WO2014057850A1 - エンジンの制御装置および制御方法 - Google Patents

エンジンの制御装置および制御方法 Download PDF

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正史 柴山
将利 渡邊
鈴木　裕介
裕 澤田
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富士通テン株式会社
トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining abnormality of a sensor provided in an engine.
  • the output state may be the same as the stack state depending on the combustion state of the engine.
  • the combustion state in the cylinder also changes depending on its operating state, and the peak value detected by the sensor changes. It's not easy. For example, there is a possibility that a determination cycle that does not reach the output range of the sensor value that causes the stack until it can be determined that the stack is abnormal may occur.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and an object of the present invention is to provide an engine control apparatus and control method capable of accurately detecting a sensor stack abnormality. .
  • the present invention is an engine control device that controls an engine, and includes a stack detection unit, a count processing unit, a stack value storage control unit, an abnormality determination unit, .
  • the stack detection unit detects a stack state in which the detection value of the sensor that detects the combustion state of the engine does not change during the determination period based on the engine operation cycle.
  • the count processing unit counts up the counter when the stack detection unit detects a stack state during the determination period.
  • the stack value storage control unit stores the detection value of the sensor when the stack state is detected in the storage unit as a stack value.
  • the abnormality determination unit determines that the sensor is in a stack abnormality when the count value by the count processing unit is equal to or greater than an abnormality determination threshold, and the sensor detected during the determination period When the maximum value of the detection values is lower than the value stored in the stack value storage unit and the stack state is not detected by the stack detection unit during the determination period, the count processing unit The counter is not counted up and the counter is not reset.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overview of an engine control apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the upper stack.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of determination of a stack abnormality.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a stack abnormality determination.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of determination of a stack abnormality.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of determination of a stack abnormality.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a flow of determination of a stack abnormality.
  • a cylinder pressure sensor is used as an example of a sensor that detects the state of the engine.
  • an abnormality of the in-cylinder pressure sensor is determined will be specifically described as main control of the engine control apparatus according to the present embodiment, but the present invention is not limited to the following embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an engine control device
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an upper stack.
  • the engine control apparatus is a microcomputer 3 mounted in an engine control unit (ECU) 2 employed as a fuel injection control apparatus or the like. it can.
  • ECU engine control unit
  • the microcomputer 3 has a function of calculating the in-cylinder pressure of the cylinder of the engine and a function of detecting the upper stack from the calculation result.
  • the microcomputer 3 is electrically connected to a plurality of in-cylinder pressure sensors 1 provided corresponding to the cylinders of the engine 10 via a low-pass filter 21.
  • a 4-cylinder engine is used as an example of an engine to be controlled.
  • the upper stack occurs when the in-cylinder pressure sensor 1 is in an abnormal state called a so-called stack abnormality.
  • the sensor value of the in-cylinder pressure sensor 1 sticks to a constant value, and the sensor value is The upper part of the waveform shown is a truncated state from the shape of the normal combustion state.
  • the stack detection unit 5 of the microcomputer 3 can detect the upper stack from the fluctuation waveform of the detection value of the in-cylinder pressure sensor 1.
  • combustion control of the engine 10 may be performed using a physical quantity such as a calorific value calculated using the detected in-cylinder pressure, it is preferable to accurately determine whether the in-cylinder pressure sensor 1 is abnormal.
  • the in-cylinder pressure sensor 1 can be easily determined as having an abnormality rather than a complicated configuration. Therefore, the stack abnormality can be accurately detected by the configuration shown in FIG.
  • the microcomputer 3 has a calculation function for calculating the in-cylinder pressure by converting the voltage into the in-cylinder pressure or executing various corrections. As shown in FIG. And a stack value storage control unit 70 for controlling the stack value storage unit 7 serving as a stack value storage unit, and an abnormality determination unit 9.
  • the counter 6 has a function of counting the number of times the upper stack is detected by the stack detection unit 5 for a predetermined period, and this is controlled by the count processing unit 60.
  • the stack value storage unit 7 stores the in-cylinder pressure value detected by the in-cylinder pressure sensor 1 when the stack detection unit 5 detects the upper stack as the stack value P.
  • the stack value storage unit 7 is controlled by the stack value storage control unit 70.
  • the abnormality determination unit 9 sets the stack value P stored in the determination period T at the beginning of determination among the stack values stored in the stack value storage unit 7 as a reference value, and after the determination starts, the counter If the count value of the upper stack below the reference value among the count values counted by 6 reaches a certain number of times, that is, if an abnormality determination threshold value is abnormal, the in-cylinder pressure sensor 1 has a stack abnormality. Is determined.
  • FIG. 3 to 6 are explanatory diagrams showing an example of determination of a stack abnormality of the in-cylinder pressure sensor 1 according to the embodiment.
  • FIG. 7 shows a flow of determination of a stack abnormality of the in-cylinder pressure sensor 1 according to the embodiment. It is explanatory drawing.
  • T indicates a determination period (determination cycle), which is set based on the engine operation cycle.
  • “In-cylinder pressure (sensor value)” is indicated by a waveform in which the in-cylinder pressure value detected by the in-cylinder pressure sensor 1 is plotted.
  • the “upper stack cumulative counter” indicates a count value that is a count result by the counter 6.
  • the “upper stack determination flag” is a flag indicating a determination result by the abnormality determination unit 9, a circle mark at the right end indicates that it is determined that the stack is abnormal, and a mark “X” indicates that the stack is not abnormal. Indicates.
  • the abnormality determination unit 9 determines that the in-cylinder pressure sensor 1 has a stack abnormality when the count value obtained by the count processing unit 60 is equal to or greater than the abnormality determination threshold value.
  • the maximum detected value of the in-cylinder pressure sensor 1 detected during the determination period T is lower than the stack value P stored in the stack value storage unit 7 that is a stack value storage unit, and the determination period When the stack state is not detected by the stack detection unit 5 during T,..., The count processing unit 60 does not count up the counter 6 and does not reset the counter 6.
  • the abnormality determination unit 9 performs, for example, a lower-level upper stack S2, which is equal to or lower than the reference value, as illustrated.
  • S3 the counter value is counted up, and when the count value of the upper stack below the reference value reaches a certain number of times (for example, 3 times), it is determined that the in-cylinder pressure sensor 1 has a stack abnormality.
  • the difference from the reference value is within a predetermined value (for example, within 10 KPa).
  • the stack value P of the upper stack S1 at the beginning of the determination is used as a reference value.
  • the count processing unit 60 sets the count value of the counter 6 to 2.
  • the count value of the counter 6 becomes 3, and when the fixed number of times (abnormality determination threshold) serving as a criterion for abnormality determination is 3, the abnormality determination unit 9 It is determined that the stack is abnormal (see circles).
  • the count value of the upper stack necessary for the cylinder pressure sensor 1 to determine that the stack is abnormal is set to 2 or 3 times (a certain number of times). However, in order to obtain a predetermined detection accuracy, it is desirable to set the count value at least about 100 times.
  • the stack state is detected by the stack detection unit 5 during the determination period T, and the detected value of the in-cylinder pressure sensor 1 when the stack state is detected is stored in the stack value storage unit 7.
  • the count processing unit 60 counts up the counter 6, and the stack value storage control unit 70 stack as the reference value stored in the stack value storage unit 7.
  • the value P is newly replaced with a detection value detected by the in-cylinder pressure sensor 1.
  • the abnormality determination unit 9 moves the upper stack S4 having a low level equal to or lower than the reference value, for example, as shown in the figure.
  • the counter value is counted up and the reference value is rewritten to the sensor value (in-cylinder pressure value) of the upper stack S4 at the low level.
  • the sensor value of the upper stack S4 below the reference value is the low level upper stack S4 that is lower than the reference value by, for example, 10 KPa or more.
  • the reference value is rewritten to this value.
  • the count value of the upper stack equal to or lower than the reference value reaches a certain number of times (for example, 3 times)
  • it is determined that the in-cylinder pressure sensor 1 is abnormal see circles.
  • the stack value P of the upper stack S1 at the beginning of determination is set as a reference value.
  • the stack detection unit 5 detects the low-level upper stack S2 whose difference from the reference value is within a predetermined value (for example, within 10 KPa)
  • the count value of the counter 6 becomes 2.
  • a low-level upper stack S4 that is lower than a reference value for example, 10 KPa
  • the count value of the counter 6 becomes 3
  • the abnormality determination unit 9 It is determined that the upper stack is abnormal.
  • the subsequent reference value is rewritten to the value of the upper stack S4 at this low level (see arrow A). Accordingly, it is possible to reliably count the upper stack at a lower value, which is less preferable, and to detect the sensor abnormality related to the stack abnormality of the in-cylinder pressure sensor 1 more accurately.
  • the stack detection unit 5 detects the stack state during the determination period T, and the detected value of the in-cylinder pressure sensor 1 when the stack state is detected is stored in the stack value storage unit 7.
  • the count processing unit 60 returns the counter 6 to the value at the first detection of the stack state, and the stack value storage control unit 70 stores the stack value in the stack value storage unit 7.
  • the stack value P as a reference value to be stored is newly replaced with a detection value detected by the in-cylinder pressure sensor 1.
  • the abnormality determination unit 9 detects an upper stack S5 having a high level equal to or higher than the reference value after the determination period T (determination cycle) after setting the stack value P at the start of determination to the reference value, While updating to the initial value, as indicated by arrow B, the reference value is rewritten to the in-cylinder pressure value of the upper stack S5 at the high level.
  • the stack value P of the upper stack S1 at the beginning of the determination is set as a reference value.
  • the stack detection unit 5 detects the low-level upper stack S2 whose difference from the reference value is within a predetermined value (for example, within 10 KPa)
  • the count value of the counter 6 becomes 2.
  • T determination period
  • the upper stacks S1 and S2 that have been determined as stacks are not accurately stacks. Since the determination can be made, the count value of the counter 6 is updated to a value at the first detection, that is, 1 as an initial value. Therefore, the abnormality determination unit 9 does not determine that the upper stack abnormality has occurred at this time (see the x mark).
  • the reference value for determination from the next time is rewritten to the in-cylinder pressure value (sensor value) of the upper stack S5.
  • the stack state is not detected by the stack detection unit 5 during the determination period T, and is detected by the in-cylinder pressure sensor 1 during the determination period T when the stack state is not detected.
  • the count processing unit 60 resets the counter 6.
  • the abnormality determination unit 9 clears the counter value when the normal waveform W equal to or higher than the reference value is detected after the determination period T (determination cycle) after setting the stack value P at the start of determination to the reference value.
  • the stack value P of the upper stack S1 at the beginning of the determination is set as a reference value.
  • the stack detection unit 5 detects the low-level upper stack S2 whose difference from the reference value is within a predetermined value (for example, within 10 KPa)
  • the count value of the counter 6 becomes 2.
  • a normal waveform W that is equal to or higher than the reference value is detected in a determination period T (determination cycle) after a while, the upper stacks S1 and S2 that have been determined as stacks so far can be determined as not exactly stacks, Since a new upper stack cannot be detected, the count value of the counter 6 is cleared to 0 at this time (see arrow C). Therefore, in this case, the abnormality determination unit 9 cannot determine that the upper stack is abnormal (see x), and also clears the reference value (see arrow D) and re-determines from the beginning. become.
  • the processing flow in this case is that when a low-level upper stack that is lower than the reference value by a predetermined value ⁇ (for example, 10 KPa) is detected after the cycle after the initial value of the determination is set as the reference value ( 4), when the upper stack S5 having a high level equal to or higher than the reference value is detected (see FIG. 5), and when the normal waveform W equal to or higher than the reference value is detected (FIG. 6).
  • ⁇ for example, 10 KPa
  • control unit 4 first performs a stack level search (step S10). That is, the stack detection unit 5 searches for the upper stack in the vicinity of the maximum value detected by the in-cylinder pressure sensor 1.
  • step S20 it is determined whether or not the detection condition is satisfied. That is, the microcomputer 3 including the control unit 4 and the stack detection unit 5 is activated, and it is determined whether or not the in-cylinder pressure value when the upper stack at the beginning of determination is detected is set to the reference value.
  • step S20: No the detection condition is not satisfied
  • step S20: Yes the detection condition is satisfied
  • step S30 the process proceeds to step S30.
  • step S30 the control unit 4 determines whether or not a stack exists in the current cycle. That is, after setting the reference value, it is determined whether the upper stack is detected. If the upper stack does not exist (step S30: No), the process proceeds to step S90.
  • step S30 it is determined whether or not the in-cylinder pressure value of the newly detected upper stack is equal to or less than the reference value + ⁇ (current stack level ⁇ previous stack level + ⁇ ) (step) S40). That is, it is determined whether or not a stack level higher than the reference value is detected. In other words, it is determined whether or not a low-level upper stack having a low value is generated within the same range as the reference value or within a predetermined value (for example, 10 KPa) from the reference value.
  • a predetermined value for example, 10 KPa
  • step S40 When a low level upper stack within a predetermined value (for example, 10 KPa) is generated from the reference value (step S40: Yes), the control unit 4 counts up the stack accumulation counter 6 (step S50), and then stacks The level is lowered (step S60). That is, in step S50, the counter value of the counter 6 is counted up, and in step S60, the lower value of the current stack level and the stored stack level is stored. That is, the reference value is rewritten to the in-cylinder pressure value of the upper stack at the low level (see FIG. 4).
  • a predetermined value for example, 10 KPa
  • step S40 when a low level upper stack within a predetermined value (for example, 10 KPa) from the reference value does not occur and, conversely, when a higher stack level (high level upper stack) is detected (step S40: No), the control unit 4 updates the count of the stack cumulative counter 6 to 1 (step S120), and then increases the stack level by storing the current stack level (step S130). That is, in step S120, the counter value of the counter 6 is updated to the initial value (here, 1), and in step S130, the reference value is rewritten to the in-cylinder pressure value of the upper stack at the high level (see FIG. 5).
  • a predetermined value for example, 10 KPa
  • step S30 in the process of step S90 when the upper stack does not exist, the control unit 4 determines whether or not the maximum in-cylinder pressure value ⁇ the previous stack level + ⁇ . That is, it is determined whether or not the normal waveform W that exceeds the reference value by a predetermined value ⁇ (for example, 10 KPa) or more is detected.
  • a predetermined value ⁇ for example, 10 KPa
  • step S90: No When the normal waveform W that exceeds the reference value ⁇ by a predetermined value ⁇ (for example, 10 KPa) or more is not detected (step S90: No), the abnormality determination process ends, but when it is detected (step S90: Yes), the control unit 4 Clears the stack accumulation counter 6 (step S100), and then clears the stack level (step S110). That is, the counter value of the counter 6 is set to 0 in step S100, and the reference value is cleared in step S110 (see FIG. 6).
  • ⁇ for example, 10 KPa
  • the engine control apparatus determines a stack abnormality of the cylinder pressure sensor 1 by a control method including the following steps when determining an abnormality of the cylinder pressure sensor 1.
  • the maximum detected value of the in-cylinder pressure sensor 1 detected during the determination period T is lower than the stack value P serving as the reference value stored in the stack value storing step, and the determination period.
  • the count processing process does not count up the counter and does not reset the counter.
  • B A counting step of counting the number of times the upper stack is detected by the stack detecting step.
  • C A first storage step of storing the in-cylinder pressure value detected by the in-cylinder pressure sensor 1 as a stack value when the upper stack is detected by the stack detection step.
  • D A second storage step of storing a counter value that is a count result of the counting step.
  • a stack abnormality can be detected accurately by a very simple method.
  • sensor abnormality can be detected quickly and accurately, and appropriate measures such as repair and replacement can be performed, and automatic fuel control using the in-cylinder pressure value in an automobile engine or the like can always be executed without any trouble. There is no risk of lowering.
  • the sensor was set to the cylinder pressure sensor 1 provided for every cylinder (cylinder) of an engine.
  • the determination period T determination cycle
  • the determination period T can be set as appropriate according to the type of sensor and the characteristics of the signal detected by the sensor.
  • the in-cylinder pressure sensor abnormality detection device is mounted on an automobile, but is not limited to an automobile, and any apparatus that uses an engine as a power source may be used.
  • the sensor is not limited to the in-cylinder pressure sensor 1 and may be a sensor suitable for detecting various states including the combustion state of the engine. As an engine control method in that case, the in-cylinder pressure sensor 1 is replaced with a predetermined sensor in the above-described steps.

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Abstract

　エンジンの制御を行うエンジン制御装置であって、スタック検出部と、カウント処理部と、スタック値記憶制御部と、異常判定部とを備える。異常判定部は、カウント処理部によるカウント値が異常判定しきい値以上になった場合に、センサがスタック異常であると判定する。判定期間の間に検出されたセンサの検出値の最大値が、スタック値記憶部に記憶された値よりも低く、かつ、判定期間の間にスタック検出部によってスタック状態が検出されなかった場合には、カウント処理部はカウンタのカウントアップを行わず、カウンタのリセットも行わない。

Description

エンジンの制御装置および制御方法
　本発明は、エンジンに設けられたセンサの異常判定の行い方に関する。
　従来、自動車等におけるエンジンの制御では、筒内圧センサ等の各種センサでエンジンの燃焼状態等の各種状態を検出し、検出結果に基いて最適な燃焼制御等を行っているため、エンジンの状態を検出するセンサの異常状態を正確に検知する必要がある。
　センサの故障状態として、単純な固着異常とは異なり、正常にセンサ値が出力される出力範囲が存在するが、ある出力範囲についてはセンサ値が一定値に張り付いてしまう、いわゆるスタック異常と呼ばれる故障状態があり、精度の高いエンジン制御を行うためには、このスタック異常についても正確に検知する必要がある。例えば、エンジンの筒内圧センサの異常検出の技術として、出力変化（偏差量）が所定値以下である場合、筒内圧センサが異常であると判断する技術がある（例えば、特許文献１を参照）。
特開平０４－１０３８５９号公報
　エンジンの燃焼状態を検出するセンサの異常検出を行う場合、センサが正常であったとしてもエンジンの燃焼状態によってはスタック状態と同様な出力状態になる場合もあるため、１回の判定サイクルだけの単純な判定では、誤判定してしまう可能性が高い。よって、複数の判定サイクルにわたる判定を行う必要があるが、エンジンはその運転状態によってシリンダ内の燃焼状態も変り、センサが検出するピーク値が変化するため、正確にスタック異常の判定を行うことは容易ではない。たとえば、スタック異常と確定できるまでにスタックが生じるセンサ値の出力範囲まで達しない判定サイクルが発生する可能性がある。
　本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、正確にセンサのスタック異常を検出することのできるエンジンの制御装置および制御方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、エンジンの制御を行うエンジン制御装置であって、スタック検出部と、カウント処理部と、スタック値記憶制御部と、異常判定部と、を備える。スタック検出部は、エンジンの運転サイクルに基づく判定期間の間に、エンジンの燃焼状態を検出するセンサの検出値が変化しないスタック状態を検出する。カウント処理部は、前記スタック検出部によって前記判定期間の間にスタック状態が検出されると、カウンタをカウントアップする。スタック値記憶制御部は、前記スタック検出部によって前記判定期間の間にスタック状態が検出されると、スタック状態を検出した際の前記センサの検出値をスタック値として記憶部に記憶させる。異常判定部は、前記カウント処理部によるカウント値が異常判定しきい値以上になった場合に、前記センサがスタック異常であると判定する、そして、前記判定期間の間に検出された前記センサの検出値の最大値が、前記スタック値記憶部に記憶された値よりも低く、かつ、当該判定期間の間に前記スタック検出部によってスタック状態が検出されなかった場合には、前記カウント処理部は前記カウンタのカウントアップを行わず、前記カウンタのリセットも行わない。
　本発明によれば、センサのスタック異常判定をより正確に行うことが可能となる。
図１は、実施形態に係るエンジン制御装置の概要を示すブロック図である。 図２は、上側スタックの説明図である。 図３は、スタック異常の判定の一例を示す説明図である。 図４は、スタック異常の判定の一例を示す説明図である。 図５は、スタック異常の判定の一例を示す説明図である。 図６は、スタック異常の判定の一例を示す説明図である。 図７は、スタック異常の判定の流れを示す説明図である。
　以下、添付図面を参照して、本実施形態に係るエンジン制御装置および制御方法について説明する。なお、以下では、エンジンの状態を検出するセンサの一例として、筒内圧センサを用いた場合としている。また、以下では、本実施形態に係るエンジン制御装置の主たる制御として、筒内圧センサの異常を判定する場合について具体的に説明するが、以下の実施形態によってこの発明が限定されるものではない。
　まず、実施形態に係るエンジン制御装置について、図１および図２を用いて説明する。図１は、エンジン制御装置の概要を示すブロック図、図２は、上側スタックの説明図である。
　本実施形態に係るエンジン制御装置は、例えば、図１に示すように、燃料噴射制御装置等として採用されるエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ：Engine　Control　Unit）２内に搭載されたマイコン３とすることができる。
　かかるマイコン３は、エンジンのシリンダの筒内圧を算出する機能と、算出結果から上側スタックを検出する機能とを有し、スタック検出部５と、カウント処理部６０と、スタック値記憶制御部７０と、異常判定部９とを備えている。また、マイコン３は、ローパスフィルタ２１を介してエンジン１０の各シリンダに対応して設けられた複数の筒内圧センサ１と電気的に接続している。なお、ここでは制御対象となるエンジンの一例として４気筒のエンジンとしている。
　ここで、上側スタックとは、筒内圧センサ１がいわゆるスタック異常と呼ばれる異常状態の場合に生じるもので、図２に示すように、筒内圧センサ１のセンサ値が一定値に張り付き、センサ値を示す波形の上部が、通常燃焼状態の形状から切頭状態となるものである。マイコン３のスタック検出部５は、筒内圧センサ１の検出値の変動波形によりかかる上側スタックを検出することができる。
　自動車では、検出した筒内圧を用いて計算される発熱量等の物理量を用いてエンジン１０の燃焼制御を行う場合があるため、筒内圧センサ１の異常判定は正確に行うことが好ましい。しかも、複雑な構成ではなく、簡便に筒内圧センサ１の異常判定できることが望ましい。そこで、図１に示す構成によって、正確にスタック異常を検出可能としている。
　すなわち、マイコン３には、電圧から筒内圧に換算したり、各種補正を実行したりして、筒内圧を算出する演算機能があり、図１に示すように、スタック累積カウンタ６（以下、単にカウンタ６とする場合がある）を制御するカウント処理部６０と、スタック値記憶部となるスタック値記憶部７を制御するスタック値記憶制御部７０と、異常判定部９とを備えている。
　カウンタ６は、スタック検出部５による上側スタックの検出回数を所定期間カウントする機能を有し、これをカウント処理部６０により制御している。スタック値記憶部７は、スタック検出部５が上側スタック検出したときに筒内圧センサ１が検出した筒内圧値をスタック値Ｐとして記憶する。スタック値記憶部７は、スタック値記憶制御部７０により制御される。
　詳しくは後述するが、異常判定部９は、スタック値記憶部７に記憶されたスタック値のうち、判定開始当初の判定期間Ｔで記憶したスタック値Ｐを基準値に設定し、判定開始後にカウンタ６によりカウントされたカウント値のうち、基準値以下の上側スタックのカウント値が一定回数に達した場合、すなわち、異常判定しきい値異常になった場合に、筒内圧センサ１がスタック異常であると判定する。
　以下、図３～図７を参照して、本実施形態に係るエンジン制御装置の異常判定部９により、筒内圧センサ１のスタック異常を実際に判定する方法について、具体的に説明する。
　図３～図６は、実施形態に係る筒内圧センサ１のスタック異常の判定の一例を示す説明図であり、図７は、実施形態に係る筒内圧センサ１のスタック異常の判定の流れを示す説明図である。
　図３～図７において、Ｔは判定期間（判定サイクル）を示し、エンジンの運転サイクルに基いて設定されている。「筒内圧（センサ値）」は、筒内圧センサ１が検出した筒内圧値をプロットしてた波形で示している。「上側スタック累積カウンタ」は、カウンタ６によるカウント結果であるカウント値を示す。そして、「上側スタック判定フラグ」は、異常判定部９による判定結果を示すフラグであり、右端の○印はスタック異常と判定されたことを示し、×印はスタック異常ではないと判定されたことを示す。
　図３に示した例では、異常判定部９は、カウント処理部６０により得られたカウント値が異常判定しきい値以上になった場合に、筒内圧センサ１がスタック異常であると判定する。そして、判定期間Ｔの間に検出された筒内圧センサ１の検出値の最大値が、スタック値記憶部であるスタック値記憶部７に記憶されたスタック値Ｐよりも低く、かつ、当該判定期間Ｔ，・・・の間にスタック検出部５によってスタック状態が検出されなかった場合には、カウント処理部６０はカウンタ６のカウントアップを行わず、カウンタ６のリセットも行わないようにしている。
　すなわち、異常判定部９は、判定開始当初のスタック値Ｐを基準値に設定した後の判定期間Ｔ（判定サイクル）以降、例えば、図示するように、基準値以下のローレベルの上側スタックＳ２，Ｓ３を検出した場合、カウンタ値をカウントアップしていき、基準値以下の上側スタックのカウント値が一定回数（例えば３回）に達した場合、筒内圧センサ１がスタック異常であると判定する。なお、基準値以下といっても、たとえば、基準値との差が所定値以内（たとえば１０ＫＰａ以内）の場合とする。
　例えば、図示するように、判定開始当初の上側スタックＳ１のスタック値Ｐを基準値とする。かかる基準値が設定された後、スタック検出部５が、基準値以下のローレベルの上側スタックＳ２を検出すると、カウント処理部６０はカウンタ６のカウント値を２とする。その後、さらにローレベルの上側スタックＳ３を検出すると、カウンタ６のカウント値は３となり、異常判定の基準となる一定回数（異常判定しきい値）が３回である場合、異常判定部９は、スタック異常と判定する（○印参照）。
　なお、理解を容易にするために、図３～図６においては、筒内圧センサ１がスタック異常と判定するのに必要な上側スタックのカウント値の値を２あるいは３回（一定回数）としているが、本来であれば、所定の検出精度を得るために、少なくとも１００回程度のカウント値とすることが望ましい。
　図４に示した例では、判定期間Ｔの間にスタック検出部５によってスタック状態が検出され、かつ、当該スタック状態が検出された際の筒内圧センサ１の検出値がスタック値記憶部７に記憶されている基準値となるスタック値Ｐよりも低い場合には、カウント処理部６０はカウンタ６のカウントアップを行い、スタック値記憶制御部７０スタック値記憶部７に記憶する基準値としてのスタック値Ｐを新たに筒内圧センサ１で検出された検出値に置き換えるようにしている。
　すなわち、異常判定部９は、判定開始当初のスタック値Ｐを基準値に設定した後の判定期間Ｔ（判定サイクル）以降、例えば、図示するように、基準値以下のローレベルの上側スタックＳ４を検出した場合、カウンタ値をカウントアップするとともに、基準値をローレベルの上側スタックＳ４のセンサ値（筒内圧値）に書き換えるようにしている。ここでの基準値以下の上側スタックＳ４のセンサ値は、基準値よりも、たとえば１０ＫＰａ以上下回るようなローレベルの上側スタックＳ４である場合としている。そして、その場合は、矢印Ａで示すように、この値に基準値を書き換える。そして、この場合も、基準値以下の上側スタックのカウント値が一定回数（例えば３回）に達すると、筒内圧センサ１が異常であると判定する（○印参照）。
　このように、この場合においても、先ず、判定開始当初の上側スタックＳ１のスタック値Ｐを基準値とする。かかる基準値が設定された後、スタック検出部５が、基準値との差が所定値以内（たとえば１０ＫＰａ以内）のローレベルの上側スタックＳ２を検出すると、カウンタ６のカウント値が２となる。そして、しばらく経過した後のサイクルで、基準値を所定値（たとえば１０ＫＰａ）以上下回るローレベルの上側スタックＳ４を検出すると、カウンタ６のカウント値は３となり、異常判定部９は、図示するように、上側スタック異常と判定する。しかし、センサ値としては、より低い値の上側スタックＳ４が検出されたため、その後の基準値をこのローレベルの上側スタックＳ４の値に書き換えるのである（矢印Ａを参照）。これにより、より好ましくない、低い値での上側スタックについても確実にカウントして、筒内圧センサ１のスタック異常に係るセンサ異常をより正確に検出することができる。
　図５に示した例では、判定期間Ｔの間にスタック検出部５によってスタック状態が検出され、かつ、当該スタック状態が検出された際の筒内圧センサ１の検出値がスタック値記憶部７に記憶されている基準値となるスタック値Ｐよりも高い場合には、カウント処理部６０はカウンタ６をスタック状態の初回検出時の値に戻し、スタック値記憶制御部７０はスタック値記憶部７に記憶する基準値としてのスタック値Ｐを新たに筒内圧センサ１で検出された検出値に置き換えるようにしている。
　すなわち、異常判定部９は、判定開始当初のスタック値Ｐを基準値に設定した後の判定期間Ｔ（判定サイクル）以降、基準値以上のハイレベルの上側スタックＳ５を検出した場合、カウンタ値を初期値に更新するとともに、矢印Ｂで示すように、基準値をハイレベルの上側スタックＳ５の筒内圧値に書き換える。
　この場合でも、図示するように、先ず、判定開始当初の上側スタックＳ１のスタック値Ｐを基準値とする。かかる基準値が設定された後、スタック検出部５が、基準値との差が所定値以内（たとえば１０ＫＰａ以内）のローレベルの上側スタックＳ２を検出すると、カウンタ６のカウント値は２となる。そして、しばらく経過した後の判定期間Ｔ（判定サイクル）で、基準値以上のハイレベルの上側スタックＳ５を検出すると、これまでスタックとして判断した上側スタックＳ１，Ｓ２は、正確にはスタックではないと判断することができるため、カウンタ６のカウント値を、初回検出時の値、すなわち初期値としての１に更新する。したがって、異常判定部９は、この時点では、上側スタック異常とは判定しない（×印参照）。また、次回からの判定の基準値は、上側スタックＳ５の筒内圧値（センサ値）に書き換えられる。
　図６に示した例では、判定期間Ｔの間にスタック検出部５によってスタック状態が検出されず、かつ、当該スタック状態が検出されなかった判定期間Ｔの間に筒内圧センサ１で検出された検出値として、スタック値記憶部７に記憶されている基準値となるスタック値Ｐよりも高い値が検出された場合には、カウント処理部６０はカウンタ６のリセットを行うようにしている。
　すなわち、異常判定部９は、判定開始当初のスタック値Ｐを基準値に設定した後の判定期間Ｔ（判定サイクル）以降、基準値以上の通常波形Ｗを検出した場合、カウンタ値をクリアする。
　この場合でも、図示するように、先ず、判定開始当初の上側スタックＳ１のスタック値Ｐを基準値とする。かかる基準値が設定された後、スタック検出部５が、基準値との差が所定値以内（たとえば１０ＫＰａ以内）のローレベルの上側スタックＳ２を検出すると、カウンタ６のカウント値は２となる。そして、しばらく経過した後の判定期間Ｔ（判定サイクル）で、基準値以上の通常波形Ｗを検出すると、これまでスタックとして判断した上側スタックＳ１，Ｓ２は、正確にはスタックではないと判断でき、かつ新たな上側スタックも検出できないため、この時点でカウンタ６のカウント値をクリアして０とするのである（矢印Ｃを参照）。したがって、異常判定部９は、この場合も上側スタック異常とは判定することはできず（×印参照）、さらに、基準値についてもクリアして（矢印Ｄを参照）、最初から判定し直すことになる。
　次に、図７を参照しながら、筒内圧センサ１の異常判定処理の流れについて説明する。なお、この場合の処理の流れは、判定開始当初の値を基準値に設定した後のサイクル以降、基準値よりも所定値α（たとえば１０ＫＰａ）以上下回るローレベルの上側スタックが検出された場合（図４参照）、基準値以上のハイレベルの上側スタックＳ５を検出した場合（図５参照）、基準値以上の通常波形Ｗを検出した場合（図６）としている。
　図示するように、制御部４は、先ず、スタックレベルサーチを行う（ステップＳ１０）。すなわち、スタック検出部５により、筒内圧センサ１が検出したマックス値近傍における上側スタックを検索する。
　そして、検出条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２０）。すなわち、制御部４およびスタック検出部５を含むマイコン３が起動し、判定開始当初の上側スタックを検出した場合の筒内圧値を基準値に設定したか否かを判定する。かかる検出条件が成立しなかった場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、異常判定処理を終える一方、検出条件が成立した場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３０に移す。
　ステップＳ３０において、制御部４は、今回サイクルでスタックが存在するか否かを判定する。すなわち、基準値を設定した後、上側スタックを検出したかどうかを判定する。上側スタックが存在しない場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）、処理をステップＳ９０に移す。
　一方、上側スタックが存在する場合（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、その新しく検出した上側スタックの筒内圧値が基準値＋α以下（今回スタックレベル≦前回スタックレベル＋α）であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。すなわち、基準値よりも、より高いスタックレベルを検出していないかどうかを判定する。換言すれば、基準値と同じあるいは基準値よりも所定値（たとえば１０ＫＰａ）以内の範囲で低い値のローレベル上側スタックが発生したかどうかを判定する。
　基準値よりも所定値（たとえば１０ＫＰａ）以内のローレベル上側スタックが発生している場合（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、制御部４は、スタック累積カウンタ６をカウントアップし（ステップＳ５０）、次いで、スタックレベルを下げる（ステップＳ６０）。すなわち、ステップＳ５０において、カウンタ６のカウンタ値をカウントアップし、ステップＳ６０において、今回のスタックレベルと記憶されているスタックレベルのうち低いほうの値を記憶する。つまり、基準値としてはローレベルの上側スタックの筒内圧値に書き換える（図４を参照）。
　一方、基準値よりも所定値（たとえば１０ＫＰａ）以内のローレベル上側スタックは発生せず、逆に、より高いスタックレベル（ハイレベルの上側スタック）を検出した場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）、制御部４は、スタック累積カウンタ６のカウントを１に更新し（ステップＳ１２０）、次いで、今回のスタックレベルを記憶することにより、スタックレベルを上げる（ステップＳ１３０）。すなわち、ステップＳ１２０において、カウンタ６のカウンタ値を初期値（ここでは１）に更新し、ステップＳ１３０において、基準値をハイレベルの上側スタックの筒内圧値に書き換える（図５を参照）。
　ステップＳ３０において、上側スタックが存在しない場合のステップＳ９０の処理では、制御部４は、最大筒内圧値≧前回スタックレベル＋αであるか否かを判定する。すなわち、基準値よりも所定値α（たとえば、１０ＫＰａ）以上上回る通常波形Ｗを検出したか否かを判定する。
　基準値よりも所定値α（たとえば、１０ＫＰａ）以上上回る通常波形Ｗを検出しなかった場合（ステップＳ９０：Ｎｏ）、異常判定処理を終える一方、検出した場合（ステップＳ９０：Ｙｅｓ）、制御部４は、スタック累積カウンタ６をクリアし（ステップＳ１００）、次いで、スタックレベルもクリアする（ステップＳ１１０）。すなわち、ステップＳ１００において、カウンタ６のカウンタ値を０とし、ステップＳ１１０において、基準値をクリアする（図６を参照）。
　以上、説明してきたように、本実施形態に係るエンジン制御装置は、筒内圧センサ１の異常を判定する場合、以下の工程を含む制御方法で筒納圧センサ１のスタック異常を判定する。
　（１）エンジンの運転サイクルに基づく判定期間Ｔの間に、エンジンの燃焼状態を検出する筒内圧センサ１の検出値が変化しないスタック状態を検出するスタック検出工程。
　（２）スタック検出工程によって判定期間Ｔの間にスタック状態が検出されると、カウンタ６をカウントアップするカウント処理工程。
　（３）スタック検出工程によって判定期間Ｔの間にスタック状態が検出されると、スタック状態を検出した際のセンサの検出値をスタック値Ｐとしてスタック値記憶部７に記憶させるスタック値記憶工程。
　（４）カウント処理工程によるカウント値が異常判定しきい値以上になった場合に、筒内圧センサ１がスタック異常であると判定する異常判定工程。
　そして、この場合、判定期間Ｔの間に検出された筒内圧センサ１の検出値の最大値が、スタック値記憶工程で記憶された基準値となるスタック値Ｐよりも低く、かつ、当該判定期間Ｔの間にスタック検出工程によってスタック状態が検出されなかった場合には、カウント処理工程では、カウンタのカウントアップを行わず、カウンタのリセットも行わない。
　また、上記工程は、以下の工程に置き換えることも可能である。
　（ａ）筒内圧センサ１の検出値の変動波形により上側スタックを検出するスタック検出工程。
　（ｂ）スタック検出工程による上側スタックの検出回数をカウントするカウント工程。
　（ｃ）スタック検出工程により上側スタックを検出したときに筒内圧センサ１が検出した筒内圧値をスタック値として記憶する第１の記憶工程。
　（ｄ）カウント工程によるカウント結果であるカウンタ値を記憶する第２の記憶工程。
　（ｅ）第１の記憶工程で記憶されたスタック値のうち、判定開始当初の値を基準値に設定し、判定開始後に第２の記憶工程で記憶されたカウンタ値のうち、基準値以下の上側スタックのカウント値が一定回数の達した場合、筒内圧センサ１が異常であると判定する判定工程。
　以上、実施形態を通して本発明を説明したが、本実施形態に係るエンジン制御装置およびエンジン制御方法によれば、例えばスタック異常を、きわめて簡単な方法で、かつ正確に検出することができる。
　したがって、センサ異常を早期にかつ正確に検出し、修理や交換等の適切な対応を行え、自動車エンジン等における筒内圧値を用いた自動燃料制御等を、常に支障なく実行することができ、燃費を低下させてしまう等のおそれがなくなる。
　ところで、上述してきた実施形態では、一般的な４ストロークエンジンである場合とし、センサを、エンジンの気筒（シリンダ）毎に設ける筒内圧センサ１とした。しかし、排圧センサのように、全気筒共用の単一のセンサとする場合もある。このように、センサの種類やセンサが検出する信号の特性に応じて、判定期間Ｔ（判定サイクル）は適宜設定することができる。
　また、本実施形態に係る筒内圧センサの異常検出装置は、自動車に搭載されたものとしたが、自動車に限るものではなく、動力源としてエンジンを使用するものであれば何でもよい。
　また、センサは筒内圧センサ１に限定されるものではなく、エンジンの燃焼状態等を含む各種状態を検出するに適切なセンサであって構わない。その場合のエンジン制御方法としては、上述した工程の中で、筒内圧センサ１を所定のセンサに読み替えることになる。
　また、さらなる効果やその他の変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　１　　筒内圧センサ
　３　　マイコン（異常判定装置）
　４　　制御部
　５　　スタック検出部
　６　　スタック累積カウンタ
　７　　スタック値記憶部
　９　　異常判定部

Claims (6)

  1. 　エンジンの制御を行うエンジン制御装置であって、
    　エンジンの運転サイクルに基づく判定期間の間に、エンジンの燃焼状態を検出するセンサの検出値が変化しないスタック状態を検出するスタック検出部と、
    　前記スタック検出部によって前記判定期間の間にスタック状態が検出されると、カウンタをカウントアップするカウント処理部と、
    　前記スタック検出部によって前記判定期間の間にスタック状態が検出されると、スタック状態を検出した際の前記センサの検出値をスタック値として記憶部に記憶させるスタック値記憶制御部と、
    　前記カウント処理部によるカウント値が異常判定しきい値以上になった場合に、前記センサがスタック異常であると判定する異常判定部と、を備え、
    　前記判定期間の間に検出された前記センサの検出値の最大値が、前記スタック値記憶部に記憶された値よりも低く、かつ、当該判定期間の間に前記スタック検出部によってスタック状態が検出されなかった場合には、前記カウント処理部は前記カウンタのカウントアップを行わず、前記カウンタのリセットも行わない
    　ことを特徴とするエンジン制御装置。
  2. 　前記判定期間の間に前記スタック検出部によってスタック状態が検出され、かつ、当該スタック状態が検出された際の前記センサの検出値が前記記憶部に記憶されているスタック値よりも低い場合には、前記カウント処理部は前記カウンタのカウントアップを行い、前記スタック値記憶制御部は前記記憶部に記憶するスタック値を新たに前記センサで検出された検出値に置き換える
    　ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
  3. 　前記判定期間の間に前記スタック検出部によってスタック状態が検出され、かつ、当該スタック状態が検出された際の前記センサの検出値が前記記憶部に記憶されているスタック値よりも高い場合には、前記カウント処理部は前記カウンタをスタック状態の初回検出時の値に戻し、前記スタック値記憶制御部は前記記憶部に記憶するスタック値を新たに前記センサで検出された検出値に置き換える
    　ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
  4. 　前記判定期間の間に前記スタック検出部によってスタック状態が検出されず、かつ、当該スタック状態が検出されなかった判定期間の間に前記センサで検出された検出値として、前記記憶部に記憶されているスタック値よりも高い値が検出された場合には、前記カウント処理部は前記カウンタのリセットを行う
    　ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
  5. 　前記センサは筒内圧センサである
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のエンジン制御装置。
  6. 　エンジンの運転サイクルに基づく判定期間の間に、エンジンの燃焼状態を検出するセンサの検出値が変化しないスタック状態を検出するスタック検出工程と、
    　前記スタック検出工程によって前記判定期間の間にスタック状態が検出されると、カウンタをカウントアップするカウント処理工程と、
    　前記スタック検出工程によって前記判定期間の間にスタック状態が検出されると、スタック状態を検出した際の前記センサの検出値をスタック値として記憶部に記憶させるスタック値記憶工程と、
    　前記カウント処理工程によるカウント値が異常判定しきい値以上になった場合に、前記センサがスタック異常であると判定する異常判定工程と、を有し、
    　前記判定期間の間に検出された前記センサの検出値の最大値が、前記スタック値記憶工程で記憶された値よりも低く、かつ、当該判定期間の間に前記スタック検出工程によってスタック状態が検出されなかった場合には、前記カウント処理工程では、前記カウンタのカウントアップを行わず、前記カウンタのリセットも行わない
    　ことを特徴とするエンジンの制御方法。
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