JP2007321673A - Control device for air quantity detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気量を検出するセンサの制御装置に関し、特に、エンジンに供給される空気量を検出するセンサを補正する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a sensor that detects the amount of air, and more particularly, to a control device that corrects a sensor that detects the amount of air supplied to an engine.
エンジンで燃料を燃焼させるためには、空気が必要不可欠である。その空気を供給する装置としてエンジンには吸気装置が備えられる。吸気装置は、空気の取り入れ口である吸気ダクト、空気を清浄な状態にする（以下、清浄化すると記載する場合がある）エアクリーナ、吸入される空気の量を調整するスロットルバルブ（ガソリンエンジンの場合であって、ディーゼルエンジンの場合ではない）、気筒毎に空気を分配するインテークマニホールドにより構成される。 Air is indispensable for burning fuel in the engine. As an apparatus for supplying the air, the engine is provided with an intake device. The intake system includes an air intake duct that is an air intake, an air cleaner that cleans the air (hereinafter sometimes referred to as “cleaning”), and a throttle valve that adjusts the amount of air that is taken in (for gasoline engines) (This is not the case of a diesel engine) and is constituted by an intake manifold that distributes air to each cylinder.
吸気ダクトは空気を取り入れ易いようにエンジンルームの最前部付近に設けられる。この吸気ダクトから吸入された空気はエアクリーナに送られる。エアクリーナで清浄化された空気はスロットルバルブを経由して、インテークマニホールドに導かれ、インテークマニホールドから各気筒の吸気バルブを介して燃焼室に送り込まれる。 The intake duct is provided near the foremost part of the engine room so that air can be easily taken in. Air sucked from the intake duct is sent to an air cleaner. The air purified by the air cleaner is guided to the intake manifold via the throttle valve, and is sent from the intake manifold to the combustion chamber via the intake valve of each cylinder.
燃焼室内で燃料が燃焼する際には、空気の中の酸素が必要になる。燃焼室内の空気と燃料との比率は空燃比で表わされる。エンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、空燃比を車両の走行状態に応じて適切な空燃比になるように調整している。このようにしないと、燃料が無駄に使われてしまったり、必要な駆動力が得られなかったりする。エンジンＥＣＵは、燃料の噴射量を制御するが、空燃比を正確に調整するためには、エンジンに吸入される空気量を正確に検出する必要がある。そのため、吸気装置の途中には、エアーフローメータが配置されている。 When fuel burns in the combustion chamber, oxygen in the air is required. The ratio of air to fuel in the combustion chamber is represented by the air / fuel ratio. An engine ECU (Electronic Control Unit) that controls the engine adjusts the air-fuel ratio to an appropriate air-fuel ratio in accordance with the running state of the vehicle. If this is not done, the fuel will be wasted and the necessary driving force may not be obtained. The engine ECU controls the fuel injection amount, but in order to accurately adjust the air-fuel ratio, it is necessary to accurately detect the amount of air taken into the engine. Therefore, an air flow meter is arranged in the middle of the intake device.
エアーフローメータは、吸気装置を通過する空気量を検出するセンサであって、形式には様々なものがある。いずれの形式でも空気量を電気信号（たとえば、電圧信号）に変換してエンジンＥＣＵに入力される。エアーフローメータの形式の１つとして、ホットワイヤー式と呼ばれるものがある。これは、電熱線に電気を流すと発熱するが、通過する空気の量が多いほど冷却能力が高くなって、電熱線の発熱量が小さくなる。電熱線は温度が低くなるほど電気抵抗値が高くなるので、これを利用して、吸入空気量を検出する信号としている。 The air flow meter is a sensor for detecting the amount of air passing through the intake device, and there are various types. In any format, the air amount is converted into an electric signal (for example, a voltage signal) and input to the engine ECU. One type of air flow meter is called a hot wire type. This generates heat when electricity is passed through the heating wire. However, as the amount of air passing therethrough increases, the cooling capacity increases and the heating value of the heating wire decreases. Since the electric resistance value of the heating wire increases as the temperature decreases, this is used as a signal for detecting the intake air amount.
さらに詳しくは、検出精度を向上させるために、吸入空気の一部を熱線計量部にバイパスさせるものもある。熱線計量部はプラチナフィラメント（白金熱線）を使用し、吸入空気温度計測用の抵抗と過熱抵抗（ヒータ）の熱線とでブリッジ回路を形成して、エンジンの吸入空気量を検出する。吸入空気量が変化すると、熱線計量部のブリッジ回路により、吸気温度計測用の抵抗と過熱抵抗（ヒータ）との温度差を常に一定に保つように加熱抵抗への供給電力がフィードバック制御される。その供給電力を電圧に変換して、予め記憶されたエアーフローメータ出力電圧と流量との関係から、エンジン吸入空気量を検出する。 In more detail, in order to improve the detection accuracy, there is one that bypasses a part of the intake air to the hot-wire measuring unit. The hot wire metering unit uses a platinum filament (platinum hot wire) and forms a bridge circuit with the resistance for measuring the intake air temperature and the heat wire of the overheat resistance (heater) to detect the intake air amount of the engine. When the amount of intake air changes, the power supplied to the heating resistor is feedback controlled so that the temperature difference between the resistance for measuring the intake air temperature and the overheat resistance (heater) is always kept constant by the bridge circuit of the heat ray metering unit. The supplied power is converted into a voltage, and the engine intake air amount is detected from the relationship between the air flow meter output voltage and the flow rate stored in advance.
なお、このような形式のエアーフローメータの場合、理論的に質量流量を直接検出できるので、吸気温度の変化による温度補正の必要はないが、エンジンＥＣＵにおいて各種制御のために吸気温度を必要とするので、エアーフローメータの内部にサーミスタタイプの吸気温センサが内蔵されており、吸気温度を検出している。 In the case of an air flow meter of this type, the mass flow rate can be directly detected theoretically, so there is no need for temperature correction due to changes in the intake air temperature, but the intake air temperature is required for various controls in the engine ECU. Therefore, a thermistor type intake air temperature sensor is built in the air flow meter, and the intake air temperature is detected.
特開平３−２３３４６号公報（特許文献１：特公平６−８４７４１号公報）は、このようなエアーフローメータの劣化を検出する装置を開示する。このエアフローメータの劣化検出装置は、内燃機関の吸入空気流量を検出するエアフローメータの劣化を検出する装置であって、内燃機関の運転状態を検出する内燃機関運転状態検出手段と、内燃機関の使用初期に、内燃機関運転状態のエリア毎にエアフローメータによる吸入空気流量の検出値を学習する初期学習手段と、エアフローメータによる吸入空気流量の検出値を内燃機関運転状態検出手段により検出された内燃機関運転状態のエリアに対応して初期学習手段により記憶されている学習値と比較して、その差が所定値以上のとき劣化と判定する比較判定手段と、を設けたことを特徴とする。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-23346 (Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 6-84741) discloses an apparatus for detecting such deterioration of an air flow meter. This air flow meter deterioration detection device is a device for detecting deterioration of an air flow meter that detects the intake air flow rate of an internal combustion engine, and that uses an internal combustion engine operating state detection means for detecting the operating state of the internal combustion engine, and the use of the internal combustion engine. Initially learning means for learning the detected value of the intake air flow rate by the air flow meter for each area of the internal combustion engine operating state, and the internal combustion engine in which the detected value of the intake air flow rate by the air flow meter is detected by the internal combustion engine operating state detecting means Compared with the learning value stored by the initial learning means corresponding to the operating state area, comparison determining means for determining that the difference is greater than a predetermined value is provided.
このエアフローメータの劣化検出装置によると、内燃機関の使用初期に、内燃機関運転状態のエリア毎にエアフローメータによる吸入空気流量の検出値を学習しておいて、その後、エアフローメータによる吸入空気流量の検出値と学習値とを比較して、その差が所定値以上のとき劣化と判定する。このため、エアフローメータが長期の使用によって、劣化したとき、これを検出して、速やかな部品の交換を促し、車両の排ガス性能の悪化を防止させることができるという効果が得られる。
吸気装置においてエアーフローメータの上流には、エアフィルタが設けられ、空気の清浄化が図られているものの、エアフィルタで集塵されなかったダスト等が、エアーフローメータの熱線計量部に付着して、エアーフローメータを汚損する場合がある。このような場合には、正常な場合（汚損されていない場合）におけるエアーフローメータ出力電圧と流量との関係が成立しなくなり、出力電圧がずれてしまう。この結果、精度高くエンジン吸入空気量を検出することができなくなり、加速性が不足するドライバビリティの低下、空燃比が正確に制御できないことによる排気ガスの浄化不足（特に、燃料添加が行なわれるディーゼルエンジン）等の問題が発生する。 Although an air filter is provided upstream of the air flow meter in the intake device to clean the air, dust that has not been collected by the air filter adheres to the hot wire metering section of the air flow meter. The air flow meter. In such a case, the relationship between the air flow meter output voltage and the flow rate in a normal case (when not fouled) is not established, and the output voltage is shifted. As a result, the engine intake air amount cannot be detected with high accuracy, drivability is reduced due to insufficient acceleration, and exhaust gas purification is insufficient due to the inability to accurately control the air-fuel ratio (particularly diesel fuel with added fuel). Problems).
しかしながら、上述した特許文献１のエアフローメータの劣化検出装置では劣化したことを検出して交換しなければならず、交換されるまでの間において、上述した問題を解決できない。 However, in the above-described air flow meter deterioration detection device of Patent Document 1, it must be detected and replaced, and the problem described above cannot be solved until the replacement.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、汚損が発生しても精度高く吸入空気量を検出することができる空気量検出センサの制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an air amount detection sensor capable of detecting an intake air amount with high accuracy even if contamination occurs. That is.
第１の発明に係る制御装置は、内燃機関に吸入される空気量を検知するセンサを制御する。この制御装置は、センサの汚損状態を推定するための推定手段と、汚損されていると推定されると、センサからの出力信号を補正するための補正手段とを含む。 The control device according to the first invention controls a sensor that detects the amount of air taken into the internal combustion engine. The control device includes an estimation unit for estimating the contamination state of the sensor and a correction unit for correcting an output signal from the sensor when it is estimated that the sensor is contaminated.
第１の発明によると、吸気装置に配置されたエアフィルタで集塵されなかったダスト等が、センサ（多くの場合エアーフローメータの熱線計量部）に付着すると、正常な場合（汚損されていない場合）におけるセンサ出力信号の値（たとえば、電圧値や電流値）と流量との関係が成立しないようになり、出力信号の値がずれてしまう。このような場合には、センサからの出力信号が補正されて、たとえば汚損により小さめになっている出力信号を引き上げて、正確に流量を検出するようにできる。その結果、汚損が発生しても精度高く吸入空気量を検出することができる空気量検出センサの制御装置を提供することができる。 According to the first invention, when dust or the like that has not been collected by the air filter disposed in the intake device adheres to the sensor (in many cases, the heat ray measuring unit of the air flow meter), it is normal (not fouled) In this case, the relationship between the sensor output signal value (for example, voltage value or current value) and the flow rate does not hold, and the output signal value shifts. In such a case, the output signal from the sensor is corrected, and the output signal that has become smaller due to contamination, for example, can be raised to accurately detect the flow rate. As a result, it is possible to provide a control device for an air amount detection sensor that can detect the intake air amount with high accuracy even if contamination occurs.
第２の発明に係る制御装置は、第１の発明の構成に加えて、内燃機関の運転時間を検出するための検出手段をさらに含む。推定手段は、運転時間が予め定められた時間以上であると、センサが汚損していると推定するための手段を含む。 The control device according to the second invention further includes a detecting means for detecting the operation time of the internal combustion engine in addition to the configuration of the first invention. The estimation means includes means for estimating that the sensor is contaminated when the operation time is equal to or longer than a predetermined time.
第２の発明によると、内燃機関の運転時間が長いほど、吸気装置に配置されたエアフィルタで集塵されなかったダスト等が、センサに付着している可能性が高いと推定できる。このような場合には、センサからの出力信号を補正するようにして、汚損が発生しても精度高く吸入空気量を検出することができる。 According to the second invention, it can be estimated that the longer the operation time of the internal combustion engine is, the higher the possibility that dust or the like that has not been collected by the air filter disposed in the intake device adheres to the sensor. In such a case, the amount of intake air can be detected with high accuracy even if contamination occurs by correcting the output signal from the sensor.
第３の発明に係る制御装置は、第１の発明の構成に加えて、制御装置は、内燃機関が搭載された車両の走行距離を検出するための検出手段をさらに含む。推定手段は、走行距離が予め定められた距離以上であると、センサが汚損していると推定するための手段を含む。 In addition to the configuration of the first invention, the control device according to the third invention further includes detection means for detecting the travel distance of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted. The estimation means includes means for estimating that the sensor is soiled if the travel distance is equal to or greater than a predetermined distance.
第３の発明によると、内燃機関が搭載された車両の走行距離が長いほど、吸気装置に配置されたエアフィルタで集塵されなかったダスト等が、センサに付着している可能性が高いと推定できる。このような場合には、センサからの出力信号を補正するようにして、汚損が発生しても精度高く吸入空気量を検出することができる。 According to the third aspect of the invention, the longer the travel distance of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted, the higher the possibility that dust or the like that has not been collected by the air filter disposed in the intake device adheres to the sensor. Can be estimated. In such a case, the amount of intake air can be detected with high accuracy even if contamination occurs by correcting the output signal from the sensor.
第４の発明に係る制御装置は、第１の発明の構成に加えて、内燃機関のスロットル開度および内燃機関の回転数を検出するための検出手段をさらに含む。推定手段は、スロットル開度および回転数が予め定められた条件を満足すると、センサが汚損していると推定するための手段を含む。 In addition to the configuration of the first invention, the control device according to the fourth invention further includes detection means for detecting the throttle opening of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine. The estimation means includes means for estimating that the sensor is contaminated when the throttle opening degree and the rotational speed satisfy predetermined conditions.
第４の発明によると、スロットル開度が大きく変化（スロットルバルブが開くように変化）したにもかかわらず、回転数が大きく変化しない場合等においては、正しく流量が検出されておらず、増加空気量に対応する燃料が噴射されていないことが考えられる。このような場合には、センサからの出力信号が補正されて、たとえば汚損により小さめになっている出力信号を引き上げて、正確に流量を検出するようにできる。 According to the fourth invention, in the case where the rotation speed does not change greatly despite the fact that the throttle opening has changed greatly (changes so that the throttle valve opens), the flow rate is not correctly detected, and the increased air It is conceivable that fuel corresponding to the amount is not injected. In such a case, the output signal from the sensor is corrected, and the output signal that has become smaller due to contamination, for example, can be raised to accurately detect the flow rate.
第５の発明に係る制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、推定手段は、スロットル開度の速度が予め定められたしきい値以上であって、かつ、回転数の変化率が予め定められたしきい値以下であると、センサが汚損していると推定するための手段を含む。 In the control device according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth aspect of the invention, the estimating means includes a throttle opening speed equal to or greater than a predetermined threshold value and a rate of change of the rotational speed. Means for estimating that the sensor is fouled if is below a predetermined threshold.
第５の発明によると、スロットル開度が速く開いたにもかかわらず、回転数が速く上昇変化しない場合等においては、正しく流量が検出されておらず、増加空気量に対応する燃料が噴射されていないことが考えられる。このような場合には、センサからの出力信号が補正されて、たとえば汚損により小さめになっている出力信号を引き上げて、正確に流量を検出するようにできる。 According to the fifth aspect of the invention, in the case where the rotational speed does not change rapidly even though the throttle opening is quickly opened, the flow rate is not correctly detected, and fuel corresponding to the increased air amount is injected. It is thought that it is not. In such a case, the output signal from the sensor is corrected, and the output signal that has become smaller due to contamination, for example, can be raised to accurately detect the flow rate.
第６の発明に係る制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、補正手段は、センサからの出力電圧値を修正することによりセンサからの出力信号を補正するための手段を含む。 In the control device according to the sixth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth inventions, the correcting means corrects the output signal from the sensor by correcting the output voltage value from the sensor. Including means.
第６の発明によると、吸気装置に配置されたエアフィルタで集塵されなかったダスト等が、センサ（多くの場合エアーフローメータの熱線計量部）に付着すると、正常な場合（汚損されていない場合）におけるセンサ出力信号である電圧値と流量との関係が成立しないようになり、出力電圧値がずれてしまう。このような場合には、センサからの出力信号である出力電圧値が修正されて、たとえば汚損により小さめになっている出力電圧値を引き上げて、正確に流量を検出するようにできる。 According to the sixth invention, when dust or the like that has not been collected by the air filter disposed in the intake device adheres to the sensor (in many cases, the heat ray measuring section of the air flow meter), it is normal (not fouled) In this case, the relationship between the voltage value that is the sensor output signal and the flow rate does not hold, and the output voltage value shifts. In such a case, the output voltage value, which is an output signal from the sensor, is corrected, and for example, the output voltage value that has become smaller due to contamination can be raised to accurately detect the flow rate.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
＜第１の実施の形態＞
図１に、本実施の形態に係るエアーフローメータ制御装置として機能するエンジンＥＣＵ２００を含む、エンジンおよびその周辺機器の全体構成を示す。なお、このエンジンＥＣＵ２００は、エアーフローメータ制御装置として機能するだけではなくエンジン全般を制御する。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows an overall configuration of an engine and its peripheral devices including an
このエンジンは、吸気通路に燃料を噴射するガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記載する）１０に取り付けられる。本発明は、このようなガソリンエンジンに限定して適用されるものではなく、筒内に燃料を直接噴射するエンジンや、ディーゼルエンジンであっても、本発明は適用できる。 This engine is attached to a gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 that injects fuel into an intake passage. The present invention is not limited to such a gasoline engine, and can be applied to an engine that directly injects fuel into a cylinder or a diesel engine.
エンジン１０には吸気管（インテークマニホールド）２０と排気管（エキゾーストマニホールド）４０とが取り付けられている。吸気管２０には、スロットルバルブ３０が配置され、その上流にはエアクリーナ５０が設けられている。エアクリーナ５０とスロットルバルブ３０との間には、空気量を測定するためのエアフローメータ６０や吸気温度を測定するための吸気温センサなども配置される。なお、以下おいては、エアーフローメータ６０に吸気温センサが内蔵されているとして説明する。
An intake pipe (intake manifold) 20 and an exhaust pipe (exhaust manifold) 40 are attached to the
また、エンジン１０は、エンジンＥＣＵ２００により制御される。エンジンＥＣＵ２００には、これらエアフローメータ６０、吸気温センサ、エンジン回転数センサ、エンジン冷却水温、スロットルバルブ３０の開度等の情報が入力される。これらの情報および他のコンピュータからの情報に基づいて、エンジンＥＣＵ２００は、スロットルバルブ３０の開度、点火プラグ９０の点火時期、燃料噴射弁１００の燃料噴射量、吸気弁７０および排気弁８０の開閉タイミングなどを制御する。また、エンジンＥＣＵ２００には、車両走行距離Ｌについての情報が入力される。
排気管４０の下流には、３元触媒からなる排気浄化装置１２０が配置される。排気浄化装置１２０の上流には、排気中の酸素濃度を検出するための酸素センサ１１０が配置される。
An
吸気ダクト（図示せず）は空気を取り入れ易いようにエンジンルームの最前部付近であって、エアクリーナ５０よりも上流側に設けられる。エアクリーナ５０で清浄化された空気はスロットルバルブ３０を経由して、吸気管（インテークマニホールド）２０に導かれ、吸気管（インテークマニホールド）２０から各気筒の吸気バルブ７０を介して燃焼室に送り込まれる。
An intake duct (not shown) is provided in the vicinity of the foremost part of the engine room and upstream of the
図１に示すように、エアクリーナ５０とスロットルバルブ３０との間には、エアーフローメータ６０が設けられる。このエアーフローメータ６０は、ホットワイヤー式で、吸入空気量を検出する。
As shown in FIG. 1, an
図２にこのホットワイヤー式のエアーフローメータ６０のブリッジ回路を示す。エアーフローメータ６０の熱線計量部には図２に示すブリッジ回路が形成されている。たとえば、吸入空気量が増えた場合、加熱抵抗ＲＨ（Ｒ（１））の値が小さくなり、ＲＨ（Ｒ（１））×Ｒ（４）＜ＲＫ（Ｒ（２））×Ｒ（３）、ＶＭ≠ＶＫとなる。エアーフローメータ制御部は、この状態を検出すると、電源からＶＢに流れる電流を増加（ＲＨを加熱）して、ＲＨ（Ｒ（１））×Ｒ（４）＝ＲＫ（Ｒ（２））×Ｒ（３）、ＶＭ＝ＶＫとなるようにフィードバック制御する。このフィードバック制御により加熱抵抗への供給電力を電圧に変換した値が、エアーフローメータ６０の出力電圧Ｖとなる。
FIG. 2 shows a bridge circuit of the hot wire type
図３に、エアーフローメータ６０の特性曲線を示す。この特性曲線は、単位時間あたりの空気量Ｑ（ｇ／ｓｅｃ）と、上述したエアーフローメータ６０の出力電圧Ｖとの関係を示すものである。なお、図３に示す特性曲線は一例であって、本発明がこの特性曲線に限定されるものではない。
FIG. 3 shows a characteristic curve of the
図３の実線で表わされる特性曲線Ａが、汚損のない初期状態（正規特性）に対応する。エアーフローメータ６０の熱線計量部がダスト等で汚損すると、空気量Ｑを少なめに検出する傾向になり、図３の点線で表わされる特性曲線Ｂのように変化する。同じ空気量であるにも係わらず、出力電圧Ｖが低下している。このようにエアーフローメータ６０の熱線計量部が汚損したと判断される場合には、この汚損による影響を補正するために、図３の一点鎖線で表わされる特性曲線Ｃに切り替えられる。
A characteristic curve A represented by a solid line in FIG. 3 corresponds to an initial state (normal characteristic) without fouling. When the hot wire measuring section of the
なお、汚損の程度状態に応じた、複数の補正用の特性曲線を設定して、汚損の程度を検出して、汚損の程度に対応させて複数の補正用の特性曲線の中から適切な特性曲線を選択するようにしてもよい。 In addition, a plurality of characteristic curves for correction are set according to the state of contamination level, the degree of contamination is detected, and an appropriate characteristic is selected from the plurality of characteristic curves for correction according to the degree of contamination. A curve may be selected.
本実施の形態に係るエアーフローメータの制御装置として機能するエンジンＥＣＵ２００は、エアーフローメータ６０の熱線計量部の汚損状態を推定して、汚損している場合には、図３に示す特性曲線Ａの状態から特性曲線Ｂの状態に変化するが、特性曲線Ａを維持しないで、特性曲線Ｃに切り替える。以下、この制御について説明する。
The
図４を参照して、エンジンＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このような制御はエンジンＥＣＵ２００で行なわれるものに限定されない。また、初期状態においては、図３の特性曲線Ａが適用されているものとする、
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ２００は、車両走行距離Ｌを、入力された信号に基づいて検出する。
With reference to FIG. 4, a control structure of a program executed by
In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100,
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、検出した車両走行距離Ｌが、予め記憶された補正開始しきい値Ｌ（ＴＨ）以上であるか否かを判断する。車両走行距離Ｌが、予め記憶された補正開始しきい値Ｌ（ＴＨ）以上であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、この処理は終了する。
In S110,
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ２００は、エアーフローメータ６０の特性曲線Ｃを適用して、エアーフローメータ６０からの出力電圧Ｖから空気量Ｑを算出する。
In S120,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかるエアーフローメータの制御について説明する。 Control of the air flow meter according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.
車両が走行中において、車両走行距離Ｌが検出され（Ｓ１００）、その検出された車両走行距離Ｌが補正開始しきい値Ｌ（ＴＨ）以上になると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、初期状態からの経年変化が多くエアーフローメータ６０の熱線計量部にダスト等が付着して汚損していると推定されて、エアーフローメータ６０の特性曲線Ｃが適用される（Ｓ１２０）。
While the vehicle is traveling, the vehicle travel distance L is detected (S100), and when the detected vehicle travel distance L becomes equal to or greater than the correction start threshold value L (TH) (YES in S110), the aging from the initial state has occurred. The characteristic curve C of the
一方、検出された車両走行距離Ｌが補正開始しきい値Ｌ（ＴＨ）以上でないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、初期状態からの経年変化が少なくエアーフローメータ６０の熱線計量部にダスト等が付着して汚損していないと推定されて、エアーフローメータ６０の特性曲線Ａが適用されたままになる。
On the other hand, if the detected vehicle travel distance L is not equal to or greater than the correction start threshold value L (TH) (NO in S110), there is little secular change from the initial state, and dust or the like adheres to the heat ray metering portion of the
このように、車両の走行距離に基づいて、エアーフローメータの熱線計量部のダスト等による汚損を推定して、汚損があると推定される場合には、特性曲線を変更して、精度高く吸入空気量を検出することができるエアーフローメータを実現できる。 In this way, when the contamination due to dust or the like in the heat flow meter section of the air flow meter is estimated based on the travel distance of the vehicle, and it is estimated that there is contamination, the characteristic curve is changed and suction is performed with high accuracy. An air flow meter that can detect the amount of air can be realized.
なお、エアーフローメータの汚損を、エンジンの運転時間に基づいて推定するという観点からは、車両の走行距離の代わりに、他の物理量を用いても構わない。 In addition, from the viewpoint of estimating the contamination of the air flow meter based on the operating time of the engine, other physical quantities may be used instead of the travel distance of the vehicle.
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、前述の実施の形態とは異なるプログラムをエンジンＥＣＵ２００が実行する点のみが異なる。その他のハードウェア構成等は前述の実施の形態と同じである。したがってそれらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different only in that
図５を参照して、エンジンＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図５の処理の中で、図４の処理と同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらの処理の内容も同じである。したがってそれらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。また、初期状態においては、図３の特性曲線Ａが適用されている点も同じである。
A control structure of a program executed by
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ２００は、スロットルバルブ３０の開度Ａを、入力された信号に基づいて検出する。Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、検出したスロットルバルブ３０の開度Ａの速度αを算出する。たとえば、速度αは、スロットルバルブ３０の開度Ａの時間変化であって、開度Ａを時間微分することにより算出される。
In S200,
Ｓ２２０にて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１０の回転数ＮＥを、入力された信号に基づいて検出する。Ｓ２３０にて、エンジンＥＣＵ２００は、検出したエンジン１０の回転数ＮＥの変化率βを算出する。この変化率βは、エンジン回転数ＮＥを時間微分（β＝ｄＮＥ／ｄｔ）することにより算出される。
In S220,
Ｓ２４０にて、エンジンＥＣＵ２００は、算出したスロットルバルブ３０の開度速度αが、予め記憶された補正開始しきい値α（ＴＨ）以上であるか否かを判断する。スロットルバルブ３０の開度速度αが、予め記憶された補正開始しきい値α（ＴＨ）以上であると（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、処理はＳ２５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２４０にてＮＯ）、この処理は終了する。
In S240,
Ｓ２５０にて、エンジンＥＣＵ２００は、算出したエンジン回転数変化率βが、予め記憶された補正開始しきい値β（ＴＨ）以下であるか否かを判断する。エンジン回転数変化率βが、予め記憶された補正開始しきい値β（ＴＨ）以下であると（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２５０にてＮＯ）、この処理は終了する。
In S250,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかるエアーフローメータの制御について説明する。 Control of the air flow meter according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.
車両が走行中において、スロットルバルブ３０の開度速度αが算出され（Ｓ２００、Ｓ２１０）、エンジン１０の回転数ＮＥの変化率βが算出される（Ｓ２２０、Ｓ２３０）。その算出されたスロットルバルブ３０の開度速度αが補正開始しきい値α（ＴＨ）以上であって（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、かつ、その算出されたエンジン１０の回転数の変化率βが補正開始しきい値β（ＴＨ）以下であると（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、エアーフローメータ６０の熱線計量部にダスト等が付着して汚損している可能性が高いと推定されて、エアーフローメータ６０の特性曲線Ｃが適用される（Ｓ１２０）。
While the vehicle is traveling, the opening speed α of the
一方、その算出されたスロットルバルブ３０の開度速度αが補正開始しきい値α（ＴＨ）以上でない（Ｓ２４０にてＮＯ）、または、その算出されたエンジン１０の回転数の変化率βが補正開始しきい値β（ＴＨ）以下でないと（Ｓ２５０にてＮＯ）、エアーフローメータ６０の熱線計量部にダスト等が付着して汚損している可能性が高いとは推定されないで、エアーフローメータ６０の特性曲線Ａが適用されたままになる。
On the other hand, the calculated opening speed α of
このように、スロットルバルブの開度速度がしきい値以上で、エンジン回転数変化率がしきい値以下である時には、エアーフローメータの熱線計量部のダスト等による汚損を推定して、汚損があると推定される場合には、特性曲線を変更して、精度高く吸入空気量を検出することができるエアーフローメータを実現できる。 As described above, when the opening speed of the throttle valve is equal to or higher than the threshold value and the rate of change of the engine speed is equal to or lower than the threshold value, the contamination due to dust or the like in the hot-wire measuring unit of the air flow meter is estimated and the contamination is reduced. When it is estimated that there is an air flow meter, it is possible to change the characteristic curve and detect the intake air amount with high accuracy.
すなわち、スロットルバルブの開度速度が大きく、かつ、エンジン回転数の変化率が小さいということは、以下のような場合であると推定される。エンジンの負荷の変化が速く、実際の空気量が多くなっているにも係わらずエアーフローメータで少なく検出されており、実際の空気量に対応するだけの多くの燃料が噴射されない状態になっている。このため、負荷の変化に対して、エンジン回転数の変化が大きくならないことを示している。これは、図３で説明したように、特性曲線Ｂのようになっており、実際に吸入される空気量が多いのであるが、エアーフローメータの汚損によりエアーフローメータにより検出される空気量が少ないことにも合致している。 That is, it is presumed that the throttle valve opening speed is large and the change rate of the engine speed is small is as follows. Even though the engine load changes quickly and the actual air volume increases, the air flow meter detects a small amount of fuel, and the fuel is not injected as much as the actual air volume. Yes. For this reason, it has shown that the change of an engine speed does not become large with respect to the change of load. As described with reference to FIG. 3, this is as shown by the characteristic curve B, and the amount of air actually sucked is large. However, the amount of air detected by the air flow meter due to the contamination of the air flow meter is small. It is consistent with the few.
なお、上述した第２の実施の形態においては、スロットルバルブの開度速度（時間変化）とエンジン回転数の変化率とで、エアーフローメータの熱線計量部の汚損状態を推定したが、いずれか一方または双方が、時間変化率でなくてもエアーフローメータの汚損の推定が可能であれば、そのような条件であってもよい。 In the above-described second embodiment, the fouling state of the hot-wire metering unit of the air flow meter is estimated from the opening speed (time change) of the throttle valve and the rate of change of the engine speed. Such conditions may be used as long as one or both of them can estimate the contamination of the air flow meter even if it is not the time change rate.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１０ エンジン、２０ 吸気管、３０ スロットルバルブ、４０ 排気管、５０ エアクリーナ、６０ エアーフローメータ、７０ 吸気弁、８０ 排気弁、９０ 点火プラグ、１００ 燃料噴射弁、１１０ 酸素センサ、１２０ 排気浄化装置、２００ エンジンＥＣＵ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記センサの汚損状態を推定するための推定手段と、
前記汚損されていると推定されると、前記センサからの出力信号を補正するための補正手段とを含む、空気量検出センサの制御装置。 A control device for a sensor for detecting the amount of air taken into an internal combustion engine,
An estimating means for estimating a fouling state of the sensor;
A control device for an air amount detection sensor, comprising: correction means for correcting an output signal from the sensor when the contamination is estimated.
前記推定手段は、前記運転時間が予め定められた時間以上であると、前記センサが汚損していると推定するための手段を含む、請求項１に記載の空気量検出センサの制御装置。 The control device further includes detection means for detecting an operation time of the internal combustion engine,
2. The control device for an air amount detection sensor according to claim 1, wherein the estimation means includes means for estimating that the sensor is contaminated when the operation time is equal to or longer than a predetermined time.
前記推定手段は、前記走行距離が予め定められた距離以上であると、前記センサが汚損していると推定するための手段を含む、請求項１に記載の空気量検出センサの制御装置。 The control device further includes detection means for detecting a travel distance of a vehicle on which the internal combustion engine is mounted,
2. The control device for an air amount detection sensor according to claim 1, wherein the estimation means includes means for estimating that the sensor is contaminated when the travel distance is equal to or greater than a predetermined distance.
前記推定手段は、前記スロットル開度および前記回転数が予め定められた条件を満足すると、前記センサが汚損していると推定するための手段を含む、請求項１に記載の空気量検出センサの制御装置。 The control device further includes detection means for detecting the throttle opening of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine,
2. The air amount detection sensor according to claim 1, wherein the estimation unit includes a unit for estimating that the sensor is contaminated when the throttle opening degree and the rotation speed satisfy predetermined conditions. Control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2006153530A JP2007321673A (en) | 2006-06-01 | 2006-06-01 | Control device for air quantity detection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012112247A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Device and method for determining abnormal condition of sensor, and program |
| US10598136B2 (en) | 2016-12-22 | 2020-03-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Clogging degree estimation apparatus |
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2006
- 2006-06-01 JP JP2006153530A patent/JP2007321673A/en not_active Withdrawn
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