JP2004011621A - 内燃機関の大気圧検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出すること。
【解決手段】内燃機関が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧ＰＡ０ と、この基準大気圧ＰＡ０ におけるスロットル開度及び機関回転速度によりマップを用いて算出される基準吸気圧ＰＭ０ とによる圧力差（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）に対して、例えば、高地で同じ運転状態における現在の吸気圧ＰＭとこれまでの大気圧ＰＡとの圧力差（ＰＡ−ＰＭ）にその大気圧ＰＡに応じてテーブルを用いて設定される大気圧係数を乗算した圧力値が一致するようにされることで現在の大気圧ＰＡが算出される。このため、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧ＰＡを随時検出することができる。
【選択図】 図７
【解決手段】内燃機関が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧ＰＡ０ と、この基準大気圧ＰＡ０ におけるスロットル開度及び機関回転速度によりマップを用いて算出される基準吸気圧ＰＭ０ とによる圧力差（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）に対して、例えば、高地で同じ運転状態における現在の吸気圧ＰＭとこれまでの大気圧ＰＡとの圧力差（ＰＡ−ＰＭ）にその大気圧ＰＡに応じてテーブルを用いて設定される大気圧係数を乗算した圧力値が一致するようにされることで現在の大気圧ＰＡが算出される。このため、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧ＰＡを随時検出することができる。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の周囲環境における大気圧を検出する内燃機関の大気圧検出装置に関し、例えば、大気圧の変動を知ることによって内燃機関に供給する燃料噴射量に反映することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の大気圧検出装置に関連し、大気圧センサを用いることなく吸気圧から大気圧を検出する手法が種々提案されている。例えば、内燃機関の始動時の低回転・高負荷のときの吸気圧を大気圧として近似するもの、また、平地におけるスロットル開度と機関回転速度に対する吸気圧を記憶しておき、現在の吸気圧との差により検出するもの、更に、平地及び高地におけるスロットル開度と機関回転速度に対する吸気圧を記憶しておき、現在の吸気圧との差により検出するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のものでは、大気圧検出の機会が少なく、また、高負荷域では精度を確保できるが低負荷域では誤差が大きく、更に、２つ以上のマップ等を記憶しておくことが必要であり工数がかかるという不具合があった。
【０００４】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出可能な内燃機関の大気圧検出装置の提供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧と、この基準大気圧におけるスロットル開度検出手段によるスロットル開度及び機関回転速度検出手段による機関回転速度により基準吸気圧演算手段で算出される基準吸気圧とによる圧力差に対して、大気圧演算手段によって例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧検出手段による現在の吸気圧とこれまでの大気圧との圧力差にその大気圧に応じて設定された係数を乗算した圧力値が一致するようにされることで現在の大気圧が算出される。このため、本システムでは、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧が随時検出される。
【０００６】
請求項２の内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧と、この基準大気圧におけるスロットル開度検出手段によるスロットル開度及び機関回転速度検出手段による機関回転速度により基準吸気圧演算手段で算出される基準吸気圧と、大気圧演算手段によって例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧検出手段による現在の吸気圧とから算出された圧力比に基づき現在の大気圧が算出される。このため、本システムでは、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧が随時検出される。
【０００７】
請求項３の内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧と、この基準大気圧におけるスロットル開度検出手段によるスロットル開度及び機関回転速度検出手段による機関回転速度により基準吸気圧演算手段で算出される基準吸気圧と、大気圧演算手段によって例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧検出手段による現在の吸気圧とから算出された圧力比に基準大気圧を乗算することで現在の大気圧が算出される。このため、本システムでは、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧が随時検出される。
【０００８】
請求項４の内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が各気筒毎に独立して吸入空気量が供給される独立吸気エンジンであるため、より正確に大気圧が検出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１０】
〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１１】
図１において、内燃機関１は４サイクル４気筒（＃１気筒〜＃４気筒）の火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ４を通過して吸気通路３内でインジェクタ（燃料噴射弁）５から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として吸気ポート６からシリンダ内に供給される。また、内燃機関１のシリンダヘッドには点火プラグ７が配設され、点火タイミング毎に点火コイル／イグナイタ８から高電圧が点火プラグ７に印加され、シリンダ内の混合気に点火される。そして、内燃機関１のシリンダ内で燃焼された排気ガスは排気ポート１１から排気通路１２の下流側に配設された三元触媒１３を通過して大気中に排出される。
【００１２】
エアクリーナ２内には吸気温センサ２１が配設され、吸気温センサ２１によってエアクリーナ２内に流入される吸気温ＴＨＡ〔℃〕が検出される。また、吸気通路３には吸気圧センサ２２が配設され、吸気圧センサ２２によってスロットルバルブ４の下流側の吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ：キロパスカル〕が検出される。そして、スロットルバルブ４にはスロットル開度センサ２３が配設され、スロットル開度センサ２３によってスロットルバルブ４のスロットル開度ＴＡ〔°〕が検出される。また、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が配設され、水温センサ２４によって内燃機関１内の冷却水温ＴＨＷ〔℃〕が検出される。
【００１３】
そして、内燃機関１のクランクシャフト（図示略）にはクランク角センサ２５が配設され、クランク角センサ２５からのクランク角信号によって内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が検出される。更に、内燃機関１のカムシャフト（図示略）にはカム角センサ２６が配設され、カム角センサ２６からのカム角信号によって内燃機関１のカムシャフト回転角θ２ 〔°ＣＡ（Ｃｒａｎｋ Ａｎｇｌｅ：クランク角）〕が検出される。この他、車載バッテリ（図示略）には電源電圧センサ２９が配設され、電源電圧センサ２９によって電源電圧ＶＢ 〔Ｖ：ボルト〕が検出される。
【００１４】
一方、燃料タンク３１内から燃料ポンプ３２で汲上げられた燃料は、燃料配管３３、燃料フィルタ３４、燃料配管３５、デリバリパイプ３６の順に圧送され、各気筒のインジェクタ５に供給される。デリバリパイプ３６内の余剰燃料は、プレッシャレギュレータ３７、リターン配管３８の経路にて燃料タンク３１内に戻される。このプレッシャレギュレータ３７によってデリバリパイプ３６内の燃圧（燃料圧力）と吸気圧との差圧が一定になるようにデリバリパイプ３６内の燃圧が調整される。
【００１５】
内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）４０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ４１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ４２、各種データ等を格納するＲＡＭ４３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ４４等を中心に論理演算回路として構成され、上述の各種センサからの検出信号を入力する入力ポート４５及びインジェクタ５、燃料ポンプ３２等の各種アクチュエータや点火コイル／イグナイタ８に各制御信号を出力する出力ポート４６等に対しバス４７を介して接続されている。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３及び図４を参照して説明する。ここで、図３はスロットル開度ＴＡ〔°〕及び機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕をパラメータとして基準大気圧ＰＡ０ （例えば、１０１．３〔ｋＰａ〕＝７６０〔ｍｍＨｇ〕）における基準吸気圧ＰＭ０ 〔ｋＰａ〕を算出するマップである。また、図４は大気圧ＰＡ〔ｋＰａ〕に対する大気圧係数ＰＡＫまたは仮の大気圧ＰＡＤ〔ｋＰａ〕に対する大気圧係数ＰＡＫＫを算出するテーブルである。なお、この大気圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００１７】
図２において、まず、ステップＳ１０１で、内燃機関１が定常運転状態であるかが判定される。この判定では、スロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥの変動が所定値以下であるときに内燃機関１が定常運転状態であるとされる。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、スロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥの変動が所定値以下と小さく内燃機関１が定常運転状態にあるときにはステップＳ１０２に移行し、吸気圧センサ２２で検出された吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ〕が読込まれる。次にステップＳ１０３に移行して、スロットル開度センサ２３で検出されたスロットル開度ＴＡ〔°〕が読込まれる。次にステップＳ１０４に移行して、クランク角センサ２５からの信号間隔に基づき算出された機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が読込まれる。
【００１８】
次にステップＳ１０５に移行して、図３に示すＲＯＭ４２内に予め記憶されているマップを用い、ステップＳ１０３で読込まれたスロットル開度ＴＡ及びステップＳ１０４で読込まれた機関回転速度ＮＥに対応する基準大気圧ＰＡ０ における基準吸気圧ＰＭ０ が算出される。なお、機関回転速度ＮＥの中間値における基準吸気圧ＰＭ０ については補間演算によって算出される。次にステップＳ１０６に移行して、図４に示すＲＯＭ４２内に予め記憶されているテーブルを用い、現時点においてＢ／ＵＲＡＭ４４内に記憶されている大気圧ＰＡに対する大気圧係数ＰＡＫが算出される。次にステップＳ１０７に移行して、第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ が次式（１）にて算出される。
【００１９】
【数１】
ＤＥＴ１ ←（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ−（ＰＡ０ −ＰＭ０ ） ・・・（１）
【００２０】
次にステップＳ１０８に移行して、ステップＳ１０７で算出された第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ が「０（零）」であるかが判定される。ステップＳ１０８の判定条件が成立せず、即ち、第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ が「０」でないときには大気圧変動があるとしてステップＳ１０９に移行し、現時点における大気圧ＰＡに所定圧力Ｋ（例えば、０．１〔ｋＰａ〕）が加算され仮の大気圧ＰＡＤが算出される。次にステップＳ１１０に移行して、図４に示すＲＯＭ４２内に予め記憶されているテーブルを用い、ステップＳ１０９で算出された仮の大気圧ＰＡＤに対する大気圧係数ＰＡＫＫが算出される。次にステップＳ１１１に移行して、第２の大気圧増減判定値ＤＥＴ２ が次式（２）にて算出される。
【００２１】
【数２】
ＤＥＴ２ ←（ＰＡＤ−ＰＭ）＊ＰＡＫＫ−（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）・・・（２）
【００２２】
次にステップＳ１１２に移行して、ステップＳ１０７で算出された第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ の絶対値からステップＳ１１１で算出された第２の大気圧増減判定値ＤＥＴ２ の絶対値を減算した値が「０」より大きいかが判定される。ステップＳ１１２の判定条件が成立するときには現時点における大気圧ＰＡが未だ小さいとしてステップＳ１１３に移行し、現時点における大気圧ＰＡに所定圧力ＫＫ（例えば、０．０５〔ｋＰａ〕）が加算されることで大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１２の判定条件が成立しないときには現時点における大気圧ＰＡが大きくなり過ぎたとしてステップＳ１１４に移行し、現時点における大気圧ＰＡから所定圧力ＫＫ（例えば、０．０５〔ｋＰａ〕）が減算されることで大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。
【００２３】
一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、スロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥの変動が所定値を越え大きく内燃機関１が加減速運転状態にあるとき、またはステップＳ１０８の判定条件が成立、即ち、第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ が「０」であるときには大気圧変動がないとして現時点における大気圧ＰＡを更新することなく本ルーチンを終了する。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順の第１の変形例を示す図５のフローチャートに基づいて説明する。なお、この大気圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２５】
図５において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８、ステップＳ２１０〜ステップＳ２１２については、上述の実施例におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０８、ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本変形例では、ステップＳ２０９で、現時点における大気圧ＰＡから所定圧力Ｋ（例えば、０．１〔ｋＰａ〕）が減算され仮の大気圧ＰＡＤが算出される。これ以降のステップでは、この仮の大気圧ＰＡＤが用いられる。
【００２６】
そして、ステップＳ２１２の判定条件が成立、即ち、ステップＳ２０７で算出された第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ の絶対値からステップＳ２１１で算出された第２の大気圧増減判定値ＤＥＴ２ の絶対値を減算した値が「０」より大きいときには現時点における大気圧ＰＡが未だ大きいとしてステップＳ２１３に移行し、現時点における大気圧ＰＡから所定圧力ＫＫ（例えば、０．０５〔ｋＰａ〕）が減算されることで大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２１２の判定条件が成立しないときには現時点における大気圧ＰＡが小さくなり過ぎたとしてステップＳ２１４に移行し、現時点における大気圧ＰＡに所定圧力ＫＫ（例えば、０．０５〔ｋＰａ〕）が加算されることで大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順の第２の変形例を示す図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、この大気圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２８】
図６において、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０８、ステップＳ３１０〜ステップＳ３１４については、上述の第１の変形例におけるステップＳ２０１〜ステップＳ２０８、ステップＳ２１０〜ステップＳ２１４に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本変形例では、ステップＳ３０９で、現時点における大気圧ＰＡに所定値Ｋ（例えば、１．０１）が乗算され仮の大気圧ＰＡＤが算出される。これ以降のステップでは、この仮の大気圧ＰＡＤが用いられ、ステップＳ３１３またはステップＳ３１４で大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。
【００２９】
上述の実施例及び変形例のルーチンによる大気圧演算で用いられている基本となる考え方について、図７を参照して説明する。ここで、図７は高度（平地、高地）に対する圧力（大気圧、吸気圧）〔ｋＰａ〕の関係を示す特性図であり、内燃機関１の運転状態として機関回転速度ＮＥが２０００〔ｒｐｍ〕でスロットル開度ＴＡが全開時の平均吸気圧（大気圧にほぼ等しい）と、これに対して機関回転速度ＮＥが２０００〔ｒｐｍ〕でスロットル開度ＴＡが３〔°〕時の平均吸気圧とを示す。
【００３０】
図７では、平地（例えば、１０１．３〔ｋＰａ〕＝７６０〔ｍｍＨｇ〕）における基準大気圧ＰＡ０ に対応する基準吸気圧ＰＭ０ と高地において吸気圧センサ２２にて検出される吸気圧ＰＭとそのときの大気圧ＰＡとの関係が示されている。この特性図によって、高度が変化するに伴い大気圧及び吸気圧がほぼ直線的に変化することが分かる。そして、基準大気圧ＰＡ０ と基準吸気圧ＰＭ０ との圧力差（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）に対して、大気圧ＰＡと吸気圧ＰＭとの圧力差（ＰＡ−ＰＭ）は相似三角形の各底辺に相当している。そこで、大気圧ＰＡに応じた大気圧係数ＰＡＫが予め分かっておれば、平地から高地への高度変化に伴う｛（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ−（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）｝が「０」となるような大気圧ＰＡが求まり、これを現在の大気圧ＰＡとすることができるのである。
【００３１】
次に、本実施例及び変形例における各種センサ信号等の遷移状況について図８のタイムチャートを参照して説明する。
【００３２】
図８では、例えば、降坂時で、スロットル開度ＴＡ〔°〕の変動量は小さく殆ど変動がない状態であり、機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕の変動量は小さいながら徐々に上昇する状態にある。このように、スロットル開度ＴＡ〔°〕がほぼ一定であっても機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が上昇することにより、上述の図３のマップからも分かるように、基準吸気圧ＰＭ０ 〔ｋＰａ〕は徐々に下降し、これに連れて吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ〕も多少変化している。この結果、大気圧ＰＡ〔ｋＰａ〕算出値は、降坂時で高度が下がっていることに合致して徐々に大きくなっている。
【００３３】
このように、本実施例及び変形例の内燃機関の大気圧検出装置は、内燃機関１の吸気通路３に配設されたスロットルバルブ４の下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２２と、スロットルバルブ４の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２３と、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度検出手段としてのクランク角センサ２５と、内燃機関１が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧ＰＡ０ とするときのスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥをパラメータとする吸気圧を基準吸気圧ＰＭ０ として算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される基準吸気圧演算手段と、基準大気圧ＰＡ０ と基準吸気圧ＰＭ０ との圧力差（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）に対して、基準吸気圧ＰＭ０ の算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧ＰＭとこれまでの大気圧ＰＡまたは仮の大気圧ＰＡＤとの圧力差（ＰＡ−ＰＭ），（ＰＡＤ−ＰＭ）にその大気圧ＰＡまたは仮の大気圧ＰＡＤに応じて設定された大気圧係数ＰＡＫ，ＰＡＫＫを乗算した圧力値｛（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ｝，｛（ＰＡＤ−ＰＭ）＊ＰＡＫＫ｝が一致するよう補正された大気圧を現在の大気圧ＰＡとして算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される大気圧演算手段とを具備するものである。また、本実施例及び変形例の内燃機関の大気圧検出装置の内燃機関１を、各気筒毎に独立して吸入空気量を供給する独立吸気エンジンとするものである。
【００３４】
したがって、内燃機関１が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧ＰＡ０ と、この基準大気圧ＰＡ０ におけるスロットル開度センサ２３によるスロットル開度ＴＡ及びクランク角センサ２５による機関回転速度ＮＥによりマップを用いて算出される基準吸気圧ＰＭ０ とによる圧力差（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）に対して、例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧センサ２２による現在の吸気圧ＰＭとこれまでの大気圧ＰＡまたは仮の大気圧ＰＡＤとの圧力差（ＰＡ−ＰＭ），（ＰＡＤ−ＰＭ）にその大気圧ＰＡまたは仮の大気圧ＰＡＤに応じてテーブルを用いて設定された大気圧係数ＰＡＫ，ＰＡＫＫを乗算した圧力値｛（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ｝，｛（ＰＡＤ−ＰＭ）＊ＰＡＫＫ｝が一致するようにされることで現在の大気圧ＰＡが算出される。
【００３５】
つまり、基準大気圧ＰＡ０ においてスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥとからマップにて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と、現在の吸気圧ＰＭとこれまでの大気圧ＰＡ（仮の大気圧ＰＡＤ）に応じてテーブルにて設定される大気圧係数ＰＡＫ（ＰＡＫＫ）が分かれば、上述のように平地における大気圧と吸気圧との圧力差（ＰＡ−ＰＭ），（ＰＡＤ−ＰＭ）に、高地における大気圧ＰＡ（仮の大気圧ＰＡＤ）と吸気圧ＰＭとの圧力差に大気圧係数ＰＡＫ，ＰＡＫＫを乗算した圧力値｛（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ｝，｛（ＰＡＤ−ＰＭ）＊ＰＡＫＫ｝が一致すると現在の大気圧ＰＡと分かるのである。このため、本実施例及び変形例の内燃機関の大気圧検出装置においては、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出することができる。
【００３６】
〈実施例２〉
図９は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。また、図１０は図９で大気圧係数ＰＫをパラメータとして大気圧ＰＡ〔ｋＰａ〕を算出するテーブルである。なお、本実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の内燃機関及びその周辺機器の構成は、上述の第１実施例における図１の概略図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００３７】
図９において、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０５については、上述の第１実施例におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０５に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本実施例では、ステップＳ４０６で、ステップＳ４０５で算出された基準吸気圧ＰＭ０ と現在の吸気圧ＰＭとの圧力比（ＰＭ０ ／ＰＭ）が大気圧係数ＰＫとして算出される。次にステップＳ４０７に移行して、図１０に示すマップによって、ステップＳ４０６で算出された大気圧係数ＰＫに対する大気圧ＰＡが算出され、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ４０１で内燃機関１が定常運転状態でないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３８】
このように、本実施例の内燃機関の大気圧検出装置は、内燃機関１の吸気通路３に配設されたスロットルバルブ４の下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２２と、スロットルバルブ４の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２３と、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度検出手段としてのクランク角センサ２５と、内燃機関１が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧ＰＡ０ とするときのスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥをパラメータとする吸気圧を基準吸気圧ＰＭ０ として算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される基準吸気圧演算手段と、基準吸気圧ＰＭ０ とその算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧ＰＭとの圧力比（ＰＭ０ ／ＰＭ）に基づき現在の大気圧ＰＡを算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される大気圧演算手段とを具備するものである。
【００３９】
したがって、内燃機関１が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧ＰＡ０ と、この基準大気圧ＰＡ０ におけるスロットル開度センサ２３によるスロットル開度ＴＡ及びクランク角センサ２５による機関回転速度ＮＥによりマップを用いて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧センサ２２による現在の吸気圧ＰＭとから算出された圧力比（ＰＭ０ ／ＰＭ）である大気圧係数ＰＫから、テーブルを用いて現在の大気圧ＰＡが算出される。
【００４０】
つまり、基準大気圧ＰＡ０ においてスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥとからマップにて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と、現在の吸気圧ＰＭとによる圧力比（ＰＭ０ ／ＰＭ）である大気圧係数ＰＫが分かれば、テーブルから現在の大気圧ＰＡが算出されるのである。このため、本実施例の内燃機関の大気圧検出装置においては、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出することができる。
【００４１】
〈実施例３〉
図１１は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。なお、本実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の内燃機関及びその周辺機器の構成は、上述の第１実施例における図１の概略図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００４２】
図１１において、ステップＳ５０１〜ステップＳ５０５については、上述の第１実施例におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０５に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本実施例では、ステップＳ５０６で、現在の吸気圧ＰＭとステップＳ５０５で算出された基準吸気圧ＰＭ０ との圧力比（ＰＭ／ＰＭ０ ）に基準大気圧ＰＡ０ が乗算され大気圧ＰＡが算出され、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ５０１で内燃機関１が定常運転状態でないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４３】
このように、本実施例の内燃機関の大気圧検出装置は、内燃機関１の吸気通路３に配設されたスロットルバルブ４の下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２２と、スロットルバルブ４の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２３と、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度検出手段としてのクランク角センサ２５と、内燃機関１が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧ＰＡ０ とするときのスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥをパラメータとする吸気圧を基準吸気圧ＰＭ０ として算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される基準吸気圧演算手段と、基準吸気圧ＰＭ０ とその算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧ＰＭとの圧力比（ＰＭ／ＰＭ０ ）に基準大気圧ＰＡ０ を乗算して現在の大気圧ＰＡを算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される大気圧演算手段とを具備するものである。
【００４４】
したがって、内燃機関１が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧ＰＡ０ と、この基準大気圧ＰＡ０ におけるスロットル開度センサ２３によるスロットル開度ＴＡ及びクランク角センサ２５による機関回転速度ＮＥによりマップを用いて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧センサ２２による現在の吸気圧ＰＭとから算出された圧力比（ＰＭ／ＰＭ０ ）に基準大気圧ＰＡ０ を乗算することで現在の大気圧ＰＡが算出される。
【００４５】
つまり、基準大気圧ＰＡ０ においてスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥとからマップにて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と、現在の吸気圧ＰＭとによる圧力比（ＰＭ／ＰＭ０ ）に基準大気圧ＰＡ０ が乗算されることで現在の大気圧ＰＡが算出されるのである。このため、本実施例の内燃機関の大気圧検出装置においては、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出することができる。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順の変形例を示す図１２のフローチャートに基づいて説明する。なお、この大気圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００４７】
図１２において、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０５については、上述の第３実施例におけるステップＳ５０１〜ステップＳ５０５に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本変形例では、図１３に高度に対する圧力の関係を示すように、内燃機関１の運転状態として機関回転速度ＮＥが２０００〔ｒｐｍ〕でスロットル開度ＴＡが全開時の平均吸気圧（大気圧にほぼ等しい）と、これに対して機関回転速度ＮＥが２０００〔ｒｐｍ〕でスロットル開度ＴＡが３〔°〕時の平均吸気圧とが圧力の低い側の所定圧力Ａで交差する場合に対応している。つまり、所定圧力Ａは例えば、低負荷時で吸気圧が実際の大気圧になるときの圧力相当に設定される。なお、このような所定圧力Ａにおける交差は、一般に、高度が高くなり圧力が低くなるほど起こり易くなる。
【００４８】
上述したような現象に対処するため、ステップＳ６０６で、図１３に示す平均吸気圧の交差する点の所定圧力Ａが考慮され、現在の吸気圧ＰＭから所定圧力Ａが減算された圧力（ＰＭ−Ａ）とステップＳ６０５で算出された基準吸気圧ＰＭ０ から所定圧力Ａが減算された圧力（ＰＭ０ −Ａ）との圧力比｛（ＰＭ−Ａ）／（ＰＭ０ −Ａ）｝に基準大気圧ＰＡ０ から所定圧力Ａが減算された圧力（ＰＡ０ −Ａ）が乗算されて算出された圧力（ＰＡ０ −Ａ）＊｛（ＰＭ−Ａ）／（ＰＭ０ −Ａ）｝に最終的に所定圧力Ａが加算されることで大気圧ＰＡが算出され、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ６０１で内燃機関１が定常運転状態でないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４９】
このため、本変形例の内燃機関の大気圧検出装置においても、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の運転状態に対応する平均吸気圧が所定圧力で交差する場合における内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の第１実施例乃至第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は図２でスロットル開度及び機関回転速度をパラメータとして基準吸気圧を算出するマップである。
【図４】図４は図２で大気圧または仮の大気圧をパラメータとして大気圧係数を算出するテーブルである。
【図５】図５は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順の第１の変形例を示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順の第２の変形例を示すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置による大気圧演算で用いられている高度に対する圧力の関係を示す特性図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算処理に対応する各種センサ信号等の遷移状況を示すタイムチャートである。
【図９】図９は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は図９で大気圧係数をパラメータとして大気圧を算出するテーブルである。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順の変形例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は図１２の大気圧演算で用いられている高度に対する圧力の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関
３ 吸気通路
４ スロットルバルブ
２２ 吸気圧センサ
２３ スロットル開度センサ
２５ クランク角センサ
４０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の周囲環境における大気圧を検出する内燃機関の大気圧検出装置に関し、例えば、大気圧の変動を知ることによって内燃機関に供給する燃料噴射量に反映することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の大気圧検出装置に関連し、大気圧センサを用いることなく吸気圧から大気圧を検出する手法が種々提案されている。例えば、内燃機関の始動時の低回転・高負荷のときの吸気圧を大気圧として近似するもの、また、平地におけるスロットル開度と機関回転速度に対する吸気圧を記憶しておき、現在の吸気圧との差により検出するもの、更に、平地及び高地におけるスロットル開度と機関回転速度に対する吸気圧を記憶しておき、現在の吸気圧との差により検出するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のものでは、大気圧検出の機会が少なく、また、高負荷域では精度を確保できるが低負荷域では誤差が大きく、更に、２つ以上のマップ等を記憶しておくことが必要であり工数がかかるという不具合があった。
【０００４】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出可能な内燃機関の大気圧検出装置の提供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧と、この基準大気圧におけるスロットル開度検出手段によるスロットル開度及び機関回転速度検出手段による機関回転速度により基準吸気圧演算手段で算出される基準吸気圧とによる圧力差に対して、大気圧演算手段によって例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧検出手段による現在の吸気圧とこれまでの大気圧との圧力差にその大気圧に応じて設定された係数を乗算した圧力値が一致するようにされることで現在の大気圧が算出される。このため、本システムでは、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧が随時検出される。
【０００６】
請求項２の内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧と、この基準大気圧におけるスロットル開度検出手段によるスロットル開度及び機関回転速度検出手段による機関回転速度により基準吸気圧演算手段で算出される基準吸気圧と、大気圧演算手段によって例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧検出手段による現在の吸気圧とから算出された圧力比に基づき現在の大気圧が算出される。このため、本システムでは、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧が随時検出される。
【０００７】
請求項３の内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧と、この基準大気圧におけるスロットル開度検出手段によるスロットル開度及び機関回転速度検出手段による機関回転速度により基準吸気圧演算手段で算出される基準吸気圧と、大気圧演算手段によって例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧検出手段による現在の吸気圧とから算出された圧力比に基準大気圧を乗算することで現在の大気圧が算出される。このため、本システムでは、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧が随時検出される。
【０００８】
請求項４の内燃機関の大気圧検出装置によれば、内燃機関が各気筒毎に独立して吸入空気量が供給される独立吸気エンジンであるため、より正確に大気圧が検出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１０】
〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１１】
図１において、内燃機関１は４サイクル４気筒（＃１気筒〜＃４気筒）の火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ４を通過して吸気通路３内でインジェクタ（燃料噴射弁）５から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として吸気ポート６からシリンダ内に供給される。また、内燃機関１のシリンダヘッドには点火プラグ７が配設され、点火タイミング毎に点火コイル／イグナイタ８から高電圧が点火プラグ７に印加され、シリンダ内の混合気に点火される。そして、内燃機関１のシリンダ内で燃焼された排気ガスは排気ポート１１から排気通路１２の下流側に配設された三元触媒１３を通過して大気中に排出される。
【００１２】
エアクリーナ２内には吸気温センサ２１が配設され、吸気温センサ２１によってエアクリーナ２内に流入される吸気温ＴＨＡ〔℃〕が検出される。また、吸気通路３には吸気圧センサ２２が配設され、吸気圧センサ２２によってスロットルバルブ４の下流側の吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ：キロパスカル〕が検出される。そして、スロットルバルブ４にはスロットル開度センサ２３が配設され、スロットル開度センサ２３によってスロットルバルブ４のスロットル開度ＴＡ〔°〕が検出される。また、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が配設され、水温センサ２４によって内燃機関１内の冷却水温ＴＨＷ〔℃〕が検出される。
【００１３】
そして、内燃機関１のクランクシャフト（図示略）にはクランク角センサ２５が配設され、クランク角センサ２５からのクランク角信号によって内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が検出される。更に、内燃機関１のカムシャフト（図示略）にはカム角センサ２６が配設され、カム角センサ２６からのカム角信号によって内燃機関１のカムシャフト回転角θ２ 〔°ＣＡ（Ｃｒａｎｋ Ａｎｇｌｅ：クランク角）〕が検出される。この他、車載バッテリ（図示略）には電源電圧センサ２９が配設され、電源電圧センサ２９によって電源電圧ＶＢ 〔Ｖ：ボルト〕が検出される。
【００１４】
一方、燃料タンク３１内から燃料ポンプ３２で汲上げられた燃料は、燃料配管３３、燃料フィルタ３４、燃料配管３５、デリバリパイプ３６の順に圧送され、各気筒のインジェクタ５に供給される。デリバリパイプ３６内の余剰燃料は、プレッシャレギュレータ３７、リターン配管３８の経路にて燃料タンク３１内に戻される。このプレッシャレギュレータ３７によってデリバリパイプ３６内の燃圧（燃料圧力）と吸気圧との差圧が一定になるようにデリバリパイプ３６内の燃圧が調整される。
【００１５】
内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）４０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ４１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ４２、各種データ等を格納するＲＡＭ４３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ４４等を中心に論理演算回路として構成され、上述の各種センサからの検出信号を入力する入力ポート４５及びインジェクタ５、燃料ポンプ３２等の各種アクチュエータや点火コイル／イグナイタ８に各制御信号を出力する出力ポート４６等に対しバス４７を介して接続されている。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３及び図４を参照して説明する。ここで、図３はスロットル開度ＴＡ〔°〕及び機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕をパラメータとして基準大気圧ＰＡ０ （例えば、１０１．３〔ｋＰａ〕＝７６０〔ｍｍＨｇ〕）における基準吸気圧ＰＭ０ 〔ｋＰａ〕を算出するマップである。また、図４は大気圧ＰＡ〔ｋＰａ〕に対する大気圧係数ＰＡＫまたは仮の大気圧ＰＡＤ〔ｋＰａ〕に対する大気圧係数ＰＡＫＫを算出するテーブルである。なお、この大気圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００１７】
図２において、まず、ステップＳ１０１で、内燃機関１が定常運転状態であるかが判定される。この判定では、スロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥの変動が所定値以下であるときに内燃機関１が定常運転状態であるとされる。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、スロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥの変動が所定値以下と小さく内燃機関１が定常運転状態にあるときにはステップＳ１０２に移行し、吸気圧センサ２２で検出された吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ〕が読込まれる。次にステップＳ１０３に移行して、スロットル開度センサ２３で検出されたスロットル開度ＴＡ〔°〕が読込まれる。次にステップＳ１０４に移行して、クランク角センサ２５からの信号間隔に基づき算出された機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が読込まれる。
【００１８】
次にステップＳ１０５に移行して、図３に示すＲＯＭ４２内に予め記憶されているマップを用い、ステップＳ１０３で読込まれたスロットル開度ＴＡ及びステップＳ１０４で読込まれた機関回転速度ＮＥに対応する基準大気圧ＰＡ０ における基準吸気圧ＰＭ０ が算出される。なお、機関回転速度ＮＥの中間値における基準吸気圧ＰＭ０ については補間演算によって算出される。次にステップＳ１０６に移行して、図４に示すＲＯＭ４２内に予め記憶されているテーブルを用い、現時点においてＢ／ＵＲＡＭ４４内に記憶されている大気圧ＰＡに対する大気圧係数ＰＡＫが算出される。次にステップＳ１０７に移行して、第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ が次式（１）にて算出される。
【００１９】
【数１】
ＤＥＴ１ ←（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ−（ＰＡ０ −ＰＭ０ ） ・・・（１）
【００２０】
次にステップＳ１０８に移行して、ステップＳ１０７で算出された第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ が「０（零）」であるかが判定される。ステップＳ１０８の判定条件が成立せず、即ち、第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ が「０」でないときには大気圧変動があるとしてステップＳ１０９に移行し、現時点における大気圧ＰＡに所定圧力Ｋ（例えば、０．１〔ｋＰａ〕）が加算され仮の大気圧ＰＡＤが算出される。次にステップＳ１１０に移行して、図４に示すＲＯＭ４２内に予め記憶されているテーブルを用い、ステップＳ１０９で算出された仮の大気圧ＰＡＤに対する大気圧係数ＰＡＫＫが算出される。次にステップＳ１１１に移行して、第２の大気圧増減判定値ＤＥＴ２ が次式（２）にて算出される。
【００２１】
【数２】
ＤＥＴ２ ←（ＰＡＤ−ＰＭ）＊ＰＡＫＫ−（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）・・・（２）
【００２２】
次にステップＳ１１２に移行して、ステップＳ１０７で算出された第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ の絶対値からステップＳ１１１で算出された第２の大気圧増減判定値ＤＥＴ２ の絶対値を減算した値が「０」より大きいかが判定される。ステップＳ１１２の判定条件が成立するときには現時点における大気圧ＰＡが未だ小さいとしてステップＳ１１３に移行し、現時点における大気圧ＰＡに所定圧力ＫＫ（例えば、０．０５〔ｋＰａ〕）が加算されることで大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１２の判定条件が成立しないときには現時点における大気圧ＰＡが大きくなり過ぎたとしてステップＳ１１４に移行し、現時点における大気圧ＰＡから所定圧力ＫＫ（例えば、０．０５〔ｋＰａ〕）が減算されることで大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。
【００２３】
一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、スロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥの変動が所定値を越え大きく内燃機関１が加減速運転状態にあるとき、またはステップＳ１０８の判定条件が成立、即ち、第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ が「０」であるときには大気圧変動がないとして現時点における大気圧ＰＡを更新することなく本ルーチンを終了する。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順の第１の変形例を示す図５のフローチャートに基づいて説明する。なお、この大気圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２５】
図５において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８、ステップＳ２１０〜ステップＳ２１２については、上述の実施例におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０８、ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本変形例では、ステップＳ２０９で、現時点における大気圧ＰＡから所定圧力Ｋ（例えば、０．１〔ｋＰａ〕）が減算され仮の大気圧ＰＡＤが算出される。これ以降のステップでは、この仮の大気圧ＰＡＤが用いられる。
【００２６】
そして、ステップＳ２１２の判定条件が成立、即ち、ステップＳ２０７で算出された第１の大気圧増減判定値ＤＥＴ１ の絶対値からステップＳ２１１で算出された第２の大気圧増減判定値ＤＥＴ２ の絶対値を減算した値が「０」より大きいときには現時点における大気圧ＰＡが未だ大きいとしてステップＳ２１３に移行し、現時点における大気圧ＰＡから所定圧力ＫＫ（例えば、０．０５〔ｋＰａ〕）が減算されることで大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２１２の判定条件が成立しないときには現時点における大気圧ＰＡが小さくなり過ぎたとしてステップＳ２１４に移行し、現時点における大気圧ＰＡに所定圧力ＫＫ（例えば、０．０５〔ｋＰａ〕）が加算されることで大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順の第２の変形例を示す図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、この大気圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２８】
図６において、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０８、ステップＳ３１０〜ステップＳ３１４については、上述の第１の変形例におけるステップＳ２０１〜ステップＳ２０８、ステップＳ２１０〜ステップＳ２１４に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本変形例では、ステップＳ３０９で、現時点における大気圧ＰＡに所定値Ｋ（例えば、１．０１）が乗算され仮の大気圧ＰＡＤが算出される。これ以降のステップでは、この仮の大気圧ＰＡＤが用いられ、ステップＳ３１３またはステップＳ３１４で大気圧ＰＡが更新され、本ルーチンを終了する。
【００２９】
上述の実施例及び変形例のルーチンによる大気圧演算で用いられている基本となる考え方について、図７を参照して説明する。ここで、図７は高度（平地、高地）に対する圧力（大気圧、吸気圧）〔ｋＰａ〕の関係を示す特性図であり、内燃機関１の運転状態として機関回転速度ＮＥが２０００〔ｒｐｍ〕でスロットル開度ＴＡが全開時の平均吸気圧（大気圧にほぼ等しい）と、これに対して機関回転速度ＮＥが２０００〔ｒｐｍ〕でスロットル開度ＴＡが３〔°〕時の平均吸気圧とを示す。
【００３０】
図７では、平地（例えば、１０１．３〔ｋＰａ〕＝７６０〔ｍｍＨｇ〕）における基準大気圧ＰＡ０ に対応する基準吸気圧ＰＭ０ と高地において吸気圧センサ２２にて検出される吸気圧ＰＭとそのときの大気圧ＰＡとの関係が示されている。この特性図によって、高度が変化するに伴い大気圧及び吸気圧がほぼ直線的に変化することが分かる。そして、基準大気圧ＰＡ０ と基準吸気圧ＰＭ０ との圧力差（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）に対して、大気圧ＰＡと吸気圧ＰＭとの圧力差（ＰＡ−ＰＭ）は相似三角形の各底辺に相当している。そこで、大気圧ＰＡに応じた大気圧係数ＰＡＫが予め分かっておれば、平地から高地への高度変化に伴う｛（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ−（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）｝が「０」となるような大気圧ＰＡが求まり、これを現在の大気圧ＰＡとすることができるのである。
【００３１】
次に、本実施例及び変形例における各種センサ信号等の遷移状況について図８のタイムチャートを参照して説明する。
【００３２】
図８では、例えば、降坂時で、スロットル開度ＴＡ〔°〕の変動量は小さく殆ど変動がない状態であり、機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕の変動量は小さいながら徐々に上昇する状態にある。このように、スロットル開度ＴＡ〔°〕がほぼ一定であっても機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が上昇することにより、上述の図３のマップからも分かるように、基準吸気圧ＰＭ０ 〔ｋＰａ〕は徐々に下降し、これに連れて吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ〕も多少変化している。この結果、大気圧ＰＡ〔ｋＰａ〕算出値は、降坂時で高度が下がっていることに合致して徐々に大きくなっている。
【００３３】
このように、本実施例及び変形例の内燃機関の大気圧検出装置は、内燃機関１の吸気通路３に配設されたスロットルバルブ４の下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２２と、スロットルバルブ４の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２３と、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度検出手段としてのクランク角センサ２５と、内燃機関１が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧ＰＡ０ とするときのスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥをパラメータとする吸気圧を基準吸気圧ＰＭ０ として算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される基準吸気圧演算手段と、基準大気圧ＰＡ０ と基準吸気圧ＰＭ０ との圧力差（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）に対して、基準吸気圧ＰＭ０ の算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧ＰＭとこれまでの大気圧ＰＡまたは仮の大気圧ＰＡＤとの圧力差（ＰＡ−ＰＭ），（ＰＡＤ−ＰＭ）にその大気圧ＰＡまたは仮の大気圧ＰＡＤに応じて設定された大気圧係数ＰＡＫ，ＰＡＫＫを乗算した圧力値｛（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ｝，｛（ＰＡＤ−ＰＭ）＊ＰＡＫＫ｝が一致するよう補正された大気圧を現在の大気圧ＰＡとして算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される大気圧演算手段とを具備するものである。また、本実施例及び変形例の内燃機関の大気圧検出装置の内燃機関１を、各気筒毎に独立して吸入空気量を供給する独立吸気エンジンとするものである。
【００３４】
したがって、内燃機関１が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧ＰＡ０ と、この基準大気圧ＰＡ０ におけるスロットル開度センサ２３によるスロットル開度ＴＡ及びクランク角センサ２５による機関回転速度ＮＥによりマップを用いて算出される基準吸気圧ＰＭ０ とによる圧力差（ＰＡ０ −ＰＭ０ ）に対して、例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧センサ２２による現在の吸気圧ＰＭとこれまでの大気圧ＰＡまたは仮の大気圧ＰＡＤとの圧力差（ＰＡ−ＰＭ），（ＰＡＤ−ＰＭ）にその大気圧ＰＡまたは仮の大気圧ＰＡＤに応じてテーブルを用いて設定された大気圧係数ＰＡＫ，ＰＡＫＫを乗算した圧力値｛（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ｝，｛（ＰＡＤ−ＰＭ）＊ＰＡＫＫ｝が一致するようにされることで現在の大気圧ＰＡが算出される。
【００３５】
つまり、基準大気圧ＰＡ０ においてスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥとからマップにて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と、現在の吸気圧ＰＭとこれまでの大気圧ＰＡ（仮の大気圧ＰＡＤ）に応じてテーブルにて設定される大気圧係数ＰＡＫ（ＰＡＫＫ）が分かれば、上述のように平地における大気圧と吸気圧との圧力差（ＰＡ−ＰＭ），（ＰＡＤ−ＰＭ）に、高地における大気圧ＰＡ（仮の大気圧ＰＡＤ）と吸気圧ＰＭとの圧力差に大気圧係数ＰＡＫ，ＰＡＫＫを乗算した圧力値｛（ＰＡ−ＰＭ）＊ＰＡＫ｝，｛（ＰＡＤ−ＰＭ）＊ＰＡＫＫ｝が一致すると現在の大気圧ＰＡと分かるのである。このため、本実施例及び変形例の内燃機関の大気圧検出装置においては、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出することができる。
【００３６】
〈実施例２〉
図９は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。また、図１０は図９で大気圧係数ＰＫをパラメータとして大気圧ＰＡ〔ｋＰａ〕を算出するテーブルである。なお、本実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の内燃機関及びその周辺機器の構成は、上述の第１実施例における図１の概略図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００３７】
図９において、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０５については、上述の第１実施例におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０５に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本実施例では、ステップＳ４０６で、ステップＳ４０５で算出された基準吸気圧ＰＭ０ と現在の吸気圧ＰＭとの圧力比（ＰＭ０ ／ＰＭ）が大気圧係数ＰＫとして算出される。次にステップＳ４０７に移行して、図１０に示すマップによって、ステップＳ４０６で算出された大気圧係数ＰＫに対する大気圧ＰＡが算出され、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ４０１で内燃機関１が定常運転状態でないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３８】
このように、本実施例の内燃機関の大気圧検出装置は、内燃機関１の吸気通路３に配設されたスロットルバルブ４の下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２２と、スロットルバルブ４の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２３と、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度検出手段としてのクランク角センサ２５と、内燃機関１が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧ＰＡ０ とするときのスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥをパラメータとする吸気圧を基準吸気圧ＰＭ０ として算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される基準吸気圧演算手段と、基準吸気圧ＰＭ０ とその算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧ＰＭとの圧力比（ＰＭ０ ／ＰＭ）に基づき現在の大気圧ＰＡを算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される大気圧演算手段とを具備するものである。
【００３９】
したがって、内燃機関１が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧ＰＡ０ と、この基準大気圧ＰＡ０ におけるスロットル開度センサ２３によるスロットル開度ＴＡ及びクランク角センサ２５による機関回転速度ＮＥによりマップを用いて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧センサ２２による現在の吸気圧ＰＭとから算出された圧力比（ＰＭ０ ／ＰＭ）である大気圧係数ＰＫから、テーブルを用いて現在の大気圧ＰＡが算出される。
【００４０】
つまり、基準大気圧ＰＡ０ においてスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥとからマップにて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と、現在の吸気圧ＰＭとによる圧力比（ＰＭ０ ／ＰＭ）である大気圧係数ＰＫが分かれば、テーブルから現在の大気圧ＰＡが算出されるのである。このため、本実施例の内燃機関の大気圧検出装置においては、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出することができる。
【００４１】
〈実施例３〉
図１１は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。なお、本実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の内燃機関及びその周辺機器の構成は、上述の第１実施例における図１の概略図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００４２】
図１１において、ステップＳ５０１〜ステップＳ５０５については、上述の第１実施例におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０５に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本実施例では、ステップＳ５０６で、現在の吸気圧ＰＭとステップＳ５０５で算出された基準吸気圧ＰＭ０ との圧力比（ＰＭ／ＰＭ０ ）に基準大気圧ＰＡ０ が乗算され大気圧ＰＡが算出され、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ５０１で内燃機関１が定常運転状態でないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４３】
このように、本実施例の内燃機関の大気圧検出装置は、内燃機関１の吸気通路３に配設されたスロットルバルブ４の下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ２２と、スロットルバルブ４の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ２３と、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度検出手段としてのクランク角センサ２５と、内燃機関１が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧ＰＡ０ とするときのスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥをパラメータとする吸気圧を基準吸気圧ＰＭ０ として算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される基準吸気圧演算手段と、基準吸気圧ＰＭ０ とその算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧ＰＭとの圧力比（ＰＭ／ＰＭ０ ）に基準大気圧ＰＡ０ を乗算して現在の大気圧ＰＡを算出するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される大気圧演算手段とを具備するものである。
【００４４】
したがって、内燃機関１が定常運転状態であるときの例えば、平地における基準大気圧ＰＡ０ と、この基準大気圧ＰＡ０ におけるスロットル開度センサ２３によるスロットル開度ＴＡ及びクランク角センサ２５による機関回転速度ＮＥによりマップを用いて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と例えば、高地で同じ運転状態における吸気圧センサ２２による現在の吸気圧ＰＭとから算出された圧力比（ＰＭ／ＰＭ０ ）に基準大気圧ＰＡ０ を乗算することで現在の大気圧ＰＡが算出される。
【００４５】
つまり、基準大気圧ＰＡ０ においてスロットル開度ＴＡ及び機関回転速度ＮＥとからマップにて算出される基準吸気圧ＰＭ０ と、現在の吸気圧ＰＭとによる圧力比（ＰＭ／ＰＭ０ ）に基準大気圧ＰＡ０ が乗算されることで現在の大気圧ＰＡが算出されるのである。このため、本実施例の内燃機関の大気圧検出装置においては、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出することができる。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１による内燃機関１の周囲環境における大気圧演算の処理手順の変形例を示す図１２のフローチャートに基づいて説明する。なお、この大気圧演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００４７】
図１２において、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０５については、上述の第３実施例におけるステップＳ５０１〜ステップＳ５０５に対応しているため、その詳細な説明を省略する。本変形例では、図１３に高度に対する圧力の関係を示すように、内燃機関１の運転状態として機関回転速度ＮＥが２０００〔ｒｐｍ〕でスロットル開度ＴＡが全開時の平均吸気圧（大気圧にほぼ等しい）と、これに対して機関回転速度ＮＥが２０００〔ｒｐｍ〕でスロットル開度ＴＡが３〔°〕時の平均吸気圧とが圧力の低い側の所定圧力Ａで交差する場合に対応している。つまり、所定圧力Ａは例えば、低負荷時で吸気圧が実際の大気圧になるときの圧力相当に設定される。なお、このような所定圧力Ａにおける交差は、一般に、高度が高くなり圧力が低くなるほど起こり易くなる。
【００４８】
上述したような現象に対処するため、ステップＳ６０６で、図１３に示す平均吸気圧の交差する点の所定圧力Ａが考慮され、現在の吸気圧ＰＭから所定圧力Ａが減算された圧力（ＰＭ−Ａ）とステップＳ６０５で算出された基準吸気圧ＰＭ０ から所定圧力Ａが減算された圧力（ＰＭ０ −Ａ）との圧力比｛（ＰＭ−Ａ）／（ＰＭ０ −Ａ）｝に基準大気圧ＰＡ０ から所定圧力Ａが減算された圧力（ＰＡ０ −Ａ）が乗算されて算出された圧力（ＰＡ０ −Ａ）＊｛（ＰＭ−Ａ）／（ＰＭ０ −Ａ）｝に最終的に所定圧力Ａが加算されることで大気圧ＰＡが算出され、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ６０１で内燃機関１が定常運転状態でないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４９】
このため、本変形例の内燃機関の大気圧検出装置においても、大気圧センサを用いることなく、内燃機関の運転状態に対応する平均吸気圧が所定圧力で交差する場合における内燃機関の周囲環境における大気圧を随時検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の第１実施例乃至第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置が適用された二輪車における独立吸気の内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は図２でスロットル開度及び機関回転速度をパラメータとして基準吸気圧を算出するマップである。
【図４】図４は図２で大気圧または仮の大気圧をパラメータとして大気圧係数を算出するテーブルである。
【図５】図５は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順の第１の変形例を示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順の第２の変形例を示すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置による大気圧演算で用いられている高度に対する圧力の関係を示す特性図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算処理に対応する各種センサ信号等の遷移状況を示すタイムチャートである。
【図９】図９は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は図９で大気圧係数をパラメータとして大気圧を算出するテーブルである。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関の大気圧検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける大気圧演算の処理手順の変形例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は図１２の大気圧演算で用いられている高度に対する圧力の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関
３ 吸気通路
４ スロットルバルブ
２２ 吸気圧センサ
２３ スロットル開度センサ
２５ クランク角センサ
４０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
Claims (4)
- 内燃機関の吸気通路に配設されたスロットルバルブの下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
前記スロットルバルブの開度であるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記内燃機関の機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記内燃機関が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧とするときの前記スロットル開度及び前記機関回転速度をパラメータとする吸気圧を基準吸気圧として算出する基準吸気圧演算手段と、
前記基準大気圧と前記基準吸気圧との圧力差に対して、前記基準吸気圧の算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧とこれまでの大気圧との圧力差にその大気圧に応じて設定された係数を乗算した圧力値が一致するよう補正された大気圧を現在の大気圧として算出する大気圧演算手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の大気圧検出装置。 - 内燃機関の吸気通路に配設されたスロットルバルブの下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
前記スロットルバルブの開度であるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記内燃機関の機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記内燃機関が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧とするときの前記スロットル開度及び前記機関回転速度をパラメータとする吸気圧を基準吸気圧として算出する基準吸気圧演算手段と、
前記基準吸気圧とその算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧との圧力比に基づき現在の大気圧を算出する大気圧演算手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の大気圧検出装置。 - 内燃機関の吸気通路に配設されたスロットルバルブの下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
前記スロットルバルブの開度であるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記内燃機関の機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記内燃機関が定常運転状態で所定大気圧を基準大気圧とするときの前記スロットル開度及び前記機関回転速度をパラメータとする吸気圧を基準吸気圧として算出する基準吸気圧演算手段と、
前記基準吸気圧とその算出時と同じ運転状態における現在の吸気圧との圧力比に前記基準大気圧を乗算して現在の大気圧を算出する大気圧演算手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の大気圧検出装置。 - 前記内燃機関は、各気筒毎に独立して吸入空気量を供給する独立吸気エンジンであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の内燃機関の大気圧検出装置。
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| JP2002170575A JP4052025B2 (ja) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | 内燃機関の大気圧検出装置 |
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| JP2002170575A JP4052025B2 (ja) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | 内燃機関の大気圧検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008019742A (ja) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Yamaha Motor Co Ltd | 大気圧推定装置、車両および大気圧推定プログラム |
-
2002
- 2002-06-11 JP JP2002170575A patent/JP4052025B2/ja not_active Expired - Fee Related
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