JP6762219B2

JP6762219B2 - 内燃機関制御装置

Info

Publication number: JP6762219B2
Application number: JP2016243229A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　亮; 亮佐々木; 隆広加島
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: WO2018110229A1; JP2018096318A

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、内燃機関の運転中の理想的な空燃比を実現するため、内燃機関の排気通路に設けた酸素濃度センサ（Ｏ_２センサ）のセンサ出力に基づいて内燃機関の空燃比制御が実行されている。

このような状況下で、特許文献１は、多気筒エンジンの空燃比制御装置に関し、内燃機関の温度を検出する温度センサ等の各種センサを備えた構成により内燃機関の空燃比制御を実行することを開示している。

特開２００８−０６４０４９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記載の構成では、内燃機関の温度を検出する温度センサ等の各種センサが設けられているために、燃料噴射システムの構成が煩雑になる。

ここで、本発明者の検討によれば、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。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と比較して高くなる傾向にある。

つまり、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現状にある。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、内燃機関の温度を検出する温度センサを省略した簡便な構成で、内燃機関の空燃比制御を適切に開始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、車両に搭載された内燃機関の排気通路に設けた酸素濃度センサのセンサ出力に基づいて前記内燃機関の空燃比制御を実行することにより前記内燃機関の運転状態を制御する制御部を備えると共に、前記制御部は、更に、前記内燃機関の燃料噴射に関連する機能部品から算出した温度から前記内燃機関の温度を算出する内燃機関制御装置において、前記制御部は、前記内燃機関が始動したか否かを判定する始動判定部と、前記始動判定部が前記内燃機関を始動したことを判定した場合に、前記内燃機関の燃料噴射時間を積算する燃料噴射時間積算部と、を備え、前記内燃機関の前記温度が所定温度以上であるという温度条件及び前記燃料噴射時間積算部により前記内燃機関の燃料噴射時間が積算された値である燃料噴射時間積算値が所定時間以上であるという積算時間条件の少なくとも１つを満たしたときに、前記空燃比制御を開始するものであり、前記制御部は、前記内燃機関の冷間始動時には、前記燃料噴射時間積算値が前記積算時間条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始し、前記内燃機関の温間始動時又は熱間始動時には、前記内燃機関の前記温度が前記温度条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始することを第１の局面とする。

本発明は、第１の局面に加えて、前記機能部品は、前記内燃機関の上流側に設けられるインジェクタであると共に、前記制御部は、前記インジェクタのコイル抵抗値を用い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又は第２の局面に加えて、前記制御部は、前記内燃機関の前記温度が前記温度条件を満たしていないときには、前記燃料噴射時間積算値が前記積算時間条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始することを第３の局面とする。

本発明は、第１から第３のいずれかの局面に加えて、前記制御部は、前記燃料噴射時間積算値から燃料噴射積算量を算出し、前記積算時間条件に代えて前記燃料噴射積算量が所定量以上であるという積算量条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始することを第４の局面とする。

本発明は、第１から第３のいずれかの局面に加えて、前記制御部は、前記温度条件及び前記積算時間条件の少なくとも１つを満たしたときであって、かつ、前記温度条件及び前記積算時間条件以外の前記空燃比制御に関する所定の条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始することを第４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、内燃機関の燃料噴射に関連する機能部品から算出した温度である内燃機関の温度が所定温度以上であるという温度条件及び燃料噴射時間積算部により内燃機関の燃料噴射時間が積算された値である燃料噴射時間積算値が所定時間以上であるという積算時間条件の少なくとも１つを満たしたときに、空燃比制御を開始するものであるため、内燃機関の温度を検出する温度センサを省略した簡便な構成において、内燃機関の温度の算出時に外乱やばらつき等の原因により、内燃機関の温度が低く算出された場合であっても、空燃比制御の開始が不要に遅れることを回避することができるため、内燃機関の空燃比制御を適切に開始することができる。更に、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、内燃機関の冷間始動時には、燃料噴射時間積算値が積算時間条件を満たしたときに、空燃比制御を開始し、内燃機関の温間始動時又は熱間始動時には、内燃機関の温度が温度条件を満たしたときに、空燃比制御を開始するものであるため、算出された内燃機関の温度が実温度と剥離して実温度よりも低い温度を示す場合であっても、空燃比制御の開始が不要に遅れることを回避することができる。

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、機能部品が、内燃機関の上流側に設けられるインジェクタであると共に、制御部が、インジェクタのコイル抵抗値を用いて内燃機関の温度を算出するものであるため、内燃機関の温度を実用的な精度で推定することができる。

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、内燃機関の温度が温度条件を満たしていないときには、燃料噴射時間積算値が積算時間条件を満たしたときに、空燃比制御を開始するものであるため、算出された内燃機関の温度が実温度と剥離して実温度よりも低い温度を示す場合であっても、空燃比制御の開始が不要に遅れることを回避することができる。

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うに、制御部が、燃料噴射時間積算値から燃料噴射積算量を算出し、積算時間条件に代えて燃料噴射積算量が所定値以上であるという積算量条件を満たしたときに、空燃比制御を開始するものであってもよく、かかる構成でも、第１の局面と同様の効果を奏することができる。

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、制御部が、温度条件及び積算時間条件の少なくとも１つを満たしたときであって、かつ、温度条件及び積算時間
条件以外の空燃比制御に関する所定の条件を満たしたときに、空燃比制御を開始するものであるため、内燃機関にとって空燃比制御が必要なタイミングをより正確に判断してより適切に空燃比制御を実行することができる。

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は、本実施形態における内燃機関制御装置の燃料消費量算出処理の流れを示すフローチャートである。図３は、本実施形態における内燃機関制御装置のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断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変形例の内燃機関制御装置のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理の流れを示すフローチャートである。

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（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：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（温度検出素子）１２、Ａ／Ｄ変換器１３、点火回路１４、駆動回路１５、抵抗値検出回路１６、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１７、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１８、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１９、タイマ２０、及び中央処理ユニット（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：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変換器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。また、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変換器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、酸素濃度センサ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変換器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（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）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のソレノイドバルブ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バルブ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）をインジェクタ７の抵抗値として測定し、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、詳細は後述する燃料消費量算出処理用やＯ_２Ｆ／Ｂ（フィードバック）実施判断処理用等の制御プログラム、及び燃料消費量算出処理やＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理において用いられるデータ（後述する燃料消費量変換値、インジェクタ温度テーブル、及びエンジン温度テーブルデータ等）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。また、この際、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ１８内に格納されている燃料消費量算出処理用やＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理用等の制御プログラムを実行することにより、始動判定部２１ａ及び燃料噴射時間積算部２１ｂとして機能する。これら各部の機能の詳細については後述するが、始動判定部２１ａは、波形整形回路１１から出力されたデジタルパルス信号に基づいてクランク角センサ２の出力がゼロであるか否かを判別することによって、エンジンが停止しているか否かを判別するものであり、燃料噴射時間積算部２１ｂは、燃料噴射の度毎の駆動回路１５によるインジェクタ７のコイル７ａの通電時間（燃料噴射時間）を積算することによって、エンジンが始動されてからのインジェクタ７のコイル７ａの通電時間の積算値（燃料噴射積算量に相当する噴射時間積算値）等を算出するものである。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することが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て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、以下に示す燃料消費量算出処理及びＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理を実行することによって、内燃機関の温度を検出する温度センサを省略した簡便な構成で内燃機関の空燃比制御を開始すると共にその運転状態を制御する。以下、図２及び図３をも参照して、本実施形態における燃料消費量算出処理及びＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断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。

〔燃料消費量算出処理〕
まず、図２を参照して、本実施形態における内燃機関制御装置１の燃料消費量算出処理の流れについて説明する。

図２は、本実施形態における内燃機関制御装置１の燃料消費量算出処理の流れを示すフローチャートである。

図２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、燃料消費量算出処理はステップＳ１の処理に進む。かかる燃料消費量算出処理は、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、始動判定部２１ａが、波形整形回路１１から出力されたデジタルパルス信号に基づいてクランク角センサ２の出力がゼロであるか否かを判別することによって、エンジンが停止しているか否かを判別する。判別の結果、クランク角センサ２の出力がゼロ（エンスト中）である場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、始動判定部２１ａは、燃料消費量算出処理をステップＳ７の処理に進める。一方、クランク角センサ２の出力がゼロでない場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、始動判定部２１ａは、エンジンが始動したと判断し、燃料消費量算出処理をステップＳ２の処理に進める。

ステップＳ２の処理では、燃料噴射時間積算部２１ｂが、燃料噴射の度毎の駆動回路１５によるインジェクタ７のコイル７ａの通電時間（燃料噴射時間）を積算することによって、エンジンが始動されてからのインジェクタ７のコイル７ａの通電時間の積算値（噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌ）を算出する。ここで、具体的には、燃料噴射時間積算部２１ｂは、今回のステップＳ２の処理が初回の燃料消費量算出処理におけるものであるときには、今回のステップＳ２の処理で算出された燃料噴射時間の積算値を、今回のステップＳ２の処理における噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌとして算出し、今回のステップＳ２の処理が２回目以降の燃料消費量算出処理におけるものであるときには、今回のステップＳ２の処理で算出された燃料噴射時間の積算値に、ＥＥＰＲＯＭ１７内に記憶されている前回のステップＳ２の処理で算出された噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌを加算することによって、今回のステップＳ２の処理における噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌを算出する。なお、燃料噴射時間の積算値は、ステップＳ２の処理が実行されている間に燃料噴射が１回のみ実施された場合には、その１回の燃料噴射時間となり、ステップＳ２の処理が実行されている間に燃料噴射が複数回実施された場合には、それらの燃料噴射時間の積算値となる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、燃料消費量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、燃料噴射時間積算部２１ｂが、ステップＳ２の処理により算出された噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌに対して、ＲＯＭ１８内に記憶されているインジェクタ７のコイル７ａの通電時間を燃料消費量に変換するための変換値（燃料消費量変換値、典型的には一定値）を乗算することによって、エンジンが始動されてからの燃料消費量の積算値（燃料消費量積算値ＴＯＴＡＬｃｃ）を算出する。なお、燃料消費量積算値ＴＯＴＡＬｃｃは、燃料噴射積算量に対応する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、燃料消費量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、燃料噴射時間積算部２１ｂが、ステップＳ３の処理により算出された燃料消費量積算値ＴＯＴＡＬｃｃが所定値（所定量）以上であるか否かを判別する。ここで、必要に応じて、燃料噴射時間積算部２１ｂは、ステップＳ２の処理により算出された噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌが所定値（所定時間）以上であるか否かを判別してもよく、かかる場合には、ステップＳ３の処理が省略されるため、燃料消費量算出処理が簡素化され得る。判別の結果、燃料消費量積算値ＴＯＴＡＬｃｃが所定値以上である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、既にエンジンの温度が所定温度以上になったと判断し、燃料消費量算出処理をステップＳ５の処理に進める。一方、燃料消費量積算値ＴＯＴＡＬｃｃが所定値未満である場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は、燃料消費量算出処理をステップＳ６の処理に進める。

ステップＳ５の処理では、ＣＰＵ２１が、Ｏ_２フィードバック（Ｏ_２Ｆ／Ｂ）制御（空燃比制御）の実行を許可するＯ_２Ｆ／Ｂ許可フラグをセットする。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、今回の一連の燃料消費量算出処理は終了する。

ステップＳ６の処理では、ＣＰＵ２１が、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御の実行を禁止するためにＯ_２Ｆ／Ｂ許可フラグをリセットする。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、今回の一連の燃料消費量算出処理は終了する。

ステップＳ７の処理では、燃料噴射時間積算部２１ｂが、エンジンが始動されてからのインジェクタ７のコイル７ａの通電時間の積算値（噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌ）をゼロにリセットする。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、燃料消費量算出処理はステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８の処理では、ＣＰＵ２１が、エンジンの温度が所定温度以上になっていないと判断し、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御の実行を禁止するためにＯ_２Ｆ／Ｂ許可フラグをリセットする。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、今回の一連の燃料消費量算出処理は終了する。

〔Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理〕
次に、図３を参照して、本実施形態における内燃機関制御装置１のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理の流れについて説明する。

図３は、本実施形態における内燃機関制御装置１のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断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、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理はステップＳ１１の処理に進む。かかるＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理は、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Ｓ１１の処理では、まず、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、ＲＯＭ１８内に記憶されているインジェクタ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、このように検出したインジェクタ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。次に、ＣＰＵ２１は、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。そして、ＣＰＵ２１は、このように検索したインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値を、このように検出したエンジンの雰囲気温度（サーミスタ温度Ｔｔｈｒ）の値で補正すると共に、このように補正したインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値とエンジン温度Ｔｅｎｇの値との関係を規定するエンジン温度テーブルデータの検索により、エンジン温度Ｔｅｎｇとして算出する。

そして、ＣＰＵ２１は、このように算出したエンジン温度ＴｅｎｇがＯ_２Ｆ／Ｂ制御の実行を許可するＯ_２Ｆ／Ｂ実施温度（所定温度）以上であるか否かを判別する。なお、ＣＰＵ２１は、エンジン温度Ｔｅｎｇの算出処理の簡素化が許容される場合には、このように検索したインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値を補正することなくエンジン温度Ｔｅｎｇの値に対応させて、エンジン温度Ｔｅｎｇを算出してもよい。判別の結果、エンジン温度ＴｅｎｇがＯ_２Ｆ／Ｂ実施温度以上でない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は、エンジンの冷間始動時であると判断し、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理をステップＳ１２の処理に進める。一方、エンジン温度ＴｅｎｇがＯ_２Ｆ／Ｂ実施温度以上である場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、エンジンの温間始動時又は熱間始動時であると判断し、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理をステップＳ１３の処理に進める。なお、エンジンが冷間始動時にあるか、又はエンジンが温間若しくは熱間始動時にあるかということに関する判断は、サーミスタ素子１２に加えて、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ内において別の付加サーミスタ素子を点火回路１４等の発熱素子に近接して配設しておき、サーミスタ素子１２が検出した温度と付加サーミスタ素子が検出した温度との高低関係を参酌することにより行ってもかまわない。かかる場合には、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施温度に関する判断から切り離して、エンジンの始動時の温度の判断をより精緻に行うことができる。

ステップＳ１２の処理では、ＣＰＵ２１が、燃料消費量算出処理におけるステップＳ５の処理、ステップＳ６の処理及びステップＳ８の処理で対応してセット又はリセットされるＯ_２Ｆ／Ｂ許可フラグがセット済みであるか否かを判別する。判別の結果、Ｏ_２Ｆ／Ｂ許可フラグがセット済みである場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理をステップＳ１３の処理に進める。一方、Ｏ_２Ｆ／Ｂ許可フラグがセット済みでない場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理をステップＳ１４の処理に進める。

ステップＳ１３の処理では、ＣＰＵ２１が、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御を実施する。これにより、ステップＳ１３の処理は完了し、今回の一連のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理は終了する。なお、前回の処理におけるステップＳ１１の処理で、エンジン温度ＴｅｎｇがＯ_２Ｆ／Ｂ実施温度（所定温度）未満であると判別され、今回の処理におけるステップＳ１１の処理で、エンジン温度ＴｅｎｇがＯ_２Ｆ／Ｂ実施温度（所定温度）以上であると判別された場合には、今回のステップＳ１３の処理で、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御が開始又は再開されることになる。また、前回の処理におけるステップＳ１２の処理で、Ｏ_２Ｆ／Ｂ許可フラグがセット済みでないと判別され、今回の処理におけるステップＳ１２の処理で、Ｏ_２Ｆ／Ｂ許可フラグがセット済みであると判別された場合には、今回のステップＳ１３の処理で、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御が開始又は再開されることになる。

ステップＳ１４の処理では、ＣＰＵ２１が、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御を停止する。これにより、ステップＳ１４の処理は完了し、今回の一連のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理は終了する。

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制御装置１によれば、ＣＰＵ２１が、エンジンの燃料噴射に関連する機能部品から算出した温度であるエンジンの温度が所定温度以上であるという温度条件及びこの温度と相関性がある燃料噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌが所定時間以上であるという積算時間条件の少なくとも１つを満たしたときに、酸素濃度センサ５のセンサ出力に基づいて空燃比制御を開始するので、エンジンの温度を検出する温度センサを省略した簡便な構成において、エンジンの温度の算出時に外乱やばらつき等の原因により、エンジンの温度が低く算出された場合であっても、空燃比制御の開始が不要に遅れることを回避することができるため、エンジンの空燃比制御を適切に開始することができる。また、温度センサを備える燃料噴射システムに対して本実施形態における内燃機関制御装置１を適用した場合には、温度センサ故障時の燃費やドライバビリティの悪化を抑制することができる。

また、本実施形態における内燃機関制御装置１によれば、機能部品が、エンジンの上流側に設けられるインジェクタ７であると共に、ＣＰＵ２１が、インジェクタ７のコイル７ａの抵抗値を用いてエンジンの温度を算出するものであるため、エンジンの温度を実用的な精度で推定することができる。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することが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、本実施形態におけるエンジン制御装置１によれば、ＣＰＵ２１が、エンジンの温度が温度条件を満たしていないときには、燃料噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌが積算時間条件を満たしたときに、酸素濃度センサ５のセンサ出力に基づいて空燃比制御を開始する。ここで、インジェクタ７のコイル７ａの抵抗値から推定したエンジンの温度は、始動直後には実温度と剥離して実温度よりも低い温度を示す可能性があり、かかる場合には空燃比制御を開始するまで時間がかかることになるが、このような構成によれば、空燃比制御の開始が不要に遅れることを回避することができる。

また、本実施形態におけるエンジン制御装置１によれば、ＣＰＵ２１が、エンジンの冷間始動時には、燃料噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌが積算時間条件を満たしたときに、空燃比制御を開始し、エンジンの温間始動時又は熱間始動時には、エンジンの温度が温度条件を満たしたときに、酸素濃度センサ５のセンサ出力に基づいて空燃比制御を開始する。ここで、インジェクタ７のコイル７ａの抵抗値から推定したエンジンの温度は、始動直後には実温度と剥離して実温度よりも低い温度を示す可能性があり、かかる場合には空燃比制御を開始するまで時間がかかることになるが、このような構成によれば、空燃比制御の開始が不要に遅れることを回避することができる。

また、本実施形態におけるエンジン制御装置１によれば、ＣＰＵ２１が、燃料噴射時間積算値から燃料消費量積算値ＴＯＴＡＬｃｃを算出し、積算時間条件に代えて燃料消費量積算値ＴＯＴＡＬｃｃが所定値以上であるという積算量条件を満たしたときに、酸素濃度センサ５のセンサ出力に基づいて空燃比制御を開始する。ここで、エンジンの温度の算出時に外乱やバラツキ等の原因によりエンジンの温度が低く算出された場合には、空燃比制御の開始が遅れる可能性があるが、このような構成によっても、空燃比制御の開始が不要に遅れることを回避することができる。

さて、図３を参照して説明した本実施形態における内燃機関制御装置１のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理に関しては、エンジンにとってＯ_２Ｆ／Ｂ制御が必要なタイミングをより正確に判断してより適切にＯ_２Ｆ／Ｂ制御を実行するための変形例が考えられる。そこで、以下、図４を参照して、本実施形態における変形例の内燃機関制御装置１のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理の流れについて説明する。

図４は、本実施形態における変形例の内燃機関制御装置１のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理の流れを示すフローチャートである。

本変形例では、図３を参照して説明した本実施形態における内燃機関制御装置１のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理に対して、ステップＳ１１ａの処理が追加されていることが主たる相違点であり、残余の処理は、図３を参照して説明したものと同一である。よって、本変形れについては、かかる相違点に着目して説明をすることとし、同一の構成要素や処理には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図４に示すように、本変形例のＯ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理では、ステップＳ１１の処理での判別の結果、エンジン温度ＴｅｎｇがＯ_２Ｆ／Ｂ実施温度以上である場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、エンジンの温間始動時又は熱間始動時であると判断し、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理をステップＳ１１ａの処理に進め、また、ステップＳ１２の処理での判別の結果、Ｏ_２Ｆ／Ｂ許可フラグがセット済みである場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理をステップＳ１１ａの処理に進める。

ステップＳ１１ａの処理では、ＣＰＵ２１は、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御の実施を許可するためのその他の条件が成立しているか否かを判別する。ここで、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御の実施を許可するためのその他の条件としては、酸素濃度センサ５が活性化済みであることやエンジン回転数が安定していること等を例示することができる。判別の結果、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御の実施を許可するためのその他の条件が成立している場合（ステップＳ１１ａ：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理を前述したステップＳ１３の処理に進める。一方、Ｏ_２Ｆ／Ｂ制御の実施を許可するためのその他の条件が成立していない場合には（ステップＳ１１ａ：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は、Ｏ_２Ｆ／Ｂ実施判断処理を前述したステップＳ１４の処理に進める。

以上の説明から明らかなように、本変形例におけるエンジン制御装置１によれば、ＣＰＵ２１が、インジェクタ７のコイル７ａの抵抗値から算出した温度であるエンジンの温度が所定温度以上であるという温度条件及びこの温度と相関性がある燃料噴射時間積算値ＴＩｔｏｔａｌが所定時間以上であるという積算時間条件の少なくとも１つを満たしたときであって、かつ、かかる温度条件及び積算時間条件以外の空燃比制御に関する所定の条件を満たしたときに、空燃比制御を開始するので、エンジンにとって空燃比制御が必要なタイミングをより正確に判断してより適切に空燃比制御を実行することができる。

また、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。

以上のように、本発明は、内燃機関の温度を検出する温度センサを省略した簡便な構成で、内燃機関の空燃比制御を適切に開始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…酸素濃度センサ
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…ソレノイドバルブ
１０…ＥＣＵ
１０ａ…筐体
１１…波形整形回路
１２…サーミスタ素子
１３…Ａ／Ｄ変換器
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
２１ａ…始動判定部
２１ｂ…燃料噴射時間積算部
Ｂ…バッテリ

Claims

車両に搭載された内燃機関の排気通路に設けた酸素濃度センサのセンサ出力に基づいて前記内燃機関の空燃比制御を実行することにより前記内燃機関の運転状態を制御する制御部を備えると共に、前記制御部は、更に、前記内燃機関の燃料噴射に関連する機能部品から算出した温度から前記内燃機関の温度を算出する内燃機関制御装置において、
前記制御部は、
前記内燃機関が始動したか否かを判定する始動判定部と、
前記始動判定部が前記内燃機関を始動したことを判定した場合に、前記内燃機関の燃料噴射時間を積算する燃料噴射時間積算部と、を備え、
前記内燃機関の前記温度が所定温度以上であるという温度条件及び前記燃料噴射時間積算部により前記内燃機関の燃料噴射時間が積算された値である燃料噴射時間積算値が所定時間以上であるという積算時間条件の少なくとも１つを満たしたときに、前記空燃比制御を開始するものであり、
前記制御部は、前記内燃機関の冷間始動時には、前記燃料噴射時間積算値が前記積算時間条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始し、前記内燃機関の温間始動時又は熱間始動時には、前記内燃機関の前記温度が前記温度条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始することを特徴とする内燃機関制御装置。
前記機能部品は、前記内燃機関の上流側に設けられるインジェクタであると共に、前記制御部は、前記インジェクタのコイル抵抗値を用い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。
前記制御部は、前記内燃機関の前記温度が前記温度条件を満たしていないときには、前記燃料噴射時間積算値が前記積算時間条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関制御装置。
前記制御部は、前記燃料噴射時間積算値から燃料噴射積算量を算出し、前記積算時間条件に代えて前記燃料噴射積算量が所定量以上であるという積算量条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始す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。
前記制御部は、前記温度条件及び前記積算時間条件の少なくとも１つを満たしたときであって、かつ、前記温度条件及び前記積算時間条件以外の前記空燃比制御に関する所定の条件を満たしたときに、前記空燃比制御を開始す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。