JPH029932A - エンジンの吸入空気量算出装置および吸入空気量算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は吸入空気量センサで計測された吸入空気量から
エンジンが実際に吸い込む真の吸入空気量に合う実吸入
空気量を算出するエンジンの吸入空気量算出装置および
吸入空気量センサ法に関する。

［従来の技術］ 従来、吸入空気量計測には高い精成が要求ざれるためＬ
ジエ］〜ロニツクの自動小用エンジンでは、自動車用エ
ンジンの吸入管におけるス［１ツトルバルブ上流に応答
性の高いホットフィルム式エアフローメータあるいはポ
ットワイヤ式エアフローメータなどの吸入空気ａｔ　ｔ
＝ンリ“を段【ノている。この種の吸入空気量センサは
応答性が良いため、エンジンの吸気脈動の影響により定
常運転域においてもその出力は、第７図に一点鎖線で示
すように脈動している。このため、従来で【ま吸入空気
量センサの出力Ｑｓを一義的に平均処理して吸入空気量
Ｑｓ’を求めている。

また、燃料噴射制御においては、上記吸入空気ｆａＱｓ
’とエンジン回転数Ｎとから基本燃料噴射ｆｉｌＴｐを
下式から求める。

Ｔｐ＝に一Ｑｓ’／Ｎ　　　（Ｋ：定数）そして、この
基本燃料噴口・Ｉ　ｆＭ　Ｔ　ｐを水温補＋Ｌ、加速補
正、フィードバック補正４【どの各種補正係数により補
正して、実際の燃料噴射量Ｔｉを求め、これにより燃料
噴射制御を行い、空燃比のリッチ化あるいはリーン化を
抑制覆るようにしている。

また、点火１１）朋制御に際しては、上記吸入空気ｆｉ
ｔＱｓ’に基づいて求めＩ．：基本燃料噴射：ｉｌ　−
ｒ　ｏをエンジン負荷としてとらえ、この基本燃料噴射
ｆｉＴｐと、エンジン回転数Ｎとをパラメータとして点
火時期マップの領域を特定し、この領域に格納ざれてい
る点火時期を上述のような各種補正係数で補正して実際
のｃｄ火時期を決定するものが知られている。

ところで、過渡時などにＪ３いて、上記スロットルバル
ブが急開されると、その直後の．Ｆ記吸入空気吊しンＦ
すで泪測ざれる吸入空気ｆｌ　Ｑ　ｓは、気筒に供給さ
れる吸入空気量と、スロワ１へルバルブ下流側のエアチ
１・ンバ、インデークマニホルド内の圧力変動分に要Ｊ
る吸入空気量とが加（１ざれた流量、すなわら、スロッ
トルバルブを通過した空気流ｈ１が８１測されてしまう
ため、実際に気筒に吸入される空気量はそれよりもある
遅れを有している。

また、ＭＰ＋（マルチボインｌーインジエクシュ１ン）
では、インジＩクタがインテークマニホルド下流にあり
、燃料噴射時期は吸気行程前に設定されているものが一
般的であるため、吸入空気ｈ１セン４ノの出力を一６的
に平均処理して求めた吸入空気Ｆ？ｉＱｓ’に！ｊづい
て燃料噴射ｊｄを設定した場合、スロットルバルブ急開
直後の空燃比は瞬間的にリーン化し、次いで、−［記吸
入空気吊センサで５１側ざれた過大な吸入空気量（いわ
ゆる、オーバーシコート）に基づいた燃料噴射（ｌが設
定されるので、空燃比が急激にリッチ化してしまう。そ
の結果、ｌ男気ガス中のｌ−ＩＣ，Ｃｏが増加し、排気
■ミッションの悪化を招くとともに、空燃比のオーバリ
ーン、オーバリッチによって一時的にエンジンの出力の
低下をきたし、運転フィーリングが悪化リる。

一方、ス［１ツトルバルブが開状態から閉状態に変化Ｊ
る減速時などでも、同様に空燃比のリツーｆ化ヤ》リー
ン化が生じ、失火による＋Ｊｌ気エミツシ］ンの悪化を
招く問題がある。

また、上記吸入空気量センサ−の出力を一義的に平均処
理して算出した吸入空気量Ｑｓ’に基づいて求めた基本
燃料噴射間Ｔｐを制御パラメータどして点火時期制御に
用いた場合には、過渡時の点火時期が適正に制御できな
くなり、エンジン出力低下、υＩ気気気ミッション悪化
をもたらりことになる。

例えば、特開昭５８−３２３９号公報、特開昭５９−２
０００３２号公報では、！５本燃料噴射Ｌ３Ｔｐに前回
筒用した燃料哨用吊の影響をＬｙえて今回の加重１１均
値（基本燃料噴）１ωＴｐに代るもの）を求めることに
より吸入空気略センサのオーバシ１−１・分を修正Ｊる
ようにしている。

しかし、この先行技術では基本燃ｒ１噴川ＦＬ　Ｔ　ｐ
などの演紳周期Δｔが所定クランク角ごと、すなわら、
エンジン回転数Ｎに依存してレットされているので、低
回転域で・は演算周期が長くなり、吸入空気ｆｆｉエン
ジン検出した吸入空気ＦＡＱｓに対する燃料噴（ト）皐
Ｔｉの誤差が大きくなる３゜また、演ｔ）周期Δｔが艮
いと吸入空気ｆｌＱｓの検出による過渡時のトリガ信２
コ検出に際してもジグプルノイズが入力しや１くなり過
渡応答に誤りが生じ易い。

その結果、エンジン低回転時における運転性能、あるい
は、排気上ミッションの悪化を沼く不都合がある。

一方、上記演鋒周期Δｔを低回転域にマツチングさせれ
ば高回転域の燃料噴（ト）時間間隔が過度に短縮されて
しまい、噴射弁開閉の制９Ｉ不能ににす、燃斜噴射吊粘
庶の低下を招き、過渡応答時の割込み噴射などが不可能
になり運転性能、排気エミッションの悪化を１？１り不
都合が生じる。

その対策として、例えば、特開昭６１−２０１８５７号
公報には、演の周期Δｔを時間依存（時間同期）さける
ことにより、低回転域で生じる不都合を解？ｌ！ｉづる
技術が開示されでいる。

すなわら、この先行技術では、燃焼室に吸入される実吸
入空気けＱは吸入空気略センサで計測−りる吸入空気ｆ
ｆ１Ｑｓに対し一次Ｒれ系であると仮定し、加重Ｗ均を
用いて上記実吸入空気１ｕＱを→出することで時間同期
を可能としたもので、今回の実吸入空気間（吸入空気最
加車平均値）Ｑ（Ｉｎ）とした場合、この実吸入空気ｆ
ｆ１Ｑ（ｔｎ）を下式から求めでいる。

Ｑ（ｔｎ）−（１ ａ　）Ｑ　（ｔｎ−１）−＋−ａ　Ｑ　ｓ　　　−（１
）Ｑ　（ｉｎ−１）　：前回の実吸入空気間α　：加重
係数 また、上記加−１１係数αは、 τ＋Δｔ τ：時定数 で求められ、この時定数τは、 ａ　ｘ　Ｖ　Ｉｔ　　ｘ　Ｎ　Ｘ　ＲＸ　Ｔ■Ｃ：チャ
ンバ容積 ａ：定数 ｖＨ：エンジンの総１月気帛 Ｎ：エンジン回転数 Ｒ：ガス定数 Ｔ：絶り・１温１島 で求められる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、」ニ記先行技術では、（２）　、　（３）式か
ら明らかなように、（１）式に示された加重係数αは今
回のエンジン回転数Ｎに伴う時定数τのみしか考慮され
ていないため、第８図に示づように、ス【」ットル急聞
直後のエンジン回転数が上昇しない期間（１０〜ｔ１）
　ｒ４ま、図の実線で示Ｊ貞の吸入空気量（−シデルに
よって求めた燃焼室へ吸入される実際の吸入空気６髪）
に沿って、Ｊなわら、スし１ツトル聞痘変化に沿って上
記実吸入空気ｆＢＱは変化Ｊるが、その後のエンジン回
転数の上′ｉｔにス・１しては、このエンジン回転数上
昇に伴う吸入空気間の増加に対し図の工員鎖線で示すよ
うに一次Ｕれが生じてしまい真の吸入空気間との間にハ
ツチングで承り！１！的誤差が生じる。

その結末、例えばレーシング１Ｎ（無負荷状態でのエン
ジン回転数急十冒）、あるいは、１速からの発進時など
、エンジン回転数が急激に上背Ｊる場合には一時的に空
燃比がオーバリーンとなる。

また、高回転から変速り゛べくクラッチを切ってスロッ
トルバルブを戻Ｊと、エンジン回転数が急激に低下する
ため瞬間的に空燃比のオーバリッチが発生し排気エミッ
ションの悪化、エンランス１〜−ルなどをｔｎ　＜おそ
れがある。

さらに、低回転域における時定数では、吸気バルブと排
気バルブとのオーバラップ時の吸気の吹き返し、スロッ
トルバルブ開度などの影響を受けて変動するが、上記先
行技術に示された時定数τには上記吹き返しなどの影響
が書出されておらず、この時定数τに基づいて算出され
た低回転域の実吸入空気量Ｑには誤差が生じや覆い。

［発明の目的コ 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、古漬の大ぎ
なマイクロコンピュータなどを用いることなく、ス目ッ
トル開億変化、エンジン回転数変化に伴うモデルによっ
て求めた真の吸入空気ｍに対応した理論式による実吸入
空気量を正確に算出することがでさ、過渡時における空
燃比のリッヂ化、リーン化が抑制できるばかりでなく、
最適点火１１．１期を設定することができて、運転性能
、および、出力性能の向上、ＩＪＩ気１−ミッションの
改善を図ることのできるエンジンの吸入空気ｔ′？ｉｔ
？出装置Ｊよびぞの吸入空気量算出方法を提供Ｊること
を目的としている。

［課題を解決するための手段Ｊ５よび作用］（１）本発
明による］−ンジンの吸入空気！Ｉｉし）出装買は、ク
ランク角センサの出力信号からエンジン回転数をり出Ｊ
るＩンジン回転数算出手段と、吸入空気吊しンリの出力
信号からス］」ツ］・ル通過空気吊を篩用づるスロット
ル通過空気ｆｆｉ　Ｆｌ出手段と、運転状態パラメータ
に応じて修正係数をマツプから検索づる修正係数検索手
段と、上記エンジン回転数１１出−「−段’（’　Ｉ、
ｑ出したエンジン回転数とエンジンによって定まる係数
と上記修正係数検索手段で検索した修正係数とから加重
係数を算出Ｊる加重係数Ｃン出手段と、上記加重係数Ｑ
出手段で・０出した前回の加重係数と今回の加重係数と
の比に前回線用した実吸入空気量を乗算し、その値に、
上記スロットル通過空気ｈｔ　ｉ出手段で算出した今回
のスロットル通過空気６Ｎに上記加番係数惇出手段で算
出した今回の加重係数を除鋒した値を加ｎして今回の実
吸入空気量をけ出づる実吸入空気（ｄ算出手段とが設け
られているものである。

（２）本発明によるエンジンの吸入空気トＩ　Ｈ出方法
は、クランク角センナの出力信号からエンジン回転数を
算出し、また吸入空気量センサの出力信号からスロワ１
〜ル通過空気量をの出し、また運転状態パラメータに応
じて修正係数をマッシから検索し、次いで上記エンジン
回転数とエンジンによって定まる係数と上記修正係数と
から加重係数を算出し、その後、前回篩用した上記加重
係数と今回算出した上記加重係数との比に前回算出しｌ
ど実吸入空気量を乗ｎ　Ｌ、その値に、今回（′５出し
た上記スロットル通過空気吊に今回算出した一ト記加中
係数を除専した値を加（フシて今回の実吸入空気量をｑ
出するもので、望ましくは以下の式によって実吸入空気
量を算出する。

α（ｔｎ）　　　　　　　　　　　α（ｔＯ）Ｑ（［ｎ
）は今回の時刻、（ｔｎ−１）は前回の時Ｉｌｌ、Ｑは
実吸入空気量、Ｑｓはスロットル通過空気ｊ１、αは加
・ＩｊｊｌＡ数Ｃあり、この加弔係数αｔ、１以下の式
で求める。

α−ｋｖｘχ／Ｎ Ｑｋｖは］−ンジンにＪ、って定まる係数、χは修ＩＦ
係故、Ｎは］−ンジン回転数である。

［発明の実施例］ 以Ｉ；、図面を参照して本発明の詳細な説明づる。

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は」ニンジン制
ね１）系の概略図、第２図は制衛ｌ装；ｆｔの機能ブロ
ック図、４１３図は燃利噴Ｑ（ｎ’＋の紳出Ｔ順を示−
ｆ）Ｉｆ　−’ｆ−＋７−１〜、第４図（まクノンク［
ｌ−りの１丁面図、り）５図は」ｊ、（火１１．１劾の
り）出手順を示づノ［１−ブｔ−−１−１第（５図（よ
吸気状（ぶを示す概念図、第７図は吸入空気と−を示Ｊ
特性図、第８図はス１」ットル開度変化に伴うエンジン
回転数および吸入空気；ｔの変化特性図である。

（構　成） 図中の符号１はエンジン本体で、図においては水平対向
４気筒型エンジンを示す。また、このエンジン本体１の
シリンダヘッド２に形成された吸気ボー１−２　ａ　、
　ＩＪＩ気ボート２ｂにインテークマニホルド３、エキ
シースミルマニホルド４が各々連設されでおり、さらに
、−ト記シリンダヘッド２には、その発火部を燃焼室１
ａに露呈する点火プラグ５が装着されている。

また、上記インテークマニホルド３の上流側にＪアナ１
ｒンバ６を介してスｆ」ツｉ・ルヂャンバ７が連通され
、このス１コツドルチャンバ７の上流側が吸入管８を介
してエアクリーナ９に連通されている。

なお、ス（］ツＩ・ルバルブ７ａの下流側のスロットル
チレンバ７、エアチャンバ６、インテークマニホルド３
でチャンバＡが構成されている。

さらに、上記吸入管８の上記１アクリーナ９の直下流に
吸入空気量センナ（図にＪ３いては、ホットワイ１７式
：ｓ−；ノフローメータ）１０が介装され、Ｊ、た、−
ト記ス（−１ツ］〜ルＦＶ／ンバ７に設けられたスロッ
トルバルブ７ａにスロワ１−ルボジシ」ン廿ンザ１１が
連設されている。

また、−ト記インテークマニホルド３の各気筒の燃焼室
１ａに連通Ｊる各吸入ボー１−２　ａの直上流側に、イ
ンジェクタ１２が配設されている。さらに、このインテ
ークマニホルド３に形成された冷ＩＪ１水通路（図示Ｕ
ず）に冷却水温センサ１３が臨まされている。

また、十記Ｔンジン木体１のクランクシャフト１ｂにク
ランクロータ１４が固設されており、このクランクａ−
タ１／Ｉの外周に電磁ピックアップ等からイｒるクラン
ク角センサ１５がλ・１設されている。

第４図に示寸にうに、上記クランク［コータ１４の外周
には各気筒（＃１．＃２と＃３．＃４）の基準クランク
角を示づ突起１４ａと、角速度を算出づる際の４．４Ｆ
￥−魚となる突起１４ｂとが各々対称な位貿に配設され
ている。

例えば、図においては、上記突起１４ｂのセラ１〜角０
１がＢＴＤＣｌｏｏで、また、３，１．準クランク角を
示ず突起１４ａの聞き角θ２が上記突起１４ｂから１１
０”で、さらに、この突起１４ａと仙の突起１４ｂとの
間の聞き角θ３が７０°に設定されている。

上記クランク角ヒン１す１５では、上記クランク＋＋−
り１＜の各突起１４ａ、１４ｂがクランク角しンリ１５
のヘッドを通過する際の磁束変化により生じる交流電圧
を取り出して各気筒ごとの基準クランク角を検出づるだ
めの基準クランク角（Ｇ）（５弓、および、」ニンジン
回転数と角速度を検出するだめの回転角（Ｎｅ　＞信号
を出力Ｊ゛る。

さらに、上記エキゾーストマニホルド４に連通りる排気
管１６に０２セン＋ｊ１７が臨まされている。なｄ３、
符号１８は触媒コンバーターＣある。

（制御手段の回路構成） 一方、符号１９は制御手段で、この制６１１毛段１９の
ｃｐｕ　＜中央部【）処理装置＞２０．ＲＯＭ２１、Ｒ
ＡＭ２２、および、Ｉ１０インターフェース２３がパス
ライン２４を介してひいに接続されており、このＩ１０
インターフェース２３の入力ボートに上記各セン量す１
０．１１，１３．１５．１７で構成された運転状態パラ
メータ検出手段２５が接続され、また、このＩ１０イン
ターフェース２３の出カポ−Ｉ〜に、駆リノ回路２６を
介して上記インジェクタ゛１２が接続されているととｂ
に、上記点火プラグ５がディストリピユータ２フ９点火
コイル２８を介し−（接続されている。

上記ＲＯＭ２１には制御ブ臼グラム及び後ｉ！りる修正
係数マツプＭＰＸ、点火１１、へ期マツプＭｌ）ＩＧな
どの固定）−一タが記憶されており、また、上記Ｆ＜　
Ａ　Ｍ　２２には、データ処理した後の−に記＋、Ｅ転
状態パラメータ検出手段２５の各センナの出力信号が格
納されている。また、上記ＣＰＵ２０では−［記ＲＯＭ
　２１に記憶されている制御ブし１グラムに従い、上記
［＜△Ｍ２２に記憶されている各種データに基づき燃お
１噴川吊および点火時期を演免する。

（制９１１手段の機能構成） 第２図に示すように上記制御手段１９は、クランクパル
ス判別手段２９、角速Ｉｆｆ　ｕ’Ｘ出手段３０、エン
ジン回転数算出手段３１、加重係数０出手段３２、修正
係数検索手段３２ａ、ＲＯＭ２１に記憶されている修正
係数マツプＭＰＸ、スロットル通過空気吊の出手段３３
、空燃比補正係数算出手段３４、空燃比ノイードバック
補正係数設定手段３５、実吸入空気吊鈴出手段３６、Ｉ
Ｉ４本燃料燃料吊綽出手段３７、燃料噴射１４咋出手段
３８、インジェクタ駆動手段３つ、点火時開検索手段／
ＩＯ１ＲＯＭ２１に記憶され−Ｃいる点火時期マツプＭ
ＰＩＧ、点火時刻算出手段４１、タイ−・／ｆ段４２、
点火駆動手段／Ｉ　３で構成されいる。

クランクパルス判別手段２つでは、クランク角センサ１
５の出力信号が、クランクグレート１４の突起１４ａを
検出したＧ信号か突起１４ｂを検出したＮｅ信号かを判
別する。

すなわら、まず、上記クランク角センサ１５から最初に
入ノＪされる信号を基準として次に入力される信号まで
の時１：ｕ（ＴＩ）を計測し、次いで、このイ１を号を
す準とし゛（（の次に入力される信号までの肋間（■２
）を訓測する。

そして、ト記両時間を比較し王２くＴ１揚合、次に入力
される１５号はクランクロータ１４の突起１４Ｅ〕を検
出するＧ信号（７，を準クランク角を検出Ｊる信号）で
あることが予測できる。

一方、−Ｆ２〉１１場合、次に入力される信号はクラン
ク［］−タ１４の突起１４ｂを検出づるＮｅイ、−；′
Ｊ（回転角を８１測りる際のも（準信号）であることが
ｒ測できる。そして、」−記Ｇ　（ｇ号が検出された場
合、１記タイマ丁段２７へ１へリガ信号を出力づる。

角速１ｕ　ｃ′＞出手段３０では、上記クランクパルス
判別手段２９−（−判別したＮｅ信号を検出したときか
ら、次のＧ　（；１日を検出りるまでの時刻ＴＯを求め
、予めＲＯＭ　２１に記憶され（いる上記クランク１コ
ークの突起１４ｂ、ｌｌａ間の角度０２のデータからク
ランクシ（ノア１−１ｂの角速度ωを求める。

エンジン回転数（）出手段３１では、上記角速度算出手
段３０で算出した角速度ωからエンジン回転数Ｎを算出
する。

スロットル通過空気量算出手段３３では、吸入空気量セ
ンサ１０の出力波形からスロットルバルブ７ａ、および
、図示しないｌ５ＣＶ（アイドルスピードコントロール
バルブ）のバイパス通路を通過するスロットル通過空気
ｆｆ１Ｑｓを算出する。

空燃比補正係数算出手段３４では、冷ｕ１水潟センサ１
３、スロットルポジションセンサ１１の出力信号から水
温補正、加速補正に係る空燃比補正係数Ｃ０ＦＦを算出
する。

空燃比フィードバック補正係数設定手段３５では、０２
ｔ？ン１す１７の出力波形からフィードバック補正に係
る空燃比フィードバック補止係数ＫＦＢを設定する。

一方、加重係数算出手段３２では、上記エンジン回転数
算出手段３１で算出したエンジン回転数Ｎから上記吸入
空気量セン′＋１１０の加重係数αを算出する。

すなわち、上記加重係数α−は、 ＮＸ７７Ｖ　　ｘＶｌｌ　　ｘ、４ｊ　ｔＶＣ：スロッ
トルバルブ下）Ａ巳から吸気バルブ直前までのチャンバ
内容 ｌ？Ｊ（ＴｒＬ３） Ｎ：１秒当たりのエンジン回転数 （ＲＥＶ　／Ｓ［Ｃ） ηＶ　；入［１条件がスロワ１−ル下流の条件、すなわ
ら、ヂャンバ内ｎニカ （にｇ／ｌｒ＊＞、ヂＡ！ンバ内イ１，４度（°Ｋ）に
７・１りる体積効率 い：総すｌ気り竹（７１１”） ４ｔ：演り周期 Ｃ求められる。なＪ３、（４）式にＪ３いで２ＸＶＣ／
（ＮＸ７７Ｖ　ｘＶｌｌ　）　は−次Ｒれ１１．ｌＩ定
数τであり、加重係数α−ｔ、Ｌ　　α′−τ／、ｌぐ
表わされる。

上記（４）式における体積効率ηＶは通常はηＶ＝　ｃ
ｏｎｓｔ（一定）として取扱うことができるが、低く４
７□１域、１４にエンジン低回転の吸入行程（１）、イ
ンテークバルブが聞いた際に燃焼ガスがインテークマニ
ホールド３に逆流する、いわゆる、吹き返しの発生など
にＪ、り効率が低下しηｖ〈１となる。

従って、上記加重係数α′【よ、条件に応じて修正が必
要となり、修正係数χにより修正される。この修正係数
χは、例えば、スロットル開度Ｔ１−１０及びエンジン
回転ｒｉＩＮなどの−［ンジン負向パラメクから実験に
より予め求め、ＲＯＭ２１に修正係数ンツブＭＩＮＸと
して記憶されており、修正係数検索丁ＦＡ　３２　ａに
よって検索される。

ここ゛Ｃ１上記ヂ↑・ンバ内容積ＶＣ及び排気量Ｖ１１
は一定値（′あり、さらに演→周明Δしは、プログラム
及びＣＩ）　Ｕ　２０の演粋能力で決まり常に一定であ
る。従って、上記体積効率ηＶを一定と１れば、 ηｖｘｖ＋＋ｘΔし と４ることができ、上記加重係数α′を修正係数χで修
正した加重係数αは、 α−ＫＶｘχ／Ｎ　　　　　　　　　・・・（５）ぐ表
される。上記ＫＶは、予め上記ＲＯＭ　２１に一定値と
して格納される。

また、実吸入空気量Ｃ１出手段３６では、上記時定数Ｃ
）出手段３２で（）出した加重係数αと上記ス［」ツ１
ヘル通過吸入空気ｉｄ算出１段３３て−Ｃ）出したス［
１ツ１ヘル通過空気ｆ＋ｔ　Ｑ　Ｓから、現時刻にｄ３
ける燃焼室１８に吸い込まれる実際の吸入空気量、づ＜
；　；ｔ］　Ｅ）、実吸入空気ｆａＱ＜にｇ／５ｅｃ）
をＣ）出する。

Ｊ−なわら、第６図に示Ｊにうに、スロワ１〜ルバルブ
７ａ、および、図示しないｌ５ｃＶ（アイドルスピード
コント［１−ルバルブ）のエアバイパス通路を通過づる
ス［１ツトル通過空気：、’＋１Ｑ　Ｓ　　（Ｋ（Ｊ／
５ｅｃ）は、吸入空気ｆａｆｆンリ１０（゛計測される
が、この吸入空気Ｉ＋１１ン１ｊｌｏて”　Ｚ）　ｉｉ
ｌ測時刻と上記ス［」ットルバルブ７ａなどを通過りる
吸入空気の時刻とが一致Ｊるど仮定しＩＣＣ会合ｔＵｔ
→周朋Δ周期あたりの上記チャンバ△に流入ザる吸入空
気中ｉｆ！　Ｗａｔ（Ｋす＞ｉ、Ｌ。

Ｗａｔ＝ＱＳＸΔｔ　　　　　　　　　　、・（Ｇ）で
あり、一方、丁記Ｊアチャンバ６、インテークマニホル
ド３で描成りるヂＰンバＡに流入した吸入空気が各気筒
の燃焼室１ａへ時間周期あたりに吸い込まれる実吸入空
気型もｔＷａｅ（Ｋ（１）は、Ｗａｃ　＝　　Ｑ　　ｘ
　　／１　ｔ：　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　−（７）Ｃある。

方、」−記実吸入空気吊Ｑは、上記エアヂ１１ンバ６、
インテークマニホルド３で構成するヂＩｌンバＡ内の単
位１１．１間あたりの体積流量ｖａｅ（ＴｒＬ３／５ｅ
ｃ）と、このｙ〜ヤンバΔ内の空気比重εによって求め
ることがＣきる。

Ｑ　＝　Ｖａｅｘ　ε−（８） また、この体積流量ｖａｅは、 Ｖａｅ＝　Ｎ　Ｘ　７７Ｖ　Ｘ　Ｖｌｌ　ｘ　ｘ　／　
２　　　−（９）Ｎ／２　：　４　＋ナイクルエンジン
のｌ５ｅＣあたりの吸気行程数 て求めることかぐきる。

、した、空気比・Ｆεは状態方程式により、ＲＣ：空気
のガス定ｇ　（ｋｑｍ／ｋｇ”　Ｋ　）ＴＣ；チトンバ
Δ内の空気温度（°Ｋ）ＰＣ二′ｆ−１７ンバΔ内圧力
（Ｋ（１／尻）で求めることができる。

よって、上記（８）式は、 となる。

よた、上記ヂャンバＡ内の空気比重εはこのチ鷺７ンバ
Ａ内の空気小５１ＷＣ（ＫＯ）と、このｆ−＋・ンバ△
内容槓ＶＣ（ｍ”）との比で表されるため、上記（１月
式は、 ２　　　　　　　　　ＶＣ に変形ｊＪることがぐきる。

ところで、上記スロットル通過空気Ｆ３．　Ｑ　Ｓど上
記実吸入空気ｉ４ｉ　Ｑとを上記ヂＶンバＡ内の人出力
関係でとらえた場合、ある時間（ｔｎ）にお（Ｊるヂ１
７ンバ△内の空気；ｎ！１ｔＷｃ　　（ｔｎ）　ハ、％
　Ｕ）　＋’＋ｒｉ　回（ｔｎ−１）におりるヂトンバ
△内空気ｆｆ１Ｗｃ　（Ｉｎ−１）に、今回新たに流入
されるス［）ツｌ−ル通過吸入空気重（？１Ｗａｔ（ｔ
ｎ）を加し）シ、そこから、燃焼１１ａに吸込；Ｌれて
いった実吸入空気重量Ｗａｅを減筒することにより求め
ることができる。

上記燃焼室１ａに吸い込まれていく実吸入空気重量Ｗａ
ａの時刻は前回（ｔｎ−１）と今回（ｔｎ）の場合が考
えられるが、前回の実吸入空気７１．　ｆａ　ｗ　ａｅ
（ｔｎ−１）を想定してチトンバＡ内の入出力関係を差
分方程式で表わせば、 ＷＣ（ｔｎ）　−ＷＣ（ｔｎ−１）　＋Ｗａｔ（ｔｎ）
−Ｗａｅ（ｔｎ−１）−ＷＣ（ｔｎ−１）　＋Ｑｓ（Ｉ
ｎ）　ｘΔｔＱ　（ｔｎ−１）Ｘ　、６　ｔ　　−（１
３）どなる。

ところで、加重係数αは、前記（５）式のとおりＣあり
、上記（１２）式と（５）式とから実吸入空気量Ｑにつ
いて解くと、 ＷＣ＝Ｑｘα×Δｔ となり、今回の時刻におけるチレンバ内空気Φ間１ｉＶ
　Ｃ（ｔ　ｎ　）は、 ＷＣ（ｔｎ）　−〇　（ｔｎ）ｘ　ａ　（ｔｎ）ｘΔｔ
　　　　・（１４）ぐ、前回の時（＋１におけるチャン
バ内空気中５１Ｗ　Ｃ（ｔｎ−１）は、 ＷＣ（ｔｎ−１）＝　Ｑ　（ｔｎ−１）ｘ　ａ　（ｔｎ
−１）ｘ　ｌ　ｔ・・・（１５） となる。

この（１４）式、（１５）式を」上記（１３）式に代入
し、今回の０４刻における実吸入空気＆ｔＱ（ｔｎ）に
ついて解番ノ　ば　、 ・・・（１Ｇ） となる。

実験によれば、第７図、第８図に示すにうに、実吸入空
気ｉ６算出手段３６で算出した実吸入空気量Ｑは、モデ
ルにより求めた燃焼室１ａに吸入される貞の吸入空気Ｆ
ｉ）と全運転領域においてｔよぽ等しい（偵を示しＩこ
。

また、エンジン回転数の変動に応じて加重係数αが補正
されるので、エンジン回転数変動による）Ｄ従性がよく
なり、過渡時においても実吸入空気Ｃ１ｔＱ（ｔｎ）を
正確に算出することができる。このためレーシング中に
空燃比がリーン化ブることはなく、また、ハンチングに
より回転数が変動し、兵の吸入空気Ｉｎがハンチングを
起しているような場合でし、エンジン回転数に伴う補正
により空燃比が変動することは４１り、適正な燃料噴ｑ
４制御を行うことができ、また、点火時期制御にａ３い
ては、最適点火時期を設定りることができる。

そして、上記実吸入空気１出手段３６で算出した実吸入
空気１ｉＩＱ（ｔｎ）、Ａ３．Ｊ、び、上記加重係数（
）出手段３２−ＣＯ出した加重係数α（［ｎ）が記憶手
段（１λΔＭ）２２の所定アドレスに順次格納される。

また、基本燃料噴射量算出手段３７では、上記実吸入空
気１ｄ鈴出手段３６で算出した実吸入空気ｍ　Ｑ　（ｔ
ｎ）と、そのときの上記エンジン回転数算出１段３１−
（−８２出したエンジン回転数Ｎ　（ｔｎ）から基本燃
料噴用ｆＮ　Ｔ　ｐを算出する。すなわち、基本燃斜噴
ｑ・１吊ｖｐは、 Ｔｐ　＝ＫＸＱ（ｔｎ）／Ｎ（ｔｎ）　　　　（Ｋ　：
定ａ）で求められる。

燃焼噴射ｆ’５Ｈ算出手段３８では、上記入４本燃料噴
射ｆｆ１Ｆ％出手段３７で算出したＪ６本本燃斜噴則品
Ｔｐを上記空燃比補ｉ′ｒ’、係数算出手段３４でＱ出
した空燃比補正係数ＣＯ［：Ｆと、空燃比フィードバッ
ク補正係数０出手段３５で算出した空燃比フィードバッ
ク補正係数ＫＦＢで補正して実際の燃利噴ＩＪ吊Ｔを算
出りる。Ｊなわｌ）、この燃お１噴ｑ・１量Ｔｉは、Ｔ
ｉ　＝Ｔｐ　ｘｃＯ［ｒｘＫＦｅ で求めることかて゛ぎる。

そして、この燃利噴射皐ｃ１出手段３８での出した燃利
噴躬トｉ％　’ｌ”　ｉがインジェクタ駆動手段３つを
介してインジェクタ１２へ出力される。

Ｓ：、（火時朋検索ｆ段４０“（・は、−［記阜本燃ね
噴ＣＤφわ出手段３７でｔ）出した３、を木燃籾噴θ＝
１１’ｉ！丁ｐと上記■ンジン回転教紳出手段３１でｔ
′＞出したエンジン回転数Ｎをパラメータとして、点火
［１，目ｉｌｌマツプＭ「）［Ｇの運転領域を特定し、
この１！！定した運転領域に記憶され′Ｃいる点火１１
．ケ朋（点火角度）Ｏ８ｐｋを検索りる。

点火１１、−刻算出手段４１′Ｃ−は、−り記角速庶算
出手段３０−（”　Ｃ？出した角速度ωと上記点火時期
検索手段／′ＩＯで検索した点火時期θｓｐｋとに４ｔ
づき点４火時刻丁ｓｐｋを、 Ｔｓｐｋ　＝　０ｓｐｋ　／ω で求める。

この点火時刻−ｒｓｐｋは、上記クランクパルス判別手
段２９から出力されるＧ信号（クランクプレー　１−１
４の基準クランク角、例えばＢＴＤＣ８０°を示り突起
ｉ　４　ａを検出したイハＳ″ｉ）を基準に設定される
。

タイマ手段４２では、上記クランクパルス判別１段２９
から出力されたＧ信号をトリガ信号として、Ｆ記点火１
．１刻算出手段４１で幹出した点火時劾王ｓｐｋのｉｔ
　ｎ、’ｒを開始し、ｙ（、；火時刻１−ｓｐｋに達し
た場合、点火」イル２８へ点火信号ｓｐｋを出力する。

上記点火時刻−「ｓｐｋは、上記実吸入空気吊線用手段
３６ｒＣτ（出した実吸入空気量Ｑ（ｔｌｌ）にＬ！づ
いて設定された基本燃料噴（ト）量′［ｐを負荷バラメ
ークとして取り入れているので、過渡時に対りる追従性
がよく、定常運転はもちろん過渡時において６最適点火
１１．１期を設定づることができる。

（動　ｆｌ） 次に、実施例の動作について第３図、第５図のノ［１−
チｐ　−１−に従って説明りる。

（燃ｔ；１噴１１ＪＪ品制御） 第３図に承りように、まり“、ステップ５ＩＯＩ、　５
１０２において現計、）刻のエンジン回転数Ｎ　（ｔｎ
）、ス【−１ットル通過空気吊Ｑ　５（ｔｎ）をクラン
ク角センリ１５の出力信号、おＪ、び、吸入空気量セン
サ１０の出力信号から算出りる。

次いで、ステップ５１０３Ｃは、幌正係数検索手段３２
ａにて、スロワ１〜ルポジシコンゼン１ノ１１から１［
１られるス１１ツ１ヘル聞度Ｔ　Ｉ−１０と上記エンジ
ン回転数Ｎ　（ｔｎ）どをパラメータとして、ＲＯＭ２
１に格納された修正係数マッシＭ１つＸから修正係数χ
を検索づる。

ステップ５１０４では、上記ステップ５１０１で算出し
たエンジン回転数Ｎ　（ｔｎ）と、上記ステップ５１０
３で検索した修正係数χに基づいて加重係数α（ｔｎ）
を算出づ−る。このα（ｔｎ）は現時刻の加重係数で＋
’＋ｒｉ記（５）式にて求められるものであり、上記Ｒ
ＯＭ２１から一定値ＫＶを読み出すことにより、上記エ
ンジン回転数Ｎ（ｔｎ）及び上記修正係数χとから算出
される。

その後、ステップ５１０５にて、前回のルーチンにＪ５
いて算出した加重係数α（ｔｎ−１）と、上記ステップ
５１０４で算出した加重係数α（［ｎ）との比実吸入空
気ｆｆ１Ｑ（ｔｌｌ−１）を重いし、その値α　（しｎ
） Ｓ１０２で算出したスロットル通過空気ｆｆ１Ｑｓ　Ｄ
ｎｌに上記ステップ５１０４で算出したカド■係数α（
［ｎ）を除算した伯 気ｆｆｉ　Ｑ　（ｔｎ）を線用する（（１６１式参照）
。

なお、プログラムが初回のときには、前回の加重係数α
（ｔｎ−１）、前回の実吸入空気量Ｑ　（ｔｎ−１）の
データがないので・、上記ステップ５１０４からステッ
プ５１０６ヘジ１／ンブし、上記ステップ５１０２．５
１０４で０出したスロットル通過空気量Ｑｓ（ｔｎ）　
、力１目ｎ係数ｃｚ（ｔｎ）を前回の吸入空気ｆｔＱ（
Ｌｎ−１）、ｆ）ず１回の加重係数ａ　（ｔｎ−１）と
して記憶手段（ＲＡＭ）２２に格納してルー升ンから外
れる。

一方、プログラムが２回目以陪の場合、上記ステップ５
１０５からステップ８１０６へ進み上ｊｆｆｌ同様、今
回のデータＱ　（ｔｎ）、ａ　（ｔｎ）を前回のデータ
Ｑ　（ｔｎ−１）、ａ　（ｔｎ−１）とじでト記記憶丁
段（ＲＡＭ）２２に格納する。

そして、ステップ５１０７で、上記ステップ５１０１で
求めたエンジン回転数Ｎ　（ｔｎ）と上記ステップ５１
０４で求めた実吸入空気量Ｑ（ｔ［ｌ）から基本燃利噴
剣１ｎＴ　ｐを求める（Ｔｐ　＝ＫＸＱ（しｎ）／Ｎ（
ｔｎ））。

ところで、エンジン始動後、上記ステップ５１０５で求
めた、実吸入空気ｉ＋１（’：）（ｔｎ）が真の実吸入
空気量として収束Ｊ−るためには、所定回数、−Ｆ記（
１６）式の演浄を繰り返り必要があり（時間にすれば微
小１１．１間）、この間は、平行して上述のスロツ１〜
ル通過空気ｆ？ｉＱｓの単純平均値を求め、この単純平
均値をＱ（ｔｎ）に代用して上記基本燃料噴射♀王りを
求める。

また、］−ンジン始ｆＩＩ後、上記ステップ５１０５に
おける上記（１６）式の演０が所定回数繰り返された後
は、上記ステップ５１０５で求めた、実吸入空気量Ｑ（
ｔｎ）を用いて阜木燃料噴Ｑ−Ｊ　ｆｌ　Ｔ　ｌ）をｃ
１出する。

エンジン始動後、上記ステップ５１０５で求めた実吸入
空気量Ｑ　（ｔｎ）を用いて基本燃料噴射；ｒＩ　Ｔ　
Ｏを求めるようになるまでの間は、微小時間であるため
、エンジン始動後直らに巾を発進づることはないのでス
ロワ１〜ル通過空気ｆｆ１Ｑｓの単純平均を代用し−Ｃ
も問題４にい。

その後、ステップ５１０８−ｒＧｔ、スロワ１〜ルボジ
シ１ン１２ンサ１１．冷却水温ゼンサ１３の出力信号５
・らけ出した空燃比補正係数ＣＯＦ　Ｆと、０２ｔンサ
１７の出力信号から算出した空燃比フィードバラ／１ｉ
ｆｌｉ’Ｔ係ｖｉＫ４ＢニＴ、ｋ　記憶−ｒ　ツ７’　
５１０７テｎ　出力１、：１゜を本燃料哨射ｆｉｌ　Ｔ
　ｐを補正して実際の燃料噴射ｆｆ１Ｔｉを算出すル（
Ｔｉ　＝Ｔｐ　ｘＣＯＥｔ’ＸＫＦＢ）。

（点火時期制御２１１） 第５図に承りように、まず、ステップ３１１１．５１１
２で現時刻の角速度ω、Ｊ３Ｊ、び、この角速度ωに基
づく」ンジン回転数Ｎ　（Ｉｎ）をクランク角センサ１
５の出力信６（０信′；３．Ｎｃ（５弓）から算出・Ｊ
ろ。

次いで、ステップ５１１３で阜木燃石噴則量Ｔｐを読込
・ツメ、ステップ５１１４で、上記ステップ５１１２．
５１１３Ｔ：設定した」ンジン回転数Ｎ　（ｉｎ）、見
本燃料噴Ｃ）１串王ｐをパラメータどして１４定した点
火０″を明マツプＭト）ＩＧの領域に記憶されでいる点
火ｆ１．ｔ　Ｉυｊθｓｐｋを検索りる。

その後、ステップ５１１５で、上記ステップ５１１１で
（コ出１）た角速ｌαωと、−ト記ステップＳ　１１４
　Ｃ検索した点火簡明０ｓｐｋにＸ：Ｌづき、１−記り
ランク角センリ１５の３．＜　ｔ（）、クランク角を検
出りる０信号が出力されたどきを基準と１１−る点火時
刻Ｔｓｐｋを０出Ｊる（　１　ｓｒ＋に一θｓｐｋ、／
ω）。

そして、ステップ５１１６で、１−記点火時刻Ｔ　ｓｐ
ｋがタイ、７１段４２にｌ！ツトされ、上記Ｇ信号をト
リガ信号として旧時が開始され、セットされた点火時シ
１ＩＴｓｐｋに達すると点火駆動手段／Ｉ３を介しＣ貞
火二１イル２８へ烈火信号ｓｐｋを出力し、点火」イル
２８の一次杏線が遮断され、ディス１〜リビ１−夕２７
により所定の気筒の点火プラグ５を点火７る。

この場合にａ３いても、上記修正係数χで補正した加重
係数αを用いて実吸入空気量Ｑ（ｔｎ）をい出し、この
実吸入空気ｆｆ１Ｑ（ｔｎ）から求めたＬ（本燃料ＩＩ
（３１，ＩＩ吊Ｔ　＋＋を０イ＋ｉｌパラメータどして
取り入れて、点大時期θｓｐｋを求めているので、最適
’Ｊ点火＋＋、′Ｊ明を設定づることができる。

なお、口の実施例では、上記修正係数χを、スロワ１〜
ル聞＋ｕ　−ｒ　＋１０とエンジン回転数Ｎとをパラメ
ータとしたマツプＭＰＸより求めるように説明したが、
実吸入空気ｆＨＱ（Ｌｎ）とエンジン回転数Ｎ（ｔｎ）
どをパラメータとして実験などから求めた修正係数χを
ＲＯＭ　２１にマツプとして格納し、この修正係数χを
その時の実吸入空気量Ｑ　（Ｉｎ）とエンジン回転数Ｎ
　（ｔｎ）とをパラメータとして読み出しても良い。

さらに、本発明ににる点火時期制御では時間制り１１式
の点火時期制御について説明したが、角度制御式の点火
時期制御にも本発明を採用できることはいうまでもなく
、また、マルチポイントインジ１クシフンタイプのエン
ジンのみならず、スロットル］・流噴射のシングルボイ
ントインジｆクシ］ンタイプのエンジンにも本発明を適
用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、エンジン回転数紳
出ｆ段Ｃｇ出した１２９２回転数とエンジンによって定
５Ｌる係数、及びこの係数をエンジン（１Ｒパラメータ
によつＵｌ正υる修正係数とからＩｌｌレト係数を算出
し、その後、前回算出した」ニ記加（ｎ係数と今回算出
しｌこ上記加重係数どの比に前回Ｃ）出した実吸入空気
量を東ε）し、その伯に、今回い出した一ト記憶［１ッ
トル通過空気ｔｎに今回算出した」−記加千係数を除Ｃ
）シた賄を加（ｉして今回の実吸入空気ｉ’ｉｉを算出
するようにしたので、古酒の大きなマイクロコンピュー
タなどを用いることなく、スロットル間団変化、エンジ
ン回転改変（Ｅ、に伴う真の吸入空気量に対応した実吸
入空気量を正確に算出づることかでき、過渡時にＪ３け
る空燃比のリッチ化、リーン化が抑制できるばかりでな
く、最適点火時期を設定することができて、運転性能、
Ｊ３よび、出力性能の向上、排気エミッシヨンの改善が
図れるなど優れた効果が秦される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はエンジン制御
系の概略図、第２図は制御装置の機能ブロック図、第３
図は燃料噴＃ｌ）ｌ吊の算出手順を示すフローブヤート
、第４図はクランク［１−タの正面図、第５図は点火時
刻の算出手順を示ず）し］−ヂ【・−ト、第６図は吸気
状態を示ｉｔ概念図、第７図（よ吸入空気量を示す特性
図、第８図はス１］ットル開度変化に伴う王ンジン回転
数および吸入空気ωの変化特性図である。 １０・・・吸入空気量センサ、 １５・・・クランク角センサ、 ３１・・・エンジン回転数算出手段、 ３２・・・加重係数い山手段、 ３２ａ・・・修正係数検索手段、 ３３・・・ス目ツｌ−ル通過空気）１００出手段、３６
・・・実吸入空気昂線用手段、 Ｎ・・・Ｊ−ンジン回転数、ＭＰｘ・・・修正係数、′
・・ｊブ。 Ｑ　（ｔｎ）・・・今回（）出の実吸入空気量、Ｑ　（
ｔｎ−１）・・・前回算出の実吸入空気量、Ｑδ・・・
ス［１ツ１〜ル通過空気吊、Ｑ　５（ｔｎ）・・・今回
算出のス「１ツ１〜ル通過空気ｆｌ’ｌ、χ・・・修ｉ
［係数、 α・・・加重係数、 α（【ｎ）・・・今回算出の加重係数、α（ｔｎ−ｉ）
・・・１１１１同εン出の加重係数。 代理人　　ブ１理−１１ノ１　　枠　　　）１１　　に
第３図 第４図 ＤＣ 第５図 第６図 第８図 μ中加速 時閏 手続ネ市正−Ｊ）（自発） 場。 昭和６３年１０月２１日 待湾庁長官 文毅殿 １、手性の表示 昭和６３年１Ｊｊ八′［願第１５９７６０号２、発明の
名称 エンジンの吸入空気早紳出装買および吸入空気量算出方
法発明の詳細な説明の第２４頁第１行目と第２行目の間
に次のを挿入します。 ［なお、上記ヂャンバ内容積Ｖｃの小さいエンジンにお
いて、エンジン高回転数域で加重係数（加重平均割合）
αが小さくなり過き′る場合には、この加重係数αに■
限すミッタを設定するにうにしてもよい。］ ３、補正をづる名 事件との関係

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランク角センサの出力信号からエンジン回転数
   を算出するエンジン回転数算出手段と、吸入空気量セン
   サの出力信号からスロットル通過空気量を算出するスロ
   ットル通過空気量算出手段と、 運転状態パラメータに応じて修正係数をマップから検索
   する修正係数検索手段と、 上記エンジン回転数算出手段で算出したエンジン回転数
   とエンジンによって定まる係数と上記修正係数検索手段
   で検索した修正係数とから加重係数を算出する加重係数
   算出手段と、 上記加重係数算出手段で算出した前回の加重係数と今回
   の加重係数との比に前回算出した実吸入空気量を乗算し
   、その値に、上記スロットル通過空気量算出手段で算出
   した今回のスロットル通過空気量に上記加重係数算出手
   段で算出した今回の加重係数を除算した値を加算して今
   回の実吸入空気量を算出する実吸入空気量算出手段とが
   設けられていることを特徴とするエンジンの吸入空気量
   算出装置。
2. （２）クランク角センサの出力信号からエンジン回転数
   を算出し、 また吸入空気量センサの出力信号からスロットル通過空
   気量を算出し、 また運転状態パラメータに応じて修正係数をマップから
   検索し、 次いで上記エンジン回転数とエンジンによって定まる係
   数と上記修正係数とから加重係数を算出し、 その後、前回算出した上記加重係数と今回算出した上記
   加重係数との比に前回算出した実吸入空気量を乗算し、
   その値に、今回算出した上記スロットル通過空気量に今
   回算出した上記加重係数を除算した値を加算して今回の
   実吸入空気量を算出することを特徴とするエンジンの吸
   入空気量算出方法。
3. （３）実吸入空気量は Ｑ（ｔｎ）＝α（ｔｎ−１）−１／α（ｔｎ）Ｑ（ｔｎ
   −１）＋１／α（ｔｎ）Ｑｓ（ｔｎ）ここで、（ｔｎ）
   は今回の時刻、（ｔｎ−１）は前回の時刻、Ｑは実吸入
   空気量、Ｑｓはスロットル通過空気量、αは加重係数で
   あり、この加重係数αは α＝ｋｖ×ｘ／Ｎ ｘは修正係数、Ｎはエンジン回転数、Ｋｖは演算周期お
   よびエンジンによって定まる係数から算出することを特
   徴とする前記請求項２記載のエンジンの吸入空気量算出
   方法。