(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記吸気管圧力検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記吸気管圧力検出手段が故障している場合には、前記回転数検出手段、及び前記スロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記吸気管圧力を推定し、該推定した吸気管圧力、前記機関回転数、及び前記スロットル開度とから制御量を求めるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記スロットル開度検出手段が故障している場合には、前記回転数検出手段、及び前記吸気管圧力検出手段からの検出出力に基づき前記スロットル開度を推定し、該推定したスロットル開度、前記機関回転数、及び前記吸気管圧力とから制御量を求めるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると、前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記スロットル開度検出手段が故障している場合には前記回転数検出手段、及び前記吸気管圧力検出手段からの検出出力により求められた吸入空気量に基づき前記スロットル開度を推定し、該推定したスロットル開度、前記機関回転数、及び前記吸気管圧力とから制御量を求めるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は前記スロットル開度検出手段の故障を検出すると、前記吸気管圧力検出手段、及び車速検出手段からの検出出力に基づき前記スロットル開度の全閉状態を推定し、該スロットル開度全閉状態を推定した時には該スロットル開度全閉状態に適応した制御量を求めるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記吸気管圧力が所定値以下で且つ車速が零の場合に前記スロットル開度が全閉状態であると推定するものであることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御量は、内燃機関に供給する燃料の噴射量又は内燃機関に於ける点火時期であることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記スロットル開度全閉状態に適応した制御量は、該スロットル開度全閉状態に適応した燃料の噴射量、該スロットル開度全閉状態に適応した点火時期、又は該スロットル開度全閉状態に於ける所定の機関回転数に対応したスロットルバイパス弁の開度であることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特にセンサ故障時の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子制御燃料噴射装置や点火時期制御装置では、その制御量を決定するのに、内燃機関の吸気管内圧力、スロットル開度、及び機関回転数等のセンサの情報が必要になる。そして、従来はこのような電子制御燃料噴射装置や点火時期制御装置の制御で用いる内燃機関の吸気管内圧力センサが故障した場合は、危険回避の観点から吸気管内圧力を一定値と見做して燃料噴射や点火時期の制御を行っていた。又、アクセル開度を計測するスロットルセンサが故障した場合に於いてもスロットル開度を一定値に保って制御している。又、アクセル開度を計測するスロットルセンサが故障した場合は、スロットル開度が全閉、つまりアイドリング状態であることが分からずアイドリング状態であってもアイドリング状態ではない制御処理を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、これらセンサ故障時の制御は、必要量の燃料噴射がされないために加速感が悪く、危険を回避するための制御走行時にはドライバビリティの悪化が問題であった。
一方、センサが故障と判断した場合に、他のセンサを代用して比較的精度の高い代用制御を行うことも考えられるが、センサの故障が一時的な場合であっても故障判断時点からいきなり処理負荷の大きい代用制御を行うことになり処理上好ましくない。そこで本発明においては回避制御に当たってドライバビリティが低下することなく且つ処理効率の良い内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を解決するために、内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記吸気管圧力検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記吸気管圧力検出手段が故障している場合には、前記回転数検出手段、及び前記スロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記吸気管圧力を推定し、該推定した吸気管圧力、前記機関回転数、及び前記スロットル開度とから制御量を求めるものであることを特徴とする。
【０００５】
又、内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記スロットル開度検出手段が故障している場合には、前記回転数検出手段、及び前記吸気管圧力検出手段からの検出出力に基づき前記スロットル開度を推定し、該推定したスロットル開度、前記機関回転数、及び前記吸気管圧力とから制御量を求めるものであることを特徴とする。
【０００６】
又、内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると、前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記スロットル開度検出手段が故障している場合には前記回転数検出手段、及び前記吸気管圧力検出手段からの検出出力により求められた吸入空気量に基づき前記スロットル開度を推定し、該推定したスロットル開度、前記機関回転数、及び前記吸気管圧力とから制御量を求めるものであることを特徴とする。
【０００７】
又、内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの故障を検出すると、前記吸気管圧力検出手段、及び車速検出手段からの検出出力に基づき前記スロットル開度の全閉状態を推定し、該スロットル開度全閉状態を推定した時には該スロットル開度全閉状態に適応した制御量を求めるものであることを特徴とする
【０００８】
又、前記制御手段は、前記吸気管圧力が所定値以下で且つ車速が零の場合に前記スロットル開度が全閉状態であると推定するものであることを特徴とする。
又、前記制御量は、内燃機関に供給する燃料の噴射量又は内燃機関に於ける点火時期であることを特徴とする。
又、前記スロットル開度全閉状態に適応した制御量は、該スロットル開度全閉状態に適応した燃料の噴射量、該スロットル開度全閉状態に適応した点火時期、又は該スロットル開度全閉状態に於ける所定の機関回転数に対応したスロットルバイパス弁の開度であることを特徴とする。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の一実施例について説明する。図１は本発明の一実施例における構成を示した図である。１はエンジン制御ＥＣＵで主としてマイクロコンピュータから構成され、各種のセンサ（吸気管内圧力、エンジン回転数、水温、吸気温、スロットル開度、車速、排気中の酸素濃度等）のデータを入力して供給燃料の最適噴射量を算出する燃料噴射制御部、最適な点火時期を算出する点火時期制御部、及び最適なアイドリング回転数（スロットルバイパス弁開度）を算出するアイドリング回転数制御部等から成るマイクロコンピュータである。
【００１０】
２はスロットルの開度を検知するスロットル開度センサである。３は吸気管内の圧力状態を検出する吸気管内圧力センサ（ＰＭセンサ）で吸気管内の圧力変化の情報を出力するものである。４はエンジンで、供給される燃料ガスの爆発により回転力を発生し車両の動力源としている。
５は吸気口でエンジンに供給する燃料ガスを造りだすための空気供給口である。６は吸気口５より取り入れられた空気の量を加減する弁（スロットル）で、車両を運転するアクセルペダルの踏み込み度合いによって弁の開度が変化し、燃料供給量が変ってエンジンの回転数が加減できる。７は排気口でエンジン内で燃焼した燃料ガスを排出する。８はディストリビュータでエンジン気筒内の圧力が上がって燃焼（爆発）に適したタイミングで点火する高圧電源を配分するスイッチであって点火時期制御部によって制御される。
【００１１】
９はアイドリング時のエンジン回転数を制御するためのスロットルバイパス弁で、スロットルの前後でバイパスされた吸入空気量を制御するためのものである。このスロットルバイパス弁９は、アイドリング回転数制御部により、例えば車速が零で、スロットル６が全閉になった時に制御を開始し、最適なアイドリング回転数となるように、その開度が制御される。１０は車速データ（ＮＥ）を検出する車速センサである。１２はエンジン回転数センサでエンジンの回転数を検出するものである。尚、その他ＥＣＵ１へ入力されるデータは各種あるが本図においては説明に必要なもののみ記載している。又、以下で示す図２乃至図５においては点火時期制御を除いて燃料噴射制御の処理して説明することとする。
【００１２】
次にＥＣＵ１の処理についてフローチャートを用いて説明する。図２は第１の実施例で、吸気管内圧力センサ３が故障した場合に於けるスロットル開度とエンジン回転数より吸気管内圧力を推定する処理を示している。ＥＣＵ１はイグニッションスイッチをオンにすることで処理を開始する。ステップＳ１では、吸気管内圧力センサ３（ＰＭセンサ）が故障か否かを、例えば、その大きさの変化量に基づき（急に零レベルになった等）判断する。尚、上述した推定の原理は通常エンジンの特性により吸入空気量（ＱＡ）、スロットル開度（ＴＡ）、エンジン回転数（ＮＥ）、吸気管圧力（ＰＭ）は図３に示すように一義的に定まる。従って、ＰＭ故障時には、その時のＴＡラインとＮＥラインとの交点例えばｐ１からｐｍを推定できる。又、スロットル開度センサ故障時には、その時のＰＭ（又はＱＡ）とＮＥラインの交点とからＴＡを推定することができる。このように故障か否かの判断や推定は予めＥＣＵ１に記憶格納された図３の特性に基づいたマップから行うことが可能である。
【００１３】
このようにして吸気管内圧力センサ３（ＰＭセンサ）が故障か否かを判断して、故障と判断した場合はステップＳ２に、故障していなければステップＳ３に移る。ステップＳ２では、予め定めた時間が経過したか否かを判断し、所定の時間経過しておればステップＳ４へ、所定の時間経過していなければステップＳ５に移る。ステップＳ３では、吸気管内圧力センサ３によって吸気管内圧力を算出しステップＳ６に移る。ステップＳ４ではスロットル開度センサ２（ＴＡセンサ）によるデータとエンジン回転数センサ１２の検出するエンジン回転数より前述のマップから吸気管内圧力を推定してステップＳ６に移り、ステップＳ６ではエンジン回転数（ＮＥ）と推定した吸気管内圧力値（ＰＭ）、及びスロットル開度（ＴＡ）とから基本的な燃料噴射量を求めてステップＳ１に戻る。
【００１４】
基本的な燃料噴射量は以下のようにして求めることができる。
即ち、
燃料噴射量（ＴＡＵ）＝ｆ１（ＰＭ，ＮＥ）＋ｆ２（ＴＡ，ＮＥ）＋Ｚ
ｆ１（ＰＭ，ＮＥ）は基本噴射量、ｆ２（ＴＡ，ＮＥ）は過度補正量、Ｚはその他の補正項である。
【００１５】
尚、実際にはＥＣＵ１に記憶されたマップからＴＡ値を抽出するようにしている。
ステップＳ５では所定の時間内の処置として、予め設定した吸気管内圧力値を出力してステップＳ７に移る。そして、ステップＳ７では固定した吸気管内圧力値から燃料の噴射を行い（この噴射量も略固定値となる）ステップＳ１に戻る。
【００１６】
このように、吸気管内圧力センサ３が故障した時には、所定時間の間は予め設定した燃料噴射を行い、所定時間を越えても故障している場合は、スロットル開度と車速から吸気管内圧力値を推定して燃料噴射量を算出するので違和感の少ない運転感触が得られ且つ精度の高い危険回避走行ができる。
図４は第２の実施例で、スロットル開度センサ２が故障した場合に吸気管内圧力とエンジン回転数からスロットル開度を推定する処理を示している。ＥＣＵ１はイグニッションスイッチをオンにすることで処理を開始する。ステップＳ１０では、スロットル開度センサ２が故障か否かを、例えばそのスロットル開度の変化量（急に零レベルになった等）に基づいて判断し、故障と判断した場合はステップＳ１１に移り、故障していなければステップＳ１２に移る。
【００１７】
ステップＳ１１では、予め定めた時間が経過したか否かを判断し、所定の時間経過しておればステップＳ１３へ移る。所定の時間経過していなければステップＳ１４に移る。
ステップＳ１２では、スロットル開度センサ２は故障していないのでスロットル開度値（ＴＡ）を算出しステップＳ１５に移る。ステップＳ１３では吸気管内圧力センサ３によるデータとエンジン回転数よりスロットル開度を前述のマップより推定してステップＳ１５に移る。ステップＳ１４では所定の時間内の処置として、スロットル開度値を予め設定した値に固定し、ステップＳ１５に移る。ステップＳ１５ではエンジン回転数と吸気管内圧力値及び算出、推定、固定値のスロットル開度から基本的な燃料の噴射量を求めて（ステップＳ６と同様に求めて）ステップＳ１に戻る。
【００１８】
このようにスロットル開度センサ２が故障した時には、所定時間の間はスロットル開度を固定した値で、所定時間を越えて故障の場合は、吸気管内圧力とエンジン回転数とからスロットル開度値を推定し、燃料噴射量を算出するため違和感の少ない運転感触が得られ且つ精度の高い危険回避走行ができる。  図５は第３の実施例で、スロットル開度センサ２が故障した場合に吸気管内圧力に代えて吸入空気量よりスロットル開度を推定する処理を示している。ＥＣＵ１はイグニッションスイッチをオンにすることで処理を開始する。ステップＳ４１ではスロットル開度センサ２が故障か否かを、例えばそのスロットル開度の変化量（急に零レベルになった等）に基づいて判断し、故障と判断した場合は、ステップＳ４２に移り、故障で無ければステップＳ４３に移る。ステップＳ４２では、吸気管内圧力（ＰＭ）とエンジン回転数（ＮＥ）より算出され予めＲＡＭ等に記憶されている吸入空気量（ＱＡ）を基にしてスロットル開度を推定し、ステップＳ４５に移ってエンジン回転数（ＮＥ）と吸気管内圧力（ＰＭ）並びに推定したスロットル開度（ＴＡ）から燃料噴射量を求めてステップＳ４１に戻る。このようにスロットル開度センサ２が故障した時には吸入空気量よりスロットル開度を推測することもできる。このスロットル開度は、予め実験等により求められた係数に吸入空気量を積算すること等により求めることができる。尚、以上の実施例においては、定常運転時、つまりスロットル開度が略一定の時はｆ１（ＰＭ，ＮＥ）により最適噴射量が得られるが過度期、つまりスロットルが急激に開閉した場合においては応答性の問題からｆ２（ＴＡ，ＮＥ）の過度補正も必要となる。従って、図２におけるステップＳ６、図４におけるステップＳ１５、図５におけるステップＳ４５においては、これらＮＥ，ＰＭ，ＴＡの３つの要素が必要となり、特にスロットル開度センサ２が故障しているときに加減速した場合、図４、図５のように必要不可欠なＴＡを推測することは退避走行にとって非常に有効となる。尚、ステップＳ１１、Ｓ１４の処理は図４と同じであるため、その説明を省略する。
【００１９】
図６は第４の実施例で、スロットル開度センサ２が故障した場合に、吸気管内の圧力が所定の値以下になり、車速が０の場合にはエンジンの回転がアイドリング状態と判断して制御を行う処理を示している。尚、スロットル開度センサ２が故障でなく、吸気管内の圧力が所定値以上であり、車速も０でない時には図４に示す第２の実施例と同等のためステップ番号を図４と同じ番号を付して説明を省略する。ＥＣＵ１はイグニッションスイッチをオンにすることで処理を開始する。ステップＳ２１では、スロットル開度センサ２が故障か否かを、例えばそのスロットル開度の変化量（急に零レベルになった等）に基づいて判断し、故障と判断した場合はステップＳ２２に移り、故障で無ければステップＳ１２に移る。ステップＳ２２では吸気管内の圧力が所定値以下かどうかを判断する。そして、所定値以下の場合はステップＳ２３に移り、所定値以上の場合はステップＳ１１に移る。
【００２０】
ステップＳ２３では、車速が０かどうかを車速センサ１０のデータより判断し、車速が０の場合はステップＳ２４へ移り、車速が０で無い時にはステップＳ１１に移る。ステップＳ２４では、アイドルをオン（アクセルペダルは踏み込んでいない）状態と見做してステップＳ２５に移りアイドリング時の燃料噴射量、点火時期、スロットルバイパス弁９の開度を算出してステップＳ２１へ戻る。
【００２１】
このようにスロットル開度センサ２が故障の場合にもアイドルオンの判定ができ、より正常状態に近い点火時期やアイドリングスピードの制御が実現でき車両停止時の不快感を取り除くことができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明においては、危険回避制御に当たってドライバビリティが低下することなく且つ処理効率の良い内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に於ける電子制御噴射装置の構成図
【図２】第１の実施例に於けるＥＣＵ１の処理を示すフローチャート
【図３】各状態量の推定を説明するための図
【図４】第２の実施例に於けるＥＣＵ１の処理を示すフローチャート
【図５】第３の実施例に於けるＥＣＵ１の処理を示すフローチャート
【図６】第４の実施例に於けるＥＣＵ１の処理を示すフローチャート
【符号の説明】
１・・・・・・・ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
２・・・・・・・スロットルセンサ
３・・・・・・・吸気管内圧力センサ
４・・・・・・・エンジン
５・・・・・・・吸気口
６・・・・・・・スロットル
７・・・・・・・排気口
８・・・・・・・ディストリビュータ
９・・・・・・・スロットルバイパス弁
１０・・・・・・車速センサ
【図１】
0004049851.tif 000002
【図２】
0004049851.tif 000003
【図３】
0004049851.tif 000004
【図４】
0004049851.tif 000005
【図５】
0004049851.tif 000006
【図６】
0004049851.tif 000007