(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系に設けられるスロットルバルブの開度と、吸気系の圧力と、機関回転数とを検出し、少なくともスロットルバルブが全開である場合に検出した圧力に基づいて大気圧を学習し、少なくとも学習した大気圧により補正した吸気系の圧力と機関回転数とに基づいて燃料量を制御するものであって、検出した機関回転数とスロットルバルブの開度とに基づいて吸気管圧力基本予測値を予測し、
予測した吸気管圧力基本予測値を学習した大気圧により補正し、
大気圧により補正した吸気管圧力予測値に基づく値と吸気系の実際の圧力との差があらかじめ設定した所定値を上回る場合に大気圧の学習が異常であると判定して燃料量を制御する際の異常判定を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料制御異常判定禁止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関回転数と吸気系の圧力とに基づいて燃料量を制御するものにおいて、大気圧を誤学習した場合に燃料制御における異常判定を禁止する内燃機関の燃料制御異常判定禁止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子制御装置により燃料噴射量を制御される内燃機関では、燃料噴射量を制御するのに吸気管圧力を検出する圧力センサを用いているものが知られている。すなわち、圧力センサにより大気圧と吸気管圧力とを検出し、検出した大気圧により補正した吸気管圧力と機関回転数とに基づいて燃料噴射量を決定している。この場合、イグニッションスイッチがオンした場合の吸気管圧力及び走行中にスロットルバルブが全開になった時の吸気管圧力をその時点のエンジン回転数により回転補正した吸気管圧力を、大気圧として学習するものである。
【０００３】
したがって、例えば平地でイグニッションスイッチをオンした場合は、圧力センサからの出力信号に基づいて平地での大気圧を検出して記憶（学習）し、その後高地まで走行してスロットルバルブを全開にすることがあった場合は、その全開時の圧力センサの出力信号に基づいてその走行場所つまり高地での大気圧を検出して、それまでに記憶してあった大気圧を新たに検出した大気圧により更新するものである。
【０００４】
このような高地と平地とにおける大気圧の変化を検出し、検出した大気圧に基づいて吸気管圧力を補正し、補正した吸気管圧力と機関回転数とに基づいて燃料噴射量を制御するものが、特開平６−１２９３０７号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高地で始動してその始動時に高地での大気圧を学習し、その後スロットルバルブを全開にすることなく平地に下った場合は、平地における走行において、高地で学習した大気圧により吸気管圧力を補正することになる。しかしながら、高地で学習した大気圧で平地での大気圧ではないので、吸気管圧力を補正した場合、正しく補正できないことになる。このため、大気圧補正した吸気管圧力で燃料量を演算し、空燃比を理論空燃比近傍になるようにフィードバック制御を行うと、演算の際の補正係数例えば回転フィードバック補正係数が上限あるいは下限に保持されたままの状態が生じることがある。このように、演算の際の補正係数が異常な値になる場合、そのような補正係数の変化により燃料を制御するための機能が異常であることを判定する可能性が生じてくる。つまり、燃料制御のためのシステム自体は正常であるのに、異常があると誤判定を行うことがある。
【０００６】
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る内燃機関の燃料制御異常判定禁止方法は、大気圧を学習し、学習した大気圧により吸気系の圧力を補正し、少なくとも大気圧補正したその圧力と機関回転数とにより燃料量を制御するものにおいて、スロットルバルブの開度と機関回転数とに基づいて吸気系の圧力を予測し、予測した圧力を大気圧補正し、大気圧補正した予測圧力と吸気系の実際の圧力との差が所定値を上回る場合に学習した大気圧の異常を判定して燃料制御する際の異常判定を禁止する構成である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、内燃機関の吸気系に設けられるスロットルバルブの開度と、吸気系の圧力と、機関回転数とを検出し、少なくともスロットルバルブが全開である場合に検出した圧力に基づいて大気圧を学習し、少なくとも学習した大気圧により補正した吸気系の圧力と機関回転数とに基づいて燃料量を制御するものであって、検出した機関回転数とスロットルバルブの開度とに基づいて吸気管圧力基本予測値を予測し、予測した吸気管圧力基本予測値を学習した大気圧により補正し、大気圧により補正した吸気管圧力予測値に基づく値と吸気系の実際の圧力との差があらかじめ設定した所定値を上回る場合に大気圧の学習が異常であると判定して燃料量を制御する際の異常判定を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料制御異常判定禁止方法である。
【０００９】
このような構成のものであれば、燃料量の制御において生じる異常は、大気圧の学習が正常である場合に判定することになる。すなわち、実際の吸気系の圧力と、機関回転数とスロットルバルブの開度とに基づいて予測し、かつ学習した大気圧で補正した吸気管圧力基本予測値に基づく値との差は、吸気管圧力基本予測値を学習した大気圧で補正することにより生じる。この時、学習した大気圧が正常であれば、差は小さく、逆に異常であれば差は大きくなる。そして、差があらかじめ設定した所定値を上回る場合に、学習した大気圧が異常であり、その学習した大気圧の異常により燃料量の制御が異常になるので、燃料量を制御する際の異常判定を禁止する。したがって、燃料量の制御が正常な場合に誤って異常と判定することを確実に防止することが可能になる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。
図１に１気筒の構成を概略的に示したエンジンは自動車用の４気筒のもので、エンジンの吸気系１には図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられ、サージタンク３からの吸入空気は吸気弁３７を介してシリンダ内に吸入される。この吸気系１には、スロットルバルブ２を迂回する迂回路であるバイパス通路１ａが設けてあり、そのバイパス通路１ａにはバイパス通路１ａを通過する空気量を制御するための流量制御弁（以下、「ＩＳＣバルブ」と略称する。）１ｂが設けてある。このＩＳＣバルブ１ｂは、少なくともアイドル運転状態におけるエンジン回転数ＮＥがアイドル目標回転数となるように吸入空気量を補正するアイドル回転制御（以下、「ＩＳＣ」と略称する。）を実行する際に制御され、またエアコンディショナや前照灯等のエンジンに負荷となるものが作動した場合に開成制御される。サージタンク３に連通する吸気系１の吸気マニホルド４のシリンダヘッド側の端部近傍には、さらに燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁５を、電子制御装置６により制御するようにしている。また、排気系２０には、燃焼室から排気弁３６を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ2 センサ２１が、図示しないマフラに至るまで管路に配設された三元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。
【００１１】
電子制御装置６は、中央演算装置７と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力インターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。その入力インターフェース９には、サージタンク３内の圧力（吸気管圧力）を検出するための吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ１４から出力される回転数信号ｂ、カムポジションセンサ２５から出力されるクランク角度信号ｍ及び気筒判別信号ｎ、スロットルバルブ２の開度に対応してスロットルセンサ１６ａから出力されるスロットル開度信号、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ１６から出力されるＩＤＬ信号ｄ、エンジンの冷却水温を検出するための水温センサ１７から出力される水温信号ｅ、上記したＯ2 センサ２１から出力される電圧信号ｈ等が入力される。一方、出力インターフェース１１からは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆたる駆動パルスＩＮＪが、またスパークプラグ１８に対して点火信号ｇが出力されるようになっている。
【００１２】
電子制御装置６には、吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａと回転数センサ１４から出力される回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジンの運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間すなわち基本噴射量ＴＡＵＢを補正して燃料噴射弁開成時間である最終噴射時間すなわち燃料噴射量ＴＡＵを決定し、その決定された時間により燃料噴射弁５を制御して、エンジンの運転状態に応じた燃料燃料量ＴＡＵを燃料噴射弁５から吸気系１に噴射するためのプログラムが内蔵してある。また、このプログラムでは、始動に先立ってイグニッションスイッチ（図示しない）がオンした際に、その時点で吸気圧センサ１３が出力する吸気圧信号ａに基づいて大気圧を検出し、検出した大気圧を記憶装置８に保存するものである。また、走行中にスロットルバルブ２が全開になった際に、その時点の吸気管圧力ＰＭＴＰをエンジン回転数ＮＥに基づいて補正して、記憶装置８に保存するものである。この保存された大気圧すなわち学習された大気圧読み込み値は、走行中にスロットルバルブ２が全開になった場合は、その時点で保存されている大気圧読み込み値に代えて全開時のものを新たに大気圧読み込み値として保存する。
【００１３】
また、電子制御装置６には、スロットルバルブ２の開度と、吸気系１の圧力と、エンジン回転数ＮＥとを検出し、少なくともスロットルバルブ２が全開である場合に検出した圧力に基づいて大気圧を学習し、少なくとも学習した大気圧により補正した吸気系１の圧力とエンジン回転数ＮＥとに基づいて燃料量を制御するものであって、検出したエンジン回転数ＮＥとスロットルバルブ２の開度とに基づいて吸気管圧力基本予測値を予測し、予測した吸気管圧力基本予測値を学習した大気圧により補正し、大気圧により補正した吸気管圧力予測値に基づく値と吸気系１の実際の圧力との差があらかじめ設定した所定値を上回る場合に大気圧の学習が異常であると判定して燃料量を制御する際の異常判定を禁止する
【００１４】
次に、この燃料系異常判定禁止制御プログラムの概略手順を図２及び図３を参照して説明する。
大気圧の検出すなわち学習が正常に行われているかどうかを判定するために、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥとに基づいて吸気管圧力を予測する。この吸気管圧力予測ルーチンは、例えば８ｍ秒毎に行うものである。この吸気管圧力の予測は、基本的にはスロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥとにより行うものであるが、ＩＳＣバルブ１ｂが開成することにより吸気管圧力が微妙に変化することを考慮して、ＩＳＣバルブ１ｂの開度に基づいて、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥとから予測した吸気管圧力を補正して、より正確に予測するように構成してある。
【００１５】
まず、ステップＳ１では、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥとによりスロットル開度２次元マップを検索し、スロットル開度ＴＡによる吸気管圧力基本予測値ＴＡＰＭＢを求める。このスロットル開度２次元マップは、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥとの代表値により吸気管圧力基本予測値ＴＡＰＭＢが設定してあるもので、代表値以外の場合は、補間計算を行って求めるものである。
【００１６】
ステップＳ２では、ＩＳＣバルブ１ｂの開度の学習値ＤＬＲＮをＩＳＣバルブ１ｂの開度５０％に加算した値の時のスロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥとにより、開度補正２次元マップを検索して吸気管圧力ＩＳＣ開基本予測値ＩＳＣＰＭＢを求める。学習値ＤＬＲＮは、ＩＳＣにおける学習値で、ＩＳＣバルブ１ｂ毎の特性のバラツキや経時変化を吸収するために更新されるものである。ステップＳ３では、吸気圧センサ１３が異常である場合の実際のＩＳＣバルブ開度によりＩＳＣバルブ開度補正の補間係数マップを検索し、補間係数ＫＩＳＣＰＭを求める。これらのそれぞれのマップにおいても、代表値が設定してあるものであるので、それ以外の値については補間計算を行って求めるものである。次に、ステップＳ４では、ステップＳ２において得られた吸気管圧力ＩＳＣ開基本予測値ＩＳＣＰＭＢとステップＳ３において得られた補間係数ＫＩＳＣＰＭとを乗算して、吸気管圧力ＩＳＣ開予測値ＩＳＣＰＭを演算する。
【００１７】
ステップＳ５では、吸気管圧力基本予測値ＴＡＰＭＢと吸気管圧力ＩＳＣ開予測値ＩＳＣＰＭとを加算し、その加算結果に大気圧補正係数ＫＰＡを乗じて大気圧補正した吸気管圧力予測値ＴＡＰＭを演算する。大気圧補正係数ＫＰＡは、例えば平地における標準的な大気圧に対する学習により保存されている大気圧の割合で示される。ステップＳ６では、今回の８ｍ秒後吸気管圧力予測値ＰＭＦＳn を次式より演算する。
ＰＭＦＳn ＝ＰＭＦＳn-1 ＋ＴＣＯＮn ×（ＴＡＰＭn −ＰＭＦＳn-1 ）
ここで、ＴＣＯＮn は、吸気系１のチャージ遅れ時定数であり、エンジン回転数ＮＥとスロットル開度ＴＡとで設定されるマップを検索して求めるもので、添字ｎは今回のものを、またｎ−１は前回演算（検索）されたものを示す。
この８ｍ秒後吸気管圧力予測値ＰＭＦＳは、前回演算した８ｍ秒後吸気管圧力予測値ＰＭＦＳn-1 が今回演算した吸気管圧力予測値ＴＡＰＭと同じ値であれば、前回の８ｍ秒後吸気管圧力予測値ＰＭＦＳn-1 を今回の８ｍ秒後吸気管圧力予測値ＰＭＦＳn とするものである。
【００１８】
ステップＳ７では、エンジン回転数ＮＥより次回の吸気時までの時間を計算し、８ｍｓ後吸気管圧力予測値ＰＭＦＳより吸気管圧力最終予測値ＰＭＦＦＳを演算する。
次に学習された大気圧が正常であるかどうかの検証を行う手順を説明する。この４気筒エンジンの場合では、例えば２回転に４回、つまり１気筒につき１回、このルーチンを行うものである。
【００１９】
図３において、まず、ステップＳ１１では、吸気管圧力最終予測値ＰＭＦＦＳと吸気圧センサ１３の出力する吸気圧信号ａに基づいて検出した実際の吸気管圧力ＰＭＴＰとの差の絶対値を演算して圧力偏差ＤＰＭＰＡとする。ステップＳ１２では、圧力偏差ＤＰＭＰＡが異常判定レベルＫＤＰＭＰＡを下回っているか否かを判定する。ステップＳ１３では、学習された大気圧すなわち大気圧読み込み値が異常であるとして、燃料制御における異常判定を禁止する。ステップＳ１４では、大気圧読み込み値は正常であるとして、燃料制御における異常判定を実行する。
【００２０】
このような構成において、大気圧を高地で学習し、その後大気圧を学習することなく平地まで移動した場合を説明する。この場合には、高地での学習を反映して、大気圧補正係数ＫＰＡは平地における大気圧補正係数ＫＰＡより小さくなっている。まず、大気圧読み込み値の異常を判定するために、吸気管圧力最終予測値ＰＭＦＦＳを演算する。この吸気管圧力最終予測値ＰＭＦＦＳは、ステップＳ１〜ステップＳ７を実行することにより、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥと大気圧補正係数ＫＰＡとに基づいて予測するものである。演算された吸気管圧力最終予測値ＰＭＦＦＳは、ステップＳ５において大気圧補正係数ＫＰＡにより補正されたものであるので、大気圧読み込み値を反映したものである。
【００２１】
次に、演算した吸気管圧力最終予測値ＰＭＦＦＳとこの時点で実際に吸気圧センサ１３により検出した吸気管圧力ＰＭＴＰとを比較することによって、大気圧読み取り値が正常か異常かを検証するものである。この検証では、まずステップＳ１１を実行し、ステップＳ１２において圧力偏差ＤＰＭＰＡが異常判定レベルＫＤＰＭＰＡを下回っているか否かを判定する。大気圧読み取り値は高地において学習されたものであるので、この場合大気圧補正された吸気管圧力最終予測値ＰＭＦＦＳは実測された吸気管圧力ＰＭＴＰにより大幅に小さくなっている。このため、圧力偏差ＤＰＭＰＡは異常判定レベルＫＤＰＭＰＡを大きく上回るものとなる。したがって、プログラムはステップＳ１２→Ｓ１３と進み、大気圧読み取り値が異常であるとして、燃料制御における異常判定を禁止する。
【００２２】
このように、記憶された大気圧読み取り値による大気圧補正が正常に機能していないことにより、演算した燃料噴射量ＴＡＵが正常でなくなっている場合に、その燃料噴射量ＴＡＵの異常に基づいて燃料制御に異常が生じたと誤判定することを確実に防止することができる。
一方、大気圧読み取り値が正常である場合は、大気圧補正係数ＫＰＡが１に近い値となる。したがって、吸気管圧力最終予測値ＰＭＦＦＳと実測された吸気管圧力ＰＭＴＰとは近似した値となり、圧力偏差ＤＰＭＰＡは小さな値となり、異常判定レベルＫＤＰＭＰＡを下回ることになる。これにより、大気圧読み取り値が正常であると判定し、この場合に例えば回転フィードバック補正係数が上限あるいは下限に保持されていると、燃料量の制御に異常があるとして燃料制御の異常を検出するものである。このように、大気圧読み取り値が正常であると判定した際にのみ燃料制御の異常検出を行うので、正確に燃料制御の異常を検出することができ、誤った燃料制御を実行することを防止することができる。
【００２３】
なお、本発明は以上に説明した実施例に限定されるものではない。
その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、実際の吸気系の圧力と、機関回転数とスロットルバルブの開度とに基づいて予測し、かつ学習した大気圧で補正した吸気管圧力基本予測値に基づく値との差は、吸気管圧力基本予測値を学習した大気圧で補正することにより生じるので、差が小さいと学習した大気圧が正常であると判定できる。逆に差が大きければ異常であると判定できる。そして、差があらかじめ設定した所定値を上回る場合に、学習した大気圧が異常であり、その学習した大気圧の異常により燃料量の制御が異常になるので、燃料量を制御する際の異常判定を禁止し、燃料量の制御が正常な場合に、誤って異常と判定することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図２】同実施例の制御手順の概略を示すフローチャート。
【図３】同実施例の制御手順の概略を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…吸気系
１ｂ…流量制御弁
２…スロットルバルブ
６…電子制御装置
７…中央演算装置
８…記憶装置
９…入力インターフェース
１１…出力インターフェース
１３…吸気圧センサ
１６ａ…スロットルセンサ
【図１】
0003892188.tif 000002
【図２】
0003892188.tif 000003
【図３】
0003892188.tif 000004