(57)【要約】    【課題】  ＥＣＵ（エンジン制御回路）を収納するケース内に配置された大気圧センサの大気圧検出精度低下を防止する。    【解決手段】  エンジン回転速度とエンジン負荷と変速機の変速段とに基づいて車両が走行している道路勾配を算出して、その道路勾配と車速とに応じてガード値Ｋ（高度変化による大気圧の単位時間当りの変化量に相当する値）を算出し、そのガード値Ｋで大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰの単位時間（演算周期）当りの変化量を制限する。これにより、被水によりケース３１内の圧力が一時的に急低下して場合でも、ケース３１内に配置した大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰを高度変化による大気圧変化に対応した適正範囲内に制限して、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰの挙動を実際の大気圧の挙動に近付ける。    【選択図】  図１
2006220025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関の制御回路を収納するケース内に、大気圧を検出する大気圧センサを配置した大気圧検出装置において、
前記大気圧センサで検出した大気圧検出値をそれが急激に変化しないように制限する大気圧検出値制限手段を備えていることを特徴とする大気圧検出装置。
【請求項２】
前記大気圧検出値制限手段は、前記大気圧検出値の単位時間当りの変化量を制限することを特徴とする請求項１に記載の大気圧検出装置。
【請求項３】
前記車両が走行している道路勾配を推定する道路勾配推定手段を備え、
前記大気圧検出値制限手段は、前記道路勾配と車速とに応じて前記大気圧検出値の単位時間当りの変化量を制限するガード値を変化させることを特徴とする請求項２に記載の大気圧検出装置。
【請求項４】
前記道路勾配推定手段は、前記内燃機関の回転速度と負荷と変速機の変速段とに基づいて前記道路勾配を推定することを特徴とする請求項３に記載の大気圧検出装置。
【請求項５】
前記車両の傾斜角を検出する車両傾斜角検出手段を備え、
前記道路勾配推定手段は、前記車両傾斜角検出手段で検出した車両傾斜角に基づいて前記道路勾配を推定することを特徴とする請求項３に記載の大気圧検出装置。
【請求項６】
前記道路勾配推定手段は、ナビゲーションシステムから得られる道路情報に基づいて前記道路勾配を推定することを特徴とする請求項３に記載の大気圧検出装置。
【請求項７】
前記大気圧検出値制限手段は、前記ケース内の温度変化に基づいて前記大気圧検出値を制限することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の大気圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された内燃機関の制御回路を収納するケース内に、大気圧を検出する大気圧センサを配置した大気圧検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行中は、高度の変化等によって大気圧が変化して吸入空気の密度（質量流量）が変化するため、大気圧センサで検出した大気圧検出値に応じて内燃機関の燃料噴射量等の空燃比制御パラメータを補正して空燃比制御精度を向上させるようにしたものがある。      
【０００３】
このように大気圧センサを備えたシステムは、一般に、内燃機関の制御回路（以下「ＥＣＵ」という）の回路基板に大気圧センサを実装して、ＥＣＵと共に大気圧センサをＥＣＵのケース内に収納した状態でエンジンルームに配置するようしている。この場合、図６に示すように、洗車や冠水路走行等によりＥＣＵのケースが被水してケース内の空気が急冷されると、ケース内の圧力が一時的に急低下して、ケース内に配置した大気圧センサの大気圧検出値が実際の大気圧よりも一時的に低くなることがあり、ケースが被水したときに大気圧センサの大気圧検出精度が低下する傾向がある。
【０００４】
そこで、ＥＣＵのケースに大気に連通する呼吸孔を設けて被水時のケース内の圧力低下を防止するようにしたり、ＥＣＵのケースを被水しにくい場所へ配置するようにしたものがある。
【０００５】
また、特許文献１（特開平６−２０１４９６号公報）に記載されているように、大気圧センサの大気圧検出値の変化率が異常判定値以上となったときに大気圧センサの異常有りと診断するようにしたものもある。
【特許文献１】特開平６−２０１４９６号公報（第２頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＥＣＵのケースに呼吸孔を設ける構成では、被水時のケース内の圧力低下を確実に防止するのに、比較的大きな呼吸孔を設ける必要があり、その呼吸孔からケース内に水が浸入する可能性がある。この対策として、呼吸孔に防水フィルタ等を設ける必要があるため、呼吸孔の通気性が低下して、被水時のケース内の圧力低下を十分に防止することができず、大気圧センサの大気圧検出精度の低下を十分に防止することができない。
【０００７】
また、ＥＣＵのケースをエンジンルーム等の車室外に配置する車両では、確実に被水しない場所にケースの配置スペースを確保することは困難であり、やはり、被水時のケース内の圧力低下を十分に防止することができず、大気圧センサの大気圧検出精度の低下を十分に防止することができない。
【０００８】
また、上記特許文献１のように、大気圧センサの大気圧検出値の変化率が異常判定値以上となったときに大気圧センサの異常有りと診断するシステムでは、ケースの被水時に大気圧センサの大気圧検出値が一時的に急低下したときに、大気圧センサが正常であるにも拘らず、大気圧センサの異常有りと誤診断してしまう可能性がある。
【０００９】
本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、内燃機関の制御回路を収納するケース内に大気圧センサを配置したシステムにおいて、該ケースが被水したときの大気圧センサの大気圧検出精度低下や異常診断精度低下の問題を解決することができる大気圧検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両に搭載された内燃機関の制御回路を収納するケース内に、大気圧を検出する大気圧センサを配置した大気圧検出装置において、大気圧センサで検出した大気圧検出値をそれが急激に変化しないように大気圧検出値制限手段により制限するようにしたものである。このようにすれば、被水によりケース内の圧力が一時的に急低下して場合でも、ケース内に配置した大気圧センサの大気圧検出値を高度変化等による大気圧変化に対応した適正範囲内に制限して、大気圧センサの大気圧検出値の挙動を実際の大気圧の挙動に近付けることができ、被水時のケース内の圧力低下による大気圧センサの大気圧検出精度低下や異常診断精度低下を防止することができる。
【００１１】
この場合、請求項２のように、大気圧検出値の単位時間当りの変化量を制限するようにすると良い。被水によりケース内の圧力が急低下したときには、高度変化等による大気圧の変化速度に比べて、ケース内に配置した大気圧センサの大気圧検出値の変化速度が大きくなるため、大気圧検出値の単位時間当りの変化量を所定のガード値（高度変化等による大気圧の単位時間当りの変化量に相当する値）で制限すれば、大気圧センサの大気圧検出値を高度変化等による大気圧変化に対応した適正範囲内に制限して、大気圧センサの大気圧検出値の挙動を実際の大気圧の挙動に近付けることができる。
【００１２】
一般に、車両が走行している道路勾配と車速とに応じて、高度変化による大気圧の単位時間当りの変化量が変化するため、請求項３のように、車両が走行している道路勾配を推定し、その道路勾配と車速とに応じて大気圧検出値の単位時間当りの変化量を制限するガード値を変化させるようにすると良い。このようにすれば、道路勾配と車速とに応じて大気圧の単位時間当りの変化量が変化するのに対応して、大気圧検出値の単位時間当りの変化量を制限するガード値を変化させることができ、道路勾配や車速に左右されずに、大気圧検出値のガード値を適正値に設定することができる。
【００１３】
道路勾配の推定方法は、例えば、請求項４のように、内燃機関の回転速度と負荷と変速機の変速段とに基づいて道路勾配を推定するようにしても良い。道路勾配に応じて内燃機関の回転速度と負荷と変速機の変速段との関係が変化するため、内燃機関の回転速度と負荷と変速機の変速段とを用いれば、道路勾配を精度良く推定することができる。
【００１４】
或は、請求項５のように、車両傾斜角検出手段で検出した車両傾斜角に基づいて道路勾配を推定するようにしても良い。道路勾配に応じて車両が傾斜するため、車両傾斜角を検出すれば、道路勾配を精度良く推定することができる。
【００１５】
また、請求項６のように、ナビゲーションシステムから得られる道路情報に基づいて道路勾配を推定するようにしても良い。ナビゲーションシステムから得られる道路情報を用いれば、新たなセンサ類を設けなくても、精度の良い道路勾配の情報を得ることができる。
【００１６】
また、請求項７のように、ケース内の温度変化に基づいて大気圧検出値を制限するようにしても良い。このようにすれば、ケース内の温度変化が大きいとき（例えば、ケースが被水してケース内の空気が急冷されたとき等）には、ケース内に配置した大気圧センサの大気圧検出値（ケース内の圧力）が実際の大気圧変化よりも大きく変化すると判断して、大気圧センサの大気圧検出値を制限し、ケース内の温度変化が小さいときには、大気圧センサの大気圧検出値が実際の大気圧とほぼ等しいと判断して、大気圧センサの大気圧検出値の制限を解除するといった制御が可能となり、大気圧検出値を必要以上に制限してしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を２つの実施例１，２を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１９】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２０】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００２１】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２７が取り付けられている。このクランク角センサ２７の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、車速センサ２９によって車速が検出され、大気圧センサ３０によって大気圧が検出される。
【００２２】
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２８に入力される。このＥＣＵ２８は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。
【００２３】
このＥＣＵ２８の基板に大気圧センサ３０が実装され、ＥＣＵ２８と共に大気圧センサ３０がＥＣＵ２８のケース３１内に収納された状態でエンジンルームに配置されている。このため、図６に示すように、洗車や冠水路走行等によりＥＣＵ２８のケース３１が被水してケース３１内の空気が急冷されると、ケース３１内の圧力が一時的に急低下して、ケース３１内に配置した大気圧センサ３０の大気圧検出値が実際の大気圧よりも一時的に低くなる傾向がある。
【００２４】
そこで、ＥＣＵ２８は、後述する図２の大気圧検出値制限プログラムを実行することで、エンジン回転速度とエンジン負荷と変速機の変速段とに基づいて車両が走行している道路勾配を算出して、その道路勾配と車速とに応じてガード値Ｋ（高度変化による大気圧の単位時間当りの変化量に相当する値）を算出し、そのガード値Ｋで大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰの単位時間（演算周期）当りの変化量を制限する。これにより、被水によりケース３１内の圧力が一時的に急低下して場合でも、ケース３１内に配置した大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰを高度変化による大気圧変化に対応した適正範囲内に制限して、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰの挙動を実際の大気圧の挙動に近付けるようにしている。
【００２５】
以下、ＥＣＵ２８が実行する図２に示す大気圧検出値制限プログラムの処理内容を説明する。図２に示す大気圧検出値制限プログラムは、ＥＣＵ２８の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう大気圧検出値制限手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、図３に示す道路勾配のマップを参照して、現在のエンジン回転速度（又は車速）とエンジン負荷と変速機の変速段とに応じた道路勾配を算出する。
【００２６】
図３に示す道路勾配のマップは、予め、実験データや設計データ等を用いて作成され、エンジン回転速度（又は車速）とエンジン負荷とをパラメータとする道路勾配のマップが変速機の変速段毎に設定されている。このマップは、道路勾配が上り勾配の場合にプラス値、下り勾配の場合にマイナス値となり、道路勾配が急勾配（急な上り勾配又は急な下り勾配）になるほど絶対値が大きくなるように設定されている。このステップ１０１の処理が特許請求の範囲でいう道路勾配推定手段としての役割を果たす。
【００２７】
道路勾配の算出後、ステップ１０２に進み、道路勾配の絶対値が所定値よりも大きいか否かによって、道路勾配が所定以上の急勾配（急な上り勾配又は急な下り勾配）であるか否かを判定する。その結果、道路勾配が所定以上の急勾配であると判定された場合には、高度変化による大気圧変化が比較的大きくなるため、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰを制限しない方が良いと判断して、ステップ１０３に進み、今回の大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰ(i) をそのまま今回の最終的な大気圧検出値ＡＴＰ(i) として採用する。
ＡＴＰ(i) ＝ＡＴＰ(i)
【００２８】
一方、上記ステップ１０２で、道路勾配が所定以上の急勾配ではないと判定された場合には、高度変化による大気圧変化が比較的小さくなるため、大気圧検出値ＡＴＰを制限した方が良いと判断して、ステップ１０４に進み、大気圧検出値ＡＴＰの単位時間（演算周期）当りの変化量を制限するためのガード値Ｋ（高度変化による大気圧の単位時間当りの変化量に相当する値）を算出する。
【００２９】
この場合、図４に示すガード値Ｋのマップを参照して、現在の道路勾配と車速とに応じたガード値Ｋを算出する。図４に示すガード値Ｋのマップは、予め、実験データや設計データ等に基づいて作成され、道路勾配と車速とに応じて大気圧の単位時間当りの変化量が変化するのに対応してガード値Ｋが変化するように設定されている。また、道路勾配が上り勾配の場合には、大気圧の変化量がマイナス値となるため、ガード値Ｋがマイナス値となり、道路勾配が下り勾配の場合には、大気圧の変化量がプラス値となるため、ガード値Ｋがプラス値となるように設定されている。
【００３０】
この後、ステップ１０５に進み、前回の大気圧検出値ＡＴＰ(i-1) にガード値Ｋを加算した値［ＡＴＰ(i-1) ＋Ｋ］と、今回の大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰ(i) とを比較して、大きい方を今回の最終的な大気圧検出値ＡＴＰ(i) として採用する。
【００３１】
これにより、被水によるケース３１内の圧力低下によって、今回の大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰ(i) が、前回の大気圧検出値ＡＴＰ(i-1) にガード値Ｋを加算した値［ＡＴＰ(i-1) ＋Ｋ］よりも低くなった場合、つまり、大気圧検出値ＡＴＰの単位時間当りの変化量がガード値Ｋを越えた場合には、大気圧検出値ＡＴＰの単位時間当りの変化量がガード値Ｋで制限されて、前回の大気圧検出値ＡＴＰ(i-1) にガード値Ｋを加算した値［ＡＴＰ(i-1) ＋Ｋ］が今回の最終的な大気圧検出値ＡＴＰ(i) として採用される。
【００３２】
以上説明した本実施例１では、大気圧検出値ＡＴＰの単位時間当りの変化量をガード値Ｋ（高度変化による大気圧の単位時間当りの変化量に相当する値）で制限するようにしたので、被水によりケース３１内の圧力が一時的に急低下して場合でも、ケース３１内に配置した大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰを高度変化による大気圧変化に対応した適正範囲内に制限して、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰの挙動を実際の大気圧の挙動に近付けることができ、被水時のケース３１内の圧力低下による大気圧センサ３０の大気圧検出精度低下や異常診断精度低下を防止することができる。
【００３３】
また、本実施例１では、車両が走行している道路勾配を推定し、その道路勾配と車速とに応じて大気圧検出値ＡＴＰの単位時間当りの変化量を制限するガード値Ｋを算出するようにしたので、道路勾配と車速とに応じて大気圧の単位時間当りの変化量が変化するのに対応して、大気圧検出値ＡＴＰの単位時間当りの変化量を制限するガード値Ｋを変化させることができ、道路勾配や車速に左右されずに、大気圧検出値ＡＴＰのガード値Ｋを適正値に設定することができる。
【００３４】
更に、本実施例１では、道路勾配に応じてエンジン回転速度（又は車速）とエンジン負荷と変速機の変速段との関係が変化する点に着目して、エンジン回転速度（又は車速）とエンジン負荷と変速機の変速段とに応じて道路勾配を推定するようにしたので、道路勾配を精度良く推定することができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図５を用いて本発明の実施例２を説明する。
本実施例２では、ＥＣＵ２８のケース３１内に、温度センサ（図示せず）を配置し、この温度センサでケース３１内の温度を検出する。そして、図５に示す大気圧検出値制限プログラムを実行することで、ケース３１内の温度変化が大きいとき（例えば、ケース３１が被水してケース３１内の空気が急冷されたとき等）には、ケース３１内に配置した大気圧センサ３０の大気圧検出値（ケース３１内の圧力）が実際の大気圧に対して大きく変化すると判断して、大気圧センサ３０の大気圧検出値を制限し、ケース３１内の温度変化が小さいときには、大気圧センサ３０の大気圧検出値が実際の大気圧とほぼ等しいと判断して、大気圧センサ３０の大気圧検出値の制限を停止するようにしている。
【００３６】
以下、図５に示す大気圧検出値制限プログラムの処理内容を説明する。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、ケース３１内の温度変化量（ケース３１内の温度の前回値と今回値との差）が所定値よりも大きいか否かを判定する。その結果、ケース３１内の温度変化量が所定値以下であると判定された場合には、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰが実際の大気圧とほぼ等しくなるため、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰの制限を解除した方が良いと判断して、ステップ２０２に進み、今回の大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰ(i) をそのまま今回の最終的な大気圧検出値ＡＴＰ(i) として採用する。
ＡＴＰ(i) ＝ＡＴＰ(i)
【００３７】
一方、上記ステップ２０１で、ケース３１内の温度変化量が所定値よりも大きいと判定された場合には、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰが実際の大気圧変化よりも大きく変化するため、大気圧検出値ＡＴＰを制限した方が良いと判断して、ステップ２０３に進み、前述した図３の道路勾配のマップを参照して、現在のエンジン回転速度（又は車速）とエンジン負荷と変速機の変速段とに応じた道路勾配を算出した後、ステップ２０４に進み、前述した図４のガード値Ｋのマップを参照して、現在の道路勾配と車速とに応じたガード値Ｋを算出する。
【００３８】
この後、ステップ２０５に進み、前回の大気圧検出値ＡＴＰ(i-1) にガード値Ｋを加算した値［ＡＴＰ(i-1) ＋Ｋ］と、今回の大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰ(i) とを比較して、大きい方を今回の最終的な大気圧検出値ＡＴＰ(i) として採用する。
【００３９】
以上説明した本実施例２では、ケース３１内の温度変化が大きいとき（例えば、ケース３１が被水してケース３１内の空気が急冷されたとき等）には、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰが実際の大気圧変化よりも大きく変化すると判断して、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰを制限し、ケース３１内の温度変化が小さいときには、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰが実際の大気圧とほぼ等しいと判断して、大気圧センサ３０の大気圧検出値ＡＴＰの制限を解除するようにしたので、大気圧検出値ＡＴＰを必要以上に制限してしまうことを防止することができる。
【００４０】
尚、上記各実施例１，２では、大気圧検出値ＡＴＰの単位時間当りの変化量をガード値Ｋで制限するようにしたが、これに限定されず、大気圧検出値ＡＴＰをガード値で制限して大気圧変化に対応した適正範囲内に制限するようにしても良い。
【００４１】
また、上記各実施例１，２では、エンジン回転速度（又は車速）とエンジン負荷と変速機の変速段とに基づいて道路勾配を推定するようにしたが、これに限定されず、車両の傾斜を検出する車両傾斜角検出手段から得られる車両傾斜角を用いて道路勾配を推定するようにしても良い。或は、ナビゲーションシステムから得られる道路情報に基づいて道路勾配を推定するようにしても良い。この場合、ナビゲーションシステムは、車両に装備されているものを使用しても良いし、ナビゲーション機能付きの携帯端末の信号を車両のＥＣＵに送信するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】実施例１の大気圧検出値制限プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】道路勾配のマップの一例を概念的に示す図である。
【図４】ガード値Ｋのマップの一例を概念的に示す図である。
【図５】実施例２の大気圧検出値制限プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】従来のケース被水時の大気圧検出値の挙動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２８…ＥＣＵ（大気圧検出値制限手段，道路勾配推定手段）、２９…車速センサ、３０…大気圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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