WO2004013478A1

WO2004013478A1 - エンジン制御装置

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Publication number: WO2004013478A1
Application number: PCT/JP2003/004664
Authority: WO
Inventors: Michihisa Nakamura
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2005-01-31
Also published as: AU2003236226A1; TWI221882B; TW200403386A

Abstract

吸気圧力センサが吸気管から外れたときの異常も検出できるようにして吸気圧力異常を確実に検出できるようにする。４ストロークエンジンのクランクシャフト二回転、つまり１サイクル内の吸気圧力の変動値ΔＰを算出し、当該吸気圧力変動値ΔＰが閾値ΔＰ0以下である状態が所定値ＣＮＴ0以上継続したら吸気圧力異常であると判定する。吸気圧力変動閾値ΔＰはエンジン回転数が小さいほど小さく、スロットル開度が大きいほど小さく設定することにより、より一層、吸気圧力異常を確実に検出することができる。

Description

明細書エンジン制御装置技術分野

本発明は、エンジンを制御するエンジン制御装置に関するものであり、特に燃料を噴射する燃料噴射装置を備えたエンジンの制御に好適なものである。背景技術

近年、インジェクタと呼ばれる燃料噴射装置が普及するにつれて、燃料を噴身るタイミングや噴射燃料量、つまり空燃比などの制御力《容易になり、高出力化、低燃費化、排ガスのクリーン化などを促進することがでるようになった。このうち、特に燃料を噴射するタイグについては、厳密には吸気バルブの状態、つまリー般的には力ムシャフトの位相状態を検出し、それに合わせて燃料を噴射するのが一般的である。しかしながら、カムシャフトの位相状態を検出するための所謂カムセンサは高価であリ、特に二輪車などではシリンダヘッドが大型化するなどの問題があって採用できなし、ことが多い。そのため、例えば特開平 10—227252号公報では、クランクシャフトの位相状態及び吸気圧力を検出し、それらから気筒の行程状態を検出するエンジン制御装置が提案されている。従って、この従来技術を用 Ι ることにより、カムシャフトの位相を検出することなぐ行程状態を検出することができるので、その行程状態に合わせて撚料の噴射タイ^グなどを制御することが可能となる。

ところで、前述した吸気圧力は、例えば吸気圧力センサ等の吸気圧力検出手段によって検出することができるが、例えばこの吸気圧力検出手段が吸気管カゝら外れて大気解放されると、常時、大気圧を検出することになる。大気圧は、一般に吸気圧力検出手段の検出領域であるから、そのままでは吸気圧力検出手段の異常を検出できないことが判明した。

本発明は前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、吸気圧力検出手段の異常を確実に検出することが可能なエンジン制御装置を提供することを目的とするものである。発明の開示

而して、本発明のうち請求項 1に係るエンジン制御装置は、クランクシャフトの位相を検出するクランクシャフト位相検出手段と、エンジンの吸気管内の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、前記クランクシャフト位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相及び前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力に基づいてェンジンの運転状態を制御するエンジン制御手段と、前記クランクシャフト位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相からクランクシャフトが回転してし、るときであり、且つ前記吸気圧力検出手段で検出されたクランクシャフト二回転内の吸気圧力の変動が所定値以下であるときに前記吸気圧力検出手段力《異常であると検出する吸気圧力異常検出手段とを備えたことを特徴とするものである。なお、ここにいうクランクシャフ卜二回転内とは、最大でクランクシャフト二回転分を意味し、その中で検出される吸気圧力変動が所定値以下であるときに吸気圧力検出手段が異常であるとみなす。また、本発明のうち青求項 2に係るエンジン制御装置は、前記請求項 1の発明において、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を備え、前記吸気圧力異常検出手段は、前記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数力《小さいほど、前記吸気圧力変動の所定値を小さく設定することを特徴とするものである。また、本発明のうち請求項 3に係るエンジン制御装置は、前記請求項 1又は 2の発明において、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記吸気圧力異常検出手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットルノくルブの開度が大きいほど、前記吸気圧力変動の所定値を小さく設定することを特徴とするのである。図面の簡単な説明

図 1は、オート/くィ用のエンジン及びその制御装置の概略構成図である。

図 2は、図¹のエンジンでクランクパルスを送出する原理の説明図である。

図 3は、本発明のエンジン制御装置の一実施形態を示すブロック図である。

図 4は、クランクシャフトの位相と吸気圧力から行程状態を検出する説明図である。図 5は、吸入空気量算出部のブロック図である。図 6は、 P及気圧力から吸入空気の質量流量を求める制御マップである。

図 7は、燃料噴射量算出部及び燃料挙動モデルのブロック図である。

図 8は、吸気圧力センサの吸気管への取付け状態を示す説明図である。

図 9は、吸気圧力センサの出力値と吸気圧力との関係を示す説明図である。

図 1 0は、図 1のエンジンコントロールユニットで行われる吸気圧力異常検出の演算処理を示すフローチャートである。

図 Ί 1は、図 10の演算処理で用し、られる制御マップである。

図 1 2は、吸気圧力センサが外れたときの吸気圧力信号の説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図 1は、例えばオートノくィ用のエンジン及びその制御装置の一例を示す概略構成である。このエンジン 1は、 4気筒 4サイクルエンジンであり、シリンダボディ 2、クランクシャフト 3、ピストン 4、燃焼室 5、吸気管 6、吸気バルブ 7、排気管 8、排気バルブ 9、点火プラグ 1 0、点火コイル 1 1を備えている。また、吸気管 6内には、アクセル開度に応じて開閉されるスロットルバルブ 1 2が設けられ、このスロットルバルブ 1 2の下流側の吸気管 6に、燃料噴射装置としてのインジェクタ 1 3が設けられている。このインジェクタ 1 3は、燃料タンク 1 9内に配設されているフィルタ 1 8、燃料ポンプ 1 7、圧力制御バルブ 1 6に接続されてしゝる。なお、このエンジン 1は所謂独立吸気系であり、前記インジ工クタ 1 3は、各気筒の各吸気管 6に設けられてし、る。

このエンジン 1の運転状態は、エンジンコントロールユニット 1 5によって制御される。そして、このエンジンコントロールユニット 1 5の制御入力、つまリエンジン 1の運転状態を検出する手段として、クランクシャフト 3の回転角度、つまり位相を検出するためのクランク角度センサ 20、シリンダボディ 2の温度又は冷却水温度、即ちエンジン本体の温度を検出する冷却水温度センサ 21、排気管 8内の空燃比を検出する排気空燃比センサ 22、吸気管 6内の吸気圧力を検出するための吸気圧力センサ 24、吸気管⁶内の温度、即ち吸気温度を検出する吸気温度センサ 25が設けられてしゝる。そして、前記エンジンコントロールユニット 1 5は、これらのセンサの検出信号を入力し、前記燃料ポンプ 1 7、圧力制御バルブ 1 6、インジェクタ 1 3、点火コイル 1 1に制御信号を出力する。

ここで、前記クランク角度センサ 20から出力されるクランク角度信号の原理について説明する。本実施形態では、図 2aに示すように、クランクシャフト 3の外周に、略等間隔で複数の歯 23を突設し、その接近を磁気センサ等のクランク角度センサ 20で検出して、適宜電気的処理を施してノルス信号を送出する。各歯 23間の周方向へのピッチは、クランクシャフト 3の位相 (回転角度)にして 30° であり、各歯 23の周方向への幅は、クランクシャフト 3の位相 (回転角度)にして 1 0° としてしゝる。但し、一箇所だけ、このピッチに従っておらず、その他の歯 23のピッチに対して二倍のピッチになっている箇所がある。それは、図 2aに二点鎖線で示すように、本来、歯のある部分に歯がない、特殊な設定になっており、この部分が不等間隔に相当する。以下、この部分を歯抜け部とも記す。

従って、クランクシャフト 3が等速回転してしゝるときの各歯 23の/ レス信号列は図 2 bのように表れる。そして、図 2aは圧縮上死点時の状態を示してしゝる (排気上死点も形態としては同じである)が、この圧縮上死点時の直前の/ ルス信号を図示" 0"とし、その次の/ レス信号に図示" 1 "、次のノルス信号に図示" 2"、といった順で図示" 4" までナン/くリング (番号付け)する。この図示" 4"のノルス信号に相当する歯 23の次は歯抜け部なので、それを、あたかも歯が存在すると考えて" I歯余分にカウントし、次の歯 23のノルス信号には図示" 6"とナン/ リングする。これを繰り返してゆくと、今度は図示" ¹ 6"の/ルス信号の次に歯抜け部が接近するので、前述と同様に 1歯余分にカウン卜し、次の歯 23の/ルス信号には図示" 1 8"とナン/くリングする。クランクシャフト 3が二回転すると、 4つの行程のサイクルが全て完了するので、図示" 23" までナン/くリングが済んだら、次の歯 23のルス信号には再び図示" 0"とナン zくリングする。原則的に、この図示" 0"とナンバリングされた歯 23のパルス信号の直後が圧縮上死点になっているはずである。このように、検出されたパルス信号列、又はその単体の/ルス信号をクランク/ルスと定義する。そして、このクランク/ルスに基づいて、後述のようにして行程検出を行うと、クランクタイミングを検出することができる。なお、前記歯 23は、クランクシャフト 3と同期回転する部材の外周に設けても、全く同じである。

一方、前記エンジンコントロールユニット 1 5は、図示されないマイクロコンピュータなどによって構成されてしゝる。図 3は、このエンジンコントロールュニッ卜 15内のマイク口コンピュータで行われるエンジン制御演算処理の実施形態を示すブロック図である。この演算処理では、前記クランク角度信号からエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出部 26と、同じくクランク角度信号及び前記吸気圧力信号力、らクランクタイミング情報、即ち行程状態を検出するクランクタイミング検出部 27と、このクランクタイミング検出部 27で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記吸気温度信号及び前記吸気圧力信号から吸入空気量を算出する吸入空気量算出部 28と、前記エンジン回転数算出部 26で算出されたエンジン回転数及び前記吸入空気量算出部 28で算出された吸入空気量に基づいて目標空燃比を設定したり、加速状態を検出したりすることにより、燃料噴射量と燃料噴射時期を算出設定する燃料噴射量設定部 29と、前記クランクタイミング検出部 27で検出されたクランクタイミング It報を読込み、前記燃料噴射量設定部 29で設定された燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じた噴射パルスを前記インジ工クタ¹3に向けて出力する噴射パルス出力部 30と、前記クランクタイミング検出部 27で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記ェンジン回転数算出部 26で算出されたエンジン回転数及び前記燃料噴射量設定部 2 9で設定された燃料噴射量に基づいて点火時期を設定する点火時期設定部 31と、前記クランクタイミング検出部 27で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記点火時期設定部 31で設定された点火時期に応じた点火ノレスを前記点火コイル 1 1に向けて出力する点火パルス出力部 32とを備えて構成される。

前記エンジン回転数算出部 26は、前記クランク角度信号の時間変化率から、ェンジンの出力軸であるクランクシャフトの回転速度をエンジン回転数として算出する。具体的には、前記隣合う歯 23間の位相を、対応するクランクパルス検出所要時間で除したエンジン回転数の瞬間値と、その移動平均値からなるエンジン回転数の平均値とを算出する。

前記クランクタイミング検出部 27は、前述した特開平 10—227252号公報に記載される行程判別装置と同様の構成を有し、これにより例えば図 4に示すように各気筒毎の行程状態を検出し、それをクランクタイミング情報として出力する。即ち、 4サイクルエンジンにおしゝて、クランクシャフトとカムシャフトとは所定の位相差で常時回転し続けてしヽるから、例えば図 4に示すようにクランク/ ルスが読込まれているとき、前述した歯抜け部から四番目の図示" 9"又は" 21 "のクランクパルスは排気行程か又は圧縮行程の何れかである。周知のように、排気行程では排気/くルブが開き、吸気/ ルブが閉じているので吸気圧力力高ぐ圧縮行程の初期は、未だ吸気バルブが開いているために吸気圧力が低ぐ若しくは吸気バルブが閉じてし、ても、先行する吸気行程で吸気圧力が低くなつている。従って、吸気圧力が低いときの図示" 21 "のクランク / ルスは圧縮行程にあることを示しており、図示" 0"のクランク/ ルスカ得られた直後が圧縮上死点になる。このようにして、何れかの行程状態が検出できたら、この行程の間を、クランクシャフトの回転速度で補間すれば、現在の行程状態を更に細かく検出することができる。また、このように何れか気筒の行程が検出でれば、本実施形態の四つの気筒は所定の位相差で常時回転し続けているから、その他の気筒の行程も自ずと検出できる。

前記吸入空気量算出部 28は、図 5に示すように、前記吸気圧力信号及びクランクタイミング情報から吸気圧力を検出する吸気圧力検出部 281と、吸気圧力から吸入空気の質量流量を検出するためのマップを記憶している質量流量マップ記憶部 282 と、この質量流量マップを用しゝて、検出された吸気圧力に応じた質量流量を算出する質量流量算出部 283と、前記吸気温度信号から吸気温度を検出する吸気温度検出部 284と、前記質量流量算出部 283で算出された吸入空気の質量流量と前記吸気温度検出部 284で検出された吸気温度とから吸入空気の質量流量を補正する質量流量補正部 285とを備えて構成されている。つまり、前記質量流量マップは、例えば吸気温度 20°Cのときの質量流量で作成されてしゝるため、実際の吸気温度 (絶対温度比)でこれを補正して吸入空気量を算出する。

本実施形態では、圧縮行程における下死点から吸気/くルブ閉じタイミング間の吸気圧力値を用しゝて吸入空気量を算出する。即ち、吸気バルブ解放時は吸気圧力と気筒内圧力とがほぼ同等となるため、吸気圧力と気筒内容積及び吸気温度が分かれぱ気筒内空気質量を求めることができる。しかしながら、吸気/《ルブは圧縮行程開始後もしばらく開し、ているため、この間に気筒内と吸気管との間で空気が出入りして、下死点以前の吸気圧力から求めた吸入空気量は、実際に気筒内に吸入された空気量と異なる可能性がある。そのため、同じ吸気バルブ解放時でも、気筒内と吸気管との間で空気の出入りがなし、圧縮行程の吸気圧力を用し、て吸入空気量を算出する。なお、更に厳密を期すために、既燃ガス分圧の影響を考慮して、それと相関の高し、エンジン回転数を用し、て、実験で求めたエンジン回転数に応じた補正を施しても

'よい。

また、独立吸気系である本実施形態では、吸入空気量算出のための質量流量マツプは、図 6に示すように、吸気圧力と比較的リニアな関係のものを用し、てし、る。これは、求める空気質量力ボイルシャルルの法則 (PV=nRT)に基づいているためである。これに対して、吸気管が全ての気筒で連結されている場合には、他の気筒の圧力の影響により、吸気圧力気筒内圧力という前提が成り立たないため、図に破線で示すようなマップを用し、なければならない。

前記燃料噴射量設定部 29は、前記エンジン回転数算出部 26で算出されたェンジン回転数 26及び前記吸気圧力信号に基づいて定常時目標空燃比を算出する定常時目標空燃比算出部 33と、この定常時目標空燃比算出部 33で算出された定常時目標空燃比及び前記吸入空気量算出部 28で算出された吸入空気量に基づいて定常時燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する定常時燃料噴射量算出部 34と、この定常時燃料噴射量算出部 34で定常時燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出するのに用いられる燃料挙動モデル 35と、前記クランク角度信号及び吸気圧力信号及びクランクタイミング検出部 27で検出されたクランクタイミング情報に基づいて加速状態を検出する加速状態検出手段 41と、この加速状態検出手段 41で検出された加速状態に応じて、前記エンジン回転数算出部 26で算出されたエンジン回転数に応じた加速時燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する加速時燃料噴射量算出部 4 2とを備えている。前記燃料挙動モデル 35は、実質的に、前記定常時燃料噴射量算出部 34と一体のものである。即ち、燃料挙動モデル 35がなければ、吸気管内噴射を行う本実施形態では、正確な燃料噴射量や燃料噴射時期の算出設定ができないのである。なお、燃料挙動モデル 35は、前記吸気温度信号及びエンジン回転数及び冷却水温度信号を必要とする。

前記定常時燃料噴射量算出部 34と燃料挙動モデル 35とは、例えば図 7のブロック図のように構成されている。ここでは、前記インジェクタ 13から吸気管 6内に噴射される燃料噴射量を、そのうち吸気管 6壁に付着する燃料付着率を Xとすると、前記燃料噴射量のうち、気筒内に直接噴射される直接流入量は ((1 -X) XM となり、吸気管壁に付着する付着量は (X x lVUi)となる。この付着した燃料のうちの幾らかは吸気管壁に沿って気筒内に流れ込む。その残量を燃料残留量 I JFとすると、この燃料残留量のうち、吸気流れによって持ち去られる持ち去り率をてとすると、持ち去られて気筒内に流入する流入量は（て X M_FBUF)となる。

そこで、この定常時燃料噴射量算出部 34では、まず前記冷却水温度 T_wから冷却水温補正係数テーブルを用して冷却水温補正係数 K_wを算出する。一方、前記吸入空気量 IV ^に対し、例えばスロットル開度力《零であるときに燃料をカットする燃料力ットルーチンを行い、次に吸入空気温度 T_Aを用いて温度補正された空気流入量 M_A を算出し、これに前記目標空燃比 AF。の逆比を乗じ、更に前記冷却水温補正係数 K_w を乗じて要求燃料流入量 M_Fを算出する。これに対して、前記エンジン回転数 Ν_ε及び吸気圧力から燃料付着率マップを用いて前記燃料付着率 Xを求めると共に、同じくエンジン回転数 N_E及び吸気圧力から持ち去り率マップを用し、て前記持ち去り率てを算出する。そして、前回の演算時に求めた燃料残留量 IV Fに前記持ち去り率 τを乗じて燃料持ち去り量 Μ„_Αを算出し、これを前記要求燃料流入量!\ ^から減じ rltr記燃料直接流入量 M _IRを算出する。前述のように、この燃料直接流入

MM™は、前記燃料噴射量 M の ( 1—X)倍であるから、ここでは ( 1 -X)で除して定常時燃料噴射量を算出する。また、前回までに吸気管に残留した燃料残留量 M のうち、（(1一て） X M が今回も残留するため、これに前記燃料付着量 (X X

なお、前記吸入空気量算出部 28で算出される吸入空気量が、これから爆発 (膨張)行程に入る吸気行程の一つ前のサイクルの吸気行程の終盤又はそれに続く圧縮行程の初期で検出されたものであるため、この定常時燃料噴射量算出部 34で算出設定される定常時燃料噴射量及び燃料噴射時期も、その吸入空気量に応じた、一つ前のサイクルの結果である。

また、前記加速状態検出部 41は、加速状態閾値テーブルを有してしゝる。これは、前記吸気圧力信号のうち、現在と同じ行程、具体的には排気行程か又は吸気行程で且つ同じクランク角度での吸気圧力と現在の吸気圧力との差分値を求め、その値を所定の値と比較して加速状態であることを検出するための閾値であり、具体的には各クランク角度毎に異なる。従って、加速状態の検出には、前記吸気圧力の前回値との差分値を、各クランク角度で異なる所定値と比較して行う。なお、加速状態の検出は、前回加速状態が検出されてカヽら所定サイクル経過後に行う。

また、前記加速時燃料噴射量算出部 42は、前記加速状態検出部 41で加速状態力《検出されたときに、前記吸気圧力の現在値と前回値との差分値、及びエンジン回転数 N_Eに応じた加速時燃料噴射量 Μ _∞を三次元マップから算出する。なお、この実施形態では加速時燃料噴射時期を、前記加速状態検出部 41で加速状態が検出されたときとし、つまり加速状態が検出されたら、即座に前記加速時燃料噴射量 M_F _ACCを噴射するものとする。

また、前記点火時期設定部 31は、前記エンジン回転数算出部 26で算出されたェンジン回転数及び目標空燃比算出部 33で算出された目標空燃比に基づいて基本点火時期を算出する基本点火時期算出部 36と、前記加速時燃料噴射量算出部 42 で算出された加速時燃料噴射量に基づいて前記基本点火時期算出部 36で算出された基本点火時期を補正する点火時期補正部 8とを備えて構成される。

前記基本点火時期算出部 36は、現在のエンジン回転数と、そのときの目標空燃比で、最も発生トルク力《大きくなる点火時期をマップ検索などにより求め、基本点火時期として算出する。つまり、この点火時期算出部 36で算出される点火時期は、前記定常時燃料噴射量算出部 34と同樹こ、一つ前のサイクルの吸気行程の結果に基づし、ている。また、前記点火時期補正部 38では、前記加速時燃料噴射量算出部 42で算出された加速時燃料噴射量に応じ、この加速時燃料噴射量が前記定常時燃料噴射量に加算されたときの気筒内空燃比を求め、その気筒内空燃比が前記定常時目標空燃比算出部 33で設定された目標空燃比と大きく異なるときに、当該気筒内空燃比、エンジン回転数、吸気圧力を用しゝて新たな点火時期を設定することで点火時期を補正するものである。

ところで、前記吸気圧力センサ 24は、図 8に示すように、燃料が直接かかったりしないように、吸気管 6に導圧管 23を取付け、この導圧管 23の先端に取付けられている。この吸気圧力センサ 24の出力と実際の吸気圧力との関係が図 9のようなものであるとき、例えば断線や短絡といった異常だけを考えるならば、例えば出力値の上 P艮値近傍や下限値近傍を除く領域を正常領域とし、吸気圧力センサ出力が正常領域にない時に異常であると検出すればよい。しかしながら、例えば前記吸気管 6から導圧管 23ごと吸気圧力センサ 24が外れてしまった場合、吸気圧力センサ 24は大気解放されることになリ、大気圧を検出して出力される。通常、吸気圧力センサ 24の出力値は、図 9に示すように大気圧を含んでいるので、単に正常領域にないときを異常としてし、たのでは、吸気圧力センサ 24が外れたことによる異常を検出できない。そこで、前記エンジンコントロールュニッ卜 15内では、図 1 0に示す演算処理によつて吸気圧力センサの異常検出を行う。この演算処理ま、例えばクランクシャフト二回転毎に割込処理によって行われる。また、この演算処理では、特に通信のためのス亍ップを設けていないが、演算に必要な情報は随時読込まれるし、演算の結果は随時記憶される。

この演算処理では、まずステップ S1でクランクシャフト二回転分の吸気圧力を、例えば前記クランクパルス一回毎、つまリクランクシャフトが 30° 回転する毎に読込む。具体的には、例えば前述したようなシフトレジスタに記憶されてし、るクランクシャフト 3 0° 毎の吸気圧力をクランクシャフト二回転分、つまり 1サイクル分読込む。

次にステップ S2に移行して、前記ステップ S1で読込んだ吸気圧力が全て前記図 9 の正常領域内にある力、否かを判定し、検出吸気圧力が全て正常領域内に或る場合にはステップ S3に移行し、そうでない場合にはステップ S4に移行する。

前記ステップ S3では、前記エンジン回転数算出部 26で算出されたエンジン回転数を読込んでからステップ S5に移行する。

前記ステップ S5では、図 Ί Ίに示す制御マップに従って、エンジン回転数に応じた吸気圧力変動閾値厶 P₀を設定してからステップ S6に移行する。この図 Ί 1の制御マップでは、エンジン回転数 Nの増加に伴って吸気圧力変動閾値厶 P。がリニアに大きくなるように設定されている。

前記ステップ S6では、前記ステップ S1で読込んだクランクシャフト二回転分の吸気圧力の最大値 ^小値との差カゝら吸気圧力変動値 ΔΡを算出してからステップ S7 に移行する。

前記ステップ S7では、前記ステップ S6で算出された吸気圧力変動値 ΔΡが前記ステップ S5で設定された吸気圧力変動閾値 ΔΡ₀以下であるか否カゝを判定し、当該吸気圧力変動値 ΔΡが吸気圧力変動閾値 ΔΡ。以下である場合にはステップ S8に移行し、そうでなしゝ場合にはステップ S9に移行する。前記ステップ S9では、吸気圧力異常カウンタ GNT¾"0"にクリアしてからメインプログラムに復帰する。

—方、前記ステップ S8では、前記吸気圧力異常カウンタ。1\11¾ィンクリメントしてからステップ S 10に移行する。

前記ステップ S10では、前記吸気圧力異常カウンタ CNTが予め設定された所定値 CNT。以上であるか否かを判定し、当該吸気圧力異常カウンタ CNTが所定値 CNT₀ 以上である場合には前記ステップ S4に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。

前記ステップ S4では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、異常判定を行うと共に、所定のフエ一ルセーフ処理を行ってから演算処理を終了する。このフェールセーフ処理とは、例えば気筒毎に点火を次第に間弓 Iくとか、各気筒の点火を次第に遅角側に移行するとか、スロットルを、最初は速く、その後、ゆっくりと閉じるなどにより、エンジントルクを漸減することや、或いは異常表示を行うことなどが挙げられる。

この演算処理によれば、エンジン回転数に応じた吸気圧力変動閾値 ΔΡ。を設定すると共に、クランクシャフト二回転、即ち 1サイクル内の吸気圧力変動値厶 Pを算出し、この吸気圧力変動値 ΔΡが前記吸気圧力変動閾値 ΔΡ。以下である状態が所定値 CN丁。以上繰り返されると、吸気圧力異常と判定すると共に前述したようなフエールセーフ処理が行われる ο

図 1 2は、クランクシャフトが回転し続けてし、るとき、つまリエンジンが運転し続けてし、るときに吸気圧力センサが外れたときの吸気圧力センサの出力を示したものである。図から明らかなように、吸気圧力センサ力外れたときのセンサの出力は、大気圧の値であり、通常の出力領域、つまり前記正常領域内にある。しかしながら、吸気圧力センサの出力値力《大気圧相当の一定値となると、前記図 10の演算処理で算出される吸気圧力変動値 ΔΡが所定値 ΔΡ。以下となるため、異常を検出することが可能となる。

-方、前記クランクシャフトが回転してしゝるとき、つまりエンジンが運転してしゝるときのクランクシャフト二回転内の、即ち 1サイクル内の吸気圧力変動は、エンジン回転数が大きいほど、小さい。従って、より確実に吸気圧力の異常を検出するためには、エンジン回転数に応じて前記吸気圧力変動閾値 Δ P。を設定する必要がある。実は、 1サイクル内の吸気圧力変動は、エンジン回転数だけではなぐスロットル開度が大きいほど、小さい。本実施形態は、スロットルセンサを省略するために開発されたものであるから、明確なスロットル開度の検出値がなぐこのスロットル開度による吸気圧力変動閾値 Δ P。の設定を省略している力《、その他のノラメータからスロットル開度を推定することは可能であり、その推定されたスロットル開度に応じて吸気圧力変動閾値 ΔΡ。を設定してもよい。例えば、定常状態における 1サイクル内の吸気圧力変動はエンジン回転数とスロットル開度とに依存してし、るので、逆に 1サイクル内の吸気圧力変動とエンジン回転数とからスロットル開度を推定することができる。また、前述した加速状態の検出、つまり現在と同じ行程の 1サイクル前の吸気圧力との差は、即ちスロットル開度の変化量であるから、過渡期におけるスロットル開度の変化率が推定でき、前述した定常状態のスロットル開度に、過渡期におけるスロットル開度の変化率の積分値を加算すれば、過渡期のスロットル開度も推定でる。

なお、前記実施形態では、各気筒に着目し、その気筒の 1サイクル、即ちクランクシャフトニ回転内の吸気圧力変動が所定値以下であるときに吸気圧力センサ等の吸気圧力検出手段が異常であるとみなしてし、る力《、要するに例えば吸気行程と排気行程との吸気圧力差が分かればよいので、前記実施形態における四気筒エンジンで、異なる気筒における吸気行程の吸気圧力と排気行程の吸気圧力とから吸気圧力差を求めることができれば、クランクシャフトが二回転するのを待つ必要はない。つまり、クランクシャフト二回転内の吸気圧力変動とは、最大でクランクシャフト二回転分の吸気圧力変動を意味し、吸気圧力センサ等の吸気圧力検出手段が外れたときのように、検出される吸気圧力が一定又はほぼ一定であることを検出できれば、どのようなタイミングで吸気圧力変動を検出してもかまわない。

また、本実施形態では、吸気管内噴射型エンジンにつし、てのみ詳述したが、本発明のエンジン制御装置は、気筒内噴射型エンジン、所謂直噴型エンジンにも適用可能である。但し、直噴型エンジンでは、吸気管に燃料が付着することはないから、それを考慮する必要はなく、空燃比の算出には噴射される燃料量総量を代入すればよい。

また、前記実施形態では、気筒数が 4気筒の、所謂マルチシリンダ型エンジンについて詳述したが、本発明のエンジン制御装置は、単気筒エンジンにも同様に展開できる。

また、エンジンコントロールユニットは、マイクロコンピュータに代えて各種の演算回路で代用することも可能である。産業上の利用の可能性

以上説明したように、本発明のうち請求項 1に係るエンジン制御装置によれば、クランクシャフトが回転しているときであり、且つクランクシャフト二回転内の吸気圧力の変動力《所定値以下であるときに吸気圧力検出手段が異常であると検出する構成としたため、例えば吸気圧力センサ等の吸気圧力検出手段力《外れて大気解放されたときにも、それを確実に検出することができる。

また、本発明のうち請求項 2に係るエンジン制御装置によれば、検出された工ンジン回転数が小さいほど、吸気圧力検出手段の異常検出のための吸気圧力変動の所定値を小さく設定する構成としたため、よリー層、吸気圧力検出手段の異常を確実に検出することができる。

また、本発明のうち請求項 3に係るエンジン制御装置によれば、検出されたスロットル /くルブの開度が大きいほど、吸気圧力検出手段の異常検出のための吸気圧力変動の所定値を小さく設定する構成としたため、よリー層、吸気圧力検出手段の異常を確実に検出することができる。

Claims

請求の範囲

1. クランクシャフトの位相を検出するクランクシャフト位相検出手段と、エンジンの吸気管内の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、前記クランクシャフト位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相及び前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力に基づいてエンジンの運転状態を制御するエンジン制御手段と、前記クランクシャフト位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相からクランクシャフト力回転してし、るときであり、且つ前記吸気圧力検出手段で検出されたクランクシャフトニ回転内の吸気圧力の変動が所定値以下であるときに前記吸気圧力検出手段が異常であると検出する吸気圧力異常検出手段とを備えたことを特徴とするエンジン制御装置。

2. エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を備え、前記吸気圧力異常検出手段は、前記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数が小さいほど、前記吸気圧力変動の所定値を小さく設定することを特徴とする請求項 1に記載のエンジン制御装置。

3. スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記吸気圧力異常検出手段は、前記スロットル開度検出手段で検出されたスロットル/くルブの開度が大きいほど、前記吸気圧力変動の所定値を小さく設定することを特徴とする請求項 1又は 2に記載のエンジン制御装置。