(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系の圧力を検出する圧力センサを設け、上記圧力センサの検出値を基に吸気系の異常判定を行なう吸気系の異常検出装置において、上記内燃機関のアイドリング状態での上記圧力センサの圧力値を基準圧力値として記憶する圧力記憶手段と、上記基準圧力値が記憶された後に上記基準圧力値と上記内燃機関の所定負荷条件以上の作動状態の上記圧力センサの検出圧力値とを比較して吸気系の異常判定を行なうと共に上記基準圧力値が記憶されて所定時間を経過すると吸気系の異常判定を禁止する判定制御手段とを備え、
上記内燃機関が再びアイドリング状態となったとき、上記圧力記憶手段は上記圧力センサの圧力値を基準圧力値として再度記憶し、上記判定制御手段による吸気系の異常判定を開始することを特徴とする吸気系の異常検出装置。
【請求項２】
請求項１において、予め設定された停止基準圧力値と上記内燃機関の停止中の上記圧力センサの検出圧力値とを比較して停止時における吸気系の異常判定を行なう停止異常判定手段を備えたことを特徴とする吸気系の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力センサにより吸気系の圧力を検出する内燃機関において、吸気系、即ち、圧力センサ及び吸気経路の異常を判定する吸気系の異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関（エンジン）の吸気圧力は、吸気通路に設けられた圧力センサにより検出され、検出された吸気圧力値に応じて燃料量等が制御される。従って、吸気圧力を検出する圧力センサの検出値は正確であることが求められている。しかし、圧力センサ自体の故障や、エアクリーナの詰まり等による吸気経路の目詰まりや、排気ガス導入による異物（すす等）の吸気経路への混入による目詰まり等により、圧力センサの検出値に異常（吸気系の異常）が生じる場合が考えられる。そこで、従来から、圧力センサの故障や吸気経路の異常を判定する異常検出装置が提案されている（例えば、特開平9-112316号公報参照）。
【０００３】
従来の異常検出装置は、吸気圧センサにより吸気圧力を検出し、安定した状態での吸気圧センサの検出値の学習値、即ち、所定の基準値と吸気圧センサの現在の検出値とを比較し、その差が大きいときに吸気圧センサの異常を含む吸気系の異常を判定するようにしている。このため、大気圧センサを用いることなく基準となる吸気圧値を導出し、基準値に基づき圧力センサ自体が故障して正常に機能していないこと、もしくは吸気経路に目詰まり等の異常が生じていることを判定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の異常検出装置は、所定の基準値を学習した場所と吸気圧センサにより吸気圧力を検出した場所との間で環境に大きな変化があった場合、例えば、所定の基準値を導出した後に急坂を登坂して吸気圧センサにより吸気圧力を検出する場所と所定の基準値を導出した場所とに大幅な高度差が生じた場合、現在の検出値が高度差に伴う圧力変化を反映したものとなり、圧力センサや吸気経路が正常なときでも検出値と基準値との差が大きくなって吸気系の異常を判定してしまう。また、吸気温度に変化が生じた場合にも吸気圧センサの検出値が温度変化の影響を受けて正確な判定ができなくなる虞があった。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、大気圧センサを用いることなく環境の変化が生じても正確に吸気系の異常を判定することができる吸気系の異常検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１の本発明では、内燃機関の吸気系の圧力を検出する圧力センサを設け、圧力センサの検出値を基に吸気系の異常判定を行なう吸気系の異常検出装置において、内燃機関のアイドリング状態での圧力センサの圧力値を基準圧力値として記憶する圧力記憶手段と、基準圧力値が記憶された後に基準圧力値と内燃機関の所定負荷条件以上の作動状態の圧力センサの検出圧力値とを比較して吸気系の異常判定を行なうと共に基準圧力値が記憶されて所定時間を経過すると吸気系の異常判定を禁止する判定制御手段とを備え、内燃機関が再びアイドリング状態となったとき、圧力記憶手段は圧力センサの圧力値を基準圧力値として再度記憶し、判定制御手段による吸気系の異常判定を開始するようにしたものである。
【０００７】
また、請求項２の本発明では、請求項１の構成に追加して、停止異常判定手段により、予め設定された停止基準圧力値と内燃機関の停止中の圧力センサの検出圧力値とを比較して停止時における吸気系の異常判定を行なうようにしたものである。
【０００８】
具体的には、内燃機関は吸気圧が略大気圧に相当するディーゼルエンジンであり、所定作動状態での圧力センサの圧力値である基準値は、アイドリング状態での圧力センサの圧力値であることが好ましい。そして、ディーゼルエンジンが所定の回転数でアクセル開度が所定開度以上のときの圧力センサの圧力値を内燃機関の作動中の圧力センサの検出圧力値とし、基準値に対して圧力センサの検出圧力値が高くなっていないときに吸気系の異常を判定することが好ましい。この判定に先立ち、停止異常判定手段により、ディーゼルエンジンが回転していないときにおける圧力センサの圧力値を、考えられ得る最低圧力値（停止基準圧力値）と比較し、圧力センサの圧力値が最低圧力値以下になったときに圧力センサ自体の異常を判定することが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係る吸気系の異常検出装置を備えた内燃機関（ディーゼルエンジン）の概略構成、図２には判定制御手段及び停止異常判定手段の制御フローチャートを示してある。
【００１０】
図１に示すように、ディーゼルエンジン（エンジン）１の各気筒には燃焼室２が形成され、燃焼室２毎に吸気弁１１により開閉される吸気ポート３が設けられている。吸気ポート３には吸気通路４が連結され、吸気通路４にはエアクリーナ５、過給機６及びインタークーラ７を介して外気が吸入され（図中白矢印）、吸気通路４から燃焼室２に外気が導入される。また、燃焼室２毎に排気弁１２を介して開閉される排気ポート９が設けられ、排気ポート９には排気通路８が連結されている。排気通路８は過給機６につながり、排気ガスは過給機６を回転させて吸気を過給した後、触媒１０を介して外部に排出される（図中黒矢印）。
【００１１】
吸気通路４と排気通路９とはＥＧＲ通路２１により連通し、ＥＧＲ通路２１はＥＧＲ弁２２により開閉されて適宜量の排気ガスが吸気通路４に混入される。吸気通路４に排気ガスを混入することにより、空気過剰率を適宜制御し、窒素酸化物（NOX ）及び浮遊粒子状物質（PM）を最小限に抑制している。ディーゼルエンジンは吸気絞りを有していないため、空気過剰率を制御するために吸入空気量を制御することができず、排気ガスの吸気通路４への混入により空気過剰率を制御して窒素酸化物（NOX ）及び浮遊粒子状物質（PM）を最小限に抑制している。
【００１２】
ＥＧＲ弁２２の下流側における吸気通路４には、吸気温度を検出する吸気温センサ２５及びブースト圧ホース２６を介して吸気圧力を検出する圧力センサとしてのブースト圧センサ２７が設けられている。また、エンジン１のクランク角を検出してエンジン回転数Neを検出するクランク角センサ２８が設けられ、吸気温センサ２５、ブースト圧センサ２７及びクランク角センサ２８の検出情報はＥＣＵ２９に入力される。また、ＥＣＵ２９にはアクセル開度(APS) 情報が入力され、これらの情報により、ＥＣＵ２９からは燃料噴射ポンプ３０の電子ガバナ３１及びタイマ制御バルブ３２に制御信号が送られ、燃料噴射量が制御される。
【００１３】
ＥＣＵ２９には、エンジン１の所定作動状態であるアイドリング時のブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐを略大気圧に相当する基準圧力値Paとして記憶する圧力記憶手段が備えられている。また、ＥＣＵ２９には、基準圧力値Paが記憶された後に、エンジン１の作動中｛例えば、エンジン回転数NeがＮrpm （1600rpm ）以上、APS がＸ％（70％）以上：平地の場合大気圧に対して約250mmHg 上昇する作動状態｝のブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐと基準圧力値Paとを比較し、ブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐが、余裕をもって250mmHg より小さい所定値P1（例えば100mmHg)を基準圧力値Paに加えた値を越えていない場合に吸気系の異常判定を行なう判定制御手段が備えられている。
【００１４】
更に、判定制御手段は、基準圧力値Paが記憶されて経過時間Ｔが所定時間ｔに到達すると、例えば、所定時間ｔが300sec（100mmHg の圧力差を生じる高低差は約1000m であり、約1000m の高度を最速で上昇できると考えられる最短の走行時間は約300secとなる）になると、基準圧力値Paが記憶されたときとブースト圧センサ２７の検出時とに環境の変化、即ち、判定に影響を及ぼす圧力変化が生じる高度差が発生して基準圧力値Pa＋所定値P1より過度に低い吸気圧力値になる可能性があるため、吸気系の異常判定を禁止する機能を有している。尚、高低差を要因とする場合を基に所定時間ｔを選定しているが、他の環境変化（温度差等）を所定時間ｔの選定要因として適用することも可能である。
【００１５】
従って、大気圧センサを用いることなく環境の変化が生じても吸気系の異常を判定するための値を高精度に保持することができ、異常を正確に判定することが可能になる。
【００１６】
また、ＥＣＵ２９には、予め設定された停止基準圧力値、例えば、車両が走行する際に考えられ得る最低圧力値P2（例えば、300mmHg:高度6000m 相当）と、エンジン１が回転していないときにおけるブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐ、即ち、エンジン１の停止中のブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐとを比較し、ブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐが最低圧力値P2に満たない場合、ブースト圧センサ２７の出力がないと判定され、停止時における吸気系（ブースト圧センサ２７自体）の異常判定を行なう停止異常判定手段が備えられている。
【００１７】
図２に基づいて判定制御手段及び停止異常判定手段を詳細に説明する。
【００１８】
図に示すように、ステップＳ１でIGスイッチがオンで且つエンジン回転数Neが０rpm か否か、即ち、エンジン１が回転していないか否かが判断される。ステップＳ１でエンジン１が回転していないと判断された場合、ステップＳ２で車両が走行する際に考えられ得る最低圧力値P2（例えば、300mmHg:高度6000m 相当）と、現在のブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐとが比較される。ステップＳ２で検出圧力値Ｐが最低圧力値P2に満たないと判断された場合、ブースト圧センサ２７の出力がないと判定され、停止時にブースト圧センサ２７が異常であると判断されて（停止異常判定手段）、ブースト圧センサ２７自体が電気配線の断線等の異常である旨の警告灯ＡをステップＳ３で点灯させる。
【００１９】
ステップＳ１でエンジン１が回転していると判断された場合、及び、ステップＳ２で検出圧力値Ｐが最低圧力値P2に満たなくはない、即ち、検出圧力値Ｐが最低圧力値P2以上であると判断された場合、ステップＳ４でエンジン１が所定作動状態であるアイドリング中か否かが判断される。ステップＳ４でエンジン１がアイドリング中であると判断された場合、ステップＳ５でブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐを基準圧力値Pa（略大気圧に相当）として記憶する（圧力記憶手段）。つまり、ディーゼルエンジンの場合、吸気絞りが備えられていない、もしくはアイドル時には吸気絞りが使用されないので、アイドリング中のブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐが略大気圧と等しくなりブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐ（基準圧力値Pa）を大気圧とみなすことができる。
【００２０】
ステップＳ５で検出圧力値Ｐを基準圧力値Paとして記憶した後、ステップＳ６で基準圧力値Paが判定値P3以上か否かが判断される。判定値P3は、例えば、600mmHg （高度2000m に相当しブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐが十分に上がらない可能性がある環境条件）に設定されている。ステップＳ６で略大気圧相当の基準圧力値Paが判定値P3以上であると判断された場合、十分にブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐが上がる場所であるのでステップＳ７でタイマをスタートさせ、ステップＳ４に移行する。ステップＳ６で基準圧力値Paが判定値P3に満たないと判断された場合、ブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐが十分に上がらない可能性があるため、リターンとなる。
【００２１】
ステップＳ４でエンジン１がアイドリング中ではないと判断された場合、ステップＳ８で基準圧力値Paが記憶済であるか否かが判断される。通常、エンジン１を始動させた後はアイドリング状態を経て車両を走行させるため、前述したステップＳ４乃至からステップＳ７の処理が実行されてから基準圧力値Paが記憶済であり、ステップＳ８では、基準圧力値Paが記憶済であると判断される。万一、ステップＳ８で基準圧力値Paが記憶されていないと判断された場合リターンとなり、必ず基準圧力値Paを記憶した後に次のステップに移行できるようになっている。
【００２２】
ステップＳ８で基準圧力値Paが記憶済であると判断された後、タイマをスタート（ステップＳ７）させてから所定時間を経過したかがステップＳ９で判断される。即ち、ステップＳ９では経過時間Ｔが所定時間ｔ以下か否かが判断される。ステップＳ９で経過時間Ｔが所定時間ｔを越えると判断された場合、記憶された基準圧力値PaをステップＳ１０で消去してリターンとなる（異常判定を禁止する機能）。
【００２３】
例えば、基準圧力値Paを記憶した後に車両が約1000m の高度を最速で上昇したと仮定すると、約100mmHg の圧力差が生じることになる。ブースト圧センサ２７は絶対圧力を検出するため100mmHg の圧力差が生じると、基準圧力値Paに対してブースト圧センサ２７の検出値が過度に低い値になる虞がある。このため、約1000m の高度を最速で上昇できると考えられる最短の走行時間として所定時間ｔ（例えば300sec）を設定し、経過時間Ｔが所定時間ｔを越えた場合には判定に影響を及ぼす環境変化（高度差）が生じる可能性があるためリターンとして異常判定の処理を禁止し、再度基準圧力値Paを記憶できるようにしている。
【００２４】
従って、大気圧センサを用いることなく環境の変化（高度差）が生じても吸気系の異常を判定するための基準圧力値Paを高精度に保持することができるようになる。
【００２５】
ステップＳ９で経過時間Ｔが所定時間ｔ以下であると判断された場合、即ち、基準圧力値Paを記憶してから高度等の環境に大きな変化が生じていないと判断された場合、ステップＳ１１でエンジン回転数NeがＮrpm （例えば1600rpm ）以上で且つAPS がＸ％（例えば70％）以上か否か、即ち、エンジン１がある負荷条件以上にあるか否かが判断される。エンジン１がある負荷条件以上にあれば、平地の場合、大気圧に対して吸気圧力は相対的にP0（例えば約250mmHg ）上昇する。ステップＳ１１でエンジン１がある負荷条件以上にあると判断された場合、ステップＳ９に移行し所定時間ｔ内にエンジン１がある負荷条件以上の状態になるのを待つ。
【００２６】
ステップＳ１１でエンジン１がある負荷条件以上にあると判断された場合、ブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐと、基準圧力値Paに所定値P1（例えば100mmHg)を加えた値とをステップＳ１２で比較する。エンジン１がある負荷条件以上にあれば、平地の場合、大気圧に対して吸気圧力は相対的にP0上昇するので、余裕をもってP0より小さい所定値P1を基準圧力値Paに加えて検出圧力値Ｐとの比較値としている。
【００２７】
ステップＳ１２で検出圧力値Ｐが基準圧力値Paに所定値P1を加えた値（Pa＋P1）以上であると判断された場合、ブースト圧センサ２７の検出値が正常に得られているので、リターンとなる。ステップＳ１２で検出圧力値Ｐが値（Pa＋P1）に満たないと判断された場合、吸気圧力が基準圧力値Paに対して所定状態上昇していないので、吸気系に目詰まり等が生じている虞があるため（前述したステップＳ２でブースト圧センサ２７自体に異常は生じていないと判断されている）、吸気経路等に異常が生じている旨の警告灯ＢをステップＳ１３で点灯させる。
【００２８】
従って、吸気系の異常判定に影響を及ぼす環境変化（高度差）が生じていないことを前提にして、大気圧センサを用いることなくブースト圧センサ２７自体の異常及び吸気系の目詰まり等の異常を判断することができる。
【００２９】
上記実施形態例では、ブースト圧センサ２７自体の異常を警告する警告灯Ａと吸気経路の異常を警告する警告灯Ｂを備えているが、一つの警告灯で、単に吸気系の異常を警告するようにしてもよい。また、アイドリング時に吸気絞りの影響を受けないディーゼルエンジンに適用しいるが、アイドリング時に吸気が絞られるエンジンの場合であっても、それに応じて基準圧力値Paや比較値を補正することで、上記技術を適用することが可能である。
【００３０】
上述した実施形態例では、エンジン１のアイドリング状態でのブースト圧センサ２７の検出値を大気圧に対応する基準圧力値Paとして記憶し、基準圧力値Paが記憶された後、基準圧力値Paに所定値P1を加えた値とエンジン１の作動中のブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐとを比較し、ブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐが（Pa＋P1）に満たない場合に吸気経路の異常を判断している。そして、基準圧力値Paが記憶された後に所定時間ｔが経過すると環境（高低差）の変化が生じた虞があるため異常の判断を禁止している。このため、大気圧センサを用いることなく環境の変化が生じても基準圧力値Paを正確に保つことが可能になり、吸気系の異常を正確に判断することができる。
【００３１】
また、エンジン１のアイドリング中にブースト圧センサ２７の検出圧力値Ｐが最低圧力値P2以上であるか否かを判断しているので、停止時におけるブースト圧センサ２７（吸気系）自体の異常を判断することができ、上述した基準値と検出値との比較により判断できない異常を判断できる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明では、内燃機関の吸気系の圧力を検出する圧力センサを設け、圧力センサの検出値を基に吸気系の異常判定を行なう吸気系の異常検出装置において、内燃機関のアイドリング状態での圧力センサの圧力値を基準圧力値として記憶する圧力記憶手段と、基準圧力値が記憶された後に基準圧力値と内燃機関の所定負荷条件以上の作動状態の圧力センサの検出圧力値とを比較して吸気系の異常判定を行なうと共に基準圧力値が記憶されて所定時間を経過すると吸気系の異常判定を禁止する判定制御手段とを備え、内燃機関が再びアイドリング状態となったとき、圧力記憶手段は圧力センサの圧力値を基準圧力値として再度記憶し、判定制御手段による吸気系の異常判定を開始したので、大気圧センサを用いることなく環境の変化が生じても吸気系の異常を正確に判定することが可能になる。
【００３３】
請求項２に係る本発明では、請求項１の構成に追加して、停止異常判定手段により、予め設定された停止基準圧力値と内燃機関の停止中の圧力センサの検出圧力値とを比較して異常判定を行なうようにしたので、停止時における吸気系の異常判定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る吸気系の異常検出装置を備えた内燃機関（ディーゼルエンジン）の概略構成図。
【図２】判定制御手段及び停止異常判定手段の制御フローチャート。
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン（エンジン）
３  吸気ポート
４  吸気通路
５  エアクリーナ
６  過給機
２６  ブースト圧ホース
２７  ブースト圧センサ
２９  ＥＣＵ
【図１】
0003867189.tif 000002
【図２】
0003867189.tif 000003