JP3973387B2 - 内燃機関の吸気圧検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の制御に必要な運転パラメータとして使用される吸気圧を検出するための吸気圧検出方法、並びにその吸気圧検出方法の実施に直接使用する吸気圧検出装置及び内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の吸気圧は、燃料噴射制御、点火時期制御又は排気還流制御等の種々の内燃機関の制御に運転パラメータの一つとして使用されている。例えば、いわゆる「Ｄ−Ｊシステム」（吸気通路の吸気圧を測定して燃料噴射を行うシステム）のエンジンでは、エンジンの燃焼室に吸入される吸気量を、吸気圧とエンジン回転速度から算出し、算出された吸気量に基づいて燃料噴射量を求めている。しかし、レシプロエンジンでは、ピストンの往復運動に伴い吸気に脈動が発生することから、吸気圧もそれに伴って変動することになる。このため、吸気圧センサで検出される吸気圧の値をそのまま運転パラメータとして使用することは、内燃機関の制御が不安定となるためできなかった。
【０００３】
そこで、吸気脈動の影響を排除した吸気圧を検出して内燃機関の制御に使用するために、種々の技術がこれまで提案されている。
【０００４】
一般的な技術としては、吸気圧センサによる検出値を「なまし処理」することにより、吸気の脈動に伴う吸気圧の変動を平滑化することが考えられる。「なまし処理」とは、所定の周期でサンプリングされる検出値を平均化処理することであり、その平均化の度合いを「なまし係数」として任意に設定することができる。
【０００５】
この他、特開平１−３１８９３８号公報にも同様の技術の一例が開示されている。即ち、この公報の吸気管圧力計測装置では、吸気圧センサにより検出される吸気圧を所定の駆動周期毎にサンプリングし、そのサンプリングで得られる吸気圧の検出値を相加平均処理して平均値を演算する。そして、内燃機関の過渡運転時には、この平均値をそのまま吸気圧の計算値として燃料噴射量の制御に使用する。一方で、内燃機関の定常運転時には、上記の相加平均処理により得られた平均値を更に平均化し、その平均化で得られる平均値をそのまま吸気圧の計算値として燃料噴射量の制御に使用するようにしている。即ち、この計測装置では、過渡運転時には、吸気圧センサの検出値を「１回なまし処理」することにより得られる計算値を吸気圧とし、定常運転時には、吸気圧センサの検出値を「２回なまし処理」することにより得られる計算値を吸気圧として、それぞれ燃料噴射量制御に使用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の一般的な「なまし処理」による計測方法では、なまし係数を大きくすると、吸気圧の計算値は、定常運転時には安定するものの、過渡運転時には応答遅れが生じる傾向があった。逆に、なまし係数を小さくすると、吸気圧の計算値は、過渡運転時の応答遅れは改善されるものの、定常運転時にかえって不安定になる傾向があった。
【０００７】
一方、前記従来公報の計測装置では、図１４に示すように、吸気圧の計算値は、定常運転時に安定し、過渡運転時の応答性も前記一般的なまし処理に比べて改善されることになる。しかしながら、計算値の精度としては、実際に燃焼室に取り込まれる吸気量との相関性が充分ではなく、内燃機関の負荷に対する吸気圧計算値の関係では、リニアリティのある特性が得られなかった。
【０００８】
ここで、本願出願人は、４サイクルのレシプロエンジンで、吸気の脈動に伴う吸気圧の変動において、その吸気圧の下限値、即ち、吸気行程の下死点付近での検出値が、実際の吸気量を最も良く反映した吸気圧となることを発見し、これを吸気圧の計算値として使用することを考え出し、特願２０００−２９３４３９の出願で既に提案している。即ち、内燃機関の運転時に、図１５に示すように、脈動を伴って変化する吸気圧のＡＤ値ｐｍａｄの下限値ｐｍｌｏを算出し、その下限値ｐｍｌｏを吸気圧の検出値としての最終的な吸気圧ＰＭとする内燃機関の吸気圧検出方法を提案している。
【０００９】
この提案技術につき、本出願人が更に検討を重ねた結果、運転中のエンジンで吹き返しなどが発生し、図１５に時刻ｔ１，ｔ２で示すように、ＡＤ値ｐｍａｄの波形が乱れた場合、その乱れによる変則的な下限値を吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏとして誤検出してしまうおそれがあることが分かった。このような誤検出が起きた場合、エンジンの吸入空気量は実際よりも多い値として算出され、それに応じて燃料噴射量が過剰に算出されることから、空燃比がリッチ化して、ドライバビリティや排気エミッションを悪化させるなどの不具合を発生させるおそれがある。
【００１０】
そこで、この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧の検出を可能にすると共に、エンジン吹き返しなどによる誤検出を防止することを可能にした内燃機関の吸気圧検出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の内燃機関の吸気圧検出方法は、内燃機関の制御に使用される吸気圧を検出するようにした内燃機関の吸気圧検出方法であって、内燃機関の運転時に吸気圧脈動を吸気圧検出手段により検出し、その検出値における下限値を算出すると共に、吸気圧脈動のなまし値を算出し、下限値がなまし値より小さくなるとき下限値を制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定することを趣旨とする。
【００１２】
内燃機関の運転時には、吸気に脈動が発生して吸気圧も脈動を伴うことから、この吸気圧を内燃機関の制御のためにそのまま使用したのでは、その制御が不安定になる。ここで、吸気圧脈動の検出値において、その下限値が実際の吸気量を最も良く反映した吸気圧となることが既に発見されている。
従って、上記発明の構成によれば、吸気圧脈動の下限値が算出され、その算出される下限値が制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定されることから、脈動を伴う吸気圧にも拘わらず、吸気圧として吸気量に相関した適正な値と挙動が得られる。
又、上記下限値がその下限値と共に算出されるなまし値より小さくなるとき下限値が制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定されるので、例えば、内燃機関の吹き返しなどにより、吸気圧脈動の波形が乱れて変則的な下限値が現れても、その変則的な下限値が除外されて吸気圧の最終的な検出値として決定されることがない。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の内燃機関の吸気圧検出方法において、なまし値の算出は、吸気圧脈動につき所定の周期でサンプリングされる値を平均化処理するものであり、異なるなまし係数で同時に複数のなまし値を算出し、その中で下限値との比較に参照されるなまし値を内燃機関の運転状態に応じて選択することを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、なまし値算出のためのなまし係数を変えることにより、異なる大きさのなまし値が得られる。従って、下限値との比較に参照されるなまし値を、内燃機関の運転状態に応じて選択することにより、運転状態により異なる吸気圧脈動の特性に合わせて、変則的な下限値が除外されて吸気圧の検出値として決定されることがない。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明の内燃機関の吸気圧検出装置は、内燃機関の制御に使用される吸気圧を検出するようにした内燃機関の吸気圧検出装置であって、内燃機関の吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値における下限値を算出するための下限値算出手段と、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値に係るなまし値を算出するためのなまし値算出手段と、下限値がなまし値より小さくなるとき下限値を制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定するための吸気圧決定手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段による検出値に基づいて、下限値算出手段により吸気圧脈動の検出値における下限値が算出されると共に、なまし値算出手段により吸気圧脈動の検出値に係るなまし値が算出される。そして、下限値がなまし値より小さくなるとき、吸気圧決定手段により下限値が吸気圧の最終的な検出値として決定されることから、脈動を伴う吸気圧にも拘わらず吸気圧として吸気量に相関した適正な値と挙動が得られる。又、例えば、内燃機関の吹き返しなどにより吸気圧脈動の波形が乱れて、変則的な下限値が現れても、その変則的な下限値が除外されて吸気圧の最終的な検出値として決定されることがない。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明の内燃機関の吸気圧検出装置において、なまし値算出手段は、吸気圧脈動につき所定の周期でサンプリングされる値を平均化処理するものであり、異なるなまし係数で同時に複数のなまし値を算出することと、算出される複数のなまし値の中から下限値との比較に参照されるなまし値を内燃機関の運転状態に応じて選択するためのなまし値選択手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、なまし値算出のためのなまし係数が変えられることにより、異なる大きさのなまし値が得られる。従って、下限値との比較に参照されるなまし値が、なまし値選択手段により内燃機関の運転状態に応じて選択されることにより、運転状態により異なる吸気圧脈動の特性に合わせて、変則的な下限値が除外されて吸気圧の検出値として決定されることがない。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、内燃機関の運転に関わる制御対象を制御するようにした制御装置において、内燃機関の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、内燃機関の吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値における下限値を算出するための下限値算出手段と、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値に係るなまし値を算出するためのなまし値算出手段と、下限値がなまし値より小さくなるとき下限値を制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定するための吸気圧決定手段と、決定される吸気圧の最終的な検出値と回転速度の検出値とに基づいて所要の制御量を得るための操作量を算出する操作量算出手段と、算出される操作量に基づいて制御対象を操作することにより制御量を制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００２０】
上記発明の構成によれば、内燃機関の運転時の回転速度が回転速度検出手段により検出される。同じく、運転時の吸気圧が吸気圧検出手段により検出され、その検出値から、吸気圧脈動の検出値における下限値が下限値算出手段により算出されると共に、吸気圧脈動の検出値に係るなまし値がなまし値算出手段により算出される。更に、下限値がなまし値より小さくなるとき、吸気圧決定手段により下限値が吸気圧の最終的な検出値として決定される。そして、その決定される吸気圧の検出値と回転速度の検出値とに基づいて、操作量算出手段により所要の制御量を得るための操作量が算出され、その操作量に基づき制御手段により制御対象が操作されることにより制御量が制御される。従って、吸気圧脈動の乱れによる変則的な下限値が除外されて吸気圧の最終的な検出値として決定されることがなく、適正な吸気圧脈動の下限値のみが吸気圧の検出値として制御対象の制御に取り込まれる。このことから、脈動を伴う吸気圧にも拘わらず制御量が不安定な値となることがなく、制御対象が吸気圧の挙動に応じて適正に制御される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内燃機関の吸気圧検出方法及びその検出方法を使用した吸気圧検出装置、その吸気圧検出装置を使用した内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本実施の形態のエンジンシステムの概略構成を示す。車両に搭載されたエンジンシステムは燃料を貯留する燃料タンク１を備える。燃料タンク１に内蔵された燃料ポンプ２は、タンク１に貯留された燃料を吐出する。内燃機関であるレシプロタイプの単気筒エンジン３には、燃料噴射弁（インジェクタ）４が設けられる。燃料ポンプ２から吐出された燃料は、燃料通路５を通じてインジェクタ４に供給される。供給された燃料は、インジェクタ４が作動することにより、吸気通路６へ噴射される。吸気通路６には、エアクリーナ７を通じて外部から空気が取り込まれる。吸気通路６に取り込まれた空気とインジェクタ４から噴射された燃料は、可燃混合気を形成して燃焼室８に吸入される。
【００２３】
吸気通路６には、所定のアクセル装置（図示略）により操作されるスロットルバルブ９が設けられる。スロットルバルブ９が開閉されることにより、吸気通路６から燃焼室８に吸入される空気量（吸気量）が調節される。吸気通路６には、スロットルバルブ９を迂回してバイパス通路１０が設けられる。バイパス通路１０には、アイドル・スピード・コントロール・バルブ（ＩＳＣバルブ）１１が設けられる。ＩＳＣバルブ１１は、アイドル運転時、即ち、スロットルバルブ９の全閉時に、エンジン３のアイドル回転速度を調節するために作動させるものである。
【００２４】
燃焼室８に設けられた点火プラグ１２は、イグニッションコイル１３から出力される点火信号を受けてスパーク動作する。両部品１２，１３は、燃焼室８に供給される可燃混合気に点火するための点火装置を構成する。燃焼室８に吸入された可燃混合気は、点火プラグ１２のスパーク動作により爆発・燃焼する。燃焼後の排気ガスは、燃焼室８から排気通路１４を通じて外部へ排出される。排気通路１４を流れる排気ガスは、三元触媒１５により浄化される。そして、燃焼室８における可燃混合気の燃焼に伴い、ピストン１６が運動してクランクシャフト１７が回転することにより、車両を走行させる駆動力がエンジン３で得られる。
【００２５】
車両には、エンジン３を始動させるためのイグニションスイッチ１８が設けられる。車両には、エンジン３の各種制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）２０が設けられる。車両用電源としてのバッテリ１９は、イグニションスイッチ１８を介してＥＣＵ２０に接続される。イグニションスイッチ１８がオンされることにより、バッテリ１９からＥＣＵ２０に電力が供給される。
【００２６】
エンジン３に設けられる各種センサ２１，２２，２３，２４は、エンジン３の運転状態に関する各種運転パラメータを検出するためのものであり、それぞれＥＣＵ２０に接続される。即ち、吸気通路６に設けられた吸気圧検出手段である吸気圧センサ２１は、スロットルバルブ９より下流側の吸気通路６における吸気圧ｐｍを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン３に設けられた水温センサ２２は、エンジン３の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン３に設けられた回転速度検出手段である回転速度センサ２３は、クランクシャフト１７の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。排気通路１４に設けられた酸素センサ２４は、排気通路１４へ排出される排気ガス中の酸素濃度（出力電圧）Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。この酸素センサ２４は、エンジン３の燃焼室８に供給される可燃混合気の空燃比Ａ／Ｆを得るために使用される。
【００２７】
この実施の形態で、ＥＣＵ２０は、前述した各種センサ２１〜２４から出力される各種信号を入力する。ＥＣＵ２０は、これらの入力信号に基づき、吸気圧検出制御、燃料噴射制御及び点火時期制御等をそれぞれ実行するために、燃料ポンプ２、インジェクタ４、ＩＳＣバルブ１１及びイグニションコイル１３等をそれぞれ制御する。この実施の形態で、ＥＣＵ２０は、本発明の下限値算出手段、なまし値算出手段、吸気圧決定手段、なまし値選択手段、操作量算出手段及び制御手段を構成する。
【００２８】
ここで、吸気圧検出制御とは、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍに基づいて吸気脈動の影響を排除した吸気圧の検出値を得るための制御である。燃料噴射制御とは、エンジン３の運転状態に応じてインジェクタ４による燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン３の運転状態に応じてイグニションコイル１３を制御することにより、各点火プラグ１２による点火時期を制御することである。
【００２９】
周知のように、ＥＣＵ２０は中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成する。ＲＯＭは、エンジン３の各種制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶したものである。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ２１〜２４の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに従って前述した各種制御等を実行する。
【００３０】
次に、ＥＣＵ２０が実行する各種制御のうち、吸気圧検出制御のための処理内容について説明する。図２に吸気圧検出制御プログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、図２に示すルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。この実施の形態では、ＥＣＵ２０は「１ｍｓ」の周期でこのルーチンを実行する。
【００３１】
先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ２０は、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍについて今回のＡＤ値ｐｍａｄを読み込む。
【００３２】
次に、ステップ１０１で、ＥＣＵ２０は、1/4なまし値ｐｍｓｍ４を算出する。ＥＣＵ２０は、この算出を、以下の計算式(1)に従って行う。
ｐｍｓｍ４＝（３／４）ｐｍｓｍ４ｏ＋（１／４）ｐｍａｄ …(1)
ここで、「ｐｍｓｍ４ｏ」は、前回の1/4なまし値ｐｍｓｍ４を意味する。この計算式(1)は、毎回サンプリングされるＡＤ値ｐｍａｄを平均化処理することを示している。
【００３３】
次に、ステップ１０２で、ＥＣＵ２０は、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２を算出する。ＥＣＵ２０は、この算出を、以下の計算式(2)に従って行う。
ｐｍｓｍ３２＝（３１／３２）ｐｍｓｍ３２ｏ＋（１／３２）ｐｍａｄ …(2)
ここで、「ｐｍｓｍ３２ｏ」は、前回の1/32なまし値ｐｍｓｍ３２を意味する。この計算式(2)は、毎回サンプリングされるＡＤ値ｐｍａｄを平均化処理することを示している。
【００３４】
最後に、ステップ１０３で、ＥＣＵ２０は、1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８を算出する。ＥＣＵ２０は、この算出を、以下の計算式(3)に従って行う。
ｐｍｓｍ１２８＝（１２７／１２８）ｐｍｓｍ１２８ｏ＋（１／１２８）ｐｍａｄ …(3)
ここで、「ｐｍｓｍ１２８ｏ」は、前回の1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８を意味する。この計算式(3)は、毎回サンプリングされるＡＤ値ｐｍａｄを平均化処理することを示している。
【００３５】
次に、ステップ１０４で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄが前回のＡＤ値ｐｍａｄｏより大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが上昇しているものとして、ステップ１０５で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰを「１」に設定する。この判断結果が否定である場合、ステップ１２０で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄが前回のＡＤ値ｐｍａｄｏより小さいか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、吸気圧ｐｍが変化しなかったとして、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰの設定を前回と同じとして、処理をステップ１１６へ移行する。この判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが下降しているものとして、ステップ１２１で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰを「０」に設定して、処理をステップ１１６へ移行する。
【００３６】
ステップ１０５から移行してステップ１０６で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、前回に引き続いて吸気圧ｐｍが上昇中であることから、ＥＣＵ２０は処理をステップ１１６へ移行する。上記判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが下降から上昇に転じたものとして、処理をステップ１０７へ移行する。
【００３７】
ステップ１０７で、ＥＣＵ２０は、始動判定フラグＸＳＩＤＯＵが「０」であるか否かを判断する。この始動判定フラグＸＳＩＤＯＵは、クランキングによりエンジン３が始動される始動時に「１」に設定され、それ以外は「０」に設定されるものである。この実施の形態では、回転速度センサ２３で検出されるエンジン回転速度ＮＥの値が所定値（例えば「１１５０ｒｐｍ」）以下のときに、ＥＣＵ２０は、エンジン３の始動時であると判断するようになっている。この判断結果が否定である場合、即ち、エンジン３の始動時である場合には、ＥＣＵ２０は、ステップ１１２で、吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして設定し、処理をステップ１１３へ移行する。
【００３８】
ステップ１０７の判断結果が肯定である場合、エンジン３の始動時でないものとし、ステップ１０８で、ＥＣＵ２０は、過渡判定フラグＸＫＡＴＯが「１」であるか否かを判断する。この過渡判定フラグＸＫＡＴＯは、エンジン１の過渡運転時、即ち、加速運転が行われるときに「１」に設定され、それ以外は「０」に設定されるものである。この判断結果が否定である場合、即ち、エンジン３の過渡運転時ではないとき、ＥＣＵ２０は、ステップ１１１で、吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの1/32なまし値ｐｍｓｍ３２をガード値ｐｍｓｍとして設定し、処理をステップ１１３へ移行する。
【００３９】
ステップ１０８の判断結果が肯定である場合、エンジン３の過渡運転時であるものとして、ステップ１０９で、ＥＣＵ２０は、過渡タイミングＴＫＡＴＯ（過渡判定フラグＸＫＡＴＯが「１」に設定されたとき）からクランク角度で「１４４０°」だけ経過する前であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、過渡運転から定常運転への移行前であるものとして、ＥＣＵ２０は、ステップ１１０で、吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの1/4なまし値ｐｍｓｍ４をガード値ｐｍｓｍとして設定し、処理をステップ１１３へ移行する。この判断結果が否定である場合、過渡運転から定常運転への移行後であるものとして、ＥＣＵ２０は、ステップ１１１で、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２をガード値ｐｍｓｍとして設定し、処理をステップ１１３へ移行する。
【００４０】
ステップ１１０〜１１２から移行してステップ１１３で、ＥＣＵ２０は、下降から上昇へ転じた吸気圧ｐｍの前回のＡＤ値ｐｍａｄｏがガード値ｐｍｓｍより小さいか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、ＥＣＵ２０は、そのまま処理をステップ１１６へ移行する。この判断結果が肯定である場合、ステップ１１４で、ＥＣＵ２０は、前回のＡＤ値ｐｍａｄｏを吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏとして設定する。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍより連続して得られる多数のＡＤ値ｐｍａｄの中から脈動の谷に位置する下限値ｐｍｌｏを算出する。
【００４１】
そして、ステップ１１５で、ＥＣＵ２０は、今回得られた下限値ｐｍｌｏを、最終的に求めるべき吸気圧ＰＭとして設定する。
【００４２】
その後、ステップ１２０，１２１，１０６，１１３，１１５から移行してステップ１１６で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄを前回のＡＤ値ｐｍａｄｏとして設定する。
【００４３】
次に、ステップ１１７で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰが「１」であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、ステップ１１８で、ＥＣＵ２０は、前回の上昇判定フラグＸＰＭＵＰＯを「１」に設定する。この判断結果が否定である場合、ステップ１１９で、ＥＣＵ２０は、前回の上昇判定フラグＸＰＭＵＰＯを「０」に設定する。
【００４４】
このように、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの処理を一旦終了し、次の演算周期のタイミングを待ってステップ１００からの処理を再開する。
【００４５】
ここで、吸気圧脈動における吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの挙動と、そのＡＤ値ｐｍａｄに基づき上記ステップ１１７〜１１９で算出される各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の挙動を図３のタイミングチャートに部分的に示す。このタイミングチャートから明らかなように、各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の絶対値は、ベースとなるＡＤ値ｐｍａｄのそれよりも低く、各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の絶対値のピークは、ベースとなるＡＤ値ｐｍａｄのそれよりも遅れて現れることが分かる。
【００４６】
そして、上記ルーチンでは、エンジン３の運転時に吸気圧ｐｍの脈動の下限値ｐｍｌｏを算出し、その下限値ｐｍｌｏを吸気圧ｐｍの検出値としての最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。そのために、図４に示すように、脈動を伴う吸気圧ｐｍにつき、サンプリングされる前回のＡＤ値ｐｍａｄｏと今回のＡＤ値ｐｍａｄとを比較して、吸気圧ｐｍの下降又は上昇を判断すると共に、下降から上昇への転換を判断する。そして、下降から上昇への転換時における前回のＡＤ値ｐｍａｄｏを下限値ｐｍｌｏとして算出し、その下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの値として決定するようにしている。
【００４７】
ここで、上記ルーチンでは、下限値ｐｍｌｏが各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８より小さくなるとき、その下限値ｐｍｌｏを吸気圧ｐｍの検出値である最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。従って、図３において時刻ｔ１に示すように、ＡＤ値ｐｍａｄに変則的な下限値が現れても、その変則的な下限値が1/32なまし値ｐｍｓｍ３２又は1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８より大きい場合には、その変則的な下限値が下限値ｐｍｌｏの設定から除外されて最終的な吸気圧ＰＭとして決定されることがない。
【００４８】
この実施の形態のエンジンシステムでは、上記のように検出される最終的な吸気圧ＰＭを使用して燃料噴射制御が行われる。そこで、次に、この燃料噴射制御の処理内容について説明する。図５に燃料噴射制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００４９】
先ず、ステップ２００で、ＥＣＵ２０は回転速度センサ２３の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥの値を読み込む。
【００５０】
ステップ２１０で、ＥＣＵ２０は、最終的な吸気圧ＰＭの値を読み込む。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの値として読み込む。
【００５１】
ステップ２２０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値と吸気圧ＰＭの値とに基づいて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを算出する。ＥＣＵ２０は、この基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥの算出を、予め定められた関数データ（噴射量マップ）を参照することにより行う。この関数データでは、エンジン３の燃焼室８に吸入される吸気量が、吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの値から決定され、その吸気量に応じた基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥが決定されるようになっている。
【００５２】
ステップ２３０で、ＥＣＵ２０は、水温センサ２２の検出値に基づき冷却水温ＴＨＷの値を読み込む。そして、ステップ２４０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた冷却水温ＴＨＷの値に基づき、エンジン３の暖機状態に応じて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを補正するための暖機補正係数ＫＴＨＷを算出する。
【００５３】
ステップ２５０で、ＥＣＵ２０は、燃焼室８に供給される空気と燃料との可燃混合気の空燃比Ａ／Ｆを補正するための空燃比補正係数ＦＡＦの値を読み込む。この空燃比補正係数ＦＡＦは、酸素センサ２４の検出値から読み込まれる酸素濃度Ｏｘの値に基づいて算出されるものである。
【００５４】
ステップ２６０で、ＥＣＵ２０は、上記のように算出された基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを、暖機補正係数ＫＴＨＷ及び空燃比補正係数ＦＡＦ等に基づいて補正することにより最終燃料噴射量ＴＡＵの値を算出する。
【００５５】
その後、ステップ２７０で、ＥＣＵ２０は、算出された最終燃料噴射量ＴＡＵの値に基づいてインジェクタ４を制御することにより、インジェクタ４から噴射される燃料量を制御するのである。
【００５６】
この実施の形態のエンジンシステムでは、上記のように検出される最終的な吸気圧ＰＭを使用して点火時期制御が行われる。そこで、この点火時期制御の処理内容について説明する。図６に点火時期制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００５７】
先ず、ステップ３００で、ＥＣＵ２０は回転速度センサ２３の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥの値を読み込む。
【００５８】
ステップ３１０で、ＥＣＵ２０は、最終的な吸気圧ＰＭの値を読み込む。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの値として読み込む。
【００５９】
ステップ３２０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値と吸気圧ＰＭの値とに基づいて基本点火時期ＩＴＢＳＥを算出する。ＥＣＵ２０は、この基本点火時期ＩＴＢＳＥの算出を、予め定められた関数データ（点火時期マップ）を参照することにより行う。この関数データでは、エンジン３の燃焼室８に吸入される吸気量が、吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの値から決定され、その吸気量に応じた基本点火時期ＩＴＢＳＥが決定されるようになっている。
【００６０】
ステップ３３０で、ＥＣＵ２０は、水温センサ２２の検出値に基づき冷却水温ＴＨＷの値を読み込む。そして、ステップ３４０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた冷却水温ＴＨＷの値に基づき、エンジン３の暖機状態に応じて基本点火時期ＩＴＢＳＥを補正するための暖機補正係数Ｋ１を算出する。
【００６１】
ステップ３５０で、ＥＣＵ２０は、上記のように算出された基本点火時期ＩＴＢＳＥを、暖機補正係数Ｋ１等に基づき補正することにより、最終点火時期ＩＴの値を算出する。
【００６２】
その後、ステップ３６０で、ＥＣＵ２０は、算出された最終点火時期ＩＴの値に基づいてイグニションコイル１３を制御することにより、点火プラグ１２による点火時期を制御する。
【００６３】
以上説明した本実施の形態のエンジンシステムにおいて、エンジン３の運転時には吸気通路６で吸気の脈動が発生して、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍは脈動を伴ったものとなる。このため、脈動を伴った吸気圧ｐｍを、エンジン３の各種制御を実行するための運転パラメータの一つとしてそのまま使用したのでは、各種制御が不安定となる。
【００６４】
ここで、本願出願人は、脈動を伴う吸気圧ｐｍの検出値において、その下限値ｐｍｌｏが実際に燃焼室８に吸入される吸気量を最も良く反映した吸気圧となることを発見した。そこで、このエンジンシステムが実行する吸気圧検出方法では、吸気圧脈動、即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍについてその下限値ｐｍｌｏを算出し、その下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。このことから、脈動を伴う吸気圧ｐｍにも拘わらず、最終的な吸気圧ＰＭとして吸気量に相関した適正な値と挙動が得られる。これによって、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧ＰＭを検出することができるようになる。
【００６５】
図７（ａ），（ｂ）には、アクセル開度の変化に対する吸気圧の挙動をタイムチャートに示す。図７（ｂ）において、破線は吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄを示し、実線は本実施の形態の検出により得られる最終的な吸気圧ＰＭを示し、２点鎖線は従来のなまし処理によるなまし吸気圧を示す。
【００６６】
このチャートからも明らかなように、加速開始前と加速終了後では、変化のないアクセル開度の挙動に合わせて吸気圧ＰＭも安定することが分かる。又、加速開始から加速終了までの間の過渡運転時では、吸気圧ＰＭも段階的に速やかに上昇することが分かる。これを、２点鎖線で示す従来のなまし吸気圧の挙動と比較すると、本実施の形態の吸気圧ＰＭは、加速終了後の時刻ｔ１に安定するのに対し、従来のなまし吸気圧は、かなり遅れた時刻ｔ２に安定することになる。従って、本実施の形態の吸気圧検出方法によれば、両時刻ｔ１，ｔ２の間の時間だけ応答性を改善した吸気圧ＰＭを検出できることが分かる。
【００６７】
図８に、エンジン負荷に対する吸気圧の算出特性をグラフに示す。このグラフから明らかなように、従来のなまし吸気圧は、エンジン負荷の増加に対して曲線的に増加するのに対し、本実施の形態の吸気圧ＰＭでは、直線的に増加することが分かる。即ち、本実施の形態の吸気圧ＰＭの方がエンジン負荷に対してリニアリティがあることが分かる。このことは、アクセル装置によるスロットルバルブ９の動きに対して吸気圧ＰＭがリニアに反応することを意味し、過渡時に検出される吸気圧ＰＭの応答性が向上していることを示している。これによって、吸気圧ＰＭから換算される吸気量が、従来のなまし吸気圧により換算される吸気量に対して、より正確なものになることが分かる。
【００６８】
ところで、この実施の形態のエンジン３では、運転中に吹き返しなどが発生すると、吸気通路６での吸気圧脈動の波形が乱れ、その乱れによる変則的な下限値が吸気圧脈動の下限値に混じって現れることがある。
【００６９】
これに対して、この実施の形態では、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの下限値と共に算出されるＡＤ値ｐｍａｄの各種なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして使用する。そして、計算上は下限値となるＡＤ値ｐｍａｄが、上記ガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値となるＡＤ値ｐｍａｄを吸気圧ｐｍの検出値である最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。従って、例えば、エンジン３の吹き返しなどにより、脈動を伴う吸気圧ｐｍの波形が乱れて変則的な下限値が現れても、その変則的な下限値が正規の下限値から除外されるので、変則的な下限値が最終的な吸気圧ＰＭの値として決定されることがない。このため、エンジン３の吹き返しなどにより脈動を伴う吸気圧ｐｍが乱れても、最終的な吸気圧ＰＭの誤検出を防止することができる。
【００７０】
しかも、この実施の形態では、各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８を、エンジン３の運転状態に応じて選択的にガード値ｐｍｓｍとして使用するようにしている。
【００７１】
即ち、エンジン３の定常運転時には、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２をガード値ｐｍｓｍとして使用し、計算上は下限値となるＡＤ値ｐｍａｄが、上記ガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値となるＡＤ値ｐｍａｄを最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。
例えば、定常運転時としてのアイドル運転時には、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄは、図９に実線で示すように変化し、そのＡＤ値ｐｍａｄの1/32なまし値ｐｍｓｍ３２は、図９に２点鎖線で示すように変化する。ここで、ＡＤ値ｐｍａｄの波形に乱れがなければ、その下限値ｐｍｌｏが、図９に細線で示すように、最終的な吸気圧ＰＭとして正常に決定される。そして、図９の時刻ｔ１，ｔ２に示すように、吹き返しなどによりＡＤ値ｐｍａｄの波形が乱れて変則的な下限値が現れても、その下限値がガード値ｐｍｓｍとなる1/32なまし値ｐｍｓｍ３２より大きいことから、図９に破線で示すように、変則的な下限値が最終的な吸気圧ＰＭとして誤検出されることがない。
そして、この実施の形態では、正常に検出された最終的な吸気圧ＰＭを、燃料噴射量制御と点火時期制御に取り込んでいることから、正常な吸気量を算出することができ、定常運転に見合った適正な燃料噴射制御と適正な点火時期制御を実行することができる。この結果、吹き返しなどによる乱れの影響を受けることのない安定した定常運転をエンジン３で実現することができる。
【００７２】
又、エンジン３の始動時には、1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして使用し、計算上は下限値となるＡＤ値ｐｍａｄが、上記ガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値となるＡＤ値ｐｍａｄを最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。
例えば、クランキングによりエンジン３の始動が開始されてからアイドル運転へ移行するまでの間は、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄは、図１０に実線で示すように変化し、そのＡＤ値ｐｍａｄの1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８は、図１０に２点鎖線で示すように変化する。ここで、始動時には、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２ではなく1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして使用するのは、変則的な下限値を最終的な吸気圧ＰＭとして誤検出するのを防止するためである。即ち、1/32なまし値ｐｍｓｐ３２の振幅は、1/128なまし値１２８のそれより大きいことから、始動時に1/32なまし値ｐｍｓｐ３２をガード値ｐｍｓｍとして使用すると、図１０の時刻ｔ１に示すように、ガード値ｐｍｓｍが吹き返しなどによる変則的な下限値より大きくなり、その下限値を最終的な吸気圧ＰＭとして誤検出するおそれがある。そこで、始動時には、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２よりも振幅の小さい1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして使用することにより、変則的な下限値を最終的な吸気圧ＰＭとして誤検出しないようにしている。この実施の形態では、エンジン回転速度ＮＥが所定値（例えば「１１５０ｒｐｍ」）以下の場合に1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８を、エンジン回転速度ＮＥが所定値（例えば「１１５０ｒｐｍ」）より高い場合に1/32なまし値ｐｍｓｍ３２を、それぞれガード値ｐｍｓｍとして使用することになる。
そして、この実施の形態では、正常に検出された最終的な吸気圧ＰＭを、燃料噴射量制御と点火時期制御に取り込んでいることから、正常な吸気量を算出することができ、始動時に見合った適正な燃料噴射制御と適正な点火時期制御を実行することができる。この結果、吹き返しなどによる乱れの影響を受けることのない安定した始動をエンジン３で実現することができる。
【００７３】
一方、エンジン３の過渡運転時には、1/4なまし値ｐｍｓｍ４をガード値ｐｍｓｍとして使用し、計算上は下限値となるＡＤ値ｐｍａｄが、上記ガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値となるＡＤ値ｐｍａｄを最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。エンジン３が定常状態から加速する過渡時には、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄは、図１１に実線で示すように変化し、そのＡＤ値ｐｍａｄの1/4なまし値ｐｍｓｍ４は、図１１に２点鎖線で示すように変化する。ここで、過渡時に、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２ではなく1/4なまし値ｐｍｓｍ４をガード値ｐｍｓｍとして使用するのは、過渡時には、ＡＤ値ｐｍａｄの挙動に対して図１１に１点鎖線で示すように、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２の挙動が遅れるためであり、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２よりも1/4なまし値ｐｍｓｍ４をガード値ｐｍｓｍとして使用した方が、最終的な吸気圧ＰＭとすべき適正な下限値ｐｍｌｏが得られるからである。この実施の形態のエンジン３では、エンジン行程の２サイクル後には1/32なまし値ｐｍｓｍ３２がＡＤ値ｐｍａｄに追いつくことから、その移行期間は７２０℃Ａ前の吸気圧ｐｍとの変化量を比較して過渡判定フラグＸＫＡＴＯが「１」になってからエンジン行程で「１４４０℃Ａ（エンジン行程２サイクル）」としている。
そして、この実施の形態では、適正に検出された最終的な吸気圧ＰＭを、燃料噴射量制御と点火時期制御に取り込んでいることから、適正な吸気量を算出することができ、過渡時に見合った適正な燃料噴射制御と適正な点火時期制御を実行することができる。この結果、応答性に優れた過渡運転をエンジン３で実現することができる。又、例えば、加速時に応答遅れがあって、吸入空気量に対して最終燃料噴射量ＴＡＵが少なくなり空燃比Ａ／Ｆがリーン化するのとは異なり、この実施の形態では、加速時に、吸入空気量に対して適正な最終燃料噴射量ＴＡＵが得られ、空燃比Ａ／Ｆが適正化するので、エンジン回転速度ＮＥを順調に高めることができ、適正なドライバビリティを確保することができる。
【００７４】
図１２には、エンジン３の過渡運転時（加速時）におけるＡＤ値ｐｍａｄ、1/4なまし値ｐｍｓｍ４、下限値ｐｍｌｏ（＝最終的な吸気圧ＰＭ）、空燃比Ａ／Ｆ及びエンジン回転速度ＮＥの挙動をタイミングチャートに示す。図１３には、同じく過渡運転時（加速時）におけるＡＤ値ｐｍａｄ、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２、下限値ｐｍｌｏ（＝最終的な吸気圧ＰＭ）、空燃比Ａ／Ｆ及びエンジン回転速度ＮＥの挙動をタイミングチャートに示す。
【００７５】
図１２から明らかなように、ＡＤ値ｐｍａｄとの比較に1/4なまし値ｐｍｓｍ４を使用した場合は、時刻ｔ０で加速を開始した直後の時刻ｔ１にＡＤ値ｐｍａｄの変化がとらえられて下限値ｐｍｌｏ（＝最終的な吸気圧ＰＭ）が決定され、空燃比Ａ／Ｆが適正化されることから、その後のエンジン回転速度ＮＥは順調に上昇することが分かる。これに対して、図１３では、ＡＤ値ｐｍａｄとの比較に1/32なまし値ｐｍｓｍ３２を使用していることから、時刻ｔ０で加速を開始してから少し遅れた時刻ｔ２にＡＤ値ｐｍａｄの変化がとらえられて下限値ｐｍｌｏ（＝最終的な吸気圧ＰＭ）が決定される。このため、加速開始後に空燃比Ａ／Ｆがリーン化して、その後のエンジン回転速度ＮＥの上昇が遅れることが分かる。両図１２，１３の比較から、過渡運転時には、ＡＤ値ｐｍａｄとの比較に、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２ではなく、1/4なまし値ｐｍｓｍ４を使用することのメリットが明らかである。
【００７６】
上記のようにこの実施の形態の吸気圧検出方法及び吸気圧検出装置によれば、なまし値算出のためのなまし係数を変えることにより、異なる大きさの３つのなまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８が得られる。従って、ＡＤ値ｐｍａｄの下限値との比較に参照されるなまし値としてのガード値ｐｍｓｍを、エンジン３の運転状態に応じて、３つのなまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の中から選択することにより、運転状態により異なる吸気圧脈動の特性に合わせて、エンジン吹き返しなどによる変則的な下限値が除外されて最終的な吸気圧ＰＭとして決定されることがない。このため、エンジン３の各種運転状態に応じてＡＤ値ｐｍａｄに係る下限値ｐｍｌｏを適正に算出することができ、最終的な吸気圧ＰＭの検出を運転状態に応じて適正に行うことができる。
【００７７】
この実施の形態のエンジンシステムによれば、エンジン３の運転時にエンジン回転速度ＮＥが回転速度センサ２３により検出される。同じく、運転時に吸気圧ｐｍが吸気圧センサ２１により検出され、その検出値のＡＤ値ｐｍａｄから吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏがＥＣＵ２０により算出される。同じく、運転時に吸気圧ｐｍが吸気圧センサ２１により検出され、その検出値のＡＤ値ｐｍａｄから吸気圧脈動の各種なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８がＥＣＵ２０により算出される。それら３つのなまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の一つがエンジン３の運転状態に応じて選択され、ガード値ｐｍｓｍとして使用される。上記算出された下限値ｐｍｌｏがこのガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値ｐｍｌｏが最終的な吸気圧ＰＭとして決定される。そして、決定された最終的な吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの検出値とに基づいて、最終燃料噴射量ＴＡＵ及び最終点火時期ＩＴがＥＣＵ２０により操作量としてそれぞれ算出される。そして、それら操作量ＴＡＵ，ＩＴに基づいてインジェクタ４及びイグニションコイル１３等がＥＣＵ２０によりそれぞれ制御されることにより、燃料噴射制御及び点火時期制御が実行される。
従って、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの中から、エンジン３の吹き返しなどに起因するＡＤ値ｐｍａｄの乱れによる変則的な下限値が除外され、適正な下限値ｐｍｌｏのみが最終的な吸気圧ＰＭの値としてインジェクタ４及びイグニションコイル１３等の制御に取り込まれる。このことから、吸気圧ｐｍが脈動を伴い、その脈動に乱れが生じることがあるにも拘わらず、操作量としての最終燃料噴射量ＴＡＵ及び最終点火時期ＩＴの値が適正に求められ、インジェクタ４及びイグニションコイル１３等が吸気圧ｐｍの挙動に応じて適正に制御されるようになる。この結果、安定性と応答性に優れた燃料噴射制御及び点火時期制御を実行することができ、実際の吸気量との相関性が高く、吸気圧脈動の乱れの影響の少ない正確な燃料噴射制御及び点火時期制御を実行することができる。併せて、エンジン３の吹き返しなどに影響を受けることのない安定した制御を実行することができる。
【００７８】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００７９】
（１）前記実施の形態では、本発明の吸気圧検出方法、吸気圧検出装置、内燃機関の制御装置等を単気筒のエンジン３を含むエンジンシステムに具体化したが、２気筒や３気筒、或いはそれ以上の気筒数のエンジンを含むエンジンシステムに具体化することもできる。但し、気筒数が多ければ吸気脈動の振幅も小さくなることから、本発明の効果は１〜３の気筒数のエンジンで特に有効と言える。
【００８０】
（２）前記実施の形態では、本発明を燃料噴射制御及び点火時期制御に具体化したが、それらの制御に限られるものではなく、吸気圧を運転パラメータの一つとして使用する排気還流制御等のその他の制御に使用してもよい。
【００８１】
（３）前記実施の形態では、エンジン３の定常運転時には、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２をＡＤ値ｐｍａｄとの比較に使用し、エンジン３の始動時には、1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をＡＤ値ｐｍａｄとの比較に使用し、エンジン３の過渡運転時には、1/4なまし値ｐｍｓｍ４をＡＤ値ｐｍａｄとの比較に使用した。これに対して、ＡＤ値ｐｍａｄとの比較に使用されるなまし値のなまし係数を、対象となるエンジンの形式や排気量に応じ適宜変更してもよい。即ち、1/4なまし値ｐｍｓｍ４、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２及び1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８以外に、例えば、1/8なまし値ｐｍｓｍ８、1/16なまし値ｐｍｓｍ１６及び1/64なまし値ｐｍｓｍ６４を使用することもできる。
【００８２】
（４）前記実施の形態では、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２から1/4なまし値ｐｍｓｍ４への移行期間を過渡判定フラグＸＫＡＴＯが「１」になってから、エンジン行程で「１４４０°ＣＡ（エンジン行程２サイクル）」とした。これに対し、移行期間を対象となるエンジンの形式や排気量に応じ適宜変更してもよい。即ち、「１４４０°ＣＡ」以外に「１０８０°ＣＡ（エンジン行程１．５サイクル）」や「２１６０°ＣＡ（エンジン行程３サイクル）」を使用することもできる。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明の構成によれば、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧の検出を行うことができると共に、エンジン吹き返しなどによる吸気圧の誤検出を防止することができる。
【００８４】
請求項２に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、内燃機関の各種運転状態に応じて吸気圧脈動に係る下限値を適正に算出することができ、吸気圧の検出を運転状態に応じて適正に行うことができる。
【００８５】
請求項３に記載の発明の構成によれば、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧の検出を行うことができると共に、エンジン吹き返しなどによる吸気圧の誤検出を防止することができる。
【００８６】
請求項４に記載の発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、内燃機関の各種運転状態に応じて吸気圧脈動に係る下限値を適正に算出することができ、吸気圧の検出を運転状態に応じて適正に行うことができる。
【００８７】
請求項５に記載の発明の構成によれば、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い正確な内燃機関制御を実行することができ、併せて、内燃機関の吹き返しなどに影響を受けることのない安定した制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】 吸気圧検出制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図３】 脈動を伴う吸気圧のＡＤ値とそのなまし値を示す説明図である。
【図４】 脈動を伴う吸気圧のＡＤ値等を示す説明図である。
【図５】 燃料噴射制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図６】 点火時期制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図７】 （ａ），（ｂ）はアクセル開度の変化に対する吸気圧の挙動を示すタイムチャートである。
【図８】 エンジン負荷に対する吸気圧の算出特性を示すグラフである。
【図９】 定常運転時の吸気圧のＡＤ値とその1/32なまし値の挙動を示すタイムチャートである。
【図１０】 （ａ），（ｂ）は始動運転時のエンジン回転速度、吸気圧のＡＤ値とその1/32なまし値及び1/128なまし値の挙動を示すタイムチャートである。
【図１１】 （ａ），（ｂ）は過渡運転時の過渡判定フラグ、吸気圧のＡＤ値とその1/4なまし値及び1/32なまし値の挙動を示すタイムチャートである。
【図１２】 （ａ）〜（ｃ）は過渡運転時の吸気圧、空燃比及びエンジン回転速度の挙動を示すタイムチャートである。
【図１３】 （ａ）〜（ｃ）は、同じく過渡運転時の吸気圧、空燃比及びエンジン回転速度の挙動を示すタイムチャートである。
【図１４】 従来の吸気圧の検出値と計算値の挙動を示すタイムチャートである。
【図１５】 従来の吸気圧検出方法を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
３ エンジン（内燃機関）
４ インジェクタ（燃料噴射弁、制御対象）
６ 吸気通路
１２ 点火プラグ（制御対象）
１３ イグニションコイル（制御対象）
２０ ＥＣＵ（下限値算出手段、なまし値算出手段、吸気圧決定手段、なまし値
選択手段、操作量算出手段及び制御手段）
２１ 吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
２３ 回転速度センサ（回転速度検出手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の制御に必要な運転パラメータとして使用される吸気圧を検出するための吸気圧検出方法、並びにその吸気圧検出方法の実施に直接使用する吸気圧検出装置及び内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の吸気圧は、燃料噴射制御、点火時期制御又は排気還流制御等の種々の内燃機関の制御に運転パラメータの一つとして使用されている。例えば、いわゆる「Ｄ−Ｊシステム」（吸気通路の吸気圧を測定して燃料噴射を行うシステム）のエンジンでは、エンジンの燃焼室に吸入される吸気量を、吸気圧とエンジン回転速度から算出し、算出された吸気量に基づいて燃料噴射量を求めている。しかし、レシプロエンジンでは、ピストンの往復運動に伴い吸気に脈動が発生することから、吸気圧もそれに伴って変動することになる。このため、吸気圧センサで検出される吸気圧の値をそのまま運転パラメータとして使用することは、内燃機関の制御が不安定となるためできなかった。
【０００３】
そこで、吸気脈動の影響を排除した吸気圧を検出して内燃機関の制御に使用するために、種々の技術がこれまで提案されている。
【０００４】
一般的な技術としては、吸気圧センサによる検出値を「なまし処理」することにより、吸気の脈動に伴う吸気圧の変動を平滑化することが考えられる。「なまし処理」とは、所定の周期でサンプリングされる検出値を平均化処理することであり、その平均化の度合いを「なまし係数」として任意に設定することができる。
【０００５】
この他、特開平１−３１８９３８号公報にも同様の技術の一例が開示されている。即ち、この公報の吸気管圧力計測装置では、吸気圧センサにより検出される吸気圧を所定の駆動周期毎にサンプリングし、そのサンプリングで得られる吸気圧の検出値を相加平均処理して平均値を演算する。そして、内燃機関の過渡運転時には、この平均値をそのまま吸気圧の計算値として燃料噴射量の制御に使用する。一方で、内燃機関の定常運転時には、上記の相加平均処理により得られた平均値を更に平均化し、その平均化で得られる平均値をそのまま吸気圧の計算値として燃料噴射量の制御に使用するようにしている。即ち、この計測装置では、過渡運転時には、吸気圧センサの検出値を「１回なまし処理」することにより得られる計算値を吸気圧とし、定常運転時には、吸気圧センサの検出値を「２回なまし処理」することにより得られる計算値を吸気圧として、それぞれ燃料噴射量制御に使用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の一般的な「なまし処理」による計測方法では、なまし係数を大きくすると、吸気圧の計算値は、定常運転時には安定するものの、過渡運転時には応答遅れが生じる傾向があった。逆に、なまし係数を小さくすると、吸気圧の計算値は、過渡運転時の応答遅れは改善されるものの、定常運転時にかえって不安定になる傾向があった。
【０００７】
一方、前記従来公報の計測装置では、図１４に示すように、吸気圧の計算値は、定常運転時に安定し、過渡運転時の応答性も前記一般的なまし処理に比べて改善されることになる。しかしながら、計算値の精度としては、実際に燃焼室に取り込まれる吸気量との相関性が充分ではなく、内燃機関の負荷に対する吸気圧計算値の関係では、リニアリティのある特性が得られなかった。
【０００８】
ここで、本願出願人は、４サイクルのレシプロエンジンで、吸気の脈動に伴う吸気圧の変動において、その吸気圧の下限値、即ち、吸気行程の下死点付近での検出値が、実際の吸気量を最も良く反映した吸気圧となることを発見し、これを吸気圧の計算値として使用することを考え出し、特願２０００−２９３４３９の出願で既に提案している。即ち、内燃機関の運転時に、図１５に示すように、脈動を伴って変化する吸気圧のＡＤ値ｐｍａｄの下限値ｐｍｌｏを算出し、その下限値ｐｍｌｏを吸気圧の検出値としての最終的な吸気圧ＰＭとする内燃機関の吸気圧検出方法を提案している。
【０００９】
この提案技術につき、本出願人が更に検討を重ねた結果、運転中のエンジンで吹き返しなどが発生し、図１５に時刻ｔ１，ｔ２で示すように、ＡＤ値ｐｍａｄの波形が乱れた場合、その乱れによる変則的な下限値を吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏとして誤検出してしまうおそれがあることが分かった。このような誤検出が起きた場合、エンジンの吸入空気量は実際よりも多い値として算出され、それに応じて燃料噴射量が過剰に算出されることから、空燃比がリッチ化して、ドライバビリティや排気エミッションを悪化させるなどの不具合を発生させるおそれがある。
【００１０】
そこで、この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧の検出を可能にすると共に、エンジン吹き返しなどによる誤検出を防止することを可能にした内燃機関の吸気圧検出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の内燃機関の吸気圧検出方法は、内燃機関の制御に使用される吸気圧を検出するようにした内燃機関の吸気圧検出方法であって、内燃機関の運転時に吸気圧脈動を吸気圧検出手段により検出し、その検出値における下限値を算出すると共に、吸気圧脈動のなまし値を算出し、下限値がなまし値より小さくなるとき下限値を制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定することを趣旨とする。
【００１２】
内燃機関の運転時には、吸気に脈動が発生して吸気圧も脈動を伴うことから、この吸気圧を内燃機関の制御のためにそのまま使用したのでは、その制御が不安定になる。ここで、吸気圧脈動の検出値において、その下限値が実際の吸気量を最も良く反映した吸気圧となることが既に発見されている。
従って、上記発明の構成によれば、吸気圧脈動の下限値が算出され、その算出される下限値が制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定されることから、脈動を伴う吸気圧にも拘わらず、吸気圧として吸気量に相関した適正な値と挙動が得られる。
又、上記下限値がその下限値と共に算出されるなまし値より小さくなるとき下限値が制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定されるので、例えば、内燃機関の吹き返しなどにより、吸気圧脈動の波形が乱れて変則的な下限値が現れても、その変則的な下限値が除外されて吸気圧の最終的な検出値として決定されることがない。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の内燃機関の吸気圧検出方法において、なまし値の算出は、吸気圧脈動につき所定の周期でサンプリングされる値を平均化処理するものであり、異なるなまし係数で同時に複数のなまし値を算出し、その中で下限値との比較に参照されるなまし値を内燃機関の運転状態に応じて選択することを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、なまし値算出のためのなまし係数を変えることにより、異なる大きさのなまし値が得られる。従って、下限値との比較に参照されるなまし値を、内燃機関の運転状態に応じて選択することにより、運転状態により異なる吸気圧脈動の特性に合わせて、変則的な下限値が除外されて吸気圧の検出値として決定されることがない。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明の内燃機関の吸気圧検出装置は、内燃機関の制御に使用される吸気圧を検出するようにした内燃機関の吸気圧検出装置であって、内燃機関の吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値における下限値を算出するための下限値算出手段と、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値に係るなまし値を算出するためのなまし値算出手段と、下限値がなまし値より小さくなるとき下限値を制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定するための吸気圧決定手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段による検出値に基づいて、下限値算出手段により吸気圧脈動の検出値における下限値が算出されると共に、なまし値算出手段により吸気圧脈動の検出値に係るなまし値が算出される。そして、下限値がなまし値より小さくなるとき、吸気圧決定手段により下限値が吸気圧の最終的な検出値として決定されることから、脈動を伴う吸気圧にも拘わらず吸気圧として吸気量に相関した適正な値と挙動が得られる。又、例えば、内燃機関の吹き返しなどにより吸気圧脈動の波形が乱れて、変則的な下限値が現れても、その変則的な下限値が除外されて吸気圧の最終的な検出値として決定されることがない。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明の内燃機関の吸気圧検出装置において、なまし値算出手段は、吸気圧脈動につき所定の周期でサンプリングされる値を平均化処理するものであり、異なるなまし係数で同時に複数のなまし値を算出することと、算出される複数のなまし値の中から下限値との比較に参照されるなまし値を内燃機関の運転状態に応じて選択するためのなまし値選択手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、なまし値算出のためのなまし係数が変えられることにより、異なる大きさのなまし値が得られる。従って、下限値との比較に参照されるなまし値が、なまし値選択手段により内燃機関の運転状態に応じて選択されることにより、運転状態により異なる吸気圧脈動の特性に合わせて、変則的な下限値が除外されて吸気圧の検出値として決定されることがない。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、内燃機関の運転に関わる制御対象を制御するようにした制御装置において、内燃機関の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、内燃機関の吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値における下限値を算出するための下限値算出手段と、内燃機関の運転時に吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値に係るなまし値を算出するためのなまし値算出手段と、下限値がなまし値より小さくなるとき下限値を制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定するための吸気圧決定手段と、決定される吸気圧の最終的な検出値と回転速度の検出値とに基づいて所要の制御量を得るための操作量を算出する操作量算出手段と、算出される操作量に基づいて制御対象を操作することにより制御量を制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００２０】
上記発明の構成によれば、内燃機関の運転時の回転速度が回転速度検出手段により検出される。同じく、運転時の吸気圧が吸気圧検出手段により検出され、その検出値から、吸気圧脈動の検出値における下限値が下限値算出手段により算出されると共に、吸気圧脈動の検出値に係るなまし値がなまし値算出手段により算出される。更に、下限値がなまし値より小さくなるとき、吸気圧決定手段により下限値が吸気圧の最終的な検出値として決定される。そして、その決定される吸気圧の検出値と回転速度の検出値とに基づいて、操作量算出手段により所要の制御量を得るための操作量が算出され、その操作量に基づき制御手段により制御対象が操作されることにより制御量が制御される。従って、吸気圧脈動の乱れによる変則的な下限値が除外されて吸気圧の最終的な検出値として決定されることがなく、適正な吸気圧脈動の下限値のみが吸気圧の検出値として制御対象の制御に取り込まれる。このことから、脈動を伴う吸気圧にも拘わらず制御量が不安定な値となることがなく、制御対象が吸気圧の挙動に応じて適正に制御される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内燃機関の吸気圧検出方法及びその検出方法を使用した吸気圧検出装置、その吸気圧検出装置を使用した内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本実施の形態のエンジンシステムの概略構成を示す。車両に搭載されたエンジンシステムは燃料を貯留する燃料タンク１を備える。燃料タンク１に内蔵された燃料ポンプ２は、タンク１に貯留された燃料を吐出する。内燃機関であるレシプロタイプの単気筒エンジン３には、燃料噴射弁（インジェクタ）４が設けられる。燃料ポンプ２から吐出された燃料は、燃料通路５を通じてインジェクタ４に供給される。供給された燃料は、インジェクタ４が作動することにより、吸気通路６へ噴射される。吸気通路６には、エアクリーナ７を通じて外部から空気が取り込まれる。吸気通路６に取り込まれた空気とインジェクタ４から噴射された燃料は、可燃混合気を形成して燃焼室８に吸入される。
【００２３】
吸気通路６には、所定のアクセル装置（図示略）により操作されるスロットルバルブ９が設けられる。スロットルバルブ９が開閉されることにより、吸気通路６から燃焼室８に吸入される空気量（吸気量）が調節される。吸気通路６には、スロットルバルブ９を迂回してバイパス通路１０が設けられる。バイパス通路１０には、アイドル・スピード・コントロール・バルブ（ＩＳＣバルブ）１１が設けられる。ＩＳＣバルブ１１は、アイドル運転時、即ち、スロットルバルブ９の全閉時に、エンジン３のアイドル回転速度を調節するために作動させるものである。
【００２４】
燃焼室８に設けられた点火プラグ１２は、イグニッションコイル１３から出力される点火信号を受けてスパーク動作する。両部品１２，１３は、燃焼室８に供給される可燃混合気に点火するための点火装置を構成する。燃焼室８に吸入された可燃混合気は、点火プラグ１２のスパーク動作により爆発・燃焼する。燃焼後の排気ガスは、燃焼室８から排気通路１４を通じて外部へ排出される。排気通路１４を流れる排気ガスは、三元触媒１５により浄化される。そして、燃焼室８における可燃混合気の燃焼に伴い、ピストン１６が運動してクランクシャフト１７が回転することにより、車両を走行させる駆動力がエンジン３で得られる。
【００２５】
車両には、エンジン３を始動させるためのイグニションスイッチ１８が設けられる。車両には、エンジン３の各種制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）２０が設けられる。車両用電源としてのバッテリ１９は、イグニションスイッチ１８を介してＥＣＵ２０に接続される。イグニションスイッチ１８がオンされることにより、バッテリ１９からＥＣＵ２０に電力が供給される。
【００２６】
エンジン３に設けられる各種センサ２１，２２，２３，２４は、エンジン３の運転状態に関する各種運転パラメータを検出するためのものであり、それぞれＥＣＵ２０に接続される。即ち、吸気通路６に設けられた吸気圧検出手段である吸気圧センサ２１は、スロットルバルブ９より下流側の吸気通路６における吸気圧ｐｍを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン３に設けられた水温センサ２２は、エンジン３の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン３に設けられた回転速度検出手段である回転速度センサ２３は、クランクシャフト１７の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。排気通路１４に設けられた酸素センサ２４は、排気通路１４へ排出される排気ガス中の酸素濃度（出力電圧）Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。この酸素センサ２４は、エンジン３の燃焼室８に供給される可燃混合気の空燃比Ａ／Ｆを得るために使用される。
【００２７】
この実施の形態で、ＥＣＵ２０は、前述した各種センサ２１〜２４から出力される各種信号を入力する。ＥＣＵ２０は、これらの入力信号に基づき、吸気圧検出制御、燃料噴射制御及び点火時期制御等をそれぞれ実行するために、燃料ポンプ２、インジェクタ４、ＩＳＣバルブ１１及びイグニションコイル１３等をそれぞれ制御する。この実施の形態で、ＥＣＵ２０は、本発明の下限値算出手段、なまし値算出手段、吸気圧決定手段、なまし値選択手段、操作量算出手段及び制御手段を構成する。
【００２８】
ここで、吸気圧検出制御とは、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍに基づいて吸気脈動の影響を排除した吸気圧の検出値を得るための制御である。燃料噴射制御とは、エンジン３の運転状態に応じてインジェクタ４による燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン３の運転状態に応じてイグニションコイル１３を制御することにより、各点火プラグ１２による点火時期を制御することである。
【００２９】
周知のように、ＥＣＵ２０は中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成する。ＲＯＭは、エンジン３の各種制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶したものである。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ２１〜２４の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに従って前述した各種制御等を実行する。
【００３０】
次に、ＥＣＵ２０が実行する各種制御のうち、吸気圧検出制御のための処理内容について説明する。図２に吸気圧検出制御プログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、図２に示すルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。この実施の形態では、ＥＣＵ２０は「１ｍｓ」の周期でこのルーチンを実行する。
【００３１】
先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ２０は、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍについて今回のＡＤ値ｐｍａｄを読み込む。
【００３２】
次に、ステップ１０１で、ＥＣＵ２０は、1/4なまし値ｐｍｓｍ４を算出する。ＥＣＵ２０は、この算出を、以下の計算式(1)に従って行う。
ｐｍｓｍ４＝（３／４）ｐｍｓｍ４ｏ＋（１／４）ｐｍａｄ …(1)
ここで、「ｐｍｓｍ４ｏ」は、前回の1/4なまし値ｐｍｓｍ４を意味する。この計算式(1)は、毎回サンプリングされるＡＤ値ｐｍａｄを平均化処理することを示している。
【００３３】
次に、ステップ１０２で、ＥＣＵ２０は、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２を算出する。ＥＣＵ２０は、この算出を、以下の計算式(2)に従って行う。
ｐｍｓｍ３２＝（３１／３２）ｐｍｓｍ３２ｏ＋（１／３２）ｐｍａｄ …(2)
ここで、「ｐｍｓｍ３２ｏ」は、前回の1/32なまし値ｐｍｓｍ３２を意味する。この計算式(2)は、毎回サンプリングされるＡＤ値ｐｍａｄを平均化処理することを示している。
【００３４】
最後に、ステップ１０３で、ＥＣＵ２０は、1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８を算出する。ＥＣＵ２０は、この算出を、以下の計算式(3)に従って行う。
ｐｍｓｍ１２８＝（１２７／１２８）ｐｍｓｍ１２８ｏ＋（１／１２８）ｐｍａｄ …(3)
ここで、「ｐｍｓｍ１２８ｏ」は、前回の1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８を意味する。この計算式(3)は、毎回サンプリングされるＡＤ値ｐｍａｄを平均化処理することを示している。
【００３５】
次に、ステップ１０４で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄが前回のＡＤ値ｐｍａｄｏより大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが上昇しているものとして、ステップ１０５で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰを「１」に設定する。この判断結果が否定である場合、ステップ１２０で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄが前回のＡＤ値ｐｍａｄｏより小さいか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、吸気圧ｐｍが変化しなかったとして、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰの設定を前回と同じとして、処理をステップ１１６へ移行する。この判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが下降しているものとして、ステップ１２１で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰを「０」に設定して、処理をステップ１１６へ移行する。
【００３６】
ステップ１０５から移行してステップ１０６で、ＥＣＵ２０は、前回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰＯが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、前回に引き続いて吸気圧ｐｍが上昇中であることから、ＥＣＵ２０は処理をステップ１１６へ移行する。上記判断結果が肯定である場合、吸気圧ｐｍが下降から上昇に転じたものとして、処理をステップ１０７へ移行する。
【００３７】
ステップ１０７で、ＥＣＵ２０は、始動判定フラグＸＳＩＤＯＵが「０」であるか否かを判断する。この始動判定フラグＸＳＩＤＯＵは、クランキングによりエンジン３が始動される始動時に「１」に設定され、それ以外は「０」に設定されるものである。この実施の形態では、回転速度センサ２３で検出されるエンジン回転速度ＮＥの値が所定値（例えば「１１５０ｒｐｍ」）以下のときに、ＥＣＵ２０は、エンジン３の始動時であると判断するようになっている。この判断結果が否定である場合、即ち、エンジン３の始動時である場合には、ＥＣＵ２０は、ステップ１１２で、吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして設定し、処理をステップ１１３へ移行する。
【００３８】
ステップ１０７の判断結果が肯定である場合、エンジン３の始動時でないものとし、ステップ１０８で、ＥＣＵ２０は、過渡判定フラグＸＫＡＴＯが「１」であるか否かを判断する。この過渡判定フラグＸＫＡＴＯは、エンジン１の過渡運転時、即ち、加速運転が行われるときに「１」に設定され、それ以外は「０」に設定されるものである。この判断結果が否定である場合、即ち、エンジン３の過渡運転時ではないとき、ＥＣＵ２０は、ステップ１１１で、吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの1/32なまし値ｐｍｓｍ３２をガード値ｐｍｓｍとして設定し、処理をステップ１１３へ移行する。
【００３９】
ステップ１０８の判断結果が肯定である場合、エンジン３の過渡運転時であるものとして、ステップ１０９で、ＥＣＵ２０は、過渡タイミングＴＫＡＴＯ（過渡判定フラグＸＫＡＴＯが「１」に設定されたとき）からクランク角度で「１４４０°」だけ経過する前であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、過渡運転から定常運転への移行前であるものとして、ＥＣＵ２０は、ステップ１１０で、吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの1/4なまし値ｐｍｓｍ４をガード値ｐｍｓｍとして設定し、処理をステップ１１３へ移行する。この判断結果が否定である場合、過渡運転から定常運転への移行後であるものとして、ＥＣＵ２０は、ステップ１１１で、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２をガード値ｐｍｓｍとして設定し、処理をステップ１１３へ移行する。
【００４０】
ステップ１１０〜１１２から移行してステップ１１３で、ＥＣＵ２０は、下降から上昇へ転じた吸気圧ｐｍの前回のＡＤ値ｐｍａｄｏがガード値ｐｍｓｍより小さいか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、ＥＣＵ２０は、そのまま処理をステップ１１６へ移行する。この判断結果が肯定である場合、ステップ１１４で、ＥＣＵ２０は、前回のＡＤ値ｐｍａｄｏを吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏとして設定する。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍより連続して得られる多数のＡＤ値ｐｍａｄの中から脈動の谷に位置する下限値ｐｍｌｏを算出する。
【００４１】
そして、ステップ１１５で、ＥＣＵ２０は、今回得られた下限値ｐｍｌｏを、最終的に求めるべき吸気圧ＰＭとして設定する。
【００４２】
その後、ステップ１２０，１２１，１０６，１１３，１１５から移行してステップ１１６で、ＥＣＵ２０は、今回のＡＤ値ｐｍａｄを前回のＡＤ値ｐｍａｄｏとして設定する。
【００４３】
次に、ステップ１１７で、ＥＣＵ２０は、今回の圧力上昇フラグＸＰＭＵＰが「１」であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、ステップ１１８で、ＥＣＵ２０は、前回の上昇判定フラグＸＰＭＵＰＯを「１」に設定する。この判断結果が否定である場合、ステップ１１９で、ＥＣＵ２０は、前回の上昇判定フラグＸＰＭＵＰＯを「０」に設定する。
【００４４】
このように、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの処理を一旦終了し、次の演算周期のタイミングを待ってステップ１００からの処理を再開する。
【００４５】
ここで、吸気圧脈動における吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの挙動と、そのＡＤ値ｐｍａｄに基づき上記ステップ１１７〜１１９で算出される各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の挙動を図３のタイミングチャートに部分的に示す。このタイミングチャートから明らかなように、各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の絶対値は、ベースとなるＡＤ値ｐｍａｄのそれよりも低く、各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の絶対値のピークは、ベースとなるＡＤ値ｐｍａｄのそれよりも遅れて現れることが分かる。
【００４６】
そして、上記ルーチンでは、エンジン３の運転時に吸気圧ｐｍの脈動の下限値ｐｍｌｏを算出し、その下限値ｐｍｌｏを吸気圧ｐｍの検出値としての最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。そのために、図４に示すように、脈動を伴う吸気圧ｐｍにつき、サンプリングされる前回のＡＤ値ｐｍａｄｏと今回のＡＤ値ｐｍａｄとを比較して、吸気圧ｐｍの下降又は上昇を判断すると共に、下降から上昇への転換を判断する。そして、下降から上昇への転換時における前回のＡＤ値ｐｍａｄｏを下限値ｐｍｌｏとして算出し、その下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの値として決定するようにしている。
【００４７】
ここで、上記ルーチンでは、下限値ｐｍｌｏが各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８より小さくなるとき、その下限値ｐｍｌｏを吸気圧ｐｍの検出値である最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。従って、図３において時刻ｔ１に示すように、ＡＤ値ｐｍａｄに変則的な下限値が現れても、その変則的な下限値が1/32なまし値ｐｍｓｍ３２又は1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８より大きい場合には、その変則的な下限値が下限値ｐｍｌｏの設定から除外されて最終的な吸気圧ＰＭとして決定されることがない。
【００４８】
この実施の形態のエンジンシステムでは、上記のように検出される最終的な吸気圧ＰＭを使用して燃料噴射制御が行われる。そこで、次に、この燃料噴射制御の処理内容について説明する。図５に燃料噴射制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００４９】
先ず、ステップ２００で、ＥＣＵ２０は回転速度センサ２３の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥの値を読み込む。
【００５０】
ステップ２１０で、ＥＣＵ２０は、最終的な吸気圧ＰＭの値を読み込む。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの値として読み込む。
【００５１】
ステップ２２０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値と吸気圧ＰＭの値とに基づいて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを算出する。ＥＣＵ２０は、この基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥの算出を、予め定められた関数データ（噴射量マップ）を参照することにより行う。この関数データでは、エンジン３の燃焼室８に吸入される吸気量が、吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの値から決定され、その吸気量に応じた基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥが決定されるようになっている。
【００５２】
ステップ２３０で、ＥＣＵ２０は、水温センサ２２の検出値に基づき冷却水温ＴＨＷの値を読み込む。そして、ステップ２４０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた冷却水温ＴＨＷの値に基づき、エンジン３の暖機状態に応じて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを補正するための暖機補正係数ＫＴＨＷを算出する。
【００５３】
ステップ２５０で、ＥＣＵ２０は、燃焼室８に供給される空気と燃料との可燃混合気の空燃比Ａ／Ｆを補正するための空燃比補正係数ＦＡＦの値を読み込む。この空燃比補正係数ＦＡＦは、酸素センサ２４の検出値から読み込まれる酸素濃度Ｏｘの値に基づいて算出されるものである。
【００５４】
ステップ２６０で、ＥＣＵ２０は、上記のように算出された基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを、暖機補正係数ＫＴＨＷ及び空燃比補正係数ＦＡＦ等に基づいて補正することにより最終燃料噴射量ＴＡＵの値を算出する。
【００５５】
その後、ステップ２７０で、ＥＣＵ２０は、算出された最終燃料噴射量ＴＡＵの値に基づいてインジェクタ４を制御することにより、インジェクタ４から噴射される燃料量を制御するのである。
【００５６】
この実施の形態のエンジンシステムでは、上記のように検出される最終的な吸気圧ＰＭを使用して点火時期制御が行われる。そこで、この点火時期制御の処理内容について説明する。図６に点火時期制御のプログラムをフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００５７】
先ず、ステップ３００で、ＥＣＵ２０は回転速度センサ２３の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥの値を読み込む。
【００５８】
ステップ３１０で、ＥＣＵ２０は、最終的な吸気圧ＰＭの値を読み込む。即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍの下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭの値として読み込む。
【００５９】
ステップ３２０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥの値と吸気圧ＰＭの値とに基づいて基本点火時期ＩＴＢＳＥを算出する。ＥＣＵ２０は、この基本点火時期ＩＴＢＳＥの算出を、予め定められた関数データ（点火時期マップ）を参照することにより行う。この関数データでは、エンジン３の燃焼室８に吸入される吸気量が、吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの値から決定され、その吸気量に応じた基本点火時期ＩＴＢＳＥが決定されるようになっている。
【００６０】
ステップ３３０で、ＥＣＵ２０は、水温センサ２２の検出値に基づき冷却水温ＴＨＷの値を読み込む。そして、ステップ３４０で、ＥＣＵ２０は、読み込まれた冷却水温ＴＨＷの値に基づき、エンジン３の暖機状態に応じて基本点火時期ＩＴＢＳＥを補正するための暖機補正係数Ｋ１を算出する。
【００６１】
ステップ３５０で、ＥＣＵ２０は、上記のように算出された基本点火時期ＩＴＢＳＥを、暖機補正係数Ｋ１等に基づき補正することにより、最終点火時期ＩＴの値を算出する。
【００６２】
その後、ステップ３６０で、ＥＣＵ２０は、算出された最終点火時期ＩＴの値に基づいてイグニションコイル１３を制御することにより、点火プラグ１２による点火時期を制御する。
【００６３】
以上説明した本実施の形態のエンジンシステムにおいて、エンジン３の運転時には吸気通路６で吸気の脈動が発生して、吸気圧センサ２１で検出される吸気圧ｐｍは脈動を伴ったものとなる。このため、脈動を伴った吸気圧ｐｍを、エンジン３の各種制御を実行するための運転パラメータの一つとしてそのまま使用したのでは、各種制御が不安定となる。
【００６４】
ここで、本願出願人は、脈動を伴う吸気圧ｐｍの検出値において、その下限値ｐｍｌｏが実際に燃焼室８に吸入される吸気量を最も良く反映した吸気圧となることを発見した。そこで、このエンジンシステムが実行する吸気圧検出方法では、吸気圧脈動、即ち、脈動を伴う吸気圧ｐｍについてその下限値ｐｍｌｏを算出し、その下限値ｐｍｌｏを最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。このことから、脈動を伴う吸気圧ｐｍにも拘わらず、最終的な吸気圧ＰＭとして吸気量に相関した適正な値と挙動が得られる。これによって、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧ＰＭを検出することができるようになる。
【００６５】
図７（ａ），（ｂ）には、アクセル開度の変化に対する吸気圧の挙動をタイムチャートに示す。図７（ｂ）において、破線は吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄを示し、実線は本実施の形態の検出により得られる最終的な吸気圧ＰＭを示し、２点鎖線は従来のなまし処理によるなまし吸気圧を示す。
【００６６】
このチャートからも明らかなように、加速開始前と加速終了後では、変化のないアクセル開度の挙動に合わせて吸気圧ＰＭも安定することが分かる。又、加速開始から加速終了までの間の過渡運転時では、吸気圧ＰＭも段階的に速やかに上昇することが分かる。これを、２点鎖線で示す従来のなまし吸気圧の挙動と比較すると、本実施の形態の吸気圧ＰＭは、加速終了後の時刻ｔ１に安定するのに対し、従来のなまし吸気圧は、かなり遅れた時刻ｔ２に安定することになる。従って、本実施の形態の吸気圧検出方法によれば、両時刻ｔ１，ｔ２の間の時間だけ応答性を改善した吸気圧ＰＭを検出できることが分かる。
【００６７】
図８に、エンジン負荷に対する吸気圧の算出特性をグラフに示す。このグラフから明らかなように、従来のなまし吸気圧は、エンジン負荷の増加に対して曲線的に増加するのに対し、本実施の形態の吸気圧ＰＭでは、直線的に増加することが分かる。即ち、本実施の形態の吸気圧ＰＭの方がエンジン負荷に対してリニアリティがあることが分かる。このことは、アクセル装置によるスロットルバルブ９の動きに対して吸気圧ＰＭがリニアに反応することを意味し、過渡時に検出される吸気圧ＰＭの応答性が向上していることを示している。これによって、吸気圧ＰＭから換算される吸気量が、従来のなまし吸気圧により換算される吸気量に対して、より正確なものになることが分かる。
【００６８】
ところで、この実施の形態のエンジン３では、運転中に吹き返しなどが発生すると、吸気通路６での吸気圧脈動の波形が乱れ、その乱れによる変則的な下限値が吸気圧脈動の下限値に混じって現れることがある。
【００６９】
これに対して、この実施の形態では、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの下限値と共に算出されるＡＤ値ｐｍａｄの各種なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして使用する。そして、計算上は下限値となるＡＤ値ｐｍａｄが、上記ガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値となるＡＤ値ｐｍａｄを吸気圧ｐｍの検出値である最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。従って、例えば、エンジン３の吹き返しなどにより、脈動を伴う吸気圧ｐｍの波形が乱れて変則的な下限値が現れても、その変則的な下限値が正規の下限値から除外されるので、変則的な下限値が最終的な吸気圧ＰＭの値として決定されることがない。このため、エンジン３の吹き返しなどにより脈動を伴う吸気圧ｐｍが乱れても、最終的な吸気圧ＰＭの誤検出を防止することができる。
【００７０】
しかも、この実施の形態では、各なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８を、エンジン３の運転状態に応じて選択的にガード値ｐｍｓｍとして使用するようにしている。
【００７１】
即ち、エンジン３の定常運転時には、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２をガード値ｐｍｓｍとして使用し、計算上は下限値となるＡＤ値ｐｍａｄが、上記ガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値となるＡＤ値ｐｍａｄを最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。
例えば、定常運転時としてのアイドル運転時には、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄは、図９に実線で示すように変化し、そのＡＤ値ｐｍａｄの1/32なまし値ｐｍｓｍ３２は、図９に２点鎖線で示すように変化する。ここで、ＡＤ値ｐｍａｄの波形に乱れがなければ、その下限値ｐｍｌｏが、図９に細線で示すように、最終的な吸気圧ＰＭとして正常に決定される。そして、図９の時刻ｔ１，ｔ２に示すように、吹き返しなどによりＡＤ値ｐｍａｄの波形が乱れて変則的な下限値が現れても、その下限値がガード値ｐｍｓｍとなる1/32なまし値ｐｍｓｍ３２より大きいことから、図９に破線で示すように、変則的な下限値が最終的な吸気圧ＰＭとして誤検出されることがない。
そして、この実施の形態では、正常に検出された最終的な吸気圧ＰＭを、燃料噴射量制御と点火時期制御に取り込んでいることから、正常な吸気量を算出することができ、定常運転に見合った適正な燃料噴射制御と適正な点火時期制御を実行することができる。この結果、吹き返しなどによる乱れの影響を受けることのない安定した定常運転をエンジン３で実現することができる。
【００７２】
又、エンジン３の始動時には、1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして使用し、計算上は下限値となるＡＤ値ｐｍａｄが、上記ガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値となるＡＤ値ｐｍａｄを最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。
例えば、クランキングによりエンジン３の始動が開始されてからアイドル運転へ移行するまでの間は、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄは、図１０に実線で示すように変化し、そのＡＤ値ｐｍａｄの1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８は、図１０に２点鎖線で示すように変化する。ここで、始動時には、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２ではなく1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして使用するのは、変則的な下限値を最終的な吸気圧ＰＭとして誤検出するのを防止するためである。即ち、1/32なまし値ｐｍｓｐ３２の振幅は、1/128なまし値１２８のそれより大きいことから、始動時に1/32なまし値ｐｍｓｐ３２をガード値ｐｍｓｍとして使用すると、図１０の時刻ｔ１に示すように、ガード値ｐｍｓｍが吹き返しなどによる変則的な下限値より大きくなり、その下限値を最終的な吸気圧ＰＭとして誤検出するおそれがある。そこで、始動時には、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２よりも振幅の小さい1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をガード値ｐｍｓｍとして使用することにより、変則的な下限値を最終的な吸気圧ＰＭとして誤検出しないようにしている。この実施の形態では、エンジン回転速度ＮＥが所定値（例えば「１１５０ｒｐｍ」）以下の場合に1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８を、エンジン回転速度ＮＥが所定値（例えば「１１５０ｒｐｍ」）より高い場合に1/32なまし値ｐｍｓｍ３２を、それぞれガード値ｐｍｓｍとして使用することになる。
そして、この実施の形態では、正常に検出された最終的な吸気圧ＰＭを、燃料噴射量制御と点火時期制御に取り込んでいることから、正常な吸気量を算出することができ、始動時に見合った適正な燃料噴射制御と適正な点火時期制御を実行することができる。この結果、吹き返しなどによる乱れの影響を受けることのない安定した始動をエンジン３で実現することができる。
【００７３】
一方、エンジン３の過渡運転時には、1/4なまし値ｐｍｓｍ４をガード値ｐｍｓｍとして使用し、計算上は下限値となるＡＤ値ｐｍａｄが、上記ガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値となるＡＤ値ｐｍａｄを最終的な吸気圧ＰＭとして決定するようにしている。エンジン３が定常状態から加速する過渡時には、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄは、図１１に実線で示すように変化し、そのＡＤ値ｐｍａｄの1/4なまし値ｐｍｓｍ４は、図１１に２点鎖線で示すように変化する。ここで、過渡時に、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２ではなく1/4なまし値ｐｍｓｍ４をガード値ｐｍｓｍとして使用するのは、過渡時には、ＡＤ値ｐｍａｄの挙動に対して図１１に１点鎖線で示すように、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２の挙動が遅れるためであり、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２よりも1/4なまし値ｐｍｓｍ４をガード値ｐｍｓｍとして使用した方が、最終的な吸気圧ＰＭとすべき適正な下限値ｐｍｌｏが得られるからである。この実施の形態のエンジン３では、エンジン行程の２サイクル後には1/32なまし値ｐｍｓｍ３２がＡＤ値ｐｍａｄに追いつくことから、その移行期間は７２０℃Ａ前の吸気圧ｐｍとの変化量を比較して過渡判定フラグＸＫＡＴＯが「１」になってからエンジン行程で「１４４０℃Ａ（エンジン行程２サイクル）」としている。
そして、この実施の形態では、適正に検出された最終的な吸気圧ＰＭを、燃料噴射量制御と点火時期制御に取り込んでいることから、適正な吸気量を算出することができ、過渡時に見合った適正な燃料噴射制御と適正な点火時期制御を実行することができる。この結果、応答性に優れた過渡運転をエンジン３で実現することができる。又、例えば、加速時に応答遅れがあって、吸入空気量に対して最終燃料噴射量ＴＡＵが少なくなり空燃比Ａ／Ｆがリーン化するのとは異なり、この実施の形態では、加速時に、吸入空気量に対して適正な最終燃料噴射量ＴＡＵが得られ、空燃比Ａ／Ｆが適正化するので、エンジン回転速度ＮＥを順調に高めることができ、適正なドライバビリティを確保することができる。
【００７４】
図１２には、エンジン３の過渡運転時（加速時）におけるＡＤ値ｐｍａｄ、1/4なまし値ｐｍｓｍ４、下限値ｐｍｌｏ（＝最終的な吸気圧ＰＭ）、空燃比Ａ／Ｆ及びエンジン回転速度ＮＥの挙動をタイミングチャートに示す。図１３には、同じく過渡運転時（加速時）におけるＡＤ値ｐｍａｄ、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２、下限値ｐｍｌｏ（＝最終的な吸気圧ＰＭ）、空燃比Ａ／Ｆ及びエンジン回転速度ＮＥの挙動をタイミングチャートに示す。
【００７５】
図１２から明らかなように、ＡＤ値ｐｍａｄとの比較に1/4なまし値ｐｍｓｍ４を使用した場合は、時刻ｔ０で加速を開始した直後の時刻ｔ１にＡＤ値ｐｍａｄの変化がとらえられて下限値ｐｍｌｏ（＝最終的な吸気圧ＰＭ）が決定され、空燃比Ａ／Ｆが適正化されることから、その後のエンジン回転速度ＮＥは順調に上昇することが分かる。これに対して、図１３では、ＡＤ値ｐｍａｄとの比較に1/32なまし値ｐｍｓｍ３２を使用していることから、時刻ｔ０で加速を開始してから少し遅れた時刻ｔ２にＡＤ値ｐｍａｄの変化がとらえられて下限値ｐｍｌｏ（＝最終的な吸気圧ＰＭ）が決定される。このため、加速開始後に空燃比Ａ／Ｆがリーン化して、その後のエンジン回転速度ＮＥの上昇が遅れることが分かる。両図１２，１３の比較から、過渡運転時には、ＡＤ値ｐｍａｄとの比較に、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２ではなく、1/4なまし値ｐｍｓｍ４を使用することのメリットが明らかである。
【００７６】
上記のようにこの実施の形態の吸気圧検出方法及び吸気圧検出装置によれば、なまし値算出のためのなまし係数を変えることにより、異なる大きさの３つのなまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８が得られる。従って、ＡＤ値ｐｍａｄの下限値との比較に参照されるなまし値としてのガード値ｐｍｓｍを、エンジン３の運転状態に応じて、３つのなまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の中から選択することにより、運転状態により異なる吸気圧脈動の特性に合わせて、エンジン吹き返しなどによる変則的な下限値が除外されて最終的な吸気圧ＰＭとして決定されることがない。このため、エンジン３の各種運転状態に応じてＡＤ値ｐｍａｄに係る下限値ｐｍｌｏを適正に算出することができ、最終的な吸気圧ＰＭの検出を運転状態に応じて適正に行うことができる。
【００７７】
この実施の形態のエンジンシステムによれば、エンジン３の運転時にエンジン回転速度ＮＥが回転速度センサ２３により検出される。同じく、運転時に吸気圧ｐｍが吸気圧センサ２１により検出され、その検出値のＡＤ値ｐｍａｄから吸気圧脈動の下限値ｐｍｌｏがＥＣＵ２０により算出される。同じく、運転時に吸気圧ｐｍが吸気圧センサ２１により検出され、その検出値のＡＤ値ｐｍａｄから吸気圧脈動の各種なまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８がＥＣＵ２０により算出される。それら３つのなまし値ｐｍｓｍ４，ｐｍｓｍ３２，ｐｍｓｍ１２８の一つがエンジン３の運転状態に応じて選択され、ガード値ｐｍｓｍとして使用される。上記算出された下限値ｐｍｌｏがこのガード値ｐｍｓｍより小さくなるとき、その下限値ｐｍｌｏが最終的な吸気圧ＰＭとして決定される。そして、決定された最終的な吸気圧ＰＭの値とエンジン回転速度ＮＥの検出値とに基づいて、最終燃料噴射量ＴＡＵ及び最終点火時期ＩＴがＥＣＵ２０により操作量としてそれぞれ算出される。そして、それら操作量ＴＡＵ，ＩＴに基づいてインジェクタ４及びイグニションコイル１３等がＥＣＵ２０によりそれぞれ制御されることにより、燃料噴射制御及び点火時期制御が実行される。
従って、脈動を伴う吸気圧ｐｍのＡＤ値ｐｍａｄの中から、エンジン３の吹き返しなどに起因するＡＤ値ｐｍａｄの乱れによる変則的な下限値が除外され、適正な下限値ｐｍｌｏのみが最終的な吸気圧ＰＭの値としてインジェクタ４及びイグニションコイル１３等の制御に取り込まれる。このことから、吸気圧ｐｍが脈動を伴い、その脈動に乱れが生じることがあるにも拘わらず、操作量としての最終燃料噴射量ＴＡＵ及び最終点火時期ＩＴの値が適正に求められ、インジェクタ４及びイグニションコイル１３等が吸気圧ｐｍの挙動に応じて適正に制御されるようになる。この結果、安定性と応答性に優れた燃料噴射制御及び点火時期制御を実行することができ、実際の吸気量との相関性が高く、吸気圧脈動の乱れの影響の少ない正確な燃料噴射制御及び点火時期制御を実行することができる。併せて、エンジン３の吹き返しなどに影響を受けることのない安定した制御を実行することができる。
【００７８】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００７９】
（１）前記実施の形態では、本発明の吸気圧検出方法、吸気圧検出装置、内燃機関の制御装置等を単気筒のエンジン３を含むエンジンシステムに具体化したが、２気筒や３気筒、或いはそれ以上の気筒数のエンジンを含むエンジンシステムに具体化することもできる。但し、気筒数が多ければ吸気脈動の振幅も小さくなることから、本発明の効果は１〜３の気筒数のエンジンで特に有効と言える。
【００８０】
（２）前記実施の形態では、本発明を燃料噴射制御及び点火時期制御に具体化したが、それらの制御に限られるものではなく、吸気圧を運転パラメータの一つとして使用する排気還流制御等のその他の制御に使用してもよい。
【００８１】
（３）前記実施の形態では、エンジン３の定常運転時には、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２をＡＤ値ｐｍａｄとの比較に使用し、エンジン３の始動時には、1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８をＡＤ値ｐｍａｄとの比較に使用し、エンジン３の過渡運転時には、1/4なまし値ｐｍｓｍ４をＡＤ値ｐｍａｄとの比較に使用した。これに対して、ＡＤ値ｐｍａｄとの比較に使用されるなまし値のなまし係数を、対象となるエンジンの形式や排気量に応じ適宜変更してもよい。即ち、1/4なまし値ｐｍｓｍ４、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２及び1/128なまし値ｐｍｓｍ１２８以外に、例えば、1/8なまし値ｐｍｓｍ８、1/16なまし値ｐｍｓｍ１６及び1/64なまし値ｐｍｓｍ６４を使用することもできる。
【００８２】
（４）前記実施の形態では、1/32なまし値ｐｍｓｍ３２から1/4なまし値ｐｍｓｍ４への移行期間を過渡判定フラグＸＫＡＴＯが「１」になってから、エンジン行程で「１４４０°ＣＡ（エンジン行程２サイクル）」とした。これに対し、移行期間を対象となるエンジンの形式や排気量に応じ適宜変更してもよい。即ち、「１４４０°ＣＡ」以外に「１０８０°ＣＡ（エンジン行程１．５サイクル）」や「２１６０°ＣＡ（エンジン行程３サイクル）」を使用することもできる。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明の構成によれば、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧の検出を行うことができると共に、エンジン吹き返しなどによる吸気圧の誤検出を防止することができる。
【００８４】
請求項２に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、内燃機関の各種運転状態に応じて吸気圧脈動に係る下限値を適正に算出することができ、吸気圧の検出を運転状態に応じて適正に行うことができる。
【００８５】
請求項３に記載の発明の構成によれば、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い吸気圧の検出を行うことができると共に、エンジン吹き返しなどによる吸気圧の誤検出を防止することができる。
【００８６】
請求項４に記載の発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、内燃機関の各種運転状態に応じて吸気圧脈動に係る下限値を適正に算出することができ、吸気圧の検出を運転状態に応じて適正に行うことができる。
【００８７】
請求項５に記載の発明の構成によれば、安定性と応答性に優れ、実際の吸気量との相関性の高い正確な内燃機関制御を実行することができ、併せて、内燃機関の吹き返しなどに影響を受けることのない安定した制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】 吸気圧検出制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図３】 脈動を伴う吸気圧のＡＤ値とそのなまし値を示す説明図である。
【図４】 脈動を伴う吸気圧のＡＤ値等を示す説明図である。
【図５】 燃料噴射制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図６】 点火時期制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図７】 （ａ），（ｂ）はアクセル開度の変化に対する吸気圧の挙動を示すタイムチャートである。
【図８】 エンジン負荷に対する吸気圧の算出特性を示すグラフである。
【図９】 定常運転時の吸気圧のＡＤ値とその1/32なまし値の挙動を示すタイムチャートである。
【図１０】 （ａ），（ｂ）は始動運転時のエンジン回転速度、吸気圧のＡＤ値とその1/32なまし値及び1/128なまし値の挙動を示すタイムチャートである。
【図１１】 （ａ），（ｂ）は過渡運転時の過渡判定フラグ、吸気圧のＡＤ値とその1/4なまし値及び1/32なまし値の挙動を示すタイムチャートである。
【図１２】 （ａ）〜（ｃ）は過渡運転時の吸気圧、空燃比及びエンジン回転速度の挙動を示すタイムチャートである。
【図１３】 （ａ）〜（ｃ）は、同じく過渡運転時の吸気圧、空燃比及びエンジン回転速度の挙動を示すタイムチャートである。
【図１４】 従来の吸気圧の検出値と計算値の挙動を示すタイムチャートである。
【図１５】 従来の吸気圧検出方法を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
３ エンジン（内燃機関）
４ インジェクタ（燃料噴射弁、制御対象）
６ 吸気通路
１２ 点火プラグ（制御対象）
１３ イグニションコイル（制御対象）
２０ ＥＣＵ（下限値算出手段、なまし値算出手段、吸気圧決定手段、なまし値
選択手段、操作量算出手段及び制御手段）
２１ 吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
２３ 回転速度センサ（回転速度検出手段）
Claims (5)
- 内燃機関の制御に使用される吸気圧を検出するようにした内燃機関の吸気圧検出方法であって、
前記内燃機関の運転時に吸気圧脈動を吸気圧検出手段により検出し、その検出値における下限値を算出すると共に、前記吸気圧脈動のなまし値を算出し、前記下限値が前記なまし値より小さくなるとき前記下限値を前記制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定することを特徴とする内燃機関の吸気圧検出方法。 - 前記なまし値の算出は、前記吸気圧脈動につき所定の周期でサンプリングされる値を平均化処理するものであり、異なるなまし係数で同時に複数のなまし値を算出し、その中で前記下限値との比較に参照されるなまし値を前記内燃機関の運転状態に応じて選択することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気圧検出方法。
- 内燃機関の制御に使用される吸気圧を検出するようにした内燃機関の吸気圧検出装置であって、
前記内燃機関の吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、
前記内燃機関の運転時に前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値における下限値を算出するための下限値算出手段と、
前記内燃機関の運転時に前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値に係るなまし値を算出するためのなまし値算出手段と、
前記下限値が前記なまし値より小さくなるとき前記下限値を前記制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定するための吸気圧決定手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気圧検出装置。 - 前記なまし値算出手段は、吸気圧脈動につき所定の周期でサンプリングされる値を平均化処理するものであり、異なるなまし係数で同時に複数のなまし値を算出することと、
前記算出される複数のなまし値の中から前記下限値との比較に参照されるなまし値を前記内燃機関の運転状態に応じて選択するためのなまし値選択手段と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気圧検出装置。 - 内燃機関の運転に関わる制御対象を制御するようにした制御装置において、
前記内燃機関の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、
前記内燃機関の吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、
前記内燃機関の運転時に前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値における下限値を算出するための下限値算出手段と、
前記内燃機関の運転時に前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧脈動の検出値に係るなまし値を算出するためのなまし値算出手段と、
前記下限値が前記なまし値より小さくなるとき前記下限値を前記制御に使用される吸気圧の最終的な検出値として決定するための吸気圧決定手段と、
前記決定される吸気圧の最終的な検出値と前記回転速度の検出値とに基づいて所要の制御量を得るための操作量を算出する操作量算出手段と、
前記算出される操作量に基づいて前記制御対象を操作することにより前記制御量を制御するための制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
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