JP2003307152A - 車両におけるmapセンサー故障診断装置及び方法 - Google Patents

車両におけるmapセンサー故障診断装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 吸入マニフォールド内の空気圧を示すMAP
(Manifold Air Pressure)セン
サーについて、その出力電圧値を上限値と下限値との間
にあってもMAPセンサーの出力の歪曲などに対して故
障の判断が容易に行えるようにした。 【解決手段】 MAPセンサーの出力信号が設定された
範囲内であるかを判断する段階一つ以上のエンジン作動
条件に基づいて前記空気圧を計算する段階前記MAPセ
ンサーの出力信号が前記設定された範囲内である場合、
MAPセンサーの出力信号が示す空気圧と計算された空
気圧との差が設定された値より小さいかを判断する段
階;及び、前記出力信号判断段階でMAPセンサーの出
力信号が設定された範囲内でない場合、または前記比較
段階で前記MAPセンサーの出力信号が示す空気圧と計
算された空気圧との差が設定された値より小さくない場
合に、計算された圧力を空気圧として設定する段階;を
含んで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両のマニフォール
ド空気圧センサーに関し、より詳しくはマニフォールド
空気圧の予測に基づくマニフォールド空気圧センサー故
障診断方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、車両の燃料噴射量を算出するた
めにエンジンに流入される空気量は、空気流量(MA
F;Mass Air Flow)センサーまたはマニ
フォールド空気圧(MAP;Manifold Air
Pressure)センサーを用いて吸入空気量を測
定し、その情報をエンジン制御手段に提供して空気流
量、燃料供給制御を行っている。(例えば、特許文献
1、特許文献2参照)
【0003】車両でマニフォールド空気圧センサー(以
下、「MAPセンサー」と記す)を用いる場合、センサ
ーの故障は現在の吸入空気量の測定が不可能である状態
を意味し、車両の始動性及び加速性などの運転性を低下
させるばかりでなく、空燃比の精密制御を不可能にし、
NOxなどの過剰排出となる。従って、MAPセンサー
の故障診断は、車両の走行に非常に重要な役割を担って
いる。
【0004】図1に、従来技術による車両のMAPセン
サー故障診断方法を示すフローチャートを示した。従来
の方法は、初期エンジン始動時あるいはエンジンが始動
した状態で吸入マニフォールドに流入される空気圧をM
APセンサーで検出し、エンジン制御手段により検出し
たMAPセンサーの出力電圧(ADMAP)をアナログ
信号からデジタル信号に変換する(S10)。
【0005】次いで、検出したMAPセンサーの出力電
圧(ADMAP)が、設定した上限値(MAP_TH_
HI)と下限値(MAP_TH_LO)との間にあるか
どうかを判断する(S11)。
【0006】出力電圧(ADMAP)が上限値(MAP
_TH_HI)と下限値(MAP_TH_LO)との間
にあれば、エンジン制御手段は、MAPセンサーのエラ
ーカウンターを減少(ADMAP Error Cou
nter −−)させた後、MAPセンサーが正常な状
態であると判断して、検出したMAPセンサーの出力電
圧(ADMAP)を圧力値に変換して燃料噴射量算出に
適用する(S12〜S14)。
【0007】S11で、MAPセンサーの出力電圧(A
DMAP)が上限値(MAP_TH_HI)と下限値
(MAP_TH_LO)との間になければ、エンジン制
御手段は、MAPセンサーのエラーカウンターを増加
(ADMAP Error Counter ++)さ
せて、エラーカウンター(ADMAP Error C
ounter)が設定された回数(ADERROR_C
NT_TH)以上であるか否かを判断する(S15、S
16)。
【0008】エラーカウンター(ADMAP Erro
r Counter)が設定された回数(ADERRO
R_CNT_TH)以下であれば、MAPセンサーが正
常な状態であると判断して、前述したようにMAPセン
サーの出力電圧(ADMAP)を燃料噴射量算出に適用
し、他方、エラーカウンター(ADMAP Error
Counter)が設定された回数(ADERROR
_CNT_TH)以上であれば、エンジン制御手段は、
MAPセンサーが故障した状態であると判断して、リン
プホームモード(Limp Home Mode)に進
んだ後、現在のエンジン回転数とスロットル開度によっ
て予め設定された圧力値をMAPセンサーの出力電圧に
代替して燃料噴射量算出に適用する。
【0009】前述したような従来の車両に適用されるM
APセンサー故障診断方法は、MAPセンサーの出力電
圧が上限値と下限値との間にない場合にだけ故障診断を
行うので、例えば、MAPセンサーの出力電圧が上限値
と下限値との間に固定されていたり、出力が歪曲される
場合など、センサーそのものの故障またはMAPセンサ
ーの出力線がその他のセンサー端との短絡などによって
エンジン制御手段で出力電圧が誤って判読される場合に
ついては、故障または異常の有無を判断することができ
ないといった問題点を有していた。
【0010】また、MAPセンサーの故障時にも単純に
現在のエンジン回転数とスロットル開度率とによって予
め設定された圧力値を吸気圧として適用しているので、
エンジン始動性及び運転性が悪化し、さらにはエンジン
停止などの状況が発生する問題点がある。
【0011】
【特許文献1】特開2002−038989号公報
【特許文献2】特開2000−179386号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前記の問題点を解決す
べく、本発明の目的は、MAPセンサー出力電圧値を上
限値と下限値との間にあってMAPセンサーの出力の歪
曲などに対して故障の判断が容易に行えるようにし、か
つエンジンの始動性及び運転性を大きく害しない状態を
維持し、吸入空気量の適切な予測によりエンジン運行中
にも空燃比の深刻な歪曲を起こさないので、排気ガスの
変動を少なくすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による車両におけ
るMAPセンサー故障診断方法は、MAPセンサーの出
力信号が設定された範囲内であるかを判断するMAPセ
ンサー出力信号判断段階;一つ以上のエンジン作動条件
に基づいて吸入マニフォールドの圧力を計算する圧力計
算段階;前記MAPセンサーの出力信号が前記設定され
た範囲内である場合、MAPセンサーの出力信号が示す
吸入マニフォールドの圧力と計算された吸入マニフォー
ルドの圧力との差が設定された値より小さいかを判断す
る比較段階;及び、前記出力信号判断段階でMAPセン
サーの出力信号が設定された範囲内でない場合、または
前記比較段階で前記MAPセンサーの出力信号が示す吸
入マニフォールドの圧力と計算された吸入マニフォール
ドの圧力との差が設定された値より小さくない場合に、
計算された圧力を吸入マニフォールドの圧力として設定
する設定段階;を含むことを特徴としている。
【0014】前記設定段階で、MAPセンサーの出力信
号が前記設定された範囲内でない場合、エラーカウンタ
ーを増加させ、増加したエラーカウンターが設定された
値以上である場合に、好ましくは前記計算された圧力を
吸入マニフォールドの圧力として設定する。
【0015】前記設定段階で、前記比較段階でのMAP
センサーの出力信号が示す吸入マニフォールドの圧力と
計算された吸入マニフォールドの圧力との差が前記設定
された値より小さくない場合、エラーカウンターを増加
させ、増加したエラーカウンターが設定された値以上で
ある場合に、好ましくは前記計算された圧力を吸入マニ
フォールドの圧力として設定する。
【0016】前記比較段階は、好ましくはスロットル開
度センサー、カム位置センサー及び吸入空気温度センサ
ーが正常な場合に行われる。
【0017】また、前記比較段階は、好ましくはエンジ
ン回転数が設定された回転数より小さく、スロットル開
度変化量が設定された値より小さい場合に行われる。
【0018】前記圧力計算段階で、前記エンジン作動条
件は、好ましくはエンジン回転数、スロットル開度、大
気圧力及び吸入空気温度を含む。
【0019】前記圧力計算段階は、好ましくはスロット
ル通過基本空気量を算出する段階;前記算出されたスロ
ットル通過基本空気量を補正してスロットル通過空気量
を算出する段階;前記算出されたスロットル通過空気量
に基づいて吸入マニフォールドの圧力変化量を算出する
段階;及び前記算出された吸入マニフォールドの圧力変
化に基づいて吸入マニフォールドの圧力を算出する段
階;を含む。
【0020】前記スロットル通過基本空気量は、好まし
くはスロットル開度とエンジン回転数とによる基本通過
空気量、アイドル速度調節器(ISA:Idle Sp
eed Actuator)通過空気量、及びスロット
ル漏洩通過空気量の合計から求められ、前記スロットル
通過基本空気量の補正は、好ましくは算出されたスロッ
トル通過基本空気量に空気温度補正係数とスロットル両
端圧力比補正係数とをかけて行われる。空気温度補正係
数(Corr_Temp)は、好ましくは式1によって
算出される。
【0021】
【数4】
【0022】前記スロットル両端圧力比補正係数(Co
rr_RPRESS)は、好ましくは式2によって算出
される。
【数5】
【0023】前記吸入マニフォールドの圧力変化量(d
elta_P)は、好ましくは式3によって算出され
る。
【数6】
【0024】本発明による車両におけるMAPセンサー
故障診断方法は、好ましくは前記算出された吸入マニフ
ォールドの圧力、シリンダー内部の残留気体圧力、及び
設定された比例定数に基づいて、シリンダーに流入され
る空気量を算出する段階をさらに含む。前記シリンダー
内部の残留気体圧力と前記設定された比例定数とは、好
ましくは各々エンジン回転数に基づいて決定される。
【0025】本発明の車両におけるMAPセンサー故障
診断装置は、吸入マニフォールドの圧力を検出して該当
する信号を出力するMAPセンサー;及び一つ以上のエ
ンジン作動条件とMAPセンサーの出力信号とに基づい
てMAPセンサーの故障診断を行う制御部;を含み、前
記制御部は、MAPセンサーの出力信号が設定された範
囲内であるかを判断する段階;前記一つ以上のエンジン
作動条件に基づいて吸入マニフォールドの圧力を計算す
る段階;前記MAPセンサーの出力信号が設定された範
囲内である場合、MAPセンサーの出力信号が示す吸入
マニフォールドの圧力と計算された吸入マニフォールド
の圧力との差が設定された値より小さいかを比較する段
階;及び前記出力信号判断段階でMAPセンサーの出力
信号が設定された範囲内でない場合、または前記比較段
階で前記比較段階でMAPセンサーの出力信号が示す吸
入マニフォールドの圧力と計算された吸入マニフォール
ドの圧力との差が設定された値より小さくない場合に、
計算された圧力を吸入マニフォールドの圧力として設定
する段階;を含む制御ロジックを行うようにプログラム
されることを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の実施の形態の例を詳細に説明する。本発明による
MAPセンサー故障診断装置を概略的に示すブロック図
を図2に示した。
【0027】本発明のMAPセンサー故障診断装置は、
吸入マニフォールドに流入された空気の圧力を検出する
MAPセンサー10と、加速ペダルと連動したスロット
ルバルブの開度を検出するスロットルセンサー20と、
大気の圧力を検出する大気圧力センサー30と、吸入マ
ニフォールドに流入する空気の温度を検出する吸入空気
温度センサー40と、現在のエンジン回転数を検出する
エンジン速度センサー50をそれぞれ電圧値として制御
部60に出力する。制御部60では、MAPセンサー1
0からの出力電圧値を設定された上限値及び下限値と比
較して、上限値と下限値との間に含まれているか否かに
よってMAPセンサーの故障を診断し、同時にスロット
ルバルブ及び吸入マニフォールドを含むエンジン吸気系
モデル式から現在のエンジン作動条件での吸入マニフォ
ールドの圧力を算出し、この圧力値とMAPセンサー1
0から得られた圧力値とを比較してMAPセンサー10
の実質的な故障診断を行う。
【0028】制御部60は、マイクロプロセッサー、メ
モリ、その他関連ハードウェアで構成され、その制御信
号はインジェクター70に出力され、制御信号により設
定された時間駆動されて燃焼室に算出された燃料量を噴
射し、一方、制御部60から印加された制御信号を点火
装置80に出力し、点火時期を進角あるいは遅角させエ
ンジンの燃焼を安定させて維持する。
【0029】前述の機能を有する構成において、MAP
センサーの故障診断を行う動作に対し図3乃至図7を参
照して説明する。
【0030】図3は、本発明による車両のMAPセンサ
ー故障診断方法で吸入マニフォールドの圧力を推測する
ための吸気系モデルを示す図面である。エンジンシステ
ム100は、外からの空気がエアフィルター102を通
ってスロットルボディー104に吸入され、回転可能に
配置されているスロットルプレート106を通過して吸
入マニフォールド108に流入されるように配置されて
いる。スロットルボディー104に流入された空気の一
部は、通常のアイドル速度調節器(IdleSpeed
Actuator、以下「ISA」とする)112を
通って吸入マニフォールド108に流入される。
【0031】吸入マニフォールド108は、エンジンシ
リンダー120にある燃焼室118と連通して、吸入し
た空気を燃焼室118に供給するもので、内部にマニフ
ォールド圧力センサー110があり、吸入マニフォール
ド108内の圧力を検出して該当する信号を制御ユニッ
ト60に出力している。
【0032】図4は、本発明による車両のMAPセンサ
ー故障診断方法を示すフローチャートである。初期エン
ジン始動時あるいはエンジンが始動した状態でMAPセ
ンサー10から吸入マニフォールドに流入される空気圧
が検出され、制御部60は、MAPセンサー10からの
出力信号(ADMAP)をアナログ信号からデジタル信
号に変換する(S101)。なお、MAPセンサー10
の出力信号は電圧信号であるのが好ましい。
【0033】制御部60は、MAPセンサー10の出力
電圧(ADMAP)がセンサーの定格出力電圧として設
定された上限値(MAP_TH_HI)と下限値(MA
P_TH_LO)との間にあるかどうかを判断する(S
102)。上限値と下限値は、ここでの詳細な説明は省
略するが、本発明の技術分野の当業者によって容易に選
択されるものである。
【0034】S102で、MAPセンサー10の出力電
圧(ADMAP)が上限値(MAP_TH_HI)と下
限値(MAP_TH_LO)との間にあると判断されれ
ば、制御部60は、MAPセンサー10のエラーカウン
ターを減少(ADMAP Error Counter
−−)させた後(S103)、検出されたMAPセン
サー10の出力電圧(ADMAP)を圧力値に変換する
(S104)。
【0035】そして、吸気系に関するセンサーであるス
ロットル開度センサー(TPSセンサー)20、大気圧
力センサー30、吸入空気温度センサー40及びカム位
置センサー(CPSセンサー)の状態を検出して正常な
状態を維持しているか否かを判断し(S105)、正常
な状態を維持していると判断されれば、MAPセンサー
10で検出される圧力値が適切であるか否を判断するル
ーチンを行う。これは、スロットルバルブと吸入マニフ
ォールドとを含む吸気系モデルを使用して圧力値を計算
するためには、前記センサーの値を利用しなければなら
ず、これらのセンサーが故障した状態であれば、吸気系
モデルの正確な圧力値を算出することができないためで
ある。
【0036】スロットルセンサー20、大気圧力センサ
ー30、吸入空気温度センサー40、及びカム位置セン
サー(CPSセンサー)が正常な状態であるか否かの判
断は、これらのセンサーの信号とエンジン作動条件とに
基づいて行われ、この方法は、本発明の属する技術分野
で一般的に知られた方法である。従って、S105の判
断で、吸気系に関するセンサー及びカム位置センサー
(CPSセンサー)のうちのいずれか一つにでも故障が
あると圧力値の有効性を判断するルーチンを行うことが
できない。
【0037】S105の判断で、吸気系に関するセンサ
ー及びカム位置センサー(CPSセンサー)が正常な状
態を維持していると判断されれば、検出されたMAPセ
ンサー10の圧力値の有効性を判断するためのルーチン
を行い、このためには、まずRPMセンサー50から検
出される現在のエンジン回転数が設定された基準値(R
PM_TH)以下の状態を維持しているか否かを判断す
る(S106)。
【0038】前記で、現在のエンジン回転数が設定され
た基準値(RPM_TH)以上を維持していれば、過度
なエンジン回転数の変動、つまり急加減速などの条件で
あると判断して、MAPセンサー10の圧力値の有効性
判断条件に適合しないものであると判断して初期化ルー
チンにリターンし、設定された基準値(RPM_TH)
以下を維持していれば、スロットルセンサー20で検出
される設定された単位時間当りのスロットル変化量(D
TPS)が設定された基準値(DTPS_TH)以下で
あるかを判断する(S107)。
【0039】前記で単位時間当りのスロットル変化量
(DTPS)が設定された基準値(DTPS_TH)以
上であれば、これも急加減速などの条件であると判断し
て、MAPセンサー10の圧力値の有効性判断条件に適
合しないものであると判断して初期化ルーチンにリター
ンし、設定された基準値(DTPS_TH)以下の状態
であれば、現在検出されるMAPセンサー10の圧力値
(Pin)とエンジン吸気系モデルから求めた圧力値
(Pin_mod)との差に対する絶対値(Diff_
Ps)を算出する(S108)。
【0040】そして、前記で算出した絶対値(Diff
_Ps)が設定された基準値(DPS_TH)以下の状
態を維持しているかを判断して(S109)、設定され
た基準値以下の状態を維持していると判断されれば、圧
力値エラーカウンターを減少(Pss Error C
ounter ++)させた後、MAPセンサー10が
正常な状態を維持していると判断して現在の検出圧力値
を燃料噴射量算出に適用する(S111)。万が一、前
記で算出した絶対値(Diff_Ps)が設定された基
準値(DPS_TH)以上の状態を維持していると判断
されれば、圧力値エラーカウンターを増加(Pss E
rror Counter ++)させた後(S11
2)、増加した圧力値エラーカウンター値が設定された
基準回数(PssERROR_CNT_TH)を超える
か否かを判断する(S113)。
【0041】前記で、設定された基準回数(PssER
ROR_CNT_TH)を超えない状態であれば、初期
化ルーチンにリターンし、設定された基準回数(Pss
ERROR_CNT_TH)を超える状態であれば、M
APセンサー10が故障であると判断して(S11
4)、燃料噴射量算出のためのMAPセンサー10の圧
力値を現在のエンジン回転数、スロットル開度、大気
圧、吸入空気温度などを総合的に考慮した吸気系モデル
の圧力値(Pin_mod)に代替して適用する(S1
15)。
【0042】S102で、MAPセンサー10の出力電
圧(ADMAP)が定格出力電圧として設定されている
上限値(MAP_TH_HI)と下限値(MAP_TH
_LO)との間に存在しないと判断されれば、制御部6
0は、MAPセンサー10のエラーカウンターを増加
(ADMAP Error Counter ++)さ
せた後(S120)、エラーカウンター(ADMAP
Error Counter)が設定された回数(AD
MAP ERROR_CNT_TH)以上であるか否か
を判断する(S121)。
【0043】エラーカウンター(ADMAP Erro
r Counter)が設定された回数(ADMAP
ERROR_CNT_TH)以下であれば、初期の過程
にリターンされ、エラーカウンター(ADMAP Er
ror Counter)が設定された回数(ADMA
P ERROR_CNT_TH)以上であれば、MAP
センサー10の故障と判断してリンプホームモードに進
んだ後、燃料噴射量算出のためのMAPセンサー10の
圧力値を現在のエンジン回転数、スロットル開度、大気
圧、吸入空気温度などを総合的に考慮した吸気系モデル
の圧力値(Pin=Pin_mod)に代替して適用し
て、燃料量噴射量を算出する(S115)。
【0044】従って、制御部60は、適用されるMAP
センサー10の圧力値を通じて燃料噴射量を算出した
後、インジェクター70の駆動時間を制御して算出され
た燃料量を噴射させると同時に、点火装置80の点火時
期を制御して安定したエンジン始動性及び定速性を維持
する。
【0045】前記で、吸気系モデルの圧力値(Pin_
mod)は、添付された図4に示された通りであり、ス
ロットルバルブモデルと吸入マニフォールドモデルとを
利用して算出するが、スロットルバルブモデルは吸気系
の始まりであるエアーフィルターからスロットルバルブ
とISAバルブとを含むもので、スロットルバルブの開
度とエンジン回転数とを利用して基本的な吸入空気量を
算出して、これを両端間の圧力差を利用して補正する。
【0046】その次に、吸入マニフォールドモデルは、
吸入マニフォールドから始まって燃焼室までを含むもの
で、質量保存の法則を利用しスロットルを通じて吸入さ
れる空気量と燃焼室に流入される空気量とを算出し、こ
れらの差による圧力差を算出して積分することにより、
現在の吸気マニフォールドの圧力を算出するものであ
る。図4の方法を反復的に行うことによってMAPセン
サー故障診断を行うことができ 、MAPセンサーの故
障と判断される場合に、前記吸気系モデルから計算され
た吸入マニフォールドの圧力を現在の状態の吸入マニフ
ォールドの圧力として設定することにより、MAPセン
サーの故障と判断される場合にもより信頼できる吸入マ
ニフォールドの圧力を得ることができるようになる。
【0047】吸気系モデルの圧力値の検出についてより
具体的に説明する。図5は、本発明による車両のMAP
センサー故障診断方法で図4の吸気系モデルを利用して
吸入マニフォールドの圧力を計算する過程を示すフロー
チャートである。
【0048】まず、現在のスロットル開度とエンジン回
転数とによる空気量値(KF_MASS_TH)を予め
設定された2次元テーブルを通じて算出し(S20
0)、アイドル制御デューティの状態でISAバルブを
通過する空気量(m_isa)を算出し(S201)、
スロットルバルブが閉鎖された状態でスロットルプレー
ト間での漏洩空気流量(m_leakage)を算出す
る(S202)。前記エンジン回転数とスロットル開度
とによって予め設定された通過空気量テーブルは、実際
のエンジンで測定されるデータにより構成され、一般に
エンジン回転数が高くスロットル開度が大きいほどスロ
ットル通過空気量が増加する。
【0049】ISAバルブ通過空気量(m_isa)
は、ISAバルブ開度によるISAバルブ通過空気量を
意味し、実際のエンジンで測定してデータを得る。IS
Aバルブ通過空気量(m_isa)は、ISA開度が増
加するのに伴って大きくなる。ISAバルブ通過空気量
は、当業者によって容易に測定可能である。
【0050】漏洩空気量は、スロットルバルブを完全に
閉鎖した状態で実験によって測定した値である。そし
て、前記で算出されたスロットル開度(TPS)とエン
ジン回転数(RPM)とによる空気量値(KF_MAS
S_TH)、ISAバルブを通過する空気量(m_is
a)及びスロットルバルブが閉鎖された状態でのスロッ
トルプレート間での漏洩空気量(m_leakage)
を考慮してスロットルを通過する基本空気量(m_th
_in_raw)を算出する(S203)。
【0051】この時、前記で算出される基本空気量(m
_th_in_raw)は、標準状態で測定された値で
あるので、これに対する現在のエンジン状態での補正が
必要である。このためには、まず、空気温度に対する補
正係数(Corr_Temp)を式1を利用して算出す
る(S204)。Tは、好ましくは摂氏0度の絶対温
度(つまり、273゜K)に設定する。
【0052】
【数7】
【0053】次に、スロットル両端の圧力比に対する空
気通過量を補正しなければならない。図6は、本発明に
よる吸気系モデルで検出されるスロットル両端の圧力比
に対する空気流量の関係を示すグラフである。この補正
は、スロットル両端の圧力比が一定の値(臨界圧力比、
0.5283)以下である場合に図6のA領域に空気通
過量が一定に維持され、その以上である場合は図6のB
領域のようにしだいに減る現象を示し、圧力比が1の場
合、つまり両端の圧力が同一な場合には空気通過量がな
いためである。
【0054】これを求めるために、まず、スロットル入
口端の圧力(Pth_in)を算出しなければならない
が、これは、シリンダー流入空気量による圧力降下テー
ブル値(KF_PRESS_DROP)を通じて算出
し、流入空気量が大きいほどスロットル入口端の圧力降
下が大きく現れる傾向を示す。直前のシリンダー流入空
気量(m_cylinder_old)を利用して圧力
降下テーブルからスロットル入口端の圧力(Pth_i
n)を算出する(S205)。
【0055】次に、両端間の圧力比を利用して圧力比補
正係数(Corr_RPRESS)を算出するが、これ
は、下記の式2で設定されるテーブル値(KF_LA
F)が利用され、この時の吸入マニフォールドの圧力は
以前の段階で求めた圧力モデル値(Pin_mod_o
ld)である(S206)。
【0056】
【数8】 式中、kは比熱比であり、空気の場合には1.4程度で
あり、空気燃料混合気である場合には理論空燃比で1.
26から1.27程度であるとされている。
【0057】空気温度に対する補正係数(Corr_T
emp)及び圧力比補正係数(Corr_RPRES
S)が算出されたら、現在スロットルを通過する空気量
(m_th_in)を下記の式4のように算出する(S
207)。
【数9】
【0058】スロットルを通過する補正空気量(m_t
h_in)が算出されたら、吸入マニフォールドでの圧
力変化量(delta_P)を検出する(S208)。
圧力変化量(delta_P)は、吸入マニフォールド
に吸入される空気量(m_th_in)及びシリンダー
に流入される空気量の差から発生するので、これを下記
の式3のような理想気体方程式を使用して求める。
【0059】
【数10】
【0060】吸入マニフォールドに吸入される空気量
(m_th_in)は、前記で求めたスロットル通過空
気量と同一である。
【0061】前記のように、吸入マニフォールドでの圧
力変化量(delta_P)が算出されれば、この値を
以前の計算で算出した吸入マニフォールドの圧力(Pi
n_old)と合せて現在の吸入マニフォールドに対す
る圧力(Pin_mod)を算出する(S209)。
【0062】図7は、本発明による吸気系モデルで吸入
マニフォールドの圧力に対する燃焼室内の吸入空気量の
関係を示すグラフである。前記のように、現在の吸入マ
ニフォールドに対する圧力(Pin_mod)が算出さ
れれば、次にシリンダーに流入される空気量を計算する
ために吸入マニフォールドの圧力に対する空気流量の比
例関係を図7に示されている1次式に近似したモデルを
利用して算出する。
【0063】このために、まず、各エンジン回転数によ
るシリンダー内部の残留気体圧力(Pirg)が設定さ
れているテーブル値(KF_RES_GAS)から現在
のエンジン回転数に対するシリンダー内部の残留気体圧
力(Pirg)を算出し、吸入空気量は、吸入マニフォ
ールドの圧力だけでなくエンジン回転数によっても変化
するので、現在の圧力に対する比例定数であるK値をエ
ンジン回転数によって設定したテーブル値(KF_MA
SS_PS)を通じて算出する(S210)。
【0064】前記のように、現在のエンジン回転数に対
するシリンダー内部の残留気体圧力(Pirg)と現在
の圧力に対する比例定数であるK値とが算出されれば、
これらの値を下記の式5のように演算してシリンダーに
流入される実質的な空気量(m_cylinder)を
計算する(S211)。
【0065】
【数11】
【0066】前記のような過程を通じてシリンダーに流
入される実質的な空気量が算出されれば、以前の検出値
を現在の検出値に更新して(S212)、この値を燃料
噴射量算出に適用する。
【0067】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明は、MA
Pセンサーの故障診断をセンサーの出力電圧の上限値と
下限値との範囲の比較を通じて行うと同時に、吸気系モ
デル式から現在のエンジン状態の吸入マニフォールドの
力を求めて算出された圧力値とMAPセンサーから得ら
れた圧力値とを比較してMAPセンサーの異常を判断す
るので、MAPセンサーの出力電圧の上限値と下限値と
の範囲内での出力の歪曲などに対して故障判断を容易に
することができる。
【0068】また、MAPセンサーの故障時に、現在の
エンジン回転数、スロットル開度、大気圧、吸入空気温
度などを総合的に考慮した圧力値を使用することによっ
て、始動性及び運転性を大きく害しない状態を維持し、
吸入空気量の適切な予測によってエンジン運行中にも空
燃比の深刻な歪曲を招かないのでエミッションを安定さ
せる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による車両のMAPセンサー故障診断
方法を示すフローチャートである。
【図2】本発明による車両におけるMAPセンサー故障
診断装置を概略的に示すブロック図である。
【図3】本発明による車両のMAPセンサー故障診断方
法で吸気マニフォールドの圧力を推測するための吸気系
モデルを示す図面である。
【図4】本発明による車両のMAPセンサー故障診断方
法を示すフローチャートである。
【図5】本発明による車両のMAPセンサー故障診断方
法で図4の吸気系モデルを利用して吸入マニフォールド
の圧力を計算する過程を示すフローチャートである。
【図6】本発明による吸気系モデルで検出されるスロッ
トル両端の圧力比に対する空気流量の関係を示すグラフ
である。
【図7】本発明による吸気系モデルで吸入マニフォール
ドの圧力に対する燃焼室内の吸入空気量の関係を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
10 : MAPセンサー 20 : スロットルセンサー 30 : 大気圧力センサー 40 : 吸入空気温度センサー 50 : エンジン回転数(RPM)センサー 60 : 制御部 70 : インジェクター 80 : 点火装置 100 : エンジンシステム 102 : エアフィルター 104 : スロットルボディー 106 : スロットルプレート 108 : 吸入マニフォールド 110 : MAPセンサー 112 : アイドル速度調節器 118 : 燃焼室 120 : エンジンシリンダー

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸入マニフォールド内の空気圧を示すM
    AP(Manifold Air Pressure)
    センサーの出力信号が設定された範囲内であるかを判断
    するMAPセンサー出力信号判断段階;一つ以上のエン
    ジン作動条件に基づいて吸入マニフォールドの圧力を計
    算する圧力計算段階;前記MAPセンサーの出力信号が
    前記設定された範囲内である場合、MAPセンサーの出
    力信号が示す吸入マニフォールドの圧力と計算された吸
    入マニフォールドの圧力との差が設定された値より小さ
    いかを判断する比較段階;及び、前記出力信号判断段階
    でMAPセンサーの出力信号が前記設定された範囲内で
    ない場合、または前記比較段階で前記差が前記設定され
    た値より小さくない場合に、前記計算された圧力を吸入
    マニフォールドの圧力として設定する設定段階;を含ん
    でなることを特徴とする車両におけるMAPセンサー故
    障診断方法。
  2. 【請求項2】 前記設定段階で、MAPセンサーの出力
    信号が前記設定された範囲内でない場合、エラーカウン
    ターを増加させ、増加したエラーカウンターが設定され
    た値以上である場合に、前記計算された圧力を吸入マニ
    フォールドの圧力として設定することを特徴とする請求
    項1記載の車両におけるMAPセンサー故障診断方法。
  3. 【請求項3】 前記比較段階で、前記MAPセンサーの
    出力信号が示す吸入マニフォールドの圧力と計算された
    吸入マニフォールドの圧力との差が設定された値より小
    さくない場合にエラーカウンターを増加させ、増加した
    エラーカウンターが設定された値以上である場合に前記
    計算された圧力を吸入マニフォールドの圧力として設定
    することを特徴とする請求項1記載の車両におけるMA
    Pセンサー故障診断方法。
  4. 【請求項4】 前記比較段階は、スロットル開度センサ
    ー、カム位置センサー、及び吸入空気温度センサーが正
    常な場合に行われることを特徴とする請求項1記載の車
    両におけるMAPセンサー故障診断方法。
  5. 【請求項5】 前記比較段階は、エンジン回転数が設定
    された回転数より小さい場合に行われることを特徴とす
    る請求項1記載の車両におけるMAPセンサー故障診断
    方法。
  6. 【請求項6】 前記比較段階は、スロットル開度変化量
    が設定された値より小さい場合に行われることを特徴と
    する請求項1記載の車両におけるMAPセンサー故障診
    断方法。
  7. 【請求項7】 前記圧力計算段階で、前記エンジン作動
    条件は、エンジン回転数、スロットル開度、大気圧及び
    吸入空気温度を含むことを特徴とする請求項1記載の車
    両におけるMAPセンサー故障診断方法。
  8. 【請求項8】 前記圧力計算段階は、 スロットル通過基本空気量を算出する段階;前記算出さ
    れたスロットル通過基本空気量を補正してスロットル通
    過空気量を算出する段階;前記算出されたスロットル通
    過空気量に基づいて吸入マニフォールドの圧力変化量を
    算出する段階;及び前記算出された吸入マニフォールド
    の圧力変化量に基づいて吸入マニフォールドの圧力を算
    出する段階;を含んでなることを特徴とする請求項1記
    載の車両におけるMAPセンサー故障診断方法。
  9. 【請求項9】 前記スロットル通過基本空気量は、スロ
    ットル開度とエンジン回転数とによる基本通過空気量、
    アイドル速度調節器(ISA;Idle Speed
    Actuator)通過空気量、及びスロットル漏洩通
    過空気量の合計から求められることを特徴とする請求項
    8記載の車両におけるMAPセンサー故障診断方法。
  10. 【請求項10】 前記スロットル通過基本空気量の補正
    は、前記算出されたスロットル通過基本空気量に空気温
    度補正係数とスロットル両端圧力比補正係数とをかけて
    行われることを特徴とする、請求項8に記載の車両にお
    けるMAPセンサー故障診断方法。
  11. 【請求項11】 前記空気温度補正係数(Corr_T
    emp)は、式1によって算出されることを特徴とする
    請求項10記載の車両におけるMAPセンサー故障診断
    方法。 【数1】
  12. 【請求項12】 前記スロットル両端圧力比補正係数
    (Corr_RPRESS)は、式2によって算出され
    ることを特徴とする請求項10記載の車両におけるMA
    Pセンサー故障診断方法。 【数2】
  13. 【請求項13】 前記吸入マニフォールドの圧力変化量
    (delta_P)は、式3によって算出されることを
    特徴とする請求項8記載の車両におけるMAPセンサー
    故障診断方法。 【数3】
  14. 【請求項14】 前記算出された吸入マニフォールドの
    圧力、シリンダー内部の残留気体圧力、及び設定された
    比例定数に基づいて、シリンダーに流入される空気量を
    算出する段階をさらに含むことを特徴とする請求項8記
    載の車両におけるMAPセンサー故障診断方法。
  15. 【請求項15】 前記シリンダー内部の残留気体圧力と
    前記設定された比例定数とは、各々エンジン回転数に基
    づいて決定されることを特徴とする請求項14記載の車
    両におけるMAPセンサー故障診断方法。
  16. 【請求項16】 吸入マニフォールドの圧力を検出して
    該当する信号を出力するMAP(Manifold A
    ir Pressure)センサー;及び一つ以上のエ
    ンジン作動条件と前記MAPセンサーの出力信号とに基
    づいてMAPセンサーの故障診断を行う制御部;を含む
    MAPセンサー故障診断装置において、 前記制御部は、 前記MAPセンサーの出力信号が設定された範囲内であ
    るかを判断する段階;前記一つ以上のエンジン作動条件
    に基づいて吸入マニフォールドの圧力を計算する計算段
    階;前記MAPセンサーの出力信号が前記設定された範
    囲内である場合、MAPセンサーの出力信号が示す吸入
    マニフォールドの圧力と計算された吸入マニフォールド
    の圧力との差が設定された値より小さいかを判断する比
    較段階;及び前記出力信号判断段階でMAPセンサーの
    出力信号が前記設定された範囲内でない場合、または前
    記比較段階でMAPセンサーの出力信号が示す吸入マニ
    フォールドの圧力と計算された吸入マニフォールドの圧
    力との差が設定された値より小さくない場合に、計算さ
    れた圧力を吸入マニフォールドの圧力として設定する段
    階;を含む制御ロジックを行うようにプログラムされる
    ことを特徴とする車両におけるMAPセンサー故障診断
    装置。
  17. 【請求項17】 前記比較段階は、スロットル開度セン
    サー、カム位置センサー、及び吸入空気温度センサーが
    正常な場合に行われるようにプログラムされることを特
    徴とする請求項16記載の車両におけるMAPセンサー
    故障診断装置。
  18. 【請求項18】 前記比較段階は、エンジン回転数が設
    定された回転数より小さく、スロットルポジション変化
    量が設定された値より小さい場合に行われるようにプロ
    グラムされることを特徴とする請求項16記載の車両に
    おけるMAPセンサー故障診断装置。
  19. 【請求項19】 前記計算段階で、前記吸入マニフォー
    ルドの圧力は、エンジン回転数、スロットル開度、大気
    圧、及び吸入空気温度に基づいて算出されることを特徴
    とする請求項16記載の車両におけるMAPセンサー故
    障診断装置。
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