JP3323542B2 - 吸気温度予測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンにおい
て、エンジン運転状態に基づき吸気温度を時々刻々予測
する吸気温度予測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばターボ過給機付エンジンで空冷式
インタークーラを備えたシステムが提案されており、こ
のシステムではターボ過給機による圧縮空気がインター
クーラにより強制的に冷却されて、充填効率を向上する
ことが可能になる。ところで空冷式インタークーラの場
合は、吸気温度が車速に大きく影響される。またインタ
ークーラの能力が、外気温度、インタークーラ自体の経
時変化、ゴミ等の付着により変化し、このため同一の運
転状態、走行状態でも吸気温度が時々刻々変化すること
が予想される。そして吸気温度が上昇すると、燃焼温度
が高くなってノックを生じ易くなり、排気温度も上昇し
て触媒に悪影響を与える。そこでこの種のエンジンで
は、吸気温度を時々刻々検出して、ノックや触媒に対す
る悪影響を防止するように制御することが望まれる。

【０００３】ここで吸気温度を検出する方法として、一
般には吸気温度センサを用いて直接吸入空気の吸気温度
を計測することが考えられる。しかしこの吸気温度セン
サは出力信号の時定数が大きくて応答性が悪いため、タ
ーボ過給機付エンジンのように吸気温度が時々刻々変化
するものには不向きである。従って、エンジン運転時の
種々のパラメータを用いて吸気温度を迅速に予測するこ
とが要求される。

【０００４】従来、上記吸気温度の予測に関しては、例
えば特開昭６３−３２１４５号公報の先行技術がある。
ここでエンジン始動時の水温が外気温度と等しいことか
ら、この水温により基本温度係数を定める。また基本空
気流量に対する負荷係数を定め、これらの両者により吸
気温係数を算出して、空気流量を補正することが示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、エンジン運転時の外気温度と運転
状態により１つの吸気温係数を求め、この吸気温係数に
より一律に補正する方法である。従って、エンジン運転
中の吸気温度を時々刻々予測することはできず、このた
め運転、走行条件が変化する場合の吸気温度に対する種
々の制御を高い精度で行うことができない。

【０００６】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、エンジン運転中の吸気温度を時々刻々予測して、吸
気温度に対する種々の制御を最適に行うことを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、エンジン回転数とスロットル開度とをパ
ラメータとして、単位サイクル当たりの吸入空気体積に
比例して吸気効率を示す吸気効率定数を格納したマップ
と、エンジン回転数とスロットル開度とをパラメータと
して、シリンダに新気が吸入すると共にその一部が排気
系を吹き抜けて更に吹き返しガスが存在する場合に、吸
気温度を補正するための温度補正定数を格納したマップ
とを備え、エンジン回転数とスロットル開度とに基づい
て上記各マップを参照して上記吸気効率定数と上記温度
補正係数とをそれぞれ設定し、吸入空気重量とエンジン
回転数とにより単位サイクル当たりの空気重量を算出
し、吸気管絶対圧力を上記単位サイクル当たりの空気重
量で除算した計算パラメータを、上記吸気効率定数及び
上記温度補正定数により補正することで吸気温度を算出
して予測することを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記方法により、エンジン運転中にその運転状
態に応じた種々の要素で吸気効率定数と温度補正定数を
設定し、計算パラメータを求め、これらにより気体の状
態方程式に基づいて吸気温度を算出することで、吸気温
度を時々刻々高い精度で予測することが可能になる。そ
してこの予測される吸気温度に対して空燃比や点火時期
を補正することで、未然にノックや触媒に対する悪影響
が防止されるようになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、水平対向式エンジンにシーケンシ
ャルターボ式過給機を装着した場合の全体の構成につい
て説明する。符号１は水平対向式エンジンのエンジン本
体であり、クランクケース２の左右のバンク３，４に、
燃焼室５、吸気ポート６、排気ポート７、点火プラグ
８、動弁機構９等が設けられている。またこのエンジン
短縮形状により左右バンク３，４の直後に、プライマリ
ターボ過給機４０とセカンダリターボ過給機５０がそれ
ぞれ配設されている。排気系として、左右バンク３，４
からの共通の排気管１０が両ターボ過給機４０，５０の
タービン４０ａ，５０ａに連通され、タービン４０ａ，
５０ａからの排気管１１が１つの排気管１２に合流して
触媒コンバータ１３、マフラ１４に連通される。

【００１０】吸気系として、エアクリーナ１５から２つ
に分岐した吸気管１６，１７はそれぞれ両ターボ過給機
４０，５０のブロワ４０ｂ，５０ｂに連通され、このブ
ロワ４０ｂ，５０ｂからの吸気管１８，１９が空冷式イ
ンタークーラ２０に連通される。そしてインタークーラ
２０からスロットル弁２１を有するスロットルボデー２
７を介してチャンバ２２に連通され、チャンバ２２から
吸気マニホールド２３を介して左右バンク３，４の各気
筒に連通されている。またアイドル制御系として、エア
クリーナ１５の直下流と吸気マニホールド２３の間のバ
イパス通路２４に、アイドル制御弁２５、負圧で開く逆
止弁２６が設けられ、アイドル時や減速時に吸入空気量
を制御するようになっている。

【００１１】燃料系として、吸気マニホールド２３のポ
ート近傍にインジェクタ３０が配設され、燃料ポンプ３
１を有する燃料タンク３２からの燃料通路３３が、フィ
ルタ３４、燃圧レギュレータ３５を備えてインジェクタ
３０に連通される。燃圧レギュレータ３５は、吸気圧力
に応じて調整作用するものであり、これにより、インジ
ェクタ３０に供給する燃料圧力を吸気圧力に対して常に
一定の高さに保ち、噴射信号のパルス幅により燃料噴射
制御することが可能になっている。点火系として、点火
プラグ８にイグナイタ３６からの点火信号が入力するよ
うに接続されている。

【００１２】プライマリターボ過給機４０の作動系につ
いて説明する。プライマリターボ過給機４０は、タービ
ン４０ａに導入する排気のエネルギによりブロワ４０ｂ
を回転駆動し、空気を吸入、加圧して常に過給するよう
に作動する。タービン側にはダイアフラム式アクチュエ
ータ４２を備えたウエイストゲート弁４１が設けられ
る。アクチュエータ４２の圧力室にはブロワ４０ｂの直
下流からの制御圧通路４４がオリフィス４８を有して連
通し、過給圧が設定値以上に上昇すると応答良くウエイ
ストゲート弁４１を開くように連通される。またこの制
御圧通路４４は更に過給圧をブロワ４０ｂの上流側にリ
ークするデューティソレノイド弁４３に連通し、このデ
ューティソレノイド弁４３により所定の制御圧を生じて
アクチュエータ４２に作用し、ウエイストゲート弁４１
の開度を変化して過給圧を制御するようになっている。
ここで例えばデューティ比が大きい場合は、リーク量の
増大により制御圧を低下し、ウエイストゲート弁４１の
開度を減じて過給圧を上昇する。逆にデューティ比が小
さくなると、高い制御圧で開度を増して過給圧を低下す
る。

【００１３】一方、スロットル弁急閉時のブロワ回転の
低下や吸気騒音の発生を防止するため、ブロワ４０ｂの
下流としてスロットル弁２１の近くのインタークーラ２
０の出口側と、ブロワ４０ｂの上流との間にバイパス通
路４６が連通される。そしてこのバイパス通路４６にエ
アバイパス弁４５が、スロットル弁急閉時に通路４７に
よりマニホールド負圧を導入して開き、ブロワ下流に封
じ込められる加圧空気を迅速にリークするように設けら
れる。

【００１４】セカンダリターボ過給機５０の作動系につ
いて説明する。セカンダリターボ過給機５０は同様に排
気によりタービン５０ａとブロワ５０ｂが回転駆動して
過給するものであり、タービン側にはアクチュエータ５
２を備えたウエイストゲート弁５１が各別に設けられ
る。アクチュエータ５２の圧力室には、ブロワ５０ｂの
直下流からの通路６７が大気にリークするデューティソ
レノイド弁５３、制御圧通路５４を介して連通され、過
給圧が設定値以上に上昇すると応答良くウエイストゲー
ト弁５１を開き、デューティソレノイド弁５３により制
御圧を生じて、同様に過給圧制御するようになってい
る。一方タービン５０ａの上流の排気管１０には、ダイ
アフラム式アクチュエータ５６を備えた排気制御弁５５
が設けられ、ブロワ５０ｂの下流には同様のアクチュエ
ータ５７を備えた吸気制御弁５８が設けられ、ブロワ５
０ｂの上、下流の間に過給圧リリーフ弁６０を備えたリ
リーフ通路５９が連通されている。

【００１５】これらの各弁の圧力動作系について説明す
ると、吸気マニホールド２３からの通路６１がチェック
弁６２を有してサージタンク６３に連通されて、スロッ
トル弁全閉時に負圧を貯え且つ脈動圧を緩衝するように
なっている。過給圧リリーフ弁６０の一方のスプリング
室には、サージタンク６３からの負圧通路６４と吸気制
御弁５８の下流の正圧通路６５が、切換用ソレノイド弁
７０と通路６６を介して連通される。そして電気信号に
より負圧を作用して過給圧リリーフ弁６０を開き、正圧
を作用して過給圧リリーフ弁６０を閉じる。吸気制御弁
５８のアクチュエータ５７は、一方のスプリング室に負
圧と大気圧に切換える切換用ソレノイド弁７１が通路６
８を介して連通される。そして電気信号により負圧を作
用して吸気制御弁５８を閉じ、大気開放でのスプリング
力で吸気制御弁５８を開くように構成される。

【００１６】排気制御弁５５は下流開きの方式に構成さ
れ、アクチュエータ５６の一方の室にスプリング５６ａ
が排気制御弁５５を閉じる方向に付勢されている。ここ
でスプリング５６ａのスプリング力が、中速域の予備回
転モードの排気圧による力と等しく設定される。またア
クチュエータ５６のスプリング５６ａを有する一方の室
には、大気圧と負圧を切換える第２の切換用ソレノイド
弁７４が通路６９を介して連通され、他方の室には正圧
と大気圧を切換える第１の切換用ソレノイド弁７３が通
路７５を介して連通される。そしてシングルターボモー
ドでは電気信号による第１と第２の切換用ソレノイド弁
７３，７４の動作で、両方の室を大気開放してスプリン
グ力により排気制御弁５５を全閉し、且つこのターボモ
ードでプライマリ側のウエイストゲート弁４１が故障し
て排気圧が上昇する場合には、自動的に開弁してフェイ
ルセーフする機能を有する。また予備回転モードでもこ
の状態を所定時間保持し、排気圧とスプリング力とのバ
ランスにより微小開度だけ開いてプリコントロール弁の
機能を備える。更にツインターボモードでは、一方の室
に負圧を他方の室に正圧を作用して排気制御弁５５を全
開し、且つその全開状態に保つように構成される。

【００１７】各種のセンサについて説明すると、差圧セ
ンサ８０が吸気制御弁５８の上、下流の差圧を検出する
ように設けられ、絶対圧センサ８１が切換用ソレノイド
弁７６により吸気管圧力と大気圧を選択して検出するよ
うに設けられる。また、エンジン本体１にクランク角セ
ンサ８２、ノックセンサ８３、水温センサ８４が設けら
れ、動弁機構９のカムシャフトに連設したカムロータ９
０に対向してカム角センサ８５が設けられ、排気管１０
にＯ₂ センサ８６が設けられ、スロットル弁２１にスロ
ットル開度センサ８７が設けられ、エアクリーナ１５の
直下流に吸入空気量センサ８８が設けられている。

【００１８】更に、４気筒エンジンに適用した場合の上
記クランク角センサ８２，カム角センサ８５について図
２に基づき詳述すると、クランク角センサ８２は電磁ピ
ックアップ等からなり、クランク軸に取付けられたクラ
ンクロータ９１に対向して配設されており、このクラン
クロータ９１の外周に形成された３種類の突起９１ａ〜
９１ｃ（スリットでもよい）を電気的に検出する。クラ
ンクロータ９１の突起９１ａは、燃料噴射開始時期やエ
ンジン回転数を検出するためのもので、圧縮上死点前
（ＢＴＤＣ）例えば９７度のセット角θ１に定められ
る。突起９１ｂは、点火時期の基準位置を検出するもの
で、圧縮上死点前例えば６５度のセット角θ２に定めら
れる。突起９１ｃは、固定点火時期を検出するもので、
圧縮上死点前例えば１０度のセット角θ３に定められ
る。これによりエンジン運転時に、＃１→＃３→＃２→
＃４の点火順序において各気筒毎に、図１２に示すよう
なクランクパルスを生じるようになる。

【００１９】カム角センサ８５は同様に電磁ピックアッ
プ等からなり、カム軸に取付けられたカムロータ９０に
対向して配設され、このカムロータ９０の外周に形成さ
れる１個ないし３個の気筒判別用の突起９０ａ〜９０ｃ
（スリットでも可）を電気的に検出する。３個の突起９
０ｂは＃１気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）例えば５度
のセット角θ５に定められ、１個の突起９０ａは＃３気
筒及び＃４気筒の圧縮上死点後例えば２０度のセット角
θ４に定められ、２個の突起９０ｃは＃２気筒の圧縮上
死点後例えば２０度のセット角θ６に定められる。これ
により、エンジン運転時に、図１２図に示すようにクラ
ンクパルスと重ならない位置でカムパルスを生じ、この
カムパルスの個数と発生状態から気筒判別することが可
能になる。

【００２０】次に図３において、電子制御系の全体の構
成について説明する。先ず、マイクロコンピュータ等か
らなる制御ユニット１００は、Ｉ／Ｏ１０１、ＣＰＵ１
０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、ＲＯ
Ｍ１０５、定電圧回路１０６を備えている。またイグニ
ッションスイッチ９０をＯＮすると、リレー９１をＯＮ
しバッテリ９２から定電圧回路１０６に電力を供給し
て、制御ユニット１００の各種制御を実行し、駆動回路
１０７によりリレー９３をＯＮし燃料ポンプ３１を通電
して駆動する。ＣＰＵ１０２はＲＯＭ１０５に格納され
ている演算プログラムに基づいて、Ｉ／Ｏ１０１から各
種センサ８０〜８８、車速センサ８９の信号を入力し、
ＲＡＭ１０３，バックアップＲＡＭ１０４に記憶されて
いるデータ，およびＲＯＭ１０５に格納されているマッ
プ等の固定データに基づき演算処理する。そして、駆動
回路１０７から各種切換用ソレノイド弁７０，７１，７
３，７４，７６に切換信号を、デューティソレノイド弁
４３，５３にデューティ信号を出力してシーケンシャル
ターボ制御し、インジェクタ３０に噴射信号を出力して
燃料噴射制御する。またイグナイタ３６に点火信号を出
力して点火時期制御し、アイドル制御弁２５に制御信号
を出力してアイドル制御する。

【００２１】次いで、吸気温度予測制御について説明す
る。先ず、吸気温度予測の原理について説明すると、吸
気温度Ｔ（絶対温度；゜K）は吸気管絶対圧Ｐ、単位サイ
クル（４サイクルエンジンの場合、エンジン２回転）当
たりの吸入空気体積Ｖ、単位サイクル当たりの空気重量
ｍ、及びガス定数Ｒにより、以下の気体の状態方程式で
表される。 ＰＶ＝ｍＲＴ （１） 従って、吸気温度Ｔは以下となる。 Ｔ＝ＰＶ／ｍＲ （２） ここで吸気温度ＴがＰ／ｍの関数として、以下の式、 Ｔ＝ｆ（Ｐ／ｍ） （３） で表すことができれば、吸気温度Ｔを予測することが可
能になる。

【００２２】そこで実験により吸気温度Ｔと計算パラメ
ータＰ／ｍとの関係を計測すると、図４（ａ）のように
なった。これにより或るエンジン回転数（４０００ｒｐ
ｍ）を除いて、式（３）の吸気温度Ｔと計算パラメータ
Ｐ／ｍとが、一次関数になることがわかった。またエン
ジン回転数４０００ｒｐｍの場合の各計測点をスロット
ル開度で整理すると、同図（ｂ）のようになり、式
（３）は各エンジン回転数と各スロットル開度で独立に
存在することがわかった。即ち、式（３）はエンジン特
性を表す定数Ｃ１、Ｃ０を用いて、以下のように表すこ
とができる。 Ｔ＝Ｃ１（Ｐ／ｍ）＋Ｃ０ （４）

【００２３】ここで、Ｃ１はＶ／Ｒに対応し、単位サイ
クル当たりの吸入空気体積Ｖに比例して吸気効率を示す
吸気効率定数である。Ｃ０はシリンダに新気が吸入する
と共にその一部が排気系に吹抜け、更に吹き返しガスが
存在する場合に補正する温度補正定数である。そこでこ
れらの定数Ｃ１、Ｃ０をエンジン回転数とスロットル開
度の関係で実験により求めてマップにより与え、補間計
算付で設定する。また吸気管絶対圧Ｐは絶対圧センサ８
１の信号を計測し、単位サイクル当たりの空気重量ｍは
吸入空気量とエンジン回転数により算出することで、計
算パラメータＰ／ｍを求めることができる。従って、既
存センサのエンジン回転数、スロットル開度、吸入空気
量、絶対圧の信号を用い、Ｃ１、Ｃ０、Ｐ／ｍを求める
ことで、式（４）により吸気温度Ｔを時々刻々算出して
高い精度で予測することが可能になる。

【００２４】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ずエンジン運転時に例えば低負荷低中速のシング
ルターボモードでは、制御ユニット１００により切換用
ソレノイド弁７０に開信号を出力して過給圧リリーフ弁
６０が開き、セカンダリ側のブロワ下流の過給圧をリー
クする。同時に第１、第２の切換用ソレノイド弁７３，
７４に閉信号を出力して排気制御弁５５が閉じ、排気が
セカンダリターボ過給機５０に導入することを遮断し、
且つ切換用ソレノイド弁７１に閉信号を出力して吸気制
御弁５８が閉じ、これによりセカンダリターボ過給機５
０が不作動となりプライマリターボ過給機４０のみが作
動する。

【００２５】次いで、車速等の上昇によりツインターボ
モードになると、このモードの初期に予備回転モードを
判断する。そして予備回転モードでは、先ず切換用ソレ
ノイド弁７０に閉信号を出力して過給圧リリーフ弁６０
が閉じ、次いで排気制御弁５５が排気圧により微小開度
だけ開き、セカンダリターボ過給機５０に排気が導入し
て予備回転される。その後第１、第２の切換用ソレノイ
ド弁７３，７４に開信号を出力して排気制御弁５５が全
開されることで、セカンダリターボ過給機５０が実質的
に作動し、差圧センサ８０によって検出される差圧に基
づく判断により吸気制御弁５８の上流圧と下流圧とが略
等しくなった時点で切換用ソレノイド弁７１に開信号を
出力して吸気制御弁５８が開き、これにより円滑にツイ
ンターボモードに移行する。

【００２６】また各モードにおいては、目標過給圧Ｐｔ
と絶対圧センサ８１による実過給圧Ｐｂの偏差Δｐを算
出し、この偏差Δｐに応じた補正量を定める。そこでシ
ングルターボモードでは、この補正量に対応したデュー
ティ信号をプライマリ側のデューティソレノイド弁４３
に出力し、ウエイストゲート弁４１の開度によりプライ
マリターボ過給機４０の過給圧が制御される。またツイ
ンターボモードでは、両ターボ過給機４０，５０の作動
配分に基づいたデューティ信号をプライマリとセカンダ
リのデューティソレノイド弁４３，５３に出力して、ウ
エイストゲート弁４１，５１の開度により両過給機４
０，５０の過給圧が制御されるのであり、こうして実過
給圧Ｐｂが常に目標過給圧Ｐｔに追従するようにフィー
ドバック制御される。そしてこのプライマリターボ過給
機４０、セカンダリターボ過給機５０で圧縮される所定
の過給圧の空気は、空冷式インタークーラ２０で冷却さ
れ、スロットル弁２１で流量制御してエンジン本体１に
高い充填効率で供給されるようになる。

【００２７】上記シーケンシャルターボによるエンジン
運転時に、そのターボ作動で用いたセンサ信号により吸
気温度Ｔが予測されるのであり、制御ユニット１００に
よって実行される吸気温度予測ルーチンを図５のフロー
チャートを用いて説明する。このルーチンは所定時間毎
に実行されるものであり、ステップＳ１でエンジン回転
数Ｎとスロットル開度Ｔｈによりマップ検索して吸気効
率定数Ｃ１を設定し、ステップＳ２で同様にエンジン回
転数Ｎとスロットル開度Ｔｈによりマップ検索して温度
補正定数Ｃ０を設定する。その後ステップＳ３に進んで
吸入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎにより単位サイクル当
たりの空気重量ｍを求め、ステップＳ４で絶対圧センサ
８１の信号から吸気管絶対圧Ｐを読込む。そしてステッ
プＳ５でこれらの吸気効率定数Ｃ１、温度補正定数Ｃ
０、計算パラメータＰ／ｍを用いて吸気温度Ｔを算出す
るのであり、こうしてエンジン運転中に単位サイクル当
たりの空気重量ｍに対して吸気管絶対圧Ｐ、即ち過給圧
が大きい程吸気温度Ｔが高くなるように予測される。

【００２８】次いで、上記吸気温度Ｔにより空燃比制御
を補正する場合について、図６のフローチャートを用い
て説明する。このルーチンは所定時間毎に実行され、ス
テップＳ１０で吸入空気量Ｑ、エンジン回転数Ｎ及びイ
ンジェクタ特性補正定数Ｋにより基本噴射量（基本燃料
噴射パルス幅）Ｔｐを、Ｔｐ＝Ｋ・Ｑ／Ｎにより算出す
る。その後ステップＳ１１でフィードバック補正係数
α、空燃比学習補正係数Ｋｂ、各種補正係数ＣＯＥＦ、
電圧補正係数Ｔｓを設定する。

【００２９】また、ステップＳ１２で、前記吸気温度予
測ルーチンにより設定された吸気温度Ｔに基づき、マッ
プを参照して吸気温度補正係数Ｋｔを設定する。ここ
で、吸気温度Ｔの上昇に対してノック等を防止するに
は、増量補正して燃料冷却することが有効である。そこ
で、図７に示すように、吸気温度Ｔに対してその補正係
数Ｋｔが、所定の温度以降に増大関数的に与えられるの
であり、このマップにより吸気温度補正係数Ｋｔを設定
する。そしてステップＳ１３でこれらの基本噴射量Ｔ
ｐ、フィードバック補正係数α、空燃比学習補正係数Ｋ
ｂ、各種補正係数ＣＯＥＦ、吸気温度補正係数Ｋｔ及び
電圧補正係数Ｔｓにより燃料噴射量（燃料噴射パルス
幅）Ｔｉを、 Ｔｉ＝Ｔｐ・α・Ｋｂ・ＣＯＥＦ・Ｋｔ＋Ｔｓ により算出する。その後ステップＳ１４でこの燃料噴射
量Ｔｉをセットして、インジェクタ３０による燃料噴射
量を制御する。

【００３０】従って、エンジン運転状態により吸気温度
Ｔが低い場合は、吸気温度補正係数Ｋｔが１．０であ
り、理論空燃比付近に空燃比制御される。一方、高回転
側で過給圧が高くなり、吸気温度Ｔが高く予測される場
合は、吸気温度補正係数Ｋｔにより燃料噴射量Ｔｉが増
量補正されてリッチに空燃比制御される。そこでこの場
合の濃混合気で燃料冷却して燃焼温度を低下するように
なり、こうして未然にノッキングが抑制され且つ触媒へ
の悪影響が防止される。

【００３１】また上記吸気温度Ｔにより点火時期制御を
補正する場合について、図８ないし図１０のフローチャ
ートを用いて説明する。図８の気筒判別、エンジン回転
数算出ルーチンは、クランクパルスとカムパルス入力に
より割込み実行される。そこでステップＳ２０でカムパ
ルスにより点火対象気筒＃ｉを判別して、ステップＳ２
１でクランクパルスを識別する。またステップＳ２２で
は、クランク角センサ８２において燃料噴射開始時期や
エンジン回転数を検出するため上死点前（ＢＴＤＣ）例
えば９７度のセット角θ１に定められるθ１パルスと、
点火時期の基準位置を検出するため上死点前例えば６５
度のセット角θ２に定められるθ２パルスとの入力間隔
時間（周期）Ｔθ１２を求める。そしてステップＳ２３
でこのパルス周期Ｔθ１２に基づいてエンジン回転数Ｎ
を算出する。

【００３２】図９の点火時期設定ルーチンは、所定時間
毎に実行されるものであり、先ずステップＳ３０で基本
噴射量Ｔｐとエンジン回転数Ｎとに基づいて基本点火時
期マップを補間計算付きで参照してエンジン運転状態に
応じた角度データの基本点火時期ＡＤＶｂを設定し、ス
テップＳ３１でノック発生の有無に応じたノック修正値
ＡＤＶｎを設定し、その後ステップＳ３２に進んでマッ
プを参照して吸気温度遅角補正値ＡＤＶｔを設定する。
ここで吸気温度Ｔの上昇に対してノック等を防止するに
は、点火時期を遅角補正することが有効である。そこで
図１１に示すように吸気温度Ｔに対してその遅角補正値
ＡＤＶｔが、所定の温度以降に増大関数的に与えられる
のであり、このマップにより吸気温度遅角補正値ＡＤＶ
ｔを設定する。

【００３３】そしてステップＳ３３で、これらの基本点
火時期ＡＤＶｂ、ノック修正値ＡＤＶｎ、吸気温度遅角
補正値ＡＤＶｔにより角度データとしての制御進角量Ａ
ＤＶを、ＡＤＶ＝ＡＤＶｂ＋ＡＤＶｎ−ＡＤＶｔ、によ
り算出する。その後、ステップＳ３４で、制御進角量Ａ
ＤＶをθ２パルスを基準とした時間データの点火タイミ
ングＴａｄｖに変換する。即ち、パルス入力間隔時間Ｔ
θ１２と両者のセット角の差θ１２により１度当たりの
時間を算出し、これとθ２パルスのセット角から制御進
角量ＡＤＶを減算したものにより点火タイミングＴａｄ
ｖの時間を求める。そしてステップＳ３５でバッテリ電
圧に基づきデーブルを補間計算付で参照して基本通電時
間Ｄｗｂを設定して、ステップＳ３６でエンジン回転数
Ｎに対しても回転補正係数Ｋｄを設定し、ステップＳ３
７でこれらにより通電時間Ｄｗを算出する。その後ステ
ップＳ３８に進んで、θ２パルスを基準とした通電開始
時刻の通電（ドエル）開始タイミングＴｄｗを、点火タ
イミングＴａｄｖから通電時間Ｄｗを減算して求める。

【００３４】図１０の通電、点火ルーチンは、θ２クラ
ンクパルスの入力毎に割込んで実行される。先ず、ステ
ップＳ４０で通電セットタイマＴＩＭ１と点火セットタ
イマＴＩＭ２のカウントを開始して、ステップＳ４１で
θ２クランクパルス入力後に通電開始タイミングＴｄｗ
を経過したかを判断し、そのタイミングＴｄｗを経過す
るとステップＳ４２に進んで点火対象気筒＃ｉの通電を
開始し、ステップＳ４３で通電セットタイマＴＩＭ１を
リセットする。その後ステップＳ４４で点火セットタイ
マＴＩＭ２のカウント値が点火タイミングＴａｄｖを経
過したかを判断し、そのタイミングＴａｄｖを経過する
とステップＳ４５で通電をカットし、ステップＳ４６で
点火セットタイマＴＩＭ２をリセットする。

【００３５】これにより、図１２に示すように点火信号
がイグナイタ３６に出力し、点火コイル等による高電圧
が、該当気筒＃ｉの点火プラグ８に所定のタイミングで
印加して点火するようになる。そしてエンジン運転状態
により吸気温度Ｔが低い場合は、吸気温度遅角補正値Ａ
ＤＶｔが０であり、このため（制御進角量）点火時期Ａ
ＤＶがエンジン運転状態やノック発生の有無に応じて適
正に進角制御される。一方、高回転側で過給圧が高くな
り、吸気温度Ｔが高く予測される場合は、吸気温度遅角
補正値ＡＤＶｔにより点火時期ＡＤＶが遅角補正されて
燃焼温度を低下するようになり、こうして同様にノッキ
ングが抑制され且つ触媒への悪影響が防止される。

【００３６】以上、本発明の実施例について説明した
が、シーケンシャルターボ以外のエンジンにも全く同様
に適用できる。また予測される吸気温度により他の種々
の制御も行うことができるのは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両用エンジンにおいて、エンジン運転中にその運転状
態のエンジン回転数、スロットル開度、吸入空気量、吸
気管絶対圧の各要素を用いて吸気温度を算出する方法で
あるから、吸気温度センサ、外気温度センサを用いずに
吸気温度を時々刻々予測することが可能になる。吸気効
率定数と温度補正定数を設定し、吸気管絶対圧と単位サ
イクル当たりの空気重量により計算パラメータを求め、
これらにより気体の状態方程式に基づいて吸気温度を算
出するので、エンジン運転状態に応じた吸気温度を高い
精度で予測することができる。

【００３８】空燃比制御では、吸気温度の上昇に対し燃
料を増量するように補正するので、燃料冷却により有効
にノッキングや触媒に対する悪影響を防止することがで
きる。点火時期制御では、吸気温度の上昇に対して遅角
するように補正するので、同様の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸気温度予測方法が適応されるシーケ
ンシャルターボエンジンを示す全体の構成図である。

【図２】クランク角センサとカム角センサを示す図であ
る。

【図３】制御系の全体の回路図である。

【図４】吸気温度予測の実験結果を示す線図である。

【図５】吸気温度予測ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図６】空燃比制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図７】吸気温度補正係数のマップを示す図である。

【図８】気筒判別、エンジン回転数算出ルーチンを示す
フローチャートである。

【図９】点火時期設定ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１０】通電、点火ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１１】吸気温度遅角補正値のマップを示す図であ
る。

【図１２】点火時期制御の状態を示すタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２０ 空冷式インタークーラ ４０ プライマリターボ過給機 ５０ セカンダリターボ過給機 ８１ 絶対圧センサ ８２ クランク角センサ ８７ スロットル開度センサ ８８ 吸入空気量センサ １００ 制御ユニット

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン回転数とスロットル開度とをパ
   ラメータとして、単位サイクル当たりの吸入空気体積に
   比例して吸気効率を示す吸気効率定数を格納したマップ
   と、 エンジン回転数とスロットル開度とをパラメータとし
   て、シリンダに新気が吸入すると共にその一部が排気系
   を吹き抜けて更に吹き返しガスが存在する場合に、吸気
   温度を補正するための温度補正定数を格納したマップと
   を備え、 エンジン回転数とスロットル開度とに基づいて上記各マ
   ップを参照して上記吸気効率定数と上記温度補正係数と
   をそれぞれ設定し、 吸入空気重量とエンジン回転数とにより単位サイクル当
   たりの空気重量を算出し、 吸気管絶対圧力を上記単位サイクル当たりの空気重量で
   除算した計算パラメータを、上記吸気効率定数及び上記
   温度補正定数により補正することで 吸気温度を算出して
   予測することを特徴とする吸気温度予測方法。
2. 【請求項２】 空燃比制御では予測される吸気温度に対
   してその補正係数を増大関数的に定め予測される吸気温
   度が高温になるに従い空燃比をリッチ側に増大し、点火
   時期制御では予測される吸気温度に対してその遅角補正
   値を増大関数的に定めることを特徴とする請求項１記載
   の吸気温度予測方法。