JP2006057523A - Failure diagnosis device for engine control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実吸入空気量又は吸気管圧力を検出するセンサ類の異常診断を行う機能を備えたエンジン制御システムの異常診断装置に関する発明である。 The present invention relates to an abnormality diagnosis device for an engine control system having a function of performing abnormality diagnosis of sensors for detecting an actual intake air amount or intake pipe pressure.
従来のエンジン制御システムの異常診断装置は、例えば特許文献1(実開平1−124352号公報)に記載されているように、エンジン回転速度とアクセル開度とに基づいて推定吸入空気量を算出し、この推定吸入空気量をエアフローメータの検出値(検出吸入空気量)と比較して異常診断を行うようにしたものがある。
しかし、上記特許文献1のように、エンジン回転速度とアクセル開度とに基づいて推定吸入空気量を算出する方法では、推定吸入空気量が大気圧変化の影響を受けて変化するため、これを実用化するには、大気圧センサを車両に搭載して、推定吸入空気量を大気圧で補正する必要がある。そのため、部品点数・適合工数が増加して、コスト高になるという問題があった。 However, as in Patent Document 1, in the method of calculating the estimated intake air amount based on the engine speed and the accelerator opening, the estimated intake air amount changes under the influence of atmospheric pressure change. To put it to practical use, it is necessary to mount an atmospheric pressure sensor on the vehicle and correct the estimated intake air amount with the atmospheric pressure. For this reason, there is a problem that the number of parts and the number of conforming man-hours increase, resulting in high costs.
そこで、本発明の第1の目的は、大気圧センサを用いることなく吸入空気量検出手段(エアフローメータ等)の異常診断を精度良く実行できるようにすることであり、また、第2の目的は、低コスト化の要求を満たしながら、吸入空気量検出手段の異常と吸気管圧力検出手段の異常とを区別して精度良く診断できるようにすることである。 Accordingly, a first object of the present invention is to enable an abnormality diagnosis of an intake air amount detection means (such as an air flow meter) to be accurately performed without using an atmospheric pressure sensor, and a second object is Thus, it is possible to distinguish between an abnormality in the intake air amount detection means and an abnormality in the intake pipe pressure detection means while accurately satisfying the demand for cost reduction.
前記第1の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、実吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、排出ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段とを備えたエンジン制御システムの異常診断装置において、前記空燃比検出手段で検出した空燃比と燃料噴射量に基づいて推定吸入空気量算出手段により推定吸入空気量を算出し、この推定吸入空気量と前記吸入空気量検出手段の検出値(検出吸入空気量)とを比較することで前記吸入空気量検出手段の異常の有無を異常診断手段により判定するようにしたものである。 In order to achieve the first object, an invention according to claim 1 is an engine including intake air amount detection means for detecting an actual intake air amount and air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas. In the abnormality diagnosis device of the control system, the estimated intake air amount is calculated by the estimated intake air amount calculation means based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means and the fuel injection amount, and the estimated intake air amount and the intake air amount are calculated. By comparing the detected value (detected intake air amount) of the detecting means, the abnormality diagnosing means determines whether the intake air amount detecting means is abnormal.
本発明によれば、推定吸入空気量を算出するのに用いる空燃比と燃料噴射量は、大気圧に依存しないため、大気圧変化の影響を受けずに推定吸入空気量を精度良く算出することができ、この推定吸入空気量と吸入空気量検出手段の検出値(検出吸入空気量)とを比較することで、大気圧に依存しない吸入空気量検出手段の異常診断が可能となる。本発明で用いる空燃比検出手段は、排出ガス浄化のために排気系に設置されている空燃比センサを使用すれば良いため、空燃比検出のために新たなセンサ類を設ける必要はない。従って、本発明では、大気圧センサ等の新たなセンサ類を用いることなく吸入空気量検出手段の異常診断を精度良く行うことが可能となり、低コスト化と診断精度向上の要求を同時に満たすことができる。 According to the present invention, the air-fuel ratio and the fuel injection amount used to calculate the estimated intake air amount do not depend on the atmospheric pressure, and therefore the estimated intake air amount can be accurately calculated without being affected by changes in the atmospheric pressure. By comparing this estimated intake air amount with the detected value (detected intake air amount) of the intake air amount detection means, it is possible to diagnose abnormality of the intake air amount detection means that does not depend on the atmospheric pressure. Since the air-fuel ratio detection means used in the present invention may use an air-fuel ratio sensor installed in the exhaust system for exhaust gas purification, it is not necessary to provide new sensors for air-fuel ratio detection. Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately perform abnormality diagnosis of the intake air amount detection means without using new sensors such as an atmospheric pressure sensor, and the requirements for cost reduction and diagnosis accuracy improvement can be satisfied at the same time. it can.
また、前記第2の目的を達成するために、請求項2に係る発明は、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、排出ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段とを備えたエンジン制御システムの異常診断装置において、前記空燃比検出手段で検出した空燃比と燃料噴射量に基づいて推定吸入空気量を算出する推定吸入空気量算出手段を設け、前記吸入空気量検出手段と前記吸気管圧力検出手段と前記エンジン回転速度検出手段による3つの検出値の関係が正常時のばらつき範囲から外れているか否かで前記吸入空気量検出手段と前記吸気管圧力検出手段のどちらかが異常であるか否かを判定する一次診断を実行し、この一次診断で異常有りと判定されたときに、前記吸入空気量検出手段による検出吸入空気量と前記推定吸入空気量算出手段による推定吸入空気量との差を所定の判定値と比較して該差が判定値以上であれば前記吸入空気量検出手段の異常と確定診断し、該差が判定値未満であれば前記吸気管圧力検出手段の異常と確定診断するようにしたものである。 In order to achieve the second object, an invention according to claim 2 includes an intake air amount detecting means for detecting an intake air amount, an intake pipe pressure detecting means for detecting an intake pipe pressure, an engine speed. In an abnormality diagnosis apparatus for an engine control system, comprising an engine speed detecting means for detecting the air-fuel ratio and an air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas, the air-fuel ratio and the fuel injection amount detected by the air-fuel ratio detecting means There is provided an estimated intake air amount calculating means for calculating an estimated intake air amount on the basis of which the relationship between the three detected values by the intake air amount detecting means, the intake pipe pressure detecting means, and the engine rotation speed detecting means is normal. A primary diagnosis is performed to determine whether either the intake air amount detection means or the intake pipe pressure detection means is abnormal depending on whether or not it is out of range. If the difference between the intake air amount detected by the intake air amount detection means and the estimated intake air amount by the estimated intake air amount calculation means is compared with a predetermined determination value, the difference is equal to or greater than the determination value. If so, the abnormality diagnosis of the intake air amount detection means is confirmed, and if the difference is less than the determination value, the abnormality diagnosis of the intake pipe pressure detection means is confirmed.
エンジン制御システムが正常であれば、吸入空気量と吸気管圧力とエンジン回転速度の3つのパラメータは、互いに相関関係を保って変化し、2つのパラメータから残り1つのパラメータが一義的に決定されるという関係が保たれる。従って、これら3つのパラメータの検出値の関係が正常時のばらつき範囲内であれば、エンジン制御システムが正常であると判断できる。一方、3つのパラメータの検出値の関係が正常時のばらつき範囲から外れていれば、エンジン制御システムが異常であると判断できるが、3つのパラメータの検出値の関係のみでは、3つのパラメータの検出値のいずれが異常であるかは特定することができない。一般に、吸入空気量検出手段や吸気管圧力検出手段と比較して、エンジン回転速度検出手段は故障しにくいため、本発明では、3つのパラメータの検出値の関係からエンジン制御システムの異常と判断される場合は、吸入空気量検出手段と吸気管圧力検出手段のどちらかが異常であると一次診断する。その後、吸入空気量検出手段と吸気管圧力検出手段のうちのいずれが異常であるかを特定する確定診断において、空燃比と燃料噴射量に基づいて算出した推定吸入空気量と吸入空気量検出手段の検出値(検出吸入空気量)との差が判定値以上であれば吸入空気量検出手段の異常と確定診断し、該差が判定値未満であれば吸気管圧力検出手段の異常と確定診断する。これにより、本発明では、大気圧センサ等の新たなセンサ類を用いることなく吸入空気量検出手段の異常と吸気管圧力検出手段の異常とを区別して精度良く診断することが可能となり、低コスト化と診断精度向上の要求を同時に満たすことができる。 If the engine control system is normal, the three parameters of the intake air amount, the intake pipe pressure, and the engine speed change while maintaining correlation with each other, and the remaining one parameter is uniquely determined from the two parameters. This relationship is maintained. Therefore, if the relationship between the detected values of these three parameters is within the normal variation range, it can be determined that the engine control system is normal. On the other hand, if the relationship between the detected values of the three parameters is out of the normal variation range, it can be determined that the engine control system is abnormal. However, only the relationship between the detected values of the three parameters can detect the three parameters. It cannot be specified which of the values is abnormal. In general, the engine rotation speed detection means is unlikely to fail as compared with the intake air amount detection means and the intake pipe pressure detection means. Therefore, in the present invention, it is determined that the engine control system is abnormal from the relationship between the detected values of the three parameters. If this is the case, a primary diagnosis is made that either the intake air amount detection means or the intake pipe pressure detection means is abnormal. Thereafter, in the definite diagnosis for identifying which of the intake air amount detection means and the intake pipe pressure detection means is abnormal, the estimated intake air amount and the intake air amount detection means calculated based on the air-fuel ratio and the fuel injection amount If the difference between the detected value (detected intake air amount) and the detected value is greater than or equal to the determination value, the intake air amount detection means is diagnosed as abnormal, and if the difference is less than the determination value, the intake pipe pressure detection means as abnormal To do. Accordingly, in the present invention, it is possible to distinguish between the abnormality of the intake air amount detection means and the abnormality of the intake pipe pressure detection means without using a new sensor such as an atmospheric pressure sensor, and to make a diagnosis with high accuracy. Can meet the demands of computerization and improved diagnostic accuracy at the same time.
前述したように、エンジン制御システムが正常であれば、吸入空気量と吸気管圧力とエンジン回転速度の3つのパラメータは、互いに相関関係を保って変化し、2つのパラメータから残り1つのパラメータが一義的に決定されるという関係があることを考慮して、3つのパラメータの検出値の関係が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定する一次診断は、請求項3〜5のいずれかの方法で行えば良い。 As described above, if the engine control system is normal, the three parameters of the intake air amount, the intake pipe pressure, and the engine speed change while maintaining correlation with each other, and the remaining one parameter is unambiguous. The primary diagnosis for determining whether or not the relationship between the detected values of the three parameters is out of the normal variation range in consideration of the fact that there is a relationship that is automatically determined is any one of claims 3 to 5. You can do this.
例えば、請求項3のように、一次診断を行う際に、前記吸入空気量検出手段による検出吸入空気量とエンジン回転速度とに基づいて推定吸気管圧力を算出し、この推定吸気管圧力と前記吸気管圧力検出手段による検出吸気管圧力との関係が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定するようにしても良い。 For example, as in claim 3, when performing a primary diagnosis, an estimated intake pipe pressure is calculated based on a detected intake air amount detected by the intake air amount detection means and an engine speed, and the estimated intake pipe pressure and the It may be determined whether or not the relationship with the detected intake pipe pressure by the intake pipe pressure detection means is out of the normal variation range.
或は、請求項4のように、一次診断を行う際に、前記吸気管圧力検出手段による検出吸気管圧力とエンジン回転速度とに基づいて推定吸入空気量を算出し、この推定吸入空気量と前記吸入空気量検出手段による検出吸入空気量との関係が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定するようにしても良い。 Alternatively, as in claim 4, when performing the primary diagnosis, an estimated intake air amount is calculated based on the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detecting means and the engine speed, and the estimated intake air amount It may be determined whether or not the relationship between the intake air amount detected by the intake air amount detection means is out of the normal variation range.
或は、請求項5のように、一次診断を行う際に、前記吸入空気量検出手段による検出吸入空気量と前記吸気管圧力検出手段による検出吸気管圧力とに基づいて推定エンジン回転速度を算出し、この推定吸入空気量と前記エンジン回転速度検出手段による検出エンジン回転速度との関係が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定するようにしても良い。 Alternatively, as in claim 5, when the primary diagnosis is performed, the estimated engine rotation speed is calculated based on the intake air amount detected by the intake air amount detection means and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detection means. Then, it may be determined whether or not the relationship between the estimated intake air amount and the detected engine speed detected by the engine speed detecting means is out of the normal variation range.
これら請求項3〜5のいずれの方法でも、大気圧センサ等の新たなセンサ類を用いることなく一次診断を精度良く行うことができる。 In any of these methods, primary diagnosis can be performed accurately without using new sensors such as an atmospheric pressure sensor.
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した5つの実施例1〜5を説明する。 Hereinafter, five examples 1 to 5 embodying the best mode for carrying out the present invention will be described.
本発明の実施例1を図1及び図2に基づいて説明する。まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14(吸入空気量検出手段)が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、DCモータ等によって開度調節されるスロットルバルブ15と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ16とが設けられている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An
更に、スロットルバルブ15の下流側には、サージタンク17が設けられ、このサージタンク17には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ18(吸気管圧力検出手段)が設けられている。また、サージタンク17には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド19が設けられ、各気筒の吸気マニホールド19の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁20が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ21が取り付けられ、各点火プラグ21の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
Further, a
また、エンジン11の吸気バルブ32には、該吸気バルブ32の開閉タイミング及び/又はリフト量を可変する可変吸気バルブ装置33が設けられ、排気バルブ34には、該排気バルブ34の開閉タイミング及び/又はリフト量を可変する可変排気バルブ装置35が設けられている。
The
一方、エンジン11の排気管22には、排出ガス中のCO,HC,NOx等を浄化する三元触媒等の触媒23が設けられ、この触媒23の上流側に、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ24(空燃比検出手段)が設けられている。
On the other hand, the
また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ25や、エンジン11のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ26(エンジン回転速度検出手段)が取り付けられ、このクランク角センサ26の出力パルスの間隔(パルス周波数)に基づいてエンジン回転速度が検出される。
The cylinder block of the
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)27に入力される。このECU27は、CPU28、ROM29、RAM30、バックアップRAM31等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成され、ROM30に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁20の燃料噴射量や点火プラグ21の点火時期を制御する。
Outputs of these various sensors are input to an engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 27. The ECU 27 is mainly composed of a microcomputer including a
更に、このECU27は、エンジン運転中に図2の異常診断ルーチンを所定周期で実行することで、エアフローメータ14の異常診断を次のようにして実行する。まず、ステップ101で、エアフローメータ14の出力を用いて検出筒内充填空気量(検出吸入空気量)を算出する。この検出筒内充填空気量は、筒内に充填される空気量の検出値であり、エアフローメータ14を通過した空気が吸気通路を流れて筒内に充填されるまでの遅れを考慮したモデル式等を用いて、エアフローメータ14の出力から検出筒内充填空気量を算出すると良い。
Further, the
この後、ステップ102に進み、燃料噴射量と空燃比センサ24で検出した空燃比とを用いて推定筒内充填空気量を次式により算出する。
推定筒内充填空気量=燃料噴射量×空燃比
Thereafter, the routine proceeds to
Estimated in-cylinder charged air amount = fuel injection amount x air-fuel ratio
上式において、燃料噴射量は、ECU27でエンジン運転状態等に基づいて算出された要求噴射量(燃料噴射弁20から噴射する燃料量)を用いれば良い。或は、精度を向上させるために、吸気ポート等の壁面に付着する燃料(ウエット)を考慮して筒内に吸入される正味の燃料量を算出して、これを“燃料噴射量”として用いるようにしても良い。また、筒内で燃焼したガスが排気管22を流れて空燃比センサ24周辺に達して空燃比が検出されるまでの遅れを考慮して、空燃比検出タイミングを設定すると良い。このステップ102の処理が特許請求の範囲でいう推定吸入空気量算出手段としての役割を果たす。
In the above equation, the fuel injection amount may be the required injection amount (fuel amount injected from the fuel injection valve 20) calculated by the
推定筒内充填空気量の算出後、ステップ103に進み、検出筒内充填空気量と推定筒内充填空気量との偏差(以下「空気量偏差」という)を算出する。
空気量偏差=検出筒内充填空気量−推定筒内充填空気量
After calculating the estimated in-cylinder charged air amount, the process proceeds to step 103, and a deviation between the detected in-cylinder charged air amount and the estimated in-cylinder charged air amount (hereinafter referred to as “air amount deviation”) is calculated.
Air amount deviation = Detected in-cylinder charged air amount-Estimated in-cylinder charged air amount
この後、ステップ104に進み、空気量偏差の絶対値を正常時のばらつき範囲を考慮して設定された所定の判定値と比較して、空気量偏差の絶対値が判定値よりも小さければ、空気量偏差が正常時のばらつき範囲内と判断して、ステップ105に進み、エアフローメータ14が正常と判定する。これに対して、空気量偏差の絶対値が判定値以上であれば、空気量偏差が正常時のばらつき範囲を越えていると判断して、ステップ106に進み、エアフローメータ14の異常と判定する。尚、ステップ103〜106の処理が特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。
Thereafter, the process proceeds to step 104, where the absolute value of the air amount deviation is compared with a predetermined determination value set in consideration of the variation range at the normal time, and if the absolute value of the air amount deviation is smaller than the determination value, It is determined that the air amount deviation is within the normal variation range, the process proceeds to step 105, and it is determined that the
以上説明した本実施例1によれば、推定筒内充填空気量を算出するのに用いる空燃比と燃料噴射量は、大気圧に依存しないため、大気圧変化の影響を受けずに推定筒内充填空気量を精度良く算出することができ、この推定筒内充填空気量とエアフローメータ14の出力から求めた検出筒内充填空気量とを比較することで、大気圧に依存しないエアフローメータ14の異常診断が可能となる。ここで、推定筒内充填空気量を算出するのに用いる空燃比を検出する空燃比センサ24は、排出ガス浄化のために排気系に設置されている空燃比センサを使用すれば良いため、空燃比検出のために新たなセンサ類を設ける必要はない。従って、本実施例1では、大気圧センサ等の新たなセンサ類を用いることなくエアフローメータ14の異常診断を精度良く行うことが可能となり、低コスト化と診断精度向上の要求を同時に満たすことができる。
According to the first embodiment described above, the air-fuel ratio and the fuel injection amount used to calculate the estimated in-cylinder charged air amount do not depend on the atmospheric pressure. The amount of charged air can be calculated with high accuracy, and the estimated amount of charged air in the cylinder is compared with the amount of air charged in the detected cylinder determined from the output of the
上記実施例1では、エアフローメータ14の異常診断のみを行うようにしたが、図3に示す本発明の実施例2では、エアフローメータ14と吸気管圧力センサ18の両方の異常を区別して診断できるようにしている。以下、本実施例2の診断手法を説明する。
In the first embodiment, only the abnormality diagnosis of the
エンジン制御システムが正常であれば、吸入空気量と吸気管圧力とエンジン回転速度の3つのパラメータは、互いに相関関係を保って変化し、2つのパラメータから残り1つのパラメータが一義的に決定されるという関係が保たれる。従って、これら3つのパラメータの検出値の関係が正常時のばらつき範囲内であれば、エンジン制御システムが正常であると判断できる。一方、3つのパラメータの検出値の関係が正常時のばらつき範囲から外れていれば、エンジン制御システムが異常であると判断できるが、3つのパラメータの検出値の関係のみでは、3つのパラメータの検出値のいずれが異常であるかは特定することができない。一般に、エアフローメータ14や吸気管圧力センサ18と比較して、クランク角センサ26は故障しにくいため、本発明では、3つのパラメータの検出値の関係からエンジン制御システムの異常と判断される場合は、エアフローメータ14と吸気管圧力センサ18のどちらかが異常であると一次診断する。その後、エアフローメータ14と吸気管圧力センサ18のうちのいずれが異常であるかを特定する確定診断において、空燃比と燃料噴射量に基づいて算出した推定吸入空気量とエアフローメータ14の検出値(検出吸入空気量)との差が判定値以上であればエアフローメータ14の異常と確定診断し、該差が判定値未満であれば吸気管圧力センサ18の異常と確定診断する。
If the engine control system is normal, the three parameters of the intake air amount, the intake pipe pressure, and the engine speed change while maintaining correlation with each other, and the remaining one parameter is uniquely determined from the two parameters. This relationship is maintained. Therefore, if the relationship between the detected values of these three parameters is within the normal variation range, it can be determined that the engine control system is normal. On the other hand, if the relationship between the detected values of the three parameters is out of the normal variation range, it can be determined that the engine control system is abnormal. However, only the relationship between the detected values of the three parameters can detect the three parameters. It cannot be specified which of the values is abnormal. In general, the
この場合、吸入空気量と吸気管圧力とエンジン回転速度の3つのパラメータの検出値の関係が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定する一次診断では、3つのパラメータのうちの2つのパラメータから残り1つのパラメータが一義的に決定されるという関係があることを考慮して、本実施例2では、エアフローメータ14による検出吸入空気量とエンジン回転速度とに基づいて推定吸気管圧力を算出し、この推定吸気管圧力と吸気管圧力センサ18による検出吸気管圧力との関係(偏差等)が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定する。
In this case, in the primary diagnosis for determining whether the relationship between the detected values of the three parameters of the intake air amount, the intake pipe pressure, and the engine rotational speed is out of the normal variation range, two of the three parameters are determined. In consideration of the fact that the remaining one parameter is uniquely determined from the parameters, in the second embodiment, the estimated intake pipe pressure is calculated based on the detected intake air amount by the
以上説明した本実施例2の異常診断は、図3の異常診断ルーチンによって実行される。本ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ201で、エアフローメータ14による検出吸入空気量とエンジン回転速度とに基づいて推定吸気管圧力をマップ等により算出した後、ステップ202に進み、吸気管圧力センサ18による検出吸気管圧力と推定吸気管圧力との偏差(以下「吸気管圧力偏差」という)を算出する。
吸気管圧力偏差=検出吸気管圧力−推定吸気管圧力
The abnormality diagnosis of the second embodiment described above is executed by the abnormality diagnosis routine of FIG. This routine is executed at a predetermined cycle during engine operation. When this routine is started, first, in
Intake pipe pressure deviation = Detected intake pipe pressure-Estimated intake pipe pressure
この後、ステップ203に進み、吸気管圧力偏差の絶対値を正常時のばらつき範囲を考慮して設定された判定値K1と比較し、吸気管圧力偏差の絶対値が判定値K1よりも大きいか否かでエアフローメータ14と吸気管圧力センサ18のどちらかが異常であるか否かを判定する一次診断を行う。上記ステップ202、203の処理が特許請求の範囲でいう一次診断手段としての役割を果たす。
Thereafter, the process proceeds to step 203, where the absolute value of the intake pipe pressure deviation is compared with a determination value K1 set in consideration of a normal variation range, and whether the absolute value of the intake pipe pressure deviation is larger than the determination value K1. The primary diagnosis which determines whether one of the
このステップ203で、吸気管圧力偏差の絶対値が判定値K1以下であると判定されれば、吸気管圧力偏差が正常時のばらつき範囲内と判断して、ステップ209に進み、エアフローメータ14と吸気管圧力センサ18の両方が正常と判定して本ルーチンを終了する。
If it is determined in
これに対して、上記ステップ203で、吸気管圧力偏差の絶対値が判定値K1よりも大きいと判定されれば、エアフローメータ14と吸気管圧力センサ18のどちらかが異常であると判断して、ステップ204〜208の処理によってエアフローメータ14と吸気管圧力センサ18のいずれが異常であるかを特定する確定診断を次のようにして実行する。
On the other hand, if it is determined in
まず、ステップ204で、燃料噴射量と空燃比センサ24で検出した空燃比とを用いて推定吸入空気量を次式により算出する。
推定吸入空気量=燃料噴射量×空燃比
First, in
Estimated intake air amount = Fuel injection amount x Air-fuel ratio
上式において、燃料噴射量は、ECU27でエンジン運転状態等に基づいて算出された要求噴射量(燃料噴射弁20から噴射する燃料量)を用いれば良い。或は、精度を向上させるために、吸気ポート等の壁面に付着する燃料(ウエット)を考慮して筒内に吸入される正味の燃料量を算出して、これを“燃料噴射量”として用いるようにしても良い。また、筒内で燃焼したガスが排気管22を流れて空燃比センサ24周辺に達して空燃比が検出されるまでの遅れを考慮して、空燃比検出タイミングを設定すると良い。
In the above equation, the fuel injection amount may be the required injection amount (fuel amount injected from the fuel injection valve 20) calculated by the
そして、次のステップ205で、エアフローメータ14による検出吸入空気量と推定吸入空気量との偏差(以下「空気量偏差」という)を算出する。
空気量偏差=検出吸入空気量−推定吸入空気量
In the
Air amount deviation = Detected intake air amount-Estimated intake air amount
この後、ステップ206に進み、空気量偏差の絶対値を正常時のばらつき範囲を考慮して設定された判定値K2と比較して、空気量偏差の絶対値が判定値K2以上であれば、空気量偏差が正常時のばらつき範囲を越えていると判断して、ステップ208に進み、エアフローメータ14の異常と判定する。
Thereafter, the process proceeds to step 206, where the absolute value of the air amount deviation is compared with the determination value K2 set in consideration of the variation range at the normal time, and if the absolute value of the air amount deviation is not less than the determination value K2, It is determined that the air amount deviation exceeds the normal variation range, and the process proceeds to step 208 to determine that the
これに対して、上記ステップ206で、空気量偏差の絶対値が判定値K2よりも小さいと判定されれば、空気量偏差が正常時のばらつき範囲内(エアフローメータ14が正常)と判断して、ステップ207に進み、吸気管圧力センサ18の異常と判定する。尚、ステップ204〜208の処理が特許請求の範囲でいう確定診断手段としての役割を果たす。
On the other hand, if it is determined in
以上説明した本実施例2では、エアフローメータ14による検出吸入空気量とエンジン回転速度とに基づいて推定吸気管圧力を算出し、この推定吸気管圧力と吸気管圧力センサ18による検出吸気管圧力との関係(偏差等)が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定する一次診断を行い、この一次診断で異常有りと判定されたときに、空燃比と燃料噴射量に基づいて算出した推定吸入空気量とエアフローメータ14の検出値(検出吸入空気量)との差が判定値以上であるか否かで、エアフローメータ14の異常と吸気管圧力センサ18の異常とを区別して確定診断するようにしたので、大気圧センサ等の新たなセンサ類を用いることなくエアフローメータ14の異常と吸気管圧力センサ18の異常とを区別して精度良く診断することが可能となり、低コスト化と診断精度向上の要求を同時に満たすことができる。
In the second embodiment described above, the estimated intake pipe pressure is calculated based on the detected intake air amount by the
尚、本実施例2においては、一次診断を行う際に、推定吸気管圧力と吸気管圧力センサ18による検出吸気管圧力との関係(偏差等)が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定するようにしたが、これに代えて、次のいずれかの方法で一次診断を行うようにしても良い。
In the second embodiment, when the primary diagnosis is performed, whether or not the relationship (deviation, etc.) between the estimated intake pipe pressure and the intake pipe pressure detected by the intake
[他の一次診断法(その1)]
一次診断を行う際に、吸気管圧力センサ18による検出吸気管圧力とエンジン回転速度とに基づいて推定吸入空気量をマップ等により算出し、この推定吸入空気量とエアフローメータ14による検出吸入空気量との関係(偏差等)が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定するようにしても良い。
[Other primary diagnostic methods (1)]
When performing the primary diagnosis, an estimated intake air amount is calculated by a map or the like based on the intake pipe pressure detected by the intake
[他の一次診断法(その2)]
一次診断を行う際に、エアフローメータ14による検出吸入空気量と吸気管圧力センサ18による検出吸気管圧力とに基づいて推定エンジン回転速度をマップ等により算出し、この推定吸入空気量とクランク角センサ26の信号による検出エンジン回転速度との関係(偏差等)が正常時のばらつき範囲から外れているか否かを判定するようにしても良い。
[Other primary diagnostic methods (2)]
When performing a primary diagnosis, an estimated engine rotation speed is calculated by a map or the like based on the detected intake air amount detected by the
図1のシステム構成では、吸気バルブ32の開閉タイミング及び/又はリフト量を可変する可変吸気バルブ装置33が搭載されている。前記実施例2では、検出吸入空気量とエンジン回転速度とに基づいて推定吸気管圧力を算出するようにしたが、可変吸気バルブ装置33を搭載した車両では、可変バルブ量(バルブタイミング及び/又はリフト量)の変化によっても吸気管圧力が変化する。
In the system configuration of FIG. 1, a variable
この点を考慮して、本実施例3で実行する図4の異常診断ルーチンでは、まずステップ201aで、エアフローメータ14による検出吸入空気量とエンジン回転速度と可変バルブ量に基づいて推定吸気管圧力をマップ等により算出する。これ以降のステップ202〜209の処理は、前記実施例2(図3)と同じである。
In consideration of this point, in the abnormality diagnosis routine of FIG. 4 executed in the third embodiment, first, in
以上説明した本実施例3では、可変吸気バルブ装置33を搭載した車両において、可変バルブ量の変化による吸気管圧力の変化を考慮して推定吸気管圧力を算出できるので、推定吸気管圧力の精度を高めることができる。
In the third embodiment described above, in the vehicle equipped with the variable
図5に示す本発明の実施例4は、可変吸気バルブ装置33の他に、排出ガスの一部を吸気系に環流させるEGR装置(図示せず)を搭載した車両に本発明を適用する場合の実施例である。EGR装置を搭載した車両では、EGR流量によっても吸気管圧力が変化するため、本実施例4では、図5のステップ301〜303の処理によって、EGR流量を推定して、これを吸気管圧力の推定に反映させる。具体的には、まずステップ301で、吸気管圧力センサ18による検出吸気管圧力とEGR弁デューティに基づいてマップ又はモデル式等により推定EGR流量を算出する。この後、ステップ302に進み、エアフローメータ14による検出吸入空気量に推定EGR流量を加算して筒内充填ガス量を求める。
筒内充填ガス量=検出吸入空気量+推定EGR流量
In the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 5, in addition to the variable
In-cylinder charged gas amount = detected intake air amount + estimated EGR flow rate
この後、ステップ303に進み、筒内充填ガス量とエンジン回転速度と可変バルブ量に基づいて推定吸気管圧力をマップ等により算出する。これ以降の処理は、図3のテップ202〜209の処理と同じである。
Thereafter, the routine proceeds to step 303, where the estimated intake pipe pressure is calculated from a map or the like based on the cylinder charge gas amount, the engine speed, and the variable valve amount. The subsequent processing is the same as the processing of
以上説明した本実施例4では、EGR装置と可変吸気バルブ装置33を搭載した車両において、EGR流量と可変バルブ量の変化による吸気管圧力の変化を考慮して推定吸気管圧力を算出できるので、推定吸気管圧力の精度を高めることができる。
In the fourth embodiment described above, in the vehicle equipped with the EGR device and the variable
図6乃至図8に示す本発明の実施例5では、吸気温度によって吸気管圧力が変化することを考慮して、吸気温度に応じた吸気温度補正係数によって筒内充填ガス量を補正して吸気管圧力を推定するようにしている。ここで、図7は一次診断の機能(ステップ301〜303→ステップ202〜203)を説明するブロック図であり、図8は一次診断で異常と判断された場合に実施される確定診断の機能(ステップ204〜208)を説明するブロック図である。
In the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 6 to FIG. 8, taking into account that the intake pipe pressure changes depending on the intake air temperature, the in-cylinder charged gas amount is corrected by the intake air temperature correction coefficient corresponding to the intake air temperature. The pipe pressure is estimated. 7 is a block diagram for explaining the function of the primary diagnosis (
本実施例5で実行する図6の異常診断ルーチンでは、まずステップ301、302で、前記実施例4と同様の方法で、筒内充填ガス量を算出した後、ステップ302aに進み、吸気温度センサ(図示せず)で検出した吸気温度に応じた吸気温度補正係数をマップ(図7参照)等により算出する。この後、ステップ302bに進み、ステップ302で算出した筒内充填ガス量に吸気温度補正係数を掛け合わせることで、筒内充填ガス量を吸気温度補正する。
筒内充填ガス量=筒内充填ガス量×吸気温度補正係数
In the abnormality diagnosis routine of FIG. 6 executed in the fifth embodiment, first, in
In-cylinder charged gas amount = In-cylinder charged gas amount x intake air temperature correction coefficient
この後、ステップ303に進み、吸気温度補正後の筒内充填ガス量とエンジン回転速度と可変バルブ量に基づいて推定吸気管圧力をマップ等により算出する。これ以降の処理は、図3のテップ202〜209の処理と同じである。
Thereafter, the process proceeds to step 303, and the estimated intake pipe pressure is calculated by a map or the like based on the cylinder charge gas amount after the intake air temperature correction, the engine speed, and the variable valve amount. The subsequent processing is the same as the processing of
以上説明した本実施例5では、筒内充填ガス量を吸気温度補正して推定吸気管圧力を算出するようにしたので、推定吸気管圧力の精度を高めることができる。 In the fifth embodiment described above, since the estimated intake pipe pressure is calculated by correcting the intake gas temperature in the cylinder, the accuracy of the estimated intake pipe pressure can be increased.
尚、本実施例5では、筒内充填ガス量を吸気温度補正するようにしたが、前記図5のステップ301〜303の処理によって算出した推定吸気管圧力に吸気温度補正係数を掛け合わせることで、推定吸気管圧力を吸気温度補正するようにしても良い。
推定吸気管圧力=推定吸気管圧力×吸気温度補正係数
In the fifth embodiment, the in-cylinder charged gas amount is corrected for the intake air temperature. However, by multiplying the estimated intake pipe pressure calculated by the processing in
Estimated intake pipe pressure = Estimated intake pipe pressure x Intake temperature correction factor
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、14…エアフローメータ(吸入空気量検出手段)、15…スロットルバルブ、18…吸気管圧力センサ(吸気管圧力検出手段)、20…燃料噴射弁、21…点火プラグ、24…空燃比センサ(空燃比検出手段)、26…クランク角センサ(エンジン回転速度検出手段)、27…ECU(推定吸入空気量算出手段,異常診断手段,一次診断手段,確定診断手段)、33…可変吸気バルブ装置、35…可変排気バルブ装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記空燃比検出手段で検出した空燃比と燃料噴射量に基づいて推定吸入空気量を算出する推定吸入空気量算出手段と、
前記吸入空気量検出手段による検出吸入空気量と前記推定吸入空気量算出手段による推定吸入空気量とを比較することで前記吸入空気量検出手段の異常の有無を判定する異常診断手段と
を備えていることを特徴とするエンジン制御システムの異常診断装置。 In an abnormality diagnosis device for an engine control system, comprising an intake air amount detection means for detecting an intake air amount and an air / fuel ratio detection means for detecting an air / fuel ratio of exhaust gas,
Estimated intake air amount calculation means for calculating an estimated intake air amount based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means and the fuel injection amount;
An abnormality diagnosing unit for determining whether or not the intake air amount detecting unit is abnormal by comparing an intake air amount detected by the intake air amount detecting unit and an estimated intake air amount by the estimated intake air amount calculating unit; An abnormality diagnosis device for an engine control system,
前記空燃比検出手段で検出した空燃比と燃料噴射量に基づいて推定吸入空気量を算出する推定吸入空気量算出手段と、
前記吸入空気量検出手段と前記吸気管圧力検出手段と前記エンジン回転速度検出手段による3つの検出値の関係が正常時のばらつき範囲から外れているか否かで前記吸入空気量検出手段と前記吸気管圧力検出手段のどちらかが異常であるか否かを判定する一次診断を実行する一次診断手段と、
前記一次診断手段により異常有りと判定されたときに、前記吸入空気量検出手段による検出吸入空気量と前記推定吸入空気量算出手段による推定吸入空気量との差を所定の判定値と比較して該差が判定値以上であれば前記吸入空気量検出手段の異常と確定診断し、該差が判定値未満であれば前記吸気管圧力検出手段の異常と確定診断する確定診断手段と
を備えていることを特徴とするエンジン制御システムの異常診断装置。 Intake air amount detection means for detecting intake air amount, intake pipe pressure detection means for detecting intake pipe pressure, engine rotation speed detection means for detecting engine rotation speed, and air-fuel ratio detection for detecting the air-fuel ratio of exhaust gas In an abnormality diagnosis device for an engine control system comprising means,
Estimated intake air amount calculation means for calculating an estimated intake air amount based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means and the fuel injection amount;
The intake air amount detection means and the intake pipe are determined depending on whether or not the relationship between the three detection values by the intake air amount detection means, the intake pipe pressure detection means, and the engine rotation speed detection means is out of the normal variation range. Primary diagnosis means for executing primary diagnosis for determining whether one of the pressure detection means is abnormal;
When the primary diagnosis means determines that there is an abnormality, the difference between the intake air amount detected by the intake air amount detection means and the estimated intake air amount by the estimated intake air amount calculation means is compared with a predetermined determination value. If the difference is greater than or equal to a determination value, a definite diagnosis unit is provided for definite diagnosis as an abnormality in the intake air amount detection unit, and if the difference is less than a delimitation value, a definite diagnosis unit is provided for definite diagnosis as an abnormality in the intake pipe pressure detection unit. An abnormality diagnosis device for an engine control system,
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