JPH08218934A - エンジンの吸入空気量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱式エアフローセンサによる吸入空気量検出
値を遅れなく補正して正確な実吸入空気量を算出するこ
とができ、空燃比制御の精度を高めることができるエン
ジンの吸入空気量検出装置を得る。 【構成】 エンジンＣＥにおいては、吸気圧センサ２１
で検出されたスロットル弁下流の吸気管内圧力が、コン
トロールユニットＣのメモリ内に時系列的に記憶され
る。そして、エアフローセンサ１５で検出された吸入空
気量検出値が、該吸入空気量検出値の検出時点よりも脈
動遅れ時間だけ前の吸気管内圧力記憶値に基づいて算出
された補正値でもって、吸気脈動の影響をなくす方向に
補正され、燃料噴射弁１８の燃料噴射量の算出の基礎と
すべき実吸入空気量が算出される。かくして、正確な実
吸入空気量が算出され、空燃比制御の制御精度が高めら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱式吸入空気量検出手
段を用いたエンジンの吸入空気量検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、燃料噴射式エンジンにおいて
は、燃費性能を高め、あるいはエミッション性能を高め
るために空燃比を制御するようにしている。すなわち、
空燃比が所定の目標値となるように、エンジンへの吸入
空気量に応じて燃料噴射量を制御するようにしている。

【０００３】したがって、空燃比を制御するようにした
燃料噴射式エンジンでは吸入空気量を検出する必要があ
るが、かかる吸入空気量検出手段としては、近年、応答
性に優れた熱式エアフローセンサ例えばホットワイヤ式
エアフローセンサ等が広く用いられている。かかる熱式
エアフローセンサ、例えばホットワイヤ式エアフローセ
ンサでは、吸気通路内に電気抵抗体であるホットワイヤ
を配置し、該ホットワイヤの温度が一定値に保持される
ようにホットワイヤ内を流れる電流を制御し、該電流値
から吸入空気量を検出するようにしている。

【０００４】すなわち、ホットワイヤの温度が一定値に
保持される場合においては、ホットワイヤから吸入空気
中への放熱量と吸入空気量とが一義的な関数関係にあ
り、かつホットワイヤから吸入空気中への放熱量とホッ
トワイヤを流れる電流値とが一義的な関数関係にあるの
で、結局ホットワイヤを流れる電流値と吸入空気量との
間にも一義的な関数関係があることになり、したがって
ホットワイヤを流れる電流値から吸入空気量を求めるこ
とができるわけである。

【０００５】ところで、かかるエアフローセンサは、普
通、ピストンの昇降に伴って生じる吸入空気の圧力変動
の影響を避けるためにスロットル弁上流の吸気通路に配
置される。しかしながら、スロットル開度が大きいとき
には上記圧力変動がエアフローセンサに及び、このよう
なときにはエアフローセンサ配置地点で吸気脈動(吸入
空気の脈動)が生じ、時々刻々のエアフローセンサ検出
値は、吸気脈動による吸気の逆流も吸入空気量として検
知するため、燃料噴射量算出の基礎とすべき実吸入空気
量すなわち１サイクル内における平均的な吸入空気量と
食い違ってしまうことが多い。したがって、このような
ときにエアフローセンサによって検出された吸入空気量
検出値に対応する燃料噴射量で燃料噴射を行うと、空燃
比が目標値からずれることが多く、空燃比がリッチ側に
なってしまう。このため、従来の燃料噴射式エンジンに
おいては、スロットル開度が大きいときには燃料噴射量
を通常時よりも減量側に設定し、例えば、吸入空気量検
出値が所定値までは吸入空気量に応じた噴射量とし、吸
入空気量検出値が所定値以上となっても噴射量を増加さ
せないようにして、空燃比がリッチとなるのを防止する
ようにしているが、このようにしても前記所定値の設定
の仕方によってはリーンになりすぎたりし、目標の空燃
比に適切に制御できないといった問題が生じる。

【０００６】そこで、近年、熱式エアフローセンサによ
って検出された吸入空気量検出値を、吸気脈動の影響を
なくす方向に補正して実吸入空気量を算出するようにし
たエンジンが提案されている。具体的には、例えば、熱
式エアフローセンサの検出値を該検出値の脈動幅と平均
流量との比である脈動率とエンジン回転数とから算出さ
れる補正値で補正して実吸入空気量を求めるようにした
エンジンが提案されている(例えば、特開平５−２５６
１８１号公報参照)。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
特開平５−２５６１８１号公報に開示されているよう
な、吸気脈動の影響をなくす方向に吸入空気量検出値を
補正するようにした従来のエンジンでは、吸入空気量検
出値が実際に脈動してから該脈動を検出し、該脈動状態
に応じて補正演算を行うことになるので、該補正がどう
しても遅れ気味となり、実吸入空気量の算出値の精度が
低くなるといった問題がある。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、熱式エアフローセンサの吸入
空気量検出値を遅れなく補正して正確な実吸入空気量を
算出することができ、ひいては空燃比制御の精度を高め
ることができるエンジンの吸入空気量検出装置を得るこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めになされた本発明の第１の態様は、スロットル弁上流
の吸気通路における吸入空気量を検出する熱式吸入空気
量検出手段と、該熱式吸入空気量検出手段によって検出
された吸入空気量検出値を、吸気脈動の影響をなくす方
向に補正して、燃料噴射量の算出に用いる実吸入空気量
を算出する実吸入空気量算出手段とが設けられているエ
ンジンの吸入空気量検出装置において、スロットル弁下
流の吸気通路内の吸入空気圧力を検出する吸入空気圧力
検出手段と、該吸入空気圧力検出手段によって検出され
た吸入空気圧力の変動を算出する吸入空気圧力変動算出
手段とが設けられ、実吸入空気量算出手段が、吸入空気
圧力変動算出手段によって算出された吸入空気の圧力変
動に基づいて算出した補正値でもって、該圧力変動が算
出された時点よりも所定期間遅延した時期に熱式吸入空
気量検出手段で検出された吸入空気量検出値を補正して
実吸入空気量を算出するようになっていることを特徴と
するものである。

【００１０】本発明の第２の態様は、本発明の第１の態
様にかかるエンジンの吸入空気量検出装置において、上
記所定期間が、吸入空気圧力検出手段と熱式吸入空気量
検出手段との間での圧力伝播に要する時間とされている
ことを特徴とするものである。

【００１１】本発明の第３の態様は、本発明の第１の態
様にかかるエンジンの吸入空気量検出装置において、上
記所定期間が、吸入空気圧力検出手段と熱式吸入空気量
検出手段との間での圧力伝播に要する時間に、熱式吸入
空気量検出手段の検出遅れ時間を加えたものとされてい
ることを特徴とするものである。なお、熱式吸入空気量
検出手段の検出遅れ時間は、例えば圧力変動周期の１／
４程度(角度表示ではπ／２)とするのが好ましい。

【００１２】本発明の第４の態様は、スロットル弁上流
の吸気通路における吸入空気量を検出する熱式吸入空気
量検出手段と、該熱式吸入空気量検出手段によって検出
された吸入空気量検出値を、吸気脈動の影響をなくす方
向に補正して、燃料噴射量の算出に用いる実吸入空気量
を算出する実吸入空気量算出手段とが設けられているエ
ンジンの吸入空気量検出装置において、スロットル弁下
流の吸気通路内の吸入空気圧力を検出する吸入空気圧力
検出手段と、該吸入空気圧力検出手段によって検出され
た吸入空気圧力検出値を記憶する吸入空気圧力記憶手段
とが設けられ、実吸入空気量算出手段が、熱式吸入空気
量検出手段によって検出された吸入空気量検出値を、吸
入空気圧力記憶手段に記憶されている上記吸入空気量検
出値の検出時点よりも所定期間前の吸入空気圧力記憶値
に基づいて算出した補正値でもって補正して実吸入空気
量を算出するようになっていることを特徴とするもので
ある。

【００１３】本発明の第５の態様は、本発明の第１〜第
４の態様のいずれか１つにかかるエンジンの吸入空気量
検出装置において、吸入空気量の補正値の最大値がスロ
ットル弁の開度に応じて設定されるようになっているこ
とを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】本発明の第１の態様にかかる吸入空気量検出装
置においては、ピストンの昇降に伴って生じる吸入空気
の圧力変動が吸気通路内を下流側から上流側に向かって
伝播するので、吸入空気圧力検出手段配置地点における
圧力変動は所定の時間遅れを伴って熱式吸入空気量検出
手段配置地点に伝播され、かかる熱式吸入空気量検出手
段配置地点における圧力変動に対応して吸気脈動が生
じ、吸入空気量検出値が脈動することになる。すなわ
ち、吸入空気量検出値の脈動は、該脈動が生じた時点よ
りも上記遅れ時間だけ前における吸入空気圧力検出手段
配置地点での圧力変動に対応して生じる。したがって、
上記圧力変動に基づいて補正値を算出しておき、上記遅
れ時間経過後に該補正値を用いて吸入空気量検出値を補
正すれば、遅れなくかつ高精度で吸入空気量検出値を補
正することができることになる。そして、この吸入空気
量検出装置では、吸入空気圧力検出手段で検出された吸
入空気圧力から算出された圧力変動、すなわち吸入空気
圧力検出手段配置地点での圧力変動に基づいて算出され
た補正値でもって、該圧力変動が算出された時点よりも
所定期間遅延した時期に熱式吸入空気量検出手段で検出
された吸入空気量検出値が補正されて実吸入空気量が算
出される。換言すれば、吸入空気量検出値は、これより
も所定時間前における吸入空気圧力検出手段配置地点で
の圧力変動に対応して補正される。

【００１５】本発明の第２の態様にかかる吸入空気量検
出装置においては、基本的には本発明の第１の態様にか
かる吸入空気量検出装置の場合と同様の作用が生じる。
さらに、上記所定期間が、吸入空気圧力検出手段と熱式
吸入空気量検出手段との間での圧力伝播に要する時間と
されるので、吸入空気量検出値が遅れなくかつ高精度で
補正されて正確な実吸入空気量が算出される。

【００１６】本発明の第３の態様にかかる吸入空気量検
出装置においては、基本的には本発明の第１の態様にか
かる吸入空気量検出装置の場合と同様の作用が生じる。
さらに、上記所定期間が、吸入空気圧力検出手段と熱式
吸入空気量検出手段との間での圧力伝播に要する時間
に、熱式吸入空気量検出手段の検出遅れ時間を加えたも
のとされるので、熱式吸入空気量検出手段の検出遅れに
よる影響が除去され、吸入空気量検出値がより高精度で
補正されて一層正確な実吸入空気量が算出される。

【００１７】本発明の第４の態様にかかる吸入空気量検
出装置においては、ピストンの昇降に伴って生じる吸入
空気の圧力変動が吸気通路内を下流側から上流側に向か
って伝播するので、吸入空気圧力検出手段配置地点にお
ける圧力変動は所定の時間遅れを伴って熱式吸入空気量
検出手段配置地点に伝播され、かかる熱式吸入空気量検
出手段配置地点における圧力変動に対応して吸気脈動が
生じ、吸入空気量検出値が脈動することになる。すなわ
ち、吸入空気量検出値の脈動は、該脈動が生じた時点よ
りも上記遅れ時間だけ前における吸入空気圧力検出手段
配置地点での圧力変動に対応して生じる。したがって、
上記圧力変動に基づいて補正値を算出しておき、上記遅
れ時間経過後に該補正値を用いて吸入空気量検出値を補
正すれば、遅れなくかつ高精度で該補正を行うことがで
きることになる。そして、この吸入空気量検出装置で
は、熱式吸入空気量検出手段によって検出された吸入空
気量検出値が、吸入空気圧力記憶手段に記憶されている
上記吸入空気量検出値の検出時点よりも所定期間前の吸
入空気圧力記憶値に基づいて、すなわち所定時間前にお
ける吸入空気圧力検出手段配置地点での圧力変動に基づ
いて算出される補正値でもって補正されて実吸入空気量
が算出される。

【００１８】本発明の第５の態様にかかる吸入空気量検
出装置においては、基本的には本発明の第１〜第４の態
様のいずれか１つにかかる吸入空気量検出装置と同様の
作用が生じる。さらに、吸入空気量の補正値の最大値が
スロットル弁の開度に応じて設定されるので、熱式吸入
空気量検出手段への吸気脈動の伝播度に応じた脈動補正
が行われる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 ＜第１実施例＞図１に示すように、ガソリンを燃料とす
る燃料噴射式のエンジンＣＥは、吸気弁１が開かれたと
きに吸気ポート２から燃焼室３内に混合気を吸入し、こ
の混合気をピストン４で圧縮して点火プラグ５で着火・
燃焼させ、排気弁６が開かれたときに燃焼ガス(排気ガ
ス)を排気ポート７を介して排気通路８に排出するよう
になっている。排気通路８には、排気ガス中のＯ₂濃度
(空燃比)を検出するリニアＯ₂センサ９と、排気ガスを
浄化する三元触媒を用いた排気ガス浄化装置１０とが設
けられている。

【００２０】ここで、点火プラグ５へは、ディストリビ
ュータ１１と点火制御装置１２とによって、コントロー
ルユニットＣによって設定される所定のタイミングで高
電圧の点火用電力が供給されるようになっている。な
お、ディストリビュータ１１ではクランク角(エンジン
回転数)を検出できるようになっている。

【００２１】そして、燃焼室３に燃料燃焼用の空気を供
給するために、上流端が大気に開放され下流端が吸気ポ
ート２と連通する吸気通路１４が設けられ、この吸気通
路１４には、上流側から順に、吸入空気中のダストを除
去するエアクリーナ(図示せず)と、吸入空気量を検出す
るホットワイヤ式のエアフローセンサ１５と、アクセル
ペダル(図示せず)と連動して開閉されるスロットル弁１
６と、吸入空気の流れを安定させるサージタンク１７と
が設けられている。また、吸気ポート２近傍において、
吸気通路１４(吸気ポート２)内に燃料を噴射する燃料噴
射弁１８が、噴射口が吸気ポート２方向に向くようにし
て設けられている。ここで、燃料噴射弁１８の燃料噴射
量(噴射パルス幅)及び噴射タイミングはコントロールユ
ニットＣによって制御されるようになっている。なお、
エアフローセンサ１５は、特許請求の範囲に記載された
「熱式吸入空気量検出手段」に相当する。

【００２２】ホットワイヤ式のエアフローセンサ１５
は、熱式エアフローセンサの１つであって、詳しくは図
示していないが、吸気通路１４内に配置されたホットワ
イヤ(電気抵抗体)を備えていて、該ホットワイヤの温度
が一定値に保持されるようにホットワイヤを流れる電流
が制御され、該電流値から吸入空気量が検出されるよう
になっている。このようにして吸入空気量を検出するこ
とができるゆえんはおよそ次のとおりである。

【００２３】すなわち、ホットワイヤから吸入空気中へ
の放熱量とホットワイヤまわりの吸入空気の流速とは、
よく知られた対流伝熱理論を徴すれば一義的な関数関係
にあるといえる。また、ホットワイヤの温度が一定値に
保持される場合には、ホットワイヤから吸入空気中への
放熱量とホットワイヤを流れる電流値とは、よく知られ
た熱収支理論を徴すれば一義的な関数関係にあるといえ
る。したがって、ホットワイヤを流れる電流値と吸入空
気の流速との間にも一義的な関数関係があることにな
り、かかる関数関係に基づいてホットワイヤを流れる電
流値から吸入空気の流速を求めることができることにな
る。そして、このようにして求められた吸入空気の流速
に吸気通路断面積を乗ずることによって吸入空気量が得
られるわけである。

【００２４】なお、ホットワイヤ式のエアフローセンサ
１５は、検出遅れが少なくしたがって応答性に優れてい
るものの、かかる応答性の良さゆえにかえって、従来は
次のような問題が生じていた。すなわち、ピストン４の
昇降による吸入空気圧力変動等に起因してエアフローセ
ンサ配置地点に吸気脈動が生じたときには、該吸気脈動
の影響により時々刻々の吸入空気量検出値が激しく変動
し、該検出値は燃料噴射量算出の基礎とすべき実吸入空
気量すなわち１サイクル内における平均的な吸入空気量
とは食い違ってしまうといった問題があった。しかしな
がら、本発明にかかるエンジンＣＥでは、後で説明する
ようにかかる不具合は解消され、遅れなく高精度で吸入
空気量検出値が補正され、正確な実吸入空気量が得られ
るようになっている。

【００２５】コントロールユニットＣは、特許請求の範
囲に記載された「実吸入空気量算出手段」、「吸入空気圧
力変動算出手段」あるいは「吸入空気圧力記憶手段」を含
む、マイクロコンピュータで構成されたエンジンＣＥの
総合的な制御装置であって、リニアＯ₂センサ９によっ
て検出される排気ガス中のＯ₂濃度(空燃比)、ディスト
リビュータ１１から出力されるクランク角信号(エンジ
ン回転数)、エアフローセンサ１５によって検出される
吸入空気量、スロットル開度センサ２０によって検出さ
れるスロットル開度、スロットル弁下流のサージタンク
１７(吸気通路１４)に臨設された吸気圧センサ２１(ブ
ーストセンサ)によって検出される吸気管内圧力(吸入空
気圧力)、燃焼室３に臨設された筒内圧センサ２２によ
って検出される筒内圧、水温センサ２４によって検出さ
れる冷却水温(エンジン温度)等を制御情報としてエンジ
ンＣＥの各種制御を行うようになっている。なお、吸気
圧センサ２１は、特許請求の範囲に記載された「吸入空
気圧力検出手段」に相当する。

【００２６】しかしながら、コントロールユニットＣに
よるエンジンＣＥの一般的な制御は本願発明の要旨とす
るところではないのでその説明を省略し、以下ではコン
トロールユニットＣによる本願発明にかかる吸入空気量
検出手法についてのみ説明する。

【００２７】第１実施例における吸入空気量検出手法に
おいては、基本的には、コントロールユニットＣによっ
て、エアフローセンサ１５で検出された吸入空気量検出
値が吸気脈動の影響をなくす方向に補正され、燃料噴射
弁１８の燃料噴射量の算出の基礎とすべき実吸入空気量
が算出される。より詳しくは、吸気圧センサ２１で検出
されたスロットル弁下流の吸気通路１４内の吸気管内圧
力(吸入空気圧力)が、コントロールユニットＣのメモリ
内に時系列的に記憶される一方、エアフローセンサ１５
で検出された吸入空気量検出値が、コントロールユニッ
トＣのメモリ内に記憶されている、上記吸入空気量検出
値の検出時点よりも所定期間だけ前の吸気管内圧力記憶
値に基づいて算出された補正値でもって補正されて実吸
入空気量が算出される。

【００２８】かかる吸入空気量検出手法によれば、ピス
トン４の昇降に伴って生じる吸入空気の圧力変動が吸気
通路１４内を下流側から上流側に向かって伝播するの
で、吸気圧センサ配置地点における圧力変動は所定の時
間遅れを伴ってエアフローセンサ配置地点に伝播され、
かかるエアフローセンサ配置地点における圧力変動に対
応して吸気脈動が生じ、吸入空気量検出値が脈動するこ
とになる。すなわち、吸入空気量検出値の脈動は、該脈
動が生じた時点よりも上記遅れ時間だけ前における吸気
圧センサ配置地点での圧力変動に対応して生じる。した
がって、上記圧力変動に基づいて補正値を算出してお
き、上記遅れ時間経過後に該補正値を用いて吸入空気量
検出値を補正すれば、遅れなくかつ高精度で該補正を行
うことができることになる。そして、吸気圧センサ２１
で検出された吸気管内圧力から算出された圧力変動、す
なわち吸気圧センサ配置地点での圧力変動に基づいて、
該圧力変動が算出された時点よりも所定期間遅延した時
期にエアフローセンサ１５で検出された吸入空気量検出
値が補正されて実吸入空気量が算出される。換言すれ
ば、吸入空気量検出値は、これよりも所定時間前におけ
る吸気圧センサ配置地点での圧力変動に対応して補正さ
れる。したがって、上記所定期間を好ましく設定するこ
とにより、遅れなくかつ高精度で吸入空気量検出値を補
正して正確な実吸入空気量を算出することができ、ひい
ては空燃比制御の制御精度を高めることができる。

【００２９】ここで、上記補正値の最大値はスロットル
開度に応じて設定されるのが好ましい。このようにすれ
ば、エアフローセンサまわりでの吸気脈動の強さに応じ
た補正が行われるので、実吸入空気量の算出精度が一層
高められる。

【００３０】また、上記所定期間は、吸気管内圧力セン
サ２１とエアフローセンサ１５との間の吸気通路１４内
での圧力伝播に要する時間とするのが好ましい。このよ
うにすれば、吸入空気量検出値が確実に遅れなくかつ高
精度で補正されて正確な実吸入空気量が算出され、ひい
ては空燃比制御の制御精度が高められる。

【００３１】なお、上記所定期間を、上記の圧力伝播に
要する時間に、エアフローセンサ１５の検出遅れ時間例
えば圧力変動周期の１／４程度(角度表示ではπ／２)の
時間を加えたものとしてもよい。このようにすれば、エ
アフローセンサ１５の検出遅れによる影響が除去され、
吸入空気量検出値がより高精度に補正されて一層正確な
実吸入空気量が算出され、空燃比制御の制御精度が一層
高められる。

【００３２】以下、図２に示すフローチャートに従っ
て、コントロールユニットＣによる具体的な吸入空気量
検出手法を説明する。図２に示すように、この吸入空気
量検出ルーチンでは、まずステップＳ１で、エアフロー
センサ１５によって検出される吸入空気量ga(吸入空気
量検出値)が読み込まれる。例えば、図４に示すよう
に、吸入空気量gaには、ピストン４の昇降に伴って生じ
る吸入空気の圧力変動に起因する脈動(吸気脈動)が伴わ
れるが、かかる吸気脈動はスロットル開度ＴＶＯが大き
いときほど強くなる。

【００３３】続いて、ステップＳ２で、スロットル開度
センサ２０によって検出されるスロットル開度ＴＶＯが
読み込まれるとともに、該スロットル開度ＴＶＯからス
ロットル開度変化率ΔＴＶＯ(時間に対する変化率)が演
算される。次に、ステップＳ３で、吸入空気量gaのなま
し値gabが、例えば次の式１を用いて演算される。な
お、以下では便宜上、上記gabを空気量なまし値とい
う。

【数１】 gab(i)＝k・ga(i)＋(１−k)・gab(i−１)……………………………式１ gab(i) : 今回の空気量なまし値 gab(i−１) : 前回の空気量なまし値 ga(i) : 今回読み込まれた吸入空気量 k : なまし係数(０＜k＜１）

【００３４】次に、ステップＳ４で、スロットル開度Ｔ
ＶＯが所定の比較値ａより大きく、かつスロットル開度
変化率ΔＴＶＯが所定の比較値bより小さいか否かが比
較・判定される。ここで、比較値aは、実吸気空気量を
算出する上においてエアフローセンサ付近に生じる吸気
脈動の影響を実質的に無視することができるか否かを判
定するための比較値である。比較値bは、エンジンＣＥ
が加速状態にあるか否かを判定するための比較値であ
る。第１実施例では、ＴＶＯ≦aである場合は、エアフ
ローセンサ付近に生じる吸気脈動が実吸入空気量の算出
には実質的な影響を与えないものとして、エアフローセ
ンサ１５の吸入空気量gaの補正を行わないようにしてい
る。また、ΔＴＶＯ≧bである場合は、エンジンＣＥが
加速状態にあり吸入空気量検出値gaの補正を行うことが
困難であると考えられるので、該補正を行わないように
している。

【００３５】かくして、ステップＳ４で、ＴＶＯ≦a又
はΔＴＶＯ≧bであると判定された場合は(ＮＯ)、上記
判定条件によれば吸気空気量gaを補正する必要がないか
あるいは補正が困難であるので、以下のステップＳ５〜
ステップＳ１１をスキップして、後で説明するステップ
Ｓ１２が実行される。

【００３６】他方、ステップＳ４で、ＴＶＯ＞aかつΔ
ＴＶＯ＜bであると判定された場合は(ＹＥＳ)、ステッ
プＳ５で、吸入空気量偏差絶対値│ga−gab│が所定の
比較値Ｃより小さいか否かが比較・判定される。比較値
Ｃは、エアフローセンサ１５が準定常状態にあるか否か
を判定するための比較値である。第１実施例では、│ga
−gab│≧Ｃである場合は、吸入空気量gaの変化量が大
きくエアフローセンサ１５が準定常状態にはなく、この
ため吸入空気量gaの補正を行うことは困難であると考え
られるので、該補正を行わないようにしている。

【００３７】かくして、ステップＳ５で│ga−gab│≧
Ｃであると判定された場合は(ＮＯ)、上記判定条件によ
れば吸入空気量gaの補正が困難であるので以下のステッ
プＳ６〜ステップＳ１１をスキップし、後で説明するス
テップＳ１２が実行される。他方、│ga−gab│＜Ｃで
あると判定された場合は(ＹＥＳ)、吸入空気量gaの補正
を行うことが可能であるので、この後順にステップＳ６
〜ステップＳ１２が実行され、吸入空気量gaが吸気脈動
の影響をなくす方向に補正される。

【００３８】ステップＳ６では、吸気圧センサ２１によ
って検出される吸気管内圧力Ｐn(吸入空気圧力)が読み
込まれる。例えば、図５に示すように、吸気管内圧力Ｐ
nはピストン４の昇降に伴って脈動しており、スロット
ル開度が大きいときには該脈動によってエアフローセン
サ付近に吸気脈動が惹起されることになる。ステップＳ
７では、次の式２により、吸気管内圧力Ｐnの１次なま
し値Ｐe(i)が演算される。なお、以下では便宜上、上記
Ｐeを圧力なまし値という。

【数２】 Ｐe(i)＝Ｋ・Ｐn(i)＋(１−Ｋ)・Ｐe(i−１)…………………………式２ Ｐe(i):今回の圧力なまし値 Ｐe(i−１):前回の圧力なまし値 Ｐn(i):今回読み込まれた吸気管内圧力 Ｋ:なまし係数(０＜Ｋ＜１)

【００３９】ここでは、吸気圧センサ配置位置からエア
フローセンサ配置位置までの間の吸気通路１４内におけ
る圧力伝播に要する時間(脈動遅れ)を１次遅れとしてい
る。したがって、圧力なまし値Ｐe(i)は、段落番号[０
０２７]の欄に記載された「コントロールユニットＣのメ
モリ内に記憶されている、上記吸入空気量検出値の検出
時点よりも所定期間だけ前の吸気管内圧力記憶値」と同
義であり、特許請求の範囲に記載された「吸入空気圧力
記憶手段に記憶されている上記吸入空気量検出値の検出
時点よりも所定期間前の吸入空気圧力記憶値」に相当す
る。

【００４０】ステップＳ８では、次の式３により圧力な
まし値変化率ΔＰe(時間に対する変化率)が演算され
る。

【数３】 ΔＰe＝Ｐe(i)−Ｐe(i−１)……………………………………………式３ ΔＰe:圧力なまし値変化率 Ｐe(i):今回の圧力なまし値 Ｐe(i−１):前回の圧力なまし値

【００４１】ステップＳ９では、例えば図６に示すよう
な特性をもつマップを用いて圧力なまし値変化率ΔＰe
が充填効率変化率ΔＣeに変換される。ステップＳ１０
では、充填効率変化率ΔＣeから、よく知られた計算手
法により吸入空気量補正値Δgaが算出される。ステップ
Ｓ１１では、次の式４により、吸入空気量gaから脈動成
分が除去されて実吸入空気量gが演算される。

【数４】 g＝ga−Δga………………………………………………………………式４ g:実吸入空気量 ga:吸入空気量 Δga:吸入空気量補正値

【００４２】ステップＳ１２では、実吸入空気量gに基
づいて充填効率Ｃeが演算され、該充填効率Ｃeに基づい
て燃料噴射弁１８の燃料噴射量が算出される。この後、
ステップＳ１に復帰する。以上、第１実施例にかかる吸
入空気量検出手法によれば、吸入空気量検出値が遅れな
くかつ高精度で補正されて正確な実吸入空気量が算出さ
れ、ひいては空燃比制御の制御精度が高められる。

【００４３】＜第２実施例＞以下、本発明の第２実施例
を説明するが、第２実施例の基本部分は前記の第１実施
例と共通であり、吸入空気量検出手法が異なるだけであ
るので、説明の重複を避けるため、以下では第１実施例
にかかる吸入空気量検出手法との相違点についてのみ説
明する。

【００４４】第２実施例にかかる吸入空気量検出手法に
おいても、第１実施例の場合と同様に、基本的には、コ
ントロールユニットＣによって、エアフローセンサ１５
で検出された吸入空気量検出値が吸気脈動の影響をなく
す方向に補正され、燃料噴射弁１８の燃料噴射量の算出
の基礎とすべき実吸入空気量が算出される。しかしなが
ら、第２実施例では、コントロールユニットＣによっ
て、吸気圧センサ２１で検出されたスロットル弁下流の
吸気通路１４内の吸気管内圧力(吸入空気圧力)から吸気
圧センサ配置地点における吸気管内圧力変動が算出さ
れ、該吸気管内圧力変動に基づいて算出された補正値で
もって、該吸気管内圧力変動が算出された時点よりも所
定期間遅延した時期にエアフローセンサ１５で検出され
た吸入空気量検出値が補正されて実吸入空気量が算出さ
れる点が、第１実施例と相違する。なお、上記所定期間
の好ましい設定方法は、第１実施例の場合と同様であ
る。このように、第２実施例にかかる吸入空気量検出手
法は、第１実施例の場合とはやや異なるものの、第２実
施例においても第１実施例の場合と同様の作用・効果が
得られる。

【００４５】図３に、第２実施例にかかる具体的な吸入
空気量検出手法のフローチャートを示すが、該フローチ
ャート中のステップＴ１〜ステップＴ５は、夫々、図２
に示すフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ５と
同一内容である。また、図３に示すフローチャート中の
ステップＴ１１〜ステップＴ１３は、夫々、図２に示す
フローチャートのステップＳ１０〜ステップＳ１２と同
一内容である。それゆえ、以下では図３に示すフローチ
ャート中のステップＴ６〜ステップＴ１０についてのみ
説明する。

【００４６】ステップＴ６〜ステップＴ１０は順に実行
されるが、ステップＴ６では、吸気管内圧力Ｐn(吸入空
気圧力)が読み込まれるとともに、エンジン回転数Ｎeが
読み込まれる。なお、エンジン回転数Ｎeは、ディスト
リビュータ１１からコントロールユニットＣに入力され
るクランク角信号に基づいてコントロールユニットＣに
よって演算されている。

【００４７】ステップＴ７では、例えば図７に示すよう
な特性をもつマップを用いて、吸気管内圧力Ｐnと吸入
空気量gaの脈動ずれ時間ψ、すなわち吸気管内圧力セン
サ２１とエアフローセンサ１５との間の吸気通路１４内
での圧力伝播に要する時間が読み込まれる。

【００４８】ステップＴ８では、次の式５により吸気管
内圧力変化率ΔＰn(時間に対する変化率)が演算され
る。

【数５】 ΔＰn＝Ｐn(i)−Ｐn(i−１)……………………………………………式５ ΔＰn:吸気管内圧力変化率 Ｐn(i):今回検出された吸気管内圧力 Ｐn(i−１):前回検出された吸気管内圧力 ステップＴ９では、例えば図８に示すような特性をもつ
マップを用いて吸気管内圧力変化率ΔＰnが充填効率変
化率ΔＣeに変換される。

【００４９】ステップＴ１０では、該ルーチンの実行が
脈動ずれ時間ψだけ待機させられる。かかる待機によ
り、吸気圧センサ配置地点における吸気管内圧力変動に
基づいて算出された補正値(ΔＣe)でもって、該吸気管
内圧力変動が算出された時点よりも脈動ずれ時間ψだけ
遅延した時期にエアフローセンサ１５で検出された吸入
空気量gaが補正されて実吸入空気量gが算出されること
になる。

【００５０】かくして、第２実施例にかかる吸入空気量
検出手法によれば、まず吸気圧センサ配置地点における
吸気管内圧力変動に基づいて補正値ΔＣeが算出され、
脈動ずれ時間ψ経過後に該補正値ΔＣeから求められた
吸入空気量補正値Δgaを用いて吸入空気量gaが補正さ
れ、このため、確実に遅れなくかつ高精度で吸入空気量
検出値gaが補正され正確な実吸入空気量gが算出され、
ひいては空燃比制御の制御精度が高められる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の第１の態様にかかる吸入空気量
検出装置によれば、熱式吸入空気量検出手段によって検
出された吸入空気量検出値が、これよりも所定時間前に
おける吸入空気圧力検出手段配置地点での圧力変動に対
応して補正されるので、上記所定期間を好ましく設定す
ることにより、例えば上記遅れ時間とすることにより、
遅れなくかつ高精度で吸入空気量検出値を補正して正確
な実吸入空気量を算出することが可能となり、ひいては
空燃比制御の制御精度を高めることが可能となる。

【００５２】本発明の第２の態様にかかる吸入空気量検
出装置によれば、基本的には本発明の第１の態様にかか
る吸入空気量検出装置の場合と同様の効果が得られる。
さらに、上記所定期間が、吸入空気圧力検出手段と熱式
吸入空気量検出手段との間での圧力伝播に要する時間と
されるので、吸入空気量検出値が遅れなくかつ高精度で
補正されて正確な実吸入空気量が算出され、ひいては空
燃比制御の制御精度が高められる。

【００５３】本発明の第３の態様にかかる吸入空気量検
出装置によれば、基本的には本発明の第１の態様にかか
る吸入空気量検出装置の場合と同様の効果が得られる。
さらに、上記所定期間が、吸入空気圧力検出手段と熱式
吸入空気量検出手段との間での圧力伝播に要する時間
に、熱式吸入空気量検出手段の検出遅れ時間を加えたも
のとされるので、熱式吸入空気量検出手段の検出遅れに
よる影響が除去され、吸入空気量検出値がより高精度で
補正されて一層正確な実吸入空気量が算出され、ひいて
は空燃比制御の制御精度が一層高められる。

【００５４】本発明の第４の態様にかかる吸入空気量検
出装置によれば、熱式吸入空気量検出手段によって検出
された吸入空気量検出値の脈動が、吸入空気圧力記憶手
段に記憶されている上記吸入空気量検出値の検出時点よ
りも所定期間前の吸入空気圧力記憶値に基づいて、すな
わち所定時間前における吸入空気圧力検出手段配置地点
での圧力変動に基づいて補正されて実吸入空気量が算出
されるので、上記所定期間を好ましく設定することによ
り、例えば上記遅れ時間とすることにより、遅れなくか
つ高精度で吸入空気量検出値を補正して正確な実吸入空
気量を算出することが可能となり、ひいては空燃比制御
の制御精度を高めることが可能となる。

【００５５】本発明の第５の態様にかかる吸入空気量検
出装置によれば、基本的には本発明の第１〜第４の態様
のいずれか１つにかかる吸入空気量検出装置と同様の効
果が得られる。さらに、熱式吸入空気量検出手段への吸
気脈動の伝播度に応じた脈動補正が行われるので、実吸
入空気量の算出精度が一層高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる吸入空気量検出装置を備えた
エンジンのシステム構成図である。

【図２】 本発明の第１実施例にかかる吸入空気量検出
手法を示すフローチャートである。

【図３】 本発明の第２実施例にかかる吸入空気量検出
手法を示すフローチャートである。

【図４】 エアフローセンサによって検出された吸入空
気量gaの時間に対する変化特性を示す図である。

【図５】 吸気圧センサによって検出された吸気管内圧
力Ｐnの時間に対する変化特性を示す図である。

【図６】 充填効率変化率ΔＣeの圧力なまし値変化率
ΔＰeに対する特性を示す図である。

【図７】 脈動ずれ時間ψのエンジン回転数Ｎeに対す
る特性を示す図である。

【図８】 充填効率変化率ΔＣeの吸気管内圧力変化率
ΔＰnに対する特性を示す図である。

【符号の説明】

ＣＥ…エンジン Ｃ…コントロールユニット ２…吸気ポート ３…燃焼室 １４…吸気通路 １５…エアフローセンサ １６…スロットル弁 ２０…スロットル開度センサ ２１…吸気圧センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットル弁上流の吸気通路における吸
   入空気量を検出する熱式吸入空気量検出手段と、 該熱式吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気
   量検出値を、吸気脈動の影響をなくす方向に補正して、
   燃料噴射量の算出に用いる実吸入空気量を算出する実吸
   入空気量算出手段とが設けられているエンジンの吸入空
   気量検出装置において、 スロットル弁下流の吸気通路内の吸入空気圧力を検出す
   る吸入空気圧力検出手段と、該吸入空気圧力検出手段に
   よって検出された吸入空気圧力の変動を算出する吸入空
   気圧力変動算出手段とが設けられ、 実吸入空気量算出手段が、吸入空気圧力変動算出手段に
   よって算出された吸入空気の圧力変動に基づいて算出し
   た補正値でもって、該圧力変動が算出された時点よりも
   所定期間遅延した時期に熱式吸入空気量検出手段で検出
   された吸入空気量検出値を補正して実吸入空気量を算出
   するようになっていることを特徴とするエンジンの吸入
   空気量検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたエンジンの吸入空
   気量検出装置において、 上記所定期間が、吸入空気圧力検出手段と熱式吸入空気
   量検出手段との間での圧力伝播に要する時間とされてい
   ることを特徴とするエンジンの吸入空気量検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載されたエンジンの吸入空
   気量検出装置において、 上記所定期間が、吸入空気圧力検出手段と熱式吸入空気
   量検出手段との間での圧力伝播に要する時間に、熱式吸
   入空気量検出手段の検出遅れ時間を加えたものとされて
   いることを特徴とするエンジンの吸入空気量検出装置。
4. 【請求項４】 スロットル弁上流の吸気通路における吸
   入空気量を検出する熱式吸入空気量検出手段と、 該熱式吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気
   量検出値を、吸気脈動の影響をなくす方向に補正して、
   燃料噴射量の算出に用いる実吸入空気量を算出する実吸
   入空気量算出手段とが設けられているエンジンの吸入空
   気量検出装置において、 スロットル弁下流の吸気通路内の吸入空気圧力を検出す
   る吸入空気圧力検出手段と、該吸入空気圧力検出手段に
   よって検出された吸入空気圧力検出値を記憶する吸入空
   気圧力記憶手段とが設けられ、 実吸入空気量算出手段が、熱式吸入空気量検出手段によ
   って検出された吸入空気量検出値を、吸入空気圧力記憶
   手段に記憶されている上記吸入空気量検出値の検出時点
   よりも所定期間前の吸入空気圧力記憶値に基づいて算出
   した補正値でもって補正して実吸入空気量を算出するよ
   うになっていることを特徴とするエンジンの吸入空気量
   検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか１つに記
   載されたエンジンの吸入空気量検出装置において、 吸入空気量の補正値の最大値がスロットル弁の開度に応
   じて設定されるようになっていることを特徴とするエン
   ジンの吸入空気量検出装置。