JP5791586B2 - 差圧検出装置のゼロ点学習装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における差圧を検出する差圧検出装置において、そのゼロ点を内燃機関の停止中に学習する差圧検出装置のゼロ点学習装置に関する。

従来、差圧検出装置のゼロ点学習装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この差圧検出装置は、ディーゼルエンジンタイプの内燃機関に適用されたものであり、この内燃機関は、ターボチャージャ、上流側吸気絞り弁、下流側吸気絞り弁、低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁などを備えている。この上流側吸気絞り弁及び下流側吸気絞り弁は、吸気通路のターボチャージャのコンプレッサの上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。

また、低圧ＥＧＲ弁は、低圧ＥＧＲ装置の低圧ＥＧＲ通路を開閉するものであり、この低圧ＥＧＲ通路は、吸気通路の上流側吸気絞り弁及びコンプレッサの間の部位と、排気通路のターボチャージャのタービンよりも下流側の部位とに接続されている。さらに、差圧検出装置は、低圧ＥＧＲ通路の低圧ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における差圧を検出する。一方、高圧ＥＧＲ弁は、高圧ＥＧＲ装置の高圧ＥＧＲ通路を開閉するものであり、この高圧ＥＧＲ通路は、吸気通路の下流側吸気絞り弁よりも下流側の部位と、排気通路のタービンよりも上流側の部位とに接続されている。

このゼロ点学習装置では、同文献の図４に示すように、ゼロ点学習処理が実行される。すなわち、ステップ２０２の判別結果がＹＥＳのとき（アイドルストップ制御の実行中やハイブリッド車両におけるモータ出力のみによる走行中などのとき）には、ステップ２０４で、低圧ＥＧＲ弁を開弁する。そして、ステップ２０６の判別結果がＹＥＳで、学習条件が成立したときに、差圧検出装置のゼロ点学習処理が実行される。

国際公開第２０１１／０５２０６６号パンフレット

上記従来のゼロ点学習装置によれば、内燃機関の停止制御中においてゼロ点学習を実行する際、高圧ＥＧＲ弁、上流側吸気絞り弁及び下流側吸気絞り弁を制御する必要がない（段落［００５１］）という技術的見地に基づき、低圧ＥＧＲ弁の開弁制御しか実行されないので、以下に述べるような問題が発生する。すなわち、ハイブリッド車両におけるモータ出力のみによる走行中のときやアイドルストップ制御中の走行中のときには、走行風の影響などによって、吸気通路の入口側や排気通路の出口側において圧力変動が発生するおそれがある。その場合には、内燃機関が停止していても、低圧ＥＧＲ弁の上流側と下流側の間において実際の差圧が値０にならない状態が発生し、それにより、差圧検出装置のゼロ点学習の精度が低下してしまう。

また、例えば、サービス工場などにおいて内燃機関をメンテナンスする場合、排ガスを換気するために、換気用のブロワによって排気通路の出口付近から排ガスを吸引する状態に保持することがあり、その場合には、走行風が生じた状態と同様に、排気通路の出口付近の圧力が変動することになる。そのため、内燃機関の停止後、低圧ＥＧＲ弁の開弁制御しか実行しないときには、実際の差圧が値０にならない状態が発生することになり、そのような状態で差圧検出装置のゼロ点学習を実行すると、上述した問題が発生してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止中において、差圧検出装置のゼロ点学習を精度よく実行することができる差圧検出装置のゼロ点学習装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、吸気通路５のターボチャージャ７のコンプレッサ７ａよりも上流側の部位と排気通路１０のターボチャージャ７のタービン７ｂよりも下流側の部位との間に接続された第１ＥＧＲ通路（低圧ＥＧＲ通路１１ａ）と、第１ＥＧＲ通路を開閉する第１ＥＧＲ弁（低圧ＥＧＲ弁１１ｃ）と、吸気通路５の第１ＥＧＲ通路との接続部よりも上流側に設けられた第１吸気絞り弁（ＬＰ用吸気絞り弁６ａ）及び排気通路１０の第１ＥＧＲ通路との接続部よりも下流側に設けられた排気絞り弁１４ａの少なくとも一方の弁である絞り弁と、吸気通路５のターボチャージャ７のコンプレッサ７ａよりも下流側に設けられた第２吸気絞り弁（ＨＰ用吸気絞り弁９ａ）と、吸気通路５の第２吸気絞り弁よりも下流側の部位と排気通路１０のターボチャージャ７のタービン７ｂよりも上流側の部位との間に接続された第２ＥＧＲ通路（高圧ＥＧＲ通路１２ａ）と、第２ＥＧＲ通路を開閉する第２ＥＧＲ弁（高圧ＥＧＲ弁１２ｃ）と、を有する内燃機関３において、第１ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における差圧ＤＰｅｇｒを検出する差圧検出装置（差圧センサ２１）のゼロ点を学習する差圧検出装置のゼロ点学習装置１であって、内燃機関３が停止状態にあるときに、第１ＥＧＲ弁（低圧ＥＧＲ弁１１ｃ）を開状態に制御し、絞り弁（ＬＰ用吸気絞り弁６ａ、排気絞り弁１４ａ）を全閉状態に制御し、第２吸気絞り弁を開状態に保持し、かつ第２ＥＧＲ弁を全閉状態に保持する制御手段（ステップ２２〜２５，３０，４２〜４６，５２）と、内燃機関３が停止状態にあり、第１ＥＧＲ弁が開状態に制御され、絞り弁が全閉状態に制御され、第２吸気絞り弁が開状態に保持され、かつ第２ＥＧＲ弁を全閉状態に保持されているときに、差圧検出装置（差圧センサ２１）のゼロ点を学習する学習手段（ＥＣＵ２、ステップ５〜１３）と、を備えることを特徴とする。

この差圧検出装置のゼロ点学習装置によれば、内燃機関が停止状態にあるときに、第１ＥＧＲ弁が開状態に制御され、絞り弁が全閉状態に制御され、第２吸気絞り弁が開状態に保持され、かつ第２ＥＧＲ弁が全閉状態に保持されるとともに、そのように制御されているときに、差圧検出装置のゼロ点が学習される。この場合、絞り弁は第１吸気絞り弁及び排気絞り弁の少なくとも一方の弁であるので、例えば、絞り弁を第１吸気絞り弁とした場合には、内燃機関が停止時状態にあるときに、第１ＥＧＲ弁を開状態に制御し、かつ第１吸気絞り弁を全閉状態に制御し、第２吸気絞り弁を開状態に保持し、かつ第２ＥＧＲ弁を全閉状態に保持することによって、第１ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における実際の差圧を値０付近に保持することができ（後述する図５参照）、それにより、差圧検出装置のゼロ点学習を精度よく実行することができる。また、絞り弁を排気絞り弁とした場合にも、内燃機関が停止時状態にあるときに、第１ＥＧＲ弁を開状態に制御し、排気絞り弁を全閉状態に制御し、第２吸気絞り弁を開状態に保持し、かつ第２ＥＧＲ弁を全閉状態に保持することによって、第１ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における実際の差圧を値０付近に保持することができ、それにより、差圧検出装置のゼロ点学習を精度よく実行することができる。これに加えて、絞り弁を第１吸気絞り弁及び排気絞り弁の双方とした場合には、絞り弁を第１吸気絞り弁又は排気絞り弁とした場合と比べて、第１ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における実際の差圧をより確実に値０に近づけることができ、それにより、差圧検出装置のゼロ点学習の精度をさらに向上させることができる。これに加えて、内燃機関では、還流ガスが機関停止中に吸気通路側に流れ込むのを回避すべく、非通電状態のときに全閉状態となる常閉型のＥＧＲ弁が一般的に用いられる関係上、第２ＥＧＲ弁を全閉状態に保持している間、電力を第２ＥＧＲ弁に供給する必要がなくなることで、その分、消費電力を低減することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の差圧検出装置のゼロ点学習装置１において、内燃機関３の回転数である機関回転数ＮＥを検出する機関回転数検出手段（クランク角センサ２０）をさらに備え、学習手段は、検出された機関回転数ＮＥが値０になった（ステップ４）以降に、差圧検出装置（差圧センサ２１）のゼロ点を学習することを特徴とする。

この差圧検出装置のゼロ点学習装置によれば、検出された機関回転数が値０になった以降に、差圧検出装置のゼロ点が学習されるので、第１ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における実際の差圧が値０付近になったと推定されるタイミングで、ゼロ点学習を実行することができる。それにより、差圧検出装置のゼロ点学習の精度をさらに向上させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の差圧検出装置のゼロ点学習装置１において、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えによって、内燃機関３を起動／停止するイグニッション・スイッチ２２をさらに備え、学習手段は、イグニッション・スイッチ２２がＯＦＦされているとき（ステップ１）に、差圧検出装置（差圧センサ２１）のゼロ点を学習することを特徴とする。

この差圧検出装置のゼロ点学習装置によれば、イグニッション・スイッチがＯＦＦされているときに、差圧検出装置のゼロ点が学習されるので、内燃機関の停止状態が継続すると推定される条件下、すなわち実際の差圧がより確実に値０付近になると推定される条件下において、ゼロ点学習を実行することができる。それにより、差圧検出装置のゼロ点学習の精度をより一層、向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るゼロ点学習装置及びこれを適用した差圧検出装置を備える内燃機関の構成を模式的に示す図である。 ゼロ点学習装置の電気的な構成を示すブロック図である。 ゼロ点学習処理を示すフローチャートである。 弁制御処理を示すフローチャートである。 所定条件下において、ＬＰ用吸気絞り弁の開度を段階的に変化させたときの、差圧の検出値の測定結果を示すタイミングチャートである。 ゼロ点学習装置の変形例における弁制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る差圧検出装置のゼロ点学習装置について説明する。図２に示すように、本実施形態のゼロ点学習装置１は、ＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２は、後述するように、差圧検出装置としての差圧センサ２１のゼロ点学習処理を実行するとともに、図１に示す内燃機関（以下「エンジン」という）３の運転状態を制御する。

エンジン３は、４気筒ディーゼルエンジンタイプのものであり、図示しない車両に動力源として搭載されている。この車両の場合、ＥＣＵ２によって、アイドルストップ制御が実行される。すなわち、所定のアイドルストップ条件が成立したときに、エンジン３が停車中に一時的に停止されるとともに、所定の再始動条件が成立したときに、エンジン３が一時的な停止状態から再始動される。

また、エンジン３の吸気通路５には、上流側から順に、ＬＰ用吸気絞り弁機構６、ターボチャージャ７、インタークーラ８及びＨＰ用吸気絞り弁機構９が設けられている。

ＬＰ用吸気絞り弁機構６は、ＬＰ用吸気絞り弁６ａ（第１吸気絞り弁）及びこれを駆動するＬＰ用ＴＨアクチュエータ６ｂなどを備えている。ＬＰ用吸気絞り弁６ａは、吸気通路５の途中に回動可能に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりＬＰ用吸気絞り弁６ａを通過する空気の流量を変化させる。ＬＰ用ＴＨアクチュエータ６ｂは、モータに減速ギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、制御入力信号をＬＰ用ＴＨアクチュエータ６ｂに供給し、これを駆動することによって、ＬＰ用吸気絞り弁６ａの開度を制御する。

また、ＬＰ用吸気絞り弁６ａには、これを開弁方向及び閉弁方向にそれぞれ付勢する２つのばね（いずれも図示せず）が取り付けられており、これら２つのばねの付勢力により、ＬＰ用吸気絞り弁６ａは、ＥＣＵ２からの制御入力信号がＬＰ用ＴＨアクチュエータ６ｂに入力されていないときには、所定の初期開度に保持される。この初期開度は、全閉状態に近くかつエンジン３の始動に必要な吸入空気量を確保できる値に設定されている。

一方、ターボチャージャ７は、吸気通路５のＬＰ用吸気絞り弁６ａよりも下流側に設けられたコンプレッサ７ａと、排気通路１０の途中に設けられ、コンプレッサ７ａと一体に回転するタービン７ｂと、複数の可変ベーン７ｃ（２つのみ図示）と、可変ベーン７ｃを駆動するベーンアクチュエータ７ｄなどを備えている。

このターボチャージャ７では、排気通路１０内の排ガスによってタービン７ｂが回転駆動されると、これと一体のコンプレッサ７ａも同時に回転することにより、吸気通路５内の空気が加圧される。すなわち、過給動作が実行される。

また、可変ベーン７ｃは、ターボチャージャ７が発生する過給圧を変化させるためのものであり、ＥＣＵ２に接続されたベーンアクチュエータ７ｄに機械的に連結されている。ＥＣＵ２は、ベーンアクチュエータ７ｄを介して可変ベーン７ｃの開度を変化させ、タービン７ｂの回転速度すなわちコンプレッサ７ａの回転速度を変化させることによって、過給圧を制御する。

また、インタークーラ８は、水冷式のものであり、その内部を吸気が通過する際、ターボチャージャ７での過給動作によって温度が上昇した吸気を冷却する。

さらに、ＨＰ用吸気絞り弁機構９は、前述したＬＰ用吸気絞り弁機構６と同様のものであり、ＨＰ用吸気絞り弁９ａ（第２吸気絞り弁）及びこれを駆動するＨＰ用ＴＨアクチュエータ９ｂなどを備えている。このＨＰ用吸気絞り弁機構９では、ＥＣＵ２からの制御入力信号によって、ＨＰ用ＴＨアクチュエータ９ｂが駆動されることにより、ＨＰ用吸気絞り弁９ａの開度が制御される。

また、前述したＬＰ用吸気絞り弁６ａと同様に、ＨＰ用吸気絞り弁９ａにも、これを開弁方向及び閉弁方向にそれぞれ付勢する２つのばね（いずれも図示せず）が取り付けられており、これら２つのばねの付勢力により、ＨＰ用吸気絞り弁９ａは、ＥＣＵ２からの制御入力信号がＨＰ用ＴＨアクチュエータ９ｂに入力されていないときには、所定の初期開度に保持される。この初期開度は、全閉状態に近くかつエンジン３の始動に必要な吸入空気量を確保できる値に設定されている。

一方、エンジン３の排気通路１０には、上流側から順に、前述したタービン７ｂ及び触媒装置１３が設けられている。この触媒装置１３は、排気通路１０内を流れる排ガスを浄化するものであり、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）１３ａとＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）１３ｂとを組み合わせて構成されている。

また、エンジン３には、低圧ＥＧＲ装置１１及び高圧ＥＧＲ装置１２が設けられている。この低圧ＥＧＲ装置１１は、排気通路１０内の排ガスの一部を吸気通路５側に還流させるものであり、吸気通路５及び排気通路１０の間に接続された低圧ＥＧＲ通路１１ａ（第１ＥＧＲ通路）と、低圧ＥＧＲ通路１１ａ内を流れる還流ガス（以下「低圧ＥＧＲガス」という）を冷却する低圧ＥＧＲクーラ１１ｂと、この低圧ＥＧＲ通路１１ａを開閉する低圧ＥＧＲ弁１１ｃ（第１ＥＧＲ弁）などで構成されている。低圧ＥＧＲ通路１１ａの一端は、排気通路１０の触媒装置１３よりも下流側の部位に開口し、他端は、吸気通路５のＬＰ用吸気絞り弁６ａとコンプレッサ７ａとの間の部位に開口している。

低圧ＥＧＲ弁１１ｃは、その開度が全開状態と全閉状態との間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、低圧ＥＧＲ弁１１ｃの開度を変化させることにより、低圧ＥＧＲガスの還流量を制御する。また、低圧ＥＧＲ弁１１ｃは常閉タイプのものであり、ＥＣＵ２からの制御入力信号が供給されないときに、全閉状態に保持される。

以上の構成により、この低圧ＥＧＲ装置１１では、低圧ＥＧＲガスは、排気通路１０の触媒装置１３の下流側の部分から低圧ＥＧＲ通路１１ａ内に流入し、図１の矢印Ｘ１で示す向きに流れ、低圧ＥＧＲクーラ１１ｂ及び低圧ＥＧＲ弁１１ｃを通過した後、吸気通路５の接続部５ｃ内に流れ込む。そして、低圧ＥＧＲガスは、新気とともに、コンプレッサ７ａ及びインタークーラ８を通過した後、吸気マニホールド５ａを介して、各気筒内に流れ込む。

一方、高圧ＥＧＲ装置１２も、低圧ＥＧＲ装置１１と同様に、排気通路１０内の排ガスの一部を吸気通路５側に還流させるものであり、吸気通路５及び排気通路１０の間に接続された高圧ＥＧＲ通路１２ａ（第２ＥＧＲ通路）と、高圧ＥＧＲ通路１２ａ内を流れる還流ガス（以下「高圧ＥＧＲガス」という）を冷却する高圧ＥＧＲクーラ１２ｂと、この高圧ＥＧＲ通路１２ａを開閉する高圧ＥＧＲ弁１２ｃ（第２ＥＧＲ弁）などで構成されている。高圧ＥＧＲ通路１２ａの一端は、排気通路１０の排気マニホールド１０ａに開口し、他端は、吸気通路５の吸気マニホールド５ａに開口している。

高圧ＥＧＲ弁１２ｃは、その開度が全開状態と全閉状態との間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、高圧ＥＧＲ弁１２ｃの開度を変化させることにより、高圧ＥＧＲガスの還流量を制御する。また、高圧ＥＧＲ弁１２ｃは常閉タイプのものであり、ＥＣＵ２からの制御入力信号が供給されないときに、全閉状態に保持される。

以上の構成により、この高圧ＥＧＲ装置１２では、高圧ＥＧＲガスは、排気マニホールド１０ａから高圧ＥＧＲ通路１２ａ内に流入し、図１の矢印Ｘ２で示す向きに流れ、高圧ＥＧＲクーラ１２ｂ及び高圧ＥＧＲ弁１２ｃを通過した後、吸気マニホールド５ａ内に流れ込む。そして、高圧ＥＧＲガスは、低圧ＥＧＲガス及び新気とともに、吸気マニホールド５ａを介して、各気筒内に流れ込む。

一方、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ２０、差圧センサ２１及びイグニッション・スイッチ２２が接続されている。このクランク角センサ２０（機関回転数検出手段）は、マグネットロータ及びＭＲＥピックアップで構成されており、図示しないクランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば２゜）毎に１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の機関回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。

また、差圧センサ２１は、低圧ＥＧＲ通路１１ａの、低圧ＥＧＲ弁１１ｃの上流側と下流側との間の差圧ＤＰｅｇｒを検出するためのものであり、図１に示す２つの検出素子２１ａ，２１ｂを備えている。一方の検出素子２１ａは、低圧ＥＧＲ通路１１ａの低圧ＥＧＲクーラ１１ｂよりも上流側の部位に設けられ、他方の検出素子２１ｂは、低圧ＥＧＲ通路１１ａの低圧ＥＧＲ弁１１ｃよりも下流側の部位に設けられている。ＥＣＵ２は、後述するゼロ点学習処理の実行中以外のときには、差圧センサ２１の検出信号に基づき、下式（１）により、差圧ＤＰｅｇｒを算出する。
ＤＰｅｇｒ＝ＤＰｓｅｎ−ＤＰｚｅｒｏ ……（１）

上式（１）において、ＤＰｓｅｎは、差圧センサ２１の検出信号に基づいて算出した差圧の検出値である。また、ＤＰｚｅｒｏは、差圧センサ２１のゼロ点学習値であり、後述するゼロ点学習処理において算出される。

また、イグニッション・スイッチ２２は、イグニッションキー（図示せず）の操作によってＯＮ／ＯＦＦされるとともに、そのＯＮ／ＯＦＦ状態を表す信号をＥＣＵ２に出力する。

また、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０，２１及びスイッチ２２の出力信号などに応じて、以下に述べるように、ゼロ点学習処理を実行するとともに、後述する弁制御処理などの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が制御手段及び学習手段に相当する。

次に、図３を参照しながら、ゼロ点学習処理について説明する。この処理は、以下に述べるように、差圧センサ２１のゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏを算出するものであり、ＥＣＵ２によって、所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。なお、以下の説明において算出される各種の値は、ＥＣＵ２のＥＥＰＲＯＭ内に記憶されるものとする。

同図に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、イグニッション・オフフラグＦ＿ＩＧ＿ＯＦＦが「１」であるか否かを判別する。このイグニッション・オフフラグＦ＿ＩＧ＿ＯＦＦは、イグニッション・スイッチ２２がＯＦＦ状態にあるときに「１」に設定され、それ以外のときに「０」に設定される。

ステップ１の判別結果がＹＥＳのときには、後述するステップ３に進む。一方、ステップ１の判別結果がＮＯで、イグニッション・スイッチ２２がＯＦＦ状態にないときには、ステップ２に進み、アイドルストップ制御フラグＦ＿ＩＤＬＳＴＰが「１」であるか否かを判別する。

このアイドルストップ制御フラグＦ＿ＩＤＬＳＴＰは、図示しない制御処理において、所定のアイドルストップ条件が成立し、アイドルストップ制御が実行されているときに「１」に設定され、それ以外のときに「０」に設定される。

ステップ２の判別結果がＮＯのときには、後述するゼロ点学習用の弁制御処理を実行する必要がないと判定して、ステップ１５に進み、それを表すために、ゼロ点学習用制御フラグＦ＿ＺＥＲＯを「０」に設定する。その後、本処理を終了する。一方、ステップ２の判別結果がＹＥＳで、アイドルストップ制御が実行されているときには、ステップ３に進む。

以上のステップ１又は２に続くステップ３で、学習実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥが「１」であるか否かを判別する。この学習実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥは、ゼロ点学習を実行済みであるか否かを表すものであり、後述するようにゼロ点学習を実行したときに「１」に設定されるとともに、エンジン３がアイドルストップ状態から再始動されるときや、イグニッション・スイッチ２２がＯＦＦ状態からＯＮ状態などに切り換えられたときに「０」に設定される。

ステップ３の判別結果がＹＥＳで、ゼロ点学習を実行済みであるときには、前述したように、ステップ１５を実行した後、本処理を終了する。一方、ステップ３の判別結果がＮＯのときには、ゼロ点学習を実行すべきであると判定して、ステップ４に進み、エンジン回転数ＮＥが値０以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、エンジン３が停止していないときには、前述したように、ステップ１５を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ４の判別結果がＹＥＳで、エンジン３が停止しているときには、ゼロ点学習用の弁制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ５に進み、それを表すために、ゼロ点学習用制御フラグＦ＿ＺＥＲＯを「１」に設定する。

次いで、ステップ６に進み、エンジン３の停止タイミングから所定時間が経過したか否かを判別する。この所定時間は、エンジン停止後、吸気通路５、排気通路１０及び低圧ＥＧＲ通路１１ａ内の圧力が安定したと推定される時間に設定されている。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ６の判別結果がＹＥＳで、エンジン３の停止タイミングから所定時間が経過したときには、ゼロ点学習の実行条件が成立したと判定して、ステップ７に進み、下式（２）により、差圧ＤＰｅｇｒを算出する。
ＤＰｅｇｒ＝ＤＰｓｅｎ ……（２）

次いで、ステップ８に進み、下式（３），（４）により、ゼロ点学習値の下限値ＤＰ＿Ｌ及び上限値ＤＰ＿Ｈをそれぞれ算出する。
ＤＰ＿Ｌ＝ＤＰｚｅｒｏ−ＤＰｒｅｆ ……（３）
ＤＰ＿Ｈ＝ＤＰｚｅｒｏ＋ＤＰｒｅｆ ……（４）

上式（３），（４）のＤＰｒｅｆは、所定値である。また、これらの式（３），（４）においては、ゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏは、ＥＥＰＲＯＭ内に記憶されている値（すなわち前回のゼロ点学習処理において算出された値）を用いる。

ステップ８に続くステップ９で、差圧ＤＰｅｇｒが下限値ＤＰ＿Ｌより小さいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ＤＰｅｇｒ＜ＤＰ＿Ｌのときには、ステップ１１に進み、ゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏを下限値ＤＰ＿Ｌに設定する。

一方、ステップ９の判別結果がＮＯのときには、ステップ１０に進み、差圧ＤＰｅｇｒが上限値ＤＰ＿Ｈより大きいか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＤＰ＿Ｌ≦ＤＰｅｇｒ≦ＤＰ＿Ｈのときには、ステップ１２に進み、ゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏを差圧ＤＰｅｇｒに設定する。

一方、ステップ１０の判別結果がＹＥＳで、ＤＰ＿Ｈ＜ＤＰｅｇｒのときには、ステップ１３に進み、ゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏを上限値ＤＰ＿Ｈに設定する。

以上のステップ１１〜１３のいずれかに続くステップ１４で、ゼロ点学習を実行済みであることを表すために、学習実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」に設定するとともに、ゼロ点学習用の弁制御処理を実行する必要がないことを表すために、ゼロ点学習用制御フラグＦ＿ＺＥＲＯを「０」に設定する。その後、本処理を終了する。

次に、図４を参照しながら、弁制御処理について説明する。この弁制御処理は、以下に述べるように、前述した２つの吸気絞り弁６ａ，９ａ及び２つのＥＧＲ弁１１ｃ，１２ｃの開度を制御するものであり、ＥＣＵ２によって、所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。

同図に示すように、まず、ステップ２１で、前述したゼロ点学習用制御フラグＦ＿ＺＥＲＯが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ゼロ点学習用の弁制御処理を実行すべきであると判定して、以下に述べるように、ステップ２２〜２５においてゼロ点学習用の弁制御処理を実行する。

すなわち、ステップ２２で、ＬＰ用吸気制御入力Ｕｔｈ＿ＬＰを所定の全閉用値Ｕｔｈ＿ＬＰ＿ｃｌｓに設定する。次いで、ステップ２３に進み、ＨＰ用吸気制御入力Ｕｔｈ＿ＨＰを値０に設定する。

ステップ２３に続くステップ２４で、低圧ＥＧＲ制御入力Ｕｅｇｒ＿ＬＰを所定の全開用値Ｕｅｇｒ＿ＬＰ＿ｗｏｔに設定する。次に、ステップ２５で、高圧ＥＧＲ制御入力Ｕｅｇｒ＿ＨＰを値０に設定する。

一方、ステップ２１の判別結果がＮＯのときには、通常制御処理を実行すべきであると判定して、以下に述べるように、ステップ２６〜２９において通常制御処理を実行する。

具体的には、ステップ２６〜２９において、車両の走行状態及びエンジン３の運転状態に応じて、上述した４つの制御入力Ｕｔｈ＿ＬＰ，Ｕｔｈ＿ＨＰ，Ｕｅｇｒ＿ＬＰ，Ｕｅｇｒ＿ＨＰをそれぞれ算出する。

ステップ２５又はステップ２９に続くステップ３０で、以上のように算出された４つの制御入力Ｕｔｈ＿ＬＰ，Ｕｔｈ＿ＨＰ，Ｕｅｇｒ＿ＬＰ，Ｕｅｇｒ＿ＨＰに対応する制御入力信号を２つのアクチュエータ６ｂ，９ｂ及び２つのＥＧＲ弁１１ｃ，１２ｃにそれぞれ供給することにより、２つの吸気絞り弁６ａ，９ａ及び２つのＥＧＲ弁１１ｃ，１２ｃを駆動する。その後、本処理を終了する。

以上のような弁制御処理において、Ｆ＿ＺＥＲＯ＝１でゼロ点学習用の弁制御処理を実行した場合、ステップ２２で、ＬＰ用吸気制御入力Ｕｔｈ＿ＬＰが所定の全閉用値Ｕｔｈ＿ＬＰ＿ｃｌｓに設定されることにより、ＬＰ用吸気絞り弁６ａが全閉状態に制御される。また、ステップ２３で、ＨＰ用吸気制御入力Ｕｔｈ＿ＨＰが値０に設定されることにより、制御入力信号がＨＰ用ＴＨアクチュエータ９ｂに供給されず、その結果、ＨＰ用吸気絞り弁９ａは、前述した初期開度に保持される。さらに、ステップ２４で、低圧ＥＧＲ制御入力Ｕｅｇｒ＿ＬＰが所定の全開用値Ｕｅｇｒ＿ＬＰ＿ｗｏｔに設定されることにより、低圧ＥＧＲ弁１１ｃが全開状態に制御される。これに加えて、ステップ２５で、高圧ＥＧＲ制御入力Ｕｅｇｒ＿ＨＰが値０に設定されることにより、制御入力信号が高圧ＥＧＲ弁１２ｃに供給されず、その結果、高圧ＥＧＲ弁１２ｃは全閉状態に保持される。

次に、図５を参照しながら、上記のようなゼロ点学習用の弁制御処理を実行した理由について説明する。同図は、所定条件下において、エンジン３をアイドル運転状態と運転停止状態とに交互に切り換えるとともに、エンジン停止以降におけるＬＰ用吸気絞り弁６ａの開度ＬＰ−ＴＨを段階的に変化させたときの、差圧の検出値ＤＰｓｅｎの測定結果を示している。この場合、所定条件とは、ゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏが値０に算出されており、差圧の検出値ＤＰｓｅｎが実際の差圧と等しい場合において、換気用のブロワによって排気通路１０の出口付近から排ガスを常に吸引しながら、低圧ＥＧＲ弁１１ｃを全開状態に、高圧ＥＧＲ弁１２ｃを全閉状態に、ＨＰ用吸気絞り弁９ａを初期開度にそれぞれ保持した状態にあることを意味する。

同図に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の間で、エンジン３を停止状態に保持し、かつＬＰ用吸気絞り弁６ａの開度ＬＰ−ＴＨを５０％に保持したときには、差圧の検出値ＤＰｓｅｎは値０からかなり離間した状態になっており、実際の差圧が値０から離間していることが判る。また、時刻ｔ３〜ｔ４の間で、エンジン３を停止状態に保持し、かつＬＰ用吸気絞り弁６ａの開度ＬＰ−ＴＨを２０％に保持したときには、差圧の検出値ＤＰｓｅｎすなわち実際の差圧は、開度ＬＰ−ＴＨを５０％に保持したときよりも値０に近づくことが判る。さらに、時刻ｔ５〜ｔ６の間で、エンジン３を停止状態に保持し、かつＬＰ用吸気絞り弁６ａの開度ＬＰ−ＴＨを０％に保持したとき、すなわち全閉状態に保持したときには、差圧の検出値ＤＰｓｅｎすなわち実際の差圧が値０付近に保持されていることが判る。

このように、エンジン停止状態において、低圧ＥＧＲ弁１１ｃを全開状態に、高圧ＥＧＲ弁１２ｃを全閉状態に、ＨＰ用吸気絞り弁９ａを初期開度にそれぞれ保持し、かつＬＰ用吸気絞り弁６ａを全閉状態に保持したときに、実際の差圧が値０付近に保持される状態となる。したがって、本実施形態の場合、差圧センサ２１のゼロ点学習処理を実行する際、ゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏを精度をよく算出するために、前述したステップ２２〜２５のゼロ点学習用の弁制御処理が実行される。

以上のように、本実施形態のゼロ点学習装置１によれば、図３のゼロ点学習処理において、イグニッション・スイッチ２２がＯＦＦ状態にある場合、又はアイドルストップ制御が実行されている場合で、エンジン回転数ＮＥが値０以下になったタイミングから所定時間が経過したときに、ゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏが算出される。すなわち、差圧センサ２１のゼロ点学習が実行される。この場合、ＮＥ≦０が成立したタイミングで、ゼロ点学習用制御フラグＦ＿ＺＥＲＯが「１」に設定されることにより、図４の弁制御処理において、ＬＰ用吸気絞り弁６ａが全閉状態に、ＨＰ用吸気絞り弁９ａが初期開度に、低圧ＥＧＲ弁１１ｃが全開状態に、高圧ＥＧＲ弁１２ｃが全閉状態に制御されるので、前述した図５に示すように、低圧ＥＧＲ弁１１ｃの上流側と下流側との間における実際の差圧を値０付近に保持することができ、それにより、差圧センサ２１のゼロ点学習を精度よく実行することができる。

さらに、エンジン回転数ＮＥが値０以下になったタイミングから所定時間が経過し、吸気通路５、排気通路１０及び低圧ＥＧＲ通路１１ａ内の圧力が安定したと推定されるタイミングチャートで、ゼロ点学習値ＤＰｚｅｒｏが算出されるので、その算出精度をさらに向上させることができる。これに加えて、ゼロ点学習用制御の実行中、制御入力信号をＨＰ用吸気絞り弁９ａ及び高圧ＥＧＲ弁１２ｃに供給する必要がないので、その分、消費電力を低減することができる。

なお、前述した実施形態は、本発明のゼロ点学習装置１を２つの吸気絞り弁機構６，９を備えたエンジン３に適用した例であるが、これらの吸気絞り弁機構６，９に加えて、図１に破線で示す排気絞り弁機構１４を備えたエンジンに適用してもよい。この排気絞り弁機構１４は、前述した吸気絞り弁機構６，９と同様のものであり、排気絞り弁１４ａ及びこれを駆動する排気ＴＨアクチュエータ１４ｂなどを備えている。この排気ＴＨアクチュエータ１４ｂは、モータに減速ギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。この排気絞り弁機構１４では、ＥＣＵ２からの制御入力信号によって、ＨＰ用ＴＨアクチュエータ１４ｂが駆動されることにより、排気絞り弁１４ａの開度が制御される。

このように構成した場合、ゼロ点学習処理は、前述した図３と同一の処理によって実行されるとともに、弁制御処理は、前述した図４の制御処理に代えて、図６に示すように実行される。この図６に示す弁制御処理を前述した図４の弁制御処理と比較すると明らかなように、ステップ４１〜４５，４７〜５０は、前述した図４のステップ２１〜２９と同一に構成されているので、以下、ステップ４６，５１，５２についてのみ説明する。

図６に示すように、ステップ４５に続くステップ４６で、排気制御入力Ｕｔｈ＿ＥＸを所定の全閉用値Ｕｔｈ＿ＥＸ＿ｃｌｓに設定する。

一方、ステップ５０に続くステップ５１で、車両の走行状態及びエンジン３の運転状態に応じて、排気制御入力Ｕｔｈ＿ＥＸを算出する。

ステップ４６又は５１に続くステップ５２で、以上のステップ４２〜４６又はステップ４７〜５１で算出された５つの制御入力Ｕｔｈ＿ＬＰ，Ｕｔｈ＿ＨＰ，Ｕｅｇｒ＿ＬＰ，Ｕｅｇｒ＿ＨＰ，Ｕｔｈ＿ＥＸに対応する制御入力信号を２つのアクチュエータ６ｂ，９ｂ、２つのＥＧＲ弁１１ｃ，１２ｃ及びアクチュエータ１４ｂにそれぞれ供給することにより、２つの吸気絞り弁６ａ，９ａ、２つのＥＧＲ弁１１ｃ，１２ｃ及び排気絞り弁１４ａを駆動する。その後、本処理を終了する。

以上のように図６の弁制御処理を実行した場合、Ｆ＿ＺＥＲＯ＝１でゼロ点学習用の弁制御処理を実行したときに、ステップ４２〜４５が実行されることで、前述したように、ＬＰ用吸気絞り弁６ａが全閉状態に制御され、ＨＰ用吸気絞り弁９ａが初期開度に保持され、低圧ＥＧＲ弁１１ｃが全開状態に制御されるとともに、高圧ＥＧＲ弁１２ｃが全閉状態に保持される。これに加えて、ステップ４６で、排気制御入力Ｕｔｈ＿ＥＸが所定の全閉用値Ｕｔｈ＿ＥＸ＿ｃｌｓに設定されることで、排気絞り弁１４ａが全閉状態に制御される。

その結果、ＬＰ用吸気絞り弁６ａによって吸気通路５が閉鎖され、かつ排気絞り弁１４ａによって排気通路１０が閉鎖されることで、前述した実施形態の場合と比べて、低圧ＥＧＲ弁１１ｃの上流側と下流側との間における実際の差圧をより確実に値０に近づけることができる。その結果、差圧検出装置のゼロ点学習の精度をさらに向上させることができる。

なお、エンジンが排気絞り弁機構１４を備えている場合、Ｆ＿ＺＥＲＯ＝１でゼロ点学習用の弁制御処理を実行するときに、上述した図６の弁制御処理のステップ２２において、制御入力Ｕｔｈ＿ＬＰを所定の全開用値に設定することで、ＬＰ用吸気絞り弁６ａを全開状態に制御したり、制御入力Ｕｔｈ＿ＬＰを値０に設定することで、ＬＰ用吸気絞り弁６ａを初期開度に保持したりしてもよい。このように制御した場合でも、排気絞り弁１４ａによって排気通路１０が閉鎖されることで、ＬＰ用吸気絞り弁６ａで吸気通路５を閉鎖した実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。特に、制御入力Ｕｔｈ＿ＬＰを値０に設定し、ＬＰ用吸気絞り弁６ａへの制御入力信号を供給しない場合には、その分、省電力化を図ることができる。

また、実施形態は、本発明のゼロ点学習装置をアイドルストップ制御を実行する車両に搭載された内燃機関の差圧検出装置に適用した例であるが、本発明のゼロ点学習装置はこれに限らず、各種の内燃機関の差圧検出装置に適用可能である。例えば、本発明のゼロ点学習装置を、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関の差圧検出装置や、アイドルストップ制御を実行しない通常の内燃機関の差圧検出装置に適用してもよい。その場合、アイドルストップ制御を実行しない通常の内燃機関の差圧検出装置に適用するときには、前述した図３のゼロ点学習処理において、ステップ２を省略すればよい。

さらに、実施形態は、差圧検出装置として、差圧センサ２１を用いた例であるが、本発明の差圧検出装置はこれに限らず、ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における差圧を検出するものであればよい。例えば、差圧検出装置として、ＥＧＲ弁をバイパスしてＥＧＲ通路のＥＧＲ弁の上流側と下流側の部分を連通する連通路と、この連通路に設けた検出部とを備え、この検出部によって、差圧を検出するタイプのものを用いてもよい。

一方、実施形態は、ゼロ点学習処理の実行中、第１ＥＧＲ弁としての低圧ＥＧＲ弁１１ｃを全開状態に制御した例であるが、ゼロ点学習を行う際の第１ＥＧＲ弁の開度はこれに限らず、ゼロ点学習を適切に行えるような開度であればよい。

また、実施形態は、ゼロ点学習処理の実行中、第２吸気絞り弁としてのＨＰ用吸気絞り弁９ａを初期開度に保持した例であるが、ゼロ点学習を行う際の第２吸気絞り弁の開度はこれに限らず、ゼロ点学習を適切に行えるような開度であればよい。例えば、ゼロ点学習を行う際、第２吸気絞り弁を全閉状態や全開状態に制御してもよい。

さらに、実施形態は、ゼロ点学習処理の実行中、第２ＥＧＲ弁としての高圧ＥＧＲ弁１２ｃを全閉状態に制御した例であるが、ゼロ点学習を行う際の第２ＥＧＲ弁の開度はこれに限らず、ゼロ点学習を適切に行えるような開度であればよい。例えば、ゼロ点学習を行う際、第２ＥＧＲ弁を開弁状態に制御してもよい。

一方、実施形態は、本発明のゼロ点学習装置を車両用の内燃機関の差圧検出装置に適用した例であるが、本発明のゼロ点学習装置は、これに限らず、船舶用の内燃機関などの他の産業機器用の内燃機関に設けられた差圧検出装置にも適用可能である。

１ ゼロ点学習装置
２ ＥＣＵ（制御手段、学習手段）
３ 内燃機関
５ 吸気通路
６ａ ＬＰ用吸気絞り弁（第１吸気絞り弁）
７ ターボチャージャ
７ａ コンプレッサ
７ｂ タービン
９ａ ＨＰ用吸気絞り弁（第２吸気絞り弁）
１０ 排気通路
１１ａ 低圧ＥＧＲ通路（第１ＥＧＲ通路）
１１ｃ 低圧ＥＧＲ弁（第１ＥＧＲ弁）
１２ａ 高圧ＥＧＲ通路（第２ＥＧＲ通路）
１２ｃ 高圧ＥＧＲ弁（第２ＥＧＲ弁）
１４ａ 排気絞り弁
２０ クランク角センサ（機関回転数検出手段）
２１ 差圧センサ（差圧検出装置）
２２ イグニッション・スイッチ
ＮＥ 機関回転数
ＤＰｅｇｒ 差圧
ＤＰｚｅｒｏ ゼロ点学習値

Claims (3)

1. 吸気通路のターボチャージャのコンプレッサよりも上流側の部位と排気通路のターボチャージャのタービンよりも下流側の部位との間に接続された第１ＥＧＲ通路と、当該第１ＥＧＲ通路を開閉する第１ＥＧＲ弁と、前記吸気通路の前記第１ＥＧＲ通路との接続部よりも上流側に設けられた第１吸気絞り弁及び前記排気通路の前記第１ＥＧＲ通路との接続部よりも下流側に設けられた排気絞り弁の少なくとも一方の弁である絞り弁と、前記吸気通路の前記ターボチャージャの前記コンプレッサよりも下流側に設けられた第２吸気絞り弁と、前記吸気通路の前記第２吸気絞り弁よりも下流側の部位と前記排気通路の前記ターボチャージャの前記タービンよりも上流側の部位との間に接続された第２ＥＧＲ通路と、当該第２ＥＧＲ通路を開閉する第２ＥＧＲ弁と、を有する内燃機関において、前記第１ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間における差圧を検出する差圧検出装置のゼロ点を学習する差圧検出装置のゼロ点学習装置であって、
   前記内燃機関が停止状態にあるときに、前記第１ＥＧＲ弁を開状態に制御し、前記絞り弁を全閉状態に制御し、前記第２吸気絞り弁を開状態に保持し、かつ前記第２ＥＧＲ弁を全閉状態に保持する制御手段と、
   前記内燃機関が停止状態にあり、前記第１ＥＧＲ弁が開状態に制御され、前記絞り弁が全閉状態に制御され、前記第２吸気絞り弁が開状態に保持され、かつ前記第２ＥＧＲ弁が全閉状態に保持されているときに、前記差圧検出装置のゼロ点を学習する学習手段と、
   を備えることを特徴とする差圧検出装置のゼロ点学習装置。
2. 前記内燃機関の回転数である機関回転数を検出する機関回転数検出手段をさらに備え、
   前記学習手段は、当該検出された機関回転数が値０になった以降に、前記差圧検出装置のゼロ点を学習することを特徴とする請求項１に記載の差圧検出装置のゼロ点学習装置。
3. ＯＮ／ＯＦＦの切り換えによって、前記内燃機関を起動／停止するイグニッション・スイッチをさらに備え、
   前記学習手段は、当該イグニッション・スイッチがＯＦＦされているときに、前記差圧検出装置のゼロ点を学習することを特徴とする請求項１又は２に記載の差圧検出装置のゼロ点学習装置。

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