JP7225966B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
また、例えば、SPI(Serial Peripheral Interface)通信のように、各種検出データが共通の通信線を利用して送受信されるような場合には、高速通信用の検出データであっても、通信タイミングが遅れることがある。
この問題は、受信側で検出データを補正することができれば、解決できるが、高速通信用の検出データに、検出タイミングを表す内燃機関の回転角度情報を付与することは困難であるため、制御装置側で検出データを補正することはできない。
そして、制御部は、センサにて検出された内燃機関の所定の運転状態を表す検出データに基づき、内燃機関の運転を制御するよう構成されており、検出部は、センサから検出データを取得し、その検出データを制御部に送信するよう構成されている。
ところで、センサから検出データを取得可能な期間が制限されている場合、検出データ取得部は、センサから検出データを取得可能な第1期間内にトリガ信号が入力されたときには、センサから最新の検出データを取得することができる。しかし、センサから検出データを取得不可能な第2期間内にトリガ信号が入力されたときには、センサから最新の検出データを取得することができない。
そこで、本開示の制御装置において、検出データ取得部は、第1期間内に、制御部からのトリガ信号の出力間隔よりも短い時間間隔でセンサから検出データを周期的に取得する。そして、第1期間内に制御部からトリガ信号が入力されると、センサから取得した検出データの最新値を記憶部に記憶する。
また、検出データ取得部は、センサから検出データを取得不可能な第2期間内に制御部からトリガ信号が入力されると、第1期間内に取得した検出データの最新の過去2回分を、前回値及び前々回値として記憶部に記憶する。
そして、制御部の検出データ受信部は、検出部との間でデータ通信を行うことにより、記憶部に記憶された最新値、又は、前回値及び前々回値を、検出データとして取得する。
従って、制御部は、検出データ受信部にて取得された検出データが前回値及び前々回値である場合には、その2つの検出データから、トリガ信号のタイミングで得られる検出データの最新値を推定することができるようになる。
このため、本開示の制御装置によれば、センサから検出データを取得可能な第1期間内だけでなく、センサから検出データを取得不可能な第2期間内であっても、トリガ信号のタイミングでの検出データを用いて、内燃機関を適正に制御することができる。
図1に示すように、本実施形態の内燃機関の制御装置は、内燃機関であるエンジン2の各気筒に燃料を噴射供給する燃料噴射装置4からの燃料噴射量を制御するものである。
A/Fセンサ20は、例えば、ジルコニア等の固体電解質体の表・裏面にそれぞれ多孔質の電極を形成することにより構成されたセンサ素子22と、センサ素子22を加熱して活性化させるヒータ24とを備える。
つまり、センサ素子22は、電極間に所定の直流電圧を印加することで、電極間に限界電流が流れ、その電流値が、排気中の酸素濃度に応じてA/Fのリーンからリッチへと連続的に変化するよう構成されている。
つまり、エンジンECU30は、マイクロコンピュータが実行するプログラムや制御回路によって、角度計算部32、SPI通信部34、A/F演算部36、トリガ出力部38、燃料噴射量演算部40、及び、ヒータ制御量演算部42、として機能する。
また、SPI通信部34は、センサ制御IC50との間でSPI通信を行うことで、A/Fセンサ20にて検出されたA/Fの検出データや、センサ素子22のインピーダンスを取得する。
そして、燃料噴射量演算部40は、角度計算部32にて算出された回転角度から得られるエンジン2の回転速度、吸気圧センサ12にて検出された吸気圧、A/F演算部36にて算出されたA/F、等に基づき、燃料の目標噴射量を算出する。
次に、トリガ出力部38は、角度計算部32にて算出された回転角度から、エンジン2の回転に同期した所定のA/F検出タイミングを検知して、本開示の検出部としてのセンサ制御IC50に、トリガ信号を出力する。
つまり、A/Fセンサ20にてA/Fを検出するには、センサ素子22を、例えば700℃程度の活性温度まで加熱して、活性化させる必要がある。そして、センサ素子22のインピーダンスは、温度によって変化する。
このうち、A/F検出制御部56は、図2に示すように、A/Fを検出可能な通常時に、オペアンプ51、52を介して、センサ素子22の電極間にA/F検出用の所定の直流電圧を印加するよう構成されている。
具体的には、インピーダンス検出制御部58は、掃引期間中、センサ素子22への印加電圧を、A/F検出時の直流電圧から負電圧側及び正電圧側へと交互に変化させることで、センサ素子22の電極間に、インピーダンス測定用の電圧を印加する。
電流検出部62は、センサ素子22への通電経路上に設けられた抵抗器R2の両端電圧から、センサ素子22に流れた電流を検出するよう構成されており、電圧検出部64は、センサ素子22の両端の電圧差を検出するよう構成されている。
この検出電流格納処理では、まず、S110にて、現在、掃引期間又は掃引期間後のマスク期間であるか否かを判断する。
一方、エンジンECU30においては、コンピュータが図5に示すA/F演算処理を実行することにより、A/F演算部36としての機能が実現される。
そして、S220にて、検出データに値「1」のフラグが付与されていると判断されると、検出データの電流値は、トリガ信号に同期して検出された電流値であるため、S230に移行して、その電流値からA/Fを算出し、当該A/F演算処理を終了する。
そして、S240では、S210にて取得した検出データに含まれる2つの電流値、つまり、前回値と前々回値とに基づき、トリガ信号の入力タイミングで得られるA/Fを推定し、当該A/F演算処理を終了する。
例えば、上記実施形態では、エンジン2の回転に同期した所定の回転角度タイミングで運転状態を検出する必要のあるセンサとして、A/Fセンサ20を例にとり説明した。しかし、本開示のセンサとしては、例えば、エンジン2のシリンダ内の圧力を検出する筒内圧センサであっても、上記と同様に適用することができる。
Claims (3)
- 内燃機関(2)の所定の運転状態を検出するよう構成されたセンサ(20)と、
前記センサにて検出された前記運転状態を表す検出データに基づき、前記内燃機関の運転を制御するよう構成された制御部(30)と、
前記センサから前記検出データを取得し、該検出データを前記制御部に送信するよう構成された検出部(50)と、
を備え、
前記検出部は、
前記センサから前記検出データを取得し、前記制御部からトリガ信号が入力されると、該検出データを記憶部(66)に記憶するよう構成された検出データ取得部(62)と、
前記制御部との間でデータ通信を行うことにより、前記記憶部に記憶された前記検出データを前記制御部に送信するよう構成された検出データ送信部(70)と、
を備え、
前記制御部は、
前記内燃機関の回転に同期した所定の回転角度タイミングで、前記検出部に前記トリガ信号を出力するよう構成されたトリガ出力部(38)と、
前記検出部との間でデータ通信を行うことにより、前記検出部から前記記憶部に記憶された前記検出データを取得するよう構成された検出データ受信部(34,36)と、
を備え、
前記検出部において、前記検出データ取得部は、
前記センサから前記検出データを取得可能な第1期間内には、前記制御部からの前記トリガ信号の出力間隔よりも短い時間間隔で前記センサから前記検出データを周期的に取得し、
前記第1期間内に前記制御部から前記トリガ信号が入力されると、前記センサから取得した前記検出データの最新値を前記記憶部に記憶し、
前記センサから前記検出データを取得不可能な第2期間内に前記制御部から前記トリガ信号が入力されると、前記第1期間内に取得した前記検出データの最新の過去2回分を、前回値及び前々回値として前記記憶部に記憶するように構成されており、
前記制御部において、前記検出データ受信部は、前記検出部との間でデータ通信を行うことにより、前記記憶部に記憶された前記最新値、又は、前記前回値及び前々回値を、前記検出データとして取得するように構成されている、内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記検出データ取得部は、前記トリガ信号の入力に従い前記記憶部に前記検出データを記憶する際、該検出データに、該検出データが前記最新値であるのか前記前回値及び前々回値であるのかを表す情報を付与する、ように構成されている、内燃機関の制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記検出データ受信部は、前記検出部から取得した前記検出データが前記前回値及び前々回値である場合には、該前回値及び前々回値に基づき、前記トリガ信号の入力タイミングで得られる前記検出データの最新値を推定するように構成されている、内燃機関の制御装置。
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