JPH025733A - 吸入空気量検出装置の故障検出装置 - 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） 本発明は吸入空気量検出装置の目詰まりによる故障を検
出することができる故障検出装置に関する。

（従来の技術） 従来から、自動車用内燃機関にあっては、その燃料供給
装置に電子制御式燃料噴射装置が広く採用されている。

この電子制御式燃料噴射装置は機関の吸入空気量と回転
数及び排気ガス中の酸素濃度乃至は水温等の運転状態を
各種センサで電気的に検出して、それらの検出値から最
適な燃料量を演算して燃料噴射弁の作動を電子制御器で
電気的に作動制御するようにしたもので、吸入空気量と
機関回転数とから基本噴射量を演算し、この基本噴射量
に始動時増量補正、加速増量補正、高負荷増量補正、吸
気温度補正、空燃比のフィードバック補正等の機関運転
状態に応じた各種の補正を加えて最終噴射パルスを演算
し、この最終噴射パルスで燃料噴射弁を駆動制御するよ
うになっている。

また、上記の空燃比のフィードバック補正は機関が所定
のフィードバックゾーン内の運転領域で運転されている
ときに行なわれるようになっていて、排気ガス中の特定
の排気ガス成分の濃度（例えば０２センサで検知した酸
素濃度）から実際に機関に供給されている空燃比を検出
して、この実際の空燃比が燃費及び排気の浄化性能上で
最良となる目標空燃比に収束するようにＰ−１（比例・
積分）制御で上記最終噴射パルスを演算するようになっ
ている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、吸入空気量を検出するセンサとしては吸気応
動式の吸入空気量検出装置が多く採用されている。この
吸気応動式吸入空気量検出装置は、特開昭６１−１６２
４６号公報にも開示されているように、本体内に計量側
通路とこの計量側通路をバイパスするバイパス通路とが
並設され、計量側通路にはフラップバルブとポテンショ
メータとでなるセンサが取付けられるとともに、バイパ
ス通路にはポテンショメータの基準出力値を規定値に合
わせるための調整手段が設けられている。この調整手段
はバイパス通路の流路抵抗（断面積）を調節する調節部
材（Ｃｏ調整スクリュー）で構成されていて、バイパス
通路側の流路抵抗を調節することによってバイパス通路
側を通過する空気量と上記計量側通路を通過する空気量
との割合を微調整し、もって上記ポテンショメータの基
準出力値を規定値に合わせるようになっている。

しかしながら、このように構成されてなる吸気応動式の
吸入空気量検出装置の場合、オイル上がりやダストの付
着などの原因によってバイパス通路に目詰りが生じるこ
とがある。そして、バイパス通路に目詰りが生じると、
計量側通路を通過する吸入空気量とバイパス通路を通過
する吸入空気量とのバランスが崩れてフラップバルブの
作動特性にずれが生じてしまう。すると、このずれによ
り吸入空気量検出装置の出力値に狂いが生じ、このため
基本噴射量が正確に演算されなくなってしまつ。

ただしこうした場合であっても、その不正確な基本噴射
量による空燃比の狂いがフィードバック補正で補正可能
な範囲内にあれば、実際の空燃比がｇ標空燃比に収束す
るように補正されて最終噴射パルスが演算されるので、
上記吸入空気量検出装置の出力値の狂いは吸収されてし
まい特に問題は生じない。

ところが、吸入空気量検出装置の出力値の狂いが大きく
なって、基本噴射量による空燃比の狂いが上記の補正可
能な範囲を超えてしまうと、排気の浄化性能が非常に悪
くなってしまう。しかもこのように排気の浄化性能が悪
化しても、車両の走行性能は特に悪化しないのでユーザ
ーはこれに気付かずに浄化性能の低下した車両を運転し
続けてしまうという問題が生じる。

本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、吸入空気量検出装置の出力値の狂いが大きく
なって、実際に機関に供給する燃料の空燃比を目標空燃
比に補正しきれなくなったときに、吸入空気量検出装置
に故障が生じたことを判定することができる吸入空気量
検出装置の故障検出装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、内燃機関の吸入
空気量を検出するセンサが取付けられた計量側通路とこ
の計量側通路をバイパスするバイパス通路とが並設され
、このバイパス通路にはこの通路の流路抵抗を調節して
前記センサ出力の基準値を調整する出力値調整手段が取
付けられた吸入空気量検出装置と、前記センサからの吸
入空気量信号を基に燃料の基本噴射量を演算して噴射弁
の作動を制御するとともに、排気ガス中の特定ガス成分
の濃度がら空燃比を検知して該空燃比を目標値に収束さ
せるように前記基本噴射量にフィードバック補正を加え
るコントロールユニットと、エンジンの運転状態が異な
る２つの所定状態下における前記フィードバック補正の
最新値をそれぞれ記憶し、該２つの状態下で記憶したフ
ィードバック補正値の偏差が所定値を超えたときに前記
吸入空気量検出装置の故障を判定する故障判定手段とを
備えて吸入空気量検出装置の故障検出装置を構成する。

（作　用） 吸入空気量検出装置のバイパス通路に目詰りが生じると
、計量側通路を通過する空気量の割合が多くなる。この
ため実際の吸入空気量に対する吸入空気量検出装置の出
力値は増大側にずれて基本噴射量での空燃比はリッチぎ
みになる。しかし、フィードバックゾーン内にあるとき
は実際の空燃比は目標空燃比に収束するようにフィード
バック補正制御され、基本噴射量にフィードバック補正
が加えられて最終噴射パルスが演算される。

一方、そもそも吸入空気量が少ないとき（低負荷・低回
転時）はど吸入空気量検出装置のバイパス通路側を通過
する空気量の割合は多くなり、吸入空気量が多いとき（
高負荷・高回転時）はどバイパス通路側を通過する空気
量の割合は少なくなる。つまり、バイパス通路に目詰り
が生じたときには吸入空気量が少ない場合はど吸入空気
量検出装置の出力値に現われる誤差の比率は大きくなり
、目詰りが進行していくとその進行に合せて吸入空気量
の少量側でフィードバック補正の補正値の変化量がより
拡大されていく。

そこで、機関の運転状態が異なる２つの状態下（すなわ
ち、吸入空気量が相違する２つの運転状態下であって１
例えばアイドル状態と高負荷・高回転状態）におけるそ
れぞれのフィードバック補正の最新値を逐次記憶し、そ
れら２つの状態下のフィードバック補正値の偏差を随時
演算すれば、その偏差からバイパス通路の目詰り具合を
検出でき、この偏差が所定値を超えたときに吸入空気量
検出装置の目詰りによる故障を判定できる。

（実施例） 以下に本発明の好適な一実施例を添附図面に基づき詳述
する。

第１図は本発明に係る吸入空気量検出装置の故障検出装
置２の概略構成図を示し、同図において４は内燃機関、
６は吸気通路、８は排気通路である。　吸気通路６には
その上流側からエアクリーナ１０、吸入空気量検出装置
１２、スロットルバルブ１４、燃料噴射弁１６とが設け
られていて、スロットルバルブ１４には開度センサ１４
ａが取付けられている。排気通路８には、排気ガス中の
特定ガス成分として酸素濃度を検知し、この酸素濃度か
ら機関２に実際に供給されている混合気の空燃比を検出
する０２センサ１８が設けられていて、この０２センサ
１８及び上記の吸入空気量検出装置１２．スロットル開
度センサ１４ａはコントロールユニット２０に接続され
ている。

コントロールユニット２０には上記のセンサ類の他に、
ディストリビュータ２１に取付けられた機関回転センサ
２２や、冷却水通路に設けられた水温センサ２４などが
接続されていて、燃料噴射弁１６は上記各種センサ類で
検知した機関２の運転状態に応じてコントロールユニッ
ト２０でその作動が制御されるようになっている。

また、上記吸入空気量検出装置１２は第２図にも示すよ
うに、従来から広く使われている吸気応動式のもので、
その本体１２ａ内には吸入空気の計量側通路２６とこの
計量側通路２６をバイパスするバイパス通路２８とが並
設されている。計量側通路２６にはこの通路２６を流れ
る空気量に応じて開度が変わるフラップバルブ３０が設
けられていて、このフラップバルブ３０にはポテンショ
メータ３２が取付けられている。つまり、吸入空気量を
検出するセンサ３３自体はフラップバルブ３０とポテン
ショメーター３２とから主になっている。

またバイパス通路２６にはエアフローメータ１２のセン
サ３３の基準出力値を規定値に合わせるための調整手段
３４が設けられている。この調整手段３４は具体的には
バイパス通路２８の流路抵抗（流路断面積）を調節する
ＣＯ調整スクリューでなり、このＣＯ調整スクリューで
計量側通路２６を通過する吸入空気の量とバイパス通路
２８を通過する吸入空気の量との割合を調整して、吸入
空気量検出装置１２のセンサ３３の基準出力値を規定値
に合わせるようになっている。

すなわち、これらの構成は従来から良く知られた電子制
御式燃料噴射装置と同じであり、コントローラ２０によ
る制御内容もその主たる部分は同一になっている。

その制御内容を簡単に説明すれば、吸入空気量検出装置
１２で検知した吸入空気量と機関回転センサ２２で検知
した機関回転数とから基本噴射時間（噴射量と同義）Ｔ
ａを演算し、この基本噴射時間Ｔａに機関の運転状態に
応じた各種の補正（暖気増量補正Ｃシ、始動後増量補正
Ｃｓ、加速増量補正Ｃａｃｅ、高負荷増量補正Ｃｅｒ、
吸気温度補正Ｃａ１ｒ等）を加えて同期噴射時間Ｔｐを
演算するとともに、さらに機関の運転状態が空燃比のフ
ィードバック補正制御の実行条件を満足していれば、上
記同期噴射時間Ｔｐにフィードバック補正係数Ｃｆｂを
乗じて最終噴射パルスＴｉを演算し、上記の実行条件を
満足していなければ上記同期噴射時間Ｔｐからそのまま
最終噴射パルスＴｉを演算して、この最終噴射パルスＴ
ｉで燃料噴射弁１６を作動制御するようになっている。

すなわち、Ｔｉは； Ｔ　１−Ｔａ　［（Ｃｗ　＋Ｃｓ　＋Ｃａｃｃ　＋Ｃｅ
ｒ）Ｃａｉｒ］Ｃｆｂ ＝　Ｔ　ｐ　Ｘ　Ｃ［’ｂ となっている。

またこの際、上記のフィードバック補正係数Ｃｒｂは第
４図のフローチャートに示すように演算されている。

すなわち、このフローではステップＳ１０で機関の運転
状態を検出する各種センサからの出力値が読込まれ、爾
後これらの各種センサ出力値に基づいて、ステップＳ２
０でフィードバック補正制御の実行条件が満足されてい
るかどうかが判定される。そして、この判定がＮｏであ
ればステップ５１００にジャンプして、フィードバック
補正係数Ｃｒｂの今回値Ｃｆｂ（ｎ）は１とされる。つ
まり、事実上フィードバック補正は行なわれないことに
なる。

一方、上記ステップＳ２０での判定がＹＥＳであれば、
次のステップＳ３０〜Ｓ９０で、今回の空燃比（０２セ
ンサ出力値Ａ　（ｎ）　）の大小と、更に前回の空燃比
（０２センサ出力値Ａ（ｎ−１））の大小との関係から
４つのケースに場合分けされ、それぞれの場合に応じて
フィードバック補正係数Ｃｒｂノ今回値Ｃｒｂ（ｎ）が
前回値Ｃｒｂ（ｎ−１）を基にしてＰ−Ｉ制御で求めら
れる。

また、ステップ５１１０とステップ５１２０では、それ
ぞれ０２センサ出力の今回値Ａ　（ｎ）が新たに前回値
Ａ　（ｎ−１）として、またフィードバック補正係数の
今回値Ｃｆ’ｂ（ｎ）が新たに前回値Ｃｆｂ（ｎ−１）
として書換えられる。

ところで、第１図に示すように、上記のコントロールユ
ニット２０には吸入空気量検出装置１２の故障を判定す
る故障判定手段３６が付加され、この故障判定手段３６
には故障表示手段３８が接続されている。この故障表示
手段３８は具体的には例えば警告ランプ３８ａでなり、
故障判定手段３６が吸入空気量検出装置１２の故障を判
定すると点灯表示されるようになっている。

また、上記故障判定手段３６は故障判定回路部と記憶回
路部とを有しくともに図示せず）、記憶回路部には機関
の運転状態を異にする２つの状態下におけるフィードバ
ック補正係数Ｃｆｂの最新値がそれぞれ個別に逐次記憶
されるようになっている。

この実施例では、アイドル運転状態下におけるフィード
バック補正係数ＣＩ’ｂの最新値（今回値）Ｃｆｂ　（
ｎ　）がアイドルフィードバック値ＦＢＩの最新データ
ＦＢＩ　（ｎ）として逐次記憶される一方、所定領域内
の高負荷・高回転運転状態下におけるフィードバック補
正係数Ｃ「ｂの最新値（今回値）Ｃｒｂ（ｎ）が高負荷
・高回転フィードバック値ＦＢ２の最新データＦＢ２　
（ｎ）として逐次記憶されるようになっている。各フィ
ードバック値ＦＢＩ、ＦＢ２のデータはそれぞれ所定数
にづつ記憶されていて、最新のデータＦＢＩ　（ｎ）、
ＦＢ２　（ｎ）は最も古いデータＦＢＩ　（ｎ−ｋ）。

ＦＢ２　（ｎ−ｋ）が書換えられて新たに記憶されるよ
うになっている。

故障判定回路部は、機関２の運転状態を検出して、これ
がアイドル運転状態下にあればこのアイドル運転状態下
におけるフィードバック補正の最新値、つまり補正係数
の今回値Ｃｆ’ｂ　（ｎ　）を逐次上記記憶回路部にア
イドルフィードバック値ＦＢ１の最新データＦＢＩ　（
ｎ）として記憶させるようになっている。また、機関２
の運転状態が所定の高負荷・高回転領域内にあればその
高負荷・高回転状態下のフィードバック補正の最新値、
つまり補正係数の今回値Ｃｆｂ（ｎ）を逐次記憶回路部
に高負荷・高回転フィードバック値ＦＢ２の最新データ
ＦＢ２　（ｎ）として記憶させるようになっている。

そして、故障判定回路部はアイドルフィードバック値Ｆ
ＢＩあるいは高負荷・高回転フィードバック値ＦＢ２の
最新データＦＢＩ　（ｎ）、ＦＢ２（ｎ）を記憶回路部
に記憶させると、今度はその記憶回路部に記憶されてい
るそれぞれのフィードバックＩＦＢＩ、ＦＢ２のすべて
のデータを読込んで各フィードバック値ＦＢＩ、ＦＢ２
のデータのそれぞれの平均値Ｆ　Ｂ　ｌａｖ、　　Ｆ　
Ｂ　２ａｖを求め、これらの平均値Ｆ　Ｂ　ｌａｖ、　
　Ｆ　Ｂ　２ａｖ相互間の偏差ＦＢ１ａｖ−ＦＢ２ａｖ
ｌを演算してこの偏差が所定値Ｘを超えると吸入空気量
検出装置１２に目詰りによる故障が生じたと判定するよ
うになっている。

つまり、この故障判定手段３６での制御は第３図のフロ
ーチャートに示すようになっていて、まづステップ８１
３０で吸入空気量検出装置出力ＶＳ７機関回転数Ｎ、フ
ィードバック係数Ｃｆ’ｂ（ｎ）スロットル開度ＡＣＣ
等が読込まれる。次のステップＳ　１４０では吸入空気
量検出装置出力値ＶＳが正常な動作を示す規定値内（Ｍ
ｉｎ＜Ｖｓ＜Ｍ　ａ　ｘ　）にあるかどうかが判定され
、これがＮ。

つまり規定値を外れていると、ステップ５２１０にジャ
ンプして警告ランプ３８ａを点灯して故障の発生を知ら
せる。

他方、ステップ５１４０での判定がＹＥＳであると、次
のステップ５１５０で機関２の運転状態がアイドル状態
であるかが判定される。これがＮｏであるとステップ５
１７０に移行して今度は高負荷・高回転状態であるかが
判定される。そしてこの判定もＮｏであるとフローはス
テップ５１３０に戻される。

また、ステップ５１７０での判定がＹＥＳ、つまり高負
荷・高回転状態であると、ステップ５１８０に進みフィ
ードバック補正係数Ｃｆｂの最新値Ｃｒｂ　（ｎ　）が
記憶回路部に高負荷・高回転フィードバック値ＦＢ２の
最新データＦＢ２　（ｎ）として記憶される。このとき
、新たに記憶される最新データＦＢ２　（ｎ）は最も古
いデータＦＢ２　（ｎ−ｋ）が書換えられて記憶される
。

一方、上記ステップ５１５０での判定がＹＥＳ。

つまりアイドル状態であると、ステップ５１６０に進み
フィードバック補正係数Ｃｒｂの最新値ｃｒｂ（ｎ）が
記憶回路部にアイドルフィードバック値ＦＢＩの最新デ
ータＦＢＩ　（ｎ）として記憶される。このとき、やは
り新たに記憶される最新データＦＢＩ　　（ｎ）は最も
古いデータＦＢＩ　（ｎ−ｋ）が書換えられて記憶され
る。

また、上記のステップ５１６０あるいはステップ５１８
０に流れてきたフローはそれぞれ共に次のステップ５１
９０に移行される。このステップ８１９０では、アイド
ルフィードバック値ＦＢＩ及び高負荷・高回転フィード
バック値ＦＢ２のそれぞれのすべてのデータが読込まれ
て各々の平均値Ｆ　Ｂ　１　ａｖとＦ　Ｂ　２　ａｖと
が求められる。爾後ステップ５２００で、それら各平均
値ＦＢ１ａｖとＦＢ２ａｖとの相互間の偏差Ｉ　Ｆ　Ｂ
　ｌａｖ　−Ｆ　Ｂ　２ａｖｌか求められるとともに、
この偏差１ＦＢ１ａｖ−ＦＢ２　ａｖ　Ｉが所定値Ｘを
超えたかどうかが判定される。

そしてこのステップ５２００での判定がＮｏであれば、
ステップ５１３０に戻ってこのステップ５２００での判
定がＹＥＳになるまで上記の制御が繰返され、このステ
ップ５２００での判定がＹＥＳになると吸入空気量検出
装置１２に目詰りによる故障が生じたものと判断して、
前述した次のステップ５２１０に移行し故障の発生を表
示する。

なお、アイドルフィードバック値ＦＢＩと高負荷・高回
転フィードバック値ＦＢ２に、それぞれ順次新しい所定
数のデータを記憶させ、それらの各平均値の偏差で故障
の判定をするようにしたのは故障発生の表示の信頼度を
向上させるためである。

（効　果） 以上要するに本発明によれば、機関の運転状態が異なる
２つの状態下におけるそれぞれの空燃比のフィードバッ
ク補正の最新値を逐次記憶するとともに、それら２つの
状態下におけるフィードバック補正値の偏差を随時演算
することにより、この偏差から吸入空気量検出装置のバ
イパス通路の目詰り具合を検出し得、この偏差が所定値
を超えたときに吸入空気量検出装置に目詰りによる故障
が生じたことを判定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る吸入空気１ｉｋＦｔＬ出装置の故
障検出装置の一実施例の概略構成図、第２図は第１図中
に示す吸入空気量検出装置の拡大断面図、第３図は故障
判定のフローを示すフローチャート、第４図はフィード
バック補正係数の演算部分のフローを示すフローチャー
トである。 ２・・・・・・電子制御式燃料噴射装置４・・・・・・
内燃機関 １２・・・・・・吸入空気量検出装置 １６・・・・・・噴射弁 ２０・・・・・・コントロールユニット２６・・・・・
・計量側通路 ２８・・・・・・バイパス通路 ３３・・・・・・センサ ３４・・・・・・調整手段（Ｃｏ調整スクリュー）３６
・・・・・・故障判定手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の吸入空気量を検出するセンサが取付けられた
   計量側通路とこの計量側通路をバイパスするバイパス通
   路とが並設され、このバイパス通路にはこの通路の流路
   抵抗を調節して前記センサの基準出力値を調整する調整
   手段が取付けられた吸入空気量検出装置と、前記センサ
   からの吸入空気量信号を基に燃料の基本噴射量を演算し
   て噴射弁の作動を制御するとともに、排気ガス中の特定
   ガス成分の濃度から空燃比を検知して該空燃比を目標値
   に収束させるように前記基本噴射量にフィードバック補
   正を加えるコントロールユニットと、 エンジンの運転状態が異なる２つの所定状態下における
   前記フィードバック補正の最新値をそれぞれ記憶し、該
   ２つの状態下で記憶したフィードバック補正値の偏差が
   所定値を超えたときに前記吸入空気量検出装置の故障を
   判定する故障判定手段とから構成されることを特徴とす
   る吸入空気量検出装置の故障検出装置。