JP2003254149A - エンジンの吸気量算出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気相関量検出手段の応答遅れに起因する吸
気相関量の予測誤差を解消して、所定行程数後の吸気相
関量を正確に予測できるエンジンの吸気量算出装置を提
供する。 【解決手段】 応答性の良好なスロットル開度から求め
た推定マニ圧Ｐm(n)の変化状況に基づいて２ストローク
分の圧力変化量ΔＰを算出する一方、マニ圧センサの応
答遅れ特性に基づいてセンサ応答遅れ量ΔＰsを推定
し、これらの圧力変化量ΔＰ及びセンサ応答遅れ量ΔＰ
sをセンサ検出値であるマニ圧平均値Ｐsaveに加算し
て、２ストローク後の補正後マニ圧Ｐ(n)を予測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過渡運転時等のエ
ンジンの吸気量や吸気圧（以下、これらを吸気相関量と
総称する）の変化を予測するエンジンの吸気量算出装置
に関するものである。

【０００２】

【関連する背景技術】吸気管噴射型のガソリンエンジン
では、吸気行程又は排気行程で燃料噴射が実行されるた
め、実際に筒内に吸入される以前（例えば数行程前）の
吸気量に基づいて燃料噴射量を決定しなければならな
い。又、筒内噴射型であっても、均一予混合燃焼させる
場合には吸気行程中に燃料を噴射するため、吸気行程開
始までの吸気量に基づいて噴射量を決定しなければなら
ない。従って、定常走行や減速走行から加速等の過渡運
転状態に移行した場合には、移行初期において加速前の
吸気量に基づき燃料噴射量が決定されてしまうため、筒
内に吸入される実際の吸気量に対して燃料量が不足して
一時的なリーン状態に陥り、場合によっては失火や不安
定な燃焼により加速不良を発生して、ドライバビリティ
を悪化させてしまう虞がある。

【０００３】上記問題に着目して、スロットルの開度変
化に応じて燃料噴射量を増加したり、或いは特公平２−
５１０５２号公報に記載の技術のように、スロットル開
度変化量に基づいて吸気量を補正したりする対策が実施
されている。しかしながら、何れの対策も、スロットル
開度変化量に応じて燃料噴射量や吸気量を一義的に補正
するに過ぎないため、運転状態が変化すると、実際の吸
気量とスロットル開度変化量から予測した吸気量とが一
致しなくなるという問題があった。つまり、同一のスロ
ットル開度変化量であっても、マニホールド圧や変化前
のスロットル開度位置が異なると吸気量の変化も相違す
ることになるため、結果として吸気量に予測誤差が生じ
てしまうのである。

【０００４】そこで、例えば特公平８−１４２６２号公
報に記載の技術では、スロットルを通過する吸気流速が
異なると、スロットル開度を増加させたときの吸気量の
増加状態が相違してくることに着目し、スロットル前後
の圧力比に基づいて補正係数を算出し、この補正係数と
スロットル開度変化量とに基づいて過渡運転時の燃料噴
射量を補正している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の技術は、吸気量や吸気圧を検出するセンサ自
体が有する応答遅れを考慮していないため、この要因に
よる予測誤差を防止できないという問題があった。即
ち、吸気量センサや吸気圧センサにはノイズ除去のため
のローパスフィルタ等が付加されているため、必然的に
センサ出力に応答遅れが発生し、上記のようにセンサ検
出値に基づいて吸気量を予測しても、センサ遅れ相当分
の予測誤差が生じるのは避けられなかった。

【０００６】又、本発明者は、加速初期等のようにアク
セル操作量の増加に伴ってスロットル開度が急増したと
きには、吸気量の予測誤差が増大する傾向があることを
確認した。この要因は、スロットル開度を検出した時点
から吸気量を予測する時点までの間にスロットル開度が
大きく変化してしまうためであるが、上記公報に記載の
技術では何ら対策を実施していないため、吸気量の予測
遅れを生じてしまうという問題があった。

【０００７】一方、本発明者は、エンジンの高負荷運転
時において吸気量の予測誤差が増大する傾向があること
も確認した。これは、負荷の増加に伴って吸気圧が大気
圧に接近すると、スロットル前後差圧が減少してＥＣＵ
（電子制御ユニット）のデジタル誤差の影響を受け易く
なり、前後圧に基づいて算出される吸気量にハンチング
を生じるためと考えられ、吸気量の予測誤差を増大させ
る要因となっていた。

【０００８】そこで、請求項１及び２の目的は、センサ
遅れに起因する吸気相関量の予測誤差を解消して、所定
行程数後の吸気相関量を正確に予測することができるエ
ンジンの吸気量算出装置を提供することにある。請求項
３及び４の目的は、請求項１に加えて、加速初期のスロ
ットル開度の急増に追従した予測処理を実現して、吸気
相関量の予測遅れを未然に防止することができるエンジ
ンの吸気量算出装置を提供することにある。

【０００９】請求項５の目的は、請求項１に加えて、高
負荷運転時のデジタル誤差による影響を抑制して、吸気
相関量の予測精度をより向上させることができるエンジ
ンの吸気量算出装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、スロットルからの吸気状態と相
関する吸気相関量を検出する吸気相関量検出手段と、ス
ロットル開度に基づいて吸気相関量を推定する吸気相関
量推定手段と、吸気相関量推定手段の出力から所定行程
数間の吸気相関量の変化量を算出する変化量算出手段
と、吸気相関量検出手段の応答遅れ特性に基づき、吸気
相関量検出手段の応答遅れ量を算出する応答遅れ量算出
手段と、吸気相関量検出手段により検出された吸気相関
量と変化量算出手段により算出された所定行程数間の吸
気相関量の変化量と応答遅れ量算出手段により算出され
た応答遅れ量とに基づき、所定行程数後の吸気相関量を
予測する吸気相関量予測手段とを備えたものである。

【００１１】従って、スロットルからの吸気状態と相関
する吸気相関量、具体的には吸気圧や吸気量等が検出さ
れる一方、スロットル開度から推定された応答性の高い
吸気相関量に基づいて所定行程数間の吸気相関量の変化
量が算出されると共に、吸気相関量検出手段の応答遅れ
特性に基づいて応答遅れ量が推定される。そして、これ
らの検出された吸気相関量と所定行程数間の吸気相関量
の変化量と応答遅れ量とに基づいて、所定行程数後の吸
気相関量が予測される。

【００１２】つまり、所定行程数間の吸気相関量の変化
量のみならず、吸気相関量検出手段の応答遅れ量を考慮
した上で、所定行程数後の吸気相関量が予測されるた
め、加速時等の過渡運転時であっても、吸気相関量検出
手段の応答遅れに影響されることなく吸気相関量を正確
に予測可能となる。請求項２の発明は、スロットルから
の吸気状態と相関する吸気相関量を検出する吸気相関量
検出手段と、スロットルの開口面積と相関する相関値と
スロットルの前後圧力とから吸気圧を推定する吸気圧推
定手段と、吸気圧推定手段の出力から所定行程数間の吸
気圧変化量を算出する変化量算出手段と、吸気圧推定手
段の出力に吸気相関量検出手段の応答遅れ特性と同等の
遅れ処理を行う推定吸気圧フィルタ手段と、吸気圧推定
手段の出力と推定吸気圧フィルタ手段の出力とから吸気
相関量検出手段の応答遅れ量を算出する応答遅れ量算出
手段と、吸気相関量検出手段により検出された吸気相関
量と変化量算出手段により算出された所定行程数間の吸
気圧変化量と応答遅れ量算出手段により算出された応答
遅れ量とに基づき、所定行程数後の吸気相関量を予測す
る吸気相関量予測手段とを備えたものである。

【００１３】従って、スロットルからの吸気状態と相関
する吸気相関量、具体的には吸気圧や吸気量等が検出さ
れる一方、スロットル開口面積の相関値とスロットル前
後圧力とから推定された応答性の高い吸気圧に基づいて
所定行程数間の吸気圧変化量が算出されると共に、推定
された吸気圧に対して吸気相関量検出手段の応答遅れ特
性と同等の遅れ処理が行われて、吸気相関量検出手段の
応答遅れ量が推定される。そして、これらの検出された
吸気相関量と所定行程数間の吸気圧変化量と応答遅れ量
とに基づいて、所定行程数後の吸気相関量が予測され
る。

【００１４】つまり、所定行程数間の吸気圧変化量のみ
ならず、吸気相関量検出手段の応答遅れ量を考慮した上
で、所定行程数後の吸気相関量が予測されるため、加速
時等の過渡運転時であっても、吸気相関量検出手段の応
答遅れに影響されることなく吸気相関量を正確に予測可
能となる。請求項３の発明は、請求項１において、エン
ジンの運転状態に基づく目標スロットル開度と実スロッ
トル開度との偏差に基づいて、スロットルを開閉駆動す
るスロットル制御手段を更に備え、変化量算出手段が、
目標スロットル開度と実スロットル開度との偏差が所定
値より大きいときに、所定行程数間の吸気相関量の変化
量を増加補正するものである。

【００１５】加速初期等において実スロットル開度が急
増すると、スロットル開口面積の相関値を算出若しくは
検出した時点から所定行程数後の吸気相関量を予測した
時点までの間にスロットル開口面積が大きく変化し、吸
気相関量の予測遅れの要因となり得るが、所定行程数間
の吸気相関量の変化量を増加補正することで、スロット
ル開口面積の急増に追従した予測処理が可能となる。

【００１６】請求項４の発明は、請求項３において、変
化量算出手段が、エンジンの減速時に所定行程数間の吸
気圧変化量の増加補正を禁止するものである。減速時の
スロットル開口面積は緩やかに減少することから、所定
行程数間の吸気相関量の変化量を増加補正する必要がな
くなり、結果として加減速に関わらず常に適切な吸気相
関量の変化量が予測処理に適用される。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１において、吸
気圧推定手段が、推定した吸気圧が大気圧近傍の所定圧
力より大きいときに所定圧力を推定した吸気圧とするも
のである。従って、高負荷運転時のように推定した吸気
圧が大気圧近傍の所定圧力より大きくなるときには、ス
ロットルの前後圧力から算出されるスロットル通過吸気
量が制御回路のデジタル誤差の影響を受けてハンチング
し易くなるが、このような場合には推定した吸気圧とし
て所定圧力が設定されるため、ハンチングに起因する吸
気相関量の著しい予測誤差が抑制される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化したエンジ
ンの吸気量算出装置の一実施形態を説明する。本実施形
態のエンジンは、マニ圧に基づいて燃料噴射を制御する
所謂スピードデンシィティ方式を採用しており、吸気量
算出装置は所定行程数後のマニ圧を吸気相関量として予
測するものである。

【００１９】図１は本実施形態のエンジンの吸気量算出
装置を示す全体構成図であり、エンジン１は吸気管噴射
型の４サイクルガソリン機関として構成されている。エ
ンジン１の吸気系はインテークマニホールド２、サージ
タンク３及び吸気通路４からなり、エアクリーナ５を経
て吸気通路４内に導入された吸気は、スロットルバルブ
６で流量調整された後にサージタンク３を経てインテー
クマニホールド２により各気筒に分配され、燃料噴射弁
７から噴射された燃料と混合されて、吸気ポート８から
各気筒の筒内に吸入される。

【００２０】エンジン１の排気系は排気通路９、図示し
ない触媒や消音器等からなり、点火プラグ１０により点
火されて燃焼後の排ガスは排気ポート１１から排気通路
９を経て排出される。一方、車室内には、図示しない入
出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供さ
れる記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子制御ユ
ニット）２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側に
は、アクセル操作量ＡＰＳを検出するアクセルセンサ２
２、車速Ｖを検出する車速センサ２３、スロットル開度
ＴＰＳを検出するスロットルセンサ２４、大気圧Ｐ0を
検出する大気圧センサ２５、マニ圧Ｐsを検出するマニ
圧センサ２６（吸気相関量検出手段）、機関の回転に伴
ってクランク角信号を出力するクランク角センサ２７等
の各種センサ類が接続され、出力側には上記燃料噴射弁
７や点火プラグ１０、スロットルバルブ６を開閉駆動す
るステップモータ２８等の各種デバイス類が接続されて
いる。

【００２１】ＥＣＵ２１は、例えばクランク角信号から
求めたエンジン回転速度Ｎeやマニ圧Ｐs等に基づいて点
火プラグ１０の点火時期を制御する一方、アクセル操作
量ＡＰＳや車速Ｖ等から求めた目標スロットル開度ＴＰ
Ｓobjと実スロットル開度ＴＰＳとに基づき、ステップ
モータ２８によりスロットルバルブ６の開度を制御する
（スロットル制御手段）。一方、ＥＣＵ２１は、マニ圧
Ｐsから算出した燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁７の
噴射量を制御しており、以下、この燃料噴射制御の詳細
を説明する。

【００２２】ＥＣＵ２１は図２に示すマニ圧推定ルーチ
ンを５msec毎に実行し、まず、ステップＳ２でスロット
ルセンサ２４により検出されたスロットル開度ＴＰＳ、
大気圧センサ２５により検出された大気圧Ｐ0、マニ圧
センサ２６により検出されたマニ圧Ｐs等のセンサ検出
値を読み込む。次いで、ステップＳ４で今回のマニ圧Ｐ
sの積算処理（Ｓp＝Ｓp＋Ｐs）を行うと共に、平均化カ
ウンタＣをインクリメント（Ｃ＝Ｃ＋１）する。続くス
テップＳ６ではスロットルバルブ６の基本開口面積Ｓ0
を次式(0)より算出し、ステップＳ８でスロットルバル
ブ６の有効開口面積Ｓを次式(1)より算出する。

【００２３】Ｓ0＝ｆ［ＴＰＳ］ ……… (0) Ｓ＝（１＋ａＸ）×Ｓ0 ……… (1) ここに、ａは所定の補正定数、Ｘは大気圧Ｐ0と推定マ
ニ圧Ｐm(n)との圧力比Ｐm(n)／Ｐ0であり、後述するス
テップＳ２０で求められる。続くステップＳ１０では吸
気流速Ｕを次式(2)より算出し、ステップＳ１２でスロ
ットル通過吸気量Ｑthを次式(3)より算出する。

【００２４】Ｕ＝ｆ［Ｘ］ ……… (2) Ｑth＝Ｓ×Ｕ ……… (3) 更にステップＳ１４で今回の推定マニ圧Ｐm(n)を次式
(4)より算出すると共に（吸気相関量推定手段、吸気圧
推定手段）、推定マニ圧Ｐm(n)を前回値Ｐm(n-1)とす
る。

【００２５】 Ｐm(n)＝Ｐm(n-1)＋（Ｑth−Ｑe）／Ｖm ……… (4) ここに、Ｖmは吸気管容積、Ｑeは筒内に吸入される推定
吸気量であり、後述するステップＳ２２で求められる。
その後、ステップＳ１６で推定マニ圧Ｐm(n)が大気圧Ｐ
0に０．９８を乗算した値以上か否かを判定し、ＮＯ(否
定)のときにはステップＳ２０に移行する。又、判定が
ＹＥＳ（肯定）のときにはステップＳ１８で推定マニ圧
Ｐm(n)を大気圧Ｐ0に０．９８を乗算した値とした後、
ステップＳ２０に移行する。

【００２６】ステップＳ２０では上記圧力比Ｘを次式
(5)より算出し、続くステップＳ２２では上記筒内吸入
推定吸気量Ｑeを次式(6)より算出する。 Ｘ＝Ｐm(n)／Ｐ0 ……… (5) Ｑe＝Ｋ［Ｎe］×Ｐm(n)×Ｖc ……… (6) ここに、Ｋ［Ｎe］は体積効率係数、Ｖcは気筒容積であ
る。更にステップＳ２４で推定マニ圧Ｐm(n)に対して所
定の遅れをもった遅れ推定マニ圧Ｐsaを次式(7)より算
出した後、ルーチンを終了する（推定吸気圧フィルタ手
段）。

【００２７】 Ｐsa＝Ｋ×Ｐsa＋（１−Ｋ）×Ｐm(n) ……… (7) ここに、Ｋは遅れ補正係数である。一方、ＥＣＵ２１は
図３に示す噴射量設定ルーチンをクランク角センサ２７
からＳＧＴ信号が入力されるタイミング（BTDC5°CA）
で実行する。まず、ステップＳ３２で１ストローク間の
マニ圧平均値Ｐsave（＝Ｓp／Ｃ）を求め、マニ圧Ｐsの
積算値Ｓpをクリアすると共に、平均化カウンタＣをク
リアする。

【００２８】続くステップＳ３４で１ストローク間の遅
れ推定マニ圧平均値Ｐsave’を次式(8)より算出すると
共に、遅れ推定マニ圧Ｐsaを前回値Ｐsaoldとする。 Ｐsave’＝（Ｐsa＋Ｐsaold）／２ ……… (8) 更にステップＳ３６で推定マニ圧偏差ｄＰを次式(9)よ
り算出する。 ｄＰ＝Ｐm(n)−Ｐm(n-1) ……… (9) 続くステップＳ３８では、スロットル開度制御で設定さ
れている目標スロットル開度ＴＰＳobjと実スロットル
開度ＴＰＳとの差ΔＴＰＳが正側の所定値ΔＴＰＳ0以
上か否かを判定する。判定がＮＯのときにはステップＳ
４０で予測ゲインＫgainを１．０に設定した後、ステッ
プＳ４４に移行する。又、例えば加速初期のようにアク
セル操作に伴って目標スロットル開度ＴＰＳobjが急増
すると、差ΔＴＰＳが正側に急増してステップＳ３８の
判定がＹＥＳとなり、この場合のＥＣＵ２１はステップ
Ｓ４０で予測ゲインＫgainを２．０に設定した後、ステ
ップＳ４４に移行する。

【００２９】ステップＳ４４では２ストローク間の圧力
変化量ΔＰを次式(10)より算出し（変化量算出手段）、
続くステップＳ４６でセンサ応答遅れ量ΔＰsを次式(1
1)より算出する（応答遅れ量算出手段）。 ΔＰ＝Ｋgain×ｄＰ(n)×２・Ｔsgt／５ ……… (10) ΔＰs＝Ｐm(n)−Ｐsave’ ……… (11) ここに、Ｔsgtは１ストローク分の所要時間である。

【００３０】更にステップＳ４８で推定マニ圧Ｐm(n)が
所定値Ｐm0以上か否かを判定し、ＮＯのときにはステッ
プＳ５０で補正後マニ圧Ｐ(n)を次式(12)より算出する
（吸気相関量予測手段）。 Ｐ(n)＝Ｐsave＋ΔＰ＋ΔＰs ……… (12) 又、ステップＳ４８の判定がＹＥＳのときには、ステッ
プＳ５２で補正後マニ圧Ｐ(n)としてマニ圧平均値Ｐsav
eを設定する。その後、ステップＳ５４で燃料噴射量Ｑi
njを次式(13)より算出した後、ルーチンを終了する。

【００３１】 Ｑinj＝Ｋinj×Ｋ（Ｎe）×Ｐ(n) ……… (13) ここに、Ｋinjは補正後マニ圧Ｐ(n)を燃料量に変換する
ための係数である。以上のＥＣＵ２１の制御により、補
正後マニ圧Ｐm(n)は以下のようにして予測される。図４
はスロットルバルブ６が急激に開操作されたときの各実
測値及び推定値の変化状況を示すタイムチャートであ
り、横軸に示す機関の１ストローク毎にＥＣＵ２１によ
り噴射量設定ルーチンが実行される一方、各ストローク
間に複数回のマニ圧推定ルーチンが実行されている。

【００３２】マニ圧センサ２６により検出されるマニ圧
Ｐsは機関のストロークに同期して変動しながらスロッ
トル開度ＴＰＳと共に急増し、当該マニ圧Ｐsを平滑化
した仮想線上において、機関の吸気遅れに相当する２ス
トローク後の値（図中の補正後マニ圧Ｐ(n)に相当）を
求めて、その値を燃料噴射量Ｑinjの設定に適用するこ
とが理想となる。

【００３３】これに対してマニ圧Ｐsを平滑化するため
のフィルタ処理として、５msec毎のマニ圧Ｐsの積算値
Ｓpに基づいて１ストローク毎にマニ圧平均値Ｐsaveが
算出されるが、このときのマニ圧平均値Ｐsaveは必然的
にマニ圧Ｐsに対して所定の遅れをもって追従すること
になる。一方、スロットルバルブ６の有効開口面積Ｓか
ら求めたスロットル通過吸気量Ｑth等に基づき、５msec
毎に推定マニ圧Ｐm(n)が算出され、推定マニ圧Ｐm(n)に
対して上記センサ遅れ特性を模擬した遅れを有する遅れ
推定マニ圧Ｐsaが算出され、この遅れ推定マニ圧Ｐsaに
基づき、１ストローク毎に遅れ推定マニ圧平均値Ｐsav
e’が算出される。そして、５msec間の推定マニ圧偏差
ｄＰから２ストローク分に相当する圧力変化量ΔＰが算
出されると共に、センサ遅れに相当するセンサ応答遅れ
量ΔＰsが算出され、マニ圧平均値Ｐsaveを基準として
圧力変化量ΔＰ及びセンサ応答遅れ量ΔＰsだけ経過後
の値を補正後マニ圧Ｐ(n)として予測し、燃料噴射量Ｑi
njの設定に適用する。

【００３４】以上のように本実施形態では、応答性の良
好なスロットル開度ＴＰＳから求めた推定マニ圧Ｐm(n)
の変化状況に基づいて２ストローク分の圧力変化量ΔＰ
を算出し、この圧力変化量ΔＰを用いて補正後マニ圧Ｐ
(n)を予測するのみならず、センサ遅れに相当するセン
サ応答遅れ量ΔＰsを補正後マニ圧Ｐ(n)の予測処理に反
映させている。よって、加速時等の過渡運転時であって
もマニ圧センサ２６が有する応答遅れに影響されること
なく、補正後マニ圧Ｐ(n)を正確に予測して適切な燃料
噴射量Ｑinjを設定できる。その結果、不適切な燃料量
に起因する加速不良等の不具合を未然に回避して、極め
て良好なドライバビリティを実現することができる。

【００３５】一方、ステップＳ３８で目標スロットル開
度ＴＰＳobjと実スロットル開度ＴＰＳとの差ΔＴＰＳ
が正側の所定値ΔＴＰＳ0以上のときには、ステップＳ
４０で予測ゲインＫgainを２．０に増加補正しているた
め、続くステップＳ４６では２ストローク分の圧力変化
量ΔＰとしてより大きな値が算出される。即ち、ステッ
プＳ３８の判定は加速初期等を想定したものであり、こ
のような状況ではアクセル操作量の増加に伴って実スロ
ットル開度ＴＰＳが急増しているため、スロットル開度
ＴＰＳを読み込んだ時点（図２のステップＳ２）から補
正後マニ圧Ｐ(n)を予測した時点（図３のステップＳ５
０）までの間にスロットル開度ＴＰＳが大きく変化す
る。これは補正後マニ圧Ｐ(n)の予測遅れの要因となり
得るが、上記のように圧力変化量ΔＰを増加補正するこ
とで、スロットル開度ＴＰＳの急増に追従した予測処理
が可能となり、もって、補正後マニ圧Ｐ(n)の予測遅れ
を未然に防止して、より一層適切な燃料噴射制御を実現
することができる。

【００３６】又、加速初期の実スロットル開度ＴＰＳの
増加状況に比較して、減速時のスロットル開度ＴＰＳは
緩やかに低下することから、比較的小さな予測ゲインＫ
gainでも十分に補正後マニ圧Ｐ(n)の予測処理を追従さ
せることができる上に、必要以上に大きな予測ゲインＫ
gainを適用すると、却って予測精度を低下させる虞もあ
る。減速時には通常の予測ゲインＫgain＝１．０を適用
するため、結果として加減速に関わらず常に適切な予測
ゲインＫgainを適用して、適切な補正後マニ圧Ｐ(n)の
予測処理を実現することができる。

【００３７】一方、ステップＳ１６で推定マニ圧Ｐm(n)
が大気圧Ｐ0に０．９８を乗算した値以上のときには、
推定マニ圧Ｐm(n)を大気圧Ｐ0に０．９８を乗算した値
に制限し、この処理にも拘わらずステップＳ４８で推定
マニ圧Ｐm(n)が所定値Ｐm0以上と判定される場合には、
ステップＳ５０で補正後マニ圧Ｐ(n)を予測することな
く、ステップＳ５２で補正後マニ圧Ｐ(n)としてマニ圧
平均値Ｐsaveを設定している。

【００３８】即ち、このように推定マニ圧Ｐm(n)が大気
圧付近のときには、圧力比Ｐm(n)／Ｐ0に基づいて算出
されるスロットル通過吸気量ＱthがＥＣＵ２１のデジタ
ル誤差の影響を受けてハンチングし易くなり、結果とし
てスロットル通過吸気量Ｑthを利用した補正後マニ圧Ｐ
(n)の予測精度が大幅に低下する。そこで、このような
場合には補正後マニ圧Ｐ(n)としてマニ圧平均値Ｐsave
を設定することで、ハンチングに起因する補正後マニ圧
Ｐ(n)の著しい誤差を抑制しており、これにより燃料噴
射量Ｑinjを一層適切に制御することができる。

【００３９】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例え
ば、上記実施形態では、マニ圧に基づいて燃料噴射を制
御するスピードデンシィティ方式のエンジン１用の吸気
量算出装置に具体化したが、エアフローセンサで検出し
た吸入空気量に基づいて燃料噴射を制御するエンジンに
適用してもよい。この場合でも、センサ遅れに相当する
センサ応答遅れ量ΔＰsを考慮することで、センサ遅れ
に影響されることなく吸気相関量としての吸気量を正確
に予測することができる。

【００４０】又、上記実施形態では、補正後マニ圧Ｐ
(n)を燃料噴射制御に利用したが、その用途はこれに限
らず、例えば点火時期制御に利用してもよい。この場合
には、適切な点火時期制御により過渡運転時のノックを
抑制して、良好なトルク特性を実現することができる。
更に、上記実施形態では、マニ圧Ｐsの積算平均により
センサ遅れが発生する場合を説明したが、センサ遅れの
要因はこれに限定されることはなく、例えばマニ圧セン
サ２６に付加されたローパスフィルタ等のハード的な要
因でセンサ遅れが発生するときに適用してもよく、この
場合でも全く同様の作用効果が得られる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１及び２の発
明のエンジンの吸気量算出装置によれば、吸気相関量検
出手段の応答遅れに起因する吸気相関量の予測誤差を解
消して、所定行程数後の吸気相関量を正確に予測するこ
とができる。請求項３及び４の発明のエンジンの吸気量
算出装置によれば、請求項１に加えて、加速初期のスロ
ットル開度の急増に追従した予測処理を実現して、吸気
相関量の予測遅れを未然に防止することができる。

【００４２】請求項５の発明のエンジンの吸気量算出装
置によれば、請求項１に加えて、高負荷運転時のデジタ
ル誤差による影響を抑制して、吸気量の予測精度をより
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のエンジンの吸気量算出装置を示す全
体構成図である。

【図２】ＥＣＵが実行するマニ圧推定ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図３】ＥＣＵが実行する噴射量設定ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図４】スロットル開操作時の各実測値及び推定値の変
化状況を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ６ スロットルバルブ ２１ ＥＣＵ（変化量算出手段、応答遅れ量算出手
段、吸気圧推定手段、推定吸気圧フィルタ手段、吸気相
関量推定手段、吸気相関量予測手段、スロットル制御手
段） ２６ マニ圧センサ（吸気相関量検出手段） ＴＰＳ スロットル開度 ＴＰＳobj 目標スロットル開度 ΔＴＰＳ 差 ΔＴＰＳ0 所定値 Ｐs マニ圧（吸気相関量） Ｐm(n) 推定マニ圧（吸気相関量） Ｐ(n) 補正後マニ圧（吸気相関量） ΔＰ 圧力変化量 ΔＰs センサ応答遅れ量 Ｘ 圧力比（前後圧力）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中森 健一 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA04 CA06 DA04 EA01 EB11 EB25 FA01 FA10 FA11 FA38 3G301 HA01 JA00 KA16 LB02 NA01 NA08 NB07 ND01 PA07Z PA09Z PA11Z PE03Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルからの吸気状態と相関する吸
   気相関量を検出する吸気相関量検出手段と、 上記スロットル開度に基づいて上記吸気相関量を推定す
   る吸気相関量推定手段と、 上記吸気相関量推定手段の出力から所定行程数間の吸気
   相関量の変化量を算出する変化量算出手段と、 上記吸気相関量検出手段の応答遅れ特性に基づき、該吸
   気相関量検出手段の応答遅れ量を算出する応答遅れ量算
   出手段と、 上記吸気相関量検出手段により検出された吸気相関量と
   上記変化量算出手段により算出された所定行程数間の吸
   気相関量の変化量と上記応答遅れ量算出手段により算出
   された応答遅れ量とに基づき、所定行程数後の吸気相関
   量を予測する吸気相関量予測手段とを備えたことを特徴
   とするエンジンの吸気量算出装置。
2. 【請求項２】 スロットルからの吸気状態と相関する吸
   気相関量を検出する吸気相関量検出手段と、 上記スロットルの開口面積と相関する相関値とスロット
   ルの前後圧力とから吸気圧を推定する吸気圧推定手段
   と、 上記吸気圧推定手段の出力から所定行程数間の吸気圧変
   化量を算出する変化量算出手段と、 上記吸気圧推定手段の出力に上記吸気相関量検出手段の
   応答遅れ特性と同等の遅れ処理を行う推定吸気圧フィル
   タ手段と、 上記吸気圧推定手段の出力と上記推定吸気圧フィルタ手
   段の出力とから上記吸気相関量検出手段の応答遅れ量を
   算出する応答遅れ量算出手段と、 上記吸気相関量検出手段により検出された吸気相関量と
   上記変化量算出手段により算出された所定行程数間の吸
   気圧変化量と上記応答遅れ量算出手段により算出された
   応答遅れ量とに基づき、所定行程数後の吸気相関量を予
   測する吸気相関量予測手段とを備えたことを特徴とする
   エンジンの吸気量算出装置。
3. 【請求項３】 上記エンジンの運転状態に基づく目標ス
   ロットル開度と実スロットル開度との偏差に基づいて、
   上記スロットルを開閉駆動するスロットル制御手段を更
   に備え、上記変化量算出手段は、上記目標スロットル開
   度と実スロットル開度との偏差が所定値より大きいとき
   に、上記所定行程数間の吸気相関量の変化量を増加補正
   することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気
   量算出装置。
4. 【請求項４】 上記変化量算出手段は、上記エンジンの
   減速時に上記所定行程数間の吸気圧変化量の増加補正を
   禁止することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの
   吸気量算出装置。
5. 【請求項５】 上記吸気圧推定手段は、推定した吸気圧
   が大気圧近傍の所定圧力より大きいときには、該所定圧
   力を上記推定した吸気圧とすることを特徴とする請求項
   １に記載のエンジンの吸気量算出装置。