JPH08122191A - 内燃機関の大気圧推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関運転中の大気圧推定精度を向上させると
ともに、推定精度の高い大気圧の値が制御に使用される
頻度を増大させる。 【構成】 機関１の吸入空気量を検出する質量式のエア
フローメータ３と、スロットル弁１６開度を検出するス
ロットル弁開度センサ１７、機関回転数を検出する回転
数センサ５、６を設ける。制御回路１０は、エアフロー
メータで検出した吸入空気重量流量と、この重量流量を
検出した時と同一のスロットル弁開度、回転数での標準
気圧状態における機関の吸入空気重量流量とに基づいて
大気圧を算出する。また、大気圧の算出はスロットル弁
開度が前回大気圧を算出したときのスロットル弁開度以
上になったときに実行する。これにより、算出毎に大気
圧推定精度が向上するとともに、推定精度の高いスロッ
トル弁開度で算出された大気圧の値が制御に使用される
頻度が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転中に実
際の大気圧を推定する大気圧推定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用内燃機関では走行する場
所の高度により大気圧が変化することから、常に良好な
機関性能を得るためには走行時の実際の大気圧を検出
し、大気圧に応じて機関制御を補正することが必要とな
る。大気圧の検出は、機関の大気圧が直接作用する部位
に絶対圧力を検出する大気圧センサを設ければ直接検出
することが可能であるが、このためには大気圧検出のた
めに専用のセンサが必要となり、コストアップが生じる
問題がある。

【０００３】そこで、一般には専用のセンサを設けるこ
となく機関運転中の他のパラメータから間接的に大気圧
を推定し、専用センサの設置によるコストアップを防止
する方法が用いられる。例えば、特開平６−２６３７８
号公報には、機関の吸入空気量を検出する質量式の吸入
空気量検出手段と、標準大気状態（０℃、１atm ）にお
ける機関の吸気充填効率をスロットル弁開度と機関回転
数とのマップとして記憶するマップ記憶手段とを備え、
機関運転中に検出した吸入空気量から実際の充填効率を
算出し、この実際の充填効率と、運転中のスロットル弁
開度と機関回転数とを用いてマップから読みだした標準
大気状態における充填効率とに基づいて現在の大気圧を
算出するようにした制御装置が記載されている。

【０００４】また、同公報の装置では、質量式の吸入空
気量検出手段（熱線式エアフローメータ）の吸入空気量
検出精度が低下する機関運転領域をスロットル弁開度と
機関回転数とで規定し、機関がこの領域で運転されてい
るときには大気圧の算出を禁止し、大気圧の推定精度が
低下することを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
６−２６３７８号公報の装置のように運転中のスロット
ル弁開度と機関回転数とに基づいて算出した標準大気状
態における充填効率と、実際の充填効率とに基づいて現
在の大気圧を算出するようにした場合には、スロットル
弁開度の検出精度が大気圧の推定精度に大きく影響する
問題がある。

【０００６】すなわち、運転中のスロットル弁開度はス
ロットル弁開度センサにより検出するが、スロットル弁
開度センサ出力は一定の公差内の検出誤差を含んでい
る。このため、スロットル弁開度が小さい領域ではスロ
ットル弁開度と機関回転数とから標準大気状態における
充填効率を算出すると、算出した充填効率に大きな誤差
を生じ大気圧の推定精度が低下してしまう問題が生じる
のである。

【０００７】一般に、スロットル弁は弁軸を中心に回動
する板状の弁体を有するバタフライ弁形式のものが使用
され、スロットル弁開度センサは、この弁軸の回転角度
に応じた電圧信号を発生するものが使用される。ところ
が、スロットル弁の弁軸の回転角（スロットル弁開度）
とスロットル弁における実際の空気流路の面積は比例せ
ず、スロットル弁開度が小さくなる程スロットル弁開度
の変化に対する流路面積の変化が大きくなる。すなわ
ち、スロットル弁開度が小さい領域ではスロットル弁開
度が少し変化してもスロットル弁における流路面積は大
きく変化するため、機関吸入空気量（すなわち機関の吸
気充填効率）も大きく変化することになる。このため、
前述の公報のように機関回転数とスロットル弁開度とか
ら標準大気状態の吸気充填効率を算出する場合には、ス
ロットル弁開度で検出したスロットル弁開度に基づいて
マップから充填効率を読みだす際に、スロットル弁開度
が小さい領域では検出したスロットル弁開度が実際のス
ロットル弁開度から僅かにずれているような場合でも、
検出値に基づいてマップから読みだした充填効率の値は
実際の値から大きくずれてしまうことになる。

【０００８】この問題を図２を用いて説明する。図２
は、機関回転数を一定に保った場合のスロットル弁開度
ＴＡと標準大気状態における機関吸入空気量ＧＮとの関
係の例を示す図である。図２に示すように、機関回転数
一定の条件下では、スロットル弁開度が小さい領域では
スロットル弁開度ＴＡの増加に対する機関吸入空気量Ｇ
Ｎの増加割合が大きく、スロットル弁開度ＴＡが大きく
なるにつれてＴＡに対するＧＮの増加割合は小さくなる
傾向を示す。機関回転数一定の条件下では機関の吸気充
填効率は略機関吸入空気量に比例するため、スロットル
弁開度ＴＡと充填効率との関係も略図２に示したように
なる。上記特開平６−２６３７８号公報の装置では、図
２の関係を各機関回転数毎にマップとして記憶し、スロ
ットル弁開度センサで検出したスロットル弁開度と機関
回転数とを用いて、このマップから標準大気状態の機関
吸気充填効率を読み出している。

【０００９】いま、機関が比較的大きいスロットル弁開
度ＴＡ₁ で運転されており、このときの機関吸入空気量
がＧＮ₁ であったとする。この場合、スロットル弁開度
センサで検出されたスロットル弁開度ＴＡＩ₁ が実際の
スロットル弁開度ＴＡ₁ に対してΔＴＡの誤差を含んで
いると、図２から読みだした標準大気状態の吸入空気量
ＧＮＩ₁ は、図２に示すようにΔＧＮ₁ の誤差を含むよ
うになる。

【００１０】一方、機関が比較的小さいスロットル弁開
度ＴＡ₂ で運転されている場合には、実際にスロットル
弁開度センサで検出したスロットル弁開度ＴＡＩ₂ が上
記と同じだけの誤差ΔＴＡを含んでいると、ＴＡＩ₂ を
用いて読み出した吸入空気量ＧＮＩ₂ は実際の吸入空気
量ＧＮ₂ に対して誤差ΔＧＮ₂ （ΔＧＮ₂ ＞ΔＧＮ₁）
を含むようになり、スロットル弁開度が大きい場合に較
べて、読みだした吸入空気量が含む誤差が大きくなって
しまう。つまり、スロットル弁開度センサで検出したス
ロットル弁開度に基づいて標準大気状態の充填効率を算
出するようにした場合、スロットル弁開度が小さい程ス
ロットル弁開度センサの誤差が標準大気状態の充填効率
算出に与える影響が大きくなるため、大気圧推定の精度
が低下することになる。従って、スロットル弁開度セン
サで検出したスロットル弁開度に基づいて算出した標準
大気状態の機関吸気充填効率をを用いて精度良く大気圧
を算出するためには、できるだけスロットル弁開度が大
きい状態で大気圧の算出を行うことが望ましい。

【００１１】ところが、上記特開平６−２６３７８号公
報の装置のようにエアフローメータの検出精度が低下す
る領域以外では一律に大気圧の算出を許可していると、
大気圧推定精度が低いスロットル弁開度条件で大気圧が
算出されてしまう場合が生じる。また、一旦推定精度が
高いスロットル弁開度条件で大気圧が算出されても、次
に推定精度が低いスロットル弁開度条件で大気圧が算出
されると前回算出された大気圧は推定精度の低い大気圧
に置き換えられてしまうことになるため、推定精度の高
い大気圧が機関制御に使用される頻度が少なくなり正確
な機関制御が行えなくなる問題が生じる。

【００１２】この問題を防止するためには、スロットル
弁開度がある程度大きい場合にのみ大気圧の算出を許可
するようにすれば良いが、スロットル弁開度が大きい場
合にのみ大気圧の算出を実行したのでは、大気圧の算出
の頻度が低下してしまい、車両走行高度による大気圧の
変化を十分に機関制御に反映できなくなるおそれがあ
る。

【００１３】本発明は上記問題に鑑み、大気圧の推定精
度を向上させるとともに、推定精度の高い大気圧が機関
制御に使用される頻度を増大させることが可能な内燃機
関の大気圧推定装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、機関吸
入空気質量流量を表す吸入空気量パラメータを検出する
吸入空気量検出手段と、機関スロットル弁開度を検出す
る手段と、機関回転数を検出する手段と、検出されたス
ロットル弁開度と回転数とから、機関の標準大気状態で
の運転における前記吸入空気量パラメータの値を算出す
る標準値算出手段と、前記吸入空気量検出手段により検
出された実際の吸入空気量パラメータの値と、前記標準
値算出手段により算出された標準大気状態での運転にお
ける吸入空気量パラメータの値とに基づいて大気圧を算
出する大気圧算出手段と、前記大気圧算出手段による前
回の大気圧算出実行時のスロットル弁開度を記憶するス
ロットル弁開度記憶手段と、現在のスロットル弁開度が
前記スロットル弁開度記憶手段により記憶されたスロッ
トル弁開度より小さいときに、前記大気圧算出手段によ
る大気圧算出を禁止する禁止手段と、を備えた内燃機関
の大気圧推定装置が提供される。

【００１５】

【作用】本発明では、吸入空気量検出手段は質量流量、
吸気管圧力等の吸入空気量パラメータを検出し、標準値
算出手段は、スロットル弁開度センサなどにより検出し
たスロットル弁開度と、機関回転数とに基づいて標準大
気状態における吸入空気量パラメータの値を算出する。
また、大気圧算出手段は実際に検出した吸入空気量パラ
メータと、この実際の吸入空気量パラメータ検出時と同
一のスロットル弁開度と機関回転数とから算出される標
準大気状態における吸入空気量パラメータとに基づいて
大気圧を算出する。さらに、禁止手段は、前回大気圧算
出を実施したスロットル弁開度より小さいスロットル弁
開度での大気圧算出を禁止する。従って、前回算出した
大気圧、すなわち現在制御に使用されている大気圧より
大気圧の推定精度が高いスロットル弁開度条件になった
ときに大気圧の算出が実行される。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例を説
明する。図１は本発明を自動車用内燃機関に適用した場
合の全体構成を示す概略図である。図１において、１は
内燃機関本体、２は機関１の吸気管、１１は各気筒の排
気ポートを集合排気管１４に接続する排気マニホルドで
ある。

【００１７】また、図１に７で示すのは機関１の各吸気
ポートに加圧燃料を噴射する燃料噴射弁、８で示すのは
吸気の脈動を防止するために吸気管２に設けられたサー
ジタンクである。吸気管２のサージタンク８上流側に
は、運転車のアクセルペダル２１操作量に応じた開度を
とるスロットル弁１６が設けられている。図１に１７で
示すのは、スロットル弁１６の開度を検出するスロット
ル弁開度センサである。本実施例ではスロットル弁開度
センサ１７は、スロットル弁１７弁体の弁軸まわりの回
転角に比例したアナログ電圧を出力するポテンショメー
タ式のものが使用され、スロットル弁開度センサ１７の
出力は後述する制御回路１０のマルチプレクサ内蔵ＡＤ
変換器１０１に入力されている。

【００１８】本実施例では、吸気管２のスロットル弁１
６上流側には熱線式エアフローメータ３が設けられてい
る。熱線式エアフローメータ３は、吸気管２内の吸気流
内に配置した白金等の熱線を有し、この熱線に通電して
加熱するとともに熱線温度が一定になるように通電電流
を制御することにより、吸気管２内の吸気流量を検出す
るものである。空気流内に配置された熱線からは空気流
量（質量流量）に応じた放熱が生じる。このため、熱線
温度を一定値に維持するのに必要とされる通電電流は吸
気管２内の空気流量（質量流量）と一対一の相関を有し
ている。本実施例のエアフローメータ３は、上記熱線温
度を一定に維持したときの熱線の通電電流を電圧信号に
変換し、吸入空気量信号として出力するものである。

【００１９】更に、吸気管２のサージタンク８には吸入
空気温度に対応したアナログ電圧を出力する吸気温度セ
ンサ９が設けられている。本実施例では、吸気温度セン
サ９は、吸入空気温度（大気温度）を検出するために使
用される。エアフローメータ３と、吸気温度センサ９と
の出力信号も制御回路１０のＡＤ変換器１０１に入力さ
れている。

【００２０】また、図１に１２で示したのは、機関の変
速機出力軸（図示せず）に設けられた車両速度センサで
ある。速度センサ１２は、変速機出力軸回転数（駆動輪
回転数）に応じた間隔のパルス信号を発生する。速度セ
ンサ１２のパルス信号は制御回路１０の入出力インター
フェイス１０２に供給されている。図１に５、６で示す
のは、機関１のディストリビュータ（図示せず）に配置
されたクランク角センサである。クランク角センサ５は
ディストリビュータの軸が例えばクランク角に換算して
７２０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生し、クラ
ンク角センサ６は、同じくクランク角に換算して３０°
毎にクランク角検出用パルス信号を発生する。これらク
ランク角センサ５、６のパルス信号は制御回路１０の入
出力インターフェイス１０２に供給され、このうちクラ
ンク角センサ６の出力はＣＰＵ１０３の割込み端子に供
給される。

【００２１】制御回路１０は、たとえばマイクロコンピ
ュータとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力イ
ンターフェイス１０２、ＣＰＵ１０３の他に、ＲＯＭ１
０４、ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０６、クロ
ック発生回路１０７等が設けられている。本実施例で
は、制御回路１０は、機関１の燃料噴射量制御、点火時
期制御等の機関の基本制御を行う他、後述するように所
定の条件が成立した場合に大気圧を算出する操作を行
う。

【００２２】本実施例では、機関１の燃料噴射量（燃料
噴射弁の開弁時間）ＴＡＵは、 ＴＡＵ＝ＧＮ×ＫＩＮＪ×α＋β として計算される。ここでＧＮは機関１回転当たりの吸
入空気重量であり、エアフローメータ３で検出された吸
入空気量と機関回転数とから決定される。また、ＫＩＮ
Ｊは吸入空気量ＧＮの燃料噴射量への換算係数であり、
ＧＮ×ＫＩＮＪは機関空燃比を理論空燃比にする燃料噴
射量となるように設定される。また、α、βは機関の暖
機状態や加速、減速等の運転状態により決定される係数
である。

【００２３】制御回路１０の入出力インターフェイス１
０２は駆動回路１０８を介して燃料噴射弁７に接続され
ており、上記により燃料噴射量ＴＡＵが一定クランク回
転角毎（例えば３６０°毎）に計算されると、駆動回路
１０８は所定のタイミングで、それぞれＴＡＵに相当す
る時間だけ各気筒の燃料噴射弁７を開弁駆動し、各気筒
の吸気ポートに燃料を噴射する。

【００２４】車両走行速度と機関回転数（回転速度）と
は、所定のクランク回転角毎（例えば３０°毎）に実行
される図示しない割り込みルーチンにより、それぞれ走
行速度センサ１２の出力パルス間隔とクランク角センサ
６の出力パルス間隔から演算され、ＲＡＭ１０５の所定
領域に格納される。また、スロットル弁開度センサ１７
の出力信号は、図示しないＡＤ変換ルーチンにより一定
時間毎（例えば８ms毎）に取り込まれ、ＡＤ変換された
値がＲＡＭ１０５の所定の領域に格納される。

【００２５】更に、エアフローメータ３の出力信号と、
吸気温度センサ９の出力信号は同様に一定時間毎（例え
ば８ms毎）に取り込まれ、ＡＤ変換された値がＲＡＭ１
０５の所定領域に格納される。つまり、ＲＡＭ１０５に
は一定時間毎に更新された最新の機関回転数ＮＥ、車両
走行速度ＳＰＤ、スロットル弁開度ＴＡ、機関吸入空気
量ＧＡ、吸気温度（大気温度）Ｔ_A 等のデータが格納さ
れている。

【００２６】本実施例では、大気圧は上記吸入空気量の
上限値補正、ＥＧＲ（排気ガス再循環）量補正等の各種
制御に使用される。例えば、本実施例ではエアフローメ
ータ３で検出した吸入空気量に運転状態により定まる上
限値を設け、検出した吸入空気量がこの上限値を越える
場合には吸入空気量を上限値に設定して上記の燃料噴射
量の計算を行うが、大気圧が低いときにはそれに応じて
実際の吸入空気量が減少するため、上記上限値は大気圧
に応じて補正するようにされている。

【００２７】また、本実施例では、機関排気管と吸気管
とを接続するＥＧＲ通路（図示せず）を設け、このＥＧ
Ｒ通路に配置したＥＧＲ制御弁開度を調節することによ
り、吸気系への排気還流量を制御しているが、大気圧に
応じて排気系の背圧が変化し、排気圧力も変化するため
同一のＥＧＲ制御弁開度でも排気還流量が変化してしま
う。このため、本実施例では大気圧に応じてＥＧＲ制御
弁開度を補正し、大気圧にかかわらず適正な排気ガス還
流量が得られるようにしている。

【００２８】次に、本実施例の大気圧算出方法について
説明する。本実施例では、機関運転中にエアフローメー
タ３で検出した実際の機関１回転当たりの吸入空気量重
量ＧＮと、機関を標準大気状態（例えば０℃、１atm ）
で同一のスロットル弁開度と機関回転数とで運転した時
の機関１回転当たりの吸入空気重量ＧＮ₀ とに基づいて
現在の大気圧ＰＡを算出する。すなわち、スロットル弁
開度ＴＡと機関回転数とが同一の条件であれば、大気圧
が変わっても機関の吸気体積効率η_V （機関１サイクル
当たりに実際に機関に吸入された機関入口状態での吸入
空気容積Ｖ_A と機関１サイクル当たりの行程容積Ｖ_S と
の比、すなわち、η_V ＝Ｖ_A ／Ｖ_S ）は一定である。
いま、実際の運転における機関１回転当たりの吸入空気
重量ＧＮは、 ＧＮ＝Ｖ_A ×Ｋ×（ＰＡ／Ｔ_A ）＝Ｖ_S ×η_V ×Ｋ×
（ＰＡ／Ｔ_A ） で表される。ここで、Ｋは定数、ＰＡは大気圧、Ｔ_A は
気温である。

【００２９】また、標準大気状態における機関１回転当
たりの吸入空気量ＧＮ₀ は、 ＧＮ₀ ＝Ｖ_A0×Ｋ×（Ｐ₀ ／Ｔ₀ ）＝Ｖ_S ×η_V ×Ｋ×
（Ｐ₀ ／Ｔ₀ ） として表される。ここでＫは上記と同じ係数、Ｖ_A0は標
準大気状態における機関１回転当たりに実際に機関に吸
入された吸入空気容積、Ｐ₀ 、Ｔ₀ はそれぞれ標準大気
状態における大気圧と気温である。

【００３０】このため、ＧＮとＧＮ₀ とを用いて大気圧
ＰＡを、 ＰＡ＝Ｐ₀ ×（ＧＮ／ＧＮ₀ ）×（Ｔ_A ／Ｔ₀ ） ＝ＧＮ×Ｔ_A ×Ｓ として表すことができる。（但し、Ｓ＝Ｐ₀ ／（Ｔ₀ ・
ＧＮ₀ ）） 本実施例では、予め実際の機関を標準大気状態（Ｔ₀ 、
Ｐ₀ ）下で運転し、各スロットル弁開度ＴＡと機関回転
数ＮＥとの条件での機関１サイクル当たりの吸入空気重
量ＧＮ₀ を測定して、それぞれの条件におけるＳ（＝Ｐ
₀ ／（Ｔ₀ ・ＧＮ₀ ））の値を図３に示すような形式の
数値テーブル（マップ）として制御回路１０のＲＯＭ１
０４に格納してある。そして、実際の運転時のスロット
ル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとを用いてこの数値テー
ブルから上記Ｓの値を読み出して、エアフローメータ３
で計測した吸入空気の重量流量と吸気温度とを用いて上
記の式から大気圧ＰＡを算出する。

【００３１】ところが、吸入空気量ＧＮ₀ はスロットル
弁開度ＴＡに対して図２に示したような変化を示すた
め、スロットル弁開度センサ１７で検出した運転中のス
ロットル弁開度ＴＡを用いて数値テーブルからＳの値を
読み出していると、前述のようにスロットル弁開度ＴＡ
が小さくなるほど読みだしたＳ（＝Ｐ₀ ／（Ｔ₀ ・ＧＮ
₀ ））の値の誤差が大きくなり、算出した大気圧ＰＡの
値が不正確になる問題が生じる。特に、運転中一定時間
毎に大気圧を算出するような場合には、運転中にスロッ
トル弁開度が変化すると、一旦スロットル弁開度が大き
い（推定精度の高い）状態で大気圧が算出されても、次
に大気圧を算出する時期にスロットル弁開度が小さい状
態になっていると、この状態で算出された推定精度の低
い大気圧の値に置き換えられてしまい。推定精度の高い
大気圧の値が機関制御に反映される頻度が少なくなって
しまう。

【００３２】本実施例では、上記問題を防止するため
に、前回大気圧を算出したときのスロットル弁開度を記
憶しておき、一定時間毎に現在のスロットル弁開度が前
回大気圧算出時のスロットル弁開度以上になっているか
否かを判定し、前回大気圧算出時のスロットル弁開度以
上になっている場合にのみ大気圧を算出し、制御に用い
る大気圧の値を更新するようにしている。

【００３３】このように、現在のスロットル弁開度が前
回大気圧を算出したスロットル弁開度以上になった場合
に大気圧の値の更新を行うようにしたことにより、大気
圧の推定精度は大気圧の更新が行われる毎に向上するよ
うになる。また、推定精度の高い（スロットル弁開度が
大きい）状態で算出された大気圧の値は、これより推定
精度の低い（スロットル弁開度の小さい）状態では更新
されないため、推定精度の高い大気圧の値が保持される
時間が長くなり、推定精度の高い大気圧の値が制御に用
いられる頻度が増大する。

【００３４】一方、上記のように現在のスロットル弁開
度が前回大気圧算出時の開度以上になった場合にのみ大
気圧の値の更新を行うようにしていると、一旦スロット
ル弁開度が全開になった状態で大気圧の値が更新される
と、それ以後は大気圧の値が更新されなくなってしま
い、実際の大気圧の変化が制御に反映されなくなる問題
が生じるおそれがある。そこで、本実施例では、更に一
定の時間大気圧の算出操作が行われなかった場合には、
前回大気圧算出時のスロットル弁開度より小さいスロッ
トル弁開度であっても大気圧の値の更新を行うようにし
てこの問題を防止している。

【００３５】図４は、上記大気圧の算出動作を示すフロ
ーチャートである。本ルーチンは、制御回路１０により
一定時間毎（例えば６５ms）毎に実行される。図４にお
いてルーチンがスタートすると、ステップ４０１では、
制御回路１０のＲＡＭ１０５の所定領域に格納された吸
入空気重量流量（グラム／分）ＧＡ、スロットル弁開度
ＴＡ、機関回転数ＮＥ、吸気温度Ｔ_A の最新データが読
みだされ、ステップ４０３では大気圧更新後経過時間を
表すカウンタＣｔの値が限界値Ｃｔ₀ 以上か否か、すな
わち前回大気圧の値を更新してからの経過時間が限界時
間以上になっているか否かを判定する。

【００３６】ステップ４０３で前回大気圧の値を更新し
てから限界時間Ｃｔ₀ が経過していない場合には、ステ
ップ４０５に進み、現在のスロットル弁開度ＴＡが前回
大気圧を更新したときのスロットル弁開度ＴＡ₀ 以上で
あるか否かを判定し、前回のスロットル弁開度ＴＡ₀ よ
り現在のスロットル弁開度ＴＡが小さい場合には、ステ
ップ４０７以下の大気圧更新操作を行わずにそのままル
ーチンを終了する。つまり、ＴＡ≧ＴＡ₀ の場合のみス
テップ４０７に進み、大気圧の更新操作を実行する。

【００３７】これにより、大気圧の更新操作は前回更新
したときよりもスロットル弁開度が大きい状態でのみ行
われるようになり、更新毎に大気圧の推定精度が向上す
るとともに、現在の大気圧が、より推定精度の低い大気
圧の値に置き換えられることが防止される。一方、ステ
ップ４０３で限界時間Ｃｔ₀ が経過していた場合には、
前回大気圧の値を更新してから比較的長い時間が経過し
ており、実際の大気圧が変化している可能性があり、現
在保持している大気圧の値を実際の大気圧に近い値に更
新する必要があることから、スロットル弁開度を判定す
ることなく直ちにステップ４０７以下の大気圧更新操作
を行う。

【００３８】これにより、前回の大気圧更新時のスロッ
トル弁開度が全開であったような場合でも所定の限界時
間が経過すれば大気圧の更新が行われるようになる。図
５はステップ４０３の経過時間カウンタＣｔのカウント
アップルーチンを示すフローチャートである。本ルーチ
ンは制御回路１０により、一定時間毎に実行される。

【００３９】図５に示すように、経過時間カウンタＣｔ
は、車両走行速度ＳＰＤが所定値ＳＰＤ₀ 以上の場合に
のみ（ステップ５０１）、ルーチン実行毎にΔｔづつ加
算される（ステップ５０３）。ここで、ＳＰＤ₀ は車両
が停止していると判断できる速度（例えばＳＰＤ₀ ＝５
km/h程度) とされる。また、加算値Δｔは本ルーチンの
実行間隔（秒）に等しい数値である。

【００４０】車両停止中には経過時間カウンタＣｔをカ
ウントアップしないのは、車両が停止している場合には
走行による大気圧の変化は生じないことから、長時間大
気圧の更新を行わなくとも支障が生じないためである。
また、経過時間カウンタＣｔは、図４のルーチンで大気
圧更新を実行する毎にクリアされる（図４ステップ４１
７）。

【００４１】図５のルーチンにより、経過時間カウンタ
Ｃｔの値は、前回大気圧を更新してからの車両走行時間
に等しい値となる。なお、本実施例では、大気圧更新間
隔の限界時間Ｃｔ₀ は数分程度の時間に設定されるが、
例えば車両の登坂能力（走行高度の変化がどの程度短期
間に生じる可能性があるか）に応じて設定することが好
ましい。

【００４２】次に、図４ステップ４０７以下の大気圧更
新操作について説明する。ステップ４０７では、大気圧
更新操作実行時のスロットル弁開度ＴＡ₀ の値を現在の
スロットル弁開度ＴＡに設定する操作を行う。これによ
り、次回からは今回のスロットル弁開度より大きなスロ
ットル弁開度で大気圧の更新操作が実行されるようにな
る（ステップ４０５）。また、ステップ４０９では、吸
入空気重量流量ＧＡ（グラム／分）と、機関回転数ＮＥ
（ｒｐｍ）とから、機関１回転当たりの吸入空気重量Ｇ
Ｎ（グラム／回転）が計算される。

【００４３】また、ステップ４１１では、現在のスロッ
トル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとを用いて、図３の数
値テーブルからＳ（＝Ｐ₀ ／（Ｔ₀ ・ＧＮ₀ ））の値を
読み出し、ステップ４１３では上記ＧＮとＳの値、及び
ステップ４０１で読み込んだ吸気温度Ｔ_A の値を用いて
大気圧ＰＡをＰＡ＝ＧＮ×Ｔ_A ×Ｓとして算出するとと
もに、ステップ４１５で算出した大気圧をＲＡＭ１０５
の所定領域に格納する操作が行われる。すなわち、制御
に使用する大気圧の値が更新される。

【００４４】また、上記操作終了後ステップ４１７で
は、経過時間カウンタＣｔをクリアして本ルーチンを終
了する。これにより、経過時間カウンタＣｔは大気圧更
新操作実行後の時間を表すようになる。なお、上記の実
施例では、機関の吸入空気重量流量を表す吸入空気量パ
ラメータとして、質量式のエアフローメータ３で検出し
た実際の重量流量を使用しているが、本発明の吸入空気
量パラメータとしては、実際の吸入空気重量流量以外に
も他の吸入空気量パラメータを使用することが可能であ
る。

【００４５】例えば、エアフローメータ３の代わりに、
図１の吸気管２のサージタンク８に吸気管圧力（絶対圧
力）を検出する吸気圧センサを設け、吸気管圧力ＰＭと
スロットル弁開度ＴＡ、機関回転数ＮＥとに基づいて燃
料噴射量の制御（吸気管圧力制御）を行う機関では、吸
気管圧力ＰＭを吸入空気量パラメータとして用いること
ができる。

【００４６】吸気管圧力制御を行う機関では、機関１回
転当たりの吸入空気重量ＧＮは、ＧＮ＝ＰＭ×ＫＴＰと
して算出される。また、燃料噴射量ＴＡＵは、上記実施
例と同様、ＴＡＵ＝ＧＮ×ＫＩＮＪ×α＋β、として算
出される。ここで、ＫＴＰは機関の吸気充填効率（機関
１サイクル当たりに実際に機関に吸入された空気重量
と、標準大気状態での機関１サイクル当たりの行程容積
に等しい容積の空気の重量との比）であり、スロットル
弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとのみによって定まる値で
ある。

【００４７】すなわち、あるスロットル弁開度ＴＡと機
関回転数ＮＥでの運転条件での吸気管圧力をＰＭ_A 、機
関１回転当たりの吸入空気重量をＧＮ、この状態での充
填効率をＫＴＰとすると、ＧＮ＝ＰＭ_A ×ＫＴＰとな
る。また、標準大気状態（例えば０℃、１atm ）で、同
一のスロットル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥで運転した
場合の吸気管圧力をＰＭ₀ とすると、ＫＴＰの値はスロ
ットル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥとが同じであれば同
一になるため、この状態での機関１回転当たりの吸入空
気重量ＧＮ₀ は、ＧＮ₀ ＝ＰＭ₀ ×ＫＴＰとなる。

【００４８】一方、前述の実施例で説明したように、機
関運転時の大気圧ＰＡは、 ＰＡ＝Ｐ₀ ×（ＧＮ／ＧＮ₀ ）×（Ｔ_A ／Ｔ₀ ） で算出されることから、この式のＧＮ、ＧＮ₀ をＰ
Ｍ_A 、ＰＭ₀ を用いて書き直すと、大気圧ＰＡは、 ＰＡ＝Ｐ₀ ×（（ＰＭ_A ×ＫＴＰ）／（ＰＭ₀ ×ＫＴ
Ｐ））×（Ｔ_A ／Ｔ₀ ） ＝Ｐ₀ ×（ＰＭ_A ／ＰＭ₀ ）×（Ｔ_A ／Ｔ₀ ） となり、運転中の吸気管圧力ＰＭ_A と吸気温度Ｔ_A 、同
一のスロットル弁開度と機関回転数での標準大気状態下
の運転における吸気管圧力ＰＭ₀ が判れば現在の大気圧
が算出できる。

【００４９】従って、予め実際の機関を標準大気状態下
で運転し、各スロットル弁開度ＴＡと機関回転数ＮＥと
の条件での吸気管圧力ＰＭ₀ を測定して、それぞれの条
件におけるＰＭ₀ の値を図３に示したのと同じ形式の数
値テーブルとして制御回路１０のＲＯＭ１０４に格納し
ておけば、実際の運転時のスロットル弁開度ＴＡと機関
回転数ＮＥとを用いてこの数値テーブルから上記ＰＭ₀
の値を読み出して、上記の式から大気圧ＰＡを算出する
ことができる。

【００５０】この場合の大気圧算出は、図４と同様に行
われる。すなわち、ステップ４０１では、吸入空気重量
流量ＧＡの代わりにサージタンク８に設けた吸気圧セン
サで検出された吸気管圧力ＰＭ_A を読み込み、ステップ
４０９は削除してステップ４０７の次に直接ステップ４
１１に進む。また、ステップ４１１ではＴＡとＮＥの値
から、上記数値テーブルを用いて、標準大気状態での吸
気管圧力ＰＭ₀ を読み出し、ステップ４１３では大気圧
ＰＡを、ＰＡ＝Ｐ₀ ×（ＰＭ_A ／ＰＭ₀ ）×（Ｔ_A ／Ｔ
₀ ）として算出するようにすれば良い。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、運転中の吸入空気重量
流量を表す吸入空気量パラメータの値と、同一のスロッ
トル弁開度、機関回転数での標準大気状態下の運転にお
ける吸入空気量パラメータの値とに基づいて実際の大気
圧を算出する際に、前回大気圧算出時より小さいスロッ
トル弁開度での大気圧算出を禁止するようにしたことに
より、大気圧の推定精度を向上させるとともに、推定精
度の高い条件で算出された大気圧が実際の制御に使用さ
れる頻度を増大させることができるため、より正確な機
関制御が可能となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を自動車用内燃機関に適用した場合の全
体構成を示す概略図である。

【図２】スロットル弁開度に対する機関の吸入空気重量
流量の変化を示す図である。

【図３】図４のルーチンに使用する数値テーブルの形式
を示す図である。

【図４】大気圧算出ルーチンを説明するフローチャート
である。

【図５】図４のルーチンに使用するカウンタのカウント
アップルーチンを説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関 ２…吸気管 ３…エアフローメータ ５、６、…クランク角センサ １０…制御回路 １６…スロットル弁 １７…スロットル弁開度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関吸入空気質量流量を表す吸入空気量
   パラメータを検出する吸入空気量検出手段と、 機関スロットル弁開度を検出する手段と、 機関回転数を検出する手段と、 検出されたスロットル弁開度と回転数とから、機関の標
   準大気状態での運転における前記吸入空気量パラメータ
   の値を算出する標準値算出手段と、 前記吸入空気量検出手段により検出された実際の吸入空
   気量パラメータの値と、前記標準値算出手段により算出
   された標準大気状態での運転における吸入空気量パラメ
   ータの値とに基づいて大気圧を算出する大気圧算出手段
   と、 前記大気圧算出手段による前回の大気圧算出実行時のス
   ロットル弁開度を記憶するスロットル弁開度記憶手段
   と、 現在のスロットル弁開度が前記スロットル弁開度記憶手
   段により記憶されたスロットル弁開度より小さいとき
   に、前記大気圧算出手段による大気圧算出を禁止する禁
   止手段と、 を備えた内燃機関の大気圧推定装置。