JPH05214996A - 補助空気量制御バルブ故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気還流の掛かりっぱなしその他エンジン回
転数の変化量に影響する不具合が生じている場合でも、
補助空気量制御バルブの正確な故障判定を可能とする。 【構成】 補助空気量制御信号出力手段１と、エンジン
回転数検出手段２と、エンジン吸入空気量検出手段３
と、補助空気量制御信号出力手段が補助空気量制御バル
ブを例えば全閉とする信号を出力したときのエンジン回
転数と前記バルブを全開とする信号を出力したときのエ
ンジン回転数との差を第１の基準と比較する第１の比較
手段４と、同じく前記全閉信号時から全開信号時の吸入
空気量の変化量を第２の基準と比較する第２の比較手段
５と、両比較手段の出力を基に補助空気量制御バルブの
故障を判定する判定手段６を備える。エンジン回転数の
変化量が第１の基準に達しなくても吸入空気量の変化量
が基準に達すれば上記バルブは正常と判定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンのアイドル回転
制御のため用いられる補助空気量制御バルブの故障診断
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、電子式エンジン集中制御システム
では、エンジンの経時変化やオルタネータ、パワステア
リングポンプ等の負荷の増減でアイドル回転数が変化し
ないように、フィードバック制御によりエンジン補助空
気量を制御し、アイドル回転数を所定値に保っている。
このフィードバック制御を行なうためのアクチュエータ
が補助空気量制御バルブである。補助空気量制御バルブ
が故障すると、アイドル不安定、ハイアイドル、始動不
良等、種々の不具合が発生する。従って不具合発生時、
或いは点検時にこのバルブの故障診断をする必要があ
る。

【０００３】このための装置として例えば特願平２−１
２３５７５号に記載のものがある。この装置では、補助
空気量制御バルブの制御デューティ値を０％から１００
％に変化させ、そのときのエンジン回転数変化量が所定
の基準値を越えている場合は正常、いない場合は故障と
判定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、例えばエンジ
ンに失火、ＥＧＲ（排気還流）掛かりっぱなしというよ
うな不具合があった場合、あるいは経時変化により負荷
の増大等が生じていた場合、補助空気量制御バルブが制
御信号に応じた補助空気量を供給していても、そのとき
のエンジン回転数変化量が予め定められた所定の基準値
を大きく下回ることがある。このため従来の診断装置で
は、補助空気量制御バルブの正確な故障判定が困難であ
った。したがって本発明は、このような問題点に鑑み、
エンジン回転数変化量に影響するような現象が生じてい
ても、補助空気量制御バルブの正確な故障判定が可能な
故障診断装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、図１
に示されるように、エンジンの補助空気量制御バルブを
制御する為の制御信号を出力する補助空気量制御信号出
力手段１と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転
数検出手段２と、エンジンの吸入空気量を検出する吸入
空気量検出手段３と、前記制御信号を第１の制御値とし
たときの第１のエンジン回転数と第２の制御値としたと
きの第２のエンジン回転数との差を所定の第１の基準値
と比較する第１の比較手段４と、前記制御信号を第１の
制御値としたときの第１の吸入空気量と第２の制御値と
したときの第２の吸入空気量との差を所定の第２の基準
値と比較する第２の比較手段５と、前記第１および第２
の比較手段の出力を基に、補助空気量制御バルブの故障
を判定する判定手段６とを備えるものとした。

【０００６】

【作用】補助空気量制御信号出力手段１が第１と第２の
制御値を出力し、これに対応するエンジン回転数の変化
が第１の基準値と比較され、吸入空気量の変化が第２の
基準値と比較される。両者の変化状況を併用して判定す
るから、他の不具合によってエンジン回転数に影響があ
っても補助空気量制御バルブの作動状態が正しく把握さ
れる。

【０００７】

【実施例】図２は本発明の実施例のハードウェア構成を
示す。エンジン制御システム１０においては、エンジン
コントロールユニット１１にエアフローメータ、水温セ
ンサ、アイドルスイッチ、クランク角センサなどのセン
サ群１５から情報信号が入力され、その情報に基づいて
所定の演算処理を行なって、補助空気量制御バルブやイ
ンジェクタなどのアクチュエータ群１６に制御信号を出
力する。なお、上記エアーフローメータが本発明の吸入
空気量検出手段を構成し、クランク角センサの出力から
エンジン回転数が得られる。

【０００８】診断器１２は、Ｉ／Ｏインタフェース、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを備えており、本実施例装置の制
御、演算、判断を行ない、本発明の判定手段６、第１の
比較手段４、第２の比較手段５、及び補助空気量制御信
号出力手段１として機能する。診断器１２は、表示手段
１４によりオペレータへの作業の指示や判断結果の表示
を行なう。オペレータは、診断器１２の作動や、表示手
段１４に指示された入力作業を入力手段１３を通じて行
なう。入力手段１３には、キーボードやタッチスクリー
ンなどが用いられ、表示手段１４と兼用にすることもで
きる。

【０００９】診断器１２とエンジンコントロールユニッ
ト１１とは通信線１７により接続される。センサ群１５
からエンジンコントロールユニット１１に供給されてい
るそれぞれのセンサ値、およびエンジンコントロールユ
ニット１１がアクチュエータ群のそれぞれに供給してい
る各制御出力値は、この通信線１７を介して診断器１２
にも供給される。また診断器１２からはアクチュエータ
群１６への作動命令や擬似センサ値がエンジンコントロ
ールユニット１１に供給される。エンジンコントロール
ユニット１１は、診断器１２からこれら命令等が供給さ
れた場合、これらに優先的に従う。

【００１０】診断器１２における診断は次の知見に基づ
いて行なわれる。すなわち、図３は補助空気量制御バル
ブを全閉から全開にするため、同図の（ａ）のように該
バルブの制御デューティ値を０％から１００％に変化さ
せたときのエンジン回転数および吸入空気量を、また図
４はそれらの変化量を示す。図３、図４中、ｘは補助空
気量制御バルブが正常である場合、ｙは補助空気量制御
バルブは正常だがＥＧＲが掛かりっぱなしの不具合があ
る場合、そしてｚは補助空気量制御バルブそのものが異
常である場合を示している。なおＥＧＲが掛かりっぱな
しの不具合を「ＥＧＲ不具合」と略称する。

【００１１】ＥＧＲ不具合がある場合（ｙ）は燃焼状態
が悪化する。このため補助空気量制御バルブが正常に作
動していても、図３の（ｂ）、図４の（ａ）に示される
ように、エンジン回転数の変化量はかなり小さくなる。
このときの変化量は、補助空気量制御バルブの異常時と
同じ位に小さい。従来の診断装置が故障判断を正確に実
行できない理由はここにある。 一方、補助空気量制御
バルブが正常に作動している場合（ｘ）はその制御デュ
ーティ値に対応して補助空気が供給される。従ってＥＧ
Ｒ不具合があっても吸入空気の変化量は、図３の
（ｃ）、図４の（ｂ）に示されるように、正常の変化量
にほぼ近い値を示す。

【００１２】以上から、先ずエンジン回転数変化量が所
定の基準値以上、例えばＮ１、のときは、補助空気量制
御バルブは正常と判定する。このＮ１が本発明の第１の
基準値にあたる。次にエンジン回転数変化量が基準値よ
り小さい場合には、吸入空気変化量を所定の基準値、例
えばＱ１、と比較する。吸入空気変化量がＱ１より小さ
ければ、補助空気量制御バルブは故障と判定する。吸入
空気量がＱ１以上なら補助空気量制御バルブは正常と判
定する。このＱ１が本発明の第２の基準値にあたる。

【００１３】図５〜図７に本実施例における故障判定の
フローチャートを示す。この処理は診断器１２が実行す
る。入力手段１３のキーボード等の操作によりプログラ
ムがスタートすると、まず本故障判定を実行するための
前提条件が満たされているか否かが確認される。ここで
はニュートラルスイッチ、アイドルスイッチがそれぞれ
オン（その状態にある）になっており、エンジン水温が
一定温度以上（暖気完了となる温度）であることを条件
とする。

【００１４】すなわち、先ずステップ１００において、
アイドルスイッチ信号、ニュートラルスイッチ信号及び
水温値がエンジンコントロールユニット１１から１フレ
ームデータ受信される。次に、ステップ２００でニュー
トラルスイッチがオンであるか否か、ステップ３００で
アイドルスイッチがオンであるか否か、ステップ４００
で水温が８０℃以上か否かがチェックされる。各スイッ
チおよび水温が上記条件を満たしていない場合には、ス
テップ２１０、３１０、４１０に示される各メッセージ
が表示手段１４に出力表示される。オペレータがこれに
応答して必要な処置をし、条件が満たされたらステップ
５００に進む。

【００１５】ここで補助空気量制御信号出力を、第１の
制御値として「デューティ値０％」（補助空気量制御バ
ルブを全閉）にするようエンジンコントロールユニット
１１に命令する。ステップ５１０で、エンジンコントロ
ールユニット１１からエンジン回転数Ｎと吸入空気量Ｑ
のデータが１０秒間フレーム受信され、そのデータがＲ
ＡＭに記録される。次にステップ５２０に進み、記憶さ
れたデータのうち、最後の５秒間の平均値が算出され
る。このエンジン回転数Ｎの平均値をＮL 、吸入空気量
Ｑの平均値をＱL とする。補助空気量制御バルブの開度
を変化させた直後はエンジンの状態が不安定になりやす
い。そのためここでは最後の５秒間のデータが使用され
る。ＮL が本発明の第１のエンジン回転数、ＱL が本発
明の第１の吸入空気量となる。

【００１６】ステップ６００で、今度は補助空気量制御
信号出力を第２の制御値として「デューティ値１００
％」（補助空気量制御バルブを全開）にするようエンジ
ンコントロールユニット１１に命令する。ステップ６１
０で、エンジンコントロールユニット１１からエンジン
回転数Ｎ、吸入空気量Ｑおよびインテークマニホールド
負圧Ｐのデータが１０秒間フレーム受信され、そのデー
タがＲＡＭに記録される。ステップ６２０に進み、ステ
ップ６１０で記憶されたデータのうち最後の５秒間分の
平均値が算出される。このエンジン回転数Ｎの平均値を
ＮH 、吸入空気量Ｑの平均値をＱH 、インテークマニホ
ールド負圧Ｐの平均値をＰH とする。ＮHが本発明の第
２のエンジン回転数、ＱH が本発明の第２の吸入空気量
になる。

【００１７】ステップ６３０に進み、そのときのインテ
ークマニホールド負圧の平均値ＰHに対応する吸入空気
変化量の基準値Ｑ１を読み出す。吸入空気変化量の基準
値Ｑ１は、補助空気量制御バルブ全開時に、補助空気量
制御バルブを介してエンジンに供給される空気量を基準
にして定められる。この値は、そのときのエンジンの負
圧が大きい場合は大きくなり、負圧が小さい場合は小さ
くなる。したがって本実施例では、基準値Ｑ１がエンジ
ンのインテークマニホールド負圧Ｐのテーブル定数とし
て設定され、ここでこれを参照して吸入空気変化量の基
準値Ｑ１が決定される。

【００１８】次に、ステップ７００において、ステップ
５２０および６２０で算出された補助空気量制御バルブ
全閉および全開時のエンジン回転数ＮL とＮH から、エ
ンジン回転数変化量（ＮH −ＮL ）が算出される。これ
が予め定められた基準値Ｎ１と比較される。エンジン回
転数変化量が基準値Ｎ１以上のときは、ステップ７１０
に進み、「補助空気量制御バルブ正常」のメッセージが
表示手段１４に出力表示される。エンジン回転数変化量
が基準値Ｎ１より小さいときにはステップ８００に進
む。ここで、ステップ５２０および６２０で算出された
補助空気量制御バルブ全閉および全開時の吸入空気量Ｑ
L 、ＱH から、吸入空気変化量（ＱH −ＱL ）が算出さ
れる。これが予め定められた基準値Ｑ１と比較される。

【００１９】吸入空気変化量が基準値Ｑ１以上のとき
は、前述したところより、補助空気量制御バルブは正常
だが、その他の不具合（例えば、失火、ＥＧＲの掛かり
っぱなしなど）が存在する。従ってステップ８２０に進
み、「補助空気量制御バルブ正常（その他の不具合有
り）」のメッセージが表示手段１４に出力表示される。
吸入空気変化量が基準値Ｑ１より小さいときには、前述
したところより、補助空気量制御バルブそのものに異常
があることになる。従ってステップ８１０に進み、「補
助空気量制御バルブ異常」のメッセージが表示手段１４
に出力される。

【００２０】なお、上記実施例では、第１の制御値とし
て補助空気量制御バルブを全閉とする値、第２の制御値
として補助空気量制御バルブを全開とする値を用いた
が、これに限定されることなく、エンジン回転数および
吸入空気量の変化量について有意の比較が得られる制御
値を適宜設定することができる。

【００２１】図８は第２の実施例の構成を示し、エンジ
ンコントロールユニット１１と結ぶ代わりに、センサ群
１５およびアクチュエータ群１６と接続された診断器１
２’とされる。診断器１２’は直接エンジン回転数およ
び吸入空気量を含むセンサ値を読み込み、エンジンコン
トロールユニット１１をオーバーライドして、アクチュ
エータ群内の補助空気量制御バルブへの制御信号を出力
する。これによっても上に説明したと同様にエンジン回
転数および吸入空気量の変化量を得、基準値との比較結
果に基づいて、正確に補助空気量制御バルブの故障判定
を行なうことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のとおり、本発明では、補助空気量
制御バルブの制御出力値を変化させたときの吸入空気変
化量とエンジン回転数変化量の２つを、故障判定パラメ
ータとして併用するものとしたから、エンジンに失火や
ＥＧＲの掛かりっぱなしなどの不具合、経時変化による
エンジン自体の負荷の増大などがある場合でも、補助空
気量制御バルブの作動状態を正確に判断することが出来
る。またこれら他の不具合の存在自体も同時に判断出来
る利点を有する。従って故障診断精度の向上、診断時間
の短縮、工賃の削減、無用の部品交換の防止などが図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図３】制御信号を変化させたときの吸入空気量、エン
ジン回転数を示す図である。

【図４】吸入空気量、エンジン回転数の変化量を示す図
である。

【図５】実施例における処理手順を示すフローチャート
である。

【図６】実施例における処理手順を示すフローチャート
である。

【図７】実施例における処理手順を示すフローチャート
である。

【図８】他の実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 補助空気量制御信号出力手段 ２ エンジン回転数検出手段 ３ 吸入空気量検出手段 ４ 第１の比較手段 ５ 第２の比較手段 ６ 判定手段 １０ エンジン制御システム １１ エンジンコントロールユニット １２、１２’ 診断器 １３ 入力手段 １４ 出力手段 １５ センサ群 １６ アクチュエータ群 １７ 通信線 ＮL 第１のエンジン回転数 ＮH 第２のエンジン回転数 Ｎ１ 第１の基準値 ＱL 第１の吸入空気量 ＱH 第２の吸入空気量 Ｑ１ 第２の基準値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの補助空気量制御バルブを制御
   する為の制御信号を出力する補助空気量制御信号出力手
   段と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出
   手段と、エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量検
   出手段と、前記制御信号を第１の制御値としたときの第
   １のエンジン回転数と第２の制御値としたときの第２の
   エンジン回転数との差を所定の第１の基準値と比較する
   第１の比較手段と、前記制御信号を第１の制御値とした
   ときの第１の吸入空気量と第２の制御値としたときの第
   ２の吸入空気量との差を所定の第２の基準値と比較する
   第２の比較手段と、前記第１および第２の比較手段の出
   力を基に、補助空気量制御バルブの故障を判定する判定
   手段とを備えることを特徴とする補助空気量制御バルブ
   故障診断装置。