measure and calculate the amount of air from the rise of the intake air to the fall of the intake air, that is, from the time when the intake starts to immediately before the end of the intake.
  • the air flow measured by the air flow meter 28 is multiplied by a coefficient based on the rate of change of the throttle valve opening over time, so that the air flow is sucked into the cylinders other than the air-flow cylinder. Since the estimated value of the amount of air to be consumed can be calculated, the number of parts can be reduced compared to the case where airflow meters 28 are provided for all cylinders while optimizing fuel injection, and costs are reduced. Can be achieved.
  • the air flow meter 28 with high detection sensitivity, even when the throttle valve opening is large, the air flow measured by the air flow meter 28 and the air volume estimated therefrom are used. Since fuel injection can be performed while maintaining high responsiveness, fuel injection can be performed according to the amount of air irrespective of the throttle valve opening, thereby improving fuel efficiency and reducing exhaust gas.
  • fuel injection and ignition can be performed at accurate timing based on the rise of intake air detected by the air flow meter 28 and angle detection information from the crankshaft rotation angle sensor 30.
  • the fall of the intake air detected by the air flow system 28 is set to be regarded as the end of the intake into the cylinder 3, the time from the start of the intake to immediately before the end of the intake is set. It is possible to measure and calculate the amount of air between Therefore, the fuel injection according to the air amount can be performed in one cycle of the engine 1, and the fuel injection can be optimized in real time.
  • air flow 2.8 is provided not only in one intake passage 8 but also in intake passages 8 corresponding to cylinders having different phases. Even if one or more air passages 28 are provided in one or more and less than all the intake passages 8, the same operation and effect can be obtained.
  • the engine 1 is not limited to a four-cylinder engine.
  • the air flow measured by the air flow meter 28 is multiplied by a coefficient based on the rate of change in the engine speed over time.
  • the air amount may be calculated.
  • the air flow meter 28 may be arranged downstream of the throttle valve 9, but in the case of the engine 1 as described above, it is often used as a high-speed engine for motorcycles or the like.
  • the length of the intake pipe 6 is reduced to improve responsiveness, and the overlap between the exhaust stroke and the intake stroke is lengthened to cope with high engine speeds. Even so, it is preferable that the air flow meter 28 be located upstream of the throttle valve 9 because the measurement error of the air amount is small and the dirt due to the exhaust gas blowing back is also small.
  • the present invention is an intake device for an internal combustion engine, comprising: a plurality of intake passages individually provided in each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine; and a throttle body provided in each of the plurality of intake passages.
  • the present invention relates to an intake device for an internal combustion engine in which an air flow sensor for measuring an amount of air taken into a cylinder corresponding to the intake passage is provided in a part of the intake passage.
  • the present invention is a control device for an internal combustion engine, comprising: a plurality of intake passages individually provided in each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine; and a throttle body provided in each of the plurality of intake passages.
  • An air flow sensor that is provided in a part of the intake passage and measures the amount of air taken into a cylinder corresponding to the intake passage; and an air flow sensor that multiplies the amount of air measured by the air flow sensor by a predetermined coefficient and Calculates the amount of air sucked into each cylinder
  • a control unit for calculating a fuel injection amount to each cylinder and outputting a signal to the fuel injection device of the internal combustion engine.
  • the air flow sensor is installed by multiplying the air amount measured by the air flow sensor by a coefficient based on the rate of change of the throttle valve opening or the engine speed over time. Since it is possible to calculate the estimated value of the amount of air drawn into cylinders other than cylinders, the number of parts can be reduced compared to the case where air flow sensors are provided for all cylinders, while optimizing fuel injection. The cost can be reduced.
  • fuel injection can be performed based on the amount of air measured by the air flow sensor and the amount of air estimated therefrom, so that air can be injected regardless of the throttle valve opening. Fuel injection can be performed according to the amount, which can improve fuel efficiency and reduce exhaust gas.
  • each air flow sensor and a rotation angle sensor such as a crankshaft and a camshaft, it is possible to inject fuel into each cylinder at an accurate timing, and to measure and calculate the amount of air.
  • a rotation angle sensor such as a crankshaft and a camshaft

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Abstract

内燃機関の気筒毎に設けられる複数の吸気通路にそれぞれスロットルボディ(10)を備える内燃機関の吸気装置において、前記複数の吸気通路の内の一部に、該吸気通路に対応する気筒に吸入される空気量を測定するエアフローメータ(28)を設けた。

Description

内燃機関の吸気装置及び制御装置 技術分野
この発明は、 気筒毎に吸気通路及びスロットルボディを備える燃料噴射式内燃 機関の吸気装置、 及び燃料噴射を制御する制御装置に関する。 本出願は、 2 0 0 3年 4月 2 1 日に出願された特願 2 0 0 3 - 1 1 5 9 0 9号について優先権を主 張し、 その内容をここに援用する。 背景技術
車両等に用いられる内燃機関の中には、 吸気マ二ホールド （'吸気通路） の上流 側にスロットルバルブ （絞り弁） が設けられ、 このスロットルバルブの下流側に 燃料噴射弁及び空気流量センサが設けられるものがある （例えば、 特公平 4一 1 5 3 8 8号公報参照）。空気流量センサが出力する吸気量信号は、 制御回路に入力 され、 内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量が演算される。 そして、 演算され た燃料噴射量に基づく燃料噴射量信号が、 制御回路から出力されて前記燃料噴射 弁の作動制御が行われる。
ところで、 レース用自動車や自動二輪車等に用いられる内燃機関の場合、 スロ ットル操作に対する応答性を重視するため、 吸気マ二ホールドを用いず気筒毎に 個別の吸気通路を設け、 これら各吸気通路にそれぞれスロッ 1、ルポディを設ける ようにしている。 この場合、 スロットルバルブ開度が小さいときは、 各吸気通路 に設けた圧力センサからの出力及びエンジン回転数に基づいて燃料噴射を行い、 スロットルバルブ開度が大きいときには、 その開度及びエンジン回転数に応じて ダイレク 卜に燃料噴射を行うようにしている。
しかしながら、 前記圧力センサを気筒毎に設けることは、 部品数を増加させる のでコストアップとなる。 また、 スロットルバルブ開度が大きいときにその開度 とエンジン回転数のみで燃料噴射量を決定することは、 燃費向上及び排ガス低減 の観点から好ましくない。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、 気筒毎に吸気通路及びスロット ルポディを備える内燃機関の吸気装置及び制御装置において、 部品数を抑えた上 で高い応答性と最適な燃料噴射とを実現することを目的とする。 発明の開示
本発明は、 多気筒の内燃機関の各気筒に個々に設けられる複数の吸気通路と、 これら複数の吸気通路にそれぞれ設けられたスロットルボディとを備える内燃機 関の吸気装置であって、 前記複数の吸気通路の内の一部に、 該吸気通路に対応す る気筒に吸入される空気量を測定する空気流量センサが設けられている内燃機関 の吸気装置を提供する。
本発明は、 多気筒の内燃機関の各気筒に個々に設けられる複数の吸気通路と、 これら複数の吸気通路にそれぞれ設けられたスロッ トルボディとを備える内燃機 関の制御装置であって、 前記複数の吸気通路の内の一部に設けられ、 該吸気通路 に対応する気筒に吸入される空気量を測定する空気流量センサと、 該空気流量セ ンサが測定した空気量に所定の係数を乗じて他の気筒に吸引される空気量を演算 し、 かつ各気筒への燃料噴射量を演算して前記内燃機関の燃料噴射装置に信号を 出力する制御部とを備える内燃機関の制御装置を提供する。
上記内燃機関の吸気装置によれば、 空気流量センサを設けた吸気通路に対応す る気筒 （空気流量センサ敷設気筒） では吸入される空気量を直接測定し、 他の気 筒では吸入される空気量を推測することで、 各気筒への燃料噴射量を制御するよ うに構成することが可能となる。 なお、 複数の吸気通路の内の一部とは一つ以上 全数未満の吸気通路を指す。
つまり、 上記内燃機関の制御装置のように、 空気流量センサが測定した空気量 に所定の係数を乗じて空気流量センサ敷設気筒以外の気筒に吸入される空気量を 演算し、 この演算値及び空気流量センサの測定値から各気筒への燃料噴射量を演 算して燃料噴射装置に信号を出力するように構成することが可能となる。
吸気通路内の空気流は、 スロッ トルボディの絞り弁の開度やエンジン回転数の 変化とほぼ同様に変化することから、 空気流量センサが測定した空気量にスロッ トルバルブ開度又はエンジン回転数の時間変化の割合に基づく係数を乗ずること で、 空気流量センサ敷設気筒以外の気筒に吸入される空気量の推測値を演算する ことができる。
また、 圧力センサと比べて検出感度が高い空気流量センサを用いることで、 ス 口ッ トルバルブ開度とエンジン回転数のみに基づいて燃料噴射を行うという制御 をしなくても内燃機関の応答性を高めることが可能となる。 つまり、 スロッ トル バルブ開度が大きいときにも空気流量センサが測定する空気量とこれから推測さ れる空気量とに基づいて燃料噴射を行うごとが可能となる。 図面の簡単な説明
図 1は、 この発明の実施の形態における内燃機関の構成図である。
図 2は、 エンジンの吸気通路と空気流量センサの配置とを示す説明図である。 図 3は、 スロッ トルバルブ開度及び各気筒の吸入空気量の時間的変化を示すグ ラフである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図 1に示すように、 エンジン （内燃機関） 1はエンジン本体 2の複数のシリン り、 ピストン 4が往復しシリンダ 3内の容積を変化させることで吸気、 圧縮、 燃 焼 （膨張）、 排気の各行程を繰り返す。 エンジン本体 2の各気筒に対応する吸気ポ —ト 5の外部側開口には、 吸気管 6がそれぞれ接続され、 これら吸気管 6の吸気 方向での上流側には、 エンジン 1に吸入される空気量 （吸気量） の調整を行うス ロッ トルバルブ 9を有するスロットルボディ 1 0が接続される。 また、 各スロッ トルボディの上流側には、 空気流を整流するためのファンネル 7が接続され、 こ れら各吸気管 6、 スロットルボディ 1 0、 及びファンネル 7により、 エンジン 1 の気筒毎に設けられる複数の吸気通路 8が構成されている。 各ファンネル 7はそ の上流側がエアクリーナケース 1 1に接続され、 エアクリ一ナケース 1 1の上流 側には、 吸気ダク ト 1 2が接続される。
エンジン本体 2には、 吸気ポ一ト 5内に電磁式の燃料噴射弁を臨ませるィンジ ェク夕 （燃焼噴射装置） 1 4が気筒毎に設けられ、 インジェクタ 1 4の作動によ り吸気ポート 5内の空気流に所定量の燃料が噴射される。 各インジェク夕 14に は、 燃料タンク 1 5内から燃料ポンプ 1 6で汲み出されてレギユレ一夕 1 7で調 圧された燃料が供給される。
また、 エンジン本体 2には、 吸気ポート 5の燃焼室側開口を開閉させる吸気バ ルブ 1 8、 排気ポート 1 9の燃焼室側開口を開閉させる排気バルブ 20、 及び点 火電極部を燃焼室内に臨ませる点火プラグ 2 1がそれぞれ気筒毎に設けられる。 点火プラグ 2 1の点火は、 点火回路 22に蓄積された高工ネルギを利用して行わ れ、 各吸気バルブ 1 8及び排気バルブ 20の開閉動作は、 不図示のカムシャフト により行われる。 なお、 各排気ポート 1 9の外部側開口には、 排気マ二ホールド 23が接続される。
各ピストン 4は、 コンロッド 24を介してクランクシャフト 25のクランクピ ンに連結される。
そして、 エンジン 1の運転状態において、 スロットルバルブ 9が開くと、 吸気 行程にある気筒の吸入負圧により吸気ダクト 1 2から吸引された外気（空気）が、 エアクリーナケース 1 1及び吸気通路 8を通過して吸気ポート 5へ導かれる。 この空気流が、 インジェク夕 14から噴射される燃料と共に混合気となって吸気 行程にある気筒のシリンダ 3内に吸入される。 このとき、 インジェク夕 14から 噴射される燃料の量は、 シリンダ 3内に吸入される空気量に応じて調整される。 そして、シリンダ 3内に吸入された混合気を燃焼させて得た燃焼エネルギにより、 ビストン 4が押し下げられ、 クランクシャフト 25が回転駆動する。
エンジン 1の運転状態における燃料噴射量、 燃料噴射タイミング、 及び混合気 への点火タイミングの制御は、 制御回路 （制御部） 26により行われる。 この制 御回路 26は、 所謂 E C U ( E 1 e t r o n i c C o n t r o l Un i t) であり、 CPU (C e n t r a l P r o c e s s i n g Un i t) や ROM (R e a d On l y M e m o r y) 等を有し、 ノ ッテリ 27からの電力供給 を受けて作動する。 この制御回路 26が、 エンジン 1に吸入される空気量を質量 流量として検出可能なエアフローメータ （空気流量センサ） 28からの出力や、 スロットルバルブ開度センサ 29、 及びクランクシャフト回転角度センサ 30か らの出力等を入力データとして所定の処理を行い、 各部に指令信号を出力する。 ここで、 この実施の形態に好適なェアフロ一メータ 2 8としては、 シリコン基 板にプラチナ薄膜を蒸着し、 このプラチナ薄膜の温度を一定に保つように通電す るセンサがあげられる。プラチナ薄膜の周囲を通流する空気の質量が増加すると、 プラチナ薄膜の温度が下がるので、 ェアフロ一メータ 2 8は温度を一定に保つよ うにプラチナ薄膜に通電する電流を増加させる。 一方、 プラチナ薄膜の周囲を通 流する空気の質量が減少すると、 プラチナ薄膜の温度が上がるので、 ェアフロ一 メ一夕 2 8は、 プラチナ薄膜に通電する電流を減少させる。 このように、 プラチ ナ薄膜の周囲を通流する空気の質量の増減に比例して電流値が増減するので、 こ の電流値をモニタすることで空気流量を測定することができる。
図 2に示すように、 スロットルボディ 1 0を備える複数 （この実施の形態にお いては四つ） の吸気通路 8は、 エンジン 1の各気筒 （シリンダ 3及びビストン 4 ) に対応するように左右方向に並んで配置される。 そして、 これら複数の吸気通路 8の内、 最も右側に位置する一つの吸気通路 8に、 前記ェアフロ一メ^"夕 2 8が 設けられる。 ェアフロ一メ一夕 2 8はファンネル 7に取り付けられており、 これ により、 エアフローメータ 2 8がスロットルバルブ 9よりも上流側に位置する。 次に、 この実施の形態の作用について図 2、 図 3を参照して説明する。 なお、 図 3は横軸に時間を示し、 縦軸にスロットルバルブ開度の変化とこれに伴う各気 筒に吸入される空気量の変化とをそれぞれ示したグラフである。 ここで、 図 2に おいて最も左側に位置する気筒、 つまりエアフローメータ敷設気筒を気筒 # 1と し、 この気筒 # 1の次に吸気を行う気筒を気筒 # 2、 以降順次気筒 # 3 , 4とす ると、 気筒 # 1に吸入される空気量はエアフローメータ 2 8の出力電流から換算 した値を示し、 気筒 # 2 , 3， 4に吸入される空気量は制御回路 2 6により演算 された値を示す。 また、 所定の基準値を超えて空気量が増加している領域の総和 を、 各気筒 # 1， 2， 3 , 4に一吸気行程で吸入される空気量 G a i r 1， 2 , 3 , 4とする。 スロットルバルブ開度はスロットルバルブ開度センサ 2 9の出力 電流から換算した値を示す。
図 3に示すように、 スロットルバルブ開度が増加し始めると、 各気筒に吸入さ れる空気量もほぼ同じ様に増加し始める。 このとき、 エンジン回転数も同様に増 加し始めている。 ここで、 気筒 # 1の吸気開始時刻を t 1とし、 この時刻 t lに おけるスロッ トルバルブ開度を Θ 1とする。 また、 気筒 # 1の次に気筒 # 2が吸 気を開始する時刻を t 2とし、 この時刻 t 2におけるスロッ トルバルブ開度を Θ 2とする。 なお、 各気筒の位相は予め決定されていることから、 気筒 # 2 , 3 , 4が吸気を開始する時刻はクランクシャフト回転角度センサ 3 0からの出力情報 により判定できる。
そして、時刻 t 1カゝら t 2までのスロットルバルブ開度の変化率 Θ 2 /θ 1を d Θ で表すと、 気筒 # 1に一吸気行程で吸入される空気量 G a i r 1に変化率 d 9 に基づく係数 Kを乗じることで、 気筒 # 2に一吸気行程で吸入される空気量 G a i r 2の推測値を演算することができる。 また、 同様の演算を行うことで、 気筒 # 3， 4に一吸気行程で吸入される空気量 G a i r 3 , 4の推測値を演算するこ とができる。
ここで、 各気筒に吸入される空気量はスロットルバルブ開度と同様の割合で増 加していくが、 前記空気量がこのエンジン 1の吸気系統の飽和値 （図 3における H) に達した時点で、 スロットルバルブ開度が増加しても空気量が一定の値を保 つこととなる。 したがって、 各気筒 # 1， 2 , 3 , 4に吸入される空気量 G a i r l , 2 , 3 , 4が一定となり、 スロットルバルブ開度が、 空気量が飽和値 Hに 達した時点での開度を下回るまで、 燃料噴射量も一定となるよう制御される。 な お、 スロットルバルブ開度が減少に転じた際にも、 上記演算により各気筒に吸入 される空気量の推測値を求めることができる。
また、 ェアフロ一メ一夕 2 8は、 シリコン基板にプラチナ薄膜を蒸着して構成 されるものであり、 吸気通路 8内の圧力変化を検出することで空気量を測定する 圧力センサに対して検出感度が高いことはもちろん、 例えばプラチナ製のワイヤ を用いたエアフローメータと比べても熱容量が少ないことから、 高い応答性と測 定精度とを有している。 このため、 スロットルバルブ開度とエンジン回転数のみ に基づいて燃料噴射を行うという制御をしなくてもエンジン 1の応答性を高める ことが可能となる。 つまり、 スロットルバルブ開度が大きいときにもェアフロ一 メータ 2 8が測定する空気量とこれから推測される空気量とに基づいて燃料噴射 を行うことが可能となる。
さらに、 ェアフロ一メ一夕 2 8が検出する吸気の立ち上がり及びクランクシャ フト回転角度センサ 3 0からの角度検出情報に基づき各気筒が吸気行程にあるか 否かを判断することで、 正確なタイミングで燃料噴射及び点火を行うことが可能 となる。 ここで、 前記吸気の立ち上がりとは、 吸気バルブ 1 8が開いた時点から 時間の経過と共に増加する空気量が空気量上昇所定値 （例えば吸気通路 8内での 空気の脈動の範囲を超える値） に達したときをいう。
さらにまた、 吸気バルブ 1 8が閉じ始めると、 前記空気量上昇所定値を越えて 増加していた空気量が減少に転じる。 ここで、 ェアフロ一メータ 2 8が検出する 空気量が前記空気量上昇所定値よりも大きい値に設定されている空気量下降所定 値を下回ったときを吸気の立ち下がりとすると、 この吸気の立ち下がりをシリン ダ 3内への吸気が終了したものとみなすように設定することも可能である。 これ により、 吸気の立ち上がりから吸気の立ち下がりまで、 つまり吸気が開始した時 点から吸気が終了する直前までの間の空気量を測定及び演算することが可能とな る。
上記実施の形態によれば、 エアフローメ一夕 2 8が測定した空気量にスロッ 卜 ルバルブ開度の時間変化の割合に基づく係数を乗ずることで、 ェアフロ一メ一夕 敷設気筒以外の気筒に吸入される空気量の推測値を演算することができるため、 燃料噴射の最適化を図りつつェアフロ一メ一タ 2 8を全気筒にそれぞれ設けた場 合と比べて部品数を削減でき、 コスト低減を図ることができる。
また、 検出感度が高いエアフローメ一夕 2 8を用いることで、 スロットルバル ブ開度が大きいときにもェアフロ一メ一夕 2 8が測定する空気量とこれから推測 される空気量とに基づいて高い応答性を保ちつつ燃料噴射を行うことが可能とな るため、 スロットルバルブ開度に関わらず空気量に応じた燃料噴射を行うことが でき、 燃費向上ゃ排ガス低減を図ることができる。
さらに、 ェアフロ一メータ 2 8が検出する吸気の立ち上がり及びクランクシャ フト回転角度センサ 3 0からの角度検出情報に基づき、 正確なタイミングで燃料 噴射及び点火を行うことが可能となる。
さらにまた、 ェアフロ一メ一夕 2 8が検出する吸気の立ち下がりをシリンダ 3 内への吸気が終了したものとみなすように設定することで、 吸気が開始した時点 から吸気が終了する直前までの間の空気量を測定及び演算することが可能となる ため、 この空気量に応じた燃料噴射をエンジン 1の一サイクル内で行うことがで き、 燃料噴射の最適化をリアルタイムに行うことができる。
なお、 この発明は上記実施の形態に限られるものではなく、 例えば、 ェアフロ ーメ一夕 2. 8を一つの吸気通路 8のみではなく位相の異なる気筒に対応する吸気 通路 8にそれぞれ設ける等、 一つ以上全数未満の吸気通路 8にェアフロ一メ一夕 2 8を設けるようにしても同等の作用効果が得られる。 ここで、 エンジン 1は四 気筒に限るものではない。
また、 吸入吸気量の変化と同様にエンジン回転数も変化することから、 エアフ ローメータ 2 8が測定した空気量にエンジン回転数の時間変化の割合に基づく係 数を乗じて他の気筒に吸気される空気量を演算するようにしてもよい。
さらに、 エアフローメ一夕 2 8をスロットルバルブ 9の下流側に配置するよう にしてもよいが、 上記のようなエンジン 1の場合、 二輪車向け等の高回転型ェン ジンとされることが多く、 応答性を高めるために吸気管 6長さが抑えられ、 かつ 排気行程と吸気行程とのオーバ一ラップを長くして高回転時への対応が図られて いるので、 スロットルバルブ 9の上流側であっても空気量の測定誤差が少なく、 かつ排気ガスの吹き返しによる汚れも少なくてすむことから、 エアフローメ一夕 2 8はスロットルバルブ 9の上流側に配置されているほうが好ましい 産業上の利用の可能性
本発明は、 多気筒の内燃機関の各気筒に個々に設けられる複数の吸気通路と、 これら複数の吸気通路にそれぞれ設けられたスロットルボディとを備える内燃機 関の吸気装置であって、 前記複数の吸気通路の内の一部に、 該吸気通路に対応す る気筒に吸入される空気量を測定する空気流量センサが設けられている内燃機関 の吸気装置に関する。
本発明は、 多気筒の内燃機関の各気筒に個々に設けられる複数の吸気通路と、 これら複数の吸気通路にそれぞれ設けられたスロットルボディとを備える内燃機 関の制御装置であって、 前記複数の吸気通路の内の一部に設けられ、 該吸気通路 に対応する気筒に吸入される空気量を測定する空気流量センサと、 該空気流量セ ンサが測定した空気量に所定の係数を乗じて他の気筒に吸引される空気量を演算 し、 かつ各気筒への燃料噴射量を演算して前記内燃機関の燃料噴射装置に信号を 出力する制御部とを備える内燃機関の制御装置に関する。
本発明の内燃機関の吸気装置及び制御装置によれば、 空気流量センサが測定し た空気量にスロッ トルバルブ開度又はエンジン回転数の時間変化の割合に基づく 係数を乗ずることで、 空気流量センサ敷設気筒以外の気筒に吸入される空気量の 推測値を演算することができるため、 燃料噴射の最適化を図りつつ、 空気流量セ ンサを全気筒にそれぞれ設けた場合と比べて部品数を削減でき、 コスト低減を図 ることができる。
また、 スロットルバルブ開度が大きいときにも空気流量センサが測定する空気 量とこれから推測される空気量とに基づいて燃料噴射を行うことが可能となるた め、スロッ トルバルブ開度に関わらず空気量に応じた燃料噴射を行うことができ、 燃費向上ゃ排ガス低減を図ることができる。
さらに、 各空気流量センサとクランクシャフトゃカムシャフト等の回転角度セ ンサとを併用することで、 各気筒に正確なタイミングで燃料噴射を行うことが可 能となると共に、 空気量の測定及び演算とその空気量に応じた燃料噴射とを内燃 機関の一サイクル内で行うことでリアルタイムに燃料噴射量の最適化を行うこと が可能となる。

Claims

多気筒の内燃機関の各気筒に個々に設けられる複数の吸気通路と、 これ ら複数の吸気通路にそれぞれ設けられたスロッ トルボディとを備える内 燃機関の吸気装置であって、
前記複数の吸気通路の内の一部に、該吸気通路に対応する気筒に吸入さ れる空気量を測定する空気流量センサが設けられている。
請 多気筒の内燃機関の各気筒に個々に設けられる複数の吸気通路と、 これ ら.複数の吸気通路にそれぞれ設けられたスロッ トルボディとを備える内 範
燃機関の制御装置であって、
前記複数の吸気通路の内の一部に設けられ、該吸気通路に対応する気筒 に吸入される空気量を測定する空気流量センサと、
該空気流量センサが測定した空気量に所定の係数を乗じて他の気筒に 吸引される空気量を演算し、かつ各気筒への燃料噴射量を演算して前記内 燃機関の燃料噴射装置に信号を出力する制御部とを備える。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2275946A1 (en) 2005-03-04 2011-01-19 STMicroelectronics S.r.l. Probabilistic neural network and relative training method
JP2007107505A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Yamaha Motor Co Ltd 自動二輪車
JP4655229B2 (ja) * 2006-08-25 2011-03-23 株式会社デンソー 内燃機関の吸気システムの異常診断装置
JP7225549B2 (ja) * 2018-03-23 2023-02-21 株式会社デンソー 吸気装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157741A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 Toyota Motor Corp 吸入空気量検出装置
JPH11223543A (ja) * 1990-02-07 1999-08-17 Hitachi Ltd 内燃機関用空気流量測定装置
JP2001234798A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Hitachi Ltd 内燃機関の空燃比制御装置および気筒毎流入吸気量推定方法
JP2003262546A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Ngk Spark Plug Co Ltd 流れに関する測定装置及び流量測定方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4125015A (en) * 1977-05-10 1978-11-14 Fiat Societa Per Azioni Process and device for determining the quantity of air inducted by an internal combustion engine
US4751907A (en) * 1985-09-27 1988-06-21 Nissan Motor Co., Ltd. Air/fuel ratio detecting apparatus for internal combustion engines
US4869222A (en) * 1988-07-15 1989-09-26 Ford Motor Company Control system and method for controlling actual fuel delivered by individual fuel injectors
JP2507599B2 (ja) * 1989-05-29 1996-06-12 株式会社日立製作所 内燃機関用混合気供給装置
JPH0415388A (ja) 1990-05-01 1992-01-20 Mirai Ind Co Ltd 波付菅の接続構造及び接続具
US5497329A (en) * 1992-09-23 1996-03-05 General Motors Corporation Prediction method for engine mass air flow per cylinder
US5419301A (en) * 1994-04-14 1995-05-30 Ford Motor Company Adaptive control of camless valvetrain
JPH07293297A (ja) * 1994-04-20 1995-11-07 Hitachi Ltd 内燃機関の燃料制御方法及びその装置、並びにそれを用いた車両
US6931840B2 (en) * 2003-02-26 2005-08-23 Ford Global Technologies, Llc Cylinder event based fuel control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157741A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 Toyota Motor Corp 吸入空気量検出装置
JPH11223543A (ja) * 1990-02-07 1999-08-17 Hitachi Ltd 内燃機関用空気流量測定装置
JP2001234798A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Hitachi Ltd 内燃機関の空燃比制御装置および気筒毎流入吸気量推定方法
JP2003262546A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Ngk Spark Plug Co Ltd 流れに関する測定装置及び流量測定方法

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