JP2003056395A

JP2003056395A - 圧力センサの故障検出装置

Info

Publication number: JP2003056395A
Application number: JP2001245545A
Authority: JP
Inventors: Kenji Saito; 健司齋藤; Hidetsugu Kanao; 英嗣金尾
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、圧力センサの故障検出装置に関
し、安価な構成で圧力センサの故障を確実に検出するこ
とができるようにする。【解決手段】吸気通路内のエアクリーナとスロットル
バルブとの間に介装された圧力センサ５の故障を検出す
る装置であって、故障判定手段９がエンジンの吸入空気
量に関する情報を検出する吸入空気量検出手段２の出力
値の変化と、圧力センサ５の出力値の変化との比較結果
に基づいて圧力センサ５の故障を判定するように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に備えら
れる圧力センサの異常及び故障の検出に用いて好適の、
圧力センサの故障検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、自動車には大気圧または吸気
圧を検出するための圧力センサが設けられている。この
圧力センサは、エアフローセンサ（ＡＦＳ）で得られる
吸入空気量を圧力に応じて補正するために設けられたも
のであって、図９に符号５で示すように、例えばインテ
ークマニホールド１１内、エンジンＥのコントローラ
（ＥＣＵ）４の近傍、ＡＦＳ２の近傍等に設けられてい
る。そして、インテークマニホールド１１内に設けた場
合には吸気負圧が、また、ＡＦＳ２近傍及びＥＣＵ４近
傍に設けた場合には大気圧が圧力センサ５により検出さ
れる。なお、図中１は吸気通路、１２はスロットルバル
ブ、１３はエアクリーナである。

【０００３】ここで、ＡＦＳ２近傍に圧力センサ５を設
けている理由について説明する。まず、通常ＡＦＳ２で
得られる吸入空気量は体積流量であり、この体積流量に
空気密度（大気圧）を乗じることにより質量流量を求め
ることができる。そこで、上述のような圧力センサ５を
設け、圧力センサ５により得られた大気圧をＡＦＳ２で
得られる体積流量に乗じて吸入空気量の質量流量を求め
ているのである。そして、このようにして求められる質
量流量により正確な空燃比制御を行なうことができるの
である。なお、ＡＦＳ２により検出される吸入空気量が
質量流量である場合には、このようなＡＦＳ２近傍への
圧力センサ５の配設は不要となる。

【０００４】ところで、このような圧力センサ５に限ら
ず各種のセンサが故障すると、種々の装置の制御を正確
に行なうことができなくなる。そこで、従来より、各種
のセンサや装置の故障を自己診断する故障診断システム
が種々開発されている。このうち、圧力センサ５の故障
判定手法について簡単に説明すると、従来は、圧力セン
サ５の出力値が通常では考えられない値となったとき
に、センサが断線又は短絡したと判定している。

【０００５】例えば、圧力センサ５をＡＦＳ２やＥＣＵ
４の近傍に設けた場合には、圧力センサ５は大気圧を検
出することになるので、自動車が走行しうる範囲で考え
られる大気圧の範囲を大きく超えている値を検出した場
合にセンサが故障したと判定するのである。具体的に
は、圧力センサの検出値が例えば３００ｍｍｈｇ以下に
なると断線故障と判定し、例えば８５０ｍｍｈｇ以上に
なると短絡故障と判定している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、圧力センサからの出力が、断線短
絡判定領域以外（上述の例では３００〜８５０ｍｍｈｇ
の間）であると、たとえ圧力センサ５が固着してもこれ
を正確に判定することができない。このような課題を解
決するには、一般的にはダミーセンサとしてもう１つ圧
力センサを設け、２つの圧力センサの偏差情報等から一
方の圧力センサの固着故障を判定するように構成するこ
とが考えられる。しかしながら、このような技術では、
新たな圧力センサが必要となり、コストの増大を招くと
いう課題がある。

【０００７】なお、圧力センサ（大気圧センサ）の故障
を検出する技術としては、例えば特開平６−２０１４９
６号公報に開示された技術がある。この技術は、大気圧
センサからの検出情報を所定制御周期（例えば６４ｍ
ｓ）毎に取り込むとともに、今回の制御周期で取り込ん
だ大気圧検出値Ｐと、前回の制御周期で取り込んだ大気
圧検出値Ｐ₀との偏差（変化率）ΔＰ＝｜Ｐ−Ｐ₀｜を算
出し、この偏差ΔＰが基準値αよりも大きいと大気圧セ
ンサが故障したと判定するものである。なお、この基準
値αは、通常の走行ではあり得ない大気圧の変化率とし
て設定されている。

【０００８】しかしながら、上記公報の技術では、大気
圧センサが固着故障した場合には、センサからは継続的
に一定値が出力されることになるので、偏差ΔＰ＝０
（＜α）となり、大気圧センサの故障を検出することが
できないという課題がある。また、特開平８−３０３２
８８号公報には、大気圧センサが正常であればエンジン
始動前の吸気管内圧センサの検出値と大気圧センサの検
出値とが等しくなることに着目して、大気圧センサの故
障を判定するようにした技術が開示されている。

【０００９】しかしながら、この技術では、エンジン始
動後は大気圧センサの故障を検出することができないと
いう課題があるほか、吸気管内に圧力センサが設けられ
ていない車両では適用することができないという課題が
ある。本発明は、このような課題に鑑み創案されたもの
で、安価な構成で圧力センサの故障を確実に検出するこ
とができるようにした、圧力センサの故障検出装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
圧力センサの故障検出装置では、吸気通路内のエアクリ
ーナとスロットルバルブとの間に介装された圧力センサ
により圧力（大気圧）が検出されるとともに、吸入空気
量検出手段によりエンジンの吸入空気量に関する情報が
検出され、この情報に基づいて吸入空気量が算出され
る。そして、圧力センサからの圧力情報に基づいて吸入
空気量が補正される。また、故障判定手段により、吸入
空気量検出手段からの検出情報の変化と圧力センサの検
出情報の変化とが比較され、この比較結果に基づいて圧
力センサの故障が判定される。

【００１１】好ましくは、圧力センサの出力値の変化量
が吸入空気量検出手段の出力値の変化量に見合った変化
を示さない場合に故障が判定される。なお、吸入空気量
に関する情報とは、例えば吸入空気量、エンジン回転速
度、エンジン負荷、スロットル開度である。また、請求
項２記載の本発明の圧力センサの故障検出装置では、吸
入空気量の増大量が第１所定値以上で、且つ、圧力セン
サから得られる圧力の絶対変化量が第２所定値以下であ
ると、故障判定手段により圧力センサが故障していると
判定される。なお、第１所定値は吸入空気量の増大量に
応じて増大設定されるとともに、第２所定値は該第１所
定値に応じて増大設定されるように構成するのが好まし
い。

【００１２】また、請求項３記載の本発明の圧力センサ
の故障検出装置では、吸入空気量検出手段がエアフロー
センサとして構成されるとともに圧力センサがエアフロ
ーセンサの近傍に配設されている。したがって、エアフ
ローセンサで検出される吸入空気量が増大すると、これ
に応じて圧力が低下するので、このときの圧力センサの
出力値の変化から圧力センサの故障を判定できる。

【００１３】また、請求項４記載の本発明の圧力センサ
の故障検出装置では、吸入空気量検出手段が、エンジン
回転速度検出手段，エンジン負荷検出手段及びスロット
ル開度検出手段のうち少なくとも１つから構成され、吸
入空気量検出手段を構成する検出手段の検出情報に基づ
いて吸入空気量が算出される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態に係る圧力センサの故障検出装置について説明す
ると、図１はその要部構成に着目した模式的なブロック
図、図２は本装置が適用されるエンジンの吸気通路を示
す模式的な斜視図、図３は本装置が適用されるエンジン
の吸気通路内部を示す模式的な断面図、図４（ａ），
（ｂ）はともにその作用を説明するための図、図５は圧
力センサの出力特性を説明するための図、図６はその故
障判定の手順の一例を説明するためのフローチャート、
図７はその第１の変形例を説明するフローチャート、図
８はその第２の変形例を説明するフローチャートであ
る。

【００１５】図２において、符号１はエンジンの吸気通
路であって、この吸気通路１には吸入空気量（吸気量）
を検出する吸入空気量検出手段としてのエアフローセン
サ（ＡＦＳ）２が設けられている。また、図示はしない
が、ＡＦＳ２の上流側にはエアクリーナが、下流側には
スロットルバルブ等が設けられている。また、図２，図
３に示すように、ＡＦＳ２の直前には空気の流れを整え
る整流板（ハニカム整流板）３が設けられている。

【００１６】ここで、ＡＦＳ２はカルマン渦を検出する
ことにより吸気量を測定するカルマン渦式エアフローメ
ータであって、カルマン渦を発生させる渦発生部２ａと
カルマン渦を検出する検出部（図示省略）とをそなえて
構成されている。カルマン渦発生部２ａは、例えば断面
形状が３角形の柱であって、このカルマン渦発生部２ａ
を吸気通路中に配設することにより、カルマン渦発生部
２ａの下流側でカルマン渦を発生させるようになってい
る。

【００１７】このカルマン渦の数は吸気量の体積流量に
対応しており、カルマン渦の数を計測することにより吸
気量の体積流量を求めることができる。そこで、本実施
形態では、カルマン渦検出部において超音波をカルマン
渦に向けて発信し、この超音波の波形の変化に基づいて
カルマン渦の数を計測するようになっている。なお、Ａ
ＦＳ２からの検出信号は単位時間当たりのカルマン渦の
検出個数（＝周波数ｆＨｚ）として出力されるようにな
っている。

【００１８】また、図１に示すように、このＡＦＳ２
は、エンジンの運転状態を制御する制御手段（ＥＣＵ）
４に接続されており、ＥＣＵ４では上記ＡＦＳ２からの
カルマン渦計測データに基づいて吸気流量（体積流量）
を算出するようになっている。なお、本実施形態では、
吸入空気量検出手段（ＡＦＳ）としてカルマン渦式エア
フローメータを用いた場合について説明するが、吸入空
気量検出手段はこれに限定されるものではなく、種々の
方式のＡＦＳ（エアフローセンサ）を適用することがで
きる。

【００１９】また、図３に示すように、ＡＦＳ２の近傍
には、大気圧を検出する圧力センサ５が設けられてお
り、この圧力センサ５で検出された吸気通路１内の圧力
はＥＣＵ４に伝達されるようになっている。ここでは、
図示するように、圧力センサ５はＡＦＳ２とユニット化
されており、ＡＦＳ２と一体に設けられている。以下、
圧力センサ５についてさらに詳しく説明すると、この圧
力センサ５は吸気の流れを極力妨げないように、吸気通
路１の上方に形成されたケース５ｄ内に設けられてお
り、このケース５ｄ内にセンサ本体５ａと検出回路５ｂ
とが設けられている。また、ケース５ｄには吸気通路１
内に開口する開口部５ｃが形成されており、ケース５ｄ
内とＡＦＳ２とが開口部５ｃにより連通している。ここ
で、ケース５ｄ内の圧力とＡＦＳ２近傍の圧力とは同等
であるため、圧力センサ５により吸気通路１内の圧力が
検出されるようになっている。

【００２０】また、図１に示すように、ＥＣＵ４には上
記の圧力センサ５やＡＦＳ２以外にも、エンジン回転速
度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ６、エンジン
の負荷Ｌ（又はアクセル開度Ａｃｃ）を検出するエンジ
ン負荷センサ（アクセル開度センサ）７、スロットルの
開度θを検出するスロットル開度センサ（スロットルポ
ジションセンサ又はＴＰＳという）８等の種々のセンサ
類が接続されている。

【００２１】また、制御手段（ＥＣＵ）４の内部には、
圧力センサ５の故障や異常を判定する故障判定部（故障
判定手段）９が設けられており、この故障判定部９では
ＡＦＳ２及び圧力センサ５からの検出情報に基づいて圧
力センサ５が故障しているか否かの判定を行なうように
なっている。以下、故障判定部９での圧力センサ５の故
障判定手法について説明すると、この故障判定部９で
は、基本的には、圧力センサ５の検出値の変化とＡＦＳ
２の検出値との変化に基づいて圧力センサ５の異常又は
故障（固着故障）を判定するようになっている。具体的
には、ＡＦＳ２で検出される吸入空気量の増大量Δｆが
第１所定値Δｆ_AFS（＞０）以上であるときに、圧力セ
ンサ５で検出される圧力の変化量の絶対値（以下、絶対
変化量という）ΔＰが第２所定値α（＞０）以下である
と、上記故障判定部９では、圧力センサが故障している
と判定するようになっているのである。

【００２２】すなわち、圧力センサ５は本来は吸気通路
１内における大気圧を検出するために設けられたもので
あって、吸入空気量が多少変化しても大気圧が大きく変
動することはない。しかし、吸気通路１には圧力センサ
５が配置されるＡＦＳ２近傍よりも上流側にエアクリー
ナが設けられており、空気が吸気通路１内に吸入される
際に、このエアクリーナが抵抗となってエアクリーナの
下流側で若干の負圧が生じる。このような理由により、
図５に示すように、吸入空気量が増大すると、吸気通路
内１の圧力が僅かながら低下して（例えば大気圧よりも
１０〜２０ｍｍｈｇ程度）、圧力センサ５の出力値がこ
れに応じて低下する。

【００２３】本発明はこのような現象に着目したもので
あり、ＡＦＳ２で検出される吸入空気量の増大量Δｆが
所定値Δｆ_AFS以上となったときに、圧力センサ５で検
出される検出値の絶対変化量ΔＰが所定値α以下である
と、圧力センサ５が固着故障していると判定するように
なっているのである。これを詳しく説明すると、図４
（ａ）に示すように、スロットル開度（ＴＰＳ８の出力
値）が比較的小さいときには、吸入空気量も比較的小さ
く、したがってＡＦＳ２の出力値も比較的小さい。この
場合には吸気通路１内に生じる負圧は小さい（略０）た
め、圧力センサ５の検出値にはほとんど変動が見られず
一定の値（大気圧）が出力される。

【００２４】これに対して、図４（ｂ）に示すように、
スロットル開度（ＴＰＳ８の出力値）が比較的大きくな
り、これに応じて吸入空気量も大きくなると、吸気通路
１内に生じる負圧がが大きくなるため、吸気通路１内の
圧力が低下して、圧力センサ５が正常であればその検出
値が吸入空気量の増大量に見合った分だけ低下する。こ
の際の大気圧の低下は大きくても１０〜２０ｍｍｈｇで
ある。

【００２５】そこで、圧力センサ５の出力値が１０〜２
０ｍｍｈｇ程度低下するような吸入空気量の変化量（増
大量）を予め求めておき、これを閾値（Δｆ_AFS）とし
て故障判定部９に記憶させておくのである。そして、吸
入空気量の変化量Δｆが上記閾値Δｆ_AFS以上であっ
て、且つ、圧力センサ５の出力値の絶対変化量ΔＰが所
定値α（例えばα＝１０ｍｍｈｇ）以下であると、圧力
センサ５が故障したと判定するようになっているのであ
る。

【００２６】また、圧力センサ５の故障を判定するため
の基礎となるＡＦＳ２については、アクセル開度センサ
６やエンジン負荷センサ７等からの情報に基づき異常判
定がなされるようになっており、これによりＡＦＳ２の
正常な動作が担保されている。なお、このようなＡＦＳ
２の故障判定については従来と同様のものであるので詳
しい説明は省略する。

【００２７】また、圧力センサ５の故障が判定された場
合には、図１に示す警告灯１０を点灯させるとともに、
予めＥＣＵ４に記憶させた圧力センサ５の故障時に対応
した値（例えば平地相当の気圧）に切り換えて空燃比制
御が行なわれるようになっている。さらに、このＥＣＵ
４では、従来と同様に、圧力センサ５の断線故障や短絡
故障についても判定するようになっている。例えば、圧
力センサ５からの検出値が、自動車が走行しうる範囲で
考えられる大気圧の範囲を大きく超えた値を検出した場
合に圧力センサ５が断線短絡故障したと判定するのであ
る。具体的には、圧力センサの検出値が例えば３００ｍ
ｍｈｇ以下になると断線故障と判定し、例えば８５０ｍ
ｍｈｇ以上になると短絡故障と判定している。

【００２８】本発明の一実施形態に係る圧力センサの故
障検出装置は、上述のように構成されているので、例え
ば図６に示すようなフローチャートに基づいて圧力セン
サ５の故障判定が行なわれる。まず、ステップＳ１にお
いて、所定期間内における圧力センサ５からの検出値の
うち、最大値Ｐ_MAXと最小値Ｐ_MINとを記憶する。次に、
ステップＳ２に進んで、上記最大値と最小値との偏差Ｐ
_MAX−Ｐ_MINが所定値αよりも大きいか否かを判定する。
そして、所定値αよりも大きければ、ステップＳ３にお
いて圧力センサ５は正常であると判定しリターンする。

【００２９】一方、所定値α以下の場合には、ステップ
Ｓ４に進み、上記の所定期間内での吸入空気量の変化量
（増加量）の最大値Δｆ_AFS(MAX)が算出され、ステップ
Ｓ５で、この値Δｆ_AFS(MAX)が上述した閾値Δｆ_AFS以
上か否かが判定される。そして、この結果、吸入空気量
の変化量の最大値Δｆ_AFS(MAX)がΔｆ_AFS以上である
と、ステップＳ６において圧力センサ５が故障している
と判定するのである。つまり、所定期間内で吸入空気量
が所定量Δｆ_AFS以上増大した場合には、圧力センサ５
が正常であれば検出される吸気通路１内の圧力低下量｜
Ｐ_MIN−Ｐ_M _AX｜は所定値αよりも大きくなるはずであ
る。したがって、このような状況において圧力低下量が
所定値α以下であると、圧力センサ５が故障していると
判定するのである。

【００３０】なお、吸入空気量の変化量の最大値Δｆ
_AFS(MAX)が閾値Δｆ_AFSよりも小さい場合には、圧力セ
ンサ５の異常を判定することはできないので、そのまま
リターンする。以上のように、本発明の一実施形態に係
る圧力センサの故障検出装置によれば、ＡＦＳ２の出力
値の変化量と圧力センサ５の出力値の変化量とに基づい
て圧力センサ５の故障を判定するので、エンジン運転中
に常に圧力センサ５の固着故障を検出，判定できるとい
う利点があるほか、上述のような簡素な構成により、部
品点数の増加及びコストの増大を防止することができる
という利点がある。

【００３１】また、圧力センサ５の故障時には、予めＥ
ＣＵ４に記憶させた故障対応の値に切り換えて空燃比制
御を行なうので、排ガスの悪化を極力防止することがで
きる利点がある。また、故障判定部４では、ＡＦＳ２の
検出情報に基づいて吸入空気量の増大量が所定値（第１
所定値）Δｆ_AFS以上であり、且つ、圧力センサ５から
得られる圧力の絶対変化量が所定値（第２所定値）α以
下であると上記圧力センサ５が故障していると判定する
ので、圧力センサ５の固着故障を確実に判定することが
できるという利点がある。つまり、吸入空気量が大幅に
増大すると吸気通路１内は大気圧よりも低圧になるはず
であり、このときの圧力センサ５で検出される圧力の変
化をモニタすることにより、高い精度で圧力センサ５の
固着故障を検出することができるのである。

【００３２】また、圧力センサ５をエアフローセンサ
（ＡＦＳ）２の近傍に配設しているので、ＡＦＳ２の出
力値の変化に対してほとんど応答遅れなく圧力センサ５
の出力値が変化する。したがって、圧力センサ５の故障
判定の精度が向上するという利点がある。また、吸入空
気量を検出することで、圧力センサ５の故障検出を可能
としているので、高地（低圧）〜平地（常圧）の全ての
自動車使用環境で圧力センサ５の故障を検出することが
できる。

【００３３】なお、図６のフローチャートの手順とは逆
に、まず最初に所定期間内における吸入空気量の変化量
の最大値Δｆ_AFS(MAX)が所定値Δｆ_AFS以上となったか
否かを判定し、Δｆ_AFS(MAX)がΔｆ_AFS以上である場合
に、圧力センサ５の出力値の偏差ΔＰ（＝Ｐ_MAX−
Ｐ_MIN）が所定値α以下か否かを判定するようにしても
よい。この場合にも、上述と同様の作用，効果があるの
はいうまでもない。

【００３４】次に、本発明の一実施形態の第１の変形例
について説明すると、この第１の変形例は上述の実施形
態と同様に構成されたものであって、図７に示すよう
に、圧力センサ５の故障判定の手順のみが異なってい
る。以下、図７に示すフローチャートを用いてこの変形
例における圧力センサ５の故障判定について説明する
と、まず、ステップＳ１１において、ＡＦＳ２で検出さ
れた吸入空気量ｆ及び圧力センサ５で検出された吸気通
路１内の大気圧Ｐが取り込まれる。次に、ステップＳ１
２に進み、検出された大気圧Ｐが、所定の範囲内にある
かが判定される。即ち、通常考えられる大気圧の下限値
Ｐ_LOと上限値Ｐ _HIとを用いて、大気圧ＰがＰ_LO＜Ｐ＜Ｐ
_HIを満たしているか否かが判定される。

【００３５】そして、ステップＳ１２で検出された大気
圧Ｐが、下限値Ｐ_LO以下、又は上限値Ｐ_HI以上である
と、ステップＳ１３に進み、圧力センサ５が断線又は短
絡により故障していると判定される。また、ステップＳ
１２で大気圧Ｐが上記所定の範囲内にあると判定された
場合には、次にステップＳ１４以降に進み、固着故障し
ているか否かが判定される。すなわち、まずステップＳ
１４において、今回の制御周期で取り込んだ吸入空気量
ｆ_(n)と、前回の制御周期で取り込んだ吸入空気量ｆ
_(n-1)との偏差（吸入空気量の変化量）Δｆが算出され
る。

【００３６】次に、ステップＳ１５において上記の吸入
空気量の変化量Δｆが所定値（第１所定値）Δｆ
_AFS（＞０）以上か否かが判定される。そして、Δｆ＜
Δｆ_AFSであればそのままリターンする。一方、Δｆ≧
Δｆ_AFSであれば、次にステップＳ１６に進み、今回の
制御周期で取り込んだ大気圧Ｐ_(n)と、前回の制御周期
で取り込んだ大気圧Ｐ_(n-1)との偏差（大気圧の変化
量）の絶対値ΔＰが算出される。

【００３７】そして、ステップＳ１７で上記大気圧の変
化量ΔＰが所定値（第２所定値）α（＞０）以下か否か
が判定される。そして、大気圧の変化量ΔＰが所定値α
以下である場合（即ち、ΔＰ≦α）であれば、ステップ
Ｓ１８に進んで固着故障と判定するのである。また、偏
差ΔＰが所定値よりも大きければそのままリターンす
る。

【００３８】つまり、この変形例では１回の制御周期毎
に前回の制御周期に対する吸入空気量偏差Δｆ及び大気
圧偏差ΔＰを求め、これらの偏差（変化量）に基づいて
圧力センサ５の故障判定を行なっているのである。そし
て、このような第１の変形例においても、上述したよう
な実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。

【００３９】次に、本発明の一実施形態の第２の変形例
について説明すると、この第２の変形例は、上述した実
施形態に対して、吸入空気量の検出手法のみが異なって
いる。すなわち、上述の実施形態では、吸入空気量検出
手段として吸入空気量を直接的に検出するエアフローセ
ンサ（ＡＦＳ）２を用いた場合について説明したが、吸
入空気量はＡＦＳ２以外からも推定することができる。
例えば、吸入空気量はエンジン回転速度と相関があり、
エンジン回転速度が上昇すると吸入空気量も増大する。

【００４０】そこで、この第２の変形例では、エンジン
回転速度検出手段（エンジン回転速度センサ）６から得
られるエンジン回転速度Ｎｅを吸入空気量に関する情報
としてＥＣＵ４に取り込んで、圧力センサ５の固着故障
を判定するようになっている。つまり、この変形例では
エンジン回転速度センサ６が吸入空気量検出手段として
機能するようになっているのである。

【００４１】そして、この変形例では、エンジン回転速
度センサ６で検出されるエンジン回転速度の変化量（増
大量）ΔＮｅが第１所定値ΔＮｅ１（＞０）以上である
ときに、圧力センサ５で検出される大気圧の変化量の絶
対値ΔＰが第２所定値α（＞０）以下であると、ＥＣＵ
４の故障判定部９により圧力センサ５が故障していると
判定されるようになっている。

【００４２】以下、図８に示すフローチャートを用いて
この第２の変形例における圧力センサ５の故障判定につ
いて説明すると、まず、ステップＳ２１において、エン
ジン回転速度センサ６で検出されたエンジン回転速度Ｎ
ｅ及び圧力センサ５で検出された大気圧Ｐが取り込まれ
る。次に、ステップＳ２２に進み、検出された大気圧Ｐ
が、所定の範囲内にあるかが判定される。即ち、通常考
えられる大気圧の下限値Ｐ_LOと上限値Ｐ_HIとを用いて、
大気圧ＰがＰ_LO＜Ｐ＜Ｐ_HIを満たしているか否かが判定
される。

【００４３】そして、ステップＳ２２で検出された大気
圧Ｐが、下限値Ｐ_LO以下、又は上限値Ｐ_HI以上である
と、ステップＳ２３に進み、圧力センサ５が断線又は短
絡により故障していると判定される。また、ステップＳ
２２で大気圧Ｐが上記所定の範囲内にあると判定された
場合には、次にステップＳ２４以降に進み、固着故障し
ているか否かが判定される。すなわち、まずステップＳ
２４では、今回の制御周期で取り込んだエンジン回転速
度Ｎｅ_(n)と、前回の制御周期で取り込んだエンジン回
転速度Ｎｅ_(n-1)との偏差（エンジン回転速度の変化
量）ΔＮｅが算出される。

【００４４】次に、ステップＳ２５において上記のエン
ジン回転速度の変化量ΔＮｅが所定値ΔＮｅ１（＞０）
以上か否かが判定される。そして、ΔＮｅ＜ΔＮｅ１で
あればそのままリターンする。一方、ΔＮｅ≧ΔＮｅ１
であれば、次にステップＳ２６に進み、今回の制御周期
で取り込んだ大気圧Ｐ_(n)と、前回の制御周期で取り込
んだ大気圧Ｐ_(n-1)との偏差（大気圧の変化量）の絶対
値ΔＰが算出される。

【００４５】そして、ステップＳ２７で上記大気圧の変
化量ΔＰが所定値（第２所定値）α（＞０）以下か否か
が判定される。ここで、大気圧の変化量ΔＰが所定値α
以下（即ち、ΔＰ≦α）であれば、ステップＳ２８に進
んで固着故障と判定するのである。また、大気圧の変化
量ΔＰが所定値よりも大きければそのままリターンす
る。

【００４６】そして、このような第２の変形例において
も、上述したような実施形態と同様の作用、効果を得る
ことができる利点があるほか、エアフローセンサ（ＡＦ
Ｓ）２の故障時にも圧力センサ５の故障を判定すること
ができる利点がある。ところで、吸入空気量は、エンジ
ン回転速度センサ６とエンジン負荷センサ（エンジン負
荷検出手段）７とからの検出情報に基づいて、下式によ
り求めることができる。吸入空気量Ｑ≒エンジン回転速度Ｎｅ×エンジン負荷Ｌしたがって、上述した第２の変形例以外にも、エンジン
回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌから吸入空気量Ｑを算
出し、これに基づいて圧力センサ５の故障を判定しても
よい。なお、この場合には、エンジン回転速度センサ６
及びエンジン負荷センサ７が吸入空気量検出手段として
機能する。

【００４７】さらに、吸入空気量は、エンジン回転速度
センサ６とスロットル開度センサ（スロットル開度検出
手段）８とからの検出情報に基づいて、下式により算出
することができる。吸入空気量Ｑ≒エンジン回転速度Ｎｅ×スロットル開度
θ したがって、エンジン回転速度Ｎｅ及びスロットル開度
θからの検出情報に基づいて吸入空気量Ｑを算出し、こ
れに基づいて圧力センサ５の故障を判定してもよい。な
お、この場合には、エンジン回転速度センサ６及びスロ
ットル開度センサ８が吸入空気量検出手段として機能す
る。

【００４８】また、上述したように、吸入空気Ｑは、エ
ンジン回転速度Ｎｅだけでなくエンジン負荷Ｌ及びスロ
ットル開度θとも相関があるため、上記第２の変形例同
様に、エンジン負荷Ｌ又はスロットル開度θを吸入空気
量に関する情報としてＥＣＵ４に取り込んで、圧力セン
サ５の固着故障を判定するようにしても良い。さらに、
上記第１及び第２の変形例では、吸入空気量の変化量Δ
ｆ又はエンジン回転速度の変化量ΔＮｅに対する第１所
定値（Δｆ_AFS，ΔＮｅ１）、及び大気圧の変化量ΔＰ
に対する第２所定値（α）は一定値に設定された構成と
なっているが、これら第１所定値（Δｆ_AFS，ΔＮｅ
１）及び第２所定値（α）を変更するように構成しても
良い。

【００４９】例えば、吸入空気量に関する情報（ＡＦＳ
２の出力値ｆ，吸入空気量Ｑ，エンジン回転速度Ｎｅ，
エンジン負荷Ｌ，スロットル開度θなど）が増大するに
つれて、第１所定値（Δｆ_AFS，ΔＱ，ΔＮｅ１，Δ
Ｌ，Δθ）を増大させるとともに、第１所定値の増大に
伴って第２所定値αも増大させるように設定した構成で
あっても良い。

【００５０】また、上述した実施形態及びその変形例で
は、吸入空気量の変化量と大気圧の変化量とを比較し
て、大気圧（圧力センサ５の出力値）が吸入空気量（Ａ
ＦＳ２の出力値ｆ_AFS，エンジン回転速度Ｎｅ，吸入空
気量Ｑ，エンジン負荷Ｌ，スロットル開度θ）の増大量
に見合った量だけ変化しない場合に固着故障と判定して
いるが、このような構成に限定することなく、吸入空気
量と大気圧とを直接的に比較して、大気圧（圧力センサ
５の出力値）が吸入空気量（ＡＦＳ２の出力値f_A _FS，エ
ンジン回転速度Ｎｅ，吸入空気量Ｑ，エンジン負荷Ｌ，
スロットル開度θ）に見合った値とならない場合に固着
故障と判定しても良い。

【００５１】さらに、上述した実施形態及びその変形例
では、圧力センサ５がＡＦＳ２近傍（ＡＦＳ２内）に配
置された構成となっているが、圧力センサ５は吸気通路
内の大気圧を測定可能に配置されていればよく、エアク
リーナとスロットルバルブとの間の吸気通路内に配置し
てもよい。ただし、上記実施形態及びその変形例のよう
に、ＡＦＳ２近傍に記設した方が、吸入空気量の変化量
と大気圧の変化量との整合が正確に取れるので、より適
正に圧力センサ５の故障を判定することができる。

【００５２】また、本発明の圧力センサの故障検出装置
は上述の実施形態及びその変形例に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可
能である。例えば、圧力センサ５の故障が判定された場
合には、自車位置の標高を検出又は推定し、この結果に
基づいて大気圧を予測して用いても良い。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に係る本
発明の圧力センサの故障検出装置によれば、吸気通路内
のエアクリーナとスロットルバルブとの間に介装された
圧力センサの故障を検出する装置であって、エンジンの
吸入空気量に関する情報を検出する吸入空気量検出手段
と、上記吸入空気量検出手段の出力値の変化と上記圧力
センサの出力値の変化との比較結果に基づいて該圧力セ
ンサの故障を判定する故障判定手段とをそなえるという
構成により、エンジン運転中に常に圧力センサの固着故
障を検出，判定できるという利点があるほか、上述のよ
うな簡素な構成により、部品点数の増加及びコストの増
大を招くことなく圧力センサの固着故障を判定すること
ができるという利点がある。

【００５４】また、請求項２に係る本発明の圧力センサ
の故障検出装置によれば、上記故障判定手段が、上記吸
入空気量検出手段からの検出情報に基づいて吸入空気量
の増大量が第１所定値以上で、且つ、圧力センサから得
られる圧力の絶対変化量が第２所定値以下であると上記
圧力センサが故障していると判定するので、高い精度で
圧力センサの故障を判定できる。

【００５５】また、請求項３に係る本発明の圧力センサ
の故障検出装置によれば、吸入空気量検出手段がエアフ
ローセンサとして構成されるとともに圧力センサがエア
フローセンサの近傍に配設されているので、エアフロー
センサの出力値の変化に対してほとんど応答遅れなく圧
力センサの出力値が変化する。したがって、圧力センサ
の故障判定の精度が向上するという利点がある。

【００５６】また、請求項４に係る本発明の圧力センサ
の故障検出装置によれば、上記吸入空気量検出手段が、
エンジンの回転速度情報を検出するエンジン回転速度検
出手段，エンジンの負荷情報を検出するエンジン負荷検
出手段及びスロットル開度を検出するスロットル開度検
出手段のうち少なくとも１つから構成され、該吸入空気
量検出手段を構成する検出手段の検出情報に基づいて、
該吸入空気量が算出されるので、エアフローセンサが故
障した場合であっても吸入空気量を求めることができ、
圧力センサの故障を判定することができるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る圧力センサの故障検
出装置の要部構成に着目した模式的なブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施形態に係る圧力センサの故障検
出装置が適用されるエンジンの吸気通路を示す模式的な
斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る圧力センサの故障検
出装置が適用されるエンジンの吸気通路内部を示す模式
的な断面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）はともに本発明の一実施形態に
係る圧力センサの故障検出装置の作用を説明するための
図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る圧力センサの故障検
出装置における圧力センサの出力特性を説明するための
図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る圧力センサの故障検
出装置の故障判定の手順の一例を説明するためのフロー
チャートである。

【図７】本発明の一実施形態に係る圧力センサの故障検
出装置の第１の変形例を説明するフローチャートであ
る。

【図８】本発明の一実施形態に係る圧力センサの故障検
出装置の第２の変形例を説明するフローチャートであ
る。

【図９】一般的な自動車のエンジンルームを示す模式図
である。

【符号の説明】

１吸気通路２吸入空気量検出手段としてのエアフローセンサ（Ａ
ＦＳ）５圧力センサ又は大気圧センサ６吸入空気量検出手段としてのエンジン回転速度検出
手段７吸入空気量検出手段としてのエンジン負荷検出手段８吸入空気量検出手段としてのスロットル開度検出手
段９故障判定手段（故障判定部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F055 AA22 BB20 CC60 DD20 EE40 FF28 HH05 3G084 BA04 DA00 DA26 DA30 EB11 EB22 FA01 FA07 FA09 FA11 FA33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路内のエアクリーナとスロットル
バルブとの間に介装された圧力センサの故障を検出する
装置であって、エンジンの吸入空気量に関する情報を検出する吸入空気
量検出手段と、上記吸入空気量検出手段の出力値の変化と上記圧力セン
サの出力値の変化との比較結果に基づいて該圧力センサ
の故障を判定する故障判定手段とをそなえていることを
特徴とする、圧力センサの故障検出装置。
【請求項２】上記故障判定手段が、上記吸入空気量検
出手段からの検出情報に基づいて吸入空気量の増大量が
第１所定値以上で、且つ、上記圧力センサで検出される
圧力の絶対変化量が第２所定値以下であると上記圧力セ
ンサが故障していると判定することを特徴とする、請求
項１記載の圧力センサの故障検出装置。
【請求項３】上記吸入空気量検出手段が、エアフロー
センサとして構成されるとともに、上記圧力センサが上
記エアフローセンサの近傍に配設されていることを特徴
とする、請求項１又は２記載の圧力センサの故障検出装
置。
【請求項４】上記吸入空気量検出手段が、エンジンの
回転速度情報を検出するエンジン回転速度検出手段，エ
ンジンの負荷情報を検出するエンジン負荷検出手段及び
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段のう
ち少なくとも１つから構成され、該吸入空気量検出手段を構成する検出手段の検出情報に
基づいて、該吸入空気量が算出されることを特徴とす
る、請求項１又は２記載の圧力センサの故障検出装置。