JP2008232109A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定常状態のみならず過渡運転状態でも、ＡＦＳへの水滴付着による異常値を各種制御に用いることがなく、エンジン失火による排ガス悪化や触媒損傷を防止したエンジン制御装置を得る。
【解決手段】エンジンの運転状態を検出するセンサ手段１、７と、センサ信号Ｑａ、Ｎｅを取り込む入力手段２１、２６と、センサ信号に基づいてエンジンの各種制御を行う各種制御手段２７、２８と、センサ信号の入力値を所定時間ごとにサンプリングするサンプリング手段２２と、サンプリング手段２２による前回のサンプリング値に基づいて今回のサンプリング値に制限をかける制限手段２３とを備え、各種制御手段２７、２８は、制限手段２３により制限された今回のサンプリング値を、制御用センサ値としてエンジンの各種制御に使用する。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車に搭載されたエンジン制御装置に関し、特に排ガスの悪化や未燃ガスの触媒への流入を回避するための技術に関するものである。

従来から、自動車用のエンジン制御装置においては、エアフローセンサ（以下、「ＡＦＳ」という）を用いてエンジンへの吸入空気量を検出し、燃料（ガソリン）の噴射量を制御している。

この種のＡＦＳとしては、空気流による熱変化を捉えて空気流量を計測する熱式ＡＦＳが一般的であるが、熱式ＡＦＳは、センシング部への水滴などの付着により異常値が出力されることがある。たとえば水滴付着による異常値が使用された場合には、実際に計測される空気量よりも多くの空気量が流入したものとエンジン制御部が認識し、実際の吸入空気量に対する適正量よりも多い燃料が噴射されるので、燃料過多（オーバーリッチ）によってエンジンが失火する場合がある。

このような不適正な失火が発生すると、エンジンの排ガスが悪化するうえ、未燃ガスが触媒に流入するので、触媒内での燃焼により触媒の損傷を引き起こす要因にもなり得る。
そこで、上記問題を回避するための従来のエンジン制御装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の従来装置においては、スロットルバルブ開度の変化率が所定値よりも小さく、かつ、エンジン回転速度の変化率が所定値よりも小さい定常状態を検出し、定常状態の条件下でＡＦＳのセンサ出力値（以下、「センサ値」という）の変化量が所定値よりも大きい場合に、ＡＦＳに水滴が付着したものと判定し、ＡＦＳへの水滴付着時には、所定時間内のＡＦＳ出力の最小値に基づいて吸入空気量を求めている。

特開平７−７７０９４号公報

従来のエンジン制御装置では、定常状態の条件下のみでＡＦＳへの水滴付着によるセンサ値の変化量が所定値よりも大きいことを検出して、ＡＦＳの出力の最小値に基づいて吸入空気量を求めているので、スロットルバルブ開度の急変時（過渡運転状態）では、ＡＦＳに水滴が付着しても、ＡＦＳ出力の最小値に基づいて吸入空気量を求めることができないという課題があった。
特に、過渡運転条件下でＡＦＳに水滴が付着した場合には、必要以上の燃料が噴射されることから、エンジンが失火し易く、排ガスの悪化や触媒損傷の発生を回避することができないという課題があった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、定常状態の条件下のみならず、過渡運転状態の条件下においても、ＡＦＳへの水滴付着による異常値で吸入空気量を求めることを防止し、エンジンの失火による排ガス悪化や触媒損傷を確実に回避することのできるエンジン制御装置を得ることを目的とする。

この発明によるエンジン制御装置は、エンジンの運転状態を検出するセンサ手段と、センサ手段からのセンサ信号を取り込む入力手段と、センサ信号に基づいてエンジンの各種制御を行う各種制御手段とを備えたエンジン制御装置において、センサ信号の入力値を所定時間ごとにサンプリングするサンプリング手段と、サンプリング手段による前回のサンプリング値に基づいて今回のサンプリング値に制限をかける制限手段とをさらに備え、各種制御手段は、制限手段により制限された今回のサンプリング値を、制御用センサ値としてエンジンの各種制御に使用するものである。

この発明によれば、定常状態のみならず、過渡運転状態においても、ＡＦＳへの水滴付着による異常値に基づいて吸入空気量を求めることを防止するので、エンジン失火による排ガス悪化や触媒損傷を確実に防止することができる。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置を周辺要素とともに示す構成図であり、具体例として電子スロットルシステムを用いたエンジン制御装置を示している。

図１において、エンジン制御装置は、エンジン１１に関連した各種センサおよび各種アクチュエータ（後述する）と、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）１０を含む電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）５とにより構成されている。ＥＣＵ５は、エンジン１１の運転状態を示す各種センサ情報に基づいて、各種アクチュエータに対する制御量を演算し、各種アクチュエータを駆動するようになっている。

エンジン１１には、サージタンク（インテークマニホールド）を有する吸気管１２と、燃焼後の排ガスを排出する排気管１３と、燃焼室内の点火プラグを放電駆動するための点火装置（イグナイタ）１４とが設けられている。また、エンジン１１のクランクシャフトには、エンジン回転速度Ｎｅに応じた数のパルス信号（クランク角信号）を出力するクランク角センサ７が設けられ、エンジン冷却水の外周部には、冷却水温Ｗｔを検出する水温センサ８が設けられている。

さらに、吸気管１２の下流側には、エンジン１１への吸入空気内に燃料を噴射するインジェクタ４が設けられている。インジェクタ４には、燃料タンク１６からの燃料がデリバリパイプを介して供給される。
一方、エンジン１１の排気管１３には、排ガス中の酸素濃度を検出するＯ２センサ９と、排ガスを浄化するための触媒１９とが設けられている。

吸気管１２の上流側には、エンジン１１への吸入空気量Ｑａを検出するＡＦＳ１と、吸入空気量Ｑａを調節する電子式のスロットル１５と、実際のスロットル開度Ｔｐを検出するスロットルポジションセンサ（以下、「ＴＰＳ」という）２と、スロットル１５を駆動するためのスロットルアクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」という）３とが設けられている。

また、スロットル１５の下流側に位置する吸気管１２のサージタンク上には、インマニ圧Ｐｂを検出する圧力センサ１８が設けられている。
運転者により操作されるアクセルペダル１７には、アクセル開度Ａｐを検出するアクセルポジションセンサ（以下、「ＡＰＳ」という）６が設けられている。

ＡＦＳ１、ＴＰＳ２、ＡＰＳ６、クランク角センサ７、水温センサ８、Ｏ２センサ９、圧力センサ１８、および他のセンサ（図示せず）は、エンジン１１の運転状態を検出する各種センサを構成しており、それぞれの検出情報をＥＣＵ５（たとえば、燃料噴射制御装置を構成する）に入力する。

また、スロットルアクチュエータ３、インジェクタ４、点火装置１４、および他のアクチュエータ（図示せず）は、エンジン１１を駆動する各種アクチュエータを構成しており、それぞれ、ＥＣＵ５の制御下で駆動される。
なお、吸気管１２において、圧力センサ１８の上流側にはスロットルアクチュエータ３が設けられている。

ＥＣＵ５は、ＡＦＳ１、クランク角センサ７、水温センサ８、排ガス中の酸素濃度を検出するＯ２センサ９および圧力センサ１８の出力信号を入力とし、エンジン１１の各気筒に設けられたインジェクタ４および点火装置１４を制御する。
ＥＣＵ５内のマイコン１０は、たとえば、ＡＦＳ１により計測された吸入空気量Ｑａに見合った燃料量を演算し、インジェクタ４への噴射パルス信号のパルス幅を決定する。

次に、図２の機能ブロック図を参照しながら、ＥＣＵ５の具体的な構成について説明する。
図２において、ＥＣＵ５は、マイコン１０と、マイコン１０に対する入力手段（入力インタフェース）２１、２６と、アクチュエータ駆動用の各種制御手段を構成する燃料制御手段２７および点火制御手段２８とを備えている。

入力手段２１は、ＡＦＳ１からの吸入空気量Ｑａ（センサ信号）を取り込み、ＡＤ変換値としてマイコン１０に入力する。また、入力手段２６は、クランク角センサ７からのパルス信号（エンジン回転速度Ｎｅに対応）を取り込み、マイコン１０に入力する。

燃料制御手段２７は、マイコン１０の制御下でインジェクタ４を駆動して、エンジン１１への燃料噴射量および燃料噴射タイミングを制御する。点火制御手段２８は、マイコン１０の制御下で点火装置１４を駆動して、エンジン１１の点火タイミングを制御する。

ＥＣＵ５内のマイコン１０は、入力手段２１に接続されたサンプリング手段２２と、サンプリング手段２２に接続された制限手段２３と、制限手段２３に接続された負荷情報演算手段２４と、入力手段２６に接続されたエンジン回転演算手段２５とを備えている。
負荷情報演算手段２４からの負荷情報Ｌｅおよびエンジン回転演算手段２５からのエンジン回転速度Ｎｅは、燃料制御手段２７および点火制御手段２８に入力される。

サンプリング手段２２は、入力手段２１を介した吸入空気量ＱａのＡＤ変換値を所定時間ごとにサンプリングする。
制限手段２３は、サンプリング手段２２による前回のサンプリング値に基づいて今回のサンプリング値に制限をかける。すなわち、サンプリング値の増加側または減少側への変化に対して制限を与える。
負荷情報演算手段２４は、制限手段２３により制限された今回のサンプリング値に基づいて、エンジン１１の負荷情報Ｌｅを演算する。

エンジン回転演算手段２５は、入力手段２６を介したクランク角信号（エンジン回転速度Ｎｅに対応）に基づいてエンジン回転速度Ｎｅを演算する。
エンジン回転演算手段２５は、燃料制御手段２７および点火制御手段２８と関連して、エンジン１１の各種制御手段を構成している。

燃料制御手段２７および点火制御手段２８は、制限手段２３により制限された今回のサンプリング値を制御用センサ値として算出した負荷情報Ｌｅをエンジン制御に使用し、負荷情報Ｌｅと、クランク角センサ７に基づくエンジン回転速度Ｎｅとを用いて、インジェクタ４および点火装置１４を駆動制御する。

次に、図３のフローチャートを参照しながら、図１および図２に示したこの発明の実施の形態１によるサンプリング手段２２および制限手段２３の動作について説明する。
図３において、ＥＣＵ５内のサンプリング手段２２は、まず、所定時間（サンプリングのタイミングに相当）が経過したか否かを判定し（ステップＳ１）、所定時間が経過していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図３の処理ルーチンを終了して抜け出る。

一方、ステップＳ１において、所定時間が経過した（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、所定時間の経過後のサンプリング処理（ステップＳ２〜Ｓ６）に進む。
まず、ＡＦＳ１からの吸入空気量Ｑａに対応したセンサ値（電圧値）Ｓｎｓ（ｎ）を、Ａ／Ｄ変換してサンプリング計測する（ステップＳ２）。

続いて、制限手段２３は、エンジン１１の各種制御に使用する前回（１サンプリング前）のＡＦＳ１のセンサ値を前回のサンプリング値Ｃｏｎｔ（ｎ−１）として記憶し（ステップＳ３）、前回のサンプリング値Ｃｏｎｔ（ｎ−１）と、増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａとを加算して、以下の式（１）のように、増加側の制御制限値Ｃｏｎｔ＿Ｕ（ｎ）を計算する（ステップＳ４）。

Ｃｏｎｔ＿Ｕ（ｎ）＝Ｃｏｎｔ（ｎ−１）＋Ｔｈ＿Ａ ・・・（１）

ただし、式（１）において、増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａは、ＡＦＳ１が正常な（水滴などの付着がない）状態での通常センサ信号の最大変化量よりも大きい値に設定される。

次に、制限手段２３は、前回のサンプリング値Ｃｏｎｔ（ｎ−１）から、減少側の判定制限値Ｔｈ＿Ｄを減算して、以下の式（２）のように、減少側の制御制限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ（ｎ）を計算する（ステップＳ５）。

Ｃｏｎｔ＿Ｌ（ｎ）＝Ｃｏｎｔ（ｎ−１）−Ｔｈ＿Ｄ ・・・（２）

ただし、式（２）において、減少側の判定制限値Ｔｈ＿Ｄは、式（１）における増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａの場合と同様に、ＡＦＳ１が正常な（水滴などの付着がない）状態での通常センサ信号の最大変化量よりも大きい値に設定される。

最後に、制限手段２３は、ステップＳ４で計算した増加側の制御制限値Ｃｏｎｔ＿Ｕ（ｎ）と、ステップＳ５で計算した減少側の制御制限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ（ｎ）とを用いて、以下の式（３）のように、エンジン１１の各種制御に使用する吸入空気量Ｑａの制御用センサ値Ｃｏｎｔ（ｎ）を、制限をかけて更新する（ステップＳ６）。

Ｃｏｎｔ（ｎ）＝Ｍｉｎ［Ｃｏｎｔ＿Ｕ（ｎ），ｍａｘ｛Ｓｎｓ（ｎ），Ｃｏｎｔ＿Ｌ（ｎ）｝］ ・・・（３）

ただし、式（３）において、Ｍｉｎ［ ］は、［ ］内の変数の小さい方を選択するという意味であり、同様に、ｍａｘ｛ ｝は、｛ ｝内の変数の大きいほうを選択するという意味である。

次に、図４のタイミングチャートを参照しながら、上記制御動作についてさらに具体的に説明する。
図４において、細い実線は、ＡＦＳ１のセンサ値を所定時間間隔（サンプリング周期ｔ）の各時刻（ｎ−２、ｎ−１、ｎ、・・・）でサンプリングしたときの電圧値Ｓｎｓであり、各時刻のタイミングでのサンプリング点を「黒丸●」で示している。

また、図４内の破線は、前回の制御用センサ値に増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａを加算した上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕであり、１点鎖線は、前回の制御用センサ値から減少側の判定制限値Ｔｈ＿Ｄを減算した下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌであり、太い実線は、各種制御に使用する制御用センサ値Ｃｏｎｔである。

上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕ（点線参照）は、時刻ｎ−１のサンプリング点で得られたセンサ値に増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａを加算した値であり、下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ（１点鎖線参照）は、時刻ｎ−１のサンプリング点で得られたセンサ値から減少側の判定制限値Ｔｈ＿Ｄを減算した値である。

たとえば、時刻ｎ−１のタイミングにおいては、センサ値Ｓｎｓ（細い実線参照）が上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕと下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌとの間の範囲内に存在し、各種制御に使用する制御用センサ値Ｃｏｎｔ（太い実線参照）は、制限がかけられることがないので、実際にサンプリングされるセンサ値Ｓｎｓと同じ値となる。

一方、次の時刻ｎのタイミングにおいて、ＡＦＳ１への水滴付着などによって異常値が発生したときには、センサ値Ｓｎｓ（細い実線参照）が「Ｂ」に示すような挙動を示すが、各種制御に使用する制御用センサ値Ｃｏｎｔ（太い実線参照）は、「Ａ」に示すように、上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕで制限がかかる。
また、センサ値Ｓｎｓの異常値が下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ側に発生した場合には、同様に下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌで制限がかかる。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、エンジン１１の運転状態を検出するセンサ手段（ＡＦＳ１、ＴＰＳ２、ＡＰＳ６、クランク角センサ７、温度センサ８、Ｏ２センサ９、圧力センサ１８）と、センサ手段からのセンサ信号（吸入空気量Ｑａ、スロットル開度Ｔｐ、アクセル開度Ａｐ、エンジン回転速度Ｎｅ、冷却水温Ｗｔ、空燃比信号、インマニ圧Ｐｂ）を取り込む入力手段２１、２６と、センサ信号に基づいてエンジン１１の各種制御を行う各種制御手段（燃料制御手段２７、点火制御手段２８）とを備えたエンジン制御装置において、センサ信号（吸入空気量Ｑａ）の入力値を所定時間ごとにサンプリングするサンプリング手段２２と、サンプリング手段による前回のサンプリング値に基づいて今回のサンプリング値に制限をかける制限手段２３とをさらに備え、各種制御手段（燃料制御手段２７、点火制御手段２８）は、制限手段２３により制限された今回のサンプリング値を、制御用センサ値Ｃｏｎｔとしてエンジン１１の各種制御に使用する。

また、制限手段２３は、制御用センサ値Ｃｏｎｔに用いられた前回のサンプリング値（前回の制御用センサ値Ｃｏｎｔ（ｎ−１））に増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａを加算して、今回の異常値判定用の上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕを設定するとともに、前回のサンプリング値から減少側の判定制限値Ｔｈ＿Ｄを減算して、今回の異常値判定用の下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌを設定し、サンプリング手段２２による今回のサンプリング値が上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕまたは下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌを超えた異常値を示す場合には、今回の制御用センサ値Ｃｏｎｔ（ｎ）を上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕまたは下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌに設定する。

また、制限手段２３により制限された今回のサンプリング値に基づいて、エンジン１１の負荷情報Ｌｅを演算する負荷情報演算手段２４をさらに備え、各種制御手段（燃料制御手段２７、点火制御手段２８）は、負荷情報Ｌｅに応じてエンジン１１の各種制御を行う。
さらに、センサ手段は、エンジン１１への吸入空気量Ｑａを検出するＡＦＳ１と、エンジン１１の回転情報（エンジン回転速度Ｎｅ）を検出するクランク角センサ７とを含み、サンプリング手段２２は、吸入空気量Ｑａを所定時間ごとにサンプリングし、各種制御手段は、回転情報に基づいてエンジン回転速度Ｎｅを演算するエンジン回転演算手段２５と、エンジン１１に燃料を噴射するためのインジェクタ４を制御する燃料制御手段２７と、エンジン１１を点火するための点火装置１４を制御する点火制御手段２８とを含み、燃料制御手段２７および点火制御手段２８は、吸入空気量Ｑａに基づく負荷情報Ｌｅと、エンジン回転速度Ｎｅとを用いて、インジェクタ４および点火装置１４を制御する。

これにより、定常状態のみならず、過渡運転状態においても、制御用センサ値Ｃｏｎｔが正常範囲内に制限されるので、ＡＦＳ１への水滴付着による異常値に基づいて制御用の吸入空気量を求めることを防止して、エンジン１１の失火による排ガスの悪化や触媒１９の損傷を確実に防止することができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では特に言及しなかったが、ＡＦＳ１の特性を考慮して、センサ異常値から正常値への復帰追従性を向上させるために、制限手段２３において増加側または減少側のいずれか一方のみに制限をかけるようにしてもよい。
以下、サンプリング値に対して増加側または減少側のいずれか一方のみに制限をかけたこの発明の実施の形態２について説明する。

この場合、エンジン制御装置の基本構成および制御動作は、図１〜図３に示した通りであるが、たとえば、減少側のみに制限をかける場合には、図３内のステップＳ４において、増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａとして制御上非常に大きな値（入力手段２１でのＡ／Ｄ変換のダイナミックレンジの最大値）が設定され、ステップＳ５において、減少側の判定制限値Ｔｈ＿Ｄとして適切な減算量が設定される。これにより、ステップＳ４における増加側の制限値（上限値）を無効化することができる。

逆に、増加側のみに制限をかける場合には、図３内のステップＳ５において、減少側の判定制限値Ｔｈ＿Ｄとして制御上非常に大きな値（入力手段２１でのＡ／Ｄ変換のダイナミックレンジの最大値）が設定され、ステップＳ４において、増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａとして適切な加算量が設定される。これにより、ステップＳ５における減少側の制限値（下限値）を無効化することができる。

このように、増加側または減少側のいずれか一方のみに制限をかけることにより、外乱によるＡＦＳ１の異常値出力状態から正常値への復帰時の追従性を向上させることができる。

以下、図５のタイミングチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２の制御動作による効果について具体的に説明する。
図５は、前述（図４参照）と同様に、ＡＦＳ１のセンサ値（所定の時間でサンプリングした電圧値）Ｓｎｓ（細い実線参照）と、前回のサンプリング値（制御用センサ値）に増加側の制限加算量Ｔｈ＿Ａを加算した上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕ（点線参照）と、前回のサンプリング値（制御用センサ値）から減少側の制限減算量Ｔｈ＿Ｄを減算した下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ（１点鎖線参照）と、各種制御に使用する今回の制御用センサ値Ｃｏｎｔ（太い実線参照）とを示している。

図５においては、前述の実施の形態１と同様に、上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕ（破線参照）および下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ（１点鎖線参照）をそれぞれ適正値に設定した場合の、制御用センサ値Ｃｏｎｔ（太い実線参照）の挙動を示している。
図５の場合、ＡＦＳ１への水滴付着時の異常値が増加側に発生することに着目し、下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ（１点鎖線参照）を無効として、上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕ（破線参照）により増加側のみに制限をかけるために、増加側の判定制限値Ｔｈ＿Ａのみを前述の適正値に設定し、減少側の判定制限値Ｔｈ＿Ｄを、入力手段２１のダイナミックレンジの最大値に設定して無効化する必要がある。

図５において、まず、「Ｃ」（時刻ｎのサンプリング点）に示すように、ＡＦＳ１に水滴が付着して非常に短い時間（＜サンプリング周期）において異常値が発生したとする。
このとき、図５のように、制限値を増加側および減少側の両方に設定していた場合、時刻ｎのサンプリング点において、センサ値Ｓｎｓに対して上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕによる増加側の制限がかかる。

次に、「Ｄ」（時刻ｎ＋１のサンプリング点）に示すように、センサ値Ｓｎｓが正常値復帰した場合、センサ値Ｓｎｓに対して下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ（１点鎖線参照）による減少側の制限がかかり、制御用センサ値Ｃｏｎｔは、下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌに設定される。

さらに、次の時刻ｎ＋２のサンプリング点、時刻ｎ＋３のサンプリング点においても、時刻ｎ＋１のサンプリング点の場合と同様に、センサ値Ｓｎｓに対して下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌによる減少側の制限がかかる。
したがって、図５の場合、制御用センサ値Ｃｏｎｔの正常なセンサ値Ｓｎｓへの収束が「Ｅ」（時刻ｎ＋３のサンプリング点）まで遅れることになる。

一方、図５の動作例において、減少側の制限（下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌ）を無効化した場合を考慮すると、図５内の「Ｄ」（時刻ｎ＋１のサンプリング点）に示すように、センサ値Ｓｎｓが正常値復帰した場合には、各種制御に使用する制御用センサ値Ｃｏｎｔは、直ちにセンサ値Ｓｎｓと一致するように挙動することが分かる。
したがって、ＡＦＳ１のセンサ値Ｓｎｓの正常値復帰時における追従性を向上させることができる。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、増加側または減少側の判定制限値のいずれか一方を、入力手段２１のダイナミックレンジの最大値に設定し、ＡＦＳ１への水滴付着時による異常時のセンサ出力現象（センサ値Ｓｎｓの異常値が増加側に出力されるか、または減少側に出力されるか）に合わせて、増加側または減少側のいずれか一方のみに制限をかけることにより、ＡＦＳ１からのセンサ値Ｓｎｓの正常値への復帰時に追従性を向上させることができる。

また、センサ値Ｓｎｓの異常値発生時に、制限手段２３が故障判定手段としての機能することを考慮した場合、ＡＦＳ１の故障判定用の情報として、制御用センサ値Ｃｏｎｔではなく、サンプリング値（センサ値Ｓｎｓ）を使用しているので、短時間の故障判定が可能であり、故障判定までの検出感度を損なうことがないという効果も得られる。
以下、図６のタイミングチャートを参照しながら、上記故障判定時の効果について説明する。図６はＡＦＳ１のセンサ故障判定時の制御動作を示しており、各線は、前述（図５参照）と同様の値を示している。

図６において、まず、センサ値Ｓｎｓに異常値が発生した「Ｆ」（時刻ｎ−１のサンプリング点）の時点では、ＡＦＳ１への水滴付着による出力異常か、またはセンサ断線の故障か、を識別することはできない。
このとき、前述のように、制限手段２３による制限を設けた制御用センサ値Ｃｏｎｔを用いることにより、急変した吸入空気量Ｑａを使用しない工夫が施されているので、制御用センサ値Ｃｏｎｔは、図６内の太い実線のように段階的に増加し、エンジン１１に対する各種制御において過剰な制御挙動が発生することはない。

しかし、ＡＦＳ１のセンサ故障が発生した場合に、仮に、制限を施した制御用センサ値Ｃｏｎｔを用いて故障判定すると、故障判定時のフェールセーフへの移行タイミングが遅れることになる。すなわち、従来装置では「Ｇ」（時刻ｎ＋１と時刻ｎ＋２との間）で故障判定できていたものが、「Ｇ」点よりも遅くなり、「Ｈ」（時刻ｎ＋４のサンプリング点）で故障判定することになり、故障検出感度が低下することになってしまう。

そこで、ＡＦＳ１の故障判定において、制限を施した制御用センサ値Ｃｏｎｔを使用せずに、サンプリングされたセンサ値Ｓｎｓを使用することにより、従来と同様に、「Ｇ」点で故障判定することができ、従来装置と比べて故障判定の検出感度を低下させることなく、ＡＦＳ１の故障時のフェールセーフ運転状態に移行することができる。

以上のように、この発明の実施の形態１、２によれば、制限手段２３は、センサ故障判定手段を含み、サンプリング手段２２によるサンプリング値（センサ値Ｓｎｓ）が上限値Ｃｏｎｔ＿Ｕまたは下限値Ｃｏｎｔ＿Ｌを超えた場合に、センサ手段（ＡＦＳ１）の故障を判定するので、センサ故障判定発生時にエンジン１１を速やかにフェールセーフ運転状態に移行させることができる。

この発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置が含まれる燃料供給制御装置の全体構成図である。 この発明の制御ブロック図である。 この発明の制御フローチャートである。 この発明の制御動作を示すチャートである。 センサの異常値出力時でのこの発明における制御動作を示すチャートである。 この発明におけるセンサ故障時の制御動作を示すチャートである。

符号の説明

１ ＡＦＳ（エアフローセンサ）、２ ＴＰＳ（スロットルポジションセンサ）、３ スロットルアクチュエータ、４ インジェクタ、５ ＥＣＵ（電子制御装置）、６ ＡＰＳ（アクセルポジションセンサ）、７ クランク角センサ、８ 水温センサ、９ Ｏ２センサ、１０ マイコン（マイクロコンピュータ）、１１ エンジン、１２ 吸気管、１３ 排気管、１４ 点火装置、１５ スロットル、１６ 燃料タンク、１８ 圧力センサ、１９ 触媒、２１、２６ 入力手段、２２ サンプリング手段、２３ 制限手段、２４ 負荷情報演算手段、２５ エンジン回転演算手段、２７ 燃料制御手段、２８ 点火制御手段、Ａｐ アクセル開度、Ｌｅ 負荷情報、Ｎｅ エンジン回転速度、Ｐｂ インマニ圧、Ｑａ 吸入空気量、Ｔｐ スロットル開度（計測値）、Ｗｔ 冷却水温、Ｃｏｎｔ、Ｃｏｎｔ（ｎ） 制御用センサ値、Ｓｎｓ、Ｓｎｓ（ｎ） サンプリングされたセンサ値、Ｔｈ＿Ａ 増加側の判定制限値、Ｔｈ＿Ｃ 減少側の判定制限値、Ｃｏｎｔ＿Ｕ 増加側の制御制限値（上限値）、Ｃｏｎｔ＿Ｌ 減少側の制御制限値（下限値）。

Claims (6)

1. エンジンの運転状態を検出するセンサ手段と、
   前記センサ手段からのセンサ信号を取り込む入力手段と、
   前記センサ信号に基づいて前記エンジンの各種制御を行う各種制御手段と
   を備えたエンジン制御装置において、
   前記センサ信号の入力値を所定時間ごとにサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段による前回のサンプリング値に基づいて今回のサンプリング値に制限をかける制限手段と
   をさらに備え、
   前記各種制御手段は、前記制限手段により制限された今回のサンプリング値を、制御用センサ値として前記エンジンの各種制御に使用することを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記制限手段は、
   前記制御用センサ値に用いられた前回のサンプリング値に増加側の判定制限値を加算して、今回の異常値判定用の上限値を設定するとともに、
   前記前回のサンプリング値から減少側の判定制限値を減算して、今回の異常値判定用の下限値を設定し、
   前記サンプリング手段による今回のサンプリング値が前記上限値または前記下限値を超えた異常値を示す場合に、今回の制御用センサ値を前記上限値または前記下限値に設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記制限手段は、前記増加側の判定制限値または前記減少側の判定制限値のいずれか一方を、前記入力手段のダイナミックレンジの最大値に設定したことを特徴とする請求項２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記制限手段は、センサ故障判定手段を含み、前記サンプリング手段によるサンプリング値が前記上限値または前記下限値を超えた場合に、前記センサ手段の故障を判定して、前記エンジンをフェールセーフ運転状態に移行させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエンジン制御装置。
5. 前記制限手段により制限された今回のサンプリング値を前記制御用センサ値として、前記エンジンの負荷情報を演算する負荷情報演算手段をさらに備え、
   前記各種制御手段は、前記負荷情報に応じて前記エンジンの各種制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
6. 前記センサ手段は、
   前記エンジンへの吸入空気量を検出するエアフローセンサと、
   前記エンジンの回転情報を検出するクランク角センサとを含み、
   前記サンプリング手段は、前記吸入空気量を所定時間ごとにサンプリングし、
   前記各種制御手段は、
   前記回転情報に基づいてエンジン回転速度を演算するエンジン回転演算手段と、
   前記エンジンに燃料を噴射するためのインジェクタを制御する燃料制御手段と、
   前記エンジンを点火するための点火装置を制御する点火制御手段とを含み、
   前記燃料制御手段および前記点火制御手段は、前記吸入空気量に基づく負荷情報と、前記エンジン回転速度とを用いて、前記インジェクタおよび前記点火装置を制御することを特徴とする請求項５に記載のエンジン制御装置。

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