(57)【要約】【課題】新たなセンサを追加装備することなく吸気量センサの経時劣化を補正し得るようにして、ディーゼルエンジンの大型車両等への吸気量センサの採用を実現する。【解決手段】吸気量センサ１９の劣化補正方法に関し、排気側から吸気側への排気ガス９の再循環を実行しない条件下で複数の測定点にて過給圧とエンジン回転数から吸気量を算出し、その各測定点における算出値に基づいてセンサ出力電圧と吸気量との関係についての新たな検定線を作成し、この新たな検定線に基づいてエンジン制御コンピュータ１５内の流量校正マップを更新する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気側から吸気側への排気ガスの再循環を実行しない条件下で複数の測定点にて過給圧とエンジン回転数から吸気量を算出し、その各測定点における算出値に基づいてセンサ出力電圧と吸気量との関係についての新たな検定線を作成し、この新たな検定線に基づいてエンジン制御コンピュータ内の流量校正マップを更新することを特徴とする吸気量センサの劣化補正方法。
【請求項２】
エンジン制御コンピュータ内の流量校正マップを更新するにあたり、新たな検定線から算出した校正マップデータが規定範囲内にある場合に限り流量校正マップを更新することを特徴とする請求項１に記載の吸気量センサの劣化補正方法。
【請求項３】
新たな検定線から算出した校正マップデータが規定範囲を超えているために更新不可であった回数をカウントし、その回数が所定のリミット回数を超えた時に吸気量センサの故障を判定することを特徴とする請求項２に記載の吸気量センサの劣化補正方法。
【請求項４】
過給圧とエンジン回転数から吸気量を算出するにあたり、過給圧の測定箇所付近のガス温度に基づいて温度補償して吸気量を算出することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の吸気量センサの劣化補正方法。
【請求項５】
冷始動時の暖機モードで排気側から吸気側への排気ガスの再循環を実行しない制御がエンジン制御コンピュータに設定されている場合に、前記冷始動時の暖機モードの間に新たな検定線を作成することを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の吸気量センサの劣化補正方法。
【請求項６】
冷始動時の暖機モードの完了判定の条件として、新たな検定線を作成することが可能な複数の測定点での測定の完了を加えたことを特徴とする請求項５に記載の吸気量センサの劣化補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気量センサの劣化補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車のエンジンなどでは、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯｘの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が行われている。
【０００３】
一般的に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、運転状態に応じてＥＧＲ率を精密に制御することが重要であるが、ＥＧＲ率を精密に制御する上では、吸気系に装備した吸気量センサにより計測される吸気量（吸入空気の質量流量）をＥＧＲ制御に利用するのが効果的である。
【０００４】
ただし、吸気量センサは、その作動中において比較的安定しているものの、長期放置後に汚れの変質等で大きく出力特性を変化させてしまうことがあり、ある程度の経時劣化が避けられないものであることを考慮しておく必要がある。
【０００５】
そして、吸気量センサが経時劣化して吸気量を過剰見積もりしている場合には、ＥＧＲ率の相対的な増大により黒煙の悪化や失火の虞れがあり、また、吸気量センサが経時劣化して吸気量を過小見積もりしている場合には、効率の良いＮＯｘの低減化が図られなくなると共に、燃料噴射量が吸気量リミットにかかって必要なトルクがでない等といった問題が起こり得る。
【０００６】
このため、従来より吸気量センサを用いているガソリンエンジンの乗用車では、排気系にＯ２センサやλセンサを装備して、これらの検出信号を用いて学習補正を行うようにしているが、ディーゼルエンジンの大型車両においては、排気系にＯ２センサやλセンサを装備しても、排気ガス中のパティキュレート（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：粒子状物質）等の影響による耐久要件が厳しいため、排気系へのＯ２センサやλセンサの装備は難しく、これによりディーゼルエンジンの大型車両への吸気量センサの採用が見送られてきた経緯がある。
【０００７】
尚、この種の吸気量センサに関する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１４４８３５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年においては、ディーゼルエンジンの大型車両に対する排ガス規制がより厳しくなる傾向にあり、ディーゼルエンジンの大型車両に関しても、吸気量センサにより計測された吸気量に基づくＥＧＲ率の精密な制御の実施が望まれている。
【００１０】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、新たなセンサを追加装備することなく吸気量センサの経時劣化を補正し得るようにして、ディーゼルエンジンの大型車両等への吸気量センサの採用を実現することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気側から吸気側への排気ガスの再循環を実行しない条件下で複数の測定点にて過給圧とエンジン回転数から吸気量を算出し、その各測定点における算出値に基づいてセンサ出力電圧と吸気量との関係についての新たな検定線を作成し、この新たな検定線に基づいてエンジン制御コンピュータ内の流量校正マップを更新することを特徴とする吸気量センサの劣化補正方法、に係るものである。
【００１２】
このようにすれば、各気筒でエンジン一回転当たりで吸気を取り込める総容積が自ずから決まっているので、各気筒に流入する時の過給圧とエンジン回転数が判れば、排気側から吸気側への排気ガスの再循環を実行しない条件下で比較的簡単な数値モデルにより高い精度で吸気量を算出することが可能である。
【００１３】
そして、様々な流量域における複数の測定点にて過給圧とエンジン回転数から吸気量を算出すれば、その各測定点における算出値に基づいて新たな検定線を作成することが可能となるので、この新たな検定線に基づいてエンジン制御コンピュータ内の流量校正マップを更新すれば、これ以降の吸気量センサの出力電圧に対し、現時点での経時劣化による出力特性の変化を加味した適切な補正が加えられて正確な吸気量が検出されることになる。
【００１４】
即ち、Ｏ２センサやλセンサ等の新たなセンサを排気系等へ追加装備することなく吸気量センサの経時劣化を補正することが可能となり、これによって、ディーゼルエンジンの大型車両等への吸気量センサの採用が実現されることになる。
【００１５】
また、本発明において、エンジン制御コンピュータ内の流量校正マップを更新するにあたっては、新たな検定線から算出した校正マップデータが規定範囲内にある場合に限り流量校正マップを更新することが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、吸気量センサの検出部に異物が一時的に付着する等して一過性の検出不良が生じたような場合に、これを反映して流量校正マップが過剰に変更されてしまうといった不具合を未然に回避することが可能となる。
【００１７】
更に、新たな検定線から算出した校正マップデータが規定範囲を超えているために更新不可であった回数をカウントし、その回数が所定のリミット回数を超えた時に吸気量センサの故障を判定すると良い。
【００１８】
このようにすれば、吸気量センサに繰り返し起こる一過性でない検出不良を確認することで吸気量センサの故障を検知することが可能となり、吸気量センサの検出信号を利用した各種の制御系への対策を施すことが可能となる。
【００１９】
また、過給圧とエンジン回転数から吸気量を算出するにあたっては、過給圧の測定箇所付近のガス温度に基づいて温度補償して吸気量を算出することが好ましく、このようにすれば、より高い精度で吸気量を算出することが可能となる。
【００２０】
尚、冷始動時の暖機モードで排気側から吸気側への排気ガスの再循環を実行しない制御がエンジン制御コンピュータに設定されている場合には、前記冷始動時の暖機モードの間に新たな検定線を作成すれば良く、また、その冷始動時の暖機モードの完了判定の条件として、新たな検定線を作成することが可能な複数の測定点での測定の完了を加えておくと良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における１はターボチャージャ２を装備したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ３から導かれた吸気４が吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４がインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４が導かれてディーゼルエンジン１の各気筒８（図１では直列６気筒の場合を例示している）に分配されるようになっている。
【００２３】
更に、このディーゼルエンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９は、排気マニホールド１０を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９が排気管１１（排気流路）を介し車外へ排出されるようにしてある。
【００２４】
また、排気マニホールド１０における各気筒８の並び方向の一端部と、吸気マニホールド７に接続されている吸気管５の一端部との間がＥＧＲパイプ１２により接続されており、排気マニホールド１０から抜き出した排気ガス９の一部が水冷式のＥＧＲクーラ１３及びＥＧＲバルブ１４を介して吸気管５に再循環されるようになっており、排気側から吸気側へ再循環された排気ガス９で各気筒８内での燃料の燃焼を抑制して燃焼温度を下げることによりＮＯｘの発生を低減し得るようにしてある。
【００２５】
前記ＥＧＲバルブ１４は、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１５からの開度指令信号１４ａにより運転状態に応じたＥＧＲ率を達成するべく開度制御されるようになっているが、本形態例においては、冷始動時の暖機モードで前記ＥＧＲバルブ１４が全閉とされて排気側から吸気側への排気ガス９の再循環が実行されないように制御が組まれている。
【００２６】
他方、このエンジン制御コンピュータ１５には、吸気マニホールド７の入口付近の吸気管５に装備されている既存の過給圧センサ１６及び温度センサ１７からの過給圧信号１６ａ及び温度信号１７ａや、ディーゼルエンジン１の適宜位置に装備されている回転センサ１８からの回転数信号１８ａ、更には、エンジン制御に必要な図示しない各種センサからの信号が入力されるようになっている。
【００２７】
尚、エンジン制御コンピュータ１５では、これらの各種センサからの信号に基づき各機器類へ制御指令を出力することになるが、本形態例においては、吸気量センサ１９の経時劣化の補正に直接関連する事項のみを説明し、これ以外の一般エンジン制御についての説明は割愛する。
【００２８】
そして、本形態例においては、エアクリーナ３とターボチャージャ２のコンプレッサ２ａとの間における吸気管５に吸気量センサ１９が装備されており、該吸気量センサ１９からの吸気量信号１９ａも前記エンジン制御コンピュータ１５に入力されるようにしてある。
【００２９】
ここで、既に従来技術に関する説明で述べた通り、この種の吸気量センサ１９は、経時劣化により出力特性が変化してくることを考慮しなければならないので、前記エンジン制御コンピュータ１５においては、以下に詳述する如き手法を用いて流量校正マップを適宜に更新して経時劣化を補正するようにしている。
【００３０】
即ち、図２にフローチャートで示す如く、ステップＳ１にてディーゼルエンジン１が始動されると、次のステップＳ２において、暖機が完了しているか否かが判定され、暖機が完了している時に「ＹＥＳ」へと進んでステップＳ３にて通常の運転状態に応じたＥＧＲ制御が選択され、暖機が未だ完了していない時には「ＮＯ」へと進んでステップＳ４にてＥＧＲバルブ１４を全閉として排気ガス９の再循環を停止した暖機モードが選択されるようになっている。
【００３１】
ここで、ステップＳ２における暖機完了の判定は、冷却水温が目標温度まで達したことと、後述する複数の測定点での測定の完了とが共に確認された時に暖機が完了したものと判定するようにしてある。
【００３２】
そして、ステップＳ４で暖機モードが選択されると、次のステップＳ５において、過給圧センサ１６からの過給圧信号１６ａと、温度センサ１７からの温度信号１７ａと、回転センサ１８からの回転数信号１８ａとに基づいて複数の測定点にて吸気量（吸入空気の質量流量）が算出されるようになっている。
【００３３】
即ち、各気筒８でエンジン一回転当たりで吸気を取り込める総容積が自ずから決まっているので、各気筒８に流入する時の過給圧とガス温度、エンジン回転数の夫々が判れば、排気側から吸気側への排気ガス９の再循環を実行しない条件下で比較的簡単な数値モデルにより高い精度で吸気量を算出することが可能となるのである。
【００３４】
ここで、吸気量を算出するに際しては、少なくとも過給圧とエンジン回転数が判れば導き出すことができるが、本形態例に示す如く、過給圧の測定箇所付近のガス温度もエンジン制御コンピュータ１５に取り込むようにすれば、このガス温度に基づき温度補償して吸気量をより高い精度で算出することが可能となる。
【００３５】
次いで、ステップＳ６においては、様々な流量域における複数の測定点にて過給圧とガス温度、エンジン回転数から吸気量が算出され、各測定点における算出値に基づいてセンサ出力電圧と吸気量との関係についての新たな検定線を作成することが可能（エンジン制御コンピュータ１５内で描画可能）になったか否かが判定されるようにしてある。
【００３６】
そして、その作成が可能である時に「ＹＥＳ」へと進んでステップＳ７にて新たな検定線が作成されると共に、この新たな検定線から校正マップデータが算出され、他方、その作成が不可能である時に「ＮＯ」へと進んでステップＳ４に戻されて暖機モードが継続され、各測定点における吸気量の算出が繰り返されるようにしてある。
【００３７】
更に、先のステップＳ７にて算出された校正マップデータは、次のステップＳ８で吸気量センサ１９の製造元の保証範囲（経時劣化による誤差範囲；製造元の保証範囲とは別の独自の規定範囲を設定することも可）内に収まっているか否かが判定され、収まっている場合に限り「ＹＥＳ」へと進み、次のステップＳ９において、先のステップＳ７にて算出された校正マップデータに基づきエンジン制御コンピュータ１５内の流量校正マップが更新されるようになっている。
【００３８】
ここで、先のステップＳ８で保証範囲内に収まっていないと判定された場合には「ＮＯ」へと進み、ステップＳ１０において、更新不可であった回数がカウントされるようになっている。
【００３９】
更に、次のステップＳ１１においては、更新不可であった回数が所定のリミット回数を超えたか否かが判定され、リミット回数を超えた時に「ＹＥＳ」へと進んでステップＳ１２にて吸気量センサ１９の故障が判定され、他方、リミット回数を超えていない時には「ＮＯ」へと進んでステップＳ４に戻されて暖機モードが継続され、各測定点における吸気量の算出が繰り返されるようにしてある。
【００４０】
そして、ステップＳ１２にて吸気量センサ１９の故障が判定された時には、次のステップＳ１３にてインストルメントパネルの警告ランプ等による運転者への故障表示が成されると共に、先の数値モデル等によるセンサ代用値での暖機モードの継続が実行されるようになっている。
【００４１】
而して、このように様々な流量域における複数の測定点にて過給圧とガス温度、エンジン回転数から吸気量を算出すれば、その各測定点における算出値に基づいて新たな検定線を作成することが可能となるので、この新たな検定線に基づいてエンジン制御コンピュータ１５内の流量校正マップを更新すれば、これ以降の吸気量センサ１９の出力電圧に対し、現時点での経時劣化による出力特性の変化を加味した適切な補正が加えられて正確な吸気量が検出されることになる。
【００４２】
即ち、Ｏ２センサやλセンサ等の新たなセンサを排気系等へ追加装備することなく吸気量センサ１９の経時劣化を補正することが可能となり、これによって、ディーゼルエンジンの大型車両等への吸気量センサ１９の採用が実現されることになるので、該吸気量センサ１９の検出値に基づいて従来より精密にＥＧＲ率を制御することができる。
【００４３】
また、特に本形態例においては、エンジン制御コンピュータ１５内の流量校正マップを更新するにあたり、新たな検定線から算出した校正マップデータが吸気量センサ１９の保証範囲内にある場合に限り流量校正マップを更新するようにしているので、吸気量センサ１９の検出部に異物が一時的に付着する等して一過性の検出不良が生じたような場合に、これを反映して流量校正マップが過剰に変更されてしまうといった不具合を未然に回避することができる。
【００４４】
しかも、新たな検定線から算出した校正マップデータが保証範囲を超えているために更新不可であった回数をカウントし、その回数が所定のリミット回数を超えた時に吸気量センサ１９の故障を判定するようにしているので、吸気量センサ１９に繰り返し起こる一過性でない検出不良を確認することで吸気量センサ１９の故障を検知することができ、吸気量センサ１９の検出信号を利用した各種の制御系への対策を施すことができる。
【００４５】
また、過給圧とエンジン回転数から吸気量を算出するにあたり、過給圧の測定箇所付近のガス温度に基づき温度補償して吸気量を算出するようにしているので、より高い精度で吸気量を算出することができる。
【００４６】
更に、本形態例では、冷始動時の暖機モードで排気側から吸気側への排気ガス９の再循環を実行しない既存の制御を利用して前記暖機モードの間に新たな検定線を作成するようにしているので、流量校正マップの更新のために排気ガス９の再循環を停止するような制御ロジックを新たに組まなくて済むという利点もある。
【００４７】
また、新たな検定線を作成することが可能な複数の測定点での測定が完了するまで冷始動時の暖機モードを強制的に継続させることができるので、冷始動時にアイドリング運転のみで暖機が完了してしまい、これにより複数の測定点での測定が完了せずに新たな検定線の作成が不可能になるといった事態を未然に回避することができる。
【００４８】
尚、本発明の吸気量センサの劣化補正方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
上記した本発明の吸気量センサの劣化補正方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００５０】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、Ｏ２センサやλセンサ等の新たなセンサを排気系等へ追加装備することなく吸気量センサの経時劣化を補正することができるので、従来において吸気量センサの採用が難しかったディーゼルエンジンの大型車両等に関し、吸気量センサの採用を実現することができ、該吸気量センサの検出値に基づいて従来より精密にＥＧＲ率を制御することが可能となる。
【００５１】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、吸気量センサの検出部に異物が一時的に付着する等して一過性の検出不良が生じたような場合に、これを反映して流量校正マップが過剰に変更されてしまうといった不具合を未然に回避することができる。
【００５２】
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、吸気量センサに繰り返し起こる一過性でない検出不良を確認することで吸気量センサの故障を検知することができ、吸気量センサの検出信号を利用した各種の制御系への対策を施すことができる。
【００５３】
（ＩＶ）本発明の請求項４に記載の発明によれば、過給圧の測定箇所付近のガス温度に基づいて温度補償して吸気量を算出することができるので、より高い精度で吸気量を算出することができる。
【００５４】
（Ｖ）本発明の請求項５に記載の発明によれば、冷始動時の暖機モードで排気側から吸気側への排気ガスの再循環を実行しない既存の制御を利用して前記暖機モードの間に新たな検定線を作成することができ、流量校正マップの更新のために排気ガスの再循環を停止するような制御ロジックを新たに組まなくて済む。
【００５５】
（ＶＩ）本発明の請求項６に記載の発明によれば、新たな検定線を作成することが可能な複数の測定点での測定が完了するまで冷始動時の暖機モードを強制的に継続させることができるので、冷始動時にアイドリング運転のみで暖機が完了してしまい、これにより複数の測定点での測定が完了せずに新たな検定線の作成が不可能になるといった事態を未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】エンジン制御コンピュータによる具体的制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    ディーゼルエンジン
２    ターボチャージャ
４    吸気
７    吸気マニホールド
８    気筒
９    排気ガス
１０    排気マニホールド
１１    排気管
１２    ＥＧＲパイプ
１４    ＥＧＲバルブ
１４ａ    開度指令信号
１５    エンジン制御コンピュータ
１６    過給圧センサ
１６ａ    過給圧信号
１７    温度センサ
１７ａ    温度信号
１８    回転センサ
１８ａ    回転数信号
１９    吸気量センサ
１９ａ    吸気量信号
【図１】
2004270462.tif 000003
【図２】
2004270462.tif 000004