JP2008121459A - 吸気量測定装置の測定値補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気量測定装置の測定値補正方法において、吸気量測定装置の測定値を吸気温度検出装置が検出する吸気温度を利用して補正し、吸気量測定装置の特性変化を真値に補正する技術を提供する。
【解決手段】内燃機関に流入する空気である吸気が流通する吸気通路内に配置され、吸気量を測定する発熱式のエアーフローメータと、エアーフローメータに隣接配置され、吸気の温度を検出する吸気温度センサと、を備え、エアーフローメータの測定値を、エアーフローメータが発熱することにより変化する吸気温度センサが検出する吸気温度を利用して補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸気量測定装置の測定値補正方法に関する。

内燃機関において最適な空燃比を有する混合気を得るため、内燃機関の吸気通路には吸気量を測定する吸気量測定装置が配置される。吸気量測定装置は、一般に発熱式であり、ホットワイヤを用いている。ホットワイヤは、それを通過する空気流速に応じてその抵抗値が変化することを利用し、検出する電圧などから吸気量を測定する。

しかし、ホットワイヤを用いた発熱式の吸気量測定装置には、長年使用されているうちにデポジット（堆積物）が堆積し、その特性が変化してしまう場合がある。そこで、特性変化を補正するために、吸気量測定装置の自己診断を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２９５１２５号公報 特開昭６１−９７５２８号公報 特開平５−１６４５８６号公報 特開平１−２２７０１４号公報 特開２０００−１８０２３２号公報

しかしながら、吸気量測定装置自身の特性が変化しているため、吸気量測定装置の自己診断では、真に特性変化を補正できているか判断できないものであった。

本発明の目的は、吸気量測定装置の測定値補正方法において、吸気量測定装置の測定値を吸気温度検出装置が検出する吸気温度を利用して補正し、吸気量測定装置の特性変化を真値に補正する技術を提供することにある。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
内燃機関に流入する空気である吸気が流通する吸気通路内に配置され、吸気量を測定する発熱式の吸気量測定装置と、
前記吸気量測定装置に隣接配置され、吸気の温度を検出する吸気温度検出装置と、
を用い、
前記吸気量測定装置の測定値を、前記吸気量測定装置が発熱することにより変化する前記吸気温度検出装置が検出する吸気温度を利用して補正することを特徴とする吸気量測定装置の測定値補正方法である。

発熱式の吸気量測定装置は、長年使用されているうちに堆積物が堆積し、その特性が変化してしまう場合がある。

そこで、本発明では、吸気量測定装置の測定値を、吸気量測定装置が発熱することにより変化する吸気温度検出装置が検出する吸気温度を利用して補正するようにした。

これによると、吸気量測定装置の特性変化を真値に補正でき、最適な空燃比を有する混合気を得ることができ、最適な燃焼状態を維持でき、トルク変動を減少でき、トルク値を減少でき、排気エミッションの悪化を抑制できる。

前記吸気温度検出装置から前記吸気量測定装置が発熱していない時の未発熱時吸気温度を検出し、
前記吸気量測定装置を発熱させ、前記吸気温度検出装置から前記吸気量測定装置が発熱している時の発熱時吸気温度を検出し、
前記未発熱時吸気温度と前記発熱時吸気温度との温度差を算出し、
前記温度差に基づいて前記吸気量測定装置に堆積した堆積物の量を導出し、
前記堆積物の量に基づいて吸気量の補正量を導出し、
前記吸気量測定装置の測定値に前記補正量を加え、
前記吸気量測定装置の測定値を補正するとよい。

これによると、吸気量測定装置の測定値を、吸気量測定装置が発熱することにより変化する吸気温度検出装置が検出する吸気温度を利用して補正できる。

本発明によると、吸気量測定装置の測定値補正方法において、吸気量測定装置の測定値を吸気温度検出装置が検出する吸気温度を利用して補正し、吸気量測定装置の特性変化を真値に補正できる。

以下に本発明の具体的な実施例を説明する。

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る吸気量測定装置の測定値補正方法を適用する内燃機関とその吸気系・排気系の概略構成を示す図である。

図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有する水冷式の４サイクル・ガソリン機関であり、各気筒の燃焼室または吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁を備えている。

内燃機関１からは吸気通路２が延びている。吸気通路２には、内燃機関１に流入する空気である吸気が流通する。吸気通路２の途中には、エアーフローメータ３が配置されている。エアーフローメータ３は、吸気通路２内を流通する吸気量を測定する。エアーフローメータ３が本発明の吸気量測定装置に相当する。エアーフローメータ３は、ホットワイヤを用いた発熱式の吸気量測定装置である。ホットワイヤは、それ自身が発熱するもので、それを通過する空気流速に応じてその抵抗値が変化することを利用し、検出する電圧などから吸気量を測定する。

エアーフローメータ３の直下流の吸気通路２には、エアーフローメータ３に隣接して吸気温度センサ４が配置されている。吸気温度センサ４は、吸気の温度を検出する。吸気温度センサ４が本発明の吸気温度検出装置に相当する。吸気温度センサ４は、エアーフローメータ３に隣接配置されていることから、エアーフローメータ３のホットワイヤを発熱させると、その熱を受けて昇温された吸気の温度を検出できるようになっている。なお、吸気温度センサ４より下流の吸気通路２には、吸気絞り弁８が配置されている。

一方、内燃機関１からは排気通路５が延びている。排気通路５の途中には、内燃機関１の気筒から排出される排気を浄化するために、フィルタ６が配置されている。

以上の構成の内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ７が併設されている。このＥＣＵ７は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ７には、エアーフローメータ
３及び吸気温度センサ４が電気的に接続されており、ＥＣＵ７にそれらの検出値が出力される。また、ＥＣＵ７は、エアーフローメータ３のホットワイヤを発熱させることができる。

ところで、ホットワイヤ式のエアーフローメータ３には、長年使用されているうちに堆積物（デポジット）が堆積し、その特性が変化してしまう場合がある。

そこで、本実施例では、エアーフローメータ３の測定値Ｍｅａを、エアーフローメータ３のホットワイヤが発熱することにより変化する吸気温度センサ４が検出する吸気温度を利用して補正するようにした。

これによると、エアーフローメータ３の特性変化を真値に補正でき、最適な空燃比を有する混合気を得ることができ、最適な燃焼状態を維持でき、トルク変動を減少でき、トルク値を減少でき、排気エミッションの悪化を抑制できる。

ここで、本実施例のエアーフローメータ３の測定値Ｍｅａを補正する補正制御を行う制御ルーチンについて、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本ルーチンは、ＥＣＵ７に予め記憶されており、周期的に実行されるルーチンである。

ステップＳ１０１では、まず、ＥＣＵ７は、内燃機関の起動開始時か否かを判断する。具体的には、イグニッションスイッチがＯＮとなり、機関回転数が０の時に内燃機関の起動開始時と判断する。

ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、本ルーチンを一旦終了する。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７は、エアーフローメータ３のホットワイヤが発熱していない時の未発熱時吸気温度Ｔｅｍ１を吸気温度センサ４から検出する。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ７は、エアーフローメータ３のホットワイヤを発熱させる。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ７は、ステップＳ１０３でホットワイヤを発熱させて所定時間経過後に、エアーフローメータ３のホットワイヤが発熱している時の発熱時吸気温度Ｔｅｍ２を吸気温度センサ４から検出する。ここで、所定時間とは、ホットワイヤが十分発熱し、周辺の吸気温度を変動しない一定の温度まで昇温する時間である。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ７は、未発熱時吸気温度Ｔｅｍ１と発熱時吸気温度Ｔｅｍ２との温度差ΔＴｅｍ（＝Ｔｅｍ２−Ｔｅｍ１）を算出する。

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ７は、温度差ΔＴｅｍに基づいてエアーフローメータ３に堆積した堆積物の量Ｄｅｐを導出する。具体的には、図３に示す温度差ΔＴｅｍと堆積物量Ｄｅｐとの関係を示すマップを予め実験などから作成してＥＣＵ７に記憶させておき、このマップに温度差ΔＴｅｍを代入することで堆積物量Ｄｅｐを導出する。ここで、温度差ΔＴｅｍと堆積物量Ｄｅｐとの関係は、堆積物量Ｄｅｐが増加するほど、ホットワイヤに堆積した堆積物が熱を遮断してしまいホットワイヤの周囲が昇温され難くなるので、温度差ΔＴｅｍが減少する相関関係となっている。

ステップＳ１０７では、ＥＣＵ７は、堆積物量Ｄｅｐに基づいて吸気量の補正量Ｃｏｒを導出する。具体的には、図４に示す堆積物量Ｄｅｐと補正量Ｃｏｒとの関係を示すマッ
プを予め実験などから作成してＥＣＵ７に記憶させておき、このマップに堆積物量Ｄｅｐを代入することで補正量Ｃｏｒを導出する。ここで、堆積物量Ｄｅｐと補正量Ｃｏｒとの関係は、堆積物量Ｄｅｐが増加するほど、ホットワイヤに堆積した堆積物が熱を遮断してしまいホットワイヤから発熱し難くなり、エアーフローメータの測定値が真値よりも減少してしまうので、相対的に補正量Ｃｏｒが増加する相関関係となっている。

ステップＳ１０８では、ＥＣＵ７は、エアーフローメータ３の測定値Ｍｅａに補正量Ｃｏｒを加え、エアーフローメータ３の測定値Ｍｅａを補正する。本ステップの終了後、本ルーチンの処理を一旦終了する。そして、内燃機関１の作動中、計測される測定値Ｍｅａに対し、常に一定の補正量Ｃｏｒを加算して補正する。なお、補正量Ｃｏｒは、次回の本ルーチンが実行されて、新たな補正量Ｃｏｒが決定するとその値に更新される。

以上のように本ルーチンを実施することで、内燃機関１の起動開始毎に、エアーフローメータ３の測定値Ｍｅａを吸気温度センサ４が検出する吸気温度を利用して補正し、エアーフローメータ３の特性変化を真値に補正できる。

本発明に係る吸気量測定装置の測定値補正方法は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。

実施例１に係る内燃機関とその吸気系・排気系を示す図である。 実施例１に係るエアーフローメータの測定値を補正する補正制御を行う制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施例１に係る温度差ΔＴｅｍと堆積物量Ｄｅｐとの関係を示す図である。 実施例１に係る堆積物量Ｄｅｐと補正量Ｃｏｒとの関係を示す図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 吸気通路
３ エアーフローメータ
４ 吸気温度センサ
５ 排気通路
６ フィルタ
７ ＥＣＵ
８ 吸気絞り弁

Claims (2)

1. 内燃機関に流入する空気である吸気が流通する吸気通路内に配置され、吸気量を測定する発熱式の吸気量測定装置と、
   前記吸気量測定装置に隣接配置され、吸気の温度を検出する吸気温度検出装置と、
   を用い、
   前記吸気量測定装置の測定値を、前記吸気量測定装置が発熱することにより変化する前記吸気温度検出装置が検出する吸気温度を利用して補正することを特徴とする吸気量測定装置の測定値補正方法。
2. 前記吸気温度検出装置から前記吸気量測定装置が発熱していない時の未発熱時吸気温度を検出し、
   前記吸気量測定装置を発熱させ、前記吸気温度検出装置から前記吸気量測定装置が発熱している時の発熱時吸気温度を検出し、
   前記未発熱時吸気温度と前記発熱時吸気温度との温度差を算出し、
   前記温度差に基づいて前記吸気量測定装置に堆積した堆積物の量を導出し、
   前記堆積物の量に基づいて吸気量の補正量を導出し、
   前記吸気量測定装置の測定値に前記補正量を加え、
   前記吸気量測定装置の測定値を補正することを特徴とする請求項１に記載の吸気量測定装置の測定値補正方法。

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