(57)【要約】【課題】熱式エアフローセンサを備えた内燃機関の制御装置において、該熱式エアフローセンサの起動時におけるサージ電圧や電源電圧に基づく検出電圧誤差を補正することのできるエアフローセンサ出力補正手段を備えた内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】熱式エアフローセンサの出力補正手段を備えた内燃機関の制御装置であって、前記熱式エアフローセンサの出力補正手段は、該熱式エアフローセンサの電源投入時に前記熱式エアフローセンサで検出される検出値のサージ時間を計測するサージ時間計測手段と、電源電圧検出手段とを備え、前記サージ時間と電源電圧検出値とに基づいて、前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出してなる。【選択図】　図１０
2004052670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱式エアフローセンサの出力補正手段を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記熱式エアフローセンサの出力補正手段は、該熱式エアフローセンサの電源投入時に前記熱式エアフローセンサで検出される検出値のサージ時間を計測するサージ時間計測手段と、電源電圧検出手段とを備え、前記サージ時間と電源電圧検出値とに基づいて、前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
熱式エアフローセンサの出力補正手段を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記熱式エアフローセンサの出力補正手段は、該熱式エアフローセンサの電源投入時に前記熱式エアフローセンサで検出される検出値のサージ時間を計測するサージ時間計測手段と、電源電圧検出手段とを備え、前記サージ時間の計測値と前記電源電圧の検出値とに基づいて前記熱式エアフローセンサのエレメントの初期温度を推定し、該推定温度から前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記熱式エアフローセンサの出力補正手段は、サージ時間計測中の電源電圧に基づく前記サージ時間の計測値の補正手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
エアフローセンサ起動時のサージ時間計測中の電源電圧から所定値１を減算した値の２乗平均値を算出し、該２乗平均値に基づき前記電源電圧を補正して前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
サージ時間計測中の電源電圧から所定値１を減算した値の２乗平均値を算出し、該２乗平均値に基づき標準状態でのサージ時間を推定し、その推定時間から前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
サージ時間計測中の電源電圧から所定値１を減算した値の２乗平均値を算出する際に所定値２をリセット中の電源電圧として演算し、前記サージ時間については前記計測値に所定値３を加算したものをサージ時間とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記所定値３は、ＥＣＵの標準的なハードリセット時間とソフトリセット時間との合計時間であることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記所定値２は、イグニッションスイッチＯＮ時でエンジン非回転時の電源電圧を予めＥＣＵ内の記憶装置に記憶したものであることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
所定値２は、ＥＣＵの電源がＯＮとなった直後の値であることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
ＥＣＵの電源がＯＮとなった後に、前記熱式エアフローセンサ起動時のサージ電圧が検出されないときは、前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正を行わないことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記熱式エアフローセンサ以外の吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段による検出値が所定値以下であるか否かを判定する判定手段と、前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量の補正手段とを備え、前記判定手段で吸気量を所定値以下と判定した時のみ前記補正手段による補正を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記熱式エアフローセンサ以外の吸入空気量検出手段は、スロットル開度、アクセル開度、又は、エンジン回転数の内、少なくとも一つを用いることを特徴とする請求項１、２、又は１１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱式エアフローセンサを備えた内燃機関の制御装置に係り、特に、熱式エアフローセンサの起動時のサージ電圧と暖機特性を補正し、該熱式エアフローセンサの感温抵抗体及び発熱抵抗体の初期温度に応じた吸入空気量検出値の補正する内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から内燃機関の吸入空気量を検出するために内燃機関の吸気管に感温式（熱式）エアフロメータを配置することが行われている。該感温式（熱式）エアフロメータは、その吸入空気量を検出するための内部回路として感温抵抗体や発熱抵抗体を備えると共に、該発熱抵抗体を吸気通路中に配置して電流を供給して一定温度に発熱させ、吸入空気による温度低下を供給電流の増大により補い、その電流値から吸入空気量を算出している。
【０００３】
しかし、このような感温式（熱式）エアフロメータは、電源ＯＮから発熱抵抗体が通常の制御温度に達するまでの間には検出誤差が発生するので、電源ＯＮから所定の時間の間、該検出値を補正することが求められている。従来の技術においては、前記点を解決するべく、イグニッションスイッチＯＮ後の時間の計測手段と始動時水温から、感温式（熱式）エアフローセンサの暖機特性を予測する手段と、始動後時間と前記感温式（熱式）エアフローセンサの暖機特性をもとに、吸入空気量信号を修正する暖機補正率を、演算する技術（特願平７−３１８１１８）がある。
【０００４】
また、熱式エアフローセンサの発熱抵抗体の温度が、電源ＯＦＦ時に室温近くまで完全に低下する以前に、再度電源ＯＮされた時の熱式エアフローセンサの起動特性の補正手段としては、前回の電源ＯＮの時間、直前の電源ＯＦＦの時間、今回の電源ＯＮの時間を計測した結果をもとに熱式エアフローセンサの起動特性を補正する技術（特開平６−３３８２５号公報）がある。
【０００５】
更に、他の従来技術としては、直前の電源ＯＦＦの時間、今回の電源ＯＮ時間を計測した結果や、熱式エアフローセンサの起動時の電圧が所定値を超える時間をもとに熱式エアフローセンサの起動特性を補正する技術（特開平５−２８８１１３号公報）がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の技術は、始動時の水温から熱式エアフローセンサの初期温度を推定するために、エンジン水温と熱式エアフローセンサの感温抵抗体、及び、発熱抵抗体の温度の平衡状態がくずれる状況下では、精度が落ちるとの問題があった。具体的には、内燃機関が暖機される前に内燃機関を停止し、その後の経過時間が短い間に、再度始動する場合などの場合には、水温が低いのに、熱式エアフローセンサの感温抵抗体、及び、発熱抵抗体の温度が下がっていない状態であるので、平衡状態にはなっていない。このような状態で始動する場合には、検出誤差が発生する。
【０００７】
また、電源ＯＦＦ、ＯＮの時間からの初期温度の推定をするものにおいては、直前の電源ＯＦＦ時間を測定する必要があるため、電源ＯＦＦ時もＣＰＵを作動させておくなどの時間計測手段が必要となり、電源ＯＦＦ後完全冷却するまでＣＰＵの電源をＯＦＦできないことによる消費電流増加、電源配線系統の見直しなどが課題となっている。
【０００８】
更に、熱式エアフローセンサの起動時の電圧が所定値を超える時間をもとに熱式エアフローセンサの暖機特性を補正する技術では、熱式エアフローセンサの起動時の電圧が所定値を超える時間が、電源電圧の影響を強く受ける。これは、電源電圧が低下していると、発熱抵抗体や感熱抵抗体の加熱能力が低下してしまうので、バッテリーの充電状態による電圧の違い、アクセサリー類の消費電流の違い、スタータスイッチＯＮ時の急激な電源変動などの電源電圧の変動により、前記補正技術では、補正量が大きくばらついてしまう問題があった。
【０００９】
本発明は、前記点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、熱式エアフローセンサを備えた内燃機関の制御装置において、該熱式エアフローセンサの起動時におけるサージ電圧や電源電圧に基づく検出電圧誤差を補正することのできるエアフローセンサ出力補正手段を備えた内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するべく、本発明の内燃機関の制御装置は、基本的には、熱式エアフローセンサの出力補正手段を備えたものであって、該熱式エアフローセンサの出力補正手段は、該熱式エアフローセンサの電源投入時に該熱式エアフローセンサで検出される検出値のサージ時間を計測するサージ時間計測手段と、電源電圧検出手段とを備え、前記サージ時間と電源電圧検出値とに基づいて、前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出することを特徴とし、前記サージ時間の計測値と前記電源電圧の検出値とに基づいて前記熱式エアフローセンサのエレメントの初期温度を推定し、該推定温度から前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出することを特徴としている。
【００１１】
前記の如く構成した本発明の内燃機関の制御装置は、熱式エアフローセンサが起動した直後に発生する該熱式エアフローセンサの加熱抵抗体の昇温等のための高電圧出力（サージ）に基づく検出電圧の出力誤差が適切に補正されるため、始動時の吸入空気量の検出値が正確になり、始動時間のばらつきが減り、始動時の排気ガス中のＣＯや炭化水素の排出量を低減することができる。
【００１２】
前記高電圧出力（サージ）は、加熱抵抗体の昇温過程で検出されるものであり、かつ該高電圧出力（サージ）の時間（サージ時間）は、サージ時間計測手段により計測されると共に、前記加熱抵抗体のサージ時間は電源電圧（バッテリ等）に依存する傾向があるので、前記サージ時間を電源電圧の高さにより補正することにより前記熱式エアフローセンサの出力誤差を補正して正値な吸入空気量を算出することができる。
【００１３】
また、本発明の内燃機関の制御装置の具体的な態様は、前記熱式エアフローセンサの出力補正手段は、サージ時間計測中の電源電圧に基づく前記サージ時間の計測値の補正手段を備えることを特徴とし、エアフローセンサ起動時のサージ時間計測中の電源電圧から所定値１を減算した値の２乗平均値を算出し、該２乗平均値に基づき前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出することを特徴とし、前記２乗平均値に基づき標準状態でのサージ時間を推定し、その推定時間から前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量を算出することを特徴とし、更にサージ時間計測中の電源電圧から所定値１を減算した値の２乗平均値を算出する際に所定値２をリセット中の電源電圧として演算し、前記サージ時間については前記計測値に所定値３を加算したものをサージ時間とすることを特徴としている。
【００１４】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の制御装置は、サージ時間計測中の電源電圧の状態から計測したサージ時間を補正するようにしたので、より正値なサージ時間を推定することができ、サージ時間計測中の電源電圧から所定値１を減算した値の２乗平均値を算出することにより熱式エアフローセンサの駆動回路のトランジスタや抵抗体などの内部損失をサージ時間計測中の電源電圧から差し引いて熱式エアフローセンサの発熱抵抗体のサージ時間中の加熱能力を算出し該算出した加熱能力がら計測したサージ時間を補正するのでより正値なサージ時間を推定することができる。
【００１５】
更にまた、本発明の内燃機関の制御装置の更に他の具体的な態様は、前記所定値３は、ＥＣＵの標準的なハードリセット時間とソフトリセット時間との合計時間であることを特徴とし、前記所定値２は、イグニッションスイッチＯＮ時でエンジン非回転時の電源電圧を予めＥＣＵ内の記憶装置に記憶したものであることを特徴とし、所定値２は、ＥＣＵの電源がＯＮとなった直後の値であることを特徴とし、更に、ＥＣＵの電源がＯＮとなった後に、前記熱式エアフローセンサ起動時のサージ電圧が検出されないときは、前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正を行わないことを特徴としている。
【００１６】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の制御装置は、サージ時間を計測値にＥＣＵの標準的なハードリセット時間とソフトリセット時間との合計時間を加えた時間とすることで、サージ時間を明確に推定することができると共に、ＥＣＵの電源がＯＮとなった後の熱式エアフローセンサ起動時のサージ電圧が検出されないときは発熱抵抗体が最初から温度が高いと判断することができるので熱式エアフローセンサの暖機特性補正を行わずに、吸入空気量の検出をすることができる。
【００１７】
更にまた、本発明の内燃機関の制御装置の更に他の具体的な態様は、前記熱式エアフローセンサ以外の吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段による検出値が所定値以下であるか否かを判定する判定手段と、前記熱式エアフローセンサの暖機特性補正量の補正手段とを備え、前記判定手段で吸気量を所定値以下と判定した時のみ前記補正手段による補正を行うことを特徴とし、前記熱式エアフローセンサ以外の吸入空気量検出手段は、スロットル開度、アクセル開度、又は、エンジン回転数の内、少なくとも一つを用いることを特徴としている。
【００１８】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の制御装置は、熱式エアフローセンサ以外の吸入空気量検出手段を備えたことで、前記熱式エアフローセンサがサージによって高い検出電圧になっているのか、あるいは、吸入空気量によって高い検出電圧になっているのかを判定して前記補正手段による補正の要否を決定することができると共に、前記吸入空気量検出手段の検出入力をスロットル開度、アクセル開度、又は、エンジン回転数等から他の検出信号を用いて行うことができるので、そのための特別な検出手段を必要としない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエアフローセンサ出力補正手段を備えた内燃機関の制御装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態のエアフローセンサ出力補正手段を備えた内燃機関の全体のシステム構成の概略を示したものである。
図１において、内燃機関１は、いわゆるＭＰＩ（多気筒燃料噴射）方式の４気筒内燃機関であって、該内燃機関１の各気筒２には、吸気管３と排気管４とが接続されていると共に、該気筒２の上部には点火プラグ５が配置され、吸気管３には燃料を噴射するインジェクタ８が配置されている。
吸気管３の入口にはエアクリーナ９が配置され、該エアクリーナ９の下流には熱式エアフローセンサ１０が設けられていると共に、その下流にはスロットルボデー１１とコレクタ１３が配置されている。
【００２１】
各気筒２内に導かれる空気は、エアクリーナ９を介して熱式エアフローセンサ１０と空気流量を制御する絞り弁１２を有するスロットルボディ１１とを通過してコレクタ１３に導かれる一方、スロットルボディ１１をバイパスするように設けられたＩＳＣバルブ１４を通ってコレクタ１３に導かれる。コレクタ１３に導かれた空気は、吸気管３の一部をなす吸気分岐管３ａに分配され、各気筒２のシリンダ２ａ内に吸入される。
【００２２】
各気筒２の吸気分岐管３ａを接続する吸込側には吸気弁６が配置され、排気管４を接続する吐出側には排気弁７が配置されている。各気筒２のシリンダ２ａ内で燃焼した燃焼排ガスは、排気弁７を経て排気管４に排出され、触媒１５により浄化されて内燃機関１外に排出される。
【００２３】
各気筒２のシリンダ２ａ内で燃焼される燃料は、燃料タンク１６から燃料ポンプ１７によって吸引・加圧され、プレッシャレギュレータ１８により一定圧力に調圧された後、吸気分岐管３ａに設けられたインジェクタ８から該吸気分岐管３ａ内に噴射される。
点火プラグ５には、点火コイル１９で発生した高電圧がディストリビュータ２１を介して供給され、各気筒２のシリンダ２ａ内で火花を発生させる。
【００２４】
内燃機関１には、コントロールユニット（制御装置）３０が備えられ、該コントロールユニット（制御装置）３０には、内燃機関１の各部に配置されたセンサ等の出力信号が入力されると共に、該入力信号に基づいて演算された各出力信号が、インジェクタ８、点火コイル１９、絞り弁１２等に対して制御信号を出力している。
【００２５】
クランク角センサ２２は、ディストリビュータ２１に内蔵され、所定のクランク角毎にパルスが出力し、該出力信号は、コントロールユニット３０に入力され、クランク角及びエンジン回転数が演算されると共に、吸入空気量とエンジン回転数から充填効率に相当する基本パルス幅が演算される。
スロットルセンサ２３は、絞り弁１２に取り付けられており、該絞り弁１２の開度を検出する。このスロットルセンサ２３の出力信号もコントロールユニット３０に入力され、絞り弁１２の全閉位置の検出や加速の検出等を行う。
【００２６】
水温センサ２４は、冷却水温を検出するため気筒２に取り付けられており、このセンサ出力信号も、コントロールユニット３０に入力され、内燃機関１の暖機状態を検出し、燃料噴射量の増量や点火時期の補正及びラジエータファン２７のＯＮ／ＯＦＦやアイドル時の目標回転数の設定を行う。
空燃比センサ２５は、排気管４に装着されており、排気ガスの酸素濃度に応じた信号を出力し、この信号もコントロールユニット３０に入力され、目標Ａ／Ｆになるように、燃料噴射パルス幅を調整する。
【００２７】
内燃機関１には、バッテリ２０が配置されていると共に、内燃機関１を始動させるためのスタータ２６が接続されている。バッテリ２０には、スタータ２６、コントロールユニット３０、及び、熱式エアフローセンサ１０等に、電力を供給するために電気的に接続されている。バッテリ２０はスタータスイッチ２８を介してスタータ２６と電気的に接続されている。
【００２８】
図２は、コントロールユニット３０の内部構成を示したものである。コントロールユニット３０は、ＣＰＵ３１と、ＲＥＳＥＴ信号３２と、電源ＩＣ３４とから構成されている。
ここで、このコントロールユニット３０に入力する信号等について、図２を用いて説明すると、エアフローセンサ１０、クランク角センサ２２、スロットル開度センサ２３、空燃比センサ２５、及び水温センサ２４からの信号と、スタータスイッチ２８及びイグニッションスイッチ２９からの電力とが入力する。また、コントロールユニット３０からの信号は、インジェクタ８、燃料ポンプ１７、点火プラグ５の点火スイッチであるパワートランジスタ３３、及び、ＩＳＣバルブ１４に出力される。そして、ＣＰＵ３１のＲＥＳＥＴ端子には、電源ＩＣ３４で制御されるＲＥＳＥＴ信号３２が接続されている。
熱式エアフローセンサ１０は、バイパス通路（図示省略）と発熱抵抗体駆動回路とを備えている。
【００２９】
図３は、前記発熱抵抗体駆動回路を示したものであり、発熱抵抗体１０ａ、感温抵抗体１０ｂ、駆動トランジスタ１０ｃ、及び、電流検出用抵抗体１０ｄ等からなっている。前記バイパス通路の内部には、空気流量を測定する発熱抵抗体１０ａと感温抵抗体１０ｂとが配置され、該発熱抵抗体１０ａと感温抵抗体１０ｂとは支持部材に固定されると共に、エアフローセンサ１０の持つ制御モジュールに電気的に接続されている。制御モジュールは、発熱抵抗体を、感温抵抗体に対し一定の温度差になるよう外部から得られる電源により加熱制御する電子回路であり、発熱抵抗体から空気への放熱量である加熱量を基に得られる流量信号をコネクタを介してコントロールユニット３０に送る。
【００３０】
次に、熱式エアフローセンサ１０の起動特性について説明する。まず、熱式エアフローセンサ１０に電源が供給されていないときは、発熱抵抗体１０ａが加熱されること無く、感温抵抗体１０ｂと同じ温度である。次にイグニッションスイッチ２９がＯＮになると、回路モジュールは、電源が供給された直後、発熱抵抗体１０ａを感温抵抗体１０ｂの温度から一定の温度差となるよう加熱を開始する。熱容量を有する発熱抵抗体１０ａは電源投入直後に大きな消費電力を必要とする。このため、電源投入直後は、空気などへの放熱量が小さくても加熱量が大きく流量信号が高くなりサージ電圧が出力される。
【００３１】
図４は、前記サージ電圧の一例を示したものである。サージ電圧発生後も、しばらくの間は、流量信号は本来の流量信号である発熱抵抗体１０ａからの空気への放熱量の他に冷えている支持部材に奪われる熱の合計を出力するためプラス側の誤差を含む出力をする。
【００３２】
また、サージ電圧は、発熱抵抗体１０ａの初期温度が高いと、発熱抵抗体１０ａの熱平衡状態に早く到達するため、短い時間となる。また、発熱抵抗体１０ａの初期温度が低いと、発熱抵抗体１０ａの熱平衡状態に到達する時間が長くかかるために、サージ時間が長い時間となる。図５は、前記特性を示したものである。
【００３３】
これは、実際には、エアフローセンサ１０に電源の供給が途絶えたとき、一般的には内燃機関１を切った場合などに、発熱抵抗体１０ａはその直後から自然放熱により徐々に感温抵抗体の温度に近づいて行き、次の始動のときには発熱抵抗体１０ａと感温抵抗体１０ｂの温度はほぼ同じ状態となっている。しかし、場合によっては、完全に感温抵抗体１０ｂの温度まで冷え切る前に電源が供給され、再び発熱抵抗体１０ａの加熱と支持部材への熱伝導を行うが、その量は発熱抵抗体１０ａが感温抵抗体１０ｂと同じ温度であった場合より小さい。従って、エアフローセンサ１０の暖機特性補正量は、電源投入時の発熱抵抗体１０ａの温度（初期温度）に応じ補正量を小さく修正する必要がある。
【００３４】
また、図５から、サージが収束した後もしばらくの間はプラス側の誤差が残る傾向にあることがわかる。そして、その誤差の大きさは、サージの時間が長いものは、大きく、サージの時間が短いものは、小さくなっていることがわかる。従って、サージ時間を測定することにより、熱式エアフローセンサ１０の暖機特性を推定する可能となる。このサージ時間は、サージ発生中の電源電圧が下がることによって更に長くなる傾向がある。
【００３５】
図６は、起動特性のサージの時間と電源電圧の関係を示したものである。サージ時間が長くなるのは、電源電圧の低下により加熱のためのエネルギーが十分に得られないからである。従って、熱式エアフローセンサ１０が起動時のサージ電圧を出力している間の電源電圧を用いて加熱能力を推定することにより、熱式エアフローセンサ１０の暖機特性をより精度良く推定することが可能となる。
【００３６】
次に、バッテリ電圧挙動について説明する。図６は、クランキング中のバッテリ電圧の挙動を説明したフローチャートである。熱式エアフローセンサ１０は、スタータ２６と共に、その電源をバッテリ２０に依存しており、スタータ２６を駆動するときは、内燃機関１のピストンが圧縮上死点の前では、シリンダ２ａ内の空気を圧縮するためにスタータ２６のトルクが必要であり、電流が多く消費されバッテリ２０の電圧が下がって、熱式エアフローセンサ１０にかかる電源電圧も変動するので、電源電圧の補正が必要となる。
【００３７】
電源電圧補正量は、所定時間毎に、電源電圧から発熱抵抗体駆動回路のトランジスタ１０ｃや抵抗（図３参照）などの内部損失に相当する既定値１を差し引いて求められる、発熱体抵抗体１０ａの両端電圧を二乗し、それをサージ電圧発生中に積分し、サージ電圧が低下した後にサージ電圧発生時間で割ることにより加熱能力を算出する。前記加熱能力が標準的な電源の状態に対し低いときには、サージ時間が延びるため、サージ時間検出結果を小さくする様に補正し、標準的な電源の状態に対し、前記加熱能力が高いときにはサージ時間が短くなるため、サージ時間検出結果を大きくする様に補正する。但し、ここでは前記規定値１を、計算の容易な固定値として扱うこととするが、テーブル検索などにより、より精度を高めることが可能である。
【００３８】
これまでに説明した様に、熱式エアフローセンサ１０は、起動前の状態によって起動時のサージ電圧及びサージ電圧が終った後しばらくの間出力に誤差があり、燃料噴射パルスやその他の制御に影響があることがわかる。本実施形態の内燃機関の制御装置は、このエアフローセンサ１０の起動誤差を補正するものである。
次に、本実施形態の内燃機関の制御装置のエアフローセンサ１０の出力補正制御について説明する。
【００３９】
図８は、サージ時間計測ルーチンのＰＡＤ図を示したものである。このサージ時間計測ルーチンの処理は、エアフローセンサ１０の出力電圧が所定値ｃ１以上となってから所定値ｃ２以下となるまでの間動作する。エアフローセンサ１０の出力電圧と比較される所定値ｃ１は、エアフローセンサにサージが発生しないときの出力電圧よりも大きい電圧とする。
【００４０】
この処理は、イグニッションスイッチ２９のＯＮからカウントアップを開始するキーオン後経過時間カウンタが所定値ｃ３以下であり、かつスロットル開度が所定値ｃ４以下、かつエアフローセンサ出力電圧が所定値ｃ１以上であるとき、条件Ａの成立とし、条件Ａ成立フラグをｔｒｕｅにセットし、条件Ａ成立時間カウンタをカウントアップし、条件Ａ成立時間カウンタが所定値ｃ５以上であれば条件Ａ経験フラグをｔｒｕｅにセットする。また、条件Ａが不成立となったとき、条件Ａ成立フラグをｆａｌｓｅにセットすると共に、条件Ａ成立時間カウンタを初期化する。
【００４１】
条件Ａ経験フラグがｔｒｕｅ、かつ、エアフローセンサ出力電圧が所定値ｃ２以下、かつ、バッテリ電圧が所定値ｃ６以上のとき、条件Ｂ成立とし、条件Ｂ成立フラグをｔｒｕｅにセットし、条件Ｂ成立時間カウンタをカウントアップし、条件Ｂ成立時間カウンタが所定値ｃ５以上となったときに条件Ｂ経験フラグをｔｒｕｅにセットする。また、条件Ｂが不成立となったときには、条件Ｂ成立フラグをｆａｌｓｅにセットすると共に、条件Ｂ成立時間カウンタを初期化する。
【００４２】
条件Ａ経験フラグがｔｒｕｅ、かつ条件Ｂ経験フラグがｆａｌｓｅのとき、サージ時間カウンタをカウントアップし、条件Ａ経験フラグがｆａｌｓｅのときは、サージ時間カウンタを初期化する。
その後は、条件Ｂ経験フラグがｔｒｕｅとなるまで前記検出を繰り返す。
【００４３】
尚、キーオン後経過時間カウンタが所定値ｃ３以上になっても、条件Ａ経験フラグがｔｒｕｅにならないときは、サージ時間カウンタは０のままであり、エアフローセンサ出力電圧にサージが発生していないとし、暖機特性補正を行わない。これは、キーオン後経過時間カウンタが所定値ｃ３以上になると、条件Ａが成立しないことにより実現される。
【００４４】
図９は、エレメント・リード初期温度指数演算ルーチンのＰＡＤ図を示したものである。エレメント・リード初期温度指数演算完了フラグがｆａｌｓｅのとき、条件Ｂ経験フラグがｔｒｕｅならば、エレメント・リード初期温度指数を、サージ時間カウンタ、リセット時間推定値である所定値ｃ７、バッテリ電圧補正値から算出すると共に、エレメント・リード初期温度指数演算完了フラグをｔｒｕｅにセットする。
【００４５】
尚、エレメント・リード初期温度指数演算完了フラグがｆａｌｓｅ、かつ、サージ時間カウンタが所定値ｃ８よりも大きくなったときは、エレメント・リード初期温度指数を所定値ｃ９にセットし、エレメント・リード初期温度指数演算完了フラグをｔｒｕｅにセットする。
【００４６】
図１０は、バッテリ電圧補正演算ルーチンのＰＡＤ図を示したものである。このバッテリ電圧補正演算ルーチンの処理は、エアフローセンサ出力電圧にサージが発生している間動作し、キーオンしてから１度だけ行う。
加熱エネルギー演算初回経験フラグがｆａｌｓｅのとき、加熱エネルギー積算値の初回演算と判定し、加熱エネルギー積算値を所定値ｃ１０、ｃ１１、ｃ１２を用いて算出し、加熱エネルギー演算初回経験フラグをｔｒｕｅにセットする。
【００４７】
加熱エネルギー積算値は、エアフローセンサ１０の発熱抵抗体１０ａを加熱するめに供給可能なエネルギーの積算値を表している。加熱エネルギー積算値の初回演算に使われる所定値ｃ１０は、測定することのできないキーオンからソフト・ハードリセット時間の推定バッテリ電圧、所定値ｃ１１はエアフローセンサ制御回路で降下する電圧、所定値ｃ１２はリセット時間推定値とする。
【００４８】
加熱エネルギー演算初回経験フラグがｔｒｕｅとなってからは、条件Ａ成立フラグまたは条件Ａ経験フラグがｔｒｕｅ、かつ、条件Ｂ成立フラグかつ条件Ｂ経験フラグがｆａｌｓｅである間、加熱エネルギー積算値を、前回値に、今回発熱抵抗体１０ａを加熱するために供給可能なバッテリ電圧の電圧値と所定値ｃ１１の差の２乗を足して算出する。
【００４９】
その後、条件Ｂ経験フラグがｆａｌｓｅからｔｒｕｅに変わったとき、一度だけ、加熱エネルギー平均値を、加熱エネルギー積算値、所定値ｃ１２、サージ時間カウンタから算出すると共に、加熱エネルギー平均値により、バッテリ電圧補正値をバッテリ電圧補正値テーブルから検索する。
【００５０】
図１１は、エレメント・リード初期温度補正値演算ルーチンのＰＡＤ図を示したものである。このエレメント・リード初期温度補正値演算ルーチンの処理は、条件Ａ経験フラグがｔｒｕｅならば、エレメント・リード初期温度指数により、エレメント・リード初期温度補正値をエレメント・リード初期温度補正値テーブルから検索する。
【００５１】
図１２は、ＡＦＭ暖機補正率演算ルーチンのＰＡＤ図を示したものであるす。このＡＦＭ暖機補正率演算ルーチンの処理は、条件Ａ経験フラグがｔｒｕｅのとき、サージ時間カウンタ、エレメント・リード初期温度補正値により、ＡＦＭ暖機補正率をＡＦＭ暖機補正マップより検索する。ＡＦＭ暖機補正マップは、サージ時間カウンタが大きくなるほど１に近づくように設定する。また、条件Ａ経験フラグがｆａｌｓｅのとき、ＡＦＭ暖機補正率は１とする。
【００５２】
尚、キーオン後経過時間カウンタが所定値ｃ３以上になっても、条件Ａ経験フラグがｔｒｕｅにならないときは、エアフローセンサ出力電圧にサージが発生しておらず、ＡＦＭは十分に暖機されていると判定し、暖機補正率を１として暖機補正を行わない。これは、キーオン後経過時間カウンタが所定値ｃ３以上になると、条件Ａが成立しないことにより実現される。
【００５３】
また、イグニッションＯＮからの時間によりＡＦＭ電源投入特性テーブルからＡＦＭ電源投入特性補正値を検索する。その後、ＡＦＭの出力電圧から、ＡＭＦ暖機補正率とＡＦＭ電源投入補正値の積を引くことで、暖機補正後のＡＦＭ出力電圧を求める。
更に、暖機補正後のＡＦＭ出力電圧を基に基本噴射パルス幅を演算する。
【００５４】
図１３は、エレメント・リード初期温度推定補正ルーチンのＰＡＤ図を示したものである。このエレメント・リード初期温度推定補正ルーチンの処理は、サージ時間カウンタにより、エレメント・リード初期温度をエレメント・リード初期温度テーブルから検索する。その後、エレメント・リード初期温度により、エレメント・リード初期温度補正値をエレメント・リード初期温度補正テーブルから検索する。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更ができるものである。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明の内燃機関の制御装置は、熱式エアフローセンサが起動した直後に発生する出力誤差が適切に補正されるため、始動時の吸入空気量の検出値が正確になり、始動時間のばらつきが減り、始動時の排気ガス中のＣＯや炭化水素の排出量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態を示す内燃機関のシステム構成図。
【図２】図１の内燃機関の制御装置の内部構成図。
【図３】図１の内燃機関の制御装置の熱式（発熱抵抗体式）エアフローセンサの内部回路構成図。
【図４】図３の熱式エアフローセンサの電源投入時の出力電圧挙動を説明したチャート図。
【図５】図３の熱式エアフローセンサの電源投入時の空気量検出誤差の電源ＯＦＦ時間依存性を説明したチャート図。
【図６】図３の熱式エアフローセンサの電源投入時のサージの時間と電源電圧の関係を説明したチャート図。
【図７】図１の内燃機関の制御装置のクランキング中のバッテリ電圧挙動を説明したチャート図。
【図８】図１の内燃機関の制御装置のサージ時間計測ルーチンのＰＡＤ図。
【図９】図１の内燃機関の制御装置のエレメント・リード初期温度指数演算ルーチンのＰＡＤ図。
【図１０】図１の内燃機関の制御装置のバッテリ電圧補正演算ルーチンのＰＡＤ図。
【図１１】図１の内燃機関の制御装置のエレメント・リード初期温度補正値演算ルーチンのＰＡＤ図。
【図１２】図１の内燃機関の制御装置のＡＦＭ暖機補正率演算ルーチンのＰＡＤ図。
【図１３】図１の内燃機関の制御装置のエレメント・リード初期温度推定補正ルーチンＰＡＤ図。
【符号の説明】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・吸気管
４・・・排気管
５・・・点火プラグ
６・・・吸気弁
７・・・排気弁
８・・・燃料噴射弁（インジェクタ）
９・・・空気清浄器
１０・・熱式エアフローセンサ
１０ａ・発熱抵抗体
１０ｂ・感温抵抗体
１２・・絞り弁
１４・・ＩＳＣバルブ
１５・・触媒
１６・・燃料タンク
１７・・燃料ポンプ
１９・・点火コイル
２０・・バッテリ
２１・・ディストリビュータ
２６・・スタータ
２８・・スタータスイッチ
２９・・イグニッションスイッチ
３０・・コントロールユニット（制御装置）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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