JP2018173068A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入空気圧センサおよび吸入空気量センサの両方を用いて、内燃機関を良好に制御することができる、内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１１の制御にインマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧を用いるかエアフロセンサ３１によって検出される吸気量を用いるかを決定する際に、スロットル開度の変化が参照される。スロットル開度の変化が所定の基準以上である場合、インマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧をエンジン１１の制御に用いることが決定される。スロットル開度の変化が基準未満である場合、エアフロセンサ３１によって検出される吸気量をエンジン１１の制御に用いることが決定される。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

車両のエンジンの制御では、エンジンの吸入空気量が検出されて、たとえば、その吸入空気量に基づいて燃料噴射量が決定される。

吸入空気量を検出する手法の代表的なものに、エンジンの吸気管における吸入空気流量を検出するエアフロセンサ（エアフロメータ）を用いる手法と、吸気管内の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサを用いる手法とがある。エアフロセンサを用いる手法では、車両の定常走行時に高い精度で吸入空気量を検出できるが、吸気脈動が大きい状況下では検出誤差が大きくなる。そのため、３気筒エンジンの制御では、エアフロセンサの使用が避けられている。

特開平７−７７０９０号公報

しかしながら、エアフロセンサを用いる手法と吸気圧センサを用いる手法との両方を上手く使うことができれば、エンジンの吸入空気量を精度よく検出することができ、エンジンを良好に制御することができる。

本発明の目的は、吸入空気圧センサおよび吸入空気量センサの両方を用いて、内燃機関を良好に制御することができる、内燃機関の制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸入空気圧を検出する吸入空気圧センサと、前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量センサと、スロットル開度の変化が所定の基準以上である場合、前記吸入空気圧センサによって検出される吸入空気圧を前記内燃機関の制御に用いることを決定し、スロットル開度の変化が前記基準未満である場合、前記吸入空気量センサによって検出される吸入空気量を前記内燃機関の制御に用いることを決定する決定手段とを含む。

この構成によれば、内燃機関の制御に吸入空気圧センサによって検出される吸入空気圧を用いるか吸入空気量センサによって検出される吸入空気量を用いるかを決定する際に、スロットル開度の変化が参照される。スロットル開度の変化が所定の基準以上である場合、吸入空気圧センサによって検出される吸入空気圧を内燃機関の制御に用いることが決定される。スロットル開度の変化が基準未満である場合、吸入空気量センサによって検出される吸入空気量を内燃機関の制御に用いることが決定される。

スロットル開度の変化が大きいときには、吸入空気量の変化よりも吸入空気圧の変化が早いので、吸入空気圧センサによって検出される吸入空気圧が内燃機関の制御に用いられることにより、その変化に対して応答性よく内燃機関を制御することができる。一方、スロットル開度の変化が小さい定常では、吸入空気量センサによって検出される吸入空気量の方が吸入空気圧から算出される吸入空気量よりも精度が高いので、吸入空気量センサによって検出される吸入空気量が内燃機関の制御に用いられることにより、高精度な制御が可能となる。その結果、低エミッション化および低燃費化を図ることができる。

よって、吸入空気圧センサおよび吸入空気量センサの両方を用いて、内燃機関を良好に制御することができる。

本発明によれば、吸入空気圧センサおよび吸入空気量センサの両方を用いて、内燃機関を良好に制御することができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置が用いられるエンジンおよびその給排気系を示す図である。 決定処理の流れを示すフローチャートである。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜エンジンの給排気系＞
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が用いられるエンジン１１およびその給排気系を示す図である。

エンジン１１の各気筒の吸気ポートには、インテークマニホールド１２が接続されている。インテークマニホールド１２には、外気がエアクリーナ１３、吸気管１４およびスロットルバルブ１５をこの順に通過して取り込まれる。

インテークマニホールド１２から各気筒に吸入される空気は、たとえば、エンジン１１に配設されたインジェクタ（燃料噴射弁）から各気筒内に直接噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気とされる。そして、エンジン１１の各気筒に設けられた点火プラグがスパークすることにより混合気が燃焼する。

燃焼後の排ガスは、各気筒からエキゾーストマニホールド１６に排出される。エキゾーストマニホールド１６には、排気管１７が接続されており、排ガスは、エキゾーストマニホールド１６および排気管１７を通過し、排気管１７の途中に設けられた三元触媒１８で有害成分であるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘが浄化されて大気中に排出される。

また、ＥＧＲシステム２１が付随して設けられている。ＥＧＲシステム２１は、ＥＧＲ通路２２およびＥＧＲバルブ２３を含む。ＥＧＲ通路２２は、たとえば、排気管１７に接続され、その他端がインテークマニホールド１２に接続されている。ＥＧＲバルブ２３は、ＥＧＲ通路２２の途中に介在されている。ＥＧＲバルブ２３が開かれると、エンジン１１から排出される排ガスの一部がＥＧＲ通路２２を流通し、ＥＧＲ通路２２からインテークマニホールド１２を介してエンジン１１に還流される。ＥＧＲ通路２２を流通する排ガスの流量は、ＥＧＲバルブ２３の開度により調整することができる。

吸気管１４には、エアフロセンサ３１が設けられている。エアフロセンサ３１は、たとえば、熱式エアフロメータであり、吸気管１４を流れる吸入空気量（吸気量）を検出し、また、吸気管１４内の吸入空気温度（吸気温）を検出する。

インテークマニホールド１２には、インテークマニホールド１２内の圧力（インマニ圧）を検出するインマニ圧センサ３２が設けられている。

また、大気圧を検出する大気圧センサ３３が設けられている。

エアフロセンサ３１、インマニ圧センサ３２および大気圧センサ３３の各検出信号は、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）４１に入力される。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ、データフラッシュ（フラッシュメモリ）などが内蔵されている。ＥＣＵ４１は、各種センサの検出信号から取得した情報などに基づいて、エンジン１１の始動、停止および出力調整などのため、エンジン１１に付随するインジェクタおよび点火プラグを制御し、また、スロットルバルブ１５およびＥＧＲバルブ２３の開度を制御する。

＜エンジン制御＞
ＥＣＵ４１によるエンジン１１の制御では、たとえば、エアフロセンサ３１によって検出される吸気量またはインマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧に基づいて、目標空燃比が得られるように燃料噴射量が決定され、実空燃比が目標空燃比に一致するように燃料噴射量がフィードバック制御される。実空燃比は、エキゾーストマニホールド２６またはその下流側に設けられたＡ／Ｆ（Air / Fuel ratio）センサにより検出される。

この制御にエアフロセンサ３１によって検出される吸気量またはインマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧のいずれを用いるかを決定するため、ＥＣＵ４１により、図２に示される決定処理が実行される。

この決定処理では、まず、エアフロセンサ３１によって検出される吸気量（エアフロセンサ値）を用いたエンジン１１の制御中であるか否かが判別される（ステップＳ１）。

エアフロセンサ値を用いた制御中である場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、次に、スロットルバルブ１５の開度であるスロットル開度が参照され、スロットル開度の変化が所定の基準以上であるか否かが判別される（ステップＳ２）。所定の基準は、たとえば、一定時間におけるスロットル開度の変化量が一定量以上であるという基準である。

スロットル開度の変化が基準以上である場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、エンジン制御に、インマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧が採用される（ステップＳ３）。そして、吸入空気流量計算ベースのエアフロセンサ値からインマニセンサ３２によって検出されるインマニ圧へのなまし移行処理が行われて（ステップＳ４）、決定処理が終了される。

スロットル開度の変化が基準未満である場合には（ステップＳ２のＮＯ）、エアフロセンサ値を用いたエンジン１１の制御の継続が決定されて、決定処理が終了される。

一方、エアフロセンサ値を用いたエンジン１１の制御中でない場合（ステップＳ１のＮＯ）、つまりインマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧を用いたエンジン１１の制御中である場合には、スロットル開度の変化が基準以上であるか否かが判定される（ステップＳ５）。

スロットル開度の変化が基準以上である場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、インマニ圧を用いたエンジン１１の制御の継続が決定されて、決定処理が終了される。

スロットル開度の変化が基準未満である場合（ステップＳ５のＮＯ）、エンジン制御には、エアフロセンサ３１によって検出される吸気量が採用される（ステップＳ６）。そして、吸入空気流量計算ベースのインマニ圧センサ値からエアフロセンサ値へのなまし移行処理が行われて（ステップＳ７）、決定処理が終了される。

＜作用効果＞
以上のように、エンジン１１の制御にインマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧を用いるかエアフロセンサ３１によって検出される吸気量を用いるかを決定する際に、スロットル開度の変化が参照される。スロットル開度の変化が所定の基準以上である場合、インマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧をエンジン１１の制御に用いることが決定される。スロットル開度の変化が基準未満である場合、エアフロセンサ３１によって検出される吸気量をエンジン１１の制御に用いることが決定される。

スロットル開度の変化が大きいときには、吸気量の変化よりもインマニ圧の変化が早いので、インマニ圧センサ３２によって検出されるインマニ圧がエンジン１１の制御に用いられることにより、その変化に対して応答性よくエンジン１１を制御することができる。一方、スロットル開度の変化が小さい定常では、エアフロセンサ３１によって検出される吸気量の方がインマニ圧から算出される吸気量よりも精度が高いので、エアフロセンサ３１によって検出される吸気量がエンジン１１の制御に用いられることにより、高精度な制御が可能となる。その結果、低エミッション化および低燃費化を図ることができる。

よって、インマニ圧センサ３２およびエアフロセンサ３１の両方を用いて、エンジン１１を良好に制御することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１１：エンジン（内燃機関）
１５：スロットルバルブ
３１：エアフロセンサ（吸入空気量センサ）
３２：インマニ圧センサ（吸入空気圧センサ）
４１：ＥＣＵ（決定手段、制御装置）

Claims (1)

1. 内燃機関の吸入空気圧を検出する吸入空気圧センサと、
   前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量センサと、
   スロットル開度の変化が所定の基準以上である場合、前記吸入空気圧センサによって検出される吸入空気圧を前記内燃機関の制御に用いることを決定し、スロットル開度の変化が前記基準未満である場合、前記吸入空気量センサによって検出される吸入空気量を前記内燃機関の制御に用いることを決定する決定手段とを含む、内燃機関の制御装置。

Images