(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に装着された吸気圧センサの氷結を診断する装置であって、
始動時の機関温度が設定温度未満であることを条件として含む前記吸気圧センサの氷結診断許可条件の成立の有無を判定する診断許可判定手段と、
前記診断許可判定手段により、前記吸気圧センサの氷結診断許可条件が成立していると判定したときに、始動操作時に吸気圧が大気圧状態で検出した圧力検出値と、始動後吸気圧が大気圧から変化した状態で検出された圧力検出値との偏差に基づいて吸気圧センサの氷結の有無を診断する氷結診断手段と、
を含んで構成したことを特徴とする吸気圧センサの氷結診断装置。
【請求項２】
前記氷結診断手段により吸気圧センサが氷結されていると診断されたときに、該吸気圧センサの検出値以外の値を用いて機関のフェイルセーフ制御を行うフェイルセーフ手段と、
前記フェイルセーフ制御中に吸気圧センサの検出値に基づいて吸気圧センサの氷結が解除されて正常状態に復帰したかを診断する復帰診断手段と、
前記復帰診断手段により吸気圧センサが正常状態に復帰したと診断されたときは、前記フェイルセーフ制御から吸気圧センサの検出値を用いた通常制御に切り換える制御切換手段と、を含んで構成したことを特徴とする請求項１に記載の吸気圧センサの氷結診断装置。
【請求項３】
前記診断許可判定手段は、アイドル運転状態であることを条件として含んでいることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸気圧センサの氷結診断装置。
【請求項４】
前記氷結診断手段は、イグニッションスイッチをオンとしてから機関回転速度が設定回転速度以上の状態を設定期間経過するまでの間に、前記吸気圧センサの検出値と、前記イグニッションスイッチのオン時における検出値との関係が設定値未満に維持されているときに、吸気圧センサが氷結していると診断することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の吸気圧センサの氷結診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧センサの氷結を診断する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気圧を検出してシリンダ吸入空気量に応じた燃料噴射量を設定する方式（Ｄジェトロ方式と称される）  においては、スロットル弁下流の吸気圧を検出する吸気圧センサを吸気通路に装着している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記吸気圧センサとして、圧力導入管にて吸気圧センサへ圧力を導入する方式又はセンサ部を直接吸気通路内に臨ませて装着する構造のものでは、圧力導入管及びセンサ部に付着した水滴が低温始動時に氷結し、機関始動後の吸気圧をセンサ部で感知できず、正常な燃料噴射量制御を行うことができなくなることがあった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、吸気圧センサの氷結を的確に診断し、さらには、適宜フェイルセーフ制御を行わせることを可能にした吸気圧センサの氷結診断装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、図１に示すように、
内燃機関の吸気通路に装着された吸気圧センサの氷結を診断する装置であって、
始動時の機関温度が設定温度未満であることを条件として含む前記吸気圧センサの氷結診断許可条件の成立の有無を判定する診断許可判定手段と、
前記診断許可判定手段により、前記吸気圧センサの氷結診断許可条件が成立していると判定したときに、始動操作時に吸気圧が大気圧状態で検出した圧力検出値と、始動後吸気圧が大気圧から変化した状態で検出された圧力検出値との偏差に基づいて吸気圧センサの氷結の有無を診断する氷結診断手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００６】
かかる構成によると、診断許可判定手段により、機関始動時の状態に基づいて前記吸気圧センサの氷結診断許可条件が成立しているか否かが判定される。
そして、吸気圧センサの氷結診断許可条件が成立していると判定されたときは、前記氷結診断手段により、前記吸気圧センサの検出値の変化状態に基づいて吸気圧センサの氷結の有無が診断される。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、
前記氷結診断手段により吸気圧センサが氷結されていると診断されたときに、該吸気圧センサの検出値以外の値を用いて機関のフェイルセーフ制御を行うフェイルセーフ手段と、
前記フェイルセーフ制御中に吸気圧センサの検出値に基づいて吸気圧センサの氷結が解除されて正常状態に復帰したかを診断する復帰診断手段と、
前記復帰診断手段により吸気圧センサが正常状態に復帰したと診断されたときは、前記フェイルセーフ制御から吸気圧センサの検出値を用いた通常制御に切り換える制御切換手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によると、前記氷結診断手段により吸気圧センサが氷結されていると診断されたときには、フェイルセーフ手段により前記吸気圧センサの検出値以外の値を用いて機関のフェイルセーフ制御を行いつつ、復帰診断手段により吸気圧センサの検出値に基づいて吸気圧センサの氷結が解除されて正常状態に復帰したかを診断し、吸気圧センサが正常状態に復帰したと診断されたときは、制御切換手段により前記フェイルセーフ制御から吸気圧センサの検出値を用いた通常制御に切り換えられる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、
前記診断許可判定手段は、アイドル運転状態であることを条件として含んでいることを特徴とする。
かかる構成によると、前記診断許可判定手段は、少なくとも始動時の機関温度（機関冷却水温度又は吸気温度等) が設定温度未満であり、かつ、アイドル運転状態であることを満たしていることを条件として、吸気圧センサの氷結の診断を許可する。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、
前記氷結診断手段は、イグニッションスイッチをオンとしてから機関回転速度が設定回転速度以上の状態を設定期間経過するまでの間に、前記吸気圧センサの検出値と、前記イグニッションスイッチのオン時における検出値との関係が設定値未満に維持されているときに、吸気圧センサが氷結していると診断することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によると、前記氷結診断手段は、イグニッションスイッチをオンとしてから機関回転速度が上昇して設定回転速度以上となり、該状態を設定期間経過するまでの間に、前記吸気圧センサの検出値と、前記イグニッションスイッチのオン時における検出値との関係が設定値未満に維持されているときに、吸気圧センサが氷結していると診断する
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によると、機関始動時の状態に基づいて前記吸気圧センサが氷結している可能性があるときに該氷結の診断を実行し、正常時は吸気圧変化に応じて吸気圧センサの検出値が変化するのに対し、氷結時はセンサ部に吸気圧変化が伝達されず、検出値が変化しない若しくは変化しにくいので、該検出値のの変化状態に基づいて吸気圧センサの氷結の有無を的確に診断することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によると、吸気圧センサの氷結時には、吸気圧センサの検出値以外の値を用いて機関のフェイルセーフ制御を行うことができ、また、その間も診断を継続して吸気圧センサの氷結が解除されて正常状態に復帰したときには、吸気圧センサの検出値を用いた通常制御に速やかに切り換えることができ、常にその時の状態に応じた最適な制御を行うことができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によると、吸気圧センサが氷結する可能性が高い条件として始動時の水温が低温であること以外に、始動後、発進せず停止し、再始動した場合のように水温が上昇しても吸気温度がまだ低く氷結する可能性が高い場合があるので、吸気温度が低温であるときも診断許可条件として含め、さらに、アイドル運転状態であるときには正常時の吸気圧変化が大きく氷結時との差が大きいため診断精度を高められるので、これをアンド条件とすることにより、誤診断を防止し、かつ、精度の高い診断を行える。
【００１５】
請求項４に係る発明によると、イグニッションスイッチをオン時の吸気圧センサの検出値（初期検出値）  は、氷結の有無に関わらず大気圧状態であり、その後機関回転速度が上昇するに従って、吸気圧（絶対圧）  が減少して吸気圧センサが氷結していなければ、初期検出値（大気圧）  との差が大きく増大するが、氷結時には吸気圧が伝達されにくく初期検出値との差が十分に増大しない。そこで、前記設定回転速度以上となって設定時間経過するまでの間に、前記吸気圧センサの検出値と初期検出値との偏差が所定より小さい値に維持されている場合は、吸気圧センサが氷結していると診断することで、高精度な診断が行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
一実施形態を示す図２において、内燃機関１の吸気通路２にはスロットル弁３が介装され、該スロットル弁３下流側の吸気通路２のコレクタ部２Ａには、吸気圧力を検出する吸気圧センサ２１が介装され、該吸気圧センサ２１によって検出された吸気圧力に基づいて、後述する燃料噴射弁４からの燃料噴射量を制御するようになっている。
【００１７】
吸気通路２の下流側マニホールド部の各ブランチ部２Ｂには、気筒毎に燃料を噴射供給する燃料噴射弁４が設けられ、吸気通路２の上流端部にはエアクリーナ５が設けられている。
また、前記スロットル弁３をバイパスする補助空気通路６と、該補助空気通路に６に介装された電磁式の補助空気制御弁７とが設けられ、補助空気制御弁７は、コントロールユニット８からの制御信号開度を制御され、アイドル時に機関回転速度を目標回転速度にフィードバック制御すべく、補助空気流量を制御するようになっている。
【００１８】
更に、機関１の排気通路９と前記スロットル弁３下流側の吸気通路２とを接続するＥＧＲ通路１０と、該ＥＧＲ通路１０に介装されたＥＧＲ弁１１とが設けられ、所定の運転領域で前記ＥＧＲ弁１１の開度を制御してＥＧＲ量を制御することによりＮＯｘ低減を図っている。
前記各制御のため、コントロールユニット８には各種のセンサからの信号が入力される。
【００１９】
前記各種のセンサとしては、クランク角センサ１２が設けられ、所定クランク角毎に出力されるポジション信号ＰＯＳの単位時間当たりの出力数をカウントして機関回転速度Ｎｅを算出可能である。また、カム軸には、各気筒の行程位相差毎に基準信号ＲＥＦを出力すると共に、気筒判別用の信号を出力するカム角センサ１３が設けられる。また、水温センサ１４が設けられ、機関冷却水温度Ｔｗを検出する一方、吸気温センサ１５が前記吸気圧センサ２１の近くのコレクタ部２Ａに設けられ、吸気温度を検出する。この他、スロットル弁３の開度を検出するスロットルセンサ１６、該スロットルセンサ１６に付設されて機関のアイドル運転状態を検出するアイドルスイッチ１７、トランスミッションのニュートラル位置でＯＮとなるニュートラルスイッチ１８、車速ＶＳＰ検出用の車速センサ１９が設けられている。
【００２０】
また、機関１の各気筒には夫々点火栓２０が設けられ、該点火栓２０による点火時期（点火進角値）ＡＤＶＴの制御は前記コントロールユニット８からの点火時期信号により行う。
かかる構成を備えた内燃機関において、前記吸気圧センサ２１の氷結の有無が診断されると共に、該診断結果に基づいて氷結時にはフェイルセーフ制御が実行される。
【００２１】
前記吸気圧センサ２１の氷結の診断及び氷結時のフェイルセーフ制御のルーチンを、図３のフローチャートに従って説明する。このルーチンは、イグニッションスイッチのオン操作により起動する。
ステップ１では、吸気圧センサ２１の氷結診断許可条件が成立しているか否かを判定する。このステップが、診断許可判定手段に相当する。
【００２２】
前記氷結診断許可条件は、具体的には、▲１▼前記水温センサ１４によって検出される始動時の水温ＴＷＩＮＴが設定温度ＨＹＫＴＷ（例えば０°Ｃ）  より低温であるか、又は、前記吸気温センサ１５によって検出される始動時の吸気温ＴＡＩＮＴが設定温度ＨＹＫＴＡ（例えば０°Ｃ）  より低温であること、▲２▼前記アイドルスイッチ１７がオンであること、▲３▼前記ニュートラルスイッチ１８がオン動作を経験したこと、▲４▼前記クランク角センサ１２、カム角センサ１３、吸気温センサ１５、スロットルセンサ１６、該スロットルセンサ１６に付設されて機関のアイドル運転状態を検出するアイドルスイッチ１７、ニュートラルスイッチ１８及び吸気圧センサ２１がそれぞれ正常と診断されていること（吸気圧センサ２１の診断は断線等の診断であり氷結診断を除く）  の全ての条件▲１▼〜▲４▼が満たされることを成立条件とする（但し、条件▲３▼は自動変速機を備えた車両の場合に限る）  。
【００２３】
ここで、前記条件▲１▼で水温と吸気温のいずれかが設定温度未満であることを条件としたのは、始動後車両を発進せず停止状態で再始動するような場合は、吸気温はまだ氷点下で氷結中である場合があり、このような場合でも氷結診断を行えるようにするためである。また、条件▲２▼は、アイドル運転状態では、吸気圧センサ２１が正常時には吸気圧の変化が大きく、氷結時との差が大きくなって高い診断精度を得られるためである。また、条件▲３▼は、自動変速機で始動はニュートラルで行われるが、その後直ぐにＤレンジに切り換えた場合でも氷結診断を継続して行わせるためである。また、条件▲４▼は、各種センサが正常に機能しているときに氷結診断を行うようにして誤診断を防止し、診断精度を確保するためである。
【００２４】
前記ステップ１で氷結診断許可条件が成立していると判定されたときは、ステップ２へ進み、氷結診断を行う。具体的には、イグニッションスイッチをオンしてから機関回転速度が上昇し、設定回転速度ＨＹＫＲＰＭ以上で設定時間ＲＰＭＯＫを経過するまでの間、以下の状態が維持されているときは、吸気圧センサ２１が氷結していると診断する。
【００２５】
ＤＥＬＴＰＢ＜ＨＡＮＴＰＢ
但し、イグニッションスイッチのオン時（オフ→オン）  の吸気圧（絶対圧）  ＰＢＩＮＴ、サンプリング周期（例えば１ｍｓ）  毎に検出される吸気圧ＰＢとして、ＤＥＬＴＰＢ＝｜ＰＢＩＮＴ−ＰＢ｜であり、また、氷結判定用の絶対圧スライスレベルをＨＡＮＴＰＤとする。
【００２６】
即ち、図４に示すように、イグニッションスイッチをオン時の吸気圧センサ２１の検出値ＰＢＩＮＴは、氷結の有無に関わらず大気圧であり、その後機関回転速度が上昇するに従って、吸気圧（絶対圧）  が減少するため、吸気圧センサ２１が氷結していなければ、実線に示すように、検出値ＰＢと検出値ＰＢＩＮＴとの偏差ＤＥＬＴＰＢは増大するが、氷結時には該吸気圧が伝達されにくいので、点線に示すように、検出値ＰＢと検出値ＰＢＩＮＴとの偏差ＤＥＬＴＰＢが十分に増大しない。
【００２７】
そこで、前記設定回転速度ＨＹＫＲＰＭ以上で設定時間ＲＰＭＯＫを経過するまでの間、前記偏差ＤＥＬＴＰＢが氷結判定用の絶対圧スライスレベルをＨＡＮＴＰＤより小さい値に維持されている場合は、吸気圧センサ２１が氷結していると診断することができる。
前記ステップ２で、吸気圧センサ２１が氷結していると診断された場合は、ステップ３へ進み、氷結判定フラグＨＹＫＦＬＧを１にセットする。
【００２８】
次いで、ステップ４へ進み、後述する吸気圧センサ２１氷結に対応したフェイルセーフ制御を実行する。具体的には、前記スロットルセンサ１６で検出されたスロットル弁開度αと、クランク角センサ１２によって検出された機関回転速度Ｎｅとに基づいて、シリンダ吸入空気量に対応した燃料噴射量を設定して空燃比を制御する。
【００２９】
これにより、吸気圧センサ２１が氷結して検出値を用いた燃料噴射量制御が行えない場合でも、必要最小限のフェイルセーフ制御を行うことができる。
ステップ５では、前記氷結判定フラグＨＹＫＦＬＧの値を判定し、１にセットされているときは、ステップ６へ進み氷結が解除されて吸気圧センサ２１が正常な状態に復帰したか否かを診断する復帰診断を実行する。具体的には、前記氷結診断の裏返しであり、下記の状態が成立したときに、吸気圧センサ２１が正常状態に復帰したと診断する。
【００３０】
ＤＥＬＴＰＢ≧ＨＡＮＴＰＢ
そして、前記ステップ６で吸気圧センサ２１がまだ正常状態に復帰していないと診断されている間は、ステップ４へ戻って前記フェイルセーフ制御を継続するが、正常状態に復帰したと診断されたときは、ステップ７へ進み前記氷結判定フラグＨＹＫＦＬＧを０にリセットした後、ステップ５へ戻る。
【００３１】
前記正常状態へ復帰後は、ステップ５で氷結判定フラグＨＹＫＦＬＧの値が０と判定されるので、ステップ８へ進み、該吸気圧センサ２１の検出値を用いた通常の燃料噴射量制御（Ｄジェトロ方式）  に移行する。
以後、イグニッションスイッチがオフとされるまで、かかる氷結診断及びこれに基づく制御は行わない。
【００３２】
なお、前記ステップ１，ステップ２の判定がＮＯの場合は、ステップ８へ進んで吸気圧センサ２１の検出値を用いた通常の燃料噴射量制御を実行する。
このようにすれば、吸気圧センサの氷結を的確に診断でき、かつ、氷結中であるときのみ、フェイルセーフ制御を行い、氷結が解除された後は、吸気圧センサの検出値を用いた燃料噴射量制御に移行できるので、常にその時の状態に応じた最適な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】一実施の形態の全体構成を示す図。
【図３】同上実施の形態の氷結診断及びフェイルセーフ制御のルーチンを示すフローチャート。
【図４】同上実施の形態の様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１      内燃機関
２      吸気通路
３      スロットル弁
４      燃料噴射弁
８      コントロールユニット
１２      クランク角センサ
１３      カム角センサ
１４      水温センサ
１５      吸気温センサ
１６      スロットルセンサ
１７      アイドルスイッチ
１８      ニュートラルスイッチ
２１      吸気圧センサ
【図１】
0003623888.tif 000002
【図２】
0003623888.tif 000003
【図３】
0003623888.tif 000004
【図４】
0003623888.tif 000005