JPH10339205A - エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジンの吸入空気量制御精度を向上しつつ吸
気脈動と吸入空気量とを高精度に推定する。 【解決手段】アクセル開度θａとエンジン回転速度Ｎｅ
とを入力し（S1) 、これらに基づいて目標吸入空気量Ｑ
ａを演算し（S2) 、可変バルブタイミング手段（VTC)や
スワール制御弁（SCV)の基準の制御状態に応じたスロッ
トル弁の基準開口面積Ａthを演算し（S3) 、VTC による
バルブオーバーラップ量（O/L 量) とSCV の開度とを読
み込み（S4) 、これらO/L 量とSCV 開度とに応じた補正
係数KAVTC,KASVC を演算し（S5) 、前記基準開口面積Ａ
thを前記補正係数KAVTC,KASVCで補正して目標開口面積
Ａthを演算し（S6) 、該目標開口面積Ａthに基づいてス
ロットル弁開度を制御し（S7) 、スロットル弁開度TVO
を読込（S8) 、該TVO から吸気脈動を表す変数ＱH1を算
出し（S9) 、TVO を補正係数KAVTC,KASVC で除算して吸
入空気量を表す変数ＱH2を算出する（S10)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの吸気制御装
置に関し、特に、吸気系開口面積から吸入空気量を高精
度に推定できるようにした技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンのおける吸入空気量の推定を、
スロットル弁の開度に基づいて行なうものがあり、ま
た、スロットル弁をバイパスする通路に設けられる補助
空気弁（アイドル制御弁) の開度も考慮して吸入空気量
の推定を行なうようにしたものもある（特開平３−９５
２号公報等参照) 。

【０００３】一方、近年ではエンジンの運転条件の変化
に応じて、可能な限り良好な燃焼状態が得られるよう
に、吸気の流動状態を可変に制御する手段を備えること
も一般化している。例えば、吸・排気弁の開閉時期を可
変に制御してバルブオーバーラップ等を変えて出力, 燃
費, 排気エミッションの改善を図った可変バルブタイミ
ング制御手段（以下ＶＴＣという) や、低速・低負荷時
に燃焼室内のスワールを強化して燃料との混合性を改善
して燃費, 排気エミッションの改善を図ったスワール制
御弁などの手段を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ＶＴＣやスワール
制御弁等の吸気の流動状態を可変に制御する手段を備え
たエンジンにおいて、スロットル弁の開度やこれに補助
空気弁の開度も考慮して吸入空気量を推定する方法を適
用する場合、ＶＴＣやスワール制御弁の作動状態に応じ
て吸気の流動状態が変化することを考慮していないた
め、吸入空気量の精度を高精度に検出することができな
かった。

【０００５】例えば、ＶＴＣによるバルブオーバラップ
量（以下Ｏ／Ｌ量という) を大きくするとシリンダ内の
残留排気量が増大して新気割合が減少するため、スロッ
トル弁の開度やこれに補助空気弁の開度を加えた開度が
同一であっても、新気割合ηｎの低下により実際の吸入
空気量Ｑａが減少する（図８参照) 。また、スワール制
御弁の開度を減少した場合もスワール制御弁の流通抵抗
の増大によって同様に吸入空気量が減少することがある
ため、前記スロットル弁等の開度で吸入空気量を精度よ
く推定することができない。

【０００６】また、電子制御スロットル弁や補助空気弁
を備えたエンジンでは、これらの弁開度を制御して目標
吸入空気量を得る制御を行なっているが、前記ＶＴＣや
スワール制御弁等を備えた場合、前記同様の理由で目標
吸入空気量に応じたスロットル弁の開度がＶＴＣやスワ
ール制御弁の作動状態に応じて異なることとなるが、従
来これに対処できていなかった。

【０００７】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、電子制御スロットル弁や補助空気弁
を備え、かつ、ＶＴＣやスワール制御弁を備えたエンジ
ンにおいて、前記各弁の開度をＶＴＣやスワール制御弁
の作動状態に応じて補正しつつ、吸気系の開口面積に基
づいて吸気脈動と吸入空気量との推定を高精度に行なえ
るようにしたエンジンの吸気制御装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は図１に示すように、吸気系の開口面積を制御又
は調整して吸入空気量を制御又は調整する空気量計量弁
と、吸気の流動状態を可変とするように制御される流動
状態制御手段を備えたエンジンの吸気制御装置におい
て、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、エンジンの運転状態に基づいて、目標吸入空気量を
演算する目標吸入空気量演算手段と、前記目標吸入空気
量に基づいて、前記流動状態制御手段の基準制御状態に
応じた吸気系の基準開口面積を演算する基準開口面積演
算手段と、前記流動状態制御手段の制御状態に応じた吸
気系開口面積に対する流動状態補正係数を演算する流動
状態補正係数演算手段と、前記基準開口面積を前記流動
状態補正係数により補正して吸気系の目標開口面積を演
算する目標開口面積演算手段と、前記吸気系の目標開口
面積に基づいて、前記空気量計量弁を制御する空気量計
量弁制御手段と、を含んで吸入空気量を制御する一方、
実際の吸気系の開口面積を検出する開口面積検出手段
と、前記検出された吸気系の開口面積に基づいて、吸気
脈動を表す第１の変数を算出する第１変数演算手段と、
前記検出された吸気系の開口面積を前記流動状態補正係
数で除算することにより、吸入空気量を表す第２の変数
を算出する第２変数演算手段と、を含んで構成したこと
を特徴とする。

【０００９】このようにすれば、まず、流動状態制御手
段の基準の制御状態に応じて目標吸入空気量が得られる
吸気系の基準開口面積が演算され、該基準開口面積に対
して、流動状態制御手段の制御状態が変化したときに、
該変化に応じた流動状態補正係数が演算される。そし
て、該流動状態補正係数を用いて基準開口面積を補正す
ることにより、目標開口面積に補正され、該目標開口面
積に応じて空気量計量弁の開度を制御することにより、
流動状態制御手段の制御状態が変化しても、当初設定し
た目標吸入空気量を得ることができる。

【００１０】また、検出された実際の吸気系の開口面積
に基づいて、吸気脈動を表す変数を求めることができ、
該変数を用いて例えば定常時のエアフロメータで検出さ
れた吸入空気量の平滑化のための加重平均演算の重み付
けを算出できる。一方、検出された実際の吸気系の開口
面積を前記流動状態補正係数で除算することにより、流
動状態制御手段の基準制御状態に応じた開口面積を求め
ることができる。そして、該開口面積は流動状態制御手
段の実際の制御状態に影響されないため、実際の吸入空
気量を表す変数として求められる。なお、定常運転時は
該開口面積は、基準開口面積演算手段によって演算され
る基準開口面積と一致するが、過渡状態では電子制御ス
ロットル弁や補助空気弁の動作遅れにより一致しない。
即ち、実際の開口面積を流動状態補正係数で除算して得
た変数により、過渡状態でも高精度に吸入空気量を推定
することができる。この点エアフロメータで検出される
吸入空気量は定常時には高精度であるが、過渡時には遅
れにより精度が低い。

【００１１】また、請求項２に係る発明は、前記流動状
態制御手段は、吸・排気弁の開閉時期を可変に制御する
可変バルブタイミング制御手段を含んでいることを特徴
とする。可変バルブタイミング制御手段で吸・排気弁の
開閉時期を可変に制御すると、吸・排気弁のバルブオー
バーラップ量が変化し、これにより、シリンダ内の残留
排気量が変化して新気割合が変化し、吸気の流動状態が
変化する。

【００１２】したがって、該吸気の流動状態の変化によ
る新気割合の変化に対して吸気系の開口面積を補正する
ことにより、目標吸入空気量を維持することができる。
また、請求項３に係る発明は、前記流動状態制御手段
は、燃焼室内に生じるスワール力を制御するスワール制
御弁を含んでいることを特徴とする。

【００１３】スワール制御弁の開度を変化すると前後圧
力が変化して吸気の流動状態が変化する。例えば、開度
を減少すると流動抵抗が増大するので、吸気系のスロッ
トル弁等の開口面積を増大補正するなどして、目標吸入
空気量を維持することができる。また、請求項４に係る
発明は、前記空気量計量弁は、吸気系に主通路に介装さ
れる電子制御式のスロットル弁であることを特徴とす
る。

【００１４】例えば、目標トルクを決定し、該目標トル
クに対応する目標吸入空気量を得るように開度制御され
る電子制御式のスロットル弁を備える場合には、該スロ
ットル弁を、空気量の全量を制御する空気量計量弁とし
ての機能を有する。また、請求項５に係る発明は、前記
空気量計量弁は、吸気系の主通路をバイパスする通路に
介装される補助空気弁であり、主通路に介装されたスロ
ットル弁の開度に対して補助空気弁の開度を調整して目
標吸入空気量が得られるようにしたことを特徴とする。

【００１５】スロットル弁をアクセル操作に連動する方
式のものでも、一般にアイドル回転速度制御用に、バイ
パス通路に補助空気制御弁を備えており、該補助空気弁
をスロットル弁からの新気量の不足分を調整する空気量
計量弁として機能させることができる。また、請求項６
に係る発明は、アクセル開度を検出するアクセル開度検
出手段を含んで構成され、前記目標吸入空気量演算手段
は、前記検出されたアクセル開度と、前記運転状態制御
手段によって検出されたエンジン回転速度とに基づいて
目標吸入空気量を演算することを特徴とする。

【００１６】アクセル開度とエンジン回転速度とに基づ
いて、例えば、目標トルクに対応した目標吸入空気量を
算出することにより、高いエンジン運転性能を得ること
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図２は、本発明の一実施形態のシステ
ム構成を示す。アクセル開度センサ１は、ドライバーに
よって操作されるアクセルペダルの開度を検出する。

【００１８】運転状態検出手段の１つであるクランク角
センサ２は、単位クランク角毎のポジション信号及び気
筒行程位相差毎の基準信号を発生し、前記ポジション信
号の単位時間当りの発生数を計測することにより、ある
いは前記基準信号発生周期を計測することにより、エン
ジン回転速度を検出できる。同じく運転状態検出手段の
１つであるエアフローメータ３は、エンジン４への吸入
空気量 (単位時間当りの吸入空気量) を検出する。

【００１９】同じく運転状態検出手段の１つである水温
センサ５は、エンジンの冷却水温度を検出する。エンジ
ン４には、燃料噴射信号によって駆動し、燃料を直接燃
焼室内に噴射供給する燃料噴射弁６、燃焼室に装着され
て点火を行う点火栓７が設けられる。該燃焼室内への直
接噴射方式により、層状燃焼によるリーン化が可能とな
り、空燃比を広範囲に可変制御することができる。ま
た、エンジン４の吸気通路８には、スロットル弁９が介
装され、該スロットル弁９の開度をＤＣモータ等により
電子制御するスロットル弁制御装置10が備えられてい
る。なお、スロットル弁９は、空気量の全量を制御する
空気量計量弁を構成する。また、前記スロットル弁９の
開度を検出するスロットルセンサ21が設けられる。

【００２０】前記各種センサ類からの検出信号は、コン
トロールユニット11へ入力され、該コントロールユニッ
ト11は、前記センサ類からの信号に基づいて検出される
運転状態に応じて前記スロットル弁制御装置10を介して
スロットル弁９の開度を制御し、前記燃料噴射弁６を駆
動して燃料噴射量 (燃料供給量) を制御し、点火時期を
設定して該点火時期で前記点火栓７を点火させる制御を
行う。

【００２１】また、エンジン４の吸気弁12を開閉するカ
ム13の回転角位相を可変に制御して吸気弁12の開閉時期
を可変に制御するＶＴＣ14が備えられると共に、吸気通
路８の吸気ポート部分に燃焼室内のスワール力を制御す
るように開閉制御されるスワール制御弁15が備えられて
いる。そして、前記コントロールユニット11により、後
述するようにして、アクセル開度θａとエンジン回転速
度Ｎｅとに基づいて目標吸入空気量を演算し、該目標吸
入空気量が得られるように前記スロットル弁制御装置10
に駆動信号を出力してスロットル弁９の開度を制御する
と共に、運転条件に応じた吸気弁の開閉時期が得られる
ようにＶＴＣ14を制御し、かつ、スワール制御弁15の開
閉を制御する。

【００２２】前記排気通路16には、排気中の特定成分例
えば酸素の濃度を検出して混合気の空燃比を検出する空
燃比センサ17が設けられる。図３は、本実施形態におけ
る吸気量制御（スロットル弁開度制御) ルーチンのフロ
ーチャートを示す。ステップ１では、前記各センサによ
って検出されたアクセル操作量θａ，エンジン回転速度
Ｎｅを入力する。

【００２３】ステップ２では、前記各検出値θａ, Ｎｅ
に基づいて目標吸入空気量Ｑａを演算する。ステップ３
では、前記目標吸入空気量Ｑａに応じたスロットル弁９
の基準開口面積Ａth0 を演算する。ここで、前記目標吸
入空気量Ｑａに対応するスロットル弁９の基準開口面積
Ａth0 は、前記ＶＴＣ14が吸・排気弁のバルブオーバー
ラップ量（以下Ｏ／Ｌ量という) を基準値（例えば０)
とした場合で、かつ、スワール制御弁15が開かれている
ときを基準とした場合の開口面積として求められる。具
体的には、目標吸入空気量Ｑａに対するスロットル弁９
の基準開口面積Ａth0の関係を予め実験で求め、該デー
タから作成したマップからの検索により求めてもよい。

【００２４】ステップ４では、実際のＶＴＣ14によるＯ
／Ｌ量と、スワール制御弁15の開度ＡSCV を読み込む。
これらの値は、ＶＴＣやスワール制御弁の制御ルーチン
からの制御値を読み込めばよい。ステップ５では、前記
Ｏ／Ｌ量とスワール弁の開閉状態とに基づいて、ＶＴＣ
14による前記基準開口面積Ａth0 に対する補正係数ＫＡ
ＴＶＣと、スワール制御弁15による基準開口面積Ａth0
に対する補正係数ＫＡＳＣＶとを演算する。該補正係数
の演算については後に詳述する。

【００２５】ステップ６では、基準開口面積Ａth0 にＶ
ＴＣによる補正係数ＫＡＴＶＣとスワール制御弁による
補正係数ＫＡＳＣＶとを乗じて、スロットル弁９の目標
開口面積ＡTHを算出する。ステップ７では、前記スロッ
トル弁の目標開口面積Ａthに応じてスロットル弁制御装
置10によりスロットル弁９の開度を制御する。

【００２６】ステップ８では、前記スロットルセンサ21
により検出されたスロットル弁９の開度ＴＶＯを読み込
む。ステップ９では、前記検出されたスロットル弁９の
開度ＴＶＯ（又は換算した開口面積Ａthr)に基づいて、
吸気脈動を表す変数ＱH1を算出する。該変数ＱH1は、例
えば定常時にエアフロメータ３で検出される吸入空気量
の吸気脈動による変動を加重平均して平滑化する際に用
いられる重み付けの設定に使用される。

【００２７】ステップ10では、前記スロットル弁９の検
出開度ＴＶＯを開口面積Ａthr に換算し、該開口面積Ａ
thr を前記ＶＴＣによる補正係数ＫＡＴＶＣとスワール
制御弁による補正係数ＫＡＳＣＶとで除算することによ
り、ＶＴＣ及びスワール制御弁の基準の制御状態に応じ
た開口面積つまり実際の吸入空気量を表す変数ＱH2を算
出する。この変数ＱH2は、例えばエアフロメータでは精
度の得られない過渡時実際の吸入空気量が必要となる燃
料噴射量や蒸発燃料の吸気系へのパージ量の算出に使用
される。

【００２８】次に、スロットル弁をアクセル操作に機械
的に連動させる非電子制御式のものに適用した第２の実
施形態について説明する。図４は、該実施形態のシステ
ム構成を示す。基本的な構成は前記第１の実施形態と同
様であり、異なる部分を説明すると、スロットル弁９’
がアクセル操作に連動し、該スロットル弁９’の開度を
制御するスロットルセンサ21が設けられ、その検出信号
がコントロールユニット11に入力される。また、スロッ
トル弁９’をバイパスして吸気通路８に接続される補助
空気通路22と、該補助空気通路22内に介装された補助空
気弁23とを備える。該補助空気弁23は、コントロールユ
ニット11からの駆動信号を入力する補助空気弁制御装置
24を介して駆動される。 そして、アイドル運転時に該
補助空気弁23を駆動して補助空気通路22を流れる空気量
を制御することにより、エンジン回転速度を目標回転速
度にフィードバック制御する通常のアイドル回転速度制
御を行なうと共に、本実施の形態では、スロットル弁開
度（アクセル開度) ＴＶＯとエンジン回転速度Ｎｅとに
基づいて目標吸入空気量Ｑａを設定し、スロットル弁
９’を流れる主吸入空気量の目標吸入空気量に対する不
足分を、補助空気量で調整することにより、吸入空気量
を目標値に制御できるようになっている。

【００２９】図５は、本実施形態における吸気量制御
（補助空気弁開度制御) のメインルーチンのフローチャ
ートを示す。ステップ11では、スロットル弁開度ＴＶＯ
とエンジン回転速度Ｎｅを入力する。ステップ12では、
前記各検出値ＴＶＯ, Ｎｅに基づいて目標吸入空気量Ｑ
ａを演算する。

【００３０】ステップ13では、前記目標吸入空気量Ｑａ
に基づいて、吸気系における基準開口面積Ａａ0 を演算
する。ステップ14, ステップ15では第１の実施の形態と
同様、実際のＶＴＣ14によるＯ／Ｌ量と、スワール制御
弁15の開度ＡSCV を読み込み、これらＯ／Ｌ量とスワー
ル弁の開閉状態とに基づいて、ＶＴＣ14による前記基準
開口面積Ａth0 に対する補正係数ＫＡＴＶＣと、スワー
ル制御弁15による基準開口面積Ａa0に対する補正係数Ｋ
ＡＳＣＶとを演算する。

【００３１】ステップ16では、基準開口面積Ａa0にＶＴ
Ｃによる補正係数ＫＡＴＶＣとスワール制御弁による補
正係数ＫＡＳＣＶとを乗じて、吸気系の目標開口面積Ａ
ａを算出する。ステップ17では、前記吸気系の目標開口
面積Ａa から前記スロットル弁９’の開口面積Ａthを差
し引いて補助空気弁23の目標開口面積Ａbpa を算出す
る。

【００３２】ステップ18では、補助空気弁23の目標開口
面積Ａbpa に応じて補助空気弁制御装置24により補助空
気弁23の開度を制御する。ステップ19では、実際の吸気
系の開口面積Ａarを検出する。これは、前記スロットル
センサ21で検出されたスロットル弁９’の開口面積Ａth
r に現在の補助空気弁23の開口面積Ａbpr を加算して算
出する。

【００３３】ステップ20では、ステップ19で算出された
実際の吸気系の開口面積Ａarに基づいて吸気脈動を表す
変数ＱH1を算出する。ステップ21では、前記実際の吸気
系の開口面積を前記ＶＴＣによる補正係数ＫＡＴＶＣと
スワール制御弁による補正係数ＫＡＳＣＶとで除算する
ことにより、前記同様実際の吸入空気量を表す変数ＱH2
を算出する。

【００３４】前記変数ＱH1を、定常時にエアフロメータ
３で検出される吸入空気量の吸気脈動による変動を加重
平均して平滑化する際に用いられる重み付けの設定に使
用し、変数ＱH2を、過渡時実際の吸入空気量が必要とな
る燃料噴射量や蒸発燃料の吸気系へのパージ量の算出に
使用することは、前記実施形態と同様である。次に、前
記各実施の形態において使用した前記基準開口面積Ａth
0 に対するＶＴＣ14による補正係数ＫＡＴＶＣと、スワ
ール制御弁15による補正係数ＫＡＳＣＶの演算について
説明する。

【００３５】図６は、エンジン各部のガス状態量を示
す。いまＶＴＣによる吸・排気弁のＯ／Ｌ量が基準Ｏ／
Ｌ量（例えば０) であるときの吸気系の基準開口面積Ａ
a0（補助空気弁を備えない電子制御スロットル弁の場合
は、スロットル弁の開口面積Ａth0)に対して、Ｏ／Ｌ量
が変化しても吸入空気量Ｑａ一定にするために必要な吸
気系の開口面積Ａa1（又はＡth1)は、 Ｑａ＝Ａa0・ρa0・Ｖa0＝Ａa1・ρa1・Ｖa1 ここで、ρa0, Ｖa0は基準Ｏ／Ｌ量（例えば０) 時のス
ロットル弁通過空気の密度及び流速, ρa1, Ｖa1は変化
したＯ／Ｌ量時のスロットル弁通過空気の密度及び流速
である。

【００３６】したがって、前記基準開口面積Ａa0に対す
るＯ／Ｌ量変化時の補正係数ＫＡＶＴＣは、次式で表さ
れる。

【００３７】

【数１】

【００３８】ここで、Ｐa0はスロットル弁上流の圧力
（≒大気圧) , Ｐm0, Ｐm1はスロットル弁下流の基準Ｏ
／Ｌ量時における吸気圧力及び実際のＯ／Ｌ量時の吸気
圧力,κａは空気の比熱比（≒1.4)、であり、吸気圧力
Ｐm は状態方程式から次式のように求められる。

【００３９】

【数２】

【００４０】したがって、圧力比Ｐm0／Ｐa0及びＰm1／
Ｐa0は、それぞれ、 Ｐm0／Ｐa0＝Ｔｐ／（Ｔｐ100 ・η0) ・・・ Ｐm1／Ｐa0＝Ｔｐ／（Ｔｐ100 ・η1) ・・・ ここで、Ｔｐはエアフロメータで検出された吸入空気量
Ｑに基づいて算出されるシリンダ吸入空気量（＝ｋ・Ｑ
／Ｎｅ；ｋは定数) 、Ｔｐ100 は充填効率100％とした
ときのシリンダ吸入空気量であり、したがってＴｐ／Ｔ
ｐ100 は実際の充填効率ηを表す。また、η0 は前記基
準開口面積Ａa0で目標吸入空気量Ｑａが得られるときの
充填効率, η1 はＯ／Ｌ量変化時に対応する開口面積Ａ
a1で目標吸入空気量Ｑａが得られるときの充填効率を示
し、具体的には各Ｏ／Ｌ量毎にエンジン回転速度Ｎｅと
目標吸入空気量Ｑａとに基づいて設定したマップからの
検索等で求めることができる。この場合、ＶＴＣがＯ／
Ｌ量を基準値と単一の変化時Ｏ／Ｌ量との２段階に切り
換える場合は、ηｎのマップは２つあればよく、また、
リニアに可変制御する場合でも基準値と最大値との２つ
のマップを用意し、或いはそれに中間値を加えた３つ程
度のマップを用意して、補間演算により求めることがで
きる。

【００４１】このようにして、求められたスロットル弁
前後の圧力比Ｐm0／Ｐa0及びＰm1／Ｐa0を前記式に代
入してＯ／Ｌ量変化時の補正係数ＫＡＶＴＣを算出する
ことができる。次に、スワール制御弁15について説明す
る。該スワール制御弁が開閉しても吸入空気量Ｑａ一定
とするために必要な導入空気用の開口面積Ａａは、スワ
ール制御弁開時を基準としたときの基準開口面積をＡa
1, スワール制御弁閉時の開口面積をＡa2とすると、 Ｑａ＝Ａa1・ρa1・Ｖa1＝Ａa2・ρa2・Ｖa2 ここで、ρa1, Ｖa1はスワール制御弁開時のスワール制
御弁通過空気の密度及び流速, ρa2, Ｖa2はスワール制
御弁閉時のスワール制御弁通過空気の密度及び流速であ
る。

【００４２】したがって、前記スワール制御弁開時の基
準開口面積Ａa1に対するスワール制御弁閉時の補正係数
ＫＡＳＣＶは、ＶＴＣによる補正係数ＫＡＶＴＣを求め
るのと同様にして算出でき、次式で表される。

【００４３】

【数３】

【００４４】ここで、Ｐa0はスロットル弁上流の圧力
（≒大気圧) , Ｐm1, Ｐm2はスワール制御弁開時及び閉
時のスワール制御弁下流の吸気圧力である。圧力比Ｐm1
／Ｐa0は、スワール制御弁開時のスワール制御弁下流の
圧力は前記スロットル弁下流の圧力と等しくＰm1である
ため、で求めた値をそのまま用いればよい。

【００４５】一方、スワール制御弁閉時のスワール制御
弁の前後圧力比は、スワール制御弁上流の吸気ポート圧
力Ｐｐがスワール制御弁開時の吸気圧力Ｐm1と等しいの
で、圧力比＝Ｐm2／Ｐm1となり、この値は、スワール制
御弁を通過する空気量を目標吸入空気量Ｑａとする次式
より求められる。

【００４６】

【数４】

【００４７】具体的には、目標吸入空気量Ｑａに対する
圧力比Ｐm2／Ｐm1のマップを設定し、検索等で求めれば
よい。そして、前記式の中の圧力比Ｐm2／Ｐa0は、 Ｐm2／Ｐa0＝（Ｐm1／Ｐa0) ・（Ｐm2／Ｐm1) である。したがって、前記式から求めた圧力比Ｐm1／
Ｐa0と、前記式から求めた圧力比Ｐm2／Ｐm1から、圧
力比Ｐm2／Ｐa0を算出でき、該圧力比Ｐm2／Ｐa0を前記
式に代入することにより、スワール制御弁による補正
係数ＫＡＳＣＶを算出できる。

【００４８】以下、図７のフローチャートに従って、Ｖ
ＴＣ補正係数ＫＡＶＴＣとスワール制御弁 の補正係数
ＫＡＳＣＶとを演算する過程を説明する。ステップ31で
は、エンジン回転速度Ｎｅと目標吸入空気量Ｑａとに基
づいてＶＴＣの基準Ｏ／Ｌ量時の新気割合（シリンダ吸
入新気量のシリンダ排気量に対する割合) ηn0をマップ
からの検索等により演算する。

【００４９】ステップ32では、前記新気割合ηn0を用い
て、ＶＴＣによる基準Ｏ／Ｌ量におけるスロットル弁前
後の圧力比Ｐm0／Ｐa0を演算する。ステップ33では、前
記圧力比Ｐm0／Ｐa0を用いて、基準Ｏ／Ｌ量における差
圧補正項Ｋpa0 （式の分子の値) を、マップからの検
索等により算出する。ステップ34では、ＶＴＣによるＯ
／Ｌ量変化時の新気割合ηn1をマップからの検索等によ
り演算する。

【００５０】ステップ35では、前記新気割合ηn1を用い
て、ＶＴＣによるスロットル弁前後の圧力比Ｐm1／Ｐa0
を演算する。ステップ36では、前記圧力比Ｐm1／Ｐa0を
用いて、Ｏ／Ｌ量変化時における差圧補正項Ｋpa1 （
式の分母の値) を、マップからの検索等により算出す
る。ステップ37では、前記２つの差圧補正項Ｋpa0,Ｋpa
1 を用いて、ＶＴＣ補正係数ＫＡＶＴＣ（＝Ｋpa0 ／Ｋ
pa1)を算出する。

【００５１】ステップ38では、目標吸入空気量Ｑａに基
づいてマップからの検索等によりスワール制御弁開度に
応じた圧力比Ｐm2／Ｐm1を算出する。なお、一般的なス
ワール制御弁が全開又は全閉の２段階に切り換えられる
場合、全開時はＰm2＝Ｐm1であり、圧力比Ｐm2／Ｐm1＝
１となり、スワール制御弁補正係数ＫＡＳＣＶ＝１とな
りスワール制御弁による補正は行なわれず、全閉時に対
する圧力比Ｐm2／Ｐm1のマップを１枚持てばよいが、ス
ワール制御弁の開度をリニアに変化させる場合は、ＶＴ
Ｃの場合と同様２枚乃至３枚程度の開度に応じたマップ
を用いて補間演算等により求めればよい。

【００５２】ステップ39では、前記圧力比Ｐm1／Ｐa0と
Ｐm2／Ｐm1とを用いて、圧力比Ｐm2／Ｐa0を算出する。
ステップ40では、前記圧力比Ｐm2／Ｐa0を用いて、差圧
補正項Ｋpa2 （前記式の分母の値) をマップからの検
索等により算出する。ステップ41では、前記ステップ36
で求めた差圧補正項Ｋpa1 と前記ステップ30で求めた差
圧補正項Ｋpa2 とに基づいて、スワール制御弁補正係数
ＫＡＳＣＶ（＝Ｋpa1 ／Ｋpa2 ) を算出する。

【００５３】以上示したように、ＶＴＣやスワール制御
弁等の流動状態制御手段の制御状態に応じて算出した補
正係数を用いて、吸気系の開口面積を補正することによ
り、該流動状態制御手段の制御状態に影響されることな
く、目標吸入空気量を精度良く得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施形態のシステム構成を示す図。

【図３】同上実施形態のスロットル弁制御ルーチンを示
すフローチャート。

【図４】本発明の別の実施形態のシステム構成を示す
図。

【図５】同上実施形態の補助空気弁制御ルーチンを示す
フローチャート。

【図６】同上の各実施形態における空気の各部の状態変
化を示す図。

【図７】同上の各実施形態に使用されるＶＴＣ及びスワ
ール制御弁換算係数を算出するルーチンのフローチャー
ト。

【図８】新気割合ηｎの相違による吸入空気量Ｑ, ブー
スト圧の変化を示す図。

【符号の説明】

１ アクセル開度センサ ２ クランク角センサ ３ エアフロメータ ４ エンジン ６ 燃料噴射弁 ８ 吸気通路 ９，９’スロットル弁 10 スロットル弁制御装置 11 コントロールユニット 21 スロットルセンサ 22 補助空気通路 23 補助空気弁 24 補助空気弁制御装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３１０Ｚ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｋ ３０１Ｕ ３０１Ｚ Ｇ０１Ｆ 1/00 Ｇ０１Ｆ 1/00 Ｆ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気系の開口面積を制御又は調整して吸入
   空気量を制御又は調整する空気量計量弁と、吸気の流動
   状態を可変とするように制御される流動状態制御手段を
   備えたエンジンの吸気制御装置において、 エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、 エンジンの運転状態に基づいて、目標吸入空気量を演算
   する目標吸入空気量演算手段と、 前記目標吸入空気量に基づいて、前記流動状態制御手段
   の基準制御状態に応じた吸気系の基準開口面積を演算す
   る基準開口面積演算手段と、 前記流動状態制御手段の制御状態に応じた吸気系開口面
   積に対する流動状態補正係数を演算する流動状態補正係
   数演算手段と、 前記基準開口面積を前記流動状態補正係数により補正し
   て吸気系の目標開口面積を演算する目標開口面積演算手
   段と、 前記吸気系の目標開口面積に基づいて、前記空気量計量
   弁を制御する空気量計量弁制御手段と、 を含んで吸入空気量を制御する一方、 実際の吸気系の開口面積を検出する開口面積検出手段
   と、 前記検出された吸気系の開口面積に基づいて吸気脈動を
   表す第１の変数を演算する第１変数演算手段と、 前記検出された吸気系の開口面積を前記流動状態補正係
   数で除算した吸入空気量を表す第２の変数を演算する第
   ２変数演算手段と、 を含んで構成したことを特徴とするエンジンの吸気制御
   装置。
2. 【請求項２】前記流動状態制御手段は、吸・排気弁の開
   閉時期を可変に制御する可変バルブタイミング制御手段
   を含んでいる請求項１に記載のエンジンの吸気制御装
   置。
3. 【請求項３】前記流動状態制御手段は、燃焼室内に生じ
   るスワール力を制御するスワール制御弁を含んでいる請
   求項１又は請求項２に記載のエンジンの吸気制御装置。
4. 【請求項４】前記空気量計量弁は、吸気系に主通路に介
   装される電子制御式のスロットル弁であることを特徴と
   する請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジ
   ンの吸気制御装置。
5. 【請求項５】前記空気量計量弁は、吸気系の主通路をバ
   イパスする通路に介装される補助空気弁であり、主通路
   に介装されたスロットル弁の開度に対して補助空気弁の
   開度を調整して目標吸入空気量が得られるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記
   載のエンジンの吸気制御装置。
6. 【請求項６】アクセル開度を検出するアクセル開度検出
   手段を含んで構成され、 前記目標吸入空気量演算手段は、前記検出されたアクセ
   ル開度と、前記運転状態制御手段によって検出されたエ
   ンジン回転速度とに基づいて目標吸入空気量を演算する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに
   記載のエンジンの吸気制御装置。