(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のメンテナンス時に、内燃機関に吸入される空気流量を測定する熱式空気流量測定装置（以下、ＡＦＭ）の特性劣化を判定するＡＦＭ劣化判定装置であって、
判定時に、前記内燃機関に吸入される空気流量を所定の流量とする制御手段と、
前記所定の流量における前記ＡＦＭの測定誤差を所定の判定値と比較することによって特性劣化の度合を判定する判定手段とを備え、
前記所定の流量とは、前記ＡＦＭの測定誤差について前記ＡＦＭの汚損劣化に起因する測定誤差と他の要因に起因する測定誤差とを区別することの可能な流量であることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数を所定の回転数にすることにより、前記内燃機関に吸入される空気流量を前記所定の流量にすることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記制御手段は、アクセル開度、または、スロットル開度、または、燃料噴射量、または、インマニ圧力値を所定値にすることによって、前記内燃機関に吸入される空気流量を前記所定の流量にすることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項４】
請求項２に記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記内燃機関はガソリンエンジンであり、
前記制御手段は、スロットル開度を制御することにより、前記内燃機関の回転数を前記所定の回転数にすることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項５】
請求項２に記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記内燃機関はディーゼルエンジンであり、
前記制御手段は、燃料噴射量を制御することにより、前記内燃機関の回転数を前記所定の回転数にすることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記車両が可変バルブタイミング機構、もしくは可変バルブリフト量制御機構、もしくはその両方の機構を装着している車両である場合、
判定時に、進角量もしくはバルブリフト量もしくはその両方が所定量に固定された状態となるように前記可変バルブタイミング機構、もしくは前記可変バルブリフト量制御機構、もしくはその両方の機構を制御するバルブ制御手段を備えることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項７】
請求項５に記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記車両がスロットル弁を装着している車両である場合、
判定時に、スロットル開度が所定開度に固定された状態、または、全開に固定された状態となるように前記スロットル弁を制御するスロットル制御手段を備えることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記車両がＥＧＲ弁を装着している場合には、
判定時に、前記ＥＧＲ弁の弁開度が所定開度に固定された状態、または、全閉に固定された状態となるように前記ＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ弁制御手段を備えることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記車両がターボチャージャーを装着している場合には、
判定時に、ウエストゲートバルブ開度または可変ノズルベーンが所定の状態となるように前記ターボチャージャーを制御するターボチャージャー制御手段を備えることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
判定時に、オルタネータの作動状態を所定の状態に制御する電気負荷制御手段を備えることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記内燃機関が暖機状態にあるか否かを判断し、暖機状態であると判断した場合に、判定開始の指令を出す判定開始判断手段を備えることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前回メンテナンス時期と、前回メンテナンスの際の前記ＡＦＭの測定誤差（前回測定誤差）とを記憶する記憶手段と、
今回メンテナンス時期、今回メンテナンスでの前記ＡＦＭの測定誤差（今回測定誤差）、前記前回メンテナンス時期、および前記前回測定誤差に基づき、前記所定の判定値を算出する判定値算出手段とを備えることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記今回メンテナンス時期、前記今回測定誤差、前記前回メンテナンス時期、および前記前回測定誤差に基づき、次回メンテナンスの推奨時期を算出する次回メンテナンス時期算出手段を備えることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記ＡＦＭの測定流量を、空気の温度及び圧力により補正する補正手段を備え、
補正後の測定流量に基づき前記ＡＦＭの測定誤差を算出することを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記空気の温度及び圧力は、インテークマニホールドで測定されたものであることを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項１６】
請求項１に記載のＡＦＭ劣化判定装置において、
前記車両に搭載されたＥＣＵ、および、前記ＥＣＵに外部から接続されるサービスツールの少なくとも一方が、前記制御手段と前記判定手段としての機能を有することを特徴とするＡＦＭ劣化判定装置。
【請求項１７】
車両のメンテナンス時に、内燃機関に吸入される空気流量を測定するＡＦＭによる測定誤差によって前記ＡＦＭの特性劣化の度合を判定する判定手段を備えるＡＦＭ劣化判定装置を用いたＡＦＭ劣化判定方法であって、
判定時に、手動によって所定のアクセル開度を保ち、前記内燃機関に吸入される空気流量を、前記ＡＦＭの測定誤差について前記ＡＦＭの汚損劣化に起因する測定誤差と他の要因に起因する測定誤差とを区別することの可能な所定の流量とし、
前記所定のアクセル開度を保った状態における前記ＡＦＭによる測定誤差によって特性劣化の度合を判定することを特徴とするＡＦＭ劣化判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱式空気流量測定装置の劣化判定装置及び劣化判定方法に関する。特に、熱式空気流量測定装置の汚損による特性劣化を判定する劣化判定装置及び劣化判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに吸入される空気流量を測定する熱式空気流量測定装置（以下、ＡＦＭと呼ぶ）において、汚損による特性劣化が問題となっている。
そこで、特許文献１には、ＡＦＭに付着した付着物を所定走行距離が経る毎に除去する手段を備え、汚損を防いでいるＡＦＭが開示されている。
しかしながら、このＡＦＭでは、ＡＦＭの特性劣化を診断していないため、ＡＦＭが汚損し特性劣化を生じているにも関わらず、付着物の除去が実行されない等の不具合が発生する可能性がある。
すなわち、汚損による特性劣化の度合を判定し、その度合に応じて適切な処置が施されることが好ましい。
【０００３】
なお、特許文献２には、ＡＦＭの異常判断装置として、ＡＦＭからの出力レベルが予め定められた出力レベルか否かによってＡＦＭの異常を判断する判断手段と、バッテリーからＡＦＭに印加される電圧変動を把握する電圧変動把握機能と、電圧変動が把握されると、予め定められた条件を満たしたか否かを判断し、該条件を満たしたと判断した際に、判断機能に判断を開始するよう指示する判断制御機能とを備えたものが開示されている。
この異常判断装置では、電源電圧の変動による異常誤判断は避けられるものの、空気流量のばらつきにより誤判断される可能性がある。
【０００４】
また、特許文献３には、ＡＦＭの測定誤差によりＡＦＭの異常を判断するに際し、脈動による流量変動を考慮してＡＦＭの測定誤差を補正する手段が開示されている。しかしながら、流量変動の要因となるものは、回転数とエンジントルクだけではなく、関連コンポーネント（ＥＧＲ弁、スロットル弁、ターボチャージャー、可変吸気機構等の空気流量に影響を与えるコンポーネント）の運転状態もあるが、これらの運転状態については考慮されていない。
ＡＦＭの測定誤差をより正確に把握するためには、空気流量をより安定した状態にする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１７４３２５号公報
【特許文献２】特許第３０７５８７７号公報
【特許文献３】特開２０００−９７１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、より正確にＡＦＭの汚損による特性劣化を判定するＡＦＭ劣化判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１のＡＦＭ劣化判定装置は、車両のメンテナンス時に、内燃機関に吸入される空気流量を測定する熱式空気流量測定装置（以下、ＡＦＭ）の特性劣化を判定するものであって、判定時に、内燃機関に吸入される空気流量を所定の流量にする制御手段と、所定の流量におけるＡＦＭの測定誤差を所定の判定値と比較することによって特性劣化の度合を判定する判定手段とを備える。
【０００８】
ＡＦＭは、汚損によりその特性が劣化する、すなわち測定誤差が大きくなることが知られている。なお、ＡＦＭの測定誤差は、汚損劣化に起因するものだけではなく、他の要因に起因するものが含まれている。
他の要因に起因する測定誤差には、例えば、ＡＦＭ自体の初期ばらつき、空気流量に影響を与える関連コンポーネントの初期ばらつき、通常劣化（関連コンポーネントの通常劣化や、ＡＦＭの樹脂部品や電子部品の熱劣化（すなわち、汚損以外によるＡＦＭの通常劣化））に起因する測定誤差がある。
なお、関連コンポーネントとは、吸気ダクト、ターボチャージャー、スロットル弁、ＥＧＲ弁等、空気流量のばらつきに影響を与えると一般的にされているものである。
【０００９】
ここで、ＡＦＭの汚損劣化に起因する測定誤差は、内燃機関に吸入される空気流量がいかなる流量の場合においても他の要因に起因する測定誤差と区別することができるわけではなく、所定の流量において、ＡＦＭの汚損劣化に起因する測定誤差と他の要因に起因する測定誤差とを区別できる場合がある。
【００１０】
その場合、このＡＦＭ劣化判定装置では、内燃機関に吸入される空気流量を所定の流量にし、その運転状態におけるＡＦＭの測定誤差をみることで、汚損劣化に起因する測定誤差の有無を判定することができ、汚損による特性劣化の度合を判定することができる。
また、判定時には、内燃機関に吸入される空気流量が所定の流量にされるため、空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、より正確な劣化判定をすることができる。
【００１２】
〔請求項２、３の手段〕
請求項２のＡＦＭ劣化判定装置によれば、制御手段は、内燃機関の回転数を所定の回転数にすることにより、内燃機関に吸入される空気流量を所定の流量にする。
請求項３のＡＦＭ劣化判定装置によれば、制御手段は、アクセル開度、または、スロットル開度、または、燃料噴射量、または、インマニ圧力値を所定値にすることによって、内燃機関に吸入される空気流量を所定の流量にする。
これらによれば、空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００１３】
〔請求項４、５の手段〕
請求項４のＡＦＭ劣化判定装置によれば、ガソリン車のＡＦＭが判定対象である場合、制御手段は、スロットル開度を制御することにより、内燃機関の回転数を所定の回転数に合わせこむ。
請求項５のＡＦＭ劣化判定装置によれば、ディーゼル車のＡＦＭが判定対象である場合、制御手段は、燃料噴射量を制御することにより、内燃機関の回転数を所定の回転数に合わせこむ。
これらは、回転数を所定回転数にするための一手段である。
【００１４】
〔請求項６〜１０の手段〕
回転数を所定の回転数にする等によって、空気流量の安定化を図っても、空気流量に影響を与える要因の状態によって、空気流量がばらつくことがある。
そこで、請求項６〜１０の手段では、判定時に、回転数を所定の回転数にする等によって空気流量の安定化を図ると共に、空気流量に影響を与える要因を所定の状態にしている。これにより、さらに空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。以下、請求項６〜１０の手段について具体的に説明する。
【００１５】
〔請求項６の手段〕
請求項６のＡＦＭ劣化判定装置は、可変バルブタイミング機構を装着している車両のＡＦＭが判定対象であり、判定時に、進角量が所定量に固定された状態となるように可変バルブタイミング機構を制御するバルブ制御手段を備える。
可変バルブタイミング機構（可変吸気バルブタイミング機構、可変排気バルブタイミング機構）、もしくは可変バルブリフト量制御機構、もしくはその両方の機構を装着している車両では、進角量やバルブリフト量によって、内燃機関に吸入される空気流量が変化する。このため、判定時に進角量もしくはバルブリフト量もしくはその両方を所定の条件に固定することによって、より空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００１６】
〔請求項７の手段〕
請求項７のＡＦＭ劣化判定装置は、スロットル弁を装着している車両のＡＦＭが判定対象であり、判定時に、スロットル開度が所定開度に固定された状態、または、全開に固定された状態となるようにスロットル弁を制御するスロットル制御手段を備える。
ディーゼル車において、スロットル弁を装着している場合には、このスロットル弁のスロットル開度によって、内燃機関に吸入される空気流量がばらつく。このため、判定時にスロットル開度を固定することによって、より空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００１７】
〔請求項８の手段〕
請求項８のＡＦＭ劣化判定装置は、ＥＧＲ弁を装着している車両のＡＦＭが判定対象であり、判定時に、ＥＧＲ弁の弁開度が所定開度に固定された状態、または、全閉に固定された状態となるようにＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ弁制御手段を備える。
ＥＧＲ弁を装着している車両では、ＥＧＲ弁の弁開度によって、内燃機関に吸入される新気空気流量がばらつく。このため、判定時にＥＧＲ弁の弁開度を固定することによって、より新気空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００１８】
〔請求項９の手段〕
請求項９のＡＦＭ劣化判定装置は、ターボチャージャーを装着している車両のＡＦＭが判定対象であり、判定時に、ウエストゲートバルブ開度または可変ノズルベーンが所定の状態となるようにターボチャージャーを制御するターボチャージャー制御手段を備える。
ターボチャージャーを装着している車両では、過給圧が変化すると内燃機関に吸入される空気流量が変化する。このため、判定時にウエストゲートバルブ開度または可変ノズルベーンを固定することによって、より空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００１９】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０のＡＦＭ劣化判定装置は、判定時に、オルタネータの作動状態を所定の状態に制御する電気負荷制御手段を備える。
オルタネータの作動状態は、運転状態に影響を与えるものであるため、判定時にオルタネータの作動状態を所定の状態にすることによって、より空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００２０】
〔請求項１１の手段〕
請求項１１のＡＦＭ劣化判定装置は、内燃機関が暖機状態にあるか否かを判断し、暖機状態であると判断した場合に、判定開始の指令を出す判定開始判断手段を備える。
エンジンルームの温度や吸気ダクト内の空気の温度が安定していない場合、空気流量は変動する。そこで、暖機状態となってから判定を開始することによって、より空気流量が安定した状態でＡＦＭの測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００２１】
〔請求項１２の手段〕
請求項１２のＡＦＭ劣化判定装置は、前回メンテナンス時期と、前回メンテナンスの際のＡＦＭの測定誤差（前回測定誤差）とを記憶する記憶手段と、今回メンテナンス時期、今回メンテナンスでのＡＦＭの測定誤差（今回測定誤差）、前回メンテナンス時期、および前回測定誤差に基づき、所定の判定値を算出する判定値算出手段とを備える。
これによれば、車両のばらつきを考慮し、車両毎に判定値を定めることができる。例えば、ＡＦＭの劣化が早い（早く汚損している）車両の場合は、今回メンテナンスでの判定値を厳しくし、その厳しい判定値に基づいて対応をとることで、車両の不具合が出にくくなるようにすることができる。
【００２２】
〔請求項１３の手段〕
請求項１３のＡＦＭ劣化判定装置によれば、今回メンテナンス時期、今回測定誤差、前回メンテナンス時期、および前回測定誤差とに基づき、次回メンテナンスの推奨時期を算出する次回メンテナンス時期算出手段を備える。
これによれば、車両のばらつきを考慮し、車両毎に次回メンテナンス時期を定めることができる。例えば、ＡＦＭの劣化が早い（早く汚損している）車両の場合は、次回メンテナンス時期を早めて、車両の不具合が出にくくなるようにすることができる。
【００２３】
〔請求項１４の手段〕
請求項１４のＡＦＭ劣化判定装置は、ＡＦＭの測定流量を、空気の温度及び圧力により補正する補正手段を備え、補正後の測定流量に基づきＡＦＭの測定誤差を算出する。
空気の温度や圧力が異なる場所では、同じ回転数であっても、内燃機関への吸入質量流量が変化するため、内燃機関が吸入する空気流量が変わる。
そこで、例えば、ＡＦＭの測定誤差が、ＡＦＭの測定流量と、ある回転数での基準流量との差分に基づいて算出される場合、ＡＦＭの測定流量を空気の温度及び圧力により補正することにより、高地や高温、低温環境下でも正確な劣化判定をすることができる。
【００２４】
〔請求項１５の手段〕
請求項１５のＡＦＭ劣化判定装置によれば、空気の温度及び圧力は、インテークマニホールドで測定されたものである。
インテークマニホールドには、既に、空気の温度及び圧力を検出するセンサが装着されている場合が多い。そのため、空気の温度及び圧力を測定するセンサを追加して設けることなく、ＡＦＭの測定流量を補正することができる。
【００２５】
〔請求項１６の手段〕
請求項１６のＡＦＭ劣化判定装置によれば、車両に搭載されたＥＣＵ、および、ＥＣＵに外部から接続されるサービスツールの少なくとも一方が、制御手段と判定手段としての機能を有する。
つまり、ＥＣＵまたはサービスツールのいずれか一方が、制御手段及び判定手段の両方の機能を有していてもよいし、ＥＣＵとサービスツールのいずれか一方が制御手段としての機能を有し、ＥＣＵとサービスツールのいずれか他方が判定手段としての機能を有していてもよい。また、ＥＣＵとサービスツールとの両方によって制御手段と判定手段としての機能を達成してもよい。
ＡＦＭ劣化判定装置は、車両のメンテナンス時にＡＦＭの劣化を判定するものであるため、ＥＣＵやサービスツールを制御手段と判定手段として機能させるならば、ＡＦＭ劣化判定装置の構成をシンプルにすることができる。
【００２６】
〔請求項１７の手段〕
請求項１７のＡＦＭ劣化判定方法は、車両のメンテナンス時に、内燃機関に吸入される空気流量を測定するＡＦＭによる測定誤差によってＡＦＭの特性劣化の度合を判定する判定手段を備えるＡＦＭ劣化判定装置を用いた劣化判定方法であって、判定時に、手動によって所定のアクセル開度を保ち、所定のアクセル開度を保って内燃機関に吸入される空気流量を所定の流量にした状態におけるＡＦＭによる測定誤差によって特性劣化の度合を判定する。
これにより、請求項１または２と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＡＦＭを搭載する内燃機関（ディーゼルエンジン）及び周辺装置を表す概略図である（実施例１）。
【図２】ＡＦＭ劣化判定装置の基本的構成を示すブロック図である（実施例１、実施例２、実施例４）。
【図３】汚損判定可能流量域、および、判定値について説明する図である（実施例１）。
【図４】ＡＦＭを搭載する内燃機関（ガソリンエンジン）及び周辺装置を表す概略図である（実施例４）。
【図５】洗浄実施有無判定値を説明する図である（実施例５）。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
実施形態のＡＦＭ劣化判定装置は、車両のメンテナンス時に、内燃機関に吸入される空気流量を測定する熱式空気流量測定装置（以下、ＡＦＭ）の特性劣化を判定するものであって、判定時に、内燃機関の運転状態を、所定の運転状態にする制御手段と、所定の運転状態におけるＡＦＭの測定誤差を所定の判定値と比較することによって特性劣化の度合を判定する判定手段とを備える。
【００２９】
具体的には、制御手段により内燃機関の回転数を所定の回転数にした運転状態で、判定を開始し、その運転状態におけるＡＦＭの測定誤差を所定の判定値と比較することによって特性劣化の度合を判定する。
【実施例】
【００３０】
〔実施例１の構成〕
実施例１のＡＦＭ劣化判定装置１の構成を、図１〜３を用いて説明する。
ＡＦＭ劣化判定装置１は、車両のメンテナンス時に、内燃機関２に吸入される空気流量を測定する熱式空気流量測定装置（以下、ＡＦＭ３）の特性劣化度合を判定する装置である。
実施例１では、ディーゼルエンジン搭載車両に装着されたＡＦＭ３を異常検出の対象としている。このディーゼルエンジン搭載車両は、スロットル弁４、ターボチャージャー５、ＥＧＲ弁６を装着している。
【００３１】
そして、吸気通路９には、上流側から、ＡＦＭ３、ターボチャージャー５のコンプレッサ１０、スロットル弁４、ＥＧＲ弁６が順に設けられている。また、排気通路１１には、上流側から、ターボチャージャー５のタービン１２、触媒１３が順に設けられている。
ＡＦＭ３は、流量を検出する検出部、検出部の入出力を制御する電子回路等により構成される周知のセンサである。
【００３２】
ＡＦＭ劣化判定装置１は、ＥＣＵ２０と、メンテナンス時にＥＣＵ２０に接続される外部接続機器（サービスツール２１）とを含んで構成される。
ＥＣＵ２０（電子制御ユニット）は、ＣＰＵ、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）を含んで構成され、記憶装置に記憶された制御プログラムと各種アクチュエータの状態を検出するセンサ（各種アクチュエータ状態検出センサ）からのセンサ出力に応じて、各種アクチュエータの制御を行う。
【００３３】
なお、本実施例のＥＣＵ２０は、エンジンＥＣＵであって、燃料ポンプ２３、燃料噴射弁２４、スロットル弁４、ＥＧＲ弁６、ターボチャージャー５等の駆動を制御する。
サービスツール２１は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、ＥＣＵ２０と接続された状態において、ＥＣＵ２０と双方向に通信可能である。
【００３４】
ＡＦＭ劣化判定装置１は、判定時に、内燃機関２の運転状態を、空気流量が所定の流量となる所定の運転状態（例えば、ＡＦＭ３がボビン式ＡＦＭの場合は、空気流量が所定の流量以上となる高流量の所定の運転状態）にし、所定の運転状態におけるＡＦＭ３の測定誤差を所定の判定値と比較することによって、汚損による特性劣化の度合を判定する。
【００３５】
ここで、所定の流量とは、汚損劣化に起因する測定誤差と他の要因に起因する測定誤差とを区別することの可能な流量のことを指す。
以下に、所定の流量で、汚損劣化に起因する測定誤差と他の要因に起因する測定誤差とが区別可能になる点について説明する。
【００３６】
ＡＦＭ３は、汚損によりその特性が劣化する、すなわち測定誤差が大きくなることが知られている。なお、ＡＦＭ３の測定誤差は、汚損劣化に起因するものだけではなく、他の要因に起因するものが含まれている。
他の要因に起因する測定誤差には、例えば、ＡＦＭ３自体の初期ばらつき、空気流量に影響を与える関連コンポーネントの初期ばらつき、通常劣化（関連コンポーネントの通常劣化や、ＡＦＭ３の樹脂部品や電子部品の熱劣化（すなわち、汚損以外によるＡＦＭ３の通常劣化））に起因する測定誤差がある。
なお、関連コンポーネントとは、吸気ダクト２６（インテークマニホールド２６ａを含む）、ターボチャージャー５、スロットル弁４、ＥＧＲ弁６等、空気流量のばらつきに影響を与えると一般的にされているものである。
【００３７】
そして、ＡＦＭ３の汚損劣化に起因する測定誤差は、例えば、ＡＦＭ３がボビン式ＡＦＭの場合、流量が所定流量以上となる高流量域で大きく現れる。すなわち、流量が小さい領域では、ＡＦＭ３の汚損劣化に起因する測定誤差は小さく、他の要因に起因する測定誤差に埋もれてしまい、区別ができない。しかし、高流量域では、ＡＦＭ３の汚損劣化に起因する測定誤差が大きく現れるため、他の要因に起因する測定誤差と区別することができる。
【００３８】
さらに、図３を用いて、所定の流量以上で、汚損劣化に起因する測定誤差が他の要因に起因する測定誤差と区別可能になる点をさらに具体的に説明する。
図３は、流量に対する測定誤差の排気ガス規制基準での許容レベル（以下、ＮＧ誤差レベルと呼ぶ。図３の破線参照）と、ＮＧ誤差レベルよりも厳しく設定された判定に用いる判定基準での許容誤差レベル（以下、ＯＫ誤差レベルと呼ぶ。図３の実線参照）を示したものである。
【００３９】
本実施例では、所定運転状態（例えば所定エンジン回転数）での基準流量Ｑｓｔと、所定運転状態でのＡＦＭ３による測定流量Ｑｍとの誤差を測定誤差としている（測定誤差＝｜Ｑｍ−Ｑｓｔ｜／Ｑｓｔ×１００）。なお、ＡＦＭ３がボビン式ＡＦＭの場合、Ｑｍ−Ｑｓｔは負の値となる。
【００４０】
ＡＦＭ３がボビン式ＡＦＭの場合、流量が大きくなるにつれて、測定誤差は大きくなる。そのため、ＮＧ誤差レベル及びＯＫ誤差レベルも、流量が大きくなるほど大きくなるように定められている。
例えば、このＯＫ誤差レベルをもとに、測定誤差を判定すると、低流量域では、汚損劣化に起因する測定誤差があったとしても、他の要因に起因する測定誤差のオーダーに入ってしまい汚損劣化に起因する測定誤差を区別することができない。
【００４１】
すなわち、実験的・経験的に、他の要因に起因する測定誤差のオーダーは分かっており、Ｄｋ以上の測定誤差に関しては、汚損に起因する誤差であると区別可能であることが分かっている。このため、ＯＫ誤差レベルをもとに測定誤差を判定する場合には、Ｄｋ以上の測定誤差が出現する流量Ｑｋよりも大きい流量でなければ、汚損劣化に起因する測定誤差を区別することができない。言い換えると、流量Ｑｋよりも大きい流量で出現する測定誤差の大きさをみれば、汚損劣化に起因する測定誤差の度合がわかり、汚損劣化の度合を判定することが可能となる。
【００４２】
なお、実際のメンテナンスでは、流量の運転によるばらつきを考慮して、Ｑｋよりも大きめの流量Ｑｋ´を基準として、Ｑｋ´よりも高流量域を、汚損劣化に起因する測定誤差の区別可能な流量範囲（汚損判定可能流量域）としている。
なお、Ｑｋ´は、Ｑｋでの流量のばらつきに対応するＯＫ誤差レベルのグラフ上での測定誤差のばらつきΔＥ１分を測定誤差Ｄｋに加算した測定誤差Ｄｋ´が出現する流量である。
そして、例えば、汚損判定可能流量域内の所定流量（例えばＱａ）に運転状態を維持して、判定を開始する。なお、定格流量の７割以上の流量であれば、殆どの場合、流量Ｑｋ´以上の汚損判定可能流量域に入ると経験上分かっている。
【００４３】
〔劣化判定について〕
以下に、ＡＦＭ劣化判定装置１の構成、および、特性劣化度合の判定について詳しく説明する。
ＥＣＵ２０は、本発明の制御手段（噴射量制御手段）、スロットル制御手段、ＥＧＲ弁制御手段、ターボチャージャー制御手段、記憶手段としての機能を備え、運転状態指令部３１、前回メンテナンス時期・前回誤差値記憶部３２、センサ出力−物理量変換部３３等を有する。
【００４４】
サービスツール２１は、本発明の判定手段、判定値算出手段、次回メンテナンス時期算出手段、補正手段としての機能を有し、判定開始信号出力部３５、流量補正部３６、測定誤差算出部３７、判定値計算部３８、判定部３９、次回推奨メンテナンス時期見積り部４０、判定結果・次回メンテナンス時期表示及び書き込み部４１、判定終了信号出力部４２等を有する。
【００４５】
判定開始信号出力部３５は、作業者がサービスツール２１をＥＣＵ２０に接続し、入力手段により判定開始の入力をすると、判定開始信号をＥＣＵ２０に出力する。
【００４６】
運転状態指令部３１は、判定開始信号が入力されると、各種アクチュエータ（燃料噴射弁２４、スロットル弁４、ＥＧＲ弁６、ウエストゲートバルブ５ａ）のコントローラに制御信号を出力し、各種アクチュエータを所定の運転状態に制御する。すなわち、各種アクチュエータ状態検出センサのセンサ出力をもとに、各種アクチュエータが所定の運転状態になるよう制御する。
【００４７】
本実施例では、サービスツール２１から判定開始信号がＥＣＵ２０に送られると、ＥＣＵ２０からの制御信号によって、所定のエンジン回転数を得るための噴射量を噴射するように燃料噴射弁２４が制御される。例えば、所定のエンジン回転数となるように、噴射量が制御される。
【００４８】
また、スロットル弁４が、スロットル開度を所定開度に固定した状態、または、全開に固定した状態となるように制御される。
そして、ＥＧＲ弁６は、弁開度を所定開度に固定した状態、または、全閉に固定した状態となるように制御される。
また、ターボチャージャー５のウエストゲートバルブ５ａは、弁開度が所定の状態となるように制御される。
なお、ＥＧＲ弁６が全閉となるように制御されている場合は、ウエストゲートバルブ５ａを開けて、所定の開度に固定した状態となるように制御する。ＥＧＲ弁６が全閉となると、新気流量が多くなるため、過給圧を抑えてターボチャージャー５の過回転を防ぐためである。
【００４９】
そして、各種アクチュエータが所定の運転状態になったら、ＡＦＭ３からのセンサ出力が物理量（流量）に変換され（センサ出力−物理量変換部３３）、ＡＦＭ３の測定流量がサービスツール２１に送られる。
このとき、インテークマニホールド２６ａに装着されている吸気温センサ４４及び吸気圧センサ４５のセンサ出力もセンサ出力−物理量変換部３３により、温度及び圧力に変換され、サービスツール２１に送られる。
【００５０】
流量補正部３６は、ＡＦＭ３の測定流量を空気の温度及び圧力に応じて補正する。すなわち、吸気温センサ４４及び吸気圧センサ４５で測定された温度及び圧力に基づいて、ＡＦＭ３の測定流量を基準温度、定置（海抜０ｍまたは所定海抜）での基準圧力（大気圧）における流量に換算する補正をする。そして、補正後の測定流量が今回メンテナンスで用いるＡＦＭ３の測定流量Ｑｍとなる。
【００５１】
次に、測定誤差算出部３７は、所定エンジン回転数での基準流量Ｑｓｔと、流量補正部３６で補正された測定流量Ｑｍとから、測定誤差（今回測定誤差Ｄｍｔ）を算出する。
ここで、Ｑｓｔとは、所定エンジン回転数での基準流量であり、例えば、予めサービスツール２１に値が記憶されている。なお、所定エンジン回転数にしても、実際には、インマニ圧のばらつきの影響で、真の流量はＱｓｔとはならない。そこで、所定エンジン回転数での真の流量をＱａとして図３に示している。なお、Ｑａは上述の汚損判定可能流量域内にある。
【００５２】
前回メンテナンス時期・前回誤差値記憶部３２は、前回メンテナンス時期Ｔｂ及び前回メンテナンス時のＡＦＭ３の測定誤差（以下、前回測定誤差Ｄｍｂ）を記憶している。
そして、この前回メンテナンス時期・前回誤差値記憶部３２で記憶された前回メンテナンス時期Ｔｂ及び前回測定誤差Ｄｍｂはサービスツール２１に入力される。
そして、判定値計算部３８において、前回メンテナンス時期Ｔｂ、前回測定誤差Ｄｍｂ、今回のメンテナンス時期Ｔｔ、今回測定誤差Ｄｍｔに基づき、今回の判定で用いる所定の判定値（ＯＫ判定値）が算出される。
【００５３】
判定値計算部３８では、例えば、前回メンテナンス時期Ｔｂ、前回測定誤差Ｄｍｂ、今回のメンテナンス時期Ｔｔ、今回測定誤差Ｄｍｔを用いて特性劣化速度を算出し、特性劣化速度から次回メンテナンス時期までに増加するであろうと推測される測定誤差（推測増加誤差）を算出する。なお、特性劣化速度は、例えば、（Ｄｍｔ−Ｄｍｂ）／（Ｔｔ−Ｔｂ）で算出される。
【００５４】
そして、予め記憶されているＮＧ誤差レベル（図３破線参照）から、推測増加誤差分の余裕を持たせてＯＫ誤差レベル（図３実線参照）が設定される。なお、このＯＫ誤差レベルは、判定に用いる判定基準での許容誤差レベルであり、交換等の措置をするかどうかの基準となるレベルのことである。
【００５５】
なお、ＯＫ誤差レベルのグラフに照らせば、流量ＱａでのＯＫ誤差レベル（Ｄａ）を今回測定誤差Ｄｍｔと比較するＯＫ判定値として用いるべきであるが、流量Ｑａは運転のばらつきによってばらつくため、この流量のばらつきを考慮して、Ｄａよりも小さいＤａ´を本実施例でのＯＫ判定値としている。
【００５６】
すなわち、所定のエンジン回転数等に制御した場合でも、エンジン状態や環境のばらつきによってインマニ圧がばらつくため、流量がばらつく。そして、流量が少ない方にばらついた場合、ＯＫ誤差レベルのグラフに照らせば、本来Ｄａよりも小さい誤差値で判定しなければならないのに、Ｄａで判定することになり、判定が甘くなってしまう。そこで、その流量のばらつき分を考慮して、ΔＥ２分だけＤａよりも小さい誤差値Ｄａ´をＯＫ判定値としている。
【００５７】
次に、判定部３９にて、ＯＫ判定値（Ｄａ´）と今回測定誤差Ｄｍｔとを比較し、汚損による特性劣化度合を判定する。例えば、今回測定誤差ＤｍｔがＯＫ判定値よりも大きい場合は、ＡＦＭ３の汚損度合が進んでおり、「要措置レベル」と判定する。「要措置レベル」とは、ＡＦＭ３の洗浄または交換等の措置が必要と考えられる汚損度合であるとする判定結果である。
【００５８】
次回推奨メンテナンス時期見積り部４０は、判定値の算出に用いた特性劣化速度に基づいて、次回メンテナンス時期として推奨される時期を算出する。
次に、判定結果・次回メンテナンス時期表示及び書き込み部４１が、サービスツール２１のディスプレイ等に、判定部３９からの判定結果と、次回推奨メンテナンス時期見積り部４０で算出された次回推奨メンテナンス時期とを表示させる。また、今回のメンテナンス時期Ｔｔ、今回測定誤差Ｄｍｔを、新たな前回メンテナンス時期Ｔｂ、前回測定誤差Ｄｍｂとして、前回メンテナンス時期・前回誤差値記憶部３２に書き込む。
【００５９】
そして、サービスツール２１の入力手段により作業者が判定終了の入力をすると、判定終了信号出力部４２が判定終了信号をＥＣＵ２０に出力する。運転状態指令部３１は、この判定終了信号を受けて、各種アクチュエータを所定運転状態から解除するように制御する。
【００６０】
〔実施例１の作用効果〕
実施例１のＡＦＭ劣化判定装置１は、判定時に、内燃機関の運転状態を、空気流量が所定の流量となる所定の運転状態にし、所定の運転状態におけるＡＦＭ３の測定誤差を所定の判定値と比較することによって特性劣化の度合を判定する。
すなわち、内燃機関２の運転状態を汚損判定可能流量域の所定流量（実施例では流量Ｑａ）となる運転状態に維持して、その運転状態におけるＡＦＭ３の測定流量から測定誤差Ｄｍｔを算出し、測定誤差Ｄｍｔに基づいて特性劣化の度合を判定している。
これによれば、ＡＦＭ３の測定誤差Ｄｍｔによって、汚損劣化に起因する測定誤差の度合を判定することができ、汚損による特性劣化の度合を判定することができる。
【００６１】
また、本実施例では、スロットル弁４、ＥＧＲ弁６、およびターボチャージャー５が装着されたディーゼルエンジン搭載車両のＡＦＭ３を判定対象としており、判定時に、エンジン回転数を所定の回転数にすることによって内燃機関２の運転状態を汚損判定可能流量域の所定流量となる運転状態に制御している。
しかし、スロットル弁４、ＥＧＲ弁６、およびターボチャージャー５の状態によって空気流量がばらつくことがある。
【００６２】
そこで、判定時には、スロットル開度、ＥＧＲ弁６の弁開度、及びウエストゲートバルブ５ａの弁開度がそれぞれ所定の開度に固定された状態となるようにスロットル弁４、ＥＧＲ弁６、およびターボチャージャー５を制御する。
これによれば、さらに空気流量が安定した状態でＡＦＭ３の測定誤差Ｄｍｔをより正確に検出することができるため、測定誤差Ｄｍｔによる劣化判定をより正確にすることができる。
【００６３】
なお、本実施例では、ターボチャージャー５のウエストゲートバルブ５ａの弁開度が所定の開度になるように制御されていたが、タービン１２の周囲に可変ノズルベーン５ｂを有する場合は、可変ノズルベーン５ｂを所定角度に固定するように制御してもよい。また、ウエストゲートバルブ５ａの弁開度を所定の開度に固定するとともに、可変ノズルベーン５ｂを所定角度に固定するようにターボチャージャー５を制御してもよい。
【００６４】
さらに、本実施例のＡＦＭ劣化判定装置１は、前回メンテナンス時期Ｔｂ、前回測定誤差Ｄｍｂ、今回のメンテナンス時期Ｔｔ、今回測定誤差Ｄｍｔを用いて特性劣化速度を算出し、特性劣化速度に基づいて今回メンテナンスで使用する判定値を算出する。
【００６５】
これによれば、車両のばらつきを考慮し、車両毎に判定値を定めることができる。例えば、ＡＦＭ３の劣化が早い（早く汚損している）車両の場合は、今回メンテナンスでの判定値を厳しくし、その厳しい判定値に基づいて対応をとることで、車両の不具合が出にくくなるようにすることができる。
【００６６】
また、ＡＦＭ劣化判定装置１は、前回メンテナンス時期Ｔｂ、前回測定誤差Ｄｍｂ、今回のメンテナンス時期Ｔｔ、今回測定誤差Ｄｍｔを用いて特性劣化速度を算出し、特性劣化速度に基づいて次回メンテナンスの推奨時期を算出する。
これによれば、車両のばらつきを考慮し、車両毎に次回メンテナンス時期を定めることができる。例えば、ＡＦＭ３の劣化が早い（早く汚損している）車両の場合は、次回メンテナンス時期を早めて、車両の不具合が出にくくなるようにすることができる。
【００６７】
また、ＡＦＭ劣化判定装置１は、インテークマニホールド２６ａに装着されている吸気温センサ４４及び吸気圧センサ４５で測定された温度及び圧力に基づいて、ＡＦＭ３の測定流量を基準温度、定置（海抜０ｍまたは所定海抜）での基準圧力（大気圧）での流量に換算する補正をする。そして、補正後の測定流量から測定誤差Ｄｍｔを算出している。
【００６８】
空気の温度や圧力が異なる場所では、同じエンジン回転数であっても、内燃機関への吸入質量流量が変化するため、内燃機関が吸入する空気流量が変わるが、本実施例では、空気の温度や圧力で測定流量を補正したうえで測定誤差Ｄｍｔを算出しているため、高地や高温、低温環境下でも測定誤差Ｄｍｔによる劣化判定を正確にすることができる。
【００６９】
また、空気の温度及び圧力は、インテークマニホールド２６ａに装着されている吸気温センサ４４及び吸気圧センサ４５で測定されており、測定流量の補正のために、新たにセンサを追加して設ける必要がない。
【００７０】
〔実施例２の構成〕
実施例２の構成を、実施例１とは異なる点を中心に図２を用いて説明する。
実施例２のＡＦＭ劣化判定装置１は、判定時に、オルタネータの作動状態を所定の状態に制御する。
すなわち、運転状態指令部３１は電気負荷制御手段としての機能も有し、判定開始信号が入力されると、エアコンやオーディオ等の電気負荷となる機器の作動状態が所定の状態となるよう制御する。これにより、オルタネータの作動状態が所定の状態に維持される。
【００７１】
オルタネータの作動状態は、運転状態に影響を与えるものであるため、判定時にオルタネータの作動状態を所定の状態にすることによって、より空気流量が安定した状態でＡＦＭ３の測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００７２】
〔実施例３の構成〕
実施例３の構成を、実施例１とは異なる点を中心に説明する。
実施例３のＡＦＭ劣化判定装置１は、内燃機関２が暖機状態にあるか否かを判断し、暖機状態であると判断した場合に、判定開始の指令を出す判定開始判断手段を備える。
すなわち、ＥＣＵ２０は判定開始判断手段としての機能も有し、サービスツール２１からの判定開始信号を受信した後、内燃機関２が暖機状態であるか否かを判断し、暖機状態であると判断した場合に、判定開始の指令を運転状態指令部３１に出力する。
【００７３】
なお、暖機状態であるか否かの判断は、例えば、吸気温の変化量またはエンジンルーム温度の変化量によって判断する。すなわち、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ４６や、吸気温センサ４４からのセンサ出力を用いて判断する。
【００７４】
エンジンルームの温度や吸気温が安定していない場合、空気流量は変動する。そこで、暖機状態となってから判定を開始することによって、より空気流量が安定した状態でＡＦＭ３の測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
【００７５】
〔実施例４の構成〕
実施例４の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図２、図４に基づいて説明する。
実施例４のＡＦＭ劣化判定装置１は、主にガソリンエンジン搭載車両に装着されたＡＦＭ３を異常検出の対象としている。このガソリンエンジン搭載車両は可変吸気バルブタイミング機構４８を装着している。ＡＦＭ３は吸気通路９において、スロットル弁４９（電子スロットル弁）の上流側に設けられている。
【００７６】
本実施例では、サービスツール２１から判定開始信号がＥＣＵ２０に送られると、ＥＣＵ２０からの制御信号によって、所定のエンジン回転数を得るためのスロットル開度となるようにスロットル弁４９が制御される。
また、可変吸気バルブタイミング機構４８は、進角量が所定量に固定された状態となるように制御される。
【００７７】
判定時に、可変吸気バルブタイミング機構４８の進角量を所定の進角量に固定することによって、より空気流量が安定した状態でＡＦＭ３の測定誤差を検出することができ、測定誤差による劣化判定をより正確にすることができる。
なお、車両に可変排気バルブタイミング機構が装着されている場合には、可変排気バルブタイミング機構も、進角量が所定量に固定された状態に制御する。
また、車両に可変バルブリフト量制御機構が装着されている場合には、可変バルブリフト量制御機構を、バルブリフト量が所定量に固定された状態に制御する。
【００７８】
〔実施例５の構成〕
実施例５の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図５に基づいて説明する。
実施例５のＡＦＭ劣化判定装置１では、ＯＫ判定値に加え、洗浄実施有無判定値を設定し、各判定値とＡＦＭ３の測定誤差Ｄｍｔとを比較することで、汚損による特性劣化の度合を判定する。
【００７９】
洗浄実施有無判定値は、ＯＫ判定値よりも小さい誤差値に設定されている。
ＯＫ判定値及び洗浄実施有無判定値と測定誤差Ｄｍｔとを比較して、測定誤差ＤｍｔがＯＫ判定値より大きい場合には、「要措置レベル」と判定され、測定誤差Ｄｍｔが洗浄実施有無判定値より大きくＯＫ判定値より小さい場合には、「洗浄推奨レベル」と判定される。また、測定誤差Ｄｍｔが洗浄実施有無判定値より小さい場合には、「対策不要レベル」と判定される。
ここで、「洗浄推奨レベル」とは、「要措置レベル」の汚損度合よりは低いが、ＡＦＭ３の洗浄をした方がよいと考えられる汚損度合であるとの判定結果である。また、「対策不要レベル」とは、洗浄をしなくてもよいと考えられる汚損度合であるとの判定結果である。
【００８０】
洗浄実施有無判定値は、その他の要因による測定誤差と推測できるＤｋに基づき定められている。Ｄｋよりも大きい測定誤差が生じる場合は、ＡＦＭ３の汚損による測定誤差が生じていると考えられるからである。なお、洗浄実施有無判定値は、測定誤差Ｄｋよりも小さい誤差値Ｄｊを判定値としている。これは、流量のばらつきに対応するＯＫ誤差レベルのグラフ上での流量誤差のばらつきΔＥ３分を考慮してのことである。
【００８１】
〔変形例〕
ＡＦＭ劣化判定装置１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例１〜５では、判定時に、エンジン回転数を所定の回転数にすることにより、内燃機関２の運転状態を所定の運転状態にしたが、アクセル開度、または、スロットル開度、または、燃料噴射量、または、インマニ圧を所定値に制御することによって、内燃機関２の運転状態を所定の運転状態にしてもよい。
【００８２】
実施例１では、流量補正部３６、判定値計算部３８、判定部３９、次回推奨メンテナンス時期見積り部４０がサービスツール２１に設けられていたが、これらはＥＣＵ２０に設けられていてもよい。
【００８３】
また、実施例１〜５のＡＦＭ劣化判定装置１は、ＥＣＵ２０によって自動で、判定時に内燃機関２の運転状態が所定の運転状態となるように制御されていたが、判定時に作業者が手動によって、所定のアクセル開度を保つことによって、内燃機関２の運転状態が所定の運転状態となるようにしてもよい。
【００８４】
また、実施例１〜５では、主に、ＡＦＭ３がボビン式ＡＦＭに適用される劣化判定について説明したが、本発明は薄膜式ＡＦＭの場合にも適用できる。
すなわち、ボビン式ＡＦＭの場合は、汚損劣化に起因する測定誤差の区別可能な運転状態とは、内燃機関に吸入される空気流量が高流量域となる運転状態であったが、薄膜式ＡＦＭにおいて、汚損劣化に起因する測定誤差の区別可能な運転状態が存在する場合は、その運転状態に維持して、その運転状態におけるＡＦＭ３の測定流量から測定誤差を算出し、測定誤差に基づいて特性劣化の度合を判定することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１      ＡＦＭ劣化判定装置
２      内燃機関
３      ＡＦＭ
４      スロットル弁
５      ターボチャージャー
５ａ    ウエストゲートバルブ
５ｂ    可変ノズルベーン
６      ＥＧＲ弁
２０    ＥＣＵ
２１    サービスツール
２４    燃料噴射弁
２６ａ  インテークマニホールド
４４    吸気温センサ
４５    吸気圧センサ
４８    可変吸気バルブタイミング機構
４９    スロットル弁
【図１】
0005445424.tif 000002
【図２】
0005445424.tif 000003
【図３】
0005445424.tif 000004
【図４】
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【図５】
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