JPH09177585A - 圧力センサ故障時の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧力センサが故障した場合に、その検出値に対
する疑似値を一定にして燃料供給量又は点火時期を調節
すると、運転状態が損なわれ、場合によっては触媒の異
常加熱等の２次不具合を生じることがある。 【解決手段】吸気圧を検出する圧力センサの故障が検出
された場合にその圧力センサの検出値を故障時の疑似値
に置き換えて燃焼室への燃料供給量又は点火時期を調節
するように構成された内燃機関における圧力センサ故障
時の処理方法であって、圧力センサが故障した際のスロ
ットルバルブの開度を少なくとも検出し、検出した開度
に基づいて前記疑似値を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、圧力セ
ンサからの吸気圧信号を用いて空燃比又は点火時期を制
御している自動車用内燃機関における圧力センサの故障
時の処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子制御式エンジンのように圧力
センサを有し、その出力値でエンジンを制御するシステ
ムでは、例えば特開昭５７−５２６４２号公報に示され
るように、吸気圧を検出する圧力センサが故障した場合
の圧力値として、一定の疑似値が設定されている場合が
多い。すなわち、圧力センサが故障した場合は、その時
の運転状態の如何にかかわらず、圧力センサの出力に代
わる一定の疑似値を制御のための圧力値としてエンジン
の制御を継続するものである。このような疑似値を用い
た制御では、必要限度内で車両の移動が行えるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のもの
のように、疑似値を一定にして制御を実施すると、エン
ジンの始動及び走行は可能になるものの、その時の運転
状態は圧力センサが正常な場合の運転状態とは極端に異
なったものとなることが多い。その結果、走行を継続す
ると、例えば触媒が異常に加熱されてその劣化が加速さ
れ耐久性に問題が発生したりして、圧力センサの故障以
外の２次的な不具合を生じることがあった。

【０００４】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る圧力センサ故障時の処理方
法は、吸気圧を検出する圧力センサの故障が検出された
場合にその圧力センサの検出値を故障時の疑似値に置き
換えて燃焼室への燃料供給量又は点火時期を調節するよ
うに構成された内燃機関における圧力センサ故障時の処
理方法であって、圧力センサが故障した際のスロットル
バルブの開度を少なくとも検出し、検出した開度に基づ
いて前記疑似値を設定することを特徴とする。

【０００６】このような構成のものであれば、圧力セン
サが故障した場合に少なくともスロットルバルブの開度
に基づいて圧力センサの圧力値に対する疑似値を設定す
ることにより、疑似値がその時の運転状態を反映したも
のとなる。したがって、圧力センサが正常な場合にその
検出値による燃料供給量又は点火時期の調節に比べて調
節が大まかにはなるものの、疑似値を一律にして圧力セ
ンサ故障時の燃料供給量又は点火時期を調節するものよ
り、圧力センサが正常動作している場合にさらに近似さ
せることができる。この結果、圧力センサが故障してい
ても運転状態が正常な場合に対して極端に変化すること
がなく、また、例えば触媒を異常に加熱するような燃焼
状態を継続することはなくなり、触媒の耐久性に影響を
及ぼすといった２次不具合を防止することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明は、圧力センサが故障し
た場合に、少くともスロットルバルブの全閉及び全開状
態を検出し、スロットルバルブが全閉の場合と全開の場
合とで内燃機関を制御するのに必要な圧力値の疑似値を
異なる値に設定し、それぞれの場合に設定された疑似値
を用いて空燃比及び点火時期等を制御するものである。

【０００８】このような処理方法は、吸気圧に基づいて
空燃比を制御する、燃料噴射方式、可変ベンチュリ式キ
ャブレタ方式及びフィードバックキャブレタ方式の内燃
機関に広く適用することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１０】図１に概略的に示した可変ベンチュリ式キ
ャブレタ（以下、キャブレタと略称する）１は、自動車
用エンジンに装着されるもので、その制御系２は電子制
御装置３、制御弁４及び水温センサ５、回転数センサ
６、吸気圧センサ７、スロットルバルブ１９の開度を検
出するバキュームスイッチ（以下、ＶＳＷと称する）８
及びパワースイッチ（以下、ＰＳＷと称する）９を備え
ている。

【００１１】キャブレタ１は、エアクリーナと吸気マニ
ホルドとの間の吸気系に装備されるもので、ハウジング
１１の上部にサクショクチャンバ１２を有している。サ
クションチャンバ１２内にはサクションピストン１３が
昇降可能に取り付けられている。このサクションチャン
バ１２には、サクションピストン１３に設けられた負圧
導入孔１３ａより、吸気系の負圧が導入し得るようにな
っている。ハウジング１１内にサクションチャンバ１２
が収容された状態で、サクションチャンバ１２の下側の
ハウジング１１には、大気圧が導入される大気室１１ａ
が形成される。サクションピストン１３は、ピストンス
プリング１４により下方に付勢されており、サクション
チャンバ１２内に負圧が導入されておらず大気圧が導入
されている場合には最下位置まで降りている。このサク
ションピストン１３のハウジング１１から下方に突出し
た下端部の下方には、その開口面積が可変されるベンチ
ュリ部１８が形成されるとともに、サクションピストン
１３の下端面には、下向きにメータリングニードル１５
が固定してある。メータリングニードル１５は、フロー
ト室１６に連通状態に固定されたメインジェット１７内
に挿入されている。メインジェット１７は、ベンチュリ
部１８にその先端１７ａを突出させて固定してあり、先
端１７ａは上流側が下流側より高く形成してある。メイ
ンジェット１７には、図示しないメインエアブリードと
パワーエアブリードとから空気が供給され、フロート室
１６内のインレットジェット１６ａにより計量された燃
料が供給された空気と混合されるようになっている。パ
ワーエアブリードは、高負荷時には燃料の供給量を高め
るために閉鎖されるものである。ベンチュリ部１８の下
流側には、アクセルペダルに応動して開閉するスロット
ルバルブ１９が回動可能に設けてある。ハウジング１１
の下面には、大気圧を大気室１１ａに導入するための通
気孔１１ｂが穿設してある。

【００１２】サクションチャンバ１２の上面には、制御
系２を形成するために貫通孔１２ａが設けてあり、正の
圧力である大気圧を制御可能にサクションチャンバ１２
に導入するために、制御弁４を有する導入通路２１が接
続してある。この制御弁４は、例えばバキュームスイッ
チングバルブで、マイクロコンピュータシステムを主体
とした電子制御装置（ＥＣＵ）３から出力される駆動パ
ルス信号Ｓｐのデューティ比ＤＳＤＰを変えることによ
り開閉が制御される。電子制御装置３には、少なくとも
エンジンの温度である冷却水温ＴＨＷを検出するための
水温センサ５と、エンジン回転数ＮＥを検出するための
回転数センサ６と、吸気系の吸気圧力すなわち吸気圧Ｐ
Ｍを検出するための吸気圧センサ７と、スロットルバル
ブ１９の閉成状態すなわちアイドル運転時のスロットル
開度を検出するためのＶＳＷ８と、その全開状態のスロ
ットル開度を検出するためのＰＳＷ９とが電気的に接続
されている。また、点火時期を制御するために、電子制
御装置３には点火装置ＩＧが接続されている。さらに、
電子制御装置３は、水温センサ５と回転数センサ６と吸
気圧センサ７とからの信号に基づいて、暖気後の運転状
態においてデューティ比ＤＳＤＰを演算する。また、電
子制御装置３には、吸気圧センサ７が故障した場合に
は、その時点のスロットルバルブの開度を検出し、検出
したスロットル開度に基づいて疑似値を設定するように
構成したプログラムが内蔵してある。この実施例におい
ては、検出するスロットル開度は、全閉と全開との２種
類であり、ＶＳＷ８がオンしている場合に全閉を、ＰＳ
Ｗ９がオンしている場合に全開を検出するものである。

【００１３】この実施例におけるキャブレタ１は、暖機
後の通常の運転状態では、負圧導入孔１３ａよりの負圧
と、開度を小さくした制御弁４からの大気圧とがサクシ
ョンチャンバ１２に導入されて、ピストンスプリング１
４の付勢力に抗して所定位置までサクションピストン１
３を上昇させ、したがってメータリングニードル１５を
引き上げた状態で使用されるようになっている。また、
このキャブレタ１は、暖機後の運転状態すなわち冷却水
温ＴＨＷが所定値を上回る運転状態において、電子制御
装置３により要求空燃比を満足するように調整してあ
る。具体的には、制御弁４の駆動パルス信号のデューテ
ィ比ＤＳＤＰの内、基本デューティ比ＤＳＤＰＡは暖機
後の運転におけるエンジン回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとに
より設定してある。基本デューティ比ＤＳＤＰＡは、高
負荷高回転となる運転状態で最も大きな値を採るように
設定してあり、暖機後の種々の運転状態で要求空燃比を
満足する適正な空燃比での運転を可能にしている。

【００１４】吸気圧センサ７が故障の際にサクションピ
ストン１３の昇降量すなわちリフト量を制御するため
に、電子制御装置３にはエンジン回転数ＮＥと吸気圧Ｐ
Ｍのなまし値である吸気圧値ＰＭＴＰ２で規定される２
次元マップであるリフト量マップが設定してあり、その
リフト量マップを用いて基本デューティ比ＤＳＤＰＡを
決定するようになっている。また、同様にして、電子制
御装置３には、点火時期を制御するために、エンジン回
転数ＮＥと吸気圧値ＰＭＴＰ２とで規定される２次元マ
ップである点火時期マップが設定してあり、その点火時
期マップを用いて基本点火時期ＡＢＳＥを決定するよう
になっている。この基本点火時期ＡＢＳＥについては、
スロットルバルブ１９が全開の場合にのみ、エンジン回
転数ＮＥにより規定される点火時期テーブルＴＢＡＳＥ
ＯＮにより決定されるもので、吸気圧センサ７の状態に
かかわらずつまり正常、故障の別を問わずこの点火時期
テーブルより決定されるように構成してある。また、電
子制御装置３には、吸気圧センサ７が故障した場合に対
応する吸気圧ＰＭの疑似値が、スロットルバルブ１９の
開度に応じて記憶させてある。

【００１５】この吸気圧センサ７が故障した場合の処理
プログラムの概略構成を、図２に示す。

【００１６】図２において、ステップＳ１では、吸気圧
センサ７が故障しているか否かを判定する。故障の判定
は、例えば吸気圧センサ７が出力する電圧信号をＡ／Ｄ
変換した変換値が、所定値例えば４．９Ｖ以上又は０．
７Ｖ未満となったことにより行うようにすればよい。ス
テップＳ２では、ＶＳＷ８がオンしているか否かを判定
する。ステップＳ３では、ＰＳＷ９がオンしているか否
かを判定する。すなわち、このステップＳ２及びステッ
プＳ３において、吸気圧センサ７が故障した時点におけ
るスロットルバルブ１９の開度を検出する。この実施例
では、ＶＳＷ８とＰＳＷ９とを用いて、全閉、全開及び
その中間の開度の３つの異なるスロットルバルブ１９の
状態の開度を検出するように構成するものである。ステ
ップＳ４では、吸気圧センサ７が故障した場合の所定の
条件すなわちスロットル開度条件が全開であることに基
づいて、吸気圧値ＰＭＴＰ２を全開時疑似値ＫＰＭＶＯ
ＮＰＯＮＤに決定し、決定された吸気圧値ＰＭＴＰ２す
なわち全開時疑似値ＫＰＭＶＯＮＰＯＮＤとその時点の
エンジン回転数ＮＥとからリフト量マップを検索して基
本デューティ比ＤＳＤＰＡを決定し、点火時期テーブル
ＴＡＢＳＥＯＮよりその時点のエンジン回転数ＮＥに対
応する基本点火時期ＡＢＳＥを決定する。ステップＳ５
では、スロットル開度条件がアイドル開度であることに
基づいて、基本デューティ比ＤＳＤＰＡを０に決定し、
点火時期マップの吸気圧値ＰＭＴＰ２にアイドル時疑似
値ＫＰＭＶＯＦＩＤＡを適用し、このアイドル時疑似値
ＫＰＭＶＯＦＩＤＡとその時点のエンジン回転数ＮＥと
から点火時期マップを検索して基本点火時期ＡＢＳＥを
決定する。ステップＳ６では、ＶＳＷ８がオンでＰＳＷ
９がオフであることより、スロットル開度条件がアイド
ル開度と全開との中間開度であることを検出した後に、
その検出結果に基づいて、吸気圧値ＰＭＴＰ２に決定し
たパーシャル時疑似値ＫＰＭＮＯＮＰＯＦＤとその時点
のエンジン回転数ＮＥとによりリフト量マップを検索し
て基本デューティ比ＤＳＤＰＡを決定し、同様にして点
火時期マップの吸気圧値ＰＭＴＰ２に決定した中間時所
定値ＫＰＭＶＯＮＰＯＦＡとその時点のエンジン回転数
ＮＥとにより点火時期マップを検索して基本点火時期Ａ
ＢＳＥを決定する。ステップＳ７では、吸気圧センサ７
が正常な場合の通常の正規の空燃比制御及び点火時期制
御を実行する。この正規の制御については、詳細を省略
する。

【００１７】以上の構成において、吸気圧センサ７が正
常に動作している場合は、制御は、ステップＳ１→Ｓ７
と進み、水温センサ５と回転数センサ６と吸気圧センサ
７とからの信号から検出した冷却水温ＴＨＷとエンジン
回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとに基づいて、正規の制御を実
施する。

【００１８】一方、吸気圧センサ７が故障した場合に
は、スロットル開度に応じて基本デューティ比ＤＳＤＰ
Ａ及び基本点火時期ＡＢＳＥに対して設定される疑似値
が変わってくる。すなわち、故障の時点でスロットルバ
ルブ１９が開成していない、つまりアイドル運転状態に
あった場合には、ＶＳＷ８がオフしているので、制御
は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ５と進み、基本デューティ
比ＤＳＤＰＡを０に決定し、かつ基本点火時期ＡＢＳＥ
をアイドル時疑似値ＫＰＭＶＯＦＩＤＡとエンジン回転
数ＮＥとにより点火時期マップから決定し、燃料制御及
び点火時期制御を行う。次に、ＶＳＷ８がオンしてお
り、しかしながらＰＳＷ９はオフである、つまりスロッ
トルバルブ１９は全開ではないがアイドル開度よりは開
成している場合には、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ
３→Ｓ６と進み、基本デューティ比ＤＳＤＰＡをリフト
量マップからパーシャル時疑似値ＫＰＭＶＯＮＰＯＦＤ
とエンジン回転数ＮＥとにより決定し、かつ基本点火時
期ＡＢＳＥを点火時期マップから中間時疑似値ＫＰＭＶ
ＯＮＰＯＦＡとにより決定し、燃料制御及び点火時期制
御を実行する。さらに、ＶＳＷ８とＰＳＷ９との両方が
オンしている場合、すなわちスロットルバルブ１９が全
開になっている場合には、制御は、ステップＳ１→Ｓ２
→Ｓ３→Ｓ４と進み、基本デューティ比ＤＳＤＰＡをリ
フト量マップによりその時のエンジン回転数ＮＥと全開
時疑似値ＫＰＭＶＯＮＰＯＮＤとで決定し、基本点火時
期ＡＢＳＥを点火時期テーブルＴＡＢＳＥＯＮにより決
定し、燃料制御及び点火時期制御を実行する。

【００１９】このように、吸気圧センサ７が故障した場
合には、ＶＳＷ８とＰＳＷ９との作動状態から故障時の
スロットルバルブ１９の開度を検出し、その開度に応じ
て決定した疑似値とその時のエンジン回転数ＮＥとに基
づいて基本デューティ比ＤＳＤＰＡ及び基本点火時期Ａ
ＢＳＥを決定するので、疑似値を運転状態に応じたもの
にすることができ、燃料供給量や点火時期を運転状態に
適した状態に制御することができる。したがって、吸気
圧センサ７が故障しているのにもかかわらず、その故障
を感じることなく通常の運転状態と略同様に運転するこ
とができる。これにより、燃焼が通常の運転状態と著し
く異なった運転状態が連続することがなくなり、例えば
触媒を異常に加熱してその耐久性能を短縮するような２
次的な不具合を防止することができる。

【００２０】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。上記実施例では、可変ベンチュリ
式キャブレタを制御するものについて説明したが、メイ
ンウェルへの空気量を調整する流量制御弁を有するフィ
ードバックキャブレタを装備するエンジンにあっては、
上記基本デューティ比ＤＳＤＰに代えて流量制御弁を制
御するためのデューティ比を、スロットル開度に応じた
疑似値とその時のエンジン回転数ＮＥとで決定して、吸
気圧センサ７の故障時の燃料制御を行うように構成する
ものであってもよい。また、同様に、燃料噴射方式のエ
ンジンにあっては、上記基本デューティ比ＤＳＤＰに代
えて、基本燃料噴射時間をスロットル開度に応じた疑似
値とその時のエンジン回転数ＮＥとで決定して、その基
本燃料噴射時間に基づいて有効噴射時間を演算するもの
であってもよい。

【００２１】また、上記実施例では、スロットルバルブ
１９の開度は、ＶＳＷ８とＰＳＷ９とにより全閉（アイ
ドル運転状態）と全開とその中間との３点で検出して各
疑似値を決定するために用いたが、例えばスロットルセ
ンサを用いてスロットルバルブ１９の全作動範囲におけ
る開度を検出するようにしてもよい。あるいは、ＶＳＷ
８、ＰＳＷ９及びスロットルセンサ等を組み合わせて用
いて、スロットルバルブの開度の内、少なくとも全閉、
全開及びその中間の状態の３つの開成状態が検出できる
ように構成するものであってよい。

【００２２】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、圧力
センサが正常な場合にその検出値により燃料供給量又は
点火時期を調節する場合に比べて、その調節は大まかに
はなるものの、疑似値を一律にして圧力センサ故障時の
燃料供給量又は点火時期を調整するものより、圧力セン
サが正常動作をしている場合にさらに近似させることが
できる。この結果、圧力センサが故障していても運転状
態が正常な場合に対して極端に変化することがなく、ま
た、例えば触媒を異常に加熱するような燃焼状態を継続
することはなくなり、触媒の耐久性に影響を及ぼすとい
った２次不具合を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。

【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。

【符号の説明】

１…可変ベンチュリ式キャブレタ ４…制御弁 ５…水温センサ ６…回転数センサ ７…吸気圧センサ ８…ＶＳＷ ９…ＰＳＷ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 昭吾 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 和田 耕 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気圧を検出する圧力センサの故障が検出
   された場合にその圧力センサの検出値を故障時の疑似値
   に置き換えて燃焼室への燃料供給量又は点火時期を調節
   するように構成された内燃機関における圧力センサ故障
   時の処理方法であって、 圧力センサが故障した際のスロットルバルブの開度を少
   なくとも検出し、 検出した開度に基づいて前記疑似値を設定することを特
   徴とする圧力センサ故障時の処理方法。