(57)【要約】【課題】大気圧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】エンジンコントロールの要素の一つとして大気圧を検知する大気圧センサ１を用いる内燃機関用燃料噴射制御装置において、大気圧センサ１の出力値が予め設定された時間が経過しても予め設定された値の範囲の外に変化せず、かつ大気圧センサ１の出力値がエンジンアイドル時の吸気圧に一致しない場合に、大気圧センサ１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】
エンジンコントロールの要素の一つとして大気圧を検知する大気圧センサを用いる内燃機関用燃料噴射制御装置において、大気圧センサの出力値が予め設定された時間が経過しても予め設定された値の範囲の外に変化せず、かつ大気圧センサの出力値がエンジンアイドル時のマニホールドエアブレス圧（吸気圧）に一致しない場合に、大気圧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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンコントロールの要素の一つとして大気圧を用いる内燃機関用燃料噴射制御装置に係り、特に、大気圧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、大気圧センサによりエンジンコントロールの要素の一つである大気圧を検知し、その大気圧を含む各種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おり、その一環として大気圧センサについてはセンサラインの断線検出を行っている。
【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（大気圧センサならば大気圧では有り得ない値）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】
大気圧センサにおいて断線が検出されないと、大気圧が正しく検知できないままになり、ＥＣＭは排気ガス濃度を正しく調整できなくなる。従って、大気圧センサのラインの断線検出は不可欠である。
【０００６】
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。
【０００７】
【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
【０００８】
【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、大気圧センサの故障診断は行っていない。
【０００９】
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。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、大気圧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。
【００１１】
【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、エンジンコントロールの要素の一つとして大気圧を検知する大気圧センサを用いる内燃機関用燃料噴射制御装置において、大気圧センサの出力値が予め設定された時間が経過しても予め設定された値の範囲の外に変化せず、かつ大気圧センサの出力値がエンジンアイドル時のマニホールドエアブレス圧（吸気圧）に一致しない場合に、大気圧センサのラインが断線したと判断するものである。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１に、内燃機関用燃料噴射制御装置（ＥＣＭ）における大気圧検知に関係する部分のブロック図を示す。
【００１４】
図示されるように、大気に触れる任意の場所に大気圧センサ１が設けられており、大気圧センサ１とＥＣＭ２との間は、電源供給ライン３、センサライン４、アースライン５の３本のラインで繋がれている。
【００１５】
プルアップ抵抗を用いる場合、図３に示されるように、アースライン５がＥＣＭ２内のアースライン５ａに、センサライン４がＥＣＭ２内のセンサライン４ａに、電源供給ライン３がＥＣＭ２内の電源供給ライン３ａにそれぞれ接続され、ＥＣＭ２内にはセンサライン４ａと電源供給ライン３ａとの間にプルアップ抵抗３１が設けられる。
【００１６】
プルダウン抵抗を用いる場合、図４に示されるように、アースライン５がＥＣＭ２内のアースライン５ａに、センサライン４がＥＣＭ２内のセンサライン４ａに、電源供給ライン３がＥＣＭ２内の電源供給ライン３ａにそれぞれ接続され、ＥＣＭ２内にはセンサライン４ａとアースライン５ａとの間にプルアップ抵抗４１が設けられる。
【００１７】
また、図１に示されるように、エンジン７に空気を取り込む吸気管８には吸気管内の空気圧（ブースト圧；ＢＯＯＳＴ）を検知するブーストセンサ９が設けられており、ブーストセンサ９とＥＣＭ２との間は、電源供給ライン１０、センサライン１１、アースライン１２の３本のラインで繋がれている。なお、本実施形態ではターボ車を対象としたのでブースト圧を検知するようにしたが、非ターボ車を対象とする場合は吸気圧を検知するとよい。
【００１８】
ＥＣＭ２には、大気圧センサの出力値Ｐが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が経過しても予め設定されたＫ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αとなる範囲の外に変化せず、かつ大気圧センサの出力値がエンジンアイドル時のブースト圧に一致しない場合に、大気圧センサのラインが断線したと判断する故障診断部（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範囲値α及びキャリブレーション判定中心値Ｋは、例えば、アースライン５が断線したときに大気圧センサ１の電源供給ライン３とセンサライン４間に現れる抵抗値と、プルダウン抵抗値と、これらの抵抗値のばらつきとから決めておくとよい。キャリブレーション規定時間βは、誤診断を避けるためにはできるだけ長く、診断が遅れないようにするにはできるだけ短く設定するのが望ましい。
【００１９】
故障診断部は、ＥＣＭ２内の図示しないマイクロプロセッサにより図２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。
【００２０】
図２に示されるように、故障診断部における診断手順は、大気圧センサ１の出力値Ｐを読み込むステップＳ１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Ｓ２と、時間ｔを計測するステップＳ３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Ｓ４と、エンジンアイドル時のブースト値（ブースト圧）Ｐ０  をブーストセンサ９から読み込むステップＳ５と、ブースト圧Ｐ０  と大気圧センサ１の出力値Ｐが等しいかどうか判定するステップＳ６と、大気圧センサが正常であると判断するステップＳ７と、大気圧センサが異常であると判断するステップＳ８とを有する。この診断手順を適宜な短時間間隔で繰り返すことでほぼリアルタイムに大気圧センサを診断することができる。時間ｔは、大気圧センサ１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。エンジンアイドル時のブースト圧Ｐ０  は、予めエンジンアイドル時に計測した値を保存することで、現在がエンジンアイドル時でなくとも読み込めるようにしておく。
【００２１】
図２に従い本発明のＥＣＭ２の動作を説明する。
【００２２】
ステップＳ１にて、大気圧センサ１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、大気圧センサ１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Ｓ７へ移行し、大気圧センサ１が正常であると判断する。
【００２３】
ステップＳ２の判定がイエスであれば、ステップＳ３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Ｓ４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、ステップＳ７へ移行し、大気圧センサ１が正常であると判断する。
【００２４】
ステップＳ４の判定がイエスであれば、ステップＳ５にてエンジンアイドル時のブースト圧Ｐ０  を読み込む。なお、ステップＳ５を実行した時点でエンジンがアイドルになっているとは限らないので、予めエンジンアイドル時のブースト圧Ｐ０  を計測しておいてメモリに記憶しておき、ステップＳ５ではこのメモリを読み込むようにしてもよい。また、ステップＳ５においてエンジンがアイドルになるのを待ち、それからブースト圧Ｐ０  を計測してもよい。
【００２５】
次いで、ステップＳ６にて、Ｐ−Ｐ０  ＞ｋが成立するかどうか判定する。ｋは、ブースト圧Ｐ０  がエンジンアイドル時とはいえ多少の負圧になることから、また、ノイズの影響を避けるためのマージンも考慮して設定したオフセット値である。基本的にはエンジンアイドル時のブースト圧Ｐ０  が大気圧になることから、この値Ｐ０  を大気圧センサ１の出力値Ｐの比較対象とするのである。この判定がノーであれば、大気圧センサ１の出力値Ｐがエンジンアイドル時のブースト圧Ｐ０  に一致するので、ステップＳ７へ移行し、大気圧センサ１が正常であると判断する。
【００２６】
ステップＳ６の判定がイエスであれば、全ての判定が満たされる。即ち、大気圧センサ１の出力値Ｐが予め設定された時間βが経過しても予め設定されたＫ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αとなる範囲の外に変化せず、かつ大気圧センサ１の出力値がエンジンアイドル時のブースト圧Ｐ０  に一致しないことになるので、ステップＳ８へ進んで、大気圧センサ１が異常であると判断する。
【００２７】
ＥＣＭ２の故障診断部が以上の動作を行うので、大気圧センサ１におけるラインの断線は次のように検出できる（プルアップ抵抗が設けられている場合）。
【００２８】
１）電源供給ライン３が断線した場合
既に説明したように、電源供給ライン３が断線しても、プルアップ抵抗がＥＣＭ２の電源電位に繋がっているために、センサライン４を通じて大気圧センサ１に電源が供給される。大気圧センサ１は、正規に電源が供給されているわけではないため不正確ではあるが、信号を出力する。このため、ＥＣＭ２に入力される信号は、実際の大気圧を表してはいないが通常使用範囲の中に入ってしまう。
【００２９】
このような状態で、大気圧センサ１の出力値ＰがＫ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αを保ったまま時間βが経過し、Ｐ０  ≠Ｐ（図２ではＰ−Ｐ０  ＞ｋ）であれば、異常（ライン断線）が検出される。なお、大気圧センサ１の出力値ＰがＫ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αを保ったまま時間βが経過してもＰ０  ＝Ｐ（図２ではＰ−Ｐ０  ≦ｋ）であれば、大気圧センサ１は正常である。なぜなら、エンジンアイドル時のブースト圧Ｐ０  は大気圧に等しいからであり、大気圧センサ１の出力値Ｐは正しいことになるからである。また、大気圧センサ１の出力値ＰがＫ−α＞ＰまたはＫ＋α＜Ｐになる場合、電源供給ライン３が断線したときには出力値Ｐはこのような値を取り得ないので、電源供給ライン３は断線していないことになる。さらに、出力値ＰがＫ−α≦Ｐ≦Ｋ＋αになることがあっても、その状態が継続される時間が時間βより短時間であれば、断線とは断定できない。
【００３０】
２）センサライン４が断線した場合
従来同様に、センサライン４が断線すると、プルアップ抵抗によりＥＣＭ２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。
【００３１】
３）アースライン５が断線した場合
この場合、大気圧センサ１全体が電源電位となるため、ＥＣＭ２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。
【００３２】
ここではプルアップ抵抗が設けられている場合を説明したが、プルダウン抵抗が設けられている場合でも、ほぼ同じ考え方でラインの断線を検出することができる。
【００３３】
以上まとめると、従来は大気圧センサ１についてはセンサライン４の断線検出しかできなかったが、本発明により、プルアップ抵抗が設けられている場合には電源供給ライン３の断線検出も可能に、プルダウン抵抗が設けられている場合にはアースライン５の断線検出も可能になり、全ての断線検出が可能になった。これにより、ＥＣＭ２が断線を認識しないために排気ガス濃度を正しく調整できない状態を続けることが回避される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３５】
（１）大気圧センサの故障診断がより適切に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すＥＣＭにおける大気圧検知に関係する部分のブロック図である。
【図２】本発明の故障診断部における診断手順を示す流れ図である。
【図３】ＥＣＭ内を含めた各ラインの回路図である。
【図４】ＥＣＭ内を含めた各ラインの回路図である。
【符号の説明】
１  大気圧センサ
２  ＥＣＭ
３  電源供給ライン
４  センサライン
５  アースライン
９  ブーストセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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