(57)【要約】【課題】エンジン始動直後から吸気圧および大気圧を制御パラメータとして最適なエンジン制御を可能にする４サイクルエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】第１大気圧候補設定部１０２は、クランクステージが所定の大気圧検知ステージに達したときに検知された吸気圧Pbを第１大気圧候補Pb1に設定する。第２大気圧候補設定部１０３は、第１大気圧候補Pb1が設定された大気圧検知ステージからクランク軸が一回転（３６０°）だけ進んだ次の大気圧検知ステージにおいて、当該タイミングで検知された吸気圧Pbを第２大気圧候補Pb2に設定する。大気圧設定部１０４は、第１および第２大気圧候補Pb1，Pb2に基づいて大気圧の代替値Paを設定する。エンジン制御部１０７は、吸気圧Pbおよび大気圧代替値Paを含む各種の制御パラメータに基づいて燃料噴射制御や点火制御等のエンジン制御を実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気圧および大気圧を含む各種のパラメータに基づいてエンジンを制御する４サイクルエンジンの制御装置において、
エンジンのクランク位置を検知するクランク位置センサと、
吸気管内で吸気圧を検知する吸気圧センサと、
吸気バルブが閉じている所定のクランク位置で検知された第１吸気圧と当該クランク位置から３６０°進んだ同位相のクランク位置で検知された第２吸気圧とを比較する比較手段と、
前記比較結果に基づいて、第１および第２吸気圧のうち高い方の吸気圧を大気圧代替値に設定する手段とを含み、
前記大気圧代替値で大気圧を代表することを特徴とする４サイクルエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記吸気圧に基づいて行程判別を行う行程判別手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の４サイクルエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４サイクルエンジンの制御装置に係り、特に、吸気圧および大気圧を制御パラメータとする４サイクルエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
４サイクルエンジンの点火時期や燃料噴射量を制御する際のパラメータとして、冷却水温度、大気温度、吸気圧、大気圧等を用いることが知られている。ここで、吸気圧は吸気管内の負圧を検知するために吸気管内に設けられるため、大気圧を検知するための圧力センサは吸気圧センサとは独立して設けられていた。
【０００３】
これに対して、特許文献１には一つの圧力センサのみで吸気圧および大気圧の２種類の圧力検知を可能にする技術が開示されている。この先行技術では、吸気管内に唯一の圧力センサ（吸気圧センサ）を設け、スロットル開度が所定の開度以上であって、かつエンジン回転数が低回転状態であるとに前記吸気圧センサにより検知された吸気圧で大気圧が代表される。
【特許文献１】特開平２−５９２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来技術では、スロットル開度が高負荷状態を示す所定開度以上であって、かつエンジン回転数が低回転状態という、極めて限定された運転状態でしか大気圧を検知できなかった。したがって、例えばスロットル開度が低く保たれるエンジン始動直後には大気圧を検知することができず、大気圧を反映させた最適なエンジン制御が難しかった。
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、エンジン始動直後から吸気圧および大気圧を制御パラメータとして最適なエンジン制御を可能にする４サイクルエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、本発明は、吸気圧および大気圧を含む各種のパラメータに基づいてエンジンを制御する４サイクルエンジンの制御装置において、エンジンのクランク位置を検知するクランク位置センサと、吸気管内で吸気圧を検知する吸気圧センサと、吸気バルブが閉じている所定のクランク位置で検知された第１吸気圧と当該クランク位置から３６０°進んだ同位相のクランク位置で検知された第２吸気圧とを比較する比較手段と、前記比較結果に基づいて、第１および第２吸気圧のうち高い方の吸気圧を大気圧代替値に設定する手段とを含み、前記大気圧代替値で大気圧を代表することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記した特徴によれば、エンジンの運転状態にかかわらず、大気圧センサを設けることなく吸気圧センサのみで、吸気圧および大気圧の双方を検知できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明のエンジン制御装置が適用される４サイクルエンジンおよびその制御系統の全体構成を示した図である。
【０００９】
エンジン１には吸気管２および排気管７が連結され、吸気管２の上流側にはエアクリーナ３が設けられている。エンジン１への吸入空気量は、吸気管２の内部に配置されたスロットル弁４により調節される。スロットル弁４の開度はスロットル開度センサ（以下、THセンサと表現する）１１により検知される。吸気圧センサ（以下、PBセンサと表現する）１２は、吸気管内の吸気圧Pbを計測する。吸気温センサ（以下、TAセンサと表現する）１６は吸気管２の内部における吸気温TAを計測する。水温センサ（以下、TWセンサと表現する）１３は、エンジン１の冷却水温TWを計測する。
【００１０】
排気管７の下流側には三元触媒８が設けられており、エンジン１と三元触媒８との間には、排気管７内の排気ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度センサ（以下、O2センサと表現する）１５が設けられている。エンジン１のクランク軸９には、その１回転ごとに歯抜け部分を含む１３個のクランクパルスPを出力する一対のクランクパルサロータ６およびパルス発生器５が設けられている。エンジン制御装置(ECU：Electronic Control Unit)１０は、上記した各センサが出力する検知信号に基づいて、燃料噴射制御および点火制御を含む各種のエンジン制御を実行する。
【００１１】
図２は、前記ECU１０の機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００１２】
クランクステージ設定部１０１は、クランクパルスPに基づいて、クランク軸９の１回転（３６０°）を一周期とするクランクステージを設定する。本実施形態では、後に参照する図４に示したように、クランク軸９の一回転が１３分割され、各クランクステージ（＃１〜＃１３）はクランク軸９の回転位置を代表する。
【００１３】
第１大気圧候補設定部１０２は、クランクステージが所定の大気圧検知ステージに達したときに、当該タイミングで検知された吸気圧Pbを第１大気圧候補Pb1に設定する。第２大気圧候補設定部１０３は、前記第１大気圧候補Pb1が設定された大気圧検知ステージからクランク軸が更に１回転（３６０°）だけ進んだ次の同位相の大気圧検知ステージにおいて、当該タイミングで検知された吸気圧Pbを第２大気圧候補Pb2に設定する。大気圧設定部１０４は、後に詳述するように、前記第１および第２大気圧候補Pb1，Pb2のいずれか一方を大気圧代替値Paとして設定する。
【００１４】
行程判別部１０５は、前記クランクパルスPおよび吸気圧Pbに基づいて行程判別を行う。なお、クランクパルスPおよび吸気圧Pbに基づいて行程を判別する方法は、本出願人による特許出願（特開２００７−５６７３２号公報）に開示されているので、その説明は省略する。絶対ステージ設定部１０６は、行程判別後に、クランク軸２の二回転（７２０°）を一周期とする絶対ステージをクランクパルスPに基づいて設定する。本実施形態では、後に参照する図４に示したように、クランク軸９の２回転が２６分割され、各絶対ステージ（＃１〜＃２６）はエンジンの行程を代表する。
【００１５】
エンジン制御部１０７は、行程判別前はクランクステージ（＃１〜＃１３）を基準にして、また行程判別後は絶対ステージ（＃１〜＃２６）を基準にして、前記吸気圧Pbおよび大気圧代替値Paを含む各種の制御パラメータに基づいて燃料噴射制御や点火制御等のエンジン制御を実行する。
【００１６】
次いで、フローチャートを参照して本実施形態の動作を説明する。図３は、前記ECU１０により実行される大気圧代替値(Pa)設定処理の手順を示したフローチャートであり、図４は、４サイクルエンジンの行程およびステージと吸気圧Pbとの関係を示した図である。
【００１７】
ステップＳ１では、行程判別が完了しているか否かが判定される。完了していなければステップＳ２へ進み、クランクステージが確定しているか否かが判定される。本実施形態では、エンジン１が最初の一回転を完了した以降にクランクステージが確定するので、エンジン始動直後はクランクステージが未確定と判定される。
【００１８】
その後、エンジン１が最初の一回転を完了し、前記クランクステージ設定部１０１によりクランクステージが確定されるとステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、現在のクランクステージが所定の大気圧検知ステージであるか否かが判定される。本実施形態では、図４に一例を示したように、吸気行程の直前であって吸気バルブが閉じているクランクステージ＃１１が予め大気圧検知ステージとして登録されている。
【００１９】
ステップＳ３において、クランクステージが大気圧検知ステージに達したと判定されるとステップＳ４へ進み、当該タイミングでPBセンサ１２により検知された吸気圧Pbが、前記第１大気圧候補設定部１０２により第１大気圧候補Pb1として一時記憶される。ステップＳ５では、クランク軸９が更に一回転（３６０°）だけ進んだ次の大気圧検知ステージ（クランクステージ＃１１）に達したか否かが判定され、吸気圧検知ステージに達したと判定されるとステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、当該タイミングで前記PBセンサ１２により検知された吸気圧Pbが、前記第２大気圧候補設定部１０３により第２大気圧候補Pb2として一時記憶される。
【００２０】
ステップＳ７では、前記最初の大気圧検知ステージで検知された第１大気圧候補Pb1と、クランク軸が更に一回転（３６０°）だけ進んだ次の大気圧検知ステージで検知された第２大気圧候補Pb2とが、前記大気圧設定部１０４で比較される。そして、Pb1≧Pb2であればステップＳ８へ進み、第１大気圧候補Pb1が大気圧代替値Paとして登録される。
【００２１】
これに対して、Pb1＜Pb2であればステップＳ９へ進み、第２大気圧候補Pb2が大気圧代替値Paとして登録される。図４に示した例では、第１大気圧候補Pb1が第２大気圧候補Pb2よりもΔPbだけ高いので、第１大気圧候補Pb1が大気圧代替値Paとして登録される。
【００２２】
すなわち、吸気行程が終了して吸気弁が閉じても、吸気管内の圧力が上昇に転じて大気圧に収束するまでには所定時間を要する。このため、図４であれば、吸気行程直後の圧縮行程で検知される第２大気圧候補Pb2よりも、さらに行程が進んだ排気行程で検知される第１大気圧候補Pb1の方が高い値となる。そこで、本実施形態では各大気圧候補Pb1，Pb2のうち、より高い値を示した方の検知タイミングを吸気行程の直前と推定し、当該大気圧候補を大気圧代替値Paとして登録するようにしている。
【００２３】
以上のようにして設定された大気圧代替値Paは、行程判別が完了するまでの間、前記エンジン制御１０７において大気圧として利用される。
【００２４】
その後、前記行程判別部１０５による行程判別が完了し、さらに前記絶対ステージ設定部１０６による絶対ステージの設定が完了すると、ステップＳ１では行程判別済みと判定されるのでステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、現在の絶対ステージが大気圧検知ステージであるか否かが判定される。本実施形態では、絶対ステージ＃２４が大気圧検知ステージとして登録されており、絶対ステージが第２４ステージに達するごとにステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、当該タイミングでPBセンサ１２により検知された吸気圧Pbが大気圧代替値Paとして登録され、その後のエンジン制御に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用されるエンジン制御装置の全体構成を示した図である。
【図２】ECUの機能ブロック図である。
【図３】大気圧代替値(Pa)設定処理の手順を示したフローチャートである。
【図４】エンジンの行程およびステージと吸気圧Pbとの関係を示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…エンジン，２…吸気管，４…スロットル弁，５…パルス発生器，６…クランクパルサロータ，７…排気管，９…クランク軸，１０…エンジン制御装置，１１…スロットル開度センサ，１２…吸気圧センサ，１３…水温センサ，１５…酸素濃度センサ，１６…吸気温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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