CN104704227A - 发动机的控制装置及控制方法 - Google Patents

发动机的控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种进行发动机的控制的发动机控制装置，具备暂时固定检测部、计数处理部、暂时固定值存储控制部和异常判定部。异常判定部在计数处理部的计数值为异常判定阈值以上时，判定为传感器发生暂时固定异常。在判定期间中检测到的传感器的检测值的最大值比存储于暂时固定值存储部的值低、且在判定期间中通过暂时固定检测部未检测到暂时固定状态时，计数处理部不进行计数器的递增，也不进行计数器的复位。

Description

发动机的控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及设于发动机的传感器的进行异常判定的方法。
背景技术
以往，在汽车等的发动机的控制中，利用缸内压传感器等各种传感器检测发动机的燃烧状态等各种状态，基于检测结果来进行最佳的燃烧控制等，因此，需要准确检测用于检测发动机状态的传感器的异常状态。
作为传感器的故障状态，有被称为暂时固定(stack)异常的故障状态，其与单纯的固定异常不同，存在可正常输出传感器值的输出范围，但在某输出范围传感器值固定为恒定值，要进行高精度的发动机控制，对该暂时固定异常也需要准确检测。例如，作为发动机的缸内压传感器的异常检测技术，具有如下技术：在输出变化(偏差量)为预定值以下时，判定为缸内压传感器异常(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平04－103859号公报
发明内容
发明要解决的问题
在对检测发动机的燃烧状态的传感器进行异常检测时，存在即使传感器是正常，也会因为发动机的燃烧状态不同而成为与暂时固定(stack)状态同样的输出状态的情况，因此仅靠1次判定周期的简单判定，发生误判定的可能性高。因而，需要进行多次判定周期的判定，但发动机由于根据其运转状态而气缸内的燃烧状态也发生变化，传感器所检测的峰值发生变化，因此要准确地进行暂时固定异常的判定并非易事。例如，存在直到能够确定为暂时固定异常之前发生未达到产生暂时固定的传感器值的输出范围的判定周期的可能性。
本发明是为了克服上述现有技术的问题点而做出的，其目的在于提供一种能够准确检测传感器的暂时固定异常的发动机的控制装置及控制方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题、达到目的，本发明是进行发动机的控制的发动机控制装置，包括暂时固定检测部、计数处理部、暂时固定值存储控制部和异常判定部。暂时固定检测部，在基于发动机的运转周期的判定期间中，对检测发动机的燃烧状态的传感器的检测值不发生变化的暂时固定状态进行检测。计数处理部，在通过所述暂时固定检测部在所述判定期间中检测到暂时固定状态时，使计数器递增。暂时固定值存储控制部，在通过所述暂时固定检测部在所述判定期间中检测到暂时固定状态时，将检测到暂时固定状态时的所述传感器的检测值作为暂时固定值存储于存储部。异常判定部，在所述计数处理部的计数值达到异常判定阈值以上时，判定为所述传感器发生暂时固定异常。并且，在所述判定期间中检测到的所述传感器的检测值的最大值比存储于所述暂时固定值存储部的值低、且在该判定期间中通过所述暂时固定检测部未检测到暂时固定状态时，所述计数处理部不进行所述计数器的递增，也不进行所述计数器的复位。
发明效果
根据本发明，能够更加准确地进行传感器的暂时固定异常判定。
附图说明
图1是表示实施方式涉及的发动机控制装置的概要的框图。
图2是上侧暂时固定的说明图。
图3是表示暂时固定异常判定的一例的说明图。
图4是表示暂时固定异常判定的一例的说明图。
图5是表示暂时固定异常判定的一例的说明图。
图6是表示暂时固定异常判定的一例的说明图。
图7是表示暂时固定异常判定的流程的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本实施方式涉及的发动机控制装置及控制方法。此外，以下,作为检测发动机状态的传感器的一例，使用缸内压传感器。另外,以下,作为本实施方式涉及的发动机控制装置的主要控制，具体说明了判定缸内压传感器的异常的情况，但本发明并不由以下的实施方式限定。
首先，使用图1及图2说明实施方式涉及的发动机控制装置。图1是表示发动机控制装置的概要的框图，图2是上侧暂时固定的说明图。
本实施方式涉及的发动机控制装置，例如如图1所示，可以设为搭载于作为燃料喷射控制装置等而采用的发动机控制单元(ECU：EngineControl Unit)2内的微型计算机3。
该微型计算机3具有算出发动机的气缸的缸内压的功能和根据算出结果检测上侧暂时固定的功能，具备暂时固定检测部5、计数处理部60、暂时固定值存储控制部70和异常判定部9。另外，微型计算机3经由低通滤波器21而与同发动机10的各气缸对应设置的多个缸内压传感器1电连接。此外，在此,作为控制对象即发动机的一例，采用4气缸发动机。
在此，上侧暂时固定是在缸内压传感器1发生了被称为所谓的暂时固定异常的异常状态的情况下产生的，如图2所示，缸内压传感器1的传感器值固定为一定值，表示传感器值的波形的上部成为从通常燃烧状态的形状切去头部而成的状态。微型计算机3的暂时固定检测部5能够通过缸内压传感器1的检测值的变动波形来检测这样的上侧暂时固定。
在汽车中，有时使用利用检测到的缸内压计算的发热量等物理量来进行发动机10的燃烧控制，因此优选是准确地进行缸内压传感器1的异常判定。而且，希望不用复杂的结构就能够简单地进行缸内压传感器1的异常判定。因此，通过图1所示的构成，能准确地检测暂时固定异常。
即，微型计算机3具有从电压换算为缸内压、或执行各种修正来算出缸内压的运算功能，如图1所示，微型计算机3具备：控制暂时固定累积计数器6(以下，有时仅称为计数器6)的计数处理部60、控制作为暂时固定值存储部的暂时固定值存储部7的暂时固定值存储控制部70、和异常判定部9。
计数器6具有在预定期间对由暂时固定检测部5进行的上侧暂时固定的检测次数进行计数的功能，并通过计数处理部60控制该功能。暂时固定值存储部7在暂时固定检测部5检测到上侧暂时固定时将缸内压传感器1所检测到的缸内压值作为暂时固定值P而存储。通过暂时固定值存储控制部70控制暂时固定值存储部7。
异常判定部9将存储于暂时固定值存储部7的暂时固定值中的、在判定开始最初的判定期间T所存储的暂时固定值P设定为基准值，在判定开始后通过计数器6计数而得的计数值中的、基准值以下的上侧暂时固定的计数值达到一定次数时，即成为异常判定阈值以上时，判定为缸内压传感器1处于暂时固定异常，对此，详细情况将后述。
以下，参照图3～图7，具体说明利用本实施方式涉及的发动机控制装置的异常判定部9实际判定缸内压传感器1的暂时固定异常的方法。
图3～图6是表示实施方式涉及的缸内压传感器1的暂时固定异常的判定的一例的说明图，图7是表示实施方式涉及的缸内压传感器1的暂时固定异常的判定流程的说明图。
在图3～图7中，T表示判定期间(判定周期)，基于发动机的运转周期而设定。“缸内压(传感器值)”用将缸内压传感器1检测到的缸内压值绘图而成的波形表示。“上侧暂时固定累积计数器”表示计数器6的计数结果即计数值。并且，“上侧暂时固定判定标识”是表示异常判定部9的判定结果的标识，右端的○标记表示判定为暂时固定异常，×标记表示判定为不是暂时固定异常。
在图3所示的例子中，异常判定部9在通过计数处理部60所得的计数值为异常判定阈值以上时，判定为缸内压传感器1是暂时固定异常。并且，在判定期间T中检测到的缸内压传感器1的检测值的最大值比暂时固定值存储部即暂时固定值存储部7中所存储的暂时固定值P低、且在该判定期间T…中通过暂时固定检测部5未检测到暂时固定状态时，计数处理部60不进行计数器6的递增(カウントアップ)，也不进行计数器6的复位(リセット)。
即，异常判定部9在将判定开始最初的暂时固定值P设定为基准值后的判定期间T(判定周期)以后，例如如图所示，在检测到基准值以下的低水平的上侧暂时固定S2、S3时，使计数器值递增，在基准值以下的上侧暂时固定的计数值达到一定次数(例如3次)时，判定为缸内压传感器1发生暂时固定异常。此外，虽然上述记载的是基于是否为基准值以下来判断，例如设为基于与基准值之差是否在预定值以内(例如10KPa以内)来判断。
例如，如图所示，将判定开始最初的上侧暂时固定S1的暂时固定值P设为基准值。设定了这样的基准值后，在暂时固定检测部5检测到基准值以下的低水平的上侧暂时固定S2时，计数处理部60使计数器6的计数值为2。其后，在进一步检测到低水平的上侧暂时固定S3时，计数器6的计数值变为3，在作为异常判定的基准的一定次数(异常判定阈值)为3次的情况下，异常判定部9判定为暂时固定异常(参照○标记)。
此外，为了容易理解，在图3～图6中，将判定为缸内压传感器1发生暂时固定异常所需的上侧暂时固定的计数值的值设为2或3次(一定次数)，但若考虑本来的得到预定的检测精度这一目的，希望设为至少100次左右的计数值。
在图4所示的例子中，在判定期间T中通过暂时固定检测部5检测暂时固定状态，并且在检测到该暂时固定状态时的缸内压传感器1的检测值比存储于暂时固定值存储部7的作为基准值的暂时固定值P低的情况下，计数处理部60进行计数器6的递增，暂时固定值存储控制部70将存储于暂时固定值存储部7的作为基准值的暂时固定值P置换为由缸内压传感器1新检测到的检测值。
即，异常判定部9在将判定开始最初的暂时固定值P设定为基准值后的判定期间T(判定周期)以后，例如如图所示，在检测到基准值以下的低水平的上侧暂时固定S4时，使计数器值递增，并将基准值改写为低水平的上侧暂时固定S4的传感器值(缸内压值)。设为如下情况:此处的基准值以下的上侧暂时固定S4的传感器值是比基准值低例如10KPa以上这样的低水平的上侧暂时固定S4。并且，在该情况下，如箭头A所示，将基准值改写为该值。并且，在该情况下也是在基准值以下的上侧暂时固定的计数值达到一定次数(例如3次)时，判定为缸内压传感器1异常(参照○标记)。
如此，在这种情况下也是首先以判定开始最初的上侧暂时固定S1的暂时固定值P为基准值。在设定了这样的基准值后，暂时固定检测部5检测到与基准值之差在预定值以内(例如10KPa以内)的低水平的上侧暂时固定S2时，计数器6的计数值变为2。然后，在经过不久后的周期，检测到比基准值低预定值(例如10KPa)以上的低水平的上侧暂时固定S4时，计数器6的计数值变为3，异常判定部9如图所示，判定为上侧暂时固定异常。但是，作为传感器值，由于检测到更低值的上侧暂时固定S4，因此将其后的基准值改写为该低水平的上侧暂时固定S4的值(参照箭头A)。由此，对更加不优选的低值下的上侧暂时固定也能可靠地计数，能够更准确地检测缸内压传感器1的暂时固定异常涉及的传感器异常。
在图5所示的例子中，在判定期间T中通过暂时固定检测部5检测出暂时固定状态、并且在检测到该暂时固定状态时的缸内压传感器1的检测值比存储于暂时固定值存储部7的作为基准值的暂时固定值P高时，计数处理部60使计数器6恢复到暂时固定状态的初次检测时的值，暂时固定值存储控制部70将存储于暂时固定值存储部7的作为基准值的暂时固定值P置换为由缸内压传感器1新检测到的检测值。
即，异常判定部9在将判定开始最初的暂时固定值P设定为基准值后的判定期间T(判定周期)以后，检测到基准值以上的高水平的上侧暂时固定S5时，将计数器值更新为初始值，并如箭头B所示，将基准值改写为高水平的上侧暂时固定S5的缸内压值。
在这种情况下也是首先以判定开始最初的上侧暂时固定S1的暂时固定值P为基准值。在设定了这样的基准值后，暂时固定检测部5检测到与基准值之差在预定值以内(例如10KPa以内)的低水平的上侧暂时固定S2时，计数器6的计数值变为2。然后，在经过不久后的判定期间T(判定周期)，检测到基准值以上的高水平的上侧暂时固定S5时，由于能够判断为此前判断为暂时固定的上侧暂时固定S1、S2准确来讲不是暂时固定，因此将计数器6的计数值更新为初次检测时的值，即作为初始值的1。因而，异常判定部9在该时刻不判定为上侧暂时固定异常(参照×标记)。另外，从下一次开始的判定的基准值被改写为上侧暂时固定S5的缸内压值(传感器值)。
在图6所示的例子中，在判定期间T中通过暂时固定检测部5未检测到暂时固定状态，并且作为在未检测到该暂时固定状态的判定期间T中由缸内压传感器1检测到的检测值，检测到比存储于暂时固定值存储部7的作为基准值的暂时固定值P高的值时，计数处理部60进行计数器6的复位。
即，异常判定部9在将判定开始最初的暂时固定值P设定为基准值后的判定期间T(判定周期)以后，检测到基准值以上的通常波形W时，清除计数器值。
如图所示，在这种情况下也是首先以判定开始最初的上侧暂时固定S1的暂时固定值P为基准值。在设定了这样的基准值后，暂时固定检测部5检测到与基准值之差在预定值以内(例如10KPa以内)的低水平的上侧暂时固定S2时，计数器6的计数值变为2。然后，在经过不久后的判定期间T(判定周期)，检测到基准值以上的通常波形W时，由于能够判断为此前判断为暂时固定的上侧暂时固定S1、S2准确地来讲不是暂时固定、且也未检测到新的上侧暂时固定，因此在该时刻将计数器6的计数值清除为0(参照箭头C)。因而，异常判定部9在该情况下也不能判定为上侧暂时固定异常(参照×标记)，而且也将基准值清除(参照箭头D)，从最初开始重新判定。
接着，参照图7，说明缸内压传感器1的异常判定处理的流程。此外，该情况下的处理流程分为如下情况：在将判定开始最初的值设定为基准值后的周期以后、检测到比基准值低预定值α(例如10KPa)以上的低水平的上侧暂时固定的情况(参照图4)，在将判定开始最初的值设定为基准值后的周期以后、检测到基准值以上的高水平的上侧暂时固定S5的情况(参照图5)，在将判定开始最初的值设定为基准值后的周期以后、检测到基准值以上的通常波形W的情况(图6)。
如图所示，控制部4首先进行暂时固定水平(stack level)搜索(步骤S10)。即，通过暂时固定检测部5检索缸内压传感器1所检测到的最大值附近的上侧暂时固定。
然后，判定检测条件是否成立(步骤S20)。即，判定是否将在包括控制部4及暂时固定检测部5的微型计算机3启动、检测到判定开始最初的上侧暂时固定时的缸内压值设定为了基准值。在该检测条件不成立时(步骤S20：否)，结束异常判定处理，而在检测条件成立时(步骤S20：是)，将处理移至步骤S30。
在步骤S30，控制部4判定在本次周期是否存在暂时固定。即，在设定了基准值后，判定是否检测到上侧暂时固定。在上侧暂时固定不存在时(步骤S30：否)，将处理移至步骤S90。
另一方面，在存在上侧暂时固定时(步骤S30：是)，判定该新检测到的上侧暂时固定的缸内压值是否是基准值+α以下(本次暂时固定水平≤前次暂时固定水平+α)(步骤S40)。即，判定是否检测到比基准值高的暂时固定水平。换言之，判定是否发生了与基准值相同或在比基准值低预定值(例如10KPa)以内的范围的低值的低水平上侧暂时固定。
在发生了比基准值低预定值(例如10KPa)以内的低水平上侧暂时固定时(步骤S40：是)，控制部4使暂时固定累积计数器6递增(步骤S50)，接着，降低暂时固定水平(步骤S60)。即，在步骤S50，使计数器6的计数器值递增，在步骤S60存储本次的暂时固定水平和已存储的暂时固定水平中较低一方的值。也就是说，作为基准值改写为低水平的上侧暂时固定的缸内压值(参照图4)。
另一方面，在未发生比基准值低预定值(例如10KPa)以内的低水平上侧暂时固定、而相反检测到比基准值高的暂时固定水平(高水平的上侧暂时固定)时(步骤S40：否)，控制部4将暂时固定累积计数器6的计数更新为1(步骤S120)，接着，存储本次的暂时固定水平，由此提高暂时固定水平(步骤S130)。即，在步骤S120，将计数器6的计数器值更新为初始值(此处为1)，在步骤S130，将基准值改写为高水平的上侧暂时固定的缸内压值(参照图5)。
在步骤S30，在不存在上侧暂时固定时的步骤S90的处理中，控制部4判定是否最大缸内压值≥前次暂时固定水平+α。即，判定是否检测到比基准值高预定值α(例如，10KPa)以上的通常波形W。
在未检测到比基准值高预定值α(例如，10KPa)以上的通常波形W时(步骤S90：否)，结束异常判定处理，而在检测到时(步骤S90：是)，控制部4将暂时固定累积计数器6清除(步骤S100)，接着将暂时固定水平也清除(步骤S110)。即，在步骤S100，将计数器6的计数器值设为0，在步骤S110，清除基准值(参照图6)。
如以上所说明，本实施方式涉及的发动机控制装置，在判定缸内压传感器1的异常时，利用包括以下工序的控制方法来判定缸内压传感器1的暂时固定异常。
(1)暂时固定检测工序，在基于发动机的运转周期的判定期间T中，对检测发动机的燃烧状态的缸内压传感器1的检测值不发生变化的暂时固定状态进行检测。
(2)计数处理工序，在通过暂时固定检测工序在判定期间T中检测到暂时固定状态时，使计数器6递增。
(3)暂时固定值存储工序，在通过暂时固定检测工序在判定期间T中检测到暂时固定状态时，将检测到暂时固定状态时的传感器的检测值作为暂时固定值P而存储于暂时固定值存储部7。
(4)异常判定工序，在计数处理工序的计数值为异常判定阈值以上时，判定为缸内压传感器1发生暂时固定异常。
并且，在该情况下，在判定期间T中检测到的缸内压传感器1的检测值的最大值比在暂时固定值存储工序所存储的作为基准值的暂时固定值P低、且在该判定期间T中通过暂时固定检测工序未检测到暂时固定状态时，在计数处理工序，不进行计数器的递增，也不进行计数器的复位。
另外，上述工序也可以置换为以下工序。
(a)暂时固定检测工序，通过缸内压传感器1的检测值的变动波形检测上侧暂时固定。
(b)计数工序，对暂时固定检测工序的上侧暂时固定的检测次数进行计数。
(c)第一存储工序，在通过暂时固定检测工序检测到上侧暂时固定时，将缸内压传感器1检测到的缸内压值作为暂时固定值存储。
(d)第二存储工序，存储计数工序的计数结果即计数器值。
(e)判定工序，将在第一存储工序所存储的暂时固定值中的判定开始最初的值设定为基准值，在判定开始后、在第二存储工序所存储的计数器值中的基准值以下的上侧暂时固定的计数值达到了一定次数时，判定为缸内压传感器1异常。
以上，通过实施方式说明了本发明，根据本实施方式涉及的发动机控制装置及发动机控制方法，能够以极其简单的方法且准确地检测例如暂时固定异常。
因而，能够尽早且准确地检测传感器异常，进行修理、更换等合适应对，能够始终无障碍地执行汽车发动机等的使用缸内压值的自动燃料控制等，避免燃料利用率降低等的隐患。
另外，在上述的实施方式中，作为通常4冲程发动机，采用按每个发动机的气缸设置传感器的缸内压传感器1。但是，可以是如排压传感器这样，做成在所有气缸共用的单一传感器。如此，能够根据传感器的种类、传感器所检测的信号的特性，适当设定判定期间T(判定周期)。
另外，本实施方式涉及的缸内压传感器的异常检测装置搭载于汽车，但不限于汽车，只要是使用发动机作为动力源的设备即可。
另外，传感器不限于缸内压传感器1，可以是适于检测包括发动机燃烧状态等的各种状态的传感器。作为此时的发动机控制方法，在上述的工序中，将缸内压传感器1改写为预定的传感器。
另外，对于本领域技术人员而言，容易导出进一步的效果及其他变形例。因此，本发明的更广泛的实施方式不限于以上所示且记述的特定详情及代表性实施方式。因此，只要不脱离由权利要求书及其等同范围所定义的总括性的发明概念的精神或范围，可以进行各种变更。
附图标记说明
1 缸内压传感器
3 微型计算机(异常判定装置)
4 控制部
5 暂时固定检测部
6 暂时固定累积计数器
7 暂时固定值存储部
9 异常判定部

Claims (6)

1.一种发动机控制装置，进行发动机的控制，其特征在于，具备：
暂时固定检测部，在基于发动机的运转周期的判定期间中，对检测发动机的燃烧状态的传感器的检测值不发生变化的暂时固定状态进行检测；
计数处理部，在通过所述暂时固定检测部在所述判定期间中检测到暂时固定状态时，使计数器递增；
暂时固定值存储控制部，在通过所述暂时固定检测部在所述判定期间中检测到暂时固定状态时，将检测到暂时固定状态时的所述传感器的检测值作为暂时固定值存储于存储部；以及
异常判定部，在所述计数处理部的计数值达到异常判定阈值以上时，判定为所述传感器发生暂时固定异常，
在所述判定期间中检测到的所述传感器的检测值的最大值比存储于所述暂时固定值存储部的值低、且在该判定期间中通过所述暂时固定检测部未检测到暂时固定状态时，所述计数处理部不进行所述计数器的递增，也不进行所述计数器的复位。
2.根据权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，
在所述判定期间中通过所述暂时固定检测部检测到暂时固定状态、且检测到该暂时固定状态时的所述传感器的检测值比存储于所述存储部的暂时固定值低时，所述计数处理部进行所述计数器的递增，所述暂时固定值存储控制部将存储于所述存储部的暂时固定值置换为由所述传感器新检测到的检测值。
3.根据权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，
在所述判定期间中通过所述暂时固定检测部检测到暂时固定状态、且检测到该暂时固定状态时的所述传感器的检测值比存储于所述存储部的暂时固定值高时，所述计数处理部使所述计数器恢复到暂时固定状态的初次检测时的值，所述暂时固定值存储控制部将存储于所述存储部的暂时固定值置换为由所述传感器新检测到的检测值。
4.根据权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，
在所述判定期间中通过所述暂时固定检测部未检测到暂时固定状态、且在未检测到该暂时固定状态的判定期间中作为由所述传感器检测到的检测值检测到了比存储于所述存储部的暂时固定值高的值时，所述计数处理部进行所述计数器的复位。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的发动机控制装置，其特征在于，
所述传感器是缸内压传感器。
6.一种发动机的控制方法，其特征在于，包括：
暂时固定检测工序，在基于发动机的运转周期的判定期间中，对检测发动机的燃烧状态的传感器的检测值不发生变化的暂时固定状态进行检测；
计数处理工序，在通过所述暂时固定检测工序在所述判定期间中检测到暂时固定状态时，使计数器递增；
暂时固定值存储工序，在通过所述暂时固定检测工序在所述判定期间中检测到暂时固定状态时，将检测到暂时固定状态时的所述传感器的检测值作为暂时固定值存储于存储部；以及
异常判定工序，在所述计数处理工序的计数值达到异常判定阈值以上时，判定为所述传感器发生暂时固定异常，
在所述判定期间中检测到的所述传感器的检测值的最大值比在所述暂时固定值存储工序中所存储的值低、且在该判定期间中通过所述暂时固定检测工序未检测到暂时固定状态时，在所述计数处理工序中，不进行所述计数器的递增，也不进行所述计数器的复位。
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