JP4395000B2

JP4395000B2 - エンジン制御装置

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Publication number: JP4395000B2
Application number: JP2004122985A
Authority: JP
Inventors: 常雄田邊; 哲橋本; 隆幸矢野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2024-04-19
Also published as: JP2005307782A; US6877471B1

Description

この発明は、自動車などに搭載されるエンジンの燃料噴射量などを制御するエンジン制御装置、とくに少なくともエンジンの吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサの故障を判定する故障判定機能を持ったエンジン制御装置に関するものである。

特開２００１−１５９５７４号公報には、吸気管圧力センサの故障を判定する診断装置が提案されている。この診断装置は、推定吸気管圧力または推定吸気管圧力相当値を演算する演算手段と、実測吸気管圧力を出力する吸気管圧力センサと、故障判定手段とを備え、推定吸気管圧力または推定吸気管圧力相当値と、実測吸気管圧力から吸気管圧力センサの故障を判定する。

特開２００１−１５９５７４号公報

しかし、前記先行技術に示された故障診断装置を採用しても、自動車のドライバによるアクセル操作などで、スロットル弁開度が変化する場合、推定吸気管圧力が例えば図７に実線で示すように変化しても、実測吸気管圧力は図７に一点鎖線で示すように、推定吸気管圧力よりも遅れて変化する。このため、スロットル弁開度の変化時およびそれに続く所定時間の過渡期間では、推定吸気管圧力と実測吸気管圧力との間に大きな偏差が生じ、この過渡期間で吸気管圧力センサの故障判定を行なえば、誤判定が発生するので、過渡期間は故障判定禁止期間とする必要がある。

また、推定吸気管圧力の演算において、大気圧が１気圧とする前提条件で演算が行なわれる場合、推定吸気管圧力は図８に示すように、スロットル弁開度の増加に伴ない１気圧まで上昇する。しかし高地などで大気圧が１気圧よりも小さい低大気圧状態では、図９に示すように、スロットル弁開度が所定値以上の範囲において、実測吸気管圧力は低大気圧に保持されるので、推定吸気管圧力との間に偏差が生じ、この状態でも故障の誤判定が発生する危険がある。この故障の誤判定を防止するには、大気圧センサを設けて大気圧を検出し、低大気圧時に故障判定を禁止する必要がある。

さらに２つのスロットルポジションセンサを用いるエンジン制御装置では、吸気管圧力センサの故障判定に使用されるスロットルポジションセンサが正常であることを、スロットルポジションセンサ専用の故障判定機能によって判定することが必要とされ、これがエンジン制御装置の処理時間の増加、およびメモリ容量の増加をもたらし、エンジン制御装置の負荷を大きくする不都合がある。

この発明の第１の目的は、スロットル弁開度が変化する前記過渡期間においても、故障判定を禁止する必要がないように改良されたエンジン制御装置を提案することである。

また、この発明の第２の目的は、前記過渡期間においても故障判定を禁止する必要がなく、併せて大気圧を検出することなく、前記低大気圧での誤判定を防止できるように改良されたエンジン制御装置を提案することである。

さらに、この発明の第３の目的は、前記過渡期間においても故障判定を禁止する必要がなく、併せて前記スロットルポジションセンサ専用の故障判定機能を不要とし、処理時間およびメモリ容量も削減を可能としたエンジン制御装置を提案することである。

この発明の第１の観点におけるエンジン制御装置は、スロットル弁開度を表わす信号を出力するスロットルポジションセンサ、エンジン回転数を表わす信号を出力する回転数センサ、および実測吸気管圧力を表わす信号を出力する吸気管圧力センサを備えたエンジン制御装置であって、少なくとも前記吸気管圧力センサの故障を判定する故障判定手段を有し、この故障判定手段は、
前記スロットルポジションセンサからのスロットル弁開度を表わす信号と前記回転数センサからのエンジン回転数を表わす信号とに基づき推定吸気管圧力信号を出力する第１データ処理手段と、前記推定吸気管圧力信号を受けてこの推定吸気管圧力信号を修正し、前記スロットル弁開度が増大する増大区域とそれが減少する減少区域のそれぞれにおいて、前記推定吸気管圧力信号の変化部分と前記実測吸気管圧力を表わす信号の変化部分との間で変化する変化部分を有する修正推定吸気管圧力信号を発生する第２データ処理手段と、前記実測吸気管圧力を表わす信号と前記修正推定吸気管圧力信号とを比較し少なくとも前記吸気管圧力センサの故障判定を行なう故障判定処理手段とを含み、
前記第２データ処理手段は、前記増大区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号が上
昇し、前記修正推定吸気管圧力信号に近づいたときに、前記修正推定吸気管圧力信号に対して所定値を加算する加算処理を行ない、また、前記減少区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号が減少し、前記修正推定吸気管圧力信号に近づいたときに、前記修正推定吸気管圧力信号に対して所定値を減算する減算処理を行なうようにして、前記修正推定吸気管圧力信号を発生し、
また、前記故障判定処理手段は、前記増大区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号とそれよりも大きな前記修正推定吸気管圧力信号との偏差が、また、前記減少区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号とそれよりも小さな前記修正推定吸気管圧力信号との偏差がそれぞれ所定偏差以上となった状態が、所定時間継続したときに、前記吸気管圧力センサの故障を判定するように構成されたことを特徴とする。

また、この発明の第２の観点におけるエンジン制御装置は、第１の観点におけるエンジン制御装置において、さらに前記推定吸気管圧力信号が前記実測吸気管圧力を表わす信号よりも大きく、しかも前記実測吸気管圧力信号が所定圧力値よりも大きいかどうかの圧力判定処理を行ない、この圧力判定処理の結果に基づいて、前記故障判定処理が実行されることを特徴とする。

さらに、この発明の第３の観点におけるエンジン制御装置は、第１の観点におけるエンジン制御装置において、前記スロットル弁開度を表わす信号を出力する第１、第２スロットルポジションセンサを備え、前記吸気管圧力センサと前記第１、第２スロットルポジションセンサの故障を判定する故障判定機能を有し、この故障判定機能では、前記第１スロットルポジションセンサからのスロットル弁開度を表わす信号と前記回転数センサからのエンジン回転数を表わす信号とに基づき第１推定吸気管圧力信号を出力し、この第１推定吸気管圧力信号を受けてこの第１推定吸気管圧力信号を修正した第１修正推定吸気管圧力信号を発生し、前記実測吸気管圧力信号と前記第１修正推定吸気管圧力信号とを比較して第１故障判定を行ない、また、前記第２スロットルポジションセンサからのスロットル弁開度を表わす信号と前記回転数センサからのエンジン回転数を表わす信号とに基づき第２推定吸気管圧力信号を出力し、この第２推定吸気管圧力信号を受けてこの第２推定吸気管圧力信号を修正した第２修正推定吸気管圧力信号を発生し、前記実測吸気管圧力信号と前記第２修正推定吸気管圧力信号とを比較して第２故障判定を行ない、前記第１故障判定と第２故障判定の結果に基づき、前記吸気管圧力センサと前記第１、第２スロットルポジションセンサの故障判定を行なうことを特徴とする。

この発明の第１の観点におけるエンジン制御装置では、第２データ処理手段は、前記スロットル弁開度が増大する増大区域とそれが減少する減少区域のそれぞれにおいて、前記推定吸気管圧力信号の変化部分と前記実測吸気管圧力を表わす信号の変化部分との間で変化する変化部分を有する修正推定吸気管圧力信号を発生し、前記第２データ処理手段は、前記増大区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号が上昇し、前記修正推定吸気管圧力信号に近づいたときに、前記修正推定吸気管圧力信号に対して所定値を加算する加算処理を行ない、また、前記減少区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号が減少し、前記修正推定吸気管圧力信号に近づいたときに、前記修正推定吸気管圧力信号に対して所定値を減算する減算処理を行なうようにして、前記修正推定吸気管圧力信号を発生し、また、前記故障判定処理手段は、前記増大区域では、実測吸気管圧力を表わす信号とそれよりも大きな修正推定吸気管圧力信号との偏差が、また、前記減少区域では、実測吸気管圧力を表わす信号とそれよりも小さな修正推定吸気管圧力信号との偏差がそれぞれ所定偏差以上となった状態が、所定時間継続したときに、吸気管圧力センサの故障が判定されるので、スロットル弁開度が変化する過渡期間においても、故障判定を禁止する必要がなく、故障判定を行なうことができる。

この発明の第２の観点におけるエンジン制御装置では、前記第１の観点におけるエンジン制御装置による効果に加え、前記推定吸気管圧力信号が前記実測吸気管圧力を表わす信号よりも大きく、しかも前記実測吸気管圧力信号が所定圧力値よりも大きいかどうかの圧力判定処理を行ない、この圧力判定処理の結果に基づいて、前記故障判定処理が実行されるので、特別な大気圧センサを設置することなく、低気圧時における誤判定を回避できる。

この発明の第３の観点におけるエンジン制御装置では、前記第１の観点におけるエンジン制御装置による効果に加え、前記第１故障判定と第２故障判定の結果に基づき、前記吸気管圧力センサと前記第１、第２スロットルポジションセンサの故障判定を行なうので、スロットルポジションセンサ専用の故障判定機能を不要とし、そのための処理時間およびメモリ容量も削減を図りながら、吸気管圧力センサと第１、第２スロットルポジションセンサの故障をも判定できる。

以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明によるエンジン制御装置の実施の形態１をエンジンとともに示す。図１において、エンジン装置１は、自動車に搭載されるものであり、エンジン１０と、エンジン制御装置４０を含み、エンジン１０にはエンジンの吸気装置２０と、エンジンの排気装置３０が付設される。
エンジン１０は、燃焼室１１、ピストン１２、吸気弁１３、排気弁１４、および点火装置１５を有し、吸気弁１３の近くには、燃料噴射装置１６が配置されている。また、エンジン１０のクランク軸１７の近くには、エンジンの回転数センサ１８が設置される。この回転数センサ１８は、クランク角センサであって、エンジン回転数Ｎを表わす信号Ｄを出力する。

エンジンの吸気装置２０は、吸気弁１３を通じて燃焼室１１に連結される。この吸気装置２０は、吸気管２１と、空気フィルタ２２と、スロットル弁２３と、スロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂと、吸気管圧力センサ２５とを有する。

空気フィルタ２２は吸気管２１の入口部分に配置される。スロットル弁２３は吸気管２１の吸気通路の大きさを制御するように、吸気管２１内に設置される。このスロットル弁２３は電子制御スロットルであり、そのスロットル弁開度Ｔｈｏは、自動車のドライバにより操作されるアクセルペダルの踏み込みに応じて、電子制御される。

スロットル弁２３には、スロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Bが付設される。このスロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂは、スロットル弁２３と機械的に連結され、スロットル弁開度Ｔｈｏを表わす信号Ａ、Ｂを出力する。ドライバによりアクセルペダルが操作されると、その踏み込みに応じてスロットル弁２３のスロットル弁開度Ｔｈｏが電子的に変化されるが、このスロットル弁２３の電子制御において、スロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂは、スロットル弁開度Ｔｈｏを表わす信号Ａ、Ｂを出力し、この信号Ａ、Ｂとアクセルペダルの踏み込みに応じたアクセル信号とを比較することにより、アクセルペダルの踏み込みに応じてスロットル弁２３が駆動される。また、スロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂは、エンジンのアイドル回転数を決定する制御にも利用される。

吸気管圧力センサ２５は、スロットル弁２３の下流側における吸気管２１内の実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを表わす信号Ｃを出力する。この実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを表わす信号Ｃは、燃料噴射装置１６から燃焼室１１に噴射される燃料量を決定するのに利用される。

エンジンの排気装置３０は、エンジン１０の排気弁１４を通じて燃焼室１１に連結されている。この排気装置３０には、排気ガスを浄化する浄化触媒手段３１、３２、３３が配置されている。

エンジン制御装置４０は、マイクロコンピュータなどの電子制御装置（ＥＣＵ）で構成され、エンジン１０の各部を電子的に制御する。このエンジン制御装置４０は、スロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂを用いたスロットル弁２３の制御、同じくスロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂを用いたアイドル回転数の制御、吸気管圧力センサ２５を用いた燃料噴射量の制御、および点火装置１５に対する点火時期制御などを行なう。

スロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂは、その一方が故障しても、他方で代用できるようにするために２つ設置される。例えば第１スルットルポジションセンサ２４Ａが故障した場合に、それに代わって第２スロットルポジションセンサ２４Ｂが利用される。

エンジン制御装置４０は、故障判定手段５０を含んでいる。この故障判定手段５０は、第１データ処理部５１、第２データ処理部５２、比較部５３および故障判定処理部５４を有する。実施の形態１では、故障判定手段５０は吸気管圧力センサ２５に対する故障判定を行なう。実施の形態１では、スロットルポジションセンサ２４Ａまたは２４Ｂと、クランク角センサ１８が正常であることが別の手段で判定され、これらの正常なスロットルポジションセンサ２４Ａまたは２４Ｂと、クランク角センサ１８の出力信号を利用して、吸気管圧力センサ２５の故障が判定される。

第１データ処理部５１は、スロットルポジションセンサ２４Ａまたは２４Ｂからのスロットル弁開度Ｔｈｏを表わす信号ＡまたはＢと、回転数センサ１８からのエンジン回転数Ｎを表わす信号Ｄを受けて、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを表わす信号Ｅを発生する。具体的には、第１データ処理部５１では、エンジン制御装置４０のメモリに予め記憶された推定吸気管圧力データが検索される。この推定吸気管圧力データは、スロットル弁開度Ｔｈｏとエンジン回転数Ｎをパラメータとするデータであり、スロットル弁開度Ｔｈｏとエンジン回転数Ｎとを与えることにより、それらに応じた推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを表わす信号Ｅが出力される。

第２データ処理部部５２は、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを表わす信号Ｅを受けて、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを演算し、この修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを表わす信号Ｆを出力する。比較部５３には、第２演算部５２からの修正吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを表わす信号Ｆと、吸気管圧力センサ２６からの実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを表わす信号Ｃとが供給される。比較部５３は、これらの信号Ｆと信号Ｃに基づき、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐと実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを比較し、それらの比較結果出力Ｇを出力する。故障判定処理部５４は比較結果出力Ｇを受け、これに基づき吸気管圧力センサ２５の故障を判定する。

図２は実施の形態１において、エンジン制御装置４０において、修正吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを求める動作のフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、例えば１０ｍｓｅｃ毎の一定周期で、繰り返し実行される。図３は図２のフローチャートを用いて、実施の形態１によって得られる修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐおよび実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐとともに示したグラフである。

図３において、縦軸は吸気管圧力、横軸は時間であり、細い実線の曲線ＥＥは推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを、太い一点鎖線の曲線ＣＣは実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを、また太い実線の曲線ＦＦは修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐをそれぞれ示す。図３の左側にはスロットル弁開度Ｔｈｏが増大する増大区域ＩＮＣが、またその右側にはスロットル弁開度Ｔｈｏが減少する減少区域ＤＥＣがそれぞれ示される。

増大区域ＩＮＣでは、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを示す曲線ＥＥに上昇部分ＥＥ１が現われ、これに遅れて実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを示す曲線ＣＣにも上昇部分ＣＣ１が現われ、これらの上昇部分ＥＥ１、ＣＣ１の中間に、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを示す曲線ＦＦの上昇部分ＦＦ１が現われる。一方、減少区域ＤＥＣでは、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを示す曲線ＥＥに低下部分ＥＥ２が現われ、これに遅れて実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを示す曲線ＣＣにも低下部分ＣＣ２が現われ、これらの低下部分ＥＥ２、ＣＣ２の中間に、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを示す曲線ＦＦの低下部分ＦＦ２が現われる。

さて、図２に示すフローチャートは、スタートとエンドとの間に、ステップ１０１から１１１とステップ２０５から２１０を含んでいる。まず、最初のステップ１０１では、エンジン制御装置４０は各センサからエンジン１０の運転状態を検出する。スロットルポジションセンサ２４Ａまたは２４Ｂからはスロットル弁開度Ｔｈｏを表わす信号ＡまたはＢが、吸気管圧力センサ２５からは実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを表わす信号Ｃが、また回転数センサ１８からはエンジン回転数Ｎを表わす信号Ｄがそれぞれ取り込まれる。

次のステップ１０２では、第１データ処理部５１において、スロットル弁開度Ｔｈｏを表わす信号ＡまたはＢとエンジン回転数Ｎを表わす信号Ｄとに基づき、予めメモリに記憶された推定吸気管圧力データを検索することにより、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐが求められる。

次のステップ１０３では、推定吸気管圧力にＥｓｔ_Ｐが、修正推定吸気管圧力にＭｏｎ_Ｐが、また実測吸気管圧力にＩｎｄ_Ｐがそれぞれセットされる。なお、エンジン制御装置４０の電源が投入された直後の１回目のルーチンでは、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐは演算されていないので、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐがセットされる。

次のステップ１０４では、Ｅｓｔ_Ｐ（推定吸気管圧力）がＭｏｎ_Ｐ（修正推定吸気管圧力）よりも大きいかどうかが判定される。すなわち、Ｅｓｔ_Ｐ＞Ｍｏｎ_Ｐが判定される。その判定結果がＹｅｓならば、ステップ１０５に進み、またその判定結果がＮｏならば、ステップ２０５へ進む。

ステップ１０５からステップ１１０による処理は、図３に示す増大区域ＩＮＣに対応して、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを示す曲線ＦＦに上昇部分ＦＦ１を与える処理である。またステップ２０５からステップ２１０による処理は、図３に示す減少区域ＤＥＣに対応して、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを示す曲線ＦＦに低下部分ＦＦ２を与える処理である。

ステップ１０５では、Ｗａｉｔ２フラグに０がセットされ、次のステップ１０６では、Ｗａｉｔ１フラグが１であるかが判定される。このステップ１０６の判定結果がＮｏならば、ステップ１０７に進み、Ｗａｉｔ１フラグに１がセットされ、ステップ１０８が実行される。

このステップ１０８では、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐに、（Ｍｏｎ_Ｐ＋Ｋ２）とＥｓｔ_Ｐの小さい方がセットされる。このステップ１０８では、ステップ１０４によるＥｓｔ_Ｐ＞Ｍｏｎ_Ｐの状態において、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐに近づけるために、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐに、所定値Ｋ２を加算する加算処理を行なうか、またはそのときの推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐをセットする。具体的には、図３に示す上昇部分ＦＦ１の点ａでは、初期値（推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐ）に対し、ステップ１０８で所定値Ｋ２が加算され、ステップ１１１において、修正推定吸気管圧力に（Ｅｓｔ_Ｐ＋Ｋ２）がセットされる。所定値Ｋ２は、例えば２５０ｍｍＨｇとされる。

ステップ１０６の判定結果がＹｅｓであれば、ステップ１０９に進み、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐから実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを差し引いた値が所定値Ｋ１よりも小さいかどうかが判定される。すなわち、Ｍｏｎ_Ｐ−Ｉｎｄ_Ｐ＜Ｋ１かどうかが判定される。点ｂのように、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐが実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐに比べて所定値Ｋ１以上大きければ、このステップ１０９の判定結果はＮｏとなり、そのままの修正推定吸気管圧力が保持される。所定値Ｋ１は、例えば２００ｍｍＨｇとされる。

点ｃにおいて、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐが上昇して修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐに近づき、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐとの差が所定値Ｋ１より小さくなれば、ステップ１０９の判定結果がＹｅｓとなり、ステップ１１０において、Ｗａｉｔ１フラグに０がセットされる。この状態では、次に実行されるルーチンにおいて、ステップ１０６の判定結果がＮｏとなるので、ステップ１０７を経て、ステップ１０８において、再び修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐに所定値Ｋ２が加算され、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐは推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐに近づくように上昇する。

点ｄにおいて、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐの上昇により、Ｍｏｎ_Ｐ−Ｉｎｄ_Ｐの値が小さくなり、ステップ１０９における判定結果が再びＹｅｓとなれば、再びＷａｉｔ１フラグに０がセットされ、続いて実行される次のルーチンで、ステップ１０８において、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐの所定値Ｋ２が加算されるが、この点ｄでは、加算値（Ｍｏｎ_Ｐ＋Ｋ２）が推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを超えるため、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐは、そのときの推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐにセットされ、修正吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐは推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐに制限される。結果として、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを示す曲線ＦＦは、増大区域ＩＮＣにおいて、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを示す曲線ＥＥの上昇部分ＥＥ１と、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを示す曲線ＣＣの上昇部分ＣＣ１との間を上昇する上昇部分ＦＦ１を持つことになり、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐは推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐの上昇部分ＥＥ１から、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐの上昇部分ＣＣ１に近づいた上昇部分ＦＦ１を持つことになる。

Ｗａｉｔ１フラグは、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐに所定値Ｋ２を加算して更新する場合に１にセットされ、この更新後にＷａｉｔ１プラグが１を保持すれば、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐはそのまま保持され、その後に実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐの上昇により、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐと実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐとの差が所定値Ｋ１よりも小さくなれば、ステップ１１０と次のルーチンのステップ１０６を経て、ステップ１０７においてＷａｉｔ１フラグが１にセットされることになる。

ステップ２０５から２１０による処理では、所定値Ｋ２を減算する同様な処理により、図３に示す減少区域ＤＥＣに対応して、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを示す曲線ＦＦに低下部分ＦＦ２を与える。

具体的には、ステップ２０５では、Ｗａｉｔ１フラグに０がセットされ、次のステップ２０６では、Ｗａｉｔ２フラグが１であるかどうかが判定される。このステップ２０６の判定結果がＮｏならば、ステップ２０７に進み、Ｗａｉｔ２フラグに１がセットされ、ステップ２０８が実行される。

このステップ２０８では、（Ｍｏｎ_Ｐ−Ｋ２）とＥｓｔ_Ｐの大きい方が、修正推定吸気管圧力にセットされる。このステップ２０８では、ステップ１０４によるＥｓｔ_Ｐ＜Ｍｏｎ_Ｐの状態において、Ｍｏｎ_ＰをＥｓｔ_Ｐに近づけるために、Ｍｏｎ_Ｐから所定値Ｋ２を減算するか、または修正推定吸気管圧力にそのときのＥｓｔ_Ｐをセットする。具体的には、図３に示す低下部分ＦＦ２の点ｅでは、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐの飽和値から、ステップ２０８で所定値Ｋ２が減算され、ステップ１１１において、修正推定吸気管圧力に（Ｅｓｔ_Ｐ−Ｋ２）がセットされる。

ステップ２０６の判定結果がＹｅｓであれば、ステップ２０９に進み、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐから修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを差し引いた値が所定値Ｋ１よりも小さいかどうかが判定される。すなわち、Ｉｎｄ_Ｐ−Ｍｏｎ_Ｐ＜Ｋ１が判定される。点ｆのように、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐが実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐに比べて所定値Ｋ１以上小さければ、このステップ２０９の判定結果はＮｏとなり、そのままの修正推定吸気管圧力が保持される。

点ｇにおいて、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐが低下し、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐとの差が所定値Ｋ１より小さくなれば、ステップ２０９の判定結果がＹｅｓとなり、ステップ２１０において、Ｗａｉｔ２フラグに０がセットされる。この状態では、次に実行されるルーチンにおいて、ステップ２０６の判定結果がＮｏとなるので、ステップ２０７を経て、ステップ２０８において、再び修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐから所定値Ｋ２が減算され、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐは推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐに近づくように低下する。

点ｈにおいて、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐの低下により、（Ｉｎｄ_Ｐ−Ｍｏｎ_Ｐ）の値が所定値Ｋ１より小さくなり、ステップ２０９における判定結果が再びＹｅｓとなれば、再びＷａｉｔ２フラグに０がセットされ、続いて実行される次のルーチンで、ステップ２０８において、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐから所定値Ｋ２が減算されるが、この点ｆでは、減算値（Ｍｏｎ_Ｐ−Ｋ２）が推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐより小さくなるため、修正推定吸気管圧力にそのときの推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐがセットされ、この推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐに制限される。結果として、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐを示す曲線ＦＦは、減少区域ＤＥＣにおいて、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを示す曲線ＥＥの低下部分ＥＥ２と、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを示す曲線ＣＣの低下部分ＣＣ２との間を低下する低下部分ＦＦ２を持つことになり、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐは推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐの低下部分ＥＥ２から、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐの低下部分ＣＣ２に近づいた低下部分ＦＦ２を持つことになる。

Ｗａｉｔ２フラグは、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐから所定値Ｋ２を減算して更新する場合に１にセットされ、この更新後にＷａｉｔ２プラグが１を保持すれば、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐはそのまま保持され、その後に実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐの低下により、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐと修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐとの差が所定値Ｋ１よりも小さくなれば、ステップ２１０と次に実行されるルーチンのステップ２０６を経て、ステップ２０７においてＷａｉｔ２フラグが１にセットされることになる。

このように、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐは、増大区域ＩＮＣでは、推定吸気管圧力Ｅｓｔを示す曲線ＥＥの上昇部分ＥＥ１と、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを示す曲線ＣＣの上昇部分ＣＣ１との間に上昇部分ＦＦ１を持ち、また減少区域ＤＥＣでは、推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐを示す曲線ＥＥの低下部分ＥＥ２と、実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを示す曲線ＣＣの低下部分ＣＣ２との間に低下部分ＦＦ１を持つので、この修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐと実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを比較部５３において比較することにより、図３の横軸に沿って示す通り、増大区域ＩＮＣから減少区域ＤＥＣに亘り、全区域において、吸気管圧力センサ２５の故障判定を可能とすることができる。

図４は実施の形態１による吸気管圧力センサ２５の故障判定動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、スタートとエンドとの間に、ステップ６０１から６０３を含んでいる。この図４に示すフローチャートも、例えば１０ｍｓｅｃ毎の一定周期で、繰り返し実行される。

まず、ステップ６０１では、図２について説明したフローチャートにより、修正推定吸気管圧力にＭｏｎ_―Ｐがセットされ、また実測吸気管圧力にＩｎｄ₋Ｐがセットされる。次のステップ６０２では、Ｍｏｎ₋ＰとＩｎｄ₋Ｐとの偏差（絶対値）が所定値Ｋ３以上の状態が所定時間以上継続したかどうかが判定される。この判定結果がＹｅｓならば、ステップ６０３において、吸気管圧力センサ２５が故障と判定される。ステップ６０２の判定結果がＮｏならば、そのままエンドに至り、吸気管圧力センサ２５は故障と判定されることなく、正常とされる。この判定は、言い換えれば、スロットル弁開度Ｔｈｏが増大する増大区域ＩＮＣでは、実測吸気管圧力Ｉｎｄ ₋ Ｐとそれよりも大きな修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ ₋ Ｐとの偏差が、また、スロットル弁開度Ｔｈｏが減少する減少区域ＤＥＣでは、実測吸気管圧力Ｉｎｄ ₋ Ｐとそれよりも小さな修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ ₋ Ｐとの偏差がそれぞれ所定偏差以上となった状態が、所定時間継続したときに、吸気管圧力センサ２５が故障と判定することを意味する。

実施の形態２．
図５はこの発明によるエンジン制御装置の実施の形態２の動作を示すフローチャートである。この実施の形態２では、図１に示した実施の形態１の構成と、図２に示した修正推定吸気管圧力ＭｏｎＰを求めるフローチャートがそのまま使用され、図３に示した修正推定吸気管圧力のグラフもそのまま適用される。この実施の形態２では、図１に示すエンジン制御装置４０において、図４に示すフローチャートに代わって、図５に示すフローチャートが使用される。図５のフローチャートも、例えば１０ｍｓｅｃ毎の一定周期で、繰り返し実行される。

図５のフローチャートは、スタートとエンドの間に、ステップ７０１から７０３を含んでいる。まず、ステップ７０１では、推定吸気管圧力にＥｓｔ_Ｐが、実測吸気管圧力にＩｎｄ_Ｐが、また修正推定吸気管圧力にＭｏｎ_Ｐがそれぞれセットされる。Ｅｓｔ_Ｐは、図１の第１データ処理部５１からの信号Ｅとして取り込まれ、Ｉｎｄ_Ｐは図１の吸気管圧力センサ２５からの信号Ｃとして取り込まれ、またＭｏｎ_Ｐは図１の第２データ処理部５２からの信号Ｆとして取り込まれる。

次のステップ７０２では、Ｅｓｔ_ＰとＩｎｄ_Ｐとについて、Ｅｓｔ_Ｐ＞Ｉｎｄ_Ｐ＞Ｋｐａｌの関係が成立しているかどうかが判定される。Ｋｐａｌは、所定圧力値を示す定数である。ステップ７０２における判定結果がＮｏならば、ステップ７０３に進み、このステップ７０３において、吸気管圧力センサ２５が故障しているかどうかの故障判定が実行される。このステップ７０３における故障判定は、図４に示すフローチャートを用いて実行される。ステップ７０２における判定結果がＹｅｓならば、ステップ７０３は実行されず、そのままエンドに至る。

Ｅｓｔ_Ｐ＞Ｉｎｄ_Ｐ＞Ｋｐａｌの関係が成立している状態は、図９に示した誤判定の可能性のある状態であり、実施の形態２では、この関係が成立しておれば、吸気管圧力センサ２５の故障判定を行なわない。従来では、この誤判定を回避するために、大気圧センサを設置するが、実施の形態２では、この大気圧センサを用いずに、誤判定を回避することができ、併せて、実施の形態１と同様に、ステップ４３において、吸気管圧力センサ２５の故障判定を行なう場合においては、吸気管圧力の増大区域ＩＮＣから減少区域ＤＥＣに亘り、その全域で故障判定を行なうことができる効果がある。

実施の形態３．
図６はこの発明によるエンジン制御装置の実施の形態３の動作を示すフローチャートである。この図６のフローチャートも、例えば１０ｍｓｅｃ毎の一定周期で、繰り返し実行される。この図６のフローチャートは、スタートとエンドの間にステップ８０１からステップ８１７を含んでいる。

この実施の形態３では、吸気管圧力センサ２５に加え、２つのスロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂの故障が判定される。この実施の形態３でも、図１に示すエンジン装置１とエンジン制御装置４０はそのまま使用される。また、図２に示す修正推定吸気管圧力ＭｏｎＰの設定フローチャートも、ステップ８０４、ステップ８０８においてそのまま使用される。

まず、ステップ８０１では、第１スロットルポジションセンサ２４Ａからの信号Ａと、回転数センサ１８からのエンジン回転数Ｎを表わす信号Ｄを用いて、第１データ処理部５１により、第１推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐ１を表わす信号Ｅ１が出力される。また、次のステップ８０２では、第２スロットルポジションセンサ２４Ｂからの信号Ｂと、回転数センサ１８からのエンジン回転数Ｎを表わす信号Ｄを用いて、第１データ処理部５１により、第２推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐ２を表わす信号Ｅ２が出力される。これらの信号Ｅ１、Ｅ２は、エンジン制御装置４０のメモリに一時記憶される。次のステップ８０３では、吸気管圧力センサ２５からの実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを表わす信号Ｃが読み込まれ、メモリに一時記憶される。

ステップ８０４では、第１推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐ１を表わす信号Ｅ１と実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを表わす信号Ｃを用いて、第２データ処理部５２により、第１修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐ１を表わす信号Ｆ１が求められ、メモリに一時記憶される。続いて、比較部５３により、第１修正吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐ１を表わす信号Ｆ１と、実測吸気管圧力ＩｎｄＰを表わす信号Ｃを比較して、第１比較結果信号Ｇ１を出力し、故障判定処理部５４において、第１故障判定が行なわれる。この第１故障判定では、図４に示すフローチャートと同様に、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐ１と実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐとの偏差（絶対値）が所定値Ｋ３よりも大きい状態が所定時間継続した場合に、故障の判定が出される。

ステップ８０５では、故障判定処理部５４による第１故障判定の判定結果が故障かどうかが判定され、その判定結果がＹｅｓであればステップ８０６に進み、第１故障フラグ１に１がセットされる。ステップ８０５の判定結果がＮｏであればステップ８０７に進み、第１故障フラグ１が０にセットされる。

次のステップ８０８では、第２推定吸気管圧力Ｅｓｔ_Ｐ２を表わす信号Ｅ２と実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐを表わす信号Ｃを用いて、第２データ処理部５２により、第２修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐ２を表わす信号Ｆ２が求められ、メモリに一時記憶される。続いて、比較部５３により、第２修正吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐ２を表わす信号Ｆ２と、実測吸気管圧力ＩｎｄＰを表わす信号Ｃを比較して、第２比較結果信号Ｇ１を出力し、故障判定処理部５４において、第２故障判定が行なわれる。この第２故障判定でも、図４に示すフローチャートと同様に、修正推定吸気管圧力Ｍｏｎ_Ｐ２と実測吸気管圧力Ｉｎｄ_Ｐとの偏差（絶対値）が所定値Ｋ３よりも大きい状態が所定時間継続した場合に、故障の判定が出される。

ステップ８０９では、故障判定処理部５４による第２故障判定の結果が故障かどうかが判定され、その判定結果がＹｅｓであればステップ８１０に進み、第２故障フラグ２に１がセットされる。ステップ８０９の判定結果がＮｏであればステップ８１１に進み、第２故障フラグ２が０にセットされる。

次のステップ８１２では、第１故障フラグ１が１かどうかが判定され、その判定結果がＹｅｓならばステップ８１３に進み、このステップ８１３では第２故障フラグ２が１かどうかが判定される。またステップ８１２の判定結果がＮｏであれば、ステップ８１４に進み、このステップ８１４でも第２故障フラグ２が１かどうかが判定される。

ステップ８１３の判定結果がＹｅｓならばステップ８１５に進み、このステップ８１５では吸気管圧力センサ２５が故障との判定が行なわれる。また、ステップ８１３の判定結果がＮｏならばステップ８１６に進み、このステップ８１７では、第１スロットルポジションセンサ２４Ａが故障との判定が行なわれる。

ステップ８１４の判定結果がＹｅｓならばステップ８１７に進み、このステップ８１７では第２スロットルポジションセンサ２４Ｂが故障との判定が行なわれる。ステップ８１４の判定結果がＮｏならば、吸気管圧力センサ２５および第１、第２スロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Ｂはいずれも正常とされ、故障判定処理が終了される。

実施の形態３では、スロットルポジションセンサ専用の故障判定機能を不要とし、そのための処理時間およびメモリ容量も削減を図りながら、吸気管圧力センサ２５と第１、第２スロットルポジションセンサ２４Ａ、２４Bの故障をも判定できる。併せて、実施の形態１と同様に、スロットル弁開度が変化する過渡期間においても、故障判定を禁止する必要がなく、故障判定を行なうことができる。

この発明によるエンジン制御装置は、自動車に搭載されるエンジンの制御装置として利用される。

図１はこの発明によるエンジン制御装置の実施の形態１をエンジン装置とともに示す構成図。図２は実施の形態１における修正推定吸気管圧力を求める動作のフローチャート。図３は実施の形態１における修正推定吸気管圧力の変化を、推定吸気管圧力および実測吸気管圧力の変化とともに示すグラフ。図４は実施の形態１の故障判定処理の動作を示すフローチャート。図５はこの発明によるエンジン制御装置の実施の形態２における故障判定処理の動作を示すフローチャート。図６はこの発明によるエンジン制御装置の実施の形態３における故障判定処理の動作を示すフローチャート。従来使用される推定吸気管圧力と実測吸気管圧力の変化を示すグラフ。従来使用される推定吸気管圧力と実測吸気管圧力の大気圧に対する変化を示すグラフ。従来使用される推定吸気管圧力と実測吸気管圧力の大気圧に対する変化を示すグラフ。

符号の説明

１：エンジン装置、１０：エンジン、１８：エンジン回転数センサ、２１：吸気管、
２３：スロットル弁、２４Ａ：第１スロットルポジションセンサ、
２４Ｂ：第２スロットルポジションセンサ、
４０：エンジン制御装置、５０：故障判定手段、５１：第１データ処理部、
５２：第２データ処理部、５３：比較部、５４：故障判定処理部、
ＥＥ１、ＥＥ２：推定吸気管圧力の変化部分、
ＣＣ１、ＣＣ２：実測吸気管圧力の変化部分、
ＦＦ１、ＦＦ２：修正推定吸気管圧力の変化部分。

Claims

スロットル弁開度を表わす信号を出力するスロットルポジションセンサ、エンジン回転数を表わす信号を出力する回転数センサ、および実測吸気管圧力を表わす信号を出力する吸気管圧力センサを備えたエンジン制御装置であって、
少なくとも前記吸気管圧力センサの故障を判定する故障判定手段を有し、この故障判定手段は、
前記スロットルポジションセンサからのスロットル弁開度を表わす信号と前記回転数センサからのエンジン回転数を表わす信号とに基づき推定吸気管圧力信号を出力する第１データ処理手段と、
前記推定吸気管圧力信号を受けてこの推定吸気管圧力信号を修正し、前記スロットル弁開度が増大する増大区域とそれが減少する減少区域のそれぞれにおいて、前記推定吸気管圧力信号の変化部分と前記実測吸気管圧力を表わす信号の変化部分との間で変化する変化部分を有する修正推定吸気管圧力信号を発生する第２データ処理手段と、
前記実測吸気管圧力を表わす信号と前記修正推定吸気管圧力信号とを比較し少なくとも前記吸気管圧力センサの故障判定を行なう故障判定処理手段とを含み、
前記第２データ処理手段は、前記増大区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号が上昇し、前記修正推定吸気管圧力信号に近づいたときに、前記修正推定吸気管圧力信号に対して所定値を加算する加算処理を行ない、また、前記減少区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号が減少し、前記修正推定吸気管圧力信号に近づいたときに、前記修正推定吸気管圧力信号に対して所定値を減算する減算処理を行なうようにして、前記修正推定吸気管圧力信号を発生し、
また、前記故障判定処理手段は、前記増大区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号とそれよりも大きな前記修正推定吸気管圧力信号との偏差が、また、前記減少区域では、前記実測吸気管圧力を表わす信号とそれよりも小さな前記修正推定吸気管圧力信号との偏差がそれぞれ所定偏差以上となった状態が、所定時間継続したときに、前記吸気管圧力センサの故障を判定するように構成されたことを特徴とするエンジン制御装置。
請求項１記載のエンジン制御装置であって、さらに前記推定吸気管圧力信号が前記実測吸気管圧力を表わす信号よりも大きく、しかも前記実測吸気管圧力を表わす信号が所定圧力値よりも大きいかどうかの圧力判定処理を行ない、この圧力判定処理の結果に基づいて
、前記故障判定処理が実行されることを特徴とするエンジン制御装置。
請求項１記載のエンジン制御装置であって、前記スロットル弁開度を表わす信号を出力する第１、第２スロットルポジションセンサを備え、
前記故障判定手段は、前記吸気管圧力センサと前記第１、第２スロットルポジションセンサの故障を判定するように構成され、
この故障判定手段では、前記第１スロットルポジションセンサからのスロットル弁開度を表わす信号と前記回転数センサからのエンジン回転数を表わす信号とに基づき前記第１データ処理手段により第１推定吸気管圧力信号を出力し、この第１推定吸気管圧力信号を受けてこの第１推定吸気管圧力信号を前記第２データ処理手段により修正した第１修正推定吸気管圧力信号を発生し、前記実測吸気管圧力を表わす信号と前記第１修正推定吸気管圧力信号とを比較して第１故障判定を行ない、
また、前記第２スロットルポジションセンサからのスロットル弁開度を表わす信号と前記回転数センサからのエンジン回転数を表わす信号とに基づき前記第１データ処理手段により第２推定吸気管圧力信号を出力し、この第２推定吸気管圧力信号を受けてこの第２推定吸気管圧力信号を前記第２データ処理手段により修正した第２修正推定吸気管圧力信号を発生し、前記実測吸気管圧力を表わす信号と前記第２修正推定吸気管圧力信号とを比較して第２故障判定を行ない、
前記第１故障判定と第２故障判定の結果に基づき、前記吸気管圧力センサと前記第１、第２スロットルポジションセンサの故障判定を行なうことを特徴とするエンジン制御装置。
請求項３記載のエンジン制御装置であって、前記第１故障判定で故障と判定されたときには第１故障フラグが１とされ、また前記第２故障判定で故障と判定されたときには第２故障フラグが１とされ、前記第１故障フラグと第２故障フラグがともに１の場合には、前記吸気管圧力センサの故障が、前記第１故障フラグが１で第２故障フラグが０の場合には、前記第１スロットルポジションセンサの故障が、また、前記第１故障フラグが０で第２故障フラグが１の場合には、前記第２スロットルポジションセンサの故障がそれぞれ判定されることを特徴とするエンジン制御装置。