JP5291726B2 - 大気圧推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御パラメータの算出に適用する大気圧を推定する大気圧推定装置に関する。

内燃機関の燃料供給量、点火時期などの制御パラメータの算出には、通常は大気圧センサによって検出された大気圧が適用されるが、機関制御パラメータを算出するためのセンサの数は、できるだけ少なくすることが望ましい。

特許文献１には、吸気圧、吸気温度、吸入空気流量、スロットル弁開度、及びアイドル制御弁開度に応じて大気圧を推定する手法が示されている。
この大気圧推定手法によれば、検出される吸気圧、吸気温度、及び吸入空気流量を用いて流量関連項ＦＴが算出されるとともに、スロットル弁開度及びアイドル制御弁開度から有効開口面積Ａintが算出される。そして、流量関連項ＦＴ及び有効開口面積Ａintに応じて予め設定されている圧力比マップを検索することにより、吸気圧ＭＡＰと大気圧ＰＡの圧力比（ＰＡ／ＭＡＰ）が算出され、圧力比（ＰＡ／ＭＡＰ）に吸気圧ＭＡＰを乗算することにより、推定大気圧が算出される。

米国特許第６０１６４６０号公報

上記特許文献１に示された手法では、圧力比（ＰＡ／ＭＡＰ）を算出するための圧力比マップを予め実験的に求めておく必要があり、マップ設定のために設計工数が増加する。

また、例えば気筒休止機構を備える機関において一部気筒運転と全筒運転とを切り換える場合には、それぞれの運転状態に対応したマップを設ける必要がある。さらにマップ設定の際に基準とした機関運転状態と、実際の運転状態とのずれが大きくなると、別途補正演算を行うことが必要となる。

本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、機関制御パラメータの算出に適用する大気圧の推定をより簡便にかつ精度良く行うことができる大気圧推定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関の制御パラメータの算出に適用する制御用大気圧を推定する大気圧推定手段を備える大気圧推定装置において、前記機関の吸気圧（ＰＢＡ）を検出する吸気圧検出手段（８）と、前記機関の吸気絞り弁（３）を通過する空気の流量（ＧＡＩＲ）を検出する吸気絞り弁通過空気流量検出手段（１３）と、前記吸気絞り弁の開度（ＴＨ）を検出する絞り弁開度検出手段（４）とを備え、前記大気圧推定手段は、流量推定用大気圧（ＨＰＡ）、前記吸気圧（ＰＢＡ）、及び前記吸気絞り弁開度（ＴＨ）に基づいて、推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＩＲＴＨ）を算出する流量推定手段と、推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＩＲＴＨ）が検出される吸気絞り弁通過空気流量（ＧＡＩＲ）と一致するように、推定演算用大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）を更新する更新手段と、前記更新手段により更新された推定演算用大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）のなまし処理を行うことにより、第１なまし推定大気圧（ＨＰＡ）を算出する第１なまし処理手段と、前記第１なまし推定大気圧（ＨＰＡ）のなまし処理を行うことにより、第２なまし推定大気圧（ＨＰＡＦ）を算出する第２なまし処理手段とを有し、前記流量推定手段は、前記第１なまし推定大気圧（ＨＰＡ）を前記流量推定用大気圧（ＨＰＡ）として用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＩＲＴＨ）を算出し、前記大気圧推定手段は、前記第２なまし推定大気圧（ＨＰＡＦ）を前記制御用大気圧として算出することを特徴とする。

この構成によれば、流量推定用大気圧、検出される吸気圧及び吸気絞り弁開度に基づいて、推定吸気絞り弁通過空気流量が算出され、推定吸気絞り弁通過空気流量が、検出される吸気絞り弁通過空気流量と一致するように推定演算用大気圧の更新が行われ、更新された推定演算用大気圧のなまし処理を行うことにより、第１なまし推定大気圧が算出され、第１なまし推定大気圧のなまし処理を行うことにより第２なまし推定大気圧が制御用大気圧として算出され、第１なまし推定大気圧を流量推定用大気圧として用いて推定吸気絞り弁通過空気流量の算出が行われる。すなわち、推定演算用大気圧の更新、第１なまし推定大気圧（＝流量推定用大気圧）の算出、及び推定吸気絞り弁通過空気流量の算出が逐次的に実行され、推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量に追従し、推定演算用大気圧が実大気圧に追従する。その結果、マップ検索を必要としない比較的簡単な演算によって正確な推定大気圧を得ることができる。さらに第１なまし推定大気圧を流量推定用大気圧として推定吸気絞り弁通過空気流量の算出に適用し、第２なまし推定大気圧を制御用大気圧として算出することにより、推定演算の応答性を低下させることなく、制御パラメータの算出に不要な変動成分を十分に減衰させることができる。

前記大気圧推定手段は、前記流量推定用大気圧の初期値（ＨＰＡＩＮＩ）として、前記機関の前回停止時点から前記機関の始動が完了する時点までの期間中に検出された吸気圧（ＰＢＡ）を適用することが望ましい。

この構成によれば、流量推定用大気圧の初期値として、機関の前回停止時点から機関の始動が完了する時点までに検出された吸気圧が適用される。機関が停止した後は、検出吸気圧は大気圧とほぼ等しくなり、また始動完了（自立開始）までは大気圧に近い値をとるので、適切な初期値設定を行うことができる。

前記大気圧推定手段は、前記吸気圧（ＰＢＡ）が前記推定演算用大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）より高いときは、前記推定演算用大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）を該吸気圧（ＰＢＡ）に設定することが望ましい。

この構成によれば、検出吸気圧が推定演算用大気圧より高いときは、推定演算用大気圧が検出吸気圧に設定される。実大気圧は吸気圧以上であるので、検出吸気圧が推定演算用大気圧より高いときは、推定演算用大気圧を検出吸気圧に設定（初期化）することにより、例えば吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れに起因する推定精度の低下、あるいは機関停止直後の再始動時における推定精度の低下を抑制することができる。

また前記機関により駆動される車両の車速（ＶＰ）を検出する車速検出手段をさらに備え、前記更新手段は、前記車速（ＶＰ）が所定車速（ＶＰＬ）以下であるときは、前記推定演算用大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）の更新を停止することが望ましい。

この構成によれば、車速が所定車速以下であるときは、推定演算用大気圧の更新が停止される。車速が低いときは、車両周辺の大気圧はほとんど変化しないので、更新を停止することにより、吸気絞り弁を通過しないで機関に吸入される空気の影響によって推定精度が低下することを抑制できる。

あるいは、前記更新手段は、前記車速（ＶＰ）が所定車速（ＶＰＬ）以下であるときは、前記推定演算用大気圧の更新速度（ＣＯＲＨＰＡ）を低下させるようにしてもよい。

この構成によれば、車速が所定車速以下であるときは、推定演算用大気圧の更新速度が低下される。車速が低いときは、車両周辺の大気圧はほとんど変化しないので、更新速度を低下させることにより、吸気絞り弁を通過しないで機関に吸入される空気の影響によって推定精度が低下することを抑制できる。

また前記大気圧推定手段は、前記吸気絞り弁通過空気流量検出手段（１３）の検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＩＲＴＨ）を補正することにより、補正推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＡＦＳ）を算出する流量検出遅れ補正手段を有し、前記更新手段は、前記補正推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＡＦＳ）が検出吸気絞り弁通過空気流量（ＧＡＩＲ）と一致するように、前記推定演算用大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）の更新を行うことが望ましい。

この構成によれば、吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れ特性に応じて、推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、補正推定吸気絞り弁通過空気流量が算出され、この補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、推定演算用大気圧の更新が行われる。これにより、吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れに起因する推定精度の低下を抑制することができる。

また前記大気圧推定手段は、前記吸気圧検出手段（８）の検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＩＲＴＨａ）を補正することにより、第１補正推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＰＢＳ）を算出する圧力検出遅れ補正手段と、前記吸気絞り弁通過空気流量検出手段（１３）の検出遅れ特性に応じて、前記第１推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＰＢＳ）を補正することにより、第２補正推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＡＦＳａ）を算出する流量検出遅れ補正手段とを有し、前記流量推定手段は、前記吸気圧の推定値（ＨＰＢＡ）を用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＩＲＴＨａ）を算出し、前記更新手段は、前記第２補正推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＲＡＦＳａ）が検出吸気絞り弁通過空気流量（ＧＡＩＲ）と一致するように、前記推定演算用大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）の更新を行うようにしてもよい。

この構成によれば、吸気圧の推定値を用いて推定吸気絞り弁通過空気流量が算出され、吸気圧検出手段の検出遅れ特性に応じて、推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第１補正推定吸気絞り弁通過空気流量が算出され、さらに吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れ特性に応じて、第１推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第２補正推定吸気絞り弁通過空気流量が算出される。そして、この第２補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、推定演算用大気圧の更新が行われる。これにより、吸気圧検出手段の検出遅れ、及び吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れに起因する推定精度の低下を抑制することができる。

また前記大気圧推定手段は、前記吸気絞り弁開度検出手段（４）の検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＩＲＴＨｂ）を補正することにより、第３補正推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＴＨＳ）を算出する開度検出遅れ補正手段と、前記吸気絞り弁通過空気流量検出手段（１３）の検出遅れ特性に応じて、前記第３推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＴＨＳ）を補正することにより、第４補正推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＡＦＳｂ）を算出する流量検出遅れ補正手段とを有し、前記流量推定手段は、前記吸気絞り弁開度の推定値（ＨＴＨ）を用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＩＲＴＨｂ）を算出し、前記更新手段は、前記第４補正推定吸気絞り弁通過空気流量（ＨＧＡＴＡＦＳｂ）が検出吸気絞り弁通過空気流量（ＧＡＩＲ）と一致するように、前記推定演算用大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）の更新を行うようにしてもよい。

この構成によれば、吸気絞り弁開度の推定値を用いて推定吸気絞り弁通過空気流量が算出され、吸気絞り弁開度検出手段の検出遅れ特性に応じて、推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第３補正推定吸気絞り弁通過空気流量が算出され、さらに吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れ特性に応じて、第３推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第４補正推定吸気絞り弁通過空気流量が算出される。そして、この第４補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、推定演算用大気圧の更新が行われる。これにより、吸気絞り弁開度検出手段の検出遅れ、及び吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れに起因する推定精度の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。 大気圧推定モジュール（第１の実施形態）の構成を示すブロック図である。 大気圧推定処理のメインルーチンのフローチャートである。 図３に示す処理で実行されるサブルーチンのフローチャートである。 図４の処理で参照されるテーブルを示す図である。 推定大気圧（ＨＰＡＣＡＬ）が実大気圧（ＰＡ）に追従する態様を説明するためのタイムチャートである。 テスト結果を示すタイムチャートである。 推定大気圧のなまし処理を説明するためのタイムチャートである。 図３に示す処理の変形例のフローチャートである。 大気圧推定モジュール（第２の実施形態）の構成を示すブロック図である。 大気圧推定処理のサブルーチン（第２の実施形態）のフローチャートである。 ＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量（ＨＧＡＴＡＦＳ）を算出する処理のフローチャートである。 図１２の処理で参照されるテーブルを示す図である。 大気圧推定モジュール（第３の実施形態）の構成を示すブロック図である。 大気圧推定処理のサブルーチン（第３の実施形態）のフローチャートである。 ＰＢＳ補正推定スロットル弁通過空気流量（ＨＧＡＴＰＢＳ）を算出する処理のフローチャートである。 大気圧推定モジュール（第４の実施形態）の構成を示すブロック図である。 大気圧推定処理のサブルーチン（第４の実施形態）のフローチャートである。 ＴＨＳ補正推定スロットル弁通過空気流量（ＨＧＡＴＴＨＳ）を算出する処理のフローチャートである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関とその制御装置の構成を示す図であり、図１において、例えば４気筒を有する内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、一部の気筒の吸気弁及び排気弁の作動を停止させることにより、その気筒の作動を休止させる気筒休止機構４０を備えている。

エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。また、スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子制御ユニット（以下（ＥＣＵ）という）５に供給する。スロットル弁３には、スロットル弁３を駆動するアクチュエータ７が接続されており、アクチュエータ７は、ＥＣＵ５によりその作動が制御される。

吸気管２には、スロットル弁３を介してエンジン１に吸入される空気の流量である吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ１３が設けられ、さらにスロットル弁３の上流側に吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ９が設けられている。これらのセンサ１３及び９の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。

エンジン１の各気筒の点火プラグ１２は、ＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ５は点火プラグ１２に点火信号を供給し、点火時期制御を行う。
スロットル弁３の下流には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ８が取付けられている。またエンジン１の本体には、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン冷却水温センサ１０が取り付けられている。これらのセンサ８及び１０の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１１が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０度毎に）ＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば６度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ５に供給される。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、エンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。

ＥＣＵ５には、エンジン１によって駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ３１、及びエンジン１により駆動される車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ３２が接続されている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路のほか、アクチュエータ７、燃料噴射弁６、気筒休止機構４０に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。

ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記センサの検出信号に応じて、点火時期制御、スロットル弁３の開度制御、エンジン１に供給する燃料量（燃料噴射弁６の開弁時間）の制御、並びに気筒休止制御を行う。

さらにＥＣＵ５のＣＰＵは、大気圧ＰＡを推定する大気圧推定処理を実行し、該大気圧推定処理により得られる推定大気圧（ＨＰＡＦ）を、上記点火時期制御、燃料量制御などの制御に適用する。

図２は大気圧推定処理を実行する大気圧推定モジュールの構成を示すブロック図であり、図２に示される各ブロックの機能は後述するようにＥＣＵ５のＣＰＵで実行される演算処理により実現される。

図２に示す大気圧推定モジュールは、吸入空気流量推定部５１と、推定大気圧更新部５２と、第１なまし演算部５３と、遅延部５４と、第２なまし演算部５５とを備えている。

吸入空気流量推定部５１は、検出される吸気圧ＰＢＡ、吸気温ＴＡ、スロットル弁開度ＴＨ、エンジン回転数ＮＥ、及び１演算周期前に第１なまし演算部５３から出力された推定大気圧ＨＰＡＤを、下記式（１）に適用して推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨを算出する。式（１）のＫＣは流量の単位を［ｇ／ｓｅｃ］とするための変換定数であり、ＫＴＨ（ＴＨ）はスロットル弁開度ＴＨに応じて算出される開口面積流量関数であり、Ψ（ＰＢＡ／ＨＰＡＤ）は、スロットル弁３の上流側圧力（ＨＰＡＤ）と、下流側圧力（ＰＢＡ）との比率に応じて算出される圧力比流量関数であり、Ｒはガス定数である。開口面積流量関数ＫＴＨは、予め実験的に求められ、テーブルとして記憶されている。また圧力比流量関数Ψは、下記式（２）で与えられる。式（２）の「κ」は空気の比熱比である。ただし、空気流速が音速を超えると、圧力比流量関数Ψは圧力比に拘わらず極大値をとるので、実際の演算処理では、圧力比流量関数Ψも予めテーブルとして記憶されたもの（図５（ｂ）参照）が使用される。

推定大気圧更新部５２は、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨが検出される吸入空気流量ＧＡＩＲと一致するように、推定大気圧ＨＰＡを更新し、第１なまし演算処理前の推定大気圧（以下「更新推定大気圧」という）ＨＰＡＣＡＬを算出する。

第１なまし演算部５３は、更新推定大気圧ＨＰＡＣＡＬを下記式（３）に適用し、推定大気圧ＨＰＡを算出する。式（３）の「ｋ」は、演算周期で離散化した離散化時刻であり、ＣＡ１は「０」から「１」の間の値に設定されるなまし係数である。なお今回値であることを示す(k)は、省略している。
ＨＰＡ＝ＣＡ１×ＨＰＡＣＡＬ＋（１−ＣＡ１）×ＨＰＡ(k-1) （３）

遅延部５４は、推定大気圧ＨＰＡを１演算周期だけ遅延させ、遅延推定大気圧ＨＰＡＤ（＝ＨＰＡ(k-1)）を出力する。

第２なまし演算部５５は、推定大気圧ＨＰＡを下記式（４）に適用し、なまし推定大気圧ＨＰＡＦを算出する。式（４）のＣＡ２は「０」から「１」の間の値に設定されるなまし係数である。
ＨＰＡＦ＝ＣＡ２×ＨＰＡ＋（１−ＣＡ２）×ＨＰＡＦ(k-1) （４）

本実施形態では、式（４）により算出されるなまし推定大気圧ＨＰＡＦが、点火時期や燃料供給量などのエンジン制御パラメータの算出に適用される。

図３は、図２に示す大気圧推定モジュールの機能を実現する大気圧推定処理のメインルーチンのフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵでＴＤＣパルスに同期して実行される。

ステップＳ１１では、第１初期化フラグＦＦＩＮＨＰＡＩＮＩが「１」であるか否かを判別する。最初はこの答が否定（ＮＯ）であるので、下記式（５）により、初期推定大気圧ＨＰＡＩＮＩを、ＨＰＡＩＮＩの前回設定値及び吸気圧ＰＢＡの何れか高い方に設定する（ステップＳ１２）。
ＨＰＡＩＮＩ＝ｍａｘ（ＨＰＡＩＮＩ(k-1)，ＰＢＡ） （５）

ステップＳ１３では、始動モードフラグＦＳＴＭＯＤが「１」であるか否かを判別する。始動モードフラグＦＳＴＭＯＤは、クランキング中（エンジン１の始動開始から自立運転を開始するまで）「１」に設定される。クランキング中は直ちに処理を終了し、自立運転が開始されるとステップＳ１４に進み、第１初期化フラグＦＦＩＮＨＰＡＩＮＩを「１」に設定する。

ステップＳ１４を実行すると、ステップＳ１１の答が肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ１５に進んで、図４に示す大気圧推定サブルーチンを実行する。

図４のステップＳ２１では、第２初期化フラグＦＦＩＮＨＰＡＩＮＩＲが「１」であるか否かを判別する。最初はこの答が否定（ＮＯ）であるので、ステップＳ２２に進み、推定大気圧ＨＰＡ及び遅延推定大気圧ＨＰＡＤをともに、初期推定大気圧ＨＰＡＩＮＩに設定する。次いで第２初期化フラグＦＦＩＮＨＰＡＩＮＩＲを「１」に設定し（ステップＳ２３）、本処理を終了する。

ステップＳ２３を実行すると、ステップＳ２１の答が肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ２４以下の処理を実行する。
ステップＳ２４では、スロットル弁開度ＴＨに応じて図５（ａ）に示すＫＴＨテーブルを検索し、開口面積流量関数値ＫＴＨを算出する。ＫＴＨテーブルは、スロットル弁開度ＴＨが増加するほど、開口面積流量関数値ＫＴＨが増加するように設定されている。

ステップＳ２５では、吸気圧ＰＢＡと遅延推定大気圧ＨＰＡＤとの比率である圧力比ＲＰＢＡＨＰＡを、下記式（６）により算出し、圧力比ＲＰＢＡＨＰＡに応じて図５（ｂ）に示すＦＰＢＡＰＡテーブルを検索し、圧力比流量関数値ＦＰＢＡＰＡを算出する。
ＲＰＢＡＨＰＡ＝ＰＢＡ／ＨＰＡＤ （６）

ステップＳ２６では、吸気温ＴＡに応じてＲＲＴＡテーブル（図示せず）を検索し、吸気温パラメータＲＲＴＡを算出する。ＲＲＴＡテーブルは、式（１）の分母に相当する下記式（７）の演算結果をテーブルとして記憶したものである。

ステップＳ２７では、エンジン回転数ＮＥに応じてＫＴＨＮＥテーブルを検索し、回転数補正係数ＫＴＨＮＥを算出する。ＫＴＨＮＥテーブルは、エンジン回転数ＮＥが増加するほど、回転数補正係数ＫＴＨＮＥが減少するように設定されている。回転数補正係数ＫＴＨＮＥは、吸入空気流量センサ１３より上流側に配置されるエアクリーナの圧力損失を補正するためのパラメータであり、エンジン回転数ＮＥが増加するほどエアクリーナの圧力損失増加することを考慮して設定される。なお、エアクリーナの影響は通常はあまり大きくないので、回転数補正係数ＫＴＨＮＥを常に「１」に設定し、エンジン回転数ＮＥに応じた補正を行わないようにしてもよい。

ステップＳ２８では、下記式（１ａ）に開口面積流量関数値ＫＴＨ，圧力比流量関数値ＦＰＢＡＰＡ，吸気温パラメータＲＲＴＡ，遅延推定大気圧ＨＰＡＤ，及び回転数補正係数ＫＴＨＮＥを適用し、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨを算出する。
ＨＧＡＩＲＴＨ＝
ＫＣ×ＨＰＡＤ×ＫＴＨ×ＦＰＢＡＰＡ×ＫＴＨＮＥ／ＲＲＴＡ
（１ａ）

上述したステップＳ２４〜Ｓ２８の処理が、吸入空気流量推定部５１の演算に相当する。

ステップＳ２９では、下記式（１１）により、流量偏差ＤＧＡＩＲを算出する。
ＤＧＡＩＲ＝ＨＧＡＩＲＴＨ−ＧＡＩＲ （１１）

ステップＳ３０では、車速ＶＰが所定低車速ＶＰＬ（例えば「０」）より大きいか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは更新量ＣＯＲＨＰＡを「０」に設定する（ステップＳ３２）。一方、ＶＰ＞ＶＰＬであるときは、流量偏差ＤＧＡＩＲに応じて図５（ｄ）に示すＣＯＲＨＰＡテーブルを検索し、更新量ＣＯＲＨＰＡを算出する（ステップＳ３１）。ＣＯＲＨＰＡテーブルは以下のように設定されている。流量偏差ＤＧＡＩＲが「０」近傍の所定範囲（所定値−Ｄ１以上かつ所定値Ｄ１以下の範囲）内にあるときは、更新量ＣＯＲＨＰＡは「０」に設定され、流量偏差ＤＧＡＩＲが所定値−Ｄ１より小さいときは、更新量ＣＯＲＨＰＡは所定量ＣＯＲ１（＞０）に設定され、流量偏差ＤＧＡＩＲが所定値Ｄ１より大きいときは、更新量ＣＯＲＨＰＡは所定量−ＣＯＲ１に設定される。

ステップＳ３３では、下記式（１２）により推定大気圧ＨＰＡ（前回値）に更新量ＣＯＲＨＰＡを加算して、更新推定大気圧ＨＰＡＣＡＬを算出する。
ＨＰＡＣＡＬ＝ＨＰＡ＋ＣＯＲＨＰＡ （１２）

ステップＳ３４では前記式（３）によるなまし演算により、推定大気圧ＨＰＡを算出し、ステップＳ３５では前記式（４）によるなまし演算により、なまし推定大気圧ＨＰＡＦを算出する。

図６は、本実施形態における推定大気圧ＨＰＡの推移を説明するためのタイムチャートであり、推定大気圧ＨＰＡの初期設定値が大気圧ＰＡから大きくずれている例を示す。この例では、時刻ｔ０において推定大気圧ＨＰＡが大気圧ＰＡよりかなり高いため、流量偏差ＤＧＡＩＲが大きくなり、更新量ＣＯＲＨＰＡが負の所定量「−ＣＯＲ１」に設定される。その結果、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨが徐々に減少し、それにともなって推定大気圧ＨＰＡが減少して、最終的に大気圧ＰＡと一致する。図６は説明のために第１なまし演算処理が行われていない状態の推定大気圧ＨＰＡが示されている。なお、実際には推定大気圧ＨＰＡは、上述したようにエンジン始動直後の検出吸気圧ＰＢＡによって初期化されるので、推定大気圧ＨＰＡは最初から大気圧ＰＡとほぼ一致しており、大気圧ＰＡの変化に追従するように変化する。

図７はテスト結果を示すタイムチャートであり、標高２６００ｍの地点Ａから３０００ｍの地点Ｂまで登坂し、その後標高２２００の地点Ｃまで降坂する走行を行ったときの、大気圧ＰＡ，推定大気圧ＨＰＡ（同図（ａ）），燃料カットフラグＦＦＣ，気筒休止フラグＦＣＳＴＰ（同図（ｂ）），及び車速ＶＰ（同図（ｃ））の推移が示されている。なお、図７（ａ）に示す２本の破線は、±４．５％程度の誤差範囲を示している。また地点Ａから地点Ｃまで移動する際の平均車速は１００ｋｍ／ｈ程度である。

図７から明らかなように、本実施形態の大気圧推定手法によれば、大気圧ＰＡの比較的急激な変化に追従して正確な推定大気圧ＨＰＡを得ることができる。また燃料カット運転や一部気筒休止運転が行われても、良好な推定精度を維持することがきる。

図８は、大気圧ＰＡ（曲線Ｌ１）、推定大気圧ＨＰＡ（曲線Ｌ２）、及びなまし推定大気圧ＨＰＡＦ（曲線Ｌ３）の推移を示すタイムチャートであり、周期的な外乱をスロットル弁開度ＴＨに加算するシミュレーションを行った例を示す。

本実施形態では、第１なまし演算処理後の推定大気圧ＨＰＡを推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨの算出に適用し、推定大気圧ＨＰＡに対して第２なまし演算処理を施したなまし推定大気圧ＨＰＡＦを制御パラメータの算出に適用している。このように２段階のなまし処理を行うことにより、大気圧ＰＡの変化に対して推定大気圧ＨＰＡを精度良く追従させるとともに、制御パラメータ算出に適用するなまし推定大気圧ＨＰＡＦに含まれる外乱成分を十分に減衰させることができる。

以上詳述したように本実施形態では、推定大気圧ＨＰＡの前回値である遅延推定大気圧ＨＰＡＤ、検出される吸気圧ＰＢＡ、及びスロットル弁開度ＴＨに基づいて、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨが算出され、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨが、検出される吸入空気流量ＧＡＩＲと一致するように推定大気圧ＨＰＡの更新が行われ、更新された推定大気圧ＨＰＡを用いて推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨの算出が行われる。すなわち、推定大気圧ＨＰＡの更新及び推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨの算出が逐次的に実行され、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨが検出吸入空気流量ＧＡＩＲに追従し、推定大気圧ＨＰＡが実大気圧ＰＡに追従する。その結果、マップ検索を必要としない比較的簡単な演算によって正確な推定大気圧ＨＰＡを得ることができる。

また初期推定大気圧ＨＰＡＩＮＩとして、機関の始動開始時点から機関の始動が完了する時点までに検出された吸気圧ＰＢＡの最大値が適用される（図３，ステップＳ１２）。エンジンの始動完了（自立開始）までは吸気圧ＰＢＡは、大気圧ＰＡに近い値をとるので、適切な初期値設定を行うことができる。なお、吸気圧ＰＢＡの最大値を採用することにより、推定処理開始後の推定大気圧ＨＰＡの大気圧ＰＡへの収束が早まる効果が得られるが、自立運転開始までの期間中の任意のタイミングに検出された吸気圧ＰＢＡをそのまま初期推定大気圧ＨＰＡＩＮＩに設定してもよい。

また車速ＶＰが所定低車速ＶＰＬ以下であって、例えば停止しているときは、推定大気圧ＨＰＡの更新が停止される。車速ＶＰが低いときは、車両周辺の大気圧ＰＡはほとんど変化しないので、更新を停止することにより、スロットル弁を通過しないでエンジンに吸入される空気（例えば、スロットル弁をバイパスする通路及びアイドル制御弁が設けられている場合に、そのバイパス通路を通過する空気、あるいはブローバイガス通路を通過する空気）の影響によって推定精度が低下することを抑制できる。

本実施形態では、スロットル弁開度センサ４、吸入空気流量センサ１３、吸気圧センサ８、車速センサ３２が、それぞれ絞り弁開度検出手段、吸気絞り弁通過空気流量検出手段、吸気圧検出手段、及び車速検出手段に相当し、ＥＣＵ５が、大気圧推定手段、流量推定手段、更新手段、第１なまし処理手段、第２なまし処理手段を構成する。具体的には、図３及び図４の処理が大気圧推定手段に相当し、図４のステップＳ２４〜Ｓ２８が流量推定手段に相当し、ステップＳ２９〜Ｓ３３が更新手段に相当し、ステップＳ３４及びＳ３５がそれぞれ第１なまし処理手段及び第２なまし処理手段に相当する。

［変形例１］
図９は図３に示す大気圧推定処理（メインルーチン）の変形例を示すフローチャートである。

図９の処理は、図３のステップＳ１３をステップＳ１３ａに代えたものである。ステップＳ１３ａでは、エンジン始動開始時点からの経過時間ＴＥＮＧＳＴが所定時間ＴＰＡＩＮＩ以下であるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）である間は、直ちに処理を終了して、ステップＳ１２を実行する。経過時間ＴＥＮＧＳＴが所定時間ＴＰＡＩＮＩに達すると、ステップＳ１４に進み、第１初期化フラグＦＦＩＮＨＰＡＩＮＩを「１」に設定する。

図９に処理により、自立運転開始前の所定のタイミングまで初期推定大気圧ＨＰＡＩＮＩの更新が行われる。

上述した実施形態及びこの変形例では、今回のエンジン始動開始後に検出された吸気圧ＰＢＡを用いて初期推定大気圧ＨＰＡＩＮＩを算出するようにしているが、前回運転終了時点（エンジン停止時点）から今回のエンジン始動開始時点までに検出された吸気圧ＰＢＡを初期推定大気圧ＨＰＡＩＮＩとして設定してよい。エンジン停止中（車両停止中）に大気圧ＰＡが、エンジン制御パラメータの算出結果に大きな影響を及ぼすほど大きく変化することはないと考えられるからである。

［変形例２］
図４のステップＳ３３における演算を式（１２）に代えて、下記式（１２ａ）により行うようにしてもよい。
ＨＰＡＣＡＬ＝ｍａｘ（ＨＰＡ＋ＣＯＲＨＰＡ，ＰＢＡ） （１２ａ）

式（１２ａ）によれば、検出された吸気圧ＰＢＡの方が、更新値（ＨＰＡ＋ＣＯＲＨＰＡ）より高いときは、更新推定大気圧ＨＰＡＣＡＬは吸気圧ＰＢＡに設定される。これにより、例えば吸入空気流量センサ１３の検出遅れに起因して、推定大気圧ＨＰＡが低下して大気圧ＰＡとの偏差が増加したような場合に、推定精度の低下を抑制することができる。

［変形例３］
図４の処理では、所定低車速ＶＰＬを例えば「０」とし、車両停止時の更新量ＣＯＲＨＰＡを「０」に設定する（ステップＳ３２）ようにしたが、所定低車速ＶＰＬを「０」より大きい値（例えば１０ｋｍ／ｈ）に設定し、ステップＳ３１と同様の処理によって、更新量ＣＯＲＨＰＡを所定量ＣＯＲ１（−ＣＯＲ１）より絶対値が小さい所定量ＣＯＲ２（−ＣＯＲ２）に設定するようにしてもよい。これにより、車速ＶＰが所定低車速ＶＰＬ以下であるときは、所定低車速ＶＰＬより高いときと比較して、推定大気圧ＨＰＡの更新速度が低減される。その結果、スロットル弁３を通過しないでエンジン１に吸入される空気の影響によって大気圧の推定精度が低下することを抑制できる。

［第２の実施形態］
図１０は、本発明の第２の実施形態にかかる大気圧推定モジュールの構成を示すブロック図である。図１０に示す大気圧推定モジュールは、図２の大気圧推定モジュールにＡＦＳ遅れ補正部５６を追加し、推定大気圧更新部５２を推定大気圧更新部５２ａに変更したものである。これ以外の点は、第１の実施形態と同一である。

ＡＦＳ遅れ補正部５６は、吸入空気流量センサ１３の検出遅れ特性に応じて、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨを補正し、ＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳを算出する。推定大気圧更新部５２ａは、ＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳが吸入空気流量ＧＡＩＲと一致するように、更新推定大気圧ＨＰＡＣＡＬの算出を行う。

図１１は、図１０の構成に対応する大気圧推定処理のフローチャートである。図１１の処理は、図４のステップＳ２９をステップＳ２９ａに変更し、ステップＳ４１を追加したものである。

ステップＳ４１では、図１２に示すＨＧＡＴＡＦＳ算出処理を実行し、ＡＦＳ推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳを算出する。図１２の処理が、図１０のＡＦＳ補正部５６に対応する。

ステップＳ２９ａでは、ステップＳ４１で算出されるＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳから吸入空気流量ＧＡＩＲを減算することにより、流量偏差ＤＧＡＩＲを算出する。

図１２のステップＳ５１では、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨに応じて図１３（ａ）に示すＴＤＥＡＤテーブルを検索し、吸入空気流量センサ１３の流量検出におけるむだ時間ＴＤＥＡＤを算出する。ＴＤＥＡＤテーブルは、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨが増加するほど、むだ時間ＴＤＥＡＤが減少するように設定されている。

ステップＳ５２では、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨに応じて図１３（ｂ）に示すτＤテーブルを検索し、吸入空気流量センサ１３の流量検出における遅れ時定数τＤを算出する。τＤテーブルは、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨが増加するほど、遅れ時定数τＤが減少するように設定されている。

ステップＳ５３では、エンジン回転数ＮＥ（ｒｐｍ）に応じてクランク角度時間ＴＣＲＫ（ｓｅｃ）を算出する。本実施形態では、４気筒エンジンのＴＤＣパルスに同期して演算を行うので、下記式（２１）により算出される。
ＴＣＲＫ＝３０／ＮＥ （２１）

ステップＳ５４では、下記式（２２）及び（２３）により、離散化むだ時間ｎＴＤ及び離散化遅れ時定数ｍτＤを算出する。
ｎＴＤ＝ＴＤＥＡＤ／ＴＣＲＫ （２２）
ｍτＤ＝τＤ／ＴＣＲＫ （２３）

ステップＳ５５では、遅れ推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨＤ(k)を、離散化むだ時間ｎＴＤ前に算出され、メモリに格納されている推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨ(k-nTD）に設定する。

ステップＳ５６では、下記式（２４）に遅れ推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨＤ(k)、及び遅れ推定スロットル弁通過空気流量の前回値ＨＧＡＩＲＴＨＤ(k-1)を適用し、ＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳを算出する。式（２４）は一次遅れ系を近似する数式であり、式（２４）の係数Ａ１及びＢ１は、離散化遅れ時定数ｍτＤを下記式（２５）及び（２６）に適用して算出される。

図１２の処理により、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨが吸入空気流量センサ１３の検出遅れ特性に応じて補正され、検出される吸入空気流量ＧＡＩＲの検出タイミングにおける推定空気流量であるＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳが算出される。

このＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳを用いることにより、特に吸入空気量流量ＧＡＩＲが小さい低負荷運転状態における大気圧推定精度を向上させることができる。
本実施形態では、図１２の処理が流量検出遅れ補正手段に相当する。

［第３の実施形態］
図１４は、本発明の第３の実施形態にかかる大気圧推定モジュールの構成を示すブロック図である。図１４に示す大気圧推定モジュールは、図１０の大気圧推定モジュールに、吸気圧推定部５７及びＰＢＳ遅れ補正部５８を追加し、吸入空気流量推定部５１、ＡＦＳ遅れ補正部５６、及び推定大気圧更新部５２ａを、それぞれ吸入空気流量推定部５１ａ、ＡＦＳ遅れ補正部５６ａ、及び推定大気圧更新部５２ｂに変更したものである。これ以外は第２の実施形態と同一である。

吸気圧推定部５７は、下記式（３１）により推定吸気圧ＨＰＢＡを算出する。
ＨＰＢＡ＝ＰＢＡ(k)＋（ＰＢＡ(k)−ＰＢＡ(k-1)） （３１）
吸入空気流量推定部５１ａは、吸気圧ＰＢＡに代えて、推定吸気圧ＨＰＢＡを用いて推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨａを算出する。

ＰＢＳ遅れ補正部５８は、吸気圧センサ８の検出遅れ特性に応じて推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨａを補正し、ＰＢＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＰＢＳを算出する。

ＡＦＳ遅れ補正部５６ａは、ＰＢＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＰＢＳを補正し、ＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳａを算出する。推定大気圧更新部５２ｂは、ＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳａが吸入空気流量ＧＡＩＲと一致するように、更新推定大気圧ＨＰＡＣＡＬの算出を行う。

図１５は、図１４の構成に対応する大気圧推定処理のフローチャートである。図１５の処理は、図１１のステップＳ２５，Ｓ２８，Ｓ４１，及びＳ２９ａをそれぞれステップＳ２５ａ，２８ａ，Ｓ４１ａ，及びステップＳ２９ｂに変更し、ステップＳ４２を追加したものである。

ステップＳ２５ａでは、下記式（３２）により圧力比ＲＨＰＢＨＰＡを算出し、圧力比ＲＨＰＢＨＰＡに応じて図５（ｂ）に示す圧力比流量関数テーブルを検索し、圧力比流量関数値ＦＨＰＢＰＡを算出する。
ＲＨＰＢＨＰＡ＝ＨＰＢＡ／ＨＰＡＤ （３２）

ステップＳ２８ａでは、下記式（１ｂ）に開口面積流量関数値ＫＴＨ，圧力比流量関数値ＦＨＰＢＰＡ，吸気温パラメータＲＲＴＡ，遅延推定大気圧ＨＰＡＤ，及び回転数補正係数ＫＴＨＮＥを適用し、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨａを算出する。
ＨＧＡＩＲＴＨａ＝
ＫＣ×ＨＰＡＤ×ＫＴＨ×ＦＨＰＢＰＡ×ＫＴＨＮＥ／ＲＲＴＡ
（１ｂ）

ステップＳ４２では、図１６に示すＨＧＡＴＰＢＳ算出処理を実行し、ＰＢＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＰＢＳを算出する。図１６の処理が図１４のＰＢＳ遅れ補正部５８に対応する。

ステップＳ４１ａでは、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨに代えて、ＰＢＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＰＢＳを用いてＡＦＳ推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳａを算出する。

ステップＳ２９ｂでは、ステップＳ４１ａで算出されるＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳａから吸入空気流量ＧＡＩＲを減算することにより、流量偏差ＤＧＡＩＲを算出する。

図１６のステップＳ６１では、下記式（３３）により遅れ推定吸気圧ＨＰＢＡＳを算出する。式（３３）は、吸気圧センサ８を一次遅れ系モデルで近似する式である。式（３３）の係数Ａ２，Ｂ２は、下記式（３４）及び（３５）により算出され、式（３４）及び（３５）のなまし係数Ｃ２は、実験に基づいて設定される。
ＨＰＢＡＳ＝Ａ２×ＨＰＢＡ(k)＋Ａ２×ＨＰＢＡ(k-1)
＋Ｂ２×ＨＰＢＡＳ(k-1) （３３）
Ａ２＝Ｃ２／（２＋Ｃ２） （３４）
Ｂ２＝（２−Ｃ２）／（２＋Ｃ２） （３５）

ステップＳ６２では、下記式（３６）に検出吸気圧ＰＢＡを適用し、圧力比ＲＰＢＡＨＰＡを算出するとともに、下記式（３７）に遅れ推定吸気圧ＨＰＢＡＳを適用し、圧力比ＲＨＰＢＳＨＰＡを算出する。
ＲＰＢＡＨＰＡ＝ＰＢＡ／ＨＰＡＤ （３６）
ＲＨＰＢＳＨＰＡ＝ＨＰＢＡＳ／ＨＰＡＤ （３７）

ステップＳ６３では、圧力比ＲＰＢＡＨＰＡ及びＲＨＰＢＳＨＰＡに応じて図５（ｂ）に示す圧力流量関数テーブルを検索し、圧力比流量関数値ＦＰＢＡＰＡ及びＦＨＰＢＳＰＡを算出する。ステップＳ６４では、圧力比流量関数値ＦＰＢＡＰＡ及びＦＨＰＢＳＰＡを、下記式（３８）に適用し、ＰＢＳ遅れ補正係数ＫＨＰＢＡを算出する。
ＫＨＰＢＡ＝ＦＰＢＡＰＡ／ＦＨＰＢＳＰＡ （３８）

ステップＳ６５では、ＰＢＳ遅れ補正係数ＫＨＰＢＡ及び推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨａを、下記式（３９）に適用し、ＰＢＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＰＢＳを算出する。
ＨＧＡＴＰＢＳ＝ＫＨＰＢＡ×ＨＧＡＩＲＴＨａ （３９）

図１６の処理により、吸気圧センサ８の検出遅れ特性（一次遅れ特性）に応じて推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨａが補正され、ＰＢＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＰＢＳが算出される。

ＰＢＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＰＢＳを用いて、推定大気圧ＨＰＡの更新を行うことにより、推定大気圧ＨＰＡの推定精度をさらに高めることができる。

本実施形態では、図１６の処理が圧力検出遅れ補正手段に相当し、図１５のステップＳ４１ａが流量検出遅れ補正手段に相当する。

［第４の実施形態］
図１７は、本発明の第４の実施形態にかかる大気圧推定モジュールの構成を示すブロック図である。図１０の大気圧推定モジュールに、ＴＨ推定部５９及びＴＨＳ遅れ補正部６０を追加し、吸入空気流量推定部５１、ＡＦＳ遅れ補正部５６、及び推定大気圧更新部５２ａを、それぞれ吸入空気流量推定部５１ｂ、ＡＦＳ遅れ補正部５６ｂ、及び推定大気圧更新部５２ｃに変更したものである。これ以外は第２の実施形態と同一である。

ＴＨ推定部５９は、下記式（４１）により推定スロットル弁開度ＨＴＨを算出する。
ＨＴＨ＝ＴＨ(k)＋（ＴＨ(k)−ＴＨ(k-1)） （４１）
吸入空気流量推定部５１ｂは、スロットル弁開度ＴＨに代えて、推定スロットル弁開度ＨＴＨを用いて推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨｂを算出する。

ＴＨＳ遅れ補正部６０は、スロットル弁開度センサ４の検出遅れ特性に応じて推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨｂを補正し、ＴＨＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＴＨＳを算出する。

ＡＦＳ遅れ補正部５６ｂは、ＴＨＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＴＨＳを補正し、ＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳｂを算出する。推定大気圧更新部５２ｃは、ＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳｂが吸入空気流量ＧＡＩＲと一致するように、更新推定大気圧ＨＰＡＣＡＬの算出を行う。

図１８は、図１７の構成に対応する大気圧推定処理のフローチャートである。図１８の処理は、図１１の処理のステップＳ２４，Ｓ２８，Ｓ４１，及びＳ２９ａをそれぞれステップＳ２４ａ，２８ｂ，Ｓ４１ｂ，及びステップＳ２９ｃに変更し、ステップＳ４３を追加したものである。

ステップＳ２４ａでは、推定スロットル弁開度ＨＴＨに応じて図５（ａ）に示すＫＴＨテーブルを検索し、開口面積流量関数値ＫＴＨａを算出する。
ステップＳ２８ｂでは、下記式（１ｃ）に開口面積流量関数値ＫＴＨａ，圧力比流量関数値ＦＨＰＢＰＡ，吸気温パラメータＲＲＴＡ，遅延推定大気圧ＨＰＡＤ，及び回転数補正係数ＫＴＨＮＥを適用し、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨｂを算出する。
ＨＧＡＩＲＴＨｂ＝
ＫＣ×ＨＰＡＤ×ＫＴＨａ×ＦＨＰＢＰＡ×ＫＴＨＮＥ／ＲＲＴＡ
（１ｃ）

ステップＳ４３では、図１９に示すＨＧＡＴＴＨＳ算出処理を実行し、ＴＨＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＴＨＳを算出する。図１９の処理が図１７のＴＨＳ遅れ補正部６０に対応する。

ステップＳ４１ｂでは、推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨに代えて、ＴＨＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＴＨＳを用いてＡＦＳ推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳｂを算出する。

ステップＳ２９ｃでは、ステップＳ４１ｂで算出されるＡＦＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＡＦＳｂから吸入空気流量ＧＡＩＲを減算することにより、流量偏差ＤＧＡＩＲを算出する。

図１９のステップＳ７１では、下記式（４３）により遅れ推定スロットル弁開度ＨＴＨＳを算出する。式（４３）は、スロットル弁開度センサ４を一次遅れ系モデルで近似する式である。式（４３）の係数Ａ３，Ｂ３は、下記式（４４）及び（４５）により算出され、式（４４）及び（４５）のなまし係数Ｃ３は、実験に基づいて設定される。
ＨＴＨＳ＝Ａ３×ＨＴＨ(k)＋Ａ３×ＨＴＨ(k-1)
＋Ｂ３×ＨＴＨＳ(k-1) （４３）
Ａ３＝Ｃ３／（２＋Ｃ３） （４４）
Ｂ３＝（２−Ｃ３）／（２＋Ｃ３） （４５）

ステップＳ７２では、スロットル弁開度ＴＨに応じて図５（ａ）に示すＫＴＨテーブルを検索し、開口面積流量関数値ＫＴＨ（ＴＨ）を算出する。ステップＳ７３では、遅れ推定スロットル弁開度ＨＴＨＳに応じて図５（ａ）に示すＫＴＨテーブルを検索し、開口面積流量関数値ＫＴＨ（ＨＴＨＳ）を算出する。

ステップＳ７４では、開口面積流量関数値ＫＴＨ（ＴＨ）及びＫＴＨ（ＨＴＨＳ）を、下記式（４６）に適用し、ＴＨＳ遅れ補正係数ＫＨＴＨを算出する。
ＫＨＴＨ＝ＫＴＨ（ＴＨ）／ＫＴＨ（ＨＴＨＳ） （４６）
ステップＳ７５では、ＴＨＳ遅れ補正係数ＫＨＴＨ及び推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨｂを、下記式（４７）に適用し、ＴＨＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＴＨＳを算出する。
ＨＧＡＴＴＨＳ＝ＫＨＴＨ×ＨＧＡＩＲＴＨｂ （４７）

図１９の処理により、スロットル弁開度センサ４の検出遅れ特性（一次遅れ特性）に応じて推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＩＲＴＨｂが補正され、ＴＨＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＴＨＳが算出される。

ＴＨＳ補正推定スロットル弁通過空気流量ＨＧＡＴＴＨＳを用いて、推定大気圧ＨＰＡの更新を行うことにより、推定大気圧ＨＰＡの推定精度をさらに高めることができる。

本実施形態では、図１９の処理が開度検出遅れ補正手段に相当し、図１８のステップＳ４１ｂが流量検出遅れ補正手段に相当する。

［他の変形例］
上述した実施形態では、スロットル弁を備える機関に本発明を適用したが、スロットル弁が設けられておらず、吸気弁のリフト量及び／または開角を連続的に変化させることにより、吸入空気流量の制御する機関にも本発明を適用することができる。その場合には、筒内圧センサを設け、検出吸気圧に代えて検出筒内圧を使用する。また吸気弁が吸気絞り弁に相当する。

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用が可能である。

１ 内燃機関
３ スロットル弁（吸気絞り弁）
４ スロットル弁開度センサ（絞り弁開度検出手段）
５ 電子制御ユニット（大気圧推定手段、流量推定手段、更新手段、第１なまし処理手段、第２なまし処理手段、流量検出遅れ補正手段、圧力検出遅れ補正手段、開度検出遅れ補正手段）
８ 吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
１３ 吸入空気流量センサ（吸気絞り弁通過空気流量検出手段）
３２ 車速センサ（車速検出手段）

Claims (16)

1. 内燃機関の制御パラメータの算出に適用する制御用大気圧を推定する大気圧推定手段を備える大気圧推定装置において、
   前記機関の吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
   前記機関の吸気絞り弁を通過する空気の流量を検出する吸気絞り弁通過空気流量検出手段と、
   前記吸気絞り弁の開度を検出する絞り弁開度検出手段とを備え、
   前記大気圧推定手段は、
   流量推定用大気圧、前記吸気圧、及び前記吸気絞り弁開度に基づいて、推定吸気絞り弁通過空気流量を算出する流量推定手段と、
   前記推定吸気絞り弁通過空気流量が、検出される吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、推定演算用大気圧を更新する更新手段と、
   前記更新手段により更新された推定演算用大気圧のなまし処理を行うことにより、第１なまし推定大気圧を算出する第１なまし処理手段と、
   前記第１なまし推定大気圧のなまし処理を行うことにより、第２なまし推定大気圧を算出する第２なまし処理手段とを有し、
   前記流量推定手段は、前記第１なまし推定大気圧を前記流量推定用大気圧として用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量を算出し、
   前記大気圧推定手段は、前記第２なまし推定大気圧を前記制御用大気圧として算出することを特徴とする大気圧推定装置。
2. 前記大気圧推定手段は、前記流量推定用大気圧の初期値として、前記機関の前回停止時点から前記機関の始動が完了する時点までの期間中に検出された吸気圧を適用する請求項１の大気圧推定装置。
3. 前記大気圧推定手段は、前記吸気圧が前記推定演算用大気圧より高いときは、前記推定演算用大気圧を該吸気圧に設定する請求項１または２の大気圧推定装置。
4. 前記機関により駆動される車両の車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記更新手段は、前記車速が所定車速以下であるときは、前記推定演算用大気圧の更新を停止する請求項１から３の何れか１項の大気圧推定装置。
5. 前記機関により駆動される車両の車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記更新手段は、前記車速が所定車速以下であるときは、前記推定演算用大気圧の更新速度を低下させる請求項１から３の何れか１項の大気圧推定装置。
6. 前記大気圧推定手段は、前記吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出する流量検出遅れ補正手段を有し、
   前記更新手段は、前記補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、前記推定演算用大気圧の更新を行う請求項１から５の何れか１項の大気圧推定装置。
7. 前記大気圧推定手段は、前記吸気圧検出手段の検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第１補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出する圧力検出遅れ補正手段と、前記吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れ特性に応じて、前記第１補正推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第２補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出する流量検出遅れ補正手段とを有し、
   前記流量推定手段は、前記吸気圧の推定値を用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量を算出し、
   前記更新手段は、前記第２補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、前記推定演算用大気圧の更新を行う請求項１から５の何れか１項の大気圧推定装置。
8. 前記大気圧推定手段は、前記吸気絞り弁開度検出手段の検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第３補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出する開度検出遅れ補正手段と、前記吸気絞り弁通過空気流量検出手段の検出遅れ特性に応じて、前記第３補正推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第４補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出する流量検出遅れ補正手段とを有し、
   前記流量推定手段は、前記吸気絞り弁開度の推定値を用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量を算出し、
   前記更新手段は、前記第４補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、前記推定演算用大気圧の更新を行う請求項１から５の何れか１項の大気圧推定装置。
9. 内燃機関の制御パラメータの算出に適用する制御用大気圧を推定する大気圧推定方法において、
   ａ）前記機関の吸気圧を吸気圧センサにより検出し、
   ｂ）前記機関の吸気絞り弁を通過する空気の流量を空気流量センサにより検出し、
   ｃ）前記吸気絞り弁の開度を絞り弁開度センサにより検出し、
   ｄ）流量推定用大気圧、検出される吸気圧及び吸気絞り弁開度に基づいて、推定吸気絞り弁通過空気流量を算出し、
   ｅ）前記推定吸気絞り弁通過空気流量が、検出される吸気絞り弁通過空気流量と一致するように推定演算用大気圧を更新し、
   f）更新された推定演算用大気圧のなまし処理を行うことにより、第１なまし推定大気圧を算出し、
   ｇ）前記第１なまし推定大気圧のなまし処理を行うことにより、第２なまし推定大気圧を算出するステップを備え、
   前記ステップｄ）では、前記第１なまし推定大気圧を前記流量推定用大気圧として用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量を算出し、前記ステップｄ）からｆ）を繰り返し実行し、前記第２なまし推定大気圧を前記制御用大気圧として算出することを特徴とする大気圧推定方法。
10. 前記流量推定用大気圧の初期値として、前記機関の前回停止時点から前記機関の始動が完了する時点までの期間中に検出された吸気圧が適用される請求項９の大気圧推定方法。
11. 前記吸気圧が前記推定演算用大気圧より高いときは、前記推定演算用大気圧が該吸気圧に設定される請求項９または１０の大気圧推定方法。
12. ｈ）前記機関により駆動される車両の車速を検出するステップを備え、
    前記車速が所定車速以下であるときは、前記推定演算用大気圧の更新が停止される請求項９から１１の何れか１項の大気圧推定方法。
13. ｈ）前記機関により駆動される車両の車速を検出するステップを備え、
    前記車速が所定車速以下であるときは、前記推定演算用大気圧の更新速度が低減される請求項９から１１の何れか１項の大気圧推定方法。
14. 前記ステップｄ）は、
    ｉ）前記空気流量センサの検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出するステップを含み、
    前記ステップｅ）では、前記補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、前記推定演算用大気圧の更新が行われる請求項９から１３の何れか１項の大気圧推定方法。
15. 前記ステップｄ）は、
    ｊ）前記吸気圧センサの検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第１補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出し、
    ｋ）前記空気流量センサの検出遅れ特性に応じて、前記第１補正推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第２補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出するステップを含み、
    前記ステップｄ）では、前記吸気圧の推定値を用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量が算出され、
    前記ステップｅ）では、前記第２補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、前記推定演算用大気圧の更新が行われる請求項９から１３の何れか１項の大気圧推定方法。
16. 前記ステップｄ）は、
    ｌ）前記絞り弁開度センサの検出遅れ特性に応じて、前記推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第３補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出し、
    ｍ）前記空気流量センサの検出遅れ特性に応じて、前記第３補正推定吸気絞り弁通過空気流量を補正することにより、第４補正推定吸気絞り弁通過空気流量を算出するステップを含み、
    前記ステップｄ）では、前記吸気絞り弁開度の推定値を用いて前記推定吸気絞り弁通過空気流量が算出され、
    前記ステップｅ）では、前記第４補正推定吸気絞り弁通過空気流量が検出吸気絞り弁通過空気流量と一致するように、前記推定演算用大気圧の更新が行われる請求項９から１３の何れか１項の大気圧推定方法。

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