(57)【要約】【課題】複数の吸気通路を備えた内燃機関における吸気量検出装置において、複数の吸気通路に流れる吸気量のばらつきを判断することを可能にする。【解決手段】第１の吸気通路と第２の吸気通路とが合流して、第３の吸気通路となる場所で検出された吸気量と、それぞれの吸気通路に設置された吸気量に基づいて、各吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出する。より具体的には、各吸気通路に流れる吸気量と、それぞれの吸気通路が合流した吸気通路で検出された吸気量とを比較（偏差、比率等）し、その比較した値に基づいて、各吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出する。【選択図】図１
2008138642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の吸気通路と第２の吸気通路とが合流して、第３の吸気通路となり内燃機関と連通している内燃機関の吸気量検出装置において、
前記第１の吸気通路に設けられ、該吸気通路の第１の吸気量を検出する第１の吸気量検出手段と、
前記第２の吸気通路に設けられ、該吸気通路の第２の吸気量を検出する第２の吸気量検出手段と、
前記第３の吸気通路に設けられ、該吸気通路の吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
前記吸気圧検出手段により検出された圧力に基づいて前記第３の吸気通路を流れる第３の吸気量を算出する第３の吸気量算出手段と、
前記第１の吸気量と前記第３の吸気量及び／又は前記第２の吸気量と前記第３の吸気量とに基づいて、前記第１の吸気通路に流れる吸気量と前記第２の吸気通路に流れる吸気量とにばらつきが生じているか否かを検出するばらつき検出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気量検出装置。
【請求項２】
前記ばらつき検出手段は、前記第１の吸気量又は前記第２の吸気量の少なくともいずれか一方を倍加した値と前記第３の吸気量との比較値が、所定値よりも大きくなった場合に、前記第１の吸気通路に流れる吸気量と前記第２の吸気通路に流れる吸気量とにばらつきが生じていると検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気量検出装置。
【請求項３】
前記ばらつき検出手段は、前記第１の吸気量又は前記第２の吸気量の少なくともいずれか一方の値と前記第３の吸気量を半減させた値との比較値が、所定値よりも大きくなった場合に、前記第１の吸気通路に流れる吸気量と前記第２の吸気通路に流れる吸気量とにばらつきが生じていると検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気量検出装置。
【請求項４】
通常、前記第１の吸気量と前記第２の吸気量とに基づいて、第３の吸気通路を流れる吸気量を算出している内燃機関の吸気量検出装置において、
前記ばらつき検出手段によって、前記第１の吸気通路に流れる吸気量と前記第２の吸気通路に流れる吸気量とにばらつきが生じていると検出されると、前記吸気圧検出手段により検出された吸気圧に基づいて、第３の吸気経路の吸気量を算出することを特徴とする請求項１または３いずれか１つに記載の内燃機関の吸気量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の吸気通路を備えた内燃機関における吸気量検出装置である。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの排気量の増加に伴い，吸気量の増加が必要とされている。このような吸気量の増加に対し、複数の吸気通路を備えた吸気システムが考えられている。このような吸気システムの場合、それぞれの吸気通路にエアクリーナや吸気量測定センサが備え付けられており、各吸気量測定センサで測定した吸気量を加算することで，スロットルを通過する吸気量を算出している。ここで、それぞれの吸気通路に設けられた吸気量測定センサから吸気通路に流れる吸気量を算出する方法は、例えば特許文献１に開示された技術がある。
【特許文献１】特開平２−３０９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような吸気システムの場合、例えば、片側のエアクリーナに詰まりが生じるとエアクリーナの間で圧力損失に差が生じ、それぞれの吸気通路の吸気量にばらつきが生じる場合がある。また、カーブを走行中の場合や、図５に示すように進方向に対して前方の車両が、自分の車両に対してずれて走行している場合などでは、それぞれの吸気通路に流れる吸気量にばらつきが生じると考えられる。このように、それぞれの吸気通路の吸気量にばらつきが生じると、各吸気通路に設置された吸気量測定センサで測定した吸気量を加算した値を、スロットルを通過する吸気量として算出すると、スロットルを通過する吸気量が正しく算出されていない場合があり、この吸気量に基づいてエンジン制御を行うと、エンジン回転速度が変動するラフアイドルやエンジンストールが発生する虞がある。また、それぞれの吸気通路の吸気量にばらつきが生じると、吸気量測定センサでは精度良く吸気量を測定できない場合があり、このように精度良く吸気量を測定できていない状態で、スロットルを通過する吸気量を算出すると、エンジン回転速度が変動するラフアイドルやエンジンストールが発生する虞がある。
【０００４】
このため、吸気通路の吸気量にばらつきが生じているか否かを判定する必要があり、本発明の目的は、複数の吸気通路に流れる吸気量のばらつきを判断することが可能な内燃機関の吸気量検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、請求項１に係る発明では、第１の吸気通路と第２の吸気通路とが合流して、第３の吸気通路となり内燃機関と連通している内燃機関の吸気量検出装置において、第１の吸気通路に設けられ、該吸気通路の第１の吸気量を検出する第１の吸気量検出手段と、第２の吸気通路に設けられ、該吸気通路の第２の吸気量を検出する第２の吸気量検出手段と、第３の吸気通路に設けられ、該吸気通路の吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、吸気圧検出手段により検出された圧力に基づいて第３の吸気通路を流れる第３の吸気量を算出する第３の吸気量算出手段と、第１の吸気量又は前記第２の吸気量と、第３の吸気量とに基づいて、第１の吸気通路に流れる吸気量と第２の吸気通路に流れる吸気量とにばらつきが生じているか否かを検出するばらつき検出手段とを備える。
【０００６】
このように、第１の吸気通路と第２の吸気通路とが合流して、第３の吸気通路となる場所で検出された吸気量と、それぞれの吸気通路に設置された吸気量に基づいて、各吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出することで、各吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出することが可能となる。
【０００７】
つまり、各吸気経路に流れる吸気量にばらつきが生じていると、各吸気通路の吸気量を加算した値がスロットルを通過する吸気量の場合がない可能性があり、また、各吸気通路に流れる吸気量が正しく算出されていない可能性もあるため、各吸気通路に流れる吸気量のみでなく、各吸気通路が合流して一つの吸気通路に流れる吸気量をも用いることによって、各吸気通路に流れる吸気量にばらつきが生じているか否かを判定することが可能となる。ここで、吸気量は、例えば、吸気通路に流れる吸気量に限らず吸気通路の吸気圧であっても良い。
【０００８】
また、請求項２に係る発明のように、ばらつき検出手段は、第１の吸気量又は第２級気量の少なくともいずれか一方を倍加した値と、第３の吸気量とを比較して、該比較値が所定値よりも大きくなった場合に、第１の吸気通路に流れる吸気量と第２の吸気通路に流れる吸気量とにばらつきが生じていると検出しても良い。
【０００９】
このように、第１の吸気量又は第２級気量の少なくともいずれか一方を倍化した値と、第３の吸気量とを比較して、該比較値が所定値よりも大きくなると、各吸気通路に流れる吸気量にばらつきが生じていると考えられるため、吸気量にばらつきが生じていると検出すると良い。
【００１０】
また、請求項３に係る発明のように、ばらつき検出手段は、第１の吸気量又は第２の吸気量の少なくともいずれか一方の値と、第３の吸気量を半減させた値とを比較して、該比較値が所定値よりも大きくなった場合に、第１の吸気通路に流れる吸気量と第２の吸気通路に流れる吸気量とにばらつきが生じていると検出すると良い。
【００１１】
このように、第１の吸気量又は第２級気量の少なくともいずれか一方の値と、第３の吸気量を半減させた値とを比較して、該比較値が所定値よりも大きくなると、各吸気通路に流れる吸気量にばらつきが生じていると考えられるため、吸気量にばらつきが生じていると検出すると良い。
【００１２】
通常、吸気量測定センサ等を用いて検出した、第１の吸気通路に流れる吸気量と第２の吸気通路に流れる吸気量とを加算することによって第３の吸気通路の吸気量を算出している。このとき、第１の吸気通路と第２の吸気通路との吸気量にばらつきが生じていると、精度良く第３の吸気通路の吸気量が算出されない虞がある。このため、請求項４に係る発明のように、ばらつき検出手段によって、第１の吸気通路に流れる吸気量と第２の吸気通路に流れる吸気量とにばらつきが生じていると検出されると、第３の吸気通路に設けられた吸気圧検出手段により検出された吸気圧に基づいて、第３の吸気経路の吸気量を算出すると良い。
【００１３】
このように、第１の吸気通路と第２の吸気通路の吸気量にばらつきが生じていると、第３の吸気経路に設置された吸気圧検出手段により検出された吸気圧に基づいて、第３の吸気経路の吸気量を検出すると良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は本実施形態におけるエンジン制御システムの概略図である。図１において、エンジン電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という）３０は、内燃機関（以下、「エンジン」という）１１の各部の制御を行うものである。
【００１６】
本実施形態のエンジン１１の吸気系は、２つの吸気通路（吸気通路１２Ｌ、吸気通路１２Ｒ），を備えており、それぞれの吸気通路にはエアクリーナ１３Ｌ、エアクリーナ１３Ｒを備えられている。また、この２つの吸気通路に流れる吸入空気が下流で併合されるように吸気通路１２Ｌと吸気通路１２Ｒは吸気管１２に接続されている。なお、吸気管１２には、スロットルバルブ１５、およびサージタンク１７が備えられている。２つの吸気通路にそれぞれ設置されているエアクリーナ１３Ｌ，エアクリーナ１３Ｒを通して吸入された吸入空気は、スロットルバルブ１５およびサージタンク１７を介してエンジン１１に吸入される。エンジン１１に吸入される吸気量は、図示しないアクセルペダルに設けられるアクセルセンサ２７からの検出信号に基づいてスロットルバルブ１５の開度を調整することで制御される。スロットルバルブ１５の開度の調整はエンジンＥＣＵ３０により行われる。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ２７からの信号に基づいて、スロットルバルブ１５を駆動するために、スロットルモータ１６へ制御デューティを出力する。
【００１７】
そして、エンジン回転速度を検出するためのクランク角度センサ２５からの検出信号、２つの吸気通路に設置された吸気量測定センサ１４Ｌ，吸気量測定センサ１４Ｒからの検出信号（以下、「吸気量測定センサ」を「エアフローメータ」言う）、およびサージタンク１７に取付けられた吸気圧センサ１８からの検出信号に基づいて、吸入空気に適切な燃料噴射量をエンジン１１に供給するために、インジェクタ２０に駆動信号を供給する。これにより、最適な混合気がエンジン１１のシリンダ内２０に供給され、所望のタイミングにて、点火プラグ１８に火花点火を実行させることで、混合気を燃焼させる。ここで、吸気管１２を流れる吸気量は、例えば、２つの吸気通路に設置されたエアフローメータ１４Ｌ，エアフローメータ１４Ｒの検出信号から算出される吸気量を加算することで求めることができる。なお、エアフローメータは、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、特に、空気の密度（温度、圧力）による計測への影響が少ない熱式エアフローメータを採用すると良い。
【００１８】
また、エンジン１１の排気系は、排気管２２、空燃比センサ２３、及び三元触媒２４を備える。エンジン１１より排出された排ガスは、排気管２２に設置された三元触媒２４により浄化される。より具体的には、エンジン１１によって排出された排ガスが三元触媒２４を通過すると、排ガス中の有害物質であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯxの酸化・還元反応が起こり、水素、窒素、水蒸気、二酸化炭素が生成される。これにより、排ガス中の有害物質の浄化が行われる。また、空燃比センサ２３によって検出された空燃比が目標空燃比となるように、吸入吸気量を調整するスロットルバルブ１５と燃料噴射量を調整するインジェクタ１９との制御が実行される。
【００１９】
エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、前述したクランク角度センサ２５が取付けられている。クランク角度センサ２５は、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するものであり、この信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度の検出を行う。また、車速が車速センサ２５によって検出される。
【００２０】
本実施形態では、後述する図２に示す吸気量検出制御が実行されると、２つの吸気通路に設置されたエアフローメータの電圧値から推定した吸気圧と、吸気管１２に設置された吸気圧センサ１８の吸気圧との差を求め、その差のいずれか一方が所定値以上であれば２つの吸気通路にばらつきが生じていると判断して、吸気圧センサの検出信号に基づいて算出された吸気量を用いる制御が実行される。
【００２１】
図２の吸気量検出制御が実行されると、Ｓ１に進み、２つの吸気通路に設置されたエアフローメータの出力電圧値をそれぞれ検出する。ここで、一方の吸気通路設置されたエアフローメータをエアフローメータ１３Ｌとし、その出力電圧値を出力電圧値（Ｌ）とする。また、もう一方の吸気通路に設置されたエアフローメータをエアフローメータ１３Ｒとし、その出力電圧値を出力電圧値（Ｒ）とする。参考までに、吸気通路に流れる吸気量とエアフローメータの電圧値との関係は、図３に示すように、エアフローメータの出力電圧値に対して吸気量が大きくなるように設計されている。
【００２２】
Ｓ１で、２つの吸気通路に設置されたエアフローメータの出力電圧値をそれぞれ検出すると、Ｓ２では、各出力電圧値からそれぞれの吸気経路の吸気圧を算出する。ここで、出力電圧値（Ｌ）から算出した吸気圧を吸気圧（Ｌ）とし、出力電圧値（Ｒ）から算出した吸気圧を吸気圧（Ｒ）とする。なお、出力電圧値から吸気圧を算出する方法は、例えば、エアフローメータの出力電圧値から吸気量を算出し、この吸気量と実エンジン回転速度から吸気圧を算出すると良い。また、可変バルブタイミング機構を備えている場合には、動弁系の動作状態（例えば、ＶＶＴ場合の進角量）を加えた３次元マップから算出すると良い。つまり、吸気圧センサにより検出された吸気圧に基づいて、吸気量を算出する場合の逆の手順を用いて、吸気量から吸気圧を算出すると良い。
【００２３】
Ｓ２で各出力電圧値から吸気圧を算出すると、Ｓ３において、吸気管１２に設置された吸気圧センサを用いて、吸気管１２の吸気圧（３）を算出する。ここで、吸気圧センサから吸気圧を算出する方法は、図４に示すように、吸気圧センサのセンサ出力特性を利用して、センサ出力より吸気圧を算出する。なお、図４に示すように、吸気圧センサの出力特性は、吸気管の吸気圧が高いほどセンサ出力が比例して大きくなるように設計されている。
【００２４】
次に、Ｓ４では、Ｓ２で算出した２つの吸気経路の吸気圧（Ｌ）または吸気圧（Ｒ）を倍加（２倍）した値と、Ｓ３で検出した吸気圧との差を算出する。次に、この差の絶対値を取り、これらいずれか１つの値が所定以上であるか否かを判定する。この所定値は、例えば、吸気量の総量が小さい場合を基準にして、ばらつきが生じているか否かを検出できるように値を設定すると良い。この場合、例えば、吸気量の総量がある所定量の際の、一方の吸気通路に流れる吸気量と一方の吸気通路に流れる吸気量との比率が６対４となった状態を、吸気量にばらつきが生じていると検出したい場合は、それぞれに相当する吸気量から吸気圧を算出し、そのときの吸気圧センサにより検出される吸気圧との差を求めて、その値を所定値として設定すると良い。なお、この差は、各吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出したい精度により変更すると良い。また、所定値は、吸気量の総量に応じて基準を設けると良い。つまり、吸気量の総量が大きい場合は、誤差により差が生じる可能性もあるため、吸気量の総量が大きくなるに従って所定値が大きくなるように設定すると良い。
【００２５】
Ｓ４で、差が所定値以上であると判定されると、Ｓ５に進み、２つの吸気通路を流れる吸気量にばらつきが生じていると判定して、Ｓ６でスロットルに対して下流に設置された吸気圧センサの検出信号に基づいて算出された吸気量を用いる。より具体的には、吸気圧センサは、図４に示すように吸気管の圧力によってセンサ出力が変化する特性をもつため、ここで検出された電圧値から吸気管の圧力を検出して、吸気量を算出する。吸気量を算出する方法は、例えば、実エンジン回転速度と、吸気管の圧力とのマップを用いて算出すると良い。また、可変バルブタイミング機構を備えている場合には、動弁系の動作状態（例えば、ＶＶＴ場合の進角量）を加えた３次元マップを用いて算出すると良い。
【００２６】
Ｓ４で、差が所定値より小さいと判定されると、Ｓ６に進み、２つの吸気通路に流れる吸気量にばらつきが生じていないと判定する。つまり、吸気通路に流れる吸気量のばらつきは許容範囲であると判定する。次に、Ｓ７に進み、通常通り、２つの吸気通路に設置されたエアフローメータの出力信号に基づいて、吸気管の吸気量を算出する。より具体的には、それぞれの吸気通路に設置されたエアフローメータの出力電圧値に基づいて、図３に示すマップを用いて各吸気通路の吸気量を算出し、各吸気量を加算する。
【００２７】
以上、説明した本実施形態では、２つの吸気通路に設置されたエアフローメータの電圧値から推定した吸気圧と、吸気管１２に設置された吸気圧センサ１８の吸気圧との差を求め、その差のいずれか一方が所定値以上であれば２つの吸気通路にばらつきが生じていると判断して、吸気圧センサの検出信号に基づいて算出された吸気量を用いる制御が実行される。このように、２つの吸気通路に設置されたエアフローメータと吸気管に設置された吸気圧センサによってそれぞれの吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出することによって、２つの吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出することが可能となる。つまり、各吸気通路に流れる吸気量にばらつきが生じていると、各吸気通路の吸気量を加算した値がスロットルを通過する吸気量の場合がない可能性があり、また、各吸気通路に流れる吸気量が正しく算出されていない可能性もあるため、各吸気通路に流れる吸気量のみで各吸気通路に流れる吸気量のばらつきを判定すると、誤判定する可能性がある。このため、各吸気通路に流れる吸気量と各吸気通路が合流した後の吸気管に流れる吸気量を用いることによって、各吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出することが可能となる。
【００２８】
また、ばらつきが生じていないと検出した場合には、通常通り、２つの吸気通路に設置されたエアフローメータの出力信号に基づいて、吸気管の吸気量を算出すると良い。そして、ばらつきが生じていると検出した場合には、吸気管に設置された吸気圧センサの出力信号に基づいて吸気量を算出すると良い。このように、ばらつきが生じていると検出すると、吸気量の算出方法を切換えることで、エンジン回転速度が変動するラフアイドルやエンジンストールの発生を防ぐことが可能となる。
【００２９】
なお、本実施形態では、エアフローメータの出力電圧値を吸気圧に変換して、吸気圧センサにより検出された吸気圧と差を取り比較を行ったが、そもそも、本願発明は各吸気通路に流れる吸気量にばらつきが生じているか否かを検出するものであるため、エアフローメータ、吸気圧センサによりそれぞれ吸気量を算出し、その各吸気量を比較しても良い。また、本実施形態では、２つの吸気経路の吸気圧（Ｌ）または吸気圧（Ｒ）を倍加（２倍）した値と、Ｓ３で検出した吸気圧との差を算出したが、２つの吸気経路の吸気圧（Ｌ）または吸気圧（Ｒ）の値と、Ｓ３で検出した吸気圧を半減（１／２倍）させた値との差を算出し、比較しても良い。また、エアフローメータの出力電圧値より算出した吸気圧と吸気圧センサにより検出された吸気圧と差によって、２つの吸気通路にばらつきが生じているか否かを判定したが、比率を算出してばらつきが生じているか否かを検出しても良い。なお、比率でばらつきを算出すると、吸気量の総量が小さくなるほど、２つの吸気通路に流れる吸気量のばらつきを検出し易くなる。また、各吸気通路に流れる吸気量を加算した値と、吸気管で測定した吸気量とを比較しても良い。この場合、各吸気通路に流れる吸気量を加算した値と、吸気管の吸気量とを比較した値が、所定値以上の場合に、２つの吸気通路に流れる吸気量のばらつきが生じていると判定すると良い。
【００３０】
また、本実施形態では、２つの吸気通路の例を挙げたが３つ以上の複数の吸気通路を備えたエンジン制御システムに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態のエンジン制御システムの概要である。
【図２】本実施形態の吸気量検出制御のフローチャートである。
【図３】吸気量とエアフローメータの出力電圧値との関係図である。
【図４】吸気管圧力と吸気圧センサの出力値との関係図である。
【図５】吸気通路にばらつきが生じる場合の一例である。
【符号の説明】
【００３２】
１１  エンジン排気管２２
１２Ｌ  吸気通路
１２Ｒ  吸気通路
１３Ｌ  エアクリーナ
１３Ｒ  エアクリーナ
１４Ｌ  エアフローメータ
１４Ｒ  エアフローメータ
１８  吸気圧センサ
【図１】
2008138642.tif 000003
【図２】
2008138642.tif 000004
【図３】
2008138642.tif 000005
【図４】
2008138642.tif 000006
【図５】
2008138642.tif 000007