(57)【要約】【課題】内燃機関における吸気脈動が大きく現われるような運転領域においても、熱式エアフローメータにて実際の吸入空気量を正確に検出すること。【解決手段】内燃機関における吸気脈動の大きい運転領域、即ち、所定機関回転速度領域及び所定スロットル開度以上で、吸気脈動の周期とサンプリング周期とがほぼ一致し、このとき吸気脈動の中央値からズレた最大値近傍または最小値近傍のみのサンプリングにより誤った吸入空気量を検出することのないよう、エアフローメータ２２によるサンプリング周期が通常の４〔ｍｓ〕から２〔ｍｓ〕に短く設定される（ステップＳ１０５）。このように、内燃機関における吸気脈動の大きな運転領域となったときには、サンプリング周期が通常より短く設定されることで、結果として、サンプリング値が平均化された吸入空気量を正確なものとすることができる。【選択図】　　　図３
2004132274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸気通路を介して供給される吸入空気量を所定のサンプリング周期で検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量の脈動周期を検出する脈動周期検出手段と、
前記脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期に基づいて前記吸入空気量を検出するためのサンプリング周期を前記所定のサンプリング周期とは異なるサンプリング周期に設定するサンプリング周期設定手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の吸入空気量検出装置。
【請求項２】
前記サンプリング周期設定手段は、前記脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期が所定周期よりも短いときに、前記脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期に基づいてサンプリング周期を設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。
【請求項３】
前記サンプリング周期設定手段は、前記内燃機関の前記吸入空気量の脈動が大きな運転領域であるときに、前記脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期に基づいてサンプリング周期を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。
【請求項４】
前記内燃機関の前記吸入空気量の脈動が大きな運転領域とは、前記吸気通路に設けられ、その開口断面積を調整するスロットルバルブの開度が所定開度以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。
【請求項５】
前記サンプリング周期設定手段は、前記サンプリング周期の整数倍と、前記脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期との差が所定値以下となったときに、サンプリング周期を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。
【請求項６】
前記サンプリング周期設定手段は、前記脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期が前記吸入空気量を検出するサンプリング周期の整数倍となるようにサンプリング周期を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。
【請求項７】
前記脈動周期検出手段は、前記内燃機関の機関回転速度に基づいて前記吸入空気量の脈動周期を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。
【請求項８】
前記内燃機関は、直噴エンジン、ディーゼルエンジンまたは吸入空気量を制御する可変リフトバルブ機構を備えたエンジンであることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。
【請求項９】
前記吸入空気量検出手段は、前記吸気通路における順流方向／逆流方向の吸入空気量を所定のサンプリング周期毎に検出することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気通路に導入された吸入空気の一部をバイパス通路に分流させ、このバイパス通路における流量を熱式流量計で検出することで、吸気通路における吸入空気量を検出する内燃機関の吸入空気量検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の吸入空気量を検出するための先行技術文献としては、特開２００２−１３４３９号公報にて開示されたものが知られている。
【０００３】
このものでは、課題として、吸気通路を流れる空気には脈動が発生し、この脈動が発生した状態において、空気を検出するためのサンプリング周期が吸気脈動の周期に一致した場合、吸入空気を精度良く検出できないことが挙げられている。より具体的には、サンプリングタイミングが、吸気脈動の最も大きな位相に一致した場合に、吸入空気量として、脈動を検出してしまう可能性があるとしている。
【０００４】
そこで、特開２００２−１３４３９号公報に開示された技術では、吸気脈動の周期が吸気バルブの開閉タイミングに依存することに着目し、吸気バルブの開閉タイミングに基づいて吸入空気の検出タイミングを設定している。これにより、脈動が発生しても平均流量を示す位置に検出タイミングが設定されるので、精度良く吸入空気量を検出できるとしている。
【特許文献】特開２００２−１３４３９号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の機関回転速度が高い領域において、脈動周期が短いため精度良く平均流量を検出しようとすると、吸気バルブの開閉タイミングに基づいて精度良く脈動における平均流量を示す位置を設定する必要がある。しかしながら、吸気バルブの開閉によって発生した脈動は、吸気通路を介して検出されるため、脈動周期が非常に短い状態で平均流量を示す位置に検出タイミングを設定することは困難であり、依然として脈動によって精度良く吸入空気を検出できない可能性がある。しかも、吸気バルブの開閉タイミングに応じて検出タイミングを設定するので、予め検出タイミングを設定する場合には吸気バルブの開閉タイミングに応じて検出タイミングを設定するための適合が必要となるという不具合があった。
【０００６】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、簡単な構成で、脈動が発生しても精度良く吸入空気を検出可能な内燃機関の吸入空気量検出装置の提供を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の吸入空気量検出装置によれば、サンプリング期間設定手段により脈動周期検出手段で検出された吸入空気量の脈動周期に基づいて、吸入空気量検出手段により検出される内燃機関に吸気通路を介して供給される吸入空気量のサンプリング周期が所定のサンプリング周期とは異なるサンプリング周期に設定される。これにより、吸入空気量の脈動周期とサンプリング周期とが一致しないようにされることで、吸入空気量誤差及びうねり発生が回避され、吸入空気量検出精度が向上される。
【０００８】
請求項２の内燃機関の吸入空気量検出装置におけるサンプリング周期設定手段では、脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期が所定周期よりも短いときには、その吸入空気量の脈動周期に基づいてサンプリング周期が所定のサンプリング周期とは異なるサンプリング周期に設定されることで、吸入空気量誤差及びうねり発生が回避され、吸入空気量検出精度が向上される。
【０００９】
請求項３の内燃機関の吸入空気量検出装置におけるサンプリング周期設定手段では、内燃機関の吸入空気量の脈動が大きな運転領域であるときには、脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期に基づいてサンプリング周期が所定のサンプリング周期とは異なるサンプリング周期に設定されることで、吸入空気量誤差及びうねり発生が回避され、吸入空気量検出精度が向上される。
【００１０】
請求項４の内燃機関の吸入空気量検出装置における内燃機関の吸入空気量の脈動が大きな運転領域とは、吸気通路に設けられ、その開口断面積を調整するスロットルバルブの開度が所定開度以上、即ち、全開近傍となるときであり、このとき吸入空気量の脈動周期とサンプリング周期とが一致することのないよう、サンプリング周期が所定のサンプリング周期とは異なるサンプリング周期に設定されることで、吸入空気量誤差及びうねり発生が回避され、吸入空気量検出精度が向上される。
【００１１】
請求項５の内燃機関の吸入空気量検出装置におけるサンプリング周期設定手段では、所定のサンプリング周期の整数倍と脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期との差が所定値以下となったときには、このとき吸入空気量の脈動周期とサンプリング周期とが一致することのないよう、サンプリング周期が所定のサンプリング周期とは異なるサンプリング周期に設定されることで、吸入空気量誤差及びうねり発生が回避され、吸入空気量検出精度が向上される。
【００１２】
請求項６の内燃機関の吸入空気量検出装置におけるサンプリング周期設定手段では、脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期が吸入空気量を検出するサンプリング周期の整数倍となるようにサンプリング周期が所定のサンプリング周期とは異なるサンプリング周期に設定されることで、吸入空気量検出精度が向上される。
【００１３】
請求項７の内燃機関の吸入空気量検出装置における脈動周期検出手段では、内燃機関の機関回転速度に基づいて正確な吸入空気量の脈動周期が検出されるため、サンプリング周期の設定が適切なものとなり、吸入空気量検出精度が向上される。
【００１４】
請求項８の内燃機関の吸入空気量検出装置では、内燃機関が直噴エンジンまたはディーゼルエンジンまたは吸入空気量を制御する可変リフトバルブ機構を備えたエンジンであり、吸気通路が殆ど全開近傍にあるため、ガソリンポートエンジンに比べて吸入空気量の脈動の影響が吸入空気量検出値に大きく現われる。このため、吸入空気量検出のサンプリング周期が吸入空気量の脈動の大きな運転領域で短く設定されることで吸入空気量検出精度が向上される。
【００１５】
請求項９の内燃機関の吸入空気量検出装置における吸入空気量検出手段では、吸気通路における順流方向／逆流方向の吸入空気量が所定のサンプリング周期毎に検出されることで、実際に内燃機関に吸気通路を介して供給される吸入空気量が正確に検出される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１８】
図１において、内燃機関１は例えば、４気筒４サイクルの火花点火式直噴エンジンとして構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ４、サージタンク５、インテークマニホルド６を通過し、各気筒に導入される。この吸入空気は、内燃機関１に配設されたインジェクタ（燃料噴射弁）７から各気筒内に直接、噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気とされる。また、内燃機関１の各気筒に設けられた点火プラグ８に直接、接続されたイグナイタ９には、後述のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）３０からの点火信号が入力され、各気筒の混合気が点火プラグ８の火花点火によって所定タイミングにて燃焼される。
【００１９】
そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホルド１１及び排気通路１２を通過し、排気通路１２に設けられ、白金やロジウム等の触媒成分とセリウムやランタン等の添加物を担持した三元触媒１３にて有害成分であるＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ　等が浄化され大気中に排出される。この三元触媒１３が設けられた排気通路１２の上流側には空燃比（Ａ／Ｆ）センサ１４が設けられ、この空燃比センサ１４にて内燃機関１から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな電圧信号ＶＯＸ１が検出される。
【００２０】
エアクリーナ２の下流側には吸気温センサ２１が設けられ、この吸気温センサ２１にてエアクリーナ２を通過する吸気温ＴＨＡ〔℃〕が検出される。また、エアクリーナ２の下流側の吸気通路３には熱式エアフローメータ２２が設けられ、このエアフローメータ２２にてエアクリーナ２を通過する吸入空気量（瞬時吸入空気量）ＧＡ〔ｇ／ｓｅｃ〕が後述するように検出される。そして、スロットルバルブ４にはスロットル開度センサ２３が設けられ、このスロットル開度センサ２３にてスロットル開度ＴＡ〔°〕が検出されると共に、スロットルバルブ４がほぼ全閉であることが図示しないアイドルスイッチからのオン／オフ信号によって検出される。
【００２１】
また、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が設けられ、この水温センサ２４にて内燃機関１の冷却水温ＴＨＷ〔℃〕が検出される。加えて、内燃機関１のクランクシャフト（図示略）にはクランク角センサ２５が設けられ、このクランク角センサ２５にて内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が検出される。
【００２２】
内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ３０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ３１、制御プログラムや制御マップを格納したＲＯＭ３２、各種データを格納するＲＡＭ３３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ３４、入出力回路３５及びそれらを接続するバスライン３６等からなる論理演算回路として構成されている。
【００２３】
ＥＣＵ３０に入出力回路３５を介して入力される空燃比センサ１４からの電圧信号ＶＯＸ１によって、排気ガスに基づく混合気の空燃比判定が行われる。また、ＥＣＵ３０には、入出力回路３５を介してエアフローメータ２２からの吸入空気量ＧＡ、スロットル開度センサ２３からのスロットル開度ＴＡ、水温センサ２４からの冷却水温ＴＨＷ、クランク角センサ２５からの機関回転速度ＮＥ等の各種センサ信号が入力され、それらに基づいてインジェクタ７に対する燃料噴射量ＴＡＵ、イグナイタ９に対する点火時期Ｉｇ等が算出され、入出力回路３５を介してインジェクタ７、イグナイタ９等にそれぞれ制御信号が出力される。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置で用いられている順流方向の吸入空気量に加え、逆流方向の吸入空気量をも検出可能なエアフローメータ２２内のバイパス流路（図示略）途中に配置されているセンサ構造及び温度分布について、図２を参照して説明する。
【００２５】
図２（ａ）にセンサ構造を示すように、Ｓｉ（シリコン）基板２２Ａのダイヤフラム部２２１にセンサ部２２２が形成され、その下流側にヒータ部２２３が形成されている。このような構造により、順流方向の吸入空気量に対しては、センサ部２２２がヒータ部２２３からの熱の移動の影響を受け難く、逆流方向の吸入空気量に対しては、センサ部２２２がヒータ部２２３からの熱の移動の影響を受け易くなる。このため、吸気温センサ２１にて検出される吸気温ＴＨＡ〔℃〕に対し一定の温度差に加熱したとき、図２（ｂ）に温度分布を示すように、順流（実線にて示す）のときには、センサ部２２２から下流側のヒータ部２２３に向かって温度が上昇し、逆流（破線にて示す）のときには、ヒータ部２２３から上流側のセンサ部２２２に向かって温度がほぼ一定またはやや上昇することとなる。これにより、吸気温センサ２１にて検出される吸気温ＴＨＡ〔℃〕に対し一定の温度差にヒータ部２２３にて加熱したときの熱の移動をセンサ部２２２にて計測することで、順流方向の吸入空気量に加え、逆流方向の吸入空気量をも検出可能となる。即ち、本実施例のエアフローメータ２２のセンサ構造によれば、順流または逆流による温度分布が異なることから順流方向の吸入空気量または逆流方向の吸入空気量に対してセンサ部２２２で検出される温度が一義的に決まることとなり、流量及び流れ方向を同時に計測することができるのである。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のサンプリング周期設定の処理手順を示す図３のフローチャートに基づいて説明する。なお、このサンプリング周期設定ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００２７】
図３において、まず、ステップＳ１０１で、エアフローメータ２２出力に対するサンプリング周期が４〔ｍｓ：ミリ秒〕に設定される。次にステップＳ１０２に移行して、スロットル開度ＴＡ≧判定値１の関係が成立するかが判定される。ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、このときのスロットル開度ＴＡが予め設定された判定値１以上（≒ＷＯＴ：Ｗｉｄｅ　Ｏｐｅｎ　Ｔｈｒｏｔｔｌｅ；スロットルバルブ４全開状態）と大きいときにはステップＳ１０３に移行し、クランク角センサ２５からのクランク角信号に基づき１吸気行程期間（時間）Ｔｓｔｒ　が算出される。この１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　とは、内燃機関１が４気筒４サイクルであるときには、１８０〔°ＣＡ〕（＝７２０〔°ＣＡ〕／４）を経過するときの時間であり、吸入空気量の脈動周期に一致する。
【００２８】
次にステップＳ１０４に移行して、｜４〔ｍｓ〕＊Ｎａ　−Ｔｓｔｒ　｜＜判定値２の関係が成立するかが判定される。ここで、機関回転速度ＮＥが３６００〔ｒｐｍ〕近傍のときには整数Ｎａ　＝２、機関回転速度ＮＥが７２００〔ｒｐｍ〕近傍のときには整数Ｎａ　＝１が選択される。ステップＳ１０４の判定条件が成立、即ち、（４〔ｍｓ〕＊Ｎａ　−Ｔｓｔｒ　）の絶対値が予め設定された判定値２未満と小さいときにはステップＳ１０５に移行し、エアフローメータ２２出力に対するサンプリング周期が２〔ｍｓ〕に設定され、本ルーチンを終了する。
【００２９】
一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、このときのスロットル開度ＴＡが予め設定された判定値１未満と小さいとき、またはステップＳ１０４の判定条件が成立せず、即ち、（４〔ｍｓ〕＊Ｎａ　−Ｔｓｔｒ　）の絶対値が予め設定された判定値２以上と大きいときには、エアフローメータ２２出力に対するサンプリング周期が４〔ｍｓ〕のまま、本ルーチンを終了する。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１の吸入空気量演算の処理手順を示す図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、この吸入空気量演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００３１】
図４において、まず、ステップＳ２０１で、クランク角センサ２５からのクランク角信号に基づき１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　が算出される。次にステップＳ２０２に移行して、機関回転速度ＮＥ＜判定値３の関係が成立するかが判定される。ステップＳ２０２の判定条件が成立、即ち、このときのクランク角センサ２５からのクランク角信号に基づく機関回転速度ＮＥが予め設定された判定値３未満と低いときにはステップＳ２０３に移行し、整数Ｎｂ　が「１」に設定される。
【００３２】
一方、ステップＳ２０２の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが予め設定された判定値３以上と高いときにはステップＳ２０４に移行して、判定値３≦機関回転速度ＮＥ≦判定値４の関係が成立するかが判定される。ステップＳ２０４の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが予め設定された判定値３以上と高く、かつ機関回転速度ＮＥが予め設定された判定値４以下と低いときにはステップＳ２０５に移行し、整数Ｎｂ　が「２」に設定される。
【００３３】
一方、ステップＳ２０４の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが予め設定された判定値４を越え高いときにはステップＳ２０６に移行し、整数Ｎｂ　が「３」に設定される。ステップＳ２０３、またはステップＳ２０５、またはステップＳ２０６で整数Ｎｂ　が設定されたのちステップＳ２０７に移行し、ステップＳ２０１で算出された１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　にステップＳ２０３、またはステップＳ２０５、またはステップＳ２０６で設定された整数Ｎｂ　が乗算され、この値が上述のサンプリング周期設定ルーチンで設定されたサンプリング周期４〔ｍｓ〕またはサンプリング周期２〔ｍｓ〕で除算され、サンプリング回数が算出される。
【００３４】
次にステップＳ２０８に移行して、サンプリング周期毎のエアフローメータ２２出力による吸入空気量（瞬時吸入空気量）ＧＡがステップＳ２０７で算出されたサンプリング回数だけ積算され、積算吸入空気量ΣＧＡが算出される。次にステップＳ２０９に移行して、ステップＳ２０８で算出された積算吸入空気量ΣＧＡがステップＳ２０７で算出されたサンプリング回数で除算され平均化されることで、吸気脈動による影響の少ない吸入空気量が算出される。
【００３５】
上述のルーチンによれば、サンプリング周期によるサンプリング回数が、エアフローメータ２２出力を平均処理して吸入空気量を算出するときの１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　の整数Ｎｂ　倍の期間（時間）分に基づき設定される。つまり、エアフローメータ２２出力の平均処理のためのサンプリング回数は、低い機関回転速度領域では１吸気行程期間で充分な回数が得られるが、高い機関回転速度領域では１吸気行程期間が短いためサンプリング回数が少なくなり、平均処理期間と吸入空気量の脈動周期とがズレるため吸入空気量誤差の発生が懸念されるが、平均処理のためのサンプリング回数を１吸気行程期間の整数倍の期間分に設定することで吸入空気量検出精度を向上することができる。
【００３６】
図５は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置による作用効果を説明するための、機関回転速度〔ｒｐｍ〕に対する吸入空気量誤差〔％〕を示す特性図である。
【００３７】
図５において、サンプリング周期が１〔ｍｓ〕、２〔ｍｓ〕、４〔ｍｓ〕のときを代表させ示すように、サンプリング周期が４〔ｍｓ〕のときには３６００〔ｒｐｍ〕及び７２００〔ｒｐｍ〕において脈動周期に同期してしまうため、吸入空気量誤差〔％〕が急に増加することが分かる。そこで、吸入空気量誤差が大きくなる３６００〔ｒｐｍ〕、７２００〔ｒｐｍ〕付近ではサンプリング周期を２〔ｍｓ〕に設定することで吸入空気量誤差を低減することができる。
【００３８】
このように、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置は、内燃機関１に吸気通路３を介して供給される吸入空気量を所定のサンプリング周期である通常の４〔ｍｓ〕で検出する熱式エアフローメータ２２及びＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される吸入空気量検出手段と、その吸入空気量の脈動周期と一致する１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　を検出するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される脈動周期検出手段と、前記脈動周期検出手段により検出された１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　に基づいて吸入空気量を検出するためのサンプリング周期を所定のサンプリング周期である通常の４〔ｍｓ〕とは異なるサンプリング周期である２〔ｍｓ〕に設定するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成されるサンプリング周期設定手段とを具備するものである。
【００３９】
また、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置のＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成されるサンプリング周期設定手段は、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期と一致する１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　が所定周期よりも短いときに、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期に基づいてサンプリング周期を所定のサンプリング周期である通常の４〔ｍｓ〕とは異なるサンプリング周期である２〔ｍｓ〕に設定するものである。
【００４０】
そして、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置のＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成されるサンプリング周期設定手段は、内燃機関１の吸入空気量の脈動が大きな運転領域であるときに、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期に基づいてサンプリング周期を所定のサンプリング周期である通常の４〔ｍｓ〕とは異なるサンプリング周期である２〔ｍｓ〕に設定するものである。
【００４１】
更に、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置における内燃機関１の吸入空気量の脈動が大きな運転領域とは、吸気通路３に設けられ、その開口断面積を調整するスロットルバルブ４のスロットル開度ＴＡが所定開度としての判定値１以上の全開近傍（≒ＷＯＴ）であるとするものである。
【００４２】
更にまた、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置のＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成されるサンプリング周期設定手段は、所定のサンプリング周期である通常の４〔ｍｓ〕の整数Ｎａ　倍と、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期と一致する１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　との差が所定値である判定値２以下となったときに、サンプリング周期を所定のサンプリング周期である通常の４〔ｍｓ〕とは異なるサンプリング周期である２〔ｍｓ〕に設定するものである。
【００４３】
加えて、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置のＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成されるサンプリング周期設定手段は、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される脈動周期検出手段により検出された吸入空気量の脈動周期と一致する１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　が吸入空気量を検出するサンプリング周期の整数倍となるようにサンプリング周期を所定のサンプリング周期とは異なるサンプリング周期に設定するものである。
【００４４】
また、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置のＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される脈動周期検出手段は、内燃機関１の機関回転速度ＮＥに基づいて吸入空気量の脈動周期と一致する１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　を検出するものである。
【００４５】
そして、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置は、エアフローメータ２２及びＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される吸入空気量検出手段が、吸気通路３における順流方向／逆流方向の吸入空気量を所定のサンプリング周期毎に検出するものである。
【００４６】
つまり、内燃機関１の吸入空気量の脈動が大きな運転領域であるスロットルバルブ４のスロットル開度が全開近傍（≒ＷＯＴ）、かつ所定のサンプリング周期である通常の４〔ｍｓ〕の整数Ｎａ　（＝１，２）倍と、吸入空気量の脈動周期と一致する１吸気行程期間Ｔｓｔｒ　との差の絶対値が判定値２未満と小さくなるときには、吸入空気量の脈動周期とサンプリング周期とがほぼ一致することから、このときのサンプリング周期による検出値では吸入空気量誤差及びうねり発生が現われ、誤った吸入空気量が検出されることとなるため、エアフローメータ２２によるサンプリング周期が通常の４〔ｍｓ〕から２〔ｍｓ〕に短く設定される。このように、内燃機関１の吸入空気量の脈動が大きな運転領域となったときには、この吸入空気量の脈動周期とサンプリング周期とが一致しても吸入空気量が誤検出されないようサンプリング周期が通常より短く設定されることで、吸入空気量誤差及びうねり発生が回避でき、結果として、サンプリング値が平均化された吸入空気量検出精度を向上することができる。
【００４７】
更に、本実施例の内燃機関の吸入空気量検出装置は、内燃機関１を直噴エンジンとするものである。つまり、直噴エンジンやその他、ディーゼルエンジン、吸入空気量を制御する可変リフトバルブ機構を備えたエンジンでは、吸気通路３が殆ど全開近傍（≒ＷＯＴ）にあるため、ガソリンポートエンジンに比べて、吸入空気量の脈動の影響がエアフローメータ２２の吸入空気量検出値に大きく現われる。このため、エアフローメータ２２出力のサンプリング周期を吸気脈動の大きな運転領域で短く設定することにより吸入空気量検出精度を向上することができる。
【００４８】
ところで、上記実施例では、吸気脈動の大きい運転領域を、スロットル開度ＴＡが判定値１以上の全開近傍（≒ＷＯＴ）、かつ所定機関回転速度ＮＥが３６００〔ｒｐｍ〕領域近傍としているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、エアフローメータ２２出力である吸入空気量（瞬時吸入空気量）ＧＡのサンプリング周期毎の吸気脈動の実際の変化量を算出し、この変化量が所定値以上となる領域を吸気脈動の大きい運転領域として、エアフローメータ２２出力のサンプリング周期を短く設定するようにしてもよい。このような内燃機関の吸入空気量検出装置は、吸気脈動の大きい運転領域を、エアフローメータ２２出力である吸入空気量（瞬時吸入空気量）ＧＡの変化量が所定値以上となる領域とするものであり、上述の実施例と同様の作用・効果が期待できる。
【００４９】
なお、上記実施例では、順流方向／逆流方向で吸入空気量検出可能なエアフローメータ２２への適用について述べたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、逆流方向検出ができないエアフローメータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置で用いられているエアフローメータのセンサ構造及び温度分布を示す説明図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるサンプリング周期設定の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける吸入空気量演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の吸入空気量検出装置における機関回転速度に対する吸入空気量誤差を示す特性図である。
【符号の説明】
１　内燃機関
３　吸気通路
４　スロットルバルブ
２２　エアフローメータ
２３　スロットル開度センサ
２５　クランク角センサ
３０　ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【図１】
2004132274.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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