JP2018173069A - Abnormality determination device of intake air amount sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量センサの異常を判定する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for determining an abnormality of an intake air amount sensor that detects an intake air amount of an internal combustion engine.
車両のエンジンの制御では、エンジンの吸入空気量が検出されて、たとえば、その吸入空気量に基づいて燃料噴射量が決定される。 In the control of the vehicle engine, the intake air amount of the engine is detected, and the fuel injection amount is determined based on the intake air amount, for example.
吸入空気量を検出する手法の代表的なものに、エンジンの吸気管における吸入空気流量を検出するエアフロセンサ(エアフロメータ)を用いる手法と、吸気管内の圧力(吸気圧)を検出する吸気圧センサを用いる手法とがある。エアフロセンサを用いる手法では、車両の定常走行時に高い精度で吸入空気量を検出できるが、吸気脈動が大きい状況下では検出誤差が大きくなる。そのため、3気筒エンジンの制御では、エアフロセンサの使用が避けられている。 Representative methods for detecting the intake air amount include a method using an air flow sensor (air flow meter) for detecting the intake air flow rate in the intake pipe of the engine and an intake pressure sensor for detecting the pressure (intake pressure) in the intake pipe. There is a technique using In the method using the airflow sensor, the intake air amount can be detected with high accuracy during steady running of the vehicle. Therefore, the use of an airflow sensor is avoided in the control of a three-cylinder engine.
しかしながら、本願発明者らは、3気筒エンジンの制御にエアフロセンサを用いることを検討している。3気筒エンジンの制御に限らず、エンジンの制御にエアフロセンサを用いるには、エアフロセンサの特性を保証するために、エアフロセンサの正常/異常を精度よく判定する必要がある。 However, the inventors of the present application are considering using an airflow sensor for controlling a three-cylinder engine. In order to use an airflow sensor for engine control as well as control of a three-cylinder engine, it is necessary to accurately determine whether the airflow sensor is normal or abnormal in order to guarantee the characteristics of the airflow sensor.
本発明の目的は、吸入空気量センサの正常/異常を精度よく判定できる、異常判定装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an abnormality determination device capable of accurately determining normality / abnormality of an intake air amount sensor.
前記の目的を達成するため、本発明に係る吸入空気量センサの異常判定装置は、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量センサの異常を判定する装置であって、内燃機関の吸入空気温度および吸入空気圧、スロットル開度ならびに大気圧から内燃機関の吸入空気量を算出する算出手段と、算出手段によって算出される吸入空気量と吸入空気量センサによって検出される吸入空気量との差分が所定範囲を超えている場合、吸入空気量センサの異常を判定する判定手段とを含む。 In order to achieve the above object, an abnormality determination device for an intake air amount sensor according to the present invention is a device for determining an abnormality of an intake air amount sensor for detecting an intake air amount of an internal combustion engine, wherein the intake air of the internal combustion engine The calculation means for calculating the intake air amount of the internal combustion engine from the temperature, the intake air pressure, the throttle opening and the atmospheric pressure, and the difference between the intake air amount calculated by the calculation means and the intake air amount detected by the intake air amount sensor is Determination means for determining abnormality of the intake air amount sensor when the predetermined range is exceeded.
この構成によれば、内燃機関の吸入空気温度、吸入空気圧、スロットル開度および大気圧から内燃機関の吸入空気量が算出される。そして、その算出された吸入空気量と吸入空気量センサによって検出される吸入空気量との差分が所定範囲を超えている場合、言い換えれば、吸入空気量センサによって検出される吸入空気量が吸入空気温度、吸入空気圧、スロットル開度および大気圧から算出される吸入空気量から所定以上離れている場合、吸入空気量センサの異常が判定される。 According to this configuration, the intake air amount of the internal combustion engine is calculated from the intake air temperature, intake air pressure, throttle opening, and atmospheric pressure of the internal combustion engine. If the difference between the calculated intake air amount and the intake air amount detected by the intake air amount sensor exceeds a predetermined range, in other words, the intake air amount detected by the intake air amount sensor is the intake air amount. If the intake air amount calculated from the temperature, intake air pressure, throttle opening, and atmospheric pressure is more than a predetermined distance, an abnormality of the intake air amount sensor is determined.
吸入空気温度、吸入空気圧、スロットル開度および大気圧の各検出値が正確であり、内燃機関の吸気管内に発生する負圧に外乱が生じていない状態では、吸入空気温度、吸入空気圧、スロットル開度および大気圧から内燃機関の吸入空気量を正確に算出することが可能である。したがって、その算出された吸入空気量と吸入空気量センサによって検出される吸入空気量との差分が所定範囲を超えている場合に吸入空気量センサが異常と判定することにより、吸入空気量センサの異常を精度よく判定することができる。その結果、正常な吸入空気量センサによって検出される吸入空気量に基づいて、低エミッション化および低燃費化を実現可能なエンジン制御を実行することができる。 If the detected values of intake air temperature, intake air pressure, throttle opening, and atmospheric pressure are accurate and there is no disturbance in the negative pressure generated in the intake pipe of the internal combustion engine, the intake air temperature, intake air pressure, throttle opening It is possible to accurately calculate the intake air amount of the internal combustion engine from the temperature and the atmospheric pressure. Therefore, when the difference between the calculated intake air amount and the intake air amount detected by the intake air amount sensor exceeds a predetermined range, the intake air amount sensor determines that the intake air amount sensor is abnormal, thereby Abnormalities can be accurately determined. As a result, based on the intake air amount detected by a normal intake air amount sensor, it is possible to execute engine control that can realize low emissions and low fuel consumption.
本発明によれば、吸入空気量センサの異常を精度よく判定することができ、その結果、正常な吸入空気量センサによって検出される吸入空気量に基づいて、低エミッション化および低燃費化を実現可能なエンジン制御を実行することができる。 According to the present invention, abnormality of the intake air amount sensor can be accurately determined, and as a result, low emission and fuel consumption are realized based on the intake air amount detected by the normal intake air amount sensor. Possible engine control can be performed.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<エンジンの給排気系>
図1は、本発明の一実施形態に係る異常判定装置が用いられるエンジン11およびその給排気系を示す図である。
<Engine supply / exhaust system>
FIG. 1 is a diagram showing an
エンジン11の各気筒の吸気ポートには、インテークマニホールド12が接続されている。インテークマニホールド12には、外気がエアクリーナ13、吸気管14およびスロットルバルブ15をこの順に通過して取り込まれる。
An
インテークマニホールド12から各気筒に吸入される空気は、たとえば、エンジン11に配設されたインジェクタ(燃料噴射弁)から各気筒内に直接噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気とされる。そして、エンジン11の各気筒に設けられた点火プラグがスパークすることにより混合気が燃焼する。
The air sucked into each cylinder from the
燃焼後の排ガスは、各気筒からエキゾーストマニホールド16に排出される。エキゾーストマニホールド16には、排気管17が接続されており、排ガスは、エキゾーストマニホールド16および排気管17を通過し、排気管17の途中に設けられた三元触媒18で有害成分であるCO、HC、NOxが浄化されて大気中に排出される。
The exhaust gas after combustion is discharged from each cylinder to the
また、EGRシステム21が付随して設けられている。EGRシステム21は、EGR通路22およびEGRバルブ23を含む。EGR通路22は、たとえば、排気管17に接続され、その他端がインテークマニホールド12に接続されている。EGRバルブ23は、EGR通路22の途中に介在されている。EGRバルブ23が開かれると、エンジン11から排出される排ガスの一部がEGR通路22を流通し、EGR通路22からインテークマニホールド12を介してエンジン11に還流される。EGR通路22を流通する排ガスの流量は、EGRバルブ23の開度により調整することができる。
An
吸気管14には、エアフロセンサ31が設けられている。エアフロセンサ31は、たとえば、熱式エアフロメータであり、吸気管14を流れる吸入空気量(吸気量)GAIRを検出し、また、吸気管14内の吸入空気温度(吸気温)TAを検出する。
An
インテークマニホールド12には、インテークマニホールド12内の圧力(インマニ圧)PBを検出するインマニ圧センサ32が設けられている。
The
また、大気圧PAを検出する大気圧センサ33が設けられている。
Further, the
エアフロセンサ31、インマニ圧センサ32および大気圧センサ33の各検出信号は、マイコン(マイクロコントローラユニット)を含む構成のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)41に入力される。マイコンには、たとえば、CPU、ROMおよびRAM、データフラッシュ(フラッシュメモリ)などが内蔵されている。ECU41は、各種センサの検出信号から取得した情報などに基づいて、エンジン11の始動、停止および出力調整などのため、エンジン11に付随するインジェクタおよび点火プラグを制御し、また、スロットルバルブ15およびEGRバルブ23の開度を制御する。
The detection signals of the
<エアフロセンサの正常/異常判定>
図2は、エアフロセンサ31の正常/異常を判定するための構成を示すブロック図である。
<Normal / abnormal judgment of airflow sensor>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration for determining whether the
ECU41は、プログラム処理によってソフトウエア的に実現される機能処理部として、流量計算部51、なまし部52,53および異常判定部54を備えている。これらの機能処理部の一部の機能は、論理回路などのハードウェアにより実現されてもよい。
The ECU 41 includes a flow
流量計算部51は、エアフロセンサ31によって検出される吸気温TA、インマニ圧センサ32によって検出されるインマニ圧(吸入空気圧)PB、大気圧センサ33によって検出される大気圧PAおよびスロットルバルブ15における気体が通過する有効面積Aから、下記式(1)に従って、スロットルバルブ15を通過する空気量(吸気量)Mを算出する。有効面積Aは、スロットルバルブ15のスロットル開度から定まる。
Flow
なまし部42は、流量計算部51により算出される吸気量Mの移動平均値であるなまし値を算出する。
The annealing unit 42 calculates an annealing value that is a moving average value of the intake air amount M calculated by the flow
なまし部43は、エアフロセンサ31によって検出される吸気量GAIRの移動平均値であるなまし値を算出する。
The annealing unit 43 calculates an annealing value that is a moving average value of the intake air amount G AIR detected by the
エアフロセンサ31、インマニ圧センサ32および大気圧センサ33の各位置が異なるため、吸気脈動による検出値の脈動の出方に差が生じるので、吸気量Mおよび吸気量GAIRがなまされることが好ましい。
異常判定部54は、なまし部42で算出された吸気量Mのなまし値(以下、「算出値」という。)となまし部43で算出された吸気量GAIRのなまし値(以下、「検出値」という。)とを比較して、エアフロセンサ31の正常/異常を判定する。
The
<判定処理>
図3は、異常判定部54が実行する判定処理の流れを示すフローチャートである。
<Judgment process>
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of determination processing executed by the
判定処理では、まず、エアフロセンサ31、インマニ圧センサ32および大気圧センサ33が正常であるか否かが判別される(ステップS1)。
In the determination process, first, it is determined whether or not the
エアフロセンサ31、インマニ圧センサ32および大気圧センサ33のいずれかに異常がある場合(ステップS1のNO)、判定処理が終了される。
If any of the
エアフロセンサ31、インマニ圧センサ32および大気圧センサ33のいずれにも異常がない場合(ステップS1のYES)、インテークマニホールド12に発生する負圧に対する外乱が小さいかどうかが判別される(ステップS2)。たとえば、EGRバルブ23が開かれている状態では、インテークマニホールド12に発生する負圧に対する外乱が大きい。また、ブレーキが踏まれると、ブレーキブースタに負圧が供給されるので、インテークマニホールド12に発生する負圧に対する外乱が大きくなる。
When there is no abnormality in any of the
負圧に対する外乱が大きい場合には(ステップS2のNO)、判定処理が終了される。 If the disturbance to the negative pressure is large (NO in step S2), the determination process is terminated.
エアフロセンサ31、インマニ圧センサ32および大気圧センサ33のすべてが正常であり(ステップS1のYES)、インテークマニホールド12に発生する負圧に対する外乱が小さい場合(ステップS2のYES)、すなわち、EGRバルブ23が閉じられ、ブレーキペダルが踏まれていない場合、算出値と検出値との差分が求められる(ステップS3)。
When the
そして、その差分が所定範囲内であるか否かが判別される(ステップS4)。 Then, it is determined whether or not the difference is within a predetermined range (step S4).
算出値と検出値との差分が所定範囲内である場合(ステップS4のYES)、エアフロセンサ31が正常であると判定されて(ステップS5)、判定処理が終了される。
If the difference between the calculated value and the detected value is within the predetermined range (YES in step S4), it is determined that the
算出値と検出値との差分が所定範囲外である場合(ステップS4のNO)、エアフロセンサ31が異常であると判定されて(ステップS5)、判定処理が終了される。
When the difference between the calculated value and the detected value is outside the predetermined range (NO in step S4), it is determined that the
<作用効果>
以上のように、エンジン11の吸気温(吸入空気温度)TA、インマニ圧(吸入空気圧)PB、有効面積Aおよび大気圧PAからエンジン11の吸気量Mが算出される。そして、その算出された吸気量Mのなまし値である算出値とエアフロセンサ31によって検出される吸気量GAIRのなまし値である検出値との差分が所定範囲を超えている場合、エアフロセンサ31の異常が判定される。
<Effect>
As described above, the intake air amount M of the
吸気温TA、吸気圧PB、有効面積Aおよび大気圧PAの各検出値が正確であり、エンジン11のインテークマニホールド12内に発生する負圧に外乱が生じていない状態では、吸気温TA、吸気圧PB、有効面積Aおよび大気圧PAからエンジン11の吸気量を正確に算出することが可能である。したがって、算出値と検出値との差分が所定範囲を超えている場合にエアフロセンサ31が異常と判定することにより、エアフロセンサ31の異常を精度よく判定することができる。その結果、正常なエアフロセンサ31によって検出される吸入空気量に基づいて、低エミッション化および低燃費化を実現可能なエンジン制御を実行することができる。
Intake air temperature T A, intake pressure P B, a respective detected value of the effective area A and the atmospheric pressure P A is correct, in a state in which no disturbance to the negative pressure is generated to generate the
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
<Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be implemented in other forms, and various modifications can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims. It is possible to apply.
11:エンジン(内燃機関)
41:ECU(異常判定装置)
51:流量計算部(算出手段)
54:異常判定部(判定手段)
11: Engine (internal combustion engine)
41: ECU (abnormality determination device)
51: Flow rate calculation unit (calculation means)
54: Abnormality determination unit (determination means)
Claims (1)
前記内燃機関の吸入空気温度および吸入空気圧、スロットル開度ならびに大気圧から前記内燃機関の吸入空気量を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出される吸入空気量と前記吸入空気量センサによって検出される吸入空気量との差分が所定範囲を超えている場合、前記吸入空気量センサの異常を判定する判定手段とを含む、異常判定装置。 An apparatus for determining an abnormality of an intake air amount sensor for detecting an intake air amount of an internal combustion engine,
Calculating means for calculating the intake air amount of the internal combustion engine from the intake air temperature and intake air pressure, throttle opening and atmospheric pressure of the internal combustion engine;
Determination means for determining an abnormality of the intake air amount sensor when a difference between the intake air amount calculated by the calculation means and the intake air amount detected by the intake air amount sensor exceeds a predetermined range. , Abnormality determination device.
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