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JP6553497B2 - Control device and system for internal combustion engine - Google Patents
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

本発明は、センサ入力値に基づいて演算処理実効周期で制御を行う内燃機関の制御装置及びシステムに関する。   The present invention relates to a control device and system for an internal combustion engine that performs control at an effective arithmetic processing cycle based on sensor input values.

近年、自動車等の車両の燃費や排気の規制が強化されつつあり、そのような規制は今後も益々強くなる傾向にある。内燃機関への吸入空気量は燃料噴射量演算に使用されるパラメータであり、今後より一層厳しくなる規制に対応するためには、高精度な吸入空気量検出が必須である。吸入空気量を測定するエアフローセンサの出力結果は燃費・排気性能を左右するため、エアフローセンサの吸入空気量検出精度を上げるための技術開発が盛んに行われている。   In recent years, regulations on fuel consumption and exhaust of vehicles such as automobiles are being strengthened, and such regulations tend to become stronger and stronger in the future. The intake air amount to the internal combustion engine is a parameter used for calculating the fuel injection amount, and highly accurate intake air amount detection is indispensable in order to comply with regulations that will become stricter in the future. Since the output result of the air flow sensor for measuring the amount of intake air influences the fuel efficiency and the exhaust performance, technical development for increasing the detection accuracy of the amount of intake air of the air flow sensor is actively performed.

吸入空気量を計測できるエアフローセンサとして現在多く使用されているものは熱線式エアフローセンサであり、このエアフローセンサの検出信号としては発熱抵抗体からの信号に基づいて空気量に応じて電圧値を変える電圧信号や、空気量に応じて出力パルスの周期を変える周波数信号が使われることが多い。   A hot-air type air flow sensor that is widely used at present as an air flow sensor capable of measuring the amount of intake air is a detection signal of this air flow sensor, and the voltage value is changed according to the amount of air based on the signal from the heating resistor. In many cases, a voltage signal or a frequency signal that changes the cycle of the output pulse according to the amount of air is used.

また、最近では、エアフローセンサに圧力や湿度などのセンサを搭載し、1本の信号線で複数のセンサ検出値を送信するSENT通信方式が使われることもある。   Recently, a SENT communication method in which a sensor such as pressure and humidity is mounted on an airflow sensor and a plurality of sensor detection values are transmitted through a single signal line is sometimes used.

ところで、内燃機関においてはピストンの往復運動や吸気バルブの開閉弁動作により吸気管に吸気脈動が発生するため、定常状態においても熱線式エアフローセンサの検出信号は機関回転数と吸気脈動に同期した変動が発生する。   By the way, in the internal combustion engine, since the intake pulsation is generated in the intake pipe due to the reciprocating motion of the piston and the on-off valve operation of the intake valve, the detection signal of the hot wire air flow sensor fluctuates in synchronization with the engine speed and intake pulsation even in the steady state. Occurs.

特に、スロットル弁の上流に配置される熱線式エアフローセンサは、スロットル弁が全開側に操作されると吸気脈動の影響を受けやすくなる。例えば、検出タイミングが空気流量の大きい位相に一致していると、実際の空気流量よりも大きな空気流量を検出し、逆に検出タイミングが空気流量の小さい位相に一致していると、実際の空気流量よりも小さな空気流量を検出してしまう。   In particular, a hot-wire airflow sensor disposed upstream of the throttle valve is easily affected by intake pulsation when the throttle valve is operated to the fully open side. For example, if the detection timing matches a phase with a large air flow rate, an air flow rate larger than the actual air flow rate is detected. Conversely, if the detection timing matches a phase with a small air flow rate, the actual air flow rate is detected. An air flow rate smaller than the flow rate is detected.

そのため、特許文献1には、複数個のサンプルデータを平均化することで、吸気脈動の影響を低減する方法が提案されている。特許文献1では、短いクランク角間隔による空気流量検出タイミングを設けることで、回転数の変化に関わらず常に同数の検出値を得ることができ、平均流量を演算する所定のクランク角度間においてそれらの検出値を平均化することで、脈動影響を受けにくくしている。   For this reason, Patent Document 1 proposes a method of reducing the influence of intake pulsation by averaging a plurality of sample data. In Patent Document 1, by providing the air flow rate detection timing with a short crank angle interval, the same number of detection values can always be obtained regardless of the change in rotational speed, and between predetermined crank angles for calculating the average flow rate By averaging the detection values, it is less susceptible to pulsation effects.

特開昭62−123317号公報JP 62-123317 A

特許文献1に記載の技術によると、回転数が変化してもクランク角間隔に同期してサンプリングするため、一回転で同数のサンプリングが可能であり、一定の回転数で運転している場合は平均化した値が平均流量を示すと考えられる。   According to the technique described in Patent Document 1, sampling is performed in synchronization with the crank angle interval even if the rotational speed changes, so the same number of samplings can be performed in one rotation, and when operating at a constant rotational speed, The averaged value is considered to indicate the average flow rate.

しかしながら、エンジン回転数が変動した場合は、前回サンプリングした検出値から今回サンプリングした検出値までの経過時間が異なる。例えば、回転数が上昇中の場合は、前回値から今回値までの経過時間は次第に短くなり、逆に回転数が低下中の場合は、前回値から今回値までの経過時間は次第に長くなる。   However, when the engine speed changes, the elapsed time from the previously sampled detection value to the currently sampled detection value differs. For example, when the rotational speed is increasing, the elapsed time from the previous value to the current value is gradually shortened. Conversely, when the rotational speed is decreasing, the elapsed time from the previous value to the current value is gradually increased.

そのため、通常の平均処理(検出値の加算値を検出数で平均化)では、平均流量を演算する所定のクランク角度間において、夫々の、検出値の重み付けが異なるため、正しい平均空気流量を得られない虞があるという問題点があった。   For this reason, in the normal averaging process (the average value of the detected values is averaged by the number of detections), the weights of the detected values are different between predetermined crank angles for calculating the average flow rate. There was a problem that it might not be possible.

本発明の目的は、このような従来の問題点に鑑み、内燃機関の回転数が変動した場合でも、正確な平均空気流量値を得ることが可能な内燃機関の制御装置及び制御システムを実現することである。   The object of the present invention is, in view of such conventional problems, to realize a control device and control system of an internal combustion engine capable of obtaining an accurate average air flow rate value even when the rotational speed of the internal combustion engine fluctuates. It is.

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

一定の演算処理実行周期で内燃機関の制御を行う内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の回転数に応じた第1タイミングで、前記内燃機関への流入空気量に対応する信号を受信またはサンプリングするセンサ値検出部と、前記センサ値検出部により検出された信号の、前回受信またはサンプリングした信号からの経過時間を計測する経過時間計測部と、前記演算処理実行周期の一周期の終了のタイミングである第2タイミングで、該演算処理実行周期の一周期の間に受信またはサンプリングした信号の平均値を算出する平均値算出部と、前記第2タイミングで、該第2タイミングに前記平均値算出部が算出した平均値を用いて、前記内燃機関への流入空気量の収支を演算する収支演算部と、前記収支演算部が演算した収支に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算部と、を備え、前記平均値算出部は、前記演算処理実行周期の一周期の間に受信またはサンプリングしたそれぞれの信号と、該それぞれの信号の前回受信またはサンプリングした信号からの経過時間との積を互いに加算し、加算した値を、該演算処理実行周期の一周期の時間で平均化し、該演算処理実行周期の一周期における平均値を算出する。 A control device for an internal combustion engine that controls the internal combustion engine at a constant arithmetic processing execution cycle, and receives a signal corresponding to the amount of air flowing into the internal combustion engine at a first timing according to the rotational speed of the internal combustion engine. or a sensor value detector for sampling, of the signal detected by the sensor value detector, the elapsed time measuring unit that measures an elapsed time since the last received or sampled signals, the end of one cycle of the operation process execution cycle An average value calculation unit that calculates an average value of signals received or sampled during one period of the arithmetic processing execution cycle at a second timing, and the second timing at the second timing. Using the average value calculated by the value calculation unit, a balance calculation unit that calculates the balance of the amount of air flowing into the internal combustion engine, and a fuel based on the balance calculated by the balance calculation unit A fuel injection amount calculation unit that calculates an injection amount, wherein the average value calculation unit receives each signal received or sampled during one cycle of the calculation processing execution cycle, and receives the previous signal or The products of the elapsed time from the sampled signal are added together, and the added value is averaged over one cycle time of the calculation processing execution cycle, and an average value in one cycle of the calculation processing execution cycle is calculated.

本発明によれば、内燃機関の回転数が変動した場合でも、正確な空気平均流量値を得ることが可能な内燃機関の制御装置及び制御システムを実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the rotation speed of an internal combustion engine fluctuates, the control apparatus and control system of an internal combustion engine which can acquire an exact air average flow value can be implement | achieved.

本発明の制御装置が適用される内燃機関の全体概略構成図である。1 is an overall schematic configuration diagram of an internal combustion engine to which a control device of the present invention is applied. 演算処理実行周期間のセンサ検出値および前回検出値からの経過時間を示した図である。It is the figure which showed the elapsed time from the sensor detected value and the last detected value between arithmetic processing execution cycles. 本発明の実施例1におけるエアフローセンサの検出値および前回検出値からの経過時間を用いて平均値を算出するECUの内部ブロック図である。It is an internal block diagram of ECU which calculates an average value using the detected value of the airflow sensor in Example 1 of this invention, and the elapsed time from the last detected value. 本発明の実施例1におけるセンサ検出値および前回検出値からの経過時間を用いて平均値を算出する動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart which calculates an average value using the sensor detection value in Example 1 of this invention, and the elapsed time from the last detection value. 本発明の実施例2における、エアフローセンサの検出値および前回検出値からの経過時間を用いて平均値を算出するECUの内部ブロック図である。It is an internal block diagram of ECU which calculates an average value using the elapsed time from the detected value of an airflow sensor and the last detected value in Example 2 of this invention. センサが検出する物理量の収支を演算する収支演算部を持つ場合の、センサ検出値および前回検出値からの経過時間を用いて平均値を算出するフローチャートである。It is a flowchart which calculates an average value using the elapsed time from a sensor detected value and the last detected value when it has the balance calculating part which calculates the balance of the physical quantity which a sensor detects. 所定のクランク角度間隔で空気流量をサンプリングした場合の空気流量の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the air flow rate at the time of sampling an air flow rate with a predetermined crank angle space | interval. 内燃機関の回転数が上昇中に所定のクランク角度間隔で空気流量をサンプリングした場合の例を示した図である。FIG. 6 is a view showing an example in which the air flow rate is sampled at a predetermined crank angle interval while the rotational speed of the internal combustion engine is rising. 演算処理実行周期間におけるセンサ信号の受信数が変動する場合の例を示すグラフである。It is a graph which shows an example in case the reception number of a sensor signal changes between arithmetic processing execution cycles.

本発明の実施形態について、以下、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施例1)
図1は、本発明の制御装置が適用される内燃機関の全体概略構成図である。図1において、内燃機関10は、例えば4つの気筒を備えた火花点火式の内燃機関であって、シリンダヘッド11a及びシリンダブロック11bからなるシリンダ11と、このシリンダ11の各気筒内に摺動自在に嵌挿されたピストン15と、を備え、ピストン15は、コンロッド14を介してクランク軸(図示せず)に連結されている。
Example 1
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an internal combustion engine to which a control device of the present invention is applied. In FIG. 1, an internal combustion engine 10 is a spark ignition type internal combustion engine having four cylinders, for example, and includes a cylinder 11 including a cylinder head 11 a and a cylinder block 11 b, and is slidable in each cylinder of the cylinder 11. And the piston 15 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 14.

また、ピストン15の上方には、所定形状の天井部を有する燃焼室17が形成され、各気筒の燃焼室17には、点火コイル34から高電圧化された点火信号が供給される点火プラグ35が臨設されている。   In addition, a combustion chamber 17 having a ceiling with a predetermined shape is formed above the piston 15, and an ignition plug 35 to which a high ignition signal is supplied from an ignition coil 34 to the combustion chamber 17 of each cylinder. Is being set up.

また、燃焼室17は、エアクリーナ19、スロットルバルブ25、コレクタ27、吸気マニホールド28、吸気ポート29等を備えた吸気通路20と連通しており、燃料の燃焼に必要な空気は、この吸気通路20を通り、当該吸気通路20の下流端である吸気ポート29の端部に配在された吸気カム軸23により開閉駆動される吸気バルブ21を介して、各気筒の燃焼室17に吸入されるようになっている。   The combustion chamber 17 is in communication with an intake passage 20 provided with an air cleaner 19, a throttle valve 25, a collector 27, an intake manifold 28, an intake port 29 and the like. And is sucked into the combustion chamber 17 of each cylinder through an intake valve 21 that is driven to open and close by an intake camshaft 23 disposed at an end of an intake port 29 that is a downstream end of the intake passage 20. It has become.

また、吸気通路20の吸気マニホールド28には、吸気ポート29へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁30が気筒毎に臨設されている。   A fuel injection valve 30 for injecting fuel toward the intake port 29 is provided for each cylinder in the intake manifold 28 of the intake passage 20.

また、吸気通路20のエアクリーナ19の下流には、吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ50が配設されている。このエアフローセンサ50は、吸入空気流量(質量流量)が大きくなるに従って、測定対象となる吸入空気流に配置されたホットワイヤ(発熱抵抗体)に流れる電流値が増加し、吸入空気流量が小さくなるに従ってホットワイヤに流れる電流値が減少するようにブリッジ回路が構成されている。   An air flow sensor 50 that detects the flow rate of intake air is disposed downstream of the air cleaner 19 in the intake passage 20. In the air flow sensor 50, as the intake air flow rate (mass flow rate) increases, the value of the current flowing through the hot wire (heating resistor) arranged in the intake air flow to be measured increases, and the intake air flow rate decreases. Accordingly, the bridge circuit is configured such that the value of the current flowing through the hot wire decreases.

そして、エアフローセンサ50のホットワイヤに流れる発熱抵抗電流値は電圧信号として抽出され、電圧や周波数信号、またはSENT(Single-Edge Nibble Transmission)通信などの通信方式によりECU(エンジン制御部(エンジンコントロールユニット))100へ送信されるようになっている。   Then, the heating resistance current value flowing in the hot wire of the air flow sensor 50 is extracted as a voltage signal, and the ECU (engine control unit (engine control unit) is transmitted by a communication method such as voltage or frequency signal or SENT (Single-Edge Nibble Transmission) communication. )) It is sent to 100.

吸気通路20を介して吸入された空気と燃料噴射弁30から噴射された燃料との混合気は、吸気バルブ21を介して燃焼室17へ吸入され、点火コイル34に接続された点火プラグ35による火花点火によって燃焼される。そして、燃焼室17での燃焼後の排気ガスは、排気カム軸24により開閉駆動される排気バルブ22を介して燃焼室17から排気され、排気ポートや排気マニホールド、排気管等(不図示)を備えた排気通路40を通って外部の大気中へ排出されるようになっている。   An air-fuel mixture of the air taken in through the intake passage 20 and the fuel injected from the fuel injection valve 30 is taken into the combustion chamber 17 through the intake valve 21, and is caused by the spark plug 35 connected to the ignition coil 34. It is burned by spark ignition. Then, the exhaust gas after combustion in the combustion chamber 17 is exhausted from the combustion chamber 17 via the exhaust valve 22 driven to open and close by the exhaust camshaft 24, and exhaust ports, exhaust manifolds, exhaust pipes, etc. (not shown) The air is discharged into the outside atmosphere through the exhaust passage 40 provided.

排気通路40には、アルミナやセリアなどの担体に白金やパラジウムなどを塗布した排気ガス浄化用の三元触媒60が配設されており、この触媒60の上流側には、触媒前空燃比に対して線形の出力特性を有するリニア空燃比センサ51が配設され、触媒60の下流側には、触媒後空燃比がストイキ(理論空燃比)よりもリッチ側かリーン側かを識別するためのスイッチング信号を出力するOセンサ52が配設されている。 The exhaust passage 40 is provided with a three-way catalyst 60 for purifying exhaust gas in which platinum, palladium, or the like is applied to a carrier such as alumina or ceria. The upstream side of the catalyst 60 has a pre-catalyst air-fuel ratio. On the other hand, a linear air-fuel ratio sensor 51 having a linear output characteristic is arranged, and on the downstream side of the catalyst 60, for identifying whether the post-catalyst air-fuel ratio is richer or leaner than the stoichiometric (theoretical air-fuel ratio). An O 2 sensor 52 that outputs a switching signal is provided.

また、内燃機関10の各気筒に対して配備された燃料噴射弁30は、燃料タンク53と接続されており、燃料タンク53の内部の燃料は、燃料ポンプ54や燃圧レギュレータ55等を備えた燃料供給機構により所定燃圧に調圧されて燃料噴射弁30に供給されるようになっている。   Further, the fuel injection valve 30 disposed for each cylinder of the internal combustion engine 10 is connected to the fuel tank 53, and the fuel inside the fuel tank 53 is a fuel provided with the fuel pump 54, the fuel pressure regulator 55 and the like. The fuel is adjusted to a predetermined fuel pressure by the supply mechanism and supplied to the fuel injection valve 30.

所定燃圧の燃料が供給された燃料噴射弁30は、ECU100から供給されるエンジン負荷等の運転状態に応じたデューティ(パルス幅:開弁時間に相当する)を有する燃料噴射パルス信号によって開弁駆動され、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート29に向けて噴射するようになっている。   The fuel injection valve 30 supplied with fuel at a predetermined fuel pressure is driven to open by a fuel injection pulse signal having a duty (pulse width: corresponding to the valve opening time) according to the operating condition such as engine load supplied from the ECU 100 Then, an amount of fuel corresponding to the valve opening time is injected toward the intake port 29.

なお、ECU100は、内燃機関10の種々の制御、例えばアクセル開度信号70に基づいた、燃料噴射弁30による燃料噴射制御(空燃比制御)や、点火プラグ35による点火時期制御等を行なうためのマイクロコンピュータを内蔵している。   The ECU 100 performs various controls of the internal combustion engine 10, for example, fuel injection control by the fuel injection valve 30 (air-fuel ratio control), ignition timing control by the spark plug 35, and the like based on the accelerator opening signal 70. It has a built-in microcomputer.

図2は演算処理実行周期間のセンサ検出値および前回検出値からの経過時間を示した図である。本実施例1では、センサの一例としてエアフローセンサの場合について記載している。   FIG. 2 is a diagram showing the sensor detection value and the elapsed time from the previous detection value during the arithmetic processing execution cycle. In the first embodiment, the case of an air flow sensor is described as an example of the sensor.

ECU100では演算処理実行周期Tenごとに、一つのTenの期間にエアフローセンサ信号を受信またはサンプリングした検出値に基づいて平均空気流量を演算する。図2におけるN回目のTen期間のエアフローセンサ検出値はQ1、Q2、Q3である。   The ECU 100 calculates an average air flow rate based on a detection value obtained by receiving or sampling an airflow sensor signal during one Ten period, for each arithmetic processing execution cycle Ten. The airflow sensor detected values in the Nth Ten period in FIG. 2 are Q1, Q2, and Q3.

また、N−1回目のTenの期間のエアフローセンサ検出値のうち、最後に受信した検出値はQ0である。   Of the airflow sensor detection values in the (N-1) th Ten period, the detection value received last is Q0.

N回目のTen期間での夫々の検出値において、前回検出値からの経過時間は次のようになる。Q1の場合は、Q0からQ1までの経過時間t1、Q2の場合は、Q1からQ2までの経過時間t2、Q3の場合は、Q2からQ3までの経過時間t3である。   In each detection value in the N-th Ten period, the elapsed time from the previous detection value is as follows. In the case of Q1, an elapsed time t1 from Q0 to Q1 and an elapsed time t2 from Q1 to Q2 in the case of Q2 and an elapsed time t3 from Q2 to Q3 in the case of Q3.

前回検出値からの経過時間であるため、t1はN回目のTenの開始時間(破線)からQ1までの経過時間ではなく、N−1回目のTen期間の最後に検出したQ0からN回目のTen期間の最初に検出したQ1までの経過時間である。   Since it is the elapsed time from the previous detection value, t1 is not the elapsed time from the N-th Ten start time (dotted line) to Q1, but Q0 to N-th Ten detected at the end of the N-1 Ten-period. This is the elapsed time up to Q1 detected at the beginning of the period.

一定の時間周期でセンサ信号をサンプリングする場合、t1、t2、t3は同じ値を示すことになるが、所定のクランク角度間隔ごとにセンサ信号をサンプリングする場合や、センサから任意のタイミングで入力された信号を受信する場合などは、必ずしもt1、t2、t3が同じ値を示すとは限らない。   When sampling the sensor signal at a fixed time period, t1, t2 and t3 show the same value, but when sampling the sensor signal at every predetermined crank angle interval, or when input from the sensor at any timing In the case of receiving a signal or the like, t1, t2, and t3 do not necessarily indicate the same value.

そのため、N回目のTen期間の夫々の検出値を通常の方法で平均化して平均空気流量Qaveを求めると、Qave=(Q1+Q2+Q3)/3となる。   Therefore, when the detected values in the Nth Ten period are averaged by a normal method to obtain the average air flow rate Qave, Qave = (Q1 + Q2 + Q3) / 3.

しかしながら、この平均値算出方法では、N回目のTenの開始時間からQ1までの経過時間は、Q2、Q3の経過時間であるt2、t3と比べると僅かな時間であり、Ten期間における時間割合は小さいにも関わらず、Q2、Q3と同等の扱い方で平均化することになる。N回目のTen間の平均空気流量を求めるという観点から見ると、前述した通常の方法による平均化処理は正しい演算方法とは言えない場合がある。   However, in this average value calculation method, the elapsed time from the start time of the N-th Ten to the Q1 is a slight time compared to t2 and t3, which are the elapsed times of Q2 and Q3, and the time ratio in the Ten period is In spite of being small, it is averaged by the same handling method as Q2 and Q3. From the viewpoint of obtaining the average air flow rate during the tenth Ten, the above-described normalization process by the normal method may not be a correct calculation method.

そこで、本発明の実施例1においては、それぞれの検出値(Q1、Q2、Q3)について、前回検出値からの経過時間(t1、t2、t3)を計測してTen期間の平均空気流量Qaveを演算する。平均空気流量Qaveの算出処理についての説明は、図3〜図6のブロック図およびフローチャートを用いて行う。   Therefore, in Example 1 of the present invention, for each detection value (Q1, Q2, Q3), the elapsed time (t1, t2, t3) from the previous detection value is measured, and the average air flow rate Qave in the Ten period is calculated. Calculate The calculation process of the average air flow rate Qave will be described with reference to the block diagrams and flowcharts of FIGS.

図3は、エアフローセンサ50の検出値および前回検出値からの経過時間を用いて平均値を算出するECU100の内部ブロック図である。   FIG. 3 is an internal block diagram of ECU 100 that calculates an average value using the detected value of airflow sensor 50 and the elapsed time from the previous detected value.

エアフローセンサ5からの信号がECU100へ入力されると、ECU100ではセンサ値検出部301により、所定のタイミングでセンサ信号を受信またはサンプリングする。ここで、センサ信号が周波数やSENT通信など、デジタル方式で送信される信号である場合は、センサ50から入力されるタイミングでECU100は信号を受信し、センサ信号が電圧、すなわちアナログ方式で送信される信号である場合は、ECU100が所定のタイミング(所定の時間ごと、もしくは所定のクランク角度間隔ごと)でサンプリングを行う。   When a signal from the airflow sensor 5 is input to the ECU 100, the ECU 100 receives or samples the sensor signal at a predetermined timing by the sensor value detection unit 301. Here, when the sensor signal is a signal transmitted by a digital method such as frequency or SENT communication, the ECU 100 receives the signal at a timing inputted from the sensor 50, and the sensor signal is transmitted by a voltage, that is, an analog method. If it is a signal, the ECU 100 performs sampling at a predetermined timing (every predetermined time or every predetermined crank angle interval).

センサ値検出部301で検出されたセンサ検出値Qnは、経過時間計測部302において、前回検出値であるQn−1からの経過時間tnを計測する。経過時間の計測方法としては、センサ信号がデジタル方式で送信される信号である場合、もしくはアナログ方式で送信されるセンサ信号を所定の時間ごとにサンプリングする場合は、ECUで一般的に行われているタイマーを用いて行う。   The sensor detection value Qn detected by the sensor value detection unit 301 measures the elapsed time tn from the previous detection value Qn−1 in the elapsed time measurement unit 302. As a method for measuring the elapsed time, when the sensor signal is a signal transmitted in a digital manner, or when the sensor signal transmitted in an analog manner is sampled at a predetermined time, it is generally performed by an ECU. Use a timer.

一方、アナログ方式で送信されるセンサ信号を所定のクランク角度間隔ごとにサンプリングする場合は、タイマーを用いてもよく、または機関の回転数と所定のクランク角度間隔から経過時間に変換してもよい。   On the other hand, when the sensor signal transmitted in an analog manner is sampled at predetermined crank angle intervals, a timer may be used, or the engine speed and the predetermined crank angle interval may be converted into elapsed time. .

演算処理実行フラグ設定部303では、演算処理実行周期Tenの終了時に、Ten期間の平均値を算出するための演算処理実行フラグfenを1とする。   The arithmetic processing execution flag setting unit 303 sets the arithmetic processing execution flag fen for calculating the average value of the Ten period to 1 at the end of the arithmetic processing execution cycle Ten.

平均値算出部304では、演算処理実行フラグfen=1になると、Ten期間のセンサ検出値の平均値Qaveの算出を行う。具体的な平均値算出方法については、次の図4で説明する。   The average value calculation unit 304 calculates the average value Qave of the sensor detection values during the Ten period when the calculation processing execution flag fen = 1. A specific average value calculation method will be described with reference to FIG.

図4は、センサ検出値および前回検出値からの経過時間を用いて平均値を算出する動作フローチャートである。   FIG. 4 is an operation flowchart for calculating the average value using the sensor detection value and the elapsed time from the previous detection value.

図4において、まずステップ401でエアフローセンサ50からECU100へ信号が入力される。   In FIG. 4, first, at step 401, a signal is input from the air flow sensor 50 to the ECU 100.

次に、ステップ402では、センサ値検出部301は、エアフローセンサ50からの入力信号を所定のタイミングで受信またはサンプリングし、センサ値を検出する。ここで、センサ信号が周波数やSENT通信など、デジタル方式で送信される信号である場合は、エアフローセンサ50から入力されるタイミングでECU100のセンサ値検出部301は信号を受信し、センサ信号が電圧、すなわちアナログ方式で送信される信号である場合は、ECU100のセンサ値検出部301が所定のタイミング(所定の時間ごと、もしくは所定のクランク角度間隔ごと)でサンプリングを行う。   Next, in step 402, the sensor value detection unit 301 receives or samples an input signal from the airflow sensor 50 at a predetermined timing, and detects a sensor value. Here, when the sensor signal is a signal transmitted by digital method such as frequency or SENT communication, the sensor value detection unit 301 of the ECU 100 receives the signal at the timing input from the air flow sensor 50, and the sensor signal has a voltage That is, when the signal is transmitted in an analog manner, the sensor value detection unit 301 of the ECU 100 performs sampling at a predetermined timing (every predetermined time or every predetermined crank angle interval).

次に、ステップ403では、経過時間計測部302がセンサ検出値Qnにおける前回検出値Qn−1からの経過時間tnを計測する。経過時間の計測方法としては、センサ信号がデジタル方式で送信される信号である場合、もしくはアナログ方式で送信されるセンサ信号を所定の時間ごとにサンプリングする場合は、ECU100で一般的に行われているタイマーを用いて行う。   Next, in step 403, the elapsed time measuring unit 302 measures the elapsed time tn from the previous detection value Qn-1 in the sensor detection value Qn. As a method of measuring the elapsed time, when the sensor signal is a signal transmitted in a digital system, or when the sensor signal transmitted in an analog system is sampled at a predetermined time, the ECU 100 is generally performed. Use a timer that works.

一方、アナログ方式で送信されるセンサ信号を所定のクランク角度間隔ごとにサンプリングする場合は、タイマーを用いてもよく、または機関の回転数と所定のクランク角度間隔から経過時間に変換してもよい。   On the other hand, when sampling the sensor signal transmitted by the analog method every predetermined crank angle interval, a timer may be used, or the engine speed and the predetermined crank angle interval may be converted into elapsed time. .

次に、ステップ404では、演算処理実行フラグ設定部303が設定した演算処理実行フラグfenが1か否かを判定する。fen=0のときは、Ten期間の平均空気流量Qaveを算出するタイミングとはなっていないため、センサ検出値Qnおよび前回検出値からの経過時間tnを記憶し、ステップ402に戻る。   Next, in step 404, it is determined whether the arithmetic processing execution flag fen set by the arithmetic processing execution flag setting unit 303 is one. When fen = 0, since it is not the timing to calculate the average air flow rate Qave in the Ten period, the sensor detection value Qn and the elapsed time tn from the previous detection value are stored, and the process returns to Step 402.

ステップ404において、fen=1のときは、Ten期間の平均空気流量Qaveを算出するタイミングとなっているため、ステップ405に移り、平均値算出部304がTen期間の夫々のセンサ検出値と夫々の経過時間の積の加算値を、夫々の経過時間の加算値で割り、Ten間の平均空気流量Qaveを算出する。つまり、次式(1)(図4のステップ405内の数式を具体化した式)を実行する。   In step 404, when fen = 1, since it is the timing to calculate the average air flow rate Qave in the Ten period, the process moves to step 405, and the average value calculation unit 304 detects each sensor detection value in the Ten period and each value. The added value of the products of elapsed time is divided by the added value of each elapsed time to calculate the average air flow rate Qave between Ten. That is, the following equation (1) (an equation embodying the equation in step 405 in FIG. 4) is executed.

Qave=(Q1・T1+Q2・T2+Q3・T3)/(t1+t2+t3) ---(1)
経過時間を用いて重み付し、平均化することで、サンプリングした信号間の経過時間が夫々異なる場合においても重み付けを考慮した正しい平均空気量流量を得ることが出来る。
Qave = (Q1 · T1 + Q2 · T2 + Q3 · T3) / (t1 + t2 + t3) --- (1)
By weighting using the elapsed time and averaging, it is possible to obtain a correct average air flow rate in consideration of weighting even when the elapsed times between the sampled signals are different.

そして、ステップ406では、平均値算出が終了しているため、演算処理実行フラグ設定部303は、演算処理実行フラグfen=0とする。   In step 406, since the calculation of the average value is complete, the arithmetic processing execution flag setting unit 303 sets the arithmetic processing execution flag fen = 0.

平均値算出部304が算出した平均空気流量Qaveは、燃料噴射量演算部305に供給される。燃料噴射量演算部305は、供給された平均空気流量Qaveに基づいて、燃料噴射量を演算する。燃料噴射量演算部305により演算された燃料噴射量に従って燃料噴射弁30等の動作が制御される。   The average air flow rate Qave calculated by the average value calculation unit 304 is supplied to the fuel injection amount calculation unit 305. The fuel injection amount calculation unit 305 calculates the fuel injection amount based on the supplied average air flow rate Qave. The operation of the fuel injection valve 30 and the like is controlled according to the fuel injection amount calculated by the fuel injection amount calculation unit 305.

以上のように、本発明の実施例1によれば、一定期間Ten内に複数回、空気流量を検出する場合において、前回のサンプリング時から今回のサンプリング時までの経過時間を重み付けして、検出した空気量を加算し、加算した空気量を、それぞれの経過時間で除算した空気流量を、一定期間Tenにおける平均空気流量としているので、内燃機関の回転数が変動した場合でも、正確な平均空気流量値を得ることが可能な内燃機関の制御装置及び制御システムを実現することができる。そして、正確な平均空気流量を用いて燃料噴射弁等を制御することができ、高精度な内燃機関の動作制御を行うことができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, in the case where the air flow rate is detected a plurality of times within the fixed period Ten, the elapsed time from the previous sampling time to the current sampling time is weighted and detected. Since the air flow rate obtained by adding the air amount and dividing the added air amount by the respective elapsed time is used as the average air flow rate for a certain period of time Ten, even if the rotational speed of the internal combustion engine fluctuates, An internal combustion engine control apparatus and control system capable of obtaining a flow rate value can be realized. And a fuel injection valve etc. can be controlled using an exact average air flow rate, and operation control of an internal combustion engine with high precision can be performed.

(実施例2)
次に、本発明の実施例2について説明する。なお、実施例2の制御装置が適用される内燃機関の全体構成は、実施例1と同様であるので、その図示及び詳細な説明は省略する。
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of an internal combustion engine to which the control device of the second embodiment is applied is the same as that of the first embodiment, and therefore the illustration and detailed description thereof will be omitted.

図5は、実施例2における、エアフローセンサ50の検出値および前回検出値からの経過時間を用いて平均値を算出するECU100の内部ブロック図である。実施例2における図5に示したブロック図と、実施例1における図3に示したブロック図との相違点は、図5のブロック図には、収支演算部505が追加され、平均値算出部304が算出した平均空気流量Qaveが収支演算部505に供給され、収支演算部505の出力Qoutが燃料噴射量演算部305に供給される点である。他の構成は、図3の例と図5の例とは同等となっている。

FIG. 5 is an internal block diagram of the ECU 100 that calculates an average value using the detected value of the airflow sensor 50 and the elapsed time from the previous detected value in the second embodiment. The difference between the block diagram shown in FIG. 5 in the second embodiment and the block diagram shown in FIG. 3 in the first embodiment is that a balance calculation unit 505 is added to the block diagram in FIG. The average air flow rate Qave calculated by 304 is supplied to the balance calculation unit 505, and the output Qout of the balance calculation unit 505 is supplied to the fuel injection amount calculation unit 305. In other configurations, the example of FIG. 3 and the example of FIG. 5 are equivalent.

平均値算出部304が平均空気流量Qaveを算出するところまでは、図3に示した例と同様であるので説明は省略する。ただし、平均空気量の算出方法が実施例1とは異なるため、具体的な平均空気量の算出方法は後述する。   The steps up to the calculation of the average air flow rate Qave by the average value calculation unit 304 are the same as the example shown in FIG. However, since the method of calculating the average air amount is different from that of the first embodiment, a specific method of calculating the average air amount will be described later.

収支演算手段505では、演算実行フラグ設定部303により演算処理実行フラグfen=1になると、コレクタ27内の空気流量の収支からコレクタ内空気質量を演算する。コレクタ27へ流入する空気流量をQin、コレクタ27から燃焼室へ流出する空気流量をQoutとすると、QinとQoutとの差分から、演算処理実行周期Tenあたりにコレクタ27内に蓄積される空気質量を演算し、その結果を、コレクタ27内の空気質量の前回値に足し込んでいくことでコレクタ27内の空気質量を演算する。   The balance calculating means 505 calculates the air mass in the collector from the balance of the air flow rate in the collector 27 when the calculation execution flag fen = 1 by the calculation execution flag setting unit 303. Assuming that the flow rate of air flowing into the collector 27 is Qin and the flow rate of air flowing out of the collector 27 into the combustion chamber is Qout, the mass of air accumulated in the collector 27 per arithmetic processing execution cycle is calculated from the difference between Qin and Qout. The air mass in the collector 27 is calculated by calculating and adding the result to the previous value of the air mass in the collector 27.

ここで、流入空気流量Qinは演算処理実行周期Tenあたりの平均空気流量であるQaveそのもの、もしくは適合により設定された補正係数を掛けたものである。エアフローセンサ50は、吸気管内に発生する吸気脈動の影響により誤差が発生する場合があり、発生する誤差の大きさや方向(プラス方向やマイナス方向の誤差)は、機関回転数やバルブタイミング、空気流量など内燃機関の運転条件で決まる。   Here, the inflow air flow rate Qin is obtained by multiplying Qave itself, which is an average air flow rate per calculation processing execution period Ten, or a correction coefficient set by adaptation. In the air flow sensor 50, an error may occur due to the influence of intake pulsation generated in the intake pipe, and the magnitude and direction (error in the plus direction or minus direction) of the generated error are the engine speed, the valve timing, the air flow rate It depends on the operating conditions of the internal combustion engine.

そのため、適合によって運転条件ごとにエアフローセンサ50の誤差を吸収するための補正係数を設定した補正マップを制御に組み込む場合がある。流出空気流量Qoutは、収支演算部505により、コレクタ27内の空気質量や機関回転数、バルブタイミング、コレクタ容積、排気量、機関気筒数などを用いて、燃焼室へ流れる空気流量を求めることにより算出される。   For this reason, there is a case where a correction map in which a correction coefficient for absorbing an error of the air flow sensor 50 is set for each operating condition due to adaptation is incorporated in the control. The outflow air flow rate Qout is obtained by obtaining the flow rate of air flowing into the combustion chamber by the balance calculation unit 505 using the air mass in the collector 27, the engine speed, the valve timing, the collector volume, the displacement, the number of engine cylinders, etc. It is calculated.

図6は、実施例2のように、センサが検出する物理量の収支を演算する収支演算部505を持つ場合の、センサ検出値および前回検出値からの経過時間を用いて平均値を算出するフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for calculating an average value using the sensor detection value and the elapsed time from the previous detection value in the case of having the balance calculation unit 505 that calculates the balance of physical quantities detected by the sensor as in the second embodiment. It is.

図6のステップ601でエアフローセンサ50からECU100のセンサ値検出部301へ信号が入力される。   In step 601 of FIG. 6, a signal is input from the air flow sensor 50 to the sensor value detection unit 301 of the ECU 100.

図6のステップ601〜604は、図4のステップ401〜404と同様となっているため、ステップ401〜403は詳細な説明は省略するが、以降の説明の都合上、ステップ604から説明する。   Since steps 601 to 604 in FIG. 6 are the same as steps 401 to 404 in FIG. 4, detailed description of steps 401 to 403 is omitted, but will be described from step 604 for convenience of the following description.

ステップ604では、演算処理実行フラグfenが1か否かを判定する。ステップ604において、fen=0のときは、Ten期間の平均空気流量Qaveを算出するタイミングとはなっていないため、センサ検出値Qnおよび前回検出値からの経過時間tnを記憶し、ステップ602に戻る。   In step 604, it is determined whether or not the arithmetic processing execution flag fen is 1. In step 604, when fen = 0, it is not the timing for calculating the average air flow rate Qave during the Ten period, so the sensor detection value Qn and the elapsed time tn from the previous detection value are stored, and the process returns to step 602. .

ステップ604において、fen=1のときは、Ten期間の平均空気流量Qaveを算出するタイミングとなっているため、ステップ605に移り、平均値算出部304がTen期間の夫々のセンサ検出値と夫々の経過時間の積の加算値を、Ten期間の時間で割り、Ten期間の平均空気流量Qaveを算出する。ここで着目するべき点は、収支演算の有無によって平均化する際の分母(Ten間の夫々のセンサ検出値と夫々の経過時間の積の加算値を割る値)が異なることである。   In step 604, when fen = 1, since it is the timing to calculate the average air flow rate Qave in the Ten period, the process moves to step 605, and the average value calculation unit 304 detects each sensor detection value in the Ten period and each value. The added value of the products of the elapsed time is divided by the time of the Ten period, and the average air flow rate Qave in the Ten period is calculated. The point to be noted here is that the denominator (a value obtained by dividing the addition value of the products of the respective sensor detection values and the respective elapsed times between Tens) is different depending on the presence or absence of the balance calculation.

つまり、実施例2においては、Ten期間の平均空気量Qaveは次式(2)(図6のステップ605内の数式を具体化した式)により算出される。   That is, in the second embodiment, the average air amount Qave during the Ten period is calculated by the following equation (2) (an equation embodying the equation in step 605 in FIG. 6).

Qave=(Q1・T1+Q2・T2+Q3・T3)/Ten ---(2)
収支演算を行っていない場合は(図4のフローチャートのステップ405)、Ten期間の夫々のセンサ検出値と夫々の経過時間の積の加算値を、夫々の経過時間の加算値で割ることで、Ten期間の平均空気流量Qaveを算出しているが、実施例2のように、収支演算を行っている場合は(図6のフローチャートのステップ605)、Ten期間の夫々のセンサ検出値と夫々の経過時間の積の加算値を、Ten期間の時間で割ることで、Ten期間の平均空気流量Qaveを算出しているという違いがある。
Qave = (Q1 · T1 + Q2 · T2 + Q3 · T3) / Ten --- (2)
When the balance calculation is not performed (step 405 in the flowchart of FIG. 4), the product of each sensor detection value and each elapsed time in the Ten period is divided by the added value of each elapsed time, The average air flow rate Qave during the Ten period is calculated. When the balance calculation is performed as in the second embodiment (step 605 in the flowchart of FIG. 6), the sensor detection values and the respective values during the Ten period are calculated. There is a difference that the average air flow rate Qave in the Ten period is calculated by dividing the added value of the products of the elapsed times by the time in the Ten period.

これは、収支演算部505での収支演算を実施するタイミングが平均値算出部304での平均値算出を実施するタイミングと同じ演算処理実行周期Tenで行われているからである。   This is because the timing at which the balance calculation unit 505 performs the balance calculation is performed at the same calculation processing execution period Ten as the timing at which the average value calculation by the average value calculation unit 304 is performed.

前述した通り、収支演算は演算処理実行周期Tenあたりのコレクタ27内空気流量の収支からコレクタ27内空気質量を演算しているので、ステップ605において、Ten期間の夫々のセンサ検出値と夫々の経過時間の積の加算値は、Ten期間の時間で平均化しなければ収支演算が合わなくなるためである。   As described above, since the balance calculation calculates the air mass in the collector 27 from the balance of the air flow rate in the collector 27 per calculation processing execution cycle Ten, in step 605, each sensor detection value of Ten period and each progress This is because the added value of the product of time can not be balanced if it is not averaged by the time of Ten period.

ステップ606では、平均値算出が終了しているため、演算処理実行フラグ設定部303は、演算処理実行フラグfen=0とする。   In step 606, since the calculation of the average value has been completed, the arithmetic processing execution flag setting unit 303 sets the arithmetic processing execution flag fen = 0.

収支演算部505が算出した流出空気流量(内燃機関への流入空気量の収支値)Qoutは、燃料噴射量演算部305に供給される。燃料噴射量演算部305は、供給された平均空気流量Qoutに基づいて、燃料噴射量を演算する。燃料噴射量演算部305により演算された燃料噴射量に従って燃料噴射弁30等の動作が制御される。   The outflow air flow rate (balance value of the inflow air amount to the internal combustion engine) Qout calculated by the balance calculation unit 505 is supplied to the fuel injection amount calculation unit 305. The fuel injection amount calculation unit 305 calculates the fuel injection amount based on the supplied average air flow rate Qout. The operation of the fuel injection valve 30 and the like is controlled according to the fuel injection amount calculated by the fuel injection amount calculation unit 305.

以上のように、本発明の実施例2によれば、コレクタ27内における空気流量の収支を演算する装置においても、正確な平均空気流量値を得ることが可能であり、高精度な内燃機関の動作制御を行うことができる制御装置及び制御システムを実現することができる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to obtain an accurate average air flow value even in an apparatus that calculates the balance of the air flow rate in the collector 27, and a highly accurate internal combustion engine. A control device and a control system capable of performing operation control can be realized.

図7は、所定のクランク角度間隔で空気流量をサンプリングした場合の空気流量の例を示した図である。エアフローセンサ50の出力信号はアナログ信号であり、ECU100では所定のクランク角度間隔ごとにエアフローセンサ50の出力信号をサンプリングし、演算処理実行周期θen間のセンサ検出値および前回検出値からの経過時間を用いて、演算処理実行周期θen間の平均空気流量Qaveを算出する。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the air flow when sampling the air flow at a predetermined crank angle interval. The output signal of the airflow sensor 50 is an analog signal, and the ECU 100 samples the output signal of the airflow sensor 50 at every predetermined crank angle interval, and calculates the elapsed time from the sensor detection value and the previous detection value during the arithmetic processing execution period θen. The average air flow rate Qave during the arithmetic processing execution period θen is calculated.

ここでは、クランク角度間隔θeごとにサンプリングする場合について記載しているため、演算処理実行周期は角度を示すθnとしており、図7の例では、演算処理実行周期θen間に5つのサンプリングを行う例を示している。この場合、角度θ1〜θ5の夫々のクランク角度間隔は全て同じであり、θenの5分の1の角度間隔に相当する。しかしながら、演算処理実行周期θen間において、機関の回転数が変化している場合、θ1〜θ5の夫々のクランク角度間隔が全て同じであっても、夫々の角度間隔を時間間隔に換算した場合、夫々異なる時間間隔として現れる。   Here, since the case of sampling at every crank angle interval θe is described, the calculation process execution cycle is set to θn indicating the angle, and in the example of FIG. 7, five samplings are performed during the calculation process execution cycle θen. Is shown. In this case, the crank angle intervals of the angles θ1 to θ5 are all the same and correspond to an angle interval that is 1/5 of θen. However, when the engine rotational speed changes during the calculation processing execution period θen, even if all the crank angle intervals of θ1 to θ5 are all the same, when the respective angle intervals are converted to time intervals, They appear as different time intervals.

図8は、内燃機関の回転数が上昇中に所定のクランク角度間隔で空気流量をサンプリングした場合の例を示した図である。図8の上の図は、時間の経過とともに内燃機関の回転数が上昇していることを示しており、図8の下の図は、図7の横軸の単位を時間に変換した図である。   FIG. 8 is a diagram showing an example in which the air flow rate is sampled at predetermined crank angle intervals while the rotational speed of the internal combustion engine is increasing. The upper diagram in FIG. 8 shows that the rotational speed of the internal combustion engine increases with the passage of time, and the lower diagram in FIG. 8 is a diagram in which the unit of the horizontal axis in FIG. 7 is converted to time. is there.

回転数が上昇するに従い、所定のクランク角度間隔の時間は短くなるため、クランク角度間隔でみると、角度θ1〜θ5は全て同じクランク角度間隔であったが、時間間隔でみると、t1>t2>t3>t4>t5の関係となり、次第に時間間隔が短くなることが分かる。   Since the time of the predetermined crank angle interval becomes shorter as the rotational speed increases, the angles θ1 to θ5 are all the same crank angle interval in terms of crank angle intervals, but in terms of time intervals, t1> t2 It can be seen that> t3> t4> t5, and the time interval gradually decreases.

そのため、演算処理実行周期θen(時間で表現すると、時間間隔t1〜t5の総和)の間の平均空気流量を算出する場合、従来の平均化方法により、(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)/5で算出した場合は正しい平均空気流量が得られないため、図4のステップ405または図6のステップ605で示した平均値算出により平均空気流量を算出することが必要である。   Therefore, in the case of calculating the average air flow rate during the arithmetic processing execution period θen (in terms of time, the sum of the time intervals t1 to t5), it is correct when calculated by (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5) / 5 by the conventional averaging method. Since the average air flow rate cannot be obtained, it is necessary to calculate the average air flow rate by the average value calculation shown in step 405 of FIG. 4 or step 605 of FIG.

図4のステップ405と図6のステップ605との使い分けは、平均空気流量を算出した結果を収支演算で使用するか否かにより決める。平均空気流量を算出した結果を収支演算で使用しない場合は、ステップ405において、平均値算出部304により平均空気流量を算出すればよい。また、平均空気流量を算出した結果を収支演算で使用する場合は、ステップ605にて、平均値算出部304により算出した平均空気流量を収支演算部505で使用すればよい。   The use of step 405 in FIG. 4 and step 605 in FIG. 6 is determined by whether or not the result of calculating the average air flow rate is used in the balance calculation. When the result of calculating the average air flow rate is not used in the balance calculation, the average air flow rate may be calculated by the average value calculation unit 304 in step 405. When the result of calculating the average air flow rate is used in the balance calculation, the average air flow rate calculated by the average value calculation unit 304 may be used in the balance calculation unit 505 in step 605.

図9は、演算処理実行周期間におけるセンサ信号の受信数が変動する場合の例を示すグラフである。   FIG. 9 is a graph illustrating an example in which the number of sensor signals received during the arithmetic processing execution cycle varies.

図9においては、演算処理実行周期を例えば2ms、エアフローセンサ50の通信方式がSENT通信である場合について記載する。SENT通信とは、通信周期1ms以下で信号を送信する通信方式であり、ここでは1ms未満(例えば0.9msなど)の固定周期で送信する場合を考える。   In FIG. 9, the case where the arithmetic processing execution cycle is 2 ms, for example, and the communication system of the air flow sensor 50 is SENT communication will be described. The SENT communication is a communication method for transmitting a signal with a communication cycle of 1 ms or less, and here, consider a case of transmission with a fixed cycle of less than 1 ms (for example, 0.9 ms).

演算処理実行周期が2msであるため、2ms間に0.9msの通信周期であるセンサ信号を受信する数は、基本的には2個であるが、演算処理実行周期の数回に1度は、センサ信号を受信する数が3個になる。図9では、区間Aおよび区間Bが2ms間にセンサ信号を3個受信する区間を示している。   Since the arithmetic processing execution cycle is 2 ms, the number of sensor signals having a communication cycle of 0.9 ms between 2 ms is basically two, but once every several arithmetic processing execution cycles The number of sensor signals received is three. FIG. 9 shows an interval in which three sensor signals are received in intervals A and B in 2 ms.

センサ信号受信数が2個の区間から3個の区間に変わる周期と、吸気脈動の周期とが一致すると、毎回脈動波形の同じ部分(図9では区間A、Bなど脈動波形の極小値部分に相当する)でセンサ信号の受信数が3個となり、他の部分ではセンサ信号の受信数が2個となる。   When the cycle in which the number of sensor signal reception changes from two to three sections matches the cycle of intake pulsation, the same part of the pulsation waveform (in FIG. Correspondingly, the number of receptions of sensor signals is three, and the number of receptions of sensor signals is two in other portions.

ここで、通常の平均化方法で2ms間の空気流量を平均化すると、受信数が2個の部分と3個の部分で夫々一定の平均化誤差が発生し、正しい平均空気流量に対してオフセットした誤差として現れてしまう。   Here, when the air flow rate is averaged for 2 ms by the normal averaging method, a constant averaging error occurs in the two reception parts and three parts respectively, which is offset with respect to the correct average air flow Will appear as an error.

上述のような信号処理誤差を防止するために、本発明のような、センサ検出値と経過時間を用いた演算処理実行周期間の平均化が必要となる。   In order to prevent the above-described signal processing error, it is necessary to perform averaging between arithmetic processing execution cycles using sensor detection values and elapsed time as in the present invention.

上述した例においては、エアフローセンサにより空気流量を測定する構成を説明したが、エアフローセンサ以外の測定素子で空気流量に対応する信号から空気流量を測定する場合にも本発明は適用可能である。例えば、空気貯留容積が既知であれば空気圧力を測定すれば、温度等を考慮することにより、空気流量を測定する例にも本発明は適用可能である。   In the above-described example, the configuration in which the air flow rate is measured by the air flow sensor has been described. However, the present invention can also be applied to the case where the air flow rate is measured from a signal corresponding to the air flow rate by a measuring element other than the air flow sensor. For example, if the air storage volume is known, if the air pressure is measured, the present invention can be applied to an example in which the air flow rate is measured by considering the temperature and the like.

なお、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   Note that the present invention is not limited to the above embodiment as long as the features of the present invention are not impaired, and other embodiments considered within the scope of the technical idea of the present invention are also within the scope of the present invention. included.

10・・・内燃機関、11・・・シリンダ、11a・・・シリンダヘッド、11b・・・シリンダブロック、14・・・コンロッド、15・・・ピストン、17・・・燃焼室、19・・・エアクリーナ、20・・・吸気通路、21・・・吸気バルブ、22・・・排気バルブ、23・・・吸気カム軸、24・・・排気カム軸、25・・・スロットルバルブ、27・・・コレクタ、28・・・吸気マニホールド、29・・・吸気ポート、30・・・燃料噴射弁、34・・・点火コイル、35・・・点火プラグ、40・・・排気通路、50・・・エアフローセンサ、51・・・リニア空燃比センサ、52・・・Oセンサ、53・・・燃料タンク、54・・・燃料ポンプ、55・・・燃圧レギュレータ、60・・・三元触媒、70・・・アクセル開度信号、100・・・ECU、301・・・センサ値検出部、302・・・経過時間計測部、303・・・演算処理実行フラグ設定部、304・・・平均値算出部、305・・・燃料噴射量演算部、505・・・収支演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Cylinder, 11a ... Cylinder head, 11b ... Cylinder block, 14 ... Connecting rod, 15 ... Piston, 17 ... Combustion chamber, 19 ... Air cleaner, 20 ... intake passage, 21 ... intake valve, 22 ... exhaust valve, 23 ... intake camshaft, 24 ... exhaust camshaft, 25 ... throttle valve, 27 ... Collector, 28 ... intake manifold, 29 ... intake port, 30 ... fuel injection valve, 34 ... ignition coil, 35 ... ignition plug, 40 ... exhaust passage, 50 ... air flow sensor, 51 ... linear air-fuel ratio sensor, 52 ... O 2 sensor, 53 ... fuel tank, 54 ... fuel pump, 55 ... pressure regulator, 60 ... three-way catalyst, 70 -・ ・ Accelerator opening Degree signal, 100... ECU, 301... Sensor value detection unit, 302... Elapsed time measurement unit, 303 ... arithmetic processing execution flag setting unit, 304 ... average value calculation unit, 305. · Fuel injection amount calculation unit, 505 · · · balance calculation unit

Claims (3)

一定の演算処理実行周期で内燃機関の制御を行う内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の回転数に応じた第1タイミングで、前記内燃機関への流入空気量に対応する信号を受信またはサンプリングするセンサ値検出部と、
前記センサ値検出部により検出された信号の、前回受信またはサンプリングした信号からの経過時間を計測する経過時間計測部と、
前記演算処理実行周期の一周期の終了のタイミングである第2タイミングで、該演算処理実行周期の一周期の間に受信またはサンプリングした信号の平均値を算出する平均値算出部と、
前記第2タイミングで、該第2タイミングに前記平均値算出部が算出した平均値を用いて、前記内燃機関への流入空気量の収支を演算する収支演算部と、
前記収支演算部が演算した収支に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算部と、
を備え、
前記平均値算出部は、前記演算処理実行周期の一周期の間に受信またはサンプリングしたそれぞれの信号と、該それぞれの信号の前回受信またはサンプリングした信号からの経過時間との積を互いに加算し、加算した値を、該演算処理実行周期の一周期の時間で平均化し、該演算処理実行周期の一周期における平均値を算出する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that controls the internal combustion engine at a constant calculation processing execution cycle,
A sensor value detector for receiving or sampling a signal corresponding to the amount of air flowing into the internal combustion engine at a first timing according to the rotational speed of the internal combustion engine;
Of the signal detected by the sensor value detector, the elapsed time measuring unit for measuring an elapsed time from the previous received or sampled signals,
In the second timing is a timing of the completion of one cycle of the operation process execution period, an average value calculation unit for calculating an average value of the received or sampled signals during one cycle of the operation process execution cycle,
A balance calculating unit that calculates a balance of the amount of air flowing into the internal combustion engine at the second timing using the average value calculated by the average value calculating unit at the second timing;
A fuel injection amount calculation unit that calculates a fuel injection amount based on the balance calculated by the balance calculation unit;
With
The average value calculation unit adds each product of each signal received or sampled during one cycle of the arithmetic processing execution period and the elapsed time from the previous reception or sampled signal of the respective signal, The added value is averaged over the time of one operation processing execution cycle, and an average value in one operation processing execution cycle is calculated.
A control device of an internal combustion engine characterized by
請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
前記センサ値検出部は、前記内燃機関の所定のクランク角度ごとに前記内燃機関への流入空気量に対応する信号を受信またはサンプリングし、
前記経過時間計測部は、前記内燃機関の回転数および前記所定のクランク角度に基づいて、前回受信またはサンプリングした信号からの経過時間を計測する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
In the control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The sensor value detection unit receives or samples a signal corresponding to an amount of air flowing into the internal combustion engine at predetermined crank angles of the internal combustion engine.
The elapsed time measuring unit measures an elapsed time from a previously received or sampled signal based on the rotational speed of the internal combustion engine and the predetermined crank angle.
A control device of an internal combustion engine characterized by
一定の演算処理実行周期で内燃機関の制御を行う内燃機関の制御システムであって、  An internal combustion engine control system for controlling an internal combustion engine at a constant arithmetic processing execution cycle,
前記内燃機関の回転数に応じた第1タイミングで、前記内燃機関への空気流量を検出するエアフローセンサと、An air flow sensor that detects an air flow rate to the internal combustion engine at a first timing according to the rotation speed of the internal combustion engine;
前記エアフローセンサの空気流量信号を受信またはサンプリングするセンサ値検出部と、  A sensor value detector for receiving or sampling an air flow rate signal of the air flow sensor;
前記センサ値検出部により検出された信号の、前回受信またはサンプリングした信号からの経過時間を計測する経過時間計測部と、  An elapsed time measuring unit for measuring an elapsed time from a signal received or sampled last time, of the signal detected by the sensor value detecting unit;
前記演算処理実行周期の一周期の終了のタイミングである第2タイミングで、該演算処理実行周期の一周期の間に受信またはサンプリングした信号の平均値を算出する平均値算出部と、  An average value calculating unit that calculates an average value of signals received or sampled during one cycle of the calculation processing execution cycle at a second timing that is a timing of completion of one cycle of the calculation processing execution cycle;
前記第2タイミングで、該第2タイミングに前記平均値算出部が算出した平均値を用いて、前記内燃機関への流入空気量の収支を演算する収支演算部と、  A balance calculating unit that calculates a balance of the amount of air flowing into the internal combustion engine at the second timing using the average value calculated by the average value calculating unit at the second timing;
前記収支演算部が演算した収支に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算部と、  A fuel injection amount calculation unit that calculates a fuel injection amount based on the balance calculated by the balance calculation unit;
を有するエンジン制御部と、An engine control unit having
前記エンジン制御部により演算された燃料噴射量に従って燃料を噴射する燃料弁と、  A fuel valve for injecting fuel according to the fuel injection amount calculated by the engine control unit;
を備え、Equipped with
前記平均値算出部は、前記演算処理実行周期の一周期の間に受信またはサンプリングしたそれぞれの信号と、該それぞれの信号の前回受信またはサンプリングした信号からの経過時間との積を互いに加算し、加算した値を、該演算処理実行周期の一周期の時間で平均化し、該演算処理実行周期の一周期における平均値を算出する、  The average value calculation unit adds together products of respective signals received or sampled during one period of the arithmetic processing execution period and elapsed times from previously received or sampled signals of the respective signals. The added value is averaged over one cycle time of the arithmetic processing execution cycle, and an average value in one cycle of the arithmetic processing execution cycle is calculated.
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。A control system for an internal combustion engine.
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