JP2004100533A - 内燃機関の吸入空気量算出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすると共に、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出し、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出するようにした内燃機関の吸入空気量算出装置を提供する。
【解決手段】エアフローメータの検出値（Ｇａｉｒ）に基づいて算出される第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ（Ｓ１０）と絶対圧センサの検出値（ＰＢＡ）に基づいて算出される第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢ（Ｓ１２）の偏差ＤＧＡＩＲを算出する（Ｓ１４）と共に、前記偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出し（Ｓ１６，１８）、それらの差分ＤＤＧＡＩＲが所定値ＤＧＡＩＬ１より大きいとき（補正モードＡＦＭＭＯＤＥが１のとき）にエンジンに２次空気が供給されていると判定して前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する（Ｓ２４，２６）。
【選択図】 図２
【解決手段】エアフローメータの検出値（Ｇａｉｒ）に基づいて算出される第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ（Ｓ１０）と絶対圧センサの検出値（ＰＢＡ）に基づいて算出される第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢ（Ｓ１２）の偏差ＤＧＡＩＲを算出する（Ｓ１４）と共に、前記偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出し（Ｓ１６，１８）、それらの差分ＤＤＧＡＩＲが所定値ＤＧＡＩＬ１より大きいとき（補正モードＡＦＭＭＯＤＥが１のとき）にエンジンに２次空気が供給されていると判定して前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する（Ｓ２４，２６）。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の吸入空気量算出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スロットルバルブを通過する吸入空気量をエアフローメータで検出し、検出した吸入空気量に応じて燃料噴射量を決定するようにしている。
【０００３】
しかしながら、エアフローメータより下流（内燃機関側）の吸気管に、例えばブレーキブースタ（真空倍力装置）によって２次空気が供給されると、エアフローメータで検出した吸入空気量、即ち、スロットルバブルを通過する吸入空気量より多い空気量が内燃機関に供給される。このため、混合気がリーンとなって、特にアイドル運転時の場合、機関回転数が低下するという不具合があった。
【０００４】
そこで、例えば、ブレーキブースタの動作に応じた信号を出力するブレーキスイッチを設け、ブレーキが解除されたことが検出されたとき、即ち、ブレーキブースタから２次空気が供給されることが検出されたとき、機関回転数が低下しないように補正制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平３−４８３４０号公報（第３頁から第４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、ブレーキブースタからの２次空気の供給の有無は検出できるが、内燃機関に供給される吸入空気量の増加量までは検出することができないため、補正制御を精度良く行なうことができなかった。また、ブレーキスイッチが故障した場合には、補正制御を行なうことができないという不都合があった。
【０００７】
尚、上記の不具合はブレーキブースタから供給される２次空気に限られるものではなく、例えばＥＧＲ装置（排気還流装置）、パージ機構、ＰＣＶ装置（ブローバイガス還流装置）などからエアフローメータ下流の吸気管に供給される２次空気においても、同様に妥当する。
【０００８】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすると共に、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出し、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出するようにした内燃機関の吸入空気量算出装置を提供することにある。
【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、請求項１項においては、吸気管を介して内燃機関に供給される吸入空気量を算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、前記吸気管に配置されたスロットルバルブを通過する吸入空気量を検出するエアフローメータ、前記吸気管の吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力センサ、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段、および前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記検出された吸入空気量を補正する補正手段、を備えるように構成した。
【００１０】
スロットルバルブを通過する吸入空気量をエアフローメータで検出すると共に、前記吸気管の吸気管内圧力を吸気管内圧力センサで検出し、それらに基づいてエアフローメータで検出された吸入空気量（スロットルバルブを通過する吸入空気量）以外の吸入空気、即ち２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定すると共に、前記２次空気が内燃機関に供給されていると判定されたときに前記エアフローメータで検出された吸入空気量を補正するように構成したので、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出することができ、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出することができる。また、エアフローメータと吸気管内圧力センサの検出値に基づいて内燃機関に供給される吸入空気量を算出することから、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすることができる。
【００１１】
また、請求項２項にあっては、前記補正手段は、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成した。
【００１２】
検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいてエアフローメータで検出された吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより精度良く、かつ迅速に算出することができる。
【００１３】
また、請求項３項にあっては、前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定するように構成した。
【００１４】
内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響が顕著に表れる過渡運転状態以外の運転状態において、２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、空燃比や機関回転数の変動を効果的に抑制することができる。尚、吸入空気量の変動が大きい過渡運転状態においては、２次空気が内燃機関に供給されているか否か誤判定し易いと共に、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響も顕著に表れないことから、判定および補正は行なわないようにした。
【００１５】
請求項４項にあっては、吸気管を介して内燃機関に供給される吸入空気量を算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、前記吸気管に配置されたスロットルバルブを通過する吸入空気量を検出するエアフローメータ、前記検出された吸入空気量に基づいて前記内燃機関に供給される第１の吸入空気量を算出する第１の吸入空気量算出手段、前記吸気管の吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力センサ、検出された吸気管内圧力に基づいて前記内燃機関に供給される第２の吸入空気量を算出する第２の吸入空気量算出手段、前記算出された第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差を算出する偏差算出手段、前記算出された偏差に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段、および前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量を補正する補正手段、を備えるように構成した。
【００１６】
エアフローメータの検出値に基づいて算出される第１の吸入空気量（スロットルバルブを通過する吸入空気量）と吸気管内圧力センサの検出値に基づいて算出される第２の吸入空気量の偏差を算出すると共に、算出した偏差に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気、即ち２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定し、２次空気が内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量を補正するように構成したので、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出することができ、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出することができる。また、エアフローメータと吸気管内圧力センサの検出値に基づいて内燃機関に供給される吸入空気量を算出することから、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすることができる。
【００１７】
また、請求項５項にあっては、前記補正手段は、前記偏差に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成した。
【００１８】
第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより精度良く算出することができる。
【００１９】
また、請求項６項にあっては、さらに、前記偏差の平均値を算出する平均値算出手段、および前記偏差と前記算出された平均値の差分を算出する差分算出手段、を備えると共に、前記判定手段は、前記算出された差分に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定することように構成した。
【００２０】
第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差とその平均値の差分に基づいて２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、２次空気の供給の有無をより精度良く判定することができる。
【００２１】
また、請求項７項にあっては、前記平均値算出手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記平均値を算出するように構成した。
【００２２】
内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、吸入空気量が大きく変動する過渡運転状態以外の運転状態において平均値を算出するように構成したので、２次空気の有無の判定に用いる平均値を適正に算出することができ、よって２次空気の供給の有無をより一層精度良く判定することができる。
【００２３】
また、請求項８項にあっては、前記補正手段は、前記差分に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成した。
【００２４】
第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差とその平均値の差分に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより一層精度良く算出することができる。
【００２５】
また、請求項９項にあっては、前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定するように構成した。
【００２６】
内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響が顕著に表れる過渡運転状態以外の運転状態において、２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、空燃比や機関回転数の変動を効果的に抑制することができる。尚、吸入空気量の変動が大きい過渡運転状態においては、２次空気が内燃機関に供給されているか否か誤判定し易いと共に、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響も顕著に表れないことから、判定および補正は行なわないようにした。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置を説明する。
【００２８】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置の全体構成を示す概略図である。
【００２９】
同図において符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、例えば直列４気筒のＤＯＨＣエンジンからなる。
【００３０】
エンジン１０の吸気管１２にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、スロットルワイヤ１６を介して車両（エンジン１０が搭載される車両。図示せず）の運転席フロアに設けられたアクセルペダル１８に機械的に接続され、アクセルペダル１８の踏み量に応じて開閉してエンジン１０の吸入空気量を調量する。スロットルバルブ１４の付近にはスロットルバルブ開度センサ２０が設けられ、スロットルバルブ１４の開度（以下「スロットル開度」という）θＴＨに応じた信号を出力する。
【００３１】
スロットルバルブ１４の下流のインテークマニホルド（図示せず）の直後の吸気ポート付近には、気筒（図示せず）ごとにインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられる。インジェクタ２４は燃料タンク２６に燃料供給管２８および燃料ポンプ３０を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて吸気ポートに噴射する。
【００３２】
燃料タンク２６は、チャージ通路３２を介してキャニスタ３４に接続される。キャニスタ３４は、蒸発燃料を吸着する活性炭を内蔵すると共に、大気に連通する大気連通管３６（一部のみ示す）を備える。また、キャニスタ３４は、パージ通路３８を介して吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側に接続され、キャニスタ３４に吸着された蒸発燃料は、パージ通路３８の途中に設けられたパージ制御バルブ４０を介して吸気管１２にパージされる。
【００３３】
吸気管１２には、スロットルバルブ１４の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路（２次空気通路）４４が接続される。バイパス通路４４の途中にはバイパス空気量を調整するバイパス制御バルブ（ＥＡＣＶ）４６が設けられる。
【００３４】
バイパス制御バルブ４６は常閉型であり、バイパス通路４６の開度（開口面積）を連続的に変化させるバルブと、バルブを閉塞方向に付勢するスプリングと、通電時にバルブをスプリングの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド（いずれも図示せず）を備える。
【００３５】
また、運転席フロアにおいてアクセルペダル１８と隣接する位置にはブレーキペダル５０が設けられる。ブレーキペダル５０は、その踏み力を増大するブレーキブースタ（真空倍力装置）５２と機械的に接続される。
【００３６】
ブレーキブースタ５２は、図示しない２つの室と、大気に開口される大気導入管５４（一部のみ示す）と、吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側に接続される負圧導入管５６と、前記２つの室に大気圧および負圧（吸気管１２の吸気圧）のいずれかを導入させる制御バルブ（図示せず）を備える。
【００３７】
前記２つの室は、ブレーキペダル５０が操作されていない（踏み込まれていない）ときは負圧導入管５６から負圧が導入される。他方、運転者によってブレーキペダル５０が踏み込まれると、大気導入管５４を介して一方の室に大気が導入され、よって生じる２つの室の圧力差により、ブレーキペダル５０の踏み力がアシストされる。ブレーキペダル５０の踏み込みが解除されると、一方の室に導入された大気は負圧導入管５６を介して吸気管１２に流入される。
【００３８】
エンジン１０はエキゾーストマニホルド（図示せず）を介して排気管６０に接続され、混合気の燃焼によって生じた排出ガスを排気管６０の途中に設けられた触媒装置（三元触媒装置）６２で浄化しつつ外部に排出する。
【００３９】
エンジン１０は、ＥＧＲ装置（排気還流装置）を備える。ＥＧＲ装置は、排気管６０の触媒装置６２の上流側と吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側を接続するＥＧＲ管６４と、ＥＧＲ管６４の途中に設けられるＥＧＲ制御バルブ６６とからなり、排出ガス中の未燃成分は、ＥＧＲ制御バルブ６６が開弁されると、ＥＧＲ管６４を介して吸気管１２に還流される。
【００４０】
また、エンジン１０は、ＰＣＶ装置（ブローバイガス還流装置）を備える。ＰＣＶ装置は、エンジン１０のクランクケース（図示せず）と吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側を接続するＰＣＶ管７０と、ＰＣＶ管７０の途中に設けられるＰＣＶ制御バルブ７２とからなり、気筒内からクランクケースに漏洩したブローバイガスは、ＰＣＶ制御バルブ７２が開弁されると、ＰＣＶ管７０を介して吸気管１２に還流される。尚、ＰＣＶ制御バルブ７２は、吸気管１２の負圧によって機械的に開閉される。
【００４１】
このように、この実施の形態にあっては、吸気管１２のスロットバルブ１４の下流側に、パージ通路３８、バイパス通路４４、負圧導入管５６、ＥＧＲ管６４およびＰＣＶ管７０が接続される。このうち、パージ通路３８、負圧導入管５６、ＥＧＲ管６４およびＰＣＶ管７０を通じて吸気管１２に流入されてエンジン１０に供給される空気（燃焼ガスや蒸発燃料を含む）を、２次空気と総称する。
【００４２】
図１の説明を続けると、吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側には熱線式のエアフローメータ７６が設けられ、スロットルバルブ１４およびバイバス通路４４を通過してエンジン１０に供給される吸入空気量Ｇａｉｒを示す信号を出力する。
【００４３】
他方、吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側、より具体的には、前記したパージ通路３８、バイパス通路４４、負圧導入管５６、ＥＧＲ管６４およびＰＣＶ管７０の接続位置より下流側には絶対圧センサ７８および吸気温センサ８０が装着され、それぞれ吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡおよび吸気温ＴＡを示す電気信号を出力する。また、エシジン１０のシリンダブロックの冷却水通路（図示せず）には水温センサ８２が取り付けられ、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００４４】
エンジン１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の付近には気筒判別センサ８４が取り付けられて特定気筒（例えば第１気筒）の所定クランク角度位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力すると共に、ＴＤＣセンサ８６およびクランク角センサ８８が取り付けられ、各気筒のピストンのＴＤＣ位置に関連した所定のクランク角度位置でＴＤＣ信号と、ＴＤＣ信号よりも周期の短いクランク角度（例えば３０度）でＣＲＫ信号を出力する。
【００４５】
また、排気管６０の触媒装置６２の上流位置には広域空燃比（ＬＡＦ）センサ９０が設けられ、リーンからリッチにわたる範囲において排出ガス中の酸素濃度に比例する出力を生じる。
【００４６】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ９２が配置され、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力を生じる。また、車両の適宜位置には大気圧センサ９４が設けられ、車両が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００４７】
上記した各種センサの出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）９８に送られる。
【００４８】
ＥＣＵ９８はマイクロコンピュータからなり、制御演算を行なうＣＰＵ９８ａと、制御演算プログラムと各種のデータ（テーブルなど）を格納するＲＯＭ９８ｂと、ＣＰＵ９８ａの制御演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ９８ｃと、入力回路９８ｄと、出力回路９８ｅと、カウンタ（図示せず）を備える。
【００４９】
上記した各種センサ出力は、ＥＣＵ９８の入力回路９８ｄに入力される。入力回路９８ｄは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正すると共に、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ９８ａはクランク角センサ８８が出力するＣＲＫ信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、車速センサ９２が出力する信号をカウンタでカウントして車速の走行速度を示す車速ＶＰを検出する。
【００５０】
ＣＰＵ９８ａは入力された各種センサ出力とＲＯＭ９８ｂに格納されたプログラムに従って制御演算を実行し、出力回路９８ｅ（および図示しない駆動回路）を介して前記したインジェクタ２４や各制御バルブ４０，４６，６６、点火装置（図示せず）などに駆動信号を出力する。
【００５１】
続いて、この実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置の動作を説明する。
【００５２】
図２は、この実施の形態に係る装置の動作、より具体的には、ＥＣＵ９８による、吸入空気量の算出動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、例えば所定のクランク角ごとに実行される。
【００５３】
以下説明すると、先ず、Ｓ１０において、エアフローメータ７６が検出した吸入空気量Ｇａｉｒに基づいてエンジン１０の気筒に供給される吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを算出する。具体的には、図示しないリングバッファに格納された吸入空気量Ｇａｉｒの時系列データ（最新値（今回値）から所定回前まで格納値）の平均値に、吸気温ＴＡおよび大気圧ＰＡに応じて設定される補正係数を乗じた値、即ち、空気密度に応じた補正を行なった値を吸入空気量ＧＡＩＲＴＨとする。
以下、このＧＡＩＲＴＨを「第１の吸入空気量」と呼ぶ。
【００５４】
次いでＳ１２に進み、絶対圧センサ７８が検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいてエンジン１０の気筒に供給される吸入空気量ＧＡＩＲＰＢを算出する。具体的には、図示しないリングバッファに格納された吸気管内絶対圧ＰＢＡの時系列データ（最新値（今回値）から所定回前まで格納値）の平均値と吸気温ＴＡを用い、気体の状態方程式に従って吸入空気量ＧＡＩＲＰＢを算出する。以下、このＧＡＩＲＰＢを「第２の吸入空気量」と呼ぶ。
【００５５】
次いでＳ１４に進み、第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢから第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを減算して得た値を偏差ＤＧＡＩＲとする。
【００５６】
ここで、前記したように、エアフローメータ７６はスロットルバルブ１４の上流側に配置されるのに対し、２次空気を供給する各通路（あるいは管）はスロットルバルブ１４の下流側に配置されるため、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨには２次空気量は含まれていない。
【００５７】
他方、絶対圧センサ７８は２次空気を供給する各通路（あるいは管）よりさらに下流側に配置されるため、第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢには２次空気量が含まれることから、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの間には２次空気量に応じた偏差が生じる。即ち、Ｓ１４では、その偏差ＤＧＡＩＲを算出する。
【００５８】
次いでＳ１６に進み、フラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットが１にセットされているか否か判断する。フラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥは、前記した偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出するか否かを示すフラグであり、そのビット（初期値０）が１にセットされているとき、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出が許可されていることを示す。尚、このフラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットのセット動作については、後に詳説する。
【００５９】
Ｓ１６で肯定されるとき、即ち、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出が許可されているときは、次いでＳ１８に進む。Ｓ１８では、下記の式（１）に従って偏差ＤＧＡＩＲの加重平均値を算出し、算出した加重平均値を平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥとする（更新する）。
ＤＧＡＩＲＡＶＥ（ｎ）＝Ｃ×ＤＧＡＩＲ＋（１−Ｃ）×ＤＧＡＩＲＡＶＥ（ｎ−１）・・・式（１）
【００６０】
上記の式（１）において、ＤＧＡＩＲＡＶＥ（ｎ）は平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの今回値（離散系における今回サンプル値）、ＤＧＡＩＲＡＶＥ（ｎ−１）はその前回値（前回サンプル値）である。また、Ｃは重み係数であり、吸気管内絶対圧ＰＢＡの今回値と前回値の差分、即ち、吸気管内絶対圧ＰＢＡが増加方向にあるか減少方向にあるかに応じて異なる値が使用される。尚、Ｓ１６で否定されるとき、即ち、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出が許可されていないときは、Ｓ１８をスキップする。
【００６１】
次いでＳ２０に進み、偏差ＤＧＡＩＲから平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを減算して得た値を差分ＤＤＧＡＩＲとし、次いでＳ２２に進み、算出した差分ＤＤＧＡＩＲなどに基づいて補正モードＡＦＭＭＯＤＥを設定する。
【００６２】
図３は、その補正モードＡＦＭＭＯＤＥの設定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００６３】
以下、図３フロー・チャートを参照して補正モードＡＦＭＭＯＤＥの設定動作について説明すると、先ず、Ｓ１００において、検出したエンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥＡＦＭＢＫ（例えば８００ｒｐｍ）より小さいか否か判断する。Ｓ１００で肯定されるときは、次いでＳ１０２に進み、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＡＦＭＢＫより小さいか、即ち、エンジン１０の負荷が小さいか否か判断する。
【００６４】
Ｓ１０２で肯定されるときは、次いでＳ１０４に進み、吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいて算出した第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢが所定値ＧＡＡＦＭＢＫより小さいか否か判断する。Ｓ１０４で肯定されるときは、次いでＳ１０６に進み、スロットル開度θＴＨが全閉相当開度（より具体的には、所定の低開度以下）か否か判断する。
【００６５】
Ｓ１０６で肯定されるときは、次いでＳ１０８に進み、吸気管内絶対圧ＰＢＡの今回値と前回値の差分ＤＰＢＡの絶対値が所定値ＤＰＢＡＢＳＨ以下か、即ち、エンジン１０の負荷変動が小さいか否か判断する。
【００６６】
Ｓ１０８で肯定されるとき、即ち、Ｓ１００からＳ１０８の全てで肯定されてエンジン１０の運転状態が定常運転状態にあると判断されるとき、より具体的には、アイドル状態にあると判断されるときは、次いでＳ１１０に進み、前記したフラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットを１にセットする。
【００６７】
前述の如く、フラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥは、そのビットが１にセットされているときは平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出が許可されていることを示すことから、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥは定常運転状態、具体的にはアイドル状態にあるときに算出（更新）されることになる。即ち、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥは、アイドル状態における第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲの平均値を意味する。
【００６８】
他方、Ｓ１０８で否定されるとき、具体的には、なんらかの理由でアイドル回転数が一定しない場合やスロットルバルブ１４が全閉開度とされた直後の減速時（過渡時）にあるときは、次いでＳ１１２に進み、フラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットを０にリセットする。即ち、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出（更新）は行なわない。
【００６９】
次いでＳ１１４に進み、前記した差分ＤＤＧＡＩＲが所定値ＤＧＡＩＲ１より大きいか否か判断する。より具体的には、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲが、定常運転状態におけるその平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥに対し、所定値ＤＧＡＩＲ１を超えて生じているか否か判断する。
【００７０】
Ｓ１１４で肯定されるとき、即ち、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲの変動が大きく、吸気管１２に２次空気が流入していると考えられるときは、次いでＳ１１６に進み、補正モードＡＦＭＭＯＤＥを１とする。補正モードＡＦＭＭＯＤＥが１のときは、前記した第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨの補正を実行することを意味する。
【００７１】
他方、Ｓ１１４で否定されるときは、次いでＳ１１８に進み、補正モードＡＦＭＭＯＤＥを０とする。補正モードＡＦＭＭＯＤＥが０のときは、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨの補正を実行しないことを意味する。
【００７２】
尚、Ｓ１００からＳ１０６のいずれかで否定されてエンジン１０が定常運転状態にないと判断されるときは、次いでＳ１２０に進んでフラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットを０にリセットすると共に、Ｓ１１８に進んで補正モードＡＦＭＭＯＤＥを０とする。
【００７３】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ２４に進み、補正モードＡＦＭＭＯＤＥが０であるか否か判断する。
【００７４】
Ｓ２４で否定されるときは、次いでＳ２６に進み、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨに、差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値を加算して得た値を最終的な吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬとする。即ち、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを差分ＤＤＧＡＩＲに基づいて補正した値を、エンジン１０の気筒に最終的に供給される吸入空気量、即ち、２次空気量を含む吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬとする。
【００７５】
他方、Ｓ２４で肯定されるときは、次いでＳ２８に進み、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨから遅れ補正値ＧＡＩＲＩＮＶＯを減算して得た値を最終的な吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬとする。尚、遅れ補正値ＧＡＩＲＩＮＶＯは、インテークマニホルドの容積や吸気温ＴＡに応じて設定される値であり、エアフローメータ７６で検出した吸入空気がエンジン１０の気筒に到達するまでの時間的な遅れを補正するための補正値である。
【００７６】
最後にＳ３０に進み、補正後の吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬのリミットチェックをして終了する。尚、吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬの上限値ＧＣＹＬＬＭＴは、気筒の容積、吸気温ＴＡおよび大気圧ＰＡなどに基づいて算出される。
【００７７】
このように、エアフローメータ７６の検出値と絶対圧センサ７８の検出値に基づいて２次空気がエンジン１０に供給されているか否か判定する、より具体的には、エアフローメータ７６の検出値（Ｇａｉｒ）に基づいて算出される第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと絶対圧センサ７８の検出値（ＰＢＡ）に基づいて算出される第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲを算出すると共に、前記偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出し、それらの差分ＤＤＧＡＩＲが所定値ＤＧＡＩＬ１より大きいときにエンジン１０に２次空気が供給されていると判定して前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正するようにしたので、エアフローメータ７６で検出できない２次空気量をより正確に検出することができ、よってエンジン１０に供給される、２次空気量を含む吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬを精度良く算出することができる。
【００７８】
特に、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲを算出すると共に、偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出し、それらの差分ＤＤＧＡＩＲを所定値ＤＧＡＩＲ１と比較することによって２次空気が供給されているか否か判定する（補正モードＡＦＭＭＯＤＥを設定する）ようにしたので、２次空気の供給の有無をより一層精度良く判定することができる。
【００７９】
また、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲに基づいて第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する補正量を算出する、より具体的には、偏差ＤＧＡＩＲとその平均値ＤＱＡＩＲＡＶＥの差分ＤＤＧＡＩＲに基づいて第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する補正量（差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値）を算出するようにしたので、エンジン１０に供給される、２次空気量を含む吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬをより精度良く算出することができる。
【００８０】
さらに、エンジン１０の運転状態の変動が少ない定常運転状態のとき、より具体的には、アイドル状態にあるとき、即ち、吸入空気量が大きく変動する過渡運転状態以外の運転状態において平均値ＤＱＡＩＲＡＶＥを算出するようにしたので、２次空気の有無の判定に用いる平均値ＤＱＡＩＲＡＶＥを適正に算出することができる。
【００８１】
この理由について詳しく述べると、エアフローメータ７６で検出した吸入空気が絶対圧センサ７８に到達するまでには時間的な遅れが生じる。このため、吸入空気量が大きく変動する過渡運転状態においては、同一時刻（プログラム実行時）に算出した第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの間には、２次空気の有無に関わらず偏差が生じる。従って、過渡運転状態のときは２次空気の有無の判定に用いる平均値ＤＱＡＩＲＡＶＥの算出（更新）を行なわないようにすることで、その値を適正な値に保つことができ、よって２次空気量をより正確に検出することができる。
【００８２】
また、同様な理由から、吸入空気量の変動が大きい過渡運転状態においては、２次空気がエンジン１０に供給されているか否か誤判定し易いと共に、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響も顕著に表れ難いことから、２次空気の有無の判定および第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨの補正は行なわないようにした。別言すれば、吸入空気量の変動が小さい定常運転状態、あるいはアイドル状態にあるときに２次空気の有無を判定し、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正することで、２次空気に起因する空燃比やエンジン回転数ＮＥの変動を抑制することができる。
【００８３】
尚、ＣＰＵ９８ａは、上記の如く算出した吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬに基づいて燃料噴射量を決定し、エンジン回転数ＮＥが目標回転数となるように制御する。
【００８４】
以上のように、この実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置においては、吸気管１２を介して内燃機関（エンジン）１０に供給される吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬを算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、前記吸気管１２に配置されたスロットルバルブ１４を通過する吸入空気量（第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ）を検出するエアフローメータ７６、前記吸気管１２の吸気管内圧力（吸気管内絶対圧）ＰＢＡを検出する吸気管内圧力センサ（絶対圧センサ）７８、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量以外の吸入空気（２次空気）が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１０からＳ２２，Ｓ１００からＳ１２０）、および前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記検出された吸入空気量を補正する補正手段（ＥＣＵ９８，Ｓ２４からＳ２６）、を備えるように構成した。
【００８５】
また、前記補正手段は、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量を補正する補正量（差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値）を算出する（Ｓ２６）ように構成した。
【００８６】
また、前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないとき（定常運転状態）および前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する（Ｓ２２，Ｓ１００からＳ１２０）ように構成した。
【００８７】
また、吸気管１２を介して内燃機関（エンジン）１０に供給される吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬを算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、前記吸気管１２に配置されたスロットルバルブ１４を通過する吸入空気量Ｇａｉｒを検出するエアフローメータ７６、前記検出された吸入空気量Ｇａｉｒに基づいて前記内燃機関に供給される第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを算出する第１の吸入空気量算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１０）、前記吸気管１２の吸気管内圧力（吸気管内絶対圧）ＰＢＡを検出する吸気管内圧力センサ（絶対圧センサ）７８、検出された吸気管内圧力ＰＢＡに基づいて前記内燃機関に供給される第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢを算出する第２の吸入空気量算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１２）、前記算出された第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲを算出する偏差算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１４）、前記算出された偏差ＤＧＡＩＲ（より具体的には偏差ＤＧＡＩＲとその平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥとの差分分ＤＤＧＡＩＲ）に基づいて前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ以外の吸入空気（２次空気）が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段、（ＥＣＵ９８，Ｓ１１４からＳ１１８）および前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ以外の吸入空気（２次空気）が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴを補正する補正手段（ＥＣＵ９８，Ｓ２４，Ｓ２６）、を備えるように構成した。
【００８８】
また、前記補正手段は、前記偏差ＤＧＡＩＲに基づいて前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する補正量（差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値）を算出する（Ｓ２６）ように構成した。
【００８９】
また、さらに、前記偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出する平均値算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１８）、および前記偏差ＤＧＡＩＲと平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの差分ＤＤＧＡＩＲを算出する差分算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ２０）、を備えると共に、前記判定手段は、前記算出された差分ＤＤＧＡＩＲに基づいて前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定するように構成した。
【００９０】
また、前記平均値算出手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出する（Ｓ１６，１８，Ｓ１００からＳ１１０）ように構成した。
【００９１】
また、前記補正手段は、前記差分ＤＤＧＡＩＲに基づいて前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する補正量（差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値）を算出する（Ｓ２６）ように構成した。
【００９２】
また、前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する（Ｓ１００からＳ１２０）ように構成した。
【００９３】
尚、上記において、アクセルペダル１８とスロットルバルブ１４を機械的に接続すると共に、スロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路４４を設け、バイパス制御バルブ４６を介してバイパス空気量を調整することによってエンジン回転数ＮＥを制御する例を挙げて説明したが、この発明は、アクセルペダルとスロットルバルブの機械的な接続を絶ったＤＢＷ（Ｄｒｉｖｅ Ｂｙ Ｗｉｒｅ ）方式にも適用することができる。
【００９４】
また、エアフローメータ７６を熱線式としたが、それに限られるものではなく、カルマン渦式でも良いし、ベーン式であっても良い。
【００９５】
また、この発明は、エンジンの出力軸を鉛直方向とした、船外機などの船舶推進用エンジンのアイドル回転数制御装置にも適用することができる。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、スロットルバルブを通過する吸入空気量をエアフローメータで検出すると共に、前記吸気管の吸気管内圧力を吸気管内圧力センサで検出し、それらに基づいてエアフローメータで検出された吸入空気量（スロットルバルブを通過する吸入空気量）以外の吸入空気、即ち２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定すると共に、前記２次空気が内燃機関に供給されていると判定されたときに前記エアフローメータで検出された吸入空気量を補正するように構成したので、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出することができ、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出することができる。また、エアフローメータと吸気管内圧力センサの検出値に基づいて内燃機関に供給される吸入空気量を算出することから、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすることができる。
【００９７】
請求項２項にあっては、検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいてエアフローメータで検出された吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより精度良く、かつ迅速に算出することができる。
【００９８】
請求項３項にあっては、内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響が顕著に表れる過渡運転状態以外の運転状態において、２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、空燃比や機関回転数の変動を効果的に抑制することができる。
【００９９】
請求項４項にあっては、エアフローメータの検出値に基づいて算出される第１の吸入空気量（スロットルバルブを通過する吸入空気量）と吸気管内圧力センサの検出値に基づいて算出される第２の吸入空気量の偏差を算出すると共に、算出した偏差に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気、即ち２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定し、２次空気が内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量を補正するように構成したので、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出することができ、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出することができる。また、エアフローメータと吸気管内圧力センサの検出値に基づいて内燃機関に供給される吸入空気量を算出することから、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすることができる。
【０１００】
請求項５項にあっては、第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより精度良く算出することができる。
【０１０１】
請求項６項にあっては、第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差とその平均値の差分に基づいて２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、２次空気の供給の有無をより精度良く判定することができる。
【０１０２】
請求項７項にあっては、内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、吸入空気量が大きく変動する過渡運転状態以外の運転状態において平均値を算出するように構成したので、２次空気の有無の判定に用いる平均値を適正に算出することができ、よって２次空気の供給の有無をより一層精度良く判定することができる。
【０１０３】
請求項８項にあっては、第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差とその平均値の差分に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより一層精度良く算出することができる。
【０１０４】
請求項９項にあっては、内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響が顕著に表れる過渡運転状態以外の運転状態において、２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、空燃比や機関回転数の変動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す装置のＥＣＵの動作のうち、吸入空気量算出う動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートにおける、補正モードの設定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
１２ 吸気管
１４ スロットルバルブ
１８ アクセルペダル
３８ パージ通路
４４ バイパス通路
５２ ブレーキブースタ
５６ 負圧導入管
６４ ＥＧＲ管
７０ ＰＣＶ管
７６ エアフローメータ
７８ 吸気管内圧力センサ（絶対圧センサ）
９８ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の吸入空気量算出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スロットルバルブを通過する吸入空気量をエアフローメータで検出し、検出した吸入空気量に応じて燃料噴射量を決定するようにしている。
【０００３】
しかしながら、エアフローメータより下流（内燃機関側）の吸気管に、例えばブレーキブースタ（真空倍力装置）によって２次空気が供給されると、エアフローメータで検出した吸入空気量、即ち、スロットルバブルを通過する吸入空気量より多い空気量が内燃機関に供給される。このため、混合気がリーンとなって、特にアイドル運転時の場合、機関回転数が低下するという不具合があった。
【０００４】
そこで、例えば、ブレーキブースタの動作に応じた信号を出力するブレーキスイッチを設け、ブレーキが解除されたことが検出されたとき、即ち、ブレーキブースタから２次空気が供給されることが検出されたとき、機関回転数が低下しないように補正制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平３−４８３４０号公報（第３頁から第４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、ブレーキブースタからの２次空気の供給の有無は検出できるが、内燃機関に供給される吸入空気量の増加量までは検出することができないため、補正制御を精度良く行なうことができなかった。また、ブレーキスイッチが故障した場合には、補正制御を行なうことができないという不都合があった。
【０００７】
尚、上記の不具合はブレーキブースタから供給される２次空気に限られるものではなく、例えばＥＧＲ装置（排気還流装置）、パージ機構、ＰＣＶ装置（ブローバイガス還流装置）などからエアフローメータ下流の吸気管に供給される２次空気においても、同様に妥当する。
【０００８】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすると共に、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出し、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出するようにした内燃機関の吸入空気量算出装置を提供することにある。
【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、請求項１項においては、吸気管を介して内燃機関に供給される吸入空気量を算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、前記吸気管に配置されたスロットルバルブを通過する吸入空気量を検出するエアフローメータ、前記吸気管の吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力センサ、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段、および前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記検出された吸入空気量を補正する補正手段、を備えるように構成した。
【００１０】
スロットルバルブを通過する吸入空気量をエアフローメータで検出すると共に、前記吸気管の吸気管内圧力を吸気管内圧力センサで検出し、それらに基づいてエアフローメータで検出された吸入空気量（スロットルバルブを通過する吸入空気量）以外の吸入空気、即ち２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定すると共に、前記２次空気が内燃機関に供給されていると判定されたときに前記エアフローメータで検出された吸入空気量を補正するように構成したので、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出することができ、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出することができる。また、エアフローメータと吸気管内圧力センサの検出値に基づいて内燃機関に供給される吸入空気量を算出することから、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすることができる。
【００１１】
また、請求項２項にあっては、前記補正手段は、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成した。
【００１２】
検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいてエアフローメータで検出された吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより精度良く、かつ迅速に算出することができる。
【００１３】
また、請求項３項にあっては、前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定するように構成した。
【００１４】
内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響が顕著に表れる過渡運転状態以外の運転状態において、２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、空燃比や機関回転数の変動を効果的に抑制することができる。尚、吸入空気量の変動が大きい過渡運転状態においては、２次空気が内燃機関に供給されているか否か誤判定し易いと共に、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響も顕著に表れないことから、判定および補正は行なわないようにした。
【００１５】
請求項４項にあっては、吸気管を介して内燃機関に供給される吸入空気量を算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、前記吸気管に配置されたスロットルバルブを通過する吸入空気量を検出するエアフローメータ、前記検出された吸入空気量に基づいて前記内燃機関に供給される第１の吸入空気量を算出する第１の吸入空気量算出手段、前記吸気管の吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力センサ、検出された吸気管内圧力に基づいて前記内燃機関に供給される第２の吸入空気量を算出する第２の吸入空気量算出手段、前記算出された第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差を算出する偏差算出手段、前記算出された偏差に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段、および前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量を補正する補正手段、を備えるように構成した。
【００１６】
エアフローメータの検出値に基づいて算出される第１の吸入空気量（スロットルバルブを通過する吸入空気量）と吸気管内圧力センサの検出値に基づいて算出される第２の吸入空気量の偏差を算出すると共に、算出した偏差に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気、即ち２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定し、２次空気が内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量を補正するように構成したので、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出することができ、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出することができる。また、エアフローメータと吸気管内圧力センサの検出値に基づいて内燃機関に供給される吸入空気量を算出することから、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすることができる。
【００１７】
また、請求項５項にあっては、前記補正手段は、前記偏差に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成した。
【００１８】
第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより精度良く算出することができる。
【００１９】
また、請求項６項にあっては、さらに、前記偏差の平均値を算出する平均値算出手段、および前記偏差と前記算出された平均値の差分を算出する差分算出手段、を備えると共に、前記判定手段は、前記算出された差分に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定することように構成した。
【００２０】
第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差とその平均値の差分に基づいて２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、２次空気の供給の有無をより精度良く判定することができる。
【００２１】
また、請求項７項にあっては、前記平均値算出手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記平均値を算出するように構成した。
【００２２】
内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、吸入空気量が大きく変動する過渡運転状態以外の運転状態において平均値を算出するように構成したので、２次空気の有無の判定に用いる平均値を適正に算出することができ、よって２次空気の供給の有無をより一層精度良く判定することができる。
【００２３】
また、請求項８項にあっては、前記補正手段は、前記差分に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成した。
【００２４】
第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差とその平均値の差分に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより一層精度良く算出することができる。
【００２５】
また、請求項９項にあっては、前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定するように構成した。
【００２６】
内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響が顕著に表れる過渡運転状態以外の運転状態において、２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、空燃比や機関回転数の変動を効果的に抑制することができる。尚、吸入空気量の変動が大きい過渡運転状態においては、２次空気が内燃機関に供給されているか否か誤判定し易いと共に、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響も顕著に表れないことから、判定および補正は行なわないようにした。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置を説明する。
【００２８】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置の全体構成を示す概略図である。
【００２９】
同図において符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、例えば直列４気筒のＤＯＨＣエンジンからなる。
【００３０】
エンジン１０の吸気管１２にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、スロットルワイヤ１６を介して車両（エンジン１０が搭載される車両。図示せず）の運転席フロアに設けられたアクセルペダル１８に機械的に接続され、アクセルペダル１８の踏み量に応じて開閉してエンジン１０の吸入空気量を調量する。スロットルバルブ１４の付近にはスロットルバルブ開度センサ２０が設けられ、スロットルバルブ１４の開度（以下「スロットル開度」という）θＴＨに応じた信号を出力する。
【００３１】
スロットルバルブ１４の下流のインテークマニホルド（図示せず）の直後の吸気ポート付近には、気筒（図示せず）ごとにインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられる。インジェクタ２４は燃料タンク２６に燃料供給管２８および燃料ポンプ３０を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて吸気ポートに噴射する。
【００３２】
燃料タンク２６は、チャージ通路３２を介してキャニスタ３４に接続される。キャニスタ３４は、蒸発燃料を吸着する活性炭を内蔵すると共に、大気に連通する大気連通管３６（一部のみ示す）を備える。また、キャニスタ３４は、パージ通路３８を介して吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側に接続され、キャニスタ３４に吸着された蒸発燃料は、パージ通路３８の途中に設けられたパージ制御バルブ４０を介して吸気管１２にパージされる。
【００３３】
吸気管１２には、スロットルバルブ１４の上流側と下流側とを連通してスロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路（２次空気通路）４４が接続される。バイパス通路４４の途中にはバイパス空気量を調整するバイパス制御バルブ（ＥＡＣＶ）４６が設けられる。
【００３４】
バイパス制御バルブ４６は常閉型であり、バイパス通路４６の開度（開口面積）を連続的に変化させるバルブと、バルブを閉塞方向に付勢するスプリングと、通電時にバルブをスプリングの付勢力に抗して開放方向に移動させる電磁ソレノイド（いずれも図示せず）を備える。
【００３５】
また、運転席フロアにおいてアクセルペダル１８と隣接する位置にはブレーキペダル５０が設けられる。ブレーキペダル５０は、その踏み力を増大するブレーキブースタ（真空倍力装置）５２と機械的に接続される。
【００３６】
ブレーキブースタ５２は、図示しない２つの室と、大気に開口される大気導入管５４（一部のみ示す）と、吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側に接続される負圧導入管５６と、前記２つの室に大気圧および負圧（吸気管１２の吸気圧）のいずれかを導入させる制御バルブ（図示せず）を備える。
【００３７】
前記２つの室は、ブレーキペダル５０が操作されていない（踏み込まれていない）ときは負圧導入管５６から負圧が導入される。他方、運転者によってブレーキペダル５０が踏み込まれると、大気導入管５４を介して一方の室に大気が導入され、よって生じる２つの室の圧力差により、ブレーキペダル５０の踏み力がアシストされる。ブレーキペダル５０の踏み込みが解除されると、一方の室に導入された大気は負圧導入管５６を介して吸気管１２に流入される。
【００３８】
エンジン１０はエキゾーストマニホルド（図示せず）を介して排気管６０に接続され、混合気の燃焼によって生じた排出ガスを排気管６０の途中に設けられた触媒装置（三元触媒装置）６２で浄化しつつ外部に排出する。
【００３９】
エンジン１０は、ＥＧＲ装置（排気還流装置）を備える。ＥＧＲ装置は、排気管６０の触媒装置６２の上流側と吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側を接続するＥＧＲ管６４と、ＥＧＲ管６４の途中に設けられるＥＧＲ制御バルブ６６とからなり、排出ガス中の未燃成分は、ＥＧＲ制御バルブ６６が開弁されると、ＥＧＲ管６４を介して吸気管１２に還流される。
【００４０】
また、エンジン１０は、ＰＣＶ装置（ブローバイガス還流装置）を備える。ＰＣＶ装置は、エンジン１０のクランクケース（図示せず）と吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側を接続するＰＣＶ管７０と、ＰＣＶ管７０の途中に設けられるＰＣＶ制御バルブ７２とからなり、気筒内からクランクケースに漏洩したブローバイガスは、ＰＣＶ制御バルブ７２が開弁されると、ＰＣＶ管７０を介して吸気管１２に還流される。尚、ＰＣＶ制御バルブ７２は、吸気管１２の負圧によって機械的に開閉される。
【００４１】
このように、この実施の形態にあっては、吸気管１２のスロットバルブ１４の下流側に、パージ通路３８、バイパス通路４４、負圧導入管５６、ＥＧＲ管６４およびＰＣＶ管７０が接続される。このうち、パージ通路３８、負圧導入管５６、ＥＧＲ管６４およびＰＣＶ管７０を通じて吸気管１２に流入されてエンジン１０に供給される空気（燃焼ガスや蒸発燃料を含む）を、２次空気と総称する。
【００４２】
図１の説明を続けると、吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側には熱線式のエアフローメータ７６が設けられ、スロットルバルブ１４およびバイバス通路４４を通過してエンジン１０に供給される吸入空気量Ｇａｉｒを示す信号を出力する。
【００４３】
他方、吸気管１２のスロットルバルブ１４の下流側、より具体的には、前記したパージ通路３８、バイパス通路４４、負圧導入管５６、ＥＧＲ管６４およびＰＣＶ管７０の接続位置より下流側には絶対圧センサ７８および吸気温センサ８０が装着され、それぞれ吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡおよび吸気温ＴＡを示す電気信号を出力する。また、エシジン１０のシリンダブロックの冷却水通路（図示せず）には水温センサ８２が取り付けられ、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００４４】
エンジン１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の付近には気筒判別センサ８４が取り付けられて特定気筒（例えば第１気筒）の所定クランク角度位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力すると共に、ＴＤＣセンサ８６およびクランク角センサ８８が取り付けられ、各気筒のピストンのＴＤＣ位置に関連した所定のクランク角度位置でＴＤＣ信号と、ＴＤＣ信号よりも周期の短いクランク角度（例えば３０度）でＣＲＫ信号を出力する。
【００４５】
また、排気管６０の触媒装置６２の上流位置には広域空燃比（ＬＡＦ）センサ９０が設けられ、リーンからリッチにわたる範囲において排出ガス中の酸素濃度に比例する出力を生じる。
【００４６】
車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ９２が配置され、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力を生じる。また、車両の適宜位置には大気圧センサ９４が設けられ、車両が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００４７】
上記した各種センサの出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）９８に送られる。
【００４８】
ＥＣＵ９８はマイクロコンピュータからなり、制御演算を行なうＣＰＵ９８ａと、制御演算プログラムと各種のデータ（テーブルなど）を格納するＲＯＭ９８ｂと、ＣＰＵ９８ａの制御演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ９８ｃと、入力回路９８ｄと、出力回路９８ｅと、カウンタ（図示せず）を備える。
【００４９】
上記した各種センサ出力は、ＥＣＵ９８の入力回路９８ｄに入力される。入力回路９８ｄは、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正すると共に、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ９８ａはクランク角センサ８８が出力するＣＲＫ信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、車速センサ９２が出力する信号をカウンタでカウントして車速の走行速度を示す車速ＶＰを検出する。
【００５０】
ＣＰＵ９８ａは入力された各種センサ出力とＲＯＭ９８ｂに格納されたプログラムに従って制御演算を実行し、出力回路９８ｅ（および図示しない駆動回路）を介して前記したインジェクタ２４や各制御バルブ４０，４６，６６、点火装置（図示せず）などに駆動信号を出力する。
【００５１】
続いて、この実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置の動作を説明する。
【００５２】
図２は、この実施の形態に係る装置の動作、より具体的には、ＥＣＵ９８による、吸入空気量の算出動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、例えば所定のクランク角ごとに実行される。
【００５３】
以下説明すると、先ず、Ｓ１０において、エアフローメータ７６が検出した吸入空気量Ｇａｉｒに基づいてエンジン１０の気筒に供給される吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを算出する。具体的には、図示しないリングバッファに格納された吸入空気量Ｇａｉｒの時系列データ（最新値（今回値）から所定回前まで格納値）の平均値に、吸気温ＴＡおよび大気圧ＰＡに応じて設定される補正係数を乗じた値、即ち、空気密度に応じた補正を行なった値を吸入空気量ＧＡＩＲＴＨとする。
以下、このＧＡＩＲＴＨを「第１の吸入空気量」と呼ぶ。
【００５４】
次いでＳ１２に進み、絶対圧センサ７８が検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいてエンジン１０の気筒に供給される吸入空気量ＧＡＩＲＰＢを算出する。具体的には、図示しないリングバッファに格納された吸気管内絶対圧ＰＢＡの時系列データ（最新値（今回値）から所定回前まで格納値）の平均値と吸気温ＴＡを用い、気体の状態方程式に従って吸入空気量ＧＡＩＲＰＢを算出する。以下、このＧＡＩＲＰＢを「第２の吸入空気量」と呼ぶ。
【００５５】
次いでＳ１４に進み、第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢから第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを減算して得た値を偏差ＤＧＡＩＲとする。
【００５６】
ここで、前記したように、エアフローメータ７６はスロットルバルブ１４の上流側に配置されるのに対し、２次空気を供給する各通路（あるいは管）はスロットルバルブ１４の下流側に配置されるため、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨには２次空気量は含まれていない。
【００５７】
他方、絶対圧センサ７８は２次空気を供給する各通路（あるいは管）よりさらに下流側に配置されるため、第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢには２次空気量が含まれることから、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの間には２次空気量に応じた偏差が生じる。即ち、Ｓ１４では、その偏差ＤＧＡＩＲを算出する。
【００５８】
次いでＳ１６に進み、フラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットが１にセットされているか否か判断する。フラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥは、前記した偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出するか否かを示すフラグであり、そのビット（初期値０）が１にセットされているとき、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出が許可されていることを示す。尚、このフラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットのセット動作については、後に詳説する。
【００５９】
Ｓ１６で肯定されるとき、即ち、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出が許可されているときは、次いでＳ１８に進む。Ｓ１８では、下記の式（１）に従って偏差ＤＧＡＩＲの加重平均値を算出し、算出した加重平均値を平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥとする（更新する）。
ＤＧＡＩＲＡＶＥ（ｎ）＝Ｃ×ＤＧＡＩＲ＋（１−Ｃ）×ＤＧＡＩＲＡＶＥ（ｎ−１）・・・式（１）
【００６０】
上記の式（１）において、ＤＧＡＩＲＡＶＥ（ｎ）は平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの今回値（離散系における今回サンプル値）、ＤＧＡＩＲＡＶＥ（ｎ−１）はその前回値（前回サンプル値）である。また、Ｃは重み係数であり、吸気管内絶対圧ＰＢＡの今回値と前回値の差分、即ち、吸気管内絶対圧ＰＢＡが増加方向にあるか減少方向にあるかに応じて異なる値が使用される。尚、Ｓ１６で否定されるとき、即ち、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出が許可されていないときは、Ｓ１８をスキップする。
【００６１】
次いでＳ２０に進み、偏差ＤＧＡＩＲから平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを減算して得た値を差分ＤＤＧＡＩＲとし、次いでＳ２２に進み、算出した差分ＤＤＧＡＩＲなどに基づいて補正モードＡＦＭＭＯＤＥを設定する。
【００６２】
図３は、その補正モードＡＦＭＭＯＤＥの設定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００６３】
以下、図３フロー・チャートを参照して補正モードＡＦＭＭＯＤＥの設定動作について説明すると、先ず、Ｓ１００において、検出したエンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥＡＦＭＢＫ（例えば８００ｒｐｍ）より小さいか否か判断する。Ｓ１００で肯定されるときは、次いでＳ１０２に進み、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＡＦＭＢＫより小さいか、即ち、エンジン１０の負荷が小さいか否か判断する。
【００６４】
Ｓ１０２で肯定されるときは、次いでＳ１０４に進み、吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいて算出した第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢが所定値ＧＡＡＦＭＢＫより小さいか否か判断する。Ｓ１０４で肯定されるときは、次いでＳ１０６に進み、スロットル開度θＴＨが全閉相当開度（より具体的には、所定の低開度以下）か否か判断する。
【００６５】
Ｓ１０６で肯定されるときは、次いでＳ１０８に進み、吸気管内絶対圧ＰＢＡの今回値と前回値の差分ＤＰＢＡの絶対値が所定値ＤＰＢＡＢＳＨ以下か、即ち、エンジン１０の負荷変動が小さいか否か判断する。
【００６６】
Ｓ１０８で肯定されるとき、即ち、Ｓ１００からＳ１０８の全てで肯定されてエンジン１０の運転状態が定常運転状態にあると判断されるとき、より具体的には、アイドル状態にあると判断されるときは、次いでＳ１１０に進み、前記したフラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットを１にセットする。
【００６７】
前述の如く、フラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥは、そのビットが１にセットされているときは平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出が許可されていることを示すことから、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥは定常運転状態、具体的にはアイドル状態にあるときに算出（更新）されることになる。即ち、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥは、アイドル状態における第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲの平均値を意味する。
【００６８】
他方、Ｓ１０８で否定されるとき、具体的には、なんらかの理由でアイドル回転数が一定しない場合やスロットルバルブ１４が全閉開度とされた直後の減速時（過渡時）にあるときは、次いでＳ１１２に進み、フラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットを０にリセットする。即ち、平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの算出（更新）は行なわない。
【００６９】
次いでＳ１１４に進み、前記した差分ＤＤＧＡＩＲが所定値ＤＧＡＩＲ１より大きいか否か判断する。より具体的には、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲが、定常運転状態におけるその平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥに対し、所定値ＤＧＡＩＲ１を超えて生じているか否か判断する。
【００７０】
Ｓ１１４で肯定されるとき、即ち、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲの変動が大きく、吸気管１２に２次空気が流入していると考えられるときは、次いでＳ１１６に進み、補正モードＡＦＭＭＯＤＥを１とする。補正モードＡＦＭＭＯＤＥが１のときは、前記した第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨの補正を実行することを意味する。
【００７１】
他方、Ｓ１１４で否定されるときは、次いでＳ１１８に進み、補正モードＡＦＭＭＯＤＥを０とする。補正モードＡＦＭＭＯＤＥが０のときは、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨの補正を実行しないことを意味する。
【００７２】
尚、Ｓ１００からＳ１０６のいずれかで否定されてエンジン１０が定常運転状態にないと判断されるときは、次いでＳ１２０に進んでフラグＦ．ＤＧＡＩＲＡＶＥのビットを０にリセットすると共に、Ｓ１１８に進んで補正モードＡＦＭＭＯＤＥを０とする。
【００７３】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ２４に進み、補正モードＡＦＭＭＯＤＥが０であるか否か判断する。
【００７４】
Ｓ２４で否定されるときは、次いでＳ２６に進み、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨに、差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値を加算して得た値を最終的な吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬとする。即ち、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを差分ＤＤＧＡＩＲに基づいて補正した値を、エンジン１０の気筒に最終的に供給される吸入空気量、即ち、２次空気量を含む吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬとする。
【００７５】
他方、Ｓ２４で肯定されるときは、次いでＳ２８に進み、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨから遅れ補正値ＧＡＩＲＩＮＶＯを減算して得た値を最終的な吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬとする。尚、遅れ補正値ＧＡＩＲＩＮＶＯは、インテークマニホルドの容積や吸気温ＴＡに応じて設定される値であり、エアフローメータ７６で検出した吸入空気がエンジン１０の気筒に到達するまでの時間的な遅れを補正するための補正値である。
【００７６】
最後にＳ３０に進み、補正後の吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬのリミットチェックをして終了する。尚、吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬの上限値ＧＣＹＬＬＭＴは、気筒の容積、吸気温ＴＡおよび大気圧ＰＡなどに基づいて算出される。
【００７７】
このように、エアフローメータ７６の検出値と絶対圧センサ７８の検出値に基づいて２次空気がエンジン１０に供給されているか否か判定する、より具体的には、エアフローメータ７６の検出値（Ｇａｉｒ）に基づいて算出される第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと絶対圧センサ７８の検出値（ＰＢＡ）に基づいて算出される第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲを算出すると共に、前記偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出し、それらの差分ＤＤＧＡＩＲが所定値ＤＧＡＩＬ１より大きいときにエンジン１０に２次空気が供給されていると判定して前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正するようにしたので、エアフローメータ７６で検出できない２次空気量をより正確に検出することができ、よってエンジン１０に供給される、２次空気量を含む吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬを精度良く算出することができる。
【００７８】
特に、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲを算出すると共に、偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出し、それらの差分ＤＤＧＡＩＲを所定値ＤＧＡＩＲ１と比較することによって２次空気が供給されているか否か判定する（補正モードＡＦＭＭＯＤＥを設定する）ようにしたので、２次空気の供給の有無をより一層精度良く判定することができる。
【００７９】
また、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲに基づいて第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する補正量を算出する、より具体的には、偏差ＤＧＡＩＲとその平均値ＤＱＡＩＲＡＶＥの差分ＤＤＧＡＩＲに基づいて第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する補正量（差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値）を算出するようにしたので、エンジン１０に供給される、２次空気量を含む吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬをより精度良く算出することができる。
【００８０】
さらに、エンジン１０の運転状態の変動が少ない定常運転状態のとき、より具体的には、アイドル状態にあるとき、即ち、吸入空気量が大きく変動する過渡運転状態以外の運転状態において平均値ＤＱＡＩＲＡＶＥを算出するようにしたので、２次空気の有無の判定に用いる平均値ＤＱＡＩＲＡＶＥを適正に算出することができる。
【００８１】
この理由について詳しく述べると、エアフローメータ７６で検出した吸入空気が絶対圧センサ７８に到達するまでには時間的な遅れが生じる。このため、吸入空気量が大きく変動する過渡運転状態においては、同一時刻（プログラム実行時）に算出した第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの間には、２次空気の有無に関わらず偏差が生じる。従って、過渡運転状態のときは２次空気の有無の判定に用いる平均値ＤＱＡＩＲＡＶＥの算出（更新）を行なわないようにすることで、その値を適正な値に保つことができ、よって２次空気量をより正確に検出することができる。
【００８２】
また、同様な理由から、吸入空気量の変動が大きい過渡運転状態においては、２次空気がエンジン１０に供給されているか否か誤判定し易いと共に、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響も顕著に表れ難いことから、２次空気の有無の判定および第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨの補正は行なわないようにした。別言すれば、吸入空気量の変動が小さい定常運転状態、あるいはアイドル状態にあるときに２次空気の有無を判定し、第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正することで、２次空気に起因する空燃比やエンジン回転数ＮＥの変動を抑制することができる。
【００８３】
尚、ＣＰＵ９８ａは、上記の如く算出した吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬに基づいて燃料噴射量を決定し、エンジン回転数ＮＥが目標回転数となるように制御する。
【００８４】
以上のように、この実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置においては、吸気管１２を介して内燃機関（エンジン）１０に供給される吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬを算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、前記吸気管１２に配置されたスロットルバルブ１４を通過する吸入空気量（第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ）を検出するエアフローメータ７６、前記吸気管１２の吸気管内圧力（吸気管内絶対圧）ＰＢＡを検出する吸気管内圧力センサ（絶対圧センサ）７８、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量以外の吸入空気（２次空気）が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１０からＳ２２，Ｓ１００からＳ１２０）、および前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記検出された吸入空気量を補正する補正手段（ＥＣＵ９８，Ｓ２４からＳ２６）、を備えるように構成した。
【００８５】
また、前記補正手段は、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量を補正する補正量（差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値）を算出する（Ｓ２６）ように構成した。
【００８６】
また、前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないとき（定常運転状態）および前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する（Ｓ２２，Ｓ１００からＳ１２０）ように構成した。
【００８７】
また、吸気管１２を介して内燃機関（エンジン）１０に供給される吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬを算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、前記吸気管１２に配置されたスロットルバルブ１４を通過する吸入空気量Ｇａｉｒを検出するエアフローメータ７６、前記検出された吸入空気量Ｇａｉｒに基づいて前記内燃機関に供給される第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを算出する第１の吸入空気量算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１０）、前記吸気管１２の吸気管内圧力（吸気管内絶対圧）ＰＢＡを検出する吸気管内圧力センサ（絶対圧センサ）７８、検出された吸気管内圧力ＰＢＡに基づいて前記内燃機関に供給される第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢを算出する第２の吸入空気量算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１２）、前記算出された第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨと第２の吸入空気量ＧＡＩＲＰＢの偏差ＤＧＡＩＲを算出する偏差算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１４）、前記算出された偏差ＤＧＡＩＲ（より具体的には偏差ＤＧＡＩＲとその平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥとの差分分ＤＤＧＡＩＲ）に基づいて前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ以外の吸入空気（２次空気）が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段、（ＥＣＵ９８，Ｓ１１４からＳ１１８）および前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ以外の吸入空気（２次空気）が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴを補正する補正手段（ＥＣＵ９８，Ｓ２４，Ｓ２６）、を備えるように構成した。
【００８８】
また、前記補正手段は、前記偏差ＤＧＡＩＲに基づいて前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する補正量（差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値）を算出する（Ｓ２６）ように構成した。
【００８９】
また、さらに、前記偏差ＤＧＡＩＲの平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出する平均値算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ１８）、および前記偏差ＤＧＡＩＲと平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥの差分ＤＤＧＡＩＲを算出する差分算出手段（ＥＣＵ９８，Ｓ２０）、を備えると共に、前記判定手段は、前記算出された差分ＤＤＧＡＩＲに基づいて前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定するように構成した。
【００９０】
また、前記平均値算出手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記平均値ＤＧＡＩＲＡＶＥを算出する（Ｓ１６，１８，Ｓ１００からＳ１１０）ように構成した。
【００９１】
また、前記補正手段は、前記差分ＤＤＧＡＩＲに基づいて前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨを補正する補正量（差分ＤＤＧＡＩＲに係数ＫＧＡＩＲ１を乗じた値）を算出する（Ｓ２６）ように構成した。
【００９２】
また、前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記第１の吸入空気量ＧＡＩＲＴＨ以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する（Ｓ１００からＳ１２０）ように構成した。
【００９３】
尚、上記において、アクセルペダル１８とスロットルバルブ１４を機械的に接続すると共に、スロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路４４を設け、バイパス制御バルブ４６を介してバイパス空気量を調整することによってエンジン回転数ＮＥを制御する例を挙げて説明したが、この発明は、アクセルペダルとスロットルバルブの機械的な接続を絶ったＤＢＷ（Ｄｒｉｖｅ Ｂｙ Ｗｉｒｅ ）方式にも適用することができる。
【００９４】
また、エアフローメータ７６を熱線式としたが、それに限られるものではなく、カルマン渦式でも良いし、ベーン式であっても良い。
【００９５】
また、この発明は、エンジンの出力軸を鉛直方向とした、船外機などの船舶推進用エンジンのアイドル回転数制御装置にも適用することができる。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、スロットルバルブを通過する吸入空気量をエアフローメータで検出すると共に、前記吸気管の吸気管内圧力を吸気管内圧力センサで検出し、それらに基づいてエアフローメータで検出された吸入空気量（スロットルバルブを通過する吸入空気量）以外の吸入空気、即ち２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定すると共に、前記２次空気が内燃機関に供給されていると判定されたときに前記エアフローメータで検出された吸入空気量を補正するように構成したので、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出することができ、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出することができる。また、エアフローメータと吸気管内圧力センサの検出値に基づいて内燃機関に供給される吸入空気量を算出することから、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすることができる。
【００９７】
請求項２項にあっては、検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいてエアフローメータで検出された吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより精度良く、かつ迅速に算出することができる。
【００９８】
請求項３項にあっては、内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響が顕著に表れる過渡運転状態以外の運転状態において、２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、空燃比や機関回転数の変動を効果的に抑制することができる。
【００９９】
請求項４項にあっては、エアフローメータの検出値に基づいて算出される第１の吸入空気量（スロットルバルブを通過する吸入空気量）と吸気管内圧力センサの検出値に基づいて算出される第２の吸入空気量の偏差を算出すると共に、算出した偏差に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気、即ち２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定し、２次空気が内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量を補正するように構成したので、エアフローメータで検出できない２次空気量を正確に検出することができ、よって内燃機関に供給される吸入空気量を精度良く算出することができる。また、エアフローメータと吸気管内圧力センサの検出値に基づいて内燃機関に供給される吸入空気量を算出することから、２次空気の供給の有無を検出するためのスイッチ類を不要とすることができる。
【０１００】
請求項５項にあっては、第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより精度良く算出することができる。
【０１０１】
請求項６項にあっては、第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差とその平均値の差分に基づいて２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、２次空気の供給の有無をより精度良く判定することができる。
【０１０２】
請求項７項にあっては、内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、吸入空気量が大きく変動する過渡運転状態以外の運転状態において平均値を算出するように構成したので、２次空気の有無の判定に用いる平均値を適正に算出することができ、よって２次空気の供給の有無をより一層精度良く判定することができる。
【０１０３】
請求項８項にあっては、第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差とその平均値の差分に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出するように構成したので、内燃機関に供給される吸入空気量をより一層精度良く算出することができる。
【０１０４】
請求項９項にあっては、内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれか、即ち、２次空気に起因する吸入空気量の増減の影響が顕著に表れる過渡運転状態以外の運転状態において、２次空気が内燃機関に供給されているか否か判定するように構成したので、空燃比や機関回転数の変動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の吸入空気量算出装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す装置のＥＣＵの動作のうち、吸入空気量算出う動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートにおける、補正モードの設定動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
１２ 吸気管
１４ スロットルバルブ
１８ アクセルペダル
３８ パージ通路
４４ バイパス通路
５２ ブレーキブースタ
５６ 負圧導入管
６４ ＥＧＲ管
７０ ＰＣＶ管
７６ エアフローメータ
７８ 吸気管内圧力センサ（絶対圧センサ）
９８ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
Claims (9)
- 吸気管を介して内燃機関に供給される吸入空気量を算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、
ａ．前記吸気管に配置されたスロットルバルブを通過する吸入空気量を検出するエアフローメータ、
ｂ．前記吸気管の吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力センサ、
ｃ．前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段、
および
ｄ．前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記検出された吸入空気量を補正する補正手段、
を備えることを特徴とする内燃機関の吸入空気量算出装置。 - 前記補正手段は、前記検出された吸入空気量と吸気管内圧力に基づいて前記検出された吸入空気量を補正する補正量を算出することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の吸入空気量算出装置。
- 前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記検出された吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定することを特徴とする請求項１項または２項記載の内燃機関の吸入空気量算出装置。
- 吸気管を介して内燃機関に供給される吸入空気量を算出する内燃機関の吸入空気量算出装置において、
ａ．前記吸気管に配置されたスロットルバルブを通過する吸入空気量を検出するエアフローメータ、
ｂ．前記検出された吸入空気量に基づいて前記内燃機関に供給される第１の吸入空気量を算出する第１の吸入空気量算出手段、
ｃ．前記吸気管の吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力センサ、
ｄ．前記検出された吸気管内圧力に基づいて前記内燃機関に供給される第２の吸入空気量を算出する第２の吸入空気量算出手段、
ｅ．前記算出された第１の吸入空気量と第２の吸入空気量の偏差を算出する偏差算出手段、
ｆ．前記算出された偏差に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定する判定手段、
および
ｇ．前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されていると判定されたときに前記第１の吸入空気量を補正する補正手段、
を備えることを特徴とする内燃機関の吸入空気量算出装置。 - 前記補正手段は、前記偏差に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出することを特徴とする請求項４項記載の内燃機関の吸入空気量算出装置。
- さらに、
ｈ．前記偏差の平均値を算出する平均値算出手段、
および
ｉ．前記偏差と前記算出された平均値の差分を算出する差分算出手段、
を備えると共に、前記判定手段は、前記算出された差分に基づいて前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定することを特徴とする請求項４項または５項記載の内燃機関の吸入空気量算出装置。 - 前記平均値算出手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記平均値を算出することを特徴とする請求項６項記載の内燃機関の吸入空気量算出装置。
- 前記補正手段は、前記差分に基づいて前記第１の吸入空気量を補正する補正量を算出することを特徴とする請求項６項または７項記載の内燃機関の吸入空気量算出装置。
- 前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態の変動が少ないときおよび前記内燃機関の運転状態がアイドル状態にあるときの少なくともいずれかにおいて、前記第１の吸入空気量以外の吸入空気が前記内燃機関に供給されているか否か判定することを特徴とする請求項４項から８項のいずれかに記載の内燃機関の吸入空気量算出装置。
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