JPH065053B2 - 空燃比制御系の故障診断装置 - Google Patents

空燃比制御系の故障診断装置

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JPH065053B2
JPH065053B2 JP15430787A JP15430787A JPH065053B2 JP H065053 B2 JPH065053 B2 JP H065053B2 JP 15430787 A JP15430787 A JP 15430787A JP 15430787 A JP15430787 A JP 15430787A JP H065053 B2 JPH065053 B2 JP H065053B2
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JP
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temperature
engine
air
fuel ratio
failure
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健一 原田
信喜 内谷
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Toyota Motor Corp
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  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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NO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ッ
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(特開昭
63−100225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過濃となる。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(特開昭63−259146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
強力に冷却されることはなく、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、このような場合には
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10
0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101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は排気マニホルド
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
ット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)34、
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O
センサ13が取付けられ、このO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に入力される。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
力電圧をAD変換器40を介して入力ポート35に入力
される。更に入力ポート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21が
接続される。出力ポート36は一方では駆動回路41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Oセンサ13の出力電圧Vの変化を示す。O
センサ13は混合気が過濃なとき、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
する。Oセンサ13の出力電圧VはCPU34において
0.45ボルト程度の基準電圧Vrと比較され、Oセンサ
13の出力電圧VがVr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か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Iが出力ポート
36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はパルスとデューティー比を表わしてお
り、一定の周期毎に発生しかつこのデューティー比に従
ってパルス巾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I
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MAXの間であり、フィードバック制御時には通
常制御電流I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
て混合気が稀薄になり続けた場合にはIがMINに達す
る。従ってIがMAXとなったか、或いはMIN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。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は機関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6
6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、即ち機関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、期間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をセッ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てない。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62においてT70℃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において機関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つており、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℃異常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。
ステップ67においてT95℃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に進むのは機関始動後一
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、および機関始動後一定時間を経
過した後であって冷却水温が95℃よりも高くならなか
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76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
却温度Tが60℃以下であるかないかが判断される。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<60℃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℃<T70℃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14の出力信号から負圧
Pが−80mmHg<P<−350mmHg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1500r.p.m<N<3000r.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
らわかるようにエアブリード感度の小さい低吸入空気領
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
IMIN或いはIMAX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。T65℃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8
1においてフラグAをリセットし、処理サイクルを完了
する。従ってT<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。従って冷却水温T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℃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。T80℃であれば処理サイクルを完了しT<
80℃であればステップ81に進んでフラグAをリセッ
トした後に処理タイクルを完了する。従っえてT<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O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、 10…エアブリード通路、 11…エアブリード制御弁、 13…Oセンサ 15…水温センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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。
JP15430787A 1987-04-15 1987-06-23 空燃比制御系の故障診断装置 Expired - Lifetime JPH065053B2 (ja)

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JP15430787A JPH065053B2 (ja) 1987-06-23 1987-06-23 空燃比制御系の故障診断装置
US07/181,264 US4819601A (en) 1987-04-15 1988-04-12 Diagnostic system of an air-fuel ratio control device

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JPS64343A JPS64343A (en) 1989-01-05
JPH01343A JPH01343A (ja) 1989-01-05
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JP2501155B2 (ja) * 1991-12-09 1996-05-29 黒崎窯業株式会社 マグネシア・クロム質れんが
JP2841007B2 (ja) * 1993-04-07 1998-12-24 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関の燃料供給装置における自己診断装置

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