(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態を検出する各種センサと、
上記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
上記内燃機関の吸入空気流量を検出する吸入空気量検出手段と、
上記内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
上記内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、
基準大気状態における回転速度およびスロットル開度に対応した充填効率が２次元マップにして予め記憶設定され、上記回転速度と上記スロットル開度とに応じて上記記憶設定値を出力する記憶手段と、
上記内燃機関の吸入空気量、回転速度、充填効率およびスロットル開度情報に基づいて演算された大気圧を含む大気圧関係値を、上記内燃機関の回転速度、スロットル開度、吸気管圧力情報に基づいて演算された大気圧を含む大気圧関係値で補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の電子制御装置。
【請求項２】
上記補正手段は、上記内燃機関の吸入空気量および回転速度を選択的に用いて求められる充填効率と上記記憶手段から出力される記憶設定値との比をとる所定の演算式に従って少なくとも大気圧値を含む大気圧関係値を算出する第１の演算手段と、上記内燃機関の回転速度とスロットル開度と吸気管圧力とに応じて、特定の運転状態である場合に検出した吸気管圧力に基づいて少なくとも大気圧を含む大気圧関係値を演算する第２の演算手段と、上記第１の演算手段からえられる演算値と上記第２の演算手段から得られる演算値とを比較する比較手段とを備え、該比較手段の比較結果を上記第１及び第２の演算手段にて得た演算値に反映させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、大気圧を含む大気圧関係値を内燃機関の他の制御パラメータから演算により求めて、これを制御の補助パラメータとして用いる内燃機関の電子制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平５−３１２０８７号公報に示されているように、内燃機関の吸入空気量、回転速度、充填効率、およびスロットル開度情報を基に大気圧を含む大気圧関係値を演算する内燃機関の電子制御装置はよく知られている。
【０００３】
また、例えば特開２００１−１３２５２２号公報に示されているように、内燃機関の回転速度とスロットル開度と吸気管圧力情報を基に大気圧を含む大気圧関係値を演算する内燃機関の電子制御装置もよく知られている。しかしながら、充填効率情報等および吸気管圧力情報等の両方を用いた大気圧を含む大気圧関係値を演算する内燃機関の電子制御装置はまだ提案されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような充填効率情報等を用いた大気圧を含む大気圧関係値の演算値は、あらかじめ設定した基準大気状態における回転速度およびスロットル開度に対応した充填効率または充填効率の関連値の２次元マップ値と、実測される充填効率との比をとる所定の演算式に従って求められるため、それぞれの内燃機関の個体差（ピストン−シリンダ摩擦係数の違いによる負荷など）による誤差を生じることがある。
【０００５】
この発明は、このような課題を解決するするためになされたものであり、大気圧センサレスにおける大気圧検出システムにおいて、運転領域により吸気管圧力情報、回転・充填効率・スロットル開度情報を使い分け、あらゆる運転領域での大気圧関係値の演算頻度、および精度を高めることができる内燃機関の電子制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の電子制御装置は、  内燃機関の運転状態を検出する各種センサと、上記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記内燃機関の吸入空気流量を検出する吸入空気量検出手段と、上記内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、上記内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、基準大気状態における回転速度およびスロットル開度に対応した充填効率が２次元マップにして予め記憶設定され、上記回転速度と上記スロットル開度とに応じて上記記憶設定値を出力する記憶手段と、上記内燃機関の吸入空気量、回転速度、充填効率およびスロットル開度情報に基づいて演算された大気圧を含む大気圧関係値を、上記内燃機関の回転速度、スロットル開度、吸気管圧力情報に基づいて演算された大気圧を含む大気圧関係値で補正する補正手段とを備えたものである。
【０００７】
また、この発明に係る内燃機関の電子制御装置は、上記補正手段は、上記内燃機関の吸入空気量および回転速度を選択的に用いて求められる充填効率と上記記憶手段から出力される記憶設定値との比をとる所定の演算式に従って少なくとも大気圧値を含む大気圧関係値を算出する第１の演算手段と、上記内燃機関の回転速度とスロットル開度と吸気管圧力とに応じて、特定の運転状態である場合に検出した吸気管圧力に基づいて少なくとも大気圧を含む大気圧関係値を演算する第２の演算手段と、上記第１の演算手段からえられる演算値と上記第２の演算手段から得られる演算値とを比較する比較手段とを備え、該比較手段の比較結果を上記第１及び第２の演算手段にて得た演算値に反映させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による内燃機関の電子制御装置を示す構成図である。
図において、一例として１気筒の構成を概略的に示したエンジンは自動車用の４気筒のもので、エンジンの吸気系１にはエアクリーナーから流れ込んでくる空気量を計測する吸入空気量検出手段としてのエアフローセンサ１０が配設され、その下流側には図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられ、サージタンク３からの吸入空気は吸気弁３７を介してシリンダ内に吸入される。
【０００９】
この吸気系１には、スロットルバルブ２を迂回する迂回路であるバイパス通路１ａが設けてあり、そのバイパス通路１ａにはバイパス通路１ａを通過する空気量を制御するための流量制御弁（以下、「ＩＳＣバルブ」と略称する。）１ｂが設けてある。このＩＳＣバルブ１ｂは、少なくともアイドル運転状態におけるエンジン回転速度ＮＥがアイドル目標回転速度となるように吸入空気量を補正するアイドル回転制御（以下、「ＩＳＣ」と略称する。）を実行する際に制御され、またエアコンディショナや前照灯等のエンジンに負荷となるものが作動した場合に開成制御される。
【００１０】
サージタンク３に連通する吸気系１の吸気マニホルド４のシリンダヘッド側の端部近傍には、さらに燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁５を、電子制御装置６により制御するようにしている。また、排気系２０には、燃焼室から排気弁３６を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ２  センサ２１が、図示しないマフラに至るまで管路に配設された三元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。
【００１１】
電子制御装置６は、補正手段としての中央演算装置７と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力インターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。その入力インターフェース９には、エアクリーナーから流れ込んでくる空気量を計測するエアフローセンサ１０から出力される吸入空気量信号ｚ、サージタンク３内の圧力（吸気管圧力）を検出するための吸気管圧力検出手段としての吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転速度ＮＥを検出するための回転速度検出手段としての回転速度センサ１４から出力される回転速度信号ｂ、カムポジションセンサ２５から出力されるクランク角度信号ｍおよび気筒判別信号ｎ、スロットルバルブ２の開度に対応してスロットルセンサ１６ａから出力されるスロットル開度信号、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ１６から出力されるＩＤＬ信号ｄ、エンジンの冷却水温を検出するための水温センサ１７から出力される水温信号ｅ、上記したＯ２センサ２１から出力される電圧信号ｈ等が入力される。
【００１２】
一方、出力インターフェース１１からは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆたる駆動パルスＩＮＪが、またスパークプラグ１８に対して点火信号ｇが出力されるようになっている。
【００１３】
電子制御装置６には、エアフローセンサ１０から出力される吸入空気量信号ｚと回転速度センサ１４から出力される回転速度信号ｂとを主な情報として充填効率を求め（演算方法は図示せず）、エンジンの運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間すなわち基本噴射量ＴＡＵＢを補正して燃料噴射弁開成時間である最終噴射時間すなわち燃料噴射量ＴＡＵを決定し、その決定された時間により燃料噴射弁５を制御して、エンジンの運転状態に応じた燃料燃料量ＴＡＵを燃料噴射弁５から吸気系１に噴射するためのプログラムが内蔵してある。
【００１４】
また、このプログラムでは、記憶装置８内に回転速度とスロットル開度とをパラメータとして、基準大気状態での充填効率を２次元マップにして格納しており、また、判定用や演算用の設定データも予め格納しており、判定条件が揃えば、現在検出される充填効率と、先ほどの予め格納されている充填効率の比をとる所定の演算式に従って少なくとも大気圧値を含む大気圧関係値を算出し、算出した大気圧を記憶装置８に保存するものである。
【００１５】
さらに、このプログラムでは、始動に先立ってイグニッションスイッチ（図示しない）がオンした際に、その時点で吸気圧センサ１３が出力する吸気圧信号ａに基づいて大気圧を検出し、検出した大気圧を記憶装置８に保存するものである。また、走行中にスロットルバルブ２が全開になった際に、その時点の吸気管圧力ＰＭＴＰをエンジン回転速度ＮＥに基づいて補正して、記憶装置８に保存するものである。この保存された大気圧すなわち学習された大気圧読み込み値は、走行中にスロットルバルブ２が全開になった場合は、その時点で保存されている大気圧読み込み値に代えて全開時のものを新たに大気圧読み込み値として保存する。
【００１６】
次に、充填効率から得た大気圧演算値を、吸気管圧から得た大気圧演算値にて補正するプログラムの概略手順を、図２を参照して説明する。
ステップＳ２０１にて始動に先立ってイグニッションスイッチ（図示しない）がオンした際に、その時点で吸気圧センサ１３が出力する吸気圧信号ａに基づいて大気圧ＣＡＰＳＴを演算する、その後ステップＳ２０２で、その値を正大気圧ＣＡＰ（実際のエンジン制御に使用する大気圧）とする。
【００１７】
ステップＳ２０３では、充填効率を使った大気圧演算条件（例えばパーシャル状態でエンジン回転速度・スロットル開度が一定値で安定している等）が成立しているかどうか判定し、成り立っていないすなわちＮＯならばＹＥＳになるまで判定し続け、ＹＥＳならばステップＳ２０４（第１の演算手段）に進む。
【００１８】
ステップＳ２０４では、前述（特開２００１−１３２５２２号公報参照）の方法で、エンジン回転速度・スロットル開度・充填効率のデータを使い大気圧値ＣＡＰＥＣＯを演算し、ステップＳ２０５に進む。その後ステップＳ２０５で、ステップＳ２０４で得た大気圧値を記憶装置８に保存されている補正値ＺＨに下記の式（１）による補正を実施し、その値を正大気圧ＣＡＰとする。
【００１９】
ＣＡＰ  ＝  ＣＡＰＥＣＯ  ÷  ＺＨ                              （１）
【００２０】
ステップＳ２０６では、吸気管圧を使った大気圧演算条件（例えばスロットル全開等）が成立しているかどうか判定し、成り立っていないすなわちＮＯならばＹＥＳになるまで判定し続け、ＹＥＳならばステップＳ２０７（第２の演算手段）に進む。
【００２１】
ステップＳ２０７では、前述（特開平５−３１２０８７号公報参照）の方法で、エンジン回転速度・スロットル開度・吸気管圧のデータを使い大気圧値ＣＡＰＺＮを演算し、その後ステップＳ２０８で、その値を正大気圧ＣＡＰ（実際のエンジン制御に使用する大気圧）とする。
【００２２】
ステップＳ２０９では、ステップＳ２０１で演算された大気圧（始動時）ＣＡＰＳＴとステップＳ２０７で演算された大気圧（全開時）ＣＡＰＺＮとを比較し、その偏差が大ならば本プログラムを終了し、偏差が小ならば、ステップＳ２１０に進む、また、ステップＳ２１０では更にステップＳ２０１で演算された時刻（始動時）とステップＳ２０７で演算された時刻（全開時）とを比較し、その時間間隔が大ならば本プログラムを終了し、間隔が小ならば、ステップＳ２０１で演算したときの実際の大気圧（始動時）とＳ２０７で演算したときの実際の大気圧（充填効率）とステップＳ２０４で演算したときの実際の大気圧（全開時）は同じであると判断し、ステップＳ２１１（比較手段）に進む。
【００２３】
ステップＳ２１１では、例えば下記の演算式（２）、（３）にて、補正値ＺＨを学習する。
【００２４】
平均値＝｛大気圧（始動時）ＣＡＰＳＴ＋大気圧（全開時）ＣＡＰＺＮ｝÷２  （２）
補正値ＺＨ＝大気圧（充填効率）ＣＡＰＥＣＯ÷平均値                      （３）
【００２５】
次に、ステップＳ２１２で、下記の式（４）にて補正値ＺＨのフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の補正値ＺＨ（ｉ）を記憶装置８に保存する。
【００２６】
補正値ＺＨ（ｉ）  ＝  Ｋ×ＺＨ（ｉ−１）  ＋  （１−Ｋ）×ＺＨ（４）
ここで、Ｋは０〜１の値、ＺＨ（ｉ−１）は前回処理して得た補正値である。
【００２７】
また、この補正値ＺＨまたはフィルタ処理後の補正値ＺＨ（ｉ）をイグニッションオフした後も記憶しておき、再度、ステップＳ２０５のようにイグニッションをオン後のエンジン回転数・スロットル開度・充填効率のデータを使い大気圧値ＣＡＰＥＣ０を演算したときにこの補正を行うことができるようにしている。
【００２８】
このようにして、本実施の形態では、内燃機関の吸入空気量、回転速度、充填効率、およびスロットル開度情報を基に演算された大気圧を含む大気圧関係値を、内燃機関の回転速度とスロットル開度と吸気管圧力情報を基に演算された大気圧を含む大気圧関係値で補正するため、それぞれの内燃機関の個体差（ピストン−シリンダ摩擦係数の違いによる負荷など）による大気圧演算値の誤差を小さくでき、さらに、両方式を有効に活用することで、大気圧を含む大気圧関係値の演算頻度を高めることができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、ステップＳ２１２でフィルタ処理を行って補正値ＺＨ（ｉ）を求めているが、フィルタ処理を行わずにステップＳ２１１で求めた補正値ＺＨをそのままＺＨ（ｉ）としてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、  内燃機関の運転状態を検出する各種センサと、上記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記内燃機関の吸入空気流量を検出する吸入空気量検出手段と、上記内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、上記内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、基準大気状態における回転速度およびスロットル開度に対応した充填効率が２次元マップにして予め記憶設定され、上記回転速度と上記スロットル開度とに応じて上記記憶設定値を出力する記憶手段と、上記内燃機関の吸入空気量、回転速度、充填効率およびスロットル開度情報に基づいて演算された大気圧を含む大気圧関係値を、上記内燃機関の回転速度、スロットル開度、吸気管圧力情報に基づいて演算された大気圧を含む大気圧関係値で補正する補正手段とを備えたので、それぞれの内燃機関の個体差（ピストン−シリンダ摩擦係数の違いによる負荷など）による大気圧演算値の誤差を小さくでき、さらに、両方式を有効に活用することで、大気圧を含む大気圧関係値の演算頻度を高めることができるという効果がある。
【００３１】
また、この発明によれば、上記補正手段は、上記内燃機関の吸入空気量および回転速度を選択的に用いて求められる充填効率と上記記憶手段から出力される記憶設定値との比をとる所定の演算式に従って少なくとも大気圧値を含む大気圧関係値を算出する第１の演算手段と、上記内燃機関の回転速度とスロットル開度と吸気管圧力とに応じて、特定の運転状態である場合に検出した吸気管圧力に基づいて少なくとも大気圧を含む大気圧関係値を演算する第２の演算手段と、上記第１の演算手段からえられる演算値と上記第２の演算手段から得られる演算値とを比較する比較手段とを備え、該比較手段の比較結果を上記第１及び第２の演算手段にて得た演算値に反映させるので、あらゆる運転領域での大気圧関係値の演算頻度、および精度を高めるのに寄与できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関の電子制御装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の動作説明に供するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  吸気系、１ｂ  流量制御弁、２  スロットルバルブ、６  電子制御装置、７  中央演算装置、８  記憶装置、９  入力インターフェース、１０  エアフローセンサ、１１  出力インターフェース、１３  吸気圧センサ、１４  回転速度センサ、１６ａ  スロットルセンサ、１７  水温センサ、２５  カムポジションセンサ。
【図１】
0003544197.tif 000002
【図２】
0003544197.tif 000003