JP4223083B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットルアクチュエータによりスロットル弁を作動する電子スロットル制御システムを採用すると共に、診断対象に対し故障診断を行う際に、エンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件の成立時、診断対象に対する故障診断を行うエンジンの制御装置に関し、詳しくは、エンジン運転状態による診断条件を確実に継続させ、診断対象に対する故障診断を確実且つ迅速に行うことが可能なエンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、アクセルペダルとエンジンの吸気系に配設されたスロットル弁とをワイヤで直接接続する代わりに、アクセルペダル踏み込み量等、運転者のアクセル操作量をアクセルセンサにより検出し、ステッピングモータやDCサーボモータ等からなるスロットルアクチュエータによってスロットル弁を作動する電子スロットル制御システムが採用されている(特開平7ー77088号公報、特開平7−158492号公報等参照)。
【0003】
この種の電子スロットル制御システムにおいては、上記アクセルセンサの出力信号、及び、スロットル弁の実開度を検出するスロットル開度センサの出力信号を制御装置に入力して、アクセルセンサにより検出されるアクセル操作量に基づいて目標スロットル開度を設定する。そして、この目標スロットル開度と上記スロットル開度センサにより検出されるスロットル弁の実スロットル開度とに基づいて、スロットルアクチュエータに対する制御量を設定し、該制御量による駆動信号をスロットルアクチュエータに出力して、スロットルアクチュエータによりスロットル弁を作動し、スロットル弁による実スロットル開度が上記目標スロットル開度に一致するようフィードバック制御することが一般的に行われている。
【0004】
また、これと並行して、エンジン制御システムにおいては、エンジン運転状態を検出する各種センサからの出力信号を制御装置に入力し、これら各種センサにより検出されるエンジン運転状態データに基づいて、燃料噴射量や点火時期等を設定し、これによる駆動信号をインジェクタやイグナイタ等のアクチュエータ類に出力して燃料噴射制御や点火時期制御等のエンジン制御を行っている。
【0005】
ここで、エンジン運転状態を検出するセンサや制御対象とするアクチュエータが故障すると、エンジン制御性が著しく悪化し、排気エミッションの悪化やエンジンに対する弊害を招く。
【0006】
このため、上記制御装置は、自己診断機能を備え、オンボード故障診断を行うようにしており、各種センサや各種アクチュエータに対する故障診断を、これら各センサから入力される各種入力データの整合性、或いは各アクチュエータに対する出力データの整合性を判断することで行い、故障が生じたときには、警報ランプの点灯等により故障を報知するようにしている。
【0007】
従って、上記制御装置は、各種センサや各種アクチュエータに対する故障診断を、各種入出力データの整合性を判断することで行うため、上記制御装置によるオンボード故障診断は、運転者が自由に運転する中で、ある決まった運転条件時にのみ、すなわち、所定のエンジン運転状態による診断条件が成立したときのみ、診断対象に対する故障診断を行うようにしている。
【0008】
ここで、診断対象センサに対する故障診断は、他のセンサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件が成立し、且つ、このとき診断対象とするセンサの出力値が設定範囲外の値で、このエンジン運転状態では通常取り得ない値を示し、この状態が所定時間継続したとき、診断対象センサの故障と診断するようにしている。
【0009】
すなわち、センサ出力値の異常状態が所定時間継続したとき、故障と診断することで、外乱等に起因するセンサ出力値の一時的な急変による誤診断を防止するようにしている。
【0010】
また、アクチュエータ類に対する故障診断は、各種センサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件が成立し、且つ、このとき診断対象とするアクチュエータに対するドレイン電圧の異常状態が所定回数すなわち所定時間継続したとき、診断対象アクチュエータの故障と診断するようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電子スロットル制御システムを採用する場合には、運転者のアクセル操作により、アクセル操作量が変化し、このアクセル操作量に基づいて設定される目標スロットル開度にスロットル弁の実スロットル開度が一致するようスロットルアクチュエータに対する制御量が設定され、スロットルアクチュエータを介してスロットル弁が作動されるため、これに伴いエンジン運転状態が変化する。
【0012】
従って、故障診断を行うに際し、異常状態の継続時間を与える上記所定時間の間、エンジン運転状態を診断条件に対応する所定のエンジン運転状態に維持できず、或いは、エンジン運転状態自体が診断条件に一致せず、診断対象に対する故障診断が遅滞し、或いは、故障診断が行われない不都合を招く。
【0013】
その結果、故障が生じていても、オンボード故障診断により故障を判定することができず故障が報知されないため、故障を生じたまま運転が継続され、排気エミッションの悪化やエンジンに対する弊害等が派生する不都合がある。
【0014】
本発明は、上記事情に鑑み、電子スロットル制御システムを採用するエンジンにおいて、エンジン運転状態による診断条件を確実に継続させ、診断対象に対する故障診断を確実且つ迅速に行うことが可能なエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、運転者のアクセル操作量に基づいてスロットルアクチュエータに対する制御量を設定し、該スロットルアクチュエータによりスロットル弁を作動してスロットル弁の開度を制御すると共に、エンジン制御系に備えられたセンサ或いはアクチュエータを診断対象として故障診断を行うエンジンの制御装置において、図1の基本構成図に示すように、エンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件の成立時に、上記診断対象に対する故障診断を行う診断手段と、故障診断の非実行時には、上記アクセル操作量に基づいてスロットル弁に対する目標スロットル開度を設定し、故障診断の実行期間中は、診断開始時のアクセル操作量と現在のアクセル操作量との差を所定値と比較し、差が所定値を下回るとき、診断開始時の実スロットル開度を上記目標スロットル開度として設定し、差が所定値以上となったとき、現在のアクセル操作量に基づいて上記目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、上記目標スロットル開度とスロットル弁による実スロットル開度とに基づいて、上記スロットルアクチュエータに対する制御量を設定する制御量設定手段とを備えたことを特徴とする。
【0016】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記診断手段は、診断対象としないセンサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件の成立下で、診断対象となるセンサからの出力値或いは診断対象となるアクチュエータに対する出力値が異常値を示す状態が所定時間継続したとき、該診断対象の故障と診断して故障を報知することを特徴とする。
【0017】
請求項3記載の発明は、請求項1或いは請求項2記載の発明において、上記アクセル操作量は、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセル開度であることを特徴とする。
【0018】
すなわち、請求項1記載の発明では、エンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件の成立時に、エンジン制御系に備えられたセンサ或いはアクチュエータを診断対象として故障診断を行う。そして、故障診断の実行を判断して、故障診断の非実行時には、運転者によるアクセル操作量に基づいてスロットル弁に対する目標スロットル開度を設定し、一方、故障診断の実行期間中は、診断開始時のアクセル操作量と現在のアクセル操作量との差を所定値と比較し、差が所定値を下回るとき、診断開始時の実スロットル開度を目標スロットル開度として設定し、差が所定値以上となったとき、現在のアクセル操作量に基づいて目標スロットル開度を設定する。そして、スロットル弁を作動するスロットルアクチュエータに対する制御量を、上記目標スロットル開度とスロットル弁による実スロットル開度とに基づいて設定する。従って、診断条件の成立による診断対象に対する故障診断の実行期間中は、診断開始時のアクセル操作量と現在のアクセル操作量との差が所定値を下回るときには、診断条件が成立したときのスロットル開度に設定された目標スロットル開度とスロットル弁の実スロットル開度とが一致するよう、スロットルアクチュエータを介してスロットル弁が作動され、運転者のアクセル操作に拘わらず、エンジン運転状態による診断条件の成立状態が確実に継続されて、診断対象に対する故障診断を確実且つ迅速に行うことが可能となる。一方、診断開始時のアクセル操作量と現在のアクセル操作量との差が所定値以上となったときには、現在のアクセル操作量に基づいて設定した目標スロットル開度を採用して、通常のスロットル制御に復帰させ、運転者のアクセル操作による要求エンジン出力を確保する。
【0019】
また、請求項2記載の発明では、診断対象に対する故障診断を行うに際して、診断対象としないセンサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて診断条件を判断する。そして、診断条件の成立下で、診断対象となるセンサからの出力値或いは診断対象となるアクチュエータに対する出力値が異常値を示す状態が所定時間継続したとき、該診断対象の故障と診断して故障を報知する。
【0020】
その際、請求項3記載の発明では、アクセル操作量として、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセル開度を採用する。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の一形態を説明する。
【0022】
先ず、図5に基づいて本実施の形態で採用するエンジンの概略構成について説明する。同図において、符号1は自動車等の車輌用のエンジンであり、図においては水平対向型4気筒ガソリンエンジンを示す。このエンジン1のシリンダブロック1aの左右両バンクには、シリンダヘッド2がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド2に各気筒に対応して吸気ポート2aと排気ポート2bが形成されている。
【0023】
このエンジン1の吸気系は、各吸気ポート2aにインテークマニホルド3が連通され、このインテークマニホルド3に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ4を介してスロットルチャンバ5が連通されている。そして、このスロットルチャンバ5の上流側に吸気管6を介してエアクリーナ7が取り付けられ、このエアクリーナ7がエアインテークチャンバ8に連通されている。
【0024】
また、上記スロットルチャンバ5には、スロットル弁5aが設けられている。このスロットル弁5aは、図6に示すアクセルペダル9とは機械的に連設しておらず、電子スロットル制御システムを採用するもので、併設するスロットルアクチュエータ10により回動され、スロットル弁5aによるスロットル開度、すなわちスロットル弁5aを通過する吸入空気流量(スロットル通過空気流量)が制御される。
【0025】
本実施の形態においては、上記スロットルアクチュエータ10はステッピングモータにより構成され、後述する電子制御装置40から出力される駆動信号に応じて作動し、スロットル弁5aを所定開度に回動する。尚、本実施の形態では、スロットルアクチュエータ10を構成するステッピングモータの正転作動によりスロットル弁5aが開弁方向に回動し、ステッピングモータの逆転作動によりスロットル弁5aが閉弁方向に回動する。
【0026】
また、上記吸気管6には、スロットル弁5aをバイパスするバイパス通路11が接続され、このバイパス通路11に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路11を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御弁(ISC弁)12が介装されている。更に、上記インテークマニホルド3の各気筒の吸気ポート2aの直上流にインジェクタ13が配設されている。
【0027】
一方、上記シリンダヘッド2の各気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ15が取り付けられ、この点火プラグ15に、各気筒毎に配設された点火コイル16を介してイグナイタ17が接続されている。
【0028】
また、エンジン1の排気系としては、上記シリンダヘッド2の各排気ポート2bに連通するエキゾーストマニホルド18の集合部に排気管19が接続され、この排気管19に触媒コンバータ20が介装されてマフラ21に連通されている。
【0029】
次に、エンジン運転状態を検出するためのセンサ類について説明する。
【0030】
図6に示すように、上記アクセルペダル9の支持部9aに、運転者によるアクセル操作量として、アクセルペダル9の踏み込み量を示すアクセル開度を検出するためにポテンショメータ等からなるアクセルセンサ22が併設されている。
【0031】
また、上記吸気管6のエアクリーナ7の直下流に、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ23が介装され、更に、上記スロットルチャンバ5に設けられたスロットル弁5aに、該スロットル弁5aの実スロットル開度に応じた電圧値を出力するスロットル開度センサ24aとスロットル弁5aの全閉でONするアイドルスイッチ24bとを内蔵したスロットルセンサ24が連設されている。また、上記エアチャンバ4に、スロットル弁5a下流の吸気管圧力を絶対圧で検出する吸気管圧力センサ25が連通されている。
【0032】
更に、エンジン1のシリンダブロック1aにノックセンサ26が取り付けられていると共に、シリンダブロック1aの左右バンクを連通する冷却水通路27に冷却水温センサ28が臨まされている。
【0033】
そして、上記触媒コンバータ20の上流に、排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサ29が配設されている。
【0034】
また、エンジン1のクランクシャフト30に軸着するクランクロータ31の外周に電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ32が対設され、更に、クランクシャフト30に対して1/2回転するカムシャフト33に連設するカムロータ34に、電磁ピックアップ等からなる気筒判別センサ35が対設されている。
【0035】
上記クランクロータ31の外周には、所定クランク角毎にクランク角検出用の突起が形成されており、また、上記カムロータ34の外周に気筒判別用の突起が形成されている。そして、エンジン運転に伴いクランクシャフト30及びカムシャフト33が回転し、これに伴い上記クランクロータ31、カムロータ34が回転して、クランクロータ31の各突起が上記クランク角センサ32によって検出され、クランク角センサ32から所定クランク角に対応するクランクパルスが出力され、また、上記カムロータ34の気筒判別用突起が上記気筒判別センサ35によって検出され、気筒判別センサ35から気筒判別パルスが出力される。
【0036】
そして、後述する電子制御装置40(図7参照)において、上記クランク角センサ32から出力されるクランクパルスの入力間隔時間に基づいてエンジン回転数NEを算出し、また、上記気筒判別センサ35からの気筒判別パルスと、各気筒の燃焼行程順(例えば、#1気筒→#3気筒→#2気筒→#4気筒)とのパターンに基づいて、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒等の気筒判別を行う。
【0037】
上記スロットルアクチュエータ10、インジェクタ13、点火プラグ15、ISC弁12等のアクチュエータ類に対する制御量の演算、制御信号の出力、すなわち、スロットル制御、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御は、図7に示す電子制御装置(ECU)40によって行われる。
【0038】
上記ECU40は、CPU41、ROM42、RAM43、バックアップRAM44、カウンタ・タイマ群45、及びI/Oインターフェイス46がバスラインを介して互いに接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定電圧回路47、上記I/Oインターフェイス46に接続される駆動回路48、スロットルアクチュエータ駆動回路49、及びA/D変換器50等の周辺回路が内蔵されている。
【0039】
尚、上記カウンタ・タイマ群45は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号(気筒判別パルス)の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割り込みを発生するための定期割り込み用タイマ、クランク角センサ信号(クランクパルス)の入力間隔計時用タイマ、及び、システム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマが用いられる。
【0040】
上記定電圧回路47は、2回路のリレー接点を有する電源リレー51の第1のリレー接点を介してバッテリ52に接続され、バッテリ52に、上記電源リレー51のリレーコイルがイグニッションスイッチ53を介して接続されている。また、上記定電圧回路47は、直接、上記バッテリ52に接続されており、イグニッションスイッチ53がONされて電源リレー51の接点が閉となるとECU40の各部へ電源を供給する一方、上記イグニッションスイッチ53のON,OFFに拘わらず、常時、上記バックアップRAM44にバックアップ用の電源を供給する。尚、上記電源リレー51の第2のリレー接点には、上記バッテリ52から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。
【0041】
上記I/Oインターフェイス46の入力ポートには、アイドルスイッチ24b、ノックセンサ26、クランク角センサ32、気筒判別センサ35、車速を検出するための車速センサ36、エンジン始動状態を検出するためスタータスイッチ37が接続されており、更に、上記A/D変換器50を介して、アクセルセンサ22、吸入空気量センサ23、スロットル開度センサ24a、吸気管圧力センサ25、冷却水温センサ28、及びO2センサ29が接続されると共に、バッテリ電圧VBが入力されてモニタされる。
【0042】
一方、上記I/Oインターフェイス46の出力ポートには、上記ISC弁12、インジェクタ13、及び、図示しないインストルメントパネルに配設され各種警報を集中表示する警報ランプ38が上記駆動回路48を介して接続され、更に、上記スロットルアクチュエータ駆動回路49を介してスロットルアクチュエータ10が接続されると共に、イグナイタ17が接続されている。
【0043】
上記スロットルアクチュエータ駆動回路49は、周知のように、Hブリッジ回路等から構成され、I/Oインターフェイス46から出力されるパルス幅変調信号(以下、「PWM信号」と称する)によりHブリッジ回路中のスイッチング素子がチョッパ制御され、スロットルアクチュエータ10を構成するステッピングモータに対し駆動電流を出力し、また、相切換信号によりステッピングモータの回転方向を決定する。
【0044】
また、上記I/Oインターフェイス46には、外部接続用コネクタ55が接続されており、この外部接続用コネクタ55にシリアルモニタ(携帯型故障診断装置)60を接続することで、シリアルモニタ60によってECU40における入出力データ、及び、ECU40の自己診断機能により上記バックアップRAM44にストアされた吸入空気量センサ系の故障を示す後述する吸入空気量センサNGフラグFAFNGを含む故障部位、故障内容を示すトラブルデータを読み出して診断可能としている。更に、上記シリアルモニタ60によって、上記トラブルデータのイニシャルセット(クリア)が行えるようになっている。
【0045】
尚、このシリアルモニタ60によるトラブルデータの診断、及びイニシャルセットについては、本出願人による特公平7−76730号公報に詳述されている。
【0046】
上記CPU41では、ROM42に記憶されている制御プログラムに従って、I/Oインターフェイス46を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、RAM43に格納される各種データ、及びバックアップRAM44に格納されている各種学習値データ、ROM42に記憶されている固定データ等に基づき、スロットルアクチュエータ10に対する制御量、燃料噴射量、点火時期、ISC弁12に対する駆動信号のデューティ比等を演算し、スロットル制御、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御を行う。
【0047】
このようなエンジン制御系において、ECU40では、オンボード故障診断により、上記各センサ及び各アクチュエータに対する故障診断を行う。
【0048】
すなわち、エンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件の成立時に、診断対象に対する故障診断を行う。そして、故障診断の実行を判断して、故障診断の非実行時には、運転者によるアクセル操作量を表すアクセル開度ALPHに基づいてスロットル弁5aに対する目標スロットル開度THVTGTを設定し、一方、故障診断の実行期間中は、診断条件が成立したときのスロットル開度に対応する値に目標スロットル開度THVTGTを設定する。そして、スロットル弁5aを作動するスロットルアクチュエータ10に対する制御量を、上記目標スロットル開度THVTGTとスロットル弁5aによる実スロットル開度THVとに基づいて設定する。
【0049】
これにより、診断条件の成立による診断対象に対する故障診断の実行期間中は、目標スロットル開度THVTGTが、診断条件が成立したときのスロットル開度に対応する値に設定されて、スロットル弁5aの実スロットル開度THVが、この目標スロットル開度THVTGTに一致するようスロットルアクチュエータ10を介してスロットル弁5aが作動される。その結果、エンジン運転状態による診断条件の成立状態が確実に継続されて、診断対象に対する故障診断を確実且つ迅速に行うことが可能となる。
【0050】
より詳細には、診断対象に対する故障診断を行うに際して、診断対象を除くセンサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて診断条件を判断する。そして、診断条件の成立下で、診断対象とするセンサからの出力値、或いは診断対象とするアクチュエータに対する出力値が異常値を示す状態が所定時間継続したとき、該診断対象の故障と診断して故障を報知する。また、目標スロットル開度THVTGTの設定に際し、故障診断の実行期間中、診断開始時のアクセル操作量を表す診断開始時アクセル開度ALPHDIAGSTと現在のアクセル開度ALPHとの差を所定値と比較する。そして、差が所定値を下回るときには、目標スロットル開度THVTGTを診断開始時の実スロットル開度に対応する値に設定することで、運転者のアクセル操作に拘わらず、スロットル弁5aによる実スロットル開度THVを診断条件が成立した診断開始時のスロットル開度に維持し、エンジン運転状態による診断条件を確実に継続させる。
【0051】
一方、診断開始時アクセル開度ALPHDIAGSTと現在のアクセル開度ALPHとの差が所定値以上となったときには、運転者のアクセル操作による現在のアクセル開度ALPHに基づいて設定した目標スロットル開度THVTGTを採用することで、通常のスロットル制御に復帰させ、運転者のアクセル操作による要求エンジン出力を確保する。
【0052】
すなわち、ECU40は、本発明に係る診断手段、目標スロットル開度設定手段、制御量設定手段の各機能を実現する。
【0053】
尚、本実施の形態においては、診断対象の一例として、吸入空気量センサ23に対する故障診断を行う場合につき説明する。
【0054】
以下、上記ECU40によって実行される本発明に係る制御処理について、図2及び図3に示すフローチャートに従って説明する。
【0055】
先ず、イグニッションスイッチ53がONされ、ECU40に電源が投入されると、システムがイニシャライズされ、バックアップRAM44に格納されているトラブルデータ及び各種学習値等のデータを除く、各フラグ、各カウンタ類が初期化される。そして、スタータスイッチ37がONされてエンジン1が起動するとクランク角センサ32からのクランクパルス入力毎に、クランクパルスの入力間隔時間に基づきエンジン回転数NEを算出し、また、気筒判別センサ35からの気筒判別パルス入力により気筒判別を行う。尚、この気筒判別結果は、ここでは詳述しないが、燃料噴射制御、点火時期制御等に反映される。
【0056】
そして、システムイニシャライズ後、図2に示す故障診断ルーチンが所定周期(例えば、10msec)毎に実行され、吸入空気量センサ23に対する故障診断が行われる。
【0057】
この故障診断ルーチンにおいては、先ず、ステップS1〜S4で、診断対象とする吸入空気量センサ23を除く各センサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて診断条件が成立するか否かを判断する。
【0058】
本実施の形態では、エンジン回転数NE、スロットル弁5aの実スロットル開度THV、及び、スロットル弁5a下流の吸気管圧力Pによるエンジン運転状態が予め設定された範囲内にあるとき、診断条件成立と判断し、吸入空気量センサ23の出力値(出力電圧)VQに基づいて、該吸入空気量センサ23に対する故障診断を行う。
【0059】
従って、ステップS1では、エンジン回転数NEを算出する際のベースとなるクランク角を検出するクランク角センサ32、実スロットル開度を検出するスロットル開度センサ24a、及び、吸気管圧力Pを検出する吸気管圧力センサ25が共に正常か否かを判断する。すなわち、ECU40の自己診断機能によって診断されたこれら各センサ32,24a,25に対する故障診断結果を参照し、診断条件を判断するためのエンジン運転状態を検出するクランク角センサ32、スロットル開度センサ24a、及び吸気管圧力センサ25の全てが正常か否かを判断する。
【0060】
ここで、診断条件を定めるエンジン運転状態を検出するための、これら各センサ32,24a,25の何れかが異常のときには、診断条件を判断できず、このとき吸入空気量センサ23に対する故障診断を行うと、誤診断を招く。従って、このときには吸入空気量センサ23に対する故障診断を行うことなく、ステップS1からステップS13へジャンプし、吸入空気量センサ23の異常状態の継続時間を計時する診断タイマのカウント値TMをクリアして(TM←0)、ルーチンを抜ける。
【0061】
一方、クランク角センサ32、スロットル開度センサ24a、吸気管圧力センサ25の全てが正常のときには、ステップS2へ進み、ステップS2〜S4で、それぞれ現在のエンジン回転数NE、スロットル開度センサ24aによる実スロットル開度THV、吸気管圧力センサ25による吸気管圧力Pを読み出し、これらエンジン回転数NE、実スロットル開度THV、吸気管圧力Pを診断条件を定める各下限値NEL、ALPHL、PL、及び上限値NEH、ALPHH、PHと比較する。
【0062】
そして、エンジン回転数NE、実スロットル開度THV、及び、吸気管圧力Pの何れかが上記下限値NEL、ALPHL、PL、及び上限値NEH、ALPHH、PHによる領域外のときには、診断条件の非成立と判断して、吸入空気量センサ23に対する故障診断を行うことなく、該当するステップから上記ステップS13を経て、ルーチンを抜ける。
【0063】
また、上記ステップS2〜S4において、NEL≦NE≦NEH、且つ、ALPHL≦THV≦ALPHH、且つ、PL≦P≦PHで、エンジン回転数NE、実スロットル開度THV、及び、吸気管圧力Pの全てが下限値NEL、ALPHL、PL、及び上限値NEH、ALPHH、PHによる領域内にあるとき、診断条件成立と判断してステップS5へ進み、吸入空気量センサ23の出力値(出力電圧)VQを読み出し、この吸入空気量センサ出力値VQを、該出力値VQの正常範囲を定める下限値VQL及び上限値VQHと比較することで、吸入空気量センサ23に対する故障を判断する。
【0064】
すなわち、エンジン回転数NE、実スロットル開度THV、吸気管圧力Pに対する吸入空気量センサ23の出力値VQの整合性を判断することで、吸入空気量センサ23に対する故障診断を行う。
【0065】
ここで、エンジン回転数NEが所定範囲のエンジン運転状態時において(NEL≦NE≦NEH)、スロットル弁5aが所定開度範囲に開弁しており(ALPHL≦THV≦ALPHH)、且つ、この所定範囲のエンジン回転数NE及びスロットル開度THVに対応して、スロットル弁5a下流の吸気管圧力Pが所定範囲の値を示しているとき(PL≦P≦PH)、吸入空気量センサ出力値VQが通常取り得る出力値範囲(吸入空気量センサ23が正常状態であれば取り得る出力値範囲)を逸脱しているとき、該吸入空気量センサ系の故障と診断することができる。
【0066】
従って、上記各下限値NEL,ALPHL,PL,VQL、及び上限値NEH,ALPHH,PH,VQHは、これらの整合性に基づいて、予めシミュレーション或いは実験等により、これら各上限値及び下限値の最適値を求め、ROM42に固定データとしてメモリされている。
【0067】
そして、上記ステップS5においてVQL<VQ<VQHで、吸入空気量センサ23の出力値VQが正常範囲を定める上記下限値VQLと上限値VQHとによる範囲内にあるときには、吸入空気量センサ系は正常と判断して、ステップS6へ進み、バックアップRAM44にトラブルデータとしてストアされる吸入空気量センサ系の故障を示す吸入空気量センサNGフラグFAFNGをクリアすると共に(FAFNG←0)、警報ランプ38の所定コードの点滅による吸入空気量センサ系の故障表示を行うことなく、上記ステップS13を経て、ルーチンを抜ける。
【0068】
一方、上記ステップS5において、VQL≧VQ或いはVQ≧VQLで、吸入空気量センサ23の出力値VQが下限値VQL及び上限値VQHによる正常範囲を逸脱し異常値を示しているとき、ステップS7へ進み、ステップS7以降の処理により、その異常状態の継続時間を判断し、異常状態が所定時間継続したとき、吸入空気量センサ系の故障と診断する。
【0069】
ステップS7では、吸入空気量センサ系の異常状態の継続時間を計時する診断タイマのカウント値TMを参照し、TM=0の診断開始時、すなわち、吸入空気量センサ系の異常診断初回のときには、ステップS8へ進む。
【0070】
そして、ステップS8で、アクセルセンサ22による現在のアクセル開度ALPHを読み出して、このアクセル開度ALPHを診断開始時アクセル開度ALPHDIAGSTとしてRAM43の所定アドレスにストアし(ALPHDIAGST←ALPH)、続くステップS9で、スロットル開度センサ24aによる現在の実スロットル開度THVを診断開始時スロットル開度THVDIAGSTとしてRAM43の所定アドレスにストアして(THVDIAGST←THV)、ステップS10へ進む。
【0071】
また、上記ステップS7においてTM≠0であり、異常診断開始後2回目以降のルーチン実行時には、ステップS7からステップS10へジャンプする。
【0072】
そして、ステップS10で、診断タイマのカウント値TMをカウントアップし(TM←TM+1)、続くステップS11で、上記診断タイマのカウント値TMを、吸入空気量センサ系の異常状態の継続時間を判断するための設定値TMDIAGと比較する。
【0073】
上記設定値TMDIAGは、外乱等の影響により吸入空気量センサ23の出力値VQが一時的に異常値を示すことによる誤診断を防止し、確実に吸入空気量センサ系が故障していると判断される時間値を定めるもので、予めシミュレーション或いは実験等により適正値を求め、ROM42に固定データとしてメモリされている。
【0074】
そして、TM≦TMDIAGで、吸入空気量センサ系の異常状態の継続時間が上記設定値TMDIAGにより定まる所定時間に達していないときには、故障の未確定により、そのままルーチンを抜ける。
【0075】
一方、上記ステップS11においてTM>TMDIAGで、吸入空気量センサ系の異常状態の継続時間が上記設定値TMDIAGにより定まる所定時間に達したとき、すなわち、上記ステップS1〜S4の診断条件が全て成立している状態下で、吸入空気量センサ23の出力値VQが通常取り得ない値を示し正常範囲を逸脱している状態が所定時間継続したとき、吸入空気量センサ23自体の故障、又は吸入空気量センサ23とECU40間のコネクタ或いはハーネスの断線,ショート等による吸入空気量センサ系の故障と確定して、ステップS12へ進む。
【0076】
そして、ステップS12で、吸入空気量センサ系の故障を示す吸入空気量センサNGフラグFAFNGをセットすると共に(FAFNG←1)、点滅の長短、所定期間における点滅回数、或いはこれらの組合せによる所定の点滅コードで、警報ランプ38を点滅させ、吸入空気量センサ系の故障を報知する。そして、次回の診断に備え、上記ステップS13で、診断タイマのカウント値TMをクリアし、ルーチンを抜ける。
【0077】
その結果、吸入吸気量センサ系に故障が生じたときには、警報ランプ38の点滅によって報知され、運転者は容易に故障を判断することができる。
【0078】
また、ディーラ等のサービス工場でのトラブルシューティングの際に、外部接続コネクタ55を介してシリアルモニタ60を接続することで、シリアルモニタ60によってECU40における吸入空気量センサNGフラグFAFNGによるトラブルデータを読み出して、吸入空気量センサ系の故障を的確に判断することができる。
【0079】
そして、該当個所を修理後、上記シリアルモニタ60により上記吸入空気量センサNGフラグFAFNGをクリアする。尚、本実施の形態においては、該当個所を修理後、シリアルモニタ60によって上記吸入空気量センサNGフラグFAFNGをクリアしなくても、吸入空気量センサ系が正常状態に復帰すれば、上記故障診断ルーチンにおいて、吸入空気量センサNGフラグFAFNGはクリアされる。
【0080】
一方、上記故障診断ルーチンと並行して、図3に示すスロットル制御ルーチンが所定周期(例えば、10msec)毎に実行され、上述の故障診断の実行を判断し、故障診断の非実行時には、アクセルセンサ22によるアクセル開度ALPHに基づいてスロットル弁5aに対する目標スロットル開度THVTGTを設定し、また、故障診断の実行期間中は、上記診断開始時スロットル開度THVDIAGSTによって目標スロットル開度THVTGTを設定する。そして、スロットル弁5aを作動するスロットルアクチュエータ10に対する制御量を、上記目標スロットル開度THVTGTに対するスロットル弁5aの実スロットル開度THVの偏差ΔTHに応じて設定し、該制御量による駆動信号をスロットルアクチュエータ10に出力することで、スロットルアクチュエータ10によってスロットル弁5aを作動し、スロットル弁5aの実スロットル開度THVが目標スロットル開度THVTGTに一致するようフィードバック制御する。
【0081】
次に、図3のスロットル制御ルーチンについて説明する。
【0082】
このスロットル制御ルーチンにおいては、先ず、ステップS21で、アクセルセンサ22によるアクセル開度ALPHを読み出し、このアクセル開度ALPHに基づいて補間計算付きで目標スロットル開度テーブルを参照してスロットル弁5aに対する目標スロットル開度THVTGTを設定する。
【0083】
上記目標スロットル開度テーブルは、運転者のアクセル操作量すなわちエンジン出力要求を表すアクセル開度ALPH毎に、このエンジン出力を得るためのスロットル通過空気量に対応するスロットル弁5aの適正スロットル開度を、予めシミュレーション或いは実験等により求め、この適正スロットル開度を目標スロットル開度として、アクセル開度ALPHをパラメータとするテーブルとして設定し、ROM42の一連のアドレスにメモリされているものである。すなわち、上記目標スロットル開度THVTGTは、運転者のアクセル操作量に適合する適切なスロットル弁5aの実開度に対応してセッティングされる。
【0084】
尚、この目標スロットル開度テーブルの一例をステップS21中に示す。ステップS21中に示すように、目標スロットル開度THVTGTは、アクセル開度ALPHに対し増大関数の関係にある。このため、目標スロットル開度テーブルに代え、アクセル開度ALPHによる関数式によって目標スロットル開度THVTGTを設定するようにしてもよい。
【0085】
次いで、ステップS22へ進み、上述の故障診断ルーチンによる診断タイマのカウント値TMを参照することで、現在、故障診断が実行されているか否かを判断する。
【0086】
そして、TM=0で、吸入空気量センサ系の異常状態の継続時間を計時しておらず、故障診断の非実行時には、ステップS25へジャンプして、スロットル開度センサ24aの出力値に基づき検出したスロットル弁5aの現在の実スロットル開度THVを読み出し、上記目標スロットル開度THVTGTから実スロットル開度THVを減算して、目標スロットル開度THVTGTに対する実スロットル開度THVの偏差ΔTHを算出する(ΔTH←THVTGT−THV)。
【0087】
そして、ステップS26で、上記偏差ΔTHに基づいてROM42にメモリされている制御量テーブルを参照し、スロットルアクチュエータ10に対する制御量を定めるスロットルアクチュエータ制御量DACTを設定する。
【0088】
ここで、上記スロットルアクチュエータ制御量DACTは、周知のように、目標スロットル開度THVTGTに対する実スロットル開度THVの大小関係、及び、その偏差ΔTHの大きさに応じて設定される。
【0089】
すなわち、図4に示すように、目標スロットル開度THVTGTに対する実スロットル開度THVの偏差ΔTHがマイナス値のときには、実スロットル開度THVが目標スロットル開度THVTGTよりも大きく、この偏差ΔTHに応じて、スロットルアクチュエータ10を構成するステッピングモータのステップ位置を所定ステップ数減少させて該スロットルアクチュエータ10の逆転作動によりスロットル弁5aを所定角度閉弁させるに適正なスロットルアクチュエータ制御量DACTを設定する。
【0090】
また、この時、目標スロットル開度THVTGTに対して実スロットル開度THVが大きく、偏差ΔTHがよりマイナス側であるほど、ステップモータを逆転作動するステップ数をよりマイナス側として、スロットルアクチュエータ10によるスロットル弁5aの閉弁速度を早くし、早期に、スロットル弁5aの実スロットル開度THVを目標スロットル開度に収束させることを可能とする。そして、実スロットル開度THVが目標スロットル開度THVTGTに近づくに従い、ステップモータによるステップ位置のマイナス方向への変更量を定めるステップ数を少量とし、スロットルアクチュエータ10によるスロットル弁5aの閉弁速度を低下させる。これにより、目標スロットル開度THVTGTに対する実スロットル開度THVのオーバーシュート或いはアンダーシュートを防止して、スロットルアクチュエータ10によるスロットル弁5aの目標スロットル開度THVTGTに対する収束性を向上し、制御の安定化を図ることが可能となる。
【0091】
一方、目標スロットル開度THVTGTに対する実スロットル開度THVの偏差ΔTHがプラス値のときには、実スロットル開度THVが目標スロットル開度THVTGTよりも小さく、この偏差ΔTHに応じて、スロットルアクチュエータ10を構成するステッピングモータのステップ位置を所定ステップ数増加させて該スロットルアクチュエータ10の正転作動によりスロットル弁5aを所定角度開弁させるに適正なスロットルアクチュエータ制御量DACTを設定する。
【0092】
また、この時、目標スロットル開度THVTGTに対して実スロットル開度THVが大きく、偏差がよりプラス側に大きいほど、ステップモータを正転作動するステップ数をより増加して、スロットルアクチュエータ10によるスロットル弁5aの開弁速度を早くし、早期に、スロットル弁5aの実スロットル開度THVを目標スロットル開度に収束させることを可能とする。そして、実スロットル開度THVが目標スロットル開度THVTGTに近づくに従い、ステップモータによるステップ位置の変更量を定める増加ステップ数を少量とし、スロットルアクチュエータ10によるスロットル弁5aの閉弁速度を低下させることで、目標スロットル開度THVTGTに対する実スロットル開度THVのオーバーシュート或いはアンダーシュートを防止し、スロットルアクチュエータ10によるスロットル弁5aの目標スロットル開度THVTGTに対する収束性を向上し、制御の安定化を図る。
【0093】
尚、図4に示すように、本実施の形態では、偏差ΔTHが−1deg〜1degのときは、スロットルアクチュエータ10を構成するステッピングモータのステップ位置を変更するステップ数を0として不感帯を設定し、ステッピングモータを現状ステップ位置に停止することで、スロットル弁5aを開閉動作することなく現状のスロットル開度に保持し、ハンチングを防止する。
【0094】
そして、ステップS27で、上記スロットルアクチュエータ制御量DACTをセットして、ルーチンを抜ける。
【0095】
そして、このスロットルアクチュエータ制御量DACTのセットにより、スロットルアクチュエータ制御量DACTに対応するPWM信号及び相切換信号がスロットルアクチュエータ駆動回路49に出力されて、相切換信号によってスロットルアクチュエータ10を構成するステッピングモータの回転方向が決定されると共に、スロットルアクチュエータ駆動回路49からステッピングモータに対し駆動電流が出力される。
【0096】
その結果、スロットルアクチュエータ10を構成するステッピングモータの駆動によりスロットル弁5aが作動し、故障診断の非実行時には、スロットル弁5aの実スロットル開度THVが、運転者のアクセル操作量を表すアクセル開度ALPHに基づいて設定した目標スロットル開度THVTGTに追従するようフィードバック制御されて、運転者のアクセル操作量によるエンジン出力要求に適合するスロットル通過空気流量を得る適正スロットル開度に制御される。
【0097】
一方、上記ステップS22において、TM≠0で、吸入空気量センサ系の異常状態の継続時間を計時しており、故障診断の実行期間中は、ステップS23へ進む。
【0098】
ステップS23では、上述の故障診断ルーチンによる診断開始時アクセル開度ALPHDIAGSTを読み出し、この診断開始時アクセル開度ALPHDIAGSTと現在のアクセル開度ALPHとの差の絶対値|ALPHDIAGST−ALPH|を、設定値ΔALPHSと比較し、吸入空気量センサ系の異常状態による診断開始時から現在に至るアクセル操作量の変化を判断する。
【0099】
上記設定値ΔALPHSは、診断開始時からの運転者によるアクセル操作量の変化を判断し、運転者のアクセル操作量を表すアクセル開度ALPHの変化が少ないときには、運転者のアクセル操作に拘わらず、スロットル弁5aの実スロットル開度THVを診断開始時のスロットル開度に保持することで、吸入空気量センサ系に対する診断条件の継続を優先し、アクセル開度ALPHの変化が大きいときには、運転者のアクセル操作量を表すアクセル開度ALPHに基づいて設定した目標スロットル開度THVTGTを採用し、運転者のアクセル操作に応じてスロットルアクチュエータ10によりスロットル弁5aの実スロットル開度THVを制御し、運転者によるアクセル操作を優先するためのもので、予めシミュレーション或いは実験等により適正値を求め、ROM42に固定データとしてメモリされているものである。
【0100】
そして、|ALPHDIAGST−ALPH|<ΔALPHSで、診断開始時のアクセル操作量を表す診断開始時アクセル操作量ALPHDIAGSTと現在のアクセル開度ALPHとの差の絶対値が、上記設定値ΔALPHSによる所定値を下回るときには、ステップS24へ進み、上述の故障診断ルーチンによる診断開始時スロットル開度THVDIAGSTを読み出して、上記目標スロットル開度THVTGTを、診断開始時の実スロットル開度に対応する診断開始時スロットル開度THVDIAGSTにより再設定する(THVTGT←THVDIAGST)。
【0101】
そして、上記ステップS25へ進み、上記ステップS24で新たに設定した目標スロットル開度THNTGTから現在の実スロットル開度THVを減算して、目標スロットル開度THVTGTに対する実スロットル開度THVの偏差ΔTHを算出し、更に上記ステップS26,S27で、この偏差ΔTHに基づき上記制御量テーブルを参照して、スロットルアクチュエータ10に対する制御量を定めるスロットルアクチュエータ制御量DACTを設定し、該制御量DACTをセットしてルーチンを抜ける。
【0102】
その結果、故障診断の実行期間中において、診断開始時のアクセル操作量を表す診断開始時アクセル開度ALPHDIAGSTと現在のアクセル開度ALPHとの差の絶対値が設定値ΔALPHSを下回るときには、目標スロットル開度THVTGTが診断開始時の実スロットル開度に対応する診断開始時スロットル開度THVDIAGSTにより再設定される。そして、この目標スロットル開度THVTGTに対する現在の実スロットル開度THVの偏差ΔTHに応じてスロットルアクチュエータ10を構成するステッピングモータが駆動され、このステッピングモータの駆動によりスロットル弁5aが作動し、スロットル弁5aの実スロットル開度THVが診断開始時のスロットル開度THVDIAGSTを維持するようフィードバック制御される。
【0103】
従って、故障診断の実行期間中において、運転者によるアクセル操作量の変化が比較的小さいときには、運転者のアクセル操作に拘わらず、スロットル弁5aによる実スロットル開度THVが、診断条件が成立した診断開始時のスロットル開度THVDIAGSTに維持されることで、エンジン運転状態による診断条件の成立状態が確実に継続されて、吸入空気量センサ23に対する故障診断を確実且つ迅速に行うことが可能となる。
【0104】
これにより、電子スロットル制御システムを採用するエンジンにおいて、市場(ユーザの使用状態下)での診断頻度を増加して診断可能領域を拡大することが可能となり、精度の高い診断を行うことが可能となる。
【0105】
そして、吸入空気量センサ23に対する故障診断を確実且つ迅速に行うことが可能となるため、吸入空気量センサ系に故障が生じているときには、上述の故障診断ルーチンの実行によるオンボード故障診断により、確実に吸入空気量センサ系の故障を判定して報知することが可能となり、吸入空気量センサ系が故障したまま車輌走行を続けることが防止され、吸入空気量センサの故障による排気エミッションの悪化やエンジンに対する弊害等の二次的不具合を防止することが可能となる。
【0106】
一方、上記ステップS23において、|ALPHDIAGST−ALPH|≧ΔALPHSで、診断開始時アクセル開度ALPHDIAGSTと現在のアクセル開度ALPHとの差の絶対値が設定値ΔALPHSによる所定値以上となったときには、上記ステップS25へジャンプする。
【0107】
そして、上記ステップS21において、運転者のアクセル操作による現在のアクセル開度ALPHに基づいて設定した目標スロットル開度THVTGTを採用し、この目標スロットル開度THVから現在の実スロットル開度THVを減算して、目標スロットル開度THVTGTに対する実スロットル開度THVの偏差ΔTHを算出し、更に上記ステップS26,S27で、この偏差ΔTHに基づき上記制御量テーブルを参照して、スロットルアクチュエータ制御量DACTを設定し、該制御量DACTをセットしてルーチンを抜ける。
【0108】
従って、故障診断の実行中であっても、運転者のアクセル操作によるアクセル開度ALPHの変化が大きいときには、運転者のアクセル操作量を表す現在のアクセル開度ALPHに基づいて設定した目標スロットル開度THVTGTを採用し、運転者のアクセル操作に応じてスロットルアクチュエータ10によりスロットル弁5aの実スロットル開度THVを制御することで、運転者によるアクセル操作を優先し、通常のスロットル制御に復帰させ、運転者のアクセル操作による要求エンジン出力を確保することが可能となる。
【0109】
そして、通常のスロットル制御への復帰によってスロットル弁5aの実スロットル開度THVの変化に伴いエンジン運転状態が変化し、上述の故障診断ルーチンのステップS2〜S4による診断条件を外れた場合には、吸入空気量センサ系の異常状態の継続時間のカウントが中止されて診断タイマのカウント値TMがクリアされることで(図2のステップS13)、次回以降のスロットル制御ルーチンの実行時は、ステップS22からステップS25へジャンプし、現在のアクセル開度ALPHに基づいて設定した目標スロットル開度THVTGTにより通常のスロットル制御が継続されることになる。
【0110】
尚、本実施の形態では、診断対象として吸入空気量センサに対する故障診断について説明したが、本発明はこれに限定されず、診断対象は吸入空気量センサ以外のセンサ、或いはアクチュエータであってもよいことは勿論である。
【0111】
また、本実施の形態においては、運転者のアクセル操作量としてアクセル開度を採用しているが、本発明はこれに限定されず、アクセル操作量を表すものであれば本発明を適用し得る。
【0112】
又、アクセル操作をマイクロコンピュータ等からなる制御装置で操作することで自動運転制御に適用することも可能であり、この場合、運転者は人員のみならず上記制御装置をも含むものである。
【0113】
更に、本実施の形態では、スロットルアクチュエータとしてステッピングモータ式スロットルアクチュエータを用いているが、本発明はこれに限定されず、サーボモータ式スロットルアクチュエータ、油圧モータ式スロットルアクチュエータ等を用いてもよい。
【0114】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、エンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件の成立時に、エンジン制御系に備えられたセンサ或いはアクチュエータを診断対象として故障診断を行う。そして、故障診断の実行を判断して、故障診断の非実行時には、運転者によるアクセル操作量に基づいてスロットル弁に対する目標スロットル開度を設定し、この目標スロットル開度と実スロットル開度とに基づいてスロットル弁を作動するスロットルアクチュエータに対する制御量を設定するので、運転者のアクセル操作による要求エンジン出力が確保される。一方、故障診断の実行期間中は、診断開始時のアクセル操作量と現在のアクセル操作量との差を所定値と比較し、差が所定値を下回るときには、目標スロットル開度を診断開始時の実スロットル開度に設定するので、故障診断の実行期間中において、運転者によるアクセル操作量の変化が比較的小さいときには、運転者のアクセル操作に拘わらず、スロットル弁による実スロットル開度が、診断条件が成立した診断開始時のスロットル開度に維持され、エンジン運転状態による診断条件の成立状態が確実に継続されて診断対象に対する故障診断を確実且つ迅速に行うことができる。また、これにより、電子スロットル制御システムを採用するエンジンにおいて、市場(ユーザの使用状態下)での診断頻度を増加して診断可能領域を拡大することが可能となる。
【0115】
請求項2記載の発明によれば、診断対象に対する故障診断を行うに際して、診断対象としないセンサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて診断条件を判断する。そして、診断条件の成立下で、診断対象となるセンサからの出力値或いは診断対象となるアクチュエータに対する出力値が異常値を示す状態が所定時間継続したとき、該診断対象の故障と診断して故障を報知するので、精度の高い診断を行うことができる効果を有する。
【0116】
さらに、診断対象に対する故障診断を確実且つ迅速に行うことができるため、診断対象に故障が生じているときには、オンボード故障診断により確実に診断対象の故障を判定して報知することが可能となり、これにより、診断対象が故障したまま運転を続けることが防止され、診断対象の故障による排気エミッションの悪化やエンジンに対する弊害等の二次的不具合を防止することができる。
【0118】
請求項3記載の発明によれば、上記請求項1或いは請求項2記載の発明の効果に加え、上記アクセル操作量として、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセル開度を採用することで、本発明を車輌用エンジンのエンジン制御に対して容易に適用することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成図
【図2】故障診断ルーチンのフローチャート
【図3】スロットル制御ルーチンのフローチャート
【図4】目標スロットル開度に対する実スロットル開度の偏差とステッピングモータの作動関係を示す説明図
【図5】エンジンの全体概略図
【図6】アクセルペダルの側面図
【図7】電子制御系の回路構成図
【符号の説明】
1 エンジン
5a スロットル弁
10 スロットルアクチュエータ
22 アクセルセンサ
23 吸入空気量センサ(診断対象)
24a スロットル開度センサ(診断対象を除くセンサ)
25 吸気管圧力センサ(診断対象を除くセンサ)
32 クランク角センサ(診断対象を除くセンサ)
40 電子制御装置(診断手段、目標スロットル開度設定手段、制御量設定手段)
ALPH アクセル開度(アクセル操作量;現在のアクセル操作量)
NE エンジン回転数(エンジン運転状態)
P 吸気管圧力(エンジン運転状態)
THVTGT 目標スロットル開度
THV 実スロットル開度(エンジン運転状態)
DACT スロットルアクチュエータ制御量(スロットルアクチュエータに対する制御量)
VQ 吸入空気量センサ出力値(診断対象の出力値)
TMDIAG 設定値(所定時間)
ALPHDIAGST 診断開始時アクセル開度(診断開始時のアクセル操作量)
ΔALPHS 設定値(所定値)
THVDIAGST 診断開始時スロットル開度(診断開始時の実スロットル開度)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention employs an electronic throttle control system that operates a throttle valve by a throttle actuator, and when performing a failure diagnosis on a diagnosis target, determines a diagnosis condition based on an engine operating state, and when the diagnosis condition is satisfied, More particularly, the present invention relates to an engine control device that can reliably and quickly perform a failure diagnosis on a diagnosis target by continuously diagnosing a diagnosis condition based on an engine operating state.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, instead of directly connecting the accelerator pedal and the throttle valve installed in the intake system of the engine with a wire, the accelerator operation amount of the driver, such as the amount of depression of the accelerator pedal, is detected by an accelerator sensor, and a stepping motor or DC An electronic throttle control system in which a throttle valve is operated by a throttle actuator composed of a servo motor or the like is employed (see Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-77088 and 7-158492).
[0003]
In this type of electronic throttle control system, the output signal of the accelerator sensor and the output signal of the throttle opening sensor that detects the actual opening of the throttle valve are input to the control device, and the accelerator detected by the accelerator sensor is detected. The target throttle opening is set based on the operation amount. Based on the target throttle opening and the actual throttle opening of the throttle valve detected by the throttle opening sensor, a control amount for the throttle actuator is set, and a drive signal based on the control amount is output to the throttle actuator. In general, the throttle valve is operated by a throttle actuator, and feedback control is performed so that the actual throttle opening degree by the throttle valve matches the target throttle opening degree.
[0004]
In parallel with this, in the engine control system, output signals from various sensors that detect the engine operating state are input to the control device, and fuel injection is performed based on the engine operating state data detected by these various sensors. The engine control such as fuel injection control and ignition timing control is performed by setting the amount, ignition timing, and the like, and outputting a drive signal based on this to actuators such as an injector and an igniter.
[0005]
Here, when a sensor for detecting an engine operating state or an actuator to be controlled fails, engine controllability is remarkably deteriorated, and exhaust emission is deteriorated or an engine is adversely affected.
[0006]
For this reason, the control device has a self-diagnosis function and performs on-board failure diagnosis, and performs failure diagnosis on various sensors and various actuators, consistency of various input data input from these sensors, or This is done by judging the consistency of the output data for each actuator, and when a failure occurs, the failure is reported by turning on an alarm lamp or the like.
[0007]
Therefore, since the control device performs failure diagnosis for various sensors and actuators by judging the consistency of various input / output data, the on-board failure diagnosis by the control device is performed while the driver is driving freely. Therefore, the failure diagnosis for the diagnosis target is performed only under a certain operating condition, that is, only when the diagnosis condition based on the predetermined engine operating state is satisfied.
[0008]
Here, in the failure diagnosis for the diagnosis target sensor, the diagnosis condition is determined based on the engine operating state detected by the other sensor, the diagnosis condition is satisfied, and the output value of the sensor to be diagnosed is set at this time A value outside the range indicates a value that cannot normally be obtained in this engine operating state, and when this state continues for a predetermined time, a failure of the sensor to be diagnosed is diagnosed.
[0009]
That is, when an abnormal state of the sensor output value continues for a predetermined time, a failure is diagnosed to prevent erroneous diagnosis due to a temporary sudden change in the sensor output value caused by a disturbance or the like.
[0010]
In the failure diagnosis for the actuators, the diagnosis condition is determined based on the engine operation state detected by various sensors, the diagnosis condition is satisfied, and the abnormal state of the drain voltage for the actuator to be diagnosed at this time is predetermined. When a certain number of times, that is, for a predetermined time, is continued, the failure of the diagnosis target actuator is diagnosed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the electronic throttle control system is employed, the accelerator operation amount changes due to the driver's accelerator operation, and the actual throttle opening of the throttle valve is set to the target throttle opening set based on the accelerator operation amount. Since the control amount for the throttle actuator is set so as to coincide with each other and the throttle valve is operated via the throttle actuator, the engine operating state changes accordingly.
[0012]
Therefore, when performing failure diagnosis, the engine operating state cannot be maintained at the predetermined engine operating state corresponding to the diagnosis condition for the predetermined time period that gives the duration of the abnormal state, or the engine operating state itself is the diagnosis condition. It does not agree, and the failure diagnosis for the diagnosis target is delayed, or the failure diagnosis is not performed.
[0013]
As a result, even if a failure occurs, the failure cannot be determined by the on-board failure diagnosis, and the failure is not notified. Therefore, the operation is continued with the failure occurring, leading to deterioration of exhaust emissions and adverse effects on the engine. There is an inconvenience.
[0014]
In view of the above circumstances, the present invention provides an engine control device that can reliably and quickly perform a failure diagnosis for a diagnosis target in an engine that employs an electronic throttle control system by reliably continuing diagnosis conditions according to engine operating conditions. The purpose is to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the control amount for the throttle actuator is set based on the accelerator operation amount of the driver, and the throttle valve is operated by the throttle actuator to control the opening degree of the throttle valve. As well asSensors or actuators provided in the engine control system are to be diagnosedIn the engine control device that performs failure diagnosis, as shown in the basic configuration diagram of FIG. 1, the diagnosis condition is determined based on the engine operation state,the aboveDiagnostic means for performing a failure diagnosis for the diagnosis target, and when the failure diagnosis is not executed, a target throttle opening for the throttle valve is set based on the accelerator operation amount, and during the execution of the failure diagnosis,The difference between the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator operation amount is compared with a predetermined value, and when the difference is less than the predetermined value, the actual throttle opening at the start of diagnosis is set as the target throttle opening, and the difference When the value exceeds a predetermined value, the target throttle opening is set based on the current accelerator operation amount.A target throttle opening setting means, and a control amount setting means for setting a control amount for the throttle actuator based on the target throttle opening and the actual throttle opening by the throttle valve are provided.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the diagnostic means is a diagnostic object.And notThe diagnosis condition is determined based on the engine operating state detected by the sensor.SensorOutput value or diagnosis target fromActuatorWhen a state in which the output value for the output is abnormal is continued for a predetermined time, it is diagnosed as a failure to be diagnosed and the failure is reported.KnowIt is characterized by that.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the accelerator operation amount is an accelerator opening indicating an amount of depression of an accelerator pedal.
[0018]
That is, in the first aspect of the invention, the diagnosis condition is determined based on the engine operating state, and when the diagnosis condition is satisfied,Sensors or actuators provided in the engine control system are to be diagnosedPerform fault diagnosis. Then, the execution of the failure diagnosis is determined, and when the failure diagnosis is not executed, the target throttle opening for the throttle valve is set based on the accelerator operation amount by the driver, while during the failure diagnosis execution period,The difference between the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator operation amount is compared with a predetermined value, and when the difference falls below the predetermined value, the actual throttle opening at the start of diagnosis is set as the target throttle opening, and the difference is When the predetermined value is exceeded, the target throttle opening is set based on the current accelerator operation amount.Then, the control amount for the throttle actuator that operates the throttle valve is set based on the target throttle opening and the actual throttle opening by the throttle valve. Therefore, during the execution period of the fault diagnosis for the diagnosis target due to the establishment of the diagnosis condition,When the difference between the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator operation amount is less than a predetermined value, the target throttle opening set to the throttle opening when the diagnosis condition is satisfied and the actual throttle opening of the throttle valve The throttle valve is actuated via the throttle actuator so that the two are consistent, and the diagnosis condition based on the engine operating state is reliably maintained regardless of the driver's accelerator operation, so that the failure diagnosis for the diagnosis target can be performed reliably and quickly. Can be performed. On the other hand, when the difference between the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator operation amount exceeds a predetermined value, the target throttle opening set based on the current accelerator operation amount is adopted, and normal throttle control is performed. To secure the required engine output by the driver's accelerator operation..
[0019]
Further, in the invention according to
[0020]
In that case, in the invention described in
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
First, a schematic configuration of the engine employed in the present embodiment will be described based on FIG. In the figure,
[0023]
In the intake system of the
[0024]
The
[0025]
In the present embodiment, the
[0026]
The
[0027]
On the other hand, a
[0028]
Further, as an exhaust system of the
[0029]
Next, sensors for detecting the engine operating state will be described.
[0030]
As shown in FIG. 6, an
[0031]
Further, a thermal intake
[0032]
Further, a
[0033]
An
[0034]
In addition, a
[0035]
A projection for detecting a crank angle is formed on the outer periphery of the
[0036]
Then, in an electronic control unit 40 (see FIG. 7), which will be described later, the engine speed NE is calculated based on the input interval time of the crank pulse output from the
[0037]
Engines such as throttle control, fuel injection control, ignition timing control, idle speed control, etc., calculation of control amounts for actuators such as the
[0038]
The
[0039]
The counter /
[0040]
The
[0041]
The input port of the I /
[0042]
On the other hand, at the output port of the I /
[0043]
As is well known, the throttle
[0044]
Further, an
[0045]
The trouble data diagnosis and initial set by the serial monitor 60 are described in detail in Japanese Patent Publication No. 7-76730 by the present applicant.
[0046]
In the CPU 41, in accordance with a control program stored in the
[0047]
In such an engine control system, the
[0048]
That is, the diagnosis condition is determined based on the engine operating state, and when the diagnosis condition is satisfied, a failure diagnosis for the diagnosis target is performed. Then, the execution of the failure diagnosis is determined, and when the failure diagnosis is not executed, the target throttle opening THVTGT for the throttle valve 5a is set based on the accelerator opening ALPH representing the accelerator operation amount by the driver, During the execution period, the target throttle opening THVTGT is set to a value corresponding to the throttle opening when the diagnosis condition is satisfied. Then, the control amount for the
[0049]
As a result, during the period of execution of the failure diagnosis for the diagnosis target due to the establishment of the diagnosis condition, the target throttle opening THVTGT is set to a value corresponding to the throttle opening when the diagnosis condition is satisfied, and the throttle valve 5a is activated. The throttle valve 5a is operated via the
[0050]
More specifically, when performing failure diagnosis on a diagnosis target, the diagnosis condition is determined based on the engine operating state detected by a sensor excluding the diagnosis target. When the output value from the sensor to be diagnosed or the output value for the actuator to be diagnosed shows an abnormal value continues for a predetermined time under the established diagnosis condition, the diagnosis object is diagnosed as a failure. Notify the failure. Further, when setting the target throttle opening THVTGT, the difference between the diagnosis start accelerator opening ALPHDIAGST representing the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator opening ALPH is compared with a predetermined value during the execution of the failure diagnosis. . When the difference is smaller than the predetermined value, the target throttle opening THVTGT is set to a value corresponding to the actual throttle opening at the start of diagnosis, so that the actual throttle opening by the throttle valve 5a can be performed regardless of the driver's accelerator operation. The degree THV is maintained at the throttle opening at the start of diagnosis when the diagnosis condition is satisfied, and the diagnosis condition according to the engine operating state is reliably continued.
[0051]
On the other hand, when the difference between the accelerator opening ALPHDIAGST at the start of diagnosis and the current accelerator opening ALPH exceeds a predetermined value, the target throttle opening THVTGT set based on the current accelerator opening ALPH by the driver's accelerator operation. By adopting, the normal throttle control is restored, and the required engine output by the driver's accelerator operation is ensured.
[0052]
That is, the
[0053]
In the present embodiment, a case where a failure diagnosis is performed on the intake
[0054]
Hereinafter, the control process according to the present invention executed by the
[0055]
First, when the
[0056]
Then, after the system initialization, the failure diagnosis routine shown in FIG. 2 is executed every predetermined period (for example, 10 msec), and the failure diagnosis for the intake
[0057]
In this failure diagnosis routine, first, in steps S1 to S4, it is determined whether or not a diagnosis condition is satisfied based on the engine operating state detected by each sensor excluding the intake
[0058]
In the present embodiment, the engine speed NE and the actual throttle opening of the throttle valve 5a.THVWhen the engine operating state due to the intake pipe pressure P downstream of the throttle valve 5a is within a preset range, it is determined that the diagnosis condition is satisfied, and based on the output value (output voltage) VQ of the intake
[0059]
Therefore, in step S1, the
[0060]
Here, when any of these
[0061]
On the other hand, when all of the
[0062]
When any of the engine speed NE, the actual throttle opening THV, and the intake pipe pressure P is outside the range of the lower limit values NEL, ALPHAL, PL and the upper limit values NEH, ALPHAH, PH, the diagnosis condition is not satisfied. It is determined that the routine is established, and the routine is exited from the corresponding step through step S13 without performing failure diagnosis on the intake
[0063]
In steps S2 to S4, NEL ≦ NE ≦ NEH and ALPHA ≦THV≦ ALPHH, and PL ≦ P ≦ PH, and engine speed NE, actual throttle opening THV, and intake pipe pressure P are all regions with lower limit values NEL, ALPHAL, PL, and upper limit values NEH, ALPHAH, PH If it is within the range, it is determined that the diagnosis condition is satisfied, and the process proceeds to step S5, where the output value (output voltage) VQ of the intake
[0064]
That is, engine speed NE, actual throttle openingTHVBy determining the consistency of the output value VQ of the intake
[0065]
Here, when the engine speed NE is in a predetermined range of the engine operating state (NEL ≦ NE ≦ NEH), the throttle valve 5a is opened to a predetermined opening range (ALPH ≦THV≦ ALPHH), and engine speed NE and throttle opening within this predetermined rangeTHVWhen the intake pipe pressure P downstream of the throttle valve 5a shows a value within a predetermined range (PL ≦ P ≦ PH), the intake air amount sensor output value VQ isOutput value range that can normally be taken (output value range that can be taken if the intake
[0066]
Therefore, the above lower limit values NEL, ALPHAL, PL, VQL, and upper limit values NEH, ALPHAH, PH, VQH are optimum values of the upper limit value and the lower limit value by simulation or experiment in advance based on their consistency. The value is obtained and stored in
[0067]
In step S5, when VQL <VQ <VQH and the output value VQ of the intake
[0068]
On the other hand, in step S5, when VQL ≧ VQ or VQ ≧ VQL and the output value VQ of the intake
[0069]
In step S7, the count value TM of the diagnostic timer that measures the duration of the abnormal state of the intake air amount sensor system is referred to, and when the diagnosis of TM = 0 is started, that is, at the first time of abnormality diagnosis of the intake air amount sensor system, Proceed to step S8.
[0070]
Then, in step S8, the current accelerator opening ALPH by the
[0071]
In step S7, TM ≠ 0, and when the routine is executed for the second and subsequent times after the abnormality diagnosis is started, the process jumps from step S7 to step S10.
[0072]
In step S10, the count value TM of the diagnostic timer is counted up (TM ← TM + 1), and in step S11, the count value TM of the diagnostic timer is determined to determine the duration of the abnormal state of the intake air amount sensor system. For comparison with the set value TMDIAG.
[0073]
The set value TMDIAG prevents erroneous diagnosis due to the temporary abnormal output value VQ of the intake
[0074]
If TM ≦ TMDIAG and the continuation time of the abnormal state of the intake air amount sensor system has not reached the predetermined time determined by the set value TMDIAG, the routine is exited as it is because the failure is not confirmed.
[0075]
On the other hand, when TM> TMDIAG in step S11 and the continuation time of the abnormal state of the intake air amount sensor system reaches a predetermined time determined by the set value TMDIAG, that is, all the diagnostic conditions in steps S1 to S4 are satisfied. When the output value VQ of the intake
[0076]
In step S12, the intake air amount sensor NG flag FAFNG indicating a failure in the intake air amount sensor system is set (FAFNG ← 1), and the blinking length, the number of blinks in a predetermined period, or a predetermined blink by a combination thereof. The code blinks the
[0077]
As a result, when a failure occurs in the intake / intake air amount sensor system, the warning
[0078]
Further, when troubleshooting at a service factory such as a dealer, the serial monitor 60 is connected via the
[0079]
Then, after repairing the relevant part, the intake air amount sensor NG flag FAFNG is cleared by the serial monitor 60. In the present embodiment, after repairing the relevant part, even if the intake air amount sensor NG flag FAFNG is not cleared by the serial monitor 60, if the intake air amount sensor system returns to a normal state, the failure diagnosis is performed. In the routine, the intake air amount sensor NG flag FAFNG is cleared.
[0080]
On the other hand, in parallel with the failure diagnosis routine, the throttle control routine shown in FIG. 3 is executed every predetermined period (for example, 10 msec) to determine whether or not the above-described failure diagnosis is performed. The target throttle opening THVTTG for the throttle valve 5a is set based on the accelerator opening ALPH by 22, and the target throttle opening THVTGT is set by the throttle opening THVDIAGST at the start of diagnosis during the failure diagnosis execution period. A control amount for the
[0081]
Next, the throttle control routine of FIG. 3 will be described.
[0082]
In this throttle control routine, first, in step S21, the accelerator opening ALPH by the
[0083]
In the target throttle opening table, the appropriate throttle opening of the throttle valve 5a corresponding to the amount of air passing through the throttle for obtaining the engine output is obtained for each accelerator opening ALPH indicating the driver's accelerator operation amount, that is, the engine output request. These values are obtained in advance by simulation or experiment, set as a table having the appropriate throttle opening as the target throttle opening and the accelerator opening ALPH as a parameter, and stored in a series of addresses in the
[0084]
An example of this target throttle opening table is shown in step S21. As shown in step S21, the target throttle opening THVTGT is in an increasing function relationship with the accelerator opening ALPH. For this reason, instead of the target throttle opening table, the target throttle opening THVTGT may be set by a functional expression based on the accelerator opening ALPH.
[0085]
Next, the process proceeds to step S22, and it is determined whether or not failure diagnosis is currently being executed by referring to the count value TM of the diagnosis timer obtained by the above-described failure diagnosis routine.
[0086]
When TM = 0, the continuation time of the abnormal state of the intake air amount sensor system is not timed, and when failure diagnosis is not executed, the routine jumps to step S25 and is detected based on the output value of the throttle opening sensor 24a. The current actual throttle opening THV of the throttle valve 5a is read, and the actual throttle opening THV is subtracted from the target throttle opening THVTGT to calculate a deviation ΔTH of the actual throttle opening THV with respect to the target throttle opening THVTGT ( ΔTH ← THVTGT−THV).
[0087]
In step S26, the control amount table stored in the
[0088]
Here, as is well known, the throttle actuator control amount DACT is set according to the magnitude relationship of the actual throttle opening THV with respect to the target throttle opening THVTGT and the magnitude of the deviation ΔTH.
[0089]
That is, as shown in FIG. 4, when the deviation ΔTH of the actual throttle opening THV with respect to the target throttle opening THVTTG is a negative value, the actual throttle opening THV is larger than the target throttle opening THVTGT, and according to the deviation ΔTH. An appropriate throttle actuator control amount DACT is set so that the step position of the stepping motor constituting the
[0090]
At this time, as the actual throttle opening THV is larger than the target throttle opening THVTGT and the deviation ΔTH is more negative, the number of steps to reversely rotate the step motor is set to the negative side, and the throttle by the
[0091]
On the other hand, when the deviation ΔTH of the actual throttle opening THV with respect to the target throttle opening THVTGT is a positive value, the actual throttle opening THV is smaller than the target throttle opening THVTGT, and the
[0092]
At this time, as the actual throttle opening THV is larger than the target throttle opening THVTGT and the deviation is larger on the plus side, the number of steps for forward rotation of the step motor is increased, and the throttle by the
[0093]
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, when the deviation ΔTH is −1 deg to 1 deg, the dead zone is set by setting the number of steps for changing the step position of the stepping motor constituting the
[0094]
In step S27, the throttle actuator control amount DACT is set, and the routine is exited.
[0095]
By setting the throttle actuator control amount DACT, a PWM signal and a phase switching signal corresponding to the throttle actuator control amount DACT are output to the throttle
[0096]
As a result, the throttle valve 5a is actuated by driving of the stepping motor constituting the
[0097]
On the other hand, in step S22, TM ≠ 0 and the duration time of the abnormal state of the intake air amount sensor system is measured, and the process proceeds to step S23 during the fault diagnosis execution period.
[0098]
In step S23, the accelerator opening ALPHDIAGST at the start of diagnosis by the above-described failure diagnosis routine is read, and the absolute value | ALPHDIAGST-ALPH | of the difference between the accelerator opening ALPHDIAGST at the start of diagnosis and the current accelerator opening ALPH is set to the set value. Compared with ΔALPHS, a change in the accelerator operation amount from the start of diagnosis to the present due to an abnormal state of the intake air amount sensor system is determined.
[0099]
The set value ΔALPHS determines the change in the accelerator operation amount by the driver from the start of diagnosis, and when the change in the accelerator opening ALPH indicating the driver's accelerator operation amount is small, regardless of the driver's accelerator operation, By maintaining the actual throttle opening THV of the throttle valve 5a at the throttle opening at the start of diagnosis, priority is given to continuing diagnosis conditions for the intake air amount sensor system, and when the change in the accelerator opening ALPH is large, the driver's The target throttle opening THVTGT set based on the accelerator opening ALPH representing the accelerator operation amount is adopted, and the actual throttle opening THV of the throttle valve 5a is controlled by the
[0100]
And, | ALPHDIAGST−ALPH | <ΔALPHS, the absolute value of the difference between the diagnosis starting accelerator operation amount ALPHDIAGST representing the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator opening ALPH is a predetermined value based on the set value ΔALPHS. If it falls below, the process proceeds to step S24, where the throttle opening THVDIAGST at the start of diagnosis by the above-described failure diagnosis routine is read, and the target throttle opening THVTGT is set to the throttle opening at diagnosis start corresponding to the actual throttle opening at the start of diagnosis. Reset by THVDIAGST (THVTGT ← THVDIAGST).
[0101]
Then, the process proceeds to step S25, and the current actual throttle opening THV is subtracted from the target throttle opening THNTGT newly set in step S24 to calculate a deviation ΔTH of the actual throttle opening THV with respect to the target throttle opening THVTGT. Further, in steps S26 and S27, referring to the control amount table based on the deviation ΔTH, a throttle actuator control amount DACT for determining a control amount for the
[0102]
As a result, during the failure diagnosis execution period, when the absolute value of the difference between the diagnosis start accelerator opening ALPHDIAGST indicating the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator opening ALPH is below the set value ΔALPHS, the target throttle The opening THVTGT is reset by the diagnosis opening throttle opening THVDIAGST corresponding to the actual throttle opening at the start of diagnosis. Then, the stepping motor constituting the
[0103]
Accordingly, when the change in the amount of accelerator operation by the driver is relatively small during the execution of the failure diagnosis, the actual throttle opening THV by the throttle valve 5a is a diagnosis that satisfies the diagnosis condition, regardless of the driver's accelerator operation. By maintaining the throttle opening at the start time THVDIAGST, the state in which the diagnosis condition is established according to the engine operating state is reliably maintained, and the failure diagnosis for the intake
[0104]
As a result, in an engine that employs an electronic throttle control system, it is possible to increase the diagnosis frequency in the market (under the usage conditions of the user) and expand the diagnosis possible area, and to perform highly accurate diagnosis. Become.
[0105]
And since it becomes possible to perform failure diagnosis for the intake
[0106]
On the other hand, in step S23, when | ALPHDIAGST−ALPH | ≧ ΔALPHS and the absolute value of the difference between the accelerator opening ALPHDIAGST at the start of diagnosis and the current accelerator opening ALPH is equal to or greater than a predetermined value by the set value ΔALPHS, Jump to step S25.
[0107]
In step S21, the target throttle opening THVTGT set based on the current accelerator opening ALPH by the driver's accelerator operation is adopted, and the current actual throttle opening THV is subtracted from the target throttle opening THV. Then, the deviation ΔTH of the actual throttle opening THV with respect to the target throttle opening THVTGT is calculated, and the throttle actuator control amount DACT is set by referring to the control amount table based on the deviation ΔTH in steps S26 and S27. Then, the control amount DACT is set and the routine is exited.
[0108]
Therefore, even when the failure diagnosis is being performed, when the change in the accelerator opening ALPH due to the driver's accelerator operation is large, the target throttle opening that is set based on the current accelerator opening ALPH that represents the driver's accelerator operation amount is displayed. By adopting the degree THVTGT and controlling the actual throttle opening THV of the throttle valve 5a by the
[0109]
If the engine operating state changes with the change in the actual throttle opening THV of the throttle valve 5a due to the return to the normal throttle control, and the diagnosis conditions in steps S2 to S4 of the failure diagnosis routine described above are not satisfied, When the count of the duration of the abnormal state of the intake air amount sensor system is stopped and the count value TM of the diagnostic timer is cleared (step S13 in FIG. 2), the next time the throttle control routine is executed, step S22 is executed. From step S25, normal throttle control is continued by the target throttle opening THVTGT set based on the current accelerator opening ALPH.
[0110]
In this embodiment, the failure diagnosis for the intake air amount sensor has been described as the diagnosis target. However, the present invention is not limited to this, and the diagnosis target may be a sensor other than the intake air amount sensor or an actuator. Of course.
[0111]
In this embodiment, the accelerator opening is adopted as the accelerator operation amount of the driver. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied as long as it represents the accelerator operation amount. .
[0112]
Further, the accelerator operation can be applied to automatic operation control by operating with a control device such as a microcomputer. In this case, the driver includes not only personnel but also the control device.
[0113]
Further, in this embodiment, a stepping motor type throttle actuator is used as the throttle actuator, but the present invention is not limited to this, and a servo motor type throttle actuator, a hydraulic motor type throttle actuator, or the like may be used.
[0114]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the diagnosis condition is determined based on the engine operating state, and when the diagnosis condition is satisfied,Sensors or actuators provided in the engine control system are to be diagnosedPerform fault diagnosis. Then, the execution of the failure diagnosis is judged, and when the failure diagnosis is not executed, the target throttle opening for the throttle valve is set based on the accelerator operation amount by the driver, and the target throttle opening and the actual throttle opening are set. Since the control amount for the throttle actuator that operates the throttle valve is set based on this, the required engine output by the driver's accelerator operation is ensured. On the other hand, during the fault diagnosis execution period,The difference between the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator operation amount is compared with a predetermined value, and if the difference is less than the predetermined value, the target throttle opening is set to the actual throttle opening at the start of diagnosis. When the change in the accelerator operation amount by the driver is relatively small during the diagnosis execution period, the actual throttle opening by the throttle valve is the throttle opening at the start of diagnosis when the diagnosis condition is satisfied, regardless of the driver's accelerator operation. The diagnosis condition according to the engine operating state is reliably maintained and the failure diagnosis for the diagnosis target can be performed reliably and promptly. In addition, this makes it possible to expand the diagnosis possible area by increasing the frequency of diagnosis in the market (under the use condition of the user) in an engine employing an electronic throttle control system..
[0115]
According to the invention described in
[0116]
Furthermore, since the failure diagnosis for the diagnosis target can be performed reliably and promptly, when a failure occurs in the diagnosis target, it becomes possible to reliably determine and notify the diagnosis target failure by the on-board failure diagnosis, Accordingly, it is possible to prevent the diagnosis target from continuing to operate and to prevent secondary problems such as deterioration of exhaust emissions and harmful effects on the engine due to the failure of the diagnosis target.
[0118]
According to invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a failure diagnosis routine.
FIG. 3 is a flowchart of a throttle control routine.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a deviation of an actual throttle opening with respect to a target throttle opening and an operation relationship of a stepping motor.
FIG. 5 is an overall schematic diagram of the engine.
FIG. 6 is a side view of an accelerator pedal.
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of an electronic control system.
[Explanation of symbols]
1 engine
5a Throttle valve
10 Throttle actuator
Accelerator sensor
23 Intake air volume sensor (diagnostic object)
24a Throttle opening sensor (Sensor excluding diagnosis target)
25 Intake pipe pressure sensor (Sensor excluding diagnosis target)
32 Crank angle sensor (Sensor excluding diagnosis target)
40 Electronic control device (diagnosis means, target throttle opening setting means, control amount setting means)
ALPH accelerator opening (accelerator operation amount; current accelerator operation amount)
NE engine speed (engine operating condition)
P Intake pipe pressure (engine operating condition)
THVTGT Target throttle opening
THV actual throttle opening (engine operation state)
DACT Throttle actuator control amount (control amount for throttle actuator)
VQ intake air volume sensor output value (output value for diagnosis)
TMDIAG setting value (predetermined time)
ALPHDIAGST Accelerator opening at diagnosis start (accelerator operation amount at diagnosis start)
ΔALPHS setting value (predetermined value)
THVDIAGST Throttle opening at diagnosis start (actual throttle opening at diagnosis start)
Claims (3)
エンジン運転状態に基づいて診断条件を判断し、診断条件の成立時に、上記診断対象に対する故障診断を行う診断手段と、
故障診断の非実行時には、上記アクセル操作量に基づいてスロットル弁に対する目標スロットル開度を設定し、故障診断の実行期間中は、診断開始時のアクセル操作量と現在のアクセル操作量との差を所定値と比較し、差が所定値を下回るとき、診断開始時の実スロットル開度を上記目標スロットル開度として設定し、差が所定値以上となったとき、現在のアクセル操作量に基づいて上記目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、
上記目標スロットル開度とスロットル弁による実スロットル開度とに基づいて、上記スロットルアクチュエータに対する制御量を設定する制御量設定手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。The control amount for the throttle actuator is set based on the accelerator operation amount of the driver, and the throttle valve is operated by the throttle actuator to control the opening of the throttle valve, and the sensor or actuator provided in the engine control system is diagnosed. In the engine control device that performs failure diagnosis as a target ,
Determining a diagnostic condition on the basis of the engine operating condition, when the establishment of diagnosis condition, a diagnosis unit for performing fault diagnosis of the diagnosis object,
When failure diagnosis is not performed, the target throttle opening for the throttle valve is set based on the accelerator operation amount. During the failure diagnosis execution period, the difference between the accelerator operation amount at the start of diagnosis and the current accelerator operation amount is calculated. When the difference is less than the predetermined value, the actual throttle opening at the start of diagnosis is set as the target throttle opening, and when the difference is greater than or equal to the predetermined value, based on the current accelerator operation amount Target throttle opening setting means for setting the target throttle opening;
A control apparatus for an engine, comprising: a control amount setting means for setting a control amount for the throttle actuator based on the target throttle opening and the actual throttle opening by the throttle valve.
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