(57)【要約】【課題】  筒内圧検出部を用いる場合であっても内燃機関の制御精度の低下を避けることができる内燃機関制御装置を提供する。【解決手段】  エンジン５を制御する内燃機関制御装置１であって、エンジン５の筒内圧を検出する筒内圧センサ２と、筒内圧センサ２における所定時間内の所定量以上の温度変化の発生を判定する判定部４１と、筒内圧センサ２の検出結果に基づいてエンジン５の制御を行う制御部４２と、を備え、制御部４２は、筒内圧センサ２における所定時間内の所定量以上の温度変化が発生するものとして判定部４１によって判定された場合、筒内圧センサ２による検出結果をエンジン５の制御に用いない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を制御する内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出部と、
前記筒内圧検出部における所定時間内の所定量以上の温度変化の発生を判定する判定部と、
前記筒内圧検出部の検出結果に基づいて前記内燃機関の制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記筒内圧検出部における所定時間内の所定量以上の温度変化が発生するものとして前記判定部によって判定された場合、前記筒内圧検出部による検出結果を前記内燃機関の制御に用いない、内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を制御する内燃機関制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両の内燃機関の気筒に筒内圧を検出する筒内圧検出部（筒内圧センサ）を取り付け、筒内圧検出部の検出結果を用いて内燃機関の制御（例えば、点火時期など）を行うことが知られている。このような内燃機関の筒内圧を検出し、筒内圧の検出結果を用いて内燃機関の制御を行うことが例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筒内圧を検出する筒内圧検出部においては、筒内圧検出部の検出部分の温度が急激に変化すると筒内圧検出部を構成する部材同士の間で加熱による膨張差又は冷却による収縮差が生じることがある。この場合、加熱による膨張差又は冷却による収縮差に起因して筒内圧検出部の検出結果に誤差が生じ、内燃機関の制御精度に影響を与えることが考えられる。このため、本技術分野においては、筒内圧検出部に急激な温度変化が生じても、内燃機関の制御精度の低下を避けることが求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、筒内圧検出部を用いる場合であっても内燃機関の制御精度の低下を避けることができる内燃機関制御装置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】
本発明の一側面は、内燃機関を制御する内燃機関制御装置であって、内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出部と、筒内圧検出部における所定時間内の所定量以上の温度変化の発生を判定する判定部と、筒内圧検出部の検出結果に基づいて内燃機関の制御を行う制御部と、を備え、制御部は、筒内圧検出部における所定時間内の所定量以上の温度変化が発生するものとして判定部によって判定された場合、筒内圧検出部による検出結果を内燃機関の制御に用いない。
【０００７】
この内燃機関制御装置においては、筒内圧検出部における所定時間内の所定量以上の温度変化が発生するものとして判定された場合、制御部は、筒内圧検出部による検出結果を用いずに内燃機関の制御を行う。これにより、筒内圧検出部の温度変化に起因して筒内圧検出部の検出結果に誤差が生じて内燃機関の制御精度に影響が生じる場合であっても、誤差を含む筒内圧検出部の検出結果を制御部が用いないため、内燃機関の制御精度の低下を避けることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一側面によれば、筒内圧検出部を用いる場合であっても内燃機関の制御精度の低下を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る内燃機関制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の筒内圧センサの概略構成を示す断面図である。
【図３】筒内圧センサの出力電圧の変化を示す図である。
【図４】筒内圧センサが急激に加熱された場合における出力電圧の変化を示す図である。
【図５】筒内圧センサが急激に冷却された場合における出力電圧の変化を示す図である。
【図６】エンジン制御ＥＣＵが行う処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１に示すように、内燃機関制御装置１は、筒内圧センサ（筒内圧検出部）２、温度センサ３及びエンジン制御ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）４を含んで構成されている。内燃機関制御装置１は、エンジン（内燃機関）５の制御を行うものでる。なお、エンジン５は、複数の気筒（例えば、４気筒等）を有している。筒内圧センサ２は、エンジン５の各気筒にそれぞれ取り付けられている。筒内圧センサ２は、エンジン５の気筒内の圧力（筒内圧）を検出する。筒内圧センサ２の検出部分（図２の受圧側フランジ２１側）は、気筒内の燃焼室に臨んでいる。本実施形態においては、筒内圧センサ２として圧電素子式のセンサを用いている。筒内圧センサ２による検出結果は、エンジン制御ＥＣＵ４に入力される。
【００１２】
より詳細には、筒内圧センサ２は、図２に示すように、圧電素子２０、受圧側フランジ２１、背面側フランジ２２及びケース２３を含んで構成されている。圧電素子２０は、圧力が加えられると電荷を発生させる素子である。圧電素子２０は、加えられる圧力が大きくなると発生する電荷も大きくなる。圧電素子２０において発生した電荷を電圧に変換し、増幅することによって筒内圧センサ２の出力電圧値を得ることができる。
【００１３】
受圧側フランジ２１及び背面側フランジ２２は、圧電素子２０を挟み込むように配置されている。受圧側フランジ２１は、エンジン５の燃焼室内の圧力を受ける。受圧側フランジ２１及び背面側フランジ２２は、圧電素子２０を挟み込んだ状態で円筒形状を有するケース２３内に収容されている。受圧側フランジ２１、背面側フランジ２２及びケース２３は、金属材料によって構成されている。
【００１４】
ここで、圧電素子２０は、受圧側フランジ２１及び背面側フランジ２２によって所定の圧力（以下「初期圧」という）が加えられた状態でケース２３内に収容されている。また、圧電素子２０に初期圧が加えられている状態における筒内圧センサ２の出力電圧を「基底電圧」という。
【００１５】
筒内圧センサ２は、受圧側フランジ２１が燃焼室に臨むようにエンジン５に取り付けられている。燃焼室内の圧力が筒内圧センサ２に加わると、一例として図３に示すように、筒内圧センサ２の出力電圧値が基底電圧値よりも高くなる。筒内圧センサ２に加わる圧力が低くなると、筒内圧センサ２の出力電圧値が基底電圧値に戻る。
【００１６】
このような筒内圧センサ２においては、受圧側フランジ２１、背面側フランジ２２及びケース２３と、圧電素子２０との熱膨張係数が互いに異なっている。このため、エンジン５の燃焼室内の温度が急激に変化すると、受圧側フランジ２１等と圧電素子２０との熱膨張係数の差により、圧電素子２０が受圧側フランジ２１及び背面側フランジ２２から受ける圧力に変動が生じることがある。
【００１７】
例えば、筒内圧センサ２が急激に加熱されると、受圧側フランジ２１等が急激に延びて圧電素子２０に加わる圧力が初期圧よりも小さくなる。これにより、一例として、図４に示すように、圧電素子２０に加わる圧力が小さくなることによって、出力電圧に沈み込み（オフセットドリフト）が生じる。一方、例えば、筒内圧センサ２が急激に冷却されると、受圧側フランジ２１等が急激に縮んで圧電素子２０に加わる圧力が初期圧よりも大きくなる。これにより、一例として図５に示すように、圧電素子２０に加わる圧力が大きくなることによって、出力電圧に持ち上がり（オフセットドリフト）が生じる。
【００１８】
このように、筒内圧センサ２の出力電圧は、燃焼室内の圧力変化に加えて筒内圧センサ２の温度変化に起因して変動することがある。
【００１９】
図１に戻り、温度センサ３は、筒内圧センサ２の温度を検出する。温度センサ３は、例えば、筒内圧センサ２のケース２３に取り付けられている。温度センサ３よる検出結果はエンジン制御ＥＣＵ４に入力される。エンジン５は、車両を走行させる動力源となる。エンジン５は、エンジン制御ＥＣＵ４によって制御される。
【００２０】
エンジン制御ＥＣＵ４は、筒内圧センサ２による検出結果、及び、エンジン５のスロットルの開度を検出するスロットル開度センサ等の検出結果に基づいて、エンジン５の制御を行う。エンジン制御ＥＣＵ４は、機能的には、判定部４１、及び、制御部４２を含んで構成されている。
【００２１】
判定部４１は、筒内圧センサ２における所定時間内の所定量以上の温度変化の発生(急激な加熱又は冷却の発生）を判定する。ここでの所定時間は、例えば単位時間とする。
【００２２】
具体的には、判定部４１は、制御部４２がエンジン５に対してフューエルカット制御を行った場合、筒内圧センサ２が急激に冷却されて所定時間内の所定量以上の温度変化が生じるものとして判定する。フューエルカット制御が行われた場合、エンジン５の燃焼室内に大気が吹き込む。燃焼室内に大気が吹き込むことにより、筒内圧センサ２が急激に冷却される。このため、判定部４１は、制御部４２によるフューエルカット制御の有無によって、筒内圧センサ２における所定時間内の所定量以上の温度変化の発生を判定することができる。
【００２３】
また、判定部４１は、筒内圧センサ２によって検出された圧力が急激に高くなった場合、筒内圧センサ２が急激に加熱されて所定時間内の所定量以上の温度変化が生じるものとして判定する。ここで、燃焼室内の圧力が急激に高くなると、燃焼室内で発生する熱が急激に高まる可能性が高い。このため、燃焼室内の圧力が急激に高くなると、筒内圧センサ２も急激に加熱される可能性が高い。従って、判定部４１は、筒内圧センサ２によって検出された圧力が急激に高くなった場合、筒内圧センサ２における所定時間内の所定量以上の温度変化が発生するものとして判定することができる。より詳細には、判定部４１は、筒内圧センサ２によって検出される圧力の圧力変化率が所定の圧力変化率より大きい場合に、筒内圧センサ２における所定時間内の所定量以上の温度変化が発生するものとして判定する。なお、圧力変化率とは、単位時間当たりの圧力の変化を示す。
【００２４】
更に、判定部４１は、温度センサ３によって検出された温度が急激に高くなった場合、筒内圧センサ２が急激に加熱されて所定時間内の所定量以上の温度変化が生じるものとして判定する。より詳細には、判定部４１は、温度センサ３によって検出される温度の温度変化率が所定の温度変化率より大きい場合に、筒内圧センサ２における所定時間内の所定量以上の温度変化が発生するものとして判定する。なお、温度変化率は、単位時間当たりの温度の変化を示す。
【００２５】
このように判定部４１は、制御部４２によるフューエルカット制御の有無、又は、筒内圧センサ２の検出結果の変動に基づいて、筒内圧センサ２に急激な温度変化が生じることを事前に予測している。即ち、判定部４１は、制御部４２によるフューエルカット制御の有無、又は、筒内圧センサ２の検出結果の変動に基づいて、筒内圧センサ２の温度変化に起因して出力電圧が変動することを事前に予測している。また、判定部４１は、温度センサ３による検出結果に基づいて、筒内圧センサ２の温度変化に起因して出力電圧が変動することを予測している。
【００２６】
制御部４２は、エンジン５のスロットルの開度を検出するスロットル開度センサ等の検出結果に基づいて、エンジン５の制御を行う。また、制御部４２は、筒内圧センサ２によって検出された値を、一例として、エンジン５の点火時期のフィードバック制御等のために用いている。更に、制御部４２は、エンジン５に対してフューエルカット制御を行う。ここで、フューエルカット制御とは、エンジン５に対する燃料供給を一時的に停止する制御であり、一例として、車両の減速時においてエンジン回転数が所定の設定回転数以上である場合に行われる。
【００２７】
また、制御部４２は、判定部４１によって筒内圧センサ２に所定時間内の所定量以上の温度変化が生じるものとして判定された場合、この筒内圧センサ２が取り付けられている気筒については、所定の禁止時間、筒内圧センサ２の検出結果を用いずにエンジン５の制御を行う。この制御は、筒内圧センサ２の急激な温度変化に起因して生じた出力電圧値の変動の影響を、エンジン５の制御から除外するために行う。筒内圧センサ２の検出結果を用いない「所定の禁止時間」とは、一例として、筒内圧センサ２の急激な温度変化に起因して生じる出力電圧の変動の開始から変動が収まるまでの時間を包含可能な時間とすることができる。
【００２８】
なお、エンジン制御ＥＣＵ４は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）を含むコンピュータによって構成されている。
【００２９】
次に、エンジン制御ＥＣＵ４が、エンジン５の制御を行う際の制御の流れについて説明する。図６に示すように、判定部４１は、制御部４２がエンジン５に対してフューエルカット制御を行ったか否かを判定する（ステップＳ１０１）。フューエルカット制御が行われていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、判定部４１は、筒内圧センサ２に所定時間内の所定量以上の温度変化が生じないものとして判定する。次に、判定部４１は、筒内圧センサ２によって検出された圧力（Ｐ）の変化率（ｄｐ／ｄｔ）が、所定の圧力変化率より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。筒内圧センサ２によって検出された圧力の変化率が所定の圧力変化率以下である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、判定部４１は、筒内圧センサ２に所定時間内の所定量以上の温度変化が生じないものとして判定する。
【００３０】
そして、判定部４１は、温度センサ３によって検出された温度（Ｔ）の変化率（ｄＴ／ｄｔ）が、所定の温度変化率よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。温度センサ３によって検出された温度の変化率が所定の温度変化率以下である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、判定部４１は、筒内圧センサ２に所定時間内の所定量以上の温度変化が生じないものとして判定する。筒内圧センサ２に所定時間内の所定量以上の温度変化が生じない場合、制御部４２は、筒内圧センサ２の検出結果を用いてエンジン５の制御を行う（ステップＳ１０４）。
【００３１】
一方、フューエルカット制御が行われている場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、筒内圧センサ２によって検出された圧力の変化率が所定の圧力変化率より大きい場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、又は、温度センサ３によって検出された温度の変化率が所定の温度変化率より大きい場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部４２は、筒内圧センサ２に所定時間内の所定量以上の温度変化が生じる可能性が高いものとして判定し、この筒内圧センサ２が取り付けられた気筒については、所定の禁止時間、筒内圧センサ２の検出結果を用いずにエンジン５の制御を行う（ステップＳ１０５）。
【００３２】
全ての処理が終了すると、上述のステップＳ１０１の処理に戻る。なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の処理の順序は、図６に示す順序に限定されない。
【００３３】
本実施形態は以上のように構成され、この内燃機関制御装置１においては、筒内圧センサ２における所定時間内の所定量以上の温度変化が発生するものとして判定された場合、制御部４２は、筒内圧センサ２による検出結果を用いずにエンジン５の制御を行う。これにより、筒内圧センサ２の温度変化に起因して筒内圧センサ２の検出結果に誤差が生じてエンジン５の制御精度に影響が生じる場合であっても、誤差を含む筒内圧センサ２の検出結果を制御部４２が用いないため、エンジン５の制御精度の低下を避けることができる。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、筒内圧センサ２は、圧縮されることによって電荷が生じる圧電素子２０を用いるものとしたが、例えば、歪みゲージ式のセンサなど、他の種類の筒内圧センサを用いることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…内燃機関制御装置、２…筒内圧センサ（筒内圧検出部）、５…エンジン（内燃機関）、４１…判定部、４２…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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