JP4523551B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関への吸気量を制御する内燃機関制御装置に関する。

従来のエンジン制御装置は、エンジンの運転条件に関係する物理量を検出して、検出信号を出力するセンサを具備した検出装置部と、この検出装置部の出力信号が入力され、この出力信号に対して所定条件下でエンジンを制御する制御部とを有している。
検出装置部には、センサの検出物理量と検出信号との検出特性が書き込まれた記憶装置が設けられ、記憶装置に書き込まれた検出特性の較正データ信号が、検出装置部から制御部に入力されるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の電制スロットルボディ一体型空気流量測定装置は、流路を構成するボディと、流路を流れる空気流量を検出する吸気量検出手段（流量検出手段）と、電気信号によって制御され、流れを絞ることによって空気流量を制限する吸気量調整手段（絞り手段）とを備え、ボディと吸気量検出手段と吸気量調整手段とが一体となっている。
また、入力した吸気量検出手段からの信号の補正と、吸気量調整手段の制御とをともに行うコントローラ（補正制御手段）をさらに備えている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１−２２７８４６号公報 特開２００２−２２７７１３号公報

特許文献１に記載の従来のエンジン制御装置では、センサの検出物理量と検出信号との検出特性を記憶する際に、センサの取り付け位置が考慮されていない。そのため、センサの取り付け位置に応じて検出特性が異なり、高精度にエンジンを制御することができないという問題点があった。
すなわち、例えば吸気系のモジュール化や多連スロットル化によって、エンジンの吸入空気流量を検出する空気流量計がスロットル弁の直近に配設される場合には、スロットル弁の絞りによって空気流量計付近に乱流が生じ、空気流量計で検出された吸入空気量と検出信号との間には、理論値と異なる特性が成立する場合がある。
また、特に４気筒等の複数気筒の内燃機関の各気筒にこのエンジン制御装置が配設されている場合には、各気筒に流れ込む吸入空気量に違いが生じるので、内燃機関の回転変動や燃焼不安定等の不具合が発生するという問題点もあった。

また、特許文献２に記載の従来の電制スロットルボディ一体型空気流量測定装置では、スロットル開度と吸入空気量との関係を示したマップを用いて、スロットル開度の影響に対する吸入空気量を補正している。
しかしながら、このマップについて、具体的な作製方法は示されていない。また、このマップを用いたスロットル開度に対する吸入空気量の補正は、代表的な特性に基づいて行われており、吸気量検出手段個々の取り付け誤差や加工ばらつき等が考慮されていない。そのため、一度の補正で吸気量検出手段個々の取り付け誤差や加工ばらつき等による影響を補正することができないという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、一度の補正によって吸気量検出手段個々の取り付け誤差や加工ばらつき等の影響を低減し、取り付け位置によらず、内燃機関への吸気量を高精度に制御することができる内燃機関制御装置を提供することにある。

この発明に係る内燃機関制御装置は、吸気管に設けられて内燃機関への吸気量を調整する吸気量調整手段と、吸気管における吸気量を吸気量検出値として検出する吸気量検出手段と、吸気量調整手段を開閉駆動する駆動手段と、吸気量調整手段の開度を検出する開度検出手段と、駆動手段を制御するコントローラとを備え、吸気量調整手段、吸気量検出手段、駆動手段、開度検出手段およびコントローラが一体に設けられた吸気量制御モジュールからなる内燃機関制御装置であって、コントローラは、記憶素子と、開度をパラメータとして、開度が、吸気量検出手段で検出された吸気量検出値が乱流の影響を受ける開度である基準開度よりも小さい所定開度である場合に、外部に設けられて吸気管における吸気量を計測する吸気量計測器から出力される吸気量計測値に応じた値と、吸気量検出値に応じた値とを吸気関係量として記憶素子に記憶させる記憶制御手段とを含み、記憶制御手段は、吸気量計測値に応じた値および吸気量検出値に応じた値の何れか一方の値をマップポイントとして設定して他方の値を記憶する処理を、前記吸気量制御モジュールが前記内燃機関に取り付けられる前に実施し、コントローラは、吸気関係量に基づいて駆動手段を制御するものである。

この発明の内燃機関制御装置によれば、吸気量検出手段と吸気量調整手段とが一体に設けられ、コントローラが、吸気量計測器から出力される吸気量計測値に応じた値と、吸気量検出値に応じた値とを吸気関係量として記憶素子に記憶させる記憶制御手段を含み、吸気関係量に基づいて駆動手段を制御している。また、記憶制御手段は、吸気量計測値に応じた値および吸気量検出値に応じた値の何れか一方の値をマップポイントとして設定して他方の値を記憶する。
そのため、一度の補正によって吸気量検出手段個々の取り付け誤差や加工ばらつき等の影響を低減し、取り付け位置によらず、内燃機関への吸気量を高精度に制御することができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。
図１において、エンジン１（内燃機関）には、エンジン１内に空気を吸入する吸気管２が接続されている。吸気管２には、エンジン１への吸気量を制御するための吸気量制御モジュール３（以下、「ＥＴＶモジュール３」と略称する）が設けられている。

ＥＴＶモジュール３は、スロットル弁４（吸気量調整手段）と、エアフローセンサ５（吸気量検出手段）（以下、「ＡＦＳ５」と略称する）と、スロットルアクチュエータ６（駆動手段）と、スロットルポジションセンサ７（開度検出手段）（以下、「ＴＰＳ７」と、略称する）と、モジュールコントローラユニット８（コントローラ）（以下、「ＭＣＵ８」と略称する）とを有している。

スロットル弁４は、吸気管２を開閉してエンジン１に吸入される空気（矢印参照）の吸気量を調整する。ＡＦＳ５は、吸気管２における吸気量を検出して吸気量検出値ＩＤを出力する。スロットルアクチュエータ６は、スロットル弁４を開閉駆動する。ＴＰＳ７は、スロットル弁４の開度を検出してスロットル開度ＴＨを出力する。ＭＣＵ８は、スロットルアクチュエータ６を制御する。
ここで、スロットル弁４、ＡＦＳ５、スロットルアクチュエータ６、ＴＰＳ７、およびＭＣＵ８は、一体的に構成されている。

ＭＣＵ８は、電気的に内容の書き換えが可能な不揮発性記憶素子（ＥＥＰＲＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）（記憶素子）（以下、「ＥＥＰＲＯＭ」と略称する）と、記憶制御手段がソフトウェアとして記憶されたメモリと、ＣＰＵとを有するマイクロプロセッサ（図示せず）で構成されている。

記憶制御手段は、スロットル開度ＴＨをパラメータとして、スロットル開度ＴＨが所定開度である場合に、吸気量計測器１１（後述する）で計測される吸気管２での吸気量を示す吸気量計測値ＩＭをマップポイントに設定して、このときの吸気量検出値ＩＤを学習し、吸気量計測値ＩＭとともに吸気関係量を示すテーブルとしてＥＥＰＲＯＭに記憶させる。
また、ＭＣＵ８は、吸気関係量に基づいてスロットルアクチュエータ６を制御する。
これにより、個々のＥＴＶモジュール３の特性ばらつきを補償して軽減させるようになっている。

また、ＭＣＵ８は、エンジン１の通常運転時においては、図１のように、エンジンコントロールユニット９（以下、「ＥＣＵ９」と略称する）に接続され、ＥＣＵ９との間で通信可能に構成される。
通常運転時において、ＥＣＵ９は、ＭＣＵ８と協働して、ＥＴＶモジュール３およびエンジン１を制御する。

例えば、ＥＣＵ９は、ＴＰＳ７からのスロットル開度ＴＨおよび補正吸気量Ｑｒｅｖ（後述する）のみならず、図示しない周知の各種センサ（アクセルポジションセンサ、水温センサ）等からの検出信号（アクセル開度α、エンジン１の冷却水温Ｔｗ）等に基づいて、目標吸気量Ｑｏｂｊを演算する。
また、ＭＣＵ８は、ＥＣＵ９から目標吸気量Ｑｏｂｊを受け取り、補正吸気量Ｑｒｅｖが目標吸気量Ｑｏｂｊと一致するようにスロットルアクチュエータ６を介してスロットル開度ＴＨを制御する。

図２は、図１のＥＴＶモジュール３における吸気量計測時の状態を示す構成図である。図１と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図２において、ＥＴＶモジュール３が設けられた吸気管２には、図１に示したエンジン１に代えて、真空ポンプ１０が外部機器として配設されている。

また、吸気管２の上流側には、吸気管２における吸気量を計測して吸気量計測値ＩＭを出力する吸気量計測器１１が外部機器として配設されている。
さらに、ＥＴＶモジュール３のＭＣＵ８には、図１に示したＥＣＵ９に代えて、モジュール制御盤１２が外部機器として接続されている。
また、吸気量計測器１１とモジュール制御盤１２とは、通信線で互いに接続されている。

真空ポンプ１０は、吸気管２内の負圧値を表示するためのメータ１３を有し、吸気量計測器１１は、吸気量計測値ＩＭを表示するための表示器１４を有している。
同様に、モジュール制御盤１２は、ＴＰＳ７で検出されたスロットル開度ＴＨを表示するための表示器１５と、ＡＦＳ５で検出された吸気量検出値ＩＤを表示するための表示器１６と、テーブル（後述する）等を表示するための表示器１７とを有している。

モジュール制御盤１２は、ＭＣＵ８に対してスロットルアクチュエータ６を動作させる動作指令を出力し、スロットル弁４を開閉させる。
また、モジュール制御盤１２は、ＭＣＵ８に設けられた記憶制御手段に対して、各々のスロットル開度ＴＨにおける吸気量計測値ＩＭと、吸気量検出値ＩＤとを吸気関係量としてＭＣＵ８内のＥＥＰＲＯＭに順番に記憶させるための記憶指令を出力する。
ここで、吸気関係量を記憶させるための記憶指令の出力は、自動であってもよいし、オペレータの操作によってもよい。

ＥＴＶモジュール３のＭＣＵ８は、吸気量計測時には、図２に示すように、モジュール制御盤１２に接続されて各種の測定情報を記憶する。
また、ＭＣＵ８は、吸気量計測後の通常時には、図１に示すように、ＥＣＵ９に接続され、ＥＴＶモジュール３から出力されるスロットル開度ＴＨおよび補正吸気量ＱｒｅｖをＥＴＶモジュール３の制御情報としてＥＣＵ９に転送する。

以下に、図３のフローチャートおよび図４から図８までの説明図を参照しながら、この発明の実施の形態１に係る吸気量計測値ＩＭに対する吸気量検出値ＩＤの学習処理動作について説明する。
なお、図３の処理は、図２に示したＥＴＶモジュール３の吸気量計測時の構成において、オペレータの操作によって実行される。

また、図３のフローチャートでは、図４に示す低開度の３種類のスロットル開度ＴＨについて、それぞれ図５に示す低流量域の１６点の吸気量計測値ＩＭをマップポイントに設定して、このときの吸気量検出値ＩＤを学習し、吸気量計測値ＩＭとともに吸気関係量を示すテーブルとしてＥＥＰＲＯＭに記憶させる。
ここで、低開度および低流量域とは、例えば内燃機関において、空燃比を理論空燃比とするように燃料または吸気量のフィードバックを実施する範囲の開度および流量を指す。
また、ＥＴＶモジュール３内のＭＣＵ８は、図４のテーブルに示した３種類のスロットル開度ＴＨを設定するための開度カウンタＴ、および図５のテーブルに示した１６点の吸気量計測値ＩＭを設定するための流量カウンタＮを有している。

なお、図４に示すスロットル開度ＴＨは、ＡＦＳ５での吸気量検出値ＩＤの検出に影響を与えない開度（基準開度）を確認し、基準開度よりも小さい領域に設定される。
また、図５に示す吸気量計測値ＩＭは、図４のそれぞれのスロットル開度ＴＨについて、ＡＦＳ５での吸気量検出値ＩＤの検出に影響を与えない吸気量（基準吸気量）を確認し、基準吸気量よりも小さい領域に設定される。
ここで、ＡＦＳ５での吸気量検出値ＩＤの検出に全く影響を与えないことは困難であるので、２％以内の公差であれば実使用上の影響は無視できるとする。

まず、図２に示すように、組み付け終了したＥＴＶモジュール３に対して、真空ポンプ１０、吸気量計測器１１およびモジュール制御盤１２を接続する（ステップＳ２１）。
ＥＴＶモジュール３にモジュール制御盤１２を接続することにより、モジュール制御盤１２からＥＴＶモジュール３のＭＣＵ８に対して、スロットルアクチュエータ６を動作させる動作指令を出力し、スロットル弁４を開閉させる。

続いて、開度カウンタＴの値を「Ｔ＝１」に設定し（ステップＳ２２）、流量カウンタＮの値を「Ｎ＝１」に設定する（ステップＳ２３）。
次に、オペレータは、例えば表示器１７に表示される図４のテーブルを参照しながらモジュール制御盤１２を操作し、スロットル開度ＴＨが開度カウンタＴに設定された開度となるようにスロットルアクチュエータ６を動作させる（ステップＳ２４）。

続いて、オペレータは、例えば表示器１７に表示される図５のテーブルを参照しながらモジュール制御盤１２を操作し、吸気量計測器１１で計測された吸気量計測値ＩＭが、流量カウンタＮに設定された吸気量となるように真空ポンプ１０を動作させる（ステップＳ２５）。
次に、吸気量計測値ＩＭが流量カウンタＮに設定された吸気量になったか否かが判定される（ステップＳ２６）。

ここで、吸気量計測値ＩＭは、真空ポンプ１０の圧力を下げるほど大きくなるが、スロットル開度ＴＨによっては、真空ポンプ１０の圧力を最小値まで下げても、吸気量計測値ＩＭが大きくならない状態になることがある。
ステップＳ２６において、上記の状態のように吸気量計測値ＩＭが流量カウンタＮに設定された吸気量になっていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、後述するステップＳ３０に移行する。

一方、ステップＳ２６において、吸気量計測値ＩＭが流量カウンタＮに設定された吸気量になった（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、オペレータは、モジュール制御盤１２を操作し、ＭＣＵ８に設けられた記憶制御手段に対して、記憶指令を出力する（ステップＳ２７）。これにより、このときの吸気量検出値ＩＤは、開度カウンタＴおよび流量カウンタＮに対応した吸気関係量としてＥＥＰＲＯＭに記憶される。

続いて、流量カウンタＮの値が「Ｎ＝１６」であるか否かが判定され（ステップＳ２８）、流量カウンタＮの値が「Ｎ＝１６」でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、流量カウンタＮの値を「１」だけインクリメント（Ｎ＝Ｎ＋１）して（ステップＳ２９）、ステップＳ２５に移行する。

一方、ステップＳ２８において、流量カウンタＮの値が「Ｎ＝１６」である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、開度カウンタＴの値が「Ｔ＝３」であるか否かが判定され（ステップＳ３０）、開度カウンタＴの値が「Ｔ＝３」でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、開度カウンタＴの値を「Ｔ＝Ｔ＋１」として（ステップＳ３１）、ステップＳ２３に移行する。
また、ステップＳ３０において、開度カウンタＴの値が「Ｔ＝３」である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、図３の処理を終了する。

図３に示した学習処理動作を実行した結果として、図６に示すように、３種類のスロットル開度ＴＨおよび１６点の吸気量計測値ＩＭの各々に対する吸気量検出値ＩＤが、吸気関係量を示すテーブルとして得られる。また、図７は、図６のテーブルをグラフにしたものである。
ここで、図６において、開度カウンタＴの値が「Ｔ＝１」である場合の吸気量検出値ＩＤを示すテーブルを「開度カウンタＴ＝１の吸気量テーブル」と称する。すなわち、図６には、開度カウンタＴ＝１の吸気量テーブルから開度カウンタＴ＝３の吸気量テーブルまでの３種類のテーブルが含まれている。

図３に示した学習処理動作を実行することにより、個々のＥＴＶモジュール３にスロットル開度ＴＨ、吸気量計測値ＩＭおよび吸気量検出値ＩＤの関係が吸気関係量としてそれぞれ記憶される。
ＭＣＵ８は、この吸気関係量を用いてスロットルアクチュエータ６を動作させることにより、個々のＥＴＶモジュール３における特性ばらつきを吸収し、制御性を向上させることができる。また、複数個のＥＴＶモジュール３を同時に用いる場合であっても、容易に各個体の吸気量をそろえることができる。

なお、図３のステップＳ２７において、オペレータがモジュール制御盤１２を操作して記憶制御手段に記憶指令を出力するとしたが、モジュール制御盤１２から自動的に記憶指令が出力されてもよい。
このとき、モジュール制御盤１２から自動的に記憶指令を出力する方法としては、例えば、モジュール制御盤１２が吸気量計測器１１から入力される吸気量計測値ＩＭを監視し、吸気量計測値ＩＭが流量カウンタＮに設定された吸気量になった際に、モジュール制御盤１２からＭＣＵ８に記憶指令を出力するようにモジュール制御盤１２のプログラムを設定するものが考えられる。

次に、図８のフローチャートおよび図６、図９の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態１に係る通常運転時のＭＣＵ８の吸気量制御処理について説明する。
なお、ＭＣＵ８のＥＥＰＲＯＭには、図６に示したスロットル開度ＴＨ、吸気量計測値ＩＭおよび吸気量検出値ＩＤの関係が吸気関係量として記憶されている。また、この処理は、ＭＣＵ８によって５［ｍｓ］程度の周期で実行されている。

まず、ＭＣＵ８は、アクセル開度α、冷却水温Ｔｗ、スロットル開度ＴＨおよび補正吸気量Ｑｒｅｖに基づいてＥＣＵ９で演算された目標吸気量Ｑｏｂｊを、ＥＣＵ９から受け取る（ステップＳ４１）。
続いて、目標吸気量Ｑｏｂｊから、図６および図９に示すテーブルを参照して、目標吸気量ＱｏｂｊをＡＦＳ５で出力される吸気量検出値ＩＤの単位系に変換したＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔを演算する（ステップＳ４２）。

このとき、ＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔは、図９に示す３種類のスロットル開度ＴＨに応じてそれぞれ異なる値となる。図９において、スロットル開度ＴＨが「全閉≦ＴＨ＜５％」の場合には、図６の開度カウンタＴ＝１の吸気量テーブルが選択されてＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔが演算される。
また、図９において、スロットル開度ＴＨが「５％≦ＴＨ＜１０％」の場合には、図６の開度カウンタＴ＝２の吸気量テーブルが選択されてＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔが演算される。
また、図９において、スロットル開度ＴＨが「１０％≦ＴＨ」の場合には、図６の開度カウンタＴ＝３の吸気量テーブルが選択されてＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔが演算される。

例えば、ＥＣＵ９において目標吸気量Ｑｏｂｊが１０．０［ｇ／ｓｅｃ］と演算され、このときのスロットル開度ＴＨが６［％］である場合には、図９において、スロットル開度ＴＨが「５％≦ＴＨ＜１０％」であるので、図６の開度カウンタＴ＝２の吸気量テーブルが選択される。また、目標吸気量Ｑｏｂｊが１０．０［ｇ／ｓｅｃ］であることから、ＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔは、１．０［Ｖ］と演算される。

次に、ＭＣＵ８は、ＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔと吸気量検出値ＩＤとを比較する（ステップＳ４３）。
ステップＳ４３において、ＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔと吸気量検出値ＩＤとが一致すると判定された場合には、図６に示したテーブルを参照して、吸気量検出値ＩＤから補正後の吸気量（以下、「補正吸気量Ｑｒｅｖ」と略称する）を演算してＥＣＵ９に出力し（ステップＳ４４）、図８の処理を終了する。

一方、ステップＳ４３において、ＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔが吸気量検出値ＩＤよりも大きいと判定された場合には、スロットル弁４が開く方向にスロットルアクチュエータ６を動作させて（ステップＳ４５）、ステップＳ４４に移行する。
また、ステップＳ４３において、ＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔが吸気量検出値ＩＤよりも小さいと判定された場合には、スロットル弁４が閉じる方向にスロットルアクチュエータ６を動作させて（ステップＳ４６）、ステップＳ４４に移行する。

吸気量検出値ＩＤから補正吸気量Ｑｒｅｖを演算する際には、図９に示す３種類のスロットル開度ＴＨに応じて使用される吸気量テーブルが切り換えられる。ここで、吸気量テーブルの切り換え方法について説明する。
まず、第１の切り換え方法は、スロットル開度ＴＨの変化に応じて、随時吸気量テーブルを切り換える方法である。
また、第２の切り換え方法は、スロットル開度ＴＨの制御中には最初に選択された吸気量テーブルを切り換えず、例えばスロットル弁４が開く方向に変化する際には、スロットル開度ＴＨが小さい側の値を用い、スロットル弁４が閉じる方向に変化する場合には、スロットル開度が大きい側の値を用いる方法である。

ここで、例えば吸気量制御処理が開始された初期状態におけるスロットル開度ＴＨが８［％］で吸気量検出値ＩＤが１．９［Ｖ］であり、要求されるＡＦＳ値相当目標値Ｖｆｉｔにおけるスロットル開度ＴＨが２［％］であり、吸気量制御処理中の任意の中間状態におけるスロットル開度ＴＨが４［％］で吸気量検出値ＩＤが１．３［Ｖ］であるとする。

吸気量制御処理が開始された初期状態においては、第１の切り換え方法および第２の切り換え方法ともに、図９において、スロットル開度ＴＨが「５％≦ＴＨ＜１０％」の条件を満たし、図６の開度カウンタＴ＝２の吸気量テーブルが選択され、このとき、図６より補正流量は、２１［ｇ／ｓ］となる。

続いて、中間状態において、第１の切り換え方法では、図９において、スロットル開度ＴＨが「全閉≦ＴＨ＜５％」の条件を満たし、図６の開度カウンタＴ＝１の吸気量テーブルが選択され、図６より補正流量は、１５．０［ｇ／ｓ］となる。
また、同様に中間状態において、第２の切り換え方法では、吸気量テーブルが切り換えられないので、開度カウンタＴ＝２の吸気量テーブルがそのまま用いられて、図６より補正流量は、１３．０［ｇ／ｓ］となる。

特に、スロットル開度ＴＨが急変した場合等においては、スロットル開度ＴＨの影響がすぐに現れない場合があるので、上記第２の切り換え方法を用いることにより、より実際の運転に即した吸気量制御を実行することができる。

この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置によれば、スロットル弁４とＡＦＳ５とが一体に設けられ、ＭＣＵ８に設けられた記憶制御手段が、スロットル開度ＴＨをパラメータとして、スロットル開度ＴＨが所定開度である場合に、吸気量計測値ＩＭをマップポイントに設定して、このときの吸気量検出値ＩＤを学習し、吸気量計測値ＩＭとともに吸気関係量を示すテーブルとしてＥＥＰＲＯＭに記憶させる。
また、ＭＣＵ８は、吸気関係量を用いてスロットルアクチュエータ６を動作させる。
そのため、一度の補正によってＡＦＳ５個々の取り付け誤差や加工ばらつき等の影響を低減し、取り付け位置によらず、エンジン１への吸気量を高精度に制御することができる。

また、吸気量計測値ＩＭが流量カウンタＮに設定された吸気量になった際に、吸気量検出値ＩＤが、開度カウンタＴおよび流量カウンタＮに対応した吸気関係量としてＥＥＰＲＯＭに記憶されるので、吸気量計測値ＩＭのみを監視すればよく、効率よく吸気関係量を記憶させることができる。

また、図６において、スロットル開度ＴＨが上記基準開度よりも小さい領域に設定され、吸気量計測値ＩＭが上記基準吸気量よりも小さい領域に複数設定されている。
そのため、乱流が発生しやすい低開度領域および低吸気量領域において、エンジン１への吸気量を高精度に制御することができる。また、吸気量計測値ＩＭを複数設定することにより、より精密にエンジン１への吸気量を制御することができる。

また、吸気関係量は、吸気量計測値ＩＭが最も低く、かつスロットル開度ＴＨが最も低い値から順に記憶される。
そのため、真空ポンプ１０の圧力を最小値まで下げても、吸気量計測値ＩＭが大きくならない状態においては、測定が省略されるので、吸気量検出値ＩＤをＥＥＰＲＯＭに記憶させるために要する工程を削減することができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、吸気量計測値ＩＭをマップポイントに設定して吸気量検出値ＩＤをＥＥＰＲＯＭに記憶させたが、これに限られるものではなく、吸気量検出値ＩＤをマップポイントに設定して吸気量計測値ＩＭをＥＥＰＲＯＭに記憶させてもよい。

このとき、記憶制御手段は、スロットル開度ＴＨをパラメータとして、スロットル開度ＴＨが所定開度である場合に、吸気量検出値ＩＤをマップポイントに設定して、このときの吸気量計測値ＩＭを学習し、吸気量検出値ＩＤとともに吸気関係量を示すテーブルとしてＥＥＰＲＯＭに記憶させる。

以下に、吸気量検出値ＩＤをマップポイントに設定して、このときの吸気量計測値ＩＭをＥＥＰＲＯＭに記憶させる処理について説明する。
この発明の実施の形態２に係る内燃機関制御装置の構成は、前述の実施の形態１で示したものと同様であるので、説明を省略する。

以下に、図１０のフローチャートおよび図４、図１１、図１２の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態２に係る吸気量検出値ＩＤに対する吸気量計測値ＩＭの学習処理動作について説明する。
なお、図１０のフローチャートでは、図４に示す低開度の３種類のスロットル開度ＴＨについて、それぞれ図１１に示す低流量域の１６点の吸気量検出値ＩＤをマップポイントに設定して、このときの吸気量計測値ＩＭを学習し、吸気量検出値ＩＤとともに吸気関係量としてＥＥＰＲＯＭに記憶させる。
また、実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。

まず、オペレータは、例えば表示器１７に表示される図１１のテーブルを参照しながらモジュール制御盤１２を操作し、ＡＦＳ５で検出された吸気量検出値ＩＤが、流量カウンタＮに設定された吸気量となるように真空ポンプ１０を動作させる（ステップＳ５１）。
次に、吸気量検出値ＩＤが流量カウンタＮに設定された吸気量になったか否かが判定される（ステップＳ５２）。

ステップＳ５２において、吸気量検出値ＩＤが流量カウンタＮに設定された吸気量になっていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ３０に移行する。
一方、ステップＳ５２において、吸気量検出値ＩＤが流量カウンタＮに設定された吸気量になった（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、オペレータは、モジュール制御盤１２を操作し、ＭＣＵ８に設けられた記憶制御手段に対して、このときの吸気量計測値ＩＭを、開度カウンタＴおよび流量カウンタＮに対応した吸気関係量としてＥＥＰＲＯＭに記憶させるための記憶指令を出力する（ステップＳ５３）。

図１０に示した学習処理動作を実行した結果として、図１２に示すように、３種類のスロットル開度ＴＨおよび１６点の吸気量検出値ＩＤの各々に対する吸気量計測値ＩＭが、吸気関係量を示すテーブルとして得られる。
図１２に示した学習処理動作を実行することにより、個々のＥＴＶモジュール３にスロットル開度ＴＨ、吸気量検出値ＩＤおよび吸気量計測値ＩＭの関係が吸気関係量としてそれぞれ記憶される。

ＭＣＵ８は、この吸気関係量を用いてスロットルアクチュエータ６を動作させることにより、個々のＥＴＶモジュール３における特性ばらつきを吸収し、制御性を向上させることができる。また、複数個のＥＴＶモジュール３を同時に用いる場合であっても、容易に各個体の吸気量をそろえることができる。
また、図１２において、吸気量検出値ＩＤがテーブルの横軸になることにより、吸気量検出値ＩＤから補正吸気量Ｑｒｅｖを容易に演算することができる。

なお、図１０のステップＳ５３において、オペレータがモジュール制御盤１２を操作して記憶制御手段に記憶指令を出力するとしたが、モジュール制御盤１２から自動的に記憶指令が出力されてもよい。
このとき、モジュール制御盤１２から自動的に記憶指令を出力する方法としては、例えば、吸気量検出値ＩＤが流量カウンタＮに設定された流量になった際に、ＥＣＵ９からモジュール制御盤１２に信号を出力し、折り返しモジュール制御盤１２からＭＣＵ８に記憶指令を出力するようにＭＣＵ８およびモジュール制御盤１２のプログラムを設定するものが考えられる。

次に、図１３のフローチャートおよび図９、図１２の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態２に係る通常運転時のＭＣＵ８の吸気量制御処理について説明する。
なお、ＭＣＵ８のＥＥＰＲＯＭには、図１２に示したスロットル開度ＴＨ、吸気量検出値ＩＤおよび吸気量計測値ＩＭの関係が吸気関係量として記憶されている。また、この処理は、ＭＣＵ８によって５［ｍｓ］程度の周期で実行されている。
また、実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。

まず、目標吸気量Ｑｏｂｊに基づいて、図９および図１２に示すテーブルを参照して、吸気量検出値ＩＤから補正吸気量Ｑｒｅｖを演算し、ＥＣＵ９に出力する（ステップＳ６１）。
このとき、図１２のテーブルは、縦軸がスロットル開度ＴＨを示し、横軸が吸気量検出値ＩＤを示す２次元マップと見なせるので、一般的な補間の方法を用いて補正吸気量Ｑｒｅｖを演算することができる。
例えば、吸気量検出値ＩＤが１．３［Ｖ］であり、スロットル開度ＴＨが５［％］である場合には、図９において、スロットル開度ＴＨが「５％≦ＴＨ＜１０％」であるので、図１２の開度カウンタＴ＝２の吸気量テーブルが選択される。また、吸気量検出値ＩＤが１．３［Ｖ］であることから、補正吸気量Ｑｒｅｖは、１３．０［ｇ／ｓ］と演算される。

続いて、ＭＣＵ８は、目標吸気量Ｑｏｂｊと補正吸気量Ｑｒｅｖとを比較する（ステップＳ６２）。
ステップＳ６２において、目標吸気量Ｑｏｂｊと補正吸気量Ｑｒｅｖとが一致すると判定された場合には、そのまま図１３の処理を終了する。

一方、ステップＳ６２において、目標吸気量Ｑｏｂｊが補正吸気量Ｑｒｅｖよりも大きいと判定された場合には、スロットル弁４が開く方向にスロットルアクチュエータ６を動作させて（ステップＳ４５）、図１３の処理を終了する。
また、ステップＳ６２において、目標吸気量Ｑｏｂｊが補正吸気量Ｑｒｅｖよりも小さいと判定された場合には、スロットル弁４が閉じる方向にスロットルアクチュエータ６を動作させて（ステップＳ４６）、図１３の処理を終了する。

この発明の実施の形態２に係る内燃機関制御装置によれば、スロットル弁４とＡＦＳ５とが一体に設けられ、ＭＣＵ８に設けられた記憶制御手段が、スロットル開度ＴＨをパラメータとして、スロットル開度ＴＨが所定開度である場合に、吸気量検出値ＩＤをマップポイントに設定して、このときの吸気量計測値ＩＭを学習し、吸気量検出値ＩＤとともに吸気関係量を示すテーブルとしてＥＥＰＲＯＭに記憶させる。
また、ＭＣＵ８は、吸気関係量を用いてスロットルアクチュエータ６を動作させる。
そのため、一度の補正によってＡＦＳ５個々の取り付け誤差や加工ばらつき等の影響を低減し、取り付け位置によらず、エンジン１への吸気量を高精度に制御することができる。

また、吸気量検出値ＩＤが流量カウンタＮに設定された吸気量になった際に、吸気量計測値ＩＭが、開度カウンタＴおよび流量カウンタＮに対応した吸気関係量としてＥＥＰＲＯＭに記憶される。
そのため、この結果として得られる図１２のテーブルは、縦軸がスロットル開度ＴＨを示し、横軸が吸気量検出値ＩＤを示す２次元マップと見なせるので、一般的な補間の方法を用いて補正吸気量Ｑｒｅｖを演算することができ、上記実施の形態１のものより演算に係る負荷を低減させることができる。
なお、吸気量テーブルの切り換え方法については、上記実施の形態１と同様の方法を用いることができる。

また、吸気関係量は、吸気量検出値ＩＤが最も低く、かつスロットル開度ＴＨが最も低い値から順に記憶される。
そのため、真空ポンプ１０の圧力を最小値まで下げても、吸気量検出値ＩＤが大きくならない状態においては、測定が省略されるので、吸気量計測値ＩＭをＥＥＰＲＯＭに記憶させるために要する工程を削減することができる。

なお、上記実施の形態１および２では、吸気量計測値ＩＭに応じた値として流量［ｇ／ｓｅｃ］を用い、吸気量検出値ＩＤに応じた値として電圧値［Ｖ］を用いて説明したが、これに限定されず、それぞれの値に応じた物理量や別の基準値または、互いの差分を用いてもよい。
これらの場合も、上記実施の形態１および２と同様の効果を奏することができる。

この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。 図１のＥＴＶモジュールにおける吸気量計測時の状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る吸気量計測値に対する吸気量検出値の学習処理動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る開度カウンタとスロットル開度との関係をテーブルで示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る流量カウンタと吸気量計測値との関係をテーブルで示す説明図である。 この発明の実施の形態１による学習後のスロットル開度および吸気量計測値に対する吸気量検出値をテーブルで示す説明図である。 この発明の実施の形態１による学習後のスロットル開度および吸気量計測値に対する吸気量検出値をグラフで示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る通常運転時のＭＣＵの吸気量制御動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係るスロットル開度に対する開度カウンタをテーブルで示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係る吸気量検出値に対する吸気量計測値の学習処理動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る流量カウンタと吸気量検出値との関係をテーブルで示す説明図である。 この発明の実施の形態２による学習後のスロットル開度および吸気量検出値に対する吸気量計測値をテーブルで示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係る通常運転時のＭＣＵの吸気量制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）、２ 吸気管、３ ＥＴＶモジュール（吸気量制御モジュール）、４ スロットル弁（吸気量調整手段）、５ ＡＦＳ（エアフローセンサ）（吸気量検出手段）、６ スロットルアクチュエータ（駆動手段）、７ ＴＰＳ（スロットルポジションセンサ）（開度検出手段）、８ ＭＣＵ（モジュールコントローラユニット）（コントローラ）、９ ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）、１０ 真空ポンプ、１１ 吸気量計測器、１２ モジュール制御盤、ＩＤ 吸気量検出値、ＩＭ 吸気量計測値、ＴＨ スロットル開度。

Claims (6)

1. 吸気管に設けられて内燃機関への吸気量を調整する吸気量調整手段と、
   前記吸気管における吸気量を吸気量検出値として検出する吸気量検出手段と、
   前記吸気量調整手段を開閉駆動する駆動手段と、
   前記吸気量調整手段の開度を検出する開度検出手段と、
   前記駆動手段を制御するコントローラとを備え、
   前記吸気量調整手段、前記吸気量検出手段、前記駆動手段、前記開度検出手段および前記コントローラが一体に設けられた吸気量制御モジュールからなる内燃機関制御装置であって、
   前記コントローラは、
   記憶素子と、
   前記開度をパラメータとして、前記開度が、前記吸気量検出手段で検出された前記吸気量検出値が乱流の影響を受ける開度である基準開度よりも小さい所定開度である場合に、外部に設けられて前記吸気管における吸気量を計測する吸気量計測器から出力される吸気量計測値に応じた値と、前記吸気量検出値に応じた値とを吸気関係量として前記記憶素子に記憶させる記憶制御手段とを含み、
   前記記憶制御手段は、前記吸気量計測値に応じた値および前記吸気量検出値に応じた値の何れか一方の値をマップポイントとして設定して他方の値を記憶する処理を、前記吸気量制御モジュールが前記内燃機関に取り付けられる前に実施し、
   前記コントローラは、前記吸気関係量に基づいて前記駆動手段を制御すること
   を特徴とする内燃機関制御装置。
2. 前記吸気関係量は、前記吸気量計測値が所定値になった際に記憶されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 前記吸気関係量は、前記吸気量検出値が所定値になった際に記憶されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
4. 前記所定値は、複数設定されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内燃機関制御装置。
5. 前記吸気関係量は、前記吸気量計測値および前記吸気量検出値の何れか一方が最も低く、かつ前記開度が最も低い値から順に記憶されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関制御装置。
6. 前記所定値は、前記吸気管への吸気量が基準吸気量よりも小さい領域において設定されることを特徴とする請求項２から請求項５までの何れか１項に記載の内燃機関制御装置。

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