(57)【要約】【課題】エアフローセンサは応答遅れにより脈動時に発生する誤差を補正して吸入空気量を精度良く演算できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エアフローセンサの出力値に基づいて吸入空気量を演算する内燃機関の制御装置は、吸入空気量の脈動振幅量および平均空気量から脈動振幅比を演算する脈動振幅比演算手段１１２と、機関の回転数に起因する脈動周波数を演算する脈動周波数演算手段１１０と、を備え、脈動振幅比演算手段と脈動周波数演算手段とを用いて脈動誤差を算出する脈動誤差算出手段１１３を備え、脈動誤差算出手段で算出した脈動誤差補正量に基づいて吸入空気量を補正する。脈動誤差補正手段は、脈動振幅比演算手段および脈動周波数演算手段からなる脈動補正マップを備えている。【選択図】図１２
2014020212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアフローセンサの出力値に基づいて吸入空気量を演算する吸入空気量演算手段を備える内燃機関の制御装置であって、
吸入空気量の脈動振幅量および平均空気量から脈動振幅比を演算する脈動振幅比演算手段と、機関の回転数に起因する脈動周波数を演算する脈動周波数演算手段と、を備え、
前記脈動振幅比演算手段と前記脈動周波数演算手段とを用いて脈動誤差を算出する脈動誤差算出手段を備え、前記脈動誤差算出手段で算出した脈動誤差補正量に基づいて前記吸入空気量を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記脈動誤差算出手段は、前記脈動振幅比演算手段および前記脈動周波数演算手段からなる脈動誤差補正マップを備えていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記脈動誤差補正マップは、逆流が発生しない脈動振幅比の範囲内では、脈動誤差の補正量を逆流発生時の補正量よりも小さく設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記吸入空気量の脈動振幅量は、前記エアフローセンサの出力が有する周波数特性により減衰した量を補正して求めることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフローセンサを備えた内燃機関の制御装置に係り、特に、測定する空気に脈動が生じた場合においても正確な吸入空気量を得ることができる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両の燃費や排気の規制が強化されつつあり、そのような規制は今後も益々強くなる傾向にある。吸入空気量は燃料噴射量演算に使用されるパラメータであり、今後より一層厳しくなる規制に対応するためには、高精度な吸入空気量検出が必須である。エアフローセンサの出力結果は燃費・排気性能を左右するため、エアフローセンサの吸入空気量検出精度を上げるための技術開発が盛んに行われている。
【０００３】
吸入空気量を計測できるエアフローセンサとして現在多く使用されているものは熱線式エアフローセンサであり、このエアフローセンサの検出信号としては発熱抵抗体からの信号に基づいて空気量に応じて電圧値を変える電圧信号や、空気量に応じて出力パルスの周期を変える周波数信号が使われることが多い。
【０００４】
ところで、多気筒内燃機関においてはピストンの往復運動により吸気管に吸気脈動が発生するため、定常状態においても熱線式エアフローセンサの検出信号も機関回転数と吸気脈動に同期した変動が発生する。
【０００５】
特に、スロットル弁の上流に配置される熱線式エアフローセンサは、スロットル弁が全開側に操作されると吸気脈動の影響を受けやすくなり、検出信号を平滑化しても真の空気量に対して誤差を生じることが知られている。この吸気脈動により生じる誤差のことを脈動誤差という。このため、特開２００１−５００９０（特許文献１）にあるように吸気脈動に対して空気量の補正を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５００９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の吸入空気量を補正する方法は、吸気の脈動振幅比を算出する場合に、吸気管圧力、スロットル弁の操作量、あるいは機関回転数に基づいて補正量を演算する方法である。
【０００８】
ここで、熱線式エアフローセンサは、測定対象である吸入空気流の中に配置された発熱抵抗体に流れる電流値は吸入空気量が多い時に増加し、逆に吸入空気量が少ない時に減少するようにブリッジ回路が構成されており、発熱抵抗体に流れる電流により空気量信号として電圧信号、或いは電圧−周波数変換により得られた周波数信号が取り出されるものである。
【０００９】
熱線式エアフローセンサは発熱抵抗体の熱収支を利用しているため、吸気脈動の影響を受けた場合に脈動の大きさや周波数によって検出精度へ影響を及ぼし、特に熱線式エアフローセンサの出力としては高周波数領域ほど応答遅れが生じる周波数応答特性を持っている。よって、出力特性が非線形特性を持つ場合には検出される出力平均値と真の空気量平均値が一致しなくなり誤差が生じるようになる。また、この誤差は大脈動、高周波数ほど大きくなる傾向にある。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、エアフローセンサの応答遅れにより脈動時に発生する誤差を補正して吸入空気量を精度良く演算できる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成すべく、本発明に係る内燃機関の制御装置は、エアフローセンサの出力値に基づいて吸入空気量を演算する吸入空気量演算手段を備える内燃機関の制御装置であって、吸入空気量の脈動振幅量および平均空気量から脈動振幅比を演算する脈動振幅比演算手段と、機関の回転数に起因する脈動周波数を演算する脈動周波数演算手段と、を備え、前記脈動振幅比演算手段と前記脈動周波数演算手段とを用いて脈動誤差を算出する脈動誤差算出手段を備え、前記脈動誤差算出手段で算出した脈動誤差補正量に基づいて前記吸入空気量を補正することを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明の特徴は、機関回転数から脈動周波数を求めるとともに脈動周波数から熱線式エアフローセンサの周波数応答を補正する周波数応答補正量を求め、周波数応答補正量とエアフローセンサ出力値とから脈動振幅比を求め、脈動周波数と脈動振幅比とから構成される脈動誤差補正マップにより最終的な空気量を求めるようにエアフローセンサ出力値を補正する、ところにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広い回転領域に亘って吸気脈動の影響を考慮して空気量を求めることができるので、吸気脈動の大きさや周波数変化に関わらず吸入空気量を精度良く演算するため、脈動誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の実施例が適用される内燃機関の全体構成を概略的に示した全体構成図。
【図２】ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）の全体構成図。
【図３】従来の燃料噴射パルス幅演算方法を示すブロック図。
【図４】エアフローセンサの電圧と空気量の関係を示すチャート。
【図５】エアフローセンサの周波数応答（低周波数）を示すチャート。
【図６】エアフローセンサの周波数応答（高周波数）を示すチャート。
【図７】エアフローセンサの周波数特性の減衰を示すチャート。
【図８】電圧信号の減衰が平均空気量に与える影響を示すチャート。
【図９】エアフローセンサの周波数応答（小脈動）を示すチャート。
【図１０】エアフローセンサの周波数応答（大脈動）を示すチャート。
【図１１】周波数違いによる脈動誤差の傾向を示すチャート。
【図１２】脈動誤差算出演算による吸入空気量演算を示すブロック図。
【図１３】脈動補正マップ図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施例が適用される内燃機関の全体構成を概略的に示したものである。
【００１６】
図１で示す内燃機関１０は、例えば４つの気筒を備えた火花点火式の多気筒エンジンであって、シリンダヘッド２９ａ及びシリンダブロック２９ｂからなるシリンダ２９と、このシリンダ２９の各気筒内に摺動自在に嵌挿されたピストン２７と、を備え、ピストン２７は、コンロッド２８を介してクランク軸（図示せず）に連結されている。また、ピストン２７の上方には、所定形状の天井部を有する燃焼室２６が画成され、各気筒の燃焼室２６には、点火コイル２０から高電圧化された点火信号が供給される点火プラグ１９が臨設されている。
【００１７】
また、燃焼室２６は、エアクリーナ１１、スロットルバルブ１３、コレクタ１６、吸気マニホールド１７、吸気ポート１８等を備えた吸気通路１５と連通しており、燃料の燃焼に必要な空気は、この吸気通路１５を通り、当該吸気通路１５の下流端である吸気ポート１８の端部に配在された吸気カム軸２２により開閉駆動される吸気バルブ３０を介して、各気筒の燃焼室２６に吸入されるようになっている。また、吸気通路１５の吸気マニホールド１７には、吸気ポート１８へ向けて燃料を噴射するインジェクタ２１が各気筒毎に臨設されている。
【００１８】
また、吸気通路１５のエアクリーナ１１の下流には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１２が配設されている。吸気通路１５を介して吸入された空気とインジェクタ２１から噴射された燃料との混合気は、吸気バルブ３０を介して燃焼室２６へ吸入され、点火コイル２０に接続された点火プラグ１９による火花点火によって燃焼される。そして、燃焼室２６での燃焼後の排気ガスは、排気カム軸２３により開閉駆動される排気バルブ３１を介して燃焼室２６から排気され、排気ポートや排気マニホールド、排気管等（不図示）を備えた排気通路３２を通って外部の大気中へ排出されるようになっている。
【００１９】
さらに、排気通路３２の下流側には、アルミナやセリアなどの担体に白金やパラジウムなどを塗布した排気ガス浄化用の三元触媒３５が配設されており、この触媒３５の上流側には、触媒前空燃比に対して線形の出力特性を有するリニア空燃比センサ３３が配設され、触媒３５の下流側には、触媒後空燃比がストイキ（理論空燃比）よりもリッチ側かリーン側かを識別するためのスイッチング信号を出力するＯ２センサ３４が配設されている。
【００２０】
また、内燃機関１０の各気筒に対して配備されたインジェクタ２１は、燃料タンク３６と接続されており、燃料タンク３６の内部の燃料は、燃料ポンプ３７や燃圧レギュレータ３８等を備えた燃料供給機構により所定燃圧に調圧されてインジェクタ２１に供給されるようになっている。所定燃圧の燃料が供給されたインジェクタ２１は、ＥＣＵ１００から供給されるエンジン負荷等の運転状態に応じたデューティ（パルス幅：開弁時間に相当する）を有する燃料噴射パルス信号によって開弁駆動され、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート１８に向けて噴射するようになっている。
【００２１】
なお、ＥＣＵ１００は、内燃機関１０の種々の制御、例えばインジェクタ２１による燃料噴射制御（空燃比制御）、点火プラグ１９による点火時期制御等を行なうためのマイクロコンピュータを内蔵している。
【００２２】
図２はＥＣＵ１００の全体構成を示したものである。ＥＣＵ１００は、電源ＩＣ１０１とＬＳＩ１０２とから構成されており、ＬＳＩ１０２のＲＥＳＥＴ端子は、電源ＩＣ１０１で制御されるＲＥＳＥＴ信号が送信可能なように、電源ＩＣ１０１に接続されている。
【００２３】
また、ＥＣＵ１００には内燃機関の制御に必要なセンサ類、例えば機関回転数を検出するためのクランク角センサ２５、内燃機関１０の冷却水温度を検出するための水温センサ４０、スロットル弁開度を検出するスロットルセンサ１４、排気ガス中の酸素濃度を検出するための空燃比センサ３３、スタータスイッチ４１、エアフローセンサ１２等の信号が入力されている。
【００２４】
これらのセンサからの検出信号はＥＣＵ１００内のＬＳＩ（入力処理回路）１０２に入力され、アナログ入力としてＡ／Ｄ変換器により検出されるものと、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗレベルで検出されるものとに分かれて処理される。
【００２５】
ＣＰＵ１０３ではＣＰＵ内に格納されているプログラムによって、所定のデジタル演算処理を実行して、この演算結果から内燃機関の制御に必要な各種アクチュエータの制御信号を出力し、ＬＳＩ（入力処理回路）１０２の出力回路を介して各種アクチュエータを制御する機能を有している。
【００２６】
例えば、内燃機関１０の各インジェクタ２１には熱線式エアフローセンサ１２の検出信号から計測される質量流量と、クランク角センサ２５から計測される内燃機関１０の回転数、および水温センサ４０から検出される水温を含む各補正量、空燃比センサ３３によって検出される空燃比状態に応じた補正量が付加されて燃料噴射量が演算されて、最終的にはインジェクタ２１に駆動パルス幅として出力する。同様に内燃機関の燃焼に必要な点火コイル２０への通電タイミングを制御する点火信号、スロットル弁開度を制御する電制スロットル１３への信号などである。
【００２７】
次に、熱線式エアフローセンサ１２の概要について説明する。熱線式エアフローセンサ１２は測定対象である空気流の中に配置された発熱抵抗体を主要な構成要素とし、発熱抵抗体に流れる電流値は吸入空気量が多い時に増加し、逆に吸入空気量が少ない時には減少するようにブリッジ回路が構成されており、発熱抵抗体に流れる電流により空気量を電圧信号として取り出すものである。尚、空気量に対応した電圧信号は電圧値として出力されるほか、電圧−周波数変換回路によって変換することにより周波数信号に変換されて出力されるものもある。
【００２８】
図３は従来の方法による熱線式エアフローセンサ１２の出力信号に基づいて空気量を求める演算方法を示しており、この演算はＥＣＵ１００の内部処理で実行されるものである。例えばＡ／Ｄ変換器１０４の分解能を１０ビット、ＣＰＵ１０３が認識する１ビット当たりの電圧を５ｍＶ相当とすると、１．０ＶをＡ／Ｄ変換するとデジタル値は２００となる。
【００２９】
電圧情報Ｖａは空気量変換テーブル１０５に与えられ、空気量変換テーブル１０５は電圧情報Ｖａに対応して予め記憶された空気量を有しており、検索補間演算されて、検出空気量に変換される。以下、検出空気量はこの空気量変換テーブル１０５で変換された空気量を示すものとして説明する。
【００３０】
また、図示しないが電圧−周波数変換された周波数信号として入力される場合は、信号の周期をＣＰＵ１０３のポート入力で計測することによって、周期または周期から周波数に変換された値が入力となり、空気量変換テーブル１０５は周期または周波数に応じて予め記憶された値から検索補間演算されて検出空気量に変換される。空気量変換テーブル１０５で得られた空気量信号Ｑは、その後に高周波成分ノイズの除去を目的としたデジタルフィルタ処理１０６を実行されて検出空気量Ｑｃを演算する。
【００３１】
燃料噴射パルス幅演算１０７では検出空気量Ｑｃを別途クランク角センサ２５の信号から演算した内燃機関の回転数１１５で除算し、シリンダに吸入される空気量相当にすると共に、各補正演算をおこなったあと燃料を噴射する時間Ｔｏｕｔが演算され、インジェクタ２１にて燃料を内燃機関１０に供給するように動作する。
【００３２】
図４は、一般的な熱線式エアフローセンサ１２の吸入空気量と出力信号の関係を示したものであり、吸入空気量が少ないと出力する信号の電圧は低く、吸入空気量が多いと出力する信号の電圧は高くなる非線形関係にある特性曲線である。非線形性特性とするのは、発熱抵抗体からの検出信号を空気量に変換する際に空気量Ｑは、主としてキングの式と呼ばれる次の式が採用されているためである。
Ｉｈ・Ｒｈ＝（α＋β・√Ｑ）・（Ｔｈ−Ｔａ）
【００３３】
ここで、Ｉｈは発熱抵抗体の電流値、Ｒｈは発熱抵抗の抵抗値、Ｔｈは発熱抵抗の表面温度、Ｔａは空気の温度、Ｑは空気量、α、βは発熱抵抗の仕様で決まる定数である。
【００３４】
一般的には、（Ｔｈ−Ｔａ）が一定となるように発熱抵抗の電流値Ｉｈを制御するので、空気量は抵抗器の電圧降下により電圧値Ｖに変換して検出するが、結果として電圧値Ｖは４次関数式になる。このため、空気量へ変換する場合に４次曲線の曲率すなわち出力と空気量との関係が非線形になる。
【００３５】
尚、特性曲線については内燃機関の要求空気量に合わせて熱線式エアフローセンサ１２の出力を設定するため、周波数と空気量あるいは電圧と空気量との関係が逆の特性の場合や、或いは線形関係のケースもあるが、演算処理については変換テーブル１０５が変わるだけである。
【００３６】
図５、図６および図７を用いて、熱線式エアフローセンサ１２の周波数特性を説明する。熱線式エアフローセンサ１２は発熱抵抗体の熱収支を利用しているため、実際の空気量の変化に対して遅れが生じる。この遅れのことを応答遅れという。図５は脈動周波数が低いときの実際の空気量の変化と熱線式エアフローセンサ１２の出力値を示している。周波数が低いときは熱線式エアフローセンサ１２の出力は実際の空気量の変化にほとんど遅れることなく追従できる。
【００３７】
一方、図６のように周波数が高くなると、熱線式エアフローセンサ１２の出力は実際の空気量の変化を追従できなくなり、減衰してしまう。この現象は周波数が高くなるほど顕著となり、その様子を示したものが図７である。図７は熱線式エアフローセンサ１２の周波数特性を示したもので、横軸が周波数、縦軸がゲイン(ｄＢ)である。ゲイン＝０ｄＢのときは減衰なし、ゲインがマイナスになるほど波形が減衰していくことを示している。
【００３８】
以上より、熱線式エアフローセンサ１２は高周波数ほど波形が減衰することが分かる。ここで、波形が減衰した際の空気量への影響について図８を用いて説明する。図８は電圧と空気量の関係を示している。実際の空気量の脈動振幅を（Ａ）、そのときの空気量を電圧に変換したときの電圧の振幅を（Ｂ）としたとき、熱線式エアフローセンサ１２の周波数特性により電圧の振幅（Ｂ）が減衰すると（Ｃ）となり、その電圧を空気量に変換したときの空気量の振幅は（Ｄ）となる。
【００３９】
実際の空気量の脈動は（Ａ）であるため、そのときの平均空気量はＱＡであるが、熱線式エアフローセンサ１２の周波数応答遅れにより減衰した波形を空気量に変換するとＱＤとなり、実際の空気量に対して（ＱＡ−ＱＤ）だけマイナス誤差となる。熱線式エアフローセンサ１２の周波数特性上、周波数が高くなるほど波形の減衰が大きくなるため、マイナス誤差は大きくなる。
【００４０】
また、熱線式エアフローセンサ１２は高周波数のときだけではなく、脈動が大きいときほどマイナス誤差が大きくなる性質を持っている。図９と図１０は脈動周波数は同じで、図９は脈動が小さい場合、図１０は脈動が大きい場合の実際の空気量と熱線式エアフローセンサ１２の出力値を示したものである。
【００４１】
図９に示すように脈動が小さい場合、熱線式エアフローセンサ１２は実際の空気量変化に追従できているが、図１０に示すように脈動が大きい場合、熱線式エアフローセンサ１２は実際の空気量変化に追従できないため、波形が減衰してしまう。その結果、先ほど図８で説明したように、波形が減衰することでマイナス誤差が発生してしまう。
【００４２】
ところで、熱線式エアフローセンサ１２は脈動の大きさと脈動周波数により、脈動誤差をある程度予測することができる。ここで、脈動の大きさを示す指標として、脈動振幅比を用いる。脈動振幅比とは、下記の式（１）に示すように、脈動時の最大流量と最小流量の差分である脈動振幅量を、そのときの平均空気量で除したものであり、平均空気量に対してどの程度振幅しているのかを示す指標である。
脈動振幅比＝(脈動最大流量 − 脈動最小流量)／平均空気量×１００ [%]・・・（１）
【００４３】
図１１は、脈動誤差の傾向を周波数違いで示したものである。逆流検知が可能なエアフローセンサの場合、図１１に示すように脈動誤差カーブはＳ字を描く特性を持っており、前述したように、周波数が高くなるほど全体的にマイナス誤差となる。ただし、脈動誤差自体は脈動振幅比と脈動周波数が分かればほぼ予測できるため、熱線式エアフローセンサ１２の出力値を空気量変換テーブル１０５で空気量に変換した結果に対して、補正を加えることで脈動誤差の影響を取り除くことができる。
【００４４】
図１２を用いて、脈動誤差を算出して吸入空気量を補正する方法について説明する。図１２は本発明の一実施例になる、熱線式エアフローセンサ１２の出力信号を用いた空気量演算方法をＥＣＵ１００で実行する場合の内部処理の概要を示したものである。図１２において、熱線式エアフローセンサ１２の出力は、Ａ／Ｄ変換器１０４、サンプリング手段１０８、空気量変換テーブル１０５を介して吸入空気量が演算され、これらにより吸入空気量演算手段５０が構成される。
【００４５】
ＥＣＵ１００で実行する内部処理は、図面上では制御機能或いは演算機能をブロックとして表現しており、この内部処理ブロックは、Ａ／Ｄ変換器１０４からの出力Ｖａを入力として、第一の所定期間であるサンプリングタイミング（例えば２ｍｓ）でサンプリング手段１０８を用いてＡ／Ｄ変換値を参照する。このＡ／Ｄ変換値は図７で説明したように周波数特性により減衰した値であるため、周波数応答遅れ補正手段１０９を用いて減衰前の値に戻す必要がある。そのため、機関回転数１１５から脈動周波数演算手段１１０を用いて現在の脈動周波数を演算し、脈動周波数から波形の減衰量を予測し、周波数応答遅れ補正手段１０９にて波形を減衰前の値に復元する。
【００４６】
その後、空気量変換テーブル２０５を用いて空気量に変換する。空気量変換テーブル２０５と空気量変換テーブル１０５は同じものではあるが、空気量変換テーブル１０５はサンプリング手段１０８でＡ／Ｄ変換した電圧値を直接空気量に変換するが、空気量変換テーブル２０５は周波数応答遅れ補正手段１０９により応答遅れを補正した後の電圧値を空気量に変換する、という違いがあるため、区別した記述としている。空気量変換テーブル２０５で変換された空気量はサンプリング記憶手段１０６により第二期間（第一期間よりも長く、例えば２０ｍｓ）の空気量を記憶、保存しておき、脈動振幅比演算手段１１２により、第二期間の最大空気量、最小空気量、平均空気量から脈動振幅比を演算する。
【００４７】
脈動周波数演算手段１１０より求まる脈動周波数と、脈動振幅比演算手段１１２より求まる脈動振幅比とから、脈動誤差が推測できるため、脈動誤差が小さくなるように脈動誤差算出手段１１３により脈動誤差を算出して補正する。脈動誤差算出手段１１３には、脈動誤差を算出して空気量補正手段１１４で補正するための脈動誤差補正マップがある。
【００４８】
図１３に脈動誤差補正マップを示す。脈動補正マップは、脈動振幅比と脈動周波数を軸としており、図１３では脈動振幅比を１００％刻み、脈動周波数を２０Ｈｚ刻みで記述した例を示しているが、もちろんこの間隔は任意に設定することができ、例えば脈動振幅比を５０％刻みやそれより細かく設定してもよく、脈動周波数も１０Ｈｚ刻みやそれより細かく設定してもよい。実際に検出される脈動振幅比、脈動周波数はこれらの間になることが多く、その場合は補間計算により求めることとなる。脈動振幅比と脈動周波数とから脈動誤差を補正するために必要な補正係数を脈動誤差補正マップから参照する。
【００４９】
図１３に示す脈動誤差補正マップは、例えば脈動振幅比が３００％のとき、脈動周波数２０Ｈｚで「１」、４０Ｈｚで「１．０２」、６０Ｈｚで「１．０５」、８０Ｈｚで「１．０７」、１００Ｈｚで「１．０９」、１２０Ｈｚで「１．１２」と徐々に大きくなる。また、脈動周波数が６０Ｈｚのとき、脈動振幅比０％で「１」、１００％で「０．９９」、２００％で「０．９８」、３００％で「１．０５」、４００％で「１．１」、５００％で「１．０７」、６００％で「１．０５」、７００％で「１．０２」、８００％で「０．９７」、９００％で「０．９５」となり、４００％でピークとなるように設定されている。なお、図示していないが、空欄の個所にも前記と同じ傾向で、すなわち、脈動周波数が６０Ｈｚの補正係数を参照して、脈動周波数が２０〜１２０Ｈｚに上昇すると補正係数が大きくなるように設定されている。
【００５０】
脈動振幅比毎の脈動補正係数の設定は、熱線式エアフローセンサ１２の脈動特性により、脈動誤差が小さくなるように設定するとよい。脈動振幅比の定義上、脈度振幅比が２００％以上になると逆流が発生することとなるが、熱線式エアフローセンサ１２は前述した様に低脈動時は脈動誤差が小さいため、逆流が発生しない脈動振幅比２００％以下では誤差が小さい。そのため、脈動補正マップにおいても、脈動振幅比が２００％以下では補正係数を小さく設定される。なお、この脈動誤差補正マップでは、脈動振幅比が８００％、９００％のときにも、補正係数は小さく設定されているが、この領域では実験に基づいて補正係数が設定されている。
【００５１】
脈動誤差算出手段１１３の脈動誤差補正マップから脈動補正係数を参照した後、空気量補正手段１１４にて脈動誤差を補正した空気量を演算する。空気量補正手段１１４では、サンプリング手段１０８によりＡ／Ｄ変換した電圧値を空気量変換テーブル１０５で直接変換した空気量に対して、脈動誤差算出手段１１３で参照した脈動補正係数を掛けることで脈動誤差を補正した空気量を演算することができる。
【００５２】
以上の説明から理解できるように、本実施例によれば、脈動誤差は脈動振幅比および脈動周波数により推定することができるため、エアフローセンサの周波数特性による波形の減衰を考慮した脈動振幅比と、機関回転数から演算した脈動周波数とから脈動誤差補正量を算出することで脈動誤差の影響が小さな空気量を求めるようにした。また、熱線式エアフローセンサ１２の出力信号を、脈動振幅比演算手段および脈動周波数演算手段からなる脈動補正マップを用いることで、機関の運転状態に関わらず、エアフローセンサ１２の脈動誤差を補正し、内燃機関の狭い回転領域に限らず、広い回転領域に亘って精度の高い吸入空気量を求めることができる。
【００５３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００５４】
また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、本実施例では熱線式エアフローセンサについて記述したが、シリコン素子を用いたエアフローセンサ等にも適用できることは言うまでもない。
【００５５】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０・・・内燃機関
１１・・・エアクリーナ
１２・・・（熱線式）エアフローセンサ
１３・・・スロットルバルブ
１４・・・スロットルセンサ
１５・・・吸気通路
１６・・・コレクタ
１７・・・吸気マニホールド
１８・・・吸気ポート
１９・・・点火プラグ
２０・・・点火コイル
２１・・・インジェクタ
２５・・・クランク角センサ
２６・・・燃焼室
２７・・・ピストン
２８・・・コンロッド
２９・・・シリンダ
２９ａ・・シリンダヘッド
２９ｂ・・シリンダブロック
５０・・・吸入空気量演算手段
１００・・ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
１０２・・ＬＳＩ
１０３・・ＣＰＵ
１０４・・Ａ／Ｄ変換器
１０５・・空気量変換テーブル
１０６・・サンプリング手段（第二期間）
１０７・・燃料噴射パルス幅演算
１０８・・サンプリング手段（第一期間）
１０９・・周波数応答遅れ補正手段
１１０・・脈動周波数演算手段
１１２・・脈動振幅比演算手段
１１３・・脈動誤差算出手段
１１４・・空気量補正手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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