JP3912981B2

JP3912981B2 - Method for estimating the atmospheric pressure of an internal combustion engine

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Publication number: JP3912981B2
Application number: JP2000395547A
Authority: JP
Inventors: 賢一村上; 俊雄西尾; 里美和田
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP2002195088A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関制御に必要な大気圧を推定する内燃機関の大気圧推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関制御において、運転パラメータの一つとして使用される機関負荷の検出は、一般に、吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度をスロットルセンサにより検出することにより行われてきた。
【０００３】
一方、内燃機関制御においては、大気圧も重要な運転パラメータの一つである。例えば、プレッシャレギュレータの背圧が大気圧である燃料系の制御では、内燃機関の吸気圧が同じでも、高地になるほど大気圧が低下することから、空燃比を同じに保つためには、平地での標準大気圧の場合に比べてより多くの燃料が必要になる。そのため、常に大気圧を監視して、内燃機関に供給される燃料量を大気圧の変化に応じて適宜補正する必要がある。この他、点火装置の制御においても同様である。
そのために、従来の内燃機関制御では、専用の大気圧センサを設けて大気圧を検出するようにしたものがある。或いは、部品点数の削減を図るために大気圧センサを使わず、吸気圧センサ、スロットルセンサ及び回転速度センサによる各種検出値から大気圧を推定する方法が、例えば、特公平７−３５７４９号公報の「内燃機関制御用の大気圧予測方法」において開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の機関負荷検出では、スロットルセンサが必要となり、その分だけ内燃機関制御に必要な部品点数が増えることになった。ここで、例えば、二輪車やゴルフカート等で使用される簡易な内燃機関においては、部品点数の削減を図るためにスロットルセンサ等の専用の負荷検出手段を省略することが要望されている。
【０００５】
一方、前記従来公報の大気圧検出方法では、スロットル開度と機関回転速度をパラメータとする関数データ（２次元マップ）を参照することが必要となる。従って、ここでもスロットルセンサが必要となり、その分だけ内燃機関制御に必要な部品点数が増えることになった。又、２次元マップから必要なデータを参照するようにしていることから、コンピュータによるソフト処理が複雑化する傾向があった。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関制御に必要な大気圧を、専用の大気圧センサ等を使用することなく、簡易なソフト処理により推定することを可能にした内燃機関の大気圧推定方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の内燃機関の大気圧推定方法は、吸気通路にスロットルバルブを設けた内燃機関の運転時における吸気圧脈動の変動幅を算出し、その変動幅を負荷状態の相関値として検出し、その変動幅を所定の低負荷しきい値及び所定の高負荷しきい値と比較することにより、内燃機関の負荷状態が低負荷であるか、中負荷であるか、高負荷であるかを判定し、負荷状態が高負荷と判定されるときの吸気圧の値に対して、予め標準大気圧の下で高負荷のときに求められた内燃機関の回転速度に対するブースト圧の値を回転速度の違いに応じて加算し、その加算結果を大気圧として推定することを趣旨とする。
【００１０】
運転時に内燃機関が高負荷となるときには、吸気通路のスロットルバルブが全開状態にあることから、スロットルバルブより下流の吸気通路における吸気圧は標準大気圧よりもブースト圧の分だけ低くなる。そして、このときの吸気圧は、標高による大気圧の変化に応じて変わることが判っている。又、このときのブースト圧の分は、標高変化に拘わらずほぼ一定となることが判っている。
従って、上記発明の構成によれば、吸気圧脈動の変動幅を算出し、その変動幅を負荷状態の相関値として検出し、その変動幅を所定の低負荷しきい値及び所定の高負荷しきい値と比較することにより、内燃機関の負荷状態が低負荷であるか、中負荷であるか、高負荷であるかを判定することから、吸気通路における吸気圧を検出するだけで内燃機関の負荷状態が検出され、その負荷状態が高負荷と判定されるときが、スロットルバルブが全開状態となるときである。そして、スロットルバルブが全開状態となるときの吸気圧の値に対して、予め求められた内燃機関の回転速度に対するブースト圧の値がその回転速度の違いに応じて加算され、その加算結果を大気圧として推定することから、吸気通路の吸気圧と内燃機関の回転速度を検出するだけで大気圧の値が簡易に推定されることになる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、吸気通路にスロットルバルブを設けた内燃機関の大気圧推定装置であって、スロットルバルブより下流の吸気通路における吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、内燃機関の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、検出される吸気圧に基づいて内燃機関の運転時における吸気圧脈動の変動幅を算出するための変動幅算出手段と、算出される変動幅を負荷状態の相関値として検出し、変動幅を所定の低負荷しきい値及び所定の高負荷しきい値と比較することにより、内燃機関の負荷状態が低負荷であるか、中負荷であるか、高負荷であるかを判定するための負荷検出手段と、予め標準大気圧の下で高負荷のときに回転速度の違いに応じて求められたブースト圧の値を記憶したブースト圧記憶手段と、負荷状態が高負荷と判定されるときに、記憶されたブースト圧であって検出される回転速度の違いに応じて決まる値を、検出される吸気圧の値に対して加算し、その加算結果を大気圧として推定するための大気圧推定手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１４】
従って、上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明と同様に、負荷状態が高負荷と判定されるときが、スロットルバルブが全開状態となるときである。そして、スロットルバルブが全開状態となるときの吸気圧の値に対して、予め求められてブースト圧記憶手段に記憶されたブースト圧の値が内燃機関の回転速度の違いに応じて加算され、その加算結果を大気圧として推定するこのことから、吸気通路における吸気圧と内燃機関の回転速度を検出するだけで大気圧の値が簡易に推定されることになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、吸気通路にスロットルバルブを設けた内燃機関の運転に関わる制御量を制御するために所要の操作量に基づいて制御対象を操作するようにした制御装置において、内燃機関の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、スロットルバルブより下流の吸気通路における吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、検出される吸気圧に基づいて内燃機関の運転時における吸気圧脈動の変動幅を算出するための変動幅算出手段と、算出される変動幅を負荷状態の相関値として検出し、変動幅を所定の低負荷しきい値及び所定の高負荷しきい値と比較することにより、内燃機関の負荷状態が低負荷であるか、中負荷であるか、高負荷であるかを判定するための負荷検出手段と、予め標準大気圧の下で高負荷のときに回転速度の違いに応じて求められたブースト圧の値を記憶したブースト圧記憶手段と、負荷状態が高負荷と判定されるときに、記憶されたブースト圧であって検出される回転速度の違いに応じて決まる値を、検出される吸気圧の値に対して加算し、その加算結果を大気圧として推定するための大気推定手段と、検出される吸気圧の値と検出される回転速度の値とに基づいて所要の制御量を得るための操作量を算出する操作量算出手段と、算出される操作量を、推定される大気圧の値に基づいて補正するための操作量補正手段と、補正された操作量に基づいて制御対象を操作することにより制御量を制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明と同様に推定された大気圧に基づいて制御対象に係る操作量が補正されることから、内燃機関の運転に関わる制御対象による制御量が、大気圧の変化に応じて適正に制御されるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１に、この実施の形態のエンジンシステムの概略構成を示す。このエンジンシステムは、車両（例えば「二輪自動車」）に搭載されたものであり、燃料を貯留するための燃料タンク１を備える。燃料タンク１に内蔵された燃料ポンプ２は、同タンク１に貯留された燃料を吐出する。内燃機関であるレシプロタイプの単気筒エンジン３には、燃料噴射弁（インジェクタ）４が設けられる。燃料ポンプ２から吐出された燃料は、燃料通路５を通じてインジェクタ４に供給される。供給された燃料は、インジェクタ４が作動することにより、吸気通路６へ噴射される。吸気通路６には、エアクリーナ７を通じて外部から空気が取り込まれる。吸気通路６に取り込まれた空気と、インジェクタ４から噴射された燃料は、可燃混合気を形成して燃焼室８に吸入される。
【００１９】
吸気通路６には、所定のアクセル装置（図示略）により操作されるスロットルバルブ９が設けられる。スロットルバルブ９が開閉されることにより、吸気通路６から燃焼室８に吸入される空気量（吸気量）が調節される。吸気通路６には、スロットルバルブ９を迂回してバイパス通路１０が設けられる。バイパス通路１０には、アイドル・スピード・コントロール・バルブ（ＩＳＣバルブ）１１が設けられる。ＩＳＣバルブ１１は、アイドル運転時、即ち、スロットルバルブ９の全閉時に、エンジン３のアイドル回転速度を調節するために作動させるものである。
【００２０】
燃焼室８に設けられた点火プラグ１２は、イグニッションコイル１３から出力される点火信号を受けて火花放電する。両部品１２，１３は、燃焼室８に供給される可燃混合気に点火するための点火装置を構成する。燃焼室８に吸入された可燃混合気は、点火プラグ１２のスパーク動作により爆発・燃焼する。燃焼後の排気ガスは、燃焼室８から排気通路１４を通じて外部へ排出される。排気通路１４には、排気ガスを浄化するための三元触媒１５が設けられる。燃焼室８における可燃混合気の燃焼に伴い、ピストン１６が運動してクランクシャフト１７が回転することにより、車両を走行させる駆動力がエンジン３で得られる。
【００２１】
車両には、エンジン３を始動させるためのイグニションスイッチ１８が設けられる。車両には、エンジン３の各種制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）２０が設けられる。車両用電源としてのバッテリ１９は、イグニションスイッチ１８を介してＥＣＵ２０に接続される。イグニションスイッチ１８がオンされることにより、バッテリ１９からＥＣＵ２０に電力が供給される。
【００２２】
エンジン３に設けられる各種センサ２１，２２，２３，２４は、エンジン３の運転状態に関する各種運転パラメータを検出するためのものであり、それぞれＥＣＵ２０に接続される。即ち、吸気通路６に設けられた吸気圧検出手段である吸気圧センサ２１は、スロットルバルブ９より下流の吸気通路６における吸気圧ｐｍを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン３に設けられた水温センサ２２は、エンジン３の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン３に設けられた回転速度検出手段である回転速度センサ２３は、クランクシャフト１７の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。排気通路１４に設けられた酸素センサ２４は、排気通路１４へ排出された排気ガス中の酸素濃度（出力電圧）Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。この酸素センサ２４は、エンジン３の燃焼室８に供給される可燃混合気の空燃比Ａ／Ｆを得るために使用される。
【００２３】
この実施の形態で、ＥＣＵ２０は、前述した各種センサ２１〜２４から出力される各種信号を入力する。ＥＣＵ２０は、これらの入力信号に基づき、吸気圧検出制御、負荷検出制御、大気圧推定制御、燃料噴射制御及び点火時期制御等を実行し、燃料ポンプ２、インジェクタ４、ＩＳＣバルブ１１及びイグニションコイル１３等をそれぞれ制御する。
【００２４】
ここで、吸気圧検出制御とは、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍに基づいて吸気脈動の影響を排除した吸気圧の検出値を得るための制御である。負荷検出制御とは、吸気圧脈動の変動幅に基づいてエンジン３の負荷状態を検出するものである。大気圧推定制御とは、上記負荷検出結果に基づいて標高の違いに応じた大気圧値を推定するものである。燃料噴射制御とは、エンジン３の運転状態に応じてインジェクタ４による燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン３の運転状態に応じてイグニションコイル１３を制御することにより、点火プラグ１２による点火時期を制御することである。
【００２５】
周知のように、ＥＣＵ２０は中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをデータバスにより接続してなる論理演算回路を構成する。ＲＯＭは、エンジン３の各種制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶したものである。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ２１〜２４の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに従って前述した各種制御等を実行する。この実施の形態で、ＥＣＵ２０は、本発明の変動幅算出手段、負荷検出手段、大気圧推定手段、操作量算出手段、操作量補正手段及び制御手段を構成する。又、ＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭは、本発明のブースト圧記憶手段を構成する。
【００２６】
次に、ＥＣＵ２０が実行する各種制御のうち、吸気圧検出制御のための処理内容について説明する。図２に吸気圧検出制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、図２に示すルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。この実施の形態では、「１ｍｓ」の周期でこのルーチンを実行する。
【００２７】
先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ２０は、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍについて今回のＡＤ値ｐｍａｄを読み込む。
【００２８】
次に、ステップ１０１で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄが前回のＡＤ値ｐｍａｄｏより大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定の場合、吸気圧ｐｍが上昇しているものとして、ステップ１０２で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰを「１」に設定する。
【００２９】
次に、ステップ１０３で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、前回に引き続いて吸気圧ｐｍが上昇中であることから、ＥＣＵ２０は処理をステップ１０７へ移行する。上記判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが下降から上昇に転じたものとして、処理をステップ１０４へ移行する。
【００３０】
ステップ１０４では、ＥＣＵ２０は、前回のＡＤ値ｐｍａｄｏがＡＤ値ｐｍａｄの上限値ｐｍｈｉ以下であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、吸気脈動に伴い吸気圧ｐｍが下降しているものとして、ＥＣＵ２０は処理をステップ１０７へ移行する。上記判断結果が肯定である場合、ステップ１０５で、ＥＣＵ２０は、前回のＡＤ値ｐｍａｄｏをＡＤ値ｐｍａｄの下限値ｐｍｌｏとして設定する。
【００３１】
そして、ステップ１０６で、ＥＣＵ２０は、下限値ｐｍｌｏを最終的に求めるべき吸気圧ＰＭとして設定する。
【００３２】
一方、ステップ１０１の判断結果が否定である場合、吸気圧ｐｍが下降しているものとして、ステップ１１１で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰを「０」に設定する。
【００３３】
次に、ステップ１１２で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、前回に引き続いて吸気圧ｐｍが下降中であるものとして、ＥＣＵ２０は処理をステップ１０７へ移行する。上記判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが上昇から下降に転じたものとして、ステップ１１３で、ＥＣＵ２０は、前回のＡＤ値ｐｍａｄｏをＡＤ値ｐｍａｄの上限値ｐｍｈｉとして設定する。
【００３４】
そして、ステップ１０３，１０４，１０６，１１２，１１３から移行してステップ１０７で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄを前回のＡＤ値ｐｍａｄｏとする。
【００３５】
次に、ステップ１０８で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰが「１」であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、ステップ１０９で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯを「１」に設定し、その後の処理を一旦終了する。上記判断結果が否定である場合、ステップ１１０で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯを「０」に設定し、その後の処理を一旦終了する。
【００３６】
即ち、上記ルーチンでは、エンジン３の運転時に吸気圧ｐｍの脈動の下限値ｐｍｌｏを検出し、その下限値ｐｍｌｏを吸気圧ｐｍの検出値としての最終的な吸気圧ＰＭとするようにしている。そのために、図３に示すように、脈動を伴う吸気圧ｐｍにつき、連続的にサンプリングされる前回のＡＤ値ｐｍａｄｏと今回のＡＤ値ｐｍａｄとを比較して、吸気圧ｐｍの下降又は上昇を判断すると共に、上昇から下降への転換又は下降から上昇への転換を判断する。そして、上昇から下降への転換時における前回のＡＤ値ｐｍａｄｏを上限値ｐｍｈｉとして設定し、下降から上昇への転換時における前回のＡＤ値ｐｍａｄｏを下限値ｐｍｌｏとして設定し、その下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの値として設定するようにしている。
【００３７】
この実施の形態のエンジンシステムでは、上記のように検出される上限値ｐｍｈｉ、下限値ｐｍｌｏ及び吸気圧ＰＭを使用して負荷検出制御及び大気圧推定制御が行われる。そこで、次に、これら負荷検出制御及び大気圧推定制御の処理内容について説明する。
【００３８】
図４には、負荷検出制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００３９】
ステップ２００で、ＥＣＵ２０は、吸気圧脈動の変動幅ΔＰＭを算出する。ＥＣＵ３０は、今回求められた上限値ｐｍｈｉと下限値ｐｍｌｏとの差を変動幅ΔＰＭの値として算出する。
【００４０】
次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ２０は、算出された変動幅ΔＰＭの値が所定の低負荷しきい値ＫＩＬ以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、アイドル状態に相当する低負荷状態であるものとして、ＥＣＵ２０は、ステップ２２０で、低負荷フラグＸＩＬＳＬを「１」に設定し、その後の処理を一旦終了する。つまり、ＥＣＵ２０は、低負荷判定を行うのである。
【００４１】
一方、ステップ２１０の判断結果が否定である場合、アイドル状態に相当する低負荷状態ではないものとして、ＥＣＵ２０は、ステップ２３０で、低負荷フラグＸＩＬＳＬを「０」に設定する。
【００４２】
次いで、ステップ２４０で、ＥＣＵ２０は、算出された変動幅ΔＰＭの値が所定の高負荷しきい値ＫＵＦより小さいか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、高負荷状態であるものとして、ＥＣＵ２０は、ステップ２５０で、高負荷フラグＸＵＳＬを「１」に設定し、その後の処理を一旦終了する。つまり、ＥＣＵ２０は、高負荷判定を行うのである。
【００４３】
一方、ステップ２４０の判断結果が否定である場合、低負荷状態でも高負荷状態でもない中負荷状態であるものとして、ＥＣＵ２０は、ステップ２６０で、高負荷フラグＸＩＬＳＬを「０」に設定し、その後の処理を一旦終了する。つまり、ＥＣＵ２０は、中負荷判定を行うのである。
【００４４】
即ち、ＥＣＵ２０は、エンジン３の運転時において、スロットルバルブ９より下流の吸気通路６における吸気圧脈動の変動幅ΔＰＭの値を算出し、その変動幅ΔＰＭの値を負荷状態の相関値として検出する。そして、図５及び図６に示すように、その変動幅ΔＰＭの値を、低負荷しきい値ＫＩＬ及び高負荷しきい値ＫＵＦと比較することにより、エンジン１の負荷状態が、低負荷であるか、高負荷であるか、或いは、中負荷であるかを判定するのである。この実施の形態では、吸気圧センサ２１及びＥＣＵ２０により、エンジン３の負荷検出装置が構成される。
【００４５】
上記負荷検出制御が実施できる理由は以下の通りである。エンジン３の運転時には、吸気通路６の吸気に脈動が発生して吸気圧ｐｍも脈動を伴って変化することになる。ここで、運転時のエンジン３がアイドル時のように低負荷となるときには、吸気通路６のスロットルバルブ９が閉状態にあることから、吸気負圧が相対的に大きくなり、図７に示すように、吸気圧脈動の変動幅ΔＰＭは相対的に大きくなる。この傾向は、平地での大気圧の値（標準大気圧）の場合と、高地での大気圧の値（低大気圧）の場合とで同じである。
これに対して、運転時のエンジン３がＷＯＴ時のように高負荷となるときには、スロットルバルブ９が全開状態にあることから、吸気負圧が相対的に小さくなり、図８に示すように、吸気圧脈動の変動幅ΔＰＭは相対的に小さくなる。この傾向は、低負荷の場合と同様、標準大気圧の場合と低大気圧の場合とで同じである。
【００４６】
この実施の形態では、上記負荷の検出結果を使用して大気圧推定制御が行われる。図９には、大気圧推定制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００４７】
先ず、ステップ３００で、ＥＣＵ２０は、前述した高負荷フラグＸＵＳＬが「１」であるか否かを判断する。ここで、このフラグＸＵＳＬが「０」である場合、エンジン３が高負荷でないことから、ＥＣＵ２０は、処理をそのまま一旦終了する。これに対して、このフラグＸＵＳＬが「１」である場合、エンジン３が高負荷であることから、ＥＣＵ２０は、処理をステップ３１０へ移行する。
【００４８】
ステップ３１０で、ＥＣＵ２０は、前述したように求められた吸気圧ＰＭの値を読み込むと共に、回転速度センサ２３の検出結果から、エンジン回転速度ＮＥの値を読み込む。
【００４９】
次いで、ステップ３２０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値に基づき、所定のブースト圧ＰＭＢの値を算出する。ＥＣＵ２０は、このブースト圧ＰＭＢの算出を、バックアップＲＡＭに記憶された所定の関数データ（１次元データマップ）を参照することにより行う。このデータマップは、予め標準大気圧の下で高負荷のときにエンジン回転速度ＮＥの違いに応じて検出されたブースト圧ＰＭＢの値をまとめたものであり、その概念を図１０のグラフに示す。
【００５０】
そして、ステップ３３０で、ＥＣＵ２０は、上記読み込まれた吸気圧ＰＭの値に、上記算出されたブースト圧ＰＭＢの値を加えることにより、大気圧ＰＡの推定値を算出する。
【００５１】
ここで、大気圧推定について、図１１を参照して説明する。運転時にエンジン３が高負荷となるときには、吸気通路６のスロットルバルブ９が全開状態にあることから、標準大気圧下において、スロットルバルブ９より下流の吸気通路６における吸気圧ＰＭは、図１１に実曲線で示すように、標準大気圧よりもブースト圧ＰＭＢの分だけ低くなる。しかも、その吸気圧ＰＭは、エンジン回転速度ＮＥの増加に伴い曲線的に低くなる。そして、このときの吸気圧ＰＭは、標高等による大気圧の変化に応じて変わることが判っている。即ち、図１１に２点鎖線で示すように、大気圧が標準大気圧よりも低いときには、それに応じて吸気圧ＰＭも相対的に低下することになる。又、このときのブースト圧ＰＭＢの低下分は、標準大気圧下と低大気圧下とで違いはなく、大気圧の変化に拘わらずほぼ一定となることが判っている。従って、実際の吸気圧ＰＭの検出値に対して、予め標準大気圧下で高負荷のときにエンジン回転速度ＮＥの違いに応じて求められたブースト圧ＰＭＢの値を加えることにより、そのときの大気圧ＰＡの推定値を得ることができるのである。この実施の形態では、吸気圧センサ２１、回転速度センサ２３及びＥＣＵ２０により、エンジン３の大気圧推定装置が構成される。
【００５２】
この実施の形態のエンジンシステムでは、上記のように求められた吸気圧ＰＭ及び大気圧ＰＡを使用して燃料噴射制御が行われる。そこで、この燃料噴射制御の処理内容について以下に説明する。図１２には燃料噴射制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００５３】
先ず、ステップ４００で、ＥＣＵ２０は回転速度センサ２３の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥの値を読み込む。
【００５４】
ステップ４１０で、ＥＣＵ２０は、最終的な吸気圧ＰＭの値を読み込む。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏを吸気圧ＰＭの値として読み込む。このステップ４１０の読み込み処理は、前述した図２のルーチンを割り込み処理することにより行われる。
【００５５】
ステップ４２０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値と吸気圧ＰＭの値とに基づいて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを算出する。ＥＣＵ２０は、この基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥの算出を、予め定められた関数データ（噴射量マップ）を参照することにより行う。この関数データでは、エンジン３の燃焼室８に吸入される吸気量が、吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの値から決定され、その吸気量に応じた基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥが決定されるようになっている。
【００５６】
ステップ４３０で、ＥＣＵ２０は、水温センサ２２の検出値に基づき冷却水温ＴＨＷの値を読み込む。そして、ステップ４４０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた冷却水温ＴＨＷの値に基づき、エンジン３の暖機状態に応じて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを補正するための暖機補正係数ＫＴＨＷを算出する。
【００５７】
ステップ４５０で、ＥＣＵ２０は、上記のように推定された大気圧ＰＡの値を読み込む。そして、ステップ４６０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた大気圧ＰＡの値に基づき、大気圧ＰＡの違いに応じて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを補正するための大気圧補正係数ＫＰＡの値を算出する。ＥＣＵ２０は、平地における大気圧（標準大気圧）の値に対する上記読み込まれた大気圧ＰＡの値の割合を大気圧補正係数ＫＰＡとして算出する。
【００５８】
又、ステップ４６５で、ＥＣＵ２０は、上記読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値に応じた回転補正値ＫＰＡＮＥを算出する。ＥＣＵ２０は、この回転補正値ＫＰＡＮＥの算出を、予め定められた関数データ（補正値マップ）を参照することにより行う。
【００５９】
ステップ４７０で、ＥＣＵ２０は、燃焼室８に供給される空気と燃料との可燃混合気の空燃比Ａ／Ｆを補正するための空燃比補正係数ＦＡＦの値を読み込む。この空燃比補正係数ＦＡＦは、酸素センサ２４の検出値から読み込まれる酸素濃度Ｏｘの値に基づいて別途のルーチンで算出されるものである。
【００６０】
ステップ４８０で、ＥＣＵ２０は、上記のように算出された基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを、暖機補正係数ＫＴＨＷ、空燃比補正係数ＦＡＦ、大気圧補正係数ＫＰＡ及び回転補正値ＫＰＡＮＥに基づいて補正することにより最終燃料噴射量ＴＡＵの値を算出する。即ち、ＥＣＵ２０は、次の計算式に従って最終燃料噴射量ＴＡＵを算出する。
ＴＡＵ＝ＴＡＵＢＳＥ＊ＫＴＨＷ＊ＦＡＦ＊ＫＰＡ＋ＫＰＡＮＥ
【００６１】
その後、ステップ４９０で、ＥＣＵ２０は、算出された最終燃料噴射量ＴＡＵの値に基づいてインジェクタ４を制御することにより、インジェクタ４から噴射される燃料量を制御するのである。
【００６２】
上記のように推定された大気圧ＰＡ等に応じて補正された最終燃料噴射量ＴＡＵに基づいて燃料噴射制御が行われる。この実施の形態では、インジェクタ４、ＥＣＵ２０、吸気圧センサ２１及び回転速度センサ２３により、エンジン３の制御装置としての燃料噴射制御装置が構成される。
【００６３】
この実施の形態のエンジンシステムでは、上記のように求められた吸気圧ＰＭ及び大気圧ＰＡを使用して点火時期制御が行われる。そこで、この点火時期制御の処理内容について説明する。図１３には点火時期制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００６４】
先ず、ステップ５００で、ＥＣＵ２０は回転速度センサ２３の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥの値を読み込む。
【００６５】
ステップ５１０で、ＥＣＵ２０は、最終的な吸気圧ＰＭの値を読み込む。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏを吸気圧ＰＭの値として読み込む。このステップ３１０の読み込み処理は、前述した図２のルーチンを割り込み処理することにより行われる。
【００６６】
ステップ５２０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値と吸気圧ＰＭの値とに基づいて基本点火時期ＩＴＢＳＥを算出する。ＥＣＵ２０は、この基本点火時期ＩＴＢＳＥの算出を、予め定められた関数データ（点火時期マップ）を参照することにより行う。この関数データでは、エンジン３の燃焼室８に吸入される吸気量が、吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの値から決定され、その吸気量に応じた基本点火時期ＩＴＢＳＥが決定されるようになっている。
【００６７】
ステップ５３０で、ＥＣＵ２０は、水温センサ２２の検出値に基づき冷却水温ＴＨＷの値を読み込む。そして、ステップ５４０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた冷却水温ＴＨＷの値に基づき、エンジン３の暖機状態に応じて基本点火時期ＩＴＢＳＥを補正するための暖機補正係数Ｋ１を算出する。
【００６８】
ステップ５５０で、ＥＣＵ２０は、上記のように推定された大気圧ＰＡの値を読み込む。そして、ステップ５６０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた大気圧ＰＡの値に基づき、大気圧ＰＡの違いに応じて基本点火時期ＩＴＢＳＥを補正するための大気圧補正係数ＫＰＡの値を算出する。ＥＣＵ２０は、この大気圧補正係数ＫＩＰＡの算出を、所定の関数データ（データマップ）を参照することにより行う。
【００６９】
ステップ５７０で、ＥＣＵ２０は、上記のように算出された基本点火時期ＩＴＢＳＥを、暖機補正係数Ｋ１及び大気圧補正係数ＫＩＰＡ等に基づき補正することにより、最終点火時期ＩＴの値を算出する。
【００７０】
その後、ステップ５８０で、ＥＣＵ２０は、算出された最終点火時期ＩＴの値に基づいてイグニションコイル１３を制御することにより、点火プラグ１２による点火時期を制御する。
【００７１】
上記のように推定された大気圧ＰＡ等に応じて補正された最終点火時期ＩＴに基づいて点火時期制御が行われる。この実施の形態では、点火装置としての点火プラグ１２及びイグニションコイル１３、並びに、ＥＣＵ２０、吸気圧センサ２１及び回転速度センサ２３により、エンジン３の制御装置としての点火時期制御装置が構成される。
【００７２】
以上説明したように本実施の形態のエンジンシステムにおいて、エンジン３の運転時には吸気通路６で吸気の脈動が発生し、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍも脈動を伴って変化する。このため、脈動を伴った吸気圧ｐｍを、エンジン３の各種制御を実行するための運転パラメータの一つとしてそのまま使用したのでは、各種制御が不安定となる。
【００７３】
ここで、脈動を伴う吸気圧ｐｍの検出値において、その下限値ｐｍｌｏが実際に燃焼室８に吸入される吸気量を最も良く反映した吸気圧となることが判っている。そこで、このエンジンシステムが実行する吸気圧検出方法では、吸気圧脈動、即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍについてその下限値ｐｍｌｏを検出し、その下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの検出値としている。このことから、脈動を伴う吸気圧ｐｍにも拘わらず、最終的な吸気圧ＰＭとして吸気量に相関した適正な値と挙動が得られる。これによって、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧ＰＭを検出することができる。
【００７４】
図１４には、エンジン負荷に対する吸気圧の算出特性をグラフに示す。このグラフから明らかなように、従来のなまし吸気圧は、エンジン負荷の増加に対して曲線的に増加するのに対し、本実施の形態の吸気圧ＰＭでは、直線的に増加することが判る。即ち、本実施の形態の吸気圧ＰＭの方がエンジン負荷に対してリニアリティがあることが判る。このことは、アクセル装置によるスロットルバルブ９の動きに対して吸気圧ＰＭがリニアに反応することを意味し、過渡時に検出される吸気圧ＰＭの応答性が向上していることを示している。これによって、吸気圧ＰＭから換算される吸気量が、従来のなまし吸気圧により換算される吸気量に対して、より正確なものになることが判る。
【００７５】
この実施の形態のエンジンシステムを使用した負荷検出方法によれば、吸気通路６における吸気圧脈動の変動幅ΔＰＭを算出し、その変動幅ΔＰＭの値をエンジン負荷状態の相関値として検出するようにしている。従って、吸気通路６の吸気圧ＰＭを吸気圧センサ２１により検出するだけで、エンジン負荷状態が検出されるようになる。このため、スロットルセンサ等の専用の負荷検出手段を何ら使用することなくエンジン３の負荷状態を適正に検出することができ、スロットルセンサ等の分だけエンジン制御に必要な部品点数を減らすことができる。
【００７６】
この実施の形態のエンジンシステムを使用した大気圧推定方法によれば、上記のように吸気圧ｐｍを検出するだけでエンジン負荷状態を検出することができ、その負荷状態が高負荷を示すときに、スロットルバルブ９が全開状態、即ち、ＷＯＴであることが判る。そして、ＷＯＴ時の吸気圧ＰＭの値に対して、予めエンジン回転速度ＮＥの違いに応じて求められたブースト圧ＰＭＢの値が加算され、その加算結果が大気圧ＰＡとして推定される。従って、スロットルセンサ等の専用の負荷検出手段を何ら設けることなく、吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥを検出するだけで大気圧ＰＡの値が簡易に推定される。このため、エンジン制御に必要な大気圧ＰＡを、専用の大気圧センサ等を何ら使用することなく、１次元データマップを参照することによる簡易なソフト処理によるだけで適正に推定することができるようになる。
【００７７】
この実施の形態のエンジンシステムによれば、エンジン３の運転時にエンジン回転速度ＮＥが回転速度センサ２３により検出される。同じく、運転時に吸気圧ｐｍが吸気圧センサ２１により検出され、その検出値から吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏがＥＣＵ２０により算出される。又、吸気圧ｐｍの検出値として取り込まれる下限値ｐｍｌｏを吸気圧ＰＭとして、その吸気圧ＰＭとエンジン回転速度ＮＥの検出値に基づいて、基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥ及び基本点火時期ＴＩＢＳＥの値がＥＣＵ２０によりそれぞれ算出される。そして、それら基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥ及び基本点火時期ＴＩＢＳＥの値が、大気圧ＰＡの推定値から求められる大気圧補正係数ＫＰＡ等に基づき補正されることにより、制御量である最終燃料噴射量ＴＡＵ及び最終点火時期ＩＴがそれぞれＥＣＵ２０により算出される。そして、それら最終燃料噴射量ＴＡＵ及び最終点火時期ＩＴに基づいてインジェクタ４及びイグニションコイル１３等がＥＣＵ２０によりそれぞれ制御されることにより、燃料噴射制御及び点火時期制御が実行される。
【００７８】
従って、この実施の形態では、操作量としての最終燃料噴射量ＴＡＵが大気圧ＰＡに基づいて補正されることから、標高等による大気圧ＰＡの変化に応じてインジェクタ４からの実際の噴射量が適正に制御されるようになる。この結果、標高等による大気圧ＰＡの変化に拘わらず、燃料を過不足なくエンジン３に供給することができ、空燃比制御の精度を確保することができる。
同様に操作量としての最終点火時期ＴＩが大気圧ＰＡに基づいて補正されることから、標高等による大気圧ＰＡの変化に応じて点火プラグ１２及びイグニションコイル１３による実際の点火時期が適正に制御されるようになる。この結果、標高等による大気圧ＰＡの変化に拘わらず、過度な遅角や進角を起こすことなく点火時期を適正に調整することができ、エンジン３の出力トルクの低下を防止することができる。
【００７９】
又、この実施の形態では、脈動を伴う吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏが最終的な吸気圧ＰＭの検出値として取り込まれることから、吸気圧ｐｍが脈動を伴うにも拘わらず、操作量としての最終燃料噴射量ＴＡＵ及び最終点火時期ＩＴが不安定な値となることがなく、制御対象であるインジェクタ４及びイグニションコイル１３等が吸気圧ｐｍの挙動に応じて適正に制御されるようになる。この結果、安定性と応答性に優れた燃料噴射制御及び点火時期制御を実行することができる。併せて、実際の吸気量との相関性の高い正確な燃料噴射制御及び点火時期制御を実行することができる。
【００８０】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００８１】
（１）前記実施の形態では、本発明の大気圧推定方法、大気圧推定装置及び内燃機関の制御装置等を単気筒のエンジン３を含むエンジンシステムに具体化したが、２気筒や３気筒、或いはそれ以上の気筒数のエンジンを含むエンジンシステムに具体化することもできる。
但し、気筒数が多ければ吸気脈動の振幅も小さくなることから、本発明の効果は１〜３の気筒数のエンジンで特に大きいと言える。
【００８２】
（２）前記実施の形態では、本発明を燃料噴射制御及び点火時期制御に具体化したが、それらの制御に限られるものではなく、大気圧を運転パラメータの一つとして使用する排気還流制御等のその他の制御に使用してもよい。
【００８３】
【発明の効果】
【００８４】
請求項１に記載の発明の構成によれば、スロットルセンサ等の専用の負荷検出手段を設けることなく機関負荷状態を適正に検出することができ、スロットルセンサ等の分だけエンジン制御に必要な部品点数を減らすことができる。加えて、内燃機関制御に必要な大気圧を、専用の大気圧センサ等を使用することなく、簡易なソフト処理により適正に推定することができる。
【００８５】
【００８６】
請求項２に記載の発明の構成によれば、スロットルセンサ等の専用の負荷検出手段を設けることなく機関負荷状態を適正に検出することができ、スロットルセンサ等の分だけエンジン制御に必要な部品点数を減らすことができる。加えて、内燃機関制御に必要な大気圧を、専用の大気圧センサ等を使用することなく、簡易なソフト処理により適正に推定することができる。
【００８７】
請求項３に記載の発明の構成によれば、標高等による大気圧の変化に拘わらず、内燃機関の運転に関わる制御対象を過不足のない操作量に基づいて操作することにより所定の制御量を適正に制御することができ、内燃機関の制御精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】吸気圧検出制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図３】脈動を伴う吸気圧とそのＡＤ値等を示す説明図である。
【図４】負荷検出制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図５】吸気圧脈動の変動幅とエンジン負荷との関係を示すグラフである。
【図６】吸気圧脈動の変動幅に基づく負荷判定を示すタイムチャートである。
【図７】アイドル時の吸気圧脈動と大気圧との関係を示すタイムチャートである。
【図８】ＷＯＴ時の吸気圧脈動と大気圧との関係を示すタイムチャートである。
【図９】大気圧推定制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図１０】エンジン回転速度とブースト圧との関係を示す１次元データマップである。
【図１１】エンジン回転速度と大気圧及び吸気圧の関係を示すグラフである。
【図１２】燃料噴射制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図１３】点火時期制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図１４】エンジン負荷に対する吸気圧の算出特性を示すグラフである。
【符号の説明】
３エンジン
４インジェクタ（燃料噴射弁、制御対象）
６吸気通路
１２点火プラグ（点火装置、制御対象）
１３イグニションコイル（点火装置、制御対象）
２０ＥＣＵ（変動幅算出手段、負荷検出手段、ブースト圧記憶手段、大気圧推定手段、操作量算出手段、操作量補正手段及び制御手段）
２１吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
２３回転速度センサ（回転速度検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention Estimate the atmospheric pressure required for internal combustion engine control Internal combustion engine Atmospheric pressure estimation Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, detection of an engine load used as one of operating parameters in internal combustion engine control has been generally performed by detecting an opening of a throttle valve provided in an intake passage by a throttle sensor.
[0003]
On the other hand, in the internal combustion engine control, the atmospheric pressure is also an important operating parameter. For example, in the control of a fuel system in which the back pressure of the pressure regulator is atmospheric pressure, the atmospheric pressure decreases as the altitude rises even if the intake pressure of the internal combustion engine is the same. More fuel is required than the standard atmospheric pressure. Therefore, it is necessary to always monitor the atmospheric pressure and appropriately correct the amount of fuel supplied to the internal combustion engine according to the change in the atmospheric pressure. The same applies to the control of the ignition device.
For this reason, there is a conventional internal combustion engine control in which a dedicated atmospheric pressure sensor is provided to detect the atmospheric pressure. Alternatively, a method for estimating the atmospheric pressure from various detection values by the intake pressure sensor, the throttle sensor, and the rotation speed sensor without using the atmospheric pressure sensor in order to reduce the number of parts is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-35749. It is disclosed in “Atmospheric pressure prediction method for internal combustion engine control”.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional engine load detection, a throttle sensor is required, and the number of parts necessary for controlling the internal combustion engine is increased accordingly. Here, for example, in a simple internal combustion engine used in a two-wheeled vehicle, a golf cart, or the like, it is desired to omit a dedicated load detection means such as a throttle sensor in order to reduce the number of parts.
[0005]
On the other hand, in the atmospheric pressure detection method of the above-mentioned conventional publication, it is necessary to refer to function data (two-dimensional map) using the throttle opening and the engine speed as parameters. Therefore, a throttle sensor is also required here, and the number of parts necessary for controlling the internal combustion engine is increased accordingly. In addition, since necessary data is referenced from the two-dimensional map, the software processing by the computer tends to be complicated.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances. Eyes The purpose is to provide an atmospheric pressure estimation method for an internal combustion engine that makes it possible to estimate the atmospheric pressure required for internal combustion engine control by simple software processing without using a dedicated atmospheric pressure sensor or the like. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[0008]
[0009]
Up Note Claims to achieve 1 The method for estimating the atmospheric pressure of an internal combustion engine according to the invention calculates a fluctuation range of intake pressure pulsation during operation of the internal combustion engine provided with a throttle valve in the intake passage, and detects the fluctuation range as a correlation value of a load state. By comparing the fluctuation range with a predetermined low load threshold value and a predetermined high load threshold value, it is determined whether the load state of the internal combustion engine is low load, medium load, or high load. The value of the boost pressure with respect to the rotational speed of the internal combustion engine determined in advance when the load state is determined to be a high load and the intake pressure value when the load state is determined to be a high load in advance under a standard atmospheric pressure. The purpose is to estimate the result of the addition as atmospheric pressure.
[0010]
When the internal combustion engine becomes highly loaded during operation, the throttle valve in the intake passage is in a fully open state, so the intake pressure in the intake passage downstream of the throttle valve is lower than the standard atmospheric pressure by the boost pressure. And it is known that the intake pressure at this time changes according to the change of the atmospheric pressure due to the altitude. Further, it has been found that the boost pressure at this time is almost constant regardless of the altitude change.
Therefore, according to the configuration of the above invention, For example, by calculating the fluctuation range of the intake pressure pulsation, detecting the fluctuation range as a correlation value of the load state, and comparing the fluctuation range with a predetermined low load threshold value and a predetermined high load threshold value, From determining whether the load state of the internal combustion engine is low load, medium load, or high load, Only when the intake pressure in the intake passage is detected, the load state of the internal combustion engine is detected, and the load state is determined to be a high load when the throttle valve is fully opened. Then, the boost pressure value with respect to the rotational speed of the internal combustion engine obtained in advance is added to the intake pressure value when the throttle valve is fully opened according to the difference in the rotational speed, and the addition result is greatly increased. Since the pressure is estimated as the atmospheric pressure, the value of the atmospheric pressure can be easily estimated only by detecting the intake pressure in the intake passage and the rotational speed of the internal combustion engine.
[0011]
[0012]
[0013]
Up Note Claims to achieve 2 The invention described in 1 is an atmospheric pressure estimation device for an internal combustion engine in which a throttle valve is provided in the intake passage, the intake pressure detecting means for detecting the intake pressure in the intake passage downstream from the throttle valve, and the rotation of the internal combustion engine Rotational speed detection means for detecting speed, fluctuation width calculation means for calculating fluctuation width of intake pressure pulsation during operation of the internal combustion engine based on the detected intake pressure, and load the calculated fluctuation width Whether the load state of the internal combustion engine is low load or medium load by detecting the correlation value of the state and comparing the fluctuation range with a predetermined low load threshold value and a predetermined high load threshold value, A load detection means for determining whether the load is high, a boost pressure storage means for storing a boost pressure value obtained in advance according to a difference in rotational speed when the load is high under standard atmospheric pressure, High load condition When the load is determined, the stored boost pressure and a value determined according to the detected rotational speed difference are added to the detected intake pressure value, and the addition result is set as the atmospheric pressure. It is intended that an atmospheric pressure estimation means for estimation is provided.
[0014]
Therefore, according to the configuration of the invention, the claims 1 As in the invention described in (1), the time when the load state is determined to be a high load is when the throttle valve is fully opened. Then, the boost pressure value obtained in advance and stored in the boost pressure storage means is added to the intake pressure value when the throttle valve is fully opened according to the difference in the rotational speed of the internal combustion engine. Since the addition result is estimated as the atmospheric pressure, the value of the atmospheric pressure can be estimated simply by detecting the intake pressure in the intake passage and the rotational speed of the internal combustion engine.
[0015]
Claim 3 In the control device that operates a control target based on a required operation amount in order to control a control amount related to the operation of the internal combustion engine provided with a throttle valve in the intake passage, the rotation of the internal combustion engine Rotational speed detecting means for detecting the speed, intake pressure detecting means for detecting the intake pressure in the intake passage downstream of the throttle valve, and intake pressure pulsation during operation of the internal combustion engine based on the detected intake pressure Fluctuation range calculating means for calculating the fluctuation range of the vehicle, and detecting the calculated fluctuation range as a correlation value of the load state, and comparing the fluctuation range with a predetermined low load threshold value and a predetermined high load threshold value A load detecting means for determining whether the load state of the internal combustion engine is a low load, a medium load, or a high load, and a rotational speed in advance under a standard atmospheric pressure and a high load. Difference The boost pressure storage means that stores the boost pressure value determined in accordance with the load pressure, and the stored boost pressure when the load state is determined to be high, depending on the detected rotational speed difference A value is added to the detected intake pressure value, and the addition result is estimated as atmospheric pressure, and based on the detected intake pressure value and the detected rotational speed value. An operation amount calculating means for calculating an operation amount for obtaining a required control amount, an operation amount correcting means for correcting the calculated operation amount based on an estimated atmospheric pressure value, and It is intended to include a control means for controlling the control amount by operating the control object based on the operation amount.
[0016]
According to the above invention, the claim 2 Since the manipulated variable related to the controlled object is corrected based on the estimated atmospheric pressure in the same manner as in the invention described in, the controlled variable related to the operation of the internal combustion engine is appropriately adjusted according to the change in atmospheric pressure. To be controlled.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows a schematic configuration of the engine system of this embodiment. This engine system is mounted on a vehicle (for example, a “two-wheeled vehicle”) and includes a fuel tank 1 for storing fuel. A fuel pump 2 built in the fuel tank 1 discharges fuel stored in the tank 1. A reciprocating type single-cylinder engine 3 that is an internal combustion engine is provided with a fuel injection valve (injector) 4. The fuel discharged from the fuel pump 2 is supplied to the injector 4 through the fuel passage 5. The supplied fuel is injected into the intake passage 6 when the injector 4 is operated. Air is taken into the intake passage 6 from the outside through an air cleaner 7. The air taken into the intake passage 6 and the fuel injected from the injector 4 form a combustible mixture and are sucked into the combustion chamber 8.
[0019]
The intake passage 6 is provided with a throttle valve 9 that is operated by a predetermined accelerator device (not shown). By opening and closing the throttle valve 9, the amount of air (intake amount) taken into the combustion chamber 8 from the intake passage 6 is adjusted. The intake passage 6 is provided with a bypass passage 10 that bypasses the throttle valve 9. The bypass passage 10 is provided with an idle speed control valve (ISC valve) 11. The ISC valve 11 is operated to adjust the idle rotation speed of the engine 3 during idle operation, that is, when the throttle valve 9 is fully closed.
[0020]
The spark plug 12 provided in the combustion chamber 8 receives the ignition signal output from the ignition coil 13 and performs a spark discharge. Both parts 12 and 13 constitute an ignition device for igniting the combustible air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 8. The combustible air-fuel mixture sucked into the combustion chamber 8 explodes and burns by the spark operation of the spark plug 12. The exhaust gas after combustion is discharged from the combustion chamber 8 to the outside through the exhaust passage 14. A three-way catalyst 15 for purifying the exhaust gas is provided in the exhaust passage 14. Along with the combustion of the combustible air-fuel mixture in the combustion chamber 8, the piston 16 moves and the crankshaft 17 rotates, so that the driving force for driving the vehicle is obtained by the engine 3.
[0021]
The vehicle is provided with an ignition switch 18 for starting the engine 3. The vehicle is provided with an electronic control unit (ECU) 20 that controls various controls of the engine 3. A battery 19 serving as a vehicle power source is connected to the ECU 20 via an ignition switch 18. When the ignition switch 18 is turned on, electric power is supplied from the battery 19 to the ECU 20.
[0022]
Various sensors 21, 22, 23, and 24 provided in the engine 3 are for detecting various operation parameters related to the operation state of the engine 3, and are connected to the ECU 20. That is, the intake pressure sensor 21 that is an intake pressure detection means provided in the intake passage 6 detects the intake pressure pm in the intake passage 6 downstream of the throttle valve 9 and outputs an electric signal corresponding to the detected value. The water temperature sensor 22 provided in the engine 3 detects the temperature (cooling water temperature) THW of the cooling water flowing inside the engine 3 and outputs an electric signal corresponding to the detected value. A rotation speed sensor 23 serving as a rotation speed detection means provided in the engine 3 detects the rotation speed (engine rotation speed) NE of the crankshaft 17 and outputs an electric signal corresponding to the detected value. The oxygen sensor 24 provided in the exhaust passage 14 detects the oxygen concentration (output voltage) Ox in the exhaust gas discharged to the exhaust passage 14 and outputs an electrical signal corresponding to the detected value. This oxygen sensor 24 is used to obtain the air-fuel ratio A / F of the combustible mixture supplied to the combustion chamber 8 of the engine 3.
[0023]
In this embodiment, the ECU 20 inputs various signals output from the various sensors 21 to 24 described above. The ECU 20 executes intake pressure detection control, load detection control, atmospheric pressure estimation control, fuel injection control, ignition timing control, and the like based on these input signals, and the fuel pump 2, injector 4, ISC valve 11, and ignition coil 13. And so on.
[0024]
Here, the intake pressure detection control is control for obtaining a detected value of the intake pressure excluding the influence of the intake pulsation based on the intake pressure pm detected by the intake pressure sensor 21. The load detection control is to detect the load state of the engine 3 based on the fluctuation range of the intake pressure pulsation. The atmospheric pressure estimation control is to estimate an atmospheric pressure value corresponding to the difference in altitude based on the load detection result. The fuel injection control is to control the fuel injection amount and the injection timing by the injector 4 according to the operating state of the engine 3. The ignition timing control is to control the ignition timing by the spark plug 12 by controlling the ignition coil 13 according to the operating state of the engine 3.
[0025]
As is well known, the ECU 20 includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a backup RAM, an external input circuit, an external output circuit, and the like. The ECU 20 constitutes a logical operation circuit formed by connecting a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, an external input circuit, an external output circuit, and the like through a data bus. The ROM stores a predetermined control program related to various controls of the engine 3 in advance. The RAM temporarily stores the calculation result of the CPU. The backup RAM stores data stored in advance. The CPU executes the above-described various controls according to a predetermined control program based on detection signals from the various sensors 21 to 24 input via the input circuit. In this embodiment, the ECU 20 constitutes the fluctuation range calculation means, load detection means, atmospheric pressure estimation means, operation amount calculation means, operation amount correction means, and control means of the present invention. Further, the backup RAM of the ECU 20 constitutes boost pressure storage means of the present invention.
[0026]
Next, processing contents for intake pressure detection control among various controls executed by the ECU 20 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the intake pressure detection control program. ECU20 performs the routine shown in FIG. 2 periodically for every predetermined period. In this embodiment, this routine is executed at a cycle of “1 ms”.
[0027]
First, in step 100, the ECU 20 reads the current AD value pmad for the intake pressure pm detected by the intake pressure sensor 21.
[0028]
Next, in step 101, the ECU 20 determines whether or not the current AD value pmad is larger than the previous AD value pmado. If this determination result is affirmative, the ECU 20 sets the current pressure increase flag XPPMUP to “1” in step 102, assuming that the intake pressure pm has increased.
[0029]
Next, in step 103, the ECU 20 determines whether or not the previous pressure increase flag XPMUPO is “0”. If this determination result is negative, the ECU 20 proceeds to step 107 because the intake pressure pm is increasing following the previous time. If the determination result is affirmative, the process proceeds to step 104 on the assumption that the intake pressure pm has changed from a decrease to an increase.
[0030]
In step 104, the ECU 20 determines whether or not the previous AD value pmado is less than or equal to the upper limit value pmhi of the AD value pmad. If this determination result is negative, the ECU 20 proceeds to step 107 assuming that the intake pressure pm is decreasing due to the intake pulsation. If the determination result is affirmative, in step 105, the ECU 20 sets the previous AD value pmado as the lower limit value pmlo of the AD value pmad.
[0031]
In step 106, the ECU 20 sets the lower limit value pmlo as the intake pressure PM to be finally obtained.
[0032]
On the other hand, if the determination result in step 101 is negative, the ECU 20 sets the current pressure increase flag XPPMUP to “0” in step 111, assuming that the intake pressure pm is decreasing.
[0033]
Next, in step 112, the ECU 20 determines whether or not the previous pressure increase flag XPMUPO is “0”. If this determination result is negative, the ECU 20 proceeds to step 107 assuming that the intake pressure pm is decreasing following the previous time. If the determination result is affirmative, the ECU 20 sets the previous AD value pmado as the upper limit value pmhi of the AD value pmad in step 113, assuming that the intake pressure pm has changed from increasing to decreasing.
[0034]
Then, after shifting from Steps 103, 104, 106, 112, 113, in Step 107, the ECU 20 sets the current AD value pmad as the previous AD value pmado.
[0035]
Next, in step 108, the ECU 20 determines whether or not the current pressure increase flag XPPMUP is “1”. If this determination result is affirmative, in step 109, the ECU 20 sets the previous pressure increase flag XPMUPO to “1”, and the subsequent processing is once ended. If the determination result is negative, in step 110, the ECU 20 sets the previous pressure increase flag XPMUPO to “0”, and the subsequent processing is temporarily ended.
[0036]
That is, in the above routine, the lower limit value pmlo of the pulsation of the intake pressure pm is detected during operation of the engine 3, and the lower limit value pmlo is used as the final intake pressure PM as the detected value of the intake pressure pm. Therefore, as shown in FIG. 3, for the intake pressure pm with pulsation, the previous AD value pmado that is continuously sampled and the current AD value pmad are compared to determine whether the intake pressure pm falls or rises. At the same time, it is determined whether to change from rising to falling or from falling to rising. Then, the previous AD value pmado at the time of the transition from rising to lowering is set as the upper limit value pmhi, the previous AD value pmado at the time of the transition from lowering to rising is set as the lower limit value pmlo, and the lower limit value pmlo is finally set Is set as a value of a typical intake pressure PM.
[0037]
In the engine system of this embodiment, load detection control and atmospheric pressure estimation control are performed using the upper limit value pmhi, the lower limit value pmlo, and the intake pressure PM detected as described above. Accordingly, the processing contents of these load detection control and atmospheric pressure estimation control will be described next.
[0038]
FIG. 4 is a flowchart showing the load detection control program. The ECU 20 periodically executes this routine every predetermined period.
[0039]
In step 200, the ECU 20 calculates the fluctuation range ΔPM of the intake pressure pulsation. The ECU 30 calculates the difference between the upper limit value pmhi and the lower limit value pmlo obtained this time as the value of the fluctuation range ΔPM.
[0040]
Next, in step 210, the ECU 20 determines whether or not the calculated fluctuation width ΔPM is equal to or greater than a predetermined low load threshold value KIL. If the determination result is affirmative, the ECU 20 sets the low load flag XILSL to “1” in step 220, assuming that the low load state is equivalent to the idle state, and then temporarily terminates the subsequent processing. That is, the ECU 20 performs a low load determination.
[0041]
On the other hand, if the determination result in step 210 is negative, the ECU 20 sets the low load flag XILSL to “0” in step 230, assuming that the low load state corresponding to the idle state is not reached.
[0042]
Next, at step 240, the ECU 20 determines whether or not the calculated fluctuation range ΔPM is smaller than a predetermined high load threshold value KUF. If the determination result is affirmative, the ECU 20 sets the high load flag XUSL to “1” in step 250, assuming that it is in a high load state, and then temporarily terminates the subsequent processing. That is, the ECU 20 performs a high load determination.
[0043]
On the other hand, if the determination result in step 240 is negative, the ECU 20 sets the high load flag XILSL to “0” in step 260, assuming that it is an intermediate load state that is neither a low load state nor a high load state, and thereafter This process is temporarily terminated. That is, the ECU 20 performs medium load determination.
[0044]
That is, during operation of the engine 3, the ECU 20 calculates the value of the fluctuation range ΔPM of the intake pressure pulsation in the intake passage 6 downstream from the throttle valve 9, and detects the value of the fluctuation range ΔPM as the correlation value of the load state. . Then, as shown in FIGS. 5 and 6, the load state of the engine 1 is low load by comparing the value of the fluctuation range ΔPM with the low load threshold value KIL and the high load threshold value KUF. It is determined whether the load is high, or the load is medium. In this embodiment, the intake pressure sensor 21 and the ECU 20 constitute a load detection device for the engine 3.
[0045]
The reason why the load detection control can be performed is as follows. During the operation of the engine 3, pulsation occurs in the intake air in the intake passage 6, and the intake pressure pm also changes with the pulsation. Here, when the engine 3 during operation has a low load, such as when idling, the throttle valve 9 in the intake passage 6 is closed, so the intake negative pressure becomes relatively large, as shown in FIG. In addition, the fluctuation range ΔPM of the intake pressure pulsation becomes relatively large. This tendency is the same between the case of the atmospheric pressure value (standard atmospheric pressure) on a flat ground and the case of the atmospheric pressure value (low atmospheric pressure) on a high ground.
On the other hand, when the engine 3 during operation becomes a high load as in the case of WOT, since the throttle valve 9 is fully open, the intake negative pressure becomes relatively small, as shown in FIG. The fluctuation range ΔPM of the intake pressure pulsation is relatively small. This tendency is the same in the case of the standard atmospheric pressure and the case of the low atmospheric pressure as in the case of the low load.
[0046]
In this embodiment, atmospheric pressure estimation control is performed using the load detection result. FIG. 9 is a flowchart showing the atmospheric pressure estimation control program. The ECU 20 periodically executes this routine every predetermined period.
[0047]
First, in step 300, the ECU 20 determines whether or not the above-described high load flag XUSL is “1”. Here, when the flag XUSL is “0”, the engine 3 is not at a high load, so the ECU 20 once ends the process. On the other hand, when the flag XUSL is “1”, the ECU 3 shifts the processing to step 310 because the engine 3 has a high load.
[0048]
In step 310, the ECU 20 reads the value of the intake pressure PM obtained as described above, and also reads the value of the engine rotational speed NE from the detection result of the rotational speed sensor 23.
[0049]
Next, at step 320, the ECU 20 calculates a value of a predetermined boost pressure PMB based on the read value of the engine rotational speed NE. The ECU 20 calculates the boost pressure PMB by referring to predetermined function data (one-dimensional data map) stored in the backup RAM. This data map summarizes the values of the boost pressure PMB detected in advance according to the difference in the engine speed NE when the load is high under the standard atmospheric pressure, and the concept is shown in the graph of FIG. .
[0050]
In step 330, the ECU 20 calculates the estimated value of the atmospheric pressure PA by adding the calculated boost pressure PMB to the read intake pressure PM.
[0051]
Here, atmospheric pressure estimation will be described with reference to FIG. Since the throttle valve 9 in the intake passage 6 is fully open when the engine 3 is at a high load during operation, the intake pressure PM in the intake passage 6 downstream from the throttle valve 9 under standard atmospheric pressure is shown in FIG. As shown by the solid curve, the boost pressure PMB is lower than the standard atmospheric pressure. In addition, the intake pressure PM decreases in a curve as the engine speed NE increases. Then, it is known that the intake pressure PM at this time changes according to the change in atmospheric pressure due to altitude or the like. That is, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 11, when the atmospheric pressure is lower than the standard atmospheric pressure, the intake pressure PM is relatively lowered accordingly. Further, it is known that the decrease in the boost pressure PMB at this time is not different between the standard atmospheric pressure and the low atmospheric pressure, and is almost constant regardless of the change in the atmospheric pressure. Therefore, by adding the value of the boost pressure PMB obtained in accordance with the difference in the engine speed NE in advance to the detected value of the actual intake pressure PM under a high load under the standard atmospheric pressure, An estimated value of the atmospheric pressure PA can be obtained. In this embodiment, the intake pressure sensor 21, the rotation speed sensor 23, and the ECU 20 constitute an atmospheric pressure estimating device for the engine 3.
[0052]
In the engine system of this embodiment, fuel injection control is performed using the intake pressure PM and the atmospheric pressure PA obtained as described above. Therefore, the processing content of this fuel injection control will be described below. FIG. 12 is a flowchart showing the fuel injection control program. The ECU 20 periodically executes this routine every predetermined period.
[0053]
First, in step 400, the ECU 20 reads the value of the engine rotational speed NE based on the detected value of the rotational speed sensor 23.
[0054]
In step 410, the ECU 20 reads the final value of the intake pressure PM. That is, the lower limit value pmlo of the intake pressure pm accompanied by pulsation is read as the value of the intake pressure PM. The reading process in step 410 is performed by interrupting the routine shown in FIG.
[0055]
In step 420, the ECU 20 calculates a basic fuel injection amount TAUBSE based on the read value of the engine speed NE and the value of the intake pressure PM. The ECU 20 calculates the basic fuel injection amount TAUBSE by referring to predetermined function data (injection amount map). In this function data, the amount of intake air taken into the combustion chamber 8 of the engine 3 is determined from the value of the intake pressure PM and the value of the engine rotational speed NE, and the basic fuel injection amount TAUBSE corresponding to the intake amount is determined. It is like that.
[0056]
In step 430, the ECU 20 reads the value of the cooling water temperature THW based on the detection value of the water temperature sensor 22. In step 440, the ECU 20 calculates a warm-up correction coefficient KTHW for correcting the basic fuel injection amount TAUBSE according to the warm-up state of the engine 3 based on the read value of the coolant temperature THW.
[0057]
In step 450, the ECU 20 reads the value of the atmospheric pressure PA estimated as described above. In step 460, the ECU 20 calculates the value of the atmospheric pressure correction coefficient KPA for correcting the basic fuel injection amount TAUBSE according to the difference in the atmospheric pressure PA based on the read value of the atmospheric pressure PA. The ECU 20 calculates a ratio of the read value of the atmospheric pressure PA to the value of the atmospheric pressure (standard atmospheric pressure) on the flat ground as an atmospheric pressure correction coefficient KPA.
[0058]
In step 465, the ECU 20 calculates a rotation correction value KPANE corresponding to the read engine rotation speed NE. The ECU 20 calculates the rotation correction value KPANE by referring to predetermined function data (correction value map).
[0059]
In step 470, the ECU 20 reads the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF for correcting the air-fuel ratio A / F of the combustible mixture of air and fuel supplied to the combustion chamber 8. The air-fuel ratio correction coefficient FAF is calculated by a separate routine based on the value of the oxygen concentration Ox read from the detection value of the oxygen sensor 24.
[0060]
In step 480, the ECU 20 corrects the basic fuel injection amount TAUBSE calculated as described above based on the warm-up correction coefficient KTHW, the air-fuel ratio correction coefficient FAF, the atmospheric pressure correction coefficient KPA, and the rotation correction value KPANE. A value of the final fuel injection amount TAU is calculated. That is, the ECU 20 calculates the final fuel injection amount TAU according to the following calculation formula.
TAU = TAUBSE * KTHW * FAF * KPA + KPANE
[0061]
Thereafter, in step 490, the ECU 20 controls the amount of fuel injected from the injector 4 by controlling the injector 4 based on the calculated value of the final fuel injection amount TAU.
[0062]
Fuel injection control is performed based on the final fuel injection amount TAU corrected in accordance with the atmospheric pressure PA estimated as described above. In this embodiment, the injector 4, the ECU 20, the intake pressure sensor 21, and the rotation speed sensor 23 constitute a fuel injection control device as a control device for the engine 3.
[0063]
In the engine system of this embodiment, ignition timing control is performed using the intake pressure PM and the atmospheric pressure PA obtained as described above. Therefore, the processing content of this ignition timing control will be described. FIG. 13 is a flowchart showing the ignition timing control program. The ECU 20 periodically executes this routine every predetermined period.
[0064]
First, in step 500, the ECU 20 reads the value of the engine rotational speed NE based on the detected value of the rotational speed sensor 23.
[0065]
In step 510, the ECU 20 reads the final value of the intake pressure PM. That is, the lower limit value pmlo of the intake pressure pm accompanied by pulsation is read as the value of the intake pressure PM. The reading process in step 310 is performed by interrupting the routine shown in FIG.
[0066]
In step 520, the ECU 20 calculates the basic ignition timing ITBSE based on the read value of the engine speed NE and the value of the intake pressure PM. The ECU 20 calculates the basic ignition timing ITBSE by referring to predetermined function data (ignition timing map). In this function data, the amount of intake air taken into the combustion chamber 8 of the engine 3 is determined from the value of the intake pressure PM and the value of the engine speed NE, and the basic ignition timing ITBSE corresponding to the intake amount is determined. It has become.
[0067]
In step 530, the ECU 20 reads the value of the cooling water temperature THW based on the detection value of the water temperature sensor 22. In step 540, the ECU 20 calculates a warm-up correction coefficient K1 for correcting the basic ignition timing ITBSE according to the warm-up state of the engine 3 based on the read value of the coolant temperature THW.
[0068]
In step 550, the ECU 20 reads the value of the atmospheric pressure PA estimated as described above. In step 560, the ECU 20 calculates the value of the atmospheric pressure correction coefficient KPA for correcting the basic ignition timing ITBSE according to the difference in the atmospheric pressure PA based on the read value of the atmospheric pressure PA. The ECU 20 calculates the atmospheric pressure correction coefficient KIPA by referring to predetermined function data (data map).
[0069]
In step 570, the ECU 20 calculates the value of the final ignition timing IT by correcting the basic ignition timing ITBSE calculated as described above based on the warm-up correction coefficient K1, the atmospheric pressure correction coefficient KIPA, and the like.
[0070]
Thereafter, in step 580, the ECU 20 controls the ignition timing by the spark plug 12 by controlling the ignition coil 13 based on the calculated value of the final ignition timing IT.
[0071]
Ignition timing control is performed based on the final ignition timing IT corrected according to the atmospheric pressure PA estimated as described above. In this embodiment, the ignition plug 12 and the ignition coil 13 as an ignition device, and the ECU 20, the intake pressure sensor 21 and the rotation speed sensor 23 constitute an ignition timing control device as a control device for the engine 3.
[0072]
As described above, in the engine system of the present embodiment, when the engine 3 is operated, intake air pulsation occurs in the intake passage 6, and the intake pressure pm detected by the intake pressure sensor 21 also varies with pulsation. For this reason, if the intake pressure pm accompanied by pulsation is used as it is as one of the operating parameters for executing various controls of the engine 3, various controls become unstable.
[0073]
Here, in the detected value of the intake pressure pm accompanied by pulsation, it has been found that the lower limit value pmlo is the intake pressure that best reflects the intake amount actually sucked into the combustion chamber 8. Therefore, in the intake pressure detection method executed by this engine system, the lower limit value pmlo is detected for the intake pressure pulsation, ie, the intake pressure pm accompanied by the pulsation, and the lower limit value pmlo is used as the final detected value of the intake pressure PM. Yes. Therefore, an appropriate value and behavior correlated with the intake amount can be obtained as the final intake pressure PM, regardless of the intake pressure pm accompanied by pulsation. As a result, it is possible to detect the intake pressure PM which is excellent in stability and responsiveness and has a high correlation with the actual intake air amount.
[0074]
FIG. 14 is a graph showing the calculation characteristics of the intake pressure with respect to the engine load. As can be seen from this graph, the conventional smoothed intake pressure increases in a curve as the engine load increases, whereas the intake pressure PM in the present embodiment increases in a straight line. . That is, it can be seen that the intake pressure PM of the present embodiment has linearity with respect to the engine load. This means that the intake pressure PM reacts linearly to the movement of the throttle valve 9 by the accelerator device, and indicates that the response of the intake pressure PM detected during the transition is improved. Thus, it can be seen that the intake air amount converted from the intake air pressure PM becomes more accurate than the intake air amount converted by the conventional smoothed intake air pressure.
[0075]
According to the load detection method using the engine system of this embodiment, the fluctuation range ΔPM of the intake pressure pulsation in the intake passage 6 is calculated, and the value of the fluctuation range ΔPM is detected as the correlation value of the engine load state. ing. Therefore, the engine load state is detected only by detecting the intake pressure PM in the intake passage 6 by the intake pressure sensor 21. Therefore, the load state of the engine 3 can be properly detected without using any dedicated load detection means such as a throttle sensor, and the number of parts required for engine control can be reduced by the amount corresponding to the throttle sensor or the like. .
[0076]
According to the atmospheric pressure estimation method using the engine system of this embodiment, it is possible to detect the engine load state only by detecting the intake pressure pm as described above, and when the load state indicates a high load. It can be seen that the throttle valve 9 is fully open, that is, WOT. Then, the value of the boost pressure PMB obtained in advance according to the difference in the engine speed NE is added to the value of the intake pressure PM at the time of WOT, and the addition result is estimated as the atmospheric pressure PA. Therefore, the value of the atmospheric pressure PA can be estimated simply by detecting the intake pressure PM and the engine rotational speed NE without providing any dedicated load detection means such as a throttle sensor. For this reason, the atmospheric pressure PA required for engine control can be estimated appropriately by simple software processing by referring to the one-dimensional data map without using any dedicated atmospheric pressure sensor or the like. become.
[0077]
According to the engine system of this embodiment, the engine speed NE is detected by the rotation speed sensor 23 when the engine 3 is in operation. Similarly, the intake pressure pm is detected by the intake pressure sensor 21 during operation, and the lower limit value pmlo of the intake pressure pulsation is calculated by the ECU 20 from the detected value. Further, the lower limit value pmlo taken as the detected value of the intake pressure pm is taken as the intake pressure PM, and the values of the basic fuel injection amount TAUBSE and the basic ignition timing TIBSE are determined based on the detected values of the intake pressure PM and the engine speed NE. Respectively. Then, the values of the basic fuel injection amount TAUBSE and the basic ignition timing TIBSE are corrected based on the atmospheric pressure correction coefficient KPA obtained from the estimated value of the atmospheric pressure PA, and the final fuel injection amount TAU and the control amount The final ignition timing IT is calculated by each ECU 20. Then, the injector 4 and the ignition coil 13 are controlled by the ECU 20 based on the final fuel injection amount TAU and the final ignition timing IT, whereby fuel injection control and ignition timing control are executed.
[0078]
Therefore, in this embodiment, since the final fuel injection amount TAU as the operation amount is corrected based on the atmospheric pressure PA, the actual injection amount from the injector 4 is changed according to the change in the atmospheric pressure PA due to altitude or the like. It will be properly controlled. As a result, fuel can be supplied to the engine 3 without excess or deficiency regardless of changes in the atmospheric pressure PA due to altitude or the like, and the accuracy of air-fuel ratio control can be ensured.
Similarly, since the final ignition timing TI as the operation amount is corrected based on the atmospheric pressure PA, the actual ignition timing by the ignition plug 12 and the ignition coil 13 is appropriately controlled in accordance with the change in the atmospheric pressure PA due to altitude or the like. Will come to be. As a result, the ignition timing can be appropriately adjusted without causing excessive retardation or advance, regardless of changes in the atmospheric pressure PA due to altitude or the like, and a decrease in the output torque of the engine 3 can be prevented. .
[0079]
In this embodiment, since the lower limit value pmlo of the intake pressure pm accompanied by pulsation is taken as the final detected value of the intake pressure PM, the manipulated variable is used as the manipulated variable even though the intake pressure pm is accompanied by pulsation. The final fuel injection amount TAU and the final ignition timing IT do not become unstable values, and the injector 4 and the ignition coil 13 that are controlled objects are appropriately controlled according to the behavior of the intake pressure pm. As a result, fuel injection control and ignition timing control excellent in stability and responsiveness can be executed. In addition, accurate fuel injection control and ignition timing control highly correlated with the actual intake air amount can be executed.
[0080]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can also implement as follows.
[0081]
(1) In the above embodiment, the present invention Large The atmospheric pressure estimation method, the atmospheric pressure estimation device, the control device for the internal combustion engine, and the like are embodied in an engine system including a single-cylinder engine 3, but the engine system includes an engine having two cylinders, three cylinders, or more cylinders. It can also be embodied.
However, since the amplitude of the intake pulsation decreases as the number of cylinders increases, it can be said that the effect of the present invention is particularly great in an engine having 1 to 3 cylinders.
[0082]
(2) In the above embodiment, the present invention is embodied in the fuel injection control and the ignition timing control. However, the present invention is not limited to these controls, and the exhaust gas recirculation control using atmospheric pressure as one of the operation parameters. It may be used for other controls.
[0083]
【The invention's effect】
[0084]
Claim 1 According to the configuration of the invention described in For example, the engine load state can be properly detected without providing dedicated load detection means such as a throttle sensor, and the number of parts required for engine control can be reduced by the amount corresponding to the throttle sensor or the like. in addition, The atmospheric pressure required for internal combustion engine control can be estimated appropriately by simple software processing without using a dedicated atmospheric pressure sensor or the like.
[0085]
[0086]
Claim 2 According to the configuration of the invention described in For example, the engine load state can be properly detected without providing dedicated load detection means such as a throttle sensor, and the number of parts required for engine control can be reduced by the amount corresponding to the throttle sensor or the like. in addition, The atmospheric pressure required for internal combustion engine control can be estimated appropriately by simple software processing without using a dedicated atmospheric pressure sensor or the like.
[0087]
Claim 3 According to the configuration of the invention described in the above, the predetermined control amount is appropriately set by operating the control target related to the operation of the internal combustion engine based on the operation amount without excess or deficiency regardless of the change in atmospheric pressure due to the altitude or the like. Therefore, the control accuracy of the internal combustion engine can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine system.
FIG. 2 is a flowchart showing a program for intake pressure detection control.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an intake pressure with pulsation, an AD value thereof, and the like.
FIG. 4 is a flowchart showing a load detection control program;
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a fluctuation range of intake pressure pulsation and an engine load.
FIG. 6 is a time chart showing load determination based on a fluctuation range of intake pressure pulsation.
FIG. 7 is a time chart showing the relationship between intake pressure pulsation and atmospheric pressure during idling.
FIG. 8 is a time chart showing the relationship between intake pressure pulsation and atmospheric pressure during WOT.
FIG. 9 is a flowchart showing a program for atmospheric pressure estimation control.
FIG. 10 is a one-dimensional data map showing the relationship between engine rotation speed and boost pressure.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between engine rotation speed, atmospheric pressure, and intake pressure.
FIG. 12 is a flowchart showing a program for fuel injection control.
FIG. 13 is a flowchart showing an ignition timing control program.
FIG. 14 is a graph showing calculation characteristics of intake pressure with respect to engine load.
[Explanation of symbols]
3 Engine
4 Injector (fuel injection valve, control target)
6 Air intake passage
12 Spark plug (ignition device, control target)
13 Ignition coil (ignition device, control target)
20 ECU (variation range calculation means, load detection means, boost pressure storage means, atmospheric pressure estimation means, operation amount calculation means, operation amount correction means and control means)
21 Intake pressure sensor (intake pressure detection means)
23 Rotational speed sensor (Rotational speed detection means)

Claims

The fluctuation range of the intake pressure pulsation during operation of the internal combustion engine provided with the throttle valve in the intake passage is calculated, the fluctuation range is detected as a correlation value of the load state, and the fluctuation range is detected with a predetermined low load threshold value and a predetermined To determine whether the load state of the internal combustion engine is a low load, a medium load, or a high load, and the load state is determined to be the high load. The value of the boost pressure with respect to the rotational speed of the internal combustion engine obtained in advance at a high load under standard atmospheric pressure is added according to the difference in the rotational speed, An atmospheric pressure estimation method for an internal combustion engine, wherein the addition result is estimated as atmospheric pressure.

An atmospheric pressure estimation device for an internal combustion engine having a throttle valve in an intake passage,
Intake pressure detection means for detecting intake pressure in the intake passage downstream of the throttle valve;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
A fluctuation range calculating means for calculating a fluctuation range of intake pressure pulsation during operation of the internal combustion engine based on the detected intake pressure;
The calculated fluctuation range is detected as a load state correlation value, and the fluctuation range is compared with a predetermined low load threshold value and a predetermined high load threshold value, whereby the load state of the internal combustion engine is reduced to a low load level. Load detection means for determining whether the load is medium load or high load,
Boost pressure storage means for storing a boost pressure value obtained in accordance with the difference in rotational speed in advance under a high load under standard atmospheric pressure;
When the load state is determined to be the high load, the stored boost pressure, which is determined according to the detected rotational speed difference, is added to the detected intake pressure value. An atmospheric pressure estimation device for an internal combustion engine, comprising: an atmospheric pressure estimation means for estimating the addition result as atmospheric pressure.

In a control device that operates a control object based on a required operation amount in order to control a control amount related to the operation of an internal combustion engine provided with a throttle valve in an intake passage,
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
Intake pressure detection means for detecting intake pressure in the intake passage downstream of the throttle valve;
A fluctuation range calculating means for calculating a fluctuation range of intake pressure pulsation during operation of the internal combustion engine based on the detected intake pressure;
The calculated fluctuation range is detected as a load state correlation value, and the fluctuation range is compared with a predetermined low load threshold value and a predetermined high load threshold value, whereby the load state of the internal combustion engine is reduced to a low load level. Load detection means for determining whether the load is medium load or high load,
Boost pressure storage means for storing a boost pressure value obtained in accordance with the difference in rotational speed in advance under a high load under standard atmospheric pressure;
When the load state is determined to be the high load, the stored boost pressure, which is determined according to the detected rotational speed difference, is added to the detected intake pressure value. And atmospheric estimation means for estimating the addition result as atmospheric pressure,
An operation amount calculating means for calculating an operation amount for obtaining a required control amount based on the detected intake pressure value and the detected rotation speed value;
An operation amount correction means for correcting the calculated operation amount based on the estimated value of the atmospheric pressure;
A control device for an internal combustion engine, comprising: control means for controlling the control amount by operating the control object based on the corrected operation amount.