JPH1018893A

JPH1018893A - エンジンのセンサ信号処理装置

Info

Publication number: JPH1018893A
Application number: JP8170498A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Itami; 岳彦伊丹; Kazue Yokota; 和重横田; Keisuke Fujiwara; 啓介藤原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】バッテリ電圧が低い始動時であっても、大気圧
に応じた噴射制御を確実に行なえるようにする。【解決手段】イグニッションスイッチのＯＮ時に実行さ
れる初期化ルーチンにおいて、バッテリ電圧ＶＢが基準
電圧ＬＶＢ以上であるか否か、また、大気圧センサの出
力PRESS が正常範囲内であるか否かを判別する。そし
て、バッテリ電圧ＶＢが基準電圧ＬＶＢ以上であって(S
1)、かつ、出力PRESS が正常範囲内であるときには(S
2)、そのときの大気圧センサの出力PRESS を、始動時用
噴射制御に用いる大気圧PRESS にセットする(S3)。一
方、バッテリ電圧ＶＢが基準電圧ＬＶＢ未満であるか(S
1)、又は、出力PRESS が正常範囲内でない場合には(S
2)、前回運転時における大気圧センサの出力PRESS の記
憶データPAMB# を、前記大気圧PRESS にセットする(S
4)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンのセンサ信
号処理装置に関し、詳しくは、バッテリ電圧の低下によ
ってセンサから正常な検出信号が得られない場合におけ
る制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のセンサ信号処理装置としては、例
えば実開平３−２１５４０号公報，実開昭５８−１８７
８０４号公報，特開昭６４−６０７５６号公報に開示さ
れるようなものがあった。実開平３−２１５４０号公報
には、電源投入時に記憶させておいたエンジンの温度の
データを、クランキング中に用いてエンジン制御量の設
定を行わせる構成が開示されている。

【０００３】また、実開昭５８−１８７８０４号公報に
は、エンジンの始動時に予め記憶しておいた電源電圧と
センサ出力との比に基づいて、センサ出力の信号レベル
を把握する構成が開示されている。更に、特開昭６４−
６０７５６号公報には、初回電源投入時におけるセンサ
出力を記憶させておき、始動時に前記記憶させたおいた
センサ出力に基づいてエンジンを制御する構成の開示が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記実開平３−２１５
４０号公報や特開昭６４−６０７５６号公報に開示され
るものでは、電源投入時のセンサの検出信号が電源電圧
（バッテリ電圧）の低下等によって異常であっても、該
信号に基づいてクランキング中に制御することになって
しまうか、また、電源投入時にセンサの検出信号が異常
であると、当該センサの検出結果を用いた始動時の制御
が全く行われなくなってしまうという問題がある。

【０００５】また、実開昭５８−１８７８０４号公報の
ものでは、センサ出力と比較されるベース電圧として記
憶値を用いる構成であり、センサ出力の電圧低下による
異常には対処できないという問題がある。本発明は上記
問題点に鑑みなされたものであり、大気圧などは前回の
運転終了時からは大きな変化がないものと考えられるこ
とに着目し、センサの検出信号が電圧低下などによって
電源投入時から異常であっても、く始動時のエンジン制
御性が大きく低下することを回避できるようにすること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、センサからの検出信号に基づいてエンジンを制
御するエンジンのセンサ信号処理装置であって、図１に
示すように構成される。図１において、正常・異常判別
手段は、センサの検出信号の正常，異常を判別する。そ
して、検出信号記憶手段は、正常・異常判別手段により
正常状態が判別されているときの最新の検出信号を逐次
更新して記憶し、イグニッションスイッチのＯＦＦ状態
において前記記憶データを保持する。

【０００７】一方、異常時初期値設定手段は、イグニッ
ションスイッチのＯＮ時に、前記正常・異常判別手段に
より異常状態が判別されたときに、センサの実際の検出
信号に代えて、前記検出信号記憶手段により記憶保持さ
れている前回運転時の検出信号を初期値として設定す
る。かかる構成によると、正常判別された検出信号が逐
次更新して記憶されるので、センサの検出結果が変化す
る場合には、最近の正常な検出結果（通常はイグニッシ
ョンがＯＦＦされる直前のデータ）が記憶されることに
なり、然も、イグニッションスイッチがＯＦＦされた後
も、記憶データが消えることなく、次にイグニッション
スイッチがＯＮされるまで保持される。そして、イグニ
ッションスイッチのＯＮ時に、センサ信号が異常である
と判別されたときには、センサの検出結果が前回運転時
に対して大きく変化しないものとして、前記記憶されて
いる前回運転時の正常な検出信号を検出結果の初期値と
する。

【０００８】請求項２記載の発明では、前記正常・異常
判別手段により異常状態が判別されているときに、エン
ジン制御に用いる検出信号を前回値に保持する検出信号
保持手段を設ける構成とした。かかる構成によると、前
記初期値設定がなされた後も、継続的に異常状態が判別
されると、前回運転時の検出結果をそのまま継続的に用
いることになり、また、正常状態から異常状態に変化し
たときには、異常状態に切り換わる直前の正常状態での
検出信号が異常状態において継続的に用いられることに
なる。

【０００９】請求項３記載の発明では、前記正常・異常
判別手段が、バッテリ電圧が予め設定された基準電圧未
満であるときに、検出信号の異常状態を判別する構成と
した。即ち、センサの電源であるバッテリ電圧が低下し
ているために、センサが正常に検出信号を出力すること
ができないと推定される状態を異常状態として判別させ
るものであり、バッテリ劣化，バッテリ放電によるイグ
ニッションスイッチＯＮ時のバッテリ電圧異常の他、ク
ランキングに伴うバッテリ電圧の低下時にも異常状態の
判別がなされることになる。

【００１０】請求項４記載の発明では、前記正常・異常
判別手段が、検出信号が予め設定された正常範囲内でな
いときに、検出信号の異常状態を判別する構成とした。
即ち、センサがが正常時に出力する範囲以外の検出信号
を出力しているときを、異常状態として判別させるもの
であり、電源であるバッテリ電圧の低下を原因として検
出信号が異常値を示す場合の他、パッテリ電圧が正常値
であるのにセンサ自体或いは検出信号の出力ラインの故
障などによって、検出信号が異常値を示す場合を含ん
で、異常判別がなされる。

【００１１】請求項５記載の発明では、前記センサが大
気圧を検出する大気圧センサである構成とした。大気圧
は、高度の他、天候にも左右されるが、車両の停止中に
牽引，搬送されない限り前回の運転停止時から大きく変
化することはなく、前回の運転停止時に検出された大気
圧を次の始動時に用いても、実際値に略近い値を用いて
エンジンを制御することになる。

【００１２】請求項６記載の発明では、前記大気圧セン
サの検出信号に基づいて、始動時におけるエンジンへの
燃料供給量を補正する構成とした。エンジン吸入空気量
の検出値を用いずに始動時の燃料供給量を決定する場合
があり、この場合には、大気圧に基づき燃料供給量を補
正することで、大気圧変化（酸素濃度変化）による要求
燃料量の変化に対応することができる。ここで、イグニ
ッションスイッチＯＮ時に大気圧センサの検出信号が異
常であると判別されると、前回運転時に検出された大気
圧が初期値として設定され、前記始動時の燃料補正に用
いられることになる。

【００１３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、イグニッ
ションスイッチのＯＮ時からセンサ信号が異常であると
判別されても、前回運転時の検出信号を初期値として設
定してエンジン制御を行わせるから、センサの検出信号
が前回運転時から大きく変化することがない場合には、
センサ信号の正常時と略同等なエンジン制御性を発揮さ
せることができるという効果がある。

【００１４】請求項２記載の発明によると、例えばクラ
ンキングによるバッテリ電圧の低下などによってセンサ
信号が異常になっても、略正常時と同様なエンジン制御
性を保持させることができるという効果がある。請求項
３記載の発明によると、センサの電源であるバッテリ電
圧の低下によって、センサが正常な検出信号を出力する
ことができなくなっている状態で、異常なセンサ信号に
基づきエンジンが制御されることを回避できるという効
果がある。

【００１５】請求項４記載の発明によると、バッテリ電
圧の低下を原因とするものを含み、センサの検出信号が
異常値を示していることを判別でき、異常なセンサ信号
に基づきエンジンが制御されることを回避できるという
効果がある。請求項５記載の発明によると、大気圧は、
通常は前回運転時に対して大きく変化しないから、たと
えセンサが正常に検出信号を出力しない状態となってい
ても、始動時から大気圧に基づくエンジン制御を実行さ
せることができるという効果がある。

【００１６】請求項６記載の発明によると、たとえセン
サが正常に検出信号を出力しない状態となっていても、
大気圧に基づく始動時の燃料量補正を実行させ、始動性
を維持することができるという効果がある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図２は、実施形態におけるエンジンのシステム構
成を示す図である。この図２において、エンジン１に
は、スロットル弁２で調整された空気が吸引され、燃料
噴射弁３から噴射される燃料によって混合気が形成され
る。

【００１８】尚、燃料噴射弁３を吸気ポートに設けてあ
るが、燃焼室内に直接燃料を噴射する構成であっても良
い。前記混合気は、点火栓４による火花点火によって着
火燃焼する。前記燃料噴射弁３による燃料噴射、及び、
点火栓４による点火を制御するコントロールユニット５
は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種セン
サからの検出信号を演算処理して、前記燃料噴射弁３に
よる燃料噴射量、及び、点火栓４による点火時期を制御
する。従って、前記コントロールユニット５が、センサ
信号処理装置に相当する。

【００１９】前記各種センサとしては、スロットル弁２
の上流側でエンジン１の吸入空気流量を検出するエアフ
ローメータ６、クランク角を検出するクランク角センサ
７，冷却水温度を検出する水温センサ８、大気圧を検出
する大気圧センサ９などが設けられている。尚、クラン
ク角センサ７からの検出信号に基づきエンジン回転速度
Ｎｅを算出することが可能である。

【００２０】また、前記コントロールユニット５は、イ
グニッションスイッチ10を介してバッテリ11が接続され
ており、コントロールユニット５はバッテリ電圧ＶＢを
検出できるようになっている。ここで、コントロールユ
ニット５による噴射量制御の様子を説明する。前記燃料
噴射弁３には、プレッシャレギュレータで調整された燃
料が供給され、燃料噴射弁３の開弁時間に比例した量の
燃料が噴射されるようになっており、コントロールユニ
ット５は、以下のようにして噴射パルス幅（開弁時間）
を決定する。

【００２１】まず、エアフローメータ６で検出された吸
入空気流量Ｑとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて基本
噴射パルス幅Ｔｐ（Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎｅ）が演算され
る。一方、水温Ｔｗなどの運転条件に応じた各種補正係
数ＣＯや、バッテリ電圧ＶＢによる無効噴射時間の変化
を補正するための補正分Ｔｓなどが演算される。そし
て、前記基本噴射パルス幅Ｔｐを、前記各種補正係数Ｃ
Ｏや補正分Ｔｓなどによって補正して、最終的な噴射パ
ルス幅Ｔｉを設定する。

【００２２】コントロールユニット５は、前記噴射パル
ス幅Ｔｉの噴射パルス信号を、エンジン回転に同期した
タイミングで燃料噴射弁３に出力し、前記噴射パルス幅
Ｔｉに比例する量の燃料を噴射させる。また、エンジン
の始動時（クランキング中）には、前記噴射パルス幅Ｔ
ｉとは別に、始動時用パルス幅Ｔｉ_STを演算し、通常の
噴射パルス幅Ｔｉと前記始動時用パルス幅Ｔｉ_STとのい
ずれか大きい方を選択して、燃料噴射弁３を制御する。

【００２３】前記始動時用パルス幅Ｔｉ_STは、Ｔｉ_ST＝ＴＣＳＴ×ＴＣＳＮ×ＴＫＣＳ×ＴＡＴＭとして算出される。ここで、ＴＣＳＴは水温に応じて設
定される始動時用基本パルス幅、ＴＣＳＮはエンジン回
転速度Ｎｅに応じた補正係数、ＴＫＣＳはクランキング
開始からの経過時間に応じた補正係数、ＴＡＴＭは大気
圧に応じた補正係数である。

【００２４】コントロールユニット５は、図３及び図４
のフローチャートに示すようにして、前記大気圧に応じ
た補正係数ＴＡＴＭの設定に用いる大気圧PRESS を設定
する。図３のフローチャートは、コントロールユニット
５に対する電源投入時、即ち、イグニッションスイッチ
10のＯＮ時にのみ１回だけ実行される初期化ルーチンを
示す。尚、前記初期化ルーチンでは、大気圧以外のパラ
メータについても初期化が行なわれるが、大気圧以外に
関わる部分は省略してある。

【００２５】まず、Ｓ１では、そのときのバッテリ電圧
ＶＢが、予め設定された基準電圧ＬＶＢ以上であるか否
かを判別する。前記基準電圧ＬＶＢは、大気圧センサ９
が正常な検出信号を出力し得る最小バッテリ電圧として
設定されている。Ｓ１で、バッテリ電圧ＶＢが基準電圧
ＬＶＢ以上であると判別されたときには、Ｓ２へ進み、
そのときの大気圧センサ９の出力VPRESSが、予め設定さ
れた正常範囲内であるか否かを、前記出力VPRESSが許容
最大値VMAX未満であり、かつ、前記出力VPRESSが許容最
小値VMIN以上であるか否かに基づいて判別する。

【００２６】前記許容最大値VMAX，許容最小値VMINは、
バッテリ電圧ＶＢが前記基準電圧ＬＶＢ以上の条件下
で、予測される最大の大気圧変化があっても、越えるこ
とがない値として設定されている。Ｓ２で、大気圧セン
サ９の出力VPRESSが許容最大値VMAX未満であり、かつ、
許容最小値VMIN以上であると判別されたときには、その
ときの大気圧センサ９の出力VPRESSは信頼できるもの
（正常状態）と見做し、Ｓ３へ進んで、エンジン制御、
即ち、前記始動時用噴射パルス幅Ｔｉ_STの補正制御に用
いる大気圧PRESS の初期値としてそのときの出力VPRESS
をセットする。

【００２７】一方、Ｓ１で、バッテリ電圧ＶＢが前記基
準電圧ＬＶＢ未満であると判別されたときと、Ｓ２で、
大気圧センサ９の出力VPRESSが前記許容最大値VMAX，許
容最小値VMINで挟まれる範囲内でないと判別されときに
は、大気圧センサ９の検出信号が異常であると判断し
て、Ｓ４へ進む。尚、Ｓ１，Ｓ２の部分が、正常・異常
判別手段に相当する。

【００２８】Ｓ４（異常時初期値設定手段）では、前回
の運転時においてバッテリ電圧が正常であるときに正常
範囲内であると判別された出力VPRESSを記憶しておいた
記憶データPAMB# を、大気圧PRESS の初期値としてセッ
トする。即ち、大気圧は、前回の運転時に対して大きく
変化しないと考えられるから、大気圧センサ９の検出信
号の異常時（バッテリ電圧に基づき異常が推定される状
態を含む）においては、前回運転時に検出された結果
を、そのまま今回の運転時における初期値として設定す
るものである。

【００２９】これにより、イグニッションスイッチＯＮ
時に、大気圧センサ９の検出信号に基づいた大気圧検出
が行なえない場合であっても、大気圧の初期値として略
実際値に近い値を設定して、始動時用噴射パルス幅の演
算に用いることが可能となる。一方、図４のフローチャ
ートは、運転中に所定時間毎（例えば50ms毎) に実行さ
れるルーチンを示し、異常・正常判別手段としてのＳ1
1，Ｓ12では、前記Ｓ１，Ｓ２と同様に、バッテリ電圧
と基準電圧との比較判別、出力VPRESSと正常範囲との比
較を行なわせる。

【００３０】そして、バッテリ電圧ＶＢが正常であっ
て、かつ、そのときの出力VPRESSが正常範囲内にあると
きには、Ｓ13へ進み、大気圧PRESS の前回値PRESS(old)
と最新の出力VPRESSとの加重平均値を今回の大気圧PRES
S にセットする。 PRESS ←VPRESS×α＋PRESS(old)×（１−α）
（αは定数）尚、前記加重平均を行なわずに、そのときの出力VPRESS
をそのまま大気圧PRESS にセットしても良い。

【００３１】また、次のＳ14では、前記Ｓ13における演
算で得られた大気圧PRESS を記憶データPAMB# にセット
してバックアップされるメモリに格納する（検出信号記
憶手段）。前記記憶データPAMB# は、バッテリ電圧が正
常であってかつ出力VPRESSが正常範囲内にあるときに逐
次更新記憶されることになり、かつ、イグニッションス
イッチのＯＦＦ中も記憶保持されるようにしてあるか
ら、通常であればイグニッションスイッチＯＦＦ直前で
の出力VPRESSが、次にイグニッションスイッチがＯＮさ
れるまで記憶されることになる。

【００３２】次のイグニッションスイッチのＯＮ時に、
バッテリ電圧が低かったり、或いは、そのときの出力VP
RESSが正常範囲内でなかったときには、前記Ｓ14での処
理によって記憶される前回運転時における出力VPRESS
が、実際の出力に代えて大気圧PRESS に初期値としてセ
ットされる（異常時初期値設定手段）。一方、Ｓ11でバ
ッテリ電圧が基準電圧以下であると判別されたときと、
Ｓ12で出力VPRESSが正常範囲内でないと判別されたとき
には、今回の大気圧PRESS に前回値PRESS(old)をセット
して、出力VPRESSが異常になる直前の値を異常状態の間
保持させるようにする（検出信号保持手段）。

【００３３】例えばイグニッションスイッチのＯＮ時に
は、出力VPRESSが正常であったのに対し、クランキング
開始に伴うバッテリ電圧の低下によって出力VPRESSが異
常になったときには、クランキング開始直前の実際の検
出結果が、クランキング終了（バッテリ電圧の復活）ま
で保持されて、始動時用噴射パルス幅の演算に用いられ
ることになる。

【００３４】また、イグニッションスイッチのＯＮ時に
バッテリ電圧が低く、前回の運転時における値を初期値
にセットしたときで、クランキング終了までバッテリ電
圧が回復しなかったときには、イグニッションスイッチ
ＯＮから前記バッテリ電圧が復活するまでの間、始動時
用噴射パルス幅の演算に用いる大気圧として、前回運転
時の検出結果が用いられることになる。

【００３５】従って、クランキングによるバッテリ電圧
の低下によって、大気圧センサ９が正常な検出信号を出
力できなくなっても、極力最近の検出結果を用いて始動
時用噴射パルス幅を演算させることができ、以て、始動
性を維持できる。尚、上記では、大気圧の検出結果を用
いて始動時噴射パルス幅を補正する制御を示したが、大
気圧を用いるエンジン制御を上記の始動時用のパルスに
限定するものではない。

【００３６】更に、上記では、イグニッションスイッチ
のＯＮ時に検出信号が異常であるときに、前回運転時の
検出結果を用いる構成とするセンサとして大気圧センサ
９を示したが、イグニッションスイッチのＯＦＦ時間が
充分に短いことなどの条件を付加すれば、外気温度セン
サ，吸気温センサ，水温センサ，燃温センサなどの各種
温度センサについても、同様な処理を施すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明にかかるセンサ信号処理装
置の基本構成ブロック図。

【図２】実施形態におけるエンジンのシステム構成図。

【図３】実施形態における初期化ルーチンを示すフロー
チャート。

【図４】実施形態における大気圧検出ルーチンを示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１エンジン２スロットル弁３燃料噴射弁４点火栓５コントロールユニット６エアフローメータ７クランク角センサ８水温センサ９大気圧センサ 10 イグニッションスイッチ 11 バッテリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｎ 41/06 ３３０ 41/06 ３３０Ｊ 41/22 ３０１ 41/22 ３０１Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センサからの検出信号に基づいてエンジン
を制御するエンジンのセンサ信号処理装置であって、センサの検出信号の正常，異常を判別する正常・異常判
別手段と、該正常・異常判別手段により正常状態が判別されている
ときの最新の検出信号を逐次更新して記憶し、イグニッ
ションスイッチのＯＦＦ状態において前記記憶データを
保持する検出信号記憶手段と、イグニッションスイッチのＯＮ時に、前記正常・異常判
別手段により異常状態が判別されたときに、センサの実
際の検出信号に代えて、前記検出信号記憶手段により記
憶保持されている前回運転時の検出信号を初期値として
設定する異常時初期値設定手段と、を含んで構成されたことを特徴とするエンジンのセンサ
信号処理装置。
【請求項２】前記正常・異常判別手段により異常状態が
判別されているときに、エンジン制御に用いる検出信号
を前回値に保持する検出信号保持手段を設けたことを特
徴とする請求項１記載のエンジンのセンサ信号処理装
置。
【請求項３】前記正常・異常判別手段が、バッテリ電圧
が予め設定された基準電圧未満であるときに、検出信号
の異常状態を判別することを特徴とする請求項１又は２
に記載のエンジンのセンサ信号処理装置。
【請求項４】前記正常・異常判別手段が、検出信号が予
め設定された正常範囲内でないときに、検出信号の異常
状態を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載
のエンジンのセンサ信号処理装置。
【請求項５】前記センサが大気圧を検出する大気圧セン
サであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つ
に記載のエンジンのセンサ信号処理装置。
【請求項６】前記大気圧センサの検出信号に基づいて、
始動時におけるエンジンへの燃料供給量を補正すること
を特徴とする請求項５記載のエンジンのセンサ信号処理
装置。