(57)【要約】【課題】エアフローセンサの検出誤差を迅速に修正して精度の高い新気流量の検出を可能とするエンジン吸気流量検出装置を提供する。【解決手段】新気流量検出部４０は、エアフローセンサ１６の検出信号に基づき、エンジン１の新気流量を検出新気流量Ｇｓとして検出する一方、新気流量推定部４２は、λセンサ３２が検出した排気の空気過剰率λｓと燃料供給量Ｑｆとに基づき、エンジン１の新気流量を推定新気流量Ｇｌｍとして推定する。補正係数演算部４４は、検出新気流量Ｇｓと推定新気流量Ｇｌｍとを比較することにより補正係数Ｒを求め、新気流量補正部４６は、検出新気流量Ｇｓを補正係数Ｒで補正することにより、エンジン１の真の新気流量Ｇａを求める。【選択図】図２
2009281283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路に設けられ、上記エンジンに吸入される新気流量に対応した検出信号を出力するエアフローセンサと、
上記エアフローセンサの検出信号に基づき、上記エンジンに吸入される新気流量を検出新気流量として検出する新気流量検出手段と、
上記エンジンの排気通路に設けられ、上記エンジンの排気の空気過剰率を検出するλセンサと、
上記λセンサによって検出された排気の空気過剰率と上記エンジンの燃料供給量とに基づき、上記エンジンに吸入される新気流量を推定新気流量として推定する新気流量推定手段と、
上記新気流量検出手段によって検出された検出新気流量と、上記新気流量推定手段によって推定された推定新気流量とを比較することにより補正係数を求める補正係数演算手段と、
上記新気流量検出手段によって検出された検出新気流量を、上記補正係数演算手段によって求められた補正係数により補正して上記エンジンの真の新気流量を求める新気流量補正手段と
を備えることを特徴とするエンジン吸気流量検出装置。
【請求項２】
上記新気流量検出手段は、上記エアフローセンサの検出信号に基づき、上記検出新気流量を繰り返し検出し、
上記補正係数演算手段は、上記新気流量推定手段によって推定された上記推定新気流量に対し、上記エンジンに吸入された新気が排気として排出されて上記λセンサに達するまでの応答遅れに対応した所定回数前に上記新気流量検出手段によって検出された上記検出新気流量を用いて比較を行うことにより上記補正係数を求めることを特徴とする請求項１に記載のエンジン吸気流量検出装置。
【請求項３】
上記補正係数演算手段は、上記応答遅れに対応した上記所定回数を、上記エンジンの回転数に応じて変更することを特徴とする請求項２に記載のエンジン吸気流量検出装置。
【請求項４】
上記新気流量検出手段は、
上記エアフローセンサの検出信号を入力値として、所定の適応パラメータ係数及び上記入力値によって表される多項式により近似される変換曲線を用い、上記エアフローセンサの検出信号を変換することにより上記検出新気流量を検出する信号変換部と、
上記新気流量補正手段による上記検出新気流量の補正の度合いが予め定められた度合いより大きい場合に、上記新気流量推定手段によって推定された上記推定新気流量を用いて逐次最小２乗法による演算を行うことにより、上記適応パラメータを同定して上記変換曲線を修正する変換曲線修正部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン吸気流量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンに吸入される新気の流量を検出するための装置に関し、特に吸気通路に設けられたエアフローセンサの検出信号に基づき新気流量を検出する吸気流量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの運転制御を適正に行う上で、エンジンに吸入される新気の流量を的確に検出することが求められている。
例えば、エンジンのＥＧＲ制御においては、エンジンの各燃焼室における燃焼状態を悪化させることなくＮＯｘ（窒素酸化物）の発生を抑制可能な空気過剰率として目標空気過剰率を設定し、実際の空気過剰率が目標空気過剰率に等しくなるように、吸気側への排気還流量を制御する際に、エアフローセンサを用いて検出された新気流量が用いられる。具体的には、エンジンの実際の空気過剰率は、エアフローセンサを用いて検出された新気流量、エンジンへの燃料供給量及び還流される排気中の空気量によって求められる。また、還流される排気中の空気量は、エンジンの各気筒への理論給気量とエアフローセンサを用いて検出された新気流量との偏差と、それまでに求められている実施の空気過剰率とに基づいて求められる。従って、エアフローセンサを用いて検出される新気流量の検出精度が低いと、実際の空気過剰率を正確に求めることができず、エンジンの空気過剰率を目標空気過剰率に一致させることができなくなる。この結果、エンジンのＮＯｘ排出量の増大などにより排気特性が悪化するという問題が生じる。
【０００３】
そこで、エアフローセンサを用いた新気流量の検出精度を向上させるようにした制御装置が、特許文献１によって提案されている。特許文献１の制御装置では、エアフローセンサを用いて検出した新気流量が、目標ＥＧＲ率に対応して設定された目標新気流量となるように、排気還流量の制御が行われる。このとき、目標ＥＧＲ率に対応して目標酸素濃度が設定され、排気通路に設けられた空燃比センサによって検出された実際の酸素濃度と目標酸素濃度との大小関係に応じて、エアフローセンサを用いて検出した新気流量を補正することにより、新気流量の検出精度を向上させるようにしている。即ち、実際の酸素濃度の方が目標酸素濃度より高い場合には、エアフローセンサを用いて検出した新気流量から所定値を減じて新気流量を補正する一方、実際の酸素濃度の方が目標酸素濃度より低い場合には、エアフローセンサを用いて検出した実際の新気流量に所定値を加えて新気流量を補正している。
【特許文献１】特開２００２−７０６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の制御装置のように、エアフローセンサを用いて検出した新気流量に対して一定の値を加算もしくは減算して新気流量の補正を行うようにした場合、正確な新気流量に向けて所定値ずつ徐々に補正が行われるので、正確な新気流量が得られるようになるまでに時間がかかり、正確な新気流量が得られるまでの間は新気流量を用いた制御の精度が低下してエンジンの運転性能や排気性能が低下するという問題がある。
【０００５】
また、このような補正が行われている間にエンジンの運転環境が大きく変化した場合には、補正が適正に行われず、正確な新気流量を得ることができなくなる可能性がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検出誤差を迅速に修正して精度の高い新気流量の検出を可能とするエンジン吸気流量検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のエンジン吸気流量検出装置は、エンジンの吸気通路に設けられ、上記エンジンに吸入される新気流量に対応した検出信号を出力するエアフローセンサと、上記エアフローセンサの検出信号に基づき、上記エンジンに吸入される新気流量を検出新気流量として検出する新気流量検出手段と、上記エンジンの排気通路に設けられ、上記エンジンの排気の空気過剰率を検出するλセンサと、上記λセンサによって検出された排気の空気過剰率と上記エンジンの燃料供給量とに基づき、上記エンジンに吸入される新気流量を推定新気流量として推定する新気流量推定手段と、上記新気流量検出手段によって検出された検出新気流量と、上記新気流量推定手段によって推定された推定新気流量とを比較することにより補正係数を求める補正係数演算手段と、上記新気流量検出手段によって検出された検出新気流量を、上記補正係数演算手段によって求められた補正係数により補正して上記エンジンの真の新気流量を求める新気流量補正手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
このように構成されたエンジン吸気流量検出装置によれば、新気流量検出手段がエアフローセンサの検出信号に基づき、エンジンに吸入される新気流量を検出新気流量として検出する一方で、新気流量推定手段がλセンサによって検出された排気の空気過剰率とエンジンの燃料供給量とに基づき、エンジンに吸入される新気流量を推定新気流量として推定する。補正係数演算手段は、検出新気流量と推定新気流量とを比較することにより補正係数を求め、新気流量補正手段は補正係数演算手段が求めた補正係数を用いて検出新気流量を補正することにより、エンジンの真の新気流量を求める。
【０００８】
推定新気流量は実際の排気の空気過剰率に基づいて推定された新気流量であり、比較的精度の高い新気流量と見なすことができる。従って、補正係数は検出新気量を正確な値に補正するための適正な値を有したものとなり、検出新気流量と推定新気流量との間に相違が生じた場合、この相違が直ちに補正係数に反映され、検出新気流量と推定新気流量との間の相違に対応して検出新気流量が直ちに正確な値に向けて補正される。
【０００９】
また、上記エンジン吸気流量検出装置において、上記新気流量検出手段は、上記エアフローセンサの検出信号に基づき、上記検出新気流量を繰り返し検出し、上記補正係数演算手段は、上記新気流量推定手段によって推定された上記推定新気流量に対し、上記エンジンに吸入された新気が排気として排出されるまでの応答遅れに対応した所定回数前に上記新気流量検出手段によって検出された上記検出新気流量を用いて比較を行うことにより上記補正係数を求めることを特徴とする（請求項２）。
【００１０】
このように構成されたエンジン吸気流量検出装置によれば、補正係数演算手段が補正係数を求める際に推定新気流量と比較する検出新気流量は、そのときの最新の検出新気流量より所定回数だけ前に新気流量検出手段によって検出された検出新気流量が用いられる。推定新気流量は排気の空気過剰率に基づいて求められるものであり、このときの排気は最新の検出新気流量が検出されたタイミングよりも前にエンジンに吸入された新気に対応している。上記所定回数は、エンジンに吸入された新気が排気として排出されてλセンサに達するまでの応答遅れに対応しているので、推定新気流量を求める際の空気過剰率の検出対象となった排気の生成元の新気についての検出新気流量を比較に用いることができる。
【００１１】
より具体的には、上記エンジン吸気流量検出装置において、上記補正係数演算手段は、上記応答遅れに対応した上記所定回数を、上記エンジンの回転数に応じて変更することを特徴とする（請求項３）。
エンジンに吸入された新気が排気としてλセンサに達するまでの応答遅れは、エンジンの回転数が上昇するほど短くなるが、エンジン吸気流量検出装置をこのように構成することにより、エンジン回転数の広い範囲にわたり、推定新気流量を求める際の空気過剰率の検出対象となった排気の生成元の新気についての検出新気流量を当該推定新気流量との比較に用いることができる。
【００１２】
また、上記エンジン吸気流量検出装置において、上記新気流量検出手段は、上記エアフローセンサの検出信号を入力値として、所定の適応パラメータ係数及び上記入力値によって表される多項式により近似される変換曲線を用い、上記エアフローセンサの検出信号を変換することにより上記検出新気流量を検出する信号変換部と、上記新気流量補正手段による上記検出新気流量の補正の度合いが予め定められた度合いより大きい場合に、上記新気流量推定手段によって推定された上記推定新気流量を用いて逐次最小２乗法による演算を行うことにより、上記適応パラメータを同定して上記変換曲線を修正する変換曲線修正部とを備えることを特徴とする（請求項４）。
【００１３】
このように構成されたエンジン吸気流量検出装置によれば、新気流量検出手段では、信号変換部が変換曲線を用いてエアフローセンサの検出信号に対応する検出新気流量を求める。この変換曲線は、エアフローセンサの検出信号を入力値として、所定の適応パラメータ係数及び上記入力値によって表される多項式により近似され、新気流量補正手段による検出新気流量の補正の度合いが予め定められた度合いより大きい場合には、変換曲線修正部が推定新気流量を用いて逐次最小２乗法による演算を行うことにより、上記適応パラメータを同定して上記変換曲線を修正する。
【００１４】
従って、検出新気流量を大きく補正する必要が生じた場合には、エアフローセンサの検出信号を検出新気流量に変換するための変換曲線自体が修正されるので、補正係数による補正に要する新気流量補正手段などの演算負荷が軽減される。
また、同じエアフローセンサを異なる吸気通路やエンジンなどに適用した場合にも同様にして変換曲線が修正されるので、異なる吸気通路やエンジン毎に個別に変換曲線を求める必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のエンジン吸気流量検出装置によれば、エアフローセンサの検出信号に基づく検出新気流量と、排気の空気過剰率に基づく推定新気流量とを比較することにより求められた補正係数で検出新気流量を補正するにより、エンジンの真の新気流量を求めるようにしたので、経年変化やエアフローセンサの組み付け誤差などによりエアフローセンサに検出誤差が生じても、検出新気流量と推定新気流量との間の相違に対応して検出新気流量が直ちに正確な値に向けて補正される。
【００１６】
従って、前述した特許文献１の制御装置のような遅れを生じることなく、迅速且つ精度良く新気流量を検出することが可能となる。この結果、新気流量の検出精度低下に伴うエンジンの運転性能や排気性能の低下を防止することができる。
また、請求項２のエンジン吸気流量検出装置によれば、エンジンに吸入された新気が排気として排出されてλセンサに達するまでの応答遅れに対応し、推定新気流量を求める際の空気過剰率の検出対象となった排気の生成元の新気についての検出新気流量が当該推定新気流量と比較されて補正係数が求められるので、より一層正確に検出新気流量を補正することができる。
【００１７】
更に、請求項３のエンジン吸気流量検出装置によれば、エンジンに吸入された新気が排気として排出されるまでの応答遅れが、エンジンの回転数の上昇と共に短くなるのに対応し、繰り返し検出される検出新気流量の中から推定新気流量と比較する検出新気流量が選択されるので、エンジン回転数の広い範囲にわたり、補正係数による高精度な検出新気流量の補正が可能となる。
【００１８】
また、請求項４のエンジン吸気流量検出装置によれば、検出新気流量を大きく補正する必要が生じた場合には、エアフローセンサの検出信号を検出新気流量に変換するための変換曲線自体が修正されるので、補正係数による補正に要する新気流量補正手段などの演算負荷を軽減することができる。
また、同じエアフローセンサを異なる吸気通路やエンジンなどに適用した場合にも同様にして変換曲線が修正されるので、異なる吸気通路やエンジン毎に個別に変換曲線を求める必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態に係るエンジン吸気流量検出装置について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン吸気流量検出装置が適用されたエンジンシステムの全体構成図であり、図１に基づき上記エンジンシステムの構成を説明する。
エンジン１は４気筒のディーゼルエンジンであって、各気筒共通の高圧蓄圧室（以下コモンレールという）２を備える。図示しない燃料噴射ポンプから供給されてコモンレール２に蓄えられた高圧の燃料は、各気筒に設けられたインジェクタ４に供給され、各インジェクタ４からそれぞれの気筒内に噴射される。
【００２０】
吸気管（吸気通路）６にはターボチャージャ８が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気管６からターボチャージャ８のコンプレッサ８ａへと流入する。コンプレッサ８ａで過給された吸気は、インタークーラ１０及び吸気制御弁１２を介して吸気マニホールド１４に導入され、図示しない吸気ポートを介してエンジン１の各気筒に供給される。
【００２１】
吸気管６のコンプレッサ８ａより上流側には、大気からエンジン１に吸入される空気、即ち新気の流量を検出するためのエアフローセンサ１６が設けられている。このエアフローセンサ１６は、エンジン１に吸入される新気流量に対応して変化する電圧を検出信号として出力する。また、吸気制御弁１２と吸気マニホールド１４との間には、エンジン１の吸気に関し、吸気圧力を検出する吸気圧センサ１８と吸気温度を検出する吸気温センサ２０とが設けられている。
【００２２】
一方、エンジン１の各気筒から排気が排出される排気ポート（図示せず）は、排気マニホールド２２を介して排気管（排気通路）２４に接続されている。なお、排気マニホールド２２と吸気マニホールド１４との間には、ＥＧＲクーラ２５及びＥＧＲ弁２６を介して排気マニホールド２２と吸気マニホールド１４とを連通するＥＧＲ通路２８が設けられており、ＥＧＲ弁２６の開度を変更することにより排気マニホールド２２から吸気マニホールド１４への排気還流量を調整可能となっている。
【００２３】
排気管２４は、ターボチャージャ８のタービン８ｂを経た後、排気後処理装置３０に接続されている。また、タービン８ｂの回転軸はコンプレッサ８ａの回転軸と機械的に連結されており、タービン８ｂが排気管２０内を流動する排気を受けて回転することによりコンプレッサ８ａを駆動するようになっている。
排気後処理装置３０はエンジン１の排気中に含まれるパティキュレートやＮＯｘなどの有害成分を無害化するものであり、パティキュレートフィルタや触媒装置（いずれも図示せず）などによって構成される。
【００２４】
排気後処理装置３０の上流側の排気管２４には、排気管２４内を流動する排気の空気過剰率を検出するλセンサ３２が設けられている。このλセンサ３２は、排気の空気過剰率の変化に対応して連続的に変化する検出信号を出力する。
ＥＣＵ３４は、エンジン１の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
【００２５】
ＥＣＵ３４の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述したエアフローセンサ１６、吸気圧センサ１８、吸気温センサ２０、λセンサ３２のほか、エンジン回転数を検出する回転数センサ３６、及びアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル開度センサ３８などの各種センサ類が接続されており、出力側には演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒のインジェクタ４、吸気制御弁１２及びＥＧＲ弁２６などの各種デバイス類が接続されている。
【００２６】
エンジン１の各気筒への燃料供給量の演算、及び演算した燃料供給量に基づくインジェクタ４からの燃料供給制御もＥＣＵ３４によって行われる。エンジン１の運転に必要な燃料供給量は、回転数センサ３６によって検出されたエンジン回転数とアクセル開度センサ３８によって検出されたアクセルペダルの踏込量とに基づき、予め記憶しているマップから読み出して決定される。各気筒に供給される燃料の量は、インジェクタ４の開弁時間によって調整され、決定された燃料供給量に対応した駆動時間で各インジェクタ４が開弁駆動され、各気筒に燃料噴射が行われることにより、エンジン１の運転に必要な燃料量が供給される。
【００２７】
またＥＣＵ３４はＥＧＲ制御を実行し、ＥＧＲ通路２８に設けられたＥＧＲ弁２６の開度を調整して排気マニホールド２２から吸気マニホールド１４に還流される排気の量を制御することにより、エンジン１の空気過剰率を目標空気過剰率に制御する。この目標空気過剰率は、エンジン１の各燃焼室における燃焼状態を悪化させることなくＮＯｘの発生を抑制可能な空気過剰率として予めエンジン１の回転数やエンジン１への燃料供給量に基づきＥＧＲ制御マップとして記憶されているものである。
【００２８】
ＥＣＵ３４は、エアフローセンサ１６の検出信号に基づき検出したエンジン１が吸入する新気流量のほか、インジェクタ４から燃焼室内に噴射された燃料供給量、及びＥＧＲ通路２８を介して還流された排気中に含まれる空気量に基づき、実際の空気過剰率を繰り返し演算する。このとき、ＥＧＲ通路２８を介して還流された排気に含まれる空気量は、エンジン１の燃焼室に供給されうる気体の量である理論給気量から、エアフローセンサ１６の検出信号に基づき検出したエンジン１の吸入新気流量を減じることによって求められる排気還流量と、前回演算された実際の空気過剰率とに基づき求められる。また、このような演算で使用される理論給気量は、エンジン１の回転数や負荷などの運転状態に応じて定まるエンジン１の充填効率、吸気圧センサ１８によって検出された吸気圧力、及び吸気温センサ２０によって検出された吸気温度に基づいて求められる。
【００２９】
ＥＣＵ３４は、このようにして求められた実際の空気過剰率が目標空気過剰率と等しくなるようにＥＧＲ弁２６の開度を制御することにより、ＥＧＲ通路２８を介した排気還流量を調整する。このようにしてエンジン１の空気過剰率が目標空気過剰率に制御されることにより、エンジン１からのＮＯｘ排出量が良好に抑制される。
ここでＥＣＵ３４は、エアフローセンサ１６の検出信号に基づき、エンジン１の新気流量を精度良く検出するため、新気流量検出制御を実行する。以下では、この新気流量検出制御について詳細に説明する。
【００３０】
図２は、新気流量検出制御におけるＥＣＵ３４の処理を示す制御ブロック図であり、ＥＣＵ３４は、エンジン１の運転中に図２の制御ブロック図に従い、所定の制御周期で繰り返し新気流量検出制御を実行する。
エアフローセンサ１６は、エンジン１に吸入される新気流量に対応して電圧が変化する検出信号を出力するが、図２に示されるように、新気流量検出制御ではエアフローセンサ１６の検出信号の電圧Ｖｓが新気流量検出部４０に入力される。新気流量検出部４０は、エアフローセンサ１６の検出信号電圧Ｖｓを新気流量に変換し、エアフローセンサ１６によって検出された検出新気流量Ｇｓとして出力する機能を有している。具体的には、新気流量検出部４０は、予め設定されている変換曲線を用い、エアフローセンサ１６の検出信号電圧Ｖｓを制御周期毎に繰り返し検出新気流量Ｇｓに変換する信号変換部４０ａと、機能については後述する変換曲線修正部４０ｂとを備えている。
【００３１】
信号変換部４０ａが用いる変換曲線は、図３に実線で示されるように検出信号電圧Ｖｓと検出新気流量Ｇｓとの関係を示す特性曲線であって、エアフローセンサ１６に対応して予め設定されている。
一方、λセンサ３２が検出した排気の空気過剰率λｓと、ＥＣＵ３４が演算したエンジン１への燃料供給量Ｑｆとが、制御周期毎に繰り返し新気流量推定部４２に入力される。新気流量推定部４２は、これら空気過剰率λｓ及び燃料供給量Ｑｆと、予め記憶している理論空燃比Ｌｔｈとを用い、下記式（１）によりエンジン１に吸入された新気流量を、推定新気流量Ｇｌｍとして制御周期毎に繰り返し演算し推定する。
【００３２】
Ｇｌｍ(ｃ)＝λｓ(ｃ)・Ｑｆ(ｃ−ａ)・Ｌｔｈ  ・・・  （１）
なお、上記式（１）中の添字（ｃ）は、繰り返し演算或いは入力される値のうちの最新のものを示し、Ｑｆ(ｃ−ａ)は最新の燃料供給量Ｑｆ(ｃ)から所定回数ａだけ前に求められた燃料供給量を示している。添字の定義は、以下で示される各式においても同様である。但し、図２においては、これら添字の付記を省略している。
【００３３】
このように、式（１）において最新の燃料供給量Ｑｆ(ｃ)から所定回数ａだけ前に求められた燃料供給量Ｑｆ(ｃ−ａ)を用いるのは、エンジン１に燃料が供給された後、燃料が燃焼して排気となってλセンサ３２に到達するまでの間に時間遅れが存在することに対応するためである。即ち、式（１）で用いられる空気過剰率λｓ(ｃ)の検出対象となった排気の生成元となる燃料の燃料供給量Ｑｆ(ｃ−ａ)が式（１）で用いられるように、所定回数ａが予め設定されている。このようにして燃料供給からλセンサ３２への排気の到達までの時間遅れを考慮することにより、精度良く排気の空気過剰率λｓに対応した推定新気流量Ｇｌｍを演算し推定することができる。
【００３４】
上記時間遅れは、エンジン１の回転数の上昇に伴って減少するため、本実施形態では回転数センサ３６が検出したエンジン１の回転数Ｎｅに応じ、回転数Ｎｅの上昇に伴って減少する方向に所定回数ａを変更するようにしている。これにより、エンジン回転数の広い範囲にわたって精度良く推定新気流量Ｇｌｍを演算し推定することができる。
新気流量検出部４０で求められた検出新気流量Ｇｓ、及び新気流量推定部４２で求められた推定新気流量Ｇｌｍは、補正係数演算部４４に入力される。補正係数演算部４４は、繰り返し入力される検出新気流量Ｇｓを複数個記憶することができるようになっており、所定回数ｂだけ前に求められて入力された検出新気流量Ｇｓ(ｃ−ｂ)と、最新の推定新気流量Ｇｌｍ(ｃ)とを比較し、下記式（２）により補正係数Ｒを求める。
【００３５】
Ｒ＝Ｇｌｍ(ｃ)／Ｇｓ(ｃ−ｂ)  ・・・  （２）
推定新気流量Ｇｌｍは実際の排気の空気過剰率λｓに基づいて推定された新気流量であり、比較的精度の高い新気流量と見なすことができる。従って、上述のようにして検出新気流量Ｇｓ(ｃ−ｂ)と推定新気流量Ｇｌｍ(ｃ)とを比較して補正係数Ｒを求めることにより、検出新気流量Ｇｓ(ｃ−ｂ)を正確な値に補正するための適正な補正係数Ｒを求めることができる。
【００３６】
なお、このように最新の検出新気流量Ｇｓ(ｃ)から所定回数ｂだけ前に求められた検出新気流量Ｇｓ(ｃ−ｂ)を用いるのは、エンジン１に新気が吸入された後、燃料の燃焼に用いられて排気となってλセンサ３２に到達するまでの間に時間遅れが存在することに対応するためである。即ち、式（２）で用いられる推定新気流量Ｇｌｍ(ｃ)の検出対象となった排気の生成元となる新気の検出新気流量Ｇｓ(ｃ−ｂ)が式（２）で用いられるように、所定回数ｂが予め設定されている。このようにして新気の吸入からλセンサ３２への排気の到達までの時間遅れを考慮することにより、精度良く補正係数Ｒを求めることができる。
【００３７】
上記時間遅れは、エンジン１の回転数の上昇に伴って減少するため、本実施形態では回転数センサ３６が検出したエンジン１の回転数Ｎｅに応じ、回転数Ｎｅの上昇に伴って減少する方向に所定回数ｂを変更するようにしている。これにより、エンジン回転数の広い範囲にわたって精度良く補正係数Ｒを求めることができる。
こうして補正係数演算部４４で求められた補正係数Ｒは、新気流量検出部４０で求められた検出新気流量Ｇｓと共に、新気流量補正部４６に入力される。新気流量補正部４６では、下記式（３）を用いて最新の検出新気流量Ｇｓ(ｃ)を補正係数Ｒで補正することにより、エンジン１の真の新気流量Ｇａ(ｃ)を求める。
【００３８】
Ｇａ(ｃ)＝Ｒ・Ｇｓ(ｃ)  ・・・  （３）
新気流量補正部４６で求められた真の新気流量Ｇａは、ＥＣＵ３４が実行する前述のＥＧＲ制御をはじめとしたエンジン１の各種制御に用いられる。
このように、最新の検出新気流量Ｇｓ(ｃ)を補正係数Ｒで補正して真の新気流量Ｇａを求めることにより、経年変化やエアフローセンサ１６の組み付け誤差などによりエアフローセンサ１６に検出誤差が生じても、検出新気流量Ｇｓと推定新気流量Ｇｌｍとの間の相違に対応して、エアフローセンサ１６を用いて検出された最新の検出新気流量が直ちに正確な値に向けて補正される。従って、ＥＧＲ制御をはじめとした新気流量を用いる制御の精度を向上させることができる。この結果、例えばＥＧＲ制御においてはエンジン１の空気過剰率を適正に制御することができ、エンジン１の排気性能を良好に維持することが可能となる。
【００３９】
補正係数演算部４４で求められた補正係数Ｒは、新気流量補正部４６だけではなく、変換曲線修正部４０ｂにも入力される。変換曲線修正部４０ｂは、補正係数Ｒから１を減じた値の絶対値｜Ｒ−１｜が所定の基準値αより大きい場合、即ち新気流量補正部４６で行われる検出新気流量Ｇｓの補正の度合いが所定の度合いより大きい場合に、信号変換部４０ａで用いている変換曲線の修正を行う。
【００４０】
信号変換部４０ａが用いる変換曲線は、図３に実線で示されるようにエアフローセンサ１６の検出信号電圧Ｖｓと検出新気流量Ｇｓとの関係を示す特性曲線であって、エアフローセンサ１６に対応して予め設定されている。この変換曲線は、検出信号電圧Ｖｓを入力値としてｎ個の所定の適応パラメータ（ｋ０，ｋ１，ｋ２，・・・，ｋｎ）を用いた、下記のｎ次多項式（４）によって近似され、これらの適応パラメータは新気流量検出部４０に記憶されている。
【００４１】
Ｇｓ＝ｋ０＋ｋ１・Ｖｓ＋ｋ２・Ｖｓ２＋・・・＋ｋｎ・Ｖｓｎ  ・・・  （４）
ここで、適応パラメータベクトルＫ及び入力値ベクトルＰをそれぞれ下記式（５）及び（６）のように定めると、上記ｎ次多項式（４）は下記式（７）のように表される。
Ｋ＝［ｋ０，ｋ１，ｋ２，・・・，ｋｎ］  ・・・  （５）
Ｐ＝［１,Ｖｓ，Ｖｓ２，・・・，Ｖｓｎ］  ・・・  （６）
Ｇｓ＝Ｋ・ＰＴ  ・・・  （７）
なお、上記式（７）中のＰＴは入力値ベクトルＰの転置行列である。
【００４２】
変換曲線修正部４０ｂは、絶対値｜Ｒ−１｜が所定の基準値αより大きい場合、最新の推定新気流量Ｇｌｍ(ｃ)と、その時点で用いている変換曲線から得られる新気流量とを用いて、下記式（８）による逐次最小２乗法の演算を行うことにより、ｎ次多項式（４）に対応した式（７）に用いられる適応パラメータベクトルＫを更新し、ｎ次多項式（４）の適応パラメータを同定する。
【００４３】
Ｋ(ｃ)＝Ｋ(ｃ−１)＋δ・（Ｇｌｍ(ｃ)−Ｋ(ｃ−１)・Ｐ(ｃ)Ｔ）・Ｐ(ｃ)  ・・・  （８）
なお、式（８）においてδは適応ゲインであり、Ｋ(ｃ)は最新、即ち更新後の適応パラメータベクトルを表し、Ｋ(ｃ−１)は１つ前、即ち更新前の適応パラメータベクトルを表している。また、Ｋ(ｃ−１)・Ｐ(ｃ)Ｔは更新前の変換曲線から得られる新気流量に相当する。
【００４４】
変換曲線修正部４０ｂは、こうして更新された適応パラメータベクトルＫにより、信号変換部４０ａで用いる変換曲線を修正する。この結果、変換曲線は、例えば図３中に破線で示すように修正される。なお、図３に示される修正では修正前に比して修正後の方が同じ検出信号電圧Ｖｓに対して多めの新気流量が得られるようになっているが、これは一例であって、式（８）の演算結果によっては修正後の方が同じ検出信号電圧Ｖｓに対して少なめの新気流量が得られるように修正がなされる場合もあり得る。
【００４５】
このように、検出新気流量Ｇｓを大きく補正する必要が生じた場合には、エアフローセンサ１６の検出信号電圧Ｖｓを検出新気流量Ｇｓに変換するための変換曲線自体が修正されるので、補正係数Ｒによる補正に要する補正係数演算部４４や新気流量補正部４６などの演算負荷を軽減することができる。
また、エアフローセンサ１６を異なる仕様の吸気管６やエンジンなどに適用した場合にも、上述のようにして信号変換部４０ａで用いる変換曲線が適正に修正されるので、異なる仕様の吸気管６やエンジン毎に個別に変換曲線を求める必要がなくなる。この結果、エンジンシステムの開発及び製造コストを低減することが可能となる。
【００４６】
以上で、本発明の一実施形態に係るエンジン吸気流量検出装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では新気流量補正部４６における検出新気流量の補正の度合いが大きい場合に、変換曲線修正部４０ｂが信号変換部４０ａで用いる変換曲線を修正するようにしたが、変換曲線の修正を省略するようにしてもよい。この場合、上述したような変換曲線の修正による効果を得ることはできなくなるが、エアフローセンサ１６を用いて検出された最新の検出新気流量Ｇｓが補正係数Ｒによって直ちに正確な値に補正され、ＥＧＲ制御をはじめとした新気流量を用いる制御の精度を向上させることができるという効果については、上記実施形態と同様に得ることができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、補正係数演算部４４で求められた補正係数Ｒに基づき、検出新気流量Ｇｓの補正の度合いが大きいか否かを判定して、変換曲線を修正するようにしたが、検出新気流量Ｇｓに対する補正の度合いが大きいか否かの判定方法は、これに限定されるものではない。例えば、補正して得られた真の新気流量Ｇａと補正前の検出新気流量Ｇｓとの偏差に基づいて検出新気流量Ｇｓに対する補正の度合いが大きいか否かを判定してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、検出新気流量Ｇｓ及び推定新気流量Ｇｌｍをいずれも新気流量検出制御の制御周期毎に繰り返し求めるようにしたが、これらの演算周期は必ずしも新気流量検出制御の制御周期に一致させる必要はなく、それぞれ独立した制御周期で演算するようにしてもよい。この場合も、前述した各演算式において添字（ｃ）が付記されているものは、上記実施形態と同様にその時点で最新の値を示すものであって、所定回数前の各値も、それぞれその所定回数分だけ前に求められた値を示すものとなる。
【００４９】
また、上記実施形態では、エンジン１を４気筒のディーゼルエンジンとしたが、エンジン１の気筒数及び形式はこれに限定されるものではなく、様々な気筒数或いは形式のエンジンに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジン吸気流量検出装置が適用されたエンジンシステムの全体構成図である。
【図２】新気流量検出制御におけるＥＣＵの処理を示す制御ブロック図である。
【図３】新気流量検出制御で用いられる変換曲線の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１  エンジン
６  吸気管（吸気通路）
１６  エアフローセンサ
２４  排気管（排気通路）
３２  λセンサ
３４  ＥＣＵ
４０  新気流量検出部（新気流量検出手段）
４０ａ  信号変換部
４０ｂ  変換曲線修正部
４２  新気流量推定部（新気流量推定手段）
４４  補正係数演算部（補正係数演算手段）
４６  新気流量補正部（新気流量補正手段）
【図１】
2009281283.tif 000003
【図２】
2009281283.tif 000004
【図３】
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