JPH05321747A - Abnormality judging device of combustion pressure sensor - Google Patents
Abnormality judging device of combustion pressure sensorInfo
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- JPH05321747A JPH05321747A JP4127210A JP12721092A JPH05321747A JP H05321747 A JPH05321747 A JP H05321747A JP 4127210 A JP4127210 A JP 4127210A JP 12721092 A JP12721092 A JP 12721092A JP H05321747 A JPH05321747 A JP H05321747A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は燃焼圧センサの異常判定
装置に係り、特に内燃機関の筒内の燃焼圧を検出する燃
焼圧センサの異常を判定する燃焼圧センサの異常判定装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abnormality determining device for a combustion pressure sensor, and more particularly to an abnormality determining device for a combustion pressure sensor for determining an abnormality of a combustion pressure sensor for detecting combustion pressure in a cylinder of an internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、燃焼圧センサを用いて内燃機関の
筒内の燃焼圧を監視する装置として、燃焼圧センサの出
力信号を低周波成分と高周波成分に分離し、それらの信
号をそれぞれ低周波の正常信号及び高周波の正常信号と
比較して、筒内の燃焼状態を把握する装置が知られてい
る（特開昭６２−９５４３７）。2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for monitoring combustion pressure in a cylinder of an internal combustion engine using a combustion pressure sensor, an output signal of the combustion pressure sensor is separated into a low frequency component and a high frequency component, and these signals are respectively reduced. There is known a device for grasping the combustion state in the cylinder by comparing the normal signal of high frequency and the normal signal of high frequency (Japanese Patent Laid-Open No. 62-95437).
【０００３】上記従来の装置は、燃焼圧センサの出力信
号を低周波成分と高周波成分に分けて分析するため、精
度良く内燃機関の燃焼状態の監視をすることができ、特
に内燃機関の失火を適切に判断することができる。ま
た、燃焼圧センサの出力信号が所定の範囲内にあるか否
かを監視することにより、その出力信号が正常であるか
異常であるかを検出している。従って、燃焼圧センサの
系に断線や短絡が生じた際にはそれらの異常が検出さ
れ、所定の処理が行われる。Since the above-mentioned conventional device analyzes the output signal of the combustion pressure sensor by dividing it into a low frequency component and a high frequency component, it is possible to monitor the combustion state of the internal combustion engine with high accuracy, and particularly to prevent misfire of the internal combustion engine. You can make a proper judgment. Also, by monitoring whether the output signal of the combustion pressure sensor is within a predetermined range, it is detected whether the output signal is normal or abnormal. Therefore, when a disconnection or a short circuit occurs in the system of the combustion pressure sensor, those abnormalities are detected and a predetermined process is performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置は、燃焼圧センサの出力信号が正常であるか否かで、
異常の検出をしているため、バックファイヤ等により内
燃機関の筒内に異常圧力が生じ、燃焼圧センサが所定時
間以上継続して異常信号を出力した場合、燃焼圧センサ
は正常であるにもかかわらず異常として誤判定してしま
う。However, in the above-mentioned conventional device, it is determined whether the output signal of the combustion pressure sensor is normal or not.
Since an abnormal pressure is detected in the cylinder of the internal combustion engine due to backfire, etc., and the combustion pressure sensor outputs an abnormal signal continuously for a predetermined time or more, the combustion pressure sensor is normal. However, it will be erroneously determined as abnormal.
【０００５】バックファイヤを燃焼圧センサの異常であ
ると誤診断すると、燃焼圧センサは正常であるにもかか
わらず、その出力信号が異常であるとして制御上無効な
情報として処理して制御の精度を低下させたり、異常表
示をすることにより無用な点検を要したりすることにな
る。When the backfire is erroneously diagnosed as an abnormality of the combustion pressure sensor, the output signal of the combustion pressure sensor is abnormal although the combustion pressure sensor is normal, and the control signal is processed as invalid information to control the accuracy. It is necessary to perform unnecessary inspection by lowering the value or displaying an error.
【０００６】更に、上記従来の装置では、断線や短絡に
より燃焼圧センサから信号が出力しない場合は、それを
異常として検出することができるが、燃焼圧センサの感
度が劣化して振幅の小さい信号が出力されたり、動作点
がずれて波形が歪んだ信号が出力された場合には、異常
を検出することができない。Further, in the above-mentioned conventional device, when a signal is not output from the combustion pressure sensor due to disconnection or short circuit, it can be detected as an abnormality, but the sensitivity of the combustion pressure sensor deteriorates and a signal with a small amplitude is detected. Is output or a signal whose waveform is distorted due to a shift in the operating point is output, the abnormality cannot be detected.
【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、バックファイヤ等の内燃機関の異常と燃焼圧セ
ンサの異常とを分離して検出することができる燃焼圧セ
ンサの異常判定装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an abnormality determination device for a combustion pressure sensor capable of separately detecting an abnormality of an internal combustion engine such as backfire and an abnormality of a combustion pressure sensor. The purpose is to provide.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題は図１の原理
図に示すように、内燃機関の筒内圧力を検出して所定の
電気信号に変換して出力する燃焼圧センサ１内に設けら
れ、前記筒内圧力を検出する圧力検出部２の出力信号を
所定の上下限範囲内に制限して出力する出力信号リミッ
タ部３と、前記燃焼圧センサ１の出力信号に基づいて所
定の演算を行い、前記内燃機関の燃焼状態の代用特性値
を算出する演算装置４内に設けられ、前記燃焼圧センサ
１の出力信号が前記出力信号リミッタ部３により制限さ
れる所定の範囲内でない場合には、前記燃焼圧センサ１
が異常であると判定する異常検出部５とを設けることに
より解決される。As shown in the principle diagram of FIG. 1, the above-mentioned problems are provided in a combustion pressure sensor 1 for detecting the in-cylinder pressure of an internal combustion engine, converting it into a predetermined electric signal and outputting it. And a predetermined calculation based on the output signal of the combustion pressure sensor 1 and the output signal limiter unit 3 which limits the output signal of the pressure detection unit 2 for detecting the in-cylinder pressure within a predetermined upper and lower limit range and outputs the output signal. In the case where the output signal of the combustion pressure sensor 1 is not within the predetermined range limited by the output signal limiter unit 3, the output signal of the combustion pressure sensor 1 is provided in the arithmetic unit 4 for calculating the substitute characteristic value of the combustion state of the internal combustion engine. Is the combustion pressure sensor 1
The problem is solved by providing the abnormality detection unit 5 that determines that the is abnormal.
【０００９】更に、前記異常検出部５を、前記燃焼圧セ
ンサ１の出力信号が前記出力信号リミッタ部３により制
限される所定の範囲内でない場合、前記燃焼圧センサ１
に第１の異常が生じたと判定し、前記燃焼圧センサ１の
出力信号が前記出力信号リミッタ部３により制限される
所定の範囲内であり、且つ所定のクランク角度における
前記燃焼圧センサ１の出力信号が継続して所定の範囲内
にない場合、前記燃焼圧センサ１に第２の異常が生じた
と判定する構成とすることにより、燃焼圧センサに生じ
た異常が、断線や短絡であるのか、感度劣化や特性ずれ
であるのかが判別される。Further, when the output signal of the combustion pressure sensor 1 is not within the predetermined range limited by the output signal limiter unit 3, the abnormality detection unit 5 is operated to detect the combustion pressure sensor 1.
It is determined that the first abnormality has occurred, and the output signal of the combustion pressure sensor 1 is within a predetermined range limited by the output signal limiter unit 3 and the output of the combustion pressure sensor 1 at a predetermined crank angle. When the signal is not continuously within the predetermined range, by determining that the combustion pressure sensor 1 has the second abnormality, whether the abnormality that has occurred in the combustion pressure sensor is a disconnection or a short circuit, It is determined whether there is sensitivity deterioration or characteristic deviation.
【００１０】[0010]
【作用】上記の構成によれば、前記燃焼圧センサ１が正
常に動作している場合、前記演算装置４には常に前記出
力信号リミッタ部３に制限される範囲内の信号が出力さ
れる。すなわち、内燃機関にバックファイヤが発生して
も、燃焼圧センサ１は異常信号を出力しない。従って、
バックファイヤにより燃焼圧センサが異常であると判定
されることはない。According to the above configuration, when the combustion pressure sensor 1 is operating normally, the arithmetic unit 4 always outputs a signal within the range limited by the output signal limiter unit 3. That is, even if backfire occurs in the internal combustion engine, the combustion pressure sensor 1 does not output an abnormal signal. Therefore,
Backfire will not determine that the combustion pressure sensor is abnormal.
【００１１】また、前記出力信号リミッタ部３に異常が
生じたり、前記燃焼圧センサ１と前記演算装置４を接続
する電線が断線したり短絡した場合は、前記燃焼圧セン
サ１の出力信号が前記所定範囲から外れるため、異常検
出部５では前記燃焼圧センサ１の出力信号が異常である
と判定される。When an abnormality occurs in the output signal limiter section 3 or the electric wire connecting the combustion pressure sensor 1 and the arithmetic unit 4 is broken or short-circuited, the output signal of the combustion pressure sensor 1 is Since it is out of the predetermined range, the abnormality detection unit 5 determines that the output signal of the combustion pressure sensor 1 is abnormal.
【００１２】一方、前記燃焼圧センサの感度が劣化した
り、動作点がずれて出力信号の波形が歪んでいるような
場合には、その出力信号は前記出力信号リミッタ部３に
より制限される範囲内に収まるが、所定のクランク角度
における燃焼圧センサの出力信号の値が正常時の値とず
れた値になる。On the other hand, when the sensitivity of the combustion pressure sensor is deteriorated or the operating point is displaced and the waveform of the output signal is distorted, the output signal is limited by the output signal limiter section 3. However, the value of the output signal of the combustion pressure sensor at a predetermined crank angle becomes a value deviating from the normal value.
【００１３】従って、上記の構成によれば、前記燃焼圧
センサ１に第１の異常である断線等が発生したことが検
出されることに加えて、前記燃焼圧センサ１が正常に動
作しており、且つ所定のクランク角度における燃焼圧セ
ンサ１の出力信号が継続して所定の範囲内にない場合に
は、該燃焼圧センサ１に第２の異常である感度劣化また
は特性ずれが生じていることが検出される。Therefore, according to the above construction, in addition to detecting that the combustion pressure sensor 1 has a first abnormality such as disconnection, the combustion pressure sensor 1 operates normally. If the output signal of the combustion pressure sensor 1 at the predetermined crank angle is not continuously within the predetermined range, the combustion pressure sensor 1 has a second abnormality of sensitivity deterioration or characteristic deviation. Is detected.
【００１４】[0014]
【実施例】図２は本発明に係る燃焼圧センサの異常判定
装置の一実施例の構成図を示す。同図中１０は、本実施
例に使用する燃焼圧センサで、内燃機関の筒内に生じる
燃焼圧を検出できる部位に配置される。FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of a combustion pressure sensor abnormality determination device according to the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a combustion pressure sensor used in this embodiment, which is arranged at a portion where the combustion pressure generated in the cylinder of the internal combustion engine can be detected.
【００１５】燃焼圧センサ１０は半導体式の圧力検出部
１１で検出すべき圧力を所定の電気信号に変換してい
る。圧力検出部１１は等価回路がピエゾ抵抗１１ａ〜１
１ｄよりなるブリッジ回路で表され、そのブリッジ回路
の一方の対角頂点には５Ｖの直流電圧が印加され、直流
駆動されている。The combustion pressure sensor 10 converts the pressure to be detected by the semiconductor pressure detector 11 into a predetermined electric signal. The pressure detector 11 has an equivalent circuit of piezoresistors 11a to 1a.
It is represented by a bridge circuit composed of 1d, and a DC voltage of 5V is applied to one of the diagonal vertices of the bridge circuit to drive the bridge circuit.
【００１６】圧力検出部１１のブリッジ回路の他方の対
角頂点は、リップル除去部１２を構成するオペアンプ１
２ａの両極端子に、抵抗１２ｃ、１２ｄを介して接続さ
れている。オペアンプ１２ａは抵抗１２ｂにより負帰還
がかけられており、更に、その負極端子には抵抗１２ｅ
を介して電源電圧が印加されている。The other diagonal apex of the bridge circuit of the pressure detector 11 is an operational amplifier 1 which constitutes a ripple remover 12.
It is connected to the bipolar terminals of 2a through resistors 12c and 12d. The operational amplifier 12a is negatively fed back by the resistor 12b, and the negative terminal thereof has the resistor 12e.
The power supply voltage is applied via.
【００１７】このため、一定な電源電圧が供給されてい
る状態で圧力検出部１１に外部から圧力が加わりブリッ
ジ回路に生じた電位差がリップル除去部１２に入力した
場合、オペアンプ１２ａは負帰還増幅器として作用して
所定の電圧増幅を行う。Therefore, when the potential difference generated in the bridge circuit due to the external pressure applied to the pressure detection unit 11 while the constant power supply voltage is being supplied is input to the ripple removal unit 12, the operational amplifier 12a functions as a negative feedback amplifier. Acts to perform predetermined voltage amplification.
【００１８】一方、この状態で電源電圧が変動すると、
それに伴ってブリッジ回路に生じる電位差が変動する。
また、オペアンプ１２ａの両極端子間はイマジナリショ
ートの状態であるからブリッジ回路に生じる電位差が変
動すると抵抗１２ｃに流れる電流が変動する。On the other hand, if the power supply voltage fluctuates in this state,
Along with that, the potential difference generated in the bridge circuit fluctuates.
In addition, since the two terminals of the operational amplifier 12a are in an imaginary short-circuited state, the current flowing through the resistor 12c changes when the potential difference generated in the bridge circuit changes.
【００１９】ところで、本実施例のリップル除去部１２
は上記したように負極端子に抵抗１２ｅを介して電源電
圧が供給されている。このため、電源電圧が変動した場
合、抵抗１２ｅを流れる電流も変動する。すなわち、電
源電圧の変動による抵抗１２ｃを流れる電流の変動分
は、抵抗１２ｅを介して供給されることになり、抵抗１
２ｂを流れる電流には殆ど変動が生じない。従って、電
源電圧の変動によるリップルはリップル除去部１２によ
り除去され、増幅された圧力検出信号だけが後段の回路
に出力される。By the way, the ripple removing section 12 of the present embodiment.
As described above, the power supply voltage is supplied to the negative electrode terminal through the resistor 12e. Therefore, when the power supply voltage changes, the current flowing through the resistor 12e also changes. That is, the variation of the current flowing through the resistor 12c due to the variation of the power supply voltage is supplied through the resistor 12e, and the resistor 1
There is almost no change in the current flowing through 2b. Therefore, the ripple due to the fluctuation of the power supply voltage is removed by the ripple removing unit 12, and only the amplified pressure detection signal is output to the circuit in the subsequent stage.
【００２０】また、圧力検出部１１から出力される電圧
信号は、燃焼圧センサ１０の構造上、環境温度の変化に
応じて変動する。このため、リップル除去部１２から出
力された圧力検出信号は、コンデンサ１３ａ及び抵抗１
３ｂからなるハイパスフィルタ１３に入力される。In addition, the voltage signal output from the pressure detector 11 fluctuates in accordance with the change in environmental temperature due to the structure of the combustion pressure sensor 10. Therefore, the pressure detection signal output from the ripple removing unit 12 is the capacitor 13a and the resistor 1
It is input to the high pass filter 13 composed of 3b.
【００２１】ハイパスフィルタ１３で、環境温度の変化
に伴って変化する低周波成分を除去したあと、圧力検出
信号はボルテージホロワ１４ａに入力される。ボルテー
ジホロワ１４ａの出力端子は抵抗１４ｂ及び出力端子１
０ａを介して演算装置に相当する電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）１５に接続されるとともにダイオード１４ｃのアノ
ード及びダイオード１４ｄのカソードに接続されてい
る。The high-pass filter 13 removes low-frequency components that change with changes in environmental temperature, and then the pressure detection signal is input to the voltage follower 14a. The output terminal of the voltage follower 14a is the resistor 14b and the output terminal 1
0a to an electronic control unit (EC
U) 15 and the anode of the diode 14c and the cathode of the diode 14d.
【００２２】ダイオード１４ｃのカソードは４．８Ｖの
電源に接続しており、ダイオード１４ｄのアノードは
０．３２Ｖの電源に接続している。このため、ボルテー
ジホロワ１４ａの出力が４．８Ｖを超えると、ダイオー
ド１４ｃがオンになり、出力端子１０ａの電位は４．８
Ｖまで電圧降下する。同様に、ボルテージホロワ１４ａ
の出力が０．３２Ｖより低くなると、ダイオード１４ｄ
がオンとなり、出力端子１０ａの電位は０．３２Ｖまで
上昇する。尚、ボルテージホロワ１４ａ、抵抗１
４ｂ、ダイオード１４ｃは出力信号リミット部１４を
構成している。The cathode of the diode 14c is connected to the 4.8V power source, and the anode of the diode 14d is connected to the 0.32V power source. Therefore, when the output of the voltage follower 14a exceeds 4.8V, the diode 14c is turned on and the potential of the output terminal 10a becomes 4.8.
The voltage drops to V. Similarly, voltage follower 14a
When the output of becomes less than 0.32V, diode 14d
Is turned on, and the potential of the output terminal 10a rises to 0.32V. Incidentally, the voltage follower 14a, the resistor 1
4b and the diode 14c constitute the output signal limiter 14.
【００２３】図３は本実施例に使用する燃焼圧センサ１
０の断面側面図を示す。尚、同図において図２と同一の
部分には、同一の符号を付している。FIG. 3 shows a combustion pressure sensor 1 used in this embodiment.
0 shows a sectional side view of 0. In the figure, the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.
【００２４】燃焼圧センサ１０は、同図に示すようにハ
ウジング２１の細径部周囲に設けられたネジ部２１ａ
で、圧力検出面２２が内燃機関の筒内に位置するように
機関本 体に配置される。圧力検出面２２は、圧
力伝達部材２３、２４を介して圧力検出 部１１
に圧接されている。 この圧力検出部１１はハウジング
２１内部で、リー ド線２５を介してリップル除
去部１２、ハイパスフィルタ１３及び出力信号リミ
ット部１４を同一の基板上に構成する出力回路２６
と接続されている。また、出 力回路２６は端子
２７で出力端子１０ａに相当するリード２８と接続して
おり、 このリード２８を介してＥＣＵ１５と接
続している。図４はこの燃焼圧センサ１０の出力電圧
と、内燃機関のクランク角との関係を表す図を示す。同
図中、実線で示す波形は正常な信号で、破線で示す波形
はバックファイヤが発生した場合の異常な信号である。
また、一般に、内燃機関の燃焼圧は、同図に示すように
上死点の僅か前から上昇を始め、上死点後２０°ＣＡま
での間にピークを有している。The combustion pressure sensor 10 has a screw portion 21a provided around the small diameter portion of the housing 21 as shown in FIG.
Then, the pressure detection surface 22 is arranged in the main body of the engine so as to be located inside the cylinder of the internal combustion engine. The pressure detecting surface 22 is connected to the pressure detecting portion 11 via the pressure transmitting members 23 and 24.
Being pressed against. The pressure detection unit 11 is provided inside the housing 21 via a lead wire 25 with a ripple removal unit 12, a high-pass filter 13 and an output signal limiter.
Output circuit 26 that configures the output unit 14 on the same substrate
Connected with. Further, the output circuit 26 is connected to the lead 28 corresponding to the output terminal 10a at the terminal 27, and is connected to the ECU 15 via the lead 28. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the output voltage of the combustion pressure sensor 10 and the crank angle of the internal combustion engine. In the figure, the waveform indicated by the solid line is a normal signal, and the waveform indicated by the broken line is an abnormal signal when backfire occurs.
Further, in general, the combustion pressure of the internal combustion engine begins to rise slightly before top dead center and has a peak up to 20 ° CA after top dead center as shown in FIG.
【００２５】上記したように燃焼圧センサ１０の出力端
子電圧は、０．３２Ｖ〜４．８Ｖに制限されている。こ
のため、この燃焼圧センサ１０が正常に動作している限
り、演算装置に相当するＥＣＵ１５に入力される信号が
この範囲から外れることはなく、同図において異常信号
として示した波形も４．８Ｖを超えていない。As described above, the output terminal voltage of the combustion pressure sensor 10 is limited to 0.32V to 4.8V. Therefore, as long as the combustion pressure sensor 10 is operating normally, the signal input to the ECU 15 corresponding to the arithmetic unit does not deviate from this range, and the waveform shown as an abnormal signal in FIG. Has not exceeded.
【００２６】一方、本実施例の燃焼圧センサ１０とＥＣ
Ｕ１５を接続する電線が断線または短絡したり、燃焼圧
センサ１０の駆動電源系に異常が発生した場合には、出
力信号リミット部１４の有無によらず、ＥＣＵ１５には
０Ｖまたは、５Ｖの信号が送信される。On the other hand, the combustion pressure sensor 10 and the EC of this embodiment
When the electric wire connecting U15 is broken or short-circuited or an abnormality occurs in the drive power supply system of the combustion pressure sensor 10, the ECU 15 receives a signal of 0V or 5V regardless of the presence or absence of the output signal limit unit 14. Sent.
【００２７】従って、ＥＣＵ１５側で燃焼圧センサ１０
の出力電圧が０．３２Ｖ〜４．８Ｖに制限されているか
否かを監視することにより、内燃機関のバックファイヤ
の影響を受けずに燃焼圧センサ１０が正常に動作してい
るか否かを判定することができる。Therefore, the combustion pressure sensor 10 is provided on the ECU 15 side.
It is determined whether the combustion pressure sensor 10 is operating normally without being affected by backfire of the internal combustion engine by monitoring whether the output voltage of the engine is limited to 0.32V to 4.8V. can do.
【００２８】次に、ＥＣＵ１５が実施している処理につ
いて説明する。ＥＣＵ１５は燃焼圧センサ１０が正常に
動作しているかを監視しながら、燃料圧センサ１０の出
力信号に基づいて、内燃機関が出力するトルクの代用特
性値ＰＴＲＱを算出している。この代用特性値ＰＴＲＱ
は、吸気から排気までの一連の過程における所定のクラ
ンク角度毎に、燃焼圧センサ１０が検出した筒内圧力に
所定の補正係数を乗じて積算した値である。Next, the processing executed by the ECU 15 will be described. The ECU 15 calculates the substitute characteristic value PTRQ of the torque output from the internal combustion engine based on the output signal of the fuel pressure sensor 10 while monitoring whether the combustion pressure sensor 10 is operating normally. This substitute characteristic value PTRQ
Is a value obtained by multiplying the in-cylinder pressure detected by the combustion pressure sensor 10 by a predetermined correction coefficient and integrating the value for each predetermined crank angle in a series of processes from intake to exhaust.
【００２９】以下、図５〜図７に基づいてＰＴＲＱの演
算方法について説明する。図５は、燃焼圧センサ１０の
出力とクランク角度の関係を示す。ＥＣＵ１５には、ク
ランク角度センサからクランク角度の情報が入力されて
おり、本実施例においては、同図に示すクランク角度に
おいて燃焼圧センサ１０の出力信号を取り込んでいる。
また、図６はその出力信号の取り込みルーチンを示して
いる。The method of calculating the PTRQ will be described below with reference to FIGS. FIG. 5 shows the relationship between the output of the combustion pressure sensor 10 and the crank angle. Information of the crank angle is input to the ECU 15 from the crank angle sensor, and in the present embodiment, the output signal of the combustion pressure sensor 10 is fetched at the crank angle shown in FIG.
Further, FIG. 6 shows a routine for fetching the output signal.
【００３０】図５及び図６において、クランク角度が進
行して、クランク角度センサの信号に基づいてＥＣＵ１
５が上死点前（ＢＴＤＣ）１７５°ＣＡであると判別す
ると（ステップ１０１）、そのときの燃焼圧センサ１０
の出力信号ＶＣＰ0 を取り込む（ステップ１０２）。こ
のＶＣＰ0 は燃焼圧センサ１０の基準出力を表し、燃焼
圧センサの製造上のバラツキや、温度による出力変化を
補正するために用いる値である。このため、安定した値
である必要があり、内燃機関の筒内圧力に変動がないＢ
ＴＤＣ１７５°ＣＡにおける燃焼圧センサ１０の出力信
号値としている。In FIG. 5 and FIG. 6, the crank angle advances, and the ECU 1 is operated based on the signal from the crank angle sensor.
When it is determined that the pressure 5 is before the top dead center (BTDC) 175 ° CA (step 101), the combustion pressure sensor 10 at that time is detected.
Of the output signal VCP 0 of (step 102). This VCP 0 represents the reference output of the combustion pressure sensor 10, and is a value used to correct manufacturing variations of the combustion pressure sensor and output changes due to temperature. For this reason, it is necessary that the value be stable, and there is no fluctuation in the cylinder pressure of the internal combustion engine
It is the output signal value of the combustion pressure sensor 10 at TDC 175 ° CA.
【００３１】次いで、クランク角度が進行して、クラン
ク角度が上死点後（ＡＴＤＣ）５°ＣＡであると判別さ
れると（ステップ１０３）、内燃機関の燃焼圧の第１の
サンプリング値としてその時の出力信号ＶＣＰ1 を取り
込む（ステップ１０４）。Next, when the crank angle advances and it is determined that the crank angle is 5 ° CA after top dead center (ATDC) (step 103), the first sampling value of the combustion pressure of the internal combustion engine is then set. Of the output signal VCP 1 of (step 104).
【００３２】以下同様に、燃焼圧がピークを越えた直後
にあたるＡＴＤＣ２０°ＣＡで（ステップ１０５）、第
２のサンプリング値ＶＣＰ2 を取り込み（ステップ１０
６）、燃焼圧の急激な変化が治まるＡＴＤＣ３５°ＣＡ
で（ステップ１０７）、第３のサンプリング値ＶＣＰ3
（ステップ１０８）、更にＡＴＤＣ５０°ＣＡ（ステッ
プ１０９）で第４のサンプリング値を取り込んで（ステ
ップ１１０）処理を終了する。Similarly, at the ATDC 20 ° CA immediately after the combustion pressure exceeds the peak (step 105), the second sampling value VCP 2 is fetched (step 10).
6), ATDC 35 ° CA where sudden changes in combustion pressure subside
(Step 107), the third sampling value VCP 3
(Step 108) Further, the fourth sampling value is taken in at ATDC 50 ° CA (Step 109) (Step 110), and the process ends.
【００３３】図７は上記のルーチンで取り込んだ値か
ら、内燃機関の出力トルクの代用特性値ＰＴＲＱを算出
するルーチンを示す。このＰＴＲＱ算出ルーチンは、ク
ランク角度が７２０°ＣＡ回転するごとに起動するルー
チンで、吸気〜排気のサイクル毎にＰＴＲＱが算出され
る。算出されたＰＴＲＱは点火タイミングの制御にフィ
ードバックされて、その値が最大となるように点火タイ
ミングを遅角制御するのに用いられる。FIG. 7 shows a routine for calculating the substitute characteristic value PTRQ of the output torque of the internal combustion engine from the value fetched in the above routine. This PTRQ calculation routine is a routine that is started each time the crank angle rotates by 720 ° CA, and the PTRQ is calculated for each intake-exhaust cycle. The calculated PTRQ is fed back to the control of the ignition timing, and is used to retard the ignition timing so that its value becomes maximum.
【００３４】上記したように燃焼圧センサ１０の出力
が、温度等の影響により変動するために、その絶対値か
ら出力トルクの代用特性値は算出できない。このため、
ＰＴＲＱ算出ルーチンが起動すると、先ず、各サンプリ
ング値ＶＣＰｎから、基準出力ＶＣＰ0 を減じて各サン
プリング値の相対値化を行い、次いで補正係数Ｋ1 を乗
じて補正値ＣＰｎを求める（ステップ１１１）。従っ
て、ＣＰｎは各サンプリングを行ったクランク角度にお
ける筒内燃焼圧を相対的に表す値である。As described above, the output of the combustion pressure sensor 10 fluctuates due to the influence of temperature and the like, so that the substitute characteristic value of the output torque cannot be calculated from its absolute value. For this reason,
When the PTRQ calculation routine is started, first, the reference output VCP 0 is subtracted from each sampling value VCPn to make each sampling value a relative value, and then the correction coefficient K 1 is multiplied to obtain the correction value CPn (step 111). Therefore, CPn is a value relatively representing the in-cylinder combustion pressure at the crank angle at which each sampling is performed.
【００３５】また一般に、あるクランク角度における内
燃機関の出力トルクは、燃焼圧により一義的に決まる。
このため、上記のＣＰｎに各クランク角度毎に決まる補
正係数を乗じると、ＡＴＤＣ５°ＣＡ、２０°ＣＡ、３
５°ＣＡ、５０°ＣＡにおける出力トルクが求まる。Generally, the output torque of the internal combustion engine at a certain crank angle is uniquely determined by the combustion pressure.
Therefore, when the above CPn is multiplied by the correction coefficient determined for each crank angle, ATDC is 5 ° CA, 20 ° CA, 3
The output torque at 5 ° CA and 50 ° CA can be obtained.
【００３６】一方、本実施例の装置は、内燃機関の出力
トルクの検出精度を向上させるため、これらの各サンプ
リング値から算出した出力トルクを積算して、吸気〜排
気のサイクル間に発生したトルクの代用特性値ＰＴＲＱ
としている。本実施例の装置においては、各クランク角
度毎に決まる補正係数をα1 〜α3 と、演算値補正係数
Ｋ2 を用いて、ＰＴＲＱ＝Ｋ2 ×（α1 ＣＰ1 ＋α2 Ｃ
Ｐ2 ＋α3 ＣＰ3 ＋α 4 ＣＰ4 ）として算出している
（ステップ１１２）。On the other hand, the device of this embodiment is designed to output the power of the internal combustion engine.
In order to improve the torque detection accuracy, each of these samples
Integrate the output torque calculated from the ring value to
Substitution characteristic value PTRQ of torque generated during qi cycle
I am trying. In the device of this embodiment, each crank angle
The correction coefficient determined for each degree is α1~ Α3And calculated value correction coefficient
K2Using, PTRQ = K2× (α1CP1+ Α2C
P2+ Α3CP3+ Α FourCPFour) Is calculated as
(Step 112).
【００３７】次に、ＥＣＵ１５が実行する燃焼圧センサ
の診断ルーチンについて、図８のフローチャートに基づ
いて説明する。また、このルーチンもＰＴＲＱ算出ルー
チンと同様にクランク角度が７２０°ＣＡ回転する毎に
起動する。Next, the diagnosis routine of the combustion pressure sensor executed by the ECU 15 will be described with reference to the flowchart of FIG. Also, this routine is activated every time the crank angle rotates by 720 ° CA, as in the PTRQ calculation routine.
【００３８】上記の燃焼圧取り込みルーチンで取り込ん
で、ＥＣＵ１５内に保管しておいた燃焼圧センサの出力
信号を読み込んで（ステップ１２１）、各サンプリング
値ＶＣＰｎが０．３２Ｖより小さいか、または４．８Ｖ
以上かを判別する（ステップ１２２）。3. Each sampling value VCPn is smaller than 0.32V or read by the output signal of the combustion pressure sensor stored in the ECU 15 by the above combustion pressure fetching routine and stored in the ECU 15 (step 121). 8V
It is determined whether or not the above (step 122).
【００３９】上記したように、燃焼圧センサ１０が正常
に動作している場合、ＶＣＰｎは０．３２Ｖ〜４．８Ｖ
の間に制限されている。すなわち、ＶＣＰｎがこの範囲
内にないのは、燃焼圧センサ１０とＥＣＵ１５を接続す
る電線に、断線や短絡の異常が生じたか、燃焼圧センサ
１０が全く機能していない場合だけである。As described above, when the combustion pressure sensor 10 is operating normally, VCPn is 0.32V to 4.8V.
Is restricted between. That is, VCPn does not fall within this range only when the wire connecting the combustion pressure sensor 10 and the ECU 15 has an abnormality such as a disconnection or a short circuit, or the combustion pressure sensor 10 is not functioning at all.
【００４０】従って、本実施例においてはＶＣＰｎが上
記の範囲内にないと判別された場合、第１の異常に相当
する断線または短絡の発生を表すＸＤＣＰＳ１フラグに
“１”を立てた後（ステップ１２３）、異常処理ルーチ
ン（フェイルセーフ処理）を実行する。一方、ＶＣＰｎ
が正常な値である場合は、燃焼圧センサ１０は正常に動
作していると判定され、ＸＤＣＰＳ１フラグを“０”と
して（ステップ１２４）先に進む。Therefore, in this embodiment, when it is determined that VCPn is not within the above range, the XDCPS1 flag representing the occurrence of the disconnection or short circuit corresponding to the first abnormality is set to "1" (step 123), the abnormality processing routine (fail safe processing) is executed. On the other hand, VCPn
Is a normal value, it is determined that the combustion pressure sensor 10 is operating normally, the XDCPS1 flag is set to "0" (step 124), and the routine proceeds.
【００４１】燃焼圧センサ１０が正常に動作していると
判定された場合、続いて、その動作点が正常であるか否
かが判定される（ステップ１２５）。本実施例の燃焼圧
センサ１０は初期状態においてＶＣＰ0 が１Ｖより小さ
くなるように設定されている。この動作点がずれてＶＣ
Ｐ0 が大きくなると、燃焼圧センサ１０の出力の有効範
囲が狭くなり、ひいてはＶＣＰｎがクランプ電圧にかか
って歪んだ燃焼圧信号を出力することになる。If it is determined that the combustion pressure sensor 10 is operating normally, then it is determined whether the operating point is normal (step 125). The combustion pressure sensor 10 of this embodiment is set so that VCP 0 is smaller than 1 V in the initial state. This operating point is shifted and VC
When P 0 increases, the effective range of the output of the combustion pressure sensor 10 becomes narrower, and VCPn outputs a distorted combustion pressure signal due to the clamp voltage.
【００４２】本実施例においては、ＥＣＵ１５の応答性
で十分信号処理を行える、機関回転数ＮＥが４０００ｒ
ｐｍより小さい領域において、ＶＣＰ0 が７０回連続し
て１．５Ｖ以上と検出された場合、燃焼圧センサ１０の
動作点がずれていると判定する。動作点がずれていると
判定した場合、この異常の発生を表すＸＤＣＰＳ２フラ
グに“１”をたてた後（ステップ１２６）、異常処理ル
ーチン（フェイルセーフ処理）を実行する。一方、ＶＣ
Ｐ0 が正常である場合は、ＸＤＣＰＳ２フラグを“０”
として（ステップ１２７）先に進む。In this embodiment, the engine speed NE is 4000 r, which is sufficient for signal processing with the response of the ECU 15.
In a region smaller than pm, when VCP 0 is detected to be 1.5 V or more 70 times consecutively, it is determined that the operating point of the combustion pressure sensor 10 is deviated. When it is determined that the operating point is deviated, the XDCPS2 flag indicating the occurrence of this abnormality is set to "1" (step 126), and then the abnormality processing routine (fail safe processing) is executed. On the other hand, VC
If P 0 is normal, set the XDCPS2 flag to “0”.
(Step 127) and proceed.
【００４３】上記のステップで燃焼圧センサ１０が動作
しており、かつ動作点が正常であることが保証された場
合、その感度が劣化していないかを判定する（ステップ
１２８）。When the combustion pressure sensor 10 is operating and the operating point is guaranteed to be normal in the above steps, it is determined whether the sensitivity is deteriorated (step 128).
【００４４】このため、燃焼圧センサ１０の感度劣化を
検出する必要があり、本実施例の装置においては、内燃
機関が定常状態にあり、かつＰＴＲＱが連続して２５５
回０．５Ｎｍ未満となった場合に、燃焼圧センサ１０の
感度劣化を検出する。Therefore, it is necessary to detect the sensitivity deterioration of the combustion pressure sensor 10. In the apparatus of this embodiment, the internal combustion engine is in a steady state and the PTRQ is continuously 255.
When the number of times is less than 0.5 Nm, the sensitivity deterioration of the combustion pressure sensor 10 is detected.
【００４５】尚、本実施例においては、３０００≧ＮＥ
≧２０００、吸気管内圧力（ＰＩＭ）≧３００ｍｍＨ
ｇ、冷却水温（ＴＨＷ）≧８５℃の各条件が同時に満足
される状態を、内燃機関の定常状態としている。また、
これらの条件は、必要に応じて取捨選択してもよく、リ
ーンバーン制御中でないこと、スロットル開度（ＶＴ
Ａ）が１０°以上であること、フューエルカット中でな
いこと、ＴＨＷ・ＰＩＭ・ＶＴＡのフェイルを検出して
いないこと等の条件を追加しても良い。In this embodiment, 3000 ≧ NE
≧ 2000, intake pipe pressure (PIM) ≧ 300mmH
g, the state where the cooling water temperature (THW) ≧ 85 ° C. is simultaneously satisfied is the steady state of the internal combustion engine. Also,
These conditions may be selected as necessary, and the lean burn control is not being performed and the throttle opening (VT
Conditions such as A) being 10 ° or more, that fuel cut is not being performed, and that THW / PIM / VTA fail has not been detected may be added.
【００４６】上記の条件下で、燃焼圧センサ１０の感度
が劣化していると判定された場合、その異常を表すＸＤ
ＣＰＳ３フラグに“１”を立てて（ステップ１２９）、
異常処理ルーチン（フェイルセーフ処理）を実行する。
一方、燃焼圧センサ１０の感度が正常であると判定され
た場合は、ＸＤＣＰＳ３フラグを“０”として（ステッ
プ１３０）処理を終了する。If it is determined that the sensitivity of the combustion pressure sensor 10 is deteriorated under the above conditions, XD indicating the abnormality is detected.
Set "1" to the CPS3 flag (step 129),
Executes an abnormality processing routine (fail safe processing).
On the other hand, when it is determined that the sensitivity of the combustion pressure sensor 10 is normal, the XDCPS3 flag is set to "0" (step 130), and the process ends.
【００４７】上記したように、本実施例の燃焼圧センサ
の異常判定装置では、燃焼圧センサ１０に生じる異常
を、断線または短絡、動作点ずれ、感度劣化の３態様別
に検出することができる。このため、フェイルセーフ処
理をきめこまやかに行うことができる。As described above, the abnormality determination device for the combustion pressure sensor according to the present embodiment can detect the abnormality occurring in the combustion pressure sensor 10 for each of the three modes of disconnection or short circuit, operating point deviation, and sensitivity deterioration. Therefore, the fail-safe processing can be performed finely.
【００４８】更に、本実施例の装置では、バックファイ
ヤ等燃焼圧センサ１０以外の部位で生じた異常と、燃焼
圧センサ１０自身の異常とを分けて検出することができ
る。このため、無用なフェイルセーフ処理を行って内燃
機関の燃焼効率を低下させたり、無用な点検整備を行う
ことがない。Further, in the apparatus of this embodiment, it is possible to separately detect an abnormality that has occurred in a portion other than the combustion pressure sensor 10 such as backfire and an abnormality of the combustion pressure sensor 10 itself. Therefore, unnecessary fail-safe processing is not performed to reduce the combustion efficiency of the internal combustion engine, and unnecessary inspection and maintenance are not performed.
【００４９】尚、本実施例においては、異常を検出する
とフェイルセーフ処理を実行することとしているが、フ
ェイルセーフ処理において、燃焼圧センサ１０が正常な
信号を出力していると認識したときは、異常を解除して
（ＸＤＣＰＳｎフラグを“０”として）再び正常な処理
を実行するようにしてもよい。In this embodiment, the fail safe process is executed when an abnormality is detected. However, in the fail safe process, when it is recognized that the combustion pressure sensor 10 outputs a normal signal, It is also possible to cancel the abnormality (set the XDCPSn flag to “0”) and execute the normal processing again.
【００５０】また、このとき燃焼圧センサ１０に異常が
発生した履歴を残すため、ダイアグノーシス用に他のフ
ラグ（例えばＸＤＴＥＳＴフラグ）を“１”とするよう
にしてもよい。Further, at this time, in order to leave a history of occurrence of abnormality in the combustion pressure sensor 10, another flag (for example, XDTEST flag) may be set to "1" for diagnosis.
【００５１】[0051]
【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、燃焼圧センサが動作している限り、その出力信号が
所定範囲から外れることはない。このため、内燃機関に
バックファイヤが発生して、筒内に異常圧力が生じたよ
うな場合でも、演算手段はそれを異常であるとは判定し
ない。従って、従来の装置のように無用なフェールセー
フ処理を行うことがなく、また無用な点検整備を行う必
要もなくなる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the output signal of the combustion pressure sensor does not deviate from the predetermined range as long as the combustion pressure sensor is operating. Therefore, even if backfire occurs in the internal combustion engine and an abnormal pressure occurs in the cylinder, the calculation means does not determine that the abnormality is abnormal. Therefore, unlike the conventional device, unnecessary fail-safe processing is not performed, and unnecessary inspection and maintenance are not required.
【００５２】更に、請求項２記載の発明によれば、燃焼
圧センサに生じる異常を、断線または短絡、動作点ず
れ、及び感度劣化の３態様に分けて検出することができ
る。従って、フェイルセーフ処理をその態様ごとにおこ
なうことができ、きめのこまかい対応をすることができ
る。Further, according to the second aspect of the present invention, the abnormality occurring in the combustion pressure sensor can be detected in three modes of disconnection or short circuit, operating point shift, and sensitivity deterioration. Therefore, the fail-safe process can be performed for each mode, and detailed measures can be taken.
【図１】本発明に係る燃焼圧センサの異常判定装置の原
理図である。FIG. 1 is a principle diagram of an abnormality determination device for a combustion pressure sensor according to the present invention.
【図２】本発明に係る燃焼圧センサの異常判定装置の一
実施例の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of an abnormality determination device for a combustion pressure sensor according to the present invention.
【図３】本実施例に使用する燃焼圧センサの断面側面図FIG. 3 is a sectional side view of a combustion pressure sensor used in this embodiment.
【図４】本実施例に使用する燃焼圧センサの出力信号と
クランク角度の関係を表す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an output signal of a combustion pressure sensor used in this embodiment and a crank angle.
【図５】本実施例に使用する燃焼圧センサの圧力検出部
の出力信号とクランク角度の関係を表す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an output signal of a pressure detection unit of a combustion pressure sensor used in this embodiment and a crank angle.
【図６】本実施例の装置に使用する燃焼圧取り込みルー
チンを表す図である。FIG. 6 is a diagram showing a combustion pressure intake routine used in the apparatus of the present embodiment.
【図７】本実施例の装置に使用するＰＴＲＱ算出ルーチ
ンを表す図である。FIG. 7 is a diagram showing a PTRQ calculation routine used in the apparatus of the present embodiment.
【図８】本実施例の装置に使用する燃焼圧センサ診断ル
ーチンを表す図である。FIG. 8 is a diagram showing a combustion pressure sensor diagnosis routine used in the apparatus of the present embodiment.
１、１０ 燃焼圧センサ ２、１１ 圧力検出部 ３、１４ 出力信号リミット部 ４ 演算装置 ５ 異常検出部 １５ ＥＣＵ 1, 10 Combustion pressure sensor 2, 11 Pressure detection unit 3, 14 Output signal limit unit 4 Computing device 5 Abnormality detection unit 15 ECU
Claims (2)
変換して出力する燃焼圧センサ内に設けられ、筒内圧力
を検出する圧力検出部の出力信号を所定の上下限範囲内
に制限して出力する出力信号リミッタ部と、 前記燃焼圧センサの出力信号に基づいて所定の演算を行
い、前記内燃機関の燃焼状態の代用特性値を算出する演
算装置内に設けられ、前記燃焼圧センサの出力信号が前
記出力信号リミッタ部により規制される所定の範囲内で
ない場合には、前記燃焼圧センサが異常であると判定す
る異常検出部とを備えることを特徴とする燃焼圧センサ
の異常判定装置。1. A combustion pressure sensor for converting a cylinder internal pressure of an internal combustion engine into a predetermined electric signal and outputting the electric signal, and an output signal of a pressure detector for detecting the cylinder internal pressure within a predetermined upper and lower limit range. An output signal limiter section for limiting and outputting, and performing a predetermined calculation based on the output signal of the combustion pressure sensor, provided in a calculation device for calculating a substitute characteristic value of the combustion state of the internal combustion engine, the combustion pressure Abnormality of the combustion pressure sensor, comprising: an abnormality detection unit that determines that the combustion pressure sensor is abnormal when the output signal of the sensor is not within a predetermined range regulated by the output signal limiter unit. Judgment device.
出力信号が前記出力信号リミッタ部により制限される所
定の範囲内でない場合、前記燃焼圧センサに第１の異常
が生じたと判定し、前記燃焼圧センサの出力信号が前記
出力信号リミッタ部により制限される所定の範囲内であ
り、且つ所定のクランク角度における前記燃焼圧センサ
の出力信号が所定の範囲内にない場合、前記燃焼圧セン
サに第２の異常が生じたと判定することを特徴とする請
求項１記載の燃焼圧センサの異常判定装置。2. The abnormality detecting unit determines that a first abnormality has occurred in the combustion pressure sensor when the output signal of the combustion pressure sensor is not within a predetermined range limited by the output signal limiter unit, When the output signal of the combustion pressure sensor is within a predetermined range limited by the output signal limiter and the output signal of the combustion pressure sensor at a predetermined crank angle is not within the predetermined range, the combustion pressure sensor The abnormality determination device for a combustion pressure sensor according to claim 1, wherein it is determined that the second abnormality has occurred.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127210A JPH05321747A (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Abnormality judging device of combustion pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127210A JPH05321747A (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Abnormality judging device of combustion pressure sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05321747A true JPH05321747A (en) | 1993-12-07 |
Family
ID=14954453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4127210A Pending JPH05321747A (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Abnormality judging device of combustion pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05321747A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-05-20 JP JP4127210A patent/JPH05321747A/en active Pending
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