專利名稱：判定缸內壓力傳感器的故障的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對檢測內燃機的缸內壓力的傳感器的故障進行判定的裝置及方法。
背景技術：
以往，在內燃機的氣缸中設有檢測該氣缸內的壓力(以下，稱為缸內壓力)的缸內壓力傳感器。在內燃機的控制中，使用通過該傳感器檢測的缸內壓力。
提出有檢測缸內壓力傳感器的故障的方法。根據在以下的專利文獻1中記載的方法，根據內燃機的運轉狀態(tài)，計算在燃燒正常時通過缸內壓力傳感器檢測出的缸內壓力的預測值。計算該預測值和通過缸內壓力傳感器檢測出的實測值之間的偏差。當該偏差大于預定值時，判定為缸內壓力傳感器發(fā)生故障。
根據在以下的專利文獻2中記載的方法，設有檢測燃燒光的強度的傳感器。求出通過該傳感器檢測出的燃燒光強度和通過缸內壓力傳感器檢測出的值之間的相關值。當該相關值在預定值以下時，判定為缸內壓力傳感器發(fā)生故障。
專利文獻1日本特開平7-310585號公報專利文獻2日本特開平7-318458號公報難以與內燃機的所有運轉狀態(tài)相對應地計算缸內壓力預測值。當未恰當?shù)卦O定預測值時，不能準確地檢測缸內壓力傳感器的故障。
檢測燃燒光的強度的傳感器導致成本升高。此外，從布局的觀點出發(fā)，這樣的傳感器難以安裝在內燃機上。
因此，需要不導致成本升高、并且不改變現(xiàn)有的內燃機的布局，更加準確地檢測缸內壓力傳感器的故障的方法。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一個側面，判定缸內壓力傳感器的故障的裝置根據設在內燃機上的缸內壓力傳感器的輸出，計算該內燃機的缸內壓力，根據該缸內壓力，計算表示該缸內壓力的漂移量的漂移參數(shù)。如果該漂移參數(shù)不在預定范圍內，則判定為缸內壓力傳感器發(fā)生故障。在一個實施方式中，該預定范圍可根據缸內壓力的特性來設定。
根據本發(fā)明的一個實施方式，與內燃機的運轉狀態(tài)相對應地求出校正系數(shù)，通過該校正系數(shù)來校正上述的漂移參數(shù)。如果該校正后的漂移參數(shù)不在預定范圍內，則判定為缸內壓力傳感器發(fā)生故障。
根據本發(fā)明的另一實施方式，判定缸內壓力傳感器的故障的裝置還具有操作缸內壓力傳感器以在缸內壓力傳感器的輸出上疊加預定信號(探查信號)的單元。根據疊加了該預定信號的缸內壓力傳感器的輸出計算上述缸內壓力。
根據本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種判定缸內壓力傳感器的故障的裝置，其對于具有分別具備缸內壓力傳感器的多個氣缸的內燃機，判定任一氣缸的缸內壓力傳感器是否發(fā)生故障。該裝置對于各個氣缸，根據該氣缸的缸內壓力傳感器的輸出，計算該氣缸的缸內壓力，根據該缸內壓力，計算表示該氣缸的缸內壓力的漂移量的漂移參數(shù)。而且，該裝置在多個氣缸間計算漂移參數(shù)的關聯(lián)度，根據該關聯(lián)度，判定任一氣缸的缸內壓力傳感器是否存在故障。
對于計算上述的漂移參數(shù)的方法，提出有幾個實施方式。根據一個實施方式，設有按照預定的定時將缸內壓力復位為基準值的復位單元。根據在復位單元的復位操作前得到的缸內壓力和在該復位操作后得到的缸內壓力之差，計算漂移參數(shù)。
根據另一實施方式，判定缸內壓力傳感器的故障的裝置還具有校正缸內壓力以使其不包含漂移的缸內壓力校正單元。該缸內壓力校正單元具有校正缸內壓力傳感器的輸出的校正單元；對來自校正單元的輸出進行積分，計算缸內壓力的積分單元；以及根據該計算出的缸內壓力，計算包含在該缸內壓力中的漂移的變化率的漂移變化率的漂移變化率計算單元。缸內壓力校正單元向校正單元反饋該計算出的漂移變化率，該校正單元利用該漂移變化率來校正缸內壓力傳感器的輸出。根據這樣計算出的漂移變化率來計算漂移參數(shù)。
而且根據另一實施方式，判定缸內壓力傳感器的故障的裝置具有通過用于去除該缸內壓力的漂移的漂移校正量來校正計算出的缸內壓力的校正單元。根據該漂移校正量來計算漂移參數(shù)。
根據本發(fā)明，可以根據包含在缸內壓力中的漂移，檢測缸內壓力傳感器的故障。因為無需預測缸內壓力，所以能夠以良好的精度檢測故障。無需設置追加的傳感器，因此可檢測缸內壓力傳感器的故障，而不會導致成本升高。


圖1是概略示出根據本發(fā)明一個實施例的發(fā)動機及其控制裝置的圖。
圖2是示出根據本發(fā)明一個實施例的缸內壓力傳感器的安裝的圖。
圖3是示出根據本發(fā)明一個實施例的(a)缸內壓力傳感器的輸出、(b)不包含漂移的缸內壓力的波形、以及(c)包含漂移的缸內壓力的波形的圖。
圖4是根據本發(fā)明第1實施例的故障判定裝置的框圖。
圖5是根據本發(fā)明第1實施例的檢測缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。
圖6是根據本發(fā)明第1實施例的最終判定缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。
圖7是根據本發(fā)明第1實施例的計算漂移參數(shù)的處理的流程圖。
圖8是根據本發(fā)明第2實施例的故障判定裝置的框圖。
圖9是根據本發(fā)明第2實施例的檢測缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。
圖10是根據本發(fā)明第2實施例的設定用于檢測缸內壓力的故障的預定范圍的映射圖。
圖11是根據本發(fā)明第3實施例的故障判定裝置的框圖。
圖12是根據本發(fā)明第3實施例的檢測缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。
圖13是示出根據本發(fā)明第2實施例的與運轉狀態(tài)相對應的校正系數(shù)的映射圖。
圖14是根據本發(fā)明第4實施例的故障判定裝置的框圖。
圖15是根據本發(fā)明第4實施例的檢測缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。
圖16是根據本發(fā)明第5實施例的故障判定裝置的框圖。
圖17是根據本發(fā)明第5實施例的檢測缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。
圖18是根據本發(fā)明第6實施例的故障判定裝置的框圖。
圖19是示出根據本發(fā)明的第6實施例的復位缸內壓力的機構及其動作的圖。
圖20是根據本發(fā)明第6實施例、響應于復位操作計算缸內壓力的變化量的處理的流程圖。
圖21是根據本發(fā)明第6實施例的計算漂移參數(shù)的處理的流程圖。
圖22是根據本發(fā)明第7實施例的故障判定裝置的框圖。
圖23是示出根據本發(fā)明第7實施例的計算漂移校正量Pcyl_comp的方法的圖。
圖24是示出根據本發(fā)明第7實施例的計算漂移校正量的處理的流程圖。
圖25是示出根據本發(fā)明第7實施例的計算漂移參數(shù)的處理的流程圖。
圖26是示出根據本發(fā)明第7實施例的計算漂移校正量的機構的另一方式的框圖。
圖27是示出根據本發(fā)明第7實施例的計算漂移校正量的另一機構的動作的圖。
圖28是根據本發(fā)明第8實施例的故障判定裝置的框圖。
圖29是示出根據本發(fā)明第8實施例的計算漂移參數(shù)的處理的流程圖。
標號說明1ECU；2發(fā)動機；8燃燒室；15缸內壓力傳感器具體實施方式
接著參照

本發(fā)明的實施方式。圖1是根據本發(fā)明實施方式的內燃機(以下，稱為發(fā)動機)及其控制裝置的整體結構圖。
電子控制單元(以下，稱為“ECU”)1具有接受從車輛的各部分發(fā)送來的數(shù)據的輸入接口1a；執(zhí)行用于進行車輛的各部分控制的運算的CPU 1b；具有只讀存儲器(ROM)及隨機存取存儲器(RAM)的存儲器1c；以及向車輛的各部分發(fā)送控制信號的輸出接口1d。在存儲器1c的ROM中，存儲有用于進行車輛的各部分控制的程序及各種數(shù)據。在該ROM中存儲了根據本發(fā)明的用于檢測缸內壓力傳感器的故障的程序。ROM也可以是EPROM這樣的可重寫的ROM。在RAM中設有用于CPU1b的運算的工作區(qū)。在RAM中臨時存儲從車輛的各部分發(fā)送來的數(shù)據以及向車輛的各部分發(fā)送出的控制信號。
發(fā)動機2是例如4缸4沖程發(fā)動機，在圖中示出其中的1個氣缸。發(fā)動機2也可為具有可變壓縮比機構的發(fā)動機。
發(fā)動機2經由進氣門3與進氣管4連接，經由排氣門5與排氣管6連接。進氣門3和排氣門5也可以是連續(xù)可變氣門驅動系統(tǒng)。在進氣管4上設有按照來自ECU 1的控制信號噴射燃料的燃料噴射閥7?？商娲兀剂蠂娚溟y7也可設在燃燒室8中。
發(fā)動機2把從進氣管4吸入的空氣和從燃料噴射閥7噴射的燃料的混合氣吸入到燃燒室8中。在燃料室8中，設有按照來自ECU 1的點火正時信號發(fā)出火花的火花塞9。通過由火花塞9產生的火花，混合氣燃燒。
缸內壓力傳感器15埋設在火花塞9與氣缸相接的部分中。可替代地，當燃料噴射閥7設在燃燒室8中時，也可將缸內壓力傳感器15埋設在該燃料噴射閥7與氣缸相接的部分中。缸內壓力傳感器15產生與燃燒室8內的缸內壓力的變化率相對應的信號，并將其發(fā)送給ECU 1。
在發(fā)動機2上設有曲軸角傳感器17。曲軸角傳感器17伴隨曲軸11的轉動向ECU 1輸出作為脈沖信號的CRK信號和TDC信號。
CRK信號是按預定的曲軸角輸出的脈沖信號。ECU 1根據該CRK信號計算發(fā)動機2的轉速NE。TDC信號是在與活塞10的TDC位置相關聯(lián)的曲軸角處輸出的脈沖信號。
在發(fā)動機2的進氣管4上設有節(jié)氣門18。通過來自ECU 1的控制信號控制節(jié)氣門18的開度。與節(jié)氣門18連接的節(jié)氣門開度傳感器(θTH)19向ECU 1提供與節(jié)氣門18的開度相對應的信號。
進氣管壓力(Pb)傳感器20設在節(jié)氣門18的下流側。向ECU 1發(fā)送通過PB傳感器20檢測出的進氣管壓力PB。
發(fā)動機水溫(TW)傳感器21安裝在發(fā)動機2的氣缸體的充滿了冷卻水的氣缸周壁(未圖示)上，檢測發(fā)動機冷卻水的溫度TW，并將其發(fā)送給ECU 1。
向ECU 1發(fā)送的信號經過輸入接口1a，被進行模數(shù)(A/D)轉換。CPU 1b按照存儲在存儲器1c中的程序處理該數(shù)字信號，生成用于向車輛的致動器發(fā)送的控制信號。輸出接口1d向燃料噴射閥7、火花塞9、節(jié)氣門18以及其它機械要素的致動器發(fā)送這些控制信號。
圖2是表示缸內壓力傳感器15的安裝的一例的圖。在氣缸蓋21的螺紋孔22中擰入有火花塞9。缸內壓力傳感器的傳感器元件部25與墊片26一起夾在氣缸蓋21的火花塞的安裝臺面23和火花塞墊片部24之間。傳感器元件部25由壓電元件構成。
傳感器元件部25作為火花塞9的墊片而緊固，因此該傳感器元件部25受到了預定的緊固負荷(初始負荷)。當燃燒室8內的壓力改變時，施加在該傳感器元件部25上的負荷改變。缸內壓力傳感器15檢測相對于該預定緊固負載的負載變化，作為缸內壓力的變化。通過對該缸內壓力的變化進行積分，可求出缸內壓力。
在使用壓電元件的情況下，一般在缸內壓力的變化和缸內壓力傳感器的輸出之間的關系中，存在滯后特性。并且，伴隨壓電元件的溫度上升，缸內壓力傳感器的輸出也上升。當在內燃機中安裝這樣的缸內壓力傳感器時，根據由內燃機產生的熱，在缸內壓力傳感器的輸出中產生偏差。其結果，在通過積分得到的缸內壓力的波形中，可能會產生“偏差”即漂移。
舉一個例子，圖3(a)表示缸內壓力傳感器15的輸出，即缸內壓力的變化率Vps。
為了計算缸內壓力，如式(1)中所示，對缸內壓力傳感器的輸出Vps進行積分。
Pcyl＝∫Vps(1)圖3(b)和(c)表示通過積分得到的缸內壓力Pcyl的波形。圖3(b)是不出現(xiàn)漂移的缸內壓力Pcyl的例子，圖3(c)是出現(xiàn)了如直線200所示的漂移的缸內壓力Pcyl的例子。
已知這樣的漂移的大小不僅取決于溫度，而且取決于缸內壓力傳感器的劣化程度而變化。隨著缸內壓力傳感器的劣化程度增大，該漂移的大小也增大。本申請的發(fā)明人關注這一點提出了檢測缸內壓力傳感器的故障的幾個方法。
實施例1圖4是根據本發(fā)明第1實施例、判定缸內壓力傳感器故障的裝置的框圖。在ECU 1中實現(xiàn)這些模塊的功能。典型地，這些功能通過存儲在ECU 1中的計算機程序來實現(xiàn)。可替代地，可通過硬件、軟件、固件(firmware)以及這些的組合來實現(xiàn)這些功能(對于以下的框圖也相同)。
缸內壓力傳感器15的輸出經模數(shù)轉換，作為Vps輸入到缸內壓力傳感器的故障判定裝置中。該模數(shù)轉換按照比1個燃燒周期短的時間間隔Tk來進行。積分裝置31按照上述式(1)，對缸內壓力傳感器15的輸出進行積分，計算缸內壓力Pcyl。該積分操作優(yōu)選與對缸內壓力傳感器的輸出進行模數(shù)轉換的周期Tk同步地進行。
漂移參數(shù)計算部32計算表示1個燃燒周期中缸內壓力的漂移大小的漂移參數(shù)。在該實施例中，使用對1個燃燒周期中的缸內壓力的漂移量進行逐次統(tǒng)計處理而得到的值Pdftave作為漂移參數(shù)。故障檢測部33根據漂移參數(shù)Pdftave來判斷缸內壓力傳感器15是否發(fā)生故障。
以下所示的流程圖的處理典型地通過ECU 1來執(zhí)行。
圖5是根據第1實施例的檢測缸內壓力傳感器故障的處理的流程圖。每1個燃燒周期執(zhí)行1次該處理。優(yōu)選，在缸內壓力減低到大氣壓附近且穩(wěn)定的排氣行程中執(zhí)行。在一個實施例中，1個燃燒周期相當于曲軸角720度。
在步驟S1中，取得通過計算缸內壓力的漂移參數(shù)的例程(例如，圖7)而計算出的漂移參數(shù)Pdftave。在步驟S2中，調查漂移參數(shù)Pdftave是否在由上限值(例如，2mV)和下限值(例如，-2mV)規(guī)定的預定范圍內。如果漂移參數(shù)Pdftave不在該預定范圍內，則判斷為存在缸內壓力傳感器發(fā)生故障的可能性，將標志Fsk_Pcyl設定為NG(S3)。如果漂移參數(shù)Pdftave在該預定范圍內，則判斷為缸內壓力傳感器正常，將標志Fsk_Pcyl設定為OK(S4)。
圖6是最終判定缸內壓力傳感器是否發(fā)生故障的處理的流程圖。該處理按預定的時間間隔(例如，10毫秒)來實施。
在步驟S7中，判斷標志Fsk_Pcyl的值設定為NG是否持續(xù)經過了預定時間(例如，500毫秒)。如果步驟S7的判斷為“是”，則判定為缸內壓力傳感器發(fā)生故障(S8)。通過這樣的判斷，可更加準確地判定缸內壓力傳感器的故障。
可替代地，在圖5中示出的步驟S3中，也可以響應于標志Fsk_Pcyl被設定為值NG，判定為缸內壓力傳感器發(fā)生故障。
圖7表示計算漂移參數(shù)的處理的流程圖。每1個燃燒周期執(zhí)行1次該處理。優(yōu)選，在缸內壓力減低到大氣壓附近且穩(wěn)定的排氣行程中執(zhí)行。
在步驟S11中，取得通過積分裝置31計算出的缸內壓力Pcyl。在步驟S12中，從缸內壓力的當前值Pcyl中減去前次值Pcyl1，計算缸內壓力漂移量Pdft。該漂移量Pdft表示1個燃燒周期中的漂移的量。如上所述，因為該處理在排氣行程中執(zhí)行，因此在確實地減低到大氣壓附近且穩(wěn)定的時機下對缸內壓力Pcyl進行采樣，從而可準確地計算漂移量Pdft。在步驟S13中，將缸內壓力的當前值Pcyl轉換為前次值Pcyl1。
在步驟S14中，按照式(2)，計算系數(shù)Kpdrift。Pdrift是在后述的步驟S16中計算的可變增益，初始值設定為0。
Kpdrift＝Pdrift/(1+Pdrift)(2)在步驟S15中，按照式(3)，計算對漂移量進行統(tǒng)計處理后的值Pdftave。
Pdftave＝Pdftave+Kpdrift×(Pdft-Pdftave)(3)這樣，逐次地進行計算統(tǒng)計處理值Pdftave，使得與該時刻的漂移量Pdft之間的偏差(Pdft-pdftave)為最小。
在步驟S16中，按照式(4)計算可變增益Pdrift。Avew是固定的加權參數(shù)(例如，0.991)。
Pdrift＝Pdrift/Avew+(1-Pdrift/(Avew+Pdrift))(4)這樣，對每個燃燒周期，計算缸內壓力的漂移量Pdft和漂移參數(shù)(統(tǒng)計處理值)Pdftave。
由于噪聲的影響以及內燃機的運轉狀態(tài)的影響，存在在缸內壓力傳感器的輸出中產生偏差的情況。通過使用逐次統(tǒng)計處理后的值Pdftave，可將因該偏差而引起的對故障檢測的影響減至最小。
但是，在替代的實施方式中，也可使用漂移量Pdft作為漂移參數(shù)來實施故障判定。例如，當漂移量Pdft不在預定范圍內時，可將標志Fsk_Pcyl設定為值NG。
實施例2圖8是根據本發(fā)明第2實施例、判定缸內壓力傳感器故障的裝置的框圖。與第1實施例的不同點在于，不僅考慮漂移量、還考慮缸內壓力的特性來檢測缸內壓力傳感器的故障。
積分裝置31和漂移參數(shù)計算部32與第1實施例的圖4中所示相同。最大值計算部44求出在1個燃燒周期中缸內壓力Pcyl的最大值PcylMax。故障檢測部43根據缸內壓力的最大值PcylMax來設定用于判定缸內壓力傳感器的故障的預定范圍。故障檢測部43根據漂移參數(shù)Pdftave是否在該預定范圍內，來檢測缸內壓力傳感器的故障。
缸內壓力的漂移量根據缸內壓力的特性而變化。根據第2實施例，根據缸內壓力的特性來設定用于判定缸內壓力傳感器的故障的預定范圍，因此可更加準確地檢測缸內壓力傳感器的故障。
圖9是根據第2實施例的檢測缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。該處理例如在每1個燃燒周期中，優(yōu)選在排氣過程中實施。在一個實施例中，1個燃燒周期相當于曲軸角720度。
在步驟S21中，取得通過計算缸內壓力的漂移參數(shù)的例程(例如，圖7)而計算出的漂移參數(shù)Pdftave。在步驟S22中，求出在當前的燃燒周期中的缸內壓力的最大值PcylMax。在步驟S23中，根據缸內壓力的最大值PcylMax，設定預定范圍的上限值和下限值。
圖10示出了該預定范圍的設定的一例。當缸內壓力的最大值PcylMax小于100kPa時，上限值和下限值分別設定為1mV和-1mV。當缸內壓力的最大值PcylMax大于100kPa時，該最大值PcylMax越大，上限值和下限值的絕對值也設定得越大。這是因為當缸內壓力傳感器發(fā)生故障時，缸內壓力的變動越大，漂移的變動也越大。
返回圖9，在步驟S24中，調查漂移參數(shù)Pdftave是否在由步驟S23中設定的上限值和下限值所規(guī)定的預定范圍內。如果漂移參數(shù)Pdftave不在該預定范圍內，則判斷為存在缸內壓力傳感器發(fā)生故障的可能性，將標志Fsk_Pcyl設定為NG(S25)。如果漂移參數(shù)Pdftave在該預定范圍內，則判斷為缸內壓力傳感器正常，將標志Fsk_Pcyl設定為OK(S26)。
根據第1實施例的圖6所示的故障判定處理也同樣適用于第2實施例。此外，與第1實施例相同，也可代替統(tǒng)計處理值Pdftave，而使用漂移量Pdft作為漂移參數(shù)。
在第2實施例中，代替缸內壓力的最大值PcylMax，也可使用表示缸內壓力Pcyl的變動大小的其它參數(shù)。例如，也可使用圖示平均有效壓力。圖示平均有效壓力是本領域技術人員公知的參數(shù)。隨著發(fā)動機的燃燒步驟，缸內壓力改變。當進氣開始時，進氣門打開，因此缸內壓力下降。在壓縮行程中，缸內壓力增大。當混合氣燃燒時，缸內壓力急遽增大?；钊粔合?，缸內壓力開始減小。當進入排氣步驟時，排氣門打開，因此缸內壓力進一步減小。如式(5)所示，圖示有效平均壓力典型地可以通過將缸內壓力的變化率Δpcyl的1個燃燒周期的積分值除以發(fā)動機的總沖程容積V來計算。
Pmi=∫(ΔPcyl)dvV---(5)]]>實施例3圖11是根據本發(fā)明第3實施例的判定缸內壓力傳感器的故障的裝置的框圖。
缸內壓力的漂移量可能隨發(fā)動機的運轉狀態(tài)而變動。根據第3實施例，根據發(fā)動機的運轉狀態(tài)校正漂移參數(shù)，因此可抑制運轉狀態(tài)對漂移參數(shù)的影響，因此，可更加準確地檢測缸內壓力傳感器的故障。
積分裝置31和漂移參數(shù)計算部32與第1實施例的圖4中所示相同。運轉狀態(tài)檢測部53根據通過進氣管壓力傳感器20(圖1)檢測出的進氣管壓力PB，計算校正系數(shù)KLOAD。進氣管壓力PB表示發(fā)動機的負荷。
校正部54使用校正系數(shù)KLOAD來校正漂移參數(shù)Pdftave。故障檢測部55根據校正后的漂移參數(shù)Pdftave’是否在預定范圍內，來檢測缸內壓力傳感器的故障。
圖12是根據第3實施例的檢測缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。該處理例如在每1個燃燒周期中，優(yōu)選在排氣步驟中實施。在一個實施例中，1個燃燒周期相當于曲軸角720度。
在步驟S31中，取得通過計算缸內壓力的漂移參數(shù)的例程(例如，圖7)而計算出的漂移參數(shù)Pdftave。在步驟S32中，根據通過進氣管壓力傳感器檢測出的進氣管壓力PB，參照預定的映射圖，求出校正系數(shù)KLOAD。
圖13示出該預定的映射圖的一例。隨著發(fā)動機負荷增高，即進氣管壓力PB增大，發(fā)動機溫度上升。當發(fā)動機溫度上升時，即使缸內壓力傳感器正常，漂移量也存在增加的傾向。因此，發(fā)動機負荷越大，校正系數(shù)KLOAD設定得越小，由此，將漂移參數(shù)設為不依存于發(fā)動機負荷的值。
在步驟S33中，將漂移參數(shù)Pdftave乘以校正系數(shù)KLOAD，來計算校正后的漂移參數(shù)Pdftave’。在步驟S34中，調查校正后的漂移參數(shù)Pdftave’是否在由上限值(例如，2mV)和下限值(例如，-2mV)規(guī)定的預定范圍內。如果校正后的漂移參數(shù)Pdftave’不在該預定范圍內，則判斷為存在缸內壓力傳感器發(fā)生故障的可能性，將標志Fsk_Pcyl設定為NG(S35)。如果校正后的漂移參數(shù)Pdftave’在該預定范圍內，則判斷為缸內壓力傳感器正常，將標志Fsk_Pcyl設定為OK(S36)。
根據第1實施例的圖6所示的故障判定處理也同樣適用于第3實施例。此外，與第1實施例相同，也可代替統(tǒng)計處理值Pdftave，而使用漂移量Pdft作為漂移參數(shù)。
代替發(fā)動機負荷，也可使用表示發(fā)動機運轉狀態(tài)的其它參數(shù)。在一個實施方式中，可以使用通過發(fā)動機水溫傳感器21(圖1)檢測出的發(fā)動機水溫TW。例如，可使用發(fā)動機水溫的每單位時間的變化量。
實施例4圖14是根據本發(fā)明第4實施例的判定缸內壓力傳感器的故障的裝置的框圖。在該實施例中，通過有意地使缸內壓力傳感器包含漂移，從而更加準確地判定缸內壓力傳感器的故障。
探查信號疊加部60對缸內壓力傳感器的傳感器元件部25(圖2)有意地施加預定的負荷，以在缸內壓力傳感器15的輸出上疊加預定的直流成分(以下，稱為探查信號，例如為1mV)。例如，探查信號疊加部60是與缸內壓力傳感器連接的致動器，其響應于來自ECU 1的控制信號而對該傳感器元件部25施加預定的負荷。其結果，在缸內壓力傳感器的輸出上疊加了探查信號。
缸內壓力傳感器的輸出變?yōu)?Vps+直流成分)。積分裝置61如式(6)所示，對該缸內壓力傳感器的輸出進行積分，計算缸內壓力Pcyl。通過探查信號的疊加，在缸內壓力Pcyl中有意地包含了與該探查信號相對應的漂移。
Pcyl＝∫(Vps+探查信號) (6)漂移參數(shù)計算部62通過與第1實施例的圖4中所示的漂移參數(shù)計算部32相同的方法，計算漂移參數(shù)。探查信號積分器63計算探查信號的1個燃燒周期的積分值。減法器64從漂移參數(shù)Pdftave中減去探查信號的積分值。故障檢測部65根據漂移參數(shù)Pdftave是否在預定范圍內，來檢測缸內壓力傳感器的故障。
在缸內壓力傳感器正常時，可以根據該探查信號估計通過該探查信號的疊加而產生的“有意的漂移量”。當缸內壓力傳感器發(fā)生故障時，該有意的漂移量也增大。因此，通過從漂移參數(shù)中減去根據該探查信號估計的漂移量，從而可更加容易地判斷缸內壓力傳感器是否發(fā)生故障。
如參照圖2說明的那樣，對缸內壓力傳感器的傳感器元件部25施加有初始負荷。該初期負荷存在產生偏差的可能。這樣的初始負荷的偏差可能使漂移量變動。當漂移量變動時，可能導致對缸內壓力傳感器的故障進行誤判定。
根據該實施例，通過有意地在缸內壓力中產生漂移，從而當缸內壓力傳感器發(fā)生故障時漂移的量增大，因此，可以在不受這樣的初始負荷的偏差的影響的情況下判定缸內壓力傳感器的故障。為了更加準確地判定缸內壓力傳感器的故障，優(yōu)選，探查信號的大小設定為有意的漂移量相對于該初始負荷的偏差足夠大。
可替代地，不通過減法器64進行減法運算，而根據包含該有意的漂移的漂移參數(shù)，可判斷缸內壓力傳感器是否發(fā)生故障。
圖15是根據第4實施例的檢測缸內壓力傳感器故障的處理的流程圖。該處理例如在每1個燃燒周期中，優(yōu)選在排氣步驟中實施。在一個實施例中，1個燃燒周期相當于曲軸角720度。
在步驟S41中，取得通過計算缸內壓力的漂移參數(shù)的例程(例如，圖7)而計算出的漂移參數(shù)Pdftave。在步驟S42中，從漂移參數(shù)Pdftave中減去探查信號的積分值，即(探查信號×1個燃燒周期)。
在步驟S43中，調查漂移參數(shù)Pdftave是否在由上限值(例如，2mV)和下限值(例如，-2mV)規(guī)定的預定范圍內。如果漂移參數(shù)Pdftave不在該預定范圍內，則判斷為存在缸內壓力傳感器發(fā)生故障的可能性，將標志Fsk_Pcyl設定為NG(S44)。如果漂移參數(shù)Pdftave在該預定范圍內，則判斷為缸內壓力傳感器正常，將標志Fsk_Pcyl設定為OK(S45)。
根據第1實施例的圖6所示的故障判定處理也同樣適用于第4實施例。此外，與第1實施例相同，也可代替統(tǒng)計處理值Pdftave，而使用漂移量Pdft作為漂移參數(shù)。
實施例5圖16是根據本發(fā)明第5實施例的判定缸內壓力傳感器的故障的裝置的框圖。在該實施例中，使用多個氣缸間的缸內壓力傳感器輸出的關聯(lián)度。
積分裝置71和漂移參數(shù)計算部72通過與第1實施例的圖4中所示的積分裝置31和漂移參數(shù)計算部32相同的方法，對于各個氣缸計算缸內壓力，計算漂移參數(shù)。如參照圖1說明的那樣，在本實施例中使用4缸發(fā)動機。因此，對于第1～第4氣缸，得到缸內壓力Pcyl1～Pcyl4，之后得到漂移參數(shù)Pdftave1～Pdftave4。
關聯(lián)部73取得多個氣缸間的漂移參數(shù)的關聯(lián)度。在該實施例中，從得到的4個漂移參數(shù)中求出最大值和最小值?？商娲?，也可取得其它關聯(lián)度。例如，可通過求4個漂移參數(shù)的平均值，或者求4個漂移參數(shù)的中心值等來取得關聯(lián)度。故障檢測部74根據求出的最大值和最小值是否在預定范圍內，來判斷氣缸的缸內壓力傳感器是否有故障。
根據該實施例，取得多個氣缸間的漂移參數(shù)的關聯(lián)度，因此可更加準確地檢測缸內壓力傳感器的故障。
圖17是根據第5實施例的檢測缸內壓力傳感器的故障的處理的流程圖。該處理例如在每1個燃燒周期中，優(yōu)選在排氣步驟中實施。在一個實施例中，1個燃燒周期相當于曲軸角720度。
在步驟S51中，對于第1～第4氣缸，分別取得通過計算缸內壓力的漂移參數(shù)的例程(例如，圖7)而計算出的漂移參數(shù)Pdftave1～Pdftave4。在步驟S52中，從漂移參數(shù)Pdftave1～Pdftave4中選擇最大值和最小值，分別設定為Pdftave_max和Pdftave_min。
在步驟S53中，調查是否漂移參數(shù)的最大值Pdftave_max在由上限值(例如，2mV)和下限值(例如，-2mv)規(guī)定的預定范圍內，且漂移參數(shù)的最小值Pdftave_min在該預定范圍內。如果最大值和最小值都不在該預定范圍內，則判斷為存在任一氣缸的缸內壓力傳感器發(fā)生故障的可能性，將標志Fsk_Pcyl設定為NG(S54)。如果最大值和最小值兩者都在該預定范圍內，則判斷為所有氣缸的缸內壓力傳感器正常，將標志Fsk_Pcyl設定為OK(S55)。
可替代地，如果漂移參數(shù)的最大值Pdftave_max不在所述預定范圍內，則可以對于取得該最大值Pdftave_max的氣缸判斷為存在故障的可能性。同樣地，如果漂移參數(shù)的最小值Pdftave_min不在所述預定范圍內，則可以對于取得該最小值Pdftave_min的氣缸判斷為存在故障的可能性。
根據第1實施例的圖6中示出的故障判定處理也同樣適用于第5實施例。此外，與第1實施例相同，也可代替統(tǒng)計處理值Pdftave，而使用漂移量Pdft作為漂移參數(shù)。
實施例6圖18是根據本發(fā)明第6實施例的判定缸內壓力傳感器的故障的裝置的框圖。在該實施例中，設有用于復位缸內壓力的機構。通過復位操作，可準確且容易地求出漂移參數(shù)。
積分裝置81對缸內壓力傳感器的輸出Vps進行積分，計算缸內壓力Pcyl。復位機構82按照預定的定時產生復位信號。復位信號是將缸內壓力復位到預定的基準值(例如，0)的信號。在該實施例中，在各燃燒周期的預定的定時生成復位信號。積分裝置81響應于復位信號，輸出被復位為該預定的基準值的缸內壓力Pcyl。
漂移參數(shù)計算部83根據復位前的缸內壓力Pcyl_pre和復位后的缸內壓力Pcyl_post之差，計算漂移參數(shù)Pdftave。
故障檢測部84可按照第1～第5實施例中的任一方法來檢測缸內壓力傳感器的故障。即，如果按照第1實施例，則根據漂移參數(shù)是否在預定范圍內來判定缸內壓力傳感器的故障。如果按照第2實施例，則對應于缸內壓力的最大值來設定該預定范圍。如果按照第3實施例，則與發(fā)動機的運轉狀態(tài)相對應地校正漂移參數(shù)，根據該校正后的漂移參數(shù)是否在預定范圍內，來判定缸內壓力傳感器的故障。如果按照第4實施例，則在缸內壓力的輸出上疊加探查信號。如果按照第5實施例，則對于多個氣缸間取得漂移參數(shù)的關聯(lián)度，根據該關聯(lián)度來判定缸內壓力傳感器的故障。
參照圖19說明復位機構的一例及復位信號的動作。圖19(a)表示積分裝置81的電路的一例。該積分電路具有開關元件85、電容器86以及運算放大器87。根據復位信號閉合開關元件85。當該元件閉合時，電容器86前后的電位差消失，由此運算放大器87的輸出被復位為基準值。
在圖19(b)中，示出了進行了這樣的復位操作時的、從積分電路81輸出的缸內壓力Pcyl的波形的一例。在時刻t1、t2、t3、t4及t5上實施復位操作。通過這樣的復位操作，缸內壓力Pcyl被復位至基準值(在此，為0)。復位操作前后的缸內壓力的差表示1個燃燒周期中的漂移的量。
圖20是計算復位操作前后的缸內壓力的變化量的處理的流程圖。按照比1個燃燒周期短的時間間隔(例如，每1度的曲軸角)來實施該處理。
在步驟S61中，判斷是否與復位信號相應地對缸內壓力進行了復位。如果該判斷為“否”，則存儲在該時刻從積分裝置81輸出的缸內壓力Pcyl作為復位操作前的缸內壓力Pcyl_pre(S62)。如果該判斷為“是”，則存儲在該時刻從積分裝置81輸出的缸內壓力Pcyl作為復位操作后的缸內壓力Pcyl_post(S63)。在步驟S64中，計算復位前的缸內壓力Pcyl_pre和復位后的缸內壓力Pcyl_post作為變化量ΔPcyl。
圖21是計算漂移參數(shù)的處理的流程圖。在步驟S71中，將在圖20的步驟S64中計算出的變化量ΔPcyl設定為缸內壓力的漂移量Pdft。漂移量Pdft表示1個燃燒周期中的缸內壓力的漂移的量。步驟S72～74與圖7的步驟S14～S16相同，因此省略說明。
如上所述，可以對這樣計算出的漂移量應用第1～第5實施例中的任一故障判定方法，來判定缸內壓力傳感器的故障。
實施例7圖22是根據本發(fā)明第7實施例的判定缸內壓力傳感器的故障的裝置的框圖。為了計算不包含漂移的缸內壓力，設有計算漂移校正量的機構。在本實施例中，利用該機構，計算漂移參數(shù)。
校正裝置91通過從缸內壓力傳感器15的輸出，即缸內壓力的變化率Vps中減去漂移校正量Pcyl_comp，來校正缸內壓力的變化率。積分裝置92對通過該校正得到的缸內壓力變化率Vps’進行積分，來計算缸內壓力Pcyl。漂移校正量計算裝置90是用于計算漂移校正量Pcyl_comp的裝置。向校正裝置91反饋漂移校正量Pcyl_comp。
該反饋操作按預定的時間間隔反復進行。因此，每過預定的時間間隔，從缸內壓力傳感器的輸出Vps中除去漂移成分Pcyl_comp。因為對除去了漂移成分的缸內壓力傳感器輸出Vps’進行積分，所以可以抑制在得到的缸內壓力Pcyl的波形中出現(xiàn)漂移。
在該實施例中，按照與1個燃燒周期的長度相等的Tn的周期來進行漂移校正量計算裝置90的處理，按照比Tn短的Tk的周期來進行校正裝置91以及積分裝置92的處理。優(yōu)選，把Tk決定為與對缸內壓力傳感器的輸出進行模數(shù)轉換的周期的長度一致。由此，每當作為數(shù)字值Vps得到缸內壓力傳感器的輸出時，可通過漂移校正量Pcyl_comp來校正該Vps。
漂移參數(shù)計算部96根據漂移校正量Pcyl_comp，計算漂移參數(shù)Pdftave。如第6實施例所述，故障檢測部97可按照第1～第5的實施例中的任一方法，來判定缸內壓力傳感器的故障。
漂移校正量計算裝置90具有采樣電路93、漂移量計算電路94以及漂移變化率計算電路95。按Tn的周期來進行采樣電路93的采樣。采樣電路93在各燃燒周期的預定的曲軸(CRK)角處，對缸內壓力Pcyl進行采樣。優(yōu)選，在進氣行程中的預定的曲軸角處對缸內壓力Pcyl進行采樣。在采樣電路93中保持通過該采樣得到的缸內壓力樣本Psample直到下一采樣。在圖23(a)中示出了缸內壓力樣本Psample的波形的一例。
漂移量計算電路94與通過采樣電路93生成缸內壓力樣本Psample相對應地，執(zhí)行式(7)，計算漂移量Pdft。漂移量Pdft表示1個燃燒周期中的漂移量。
漂移量Pdft＝缸內壓力Psample-基準值(7)基準值被設定為表示沒有漂移影響時的缸內壓力。在一例中，使用按照與采樣電路93的采樣相同的定時采樣的、進氣管壓力傳感器20(圖1)的輸出PB作為基準值。在進氣行程中進氣門打開，因此如果沒有漂移的影響，則缸內壓力與進氣管壓力成為大致相同的壓力。通過從缸內壓力Pcyl中減去進氣管壓力PB得到的值成為在該燃燒周期中累積的漂移量Pdft。
在圖23(b)中示出了漂移量Pdft的一例。在采樣電路93中保持在第1燃燒周期的進氣行程中的時刻t1采樣的缸內壓力樣本Psample1，直到得到下一缸內壓力樣本。與在時刻t1采樣的進氣管壓力PB之間的差是關于該第1燃燒周期的漂移量Pdft1。同樣，在采樣電路93中保持在第2燃燒周期的進氣步驟中的時刻t2采樣的缸內壓力樣本Psample2，直到得到下一缸內壓力樣本。與在時刻t2采樣的進氣管壓力PB之間的差是關于該第2燃燒周期的漂移量Pdft2。如此，對每個燃燒周期計算漂移量Pdft。
返回圖22，漂移變化率計算電路95執(zhí)行式(8)，計算漂移變化率Pcyl_comp。漂移變化率Pcyl_comp表示每單位時間Tk的漂移變化率。
漂移變化率Pcyl_comp＝漂移量Pdft預定的采樣次數(shù)(8)其中，預定的采樣次數(shù)＝1個燃燒周期/Tk如上所述，在一個實施例中，Tk等于對缸內壓力傳感器的輸出進行模數(shù)轉換的周期的長度。這樣，能夠以每單位時間Tk的漂移變化率Pcyl_comp來校正每單位時間Tk得到的缸內壓力傳感器的輸出Vps。
圖23(c)中示出了漂移變化率Pcyl_comp。在時刻t1上，漂移量計算電路94計算漂移量Pdft。把該漂移量Pdft除以預定的采樣次數(shù)，可計算出每單位時間Tk的漂移變化率Pcyl_comp。這樣計算出的漂移變化率Pcyl_comp作為漂移校正量反饋給校正裝置91(圖22)。
圖24是計算漂移校正量(漂移變化率)的處理的流程圖。每過預定的曲軸角(例如，1度)實施該處理。
在步驟S81中，判斷向上計數(shù)器Dcnt是否達到預定值Dsample。向上計數(shù)器在各燃燒周期的進氣行程中的開始時刻，即曲軸角變?yōu)?時，復位為0。向上計數(shù)器按照來自曲軸角傳感器17(圖1)的曲軸信號進行計數(shù)。在一個實施例中，向上計數(shù)器從0至720進行計數(shù)。Dsample被預先確定，表示應對缸內壓力Pcyl進行采樣的曲軸角度。
當步驟S81的回答為“否”時，不是應該對缸內壓力進行采樣的時刻，因此計數(shù)器Dcnt增加1(S82)。當步驟881的回答為“是”時，向上計數(shù)器的值設置為0(S83)。在步驟S84中，對缸內壓力Pcyl進行采樣，得到缸內壓力樣本Psample。此外，對來自進氣管壓力傳感器的輸出PB進行采樣。在步驟S85中，計算缸內壓力樣本Psample和進氣管壓力PB之差，作為漂移量Pdft。在步驟S86中，將漂移量Pdft除以預定的采樣次數(shù)，計算漂移變化率Pcyl_comp。在該實施例中，參照式(8)如上所述，與1個燃燒周期相對應的曲軸角度為720度。設與Tk相對應的曲軸角度為D時，預定的采樣次數(shù)為720/D。
圖25示出了計算漂移參數(shù)的處理的流程圖。按Tk的周期來實施該處理。在步驟S91中，如式(9)所示，執(zhí)行漂移變化率Pcyl_comp的積分操作。即，將每D曲軸角的漂移變化率Pcyl_comp與缸內壓力的漂移量Pdfti的前次值相加，計算漂移量Pdfti的當前值。
Pdfti的當前值＝Pdfti的前次值+Pcyl_comp(9)這樣計算出的漂移量Pdfti表示當前運算周期的時刻的缸內壓力的漂移量。在1個燃燒周期中，漂移量Pdfti被計算成線性地變化。
可替代地，在按1度的曲軸角度的周期來實施該處理的情況下，在式(9)中所示的積分操作中，加上(Pcyl_comp/D)。
步驟S92～94與圖7的步驟S14～S16相同，因此省略說明。這樣計算出的漂移參數(shù)Pdftave被計算成對應于漂移量Pdfti而更加細致地曲線狀變化。
如上所述，對這樣計算出的漂移參數(shù)，可應用根據第1～第5實施例的任一例的故障判定方法，來判定缸內壓力傳感器的故障。
以下說明用于計算漂移變化率Pcyl_comp的另一實施例。
圖26示出了對于圖22中所示的漂移校正量計算裝置90的代替方式。采樣電路93和漂移量計算電路94與圖22中所示相同。與圖22中所示的漂移校正量計算裝置的不同點在于，由漂移量Pdft計算漂移變化率Pcyl_comp的方法。根據該實施例，通過過采樣、移動平均、以及微分的一系列的操作，來計算漂移變化率Pcyl-comp。對于該方法，參照圖27進行說明。
在圖27(a)中，示出在各燃燒周期中(即，按照Tn的周期)由漂移量計算電路94計算出的漂移量Pdft的波形。過采樣電路101按照Tk的周期對漂移量Pdft進行過采樣。
1個燃燒周期的采樣次數(shù)m為(1個燃燒周期/Tk)。圖27(a)中示出了m＝6的例子。
移動平均電路102每當通過過采樣得到樣本值時，按照式(10)，對樣本Pdft(k-(m-1))～Pdft(k)進行平均。這樣，計算出每時間Tk的漂移量ΔPdft。
ΔPdft(k)=Pdft(k-(m-1))+Pdft(k-(m-2))+,...,+Pdft(k-1)+Pdft(k)m---(10)]]>這樣得到的漂移量ΔPdft由圖27(b)所示的線表示。該漂移量ΔPdft表示每時間Tk累積的漂移量。因此，通過求解圖27(b)中示出的線的斜率，即通過對該漂移量ΔPdft進行微分，可計算漂移變化率Pcyl_comp。
作為一例，示出了當m＝6時，在時刻t1計算出的漂移變化率Pcyl_comp。通過對Pdft(k-5)～Pdft(k)移動平均得到的ΔPdft進行微分，計算出該漂移變化率Pcyl_comp。這樣，當按Tk的周期計算漂移變化率Pcyl_comp時，得到圖27(c)所示的波形。向校正裝置91(圖22)反饋計算出的漂移變化率Pcyl_comp。
如上所述，等于對缸內壓力傳感器的輸出進行模數(shù)轉換的周期的長度。這樣，可以用每時間Tk的漂移變化率Pcyl_comp來對按Tk的周期得到的缸內壓力傳感器的輸出Vps進行校正。
在上述的實施方式中，過采樣的樣本值的平均使用了移動平均法?？商娲?，也可使用其它的濾波(例如，低通濾波)。
實施例8圖28是根據本發(fā)明第8實施例的判定缸內壓力傳感器的故障的裝置的框圖。為了計算不包含漂移的缸內壓力，設有計算漂移校正量的機構，這一點與實施例7相同。利用該機構，計算漂移參數(shù)。與第7實施例的不同點在于，計算漂移校正量的方法不同。
積分裝置111對缸內壓力傳感器的輸出Vps進行積分，計算缸內壓力Pcyl。校正裝置112用漂移校正量ΔPdft對該缸內壓力Pcyl進行校正，計算校正后的缸內壓力Pcyl’。通過該校正，校正后的缸內壓力Pcyl’不包含漂移。漂移校正量計算裝置110是用于根據缸內壓力Pcyl計算漂移校正量ΔPdft的裝置。
在該實施例中，按照與1個燃燒周期的長度相等的Tn的周期來進行漂移校正量計算裝置110的處理，按照比Tn短的Tk的周期來進行積分裝置111以及校正裝置112的處理。優(yōu)選，把Tk決定為與對缸內壓力傳感器的輸出進行模數(shù)轉換的周期的長度一致。由此，每當作為數(shù)字值Vps得到缸內壓力傳感器的輸出時，可通過漂移校正量ΔPdft來校正與該Vps對應的缸內壓力Pcyl。
漂移參數(shù)計算部96以與第7實施例相同的方法，根據漂移校正量ΔPdft，計算漂移參數(shù)Pdftave。如第6實施例所述，故障檢測部97可按照第1～第5實施例中的任一方法，來判定缸內壓力傳感器的故障。
漂移校正量計算裝置110具有采樣電路113、漂移量計算電路114、過采樣電路115以及移動平均電路116。這些電路與第7實施例的圖26所示的采樣電路93、漂移量計算電路94、過采樣電路101以及移動平均電路102同樣地動作。其結果，通過移動平均電路116計算出每時間Tk的漂移量ΔPdft(參照式(10))。校正裝置112接受每該時間Tk的漂移量ΔPdft作為漂移校正量。校正裝置112通過從缸內壓力Pcyl中減去漂移校正量ΔPdft來校正缸內壓力Pcyl，計算校正后缸內壓力Pcyl’。校正后缸內壓力Pcyl’表示不包含漂移的缸內壓力。
如此，每當作為數(shù)字值Vps得到缸內壓力傳感器的輸出時，通過漂移校正量ΔPdft來校正缸內壓力Pcyl。周期Tk的長度比燃燒周期的長度短，因此可避免在1個燃燒周期中在缸內壓力中累積漂移。
在上述的實施例中，為了平均過采樣的漂移量的樣本，使用了移動平均法?？商娲兀部墒褂闷渌臑V波(例如，低通濾波)。
圖29是根據第8實施例的計算漂移參數(shù)的處理的流程圖。在該例子中按Tk的周期來實施該處理。在步驟S101中，將每時間Tk的漂移量ΔPdft設定為漂移量Pdft。步驟S102～104與圖7的步驟S14～S16相同，因此省略說明。
如上所述，對這樣計算出的漂移參數(shù)，可應用第1～第5實施例的任一例的故障判定方法，來判定缸內壓力傳感器的故障。
在第7和第8實施例中示出的漂移校正量計算機構是一個例子，也可以使用其它機構來校正缸內壓力傳感器的輸出，或者校正缸內壓力。
作為一個例子，可以在第7實施例的校正機構中，在漂移變化率計算部95和校正裝置91之間，設置實施使漂移變化率Pcyl_comp收斂于0的控制的控制器。計算對校正裝置91的控制輸入，以使漂移變化率Pcyl_comp成為0。通過使用該控制輸入來校正缸內壓力傳感器的輸出Vps，使該缸內壓力傳感器的輸出中不包含漂移。
此外，在第8實施例的校正機構中，可在移動平均電路119和校正裝置112之間，設置實施使漂移量ΔPdft收斂于0的控制的控制器。在該情況下，漂移校正量計算裝置110的輸入為校正后的缸內壓力Pcyl’。根據校正后的缸內壓力Pcyl’，求出漂移校正量ΔPdft，實施使該漂移校正量ΔPdft收斂于0的控制，計算對校正裝置112的控制輸入。該校正裝置112通過由該控制輸入來校正缸內壓力Pcyl，使得在校正后的缸內壓力Pcyl’中不包含漂移。
本發(fā)明可應用于通用的(例如，船外機等)內燃機。
權利要求
1.一種判定缸內壓力傳感器的故障的裝置，其具有缸內壓力計算單元，其根據設在內燃機上的缸內壓力傳感器的輸出，計算該內燃機的缸內壓力；漂移參數(shù)計算單元，其根據所述計算出的缸內壓力，計算表示該缸內壓力的漂移量的漂移參數(shù)；以及故障判定單元，其在所述漂移參數(shù)不在預定范圍內時，判定為所述缸內壓力傳感器發(fā)生故障。
2.根據權利要求1所述的裝置，該裝置還具有根據所述缸內壓力的特性設定所述預定范圍的單元。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，該裝置還具有求出用于與所述內燃機的運轉狀態(tài)相應地校正所述漂移參數(shù)的系數(shù)的單元；以及利用所述校正系數(shù)對所述漂移參數(shù)進行校正的單元，若該校正后的漂移參數(shù)不在所述預定范圍內，則所述故障判定單元判定為所述缸內壓力傳感器發(fā)生故障。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的裝置，該裝置還具有對該缸內壓力傳感器進行操作，以在所述缸內壓力傳感器的輸出上疊加預定信號的單元，所述缸內壓力計算單元根據疊加了該預定信號的缸內壓力傳感器的輸出，來計算所述缸內壓力。
5.一種判定缸內壓力傳感器的故障的裝置，其對于具有分別具備缸內壓力傳感器的多個氣缸的內燃機，判定任一氣缸的缸內壓力傳感器是否發(fā)生故障，該裝置具有缸內壓力計算單元，其對于各個氣缸，根據該氣缸的所述缸內壓力傳感器的輸出，計算該氣缸的缸內壓力；漂移參數(shù)計算單元，其對于各個氣缸，根據所述計算出的缸內壓力，計算表示該氣缸的缸內壓力漂移量的漂移參數(shù)；關聯(lián)度計算單元，其在所述多個氣缸間計算所述漂移參數(shù)的關聯(lián)度；以及故障判定單元，其根據所述計算出的關聯(lián)度，判定任一氣缸的缸內壓力傳感器是否發(fā)生故障。
6.根據權利要求1至4中的任一項所述的裝置，所述漂移參數(shù)計算單元還具有按照預定的定時，將所述缸內壓力復位為基準值的復位單元；以及根據在所述復位單元的復位操作之前得到的所述缸內壓力和在該復位操作之后得到的所述缸內壓力之差，計算所述漂移參數(shù)的單元。
7.根據權利要求1至4中的任一項所述的裝置，該裝置還具有校正所述缸內壓力以使其不包含漂移的缸內壓力校正單元，該缸內壓力校正單元具有對所述缸內壓力傳感器的輸出進行校正的校正單元；對來自所述校正單元的輸出進行積分，計算所述缸內壓力的積分單元；以及根據所述計算出的缸內壓力，計算該缸內壓力中包含的漂移的變化率的漂移變化率計算單元，向所述校正單元反饋所述計算出的漂移變化率，該校正單元利用該漂移變化率對所述缸內壓力傳感器的輸出進行校正，所述漂移參數(shù)計算單元根據所述漂移變化率來計算所述漂移參數(shù)。
8.根據權利要求1至4中的任一項所述的裝置，該裝置還具有利用用于除去所述計算出的缸內壓力中的漂移的漂移校正量，來校正該缸內壓力的單元，所述漂移參數(shù)計算單元根據所述漂移校正量，計算所述漂移參數(shù)。
9.一種判定缸內壓力傳感器的故障的方法，其包括以下步驟根據設在內燃機上的缸內壓力傳感器的輸出，計算該內燃機的缸內壓力的步驟；根據所述計算出的缸內壓力，計算表示該缸內壓力的漂移量的漂移參數(shù)的步驟；以及當所述漂移參數(shù)不在預定范圍內時，判定為所述缸內壓力傳感器發(fā)生故障的步驟。
10.根據權利要求9所述的方法，該方法還包括根據所述缸內壓力的特性設定所述預定范圍的步驟。
11.根據權利要求9或10所述的方法，該方法還包括求出用于與所述內燃機的運轉狀態(tài)相應地校正所述漂移參數(shù)的系數(shù)的步驟；以及利用所述校正系數(shù)來校正所述漂移參數(shù)的步驟，當該校正后的漂移參數(shù)不在所述預定范圍內時，所述判定步驟判定為所述缸內壓力傳感器發(fā)生故障。
12.根據權利要求9至11的任一項所述的方法，該方法還包括操作該缸內壓力傳感器，以在所述缸內壓力傳感器的輸出上疊加預定信號的步驟，所述缸內壓力計算步驟根據疊加了該預定信號的缸內壓力傳感器的輸出，來計算所述缸內壓力。
13.一種判定缸內壓力傳感器的故障的方法，其對于具有分別具備缸內壓力傳感器的多個氣缸的內燃機，判定任一氣缸的缸內壓力傳感器是否發(fā)生故障，該方法包括以下步驟對于各個氣缸，根據該氣缸的所述缸內壓力傳感器的輸出，計算該氣缸的缸內壓力的步驟；對于各個氣缸，根據所述計算出的缸內壓力，計算表示該氣缸的缸內壓力漂移量的漂移參數(shù)的步驟；在所述多個氣缸間計算所述漂移參數(shù)的關聯(lián)度的步驟；以及根據所述計算出的關聯(lián)度，判定任一氣缸的缸內壓力傳感器是否發(fā)生故障的步驟。
14.根據權利要求9至12的任一項所述的裝置，所述漂移參數(shù)計算步驟還包括以下步驟按照預定的定時，將所述缸內壓力復位為基準值的步驟以及根據在所述復位操作之前得到的所述缸內壓力和在該復位操作之后得到的所述缸內壓力之差，計算所述漂移參數(shù)的步驟。
15.根據權利要求9至12的任一項所述的方法，該方法還具有校正所述缸內壓力以使其不包含漂移的步驟，該步驟進一步包括以下步驟對所述缸內壓力傳感器的輸出進行校正的步驟；對來自所述校正步驟的輸出進行積分，計算所述缸內壓力的步驟；以及根據所述計算出的缸內壓力，計算該缸內壓力中包含的漂移的變化率的步驟，向所述校正步驟反饋所述計算出的漂移變化率，該校正步驟利用該漂移變化率對所述缸內壓力傳感器的輸出進行校正，所述漂移參數(shù)計算步驟根據所述漂移變化率來計算所述漂移參數(shù)。
16.根據權利要求9至12的任一項所述的方法，該方法還具有利用用于除去所述計算出的缸內壓力中的漂移的漂移校正量，來校正該缸內壓力的步驟，所述漂移參數(shù)計算步驟根據所述漂移校正量，計算所述漂移參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種判定缸內壓力傳感器的故障的裝置及方法。其更加準確地檢測缸內壓力傳感器的故障，而不會導致成本升高。判定缸內壓力傳感器的故障的裝置根據設在內燃機中的缸內壓力傳感器的輸出，計算該內燃機的缸內壓力，根據該缸內壓力，計算表示該缸內壓力的漂移量的漂移參數(shù)。當該漂移參數(shù)不在預定范圍內時，判定為所述缸內壓力傳感器發(fā)生故障。在一個實施方式中，可根據缸內壓力的特性設定該預定范圍。另外，根據另一實施方式，與內燃機的運轉狀態(tài)相對應地求出校正系數(shù)，通過該校正系數(shù)，校正所述漂移參數(shù)。而根據另一實施方式，操作缸內壓力傳感器，以在缸內壓力傳感器的輸出上疊加預定的探察信號。根據疊加了該探察信號的缸內壓力傳感器輸出來計算缸內壓力。
文檔編號F02D45/00GK1954142SQ20058001591
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月18日 優(yōu)先權日2004年5月20日
發(fā)明者佐藤正浩, 大久保桂, 篠崎廣一郎, 安井裕司, 長島慶一 申請人:本田技研工業(yè)株式會社