JPH04284140A - 内燃機関における燃料圧力制御装置の故障診断装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機関の燃料噴射弁等の
燃料供給手段に供給される燃料の圧力を制御する制御装
置の故障を診断する故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の故障診断装置の従来例として、
以下のようなものがある（特開平１−２１１６３号公報
参照）。すなわち、燃料噴射弁への供給燃料の圧力を制
御するプレッシャレギュレータを駆動制御する燃圧制御
ソレノイドバルブの異常を検出するために、所定運転状
態の時に燃圧制御ソレノイドバルブに制御信号を出力す
る。

【０００３】そして、プレッシャレギュレータを作動さ
せ、燃料噴射弁への供給燃料圧力を変化させると共に、
排気中の酸素濃度から空燃比を検出する。そして、検出
された空燃比に基づく空燃比補正係数の変化から燃圧制
御ソレノイドバルブ（燃圧制御システム）の異常の有無
を判断するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の故障診断装置においては、燃圧制御ソレノイ
ドバルブに制御信号を強制的に出力しそのときの空燃比
補正係数の変化値のみで燃圧制御ソレノイドバルブの異
常を判断するようにしているので、燃圧制御システムの
いずれかに異常があったことを判断できるが、燃圧制御
ソレノイドバルブからプレッシャレギュレータの負圧室
に制御信号用負圧空気を導入する負圧通路等の異常を詳
細に判断することができないという不具合がある。

【０００５】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たもので、負圧通路等の故障時にもその故障を詳細に判
断できる故障診断装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は図１
に示すように、機関に燃料を供給する燃料供給手段Ａと
、該燃料供給手段Ａに供給される燃料の圧力を調整する
燃料圧力調整手段Ｂと、該燃料圧力調整手段Ｂを駆動す
る駆動手段Ｃと、機関運転状態を検出する機関運転状態
検出手段Ｄと、検出された機関運転状態に応じて燃料圧
力を変化させるべく前記駆動手段Ｃを制御する燃料圧力
制御手段Ｅと、を備えるものにおいて、機関空燃比を検
出する空燃比検出手段Ｆと、機関回転速度を検出する機
関回転速度検出手段Ｇと、故障診断時に、実空燃比が目
標空燃比になるように空燃比補正係数を設定する補正係
数設定手段Ｈと、設定された空燃比補正係数に基づいて
前記燃料供給手段Ａを駆動制御する燃料駆動制御手段Ｉ
と、該手段Ｉの作動時に、前記燃料供給手段Ａに供給さ
れる燃料圧力を複数段に切り換えるべく前記駆動手段Ｃ
を介して前記燃料圧力調整手段Ｂを駆動する診断用制御
手段Ｊと、該診断用制御手段Ｊの作動時に、前記検出さ
れた機関回転速度と、前記設定された空燃比補正係数と
、に基づいて燃料圧力制御装置の故障を判定する故障判
定手段Ｋと、を備えるようにした。

【０００７】

【作用】そして、故障判断時には、空燃比が目標空燃比
になるように空燃比制御を行うと共に、燃料圧力を複数
段に切り換えるように制御し、そのときの空燃比補正係
数及び機関回転速度の変化から故障を判定するようにし
た。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図２〜図４に基
づいて説明する。図２において、Ｖ型気筒の機関１には
吸入空気がエアクリ−ナ２，吸気管３，吸気マニホール
ド３Ａ，３Ｂを介して左右バンクの各気筒に供給される
。また、吸気マニホールド３Ａ，３Ｂには燃料供給手段
としての燃料噴射弁４が設けられ、燃料噴射弁４から燃
料が機関１に噴射供給される。尚、燃料噴射弁４は左右
バンクに設けられるが、図２においては左側のバンクに
のみ燃料噴射弁を配設したものを示す。

【０００９】前記燃料噴射弁４には燃料が燃料タンク（
図示せず）からインレット通路，燃料圧力調整手段とし
てのプレッシャレギュレ−タ５及び燃料通路６を介して
供給される。プレッシャレギュレ−タ５にはダイアフラ
ム７により画成された負圧室８が設けられ、負圧室８に
は負圧通路９を介して駆動手段としての燃圧制御ソレノ
イドバルブ１０から負圧空気が供給される。

【００１０】前記燃圧制御ソレノイドバルブ１０は、燃
圧制御信号Ｓｐに基づいて、前記負圧通路９に、吸気管
３内の負圧空気Ｐｍ　と大気圧Ｐａ　とを選択的に導入
するようになっている。ここで、燃圧制御ソレノイドバ
ルブ１０は前記燃圧制御信号Ｓｐ　がオフのときに吸気
管３内の負圧空気Ｐｍ　を負圧通路９を介してプレッシ
ャレギュレ−タ５の負圧室８に導入する。これにより、
燃料負弁４に供給される燃料の圧力を、吸気管３（吸気
マニホールド）内の負圧との前後差圧が略一定に保持さ
れるように制御する。また、燃圧制御ソレノイドバルブ
１０は、前記燃圧制御信号Ｓｐ　が入力されると、前記
負圧室８に大気圧Ｐａ　を導入する。これにより、燃圧
噴射弁４に供給される燃料の圧力を、前記負圧空気導入
時よりも高くなるように制御する。前記燃圧制御信号Ｓ
ｐ　は高温始動時に出力され始動性を向上させるために
通常は使用される。

【００１１】前記燃料噴射弁４と燃圧制御ソレノイドバ
ルブ１０とには、制御装置１１から、噴射信号Ｓｉ　と
燃圧制御信号Ｓｐ　とが夫々入力される。前記制御装置
１１は、Ｉ／θポート１１Ａ，ＲＯＭ１１Ｂ，ＲＡＭ１
１Ｃ，ＣＰＵ１１Ｄを少なくとも備えて構成される。前
記制御装置１１には、機関回転速度検出手段としてのク
ランク角センサ１２からの機関回転速度Ｎ検出信号と、
水温センサ１３からの冷却水温度検出手段と、空燃比検
出手段としての酸素センサ１４からの空燃比Ｖｓ　検出
信号と、が入力されている。 また、制御装置１１には、絞弁１５Ａ，１５Ｂ近傍のア
イドルスイッチ１６からのオン・オフ信号と、エアフロ
ーメータ１７からの吸入空気流量Ｑ検出信号と、自己診
断スイッチ１８からのオン・オフ信号と、が入力されて
いる。１９はエンジンキ−スイッチ，２０は発光ダイオ
ード，２１はバッテリである。

【００１２】次に、診断装置の基本構成を図３に基づい
て説明すると、制御装置１１は各種センサからの検出信
号に基づいて、燃料噴射弁４，燃圧制御ソレノイドバル
ブ１０等のアクチュエ−タを駆動制御する。また、制御
装置１１と診断装置４１とは相互通信線により接続され
、制御装置１１にて制御に使用されるセンサ値及びアク
チュエータ制御値を診断装置４１に出力する。また、診
断装置４１から制御装置１１にアクチュエータ作動命令
信号やセンサ値を出力する。制御装置１１は診断装置４
１からの命令に優先的に従って作動する。

【００１３】また、キ−ボ−ドやタッチスクリ−ン等か
らなる入力装置４２が設けられ、入力装置４２は、作業
した結果を診断装置４１の指示に従って診断装置４１に
入力させたり診断装置４１を作動させるための指示を診
断装置４１に入力させるようになっている。また、表示
装置４３は、診断装置４１からの信号により、サ−ビス
マン等の点検者に作業の指示を行うための表示や判定結
果の表示を行うようになっている。

【００１４】ここでは、制御装置１１が燃料圧力制御手
段と補正係数設定手段と燃料駆動制御手段とを構成し、
診断装置４１が診断用制御手段と故障判定手段とを構成
する。次に、作用を図４のフローチャートに従って説明
する。この診断ルーチンはアイドル運転時に実行される
。 Ｓ１では、燃圧制御ソレノイドバルブ１０への燃圧制御
信号Ｓｐ　をオフさせる。これにより、燃圧制御ソレノ
イドバルブ１０，負圧通路９を介して吸気管３内の負圧
空気Ｐｍ　がプレッシャレギュレ−タ５の負圧室８に導
入される。ここで、プレッシャレギュレータ５は設定圧
力が３．０ｋｇ／ｃｍ２　のものを使用している。そし
て、正常時には、燃圧制御信号Ｓｐ　がオフのとき換言
すれば負圧室８に負圧空気が導入されたときには燃料通
路６内の燃料圧力が約２．５ｋｇ／ｃｍ２　となり、ま
た燃圧制御信号Ｓｐ　がオンのとき換言すれば負圧室８
に大気圧力が導入されたときには前記燃料圧力が約３．
０ｋｇ／ｃｍ２　になるようになっている。

【００１５】Ｓ２では、アイドル回転速度フィードバッ
ク制御を停止させる。Ｓ３では、空燃比のアイドルクラ
ンプを解除させて空燃比フィードバック制御を開始する
。Ｓ４では、燃圧制御信号Ｓｐ　のオフ時における機関
回転速度を、クランク角センサ１２からの検出信号に基
づいて、読込んで記憶する。具体的には、前記Ｓ２及び
Ｓ３の制御が作動した時点から所定時間（例えば５秒）
経過時の機関回転速度と、前記作動時点から所定時間（
例えば１０秒）経過時の機関回転速度とを、平均した平
均機関回転速度ＮＯＦＦを記憶する。

【００１６】Ｓ５では、燃圧制御信号Ｓｐ　のオフ時に
おける空燃比フィードバック制御用の空燃比補正係数の
平均値αＯＦＦを算出して記憶する。具体的には制御装
置１１にて演算された空燃比補正係数を、前記Ｓ２及び
Ｓ３の制御が作動した時点から所定時間（例えば５秒）
経過した時点から所定周期（例えば４周期）内のピ−ク
値を平均して、その平均値αＯＦＦを記憶する。

【００１７】Ｓ６では、燃圧制御ソレノイドバルブ１０
への燃圧制御信号Ｓｐ　をオンさせる。これにより、プ
レッシャレギュレ−タ５の負圧室８に大気圧力Ｐａ　が
導入されて、大気圧力Ｐａ　にに基づいて燃料圧力が制
御される。Ｓ７では、前記Ｓ４と同様に、燃圧制御信号
Ｓｐ　のオン時における平均機関回転速度ＮＯＮを、ク
ランク角センサ１２からの検出信号に基づいて、読込ん
で記憶する。

【００１８】Ｓ８では、前記Ｓ５と同様に、燃圧制御信
号Ｓｐ　のオン時における空燃比補正係数の平均値αＯ
Ｎを算出して記憶する。Ｓ９では、燃圧制御信号Ｓｐ　
のオフ時に得られた平均機関回転速度ＮＯＦＦと、燃圧
制御信号Ｓｐ　のオン時に得られた平均機関回転速度Ｎ
ＯＮと、の回転差（ＮＯＦＦ−ＮＯＮ）が所定値ＮＭ（
例えば４０Ｒ．Ｐ．Ｍ．）以下か否かを判定し、ＹＥＳ
のときにはＳ１０に進みＮＯのときにはＳ１１に進む。

【００１９】Ｓ１０では、前記燃圧制御信号Ｓｐ　のオ
フ時とオン時とに得られた空燃比補正係数の平均値の差
（αＯＦＦ−αＯＮ）が所定値αＭ（例えば４％）以下
か否かを判定し、ＹＥＳのときにはＳ１２に進みＮＯの
ときにはＳ１３に進む。Ｓ９にて（ＮＯＦＦ−ＮＯＮ）
が所定値αＭを超えていると判定されたときには、Ｓ１
１で負圧通路９が破損等により大気に開放されたことに
よる故障であると判断する。

【００２０】また、（ＮＯＦＦ−ＮＯＮ）が所定値αＭ
以下であって機関回転変動が小さいときであっても、空
燃比補正係数の平均値の差（αＯＦＦ−αＯＮ）が小さ
いときには、燃圧制御信号をオン・オフさせても燃料圧
力が変化しないために空燃比が変化しないと判断し、Ｓ
１２において燃料圧力制御系のいずれかに異常があると
判断する。

【００２１】さらに、Ｓ１３では燃料圧力制御系は正常
と判断する。次に、故障状態の具体例を下表に基づいて
説明する。

【００２２】

【表１】 ここで、燃料圧力はゲ−ジ圧力で示し、ＱＡは燃焼室に
吸入される単位時間当たりの吸入空気量を示す。また、
この具体例は、前述の如く、アイドル回転速度のフィー
ドバック制御及び空燃比のアイドルクランプを停止させ
たときのものである。これは、アイドル安定性を向上さ
せるために、通常制御時には所定のアイドル運転時に、
補助空気供給弁を制御することによりアイドル回転速度
を一定に保持するアイドル回転速度のフィードバック制
御と、アイドル運転時の空燃比制御値を一定にクランプ
するアイドルクランプ（換言すれば空燃比のフィードバ
ック制御を停止する）と、を採用しているが、本実施例
の故障診断時にはアイドル回転速度のフィードバック制
御を停止させて吸入空気量を一定に保持し、この状態で
空燃比フィードバック制御を開始させる。

【００２３】かかる診断時において、燃料圧力制御系の
正常時には、燃圧制御信号Ｓｐ　をオン・オフさせると
、燃料圧力もこれに伴って変化し空燃比も変化する。具
体的には、燃圧制御信号Ｓｐ　のオン時に較べてオフ時
には空燃比が濃くなり、これを空燃比補正係数により理
論空燃比になるように補正するため、平均値αＯＦＦ＞
αＯＮとなる。また、機関回転速度は吸入空気量が等し
いため、燃圧制御信号Ｓｐ　のオン時とオフ時とで等し
くなる（表参照）。

【００２４】また、燃圧制御ソレノイドバルブ１０に大
気圧力Ｐａ　を供給するモ−ドにおいて故障が発生した
とき（表においては大気モードの故障時と表示する）に
は、燃圧制御信号Ｓｐ　のオン・オフに拘わらず、燃料
圧力及び吸入空気量が一定となるので、空燃比補正係数
の平均値及び機関回転速度もオン・オフに拘わらず一定
となる。この故障原因の具体例としてはソレノイドバル
ブの固着や信号線Ｓｐ　の接地等がある。

【００２５】また、燃圧制御ソレイノイドバルブ１０に
吸気管３から負圧空気を供給するモ−ドにおいて故障が
発生したとき（表においては負圧モ−ドの故障時と表示
する）には、燃圧制御信号Ｓｐ　のオン・オフに拘わら
ず、燃料圧力及び吸入空気量が一定となり、前記平均値
及び機関回転速度も一定となる。この故障原因の具体例
としては、ソレノイドバルブの固着や信号線Ｓｐの断線
等がある。

【００２６】また、燃圧制御ソレノイドバルブ１０に吸
気管３から負圧空気を供給するホースに破損や外れが発
生した故障時（表においては負圧側ホース開放時と表示
する）には、エアフローメータ１７にて検出される吸入
空気量は燃焼室に導入される吸入空気量ＱＡとホースか
らの洩分とを含むことになる。また、燃圧制御信号Ｓｐ
　のオン・オフに拘わらず、プレッシャレギュレ−タ５
の負圧室８に大気圧力が導入されるので、燃料圧力及び
吸入空気量も燃圧制御信号Ｓｐ　のオン・オフに拘わら
ず一定になるため、前記平均値及び機関回転速度も燃圧
制御信号Ｓｐ　のオン・オフに拘わらず一定となる。

【００２７】さらに、プレッシャレギュレータ５と燃圧
制御ソレノイドバルブ１０とを連通する負圧通路９を構
成するホースに、破損や外れが発生した故障時（表にお
いては負圧通路開放時と表示する）には、プレッシャレ
ギュレータ５の負圧室８に大気圧力が導入されるので燃
料圧力は燃圧力室制御信号Ｓｐ　のオン・オフに拘わら
ず一定となる。

【００２８】また、燃圧制御信号Ｓｐ　のオフ時には負
圧通路９に吸気管３から負圧空気が導入されて外部に洩
出するので、エアフローメータ１７により検出される吸
入空気量には燃焼室に導入される吸入空気量ＱＡに前記
洩分が加算される。これに対し、燃圧制御信号Ｓｐ　の
オン時には負圧通路９に大気圧力が導入されるので、エ
アフローメータ１７の検出吸入空気量に洩分は加算され
ない。従って、空燃比補正係数の平均値は、正常時と同
様な傾向を示し、燃圧制御信号Ｓｐ　のオフ時の平均値
αＯＦＦはオン時の平均値αＯＮよりも大きくなるよう
になる。また、燃圧力室制御信号Ｓｐ　のオフ時にはオ
ン時に較べて燃焼室に導入される吸入空気量が減少する
一方燃料圧力は同様であるので、燃圧制御信号Ｓｐ　の
オフ時にはオン時よりも空燃比がリッチ化するため、機
関回転速度は燃圧力室制御信号Ｓｐ　のオフ時にオン時
よりも高くなる。

【００２９】このように、故障診断時に、燃圧制御信号
Ｓｐ　をオン・オフさせ、それらオン・オフ時における
空燃比補正係数の平均値と機関回転速度とを夫々比較し
て、故障の診断を行うようにしたので、負圧通路９等の
故障をも診断できるため、点検者は複雑な負圧通路９等
を手作業によるチェックを行うことなくそれらを診断し
て故障を簡単かつ早期に知ることが出来る。

【００３０】ここで、非診断時には、通常運転時におい
ては燃圧制御信号Ｓｐ　に基づいてプレッシャレギュレ
ータ５から燃料噴射弁４に供給される燃料圧力をやや低
圧に設定し、また高温始動時には燃料圧力を高めて始動
性を向上させるようにしている。従って、この時には水
温センサ１３が機関運転状態検出手段を構成する。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、故障診断
時に空燃比制御を行うと共に、燃料圧力を複数段に切り
換えるように制御し、そのときの空燃比補正係数及び機
関回転速度の変化から故障を判定するようにしたので、
負圧通路等の故障時にもその故障を簡単で且つ早期に判
定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図。

【図２】本発明の一実施例を示す構成図。

【図３】同上の要部基本構成図。

【図４】同上のフローチャート。

【符号の説明】

４　　　　燃料噴射弁 ５　　　　プレッシャレギュレ−タ ９　　　　負圧通路 １０　　　　燃圧制御ソレノイド １１　　　　制御装置 １２　　　　クランク角センサ １４　　　　酸素センサ ４１　　　　診断装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関に燃料を供給する燃料供給手段と、該
   燃料供給手段に供給される燃料の圧力を調整する燃料圧
   力調整手段と、該燃料圧力調整手段を駆動する駆動手段
   と、機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、
   検出された機関運転状態に応じて燃料圧力を変化させる
   べく前記駆動手段を制御する燃料圧力制御手段と、を備
   える内燃機関の燃料圧力制御装置において、機関空燃比
   を検出する空燃比検出手段と、機関回転速度を検出する
   機関回転速度検出手段と、故障診断時に、実空燃比が目
   標空燃比になるように空燃比補正係数を設定する補正係
   数設定手段と、設定された空燃比補正係数に基づいて前
   記燃料供給手段を駆動制御する燃料駆動制御手段と、該
   手段の作動時に、前記燃料供給手段に供給される燃料圧
   力を複数段に切り換えるべく前記駆動手段を介して前記
   燃料圧力調整手段を駆動する診断用制御手段と、該診断
   用制御手段の作動時に、前記検出された機関回転速度と
   、前記設定された空燃比補正係数と、に基づいて燃料圧
   力制御装置の故障を判定する故障判定手段と、を備えた
   ことを特徴とする内燃機関における燃料圧力制御装置の
   故障診断装置。