JP2010071251A - エンジンの制御装置 - Google Patents
エンジンの制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010071251A JP2010071251A JP2008242041A JP2008242041A JP2010071251A JP 2010071251 A JP2010071251 A JP 2010071251A JP 2008242041 A JP2008242041 A JP 2008242041A JP 2008242041 A JP2008242041 A JP 2008242041A JP 2010071251 A JP2010071251 A JP 2010071251A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- engine
- fuel ratio
- index value
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
【解決手段】エアフローセンサで検出された吸入空気量に基づいてエンジン負荷を示す第1指標値QATPを演算し、圧力センサで検出された吸気管圧力に基づいてエンジン負荷を示す第2指標値PMTPを演算し、第1指標値QATPと第2指標値PMTPとの偏差が閾値以上の場合には、エアフローセンサと圧力センサとのいずれかに異常が発生していると判断する。異常の発生が判断された場合に、ずれ比率=PMTP/QATPと空燃比フィードバック補正係数とが近似する場合には、エアフローセンサの異常を判定し、空燃比フィードバック補正係数が初期値付近であれば、圧力センサの異常を判定する。
【選択図】図16
Description
このため、圧力センサのダイナミックレンジが変化するなどの異常が発生すると、圧力センサが正常であると判断されて、エアフローセンサの故障判定が実行され、エアフローセンサの故障を誤判定する可能性があった。
図1は、本発明に係る制御装置を備えた車両用エンジンのシステム構成を示す図である。
エンジン200は、車両用の直列4気筒エンジンであり、吸気ダクト201、吸気スロットル部202、吸気コレクタ部203及び吸気マニホールド204を介して、各気筒に空気が供給される。
尚、前記エアフローセンサ205として、本実施形態では、例えば熱線式の質量流量計を用いるが、センサの種類を限定するものではなく、公知の種々の流量計を採用することができる。
尚、前記吸気スロットル部202としては、運転者のアクセル操作に機械的に連動してスロットル弁を開閉動作させる機構の他、モータ等のアクチュエータによってスロットル弁を開閉する電子制御式スロットル機構とすることができ、前記電子制御式スロットル機構を採用する場合には、前記ISCバルブ207を省略することができる。
前記燃料噴射弁209から噴射された燃料及び空気は、吸気行程で吸気バルブ210が開くことで、燃焼室211内に吸引され、燃焼室211内の燃料は、点火プラグ212による火花点火によって着火燃焼する。
前記燃焼によるガス膨張でピストン213が押し下げられ、クランク機構214を介してクランク軸215が回転駆動される。
燃焼室211内の燃焼後のガスは、排気行程で排気バルブ216が開くことで、燃焼室211内から排出され、排気マニホールド217及び排気ダクト218を介して大気中に放出される。
前記点火プラグ212それぞれには、点火プラグ212に対して点火エネルギを供給する点火モジュール220が直付けされている。
前記点火モジュール220は、点火コイルと該点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタとを含んで構成される。
前記ISCバルブ207、燃料噴射弁209、点火モジュール220は、エンジン制御装置223によって制御される。
前記各種センサとしては、前記エアフローセンサ205,圧力センサ206の他、前記吸気スロットル部202におけるスロットル弁202Aの開度TVOを検出するスロットル開度センサ225、エンジン200の冷却水温度TWを検出する水温センサ226、排気通路に配置されエンジン200の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度に感応して出力が変化する空燃比センサ(酸素濃度センサ)227、吸気カムシャフトの回転に同期してカム信号CAMを発生するカムセンサ228、クランク軸215の回転に同期してポジション信号POS及びリファレンス信号REFを出力するクランク角センサ229などが設けられている。
また、エンジン200の運転・停止のメインスイッチであるエンジンスイッチ229の信号が、前記エンジン制御装置223に入力されるようになっている。
一方、前記カムセンサ204は、前記リファレンス信号REFの発生間隔毎に、気筒ナンバーを示す数のカム信号CAMを出力する。
また、前記リファレンス信号REFの発生周期又は一定時間内におけるポジション信号POSの発生数を計測することで、エンジン回転速度NEが求められる。
そして、前記パージバルブ233及びEGRバルブ241は、前記エンジン制御装置223によって制御される。
図2は、前記エンジン制御装置223の内部構成を示す図である。
前記I/O部302には、エアフローセンサ205,圧力センサ206,スロットル開度センサ225,水温センサ226,空燃比センサ227,カムセンサ228,クランク角センサ229,エンジンスイッチ229などからの出力信号がそれぞれ入力されている。
前記故障表示警告灯321は、例えば車両の運転席付近に設置され、故障発生時に点灯され、故障発生を運転者に知らせる装置であるが、この他、音声・ブザー・モニタ画面上の文字表示などで、故障発生を運転者に知らせるようにすることができる。
回転数計算手段101には、クランク角センサ229からのポジション信号POS及び/又はリファレンス信号REFが入力され、前記リファレンス信号REFの発生間隔時間や、所定時間内におけるポジション信号POSの発生数を検出することで、エンジン回転速度NE(rpm)を計算する。
基本燃料計算手段103(燃料供給制御手段)には、前記エンジン回転速度NE(rpm)及び吸入空気流量QAが入力され、前記エンジン回転速度NE(rpm)及び吸入空気流量QAに基づいて基本燃料噴射量TP(基本噴射パルス幅)を演算し、また、前記エンジン回転速度NE(rpm)及び吸入空気流量QAに基づいてエンジン負荷を代表するパラメータを計算する。
基本燃料補正係数計算手段104には、前記エンジン負荷とエンジン回転速度NEとが入力され、これらに基づいてマップを参照して、前記基本燃料噴射量TPを補正するための基本補正係数を設定する。
加減速判定手段106には、スロットル開度センサ225の出力が入力され、例えば、スロットル開度TVOの変化(単位時間当たりの変化量)に基づき、エンジン200の加減速運転状態(過渡運転状態)において前記基本燃料噴射量TPを補正するための加減速時補正係数を設定する。
具体的には、スロットル開度センサ225で検出されるスロットル開度TVOが全閉であるエンジン200のアイドル運転状態において、機関運転条件(例えばエンジン温度を代表する水温TW)に応じて設定される目標アイドル回転速度(rpm)に実際のエンジン回転速度NEが近づくように、前記ISCバルブ207の操作量をフィードバック制御する。
そして、エンジン負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて目標空燃比を設定する一方、前記空燃比センサ227(空燃比検出手段)の出力に基づいて実際の空燃比を検出し、該実際の空燃比を前記目標空燃比に近づけるように、前記目標空燃比と実際の空燃比との偏差に基づき、前記基本燃料噴射量TPを補正するための空燃比フィードバック補正係数ALPHA(空燃比補正係数)を設定する。
そして、実際の空燃比が目標空燃比よりもリーンであれば、空燃比フィードバック補正係数ALPHA>1.0に設定して燃料噴射量を増量補正し、実際の空燃比が目標空燃比よりもリッチであれば、空燃比フィードバック補正係数ALPHA<1.0に設定して燃料噴射量を減量補正する。
そして、該燃料噴射量TIに対応するパルス幅の噴射パルス信号を、各気筒の吸気行程にタイミングを合わせて、各燃料噴射弁209a〜209dに出力する(燃料供給制御手段)。
点火時期補正手段110には、前記基本点火時期及び水温が入力され、前記基本点火時期をそのときの水温TWに応じて補正して、最終的な点火時期を算出し、該点火時期に基づいて各点火モジュール220a〜220dに点火制御信号を出力する。
キャニスタパージ制御手段112には、エンジン負荷及びエンジン回転速度NEが入力され、これらに基づいて前記パージバルブ233の目標開度を演算し、該目標開度に制御するための操作信号を前記パージバルブ233に出力する。
ステップS1201では、クランク角センサ229の出力に基づいてエンジン回転速度NE(rpm)を計算する。
ステップS1203では、エアフローセンサ205の出力信号から吸気管圧力(ブースト圧)PMMHGを推定し、ステップS1204では、前記吸気管圧力(ブースト圧)の推定結果PMMHGからシリンダ流入空気量QARを計算する。
上記吸気管圧力(ブースト圧)PMMHGの推定、及び、推定結果に基づくシリンダ流入空気量QARの計算については、後で詳細に説明する。
ステップS1205では、前記エンジン回転速度NE(rpm)、及び、エアフローセンサ205で検出された吸入空気流量QAに基づいて基本燃料噴射量TP(基本噴射パルス幅)を演算する。
ステップS1207では、例えば、スロットル開度センサ225の出力に基づいて検出されるスロットル開度TVOの単位時間当たりの変化量から、エンジン200の加速・減速状態の判定を行う。
ステップS1209では、空燃比センサ227の出力を読み込む。
ステップS1210では、空燃比センサ227の出力に基づいて検出される実際の空燃比と、エンジン運転状態(エンジン負荷・エンジン回転速度NE)に応じて設定される目標空燃比との偏差に基づいて、実際の空燃比を目標空燃比に近づけるための空燃比フィードバック補正係数ALPHAを計算する。
ステップS1212では、エンジン運転状態(エンジン負荷・エンジン回転速度NE)に応じて基本点火時期を計算する。
ステップS1214では、基本点火時期を、加減速時の補正値や冷却水温度に応じた補正値などによって補正し、最終的な点火時期を設定する。
ステップS1215では、目標アイドル回転速度を、冷却水温度TWなどに基づいて計算する。
図5のフローチャートは、前記ステップS1203における吸気管圧力の推定処理の詳細を示す。
ステップS1302では、読み込んだエアフローセンサ205の出力信号を、ソフトフィルタ(例えば加重平均演算)によって平滑化処理する。
ステップS1304では、本ルーチンの前回実行時に、後述するステップS1306において計算されたシリンダ流入空気量QARを読み込む。
ステップS1305では、前記空気流量QA00、シリンダ流入空気量QAR、前回の推定吸気管圧力PMMHGから、今回の推定吸気管圧力PMMHGを計算する。
図6は、前記シリンダ流入空気量QARの計算処理を示すブロック図である。
前記エアフローセンサ205の出力(電圧)は、抵抗RとコンデンサCとから構成されるハードフィルタ(アナログローパスフィルタ)402を通過して、フィルタリング部403(デジタルローパスフィルタ)に入力される。
前記フィルタリング部403で平滑化処理されたエアフローセンサ205の出力は、変換部404に入力され、予め記憶された変換テーブルに基づいてシリンダ流入空気量QARに変換される。
シリンダ流入空気量演算部406には、吸気管圧力推定部405で計算された推定吸気管圧力PMMHGとエンジン回転速度NEとが入力され、これらに基づいてシリンダ流入空気量QARを計算して出力する。
上記数1では、吸気管に入る空気量(エアフローセンサ205の計量空気量QA00)と、吸気管から出る空気量(シリンダ流入空気量QAR)との差分に係数を乗じて、吸気管内圧力の変化分を求めるが、マイコンによって一定周期ΔT毎に変化分を演算するので、数2では計算周期ΔTを乗算しており、実際には、数1にZ変換を施したもので演算している。
図7のフローチャートに示すルーチンは、前記図4のフローチャートに示すルーチンの割り込み周期よりも短い周期の高速時間割り込みで実行される。
尚、ステップS1602では、後述するように、エンジン200が予め設定され運転条件で運転されているか否かを判断し、運転条件として、エンジン負荷・エンジン回転速度・エンジン温度などを判断する。
上記第1指標値QATP及び第2指標値PMTPの演算については、後でサブルーチンに従って詳細に説明する。
前記閾値DQAPMTPは、エアフローセンサ205及び圧力センサ206が共に正常であるときに発生する差分を超えて、差分が大きくなっていることを判断するための値であり、エアフローセンサ205及び圧力センサ206の許容誤差(出力ばらつき)によって発生する正常状態での差分が、エンジン運転条件に応じて変化することから、エンジン回転速度NE及びスロットル開度TVO(エンジン負荷)に応じて前記閾値DQAPMTPを可変に設定させるようにしている。
ステップS1606(異常検知手段)では、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとの差分の絶対値と、前記閾値DQAPMTPとを比較し、差分の絶対値≧DQAPMTPであれば、エアフローセンサ205及び/又は圧力センサ206に異常がある(故障している)と判断してステップS1607へ進み、エアフローセンサ205と圧力センサ206とのいずれに異常が発生しているかを特定するための診断を実行させる。
前記ステップS1601における診断の実行条件が成立しているか否かの判断を、図8の制御ブロック図に従って詳細に説明する。
エンジン200の冷却水温度TWが所定水温1以上であるか否かを、比較部901で判断し、冷却水温度TW≧所定水温1であれば、比較部901から「1」を出力させ、冷却水温度TW<所定水温1であれば、比較部901から「0」を出力させる。
更に、エンジン200の冷却水温度TWが所定水温2以下であるか否かを、比較部902で判断し、冷却水温度TW≦所定水温2であれば、比較部902から「1」を出力させ、冷却水温度TW>所定水温2であれば、比較部902から「0」を出力させる。
また、所定水温2は、エンジン200が完暖後に高負荷運転されることで超える温度であり、冷却水温度TW>所定水温2であれば、エンジン200が高負荷運転されているもものと推定され、所定水温1≦冷却水温度TW≦所定水温2であれば、エンジン200が、完暖完了状態であって、かつ、低・中負荷領域で運転されており、エンジン温度の条件が診断に適していると判断でき、所定水温1≦冷却水温度TW≦所定水温2であることを、冷却水温度TWに関する診断実行条件とする。
また、エンジン回転速度NEが所定回転速度1以上であるかを、比較部903で判断し、エンジン回転速度NE≧所定回転速度1であれば、比較部903から「1」を出力させ、エンジン回転速度NE<所定回転速度1であれば、比較部903から「0」を出力させる。
即ち、所定回転速度1,2は、所定回転速度1<所定回転速度2であって、診断に適した回転速度領域を規定するための値であり、所定回転速度1は診断精度が低下する低回転域を規定する値であり、所定回転速度2は診断精度が低下する高回転域を規定する値であり、所定回転速度1≦エンジン回転速度NE≦所定回転速度2であれば、エンジン回転速度NEに関しては、診断実行条件が成立していると判断する。
更に、スロットル開度TVOが所定開度2以下であるかを、比較部906で判断し、スロットル開度TVO≦所定開度2であれば、比較部906から「1」を出力させ、スロットル開度TVO>所定開度2であれば、比較部906から「0」を出力させる。
また、吸気スロットル部202(エアフローセンサ205)を通過しないで吸気管に入る気体があると、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとに差が生じ、エアフローセンサ205,圧力センサ206の診断に誤りが生じる。
即ち、パージバルブ233の開度>所定開度3である場合には、エアフローセンサ205,圧力センサ206の故障とは無関係に、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとに差が生じ、誤った診断結果を出力すると判断し、診断実行を禁止する
従って、前記所定開度3は、診断実行が許可されるエンジン負荷・エンジン回転速度領域で、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとの比較に基づく診断に誤りを生じさせることになるパージバルブ233の最小開度として、予め適合されている。
即ち、EGRバルブ241の開度>所定開度4である場合には、エアフローセンサ205,圧力センサ206の故障とは無関係に、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとに差が生じ、誤った診断結果を出力すると判断し、診断実行を禁止する
従って、前記所定開度4は、診断実行が許可されるエンジン負荷・エンジン回転速度領域で、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとの比較に基づく診断に誤りを生じさせることになるEGRバルブ241の最小開度として、予め適合されている。
前記所定のエンジン運転領域とは、診断を行わせるエンジン負荷・エンジン回転速度の領域であり、空燃比学習とは、実際の空燃比を目標空燃比に近づけるべく設定される前記空燃比フィードバック補正係数ALPHAの値を、区分される運転領域毎或いは全運転領域に共通の値として更新記憶し、該記憶した値(学習値)を用いて燃料噴射量を補正する制御である。
そして、空燃比学習が収束しているとは、前記学習値ALPHAmの更新毎の変化代が、ベース空燃比が目標空燃比付近に安定していると認められる程度に小さいこと、或いは、学習値ALPHAmの更新回数(学習回数)が予め設定された規定回数に達している場合であって、学習値ALPHAmに基づいて燃料噴射量を補正することで、実際の空燃比が目標空燃比を含む目標空燃比領域に入っている(又は入っていると見込まれる)と判断される状態である。
前記比較部901〜908それぞれの出力が全て「1」であり、かつ、空燃比学習の収束状態を示す「1」が出力されている場合に、前記論理積回路(AND回路)910の出力が「1」となり、前記論理積回路(AND回路)910の出力が「1」であるときに、後述する診断の実行条件の成立を判断し、診断が実行される。
但し、上記複数条件の全てを必須条件とするものではなく、前記複数条件のうちの一部を選択して組み合わせたり、また、別の条件と組み合わせたりすることが可能である。
前記ステップS1602(第1指標値演算手段)における、エアフローセンサ205の出力に基づく第1指標値QATPの演算は、図9のフローチャート及び図10のフローチャートに示すルーチンに従って行われる
図9のフローチャートに示すルーチンは、前記図4のフローチャートに示すルーチンの割り込み周期よりも短い周期の高速時間割り込みで実行され、ステップS1401では、ハードフィルタ(アナログローパスフィルタ)を通過したエアフローセンサ205の出力信号(電圧)を、A/D変換して読み込む。
ステップS1403では、ソフトフィルタを通過した後(平滑処理後)のエアフローセンサ205の出力を、変換テーブルに基づいて空気流量QA00のデータに変換する。
図10のフローチャートに示すルーチンは、前記図4のフローチャートに示すルーチンの割り込み周期と同じ周期で割り込み実行される。
ステップS1405では、前記空気流量QA00の加重平均値QAfと、エンジン回転速度NEとに基づいて、シリンダ流入空気量に比例する第1指標値QATPを演算する。
詳細には、第1指標値QATPを、加重平均値QAfとエンジン回転速度NEと予め記憶された定数KQAとに基づいて、数4に従って算出する。
但し、QAf/NEとしてシリンダ流入空気量を求め、これを第1指標値QATPとすることができる。
エアフローセンサ205の出力は、抵抗RとコンデンサCとからなるハードフィルタ(アナログローパスフィルタ)502を通過して、フィルタリング部503(デジタルローパスフィルタ)に入力される。
フィルタリング部503では、ハードフィルタ(アナログローパスフィルタ)502を通過した、エアフローセンサ205の出力信号を平滑化する演算処理(例えば加重平均処理)を実行する。
前記空気流量QA00のデータは、加重平均処理部505に入力され、空気流量QA00を加重平均して加重平均値QAfを求める。
一方、前記ステップS1603(第2指標値演算手段)における、第2指標値PMTPの演算は、図12のフローチャートに示すルーチンに従って行われる。
ステップS1501では、ハードフィルタ(アナログローパスフィルタ)を通過した圧力センサ206の出力信号を、A/D変換して読み込む。
ステップS1502では、読み込んだ圧力センサ206の出力信号(電圧)を、ソフトフィルタ(例えば加重平均演算)によって平滑化処理する。
ステップS1504では、エンジン回転速度NEを読み込む。
ステップS1505では、前記圧力値PM0とエンジン回転速度NEとに基づいて、圧力TP補正値PMETAを、マップから検索する。
圧力センサ206の出力は、抵抗RとコンデンサCとからなるハードフィルタ(アナログローパスフィルタ)602を通過して、フィルタリング部603(デジタルローパスフィルタ)に入力される。
フィルタリング部603では、ハードフィルタ(アナログローパスフィルタ)602を通過した信号を平滑化する演算処理(例えば加重平均処理)を実行する。
前記圧力値PM0及びエンジン回転速度NEは、圧力TP補正値演算部605に入力され、前記圧力値PM0及びエンジン回転速度NEに基づいてマップを参照して、圧力TP補正値PMETAを求める。
前記第2指標値PMTPも、そのときのシリンダ流入空気量において目標空燃比の混合気を形成させるための基本燃料噴射量に相当し、圧力センサ206の出力に基づいて演算された基本燃料噴射量である。
従って、第1指標値QATP及び第2指標値PMTPはそのときのエンジン負荷を示す同じ物理量であり、エアフローセンサ205及び圧力センサ206が共に正常であれば、第1指標値QATPと第2指標値PMTPとは略同じ値となる。
図14は、図7のフローチャートに示すルーチンによる診断処理、具体的には、エアフローセンサ205及び/又は圧力センサ206に異常があるか否かを判断し、異常発生が認められた場合に、いずれのセンサに異常が発生しているかを特定する診断を起動させる処理を示す制御ブロック図である。
上記演算部801,802の詳細は、記述した通りである。
前記第1指標値QATPと、第2指標値PMTPにマイナス符号を付した値とは、加算器803に入力され、ここで、第1指標値QATPの値から第2指標値PMTPを減算して差分を算出する処理が行われる。
一方、閾値設定部805では、スロットル開度TVO(エンジン負荷)及びエンジン回転速度NEに基づき、閾値DQAPMTPを設定する。
比較部806では、前記第1指標値QATPの値から第2指標値PMTPを減算して得た差分の絶対値が、前記閾値DQAPMTP以上であるか否かを判断する。
相関診断部807は、前記比較部806からのハイレベル信号で起動し、前記第1指標値QATP,第2指標値PMTP,空燃比フィードバック補正係数ALPHA,エンジン回転速度NE,スロットル開度TVOに基づいて、エアフローセンサ205と圧力センサ206とのいずれに異常が生じているかを特定する診断処理を実施し、診断結果を出力する。
図15のフローチャートに示すルーチンは、前記図4のフローチャートに示すルーチンの割り込み周期と同じ周期で割り込み実行される。
まず、ステップS1701では、数6に従い、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとのずれ比率RPMQATPを演算する。
前記上限余裕代及び下限余裕代は、エアフローセンサ205と圧力センサ206とが共に正常であっても発生する、ずれ比率RPMQATPの1.0からのずれ(ばらつき)に相当し、正常時におけるずれ比率RPMQATPの1.0からのずれが、エンジン200の運転条件(エンジン負荷・エンジン回転速度)に応じて変化することから、エンジン回転速度NEとスロットル開度TVOとに応じて前記上限余裕代及び下限余裕代を可変に設定するようにしてある。
但し、前記上限余裕代及び下限余裕代のエンジン200の運転条件(エンジン負荷・エンジン回転速度)に対する特性は、実際に用いているエアフローセンサ205及び圧力センサ206の誤差特性に応じて適宜設定されるべきものである。
ステップS1704では、前記空燃比フィードバック補正係数ALPHAの平均値ALPHAaveを計算する。
ここで、前記空燃比学習が行われる場合には、前記空燃比フィードバック補正係数ALPHAと学習値ALPHAmとを含む補正係数(ALPHA+ALPHAm−1.0)の平均値とし、また、学習の収束状態であれば、前記空燃比学習値ALPHAmをそのまま平均値ALPHAaveとすることができる。
従って、空燃比エラー検出手段は、前記空燃比センサ227及び該空燃比センサ227の出力に基づいて前記空燃比フィードバック補正係数ALPHAを演算するエンジン制御装置223の演算機能によって実現され、前記平均値ALPHAaveが空燃比エラーに相当する値となる。
即ち、前記平均値ALPHAaveが、ずれ比率RPMQATPを含む領域内の値であるか否かを判断するものであって、前記領域の幅が、エンジン回転速度NEとスロットル開度TVOとから決定されるようになっている。
ここで、エアフローセンサ205に何らかの異常が発生し、実際の吸入空気量(エンジン負荷)に見合う出力を発生しなくなる一方で、圧力センサ206が正しく吸気管圧力(エンジン負荷)を検出する場合には、前記第2指標値PMTPは実際のエンジン負荷を表す信号であるのに、前記第1指標値QATPは実際のエンジン負荷に対して誤差を示す信号となり、前記ずれ比率RPMQATPは、前記第1指標値QATPを正しくエンジン負荷を示す値に修正するために要求される係数を示すことになる。
次のステップS1707では、前記タイマ1による計測時間が所定時間1以上になっているか否か、換言すれば、RPMQATP−下限余裕代≦ALPHAave≦RPMQATP+上限余裕代である状態が所定時間1以上継続しているか否かを判断する。
前記所定時間1は、エアフローセンサ205の一時的な検出誤差によって、「RPMQATP−下限余裕代≦ALPHAave≦RPMQATP+上限余裕代」となっている状態を排除し、エアフローセンサ205の異常によって継続的に「RPMQATP−下限余裕代≦ALPHAave≦RPMQATP+上限余裕代」となっていることを確認するための最小時間として、予め実験やシミュレーションに基づき設定される。
また、エアフローセンサ205について異常判定がなされた場合には、燃料噴射を停止させてエンジン200を停止させたり、エアフローセンサ205の検出結果(QATP)に基づく燃料噴射量の制御を停止させる代わりに、圧力センサ206の検出結果(PMTP)に基づき燃料噴射量を制御させたり、又は、スロットル開度TVOとエンジン回転速度NEに基づき燃料噴射量を制御させたりすることができる。
エアフローセンサ205の正常範囲内での出力ばらつきによる空燃比ばらつきが大きくなる領域では、前記下限値ALPHAminをより小さい値に設定し、前記上限値ALPHAmaxをより大きな値に設定し、空燃比ばらつきが大きな領域では、初期値(=1.0)を含むより広い範囲に平均値ALPHAaveが含まれるか否かが判断されるようになっている。
ステップS1712(圧力異常判定手段)では、前記ステップS1710及び1711で設定した下限値ALPHAmin及び上限値ALPHAmaxと、前記平均値ALPHAaveとを比較し、ALPHAmin≦ALPHAave≦ALPHAmaxであるか否か、即ち、平均値ALPHAaveが初期値付近であって、ベース空燃比の目標空燃比に対するずれが許容範囲内であるか否かを判断する。
そこで、ALPHAmin≦ALPHAave≦ALPHAmaxであって、ベース空燃比の目標空燃比に対するずれが許容範囲内であると判断された場合には、エアフローセンサ205は正常であるものと推定する。
ステップS1712で、ALPHAmin≦ALPHAave≦ALPHAmaxであると判断された場合には、エアフローセンサ205は正常(第1指標値QATPは正常値)であると推定されるものの、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとの差分の絶対値が閾値DQAPMTP以上であるから、前記差分は、圧力センサ206の検出誤差(第2指標値PMTPの誤差)によって生じたことになり、圧力センサ206に異常が生じている可能性がある。
ステップS1713では、ALPHAmin≦ALPHAave≦ALPHAmaxである状態の継続時間を計測するためのタイマ2を起動させ、ステップS1714では、前記タイマ2による計測時間と所定時間2とを比較する。
そして、タイマ2による計測時間が所定時間2以上になった場合、即ち、ALPHAmin≦ALPHAave≦ALPHAmaxである状態が所定時間2以上継続している場合には、ステップS1715へ進み、圧力センサ206の異常判定を確定させる。
図16は、図15のフローチャートに示したルーチンによる処理を示す制御ブロック図である。
一方、上限余裕代演算部903及び下限余裕代演算部904には、エンジン回転速度NE及びスロットル開度TVO(エンジン負荷)がそれぞれ入力され、予めエンジン回転速度NE及びスロットル開度TVOに応じて上限余裕代・下限余裕代を記憶したマップから、そのときのエンジン回転速度NE及びスロットル開度TVOに対応する上限余裕代・下限余裕代を検索して出力する。
また、前記下限余裕代は、マイナス符号が付された上で、前記ずれ比率RPMQATPと共に加算器905に入力され、加算器905は、RPMQATP−下限余裕代を演算して出力する。
比較器907には、前記RPMQATP+上限余裕代と平均値ALPHAaveとが入力され、比較器907は、RPMQATP+上限余裕代≧ALPHAaveであれば「1」(ハイレベル)を出力し、RPMQATP+上限余裕代<ALPHAaveであれば「0」(ローレベル)を出力する。
前記比較器907,908それぞれの出力(2値信号)は、論理積演算部(論理積素子、論理積ゲート)909に入力され、前記比較器907,908の出力が共に「1」である場合、即ち、RPMQATP−下限余裕代≦ALPHAave≦RPMQATP+上限余裕代である場合に、論理積演算部(論理積(AND)素子、論理積(AND)ゲート)909の出力が「1」(ハイレベル)となる。
前記比較器912の出力(2値信号)は切替器913に入力され、切替器913は、前記比較器912の出力(2値信号)に応じて出力信号を切り替える。
そして、前記RPMQATP−下限余裕代≦ALPHAave≦RPMQATP+上限余裕代である状態が所定時間(1)以上継続し、前記比較器912の出力が「1」(ハイレベル)になると、切替器913は、その出力を、エアフローセンサ205の異常状態を示す信号914(NGフラグ)に切り替える。
一方、圧力センサ206の異常判定は、以下に示すブロックに基づいて実行される。
上限値演算部915及び下限値演算部916には、エンジン回転速度NE及びスロットル開度TVO(エンジン負荷)がそれぞれ入力され、予めエンジン回転速度NE及びスロットル開度TVOに応じて上限値ALPHAmax・下限値ALPHAminを記憶したマップから、そのときのエンジン回転速度NE及びスロットル開度TVOに対応する上限値ALPHAmax・下限値ALPHAminを検索して出力する。
また、比較器918には、前記下限値ALPHAminと平均値ALPHAaveとが入力され、比較器918は、下限値ALPHAmin≦ALPHAaveであれば「1」を出力し、下限値ALPHAmin>ALPHAaveであれば「0」を出力する。
前記比較器922の出力(2値信号)は切替器923に入力され、切替器923は、前記比較器922の出力(2値信号)に応じて出力信号を切り替える。
そして、前記ALPHAmin≦ALPHAave≦ALPHAmaxである状態が所定時間(2)以上継続し、前記比較器922の出力が「1」(ハイレベル)になると、切替器923は、その出力を、圧力センサ206の異常状態を示す信号924に切り替える。
図17のタイムチャートは、圧力センサ206は正常であってエアフローセンサ205に異常(故障)が発生した場合における各種パラメータの変化及び異常判定の特性の一例を示す。
図17のタイムチャートにおいて、タイミング1007までは、エアフローセンサ205及び圧力センサ206が共に正常であり、第1指標値QATPと第2指標値PMTPとは近似する値で推移するが、タイミング1007において、エアフローセンサ205に異常が発生し、その後のエンジン負荷の変化に対して、第2指標値PMTPは追従変化するのに対して、第1指標値QATPが異常発生時の値を保持することで、両者の間に差異が生じる。
図17に示す例では、タイミング1007以降における実際のエンジン負荷の減少変化に対してエアフローセンサ205の出力(第1指標値QATP)に基づき決定される燃料噴射量が減少しないことで、ベース空燃比が目標空燃比よりもリッチになるので、燃料噴射量を減量補正して目標空燃比を維持すべく、空燃比フィードバック補正係数ALPHAを減少変化させることになる。
一方、前記空燃比フィードバック補正係数ALPHAは、第1指標値QATP(エアフローセンサ205の検出出力に基づく基本燃料噴射量)を実際のエンジン負荷(第2指標値PMTP)に補正するための係数に相当するから、圧力センサ206が正常であって第2指標値PMTPが実際のエンジン負荷を示す一方で、エアフローセンサ205に異常が生じたために、第1指標値QATPが実際のエンジン負荷に対して誤差を有する場合には、平均値ALPHAaveとずれ比率RPMQATPとは、略近似する値となる。
そして、計測時間1015が所定時間(1)1016に達した場合には、ずれ比率RPMQATP+上限余裕代とずれ比率RPMQATP−下限余裕代とで挟まれる領域に、平均値ALPHAaveが含まれる状態が一時的なものではなく、エアフローセンサ205に異常が生じていることに因るものであると判断し、計測時間1015=所定時間(1)1016となったタイミング1017で、エアフローセンサ205の異常判定フラグ(NGフラグ)を立ち上げ、エアフローセンサ205の異常判定を確定させる。
即ち、図18のタイムチャートには、圧力センサ206に異常(故障)が発生した場合における、診断領域フラグ1001、指標値1002、ずれ比率1003、空燃比フィードバック補正係数平均値ALPHAave1004、診断確定タイマ(タイマ2)1005、圧力センサ206の異常判定フラグ(NGフラグ)の変化を示してある。
タイミング1108は、診断を行う運転領域に入ったタイミングを示し、タイミング1108での第1指標値QATPと第2指標値PMTPとの差の絶対値が閾値DQAPMTP以上であることから、エアフローセンサ205と圧力センサ206とのいずれかに異常が発生しているものと判断され、異常が発生しているセンサを特定するために、第1指標値QATPと第2指標値PMTPとのずれ比率RPMQATP1010が演算される。
一方、エンジン200への燃料噴射量は、エアフローセンサ205の出力(第1指標値QATP)に基づいて制御されるので、圧力センサ206の異常に影響されてベース空燃比が変化することがなく、空燃比フィードバック補正係数ALPHAは初期値付近で推移する。
そして、計測時間1115が所定時間(2)1116に達した場合には、ALPHAmin≦ALPHAave≦ALPHAmaxの状態が一時的なものではなく、エアフローセンサ205は正常であるものであると判断する。
また、圧力センサ206が正常で、エアフローセンサ205が異常である場合、前記第1指標値QATPと第2指標値PMTPとのずれ比率RPMQATPは、エアフローセンサ205の異常によるベース空燃比のずれ(空燃比エラー)を補償するために要求される基本燃料噴射量の補正係数に相当することになり、これは、空燃比フィードバック補正係数ALPHAの要求値を示すことになるから、ずれ比率RPMQATPと空燃比フィードバック補正係数ALPHAとを対比させることで、エアフローセンサ205の異常を高精度に診断させることができる。
更に、診断を実行させる条件として、エンジン運転領域、エンジン温度、スロットル開度、パージバルブの開度、EGRバルブの開度を判断するので、診断精度が低下する条件下で診断を行ってしまうことを抑制でき、高い信頼性の診断結果を提供できる。
また、例えば特開2006−350707号公報に開示される診断装置では、スロットル開度(吸気開口面積S)とエンジン回転数Nとからシリンダ吸入空気量Qを求め、該シリンダ吸入空気量と、エアフローセンサの検出値から求めたシリンダ吸入空気量と、吸気管圧センサの検出値から求めたシリンダ吸入空気量との3つのデータを比較して診断を行っている。
また、第1指標値QATPと第2指標値PMTPとの差分が閾値を超えていると判断されたものの、エアフローセンサ205と圧力センサ206とのいずれについても、異常判定を確定させることができなかった場合に、故障表示警告灯321によって異常発生を警告し、燃料噴射弁209の噴射を停止させるか、噴射量及び/又はスロットル開度を異常時用最大値以下に制限するなどのフェイルセーフを実行させることができる。
更に、本実施形態では、空燃比エラーを、空燃比センサ227の検出結果に基づいて検出される実際の空燃比に基づいて算出される空燃比フィードバック補正係数ALPHAに基づいて判断したが、空燃比フィードバック制御をオープン制御状態としたときの空燃比センサ227の検出結果から空燃比エラーを求めることができる。
Claims (9)
- エンジンの吸気スロットル部を通過する吸入空気量を検出する空気量検出手段と、
前記吸入空気量の検出値に基づいて前記エンジンへの燃料供給量を制御する燃料供給制御手段と、
前記エンジンのベース空燃比の目標空燃比に対するエラーを検出する空燃比エラー検出手段と、
前記吸気スロットル部下流の吸気管の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記吸入空気量の検出値に基づいてエンジン負荷を示す第1指標値を演算する第1指標値演算手段と、
前記吸気管圧力の検出値に基づいてエンジン負荷を示す第2指標値を演算する第2指標値演算手段と、
前記第1指標値、前記第2指標値、及び、前記空燃比エラーに基づいて、前記空気量検出手段と前記圧力検出手段とのいずれに異常が発生しているかを判定する異常判定手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 前記異常判定手段が、前記第1指標値と前記第2指標値との偏差と、閾値とを比較して、前記空気量検出手段と前記圧力検出手段とのいずれかに異常が発生している状態を判定する異常検知手段を含むことを特徴とする請求項1記載のエンジンの制御装置。
- 前記異常判定手段が、前記閾値を、エンジン回転速度及び前記吸気スロットル部のスロットル開度に応じて設定する閾値設定手段を含むことを特徴とする請求項2記載のエンジンの制御装置。
- 前記異常判定手段が、前記異常検知手段によって前記空気量検出手段と前記圧力検出手段とのいずれかに異常が発生していると判定された場合に、前記空燃比エラーと、前記第1指標値と前記第2指標値とのずれを示す値とを比較して、前記空気量検出手段の異常の有無を判定する空気量異常判定手段を含むことを特徴とする請求項2又は3記載のエンジンの制御装置。
- 前記エンジンの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段による空燃比の検出値と目標空燃比とに基づいて、前記燃料供給量を補正するための空燃比補正係数を演算する空燃比補正係数演算手段とを備え、
前記空燃比エラー検出手段が、前記空燃比補正係数を、前記空燃比エラーを示す値として検出し、
前記空気量異常判定手段が、前記第1指標値と前記第2指標値とのずれを示す値として、前記第1指標値に対する前記第2指標値の比率を演算し、前記空燃比補正係数と前記比率とを比較することを特徴とする請求項4記載のエンジンの制御装置。 - 前記異常判定手段が、前記異常検知手段によって前記空気量検出手段と前記圧力検出手段とのいずれかに異常が発生していると判定された場合に、前記空燃比エラーと判定レベルとを比較して、前記圧力検出手段の異常の有無を判定する圧力異常判定手段を含むことを特徴とする請求項2〜5のいずれか1つに記載のエンジンの制御装置。
- 前記異常判定手段が、前記第1指標値と前記第2指標値とのずれを示す値又は前記判定レベルに、エンジン回転速度及び前記吸気スロットル部のスロットル開度に応じた幅を持たせることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載のエンジンの制御装置。
- 前記第1指標値演算手段が、前記空気量検出手段で検出された吸気スロットル部を通過する吸入空気量、及び、エンジン回転速度に基づき、前記吸気スロットル部下流の吸気管圧力の推定値を演算し、該吸気管圧力の推定値を前記第1指標値とすることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のエンジンの制御装置。
- エンジンの吸気スロットル部を通過する吸入空気量を検出するエアフローセンサを備え、該エアフローセンサの検出結果に基づいて前記エンジンへの燃料供給量を制御するエンジンの制御装置において、
前記吸気スロットル部下流の吸気管の圧力を検出する圧力センサで検出された圧力から求められる第1エンジン負荷と前記エアフローセンサの検出結果から求めた第2エンジン負荷との偏差が閾値を超え、かつ、前記エンジンのベース空燃比が目標空燃比付近である場合に、前記圧力センサの異常を判定し、
前記第1エンジン負荷と前記第2エンジン負荷との偏差が前記閾値を超え、かつ、前記第1エンジン負荷に対する前記第2エンジン負荷のずれに対応するベース空燃比のエラーが発生している場合に、前記エアフローメータの異常を判定することを特徴とするエンジンの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008242041A JP4927800B2 (ja) | 2008-09-22 | 2008-09-22 | エンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008242041A JP4927800B2 (ja) | 2008-09-22 | 2008-09-22 | エンジンの制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010071251A true JP2010071251A (ja) | 2010-04-02 |
JP4927800B2 JP4927800B2 (ja) | 2012-05-09 |
Family
ID=42203261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008242041A Expired - Fee Related JP4927800B2 (ja) | 2008-09-22 | 2008-09-22 | エンジンの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4927800B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015083778A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
CN113062812A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种发动机安全监控检测方法、装置、介质及电子设备 |
WO2024060689A1 (zh) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | 联合汽车电子有限公司 | 一种发动机进气管漏气的检测方法及装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0491342A (ja) * | 1990-08-04 | 1992-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関燃料制御システム |
JP2001159574A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-12 | Nissan Motor Co Ltd | 圧力センサの診断装置 |
JP2006057523A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Denso Corp | エンジン制御システムの異常診断装置 |
-
2008
- 2008-09-22 JP JP2008242041A patent/JP4927800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0491342A (ja) * | 1990-08-04 | 1992-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関燃料制御システム |
JP2001159574A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-12 | Nissan Motor Co Ltd | 圧力センサの診断装置 |
JP2006057523A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Denso Corp | エンジン制御システムの異常診断装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015083778A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
CN113062812A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种发动机安全监控检测方法、装置、介质及电子设备 |
CN113062812B (zh) * | 2021-04-26 | 2022-08-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种发动机安全监控检测方法、装置、介质及电子设备 |
WO2024060689A1 (zh) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | 联合汽车电子有限公司 | 一种发动机进气管漏气的检测方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4927800B2 (ja) | 2012-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2532865B1 (en) | Control system for an internal combustion engine | |
JP5107392B2 (ja) | 気筒間の空燃比の不均衡を判断するための装置 | |
US7143753B2 (en) | Air amount calculator for internal combustion engine | |
EP3179087B1 (en) | Error determination unit | |
CA2539684C (en) | Control system for internal combustion engine | |
JP4622719B2 (ja) | Pm堆積量推定装置 | |
US20080051943A1 (en) | Apparatus for calculating detection error of fresh air quantity detection device | |
JP5331613B2 (ja) | 内燃機関の筒内ガス量推定装置 | |
JPS6045299B2 (ja) | 内燃機関のアイドル回転数制御装置 | |
JP3616683B2 (ja) | 内燃エンジンのエアポンプの異常検出装置 | |
JP4927800B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
JP2009062862A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP5310574B2 (ja) | 内燃機関用制御装置 | |
JPH08232745A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
CN102828859B (zh) | 用于内燃机的egr控制器 | |
US7191052B2 (en) | Method for determining the exhaust-gas recirculation quantity | |
JP2006057523A (ja) | エンジン制御システムの異常診断装置 | |
US20210324814A1 (en) | Control Device and Diagnostic Method for Internal Combustion Engine | |
JP4387384B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4348705B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
EP2290210B1 (en) | Fuel supply control system for internal combustion engine | |
JP2005315132A (ja) | 内燃機関の吸気系異常検出装置 | |
JP2017020417A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2001182602A (ja) | エンジン制御装置 | |
JP2657713B2 (ja) | 電子制御燃料噴射式内燃機関の燃料リーク診断装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100309 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110524 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110526 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110725 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110906 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120117 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120209 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |