JP6692269B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、発電機等の汎用機や自動二輪車等の車両に適用される内燃機関制御装置に関する。

近年、発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両においては、キャブレタシステムでは今後より厳しくなる排気ガス規制に対応することが困難になるため、排気ガスの低減を目的として燃料噴射システムの採用が推進されている。しかしながら、発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両の販売価格は大型自動二輪車や四輪自動車等の車両の販売価格と比較して安価であるために、このような販売価格を考えた場合、キャブレタシステムと比較して高コストな燃料噴射システムをそのまま発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両に採用することは困難である。このため、発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両においては、燃料噴射システムに関する部品、特にセンサ類については、コストの低減が求められている。

ここで、例えば燃料噴射システムにおける吸気温度センサは、内燃機関に吸気される空気密度の演算に用いられることが一般的である。具体的には、燃料噴射システムは、吸気温度センサの出力に基づいて内燃機関の吸気温度を算出し、算出した内燃機関の吸気温度に基づいて内燃機関に吸気される空気密度を検出して、点火時期及び燃料噴射の制御を行っている。このため、燃料噴射システムを採用する場合には、内燃機関に吸気温度センサを装着する必要がある。更に、内燃機関に吸気温度センサを設置する際には、配線用のワイヤやカプラを設置する必要がある上に、吸気温度センサを設置する内燃機関の部位を加工する必要がある。この結果、販売価格における燃料噴射システムのコストの割合はキャブレタシステムのものと比較して高くなる。このため、特に発電機等の汎用機や小型自動二輪車等の車両において燃料噴射システムを制御する内燃機関制御装置においては、コストダウンを目的として燃料噴射システムから吸気温度センサを省略することが求められている。

かかる状況下で、特許文献１は、燃料噴射量を設定するために内燃機関１の吸気温度を推定する内燃機関の吸気温度推定装置に関し、外気温度と、エンジンルームから機関の吸気系への熱伝達量と、エンジンルームから機関の吸気系への熱伝導量と、を推定し、これらの推定結果に基づいて、内燃機関１の吸気温度を推定する構成を開示する。かかる外気温度は、冷却用ファンのＯＮ又はＯＦＦの時間と、機関の発熱量と、車速と、を用いて推定される。また、エンジンルームから機関の吸気系への熱伝達量は、機関の発熱量と、エンジンルームの放熱量と、を用いて推定される。更に、エンジンルームから機関の吸気系への熱伝導量は、機関の発熱量と、機関の温度と、を用いて推定される。

特開平９−１８９２５６号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成により内燃機関の吸気温度を推定する場合には、手法が複雑であるために実際に車両に搭載することが困難であると共に、制御装置のＲＯＭ等の記憶手段の容量が増加するためにコストの増大を招く。また、特許文献１の構成のようにエンジンルームから機関の吸気系への熱伝達量、及びエンジンルームから機関の吸気系への熱伝導量を推定する場合に、エンジンルームという概念のない二輪車には適用できない。また、特許文献１の構成のように車速又は冷却用ファンのＯＮ又はＯＦＦの時間を用いて外気温度を推定する場合に、安価な二輪車等には車速検知手段及び冷却ファンが搭載されていないものも存在しているため適用できない。更に、特許文献１の構成で吸気温度を推定するために用いられる外気温度と、エンジンルームから機関の吸気系への熱伝達量と、エンジンルームから機関の吸気系への熱伝導量と、は推定値であるため、吸気温度を精度よく推定できない可能性が考えられる。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、二輪車を含む実際の車両に搭載可能であり、簡素な構成であると共に制御装置のＲＯＭ等の記憶手段の容量を削減可能であるために全体のコストを抑制することができ、実用上充分な精度で内燃機関の吸気温度を算出可能な内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、第１の局面において、車両に搭載された内燃機関の運転状態を制御する制御部を備えた内燃機関制御装置において、前記制御部は、前記内燃機関の雰囲気温度を取得し、前記内燃機関のインジェクタの抵抗値から前記インジェクタの温度であるインジェクタ温度を取得し、前記雰囲気温度及び前記インジェクタ温度から前記内燃機関の吸気温度上昇量を算出し、前記内燃機関の単位時間あたりの燃料噴射量から噴射量補正値を算出し、前記吸気温度上昇量から前記噴射量補正値を減算して補正済吸気温度上昇量を算出し、前記雰囲気温度に前記補正済吸気温度上昇量を加算することで前記内燃機関の吸気温度を算出する内燃機関制御装置である。

本発明は、第１の局面に加えて、前記制御部は、前記インジェクタ温度と前記雰囲気温度との差分温度と、前記吸気温度上昇量と、の関係を規定した相関特性を用いて前記吸気温度上昇量を算出することを第２の局面とする。

本発明は、第１又は第２の局面に加えて、前記制御部は、算出した前記吸気温度をフィルタリング処理することを第３の局面とする。

本発明は、第１から第３の局面のいずれかに加えて、前記内燃機関制御装置の筐体内に配設された第１温度センサと、前記筐体内において前記第１温度センサから離間した位置に配設された第２温度センサと、を更に備え、前記制御部は、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの一方の検出温度を、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの他方の検出温度で補正することにより前記雰囲気温度を算出することを第４の局面とする。

本発明の第１の局面にかかる内燃機関制御装置においては、車両に搭載された内燃機関の運転状態を制御する制御部を備えた内燃機関制御装置において、前記制御部は、前記内燃機関の雰囲気温度を取得し、前記内燃機関のインジェクタの抵抗値から前記インジェクタの温度であるインジェクタ温度を取得し、前記雰囲気温度及び前記インジェクタ温度から前記内燃機関の吸気温度上昇量を算出し、前記内燃機関の単位時間あたりの燃料噴射量から噴射量補正値を算出し、前記吸気温度上昇量から前記噴射量補正値を減算して補正済吸気温度上昇量を算出し、前記雰囲気温度に前記補正済吸気温度上昇量を加算することで前記内燃機関の吸気温度を算出するものであるため、二輪車を含む実際の車両に搭載可能であり、簡素な構成であると共に制御装置のＲＯＭ等の記憶手段の容量を削減可能であるために全体のコストを抑制することができ、実用上充分な精度で内燃機関の吸気温度を算出することができる。また、車両の車速に応じた走行風による吸気温度の低下を考慮して吸気温度を算出することにより、吸気温度を精度よく算出することができる。

また、本発明の第２の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、インジェクタ温度と雰囲気温度との差分温度と、吸気温度上昇量と、の関係を規定した相関特性を用いて吸気温度上昇量を算出するものであるため、インジェクタ温度とエンジンの雰囲気温度との差分温度と相関がある吸気温度上昇量を、差分温度と吸気温度上昇量との関係を規定した相関特性を用いて算出することができる。

また、本発明の第３の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、算出した吸気温度をフィルタリング処理するものであるため、インジェクタ温度の上昇特性と吸気温度の上昇特性とを一致させることにより、吸気温度を精度よく算出することができる。

また、本発明の第４の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、内燃機関制御装置の筐体内に配設された第１温度センサと、筐体内において第１温度センサから離間した位置に配設された第２温度センサと、を更に備え、制御部が、第１温度センサ及び第２温度センサの一方の検出温度を、第１温度センサ及び第２温度センサの他方の検出温度で補正することにより雰囲気温度を算出するものであるため、雰囲気温度を精度よく算出することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態における内燃機関制御装置の構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のインジェクタの構成を示す模式図である。 図２は、第１の実施形態における内燃機関制御装置の吸気温度算出処理の流れを示すフロー図である。 図３（ａ）は、第１の実施形態における内燃機関制御装置が参照する吸気温度上昇量テーブルを示す図であり、図３（ｂ）は、第１の実施形態における内燃機関制御装置が呈する吸気温度の推移を示す図である。 図４は、第２の実施形態における内燃機関制御装置の構成を示す模式図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関制御装置につき、詳細に説明する。

（第１の実施形態）
＜内燃機関制御装置の構成＞
まず、図１を参照して、第１の実施形態における内燃機関制御装置の構成について説明する。本実施形態における内燃機関制御装置は、典型的には、発電機等の汎用機や自動二輪車等の車両といった内燃機関搭載体に好適に搭載されるものであるが、以下、説明の便宜上、かかる内燃機関制御装置は、自動二輪車等の車両に搭載されるものとして説明する。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態における内燃機関制御装置の構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のインジェクタの構成を示す模式図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態における内燃機関制御装置１は、いずれも図示を省略する車両に搭載されたガソリンエンジン等の内燃機関であるエンジンの機能部品の温度に基づいてエンジンの運転状態を制御するものであり、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）１０を備えている。

ＥＣＵ１０は、車両に搭載されたバッテリＢからの電力を利用して動作するものであり、波形整形回路１１、サーミスタ素子１２、Ａ／Ｄ変換器１３、点火回路１４、駆動回路１５、抵抗値検出回路１６、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１７、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１８、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１９、タイマ２０、及び中央処理ユニット（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）２１を備えている。かかるＥＣＵ１０の各構成要素は、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ内に収容される。また、典型的には、ＥＣＵ１０及びエンジンは、それらの周囲が外気に触れており、かつ、ＥＣＵ１０は、エンジンの放射熱及びエンジンからの伝熱の影響を受けないようにそれから離間して配置されるものである。

波形整形回路１１は、クランク角センサ２から出力されたエンジンのクランクシャフト３の回転角に対応するクランクパルス信号を整形してデジタルパルス信号を生成する。波形整形回路１１は、このように生成したデジタルパルス信号をＣＰＵ２１に出力する。

サーミスタ素子１２は、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ内において、典型的には発熱素子である点火回路１４から離間してＥＣＵ１０の雰囲気側の位置（例えば、筐体１０ａへの距離が数ミリメータ程度である筐体１０ａに近接した位置）に配置されたチップサーミスタであり、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ外の周囲の大気温度である雰囲気温度（外気温度）を検出する。具体的には、サーミスタ素子１２は、その雰囲気温度に対応した電気抵抗値を呈して、その電気抵抗値に応じた電圧を示す電気信号をＡ／Ｄ変換器１３に出力する。

なお、かかる電気信号を出力可能なものであれば、サーミスタ素子１２を熱電対等の他の温度センサに代替してもよい。また、サーミスタ素子１２が検出する温度は、エンジンの周囲の大気温度である雰囲気温度（外気温度）に等しいものである。更に、サーミスタ素子１２はＥＣＵ１０の他の構成要素と同様に図示しない回路基板に配置されるため、別途配線を設けて、これを介してサーミスタ素子１２を電気的に接続する必要がない。

Ａ／Ｄ変換器１３は、スロットル開度センサ４から出力されたエンジンのスロットルバルブの開度を示す電気信号、酸素センサ５から出力されたエンジンに吸気される大気中の酸素濃度を示す電気信号、及びサーミスタ素子１２から出力された雰囲気温度を示す電気信号を、アナログ形態からデジタル形態に各々変換する。Ａ／Ｄ変換器１３は、このようにデジタル形態に変換したこれらの電気信号をＣＰＵ２１に出力する。

点火回路１４は、ＣＰＵ２１からの制御信号に従ってオン／オフ制御されるトランジスタ等のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子がオン／オフ動作することによって、図示を省略する点火プラグを介してエンジン内の燃料及び空気の混合気に点火するための２次電圧を発生する点火コイル６の動作を制御する。また、点火回路１４は、典型的には半導体素子であるドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、筐体１０ａ内で発熱量が最も大きい構成要素である。

駆動回路１５は、ＣＰＵ２１からの制御信号に従ってオン／オフ制御されるトランジスタ等のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子がオン／オフ動作することによって、エンジンに燃料を供給するインジェクタ７のコイル７ａの通電／非通電状態を切り換える。ここで、インジェクタ７は、エンジンの図示を省略する吸気管やシリンダヘッドに装着され、エンジンから生じる熱が伝熱される。また、特に図１（ｂ）に示すように、インジェクタ７のコイル７ａの等価回路７ｂは、インダクタンス成分Ｌと電気抵抗成分Ｒとから成る直列回路で表される。かかるコイル７ａは、インジェクタ７のソレノイド７ｃを電気的に駆動するための構成部品であり、コイル７ａの通電状態においてソレノイド７ｃが動作することにより、インジェクタ７から燃料が噴出されるものである。

抵抗値検出回路１６は、インジェクタ７のコイル７ａの電気抵抗成分に依存して変動する物理量である電気抵抗値（抵抗値）を測定し、このように測定した抵抗値を示す電気信号をＣＰＵ２１に出力する。

ＥＥＰＲＯＭ１７は、燃料噴射量学習値やスロットル基準位置学習値といった各種学習値に関するデータ等を記憶する。なお、このような各種学習値に関するデータ等を記憶可能なものであれば、ＥＥＰＲＯＭ１７をデータフラッシュ等の他の記憶媒体に代替してもよい。

ＲＯＭ１８は、不揮発性の記憶装置によって構成され、後述する吸気温度算出処理用の制御プログラム、吸気温度算出処理で用いられる吸気温度上昇量テーブルに関するデータ、インジェクタ噴射量減算値算出テーブルに関するデータ及びインジェクタ温度テーブルに関するデータ等の各種制御データを格納している。

ＲＡＭ１９は、揮発性の記憶装置によって構成され、ＣＰＵ２１のワーキングエリアとして機能する。

タイマ２０は、ＣＰＵ２１からの制御信号に従って計時処理を実行する。

制御部としてのＣＰＵ２１は、ＥＣＵ１０全体の動作を制御する。本実施形態では、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ１８内に格納されている吸気温度算出処理用の制御プログラムを実行することにより、ＲＯＭ１８内に格納されている吸気温度上昇量テーブルやインジェクタ噴射量減算値算出テーブルを参照しながら、吸気温度を算出する。ＣＰＵ２１は、このように算出した吸気温度や別途検出したエンジン温度に基づいて点火回路１４及び駆動回路１５を制御することによって、エンジンの運転状態を制御する。

このような構成を有する内燃機関制御装置１は、以下に示す吸気温度算出処理を実行することによって、吸気温度を算出する。以下、本実施形態における吸気温度算出処理について、より具体的に説明する。

＜吸気温度算出処理＞
図２及び図３を参照して、本実施形態に吸気温度算出処理の具体的な流れについて詳しく説明する。

図２は、第１の実施形態における内燃機関制御装置の吸気温度算出処理の流れを示すフロー図である。図３（ａ）は、第１の実施形態における内燃機関制御装置が参照する吸気温度上昇量テーブルを示す図であり、図３（ｂ）は、第１の実施形態における内燃機関制御装置が呈する吸気温度の推移を示す図である。

内燃機関への吸入空気の温度は、外気の吸入口において外気温度と略同等であるが、吸入経路から受熱して上昇する。この際の吸気温度上昇量と、吸入経路の温度と外気温度との差と、には相関関係がある。従って、吸気温度上昇量は、吸入経路の温度及び雰囲気温度を用いて演算により求めることができる。また、吸入経路の温度は、インジェクタ温度Ｔｉｎｊで代表できるため、インジェクタ温度Ｔｉｎｊと同一とみなすことができる。

図２に示すフロー図は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられてＣＰＵ２１が稼働したタイミングで開始となり、吸気温度算出処理はステップＳ１の処理に進む。かかる吸気温度算出処理は、車両のイグニッションスイッチがオン状態でＣＰＵ２１が稼働している間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、ＣＰＵ２１が、サーミスタ素子１２及びＡ／Ｄ変換器１３を介してエンジンの雰囲気温度（サーミスタ温度Ｔｔｈｒ）を検出する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、吸気温度算出処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、ＣＰＵ２１が、抵抗値検出回路１６を介してインジェクタ７の抵抗値（ＩＮＪ抵抗値）を検出する。ここで、インジェクタ７の抵抗値は温度に比例して上昇する特性を有するため、この特性を利用してインジェクタ温度Ｔｉｎｊを求めることができる。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ１８に予め格納されているインジェクタ７の抵抗値とインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値との関係を示すインジェクタ温度テーブルから、検出されたインジェクタ７の抵抗値に対応するインジェクタ温度Ｔｉｎｊの値を算出する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、吸気温度算出処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、ＣＰＵ２１が、ＲＯＭ１８に予め格納されている図３（ａ）に示す吸気温度上昇量テーブルを検索して、インジェクタ温度Ｔｉｎｊとエンジンの雰囲気温度との差分温度（インジェクタ温度Ｔｉｎｊ−エンジンの雰囲気温度Ｔｔｈｒ）に対応する吸気温度上昇量ΔＴＡの値を求める。ここで、本発明者の検討によれば、吸気温度及び上記の差分温度は、インジェクタ温度Ｔｉｎｊの上昇に伴って上昇し、上記の差分温度と吸気温度上昇量ΔＴＡとには強い相関関係があるため、図３（ａ）に示す吸気温度上昇量テーブルのデータは上記の差分温度と吸気温度上昇量ΔＴＡとの関係を規定した相関特性曲線となり、上記の差分温度を用いて吸気温度上昇量ΔＴＡを求めることができる。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、吸気温度算出処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、ＣＰＵ２１が、ＲＯＭ１８に予め格納されている所定の単位時間あたりの燃料噴射量とインジェクタ噴射量減算値との関係を規定したインジェクタ噴射量減算値算出テーブルを検索して、所定の単位時間あたりの燃料噴射量に対応するインジェクタ噴射量減算値（噴射量補正値）を求める。ここで、燃料噴射量は、インジェクタ７の燃料噴射時間を換算して求めるか又はインジェクタ７の燃料噴射時間をそのまま用いる。そして、ＣＰＵ２１は、ステップＳ３の処理において算出された吸気温度上昇量ΔＴＡからインジェクタ噴射量減算値を減算して補正済吸気温度上昇量ΔＴＢを算出する。内燃機関の高負荷時等において燃料噴射量（燃料噴射時間）が増大した際には車両の車速が速くなって車両が受ける走行風が増大するため、吸入空気が通過する吸入経路が冷やされ、実際の吸気温度の雰囲気温度からの上昇量はインジェクタ温度Ｔｉｎｊから算出した吸気温度上昇量ΔＴＡよりも低くなる。従って、ＣＰＵ２１は、吸気温度上昇量ΔＴＡから、走行風により冷却されて低下した吸気温度であるインジェクタ噴射量減算値を減算することにより、実際の吸気温度の雰囲気温度からの上昇量に相当する補正済吸気温度上昇量ΔＴＢを求める。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、吸気温度算出処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、ＣＰＵ２１が、ステップＳ１の処理において検出されたエンジンの雰囲気温度にステップＳ４の処理において算出された補正済吸気温度上昇量ΔＴＢを加算した値を吸気温度ＴＡとして算出する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、吸気温度算出処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、ＣＰＵ２１が、ステップＳ５の処理において算出された吸気温度ＴＡをフィルタリング処理して吸気温度の変化を遅らせる。フィルタリング処理は、典型的には荷重平均又は移動平均を求める処理である。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、今回の一連の吸気温度算出処理は終了する。

ＣＰＵ２１は、上記の吸気温度算出処理を実行することにより推定した吸気温度に基づいて点火回路１４を制御して、図示しない点火プラグを介してエンジン内の燃料及び空気の混合気に点火させる。また、ＣＰＵ２１は、上記の吸気温度算出処理を実行することにより推定した吸気温度に基づいて駆動回路１５を制御して、インジェクタ７よりエンジンに燃料を供給させる。

このように、内燃機関制御装置１より吸気温度センサを削除することができるため、廉価なシステムで点火時期及び燃料噴射を制御することができる。

また、燃料噴射システムを用いて点火時期及び燃料噴射の制御を行うことにより、キャブレタシステムと比較して、排気ガスを低減することができる。

更に、開発段階において、キャブレタシステムから燃料噴射システムへ移行する際に、車両に対するスロットルボディ、インジェクタ及び燃料ポンプ等の搭載位置の設計、及び、クランクセンサ、リラクタ及び点火コイルの変更等の開発項目が多岐にわたることとなるが、吸気温度センサの搭載について開発を行う必要がないため、キャブレタシステムから燃料噴射システムへの置換が容易になる。

図３（ｂ）は、本実施形態における内燃機関制御装置が呈する吸気温度の推移を示す図である。図３（ｂ）は、スロットルバルブの全開時の吸気温度の推移を示している。

スロットル開度の全開時においてエンジンの負荷が大きくなるため、インジェクタ７の自己発熱はエミッション走行モード時等に比べて多くなる。これより、図２に示す吸気温度算出処理のステップＳ３の処理において算出された吸気温度上昇量ΔＴＡをエンジンの雰囲気温度に加算した加算値の推移Ｐ１は、図３（ｂ）において実線で示す吸気温度の実測値の推移Ｐ０と乖離する。本実施形態では、ステップＳ４の処理において、吸気温度上昇量ΔＴＡからインジェクタ噴射量減算値を減算して補正済吸気温度上昇量ΔＴＢを算出し、ステップＳ５の処理において、雰囲気温度に補正済吸気温度上昇量ΔＴＢを加算して吸気温度ＴＡを算出する。これにより、雰囲気温度に補正済吸気温度上昇量ΔＴＢを加算して求めた吸気温度ＴＡの推移Ｐ２は、図３（ｂ）に示すように、吸気温度の実測値の推移Ｐ０と略一致する。

しかしながら、インジェクタ温度の上昇特性より吸気温度の上昇特性の方が遅いため、吸気温度ＴＡは、立ち上がりにおいて吸気温度の実測値Ｐ０と乖離する。本実施形態では、更にステップＳ６の処理において、インジェクタ温度の上昇特性と吸気温度の上昇特性とを一致させるために吸気温度ＴＡをフィルタリング処理して、吸気温度ＴＡの上昇特性を遅らせる補正を行う。これにより、補正された吸気温度ＴＡの推移Ｐ３は、図３（ｂ）に示すように、立ち上がりにおいて吸気温度の実測値Ｐ０に一致する。

以上の本実施形態における内燃機関制御装置では、内燃機関の雰囲気温度を取得し、インジェクタ７のコイル７ａの抵抗値からインジェクタ７の温度であるインジェクタ温度を取得し、内燃機関の雰囲気温度及びインジェクタ温度から内燃機関の吸気温度上昇量を算出し、雰囲気温度に吸気温度上昇量を加算することで内燃機関の吸気温度を算出するものであるため、二輪車を含む実際の車両に搭載可能であり、簡素な構成であると共に制御装置のＲＯＭ等の記憶手段の容量を削減可能であるために全体のコストを抑制することができ、実用上充分な精度で内燃機関の吸気温度を算出することができる。

また、本実施形態における内燃機関制御装置では、インジェクタ温度と雰囲気温度との差分温度と、吸気温度上昇量と、の関係を規定した相関特性を用いて吸気温度上昇量を算出するものであるため、インジェクタ温度とエンジンの雰囲気温度との差分温度と相関がある吸気温度上昇量を、差分温度と吸気温度上昇量との関係を規定した相関特性を用いて算出することができる。

また、本実施形態における内燃機関制御装置では、内燃機関の単位時間あたりの燃料噴射量からインジェクタ７の噴射量補正値を算出し、吸気温度上昇量から噴射量補正値を減算して補正済吸気温度上昇量を算出し、雰囲気温度に補正済吸気温度上昇量を加算することで吸気温度を算出するものであるため、車両の車速に応じた走行風による吸気温度の低下を考慮して吸気温度を算出することにより、吸気温度を精度よく算出することができる。

また、本実施形態における内燃機関制御装置では、算出した吸気温度をフィルタリング処理するものであるため、インジェクタ温度の上昇特性と吸気温度の上昇特性とを一致させることにより、吸気温度を精度よく算出することができる。

また、本実施形態における内燃機関制御装置では、エンジンの雰囲気温度を内燃機関制御装置内の温度センサにより算出することにより、装置外に外気温度センサを別途設ける必要をなくすることができ、簡素な構成で更なるコストダウンを図ることができる。

（第２の実施形態）
＜内燃機関制御装置の構成＞
図４を参照して、本実施形態における内燃機関制御装置の構成について説明する。本実施形態における内燃機関制御装置は、典型的には、発電機等の汎用機や自動二輪車等の車両といった内燃機関搭載体に好適に搭載されるものであるが、以下、説明の便宜上、かかる内燃機関制御装置は、自動二輪車等の車両に搭載されるものとして説明する。

なお、図４において、図１と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

第１温度センサとしてのサーミスタ素子１２ａは、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ内で最も高温となる領域（典型的には点火回路１４である発熱素子への距離が数ミリメータ程度である発熱素子に近接した領域）に配置されたチップサーミスタであり、その温度に対応した電気抵抗値を呈して、その電気抵抗値に応じた電圧を示す電気信号をＡ／Ｄ変換器１３に出力する。なお、かかる電気信号を出力可能なものであれば、サーミスタ素子１２ａを熱電対等の他の温度センサに代替してもよい。

第２温度センサとしてのサーミスタ素子１２ｂは、ＥＣＵ１０の筐体１０ａ内で最もＥＣＵ１０の筐体１０ａ外の周囲の大気温度である雰囲気温度（外気温）、つまりエンジンの周囲の大気温度である雰囲気温度（外気温度）に近くなる領域（典型的には筐体１０ａへの距離が数ミリメータ程度である筐体１０ａに近接した領域）に配置されたチップサーミスタであり、その温度に対応した電気抵抗値を呈してその電気抵抗値に応じた電圧を示す電気信号をＡ／Ｄ変換器１３に出力する。なお、かかる電気信号を出力可能なものであれば、サーミスタ素子１２ｂを熱電対等の他の温度センサに代替してもよい。

Ａ／Ｄ変換器１３は、スロットル開度センサ４から出力されたエンジンのスロットルバルブの開度を示す電気信号、酸素センサ５から出力されたエンジンに吸気される大気中の酸素濃度を示す電気信号、及びサーミスタ素子１２ａ、１２ｂから出力された電気信号を、アナログ形態からデジタル形態に各々変換する。Ａ／Ｄ変換器１３は、このようにデジタル形態に変換したこれらの電気信号をＣＰＵ２１に出力する。

＜サーミスタ素子の配置位置＞
次に、サーミスタ素子１２ａ、１２ｂの配置位置について、より具体的に説明する。

サーミスタ素子１２ａ、１２ｂ及び点火回路１４は、ＥＣＵ１０の各構成要素を収容する筐体１０ａ内に配設されている。点火回路１４は、典型的にはドライバＩＣであり、筐体１０ａ内で発熱量が最も大きい構成要素である。そして、サーミスタ素子１２ａは、筐体１０ａ内で発熱量が最も大きい点火回路１４に対して近接して配設され、サーミスタ素子１２ｂは、サーミスタ素子１２ａよりも点火回路１４から離隔されて配設されている。即ち、サーミスタ素子１２ａは、点火回路１４の発熱の影響を最も直接的に受けて筐体１０ａ内で最も高温となる位置に配設され、サーミスタ素子１２ｂは、点火回路１４の発熱の影響を最も受けにくくかつ筐体１０ａに近接した筐体１０ａ外の大気温度（ＥＣＵ１０の雰囲気温度であってエンジンの雰囲気温度に相当する）の影響を最も受ける位置に配設されている。

このような構成を有する内燃機関制御装置１は、以下に示す雰囲気温度算出処理を実行することによって、エンジンの雰囲気温度を算出する。以下、本実施形態における雰囲気温度算出処理を実行する際の内燃機関制御装置１の動作について、より具体的に説明する。

＜雰囲気温度算出処理＞
まず、本実施形態における雰囲気温度算出処理では、前提として、サーミスタ素子１２ａの検出温度Ｔ１からサーミスタ素子１２ｂの検出温度Ｔ２を減算した第１の差分温度ΔＴ１２と、サーミスタ素子１２ｂの検出温度Ｔ２から雰囲気温度Ｔａを減算した第２の差分温度ΔＴ２ａとの関係を予め規定した相関特性線を示すテーブルデータをＲＯＭ１８中に予め記憶させて用意する。

第１の差分温度ΔＴ１２は、基本的には点火回路１４の発熱量、即ちＥＣＵ１０の発熱量に対応するものである。また、第２の差分温度ΔＴ２ａは、点火回路１４の発熱量の影響等でサーミスタ素子１２ｂの検出温度Ｔ２がエンジンの雰囲気温度Ｔａから相違する場合があることを考慮し、サーミスタ素子１２ｂの検出温度Ｔ２とエンジンの雰囲気温度Ｔａとの差分温度に対応するものである。

本実施形態における雰囲気温度算出処理では、第１の差分温度ΔＴ１２を算出し、相関特性線を示すテーブルデータを検索することにより、第１の差分温度ΔＴ１２の値に対応する第２の差分温度ΔＴ２ａの値を求める。そして、サーミスタ素子１２ｂの検出温度Ｔ２から第２の差分温度ΔＴ２ａを減算した値をエンジンの雰囲気温度Ｔａとして算出する。これにより、サーミスタ素子１２ｂの検出温度を、サーミスタ素子１２ａの検出温度で補正することにより雰囲気温度Ｔａを算出するので、ＥＣＵ１０の発熱量の影響を排除して実用上の精度のよいエンジンの雰囲気温度Ｔａを算出することができる。

以上の本実施形態における内燃機関制御装置では、内燃機関制御装置１の筐体内に配設されたサーミスタ素子１２ａ、及び筐体内においてサーミスタ素子１２ａから離間した位置に配設されたサーミスタ素子１２ｂの一方の検出温度を他方の検出温度で補正することにより雰囲気温度を算出するものであるため、上記第１の実施形態の効果に加えて、雰囲気温度を精度よく算出することができる。

なお、本実施形態において、サーミスタ素子１２ｂの検出温度を、サーミスタ素子１２ａの検出温度で補正したが、テーブルデータを再設定して、再設定したテーブルデータを検索することにより、サーミスタ素子１２ａの検出温度を、サーミスタ素子１２ｂの検出温度で補正してもよい。

本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範２囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、ＥＣＵ１０内のサーミスタ素子１２を用いて雰囲気温度を算出したが、ＥＣＵ１０内のリレー等の抵抗値を用いて雰囲気温度を算出してもよいし、別途外気温度センサを設けて外気温度を測定してもよい。

また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、インジェクタ温度とエンジンの雰囲気温度との差分温度と、吸気温度上昇量ΔＴＡと、の関係を規定したテーブルを用いて吸気温度上昇量ΔＴＡを算出したが、インジェクタ温度とエンジンの雰囲気温度との差分温度と、吸気温度上昇量ΔＴＡと、の関係を規定した所定の演算式を用いて吸気温度上昇量ΔＴＡを算出してもよい。

また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、雰囲気温度に補正済吸気温度上昇量ΔＴＢを加算して吸気温度を算出したが、吸気温度の要求される算出精度に応じて、雰囲気温度にインジェクタ温度とエンジンの雰囲気温度との差分温度に対応する吸気温度上昇量ΔＴＡを加算して吸気温度を算出してもよい。

また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、吸気温度ＴＡをフィルタリング処理したが、インジェクタ温度の上昇特性と吸気温度の上昇特性とを一致させる必要がない制御を行う場合には、気温度ＴＡをフィルタリング処理しなくてもよい。

以上のように、本発明においては、二輪車を含む実際の車両に搭載可能であり、簡素な構成であると共に制御装置のＲＯＭ等の記憶手段の容量を削減可能であるために全体のコストを抑制することができ、実用上充分な精度で内燃機関の吸気温度を算出可能な内燃機関制御装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の内燃機関制御装置に広範に適用され得るものと期待される。

１…内燃機関制御装置
２…クランク角センサ
３…クランクシャフト
４…スロットル開度センサ
５…酸素センサ
６…点火コイル
７…インジェクタ
７ａ…コイル
７ｂ…コイルの等価回路
７ｃ…ソレノイド
１０…ＥＣＵ
１０ａ…筐体
１１…波形整形回路
１２…サーミスタ素子
１２ａ…サーミスタ素子
１２ｂ…サーミスタ素子
１３…Ａ／Ｄ変換器
１４…点火回路
１５…駆動回路
１６…抵抗値検出回路
１７…ＥＥＰＲＯＭ
１８…ＲＯＭ
１９…ＲＡＭ
２０…タイマ
２１…ＣＰＵ
Ｂ…バッテリ

Claims (4)

1. 車両に搭載された内燃機関の運転状態を制御する制御部を備えた内燃機関制御装置において、
   前記制御部は、
   前記内燃機関の雰囲気温度を取得し、
   前記内燃機関のインジェクタの抵抗値から前記インジェクタの温度であるインジェクタ温度を取得し、
   前記雰囲気温度及び前記インジェクタ温度から前記内燃機関の吸気温度上昇量を算出し、
   前記内燃機関の単位時間あたりの燃料噴射量から噴射量補正値を算出し、
   前記吸気温度上昇量から前記噴射量補正値を減算して補正済吸気温度上昇量を算出し、
   前記雰囲気温度に前記補正済吸気温度上昇量を加算することで前記内燃機関の吸気温度を算出する、
   ことを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記インジェクタ温度と前記雰囲気温度との差分温度と、前記吸気温度上昇量と、の関係を規定した相関特性を用いて前記吸気温度上昇量を算出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関制御装置。
3. 前記制御部は、
   算出した前記吸気温度をフィルタリング処理する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関制御装置。
4. 前記内燃機関制御装置の筐体内に配設された第１温度センサと、
   前記筐体内において前記第１温度センサから離間した位置に配設された第２温度センサと、
   を更に備え、
   前記制御部は、
   前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの一方の検出温度を、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの他方の検出温度で補正することにより前記雰囲気温度を算出する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関制御装置。