JPH09158775A

JPH09158775A - 内燃機関の吸気圧センサ異常検出装置

Info

Publication number: JPH09158775A
Application number: JP7318357A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mizutani; 浩市水谷; Keisuke Ikari; 恵介碇
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-06-17
Also published as: US5698780A

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は吸気圧センサと共に吸入空気量を検
出するセンサを備える内燃機関において、吸気圧センサ
の異常を検出する装置に関し、吸気圧センサの出力異常
を正確に検出することを目的とする。【解決手段】エアフロメータ、クランク角センサおよ
び吸気圧センサから、それぞれ吸入空気量Ｇ、機関回転
数ＮＥおよび吸気圧信号Ｖpim を読み込む（ステップ１
００）。ＧをＮＥで除することにより単位吸入空気量Ｇ
／Ｎを算出する（ステップ１０２）。マップを参照して
Ｇ／Ｎに対するＶpim の上下限値Ｖpimmax，Ｖpimminを
算出する（ステップ１０４）。Ｖpim が、所定時間継続
してＶpimmin≦Ｖpim ≦Ｖpimmaxの範囲外で検出された
場合に吸気圧センサの検出値Ｖpimが異常であると判断
する（ステップ１０６〜１１２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気圧
センサ異常検出装置に係り、特に、吸気圧センサと共に
吸入空気量を検出するセンサを備える内燃機関におい
て、吸気圧センサの異常を検出する吸気圧センサ異常検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車載用内燃機関においては、
吸気圧ＰＭに基づいて種々の制御が実行されている。吸
気圧ＰＭに基づく制御としては、例えば、燃料噴射量Ｔ
ＡＵの制御、排気還流装置の制御（ＥＧＲ制御）、また
は蒸発燃料のパージ制御等が知られている。吸気圧ＰＭ
に大きな誤差が重畳されている場合に上記の制御が実行
されると、内燃機関の運動状態に整合しない燃料噴射量
ＴＡＵ、排気ガス還流量、または蒸発燃料パージ量が演
算される。これらの不適切な演算値に基づいて上記の制
御が実行されると、内燃機関において良好な排気エミッ
ションを維持することが困難となる。従って、吸気圧Ｐ
Ｍに基づいて上記の制御が実行される内燃機関において
は、吸気圧センサに異常が生じて吸気圧ＰＭが不適正な
値となった場合に、その異常を検出し得ることが望まし
い。

【０００３】ところで、実開昭６３−２００６４８号に
は、内燃機関の一回転あたりの吸入空気量（以下、単位
吸入空気量と称す）と、吸気圧との間に相関が認められ
ることが記載されている。単位吸入空気量と吸気圧との
間に相関が認められるとすれば、予め両者の関係を把握
しておくことで、単位吸入空気量に基づいて、吸気圧と
相関を有する特性値を推定することが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、単位吸入空気
量から推定される特性値に基づいて、吸気圧センサの検
出値が正常であるか否かを判別することは、内燃機関の
分野において従来行われていなかった。また、上記公報
には、かかる手法により吸気圧センサの状態を判別する
ことについて、何ら起因ないし契機となり得る記載はな
されていない。

【０００５】内燃機関が、吸気圧センサと共に単位吸入
空気圧を検出する機構を備えている場合、上記の手法に
より吸気圧センサの状態を判断することとすれば、簡易
な構成で、大幅なコストアップを伴うことなく、吸気圧
センサの異常に伴う排気エミッションの悪化を防止する
ことが可能となる。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、内燃機関の吸入空気量と、吸気圧センサの検出
値とを対比することにより、吸気圧センサの状態を判断
する内燃機関の吸気圧センサ異常検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、内燃機関
に搭載される吸気圧センサの異常を検出する装置であっ
て、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手
段と、内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出
手段と、内燃機関の吸入空気量および機関回転数に基づ
いて、内燃機関の吸気圧と相関を有する特性値を演算す
る相関値演算手段と、前記相関値演算手段の演算結果
と、前記吸気圧センサの出力値とに基づいて、前記吸気
圧センサの異常を検出する異常検出手段と、を備える内
燃機関の吸気圧センサ異常検出手段により達成される。

【０００８】本発明において、前記相関値演算手段は、
吸入空気量検出手段の検出結果と、機関回転数検出手段
の検出結果とに基づいて、内燃機関の吸気圧と相関を有
する特性値を演算する。前記異常検出手段は、相関値演
算手段により演算される特性値と吸気圧センサの検出値
との間に強い相関が認められる場合には、吸気圧センサ
が正常であると判断し、上記の特性値と吸気圧センサの
検出値との間に強い相関が認められない場合には、吸気
圧センサが異常であると判断する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例のシス
テム構成図を示す。本実施例のシステムは、後述の如
く、電子制御ユニット（ＥＣＵ１０）により制御され
る。図１において、内燃機関１２は、シリンダブロック
１４を備えている。シリンダブロック１４には、ウォー
タジャケット１６内を流通する冷却水の温度を検出する
水温センサ１８、およびシリンダブロック１４の振動を
検出するノックセンサ２０が配設されている。シリンダ
ブロック１６の内部には、ピストン２２が液密かつ摺動
可能に収納されている。

【００１０】ピストン２２には、クランクシャフト２４
が連結されている。内燃機関１２は、クランクシャフト
２４の回転角に応じてパルス信号を出力するクランク角
センサ２６を備えている。ＥＣＵ１０は、クランク角セ
ンサ２６から供給されるパルス信号に周期に基づいて、
機関回転数ＮＥを演算する。

【００１１】シリンダブロック１６内部の、ピストン２
２の上方側には、燃焼室２８が形成されている。燃焼室
２８には、点火プラグ３０の先端が露出されている。点
火プラグ３０には、イグニッションコイル３２が接続さ
れている。また、イグニッションコイル３２には、イグ
ナイタ３４が接続されている。イグナイタ３４は、ＥＣ
Ｕ１０から点火信号が供給されるタイミングと同期し
て、イグニッションコイル３２の一次電流を導通又は遮
断する。イグニッションコイル３２の一次電流が導通又
は遮断されると、その２次側には、ＥＣＵ１０から点火
信号が発せられる時期と同期して高圧の点火信号が発生
する。

【００１２】燃焼室２８には、吸気マニホールド３６及
び排気マニホールド３８が連通している。吸気マニホー
ルド３２は、内燃機関が備える複数の気筒とサージタン
ク４０とを連通する複数の枝管を備えている。排気マニ
ホールド３８の各枝管には電磁弁式のインジェクタ４１
が配設されている。内燃機関１０においては、インジェ
クタ３８に供給する駆動信号の時間長を変更すること
で、燃料噴射量を変更することができる。

【００１３】内燃機関１２は、サージタンク４０の内圧
に応じた電気信号を出力するターボプレッシャセンサ４
２、およびサージタンク４０内を流通する空気の温度に
応じた電気信号を出力する吸気温センサ４４を備えてい
る。ＥＣＵ１０は、ターボプレッシャセンサ４２の出力
信号に基づいて吸気圧ＰＭを検出し、また、吸気温セン
サ４４の出力信号に基づいて吸気温ＴＨＡを検出する。
尚、以下の記載においては、プレッシャセンサ４２の出
力信号を信号Ｖpim と称す。

【００１４】サージタンク４０の上流側には吸気管４５
が連通している。吸気管４５の内部には、スロットルバ
ルブ４６が配設されている。スロットルバルブ４６は、
図示しないアクセルペダルと連動して作動するバルブで
あり、アクセルペダルの踏み込み量に応じた開度が生ず
るように構成されている。スロットルバルブ４６の近傍
には、その開度を検出するスロットルセンサ４８が配設
されている。また、スロットルバルブ４６には、スロッ
トルバルブ４６が急激に全閉状態となるのを防止するダ
ッシュポット５０が連結されている。スロットルバルブ
４６の上流側には、サブスロットルバルブ５２が配設さ
れている。サブスロットルバルブ５２は、その開度がＥ
ＣＵ１０により制御されるバルブである。サブスロット
ル５２の近傍には、その開度を検出するサブスロットル
センサ５４が配設されている。

【００１５】また、スロットルバルブ４６とサブスロッ
トルバルブ５２との間には、ベーパ通路５６が開口して
いる。ベーパ通路５６は、キャニスタ６０のベーパポー
トに連通している。また、ベーパ通路５６は、吸気管４
５側からキャニスタ６０側へ向かう流れのみを許容する
チェック弁５８を備えている。内燃機関１２の停止中に
吸気管４５内に流出する蒸発燃料は、ベーパ通路５６を
通ってキャニスタ６０に到達し、キャニスタ６０により
吸着される。ベーパ通路５６には、パージ用バキューム
・スイッチング・バルブ（以下、パージＶＳＶと称す）
６２を備えるパージ通路６４を連通している。パージ通
路６４は、サージタンク４０に連通している。従って、
内燃機関１２の運転中は、パージ通路６４の内部に吸気
負圧が導かれる。ＥＣＵ１０は、内燃機関１２の運転中
に、内燃機関１２の運転状態に応じてパージＶＳＶ６２
をデューティ制御する。パージＶＳＶ６２が上記の如く
制御されると、キャニスタ６０に吸着されていた燃料
が、内燃機関１２の運転中に適宜サージタンク４０内に
パージされる。

【００１６】吸気管４５は、インタークーラー６６に連
通している。また、インタークーラー６６は、第１過給
通路６８および第２過給通路６９に連通している。第１
過給通路６８は、第１ターボチャージャー７０が備える
コンプレッサ７０ａの吐出口に連通している。また、第
２過給通路６９は、第２ターボチャージャー７２が備え
るコンプレッサ７２ａの吐出口に連通している。コンプ
レッサ７０ａ，７２ａの吸入口は、共に吸気管７４に連
通している。吸気管７４は、その端部において、エアフ
ィルタ７６と連通している。

【００１７】吸気管７４の内部には、その内部を流通す
る空気の量、すなわち、内燃機関１２に吸入される空気
の量に応じた出力信号を発生するエアフロメータ７８が
設けられている。ＥＣＵ１０は、エアフロメータ７８の
検出信号に基づいて、内燃機関１２の吸入空気量を検出
する。本実施例において、エアフロメータ７８は、吸入
空気量の質量流量に応じた信号を出力する。以下、エア
フロメータ７８によって検出される空気量を吸入空気量
Ｇと称す。

【００１８】吸気管７４には、第１および第２ターボチ
ャージャ７０，７２、およびスロットルバルブ４６等を
バイパスしてサージタンク４０に連通するバイパス通路
８０が開口している。バイパス通路８０は、その途中
に、ＩＳＣＶ８２を備えている。ＩＳＣＶ８２は、駆動
信号のデューティ比に応じて任意に開度を変更すること
ができるように構成されている。ＥＣＵ１０は、スロッ
トルバルブ４６が全閉状態となる内燃機関１２のアイド
ル時に、適当なアイドル回転数を得るために必要な吸入
空気量が得られるように、ＩＳＣＶ８２をデューティ制
御する。

【００１９】吸気管７４と、第１過給通路６８とは、コ
ンプレッサ７０ａをバイパスする吸気バイパス通路８４
により連通されている。吸気バイパス通路８４は、サー
ジタンク４０内の負圧を駆動源として作動するバイパス
制御弁８６を備えている。バイパス制御弁８６は、スロ
ットルバルブ４６が開弁状態である場合には吸気バイパ
ス通路８４を遮断状態とし、また、スロットルバルブ４
６が全閉状態である場合に吸気バイパス通路８４を導通
状態とするように構成されている。スロットルバルブ４
６が開弁されている場合、第１ターボチャージャ７０
は、第１過給通路６８に空気を圧送する。かかる状況下
でスロットルバルブ４６が全閉状態とされ、その結果、
圧縮空気の流通が遮断されると、第１ターボチャージャ
７０において大きなサージ音が発生する。本実施例のシ
ステムでは、スロットルバルブ４６が全閉状態とされた
後、バイパス制御弁８６が開弁して第１過給通路６８か
ら吸気管７４に向けて圧縮空気が還流されるため、サー
ジ音の発生が抑制される。

【００２０】第２過給通路６９は、吸気制御弁８８を備
えている。吸気制御弁８８は、負圧アクチュエータ９０
に連結されている。負圧アクチュエータ９０には、負圧
タンク９２に連通するＶＳＶ９４が連通されている。Ｖ
ＳＶ９４は、ＥＣＵ１０から供給される駆動信号に基づ
いて、負圧アクチュエータ９０に、負圧または大気圧を
供給する。負圧アクチュエータ９０は、ＶＳＶ９４の状
態に応じて、すなわち、ＥＣＵ１０の指令に応じて、吸
気制御弁８８を開弁または閉弁状態とする。

【００２１】第２過給通路６９は、吸気制御弁８８をバ
イパスするバイパス通路９６、およびバイパス通路９６
を所定の開弁圧で閉塞するリードバルブ９８を備えてい
る。本実施例においては、後述の如く、吸気制御弁８８
が閉弁状態に維持されたまま第２ターボチャージャ７２
が作動される場合がある。かかる場合に、過給圧が所定
圧に到達すると、リードバルブ９８が開弁して過剰な過
給圧の上昇が防止される。

【００２２】内燃機関１２の排気マニホールド３８は、
第１ターボチャージャー７０が備えるタービン７０ｂの
流入口、第２ターボチャージャー７２が備えるタービン
７２ｂの流入口、およびウエストゲート通路１００に連
通している。タービン７０ｂの流出口は、第１排気通路
１０２を介して排気管１０４に連通している。タービン
７２ｂの流出口は、第２排気通路１０６を介して排気管
１０４に連通していると共に、排気バイパス通路１０８
を介して第１排気通路１０２に連通している。また、ウ
エストゲート通路１００は、第１排気通路１０２に連通
している。

【００２３】第２排気通路１０６には、排気制御弁１１
０が配設されている。また、排気バイパス通路１０８に
は、排気バイパス弁１１２が配設されている。排気制御
弁１１０および排気バイパス弁１１２は、それぞれ負圧
アクチュエータ１１４，１１６に連結されている。負圧
アクチュエータ１１４，１１６は、ＥＣＵ１０により制
御されるＶＳＶ１１８，１２０に連通している。排気制
御弁１１０は、ＥＣＵ１０の指令に応じて、第２排気通
路１０６を導通または遮断状態とする。また、排気バイ
パス弁１１２は、ＥＣＵ１０の指令に応じて、排気バイ
パス通路１０８を導通または遮断状態とする。

【００２４】排気制御弁１１０および排気バイパス弁１
１２の双方が閉弁状態とされている場合、タービン７２
ｂは排気管１０４と遮断された状態となる。この場合、
タービン７２ｂ内を排気ガスが流通しないため、第２タ
ーボチャージャー７２は非作動状態となる。排気バイパ
ス弁１１２のみが開弁している場合は、タービン７２ｂ
内に比較的少量の排気ガスが流通する。本実施例におい
ては、第２ターボチャージャ７２を作動状態とするに先
立ってかかる状態を形成し、第２ターボチャージャ７２
を助走状態とする。排気制御弁１１０が開弁すると、タ
ービン７２ｂ内を多量の排気ガスが流通する。この場
合、第１ターボチャージャ７０と同様に、第２ターボチ
ャージャ７２が作動状態となる。

【００２５】ウエストゲート通路１００には、ウエスト
ゲートバルブ１２２が配設されている。ウエストゲート
バルブ１２２には、負圧アクチュエータ１２４が連結さ
れている。また、負圧アクチュエータ１２４には、ＥＣ
Ｕ１０により制御されるＶＳＶ１２６が連通している。
ウエストゲートバルブ１２２は、ＥＣＵ１０の指令に応
じて、ウエストゲート通路１００を導通または遮断状態
とする。ウエストゲート通路１００が遮断状態である
と、排気マニホールド３８を流れる排気ガスが、全てタ
ービン７０ｂまたは７２ｂに流入する。この場合、第１
および第２ターボチャージャ７０，７２は、高い効率で
吸入空気の圧送を行う。一方、ウエストゲート通路１０
０が導通状態であると、排気マニホールド３８を流れる
排気ガスが、タービン７０ｂ，７２ｂを流通することな
く排気管１０４に流出する。この場合、第１および第２
ターボチャージャ７０，７２による過給が停止され、過
給圧の更なる上昇が防止される。

【００２６】排気管１０４には、Ｏ₂センサ１２８が配
設されている。Ｏ₂センサ１２８は、排気管１０４内を
流通する排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する
センサである。ＥＣＵ１０は、Ｏ₂センサ１２８の出力
信号に基づいて、内燃機関１２に供給されている混合気
の空燃比を検出し、その空燃比が目標空燃比となるよう
に、燃料噴射量のフィードバック制御を実行する。

【００２７】本実施例のシステムにおいては、低回転・
低負荷領域では第１ターボチャージャ７０のみが作動状
態となり、高回転・高負荷領域では第１および第２ター
ボチャージャが作動状態とされる。また、過給圧が所定
値に到達すると、更なる過給圧の上昇を防止するため
に、第１および第２ターボチャージャーが共に非作動状
態とされる。

【００２８】上記の機能は、ＥＣＵ１０が、クランク角
センサ２６の出力信号に基づいて検出される機関回転数
ＮＥ、およびターボプレッシャセンサ４２により検出さ
れる吸気圧ＰＭ等に基づいて、吸気制御弁８８、排気制
御弁１１０、排気バイパス弁１１２、およびウエストゲ
ートバルブ１２４を以下の如く制御することにより達成
される。

【００２９】すなわち、ＥＣＵ１０は、ＮＥ，ＰＭ等に
基づいて検出される内燃機関１２の運転領域が低回転・
低負荷領域であり、かつ、過給圧が過剰でないと判断さ
れる場合は、吸気制御弁８８、排気制御弁１１０、排気
バイパス弁１１２、およびウエストゲートバルブ１２４
を全て閉弁状態とする。かかる状況下では、第１ターボ
チャージャー７０のみにより吸入空気の過給が行われ
る。

【００３０】内燃機関１２の運転領域が低負荷・低回転
領域から高負荷・高回転領域に向けて変化し、内燃機関
１２において所定の運転状態が形成されると、ＥＣＵ１
０は、排気バイパス弁１１２を開弁状態として第２ター
ボチャージャー７２を助走させる。その後、内燃機関の
運転領域が所定の高負荷・高回転領域となると、先ず排
気制御弁１１０が開弁され、次いで吸気制御弁８８が開
弁される。その結果、第１ターボチャージャー７０と共
に、第２ターボチャージャー７２も作動状態となる。

【００３１】第１ターボチャージャ７０および第２ター
ボチャージャ７０，７２の過給能力は、タービン７０
ｂ，７２ｂを流れる排気ガスの流量により決定される。
従って、排気ガスが多量に流通する場合には、過剰な過
給圧が生ずる可能性がある。本実施例のシステムにおい
ては、ターボプレッシャセンサ４２により検出される吸
気圧ＰＭが所定値を超えることがないように、ウエスト
ゲートバルブ１２２がデューティ制御される。このた
め、本実施例のシステムによれば、広い運転領域におい
て、効率良く吸入空気を過給することができる。

【００３２】ところで、本実施例のシステムにおいて、
ターボプレッシャセンサ４２の検出値は、第１ターボチ
ャージャー７０および第２ターボチャージャー７２の作
動状態を制御するための基礎データとされる他、パージ
ＶＳＶ６２を駆動するための基礎データとされる。車載
用内燃機関の分野においては、排気ガスの一部を吸気側
に還流させることにより排気ガス中に含有されるＮＯ_X
の低減を図る装置、すなわち、排気還流装置が公知であ
る。内燃機関１２が、かかる装置を搭載している場合に
は、ターボプレッシャセンサ４２の検出値は、排気ガス
の還流量を制御するための基礎データとしても用いられ
る。

【００３３】本実施例のシステムにおいて、ターボプレ
ッシャセンサ４２の検出値に大きな誤差が重畳される
と、第１および第２ターボチャージャ７０，７２の作動
状態が所期の状態に制御できず、かつ、キャニスタ６０
からの燃料のパージ量が精度良く所期の量に制御できな
い事態を生ずる。さらに、排気還流装置が搭載されてい
る場合には、排気ガスの還流量が精度良く所期の流量に
制御できない事態を生ずる。従って、ターボプレッシャ
センサ４２が正常に機能しない状況下で上記の制御が続
行されるとすれば、内燃機関１２の排気エミッションが
悪化する等の不具合が生ずる場合がある。

【００３４】本実施例のシステムは、ターボプレシャセ
ンサ４２が正常であるか否かを判別し、ターボプレッシ
ャセンサ４２が正常であると判別される場合にのみ、そ
の検出値を各種制御に利用する。以下、ＥＣＵ１０が、
ターボプレッシャセンサ４２の状態を判別すべく実行す
る処理に内容について説明する。

【００３５】図２中に実線で示す曲線は、内燃機関１２
の等ＰＭ曲線を示す。また、図２中に破線で示す曲線
は、内燃機関１２の等Ｇ／Ｎ曲線を示す。等ＰＭ曲線
は、ターボプレッシャセンサ４２により検出される吸気
圧ＰＭを一定値に維持しつつ機関回転数ＮＥを変化させ
た場合に得られる軸トルクＴの変化状態を示す。また、
等Ｇ／Ｎ曲線は、エアフロメータ７８により検出される
吸入空気量Ｇを機関回転数ＮＥで除した値（以下、単位
吸入空気量Ｇ／Ｎと称す）を一定値に維持しつつ機関回
転数ＮＥを変化させた場合に得られる軸トルクＴの変化
状態を示す。

【００３６】図２に示す如く、等ＰＭ曲線、および等Ｇ
／Ｎ曲線は、共に機関回転数ＮＥの変動に対して大きな
変動を示さない。すなわち、内燃機関１２の軸トルクＴ
は、吸気圧ＰＭ、若しくは単位吸入空気量Ｇ／Ｎにより
ほぼ決定され、機関回転数ＮＥの変化に対して大きな変
動は示さない。この点で、内燃機関１２の吸気圧ＰＭ、
および単位吸入空気量Ｇ／Ｎは、共に軸トルクＴの代用
特性値であると把握することができる。このため、吸気
圧ＰＭと単位吸入空気量Ｇ／Ｎとの間には、互いに相関
が認められる。従って、単位吸入空気量Ｇ／Ｎが求まれ
ば、その値からある程度の精度で吸気圧ＰＭを推定する
ことは可能である。また、単位吸入空気量Ｇ／Ｎに基づ
いて吸気圧ＰＭを推定することができれば、吸気圧ＰＭ
の実測値とその推定値を比較することで、実測値が適正
な値であるか否かを判断することができる。

【００３７】図３は、上記の手法により吸気圧ＰＭの実
測値が適正な値であるか否か、すなわち、ターボプレッ
シャセンサ４２が正常であるか否かを判断すべくＥＣＵ
１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを
示す。図３に示すルーチンは、内燃機関１２が始動され
た後、所定時間毎に起動される。

【００３８】図３に示すルーチンが起動されると、先ず
ステップ１００において、エアフロメータ７８により検
出される吸入空気量Ｇ、クランク角センサ２６により検
出される機関回転数ＮＥ、およびターボプレッシャセン
サ４２の出力信号Ｖpim が読み込まれる。次に、ステッ
プ１０２では、吸入空気量Ｇを機関回転数ＮＥで除する
ことにより、単位吸入空気量Ｇ／Ｎが演算される。

【００３９】上記の処理が終了すると、ステップ１０４
において、信号Ｖpim の許容範囲が設定される。本実施
例において、信号Ｖpim の許容範囲は、図４に示すマッ
プを単位吸入空気量Ｇ／Ｎで検索することにより設定さ
れる。図４に示すマップ中に実線で示される直線は、
ターボプレッシャセンサ４２が基準特性を示す場合に得
られる特性直線である。また、図４中に破線で示す直線
およびは、ターボプレッシャセンサ４２の特性が公
差範囲内で変動した際に実現される可能性のある範囲を
隔成する直線である。更に、図４中に実線で示す直線
およびは、ターボプレッシャセンサ４２が正常である
とすれば、実現されることのない異常領域を隔成する直
線である。従って、本実施例においては、ターボプレッ
シャセンサ４２の出力信号Ｖpim が、図４中において直
線の上方に隔成される領域に存在する場合、および図
４中において直線の下方に隔成される領域に存在する
場合は、共にターボプレッシャセンサ４２が適正に吸気
圧ＰＭを検出していないと判断することができる。

【００４０】本ルーチンにおいて、上記ステップ１０４
では、図４中に示す直線から、単位吸入空気量Ｇ／Ｎ
に対するＶpim の上限値Ｖpimmaxが算出されると共に、
図４中に示す直線から、単位吸入空気量Ｇ／Ｎに対す
るＶpim の下限値Ｖpimminが算出される。

【００４１】上限値Ｖpimmaxおよび下限値Ｖpimminが算
出されると、次に、ステップ１０６において、Ｖpim ＜
Ｖpimminが所定時間ａ以上継続して成立したか否かが判
別される。その結果、かかる条件が成立していないと判
別された場合は、ステップ１０８において、Ｖpimmax＜
Ｖpim が所定時間ｂ以上継続して成立したか否かが判別
される。その結果、かかる条件が成立していないと判別
された場合は、ターボプレッシャセンサ４２に異常が生
じていないと判断することができる。この場合、以後、
何ら処理が進行されることなく今回のルーチンが終了さ
れる。

【００４２】一方、上記ステップ１０６においてＶpim
＜Ｖpimminが所定時間ａ以上継続して成立したと判別さ
れた場合、および上記ステップ１０８においてＶpimmax
＜Ｖpim が所定時間ｂ以上継続して成立したと判別され
た場合は、ターボプレッシャセンサ４２に異常が生じて
いると判断することができる。この場合、ステップ１１
０において、異常警報ランプを点灯させると共に、ダイ
アグノーシスにその異常を記憶させる処理が実行され
る。

【００４３】次いで、ステップ１１２において、ターボ
プレッシャセンサ４２の異常状態を表示するＸＦＡＩＬ
フラグに“１”がセットされた後、今回のルーチンが終
了される。ＥＣＵ１０は、ＸＦＡＩＬ＝１が成立する場
合は、図４に示す直線の特性に従ってＧ／Ｎに対する
Ｖpim を演算し、その演算値に基づいて、第１および第
２ターボチャージャ７０，７２の制御、蒸発燃料のパー
ジ制御等を実行する。

【００４４】上述の如く、本実施例のシステムによれ
ば、ターボプレッシャセンサ４２の検出値Ｖpim に基づ
いて適正な吸気圧ＰＭが演算できない場合に、確実にそ
の状態を検出することができると共に、予め設定された
基準の特性に従って（図４に示す直線の特性）、ター
ボプレッシャセンサ４２の異常に対するフェールセーフ
を実現することができる。従って、本実施例のシステム
によれば、ターボプレッシャセンサ４２に異常が生じた
場合に、その異常に伴って排気エミッションが悪化する
等の不具合が生ずるのを、確実に防止することができ
る。

【００４５】ところで、内燃機関１２の単位吸入空気量
Ｇ／Ｎと吸気圧ＰＭとは、図２に示す如く、軸トルクＴ
が小さいほど、すなわちＧ／Ｎが小さいほど、またはＰ
Ｍが低圧であるほど互いに高い相関を示す。かかる現象
は、軸トルクＴの小さい領域では、吸気管４０からサー
ジタンク４５を経て内燃機関１２に吸入される空気の流
速が比較的穏やかであるため、吸気圧ＰＭと単位吸入空
気量ＮＥとの相関関係に吸気系の経路等が影響し難いの
に対して、軸トルクＴの大きい領域では、内燃機関１２
に吸入される空気の流速が比較的急激であるため、吸気
圧ＰＭと単位吸入空気量ＮＥとの相関関係に吸気系の経
路等が影響し易いことに起因すると考えられる。

【００４６】ターボプレッシャセンサ４２が正常である
場合に得られるＶpim とＧ／Ｎとの関係は、Ｇ／ＮとＰ
Ｍとの相関が高いほど、図４に示す直線の関係に近づ
く。従って、Ｇ／ＮとＰＭとの相関が、軸トルクＴの小
さい領域で高く、軸トルクＴの大きい領域で低いとすれ
ば、正常なターボプレッシャセンサ４２により得られる
Ｖpim は、軸トクルＴが小さい領域、すなわちＧ／Ｎが
小さい領域では、直線近傍の狭小な範囲内に収まり、
一方、Ｇ／Ｎが大きい領域では、直線を中心とする比
較的広範な範囲にばらつくことになる。

【００４７】このため、本実施例においてＶpim の許容
範囲を設定する際に用いられるマップは、図４に示す如
く、Ｇ／Ｎが小さい領域ほど上下限値の範囲が狭く、Ｇ
／Ｎが大きい領域ほど上下限値の範囲が広くなるように
設定されている。かかる設定によれば、Ｇ／Ｎの大きい
領域でターボプレッシャセンサ４２の異常を誤検出する
ことなく、Ｇ／Ｎの小さい領域において、感度良くター
ボプレッシャセンサ４２の異常を検出することができ
る。

【００４８】単位吸入空気量Ｇ／Ｎと吸気圧ＰＭとの相
関の程度は、軸トルクＴの大小のみならず、機関回転数
ＮＥの高低にも影響される。すなわち、単位吸入空気量
Ｇ／Ｎと吸気圧ＰＭとは、図２に示す如く、機関回転数
ＮＥ低いほど高い相関を示す。かかる現象は、吸気管４
０からサージタンク４５を経て内燃機関１２に吸入され
る単位時間当たりの空気の流通量が、機関回転数ＮＥが
高いほど多量であること、すなわち、機関回転数ＮＥが
高いほど吸気管４５等を流通する空気の流れが吸気系の
形状等に影響され易いことに起因すると考えられる。

【００４９】上述の如く、正常なＶpim とＧ／Ｎとの関
係は、Ｇ／ＮとＰＭとの相関が高いほど、図４に示す直
線の関係に近づく。このため、本実施例のシステムに
おいては、ＮＥが低回転であるほど正常なＶpim とＧ／
Ｎとの関係が直線近傍となり、一方、ＮＥが高回転で
あるほど正常なＶpim とＧ／Ｎとの関係が直線を中心
とする比較的広範な範囲にばらつくことになる。

【００５０】本実施例において、Ｖpim の許容範囲は、
図４に示す直線およびに基づいて設定される。従っ
て、ＮＥが低回転であるほど直線およびが直線に
近づくように、また、ＮＥが高回転であるほど直線お
よびが直線から離間するように、適宜直線および
を設定すれば、機関回転数ＮＥに対するＰＭとＧ／Ｎ
との相関の程度をも考慮したうえで、精度良くターボプ
レッシャセンサ４２の状態を判断することが可能であ
る。

【００５１】尚、上述の如く、Ｇ／Ｎの大小に応じて、
またはＮＥの高低に応じて、Ｖpimが正常値とされる許
容領域を変更することは、ターボプレッシャセンサ４２
の状態を精度良く判定するうえで有効である。しかしな
がら、本発明は、Ｇ／ＮやＮＥに応じてＶpim の許容領
域を異ならしめるものに限定されるものではない。すな
わち、直線ととを直線に平行に設定し、Ｖpim が
それらの直線およびに挟まれる領域内に存在するか
否かに基づいて、Ｖpim が正常であるか否かを判断する
こととしても良い。

【００５２】尚、上記の実施例においては、ターボプレ
ッシャセンサ４２が前記した吸気圧センサに、エアフロ
メータ７８が前記した吸入空気量検出手段に、クランク
角センサ２６が前記した機関回転数検出手段に、また単
位吸入空気量Ｇ／Ｎが前記した特性値に、それぞれ相当
している。更に、上記の実施例においては、ＥＣＵ１０
が上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記
した相関値演算手段が、上記ステップ１０４〜１１０の
処理を実行することにより前記した異常検出手段が、そ
れぞれ実現されている。

【００５３】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。本実施例の吸気圧センサ異常検出装置は、上記図１
に示すシステムにおいて、ＥＣＵ１０が図５に示すルー
チンを実行することにより実現される。図５は、ＥＣＵ
１０が、上記第１実施例に比して更に精度良くターボプ
レッシャセンサ４２の状態を判別すべく実行する制御ル
ーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図５におい
て、上記図３に示すステップと同一の処理を実行するス
テップには、同一の符号を付してその説明を省略する。

【００５４】図５に示すルーチンは、上記図３に示すル
ーチンと同様に、所定時間毎に起動される。図５に示す
ルーチンにおいては、ステップ１０２において単位吸入
空気量Ｇ／Ｎが演算された後、ステップ２００におい
て、Ｇ／Ｎが所定のしきい値Ｇ／Ｎ₀以下であるか否か
が判別される。上述の如く、吸気圧ＰＭと単位吸入空気
量Ｇ／Ｎとは、Ｇ／Ｎが小さいほど高い相関を示す。こ
のため、Ｇ／Ｎ≦Ｇ／Ｎ ₀が成立する場合は、吸気圧Ｐ
Ｍと単位吸入空気量Ｇ／Ｎとが高い相関を示すと判断す
ることができる。この場合、以後ステップ２０２の処理
が実行される。

【００５５】一方、上記ステップ２００において、Ｇ／
Ｎ≦Ｇ／Ｎ₀が不成立であると判別された場合は、吸気
圧ＰＭと単位吸入空気量Ｇ／Ｎとの相関が比較的低いと
判断することができる。ターボプレッシャセンサ４２が
正常であるか否かを精度良く判別するためには、かかる
環境下で判別を行うべきではない。このため、ステップ
２００において、上記の条件が不成立であると判別され
た場合は、以後、何ら処理を進めることなく今回のルー
チンが終了される。

【００５６】ステップ２０２では、ＮＥが所定のしきい
値ＮＥ₀以下であるか否かが判別される。上述の如く、
吸気圧ＰＭと単位吸入空気量Ｇ／Ｎとは、ＮＥが低いほ
ど高い相関を示す。このため、上記の条件が成立する場
合は、吸気圧ＰＭと単位吸入空気量Ｇ／Ｎとが高い相関
を示すと判断することができる。この場合、ターボプレ
ッシャセンサ４２が正常であるか否かを判断すべく、以
後、ステップ１０４以降の処理が実行される。

【００５７】一方、上記ステップ２０２において、ＮＥ
≦ＮＥ₀が不成立であると判別された場合は、吸気圧Ｐ
Ｍと単位吸入空気量Ｇ／Ｎとの相関が比較的低いと判断
することができる。ターボプレッシャセンサ４２が正常
であるか否かを精度良く判別するためには、かかる環境
下で判別を行うべきではない。このため、ステップ２０
２において、上記の条件が不成立であると判別された場
合は、以後、何ら処理を進めることなく今回のルーチン
が終了される。

【００５８】上述の如く、本実施例の吸気圧センサ異常
検出装置によれば、単位吸入空気量Ｇ／Ｎが小さく、か
つ、機関回転数ＮＥが低い所定の低回転・低負荷領域に
おいてのみ、すなわち、吸気圧ＰＭと単位吸入空気量Ｇ
／Ｎとが高い相関を示している場合にのみ、ターボプレ
ッシャセンサ４２の信号Ｖpim が正常であるか否かの判
別が行われる。本実施例の吸気圧センサ異常検出装置
は、単位吸入空気量Ｇ／Ｎと吸気圧ＰＭとの間に相関が
あることをを利用してターボプレッシャセンサ４２の状
態を判別する装置である。従って、ＰＭとＧ／Ｎとの間
に高い相関が認められる状況においてのみかかる判別が
行われるとすれば、ターボプレッシャセンサ４２の信号
Ｖpim が適正な値であるか否かを、高い精度で判別する
ことが可能である。このため、本実施例のシステムによ
れば、ターボプレッシャセンサ４２に異常が生じた際
に、上記の第１実施例のシステムに比して更に確実に、
排気エミッションの悪化等を防止することができる。

【００５９】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、吸入空気
量と機関回転数とに基づいて演算される特性値と、吸気
圧センサの検出値とを対比することにより、吸気圧セン
サの検出値が適正な値であるか否かを正確に判断するこ
とができる。従って、本発明によれば、吸入空気量を検
出する機構、および機関回転数を検出する機構を備える
内燃機関において、大きなコストアップを伴うことな
く、精度良く吸気圧センサの異常を検出する異常検出装
置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図２】内燃機関の等吸気圧曲線および等単位吸入空気
量曲線を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例において電子制御ユニット
が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートであ
る。

【図４】図３に示す制御ルーチンにおいて用いられるマ
ップの一例である。

【図５】本発明の第２実施例において電子制御ユニット
が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０電子制御ユニット１２内燃機関２６クランク角センサ３６吸気マニホールド３８排気マニホールド４０サージタンク４２ターボプレッシャセンサ４５，７４吸気管４６スロットルセンサ７０第１ターボチャージャ７２第２ターボチャージャ７８エアフロメータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関に搭載される吸気圧センサの異
常を検出する装置であって、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段
と、内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段
と、内燃機関の吸入空気量および機関回転数に基づいて、内
燃機関の吸気圧と相関を有する特性値を演算する相関値
演算手段と、前記相関値演算手段の演算結果と、前記吸気圧センサの
出力値とに基づいて、前記吸気圧センサの異常を検出す
る異常検出手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の吸気圧センサ異常
検出手段。