JPH025736A - 燃料噴射装置用故障診断装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、多気筒内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃
料噴射装置の故障を診断する燃料噴射装置用故障診断装
置に関する。

［従来の技術］ 従来より、ガソリン及びディーゼル燃料を用いた多気筒
内燃機関において、各気筒毎に燃料を噴射するように配
設した燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御して、機関の
運転を制御している。また、全気筒共通に同一制御量で
制御したのでは、燃料噴射系部品の部品精度のばらつき
や経時変化等のために、アイドル回転時に、周期的回転
変動等が生じる場合がある。そこで、機関の瞬時の回転
速度を、所定の機関クランク各毎に検出して、−燃煩毎
に生成したトルクを推定し、該トルクが全気筒同一にな
るよう逐次、燃料噴射装置による各気筒毎の燃料噴射量
を修正するようにして、滑らかなアイドル回転等を実現
した装置も知られている（特開昭５９−１４１７２９）
。更に、このような燃料噴射装置に動作不良が生じた場
合には、排気カスが悪化するため、故障を診断する装置
として、アクチュエータ等の動作と関連した信号をモニ
タリングして、モニタ信号が入力されないときには、装
置が故障していると判定する装置が知られている（文献
「電子制弾ガソリン噴射」山海堂発行、レボ−）ＳＡＥ
８６１０４９号）。

［発明が解決しようとする課題］ こうした従来の装置では、アクチュエータ等の動作と関
連した信号をモニタリングしているので、駆動信号が燃
料噴射弁などのアクチュエータ等に人力されない場合に
、その故障を診断できる。しかしながら、駆動信号が燃
料噴射弁に人力されたにも関わらず、燃料噴射弁自身の
故障やハーネス断線等により、燃料噴射弁自身が動作し
なかった場合には、その故障を診断することができない
場合があるという問題があった。

そこで本発明は上記の課題を解決することを目的とし、
駆動信号が出力されたにも関わらず、燃料噴射弁自身の
故障やハーネス断線等により、燃料噴射弁自身が動作し
なかった場合でも、その故障を診断することができる燃
料噴射装置用故障診断装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するため
の手段として次の構成を取った。即ち、第１図に例示す
る如く、 多気筒内燃機関Ｍ１の各気筒毎に燃料噴射装置Ｍ２によ
り燃料噴射が行われて各気筒の燃焼により変化する回転
速度を検出する回転速度検出手段Ｍ３と、 前記機関Ｍ１の回転速度を気筒間で平均化するための基
準値を検出する基準値検出手段Ｍ４と、該基準値と前記
各気筒毎の回転速度とから各気筒毎の１扁差を算出する
偏差算出手段Ｍ５と、該各気筒毎の偏差に応じて燃料噴
射装置Ｍ２による燃料噴射量を各気筒毎に補正する補正
手段Ｍ６と、 該各気筒句の補正量が所定値以上となったときに故障で
あると判定する故障判定手段Ｍ７と、を備えたことを特
徴とする燃料噴射装置用故障診断装置の構成がそれであ
る。

［作用］ 前記構成を有する燃料噴射装置用故障診断装置は、回転
速度検出手段Ｍ３が、多気筒内燃機関Ｍ１の各気筒毎に
燃料噴射装置Ｍ２により燃料噴射が行われる各気筒毎の
燃焼により変化する回転速度を検出し、基準値検出手段
Ｍ４が、前記機関Ｍ１の回転速度を気筒間で平均化する
ための基準値を検出し、偏差算出手段Ｍ５が、該基準値
と前記各気筒毎の回転速度とから各気筒毎の偏差を算出
し、補正手段Ｍ６が、該各気筒毎の偏差に応じて、各気
筒毎の回転速度が前記基準値となるように、燃料噴射装
置Ｍ２による燃料噴射量を各気筒毎に補正し、燃料噴射
装置Ｍ２が、この補正量に応じて各気筒毎に燃料噴射を
実行して、故障診断手段Ｍ７が、燃料噴射量を補正した
にも関わらず回転速度が変化せずに該各気筒毎の補正量
が増加して所定値以上となったときに故障であると判定
する。

［実施例コ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例である燃料噴射装置用故障診
断装置の概略構成図である。この燃料噴射装置用故障診
断装置は、多気筒内燃機関としての周知の６気筒デイ一
ゼル機関に適用されたものである。ディーゼル機関本体
りの各気筒＃１〜＃６には、各々燃料を噴射供給する燃
料噴射弁１〜６が設けられている。この燃料噴射弁１〜
６は、人力信号に応じて開弁時間を調整して燃料噴射量
を増減できる構成のものである。各燃料噴射弁１〜６に
は、高圧燃料を蓄圧するコモンレール８が接続されて高
圧燃料が供給されるようになされており、コモンレール
８には、燃料タンク１０内の燃料を加圧供給する燃料ポ
ンプ１２が接続されている。尚、各気筒＃１〜＃６毎へ
の燃料の噴射供給は、燃料噴射弁１〜６、コモンレール
８に限らず、各気筒＃１〜＃６毎に設けられた、いわゆ
るユニットインジェクタ方式のものでも、あるいはボッ
シュＶＥ形噴射ポンプを用いたものでも、各気筒＃１〜
＃６毎への燃料噴射量ｑが調整できるものであれは、実
施可能である。

また、ディーゼル機関本体りの回転速度の１／２の回転
速度で回転する円盤１４が設けられており、この円盤１
４の外周には、１５°の角度間隔で２４個の突起１６が
形成されている。この突起１６に対抗して、周知の電磁
ピックアップである回転速度センサ１８が設けられてい
る。この回転速度センサ１８からは、ディーゼル機関本
体りの２回転に対して、２４個のパルス信号が回転速度
信号として出力される。

更に、ディーゼル機関本体りの１２０°回転毎に、即ち
各気筒＃１〜６の上死点毎にパルス信号を気筒判別信号
として出力する気筒判別センサ２０が設けられている。

また、アクセルペダル２２の踏込量をアクセル開度θと
して検出するアクセル開度センサ２４も設けられている
。

これらの回転速度センサ１８、気筒判別センサ２０、ア
クセル開度センサ２４、燃料噴射弁１〜６は、各々電子
制御回路３０に接続されている。

この電子制御回路３０は、周知のＣＰ　Ｕ３２、制御用
のプログラムやデータを予め格納するＲＯＭ３４、読み
書き可能なＲＡＭ３６に、入出力回路３８がコモンバス
４０を介して相互に接続されて構成されている。ＣＰＵ
３２は、回転速度センサ１８、気筒判別センサ２０、ア
クセル開度センサ２４からの信号を入出力回路３８を介
して人力し、これらの信号、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６内
のプログラムやデータ等に基づいてＣＰＵ３２は、入出
力回路３８を介して燃料噴射弁１〜６に駆動信号を出力
する。

次に、前述した電子制御回路３０で行われる処理につい
て、第３図、第４図のフローチャートによって説明する
。

本燃料噴射装置用故障診断装置は、図示しないキースイ
ッチが投入されると、第３図、第４図の制御ルーチンを
他の制御ルーチンと共に実行する。

第３図に示すフローチャートは、燃料噴射制御ルーチン
であり、１２０°クランク角毎に実行されるよう割り付
けられている。まず、回転速度センサ１８により検出さ
れる回転速度が入出力回路３８を介して読み込まれる（
ステップ１００）。この回転速度は、回転速度センサ１
８により検出される回転速度を平均化した値でよい。次
に、アクセル開度センサ２４により検出されるアクセル
開度θが、読み込まれる（ステ・ソブエ１０）。続いて
、この読み込まれた回転速度とアクセル開度θに基づい
て、予め設定されたマツプから、基本燃料噴射量に応じ
た燃料噴射弁１〜６の基本開弁時間ｔが算出される（ス
テップ１２０）。

次に、第４図に従って、故障診断制御ルーチンについて
説明する。本故障診断制御ルーチンも１２０’クランク
角毎に割り込み処理される。まず、回転速度センサ１８
により検出される各気筒＃１〜＃６毎の爆発サイクル中
の回転速度ｎｉ　　（添字は気筒番号を示す。）が検出
される（ステップ２００）。この回転速度ｎ１としては
、第５図に示すように、第１気筒＃１を例にすると、第
１気箇＃１が上死点に達してから、次の第４気筒＃４が
上死点に達するまでの間の、第１気筒＃１の燃焼により
その時の変化する回転速度を検出すれはよい。例えば、
この間に回転速度センサ１８から入力される４回の回転
速度ｎｉの平均値（ｎｉｌ＋ｎｉ２＋ｎｉ３＋ｎ１４）
／４としてもよく、若しくは、上死点に達した後、３回
目に人力された回転速度ｎｉ３としてもよい。このよう
に、その気筒＃１〜＃６の燃焼により速度が変化する回
転速度ｎｉを検出すればよい。

次に、ディーゼル機関りの回転速度ｎｉ　を、気筒井１
〜＃６間で平均化するための基準値としての平均回転速
度Ｎａが検出される（ステップ２１０）。この基準値と
しての平均回転速度Ｎａは、前記ステップ２００の処理
により求めた今回の回転速度ｎｉに、前５回分の回転速
度ｎ１を加算して平均値（ｎ４　＋ｎ２　＋ｎ６　＋ｎ
３　＋ｎ５　＋ｎｌ）／６として、即ちクランク軸が２
回転する間の平均値として求めてもよく、若しくは、前
記ステップ１００の処理により読み込んだよりなまされ
た値としての回転速度でもよい。続いて、この平均回転
速度Ｎａから前記回転速度ｎｉを減算して、各気筒＃１
〜＃６毎の偏差Δｎ１が算出される（ステップ２３０）
。

この算出された偏差△ｎ　ｉに基づいて、予めＲＡＭ３
６に格納された第６図に示す平均回転速度Ｎａをパラメ
ータとするマツプから、ステップ１２０の処理により算
出した基本開弁時間ｔに対する補正量△ｔ１が算出され
る（ステップ２３０）。

次に、この補正量△ｔｉを総補正量Σ△ｔ１に加算して
、再び、総補正量ΣΔｔｉに格納する（ステップ２４０
）。

このように、本故障診断制御ルーチンは、繰り返し実行
されて、各気筒＃１〜＃６毎の補正量△ｔｉを算出し、
■ｌち、本実施例のように６気筒の内燃機関では、６回
繰り返して実行することにより、各気筒＃１〜＃６毎の
補正量△ｔ１が１回づつ算出される。また、更に繰り返
し実行することにより、各気筒＃１〜＃６Ｎの補正量△
ｔｉがそれぞれ複数回算出されて、その合計が総補正量
ΣΔｔｉとしてＲＡＭ３６に格納される。

続いて、この総補正量Σ△ｔｉが、正常な燃料噴射弁１
〜６からの噴射量のばらつきを含んだ、予め設定された
所定１直△ｔｏ以下か否かが判定される（ステップ２５
０）。所定値△ｔｏ以下であると判定されると、ステッ
プ２３０の処理により算出した補正量△ｔ１をステ・ン
ブ１２０の処理により算出した基本開弁時間ｔに加算し
て、各気筒＃１〜＃６に応じた開弁時間ｔｉとする補正
を行ない、−旦ＲＡＭ３６に格納する（ステップ２６０
）。

この各気筒＃１〜＃６に応じた開弁時間ｔｉはそれぞれ
の燃料噴射の際に読み出されて、燃料噴射弁１〜６がこ
の開弁時間Ｌ１にしたがって開弁制御される。例えは、
第７図に示すように、各気筒＃１〜＃６の回転速度ｎ１
が異なり、（肩差Δｎが生じている場合には、各気筒＃
１〜＃６毎の補正量△ｔｉが算出されて、その補正量△
ｔ１に基づいて燃料噴射弁１〜６が開弁制御される。従
って、各気筒＃１〜＃６の回転速度ｎ１は補正量Δｔ１
に基づいて変化する。しかし、燃料噴射弁１〜６自身が
故障していたりすると、その故障している燃料噴射弁１
〜６、例えば第４気筒＃４の燃料噴射弁４からは、補正
量△ｔｉに応じた燃料が噴射供給されない。即ち、第８
図に示すように、燃料噴射弁４が故障していない場合に
は、実線で示すような燃料噴射量が噴射供給されるはず
であるが、燃料噴射弁４が故障している場合には、−点
鎖線や＠線で示すように、その燃料噴射量が正常な場合
よりも減少する。よって、開弁時間ｔに応じた駆動信号
が燃料噴射弁４に人力されても、燃料噴射弁４が正常に
作動せず、燃料噴射量が少ないために、第４気爾＃４の
回転速度ｎ４はほとんど増加しない。その為、本故障診
断制御ルーチンを繰り返し実行することにより、回転速
度ｎ１が変化しない気筒＃１〜＃６の補正量△ｔ（がそ
の都度算出されて、総補正量ΣΔｔ１に加算されると共
に、燃料噴射量も増やされる。また、このようなことは
、燃料噴射弁１〜６自身の故障に限らず、電子制御回路
３０が故障して、正常な駆動信号が出力されなくなった
場合にも、同様に、補正量△ｔｉが算出されて、総補正
量ΣΔｔｉに加算される。

こうして、加算された総補正量Σ△ｔｉが、ステップ２
５０の処理により所定値△ｔｏを越えていると判定され
ると、その気筒＃１〜＃６が故障していると判定して、
故障信号を出力し、パネルに故障の表示をする（ステッ
プ２７０）。例えは、第４気筒＃４の燃料噴射弁４が故
障している場合には、パネルにその気筒の番号が表示さ
れる。尚、本システムでは、気筒毎に独立に噴射量を制
御できるために、故障気筒の燃料噴射弁のみ燃料を強制
的にカットして運転を継続する退避走行を行うことも可
能である。

本実施例では、６気笥の内燃機関の場合を例としたが、
６気筒に限らず、４気筒等の多気筒内燃機関で有れば同
様にして実施可能である。また、総補正員Σ△ｔｉは図
示しないキースイッチが投入される毎に零にリセットす
るよう構成してもよく、若しくは、所定距離走行する毎
に零にリセットするよう構成してもよい。また、故障診
断制御ルーチンのステップ２６０の補正処理は、燃料噴
射制御ルーチン内で処理する構成としてもよい。

本実施例において、ステップ２１０の処理の実行が基準
値検出手段Ｍ４として働き、ステップ２２０の処理の実
行が偏差算出手段Ｍ５として働き、ステップ２３０．２
６０の処理の実行が補正手段Ｍ６として働き、ステ・ン
プ２４０．２５０．２７０の処理の実行が故障判定手段
Ｍ７として働く。

前述した如く本実施例の燃料噴射装置用故障診断装置は
、回転速度センサ１８により、各気筒井１〜＃６毎の燃
焼により変化する回転速度ｎｉを検出しくステップ２０
０）、ディーゼル機関本体りの基準値としての平均回転
速度Ｎａを検出して（ステップ２１０）、この平均回転
速度Ｎａと各気筒の回転速度ｎ１との各気筒＃１〜＃６
毎の偏差△ｎ１を算出しくステップ２２０）、この各気
筒井１〜＃６毎の（偏差△ｎｉに応じて、偏差Δｎが零
となるように、燃料噴射量を各気筒＃１〜＃６毎に補正
する（ステップ２３０，２６０）。

この補正量△ｔｉに応じて各気筒毎に燃料噴射を実行し
て、回転速度ｎ１が変化せずに各気筒＃１〜＃６毎の補
正量△ｔ１の総補正量Σ△ｔｉが所定値ΔｔＯ以上とな
ったときに故障であると判定する（ステップ２４０，２
５０．２７０）。

従って、電子制御回路３０が故障して、燃料噴射弁１〜
６に正常な駆動信号が出力されず、燃料噴射弁１〜６か
ら正常な燃料が噴射されなくなった場合に限らず、電子
制御回路３０からは正常な駆動信号が出力されているが
、燃料噴射弁１〜６自身が故障して、正常な燃料噴射量
が噴射供給されなくなった場合でも、その燃料噴射弁１
〜６の故障を診断することができる。また、電子制御回
路３０と燃料噴射弁１〜６のハーネスが断線していても
故障と診断することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の燃料噴射装置用故障診断装
置は、機関の回転速度を平均１ヒするための基準値と各
気筒の燃焼により変化する回転速度との偏差から燃料噴
射量を補正して、補正量が所定値以上となったときには
、故障と診断し、電子制御回路の故障だけではなく、燃
料噴射弁自身の故障やハーネスの断線も診断することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料噴射装置用故障診断装置の基本的
構成を例示するブロック図、第２図は本実施例の燃料噴
射装置用故障診断装置の概略構成図、第３図は本実施例
の制御回路において行ねれる燃料噴射制御ルーチンの一
例を示すフローチャート、第４図は本実施例の制御回路
において行われる故障診断制御ルーチンの一例を示すフ
ローチャート、第５図は本実施例の作動を説明するタイ
ミングチャート、第６図は本実施例の１扁差と補正量と
の関係を示すグラフ、第７図は本実施例の回転速度と補
正量との関係を説明するグラフ、第８図は故障したとき
の燃料噴射量を説明するグラフである。 Ｍｌ・・・多気筒内燃機関 Ｍ３・・・回転速度検出手段 Ｍ５・・・偏差算出手段 Ｍｌ・・・故障診断手段 ＃１〜＃６−・・気筒 １８・・一回転速度センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多気筒内燃機関の各気筒毎に燃料噴射装置により燃料噴
   射が行われて各気筒の燃焼により変化する回転速度を検
   出する回転速度検出手段と、前記機関の回転速度を気筒
   間で平均化するための基準値を検出する基準値検出手段
   と、 該基準値と前記各気筒毎の回転速度とから各気筒毎の偏
   差を算出する偏差算出手段と、 該各気筒毎の偏差に応じて燃料噴射装置による燃料噴射
   量を各気筒毎に補正する補正手段と、該各気筒毎の補正
   量が所定値以上となったときに故障であると判定する故
   障判定手段と、 を備えたことを特徴とする燃料噴射装置用故障診断装置
   。