JP6625889B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関制御装置に関し、特に、発電機等の汎用機や自動二輪車等の車両に適用される内燃機関制御装置に関する。

近年、発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両においては、キャブレタシステムでは今後より厳しくなる排気ガス規制に対応することが困難になるため、排気ガスの低減を目的として燃料噴射システムの採用が推進されている。しかしながら、発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両の販売価格は大型自動二輪車や四輪自動車等の車両の販売と比較して安価であるために、このような販売価格を考えた場合、キャブレタシステムと比較して高コストな燃料噴射システムをそのまま発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両に採用することは困難である。このため、発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両においては、燃料噴射システムに関する部品、特にセンサ類については、コストの低減が求められている。

ここで、例えば燃料噴射システムにおける温度センサは、内燃機関の暖機状態の検出のために用いられることが一般的である。具体的には、燃料噴射システムは、温度センサの出力に基づいて内燃機関の温度を算出し、このように算出した内燃機関の温度に基づいて内燃機関の暖機状態を検出して、点火時期及び燃料噴射の制御を行っている。このため、燃料噴射システムを採用する場合には、内燃機関に温度センサを装着する必要がある。更に、内燃機関に温度センサを設置する際には、配線用のワイヤやカプラを設置する必要がある上に、温度センサを設置する内燃機関の部位を加工する必要がある。この結果、販売価格における燃料噴射システムのコストの割合はキャブレタシステムのものと比較して高くなる。このため、特に発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両において燃料噴射システムを制御する内燃機関制御装置においては、コストダウンを目的として燃料噴射システムから温度センサを省略することが求められている。

かかる状況下で、特許文献１は、内燃機関１０の制御装置７０に関し、内燃機関１０又はその近傍に設けられた燃料噴射弁２９及びクランク角センサ６０と信号の入出力が可能であり、燃料噴射弁２９のコイル（インジェクタコイル）の抵抗値又はクランク角センサ６０の検出コイル（クランク角センサコイル）６１の抵抗値を検出して、このように検出した抵抗値に基づいて、内燃機関の温度を算出する構成を開示する。

特開２０１４−２０６１４４号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成のようにインジェクタコイルの抵抗値やクランク角センサコイルの抵抗値から内燃機関の温度を算出する場合に、外気温度等の内燃機関の雰囲気温度の影響によって内燃機関の温度を精度よく算出できない可能性が考えられる。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、簡素な構成で全体のコストを抑制しながら、内燃機関の雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度で内燃機関の温度を算出可能な内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、内燃機関搭載体に搭載された内燃機関の機能部品のコイル抵抗値から算出した温度に基づいて前記内燃機関の運転状態を制御する制御部を備えた内燃機関制御装置において、前記機能部品の前記温度に基づいて、前記内燃機関の運転状態を制御し、前記制御部は、所定の基準雰囲気温度において、前記機能部品の前記温度と、前記内燃機関の温度と、の関係を示す第１の基準相関特性、又は前記所定の基準雰囲気温度において、前記機能部品の前記温度及び前記内燃機関の雰囲気温度の差と、前記内燃機関の前記温度及び前記雰囲気温度の差と、の関係を示す第２の基準相関特性を用いて、前記第１の基準相関特性又は前記第２の基準相関特性を参照しながら、前記所定の基準雰囲気温度及び前記雰囲気温度の差に応じて、前記内燃機関の温度を算出することを第１の局面とする。

本発明は、第１の局面に加えて、前記制御部は、前記基準雰囲気温度から前記雰囲気温度を減算した差分温度を、前記制御部が取得した前記機能部品の前記温度に加算して加算
温度を算出し、前記加算温度に基づき前記第１の基準相関特性を参照して内燃機関基準温度を算出し、前記内燃機関基準温度から前記差分温度を減算して前記内燃機関の前記温度を算出することを第２の局面とする。

本発明は、第１の局面に加えて、前記制御部は、前記機能部品の前記温度から前記雰囲気温度を減算した機能部品差分温度に基づき前記第２の基準相関特性を参照して内燃機関差分温度を算出し、前記雰囲気温度に前記内燃機関差分温度を加算して前記内燃機関の前記温度を算出することを第３の局面とする。

本発明は、第１から第３の局面のいずれかに加えて、前記内燃機関の機能部品はインジェクタであり、前記機能部品の前記コイルは前記インジェクタのソレノイドを駆動するコイルであることを第４の局面とする。

本発明は、第１から第４の局面のいずれかに加えて、前記雰囲気温度は、前記内燃機関制御装置の筐体内に配置された温度検出素子により検出されることを第５の局面とする。

本発明の第１の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、所定の基準雰囲気温度において、機能部品の温度と、内燃機関の温度と、の関係を示す第１の基準相関特性、又は所定の基準雰囲気温度において、機能部品の温度及び雰囲気温度の差と、内燃機関の温度及び内燃機関の雰囲気温度の差と、の関係を示す第２の基準相関特性を用いて、第１の基準相関特性又は第２の基準相関特性を参照しながら、所定の基準雰囲気温度及び内燃機関の雰囲気温度の差に応じて、内燃機関の温度を算出するものであるため、単一の基準相関特性を用いた簡素な構成で全体のコストを抑制しながら、内燃機関の雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度で内燃機関の温度を算出することができる。

また、本発明の第２の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、基準雰囲気温度から雰囲気温度を減算した差分温度を、制御部が取得した機能部品の温度に加算して加算温度を算出し、加算温度に基づき第１の基準相関特性を参照して内燃機関基準温度を算出し、内燃機関基準温度から差分温度を減算して内燃機関の温度を算出するものであるため、単一の基準相関特性である第１の基準相関特性を用いた簡素な構成で全体のコストを抑制しながら、内燃機関の雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度で内燃機関の温度を確実に算出することができる。

また、本発明の第３の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、機能部品の温度から雰囲気温度を減算した機能部品差分温度に基づき第２の基準相関特性を参照して内燃機関差分温度を算出し、雰囲気温度に内燃機関差分温度を加算して内燃機関の温度を算出するものであるため、単一の基準相関特性である第２の基準相関特性を用いた簡素な構成で全体のコストを抑制しながら、内燃機関の雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度で内燃機関の温度を確実に算出することができる。

また、本発明の第４の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、内燃機関の機能部品がインジェクタであり、機能部品のコイルがインジェクタのソレノイドを駆動するコイルであるものであるため、インジェクタの既存の構成部品を利用して全体のコストを抑制しな
がら、内燃機関の雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度で内燃機関の温度を確実に算出することができる。

また、本発明の第５の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、雰囲気温度が、内燃機関制御装置の筐体内に配置された温度検出素子により検出されるものであるため、内燃機関制御装置の筐体内に温度検出素子を付加するだけの簡素な構成で全体のコストを抑制しながら、内燃機関の雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度で内燃機関の温度を確実に算出することができる。

図１（ａ）は、本発明の実施形態における内燃機関制御装置の構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のインジェクタの構成を示す模式図である。 図２（ａ）は、本実施形態における内燃機関制御装置が呈する複数の第１の相関特性曲線を代表的に示す図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、本実施形態における内燃機関制御装置が参照する第１の基準相関特性曲線を示す図である。 図３は、本実施形態における内燃機関制御装置のエンジン温度算出処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、本実施形態における内燃機関制御装置のエンジン温度算出処理の変形例において参照する第２の基準相関特性曲線を示す模式図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関制御装置につき、詳細に説明する。
〔内燃機関制御装置の構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態における内燃機関制御装置の構成について説明する。本実施形態における内燃機関制御装置は、典型的には、発電機等の汎用機や自動二輪車等の車両といった内燃機関搭載体に好適に搭載されるものであるが、以下、説明の便宜上、かかる内燃機関制御装置は、自動二輪車等の車両に搭載されるものとして説明する。

図１（ａ）は、本実施形態における内燃機関制御装置の構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のインジェクタの構成を示す模式図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態における内燃機関制御装置１は、いずれも図示を省略する車両に搭載されたガソリンエンジン等の内燃機関であるエンジンの機能部品の温度に基づいてエンジンの運転状態を制御するものであり、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）１０を備えている。

ＥＣＵ１０は、車両に搭載されたバッテリＢからの電力を利用して動作するものであり、波形整形回路１１、サーミスタ素子１２（温度検出素子）、Ａ／Ｄ変換機１３、点火回路１４、駆動回路１５、抵抗値検出回路１６、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１７、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１８、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１９、タイマ２０、及び中央処理ユニット（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）２１を備えている。かかるＥＣＵ１０の各構成要素は、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ内に収容される。また、典型的には、ＥＣＵ１０及びエンジンは、それらの周囲が外気に触れており、かつ、ＥＣＵ１０は、エンジンの放射熱及びエンジンからの伝熱の影響を受けないようにそれから離間して配置されるものである。

波形整形回路１１は、クランク角センサ２から出力されたエンジンのクランクシャフト３の回転角に対応するクランクパルス信号を整形してデジタルパルス信号を生成する。波形整形回路１１は、このように生成したデジタルパルス信号をＣＰＵ２１に出力する。

サーミスタ素子１２は、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ内において、典型的には点火回路１４である発熱素子から離間してＥＣＵ１０の雰囲気側の位置（例えば、筐体１０ａへの距離が数ミリメータ程度である筐体１０ａに近接した位置）に配置されたチップサーミスタであり、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ外の周囲の大気温度である雰囲気温度（外気温）を検出する。具体的には、サーミスタ素子１２は、その雰囲気温度に対応した電気抵抗値を呈して、その電気抵抗値に応じた電圧を示す電気信号をＡ／Ｄ変換機１３に出力する。なお、かかる電気信号を出力可能なものであれば、サーミスタ素子１２を熱電対等の他の温度センサに代替してもよい。なお、サーミスタ素子１２が検出する温度は、エンジンの周囲の大気温度である雰囲気温度（外気温）に等しいものである。なお、サーミスタ素子１２はＥＣＵ１０の他の構成要素と同様に図示しない回路基板に配置されるため、別途配線を設けて、これを介してサーミスタ素子１２を電気的に接続する必要がない。

Ａ／Ｄ変換機１３は、スロットル開度センサ４から出力されたエンジンのスロットルバルブの開度を示す電気信号、酸素センサ５から出力されたエンジンに吸気される大気中の酸素濃度を示す電気信号、及びサーミスタ素子１２から出力された雰囲気温度を示す電気信号を、アナログ形態からデジタル形態に各々変換する。Ａ／Ｄ変換機１３は、このようにデジタル形態に変換したこれらの電気信号をＣＰＵ２１に出力する。

点火回路１４は、ＣＰＵ２１からの制御信号に従ってオン／オフ制御されるトランジスタ等のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子がオン／オフ動作することによって、図示を省略する点火プラグを介してエンジン内の燃料及び空気の混合気に点火するための２次電圧を発生する点火コイル６の動作を制御する。また、点火回路１４は、典型的には半導体素子であるドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、筐体１０ａ内で発熱量が最も大きい構成要素である。

駆動回路１５は、ＣＰＵ２１からの制御信号に従ってオン／オフ制御されるトランジスタ等のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子がオン／オフ動作することによって、エンジンに燃料を供給するインジェクタ７のコイル７ａの通電／非通電状態を切り換える。ここで、インジェクタ７は、エンジンの図示を省略する吸気管やシリンダヘッドに装着され、エンジンから生じる熱が伝熱される。また、特に図１（ｂ）に示すように、インジェクタ７のコイル７ａの等価回路７ｂは、インダクタンス成分Ｌと電気抵抗成分Ｒとから成る直列回路で表される。かかるコイル７ａは、インジェクタ７のソレノイド７ｃを電気的に駆動するための構成部品であり、コイル７ａの通電状態においてソレノイド７ｃが動作することにより、インジェクタ７から燃料が噴出されるものである。

抵抗値検出回路１６は、インジェクタ７のコイル７ａの電気抵抗成分に依存して変動する物理量である電気抵抗値（抵抗値）を測定し、このように測定した抵抗値を示す電気信号をＣＰＵ２１に出力する。

ＥＥＰＲＯＭ１７は、燃料噴射量学習値やスロットル基準位置学習値といった各種学習値に関するデータ等を記憶する。なお、このような各種学習値に関するデータ等を記憶可能なものであれば、ＥＥＰＲＯＭ１７をデータフラッシュ等の他の記憶媒体に代替してもよい。

ＲＯＭ１８は、不揮発性の記憶装置によって構成され、後述するエンジン温度算出処理用等の制御プログラム、及びエンジン温度算出処理で用いられるインジェクタ温度テーブルに関するデータやエンジン温度テーブルに関するデータ等の各種制御データを格納している。

ＲＡＭ１９は、揮発性の記憶装置によって構成され、ＣＰＵ２１のワーキングエリアとして機能する。

タイマ２０は、ＣＰＵ２１からの制御信号に従って計時処理を実行する。

ＣＰＵ２１は、ＥＣＵ１０全体の動作を制御する。本実施形態では、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ１８内に格納されているエンジン温度算出処理用の制御プログラムを実行することにより、インジェクタ７のコイル７ａの抵抗値に対応するインジェクタ温度をエンジンの温度（エンジン温度）として算出し、このように算出したエンジン温度に基づいて点火回路１４及び駆動回路１５を制御することによって、エンジンの運転状態を制御する。なお、エンジンの機能部品の温度としては、その測定の簡便性等の観点からインジェクタ温度が好適な例として挙げられるが、エンジンの機能部品としては、エンジン温度に対応した抵抗値が測定できるものであればその他の機能備品を用いることができ、その機能備品の温度を、エンジンの機能部品の温度として用いてもよい。また、インジェクタ温度が相関を有するエンジン温度を取得する際には、エンジンの点火プラグ座の温度が実際のエンジン内部の温度に近いことを考慮して、エンジンの点火プラグ座の温度を実測し、これをエンジン温度とし取得することが簡便である。

このような構成を有する内燃機関制御装置１は、以下に示すエンジン温度算出処理を実行することによって、簡素な構成で全体のコストを抑制しながら、エンジンの雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度でエンジンの温度を算出する。以下、図２及び図３をも参照して、本実施形態におけるエンジン温度算出処理を実行する際の内燃機関制御装置１の動作について、より具体的に説明する。
〔エンジン温度算出処理〕
図２（ａ）は、本実施形態における内燃機関制御装置１のインジェクタ温度が呈する複数の第１の相関特性曲線を代表的に示す図である。

まず、図２（ａ）に示すように、本発明者は、エンジンの機能部品であるインジェクタ７の温度（インジェクタ温度）Ｔｉｎｊ（横軸）の値とインジェクタ７が装着されたエンジンの温度（エンジン温度）Ｔｅｎｇ（縦軸）の値との関係を規定する複数の相関特性曲線（第１の相関特性曲線）を計測してそれらの間の関係について検討したところ、以下の知見を得た。なお、かかる複数の第１の相関特性曲線は、エンジンの作動開始時点の雰囲気温度が異なる環境にて、エンジンの同一の運転条件で計測されたものである。また、かかる複数の第１の相関特性曲線としては、代表的に４種類の第１の相関特性曲線Ｃ１からＣ４を例示している。また、かかる複数の第１の相関特性曲線は、エンジンの運転状態を異ならせても同様に得られるものであった。

つまり、本発明者の検討によれば、各々の第１の相関特性曲線Ｃ１からＣ４において、インジェクタ温度Ｔｉｎｊの初期値（エンジンの作動開始時点のインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値）とエンジン温度Ｔｅｎｇの初期値（エンジンの作動開始時点のエンジン温度Ｔｅｎｇの値）とは等しく、これらはインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値及びエンジン温度Ｔｅｎｇの値が各々最も小さな値を示す初期座標点（エンジンの作動開始時点の座標点）を規定しており、かつ、エンジンが作動してその運転状態が継続することに伴って、各々の第１の相関特性曲線Ｃ１からＣ４は、それらの初期座標点からインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値が増加していくことに伴いエンジン温度Ｔｅｎｇの値が共に非線形に増加していくプロファイルが互いに同一である相関特性を呈することが判明した。なお、各々の第１の相関特性曲線Ｃ１からＣ４のプロファイルが互いに同一であるという意味は、エンジンが作動してその運転状態が継続する際に、これらが実用上同一（実質同一）なものとして取り扱えるという意味である。

ここで、各々の第１の相関特性曲線Ｃ１からＣ４の初期座標点で、インジェクタ温度Ｔｉｎｊの初期値とエンジン温度Ｔｅｎｇの初期値とが等しくなる理由は、エンジンの作動開始時点においてはエンジンの燃焼が開始する時点であり、その発熱によるエンジン及びインジェクタの温度上昇が生じていないため、これらの初期値が共にエンジンの作動開始時点のその雰囲気温度に等しくなるためである。また、各々の第１の相関特性曲線Ｃ１からＣ４の初期座標点では、サーミスタ素子１２が検出する検出温度（サーミスタ温度Ｔｔｈｒ）が、インジェクタ温度Ｔｉｎｊの初期値及びエンジン温度Ｔｅｎｇの初期値と等しくなり、これらはその際のエンジンの雰囲気温度に等しいものである。つまり、図２（ａ）に示すように、各々の第１の相関特性曲線Ｃ１からＣ４において、インジェクタ温度Ｔｉｎｊの初期値は、サーミスタ温度Ｔｔｈｒの初期値に等しい値であって、このようにサーミスタ温度Ｔｔｈｒの初期値に等しいインジェクタ温度Ｔｉｎｊの初期値とエンジン温度Ｔｅｎｇの初期値とが、それらの初期座標点ｃ１からｃ４を成すことになる。

更に、エンジンの作動が開始されると、エンジンの発熱によりエンジン温度Ｔｅｎｇが上昇すると共に、エンジンの発した熱がエンジンの金属製等の構成要素を介し伝熱してインジェクタ温度Ｔｉｎｊが上昇する。ここで、各々の第１の相関特性曲線Ｃ１からＣ４において、エンジンが作動してその運転状態が継続することに伴って、それらの初期座標点からインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値及びエンジン温度Ｔｅｎｇの値が共に増加していくプロファイルが、エンジンの運転条件によらず、互いに同一である相関特性を呈する理由は、エンジンの運転条件が互いに異なることに起因してエンジンの発熱状態が異なったとしても、エンジンの発熱によりエンジン温度Ｔｅｎｇが上昇する経時変化の状態と、エンジンの発した熱が伝熱してインジェクタ温度Ｔｉｎｊが上昇する経時変化の状態と、の間の関係が、互いに等しくなるためである。

具体的には、図２（ａ）に示すように、インジェクタ温度Ｔｉｎｊがその初期値の−１０℃から上昇する際の第１の相関特性曲線Ｃ１、インジェクタ温度Ｔｉｎｊがその初期値の０℃から上昇する際の第１の相関特性曲線Ｃ２、インジェクタ温度Ｔｉｎｊがその初期値の２５℃から上昇する際の第１の相関特性曲線Ｃ３、及びインジェクタ温度Ｔｉｎｊがその初期値の４０℃から上昇する際の第１の相関特性曲線Ｃ４間の相互の関係について代表的に観察すると、これらは、各々の初期座標点ｃ１からｃ４を起点とし、エンジンの作動開始後に生じる熱がエンジン温度Ｔｅｎｇを上昇させると共にインジェクタ７のコイル７ａに伝熱されることに起因して、インジェクタ温度Ｔｉｎｊが上昇することに伴ってエンジン温度Ｔｅｎｇが非線形に上昇するような実質同一なプロファイルを示している。

つまり、第１の相関特性曲線Ｃ２は、第１の相関特性曲線Ｃ１から横軸及び縦軸において各々１０℃程正方向に平行移動しており、第１の相関特性曲線Ｃ３は、第１の相関特性曲線Ｃ１から横軸及び縦軸において各々３５℃程正方向に平行移動しており、第１の相関特性曲線Ｃ４は、第１の相関特性曲線Ｃ１から横軸及び縦軸において各々５０℃程正方向に平行移動していることが分かる。また、かかる傾向は、第１の相関特性曲線Ｃ２、第１の相関特性曲線Ｃ３、及び第１の相関特性曲線Ｃ４間においても同様であり、かつ第１の相関特性曲線Ｃ３、及び第１の相関特性曲線Ｃ４間においても同様であることが分かる。なお、本実施形態における各特性曲線は、その各々の値を順にプロットしてそれらを滑らかに繋いだものとして示しているが、エンジン温度算出処理では、かかる特性曲線は、数式として取り扱われてもよいし、データ値の集合として取り扱われてもよい。

以上の本発明者による検討結果から、複数の第１の相関特性曲線においては、各々の初期座標点が相違するのみで各々のプロファイルは実質同一なものであることが判明したので、エンジン温度算出処理においては、複数の第１の相関特性曲線を取り扱うことなく、エンジンの作動開始時点のその雰囲気温度の相違を考慮しながら、所定の基準雰囲気温度を初期座標点とする代表的な第１の相関特性曲線を単一の第１の基準相関特性曲線として用いれば足りることが分かる。

図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、本実施形態における内燃機関制御装置１が参照する第１の基準相関特性曲線を示す図である。

ここで、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、エンジン温度Ｔｅｎｇを算出する際には、まず、所定の基準雰囲気温度に相当するサーミスタ基準温度Ｔｔｈｒｒ（図中では一例として２５℃に設定）において、インジェクタ温度Ｔｉｎｊ（横軸）とエンジン温度Ｔｅｎｇ（縦軸）との関係を規定する第１の基準相関特性曲線Ｃｒ１を予め与えておく。この際、インジェクタ温度Ｔｉｎｊの初期値は、サーミスタ温度Ｔｔｈｒの初期値に対応する値であり、インジェクタ温度Ｔｉｎｊの基準温度であるインジェクタ基準温度Ｔｉｎｊｒの初期値は、サーミスタ温度Ｔｔｈｒの基準温度であるサーミスタ基準温度Ｔｔｈｒｒに相当する値である。

ついで、図２（ｂ）に示すように、サーミスタ基準温度Ｔｔｈｒｒからサーミスタ温度Ｔｔｈｒを減算した減算値（Ｔｔｈｒｒ−Ｔｔｈｒ）を差分温度ΔＴとして、インジェクタ温度Ｔｉｎｊに差分温度ΔＴを加算した加算温度（Ｔｉｎｊ＋ΔＴ）を算出し、第１の基準相関特性曲線を示すテーブルデータ（エンジン温度テーブルのデータ）の検索により、加算温度（Ｔｉｎｊ＋ΔＴ）の値に対応するエンジン温度Ｔｅｎｇの値をエンジン基準温度Ｔｅｎｇｒの値として求める。具体的には、図２（ｂ）に示すように、サーミスタ温度Ｔｔｈｒの初期値を一例として−１０℃とすると、インジェクタ温度Ｔｉｎｊがその初期値の−１０℃から１０℃に上昇する際に、エンジン基準温度Ｔｅｎｇｒは、その初期値の２５℃から１４０℃に上昇することが分かる。

そして、図２（ｃ）に示すように、エンジン基準温度Ｔｅｎｇｒから差分温度ΔＴを減算した減算値（Ｔｅｎｇｒ−ΔＴ）を算出して、この減算値（Ｔｅｎｇｒ−ΔＴ）をエンジン温度Ｔｅｎｇとして、エンジン温度Ｔｅｎｇを算出する。具体的には、図２（ｃ）に示すように、加算温度（Ｔｉｎｊ＋ΔＴ）がその初期値の２５℃から４５℃に上昇する際に、つまりインジェクタ温度Ｔｉｎｊがその初期値（サーミスタ温度Ｔｔｈｒの初期値に等しい）の−１０℃から１０℃に上昇する際に、エンジン温度Ｔｅｎｇは、その初期値の−１０℃から１０５℃に上昇することが分かる。一方で、かかるテーブルデータの検索時にこのように差分温度ΔＴを反映しなければ、エンジン温度Ｔｅｎｇは、その初期値の−１０℃から１０℃に上昇することとなって、実際のエンジン温度Ｔｅｎｇの振る舞いから乖離してしまうことが分かる。

つまり、ＣＰＵ２１が、単一の基準相関特性を用いて、より詳しくは第１の基準相関特性曲線Ｃｒ１を用いて、制御データを簡素化して、雰囲気温度の相違による不要な影響を排した実用上の精度のよいエンジン温度Ｔｅｎｇを算出することができる。これにより、エンジン温度を検出する温度センサを省略することができ、キャブレタシステムを燃料噴射システムに簡便に置換することが可能となる。

次に、図３を参照して、以上の考えに基づく本実施形態におけるエンジン温度算出処理の具体的な流れについて詳しく説明する。

図３は、本実施形態における内燃機関制御装置１のエンジン温度算出処理の流れを示すフローチャートである。

図３に示すフローチャートは、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられてＣＰＵ２１が稼働したタイミングで開始となり、エンジン温度算出処理はステップＳ１の処理に進む。かかるエンジン温度算出処理は、車両のイグニッションスイッチがオン状態でＣＰＵ２１が稼働している間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、ＣＰＵ２１が、抵抗値検出回路１６を介してインジェクタ７の抵抗値（ＩＮＪ抵抗値）を検出し、インジェクタ７の抵抗値とインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値との関係を示すインジェクタ温度テーブルから、検出されたインジェクタ７の抵抗値に対応するインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値を検索する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、エンジン温度算出処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、ＣＰＵ２１が、サーミスタ素子１２を介してエンジンの雰囲気温度（サーミスタ温度Ｔｔｈｒ）を検出する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、エンジン温度算出処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、ＣＰＵ２１が、所定の基準雰囲気温度（サーミスタ基準温度Ｔｔｈｒｒ）からステップＳ２の処理において検出されたエンジンの雰囲気温度（サーミスタ温度Ｔｔｈｒ）を減算した減算値（差分温度ΔＴ）をエンジン温度オフセット量として算出する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、エンジン温度算出処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、ＣＰＵ２１が、ステップＳ１の処理において検索されたインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値にステップＳ３の処理において算出されたエンジン温度オフセット量ΔＴを加算した値をインジェクタ温度検索値（Ｔｉｎｊ＋ΔＴ）として算出する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、エンジン温度算出処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、ＣＰＵ２１は、第１の基準相関特性曲線を示すエンジン温度テーブルデータの検索により、インジェクタ温度検索値（Ｔｉｎｊ＋ΔＴ）に対応するエンジン温度Ｔｅｎｇの値をエンジン基準温度Ｔｅｎｇｒの値として求める。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、エンジン温度算出処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、ＣＰＵ２１が、ステップＳ４の処理において検索されたエンジン基準温度Ｔｅｎｇｒの値からステップＳ３の処理において算出されたエンジン温度オフセット量を減算した減算値をエンジン温度Ｔｅｎｇとして算出する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、今回の一連のエンジン温度算出処理は終了する。

さて、本実施形態における内燃機関制御装置１のエンジン温度算出処理には種々の変形例が考えられる。以下、図４をも参照して、かかるエンジン温度算出処理の変形例について詳しく説明する。
〔変形例〕
図４は、本実施形態における内燃機関制御装置１のエンジン温度算出処理の変形例において参照する第２の基準相関特性曲線を示す模式図である。

図４に示すように、エンジン温度Ｔｅｎｇを算出する際、原理的には、第１の相関特性曲線に代えて、図示のように、第１の相関特性曲線に関し、その横軸ＴｉｎｊをＴｉｎｊ−Ｔｔｈｒ、及びその縦軸ＴｅｎｇをＴｅｎｇ−Ｔｔｈｒに各々変換した直交座標系、つまり第１の相関特性曲線が規定される直交座標系をこのように変換した直交座標系で規定される第２の相関特性曲線を用いてもよい。ここで、図４に示すように、まず、サーミスタ基準温度Ｔｔｈｒｒにおいて、インジェクタ温度Ｔｉｎｊからサーミスタ温度Ｔｔｈｒを減算したインジェクタ差分温度ΔＴｉｎｊと、エンジン温度Ｔｅｎｇからサーミスタ温度Ｔｔｈｒを減算したエンジン差分温度ΔＴｅｎｇと、の関係を規定する第２の基準相関特性曲線Ｃｒ２が予め与えられる。

ついで、ＣＰＵ２１が、インジェクタ温度Ｔｉｎｊからサーミスタ温度Ｔｔｈｒを減算した差分温度（Ｔｉｎｊ−Ｔｔｈｒ）を算出し、この差分温度（Ｔｉｎｊ−Ｔｔｈｒ）をインジェクタ差分温度ΔＴｉｎｊとすると共に、第２の基準相関特性曲線Ｃｒ２を示すエンジン温度テーブルデータの検索により、インジェクタ差分温度ΔＴｉｎｊの値に対応するエンジン差分温度ΔＴｅｎｇの値を求める。

そして、ＣＰＵ２１が、エンジン差分温度ΔＴｅｎｇにサーミスタ温度Ｔｔｈｒを加算した加算温度（ΔＴｅｎｇ＋Ｔｔｈｒ）を算出し、この加算温度（ΔＴｅｎｇ＋Ｔｔｈｒ）をエンジン温度Ｔｅｎｇとして、エンジン温度Ｔｅｎｇの値を算出する。

つまり、ＣＰＵ２１が、単一の基準相関特性を用いて、より詳しくは単一の第２の基準相関特性曲線Ｃｒ２を用いて、制御データを簡素化して、雰囲気温度の相違による不要な影響を排した実用上の精度のよいエンジン温度Ｔｅｎｇを算出することができる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態におけるエンジン温度算出処理では、ＣＰＵ２１が、エンジンの雰囲気温度を反映しながらインジェクタ７の温度を算出し、インジェクタ７の温度に基づいて、エンジンの運転状態を制御するので、簡素な構成で全体のコストを抑制しながら、エンジンの雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度でエンジンの温度を算出することができる。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

例えば、実施形態では、全条件領域において基準相関特性を一つだけで対応させているが、これに限定するものではなく、例えば、エンジンの負荷状態や回転数の領域に応じた複数の基準相関特性を用いてもよい。

また、本実施形態では、インジェクタ温度に対応するエンジン温度として、エンジンの点火プラグ座の温度を用いているが、これに限定するものではなく、例えば、エンジン冷却水温やシリンダー壁温等を用いてもよい。

また、本実施形態の構成は、単気筒エンジンのみならず多気筒エンジンに用いてもよい。その場合には、多気筒エンジンの各気筒のインジェクタのコイル抵抗値からその気筒の温度を推定し、各気筒の温度に合わせてその気筒の燃料噴射量等を制御することができる。

以上のように、本発明は、簡素な構成で全体のコストを抑制しながら、内燃機関の雰囲気温度の相違による不要な影響を排除した態様で、実用上充分な精度で内燃機関の温度を算出可能な内燃機関制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から発電機等の汎用機や自動二輪車等の車両の内燃機関制御装置に広く適用され得るものと期待される。

１…内燃機関制御装置
２…クランク角センサ
３…クランクシャフト
４…スロットル開度センサ
５…酸素センサ
６…点火コイル
７…インジェクタ
７ａ…コイル
７ｂ…コイルの等価回路
７ｃ…ソレノイド
１０…ＥＣＵ
１０ａ…筐体
１１…波形整形回路
１２…サーミスタ素子
１３…Ａ／Ｄ変換機
１４…点火回路
１５…駆動回路
１６…抵抗値検出回路
１７…ＥＥＰＲＯＭ
１８…ＲＯＭ
１９…ＲＡＭ
２０…タイマ
２１…ＣＰＵ
Ｂ…バッテリ

Claims (5)

1. 内燃機関搭載体に搭載された内燃機関の機能部品のコイルの抵抗値から算出した温度に基づいて前記内燃機関の運転状態を制御する制御部を備えた内燃機関制御装置において、
   前記制御部は、所定の基準雰囲気温度において、前記機能部品の前記温度と、前記内燃機関の温度と、の関係を示す第１の基準相関特性、又は前記所定の基準雰囲気温度において、前記機能部品の前記温度及び前記内燃機関の雰囲気温度の差と、前記内燃機関の前記温度及び前記雰囲気温度の差と、の関係を示す第２の基準相関特性を用いて、
   前記第１の基準相関特性又は前記第２の基準相関特性を参照しながら、前記所定の基準雰囲気温度及び前記雰囲気温度の差に応じて、前記内燃機関の温度を算出することを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 前記制御部は、前記所定の基準雰囲気温度から前記雰囲気温度を減算した差分温度を、前記制御部が取得した前記機能部品の前記温度に加算して加算温度を算出し、前記加算温度に基づき前記第１の基準相関特性を参照して内燃機関基準温度を算出し、前記内燃機関基準温度から前記差分温度を減算して前記内燃機関の前記温度を算出す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. 前記制御部は、前記機能部品の前記温度から前記雰囲気温度を減算した機能部品差分温度に基づき前記第２の基準相関特性を参照して内燃機関差分温度を算出し、前記雰囲気温度に前記内燃機関差分温度を加算して前記内燃機関の前記温度を算出す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. 前記内燃機関の機能部品はインジェクタであり、前記機能部品の前記コイルは前記インジェクタのソレノイドを駆動するコイルであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関制御装置。
5. 前記雰囲気温度は、前記内燃機関制御装置の筐体内に配置された温度検出素子により検出されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関制御装置。

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