(57)【要約】【課題】車内空調機の圧力センサの故障診断に好適な内燃機関用燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の燃料噴射を制御すると共に車内空調機１０を制御する内燃機関用燃料噴射制御装置１２において、車内空調機１０の操作スイッチがオフからオンになってから予め設定された時間が経過しても、車内空調機１０の冷媒圧を検出する圧力センサ１１からの入力値が予め設定された値の範囲の外に変化しない場合には、圧力センサ１１のラインが断線したと判断する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射を制御すると共に車内空調機を制御する内燃機関用燃料噴射制御装置において、車内空調機の操作スイッチがオフからオンになってから予め設定された時間が経過しても、車内空調機の冷媒圧を検出する圧力センサからの入力値が予め設定された値の範囲の外に変化しない場合には、圧力センサのラインが断線したと判断することを特徴とする内燃機関用燃料噴射制御装置。
【請求項２】
圧力センサのラインが断線したと判断したときには、車内空調機を強制停止することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射を制御する内燃機関用燃料噴射制御装置で車内空調機をも制御する構成に係り、特に、車内空調機の圧力センサの故障診断に好適な内燃機関用燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関用燃料噴射制御装置（ＥＣＭ）では、エンジンコントロールに関係する各種の要素を検知し、これらの要素に基づいて燃料噴射量及び点火進角のコントロールをしている。また、ＥＣＭは、センサ類の故障診断を行っている。
【０００３】
一般に、センサの信号をＥＣＭに入力するためのセンサ入力回路には、センサが出力する信号を伝送するセンサラインの断線検出のためにプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗が設けられている。プルアップ抵抗はＥＣＭの電源電位に接続されており、プルダウン抵抗はＥＣＭのアース電位に接続されている。プルアップ抵抗が設けられている場合、センサラインが断線すると、ＥＣＭに入力される信号が電源電位となり、通常使用範囲を超える値になるので、断線を検出することができる。プルダウン抵抗が設けられている場合、センサラインが断線すると、ＥＣＭに入力される信号がアース電位となり、通常使用範囲を超える値になるので、断線を検出することができる。
【０００４】
ただし、電源供給がなされているタイプのセンサを使用している場合、センサへの電源供給ラインが断線しても、プルアップ抵抗が電源電位に繋がっているために、センサラインを通じてセンサに電源が供給され、ＥＣＭに入力される信号が通常使用範囲の中に入ってしまう。従って、電源供給ラインが断線してもその断線を検出することができない。
【０００５】
一方、ＥＣＭは内燃機関の制御だけでなく、車内空調機の制御も行っている。ＥＣＭには、車室内に設けられた車内空調機の操作スイッチからのラインが入力されると共に、車内空調機に設けた圧力センサからのラインが入力されている。
ＥＣＭは、操作スイッチがオフからオンになれば車内空調機を運転し、その運転中は圧力センサが検出する冷媒圧を監視して車内空調機の制御に利用する。
【０００６】
この車内空調機の圧力センサにおいても車載であるからには断線を考慮しなければならない。もし圧力センサにおいて、前述のようなＥＣＭに入力される信号が通常使用範囲を超えないような断線が発生すると、冷媒圧が正しく検知できないままになり、ＥＣＭは間違った冷媒圧を認識して車内空調機を運転してしまうので、圧縮機等に過負荷がかかるなどの不具合を生じてしまう。
【０００７】
従来は、例えば、特許文献１では、吸入空気量ＭＡＦセンサにおいて、２点の出力値と２点間の時間を用いて、２点間の時間が所定値よりも大きいときを故障と判断している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−２７９７４２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０７９０５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では吸入空気量ＭＡＦセンサの故障診断を行っているが、車内空調機の圧力センサの故障診断は行っていない。
【００１０】
特許文献１ではＥＣＭに入力される信号が所定値に到達する到達時間によって故障を判断している。しかし、電源供給ラインやアースラインが断線した場合には、この方法が有効であるとは限らない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、車内空調機の圧力センサの故障診断に好適な内燃機関用燃料噴射制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、内燃機関の燃料噴射を制御すると共に車内空調機を制御する内燃機関用燃料噴射制御装置において、車内空調機の操作スイッチがオフからオンになってから予め設定された時間が経過しても、車内空調機の冷媒圧を検出する圧力センサからの入力値が予め設定された値の範囲の外に変化しない場合には、圧力センサのラインが断線したと判断するものである。
【００１３】
圧力センサのラインが断線したと判断したときには、車内空調機を強制停止してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１に、内燃機関用燃料噴射制御装置（ＥＣＭ）における車内空調機制御に関係する部分のブロック図を示す。
【００１６】
図示されるように、車内空調機１０は、冷媒を圧縮して高温高圧のガスにする圧縮機１と、そのガスを外気で冷却して高温高圧の液体にする凝縮器２と、その高温高圧の液体を貯留する受液器３と、その受液器３から払い出された液体を断熱膨張させて低温低圧の液体にする膨張弁４と、その液体を車室内空気から奪った熱で低温低圧のガスにする蒸発器５と、蒸発器５で冷やされた冷気を車室内に送風する送風機６とからなり、圧縮機１−凝縮器２−受液器３−膨張弁４−蒸発器５−圧縮機１の順に冷媒を循環させるパイプ７が配設されている。
【００１７】
この車内空調機１０には冷媒圧を検出する圧力センサ１１が設けられている。この実施形態では圧力センサ１１は受液器３に取り付けられている。この圧力センサ１１とＥＣＭ１２との間は、電源供給ライン１３、センサライン１４、アースライン１５の３本のラインで繋がれている。ＥＣＭ１２内には圧力センサ１１からの入力値を読み取るための入力回路が組まれている。
【００１８】
入力回路は、図２に示されるように、電源供給ライン１３に接続されてＥＣＭ１２の電源ＶＣＣを提供する端子と、センサライン１４に接続されて圧力センサ１１からの信号を受け取る端子と、アースライン１５に接続されてアースＧＮＤを提供する端子とを有し、センサライン１４の端子内には一次側コンデンサ２１と並列抵抗２２と直列抵抗２３と二次側コンデンサ２４とが設けられている。この入力回路の詳細は後述する。この入力回路において直列抵抗２３の二次側コンデンサ２４側に圧力センサ１１の出力値Ｐが現れ、ＥＣＭ１２のさらに内部のサンプリング回路に伝達される。この値は、あくまでＥＣＭ１２が入力した値（モニタ値）のことであるが、ＥＣＭ１２はこの値を圧力センサ１１の出力値Ｐとして扱うので、以下、圧力センサ１１の出力値Ｐと呼ぶ。
【００１９】
図１に示されるように、ＥＣＭ１２から圧縮機１にはエアコンリレースイッチのライン１６が配線されている。ＥＣＭ１２は、このエアコンリレースイッチの信号を出力して、圧縮機１を運転／停止させることになる。
【００２０】
車室内には車内空調機１０を人が操作する操作スイッチ（図示せず）が設けられている。この操作スイッチからのライン１７がＥＣＭ１２に配線されている。ＥＣＭ１２は、この操作スイッチの信号を入力して、操作スイッチのオン／オフを読み取ることになる。
【００２１】
ＥＣＭ１２には、操作スイッチがオフからオンになってから予め設定された時間（以下、キャリブレーション規定時間という）βが経過しても、圧力センサ１１からの入力値が予め設定された値の範囲の外に変化しない（入力値ＰがＫ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αである）場合には、圧力センサ１１のラインが断線したと判断すると共に車内空調機１０を強制停止させる故障診断部（図示せず）が設けられている。なお、αはキャリブレーション範囲値、Ｋはキャリブレーション判定中心値という。キャリブレーション規定時間βは、圧力センサ１１の出力（ＥＣＭ１２への入力）が変化していないことを確認するための待ち時間である。故障診断部は、操作スイッチがオフからオンになった後、圧力センサ１１からの入力値が低い範囲にある場合に、ある特定の時間がたってもこの入力値が低い範囲にあってその中で変化しない場合、異常と判定し、車内空調機１０を強制停止させる。これにより、実際の冷媒圧（エアコン圧）が認識されないままどんどん上がって車内空調機１０の各部に過負荷などの機械的異常が発生するのを未然に防止することができる。
【００２２】
故障診断部は、ＥＣＭ１２内の図示しないマイクロプロセッサにより図３の診断手順を表したプログラムを実行することで実現されている。
【００２３】
図３に示されるように、故障診断部における診断手順は、操作スイッチがオフからオンになったときに車内空調機１０の運転を開始（エアコンオン）するステップＳ１と、圧力センサ１１の出力値Ｐを計測するステップＳ２と、この出力値ＰがＫ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αとなる範囲の中にあるかどうか判定するステップＳ３と、時間ｔを計測するステップＳ４と、時間ｔがキャリブレーション規定時間βを超えたかどうか判定するステップＳ５と、圧力センサ（エアコン圧センサ）１１が正常であると判断するステップＳ６と、圧力センサ１１が異常であると判断するステップＳ７と、車内空調機１０を強制停止（エアコンカット）させるステップＳ８とを有する。時間ｔは、圧力センサ１１の出力値Ｐが上記範囲の外から中に入ったときに計測を開始し、上記範囲外に出たときにリセットする。
【００２４】
図２の構成において、ラインの断線診断が出力値Ｐの読みから直ちに可能かどうかを具体的数値を用いて考察する。ここで、並列抵抗２２は、センサライン１４とＥＣＭ１２内アースとの間に挿入されたプルダウン抵抗であり、その抵抗値Ｒｐｄ＝５１ｋΩである。ただし、５１ｋΩという値は設計値であり、抵抗器に規定されているばらつき誤差±５％を見込むと最小値Ｒｐｄｍｉｎ＝４８．４５ｋΩ、最大値Ｒｐｄｍａｘ＝５３．５５ｋΩとなる。直列抵抗２３の抵抗値Ｒｉ＝１０ｋΩ（誤差±５％）である。
【００２５】
圧力センサ１１が正常に動作しているときに出力する正常電圧範囲は最大値がＶｃｃの９５％であり、Ｖｃｃ＝５Ｖとすれば、４．７５Ｖである。最小値はＶｃｃの２．２８％であり、Ｖｃｃ＝５Ｖとすれば、０．１１４Ｖである。従って、出力値Ｐが４．７５Ｖを上回るか０．１１４Ｖを下回れば、ラインの断線等の異常があると判定できるが、出力値Ｐが４．７５Ｖ〜０．１１４Ｖであれば正常電圧範囲内であるため異常かどうかは即断できない。
【００２６】
ここで、圧力センサ１１自体の抵抗値を調べておくと、電源端子１１１−出力端子１１２間の抵抗値Ｒａがアース端子１１３開放の条件下で１１．９２ｋΩ、出力端子１１２−アース端子１１３間の抵抗値Ｒｂが電源端子１１１開放の条件下で４４．１１ｋΩ、電源端子１１１−アース端子１１３間の抵抗値Ｒｃが出力端子１１２開放の条件下で５６．０２ｋΩである。
【００２７】
１）アースライン１５が断線したとき
アースライン１５が断線すると、Ｖｃｃ＝５Ｖが電源端子１１１−出力端子１１２間の抵抗とプルダウン抵抗２２とにより分圧されるので、出力値Ｐは
｛Ｒｐｄ／（Ｒａ＋Ｒｐｄ）｝Ｖｃｃ
となり、プルダウン抵抗２２が最小であるときに生じる最小出力値Ｐは
2005002795.tif 000003
となる。
【００２８】
この値は、正常電圧範囲４．７５Ｖ〜０．１１４Ｖ内であるため異常かどうかは即断できない。
【００２９】
２）電源供給ライン１３が断線したとき
電源供給ライン１３が断線すると、ＥＣＭ１２内部からのリーク電流Ｉ＝０．２μＡが直列抵抗２３を介してプルダウン抵抗２２及び圧力センサ１１に流れるので、出力値Ｐは
｛Ｒｂ・Ｒｐｄ／（Ｒｂ＋Ｒｐｄ）＋Ｒｉ｝Ｉ
となり、プルダウン抵抗２２が最大、かつ直列抵抗２３が最大であるときに生じる最大出力値Ｐは０．００７Ｖとなる。
【００３０】
この値は、正常電圧範囲４．７５Ｖ〜０．１１４Ｖ外であるため異常であると断定できる。
【００３１】
３）センサライン１４が断線したとき
センサライン１４が断線すると、ＥＣＭ１２内部からのリーク電流Ｉ＝０．２μＡが直列抵抗２３を介してプルダウン抵抗２２に流れるので、出力値Ｐは
（Ｒｐｄ＋Ｒｉ）Ｉ
となり、プルダウン抵抗２２が最大、かつ直列抵抗２３が最大であるときに生じる最大出力値Ｐは０．００２Ｖとなる。
【００３２】
この値は、正常電圧範囲４．７５Ｖ〜０．１１４Ｖ外であるため異常であると断定できる。
【００３３】
以上をまとめると、アースライン１５の断線は、出力値Ｐの読みから直ちに診断することはできない。
【００３４】
そこで、本発明では、出力値Ｐが正常電圧範囲４．７５Ｖ〜０．１１４Ｖ内である場合に、アースライン１５の断線を診断するために図３のアルゴリズムを用いる。
【００３５】
ステップＳ１にて、車内空調機１０の運転を開始（エアコンオン）する。続いて、ステップＳ２にて、圧力センサ１１の出力値Ｐを読み込む。ステップＳ２にて、Ｋ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αが成立するかどうか判定する。この判定がノーであれば、圧力センサ１１の出力値ＰがＫ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αとなる範囲の外にあるので、ステップＳ６へ移行し、圧力センサ１１が正常であると判断する。なお、キャリブレーション判定中心値Ｋ及びキャリブレーション範囲値αは、入力回路の各要素の設計値及びばらつき誤差を考慮した最小〜最大出力値Ｐに基づいて決定しておく。
【００３６】
ステップＳ３の判定がイエスであれば、ステップＳ４にて出力値Ｐが上記範囲中の値を継続している時間ｔを計測し、ステップＳ５にて、時間ｔ≧キャリブレーション規定時間βかどうか判定する。この判定がノーであれば、時間経過がまだ十分ではないので、判断を保留してステップＳ２へ戻る。
【００３７】
ステップＳ５の判定がイエスであれば、ステップＳ７にて圧力センサ１１が異常であると判断し、さらにステップＳ８にて車内空調機１０を強制停止（エアコンカット）させる。
【００３８】
以上まとめると、従来のように通常使用範囲を超えるかどうかの判定だけでは、入力回路にプルダウン抵抗２２を有するものでは、電源供給ライン１３及びセンサライン１４の断線検出しかできなかったが、本発明により、アースライン１５の断線検出も可能になった。これにより、ＥＣＭ１２が断線を認識しないために冷媒圧を正しく調整できない状態を続けることが回避される。入力回路にプルアップ抵抗を有するものについても、本発明が適用できることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
（１）車内空調機の圧力センサの故障診断が正確になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す車内空調機の制御ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す圧力センサの入力回路の回路図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す診断手順の流れ図である。
【符号の説明】
１０  車内空調機
１１  圧力センサ
１２  ＥＣＭ
１３  電源供給ライン
１４  センサライン
１５  アースライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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