JPH07259621A - 内燃機関用燃料供給制御装置 - Google Patents

内燃機関用燃料供給制御装置

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JPH07259621A
JPH07259621A JP6049167A JP4916794A JPH07259621A JP H07259621 A JPH07259621 A JP H07259621A JP 6049167 A JP6049167 A JP 6049167A JP 4916794 A JP4916794 A JP 4916794A JP H07259621 A JPH07259621 A JP H07259621A
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JP
Japan
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intake air
air amount
internal combustion
combustion engine
fuel supply
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JP6049167A
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Katsunori Ueda
克則 上田
Toyoaki Fukui
豊明 福井
Satoshi Yoshikawa
智 吉川
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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    • F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、内燃機関用燃料供給制御装置に関
し、過渡運転状態であっても正確に吸入吸気量を予測し
て正確な燃料噴射量を設定できるようにすることを目的
とする。 【構成】 所望の吸気量検出時期に検出された吸気量情
報に基づき燃料量を設定する燃料量設定手段５０と、燃
料量設定手段５０で設定された燃料量に応じて燃料を供
給する燃料供給手段８とをそなえ、燃料量設定手段５０
が、吸気量検出時期における吸気量検出結果と、この吸
気量検出結果とこれ以前に検出された吸気量情報との差
に予測情報を加味した値と、に基づき吸気量情報を推定
する吸気量推定手段５１をそなえ、吸気量推定手段５１
が、過渡運転状態検出手段５４と、内燃機関の過渡運転
状態が検出されると推定吸気量と実際の吸気量との値が
近づくように予測情報を変更する予測情報変更手段５３
とをそなえて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車に搭載される内
燃機関に用いて好適の、内燃機関用燃料供給制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料噴射装置をそなえた内燃機関
（エンジン）では、例えばエアフローセンサによって吸
気量を検出し、この吸気量に応じて燃料噴射量が決定さ
れて、空燃比（Ａ／Ｆ）が制御されるようになってい
る。４サイクルエンジンの燃料噴射は、通常は吸気行程
終了前に行なわれるため、燃料噴射量を決定するための
吸気量（Ａ／Ｎ：エンジン１回転当りの吸気量）情報
は、実際の吸気行程より前のタイミングでサンプリング
されることになる。つまり、図８に示すように、実際の
吸気量が決定される吸気終了時に対し、約２行程前の吸
気量検出値に基づいて燃料量が決定されているのであ
る。
【０００３】図９は吸気量検出値と実際の吸気量との関
係を示すグラフであって、このグラフにおいて、線ａは
エアフローセンサにより検出されたＡ／Ｎを示し、黒丸
で示す各点はエンジンの定常状態の運転時に吸気圧力か
ら推定したＡ／Ｎの値を示すものであって検出遅れ等の
ない実際の吸気量を示している。このグラフに示すよう
に、エアフローセンサにより検出されるＡ／Ｎ（線ａ）
は、黒丸で示す実際のＡ／Ｎ値に対してずれていること
がわかる。
【０００４】図中、線ｂは線ａに示すＡ／Ｎ検出値の結
果を２行程（３６０°）進めたものであるが、このよう
に線ａを２行程進めてみるとＡ／Ｎ検出値と実際のＡ／
Ｎとが一致する。つまり、吸気量検出が、たしかに２行
程分遅れているのである。なお、線ｃはスロットル開度
を示している。ところで、２行程前の吸気量検出値に基
づいて燃料噴射量を決定すると、エンジンの運転状態の
過渡時には、実際の吸気量とその前のサンプリングで検
出された吸気量との差が大きくなってしまい、例えば、
車両加速時には、実吸気量が検出値よりも大きくなり、
車両減速時には、実吸気量が検出値よりも小さくなって
しまう。
【０００５】正確な空燃比制御を行なうには、実際の吸
気量を精度良く且つ遅れなく検出することが必須条件と
なるが、実際には、燃焼室内への吸気が終了する以前に
燃料が噴射されるため、吸気量の検出遅れを回避するの
は非常に困難である。そこで、この検出遅れを補う方法
として、最新の検出値と前回の検出値との偏差を用いた
微分予測補正法が知られている。ここで、この微分予測
補正法による吸入吸気量の計算式を示すと、以下のよう
になる。
【０００６】 Ａ／ＮF(n)＝Ａ／Ｎ(n) ＋ｍ・〔Ａ／Ｎ(n) −Ａ／Ｎ(n-1) 〕 Ａ／ＮF(n)：今回の予測値 Ａ／Ｎ(n) ：今回の吸気量検出値 Ａ／Ｎ(n-1) ：前回の吸気量検出値 ｍ ：予測ゲイン ここで予測ゲインｍは、検出と吸気行程終了のタイミン
グ差によって定まる定数として与えられているものであ
る（通常ｍは１〜２）。
【０００７】しかしながら、実際のエンジン加速時に
は、吸気量が、図１０（ａ）に示すように直線的に増加
することは希であり、図１０（ｂ）に示すような非直線
を描いて加速する場合、予測ゲインｍが固定値である
と、特に加速初期には予測不足が生じ易い。また、予測
ゲインｍを大きくして積極的に補正を行なおうとする
と、今度は定常運転時に、吸気量検出値の微少変動を増
幅してしまい、燃料量が変動してしまう。この結果、Ａ
／Ｆが変動して失火（ミスファイア）やトルク変動を誘
発するおそれがある。
【０００８】なお、予測ゲインを変更できるようにした
技術として、例えば特公平４−１９３７７号公報記載の
技術を挙げることができるが、この技術は、エンジンの
運転状態がアイドル状態か否かを判断して、エンジンの
運転状態に基づいてゲインを設定するものであり、エン
ジンの運転状態がアイドル状態であると判断された場合
は、このエンジンのアイドル状態の特性に合わせてゲイ
ンが所定値ψ1 に設定され、エンジンの運転状態がアイ
ドル状態ではないと判断された場合は、ゲインが所定値
ψ2 に設定されるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
予測ゲインを変更できるようにした燃料供給制御装置で
は、吸気量を推定するための予測ゲインが、アイドル状
態用のゲイン（所定値ψ 1 ）か、アイドル以外の運転状
態用のゲイン（所定値ψ2 ）の２通りにしか設定されな
いので、アイドル以外の通常運転時には、ゲインが所定
値ψ2 に固定されてしまい、Ａ／Ｆの変動やトルク変動
等を確実に低減することができないという課題がある。
【００１０】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、エンジンの過渡運転状態に対応させて吸入吸
気量の予測ゲインを変更することにより、エンジン運転
状態が過渡期であっても正確に吸入吸気量を測定して正
確な燃料噴射量を設定できるようにした、内燃機関用燃
料供給制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の内燃機関用燃料供給制御装置は、多気筒内燃
機関の吸気行程終了以前の所望の吸気量検出時期に検出
された吸気量情報に基づき、該吸気行程の所望の燃料供
給時期において供給される燃料量を設定する燃料量設定
手段と、該燃料量設定手段で設定された燃料量に応じ、
該燃料供給時期において燃料を供給する燃料供給手段と
をそなえ、該燃料量設定手段が、該吸気量検出時期にお
ける吸気量検出結果と、この吸気量検出結果とこれ以前
に検出された吸気量情報との差に予測情報を加味した値
とに基づき、該燃料供給時期における吸気量情報を推定
する吸気量推定手段をそなえ、且つ、該吸気量推定手段
が、該内燃機関の過渡運転状態を検出する過渡運転状態
検出手段と、該過渡運転状態検出手段にて、該内燃機関
の過渡運転状態が検出されると、該推定吸気量と実際の
吸気量との値が近づくように、該予測情報を変更する予
測情報変更手段とをそなえて構成されたことを特徴とし
ている。
【００１２】また、請求項２記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置は、上記請求項１記載の構成に加え
て、該予測情報変更手段が、該過渡運転状態検出手段に
て、該内燃機関の過渡運転状態が検出されると、該推定
吸気量と該実際の吸気量との比較結果に応じて該予測情
報を変更していくように構成されたことを特徴としてい
る。
【００１３】また、請求項３記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置は、上記請求項１記載の構成に加え
て、該予測情報変更手段が、該過渡運転状態検出手段に
て、該内燃機関の過渡運転状態を検出したときに、該予
測情報として、上記の吸気量検出時期と燃料供給時期と
の間の吸気量検出回数よりも大きい値を初期値として設
定するように構成されたこと特徴している。
【００１４】また、請求項４記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置は、上記請求項１記載の構成に加え
て、該予測情報変更手段が、該過渡運転状態検出手段に
て、該内燃機関の過渡運転状態を検出したときに、該予
測情報として、上記の吸気量検出時期と燃料供給時期と
の間の吸気量検出回数よりも大きい値を初期値として設
定したあとは、該推定吸気量と該実際の吸気量との比較
結果に応じて該予測情報を変更していくように構成され
たことを特徴としている。
【００１５】また、請求項５記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置は、上記請求項３または請求項４記載
の構成に加えて、該予測情報変更手段が、該過渡運転状
態検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状態を検出した
ときに、該予測情報として、上記の該吸気量検出時期と
燃料供給時期との間の吸気量検出回数よりも大きい値を
初期値として設定する際に、この初期値を該内燃機関の
過渡変化量及び過渡変化方向の少なくとも一方に応じて
設定することを特徴としている。
【００１６】また、請求項６記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置は、上記請求項２記載の構成に加え
て、該予測情報変更手段が、該過渡運転状態検出手段に
て、該内燃機関の過渡運転状態が検出されたあと、上記
の推定吸気量と実際の吸気量との比較結果に応じて該予
測情報を変更していく際に、上記の実際の吸気量と推定
吸気量との差が正の所定値よりも小さくなると、該予測
情報を今までとは逆の方向に変更補正するように構成さ
れたことを特徴としている。
【００１７】また、請求項７記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置は、上記請求項１記載の構成に加え
て、該予測情報変更手段が、該予測情報を減少方向に変
更していく際に、減少割合が少なくとも２段階にわたっ
て変更されるように構成されたことを特徴としている。
また、請求項８記載の本発明の内燃機関用燃料供給制御
装置は、上記請求項１記載の構成に加えて、該吸気量推
定手段が、該内燃機関の過渡運転状態を検出する過渡運
転状態検出手段と、該内燃機関の高負荷運転状態を検出
する高負荷運転状態検出手段と、該過渡運転状態検出手
段にて、該内燃機関の過渡運転状態が検出されると、上
記の推定吸気量と実際の吸気量との値が近づくように、
該予測情報を変更する予測情報変更手段と、該高負荷運
転状態検出手段にて、該内燃機関の高負荷運転状態が検
出されると、該予測情報変更手段による該予測情報の変
更動作に優先して該予測情報を０又は所定の低い値に設
定しうる予測禁止・抑制手段とをそなえて構成されたこ
とを特徴としている。
【００１８】また、請求項９記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置は、上記請求項２記載の構成に加え
て、該予測情報変更手段が、上記の推定吸気量と実際の
吸気量との比較結果に応じて変更する該予測情報の下限
値を設定する下限値設定手段をそなえ、該下限値設定手
段が、上記の吸気量検出時期と燃料供給時期との間の吸
気量検出回数と、０との間の値を該下限値として設定す
るように構成されたことを特徴としている。
【００１９】また、請求項１０記載の本発明の内燃機関
用燃料供給制御装置は、上記請求項２記載の構成に加え
て、該予測情報変更手段が、該推定吸気量と該実際の吸
気量との比較結果に応じて変更する該予測情報の上限値
を設定する上限値設定手段をそなえて構成されたことを
特徴としている。さらに、請求項１１記載の本発明の内
燃機関用燃料供給制御装置は、上記請求項１０記載の構
成に加えて、該上限値設定手段での該上限値が該内燃機
関の加速時と減速時とで異なった値に設定されることを
特徴としている。
【００２０】
【作用】上述の請求項１記載の本発明の内燃機関用燃料
供給制御装置では、まず、燃料量設定手段により、多気
筒内燃機関の吸気行程終了以前の所望の吸気量検出時期
に検出された吸気量情報に基づき、吸気行程の所望の燃
料供給時期において供給される燃料量が設定される。
【００２１】この時、燃料量設定手段にそなえられた吸
気量推定手段により、吸気量検出時期における吸気量検
出結果と、この吸気量検出結果とこれ以前に検出された
吸気量情報との差に予測情報を加味した値とに基づき、
燃料供給時期における吸気量情報が推定される。また、
吸気量推定手段にそなえられた過渡運転状態検出手段に
より内燃機関の過渡運転状態が検出されると、予測情報
変更手段により推定吸気量と実際の吸気量との値が近づ
くように、予測情報が変更される。
【００２２】そして、燃料供給手段により、燃料量設定
手段で設定された燃料量に応じ、燃料供給時期において
燃料が供給される。上述の請求項２記載の本発明の内燃
機関用燃料供給制御装置では、過渡運転状態検出手段に
より内燃機関の過渡運転状態が検出されると、予測情報
変更手段により推定吸気量と実際の吸気量との比較結果
に応じて予測情報が変更される。
【００２３】上述の請求項３記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置では、過渡運転状態検出手段において
内燃機関の過渡運転状態が検出されると、予測情報変更
手段により、予測情報として、上記の吸気量検出時期と
燃料供給時期との間の吸気量検出回数の値よりも大きい
値が初期値として設定される。上述の請求項４記載の本
発明の内燃機関用燃料供給制御装置では、過渡運転状態
検出手段において内燃機関の過渡運転状態が検出される
と、予測情報変更手段により、予測情報として、上記の
吸気量検出時期と燃料供給時期との間の吸気量検出回数
の値よりも大きい値が初期値として設定され、推定吸気
量と実際の吸気量との比較結果に応じて予測情報が変更
される。
【００２４】上述の請求項５記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置では、過渡運転状態検出手段において
内燃機関の過渡運転状態が検出されると、予測情報変更
手段により、予測情報として、上記の吸気量検出時期と
燃料供給時期との間の吸気量検出回数の値よりも大きい
値が初期値として設定される際に、この初期値が内燃機
関の過渡変化量及び過渡変化方向の少なくとも一方に応
じて設定される。
【００２５】上述の請求項６記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置では、過渡運転状態検出手段において
内燃機関の過渡運転状態が検出されたあと、上記の推定
吸気量と実際の吸気量との比較結果に応じて予測情報が
変更されていく際に、予測情報変更手段により、上記の
実際の吸気量と推定吸気量との差が正の所定値よりも小
さくなると、予測情報が今までとは逆の方向に変更補正
される。
【００２６】上述の請求項７記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置では、予測情報変更手段により、予測
情報を減少方向に変更していく際に、減少割合が少なく
とも２段階にわたって変更される。上述の請求項８記載
の本発明の内燃機関用燃料供給制御装置では、吸気量推
定手段にそなえられた過渡運転状態検出手段により内燃
機関の過渡運転状態が検出されるとともに、やはり吸気
量推定手段にそなえられた高負荷運転状態検出手段によ
り内燃機関の高負荷運転状態が検出される。
【００２７】そして、過渡運転状態検出手段において、
内燃機関の過渡運転状態が検出されると、予測情報変更
手段により、上記の推定吸気量と実際の吸気量との値が
近づくように、予測情報が変更される。また、高負荷運
転状態検出手段において、内燃機関の高負荷運転状態が
検出されると、予測禁止・抑制手段予測情報変更手段に
より、予測情報の変更動作に優先して予測情報が０又は
所定の低い値に設定される。
【００２８】上述の請求項９記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置では、予測情報変更手段にそなえられ
た下限値設定手段により、上記の推定吸気量と実際の吸
気量との比較結果に応じて変更する予測情報の下限値が
設定され、この下限値設定手段により、上記の吸気量検
出時期と燃料供給時期との間の吸気量検出回数の値と、
０との間の値が下限値として設定される。
【００２９】上述の請求項１０記載の本発明の内燃機関
用燃料供給制御装置では、予測情報変更手段にそなえら
れた、上限値設定手段により、該推定吸気量と実際の吸
気量との比較結果に応じて変更する予測情報の上限値が
設定される。上述の請求項１１記載の本発明の内燃機関
用燃料供給制御装置では、上限値設定手段での上限値が
内燃機関の加速時と減速時とで異なった値に設定され
る。
【００３０】
【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
の内燃機関用燃料供給制御装置について説明すると、図
１はその機能に着目した制御系を示すブロック図、図２
はその制御系のハードブロック図、図３は本装置を用い
たエンジンシステムの全体構成図、図４〜図６はいずれ
もその制御要領を説明するフローチャート、図７はその
効果を具体的に説明する図である。
【００３１】さて、本装置を具備するエンジンシステム
は、図３のようになるが、この図３において、内燃機関
（エンジン）ＥＧは、その燃焼室１に通じる吸気通路２
および排気通路３を有しており、吸気通路２と燃焼室１
とは吸気弁４によって連通制御されるとともに、排気通
路３と燃焼室１とは排気弁５によって連通制御されるよ
うになっている。
【００３２】また、吸気通路２には、上流側から順にエ
アクリーナ６，スロットル弁７および燃料供給手段とし
ての電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）８が設けられて
おり、排気通路３には、その上流側から順に排ガス浄化
用の触媒コンバータ（三元触媒）９および図示しないマ
フラ (消音器）が設けられている。なお、吸気通路２に
は、サージタンク２ａが設けられている。
【００３３】さらに、インジェクタ８は、吸気マニホル
ド部分に気筒数だけ設けられている。今、本実施例のエ
ンジンＥＧが直列４気筒エンジンであるとすると、イン
ジェクタ８は４個設けられていることになる。即ちいわ
ゆるマルチポイント燃料噴射（ＭＰＩ）方式の多気筒エ
ンジンであるということができる。また、スロットル弁
７は、ワイヤケーブルを介して図示しないアクセルペダ
ルに連結されており、これによりアクセルペダルの踏込
み量に応じて開度が変わるようになっている。更に、こ
のスロットル弁７は、アイドルスピードコントロール用
モータ（ＩＳＣモータ）によっても開閉駆動されるよう
になっており、これによりアイドリング時にアクセルペ
ダルを踏まなくても、スロットル弁７の開度を変えるこ
とができるようにもなっている。
【００３４】このような構成により、スロットル弁７の
開度に応じエアクリーナ６を通じて吸入された空気が吸
気マニホルド部分でインジェクタ８からの燃料と適宜の
空燃比となるように混合され、燃焼室１内で点火プラグ
３５を適宜のタイミングで点火させることにより燃焼
し、エンジントルクを発生させるようになっている。そ
して、この後混合気は、排ガスとして排気通路３へ排出
され、触媒コンバータ９で排ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯ
ｘの３つの有害成分を浄化されてから、マフラで消音さ
れて大気側へ放出されるようになっている。
【００３５】さらに、このエンジンＥＧを制御するため
に、種々のセンサが設けられている。まず吸気通路２側
には、そのエアクリーナ配設部分に、吸入空気量を検出
するエアフローセンサ（吸気量センサ）１１，吸入空気
温度を検出する吸気温センサ１２および大気圧を検出す
る大気圧センサ１３が設けられており、そのスロットル
弁配設部分に、スロットル弁７の開度を検出するポテン
ショメータ式のスロットルセンサ１４，アイドリング状
態を検出するアイドルスイッチ１５等が設けられてい
る。
【００３６】また、排気通路３側には、触媒コンバータ
９の上流側部分に、排ガス中の酸素濃度（Ｏ2 濃度）を
検出する酸素濃度センサ１７（以下、単にＯ2 センサ１
７という）が設けられている。さらに、その他のセンサ
として、エンジン冷却水温を検出する水温センサ１９
や、図２に示すごとく、クランク角度を検出するクラン
ク角センサ２１（このクランク角センサ２１はエンジン
回転数を検出する回転数センサも兼ねている）および第
１気筒（基準気筒）の上死点を検出するＴＤＣセンサ
（気筒判別センサ）２２がそれぞれディストリビュータ
に設けられている。
【００３７】そして、これらのセンサからの検出信号
は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２３へ入力されるよう
になっている。なお、ＥＣＵ２３へは、バッテリの電圧
を検出するバッテリセンサ２５からの電圧信号や始動時
を検出するクランキングスイッチ２０あるいはイグニッ
ションスイッチ（キースイッチ）からの信号も入力され
るようになっている。
【００３８】ところで、ＥＣＵ２３のハードウエア構成
は、図２のようになるが、このＥＣＵ２３はその主要部
としてＣＰＵ（演算装置）２７をそなえており、このＣ
ＰＵ２７へは、吸気温センサ１２，大気圧センサ１３，
スロットル開度センサ１４，Ｏ2 センサ１７，水温セン
サ１９およびバッテリセンサ２５からの検出信号が入力
インタフェイス２８およびＡ／Ｄコンバータ３０を介し
て入力されるとともに、エアフローセンサ１１，クラン
ク角センサ２１，ＴＤＣセンサ２２，アイドルスイッチ
１５，クランキングスイッチ２０，イグニッションスイ
ッチ等からの検出信号が入力インタフェイス２９を介し
て入力されるようになっている。
【００３９】さらに、ＣＰＵ２７は、バスラインを介し
て、プログラムデータや固定値データを記憶するＲＯＭ
３１，更新して順次書き替えられるＲＡＭ３２およびバ
ッテリが接続されている間はその記憶内容が保持される
ことによってバックアップされたバッテリバックアップ
ＲＡＭ（図示せず）との間でデータの授受を行なうよう
になっている。
【００４０】なお、ＲＡＭ３２内データはイグニッショ
ンスイッチをオフすると消えてリセットされるようにな
っている。また、ＣＰＵ２７で演算結果に基づく燃料噴
射制御信号は、４つの噴射ドライバ３４を介して、イン
ジェクタ８のソレノイド（インジェクタソレノイド）８
ａ（正確には、インジェクタソレノイド８ａ用のトラン
ジスタ）へ出力されるようになっている。
【００４１】ここで、このエンジンＥＧの燃料噴射制御
（空燃比制御）を行なうための機能に着目すると、図１
に示すように、この燃料噴射制御（インジェクタ駆動時
間制御）を行なうために、ＥＣＵ２３には、インジェク
タ８の燃料噴射量を設定する燃料量設定手段５０が設け
られている。この燃料量設定手段５０は、吸気行程終了
以前の吸気量検出時期に検出された吸気量情報に基づ
き、吸気行程の所望の燃料供給時期において供給される
燃料量を設定するものであり、図２に示すＣＰＵ２７に
対応する手段である。
【００４２】なお、燃料量設定手段５０において、燃料
供給量を吸気行程終了以前の吸気量情報を用いるのは以
下の理由による。つまり、インジェクタ８に供給される
燃料量は、燃料噴射時毎の吸気量に応じて設定されるの
が望ましいことは言うまでもないが、ある吸気行程にお
いて吸気量を正確に測定し、且つその吸気量に応じた燃
料量を設定して、吸気とともに燃料を燃焼室１内に供給
するのは非常に困難である。そこで、本装置では、ある
吸気行程に対してそれ以前の吸気行程での吸気量情報に
基づいて、燃料量を設定するようになっているのであ
る。
【００４３】また、図１に示すように、燃料量設定手段
５０には、吸気量推定手段５１がそなえられている。こ
の吸気量推定手段５１は、吸気量検出時期における吸気
量検出結果と、この吸気量検出結果とこれ以前に検出さ
れた吸気量情報との差に予測情報を加味した値とに基づ
いて、燃料供給時期における吸気量を推定するものであ
る。
【００４４】さらに、この吸気量推定手段５１は、吸気
量推定部５２と予測情報変更手段としての予測ゲイン設
定部（予測ゲイン変更部）５３と過渡運転状態検出手段
５４とをそなえている。吸気量推定部５２は、吸気量推
定手段５１の本体部として機能する部分であり、過渡運
転状態検出手段５４は、エンジンＥＧの運転状態が過渡
状態であるとこれを検出するものである。具体的には、
Ａ／Ｎ情報の変化量からエンジンＥＧの運転状態が加速
中であるのか、又は減速中であるのか等を検出できるよ
うになっている。また、予測ゲイン設定部（予測ゲイン
変更部）５３は、過渡運転状態検出手段５４により、エ
ンジンＥＧの過渡運転状態が検出されると、推定吸気量
と実際の吸気量との値が近づくように、フィードバック
制御によって予測情報としての予測ゲインＫF を設定す
るものである。
【００４５】そして、吸気量推定部５２では、この予測
ゲイン設定部５３からの予測ゲインＫF に基づいて推定
吸気量情報を出力するようになっている。なお、この吸
気量推定手段５１については、後で詳述する。一方、燃
料量設定手段５０には、吸気量推定手段５１以外にも、
インジェクタ８の基本的な駆動時間ＴB を決定する基本
駆動時間決定手段５５及び、補正係数Ｋを設定する補正
係数設定手段５６が設けられており、更にはインジェク
タ８の駆動時間を補正するためのデッドタイム（無効時
間）ＴD を設定するデッドタイム補正手段５７も設けら
れている。
【００４６】以下、これらの各手段５５，５６，５７に
ついて簡単に説明すると、基本駆動時間決定手段５５
は、吸気量推定手段５１からの推定吸入空気量の情報と
クランク角センサ２１からのエンジン回転数Ｎ情報とか
らエンジン１回転あたりの吸入空気量Ａ／Ｎ情報を求
め、この情報に応じてマップ等のメモリをルックアップ
し適宜の補間演算を施すことにより、基本パルス幅情報
を持つ基本駆動時間ＴB を決定するものである。
【００４７】また、補正係数設定手段５５は、エンジン
回転数Ｎとエンジン負荷Ａ／Ｎとその他のセンサ類から
の情報に基づいて補正係数Ｋを設定するものであり、デ
ッドタイム補正手段５７は、図示しないバッテリからの
バッテリ電圧に応じて駆動時間を補正するものである。
そして、燃料量設定手段５０では、上述の基本駆動時間
決定手段５５，補正係数設定手段５６及びデッドタイム
補正手段５７により設定された、基本駆動時間ＴB ，補
正係数Ｋ及びデッドタイムＴD を用いてインジェクタ駆
動時間Ｔinj が以下の式により設定されるようになって
いる。
【００４８】Ｔinj ＝ＴB ×Ｋ＋ＴD ところで、基本駆動時間決定手段５５には、上述のごと
く基本駆動時間ＴB を決定するためのマップが設けられ
ており、エンジンＥＧの回転数情報Ｎｅとエンジン１回
転あたりの吸入空気量Ａ／Ｎ情報とから、このマップに
したがって基本駆動時間ＴB が決定されるようになって
いるが、このＡ／Ｎ情報としては、吸気量推定手段５１
により推定された推定吸気量Ａ／ＮF(n)が用いられるよ
うになっていて、推定吸気量Ａ／ＮF(n)は、下式（１）
により算出されるようになっている。
【００４９】 Ａ／ＮF(n)＝Ａ／Ｎ(n) ±ＫF ・〔Ａ／Ｎ(n) −Ａ／Ｎ(n-1) 〕・・・（１） Ａ／ＮF(n)：今回の推定吸気量 Ａ／Ｎ(n) ：今回の実吸気量 Ａ／Ｎ(n-1) ：前回の実吸気 ＫF ：予測情報としての予測ゲイン つまり、ある吸気行程（ｎ回目）の時にエアフローセン
サ１１により測定された実吸気量Ａ／Ｎ(n) に対して、
この実吸気量Ａ／Ｎ(n) と直前の吸気行程（ｎ−１回
目）の時の実吸気量Ａ／Ｎ(n-1) との偏差にゲインＫF
を乗じたものを加算することにより、例えば２行程後の
推定吸気量Ａ／ＮF(n)を求めるようになっている。但
し、予測ゲインＫF は、負の値はとらないものである。
【００５０】なお、上述の式（１）において、今回の吸
気量検出値Ａ／Ｎ(n) は、エアフローセンサにより検出
される実吸気量検出値Ａ／Ｎ0(n)に対して１次フィルタ
リング処理が施されており、以下の式により算出される
ものである。 Ａ／Ｎ(n) ＝ｋ・Ａ／Ｎ0(n)＋（１−ｋ）〔Ａ／Ｎ0(n)−Ａ／Ｎ0(n-1)〕 ただし、０＜ｋ＜１ さらに、本装置では、上述の予測ゲインＫF が、エンジ
ンＥＧの運転状態に応じて変更される可変ゲインであっ
て、過渡運転状態検出手段５４においてエンジンＥＧの
過渡運転状態が検出されると、実際の吸気量と推定吸気
量との値が近づくように、予測ゲイン設定部（予測ゲイ
ン変更部）５３において、予測情報として予測ゲインＫ
F が設定されるようになっているのである。
【００５１】そして、本装置では、吸気量推定部５１に
より推定された推定吸気量Ａ／ＮF(n)を用いて基本駆動
時間ＴB を設定することにより、インジェクタ８の駆動
時間を制御（即ち、燃料の噴射量を制御）するようにな
っているのである。以下、吸気量推定部５１について詳
しく説明する。即ち、過渡運転状態検出手段５４にて、
エンジンＥＧの過渡運転状態が検出されると、予測ゲイ
ン設定部（予測ゲイン変更部）５３により推定吸気量と
実吸気量との比較結果に応じて、フィードバック制御に
より予測ゲインＫF を変更していくようになっている。
【００５２】ここで、本実施例において吸気量推定手段
５１で２行程後の吸気量を推定しているとすれば、実吸
気量Ａ／Ｎ(n) 及びＡ／Ｎ(n-1) の値に基づいて推定さ
れる吸気量Ａ／ＮF(n)は、当然２行程後に吸気される吸
気量の推定値となる。そこで、実吸気量Ａ／Ｎ(n) の値
と、この２行程前に予想されたＡ／ＮF(n-2)とを比較し
て、この比較結果（偏差）をフィードバックすることに
より、予測ゲインＫFが修正（変更）されるようになっ
ているのである。
【００５３】これにより、推定吸気量と実吸気量との誤
差をほとんどなくすことができ、正確な吸気量の推定を
行なうことができるのである。また、予測ゲイン設定部
（予測ゲイン変更部）５３では、上記の推定吸気量Ａ／
ＮF(n-2)と実吸気量Ａ／Ｎ(n) との偏差をフィードバッ
クして予測ゲインＫFを変更していく際に、上記の偏差
〔＝Ａ／Ｎ(n) −Ａ／ＮF(n-2)〕が、所定値よりも小さ
くなると、予測ゲインＫF を減算していく、即ち予測ゲ
インＫF を今までとは逆の方向に変更補正していくよう
になっている。
【００５４】なお、この所定値は、予測ゲイン設定部
（予測ゲイン変更部）５３に設けられた不感帯ＸANDBで
ある。また、図示はしないが、この予測ゲイン設定部５
３には、下限値設定手段が設けられている。この下限値
設定手段は、推定吸気量Ａ／ＮF(n-2)と実吸気量Ａ／Ｎ
(n) との比較結果に基づいて予測ゲインＫF の値を変更
する場合、予測ゲインＫF の下限値（後述するＸKANFMI
N ）を設定するものである。
【００５５】そして、この下限値設定手段では、上記の
吸気量検出時期と燃料供給時期との間の吸気量検出回数
と、０との間の値が下限値として設定されるようになっ
ている。これを具体例を用いて説明すると、４気筒４サ
イクルエンジンの場合、吸気量検出時期と燃料供給時期
との間には２行程（クランクシャフト回転角で３６０
°）の遅れが生じる。この２行程の間、４気筒のうちの
２気筒では吸気量検出が行なわれる。したがって、この
ようなエンジンでは、この間の吸気量検出回数２と０と
の間に下限値（例えば２又はそれ以下の正の値）が設定
されるようになっているのである。
【００５６】また、予測ゲイン設定部５３には、やはり
図示はしないが上限値設定手段も設けられている。この
上限値設定手段は、上述の下限値設定手段とは逆に、予
測ゲインＫF の上限値（後述するＸKANFMIAX）を設定す
るものである。そして、予測ゲインＫF が上限値を越え
た場合は、予測ゲインＫF はこの上限値にクリップされ
るようになっている。これにより、エンジンＥＧの運転
状態が急加速から急減速に移行しても予測ゲインＫF の
変更が速やかに行なわれるのである。
【００５７】さらに、この上限値設定手段により設定さ
れる上限値は、エンジンＥＧの加速時と減速時とで異な
った値に設定されるようになっている。つまり、吸気量
が増加傾向にある時の上限値は、吸気量が減少傾向にあ
る時の上限値以上に設定されるようになっている。そし
て、これによりエンジンＥＧの運転状態に応じた予測ゲ
インＫF の上限値が設定されるのである。
【００５８】ところで、予測ゲイン設定部５３では、過
渡運転状態検出手段５４でエンジンＥＧの過渡運転状態
が検出されると、予測情報としての予測ゲインＫF が、
吸気量検出時期と燃料供給時期との間の吸気量検出回数
よりも大きい値が初期値として設定されるようになって
いる。したがって、４気筒４サイクルエンジンであれば
吸気量検出回数２よりも大きい値（例えば４前後の値）
が予測ゲインＫF の初期値（後述するＸKFACC 又はＸKF
DEC ）として設定されるようになっているのである。な
お、６気筒４サイクルエンジンの場合は、吸気量検出回
数３よりも大きい値（例えば６前後の値）が予測ゲイン
ＫF の初期値として設定されるようになっている。
【００５９】そして、このようにして予測ゲインＫF の
初期値が設定された後に、推定吸気量Ａ／ＮF(n-2)と実
吸気量Ａ／Ｎ(n) との比較結果に応じて予測ゲインＫF
の値が変更される。また、予測ゲインＫF の初期値が設
定される際に、この初期値をエンジンＥＧの過渡変化量
及び過渡変化方向の少なくとも一方に応じて変更するよ
うにしてもよい。この場合、具体的には過渡変化方向が
加速方向か減速方向かを検出して、この過渡変化方向に
応じて、初期値を設定すればよい。
【００６０】ところで、予測ゲイン変更部５３では、予
測ゲインＫF を減少方向に変更していく際に、減少割合
が少なくとも２段階にわたって変更されるようなってお
り、予測ゲインＫF を急いで減少させる必要がある場合
は、予測ゲインＫF を一度に大きく減少させた後、この
ゲインＫF を除々に減少させていくようになっている。
これにより、加速終了時や減速時等において、速やかに
予測ゲインＫF を減少させることかできるようになって
いるのである。
【００６１】さらに、吸気量推定手段５１には、高負荷
運転状態検出手段５８と予測禁止・抑制手段５９とが設
けられている。高負荷運転状態検出手段５８は、Ａ／Ｎ
情報に基づいてエンジンＥＧの運転状態が高負荷運転状
態であるとこれを検出するものである。また、この高負
荷運転状態検出手段５８において、エンジンＥＧの高負
荷運転状態（スロットル全開領域近傍）が検出される
と、この情報が予測禁止・抑制手段５９に伝達されるよ
うになっている。そして、この予測禁止・抑制手段５９
では、エンジンＥＧが高負荷運転状態であると、予測ゲ
イン変更部５３による予測ゲインＫF を０に設定して、
吸気量の予測を禁止するか、又は、予測ゲインＫFを所
定の低い値に設定するのである。
【００６２】これは、エンジンＥＧの高負荷運転状態で
は、吸気脈動により実吸気量Ａ／Ｎの測定値に誤差が生
じて正確なデータを得るのが困難となり、これにより吸
気量の予測にもエラーが生じることが考えられるからで
ある。また、その一方で、高負荷運転状態は、スロット
ル全開近傍であるため、これ以上の加速が必要となるこ
とはほとんどないという理由からでもある。
【００６３】以下、エンジンＥＧの過渡運転状態を含む
燃料噴射制御について、図４〜図６のフローチャートを
用いて説明する。まず、ＳＧＴ割り込みにより、ステッ
プＳＡ１で実吸気量Ａ／Ｎ(n) がサンプリングされる。
ＳＧＴ割り込みとは、エンジンＥＧの点火タイミングに
同期した割り込みであって、このＳＧＴ割り込みは、所
定のクランク角度毎に行なわれるものである。
【００６４】そして、ステップＳＡ１で実吸気量Ａ／Ｎ
(n) がサンプリングされると、ステップＳＡ２に進ん
で、実吸気量Ａ／Ｎ(n) が所定値ＸFANMAXよりも小さい
かどうかが判断される。ここで所定値ＸFANMAXは、エン
ジンＥＧのスロットル開度が全開状態になる手前の値と
して与えられている。そして、Ａ／Ｎ(n) が所定値ＸFA
NMAX以上の場合は、ＮＯのルートにしたがってステップ
ＳＡ３に進み、このステップＳＡ３で、吸気量推定のフ
ラグをクリアにして、予測ゲインＫF ＝０と設定する。
つまり、Ａ／Ｎ(n) が所定値ＸFANMAX以上の場合は、ス
ロットル開度がほぼ全開状態に近いと判断して、吸気量
の推定を行なわなくなる。つまり、サンプル値Ａ／Ｎ
(n) が所定値ＸFANMAXを越えるような高負荷運転状態で
は吸気量の予測が必要ないので、ここでは予測ゲインＫ
F ＝０として設定され吸気量予測が禁止されるのであ
る。
【００６５】そして、この後は、ステップＳＡ１４に進
むが、予測ゲインＫF ＝０なのでＡ／ＮF(n)はＡ／Ｎ
(n) に設定される。また、ステップＳＡ３で、実吸気量
Ａ／Ｎ(n) が所定値ＸFANMAXよりも小さい場合は、次に
ステップＳＡ４に進んで、今回の実吸気量Ａ／Ｎ(n) と
前回の実吸気量Ａ／Ｎ(n-1) とから吸気量の変化量ΔＡ
／Ｎが算出される。
【００６６】次にステップＳＡ５において、ΔＡ／Ｎが
０以上かどうかが判断される。なお、ΔＡ／Ｎが正の時
は吸気量の変化が増加傾向であることを示し、ΔＡ／Ｎ
が負の時は吸気量が減少傾向であることを示している。
ΔＡ／Ｎが負の場合は、図５に示すサブルーチンに進む
が、これについては後述する。
【００６７】ΔＡ／Ｎが０以上の場合、即ち、吸気量が
増加傾向の場合は、ステップＳＡ６に進んで、ΔＡ／Ｎ
の値が、不感帯として設定された値ＸANDBよりも大きな
値であるかどうかが判断される。ここで、ΔＡ／Ｎの値
がＸANDB以下の場合は、ステップＳＡ７に進んでフラグ
をクリアにした後、ステップＳＡ８に進んで、予測ゲイ
ンＫF の値を減算する。なお、ステップＳＡ８以降は図
６に示すサブルーチンを進むようになっているが、これ
についても後述する。
【００６８】なお、ステップＳＡ６で、ΔＡ／Ｎの値が
ＸANDB以下の場合は、定常運転時（Ａ／Ｎが一定）であ
り吸気量の予測は不要となるが、Ａ／Ｎの偏差（ΔＡ／
Ｎ）が不感帯ＸANDBを越えない程度の微小加速時には、
吸気量推定遅れによる燃料供給量不足が生じる場合が考
えられる。したがって、ステップＳＡ８で、予測ゲイン
ＫF の値を減算していくことにより最低限の予測を行な
っているのである。
【００６９】また、ステップＳＡ６で、ΔＡ／Ｎの値が
ＸANDBよりも大きいと判断されると、ステップＳＡ９に
進んで、前回のＳＧＴ割り込み時に吸気量を推定するフ
ラグをセットしたかどうかが判定され、フラグがセット
されていなければ、ステップＳＡ１０に進んでフラグを
セットし、この後ステップＳＡ１１に進んで予測ゲイン
ＫF の初期値がＸKFACC として設定される。
【００７０】つまり、前回のΔＡ／Ｎの値が、不感帯Ｘ
ANDB内で（フラグはクリア状態）、今回のΔＡ／Ｎの値
が正で且つＸANDBよりも大きい時は、エンジンＥＧの運
転状態が急激に変化したことになり、運転状態検出手段
５４によりエンジンＥＧの過渡運転状態が検出される。
ここでは、エンジンＥＧが加速を開始したと判断して予
測ゲインＫF の初期値を最大値（ＸKFACC ）に設定する
ようになっているのである。
【００７１】また、この初期値ＸKFACC は、吸気量検出
時期と燃料供給時期との間の吸気量検出回数よりも大き
い値が設定されるので、４気筒４サイクルエンジンの場
合、吸気量検出回数２よりも大きい値（例えば４前後の
値）がＸKFACC として設定される。そして、ステップＳ
Ａ１１で予測ゲインＫF が設定されると、次にステップ
ＳＡ１４に進んで、次式（２）により推定吸気量が算出
される。
【００７２】 Ａ／ＮF(n)＝Ａ／Ｎ(n) ＋ＫF ・ΔＡ／Ｎ ・・・・・（２） 一方、ステップＳＡ９で、前回のＳＧＴ割り込み時にフ
ラグがセットされていたと判定された場合は、ステップ
ＳＡ１２に進んで、今回予測された吸気量Ａ／ＮF(n-2)
が、今回の実吸気量Ａ／Ｎ(n) と不感帯ＸANDBとの差よ
りも小さいかどうかが判断される。つまり、下式により
推定吸気量Ａ／ＮF(n-2)が実吸気量Ａ／Ｎ(n) の近傍で
あるかどうかが判断されるのである。 Ａ／ＮF(n-2)＜Ａ／Ｎ(n) −ＸANDB そして、上記の不等式が成り立たない場合、すなわち予
測された吸気量Ａ／ＮF(n-2)の方が大きい場合は、予測
ゲインＫF の設定が十分であって、予測値が実際の吸気
量に追いついている、又は加速が終息しつつある時であ
る。したがって、この時はステップＳＡ８に進んで予測
ゲインＫF を減算し、その後ステップＳＡ１４に進ん
で、今回の実吸気量Ａ／Ｎ(n) に基づいて、今回の推定
吸気量Ａ／ＮF(n)が予測される。
【００７３】一方、上記の不等式が成り立つ場合、すな
わち予測された吸気量Ａ／ＮF(n-2)の方が小さい場合
は、予測ゲインＫF の設定がエンジンＥＧの加速に追い
ついていない時であり、この時は、次にステップＳＡ１
３に進んで予測ゲインＫF を加算するサブルーチンに進
む。なお、この加算サブルーチンについては、上述した
ステップＳＡ８の減算サブルーチンとともに図６に示す
ようになっており、これについても後述する。そして、
その後ステップＳＡ１４に進んで、今回の実吸気量Ａ／
Ｎ(n) に基づいて、今回の推定吸気量Ａ／ＮF(n)が予測
される。
【００７４】このように、エンジンＥＧの加速過渡期に
は、最新のサンプル値（実吸気量Ａ／Ｎ(n) ）と２行程
前に予測した吸気量Ａ／ＮF(n-2)とに基づいて予測ゲイ
ンＫF が更新され、新たに今回の予測吸気量Ａ／ＮF(n)
が予測される。次に、上記ステップＳＡ５において、Δ
Ａ／Ｎが負の場合について、図５に示すサブルーチンに
したがって説明する。
【００７５】ΔＡ／Ｎ＜０の場合は、吸気量が減少して
いる場合であり、これはエンジンＥＧが減速傾向である
ことを示している。そして、この場合は図５に示すフロ
ーチャートに従って、エンジンＥＧの減速度に応じた予
測ゲインＫF を設定して、吸気量を推定するようになっ
ている。まず、ΔＡ／Ｎ＜０の時は、ステップＳＢ１に
進んで、この｜ΔＡ／Ｎ｜が不感帯ＸANDBより大きいか
どうかが判断される。｜ΔＡ／Ｎ｜が不感帯ＸANDB以下
の大きさであると、エンジンＥＧの運転状態が定常運転
状態であると判断して、ステップＳＢ２に進んでフラグ
をクリアした後、ステップＳＢ３に進んで予測ゲインＫ
F を減算するサブルーチンに進む。なお、この予測ゲイ
ンＫF 減算サブルーチンは、図４に示すフローチャート
のステップＳＡ８における予測ゲインＫF減算サブルー
チンと同じものであり、これについては後述する。
【００７６】そして、その後ステップＳＢ９に進んで、
下式により今回の実吸気量Ａ／Ｎに基づいて今回の推定
吸気量Ａ／ＮF(n)が予測される。 Ａ／ＮF(n)＝Ａ／Ｎ(n) −ＫF ・ΔＡ／Ｎ ・・・・・（３） 次に、ステップＳＢ１で｜ΔＡ／Ｎ｜が不感帯ＸANDBよ
りも大きいと判断されると、エンジンＥＧが減速方向へ
過渡状態にあると判断して、ステップＳＢ４に進んで前
回のＳＧＴ割り込み時に吸気量を推定するフラグをセッ
トしたかどうかが判断される。
【００７７】そして、フラグがセットされていない場合
は、ステップＳＢ５に進んでフラグをセットし、その後
ステップＳＢ６に進んで予測ゲインＫF の初期値とし
て、ＸKFDEC が設定されるのである。なお、この時設定
されるゲイン値ＸKFDEC は十分大きな値であり、上述し
たステップＳＡ１１で設定される初期値ＸKFACC と同様
に、吸気量検出時期と燃料供給時期との間の吸気量検出
回数よりも大きい値（例えば４前後の値）が設定され
る。そして、この後ステップＳＢ９に進んで、上述した
式により推定吸気量Ａ／ＮF(n)を予測するのである。
【００７８】また、フラグがすでにセットされている場
合は、前回のＳＧＴ割り込み時も同じようなエンジン過
渡状態であったたとを意味し、過渡状態が連続している
ことになる。この場合、ステップＳＢ４からステップＳ
Ｂ７に進んで、下式により推定吸気量Ａ／ＮF(n-2)が、
実吸気量Ａ／Ｎ(n) の近傍であるかどうかが判断され
る。なお、これは図４のステップＳＡ１２の加速過渡期
の判断に対応したものであり、このステップＳＢ７で
は、減速過渡期の予測ゲインＫF を変更（修正）してい
くための判断が行なわれる。
【００７９】Ａ／ＮF(n-2)＞Ａ／Ｎ(n) ＋ＸANDB そして、上記の不等式が成り立たない場合、すなわち予
測された吸気量Ａ／ＮF(n-2)の方が小さい場合は、予測
ゲインＫF の設定が十分であって、予測値が実際の吸気
量に追いついている、又は減速が終息しつつある時であ
る。したがって、この時はステップＳＢ３に進んで予測
ゲインＫF を減算し、その後ステップＳＢ９に進んで、
今回の実吸気量Ａ／Ｎ(n) に基づいて、今回の推定吸気
量Ａ／ＮF(n)を予測する。
【００８０】一方、上記の不等式が成り立つ場合、すな
わち予測された吸気量Ａ／ＮF(n-2)の方が大きい場合
は、予測ゲインＫF の設定がエンジンＥＧの減速に追い
ついていない時であり、この時は、次にステップＳＢ８
に進んで予測ゲインＫF を加算するサブルーチンに進
む。なお、この加算サブルーチンについても、上述した
ステップＳＡ１３（図４参照）の加算サブルーチンと同
様であり、やはり後述する。そして、その後ステップＳ
Ｂ９に進んで、今回の実吸気量Ａ／Ｎ(n) に基づいて、
今回の推定吸気量Ａ／ＮF(n)が予測される。
【００８１】上述のようにして、エンジンＥＧの減速過
渡期にも、最新のサンプル値（実吸気量Ａ／Ｎ(n) ）と
２行程前に予測した吸気量Ａ／ＮF(n-2)とに基づいて予
測ゲインＫF がＫF(n)として更新（変更）され、新たに
今回の予測吸気量Ａ／ＮF(n)が予測されるのである。と
ころで、ここまでは予測ゲインＫF の変更及びこれにと
もなう吸気量Ａ／ＮF(n)の予測について図４及び図５に
示すフローチャートを用いて大まかに説明してきたが、
以下、予測ゲインＫF を加算又は減算して、実際に予測
ゲインＫF を変更していく際のサブルーチンについて、
図６のフローチャートを用いて説明する。
【００８２】まず、ステップＳＡ８（図４参照）又はス
テップＳＢ３（図５参照）により、予測ゲインＫF 加算
サブルーチンに進んだ場合について説明する。この予測
ゲインＫF の加算サブルーチンでは、まずステップＳＣ
１において下式（４）により、今回の予測ゲインＫF(n)
が設定される。 ＫF(n)＝ＫF(n-1)＋ＸKANF ・・・・・（４） つまり、前回の割り込み時に設定された予測ゲインＫF
(n-1)に対して所定値ＸKANFを加算したものが今回の予
測ゲインＫF(n)として設定されるのである。
【００８３】そして、次にステップＳＣ２に進んで、ス
テップＳＣ１で設定された予測ゲインＫF(n)の値が予測
ゲインの下限値ＸKANFMIN 以上かどうかが判断される。
ゲインＫF(n)が下限値ＸKANFMIN よりも小さい値の時
は、ステップＳＣ３に進んで、ＫF(n)＝ＸKANFMIN と設
定される。これにより、ＫF(n)は下限値ＸKANFMIN にク
リップされるのである。
【００８４】つまり、ステップＳＣ２でＫF(n)＜ＸKANF
MIN となった場合は、ステップＳＣ３で予測ゲインＫF
が下限値ＸKANFMIN を下回らないように、ＫF を下限値
ＸKANFMIN にクリップするのである。そして、この後リ
ターンされる。次に、ステップＳＣ２でＫF(n)≧ＸKANF
MIN であれば、この後ステップＳＣ４に進んでＫF(n)≦
ＸKANFMAX かどうかが判断される。ここで、所定値ＸKA
NFMAXは、予測ゲインの上限値として設定される値であ
る。
【００８５】ステップＳＣ４において、ＫF(n)が上限値
ＸKANFMAX 以上の値の場合は、ステップＳＣ５に進んで
ＫF(n)＝ＸKANFMAX と設定される。これにより、ＫF(n)
は上限値ＸKANFMAX にクリップされるのである。また、
ステップＳＣ４において、ＫF(n)≦ＸKANFMAX の場合
は、そのままリターンされる。
【００８６】このように、予測ゲインＫF を設定する場
合は、基本的には、前回設定された予測ゲインＫF(n-1)
に所定値ＸKANFを加えるという処理により予測ゲインＫ
F(n)が更新されるのであるが、この結果により予測ゲイ
ンＫF(n-1)が下限値ＸKANFMIN と上限値ＸKANFMAX との
間に収まらない場合のみ、予測ゲインＫF(n)を下限値Ｘ
KANFMIN 又は上限値ＸKANFMAX に設定するのである。
【００８７】一方、ステップＳＡ８（図４参照）又はス
テップＳＢ３（図５参照）により、予測ゲインＫF の減
算サブルーチンに進んだ場合について説明すると、図６
に示すように、まずステップＳＣ６において、前回の予
測ゲインＫF(n-1)が、所定値ＸKANFU よりも小さいかど
うかが判断される。なお、この所定値ＸKANFU は、上述
の下限値ＸKANFMIN と上限値ＸKANFMAX との間に設けら
れた値である。
【００８８】そして、ステップＳＣ６で、ＫF(n-1)がこ
の所定値ＸKANFU よりも大きいときは、ステップＳＣ８
に進んで、次式（５）により今回の予測ゲインＫF(n)が
設定される。 ＫF(n)＝ＫF(n-1)・ＸKANF2 ・・・・・（５） なお、ＸKANF2 は、０と１との間で設定される所定値で
ある。したがって、ＫF(n-1)が所定値KANFU よりも大き
い場合は、今回の予測ゲインＫF(n)が速やかに小さな値
に設定されるのである。そして、この後ステップＳＣ２
に進む。ステップＳＣ２以降は、上述した加算サブルー
チンと同じである。
【００８９】また、ステップＳＣ６において、前回の予
測ゲインＫF(n-1)が、所定値ＸKANFU よりも小さい時
は、次にステップＳＣ７に進んで、下式（６）により今
回の予測ゲインＫF(n)が設定される。 ＫF(n)＝ＫF(n-1)−ＸKANF ・・・・・（６） なお、ＸKANFは所定値であって、上述の式（４）におけ
る所定値と同一のものである（ステップＳＣ１参照）。
そして、この後はステップＳＣ２以降の処理を施す。
【００９０】上述したように、本装置における減算サブ
ルーチンでは、予測ゲインＫF(n-1)を、所定値ＸKANFU
と比較して、予測ゲインＫF(n-1)の方が大きければ、Ｋ
F(n-1)に０と１との間の所定値ＸKANF2 を乗じて、ＫF
(n)を速やかに小さな値に設定して、所定値ＸKANFU よ
りも小さくなると、今度は、引き算をしていくことによ
り、除々に予測ゲインＫF を小さな値に設定していくの
である。
【００９１】これにより、エンジンＥＧの急減速過渡期
にも、予測ゲインＫF が遅れることなく設定され、吸気
量の推定がより正確に行なわれるようになる。本発明の
一実施例としての内燃機関用燃料供給制御装置は、上述
のように構成されているので、エンジンＥＧの運転時に
は、吸気量推定手段５１において、吸気量検出値と２行
程前の吸気量推定値とを比較して予測ゲインＫF が設定
され、この予測ゲインＫF を用いて燃料を噴射する時の
吸気量Ａ／Ｎが予測される。そして、このようなフィー
ドフォワード（予測）とフィードバックとを取り入れて
予測ゲインＫF を変更することにより吸気量が正確に予
測される。
【００９２】そして、吸気量推定手段５１によりＡ／Ｎ
が推定されると、基本駆動時間決定手段５５において、
このＡ／Ｎ情報と回転数センサ２１からの情報とに基づ
いてインジェクタ８の基本的な駆動時間ＴB が決定され
る。その後、補正係数設定手段５６及びデッドタイム補
正手段５７により、補正係数Ｋ及びデッドタイムＴDが
設定されて、インジェクタ８の駆動時間Ｔinj がＴinj
＝ＴB ×Ｋ＋ＴD により決定されるのである。そして、
本発明では、燃料を噴射する時の吸気量Ａ／Ｎが、フィ
ードバックにより変更される予測ゲインＫF を用いて推
定されることにより、実吸気量と推定吸気量との差がほ
とんどなくなる。
【００９３】ここで、図７を用いて、本発明の推定吸気
量と実吸気量とを比較すると、線ａは本発明における可
変予測ゲインを用いた場合の推定吸気量を示し、線ｂは
従来通り予測ゲインを固定値（ここでは２）とした場合
の推定吸気量を示し、線ｃは実吸気量の値を示してい
る。また、図中、線ｅ，線ｆはともに推定吸気量と実吸
気量との比を示すものであって、線ｅは可変予測ゲイン
を用いた場合の実吸気量との比であり、線ｅは可変予測
ゲインを用いた場合の実吸気量との比である。なお、当
然この比の値が１に近いほど実吸気量に近いことにな
る。さらに、線ｇは予測ゲインの変化を示すものであっ
て、線ｈはスロットル開度を示すものである。
【００９４】図７の線ａに示すように、可変予測ゲイン
を用いて推定された吸気量は、線ｃに示す実際の吸気量
に近く、吸気量の推定が正しく行なわれていることがわ
かる。これに対して、予測ゲインが固定値の場合の予測
吸気量は、線ｂに示すように線ａに比較すると、実際の
吸気量に対して誤差が大きい。また、線ｅと線ｆとの比
較からもわかるように、本発明による推定吸気量の方が
実際の吸気量に明らかに近く、正確に吸気量が推定され
ているのである。なお、線ｇに示す予測ゲインの変化グ
ラフにおいて、スロットル開度が大きくなってきた時
（線ｈ参照）に、加速と判断して予測ゲインＫF を一度
に大きな値に設定し、その後はフィードバックにより徐
々にゲインを小さく設定するのである。
【００９５】そして、このように予測ゲインＫF を可変
にすることにより、吸気量予測の誤差が低減される。ま
た、特に加速初期の誤差が大幅に低減することができ、
この吸気量予測誤差による空燃比の制御が正確になり、
リーンバーン時の失火（ミスファイア）を防止すること
ができるのである。なお、吸気量情報Ａ／Ｎは、吸気通
路圧力情報から検出したものを使用してもよい。
【００９６】また、本実施例は、主に直列４気筒式の内
燃機関に適用した場合について述べてきたが、本発明は
このような形式の内燃機関についてのみに限定されるも
のではなく、マルチポイントインジェクションシステム
をそなえた多気筒内燃機関に広く適用することができ
る。
【００９７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の内燃機関用燃料供給制御装置によれば、多気筒内
燃機関の吸気行程終了以前の所望の吸気量検出時期に検
出された吸気量情報に基づき、該吸気行程の所望の燃料
供給時期において供給される燃料量を設定する燃料量設
定手段と、該燃料量設定手段で設定された燃料量に応
じ、該燃料供給時期において燃料を供給する燃料供給手
段とをそなえ、該燃料量設定手段が、該吸気量検出時期
における吸気量検出結果と、この吸気量検出結果とこれ
以前に検出された吸気量情報との差に予測情報を加味し
た値とに基づき、該燃料供給時期における吸気量情報を
推定する吸気量推定手段をそなえ、且つ、該吸気量推定
手段が、該内燃機関の過渡運転状態を検出する過渡運転
状態検出手段と、該過渡運転状態検出手段にて、該内燃
機関の過渡運転状態が検出されると、該推定吸気量と実
際の吸気量との値が近づくように、該予測情報を変更す
る予測情報変更手段とをそなえて構成されることによ
り、エンジン運転状態が過渡期であっても正確に吸入吸
気量を推定して正確な燃料噴射量を設定することができ
る。したがって、過渡運転時の空燃比変動を抑制するこ
とができ、失火やトルク変動の発生を防止することがで
きるのである。
【００９８】また、請求項２記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置によれば、上記請求項１記載の構成に
加えて、該予測情報変更手段が、該過渡運転状態検出手
段にて、該内燃機関の過渡運転状態が検出されると、該
推定吸気量と該実際の吸気量との比較結果に応じて該予
測情報を変更していくように構成されることにより、予
測情報がフィードバックされて、次に予測される吸気量
をより正確に推定できるようになる。
【００９９】また、請求項３記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置によれば、上記請求項１記載の構成に
加えて、該予測情報変更手段が、該過渡運転状態検出手
段にて、該内燃機関の過渡運転状態を検出したときに、
該予測情報として、上記の吸気量検出時期と燃料供給時
期との間の吸気量検出回数よりも大きい値を初期値とし
て設定するように構成されることにより、内燃機関に形
式に合った初期値を設定することができる。
【０１００】また、請求項４記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置によれば、上記請求項１記載の構成に
加えて、該予測情報変更手段が、該過渡運転状態検出手
段にて、該内燃機関の過渡運転状態を検出したときに、
該予測情報として、上記の吸気量検出時期と燃料供給時
期との間の吸気量検出回数よりも大きい値を初期値とし
て設定したあとは、該推定吸気量と該実際の吸気量との
比較結果に応じて該予測情報を変更していくように構成
されることにより、内燃機関の過渡期、特に加速初期の
吸気量推測時に、吸気量推測値と実吸気量との誤差を低
減することができ、燃料供給を正確に行なうことができ
る。
【０１０１】また、請求項５記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置によれば、上記請求項３または請求項
４記載の構成に加えて、該予測情報変更手段が、該過渡
運転状態検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状態を検
出したときに、該予測情報として、上記の該吸気量検出
時期と燃料供給時期との間の吸気量検出回数よりも大き
い値を初期値として設定する際に、この初期値を該内燃
機関の過渡変化量及び過渡変化方向の少なくとも一方に
応じて変更するように構成されることにより、内燃機関
の過渡期の状態に応じて予測情報を設定することができ
る。
【０１０２】また、請求項６記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置によれば、上記請求項２記載の構成に
加えて、該予測情報変更手段が、該過渡運転状態検出手
段にて、該内燃機関の過渡運転状態が検出されたあと、
上記の推定吸気量と実際の吸気量との比較結果に応じて
該予測情報を変更していく際に、上記の実際の吸気量と
推定吸気量との差が正の所定値よりも小さくなると、該
予測情報を今までとは逆の方向に変更補正するように構
成されることにより、内燃機関が過渡運転状態から定常
運転状態となった時にも、速やかに予測情報が変更され
て、吸気量を正確に推定することができる。
【０１０３】また、請求項７記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置によれば、上記請求項１記載の構成に
加えて、該予測情報変更手段が、該予測情報を減少方向
に変更していく際に、減少割合を少なくとも２段階にわ
たって変更するように構成されることにより、推定吸気
量が実際の吸気量よりも大きく設定された場合は、予測
情報を急激に減少させることができ、吸気量の推定誤差
を低減することができる。
【０１０４】また、請求項８記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置によれば、上記請求項１記載の構成に
加えて、該吸気量推定手段が、該内燃機関の過渡運転状
態を検出する過渡運転状態検出手段と、該内燃機関の高
負荷運転状態を検出する高負荷運転状態検出手段と、該
過渡運転状態検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状態
が検出されると、上記の推定吸気量と実際の吸気量との
値が近づくように、該予測情報を変更する予測情報変更
手段と、該高負荷運転状態検出手段にて、該内燃機関の
高負荷運転状態が検出されると、該予測情報変更手段に
よる該予測情報の変更動作に優先して該予測情報を０又
は所定の低い値に設定しうる予測禁止・抑制手段とをそ
なえて構成されることにより、高負荷運転状態時に、吸
気脈動の影響により生じる推定誤差を低減することがで
きる。
【０１０５】また、請求項９記載の本発明の内燃機関用
燃料供給制御装置によれば、上記請求項２記載の構成に
加えて、該予測情報変更手段が、上記の推定吸気量と実
際の吸気量との比較結果に応じて変更する該予測情報の
下限値を設定する下限値設定手段をそなえ、該下限値設
定手段が、上記の吸気量検出時期と燃料供給時期との間
の吸気量検出回数と、０との間の値を該下限値として設
定するように構成されることにより、内燃機関の形式に
より下限値が決定されるので、その形式の内燃機関に合
った下限値を設定することができる。
【０１０６】また、請求項１０記載の本発明の内燃機関
用燃料供給制御装置によれば、上記請求項２記載の構成
に加えて、該予測情報変更手段が、該推定吸気量と該実
際の吸気量との比較結果に応じて変更する該予測情報の
上限値を設定する上限値設定手段をそなえて構成される
ことにより、内燃機関の過渡状態が急加速から急減速に
移行するような場合でも予測情報の変更が速やかに行な
われるのである。
【０１０７】さらに、請求項１１記載の本発明の内燃機
関用燃料供給制御装置によれば、上記請求項１０記載の
構成に加えて、該上限値設定手段での該上限値が該内燃
機関の加速時と減速時とで異なった値に設定されるとい
う構成により、内燃機関の運転状態にあった上限値を設
定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関用燃料供給
制御装置における機能に着目した制御系を示すブロック
図である。
【図２】本発明の一実施例としての内燃機関用燃料供給
制御装置における制御系のハードブロック図である。
【図３】本発明の一実施例としての内燃機関用燃料供給
制御装置を用いたエンジンシステムの全体構成図であ
る。
【図４】本発明の一実施例としての内燃機関用燃料供給
制御装置における制御要領を説明するフローチャートで
ある。
【図５】本発明の一実施例としての内燃機関用燃料供給
制御装置における制御要領を説明するフローチャートで
ある。
【図６】本発明の一実施例としての内燃機関用燃料供給
制御装置における制御要領を説明するフローチャートで
ある。
【図７】本発明の一実施例としての内燃機関用燃料供給
制御装置における効果を具体的に説明するための図であ
る。
【図８】従来の４サイクル内燃機関における燃料噴射量
計算時期と吸気量決定時期との時間差を示す模式図であ
る。
【図９】従来の４サイクル内燃機関における吸気量の検
出量と実際の吸気量との差を示すグラフである。
【図１０】内燃機関の吸気量の変化例を模式的に示すグ
ラフであって、（ａ）は吸気量が直線的に増加していく
場合のグラフ、（ｂ）は吸気量が非直線的に増加してい
く場合のグラフである。
【符号の説明】
１ 燃焼室 ２ 吸気通路 ２ａ サージタンク ３ 排気通路 ４ 吸気弁 ５ 排気弁 ６ エアクリーナ ７ スロットル弁 ８ 燃料供給手段としての電磁式燃料噴射弁（インジェ
クタ） ８ａ インジェクタソレノイド ９ 触媒コンバータ（三元触媒） １１ エアフローセンサ（吸気量センサ） １２ 吸気温センサ １３ 大気圧センサ １４ スロットルセンサ １５ アイドルスイッチ １７ 酸素濃度センサ（Ｏ2 センサ） １９ 水温センサ ２０ クランキングスイッチ ２１ クランク角センサ（回転数センサ） ２２ ＴＤＣセンサ（気筒判別センサ） ２３ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２５ バッテリセンサ ２７ ＣＰＵ ２８，２９ 入力インタフェイス ３０ Ａ／Ｄコンバータ ３１ ＲＯＭ ３２ ＲＡＭ ３４ 噴射ドライバ ３５ 点火プラグ ５０ 燃料量設定手段 ５１ 吸気量推定手段 ５２ 吸気量推定部 ５３ 予測情報変更手段としての予測ゲイン設定部（予
測ゲイン変更部） ５４ 過渡運転状態検出手段 ５５ 基本駆動時間決定手段 ５６ 補正係数設定手段 ５７ デッドタイム補正手段 ５８ 高負荷運転状態検出手段 ５９ 予測禁止・抑制手段

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多気筒内燃機関の吸気行程終了以前の所
    望の吸気量検出時期に検出された吸気量情報に基づき、
    該吸気行程の所望の燃料供給時期において供給される燃
    料量を設定する燃料量設定手段と、 該燃料量設定手段で設定された燃料量に応じ、該燃料供
    給時期において燃料を供給する燃料供給手段とをそな
    え、 該燃料量設定手段が、 該吸気量検出時期における吸気量検出結果と、この吸気
    量検出結果とこれ以前に検出された吸気量情報との差に
    予測情報を加味した値とに基づき、該燃料供給時期にお
    ける吸気量情報を推定する吸気量推定手段をそなえ、 且つ、該吸気量推定手段が、 該内燃機関の過渡運転状態を検出する過渡運転状態検出
    手段と、 該過渡運転状態検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状
    態が検出されると、該推定吸気量と実際の吸気量との値
    が近づくように、該予測情報を変更する予測情報変更手
    段とをそなえて構成されたことを特徴とする、内燃機関
    用燃料供給制御装置。
  2. 【請求項２】 該予測情報変更手段が、該過渡運転状態
    検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状態が検出される
    と、該推定吸気量と該実際の吸気量との比較結果に応じ
    て該予測情報を変更していくように構成されたことを特
    徴とする請求項１記載の内燃機関用燃料供給制御装置。
  3. 【請求項３】 該予測情報変更手段が、該過渡運転状態
    検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状態を検出したと
    きに、該予測情報として、上記の吸気量検出時期と燃料
    供給時期との間の吸気量検出回数よりも大きい値を初期
    値として設定するように構成されたことを特徴とする請
    求項１記載の内燃機関用燃料供給制御装置。
  4. 【請求項４】 該予測情報変更手段が、該過渡運転状態
    検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状態を検出したと
    きに、該予測情報として、上記の吸気量検出時期と燃料
    供給時期との間の吸気量検出回数よりも大きい値を初期
    値として設定したあとは、該推定吸気量と該実際の吸気
    量との比較結果に応じて該予測情報を変更していくよう
    に構成されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関
    用燃料供給制御装置。
  5. 【請求項５】 該予測情報変更手段が、該過渡運転状態
    検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状態を検出したと
    きに、該予測情報として、上記の該吸気量検出時期と燃
    料供給時期との間の吸気量検出回数よりも大きい値を初
    期値として設定する際に、この初期値を該内燃機関の過
    渡変化量及び過渡変化方向の少なくとも一方に応じて設
    定することを特徴とする請求項３または請求項４に記載
    の内燃機関用燃料供給制御装置。
  6. 【請求項６】 該予測情報変更手段が、該過渡運転状態
    検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状態が検出された
    あと、上記の推定吸気量と実際の吸気量との比較結果に
    応じて該予測情報を変更していく際に、上記の実際の吸
    気量と推定吸気量との差が正の所定値よりも小さくなる
    と、該予測情報を今までとは逆の方向に変更補正するよ
    うに構成されたことを特徴とする請求項２記載の内燃機
    関用燃料供給制御装置。
  7. 【請求項７】 該予測情報変更手段が、該予測情報を減
    少方向に変更していく際に、減少割合が少なくとも２段
    階にわたって変更されるように構成されたことを特徴と
    する請求項１記載の内燃機関用燃料供給制御装置。
  8. 【請求項８】 該吸気量推定手段が、 該内燃機関の過渡運転状態を検出する過渡運転状態検出
    手段と、 該内燃機関の高負荷運転状態を検出する高負荷運転状態
    検出手段と、 該過渡運転状態検出手段にて、該内燃機関の過渡運転状
    態が検出されると、上記の推定吸気量と実際の吸気量と
    の値が近づくように、該予測情報を変更する予測情報変
    更手段と、 該高負荷運転状態検出手段にて、該内燃機関の高負荷運
    転状態が検出されると、該予測情報変更手段による該予
    測情報の変更動作に優先して該予測情報を０又は所定の
    低い値に設定しうる予測禁止・抑制手段とをそなえて構
    成されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用燃
    料供給制御装置。
  9. 【請求項９】 該予測情報変更手段が、上記の推定吸気
    量と実際の吸気量との比較結果に応じて変更する該予測
    情報の下限値を設定する下限値設定手段をそなえ、該下
    限値設定手段が、上記の吸気量検出時期と燃料供給時期
    との間の吸気量検出回数と、０との間の値を該下限値と
    して設定するように構成されたことを特徴とする請求項
    ２記載の内燃機関用燃料供給制御装置。
  10. 【請求項１０】 該予測情報変更手段が、該推定吸気量
    と該実際の吸気量との比較結果に応じて変更する該予測
    情報の上限値を設定する上限値設定手段をそなえて構成
    されたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関用燃料
    供給制御装置。
  11. 【請求項１１】 該上限値設定手段での該上限値が該内
    燃機関の加速時と減速時とで異なった値に設定されるこ
    とを特徴とする請求項１０記載の内燃機関用燃料供給制
    御装置。
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