JPH01343A - 空燃比制御系の故障診断装置 - 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〕 本発明は空燃比制御系の故障診断装置に関する。

〔従来の技術〕

機関シリンダ内に供給される混合気を理論空燃比に維持
するための空燃比制御装置を備えた内燃機関において空
燃比制御装置が故障すると混合気は稀薄になるか又は過
濃となる。この場合混合気がかなり稀薄になれば機関出
力が低下するので運転者は何らかの異常を生じているこ
とに気付くが、混合気が多少稀薄になったり、過濃にな
った場合には運転者は異常を生じていることに気付かな
いためにそのまま機関の運転が続行され、その結果多量
のＣｏ、ＨＣ或いはＮＯｘが排出されるという問題を生
じる。このような問題点を解決するためにフィードバン
ク制御信号に基いて混合気が稀薄になっているか、或い
は過濃となっているかを判断し、それによって空燃比制
御装置が故障しているか否かを判別するようにした故障
診断装置が本出願人により既に提案されている（特願昭
６１−２４３２１７号参照）。

ところが気化器付き内燃機関において気化器温度が上昇
するといわゆるパーコレーションが発生し、燃料が吸気
通路内に吐出するために混合気がａ？７４となる。従っ
てこのとき故障診断をすると空燃比制御装置が故障して
いないにもかかわらずに空燃比制御装置が故障している
と判断され、斯くして誤診をするという問題を生ずる。

このような問題を解決するために気化器温度に関連して
変化する機関温度を検出して機関温度が高い間は故障診
断を禁止するようにした故障診断装置が本出願人により
既に提案されている（特願昭６２−０９０７１１号参照
）。この故障診断装置では機関温度が低下すればそれに
伴なって気化器温度も低下するものと考え、このように
考えた場合に気化器がパーコレーションを発生しなくな
ると考えられる機関温度以下まで機関温度が低下したと
きに故障診断を開始させるようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら気化器は機関本体のように冷却水によって
強力に冷却され名ことはなく、気化器周りを流れる車両
の走行風によって冷却されるだけなので気化器温度が一
旦高温になると機関温度が低下しても気化器温度はただ
ちに低下しない。即ち、実際には機関温度が低下しても
必ずしもそれに伴なって気化器温度が低下しない。従っ
て機関温度が低下しても依然として気化器がパーコレー
ションを発生している場合があり、このような場合に故
障診断を行なうと誤診をするという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば第１図の発
明の構成図に示されるように機関排気通路内に配置され
た酸素濃度検出器１３の出力信号に基いて空燃比をフィ
ードバック制御する空燃比制御装置を具備した気化器付
き内燃機関において、機関温度を検出する温度検出手段
１００と、フィードバック制御信号に基いて空燃比制御
装置が故障しているか否かを判別する故障判別手段１０
１と、温度検出手段１００の出力信号に基いて機関温度
が予め定められた第１の設定温度以上のときに故障判別
手段１０１による故障判別を禁止する故障判別禁止手段
１０２と、温度検出手段１００の出力信号に基いて機関
温度が第１の設定温度よりも低い第２の設定温度以下に
なったときに故障判別禁止手段１０２による故障判別の
禁止を解除する故障判別禁止解除手段１０３を具備して
いる。

〔実施例〕

第２図を参照すると、１は機関本体、２は吸気マニホル
ド、３は可変ベンチュリ型気化器、４はｉｔ　気マニホ
ルドをそれぞれ示す。可変ベンチュリ型気化器３は吸気
通路５と、サクションピストン６と、吸気通路５内に開
口する燃料通路７と、スロットル弁８とを具備し、サク
ションピストン６に取付けられたニードル９によって燃
料通路７から吸気通路５内に供給される燃料量が制御さ
れる。

燃料通路７にはエアブリード通路１０が接続され、この
エアブリード通路１０内にエアブリード制御弁１１が配
置される。このエアブリード制御弁１１は電子制御ユニ
ッ）３０から出力される制御電流に基いて制御される。

エアブリード制御弁１１に供給される制御電流が増大す
るとエアブリード通路１０から燃料通路７内に供給され
るエアブリード量が増大し、斯くして機関シリンダ内に
供給される混合気は薄くなる。一方、エアブリード制御
弁１１に供給される制御電流が低下するとエアブリード
通路１０から燃料通路７内に供給されるエアブリード量
が減少し、斯くして機関シリンダ内に供給される混合気
が濃くなる。

電子制御ユニット３０はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス３１によって相互に接続されたＲＯＭ
　（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ　（ランダムア
クセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３
４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。

スロットル弁８にはスロットル開度に比例した出力電圧
を発生するスロットルセンサ１２が取付けられ、このス
ロットルセンサ１２の出力電圧はＡＤ変換器３７を介し
て入力ポート３５に入力される。排気マニホルド４には
０□センサ１３が取付けられ、この０２センサ１３の出
力信号はＡＤ変換器３８を介して入力ポート３５に入力
される。また、吸気マニホルド２には吸気マニホルド２
内の負圧に比例した出力電圧を発生する負圧センサ１４
が取付けられ、この負圧センサ１４の出力電圧はＡＤ変
換器３９を介して入力ポート３５に人力される。また、
機関本体１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生
する水温センサ１５が取付けられ、この水温センサ１５
の出力電圧はＡＤ変換器４０を介して入力ポート３５に
入力される。更に人力ボート３５には機関回転数に比例
した出力パルスを発生する回転数センサ２０、およびス
タータモータを作動せしめるためのスタータスイッチ２
１が接続される。出力ポート３６は一方では駆動回路４
Ｉを介してエアブリード制御弁１１に接続され、他方で
は駆動回路４２を介して警告ランプ２２に接続される。

第４図は０２センサ１３の出力電圧Ｖの変化を示す。０
□センサ１３は混合気が過ン農なとき、即ちリッチのと
き０．９ボルト程度の出力電圧を発生し、混合気が稀薄
のとき、即ちリーンのとき０．１ボルト程度の出力電圧
を発生ずる。０□センサ１３の出力電圧■はＣＰＵ３４
において０．４５ボルト程度の基準電圧Ｖｒと比較され
、０□センサ１３の出力電圧ＶがＶ「よりも高ければリ
ッチであると判断され、Ｖｒよりも低ければリーンであ
ると判断される。

第３図はこのリーン、リッチの判断に基いて行なわれる
エアブリード制御弁１１の制御電流Ｉの計算ルーチンを
示している。

第３図を参照すると、まず始めにステップ５０において
リーンか否かが判別される。リーンである場合にはステ
ップ５１に進んで前回の処理サイクルから今回の処理サ
イクルの間にリッチがらリーンに反転したか否かが判別
される。反転していればステップ５２に進んでＩからス
キップ値Ａが減算され、ステップ５３に進む。反転して
いなければステップ５４に進んでＩから積分値Ｋ（Ｋ（
Ａ）が減算され、ステップ５３に進む。一方、ステップ
５０においてリッチであると判別されたときはステップ
５５に進んで前回の処理サイクルから今回の処理サイク
ルの間にリーンからリッチに反転したか否かが判別され
る。反転していればステップ５６に進んでＩにスキップ
値Ａが加算され、ステップ５３に進む。反転していなけ
ればステップ５７に進んでＩに積分値Ｋが加算され、ス
テップ５３に進む。ステップ５３では■が出力ポート３
６に出力される。

従ってＩは第４図に示されるようにリッチからリーンに
反転したときには急激にスキップ値Ａだけ減少した後に
徐々に減少し、リーンからリッチに反転したときには急
激にスキップ値Ａだけ増大した後に徐々に増大する。と
ころで第３図の各ステップ５２．５４．５６．５７にお
いて計算されるＩ、およびステップ５３において出力ポ
ート３６に出力されるＩはパルスのデユーティ−比を表
わしており、一定の周期毎に発生しかつこのデユーティ
−比に従ってパルス中の変化する連続パルスがエアブリ
ード制御弁１１に供給される。エアブリード制御弁１１
はこの連続パルスの平均電流に応じた開度に制御され、
従って１をエアブリード制御弁１１の制御電流と称して
いる。空燃比を制御可能な制御電流Ｉは第４図の最小値
ＭＩＮと最大値ＭＡＸＯ間であり、フィードバック制御
時には通常制御電流■はＭＩＮとＭＡＸとの中間で上下
動する。しかしながら何らかの原因によって混合気が過
濃になり続けた場合にはＩがＭＡＸに達し、何らかの原
因によって混合気が過薄になり続けた場合にはＩがＭＩ
Ｎに達する。従ってＩがＭＡＸとなったか、或いはＭＩ
Ｎとなったかによって空燃比制御装置の異常を判断する
ことができる。

次に第５図および第６図を参照しつつ本発明による故障
診断方法について説明する。なお、第５図および第６図
に示すルーチンは一定時間毎の割込みによって行なわれ
る。

第５図および第６図を参照すると、まず始めにステップ
６０においてスタータスイッチ２１がオンとなっている
か否かが判別され、オンとなっているときにはステップ
６１に進んでフラグＡおよびフラグＢをリセットした後
にステップ６２に進・む。フラグＡは後述するように機
関冷却水温が予め定められた温度よりも高いときにセッ
トされ、フラグＢは機開始動後一定時間経過する前に機
関冷却水温が予め定められた温度よりも高いときにセッ
トされる。一方、スタータスイッチ２１がオフにされる
とステップ６３に進んでフラグＡがセットされているか
否かが判別される。このときフラグＡがリセットされて
いればステップ６４に進む。ステップ６４では前回の処
理サイクルから今回の処理サイクルの間にスタータスイ
ッチ２１がオンからオフに切替えられたか否かが判別さ
れる。

オンからオフに切替えられたときにはステップ６５に進
んでタイマがセットされた後にステップ６２に進み、オ
ンからオフに切換えられなかったときにはステップ６６
に進む。ステップ６６ではタイマがセットされてから一
定時間経過したか否かが判別される。一定時間経過して
いないとき、即ち機開始動後一定期間が経過していなけ
ればステップ６２に進み、機開始動後一定期間を経過し
ていればステップ６７に進む。ステップ６２では水温セ
ンサ１５の出力信号から冷却水温Ｔが予め定められた第
１の設定温度、例えば７０℃よりも高いか否かが判別さ
れる。Ｔ〉７０℃であればステップ６８においてフラグ
ＡおよびフラグＢをセントした後処理サイクルを完了す
る。ひとたびフラグＡがセットされるとこのフラグＡは
冷却水温Ｔがある程度低下するまでセットされた状態で
保持され、このとき故障診断は行なわれない。即ち、機
関始動時に機関冷却水温Ｔが７０℃よりも高いときは気
化器３の温度もかなり高くなっており、従ってこのとき
にはパーコレーションが発生している可能性がある。従
って機関始動時に機関冷却水温Ｔが７０℃以上になった
ときにはパーコレーションの発生による誤診を防止する
ために故障診断を禁止するようにしている。ステップ６
２においてＴ＜７０℃と判断されたときはフラグＡおよ
びフラグＢをセットすることなくステップ６９に進む。

一方、ステップ６６において機開始動後一定時間経過し
たと判断されたときはステップ６７に進み、冷却水温Ｔ
が予め定められた第１の設定温度、例えば９６℃よりも
高いか否かが判別される。

Ｔ〉９５℃であればステップ７０に進んでフラグＡがセ
ットされ、斯くして故障診断が禁止される。

即ち、機関が始動されて一定時間経過した後に機関冷却
水温Ｔが９５℃よりも高いときは気化器３の温度もかな
り高くなっており、従ってこのときにはパーコレーショ
ンが発生している可能性がある。従って機関が始動され
て一定時間経過した後に機関冷却水温Ｔが９５℃以上に
なったときにはパーコレーションの発生による誤診を防
止するために故障診断を禁止するようにしている。なお
、機開始動後一定期間経過した後にパーコレーションが
発生すると考えられる冷却水温９５℃が始動直後にパー
コレーションが発生すると考えられる・冷却水温７０℃
よりも高いのは機開始動後一定期間経過して車両が運転
されると気化器３が走行風・によって冷却され、気化器
３の温度が低下するからである。

ステップ６７においてＴ−≦−９５℃と判別されたとき
はステップ６９に進む。従ってフラグＡおよびフラグＢ
をセットすることなくステップ６９に進むのは機開始動
後一定期間を経過する前であって冷却水温Ｔが７０℃よ
りも高くならなかったとき、および機開始動後一定時間
を経過した後であって冷却水温が９５℃よりも高くなら
ながったときである。

ステップ６９．７１．７２．７３は故障診断すべき運転
状態であるか否かを判断しており、ステップ７４．７５
において故障を診断して故障である場合にはステップ７
６において警告ランプ２２が点灯される。即ち、ステッ
プ６９では冷却水温Ｔが６０℃以下であるかないかが判
別される。Ｔ〈６０℃の場合には処理サイクルを完了し
、従ってこの場合には故障診断は行なわれない。Ｔく６
０℃の場合にはチョーク作用によって混合気が過濃とな
っている場合があり、従って誤診を避けるために故障診
断を行なわないようにしている。従って機関始動後一定
期間経過していないときには６０℃＜Ｔ＜７０℃の場合
に故障診断が行なわれ、機関始動後一定期間経過してと
きには６０℃＜Ｔ＜９５℃の場合に故障診断が行なわれ
る。

ステップ７１ではスロットルセンサ１２の出力信号から
スロットル開度θが１０°以下であるか否かが判別され
、ステップ７２では負圧センサＩ４の出力信号から負圧
Ｐが一８０１諺Ｈｇ　＜　Ｐ　＜　−３５０ｗ　Ｈｇの
範囲にあるか否かが判別され、ステップ７３では回転数
センサ２０の出力信号から回転数Ｎが１５０Ｏｒ、ｐ、
ｍ＜　Ｎ　＜３００Ｏｒ、ｐ、ｍの範囲にあるか否かが
判別される。これらのステップ７１．７２．７３かられ
かるようにエアブリード感度の小さし、）低吸入空気領
域、および出力空燃比が要求される高速領域では誤診を
避けるために故障診断をしないようにしている。

ステップ７４では制御電流ＩがＭＩＮ＜Ｉ＜ＭＡＸの範
囲にあるか否かが判別される。次いでステップ７６では
［＜ＭＩＮ或いは■λＭＡＸである状態が例えば１０秒
以上経過したか否かが判別され、１０秒以上経過したと
きには空燃比制御系が故障しているものとしてステップ
７６に進み、警告ランプ２２が点灯せしめられる。

一方、フラグＡがセットされた場合にはステップ６３か
らステップ７８に進み、フラグＢがセットされているか
否かが判別される。フラグＢがセットされている場合、
即ち機関始動後一定時間経過する間に冷却水温Ｔが７０
℃よりも高くなった場合にはステップ７９に進んで冷却
水温Ｔが予め定められた第２の設定温度、例えば６５℃
よりも低くなったか否かが判別される。Ｔλ６５“Ｃで
あれば処理サイクルを完了し、Ｔ〈６５℃であればステ
ップ８０においてフラグＢをリセットした後にステップ
８１においてフラグ八をリセットし、処理サイクルを完
了する。従ってＴく６５℃になると次の処理サイクルに
おいてステップ６２からステップ６９に進み、故障診断
が行なわれる。

冷却水温Ｔが低下しても気化器３０の温度は必ずしも伴
なって低下せず、従って冷却水温Ｔが７０℃以下になっ
ても気化器３はパーコレーションを発生している可能性
がある。しかしながら冷却水温Ｔがある程度低下すれば
、即ち冷却水温Ｔが６５℃以下になれば気化器３の温度
はパーコレーションを発生しない温度まで低下している
ことが判明している。従って冷却水ａＴが６５℃以下に
なったときには故障診断を開始させるようにしている。

云い換えると冷却水温Ｔが第１設定温度７０°Ｃよりも
低い第２設定温度６５℃以上のときに故障診断を禁止す
ることによってパーコレーションによる誤診を防止する
ことができる。

一方、ステップ７８においてフラグＢがリセットされて
いると判別されたとき、即ち機関始動後一定時間経過し
た後において冷却水温Ｔが９５℃よりも高くなった場合
にはステップ８２に進んで冷却水温Ｔが予め定められた
第２の設定温度、例えば８０℃よりも低いか否かが判別
される。Ｔ−≧−。

８０℃であれば処理サイクルを完了し、Ｔ〈８０°Ｃで
あればステップ８１に進んでフラグＡをリセソ１−シた
後に処理サイクルを完了する。従ってＴく８０℃になる
と次の処理サイクルにおいてステップ６７からステップ
６９に進み、故障診断が行なわれる。

前述したように冷却水温Ｔが低下しても気化器３の温度
は必ずしもそれに伴なって低下せず、従□って冷却水温
Ｔが９５℃以下になっても気化器３はパーコレーション
を発生している可能性がある。

しかしながら冷却水温Ｔがある程度低下すれば、即ち冷
却水温Ｔが８０℃以下になれば気化器３の温度はパーコ
レーションを発生しない温度まで低下していることが判
明している。従って冷却水温Ｔが８０℃以下になったと
きには故障診断を開始させるようにしている。云い換え
ると冷却水温Ｔが第１設定温度９５℃よりも低い第２設
定温度８０℃以上のときに故障診断を禁止することによ
ってパーコレーションによる誤診を防止することができ
る。なお、機関始動後一定期間経過した後にパーコレー
ションが発生しなくなると考えられる冷却水温８０℃が
始動直後にパーコレーションが発生しなくなると考えら
れる冷却水温６５℃よりも高いのは機関始動後一定期間
経過して車両が運転されると気化器３が走行風によって
冷却され、気化器３の温度が低下するからである。

〔発明の効果〕

機関温度が予め定められた第１の設定温度よりも高くな
ったときには故障診断を禁止し、機関温度が第１の設定
温度よりも低い第２の設定温度以下になったときに故障
診断を開始させることによってパーコレーションの発生
による誤診を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の構成図、第２図は内燃機関の全体図、第
３図は制御電流を計算するためのフローチャート、第４
図は０２センサの出力信号と制御電流の変化を示す線図
、第５図および第６図は故障診断処理を実行するための
フローチャートである。 ３・・・気化器、　　　　　　７・・・燃料通路、ｌＯ
・・・エアブリード通路、 １１・・・エアブリード制御弁、 １３・・・０２センサ、　　　１５・・・水温センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関排気通路内に配置された酸素濃度検出器の出力信号
   に基いて空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装
   置を具備した気化器付き内燃機関において、機関温度を
   検出する温度検出手段と、フィードバック制御信号に基
   いて上記空燃比制御装置が故障しているか否かを判別す
   る故障判別手段と、該温度検出手段の出力信号に基いて
   機関温度が予め定められた第１の設定温度以上のときに
   該故障判別手段による故障判別を禁止する故障判別禁止
   手段と、該温度検出手段の出力信号に基いて機関温度が
   上記第１設定温度よりも低い第２の設定温度以下になっ
   たときに該故障判別禁止手段による故障判別の禁止を解
   除する故障判別禁止解除手段を具備した空燃比制御系の
   故障診断装置。