JPH11247708A - 筒内圧センサ異常検出装置 - Google Patents

筒内圧センサ異常検出装置

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JPH11247708A
JPH11247708A JP4949898A JP4949898A JPH11247708A JP H11247708 A JPH11247708 A JP H11247708A JP 4949898 A JP4949898 A JP 4949898A JP 4949898 A JP4949898 A JP 4949898A JP H11247708 A JPH11247708 A JP H11247708A
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JP
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cylinder pressure
pressure sensor
crank angle
sensor
abnormality
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Application number
JP4949898A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Kato
裕明 加藤
Yuichi Shimazaki
勇一 島崎
Kenji Nakano
賢至 中野
Kazutomo Sawamura
和同 澤村
Hironao Fukuchi
博直 福地
Hideyuki Oki
秀行 沖
Kenji Abe
賢二 安部
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの気筒に設けられた筒内圧センサの
故障を検出する装置において、より高精度で信頼性の高
い筒内圧センサの異常を検出する。 【解決手段】 内燃エンジンのクランク角を示すクラン
ク角信号を発生するクランク角検出手段、及び、前記筒
内圧センサの温度を示すセンサ温度を発生するセンサ温
度検出手段とから構成される筒内圧異常検出装置におい
て、前記クランク角信号によって定まる所定のクランク
角範囲において得られる前記筒内圧センサ信号のレベル
が、所定許容範囲に存在しないときに筒内圧センサが異
常であると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの気筒に
設けられた筒内圧センサの異常を検出する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、エンジンの気筒内圧力を検出
する筒内圧センサの異常を自己診断する装置が知られて
いる。例えば特開平8−93543号公報における装置
は、機関の非燃焼時に筒内圧センサで検出された筒内圧
と、燃焼時に検出された筒内圧とを比較し、燃焼時の筒
内圧が非燃焼時の筒内圧より所定割合以上大きいときは
筒内圧センサが正常、それ以外のときは筒内圧センサが
異常であると診断することを特徴としている。
【0003】また、上記に関連した技術として、筒内圧
センサを構成する圧電素子の温度条件に影響されずに安
定に筒内圧を検出できる筒内圧センサが知られている。
例えば特開平8−50072号公報における筒内圧セン
サは、圧電素子の温度係数に対して逆特性の温度係数を
有し、且つ、前記圧電素子と略等静電容量である誘電体
を前記圧電素子に直列に接続することで、圧電素子の温
度による静電容量の変化を相殺し、センサ素子全体の温
度による容量変化を抑制して感度を一定に保つことを可
能にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】筒内圧センサを構成す
る圧電素子は一般に、温度環境によって出力が変動し、
特に温度変化の大きなエンジン始動時における気筒内に
あっては、筒内圧変動に加えて温度変化による出力変動
の影響が大きくなる。しかしながら、上記した特開平8
−93543号公報開示の装置によれば、機関の燃焼時
と非燃焼時との筒内圧差に基づいた筒内圧センサの出力
比のみに基づいて故障を判断しており、筒内圧センサが
異常であっても非燃焼時と燃焼時の出力比が正常判断さ
れれば故障とは認められず、筒内圧センサの正しい故障
検出は実現できない。
【0005】また、上記した特開平8−50072号公
報開示の筒内圧センサを故障検出する場合、圧電素子に
加えて、直列接続された誘電体に対する異常判断をも行
わなければならず、筒内圧センサを故障検出するための
構成が複雑になってしまう。よって本発明は、以上の問
題を鑑み、筒内圧センサのより高精度で信頼性の高い異
常検出を行う装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の筒内圧センサ異
常検出装置は、内燃エンジンの気筒内の圧力を示す筒内
圧センサ信号を発生する筒内圧センサの異常を検出する
装置であって、前記内燃エンジンのクランク角を示すク
ランク角信号を発生するクランク角検出手段と、前記筒
内圧センサの温度を示すセンサ温度信号を発生するセン
サ温度検出手段と、前記センサ温度検出手段により検出
されたセンサ温度に応じて許容範囲を設定する許容範囲
設定手段と、前記クランク角信号によって定まる所定の
クランク角範囲において得られる前記筒内圧センサ信号
のレベルが前記許容範囲内に存在しないときに筒内圧セ
ンサが異常であると判定する判定手段と、からなること
を特徴としている。
【0007】このようにして、所定クランク角度での筒
内圧信号が筒内圧センサ温度に応じて定められた許容範
囲と比較されることにより、筒内圧センサの異常診断を
可能とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面を
参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明による筒内
圧センサ異常検出装置が搭載されたエンジンを示してい
る。図1において、複数の気筒を有する内燃エンジン1
の各燃焼室2には、圧縮された混合気を点火・燃焼させ
るための点火プラグ6が設けられている。そして、点火
プラグ6及びインジェクタ7は、CPU、RAM、RO
M、A/Dコンバータ、マルチプレクサ及び入出力イン
ターフェース等から構成されるECU(Engine Control
Unit)11に接続されており、各種センサからの入力
信号に基づいて、各気筒への燃料供給を電子制御する。
【0009】前記各種センサとして、クランク角センサ
8が設けられており、ピストン3及びコネクティング・
ロッド5の下降運動を回転運動に変換せしめるクランク
シャフト4の回転角度を検出する。クランク角センサ8
は、クランク角が所定角度位置にある時点を示す基準位
置信号(例えば、TDC信号)及び単位角度信号を発生
し、それら信号はECU11に供給される。また、図示
せぬウォータージャケットの冷却水温度Twを検出する
冷却水温度センサ9が設けられている。さらに、気筒内
の気体圧力すなわちいわゆる筒内圧を検知する筒内圧セ
ンサ10が設けられており、これは、例えば点火プラグ
6の取り付け座面部とその点火プラグ座金部との間にワ
ッシャと共に挟み込まれて圧着固定された圧電素子によ
って形成される。
【0010】筒内圧センサ10を構成する圧電素子は、
温度変化の大きな環境において筒内圧を示す筒内圧セン
サ信号のレベルが大きく変化する特性を有している。図
2の実線15が示すように、筒内圧センサ10の置かれ
る環境温度(例えば、冷却水温度Tw)の上昇に伴って
筒内圧センサ信号Pのレベルもまた上昇し、固有の温度
−筒内圧出力特性を示す。
【0011】そこで、比較的安定な筒内圧信号が得られ
る例えば吸気行程の一定の期間における正常な筒内圧セ
ンサ10の筒内圧センサ信号のレベルと温度とを対応さ
せて得られる温度−筒内圧出力特性に基づいて異常判別
用データマップを予め作成し、これをECU11のRO
Mに記憶させることで、内燃エンジン動作中に検出され
る筒内圧センサ信号の異常判断をなすことを考案した。
【0012】ここで、温度検出は、筒内圧センサ10に
温度検出素子を設けてもよいが、内燃エンジンには一般
的にウォータージャケットの冷却水温度を検出する冷却
水温度センサ9が設けられているため、この冷却水温度
センサ9によって検出される温度を筒内圧センサ10の
温度とすることが出来る。よって、前記異常判別用デー
タマップもまた冷却水温度センサ9による温度検出信号
に基づいて作成される。
【0013】図3は、本発明による筒内圧センサ異常検
出装置の第1の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。先ず、ステップS11において、クランク角センサ
8によりクランク角信号を検出し、検出されたクランク
角信号が示すクランク角θを得る。続いて、ステップS
12において、前記検出されたクランク角θが、所定の
クランク角範囲、例えば図4の如く吸気行程中を示すク
ランク角範囲θ0乃至θ1内に含まれているかを判定す
る。ステップS12において、検出されたクランク角θ
がクランク角範囲θ0乃至θ1内に含まれているならば、
ステップS13の処理に移る。ステップS13において
は、ECU11が筒内圧センサ10を介して筒内圧セン
サ信号を受信し、筒内圧を示す筒内圧センサ信号のレベ
ルである筒内圧サンプル値Pを得る。続くステップS1
4において、ECU11は冷却水温度センサ9を介して
冷却水温度センサ信号を受信し、受信した冷却水温度セ
ンサ信号の示す冷却水温度Twを得る。そして、ステッ
プS15において、冷却水温度Twにおける筒内圧セン
サ信号のレベルの許容範囲となる例えば図2の点線16
及び17に示すようなクライテリアPH(Tw)及びP
L(Tw)を前記異常判別用データマップを元に設定す
る。
【0014】ステップS16において、ステップS13
で検出された筒内圧サンプル値Pが、ステップS15で
設定されたPH(Tw)乃至PL(Tw)内に含まれているか
を判定する。ステップS16において、検出された筒内
圧サンプル値Pが、PH(Tw)乃至PL(Tw)内に含まれ
ているならば、ステップS17の処理に移り、筒内圧セ
ンサ10が正常であると判断されて一連の処理を終了す
る。ステップS16において、検出された筒内圧サンプ
ル値Pが、PH(Tw)乃至PL(Tw)内に含まれていない
ならば、ステップS18の処理に移り、筒内圧センサ1
0が異常であると判断されて、続くステップS19にお
いて、ドライバーに対して筒内圧センサの異常判断を示
す警報告知を行い、一連の処理を終了する。
【0015】図3のフローチャートにおける処理は、E
CU11のCPUにより予めプログラムされており、例
えば温度変化の激しいエンジン始動時における所定時間
を設定した図示せぬタイマーの動作中に繰り返し実行さ
れる。尚、以降に説明されるフローチャートの動作処理
についても同様である。以上説明した図3のフローチャ
ートの示す動作によって、内燃エンジンの1サイクル中
の吸気行程を示す所定のクランク角範囲において、筒内
圧センサ10から筒内圧センサ信号を検出し、更に、冷
却水温センサ9から冷却水温度を元にしたセンサ温度を
検出し、予め作成された異常判別用データマップ上の検
出されたセンサ温度に対応する筒内圧センサ信号のレベ
ルと許容範囲とを比較することにより、筒内圧センサの
異常検出が可能となる。
【0016】尚、前記筒内圧センサ信号を検出する期間
として、比較的安定した筒内圧を示す内燃エンジンの吸
気行程を選択することで、正しい筒内圧センサの異常検
出が実現できる。図5は、本発明による筒内圧センサ異
常検出装置の第2の実施例の動作を示すフローチャート
である。
【0017】ステップS21において、先ず、筒内圧セ
ンサ10によって得られる筒内圧センサ信号のレベルで
ある筒内圧サンプル値の数を示す筒内圧サンプル数nに
初期値0を代入する。続いて、ステップS22におい
て、クランク角センサ8によりクランク角信号を検出
し、該クランク角信号が示すクランク角θを得る。そし
て、ステップS23において、前記検出されたクランク
角θが、吸気行程中を示すクランク角範囲θ0乃至θ1
に含まれているかを判定する。ステップS23におい
て、検出されたクランク角θがクランク角範囲θ0乃至
θ1内に含まれているならば、ステップS24の処理に
移り、筒内圧サンプル数nに1を加える。そして、ステ
ップS25において、筒内圧センサ10を介して筒内圧
センサ信号を検出し、検出された筒内圧センサ信号の示
す筒内圧サンプル値Pnを得て、ステップS22の処理
に戻る。以上のステップS22乃至S25の処理を、ス
テップS23の判定において、検出されたクランク角θ
がクランク角範囲θ0乃至θ1内に含まれていない状態と
なるまで繰り返される。
【0018】ステップS23において、検出されたクラ
ンク角θがクランク角範囲θ0乃至θ1内に含まれていな
いならば、ステップS26の処理に移る。ステップS2
6において、筒内圧サンプル数nが0であるならば、す
なわち、筒内圧センサ10によって筒内圧を一度も検出
しなかったならば、一連の処理を終了する。ステップS
23において、筒内圧サンプル数nが0でないならば、
すなわち、筒内圧センサ10によって筒内圧を検出した
後であるならば、ステップS27の処理に移り、
【0019】
【数1】
【0020】と定義される式により、上記ステップS2
2乃至S25の処理において検出されたn個の筒内圧サ
ンプル値を平均し、得られた平均値を図4に示す如く平
均筒内圧PAVとして算出する。続くステップS28にお
いて、ECU11は冷却水温度センサ9を介して冷却水
温度センサ信号を受信し、受信した冷却水温度センサ信
号の示す冷却水温度Twを検出する。そして、ステップ
S29において、冷却水温度Twにおける筒内圧センサ
信号のレベルの許容範囲となるクライテリアPH(Tw)
及びPL(Tw)を前記異常判別用データマップを元に設
定する。
【0021】ステップS30において、ステップS27
で算出された平均筒内圧PAVが、ステップS29で設定
されたPH(Tw)乃至PL(Tw)内に含まれているかを判
定する。ステップS30において、平均筒内圧PAVが、
H(Tw)乃至PL(Tw)内に含まれているならば、ステ
ップS31の処理に移り、筒内圧センサが正常であると
判断されて一連の処理を終了する。ステップS30にお
いて、平均筒内圧PAVが、PH(Tw)乃至PL(Tw)内に
含まれていないならば、ステップS32の処理に移り、
筒内圧センサが異常であると判断されて、続くステップ
S33により、ドライバーに対して筒内圧センサの異常
判断を示す警報告知を行い、一連の処理を終了する。
【0022】以上説明した図5のフローチャートの示す
動作によって、内燃エンジンの少なくとも1サイクル中
の吸気行程を示す所定のクランク角範囲において、筒内
圧センサ信号の複数のサンプル値を検出し、検出された
複数のサンプル値を平均することで平均筒内圧を算出
し、算出された平均筒内圧、及び、冷却水温度センサ9
から検出された冷却水温度を、予め作成された異常判別
用データマップ上の検出されたセンサ温度に対応する筒
内圧センサ信号のレベルと許容範囲とを比較することに
より、筒内圧センサのより精確な異常診断が可能とな
る。
【0023】尚、クランク角センサ8及び冷却水温度セ
ンサ9はそれぞれクランク角検出手段及びセンサ温度検
出手段に相当し、図3及び図5に示されるフローチャー
トにおけるプログラム処理は、判定手段に相当する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による筒内
圧センサ異常検出装置によれば、筒内圧センサの温度−
筒内圧出力特性に基づいて異常判別用データマップを予
め作成しておき、このデータと内燃エンジン稼働中にお
ける所定クランク角範囲内の筒内圧センサの筒内圧セン
サ信号及びセンサ温度検出手段によってセンサ温度信号
とを対応させて比較し、検出された筒内圧センサ信号が
所定範囲内に存在しないときに筒内圧センサが異常であ
ると判定する。
【0025】さらに、所定クランク角範囲内の前記筒内
圧センサの筒内圧センサ信号のレベルの平均値を改めて
前記筒内圧値センサ信号レベルとすることで、更なる信
頼性の高い筒内圧センサの異常検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による筒内圧センサ異常検出装置が搭
載されたエンジンを示す図である。
【図2】 筒内圧センサを構成する圧電素子の筒内圧出
力と温度との関係をを示す図である。
【図3】 本発明による筒内圧センサ異常検出装置の第
1の実施例の動作を示すフローチャートである。
【図4】 図1に示される内燃エンジン1のクランク角
と筒内圧との関係を示す図である。
【図5】 本発明による筒内圧センサ異常検出装置の第
2の実施例の動作を示すフローチャートである。
【主要部分の符号の説明】
1 内燃エンジン 2 燃焼室 3 ピストン 4 クランクシャフト 5 コネクティング・ロッド 6 点火プラグ 7 インジェクタ 8 クランク角センサ 9 冷却水温度センサ 10 筒内圧センサ 11 ECU
フロントページの続き (72)発明者 澤村 和同 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 福地 博直 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 沖 秀行 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 安部 賢二 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃エンジンの気筒内の圧力を示す筒内
    圧センサ信号を発生する筒内圧センサの異常を検出する
    装置であって、 前記内燃エンジンのクランク角を示すクランク角信号を
    発生するクランク角検出手段と、 前記筒内圧センサの温度を示すセンサ温度信号を発生す
    るセンサ温度検出手段と、 前記センサ温度検出手段により検出されたセンサ温度に
    応じて許容範囲を設定する許容範囲設定手段と、 前記クランク角信号によって定まる所定のクランク角範
    囲において得られる前記筒内圧センサ信号のレベルが前
    記許容範囲内に存在しないときに筒内圧センサが異常で
    あると判定する判定手段と、 からなることを特徴とする筒内圧センサ異常検出装置。
JP4949898A 1998-03-02 1998-03-02 筒内圧センサ異常検出装置 Pending JPH11247708A (ja)

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Cited By (2)

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