JP2005002879A

JP2005002879A - Air supply device

Info

Publication number: JP2005002879A
Application number: JP2003166947A
Authority: JP
Inventors: Shigemasa Hirooka; 重正広岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-11
Also published as: JP4277588B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air supply device for suppressing wrong recognition of atmospheric pressure caused by residual pressure, in the air supply device detecting the atmospheric pressure based on pressure in an inactive time. <P>SOLUTION: In a case where a pressure value detected in the inactive time (for example, before starting) of the air supply device is used as the atmospheric pressure, and when difference between a stored atmospheric pressure learning value PGAMB and a measured pressure value P is large, the measured pressure value P is not used as the atmospheric pressure, but the stored atmospheric learning value PGAMB is used as an atmospheric pressure value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に空気を供給する空気供給装置に関し、特に、その構成部品として圧力検出手段を備え、大気圧の検出が可能な空気供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両における空気供給装置の構成部品の異常検出に圧力センサを用い、測定した圧力と大気圧との差圧やこの差圧の時間変動を調べる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。これらの技術では、相対圧センサや専用の大気圧センサを配置する代わりに、比較的安価な絶対圧センサを用いて、始動時点、つまり空気供給装置の作動開始前の圧力センサの出力値を大気圧として用いることで、大気圧センサを代用させ、部品点数の削減と、それによるコストダウンを図っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−８３０４８号公報（段落００１９〜００５８、図１〜図７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシステムにおいては、大気圧を検出しようとする場合には、圧力センサ部分の圧力が大気圧に一致している必要がある。ところが、空気供給装置の停止から十分な時間を経ずに再度空気供給装置を作動をさせるために大気圧を検出しようとする場合、供給装置の作動時における供給装置内の圧力が大気圧より高い状態から大気圧への復元が十分でなく、この高い圧力（残圧）を大気圧と誤認識してしまう可能性がある。このため、その後の故障判定において、この大気圧の誤認識により誤判定するおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、大気圧を非作動時の圧力を基にして検出する空気供給装置において、残圧による大気圧の誤認識を抑制することが可能な空気供給装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る空気供給装置は、内燃機関を搭載する車両の空気供給管上に配置される空気供給手段と、この空気供給管の空気供給手段の下流に配置される開閉弁と、空気供給手段と開閉弁との間の空気供給管上に配置され、空気供給管内の圧力を検出する圧力検出手段とを備える空気供給装置において、所定条件において圧力検出手段で検出した圧力値を大気圧値として記憶する圧力記憶手段と、空気供給手段を作動させる前に圧力検出手段で検出した圧力値と圧力記憶手段に記憶されている圧力値を比較し、その偏差が所定値以上の場合には、圧力記憶手段に記憶されている大気圧値を大気圧値として出力し、この偏差が所定値未満の場合には圧力検出手段で検出した圧力値を大気圧値として出力する大気圧値補正手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
気候や高度による大気圧の変化範囲に比べて、空気供給装置作動時の圧力は高くなる。そこで、圧力値が通常の気候や高度によって予想される変化範囲を超えている場合には、残圧によるものと推定し、前回所定条件を満たしたときに記憶された学習値を大気圧値として用いる。これにより、高い残圧がある場合に、その残圧をそのまま大気圧値として用いることがなくなるので、残圧による大気圧の誤認識を抑制し、これを基にした故障判定の誤判定を抑制することができる。
【０００８】
あるいは、本発明に係る空気供給装置の大気圧値補正手段は、空気供給手段を作動させる前に圧力検出手段で検出した圧力値の時間変化が所定値以上の場合には、圧力記憶手段に記憶されている大気圧値を大気圧値として出力し、この時間変化が所定値未満の場合には圧力検出手段で検出した圧力値を大気圧値として出力するものであってもよい。
【０００９】
また、残圧は空気供給装置の作動停止後比較的短時間に大気圧へと減衰していくため、その変化速度は、気候や高度による大気圧の変化速度に比べてはるかに大きい。したがって、圧力検出手段で測定した圧力の変化速度（低下速度）が気候や高度により通常予想される変化速度に比べて大きい場合には、残圧によるものと推定することができ、この場合には、前回の学習値を大気圧値として用いる。これにより、高い残圧がある場合に、その残圧をそのまま大気圧値として用いることがなくなるので、残圧による大気圧の誤認識を抑制し、これを基にした故障判定の誤判定を抑制することができる。
【００１０】
または、空気供給手段停止からの継続時間を判定する停止時間判定手段をさらに備え、大気圧値補正手段は、空気供給手段の作動前における停止時間判定手段で判定した継続時間が所定値以下の場合には、圧力記憶手段に記憶されている大気圧値を出力し、この継続時間が所定値未満の場合には圧力検出手段で検出した圧力値を大気圧値として出力するものであってもよい。
【００１１】
上述したように、残圧は空気供給装置の作動停止後比較的短時間に大気圧へと減衰していく。したがって、空気供給装置の停止制御後、通常予想される残圧の減衰時間を超える時間が経過した場合には、残圧は十分に減衰したものと推定しうる。そこで、空気供給装置の停止制御後の継続時間が不十分な場合には、前回の学習値を大気圧値として用いる。これにより、高い残圧が予想される場合に、その残圧をそのまま大気圧値として用いることがなくなるので、残圧による大気圧の誤認識を抑制し、これを基にした故障判定の誤判定を抑制することができる。
【００１２】
記空気供給手段の停止状態で、かつ、内燃機関が安定状態の場合に圧力検出手段で検出した圧力値と圧力記憶手段に記憶されている大気圧値との差が所定値以上の場合には、圧力検出手段の故障と判定する故障判定手段をさらに備えていてもよい。
【００１３】
このように学習を行う前に前回学習値と比較を行い、その差が圧力値が通常の気候や高度によって予想される変化範囲内にあるか否かをチェックすることで、圧力検出手段の故障の有無を判定しうる。
【００１４】
空気供給手段は、回転式のエアポンプであることが好ましい。回転式のエアポンプの場合、停止状態でもそのケーシングとインペラーの間の隙間から空気が流通しうる構成となっているため、下流に配置される圧力検出手段と大気とが連通し、大気圧の検出が容易である。
【００１５】
空気供給管は、内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に接続されていることが好ましい。この構成により、排気系に２次空気を供給することができる。
【００１６】
大気圧補正手段は、圧力記憶手段に記憶されている大気圧と標準大気圧との偏差が所定値以上の場合には、圧力記憶手段に記憶されている大気圧に代えて標準大気圧を用いてもよい。このようにすると、圧力記憶手段に記憶されている大気圧が標準からずれている場合にその大気圧をそのまま用いることがないので、大気圧学習時から気候や高度条件が変化している場合に偏差の大きい学習値を大気圧値として使用することがないので、誤判定を抑制することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１８】
ここでは、本発明に係る空気供給装置の実施形態として２次空気供給装置を例に説明する。図１は、この２次空気供給装置を搭載した内燃機関の構成を示す概略図である。この２次空気供給装置１は、内燃機関である多気筒ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと呼ぶ。）２に取り付けられるものである。このエンジン２は、４サイクルエンジンである。ここで、エンジン２には吸気管２０と排気管２１とが取り付けられており、吸気管２０には、スロットル２４が配置され、吸気フィルタ２５に接続されている。吸気フィルタ２５とスロットル２４の間には、空気量（一次空気量）を測定するためのエアフローメータ２６が配置されている。一方、排気管２１下流には、３元触媒からなる排気浄化装置２２が配置されており、排気浄化装置の上流と下流の双方に排気中の酸素濃度を検知するためのＯ_２センサ３１、３２が配置されている。なお、Ｏ_２センサに代えて、Ａ／Ｆセンサ、リニアＯ_２センサを用いてもよい。また、エンジン２には、その回転数Ｎｅを検出する回転数センサ２７が取り付けられ、その出力は、エンジンＥＣＵ２３に入力されている。
【００１９】
２次空気供給装置１は、吸気管２０の吸気フィルタ２５とスロットル２４との間の位置と排気管２１のエンジン２と上流側Ｏ_２センサ３１との間を接続する２次空気供給通路１１を備えており、この２次空気供給通路１１上に吸気管２０側から電気モータ駆動式のエアポンプ（ＡＰ）１２、エアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）１３、逆止弁であるリード弁（ＲＶ）１４が配置される。そして、ＡＰ１２とＡＳＶ１３との間に圧力センサ１５が配置されている。このＡＳＶ１３には、吸気管２０のスロットル２４下流から延びる配管１６が接続されており、この配管１６上には三方弁１７が配置されている。三方弁１７の他のポートは、配管１８、フィルタ１９を介して外気へと接続されている。
【００２０】
２次空気供給装置１の動作を制御する制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等で構成されており、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ２３と相互に情報をやりとりできるよう接続されているほか、圧力センサ１５、Ｏ_２センサ３１、３２の出力信号が入力されるとともに、ＡＰ１２のモータ駆動と三方弁１７の開閉を制御する。なお、制御装置１０は、エンジンＥＣＵ２３の一部をなしていてもよい。この制御装置１０は、故障診断部を含んでいる。なお、故障診断部を制御装置１０から独立させることも可能であり、また、別のシステム、例えば、車両の故障診断装置に組み込んでもよい。ここで、制御装置１０は内部に大気圧学習値を記憶する不揮発性のメモリなどからなる圧力記憶手段を備えている。この圧力記憶手段は、制御装置１０の外部に設けられていてもよく、不揮発性のメモリのほか、記憶媒体を用いた記憶手段であってもよいが、駐車時など車両の主電源がオフにされた状態でも記憶されている大気圧学習値を保持しうる構成とされている必要がある。
【００２１】
この２次空気供給装置１は、所定の条件を満たしたときに、２次空気供給制御（以下、ＡＩ制御と称する。）を実行する。この所定の条件とは、例えば、冷間始動時等の燃料濃度が高く、空燃比（Ａ／Ｆ）が小さく、かつ、排気浄化装置２２が充分に昇温しておらずその機能が充分に発揮されにくい状態が挙げられる。このような条件を満たしたときには、制御装置１０は三方弁１７を制御して、配管１６を吸気管２０へと連通させることにより、吸気管２０内の負圧をＡＳＶ１３に導いて、ＡＳＶ１３を開制御するとともに、ＡＰ１２を駆動させる。これにより、エアフィルタ２５を通過した空気の一部が２次空気供給通路１１を介して排気管２１内へと導かれる。この結果、排気中の酸素濃度が上昇し、そのＡ／Ｆが上がり、排気中のＨＣ、ＣＯの排気管２１における２次燃焼が促されて排気の浄化が図られるとともに、排気温度が上昇することにより排気浄化装置２２の３元触媒の昇温が促進されてエミッションの悪化が抑制される。なお、ＡＳＶ１３と三方弁１７の組み合わせに代えて、ＡＳＶ１３部分に直接、電磁弁を使用することもできる。
【００２２】
本２次空気供給装置１の制御装置１０内に設けられた故障診断部は、構成部品すなわち、ＡＰ１２、ＡＳＶ１３、ＲＶ１４等の異常を検出するものである。具体的には、制御装置１０が、２次空気供給通路１１上に配置される圧力センサ１５で検出される圧力挙動に基づいて構成部品の故障検出を行う。
【００２３】
故障検出の原理を簡単に説明する。図２は、図１における圧力センサ部分における圧力挙動として考えられるパターンを模式的に示したグラフである。ここでは、ＲＶ１４は正常に機能しているものとする。表１にＡＰ１２とＡＳＶ１３の作動状態の組み合わせに対する圧力変動パターンをまとめて示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
表１から圧力挙動パターンから逆にＡＰ１２、ＡＳＶ１３の作動状況を推定することができることが分かる。
【００２６】
この圧力挙動パターンを正確に判定するためには、現在の圧力状態とともに大気圧を把握する必要がある。そのためには、専用の大気圧センサを別途設けるか大気圧との差圧を測定する方法もあるが、コストアップになることから、圧力センサ１５のエンジン始動時の出力を大気圧として用いる手法がとられている。以下、本実施形態においてこの圧力センサ１５を用いた大気圧測定手法のいくつかの例について具体的に説明する。
【００２７】
図３、図４は第１の測定手法を説明するフローチャートである。この測定手法においては、図３に示す処理フローに基づいて大気圧を学習し、図４に示すようにこの学習値を用いて測定した大気圧値を検証している。
【００２８】
まず、図３に示される大気圧学習処理から説明する。この処理は、制御装置１０により、車両の主電源がオンにされてから所定のタイミングで繰り返し実行されるものである。最初に始動後十分な時間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ１）。始動後十分な時間が経過していない場合にはその後の処理をスキップして終了する。十分な時間が経過している場合には、次に圧力なまし値Ｐｓｍを読み込む（ステップＳ２）。
【００２９】
この圧力なまし値Ｐｓｍは、今回のタイムステップで検出した圧力値をＰｓ、前回のタイムステップにおける圧力なまし値の計算結果をＰｓｍ＿ｏｌｄとするとき、Ｐｓｍ＝｛（ｎ−１）×Ｐｓｍ＿ｏｌｄ＋Ｐｓ｝／ｎで表せる。図５は、こうして求められるＰｓｍとＰｓの時間変化を合わせて示している。ここで、圧力変動の周期の長さＴに対して、タイムステップΔｔが十分に短く（例えば、４×Δｔ≦Ｔ）、かつ、なまし値を求める際の係数ｎが十分に大きい（例えば、ｎ×Δｔ≧２×Ｔ）ときには、Ｐｓｍはサンプリング期間（ｎ×Δｔ）内における圧力値Ｐｓの平均値に近似した値となる。なお、処理開始後のタイムステップ数がｎに満たない場合には、ｎの代わりにタイムステップ数を用いればよい。このようになまし値を用いて計算を行うことで、過去のタイムステップにおける圧力値を記憶しておく必要がなく、必要なメモリ量を軽減することができるともに、計算が簡略化され、制御装置１０内の計算機資源を有効に活用することができる。ここでは、なまし値を用いたが、所定時間内の平均圧力や中心圧力等を用いてもよい。
【００３０】
続いて、ＡＩ制御状態か否かを判定する（ステップＳ３）。ＡＩ制御中の場合には、２次空気供給通路１１が排気管２１に連通するよう制御しているので圧力センサ１５で測定している圧力は排気管２１の内圧に強く影響される。そのため、その後の学習処理をスキップして処理を終了する。
【００３１】
ＡＩ制御状態でないと判定された場合には、次にＡＩ機器が正常か否かを判定する（ステップＳ４）。このＡＩ機器の正常／異常の判定は、上述した特許文献１の技術を用いて判定することができる。例えば、ＡＳＶ１３が開故障している場合には、２次空気供給通路１１が排気管２１に連通するよう制御しているので圧力センサ１５で測定している圧力は排気管２１の内圧に強く影響される。また、ＡＰ１２が常時作動故障している場合には、圧力センサ１５で測定している圧力はＡＰ１２の吐出圧により高い圧力を示す。このような場合には、大気圧を測定することができないため、その後の学習処理をスキップして処理を終了する。
【００３２】
ＡＩ機器が正常と判定された場合（大気圧測定に影響を及ぼさないＡＩ機器の故障、例えば、ＡＰ１２の停止故障やＡＳＶ１３の閉固着と判定された場合を含んでもよい。）には、エンジン２の作動が安定しているか否か判定する（ステップＳ５）。ここで、この判定は、エンジン負荷、車速等を基にしてエンジン２がアイドル状態で、かつ、エンジン水温が所定水温以上の状態にある場合を安定状態と判定すればよい。エンジン２が安定していない場合には、吸気条件が変化しており、吸気管２０に圧力変動が起こり、これが２次空気供給通路１１を通じて圧力センサ１５で測定している圧力に外乱として影響を及ぼす可能性があるため、その後の学習処理をスキップして処理を終了する。
【００３３】
エンジンが安定していると判定された場合には、読み込んだ圧力なまし値Ｐｓｍを大気圧学習値ＰＧＡＭＢに格納する。このＰＧＡＭＢは、前述した圧力記憶手段に格納され、車両の主電源がオフにされた状態でもその値が保持される。格納後は処理を終了する。
【００３４】
この処理によって圧力記憶手段の大気圧学習値ＰＧＡＭＢには、エンジン安定状態時（本発明における所定条件）に圧力センサ１５で測定した圧力のなまし値が格納される。この状態においては、圧力センサ位置の圧力は、２次空気供給通路１１と空気フィルタ２５とを通じて連通している外気の圧力と略等しいと考えられる。したがって、大気圧値に近い値が得られる。このように所定条件として始動後のエンジン安定状態を設定することでエンジン出力変化の影響を受けずに圧力センサ１５で大気圧値を測定し、学習を行うことができる。ここで、ステップＳ５におけるエンジン安定状態の判定は、所定時間以上エンジンの安定状態が継続している場合に安定状態と判定することが好ましい。このようにすると、過渡運転直後はエンジン安定状態と判定することがない。
【００３５】
次に、こうして圧力記憶手段に格納しておいた学習値を用いた始動時の大気圧判定処理を説明する。この図４に示される処理は、車両の電源スイッチがオンにされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００３６】
まず、イグニッション（ＩＧ）キーの状態を判定する（ステップＳ１１）。ＩＧスイッチがオフの場合には、その後の処理をスキップして終了する。一方、ＩＧキーがオンの場合には、フラグ値Ｆの値を判定する（ステップＳ１２）。このＦは車両の電源がオンにされた当初は初期値０に設定される。初期値０でない、つまり１に設定されている場合には、すでに大気圧初期値設定済みと判定してその後の処理をスキップして終了する。一方、初期値０の場合には、Ｆに１を設定し（ステップＳ１３）、圧力センサ１５で検出した圧力値Ｐを読み込む（ステップＳ１４）。
【００３７】
次に、読み込んだＰと圧力記憶手段に格納されている大気圧学習値ＰＧＡＭＢとの差の絶対値をしきい値Ａと比較する（ステップＳ１５）。このＡは通常予想される気象条件の変化や、高度変化による圧力変化量を超えるレベル、例えば、１〜２ｋＰａに設定されている。今回測定した圧力値Ｐと、大気圧学習値ＰＧＡＭＢとの差の絶対値がしきい値Ａより小さい場合には、残圧がないと判定して大気圧初期値Ｐｉｎｔに測定した圧力値Ｐを設定して（ステップＳ１６）処理を終了する。一方、今回測定した圧力値Ｐと、大気圧学習値ＰＧＡＭＢとの差の絶対値がしきい値Ａ以上の場合には、圧力値Ｐは残圧を含むものと判定して大気圧初期値Ｐｉｎｔに大気圧学習値ＰＧＡＭＢを設定して（ステップＳ１７）処理を終了する。
【００３８】
この処理により、始動前に圧力センサ１５で測定した圧力値Ｐと大気圧学習値ＰＧＡＭＢとの差の絶対値が通常予想される大気圧変化のレベルを超えている場合には、測定した圧力値Ｐを大気圧値として利用するのではなく、前回エンジン２を停止させた以前の正常な状態で測定して圧力記憶手段に格納しておいた大気圧値ＰＧＡＭＢを大気圧値として利用することで、残圧等の影響を排除し、誤った大気圧値を使用することがなくなる。これにより、その後のＡＩ機器の正常・異常判定を正確に行うことができる。
【００３９】
図６は、この２次空気供給装置１を搭載した車両における始動時の各種状態量の変化を示すタイミングチャートである。ここでは、ＡＩ実行中に時刻ｔａの時点でＩＧスイッチがオフにされてエンジン２を強制的に停止させ、その後ｔｂに再度ＩＧスイッチがオンにしてエンジン２を再起動させた場合のタイミングチャートを示している。以下、ＡＩ構成機器は全て正常の場合を考える。
【００４０】
時刻ｔａでＩＧスイッチがオフにされることで、始動フラグ、ＡＩ実行フラグも自動的にオフにされる。これにより、ＡＰ１２は停止制御され、ＡＳＶ１３は閉止制御される。このとき、ＡＳＶ１３は瞬時に閉止されるのに対して、ＡＰ１２は慣性力により実際に停止するまでにある程度の時間を要する。この結果、圧力センサ１５位置における圧力は、ＡＰ１２の吐出圧の影響を受けて、時刻ｔａ以前より一時的に増大した後、ＡＰ１２の吐出圧減少に伴い、ゆっくりと下降する挙動を示す。
【００４１】
このため、ＩＧスイッチを再度オンにした時刻ｔｂにおける圧力値は大気圧であるＰａｔｍより高いＰ_Ｌを示すこととなる。従来の装置によれば、このＰ_Ｌを大気圧初期値として利用していたため、時刻ｔｃでＡＩ実行フラグがオンにされ、ＡＰ１２の作動とＡＳＶ１３の開制御が実行されて圧力値がＰ_Ｈに増加した場合にも、その圧力上昇幅（Ｐ_Ｈ−Ｐ_Ｌ）が十分でないと判定して、具体的には図２に示されるパターン２または流量低下状態であると誤判定してしまう可能性がある。本実施形態によれば、このように残圧がある場合の大気圧値Ｐ_Ｌは大気圧学習値であるＰＧＡＭＢとの差がしきい値Ａを超えていると判定し、圧力初期値として大気圧値Ｐａｔｍに近いＰＧＡＭＢを使用するため、ＡＩ故障判定のための圧力挙動判定を正確に行うことができる。
【００４２】
次に、第２の測定手法を説明する。この測定手法は、第１の測定手法と始動時における大気圧値の検出手法が異なる。図７はこの検出処理の処理フローである。図８は、始動時における始動フラグ、ＩＧスイッチの状態、圧力の時間変化を示すタイミングチャートである。
【００４３】
最初に、イグニッション（ＩＧ）キーの状態を判定する（ステップＳ２１）。ＩＧスイッチがオフの場合には、その後の処理をスキップして終了する。一方、ＩＧキーがオンの場合には、圧力センサ１５で検出した現在の圧力値Ｐを読み込む（ステップＳ２２）。そして、フラグ値Ｆの値を判定する（ステップＳ２３）。このＦは車両の電源がオンにされた当初は初期値０に設定されている。初期値０の場合には、Ｆに１を設定し（ステップＳ２４）、変数Ｐ_０にＰを格納して（ステップＳ２５）処理を終了する。
【００４４】
ステップＳ２３でフラグ値Ｆが１と判定された場合には、始動後カウンタの値をしきい値Ｔと比較する（ステップＳ２６）。この始動後カウンタ値とは、ＩＧスイッチがオンにされてからの経過時間に対応する。始動後カウンタ値がしきい値Ｔ以上の場合にはその後の処理をスキップして処理を終了する。反対に、始動後カウンタ値がしきい値Ｔ未満の場合には、ＡＩ制御状態を判定する（ステップＳ２７）。ＡＩ制御中の場合には、その後の処理をスキップして処理を終了する。ＡＩ制御がオフの場合には、今回読み込んだ圧力値Ｐと前回のタイムステップで読み込んだ圧力Ｐ_０との差の絶対値がしきい値Ｂ以下か否かを判定する。このＢは圧力センサの測定誤差や外的な圧力変化に基づいて通常予想される圧力変化量を若干上回る量（例えば、１．０ｋＰａ）に設定されている。今回読み込んだ圧力値Ｐと前回のタイムステップで読み込んだ圧力Ｐ_０との差の絶対値がしきい値Ｂ未満の場合には、圧力センサ１５位置における圧力変化量は小さく、ＡＩ制御後の残圧減少過程ではないと判定してステップＳ２９へと移行して、大気圧初期値Ｐｉｎｔに圧力値Ｐ_０を設定して、そのまま処理を終了する。一方、今回読み込んだ圧力値Ｐと前回のタイムステップで読み込んだ圧力Ｐ_０との差の絶対値がしきい値Ｂ以上の場合には、圧力センサ１５位置における圧力変化量が大きく、ＡＩ制御後の残圧減少過程である可能性があると判定してステップＳ３０へと移行し、大気圧初期値Ｐｉｎｔに測定した圧力値Ｐではなく、大気圧学習値ＰＧＡＭＢを設定してステップＳ２５でＰ_０を測定圧力値Ｐで更新した後、処理を終了する。
【００４５】
この処理により、始動前に圧力センサ１５で測定した圧力値Ｐの時間変化量（実際には、タイムステップΔｔごとの変化量＝前回のタイムステップと今回のタイムステップにおける測定値の差ΔＰｉ＝図８参照）が所定値未満の場合には、残圧減少過程でないと判定し、測定した圧力値Ｐ（実際には前回のタイムステップの測定圧力値Ｐ_０）を大気圧値として用い、所定時間を経ても時間変化量が所定値以上の場合には、残圧減少過程であると判定し、測定した圧力値Ｐを大気圧値として利用するのではなく、前回エンジン２を停止させた以前の正常な状態で測定して圧力記憶手段に格納しておいた大気圧値ＰＧＡＭＢを大気圧値として利用することで、第１の測定手法の場合と同様に、残圧等の影響を排除し、誤った大気圧値を使用することがなくなる。これにより、その後のＡＩ機器の正常・異常判定を正確に行うことができる。
【００４６】
次に、第３の測定手法を説明する。この第３の測定手法は、基本的に第１の測定手法と類似している。図９にその処理フローを示すが、図４に示される第１の測定手法におけるステップＳ１５の処理に代えてステップＳ１５ａの処理を行う点が相違する。
【００４７】
具体的には、ステップＳ１４で圧力値Ｐを読み込んだ後、エンジン２の停止継続時間ｔｓｔｏｐがしきい値ｔｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ１５ａ）。このしきい値ｔｔｈは、ＡＰ１２停止後に圧力センサ１５位置における圧力（残圧）が十分に低下してほぼ大気圧に一致するのに必要な時間として設定されている。停止継続時間ｔｓｔｏｐは、車両の電源オフ時にも時間カウントが可能なカウンタによって計測するか、車両の電源オフ時にも駆動するタイマーにより停止時の時刻を記憶しておき、現在の時刻との差から算出してもよい。これらが、本発明にかかる停止時間判定手段に該当する。この停止時間判定手段は、制御装置１０内に内蔵されていてもよく、その外部に設置されていてもよい。
【００４８】
ｔｓｔｏｐがしきい値ｔｔｈ以下の場合には、残圧が十分に低下していない可能性があるため、ステップＳ１７へと移行して大気圧初期値に大気圧初期値Ｐｉｎｔに大気圧学習値ＰＧＡＭＢを設定して処理を終了する。ｔｓｔｏｐがしきい値ｔｔｈを超えている場合には、残圧低下に必要な時間が経過し、残圧は残っていないものと推定して、ステップＳ１６に移行し、大気圧初期値Ｐｉｎｔに測定した圧力値Ｐを設定して処理を終了する。
【００４９】
本測定手法においても、ＡＩ制御停止後の間がない状態でエンジンを再起動したような場合には、停止継続時間が短く残圧が残っている可能性があるとして圧力センサ１５の測定値ではなく、大気圧学習値ＰＧＡＭＢを圧力値として使用するので、残圧の影響を排除して、正確な故障判定を行うことができる。
【００５０】
次に、この大気圧学習値ＰＧＡＭＢを用いて圧力センサ１５の異常判定を行う方法について説明する。図１０はこの異常判定を含む学習処理の処理フローである。この処理は図３に示される学習処理とステップＳ１〜Ｓ６までの処理は共通するため、重複する説明は省略する。
【００５１】
ステップＳ６で過渡運転でないと判定された場合、本処理においては読み込んだ圧力なまし値Ｐｓｍと大気圧学習値ＰＧＡＭＢとの差の絶対値をしきい値Ｃと比較する（ステップＳ３１）。このＣは、上述したしきい値Ａと同様に、通常予想される気象条件の変化や、高度変化による圧力変化量を超えるレベル、例えば、１〜２ｋＰａに設定されている。圧力なまし値Ｐｓｍと大気圧学習値ＰＧＡＭＢとの差の絶対値がしきい値Ｃ未満の場合には、測定した大気圧の前回の大気圧学習時点からの変化量が気象条件の変化や、高度変化により予想される変化量の範囲内であることから、圧力センサ１５は正常と判定し、ステップＳ３２で圧力センサの正常／異常を表す判定フラグに正常を示す値を設定した後、大気圧学習値ＰＧＡＭＢをＰｓｍで更新して（ステップＳ７）処理を終了する。
【００５２】
一方、圧力なまし値Ｐｓｍと大気圧学習値ＰＧＡＭＢとの差の絶対値がしきい値Ｃを超えている場合は、測定した大気圧の前回の大気圧学習時点からの変化量が、気象条件の変化や、高度変化により予想される圧力変化量を上回っており、異常な状態と考えられることから、これは圧力センサ１５の異常によるものと判定して、ステップＳ３３で圧力センサの正常／異常を表す判定フラグに異常を示す値を設定した後、大気圧学習値ＰＧＡＭＢの更新をスキップして処理を終了する。
【００５３】
これによれば、大気圧学習と同時に圧力センサ１５の故障判定を行うことができるので、圧力センサ１５の故障時に異常な大気圧を大気圧学習値として格納することがなく、その後の他の機器の故障検出時に誤検出を行うことがない。
【００５４】
以上の説明では、残圧があると判定した場合には、大気圧値として大気圧学習値ＰＧＡＭＢを用いる例を説明したが、ＰＧＡＭＢではなく、別に格納されている標準大気圧値を大気圧値として用いてもよい。気象変化等により大気圧学習値ＰＧＡＭＢが標準大気圧値からずれていた場合に、その後の気象変化等で実際の大気圧がこれと異なった場合に、大気圧値から大きくずれた値を大気圧値として用いることがない。
【００５５】
以上の説明では、２次空気供給装置の場合を例に説明してきたが、過給機やエボパパージやＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ＝排ガス再循環）装置等の各種の空気供給手段に配置される圧力センサにおいても本発明は好適に適用できる。また、圧力センサ１５の出力は故障判定のほか、空気供給手段の制御に用いることもできる。また、以上の説明では、内燃機関の始動時に大気圧測定を行う場合を例に説明してきたが、空気供給装置を作動させる前であって、内燃機関の運転状態に影響を受けない状態であれば始動時に限られるものではなく、始動後あるいは始動前に測定を行ってもよい。ただし、大気圧測定値を使用する時点の実際の大気圧と測定した大気圧との差に対する大気圧変化の影響を抑えるため、空気供給装置の作動開始時に近接した時点で大気圧測定を行うことが好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、空気供給手段に配置された圧力センサを空気供給停止時に大気圧センサとして用いる場合に、大気圧学習機能を備えるとともに、大気圧測定時の測定値と学習値との偏差、測定値の時間変化または供給停止継続時間を基にして空気供給手段内の残圧の有無を判定し、残圧がない場合にのみ測定した圧力値を用いることで、正確な大気圧を測定することができ、空気供給手段の制御や故障判定を正確に行うことかできる。
【００５７】
また、学習時に前回の学習結果と比較することで、圧力センサ自体の故障判定を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気供給装置の実施形態である２次空気供給装置を搭載した内燃機関の構成を示す概略図である。
【図２】図１の圧力センサ位置における圧力挙動パターンを模式的に示す図である。
【図３】図１の装置における大気圧学習処理のフローチャートである。
【図４】図１の装置における第１の大気圧測定手法のフローチャートである。
【図５】圧力なまし値Ｐｓｍを説明するグラフである。
【図６】図１の装置を搭載した車両における始動時の各種状態量の変化を示すタイミングチャートである。
【図７】図１の装置における第２の大気圧測定手法のフローチャートである。
【図８】図１の装置における始動時における始動フラグ、ＩＧスイッチの状態、圧力の時間変化を示すタイミングチャートである。
【図９】図１の装置における第３の大気圧測定手法のフローチャートである。
【図１０】図１の装置における圧力センサの異常判定を含む大気圧学習処理の処理フローである。
【符号の説明】
１…２次空気供給装置、２…エンジン、１０…制御装置、１１…２次空気供給通路、１２…エアポンプ（ＡＰ）、１３…エアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）、１４…リード弁（ＲＶ）、１５…圧力センサ、１６…配管、１７…三方弁、１８…配管、１９…フィルタ、２０…吸気管、２１…排気管、２２…排気浄化装置、２３…エンジンＥＣＵ、２４…スロットル、２５…吸気フィルタ、２６…エアフローメータ、２７…回転数センサ、３１、３２…Ｏ_２センサ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air supply apparatus that supplies air to an internal combustion engine, and more particularly, to an air supply apparatus that includes pressure detection means as its component and can detect atmospheric pressure.
[0002]
[Prior art]
A method is known in which a pressure sensor is used to detect an abnormality in a component of an air supply device in a vehicle, and a differential pressure between the measured pressure and the atmospheric pressure and a time variation of the differential pressure are examined (for example, see Patent Document 1). . In these technologies, instead of installing a relative pressure sensor or a dedicated atmospheric pressure sensor, a relatively inexpensive absolute pressure sensor is used to increase the output value of the pressure sensor at the time of starting, that is, before starting the operation of the air supply device. By using it as an atmospheric pressure, an atmospheric pressure sensor is substituted to reduce the number of parts and thereby reduce costs.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2003-83048 A (paragraphs 0019 to 0058, FIGS. 1 to 7)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a system, when the atmospheric pressure is to be detected, the pressure in the pressure sensor portion needs to match the atmospheric pressure. However, when the atmospheric pressure is to be detected in order to operate the air supply device again without sufficient time from the stop of the air supply device, the pressure in the supply device during the operation of the supply device is higher than the atmospheric pressure. The restoration from the state to the atmospheric pressure is not sufficient, and this high pressure (residual pressure) may be erroneously recognized as the atmospheric pressure. For this reason, in the subsequent failure determination, there is a risk of erroneous determination due to erroneous recognition of the atmospheric pressure.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an air supply device that can suppress erroneous recognition of atmospheric pressure due to residual pressure in an air supply device that detects atmospheric pressure based on pressure during non-operation. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an air supply apparatus according to the present invention is disposed on an air supply pipe of a vehicle on which an internal combustion engine is mounted, and on the downstream side of the air supply means of the air supply pipe. An air supply device that includes an on-off valve and an air supply pipe that is disposed on an air supply pipe between the air supply means and the on-off valve and detects a pressure in the air supply pipe. The pressure storage means for storing the pressure value as an atmospheric pressure value and the pressure value detected by the pressure detection means before operating the air supply means are compared with the pressure value stored in the pressure storage means, and the deviation is a predetermined value. In the above case, the atmospheric pressure value stored in the pressure storage means is output as the atmospheric pressure value, and when this deviation is less than a predetermined value, the pressure value detected by the pressure detection means is output as the atmospheric pressure value. Atmospheric pressure supplement Characterized in that it comprises a means.
[0007]
Compared to the range of changes in atmospheric pressure due to climate and altitude, the pressure when operating the air supply device is higher. Therefore, if the pressure value exceeds the expected range of change due to normal climate or altitude, it is assumed that the pressure value is due to the residual pressure, and the learned value stored when the predetermined condition was satisfied last time is used as the atmospheric pressure value. Use. As a result, when there is a high residual pressure, the residual pressure is not used as it is as an atmospheric pressure value, so erroneous recognition of atmospheric pressure due to residual pressure is suppressed, and erroneous determination of failure determination based on this is suppressed. can do.
[0008]
Alternatively, the atmospheric pressure value correcting means of the air supply device according to the present invention stores the pressure in the pressure storage means when the time change of the pressure value detected by the pressure detection means before operating the air supply means is a predetermined value or more. The atmospheric pressure value thus output may be output as an atmospheric pressure value, and when the change over time is less than a predetermined value, the pressure value detected by the pressure detection means may be output as the atmospheric pressure value.
[0009]
Moreover, since the residual pressure attenuates to atmospheric pressure in a relatively short time after the operation of the air supply device is stopped, the rate of change is much greater than the rate of change of atmospheric pressure due to climate and altitude. Therefore, if the pressure change rate (decrease rate) measured by the pressure detection means is larger than the change rate normally expected due to the climate or altitude, it can be estimated that it is due to the residual pressure. The previous learning value is used as the atmospheric pressure value. As a result, when there is a high residual pressure, the residual pressure is not used as it is as an atmospheric pressure value, so erroneous recognition of atmospheric pressure due to residual pressure is suppressed, and erroneous determination of failure determination based on this is suppressed. can do.
[0010]
Alternatively, the apparatus further includes a stop time determining means for determining a duration from the stop of the air supply means, and the atmospheric pressure value correcting means is a time duration determined by the stop time determining means before the operation of the air supply means is equal to or less than a predetermined value. May output the atmospheric pressure value stored in the pressure storage means, and output the pressure value detected by the pressure detection means as the atmospheric pressure value when the duration is less than a predetermined value. .
[0011]
As described above, the residual pressure attenuates to atmospheric pressure in a relatively short time after the operation of the air supply device is stopped. Therefore, when the time exceeding the normally expected decay time of the residual pressure has elapsed after the stop control of the air supply apparatus, it can be estimated that the residual pressure has been sufficiently attenuated. Therefore, if the duration after the stop control of the air supply device is insufficient, the previous learned value is used as the atmospheric pressure value. As a result, when a high residual pressure is expected, the residual pressure is not used as it is as an atmospheric pressure value, so erroneous recognition of atmospheric pressure due to the residual pressure is suppressed, and erroneous determination of failure determination based on this Can be suppressed.
[0012]
When the air supply means is stopped and the difference between the pressure value detected by the pressure detection means and the atmospheric pressure value stored in the pressure storage means when the internal combustion engine is in a stable state is greater than or equal to a predetermined value The apparatus may further include a failure determination unit that determines that the pressure detection unit has failed.
[0013]
Before learning in this way, it compares with the previous learning value and checks whether the difference is within the expected change range due to normal climate and altitude. The presence or absence of can be determined.
[0014]
The air supply means is preferably a rotary air pump. In the case of a rotary air pump, air can flow through the gap between the casing and the impeller even when the pump is stopped. Therefore, the pressure detection means arranged downstream and the atmosphere communicate with each other to detect atmospheric pressure. Is easy.
[0015]
The air supply pipe is preferably connected upstream of the exhaust purification device of the exhaust system of the internal combustion engine. With this configuration, secondary air can be supplied to the exhaust system.
[0016]
The atmospheric pressure correction means uses the standard atmospheric pressure instead of the atmospheric pressure stored in the pressure storage means when the deviation between the atmospheric pressure stored in the pressure storage means and the standard atmospheric pressure is a predetermined value or more. May be. In this way, when the atmospheric pressure stored in the pressure storage means deviates from the standard, the atmospheric pressure is not used as it is, so when the climate and altitude conditions have changed since the atmospheric pressure learning. Since a learning value with a large deviation is not used as an atmospheric pressure value, erroneous determination can be suppressed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.
[0018]
Here, a secondary air supply device will be described as an example of an embodiment of an air supply device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an internal combustion engine equipped with this secondary air supply device. The secondary air supply device 1 is attached to a multi-cylinder gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 2 that is an internal combustion engine. This engine 2 is a four-cycle engine. Here, an intake pipe 20 and an exhaust pipe 21 are attached to the engine 2, and a throttle 24 is disposed in the intake pipe 20 and connected to an intake filter 25. An air flow meter 26 for measuring an air amount (primary air amount) is disposed between the intake filter 25 and the throttle 24. On the other hand, an exhaust purification device 22 composed of a three-way catalyst is disposed downstream of the exhaust pipe 21, and an O for detecting the oxygen concentration in the exhaust both upstream and downstream of the exhaust purification device. ₂

Sensors

31 and 32 are arranged. O ₂ Instead of sensors, A / F sensors, linear O ₂ A sensor may be used. Further, the engine 2 is provided with a rotation speed sensor 27 for detecting the rotation speed Ne, and its output is input to the engine ECU 23.
[0019]
The secondary air supply apparatus 1 includes a position between the intake filter 25 and the throttle 24 in the intake pipe 20, the engine 2 in the exhaust pipe 21, and the upstream side O. ₂ A secondary air supply passage 11 connected to the sensor 31 is provided. An electric motor driven air pump (AP) 12 and an air switching valve (ASV) are provided on the secondary air supply passage 11 from the intake pipe 20 side. 13. A reed valve (RV) 14 which is a check valve is arranged. And the pressure sensor 15 is arrange | positioned between AP12 and ASV13. A pipe 16 extending from the downstream side of the throttle 24 of the intake pipe 20 is connected to the ASV 13, and a three-way valve 17 is disposed on the pipe 16. The other port of the three-way valve 17 is connected to the outside air via a pipe 18 and a filter 19.
[0020]
The control device 10 that controls the operation of the secondary air supply device 1 is composed of a CPU, a RAM, and the like, and is connected to exchange information with an engine ECU 23 that controls the engine. O ₂ The output signals of the

sensors

31 and 32 are input, and the motor driving of the AP 12 and the opening and closing of the three-way valve 17 are controlled. Note that the control device 10 may form part of the engine ECU 23. The control device 10 includes a failure diagnosis unit. Note that the failure diagnosis unit can be made independent of the control device 10 and may be incorporated in another system, for example, a vehicle failure diagnosis device. Here, the control device 10 includes pressure storage means including a nonvolatile memory for storing the atmospheric pressure learning value. This pressure storage means may be provided outside the control device 10 and may be a storage means using a storage medium in addition to a non-volatile memory. It is necessary that the atmospheric pressure learning value stored in the stored state can be retained.
[0021]
The secondary air supply device 1 executes secondary air supply control (hereinafter referred to as AI control) when a predetermined condition is satisfied. This predetermined condition is, for example, that the fuel concentration is high at the time of cold start or the like, the air-fuel ratio (A / F) is small, and the exhaust purification device 22 has not sufficiently raised its function. The state where it is hard to be demonstrated is mentioned. When such a condition is satisfied, the control device 10 controls the three-way valve 17 to connect the pipe 16 to the intake pipe 20, thereby introducing the negative pressure in the intake pipe 20 to the ASV 13 and opening the ASV 13. In addition to controlling, the AP 12 is driven. Thereby, part of the air that has passed through the air filter 25 is guided into the exhaust pipe 21 via the secondary air supply passage 11. As a result, the oxygen concentration in the exhaust gas increases, the A / F increases, the secondary combustion of the HC and CO in the exhaust gas in the exhaust pipe 21 is promoted, the exhaust gas is purified, and the exhaust gas temperature increases. As a result, the temperature increase of the three-way catalyst of the exhaust purification device 22 is promoted, and the deterioration of the emission is suppressed. In place of the combination of the ASV 13 and the three-way valve 17, a solenoid valve can be directly used for the ASV 13 portion.
[0022]
The failure diagnosis unit provided in the control device 10 of the secondary air supply device 1 detects abnormalities in the component parts, that is, the AP 12, the ASV 13, the RV 14, and the like. Specifically, the control device 10 detects a failure of the component based on the pressure behavior detected by the pressure sensor 15 disposed on the secondary air supply passage 11.
[0023]
The principle of failure detection will be briefly described. FIG. 2 is a graph schematically showing patterns considered as pressure behavior in the pressure sensor portion in FIG. Here, it is assumed that the RV 14 is functioning normally. Table 1 summarizes the pressure fluctuation patterns for combinations of operating states of AP12 and ASV13.
[0024]
[Table 1]

[0025]
It can be seen from Table 1 that the operating conditions of AP12 and ASV13 can be estimated from the pressure behavior pattern.
[0026]
In order to accurately determine this pressure behavior pattern, it is necessary to grasp the atmospheric pressure together with the current pressure state. For this purpose, there is a method of separately providing a dedicated atmospheric pressure sensor or measuring a differential pressure from the atmospheric pressure, but this increases the cost. Therefore, there is a method of using the output of the pressure sensor 15 when starting the engine as the atmospheric pressure. It has been taken. Hereinafter, some examples of the atmospheric pressure measurement method using the pressure sensor 15 in the present embodiment will be specifically described.
[0027]
3 and 4 are flowcharts for explaining the first measurement method. In this measurement method, the atmospheric pressure is learned based on the processing flow shown in FIG. 3, and the atmospheric pressure value measured using this learned value is verified as shown in FIG.
[0028]
First, the atmospheric pressure learning process shown in FIG. 3 will be described. This process is repeatedly executed by the control device 10 at a predetermined timing after the main power of the vehicle is turned on. First, it is determined whether or not a sufficient time has elapsed after starting (step S1). If sufficient time has not elapsed since the start, the subsequent processing is skipped and the process ends. If sufficient time has passed, the pressure smoothing value Psm is read next (step S2).
[0029]
This pressure annealing value Psm is Psm = {(n−1) × Psm_old + Ps} / where Ps is the pressure value detected at the current time step and Psm_old is the calculation result of the pressure annealing value at the previous time step. n. FIG. 5 shows the time variation of Psm and Ps thus obtained together. Here, the time step Δt is sufficiently short (for example, 4 × Δt ≦ T) with respect to the length T of the pressure fluctuation cycle, and the coefficient n for obtaining the annealing value is sufficiently large (for example, When n × Δt ≧ 2 × T), Psm is a value that approximates the average value of the pressure values Ps within the sampling period (n × Δt). When the number of time steps after the start of processing is less than n, the number of time steps may be used instead of n. By performing the calculation using the annealing value in this way, it is not necessary to store the pressure value in the past time step, the required memory amount can be reduced, the calculation is simplified, and the control is performed. Computer resources in the apparatus 10 can be effectively used. Although the annealing value is used here, an average pressure or a center pressure within a predetermined time may be used.
[0030]
Subsequently, it is determined whether or not the AI control state is set (step S3). During the AI control, since the secondary air supply passage 11 is controlled to communicate with the exhaust pipe 21, the pressure measured by the pressure sensor 15 is strongly influenced by the internal pressure of the exhaust pipe 21. Therefore, the subsequent learning process is skipped and the process is terminated.
[0031]
If it is determined not to be in the AI control state, it is next determined whether or not the AI device is normal (step S4). Whether the AI device is normal or abnormal can be determined using the technique of Patent Document 1 described above. For example, when the ASV 13 has an open failure, the secondary air supply passage 11 is controlled to communicate with the exhaust pipe 21, so that the pressure measured by the pressure sensor 15 strongly affects the internal pressure of the exhaust pipe 21. Is done. In addition, when the AP 12 is constantly malfunctioning, the pressure measured by the pressure sensor 15 is higher than the discharge pressure of the AP 12. In such a case, since the atmospheric pressure cannot be measured, the subsequent learning process is skipped and the process is terminated.
[0032]
When it is determined that the AI device is normal (including a failure of the AI device that does not affect the atmospheric pressure measurement, for example, a case where it is determined that the AP 12 is stopped or the ASV 13 is closed), the engine 2 may be included. It is determined whether the operation of is stable (step S5). Here, this determination may be determined as a stable state when the engine 2 is in the idle state and the engine water temperature is equal to or higher than the predetermined water temperature based on the engine load, the vehicle speed, and the like. When the engine 2 is not stable, the intake conditions have changed, and pressure fluctuations have occurred in the intake pipe 20, which has an influence on the pressure measured by the pressure sensor 15 through the secondary air supply passage 11 as a disturbance. Therefore, the subsequent learning process is skipped and the process is terminated.
[0033]
If it is determined that the engine is stable, the read pressure smoothed value Psm is stored in the atmospheric pressure learning value PGAMB. This PGAMB is stored in the pressure storage means described above, and the value is maintained even when the main power supply of the vehicle is turned off. After storing, the process ends.
[0034]
As a result of this processing, the atmospheric pressure learning value PGAMB of the pressure storage means stores the smoothed value of the pressure measured by the pressure sensor 15 in the engine stable state (predetermined condition in the present invention). In this state, the pressure at the pressure sensor position is considered to be substantially equal to the pressure of the outside air communicating with the secondary air supply passage 11 and the air filter 25. Therefore, a value close to the atmospheric pressure value is obtained. Thus, by setting the engine stable state after starting as a predetermined condition, the atmospheric pressure value can be measured by the pressure sensor 15 without being affected by changes in the engine output, and learning can be performed. Here, the determination of the engine stable state in step S5 is preferably determined as a stable state when the engine stable state continues for a predetermined time or more. If it does in this way, it will not determine with an engine stable state immediately after transient operation.
[0035]
Next, the atmospheric pressure determination process at the start using the learned value stored in the pressure storage means will be described. The process shown in FIG. 4 is repeatedly executed at a predetermined timing after the power switch of the vehicle is turned on.
[0036]
First, the state of the ignition (IG) key is determined (step S11). If the IG switch is off, the subsequent processing is skipped and the process ends. On the other hand, if the IG key is on, the value of the flag value F is determined (step S12). This F is initially set to 0 when the vehicle is turned on. If the initial value is not 0, that is, it is set to 1, it is determined that the atmospheric pressure initial value has already been set, and the subsequent processing is skipped and the process ends. On the other hand, if the initial value is 0, F is set to 1 (step S13), and the pressure value P detected by the pressure sensor 15 is read (step S14).
[0037]
Next, the absolute value of the difference between the read P and the atmospheric pressure learning value PGAMB stored in the pressure storage means is compared with the threshold value A (step S15). This A is set to a level exceeding the amount of pressure change due to a change in weather conditions or an altitude change that is normally expected, for example, 1 to 2 kPa. When the absolute value of the difference between the pressure value P measured this time and the atmospheric pressure learning value PGAMB is smaller than the threshold value A, it is determined that there is no residual pressure, and the pressure value P measured as the atmospheric pressure initial value Pint is After setting (step S16), the process is terminated. On the other hand, when the absolute value of the difference between the pressure value P measured this time and the atmospheric pressure learning value PGAMB is greater than or equal to the threshold value A, it is determined that the pressure value P includes the residual pressure, and the atmospheric pressure initial value Pint Is set to the atmospheric pressure learning value PGAMB (step S17), and the process is terminated.
[0038]
By this processing, when the absolute value of the difference between the pressure value P measured by the pressure sensor 15 before starting and the atmospheric pressure learning value PGAMB exceeds the normally expected atmospheric pressure change level, the measured pressure value Rather than using P as the atmospheric pressure value, the atmospheric pressure value PGAMB measured in the normal state before the engine 2 was previously stopped and stored in the pressure storage means is used as the atmospheric pressure value. This eliminates the effect of residual pressure and eliminates the use of incorrect atmospheric pressure values. This makes it possible to accurately determine whether the AI device is normal or abnormal thereafter.
[0039]
FIG. 6 is a timing chart showing changes in various state quantities at start-up in a vehicle equipped with the secondary air supply device 1. Here, a timing chart when the IG switch is turned off at the time ta during the AI execution to forcibly stop the engine 2 and then the IG switch is turned on again at tb to restart the engine 2 is shown. Show. Hereinafter, the case where all the AI components are normal will be considered.
[0040]
When the IG switch is turned off at time ta, the start flag and the AI execution flag are automatically turned off. As a result, the AP 12 is controlled to stop, and the ASV 13 is controlled to close. At this time, the ASV 13 is instantaneously closed, whereas the AP 12 requires a certain amount of time to actually stop due to the inertial force. As a result, the pressure at the position of the pressure sensor 15 is affected by the discharge pressure of the AP 12, and after being temporarily increased from before the time ta, the pressure sensor 15 is gradually lowered as the discharge pressure of the AP 12 decreases.
[0041]
For this reason, the pressure value at time tb when the IG switch is turned on again is P higher than Patm which is atmospheric pressure. _L Will be shown. According to the conventional apparatus, this P _L Is used as the atmospheric pressure initial value, the AI execution flag is turned on at time tc, the operation of AP 12 and the opening control of ASV 13 are executed, and the pressure value becomes P _H The pressure increase width (P _H -P _L ) Is not sufficient, specifically, it may be erroneously determined that the pattern 2 shown in FIG. 2 or the flow rate is reduced. According to this embodiment, the atmospheric pressure value P when there is residual pressure in this way. _L Determines that the difference from the PGAMB, which is the atmospheric pressure learning value, exceeds the threshold value A, and uses PGAMB close to the atmospheric pressure value Patm as the initial pressure value, so pressure behavior determination for AI failure determination is performed. Can be done accurately.
[0042]
Next, the second measurement method will be described. This measurement method is different from the first measurement method and the detection method of the atmospheric pressure value at the start. FIG. 7 is a processing flow of this detection processing. FIG. 8 is a timing chart showing the change over time of the start flag, the state of the IG switch, and the pressure at the time of start.
[0043]
First, the state of the ignition (IG) key is determined (step S21). If the IG switch is off, the subsequent processing is skipped and the process ends. On the other hand, when the IG key is on, the current pressure value P detected by the pressure sensor 15 is read (step S22). Then, the value of the flag value F is determined (step S23). This F is initially set to 0 when the vehicle is turned on. If the initial value is 0, F is set to 1 (step S24), and the variable P ₀ P is stored in (step S25), and the process is terminated.
[0044]
If it is determined in step S23 that the flag value F is 1, the value of the counter after starting is compared with a threshold value T (step S26). The counter value after starting corresponds to the elapsed time from when the IG switch is turned on. If the counter value after startup is greater than or equal to the threshold value T, the subsequent processing is skipped and the processing is terminated. On the contrary, when the counter value after starting is less than the threshold value T, the AI control state is determined (step S27). If the AI control is being performed, the subsequent process is skipped and the process is terminated. When AI control is OFF, the pressure value P read this time and the pressure P read at the previous time step ₀ It is determined whether or not the absolute value of the difference is less than or equal to the threshold value B. This B is set to an amount (for example, 1.0 kPa) slightly exceeding the amount of pressure change normally expected based on a measurement error of the pressure sensor and an external pressure change. Pressure value P read this time and pressure P read at the previous time step ₀ When the absolute value of the difference between the two is less than the threshold value B, it is determined that the amount of change in pressure at the position of the pressure sensor 15 is small and is not a process of decreasing the residual pressure after AI control, and the process proceeds to step S29. Pressure value P to atmospheric pressure initial value Pint ₀ Is set and the process is terminated. On the other hand, the pressure value P read this time and the pressure P read at the previous time step ₀ If the absolute value of the difference between the two is greater than or equal to the threshold value B, it is determined that the pressure change amount at the position of the pressure sensor 15 is large and there is a possibility that the residual pressure is decreasing after the AI control, and the process proceeds to step S30 The atmospheric pressure learning value PGAMB is set instead of the pressure value P measured as the atmospheric pressure initial value Pint, and P is set in step S25. ₀ Is updated with the measured pressure value P, and then the process is terminated.
[0045]
By this process, the time change amount of the pressure value P measured by the pressure sensor 15 before starting (actually, the change amount at each time step Δt = the difference ΔPi between the previous time step and the current time step) 8) is less than the predetermined value, it is determined that the process is not in the process of decreasing the residual pressure, and the measured pressure value P (actually the measured pressure value P of the previous time step) is determined. ₀ ) Is used as the atmospheric pressure value, and if the amount of change over time is greater than or equal to the predetermined value even after a predetermined time, it is determined that the residual pressure is decreasing, and the measured pressure value P is not used as the atmospheric pressure value. As in the case of the first measurement method, the atmospheric pressure value PGAMB measured in the normal state before the engine 2 was previously stopped and stored in the pressure storage means is used as the atmospheric pressure value. This eliminates the influence of residual pressure and the like, and eliminates the use of an incorrect atmospheric pressure value. This makes it possible to accurately determine whether the AI device is normal or abnormal thereafter.
[0046]
Next, a third measurement method will be described. This third measurement technique is basically similar to the first measurement technique. FIG. 9 shows the processing flow, except that the process of step S15a is performed instead of the process of step S15 in the first measurement technique shown in FIG.
[0047]
Specifically, after the pressure value P is read in step S14, it is determined whether or not the stop duration time tstop of the engine 2 exceeds the threshold value tth (step S15a). This threshold value tth is set as a time required for the pressure (residual pressure) at the position of the pressure sensor 15 to sufficiently decrease to substantially coincide with the atmospheric pressure after the AP 12 is stopped. The stop duration time tstop is measured by a counter capable of counting time even when the vehicle power is turned off, or the stop time is stored by a timer that is driven even when the vehicle power is turned off. It may be calculated. These correspond to the stop time determination means according to the present invention. The stop time determination means may be built in the control device 10 or may be installed outside thereof.
[0048]
If tstop is less than or equal to the threshold value tth, the residual pressure may not be sufficiently reduced, so the process proceeds to step S17, where the atmospheric pressure initial value Pint is changed to the atmospheric pressure initial value Pint. To finish the process. If tstop exceeds the threshold value tth, it is estimated that the time required for lowering the residual pressure has elapsed, it is assumed that there is no residual pressure remaining, the process proceeds to step S16, and the atmospheric pressure initial value Pint is measured. The set pressure value P is set and the process is terminated.
[0049]
Even in this measurement method, when the engine is restarted in a state where there is no time after the AI control is stopped, the measured value of the pressure sensor 15 indicates that there is a possibility that the residual pressure may remain for a short stop duration. Since the atmospheric pressure learning value PGAMB is used as the pressure value, the influence of the residual pressure can be eliminated and accurate failure determination can be performed.
[0050]
Next, a method for determining abnormality of the pressure sensor 15 using the atmospheric pressure learning value PGAMB will be described. FIG. 10 is a processing flow of learning processing including this abnormality determination. Since this process is the same as the learning process shown in FIG.
[0051]
When it is determined in step S6 that the operation is not a transient operation, the absolute value of the difference between the read pressure smoothing value Psm and the atmospheric pressure learning value PGAMB is compared with the threshold value C in this process (step S31). This C is set to a level exceeding the normally expected change in weather conditions and the amount of pressure change due to altitude change, for example, 1 to 2 kPa, like the threshold A described above. When the absolute value of the difference between the pressure smoothing value Psm and the atmospheric pressure learning value PGAMB is less than the threshold value C, the amount of change in the measured atmospheric pressure from the previous atmospheric pressure learning time is the change in weather conditions, Since it is within the range of the amount of change expected due to the altitude change, the pressure sensor 15 is determined to be normal, and after setting a value indicating normal to the determination flag indicating normality / abnormality of the pressure sensor in step S32, the atmospheric pressure The learning value PGAMB is updated with Psm (step S7), and the process ends.
[0052]
On the other hand, when the absolute value of the difference between the pressure annealing value Psm and the atmospheric pressure learning value PGAMB exceeds the threshold value C, the amount of change in the measured atmospheric pressure from the previous atmospheric pressure learning time is the weather condition. It is considered that the pressure sensor 15 is abnormal because it exceeds the amount of pressure change expected due to the change in the altitude and the change in altitude. Therefore, it is determined that this is due to the abnormality of the pressure sensor 15, and the normal / abnormal pressure sensor is detected in step S33. After setting a value indicating abnormality in the determination flag indicating, the update of the atmospheric pressure learning value PGAMB is skipped and the process is terminated.
[0053]
According to this, since the failure determination of the pressure sensor 15 can be performed simultaneously with the atmospheric pressure learning, the abnormal atmospheric pressure is not stored as the atmospheric pressure learning value when the pressure sensor 15 fails, and other devices thereafter There is no false detection when a failure is detected.
[0054]
In the above description, when it is determined that there is a residual pressure, an example is described in which the atmospheric pressure learning value PGAMB is used as the atmospheric pressure value. It may be used as If the atmospheric pressure learning value PGAMB deviates from the standard atmospheric pressure value due to changes in the weather, etc., and the actual atmospheric pressure differs from this due to subsequent changes in the weather, etc., the value greatly deviating from the atmospheric pressure value It is not used as a value.
[0055]
In the above description, the case of the secondary air supply device has been described as an example, but pressure sensors arranged in various air supply means such as a supercharger, an evapa purge, and an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device. Also, the present invention can be preferably applied. Further, the output of the pressure sensor 15 can be used not only for failure determination but also for control of the air supply means. Further, in the above description, the case where atmospheric pressure measurement is performed at the start of the internal combustion engine has been described as an example. However, before the air supply device is operated, it is not affected by the operating state of the internal combustion engine. For example, the measurement is not limited to when starting, and the measurement may be performed after starting or before starting. However, in order to suppress the effect of changes in atmospheric pressure on the difference between the actual atmospheric pressure and the measured atmospheric pressure when using the atmospheric pressure measurement value, the atmospheric pressure measurement should be performed at a time close to the start of the air supply device operation. Is preferred.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the pressure sensor arranged in the air supply means is used as the atmospheric pressure sensor when the air supply is stopped, the atmospheric pressure learning function is provided, and the measured value and learning at the time of atmospheric pressure measurement are provided. The presence or absence of residual pressure in the air supply means is determined based on deviation from the measured value, change in measured value over time or supply stop duration, and the measured pressure value is used only when there is no residual pressure. The atmospheric pressure can be measured, and the control of the air supply means and the failure determination can be performed accurately.
[0057]
Moreover, the failure determination of the pressure sensor itself can also be performed by comparing with the previous learning result at the time of learning.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an internal combustion engine equipped with a secondary air supply device that is an embodiment of an air supply device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a pressure behavior pattern at the position of the pressure sensor in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart of atmospheric pressure learning processing in the apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart of a first atmospheric pressure measurement method in the apparatus of FIG. 1;
FIG. 5 is a graph illustrating a pressure annealing value Psm.
6 is a timing chart showing changes in various state quantities at start-up in a vehicle equipped with the apparatus of FIG. 1. FIG.
7 is a flowchart of a second atmospheric pressure measurement method in the apparatus of FIG.
8 is a timing chart showing a start flag, a state of an IG switch, and a change in pressure over time in the apparatus of FIG. 1; FIG.
FIG. 9 is a flowchart of a third atmospheric pressure measurement method in the apparatus of FIG. 1;
FIG. 10 is a processing flow of atmospheric pressure learning processing including abnormality determination of the pressure sensor in the apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Secondary air supply device, 2 ... Engine, 10 ... Control device, 11 ... Secondary air supply passage, 12 ... Air pump (AP), 13 ... Air switching valve (ASV), 14 ... Reed valve (RV), 15 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Pressure sensor, 16 ... Piping, 17 ... Three-way valve, 18 ... Piping, 19 ... Filter, 20 ... Intake pipe, 21 ... Exhaust pipe, 22 ... Exhaust gas purification device, 23 ... Engine ECU, 24 ... Throttle, 25 ... Intake filter , 26 ... Air flow meter, 27 ... Rotational speed sensor, 31, 32 ... O ₂ Sensor.

Claims

Air supply means disposed on an air supply pipe of a vehicle on which the internal combustion engine is mounted;
An on-off valve disposed downstream of the air supply means of the air supply pipe;
In an air supply apparatus comprising pressure detection means that is disposed on the air supply pipe between the air supply means and the on-off valve and detects the pressure in the air supply pipe,
Pressure storage means for storing the pressure value detected by the pressure detection means under a predetermined condition as an atmospheric pressure value;
Before operating the air supply means, the pressure value detected by the pressure detection means is compared with the pressure value stored in the pressure storage means, and if the deviation is not less than a predetermined value, the pressure storage means An atmospheric pressure value correcting means for outputting the stored atmospheric pressure value as an atmospheric pressure value, and outputting the pressure value detected by the pressure detecting means as an atmospheric pressure value when the deviation is less than a predetermined value;
An air supply device comprising:

Air supply means disposed on an air supply pipe of a vehicle on which the internal combustion engine is mounted;
An on-off valve disposed downstream of the air supply means of the air supply pipe;
In an air supply apparatus comprising pressure detection means that is disposed on the air supply pipe between the air supply means and the on-off valve and detects the pressure in the air supply pipe,
Pressure storage means for storing the pressure value detected by the pressure detection means under a predetermined condition as an atmospheric pressure value;
When the time change of the pressure value detected by the pressure detection means before operating the air supply means is a predetermined value or more, the atmospheric pressure value stored in the pressure storage means is output as the atmospheric pressure value, An atmospheric pressure value correcting means for outputting the pressure value detected by the pressure detecting means as an atmospheric pressure value when the time change is less than a predetermined value;
An air supply device comprising:

Air supply means disposed on an air supply pipe of a vehicle on which the internal combustion engine is mounted;
An on-off valve disposed downstream of the air supply means of the air supply pipe;
In an air supply apparatus comprising pressure detection means that is disposed on the air supply pipe between the air supply means and the on-off valve and detects the pressure in the air supply pipe,
Pressure storage means for storing the pressure value detected by the pressure detection means under a predetermined condition as an atmospheric pressure value;
Stop time determination means for determining a duration from the air supply means stop; and
If the duration time determined by the stop time determination means before operating the air supply means is less than or equal to a predetermined value, the atmospheric pressure value stored in the pressure storage means is output and the duration time is a predetermined value. If it is less than the atmospheric pressure value correcting means for outputting the pressure value detected by the pressure detecting means as an atmospheric pressure value,
An air supply device comprising:

When the air supply means is stopped and the internal combustion engine is in a stable state, the difference between the pressure value detected by the pressure detection means and the atmospheric pressure value stored in the pressure storage means is greater than or equal to a predetermined value. In the case, the air supply device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a failure determination unit that determines that the pressure detection unit has failed.

The air supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the air supply means is a rotary air pump.

6. The air supply device according to claim 5, wherein the air supply pipe is connected to an upstream side of an exhaust purification device of an exhaust system of the internal combustion engine.

When the deviation between the atmospheric pressure stored in the pressure storage unit and the standard atmospheric pressure is a predetermined value or more, the atmospheric pressure correction unit replaces the atmospheric pressure stored in the pressure storage unit with the standard atmospheric pressure. The air supply device according to claim 1, wherein the air supply device is used.