(57)【要約】    【課題】  エアフローメータの信号から演算される吸気流量の応答性及び測定精度を向上させる。    【解決手段】  エンジン１０の吸気通路１２に、エンジン１０により駆動されるエアコンプレッサ２６の吸入ポート２６Ａが接続されると共に、吸気流量に対応した信号Ｖを出力するエアフローメータ１６が配設され、エアフローメータ１６からの信号に基づいて吸気流量Ｑを演算する吸気流量測定装置において、エンジン１０の回転速度Ｎｅに基づいてエアフローメータ１６から信号を読み込む周期Ｔを設定し、設定された周期Ｔでエアフローメータ１６から読み込んだ信号Ｖに基づいて吸気流量Ｑを演算する。このようにすれば、エアフローメータ１６の信号Ｖが所定周期で変動していても、その所定周期に対応したタイミングで信号Ｖが読み込まれることとなり、変動している信号Ｖをあたかも安定しているかのように扱うことができる。【選択図】  図１
2006226122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気流量に対応した信号を出力するエアフローメータと、
エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
該回転速度検出手段により検出された回転速度に基づいて、前記エアフローメータから信号を読み込む周期を設定する周期設定手段と、
該周期設定手段により設定された周期でエアフローメータから読み込んだ信号に基づいて、吸気流量を演算する吸気流量演算手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする吸気流量測定装置。
【請求項２】
前記周期設定手段は、エンジンの回転速度と反比例関係をなす周期を設定することを特徴とする請求項１記載の吸気流量測定装置。
【請求項３】
前記エンジンの吸気通路には、エンジンにより駆動されるエアコンプレッサの吸入ポートが接続されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸気流量測定装置。
【請求項４】
エンジンの吸気通路に、エンジンにより駆動されるエアコンプレッサの吸入ポートが接続されると共に、吸気流量に対応した信号を出力するエアフローメータが配設され、該エアフローメータからの信号に基づいて吸気流量を演算する吸気流量測定方法において、
前記エンジンの回転速度に基づいてエアフローメータから信号を読み込む周期を設定し、設定された周期でエアフローメータから読み込んだ信号に基づいて吸気流量を演算することを特徴とする吸気流量測定方法。
【請求項５】
前記周期は、エンジンの回転速度と反比例関係をなすことを特徴とする請求項４記載の吸気流量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフローメータの出力信号から吸気流量を演算する吸気流量測定技術において、特に、応答性及び測定精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを電子制御するときには、特開２００４−１０８２６８号公報（特許文献１），特開平１１−６２６５４号公報（特許文献２）及び特開平８−６１１２７号公報（特許文献３）に記載されるように、吸気流量を高精度に制御することが重要である。そして、吸気流量を測定する吸気流量測定装置として、エンジンの吸気通路にエアフローメータを配設し、その出力信号から吸気流量を演算するものが公知である。
【特許文献１】特開２００４−１０８２６８号公報
【特許文献２】特開平１１−６２６５４号公報
【特許文献３】特開平８−６１１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、大型トラックなどの商用車においては、ブレーキなどの作動流体を作り出すため、エンジンにより駆動されるエアコンプレッサを備えている。このとき、エアコンプレッサに塵，埃などの異物が導入されないようにすべく、その吸入ポートを吸気通路に接続し、エアクリーナにより異物が除去された吸気をエアコンプレッサに吸入することが望ましい。
【０００４】
しかしながら、エアコンプレッサの駆動により吸気通路内に圧力脈動が生じるため、エアフローメータの出力信号が大きく変動し、これから演算される吸気流量も大きく変動してしまうおそれがある。そして、このような吸気流量に基づいてエンジンを電子制御すると、エンジントルクにうねりが生じたり、排気性状の低下を来してしまうなどの様々な影響が現れてしまう。このような不具合を解消するため、エアフローメータからの信号をなまし処理することが考えられるが、加減速などの過渡時の応答性を低下させてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、エアコンプレッサによる圧力脈動がエンジン回転速度と密接に関連する特性に着目し、その回転速度に応じた周期でエアフローメータから出力信号を読み込むことで、吸気流量に大きな変動が生じることを抑制し、応答性及び測定精度を向上した吸気流量測定技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１記載の発明では、吸気流量に対応した信号を出力するエアフローメータと、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段により検出された回転速度に基づいて、前記エアフローメータから信号を読み込む周期を設定する周期設定手段と、該周期設定手段により設定された周期でエアフローメータから読み込んだ信号に基づいて、吸気流量を演算する吸気流量演算手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記周期設定手段は、エンジンの回転速度と反比例関係をなす周期を設定することを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記エンジンの吸気通路には、エンジンにより駆動されるエアコンプレッサの吸入ポートが接続されたことを特徴とする。
請求項４記載の発明では、エンジンの吸気通路に、エンジンにより駆動されるエアコンプレッサの吸入ポートが接続されると共に、吸気流量に対応した信号を出力するエアフローメータが配設され、該エアフローメータからの信号に基づいて吸気流量を演算する吸気流量測定方法において、前記エンジンの回転速度に基づいてエアフローメータから信号を読み込む周期を設定し、設定された周期でエアフローメータから読み込んだ信号に基づいて吸気流量を演算することを特徴とする。
【０００８】
請求項５記載の発明では、前記周期は、エンジンの回転速度と反比例関係をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１又は請求項４に記載の発明によれば、エンジンの回転速度に基づいてエアフローメータから信号を読み込む周期が設定され、その周期でエアフローメータから読み込んだ信号に基づいて吸気流量が演算される。このため、エアフローメータの信号が所定周期で変動していても、その所定周期に対応したタイミングで信号が読み込まれることとなり、変動している信号をあたかも安定しているかのように扱うことができる。従って、エアフローメータの信号から演算される吸気流量の安定化を通して、その測定精度を向上させることができる。そして、このような吸気流量に基づいてエンジンを電子制御すれば、エンジントルクにうねりが生じたり、排気性状が低下するなどの不具合が発生することを防止できる。
【００１０】
また、加減速などによりエンジンの回転速度が急変したとき、即ち、過渡運転時には、エアフローメータから信号を読み込む周期が動的かつ即時に変更されるため、計算式によるなまし処理などと比較して、吸気流量の応答遅れを大幅に少なくすることができる。このため、過渡運転時における応答性を向上させることもできる。
請求項２又は請求項５に記載の発明によれば、吸気脈動が発生する原因を考慮して、簡単な計算式又は制御マップなどから、エアフローメータの出力変動の周期を高精度に求めることができる。このため、制御負荷の増大を抑制することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、エアコンプレッサの駆動により吸気通路内に圧力脈動が生じても、吸気流量の測定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、排気エネルギにより吸気を過給するターボチャージャを搭載したエンジンに対して、本発明を適用した全体構成を示す。
エンジン１０の吸気通路１２には、吸気流通方向に沿って、吸気から埃，塵などの異物を除去するエアクリーナ１４と、吸気流量に対応した信号Ｖを出力するエアフローメータ１６と、ターボチャージャ１８を構成するコンプレッサ１８Ａと、コンプレッサ１８Ａにより断熱圧縮されて高温・高圧となった吸気を冷却するインタークーラ２０と、が夫々配設される。一方、エンジン１０の排気通路２２には、ターボチャージャ１８を構成するタービン１８Ｂが配設される。
【００１３】
また、エアフローメータ１６の吸気下流に位置する吸気通路１２には、空気導入通路２４を介して、エンジン１０により駆動されるエアコンプレッサ２６の吸入ポート２６Ａが接続される。そして、エアコンプレッサ２６により圧縮された空気（以下「圧縮空気」という）は、その吐出ポート２６Ｂに接続される空気供給通路２８を介して、ブレーキなどの作動流体として機能する圧縮エアを貯蔵するエアリザーバ３０に供給される。
【００１４】
さらに、エンジン１０には、その回転速度Ｎｅを検出する回転速度検出手段として機能する回転速度センサ３２が設けられる。そして、エアフローメータ１６及び回転速度センサ３２からの各出力信号は、コンピュータを内蔵したコントロールユニット３４に入力され、そのＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された吸気流量測定プログラムによって、吸気流量Ｑが求められる。ここで、コントロールユニット３４としては、エンジン１０を電子制御するエンジンコントロールユニットなどを用いるようにしてもよい。また、吸気流量測定プログラムを実行するコントロールユニット３４により、周期設定手段及び吸気流量演算手段が夫々実現される。
【００１５】
図２は、コントロールユニット３４において、エンジン１０の始動後所定時間ごとに繰り返し実行される、吸気流量測定プログラムの処理内容を示す。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、回転速度センサ３２から回転速度Ｎｅを読み込む。
ステップ２では、回転速度Ｎｅに基づいて、エアフローメータ１６から信号Ｖを読み込む周期Ｔを設定する。ここで、周期Ｔは、エンジン１０の回転速度Ｎｅと反比例関係をなすものであって、次のようにして決定される。即ち、エアコンプレッサ２６は、回転速度Ｎｅと反比例関係にある周期Ｔでもって断続的な吸気行程を行うため、吸気通路１２に周期Ｔの圧力脈動が生じてしまう。このため、エアフローメータ１６は、回転速度Ｎｅが低速であれば、図３（Ａ）に示すような周期ＴLで変動する信号Ｖを出力する一方、回転速度Ｎｅが高速であれば、同図（Ｂ）に示すような周期ＴH（ＴH＜ＴL）で変動する信号Ｖを出力する。そこで、エアコンプレッサ２６の特性を考慮して実験などから、基準回転速度における基準周期Ｔ0を予め求め、例えば、次式により周期Ｔを演算する。
【００１６】
周期Ｔ＝基準周期Ｔ0×基準回転速度／回転速度Ｎｅ＝定数／回転速度Ｎｅ
なお、このような計算式に限らず、例えば、回転速度に対応した周期Ｔが設定された制御マップを使用して、回転速度Ｎｅに応じた周期Ｔを演算するようにしてもよい。
ステップ３では、タイマをスタートさせる。
ステップ４では、タイマをスタートさせてから周期Ｔ経過したか否かを判定する。そして、周期Ｔ経過したならばステップ５へと進む一方（Ｙｅｓ）、周期Ｔ経過していなければ待機する（Ｎｏ）。
【００１７】
ステップ５では、エアフローメータ１６から信号Ｖを読み込む。
ステップ６では、信号Ｖに基づいて吸気流量Ｑを演算する。
かかる吸気流量測定装置によれば、エンジン１０の回転速度Ｎｅと反比例関係をなす周期Ｔで、エアフローメータ１６から信号Ｖが読み込まれ、その信号Ｖに基づいて吸気流量Ｑが演算される。このため、図３に示すように、エアフローメータ１６の信号Ｖが周期Ｔで変動していても、図中の黒丸で示すタイミングでもってその信号Ｖが読み込まれることから、その信号Ｖをあたかも安定しているかのように扱うことができる。従って、エアフローメータ１６の信号Ｖから演算される吸気流量Ｑの安定化を通して、その測定精度を向上させることができる。そして、このような吸気流量Ｑに基づいてエンジン１０を電子制御すれば、エンジントルクにうねりが生じたり、排気性状が低下するなどの不具合が発生することを防止できる。
【００１８】
また、加減速などによりエンジン１０の回転速度Ｎｅが急変したとき、即ち、過渡運転時には、エアフローメータ１６から信号Ｖを読み込む周期Ｔが動的かつ即時に変更されるため、計算式によるなまし処理などと比較して、吸気流量Ｑの応答遅れを大幅に少なくすることができる。このため、過渡運転時における応答性を向上させることもできる。
なお、エアフローメータ１６から信号Ｖを読み込むタイミングが、図４に示すように、信号Ｖの最大値及び最小値の平均を結ぶ線からずれたとしても、その信号Ｖがあたかも安定しているかのように扱われるため、これから演算される吸気流量Ｑにうねりが生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ターボチャージャ付エンジンに対して本発明を適用した全体構成図
【図２】吸気流量測定プログラムの処理内容を示すフローチャート
【図３】エアフローメータの出力変動の一例を示し、（Ａ）は回転速度が低速のときの説明図、（Ｂ）は回転速度が高速のときの説明図
【図４】エアフローメータから信号を読み込むタイミングがずれたときの説明図
【符号の説明】
【００２０】
１０    エンジン
１２    吸気通路
１６    エアフローメータ
２４    空気導入通路
２６    エアコンプレッサ
２６Ａ  吸入ポート
３２    回転速度センサ
３４    コントロールユニット
【図１】
2006226122.tif 000003
【図２】
2006226122.tif 000004
【図３】
2006226122.tif 000005
【図４】
2006226122.tif 000006