(57)【要約】【課題】圧力センサの出力値が異常な値を示してから圧力センサが故障と判定されるまでの間の燃料噴射量の演算に用いられる圧力センサの値を制御し、燃料噴射量のオーバーリッチを防ぐ。【解決手段】内燃機関の吸気管内圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、内燃機関に供給する空気量を調整するスロットルの開度がアイドル位置にあることを検出するアイドル判定手段と、このアイドル判定手段により上記スロットル開度がアイドル位置にあると判定されると共に、上記圧力センサ故障判定手段により上記圧力センサが故障と判定されていない時に、内燃機関の燃料噴射量制御に用いる上記圧力センサの出力値を所定値以下に制限する圧力センサ出力値制御手段とを備えた。【選択図】図１
2005083311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気管内圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、内燃機関に供給する空気量を調整するスロットルの開度がアイドル位置にあることを検出するアイドル判定手段と、
このアイドル判定手段により上記スロットル開度がアイドル位置にあると判定されると共に、上記圧力センサ故障判定手段により上記圧力センサが故障と判定されていない時に、内燃機関の燃料噴射量制御に用いる上記圧力センサの出力値を所定値以下に制限する圧力センサ出力値制御手段と
を備えた内燃機関の圧力センサ装置。
【請求項２】
上記圧力センサ出力値制御手段が制限する上記圧力センサの出力値の所定値は、上記スロットル開度がアイドル位置にあるときに、内燃機関の回転数に応じて正常時の上記圧力センサが取り得る出力値以上の値に設定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の圧力センサ装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気管内圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、内燃機関に供給する空気量を調整するスロットルが所定開度以上にあることを検出するスロットル開度判定手段と、
このスロットル開度判定手段により上記スロットルが所定開度以上にあると判定されると共に、上記圧力センサ故障判定手段により上記圧力センサが故障と判定されていない時に、内燃機関の燃料噴射量制御に用いる上記圧力センサの出力値を所定値以上に制御する圧力センサ出力値制御手段と
を備えた内燃機関の圧力センサ装置。
【請求項４】
上記圧力センサ出力値制御手段が制御する上記圧力センサの出力値の所定値は、上記スロットルが所定開度以上にあるときに、内燃機関の回転数に応じて正常時の上記圧力センサが取り得る出力値以下の値に設定することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の圧力センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に用いられる圧力センサ装置に関し、圧力センサの出力値が異常となってから圧力センサが故障と判定されるまでの間において、圧力センサの出力値を制御して、内燃機関の燃料噴射量制御を好適に制御するための内燃機関の圧力センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、スピードデンシティ方式の燃料噴射システムでは、吸気管内圧力を検出する圧力センサと、内燃機関の回転数を検出する回転数センサの出力に基づいて内燃機関に供給する基本的な燃料噴射量を決定している。基本的な燃料噴射量は吸気管内圧力が高い程燃料噴射量が多くなるように設定されている。
【０００３】
図７は、スピードデンシティ方式の一般的な内燃機関の制御装置の概略構成図である。図において、１は内燃機関、２は内燃機関１に吸入する空気を導入する吸気管、３は内燃機関１に吸入する空気を浄化するエアクリーナ、４はアクセルと連動して内燃機関１に吸入する空気量を調整するスロットル、５はスロットル４の開度θを検出するスロットル開度センサ、６は内燃機関１の回転数Ｎｅを検出する回転数センサ、７は吸気管内圧力を検出する圧力センサである。
【０００４】
８は、マイクロコンピュータを含む電子制御回路（ＥＣＵ）であり、スロットル開度センサ５、回転数センサ６や、圧力センサ７等のセンサの出力がＥＣＵに入力され、ＥＣＵ上の回路を通り、さらにＡ／Ｄ変換器にてアナログデータをディジタルデータに変換し、それらの値を基に、内燃機関に供給する燃料噴射量、点火時期、アイドル時の空気量等を演算する。９はＥＣＵ８にて演算された燃料噴射量を基に、吸気管２の下流に燃料を噴射するインジェクタである。
【０００５】
圧力センサ７は例えば、５Ｖの電圧が与えられている正極端子と０Ｖの電圧が加えられるグランド端子をもち、吸気管２内の圧力を検出し大気圧時には４Ｖ、真空圧力時には０Ｖの電圧を出力端子から出力する。その出力がＥＣＵ上の電気的な回路を通じて圧力センサの出力値ＰｏｕｔとしてＥＣＵ上のマイクロコンピュータに入力される。
【０００６】
圧力センサ７の出力は燃料噴射量の演算等に用いられ、内燃機関に必要不可欠な燃料の供給に重要な役割を担っているため、その動作状態は常に監視されている。圧力センサ７が故障か否かの判定は、圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔが通常取り得ない値か否かで判定される。例えば、圧力センサの出力Ｐｏｕｔが通常取り得る上限値Ｐｈｉｇｈ及び下限値Ｐｌｏｗを予め設定しておき、それら上下限値と圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔを比較し、
Ｐｏｕｔ＞Ｐｈｉｇｈ
ならば、圧力センサ７の上限側故障、
Ｐｏｕｔ＜Ｐｌｏｗ
ならば、圧力センサ７の下限側故障と判定する。
【０００７】
例えば、特許文献１では、圧力センサの出力Ｐｏｕｔの変化により燃料噴射量の補正を行う装置において、圧力センサが故障と判定された際は、燃料演算に用いる圧力センサの出力を予め設定していた模擬値に強制的に置き換え、この際の圧力センサの出力の変化による燃料噴射量の補正を防ぐため、圧力センサが故障と判定された後は、圧力センサの出力の変化による燃料噴射量の補正を禁止している。または他の手段として、圧力センサが故障と判定された後は、燃料演算に用いる圧力センサの出力を模擬値まで徐々に変化させ、圧力センサの出力の急激な変化による燃料噴射量の補正を防いでいる。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２９３３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の内燃機関の圧力センサ異常時制御装置において、例えば、圧力センサの出力をＥＣＵの入力回路上のフィルタによって処理した後に、マイクロコンピュータに入力されるような場合、故障判定後に燃料噴射量の補正を禁止したとしても、圧力センサが異常な値となってから故障を判定するまでには時間差があり、基本的な燃料噴射量の演算は圧力センサの出力Ｐｏｕｔと内燃機関の回転数から演算されるため、故障と判断されるまでは実際の吸気管内圧力とは異なった圧力センサの異常な出力値Ｐｏｕｔを基に燃料演算を行ってしまう。
【００１０】
例えば、スロットル開度がアイドル位置にある時、圧力センサが上限側故障となるような挙動を示した場合、図２に示すように、圧力センサに異常が発生しても、ＥＣＵの入力回路のフィルタ処理により、圧力センサの出力値Ｐｏｕｔは徐々に大きくなる。そのため、圧力センサの出力が異常な値となってから故障と判定されるまでには時間差が発生し、故障と判定されるまでの間は、実際の吸気管内圧力よりも大きな圧力センサの出力Ｐｏｕｔにより燃料演算されることになり、図２の下側に示すように、本来必要とされる燃料噴射量より過多な燃料を内燃機関に供給し、オーバーリッチになってしまうという問題点があった。
【００１１】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、圧力センサの出力値が異常な値を示してから圧力センサが故障と判定されるまでの間の燃料噴射量の演算に用いられる圧力センサの値を制御し、燃料噴射量のオーバーリッチ又はオーバーリーンを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係わる内燃機関の圧力センサ装置は、内燃機関の吸気管内圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、内燃機関に供給する空気量を調整するスロットルの開度がアイドル位置にあることを検出するアイドル判定手段と、このアイドル判定手段により上記スロットル開度がアイドル位置にあると判定されると共に、上記圧力センサ故障判定手段により上記圧力センサが故障と判定されていない時に、内燃機関の燃料噴射量制御に用いる上記圧力センサの出力値を所定値以下に制限する圧力センサ出力値制御手段とを備えたものである。
【００１３】
また、内燃機関の吸気管内圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、内燃機関に供給する空気量を調整するスロットルが所定開度以上にあることを検出するスロットル開度判定手段と、このスロットル開度判定手段により上記スロットルが所定開度以上にあると判定されると共に、上記圧力センサ故障判定手段により上記圧力センサが故障と判定されていない時に、内燃機関の燃料噴射量制御に用いる上記圧力センサの出力値を所定値以上に制御する圧力センサ出力値制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の内燃機関の圧力センサ装置によれば、スロットル開度がアイドル位置にあり、圧力センサが故障と判定されていない場合に、燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値を所定値以下に制限するため、圧力センサの出力値が異常な値を示してから圧力センサが故障と判定されるまでの間の燃料噴射量の演算に用いられる圧力センサの値が制限された値となり、燃料噴射量が多くなりすぎることによるオーバーリッチを防ぐことができる。
【００１５】
また、この発明の内燃機関の圧力センサ装置によれば、スロットル開度が所定開度以上にあり、圧力センサが故障と判定されていない場合に、燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値を所定値以上に制御するため、圧力センサの出力値が異常な値を示してから圧力センサが故障と判定されるまでの間の燃料噴射量の演算に用いられる圧力センサの値が制御された値となり、燃料噴射量が少なくなりすぎることによるオーバーリーンを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における内燃機関の圧力センサ装置の動作を示すフローチャートであり、所定時間毎、あるいは所定クランク角毎にＥＣＵ８において実行される処理である。なお、この発明の実施の形態（後述の実施の形態も含む）が適用される一般的な内燃機関の全体構成は図７に示したとおりである。従来のものとでは、圧力センサの出力値を制御する点が異なる。また、ＥＣＵ８内には、圧力センサの出力値Ｐｏｕｔとは別に燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐを記憶する手段が用意されている。さらに、ＥＣＵ８内には、圧力センサの故障判定に、制限されていない圧力センサの出力Ｐｏｕｔを用いることにより、圧力センサが故障か否かを常に監視している。
【００１７】
この場合、ＥＣＵ８は、圧力センサ７が故障か否かを判定する圧力センサ故障判定手段と、スロットル４の開度θがアイドル位置か否かを検出するアイドル判定手段と、圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔが所定値Ｐ２より大きいか否かを判定する手段と、燃料噴射量演算に用いる圧力センサ７の出力値Ｐを所定値Ｐ１とする手段と、燃料噴射量演算に用いる圧力センサ７の出力値Ｐを圧力センサの出力Ｐｏｕｔとする手段と、燃料噴射量演算に用いる圧力センサ７の出力値Ｐを所定値Ｐ２とする手段を備えている。
【００１８】
次に、図７を参照しながら図１に示した実施の形態１の動作について説明する。まず、ＥＣＵ８は、吸気管２内の圧力を示す圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔと、スロットル４のスロットル開度を示すスロットル開度センサ５の出力値θを読み込む。
【００１９】
続いて、ＥＣＵ８は、圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔ等を基に、圧力センサ７が故障か否かを判定する（ステップＳ１１）。故障判定の方法としては、例えば、ＥＣＵ８に、圧力センサの出力が通常取り得る上限値Ｐｈｉｇｈと下限値Ｐｌｏｗを予め設定しておき、圧力センサの出力値Ｐｏｕｔと設定された上下限値とを比較し、
Ｐｏｕｔ＞Ｐｈｉｇｈ
または
Ｐｏｕｔ＜Ｐｌｏｗ
ならば、圧力センサ７の故障と判定する。
【００２０】
圧力センサが故障と判定された際でも、内燃機関の燃料噴射量制御に大きな影響が出ないように、ＥＣＵ８には圧力センサの出力値の模擬値Ｐ１を予め設定しておく。模擬値Ｐ１の設定値は、吸気管内圧力はスロットル開度θにより変化するため、スロットル開度θに応じて変化する値や概略固定値等を設定しておく。もし、ステップＳ１１において圧力センサが故障と判定された場合、燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐ＝Ｐ１とし（ステップＳ１２）、処理を終了する。
【００２１】
もし、ステップＳ１１において、圧力センサ７が正常と判定されれば、スロットル開度θがアイドル位置か否かを判定する（ステップＳ１３）。スロットル開度θがアイドル位置でないと判定された場合、燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐは圧力センサの出力値Ｐｏｕｔをそのまま用いて、Ｐ＝Ｐｏｕｔとし（ステップＳ１４）、処理を終了する。
【００２２】
もし、ステップＳ１３において、スロットル開度θがアイドル位置と判定されば、圧力センサの出力値Ｐｏｕｔが所定値Ｐ２より大きいか否かを判定し（ステップＳ１５）、所定値Ｐ２より大きければ、圧力センサ７の出力値Ｐ＝Ｐ２とする（ステップＳ１６）。ここで、予め所定値Ｐ２はアイドル時に圧力センサの出力が取り得る最大値より大きな値を設定しておく。
【００２３】
この処理により、アイドル時に圧力センサの上限側故障が発生した場合、図２に示すように圧力センサが故障と判定されるまで燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値ＰがＰ＝Ｐｏｕｔとなり、それをもとに燃料噴射量演算を行うことにより図２の下側のような燃料が過多になることを防ぎ、図３に示すように、圧力センサに異常が発生した直後に燃料噴射量の演算で用いる圧力センサの出力ＰがＰ２にて制限され、多少燃料噴射量が多めになるものの、本発明を適用しない図２より燃料噴射量が制限され、オーバーリッチを防ぐことができる。
このようにして、アイドル判定手段によりスロットル開度がアイドル位置にあると判定されると共に、圧力センサ故障判定手段により圧力センサが故障と判定されていない時に、内燃機関の燃料噴射量制御に用いる圧力センサの出力値を所定値以下に制限する。
【００２４】
もし、ステップＳ１５において、圧力センサ７の出力Ｐｏｕｔが所定値Ｐ２以下の場合、燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐは圧力センサの出力値Ｐｏｕｔをそのまま用いて、Ｐ＝Ｐｏｕｔとし（ステップＳ１４）、処理を終了する。
【００２５】
実施の形態２．
なお、実施の形態１では圧力センサが故障と判定されていない時に、スロットル開度θがアイドル位置にある際、ステップＳ１５において、圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔをアイドル時に圧力センサが取り得る最大の値より大きい所定値Ｐ２と比較したが、スロットル開度θがアイドル位置にある場合でも吸気管内の圧力は内燃機関の回転数によって変化するため、Ｐ２を内燃機関の回転数に応じて変化する値を設定してもよい。
そして、圧力センサ出力値制御手段が制限する圧力センサの出力値の所定値は、スロットル開度がアイドル位置にあるときに、内燃機関の回転数に応じて正常時の圧力センサが取り得る出力値以上の値に設定してもよい。このようにして、内燃機関の回転数による吸気管内圧力の変化に対応して圧力センサの出力を最適に制限し、圧力センサが実際の吸気管内圧力より高い値を出力したとしても燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐを制限し、燃料噴射量が多くなりすぎることによるオーバーリッチを防ぐことができる。
【００２６】
実施の形態３．
図４は実施の形態３における内燃機関の圧力センサ装置の動作を示すフローチャートであり、所定時間毎、あるいは所定クランク角毎にＥＣＵ８において実行される処理である。また、ＥＣＵ８内には、圧力センサの出力値Ｐｏｕｔとは別に燃料演算に用いる圧力センサの出力値Ｐを記憶する手段が用意されている。
【００２７】
この場合、ＥＣＵ８は、圧力センサ７が故障か否かを判定する圧力センサ故障判定手段と、スロットル４の開度θが所定開度θ１以上か否かを判定するスロットル開度判定手段と、圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔが所定値Ｐ３より小さいか否かを判定する手段と、燃料噴射量演算に用いる圧力センサ７の出力値Ｐを所定値Ｐ１とする手段と、燃料噴射量演算に用いる圧力センサ７の出力値Ｐを圧力センサの出力Ｐｏｕｔとする手段と、燃料噴射量演算に用いる圧力センサ７の出力値Ｐを所定値Ｐ３とする手段を備えている。
【００２８】
図４に示した実施の形態３の動作について説明する。まず、ＥＣＵ８は、吸気管２内の圧力を示す圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔと、スロットル４のスロットル開度を示すスロットル開度センサ５の出力値θを読み込む。
【００２９】
続いて、ＥＣＵ８は、圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔ等を基に、圧力センサ７が故障か否かを判定する（ステップＳ５１）。故障判定の方法とは、実施の形態１のステップＳ１１で用いた方法等で行う。
【００３０】
もし、ステップＳ５１において、故障と判定された場合、燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐ＝Ｐ１とし（ステップＳ５２）、処理を終了する。ここで、Ｐ１は実施の形態１のステップＳ１２と同様な方法にて予め設定しておく。
【００３１】
もし、ステップＳ５１において、圧力センサ７が正常と判定されれば、スロットル開度θが所定開度θ１以上か否かを判定する（ステップＳ５３）。ここで、所定開度θ１はスロットルが半開時，全開時等のスロットル開度θを設定する。スロットル開度θが所定開度θ１以上でないと判定された場合、燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐは圧力センサの出力値Ｐｏｕｔをそのまま用いて、Ｐ＝Ｐｏｕｔとし（ステップＳ５４）、処理を終了する。
【００３２】
もし、ステップＳ５３において、スロットル開度θが所定開度θ１以上と判定されば、圧力センサの出力値Ｐｏｕｔが所定値Ｐ３より小さいか否かを判定し（ステップＳ５５）、所定値Ｐ３より小さければ、圧力センサ７の出力値Ｐ＝Ｐ３とする（ステップＳ５６）。ここで、所定値Ｐ３はスロットル開度θが所定開度θ１以上にある時に圧力センサが示す最小値より小さな値を予め設定しておく。
【００３３】
この処理により、スロットル開度θが所定開度θ１以上の時に圧力センサの下限側故障が発生した場合、図５に示すように圧力センサが故障と判定されるまで燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値ＰがＰ＝Ｐｏｕｔとなり、それをもとに燃料噴射量演算を行うことにより図５に下側のような燃料が過少になることを防ぎ、図６に示すように、圧力センサに異常が発生した直後に燃料噴射量の演算で用いる圧力センサの出力値ＰがＰ３にて制御され、多少燃料噴射量が少なめになるものの、実施の形態３を適用しない図５より燃料噴射量が制御され、オーバーリーンを防ぐことができる。
このようにして、スロットル開度判定手段によりスロットルが所定開度以上にあると判定されると共に、圧力センサ故障判定手段により上記圧力センサが故障と判定されていない時に、内燃機関の燃料噴射量制御に用いる圧力センサの出力値を所定値以上に制御（又は制限）する。
【００３４】
もし、ステップＳ５５において、圧力センサ７の出力Ｐｏｕｔが所定値Ｐ３以上の場合、燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐは圧力センサの出力値Ｐｏｕｔをそのまま用いて、Ｐ＝Ｐｏｕｔとし（ステップＳ５４）、処理を終了する。
【００３５】
実施の形態４．
なお、実施の形態３では圧力センサが故障と判定されていない時に、スロットル開度θが所定開度θ１以上にある際、ステップＳ５５において、圧力センサ７の出力値Ｐｏｕｔを所定開度θ１以上時に圧力センサが取り得る最大の値より小さい所定値Ｐ３と比較したが、スロットル開度θが所定開度θ１以上にある場合でも吸気管内の圧力は内燃機関の回転数によって変化するため、Ｐ３に内燃機関の回転数に応じて変化する値を設定してもよい。
【００３６】
そして、圧力センサ出力値制御手段が制御する圧力センサの出力値の所定値は、スロットルが所定開度以上にあるときに、内燃機関の回転数に応じて正常時の圧力センサが取り得る出力値以下の値に設定してもよい。このようにして、内燃機関の回転数による吸気管内圧力の変化に対応して圧力センサの出力を最適に制御し、圧力センサが実際の吸気管内圧力より低い値を出力したとしても燃料噴射量演算に用いる圧力センサの出力値Ｐを制御し、燃料噴射量が少なくなり過ぎることによるオーバーリーンを防ぐ。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は、内燃機関に用いられる圧力センサ装置に適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態１における内燃機関の圧力センサ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図２】従来の圧力センサ故障時の圧力センサ出力値とそれに基づく燃料噴射量を示すタイミングチャートである。
【図３】実施の形態１における圧力センサ故障時の圧力センサ出力値と燃料噴射量を示すタイミングチャートである。
【図４】実施の形態３における内燃機関の圧力センサ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】従来の圧力センサ故障時の圧力センサ出力値とそれに基づく燃料噴射量を示すタイミングチャートである。
【図６】実施の形態３における圧力センサ故障時の圧力センサ出力値と燃料噴射量を示すタイミングチャートである。
【図７】一般的な内燃機関の制御装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  内燃機関                            ２  吸気管
３  エアクリーナ                        ４  スロットル
５  スロットル開度センサ                ６  内燃機関回転数センサ
７  圧力センサ                          ８  電子制御回路（ＥＣＵ）
９  インジェクタ。
【図１】
2005083311.tif 000003
【図２】
2005083311.tif 000004
【図３】
2005083311.tif 000005
【図４】
2005083311.tif 000006
【図５】
2005083311.tif 000007
【図６】
2005083311.tif 000008
【図７】
2005083311.tif 000009