(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンへの吸入空気量を推定し、燃料噴射量の電子制御を行うために吸入空気圧の検出値ＰＭの微分値ｄＰＭをフィルタ処理する方法において、
予め定めるサンプリング周期で吸入空気圧を検出し、
吸入空気圧の検出値ＰＭの単位サンプリング周期間の変化量を微分値として算出し、
各脈動周期毎に微分値の絶対値の最大値に基づく上限値を設定し、
次の脈動周期の微分値の絶対値から先行する脈動周期の前記上限値分までを削除するように修正し、微分値ｄＰＭとして導出することを特徴とする吸入吸気圧力の微分値のフィルタ処理方法。
【請求項２】
前記上限値は、前記各脈動周期毎の微分値の絶対値の最大値よりも、予め定める定数α以上大きくないとき、前記最大値に更新されることを特徴とする請求項１記載の吸入吸気圧力の微分値のフィルタ処理方法。
【請求項３】
前記修正した微分値ｄＰＭが、前記上限値を予め定める係数βで乗算した値よりも大きいとき、前記上限値分の削除を行わないことを特徴とする請求項１または２記載の吸入吸気圧力の微分値のフィルタ処理方法。
【請求項４】
車両のエンジンのクランク軸の１回転間における吸入空気圧の検出値ＰＭの差を検出し、
検出された差と前記導出される微分値ｄＰＭとを比較し、差の方が大きいときは差を微分値ｄＰＭとして導出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸入吸気圧力の微分値のフィルタ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両のエンジンなどの内燃機関への吸入空気圧力を検出して吸入空気量を推定し、燃料噴射量を電子制御する電子制御燃料噴射装置において、吸入空気圧の検出値を微分してフィルタ処理することにより、検出値に含まれるノイズ成分を除去して誤差の少ない空気量を推定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のエンジンの出力、燃料経済性および排気ガス対策を満足させる最適な空燃比に制御するための燃料噴射電子制御における吸入空気圧の検出方式として、エンジンの吸気管内に設けるセンサで吸気管圧（ＰＭ）を検出し、そのＰＭ値から吸入空気量を推定するD-Jetronic方式が１９６７年にボッシュ社によって発表され、エンジンのトルク特性の向上、排ガスの有害成分の低減を図ることができる空燃比制御精度の良い方式として採用されてきた。
【０００３】
空燃比制御の精度は、前記吸入空気量を推定するために検出する吸気管圧測定値の精度の良否に係わるが、この測定値に含まれるエンジンの回転に伴って発生する脈動性のリップルノイズや、その他の様々な制御の妨害となるノイズを除去することが必要である。
【０００４】
先行技術において、空燃比制御精度の向上には種々の工夫がなされてきており、例えば特開平６−１４６９９５に見られるごとく、エンジンの燃焼室内の圧力計測手段と、その圧力計測値のノイズ除去手段とを設けることによって燃料供給量制御方法の改善に努めている。
【０００５】
また現在一般には前記ＰＭセンサの検出値を、例えば２／１０００秒の短時間周期でＡ／Ｄ変換の演算処理をし、ＰＭセンサ値に重畳してくるノイズを除去するために１／ｍなまし制御（現行例ではｍ＝８がある）を行っている。すなわちＰＭセンサ検出値の現在値をＰＭn とし、２／１０００秒前の値をＰＭn-1 とした場合に
ＰＭn ＝ＰＭn ＋（ＰＭn −ＰＭn-1 ）／８
として除去している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平６−１４６９９５の燃料供給制御方法による圧力測定値のノイズの除去は、エンジンの圧縮工程中の所定期間内の２つ以上の筒内圧力測定値の変化を平滑化するという方法によるため、主たるノイズであるエンジンの回転に伴う脈動を把握して除去するにはいたらず、微妙な空燃比の調節が求められるエンジン制御に最適の効果を期待できない。
【０００７】
また前述の１／ｍなまし制御を行う場合には、なましを大きくする（ｍを大にする）とノイズの除去効果は増加するが、吸入空気圧力値の変化に対する応答性は低下し、逆になましを小さくする（ｍを小にする）と応答性は高くなるが、ノイズの除去効果は減少する。
【０００８】
本発明の目的は、以上のような現状を解決して、車両状態の変化による過渡時に対応するために、吸入空気圧力値の微分値にフィルタ処理を加え、車両状態の変化に対応することができ、誤差の少ない吸入空気量を推定することができる吸入吸気圧力の微分値のフィルタ処理方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両のエンジンへの吸入空気量を推定し、燃料噴射量の電子制御を行うために吸入空気圧の検出値ＰＭの微分値ｄＰＭをフィルタ処理する方法において、
予め定めるサンプリング周期で吸入空気圧を検出し、
吸入空気圧の検出値ＰＭの単位サンプリング周期間の変化量を微分値として算出し、
各脈動周期毎に微分値の絶対値の最大値に基づく上限値を設定し、
次の脈動周期の微分値の絶対値から先行する脈動周期の前記上限値分までを削除するように修正し、微分値ｄＰＭとして導出することを特徴とする吸入吸気圧力の微分値のフィルタ処理方法である。
また本発明は、前記上限値は、前記各脈動周期毎の微分値の絶対値の最大値よりも、予め定める定数α以上大きくないとき、前記最大値に更新されることを特徴とする。
また本発明は、前記修正した微分値ｄＰＭが、前記上限値を予め定める係数βで乗算した値よりも大きいとき、前記上限値分の削除を行わないことを特徴とする。
また本発明は、車両のエンジンのクランク軸の１回転間における吸入空気圧の検出値ＰＭの差を検出し、
検出された差と前記導出される微分値ｄＰＭとを比較し、差の方が大きいときは差を微分値ｄＰＭとして導出することを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明に従えば、車両のエンジンへの吸入空気量を推定し、その推定に基づいて燃料噴射量を電子制御するために、エンジンへの吸入空気圧力値ＰＭを微分し、その微分値をフィルタ処理している。
【００１１】
予め定めた短かい時間のサンプリング周期毎に吸入空気圧力値ＰＭを検出し、Ａ／Ｄ変換した検出値ＰＭのサンプリング周期間の変化量を微分値として算出し、算出した微分値の脈動の各周期毎に、微分値の絶対値の最大値を上限値として設定する。次の脈動周期に算出する微分値の絶対値が前記の先行周期の上限値より大きい場合に、微分値の絶対値から前記上限値分を差し引いた値に修正し、大きくない場合は算出値を０に修正して、微分値ｄＰＭとして導出している。これによって微分値ｄＰＭ値の脈動が除去される。
【００１２】
また本発明に従えば、前記の各脈動周期毎の微分値の絶対値の最大値が前記上限値に予め定める定数αを加えた値よりも大きくない場合に、上限値を前記最大値に更新し、大きい場合には前記上限値にαを加えた値に更新している。これによって上限値に限度を設定し、その上限値によって微分値ｄＰＭ値の修正を行うため、脈動以外の変化を除去する誤りを防ぐことができる。
【００１３】
また本発明に従えば、上記の修正した微分値ｄＰＭの値が、予め定める定数βを前記上限値に乗じた値よりも大きい場合には、差し引いた上限値を再び加算して微分値ｄＰＭ値として導出している。これによって前記上限値を除去した値において上限値のβ倍の値を検出した場合は、その変化は脈動以外のもので、車両状態の変化によるものと判断して前記除去を取り消すことができる。
【００１４】
また本発明に従えば、車両のエンジンのクランク軸が一回転する間の吸入空気圧力値ＰＭの差を検出し、検出した差を前記の導出微分値ｄＰＭと比較して大きい方を微分値ｄＰＭの決定値としている。これによって前記のいずれの場合も変化への即応性を重視した処理であるのに対して、脈動の影響を受けにくい検出値によって、脈動から検出する変化量より小さい緩やかなＰＭ変化を検出して空気量の推定を行うことができる。
【００１５】
【実施例】
図１は、本発明の実施例を適用する車両のエンジンへの燃料噴射を電子制御するシステムの構成図である。エンジン１に吸入される空気２の吸気圧力を吸入空気圧力検出センサであるＰＭセンサ３で検出し、その検出値をＥＦｉコンピュータと称する電子燃料噴射制御装置４を構成するＡ／Ｄ変換器５でＡ／Ｄ変換し、これをＰＭ値として前記制御装置４を構成する吸入空気圧力フィルタであるＰＭフィルタ６に取り込んで処理する。本発明によるＰＭフィルタ６の処理結果によって前記制御装置４を構成する空気量推定処理部７がエンジンへの吸入空気量を推定し、またその空気量推定値に基づいて同じく制御装置４を構成する燃料量算出部８がエンジンに噴射する燃料量算出を行う。前記制御装置４を構成するインジェクタ開弁制御器９が燃料量の算出値に基づき燃料噴射器であるインジェクタ１０を制御し、算出量の燃料１１を噴射する。エンジン１内に噴射された燃料１１は吸入空気２と混合され、混合ガス１２がエンジン１内で圧縮され点火されて爆発する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施例において、エンジンへの吸入空気圧力をＰＭセンサが２／１０００秒すなわち２ｍＳ毎にサンプリングして検出し、その検出値をＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換したＰＭデータを、ＰＭフィルタが演算処理する動作を示す。ステップ１０１において現在のＰＭ値であるＰＭn から２ｍＳ前すなわち前回入力したＰＭ値であるＰＭn-1 を差し引いて、ＰＭデータの２ｍＳ間の変化量を微分値ｄＰＭとして算出する。ステップ１０２で算出したｄＰＭの絶対値｜ｄＰＭn ｜を、計算用のメモリに蓄えてある現在のＰＭの脈動周期中のｄＰＭの最大値（maxｄＰＭ）と比較し、｜ｄＰＭn ｜の方が大きければステップ１０３に進んで、計算用メモリの最大値（maxｄＰＭ）を算出した現在のｄＰＭの絶対値｜ｄＰＭn ｜に更新してステップ１０４に進み、ステッ１０２の判定で｜ｄＰＭn ｜の方が大きくなければ更新をせずにそのままステップ１０４に進む。ステップ１０４では算出した微分値ｄＰＭn の正負の符号が前回入力に対して反転したかどうかを判定し、反転したときにはステップ１０５に進み脈動の極致を過ぎたとみなしてその脈動周期中の上限値である（maxｄＰＭ）を最新の脈動周期の最大値maxｄＰＭk とし、ステップ１０６に進む。ステップ１０６では計算用メモリの（maxｄＰＭ）を０にクリアしてステップ１０７に進む。ステップ１０４でｄＰＭn の符号が反転していない場合にはステップ１０８に進んで脈動周期の最大値maxｄＰＭk は更新しないで、前回の脈動周期の最大値であるmaxｄＰＭk-1 のままにしてステップ１０７に進む。ステップ１０７では次の脈動周期中のＰＭの微分値の絶対値である｜ｄＰＭn ｜が先行周期の最大値maxｄＰＭk より大きいかどうかを判定し、大きくない場合にはステップ１０９に進んで｜ｄＰＭn ｜を０とし、大きい場合にはステップ１１０に進んで｜ｄＰＭn ｜からmaxｄＰＭk を削除した値を修正した微分値として導出する。なお、図２の下部の▲１▼印は後述の説明のための記号である。
【００１７】
図３は、図２の動作において設定する脈動周期中の上限値に制限を設けようとする実施例の動作を示す。ステップ２０１〜２０４までは図２のステップ１０１〜１０４と全く同じであり、ステップ２０５，２０６は図２のステップ１０８，１０７とそれぞれ同じである。ステップ２０７ではステップ２０３で設定した上限値（maxｄＰＭ）が上記前回の脈動周期の最大値maxｄＰＭk-1 に予め設定した値αを加えた値より小さいかどうかを判定し、小さくない場合にはステップ２０８に進んで脈動周期の最大値maxｄＰＭk を前回の脈動周期の最大値maxｄＰＭk-1 にαを加えた値とし、小さい場合には図２の場合と同様にステップ２０９に進んで脈動周期中の上限値（maxｄＰＭ）を最新の脈動周期の最大値maxｄＰＭk とする。ステップ２１０では図２のステップ１０６と同じく計算用メモリをクリアしてから、ステップ２０６に進んで次の周期中の微分値の絶対値である｜ｄＰＭn ｜が、先行周期の最大値maxｄＰＭk より大きいかどうかを判定し、大きくない場合にはステップ２１１に進んで｜ｄＰＭn ｜を０とし、大きい場合にはステップ２１２で｜ｄＰＭn ｜からmaxｄＰＭk を削除した値を修正した微分値として導出する。なお、図３の下部の▲１▼印も後述の説明のための記号である。
【００１８】
図４は、検出値の変動が脈動の幅以上に甚だしく大きい場合の対策として採用する実施例の動作を示し、ステップ３０１〜３１１は図３のステップ２０１〜２１１と全く同様である。ステップ３１３で図２のステップ２１２と同様に周期中の微分値の絶対値である｜ｄＰＭn ｜から先行周期の最大値maxｄＰＭk を削除した後、ステップ３１２で判定して前記の修正した微分値の絶対値が、前記上限値に予め設定した値にβを乗じた値よりも大きい場合には、ステップ３１３で削除した先行周期の最大値maxｄＰＭk をステップ３１４で再び加算して導出する。なお、図４の下部の▲１▼印も、後述の説明のための記号である。
【００１９】
図５は、緩やかな変化を検出して制御しようとする実施例の動作を示す。ステップ４０１はエンジンのクランク軸の１回転すなわち３６０度毎にサンプリングを行って、その検出値の差をｄＰＭm とし、前記図２〜４の下部に  の記号を付した出力と共にステップ４０２に進み、ステップ４０２で前記差の絶対値と前記図２〜４のいずれの場合にも導出した｜ｄＰＭn ｜とを比較し、１回転の差の方が大きい場合にはステップ４０３でｄＰＭm をｄＰＭに採用し、大きくない場合にはステップ４０４でｄＰＭn を採用し、ステップ４０５でｄＰＭを決定する。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、サンプリング周期毎に検出する吸入空気圧の検出値ＰＭを、毎回検出する度毎にその前回の検出値との差を微分値として算出する。またＰＭ値に含まれているエンジンの回転に伴う脈動性のノイズ成分の脈動の極値を微分値の正負の符号の変換点としてとらえている。その極値間を脈動の周期として微分値の絶対値の脈動周期内の最大値を検出して上限値とし、脈動周期毎に上限値の更新を繰返しつつ次の脈動周期の微分値から上限値分を除去したものを微分値ｄＰＭの修正値としている。この処理によって上記脈動成分を主とするノイズは除去される。  また本発明は、上記上限値の更新の大きさに限度を設け、その限度以内の最大値を検出した場合は上記上限値の更新を行うが、限度を越える値には更新しない。この処理によって脈動以外の変化を除去する誤りを防ぐことができる。
【００２１】
また本発明は、上記上限値を差し引いて修正した後の微分値ｄＰＭが上記上限値に所定数を乗算した大きさより大きい値であるような場合には、前記の修正を取り消す処理を行って、車両状態の変化によるものとして対応することができる。
【００２２】
また本発明は、吸入空気圧力の検出をクランク軸の３６０度回転毎に行い、その検出値の差と上記修正値の差とを比較して大きい方を微分値ｄＰＭの決定値とすることにより、脈動値から検出される変化量より小さい緩やかな微分値の変化を検出することができる。
【００２３】
上記のように本発明によれば、吸入空気圧力値の微分値であるｄＰＭを求め、フィルタ処理をすることによって真の空気量を推定して車両状態の変化による過渡時の燃料噴射制御に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための車両エンジンの電子制御燃料噴射システムとエンジン、空気、燃料および燃料インジェクタとの関係を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による吸気圧力フィルタ処理の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施例による吸気圧力フィルタ処理の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明のさらに他の実施例による吸気圧力フィルタ処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明のさらに他の実施例による吸気圧力フィルタ処理の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  車両のエンジン
２  エンジンが吸入する空気
３  空気圧検出センサ
４  電子燃料噴射システム
５  Ａ／Ｄ変換器
６  吸気圧力フィルタ
７  空気量推定処理部
８  燃料量算出部
９  インジェクタ開弁制御部
１０  インジェクタ
１１  燃料
１２  空気と燃料の混合ガス
ｄＰＭ  微分値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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