JP4408660B2 - エンジンの大気圧推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの大気圧推定装置に係り、特に、自動車等の車両で使用される過給エンジンにおいて吸気管圧力から大気圧を算出するに好適なエンジンの大気圧推定装置に関する。

自動車等の車両は、山岳路などの登降坂路を走行する機会が多い。標高差による大気圧変化（空気密度変化）は、エンジンの吸気管圧力や吸入空気量の変化となって現れ、空燃比変動の要因となるが、近年の電子制御化されたエンジン制御では、空燃比フィードバック制御などで空燃比を適切に制御できるので、山岳路においても安定した運転性やアイドル安定性を維持できる。

しかしながら、山岳路の登坂を高車速で一度に登りきるような運転が行われると、短時間に急激な大気圧変化を伴うので、燃料フィードバック制御の追従遅れや空燃比の学習不足が問題となりやすいものである。特に、ガソリンタンク内で発生した蒸発ガスを吸気系にパージした場合などは、高地による空気密度低下により一時的に過濃な空燃比となってアイドル安定性や運転性が悪化する。また、大気圧変化に伴う負圧変化に対し適切なパージが行われないとガソリン臭も問題になる。

これらの問題を対処するために、最近の自動車等の車両では、高地補償等を行うための大気圧検出用圧力センサ（以下、「大気圧センサ」と称する）を用い、適時エンジンの使用環境下の大気圧を測定し、大気圧変化に適応させた高地補償が行われている。

一方、大気圧センサは高価であるため、大気圧センサを用いないで大気圧を測定する装置が提案されている。例えば、特開昭６０−９８３２９号公報に記載されているように、エンジンの吸入空気量算出等のために絞り弁下流に設けられている圧力センサによって検出される吸気管圧力のうち、絞り弁全開時の吸気管圧力の計測値を概ね大気圧とすることで、大気圧センサを使わないで大気圧を測定する方法が知られている。

また、例えば、特公平５−３８８９４号公報に記載されているように、エンジン回転数が所定回転数以下かつ絞り弁全開時の吸気管圧力から大気圧を検出する方法が知られている。具体的には、検出した大気圧と吸入管圧力の比率から吸入空気量の大気圧補正分を算出する方法である。

特開昭６０−９８３２９号公報 特公平５−３８８９４号公報

しかしながら、特開昭６０−９８３２９号公報に記載された方法は、自然吸気エンジンならば良好な大気圧を算出することが可能であるが、過給器付きエンジンでは大気圧を算出できないという問題があった。

また、特公平５−３８８９４号公報に記載された方法では、大気圧補正分（換言すると大気圧）の演算や更新はエンジンが所定回転数以下のときに限定されるため、ターボ式過給エンジンでは、山岳路の登坂を行うと中高回転域を多用することとなり、大気圧が更新されず、大気圧を算出できないという問題があった。

本発明の目的は、過給器付きエンジンにおいて、大気圧センサ無しでも大気圧を検出できるエンジンの大気圧推定装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、絞り弁開度が所定開度以上を所定時間継続後に、予め設定した標準大気圧下での吸気管圧力絶対圧の目標吸気管圧力と圧力センサにより検出された吸気管圧力との圧力比率を算出する圧力比率算出手段と、前記圧力比率算出手段によって算出された圧力比率と前記標準大気圧との積を基に大気圧予測値を算出する大気圧予測値算出手段と、備え、過給器付きエンジンに用いられるようにしたものである。
かかる構成により、エンジン回転数の制限や過給器のばらつきの影響を受けることなく、大気圧センサ無しでも大気圧を検出し得るものとなる。
（２）上記（１）において、好ましくは、前記所定開度以上の絞り弁開度は、全開近傍である。
（３）上記（１）において、好ましくは、所定の走行距離を走行した後に、前記大気圧予測値算出手段により大気圧予測値を算出するようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記目標吸気管圧力を吸入空気温度に応じて補正する温度補正手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、過給器により吸気温度が大きく変動しても、吸入吸気温度の影響を受けることなく大気圧予測値を得ることができる。

（５）上記（１）において、好ましくは、前記大気圧予測値が所定範囲にあって、前記絞り弁開度が所定開度以上のときに、前記目標吸気管圧力と吸気管圧力の圧力偏差を算出し、圧力偏差が所定範囲外のときに圧力偏差を学習値として記憶する圧力係数算出手段を備え、この学習値に応じて前記目標吸気管圧力を補正するようにしたものである。
かかる構成により、過給器の過給圧ばらつきに対する影響を受けることなく高精度の大気圧予測値を得ることができる。

（６）上記（５）において、好ましくは、前記圧力係数算出手段は、過給圧を調整可能な過給圧調整装置の出力値またはエンジン回転数の少なくとも一方に応じて複数の圧力偏差の学習値を備えるようにしたものである。

かかる構成により、回転数や過給圧制御状態に対し細やかに補正でき、さらに大気圧予測値の精度を高めることができる。

（７）上記（１）において、好ましくは、検出した走行距離が所定距離以下のときは、大気圧予測値の更新を禁止するとともに、大気圧予測値の更新が終了した後は、走行距離をリセットするようにしたものである。
かかる構成により、更新頻度が高そうなタイトなワインディング道路であっても、適切なタイミングで大気圧予測値を得ることができる。

本発明によれば、過給器付きエンジンにおいても、大気圧センサを使用せずに大気圧を検出することができるものとなる。

以下、図１〜図９を用いて、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置の構成について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置を適用したエンジンの構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置を適用したエンジンの構成を示すシステム構成図である。

エンジン本体１は、各気筒の燃焼室２にピストン３を有している。ピストン３は、コネクティングロッド４によってクランク軸に連結されている。エンジンの状態を検出するセンサとして、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ２２と、ノッキングを検出するノックセンサ２３と、クランク角度を検出するクランク角センサ２４と、カム角度を検出するカム角センサ２６が設置されている。排気系と吸気系の間を連結して、ターボ式過給器１８が設置されている。また、ターボ式過給器１８のタービン側にはウエストゲートバルブ４０が連結し、吸気管圧力を制御するための過給圧制御用バルブ４１も装着されている。また、図示していないが、減速開始直後の圧力開放を行うためのエアーバイパスバルブも併設されている。

エンジンの吸気系には、吸入空気量を検出するエアクリーナ一体のエアフローセンサ８と、ターボのタービン駆動により高温高圧となった吸入空気を冷却するためのインタークーラー５と、吸気管内圧力を検出する圧力センサ９と、吸入空気量を制御するスロットル弁１０と、スロットル弁１０の開度を検出するスロットル開度センサ２１と、スロットル弁１０をバイパスして吸入空気量を調節するＩＳＣバルブ１４と、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ１６と、燃料を噴射する燃料噴射弁１２とが接続されている。

吸入空気は、燃料噴射弁１２から噴射された燃料と混合され、混合気として吸気弁１１を通過して燃焼室２に吸入され、点火コイル１９で発生された高電圧によって点火プラグ１３から火花スパークが発生し、燃焼される。燃焼された混合気は、排気ガスとなってエンジンの排気弁１５が開いた時に燃焼室２から排出される。

エンジンの排気系には、三元触媒コンバータ１７と、Ｏ２センサ（または空燃比センサ）２５が接続されている。排気弁１５から出た排気ガスは、これらを通過して浄化され大気へ排出される。また、自車の速度を検出する車速センサ２９も搭載されている。これらのセンサ信号は、電子制御装置（ＥＣＵ）３０に入力する。

燃料は、図示していない燃料タンクから燃料ポンプで圧送され燃圧レギュレータにて所定の圧力に保持され燃料噴射弁１２から供給される。形成された混合気は、吸気ポートにより燃焼室２内に入り、点火プラグ１３によって点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは、空燃比センサ２５を介し、三元触媒コンバータ１７上流部の排気ガス酸素濃度に応じた信号を出力し、ＥＣＵ３０は空燃比センサ２５によって検出した排気ガス中の酸素濃度に基づいて、目標空燃比となるように燃料噴射量をフィードバック制御する。

次に、図２を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置の構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置の構成を示すシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、入出力ポート３４と、入力回路３５と、点火出力回路３６と、燃料噴射弁駆動回路３７と、ＩＳＣバルブ駆動回路３８と、過給圧制御用バルブ駆動回路３９とを備えている。

ＲＯＭ３２には、エンジンや変速機の制御プログラムと制御に必要なデータ等が書き込まれている。ＲＡＭ３３は、入力信号の値や演算結果等を記憶するワークメモリ等として使用される。車速センサ２９によって検出された車速信号ＶＳＰ，スロットル開度センサ２１によって検出されたスロットル開度信号ＴＨ，水温センサ２２によって検出された冷却水温度信号ＴＷ，吸気温度センサ１６によって検出された吸気温度信号ＴＡ，ノックセンサ２３によって検出されたノック信号，クランク角センサ２４によって検出されたエンジン回転数信号ＮＥ，圧力センサ９によって検出された吸気管圧力信号ＰＭ，エアフローセンサ８によって検出された吸入空気量信号，Ｏ２センサ２５によって検出された酸素濃度信号，カム角センサ２６によって検出されたカム角信号は、入力回路３５を介してＡ／Ｄ変換された後、入出力ポート３４を介して、ＣＰＵ３１に取り込まれる。また、入出力ポート３４は、点火プラグ１３に点火信号を出力する点火出力回路３６，燃料噴射弁１２に燃料噴射信号を出力する燃料噴射弁駆動回路３７，ＩＳＣバルブ１４を駆動するＩＳＣバルブ駆動回路３８，過給圧制御用バルブ４１を駆動する過給圧制御用バルブ駆動回路３９に信号を出力する。

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムやデータに基づいて各センサからの入力信号を入出力ポート３４より読み込む。さらに、演算処理の結果、出力指令信号を、入出力ポート３４を介して点火出力回路３６，燃料噴射弁駆動回路３７，ＩＳＣバルブ駆動回路３８，過給圧制御用バルブ駆動回路３９等へ与える。また、センサや駆動回路，出力回路の故障を判定し、異常と判定された場合には、警告灯を点灯させる制御も行う。

次に、図３を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における大気圧推定手段１００の構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における大気圧推定手段の構成を示すブロック構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

大気圧推定手段１００は、運転状態判定手段１１０と、走行距離Ｌ算出手段１２０と、目標吸気管圧力ＰＴ算出手段１３０と、圧力学習係数ＫＰＭ算出手段１４０と、温度補償係数ＫＴＡ算出手段１５０と、圧力比率ＰＲ算出手段１６０と、大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段１７０から構成されている。大気圧推定手段１００は、図２のＣＰＵ３１によって実現される。

運転状態判定手段１１０は、車速ＶＳＰ，冷却水温度ＴＷ，スロットルセンサ開度ＴＨ，燃料噴射パルス幅ＴＩ，吸気管圧力ＰＭ，エンジン回転数ＮＥ，吸気温度ＴＡを入力情報として運転状態を判定する。ここでは、例えば、スロットル開度が全開付近に設定された閾値以上であるか、走行中か、減速中か、停車中か、エンジン暖機状態などの情報を判別する。

走行距離Ｌ算出手段１２０は、運転状態判定手段１１０によって走行中と判定された時、車速信号ＶＳＰのパルス信号から走行距離Ｌを求める。

目標吸気管圧力ＰＴ算出手段１３０は、次のようにして、目標吸気管圧力ＰＴを算出する。目標吸気管圧力ＰＴとは、スロットル全開時における絶対圧のデータであり、下式（１）により算出する。

ＰＴ＝（ＰＴ０±ＫＰＭ）×ＫＴＡ……（１）

ここで、ＰＴ０は目標吸気管圧力ＰＴの基準値であり、ＫＰＭは圧力学習係数であり、ＫＴＡは温度補償係数である。

目標吸気管圧力ＰＴの基準値ＰＴ０は、スロットル全開時におけるエンジン回転数の絶対圧データとして予め設定されている。この設定条件は、基準エンジン（部品ばらつきの中心公差品で組み立てられたエンジン）を用いて、標準大気圧（１０１．３ＫＰａ、外気温度１５℃）、所定吸気温度（例えば８０℃）、標高０ｍで設定する。そして、目標吸気管圧力ＰＴ算出手段１３０は、式（１）に示したように、基準値ＰＴ０に対し、圧力学習係数ＫＰＭを加算または減算する。

圧力学習係数ＫＰＭは、圧力学習係数ＫＰＭ算出手段１４０によって、エンジン毎に異なる過給圧ばらつきを学習して算出される。温度補償係数ＫＴＡ算出手段１５０は、吸気温度ＴＡに応じた温度補償係数ＫＴＡを算出する。温度補償係数ＫＴＡ算出手段１５０は、（表１）に示す吸気温ＴＡとエンジン回転数ＮＥのテーブルを備えている。

このテーブルでは、吸気温ＴＡが８０℃でエンジン回転数ＮＥが４０００ｒｐｍの時の補償係数ＫＴＡを１．０とし、その他の吸気温ＴＡとエンジン回転数ＮＥに対する補償係数ＫＴＡをテーブル形式にて保持している。なお、テーブルに示されていない吸気温ＴＡとエンジン回転数ＮＥに対する補償係数ＫＴＡは補間計算により算出される。目標吸気管圧力ＰＴ算出手段１３０は、式（１）に示したように、さらに、（表１）に示した温度補償係数ＫＴＡによる補正を行うことで、吸気管圧力ＰＭと同じ吸気温度に修正して、目標吸気管圧力ＰＴを算出する。

次に、圧力比率ＰＲ算出手段１６０は、運転状態判定手段１１０により、大気圧予測値Ｐａｌｔの演算条件が成立したと判定された場合、検出した吸気管圧力ＰＭと目標吸気管圧力ＰＴとを比較し、その圧力比率ＰＲを下式（２）より、

ＰＲ＝ＰＭ÷ＰＴ……（２）

として算出する。

ここで、図４を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置におけるエンジン回転数一定時におけるスロットル急開時の吸気管圧力の変化について説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置におけるエンジン回転数一定時におけるスロットル急開時の吸気管圧力の変化の説明図である。図４の横軸は、時間を示している。図４（Ａ）の縦軸はスロットル開度ＴＨを示している。図４（Ｂ）の縦軸は吸気管圧力ＰＭを示している。

図４（Ａ）に示すように、スロットル全閉から全開に変化させた直後は、図４（Ｂ）に示すように、過給器の応答遅れや空気応答遅れ、吸気管圧力検出遅れがあり、吸気管圧力ＰＭが変動している。また、スロットル開度により吸気管圧力ＰＭも変化するので、スロットル開度が低いと過給圧も低くなり、大気圧予測値Ｐａｌｔを誤判定する可能性がある。そこで、スロットル開度ＴＨが、全開付近の所定開度以上の状態を所定時間継続後を、大気圧予測値Ｐａｌｔの演算条件が成立したと判定して、大気圧予測値Ｐａｌｔの更新を行うようにしている。

大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段１７０は、図５に示す圧力比率ＰＲと大気圧予測値Ｐａｌｔの関係から、大気圧予測値Ｐａｌｔを算出する。

ここで、図５を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における圧力比率ＰＲと大気圧予測値Ｐａｌｔの関係について説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における圧力比率ＰＲと大気圧予測値Ｐａｌｔの関係の説明図である。図５の横軸は圧力比率ＰＲを示し、縦軸は大気圧予測値Ｐａｌｔを示している。

図示するように、圧力比率ＰＲと大気圧予測値Ｐａｌｔとは直線的な関係を有している。

また、大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段１７０は、下式（３）から大気圧予測値Ｐａｌｔを算出することもできる。

Ｐａｌｔ＝１０１．３×ＰＲ ……（３）

ここで、数値「１０１．３」は、圧力比率ＰＲ＝１．０に設定したときの大気圧であり、１０１．３ＫＰａ（７６０ｍｍＨｇ）の標高０ｍを意味している。この圧力比率ＰＲは、標高が上がるにつれて小さくなり、０．７から１．０で制限する。

ここで、図６を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における吸気温度ＴＡと吸気管圧力ＰＭと標高とエンジン回転数ＮＥの関係について説明する。
図６は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における吸気温度ＴＡと吸気管圧力ＰＭと標高とエンジン回転数ＮＥの説明図である。図６の横軸はエンジン回転数ＮＥを示し、縦軸は吸気管内圧力ＰＭを示している。

図６において、Ｐ１…大気圧１０１．３ＫＰａ、吸気温度８０℃での吸気管圧力、Ｐ１’…大気圧１０１．３ＫＰａ、吸気温度４０℃での吸気管圧力、Ｐ２…大気圧８０ＫＰａ、吸気温度８０℃での吸気管圧力、Ｐ２’…大気圧８０ＫＰａ、吸気温度４０℃での吸気管圧力とする。なおＰ１は、大気圧予想値Ｐａｌｔを圧力比率ＰＲで算出する場合のＰＴ０に相当する。

実際の吸気温度ＴＡは車両の運転状態や運転状態により変化するので、検出した吸気温度による補正をしない場合の圧力比率ＰＲは、Ｐ２’／Ｐ１＜Ｐ２／Ｐ１となり、その差が大気圧予測値Ｐａｌｔの誤差となる。

また、吸気管圧力ＰＭは、吸気温度と空気密度によって変化する。圧力と温度の関係はボイルの法則に基づくので、吸気管圧力ＰＭと目標吸気管圧力ＰＴを同一温度にして、圧力比率ＰＲを算出すれば、その差は空気密度だけとなる。したがって、この空気密度差を大気圧変化によるものとすれば大気圧を予測することができ、図５に示した関係となる。

なお、式（３）に示した関係が、例えば図６の（Ａ）と（Ｂ）のように回転数に応じて吸気管圧力ＰＭの絶対値が大きく異なる場合には、圧力比率ＰＲと大気圧予測値Ｐａｌｔの関係を回転数に応じて設定することで、どの回転数領域でもＰａｌｔを正確に求めることができる。そして、大気圧予測値の更新頻度を適性にするため、車両の走行距離を運転状態判定手段の１条件とし、所定の走行距離以上を走行後に大気圧予測値の更新を許可する。これは下式（４）で示した標高と大気圧の関係からも判るように、標高と大気圧は比例関係にあり、標高差１０００ｍで約８５．９ｍｍＨｇ（約１１．４ＫＰａ）変化する。

Ｐｚ（mmHg）＝（１−0.000022557×Ｚ）5.2561×Ｐ０……（４）

ここで、平地（標高０ｍ）の大気圧Ｐ０、標高Ｚ（ｍ）、大気圧Ｐｚ（mmHg）である。

一般的な道路事情を鑑みれば、標高差１０００ｍを登坂するには、数ｋｍ以上を走行する必要があるので、短距離または短時間であれば大気圧が大きく変化することは無いと考えられる。ただ、時間で規定すると登坂時の車両速度によって移動距離が変動するために大気圧予測値の更新タイミングが安定しない。そこで、大気圧予測値の更新は、前回の更新終了地点から所定距離（例えば５００ｍ）以上を走行した後とする。

次に、図７を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置の圧力学習係数ＫＰＭ算出手段１４０における過給器のばらつきを学習するための領域について説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置の圧力学習係数ＫＰＭ算出手段１４０における過給器のばらつきを学習するための領域の説明図である。図７の横軸はエンジン回転数ＮＥを示している。図７の左側の縦軸は吸気管内圧力ＰＭを示し、右側の縦軸は過給圧制御用バルブ出力を示している。

図７に示すように、学習値ＫＰＭの格納領域は、回転数に応じて、または過給圧制御用バルブ出力に応じて、または回転数と過給圧制御用バルブ出力に応じて、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の複数領域に分割する。また、過給圧制御用バルブ出力に応じて学習する場合は、過給圧制御用バルブ出力に応じて設定した目標吸気管圧力ＰＴの基準値ＰＴ０に基づいて学習する。

圧力学習係数ＫＰＭを学習する条件は、大気圧予測値Ｐａｌｔが目標吸気管圧力ＰＴの基準値ＰＴ０の設定時の大気圧に対し±２ＫＰａの範囲内であり、かつ大気圧予測値を更新する所定の運転条件が成立したときに実行する。そして吸気管内圧力ＰＭがＰＴ０±２ＫＰａの範囲外にあれば、目標吸気管圧力ＰＴの基準値ＰＴ０との偏差を学習値として記憶する。

このように複数の学習領域に分けて、それぞれに個別の学習値を記憶させることで、過給圧ばらつきに対しても適正な補正を行うことができ、より正確な大気圧予測値Ｐａｌｔを算出することが可能となる。

次に、図８を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置において、車両が登坂時に大気圧予想値Ｐａｌｔを更新する場合のタイミングについて説明する。
図８は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置において、車両が登坂時に大気圧予想値Ｐａｌｔを更新する場合のタイミング図である。図８の横軸は時間を示している。図８（Ａ）は、車両の登坂状態を示している。図８（Ｂ）は、スロットル開度ＴＨを示している。なお、スロットル開度ＴＨは、図示するように変位するものとし、閾値はスロットル開度全開付近相当とする。図８（Ｃ）は、走行距離Ｌを示している。走行距離Ｌは、車両が走行中に更新され、その閾値は所定距離Ｌ１とする。図８（Ｄ）は、大気圧予測値を示し、実線のように更新される。なお、図８（Ｄ）の一点鎖線は実大気圧を示しており、図示の一点破線のように下がるものとする。そして、図中のＡ点を大気圧予測値の更新条件が全て成立時点、Ｂ点を更新条件が成立から不成立となった時点、Ｃ点を減速開始時点、Ｄ点が非減速走行となった時点とする。

まず、図の左端の時点では、図８（Ｃ）に示すように、走行距離Ｌが所定距離Ｌ１未満なので、大気圧予測値Ｐａｌｔは更新されないため、図８（Ｄ）に示すように、実大気圧との差が広がる。

その後、図８（Ｃ）に示すように、走行距離Ｌが所定距離Ｌ１以上となるＡ点とＢ点の区間では、図８（Ｄ）に示すように、前述の大気圧推定制御に基づいて大気圧予測値を更新する。図８（Ｂ）に示すように、Ｂ点でスロットル開度が閾値未満となり、大気圧予測値Ｐａｌｔの更新が停止されるとともに、図８（Ｃ）に示すように、走行距離Ｌはリセットされる。

Ｂ点からＣ点の区間では、走行中であるが、スロットル開状態なので、図８（Ｃ）に示すように、走行距離Ｌが随時更新される。しかし、コーナ手前などではスロットル開度を全閉にするなどの減速操作が行われて車速が低下したり、渋滞で停車したりするので、図８（Ｃ）に示すように、所定速度以下と判断されたＣ点で走行距離Ｌの更新を停止する。その後、スロットルが開弁し走行状態と判断されたＤ時点で、図８（Ｃ）に示すように、再び走行距離Ｌを更新する。

このように登坂や降坂などの山岳路走行は、Ａ点からＤ点の繰り返しが行われるが、その繰り返し状況は道路状況や交通状況など様々な変動要因がある。しかし、走行距離Ｌで大気圧予測値の更新可否を判断することにより、変動要因の影響を受けずに安定して更新できる。

次に、図９を用いて、本実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における大気圧予測処理の内容について説明する。
図９は、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における大気圧予測処理の内容を示すフローチャートである。なお、ここでは、図３の圧力比率ＰＭにより大気圧予測値Ｐａｌｔを算出するようにしている。

ステップｓ２００は、ＥＣＵ３０のＣＰＵ３１において、１０ｍｓ毎に処理されるルーチンである。

ステップｓ２０１において、大気圧推定手段１００の運転状態判定手段１１０は、入力信号情報などから運転状態を判別する。そして、ステップｓ２０２において、運転状態判定手段１１０は、走行状態か、停車状態かを判定する。停車状態の場合は、大気圧予測値Ｐａｌｔの算出処理を終了する。

走行時と判定された場合、ステップｓ２０３において、走行距離Ｌ算出手段１２０は、走行距離Ｌを算出し、ステップｓ２０４において、走行距離が所定距離Ｌ１に達したかを判定する。所定距離Ｌ１未満の場合は大気圧予測値Ｐａｌｔの算出処理を終了する。

所定距離Ｌ１以上の場合、ステップｓ２０５において、大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段１７０は、スロットル全開かなどの所定運転状態が成立しているかを判定する。所定の運転状態が不成立ならば大気圧予測値Ｐａｌｔの算出処理を終了する。

所定の運転状態が成立していれば、ステップｓ２０６において、大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段１７０は、所定の運転条件を成立している時間が、所定時間継続しているかを判断する。所定時間未満の場合は大気圧予測値Ｐａｌｔの算出処理を終了する。

そして、所定時間継続されていれば、大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段１７０は、大気圧予測値Ｐａｌｔの更新を可能とする。

ステップｓ２０７において、温度補償係数ＫＴＡ算出手段１５０は、吸気温度補償係数ＫＴＡを算出する。そして、ステップｓ２０８において、圧力学習係数ＫＰＭ算出手段１４０は、過給圧ばらつきの学習値ＫＰＭを算出する。そしてステップｓ２０９において、目標吸気管圧力ＰＴ算出手段１３０は、目標吸気管圧力の基準値ＰＴ０を吸気温度補償係数ＫＴＡおよび過給圧ばらつきの学習値ＫＰＭにより補正して、目標吸気管圧力ＰＴを算出する。

ステップｓ２１０において、圧力比率ＰＲ算出手段１６０は、吸気管圧力ＰＭとステップｓ２０９で算出した目標吸気管圧力ＰＴから圧力比率ＰＲを算出する。

次に、ステップｓ２１１において、大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段１７０は、圧力比率ＰＲと図５または式（３）から大気圧予測値Ｐａｌｔを算出し、ステップｓ２１２において大気圧予測値Ｐａｌｔを更新する。

次に、ステップｓ２１３において、大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段１７０は、ステップｓ２０５で判定した運転状態が成立から不成立に変化したかを判定する。成立から不成立にとなった時は、大気圧予測値Ｐａｌｔの更新が停止されると共にステップｓ２１４で走行距離Ｌを０（ｍ）にクリアする。そして、ステップｓ２１５において、大気圧予測値Ｐａｌｔの処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、エンジン回転数の制限や過給器のばらつきの影響を受けることなく、大気圧センサ無しでも大気圧を検出できる。

本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置を適用したエンジンの構成を示すシステム構成図である。 、本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置の構成を示すシステム構成図である。 本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における大気圧推定手段の構成を示すブロック構成図である。 本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置におけるエンジン回転数一定時におけるスロットル急開時の吸気管圧力の変化の説明図である。 本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における圧力比率ＰＲと大気圧予測値Ｐａｌｔの関係の説明図である。 本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における吸気温度ＴＡと吸気管圧力ＰＭと標高とエンジン回転数ＮＥの説明図である。 本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置の圧力学習係数ＫＰＭ算出手段１４０における過給器のばらつきを学習するための領域の説明図である。 本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置において、車両が登坂時に大気圧予想値Ｐａｌｔを更新する場合のタイミング図である。 本発明の一実施形態によるエンジンの大気圧推定装置における大気圧予測処理の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１…エンジン
９…圧力センサ
１０…スロットル弁
１８…ターボチャージャー
３０…ＥＣＵ
１００…大気圧推定手段
１１０…運転状態判定手段
１２０…走行距離Ｌ算出手段
１３０…目標吸気管圧力ＰＴ算出手段
１４０…圧力学習係数ＫＰＭ算出手段
１５０…温度補償係数ＫＴＡ算出手段
１６０…圧力比率ＰＲ算出手段
１７０…大気圧予測値Ｐａｌｔ算出手段

Claims (7)

1. 絞り弁開度が所定開度以上を所定時間継続後に、予め設定した標準大気圧下での吸気管圧力絶対圧の目標吸気管圧力と圧力センサにより検出された吸気管圧力との圧力比率を算出する圧力比率算出手段と、
   前記圧力比率算出手段によって算出された圧力比率と前記標準大気圧との積を基に大気圧予測値を算出する大気圧予測値算出手段と、
   を備え、
   過給器付きエンジンに用いられることを特徴とするエンジンの大気圧推定装置。
2. 請求項１記載のエンジンの大気圧推定装置において、
   前記所定開度以上の絞り弁開度は、全開近傍であることを特徴とするエンジンの大気圧推定装置。
3. 請求項１記載のエンジンの大気圧推定装置において、
   所定の走行距離を走行した後に、前記大気圧予測値算出手段により大気圧予測値を算出することを特徴とするエンジンの大気圧推定装置。
4. 請求項１記載のエンジンの大気圧推定装置において、
   前記目標吸気管圧力を吸入空気温度に応じて補正する温度補正手段を備えることを特徴とするエンジンの大気圧推定装置。
5. 請求項１記載のエンジンの大気圧推定装置において、
   前記大気圧予測値が所定範囲にあって、前記絞り弁開度が所定開度以上のときに、前記目標吸気管圧力と吸気管圧力の圧力偏差を算出し、圧力偏差が所定範囲外のときに圧力偏差を学習値として記憶する圧力係数算出手段を備え、
   この学習値に応じて前記目標吸気管圧力を補正することを特徴とするエンジンの大気圧推定装置。
6. 請求項５記載のエンジンの大気圧推定装置において、
   前記圧力係数算出手段は、過給圧を調整可能な過給圧調整装置の出力値またはエンジン回転数の少なくとも一方に応じて複数の圧力偏差の学習値を備えることを特徴とするエンジンの大気圧推定装置。
7. 請求項１記載のエンジンの大気圧推定装置において、
   検出した走行距離が所定距離以下のときは、大気圧予測値の更新を禁止するとともに、大気圧予測値の更新が終了した後は、走行距離をリセットすることを特徴とするエンジンの大気圧推定装置。

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