JP4587936B2 - エンジン制御装置及びエンジン制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン制御装置及びエンジン制御方法に関する。

従来、吸気圧センサを用いた大気圧を検出する方法として、エンジン始動前のイグニッションオンのタイミングで吸気圧を大気圧として取り込む場合と、スロットル全開時の吸気圧を大気圧として取り込む場合がある。また、特許文献１は、エンジンの停止が継続している際にその時点で吸気管圧力を大気圧として取り込む方法について開示している。

特開平９−２３６０３７号公報

しかし、運転状態にあったエンジンの停止後に、素早く再始動を行った場合には、エンジンからの負圧によって吸気管内には空気が充満しておらず、大気圧より気圧が低い状態にある。従って、従来のようにイグニッションオンのタイミングで吸気圧を大気圧として取り込む方法では、正確な大気圧の検出が行えないという問題がある。また、特許文献１に開示されている方法であっても、運転状態にあったエンジンの停止後に素早く再始動を行った場合には、同様の問題が生じる。正確な大気圧の検出が行えないと、例えば大気圧に基づいて空燃比を補正制御している場合に、大気圧の値が間違っているために空燃比が異常となり、エンジンの制御を最適に行うことができない。

そこで本発明は、上記問題に鑑み、正確な大気圧を設定することによりエンジンの制御を最適に行うことができるエンジン制御装置及びエンジン制御方法を提供することを目的とする。

上記目的は、吸気管に取り付けられた圧力センサが検出する圧力を大気圧として設定してエンジンを制御するエンジン制御装置において、イグニッションスイッチのオフ又は／及びエンストを検出する検出手段と、前記イグニッションスイッチのオフ又はエンストを検出後に前記吸気管内の圧力を強制的に上昇させる制御を行う圧力制御手段と、前記圧力制御手段による制御が行われた後に前記圧力センサが検出した圧力に基づいて大気圧を設定する大気圧検出制御手段とを備え、前記大気圧検出制御手段は、前記吸気管内の圧力を検出する前記圧力センサの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内の場合は、前記圧力センサが検出した圧力を記憶装置に記憶させ、前記エンジンを再始動するときに、前記記憶装置に記憶された圧力に基づいて、大気圧を設定することを特徴とするエンジン制御装置によって達成できる。
イグニッションスイッチのオフ又はエンストを検出後に吸気管内の圧力を強制的に上昇させて大気圧とすることにより、吸気管内の圧力を早期に大気圧にすることができ、この吸気管内の圧力を大気圧として設定することができる。従って、正確な大気圧を設定することによりエンジンの制御を最適に行うことができる。
また、圧力センサが検出した圧力を記憶装置に記憶させ、エンジンを再始動するときに、記憶装置に記憶された圧力に基づいて、大気圧を設定することによっても、正確な大気圧を設定することができ、エンジンの制御を最適に行うことができる。

また、吸気管に取り付けられた圧力センサが検出する圧力を大気圧として設定してエンジンを制御するエンジン制御方法において、イグニッションスイッチのオフ又は／及びエンストを検出するステップと、前記イグニッションスイッチのオフ又はエンストを検出後に前記吸気管内の圧力を強制的に上昇させる制御を行うステップと、前記圧力センサが検出した圧力に基づいて大気圧を設定するステップとを有し、前記大気圧を設定するステップは、前記吸気管内の圧力を検出する前記圧力センサの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内の場合は、前記圧力センサが検出した圧力を記憶装置に記憶させ、前記エンジンを再始動するときに、前記記憶装置に記憶された圧力に基づいて、大気圧を設定することを特徴とするエンジン制御方法によっても達成できる。
イグニッションスイッチのオフ又はエンストを検出後に吸気管内の圧力を強制的に上昇させて大気圧とすることにより、吸気管内の圧力を早期に大気圧にすることができ、この吸気管内の圧力を大気圧として設定することができる。従って、正確な大気圧を設定することによりエンジンの制御を最適に行うことができる。
また、圧力センサが検出した圧力を記憶装置に記憶させ、エンジンを再始動するときに、記憶装置に記憶された圧力に基づいて、大気圧を設定することによっても、正確な大気圧を設定することができ、エンジンの制御を最適に行うことができる。

本発明によれば、正確な大気圧を設定することによりエンジンの制御を最適に行うことができるエンジン制御装置及びエンジン制御方法を提供することができる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置が適用されたエンジンシステムの構成図である。
このエンジンシステムは、図１に示すように、エンジン制御装置としてのＥＣＵ１０、内燃機関としてのガソリンエンジン１００（以下、エンジン１００）等から構成されている。
エンジン１００は、ノックセンサ２０、インジェクタ３０、点火プラグ４０、排気管６０、吸気管７０、吸気管７０に設けられたスロットルバルブ５０、排気管６０と吸気管７０とを連通するＥＧＲ管８０、ＥＧＲ管８０に設けられてＥＧＲ管８０の流路の開度を調整するＥＧＲバルブ９０等を備えている。また、吸気圧センサ２４０、アイドルスピードコントロールバルブ２００と、パージバルブ２２０と、吸気バルブ１７０とを備えている。

図２は、ＥＣＵ１０のハードウェアの構成とエンジンシステムの構成を示した図である。ＥＣＵ（エンジン制御装置）１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）３、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）４、入力部Ｉ／Ｆ５、出力部Ｉ／Ｆ６から構成される。
また、ＥＣＵ１０は、検出手段（不図示）、圧力制御手段（不図示）、大気圧検出制御手段（不図示）から構成され、これらはＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＳＲＡＭ（記憶装置）３、ＥＥＰＲＯＭ（記憶装置）４等のハードウェア、所要のソフトウェアにより実現され、エンジン全体を制御するものである。
また、ＥＣＵ１０は、運転状態にあったエンジンが停止したことを検出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがオフによるエンジンの停止、又はエンストによるエンジンが停止したことを検知する。尚、イグニッションスイッチがオフ後も、所定の処理が終了するまではＥＣＵ１０への電源供給がリレー（不図示）によって継続される。
また、エンジンシステムは、イグニッションスイッチ３００と、オルタネータ３１０と、エアコンコンプレッサ３２０を備える。

ノックセンサ２０は、エンジン１００のノッキングによる振動を検出してＥＣＵ１０へ出力する。
インジェクタ３０は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づいて、燃料タンク４００から供給される燃料（ガソリン）をエンジン１００のシリンダ内へ噴射する。
点火プラグ４０は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づいて、シリンダ内へ噴射されたガソリンを点火、燃焼させるべく、火花放電を発する。

排気管６０は、エンジン１００のシリンダに連通してシリンダ内で燃焼したガスを外部へ放出する。
吸気管７０は、エンジン１００のシリンダに連通してシリンダ内に燃焼に必要な空気を導く。
スロットルバルブ５０は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づいて、エンジン１００の吸入空気量を調整する。尚、スロットルバルブ５０の実際の開度を検出するスロットルバルブ開度センサ（不図示）が設けられる。
吸気圧センサ２４０は、吸気管内に設置され吸気管内の圧力を検出する。

アイドルスピードコントロールバルブ２００は、エンジン１００の運転状況に応じて開度が制御され、例えば、アイドリング時にエアコン、パワーステアリング装置などが作動されると、アイドリング回転数を上げるために開度が大となるように制御される。アイドリング管１９０は、スロットルバルブ５０をバイパスして吸気管７０に接続され、スロットルバルブ５０の上流側および下流側で吸気管７０に連通されている。このアイドリング管１９０に、エンジン１００のアイドリング運転時の吸気流量を制御するためのアイドルスピードコントロールバルブ２００が接続されている。尚、アイドルスピードコントロールバルブ２００は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づいて駆動される。

パージバルブ２２０は、キャニスタ２３０と吸気管７０とを接続するパージ通路の途中に備えられ、キャニスタ２３０で離脱（パージ）されて吸気管７０側に供給される蒸発燃料の量を制御する。尚、パージバルブ２２０は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づいて駆動される。

吸気バルブ１７０は、エンジン１００のシリンダ内に、空気に燃料を霧状にして混ぜた混合気の状態で導入するための入り口を開閉するバルブである。また、吸気バルブ１７０は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づいて駆動される。

ＥＧＲバルブ９０は、吸気管７０には排気管６０からＥＧＲを還流するＥＧＲ管８０が接続され、ＥＧＲバルブ９０を開閉することにより、吸気中に還流されるＥＧＲ量を制御することが可能である。また、ＥＧＲバルブ９０は、ＥＣＵ１０からの制御指令に基づいて駆動される。

イグニッションスイッチ３００は、ＥＣＵ１０を起動させるための起動信号を出力する。イグニションスイッチ３００がオン操作されると、ＥＣＵ１０に動作電源が供給されてＥＣＵ１０が起動されるとともに、エンジン１００が始動されるようになっている。

図３は本発明が適用させる車両の電気系の要部構成図である。
電気負荷３５０は、例えば、ランプ、ワイパー等の車両に搭載された電装品等で構成されている。
オルタネータ３１０は、例えば、ベルトを介してエンジン１００により駆動され、発電した交流出力をダイオードで整流し、直流に変換して車両に搭載された電装品等へ必要な電力を供給すると共に、バッテリ３４０を充電するための電力を供給する。

エアコンコンプレッサ３２０と、エンジン１００の運転中にクランクシャフト（不図示）から出力される駆動力によって駆動される。
バッテリ３４０は、電気負荷３５０及びオルタネータ３１０に電気的に接続されており、図３に示すように、車両のエンジン１００が駆動された状態で電気負荷３５０へ電力を供給すると共に、必要に応じてオルタネータ３１０により充電される。

次にＥＣＵ１０の処理の一例について、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、大気圧の圧力値を記憶するまでのＥＣＵ１０の処理のフローチャート図である。
ＥＣＵ１０は、イグニッションオフ又はエンスト状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。イグニッションオフ又はエンスト状態の場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、ＥＣＵ１０は、吸気管７０内の圧力を強制的に上昇させるために、吸気管７０内に空気を流入させる。具体的には、ＥＣＵ１０は、吸気管７０に設けられた所定のバルブを開状態にする（ステップＳ１０２）。所定のバルブとは、スロットルバルブ５０、アイドルスピードコントロールバルブ２００、パージバルブ２２０、吸気バルブ１７０、及びＥＧＲバルブ９０のうち少なくとも一つである。従って、ＥＣＵ１０は、スロットルバルブ５０、アイドルスピードコントロールバルブ２００、パージバルブ２２０、吸気バルブ１７０、ＥＧＲバルブ９０のうち少なくとも一つのバルブを、開状態にする。これにより、吸気管内に空気を流入させ、吸気管内の圧力を強制的に上昇させて大気圧の状態にすることができる。

ＥＣＵ１０は、圧力を強制的に上昇させるためにエンジン１００に負荷を与える。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン１００の回転を動力源とする補機の負荷を増大させる。エンジン１００の回転を動力源とする補機とは、エアコンコンプレッサ３２０又は／及びオルタネータ３１０である。具体的には、ＥＣＵ１０は、エアコンコンプレッサ３２０を駆動する（ステップＳ１０３）。これにより、エンジン１００に負荷がかかり惰性で回転しているエンジン１００を早期に停止させることができる。また、ＥＣＵ１０は、電気負荷３５０を駆動させることにより、エンジン１００に対するオルタネータ３１０の負荷を増大させる（ステップＳ１０４）。これにより、惰性で回転しているエンジン１００に負荷を与え、強制的にエンジン１００の回転を停止させ、吸気管７０内の圧力を早期に上昇させて大気圧の状態にすることができる。尚、イグニッションオフ又はエンスト状態ではない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、ＥＣＵ１０は、この処理を終了する。

ＥＣＵ１０は、吸気圧センサ２４０からの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内であるかどうかを判定する（ステップＳ１０５）。所定時間内に所定値以内の場合は（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、吸気管内の圧力がほぼ大気圧と同じ気圧になったと判断し、吸気圧センサ２４０の検出値を記憶する（ステップＳ１０６）。具体的には、ＥＣＵ１０は、吸気圧センサ２４０が検出した圧力を大気圧として吸気圧センサ２４０の検出値を、ＳＲＡＭ３又はＥＥＰＲＯＭ４などに記憶させる。これにより、大気圧の圧力値を記憶することができる。尚、圧力センサが検出した検出値をＳＲＡＭ３又はＥＥＰＲＯＭ４などに記憶させる際には、この検出値と、この検出値が記憶された日時とを対応付けて履歴データとしてＳＲＡＭ３又はＥＥＰＲＯＭ４に記憶させる。

吸気圧センサ２４０からの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内ではない場合は（ステップＳ１０５でＮｏ）、ＥＣＵ１０は、再度ステップＳ１０１の処理を実行し、イグニッションオフ又はエンスト状態である場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）には、ステップＳ１０２、１０３、１０４の処理を継続する。
ＥＣＵ１０は、イグニッションオフ又はエンスト状態ではない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、即ちイグニッションオンの場合には、この処理を終了する。
尚、上記の処理においては、ＳＲＡＭ３、ＥＥＰＲＯＭ４以外であっても、イグニッションオフによる車両への電源供給が切れた状態であっても検出値を記憶しておくことが可能である記憶装置に記憶させるようにしてもよい。

図５は、エンジンの再始動後のＥＣＵ１０の処理を概略的に示したフローチャート図である。ＥＣＵ１０は、エンジン１００が再始動したかどうかを検出する（ステップＳ２０１）。即ち、イグニッションオフからイグニッションオンとした場合又はエンスト後から再度エンジンを起動した場合を検出する。エンジン１００が再始動していな場合には（ステップＳ２０１でＮｏ）、以下の処理は行われない。
エンジン１００が再始動した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、ＥＣＵ１０は、大気圧を吸気管７０に取り込まれたかどうかを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、ＥＣＵ１０は、吸気圧センサ２４０からの検出値の変化が所定時間内に所定値以内であるかどうかを判定し、所定時間内に所定値以内の場合は吸気管７０内に大気が取り込まれたと判断する（ステップＳ２０２でＹｅｓ）。吸気管７０内に大気が取り込まれたと判断された場合、ＥＣＵ１０は、吸気圧センサ２４０により検出された値を大気圧として設定する（ステップＳ２０３）。
エンジン１００が再始動した後、まだ吸気管７０内に大気が取り込まれていない場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、ＥＣＵ１０は、ＳＲＡＭ３又はＥＥＰＲＯＭ４に検出値が記憶されているかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。即ち、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０６において検出値が記憶されていたかどうかを判定する。判定方法としては、設定フラグが「１」であるか又は「０」であるかにより、記憶されているかどうかを判定する。検出値が記憶されている場合（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、即ち設定フラグが「１」の場合には、ＥＣＵ１０は、記憶された検出値を大気圧として設定する（ステップＳ２０５）。具体的には、ＥＣＵ１０は、前述した履歴データに基づいて記憶された日時が最新の検出値を大気圧として設定する。これにより、正確な大気圧を設定することができ、エンジンの制御を最適に行うことができる。
大気圧が記憶されていない場合（ステップＳ２０４でＮｏ）、ＥＣＵ１０は、予めＥＣＵ１０に記憶されている初期値を大気圧として設定する（ステップＳ２０６）。検出値が記憶されていない場合としては、例えば、エンスト後に図４のステップＳ１０６の処理が行われる前に、ユーザが直ちにエンジンを再始動したような場合である。

このように、イグニッションスイッチのオフ又はエンストを検出後に吸気管内の圧力を強制的に大気圧とすることにより、吸気管内の圧力を早期に大気圧にすることができる。従って、エンジン停止後早期に正確な大気圧を検出することができる。また、圧力センサが検出した圧力を記憶装置に記憶させ、前記エンジンを再始動するときに、記憶装置に記憶された圧力に基づいて、大気圧を設定することによっても、正確な大気圧を設定することができ、エンジンの制御を最適に行うことができる。

尚、図５のステップＳ２０５において、記憶された日時が最新の検出値を大気圧として設定するとしたが、これに限定されず、例えば、記憶された複数の検出値の平均値を大気圧として設定するようにしてもよい。即ち、圧力センサ２４０の検出値に基づいて、大気圧を設定すればよい。
また、図５のステップＳ２０４においては、設定フラグにより、検出値が記憶されているかどうかを判定したが、記憶されてから所定時間を経過し又は所定距離以上を移動した場合には、設定フラグを「０」として、大気圧が記憶されていないとして処理を行うようにしてもよい。

次に、エンストが発生してから上記の処理が行われるまでの処理の具体例について図６を参照して説明する。図６は、処理の一例を示すタイミングチャート図である。
エンジン１００の回転数が所定の回転数より低下してエンストすると（※１）、ＥＣＵ１０は、所定のバルブを開状態にするなどの、吸気管７０内の圧力を強制的に上昇させるための処理を実行する（※２）。この処理により吸気管７０内の圧力は上昇し、吸気圧センサ２４０からの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内になると（※３）、ＥＣＵ１０は、その検出値を大気圧として検出し（※４）、その検出値をＳＲＡＭ３又はＥＥＰＲＯＭ４などに記憶させる（※５）。
イグニッションをオフにした状態から再度オンの状態にして、エンジン１００を再始動させる場合、イグニッションを再度オンにしたときの（※６）、吸気管７０内の圧力は既にほぼ大気圧の状態となっている（※７）。このためＥＣＵ１０は、現時点での吸気圧センサ２４０からの検出値を大気圧として検出し（※８）、エンジン１００の始動時にその検出値を大気圧として設定する（※９）。このように、エンストを検出後に吸気管７０内の圧力を強制的に上昇させて大気圧とすることにより、吸気管７０内の圧力を早期に大気圧にすることができ、この吸気管７０内の圧力を大気圧として設定することができる。従って、正確な大気圧を設定することによりエンジン１００の制御を最適に行うことができる。

エンジン１００が再始動されてから再びエンストした場合（※１０）、上述した場合と同様にＥＣＵ１０は、吸気管７０内の圧力を強制的に上昇させるための処理を実行し（※１１）、この処理により吸気管７０内の圧力は上昇するが、吸気圧センサ２４０からの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内になる前に（※１２）、イグニッションを再度オンにした場合は（※１３）、エンジン１００の始動時に、既にＳＲＡＭ３又はＥＥＰＲＯＭ４などに記憶されている検出値を大気圧として設定する（※１４）。吸気圧センサ２４０が検出した圧力をＳＲＡＭ３又はＥＥＰＲＯＭ４などに記憶させ、エンジン１００を再始動するときに、ＳＲＡＭ３又はＥＥＰＲＯＭ４などに記憶された圧力に基づいて、大気圧を設定することによっても、正確な大気圧を設定することができ、エンジン１００の制御を最適に行うことができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置が適用されたエンジンシステムの構成図である。 ＥＣＵ１０のハードウェアの構成とエンジンシステムの構成を示した図である。 本発明が適用させる車両の電気系の要部構成図である。 大気圧の圧力値を記憶するまでのＥＣＵ１０の処理のフローチャート図である。 エンジンの再始動後のＥＣＵ１０の処理を概略的に示したフローチャート図である。 処理の一例を示すタイミングチャート図である。

符号の説明

１０…ＥＣＵ（エンジン制御装置）
２０…ノックセンサ
３０…インジェクタ
４０…点火プラグ
５０…スロットルバルブ
６０…排気管
７０…吸気管
８０…ＥＧＲ管
９０…ＥＧＲバルブ
１００…エンジン
１７０…吸気バルブ
１９０…アイドリング管
２００…アイドルスピードコントロールバルブ
２２０…パージバルブ
２３０…キャニスタ
２４０…圧力センサ
３００…イグニッションスイッチ
３１０…オルタネータ
３２０…エアコンコンプレッサ
３４０…バッテリ
３５０…電気負荷
４００…燃料タンク

Claims (2)

1. 吸気管に取り付けられた圧力センサが検出する圧力を大気圧として設定してエンジンを制御するエンジン制御装置において、
   イグニッションスイッチのオフ又は／及びエンストを検出する検出手段と、
   前記イグニッションスイッチのオフ又はエンストを検出後に前記吸気管内の圧力を強制的に上昇させる制御を行う圧力制御手段と、
   前記圧力制御手段による制御が行われた後に、前記吸気管内の圧力を検出する前記圧力センサの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内になった場合に、前記圧力センサが検出した圧力を記憶装置に記憶させるエンジン停止時大気圧検出制御手段と、
   前記エンジンの再始動時に、前記圧力センサの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内になった場合に、前記圧力センサが検出した圧力に基づいて大気圧を設定するエンジン再始動時大気圧検出制御手段と、を備え、
   前記エンジン再始動時大気圧検出制御手段は、前記エンジンの再始動時に検出した圧力に基づいて大気圧を設定しなかった場合に、前記記憶装置に記憶された圧力に基づいて大気圧を設定する、ことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 吸気管に取り付けられた圧力センサが検出する圧力を大気圧として設定してエンジンを制御するエンジン制御方法において、
   イグニッションスイッチのオフ又は／及びエンストを検出するステップと、
   前記イグニッションスイッチのオフ又はエンストを検出後に前記吸気管内の圧力を強制的に上昇させる制御を行う圧力制御ステップと、
   前記圧力制御ステップによる制御が行われた後に、前記吸気管内の圧力を検出する前記圧力センサの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内になった場合に、前記圧力センサが検出した圧力を記憶装置に記憶させるエンジン停止時大気圧検出制御ステップと、
   前記エンジンの再始動時に、前記圧力センサの検出値の変化が、所定時間内に所定値以内になった場合に、前記圧力センサが検出した圧力に基づいて大気圧を設定するエンジン再始動時大気圧検出制御ステップと、を備え、
   前記エンジン再始動時大気圧検出制御ステップは、前記エンジンの再始動時に検出した圧力に基づいて大気圧を設定しなかった場合に、前記記憶装置に記憶された圧力に基づいて大気圧を設定する、ことを特徴とするエンジン制御方法。

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