JP2006342748A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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裕介 鈴木
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect adhesion of water on an air flow meter even at an engine transient time and execute suitable internal combustion engine control when adhesion of water is detected. <P>SOLUTION: This control device for an internal combustion engine is provided with the air flow meter 7 provided in an intake passage of the internal combustion engine 1, a means 21 calculating an absolute value of a change speed of output value of the air flow meter 7, and a means 21 determining irregularity of the air flow meter according to comparison results of a predetermined value and the calculated absolute value of change speed. Water adhesion on the air flow meter can be detected in a state other than steady state of the engine, namely transient state. Also, when such water adhesion is detected, control is executed with using output value of the air flow meter before the detection. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は内燃機関の制御装置に係り、特に、内燃機関用エアフローメータを用いて内燃機関に吸入される空気量を計測し、この計測された空気量の値を用いて所定の制御を実行する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and in particular, measures the amount of air sucked into the internal combustion engine using an air flow meter for the internal combustion engine, and executes predetermined control using the value of the measured air amount. The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

内燃機関用エアフローメータとして熱線式のエアフローメータが実用化されており、これにおいては、通過する空気の温度に対し、ある温度分だけ高い温度になるように、ヒータ(感温抵抗体)が制御されている。つまり、通過する空気が少ない時は、ヒータに供給する電流を減らし、多い時には電流を増やし、ヒータから空気への放熱に対しそれに見合った量だけ電流を流すように構成されている。   A hot-wire air flow meter has been put to practical use as an air flow meter for internal combustion engines, in which a heater (temperature-sensitive resistor) is controlled so that the temperature of the passing air is higher by a certain amount. Has been. That is, the current supplied to the heater is reduced when the amount of air passing through is small, the current is increased when the amount of air passing is large, and the current is supplied in an amount corresponding to the heat radiation from the heater to the air.

ところで、実際に車両に搭載した場合での環境条件の中には浸水した道路を走行したり雨の日の追従走行等により多量の雨水がエアクリーナに浸水する場合があり、この状態で加速等を行うと空気量が増えるため水が飛散しヒータ部分に水滴が付着する場合がある。この時もやはりエアフローメータは一定の温度を保とうと水が蒸発するまで大電流を流すため、この気化熱に要する分だけエアフローメータは誤計測したことになりエアフローメータの出力は過大なものとなる。この出力に基づいてエンジン制御を行うと、当然ながら所望の制御は行えなくなり、様々な問題が生じることとなる。   By the way, some of the environmental conditions when actually mounted on a vehicle may run on a flooded road or follow a rainy day, etc., so that a large amount of rainwater may be flooded into the air cleaner. If this is done, the amount of air increases, so water may scatter and water droplets may adhere to the heater. Even at this time, if the air flow meter keeps a constant temperature, a large current flows until the water evaporates. Therefore, the air flow meter erroneously measures the amount required for the heat of vaporization, and the output of the air flow meter becomes excessive. . If engine control is performed on the basis of this output, it is of course impossible to perform desired control, which causes various problems.

よってこのようなエアフローメータへの水付着を検出し、これが検出された場合には少なくとも水分が蒸発するまでの一定期間、他の代用値によって制御を行うことが望まれる。このための技術として、特許文献1には、スロットルバルブの開度の変化率が所定値より小さく、かつ、エンジンの回転数の変化率が所定値より小さいエンジン定常状態において、所定時間でのエアフローメータの出力値の変化量が所定値より大きいときに、水付着ありと判断することが開示されている。また、この水付着が判断されたとき、所定期間内のエアフローメータ出力データの中から最小値を選び出し、その値に基づいて空気量を算出することが開示されている。   Therefore, it is desired to detect such water adhesion to the air flow meter and, if this is detected, control at least for a certain period until the water evaporates with another substitute value. As a technique for this purpose, Patent Document 1 discloses an air flow at a predetermined time in an engine steady state in which the change rate of the throttle valve opening is smaller than a predetermined value and the change rate of the engine speed is smaller than a predetermined value. It is disclosed that when the amount of change in the output value of the meter is larger than a predetermined value, it is determined that there is water adhesion. Further, it is disclosed that when this water adhesion is determined, a minimum value is selected from the air flow meter output data within a predetermined period, and the air amount is calculated based on the selected value.

特開平7−77094号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-77094

しかしながら、そもそもエアフローメータに水が付着するのは、エアクリーナや吸気管内壁から水が飛散してくるのが要因であり、このような水の飛散は、急加速時等の吸気量変化が大きくなるエンジン過渡時に起こりやすい。従って、特許文献1に開示された手法では、肝心なエンジン過渡時での水付着が検出できないことになり、水付着の検出方法として不十分と言わざるを得ない。   However, in the first place, water adheres to the air flow meter because water scatters from the inner wall of the air cleaner or the intake pipe. Such water scatter causes a large change in intake air amount during sudden acceleration. It tends to occur during engine transitions. Therefore, the technique disclosed in Patent Document 1 cannot detect water adhesion during an essential engine transition, and must be said to be insufficient as a method for detecting water adhesion.

また、特許文献1の技術は、エアフローメータに水付着が起こったときにその出力が上昇することを前提としている。しかし近年では逆流方向の流れも検出可能なエアフローメータが出現しており、そのようなエアフローメータでは水が付着した際に必ずしも出力は上昇せず、下降することもあり得る。従って特許文献1の技術では、極端に下降した異常な値を前記最小値として取り扱い、この最小値を用いて制御を実行する可能性があり、正常な空燃比で制御できなくなるなどの制御異常をきたす可能性がある。   Moreover, the technique of patent document 1 presupposes that the output rises when water adhesion occurs in the air flow meter. However, in recent years, air flow meters that can detect the flow in the reverse flow direction have appeared, and when such air flow meters are attached, the output does not necessarily increase and may decrease. Therefore, in the technique of Patent Document 1, an abnormal value that is extremely lowered is handled as the minimum value, and control may be executed using the minimum value. There is a possibility of coming.

そこで、本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジン過渡時においてエアフローメータへの水付着を検出することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、エアフローメータへの水付着が検出されたときに好適な内燃機関の制御を実行可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a control device for an internal combustion engine that can detect water adhesion to an air flow meter during engine transition. Another object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can execute suitable control of the internal combustion engine when water adhesion to the air flow meter is detected.

上記目的を達成するため、本発明の第1の形態に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたエアフローメータと、該エアフローメータの出力値の変化速度の絶対値を算出する手段と、該算出されたエアフローメータの出力値の変化速度の絶対値と所定値との比較結果に応じて前記エアフローメータの異常を判定する手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine control apparatus according to a first embodiment of the present invention calculates an absolute value of an air flow meter provided in an intake passage of an internal combustion engine and a change rate of an output value of the air flow meter. And means for determining an abnormality of the air flow meter according to a comparison result between the calculated absolute value of the change rate of the output value of the air flow meter and a predetermined value.

また、本発明の第2の形態に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたエアフローメータと、該エアフローメータの出力値の変化に同期して出力値が変化するセンサと、前記エアフローメータの出力値に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の変化速度を算出する手段と、前記センサの出力値の変化速度を算出する手段と、前記空気量の変化速度と、前記センサの出力値の変化速度との比較結果に応じて前記エアフローメータの異常を判定する手段とを備えたことを特徴とする。この場合、前記センサが、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサであるのが好ましい。   An internal combustion engine control apparatus according to a second embodiment of the present invention includes an air flow meter provided in an intake passage of the internal combustion engine, a sensor whose output value changes in synchronization with a change in the output value of the air flow meter, , Based on the output value of the air flow meter, means for calculating the rate of change of the amount of air taken into the internal combustion engine, means for calculating the rate of change of the output value of the sensor, and the rate of change of the air amount, And a means for determining an abnormality of the air flow meter according to a comparison result with a change speed of an output value of the sensor. In this case, it is preferable that the sensor is a throttle opening degree sensor that detects an opening degree of a throttle valve provided in the intake passage.

また、本発明の第3の形態に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたエアフローメータと、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を検出する手段と、前記エアフローメータの出力値に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の実際値の変化速度を算出する手段と、前記検出されたスロットルバルブの開度に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の推定値の変化速度を算出する手段と、これら空気量の実際値の変化速度と空気量の推定値の変化速度との比較結果に応じて前記エアフローメータの異常を判定する手段とを備えたことを特徴とする。   An internal combustion engine control apparatus according to a third aspect of the present invention includes an air flow meter provided in an intake passage of the internal combustion engine, means for detecting an opening of a throttle valve provided in the intake passage, Based on the output value of the air flow meter, means for calculating the rate of change of the actual value of the amount of air sucked into the internal combustion engine, and the amount of air sucked into the internal combustion engine based on the detected opening of the throttle valve And a means for determining an abnormality of the air flow meter in accordance with a comparison result between the change speed of the actual value of the air amount and the change speed of the estimated value of the air amount. It is characterized by that.

これら本発明の第1乃至第3の形態によれば、エンジンの運転条件に制約がないので、エンジンが定常状態でなくても、即ちエンジン過渡時においても、エアフローメータへの水付着ひいてはエアフローメータの異常を検出することができる。また、本発明の第1の形態によれば、エアフローメータの出力値の変化速度の絶対値と所定値との比較結果に応じてエアフローメータの異常を判定するので、逆流方向の流れが検出可能なエアフローメータにおいて、水付着時に出力が下降した場合でも、好適にエアフローメータの異常を検出することが可能となる。さらに、吸入空気量と、これに同期して変化する値(典型的にはスロットルバルブの開度)との対応関係を利用する本発明の第2及び第3の形態によれば、逆流検出可能なエアフローメータの異常を好適に検出できるうえ、検出精度の向上をも図れる。   According to the first to third embodiments of the present invention, since there are no restrictions on the operating conditions of the engine, even if the engine is not in a steady state, that is, even when the engine is in transition, water adhesion to the air flow meter and thus the air flow meter. Abnormalities can be detected. Further, according to the first embodiment of the present invention, since the abnormality of the air flow meter is determined according to the comparison result between the absolute value of the change speed of the output value of the air flow meter and the predetermined value, the flow in the reverse flow direction can be detected. In such an air flow meter, even when the output drops when water adheres, it is possible to detect an abnormality of the air flow meter. Furthermore, according to the second and third embodiments of the present invention that use the correspondence between the intake air amount and a value that changes in synchronism (typically, the opening of the throttle valve), backflow detection is possible. In addition, it is possible to suitably detect abnormalities in the air flow meter and improve detection accuracy.

好ましくは、前記第1乃至第3の形態において、前記エアフローメータが異常と判定されたとき、当該異常判定前の前記エアフローメータの出力値を用いて所定の制御を実行する手段をさらに備える。   Preferably, in the first to third embodiments, when the air flow meter is determined to be abnormal, it further includes means for executing predetermined control using an output value of the air flow meter before the abnormality determination.

或いは、好ましくは、前記第1乃至第3の形態において、前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記エアフローメータの出力値に対し所定のなまし処理を実行し、これにより得られる値を用いて所定の制御を実行する手段をさらに備える。   Alternatively, preferably, in the first to third embodiments, when the air flow meter is determined to be abnormal, a predetermined smoothing process is performed on the output value of the air flow meter, and a value obtained thereby is used. Means for executing predetermined control.

或いは、好ましくは、前記第1乃至第3の形態において、前記エアフローメータの出力値に対し所定のなまし処理を実行して得られる値に基づいて所定の制御を実行する手段と、前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記なまし処理におけるなまし度合いが大きくなるように所定のなまし係数を変更する手段とをさらに備える。   Alternatively, preferably, in the first to third embodiments, means for executing a predetermined control based on a value obtained by executing a predetermined smoothing process on an output value of the air flow meter, and the air flow meter Is further provided with means for changing a predetermined smoothing coefficient so that the smoothing degree in the smoothing process is increased.

或いは、好ましくは、前記第1乃至第3の形態において、前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記エアフローメータの出力値に対し所定の平均化処理を実行し、これにより得られる値を用いて所定の制御を実行する手段をさらに備える。   Alternatively, preferably, in the first to third embodiments, when the air flow meter is determined to be abnormal, a predetermined averaging process is performed on the output value of the air flow meter, and a value obtained thereby is used. Means for executing predetermined control.

或いは、好ましくは、前記第1乃至第3の形態において、前記エアフローメータの出力値に対し所定の平均化処理を実行して得られる値に基づいて所定の制御を実行する手段と、前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記平均化処理におけるサンプリング時間を長期化する手段とをさらに備える。   Alternatively, preferably, in the first to third embodiments, means for executing a predetermined control based on a value obtained by executing a predetermined averaging process on the output value of the air flow meter, and the air flow meter Is further provided with means for extending the sampling time in the averaging process.

或いは、好ましくは、前記第3の形態において、前記検出されたスロットルバルブの開度に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の推定値を算出する手段と、前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記空気量の推定値を用いて所定の制御を実行する手段とをさらに備える。   Alternatively, preferably, in the third embodiment, the means for calculating an estimated value of the amount of air taken into the internal combustion engine based on the detected opening of the throttle valve and the air flow meter are determined to be abnormal. Means for executing predetermined control using the estimated value of the air amount.

これらによれば、エアフローメータの異常が検出された場合であっても、実際の空気量に近い値を用いて好適に内燃機関の制御を実行することができる。   According to these, even when an abnormality of the air flow meter is detected, the control of the internal combustion engine can be suitably executed using a value close to the actual air amount.

本発明によれば、エンジン過渡時においてもエアフローメータへの水付着が検出できるようになり、また、エアフローメータへの水付着が検出されたときでも好適な内燃機関の制御が実行可能になるという、優れた効果が発揮される。   According to the present invention, it becomes possible to detect water adhesion to the air flow meter even during engine transition, and it is possible to execute suitable control of the internal combustion engine even when water adhesion to the air flow meter is detected. Excellent effect is exhibited.

以下、本発明の好適一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1には、熱線式エアフローメータを使用した内燃機関の制御装置の概略システムを示す。4サイクル4気筒火花点火式ガソリンエンジン1は自動車に搭載されている。エンジン1には吸気通路を構成する吸気管2が接続され、吸気管2の最上流部にはエンジン1内へ吸入される空気を濾過するエアクリーナ3が設けられている。又、吸気管2にはスロットルバルブ4が設けられ、スロットルバルブ4によりシリンダ内に吸入される吸気量が調整される。ガソリンエンジン1の各気筒の吸気ポートにはインジェクタ(電磁式燃料噴射弁)5a,5b,5c,5dが配置されている。又、エンジン1における各気筒には点火プラグ6a,6b,6c,6dが配設されている。なお、本実施形態はエンジンの吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射式内燃機関を例示するが、本発明はエンジンの筒内に燃料を噴射する筒内噴射式内燃機関や、両噴射方式を併せ持ついわゆるデュアル噴射式内燃機関にも適用可能である。   FIG. 1 shows a schematic system of a control device for an internal combustion engine using a hot-wire air flow meter. A four-cycle four-cylinder spark ignition gasoline engine 1 is mounted on an automobile. An intake pipe 2 constituting an intake passage is connected to the engine 1, and an air cleaner 3 for filtering air taken into the engine 1 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 2. The intake pipe 2 is provided with a throttle valve 4, and the amount of intake air taken into the cylinder by the throttle valve 4 is adjusted. Injectors (electromagnetic fuel injection valves) 5a, 5b, 5c, and 5d are arranged in the intake ports of the cylinders of the gasoline engine 1. Further, spark plugs 6a, 6b, 6c, and 6d are disposed in each cylinder in the engine 1. The present embodiment exemplifies an intake passage injection type internal combustion engine that injects fuel into the intake passage of the engine. The present invention is also applicable to so-called dual injection internal combustion engines.

吸気管2におけるスロットルバルブ4の上流側には、熱線式エアフローメータ7が配置されている。この熱線式エアフローメータ7の配置部分の詳細を、図2に示す。図2において、吸気管2が水平方向に延設され、吸気管2の先端開口部には熱線式エアフローメータ7の円筒状のケース7aが嵌入されている。又、熱線式エアフローメータ7のケース7aの他端開口部にはエアクリーナ3のケース8が取り付けられている。エアクリーナ3のケース8内には水平方向にエアクリーナエレメント3aが配置されている。エアクリーナ3のケース8には空気取入口8aが形成され、空気取入口8aから水平方向に空気がケース8内に吸入され、その空気はエアクリーナエレメント3aを通過し熱線式エアフローメータ7のケース7a内に吸入される。   A hot-wire air flow meter 7 is disposed upstream of the throttle valve 4 in the intake pipe 2. The detail of the arrangement | positioning part of this hot wire type air flow meter 7 is shown in FIG. In FIG. 2, the intake pipe 2 extends in the horizontal direction, and a cylindrical case 7 a of a hot-wire air flow meter 7 is fitted into the front end opening of the intake pipe 2. A case 8 of the air cleaner 3 is attached to the other end opening of the case 7 a of the hot-wire air flow meter 7. In the case 8 of the air cleaner 3, an air cleaner element 3a is disposed in the horizontal direction. An air intake port 8a is formed in the case 8 of the air cleaner 3, and air is drawn into the case 8 from the air intake port 8a in the horizontal direction. The air passes through the air cleaner element 3a and enters the case 7a of the hot-wire air flow meter 7. Inhaled.

熱線式エアフローメータ7のケース7a内において、同ケース7aの内壁から延びる複数のステー10によりケース7aの中央部にボディ9が固定支持されている。ボディ9には空気通路11が形成され、その一端がボディ9の上流側中央部に開口しているとともに他端がボディ9の側面に開口している。この空気通路11の途中には、感熱抵抗体(ヒータ)12と温度補償用抵抗体13とを有する流量検出素子が配置されている。   In the case 7a of the hot-wire air flow meter 7, the body 9 is fixedly supported at the center of the case 7a by a plurality of stays 10 extending from the inner wall of the case 7a. An air passage 11 is formed in the body 9, and one end of the air passage 11 is open at the center of the upstream side of the body 9 and the other end is open at the side of the body 9. A flow rate detection element having a thermal resistor (heater) 12 and a temperature compensating resistor 13 is disposed in the air passage 11.

図3には、熱線式エアフローメータ7の電気的構成を示す。前述の感熱抵抗体12と温度補償用抵抗体13と抵抗体14,15,16を用いてブリッジ回路が形成されている。このブリッジ回路における接続点aには電源電圧Vccが印加され、接続点bはアースされている。そして、ブリッジ回路における接続点cと接続点dとの間の不平衡電圧が零になるように電源電圧Vccを制御して温度を一定に保つようになっている。つまり、電流加熱した感熱抵抗体12と温度補償用抵抗体13とを空気の流れに置き、空気流量によって抵抗体温度が変化するが、この温度を一定に保つように電流を制御して、この電流を電圧(アナログ電圧)として取り出すようになっている。   FIG. 3 shows the electrical configuration of the hot-wire air flow meter 7. A bridge circuit is formed using the thermal resistor 12, the temperature compensating resistor 13, and the resistors 14, 15, and 16 described above. The power supply voltage Vcc is applied to the connection point a in this bridge circuit, and the connection point b is grounded. The power supply voltage Vcc is controlled to keep the temperature constant so that the unbalanced voltage between the connection point c and the connection point d in the bridge circuit becomes zero. That is, the current-heated thermal resistor 12 and the temperature compensating resistor 13 are placed in the air flow, and the resistor temperature changes depending on the air flow rate, but the current is controlled so as to keep this temperature constant. The current is taken out as a voltage (analog voltage).

これにおいては、通過する空気の温度に対し、常にある温度分だけ高い温度になるように、感温抵抗体12が制御されている。つまり、通過する空気が少ない時は、感温抵抗体12に供給する電流(即ち電圧)を減らし、多い時には電流(即ち電圧)を増やし、感温抵抗体12から空気への放熱に対しそれに見合った量だけ電流を流すように構成されている。   In this case, the temperature sensitive resistor 12 is controlled so as to be always higher than the temperature of the passing air by a certain temperature. That is, when there is little air passing through, the current (ie, voltage) supplied to the temperature sensitive resistor 12 is reduced, and when there is much air, the current (ie, voltage) is increased. It is configured to allow a current to flow by the specified amount.

又、図1において、エンジン1には排気マニホールド17が配置され、排気マニホールド17には排気管18が接続されている。燃料は、図示しない燃料系から各気筒に対応して設けられたインジェクタ(電磁式燃料噴射弁)5a,5b,5c,5dから供給される。又、燃焼用空気はエアクリーナ3、吸気管2、スロットルバルブ4を経てエンジン1の燃焼室に吸入される。そして、燃焼後の排気ガスは排気マニホールド17、排気管18、図示しない触媒コンバータを経て大気に放出される。   In FIG. 1, an exhaust manifold 17 is disposed in the engine 1, and an exhaust pipe 18 is connected to the exhaust manifold 17. Fuel is supplied from injectors (electromagnetic fuel injection valves) 5a, 5b, 5c, and 5d provided corresponding to each cylinder from a fuel system (not shown). Combustion air is sucked into the combustion chamber of the engine 1 through the air cleaner 3, the intake pipe 2, and the throttle valve 4. The exhaust gas after combustion is discharged to the atmosphere through an exhaust manifold 17, an exhaust pipe 18, and a catalytic converter (not shown).

又、エンジン1にはサーミスタ式の水温センサ19が設けられ、水温センサ19は冷却水温の検出およびその冷却水温に応じたアナログ電圧(アナログ検出信号)を出力する。又、エンジン1には回転センサ20が設けられ、回転センサ20はエンジンのクランク軸の所定の回転角度位置を検出し回転速度に比例した周波数のパルス信号を出力する。この回転センサ20としては、例えば、点火装置の点火コイルを用いればよく、点火コイルの一次側端子からの点火パルス信号を回転速度信号とすればよい。又、電磁ピックアップにより磁束変化を電気信号に変換するものなどであってもよい。   Further, the engine 1 is provided with a thermistor-type water temperature sensor 19, which detects the cooling water temperature and outputs an analog voltage (analog detection signal) corresponding to the cooling water temperature. The engine 1 is provided with a rotation sensor 20, which detects a predetermined rotation angle position of the crankshaft of the engine and outputs a pulse signal having a frequency proportional to the rotation speed. As the rotation sensor 20, for example, an ignition coil of an ignition device may be used, and an ignition pulse signal from a primary terminal of the ignition coil may be used as a rotation speed signal. Moreover, what converts a magnetic flux change into an electric signal with an electromagnetic pick-up may be used.

エンジン制御用の電子コントロールユニット(以下ECUという)21は、CPU、ROM、RAM、インターフェイス等により構成されている。ECU21にはスタータスイッチ22およびキースイッチ23が接続されている。さらに、ECU21にはスロットルバルブ4の開度を検出するスロットル開度センサ24が接続され、同スロットル開度センサ24はスロットル全閉をも検出する。スタータスイッチ22およびキースイッチ23にはバッテリ25が接続されている。ECU21には水温センサ19が接続され、ECU21は水温センサ19からの信号により冷却水温を検出する。ECU21には回転センサ20が接続され、ECU21は回転センサ20からの信号によりエンジンの回転速度を検出する。又、ECU21は熱線式エアフローメータ7からの信号を入力する。   An electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 21 for engine control is composed of a CPU, a ROM, a RAM, an interface, and the like. A starter switch 22 and a key switch 23 are connected to the ECU 21. Further, a throttle opening sensor 24 for detecting the opening of the throttle valve 4 is connected to the ECU 21, and the throttle opening sensor 24 also detects whether the throttle is fully closed. A battery 25 is connected to the starter switch 22 and the key switch 23. A water temperature sensor 19 is connected to the ECU 21, and the ECU 21 detects the cooling water temperature based on a signal from the water temperature sensor 19. A rotation sensor 20 is connected to the ECU 21, and the ECU 21 detects the rotation speed of the engine based on a signal from the rotation sensor 20. Further, the ECU 21 inputs a signal from the hot wire type air flow meter 7.

さらに、ECU21においては基本的には熱線式エアフローメータ7および回転センサ20の各信号に基づいて基本燃料噴射量(基本的な噴射パルス幅)と点火時期を演算する。そして、この基本燃料噴射量(基本的な噴射パルス幅)と点火時期にエンジン冷却水温等による補正を行って最終的な噴射パルス幅と点火時期を求め、これによりインジェクタ5a,5b,5c,5dの開弁時間と点火プラグ6a,6b,6c,6dの点火時期が制御される。   Further, the ECU 21 basically calculates the basic fuel injection amount (basic injection pulse width) and the ignition timing based on the signals of the hot-wire air flow meter 7 and the rotation sensor 20. Then, the final injection pulse width and the ignition timing are obtained by correcting the basic fuel injection amount (basic injection pulse width) and the ignition timing by the engine cooling water temperature or the like, and thereby the injectors 5a, 5b, 5c and 5d. And the ignition timing of the spark plugs 6a, 6b, 6c, 6d are controlled.

次に、かかる構成による内燃機関の制御装置におけるエアフローメータの水付着検出方法と、水付着が検出された場合の制御方法とを説明する。   Next, a water adhesion detection method for an air flow meter in the control apparatus for an internal combustion engine having such a configuration and a control method when water adhesion is detected will be described.

図4には、かかる水付着があった場合のエアフローメータの出力値(電圧値)Vの変化((b)図参照)と、これに対応したスロットルバルブ4の開度(以下スロットル開度という)THの変化((a)図参照)とを示している。本実施形態ではデジタル処理がなされ、エアフローメータの出力値Vの取得や後述する各処理は所定の周期Δt(例えば4ms)毎に実行される。図示例ではt=tとt=t−1とのタイミングの間で水付着が生じている。以下tを基準時という。基準時tを境に、基準時tより順次遡るタイミングをt−1、t−2、t−3・・・などとし、基準時tより順次遅れるタイミングをt−1、t−2、t−3・・・などとする。そして各タイミングt、t−1、t−2、t−3・・・、t−1、t−2、t−3・・・におけるエアフローメータの出力値VをV、V−1、V−2、V−3・・・、V−1、V−2、V−3・・・などとする。 FIG. 4 shows the change in the output value (voltage value) V of the air flow meter when such water adheres (see FIG. 4B), and the opening of the throttle valve 4 corresponding thereto (hereinafter referred to as the throttle opening). ) Changes in TH (see (a) figure). In the present embodiment, digital processing is performed, and the acquisition of the output value V of the air flow meter and each processing described later are executed every predetermined period Δt (for example, 4 ms). In the illustrated example, water adhesion occurs between the timings t = t 0 and t = t −1 . Below the t 0 referred to as a reference at the time. With reference to the reference time t 0 as a boundary, timings that sequentially go back from the reference time t 0 are t −1 , t −2 , t −3, etc., and timings that are sequentially delayed from the reference time t 0 are t −1 , t −2. , T −3 ... And each timing t 0, t -1, t -2 , t -3 ···, t -1, t -2, t -3 V 0 the output value V of the air flow meter in · · ·, V -1, V- 2 , V- 3 ..., V- 1 , V- 2 , V- 3, etc.

図示例は、エンジン過渡時の一例として、スロットル開度THが次第に増加される加速時を示しており、これに伴って即ち同期して、エアフローメータの出力値Vは空気量増大方向に増加されている。そしてこの途中で、エアフローメータに水付着が生じ、エアフローメータの出力値Vは極端に増加されている。これは前述したように感温抵抗体12を一定の温度に保とうとして感温抵抗体12に大電流を流すためである。もっとも付着した水が蒸発すれば元の正常な状態に戻るので、このような異常は一時的ないし暫定的であるといえる。本実施形態において後述する異常検出後の制御は、このような水が蒸発するとみなされるまでの所定時間のみ行われる。なお、本実施形態ではエアフローメータへの水付着について主に説明するが、本発明はエアフローメータに対する水付着以外の広義の異常に対して適用可能である。   The illustrated example shows an acceleration time when the throttle opening TH is gradually increased as an example of an engine transition, and accordingly, the output value V of the air flow meter is increased in the direction of increasing the air amount. ing. In the middle of this, water adheres to the air flow meter, and the output value V of the air flow meter is extremely increased. This is because a large current is passed through the temperature sensitive resistor 12 in an attempt to keep the temperature sensitive resistor 12 at a constant temperature as described above. If the adhering water evaporates, it returns to the original normal state, so it can be said that such an abnormality is temporary or temporary. Control after abnormality detection described later in the present embodiment is performed only for a predetermined time until it is considered that such water evaporates. In addition, although this embodiment mainly demonstrates the water adhesion to an air flow meter, this invention is applicable with respect to abnormality in a broad sense other than the water adhesion with respect to an air flow meter.

ECU21のRAMには、各タイミングのエアフローメータ出力値Vを所定数、一時的に記憶するためのアドレスが設けられており、このアドレスには最新の出力値Vから所定回数前までの出力値Vが各タイミング毎に更新されながら記憶される。つまりアドレス内の出力値データは各タイミング毎に毎回更新される。この記憶するデータ数は例えば10個であるが、任意の値に設定可能である。   The RAM of the ECU 21 is provided with an address for temporarily storing a predetermined number of airflow meter output values V at each timing, and this address includes output values V from the latest output value V to a predetermined number of times before. Are stored while being updated at each timing. That is, the output value data in the address is updated every time at each timing. The number of data to be stored is, for example, 10, but can be set to an arbitrary value.

次に、エアフローメータへの水付着の検出について説明する。第1の態様において、ECU21は、エアフローメータの出力値Vの変化速度の絶対値を算出し、この算出した変化速度の絶対値と所定値との比較結果に応じてエアフローメータへの水付着(即ち異常)を判定する。   Next, detection of water adhesion to the air flow meter will be described. In the first aspect, the ECU 21 calculates the absolute value of the change speed of the output value V of the air flow meter, and adheres water to the air flow meter according to the comparison result between the calculated absolute value of the change speed and a predetermined value ( That is, abnormal) is determined.

これを図4に基づいて説明する。ECU21は、各処理タイミング毎に、その時点t(n=・・・−2,−1,0,1,2・・)のエアフローメータ出力値Vと、その時点tより所定周期前、例えば1周期前のエアフローメータ出力値Vn−1とをRAMから読み出し、その差(V−Vn−1)を計算する。この差は、周期Δt間のエアフローメータ出力値の変化量を示すから、結局これはエアフローメータ出力値の変化速度ということになる。そして、この差ないし変化速度の絶対値|V−Vn−1|を算出し、この算出した変化速度の絶対値|V−Vn−1|を、予めROMに記憶されている所定値、即ち判定閾値Vx(>0)と比較する。判定閾値Vxは実験等に基づいて定められた値であり、エアフローメータへの水付着がないと仮定した場合に想定されるエアフローメータ出力値の変化速度の絶対値の最大値よりも大きい値に設定されている。ECU21は、絶対値|V−Vn−1|が判定閾値Vxより大きいと判断した場合には水付着ありと判断し、絶対値|V−Vn−1|が判定閾値Vx以下と判断した場合には水付着なしと判断する。これによれば、図4に示されるように、基準時tのタイミングでは絶対値|V−V−1|が判定閾値Vxを上回り、水付着ありと判断され、例えば基準時tより1回前のタイミングでは絶対値|V−1−V−2|が判定閾値Vx以下となり、水付着なしと判断される。 This will be described with reference to FIG. At each processing timing, the ECU 21 sets the air flow meter output value V n at the time t n (n =..., -2, -1, 0, 1, 2,...) And a predetermined period before the time t n. For example, the air flow meter output value V n−1 one cycle before is read from the RAM, and the difference (V n −V n−1 ) is calculated. Since this difference indicates the amount of change in the air flow meter output value during the period Δt, this is the rate of change in the air flow meter output value. Then, the difference or the absolute value of the change rate | predetermined a, are stored in advance in ROM | V n -V n-1 | is calculated, the calculated absolute value of the change rate | V n -V n-1 The value is compared with the determination threshold value Vx (> 0). The determination threshold value Vx is a value determined based on experiments and the like, and is set to a value larger than the maximum absolute value of the change rate of the air flow meter output value assumed when there is no water adhesion to the air flow meter. Is set. When the ECU 21 determines that the absolute value | V n −V n−1 | is greater than the determination threshold value Vx, the ECU 21 determines that there is water adhesion, and the absolute value | V n −V n−1 | If judged, water is judged not adhered. According to this, as shown in FIG. 4, at the timing of the reference time t 0 , the absolute value | V 0 −V −1 | exceeds the determination threshold value Vx, and it is determined that water has adhered, for example, from the reference time t 0 . At the previous timing, the absolute value | V −1 −V −2 | is equal to or less than the determination threshold Vx, and it is determined that there is no water adhesion.

これによれば、特に、エアフローメータの出力値の変化速度の絶対値|V−Vn−1|と所定の判定閾値Vxとの比較結果に応じてエアフローメータへの水付着を判定するので、判定条件がエンジンの定常運転時に限られず、広範囲の運転条件特に過渡運転時にもエアフローメータへの水付着を検出することができる。また、水付着時にエアフローメータの出力値が下降方向に移動する逆流検出可能なエアフローメータにおいても水付着を好適に検出することが可能となる。なお図2に示された前記エアフローメータ7は逆流検出ができない。 According to this, in particular, the water adhesion to the air flow meter is determined according to the comparison result between the absolute value | V n −V n−1 | of the change rate of the output value of the air flow meter and the predetermined determination threshold value Vx. The determination condition is not limited to the steady operation of the engine, and water adhesion to the air flow meter can be detected even in a wide range of operation conditions, particularly during transient operation. Further, even in an air flow meter capable of detecting a reverse flow in which the output value of the air flow meter moves in the descending direction when water adheres, it becomes possible to suitably detect water adherence. Note that the air flow meter 7 shown in FIG.

ここで以下、本発明に適用可能な逆流検出可能なエアフローメータの構成を述べておく。このエアフローメータの構成は特許3475853号公報に開示されたものと同様である。   Hereafter, the configuration of an air flow meter capable of detecting a reverse flow applicable to the present invention will be described. The configuration of this air flow meter is the same as that disclosed in Japanese Patent No. 3475853.

図5は、図2に示された前記感熱抵抗体12と温度補償用抵抗体13とを有する流量検出素子に置き換わる別の流量検出素子の構成を示す。(a)は正面図、(b)は(a)のb−b線断面図である。301は、例えば厚さ約0.4mmのシリコンよりなる平板状基材であり、その表面に例えば厚さ0.5μmの窒化シリコン等よりなる絶縁性の支持膜302がスパッタ、蒸着、CVD等の方法で形成され、その上に例えば厚さ0.1μmの白金等の発熱抵抗304および測温抵抗306,307が蒸着やスパッタ等の方法で着膜されている。発熱抵抗304および測温抵抗306,307には写真製版、ウエットあるいはドライエッチング等の方法を用いて、電流路である接続パターン308a〜308c、308f〜308hが形成されている。また、同様に厚さ0.1μmの白金等の感熱抵抗膜よりなる流体温度検出体305が蒸着やスパッタ等の方法で着膜されている。流体温度検出体305には写真製版、ウエットあるいはドライエッチング等の方法を用いて電流路であるリードパターン308d,308eが形成されている。さらに発熱抵抗304および測温抵抗306,307の上には例えば厚さ0.5μmの窒化シリコン等よりなる絶縁性の保護膜303がスパッタ、CVD等の方法で形成されている。   FIG. 5 shows a configuration of another flow rate detecting element that replaces the flow rate detecting element having the thermal resistor 12 and the temperature compensating resistor 13 shown in FIG. (A) is a front view, (b) is the bb sectional view taken on the line of (a). Reference numeral 301 denotes a flat substrate made of silicon having a thickness of about 0.4 mm, for example, and an insulating support film 302 made of silicon nitride or the like having a thickness of 0.5 μm is formed on the surface thereof by sputtering, vapor deposition, CVD or the like. A heating resistor 304 such as platinum having a thickness of 0.1 μm and temperature measuring resistors 306 and 307 are deposited thereon by a method such as vapor deposition or sputtering. Connection patterns 308a to 308c and 308f to 308h, which are current paths, are formed on the heating resistor 304 and the temperature measuring resistors 306 and 307 by using a method such as photoengraving, wet or dry etching. Similarly, a fluid temperature detector 305 made of a heat-sensitive resistive film such as platinum having a thickness of 0.1 μm is deposited by a method such as vapor deposition or sputtering. Lead patterns 308d and 308e, which are current paths, are formed on the fluid temperature detector 305 using a method such as photolithography, wet or dry etching. Further, an insulating protective film 303 made of, for example, silicon nitride having a thickness of 0.5 μm is formed on the heat generating resistor 304 and the temperature measuring resistors 306 and 307 by a method such as sputtering or CVD.

発熱体304は、直列に接続され接続パターン308c,308fを経て流量検出素子の外部との電気的接続を行うための電極309c,309fとつながっている。また、流体温度検出体305はリードパターン308d,308eを経て流量検出素子の外部との電気的接続を行うための電極309d,309eとつながっている。さらに同様に測温抵抗306は接続パターン308a,308bを経て電極309a,309bと、また測温抵抗307は接続パターン308g,308hを経て電極309g,309hとそれぞれつながっている。電極309a〜309hの部分はワイヤボンド等の方法で外部と電気的に接続するために保護膜303が除去されている。   The heating element 304 is connected in series and connected to electrodes 309c and 309f for electrical connection with the outside of the flow rate detection element via connection patterns 308c and 308f. The fluid temperature detection body 305 is connected to electrodes 309d and 309e for electrical connection with the outside of the flow rate detection element via lead patterns 308d and 308e. Similarly, the temperature measuring resistor 306 is connected to the electrodes 309a and 309b via the connection patterns 308a and 308b, and the temperature measuring resistor 307 is connected to the electrodes 309g and 309h via the connection patterns 308g and 308h, respectively. The protective film 303 is removed from the electrodes 309a to 309h in order to be electrically connected to the outside by a method such as wire bonding.

さらに、平板状基材301の裏面に形成された保護膜311に写真製版等の方法でエッチングホール312を形成後、例えばアルカリエッチング等を施すことによって、平板状基材301の一部を除去し、キャビティ314を形成することによって流量検出部であるところの流量検出用ダイアフラム313が構成されている。矢印Aは被計測流体である空気の流れの正方向であり、流量検出用ダイアフラム313は被計測流体の流れにさらされるように配置される。ダイアフラム313の大きさは、1000μm×2000μmであり、その厚さは抵抗体304,306,307が構成されていない部分で1μmである。   Further, after forming the etching hole 312 in the protective film 311 formed on the back surface of the flat substrate 301 by a method such as photolithography, a part of the flat substrate 301 is removed by performing, for example, alkali etching or the like. By forming the cavity 314, a flow rate detection diaphragm 313 which is a flow rate detection unit is configured. The arrow A is the forward direction of the flow of air that is the fluid to be measured, and the flow rate detection diaphragm 313 is arranged to be exposed to the flow of the fluid to be measured. The size of the diaphragm 313 is 1000 μm × 2000 μm, and the thickness thereof is 1 μm at a portion where the resistors 304, 306, and 307 are not formed.

発熱体304は図6に示す定温度差駆動回路によって所定の平均温度となるような抵抗値に制御されている。検出回路は流体温度検出体305と発熱抵抗304を含むブリッジ回路となっている。図において、R1、R2、R3、R4、R5は固定抵抗、OP1、OP2は演算増幅器、TR1、TR2はトランジスタ、BATTは電源である。検出回路は図中のa点とb点の電位を略等しくするように働き、発熱抵抗304の加熱電流IHを制御する。被計測流体の流速が早くなると、発熱体304から被計測流体への熱伝達量が多くなるため発熱体4の平均温度を所定の値に保つ時の加熱電流IHは増加する。一方、測温抵抗306,307は図示しない回路によってその各々の抵抗の温度に相当する出力を得、その差をとることによってエアフローメータの出力としている。すなわち、Aの方向に流体の移動が生じたときには、測温抵抗306の温度は下がり、測温抵抗307の温度は測温抵抗306程は下がらない。図7には流量と測温抵抗306と307の温度との関係を示している。測温抵抗306と307の温度に相当する出力の差をエアフローメータの出力とすれば、流量とその流れの方向が検出できる。尚、測温抵抗306,307の温度を検出するには、測温抵抗306と307に各々所定の定電圧を与えたり、また所定の定電流を与える等の方法が考えられる。このように、順流および逆流の双方向の流速を検出可能である。このような逆流検出可能な流量検出素子は以下に述べる各態様においても適用可能である。   The heating element 304 is controlled to have a resistance value such that a predetermined average temperature is obtained by a constant temperature difference driving circuit shown in FIG. The detection circuit is a bridge circuit including a fluid temperature detector 305 and a heating resistor 304. In the figure, R1, R2, R3, R4 and R5 are fixed resistors, OP1 and OP2 are operational amplifiers, TR1 and TR2 are transistors, and BATT is a power supply. The detection circuit works so as to make the potentials at points a and b in the figure substantially equal, and controls the heating current IH of the heating resistor 304. When the flow rate of the fluid to be measured increases, the amount of heat transfer from the heating element 304 to the fluid to be measured increases, so that the heating current IH when maintaining the average temperature of the heating element 4 at a predetermined value increases. On the other hand, the temperature measuring resistors 306 and 307 obtain an output corresponding to the temperature of each resistor by a circuit (not shown), and take the difference to obtain an output of the air flow meter. That is, when fluid movement occurs in the direction A, the temperature of the temperature measuring resistor 306 is lowered, and the temperature of the temperature measuring resistor 307 is not lowered as much as the temperature measuring resistor 306. FIG. 7 shows the relationship between the flow rate and the temperature of the temperature measuring resistors 306 and 307. If the difference in output corresponding to the temperature of the resistance temperature detectors 306 and 307 is the output of the air flow meter, the flow rate and the direction of the flow can be detected. In order to detect the temperature of the temperature measuring resistors 306 and 307, a method of applying a predetermined constant voltage to the temperature measuring resistors 306 and 307 or applying a predetermined constant current can be considered. In this way, it is possible to detect bidirectional flow rates of forward flow and reverse flow. Such a flow rate detection element capable of detecting a backflow is also applicable to each aspect described below.

次に、エアフローメータへの水付着の検出に係る第2の態様について説明する。この態様において、ECU21は、エアフローメータの出力値に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の変化速度を算出すると共に、スロットル開度センサ24の出力値即ちスロットル開度の変化速度を算出し、これら空気量の変化速度と、スロットル開度の変化速度との比較結果に応じてエアフローメータの異常を判定する。   Next, a second aspect related to detection of water adhesion to the air flow meter will be described. In this aspect, the ECU 21 calculates the change rate of the amount of air sucked into the internal combustion engine based on the output value of the air flow meter, and calculates the output value of the throttle opening sensor 24, that is, the change rate of the throttle opening. The abnormality of the air flow meter is determined according to the comparison result between the change rate of the air amount and the change rate of the throttle opening.

これを再び図4に基づいて説明する。図から分かるように、スロットル開度THの変化とエアフローメータの出力値Vの変化とは同期しており、スロットル開度THが増大するとこれに追従してエアフローメータの出力値Vも増大する。従ってスロットル開度THと、エアフローメータの出力値Vひいてはこれから得られる空気量Aとの変化量及び変化速度には相関関係がある。そこで、空気量Aの変化速度とスロットル弁の開度の変化速度とを比較すれば、エアフローメータに水付着があったかどうかを判断することができる。この手法によれば、エアフローメータ出力値の変化に同期して変化する他の値との比較により、エアフローメータの異常を判定するため、前記第1の態様と比較して、より高精度にエアフローメータの異常を判定することができる。もっとも、このようなエアフローメータ出力値の変化に同期して変化する他の値は、スロットル開度センサの出力値に限定されず、他のセンサの値であってもよい。なお、空気量Aとエアフローメータ出力値Vとは対応関係にあるから、エアフローメータ出力値Vの変化速度とスロットル開度THの変化速度との比較によってもエアフローメータの水付着を判断することができる。   This will be described again with reference to FIG. As can be seen from the figure, the change in the throttle opening TH and the change in the output value V of the air flow meter are synchronized. When the throttle opening TH increases, the output value V of the air flow meter increases accordingly. Accordingly, there is a correlation between the amount of change and the change speed of the throttle opening TH and the output value V of the air flow meter and hence the air amount A obtained therefrom. Therefore, if the change rate of the air amount A is compared with the change rate of the opening degree of the throttle valve, it can be determined whether or not water has adhered to the air flow meter. According to this method, since the abnormality of the air flow meter is determined by comparison with another value that changes in synchronization with the change in the output value of the air flow meter, the air flow is more accurately compared with the first aspect. An abnormality of the meter can be determined. However, the other value that changes in synchronization with the change in the output value of the air flow meter is not limited to the output value of the throttle opening sensor, and may be the value of another sensor. Since the air amount A and the air flow meter output value V are in a correspondence relationship, the water adhesion of the air flow meter can also be determined by comparing the change speed of the air flow meter output value V and the change speed of the throttle opening TH. it can.

ここで、エアフローメータ出力値Vの場合と同様に、ECU21のRAMには、各処理タイミングで取得されるスロットル開度THを所定数、一時的に記憶するためのアドレスが設けられており、このアドレスには最新のスロットル開度THから所定回数前までのスロットル開度THが各タイミング毎に更新されながら記憶される。つまりスロットル開度データは各タイミング毎に毎回更新される。この記憶するデータ数は例えば10個であるが、任意の値に設定可能である。   Here, as in the case of the air flow meter output value V, the RAM of the ECU 21 is provided with an address for temporarily storing a predetermined number of throttle openings TH acquired at each processing timing. The address stores the throttle opening TH from the latest throttle opening TH up to a predetermined number of times while being updated at each timing. That is, the throttle opening data is updated every time at each timing. The number of data to be stored is, for example, 10, but can be set to an arbitrary value.

そして、図4(a)において、各タイミングt、t−1、t−2、t−3・・・、t−1、t−2、t−3・・・におけるスロットル開度THをTH、TH−1、TH−2、TH−3・・・、TH−1、TH−2、TH−3・・・などとする。ECU21は、各処理タイミング毎に、その時点t(n=・・・−2,−1,0,1,2・・)のスロットル開度TH及びエアフローメータ出力値TH、Vと、その時点tより所定周期前、例えば1回前のスロットル開度TH及びエアフローメータ出力値THn−1、Vn−1とをRAMから読み出し、エアフローメータ出力値V、Vn−1を空気量A、An−1に換算した後、スロットル開度差(TH−THn−1)及び空気量差(A−An−1)を計算する。そして、これらスロットル開度差(TH−THn−1)及び空気量差(A−An−1)を比較してエアフローメータの水付着を判断する。 4A, the throttle opening TH at each timing t 0 , t −1 , t −2 , t −3 ..., T −1 , t −2 , t −3. 0 , TH- 1 , TH- 2 , TH- 3 , TH- 1 , TH- 2 , TH- 3, etc. At each processing timing, the ECU 21 determines the throttle opening TH and the air flow meter output values TH n and V n at the time t n (n =..., −2, −1, 0, 1, 2,...) The throttle opening TH and the air flow meter output values TH n−1 and V n−1 of the predetermined period before the time t n , for example, are read from the RAM, and the air flow meter output values V n and V n−1 are read. after converting air amount a n, the a n-1, calculates a throttle opening difference (TH n -TH n-1) and air amount difference (a n -A n-1) . The throttle opening difference (TH n -TH n-1 ) and the air amount difference (A n -A n-1 ) are compared to determine whether the water flow adheres to the air flow meter.

具体的には、例えば、空気量差(A−An−1)及びスロットル開度差(TH−THn−1)の比R=(A−An−1)/(TH−THn−1)を計算し、この比Rを、予めROMに記憶されている所定値、即ち判定閾値Rxと比較する。判定閾値Rxは実験等に基づいて定められた値である。ECU21は、比Rが判定閾値Rxより大きいと判断した場合には水付着ありと判断し、比Rが判定閾値Rx以下と判断した場合には水付着なしと判断する。これによれば、基準時tのタイミングでは比R=(A−A−1)/(TH−TH−1)が判定閾値Rxを上回り、水付着ありと判断され、例えば基準時tより1回前のタイミングでは比R=(A−1−A−2)/(V−1−V−2)が判定閾値Rx以下となり、水付着なしと判断される。 Specifically, for example, the ratio R = (A n −A n−1 ) / (TH n ) between the air amount difference (A n −A n−1 ) and the throttle opening difference (TH n −TH n−1 ). -THn -1 ) is calculated, and the ratio R is compared with a predetermined value stored in advance in the ROM, that is, the determination threshold value Rx. The determination threshold value Rx is a value determined based on experiments or the like. The ECU 21 determines that there is water adhesion when it is determined that the ratio R is greater than the determination threshold value Rx, and determines that there is no water adhesion when it is determined that the ratio R is equal to or less than the determination threshold value Rx. According to this, at the timing of the reference time t 0 , the ratio R = (A 0 −A −1 ) / (TH 0 −TH −1 ) exceeds the determination threshold value Rx, and it is determined that there is water adhesion. At the timing one time before 0 , the ratio R = (A −1 −A −2 ) / (V −1 −V −2 ) is equal to or less than the determination threshold Rx, and it is determined that there is no water adhesion.

或いは、空気量差(A−An−1)及びスロットル開度差(TH−THn−1)の差の絶対値R‘=|(A−An−1)−(V−Vn−1)|を所定の判定閾値Rx‘と比較して水付着の有無を判断してもよい。即ち、差の絶対値R‘が判定閾値Rxより大きいと判断した場合には水付着ありと判断し、差の絶対値R‘が判定閾値Rx以下と判断した場合には水付着なしと判断する。 Alternatively, the absolute value R ′ = | (A n −A n−1 ) − (V n ) of the difference between the air amount difference (A n −A n−1 ) and the throttle opening difference (TH n −TH n−1 ). -Vn -1 ) | may be compared with a predetermined determination threshold value Rx 'to determine the presence or absence of water adhesion. That is, when it is determined that the absolute value R ′ of the difference is larger than the determination threshold value Rx, it is determined that there is water adhesion, and when it is determined that the absolute value R ′ of the difference is equal to or less than the determination threshold value Rx, it is determined that there is no water adhesion. .

この第2の態様によっても前記第1の態様と同様の作用効果が得られる。なおこの第2の態様は、前記第1の態様よりも検出分解能が高いという利点がある。   According to the second aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained. The second aspect has an advantage that the detection resolution is higher than that of the first aspect.

次に、エアフローメータへの水付着の検出に係る第3の態様について説明する。この態様において、ECU21は、エアフローメータの出力値に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の実際値Arの変化速度ΔArを算出すると共に、スロットル開度センサ24によって検出されるスロットル開度THに基づいて、内燃機関に吸入される空気量の推定値の変化速度ΔAeを算出し、これら空気量の実際値Arの変化速度ΔArと推定値Aeの変化速度ΔAeとの比較結果に応じてエアフローメータへの水付着を判定する。ここでは特に、スロットル開度THに基づいて空気量の推定値の変化速度ΔAeを算出する点が特徴的である。   Next, a third aspect relating to detection of water adhesion to the air flow meter will be described. In this embodiment, the ECU 21 calculates the change rate ΔAr of the actual value Ar of the amount of air sucked into the internal combustion engine based on the output value of the air flow meter, and the throttle opening TH detected by the throttle opening sensor 24. The change rate ΔAe of the estimated value of the air amount sucked into the internal combustion engine is calculated based on the above, and the air flow is determined according to the comparison result between the change rate ΔAr of the actual value Ar of the air amount and the change rate ΔAe of the estimated value Ae. Determine water adhesion to the meter. Here, it is particularly characteristic that the change rate ΔAe of the estimated value of the air amount is calculated based on the throttle opening TH.

この空気量推定値の変化速度ΔAeは、実験やシミュレーション等を通じて予め設定される。図8にはこのようにして設定されたマップが示される。当該マップには、所定周期間(例えば1周期(Δt)間)におけるスロットル開度THの変化量、即ちスロットル開度の変化速度ΔTHと、これに対応する空気量推定値の変化速度ΔAeとが入力されている。このマップを用いてECU21は水付着の判断を行う。   The change rate ΔAe of the air amount estimated value is set in advance through experiments, simulations, and the like. FIG. 8 shows a map set in this way. The map includes a change amount of the throttle opening TH during a predetermined period (for example, one period (Δt)), that is, a change speed ΔTH of the throttle opening, and a change speed ΔAe of the estimated air amount corresponding thereto. Have been entered. Using this map, the ECU 21 determines water adhesion.

具体的には、ECU21は、各処理タイミング毎に、その時点t(n=・・・−2,−1,0,1,2・・)のスロットル開度及びエアフローメータ出力値TH、Vと、その時点tより所定周期前、例えば1周期前のスロットル開度及びエアフローメータ出力値THn−1、Vn−1とをRAMから読み出す。そしてエアフローメータ出力値V、Vn−1を、実際値としての空気量Ar、Arn−1に換算する。この後、スロットル開度の変化速度ΔTH=(TH−THn−1)と、空気量の実際値の変化速度ΔAr=(Ar−Arn−1)を計算する。そして、スロットル開度変化速度ΔTH=(TH−THn−1)に対応した空気量の推定値の変化速度ΔAeを図8のマップから求め、この空気量の推定値の変化速度ΔAeと、空気量の実際値の変化速度ΔAr=(Ar−Arn−1)とを比較してエアフローメータの水付着を判断する。 Specifically, the ECU 21 determines the throttle opening and the air flow meter output value TH n at the time t n (n =..., −2, −1, 0, 1, 2,...) At each processing timing. V n and the throttle opening and air flow meter output values TH n−1 and V n−1 one predetermined period before the time point t n , for example, one period before, are read from the RAM. Then, the air flow meter output values V n and V n−1 are converted into air amounts Ar n and Ar n−1 as actual values. Thereafter, a change rate ΔTH = (TH n −TH n−1 ) of the throttle opening and a change rate ΔAr = (Ar n −Ar n−1 ) of the actual value of the air amount are calculated. Then, an estimated change rate ΔAe of the air amount corresponding to the throttle opening change rate ΔTH = (TH n −TH n−1 ) is obtained from the map of FIG. The air flow meter is judged to adhere to water by comparing the change rate ΔAr = (Ar n −Ar n−1 ) of the actual value of the air amount.

具体的には、例えば、空気量の実際値の変化速度ΔAr=(Ar−Arn−1)と、空気量の推定値の変化速度ΔAeとの比RA=(Ar−Arn−1)/ΔAeを計算し、この比Rを、予めROMに記憶されている所定値、即ち判定閾値RAxと比較する。判定閾値RAxは実験等に基づいて定められた値である。ECU21は、比RAが判定閾値RAxより大きいと判断した場合には水付着ありと判断し、比RAが判定閾値RAx以下と判断した場合には水付着なしと判断する。これによれば、基準時tのタイミングでは比RA=(Ar−Ar−1)/ΔAeが判定閾値RAxを上回り、水付着ありと判断され、例えば基準時tより1回前のタイミングでは比RA=(A−1−A−2)/ΔAeが判定閾値RAx以下となり、水付着なしと判断される。 Specifically, for example, the ratio RA = (Ar n −Ar n−1 ) between the change rate ΔAr = (Ar n −Ar n−1 ) of the actual value of the air amount and the change rate ΔAe of the estimated value of the air amount. ) / ΔAe is calculated, and this ratio R is compared with a predetermined value stored in the ROM in advance, that is, the determination threshold value RAx. The determination threshold RAx is a value determined based on experiments or the like. The ECU 21 determines that there is water adhesion when it is determined that the ratio RA is greater than the determination threshold value RAx, and determines that there is no water adhesion when it is determined that the ratio RA is equal to or less than the determination threshold value RAx. According to this, at the timing of the reference time t 0 , the ratio RA = (Ar 0 −Ar −1 ) / ΔAe exceeds the determination threshold value RAx, and it is determined that water has adhered, for example, a timing one time before the reference time t 0. Then, the ratio RA = (A −1 −A −2 ) / ΔAe becomes equal to or less than the determination threshold value RAx, and it is determined that there is no water adhesion.

或いは、空気量の実際値の変化速度ΔAr=(Ar−Arn−1)と、空気量の推定値の変化速度ΔAeの差の絶対値RA‘=|ΔAr−ΔAe|を所定の判定閾値RAx‘と比較して水付着の有無を判断してもよい。即ち、差の絶対値RA‘が判定閾値RAxより大きいと判断した場合には水付着ありと判断し、差の絶対値RA‘が判定閾値RAx以下と判断した場合には水付着なしと判断する。 Alternatively, the absolute value RA ′ = | ΔAr−ΔAe | of the difference between the change rate ΔAr = (Ar n −Ar n−1 ) of the actual value of the air amount and the change rate ΔAe of the estimated value of the air amount is a predetermined determination threshold value. You may judge the presence or absence of water adhesion compared with RAx '. That is, when it is determined that the absolute value RA ′ of the difference is larger than the determination threshold value RAx, it is determined that there is water adhesion, and when it is determined that the absolute value RA ′ of the difference is equal to or less than the determination threshold value RAx, it is determined that there is no water adhesion. .

なお、例えば図9に示すマップを用いて、空気量推定値の変化速度ΔAeを、スロットル開度の変化速度ΔTHと、機関回転速度の変化速度ΔNEとに基づいて算出するようにしてもよい。この場合、上記に加え、各処理タイミング毎に、回転センサ20の出力から機関回転速度NEを検出するステップと、今回の機関回転速度NEから所定周期前(例えば1周期前)の機関回転速度NEn−1を減じて機関回転速度の変化速度ΔNEを求めるステップと、その機関回転速度の変化速度ΔNEとスロットル開度の変化速度ΔTHとに基づき、図9のマップを用いて、空気量の推定値の変化速度ΔAeを求めるステップとが含まれる。 For example, the change rate ΔAe of the estimated air amount may be calculated based on the change rate ΔTH of the throttle opening and the change rate ΔNE of the engine rotation speed using the map shown in FIG. In this case, in addition to the above, at each processing timing, a step of detecting the engine rotational speed NE from the output of the rotation sensor 20 and an engine rotational speed before a predetermined period (for example, one period before) from the current engine rotational speed NE n. NE n−1 is subtracted to obtain a change speed ΔNE of the engine speed, and based on the change speed ΔNE of the engine speed and the change speed ΔTH of the throttle opening, the map of FIG. Determining a change rate ΔAe of the estimated value.

ところで、近年では、吸気系を物理的にモデル化して吸入空気量を推定するシステムも知られており、このシステムより得られる空気量推定値を利用することも可能である。以下このシステムの一例を述べる。なおこのシステムは特開2002−147279号公報に開示されたものと同様である。   Incidentally, in recent years, a system that physically models an intake system to estimate an intake air amount is also known, and an estimated air amount obtained from this system can also be used. An example of this system is described below. This system is the same as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-147279.

図10には、スロットル開度THを含む機関回転速度NE等の各実測値から吸気圧を予測する演算ブロックの一形態を示し、この演算はECU21によって行われる。なお前提として、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構と、キャニスタからの燃料蒸気を吸気通路に導入するパージ系とが、図1に示された構成に含まれるものとする。図10に示すように、電子スロットルモデル51からスロットル開度TH0、機関回転速度NE、バルブタイミングVTがTAモデル(スロットル−エアモデル)52に出力される。ここで、スロットル開度TH0は、現在から所定時間経過後におけるスロットル開度であり、現在のスロットル開度THなどに基づいて推定される値である。   FIG. 10 shows one form of a calculation block for predicting the intake pressure from each actual measurement value such as the engine speed NE including the throttle opening TH, and this calculation is performed by the ECU 21. As a premise, the configuration shown in FIG. 1 includes a variable valve timing mechanism that changes the valve timing of the intake valve and the exhaust valve, and a purge system that introduces fuel vapor from the canister into the intake passage. . As shown in FIG. 10, the throttle opening TH0, the engine speed NE, and the valve timing VT are output from the electronic throttle model 51 to the TA model (throttle-air model) 52. Here, the throttle opening TH0 is a throttle opening after a predetermined time has elapsed from the present time, and is a value estimated based on the current throttle opening TH or the like.

また、TAモデル52には、吸気管モデル53から出力される吸気管予測圧力P0が入力される。TAモデル52は、スロットル開度TH0、機関回転速度NE、バルブタイミングVT、吸気管予測圧力P0に基づいて、スロットル弁を通過する空気流量QA0を算出する。そして、TAモデル52から出力される空気流量QA0は、パージ流量QPと加算されて、吸気管モデル53に入力される。   Further, the intake pipe predicted pressure P 0 output from the intake pipe model 53 is input to the TA model 52. The TA model 52 calculates the air flow rate QA0 passing through the throttle valve based on the throttle opening TH0, the engine rotational speed NE, the valve timing VT, and the intake pipe predicted pressure P0. The air flow rate QA0 output from the TA model 52 is added to the purge flow rate QP and input to the intake pipe model 53.

吸気管モデル53には、吸気弁モデル54が設定されており、流入する空気量(QA0、QP)を入力することにより、質量保存則・エネルギー保存則に基づき、現在から所定時間経過後の吸気管予測圧力P0が算出される。吸気管予測圧力P0は、吸気弁3の閉弁時における吸気管圧力を予測した圧力である。   An intake valve model 54 is set in the intake pipe model 53. By inputting the inflowing air amount (QA0, QP), the intake air after a predetermined time has elapsed from the present based on the law of conservation of mass and the law of conservation of energy. A predicted pipe pressure P0 is calculated. The intake pipe predicted pressure P0 is a pressure obtained by predicting the intake pipe pressure when the intake valve 3 is closed.

一方、TAモデル62には、スロットル開度TH、機関回転速度NE、バルブタイミングVTが入力される。TAモデル62は、上述したTAモデル52と同様な条件で設定されている。     On the other hand, the throttle opening TH, the engine speed NE, and the valve timing VT are input to the TA model 62. The TA model 62 is set under the same conditions as the TA model 52 described above.

また、TAモデル62には、吸気管モデル63から出力される現在の吸気管圧力P1が入力される。TAモデル62では、スロットル開度TH、機関回転速度NE、バルブタイミングVT、吸気管圧力P1に基づいて、スロットル弁を通過する現在の空気流量QA1が算出される。そして、TAモデル62から出力される空気流量QA1は、パージ流量QPと加算されて、吸気管モデル63に入力される。   Further, the current intake pipe pressure P <b> 1 output from the intake pipe model 63 is input to the TA model 62. In the TA model 62, the current air flow rate QA1 passing through the throttle valve is calculated based on the throttle opening TH, the engine rotational speed NE, the valve timing VT, and the intake pipe pressure P1. The air flow rate QA1 output from the TA model 62 is added to the purge flow rate QP and input to the intake pipe model 63.

吸気管モデル63には、吸気弁モデル64が設定されており、流入する空気量(QA1、QP)を入力することにより、気体の状態方程式(P・V=m・R・T)に基づき、現在の吸気管圧力P1が算出される。なお、吸気管モデル63は、上述した吸気管モデル53と同様な条件で設定されている。   An intake valve model 64 is set in the intake pipe model 63, and by inputting the inflowing air amount (QA1, QP), based on the gas state equation (P · V = m · R · T), The current intake pipe pressure P1 is calculated. The intake pipe model 63 is set under the same conditions as the intake pipe model 53 described above.

TAモデル62から出力される空気流量QA1は、AFMモデル(エアフローメータモデル)71に入力される。AFMモデル71は、現在の空気流量QA1を入力し、その空気流量QA1に対しエアフローメータの検出遅れを考慮した空気流量QA2を出力する。即ち、空気流量QA2は、空気流量QA1に対し時間遅れを有する値となる。   The air flow rate QA1 output from the TA model 62 is input to an AFM model (air flow meter model) 71. The AFM model 71 inputs the current air flow rate QA1, and outputs an air flow rate QA2 in consideration of the detection delay of the air flow meter with respect to the air flow rate QA1. That is, the air flow rate QA2 is a value having a time delay with respect to the air flow rate QA1.

そして、空気流量QA2は、吸気管モデル73に入力される。吸気管モデル73には、吸気弁モデル74が設定されており、流入する空気量(QA2)を入力することにより、気体の状態方程式(P・V=m・R・T)に基づき、時間遅れを含む吸気管圧力P2が算出される。なお、吸気管モデル73は、上述した吸気管モデル63、53と同様な条件で設定されている。   The air flow rate QA2 is input to the intake pipe model 73. An intake valve model 74 is set in the intake pipe model 73. By inputting the inflowing air amount (QA2), the time delay is based on the gas state equation (P · V = m · R · T). Is calculated. The intake pipe model 73 is set under the same conditions as the intake pipe models 63 and 53 described above.

一方、エアフローメータの出力である空気流量QAが吸気管モデル83に入力される。吸気管モデル83には、吸気弁モデル84が設定されており、流入する空気流量(QA)の入力により、気体の状態方程式(P・V=m・R・T)に基づいて、時間遅れを含んだ吸気管圧力P3が算出される。なお、吸気管モデル83は、上述した吸気管モデル73、63、53と同様な条件で設定されている。   On the other hand, the air flow rate QA, which is the output of the air flow meter, is input to the intake pipe model 83. An intake valve model 84 is set in the intake pipe model 83, and a time delay is calculated based on the gas equation of state (P · V = m · R · T) by the input air flow rate (QA). The included intake pipe pressure P3 is calculated. The intake pipe model 83 is set under the same conditions as the intake pipe models 73, 63, and 53 described above.

吸気管モデル83から出力される吸気管圧力P3は、吸気管モデル73から出力される吸気管圧力P2と同様に時間遅れを含むものであり、吸気管圧力P2と同応答なものである。   The intake pipe pressure P3 output from the intake pipe model 83 includes a time delay similarly to the intake pipe pressure P2 output from the intake pipe model 73, and has the same response as the intake pipe pressure P2.

そして、吸気管モデル83から出力される吸気管圧力P3に対し、吸気管モデル53から出力される吸気管圧力P0が加算され、吸気管モデル73から出力される吸気管圧力P2が減算され、予測圧力Pが算出される。この予測圧力Pは、パージ流量QPを加味した吸気管圧力P0、P1により、エアフローメータの出力QAに基づき演算された吸気管圧力P3と実際の吸気管圧力との差を補正した圧力となっている。   Then, the intake pipe pressure P0 output from the intake pipe model 53 is added to the intake pipe pressure P3 output from the intake pipe model 83, and the intake pipe pressure P2 output from the intake pipe model 73 is subtracted. The pressure P is calculated. This predicted pressure P is a pressure obtained by correcting the difference between the intake pipe pressure P3 calculated based on the output QA of the air flow meter and the actual intake pipe pressure by the intake pipe pressures P0 and P1 taking the purge flow rate QP into consideration. Yes.

これにおいて、空気量の実際値は空気流量QAから算出可能であり、空気量の推定値はAFMモデル71の出力である空気流量QA1から算出可能である。従って、これら空気量の変化速度同士を前記の方法で比較することにより、エアフローメータの水付着を好適に検出することができる。   In this case, the actual value of the air amount can be calculated from the air flow rate QA, and the estimated value of the air amount can be calculated from the air flow rate QA 1 that is the output of the AFM model 71. Therefore, by comparing the change rates of these air amounts with the above method, it is possible to suitably detect water adhesion on the air flow meter.

以上の第3の態様によっても前記同様の作用効果が得られる。なおこの第3の態様も第2の態様と同様に検出分解能が高いという利点がある。   The same effect as described above can be obtained by the third aspect described above. In addition, this 3rd aspect has the advantage that detection resolution is high like the 2nd aspect.

次に、エアフローメータへの水付着が検出された場合、即ちエアフローメータが異常と判断された場合に実行される処理或いは制御について説明する。なお前述したように、付着した水分は比較的短時間で蒸発し、異常は解消されるとみなされるから、以下に述べる処理或いは制御はそのような水分蒸発に要すると推測される所定時間(例えば1秒)のみ行われる。   Next, processing or control executed when water adhesion to the air flow meter is detected, that is, when the air flow meter is determined to be abnormal will be described. As described above, the attached water evaporates in a relatively short time, and the abnormality is considered to be eliminated. Therefore, the processing or control described below is assumed to be required for such water evaporation (for example, 1 second) only.

本実施形態における制御装置の場合、通常、エアフローメータの出力値に基づいて算出される空気量(実際値)の値を用いて、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等の各制御が実行される。しかしながら、エアフローメータに水分が付着して異常な出力値が得られる場合、もはやその値のみに依存して制御を行うことはできない。そこで、このような場合、代用値を設定してこれを用いて制御を行うこととしている。   In the case of the control device in the present embodiment, each control of the fuel injection amount, the fuel injection timing, the ignition timing, etc. is normally executed using the air amount (actual value) calculated based on the output value of the air flow meter. Is done. However, when moisture adheres to the air flow meter and an abnormal output value is obtained, control can no longer be performed depending only on that value. Therefore, in such a case, a substitute value is set and control is performed using this value.

水付着検出時に実行される処理或いは制御の第1の態様によれば、ECU21は、エアフローメータへの水付着ありと判定したとき、当該異常判定前の正常時のエアフローメータ出力値を用いて制御を実行する。即ち、図4に示すように、ECU21は、基準時tに水付着ありと判断した場合、RAMに記憶されているそれより以前のエアフローメータ出力値を用いて制御を行う。この場合、複数周期前の出力値を用いてもよいが、本実施形態では1周期前の直前の出力値、即ちV−1を用いて制御を行う。これは、その直前の値が現在の値に最も近いからである。基準時t以降のタイミングt、t、t・・・においても、異常判定直前の出力値V−1が用いられる。この出力値V−1は必ずしも各タイミングにおける空気量を正確に反映した値ではないが、それでもタイミング的に最も近い値であり、信頼性の高い値である。従ってこのような代用値を用いることでより現状に適した制御が可能となる。 According to the first aspect of the process or control executed when water adhesion is detected, when the ECU 21 determines that there is water adhesion to the air flow meter, the ECU 21 performs control using the normal air flow meter output value before the abnormality determination. Execute. That is, as shown in FIG. 4, when the ECU 21 determines that water adheres at the reference time t 0 , the ECU 21 performs control using the previous air flow meter output value stored in the RAM. In this case, output values before a plurality of cycles may be used, but in this embodiment, control is performed using the output value immediately before one cycle, that is, V- 1 . This is because the immediately preceding value is closest to the current value. Also at timings t 1 , t 2 , t 3 ... After the reference time t 0 , the output value V −1 immediately before the abnormality determination is used. The output value V -1 is not necessarily a value that accurately reflects the air amount at each timing, but is still the closest value in terms of timing and a highly reliable value. Therefore, by using such a substitute value, it becomes possible to perform control more suitable for the current situation.

次に、第2の態様について説明する。第2の態様によれば、ECU21は、エアフローメータへの水付着ありと判定したとき、エアフローメータ出力値に対し所定のなまし処理を実行し、これにより得られる値を用いて制御を実行する。即ち、図4に示すように、ECU21は、基準時tに水付着ありと判断した場合、RAMに記憶されている現在のエアフローメータ出力値Vと、1周期前の直前の出力値V−1とを取得し、なまし後出力VSを式:VS=αV+(1−α)V−1から算出し、このなまし後出力VSを用いて基準時tの制御を行う。ここでαはなまし係数であり、1未満の所定の値(例えば0.4)が設定されている。ここで、基準時tのエアフローメータ出力値Vは異常な値ではあるが、幾分かは正確な空気量情報を含んでいると考えられる。よって、全く無視するのではなく、その影響度を下げるという考え方から、基準時tのエアフローメータ出力値Vも含めてなまし後出力VSを算出することとしている。 Next, a 2nd aspect is demonstrated. According to the second aspect, when the ECU 21 determines that there is water adhering to the air flow meter, the ECU 21 performs a predetermined smoothing process on the air flow meter output value, and executes control using the value obtained thereby. . That is, as shown in FIG. 4, when the ECU 21 determines that water adheres at the reference time t 0 , the current air flow meter output value V 0 stored in the RAM and the output value V immediately before one cycle are stored. get a -1, the output VS 0 after moderation formula: VS 0 = calculated from αV 0 + (1-α) V -1, control of the reference time t 0 with the output VS 0 after Shi this raw I do. Here, α is a smoothing coefficient, and a predetermined value less than 1 (for example, 0.4) is set. Here, although the air flow meter output value V 0 at the reference time t 0 is an abnormal value, it is considered that some of the air flow meter output value V 0 includes accurate air amount information. Therefore, rather than completely ignoring, is set to be calculated from the idea of lowering the degree of influence, the output VS 0 after moderation air flow meter output value V 0 be included in the reference time t 0.

基準時t以降は、なまし後出力VSが式:VS=αV+(1−α)Vn−1(n=1,2,3・・・)から算出される。このようななまし処理の結果、図4(b)に示された基準時t以降のエアフローメータの出力波形はより滑らかとなる。 After the reference time t 0 , the post-annealing output VS n is calculated from the formula: VS n = αV n + (1−α) V n−1 (n = 1, 2, 3...). Such smoothing a result of the processing, the output waveform of the reference time t 0 after the air flow meter shown in FIG. 4 (b) becomes smoother.

ところで、通常の制御で既にこのようななまし処理が行われている場合も考えられる。このような場合、ECU21は、エアフローメータへの水付着ありと判定したとき、なまし処理におけるなまし度合いが大きくなるようになまし係数を変更してもよい。具体的には、ECU21は、基準時tに水付着ありと判断した場合、その基準時tにおけるエアフローメータ出力値Vの影響度を下げるため、式:VS=αV+(1−α)V−1におけるなまし係数αをより低い値に変更する。例えば、α=0.8であったものをα=0.4に変更する。以降同様に、なまし係数αとしてはより低い値を用い続ける。以上、この第2の態様によっても、水付着が生じている間の暫定的な処理或いは制御が好適に可能となる。 By the way, there may be a case where such an annealing process has already been performed under normal control. In such a case, the ECU 21 may change the smoothing coefficient so that the degree of smoothing in the smoothing process increases when it is determined that water adheres to the air flow meter. Specifically, when the ECU 21 determines that water adheres at the reference time t 0 , the ECU 21 reduces the influence of the air flow meter output value V 0 at the reference time t 0, so that the expression: VS 0 = αV 0 + (1 -Α) Change the smoothing coefficient α at V −1 to a lower value. For example, α = 0.8 is changed to α = 0.4. Thereafter, similarly, a lower value is continuously used as the annealing coefficient α. As described above, also according to the second aspect, provisional processing or control while water adhesion occurs can be suitably performed.

次に、第3の態様によれば、ECU21は、エアフローメータへの水付着ありと判定したとき、エアフローメータの出力値に対し所定の平均化処理を実行し、これにより得られる値を用いて制御を実行する。即ち、図4に示すように、ECU21は、基準時tに水付着ありと判断した場合、RAMに記憶されている現在のエアフローメータ出力値Vと、1乃至複数周期前までのエアフローメータ出力値、例えば2周期前までのエアフローメータ出力値V−1、V−2とを取得し、平均化後出力VMを式:VM=V+V−1+V−2/3から算出し、この平均化後出力VMを用いて基準時tの制御を行う。ここで基準時tのエアフローメータ出力値Vを用いる理由は前記同様である。ただしこれを用いないようにすることもできる。 Next, according to the third aspect, when the ECU 21 determines that water has adhered to the air flow meter, the ECU 21 performs a predetermined averaging process on the output value of the air flow meter, and uses the value obtained thereby. Execute control. That is, as shown in FIG. 4, when the ECU 21 determines that water adheres at the reference time t 0 , the current air flow meter output value V 0 stored in the RAM and the air flow meter from one to a plurality of cycles before are stored. The output value, for example, the air flow meter output values V −1 and V −2 up to two cycles before is obtained, and the averaged output VM 0 is calculated from the formula: VM 0 = V 0 + V −1 + V −2 / 3 Then, the control at the reference time t 0 is performed using the averaged output VM 0 . The reason for using the air flow meter output value V 0 at the reference time t 0 is the same as described above. However, this can be avoided.

ここで第2の態様と同様に、通常の制御で既にこのような平均化処理が行われている場合も考えられる。このような場合、ECU21は、エアフローメータへの水付着ありと判定したとき、平均化処理におけるサンプリング時間を長期化することも可能である。これにより異常値の影響度を下げつつも実際の空気量に近い値を用いて制御が実行可能となる。具体的には、ECU21は、基準時tに水付着ありと判断した場合、例えば現在tから2周期前までのサンプリング時間2Δtをその倍の4Δtとする。これによりサンプリングデータはV、V−1、V−2からV、V−1、V−2、V−3、V−4へと変更され、平均化後出力VMは式:VM=V+V−1+V−2+V−3+V−4/5から算出されるようになる。基準時t以降も同様の平均化処理が行われる。以上、この第3の態様によっても、水付着が生じている間の暫定的な処理或いは制御が可能となる。 Here, as in the second embodiment, there may be a case where such an averaging process has already been performed under normal control. In such a case, the ECU 21 can prolong the sampling time in the averaging process when it is determined that there is water adhesion to the air flow meter. As a result, the control can be executed using a value close to the actual air amount while reducing the influence of the abnormal value. Specifically, ECU 21, when determining the reference time t 0 and has water adheres, for example, the sampling time 2Δt from the current t 0 to 2 periods before and twice that of 4Derutati. As a result, the sampling data is changed from V 0 , V −1 , V −2 to V 0 , V −1 , V −2 , V −3 , V −4 , and the averaged output VM 0 is expressed by the formula VM 0. = V 0 + V −1 + V −2 + V −3 + V −4 / 5 Is a similar averaging process performed at baseline after t 0. As described above, also according to the third aspect, provisional processing or control while water adhesion occurs can be performed.

次に、第3の態様について説明する。この第3の態様は、前記水付着の検出に係る第3の態様の後段で述べたような吸入空気量を推定可能なシステム(図10)に関連する。この第3の態様によれば、ECU21は、通常、スロットル開度センサ24によって検出されたスロットル開度に基づいて空気量の推定値を算出する。このときその空気量の推定値と、エアフローメータから得られた空気量の実際値とを関連づけて、或いは双方利用して、制御を行うことができる。その一方で、ECU21は、エアフローメータへの水付着ありと判定したときは、エアフローメータの出力値を使用せず、代わりにその空気量の推定値のみを用いて制御を実行する。即ち、ECU21は、通常、図10のブロック線図に示されるような演算を実行して空気量等の予測及び推定等を実行しており、基準時tにおいて水付着ありと判断した場合、それ以降、TAモデル52の出力であるスロットル弁を通過する空気流量QA0(推定値)に基づいて空気量を算出し、この空気量に基づいて制御を実行する。 Next, a 3rd aspect is demonstrated. This third aspect relates to a system (FIG. 10) that can estimate the intake air amount as described later in the third aspect relating to the detection of water adhesion. According to the third aspect, the ECU 21 normally calculates an estimated value of the air amount based on the throttle opening detected by the throttle opening sensor 24. At this time, the control can be performed by associating the estimated value of the air amount with the actual value of the air amount obtained from the air flow meter or by using both of them. On the other hand, when it is determined that water has adhered to the air flow meter, the ECU 21 does not use the output value of the air flow meter, but instead executes control using only the estimated value of the air amount. That is, the ECU 21 normally performs calculations such as those shown in the block diagram of FIG. 10 to perform prediction and estimation of the air amount and the like, and when it is determined that there is water adhesion at the reference time t 0 , Thereafter, the air amount is calculated based on the air flow rate QA0 (estimated value) passing through the throttle valve, which is the output of the TA model 52, and the control is executed based on this air amount.

なお、このようなモデル化されたシステムにおける空気流量のデータは、エアフローメータの出力値に基づいて、時間の経過と共に学習可能とすることもできる。このような場合には、学習後のデータに基づいて推定される空気量を用いて制御を行うようにしてもよい。以上、この第3の態様によっても、水付着が生じている間の暫定的な処理或いは制御が好適に可能となる。   Note that air flow rate data in such a modeled system can be learned over time based on the output value of the air flow meter. In such a case, control may be performed using the air amount estimated based on the data after learning. As described above, also according to the third aspect, provisional processing or control while water adhesion occurs can be suitably performed.

ところで、かかる暫定的処理或いは制御の終了、つまり通常制御への復帰に際しては、最も簡単には、タイマ等により計測される基準時tからの時間が所定時間を越えたら終了又は復帰してもよい。或いは、空気量の実際値と推定値との偏差が所定範囲内に入ったときに終了又は復帰してもよく、これによればより高精度で終了・復帰タイミングを決定可能となる。 However, such provisional processing or termination of the control, i.e. when the return to the normal control, the simplest, even if the time from the reference time t 0, which is measured by the timer or the like is completed, or return After exceeds a predetermined time Good. Alternatively, it may be terminated or returned when the deviation between the actual value and the estimated value of the air amount falls within a predetermined range, and according to this, the end / return timing can be determined with higher accuracy.

なお、前記実施形態ではエアフローメータが熱線式であったが、本発明は熱線式以外のエアフローメータの場合でも広く適用可能である。   In the above embodiment, the air flow meter is a hot-wire type, but the present invention is widely applicable to air flow meters other than the hot-wire type.

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.

本実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略システムを示す図である。It is a figure which shows the schematic system of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this embodiment. エアフローメータの配置部分を示す詳細図である。It is detail drawing which shows the arrangement | positioning part of an airflow meter. エアフローメータの電気回路図である。It is an electric circuit diagram of an air flow meter. スロットルバルブの開度変化とエアフローメータ出力値の変化とを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the opening degree change of a throttle valve, and the change of an air flow meter output value. 別の流量検出素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another flow volume detection element. 図5の流量検出素子に対する定温度差駆動回路を示す図である。It is a figure which shows the constant temperature difference drive circuit with respect to the flow volume detection element of FIG. 図5の流量検出素子により得られる流量と測温抵抗との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the flow volume obtained by the flow volume detection element of FIG. 5, and temperature sensing resistance. 空気量の推定値の変化速度を算出するためのマップである。It is a map for calculating the change speed of the estimated value of air amount. 空気量の推定値の変化速度を算出するための別のマップである。It is another map for calculating the change rate of the estimated value of air amount. 吸気圧演算のブロック図である。It is a block diagram of intake pressure calculation.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 吸気管
4 スロットルバルブ
7 エアフローメータ
12 感熱抵抗体
13 温度補償用抵抗体
24 スロットル開度センサ
V エアフローメータの出力値
TH スロットル開度
A 空気量
Ar 空気量の実際値
Ae 空気量の推定値
ΔAr 空気量の実際値の変化速度
ΔAe 空気量の推定値の変化速度
α なまし係数
Δt 処理タイミング間の周期
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Intake pipe 4 Throttle valve 7 Air flow meter 12 Heat sensitive resistor 13 Temperature compensation resistor 24 Throttle opening sensor V Output value of air flow meter TH Throttle opening A Air amount Ar Actual value of air amount Ae Estimation of air amount Value ΔAr Change rate of actual value of air amount ΔAe Change rate of estimated value of air amount α Smoothing coefficient Δt Period between processing timings

Claims (10)

内燃機関の吸気通路に設けられたエアフローメータと、
該エアフローメータの出力値の変化速度の絶対値を算出する手段と、
該算出されたエアフローメータの出力値の変化速度の絶対値と所定値との比較結果に応じて前記エアフローメータの異常を判定する手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
An air flow meter provided in the intake passage of the internal combustion engine;
Means for calculating an absolute value of a change speed of an output value of the air flow meter;
A control device for an internal combustion engine, comprising: means for determining an abnormality of the air flow meter according to a comparison result between the absolute value of the change speed of the calculated output value of the air flow meter and a predetermined value.
内燃機関の吸気通路に設けられたエアフローメータと、
該エアフローメータの出力値の変化に同期して出力値が変化するセンサと、
前記エアフローメータの出力値に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の変化速度を算出する手段と、
前記センサの出力値の変化速度を算出する手段と、
前記空気量の変化速度と、前記センサの出力値の変化速度との比較結果に応じて前記エアフローメータの異常を判定する手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
An air flow meter provided in the intake passage of the internal combustion engine;
A sensor whose output value changes in synchronization with a change in the output value of the air flow meter;
Means for calculating the rate of change of the amount of air taken into the internal combustion engine based on the output value of the air flow meter;
Means for calculating the rate of change of the output value of the sensor;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising: means for determining an abnormality of the air flow meter according to a comparison result between the change rate of the air amount and the change rate of the output value of the sensor.
前記センサが、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサであることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。   3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the sensor is a throttle opening degree sensor that detects an opening degree of a throttle valve provided in the intake passage. 内燃機関の吸気通路に設けられたエアフローメータと、
前記吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を検出する手段と、
前記エアフローメータの出力値に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の実際値の変化速度を算出する手段と、
前記検出されたスロットルバルブの開度に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の推定値の変化速度を算出する手段と、
これら空気量の実際値の変化速度と空気量の推定値の変化速度との比較結果に応じて前記エアフローメータの異常を判定する手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
An air flow meter provided in the intake passage of the internal combustion engine;
Means for detecting an opening of a throttle valve provided in the intake passage;
Means for calculating the rate of change of the actual value of the amount of air taken into the internal combustion engine based on the output value of the air flow meter;
Means for calculating a change rate of an estimated value of the amount of air taken into the internal combustion engine based on the detected opening of the throttle valve;
A control device for an internal combustion engine, comprising: means for determining an abnormality of the air flow meter according to a comparison result between a change rate of the actual value of the air amount and a change rate of the estimated value of the air amount.
前記エアフローメータが異常と判定されたとき、当該異常判定前の前記エアフローメータの出力値を用いて所定の制御を実行する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の内燃機関の制御装置。   5. The apparatus according to claim 1, further comprising a unit that executes predetermined control using an output value of the air flow meter before the abnormality determination when the air flow meter is determined to be abnormal. Control device for internal combustion engine. 前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記エアフローメータの出力値に対し所定のなまし処理を実行し、これにより得られる値を用いて所定の制御を実行する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の内燃機関の制御装置。   When the air flow meter is determined to be abnormal, it further comprises means for executing a predetermined smoothing process on the output value of the air flow meter and executing a predetermined control using a value obtained thereby. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4. 前記エアフローメータの出力値に対し所定のなまし処理を実行して得られる値に基づいて所定の制御を実行する手段と、
前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記なまし処理におけるなまし度合いが大きくなるように所定のなまし係数を変更する手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の内燃機関の制御装置。
Means for executing a predetermined control based on a value obtained by executing a predetermined annealing process on the output value of the air flow meter;
5. A means for changing a predetermined smoothing coefficient so as to increase a smoothing degree in the smoothing process when the air flow meter is determined to be abnormal. 5. The control apparatus of the internal combustion engine described in 1.
前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記エアフローメータの出力値に対し所定の平均化処理を実行し、これにより得られる値を用いて所定の制御を実行する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の内燃機関の制御装置。   When it is determined that the air flow meter is abnormal, it further comprises means for executing a predetermined averaging process on the output value of the air flow meter and executing a predetermined control using a value obtained thereby. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4. 前記エアフローメータの出力値に対し所定の平均化処理を実行して得られる値に基づいて所定の制御を実行する手段と、
前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記平均化処理におけるサンプリング時間を長期化する手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の内燃機関の制御装置。
Means for executing a predetermined control based on a value obtained by executing a predetermined averaging process on the output value of the air flow meter;
5. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: means for extending a sampling time in the averaging process when the air flow meter is determined to be abnormal.
前記検出されたスロットルバルブの開度に基づいて、内燃機関に吸入される空気量の推定値を算出する手段と、
前記エアフローメータが異常と判定されたとき、前記空気量の推定値を用いて所定の制御を実行する手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項4記載の内燃機関の制御装置。
Means for calculating an estimated value of the amount of air taken into the internal combustion engine based on the detected opening of the throttle valve;
The control device for an internal combustion engine according to claim 4, further comprising: a unit that performs predetermined control using the estimated value of the air amount when the air flow meter is determined to be abnormal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009162089A (en) * 2007-12-28 2009-07-23 Hitachi Ltd Suction air amount operation device for internal combustion engine
JP2009257279A (en) * 2008-04-21 2009-11-05 Denso Corp Abnormality diagnosis device of intake air quantity sensor
KR101745106B1 (en) * 2015-07-09 2017-06-08 현대자동차주식회사 Apparatus and Method for preventing starting-off

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