JP2003328826A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の運転を安定させるために機関回転
数を目標機関回転数に維持するための制御装置の故障を
従来の方法とは別の方法によって検出する。 【解決手段】 機関要求負荷に応じて目標吸気量ＴＧａ
が決定され、吸気量に応じて目標燃料供給量ＴＧｉが決
定される。機関始動時であってアイドリング運転時には
機関回転数Ｎが目標機関回転数ＴＮに維持されるように
目標吸気量補正制御を実行するための目標吸気量補正手
段を具備する。目標吸気量補正制御の実行中であって内
燃機関の温度が所定温度よりも低く且つ空燃比を目標空
燃比とするための燃料供給量補正制御が実行されている
ときに、目標吸気量に対する補正量Ｋがその上限値Ｋｕ
または下限値Ｋｌとなったときの目標機関回転数に対す
る機関回転数の偏差が所定の偏差値ΔＮｔｈよりも大き
いことをもって目標吸気量補正手段が故障していると判
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の１つとして、燃焼室に吸入さ
れる空気（吸気）の量を制御するためのスロットル弁を
備え、空燃比が目標空燃比となるように吸気量に応じて
燃料噴射弁から吸気中に燃料が噴射されるようになって
いる内燃機関が知られている。このような内燃機関が始
動された直後においては、内燃機関の温度が低いことも
あって、燃料が燃焼室にて燃焼しづらい。こうした状況
下において、内燃機関の始動（機関始動）直後に、内燃
機関の運転状態（機関運転状態）が内燃機関に要求され
る負荷（機関要求負荷）が極めて小さいいわゆるアイド
リング運転状態にあると、燃料噴射弁から吸気中に噴射
される燃料の量（燃料噴射量）も極めて少ないために、
燃料が燃焼室にて非常に燃焼しづらく、結果的に、内燃
機関の運転が安定しない。

【０００３】そこで、機関始動直後に内燃機関の運転が
不安定になることを回避するために、機関始動直後に機
関運転状態がアイドリング運転状態（以下、始動後アイ
ドリング運転状態と称す）にあるときに内燃機関の運転
を安定させるのに最低限必要な機関回転数を目標機関回
転数（以下、目標アイドル回転数と称す）として予め設
定しておき、始動後アイドリング運転状態下において、
機関回転数がこの目標アイドル回転数よりも小さいとき
には、スロットル弁の開度を徐々に大きくし、斯くし
て、吸気量を徐々に多くするようにするシステムが、特
開平８−１２８３５１号公報に開示されている。

【０００４】ところで、上記公報のシステムが故障する
場合がある。そして、こうした故障は何らかの方法で検
知されるべきである。そこで、上記公報では、吸気量を
補正するための補正パラメータは、機関回転数と目標ア
イドル回転数との偏差に応じて決定されていることか
ら、吸気量を強制的に増大させたり減少させたりしたと
きに、この補正パラメータが変化すれば、上記公報の制
御装置は正常であると判定され、逆に、この補正パラメ
ータが変化しなければ、上記公報の制御装置は故障して
いると判定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、始動
後アイドリング運転状態下においては、内燃機関の運転
を安定させるために機関回転数を目標アイドル回転数に
維持するための制御装置が知られており、そして、この
制御装置の故障は検出されるべきである。そこで、本発
明の目的は、上述した内燃機関の制御装置の故障を従来
の方法とは別の方法によって検出することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、１番目の発明では、内燃機関に要求される機関要求
負荷に応じて目標吸気量を決定し、且つ、吸気量に応じ
て内燃機関の燃焼室に供給するべき目標燃料供給量を決
定する目標吸気量・目標燃料供給量決定手段と、機関始
動時であって機関運転状態がアイドリング運転状態にあ
るときには機関回転数が目標機関回転数に維持されるよ
うに上記機関要求負荷に応じて決定された目標吸気量を
補正するための目標吸気量補正制御を実行するための目
標吸気量補正手段と、燃焼室内の空燃比を検出するため
の空燃比検出手段と、該空燃比検出手段によって検出さ
れる空燃比に基づいて、燃焼室内の空燃比が目標空燃比
となるように目標燃料供給量を補正するための燃料供給
量補正制御を実行するための手段と、内燃機関の温度を
検出するための温度検出手段とを具備し、上記目標吸気
量補正制御における目標吸気量に対する補正量の上限値
または下限値が予め設定されている内燃機関の制御装置
において、目標吸気量補正制御の実行中であって内燃機
関の温度が予め定められた温度よりも低く且つ燃料供給
量補正制御が実行されているときに、目標吸気量に対す
る補正量がその上限値または下限値となったときの目標
機関回転数に対する機関回転数の偏差が予め定められた
偏差値よりも大きいことをもって、上記目標吸気量補正
手段に故障が発生していると判定する。

【０００７】ここで、目標機関回転数、補正量、目標吸
気量補正制御、目標吸気量補正手段、空燃比検出手段、
温度検出手段、および、目標吸気量補正制御は、それぞ
れ、後述する実施形態において、目標アイドル回転数、
吸気量補正係数、ＩＳ制御、ＩＳ制御装置、酸素セン
サ、水温センサ、および、目標燃料供給量のフィードバ
ック補正に相当する。

【０００８】上記課題を解決するために、２番目の発明
では、内燃機関に要求される機関要求負荷に応じて目標
吸気量を決定し、且つ、吸気量に応じて内燃機関の燃焼
室に供給するべき目標燃料供給量を決定する目標吸気量
・目標燃料供給量決定手段と、機関始動時であって機関
運転状態がアイドリング運転状態にあるときには機関回
転数が目標機関回転数に維持されるように上記機関要求
負荷に応じて決定された目標吸気量を補正するための目
標吸気量補正制御を実行するための目標吸気量補正手段
と、燃焼室内の空燃比を検出するための空燃比検出手段
と、該空燃比検出手段によって検出される空燃比に基づ
いて、燃焼室内の空燃比が目標空燃比となるように目標
燃料供給量を補正するための燃料供給量補正制御を実行
するための手段と、内燃機関の温度を検出するための温
度検出手段とを具備し、上記目標吸気量補正制御におけ
る目標吸気量に対する補正量の上限値または下限値が予
め設定されている内燃機関の制御装置において、目標吸
気量補正制御の実行中であって内燃機関の温度が予め定
められた温度よりも低く且つ燃料供給量補正制御が実行
されているときに、目標吸気量に対する補正量がその上
限値または下限値となったときの目標機関回転数に対す
る補正量がその上限値または下限値となったときの目標
機関回転数に対する機関回転数の偏差が予め定められた
偏差値よりも大きい状態が予め定められた期間に亘って
継続したことをもって、上記目標吸気量補正手段に故障
が発生していると判定する。

【０００９】ここで、目標機関回転数、補正量、目標吸
気量補正制御、目標吸気量補正手段、空燃比検出手段、
温度検出手段、および、目標吸気量補正制御は、それぞ
れ、後述する実施形態において、目標アイドル回転数、
吸気量補正係数、ＩＳ制御、ＩＳ制御装置、酸素セン
サ、水温センサ、および、目標燃料供給量のフィードバ
ック補正に相当する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明につ
いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態の制御装
置を備えた内燃機関の全体図を示している。図１におい
て、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリン
ダヘッド、４は燃焼室、５はピストン、６は吸気ポー
ト、７は吸気弁、８は排気ポート、９は排気弁、１０は
点火栓を示している。シリンダブロック２には、内燃機
関を冷却するための冷却水路１１が形成されている。ま
た、シリンダブロック２には、冷却水路１１内の冷却水
の温度を検出するための水温センサ１２が取り付けられ
ている。

【００１１】吸気ポート６には、燃料噴射弁１３が取り
付けられている。また、吸気ポート６には、吸気通路１
４が接続されている。吸気通路１４内にはサージタンク
１５が形成されている。サージタンク１５上流の吸気通
路１４内には、スロットル弁１６が配置されている。ス
ロットル弁１６には、ステップモータ１７が接続されて
いる。また、スロットル弁１６上流の吸気通路１４には
エアクリーナ１８が配置されている。さらに、スロット
ル弁１６上流であってエアクリーナ１８下流の吸気通路
１４には、エアフローメータ１９が取り付けられてい
る。

【００１２】水温センサ１２、および、エアフローメー
タ１９の出力は電子制御回路（ＥＣＵ）２０に入力され
る。ＥＣＵ２０は、水温センサ１２の出力に基づいて内
燃機関の温度を推定することができ、エアフローメータ
１９の出力に基づいて燃焼室４に吸入される空気（吸
気）の量を算出することができる。一方、点火栓１０、
燃料噴射弁１３、および、スロットル弁１６駆動用ステ
ップモータ１７はＥＣＵ２０に接続されており、これら
の作動はＥＣＵ２０によって制御される。また、内燃機
関はクランク角を検出するためのクランク角センサ２１
を具備し、このクランク角センサ２１の出力はＥＣＵ２
０に入力される。ＥＣＵ２０はこのクランク角センサ２
１の出力に基づいて機関回転数を算出することができ
る。また、内燃機関はアクセルペダル２２の踏込量を検
出することによって内燃機関に要求されている負荷（機
関要求負荷）を検出するための負荷センサ２３を具備
し、この負荷センサ２３の出力もＥＣＵ２０に入力され
る。

【００１３】なお、排気ポート８には、排気通路２４が
接続されており、この排気通路２４には、燃焼室４から
排出される排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸素
センサ２５が取り付けられている。この酸素センサ２５
の出力はＥＣＵ２０に入力される。ＥＣＵ２０はこの酸
素センサ２５の出力に基づいて燃焼室４内における空燃
比を算出することができる。

【００１４】さて、第１実施形態の内燃機関では、要求
されている出力を内燃機関から出力させることができる
ように燃焼室４に吸入される空気（吸気）の量が目標吸
気量として決定される。詳細には、機関回転数が大きく
なるほど目標吸気量は多くなり、機関要求負荷が大きく
なるほど目標吸気量は多くなる。第１実施形態では、目
標吸気量ＴＧａは、図２に示されているように、機関回
転数Ｎと機関要求負荷Ｌとの関数でもってマップの形で
ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関の運転中
に、機関回転数Ｎと機関要求負荷Ｌとに基づいて図２の
マップから目標吸気量ＴＧａが読み込まれ、燃焼室４に
吸入される空気の量がこの目標吸気量ＴＧａとなるよう
にスロットル弁１６の開度（スロットル開度）がステッ
プモータ１７によって制御される。目標吸気量ＴＧａが
大きく設定されれば、スロットル弁１６の開度が大きく
されるので、このときには、吸気量は多くなり、逆に、
目標吸気量ＴＧａが小さく設定されれば、スロットル弁
１６の開度が小さくされるので、このときには、吸気量
は少なくなる。

【００１５】さて、第１実施形態の内燃機関では、燃焼
室４内の空燃比が目標空燃比となるように、吸気量と目
標空燃比とに応じて燃料噴射弁１３から噴射されて燃焼
室４に供給される燃料の目標量（以下、目標燃料供給量
と称す）が決定される。詳細には、吸気量が多くなるほ
ど目標燃料供給量は多くされ、目標空燃比が大きくなる
ほど、すなわち、目標空燃比のリーン度合が大きくなる
ほど目標燃料供給量は少なくされる。第１実施形態で
は、目標燃料供給量ＴＧｉは、図３に示されているよう
に、吸気量Ｇａと目標空燃比Ａ／Ｆとの関数でもってマ
ップの形でＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関
の運転中に、吸気量Ｇａと目標空燃比Ａ／Ｆとに基づい
て図３のマップから目標燃料供給量ＴＧｉが読み込ま
れ、燃料噴射弁１３からこの目標燃料供給量ＴＧｉの燃
料が噴射されるように燃料噴射弁１３の作動が制御され
る。

【００１６】さらに、第１実施形態では、目標燃料供給
量ＴＧｉは、空燃比が確実に目標空燃比となるように、
酸素センサ２５からの出力に基づいて算出される空燃比
（算出空燃比）に基づいてフィードバック補正される。
詳細には、目標燃料供給量ＴＧｉに乗じるための補正係
数（空燃比補正係数）を用意しておき、算出空燃比が目
標空燃比よりも大きいとき、すなわち、実際の空燃比が
目標空燃比よりもリーンであるときには、この空燃比補
正係数が大きくされる。これによれば、目標燃料供給量
ＴＧｉが増量側に補正されるので、実際の空燃比が目標
空燃比に向かってリッチ側にシフトすることとなる。一
方、算出空燃比が目標空燃比よりも小さいとき、すなわ
ち、実際の空燃比が目標空燃比よりもリッチであるとき
には、空燃比補正係数が小さくされる。これによれば、
目標燃料供給量ＴＧｉが減量側に補正されるので、実際
の空燃比が目標空燃比に向かってリーン側にシフトする
こととなる。

【００１７】なお、機関始動時であって機関運転状態が
アイドリング運転状態にあるときには、この目標燃料供
給量のフィードバック補正は、所定の条件が成立した場
合にのみ実行される。

【００１８】さて、第１実施形態では、基本的には、上
述したように目標吸気量ＴＧａが設定され、吸気量がこ
の目標吸気量ＴＧａとなるようにスロットル弁１６駆動
用ステップモータ１７の作動が制御される。ところが、
第１実施形態では、内燃機関の始動（機関始動）から予
め定められた期間が経過するまでの間（機関始動時）に
おいて、内燃機関の運転状態（機関運転状態）がアクセ
ルペダル２２の踏込量が零であるために機関要求負荷が
極めて小さいいわゆるアイドリング運転状態にあるとき
には、これとは異なる形態で、目標吸気量が設定され
る。以下、この機関始動時であって機関運転状態がアイ
ドリング運転状態（以下、始動後アイドリング運転状態
と称す）にあるときの目標吸気量の設定方法について説
明する。

【００１９】機関運転状態がアイドリング運転状態にあ
るときには、内燃機関を安定して運転せしめるために最
低限必要な機関回転数が存在する。ところが、機関始動
時においては、内燃機関の温度（機関温度）が低いこと
が多く、このように機関温度が低い場合には、燃料が燃
焼室４内にて燃焼しづらく、機関回転数が内燃機関を安
定して運転せしめるために最低限必要な機関回転数を下
回ってしまう可能性がある。

【００２０】そこで、第１実施形態では、始動後アイド
リング運転状態下において、内燃機関を安定して運転せ
しめるために最低限必要な機関回転数が目標機関回転数
（以下、目標アイドル回転数と称す）として予め定めら
れている。そして、機関始動時であって機関運転状態が
アイドリング運転状態にあるときにも、始めに、機関回
転数と機関要求負荷とに基づいて図２のマップから目標
吸気量ＴＧａが読み出されるが、現在の機関回転数が目
標アイドル回転数を下回っている場合には、目標吸気量
ＴＧａが増量側に補正される。第１実施形態において、
目標吸気量ＴＧａが増量側に補正されると、吸気量が多
くなり、したがって、燃料供給量も多くなるので、機関
回転数が大きくなる。

【００２１】一方、機関始動時であって機関運転状態が
アイドリング運転状態にあるときに、現在の機関回転数
が目標アイドル回転数を上回っている場合には、目標吸
気量ＴＧａが減量側に補正される。第１実施形態におい
て、目標吸気量ＴＧａが減量側に補正されると、吸気量
が少なくなり、したがって、燃料供給量も少なくなるの
で、機関回転数が小さくなる。

【００２２】こうした目標吸気量の補正を繰り返すこと
によって、始動後アイドリング運転状態下において、機
関回転数が目標アイドル回転数に維持されることとな
る。

【００２３】図４は、始動後アイドリング運転状態下に
おいて機関運転状態を目標アイドル回転数に維持するた
めの目標吸気量の制御（以下、ＩＳ制御と称す）が、第
１実施形態に従って実行されたときの機関回転数などの
推移の一例を示している。図４において、（Ａ）は機関
回転数Ｎの推移を示し、（Ｂ）は目標吸気量に対する補
正量（吸気補正係数）Ｋの推移を示している。

【００２４】時刻ｔ０において、内燃機関が始動される
と、機関回転数Ｎはいったん目標アイドル回転数ＴＮを
超えてピークに達した後に、時刻ｔ３において、目標ア
イドル回転数ＴＮを下回る。実質的に、ここから、目標
吸気量の補正が開始される。すなわち、時刻ｔ３におい
て、機関回転数Ｎが目標アイドル回転数ＴＮを下回るの
で、吸気補正係数Ｋが１．０から徐々に大きくされる。
目標吸気量は図２のマップから読み込まれた目標吸気量
ＴＧａにこの吸気補正係数Ｋを乗じて算出されるので、
吸気補正係数Ｋが１．０から徐々に大きくされると、目
標吸気量ＴＧａも徐々に大きくなる。すると、機関回転
数Ｎが目標アイドル回転数ＴＮに向かって徐々に上昇す
る。

【００２５】やがて、時刻ｔ７において、機関回転数Ｎ
が目標アイドル回転数ＴＮを超えると、吸気補正係数Ｋ
は徐々に小さくされる。すると、目標吸気量ＴＧａも徐
々に小さくなるので、機関回転数Ｎが目標アイドル回転
数ＴＮに向かって徐々に下降する。そして、時刻ｔ９に
おいて、機関回転数Ｎが目標アイドル回転数ＴＮとなる
と、吸気補正係数Ｋ１はそのときの値に維持される。斯
くして、第１実施形態によれば、始動後アイドリング運
転状態下において、機関運転状態が目標機関運転状態に
維持される。

【００２６】ところで、ＩＳ制御の実行中において、機
関回転数が目標アイドル回転数を下回っているからとい
って、目標吸気量があまりに多くなってしまうのも問題
である。そこで、第１実施形態では、目標吸気量に対す
る補正量（以下、吸気補正量と称す）に上限値が設けら
れている。したがって、第１実施形態では、目標補正量
がこの上限値に達した場合には、機関回転数が目標アイ
ドル回転数を下回っていたとしても、吸気補正量はこの
上限値に維持されることとなる。

【００２７】図５は、ＩＳ制御に従って吸気補正量が上
限値に維持される場合における機関回転数などの推移の
一例を示している。図４と同様に、図５において、
（Ａ）は機関回転数Ｎの推移を示しており、（Ｂ）は吸
気補正係数（吸気補正量）Ｋの推移を示している。

【００２８】図５に示した例では、時刻ｔ０において、
内燃機関が始動されると、機関回転数Ｎはいったん目標
アイドル回転数ＴＮを超えた後に、時刻ｔ３において、
目標アイドル回転数ＴＮを下回る。ここから、目標吸気
量の補正が開始され、時刻ｔ３において、機関回転数Ｎ
が目標アイドル回転数ＴＮを下回るので、吸気補正係数
Ｋが１．０から徐々に大きくされ、したがって、機関回
転数Ｎが目標アイドル回転数ＴＮに向かって徐々に上昇
する。ところが、図５に示した例では、機関回転数Ｎが
目標アイドル回転数ＴＮに到達する前に、時刻ｔ９にお
いて、吸気補正係数Ｋがその上限値Ｋｕに達してしま
う。そして、時刻ｔ９以降は、吸気補正係数Ｋはその上
限値Ｋｕに維持される。

【００２９】一方、ＩＳ制御中において、機関回転数が
目標アイドル回転数を上回っているからといって、目標
吸気量があまりに少なくなってしまうのも問題である。
そこで、第１実施形態では、吸気補正量に下限値が設け
られている。したがって、第１実施形態では、吸気補正
値がこの下限値に達した場合には、機関回転数が目標ア
イドル回転数を上回っていたとしても、吸気補正量はこ
の下限値に維持されることとなる。

【００３０】図６は、ＩＳ制御に従って吸気補正量が下
限値に維持される場合における機関回転数などの推移の
一例を示している。図４と同様に、図６において、
（Ａ）は機関回転数Ｎの推移を示しており、（Ｂ）は吸
気補正係数（吸気補正量）Ｋの推移を示している。

【００３１】図６に示した例では、時刻ｔ０において、
内燃機関が始動されると、機関回転数Ｎはいったん目標
アイドル回転数ＴＮを超えた後に、時刻ｔ３において、
目標アイドル回転数ＴＮを下回る。ここから、目標吸気
量の補正が開始され、時刻ｔ３において、機関回転数Ｎ
が目標アイドル回転数ＴＮを下回るので、吸気補正係数
Ｋが１．０から徐々に大きくされ、したがって、機関回
転数Ｎが目標アイドル回転数ＴＮに向かって徐々に上昇
する。そして、時刻ｔ５において、機関回転数Ｎは目標
アイドル回転数ＴＮを超えるので、時刻ｔ５以降は、吸
気補正係数Ｋが徐々に小さくされ、機関回転数Ｎは目標
アイドル回転数ＴＮに向かって下降する。ところが、図
６に示した例では、機関回転数Ｎが目標アイドル回転数
ＴＮに到達する前に、時刻ｔ１０において、吸気補正係
数Ｋがその下限値Ｋｌに達してしまう。そして、時刻ｔ
１０以降は、吸気補正係数Ｋはその下限値Ｋｌに維持さ
れる。

【００３２】ところで、内燃機関は、上述したようにＩ
Ｓ制御を実行するための制御装置（以下、ＩＳ制御装置
と称す）を具備する。ここで、ＩＳ制御装置に故障が発
生している場合には、その故障が検出されるべきであ
る。そこで、第１実施形態では、以下で説明するＩＳ制
御装置の故障診断が実行される。

【００３３】すなわち、目標吸気量に対する補正量（吸
気補正量）の上限値および下限値は、ほとんど全ての場
合において、機関回転数を目標アイドル回転数に到達さ
せるのに十分な値に設定されている。したがって、吸気
補正量がその上限値または下限値に達したとしても、機
関回転数は目標アイドル回転数からさほどずれていない
はずである。したがって、逆に、吸気補正量がその上限
値または下限値に達したときに、機関回転数が目標アイ
ドル回転数から大きくずれている場合には、ＩＳ制御装
置に何らかの故障が発生していると考えられる。

【００３４】そこで、第１実施形態では、ＩＳ制御の実
行中であって、内燃機関の温度が予め定められた温度よ
りも低く（いわゆる機関冷間時）且つ上述した目標燃料
供給量のフィードバック補正が実行されているときにお
いて、吸気補正量がその上限値または下限値に達したと
きの目標アイドル回転数に対する機関回転数のずれ（偏
差）が予め定められた値（偏差値）よりも大きいことを
もって、ＩＳ制御装置に故障が発生していると判定する
ようにしている。

【００３５】なお、第１実施形態において、目標燃料供
給量のフィードバック補正が実行されているときに、Ｉ
Ｓ制御装置の故障を診断するようにすることには、以下
のような利点がある。空燃比が大きく変動しているとき
には、機関回転数も大きく変動する。したがって、ＩＳ
制御装置の故障を診断するために機関回転数を利用する
場合において、空燃比が大きく変動しているときにＩＳ
制御装置の故障診断が実行されると、ＩＳ制御装置の故
障診断精度が低下することとなる。ここで、目標燃料供
給量のフィードバック補正が実行されていれば、空燃比
は目標空燃比近傍に維持されているはずであるので、空
燃比は大きくは変動せず、したがって、機関回転数も大
きくは変動しない。したがって、目標燃料供給量のフィ
ードバック補正が実行されているときに、ＩＳ制御装置
の故障診断を実行するようにすれば、ＩＳ制御装置の故
障診断精度が高く維持されることとなる。

【００３６】また、機関始動時において内燃機関の温度
が比較的低いときには、特に、内燃機関の運転を安定さ
せるために、機関回転数を或る一定の回転数以上に維持
する要請が高く、したがって、ＩＳ制御装置の故障を診
断する要請が高い。第１実施形態では、内燃機関の温度
が予め定められた温度よりも低いときに、ＩＳ制御装置
の故障が診断されるので、これによれば、ＩＳ制御装置
の故障診断が特に必要であるときに、ＩＳ制御装置の故
障が診断されることとなる。なお、内燃機関の温度は水
温センサ１２の出力に基づいてＥＣＵ２０によって推定
可能である。

【００３７】図７は、ＩＳ制御に従って吸気補正量が上
限値に維持される場合において、ＩＳ制御装置に故障が
発生していると判定される場合の一例を示している。図
５と同様に、図７において、（Ａ）は機関回転数Ｎの推
移を示しており、（Ｂ）は吸気補正係数（吸気補正量）
Ｋの推移を示している。

【００３８】図７に示した例では、時刻ｔ０において、
内燃機関が始動されると、機関回転数Ｎはいったん目標
アイドル回転数ＴＮを超えた後に、時刻ｔ３において、
目標アイドル回転数ＴＮを下回る。ここから、目標吸気
量の補正が開始され、時刻ｔ３において、機関回転数Ｎ
が目標アイドル回転数ＴＮを下回るので、吸気補正係数
Ｋが１．０から徐々に大きくされ、したがって、機関回
転数Ｎが目標アイドル回転数ＴＮに向かって徐々に上昇
する。ところが、図７に示した例では、機関回転数Ｎが
目標アイドル回転数ＴＮに到達する前に、時刻ｔ９にお
いて、吸気補正係数Ｋがその上限値Ｋｕに達してしま
う。このとき、機関回転数Ｎと目標アイドル回転数ＴＮ
との偏差は、予め定められた偏差値ΔＮｔｈよりも大き
いので、第１実施形態によれば、この場合には、ＩＳ制
御装置に故障が発生していると判定される。もちろん、
この例において、時刻ｔ９においては、内燃機関の温度
は予め定められた温度よりも低く、且つ、目標燃料供給
量のフィードバック補正が実行されている。

【００３９】図８は、第１実施形態のＩＳ制御装置の故
障を診断するためのルーチンを示すフローチャートを示
している。なお、図８のルーチンはＩＳ制御の実行中で
あって内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低
く、且つ、目標燃料供給量のフィードバック補正が実行
されているときに実行されるルーチンである。図８のル
ーチンでは、始めに、ステップ１０において、吸気補正
係数Ｋが上限値Ｋｕよりも大きい（Ｋ＞Ｋｕ）か、或い
は、吸気補正係数Ｋが下限値Ｋｌよりも小さい（Ｋ＜Ｋ
ｌ）か否かが判別される。ステップ１０において、Ｋ＞
ＫｕまたはＫ＜Ｋｌであると判別されたとき、すなわ
ち、吸気補正係数Ｋが上限値Ｋｕに達しているか、或い
は、下限値Ｋｌに達していると判別されたときには、ル
ーチンはステップ１１に進んで、機関回転数Ｎが目標ア
イドル回転数ＴＮよりも大きく（Ｎ＞ＴＮ）且つ機関回
転数Ｎと目標アイドル回転数ＴＮとの偏差（Ｎ−ＴＮ）
が予め定められた偏差値ΔＮｔｈよりも大きい（Ｎ−Ｔ
Ｎ＞ΔＮｔｈ）か否かが判別される。

【００４０】ステップ１１において、Ｎ＞ＴＮで且つＮ
−ＴＮ＞ΔＮｔｈであると判別されたときには、ルーチ
ンはステップ１４に進んで、ＩＳ制御装置に故障が発生
していることを表示するための故障表示フラグＦがセッ
トされ、ルーチンが終了する。一方、ステップ１１にお
いて、Ｎ＞ＴＮで且つＮ−ＴＮ≦ΔＮｔｈであると判別
されたときには、ルーチンはステップ１２に進んで、機
関回転数Ｎが目標アイドル回転数ＴＮよりも小さく（Ｎ
＜ＴＮ）且つ機関回転数Ｎと目標アイドル回転数ＴＮと
の偏差が予め定められた偏差値ΔＮｔｈよりも大きい
（ＴＮ−Ｎ＞ΔＮｔｈ）か否かが判別される。

【００４１】ステップ１２において、Ｎ＜ＴＮで且つＴ
Ｎ−Ｎ＞ΔＮｔｈであると判別されたときには、ルーチ
ンはステップ１４に進んで、故障表示フラグＦがセット
され、ルーチンが終了する。

【００４２】一方、ステップ１０において、Ｋｌ≦Ｋ≦
Ｋｕであると判別されたとき、および、ステップ１２に
おいて、Ｎ＜ＴＮで且つＴＮ−Ｎ≦ΔＮｔｈであると判
別されたときには、ルーチンはステップ１３に進んで、
故障表示フラグＦがリセットされる。

【００４３】ところで、ＩＳ制御の実行中であって内燃
機関の温度が予め定められた温度よりも低く、且つ、目
標燃料供給量のフィードバック補正が実行されていると
きにおいて、内燃機関やＩＳ制御装置に対する外乱の影
響によって、ＩＳ制御装置が正常であっても、一時的
に、吸気補正係数がその上限値または下限値に達したと
きに機関回転数が目標アイドル回転数から大きくずれて
いることもある。第１実施形態によれば、この場合に
も、ＩＳ制御装置に故障が発生していると判定してしま
うが、このことはＩＳ制御装置の故障診断精度を低下さ
せることになる。一方、吸気補正係数がその上限値また
は下限値に達し且つ機関回転数が目標アイドル回転数か
ら大きくずれている状態が所定の時間に亘って継続して
いる場合には、ＩＳ制御装置には明らかに故障が発生し
ていると考えられるので、こうした場合にのみ、ＩＳ制
御装置に故障が発生していると判定するようにすれば、
ＩＳ制御装置の故障診断精度が高く維持されることとな
る。

【００４４】そこで、第２実施形態では、ＩＳ制御の実
行中であって内燃機関の温度が予め定められた温度より
も低く、且つ、目標燃料供給量のフィードバック補正が
実行されているときにおいて、吸気補正係数がその上限
値または下限値に達し且つ目標アイドル回転数に対する
機関回転数のずれが予め定められた値よりも大きい状態
が予め定められた回数だけ検出されたことをもって、Ｉ
Ｓ制御装置に故障が発生していると判定するようにして
いる。すなわち、第２実施形態では、ＩＳ制御の実行中
であって内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低
く、且つ、目標燃料供給量のフィードバック補正が実行
されているときにおいて、吸気補正係数がその上限値ま
たは下限値に達し且つ目標アイドル回転数に対する機関
回転数のずれが予め定められた値よりも大きい状態が一
定の期間に亘って継続したことをもって、ＩＳ制御装置
に故障が発生していると判定するようにしている。これ
によれば、ＩＳ制御装置の故障診断精度が高く維持され
ることとなる。

【００４５】図９は、第２実施形態のＩＳ制御装置の故
障を診断するためのルーチンを示すフローチャートを示
している。なお、図９のルーチンはＩＳ制御の実行中で
あって内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低
く、且つ、目標燃料供給量のフィードバック補正が実行
されているときに実行されるルーチンである。図９のル
ーチンでは、始めに、ステップ２０において、吸気補正
係数Ｋが上限値Ｋｕよりも大きい（Ｋ＞Ｋｕ）か、或い
は、吸気補正係数Ｋが下限値Ｋｌよりも小さい（Ｋ＜Ｋ
ｌ）か否かが判別される。ステップ２０において、Ｋ＞
ＫｕまたはＫ＜Ｋｌであると判別されたとき、すなわ
ち、吸気補正係数Ｋが上限値Ｋｕに達しているか、或い
は、下限値Ｋｌに達していると判別されたときには、ル
ーチンはステップ２１に進んで、機関回転数Ｎが目標ア
イドル回転数ＴＮよりも大きく（Ｎ＞ＴＮ）且つ機関回
転数Ｎと目標アイドル回転数ＴＮとの偏差（Ｎ−ＴＮ）
が予め定められた偏差値ΔＮｔｈよりも大きい（Ｎ−Ｔ
Ｎ＞ΔＮｔｈ）か否かが判別される。

【００４６】ステップ２１において、Ｎ＞ＴＮで且つＮ
−ＴＮ＞ΔＮｔｈであると判別されたときには、ルーチ
ンはステップ２５に進んで、ＩＳ制御装置に故障が発生
している可能性があると判定された回数を示す故障判定
回数カウンタＣがカウントアップされる。一方、ステッ
プ２１において、Ｎ＞ＴＮで且つＮ−ＴＮ≦ΔＮｔｈで
あると判別されたときには、ルーチンはステップ２２に
進んで、機関回転数Ｎが目標アイドル回転数ＴＮよりも
小さく（Ｎ＜ＴＮ）且つ機関回転数Ｎと目標アイドル回
転数ＴＮとの偏差が予め定められた偏差値ΔＮｔｈより
も大きい（ＴＮ−Ｎ＞ΔＮｔｈ）か否かが判別される。

【００４７】ステップ２２において、Ｎ＜ＴＮで且つＴ
Ｎ−Ｎ＞ΔＮｔｈであると判別されたときには、ルーチ
ンはステップ２５に進んで、故障判定回数カウンタＣが
カウントアップされる。

【００４８】ステップ２６では、故障判定回数カウンタ
Ｃが予め定められた値Ｃｔｈよりも大きい（Ｃ＞Ｃｔ
ｈ）か否かが判別される。すなわち、ステップ２６で
は、ステップ２１において、Ｎ＞ＴＮで且つＮ−ＴＮ＞
ΔＮｔｈと判定された回数、或いは、ステップ２２にお
いて、Ｎ＜ＴＮで且つＴＮ−Ｎ＞ΔＮｔｈであると判定
された回数が、予め定められた回数よりも多いか否かが
判別される。ステップ２６において、Ｃ＞Ｃｔｈである
と判別されたときには、ルーチンはステップ２７に進ん
で、ＩＳ制御装置に故障が発生していることを表示する
ための故障表示フラグＦがセットされ、ルーチンが終了
する。一方、ステップ２６において、Ｃ≦Ｃｔｈである
と判別されたときには、ルーチンは終了する。

【００４９】一方、ステップ２０において、Ｋｌ≦Ｋ≦
Ｋｕであると判別されたとき、および、ステップ２２に
おいて、Ｎ＜ＴＮで且つＴＮ−Ｎ≦ΔＮｔｈであると判
別されたときには、ルーチンはステップ２３に進んで、
故障判定回数カウンタＣがクリアされ、次いで、ステッ
プ２４において、故障表示フラグＦがリセットされる。

【００５０】なおＩＳ制御装置の故障診断の精度を高く
維持するために、上述した実施形態に従ったＩＳ制御の
実行中において、上述した目標燃料供給量のフィードバ
ック補正が実行され、且つ、空燃比が目標空燃比近傍に
維持されていることが確認された場合にのみ、上述した
実施形態に従ったＩＳ制御の故障診断が実行されるよう
にしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】目標吸気量に対する補正量がその上限値
または下限値に達したとしても、機関回転数が目標機関
回転数から大きくずれている場合には、目標吸気量補正
手段に故障が発生している蓋然性が高い。したがって、
目標吸気量に対する補正量がその上限値または下限値と
なっているときの目標機関回転数に対する機関回転数の
偏差が予め定められた偏差値よりも大きいことをもっ
て、目標吸気量補正手段に故障が発生していると判定す
ることができる。１番目の発明によれば、上述した場合
に、目標吸気量補正手段に故障が発生していると判定さ
れるので、目標吸気量補正手段の故障が検出されること
となる。

【００５２】さらに、２番目の発明によれば、目標吸気
量に対する補正量がその上限値または下限値となってい
るときの目標機関回転数に対する機関回転数の偏差が予
め定められた偏差値よりも大きい状態が予め定められた
期間に亘って継続したことをもって、目標吸気量補正手
段に故障が生じていると判定されるので、目標吸気量に
対する補正量がその上限値または下限値となっていると
きの目標機関回転数に対する機関回転数の偏差が、外乱
によって一時的に予め定められた偏差値よりも大きくな
ったとしても、目標吸気量補正手段に故障が生じている
とは判定されない。したがって、本発明によれば、より
精度高く、目標吸気量補正手段の故障が判定されること
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の制御装置を備えた内燃機関の全
体図である。

【図２】目標吸気量ＴＧａを設定するために用いられる
マップを示す図である。

【図３】目標燃料供給量ＴＧｉを設定するために用いら
れるマップを示す図である。

【図４】第１実施形態に従ってＩＳ制御が実行されたと
きの機関回転数Ｎと吸気補正係数Ｋとの推移の一例を示
したタイムチャートを示す図である。

【図５】第１実施形態に従ってＩＳ制御が実行されたと
きに吸気補正係数Ｋがその上限値に維持される場合の一
例を示したタイムチャートを示す図である。

【図６】第１実施形態に従ってＩＳ制御が実行されたと
きに吸気補正係数Ｋがその下限値に維持される場合の一
例を示したタイムチャートを示す図である。

【図７】第１実施形態のＩＳ制御装置の故障診断におい
て故障が検出される場合の一例を示したタイムチャート
を示す図である。

【図８】第１実施形態のＩＳ制御装置の故障診断を実行
するためのルーチンを示すフローチャートである。

【図９】第２実施形態のＩＳ制御装置の故障診断を実行
するためのルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…機関本体 ４…燃焼室 １０…点火栓 １３…燃料噴射弁 １４…吸気通路 １６…スロットル弁 ２４…排気通路 ２５…酸素センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に要求される機関要求負荷に応
   じて目標吸気量を決定し、且つ、吸気量に応じて内燃機
   関の燃焼室に供給するべき目標燃料供給量を決定する目
   標吸気量・目標燃料供給量決定手段と、機関始動時であ
   って機関運転状態がアイドリング運転状態にあるときに
   は機関回転数が目標機関回転数に維持されるように上記
   機関要求負荷に応じて決定された目標吸気量を補正する
   ための目標吸気量補正制御を実行するための目標吸気量
   補正手段と、燃焼室内の空燃比を検出するための空燃比
   検出手段と、該空燃比検出手段によって検出される空燃
   比に基づいて、燃焼室内の空燃比が目標空燃比となるよ
   うに目標燃料供給量を補正するための燃料供給量補正制
   御を実行するための手段と、内燃機関の温度を検出する
   ための温度検出手段とを具備し、上記目標吸気量補正制
   御における目標吸気量に対する補正量の上限値または下
   限値が予め設定されている内燃機関の制御装置におい
   て、目標吸気量補正制御の実行中であって内燃機関の温
   度が予め定められた温度よりも低く且つ燃料供給量補正
   制御が実行されているときに、目標吸気量に対する補正
   量がその上限値または下限値となったときの目標機関回
   転数に対する機関回転数の偏差が予め定められた偏差値
   よりも大きいことをもって、上記目標吸気量補正手段に
   故障が発生していると判定するようにしたことを特徴と
   する内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】 内燃機関に要求される機関要求負荷に応
   じて目標吸気量を決定し、且つ、吸気量に応じて内燃機
   関の燃焼室に供給するべき目標燃料供給量を決定する目
   標吸気量・目標燃料供給量決定手段と、機関始動時であ
   って機関運転状態がアイドリング運転状態にあるときに
   は機関回転数が目標機関回転数に維持されるように上記
   機関要求負荷に応じて決定された目標吸気量を補正する
   ための目標吸気量補正制御を実行するための目標吸気量
   補正手段と、燃焼室内の空燃比を検出するための空燃比
   検出手段と、該空燃比検出手段によって検出される空燃
   比に基づいて、燃焼室内の空燃比が目標空燃比となるよ
   うに目標燃料供給量を補正するための燃料供給量補正制
   御を実行するための手段と、内燃機関の温度を検出する
   ための温度検出手段とを具備し、上記目標吸気量補正制
   御における目標吸気量に対する補正量の上限値または下
   限値が予め設定されている内燃機関の制御装置におい
   て、目標吸気量補正制御の実行中であって内燃機関の温
   度が予め定められた温度よりも低く且つ燃料供給量補正
   制御が実行されているときに、目標吸気量に対する補正
   量がその上限値または下限値となったときの目標機関回
   転数に対する補正量がその上限値または下限値となった
   ときの目標機関回転数に対する機関回転数の偏差が予め
   定められた偏差値よりも大きい状態が予め定められた期
   間に亘って継続したことをもって、上記目標吸気量補正
   手段に故障が発生していると判定するようにしたことを
   特徴とする内燃機関の制御装置。