(57)【要約】【課題】製造コストをかけずに、点火プラグによる正常な点火が行われなくなることを抑止することができる燃料供給量制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵは、エンジンが始動してから停止するまでの吸入空気量の積算値（積算空気量Ｉｑ）を算出し（ステップＳ７）、エンジンが停止したときに（ステップＳ８）、水温センサによって計測された水温（停止時水温Ｔ）及び積算空気量Ｉｑに基づいて、エンジンが次回に運転されるときにエンジンに供給される燃料の量を補正する（ステップＳ２）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に供給される燃料の量を制御する燃料供給量制御装置であって、
前記内燃機関の冷却水の温度を計測する水温センサと、
前記内燃機関が始動してから停止するまでの吸入空気量の積算値を算出する積算空気量算出部と、
前記内燃機関が停止したときに前記水温センサによって計測された水温及び前記積算空気量算出部によって算出された積算値に基づいて、前記内燃機関が次回に運転されるときに前記内燃機関に供給される燃料の量を補正する燃料供給量補正部と、を備えた燃料供給量制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関に供給される燃料の量を補正するための補正係数を算出する補正係数算出部を備え、
前記補正係数算出部は、前記内燃機関が運転されたときに前記内燃機関に供給された燃料の量を補正した補正係数、前記水温センサによって計測された水温、及び、前記積算空気量算出部によって算出された積算値に基づいて、前記内燃機関が次回に運転されるときに前記内燃機関に供給される燃料の量を補正するための補正係数を算出し、
前記燃料供給量補正部は、前記補正係数算出部によって算出された補正係数で、前記内燃機関に供給される燃料の量を補正する請求項１に記載の燃料供給量制御装置。
【請求項３】
前記補正係数算出部によって算出された補正係数が所定条件を満たしたら、前記内燃機関に供給された燃料を点火させる点火プラグの交換を促す旨を報知装置に報知させる報知部を更に備えた請求項２に記載の燃料供給量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に供給する燃料の量を制御する燃料供給量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関を冷間時に始動させたときには、燃料が完全に燃焼せずに、カーボン等の不完全燃焼物が点火プラグのプラグギャップ近傍に付着することが知られている。点火プラグのプラグギャップ近傍に不完全燃焼物が付着すると、点火プラグが正常な点火を行うことができなくなることがある。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１では、内燃機関が始動状態にあるときに、点火プラグの電極間に流れる電流の値を検出し、検出した電流の値の積算値が大きいほど、インジェクタから噴射される燃料の量を少なくするものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案されたものは、点火プラグの電極間に流れる電流の値を検出するために電流検出装置を設ける必要があるため、製造コストがかかってしまうといった課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、製造コストをかけずに、点火プラグによる正常な点火が行われなくなることを抑止することができる燃料供給量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】
【０００７】
本発明の第１の態様は、内燃機関に供給される燃料の量を制御する燃料供給量制御装置であって、内燃機関の冷却水の温度を計測する水温センサと、内燃機関が始動してから停止するまでの吸入空気量の積算値を算出する積算空気量算出部と、内燃機関が停止したときに水温センサによって計測された水温及び積算空気量算出部によって算出された積算値に基づいて、内燃機関が次回に運転されるときに内燃機関に供給される燃料の量を補正する燃料供給量補正部と、を備えている。
【０００８】
本発明の第２の態様として、内燃機関に供給される燃料の量を補正するための補正係数を算出する補正係数算出部を備え、補正係数算出部は、内燃機関が運転されたときに内燃機関に供給された燃料の量を補正した補正係数、水温センサによって計測された水温、及び、積算空気量算出部によって算出された積算値に基づいて、内燃機関が次回に運転されるときに内燃機関に供給される燃料の量を補正するための補正係数を算出し、燃料供給量補正部は、補正係数算出部によって算出された補正係数で、内燃機関に供給される燃料の量を補正するようにしてもよい。
【０００９】
本発明の第３の態様として、補正係数算出部によって算出された補正係数が所定条件を満たしたら、内燃機関に供給された燃料を点火させる点火プラグの交換を促す旨を報知装置に報知させる報知部を更に備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
このように、上記の第１の態様は、内燃機関が停止したときに水温センサによって計測された水温及び積算空気量算出部によって算出された積算値に基づいて、内燃機関が次回に運転されるときに内燃機関に供給される燃料の量を補正する。
【００１１】
したがって、上記の第１の態様は、内燃機関が次回に運転されるときに、点火プラグのプラグギャップ近傍に付着していると推定される不完全燃焼物が燃焼するように、内燃機関に供給される燃料の量を補正することにより、電流検出装置を設ける必要がなくなるため、製造コストをかけずに、点火プラグによる正常な点火が行われなくなることを抑止することができる。
【００１２】
上記の第２の態様は、水温センサによって計測された水温、及び、積算空気量算出部によって算出された積算値に加えて、内燃機関に供給された燃料の量を補正した補正係数に基づいて、内燃機関が次回に運転されるときに内燃機関に供給される燃料の量を補正するため、内燃機関が運転されるたびに、内燃機関に供給される燃料の補正量が大きく変動してしまうことを抑制することができる。
【００１３】
上記の第３の態様は、補正係数算出部によって算出された補正係数が所定条件を満たしたら、点火プラグの交換を促す旨を報知装置に報知させるため、点火プラグが交換時期にあることを報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る燃料供給量制御装置を搭載した車両の要部を示すハードウェア構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る燃料供給量制御装置が参照する第１マップを示す概念図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る燃料供給量制御装置が参照する第２マップを示す概念図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る燃料供給量制御装置によって実行される燃料供給量制御動作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】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る燃料供給量制御装置を搭載した車両１は、内燃機関型のエンジン２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３とを備えている。
【００１６】
エンジン２には、燃焼室５が形成され、ＥＣＵ３の制御に応じて燃焼室５で点火する点火プラグ６が設けられている。エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に、点火プラグ６により点火が行われる４サイクルのエンジンによって構成されている。
【００１７】
エンジン２には、燃焼室５の温度を調整するための冷却水が流れるウォータージャケット７が形成されている。ウォータージャケット７には、冷却水の温度を計測する水温センサ８が設けられている。
【００１８】
エンジン２の吸気ポートには、エンジン２内に外気を導入する吸気通路を形成するインテークマニホールド１０が設けられている。インテークマニホールド１０には、燃焼室５に向けて燃料を噴射するインジェクタ１１と、エンジン２の吸入空気量を調整するスロットルバルブ１２と、エンジン２の吸入空気量を測定するエアフローメータ１３とが設けられている。
【００１９】
インジェクタ１１は、ＥＣＵ３によって制御されるソレノイドコイル及びニードルバルブを有している。インジェクタ１１は、ＥＣＵ３によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室５に向けて燃料を噴射するようになっている。
【００２０】
スロットルバルブ１２は、薄い円板状の弁体によって構成され、この弁体の中央にシャフトを備えている。スロットルバルブ１２には、ＥＣＵ３の制御に応じてシャフトを回動させることによって弁体を回動させ、スロットルバルブ１２に吸入空気量を調整させるスロットルバルブアクチュエータ１４が設けられている。
【００２１】
ＥＣＵ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００２２】
ＥＣＵ３のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ３として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＥＣＵ３において、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ３として機能する。
【００２３】
ＥＣＵ３の入力ポートには、水温センサ８及びエアフローメータ１３に加えてイグニッションスイッチ「以下、単に「ＩＧ」という」１８などの各種センサ類及び各種スイッチ類が接続されている。
【００２４】
また、ＥＣＵ３の出力ポートには、点火プラグ６、インジェクタ１１及びスロットルバルブアクチュエータ１４などの各種制御対象類に加えて、インストルメントパネルなどの表示装置及びスピーカなどの音声出力装置（以下、総称して「報知装置２０」という）などの各種周辺装置類が接続されている。
【００２５】
ＥＣＵ３は、入力ポートに接続された各種センサ類及び各種スイッチ類から得られた情報に基づいて、出力ポートに接続された各種制御対象類及び各種周辺装置類を制御するようになっている。
【００２６】
本実施の形態において、ＥＣＵ３は、スロットルバルブ１２の開度などの車両１の運転状態に応じてインジェクタ１１に噴射させる燃料の量（以下、単に「燃料噴射量」という）を算出するようになっている。
【００２７】
ＥＣＵ３は、エンジン２が始動してから停止するまでの吸入空気量の積算値を算出する積算空気量算出部２１を構成する。具体的には、ＥＣＵ３は、エンジン２が始動してから停止するまでの間、エアフローメータ１３によって検出された吸入空気量を積算した積算値（以下、単に「積算空気量」という）を算出するようになっている。
【００２８】
また、ＥＣＵ３は、燃料供給量補正部２２を構成し、エンジン２が停止したときに水温センサ８によって計測された水温（以下、単に「停止時水温」という）及び積算空気量に基づいて、エンジン２が次回に運転されるときに燃料噴射量を補正するようになっている。
【００２９】
詳細には、ＥＣＵ３は、燃料噴射量を補正するための補正係数Ａｎを算出する補正係数算出部２３を構成する。ＥＣＵ３は、エンジン２が運転されたときに燃料噴射量を補正した補正係数Ａｃ、停止時水温Ｔ、及び、積算空気量Ｉｑに基づいて、エンジン２が次回に運転されるときの燃料噴射量を補正するための補正係数Ａｎを算出するようになっている。
【００３０】
すなわち、ＥＣＵ３は、エンジン２が次回に運転されるときに、燃料噴射量の補正を実行する場合には、車両１の運転状態に応じて算出した燃料噴射量に対して、補正係数Ａｎを乗じた量の燃料をインジェクタ１１に噴射させるようになっている。
【００３１】
ここで、補正係数Ａｎは、１で正規化された値であり、予め実験的に定められた適合値であるβ未満である場合には、βに規制される。また、ＥＣＵ３は、報知部２４を構成し、補正係数Ａｎがβ未満であるといった所定条件を満たす場合には、点火プラグ６の交換を促す旨を報知装置２０に報知させるようになっている。
【００３２】
本実施の形態において、ＥＣＵ３は、以下に示す数式に従って補正係数Ａｎを算出するようになっている。なお、以下の数式において、αは、適合値である重みを表し、ａは、積算空気量Ｉｑに応じた係数を表し、ｂは、停止時水温Ｔに応じた係数を表す。
【００３３】
Ａｎ＝Ａｃ×（１−α）＋ａ×ｂ×α
【００３４】
ここで、図２及び図３にそれぞれ示すように、係数ａ及び係数ｂは、ＥＣＵ３のＲＯＭに予め格納された第１及び第２マップに基づいてそれぞれ決定される。すなわち、ＥＣＵ３は、第１マップにおいて積算空気量Ｉｑに対応する係数ａを決定し、第２マップにおいて停止時水温Ｔに対応する係数ｂを決定するようになっている。
【００３５】
また、ＥＣＵ３は、ＩＧ１８がオフ状態になると、エンジン２を停止するとともに、次回の運転時の補正係数Ａｎを算出するために、エンジン２が運転されたときに燃料噴射量を補正した補正係数Ａｃ、停止時水温Ｔ及び積算空気量Ｉｑをフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体に保存するようになっている。
【００３６】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る燃料供給量制御装置の燃料供給量制御動作について図４を参照して説明する。なお、以下に説明する燃料供給量制御動作は、ＩＧ１８がオン状態になったことがＥＣＵ３によって検出されたときにスタートする。
【００３７】
まず、ＥＣＵ３は、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体から補正係数Ａｃ、停止時水温Ｔ、及び、積算空気量ＩｑをＲＡＭに読み込む（ステップＳ１）。次いで、ＥＣＵ３は、補正係数Ａｃ、停止時水温Ｔ及び積算空気量Ｉｑに基づいて、今回運転時の補正係数Ａｎを算出する（ステップＳ２）。
【００３８】
次いで、ＥＣＵ３は、ステップＳ２で算出した補正係数Ａｎがβ未満であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、補正係数Ａｎがβ未満であると判断した場合には、ＥＣＵ３は、プラグ汚損警告表示を行う（ステップＳ４）。詳細には、ＥＣＵ３は、点火プラグ６の交換を促す旨を報知装置２０に報知させる。また、ＥＣＵ３は、補正係数Ａｎをβに規制する、すなわち、補正係数Ａｎをβとする。
【００３９】
一方、補正係数Ａｎがβ未満でないと判断した場合、又は、プラグ汚損警告表示を行った後に、ＥＣＵ３は、エンジン２（図中「Ｅ／Ｇ」と表す）の始動が開始するのを待つ（ステップＳ５）。エンジン２の始動が開始すると、ＥＣＵ３は、車両１の運転状態に応じて、燃料噴射量を算出する（ステップＳ６）。
【００４０】
次いで、ＥＣＵ３は、燃料噴射量の補正を実行するか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで、ＥＣＵ３は、エンジン２の始動が完了していない、すなわち、エンジン２が完爆していない場合には、燃料噴射量の補正を実行すると判断し、エンジン２が完爆している場合には、燃料噴射量の補正を実行しないと判断する。
【００４１】
ステップＳ７において、燃料噴射量の補正を実行すると判断した場合には、ＥＣＵ３は、ステップＳ６で算出した燃料噴射量に補正係数Ａｎ乗じて補正する（ステップＳ８）。このように、ＥＣＵ３は、燃料噴射量の補正を実行すると判断した場合には、補正係数Ａｎ乗じて補正した燃料噴射量の燃料をインジェクタ１１に噴射させ、燃料噴射量の補正を実行しないと判断した場合には、ステップＳ６で算出した燃料噴射量の燃料をインジェクタ１１に噴射させる。
【００４２】
次いで、ＥＣＵ３は、積算空気量Ｉｑを算出する（ステップＳ９）。次いで、ＥＣＵ３は、エンジン２が停止しているか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここで、エンジン２が停止していないと判断した場合には、ＥＣＵ３は、燃料供給量制御動作をステップＳ６に戻す。
【００４３】
一方、エンジン２が停止していると判断した場合には、ＥＣＵ３は、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体に、停止時水温Ｔ及び積算空気量Ｉｑを保存するとともに、エンジン２が運転されたときに燃料噴射量を補正した補正係数Ａｎを補正係数Ａｃとして保存し（ステップＳ１１）、燃料供給量制御動作を終了する。
【００４４】
以上のように、本実施の形態は、停止時水温Ｔ及び積算空気量Ｉｑに基づいて、エンジン２が次回に運転されるときにエンジン２に供給される燃料の量を補正する。したがって、本実施の形態は、エンジン２が次回に運転されるときに、点火プラグ６のプラグギャップ近傍に付着していると推定される不完全燃焼物が燃焼するように、エンジン２に供給される燃料の量を補正することにより、電流検出装置を設ける必要がなくなる。このため、本実施の形態は、製造コストをかけずに、点火プラグ６による正常な点火が行われなくなることを抑止することができる。
【００４５】
また、本実施の形態は、停止時水温Ｔ及び積算空気量Ｉｑに加えて、エンジン２に供給された燃料の量を補正した補正係数Ａｃに基づいて、エンジン２が次回に運転されるときにエンジン２に供給される燃料の量を補正するため、エンジン２が運転されるたびに、エンジン２に供給される燃料の補正量が大きく変動してしまうことを抑制することができる。
【００４６】
また、本実施の形態は、補正係数Ａｎが所定条件を満たしたら、すなわち、補正係数Ａｎがβ未満となったら、点火プラグ６の交換を促す旨を報知装置２０に報知させるため、点火プラグ６が交換時期にあることを報知することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、ＥＣＵ３は、ＩＧ１８がオフ状態になると、補正係数Ａｃ、停止時水温Ｔ及び積算空気量Ｉｑをフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体に保存し、次回の運転時にこれらを読み込んで補正係数Ａｎを算出するものとして説明した。
【００４８】
これに対し、ＥＣＵ３は、ＩＧ１８がオフ状態になると、補正係数Ａｃ、係数ａ及び係数ｂをフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体に保存し、次回の運転時にこれらを読み込んで補正係数Ａｎを算出するようにしてもよい。
【００４９】
また、ＥＣＵ３は、ＩＧ１８がオフ状態になると、補正係数Ａｃ、係数ａ及び係数ｂに基づいて、次回の運転時の補正係数Ａｎを算出し、算出した補正係数Ａｎをフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体に保存し、次回の運転時にこれらを読み込むようにしてもよい。
【００５０】
また、図４を参照して説明した燃料供給量制御動作において、ＥＣＵ３は、エンジン２が完爆していない場合には、燃料噴射量の補正を実行すると判断し、エンジン２が完爆している場合には、燃料噴射量の補正を実行しないと判断するものとして説明した。
【００５１】
これに対し、ＥＣＵ３は、エンジン２の暖機が終了していない場合には、燃料噴射量の補正を実行すると判断し、エンジン２の暖機が終了している場合には、燃料噴射量の補正を実行しないと判断するようにしてもよい。
【００５２】
また、ＥＣＵ３は、水温センサ８によって計測された水温が規定温度未満である場合には、燃料噴射量の補正を実行すると判断し、水温センサ８によって計測された水温が規定温度未満でない場合には、燃料噴射量の補正を実行しないと判断するようにしてもよい。ここで、規定温度は、適合値である。
【００５３】
また、ＥＣＵ３は、エンジン２の空燃比が理想空燃比となるように制御する空燃比制御を実行していない場合には、燃料噴射量の補正を実行すると判断し、空燃比制御を実行している場合には、燃料噴射量の補正を実行しないと判断するようにしてもよい。
【００５４】
また、ＥＣＵ３は、エンジン２が完爆しているか否か、エンジン２の暖機が終了しているか否か、水温センサ８によって計測された水温が規定温度未満であるか否か、及び、空燃比制御を実行しているか否かの上述した条件のうち、複数の条件の組合せに基づいて、燃料噴射量の補正を実行するか否かを判断するようにしてもよい。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が特許請求の範囲に記載された請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００５６】
１  車両
２  エンジン（内燃機関）
６  点火プラグ
８  水温センサ
２０  報知装置
２１  積算空気量算出部
２２  燃料供給量補正部
２３  補正係数算出部
２４  報知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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