JPH0684740B2 - 内燃機関の吸入空気状態量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の吸入空気状態量検出装置に関し、詳
しくは、機関の吸入空気量に関与する吸気圧力や吸入空
気流量等の吸入空気の状態量を検出するに当たって、吸
気通路内に発生する圧力脈動の影響を回避するために行
われる加重平均演算における加重重みの切り換え制御の
改善に関する。

〈従来の技術〉 従来から、機関への燃料供給量を電子制御する制御装置
において、機関の吸入空気量に関与する吸入空気の状態
量である吸気圧力や吸入空気流量等を検出し、かかる状
態量に基づいて燃料供給量を可変設定するよう構成され
たものが知られている（特開昭58-150040号公報，特開
昭59-49334号公報等参照）。

ところで、吸気圧力や吸入空気流量の検出値は、機関の
定常運転時において吸気脈動（圧力脈動）を拾って振れ
るため、検出値をそのまま用いて燃料供給量を制御する
と、真の吸入空気量とは無関係な燃料供給量の増減変化
によって空燃比の振れが発生し、定常運転時の運転安定
性を損ねてしまうという問題ある。

このため、従来では、例えば吸気圧力や吸入空気流量の
検出値を時間同期でサンプリングしてその結果を加重平
均処理するよう構成すると共に、スロットル弁開度や機
関回転速度の変化から機関の定常・過渡運転を判別し、
定常運転時には前記加重平均処理における過去のデータ
に対する重み付けを大きくして脈動を減衰させ、過渡運
転時には前記重み付けを小さくして過渡応答性を確保で
きるよう構成したものがある。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、機関の過渡運転時に、スロットル弁の動きが
停止しても機関が吸入する空気量は直ちにその変化を停
止するものではなく、吸気マニホールドのコレクタ部容
積があるために吸入空気量は吸気圧力変化に比例して徐
々に収束するものであり、然も、このようにスロットル
弁の動きが停止してから吸入空気量（吸気圧力）変化が
継続する時間はそのときの吸入空気量が少ないとき程長
くなる傾向を示す（第９図参照）。

このため、スロットル弁開度や機関回転速度の変化がな
くなったことによって機関の定常運転を判別し、過渡運
転から定常運転への移行が判別されたときに直ちに加重
平均演算における加重重みを重くする（前回データによ
り重み付けする）よう構成すると、吸入空気量の多いと
きには吸入空気量が比較的速やかに収束するので、加重
平均による検出エラーはあまり問題とはならないが、吸
入空気量が少ないときには吸入空気量はだらだらと変化
を続けてから収束するために、スロットル弁の動きが停
止したときに直ちに加重重みを重くしてしまうと、加重
平均後の吸気圧力や吸入空気流量が真の吸入空気量の変
化に追従できなくなって過渡応答性が悪化する。

また、例えばスロットル弁開度や機関回転速度に基づい
て過渡運転から定常運転へ移行したことが検出されてか
ら一定時間経過後に加重重みを切り換えるよう構成して
も、吸入空気量の変化が継続する時間が機関回転速度等
の運転条件で変化するために、全運転条件で所望の加重
重み切り換えを行わせることができない。即ち、例え
ば、第10図に示すように、加重重みを増大切り換えさせ
るタイミングが要求よりも遅くなった場合では、実際に
は吸入空気量変化が収束している定常運転時であって圧
力脈動が発生しているのに、過渡応答性確保のための加
重重みを小さくした加重平均が行われて圧力脈動の影響
を受けると共に、圧力脈動を拾っている状態で加重重み
が切り換えが行われるため、この加重重み切り換えの初
期に脈動のピーク値との加重平均が行われて検出エラー
が発生するという問題も発生する。

更に、スロットル弁開度や機関回転速度に基づいて過渡
運転から定常運転へ移行したことが検出されてから一定
時間が経過した時点から、過渡時用の加重重みから定常
時用の加重重みへ時間に同期して徐々に変化させるよう
構成することにより、加重重みの急変による制御段差の
発生を回避するように構成した場合であっても、第11図
に示すように、例えば機関回転速度が低い条件で所望の
加重重み切り換えがなされても、機関回転速度が高く比
較的早く吸入空気量（吸気圧力）が収束するときには、
加重重みが定常時用に近づく間で充分な圧力脈動の減衰
が行われないという問題が発生する。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機関の
吸入空気量に関与する吸気圧力や吸入空気流量等の吸入
空気の状態量を検出するに当たって、圧力脈動の影響回
避のために加重平均演算を行いつつ、過渡時の検出応答
性を確保するために行われる加重平均演算における加重
重みの切り換えが、真の定常・過渡運転に応じてより良
好に行われるようにすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、 機関吸入空気量に関与する吸入空気の状態量を検出する
吸入空気状態量検出手段と、 この吸入空気状態量検出手段で検出された吸入空気の状
態量の最新値と前回加重平均結果とを加重平均演算して
最新の加重平均値を吸入空気状態量の最終検出値として
設定する加重平均手段と、 機関の定常・過渡運転の判別を行う定常・過渡判別手段
と、 予め設定された前記加重平均手段の加重平均演算におけ
る定常時用加重重みと過渡時用加重重みとを前記定常・
過渡判別手段による定常・過渡運転判別に基づいて切り
換え選択し、選択した加重重みに応じて加重平均演算を
行わせる加重重み切り換え手段と、 前記定常・過渡判別手段により機関の過渡運転状態から
定常運転状態になったことが判別されたときに、前記加
重重み切り換え手段に優先して前記加重平均手段の加重
平均演算における加重重みを過渡時用加重重みから機関
回転に同期したタイミングで所定値ずつ変化させて定常
時用加重重みへ移行させる加重重み移行手段と、 を含んで内燃機関の吸入空気状態量検出装置を構成する
ようにした。

また、第１図点線示のように前記加重重み移行手段によ
って加重重みを過渡時用から定常時用へ所定値ずつ変化
させる機関回転同期のタイミングを機関回転速度に応じ
て可変設定する加重重み移行タイミング可変手段を設け
るようにしても良い。

〈作用〉 かかる構成において、吸入空気状態量検出手段は、吸入
空気流量や吸気圧力等の機関吸入空気量に関与する吸入
空気の状態量を検出する。

そして、加重平均手段は、検出された吸入空気の状態量
の最新値と、前回の加重平均結果とを加重平均演算し、
最新の加重平均値を吸入空気状態量の最終検出値として
設定する。即ち、吸入空気状態量検出手段で検出された
吸入空気の状態量は、その値がそのまま最終検出値とな
って例えば燃料供給量制御等に用いられるのではなく、
前記加重平均手段による加重平均演算で平滑処理されて
から最終検出値として設定されるものである。

また、定常・過渡判別手段は、機関が定常運転状態であ
るか、又は、過渡運転状態であるかを判別し、加重重み
切り換え手段は、予め設定された加重平均演算における
定常時用加重重みと過渡時用加重重みとを定常・過渡運
転判別に基づいて切り換え選択し、選択した加重重みに
応じて加重平均手段による加重平均演算を行わせる。こ
れにより、定常運転時には圧力脈動の影響を回避し得る
加重平均演算を行わせる一方、過渡運転時には検出応答
性が損なわれない程度の加重平均演算を行わせることを
可能としている。

更に、加重重み移行手段は、過渡運転状態から定常運転
状態になったことが判別されたときに、前記加重重み切
り換え手段による過渡時用加重重みから定常時用加重重
みへの切り換え制御に優先して、加重平均演算における
加重重みを過渡時用加重重みから機関回転に同期したタ
イミングで所定値ずつ変化させて定常時用加重重みへ移
行させる。即ち、過渡運転状態から定常運転状態になっ
たときには、加重重みを過渡時用のものから定常時用に
直ちに切り換えるのではなく、過渡時用加重重みから定
常時用加重重みへ機関回転同期で徐々に変化させるよう
構成されるものであり、機関回転同期で加重重みが変化
するために高回転時ほど定常時用加重重みへ速やかに移
行する。

また、加重重み移行タイミング可変手段は、前述のよう
に、過渡運転から定常運転になったときに加重重みを過
渡時用から定常時用へ所定値ずつ変化させる機関回転同
期のタイミングを機関回転速度に応じて可変設定する。
即ち、例えば加重重み移行手段が1/2回転毎に加重重み
を所定値ずつ変化させるものであるとすると、加重重み
は回転速度に反比例した時間で定常時用加重重みに移行
するが、前記回転同期のタイミングを機関回転速度に応
じて可変設定すれば、機関回転速度に対する加重重みの
変化態様を細かく可変設定して、真の吸入空気量変化か
ら要求される加重重み変化に対応することができる。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。

一実施例のシステム構成を示す第２図において、内燃機
関１には、エアクリーナ2,吸気ダクト3,スロットルチャ
ンバ４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入され
る。エアクリーナ２には吸気（大気）温度TA（℃）を検
出する吸気温センサ６が設けられている。スロットルチ
ャンバ４には、図示しないアクセルペダルと連動するス
ロットル弁７が設けられていて、吸入空気流量Ｑを制御
する。前記スロットル弁７には、その開度TVOを検出す
るポテンショメータと共に、その全閉位置（アイドル位
置）でONとなるアイドルスイッチ8Aを含むスロットルセ
ンサ８が付設されている。

スロットル弁７下流の吸気マニホールド５には、吸気圧
力（吸入負圧）PBを検出する吸入空気状態量検出手段と
しての吸気圧センサ９が設けられると共に、各気筒毎に
電磁式の燃料噴射弁10が設けられている。燃料噴射弁10
は、後述するマイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット11から例えば点火タイミングに同期して出
力される噴射パルス信号によって開弁駆動し、図示しな
い燃料ポンプから圧送されプレッシャレギュレータによ
り所定圧力に制御された燃料を吸気マニホールド５内に
噴射供給する。即ち、前記燃料噴射弁10による燃料供給
量は、燃料噴射弁10の開弁駆動時間で制御されるように
なっている。

更に、機関１の冷却ジャケット内の冷却水温度Twを検出
する水温センサ12が設けられると共に、排気通路13内で
排気中酸素濃度を検出することによって吸入混合気の空
燃比を検出する酸素センサ14が設けられている。

コントロールユニット11は、クランク角センサ15から機
関回転に同期して出力されるクランク単位角度信号POS
を一定時間カウントして又は所定クランク角位置毎に出
力されるクランク基準角度信号REF（４気筒の場合180°
毎）の周期を計測して機関回転速度Ｎを検出する。

この他、機関１に付設されたトランスミッションに、車
速を検出する車速センサ16やニュートラル位置を検出す
るニュートラルセンサ17等が設けられ、これらの信号は
コントロールユニット11に入力される。

また、スロットル弁７をバイパスする補助空気通路18に
は補助空気量を介してアイドル回転速度を制御する電磁
式のアイドル制御弁19が設けられている。

コントロールユニット11は、上記のようにして検出され
た各種検出信号に基づいて燃料噴射量Ti（噴射パルス信
号のパルス巾）を演算すると共に、設定した燃料噴射量
Tiに基づいて燃料噴射弁10を開駆動制御する。更に、コ
ントロールユニット11は、アイドルスイッチ8A及びニュ
ートラルセンサ17に基づき検出されるアイドル運転時に
アイドル制御弁19の開度を制御することによってアイド
ル回転速度を目標アイドル回転速度にフィードバック制
御する。

次にコントロールユニット11により行われる燃料制御の
ための各種演算処理（本発明にかかる吸入空気状態量検
出装置を含む）を第３図〜第８図のフローチャートにそ
れぞれ示すルーチンに従って説明する。

本実施例において、本発明にかかる吸入空気状態量検出
装置を構成する加重平均手段，加重重み切り換え手段，
加重重み移行手段，加重重み移行タイミング可変手段と
しての機能は、前記第３図〜第８図のフローチャートに
示すようにソフトウェア的に備えられている。また、定
常・過渡判別手段は、スロットルセンサ8,クランク角セ
ンサ15及びコントロールユニット11で構成される。

第３図のフローチャートに示すルーチンは、4ms程度の
所定微小時間毎に実行されるものであり、吸気圧センサ
９で検出された吸気圧力PBがこのルーチンで加重平均演
算されて、この加重平均結果が最終検出値PBAVにセット
される。

まず、ステップ１では、吸気圧センサ９から吸気圧力PB
に応じて出力される電気信号をA/D変換し、吸気圧力PB
の瞬時値を得る。

次のステップ２では、スロットルセンサ８によって検出
されるスロットル弁７の開度TVOの本ルーチン実行周期
当たり（4ms間）の変化量ΔTVOが略ゼロであるか否かを
判別する。

ここで、前記変化量ΔTVOが略ゼロであると判別された
ときには、ステップ３へ進み、前記変化量ΔTVOと同様
にして求められる機関回転速度Ｎの変化量ΔＮが略ゼロ
であるか否かを判別する。

ステップ３で前記変化量ΔＮが略ゼロであると判別され
たときには、ΔTVO≒ΔＮ≒０であるので機関１の定常
運転を判別し、このときには、ステップ４へ進んでタイ
マーTmaccの値がゼロであるか否かを判別する。前記タ
イマーTmaccは、後述するように機関１の過渡運転状態
において所定値TMACCがセットされ、機関１の定常運転
が判別されると前記所定値TMACCから時間同期で減少し
てゼロになるものである。従って、ステップ４でタイマ
ーTmaccがゼロであると判別されたときには、機関１の
安定定常運転状態であり、また、ステップ４で前記タイ
マーTmaccがゼロでないと判別されたときには、スロッ
トル弁開度TVOと機関回転速度Ｎとからは機関１の定常
運転状態が判別されている状態であるが、かかる定常運
転状態がスロットル弁開度TVOと機関回転速度Ｎとから
判別される機関１の過渡運転状態の直後であることを示
す。

ステップ４で前記タイマーTmaccがゼロであると判別さ
れ、機関１の安定定常運転状態であるときには、ステッ
プ10へ進んで吸気圧力PBの加重平均演算を以下の式に従
って行う。

上記加重平均の演算式において、PBは前記ステップ１で
今回A/D変換して得た吸気圧力であり、この最新の吸気
圧力PBと加重平均されるPBAVは本ルーチンの前回実行時
にステップ10で演算された加重平均値（最終検出値）で
ある。また、2^xは前回の加重平均値に対する加重重みを
示し、この2^xが大きくなるほど前回値に対する重み付け
が増大し、より平滑化されることになるが、この2^xは一
定値ではなく指数Ｘが機関１の定常・過渡運転に応じて
予め設定された過渡運転時用のXtrと定常運転時用のＸ
定常（＞Xtr）との何れかに切り換えられるようにして
ある。尚、ステップ４からステップ10へ進んだ場合に
は、後述するように指数Ｘとしては、定常運転時用のＸ
定常が用いられ、より大きな加重重みにより圧力脈動を
減衰させるための平滑処理がなされるようになってい
る。

一方、ステップ２でスロットル弁開度TVOの変化量ΔTVO
が略ゼロでないと判別されたときと、ステップ３で機関
回転速度Ｎの変化量ΔＮが略ゼロでないと判別されたと
きには、ステップ５へ進んで現在の運転領域がシリンダ
に吸入される空気量が変化しない運転領域（以下Q FLAT
領域と略す）であるか否かを例えばスロットル弁開度TV
O及び機関回転速度Ｎに基づいて判別する。本実施例の
場合、前記ΔTVOが略ゼロでないか、又は、前記ΔＮが
略ゼロでないときには機関１が過渡運転状態であると判
別するようにしているが、運転領域がQ FLAT領域である
ときにはΔTVOやΔＮに基づく過渡判別状態であっても
定常運転と見做すべきなので、ステップ５でQ FLAT領域
であると判別されたときにはステップ８へ進む。

ステップ８では、タイマーTmaccをゼロリセットし、次
のステップ９ではステップ10における加重平均演算にお
ける加重重み2^xを決定する指数Ｘとして予め定常運転時
用に設定されたＸ定常をセットして、ΔTVO及びΔＮに
基づいて機関１の定常運転状態が判別されているときと
同様にして加重平均演算が行われるようにする。

一方、ステップ５で現在の運転領域がQ FLAT領域でない
と判別されたときには、ΔTVO及びΔＮに基づき機関１
の過渡判別がなされ、然も、シリンダに吸入される空気
量が変化し得る運転領域であるので、ここで最終的に機
関１が過渡運転状態であると見做してステップ６へ進
む。

ステップ６では、予め設定された所定値TMACC（ROM定
数）を前記タイマーTmaccにセットし、次のステップ７
ではステップ10における加重平均演算における加重重み
2^xを決定する指数Ｘとして予め過渡運転時用に設定され
たXtrをセットして、ステップ10の加重演算で指数Ｘに
定常運転時用のＸ定常をセットした場合よりも、より最
新の吸気圧力PBに重み付けされて検出応答性を確保し得
るような加重平均が行われるようにする。

また、ステップ４でタイマーTmaccがゼロでないと判別
されて、過渡運転直後の定常運転状態であるときには、
過渡判別時と同様にステップ７へ進んで加重重み2^xを決
定する指数Ｘに過渡運転時用Xtrをセットして、過渡運
転判別時と同様に加重平均がなされるようにする。

前記タイマーTmaccは、前述のようにΔTVO又はΔＮに基
づいて機関１の過渡運転状態が判別され、然も、そのと
きの運転領域がQ FLAT領域でないときに所定値TMACCが
セットされるが、ΔTVO及びΔＮに基づいて定常運転状
態に移行したことが判別されて所定値TMACCのセットが
されなくなると、第４図のフローチャートに示すルーチ
ンに従って徐々にゼロにまで減少する。

第４図のフローチャートに示すルーチンは、10ms程度の
微小時間毎に実行されるものであり、まず、ステップ21
では、前記タイマーTmaccがゼロであるか否かを判別
し、ゼロでないときにはステップ22へ進んでタイマーTm
accを１ダウンさせ、ゼロであるときにはそのまま本ル
ーチンを終了させる。即ち、タイマーTmaccに所定値TMA
CCがセットされなくなると、タイマーTmaccは一定時間
でゼロにまで徐々に減少するものであり、タイマーTmac
cがゼロでないときにはΔTVO及びΔＮに基づいて機関１
の定常運転状態が判別されているときであっても第３図
のフローチャートにおいてステップ４からステップ７へ
進むことにより過渡運転時用の加重平均演算が行われる
ものであるから、ΔTVO及びΔＮに基づいて機関１が過
渡運転状態から定常運転状態に移行したことが判別され
ても一定時間は過渡時用の指数Xtrによる重み付けで加
重平均演算が行われることになる。

このように、過渡運転から定常運転に移行しても直ちに
定常運転時用の指数Ｘ定常に応じた加重重みで加重平均
演算が行われるのではなく、一定時間は過渡運転時用の
指数Xtrに応じた加重重みで加重平均演算が行われる
が、この一定時間経過後においても直ちに定常時用の指
数Ｘ定常に応じた加重重みによる加重平均演算が行われ
るのではなく、指数Xtrから指数Ｘ定常に徐々に近づけ
ることによって加重平均演算における前回データに対す
る加重重みが徐々に重くなるようにしてある。

即ち、機関１が過渡運転状態から定常運転状態になると
タイマーTmaccがゼロになるまではステップ７で指数Ｘ
に過渡時用のXtrがセットされるが、タイマーTmaccがゼ
ロになると指数Ｘの設定が第３図のフローチャートにお
いて行われなくなり、このときは第５図のフローチャー
トに示すルーチンに従って指数Ｘの設定が行われて、前
述のような過渡時用指数Xtrから定常時用指数Ｘ定常へ
の滑らかな移行が実施される。

第５図のフローチャートに示すルーチンは、クランク角
センサから４気筒の場合クランク角180°毎（４気筒の
場合）に出力される基準角度信号REFが入力される毎に
実行されるものである。

まず、ステップ31ではカウント値cntを１アップさせ、
次のステップ32では１アップ後のカウント値cntと基準
値CNTとを比較する。そして、ステップ32で、カウント
値cntが基準値CNT未満であると判別されると、本ルーチ
ンをそのまま終了させるが、カウント値cntが基準値CNT
以上であると判別されるとステップ33へ進む。

ステップ33では、カウント値cntをゼロリセットし、次
のステップ34では現状の指数Ｘ（加重重み）と定常運転
時用の指数Ｘ定常とを比較する。ステップ34での比較の
結果、現状の指数Ｘが指数Ｘ定常よりも小さいと判別さ
れると、ステップ35へ進んで現状の指数Ｘを１アップ
し、現状の指数Ｘが指数Ｘ定常以上であると判別される
と、ステップ36へ進んで指数Ｘに定常時用のＸ定常をセ
ットする。

即ち、例えば前記基準値CNTが３であるとすると、カウ
ント値cntは本ルーチン実行毎に１アップされるもので
あるから、カウント値cntは初期値であるゼロから基準
角度信号REF毎に１アップされて３になると再び初期値
ゼロにリセットされることになる。カウント値cntが前
記基準値CNT未満であるときには、指数Ｘの設定を行う
ことなくそのまま本ルーチンが終了するので、結果、カ
ウント値cntが基準値CNTと一致する毎に、換言すれば、
基準角度信号REFの基準値CNT相当回数に１回だけ指数Ｘ
の更新設定が行われることになる。

タイマーTmaccがゼロになった初回においては指数Ｘに
過渡時用のXtrがセットされているので、ステップ34で
は現状の指数ＸがＸ定常よりも小さいと判別され、ステ
ップ35で指数Ｘが１アップされる。このような指数Ｘの
１アップが基準値CNTで規定される基準角度信号REFの何
回かに１回ずつ行われ、過渡時用の指数Xtrから１アッ
プずつ増大させた結果が定常時用の指数Ｘ定常に一致す
るようになると、ステップ34でＸ≧Ｘ定常であると判別
されることによって、その後過渡運転になるまでは、加
重平均演算における加重重みを決定する指数Ｘとして定
常時用の指数Ｘ定常が用いられて、過去のデータにより
重み付けがなされて圧力脈動の影響を回避し得る平滑処
理がなされることになる。

このように、過渡運転時用の指数Xtrから定常運転時用
の指数Ｘ定常に切り換えるに際して、機関回転に同期し
たタイミングで徐々に移行されるようにすれば、基準角
度信号REFの出力間隔が短くなる高回転時ほどより早く
指数ＸはXtrからＸ定常に移行するものであり、逆に低
回転時にはXtrからＸ定常に移行するのに長い時間を要
することになる。

シリンダが吸入する空気量は、スロットル弁開度TVOや
機関回転速度Ｎの変化が停止してからでも、吸気マニホ
ールドのコレクタ容積等に影響されて所定時間だけ徐々
に変化してから安定するのが一般的であり、前記変化が
継続する所定時間はそのときの吸入空気量が少ないとき
ほど長くなる傾向を示す。従って、上記のように吸入空
気量が一定レベルに安定するまでの間においては、吸気
圧力PBの加重平均演算における加重重みを吸入空気量の
変化に対応させて過渡時用のものから定常時用のものへ
滑らかに変化させることが必要となるが、本実施例のよ
うに、機関回転速度Ｎに応じて過渡時用の加重重みから
定常時用の加重重みへの切り換わり時間が変化するよう
構成すれば、吸入空気量に応じて変化する前記変化継続
時間に対応させて加重重みを変化させることができる。

即ち、本実施例においては、前述のように、機関回転速
度Ｎが高いときほど速やかに定常運転時用の加重重みに
切り換わるよう構成されており、機関回転速度Ｎが高い
状態は吸入空気量の多い状態であるから、吸入空気量の
変化が継続する時間が短いときほど加重重みの切り換わ
り時間も短くなって、真の過渡→定常変化に追従した加
重重みの切り換えが行われる。従って、過渡運転から定
常運転への移行時であっても、圧力脈動影響回避のため
の加重平均による平滑化と過渡応答性確保のための加重
重みの減少とがバランス良く行われて、吸気圧力PBの検
出精度が向上する。

尚、第５図のフローチャートに示すルーチンにおける加
重重みの増大変化タイミングを設定する基準値CNTは、
第６図のフローチャートに示すルーチンで可変設定され
るようになっている。

第６図のフローチャートに示すルーチンは、バックグラ
ウンドジョブ（BGJ）として実行されるものであり、ス
テップ41において、機関回転速度Ｎに応じて前記基準値
CNTがマップから検索されて設定されるようにしてあ
る。基準値CNTが一定である場合には回転速度の変化に
対して加重重みの切り換え時間が比例して変化すること
になるが、このようにして基準値CNTが可変設定される
と、回転速度Ｎ変化に対する加重重みの切り換え時間を
２次曲線的に変化させたりすることができ、より精度良
く真の吸入空気量変化に対応させた加重重み切り換えが
可能となる。

上記のように、吸気圧センサ９で検出された吸気圧力PB
は、機関１が定常運転状態であるか過渡運転状態である
かによって加重重みが切り換えられて加重平均され、こ
の加重平均結果が最終検出値PBAVとして設定されるもの
であり、第７図及び第８図のフローチャートにそれぞれ
示すルーチンに従ってこの最終検出値PBAVを用いた燃料
噴射量設定が行われる。

第７図のフローチャートに示すルーチンは、10ms程度の
微小時間毎に実行されるものであり、まず、ステップ51
では、第３図のフローチャートにおいて加重平均されて
求められた吸気圧力PBの最終検出値PBAVに基づいてマッ
プから基本体積効率KPBを検索して求める。

次のステップ52では、後述するバックグラウンドジョブ
で設定される微小補正係数KFLATを上記ステップ51で求
めた基本体積効率KPBに乗算して最終的な体積効率KQCYL
を演算する。

そして、ステップ53では、以下の式に従って基本燃料噴
射量TpPBを演算する。

TpPB←KCOND×PBAV×KQCYL×KTA ここで、KCONDは定数、PBAVは加重平均して求められた
吸気圧力PBの最終検出値、KQCYLは上記ステップ52で演
算された体積効率、KTAは前記微小補正係数KFLATと同様
にバックグラウンドジョブで設定される吸気温補正係数
である。

次のステップ54では、上記ステップ53で演算された基本
燃料噴射量TpPBに基づいて最終的な燃料噴射量Tiを以下
の式に従って演算する。

Ti←２×TpPB×LAMBDA×COEF＋Ts ここで、TpPBは上記ステップ53で演算された吸気圧力PB
AVに基づく基本燃料噴射量、LAMBDAは酸素センサ14によ
って検出される排気中の酸素濃度に基づき検出した機関
吸入混合気の空燃比を目標空燃比（理論空燃比）に近づ
けるように設定されるフィードバック補正係数、Tsはバ
ッテリ電圧による燃料噴射弁10の無効噴射量の変動を補
正するための電圧補正分である。

このようにして設定された燃料噴射量Tiは、出力レジス
タにセットされ、所定の燃料噴射タイミングになると、
この出力レジスタにセットされた最新の燃料噴射量Tiが
読み出され、この燃料噴射量Ti相当のパルス巾を有する
噴射パルス信号が燃料噴射弁10に送られることによっ
て、燃料噴射弁10が燃料噴射量Ti相当の時間だけ開弁し
て機関１に燃料が噴射供給される。

尚、上記燃料噴射量Tiの演算に用いられる微小補正係数
KFLATと吸気温補正係数KTAとは、第８図のフローチャー
トに示すバックグラウンドジョブ（BGJ）のステップ61,
62においてそれぞれマップから検索されて設定されるも
のであり、ステップ61では吸気圧力PB（又は加重平均値
PBAV）と機関回転速度Ｎとに基づいてマップから微小補
正係数KFLATが検索され、ステップ62では吸気温センサ
６によって検出された吸気温度TAに基づいてマップから
吸気温補正係数KTAが検索される。

また、本実施例では、吸入空気量に関与する吸入空気の
状態量として吸気圧力PBを検出するものについて述べた
が、熱線式等のエアフローメータを吸気通路に設け、吸
気圧力PBの代わりに吸入空気流量Ｑを検出する構成の内
燃機関であっても良く、この場合にも本実施例と同様に
して吸入空気量Ｑの加重平均演算における加重重みを機
関の定常・過渡運転に応じて切り換え変化させるように
すれば、吸入空気流量Ｑの最終検出値が圧力脈動の影響
を受けることを回避しつつ、過渡運転時における検出応
答性を確保できると共に、過渡運転から定常運転への切
り換わり時においても加重重みを適正化して精度の良い
検出が行える。

更に、本実施例では、本発明に係る吸入空気状態量検出
装置で検出した吸気圧力PBや吸入空気流量Ｑ等の吸入空
気の状態量を、燃料噴射制御に用いるものについて述べ
たが、燃料噴射制御の他、点火時期制御等の他の制御に
用いても良く、また、本発明にかかる吸入空気状態量検
出装置で検出した状態量に基づいて設定した基本燃料噴
射量Tpを点火時期制御や自動変速制御に用いることで点
火時期制御等の精度も向上させることができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、機関吸入空気量
に関与する吸入空気の状態量の検出値を加重平均するに
際して、機関が定常運転であるか過渡運転であるかによ
って加重平均における加重重みを切り換えると共に、過
渡運転から定常運転になったときに加重重みを過渡時用
加重重みから機関回転に同期したタイミングで所定値ず
つ変化させて定常時用加重重みへ移行させるよう構成し
たので、過渡運転時における検出応答性を確保しつつ定
常運転時における圧力脈動影響を回避できる一方、過渡
運転から定常運転になったときの加重平均演算における
加重重みを真の定常・過渡運転に応じて切り換え変化さ
せることができ、特に過渡運転から定常運転への移行時
における吸入空気状態量の検出精度が向上するという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図〜第８図は
それぞれ同上実施例における制御内容を示すフローチャ
ート、第９図〜第11図はそれぞれ従来検出装置における
問題点を説明するための線図である。 １……機関、７……スロットル弁、８……スロットルセ
ンサ、９……吸気圧センサ、11……コントロールユニッ
ト、15……クランク角センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関吸入空気量に関与する吸入空気の状態
   量を検出する吸入空気状態量検出手段と、 該吸入空気状態量検出手段で検出された吸入空気の状態
   量の最新値と前回加重平均結果とを加重平均演算して最
   新の加重平均値を吸入空気状態量の最終検出値として設
   定する加重平均手段と、 機関の定常・過渡運転の判別を行う定常・過渡判別手段
   と、 予め設定された前記加重平均手段の加重平均演算におけ
   る定常時用加重重みと過渡時用加重重みとを前記定常・
   過渡判別手段による定常・過渡運転判別に基づいて切り
   換え選択し、選択した加重重みに応じて加重平均演算を
   行わせる加重重み切り換え手段と、 前記定常・過渡判別手段により機関の過渡運転状態から
   定常運転状態になったことが判別されたときに、前記加
   重重み切り換え手段に優先して前記加重平均手段の加重
   平均演算における加重重みを過渡時用加重重みから機関
   回転に同期したタイミングで所定値ずつ変化させて定常
   時用加重重みへ移行させる加重重み移行手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の吸入空気
   状態量検出装置。
2. 【請求項２】前記加重重み移行手段によって加重重みを
   過渡時用から定常時用へ所定値ずつ変化させる機関回転
   同期のタイミングを機関回転速度に応じて可変設定する
   加重重み移行タイミング可変手段を設けたことを特徴と
   する請求項１記載の内燃機関の吸入空気状態量検出装
   置。