(57)【要約】【課題】簡便かつ安価な構成に基づいて、圧力センサの温度ドリフトによる検出（測定）誤差を防止できるようにする。【解決手段】圧力センサ２５と、圧力センサ２５の検出部温度を所定レベルに安定化させる温度安定化手段２６と、圧力センサ２５の検出部温度が所定レベルに安定化した状態において圧力センサ２５の出力値をゼロ点出力の学習値として記憶する学習手段（図２，図３、参照）と、圧力センサ２５の検出部温度が前記所定レベルに安定化した状態において圧力センサ２５の出力値と前記学習値とから算出される圧力測定値を出力する演算手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサと、前記圧力センサの検出部温度を所定レベルに安定化させる温度安定化手段と、前記圧力センサの検出部温度が所定レベルに安定化した状態において該圧力センサの出力値をゼロ点出力の学習値として記憶する学習手段と、前記圧力センサの検出部温度が前記所定レベルに安定化した状態において該圧力センサの出力値と前記学習値とから算出される圧力測定値を出力する演算手段と、を備えることを特徴とする圧力測定装置。
【請求項２】
前記温度安定化手段は、前記圧力センサの検出部まわりを取り囲むように形成される保温器を備え、前記保温器は、内側が流体の流れる通路を構成するものであって、前記保温器内の通路を流れる流体として内燃機関の冷却系を循環する冷却水を利用することを特徴とする請求項１に記載の圧力測定装置。
【請求項３】
前記学習手段は、内燃機関の始動後に機関冷却水温が所定温度以上になり、その時点から所定時間が経過するのを待ち、内燃機関が停止した後に機関冷却水温が所定温度以上の安定化した状態において、前記圧力センサの出力低下が安定化したらその安定化した出力値をゼロ点出力の学習値として記憶することを特徴する請求項２に記載の圧力測定装置。
【請求項４】
前記圧力センサは、前記保温器によって該圧力センサの検出部まわりを取り囲むように画成される室と、この室に計測対象の圧力を導く管路と、を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の圧力測定装置。
【請求項５】
前記圧力センサは、内燃機関のＥＧＲ量を制御するのに用いられる圧力センサであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の圧力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力測定装置に関するものであり、とくに圧力センサの温度ドリフトによる検出（測定）誤差の防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサは、例えば、配管を流れる流体の圧力を測定するのに用いられる。圧力センサは、温度依存性があり、圧力センサの出力が温度の変化に従って変動する。すなわち、圧力センサの温度が変化すると、圧力センサの出力が同一の流体圧力に対してドリフトするのである。この変動を温度ドリフトと称する。この温度ドリフトに対処する従来技術として特許文献１に開示されるようなものが知られる。
【０００３】
このような従来技術においては、圧力センサの温度ドリフト特性（温度と圧力センサの出力との関係）を格納するメモリ手段が備えられ、温度センサで検出される温度とメモリ手段のデータから圧力センサの出力ドリフト量を演算してこの演算値（出力ドリフト量）を消去するように圧力センサの出力を補正するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来技術においては、メモリ手段に格納されるデータ量が膨大になり、メモリ手段の設定に費用が嵩むという問題が考えられる。
【０００６】
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、圧力センサの周囲の温度環境を安定化した状態に保つことにより、データの設定費用を削減しつつ、簡便に圧力センサの検出（測定）精度が高められる、圧力測定装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、圧力センサと、前記圧力センサの検出部温度を所定レベルに安定化させる温度安定化手段と、前記圧力センサの検出部温度が所定レベルに安定化した状態において該圧力センサの出力値をゼロ点出力の学習値として記憶する学習手段と、前記圧力センサの検出部温度が前記所定レベルに安定化した状態において該圧力センサの出力値と前記学習値とから算出される圧力測定値を出力する演算手段と、を備えることを特徴とする圧力測定装置である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明においては、圧力センサの検出部温度を所定レベルに安定化させる温度安定化手段により、圧力センサの出力値をゼロ点出力の学習値として記憶する学習処理においても、圧力センサの出力値と学習値とから算出される圧力測定値を出力する演算処理においても、これらは圧力センサの検出部温度が所定レベルに安定化した状態において行われる。つまり、圧力センサの検出部温度の変動が、所定レベルに安定化した状態に抑えられるので、演算手段の出力（圧力センサの出力値と前記学習値とから算出される圧力測定値）は、温度ドリフト分の誤差を殆ど含まない。温度ドリフト分の誤差が生じるとしても、その誤差は、所定レベルに安定化した状態において、圧力センサの検出部温度に生じる極く小幅な変動分に限られるのである。従って、圧力センサの検出部温度を所定レベルに安定化させる温度安定化手段により、簡便かつ安価な構成に基づいて、圧力センサの検出に基づく圧力の測定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施形態を説明する概要構成図である。
【図２】同じく学習手段を説明するフローチャートである。
【図３】同じく作用効果を説明する特性図である。
【図４】別の学習手段を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図に基づいて、この発明の実施形態に係る圧力測定装置を説明する。図１〜図３は、内燃機関の制御系への適用例を示すものである。
【００１１】
図１において、１０は内燃機関（エンジン）であり、内燃機関１０は各気筒まわりにウォータジャケット（図示せず）が形成され、機関冷却系の循環路を構成する。
【００１２】
１１は吸気通路であり、１２は排気通路であり、吸気は吸気通路１１を流れ、吸気マニホールド１３から各気筒へ供給される。各気筒の排気は、排気マニホールド１４から排気通路１２を流れ、外部へ排出される。
【００１３】
吸気通路１１にターボチャージャ１５のコンプレッサが介装され、コンプレッサ下流の吸気通路にインタクーラ１６（過給気を冷却する機器）が備えられる。排気通路１２にターボチャージャ１５のタービンが介装され、排気エネルギで回転し、同軸上のコンプレッサを駆動する。
【００１４】
１８はＥＧＲ（排気還流装置）の通路（ＥＧＲパイプ）であり、排気マニホールド１４と吸気通路１１との間を接続する。ＥＧＲパイプ１８にＥＧＲクーラ１９（ＥＧＲガスを冷却する機器）と、ＥＧＲバルブ２０（ＥＧＲガス量の調整弁）と、が備えられる。
【００１５】
ＥＧＲバルブ２０の開度（ＥＧＲガス量）を制御するため、機関運転状態を検出する手段（例えば、機関回転センサや機関負荷センサ）と、その検出信号に基づいてＥＧＲバルブ２０の開度（ＥＧＲガス量）を制御するコントロールユニット（図示せず）と、が備えられる。
【００１６】
実際のＥＧＲガス量を検出するため、ＥＧＲ通路１８にベンチュリ２１が設定され、その上流側の圧力を検出する圧力センサ２５と、が設けられる。コントロールユニットは、機関運転状態に対応する目標開度（ＥＧＲ量の目標値）と、圧力センサ２５の出力に基づく測定圧力から演算されるＥＧＲ量の実際値と、に基づいて、ＥＧＲ量の実際値＝ＥＧＲ量の目標値となるようにＥＧＲバルブ２０の開度を制御する。
【００１７】
圧力センサ２５の出力は、温度ドリフトを含むため、これに対処するため、圧力センサ２５の検出部温度を所定レベルに安定化させる温度安定化手段２６が備えられる。
【００１８】
温度安定化手段２６は、圧力センサ２５の検出部まわりを取り囲むように形成される保温器２７（保温用チャンバ）を備える。保温器２７は、流体の流れる通路を構成するものであって、保温器２７内の通路を流れる流体として機関冷却系を循環する冷却水が用いられる。
【００１９】
具体的には、保温器２７は、機関冷却水の循環路に介装される。２８は保温器２７を機関シリンダブロックのウォータジャケットに接続する配管（冷却水通路）であり、２９は保温器２７を機関シリンダヘッドのウォータジャケットに接続する配管（冷却水通路）である。
【００２０】
機関運転中は、機関冷却系の冷却水が保温器２７を経由して循環する。機関冷却水は、機関運転中において、水温が所定値以上に上昇すると、ラジエータ等の作用により、所定レベル（所定の温度範囲）に保たれるので、保温器２７を流れる冷却水によって、圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度が所定の温度範囲に安定化する。
【００２１】
保温器２７は、圧力センサ２５を包むように形成され、圧力センサ２５の検出部まわりに室（圧力室）を画成する。圧力センサ２５は、ＥＧＲ通路１８から離して配置される。室(図示せず)は、管（導圧パイプ）の一端に接続され、管の他端がＥＧＲ通路１８のベンチュリ２１上流側に開口される。ベンチュリ２１上流側の圧力は、ＥＧＲ通路１８から離れる圧力センサ２５の室に管（導圧パイプ）を通して導入される。
【００２２】
コントロールユニット（図示せず）においては、圧力センサ２５の検出部温度が所定レベルに安定化した状態において圧力センサ２５の出力値（電圧値）をゼロ点出力の学習値として記憶する学習手段（図２、参照）と、圧力センサ２５の検出部温度が同じく所定レベルに安定化した状態において圧力センサ２５の出力（電圧）と学習値とから算出される圧力測定値を出力する演算手段と、が備えられる。
【００２３】
図２は、学習手段の処理内容を説明するフローチャートであり、Ｓ１において、内燃機関１０（エンジン）が始動すると、Ｓ２に進み、機関冷却系の冷却水温を検出する水温センサの検出信号に基づいて、機関冷却水温が所定値以上かどうかを判定する。
【００２４】
Ｓ２の判定がＮＯのときは、Ｓ２の判定がＹＥＳになるまで待機する（Ｓ２の判定を繰り返す）。Ｓ２の判定がＹＥＳになると、Ｓ３へ進み、タイマを作動させる。タイマは、所定時間の経過を計測するものである。ここで、所定時間は、後述の機関停止後に圧力センサ２５の出力低下が落ち着くまでの間、機関冷却水温を所定レベルの安定化した状態に保つのに必要な機関稼働時間を意味する。
【００２５】
Ｓ４において、タイマの計測（所定時間の経過）が終了したかどうかを判定する。Ｓ４の判定がＮＯのときは、Ｓ４の判定がＹＥＳになるまで待機する（Ｓ４の判定を繰り返す）。
【００２６】
Ｓ４の判定がＹＥＳになると、Ｓ５へ進み学習条件が成立する。Ｓ６において、キーオフされたかを判定する。Ｓ６の判定がＮＯのときは、Ｓ６の判定がＹＥＳになるまで待機する（Ｓ６の判定を繰り返す）。Ｓ６の判定がＹＥＳになると、Ｓ７へ進み、Ｓ７において、機関の停止を判定する。この機関停止により、ＥＧＲ通路の圧力が急激に低下するので、圧力センサ２５の出力（電圧）も０へ急激に低下し、安定化する。Ｓ７においては、機関停止後に圧力センサ２５の出力低下が安定した状態にあるかどうかを判定する。
【００２７】
Ｓ７の判定がＮＯのときは、Ｓ７の判定がＹＥＳになるまで待機する（Ｓ７の判定を繰り返す）。Ｓ７の判定がＹＥＳになると、Ｓ８へ進み、圧力センサ２５の安定化した出力値をゼロ点出力の学習値として記憶するのである。
【００２８】
従って、内燃機関１０の始動後に機関冷却水温が所定温度以上になり、その時点から圧力センサ２５の学習条件である圧力センサ２５の温度安定時間を持つ。その安定時間が経過した後、内燃機関がキーオフにより停止され、圧力センサ２５の出力低下が安定化したら、そのときの圧力センサ２５の出力がゼロ点出力の学習値として記憶される。
【００２９】
コントロールユニットにおいては、機関運転中の冷却水温から圧力センサ２５の検出部温度が所定レベルに安定化した状態かどうかの判定が行われ、この判定がＹＥＳの条件において、前記の演算手段が圧力センサ２５の出力と学習値とから算出される圧力測定値を出力する。この圧力測定値（演算手段の出力）と、機関運転状態に対応するＥＧＲ量の目標値と、に基づいてＥＧＲバルブの開度が制御されるのである。
【００３０】
このような構成により、機関運転中は、圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度（室内の温度）が保温器２７を循環する機関冷却水によって所定レベルの安定化した状態に維持される。
【００３１】
この学習処理においては、Ｓ８の処理（ゼロ点出力の記憶処理）についても、圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度が所定レベルに安定化した状態の下に行われる。機関運転中は、圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度の変動が保温器２７を循環する機関冷却水によって所定レベルに安定化した状態に抑えられるので、演算手段の出力（圧力センサ２５の出力と学習値とから算出される圧力測定値）は、温度ドリフト分の誤差を殆ど含まない。
【００３２】
圧力測定値に温度ドリフト分の誤差が生じるとしても、その誤差は、図３のように圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度に生じる極く小幅な変動分に限られる。図３において、実線Ｔｄは、圧力センサ２５の出力特性であり、機関運転中は、圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度（図中のセンサ温度）がＡ〜Ｂ℃の間に安定化されるのである。
【００３３】
この結果、圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度を所定レベルに安定化させる温度安定化手段を備えるので、簡便かつ安価な構成に基づいて、圧力センサ２５の出力に基づく圧力測定の精度を有効に高めることができる。
【００３４】
図２の学習処理は、車両の製造が完成してから１回のみ行われる。車両の製造工場において、出荷（工場からディーラへの搬出）前の段階で行われることが望ましい。
【００３５】
図４は、別の学習手段の処理内容を説明するフローチャートである。この処理は、図２の学習処理と異なり、必要なとき（定期点検時など）に任意に実行される。
【００３６】
Ｓ１において、圧力センサのドリフト補正（ゼロ点出力の補正）が必要かどうかを判定する。例えば、学習スイッチ（人為操作スイッチ）がオンかどうかを判定する。
【００３７】
Ｓ１の判定がＹＥＳのときは、Ｓ２へ進み、Ｓ１の判定がＮＯのときは、この学習処理を終了する。Ｓ２において、内燃機関１０（エンジン）が始動すると、Ｓ３へ進む。Ｓ３においては、機関冷却水温を検出する水温センサの検出信号に基づいて、機関冷却水温が所定値以上かどうかを判定する。
【００３８】
Ｓ３の判定がＮＯのときは、Ｓ３の判定がＹＥＳになるまで待機する（Ｓ２の判定を繰り返す）。Ｓ３の判定がＹＥＳになると、Ｓ４へ進み、タイマを作動させる。タイマは、所定時間の経過を計測するものである。ここで、所定時間は、後述の機関停止後に圧力センサ２５の出力低下が落ち着くまでの間、機関冷却水温を所定レベルの安定化した状態に保つのに必要な機関稼働時間を意味する。
【００３９】
Ｓ５において、タイマの計測（所定時間の経過）が終了したかどうかを判定する。Ｓ５５の判定がＮＯのときは、Ｓ５の判定がＹＥＳになるまで待機する（Ｓ４の判定を繰り返す）。Ｓ５の判定がＹＥＳになると、Ｓ６へ進み学習条件が成立する。Ｓ７において、学習条件の成立から所定時間内にキーオフされたかどうかを判定する。Ｓ７の判定がＮＯのときは、この処理を終了する。Ｓ７の判定がＹＥＳになると、Ｓ８へ進む。Ｓ８において、機関の停止かどうかを判定する。この機関停止により、ＥＧＲ通路の圧力が急激に低下するので、圧力センサ２５の出力（電圧）も０へ急激に低下し、安定化する。Ｓ８においては、機関停止後に圧力センサ２５の出力低下が安定した状態にあるかどうかを判定する。
【００４０】
Ｓ８の判定がＮＯのときは、Ｓ８の判定がＹＥＳになるまで待機する（Ｓ８の判定を繰り返す）。Ｓ８の判定がＹＥＳになると、Ｓ９へ進み、圧力センサ２５の安定化した出力値をゼロ点出力の学習値として記憶するのである。
【００４１】
従って、内燃機関１０の始動後に機関冷却水温が所定温度以上になり、その時点から圧力センサ２５の学習条件である圧力センサ２５の温度安定時間を待つ。その安定時間を経過した後、内燃機関がキーオフにより停止され、圧力センサ２５の出力低下が安定化したら、そのときの圧力センサ２５の出力がゼロ点出力の学習値として記憶される。
【００４２】
コントロールユニットにおいては、機関運転中の冷却水温から圧力センサ２５の検出部温度が所定レベルに安定化した状態かどうかの判定が行われ、この判定がＹＥＳの条件において、前記の演算手段が圧力センサ２５の出力と学習値とから算出される圧力測定値を出力する。この圧力測定値（演算手段の出力）と、機関運転状態に対応するＥＧＲ量の目標値と、に基づいてＥＧＲバルブの開度が制御されるのである。
【００４３】
この学習処理においては、Ｓ９の処理（ゼロ点出力の記憶処理）についても、圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度が所定レベルに安定化した状態の下に行われる。機関運転中は、圧力センサ２５の検出部まわりの雰囲気温度の変動が保温器２７を循環する機関冷却水によって所定レベルに安定化した状態に抑えられるので、演算手段の出力（圧力センサ２５の出力と学習値とから算出される圧力測定値）は、温度ドリフト分の誤差を殆ど含まない（図３、参照）。
【００４４】
学習手段については、図２の処理か、図４の処理か、何れか１つを設定すれば良い。また、両者を設定する場合は、車両が製造されてから初めて補正（ゼロ点出力の記憶処理）時には、図２の処理が選択され、２回目以降の補正時においては、図３の処理が選択され、その際は、図２のＳ８の記憶値（ゼロ点出力の学習値）が図３のＳ９の記憶値（ゼロ点出力の学習値）に更新されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明に係る圧力測定装置は、内燃機関の制御に用いられる圧力センサに限らず、諸種の分野に適用される圧力センサに対し、圧力の検出方式はどのようなものであれ、温度ドリフトは存在するので、広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  内燃機関（エンジン）
１１  吸気通路
１２  排気通路
１８  ＥＧＲ通路
２０  ＥＧＲバルブ
２５  圧力センサ
２６  温度安定化手段
２７  保温器
２８、２９  機関冷却水配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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