JP3915506B2 - 吸気温度検出手段の故障判定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に供給される吸入空気の温度を検出する吸気温度検出手段の故障判定装置、特に車載状態で故障判定を行うことができる吸気温度検出手段の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両はその吸気系、排気系、燃料系、点火系等を駆動すべく、制御手段を備え、この制御手段がエンジンの各種運転データを各種センサを用いて採りこみ、各種運転データに適した運転状態を確保できるよう、各制御系の駆動部を調整制御している。例えば、エンジンの吸気の質量流量は吸気系、排気系、燃料系等の各種制御、例えば空燃比の算出に用いられ、この吸気温度は吸気管に設けた吸気温センサにて計測している。
【０００３】
このため、吸気温センサが検出する吸気温が適正値を出力しなくなると空燃比のずれによる排ガスや燃費の悪化等を招くことより吸気温度センサの故障判定を適宜行う必要性がある。
エンジンの吸入空気温度は外気温の影響及び車両停車時のエンジン雰囲気温度の影響を大きく受け、エンジンの運転状態との相関がなく、吸気温センサが１つの場合は、合理性チェック（Rationality Check）が困難であった。
【０００４】
このため、従来、吸気温センサの故障モニタでは、吸気温センサが通常走行で検出可能な範囲を外れた値、即ち、断線やショートの場合のように通常検出範囲を外れたあり得ない吸気温を出力した場合に故障と判定するものであった。しかし、この通常検出範囲を外れたか否かで故障判定する装置では、通常検出範囲内の温度でスタック(所定値で出力が固定されている状態)がしている場合には故障を検出することはできなかった。
【０００５】
ところで、エンジンルームの吸気温センサは吸入空気で冷却される吸気管に装着されることが多い。この吸気温センサで検出される吸気温度は、走行時にはエンジンルームに走行風として流入する空気の外気温に依存し、比較的低く抑えられ、停車時にはエンジンの放熱によるエンジン雰囲気温度に依存し、比較的高くなる。
そこで、特開平０９−３０３１９１号公報に記載されている吸気温度センサの故障モニタでは、外気温に影響される運転状態での吸気温度とエンジンの放熱に影響される運転状態での吸気温度とが各々継続した際に、各吸気温度を吸気温度センサによってそれぞれ検出し、これらの吸気温度の差分を故障判定用の閾値と比較することにより故障判定を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平０９−３０３１９１号公報に開示されたような技術では、外気温に影響される運転状態での吸気温度を求める際、即ち、連続して走行風を受けることでエンジン雰囲気温度による影響を受けない状態にまでエンジンルームの換気が進むのを所定時間待つこととなる。
ところで、市街地等の走行においては、走行時間が比較的区切られ易く、エンジンルームの換気が進むのを待つことなく次の一時停止等に入りやすく、外気温に影響される運転状態での運転が所定時間継続する頻度が低下する傾向にある。その結果、市街地等の走行では吸気温度センサの故障モニタの頻度が低下するという問題が生じる。
【０００７】
また、所定時間経過時に吸気温度を検出するため、それ以前の走行状態において外気温に依存する状態にあったとしても、所定時間経過直前にその状態を離脱すると、その検出データを排除することとなり、吸気温度センサの故障モニタで検出されていたデータを無駄とすることとなる。
本発明は、以上のような課題に基づき、吸気温センサの故障モニタの頻度を高め、検出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができる吸気温度検出手段の故障判定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、エンジンへ吸入される吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、吸気温度が外気温度に依存する第1運転状態の延べ時間が第1所定時間を越えたことを判定する第1判定手段と、吸気温度がエンジンの雰囲気温度に依存する第２の運転状態が継続して第２所定時間を越えたことを判定する第２判定手段と、上記第１運転状態の延べ時間が第１所定時間を越えると共に第２の運転状態が継続して第２所定時間を越えると上記吸気温度検出手段により検出された最小出力値と最大出力値との偏差を求める演算手段と、該演算手段で求めた偏差が所定値よりも小さいときに上記吸気温度検出手段が故障であると判定する故障判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここでは、外気温に依存する第１運転状態が継続していない場合、即ち、第１運転状態が間欠的に続く場合であっても、それら間欠的に続く第１運転状態を加算した延べ時間の間における外気温に依存した温度を検出するため、第１運転状態が継続していない場合であっても外気温に依存した吸気温度を的確に検出することが可能となり、しかも、第２運転状態が継続している第２所定時間内でのエンジンの雰囲気温度に依存した吸気温度を正確に検出することが可能となる。このため故障モニタの頻度を増大することが可能となり、検出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができる。
好ましくは、吸気温検出手段の故障判定装置は暖気完了後に第1運転状態の延べ時間及び第２の運転状態が継続している時間の検出に入るとすることがよい。この場合、特に、第1判定手段による延べ時間が第1所定時間を越えたことを判定する精度と第２判定手段による第２の運転状態が継続して第２所定時間を越えたことを判定する精度が向上し、合理的な故障診断を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての吸気温度検出手段の故障判定装置を説明する。本発明の吸気温度検出手段の故障判定装置は、図示しない車両のエンジン１の制御手段を成すエンジンコントローラ２に付設され、このエンジンコントローラ２が吸気温度検出手段の故障判定装置の制御機能部を構成する。
エンジン１は多気筒エンジンであり、本体３には紙面垂直方向に複数気筒が直列に配備され、それら複数気筒は冷却系のウォータジャケット４で覆われている。各気筒の燃焼室５は吸、排気弁６、７を介し吸排気路８、９に連通可能である。ここでの吸、排気弁６、７はエンジンクランク軸１１と連動する給排カム軸１２を備えた図示しない動弁系に駆動される。
【００１１】
吸気路８はエアクリーナ１３で外気を吸入し、これを吸気管１４、サージタンク１５、吸気多岐管１６、吸気ポート１７の順に流動させ、吸気弁６の開時に新気を燃焼室５に流入する。
排気路９は排気弁７の開時に排気を燃焼室５より流出させる。この排気は排気多岐管１８を通過し、比較的小容量で早期活性化を可能とする前段触媒１９と比較的大容量で排ガスを耐久性良く浄化する後段触媒２０を備えた排気管２１を経て、図示しないマフラーを介して大気排出される。
【００１２】
エアクリーナ１３の流出口１３１の近傍には吸入空気量Ｑａを検出して出力するエアフローセンサ２２及び大気圧ＢＰを検出して出力する大気圧センサ２３が両機能を保持する状態で集約して配備され、その下流近傍に吸気温度Ｔａを検出して出力する吸気温度検出手段としての吸気温センサ２４が配備される。これら吸入空気量Ｑａ、大気圧ＢＰ、吸気温度Ｔａの各検出値はエンジンコントローラ２に出力される。
【００１３】
エアクリーナ１３とサージタンク１５の間の吸気路８にはスロットルバルブ２５が配備され、同バルブを迂回する分岐路２６が併設され、同分岐路２６を開閉するアイドルスピードコントロールバルブ２７が配備される。スロットルバルブ２５の近傍にはスロットルバルブ２５の全閉状態でオンＩｏｎするアイドルスイッチ２８と、スロットルバルブ２５の開度θｓを検出するスロットルセンサ２９とが取付けられている。これらの検出値はエンジンコントローラ２に出力される。なお、エンジンコントローラ２には車速センサ３０より車速信号Ｖｃが出力され、キーオン時にキーセンサ３１よりキーオン信号Ｋが出力され、また、エンジン回転時にエンジン回転数信号Ｎｅがクランク角センサ３２より出力される。
【００１４】
吸気多岐管１６の下流端近傍には吸気ポート１７側に燃料噴射する燃料噴射弁３４が装着される。燃料噴射弁３４は燃料系の調圧手段３３により燃圧調整された燃料を供給され、同加圧燃料をエンジンコントローラ２からの噴射信号に応じて噴射するように構成される。
本体３にはウォータジャケット４内の冷却水温を検出して水温Ｔｗ信号を出力するエンジン水温センサ３５が取り付けられ、これら各検出信号はエンジンコントローラ２に出力される。
【００１５】
エンジンコントローラ２は、入出力インターフェース２０１、記憶部２０２、バッテリバックアップ用の不揮発性メモリ２０３および中央処理部２０４を備え、エンジン１の燃料系、点火系、吸気系の各制御機能を備え、特に、吸気温センサの故障判定機能を備える。
ここで、吸気温Ｔａは燃料系における燃料制御での空燃比補正値として使用され、吸気温センサ２４が検出する吸気温Ｔａが適正値を出力しなくなると空燃比のずれによる排ガスや燃費の悪化等を招くことよりの故障判定が速やかに実施される必要性は高いこととなる。
【００１６】
ところで、エンジンコントローラ２は図２に示すように、吸気温センサ２４の故障判定機能部を成す第1判定手段Ａ１、第２判定手段Ａ２、演算手段Ａ３、故障判定手段Ａ４を備える。
第1判定手段Ａ１はエンジン１へ吸入される吸気温度Ｔａが外気温度Ｔｏ（図３（ａ）参照）に依存する第1運転状態の延べ時間ΣＴｔが第1所定時間ｔα１を越えたことを判定するよう機能する。
【００１７】
第２判定手段Ａ２は吸気温度Ｔａがエンジン１の雰囲気温度に依存する第２運転状態が継続して、継続時間Ｔｋが第２所定時間ｔα２を越えたことを判定するよう機能する（図３参照）。
演算手段Ａ３はエンジンコントローラ２に記憶されている吸気温度の最高温度ＴａＭＡＸと最低温度ＴａＭＩＮとの偏差ΔＴａ（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）を求める。
【００１８】
故障判定手段Ａ４は第1運転時間の延べ時間ΣＴｔが第1所定時間ｔα１を越えると共に、第２の運転状態が継続して第２所定時間ｔα２を越えたときに演算手段Ａ３で求めた偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαよりも小さいときに吸気温センサが故障であると判定する。
ここでエンジン１へ吸入される吸気温度Ｔａが外気温度Ｔｏに依存する第1運転状態の延べ時間ΣＴｔを説明する。第1運転状態とは水温Ｔｗが８０℃以上の暖機完了後において、車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回っている状態で、その状態の運転時間が順次加算され、延べ時間ΣＴｔとして設定されている。
【００１９】
その際の延べ時間ΣＴｔはカウンタＣ（ΣＴｔ）でカウントされる。即ち、図３（ｃ）に示すように、第1運転状態に入るとカウンタＣ（ΣＴｔ）が駆動（スタート）し、離脱すると停止する。ここでは第1運転状態に入る毎にカウンタＣ（ΣＴｔ）のカウント値である延べ時間ΣＴｔが加算され、延べ時間ΣＴｔが閾値として設定される第1所定時間ｔα１、ここでは６０（ｓｅｃ）をカウントするまで第1運転状態のデータ採り込みが成される。
【００２０】
この第1所定時間ｔα１である６０（ｓｅｃ）は、図３（ｃ）に破線で示すように、エンジン放熱の影響を受けて加熱状態にあった吸気の吸気温度Ｔａが、この第1運転状態に入り（スタートｓｔ）、走行時間が経過することでエンジンルーム内が走行風により充分に冷却され、吸気温センサ２４がほぼ外気温Ｔｏ（一点鎖線参照）に近い値を出力できる状態に入ることを想定して設定される。
【００２１】
このように延べ時間ΣＴｔとは車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回る運転状態が継続する場合は５０ｋｍ／ｈを上回る連続した運転状態での運転域を加算し、しかも、図２に示すように車速が５０ｋｍ／ｈを間欠的に下回る走行時にも、各経過時間Δｔ１、Δｔ２・・・を順次加算して延べ時間ΣＴｔをカウントするように設定される。このような設定をしたのは車速が５０ｋｍ／ｈを間欠的に下回る場合であっても、吸気温度Ｔａは段階的に低下しており（図３（ａ）参照）、延べ時間ΣＴｔを経過する時点（クリアｃｒ）では吸気温センサ２４がほぼ外気温Ｔｏに近い値の吸気温度を出力できる状態に入ると推定できるためである。
【００２２】
なお、第1所定時間ｔα１としての６０（ｓｅｃ）は、これが短すぎると充分に外気温Ｔｏに近い値の検出が成されず、長すぎると故障検出処理の頻度が低下するので、適正値が選択されるものであり、ここでの６０（ｓｅｃ）以外の値を採用しても良い。
なお、第１所定時間ｔα１を延べ時間としたことにより、吸気温センサ２４が正常のときは第１所定時間ｔα１の経過前に第１運転状態を離脱すると吸気温はエンジンの放熱の影響を受け上昇することとなり、偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαを越える。従って正常判定を速やかに行うことができる。
【００２３】
次に、吸気温度Ｔａがエンジン１の雰囲気温度に依存する第２運転状態を説明する。第２運転状態とは水温Ｔｗが８０℃以上の暖機完了後において、車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈを下回り停車状態に入った状態として設定されている。なお、車速Ｖｃの閾値である１、５ｋｍ／ｈとは、車両の停車判定値であり、この値は適宜修正しても良い。
【００２４】
この第２運転状態の条件は、車両が停車し、エンジンルームの空気がエンジン本体３の放熱により高温化し、時間経過と共に吸気温センサ２４の吸気温度Ｔａが継続して上昇する状態、例えば、図４（ａ）に示す吸気温度Ｔａを想定して設定される。その際の継続時間ＴｋはカウンタＣ（Ｔｋ）でカウントされる。図４（ｃ）に示すように、カウンタＣ（Ｔｋ）は第２運転状態に入ると駆動し（スタートｓｔ）、継続時間Ｔｋが第２所定時間ｔα２を越えると、カウンタＣ（Ｔｋ）は停止し、クリア（ｃｒ）される。なお、ここではその間に吸気温度Ｔａが採り込まれ、最高吸気温度ＴａＭＡＸの検出が一回終了したとの最高吸気温カウンタＣＬに１加算が成される。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、車両が停車（Ｖｏ＝０）すると吸気温度Ｔａが走行時より上昇することより、第２所定時間ｔα２の設定にあたっては、最高吸気温度ＴａＭＡＸが車両走行中の最低吸気温度ＴａＭＩＮに対して明らかに変化していると判断できる程度、即ち、吸気温センサ２４の出力を充分に変化させることができるまで上昇変化するのに要する経過時間を設定することで充分であり、ここでは３０（ｓｅｃ）が採用された。
【００２６】
ここでは第２所定時間ｔα２である３０（ｓｅｃ）経過で、最高吸気温度ＴａＭＡＸを読み取る。なお、第２所定時間ｔα２はこれが短すぎると充分に最高吸気温度ＴａＭＡＸの検出が成されず、長すぎると故障検出処理の頻度が低下するので、適正値が選択されるものであり、ここでの３０（ｓｅｃ）以外の値を採用しても良い。
【００２７】
次に、故障判定手段Ａ４が偏差ΔＴａ（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）の閾値として用いる所定値ΔＴａαは、吸気温センサ２４の故障や劣化を確実に判定できる必要がある。ここでは走行時における最低温度ＴａＭＩＮと停車後３０（ｓｅｃ）経過時における最高温度ＴａＭＡＸの偏差は通常、１℃以上あると見做し、この場合は所定値ΔＴａαを０、５℃として設定している。即ち、偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さいと吸気温センサ２４の作動不良が確実であり、故障や劣化と判定するようにしている。なお、故障判定の所定値ΔＴａαはこれが小さすぎるとノイズによる誤判定が増加し、大きすぎると故障検出処理の頻度が低下するので、適正値が選択されることとなるが、この０、５℃以外の値を採用しても良い。
【００２８】
なお、ここでのエンジンコントローラ２の吸気温センサの故障判定処理では、上述の偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さい状態が数回、ここでは５回繰り返して検出された場合に故障と判定しており、これによってノイズ除去を行っており、データの信頼性をより一層確保するようにしている。
次に、エンジンコントローラ２により実行される吸気温センサの故障判定処理を、図３、図４、図５に示す吸気温、水温及び車速の関連を示す波形図、図６、図７に示す故障判定ルーチン、初期チェックルーチンに沿って説明する。
【００２９】
ここで、吸気温センサの故障判定装置を搭載した図示しない車両の走行時において、エンジンコントローラ２はエンジンキーのオン信号Ｋに応じて図示しないメインルーチン内での初期チェックを行う。初期チェックは、例えば、図８に示すように、ステップａ１でキーオン信号Ｋの入力を確認し、ステップａ２でエンジンコントローラ２の複数の制御系、例えば、吸気系、燃料系、点火系等で適宜実行されている関連機器が正常か否かの自己チェック、及び本発明の適用された吸気温センサの故障判定処理が正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）ではステップａ３に、異常（Ｅｒｒｏｒ）ではステップａ４に進む。ステップａ４では異常のある制御系のコード出力処理や、各故障センサ、例えば、吸気温センサ２４の故障灯のオン処理を行い、ステップａ３に達する。なお、エンジンコントローラ２の出力端子にはダイアグノシス コネクタ（図示せず）が接続され、このダイアグノシス コネクタには適時に周知のマルチユース テスタが連結される。このテスタに故障コードが表示されることで、例えば、吸気温センサ２４の故障を検出でき、速やかな故障回復処理が成される。
【００３０】
ステップａ３では、吸気系、燃料系、点火系等の関連センサ、即ち、吸気温センサ２４の吸気温度Ｔａ、エアフローセンサ２２の吸入空気量Ｑａ、大気圧センサ２３の大気圧ＢＰ、スロットルバルブ２５の開度θｓ、アイドルスイッチ２８のオンＩｏｎ、水温センサ３５の水温Ｔｗ、車速センサ３０の車速Ｖｃ、クランク角センサ３２のエンジン回転数信号Ｎｅ、等がそれぞれ読み取られ、更に、カウンタＣ（ΣＴｔ），Ｃ（Ｔｋ）のクリア処理、各種フラグ、特に、後述の第１フラグＦ１のクリア処理や、前回までの運転で記憶処理されている最高吸気温カウンタＣＬの回数値を不揮発メモリ２０３から読み込み処理を行い、図示しないメインルーチンに戻る。
【００３１】
エンジンコントローラ２は図示しないメインルーチンにおいて、上述の各センサのデータに基づきエンジン１の適正駆動のため、吸気系、燃料系、点火系の制御を順次実行し、車両の走行を継続させ、これに続いて、図５（ａ）〜（ｃ）に示す故障判定ルーチンに達する。
ここではステップｓ１でキーオンＫ信号の入力を確認し、オン（Ｙｅｓ）ではステップｓ２に、オフ（Ｎｏ）ではステップｓ３に進む。ステップｓ２では故障判定ルーチンで用いる最新の水温Ｔｗ、吸気温度Ｔａ、車速Ｖｃ及び最高最低吸気温ＴａＭＡＸ、ＴａＭＩＮ、最高吸気温カウンタＣＬ等の各データ読み取りを行い、ステップｓ４に進む。
【００３２】
ステップｓ４では現在の水温Ｔｗが暖機完了相当値８０℃以上か否か判断し、以上（Ｙｅｓ）ではステップｓ５に、下回る（Ｎｏ）場合は今回の制御を終了してメインルーチンに戻る。
ステップｓ５では現時点での最高吸気温ＴａＭＡＸより最新の吸気温Ｔａが大きいとステップｓ６で、最高吸気温ＴａＭＡＸを更新してステップｓ７に進む。ステップｓ７では現時点での最低吸気温ＴａＭＩＮより最新の吸気温Ｔａが小さいとステップｓ８で、最低吸気温ＴａＭＩＮを更新してステップｓ９に進む。
【００３３】
ステップｓ９では最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮの差分（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）を所定周期毎又は所定時間毎に算出し、変化量ΔＴａとし、ステップｓ１０に進む。
ステップｓ１０では変化量ΔＴａが故障判定の所定値ΔＴａα以上か、否か判定し、以上でステップｓ１１に、そうでないと、ステップｓ１２に進む。つまり、変化量ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さい場合に限りステップs１２に進むこととなる。
【００３４】
ここで図５（ｃ）の時点ｔｏでステップs１に達したと仮定すると、ステップs１、s３を経てステップs１０に達する。
この場合、吸気温センサ２４が所定値ΔＴａαより小さいとステップｓ１０よりステップｓ１２に進む場合、例えば、最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮの差分（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）である変化量ΔＴａがゼロに近く、所定量ΔＴａα（０、５℃）を下回る状態にある。
【００３５】
このような状態でステップｓ１０に達すると、ここでは現在の車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回るか否か判断され、例えば、時点ｔ１ではステップｓ１３に進み、例えば、時点ｔ２では第1運転状態に入るとしてステップs１４に進む。
【００３６】
一方、ステップs１０よりステップｓ１１に達する場合、例えば時点ｔ３に達した場合、それまで（ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３）の最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮの変化量ΔＴａ１（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）が約３℃以上あり、吸気温センサ２４が確実に変動し、正常作動していることを確認できた場合である。このように、変化量ΔＴａが所定値ΔＴａα（０、５℃）以上の場合は今回の故障判定をクリアし、即ち、現在の第１フラグＦ１、最高吸気温カウンタＣＬ、最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮのクリア処理や、カウンタＣＬの回数値をクリアし、メインルーチンに戻る。なお、図５（ｃ）中にはクリア処理を符号ｃｒを付した矢印で表した。
【００３７】
吸気温センサ２４が作動せずステップｓ１０よりステップｓ１２に進む場合、例えば、最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮの差分（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）である変化量ΔＴａが所定量ΔＴａα（０、５℃）を下回る状態にある。
ステップｓ１２より現在の車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回る状態である第1運転状態に入りステップs１４に達すると、延べ時間ΣＴｔをカウントするカウンタＣ（ΣＴｔ）を駆動（スタート）させ（例えば時点ｔ２）、ステップs１５ではカウンタＣ（ΣＴｔ）の値が第1所定時間ｔα１である６０（ｓｅｃ）をカウントするか否か判断し、カウント前はメインルーチンに戻り、カウント後、例えば時点ｔ４ではステップs１６に進む。
【００３８】
ステップs１６では第1所定時間ｔα１をカウントしたカウンタＣ（ΣＴｔ）をクリアし、この時点で最低吸気温度Ｔａｍｉｎ（図３（ａ）参照）を採り込み済みであるとの第１フラグＦ１がオンされ、メインルーチンに戻る。
なお、第1所定時間ｔα１カウント中に、変化量ΔＴａが所定量ΔＴａαを越えた場合は、カウンタＣ（ΣＴｔ）及びカウンタＣ（Ｔｋ）はクリアされる。
【００３９】
ステップｓ１２で現在の車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを下回ると判断するとステップｓ１３側に進む。ここで車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈ以下の停車状態（例えば時点ｔ５）で第２の運転状態に入ると、ステップｓ１７で継続時間ＴｋのカウンタＣ（Ｔｋ）が駆動される（図４（ｃ）参照）。ステップｓ１８でカウンタＣ（Ｔｋ）が停車状態のままで第２所定時間ｔα２である３０（ｓｅｃ）を越えるのを待ち、この間ステップs９通過毎に変化量ΔＴａが算出され、ステップｓ１０で所定量ΔＴａα（０、５℃）を下回る状態が継続していると、ステップs１２、ｓ１３、ｓ１７、ｓ１８側に進む。
【００４０】
なお、第２所定時間ｔα２のカウント中に変化量ΔＴａが所定量ΔＴａαを越えた場合はカウンタＣ（ΣＴｔ）及びカウンタＣ（Ｔｋ）はクリアされる。
【００４１】
カウンタＣ（Ｔｋ）が停車状態のままで第２所定時間ｔα２を越え、また、カウンタＣ（ΣＴｔ）が第1所定時間ｔα１を越えると（例えば図４（ｃ）、図５（ｃ）の時点ｔ６）、この時点で変化量ΔＴａが所定量ΔＴａαより小さい場合は故障判定を１回行ったとし、ステップｓ１９に進む。
【００４２】
ステップｓ１９で第１フラグＦ１がオンの場合にのみステップs２０に達して、第１フラグＦ１がクリアされ、最高吸気温カウンタＣＬの回数値を現在値に１加算して更新し、ステップs２１に達し（例えば時点ｔ６直後）、カウンタＣＬの回数値が５回を上回るまではメインルーチンに戻り再度故障判定ルーチンに達し、処理を繰り返すこととなる。
【００４３】
故障判定ルーチンでの処理でステップs２１に繰り返して戻っている間（５回に達しない運転域）において、ステップｓ１２より現在の車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを下回り第1運転状態を離脱し、ステップs１３で車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈを上回り第２運転状態でもない状態で制御を繰り返している場合、例えば時点ｔ７、ｔ８間にあるとする。この場合、ステップs９での変化量ΔＴａ２が算出され、ステップｓ１０で所定量ΔＴａα（０、５℃）を下回る状態と判断されると、ステップｓ１２，s１３を繰り返し、上回ると仮定した場合（たとえば、図５（ｃ）の時点ｔ８で破線で示すように吸気温Ｔａが大きく変化した場合）にはステップｓ１０、ｓ１１に進むこととなる。
【００４４】
更に、故障判定ルーチンでの処理でステップs２１に繰り返して戻っている間（５回に達しない運転域）において、例えば、エンジンキーのオン信号Ｋが断たれると、ステップs３に達して、不揮発性メモリ２０３に現時点での最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮ、及び最高吸気温カウンタＣＬの各値を記憶処理し、終了する。
【００４５】
一方、ステップs２１に繰り返して戻り、カウンタＣＬの回数値が５回を上回る場合は、ノイズによる誤判定でなく、吸気温センサ２４が間違い無く故障と見做し、ステップs２２に進む。
【００４６】
ステップs２２では故障コードを出力処理すると共に不揮発性メモリ２０３にセットし、図示しない警告灯の点灯処理を行い、この回の制御を終了してメインルーチンに戻る。なお、この後、不揮発性メモリ２０３にセットされた故障コードは、再度の初期チェックルーチンにおいて、ステップａ２よりステップa４に進むことで故障灯表示を繰り返すことができ、適時にダイアグノシス コネクタ（図示せず）を介し接続される周知のマルチユース テスタにより故障コードが表示され、故障箇所を検出でき、速やかな故障回復処理が成される。
【００４７】
このように、図１の吸気温センサの故障判定装置は、水温Ｔｗが８０℃以上の暖機完了後において、エンジン１へ吸入される吸気温度Ｔａが外気温度Ｔｏに依存する第1運転状態（車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回る状態）の延べ時間ΣＴｔをカウンタＣ（ΣＴｔ）でカウントし、これが第1所定時間ｔα１（６０（ｓｅｃ））をカウントするまで第1運転状態であり、更に、吸気温度Ｔａがエンジン１の雰囲気温度に依存する第２運転状態（車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈを下回る停車状態）の継続時間ＴｋをカウンタＣ（Ｔｋ）でカウントし、これが第２所定時間ｔα２（３０（ｓｅｃ））をカウントするまで第２運転状態であり、そして、車両運転中に検出されたＴａＭＡＸ、ＴａＭＩＮの偏差ΔＴａ（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）を算出視、第１運転状態、第２運転状態が成立した時に、偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さいと吸気温センサ２４の故障を１回確認し、この後、最高吸気温カウンタＣＬが５回の吸気温センサ２４の作動不良をカウントすると、故障や劣化と判定するようにしている。
【００４８】
このため、第１運転状態が間欠的に続く場合であっても、それら間欠的に続く第１運転状態を加算した延べ時間ΣＴｔの間における吸気温度Ｔａを検出するため、第１運転状態が継続していない、断続運転状態であっても外気温に依存した吸気温度Ｔａを的確に検出することが可能となり、故障モニタの頻度を増大することが可能となり、検出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができる。
【００４９】
しかも、第２運転状態が継続している第２所定時間ｔα２内でのエンジンの雰囲気温度に依存した吸気温度Ｔａを正確に検出することが可能となる。更に、偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さいのを最高吸気温カウンタＣＬが５回カウントしてから吸気温センサ２４の作動不良を判定するようにしているので、ノイズの排除された正確な故障判定ができる。
【００５０】
なお、ここでの吸気温センサの故障判定処理では偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さい状態が５回繰り返した場合に吸気温センサ２４の故障判定を行っているが、場合により、その他の回数に設定しても良いが、過度に大きい回数では検出頻度が低下し、過度に小さいとノイズによる誤判定を招く可能性もあり、適宜設定される。
【００５１】
なお、本実施形態では、第１、第２運転状態が検出されるまで最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ、ＴａＭＩＮを常時更新し、常に最も大きい又は小さい温度が記憶されるように制御するが、本発明は上述に限定されるものではなく、例えば、第１運転状態が成立するまでは最低吸気温ＴａＭＩＮのみを更新し、第２運転状態が成立するまでは最高吸気温ＴａＭＡＸのみを更新するようにしても良い。ただし、この場合、特に第１運転状態において、間欠期間が長期になった場合、最高吸気温ＴａＭＡＸを更新することが可能になっても、最高吸気温ＴａＭＡＸの更新がなされないこととなり、正常判定が速やかに行えない問題がある。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、外気温に依存する第１運転状態が継続していない場合、即ち、第１運転状態が間欠的に続く場合であっても、それら間欠的に続く第１運転状態を加算した延べ時間の間における吸気温度を検出するため、第１運転状態が継続していない場合であっても外気温に依存した吸気温度を的確に検出することが可能となり、しかも、第２運転状態が継続している第２所定時間内でのエンジンの雰囲気温度に依存した吸気温度を正確に検出することが可能となる。このため故障モニタの頻度を増大することが可能となり、検出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての吸気温度検出手段の故障判定装置を適用した車両のエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置における停車より走行への経過時の経時変位図であり、（ａ）は水温、吸気温、（ｂ）は車速、（ｃ）はカウンタの各経時変位図を示す。
【図４】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置における走行より停車への経過時の経時変位図であり、（ａ）は水温、吸気温、（ｂ）は車速、（ｃ）はカウンタの各経時変位図を示す。
【図５】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置を装着した車両の暖機後の走行時のデータであり、（ａ）は車速、（ｂ）は水温、（ｃ）は吸気温の各経時変位図を示す。
【図６】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置のエンジンコントローラが行う故障判定ルーチンの上段フローチャートである。
【図７】図１の温度検出手段の故障判定装置のエンジンコントローラが行う故障判定ルーチンの下段フローチャートである。
【図８】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置のエンジンコントローラが行う初期チェックルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジンコントローラ
２４ 吸気温センサ
３０ 車速センサ
ｔα１ 第1所定時間
ｔα２ 第２所定時間
Ａ１ 第1判定手段
Ａ２ 第２判定手段
Ａ３ 演算手段
Ａ４ 故障判定手段
Ｃｋ（Ｔｋ） カウンタ
Ｃ（ΣＴｔ） カウンタ
Ｔａ 吸気温度
Ｔｋ 継続時間
ΔＴａ 偏差
ΔＴａα 所定値
ΣＴｔ 第1運転状態の延べ時間
ＴａＭＩＮ 吸気温度の最低温度
ＴａＭＡＸ 吸気温度の最高温度
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に供給される吸入空気の温度を検出する吸気温度検出手段の故障判定装置、特に車載状態で故障判定を行うことができる吸気温度検出手段の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両はその吸気系、排気系、燃料系、点火系等を駆動すべく、制御手段を備え、この制御手段がエンジンの各種運転データを各種センサを用いて採りこみ、各種運転データに適した運転状態を確保できるよう、各制御系の駆動部を調整制御している。例えば、エンジンの吸気の質量流量は吸気系、排気系、燃料系等の各種制御、例えば空燃比の算出に用いられ、この吸気温度は吸気管に設けた吸気温センサにて計測している。
【０００３】
このため、吸気温センサが検出する吸気温が適正値を出力しなくなると空燃比のずれによる排ガスや燃費の悪化等を招くことより吸気温度センサの故障判定を適宜行う必要性がある。
エンジンの吸入空気温度は外気温の影響及び車両停車時のエンジン雰囲気温度の影響を大きく受け、エンジンの運転状態との相関がなく、吸気温センサが１つの場合は、合理性チェック（Rationality Check）が困難であった。
【０００４】
このため、従来、吸気温センサの故障モニタでは、吸気温センサが通常走行で検出可能な範囲を外れた値、即ち、断線やショートの場合のように通常検出範囲を外れたあり得ない吸気温を出力した場合に故障と判定するものであった。しかし、この通常検出範囲を外れたか否かで故障判定する装置では、通常検出範囲内の温度でスタック(所定値で出力が固定されている状態)がしている場合には故障を検出することはできなかった。
【０００５】
ところで、エンジンルームの吸気温センサは吸入空気で冷却される吸気管に装着されることが多い。この吸気温センサで検出される吸気温度は、走行時にはエンジンルームに走行風として流入する空気の外気温に依存し、比較的低く抑えられ、停車時にはエンジンの放熱によるエンジン雰囲気温度に依存し、比較的高くなる。
そこで、特開平０９−３０３１９１号公報に記載されている吸気温度センサの故障モニタでは、外気温に影響される運転状態での吸気温度とエンジンの放熱に影響される運転状態での吸気温度とが各々継続した際に、各吸気温度を吸気温度センサによってそれぞれ検出し、これらの吸気温度の差分を故障判定用の閾値と比較することにより故障判定を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平０９−３０３１９１号公報に開示されたような技術では、外気温に影響される運転状態での吸気温度を求める際、即ち、連続して走行風を受けることでエンジン雰囲気温度による影響を受けない状態にまでエンジンルームの換気が進むのを所定時間待つこととなる。
ところで、市街地等の走行においては、走行時間が比較的区切られ易く、エンジンルームの換気が進むのを待つことなく次の一時停止等に入りやすく、外気温に影響される運転状態での運転が所定時間継続する頻度が低下する傾向にある。その結果、市街地等の走行では吸気温度センサの故障モニタの頻度が低下するという問題が生じる。
【０００７】
また、所定時間経過時に吸気温度を検出するため、それ以前の走行状態において外気温に依存する状態にあったとしても、所定時間経過直前にその状態を離脱すると、その検出データを排除することとなり、吸気温度センサの故障モニタで検出されていたデータを無駄とすることとなる。
本発明は、以上のような課題に基づき、吸気温センサの故障モニタの頻度を高め、検出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができる吸気温度検出手段の故障判定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、エンジンへ吸入される吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、吸気温度が外気温度に依存する第1運転状態の延べ時間が第1所定時間を越えたことを判定する第1判定手段と、吸気温度がエンジンの雰囲気温度に依存する第２の運転状態が継続して第２所定時間を越えたことを判定する第２判定手段と、上記第１運転状態の延べ時間が第１所定時間を越えると共に第２の運転状態が継続して第２所定時間を越えると上記吸気温度検出手段により検出された最小出力値と最大出力値との偏差を求める演算手段と、該演算手段で求めた偏差が所定値よりも小さいときに上記吸気温度検出手段が故障であると判定する故障判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここでは、外気温に依存する第１運転状態が継続していない場合、即ち、第１運転状態が間欠的に続く場合であっても、それら間欠的に続く第１運転状態を加算した延べ時間の間における外気温に依存した温度を検出するため、第１運転状態が継続していない場合であっても外気温に依存した吸気温度を的確に検出することが可能となり、しかも、第２運転状態が継続している第２所定時間内でのエンジンの雰囲気温度に依存した吸気温度を正確に検出することが可能となる。このため故障モニタの頻度を増大することが可能となり、検出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができる。
好ましくは、吸気温検出手段の故障判定装置は暖気完了後に第1運転状態の延べ時間及び第２の運転状態が継続している時間の検出に入るとすることがよい。この場合、特に、第1判定手段による延べ時間が第1所定時間を越えたことを判定する精度と第２判定手段による第２の運転状態が継続して第２所定時間を越えたことを判定する精度が向上し、合理的な故障診断を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての吸気温度検出手段の故障判定装置を説明する。本発明の吸気温度検出手段の故障判定装置は、図示しない車両のエンジン１の制御手段を成すエンジンコントローラ２に付設され、このエンジンコントローラ２が吸気温度検出手段の故障判定装置の制御機能部を構成する。
エンジン１は多気筒エンジンであり、本体３には紙面垂直方向に複数気筒が直列に配備され、それら複数気筒は冷却系のウォータジャケット４で覆われている。各気筒の燃焼室５は吸、排気弁６、７を介し吸排気路８、９に連通可能である。ここでの吸、排気弁６、７はエンジンクランク軸１１と連動する給排カム軸１２を備えた図示しない動弁系に駆動される。
【００１１】
吸気路８はエアクリーナ１３で外気を吸入し、これを吸気管１４、サージタンク１５、吸気多岐管１６、吸気ポート１７の順に流動させ、吸気弁６の開時に新気を燃焼室５に流入する。
排気路９は排気弁７の開時に排気を燃焼室５より流出させる。この排気は排気多岐管１８を通過し、比較的小容量で早期活性化を可能とする前段触媒１９と比較的大容量で排ガスを耐久性良く浄化する後段触媒２０を備えた排気管２１を経て、図示しないマフラーを介して大気排出される。
【００１２】
エアクリーナ１３の流出口１３１の近傍には吸入空気量Ｑａを検出して出力するエアフローセンサ２２及び大気圧ＢＰを検出して出力する大気圧センサ２３が両機能を保持する状態で集約して配備され、その下流近傍に吸気温度Ｔａを検出して出力する吸気温度検出手段としての吸気温センサ２４が配備される。これら吸入空気量Ｑａ、大気圧ＢＰ、吸気温度Ｔａの各検出値はエンジンコントローラ２に出力される。
【００１３】
エアクリーナ１３とサージタンク１５の間の吸気路８にはスロットルバルブ２５が配備され、同バルブを迂回する分岐路２６が併設され、同分岐路２６を開閉するアイドルスピードコントロールバルブ２７が配備される。スロットルバルブ２５の近傍にはスロットルバルブ２５の全閉状態でオンＩｏｎするアイドルスイッチ２８と、スロットルバルブ２５の開度θｓを検出するスロットルセンサ２９とが取付けられている。これらの検出値はエンジンコントローラ２に出力される。なお、エンジンコントローラ２には車速センサ３０より車速信号Ｖｃが出力され、キーオン時にキーセンサ３１よりキーオン信号Ｋが出力され、また、エンジン回転時にエンジン回転数信号Ｎｅがクランク角センサ３２より出力される。
【００１４】
吸気多岐管１６の下流端近傍には吸気ポート１７側に燃料噴射する燃料噴射弁３４が装着される。燃料噴射弁３４は燃料系の調圧手段３３により燃圧調整された燃料を供給され、同加圧燃料をエンジンコントローラ２からの噴射信号に応じて噴射するように構成される。
本体３にはウォータジャケット４内の冷却水温を検出して水温Ｔｗ信号を出力するエンジン水温センサ３５が取り付けられ、これら各検出信号はエンジンコントローラ２に出力される。
【００１５】
エンジンコントローラ２は、入出力インターフェース２０１、記憶部２０２、バッテリバックアップ用の不揮発性メモリ２０３および中央処理部２０４を備え、エンジン１の燃料系、点火系、吸気系の各制御機能を備え、特に、吸気温センサの故障判定機能を備える。
ここで、吸気温Ｔａは燃料系における燃料制御での空燃比補正値として使用され、吸気温センサ２４が検出する吸気温Ｔａが適正値を出力しなくなると空燃比のずれによる排ガスや燃費の悪化等を招くことよりの故障判定が速やかに実施される必要性は高いこととなる。
【００１６】
ところで、エンジンコントローラ２は図２に示すように、吸気温センサ２４の故障判定機能部を成す第1判定手段Ａ１、第２判定手段Ａ２、演算手段Ａ３、故障判定手段Ａ４を備える。
第1判定手段Ａ１はエンジン１へ吸入される吸気温度Ｔａが外気温度Ｔｏ（図３（ａ）参照）に依存する第1運転状態の延べ時間ΣＴｔが第1所定時間ｔα１を越えたことを判定するよう機能する。
【００１７】
第２判定手段Ａ２は吸気温度Ｔａがエンジン１の雰囲気温度に依存する第２運転状態が継続して、継続時間Ｔｋが第２所定時間ｔα２を越えたことを判定するよう機能する（図３参照）。
演算手段Ａ３はエンジンコントローラ２に記憶されている吸気温度の最高温度ＴａＭＡＸと最低温度ＴａＭＩＮとの偏差ΔＴａ（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）を求める。
【００１８】
故障判定手段Ａ４は第1運転時間の延べ時間ΣＴｔが第1所定時間ｔα１を越えると共に、第２の運転状態が継続して第２所定時間ｔα２を越えたときに演算手段Ａ３で求めた偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαよりも小さいときに吸気温センサが故障であると判定する。
ここでエンジン１へ吸入される吸気温度Ｔａが外気温度Ｔｏに依存する第1運転状態の延べ時間ΣＴｔを説明する。第1運転状態とは水温Ｔｗが８０℃以上の暖機完了後において、車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回っている状態で、その状態の運転時間が順次加算され、延べ時間ΣＴｔとして設定されている。
【００１９】
その際の延べ時間ΣＴｔはカウンタＣ（ΣＴｔ）でカウントされる。即ち、図３（ｃ）に示すように、第1運転状態に入るとカウンタＣ（ΣＴｔ）が駆動（スタート）し、離脱すると停止する。ここでは第1運転状態に入る毎にカウンタＣ（ΣＴｔ）のカウント値である延べ時間ΣＴｔが加算され、延べ時間ΣＴｔが閾値として設定される第1所定時間ｔα１、ここでは６０（ｓｅｃ）をカウントするまで第1運転状態のデータ採り込みが成される。
【００２０】
この第1所定時間ｔα１である６０（ｓｅｃ）は、図３（ｃ）に破線で示すように、エンジン放熱の影響を受けて加熱状態にあった吸気の吸気温度Ｔａが、この第1運転状態に入り（スタートｓｔ）、走行時間が経過することでエンジンルーム内が走行風により充分に冷却され、吸気温センサ２４がほぼ外気温Ｔｏ（一点鎖線参照）に近い値を出力できる状態に入ることを想定して設定される。
【００２１】
このように延べ時間ΣＴｔとは車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回る運転状態が継続する場合は５０ｋｍ／ｈを上回る連続した運転状態での運転域を加算し、しかも、図２に示すように車速が５０ｋｍ／ｈを間欠的に下回る走行時にも、各経過時間Δｔ１、Δｔ２・・・を順次加算して延べ時間ΣＴｔをカウントするように設定される。このような設定をしたのは車速が５０ｋｍ／ｈを間欠的に下回る場合であっても、吸気温度Ｔａは段階的に低下しており（図３（ａ）参照）、延べ時間ΣＴｔを経過する時点（クリアｃｒ）では吸気温センサ２４がほぼ外気温Ｔｏに近い値の吸気温度を出力できる状態に入ると推定できるためである。
【００２２】
なお、第1所定時間ｔα１としての６０（ｓｅｃ）は、これが短すぎると充分に外気温Ｔｏに近い値の検出が成されず、長すぎると故障検出処理の頻度が低下するので、適正値が選択されるものであり、ここでの６０（ｓｅｃ）以外の値を採用しても良い。
なお、第１所定時間ｔα１を延べ時間としたことにより、吸気温センサ２４が正常のときは第１所定時間ｔα１の経過前に第１運転状態を離脱すると吸気温はエンジンの放熱の影響を受け上昇することとなり、偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαを越える。従って正常判定を速やかに行うことができる。
【００２３】
次に、吸気温度Ｔａがエンジン１の雰囲気温度に依存する第２運転状態を説明する。第２運転状態とは水温Ｔｗが８０℃以上の暖機完了後において、車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈを下回り停車状態に入った状態として設定されている。なお、車速Ｖｃの閾値である１、５ｋｍ／ｈとは、車両の停車判定値であり、この値は適宜修正しても良い。
【００２４】
この第２運転状態の条件は、車両が停車し、エンジンルームの空気がエンジン本体３の放熱により高温化し、時間経過と共に吸気温センサ２４の吸気温度Ｔａが継続して上昇する状態、例えば、図４（ａ）に示す吸気温度Ｔａを想定して設定される。その際の継続時間ＴｋはカウンタＣ（Ｔｋ）でカウントされる。図４（ｃ）に示すように、カウンタＣ（Ｔｋ）は第２運転状態に入ると駆動し（スタートｓｔ）、継続時間Ｔｋが第２所定時間ｔα２を越えると、カウンタＣ（Ｔｋ）は停止し、クリア（ｃｒ）される。なお、ここではその間に吸気温度Ｔａが採り込まれ、最高吸気温度ＴａＭＡＸの検出が一回終了したとの最高吸気温カウンタＣＬに１加算が成される。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、車両が停車（Ｖｏ＝０）すると吸気温度Ｔａが走行時より上昇することより、第２所定時間ｔα２の設定にあたっては、最高吸気温度ＴａＭＡＸが車両走行中の最低吸気温度ＴａＭＩＮに対して明らかに変化していると判断できる程度、即ち、吸気温センサ２４の出力を充分に変化させることができるまで上昇変化するのに要する経過時間を設定することで充分であり、ここでは３０（ｓｅｃ）が採用された。
【００２６】
ここでは第２所定時間ｔα２である３０（ｓｅｃ）経過で、最高吸気温度ＴａＭＡＸを読み取る。なお、第２所定時間ｔα２はこれが短すぎると充分に最高吸気温度ＴａＭＡＸの検出が成されず、長すぎると故障検出処理の頻度が低下するので、適正値が選択されるものであり、ここでの３０（ｓｅｃ）以外の値を採用しても良い。
【００２７】
次に、故障判定手段Ａ４が偏差ΔＴａ（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）の閾値として用いる所定値ΔＴａαは、吸気温センサ２４の故障や劣化を確実に判定できる必要がある。ここでは走行時における最低温度ＴａＭＩＮと停車後３０（ｓｅｃ）経過時における最高温度ＴａＭＡＸの偏差は通常、１℃以上あると見做し、この場合は所定値ΔＴａαを０、５℃として設定している。即ち、偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さいと吸気温センサ２４の作動不良が確実であり、故障や劣化と判定するようにしている。なお、故障判定の所定値ΔＴａαはこれが小さすぎるとノイズによる誤判定が増加し、大きすぎると故障検出処理の頻度が低下するので、適正値が選択されることとなるが、この０、５℃以外の値を採用しても良い。
【００２８】
なお、ここでのエンジンコントローラ２の吸気温センサの故障判定処理では、上述の偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さい状態が数回、ここでは５回繰り返して検出された場合に故障と判定しており、これによってノイズ除去を行っており、データの信頼性をより一層確保するようにしている。
次に、エンジンコントローラ２により実行される吸気温センサの故障判定処理を、図３、図４、図５に示す吸気温、水温及び車速の関連を示す波形図、図６、図７に示す故障判定ルーチン、初期チェックルーチンに沿って説明する。
【００２９】
ここで、吸気温センサの故障判定装置を搭載した図示しない車両の走行時において、エンジンコントローラ２はエンジンキーのオン信号Ｋに応じて図示しないメインルーチン内での初期チェックを行う。初期チェックは、例えば、図８に示すように、ステップａ１でキーオン信号Ｋの入力を確認し、ステップａ２でエンジンコントローラ２の複数の制御系、例えば、吸気系、燃料系、点火系等で適宜実行されている関連機器が正常か否かの自己チェック、及び本発明の適用された吸気温センサの故障判定処理が正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）ではステップａ３に、異常（Ｅｒｒｏｒ）ではステップａ４に進む。ステップａ４では異常のある制御系のコード出力処理や、各故障センサ、例えば、吸気温センサ２４の故障灯のオン処理を行い、ステップａ３に達する。なお、エンジンコントローラ２の出力端子にはダイアグノシス コネクタ（図示せず）が接続され、このダイアグノシス コネクタには適時に周知のマルチユース テスタが連結される。このテスタに故障コードが表示されることで、例えば、吸気温センサ２４の故障を検出でき、速やかな故障回復処理が成される。
【００３０】
ステップａ３では、吸気系、燃料系、点火系等の関連センサ、即ち、吸気温センサ２４の吸気温度Ｔａ、エアフローセンサ２２の吸入空気量Ｑａ、大気圧センサ２３の大気圧ＢＰ、スロットルバルブ２５の開度θｓ、アイドルスイッチ２８のオンＩｏｎ、水温センサ３５の水温Ｔｗ、車速センサ３０の車速Ｖｃ、クランク角センサ３２のエンジン回転数信号Ｎｅ、等がそれぞれ読み取られ、更に、カウンタＣ（ΣＴｔ），Ｃ（Ｔｋ）のクリア処理、各種フラグ、特に、後述の第１フラグＦ１のクリア処理や、前回までの運転で記憶処理されている最高吸気温カウンタＣＬの回数値を不揮発メモリ２０３から読み込み処理を行い、図示しないメインルーチンに戻る。
【００３１】
エンジンコントローラ２は図示しないメインルーチンにおいて、上述の各センサのデータに基づきエンジン１の適正駆動のため、吸気系、燃料系、点火系の制御を順次実行し、車両の走行を継続させ、これに続いて、図５（ａ）〜（ｃ）に示す故障判定ルーチンに達する。
ここではステップｓ１でキーオンＫ信号の入力を確認し、オン（Ｙｅｓ）ではステップｓ２に、オフ（Ｎｏ）ではステップｓ３に進む。ステップｓ２では故障判定ルーチンで用いる最新の水温Ｔｗ、吸気温度Ｔａ、車速Ｖｃ及び最高最低吸気温ＴａＭＡＸ、ＴａＭＩＮ、最高吸気温カウンタＣＬ等の各データ読み取りを行い、ステップｓ４に進む。
【００３２】
ステップｓ４では現在の水温Ｔｗが暖機完了相当値８０℃以上か否か判断し、以上（Ｙｅｓ）ではステップｓ５に、下回る（Ｎｏ）場合は今回の制御を終了してメインルーチンに戻る。
ステップｓ５では現時点での最高吸気温ＴａＭＡＸより最新の吸気温Ｔａが大きいとステップｓ６で、最高吸気温ＴａＭＡＸを更新してステップｓ７に進む。ステップｓ７では現時点での最低吸気温ＴａＭＩＮより最新の吸気温Ｔａが小さいとステップｓ８で、最低吸気温ＴａＭＩＮを更新してステップｓ９に進む。
【００３３】
ステップｓ９では最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮの差分（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）を所定周期毎又は所定時間毎に算出し、変化量ΔＴａとし、ステップｓ１０に進む。
ステップｓ１０では変化量ΔＴａが故障判定の所定値ΔＴａα以上か、否か判定し、以上でステップｓ１１に、そうでないと、ステップｓ１２に進む。つまり、変化量ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さい場合に限りステップs１２に進むこととなる。
【００３４】
ここで図５（ｃ）の時点ｔｏでステップs１に達したと仮定すると、ステップs１、s３を経てステップs１０に達する。
この場合、吸気温センサ２４が所定値ΔＴａαより小さいとステップｓ１０よりステップｓ１２に進む場合、例えば、最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮの差分（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）である変化量ΔＴａがゼロに近く、所定量ΔＴａα（０、５℃）を下回る状態にある。
【００３５】
このような状態でステップｓ１０に達すると、ここでは現在の車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回るか否か判断され、例えば、時点ｔ１ではステップｓ１３に進み、例えば、時点ｔ２では第1運転状態に入るとしてステップs１４に進む。
【００３６】
一方、ステップs１０よりステップｓ１１に達する場合、例えば時点ｔ３に達した場合、それまで（ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３）の最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮの変化量ΔＴａ１（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）が約３℃以上あり、吸気温センサ２４が確実に変動し、正常作動していることを確認できた場合である。このように、変化量ΔＴａが所定値ΔＴａα（０、５℃）以上の場合は今回の故障判定をクリアし、即ち、現在の第１フラグＦ１、最高吸気温カウンタＣＬ、最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮのクリア処理や、カウンタＣＬの回数値をクリアし、メインルーチンに戻る。なお、図５（ｃ）中にはクリア処理を符号ｃｒを付した矢印で表した。
【００３７】
吸気温センサ２４が作動せずステップｓ１０よりステップｓ１２に進む場合、例えば、最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮの差分（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）である変化量ΔＴａが所定量ΔＴａα（０、５℃）を下回る状態にある。
ステップｓ１２より現在の車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回る状態である第1運転状態に入りステップs１４に達すると、延べ時間ΣＴｔをカウントするカウンタＣ（ΣＴｔ）を駆動（スタート）させ（例えば時点ｔ２）、ステップs１５ではカウンタＣ（ΣＴｔ）の値が第1所定時間ｔα１である６０（ｓｅｃ）をカウントするか否か判断し、カウント前はメインルーチンに戻り、カウント後、例えば時点ｔ４ではステップs１６に進む。
【００３８】
ステップs１６では第1所定時間ｔα１をカウントしたカウンタＣ（ΣＴｔ）をクリアし、この時点で最低吸気温度Ｔａｍｉｎ（図３（ａ）参照）を採り込み済みであるとの第１フラグＦ１がオンされ、メインルーチンに戻る。
なお、第1所定時間ｔα１カウント中に、変化量ΔＴａが所定量ΔＴａαを越えた場合は、カウンタＣ（ΣＴｔ）及びカウンタＣ（Ｔｋ）はクリアされる。
【００３９】
ステップｓ１２で現在の車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを下回ると判断するとステップｓ１３側に進む。ここで車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈ以下の停車状態（例えば時点ｔ５）で第２の運転状態に入ると、ステップｓ１７で継続時間ＴｋのカウンタＣ（Ｔｋ）が駆動される（図４（ｃ）参照）。ステップｓ１８でカウンタＣ（Ｔｋ）が停車状態のままで第２所定時間ｔα２である３０（ｓｅｃ）を越えるのを待ち、この間ステップs９通過毎に変化量ΔＴａが算出され、ステップｓ１０で所定量ΔＴａα（０、５℃）を下回る状態が継続していると、ステップs１２、ｓ１３、ｓ１７、ｓ１８側に進む。
【００４０】
なお、第２所定時間ｔα２のカウント中に変化量ΔＴａが所定量ΔＴａαを越えた場合はカウンタＣ（ΣＴｔ）及びカウンタＣ（Ｔｋ）はクリアされる。
【００４１】
カウンタＣ（Ｔｋ）が停車状態のままで第２所定時間ｔα２を越え、また、カウンタＣ（ΣＴｔ）が第1所定時間ｔα１を越えると（例えば図４（ｃ）、図５（ｃ）の時点ｔ６）、この時点で変化量ΔＴａが所定量ΔＴａαより小さい場合は故障判定を１回行ったとし、ステップｓ１９に進む。
【００４２】
ステップｓ１９で第１フラグＦ１がオンの場合にのみステップs２０に達して、第１フラグＦ１がクリアされ、最高吸気温カウンタＣＬの回数値を現在値に１加算して更新し、ステップs２１に達し（例えば時点ｔ６直後）、カウンタＣＬの回数値が５回を上回るまではメインルーチンに戻り再度故障判定ルーチンに達し、処理を繰り返すこととなる。
【００４３】
故障判定ルーチンでの処理でステップs２１に繰り返して戻っている間（５回に達しない運転域）において、ステップｓ１２より現在の車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを下回り第1運転状態を離脱し、ステップs１３で車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈを上回り第２運転状態でもない状態で制御を繰り返している場合、例えば時点ｔ７、ｔ８間にあるとする。この場合、ステップs９での変化量ΔＴａ２が算出され、ステップｓ１０で所定量ΔＴａα（０、５℃）を下回る状態と判断されると、ステップｓ１２，s１３を繰り返し、上回ると仮定した場合（たとえば、図５（ｃ）の時点ｔ８で破線で示すように吸気温Ｔａが大きく変化した場合）にはステップｓ１０、ｓ１１に進むこととなる。
【００４４】
更に、故障判定ルーチンでの処理でステップs２１に繰り返して戻っている間（５回に達しない運転域）において、例えば、エンジンキーのオン信号Ｋが断たれると、ステップs３に達して、不揮発性メモリ２０３に現時点での最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ，ＴａＭＩＮ、及び最高吸気温カウンタＣＬの各値を記憶処理し、終了する。
【００４５】
一方、ステップs２１に繰り返して戻り、カウンタＣＬの回数値が５回を上回る場合は、ノイズによる誤判定でなく、吸気温センサ２４が間違い無く故障と見做し、ステップs２２に進む。
【００４６】
ステップs２２では故障コードを出力処理すると共に不揮発性メモリ２０３にセットし、図示しない警告灯の点灯処理を行い、この回の制御を終了してメインルーチンに戻る。なお、この後、不揮発性メモリ２０３にセットされた故障コードは、再度の初期チェックルーチンにおいて、ステップａ２よりステップa４に進むことで故障灯表示を繰り返すことができ、適時にダイアグノシス コネクタ（図示せず）を介し接続される周知のマルチユース テスタにより故障コードが表示され、故障箇所を検出でき、速やかな故障回復処理が成される。
【００４７】
このように、図１の吸気温センサの故障判定装置は、水温Ｔｗが８０℃以上の暖機完了後において、エンジン１へ吸入される吸気温度Ｔａが外気温度Ｔｏに依存する第1運転状態（車速Ｖｃが５０ｋｍ／ｈを上回る状態）の延べ時間ΣＴｔをカウンタＣ（ΣＴｔ）でカウントし、これが第1所定時間ｔα１（６０（ｓｅｃ））をカウントするまで第1運転状態であり、更に、吸気温度Ｔａがエンジン１の雰囲気温度に依存する第２運転状態（車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈを下回る停車状態）の継続時間ＴｋをカウンタＣ（Ｔｋ）でカウントし、これが第２所定時間ｔα２（３０（ｓｅｃ））をカウントするまで第２運転状態であり、そして、車両運転中に検出されたＴａＭＡＸ、ＴａＭＩＮの偏差ΔＴａ（＝ＴａＭＡＸ−ＴａＭＩＮ）を算出視、第１運転状態、第２運転状態が成立した時に、偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さいと吸気温センサ２４の故障を１回確認し、この後、最高吸気温カウンタＣＬが５回の吸気温センサ２４の作動不良をカウントすると、故障や劣化と判定するようにしている。
【００４８】
このため、第１運転状態が間欠的に続く場合であっても、それら間欠的に続く第１運転状態を加算した延べ時間ΣＴｔの間における吸気温度Ｔａを検出するため、第１運転状態が継続していない、断続運転状態であっても外気温に依存した吸気温度Ｔａを的確に検出することが可能となり、故障モニタの頻度を増大することが可能となり、検出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができる。
【００４９】
しかも、第２運転状態が継続している第２所定時間ｔα２内でのエンジンの雰囲気温度に依存した吸気温度Ｔａを正確に検出することが可能となる。更に、偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さいのを最高吸気温カウンタＣＬが５回カウントしてから吸気温センサ２４の作動不良を判定するようにしているので、ノイズの排除された正確な故障判定ができる。
【００５０】
なお、ここでの吸気温センサの故障判定処理では偏差ΔＴａが所定値ΔＴａαより小さい状態が５回繰り返した場合に吸気温センサ２４の故障判定を行っているが、場合により、その他の回数に設定しても良いが、過度に大きい回数では検出頻度が低下し、過度に小さいとノイズによる誤判定を招く可能性もあり、適宜設定される。
【００５１】
なお、本実施形態では、第１、第２運転状態が検出されるまで最高、最低吸気温ＴａＭＡＸ、ＴａＭＩＮを常時更新し、常に最も大きい又は小さい温度が記憶されるように制御するが、本発明は上述に限定されるものではなく、例えば、第１運転状態が成立するまでは最低吸気温ＴａＭＩＮのみを更新し、第２運転状態が成立するまでは最高吸気温ＴａＭＡＸのみを更新するようにしても良い。ただし、この場合、特に第１運転状態において、間欠期間が長期になった場合、最高吸気温ＴａＭＡＸを更新することが可能になっても、最高吸気温ＴａＭＡＸの更新がなされないこととなり、正常判定が速やかに行えない問題がある。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、外気温に依存する第１運転状態が継続していない場合、即ち、第１運転状態が間欠的に続く場合であっても、それら間欠的に続く第１運転状態を加算した延べ時間の間における吸気温度を検出するため、第１運転状態が継続していない場合であっても外気温に依存した吸気温度を的確に検出することが可能となり、しかも、第２運転状態が継続している第２所定時間内でのエンジンの雰囲気温度に依存した吸気温度を正確に検出することが可能となる。このため故障モニタの頻度を増大することが可能となり、検出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての吸気温度検出手段の故障判定装置を適用した車両のエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置における停車より走行への経過時の経時変位図であり、（ａ）は水温、吸気温、（ｂ）は車速、（ｃ）はカウンタの各経時変位図を示す。
【図４】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置における走行より停車への経過時の経時変位図であり、（ａ）は水温、吸気温、（ｂ）は車速、（ｃ）はカウンタの各経時変位図を示す。
【図５】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置を装着した車両の暖機後の走行時のデータであり、（ａ）は車速、（ｂ）は水温、（ｃ）は吸気温の各経時変位図を示す。
【図６】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置のエンジンコントローラが行う故障判定ルーチンの上段フローチャートである。
【図７】図１の温度検出手段の故障判定装置のエンジンコントローラが行う故障判定ルーチンの下段フローチャートである。
【図８】図１の吸気温度検出手段の故障判定装置のエンジンコントローラが行う初期チェックルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジンコントローラ
２４ 吸気温センサ
３０ 車速センサ
ｔα１ 第1所定時間
ｔα２ 第２所定時間
Ａ１ 第1判定手段
Ａ２ 第２判定手段
Ａ３ 演算手段
Ａ４ 故障判定手段
Ｃｋ（Ｔｋ） カウンタ
Ｃ（ΣＴｔ） カウンタ
Ｔａ 吸気温度
Ｔｋ 継続時間
ΔＴａ 偏差
ΔＴａα 所定値
ΣＴｔ 第1運転状態の延べ時間
ＴａＭＩＮ 吸気温度の最低温度
ＴａＭＡＸ 吸気温度の最高温度
Claims (1)
- エンジンへ吸入される吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、
吸気温度が外気温度に依存する第1運転状態の延べ時間が第1所定時間を越えたことを判定する第1判定手段と、
吸気温度がエンジンの雰囲気温度に依存する第２の運転状態が継続して第２所定時間を越えたことを判定する第２判定手段と、
上記第１運転状態の延べ時間が第１所定時間を越えると共に第２の運転状態が継続して第２所定時間を越えると上記吸気温度検出手段により検出された最小出力値と最大出力値との偏差を求める演算手段と、
該演算手段で求めた偏差が所定値よりも小さいときに上記吸気温度検出手段が故障であると判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする吸気温度検出手段の故障判定装置。
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Family Applications (1)
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