JP2006300012A - Intake flowmeter diagnostic system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の吸気通路に、それぞれの吸気流量を計測する吸気流量計と、それぞれの通路断面積を変えて吸気流量を制御する手段とを備えた内燃機関吸気系における、吸気流量計の故障を診断する装置に関する。 The present invention relates to an intake flow meter in an internal combustion engine intake system having an intake flow meter for measuring each intake flow rate in a plurality of intake passages and a means for controlling the intake flow rate by changing the cross-sectional area of each passage. The present invention relates to a device for diagnosing a failure.
特許文献1には、機関回転速度と吸気負圧とを用いて、予め設定した推定吸気流量を参照し、吸気流量計(エアフロメータ)の故障の有無を診断する技術が開示されている。
また、特許文献2には、吸気流量計(エアフロメータ)の断線、短絡による上限電圧または下限電圧への張り付きを検知して故障診断する技術が開示されている。
特許文献1の故障診断方式では、上記複数の吸気通路に、それぞれの吸気流量を計測する吸気流量計と、それぞれの通路断面積を変えて吸気流量を制御する手段(スロットル弁)とを備えた内燃機関吸気系における吸気流量計の故障診断を行おうとすると、吸気通路毎の通路断面積(スロットル開度)の組み合わせによって著しく診断精度が悪化してしまう。また、通路断面積毎に参照マップを増やすと莫大な実験や記憶装置の容量を必要とするため、実現が困難である。
In the failure diagnosis method of
一方、特許文献2の故障診断方式では、通常の吸気流量計の測定範囲から外れないと故障検知できないばかりか、平均化することにより更に判定の応答が遅くなるので、故障判定する前に機関運転が不調になったり、最悪の場合は、エンジンストールに至ることになる。
On the other hand, in the failure diagnosis method disclosed in
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、簡易な診断方式で、吸気流量計の故障診断を、速やかに精度良く行えるようにすることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and an object thereof is to make it possible to quickly and accurately perform a failure diagnosis of an intake flow meter with a simple diagnosis method.
上記の課題を解決するため、本発明は、上流側が複数の吸気通路に分岐し下流側のコレクタで合流した後、気筒毎のシリンダに至り、前記複数の吸気通路毎に吸気流量を計測する吸気流量計と、前記複数の吸気通路毎に通路断面積を変化させて吸気流量を制御する吸気流量制御手段と、を備えた内燃機関の吸気系において、前記吸気通路毎の吸気流量の比を、前記吸気通路毎の通路断断面積の比と比較して、各吸気流量計のいずれかの故障の有無を判定する相対値故障判定手段を備えた構成とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an intake system in which an upstream side branches into a plurality of intake passages and merges at a downstream collector, then reaches a cylinder for each cylinder and measures an intake air flow rate for each of the plurality of intake passages. In an intake system of an internal combustion engine comprising a flow meter and an intake flow rate control means for controlling the intake flow rate by changing a passage cross-sectional area for each of the plurality of intake passages, a ratio of the intake flow rate for each intake passage, Compared with the ratio of the cross-sectional area of the passage for each intake passage, there is provided a relative value failure determination means for determining the presence or absence of any failure of each intake flow meter.
かかる構成とすれば、吸気通路の吸気流量は通路断面積に比例するので、全ての吸気流量計が正常であれば、これら吸気流量計で計測された吸気流量の比(相対値)は、対応する吸気通路毎の通路断面積の比に一致することを利用して、両比の比較によって、いずれかの吸気流量計が故障しているか否かを速やかに、かつ、高精度に判定することができる。 With such a configuration, the intake flow rate in the intake passage is proportional to the cross-sectional area of the passage, so if all intake flow meters are normal, the ratio (relative value) of the intake flow rates measured with these intake flow meters By using the fact that it matches the ratio of the passage cross-sectional area for each intake passage, it is possible to quickly and accurately determine whether one of the intake flow meters has failed by comparing both ratios. Can do.
図1は、本発明に係る内燃機関の吸気系を含む構成の概要を示す。 FIG. 1 shows an outline of a configuration including an intake system of an internal combustion engine according to the present invention.
V型6気筒エンジン1の気筒毎の吸気ポートと連通して、箱状のコレクタ2が設けられ、該コレクタ2の一端部側に、シリンダブロック毎に2系統の第1吸気通路3、第2吸気通路4が接続される。
A box-
上記第1吸気通路3および第2吸気通路4には、それぞれ上流側から吸気を浄化する第1エアクリーナ31および第2エアクリーナ41、吸気流量を計測する吸気流量計である第1エアフロメータ32および第2エアフロメータ42、通路断面積を変化させて吸気流量を制御する吸気流量制御手段である第1スロットル弁33および第2スロットル弁43が配設されている。第1スロットル弁33および第2スロットル弁43は、それぞれ、スロットルアクチュエータ34,44により駆動される。
The
前記シリンダブロック毎の各気筒の排気ポートには、それぞれ2系統の第1排気マニホールド5および第2排気マニホールド6が接続されている。
Two systems of the
前記各気筒の吸気ポートには、燃料噴射弁7が設けられ、該燃料噴射弁7は、エンジンコントロールユニット(以下ECUという)7からの制御信号によって駆動され、これにより、燃料噴射量が制御される。
A
前記第1エアフロメータ32および第2エアフロメータ42によって検出される吸気流量Q1,Q2は、前記ECU10に入力される。
Intake flow rates Q1, Q2 detected by the first
また、前記第1スロットル弁33および第2スロットル弁43の開度を検出する第1スロットルセンサ35および第2スロットルセンサ45が設けられ、これらによって検出されたスロットル開度TVO1,TVO2も、前記ECU10に入力される。
Further, a
この他、エンジン回転速度Neを検出する回転速度センサ8、吸気温度Tを検出する吸気温センサ9が設けられ、これら検出されたエンジン回転速度Ne、吸気温度Tも前記ECU10に入力される。
In addition, a
そして、前記ECU10は、図示しないアクセル開度センサによって検出されるアクセル開度、エンジン回転速度Ne等に基づいて目標トルクを演算しつつ、該目標トルク相当の目標吸気流量が得られるように、前記第1スロットルアクチュエータ34,第2スロットルアクチュエータ43を駆動して、第1スロットル弁33および第2スロットル弁43の開度を制御する一方、通常は、前記吸気流量Q1,Q2およびエンジン回転速度Neに基づいて燃料噴射量Tiを演算する。
The
また、前記ECU10は、前記吸気流量Q1,Q2の比Q1/Q2と、スロットル開度TVO1,TVO2の比TVO1/TVO2とを比較して、第1エアフロメータ32と第2エアフロメータ42のいずれかが故障しているかを判定する相対値故障判定を行い、かつ、スロットル開度TVO1,TVO2、吸気圧、大気圧、エンジン回転速度Neなどに基づいて推定した吸気流量と前記吸気流量Q1,Q2とを比較して、第1エアフロメータ32および第2エアフロメータ42毎の故障の有無を判定する絶対値故障判定を行う。この他のセンサについても診断が行われ、特に、第1スロットル弁33および第2スロットル弁43が故障診断によって共に正常であることを、第1エアフロメータ32および第2エアフロメータ42の故障診断を行う条件とする。
Further, the
そして、エアフロメータに故障があると判定されたときは、該故障状態に基づいて、バックアップ用の燃料噴射量を演算して燃料噴射弁7を制御する。
When it is determined that there is a failure in the air flow meter, the
以下に、前記ECU10により実行される各種制御について説明する。 Hereinafter, various controls executed by the ECU 10 will be described.
図2は、上記相対値故障判定のフローを示す。 FIG. 2 shows a flow of the relative value failure determination.
ステップS1では、前記吸気流量Q1,Q2、スロットル開度TVO1,TVO2等を読み込む。 In step S1, the intake flow rates Q1, Q2, throttle opening TVO1, TVO2, etc. are read.
ステップS2では、スロットル開度TVO1,TVO2に基づいて、マップを参照して
第1吸気通路3および第2吸気通路4の通路断面積A1,A2を算出する。
In step S2, passage sectional areas A1 and A2 of the
ステップS3では、前記通路断面積A1,A2の比A1/A2が、所定範囲0.2<A1/A2<5内に入っているか否かを判定し、範囲外と判定されたときは、本相対値故障判定を実行することなく、フローを終了し、範囲内と判定されたときに、ステップS4以降へ進んで相対値故障判定を実行する。 In step S3, it is determined whether or not the ratio A1 / A2 of the passage cross-sectional areas A1, A2 is within a predetermined range 0.2 <A1 / A2 <5. The flow is terminated without executing the relative value failure determination, and when it is determined to be within the range, the process proceeds to step S4 and subsequent steps to execute the relative value failure determination.
すなわち、エンジンのスロットル弁は、劣化や個体差などの要因でバラツキを持っているため、断面積比が1より極端に小さい、または、大きいときは、該バラツキの影響を受けやすくなり、精度が悪化する場合があるので、制限範囲を設けて誤った判定の発生を低減する。 That is, since the throttle valve of the engine has variations due to factors such as deterioration and individual differences, when the cross-sectional area ratio is extremely smaller or larger than 1, it is easily affected by the variation, and the accuracy is increased. Since it may deteriorate, a limit range is provided to reduce the occurrence of erroneous determination.
ステップS4では、前記吸気流量Q1,Q2の比Q1/Q2と通路断面積A1,A2の比A1/A2との偏差を、流量計測値の相対値誤差Qerrorとして、次式のように算出する。 In step S4, the deviation between the ratio Q1 / Q2 of the intake flow rates Q1 and Q2 and the ratio A1 / A2 of the passage cross-sectional areas A1 and A2 is calculated as a relative value error Qerror of the flow rate measurement value as follows.
Qerror=Q1/Q2−A1/A2
ステップS5では、前記相対値誤差Qerrorの絶対値が、許容判定値0.2を超えているか否かを判定する。
Qerror = Q1 / Q2-A1 / A2
In step S5, it is determined whether or not the absolute value of the relative value error Qerror exceeds the allowable determination value 0.2.
すなわち、第1吸気通路3と第2吸気通路4とは、それぞれの第1スロットル弁33、第2スロットル弁43の前後圧力が同一(上流が大気圧、下流がコレクタ内の吸気圧)の条件であるから、理論上は、互いの吸気流量の相対値として表される流量比Q1/Q2は、通路断面積の比A1/A2に一致するはずである。そこで、これらの比の偏差が所定値を超える場合は、相対値が異常であり、第1エアフロメータ32と第2エアフロメータ42のいずれかの流量計測値が異常であると判断できる。
That is, in the
そして、許容判定値0.2を超えていると判定されたときは、ステップS6へ進んで、相対値故障判定回数カウンタのカウント値Csをインクリメントし、許容判定値0.2以下と判定されたときは、ステップS7へ進んで、前記カウント値Csをリセットする。 If it is determined that the allowable determination value 0.2 is exceeded, the process proceeds to step S6, where the count value Cs of the relative value failure determination number counter is incremented, and it is determined that the allowable determination value 0.2 or less. If so, the process proceeds to step S7 to reset the count value Cs.
ステップS8では、上記カウント値Csが、相対値故障と確定する判定回数Cs0を超えたか否かを判定する。 In step S8, it is determined whether or not the count value Cs has exceeded the determination count Cs0 for determining a relative value failure.
判定回数Cs0を超えたと判定されたときは、ステップS9へ進んで、第1エアフロメータ32と第2エアフロメータ42の相対値故障判定を確定し、セットする。
When it is determined that the determination number Cs0 has been exceeded, the process proceeds to step S9, and the relative value failure determination between the first
上記のように、相対値故障と判定されたときは、第1エアフロメータ32と第2エアフロメータ42のいずれかが故障していると診断される。
As described above, when it is determined that the relative value has failed, it is diagnosed that one of the first
かかる、相対値故障判定は、第1エアフロメータ32と第2エアフロメータ42のいずれが故障しているかを特定することはできないが、簡易な演算で、演算誤差も小さいので、高精度で速やかに故障を検知でき、速やかに後述するフェールセーフ処理を行えるものである。
Such a relative value failure determination cannot identify which one of the first
図3は、上記絶対値故障判定のフローを示す。 FIG. 3 shows a flow of the absolute value failure determination.
ステップS11では、前記吸気流量Q1,Q2、スロットル開度TVO1,TVO2、エンジン回転速度Neを読み込む。 In step S11, the intake flow rates Q1 and Q2, the throttle openings TVO1 and TVO2, and the engine speed Ne are read.
ステップS12では、スロットル開度TVO1,TVO2に基づいて、マップを参照して第1吸気通路3および第2吸気通路4の通路断面積A1,A2を算出する。
In step S12, passage sectional areas A1 and A2 of the
ステップS13では、上記検出値に基づいて、第1吸気通路3および第2吸気通路4の吸気流量の推定値Qm1、Qm2を演算する。
In step S13, estimated values Qm1 and Qm2 of the intake air flow rates of the
図4は、上記推定値Qm1、Qm2の演算モデルシステムを示す。 FIG. 4 shows an arithmetic model system for the estimated values Qm1 and Qm2.
概要を説明すると、スロットル弁を通過する吸気流量(以下スロットル流量という)をスロットル弁上流の大気圧と下流のコレクタ内圧およびスロットル開度、大気温度によって質量流量として算出し、エンジン回転速度Neによって算出されるシリンダへ流入する体積流量をコレクタ内圧、大気温度によって質量流量(以下シリンダ流量という)に変換し、コレクタへ流入するスロットル流量と、コレクタから流出するシリンダ流量との収支によって逐次変化するコレクタ内圧を算出しつつ、該コレクタ内圧を用いて逐次算出されるスロットル流量を吸気流量の推定値として算出するものである。 In brief, the intake air flow rate (hereinafter referred to as the throttle flow rate) passing through the throttle valve is calculated as the mass flow rate based on the atmospheric pressure upstream of the throttle valve, the downstream collector internal pressure, the throttle opening, and the atmospheric temperature, and is calculated based on the engine rotational speed Ne. The volumetric flow rate that flows into the cylinder is converted into a mass flow rate (hereinafter referred to as cylinder flow rate) according to the collector internal pressure and atmospheric temperature, and the collector internal pressure that changes sequentially according to the balance between the throttle flow rate that flows into the collector and the cylinder flow rate that flows out of the collector The throttle flow rate calculated sequentially using the collector internal pressure is calculated as an estimated value of the intake flow rate.
より詳細に説明すると、スロットル流量(質量流量)Qthは、次式によって算出される。 More specifically, the throttle flow rate (mass flow rate) Qth is calculated by the following equation.
P1:大気圧
P2:コレクタ内圧
A:通路断面積(スロットル開口面積)
R:ガス定数
T1:大気温度
κ:比熱比
次に、シリンダ流量は、図5に示すフローによって算出される。
P 1 : Atmospheric pressure P 2 : Collector internal pressure A: Passage cross-sectional area (throttle opening area)
R: Gas constant T 1 : Atmospheric temperature κ: Specific heat ratio Next, the cylinder flow rate is calculated by the flow shown in FIG.
ステップS31では、エンジン回転速度Neを読み込む。 In step S31, the engine speed Ne is read.
ステップS32では、エンジン回転速度Neに基づいて、シリンダ吸入体積効率ηを、図6に示すマップから参照して設定する。この、シリンダ吸入体積効率ηは、エンジン回転速度Neに応じた吸気の慣性によって変化するが、予め実験で求めたデータを前記マップに割り付ける。 In step S32, the cylinder suction volume efficiency η is set with reference to the map shown in FIG. 6 based on the engine speed Ne. The cylinder suction volume efficiency η varies depending on the inertia of the intake air according to the engine rotational speed Ne, but data obtained through experiments in advance is assigned to the map.
ステップS33では、前記エンジン回転速度Neおよびシリンダ吸入体積効率ηに基づいて、次式によりシリンダ流量(体積流量)Qcylを算出する。 In step S33, a cylinder flow rate (volume flow rate) Qcyl is calculated from the following equation based on the engine speed Ne and the cylinder suction volume efficiency η.
Qcyl=V×Ne/120×η・・・(2)
V:エンジンの排気量
次に、逐次変化するコレクタ内圧P2は、図7のフローによって算出される。
Qcyl = V × Ne / 120 × η (2)
V: displacement of the engine Next, the collector internal pressure P 2 which changes sequentially is calculated by the flow of FIG.
ステップS41では、吸気温度T2(=大気温度T1)を読み込む。 In step S41, the intake air temperature T 2 (= atmospheric temperature T 1 ) is read.
ステップS42では、前記(1)式により、スロットル流量(質量流量)Gin(=Qth)を算出する。 In step S42, the throttle flow rate (mass flow rate) G in (= Qth) is calculated by the above equation (1).
ステップS43では、シリンダ流量(質量流量)Goutを算出する。これは、前記(2)式で算出したシリンダ流量(体積流量)Qcylを、コレクタ内圧P2と吸気温度T2によってコレクタ内の空気密度が定まるので、次式のように質量流量Goutに換算される。 In step S43, a cylinder flow rate (mass flow rate) Gout is calculated. This converted the (2) cylinder flow (volumetric flow rate) Qcyl calculated by the equation, since the air density in the collector is determined by the collector internal pressure P 2 and the intake temperature T 2, the mass flow rate G out as follows Is done.
Gout=P2/(R・T2)・Qcyl・・・(3)
ステップS44では、上記スロットル流量Ginとシリンダ流量Goutとに基づいて、以下のように、逐次変化するコレクタ内圧P2を算出する。
G out = P 2 / (R · T 2 ) · Qcyl (3)
At step S44, on the basis of the above throttle flow rate G in the cylinder flow rate G out, as follows, and calculates the collector internal pressure P 2 which changes sequentially.
コレクタ内の気体(空気)の状態方程式は、次式で示される。 The equation of state of the gas (air) in the collector is given by
P2Vc=G・R・T2・・・(4)
Vc:コレクタ容積
G:コレクタ内の空気質量
コレクタ容積Vc、吸気温度T2(=T1)一定とすると、コレクタ内圧P2の変化量ΔP2は、次式で示されるように、コレクタ内の空気質量Gの変化量ΔGによって定まる。
P 2 V c = G · R · T 2 (4)
V c: Collector volume G: air mass collector volume V c of the collector, the intake air temperature T 2 (= T 1) When a certain amount of change [Delta] P 2 of the collector internal pressure P 2, as indicated by the following equation, the collector It is determined by the amount of change ΔG of the air mass G inside.
ΔP2=ΔG・R・T2/Vc・・・(5)
演算時間間隔をΔtとすると、前記Δt間でのコレクタ内圧変化量はP2−P2(n−1)、コレクタ内の空気質量Gの変化量は、(Gin−Gout)・Δtで表される。
ΔP 2 = ΔG · R · T 2 / V c (5)
Assuming that the calculation time interval is Δt, the amount of change in the internal pressure of the collector between Δt is P 2 −P 2 (n−1) , and the amount of change in the air mass G in the collector is (G in −G out ) · Δt. expressed.
したがって、次式が成立する。 Therefore, the following equation is established.
P2−P2(n−1)=(Gin−Gout)・Δt・R・T2/Vc
→P2=P2(n−1)+(Gin−Gout)・Δt・R・T2/Vc・・・(6)
P2(n−1):コレクタ内圧P2の前回演算値
このようにして、コレクタ内圧P2を逐次算出更新しつつ、スロットル流量(質量流量)Ginを、吸気流量の推定値Qmとして算出更新できる。第1吸気通路3および第2吸気通路4の吸気流量の推定値Qm1、Qm2を演算する際には、(1)式のスロットル開口面積Aとして、A1,A2を用いる。大気圧P1は、大気圧センサを設けて検出できるが、簡易的には、標準大気圧(760mmHg)を用いてもよい。
P 2 -P 2 (n-1 ) = (G in -G out) · Δt · R ·
→ P 2 = P 2 (n−1) + (G in −G out ) · Δt · R · T 2 / V c (6)
P 2 (n−1) : Previously calculated value of the collector internal pressure P 2 In this way, the throttle flow rate (mass flow rate) G in is calculated as the estimated value Qm of the intake flow rate while sequentially calculating and updating the collector internal pressure P 2. Can be updated. When calculating the estimated values Qm1 and Qm2 of the intake air flow rates in the
なお、エンジン停止状態から運転開始するときのスロットル弁下流のコレクタ内圧P2は、スロットル弁上流の大気圧P1に等しく、スロットル流量Ginの初期値は0である。すなわち、初めはコレクタへの吸気の流入は無く、下流側であるシリンダを負圧源として生じる負圧によってコレクタからシリンダ流量Goutが流出することによってコレクタ内圧P2が大気圧P1より低下し、該低下したコレクタ内圧P2と大気圧P1との差圧によって、スロットル流量Ginを生じてコレクタへの流入が始まる。 Incidentally, the throttle valve downstream of the collector internal pressure P 2 at the time of starting the operation from the engine stop state is equal to the atmospheric pressure P 1 on the upstream throttle valve, the initial value of the throttle flow rate G in is 0. That is, initially without the flow of intake air into the collector, the collector internal pressure P 2 is lower than the atmospheric pressure P 1 by the cylinder flow G out from the collector to flow out by the negative pressure producing cylinder is downstream as the negative pressure source The throttle flow rate G in is generated by the reduced pressure difference between the collector internal pressure P 2 and the atmospheric pressure P 1 and starts to flow into the collector.
図3へ戻って、上記のようにして、ステップS12で第1吸気通路3および第2吸気通路4の吸気流量の推定値Qm1、Qm2を演算した後、ステップS13へ進んで、推定値Qm1、Qm2の誤差率Q1error、Q2errorを次式のように算出する。
Returning to FIG. 3, after calculating the estimated values Qm1 and Qm2 of the intake air flow rates in the
Q1error=1−Q1/Qm1・・・(7)
Q2error=1−Q2/Qm2・・・(8)
ステップS14では、前記第1吸気通路3についての誤差率Q1errorの絶対値が、許容判定値0.2を超えているか否かを判定する。
Q1 error = 1-Q1 / Qm1 (7)
Q2error = 1-Q2 / Qm2 (8)
In step S14, it is determined whether or not the absolute value of the error rate Q1error for the
そして、許容判定値0.2を超えていると判定されたときは、ステップS15へ進んで、第1エアフロメータ32用の絶対値故障判定回数カウンタのカウント値C1zをインクリメントし、許容判定値0.2以下と判定されたときは、ステップS16へ進んで、前記カウント値C1zをリセットする。
When it is determined that the allowable determination value 0.2 is exceeded, the process proceeds to step S15, the count value C1z of the absolute value failure determination number counter for the first
ステップS17では、上記カウント値C1zが、絶対値故障と確定する判定回数C1z0を超えたか否かを判定する。 In step S17, it is determined whether or not the count value C1z has exceeded the determination count C1z0 that is determined to be an absolute value failure.
判定回数C1z0を超えたと判定されたときは、ステップS18へ進んで、第1エアフロメータ32の絶対値故障判定を確定し、セットする。
When it is determined that the number of determination times C1z0 has been exceeded, the process proceeds to step S18 to determine and set the absolute value failure determination of the first
第2吸気通路4の吸気流量の推定値Qm2についても、ステップS19〜ステップS23で同様の処理を行い、絶対値故障判定と確定された場合は、ステップS23でセットする。
The estimated value Qm2 of the intake air flow rate in the
かかる絶対値故障判定は、前記相対値故障判定に比較すると、推定値演算の誤差が大きいので、故障検知が遅れる可能性が高いが、故障を生じているエアフロメータを確定できる。 The absolute value failure determination has a larger error in the estimated value calculation than the relative value failure determination, so that the failure detection is likely to be delayed, but the air flow meter in which the failure has occurred can be determined.
次に、以上のようにして実行される相対値故障判定および絶対値故障判定の結果に応じて行われるバックアップ処理(燃料噴射フェールセーフ制御)について説明する。 Next, backup processing (fuel injection fail-safe control) performed according to the results of the relative value failure determination and the absolute value failure determination performed as described above will be described.
図8は、上記バックアップ処理のフローを示す。 FIG. 8 shows the flow of the backup process.
ステップS51では、前記吸気流量Q1,Q2、スロットル開度TVO1,TVO2を読み込む。 In step S51, the intake flow rates Q1, Q2 and the throttle openings TVO1, TVO2 are read.
ステップS52では、スロットル開度TVO1,TVO2に基づいて、マップを参照して第1吸気通路3および第2吸気通路4の通路断面積A1,A2を算出する。
In step S52, passage sectional areas A1 and A2 of the
ステップS53では、前記相対値故障または絶対値故障のいずれかが確定されたかを判定する。いずれの故障も確定されていないときは正常であり、ステップS54へ進んで、次式のように、第1エアフロメータ32で検出された吸気流量Q1と、第2エアフロメータ42で検出された吸気流量Q2とを合計して総吸気流量Qを算出する。
In step S53, it is determined whether either the relative value failure or the absolute value failure has been determined. When no failure has been determined, it is normal and the routine proceeds to step S54, where the intake air flow rate Q1 detected by the first
Q=Q1+Q2・・・(9)
いずれかの故障が確定されたと判定されたときは、ステップS55へ進んで、絶対値故障が確定されたかを判定する。絶対値故障が確定されておらず相対値故障のみが確定されているときは、ステップS56へ進んで、以下のバックアップ処理を行う。
Q = Q1 + Q2 (9)
When it is determined that any failure has been confirmed, the process proceeds to step S55 to determine whether an absolute value failure has been confirmed. When the absolute value failure is not confirmed and only the relative value failure is confirmed, the process proceeds to step S56 and the following backup processing is performed.
すなわち、相対値故障のみが確定されているときは、第1エアフロメータ32、第2エアフロメータ42のいずれかが故障しているが、どちらが故障し、どちらが正常であるかが不明であるから、エアフロメータの吸気流量を用いることができない。
That is, when only the relative value failure is confirmed, either the first
そこで、次式のように、前記絶対値故障判定で算出した吸気流量の推定値Qm1、Qm2を用いて、第1吸気通路3と第2吸気通路4との吸気流量を合計した総吸気流量Qを算出する。
Therefore, as shown in the following equation, the total intake flow rate Q obtained by summing the intake flow rates of the
Q=Qm1+Qm2・・・(10)
一方、ステップS55の判定がNOのときは、絶対値故障が確定しており、その場合は、ステップS57へ進んで、相対値故障も確定しているかを判定し、相対値故障が確定していないとき、つまり、絶対値故障のみ確定しているときは、前記ステップS56へ進んで、上記(10)式により、総吸気流量Qを算出する。通常は、判定精度の高い相対値故障の方が先に故障を検出して確定されるが、先に絶対値故障が確定されたような場合は、最終的に特定のエアフロメータが故障有りとの判断を下すことなく、相対値故障確定のみの場合と同様に上記推定値Qm1、Qm2を用いて総吸気流量Qを算出する。
Q = Qm1 + Qm2 (10)
On the other hand, when the determination in step S55 is NO, the absolute value failure has been confirmed. In this case, the process proceeds to step S57 to determine whether the relative value failure has also been confirmed, and the relative value failure has been confirmed. When there is no absolute value failure, that is, when only the absolute value failure is confirmed, the process proceeds to step S56, and the total intake flow rate Q is calculated by the above equation (10). Normally, the relative value failure with higher judgment accuracy is determined by detecting the failure first, but if the absolute value failure is determined first, the specific air flow meter is finally considered to have a failure. Without making this determination, the total intake flow rate Q is calculated using the estimated values Qm1 and Qm2 as in the case of only the relative value failure confirmation.
また、ステップS57で相対値故障も確定している場合は、最終的に、エアフロメータが故障しているとの判定を下す。 If the relative value failure is also confirmed in step S57, it is finally determined that the air flow meter has failed.
この場合は、絶対値故障の確定により、故障したエアフロメータと正常なエアフロメータとを特定できるので、正常なエアフロメータの吸気流量を用いて故障側の吸気流量を推定する。 In this case, the failure air flow meter and the normal air flow meter can be identified by determining the absolute value failure, and therefore the intake air flow rate on the failure side is estimated using the intake air flow rate of the normal air flow meter.
図9は、上記絶対値故障時の故障側吸気流量を推定する制御ブロック図、図10は、正常時および故障時の総吸気流量を算出する制御ブロック図を示す。 FIG. 9 is a control block diagram for estimating the failure-side intake flow rate at the time of the absolute value failure, and FIG. 10 is a control block diagram for calculating the total intake flow rate during normal operation and failure.
まず、ステップS58で、第1エアフロメータ32が故障であるかを判定し、そうである場合はステップS59へ進んで、第1エアフロメータ32の故障確定をセットすると共に、次式により第1吸気通路3の吸気流量の推定値Q1'を算出する。
First, in step S58, it is determined whether or not the first
Q1'=Q2・A2/A1・・・(11)
すなわち、相対値故障判定で用いているように、スロットル弁上下流の圧力が同一条件の場合、吸気流量は通路断面積に比例するので、正常側の吸気流量に断面積比を乗じることで故障側の吸気流量を高精度に推定することができる。また、第1エアフロメータ32の故障確定をセットして報知することにより、該第1エアフロメータ32を修理または交換することができる。後述する第2エアフロメータ43の故障確定をセットする場合も同様である。
Q1 '= Q2 / A2 / A1 (11)
That is, as used in the relative value failure determination, when the pressure upstream and downstream of the throttle valve is the same, the intake flow rate is proportional to the passage cross-sectional area, so the normal side intake flow rate is multiplied by the cross-sectional area ratio. Side intake flow rate can be estimated with high accuracy. Further, by setting and notifying the failure confirmation of the first
次いで、ステップS60へ進んで、次式に示すように、故障側の第1吸気通路3の吸気流量の推定値Q1'に、正常側の第2吸気通路4の第2エアフロメータ42で検出された吸気流量Q2を加算して、総流量Qを算出する。
Next, the routine proceeds to step S60, where the estimated value Q1 ′ of the intake air flow rate in the
Q=Q1'+Q2・・・(12)
また、ステップS58で第1エアフロメータ32が故障でないと判定された場合は、第2エアフロメータ42が故障であり、その場合は、ステップS58へ進んで、第2エアフロメータ42の故障確定をセットすると共に、次式により第2吸気通路4の吸気流量Q2'を推定する。
Q = Q1 '+ Q2 (12)
If it is determined in step S58 that the first
Q2'=Q1・A1/A2・・・(13)
次いで、ステップS59へ進んで、次式に示すように、正常側の第1吸気通路3の第1エアフロメータ32で検出された吸気流量Q1に、故障側の第2吸気通路4の吸気流量の推定値Q2'を加算して、総吸気流量Qを算出する。
Q2 '= Q1 / A1 / A2 (13)
Next, the process proceeds to step S59, and the intake air flow rate Q1 detected by the first
Q=Q1+Q2'・・・(13)
ステップS63では、前記総吸気流量Qとエンジン回転速度Ne、その他図示しない水温センサで検出された水温等に基づいて、燃料噴射量Tiを、次式のように算出する。
Q = Q1 + Q2 '... (13)
In step S63, the fuel injection amount Ti is calculated as follows based on the total intake flow rate Q, the engine rotational speed Ne, and other water temperature detected by a water temperature sensor (not shown).
Ti=k・Q/Ne・COEF+Ts
k:定数
COEF:水温等で設定される各種補正係数
Ts:バッテリ電圧等で設定される無効噴射パルス幅
上記バックアップ処理を行えば、相対値故障または絶対値故障の一方のみが確定されている場合には、絶対値故障判定処理で算出した各吸気通路の吸気流量の推定値を加算して得られた総吸気流量に基づいて燃料噴射量を算出できるので、速やかにバックアップすることができ、故障耐性が向上する。
Ti = k · Q / Ne · COEF + Ts
k: Constant COEF: Various correction factors set by water temperature, etc. Ts: Invalid injection pulse width set by battery voltage, etc. If only one of relative value failure or absolute value failure is confirmed after performing the above backup processing Because the fuel injection amount can be calculated based on the total intake flow rate obtained by adding the estimated value of the intake flow rate of each intake passage calculated in the absolute value failure determination process, it can be backed up quickly and Resistance is improved.
一方、相対値故障および絶対値故障の両方が確定したときに、エアフロメータを特定して最終的な故障と確定するので診断精度が高められ、また、この場合に、正常なエアフロメータでの計測値を利用して故障側吸気通路の吸気流量を高精度に算出し、正常に計測された吸気流量と高精度に算出された吸気流量とを加算して得られた精度の高い総吸気流量に基づいて燃料噴射量を算出できるので、精度の高いバックアップを行え、故障耐性がより向上する。 On the other hand, when both relative value failure and absolute value failure are confirmed, the airflow meter is identified and confirmed as the final failure, so the diagnostic accuracy is improved. In this case, measurement with a normal air flow meter is also possible. Value is used to calculate the intake flow rate of the fault side intake passage with high accuracy, and the total intake flow rate with high accuracy obtained by adding the intake flow rate measured normally and the intake flow rate calculated with high accuracy Since the fuel injection amount can be calculated based on this, a highly accurate backup can be performed, and the fault tolerance is further improved.
1 エンジン、
2 コレクタ
3 第1吸気通路
4 第2吸気通路
7 燃料噴射弁
8 回転速度センサ
9 吸気温センサ
10 エンジンコントロールユニット(ECU)
32 第1エアフロメータ
33 第1スロットル弁
34、44 スロットルアクチュエータ
35、45 スロットルセンサ
42 第2エアフロメータ
43 第2スロットル弁
1 engine,
2
32 First
Claims (6)
前記吸気通路毎の吸気流量の比を、前記吸気通路毎の通路断断面積の比と比較して、各吸気流量計のいずれかの故障の有無を判定する相対値故障判定手段を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気流量計診断装置。 After the upstream side branches into a plurality of intake passages and merges at the downstream side collector, it reaches the cylinder for each cylinder, and an intake flow meter that measures the intake flow rate for each of the plurality of intake passages, and a passage for each of the plurality of intake passages In an intake system of an internal combustion engine comprising an intake flow rate control means for controlling an intake flow rate by changing a cross-sectional area,
Comparing the ratio of the intake flow rate for each intake passage with the ratio of the cross-sectional area for each intake passage, relative value failure determination means is provided for determining whether there is any failure in each intake flow meter. An intake air flow meter diagnostic apparatus for an internal combustion engine characterized by
Priority Applications (1)
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JP2005125994A JP2006300012A (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Intake flowmeter diagnostic system of internal combustion engine |
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JP2011080421A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Toyota Boshoku Corp | Intake device |
-
2005
- 2005-04-25 JP JP2005125994A patent/JP2006300012A/en active Pending
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