JPH01211637A - 燃圧制御システムの異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、燃圧制御システムの異常診断装置に係り、詳
しくは、自動車等の内燃機関において、インジェクタへ
の燃料圧力の制御を行っている燃圧制御システムの異常
を診断する装置に関する。

（従来の技術） 近時、自動車内燃機関には、より高い燃料経済性、運転
性が要求される傾向にあり、かかる観点からマイクロコ
ンピュータ等を応用して燃料噴射量をより精密に制御す
る等が行われる。このような制御ではインジェクタの燃
料供給量に関係のある燃料圧力も重要なパラメータの一
つであり、例えばエンジンの始動性等に大きな影響を与
える。

従来のこの種の燃圧制御システムとしては、例えば日産
す−ビス周報第５７８号（昭和６２年６月発行）に記載
のものが知られている。このシステムでは、燃料の圧力
（以下、燃圧という）は通常の状態ではインテークマニ
ホールド圧力（通常時は負圧、過給時は正圧）とプレッ
シャレギュレータとの差圧により、燃料制御ソレノイド
バルブを用いて差圧が例えば２．５５ｋｇ／ｃＪに調整
される。また、高温下での始動時には、インテークマニ
ホールド圧力（始動時は負圧）の代わりに大気を導入し
て燃圧を高め、始動性を向上させている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の燃圧制御システムにあ
っては、燃圧制御ソレノイドバルブが故障した場合の診
断を検出する手当が全くなされておらず、例えば燃圧制
御ソレノイドバルブが故障したような場合には高温時の
始動性が悪化するという問題点があった。したがって、
燃圧制御ソレノイドバルブの異常の有無を診断する装置
の開発が望まれる。

（発明の目的） そこで本発明は、エンジンが所定の運転状態にあるとき
強制的に燃圧を変化させ、そのときの空燃比補正係数の
変化状態と燃圧の変化との因果関係から燃料調整手段（
例えば、燃圧制御ソレノイドバルブ）の異常を正確に検
出することができる燃圧制御システムの異常診断装置を
提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による燃圧制御システムの異常診断装置は上記目
的達成のため、その基本概念図を第１図に示すように、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段ａと、
混入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段すと、燃
圧制御信号に基づいてインジェクタに供給する燃料の圧
力を変える燃圧調整手段Ｃと、空燃比検出手段すの出力
に基づいて空燃比を目標値に制御する空燃比補正係数を
演算する補正係数演算手段ｄと、エンジンが所定の運転
状態にあるとき、前記燃圧制御信号を出力して燃料の圧
力を変え、そのときの前記空燃比補正係数の値から燃圧
調整手段Ｃの異常を判別する異常判別手段ｅと、を備え
ている。

（作用） 本発明では、エンジンが所定の運転状態にあるとき燃料
の圧力が強制的に変えられ、そのときの空燃比補正係数
の値の変化から燃圧調整手段の異常が判別される。この
場合、燃圧の変化と空燃比補正係数との間には一定の因
果関係があるから、この因果関係から燃圧調整手段の異
常が正確に診断される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２．３図は本発明の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第２図において、１は■型気筒
のエンジンであり、吸入空気はエアクリーナ２より吸気
管３およびインテークマニホールド３ａ、３ｂを通して
■型気筒の左右バンクの各気筒に供給され、燃料は噴射
信号Ｓ＋に基づいてインジェクタ４により噴射される。

そして、各気筒の混合気は所定の点火タイミングで点火
、爆発し、排気となって排気管５を通して外部に排出さ
れる。なお、第２図中では、インジェクタ４は左側のバ
ンクに配置されたもののみが示されている。

燃料は燃料タンク（図示路）からインレット通路、プレ
ッシャレギュレータ６および燃料通路７を通してインジ
ェクタ４に供給されており、余剰燃料はリターン通路（
図示路）を通して燃料タンクに戻される。プレッシャレ
ギュレータ６はダイアフラム８により仕切られた負圧室
９を有しており、この負圧室９には負圧通路１０を介し
て燃圧制御ソレノイドバルブ（燃圧調整手段）１１から
空圧が供給される。

燃圧制御ソレノイドバルブ１１は燃圧制御信号Ｓｐに基
づいて負圧通路１０に吸気管３内の圧力、すなわちイン
テークマニホールド圧力（負圧）Ｐｍまたは大気圧（正
圧）Ｐａを択一的に導くもので、燃圧制御信号Ｓｐが供
給されるとマニホールド圧力Ｐｒｎの供給を停止し、大
気圧Ｐａを負圧通路１０を介してプレッシャレギュレー
タ６の負圧室９に供給する。プレッシャレギュレータ６
は負圧室９に供給される圧力に応じてインジェクタ４へ
の燃料供給圧力Ｐｆを調節する。

吸入空気の流量Ｑａはエアフローメータ１２により検出
され、吸気管３内の絞弁１４ａ、１４ｂによって制御さ
れる。また、エンジン１の回転数Ｎはクランク角センサ
１５により検出され、ウォータジャゲットを流れる冷却
水の温度、すなわち壁温Ｔｗは壁温センサ１６により検
出される。さらに、排気中の酸素濃度は酸素センサ（空
燃比検出手段）１７により検出される。

また、エンジン１のスタートはキースイッチ１８の出力
信号Ｓａが所定の“Ｈｌ”状態となることで検出される
とともに、燃圧制御システムの自己診断を行う際の操作
は自己診断スイッチ２０により行われ、自己診断スイッ
チ２０には直列にパンテリ２１が接続されている。なお
、キースイッチ１８の出力信号Ｓｔの“ＨＩ″状態とは
、キースイッチ１８がＯＮ状態、すなわち、エンジン１
のクランキング中を表わすような信号であり、通常は“
ＬＯ”信号が出力されている。また、自己診断スイッチ
２０の操作は自己診断スイッチ２０の出力信号Ｓａが自
己診断スイッチ２０のＯＮ状態で“ＨＩ”信号となるこ
とで検出され、通常自己診断スイッチ２０はＯＦＦ状態
で“ＬＯ”信号が出力されている。

上記エアフローメータ１２、クランク角センサ１５およ
び壁温センサ１６は運転状態検出手段２２を構成してお
り、運転状態検出手段２２、酸素センサ１７、キースイ
ッチ１８および自己診断スイッチ２０からの信号はコン
トロールユニット３０に入力される。

コントロールユニット３０は補正係数演算手段および異
常判別手段としての機能を有し、ＣＰ　０３１、ＲＯＭ
３２、ＲＡＭ３３およびＩ１０ポート３４より構成され
る。ＣＰＵ３１はＲＯＭ３２に書き込まれているプログ
ラムにしたがってＩ１０ポート３４により必要とする外
部データを取り込んだり、またＲＡＭ３３との間でデー
タの授受を行ったりしながら燃圧制御システムの異常診
断に必要な処理値等を演算処理し、必要に応じて処理し
たデータをＩ１０ポート３４へ出力する。Ｉ１０ポート
３４には運転状態検出手段２２、酸素センサ１７、キー
スイッチ１８および自己診断スイッチ２０からの出力が
入力されるとともに、Ｉ１０ボート３４からは噴射信号
Ｓｔ、燃圧制御信号ｓｐおよび警報信号Ａｒが出力され
る。ＲＯＭ３２はＣＰＵ３１における演算プログラムを
格納しており、ＲＡＭ３３は演算に使用するデータをマ
ツプ等の形で記憶している。

警報信号Ａｒは発光ダイオード２３に入力されており、
発光ダイオード２３は警報信号Ａｒが入力されると燃圧
制御システムの異常を運転者に警報する。

次に、作用を説明する。

第３図はＲＯＭ３２に書き込まれている燃圧制御システ
ムの異常診断のプログラムを示すフローチャートであり
、本プログラムは所定期間毎に一度実行される。

まず、Ｐｌでキースイッチ１８の出力信号Ｓｔおよび壁
温Ｔｗを読み込み、次いでＰ２でキースイッチ１８の出
力信号Ｓｔを所定値（Ｈｌ）と比較し、Ｓｔが“Ｈｌ”
状態（キースイッチ１８がＯＮ状態）であるか否かを判
別する。信号Ｓｔが“Ｈｌ”であるときはキースイッチ
１８がＯＮ状態であると判断し、Ｐ３で壁温Ｔｗが６０
℃を超えているか否がを判別する。壁温Ｔｗが６０℃を
超えていれば十分な暖気が行われているものと判断し、
Ｐ４で燃圧制御信号ｓｐを出力して燃圧制御ソレノイド
バルブ１１をＯＮとする。これにより、燃圧制御ソレノ
イドバルブ１１からプレッシャレギュレータ６の負圧室
９に大気が導入されて燃圧が上昇する。

次いで、燃圧を上昇した後再びＰ２に戻る。したがって
、少なくともエンジン１がクランキング状態（キースイ
ッチ１８の出力信号Ｓｔが“Ｈｌ”状態）にあってかつ
壁温Ｔｗが６０℃以上のときはインジェクタ４への燃圧
が高められて始動性が向上する。

一方、Ｐ２でキースイッチ１８の出力信号Ｓｔが“ＬＯ
″状態のときはＰ５に進み、Ｐ５で自己診断スイッチ２
０の出力信号Ｓａが“Ｈｌ”状態であるか否かを判別す
る。自己診断スイッチ２０は燃圧制御システムにおける
燃圧制御ソレノイドバルブ１１の異常の有無を判断する
ときに操作されるスイッチであり、自己診断スイッチ２
０がＯＮのときは自己診断スイッチ２０の出力Ｓｌｌが
所定の”ＨＩ”状態となる。自己診断スイッチ２０の出
力信号Ｓａが“Ｉ、０”状態であるときは、Ｐ６で燃圧
制御信号Ｓｐの出力を停止して今回のルーチンを終了す
る。また、燃圧制御信号Ｓｐが以前から停止状態にある
ときはその状態を継続する。すなわち、自己診断スイッ
チ２０の出力信号Ｓａが“ＬＯ”状態のときは燃圧は何
ら変わらない。

一方、自己診断スイッチ２０の出力信号Ｓａが“ＨＩ”
状態のときはＰ、でカウンタＣｎをリセットする。この
カウンタは自己診断モードにおいて燃圧制御ソレノイド
バルブ１１の０Ｎ１０ＦＦの回数をカウントするための
ものである。次いで、Ｐ８で燃圧制御信号ｓｐを燃圧制
御ソレノイドバルブ１１に出力し、プレソシ士レギュレ
ータ６に大気圧を供給して燃圧Ｐｆを上昇させる。次い
で、Ｐ９で燃圧制御ソレノイドバルブ１１がＯＮである
ときの時間をカウントしているタイマＴ。Ｎをリセット
する。次いで、Ｐ、。で空燃比補正係数αの平均値であ
るα。８を求める。なお、この空燃比補正係数α。Ｎは
酸素センサＩ７の出力ｖＳに基づいて空燃比を目標空燃
比に一致させるべく燃料供給量をフィードバック補正す
るものであり、その演算方法は従来周知であるからその
細部説明は省略する。

次いで、Ｐｌ＋で上記ＯＮタイマＴのカウント値ＴｏＮ
をΔＴだけインクリメントし、ＰＩ３でインクリメント
後の値Ｔ。Ｎを所定値Ｔ′と比較する。ここで、所定値
Ｔ′は燃圧Ｐｆを変えた後、空燃比が十分に変わるよう
に考慮した十分な時間であり、燃圧Ｐｆの変化と実際の
空燃比補正係数αの変化との間に時間的なずれがあるこ
とを考慮したものである。

ＰＩ２でＴ。８〈Ｔ′のときはＰ、。に戻る。そして、
ＴＯＮ≧Ｔ′になるとＰＩ３で燃圧制御信号Ｓｐを停止
して燃圧制御ソレノイドバルブ１１をＯＦＦとする。こ
れにより、インジェクタ４への燃圧Ｐｆの値が通常の値
に復帰する。次いで、ＰＩ３で第２のタイマＴ。ＦＦを
リセットし、そのカウント値Ｔ。ＦＦを初期値に戻し、
ｐｕｓで空燃比補正係数αの値を測定する。このときの
αの値は燃圧制御ソレノイドバルブ１１がＯＦＦになっ
ていることがらα。ＦＦと表わす。

次いで、ＰＩ６で燃圧制御ソレノイドバルブ１１がＯＦ
Ｆとなっている時間を計測しているＯＦＦタイマのカウ
ント値Ｔ。ＦＦをΔＴだけインクリメントし、そのイン
クリメントした後の値Ｔ。ＦＦをＴ′と比較する。この
ＯＦＦタイマは通常の燃圧Ｐｆとなっているときの時間
であり、前記ＯＮタイマと同様に通常の燃圧Ｐｆに戻し
てがら空燃比補正係数αが変わるまでに時間的なずれが
あることを考慮したものである。

ｐａｔでＴ。ＦＦ＜Ｔ′のときはＰＩＳに戻る。そして
Ｔ。ＦＦ≧Ｔ′になるとＰＩＢに抜けて、ＰＩＢで燃圧
制御ソレノイドバルブ１１の０Ｎ１０ＦＦ回数をカウン
トしている０Ｎ１０ＦＦカウンタの値Ｃｎを１だけイン
クリメントし、インクリメント後の値Ｃｎを所定値Ｃｎ
’と比較する。なお、所定値Ｃｎ’は空燃比補正係数α
Φ値に基づいて燃圧制御ソレノイドバルブ１１の異常を
判断するのに十分な繰り返し回数を十分考慮したもので
ある。ＰＩ３でＣｎ　＜　Ｃｎ”のときはＰ８に戻って
同様の処理を繰り返し、繰り返し回数ＣｎがＣｎ≧Ｃｎ
’になるとｐｒｏに抜け、ＰｒｏでΔαを次式に従い計
算する。

Δα＝α。ＦＦ　−α。、　・・・・・・■次いでＰＨ
１でΔαを所定値Δα０と比較する。

ΔαくΔα０のときは燃圧制御信号ｓｐを出力したのに
も拘らず空燃比補正係数αの値が変化しないことから、
燃圧制御ソレノイドバルブ１１が異常であると判断し、
Ｐ２□で警報信号Ａｒを出力して発光ダイオード２３を
点灯しその旨を運転者に警告する。この場合、当然のこ
となから燃圧Ｐｆを高めれば仮にインジェクタ４の噴射
パルスが同じであっても空燃比はリンチ側にシフトする
から、空燃比補正係数αの値も当然の如く変わるはずで
ある。したがって、燃圧制御信号Ｓｐを出力したにも拘
らずその時の空燃比補正係数αの値が変わらないという
ことは、燃圧制御ソレノイドバルブ１１が正常に動作し
ていないことを意味し、これから異常であることが判別
される。

一方、Ｐ２１でΔα≧Δα０であるときは燃圧制御信号
Ｓｐを出力すると空燃比補正係数αの値が所定値ｂα０
以上変わったことを意味しており、これは燃圧制御信号
Ｓｐに正確に応答して燃圧制御ソレノイドバルブ１１が
正常に動作していることを意味する。したがって、Ｐ２
３で警報信号Ａｒを停止してリターンする。なお、以前
から警報信号Ａｒが停止しているときにはその状態を継
続する。

このように本実施例では、燃圧を変えることにより噴射
信号Ｓｉのパルス幅が一定であってもインジェクタ４か
らの噴射量が変わり、これにより空燃比補正係数αの変
化から燃圧制御ソレノイドバルブ１１の異常を正確に診
断することができる。

また、運転者は発光ダイオード２３の点灯により燃圧制
御ソレノイドバルブ１１が異常であると知った場合には
近くの車両整備工場等に車両を持ち込むことにより、車
両の出力性能の低下を最小限に抑えつつ整備性を向上さ
せることができる。その結果、燃圧制御ソレノイドバル
ブ１１の異常を的確に診断することで特に高温時の始動
性悪化を防ぐことができる。

さらに、本実施例では従来の燃圧制御システムに追加す
る部品点数が少ないので、本システムを搭載することに
よる製造コストの上昇を最小限度に抑えつつ、燃圧制御
システムの異常診断が的確にでき、燃圧制御システムの
信頼性を向上させることができる。

（効果） 本発明によれば、エンジンが所定の運転状態にあるとき
燃圧を強制的に変化させ、その時の空燃比補正係数の値
の変化から、燃圧調整手段の異常を判別しているので、
燃圧の変化と空燃比補正係数との間の因果関係から燃圧
調整手段の異常を正確に診断することができ、車両の出
力性能の低下を最小限に抑えつつ整備性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２．３図は本発明に係
る燃圧制御システムの異常診断装置の一実施例を示す図
であり、第２図はその全体構成図、第３図はその燃圧制
御システムの異常診断プログラムを示すフローチャート
である。 １・・・・・・エンジン、 ４・・・・・・インジェクタ、 １１・・・・・・燃圧制御ソレノイドバルブ（燃圧調整
手段）、 １７・・・・・・酸素センサ（空燃比検出手段）、２２
・・・・・・運転状態検出手段、 ３０・・・・・・コントロールユニ、ト（補正係数演算
手段、異常判別手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 ｂ）混入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、 ｃ）燃圧制御信号に基づいてインジェクタに供給する燃
   料の圧力を変える燃圧調整手段と、 ｄ）空燃比検出手段の出力に基づいて空燃比を目標値に
   制御する空燃比補正係数を演算する補正係数演算手段と
   、 ｅ）エンジンが所定の運転状態にあるとき、前記燃圧制
   御信号を出力して燃料の圧力を変え、そのときの前記空
   燃比補正係数の値から燃圧調整手段の異常を判別する異
   常判別手段と、 を備えたことを特徴とする燃圧制御システムの異常診断
   装置。