JP2006097551A - 内燃機関の駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実際にシリンダ室に吸入される吸入空気量に基づいて次回の吸気行程における吸入空気量を推定して高精度なエンジン制御を行う。
【解決手段】エアフロメータ６６によって検出された前回のエンジン１２の吸気行程における実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）から前々回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−１）を減算して実吸入空気変化量ΔＱｍを算出し、スロットル開度センサから検出された前回の吸気行程におけるスロットル開度ＴＨ（ｎ）と前々回の吸気行程におけるスロットル開度ＴＨ（ｎ−１）との差からなるスロットル開度変化量ΔＴＨに基づいて吸入空気の実吸入空気変化量ΔＱｍの補正係数Ｋｔが設定される。そして、実吸入空気変化量ΔＱｍに補正係数Ｋｔを乗算し、得られた推定吸入空気変化量ΔＱｐを前回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）に加えることにより、次回の吸気行程におけるシリンダ室１８に吸入される推定吸入空気量Ｑｐが算出される。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に吸入される吸入空気を検出し、前記吸入空気の吸入空気量に基づいて内燃機関を駆動制御することが可能な内燃機関の駆動制御方法に関する。

従来から、車両等に用いられる内燃機関には、燃焼室となるシリンダに対して吸入エアを吸入するための吸気管が接続され、前記吸気管が接続されるシリンダの吸気ポートには、前記シリンダと吸気管との間の連通状態を切り換え可能な吸気弁が設けられている。そして、前記吸気弁が開弁することにより、前記吸気管を介してシリンダの内部に吸入エアが吸入される。

この吸気管には、前記吸気管の内部に流通する吸入エアの流量（空気量）を調整するためのスロットルバルブが設けられ、前記スロットルバルブを開閉動作させることにより、シリンダの内部に吸入される吸入エアの空気量を調整している。吸気管におけるスロットルバルブの上流側には、前記吸気管内を流通する吸入エアの空気量を測定検出する手段として空気流量センサが設けられている。また、一方、吸気管におけるスロットルボディの下流側には、サージタンクが設けられ、前記サージタンクには、吸気管内の圧力を検出する圧力センサが設けられている。

そして、前記空気流量センサによって検出された検出信号が制御回路へと出力され、前記検出信号からシリンダ内に吸入される吸入エアの空気量（質量又は体積）が演算される。その後、前記空気量に対して内燃機関の運転状態に応じた最適な燃料噴射量が演算され、前記制御回路で算出された結果に基づいて制御信号が燃料噴射装置へと出力されて前記燃料噴射装置の制御が行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９０５９１号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術においては、例えば、車両を急加速させる際に、前記スロットルバルブを急速に開状態とした場合に、実際にシリンダの内部に吸入される吸入エアに加えて、負圧状態にある吸気管のサージタンク内を充填するための吸入エアが前記吸気管の内部に導入される。これにより、空気流量センサによって検出される空気量は、実際に内燃機関のシリンダに吸入される吸入エアと、吸気管内に充填される吸入エアの一部とが合算されたものとなる。

そのため、前記空気流量センサとは別個にスロットルバルブの下流側に設けられた圧力センサによって前記吸気管の内部の吸入エアの圧力値を検出することにより、前記吸気管の内部に充填された空気量を推定している。そして、この推定された空気量を前記空気流量センサによって検出された全空気量から減算することにより、実際にシリンダへと吸入される吸入エアの空気量を推定してエンジン制御を行う必要がある。

しかしながら、上述した吸気装置では、シリンダに吸入される吸入エアの空気量は、吸気管においてスロットルボディの上流側に設けられた空気流量センサによって検出された空気量及び圧力センサによって検出された圧力値に基づいて推定されたものであるため、実際にシリンダに吸入される空気量を正確に把握することができず、前記空気量に基づいて行われる燃料の噴射量を高精度に制御することが困難である。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、内燃機関に吸入される吸入空気の空気量の検出精度を向上させ、高精度なエンジン制御を行うことが可能な内燃機関の駆動制御方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関を構成する吸気マニホールドに接続された絞り弁を開閉させることにより、前記吸気マニホールドの主吸気通路を通じて吸入空気が前記内燃機関に吸入され、前記内燃機関を駆動制御する方法であって、
前記主吸気通路とは別個に前記吸気マニホールドに形成される副吸気通路と、前記副吸気通路に設けられる空気量検出部とを有し、
前記空気量検出部によって検出された前記内燃機関の前回の吸気行程における実吸入空気量と、さらに前々回の吸気行程における実吸入空気量との差から吸入空気の実吸入空気変化量を算出する工程と、
前記実吸入空気変化量に対して内燃機関の駆動状況によって変化するスロットル開度変化量に基づいた係数を乗算して補正する工程と、
前記実吸入空気変化量を補正することにより得られた推定吸入空気変化量を、前回の吸気行程における実吸入空気量に加えることにより次回の吸気行程における前記内燃機関に吸入される吸入空気量を推定する工程と、
前記推定された吸入空気量に基づいた燃料噴射量を算出し、前記燃料噴射量の燃料を前記内燃機関に供給して前記内燃機関を駆動制御する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、内燃機関に吸入される吸入空気の吸入空気量を副吸気通路に設けられた空気量検出部によって検出し、前記空気量検出部によって得られた吸入空気量に基づいて実際に内燃機関に吸入される実吸入空気量を検出している。そして、内燃機関における前回及び前々回の吸気行程において実際に吸入された実吸入空気量に基づいて実吸入空気変化量を算出し、前記実吸入空気変化量をスロットル開度の変化量に基づいた補正係数によって補正した後に、前回の実吸入空気量に加えることにより、次回の吸気行程において実際に内燃機関に吸入される吸入空気量を推定することができる。

すなわち、内燃機関において次回の吸気行程を迎える前に、予め空気量検出部によって検出された前回及び前々回の吸気行程における実吸入空気量に基づいて、次回の吸気行程における吸入空気量を高精度に推定する。そのため、推定された次回の吸気行程における吸入空気量に基づいて噴射される燃料噴射量を高精度に制御することが可能となり、前記内燃機関に吸入される吸入空気の空気量と、前記吸入空気に対して噴射される燃料の量との比である空燃比の最適化を図ることができる。その結果、前記燃料の噴射量と吸入空気の空気量とからリアルタイムでの高精度なエンジン制御を行うことができる。

また、本発明では、複数のシリンダ室を有する多気筒の内燃機関に接続され、複数に分岐した分岐部がそれぞれ複数のシリンダ室に連通する吸気マニホールドを備え、前記吸気マニホールドに接続された絞り弁を開閉させることにより、前記吸気マニホールドの主吸気通路を通じて吸入空気が前記シリンダ室に吸入され、前記内燃機関を駆動制御する方法であって、
前記主吸気通路とは別個に前記吸気マニホールドに形成される副吸気通路と、前記副吸気通路に設けられる空気量検出部とを有し、
前記内燃機関における前回の吸気行程となる第１の気筒において前記空気量検出部によって検出された実吸入空気量と、前記第１の気筒における前々回の吸気行程において検出された実吸入空気量との差から吸入空気の実吸入空気変化量を算出する工程と、
前記実吸入空気変化量に対して内燃機関の駆動状況によって変化するスロットル開度変化量に基づいた係数を乗算して補正する工程と、
前記実吸入空気変化量を補正することにより得られた推定吸入空気変化量を、第２の気筒における前回の吸気行程の実吸入空気量に加えることにより、次回の吸気行程において内燃機関に吸入される前記第２の気筒の吸入空気量を推定する工程と、
前記推定された吸入空気量に基づいた燃料噴射量を算出し、前記燃料噴射量の燃料を前記内燃機関に供給して前記内燃機関を駆動制御する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、複数のシリンダ室を有する内燃機関に吸入される吸入空気の吸入空気量を、副吸気通路に設けられた空気量検出部によってそれぞれ検出し、前記空気量検出部によって得られた吸入空気量に基づいて実際に内燃機関に吸入される実吸入空気量を検出している。そして、内燃機関における前回の吸気行程となる第１の気筒で実際に吸入された実吸入空気量と、前記第１の気筒における前々回の吸気行程における実吸入空気量とから実吸入空気変化量を算出し、前記実吸入空気変化量をスロットル開度の変化量に基づいた補正係数によって補正した後に、次回の吸気行程となる第２の気筒における前回の実吸入空気量に加えることにより、次回の吸気行程において実際に内燃機関に吸入される吸入空気量を推定することができる。

すなわち、複数のシリンダ室を有する内燃機関において次回の吸気行程を迎える前に、予め空気量検出部によって検出された第１の気筒の前回及び前々回の吸気行程における実吸入空気量に基づいて、次回の吸気行程となる第２の気筒に実際に吸入される吸入空気量を高精度に推定する。そのため、推定された次回の吸気行程における吸入空気量に基づいて噴射される燃料噴射量を高精度に制御することが可能となり、前記内燃機関に吸入される吸入空気の空気量と、前記吸入空気に対して噴射される燃料の量との比である空燃比の最適化を図ることができる。その結果、前記燃料の噴射量と吸入空気の空気量とからリアルタイムでの高精度なエンジン制御を行うことができる。

さらに、内燃機関において次回の吸気行程となる第２の気筒の吸入空気量を、前記第２の気筒に対して前回の吸気行程となる第１の気筒の実吸入空気量の検出が完了していない場合に、前記第１の気筒に対してさらに最前の吸気行程となる第３の気筒の吸気行程の実吸入空気量と、前記第３の気筒における前々回の吸気行程における実吸入空気量との差から算出される実吸入空気変化量に基づいて推定するとよい。

このような内燃機関の駆動制御方法では、次回の吸気行程となる第２の気筒の吸入空気量を推定する際、例えば、内燃機関が高回転で駆動している場合には、各吸気行程の間がそれぞれ接近しているため前回の吸気行程となる第１の気筒の実吸入空気量の検出が間に合わないことがある。このような場合においても、前回の吸気行程に対して最も時間的に近い前々回の吸気行程となる第３の気筒における実吸入空気量に基づいて次回の吸気行程における吸入空気量の推定を行うことが可能となる。そのため、内燃機関に吸入される吸入空気の吸入空気量を常に確実且つ高精度に推定することができる。

またさらに、実吸入空気量は、前記実吸入空気量の最大値を検出した時点で空気量検出部による検出を完了し、前記最大値まで検出された実吸入空気量から前記実吸入空気量の全体量を推定するとよい。

すなわち、空気検出部によって検出される実吸入空気量は、最大値を中心とした山状の略対称形状となる特性を有しているため、前記実吸入空気量の最大値まで検出した後に検出を停止し、本来の実吸入空気量の略半分となる計測された前記実吸入空気量を約２倍とすることにより、本来の実吸入空気量の全体量を推定することが可能となる。これにより、実吸入空気量の検出時間が略半分となるため、検出時間の短縮化を図ることができる。そのため、最も近い前回の吸気行程における実吸入空気量を好適に次回の吸気行程における吸入空気量の推定にフィードバックさせることが可能となる。

さらにまた、次回の吸気行程における吸入空気量を、内燃機関における吸入空気が吸入されるシリンダ室の容積を上限値として推定するとよい。

これにより、吸入空気が吸入される内燃機関のシリンダ室の容積を予め算出しておき、次回の吸気行程において前記シリンダ室に吸入される吸入空気量を推定する際に、前記吸入空気量がシリンダ室の容積を越えることがないように推定を行う。その結果、次回の吸気行程においてシリンダ室に吸入される吸入空気量の誤推定を防止することができ、より一層高精度な吸入空気量の推定が可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、吸気マニホールドの副吸気通路に設けられた空気量検出部によって検出された吸入空気量に基づいて内燃機関に吸入される実吸入空気量を算出し、内燃機関の前回及び前々回の吸気行程における実吸入空気量から実吸入空気変化量を算出し、前記実吸入空気変化量をスロットル開度の変化量に基づいた補正係数によって補正した後に、前回の実吸入空気量に加えて次回の吸気行程において実際に内燃機関に吸入される吸入空気量を高精度に推定することができる。

そのため、推定された次回の吸気行程における吸入空気量に基づいて噴射される燃料噴射量を高精度に制御することが可能となり、燃料の噴射量と吸入空気の空気量とからリアルタイムでの高精度なエンジン制御を行うことができる。

また、複数のシリンダ室を有する内燃機関において次回の吸気行程を迎える前に、予め空気量検出部によって検出された第１の気筒の前回及び前々回の吸気行程における実吸入空気量に基づいて、次回の吸気行程となる第２の気筒に実際に吸入される吸入空気量を高精度に推定することができる。そのため、推定された次回の吸気行程における吸入空気量に基づいて噴射される燃料噴射量を高精度に制御することが可能となり、燃料の噴射量と吸入空気の空気量とからリアルタイムでの高精度なエンジン制御を行うことができる。

本発明に係る内燃機関の駆動制御方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の駆動制御方法が適用される吸気装置を示す。なお、ここでは、先ず、単一のシリンダ室からなる単気筒エンジンに適用される吸気装置について説明する。

この吸気装置１０は、車両等に搭載されたエンジン（内燃機関）１２に設けられ、インテークマニホールド（吸気マニホールド）１４を介して前記エンジン１２の内部に吸入される吸入空気の吸入空気量（以下、単に空気量という）を測定する装置である。なお、このエンジン１２が搭載される車両としては、例えば、自動二輪車等が挙げられる。

エンジン１２は、図１に示されるように、エンジン本体１６の内部に形成されるシリンダ室１８にピストン２０が軸線方向に沿って変位自在に設けられ、前記ピストン２０がストローク変位し、シリンダ室１８内の容積を変化させることによりエンジン１２における吸気、圧縮、燃焼、排気行程が行われる。そして、前記ピストン２０からコネクティングロッド２２及びクランクシャフト２４を介してエンジン１２の駆動力として出力される。

エンジン１２におけるシリンダ室１８には、吸気ポート２６及び排気ポート２８が開口し、前記吸気ポート２６には吸気バルブ３０が設けられると共に、排気ポート２８には排気バルブ３２が設けられている。そして、前記吸気ポート２６と排気ポート２８との間となるシリンダ室１８の上方には、点火プラグ３４が設けられている。

吸気ポート２６には、車両の外部より吸入空気が導入される管状のインテークマニホールド１４が接続され、前記インテークマニホールド１４には、アクセルペダル（図示せず）の操作に連動して開閉するスロットルバルブ（絞り弁）３６を有するスロットルボディ３８が設けられている。前記スロットルボディ３８には、吸気管４０を介してエアクリーナ４２が接続され、前記エアクリーナ４２を通じてインテークマニホールド１４へ外部から吸入空気が取り込まれる。その際、前記エアクリーナ４２によって前記吸入空気に含有される塵埃等が好適に除去される。

この場合、スロットルバルブ３６が接続されるインテークマニホールド１４の端部には、所定容量を有するタンク部４４が形成されている。

インテークマニホールド１４の内部には、吸入空気が流通する吸気通路（主吸気通路）４６が形成され、吸気ポート２６に接続されるインテークマニホールド１４の一端部には、燃料噴射弁として機能するインジェクタ４８が前記吸気ポート２６と対向するように配設されている。そして、制御部５０からの制御信号によってインテークマニホールド１４の吸気通路４６に対してインジェクタ４８から燃料が噴射される。

さらに、インテークマニホールド１４のタンク部４４には、管状のバイパス配管（副吸気通路）５４の一端部が接続されると共に、前記バイパス配管５４の他端部が、インテークマニホールド１４の管壁５２に接続されている。このバイパス配管５４の内部に形成されるバイパス通路５６は、インテークマニホールド１４の吸気通路４６より細管状に形成されている。

なお、バイパス配管５４の一端部となる第１接続端部５８は、タンク部４４に接続される場合に限定されるものではなく、前記第１接続端部５８が、前記インテークマニホールド１４におけるスロットルボディ３８側に接続され、他端部側となる第２接続端部６０が、前記インテークマニホールド１４におけるエンジン本体１６側となるように接続されていればよい。

すなわち、この第１接続端部５８は、スロットルボディ３８の下流側となるインテークマニホールド１４における任意の位置に接続され、一方、第２接続端部６０は、インテークマニホールド１４におけるシリンダ室１８により近い位置に接続するとよい。

そして、バイパス通路５６が、第１接続端部５８側に形成される第１開口部６２及び第２接続端部６０側に形成される第２開口部６４を介してインテークマニホールド１４の吸気通路４６とそれぞれ連通している。

すなわち、インテークマニホールド１４の内部を流通する吸入空気が、第１接続端部５８からバイパス配管５４のバイパス通路５６に導入され、第２接続端部６０を介して再びインテークマニホールド１４の内部に導入される。

換言すると、吸気通路４６の内部を流通する吸入空気が、バイパス配管５４の第１接続端部５８から前記吸気通路４６とバイパス通路５６に分流し、前記バイパス配管５４の内部を流通する吸入空気が、前記第２接続端部６０から前記吸気通路４６へと再び合流する。

一方、バイパス配管５４には、バイパス通路５６を流通する吸入空気の空気量を検出するためのエアフロメータ（空気量検出部）６６が配設されている。このエアフロメータ６６は、空気量検出部として機能すると共に、バイパス通路５６を流通する吸入空気の流れが安定した層流状態となる位置に設けられている。

エアフロメータ６６は、例えば、シリコン基板にプラチナ薄膜が蒸着された検出部６８を有し、前記検出部６８の周囲に吸入空気が流通することにより、予め一定温度に保持されている前記検出部６８の温度が変化し、前記検出部６８の温度を一定温に保持させるために検出部６８に供給される電流量が変化する。すなわち、前記エアフロメータ６６は、前記電流の変化量を検出することによりバイパス通路５６における吸入空気の質量流量を検出する熱線式である。

なお、空気量検出部として機能するエアフロメータ６６は、上述した熱線式に限定されるものではなく、前記バイパス通路５６の内部に流路抵抗となる抵抗部材を設け、前記抵抗部材の下流側に発生する渦を検出することにより吸入空気の体積流量を検出するカルマン渦式や、前記バイパス通路５６を流通する吸入空気によって押されるフラップの回動角度を検出することにより吸入空気の体積流量を検出するフラップ式等を採用してもよい。

また、制御部５０は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からなり、点火プラグ３４、インジェクタ４８及びエアフロメータ６６にそれぞれ接続されている。そして、制御部５０は、エアフロメータ６６からの出力信号に基づいて点火プラグ３４及びインジェクタ４８へとそれぞれ制御信号を出力し、前記点火プラグ３４による点火タイミング、前記インジェクタ４８による燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御している。

本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の駆動制御方法が適用される吸気装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその制御動作並びに作用効果について説明する。

先ず、図２に示されるように、エンジン１２が始動している状態において、運転者が図示しないアクセルペダルを操作してスロットルバルブ３６を開弁させ、吸気バルブ３０が吸気ポート２６より離間し、且つ、ピストン２０が下方へ変位する吸気行程においてシリンダ室１８からの吸入負圧によってエアクリーナ４２（図１参照）を介して吸入空気がインテークマニホールド１４の内部に導入される。

その際、スロットルバルブ３６を介してインテークマニホールド１４の吸気通路４６へと導入された吸入空気の一部が、タンク部４４よりバイパス配管５４の第１接続端部５８からバイパス通路５６の内部へと導入され、前記バイパス配管５４に設けられたエアフロメータ６６によってバイパス通路５６を流通する吸入空気の空気量が検出される。なお、前記吸入空気の空気量は、バイパス通路５６の内部において流れが安定した層流状態でエアフロメータ６６によって検出される。

そして、バイパス配管５４のバイパス通路５６を流通する吸入空気は、第２接続端部６０を介して再びインテークマニホールド１４の吸気通路４６に合流して、前記吸気通路４６を流通している吸入空気と共にシリンダ室１８の内部へと吸入される。

その際、エアフロメータ６６によって検出された吸入空気の空気量が、検出信号として制御部５０へと出力され、前記制御部５０において前記検出信号に基づいて最適な燃料噴射量が演算される。そして、前記制御部５０において演算された燃料噴射量に基づいた制御信号がインジェクタ４８へと出力されることにより、前記インテークマニホールド１４の吸気通路４６内を流通する前記吸入空気に対して、吸気ポート２６の近傍においてインジェクタ４８から燃料が噴射され、前記燃料と吸入空気とが混合された混合気がシリンダ室１８の内部へと吸入される。

次に、このような吸気装置１０を通じて前記エンジン１２における単一のシリンダ室１８に吸入される空気量を決定するプロセスについて図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、例えば、車両の加速時等においてエンジン１２の出力を増大させるためにスロットル開度を大きくし、シリンダ室１８に吸入される空気量が徐々に増大すると共に、それに伴って、燃料噴射量が徐々に変化している状態について説明する。

先ず、図３に示されるエンジン１２において、実際にシリンダ室１８に吸入された前回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）、前々回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−１）がエアフロメータ６６によって検出され、その空気量が予め制御部５０のメモリ（図示せず）にそれぞれ記憶される。

そして、図４のステップＳ１において、制御部５０からエンジン１２における次回の吸気行程においてシリンダ室１８で必要とされる推定吸入空気量Ｑｐの算出が指示される。

次に、ステップＳ２において、エアフロメータ６６によって検出された前回のエンジン１２の吸気行程における実吸入空気量Ｑｍから前々回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−１）を減算することにより、前回の吸気行程と前々回の吸気行程との間に生じる実吸入空気変化量ΔＱｍが算出される。すなわち、実吸入空気変化量ΔＱｍは、今回のように車両の加速時等のスロットル開度ＴＨが徐々に大きくなっている場合には、正の値（ΔＱｍ＞０）となり、反対に、車両の減速時等のスロットル開度ＴＨが徐々に小さくなっている場合には、負の値（ΔＱｍ＜０）となる。

次に、ステップＳ３において、例えば、スロットルボディ３８に設けられたスロットル開度センサ７０から検出された前回の吸気行程におけるスロットル開度ＴＨ（ｎ）から前々回の吸気行程におけるスロットル開度ＴＨ（ｎ−１）を減算することにより、制御部５０においてスロットル開度変化量ΔＴＨが算出される。そして、制御部５０内に予め設定されたテーブルから、前記スロットル開度変化量ΔＴＨに対するシリンダ室１８に吸入される吸入空気の実吸入空気変化量ΔＱｍの補正係数Ｋｔを算出する。

詳細には、スロットル開度変化量ΔＴＨの値が増加している場合には、それに伴って実吸入空気変化量ΔＱｍも増加するものと推定し、反対に、スロットル開度変化量ΔＴＨの値が減少している場合には、それに伴って実吸入空気変化量ΔＱｍも減少するものと推定する。

そして、ステップＳ４において、この補正係数Ｋｔを実吸入空気変化量ΔＱｍに乗算することにより、前回の吸気行程に対する次回の吸気行程における空気量の増減を表す推定吸入空気変化量ΔＱｐが算出される。この際、推定吸入空気変化量ΔＱｐは、実吸入空気変化量ΔＱｍのみでなく、スロットル開度変化量ΔＴＨに基づいて補正され算出されているため、より一層実際の吸入空気変化量に近似して高精度に推定することができる。

最後に、ステップＳ５において、この推定吸入空気変化量ΔＱｐを前回の吸気行程における実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）に加えることにより、次回の吸気行程においてシリンダ室１８に吸入される推定吸入空気量Ｑｐが推定される。これによって、前記推定吸入空気量Ｑｐに基づいて制御部５０からインジェクタ４８に制御信号が出力され、前記インジェクタ４８から所定量の燃料が噴射されることにより、図４に示すフローチャートにおける推定吸入空気量Ｑｐに基づいたエンジン制御が行われる。

この場合、吸入空気が吸入されるシリンダ室１８の容積を予め算出しておき、前記シリンダ室１８の容積を制御部５０に記憶させておく。そして、推定吸入空気量Ｑｐを制御部５０で算出する際、前記推定吸入空気量Ｑｐがシリンダ室１８の容積を越えることがないように推定することにより、前記推定吸入空気量Ｑｐの誤推定を防止することができる。換言すると、推定吸入空気量Ｑｐを算出する際に、シリンダ室１８の容積を推定吸入空気量Ｑｐの最大値とすることにより、より高精度な推定吸入空気量Ｑｐの推定が可能となる。

以上のように、本発明の第１の実施の形態では、シリンダ室１８に吸入される吸入空気の空気量をバイパス通路５６に設けられたエアフロメータ６６によって検出し、前記エアフロメータ６６によって得られた空気量に基づいて実際にシリンダ室１８に吸入される実吸入空気量Ｑｍを制御部５０で算出している。そして、エンジン１２における前回及び前々回の吸気行程において、実際にシリンダ室１８に吸入された実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）、Ｑｍ（ｎ−１）から実吸入空気変化量ΔＱｍを算出し、前記実吸入空気変化量ΔＱｍを前回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）に加えることにより、次回の吸気行程において実際にシリンダ室１８に吸入される推定吸入空気量Ｑｐを推定することができる。

すなわち、前回及び前々回の吸気行程における実際の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）、Ｑｍ（ｎ−１）に基づいて次回の吸気行程における推定吸入空気量Ｑｐを高精度に算出することができる。

また、エンジン１２における実際の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）、Ｑｍ（ｎ−１）に基づいて算出された実吸入空気変化量ΔＱｍに対し、車両のスロットル開度ＴＨの変化量ΔＴＨに基づいた補正係数Ｋｔによって補正することにより、吸気装置１０における実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）、Ｑｍ（ｎ−１）のみでなく、前記スロットル開度ＴＨの変化量を加えた推定吸入空気量Ｑｐとすることができる。このため、次回の吸気行程における推定吸入空気量Ｑｐをより一層高精度に推定することが可能となる。

このように、エンジン１２で次回の吸気行程を迎える前に、予めエアフロメータ６６によって測定された前回及び前々回の吸気行程における実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）、Ｑｍ（ｎ−１）に基づいた実吸入空気変化量ΔＱｍ及びスロットル開度ＴＨによって、次回の吸気行程におけるシリンダ室１８に吸入される推定吸入空気量Ｑｐを高精度に推定することができる。そのため、前記推定吸入空気量Ｑｐに基づいて噴射される燃料噴射量を高精度に制御することが可能となり、前記シリンダ室１８に吸入される吸入空気の空気量と、前記吸入空気に対して噴射される燃料の量との比である空燃比の最適化を図ることが可能となる。その結果、前記燃料の噴射量と吸入空気の空気量とからリアルタイムでの高精度なエンジン制御を行うことができる。

次に、第２の実施の形態に係る内燃機関の駆動制御方法が適用される吸気装置２００を図５及び図６に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る吸気装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第２の実施の形態に係る吸気装置２００は、車両に搭載される、例えば、４つの第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄを有する多気筒のエンジン２０４に適用される。この吸気装置２００が適用されるエンジン２０４では、エンジン本体２０６の内部に複数の第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄが形成され、前記第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄにはそれぞれ第１〜第４ピストン２０８ａ〜２０８ｄが変位自在に設けられている。

そして、第１〜第４ピストン２０８ａ〜２０８ｄと第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄとからそれぞれ第１気筒Ｃ１、第２気筒Ｃ２、第３気筒Ｃ３及び第４気筒Ｃ４が構成されている（図６参照）。

また、エンジン２０４における複数の第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄには、図５に示されるように、それぞれ吸気ポート２６及び排気ポート２８が開口するように形成され、吸気バルブ３０と排気バルブ３２がそれぞれ設けられている。そして、第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄの上方には、前記第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄ毎に点火プラグ３４が設けられている。

第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄの吸気ポート２６には、インテークマニホールド２１０の下流側に形成された複数本の第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄ（図６参照）がそれぞれ接続されている。この第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄは、第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄの数に対応した本数（４本）に枝状に分岐している。

また、前記インテークマニホールド２１０の上流側には、図６に示されるように、前記複数の第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄが纏められて集合した集合管２１４が形成されている。換言すると、インテークマニホールド２１０は、上流側に形成される単一の集合管２１４から下流側に向かって複数の第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄに分岐するように形成されている。この集合管２１４には、所定容量を有するタンク部４４が形成されている。

そして、前記集合管２１４の上流側には、アクセルペダル（図示せず）の操作に連動して開閉するスロットルバルブ（絞り弁）３６を含むスロットルボディ３８が設けられている。

インテークマニホールド２１０の内部には、吸入空気が流通する吸気通路（主吸気通路）２１６が形成され、前記吸気通路２１６は、集合管２１４の内部に形成される集合通路２１８と、第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄの内部にそれぞれ形成される分岐通路２２０ａ〜２２０ｄとから構成されている。吸気ポート２６に接続される第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄには、それぞれ燃料噴射弁として機能するインジェクタ４８（図５参照）が前記吸気ポート２６と対向するように配設されている。

一方、インテークマニホールド２１０には、集合管２１４のタンク部４４と第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄとの間をバイパスするバイパス配管（副吸気通路）２２２が接続されている。前記バイパス配管２２２は、前記タンク部４４に接続され、前記バイパス配管２２２の上流側となる導入部２２４と、前記第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄに対応して複数の枝状に分岐して形成され、下流側となるように前記第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄに配設される分岐部２２６ａ〜２２６ｄと、前記分岐部２２６ａ〜２２６ｄを集合させて導入部２２４に導く集合部２２８とからなる。

このバイパス配管２２２の一端部となる導入部２２４の第１接続端部２３０は、インテークマニホールド２１０を構成する集合管２１４のタンク部４４に接続され、前記バイパス配管２２２と集合管２１４の集合通路２１８とが連通した状態となる。

また、バイパス配管２２２の他端部となる分岐部２２６ａ〜２２６ｄの第２接続端部２３２は、それぞれインテークマニホールド２１０を構成する第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄの管壁５２に接続され、前記バイパス配管２２２の内部と第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄの分岐通路２２０ａ〜２２０ｄとがそれぞれ連通した状態となる。このバイパス配管２２２を構成する導入部２２４、分岐部２２６ａ〜２２６ｄ及び集合部２２８は、インテークマニホールド２１０を構成する集合管２１４及び第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄより細管状に形成されている。

さらに、バイパス配管２２２の導入部２２４には、前記バイパス配管２２２の内部を流通する吸入空気の空気量を検出するためのエアフロメータ（空気量検出部）６６が配設されている。

一方、図５に示される点火プラグ３４、インジェクタ４８及びエアフロメータ６６は、それぞれ制御部５０に接続され、前記制御部５０が、エアフロメータ６６と回転角度センサ２３４との出力信号に基づいてインジェクタ４８へとそれぞれ制御信号を出力し、前記インジェクタ４８による燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御している。

本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の駆動制御方法が適用される吸気装置２００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその制御動作並びに作用効果について説明する。

先ず、エンジン２０４が始動している状態において、運転者が図示しないアクセルペダルを操作してスロットルバルブ３６を開弁させることにより、吸気バルブ３０が吸気ポート２６より離間し、且つ、第１〜第４ピストン２０８ａ〜２０８ｄが順次下方へ変位する吸気工程において第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄからの吸入負圧によってエアクリーナ４２（図５参照）を介して吸入空気がインテークマニホールド２１０の内部に導入される。

そして、スロットルバルブ３６を介してインテークマニホールド２１０の吸気通路２１６へと導入された吸入空気の一部が、タンク部４４を介してバイパス配管２２２の第１接続端部２３０から導入部２２４へと導入され、前記バイパス配管２２２に設けられたエアフロメータ６６によって前記バイパス配管２２２の内部を流通する吸入空気の空気量が検出される。なお、前記吸入空気の空気量は、バイパス配管２２２の内部において流れが安定した層流状態でエアフロメータ６６によって検出されている。

例えば、第１ピストン２０８ａ及び第１シリンダ室２０２ａからなる第１気筒Ｃ１が吸気行程にある場合には、図６に示されるように、エアフロメータ６６によって空気量が検出された吸入空気が、前記第１ピストン２０８ａの変位作用下に集合部２２８を通じて分岐部２２６ａへと流通し、第１シリンダ室２０２ａに接続された第１分岐管２１２ａの分岐通路２２０ａへと吸引される。その場合、前記バイパス配管２２２からの吸入空気は、前記インテークマニホールド２１０の吸気通路２１６を流通してきた吸入空気と合流して第１シリンダ室２０２ａに吸入される。

この際、エンジン２０４を構成するクランクシャフト２４やカムシャフト等の回転角度を検出する回転角度センサ２３４（図５参照）によって、現在のクランクシャフト２４等の回転角度が前記回転角度センサ２３４から制御部５０へと出力され、この制御部５０への検出信号に基づいて前記制御部５０においてエンジン２０４の第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４のうち吸気行程にある気筒を特定することができる。すなわち、前記回転角度センサ２３４とエアフロメータ６６とを併用し、前記回転角度センサ２３４及びエアフロメータ６６からの検出信号が入力される制御部５０において、前記エアフロメータ６６によって検出された吸入空気が、前記第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄのいずれに吸入されたかを確認することができ、単一のエアフロメータ６６によってそれぞれ第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄに吸入される吸入空気の空気量を検出することが可能となる。

そして、図６に示されるように、エアフロメータ６６によって検出された吸入空気の空気量が検出信号として制御部５０へと出力され、前記制御部５０において前記空気量に基づいた実際に第１分岐管２１２ａに流通する空気量が演算される。この空気量に対して最適な燃料噴射量が演算され、前記制御部５０において演算された燃料噴射量に基づいた制御信号が第１分岐管２１２ａに設けられたインジェクタ４８へと出力される。

これにより、前記第１分岐管２１２ａの分岐通路２２０ａ内を流通する前記吸入空気に対して、吸気ポート２６の近傍においてインジェクタ４８から燃料が噴射され、前記燃料と吸入空気とが混合された混合気が第１シリンダ室２０２ａの内部へと吸入される。

次に、例えば、第３気筒Ｃ３を構成する第３ピストン２０８ｃが変位することにより、第３分岐管２１２ｃを介して第３シリンダ室２０２ｃに吸入空気が吸入されると共に、その際、回転角度センサ２３４によって吸入空気が第３シリンダ室２０２ｃに吸入されることが確認される。これによって、エアフロメータ６６を介して検出された空気量に基づいて、第３シリンダ室２０２ｃに実際に吸入される吸入空気の空気量が制御部５０によって演算され、前記空気量に基づいた噴射量の燃料が第３分岐管２１２ｃに設けられたインジェクタ４８より前記吸入空気に噴射される。

このようにして、第１〜第４ピストン２０８ａ〜２０８ｄが、第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄに沿って順次ストローク変位して吸気行程に移行することにより生じる吸入負圧によって、スロットルバルブ３６からインテークマニホールド２１０へと導入された吸入空気が、吸気行程となる第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４に接続されたインテークマニホールド２１０の第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄのいずれかへと流通する。

また、同時に、前記吸入空気の一部が、インテークマニホールド２１０に接続されたバイパス配管２２２へと流通する際にエアフロメータ６６によってその空気量が測定される。なお、エンジン２０４における第２気筒Ｃ２、第４気筒Ｃ４の吸入行程時に関する詳細な説明は、前記第３気筒Ｃ３と同様であるので省略する。

前記エアフロメータ６６によって検出された吸入空気の空気量が、制御部５０において回転角度センサ２３４からの検出信号に基づいて吸気行程にある第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄのいずれに吸入されるかが判断され、前記吸入空気の空気量に対応して第１〜第４分岐管２１２ａ〜２１２ｄに設けられたインジェクタ４８からそれぞれ燃料を噴射している。

次に、例えば、車両の加速時等においてエンジン２０４の出力を増大させるためにスロットル開度を大きくし、第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄに吸入される空気量がそれぞれ徐々に増大する状態において、前記吸気装置２００を通じて次回の吸気行程におけるエンジン２０４の第４シリンダ室２０２ｄに吸入される空気量を推定するプロセスについて図７及び図８を参照しながら詳細に説明する。ここで、図７は、第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４の第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄに実際に吸入される実吸入空気量Ｑｍの時間経過毎における変化を示したものであり、前記実吸入空気量Ｑｍの変化に伴って燃料噴射量が変化している様子を示している。

先ず、図７に示されるように、エンジン２０４における第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４ではそれぞれ順番に吸気行程が行われ、前記吸気行程において実際に第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄに吸入された実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）、Ｑｍ（ｎ−１）、Ｑｍ（ｎ−２）、Ｑｍ（ｎ−３）、Ｑｍ（ｎ−４）、Ｑｍ（ｎ−５）がそれぞれエアフロメータ６６によって検出され、その空気量が予め制御部５０のメモリ（図示せず）にそれぞれ記憶されている。

なお、一般的に４つのシリンダ室を有する４気筒エンジンの場合には、吸気、圧縮、燃焼、排気行程が、それぞれ第１気筒Ｃ１、第３気筒Ｃ３、第４気筒Ｃ４、第２気筒Ｃ２の順番で行われるため、前記第４気筒Ｃ４の吸気行程の最前となる前回の吸気行程は第３気筒Ｃ３のものとなり、さらに第４気筒Ｃ４の前々回にあたる吸気行程は第１気筒Ｃ１のものとなる。

そのため、Ｑｍ（ｎ）は、第３気筒Ｃ３の実吸入空気量となり、Ｑｍ（ｎ−１）が第１気筒Ｃ１の実吸入空気量となり、Ｑｍ（ｎ−２）が第２気筒Ｃ２の実吸入空気量となり、Ｑｍ（ｎ−３）が第４気筒Ｃ４の実吸入空気量となる。また、Ｑｍ（ｎ−４）が再び第３気筒Ｃ３の実吸入空気量となり、Ｑｍ（ｎ−５）が再び第１気筒Ｃ１の実吸入空気量となる。換言すると、Ｑｍ（ｎ）に対してＱｍ（ｎ−４）は、第３気筒Ｃ３における前々回の実吸入空気量となり、Ｑｍ（ｎ−１）に対するＱｍ（ｎ−５）は、第１気筒Ｃ１における前々回の実吸入空気量となる。

そして、図８のステップＳ１において、エンジン２０４において次回の吸気行程となる第４気筒Ｃ４の第４シリンダ室２０２ｄに必要とされる推定吸入空気量Ｑｐの算出が制御部５０より指示される。

次に、ステップＳ２において、現時点から最も近い前回の吸気行程において実吸入空気量の計測が完了しているか否かが判断される。すなわち、第４気筒Ｃ４の前回の吸気行程となる第３気筒Ｃ３の第３シリンダ室２０２ｃに吸入される実吸入空気量の計測が完了している場合にはステップＳ３に移り、前記第３シリンダ室２０２ｃに吸入される実吸入空気量の計測が未だ完了していない場合には、ステップＳ４に移る。

次に、ステップＳ３において、エアフロメータ６６によって検出された前回の吸気行程における第３シリンダ室２０２ｃの実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）から前記第３シリンダ室２０２ｃにおける前々回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−４）を減算する。その前回の第３シリンダ室２０２ｃの実吸入空気量Ｑｍと前々回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−４）との差から実吸入空気変化量ΔＱｍが算出された後に、ステップＳ５に移る。

また、一方で、ステップＳ４においては、第４気筒Ｃ４における前回の吸気行程となる第３シリンダ室２０２ｃの実吸入空気量の計測が完了していないため、前記第３気筒Ｃ３の吸気行程に最も近く、且つ、時間的に前となる吸気行程の第１気筒Ｃ１に吸入された実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−１）から第１シリンダ室２０２ａにおける前々回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−５）が減算される。そして、この前回の第１シリンダ室２０２ａの実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−１）と前々回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−５）との差から実吸入空気変化量ΔＱｍが算出された後に、ステップＳ５に移る。

すなわち、実吸入空気変化量ΔＱｍは、今回のように車両の加速時等のスロットル開度ＴＨが徐々に大きくなっている場合には、正の値（ΔＱｍ＞０）となり、反対に、車両の減速時等のスロットル開度ＴＨが徐々に小さくなっている場合には、負の値（ΔＱｍ＜０）となる。

次に、ステップＳ５において、例えば、スロットルボディ３８に設けられたスロットル開度センサ７０から検出された前回の吸気行程におけるスロットル開度ＴＨ（ｎ）、前々回の吸気行程におけるスロットル開度ＴＨ（ｎ−１）が検出され、前記スロットル開度ＴＨ（ｎ）から前記スロットル開度ＴＨ（ｎ−１）を減算することによりスロットル開度変化量ΔＴＨが算出される。そして、制御部５０内に予め設定されたテーブルから、前記スロットル開度変化量ΔＴＨに対する第３気筒Ｃ３又は第１気筒Ｃ１のいずれか一方に吸入される吸入空気の実吸入空気変化量ΔＱｍの補正係数Ｋｔを算出しておく。

そして、ステップＳ６において、この補正係数Ｋｔを実吸入空気変化量ΔＱｍに乗算することにより、前回の吸気行程に対する第４気筒Ｃ４の次回の吸気行程における空気量の増減を表す推定吸入空気変化量ΔＱｐが算出される。これにより、推定吸入空気変化量ΔＱｐは、実吸入空気変化量ΔＱｍのみでなく、スロットル開度変化量ΔＴＨに基づいて補正され算出されているため、より一層実際の吸入空気変化量に近似して高精度に推定される。

最後に、ステップＳ７において、この推定吸入空気変化量ΔＱｐを第４気筒Ｃ４における前回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−３）に加えることにより、次回の吸気行程において第４シリンダ室２０２ｄに吸入される推定吸入空気量Ｑｐが推定される。これによって、前記推定吸入空気量Ｑｐに基づいて制御部５０からインジェクタ４８に制御信号が出力され、前記インジェクタ４８から所定量の燃料が噴射されることにより、図８に示すフローチャートにおける今回の推定吸入空気量Ｑｐに基づいたエンジン制御が行われる。

なお、上述の説明においては、エンジン２０４の第４気筒Ｃ４における次回の吸気行程の吸入空気量を推定する場合について説明したが、前記エンジン２０４における第１〜第３気筒Ｃ１〜Ｃ３の次回の吸気行程の実吸入空気量を推定する場合についてもそれぞれ同様であるため、その詳細な説明を省略する。

また、エアフロメータ６６によって検出される実吸入空気量Ｑｍは、図７に示されるように、それぞれ第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４の吸気行程において頂部Ｔを有する山状に膨出した特性となる。換言すると、実吸入空気量Ｑｍは、頂部Ｔを中心とした鉛直仮想線Ｄに対して略対称形状となるように出力される特徴を有している。

すなわち、実吸入空気量Ｑｍが最大となる頂部Ｔでエアフロメータ６６による前記実吸入空気量の計測を停止することにより、前記実吸入空気量Ｑｍの略半分（図中、斜線部分）が計測されている状態となる。そのため、本来の略半分となる実吸入空気量の値を制御部５０によって約２倍とすることにより、本来の実吸入空気量Ｑｍを算出することが可能となる。

これにより、実吸入空気量の計測時間が略半分となり、且つ、前記実吸入空気量に基づいて制御部５０で本来の実吸入空気量Ｑｍを演算する時間も僅かで済むことから、前記本来の実吸入空気量Ｑｍの全体をエアフロメータ６６で計測する場合と比較して計測時間の短縮化を図ることができる。

そのため、次回の吸気行程における推定吸入空気量Ｑｐの推定を行う際に、前回の吸気行程における実吸入空気量Ｑｍを制御部５０を介して迅速にフィードバックすることができる。その結果、例えば、エンジン２０４が高回転で回転駆動し、第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４の吸気行程がそれぞれ時間的に接近した場合においても、最も近い前回の吸気行程における実吸入空気量Ｑｍを好適に次回の吸気行程における推定吸入空気量Ｑｐの推定にフィードバックさせることが可能となる。

さらに、実吸入空気量Ｑｍの計測時間を短縮することにより、エアフロメータ６６による計測回数を増大させてより一層高精度な制御を行うことも可能となる。

以上のように、本発明の第２の実施の形態では、複数の第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄを有するエンジン２０４において、前記第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄに吸入される空気量をバイパス配管２２２に設けられたエアフロメータ６６によってそれぞれ検出し、前記エアフロメータ６６によって得られた空気量に基づいて実際に第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄに吸入される実吸入空気量Ｑｍを制御部５０でそれぞれ算出している。

そして、前回の吸気行程が行われた第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４のうちのいずれかの１気筒（例えば、第３気筒Ｃ３）において実際にシリンダ室に吸入された吸入空気の実吸入空気量、例えば、第３気筒Ｃ３におけるＱｍ（ｎ）と、前記気筒における前々回の吸気行程における実吸入空気量、例えば、第３気筒Ｃ３におけるＱｍ（ｎ−４）とから実吸入空気変化量ΔＱｍを算出し、吸入空気量の推定を行う気筒（例えば、第３気筒Ｃ３）で検出された前回の実吸入空気量、第４気筒Ｃ４におけるＱｍ（ｎ−３）に対して前記実吸入空気変化量ΔＱｍを加えることにより、次回の吸気行程において実際に第４シリンダ室２０２ｄに吸入される第４気筒Ｃ４の推定吸入空気量Ｑｐを推定することができる。このように、第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４を有するエンジン２０４において、前回及び前々回の吸気行程における実際の実吸入空気量Ｑｍに基づいて次回の吸気行程における推定吸入空気量Ｑｐを高精度に推定することができる。

また、例えば、エンジン２０４の高回転駆動時においては、第４気筒Ｃ４で行われる次回の吸気行程での吸入空気の空気量を推定する際に、最も時間的に近い前回の吸気行程となる第３気筒Ｃ３の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ）の測定が間に合わず未完了となる場合が想定される。そのような場合でも、前回の吸気行程（第３気筒Ｃ３）に対して最も時間的に近い前々回の吸気行程となる他の気筒（この場合、第１気筒Ｃ１）の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−１）に基づいて次回の吸気行程における吸入空気量の推定を行うことが可能となる。

詳細には、例えば、他の気筒となる第１気筒Ｃ１において前回の吸気行程での実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−１）と、前記他の気筒における前々回の吸気行程における実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−５）との差から実吸入空気変化量ΔＱｍを算出し、前記実吸入空気変化量ΔＱｍを第４気筒Ｃ４における前回の実吸入空気量Ｑｍ（ｎ−３）に加えることにより、前記実吸入空気変化量ΔＱｍに基づいて次回の吸気行程における吸入空気量の推定を行うことができる。

さらに、上述した実際の実吸入空気量Ｑｍに基づいて算出された実吸入空気変化量ΔＱｍに対し、スロットル開度ＴＨの変化量ΔＴＨに基づいた補正係数Ｋｔを乗算して補正することにより、吸気装置２００における実吸入空気量Ｑｍのみでなく、前記スロットル開度ＴＨの変化量を加味した推定吸入空気量Ｑｐとすることができる。このため、次回の吸気行程における推定吸入空気量Ｑｐをより一層高精度に推定することが可能となる。

このように、エンジン２０４における次回の吸気行程を迎える前に、予めエアフロメータ６６によって測定された前回及び前々回の吸気行程における第１〜第４気筒Ｃ１〜Ｃ４からなる他の気筒での実吸入空気量Ｑｍに基づいた実吸入空気変化量ΔＱｍ及びスロットル開度ＴＨによって、次回の吸気行程におけるシリンダ室に吸入される推定吸入空気量Ｑｐを高精度に推定することができる。

そのため、前記推定吸入空気量Ｑｐに基づいて噴射される燃料噴射量を高精度に制御することが可能となり、前記第１〜第４シリンダ室２０２ａ〜２０２ｄに吸入されるそれぞれの吸入空気の空気量と、前記吸入空気に対して噴射される燃料の量との比である空燃比の最適化を図ることが可能となる。そのため、前記燃料の噴射量と吸入空気の空気量とからリアルタイムでの高精度なエンジン制御を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を示す概略構成説明図である。 図１における吸気装置の近傍を示す概略縦断面図である。 図２の吸気装置によって検出される吸入空気の吸入空気量と時間との関係を示す特性曲線である。 実際にシリンダ室に吸入された吸入空気量に基づいて次回の吸気行程における吸入空気量を推定する場合のフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を示す概略構成説明図である。 図５における吸気装置の近傍を示す拡大縦断面図である。 図６の吸気装置によって検出される第１〜第４気筒におけるそれぞれの吸入空気の吸入空気量と時間との関係を示す特性曲線である。 実際に第１〜第４シリンダ室に吸入された吸入空気量に基づいて次回の吸気行程における第４気筒の吸入空気量を推定する場合を示すフローチャートである。

符号の説明

１０、２００…吸気装置 １２、２０４…エンジン
１４、２１０…インテークマニホールド １６、２０６…エンジン本体
１８…シリンダ室 ２６…吸気ポート
２８…排気ポート ３４…点火プラグ
３６…スロットルバルブ ３８…スロットルボディ
４０…吸気管 ４４…タンク部
４６、２１６…吸気通路 ４８…インジェクタ
５０…制御部 ５４、２２２…バイパス配管
５６…バイパス通路 ６６…エアフロメータ
６８…検出部
２０２ａ〜２０２ｄ…第１〜第４シリンダ室
２１２ａ〜２１２ｄ…第１〜第４分岐管
２１４…集合管 ２１８…集合通路
２２０ａ〜２２０ｄ…分岐通路 ２２４…導入部
２２６ａ〜２２６ｄ…分岐部 ２２８…集合部

Claims (5)

1. 内燃機関を構成する吸気マニホールドに接続された絞り弁を開閉させることにより、前記吸気マニホールドの主吸気通路を通じて吸入空気が前記内燃機関に吸入され、前記内燃機関を駆動制御する方法であって、
   前記主吸気通路とは別個に前記吸気マニホールドに形成される副吸気通路と、前記副吸気通路に設けられる空気量検出部とを有し、
   前記空気量検出部によって検出された前記内燃機関の前回の吸気行程における実吸入空気量と、さらに前々回の吸気行程における実吸入空気量との差から吸入空気の実吸入空気変化量を算出する工程と、
   前記実吸入空気変化量に対して内燃機関の駆動状況によって変化するスロットル開度変化量に基づいた係数を乗算して補正する工程と、
   前記実吸入空気変化量を補正することにより得られた推定吸入空気変化量を、前回の吸気行程における実吸入空気量に加えることにより次回の吸気行程における前記内燃機関に吸入される吸入空気量を推定する工程と、
   前記推定された吸入空気量に基づいた燃料噴射量を算出し、前記燃料噴射量の燃料を前記内燃機関に供給して前記内燃機関を駆動制御する工程と、
   を有することを特徴とする内燃機関の駆動制御方法。
2. 複数のシリンダ室を有する多気筒の内燃機関に接続され、複数に分岐した分岐部がそれぞれ複数のシリンダ室に連通する吸気マニホールドを備え、前記吸気マニホールドに接続された絞り弁を開閉させることにより、前記吸気マニホールドの主吸気通路を通じて吸入空気が前記シリンダ室に吸入され、前記内燃機関を駆動制御する方法であって、
   前記主吸気通路とは別個に前記吸気マニホールドに形成される副吸気通路と、前記副吸気通路に設けられる空気量検出部とを有し、
   前記内燃機関における前回の吸気行程となる第１の気筒において前記空気量検出部によって検出された実吸入空気量と、前記第１の気筒における前々回の吸気行程において検出された実吸入空気量との差から吸入空気の実吸入空気変化量を算出する工程と、
   前記実吸入空気変化量に対して内燃機関の駆動状況によって変化するスロットル開度変化量に基づいた係数を乗算して補正する工程と、
   前記実吸入空気変化量を補正することにより得られた推定吸入空気変化量を、第２の気筒における前回の吸気行程の実吸入空気量に加えることにより、次回の吸気行程において内燃機関に吸入される前記第２の気筒の吸入空気量を推定する工程と、
   前記推定された吸入空気量に基づいた燃料噴射量を算出し、前記燃料噴射量の燃料を前記内燃機関に供給して前記内燃機関を駆動制御する工程と、
   を有することを特徴とする内燃機関の駆動制御方法。
3. 請求項２記載の駆動制御方法において、
   前記内燃機関において次回の吸気行程となる第２の気筒の吸入空気量は、前記第２の気筒に対して前回の吸気行程となる第１の気筒の実吸入空気量の検出が完了していない場合に、前記第１の気筒に対してさらに最前の吸気行程となる第３の気筒の吸気行程の実吸入空気量と、前記第３の気筒における前々回の吸気行程における実吸入空気量との差から算出される実吸入空気変化量に基づいて推定することを特徴とする内燃機関の駆動制御方法。
4. 請求項２記載の駆動制御方法において、
   前記実吸入空気量は、前記実吸入空気量の最大値を検出した時点で前記空気検出部による検出を完了し、前記最大値まで検出された実吸入空気量から前記実吸入空気量の全体量を推定することを特徴とする内燃機関の駆動制御方法。
5. 請求項１又は２記載の駆動制御方法において、
   前記次回の吸気行程における吸入空気量は、前記内燃機関における吸入空気が吸入されるシリンダ室の容積を上限値として推定されることを特徴とする内燃機関の駆動制御方法。

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