JP2008096286A - 吸入空気量算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上流側が複数に分岐した吸気通路について、それらの各々に設けられる気体流量を検出する検出手段の検出値に基づき、内燃機関に吸入される空気量としての精度の良い値を取得することが困難であること。
【解決手段】吸気通路１２は、その上流側が第１吸気通路１２ａ及び第２吸気通路１２ｂに分岐しており、これらには第１エアフローメータ１４ａ及び第２エアフローメータ１４ｂがそれぞれ設けられている。これらによって検出される第１吸気量と第２吸気量との差に基づき、第１吸気通路１２ａを介して合流部ＪＰに吸入される空気量の第１吸気量に対する遅れ量と、第２吸気通路１２ｂを介して合流部ＪＰに吸入される空気量の第２吸気量に対する遅れ量とを各別に算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関に吸入される空気量を算出する吸入空気量算出装置に関する。

吸気通路内に設けられる熱式のエアフローメータの出力に基づき、吸入空気量の情報を取得することが周知である。しかし、エアフローメータの出力は、そのセンシング部分近傍を流動する気体の流量のみならず、気体の湿度等に応じて変動する。

そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、エアフローメータの出力を２とおりの手法によって取得し、これら２つの出力に基づき吸入空気量を算出することで、取得される吸入空気量の精度を向上させることも提案されている。

ところで、エアフローメータによって精度良く検出可能な気体流量には、通常、上限及び下限がある。このため、大排気量の内燃機関等にあっては、吸気通路に吸入される空気量が上記エアフローメータによって精度良く検出可能な流量の上限値を上回ることがある。そこで、吸気通路の上流を２つに分岐させ、分岐した各通路毎にエアフローメータを設けることも提案されている。これにより、内燃機関の吸入空気量が、単一のエアフローメータによって精度良く検出できる上限値を超える場合であっても、各エアフローメータの検出する空気量を上記上限値以下とすることができる。
特表２００４−５１６４６５号公報

ただし、例えば内燃機関の過渡運転時等にあっては、上記２つのエアフローメータの各々によって検出された検出値の和が、吸気通路の合流部より下流側の吸入空気量としての適切な値とならない事態が生じ得ることが発明者らによって見出されている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、上流側が複数に分岐した吸気通路について、それらの各々に設けられる気体流量を検出する検出手段の検出値に基づき、内燃機関に吸入される空気量としての精度の良い値を取得可能な吸入空気量算出装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、上流側が複数に分岐した吸気通路について、該分岐した各吸気通路のそれぞれに設けられる気体流量を検出する検出手段の検出値を取得する取得手段と、前記各検出手段の検出値に対する前記吸気通路の分岐点よりも下流側に吸入される空気量の遅れ量を前記各検出値間の相違に応じて前記各吸気通路経由の空気量の遅れ量毎に各別に扱いつつ、前記下流側に吸入される空気量を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

吸気通路のそれぞれにおいて検出手段近傍を流動する空気が吸気通路の分岐点よりも下流側に吸入されるまでには、空気の流動に伴う遅れが生じる。そして、この遅れ量は、吸気通路毎に異なり得ることが発明者らによって見出されている。この点、上記構成では、各検出値間の相違に応じて各遅れ量を各別に扱うことで、下流側に吸入される空気量を高精度に算出することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記吸気通路は、上流側が２つに分岐するものであり、前記算出手段は、前記２つの吸気通路のそれぞれに設けられる検出手段の検出値の差に基づき、前記遅れ量を各別に算出する遅れ量算出手段と、該算出される各遅れ量に応じて各検出値を補正したもの同士の和に基づき、前記下流側に吸入される空気量を算出する手段とを備えることを特徴とする。

上記構成では、検出値間の差に基づき遅れ量が各別に算出され、これによって検出値を補正するという簡易な手法にて下流側に吸入される空気量を算出することができる。このため、例えば各検出値及び時間を入力パラメータとして下流側に吸入される空気量をマップ演算する場合と比較して、吸入空気量算出装置に記憶すべきデータ数を低減することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記算出手段は、前記検出手段の検出値に基づき前記複数の吸気通路の合流直前部分における各圧力を算出する圧力算出手段と、前記各検出値間の相違としての前記算出される各圧力間の差に基づき、前記下流側に吸入される空気量を算出する手段とを備えることを特徴とする。

分岐点よりも下流側への空気の吸入態様は、合流直前部分（分岐点近傍且つ分岐点の上流側）の各圧力間の差に依存する。この点、上記構成では、合流直前部分の各圧力差を算出することで、下流側に吸入される空気量をより高精度に算出することができる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記吸気通路は、上流側が２つに分岐するものであり、前記算出手段は、前記圧力算出手段によって算出される２つの圧力の差に基づき、前記遅れ量を各別に算出する遅れ量算出手段と、該算出される各遅れ量に応じて各検出値を補正したもの同士の和に基づき、前記下流側に吸入される空気量を算出する手段とを備えることを特徴とする。

上記構成では、圧力の差に基づき遅れ量が各別に算出され、これに基づき検出値を補正するという簡易な手法にて下流側に吸入される空気量を算出することができる。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記応答遅れ算出手段は、前記圧力の差に加えて、前記内燃機関の回転速度、前記下流側に設けられるスロットルバルブの開度、及び前記下流側の吸気通路内の圧力の少なくとも１つに基づき、前記遅れ量を各別に算出することを特徴とする。

回転速度が低速度であるほど、下流側に吸入される空気量の遅れ量が大きくなる。また、スロットルバルブの開度が小さいほど、絞り効果によって、下流側に吸入される空気量の遅れ量が大きくなる。更に、下流側の吸気通路内の圧力が高いほど、下流側に存在する空気量が多いため、下流側に吸入される空気量の遅れ量が大きくなる。この点、上記構成では、これらの性質に着目し、これらの少なくとも１つを用いて遅れ量を算出するために、下流側に吸入される空気量をより高精度に算出することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記算出手段は、前記遅れ量を前記各検出値間の相違に応じて前記各吸気通路毎に各別に扱いつつ前記下流側であって且つ前記分岐点の近傍の空気量を算出する手段と、該近傍の空気量に対する前記内燃機関の燃焼室に流入する空気量の遅れを考慮しつつ前記燃焼室に流入する空気量を算出する手段とを備えることを特徴とする。

分岐点近傍且つ下流側に吸入される空気量を上記各遅れ量を各別に扱って算出した後には、各吸気通路の区別なく、燃焼室に流入する空気量を算出することができる。このため、燃焼室に流入する空気量の算出を簡易に行うことができる。特に、単一の吸気通路を備えるシステムにおいては、検出手段の検出値に対する燃焼室内に流入する空気量の遅れを考慮して同燃焼室内に流入する空気量を算出する手段は既に存在するため、上記構成は有効である。すなわち、上記構成によれば、上記分岐点近傍の空気量を算出する手段を新たに追加するのみで燃焼室内に流入する空気量を精度良く算出することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる吸入空気量算出装置を車載ガソリン機関の吸入空気量算出装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す。

図示されるように、ガソリン機関１０において、吸気通路１２の上流は、第１吸気通路１２ａ及び第２吸気通路１２ｂの２つの通路に分岐しており、これら各通路には、第１エアクリーナ１３ａ及び第２エアクリーナ１３ｂ、並びに第１エアフローメータ１４ａ及び第２エアフロメータ１４ｂがそれぞれ設けられている。ここで、第１エアクリーナ１３ａ及び第２エアクリーナ１３ｂは、互いに同一の仕様（同一の構造、サイズ等）を有するものである。また、第１エアフローメータ１４ａ及び第２エアフロメータ１４ｂは、互いに同一の仕様（同一の構造等）を有するものである。詳しくは、本実施形態では、熱式のエアフローメータを採用している。また、第１吸気通路１２ａ及び第２吸気通路１２ｂは、その流路断面積や長さが互いに等しく、これらの合流部ＪＰから幾何学的な対称性を保ちつつ分岐してそれぞれ独立の通路を構成している。このため、何らかの阻害要因がない限り、第１吸気通路１２ａ内及び第２吸気通路１２ｂ内の気体の流動態様は互いに略同一となると想定されている。なお、第１吸気通路１２ａ及び第２吸気通路１２ｂの構造は、これらのそれぞれを流動する気体の質量流量が、第１エアフローメータ１４ａ及び第２エアフロメータ１４ｂのそれぞれによって精度良く検出可能な量を超えないように設定されている。

吸気通路１２の合流部ＪＰよりも下流には、ＤＣモータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１８とが設けられている。そして、スロットルバルブ１６の下流側には、自身の近傍の温度を検出する吸気温センサ２０が設けられている。更に、その下流側には、サージタンク２２が設けられており、サージタンク２２には、その内部の圧力を検出する吸気圧センサ２４が設けられている。そして、サージタンク２２の下流には、燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁２６が取り付けられている。

ガソリン機関１０の吸気通路１２は、複数の気筒のそれぞれに向かって分岐する吸気マニホールド１２ｍを介して燃焼室３０と接続されている。そして、吸気通路１２内の空気と燃料との混合気は、吸気バルブ２８の開動作により燃焼室３０内に導入される。ガソリン機関１０のシリンダヘッドには各気筒毎に点火プラグ３２が取り付けられており、点火プラグ３２には、点火コイル等よりなる図示しない点火装置を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。これにより、各点火プラグ３２の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室３０内に導入された混合気が着火され燃焼に供される。そして、燃焼エネルギは、ピストン３４を介して、クランク軸３６の回転エネルギに変換される。また、燃焼室３０にて燃焼に供された混合気は、排気バルブ３８の開動作によって排気通路４０に排出される。なお、クランク軸３６の近傍には、クランク軸３６の回転角度を検出するクランク角センサ４２が設けられている。

上記吸気バルブ２８及び排気バルブ３８は、クランク軸３６から動力を付与されており、クランク軸３６の２回転を周期として開閉動作する。ただし、本実施形態においては、吸気バルブ２８は、バルブタイミング可変装置４４を介してクランク軸３６と連結されている。このため、クランク軸３６の回転角度に対する吸気バルブ２８の開弁タイミングを可変とすることが可能となっている。なお、バルブタイミング可変装置４４の近傍には、図示しない吸気側のカム軸とクランク軸３６との回転位相を検出するカム角センサ４６が設けられている。

一方、電子制御装置（ＥＣＵ５０）は、マイクロコンピュータを備えて構成され、上記各種センサの検出結果や、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ５２の検出結果を取り込み、これに基づきガソリン機関１０の出力を制御するものである。この出力制御に際しては、例えば、クランク角センサ４２によって検出されるクランク軸３６の回転角度に対するカム角センサ４６によって検出される吸気側のカム角度との回転位相差ＶＶＴを算出し、これが目標位相差となるようにフィードバック制御を行う。また、ＥＣＵ５０は、上記第１エアフローメータ１４ａ及び第２エアフローメータ１４ｂの検出値に基づき、燃焼室３０に流入する空気量を算出する。以下、これについて詳述する。

図２に、上記燃焼室３０に流入する空気量の算出にかかる処理を示す。

流量差算出部Ｂ１０は、第１エアフローメータ１４ａによって検出される第１吸気量Ｇａ１に対する第２エアフローメータ１４ｂによって検出される第２吸気量Ｇａ２の差（流量差Ｇａｄｉｆ）を算出する部分である。

第１遅延量算出部Ｂ１２は、第１吸気量Ｇａ１及び流量差Ｇａｄｉｆに基づき、第１エアフローメータ１４ａによって質量流量が検出される空気が、合流部ＪＰを通過するまでに要する第１遅延量Ｄｅｌａｙ１を算出する部分である。ここでは、図３（ａ）に示すように、第１吸気通路１２ａから合流部ＪＰに流入する空気量（図中、一点鎖線）と第１吸気量Ｇａ１（図中、実線）との間には、所定のオフセットが生じるとして、このオフセット量を第１遅延量Ｄｅｌａｙ１として算出している。具体的には、図３（ａ）では、第１吸気量Ｇａ１が変化する過渡状態として第１吸気量Ｇａ１が増大する例を示しており、合流部ＪＰに流入する空気量の変化態様と第１吸気量Ｇａ１の変化態様とは、変化するタイミングを除いては同一であると想定している。なお、第１遅延量Ｄｅｌａｙ１は、流量差Ｇａｄｉｆが大きい値をとるほど大きな量となっている。これは、第１吸気通路１２ａ側から流入する空気と第２吸気通路１２ｂ側から流入する空気とについての合流部ＪＰ近傍（且つ上流側）における流量が大きい方が合流部ＪＰに流入するまでの応答遅れが短くなるという知見に基づく。

先の図２に示した第１部分吸気量算出部Ｂ１４では、第１吸気量Ｇａ１の値を遅延量Ｄｅｌａｙ１だけ遅延させることで、第１吸気通路１２ａ経由で合流部ＪＰに流入する空気量ｍｔｈ１を算出する部分である。

第２遅延量算出部Ｂ１６は、第２吸気量Ｇａ２及び流量差Ｇａｄｉｆに基づき、第２エアフローメータ１４ｂによって質量流量が検出される空気が、合流部ＪＰを通過するまでに要する第２遅延量Ｄｅｌａｙ２を算出する部分である。ここでは、図３（ｂ）に示すように、第２吸気通路１２ｂから合流部ＪＰに流入する空気量（図中、一点鎖線）と第２吸気量Ｇａ２（図中、実線）との間には、所定のオフセットが生じるとして、このオフセット量を第２遅延量Ｄｅｌａｙ２として算出している。具体的には、図３（ｂ）では、第２吸気量Ｇａ２が変化する過渡状態として第２吸気量Ｇａ２が増大する例を示しており、合流部ＪＰに流入する空気量の変化態様と第２吸気量Ｇａ２の変化態様とは、変化するタイミングを除いては同一であると想定している。なお、第２遅延量Ｄｅｌａｙ２は、流量差Ｇａｄｉｆが小さい値をとるほど大きな量となっている。これは、第１吸気通路１２ａ側から流入する空気と第２吸気通路１２ｂ側から流入する空気とについての合流部ＪＰ近傍（且つ上流側）における流量が大きい方が合流部ＪＰに流入するまでの応答遅れが短くなるという知見に基づく。

先の図２に示した第２部分吸気量算出部Ｂ１８では、第２吸気量Ｇａ２の値を遅延量Ｄｅｌａｙ２だけ遅延させることで、第２吸気通路１２ｂ経由で合流部ＪＰに流入する空気量ｍｔｈ２を算出する部分である。

合計吸気量算出部Ｂ２０は、上記空気量ｍｔｈ１及び空気量ｍｔｈ２の和を、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈとして算出する部分である。

シリンダ流量算出部Ｂ２２は、合流部ＪＰの空気量ｍｔｈが燃焼室３０内に流入するまでの遅れを考慮しつつ燃焼室３０内に流入する空気量（シリンダ流入空気量ｍｅ）を算出する部分である。ここでは、時定数τを用いた１次遅れモデルに空気量ｍｔｈを入力したときの出力としてシリンダ流入空気量ｍｅを算出する。

吸気圧算出部Ｂ２４は、ピストン３４が吸気下死点にあるときの燃焼室３０内の圧力Ｐｍを推定する。ここでは、燃焼室３０内の気体の温度を上記吸気温センサ２０の検出する吸気温Ｔによって代用し、また、燃焼室３０内の容積Ｖｅと、体積効率ηと、気体定数Ｒを用いて、気体の状態方程式により算出する。体積効率算出部Ｂ２６は、クランク角センサ４２の検出値に基づく回転速度ＮＥと、上記回転位相差ＶＶＴと、上記圧力Ｐｍとを用いて、体積効率ηをマップ演算する。

時定数算出部Ｂ２８は、上記時定数τを算出する部分である。ここで、時定数τは、吸気通路１２が回転速度ＮＥ、体積効率η、及び燃焼室３０内の容積の積によって、吸気マニホールド１２ｍ内の容積を除算した値として算出される。

図４に、上記合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出する処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２を取得する。続くステップＳ１２においては、第１吸気量Ｇａ１に対する第２吸気量Ｇａ２の差である流量差Ｇａｄｉｆを算出する。更に、ステップＳ１４においては、第１吸気量Ｇａ１及び流量差Ｇａｄｉｆから遅延量Ｄｅｌａｙ１をマップ演算するとともに、第２吸気量Ｇａ２及び流量差Ｇａｄｉｆから遅延量Ｄｅｌａｙ２をマップ演算する。そして、ステップＳ１６においては、遅延量Ｄｅｌａｙ１だけ前の第１吸気量Ｇａ１を、第１吸気通路１２ａから合流部ＪＰに吸入される現在の空気量ｍｔｈ１として算出する。また、遅延量Ｄｅｌａｙ２だけ前の第２吸気量Ｇａ２を、第２吸気通路１２ｂから合流部ＪＰに吸入される現在の空気量ｍｔｈ２として算出する。そして、ステップＳ１８においては、空気量ｍｔｈ１及びｍｔｈ２の和として、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出する。

このように、本実施形態では、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２に対する合流部ＪＰに吸入される空気量の遅延量を、流量差Ｇａｄｉｆに応じて、第１吸気通路１２ａ及び第２吸気通路１２ｂのそれぞれを経由する空気量の遅延量毎に各別に扱いつつ、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出した。これにより、例えば第１吸気通路１２ａ及び第２吸気通路１２ｂにおける空気の流動態様の対称性が崩れる状況であっても、合流部ＪＰの空気量ｍｔｈを高精度に算出することができるようになる。すなわち、上記対称性が崩れる状況下においては、過渡時における第１吸気量Ｇａ１に対する空気量ｍｔｈ１の関係と、第２吸気量Ｇａ２に対する空気量ｍｔｈ２の関係とが相違する。これにより、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈ１の値として第１吸気量Ｇａ１の値が反映されるまでに要する時間と、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈ２の値として第２吸気量Ｇａ２の値が反映されるまでに要する時間とが異なることとなる。このため、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２の和に基づき、これらが合流部ＪＰに吸入されるまでの遅れ量を考慮して空気量ｍｔｈを算出する場合には、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを高精度に算出することができない。これに対し、本実施形態によれば、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２に対する合流部ＪＰに吸入される空気量の遅延量を流量差Ｇａｄｉｆに応じて各別に扱うことで、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを高精度に算出することができる。

ちなみに、第１吸気通路１２ａ及び第２吸気通路１２ｂにおける空気の流動態様の対称性が崩れる状況を生じる原因としては、第１エアクリーナ１３ａ及び第２エアクリーナ１３ｂの目詰まり度合いが相違することや、当該ガソリン機関１０を搭載する車両とその前方を走行中の車両との位置関係等により、第１エアクリーナ１３ａ及び第２エアクリーナ１３ｂへの空気の吸入しやすさが互いに異なる場合等がある。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２に対する合流部ＪＰに吸入される空気量の遅延量を流量差Ｇａｄｉｆに応じて各別に扱いつつ、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈ１、ｍｔｈ２を算出した。これにより、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを高精度に算出することができる。

（２）流量差Ｇａｄｉｆに基づき、遅延量Ｄｅｌａｙ１、Ｄｅｌａｙ２を各別に算出し、これら各遅延量Ｄｅｌａｙ１、Ｄｅｌａｙ２に応じて第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２を補正したもの同士の和に基づき、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出した。これにより、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２を補正するという簡易な手法にて合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出することができるため、例えば第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２並びに時間を入力パラメータとして空気量ｍｔｈをマップ演算する場合と比較して、ＥＣＵ５０に記憶すべきデータ数を低減することができる。

（３）合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈに対する燃焼室３０に流入する空気量（シリンダ流入空気量ｍｅ）の遅れを考慮しつつシリンダ流入空気量ｍｅを算出した。これにより、シリンダ流入空気量ｍｅの算出を簡易に行うことができる。特に、単一の吸気通路を備えるシステムにおいては、エアフローメータの検出値に対する燃焼室３０内に流入する空気量の遅れを考慮してシリンダ流入空気量ｍｅを算出する手段は既に存在するため、上記空気量ｍｔｈを算出する手段を新たに追加するのみでシリンダ流入空気量ｍｅを精度良く算出することも可能である。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるシリンダ流入空気量ｍｔｈの算出処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ２０において、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２を取得する。続くステップＳ２２においては、吸気温センサ２０によって検出される吸気温Ｔを取得する。続くステップＳ２４においては、図６に示すように、第１吸気通路１２ａ及び第２吸気通路１２ｂの合流直前部分（図中、ＵＪＰ１，ＵＪＰ２）の圧力Ｇａ１Ｐｒｅｓｓ，Ｇａ２Ｐｒｅｓｓをそれぞれ推定する。ここでは、合流直前部分ＵＪＰ１、ＵＪＰ２における空気の温度を、上記吸気温センサ２０によって検出される吸気温Ｔで代用し、合流直前部分ＵＪＰ１、ＵＪＰ２として互いに等しい容積を有する領域を定めて気体の状態方程式により圧力Ｇａ１Ｐｒｅｓｓ，Ｇａ２Ｐｒｅｓｓを推定する。

先の図５のステップＳ２６においては、合流直前部分ＵＪＰ２の圧力Ｇａ２Ｐｒｅｓｓに対する合流直前部分ＵＪＰ１の圧力Ｇａ１Ｐｒｅｓｓの差である圧力差ＤｉｆＰｒｅｓを算出する。次にステップＳ２８において、クランク軸３６の回転速度、スロットルバルブ１６の開度、及び吸気圧センサ２４によって検出される吸気圧を取得する。続くステップＳ３０においては、圧力差ＤｉｆＰｒｅｓの絶対値が所定差ΔＰ以上であるか否かを判断する。この処理は、圧力差ＤｉｆＰｒｅｓが生じることにより、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２に対する合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈ１，ｍｔｈ２の遅延に相違が生じ得るか否かを判断するためのものである。そして、所定差ΔＰ以上である場合には、第１吸気通路１２ａからの空気及び第２吸気通路１２ｂからの空気のそれぞれに対して各別に遅延量を算出すべく、ステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２においては、回転速度、スロットルバルブの開度、吸気圧、及び圧力差ＤｉｆＰｒｅｓに基づき、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２を各別に算出する。ここで、回転速度が低速度となるほど、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２を長く設定する。また、スロットルバルブの開度が小さいほど、絞り効果を考慮して、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２を長く設定する。更に、吸気圧が高いほど、吸気通路１２内に存在する空気量が多いことに鑑み、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２を長く設定する。また、遅延量Ｄｅｌａｙ１については、圧力差ＤｉｆＰｒｅｓが大きいほど小さく設定し、遅延量Ｄｅｌａｙ２については、圧力差ＤｉｆＰｒｅｓが小さいほど小さく設定する。これは、合流直前部分ＵＪＰ１，ＵＪＰ２の圧力Ｇａ１Ｐｒｅｓｓ、Ｇａ２Ｐｒｅｓｓのうち圧力が高い方が遅延量が短くなることに鑑みてなされる設定である。

一方、上記ステップＳ３０において否定判断されるときには、ステップＳ３４に移行する。ステップＳ３４においては、回転速度、スロットルバルブの開度、及び吸気圧に基づき、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２を同一の値として算出する。ここで、回転速度、スロットルバルブの開度、及び吸気圧と、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２との関係は、上記ステップＳ３２の関係と同様である。

そして、ステップＳ３２、Ｓ３４の処理が完了すると、ステップＳ３６において、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出する。すなわち、合流部ＪＰに吸入される現在の空気量ｍｔｈ（ｔ）を、遅延量Ｄｅｌａｙ１だけ前の第１吸気量Ｇａ１と、遅延量Ｄｅｌａｙ２だけ前の第２吸気量Ｇａ２との和として算出する。

なお、ステップＳ３６の処理が完了すると、この一連の処理を一旦終了する。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（４）圧力差ＤｉｆＰｒｅｓに基づき、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出した。これにより、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈをより高精度に算出することができる。

（５）圧力差ＤｉｆＰｒｅｓに基づき、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２を各別に算出し、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２に応じて第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２を補正したもの同士の和に基づき、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出した。これにより、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２を補正するという簡易な手法にて合流部ＪＰに吸入される空気量を算出することができる。

（６）圧力差ＤｉｆＰｒｅｓに加えて、回転速度、スロットルバルブ１６の開度、及び吸気圧に基づき、遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２を各別に算出した。これにより、合流部ＪＰに吸入される空気量をより高精度に算出することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・第２の実施形態において、回転速度、スロットルバルブ１６の開度、及び吸気圧を用いることなく、圧力差に基づき遅延量Ｄｅｌａｙ１，Ｄｅｌａｙ２を算出してもよい。また、この際、回転速度、スロットルバルブ１６の開度、及び吸気圧のうちの１つ又は２つを併せ用いてもよい。

・第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２に対する合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈ１，ｍｔｈ２の遅れ量を第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２の相違に応じて各別に扱いつつ、空気量ｍｔｈを算出する手法として、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば先の第１の実施形態によれば、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２から、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを時間の関数として算出できることから、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２並びに時間の３つのパラメータを入力として上記空気量ｍｔｈを出力とするマップを作成することができることを意味する。このため、このマップを用いて空気量ｍｔｈを算出してもよい。また、先の第２の実施形態によれば、基本的には、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２並びに吸気温に基づき空気量ｍｔｈを時間の関数として算出できることができることから、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２並びに吸気温Ｔ及び時間の４つのパラメータを入力として上記空気量ｍｔｈを出力とするマップを作成することができることを意味する。このため、このマップを用いて空気量ｍｔｈを算出してもよい。

・例えば第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２や、吸気温Ｔに基づき、物理モデルによって合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出してもよい。こうした構成によれば、特に図３において仮定したように合流部ＪＰに吸入される空気の変化態様は、第１吸気量Ｇａ１，第２吸気量Ｇａ２の変化態様と変化タイミングが相違するのみとの前提を設けることなく、空気の流通態様をより正確に反映して合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈをより適切に算出することができる。

・上記各実施形態では、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈを算出した後、これが燃焼室３０に流入する際の遅れ量を考慮してシリンダ流入空気量ｍｅを算出したが、吸気通路の分岐点よりも下流側（合流部ＪＰを含むものとする）に吸入される空気量としては、合流部ＪＰに吸入される空気量ｍｔｈに限らない。例えば、第１吸気通路１２ａ経由で燃焼室３０に流入する空気量の第１吸気量Ｇａ１に対する遅れ量と、第２吸気通路１２ｂ経由で燃焼室３０に流入する空気量の第２吸気量Ｇａ２に対する遅れ量とを各別に算出して、第１吸気量Ｇａ１及び第２吸気量Ｇａ２をこれら遅れ量でそれぞれ補正したものの和としてシリンダ流入空気量ｍｔｈを算出してもよい。

・吸気通路１２ａ，１２ｂとしては、必ずしも幾何学的な対称性を有するものに限らない。例えば非対称な構造であっても、定常状態にあっては、遅れ量を各別に扱うことなく分岐点よりも下流側に吸入される空気量を適切に算出することが可能であるものの、過渡時にあっては、遅れ量が互いに異なる事情は共通であるため、本発明の適用は有効である。

・吸気通路としては、その上流で２つに分岐するものに限らない。例えば３つ以上に分岐する場合であっても、これら各吸気通路において検出される空気量に対して、分岐点よりも下流側に吸入される際の遅れ量を同一に扱って同下流側に吸入される空気量を算出するのでは、過渡時等に精度の良い値を算出することが困難である。そして、各遅れ量は、各吸気通路内の圧力間の相違や同通路内の気体の流量間の相違に応じて変化する。このため、これら相違に応じて各吸気通路経由の空気量の遅れ量を各別に扱うことで分岐点よりも下流側の空気量を算出することは有効である。

・吸気通路に設けられる気体流量を検出する検出手段としては、熱式のエアフローメータに限らず、例えばベーン式のものやカルマン渦式のエアフローメータであってもよい。

・内燃機関としては、ガソリン機関等の火花点火式内燃機関に限らず、例えばディーゼル機関等の圧縮着火式内燃機関であってもよい。ただし、複数に分岐した吸気通路のそれぞれに設けられた気体流量の検出手段の検出値に対する分岐点よりも下流側に吸入される空気量の遅れ量が吸気通路毎で顕著に異なり得るのが過渡時であることに鑑みれば、内燃機関の要求トルクに応じて吸入空気量を調節するタイプの内燃機関にとって、本発明の適用が特に有効である。

第１の実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す図。 同実施形態にかかるシリンダ流入空気量の算出処理を示すブロック図。 同実施形態において想定される空気量の検出値と合流部の空気量との変化の相違を示す図。 同実施形態にかかる合流部に吸入される空気量の算出処理の手順を示すフローチャート。 第２の実施形態にかかる合流部に吸入される空気量の算出処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる圧力の推定手法を説明する図。

符号の説明

１２…吸気通路、１２ａ…第１吸気通路、１２ｂ…第２吸気通路、１４ａ…第１エアフローメータ、１４ｂ…第２エアフローメータ、５０…ＥＣＵ（吸入空気量算出装置の位置実施形態）。

Claims (6)

1. 上流側が複数に分岐した吸気通路について、該分岐した各吸気通路のそれぞれに設けられる気体流量を検出する検出手段の検出値を取得する取得手段と、
   前記各検出手段の検出値に対する前記吸気通路の分岐点よりも下流側に吸入される空気量の遅れ量を前記各検出値間の相違に応じて前記各吸気通路経由の空気量の遅れ量毎に各別に扱いつつ、前記下流側に吸入される空気量を算出する算出手段とを備えることを特徴とする吸入空気量算出装置。
2. 前記吸気通路は、上流側が２つに分岐するものであり、
   前記算出手段は、前記２つの吸気通路のそれぞれに設けられる検出手段の検出値の差に基づき、前記遅れ量を各別に算出する遅れ量算出手段と、該算出される各遅れ量に応じて各検出値を補正したもの同士の和に基づき、前記下流側に吸入される空気量を算出する手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の吸入空気量算出装置。
3. 前記算出手段は、前記検出手段の検出値に基づき前記複数の吸気通路の合流直前部分における各圧力を算出する圧力算出手段と、前記各検出値間の相違としての前記算出される各圧力間の差に基づき、前記下流側に吸入される空気量を算出する手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の吸入空気量算出装置。
4. 前記吸気通路は、上流側が２つに分岐するものであり、
   前記算出手段は、前記圧力算出手段によって算出される２つの圧力の差に基づき、前記遅れ量を各別に算出する遅れ量算出手段と、該算出される各遅れ量に応じて各検出値を補正したもの同士の和に基づき、前記下流側に吸入される空気量を算出する手段とを備えることを特徴とする請求項３記載の吸入空気量算出装置。
5. 前記応答遅れ算出手段は、前記圧力の差に加えて、前記内燃機関の回転速度、前記下流側に設けられるスロットルバルブの開度、及び前記下流側の吸気通路内の圧力の少なくとも１つに基づき、前記遅れ量を各別に算出することを特徴とする請求項４記載の吸入空気量算出装置。
6. 前記算出手段は、前記遅れ量を前記各検出値間の相違に応じて前記各吸気通路毎に各別に扱いつつ前記下流側であって且つ前記分岐点の近傍の空気量を算出する手段と、該近傍の空気量に対する前記内燃機関の燃焼室に流入する空気量の遅れを考慮しつつ前記燃焼室に流入する空気量を算出する手段とを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の吸入空気量算出装置。

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