JP6597545B2 - 内燃機関用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用制御装置に関する。

エンジンを電子制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、種々の入力情報の１つとして、エンジンへの空気吸入量を検出するエアフロメータからの検出信号を入力する。エアフロメータは、経時劣化等により検出信号の０点、即ち、基準電圧が変化することがある。エアフロメータの基準電圧が変化すると、空気吸入量の検出信号が不正確になるため、検出信号を補正する必要がある。検出信号を補正する構成の一例として、特許文献１の構成が知られている。

上記特許文献１の構成においては、所定の運転状態になったときに、具体的には、エンジン回転数、ギア位置、スロットル開度及び車速がそれぞれ設定値になったときに、エアフロメータの検出信号の０点調整を実行し、検出信号の補正値を取得するように構成されている。

実開昭６１−１８６７５４号公報

上記従来構成の場合、所定の運転状態になったときでも、エンジンへの空気吸入量が変化する場合として、例えば車両の周囲で風が強く吹いている場合や、ディーラや車両工場などで排気ダクトを取り付けた場合などがある。このような場合に、エアフロメータの０点調整が実行されると、誤った０点調整が行われ、検出信号の補正値が不正確になるおそれがあった。

本発明の目的は、エンジンへの空気の吸入量が確実に０になったときに、エアフロメータの０点調整を実行することができる内燃機関用制御装置を提供することにある。

請求項１の発明は、内燃機関１のインジェクタ４を駆動制御する内燃機関用制御装置１５であって、前記内燃機関１が停止したときにおいて、前記内燃機関１の排気側に設けられた差圧センサ１２の出力値が所定値以下であるときに、前記内燃機関１への吸気量を測定するエアフロメータ８の０点調整を実施するように構成されている。

第１実施形態を示すもので、エンジン及び周辺構成の全体概略構成を示す部分破断側面図 エンジンＥＣＵ及び周辺回路を示すブロック図 ０点調整制御のフローチャート 空気の吸入量とエアフロメータの出力値との関係を示す特性図 第２実施形態を示す０点調整制御のフローチャート 第３実施形態を示す０点調整制御のフローチャート 第４実施形態を示す０点調整制御のフローチャート 第５実施形態を示す０点調整制御のフローチャート

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。図１に示すように、内燃機関である例えばエンジン１は、シリンダ２と、ピストン３と、インジェクタ(即ち、燃料噴射装置)４とを備えている。シリンダ２の上部には、吸気管５及び排気管６が接続されている。インジェクタ４には、燃料供給管７が接続されている。

吸気管５には、エアフロメータ（ＡＦＭ）８と、吸気温度センサ９と、スロットルバルブ１０とが配設されている。排気管６には、排気ガスの後処置装置１１と、差圧センサ１２とが配設されている。また、燃料供給管７には、燃料ポンプ１３によって燃料が供給される。

エアフロメータ８は、吸気管５を通る空気の量、即ち、エンジン１への吸入空気量を計測する。吸気温度センサ９は、吸気管５を通る空気の温度、即ち、エンジン１への吸入空気温度を計測する。スロットルバルブ１０は、エンジン１への吸入空気あるいは吸入混合気の吸入量を調整し、エンジン１の出力を調節する弁である。スロットルバルブ１０には、スロットルバルブ１０の開度を検出するスロットルバルブセンサ１４（図２参照）が設けられている。

後処置装置１１は、例えばエンジン１から排出される排気ガスを浄化する装置である。差圧センサ１２は、後処置装置１１の中間部に配設された圧力センサ１２ａと、後処置装置１１の出口部に配設された圧力センサ１２ｂとを有し、２つの圧力センサ１２ａ、１２ｂの検出圧力値（即ち、検出電圧値）の差（即ち、電圧値）を出力する。差圧センサ１２の出力電圧値（即ち、出力値）が所定値以下のとき、排気管６内を排気ガスが流れていないと判断し、差圧センサ１２の出力電圧値が所定値を超えるとき、排気管６内を排気ガスが流れていると判断する。

次に、図２を参照して、エンジン１を制御するエンジンＥＣＵ１５及びその周辺回路の電気的構成について説明する。図２に示すように、エンジンＥＣＵ１５には、エアフロメータ８、クランク角センサ１６、トランスミッションスイッチ１７、車速センサ１８、水温センサ１９、吸気温度センサ９、差圧センサ１２及びスロットルバルブセンサ１４からの各検出信号が入力される。尚、クランク角センサ１６は、エンジン１のクランク軸の回転角を検出してクランク信号を出力する。トランスミッションスイッチ１７は、車両の変速装置のシフト位置を検出し、検出信号を出力する。車速センサ１８は、車両の速度を検出し、検出信号を出力する。水温センサ１９は、エンジン１の冷却水の温度を検出し、検出信号を出力する。また、エンジンＥＣＵ１５は、インジェクタ４、イグナイタ２０及びスロットルバルブ１０をそれぞれ駆動制御する。エンジンＥＣＵ１５は、内燃機関用制御装置としての機能を有する。

エンジンＥＣＵ１５は、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、不揮発性メモリ２４とからなるマイクロコンピュータ（図示しない）を備えている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２内に記憶された制御プログラムを実行させることにより、エンジンＥＣＵ１５全体を制御する機能を有する。ＲＡＭ２３には、種々のデータが一時的に記憶される。不揮発性メモリ２４は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ等で構成され、種々のデータの書き込み及び消去を行なうことができる。この不揮発性メモリ２４内に、エアフロメータ８の基準値及び検出値データテーブル、エアフロメータ８の０点調整用の補正値等の種々のデータが記憶されている。

次に、上記構成の動作、即ち、エアフロメータ８の０点調整制御について、図３及び図４を参照して説明する。図３のフローチャートは、エンジンＥＣＵ１５の制御のうちの、エアフロメータ８の０点調整制御の内容を示す。尚、この０点調整制御は、設定時間毎に繰り返し実行されるように構成されている。

まず、図３のステップＳ１０においては、エンジンＥＣＵ１５は、内燃機関、即ち、エンジン１が停止中であるか否かを判断する。この場合、エンジンＥＣＵ１５は、例えばクランク角センサ１６からクランク信号を入力していないとき、即ち、エンジン１が回転していないとき、エンジン１が停止していると判断する。上記ステップＳ１０において、エンジン１が停止中でないと判断されたときには、「ＮＯ」へ進み、本制御を終了する。

また、上記ステップＳ１０において、エンジン１が停止中であると判断されたときには（ＹＥＳ）、ステップＳ２０へ進み、エンジンＥＣＵ１５は、差圧センサ１２の出力電圧値（即ち、出力値）が所定値以下であるか否かを判断する。ここで、差圧センサ１２の出力電圧値が所定値以下でないと判断されたとき、即ち、排気管６内を排気ガスが流れているときには、「ＮＯ」へ進み、本制御を終了する。また、上記ステップＳ２０において、差圧センサ１２の出力電圧値が所定値以下であると判断されたとき、即ち、排気管６内を排気ガスが流れていないときには（ＹＥＳ）、エアフロメータ８の０点調整を行なうためにステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０では、エンジンＥＣＵ１５は、エアフロメータ８の出力信号の電圧値を取得する。この場合、エンジン１が停止し、且つ、排気管６内を排気ガスが流れていないので、吸気管５内を空気が流れていないことから、上記取得した出力電圧値（即ち、出力値）は、エアフロメータ８の０点（即ち、基準電圧または基準値）に対応している。

続いて、ステップＳ４０へ進み、エンジンＥＣＵ１５は、エアフロメータ８の上記取得した出力電圧値と、不揮発性メモリ２４に予め記憶されているエアフロメータ８の初期時の基準電圧（即ち、初期時の０点または基準値）とに基づいて補正値を算出し、算出した補正値を不揮発性メモリ２４に記憶する。この場合、初期時、例えば出荷時のエアフロメータ８の検出特性を、図４において、曲線Ｐ１で示す。尚、図４において、横軸は空気の流量を示し、縦軸はエアフロメータ８の出力信号の電圧値（即ち、出力値）を示す。上記曲線Ｐ１から、エアフロメータ８の初期時の基準電圧は例えば１Ｖ程度である。

また、図４中の曲線Ｐ２は、経時劣化等によりエアフロメータ８の検出信号の０点、即ち、基準電圧が変化したときの検出特性を示す。曲線Ｐ１、Ｐ２から、基準電圧の変化分だけ、エアフロメータ８の出力信号の電圧値（即ち、出力電圧）がずれていることがわかる。このため、ステップＳ３０にて取得した出力電圧値から、不揮発性メモリ２４に予め記憶されているエアフロメータ８の初期時の基準電圧を引き算した値を、補正値とする。そして、この後、吸気量を測定したエアフロメータ８の出力信号の電圧値、即ち、検出値から上記補正値を差し引いた値は、正確な検出値に相当するようになる。これにより、エアフロメータ８の０点調整制御が終了する。

このような構成の本実施形態においては、エンジンＥＣＵ１５によって、エンジン１が停止したときにおいて、差圧センサ１２の出力値が所定値以下であるときに、エアフロメータ８の０点調整を実施するように構成したので、エンジン１への空気の吸入量が確実に０になったときに、エアフロメータ８の０点調整を実行することができ、正確に０点調整することができる。即ち、上記構成によれば、風が強く吹いている場合等には、エンジン１が停止したとしても、差圧センサ１２の出力値が所定値以下にならないから、エアフロメータ８の０点調整を実行することはないから、０点調整の補正値が不正確になることを防止できる。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第２実施形態においては、エアフロメータ８の０点調整制御を、車両のイグニッションスイッチがオンされたときに１回だけ実行するように構成した。

具体的には、図５のステップＳ１１０において、エンジンＥＣＵ１５は、イグニッションスイッチがオフからオンになったか否かを判断する。ここで、イグニッションスイッチがオフからオンになったときでないときには（即ち、オフのまま、または、オンのままであるときには）、「ＮＯ」へ進み、本制御を終了する。また、上記ステップＳ１１０において、イグニッションスイッチがオフからオンになったときには（ＹＥＳ）、ステップＳ１０へ進み、エンジンＥＣＵ１５は、エンジン１が停止中であるか否かを判断する。このステップＳ１０以降の各処理は、第１実施形態と同様にして実行する。

上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、エアフロメータ８の０点調整制御を、車両のイグニッションスイッチがオフからオンされたときに１回だけ実行するように構成したので、エアフロメータ８の０点調整制御を、無駄に繰り返し実行することを防止できる。

（第３実施形態）
図６は、第３実施形態を示すものである。尚、第２実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第３実施形態においては、エアフロメータ８の０点調整制御を実行する条件として、スロットルバルブ１０の開度が所定値以下であるという条件を加えるように構成した。

具体的には、図６のステップＳ１１０、ステップＳ１０及びステップＳ２０の各処理は、第２実施形態と同様に実行する。そして、ステップ２１０へ進み、エンジンＥＣＵ１５は、スロットルバルブ１０の開度が設定値以下であるか否かを判断する。ここで、スロットルバルブの開度が設定値以下でないときには、「ＮＯ」へ進み、本制御を終了する。

また、上記ステップＳ２１０において、スロットルバルブの開度が設定値以下であるときには（ＹＥＳ）、ステップＳ３０へ進み、エンジンＥＣＵ１５は、エアフロメータ８の出力信号の電圧値を取得する。このステップＳ３０以降の各処理は、第２実施形態と同様にして実行する。

上述した以外の第３実施形態の構成は、第２実施形態と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第２実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第３実施形態によれば、エアフロメータ８の０点調整制御を実行する条件として、スロットルバルブ１０の開度が設定値以下である条件を加えるように構成したので、エンジン１が停止し、且つ、排気管６内を排気ガスが流れていない条件であって、しかも、スロットルバルブ１０の開度が設定値以下である条件のときに、即ち、吸気管５内を空気がより一層確実に流れていないときに、エアフロメータ８の０点調整を実行することができる。

（第４実施形態）
図７は、第４実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第４実施形態においては、エアフロメータ８の０点調整制御を実行する条件として、吸気の温度が設定温度未満であるという条件を加えるように構成した。尚、吸気の温度が設定温度未満であるときは、エアフロメータ８の温度特性が好ましい状態のときである。即ち、吸気の温度が設定温度以上になると、エアフロメータ８の温度特性が悪化する。

まず、図６のステップＳ３１０において、エンジンＥＣＵ１５は、吸気の温度が設定温度未満であるか否かを判断する。ここで、吸気の温度が設定温度未満でないときには、「ＮＯ」へ進み、本制御を終了する。

また、上記ステップＳ３１０において、吸気の温度が設定温度未満であるときには（ＹＥＳ）、ステップＳ１０へ進み、エンジンＥＣＵ１５は、エンジン１が停止中であるか否かを判断する。このステップＳ１０以降の各処理は、第１実施形態と同様にして実行する。

上述した以外の第４実施形態の構成は、第１実施形態と同じ構成となっている。従って、第４実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第４実施形態によれば、エアフロメータ８の０点調整制御を実行する条件として、吸気の温度が設定温度未満であるという条件を加えるように構成したので、エンジン１が停止し、且つ、排気管６内を排気ガスが流れていない条件であって、しかも、吸気の温度が設定温度未満であるという条件のときに、即ち、吸気管５内を空気が確実に流れていないときであって、エアフロメータ８の温度特性が好ましい状態のときに、エアフロメータ８の０点調整を実行することができる。

（第５実施形態）
図８は、第５実施形態を示すものである。尚、第４実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第５実施形態は、第４実施形態において、エアフロメータ８の０点調整制御を、車両のイグニッションスイッチがオフからオンされたときに１回だけ実行するように構成したものである。

具体的には、図８のステップＳ１１０において、エンジンＥＣＵ１５は、イグニッションスイッチがオフからオンになったか否かを判断する。ここで、イグニッションスイッチがオフからオンになったときでないときには（即ち、オフのまま、または、オンのままであるときには）、「ＮＯ」へ進み、本制御を終了する。また、上記ステップＳ１１０において、イグニッションスイッチがオフからオンになったときには（ＹＥＳ）、ステップＳ３１０へ進み、エンジンＥＣＵ１５は、吸気の温度が設定温度未満であるか否かを判断する。ここで、吸気の温度が設定温度未満でないときには、「ＮＯ」へ進み、本制御を終了する。

また、上記ステップＳ３１０において、吸気の温度が所定温度未満であるときには（ＹＥＳ）、ステップＳ１０へ進み、エンジンＥＣＵ１５は、エンジン１が停止中であるか否かを判断する。このステップＳ１０以降の各処理は、第４実施形態と同様にして実行する。

上述した以外の第５実施形態の構成は、第４実施形態と同じ構成となっている。従って、第５実施形態においても、第４実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第５実施形態では、エアフロメータ８の０点調整制御を実行する条件として、車両のイグニッションスイッチがオンされたときに１回だけ実行するという条件を加えるように構成したので、エアフロメータ８の０点調整制御を、無駄に繰り返し実行することを防止できる。

また、図８に示す第５実施形態において、ステップS２０とステップS３０との間に、図６に示す第３実施形態のステップS２１０を加入するように構成しても良い。また、図７に示す第４実施形態において、ステップS２０とステップS３０との間に、図６に示す第３実施形態のステップS２１０を加入するように構成しても良い。

尚、上記各実施形態では、エアフロメータ８の０点調整を実施する場合に、エアフロメータ８の出力値とエアフロメータ８の基準値との差を補正値として用いるように構成したが、これに限られるものではない。例えば、エンジンＥＣＵ１５によって、エアフロメータ８の０点調整を実施する場合に、エアフロメータ８の出力値とエアフロメータ８の基準値との平均値を算出し、この平均値とエアフロメータ８の基準値との差を補正値として用いるように構成しても良い。このように構成すると、エアフロメータ８の０点調整時に、エアフロメータ８の検出特性が大きく変わることを極力防止できる。

また、上記各実施形態では、エアフロメータ８の０点調整を実施する場合に、エアフロメータ８の出力値とエアフロメータ８の基準値との差を補正値として用いるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、エアフロメータ８の０点調整を実施する場合に、エアフロメータ８の出力値を、エアフロメータ８の新しい基準値として設定して不揮発性メモリ２４に記憶させるように構成しても良い。このように構成する場合、エアフロメータ８の検出値データテーブル（即ち、エアフロメータ８の出力値と、吸気量の検出値とを１対１で対応させたデータテーブル）も作成して不揮発性メモリ２４に記憶させるように構成することが好ましい。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１はエンジン、４はインジェクタ、５は吸気管、６は排気管、８はエアフロメータ、９は吸気温度センサ、１０はスロットルバルブ、１２は差圧センサ、１４はスロットルバルブセンサ、１５はエンジンＥＣＵ、１６はクランク角センサ、１８は車速センサ、２４は不揮発性メモリである。

Claims (6)

1. 内燃機関（１）のインジェクタ（４）を駆動制御する内燃機関用制御装置（１５）であって、
   前記内燃機関が停止したときにおいて、前記内燃機関の排気側に設けられた差圧センサ（１２）の出力値が所定値以下であるときに、前記内燃機関への吸気量を測定するエアフロメータ（８）の０点調整を実施するように構成された内燃機関用制御装置。
2. イグニッションスイッチがオフからオンになったときに、前記エアフロメータの０点調整を実施するように構成された請求項１記載の内燃機関用制御装置。
3. スロットルバルブ（１０）の開度が設定値以下であるときに、前記エアフロメータの０点調整を実施するように構成された請求項１または２記載の内燃機関用制御装置。
4. 吸気温が設定温度未満であるときに、前記エアフロメータの０点調整を実施するように構成された請求項１から３のいずれか一項記載の内燃機関用制御装置。
5. 前記エアフロメータの０点調整を実施する場合、前記エアフロメータの出力値と前記エアフロメータの基準値との差を補正値として用いるように構成された請求項１から４のいずれか一項記載の内燃機関用制御装置。
6. 前記エアフロメータの０点調整を実施する場合、前記エアフロメータの出力値と前記エアフロメータの基準値との平均値を算出し、この平均値と前記エアフロメータの基準値との差を補正値として用いるように構成された請求項１から４のいずれか一項記載の内燃機関用制御装置。
   

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