(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定することを可能にする。【解決手段】各吸気通路（吸気通路１２Ｌ、吸気通路１２Ｒ）に流れる第１の吸気量、または、第２の吸気量をエアフローメータによりそれぞれ測定し、それら吸気量とそれら値の平均値との比率をとり、その比率に基づいて、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総量（第３の吸気通路に流れる吸気量）の変化に応じて、吸気量のばらつきを検出する。【選択図】図１
2008138641.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を検出する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、該吸気通路に流れる第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、該吸気通路に流れる第２の吸気量を検出する第２の吸気量検出手段と、
前記第１の吸気量又は前記第２の吸気量と、前記第１の吸気量と前記第２の吸気量との平均値との比率に基づいて、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の吸気量と、前記第１の吸気量と前記第２の吸気量との平均値との比率のいずれか１つが所定値よりも大きい場合に、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する第３の吸気量検出手段と、
前記第３の吸気通路に設けられ、前記第３の吸気通路の吸気圧を検出する吸気圧検出手段とを備え、
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、前記第３の吸気量検出手段に代えて、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第４の吸気量検出手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の吸気量検出装置。
【請求項４】
複数の吸気通路が合流して、１つの吸気通路となり内燃機関に連通している内燃機関の吸気量を検出する吸気量検出装置において、
前記複数の吸気通路にそれぞれ設けられ、該複数の吸気通路に流れる吸気量を検出する複数の吸気量検出手段と、
前記複数の吸気量検出手段のうち少なくともいずれか一つの吸気量検出手段により検出された吸気量と、前記複数の吸気通路流れる吸気量の平均値との比率に基づいて、前記複数の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ばらつき検出手段を備えたことを特徴とする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に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関（以下、「エンジン」という）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、例えば、特許文献１に記載されているように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。この吸気システムにおいては、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、それぞれの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。
【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。
【０００４】
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、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る。例えば、吸気通路の吸気量にばらつきが生じると、吸気通路に流れる吸気量が吸気量測定センサによって精度良く測定できる範囲を外れてしまう場合がある。一例を挙げて説明すると、複数の吸気通路を備えることにより、１つの吸気通路に流れる吸気量は小さくなる。特に、複数の吸気経路に流れる総吸気量が少ない場合に各吸気経路にばらつきが生じると、１つに吸気通路に流れる吸気量はさらに少なくなり、吸気量測定センサによって精度良く測定できる範囲を外れてしまう場合がある。したがって、吸気通路の吸気量にばらつきが生じている状態で検出した吸気量を用いて制御を実行すると、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。
【０００５】
ところで、特許文献１の技術では、２つの吸気通路に設置された吸気量測定センサの出力の差を取り、その差が所定値以上である場合には目詰まりにより２つの吸気通路の吸気量にばらつきが生じていると判定することが記載されている。
【特許文献１】特開２００５−３３７０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、２つの吸気通路に設置された吸気量測定センサの出力の差によってばらつきを検出するため、２つの吸気通路を流れる吸気量の総量の大小にかかわらず、差が同じであれば、同様のばらつきが生じていると判断してしまう。つまり、２つの吸気通路を流れる吸気量の総量が大きい場合のばらつきと、吸気量の総量が小さい場合のばらつきとを同じばらつきとして扱ってしまい、吸気量の総量が大きい状態で誤差として差が生じた場合においても、ばらつきが生じていると判断する可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、複数の吸気通路に流れる吸気量の総量が変化した場合においても、その総量の変化に応じて精度良く各吸気通路の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】
【０００８】
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を検出する吸気量検出装置において、第１の吸気通路に設けられ、該吸気通路に流れる第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、該吸気通路に流れる第２の吸気量を検出する第２の吸気量検出手段と、第１の吸気量又は第２の吸気量と、第１の吸気量と第２の吸気量との平均値との比率に基づいて、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。
【０００９】
このように、第１の吸気量、または、第２の吸気量、それら値の平均値との比率をとり、その比率に基づいて、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総量（第３の吸気通路に流れる吸気量）の変化に応じて、吸気量のばらつきを検出することが可能となる。つまり、吸気量の総量が小さくなるほど、各吸気通路に流れる吸気量のばらつきが検出し易くなる。ここで、吸気量は、例えば、吸気量検出手段により吸気量を検出する際に用いる電圧値などを用いても良い。
【００１０】
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の吸気量と、第１の吸気量と第２の吸気量との平均値との比率のいずれか１つが所定値よりも大きい場合に、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、または、第２の吸気量、それら値の平均値との比率をとり、それら比率の一方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３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。
【００１４】
また、請求項４に係る発明では、複数の吸気通路が合流して、１つの吸気通路となり内燃機関に連通している内燃機関の吸気量を検出する吸気量検出装置において、記複数の吸気通路にそれぞれ設けられ、該複数の吸気通路に流れる吸気量を検出する複数の吸気量検出手段と、複数の吸気量検出手段のうち少なくともいずれか一つの吸気量検出手段により検出された吸気量と、複数の吸気通路流れる吸気量の平均値との比率に基づいて、複数の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ばらつき検出手段を備えた。
【００１５】
このように、複数の吸気通路に流れる吸気量と、その各吸気通路に流れる吸気量の平均値との比率をとり、それら比率に基づいて、複数の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ことで、各吸気通路に流れる吸気量の総量の変化に応じて、吸気量のばらつきを検出することが可能となる。つまり、吸気量の総量が小さくなるほど、各吸気通路に流れる吸気量のばらつきが検出し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
本実施形態のエンジン１１の吸気系は、２つの吸気通路１２Ｌ、１２Ｒを備えており、それぞれの吸気通路１２Ｌ、１２Ｒにはエアクリーナ１３Ｌ、１３Ｒが備えられている。また、この２つの吸気通路に流れる吸入空気が下流で合流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、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。
【００１９】
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、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」と言う）、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、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、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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と各電圧値の平均値との比を求め、その比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。
【００２３】
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１３Ｌ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１３Ｒ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が大きくなると吸気量が大きくなるように設計されている。
【００２４】
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Ｌ、Ｒをそれぞれ検出すると、Ｓ２では、各出力電圧値Ｌ、Ｒの平均値を算出する。Ｓ２で各出力電圧値の平均値を算出すると、Ｓ３において、Ｓ１で検出した出力電圧値ＬとＳ２で算出した平均値との比率Ｌを算出し、同様に、Ｓ１で検出した出力電圧値ＲとＳ２で算出した平均値との比率Ｒを算出する。ここで、比率は出力電圧値／平均値とする。次に、比率Ｌと比率Ｒとを比較し、大きい方の比率を用いて、その値が所定値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、一方の吸気通路に流れる吸気量と他方の吸気通路に流れる吸気量とが７対３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、その吸気量に対応するセンサの出力電圧値に基づいて比率を設定すると良い。なお、この比率は、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、吸気量が大きい場合を基準として、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しても良い。なお、比率Ｌと比率Ｒとを比較し、小さい方の比率を用いて、その値が所定値以下であるか否かを判定しても良い。
【００２５】
Ｓ３で、比率が所定値以上であると判定されると、Ｓ４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、Ｓ５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出力値が変化するもので、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】
Ｓ３で、比率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と各電圧値の平均値との比を求め、その比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検出して、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、比率によって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によって、２つの吸気通路に流れる総吸気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が検出し易くなる。これにより、２つの吸気通路に流れる総吸気量が大きい場合に、２つの吸気通路の吸気量が誤差により差が生じている状態をばらつきが生じていると誤検出することを防止することが可能になる。また、ばらつきが生じていないと検出した場合には、従来通り、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。
【００２８】
なお、本実施形態では、エアフローメータの出力電圧値を用いて比率を算出し、ばらつきが生じているか否かを判定したが、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り、エアフローメータの出力電圧値から吸気量を算出し、その吸気量の比率を用いてばらつきが生じているか否かを検出しても良い。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】
【００２９】
【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】
【００３０】
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】
2008138641.tif 000003
【図２】
2008138641.tif 000004
【図３】
2008138641.tif 000005
【図４】
2008138641.tif 000006
【図５】
2008138641.tif 000007