JP2006226135A - マニホルド圧力センサの故障診断方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フェールセーフのために２系統のマニホルド圧力検出系を有する制御装置において故障しているマニホルド圧力センサを特定する。
【解決手段】 第１比較部２９は、二つのセンサ５Ａ，５Ｂでそれぞれ検出されたマニホルド圧力ＰＭａとＰＭｂとの差ΔＰがしきい値ＤＰより大きい場合に異常信号を出力する。マニホルド圧推定部３０は、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度ＰＬＰ、および大気圧ＰＡａからマニホルド圧力を推定する。算出部３１は、検出マニホルド圧力ＰＭｂと推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌとの差ΔＰＭｂを算出する。差算出部３１は、検出マニホルド圧力ＰＭａと推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌとの差ΔＰＭａを算出する。第２比較部３３は、前記異常信号に応答して差ΔＰＭａと差ΔＰＭｂとを比較する。差ΔＰＭａおよび差ΔＰＭｂのいずれが大きいかで異常を生じているマニホルド圧力センサを特定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン制御システムに使用されるマニホルド圧力センサの故障診断装置に関し、特に、第１のマニホルド圧力センサと第１のマニホルド圧力センサをバックアップする第２のマニホルド圧力センサとを備えるシステムにおけるこれらマニホルド圧力センサの故障診断方法および装置に関する。

従来、エンジン制御システムにおいては、多数のセンサが使用されており、これらセンサが正常かどうかを診断する故障診断システムが知られている。例えば、特開２００３−３０７１５２号公報には、吸気マニホルド内の圧力を感知するセンサの出力信号が、設定された範囲内であるか否かを判断する段階と、エンジン作動条件に基づいて吸気マニホルド内圧力を計算する段階と、センサの出力信号が前記範囲内である場合、該センサの出力信号が示す吸気マニホルド内圧力と計算された吸気マニホルド内圧力との差が設定値より小さいか否かを判断する段階とからなり、センサの出力信号が前記範囲内でない場合、または前記差が前記設定値より小さくない場合に、前記計算された圧力を吸気マニホルド内圧力として設定する方法が開示されている。

また、特開平１０−１７６５８２号公報に記載された電子制御スロットル装置では、フェールセーフ等を目的としてアクセルセンサやスロットルセンサ等が２系統設けられ、２系統のセンサ出力の比較による故障診断が行われる。例えば、メインスロットルセンサとサブスロットルセンサとの偏差と所定の閾値とを比較することにより、スロットルセンサが異常であるか否かを判定する。
特開２００３−３０７１５２号公報 特開平１０−１７６５８２号公報

センサ系の故障のうち、断線やショートなどの故障は、センサ出力値が規定値もしくは規定範囲より高すぎたり低くすぎたりしたときに、異常と判断して予定の対応を行うようにすることができる。しかし、センサ出力値が規定範囲内にある場合でも、正常な制御に支障を与えるような、出力特性の変化や劣化等に対しては異常の判断が行えないことがある。

また、特許文献２に記載された診断方法では、２系統のセンサのいずれかが故障したことを検出することはできるが、２系統のセンサのうち、いずれが故障したかを判断するのは困難である。

本発明の目的は、２系統のマニホルド圧力センサを有するシステムにおいて、いずれのマニホルド圧力センサが異常であるかを確実に検出することができるマニホルド圧力センサの故障診断方法および装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、主制御用の第１のマニホルド圧力センサと、該第１のマニホルド圧力センサをバックアップする第２のマニホルド圧力センサと、大気圧センサと、エンジン回転数検出手段と、スロットルセンサとを有するエンジン制御システムで使用されるマニホルド圧力センサの故障診断方法において、エンジン回転数、スロットル開度、および大気圧値に基づいて推定マニホルド圧力を算出する段階と、前記第１のマニホルド圧力センサの出力と前記第２のマニホルド圧力センサの出力との違いが所定の範囲を超えているときに異常と判断する段階と、異常と判断されたときに、前記第１および第２のマニホルド圧力センサのうち、その出力と前記推定マニホルド圧力との違いが大きい方を異常センサと特定する段階とからなる点に第１の特徴がある。

また、本発明は、主制御用の第１のマニホルド圧力センサと、該第１のマニホルド圧力センサをバックアップする第２のマニホルド圧力センサと、大気圧センサと、エンジン回転数検出手段と、スロットルセンサとを有するエンジン制御システムで使用されるマニホルド圧力センサの故障診断装置において、前記第１のマニホルド圧力センサで検出された第１検出マニホルド圧力値および前記第２のマニホルド圧力センサで検出された第２検出マニホルド圧力値の差がしきい値以上であるときに異常信号を出力する異常認識手段と、予め設定したエンジン回転数、スロットル開度、マニホルド圧、および大気圧の相互関係に従い、エンジン回転数、スロットル開度、および大気圧値を入力されて推定マニホルド圧力値を出力するマニホルド圧力推定手段と、前記推定マニホルド圧力値に対する前記第１検出マニホルド圧力値および第２検出マニホルド圧力値の差をそれぞれ算出し、算出された差のうち大きい方に対応するマニホルド圧力値を検出したマニホルド圧力センサを故障センサとして特定する異常特定手段とを具備するとともに、前記異常特定手段による故障センサの特定が、前記異常信号の出力に応答して行われるように構成された点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記異常認識手段および前記異常特定手段による差の判別が、該差の絶対値を用いて行われる点に第３の特徴がある。

また、本発明は、第１のマニホルド圧力センサで検出された第１検出マニホルド圧力値および第２のマニホルド圧力センサで検出された第２検出マニホルド圧力値の比の値が所定範囲から外れているときに異常信号を出力する異常認識手段と、予め設定したエンジン回転数、スロットル開度、マニホルド圧、および大気圧の相互関係に従い、エンジン回転数、スロットル開度、および大気圧値を入力されて推定マニホルド圧力値を出力するマニホルド圧力推定手段と、前記推定マニホルド圧力値と前記第１検出マニホルド圧力値との比の値、および前記推定マニホルド圧力値と前記第２検出マニホルド圧力値との比の値を算出し、それぞれ算出された比の値のうち所定値から大きく外れている方に対応するマニホルド圧力値を検出したマニホルド圧力センサを故障センサとして特定する異常特定手段とを具備するとともに、前記異常特定手段による故障センサの特定が、前記異常信号の出力に応答して行われるように構成された点に第４の特徴がある。

第１〜第４の特徴を有する本発明によれば、第１および第２のマニホルド圧力センサの出力の違いが大きい場合に、第１および第２のマニホルド圧力センサの少なくとも一方に異常が生じていることが認識される。そして、この異常判断がなされたときには、第１および第２のマニホルド圧力センサで検出されたそれぞれの圧力と、エンジン回転数、スロットル開度、大気圧値に基づいて計算された推定マニホルド圧力値との違いを算出して、その違いが大きい方（第３の特徴によれば、比の値が所定値からより離れている方）に対応する圧力を検出したマニホルド圧力センサに異常が発生したことを検出することができる。

したがって、センサの出力が単に所定範囲から外れたことのみをもってセンサの異常を判断する従来の故障検出手段では検出されない異常、例えば劣化による機能低下をきたしたセンサを検出することができる。

これにより、例えば、二つのマニホルド圧力検出系を有してフェールセーフを確保し、一方の検出系が故障の際に他方の検出系でバックアップするエンジン制御システムにおいて、二つのマニホルド圧力検出系の双方に関して、正常か異常かを判断することができ、この判断に基づいて制御システムに必要な補償動作が可能になる。補償動作には、代替値の使用、バックアップ系列への切り替えなどが含まれる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は故障診断装置を含むエンジンの要部構成図である。図２において、エンジン１は航空機用レシプロ型内燃エンジンであり、始動用にスタータモータ２が設けられる。なお、図２では、２気筒分の要素を図示しているが、エンジン１の気筒数は限定されない。エンジン１の吸気マニホルド３に燃料噴射弁４が設けられ、燃料噴射弁４の上流には吸気マニホルド３内の圧力を検出するためのマニホルド圧力センサ５が設けられる。マニホルド圧力センサ５は、すべての気筒にメインのものとバックアップ用のものとが設けられる。両者を区別する場合、メインのものを第１のマニホルド圧力センサ５Ａと呼び、バックアップ用のものを第２のマニホルド圧力センサ５Ｂと呼ぶ。

マニホルド圧力センサ５の上流側には、スロットルボディ６が設けられ、スロットルボディ６にはスロットル弁７が組み込まれる。スロットル弁７はモータ８によって駆動される。スロットルボディ６には、スロットル開度を検出するためのスロットルセンサ６Ａが設けられる。エンジン１の制御用として、さらに大気圧センサ９、カムパルサ１０、クランプパルサ１１、冷却水温センサ１２、および空気温度センサ１３等、エンジン制御に必要な周知のセンサが設けられる。

上記各センサの出力信号を入力されて、プログラムに従って燃料噴射や点火制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）１４が設けられる。ＥＣＵ１４には、マニホルド圧力センサ５の故障診断機能が含まれる。

図３は、上記エンジンの制御系の概要を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態の制御系はフェールセーフの見地から、センサによる検出回路およびＥＣＵ１４を２系統備える。系統はそれぞれＡレーン１００およびＢレーン２００と呼ぶ。Ａレーン１００には、図２に関して説明したセンサを含むＡセンサ群１０１並びにＡ電源１０２およびＡレーン用のＥＣＵ１４Ａが含まれる。同様に、Ｂレーン２００には、Ｂセンサ群２０１並びにＢ電源２０２およびＢレーン用のＥＣＵ１４Ｂが含まれる。第１のマニホルド圧力センサ５ＡはＡセンサ群１０１に含まれ、第２のマニホルド圧力センサ５ＢはＢセンサ群２０１に含まれる。この実施形態では、ＥＣＵ１４ＡおよびＥＣＵ１４Ｂを構成する回路基板上もしくはＥＣＵ１４Ａおよび１４Ｂのハウジング（図示しない）内に前記大気圧センサ９（９ａおよび９ｂ）を設けるが、設置位置はこれに限定されない。

ＥＣＵ１４Ａと１４Ｂとは、図示しない互いの通信インタフェースを介して双方向通信可能である。各気筒毎に設けられる燃料噴射弁４の駆動コイル（一つだけ図示する）１５の一端（マイナス側）は、切り替えスイッチ１６，１７を介してそれぞれＥＣＵ１４Ａおよび１４Ｂの噴射信号出力端子ＯＡおよびＯＢに接続される。駆動コイル１５の他端（プラス側）はパワースイッチ１８を介して、例えば電圧１４ボルトを出力する電源１９に接続される。パワースイッチ１８は電流制限機能を備える。電源１９およびパワースイッチ１８はＥＣＵ１４Ａおよび１４Ｂ内にそれぞれ設けられる。

ＥＣＵ１４Ａから出力される切り替え信号ＳＡはＮＡＮＤ回路２０の一方の入力側に接続され、ＥＣＵ１４Ｂから出力される切り替え信号ＳＢはＮＯＴ回路２１を介してＮＡＮＤ回路２０の他方の入力側に接続される。ＮＡＮＤ回路２０の出力は、切り替えスイッチ１６に入力されるとともに、もう一つのＮＯＴ回路２２を介して切り替えスイッチ１７に入力される。

切り替えスイッチ１６および１７のうち、切り替え信号ＳＡおよびＳＢで選択された側に接続されるレーンの噴射信号出力端子の状態に応じて駆動コイル１５に電源１９から通電される。この通電時間によって燃料噴射弁４の開弁時間すなわち燃料噴射量が決定される。

次に、第１のマニホルド圧力センサ５Ａおよび第２のマニホルド圧力センサ５Ｂの故障診断機能を説明する。本実施形態では、Ａレーン１００が主制御用であり、Ｂレーン２００はそのバックアップの役割を果たす。図４は、マニホルド圧力センサ５Ａおよび５Ｂの故障診断処理のフローチャートである。ステップＳ１では、ＥＣＵ１４Ａおよび１４Ｂを初期化する。ステップＳ２では、Ａレーン１００の、第１のマニホルド圧力センサ５Ａの出力電圧ＶＰｍａと、Ｂレーン２００の、第２のマニホルド圧力センサ５Ｂの出力電圧ＶＰｍｂと、Ａレーン１００の大気圧センサ９ａの出力電圧ＶＰａａと、スロットルセンサ６Ａの出力ＰＬＰと、Ａレーン１００のクランプパルサ１１から出力されるクランクパルスＰＬＳを読み込む。

ステップＳ３では、前記出力電圧ＶＰｍａ、ＶＰｍｂ、およびＶＰａａに基づいてそれぞれ圧力の物理値ＰＭａ、ＰＭｂ、およびＰＡａ（いずれも単位はｍｍＨｇ）を算出する。例えば、予め設けた換算テーブルを使用して出力電圧を物理値にそれぞれ換算する。ステップＳ４では、スロットルセンサ６Ａの出力を読み込み、スロットル開度ＰＬＰを算出するとともに、クランクパルスＰＬＳに基づいてエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）を計算する。エンジン回転数Ｎｅは、クランクパルスＰＬＳの間隔により算出することができる。

ステップＳ５では、電圧ＶＰｍａが予定の上限値（ここでは４．５ボルトとする）以上であるか否かを判断する。この判断が肯定であれば、ショートなどによる第１のマニホルド圧力センサ５Ａの異常と判断されるので、ステップＳ６に進んで、異常時の処理として警報表示やレーンをＡレーン１００からＢレーン２００に切り替える処理を行う。ステップＳ５が否定の場合はステップＳ７に進む。

ステップＳ７においては、電圧ＶＰｍａが予定の下限値（例えば０．５ボルト）未満であるか否かを判断する。この判断が肯定であれば、断線などによる第１のマニホルド圧力センサ５Ａの異常と判断されるので、ステップＳ６に進んで異常時の処理を行う。ステップＳ６での警報表示では、例えば、システムフェイル警報灯を点灯して「飛行継続には問題ないが、早期に点検修理をすべし」との情報を操縦者に知らせる。

ステップＳ７が否定であれば、第１のマニホルド圧力センサ５Ａにはショートや断線などの故障はないと判断される。しかし、劣化などによって第１のマニホルド圧力センサ５Ａに機能異常が発生していて正常な圧力値を出力していない場合でも、出力電圧ＶＰｍａが上限値および下限値で規定される範囲内に収まることがある。したがって、劣化などによる機能異常に関してはステップＳ５，Ｓ７の処理では判断できない。

そこで、次の処理によって第１マニホルド圧力センサ５Ａに劣化がないかを判断する。エンジン１に関して、エンジン運転環境の大気圧ＰＡと、エンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度ＰＬＰと、マニホルド圧力ＰＭａとの間には一定の関係を有することが知られている。したがって、この関係を利用して、エンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度ＰＬＰと、大気圧ＰＡとから計算によってマニホルド圧を推定することが可能であることが分かる。以下、計算によって求められるマニホルド圧を推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌと呼ぶ。大気圧ＰＡと、エンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度ＰＬＰと、マニホルド圧力ＰＭａとの間にある関係を実験的に求めておき、この関係をＥＣＵ１４内の記憶手段に記憶しておけば、このデータを参照して、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度ＰＬＰ、および大気圧ＰＡに基づいて推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌを容易に算出することができる。

ステップＳ８では、マニホルド圧力ＰＭａとＰＭｂとの差ΔＰを算出する。差ΔＰは絶対値として求める。ステップＳ９では、差ΔＰがしきい値ＤＰより大きいか否かを判断する。しきい値ＤＰは、例えば４４．８ｍｍＨｇとする。第１のマニホルド圧力センサ５Ａおよび第２のマニホルド圧力センサ５Ｂが同時期に同量劣化することは考えられないので、差ΔＰがしきい値ＤＰより小さい場合は、第１のマニホルド圧力センサ５Ａと第２のマニホルド圧力センサ５Ｂはいずれも正常に動作していると判断され、通常の制御ループを持続する。

差ΔＰがしきい値ＤＰより大きい場合は、第１のマニホルド圧力センサ５Ａおよび第２のマニホルド圧力センサ５Ｂの双方、またはいずれか一方に機能異常をきたしていると判断されるので、ステップＳ１０に進んで異常を知らせる警報表示を行う。ここでは、前記システムフェイル警報灯とは指示する意味が異なるサービスリクエスト灯を点灯して「離陸前なら離陸操作中止、離陸後ならば飛行中止して点検修理すべし」旨を表示する。

そして、以下の処理では、上記大気圧ＰＡと、エンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度ＰＬＰと、大気圧ＰＡとの関係を利用して第１のマニホルド圧力センサ５Ａおよび第２のマニホルド圧力センサ５Ｂのいずれが異常であるかを特定する。まず、ステップＳ１１では、エンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度ＰＬＰと、大気圧ＰＡとに基づいて推定マニホルド圧力センサＰＭｃａｌを算出する。推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌを求めるために使用される大気圧ＰＡと、エンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度ＰＬＰと、マニホルド圧力ＰＭａとの関係の具体例は後述する。

ステップＳ１２では、第１のマニホルド圧力センサ５Ａによって検出されたマニホルド圧力ＰＭａと推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌとの差の絶対値ΔＰＭａと、第２のマニホルド圧力センサ５Ｂによって検出されたマニホルド圧力ＰＭｂと推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌとの差の絶対値ΔＰＭｂとを比較する。

ステップＳ１２が否定であれば、第１のマニホルド圧力センサ５Ａに関して劣化等による異常が生じていると判断されるので、ステップＳ１３に進んでレーン切り替えを行い、Ｂレーン２００の出力を採用してエンジン制御を行う。この場合も、システムフェイル警報灯を点灯させるのがよい。

ステップＳ１２が肯定であれば、第２のマニホルド圧力センサ５Ｂに関して劣化などによる異常が生じていると判断される。この場合は、通常制御レーンつまり制御主体であるＡレーン１００に異常が発生しているのではないので、この通常制御レーンであるＡレーン１００による制御を維持する。

図５は、エンジン回転数Ｎｅと、大気圧ＰＡと、マニホルド圧力ＰＭａと、スロットル開度ＰＬＰとの関係を示すデータテーブルである。このデータは、大気圧ＰＡを種々設定できる試験装置内で、大気圧ＰＡを５５０ｍｍＨｇに設定し、種々の回転数Ｎｅでエンジン１を運転したときものであり、縦軸にマニホルド圧力ＰＭａをとり、横軸にスロットル開度ＰＬＰをとってある。エンジン１を搭載した航空機が高度８０００フィートの上空を航行しているときの大気圧ＰＡ５５０ｍｍＨｇを代表大気圧とする。

このデータを利用して、エンジン回転数Ｎｅが２３００ｒｐｍ、スロットル開度ＰＬＰ３５％のときのマニホルド圧力ＰＭａを求める。図５において、スロットル開度ＰＬＰが３５％のライン（縦の点線）とエンジン回転数Ｎｅ２３００ｒｐｍの曲線との交点を点Ｘとすると、その交点Ｘに対応するマニホルド圧力ＰＭａを読み取ることができる。つまり推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌを求めることができる。ここで得られた推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌは４２０ｍｍＨｇである。

図５に示したデータは、ＥＣＵ１４Ａ，１４Ｂ内のメモリ手段に記憶され、このデータに関数演算や直線補間等を実施して推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌが算出される。

図６は、エンジン回転数Ｎｅが２３００ｒｐｍののときの、種々の大気圧（７５０ｍｍＨｇ、５５０ｍｍＨｇ、３５０ｍｍＨｇ）におけるマニホルド圧力ＰＭａと、スロットル開度ＰＬＰとの関係を示す図である。

前記代表大気圧を使用しないで、このような特性曲線のデータを使用して、この特性曲線上にない中間大気圧での推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌを求める手順を説明する。例えば、高度９５００フィートでの飛行を想定し、大気圧ＰＡが５２０ｍｍＨｇ、エンジン回転数Ｎｅが２３００ｒｐｍ、スロットル開度ＰＬＰが３５％の場合の例を説明する。まず、スロットル開度ＰＬＰが３５％のライン（縦の点線）と大気圧ＰＡが３５０ｍｍＨｇおよび５５０ｍｍＨｇの特性曲線とのそれぞれの交点を点Ａおよび点Ｃとする。そして、仮想される大気圧５２０ｍｍＨｇの特性曲線とスロットル開度ＰＬＰが３５％のラインとの交点Ｂは、点Ａと点Ｃとの中間に想定される。

点Ｂで示されるマニホルド圧力ＰＭａは点Ａ、点Ｂおよび点Ｃの座標に基づいて補間計算によって求められる。すなわち、各点Ａ，Ｂ，Ｃの座標（ＰＬＰ，ＰＭａ，ＰＡ）は、Ａ（３５，２５０，３５０）、Ｂ（３５，ＰＭａ，５２０）、Ｃ（３５，４１５，５５０）であり、マニホルド圧力ＰＭａは次式で算出される。ＰＭａ＝２５０＋（４１５−２５０）／（５５０−３５０）×（５２０−３５０）。この式によれば、マニホルド圧力ＰＭａは３９０ｍｍＨｇ、つまり推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌが３９０ｍｍＨｇとして求められる。

例えば５００ｒｐｍから使用上限３０００ｒｐｍまで、５００ｒｐｍ毎に図６のようなデータテーブルを作成しておき、これをＥＣＵ１４Ａ，１４Ｂに記憶しておくことにより、種々のエンジン回転数に応じた推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌを算出することができる。

図１は、図４のフローチャートに関して説明した処理を行うＥＣＵ１４Ａの要部機能を示すブロック図である。第１マニホルド圧算出部２３は、第１のマニホルド圧力センサ５Ａの検出値ＶＰＭａに基づいてマニホルド圧力ＰＭａを算出する。第２マニホルド圧算出部２４は、マニホルド圧力センサ５Ｂの検出値ＶＰＭｂに基づいてマニホルド圧力ＰＭｂを算出する。大気圧算出部２５は、大気圧センサ９ａの検出値ＶＰａａに基づいて大気圧ＰＡａを算出する。エンジン回転数算出部２６は、クランクパルスＰＬＳに基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出する。

出力正常判別部２７は、第１のマニホルド圧力センサ５Ａの検出値ＶＰＭａが所定範囲つまり上限値および下限値の間に存在しているかどうかを判別し、検出値ＶＰＭａが所定範囲内ならば、出力正常信号を出力する。

マニホルド圧差算出部２８は、マニホルド圧力ＰＭａとマニホルド圧力ＰＭｂとの差ΔＰを算出する。第１比較部２９は、差ΔＰとしきい値ＤＰとを比較し、差ΔＰの方が小さい場合には正常、大きい場合には異常信号を出力する。マニホルド圧差算出部２８と第１比較部２９は異常認識手段を形成する。

マニホルド圧推定部３０は、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度ＰＬＰ、および大気圧ＰＡａから推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌを算出する。例えば、マニホルド圧推定部３０は、図５または図６に示したようなデータテーブルを利用してマニホルド圧力を推定する。推定圧・第２マニホルド圧差算出部３１は、マニホルド圧力ＰＭｂと推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌとの差ΔＰＭｂを算出する。推定圧・第１マニホルド圧差算出部３２は、マニホルド圧力ＰＭａと推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌとの差ΔＰＭａを算出する。第２比較部３３は、第１比較部２９からの異常信号および出力正常判別部２７からの出力正常信号が入力されると、これに応答して差ΔＰＭａと差ΔＰＭｂとを比較する。差ΔＰＭａおよび差ΔＰＭｂのいずれが大きいかによって、差ΔＰＭａの方が大きい場合は第１のマニホルド圧力センサ５Ａが異常と判断し、差ΔＰＭｂの方が大きい場合は第２のマニホルド圧力センサ５Ｂが異常と判断する。推定圧・第２マニホルド圧差算出部３１、推定圧・第１マニホルド圧差算出部３２、および第２比較部３３は異常特定手段を形成する。

上述のように、本実施形態によれば、複数系統設けられたマニホルド圧力センサを有するシステムにおいて、劣化等によって機能が低下したマニホルド圧力センサを特定するために、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度ＰＬＰ、および大気圧からマニホルド圧力を推定し、この推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌと第１および第２のマニホルド圧力センサでそれぞれ検出された圧力の差に基づいて故障したマニホルドセンサを特定することができる。

上記実施形態では、第１のマニホルド圧力センサ５Ａおよび第２のマニホルド圧力センサ５Ｂで検出された圧力値相互間、ならびにこれら第１のマニホルド圧力センサ５Ａおよび第２のマニホルド圧力センサ５Ｂで検出された圧力値と推定されたマニホルド圧力値との差に基づいて異常の判断および異常センサの特定を行った。

しかし、本発明はこれに限定されない。前記各圧力値間の差に代えて、比の値に基づいて異常の判断および異常センサの特定を行ってもよい。例えば、マニホルド圧差算出部２８を圧力ＰＭａとＰＭｂとの比の値を計算する手段に変更する。そして、第１比較部２９では、算出された比の値が所定値つまり「１」から予定の範囲内にあるかどうかによって、第１のマニホルド圧力センサ５Ａおよび第２のマニホルド圧力センサ５Ｂがいずれも正常か少なくとも一方が異常であるかを判断するようにする。例えば、圧力ＰＭａ／ＰＭｂが０．９５〜１．０５の範囲内であれば第１および第２のマニホルド圧力センサ５Ａおよび５Ｂはいずれも正常であると判断し、この範囲から外れれば、第１および第２のマニホルド圧力センサ５Ａおよび５Ｂの少なくとも一方が異常であると判断する。

同様に、推定圧・第２マニホルド圧差算出部３１を、検出マニホルド圧力ＰＭａと推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌとの比の値を算出する手段に変更し、推定圧・第２マニホルド圧差算出部３２を、検出マニホルド圧ＰＭｂと推定マニホルド圧力ＰＭｃａｌとの比の値を算出する手段に変更する。そして、第２比較部３３では、算出された比の値が、所定値つまり「１」から大きく外れている方に対応する圧力値に対応するマニホルド圧力センサが異常を生じているセンサであると特定するように構成する。

本発明の一実施形態に係る診断装置の要部機能を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る診断装置を含むエンジン制御システムの全体図である。 本発明の一実施形態に係る診断装置を含むエンジン制御システムの要部を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る診断装置の要部処理を示すフローチャートである。 推定マニホルド圧力の算出に使用されるデータテーブルの例を示す図である。 推定マニホルド圧力の算出に使用されるデータテーブルの別の例を示す図である。

符号の説明

１…エンジン、 ３…吸気マニホルド、 ４…燃料噴射弁、 ５（５Ａ，５Ｂ）…マニホルド圧力センサ、 ９（９ａ，９ｂ）…大気圧センサ、 １４（１４Ａ，１４Ｂ）…ＥＣＵ、 ２８…マニホルド圧差算出部、 ２９…第１比較部、 ３０…マニホルド圧推定部、 ３１…推定圧・第２マニホルド圧差算出部、 ３２…推定圧・第１マニホルド圧差算出部、 ３３…第２比較部

Claims (4)

1. 主制御用の第１のマニホルド圧力センサと、該第１のマニホルド圧力センサをバックアップする第２のマニホルド圧力センサと、大気圧センサと、エンジン回転数検出手段と、スロットルセンサとを有するエンジン制御システムで使用されるマニホルド圧力センサの故障診断方法において、
   エンジン回転数、スロットル開度、および大気圧値に基づいて推定マニホルド圧力を算出する段階と、
   前記第１のマニホルド圧力センサの出力と前記第２のマニホルド圧力センサの出力との違いが所定の範囲を超えているときに異常と判断する段階と、
   異常と判断されたときに、前記第１および第２のマニホルド圧力センサのうち、その出力と前記推定マニホルド圧力との違いが大きい方を異常センサと特定する段階とからなるマニホルド圧力センサの故障診断方法。
2. 主制御用の第１のマニホルド圧力センサと、該第１のマニホルド圧力センサをバックアップする第２のマニホルド圧力センサと、大気圧センサと、エンジン回転数検出手段と、スロットルセンサとを有するエンジン制御システムで使用されるマニホルド圧力センサの故障診断装置において、
   前記第１のマニホルド圧力センサで検出された第１検出マニホルド圧力値および前記第２のマニホルド圧力センサで検出された第２検出マニホルド圧力値の差がしきい値以上であるときに異常信号を出力する異常認識手段と、
   予め設定したエンジン回転数、スロットル開度、マニホルド圧、および大気圧の相互関係に従い、エンジン回転数、スロットル開度、および大気圧値を入力されて推定マニホルド圧力値を出力するマニホルド圧力推定手段と、
   前記推定マニホルド圧力値に対する前記第１検出マニホルド圧力値および第２検出マニホルド圧力値の差をそれぞれ算出し、算出された差のうち大きい方に対応するマニホルド圧力値を検出したマニホルド圧力センサを故障センサとして特定する異常特定手段とを具備するとともに、
   前記異常特定手段による故障センサの特定が、前記異常信号の出力に応答して行われるように構成されたことを特徴とするマニホルド圧力センサの故障診断装置。
3. 前記異常認識手段および前記異常特定手段による差の判別が、該差の絶対値を用いて行われるように構成されたことを特徴とする請求項２記載のマニホルド圧力センサの故障診断装置。
4. 主制御用の第１のマニホルド圧力センサと、該第１のマニホルド圧力センサをバックアップする第２のマニホルド圧力センサと、大気圧センサと、エンジン回転数検出手段と、スロットルセンサとを有するエンジン制御システムで使用されるマニホルド圧力センサの故障診断装置において、
   前記第１のマニホルド圧力センサで検出された第１検出マニホルド圧力値および前記第２のマニホルド圧力センサで検出された第２検出マニホルド圧力値の比の値が所定範囲から外れているときに異常信号を出力する異常認識手段と、
   予め設定したエンジン回転数、スロットル開度、マニホルド圧、および大気圧の相互関係に従い、エンジン回転数、スロットル開度、および大気圧値を入力されて推定マニホルド圧力値を出力するマニホルド圧力推定手段と、
   前記推定マニホルド圧力値と前記第１検出マニホルド圧力値との比の値、および前記推定マニホルド圧力値と前記第２検出マニホルド圧力値との比の値を算出し、それぞれ算出された比の値のうち所定値から大きく外れている方に対応するマニホルド圧力値を検出したマニホルド圧力センサを故障センサとして特定する異常特定手段とを具備するとともに、
   前記異常特定手段による故障センサの特定が、前記異常信号の出力に応答して行われるように構成されたことを特徴とするマニホルド圧力センサの故障診断装置。

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