JP4267667B2 - 監視装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の作動状態を監視する監視装置に関し、特に学習によって算出された大気圧を用いて積算空気量を監視する構成に関する。

近年、自動車の排出物質による環境負荷を低減するために、様々な取組みが行われている。このような取組みの一つとして、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸排気バルブの開閉タイミングなどを状況に応じて最適制御し、排出物質を低減（低エミッション化）するための環境型の内燃機関が開発されている。

このような環境型の内燃機関における最適制御には、始動直後の冷間（コールド）状態での制御ロジックが含まれる。内燃機関は燃料の燃焼によって作動するため、作動によって発熱して温間状態になる。そのため、一般的な内燃機関は、温間状態での燃焼が最適化するように設計されること多い。一方で、十分長い期間において停止状態であった内燃機関が始動された直後には、当該内燃機関は冷間状態となっているため、本来の燃焼状態を実現できないことがある。そこで、このような始動直後の冷間状態における燃料の燃焼を最適化するための制御ロジックが実装されるようになっている。

このような始動直後の冷間状態の内燃機関からの排出物質は「コールドスタートエミッション」とも称され、このコールドスタートエミッションを低減するための内燃機関の制御は「ＣＳＳ（Cold Start Strategy）制御」とも称される。

このようなＣＳＳ制御を可能とする内燃機関を搭載した自動車には、ＣＳＳ制御の作動状態を監視するための監視装置が設けられることがある。このような監視装置は、「ＣＳＳモニタ」とも称され、内燃機関におけるＣＳＳ制御の健全性を監視する。具体的には、ＣＳＳモニタは、一例として内燃機関に供給される空気量に基づいて、作動状態の異常の有無を判断する。

ところで、内燃機関での燃料の燃焼には空気中の酸素が用いられるため、空気量密度に応じて必要な空気量も変化する。すなわち、最適な空気量は大気圧に応じて変化することになるため、ＣＳＳモニタにおいて用いられる判定値も大気圧に応じて変更する必要がある。

このような大気圧に応じた特性値の変更方法として、過去の履歴に基づく学習方式が採用されることも多い。たとえば、特開平１１−２９４２３３号公報（特許文献１）には、大気圧センサを設けずに、低地から高地へ移動したときも、吸入空気量を精度よく推定して、アイドル回転数を適切な目標回転数に制御するとともに、排気空燃比の目標空燃比からのずれによる排気エミッションの悪化を抑制するための内燃機関のアイドル回転数制御装置が開示されている。このアイドル回転数制御装置は、流量制御弁の開度に応じて定まるバイパスを流れる空気の流量を補正する学習値をエアフローメータにより計測された空気流量に応じて更新するＩＳＣ空気流量学習値更新手段を備える。
特開平１１−２９４２３３号公報 特開平０７−２４７８８８号公報 特開２００５−３２５７９４号公報 特開２００４−０５２５９９号公報

上述した学習方式において十分な算出精度を得るためには、学習度合い（たとえば学習値の更新回数）が十分高くなければならない。すなわち、学習度合いが低い間では、十分な算出精度を得ることができない。

そのため、バッテリの過放電（いわゆる、バッテリ上がり）や制御装置の交換によって、学習値がリセット（ゼロクリア）されてしまうと、正常な大気圧を得ることができない。そのため、このような場合には、内燃機関の作動状態が正常であるにもかかわらず、異常であると誤判断するおそれがあった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、大気圧学習値の算出精度が低い場合であっても、内燃機関の作動状態が異常であると誤って判断することを抑制可能な監視装置を提供することである。

この発明のある局面に従えば、内燃機関の作動状態を監視する監視装置であって、大気圧を取得する大気圧取得手段と、大気圧取得手段によって取得される大気圧の履歴に基づいて大気圧学習値を算出する学習値算出手段と、所定期間内に内燃機関へ吸入された積算空気量を算出する積算空気量算出手段と、積算空気量が大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているときに、内燃機関の作動状態が異常であると判断する異常判断手段とを備える。そして、判定値は、大気圧学習値に加えて、学習値算出手段による大気圧学習値の学習度合いに応じて設定される。

この局面に従う監視装置によれば、所定期間内に内燃機関へ吸入された積算空気量が大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているときに、内燃機関の作動状態が異常であると判断する。そして、この判定値は、大気圧学習値に加えて、学習値算出手段による大気圧学習値の学習度合いに応じて設定される。そのため、バッテリの過放電や制御装置の交換によって、大気圧学習値の学習度合いが十分でない場合であっても、内燃機関の作動状態が異常であると誤って判断しないような判定値を設定できる。

好ましくは、この局面に従う監視装置は、学習値算出手段による大気圧学習値の学習回数を所定のしきい値と比較する比較手段と、大気圧学習値の学習回数がしきい値を下回っているときに、判定値として、学習値算出手段において予め定められた大気圧学習値の初期値に対応する値を設定する判定値設定手段とをさらに備える。

この発明の別の局面に従えば、内燃機関の作動状態を監視する監視装置であって、大気圧を取得する大気圧取得手段と、大気圧取得手段によって取得される大気圧の履歴に基づいて大気圧学習値を算出する学習値算出手段と、所定期間内に内燃機関へ吸入された積算空気量を算出する積算空気量算出手段と、積算空気量が大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているときに、内燃機関の作動状態が異常であると判断する異常判断手段と、学習値算出手段による大気圧学習値の学習回数が所定のしきい値を下回っているときに、異常判断手段を無効化する無効化手段とを備える。

この局面に従う監視装置によれば、所定期間内に内燃機関へ吸入された積算空気量が大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているときに、内燃機関の作動状態が異常であると判断する一方で、大気圧学習値の学習回数が所定のしきい値を下回っていれば、この内燃機関の作動状態が異常であるか否かの判断処理を無効化する。そのため、バッテリの過放電や制御装置の交換によって、大気圧学習値の学習度合いが十分でない場合には、内燃機関の異常判断が行われない。

好ましくは、内燃機関は、スロットル機構によって吸入される空気流量を制御され、大気圧取得手段は、スロットル機構の開度と、内燃機関に吸入される空気流量とに基づいて、大気圧を算出する。

好ましくは、積算空気量算出手段は、内燃機関の作動開始から積算空気量の算出を開始する。

好ましくは、内燃機関は、ガソリンの燃焼により作動する。

この発明によれば、大気圧学習値の算出精度が低い場合であっても、内燃機関の作動状態が異常であると誤って判断することを抑制可能な監視装置を実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
（車両の全体構成）
図１は、この発明の実施の形態１に従う監視装置を備えた車両１の要部を示す概略構成図である。

図１を参照して、本実施の形態に従う監視装置は、たとえば制御装置２００が実行するプログラムにより実現される。車両１は、ガソリンの燃焼により作動するガソリン内燃機関（以下、「エンジン」とも称す）１００で発生する駆動力により走行可能な自動車である。なお、車両１は、エンジン１００に加えて、モータをさらに搭載したハイブリッド車両であってもよい。

エンジン１００には、エアクリーナ１０２から空気が吸入される。エンジン１００に吸入される空気流量は、スロットル機構１０４により調整される。スロットル機構１０４は、一例として、制御装置２００からのスロットル指令に従って、モータにより駆動される電気制御式スロットルバルブからなる。

スロットル指令は、アクセル開度センサ１４４によって検出される運転者によるアクセルペダル１４６の踏込量（アクセル開度）に応答して、制御装置２００で生成される。また、スロットル開度センサ１２８がスロットル機構１０４におけるスロットルバルブの開度（スロットル開度ＴＡ）を検出する。さらに、エアクリーナ１０２とスロットル機構１０４との間の流路内にフローメータ１２６が設けられ、エンジン１００に吸入される空気流量（エアフロ出力ＧＡ）が検出される。

吸入された空気は、シリンダ１０６（燃焼室）においてインジェクタ１０８から噴射された燃料と混合される。一例として、インジェクタ１０８の噴射孔は、シリンダ１０６内に設けられており、燃料は、シリンダ１０６の吸気側（空気が導入される側）からシリンダ１０６内に直接噴射される。また、インジェクタ１０８が燃料を噴射するタイミングは、制御装置２００からの噴射時期信号によって制御される。なお、図１には、エンジン１００の一例として、インジェクタ１０８の噴射孔がシリンダ１０６内に設けられた直噴エンジンを図示するが、これに限られずポート噴射用のインジェクタが設けられたエンジンであってもよい。

シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火されて燃焼する。なお、点火プラグ１１０が着火するタイミングは、制御装置２００からの点火時期信号によって制御される。点火プラグ１１０の着火によって燃焼した後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒１１２により浄化された後に車外へ排出される。

この混合気の燃焼によりピストン１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。また、クランクシャフト１１６の回転数、すなわちエンジン回転数ＮＥは、クランク角センサ１４０によって検出される。

シリンダ１０６の頭頂部には、シリンダ１０６に導入される空気の量および時期を制御するための吸気バルブ１１８、およびシリンダ１０６から排出される排気ガスの量および時期を制御するための排気バルブ１２０が設けられている。吸気バルブ１１８は、カム１２２により駆動され、排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。

また、エンジン１００の周囲には、エンジン冷却水の循環経路が形成され（図示しない）、ラジエタ１３０によって放熱（冷却）される。また、循環経路に設けられた冷却水センサ１３２によって、エンジン冷却水の冷却水温度ＷＴが検出される。

制御装置２００は、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などからなるメモリ部２０４とを主体とするＥＣＵ（Electronic Control Unit）で構成される。そして、制御装置２００は、後述する各センサから入力された信号や、メモリ部２０４に格納されたマップおよびプログラムなどに基づいて、エンジン１００が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸排気バルブの開閉タイミングなどを制御する。

特に、本実施の形態に従う制御装置２００は、運転者の操作によってイグニッションスイッチ１４２からＩＧ（イグニッション）オンが与えられると、セルモータ（図示しない）によるクランキング動作を行ってエンジン１００を始動するとともに、冷却水温度ＷＴに基づいてエンジン１００の状態（冷間状態や温間状態）を判定する。そして、エンジン１００が冷間状態であれば、冷間時に生じる排出物質（コールドスタートエミッション）を低減できるように所定の制御動作（以下、「ＣＳＳ制御」とも称す）を実行する。

さらに、制御装置２００は、フローメータ１２６からの空気流量（エアフロ出力ＧＡ）に基づいて、エンジン１００が始動されてから所定期間内（たとえば、２０秒間）にエンジン１００へ吸入された積算空気量を算出する。そして、当該所定期間の経過後において、制御装置２００は、積算空気量と所定の判定値とを比較する。積算空気量が所定の判定値を下回っていれば、制御装置２００は、エンジン１００におけるＣＳＳ制御が異常であると判断し、警告表示灯１５０を点灯または点滅して運転者にＣＳＳ制御の異常を通知するとともに、ＣＳＳ異常出力を示すダイアグコードを出力する。

（制御装置の制御構造）
図２は、この発明の実施の形態１に従う制御装置２００で実行される制御構造の概略を示すブロック図である。

図２を参照して、制御装置２００は、制御構造として大気圧算出部３００とＣＳＳモニタ部４００とを含む。大気圧算出部３００は、大気圧を取得するとともに、取得される大気圧の履歴に基づいて大気圧学習値を算出する。すなわち、所定の制御周期毎に大気圧が取得され、当該取得された大気圧によって大気圧学習値が更新される。なお、本実施の形態に従う大気圧算出部３００は、後述するように、大気圧センサを用いることなく大気圧を算出する。

また、ＣＳＳモニタ部４００は、大気圧算出部３００で算出された大気圧学習値を用いて、ＣＳＳ制御の異常の有無を監視する。すなわち、ＣＳＳモニタ部４００は、エンジン１００が始動されてから所定期間内にエンジン１００へ吸入された積算空気量を算出するとともに、積算空気量が算出された大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているか否かを判断する。さらに、ＣＳＳモニタ部４００は、大気圧学習値に加えて、大気圧算出部３００における大気圧学習値に対する学習度合いに応じて、ＣＳＳ制御が異常であると誤判断されることを回避できるように判定値を設定する。

（大気圧算出部）
図３は、この発明の実施の形態１に従う大気圧算出部３００で実行される制御構造の概略を示すブロック図である。

図３を参照して、大気圧算出部３００は、割算部３０２と、特性格納部３０４と、減算部３０６と、掛算部３０８と、加算部３１０と、遅延部（Ｄ）３１２と、更新検出部３１４とを含む。

割算部３０２および特性格納部３０４は、各制御周期における大気圧を取得するための部位であり、大気圧センサを用いることなく、スロットル開度センサ１２８（図１）からのスロットル開度ＴＡと、フローメータ１２６（図１）からのエアフロ出力ＧＡとに基づいて、大気圧を算出する。具体的には、エンジン１００が正常な作動状態にあれば、エンジン１００に吸入される空気流量（エアフロ出力ＧＡ）は、スロットル開度ＴＡおよび大気圧に応じた一定の関係に従って定まる。そのため、エアフロ出力ＧＡに対するスロットル開度ＴＡの比率（ＧＡ／ＴＡ）は、大気圧との間に一定の関係を有することになる。そこで、比率ＧＡ／ＴＡと大気圧＃ＰＡとの関係を対応付けたマップを予め実験的に取得して特性格納部３０４に格納するとともに、特性格納部３０４は、割算部３０２で算出された比率ＧＡ／ＴＡに対応する大気圧＃ＰＡを出力する。

減算部３０６、掛算部３０８、加算部３１０、および遅延部３１２は、制御周期毎に算出される大気圧＃ＰＡの履歴に基づいて、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）を学習によって算出するための部位である。ここで、学習方式を採用するのは、エンジン１００の作動状態や各センサの検出精度などに起因して、特性格納部３０４から制御周期毎に出力される大気圧＃ＰＡは比較的変動が大きい一方で、実際の大気圧の変化速度は比較的緩やかであるので、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）を安定的に算出する必要があるためである。

図３では、特定の制御周期における大気圧学習値をＰＡ（ｎ）と表すとともに、前回の制御周期で算出された大気圧学習値を大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）と表す。なお、大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）は、レジスタで構成される遅延部３１２によって保持出力される。

特性格納部３０４から出力された大気圧＃ＰＡは、減算部３０６において、大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）を減じられた後に掛算部３０８へ出力される。そして、掛算部３０８では、減算部３０６からの出力値に学習係数Ｋｐ（０＜Ｋｐ＜１）が乗じられて加算部３１０へ出力される。加算部３１０は、掛算部３０８からの出力値に大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）を加えて、大気圧学習値をＰＡ（ｎ）として出力する。すなわち、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）と大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）との間には、以下のような関係式が成立する。

大気圧学習値ＰＡ（ｎ）＝Ｋｐ×＃ＰＡ＋（１−Ｋｐ）×ＰＡ（ｎ−１）
このように、各制御周期では、当該制御周期に算出された大気圧＃ＰＡを用いて大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）が更新されて、新たな大気圧学習値ＰＡ（ｎ）が算出される。なお、大気圧学習値を算出するための学習方式は、図３に示す構成に限られず、各制御周期に算出される大気圧＃ＰＡの履歴に基づいて算出するものであれば、いずれの構成であってもよい。

大気圧算出部３００には更新検出部３１４がさらに設けられており、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）が更新された回数（学習回数）を積算し、学習回数ＰＡｃｈｇとして出力される。

図４は、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の学習初期における変化特性の一例を示す図である。
図４を参照して、上述の関係式に示されるように、各制御周期の大気圧学習値ＰＡ（ｎ）は、当該制御周期に算出された大気圧＃ＰＡおよび大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）にそれぞれ所定の比率を乗じ、両者を加算したものである。そのため、学習初期、すなわち大気圧学習値ＰＡ（０）が初期値（たとえば、高度２４００ｍに相当する大気圧）となっている場合には、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）が本来の大気圧を示すようになるまでには、大気圧＃ＰＡの加算を比較的多くの回数実行する必要がある。言い換えれば、更新検出部３１４から出力される学習回数ＰＡｃｈｇが十分に大きくなるまでは、大気圧算出部３００で算出される大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の算出精度は低いといえる。なお、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の算出精度が十分に高くなるまでに要する学習回数ＰＡｃｈｇは、学習係数Ｋｐの大きさなどに依存する。

そこで、後述するように、ＣＳＳモニタ部４００では、この学習回数ＰＡｃｈｇに基づいて大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の算出精度を判断し、ＣＳＳ制御が異常であるとの誤判断を回避できるように判定値を選択的に設定する。

（ＣＳＳモニタ部）
図５は、この発明の実施の形態１に従うＣＳＳモニタ部４００で実行される制御構造の概略を示すブロック図である。

図５を参照して、ＣＳＳモニタ部４００は、積算部４０２と、タイマ部（ＴＭ）４０４と、比較部４０６，４１４と、特性格納部４０８と、初期値格納部４１０と、選択部４１２とを含む。

積算部４０２およびタイマ部４０４は、エンジン１００の始動されてから所定期間が経過するまでにエンジン１００へ吸入された積算空気量ＧＡＳＵＭを算出するための部位である。すなわち、積算部４０２は、イグニッションスイッチ１４２（図１）からＩＧオンが与えられると、それ以前に格納していた積算値をリセットして、フローメータ１２６（図１）からのエアフロ出力ＧＡの積算を開始する。ここで、タイマ部４０４もＩＧオンに応答して、エアフロ出力ＧＡの積算を行うべき所定期間（たとえば、２０秒）の計測を開始する。そして、タイマ部４０４が所定期間の計測を完了すると、すなわちＩＧオンから所定期間が経過すると、タイマ部４０４からストップ信号が積算部４０２へ与えられる。このストップ信号に応答して、積算部４０２はエアフロ出力ＧＡの積算を停止し、当該時点までの積算によって算出された積算空気量ＧＡＳＵＭを比較部４０６へ出力する。

さらに、積算空気量ＧＡＳＵＭがエンジン１００のアイドル状態におけるエアフロ出力ＧＡから算出されるために、運転者がレーシング（空ぶかし）を行っている期間中は、エアフロ出力ＧＡの積算を中断するように構成してもよい。

比較部４０６は、算出された積算空気量ＧＡＳＵＭに基づいて、ＣＳＳ制御における異常の有無を判断するための部位であり、積算部４０２で積算された積算空気量ＧＡＳＵＭと、選択部４１２を介して与えられる判定値ＴＨｃｓｓとを比較する。そして、積算空気量ＧＡＳＵＭが判定値ＴＨｃｓｓを下回っているときに、ＣＳＳ制御が異常であると判断し、ＣＳＳ異常出力を発する。

特性格納部４０８、初期値格納部４１０、および選択部４１２は、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）および学習回数ＰＡｃｈｇに応じて、判定値ＴＨｃｓｓを設定するための部位である。特性格納部４０８は、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）および冷却水温度ＷＴに関係付けて規定した判定値ＴＨｃｓｓの特性がマップ形式で格納されており、ＩＧオンが与えられると、その時の大気圧学習値ＰＡ（ｎ）および冷却水温度ＷＴに対応する判定値ＴＨｃｓｓが選択部４１２へ出力される。

一方、初期値格納部４１０には、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）が初期値（たとえば、高度２４００ｍに相当する大気圧）となっている場合の判定値に相当する初期判定値ＴＨｉｎｔが格納されている。

選択部４１２は、比較部４１４からの選択指令ＳＥＬに応じて、特性格納部４０８からの判定値ＴＨｃｓｓおよび初期値格納部４１０からの初期判定値ＴＨｉｎｔのいずれか一方を比較部４０６へ出力する。

比較部４１４は、大気圧算出部３００における大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の学習回数ＰＡｃｈｇを所定のしきい値ＰＡＧＯＫと比較し、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の算出精度を判断する。すなわち、しきい値ＰＡＧＯＫには大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の算出精度が十分に高いとみなすことのできる学習回数が設定され、学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫ以上であれば、特性格納部４０８からの判定値ＴＨｃｓｓが比較部４０６へ出力される一方で、学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫを下回っていれば、初期値格納部４１０からの初期判定値ＴＨｉｎｔが比較部４０６へ出力される。

したがって、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）が十分に学習されて算出精度が高い場合には、通常の判定値ＴＨｃｓｓを用いてＣＳＳ制御の異常の有無が監視される一方で、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の学習が不十分で算出精度が低い場合には、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の初期値に対応する初期判定値ＴＨｉｎｔを用いてＣＳＳ制御の異常の有無が監視される。これにより、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の学習が不十分であるときに、ＣＳＳ制御が異常であると誤判断されることを回避できる。

なお、初期判定値ＴＨｉｎｔは、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の初期値に対応して設定されるので、特性格納部４０８に格納される判定値ＴＨｃｓｓの特性値のうち、最も小さい値とほぼ等しくなる。

（フローチャート）
上述した制御装置２００で実行される制御構造の処理フローをまとめると以下のようになる。

図６は、この発明の実施の形態１に従う大気圧算出部３００での処理手順を示すフローチャートである。なお、各処理の実行主体は、制御装置２００内のＣＰＵ２０２である。

図６を参照して、ＣＰＵ２０２は、エンジン１００が作動中であるか否かを判断する（ステップＳ１００）。エンジン１００が作動中でなければ（ステップＳ１００においてＮＯ）、ＣＰＵ２０２は最初のステップに戻り、再度処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ２０２は、エンジン１００の作動中に限って、ステップＳ１０２以下の処理を実行する。

エンジン１００が作動中であれば（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、ＣＰＵ２０２は最初の学習処理であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。なお、ここで言う「最初の学習処理」とは、バッテリの過放電や制御装置の交換によって、学習値などがリセット（ゼロクリア）された後の最初の学習処理を意味する。

最初の学習処理であれば（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、ＣＰＵ２０２は、初期化処理を実行する（ステップＳ１０４）。この「初期化処理」には、大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）への初期値の設定、学習回数ＰＡｃｈｇのゼロクリアなどが含まれる。

最初の学習処理でなければ（ステップＳ１０２においてＮＯ）、もしくは初期化処理の実行後（ステップＳ１０４の後）、ＣＰＵ２０２は、スロットル開度センサ１２８からスロットル開度ＴＡを取得し（ステップＳ１０６）、フローメータ１２６からエアフロ出力ＧＡを取得する（ステップＳ１０８）。そして、ＣＰＵ２０２は、エアフロ出力ＧＡに対するスロットル開度ＴＡの比率ＧＡ／ＴＡに基づいて、メモリ部２０４に格納されているマップを参照し、大気圧＃ＰＡを算出する（ステップＳ１１０）。ＣＰＵ２０２は、取得した大気圧＃ＰＡを用いて前回の制御演算時に算出された大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）を更新し、新たな大気圧学習値ＰＡ（ｎ）を算出する（ステップＳ１１２）。そして、ＣＰＵ２０２は、新たに算出した大気圧学習値ＰＡ（ｎ）を大気圧前回値ＰＡ（ｎ−１）にセット（ステップＳ１１４）した後、学習回数ＰＡｃｈｇを１だけインクリメントする（ステップＳ１１６）。そして、ＣＰＵ２０２は、最初のステップに戻り、再度処理を実行する。

図７は、この発明の実施の形態１に従うＣＳＳモニタ部４００での処理手順を示すフローチャートである。なお、各処理の実行主体は、制御装置２００内のＣＰＵ２０２である。

図７を参照して、ＣＰＵ２０２は、ＩＧオンが与えられたか否かを判断する（ステップＳ２００）。ＩＧオンが与えられていなければ（ステップＳ２００においてＮＯ）、ＣＰＵ２０２は最初のステップに戻り、再度処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ２０２は、ＩＧオンが与えられた場合に限って、ステップＳ２０２以下の処理を実行する。

ＩＧオンが与えられれば（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、ＣＰＵ２０２は、フローメータ１２６からのエアフロ出力ＧＡの積算を開始する（ステップＳ２０２）。そして、ＣＰＵ２０２は、エアフロ出力ＧＡを所定期間にわたって継続的に積算して積算空気量ＧＡＳＵＭを算出する（ステップＳ２０４）。

その後、ＣＰＵ２０２は、学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫ以上であれば（ステップＳ２０６においてＹＥＳ）、ＣＰＵ２０２は、当該時点の大気圧学習値ＰＡ（ｎ）および冷却水温度ＷＴに基づいて、メモリ部２０４に格納されているマップを参照し、判定値ＴＨｃｓｓを設定する（ステップＳ２０８）。

一方、学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫを下回っていれば（ステップＳ２０６においてＮＯ）、ＣＰＵ２０２は、メモリ部２０４に格納されている初期判定値ＴＨｉｎｔを判定値ＴＨｃｓｓとして設定する（ステップＳ２１０）。

そして、ＣＰＵ２０２は、ステップＳ２０４において算出した積算空気量ＧＡＳＵＭが判定値ＴＨｃｓｓを下回っているか否かを判断する（ステップＳ２１２）。積算空気量ＧＡＳＵＭが判定値ＴＨｃｓｓを下回っていれば（ステップＳ２１２においてＹＥＳ）、ＣＰＵ２０２は、ＣＳＳ制御が異常であると判断してＣＳＳ異常出力を発する（ステップＳ２１４）。そして、ＣＰＵ２０２は、処理を終了する。

一方、積算空気量ＧＡＳＵＭが判定値ＴＨｃｓｓを下回っていなければ（ステップＳ２１２においてＮＯ）、ＣＰＵ２０２は、ＣＳＳ制御が正常であると判断し（ステップＳ２１６）、何らの異常出力も発しない。そして、ＣＰＵ２０２は、処理を終了する。

この発明の実施の形態１によれば、ＩＧオンが与えられてエンジンが始動した後、所定期間が経過するまでにエンジンへ吸入された積算空気量が大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているときに、内燃機関の作動状態が異常であると判断する。そして、この判定値は、大気圧学習値および大気圧学習値の学習回数に応じて設定される。すなわち、大気圧学習値の学習回数が、大気圧学習値の算出精度が十分に高いとみなすことのできるしきい値を下回っていれば、大気圧学習値の初期値に対応する値を判定値として設定する。

これにより、バッテリの過放電や制御装置の交換によって大気圧学習値がリセットされた直後などの大気圧学習値の学習度合いが十分でない場合であっても、エンジン（ＣＳＳ制御）の作動状態が異常であると誤って判断しないような判定値を設定できる。よって、大気圧学習値の算出精度が低い場合であっても、エンジン（ＣＳＳ制御）の作動状態の作動状態が異常であると誤って判断することを回避できる。

［実施の形態２］
上述のこの発明の実施の形態１では、学習回数ＰＡｃｈｇに基づいてＣＳＳ制御の異常状態を判断するための判定値を選択的に設定する構成について説明したが、学習回数ＰＡｃｈｇに基づいてＣＳＳ制御についての異常判断ロジックを無効化してもよい。そこで、この発明の実施の形態２では、学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫを下回っていれば、ＣＳＳ制御についての異常判断を無効化する構成について説明する。

この発明の実施の形態２に従う監視装置を備えた車両１Ａは、制御装置２００Ａにおける制御構造を除いて、図１に示す車両１と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、この発明の実施の形態２に従う制御装置２００Ａで実行される制御構造は、図２に示すこの発明の実施の形態１に従う制御装置２００で実行される制御構造において、ＣＳＳモニタ部４００に代えて、ＣＳＳモニタ部４００Ａを設けたものと等価である。大気圧算出部３００については、上述の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図８は、この発明の実施の形態２に従うＣＳＳモニタ部４００Ａで実行される制御構造の概略を示すブロック図である。

図８を参照して、ＣＳＳモニタ部４００Ａの制御構造は、図５に示すＣＳＳモニタ部４００の制御構造において、初期値格納部４１０および選択部４１２に代えて、無効化部４１６を設けたものである。

比較部４０６は、積算部４０２によって積算された積算空気量ＧＡＳＵＭと、特性格納部４０８から与えられる判定値ＴＨｃｓｓとを比較し、積算空気量ＧＡＳＵＭが判定値ＴＨｃｓｓを下回っているときに、ＣＳＳ制御が異常であると判断し、ＣＳＳ異常出力を発する。

ここで、比較部４０６の出力側に無効化部４１６が設けられ、比較部４１４からの指令に応じて、比較部４０６から出力され得るＣＳＳ異常出力を遮断する。すなわち、無効化部４１６は、比較部４１４からの指令に応じて、ＣＳＳ制御についての異常判断ロジックを無効化する部位である。

前述したように、比較部４１４は、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の学習回数ＰＡｃｈｇを所定のしきい値ＰＡＧＯＫと比較し、大気圧学習値ＰＡ（ｎ）の算出精度を判断する。そして、学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫを下回っていれば、ＣＳＳ制御についての異常判断ロジックを無効化するように、無効化部４１６に遮断指令を与える。

その他の部位については、前述したこの発明の実施の形態１に従うＣＳＳモニタ部４００の制御構造と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図９は、この発明の実施の形態２に従うＣＳＳモニタ部４００Ａでの処理手順を示すフローチャートである。なお、各処理の実行主体は、制御装置２００Ａ内のＣＰＵ２０２である。

図９を参照して、ＣＰＵ２０２は、ＩＧオンが与えられたか否かを判断する（ステップＳ３００）。ＩＧオンが与えられていなければ（ステップＳ３００においてＮＯ）、ＣＰＵ２０２は最初のステップに戻り、再度処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ３０２は、ＩＧオンが与えられた場合に限って、ステップＳ３０２以下の処理を実行する。

ＩＧオンが与えられれば（ステップＳ３００においてＹＥＳ）、フローメータ１２６からのエアフロ出力ＧＡの積算を開始する（ステップＳ３０２）。そして、ＣＰＵ２０２は、エアフロ出力ＧＡを所定期間にわたって継続的に積算して積算空気量ＧＡＳＵＭを算出する（ステップＳ３０４）。

その後、ＣＰＵ２０２は、学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫであるか否かを判断する（ステップＳ３０６）。学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫ以上であれば（ステップＳ３０６においてＹＥＳ）、ＣＰＵ２０２は、当該時点の大気圧学習値ＰＡ（ｎ）および冷却水温度ＷＴに基づいて、メモリ部２０４に格納されているマップを参照し、判定値ＴＨｃｓｓを設定する（ステップＳ３０８）。そして、ＣＰＵ２０２は、積算空気量ＧＡＳＵＭが判定値ＴＨｃｓｓを下回っているか否かを判断する（ステップＳ３１０）。

積算空気量ＧＡＳＵＭが判定値ＴＨｃｓｓを下回っていれば（ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ２０２は、ＣＳＳ制御が異常であると判断してＣＳＳ異常出力を発する（ステップＳ３１２）。そして、ＣＰＵ２０２は、処理を終了する。一方、積算空気量ＧＡＳＵＭが判定値ＴＨｃｓｓを下回っていなければ（ステップＳ３１０においてＮＯ）、ＣＰＵ２０２は、ＣＳＳ制御が正常であると判断し、何らの異常出力も発しない（ステップＳ３１４）。そして、ＣＰＵ２０２は、処理を終了する。

また、学習回数ＰＡｃｈｇがしきい値ＰＡＧＯＫを下回っていれば（ステップＳ３０６においてＮＯ）、ＣＳＳ制御についての異常判断ロジックを無効化する（ステップＳ３１６）。そして、ＣＰＵ２０２は、以後の処理を行わずに終了する。

この発明の実施の形態２によれば、ＩＧオンが与えられてエンジンが始動した後、所定期間が経過するまでにエンジンへ吸入された積算空気量が大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているときに、内燃機関の作動状態が異常であると判断する。ここで、大気圧学習値の学習回数が、大気圧学習値の算出精度が十分に高いとみなすことのできるしきい値を下回っていれば、この異常判断ロジックは無効化される。

これにより、バッテリの過放電や制御装置の交換によって大気圧学習値がリセットされた直後などの大気圧学習値の学習度合いが十分でない場合であっても、エンジン（ＣＳＳ制御）の作動状態が異常であると誤って判断しないようにマスクすることができる。よって、大気圧学習値の算出精度が低い場合であっても、エンジン（ＣＳＳ制御）の作動状態の作動状態が異常であると誤って判断することを回避できる。

［実施の形態１および２の変形例］
上述のこの発明の実施の形態１および２では、大気圧算出部３００が大気圧センサを用いることなく、スロットル開度ＴＡとエアフロ出力ＧＡとに基づいて大気圧を算出する構成について説明したが、大気圧センサを用いる構成を採用してもよい。大気圧センサを用いる場合にも、安定性やノイズ耐性を高めるために、ＣＳＳ制御についての異常判断には、学習によって算出される大気圧学習値を用いるのが望ましい。

図１０は、この発明の実施の形態１および２の変形例に従う大気圧算出部３００Ａで実行される制御構造の概略を示すブロック図である。

図１０を参照して、大気圧算出部３００Ａの制御構造は、図３に示す大気圧算出部３００の制御構造において、割算部３０２および特性格納部３０４を取り除き、減算部３０６に大気圧センサ（図示しない）で検出された大気圧％ＰＡを直接入力するようにしたものに相当する。なお、大気圧センサとしては、大気圧に応じた電極間の距離の変化を静電容量の変化として検出する静電容量式などが用いられる。

大気圧算出部３００Ａでの学習ロジックについては、前述の大気圧算出部３００における学習ロジックと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

本願発明と上述の実施の形態１および２との対応関係については、割算部３０２および特性格納部３０４が「大気圧取得手段」を実現し、減算部３０６、掛算部３０８、加算部３１０、および遅延部３１２が「学習値算出手段」を実現し、積算部４０２およびタイマ部４０４が「積算空気量算出手段」を実現し、比較部４０６が「異常判断手段」を実現し、比較部４１４が「比較手段」を実現し、特性格納部４０８、初期値格納部４１０、および選択部４１２が「判定値設定手段」を実現し、無効化部４１６が「無効化手段」を実現する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従う監視装置を備えた車両の要部を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態１に従う制御装置で実行される制御構造の概略を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に従う大気圧算出部で実行される制御構造の概略を示すブロック図である。 大気圧学習値の学習初期における変化特性の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１に従うＣＳＳモニタ部で実行される制御構造の概略を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に従う大気圧算出部での処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に従うＣＳＳモニタ部での処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に従うＣＳＳモニタ部で実行される制御構造の概略を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２に従うＣＳＳモニタ部での処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１および２の変形例に従う大気圧算出部で実行される制御構造の概略を示すブロック図である。

符号の説明

１，１Ａ 車両、１００ 内燃機関（エンジン）、１０２ エアクリーナ、１０４ スロットル機構、１０６ シリンダ、１０８ インジェクタ、１１０ 点火プラグ、１１２ 三元触媒、１１４ ピストン、１１６ クランクシャフト、１１８ 吸気バルブ、１２０ 排気バルブ、１２２，１２４ カム、１２６ フローメータ、１２８ スロットル開度センサ、１３０ ラジエタ、１３２ 冷却水センサ、１４０ クランク角センサ、１４２ イグニッションスイッチ、１４４ アクセル開度センサ、１４６ アクセルペダル、１５０ 警告表示灯、２００，２００Ａ 制御装置、２０２ ＣＰＵ、２０４ メモリ部、３００，３００Ａ 大気圧算出部、３０２ 割算部、３０４，４０８ 特性格納部、３０６ 減算部、３０８ 掛算部、３１０ 加算部、３１２ 遅延部（Ｄ）、３１４ 更新検出部、４００，４００Ａ ＣＳＳモニタ部、４０２ 積算部、４０４ タイマ部（ＴＭ）、４０６，４１４ 比較部、４１０ 初期値格納部、４１２ 選択部、４１６ 無効化部。

Claims (6)

1. 内燃機関の作動状態を監視する監視装置であって、
   大気圧を取得する大気圧取得手段と、
   前記大気圧取得手段によって取得される大気圧の履歴に基づいて大気圧学習値を算出する学習値算出手段と、
   所定期間内に前記内燃機関へ吸入された積算空気量を算出する積算空気量算出手段と、
   前記積算空気量が前記大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているときに、前記内燃機関の作動状態が異常であると判断する異常判断手段とを備え、
   前記判定値は、前記大気圧学習値に加えて、前記学習値算出手段による前記大気圧学習値の学習度合いに応じて設定される、監視装置。
2. 前記監視装置は、
   前記学習値算出手段による前記大気圧学習値の学習回数を所定のしきい値と比較する比較手段と、
   前記大気圧学習値の学習回数が前記しきい値を下回っているときに、前記判定値として、前記学習値算出手段において予め定められた前記大気圧学習値の初期値に対応する値を設定する判定値設定手段とをさらに備える、請求項１に記載の監視装置。
3. 内燃機関の作動状態を監視する監視装置であって、
   大気圧を取得する大気圧取得手段と、
   前記大気圧取得手段によって取得される大気圧の履歴に基づいて大気圧学習値を算出する学習値算出手段と、
   所定期間内に前記内燃機関へ吸入された積算空気量を算出する積算空気量算出手段と、
   前記積算空気量が前記大気圧学習値に応じた所定の判定値を下回っているときに、前記内燃機関の作動状態が異常であると判断する異常判断手段と、
   前記学習値算出手段による前記大気圧学習値の学習回数が所定のしきい値を下回っているときに、前記異常判断手段を無効化する無効化手段とを備える、監視装置。
4. 前記内燃機関は、スロットル機構によって吸入される空気流量を制御され、
   前記大気圧取得手段は、前記スロットル機構の開度と、前記内燃機関に吸入される空気流量とに基づいて、前記大気圧を算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の監視装置。
5. 前記積算空気量算出手段は、前記内燃機関の作動開始から前記積算空気量の算出を開始する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の監視装置。
6. 前記内燃機関は、ガソリンの燃焼により作動する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の監視装置。

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