JP4335167B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents
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Description
エンジンの各種センサには、吸気系でのインテークマニフォールド圧力を測定する吸気圧力センサが含まれる。
また、吸気圧力センサと制御ユニットとの間は、信号線を介して接続されている。
また、制御ユニットは、故障診断手段が上記信号線異常を検出した場合には、異常判定された吸気圧力センサの検出情報の使用を禁止するようになっている(たとえば、特許文献1参照)。
この場合、制御ユニットは、たとえばアイドル状態またはスロットル全閉状態であっても、スロットル全開に対応した多量の燃料をエンジンに供給し、排気ガス中の有害ガス(HC、CO)を増加させることになる。
さらに、故障(信号線異常)が表示されないことから、ユーザが正常状態と認識しているにもかかわらず、エンジンを始動することができない状態に陥る。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係る内燃機関制御装置を示すブロック図であり、2輪車のV型2気筒エンジンに適用した場合を示している。
図1において、制御ユニットを構成するECU1には、エンジンの運転状態を検出する周知の各種センサとして、スロットル開度センサ2と、吸気圧力センサ3と、クランク角度センサ4とが接続されている。
吸気圧力センサ3は、エンジンの吸気系(インテークマニフォールド)の吸気圧力Pbを測定してECU1に入力する。
このとき、前述のように、吸気圧力センサ3とインテークマニフォールドとの間は、チューブ配管を介して連通されている。
クランク角度信号CAは、ECU1内において、クランク角度の測定に用いられるとともに、エンジンの回転速度Neの算出にも寄与する。
したがって、クランク角度センサ4は、エンジンの回転速度Neを測定するための回転速度センサとしても機能する。
マイコン10は、スロットル開度θ、吸気圧力Pb、回転速度Neおよびクランク角度信号CAに基づく演算処理結果に応じて、インジェクタ5、イグニションコイル6および点火プラグ7を駆動して内燃機関を制御する。
すなわち、マイコン10は、吸気圧力センサ3の異常のみならず、エンジン全体の異常を検出する故障診断手段を含む。
マイコン10内の故障診断手段は、たとえば、吸気圧力Pbの変化に基づいて、吸気圧力センサ3とECU1との間の信号線の断線または短絡を検出するとともに、吸気圧力センサ3の配管のはずれ故障を検出する。
また、他の各種センサとして、内燃機関のアイドル状態を検出するアイドルスイッチ(図示せず)をスロットル全閉位置の付近に配置してもよい。
まず、ECU1内のマイコン10は、スロットル開度センサ2から入力されるスロットル開度θを示す電圧信号と、吸気圧力センサ3から入力される吸気圧力Pbを示す電圧信号と、クランク角度センサ4から入力されるクランク角度信号CAと、他のセンサ(エアフローセンサ、冷却水温度センサなど)からの検出信号とに基づいて演算処理を実行し、エンジンの負荷状況、エンジンの回転速度Ne、クランク角度などの各種運転情報を取得する。
また、マイコン10内の故障診断手段は、各種センサからの入力信号やアクチュエータ(インジェクタ5およびイグニションコイル6などの出力装置)が故障状態にあると判定した場合には、警告用LED8を点灯駆動してユーザに報知し、必要に応じてエンジン保護動作および危険回避動作を行うことを促す。
図2においては、クランク角度信号CAと各気筒#1、#2の吸気圧力Pb1、Pb2との関係が正常状態にある場合を示している。
ただし、エンジンの回転速度Neがアイドル回転速度よりも高い場合や、スロットル開度θが十分に開放している場合(アイドルスイッチのオフ状態)には、吸気圧力センサ3の測定値が変化せず、最大吸気圧力Pmaxと最小吸気圧力Pminとの差圧ΔPが小さくなるので、異常状態の誤判定を防止するために、故障判定の実行は禁止される。
図3において、各吸気圧力Pb1、Pb2は、制御サイクル内でほとんど一定値(大気圧に相当)を示している。
したがって、スロットル全開時には、吸気圧力Pbに基づいて吸気圧力センサ3の故障有無を判定することはできない。
図4において、「配管はずれ」が発生すると、吸気圧力Pb1、Pb2は、エンジン停止時またはスロットル全開時と同じ値(大気圧に相当)となる。
なお、吸気圧力センサ3は、複数(2個)の気筒の各吸気圧力Pb1、Pb2を個別に測定するための気筒と同数(2個)の吸気圧力センサを含み、故障診断は、複数の気筒ごとの吸気圧力Pb1、Pb2に基づいて、気筒ごとに個別に実行される。
図5において、マイコン10は、まず、最大吸気圧力Pmax、最小吸気圧力Pminの各値、およびその他の変数値の初期化処理を実行した後(ステップS100)、各種センサの検出情報(スロットル開度θ、吸気圧力Pb、クランク角度信号CAなど)を読み込み(ステップS101)、クランク角度信号CAから、1制御サイクルに相当するクランク角度(=720°)が経過したか否かを判定する(ステップS102)。
一方、ステップS102において、720°[CA](1制御サイクル)が経過していない(すなわち、NO)と判定されれば、続いて、今回検出された吸気圧力Pbの値が前回までの最大吸気圧力Pmaxよりも大きいか否かを判定する(ステップS103)。
一方、ステップS103において、Pb≦Pmax(すなわち、NO)と判定されれば、続いて、今回検出された吸気圧力Pbの値が前回までの最小吸気圧力Pminよりも小さいか否かを判定する(ステップS105)。
一方、ステップS105において、Pb≧Pmin(すなわち、NO)と判定されれば、直ちにステップS101に戻る。
そして、ステップS102において、エンジンの1制御サイクル(720°)が経過した(すなわち、YES)と判定されれば、1制御サイクル間の最大吸気圧力Pmaxおよび最小吸気圧力Pminの各値の計測が終了したものと見なし、続いて、現在の回転速度Neが所定回転速度Neoよりも低いか否かを判定する(ステップS107)。
ステップS107において、Ne≧Neo(すなわち、NO)と判定されれば、回転速度Neが、誤判定を生じ得る範囲の値であると見なし、故障判定処理を実行せずに、図5の処理フローを終了する。
ステップS108において、θ≧θo(すなわち、NO)と判定されれば、スロットル開度θが、誤判定を生じ得る範囲の値であると見なし、故障判定処理を実行せずに、図5の処理フローを終了する。
ステップS110において、ΔP<ΔPo(すなわち、YES)と判定されれば、吸気圧力Pbの変化がない「配管はずれ故障状態」と見なし、故障検出フラグを立てて(ステップS111)、図5の処理フローを終了する。
また、吸気圧力センサ3の配管はずれ故障を検出したときに、警告用LED8を駆動することによりユーザへの警告報知を行い、必要に応じて故障発生時の対処を促すことができる。
また、マイコン10は、2個の吸気圧力センサのうちのいずれかが異常と判定された場合には、正常と判定された吸気圧力センサからの吸気圧力を用いて、異常と判定された吸気圧力センサに対応する気筒を制御する。
このように、故障した吸気圧力センサの信号に他方の正常な吸気圧力センサの信号を代入することにより、気筒ごとの微妙な差による最適化を実現することはできないものの、エンジン性能を大きく低下させることなく、エンジンの運転を継続させることができる。
また、警告手段として警告用LED8を用いたが、ユーザに警告を報知して対処を促す手段であれば、他の表示手段または音声発生手段などを用いてもよい。
Claims (3)
- 内燃機関の吸気系に設けられたスロットルバルブのスロットル開度を測定するスロットル開度検出手段と、
前記吸気系の吸気圧力を測定する吸気圧力検出手段と、
前記内燃機関のクランク角度を測定するクランク角度検出手段と、
前記内燃機関の回転速度を測定する回転速度検出手段と、
前記スロットル開度、前記吸気圧力、前記回転速度および前記クランク角度に基づいて前記内燃機関を制御する制御ユニットと、
前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル検出手段とを備え、
前記吸気圧力検出手段は、配管を介して前記吸気系に接続された吸気圧力センサを含み、
前記制御ユニットは、前記吸気圧力検出手段の異常を検出する故障診断手段を含み、
前記故障診断手段は、前記吸気圧力の変化に基づいて、前記吸気圧力センサと前記制御ユニットとの間の信号線の断線または短絡を検出するとともに、前記吸気圧力センサの配管のはずれ故障を検出する内燃機関制御装置において、
前記内燃機関は、複数の気筒を有し、
前記吸気圧力検出手段は、前記複数の気筒の吸気および排気のレイアウトによって互いに異なる各吸気圧力を個別に測定するための前記気筒と同数の吸気圧力センサを含み、
前記制御ユニットは、前記複数の吸気圧力センサのうちのいずれかが異常と判定された場合には、正常と判定された吸気圧力センサからの吸気圧力を用いて、前記異常と判定された吸気圧力センサに対応する気筒を制御し、
前記故障診断手段は、前記内燃機関のアイドル状態において、前記内燃機関の1制御周期での排気行程における最大吸気圧力と、前記内燃機関の吸気行程における最小吸気圧力との差圧を算出し、前記差圧が、前記スロットル開度の全開状態に対応する所定値未満を示す場合に、前記複数の吸気圧力センサごとに、前記吸気圧力センサの配管のはずれ故障状態を判定することを特徴とする内燃機関制御装置。 - 前記内燃機関は、2輪車用のV型2気筒エンジンであることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関制御装置。
- 前記制御ユニットに接続された警告手段を備え、
制御ユニットは、前記吸気圧力センサの配管のはずれ故障を検出した場合に、前記警告手段を駆動することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関制御装置。
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