JP4075370B2 - 大気圧検出手段の故障判定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧を検出してその検出信号を出力する大気圧検出手段の故障を判定する故障判定装置、特に車載状態で故障判定を行うことができる大気圧検出手段の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気圧は車両のエンジン運転状態との相関がなく、絶対圧力センサが１つの場合は、合理性チェック（Rationality Check）が困難であった。このため、従来、大気圧センサの故障モニタでは、大気圧センサが通常走行で検出可能な範囲を外れた値、即ち、断線やショートの場合のように通常検出範囲を外れたあり得ない圧力値を出力した場合に故障と判定するものであった。しかし、この通常検出範囲を外れたか否かで故障判定する装置では、通常検出範囲内の圧力でスタック(所定値で出力が固定されている状態)が生じた場合や、同通常検出範囲内の圧力値を出力するものであっても大気圧に対する応答性が悪化している場合には、これら故障を検出することはできなかった。
【０００３】
この大気圧センサの故障判定装置として、例えば、特開平０１−３５０５３号公報の故障診断装置には、走行距離に対応する大気圧センサの検出値の変化量が同一走行距離に対応する設定値よりも大きい場合に大気圧センサが故障であると判定する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平０１−３５０５３号公報の故障診断装置であっても、大気圧センサが最大高度差範囲内でスタックしたり応答性が悪化しているような場合は大気圧センサが故障しているにもかかわらず正常と判定されることとなり、故障を正確に検出できないという問題がある。このため、絶対圧力センサがない場合でも、大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、故障判定を速やかに、しかも誤判定なく行い、故障の診断精度の向上を図ることが望まれている。
【０００５】
本発明は、以上のような課題に基づき、大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、診断精度の向上を図れる大気圧検出手段の故障判定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】
請求項１の発明は、エンジンへ吸入される空気の大気圧を検出する大気圧検出手段と、上記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、上記エンジンのキーオンによる始動後よりキーオフまでの間に、ウオームアップ処理に伴い上記エンジン温度が所定の暖気判定値を上回るのが判断されると上記エンジンに設けた記憶部に記憶する運転回数を１加算して更新すると共に、上記運転回数が所定回数を越えると故障を判定する条件が成立したと判定する条件判定手段と、上記大気圧検出手段の大気圧検出値の変化量が所定量を上回る場合は上記記憶部の運転回数をクリアし、上記大気圧検出値の変化量が所定量を下回る状態で、上記条件判定手段による条件が成立したときに上記大気圧検出手段が故障であると判定する故障判定手段とを備えることを特徴とする。
このように、始動時のエンジン温度から所定温度上昇したことを検出すると共にエンジン温度が所定の暖機完了温度を越えたときにエンジンがキーオン始動から所定期間継続して運転されたと判定するので、他の特別なセンサを用いることなくエンジンの短期間の運転を排除してエンジンが継続運転されたことを判別することができる。更に、簡素な制御ロジックで大気圧検出手段のスタック（所定値で出力が固定されている状態）や劣化を正確に検出することができ、速やかな修復のための対応ができる。また、運転された回数が一回のみでは正確な故障判定が出来ないが、所定回数を超えて初めて故障判定条件が成立するので車両の走行高度に変化がない場合であっても気象変化等による気圧変化を検出することが可能となり、どの様な運転環境にあっても大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、誤判定を防止できる。これにより、大気圧検出手段の異常にもかかわらず高地と判定し、空燃比補正又は点火時期補正が行なわれて、運転性の悪化又はノッキングの発生等の不具合が発生するということを防止できる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の大気圧検出手段の故障判定装置において、上記故障判定装置は上記大気圧検出手段の大気圧検出値が所定の高所相当圧力以下であることを判定する判定手段を備え、該高所相当圧力以下の判定時にのみ大気圧検出手段が故障であるか否か判定することを特徴とする。
このように、上記大気圧検出手段の出力が所定の高所相当圧力以上で禁止される場合、高所相当圧力以下でのみ大気圧検出手段の故障を判定するので、たとえ高所相当圧力より大きな低地側での出力状態で故障（スタック）していても大気圧検出手段の故障信号を発しないこととなるので、故障を回復処理するまでの間に、他の制御系のモニタでの判定処理が大気圧検出手段の故障により禁止に陥ることとなる運転域がむやみに拡大することを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての大気圧検出手段の故障判定装置を説明する。
【００１０】
本発明の大気圧検出手段の故障判定装置は、図示しない車両のエンジン１の制御手段を成すエンジンコントローラ２に付設され、このエンジンコントローラ２が大気圧検出手段の故障判定装置の制御機能部を構成する。
エンジン１は多気筒エンジンであり、本体３には紙面垂直方向に複数気筒が直列に配備され、それら複数気筒は冷却系のウォータジャケット４により覆われている。
【００１１】
各気筒の燃焼室５は吸、排気弁６、７を介し吸排気路８、９に連通可能である。ここでの吸、排気弁６、７はエンジンクランク軸１１と連動する給排カム軸１２を備えた図示しない動弁系に駆動される。
吸気路８はエアクリーナ１３で外気を吸入し、これを吸気管１４、サージタンク１５、吸気多岐管１６、吸気ポート１７の順に流動させ、吸気弁６の開時に新気を燃焼室５に流入する。
【００１２】
排気路９は排気弁７の開時に排気を燃焼室５より流出させる。この排気は排気多岐管１８を通過し、比較的小容量で早期活性化を可能とする前段触媒１９と比較的大容量で排ガスを耐久性良く浄化する後段触媒２０を備えた排気管２１を経て、図示しないマフラーを介して大気排出される。
ＢＰを検出して出力する大気圧検出手段としての大気圧センサ２３が両機能をエアクリーナ１３の流出口１３１の近傍には吸入空気量Ｑａを検出して出力するエアフローセンサ２２及び大気圧保持する状態で集約して配備され、その下流近傍に吸気温度Ｔａを検出して出力する吸気温センサ２４が配備される。これら吸入空気量Ｑａ、大気圧ＢＰ、吸気温度Ｔａの各検出値はエンジンコントローラ２に出力される。
【００１３】
エアクリーナ１３とサージタンク１５の間の吸気路８にはスロットルバルブ２５が配備され、同バルブを迂回する分岐路２６が併設され、同分岐路２６を開閉するアイドルスピードコントロールバルブ２７が配備される。スロットルバルブ２５の近傍にはスロットルバルブ２５の全閉状態でオンするアイドルスイッチ２８と、スロットルバルブ２５の開度θｓを検出するスロットルセンサ２９とが取付けられている。これらの検出値はエンジンコントローラ２に出力される。なお、エンジンコントローラ２にはキーオン時にキーセンサ３１よりキーオン信号Ｋが出力され、また、エンジン回転時にエンジン回転数信号Ｎｅがクランク角センサ３２より出力される。
【００１４】
吸気多岐管１６の下流端近傍には吸気ポート１７側に燃料噴射する燃料噴射弁３４が装着される。燃料噴射弁３４は燃料系の調圧手段３３により燃圧調整された燃料を供給され、同加圧燃料をエンジンコントローラ２からの噴射信号に応じて噴射するように構成される。
本体３にはウォータジャケット４内の冷却水温を検出して水温Ｔｗ信号を出力するエンジン水温センサ３５が取り付けられ、これら各検出信号はエンジンコントローラ２に出力される。
【００１５】
エンジンコントローラ２は、入出力インターフェース２０１、記憶部２０２、バッテリバックアップ用の不揮発性メモリ２０３および中央処理部２０４を備え、エンジン１の燃料系、点火系、吸気系の各制御機能を備え、特に、大気圧検出手段の故障判定機能を備える。
【００１６】
ここで、大気圧ＢＰは燃料系における燃料制御での空燃比補正値としても、点火系における点火制御での点火時期補正値としても採用されている。特に、大気圧センサ２３の出力が閾値である高所相当値ＢＰα（図２参照）、例えば、５７０ｍｍＨｇ以下の低圧域である場合、図示しない空燃比センサ等の故障判定モニタを停止しており、大気圧センサ２３が高所相当値ＢＰα以下でスタックしたような場合、空燃比センサ等の故障判定モニタが停止されることより、大気圧センサ２３の故障判定が速やかに実施される必要性は高いこととなる。
【００１７】
ところで、エンジンコントローラ２は図３（ａ）に示すように、大気圧検出手段の故障判定機能部を成す条件判定手段Ａ１、故障判定手段Ａ２及び高所相当値ＢＰα以下を判定する判定手段Ａ３を備える。
条件判定手段Ａ１は、エンジン１のキーオン始動（キースイッチ３２オンＫ）から所定期間継続して運転されたことを１回として、キーオン始動から所定期間継続して運転されたとする運転回数Ｄｎが所定回数Ｄαを越える（Ｄｎ≧Ｄα）と故障を判定する条件が成立したと判定する。
【００１８】
すなわち、ここで１回の運転回数Ｄｎとは、図４に示すように、キーオンＫによりエンジン冷態時の水温Ｔｗの暖気が進み、暖気完了以後、図示しないエンジン冷却系が作動して過度の水温上昇が抑えられて走行が継続され、適時にエンジン停止（符号ｅ）に達すると水温Ｔｗ低下が進み、１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）が終了することで完了すると想定している。
【００１９】
ここでは、例えば、温度検出手段である水温センサ３５の出力する水温Ｔｗが冷態状態より７２℃以上に上昇した時点で、この後、１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）の運転が成されると推定し、その際に運転回数Ｄｎを１回としてカウントするようにしている。なお、図４に１点鎖線で示すように、水温Ｔｗが７２℃を上回る前の時点ｅ１にエンジン停止したような短周期運転では運転回数Ｄｎをカウントせず、これにより、大気圧センサ２３の出力チェックを行うに充分な時間をかけて走行した場合を判定し、車両の短時間駆動時をカウントすることが無いようにしている。従って、大気圧センサ２３の出力がほとんど変化しないような短時間のエンジン駆動のカウントを防止できる。
【００２０】
ここでは水温センサ３５のみにより、始動時のエンジン温度から所定温度上昇したことを検出すると共に所定の暖機完了温度（例えば、７２℃）を越えたときにエンジンがキーオン始動から所定期間継続して運転されたと判定するので、他の特別なセンサを用いることなくエンジンが１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）だけ継続運転されたことを判別することができる。
【００２１】
上述の所定回数Ｄαは大気圧センサ２３の出力が継続して所定期間変動せず、スタックと見做せるような故障判定期間に相当するよう設定され、ここでは、例えば１週間程度の経過があったと推定可能な所定回数Ｄαとして１５回が設定された。ここでの所定回数Ｄαは、この値が小さ過ぎると大気圧センサ２３出力に含まれる外乱による影響を受け易いし、多すぎると故障判定に遅れが生じ、何れの場合も信頼性を損ねるため、ここでは、１５回として説明するが、この値は適宜増減修正することが可能である。
【００２２】
故障判定手段Ａ２は、所定回数Ｄαの経過中における大気圧検出値Ｐａ（以後単に大気圧と記す）の変化量ΔＢＰ（絶対値）が所定量Δｂｐ以下（ΔＢＰ≦Δｂｐ）で、かつ、故障を判定する条件である所定回数Ｄαが成立したときに大気圧センサ２３が故障であると判定する。
大気圧ＢＰの変化量ΔＢＰは所定回数Ｄα内における、最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮの差分（＝｜ＢＰＭＡＸ−ＢＰＭＩＮ｜）として算出される。所定量Δｂｐは同一地域に継続して一週間程度留まっているとして、通常、少なくとも５乃至６ｍｍＨｇ程度の大気圧の変動があると見做し、ここでは、３ｍｍＨｇとして閾値を設定するが、この値は地域により適宜修正することができる。このような所定期間に相当する所定回数Ｄα内に所定量Δｂｐ以上大気圧センサ２３が変化しない場合は故障と判定することとなる。
【００２３】
高所相当圧力以下を判定する判定手段Ａ３は大気圧センサ２３（大気圧検出手段）の大気圧ＢＰが所定の高所相当圧力ＢＰα以下であることを判定し、かつ、該高所相当圧力ＢＰα以下の判定時にのみ大気圧センサ２３が故障であるか否か判定する。
ここでの高所相当圧力ＢＰαは次のような点を考慮し、ここでは５７０ｍｍＨｇ（図２参照）に設定される。
【００２４】
高所相当圧力ＢＰαを５７０ｍｍＨｇとし、これ以下で故障判定を実施するとの条件を設けたとする。この場合、５７０ｍｍＨｇより大きな出力状態でたとえ大気圧センサ２３が故障したとしても大気圧センサ２３の故障出力を発しないこととなる。このため、エンジン制御で用いる他のセンサ、例えば、燃料系の空燃比補正に使用される空燃比センサ等の故障判定モニタでの判定条件中に大気圧センサ２３の出力が５７０ｍｍＨｇ以上でモニタするとの条件があるとした場合、大気圧センサ２３の高所相当圧力ＢＰα（５７０ｍｍＨｇ）以上での故障の場合はこの故障が他の故障判定モニタに影響を与えずに済む。すなわち、大気圧センサ２３の故障を回復処理するまでの間に、他の制御系のモニタでの判定処理が大気圧検出手段の故障により禁止に陥る運転域がむやみに拡大することを防止できる。
【００２５】
なお、ここでは、大気圧センサ２３が高所相当圧力ＢＰα以下でスタックした場合のみを判定することとするので、一旦故障した場合は５７０ｍｍＨｇ以下において故障したことを容易に判定でき、速やかに適正な修復のための対応処理ができる。なお、ここでの高所相当圧力ＢＰαは５７０ｍｍＨｇに限定されるものではなく、適宜修正できる。なお、高所相当圧力値ＢＰα以下を判定する判定手段Ａ３を排除した場合の実施形態を後述する。
【００２６】
次に、エンジンコントローラ２が行う大気圧検出手段の故障判定処理を、図２に示す大気圧及び走行経過の関連を示す波形図、図５乃至図７に示す故障判定ルーチン、初期チェックルーチン、データ算出ルーチンに沿って説明する。
ここでは、大気圧検出手段の故障判定装置を搭載した図示しない車両は、通常、同一地域周辺で走行を繰り返すことが多い。同一地域における大気圧は晴天時に約７６０ｍｍＨｇ近傍の値を中心に天候の変化に応じて変動し、高地に遠出した時期（符号Ｅｈ）には図２に示すように低圧変動すると推定できる。
【００２７】
１日当たり、車両はエンジン冷態時より暖気を完了して所定量走行を継続する１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）の運転を概略２乃至３回行うことが多いと見做すことができ、図２には経過日に沿っての水温Ｔｗの経時変化線図を概略的に示した。
【００２８】
このように使用される車両の走行時において、エンジンコントローラ２はエンジンキーのオン信号Ｋに応じて図示しないメインルーチン内での初期チェックを行う。初期チェックは、例えば、図６に示すように、ステップａ１でキーオン信号Ｋの入力を確認し、ステップａ２でエンジンコントローラ２の複数の制御系、例えば、吸気系、燃料系、点火系等の関連機器が正常か否かの自己チェックを行い、正常（ＯＫ）ではステップａ３に、異常（Ｅｒｒｏｒ）ではステップａ４に進む。ステップａ４では異常のある制御系のコード出力処理や、各故障センサ、例えば、大気圧センサ２３の故障灯のオン処理を行い、ステップａ３に達する。なお、エンジンコントローラ２の出力端子にはダイアグノシス コネクタ（図示せず）が接続され、このダイアグノシス コネクタには適時に周知のマルチユース テスタが連結される。このテスタに故障コードが表示されることで、例えば、大気圧センサ２３の故障を検出でき、速やかな故障回復処理が成される。
【００２９】
ステップａ３では、吸気系、燃料系、点火系等の関連センサ、即ち、大気圧センサ２３の大気圧ＢＰ、エアフローセンサ２２の吸入空気量Ｑａ、吸気温センサ２４の吸気温度Ｔａ、スロットルバルブ２５の開度θｓ、アイドルスイッチ２８のオンＩｏｎ、水温センサ３５の水温Ｔｗ、キーセンサ３１のキーオン信号Ｋ、クランク角センサ３２のエンジン回転数信号Ｎｅ、等がそれぞれ初期値として読み取られ、更に、各種フラグの初期値化、特に、後述のウオームアップフラグＦ（ｗ／ｕ）のクリア処理や、前回までの運転での最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮ及びクリアされてない現在までの運転回数Ｄｎを不揮発メモリ２０３から読み込み、図示しないメインルーチンに戻る。
【００３０】
エンジンコントローラ２は図示しないメインルーチンにおいて、その途中で上述の各センサのデータに基づきエンジン１の適正駆動のため、吸気系、燃料系、点火系の制御を順次実行し、車両の走行を継続させ、これに続いて、図５に示す故障判定ルーチンに達する。
ここではステップｓ１でキーオンＫ信号の入力を確認し、オン（Ｙｅｓ）ではステップｓ２に、オフ（Ｎｏ）ではステップｓ３に進む。ステップｓ２では最新の水温Ｔｗｎ，大気圧ＢＰｎ、等のデータ読み取りを行い、ステップｓ４に進む。
【００３１】
ステップｓ４では現在の大気圧ＢＰが高所相当圧力ＢＰα以下か否か判断し、即ち、判定手段Ａ３として機能し、以下（Ｙｅｓ）ではステップｓ５に、上回る（Ｎｏ）と今回の制御を終了してメインルーチンに戻る。
【００３２】
なお、図２に示すように、経過日が第１日乃至第３日目までの間は平地走行を７運転回数Ｄｎ繰返しているが、何れの場合もステップｓ４より現在の大気圧ＢＰが高所相当圧力ＢＰα（５７０ｍｍＨｇ）を上回ることより制御を終了してメインルーチンに戻る。
図２に示すように、経過日が第４、５日目に高所走行（符号Ｅｈ）に入り、高所相当圧力ＢＰα以下で、即ち、高所走行時であるとして、ステップｓ４よりステップｓ５に達すると、図７に示したデータ算出処理を行い、その上でステップｓ６に進む。
【００３３】
データ算出処理ルーチンのステップｂ１ではウオームアップフラグＦ（ｗ／ｕ）＝１か否か判定し、冷態始動の初期では（Ｎｏ）のステップｂ２に、暖気が進むとステップｂ５に進む。
ステップｂ２では暖気前で水温Ｔｗが暖気判定値Ｔｗα、たとえば、７２℃を上回ったか、否か判断し、暖気前（Ｎｏ）はステップｂ５に、７２℃を上回る（Ｙｅｓ）とステップｂ３に進む。ステップｂ３では更に暖気が進み、図４の１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）の走行が成されると見做し、ウオームアップフラグＦ（ｗ／ｕ）＝１とし、ステップｂ４で現在までの運転回数Ｄｎに１を加算して更新し、ステップｂ５に達する。
【００３４】
ステップｂ５では最大大気圧ＢＰＭＡＸより最新の大気圧ＢＰが大きいとステップｓ６で、最大大気圧ＢＰＭＡＸを更新してステップｂ７に進む。ステップｂ７では最小大気圧ＢＰＭＩＮより最新の大気圧ＢＰｎが小さいとステップｂ８で、最小大気圧ＢＰＭＩＮを更新してステップｂ９に進む。
ステップｂ９では最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮの差分（＝｜ＢＰＭＡＸ−ＢＰＭＩＮ｜）を絶対値として算出し、変化量ΔＢＰとし、故障判定ルーチンのステップｓ６に進む。
ステップｓ６では変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回るか、否か判定し、上回るとステップｓ７に、そうでないと、ステップｓ８に進む。
【００３５】
ステップｓ７では大気圧センサ２３が変動し、正常作動していることを確認できた場合である。例えば、図２の第４日目の第８運転時の最小大気圧ＢＰＭＩＮと最大大気圧ＢＰＭＡＸとの差分である変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回る場合である。このように、変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回る場合は常にステップｓ６よりステップｓ７に進み、今回の故障判定をクリアし、即ち、現在の運転回数Ｄｎをクリアし、メインルーチンに戻る。なお、図２中にはクリア処理を符号Ｃを付した矢印で表した。
【００３６】
大気圧センサ２３が作動せずステップｓ６よりステップｓ８に進む場合、例えば、図２での第４、５日における第９運転時以降に大気圧センサ２３が２点鎖線で示す大気圧ＢＰを継続して出力しているものとする。この場合、第９運転時の最大大気圧ＢＰＭＡＸと最小大気圧ＢＰＭＩＮの差分である変化量ΔＢＰがゼロに近く、所定量Δｂｐを下回る状態にある。
【００３７】
このような状態でステップｓ８に達すると、ここでは現在の運転回数Ｄｎが呼び出され、これが所定期間（概略１週間）に相当する所定回数Ｄα（＝１５回）を経過したか否か判断し、経過する前はこの回の制御を終了し、メインルーチンに戻り、再度故障判定ルーチンに達するとステップｓ１よりステップｓ６、ｓ８を繰り返し走行する。そして、エンジンキーのキーオフを判定した場合、ステップｓ３に進み、最新のデータの内、特に、現在の運転回数Ｄｎと最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮとをバッテリバックアップすべく、不揮発性メモリ２０３にセットし、制御を終了し、今回のウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）での運転を終了する。
【００３８】
更に、次のエンジンキーオンＫで、冷態始動され、初期チェックルーチンのステップａ３に達すると、再度、最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮ及び前回までの運転回数Ｄｎを不揮発メモリ２０３から読み込み、メインルーチンを経て故障判定ルーチンに達し、ステップｓ５のデータ算出処理におけるステップｂ４に進むとする。ここでも運転回数Ｄｎが１加算される。このように、１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）での運転を終了する毎に、ステップｓ１よりステップｓ６、ｓ８を繰り返し、運転回数Ｄｎが１加算されることとなる。
やがて、運転回数Ｄｎが１５に達するとする。例えば、図２での第４日目の第９運転時以降に大気圧センサ２３が２点鎖線ｓ１で示す大気圧ＢＰを継続して出力し、運転回数Ｄｎが順次加算されたとする。
【００３９】
この場合、第１１日目の第２３運転時に運転回数Ｄｎが所定回数Ｄαを経過したと判断すると、その時点で、ステップs８よりステップs９に進む。この時点まで大気圧センサ２３の変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを下回る状態にあり、スタック(所定値で出力が固定されている状態)と見做すことができる。ここでは故障コードを出力処理をし、不揮発性メモリ２０３にセットし、図示しない警告灯の点灯処理を行い、この回の制御を終了してメインルーチンに戻る。なお、この後、不揮発性メモリ２０３にセットされた故障コードは、再度の初期チェックルーチンにおいて、ステップａ２よりステップa４に進むことで故障灯表示を繰り返すことができ、適時にダイアグノシス コネクタ（図示せず）を介し接続される周知のマルチユース テスタにより故障コードが表示され、故障箇所を検出でき、速やかな故障回復処理が成される。
【００４０】
なお、図２中の第４日目の第９運転時以降に大気圧センサ２３が実線で示す大気圧ＢＰを継続して出力している場合には、第１１運転時におけるステップs６で最小大気圧ＢＰＭＩＮと最大大気圧ＢＰＭＡＸとの差分である変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回ることより、ステップｓ６よりステップｓ７に進み、現在の運転回数ＤｎをクリアＣし、メインルーチンに戻ることとなる。
このように、図１の大気圧検出手段の故障判定装置は、絶対圧センサ等の他の特別なセンサを用いることなく、且つ、図５，６，７に示したような、簡素な制御ロジックで大気圧検出センサ２３のスタックや劣化を正確に検出することができ、速やかな修復のための対応ができる。
【００４１】
また、運転回数Ｄｎが一回のみでは正確な故障判定が出来ないが、所定回数Ｄα、ここでは１５回を超えて初めて故障判定条件が成立するのでどの様な運転環境にあっても大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、誤判定を防止できる。これにより、大気圧検出手段の異常にもかかわらず高地と判定し、空燃比補正又は点火時期補正、等が行なわれて、運転性、排ガスの悪化又はノッキングの発生等の不具合が発生するということを防止できる。
【００４２】
図１の大気圧検出手段の故障判定装置は、故障判定ルーチンにおけるステップs４では高所相当圧力ＢＰα以下での故障判定を行い、高所相当圧力ＢＰα以上でのスタックは判断していない。これにより、たとえ高所相当圧力より大きな平地側での出力状態で故障（スタック）していても大気圧センサ２３の故障信号を発しないこととなるので、故障を回復処理するまでの間に、他の制御系のモニタでの判定処理が大気圧検出手段の故障により禁止に陥る運転域がむやみに拡大することを防止できる。
【００４３】
次に、図１の大気圧検出手段の故障判定装置に代えて、上述の故障判定ルーチンにおけるステップs４を排除し、全大気圧領域で故障判定ルーチンを実行するように構成することもでき、ここでのエンジンコントローラ２は図３（ｂ）に示すように、大気圧検出手段の故障判定機能部を成す条件判定手段Ａ１、故障判定手段Ａ２を備える。ここで図３（ｂ）に示す大気圧検出手段の故障判定機能部と図１の大気圧検出手段の故障判定装置とを比較すると、ここでは高所相当値ＢＰα以下を判定する判定手段Ａ３が排除された点のみが相違し、その他の制御構成、制御機構部は同一である。このため、重複する説明の一部を排除し、その他の部分を簡略化して説明する。
【００４４】
図３（ｂ）に示す大気圧検出手段の故障判定装置を用いた場合、次のような制御構成を採ることとなる。なお、ここでは図６の初期チェックルーチン、図５の故障判定ルーチン（ステップs４を排除し、ステップs２、５間が２点鎖線で示すように接続される）等、を参照して説明する。
即ち、故障判定ルーチンのステップs２より直接ステップs５に進み、ステップs５のデータ算出処理ルーチン（図７参照）に達するとする。ここでもステップｂ１からステップｂ９までを図１の大気圧検出手段の故障判定装置の場合と同様に実行する。特に、ステップｂ９に達した時点で図２の第２日目の第３運転時の最大大気圧ＢＰＭＡＸと最小大気圧ＢＰＭＩＮの差分（＝｜ＢＰＭＡＸ−ＢＰＭＩＮ｜）を変化量ΔＢＰとして算出し、ステップｓ６で変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回るとステップｓ７に進む。ここでは今回の故障判定をクリアＣし、即ち、現在の運転回数Ｄｎをクリアし、メインルーチンに戻ることと成る。
【００４５】
このように、平地走行が経過日の第１日から第３日に７回行われるが、この間、平地走行にもかかわらず、第２日に気圧が低下し、この変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回ることで故障判定をクリアしている。
更に、図２の第２日目の第５運転時以降、２点鎖線ｓ２で示すように、大気圧センサ２３が作動せず、２点鎖線で示す大気圧ＢＰを継続しているものと仮定する。この場合、第５運転時の最大大気圧ＢＰＭＡＸと最小大気圧ＢＰＭＩＮの差分である変化量ΔＢＰがゼロに近く、所定量Δｂｐを下回る状態に陥る。
【００４６】
この場合、第５運転時の１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）が終了し、次のエンジンキーオンで第６運転時に入る。第６運転時の初期チェックルーチンのステップａ３に達すると、再度、最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮ及び現在までの運転回数Ｄｎを不揮発メモリ２０３から読み込み、メインルーチンに戻り、ステップｓ５の現在値算出処理におけるステップｂ４に達すると、冷態始動より暖気が進んだ場合にのみ運転回数Ｄｎが１加算される。このようにして、運転回数Ｄｎが順次１ずつ加算され、この運転回数Ｄｎが１５に達するとする。例えば、図２での第９日目の第１９運転時に運転回数Ｄｎが所定回数Ｄαに達したと判断し、その時点で、ステップs８よりステップs９に進む。この時点まで大気圧センサ２３の変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを下回る状態にあり、スタックと見做すことができる。ここでは、故障コードを不揮発性メモリ２０３にセットし、図示しない警告灯の点灯処理を行い、この回の制御を終了してメインルーチンに戻る。
【００４７】
このように、高所相当圧力ＢＰαに達しない平地走行時においては車両の走行高度に変化がないが、この場合であっても気象変化等によって気圧変化量が所定量Δｂｐ程度は約１週間（ここでは運転回数Ｄｎが１５と推定している）の間に生じると見做し、この変化が生じなければスタックや劣化が発生していると合理的に判定でき、速やかな修復のための対応ができる。
上述のところにおいてエンジン１は吸気多岐管１６に燃料噴射弁３４より燃料噴射するマルチポイントインジェクション方式を採るものとして説明したが、筒内噴射エンジンに本発明を適用することもでき、同様の効果を得られる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、始動時のエンジン温度から所定温度上昇したことを検出すると共にエンジン温度が所定の暖機完了温度を越えたときにエンジンがキーオン始動から所定期間継続して運転されたと判定するので、他の特別なセンサを用いることなくエンジンの短期間の運転を排除してエンジンが継続運転されたことを判別することができる。更に、簡素な制御ロジックで大気圧検出手段のスタックや劣化を正確に検出することができ、速やかな修復のための対応ができる。また、運転された回数が一回のみでは正確な故障判定が出来ないが、所定回数を超えて初めて故障判定条件が成立するので車両の走行高度に変化がない場合であっても気象変化等による気圧変化を検出することが可能となり、どの様な運転環境にあっても大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、誤判定を防止できる。これにより、大気圧検出手段の異常にもかかわらず高地と判定し、空燃比補正又は点火時期補正が行なわれて、運転性の悪化又はノッキングの発生等の不具合が発生するということを防止できる。
【００５０】
更に、大気圧検出手段の出力が所定の高所相当圧力以上で禁止されるように制御する場合、高所相当圧力以下でのみ大気圧検出手段の故障を判定するので、たとえ高所相当圧力より大きな低地側での出力状態で故障していても大気圧検出手段の故障信号を発しないこととなるので、故障を回復処理するまでの間に、他の制御系のモニタでの判定処理が大気圧検出手段の故障により禁止に陥ることとなる運転域がむやみに拡大することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての大気圧検出手段の故障判定装置を適用した車両のエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の車両の走行地域における大気圧及び走行経過の関連を示す波形図である。
【図３】図１の故障判定装置の制御構成を示すブロック図で、（ａ）は第１の実施形態、（ｂ）第２の実施形態を示す。
【図４】図１の車両のエンジンの水温変化特性図である。
【図５】図１の故障判定装置のエンジンコントローラが行う故障判定ルーチンのフローチャートである。
【図６】図１の故障判定装置のエンジンコントローラが行う初期チェックルーチンのフローチャートである。
【図７】図１の故障判定装置のエンジンコントローラが行うデータ算出ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジンコントローラ
２３ 大気圧センサ
３５ 水温センサ
ＢＰ 大気圧
Ａ１ 条件判定手段
Ａ２ 故障判定手段
Ａ３ 高所相当圧力値以下を判定する判定手段
ＢＰα 高所相当圧力値
Ｄｎ 運転回数
Ｄα 所定回数
Ｔｗ 水温
ΔＰｎ 変化量
ΔＰα 所定量
（Ｗ／Ｕ） １ウオームアップサイクル
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧を検出してその検出信号を出力する大気圧検出手段の故障を判定する故障判定装置、特に車載状態で故障判定を行うことができる大気圧検出手段の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気圧は車両のエンジン運転状態との相関がなく、絶対圧力センサが１つの場合は、合理性チェック（Rationality Check）が困難であった。このため、従来、大気圧センサの故障モニタでは、大気圧センサが通常走行で検出可能な範囲を外れた値、即ち、断線やショートの場合のように通常検出範囲を外れたあり得ない圧力値を出力した場合に故障と判定するものであった。しかし、この通常検出範囲を外れたか否かで故障判定する装置では、通常検出範囲内の圧力でスタック(所定値で出力が固定されている状態)が生じた場合や、同通常検出範囲内の圧力値を出力するものであっても大気圧に対する応答性が悪化している場合には、これら故障を検出することはできなかった。
【０００３】
この大気圧センサの故障判定装置として、例えば、特開平０１−３５０５３号公報の故障診断装置には、走行距離に対応する大気圧センサの検出値の変化量が同一走行距離に対応する設定値よりも大きい場合に大気圧センサが故障であると判定する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平０１−３５０５３号公報の故障診断装置であっても、大気圧センサが最大高度差範囲内でスタックしたり応答性が悪化しているような場合は大気圧センサが故障しているにもかかわらず正常と判定されることとなり、故障を正確に検出できないという問題がある。このため、絶対圧力センサがない場合でも、大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、故障判定を速やかに、しかも誤判定なく行い、故障の診断精度の向上を図ることが望まれている。
【０００５】
本発明は、以上のような課題に基づき、大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、診断精度の向上を図れる大気圧検出手段の故障判定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】
請求項１の発明は、エンジンへ吸入される空気の大気圧を検出する大気圧検出手段と、上記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、上記エンジンのキーオンによる始動後よりキーオフまでの間に、ウオームアップ処理に伴い上記エンジン温度が所定の暖気判定値を上回るのが判断されると上記エンジンに設けた記憶部に記憶する運転回数を１加算して更新すると共に、上記運転回数が所定回数を越えると故障を判定する条件が成立したと判定する条件判定手段と、上記大気圧検出手段の大気圧検出値の変化量が所定量を上回る場合は上記記憶部の運転回数をクリアし、上記大気圧検出値の変化量が所定量を下回る状態で、上記条件判定手段による条件が成立したときに上記大気圧検出手段が故障であると判定する故障判定手段とを備えることを特徴とする。
このように、始動時のエンジン温度から所定温度上昇したことを検出すると共にエンジン温度が所定の暖機完了温度を越えたときにエンジンがキーオン始動から所定期間継続して運転されたと判定するので、他の特別なセンサを用いることなくエンジンの短期間の運転を排除してエンジンが継続運転されたことを判別することができる。更に、簡素な制御ロジックで大気圧検出手段のスタック（所定値で出力が固定されている状態）や劣化を正確に検出することができ、速やかな修復のための対応ができる。また、運転された回数が一回のみでは正確な故障判定が出来ないが、所定回数を超えて初めて故障判定条件が成立するので車両の走行高度に変化がない場合であっても気象変化等による気圧変化を検出することが可能となり、どの様な運転環境にあっても大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、誤判定を防止できる。これにより、大気圧検出手段の異常にもかかわらず高地と判定し、空燃比補正又は点火時期補正が行なわれて、運転性の悪化又はノッキングの発生等の不具合が発生するということを防止できる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の大気圧検出手段の故障判定装置において、上記故障判定装置は上記大気圧検出手段の大気圧検出値が所定の高所相当圧力以下であることを判定する判定手段を備え、該高所相当圧力以下の判定時にのみ大気圧検出手段が故障であるか否か判定することを特徴とする。
このように、上記大気圧検出手段の出力が所定の高所相当圧力以上で禁止される場合、高所相当圧力以下でのみ大気圧検出手段の故障を判定するので、たとえ高所相当圧力より大きな低地側での出力状態で故障（スタック）していても大気圧検出手段の故障信号を発しないこととなるので、故障を回復処理するまでの間に、他の制御系のモニタでの判定処理が大気圧検出手段の故障により禁止に陥ることとなる運転域がむやみに拡大することを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての大気圧検出手段の故障判定装置を説明する。
【００１０】
本発明の大気圧検出手段の故障判定装置は、図示しない車両のエンジン１の制御手段を成すエンジンコントローラ２に付設され、このエンジンコントローラ２が大気圧検出手段の故障判定装置の制御機能部を構成する。
エンジン１は多気筒エンジンであり、本体３には紙面垂直方向に複数気筒が直列に配備され、それら複数気筒は冷却系のウォータジャケット４により覆われている。
【００１１】
各気筒の燃焼室５は吸、排気弁６、７を介し吸排気路８、９に連通可能である。ここでの吸、排気弁６、７はエンジンクランク軸１１と連動する給排カム軸１２を備えた図示しない動弁系に駆動される。
吸気路８はエアクリーナ１３で外気を吸入し、これを吸気管１４、サージタンク１５、吸気多岐管１６、吸気ポート１７の順に流動させ、吸気弁６の開時に新気を燃焼室５に流入する。
【００１２】
排気路９は排気弁７の開時に排気を燃焼室５より流出させる。この排気は排気多岐管１８を通過し、比較的小容量で早期活性化を可能とする前段触媒１９と比較的大容量で排ガスを耐久性良く浄化する後段触媒２０を備えた排気管２１を経て、図示しないマフラーを介して大気排出される。
ＢＰを検出して出力する大気圧検出手段としての大気圧センサ２３が両機能をエアクリーナ１３の流出口１３１の近傍には吸入空気量Ｑａを検出して出力するエアフローセンサ２２及び大気圧保持する状態で集約して配備され、その下流近傍に吸気温度Ｔａを検出して出力する吸気温センサ２４が配備される。これら吸入空気量Ｑａ、大気圧ＢＰ、吸気温度Ｔａの各検出値はエンジンコントローラ２に出力される。
【００１３】
エアクリーナ１３とサージタンク１５の間の吸気路８にはスロットルバルブ２５が配備され、同バルブを迂回する分岐路２６が併設され、同分岐路２６を開閉するアイドルスピードコントロールバルブ２７が配備される。スロットルバルブ２５の近傍にはスロットルバルブ２５の全閉状態でオンするアイドルスイッチ２８と、スロットルバルブ２５の開度θｓを検出するスロットルセンサ２９とが取付けられている。これらの検出値はエンジンコントローラ２に出力される。なお、エンジンコントローラ２にはキーオン時にキーセンサ３１よりキーオン信号Ｋが出力され、また、エンジン回転時にエンジン回転数信号Ｎｅがクランク角センサ３２より出力される。
【００１４】
吸気多岐管１６の下流端近傍には吸気ポート１７側に燃料噴射する燃料噴射弁３４が装着される。燃料噴射弁３４は燃料系の調圧手段３３により燃圧調整された燃料を供給され、同加圧燃料をエンジンコントローラ２からの噴射信号に応じて噴射するように構成される。
本体３にはウォータジャケット４内の冷却水温を検出して水温Ｔｗ信号を出力するエンジン水温センサ３５が取り付けられ、これら各検出信号はエンジンコントローラ２に出力される。
【００１５】
エンジンコントローラ２は、入出力インターフェース２０１、記憶部２０２、バッテリバックアップ用の不揮発性メモリ２０３および中央処理部２０４を備え、エンジン１の燃料系、点火系、吸気系の各制御機能を備え、特に、大気圧検出手段の故障判定機能を備える。
【００１６】
ここで、大気圧ＢＰは燃料系における燃料制御での空燃比補正値としても、点火系における点火制御での点火時期補正値としても採用されている。特に、大気圧センサ２３の出力が閾値である高所相当値ＢＰα（図２参照）、例えば、５７０ｍｍＨｇ以下の低圧域である場合、図示しない空燃比センサ等の故障判定モニタを停止しており、大気圧センサ２３が高所相当値ＢＰα以下でスタックしたような場合、空燃比センサ等の故障判定モニタが停止されることより、大気圧センサ２３の故障判定が速やかに実施される必要性は高いこととなる。
【００１７】
ところで、エンジンコントローラ２は図３（ａ）に示すように、大気圧検出手段の故障判定機能部を成す条件判定手段Ａ１、故障判定手段Ａ２及び高所相当値ＢＰα以下を判定する判定手段Ａ３を備える。
条件判定手段Ａ１は、エンジン１のキーオン始動（キースイッチ３２オンＫ）から所定期間継続して運転されたことを１回として、キーオン始動から所定期間継続して運転されたとする運転回数Ｄｎが所定回数Ｄαを越える（Ｄｎ≧Ｄα）と故障を判定する条件が成立したと判定する。
【００１８】
すなわち、ここで１回の運転回数Ｄｎとは、図４に示すように、キーオンＫによりエンジン冷態時の水温Ｔｗの暖気が進み、暖気完了以後、図示しないエンジン冷却系が作動して過度の水温上昇が抑えられて走行が継続され、適時にエンジン停止（符号ｅ）に達すると水温Ｔｗ低下が進み、１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）が終了することで完了すると想定している。
【００１９】
ここでは、例えば、温度検出手段である水温センサ３５の出力する水温Ｔｗが冷態状態より７２℃以上に上昇した時点で、この後、１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）の運転が成されると推定し、その際に運転回数Ｄｎを１回としてカウントするようにしている。なお、図４に１点鎖線で示すように、水温Ｔｗが７２℃を上回る前の時点ｅ１にエンジン停止したような短周期運転では運転回数Ｄｎをカウントせず、これにより、大気圧センサ２３の出力チェックを行うに充分な時間をかけて走行した場合を判定し、車両の短時間駆動時をカウントすることが無いようにしている。従って、大気圧センサ２３の出力がほとんど変化しないような短時間のエンジン駆動のカウントを防止できる。
【００２０】
ここでは水温センサ３５のみにより、始動時のエンジン温度から所定温度上昇したことを検出すると共に所定の暖機完了温度（例えば、７２℃）を越えたときにエンジンがキーオン始動から所定期間継続して運転されたと判定するので、他の特別なセンサを用いることなくエンジンが１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）だけ継続運転されたことを判別することができる。
【００２１】
上述の所定回数Ｄαは大気圧センサ２３の出力が継続して所定期間変動せず、スタックと見做せるような故障判定期間に相当するよう設定され、ここでは、例えば１週間程度の経過があったと推定可能な所定回数Ｄαとして１５回が設定された。ここでの所定回数Ｄαは、この値が小さ過ぎると大気圧センサ２３出力に含まれる外乱による影響を受け易いし、多すぎると故障判定に遅れが生じ、何れの場合も信頼性を損ねるため、ここでは、１５回として説明するが、この値は適宜増減修正することが可能である。
【００２２】
故障判定手段Ａ２は、所定回数Ｄαの経過中における大気圧検出値Ｐａ（以後単に大気圧と記す）の変化量ΔＢＰ（絶対値）が所定量Δｂｐ以下（ΔＢＰ≦Δｂｐ）で、かつ、故障を判定する条件である所定回数Ｄαが成立したときに大気圧センサ２３が故障であると判定する。
大気圧ＢＰの変化量ΔＢＰは所定回数Ｄα内における、最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮの差分（＝｜ＢＰＭＡＸ−ＢＰＭＩＮ｜）として算出される。所定量Δｂｐは同一地域に継続して一週間程度留まっているとして、通常、少なくとも５乃至６ｍｍＨｇ程度の大気圧の変動があると見做し、ここでは、３ｍｍＨｇとして閾値を設定するが、この値は地域により適宜修正することができる。このような所定期間に相当する所定回数Ｄα内に所定量Δｂｐ以上大気圧センサ２３が変化しない場合は故障と判定することとなる。
【００２３】
高所相当圧力以下を判定する判定手段Ａ３は大気圧センサ２３（大気圧検出手段）の大気圧ＢＰが所定の高所相当圧力ＢＰα以下であることを判定し、かつ、該高所相当圧力ＢＰα以下の判定時にのみ大気圧センサ２３が故障であるか否か判定する。
ここでの高所相当圧力ＢＰαは次のような点を考慮し、ここでは５７０ｍｍＨｇ（図２参照）に設定される。
【００２４】
高所相当圧力ＢＰαを５７０ｍｍＨｇとし、これ以下で故障判定を実施するとの条件を設けたとする。この場合、５７０ｍｍＨｇより大きな出力状態でたとえ大気圧センサ２３が故障したとしても大気圧センサ２３の故障出力を発しないこととなる。このため、エンジン制御で用いる他のセンサ、例えば、燃料系の空燃比補正に使用される空燃比センサ等の故障判定モニタでの判定条件中に大気圧センサ２３の出力が５７０ｍｍＨｇ以上でモニタするとの条件があるとした場合、大気圧センサ２３の高所相当圧力ＢＰα（５７０ｍｍＨｇ）以上での故障の場合はこの故障が他の故障判定モニタに影響を与えずに済む。すなわち、大気圧センサ２３の故障を回復処理するまでの間に、他の制御系のモニタでの判定処理が大気圧検出手段の故障により禁止に陥る運転域がむやみに拡大することを防止できる。
【００２５】
なお、ここでは、大気圧センサ２３が高所相当圧力ＢＰα以下でスタックした場合のみを判定することとするので、一旦故障した場合は５７０ｍｍＨｇ以下において故障したことを容易に判定でき、速やかに適正な修復のための対応処理ができる。なお、ここでの高所相当圧力ＢＰαは５７０ｍｍＨｇに限定されるものではなく、適宜修正できる。なお、高所相当圧力値ＢＰα以下を判定する判定手段Ａ３を排除した場合の実施形態を後述する。
【００２６】
次に、エンジンコントローラ２が行う大気圧検出手段の故障判定処理を、図２に示す大気圧及び走行経過の関連を示す波形図、図５乃至図７に示す故障判定ルーチン、初期チェックルーチン、データ算出ルーチンに沿って説明する。
ここでは、大気圧検出手段の故障判定装置を搭載した図示しない車両は、通常、同一地域周辺で走行を繰り返すことが多い。同一地域における大気圧は晴天時に約７６０ｍｍＨｇ近傍の値を中心に天候の変化に応じて変動し、高地に遠出した時期（符号Ｅｈ）には図２に示すように低圧変動すると推定できる。
【００２７】
１日当たり、車両はエンジン冷態時より暖気を完了して所定量走行を継続する１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）の運転を概略２乃至３回行うことが多いと見做すことができ、図２には経過日に沿っての水温Ｔｗの経時変化線図を概略的に示した。
【００２８】
このように使用される車両の走行時において、エンジンコントローラ２はエンジンキーのオン信号Ｋに応じて図示しないメインルーチン内での初期チェックを行う。初期チェックは、例えば、図６に示すように、ステップａ１でキーオン信号Ｋの入力を確認し、ステップａ２でエンジンコントローラ２の複数の制御系、例えば、吸気系、燃料系、点火系等の関連機器が正常か否かの自己チェックを行い、正常（ＯＫ）ではステップａ３に、異常（Ｅｒｒｏｒ）ではステップａ４に進む。ステップａ４では異常のある制御系のコード出力処理や、各故障センサ、例えば、大気圧センサ２３の故障灯のオン処理を行い、ステップａ３に達する。なお、エンジンコントローラ２の出力端子にはダイアグノシス コネクタ（図示せず）が接続され、このダイアグノシス コネクタには適時に周知のマルチユース テスタが連結される。このテスタに故障コードが表示されることで、例えば、大気圧センサ２３の故障を検出でき、速やかな故障回復処理が成される。
【００２９】
ステップａ３では、吸気系、燃料系、点火系等の関連センサ、即ち、大気圧センサ２３の大気圧ＢＰ、エアフローセンサ２２の吸入空気量Ｑａ、吸気温センサ２４の吸気温度Ｔａ、スロットルバルブ２５の開度θｓ、アイドルスイッチ２８のオンＩｏｎ、水温センサ３５の水温Ｔｗ、キーセンサ３１のキーオン信号Ｋ、クランク角センサ３２のエンジン回転数信号Ｎｅ、等がそれぞれ初期値として読み取られ、更に、各種フラグの初期値化、特に、後述のウオームアップフラグＦ（ｗ／ｕ）のクリア処理や、前回までの運転での最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮ及びクリアされてない現在までの運転回数Ｄｎを不揮発メモリ２０３から読み込み、図示しないメインルーチンに戻る。
【００３０】
エンジンコントローラ２は図示しないメインルーチンにおいて、その途中で上述の各センサのデータに基づきエンジン１の適正駆動のため、吸気系、燃料系、点火系の制御を順次実行し、車両の走行を継続させ、これに続いて、図５に示す故障判定ルーチンに達する。
ここではステップｓ１でキーオンＫ信号の入力を確認し、オン（Ｙｅｓ）ではステップｓ２に、オフ（Ｎｏ）ではステップｓ３に進む。ステップｓ２では最新の水温Ｔｗｎ，大気圧ＢＰｎ、等のデータ読み取りを行い、ステップｓ４に進む。
【００３１】
ステップｓ４では現在の大気圧ＢＰが高所相当圧力ＢＰα以下か否か判断し、即ち、判定手段Ａ３として機能し、以下（Ｙｅｓ）ではステップｓ５に、上回る（Ｎｏ）と今回の制御を終了してメインルーチンに戻る。
【００３２】
なお、図２に示すように、経過日が第１日乃至第３日目までの間は平地走行を７運転回数Ｄｎ繰返しているが、何れの場合もステップｓ４より現在の大気圧ＢＰが高所相当圧力ＢＰα（５７０ｍｍＨｇ）を上回ることより制御を終了してメインルーチンに戻る。
図２に示すように、経過日が第４、５日目に高所走行（符号Ｅｈ）に入り、高所相当圧力ＢＰα以下で、即ち、高所走行時であるとして、ステップｓ４よりステップｓ５に達すると、図７に示したデータ算出処理を行い、その上でステップｓ６に進む。
【００３３】
データ算出処理ルーチンのステップｂ１ではウオームアップフラグＦ（ｗ／ｕ）＝１か否か判定し、冷態始動の初期では（Ｎｏ）のステップｂ２に、暖気が進むとステップｂ５に進む。
ステップｂ２では暖気前で水温Ｔｗが暖気判定値Ｔｗα、たとえば、７２℃を上回ったか、否か判断し、暖気前（Ｎｏ）はステップｂ５に、７２℃を上回る（Ｙｅｓ）とステップｂ３に進む。ステップｂ３では更に暖気が進み、図４の１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）の走行が成されると見做し、ウオームアップフラグＦ（ｗ／ｕ）＝１とし、ステップｂ４で現在までの運転回数Ｄｎに１を加算して更新し、ステップｂ５に達する。
【００３４】
ステップｂ５では最大大気圧ＢＰＭＡＸより最新の大気圧ＢＰが大きいとステップｓ６で、最大大気圧ＢＰＭＡＸを更新してステップｂ７に進む。ステップｂ７では最小大気圧ＢＰＭＩＮより最新の大気圧ＢＰｎが小さいとステップｂ８で、最小大気圧ＢＰＭＩＮを更新してステップｂ９に進む。
ステップｂ９では最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮの差分（＝｜ＢＰＭＡＸ−ＢＰＭＩＮ｜）を絶対値として算出し、変化量ΔＢＰとし、故障判定ルーチンのステップｓ６に進む。
ステップｓ６では変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回るか、否か判定し、上回るとステップｓ７に、そうでないと、ステップｓ８に進む。
【００３５】
ステップｓ７では大気圧センサ２３が変動し、正常作動していることを確認できた場合である。例えば、図２の第４日目の第８運転時の最小大気圧ＢＰＭＩＮと最大大気圧ＢＰＭＡＸとの差分である変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回る場合である。このように、変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回る場合は常にステップｓ６よりステップｓ７に進み、今回の故障判定をクリアし、即ち、現在の運転回数Ｄｎをクリアし、メインルーチンに戻る。なお、図２中にはクリア処理を符号Ｃを付した矢印で表した。
【００３６】
大気圧センサ２３が作動せずステップｓ６よりステップｓ８に進む場合、例えば、図２での第４、５日における第９運転時以降に大気圧センサ２３が２点鎖線で示す大気圧ＢＰを継続して出力しているものとする。この場合、第９運転時の最大大気圧ＢＰＭＡＸと最小大気圧ＢＰＭＩＮの差分である変化量ΔＢＰがゼロに近く、所定量Δｂｐを下回る状態にある。
【００３７】
このような状態でステップｓ８に達すると、ここでは現在の運転回数Ｄｎが呼び出され、これが所定期間（概略１週間）に相当する所定回数Ｄα（＝１５回）を経過したか否か判断し、経過する前はこの回の制御を終了し、メインルーチンに戻り、再度故障判定ルーチンに達するとステップｓ１よりステップｓ６、ｓ８を繰り返し走行する。そして、エンジンキーのキーオフを判定した場合、ステップｓ３に進み、最新のデータの内、特に、現在の運転回数Ｄｎと最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮとをバッテリバックアップすべく、不揮発性メモリ２０３にセットし、制御を終了し、今回のウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）での運転を終了する。
【００３８】
更に、次のエンジンキーオンＫで、冷態始動され、初期チェックルーチンのステップａ３に達すると、再度、最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮ及び前回までの運転回数Ｄｎを不揮発メモリ２０３から読み込み、メインルーチンを経て故障判定ルーチンに達し、ステップｓ５のデータ算出処理におけるステップｂ４に進むとする。ここでも運転回数Ｄｎが１加算される。このように、１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）での運転を終了する毎に、ステップｓ１よりステップｓ６、ｓ８を繰り返し、運転回数Ｄｎが１加算されることとなる。
やがて、運転回数Ｄｎが１５に達するとする。例えば、図２での第４日目の第９運転時以降に大気圧センサ２３が２点鎖線ｓ１で示す大気圧ＢＰを継続して出力し、運転回数Ｄｎが順次加算されたとする。
【００３９】
この場合、第１１日目の第２３運転時に運転回数Ｄｎが所定回数Ｄαを経過したと判断すると、その時点で、ステップs８よりステップs９に進む。この時点まで大気圧センサ２３の変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを下回る状態にあり、スタック(所定値で出力が固定されている状態)と見做すことができる。ここでは故障コードを出力処理をし、不揮発性メモリ２０３にセットし、図示しない警告灯の点灯処理を行い、この回の制御を終了してメインルーチンに戻る。なお、この後、不揮発性メモリ２０３にセットされた故障コードは、再度の初期チェックルーチンにおいて、ステップａ２よりステップa４に進むことで故障灯表示を繰り返すことができ、適時にダイアグノシス コネクタ（図示せず）を介し接続される周知のマルチユース テスタにより故障コードが表示され、故障箇所を検出でき、速やかな故障回復処理が成される。
【００４０】
なお、図２中の第４日目の第９運転時以降に大気圧センサ２３が実線で示す大気圧ＢＰを継続して出力している場合には、第１１運転時におけるステップs６で最小大気圧ＢＰＭＩＮと最大大気圧ＢＰＭＡＸとの差分である変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回ることより、ステップｓ６よりステップｓ７に進み、現在の運転回数ＤｎをクリアＣし、メインルーチンに戻ることとなる。
このように、図１の大気圧検出手段の故障判定装置は、絶対圧センサ等の他の特別なセンサを用いることなく、且つ、図５，６，７に示したような、簡素な制御ロジックで大気圧検出センサ２３のスタックや劣化を正確に検出することができ、速やかな修復のための対応ができる。
【００４１】
また、運転回数Ｄｎが一回のみでは正確な故障判定が出来ないが、所定回数Ｄα、ここでは１５回を超えて初めて故障判定条件が成立するのでどの様な運転環境にあっても大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、誤判定を防止できる。これにより、大気圧検出手段の異常にもかかわらず高地と判定し、空燃比補正又は点火時期補正、等が行なわれて、運転性、排ガスの悪化又はノッキングの発生等の不具合が発生するということを防止できる。
【００４２】
図１の大気圧検出手段の故障判定装置は、故障判定ルーチンにおけるステップs４では高所相当圧力ＢＰα以下での故障判定を行い、高所相当圧力ＢＰα以上でのスタックは判断していない。これにより、たとえ高所相当圧力より大きな平地側での出力状態で故障（スタック）していても大気圧センサ２３の故障信号を発しないこととなるので、故障を回復処理するまでの間に、他の制御系のモニタでの判定処理が大気圧検出手段の故障により禁止に陥る運転域がむやみに拡大することを防止できる。
【００４３】
次に、図１の大気圧検出手段の故障判定装置に代えて、上述の故障判定ルーチンにおけるステップs４を排除し、全大気圧領域で故障判定ルーチンを実行するように構成することもでき、ここでのエンジンコントローラ２は図３（ｂ）に示すように、大気圧検出手段の故障判定機能部を成す条件判定手段Ａ１、故障判定手段Ａ２を備える。ここで図３（ｂ）に示す大気圧検出手段の故障判定機能部と図１の大気圧検出手段の故障判定装置とを比較すると、ここでは高所相当値ＢＰα以下を判定する判定手段Ａ３が排除された点のみが相違し、その他の制御構成、制御機構部は同一である。このため、重複する説明の一部を排除し、その他の部分を簡略化して説明する。
【００４４】
図３（ｂ）に示す大気圧検出手段の故障判定装置を用いた場合、次のような制御構成を採ることとなる。なお、ここでは図６の初期チェックルーチン、図５の故障判定ルーチン（ステップs４を排除し、ステップs２、５間が２点鎖線で示すように接続される）等、を参照して説明する。
即ち、故障判定ルーチンのステップs２より直接ステップs５に進み、ステップs５のデータ算出処理ルーチン（図７参照）に達するとする。ここでもステップｂ１からステップｂ９までを図１の大気圧検出手段の故障判定装置の場合と同様に実行する。特に、ステップｂ９に達した時点で図２の第２日目の第３運転時の最大大気圧ＢＰＭＡＸと最小大気圧ＢＰＭＩＮの差分（＝｜ＢＰＭＡＸ−ＢＰＭＩＮ｜）を変化量ΔＢＰとして算出し、ステップｓ６で変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回るとステップｓ７に進む。ここでは今回の故障判定をクリアＣし、即ち、現在の運転回数Ｄｎをクリアし、メインルーチンに戻ることと成る。
【００４５】
このように、平地走行が経過日の第１日から第３日に７回行われるが、この間、平地走行にもかかわらず、第２日に気圧が低下し、この変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを上回ることで故障判定をクリアしている。
更に、図２の第２日目の第５運転時以降、２点鎖線ｓ２で示すように、大気圧センサ２３が作動せず、２点鎖線で示す大気圧ＢＰを継続しているものと仮定する。この場合、第５運転時の最大大気圧ＢＰＭＡＸと最小大気圧ＢＰＭＩＮの差分である変化量ΔＢＰがゼロに近く、所定量Δｂｐを下回る状態に陥る。
【００４６】
この場合、第５運転時の１ウオームアップサイクル（Ｗ／Ｕ）が終了し、次のエンジンキーオンで第６運転時に入る。第６運転時の初期チェックルーチンのステップａ３に達すると、再度、最大、最小大気圧ＢＰＭＡＸ，ＢＰＭＩＮ及び現在までの運転回数Ｄｎを不揮発メモリ２０３から読み込み、メインルーチンに戻り、ステップｓ５の現在値算出処理におけるステップｂ４に達すると、冷態始動より暖気が進んだ場合にのみ運転回数Ｄｎが１加算される。このようにして、運転回数Ｄｎが順次１ずつ加算され、この運転回数Ｄｎが１５に達するとする。例えば、図２での第９日目の第１９運転時に運転回数Ｄｎが所定回数Ｄαに達したと判断し、その時点で、ステップs８よりステップs９に進む。この時点まで大気圧センサ２３の変化量ΔＢＰが所定量Δｂｐを下回る状態にあり、スタックと見做すことができる。ここでは、故障コードを不揮発性メモリ２０３にセットし、図示しない警告灯の点灯処理を行い、この回の制御を終了してメインルーチンに戻る。
【００４７】
このように、高所相当圧力ＢＰαに達しない平地走行時においては車両の走行高度に変化がないが、この場合であっても気象変化等によって気圧変化量が所定量Δｂｐ程度は約１週間（ここでは運転回数Ｄｎが１５と推定している）の間に生じると見做し、この変化が生じなければスタックや劣化が発生していると合理的に判定でき、速やかな修復のための対応ができる。
上述のところにおいてエンジン１は吸気多岐管１６に燃料噴射弁３４より燃料噴射するマルチポイントインジェクション方式を採るものとして説明したが、筒内噴射エンジンに本発明を適用することもでき、同様の効果を得られる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、始動時のエンジン温度から所定温度上昇したことを検出すると共にエンジン温度が所定の暖機完了温度を越えたときにエンジンがキーオン始動から所定期間継続して運転されたと判定するので、他の特別なセンサを用いることなくエンジンの短期間の運転を排除してエンジンが継続運転されたことを判別することができる。更に、簡素な制御ロジックで大気圧検出手段のスタックや劣化を正確に検出することができ、速やかな修復のための対応ができる。また、運転された回数が一回のみでは正確な故障判定が出来ないが、所定回数を超えて初めて故障判定条件が成立するので車両の走行高度に変化がない場合であっても気象変化等による気圧変化を検出することが可能となり、どの様な運転環境にあっても大気圧検出手段の合理的な故障診断を行うことができ、誤判定を防止できる。これにより、大気圧検出手段の異常にもかかわらず高地と判定し、空燃比補正又は点火時期補正が行なわれて、運転性の悪化又はノッキングの発生等の不具合が発生するということを防止できる。
【００５０】
更に、大気圧検出手段の出力が所定の高所相当圧力以上で禁止されるように制御する場合、高所相当圧力以下でのみ大気圧検出手段の故障を判定するので、たとえ高所相当圧力より大きな低地側での出力状態で故障していても大気圧検出手段の故障信号を発しないこととなるので、故障を回復処理するまでの間に、他の制御系のモニタでの判定処理が大気圧検出手段の故障により禁止に陥ることとなる運転域がむやみに拡大することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての大気圧検出手段の故障判定装置を適用した車両のエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の車両の走行地域における大気圧及び走行経過の関連を示す波形図である。
【図３】図１の故障判定装置の制御構成を示すブロック図で、（ａ）は第１の実施形態、（ｂ）第２の実施形態を示す。
【図４】図１の車両のエンジンの水温変化特性図である。
【図５】図１の故障判定装置のエンジンコントローラが行う故障判定ルーチンのフローチャートである。
【図６】図１の故障判定装置のエンジンコントローラが行う初期チェックルーチンのフローチャートである。
【図７】図１の故障判定装置のエンジンコントローラが行うデータ算出ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジンコントローラ
２３ 大気圧センサ
３５ 水温センサ
ＢＰ 大気圧
Ａ１ 条件判定手段
Ａ２ 故障判定手段
Ａ３ 高所相当圧力値以下を判定する判定手段
ＢＰα 高所相当圧力値
Ｄｎ 運転回数
Ｄα 所定回数
Ｔｗ 水温
ΔＰｎ 変化量
ΔＰα 所定量
（Ｗ／Ｕ） １ウオームアップサイクル
Claims (2)
- エンジンへ吸入される空気の大気圧を検出する大気圧検出手段と、
上記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、
上記エンジンのキーオンによる始動後よりキーオフまでの間に、ウオームアップ処理に伴い上記エンジン温度が所定の暖気判定値を上回るのが判断されると上記エンジンに設けた記憶部に記憶する運転回数を１加算して更新すると共に、上記運転回数が所定回数を越えると故障を判定する条件が成立したと判定する条件判定手段と、
上記大気圧検出手段の大気圧検出値の変化量が所定量を上回る場合は上記記憶部の運転回数をクリアし、上記大気圧検出値の変化量が所定量を下回る状態で、上記条件判定手段による条件が成立したときに上記大気圧検出手段が故障であると判定する故障判定手段と、を備えることを特徴とする大気圧検出手段の故障判定装置。 - 請求項１記載の大気圧検出手段の故障判定装置において、
上記故障判定装置は上記大気圧検出手段の大気圧検出値が所定の高所相当圧力以下であることを判定する判定手段を備え、該高所相当圧力以下の判定時にのみ大気圧検出手段が故障であるか否か判定することを特徴とする請求項１記載の大気圧検出手段の故障判定装置。
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