JPH066217Y2 - 内燃機関におけるアルコールセンサ故障診断装置 - Google Patents

内燃機関におけるアルコールセンサ故障診断装置

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JPH066217Y2
JPH066217Y2 JP13551188U JP13551188U JPH066217Y2 JP H066217 Y2 JPH066217 Y2 JP H066217Y2 JP 13551188 U JP13551188 U JP 13551188U JP 13551188 U JP13551188 U JP 13551188U JP H066217 Y2 JPH066217 Y2 JP H066217Y2
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air
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alcohol
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彰夫 岩本
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株式会社ユニシアジェックス
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【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、アルコール内燃機関に関し、特に、アルコー
ル濃度を検出するアルコールセンサの故障を診断する装
置に関する。
〈従来の技術〉 近年、ガソリンの代替燃料としてガソリンにメタノール
やエタノール等のアルコールを混合したアルコール混合
燃料を使用できるように、燃料中のアルコール濃度を検
出するアルコールセンサを設け、このアルコールセンサ
の検出値に基づいて燃料供給量を制御するように構成さ
れた内燃機関(以下、アルコール内燃機関と称する)が
提案されている(特開昭56−98540号公報等参
照)。
このものでは、前記アルコールセンサの検出値に基づい
て燃料供給量を制御すると共に、酸素センサを設けて排
気中の酸素濃度から空燃比を検出して、所定の運転時は
空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料供給量をフィ
ードバック補正する制御を行っている。
このような従来のアルコール内燃機関にあっては、上述
のように、アルコール濃度に応じて燃料供給量を制御し
ているので、前記アルコールセンサが故障を来した場合
には、第6図に示すように、燃料供給量Tiが急激に低
下して、空燃比が大きくずれ、運転性、エミッション等
に悪影響を及ぼし、最悪の場合には、エンジンストール
やエンジンの焼き付等を生じる問題点がある。
従って、従来では、アルコールセンサの出力電圧を基準
にしてアルコールセンサの故障を検出する手段等のアル
コールセンサ故障診断装置を設け、故障と診断されたな
らば、適宜のフェール制御を実行して、機関を安定して
持続運転できるようにしている。
〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来のアルコールセンサ故障診断装置で
は、アルコールセンサの故障診断をより確実に精度良く
実行できず、従来の問題点を充分に解決することができ
なかった。
そこで、本考案は以上のような従来の問題点に鑑み、ア
ルコールセンサの故障診断をより確実に実行できる装置
を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため、本考案の内燃機関におけるアルコールセンサ
故障診断装置は、第1図に示すように、燃料中のアルコ
ール濃度を検出するアルコールセンサを備え、該アルコ
ールセンサによって検出される燃料中のアルコール濃度
に応じて燃料供給量を制御するように構成された内燃機
関において、機関排気成分を検出しこれにより機関吸入
混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、該空燃比
検出手段により検出された実際の空燃比と目標空燃比と
を比較して、実際の空燃比を目標空燃比に近づけるよう
に燃料供給量をフィードバック補正する空燃比フィード
バック補正手段と、前空燃比フィードバック補正手段に
おけるフィードバック補正量を機関運転状態のエリア毎
に学習して、修正書き換え可能な学習値に基づき燃料供
給量を補正する空燃比学習補正手段と、運転状態のエリ
ア毎に記憶された前記学習値の平均値を演算する演算手
段と、該平均値と基準値とを比較する比較手段と、該比
較結果に基づいてアルコールセンサの故障の有無を判定
する故障判定手段と、を設けた構成とする。
〈作用〉 学習補正係数の平均値が予め設定された基準値を外れて
いることは、フィードバック補正係数で補正しきれない
状態が継続して、学習補正係数が通常は採りえない値と
なっていることを意味している。
このように、学習補正係数が通常は採りえない値となっ
ていることは、燃料供給量の設定が目標空燃比相当値に
対して大きなずれを生じていることを意味しており、こ
のことは、アルコールセンサが正しくアルコール濃度を
検出していないということであり、アルコールセンサの
故障と判断できるわけである。
従って、上述のように、運転状態のエリア毎に記憶され
た前記学習値の平均値と基準値とを比較して、比較結果
に基づいてアルコールセンサの故障の有無を判定するよ
うにした結果、アルコールセンサの故障診断精度を向上
でき、ひいてはアルコールセンサの故障後のフェールセ
ーフを確実に実行することが可能となるので、空燃比の
ずれ、運転性、エミッション等の悪化を防止でき、エン
ジンストールやエンジンの焼き付等を防止することがで
きるようになる。
〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図において、機関1の吸気通路2には、吸入空気流
量Qを検出するエアフローメータ3とアクセルペダルと
連動して吸入空気流量Qを制御する絞り弁4とが設けら
れ、吸気通路2下流のマニホールド部には気筒毎に電磁
式の燃料噴射弁5が設けられる。この燃料噴射弁5は、
マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット
6からの噴射パルス信号によって開弁駆動し、所定圧力
に制御された燃料を噴射供給する。更に、排気通路7内
の排気酸素濃度を検出することによって吸入混合気の空
燃比を検出する酸素センサ8が設けられる。図示しない
ディストリビュータには、クランク角センサ9が内蔵さ
れており、該クランク角センサ9から機関回転と同期し
て出力されるクランク単位角度信号を一定時間カウント
して、又は、クランク基準角度信号の周期を計測して機
関回転数が検出される。又、燃料タンク11には、静電
容量等に基づいて燃料中のアルコール濃度を検出するア
ルコールセンサ10が設けられている。
又、機関冷却水温度を検出する水温センサ12が設けら
れている。
上記コントロールユニット6には、CPU,ROM,R
AM及び入出力信号処理回路(I/O)等を備えてなる
マイクロコンピュータが内蔵され、前記入出力信号処理
回路(I/O)には、クランク角センサ9からの信号,
エアフローメータ3からの吸入空気量信号、酸素センサ
8からの空燃比信号、アルコールセンサ10からのアル
コール濃度信号、水温センサ12からの機関冷却水温度
信号等が入力される。これらの入力信号に対して入出力
信号処理回路(I/O)からの出力信号としては、燃料
噴射弁5を駆動するためのパルス信号が該燃料噴射弁5
に出力される。
ここで、コントロールユニット6による燃料噴射量制御
を第3図〜第5図のフローチャートに従って説明する。
尚、コントロールユニット6は、空燃比フィードバック
補正手段,空燃比学習補正手段,学習値の平均値を演算
する演算手段と、該平均値と基準値とを比較する比較手
段と、該比較結果に基づいてアルコールセンサ10の故
障の有無を判定する故障判定手段を兼ねるものである。
第3図のフローチャートは、燃料噴射量演算ルーチンを
示しており、ステップ(以下、図と同様にSと略す)1
では、各センサによって検出された機関回転数Nや吸入
空気流量Q等の機関運転状態を示す各種パラメータを読
み込む。
S2では、エアフローメータによって検出された吸入空
気流量Qとクランク角センサによって検出された機関回
転数Nとに基づいて単位回転当たりの吸入空気流量に相
当する基本燃料噴射量T(←K×Q/N:Kは定数)
を演算する。
S3では、水温センサによって検出される冷却水温T
等の機関運転状態に対応させて各種補正係数COEFを設定
する。
S4では、第4図のフローチャートに示す学習ルーチン
で基本燃料噴射量Tと機関回転数Nとによって区分さ
れる複数の運転領域毎に学習更新される学習補正係数K
BLRCの現在運転領域に対応するものを、S2で演算した
基本燃料噴射量Tと機関回転数Nとに基づいてRAM
のマップから検索して求め読み込む。
S5では、別ルーチンで設定される空燃比フィードバッ
ク補正係数αを読み込む。この空燃比フィードバック補
正係数αは酸素センサによって検出される実際の空燃比
を、目標空燃比である理論空燃比に近づけるように燃料
噴射量を補正するためのものである。
S6では、アルコールセンサにより検出された燃料中の
アルコール濃度に基づいてアルコール濃度補正係数AL
Cを設定する。
S7では、バッテリの電圧値に基づいて電圧補正分T
を設定する。
次のS8では、次式に従って最終的な燃料噴射量T
演算する。
=T×各種補正係数×α×ALC×KBLRC+T そして、S9では、S7で演算された燃料噴射量T
出力用レジスタにセットし、予め設定された燃料噴射タ
イミングになると、前記燃料噴射量Tのパルス幅を持
つ駆動信号が燃料噴射弁5に与えられて、燃料噴射が実
行される。
次に、第4図のフローチャートに示す空燃比学習ルーチ
ンについて説明する。
この空燃比学習ルーチンによって、第3図のフローチャ
ートで示した燃料噴射量演算ルーチンで用いられる学習
補正係数KBLRCが複数の運転領域毎に学習記憶される。
まず、S11では、空燃比の学習条件が成立しているか
否かを判定する。空燃比の学習条件が成立している状態
とは、空燃比のフローチャート制御が行なわれている状
態で、機関回転数Nの変動が所定値以内かつ機関負荷変
動が所定値以内、更に空燃比フィードバック補正係数α
の変化範囲が基準値±β以内でかつ反転周期が所定時間
以内である時である。
S11で空燃比の学習条件が成立していると判定される
と、次のS12へ進み、空燃比がリッチからリーンへ又
はリーンからリッチへ反転したか否かを判定し、空燃比
の反転時即ち、空燃比フィードバック補正係数αの上下
ピーク点である時には次のS13に進む。尚、S11で
空燃比の学習条件が成立していないと判定されると、S
20に進んで、反転カウンタを0リセットした後本ルー
チンを終了させる。又、S12で空燃比の反転時でない
と判定された時にも本ルーチンを終了させる。
A13では、反転カウントnを1アップさせ、次のS1
4では現在の空燃比フィードバック補正係数α(上下ピ
ーク値)をαに置き換える。即ち、初回においては反
転カウンタnが1であってその時の空燃比フィードバッ
ク補正係数αがα1として設定され、その後空燃比が反
転する毎にα2,α3・・・と設定され、学習条件が成立
してからの空燃比フィードバック補正係数αのピーク値
が順次記憶される。そして、S15では、反転カウンタ
nと所定値n1とを比較することにより、サンプリング
した空燃比フィードバック補正係数αのピーク値が所定
値n1となったか否かを判定する。
空燃比フィードバック補正係数αのピーク値が所定値n
1だけサンプリングされると、S16に進み、サンプリ
ングされたn1個のピーク値の平均値αを演算する。
この平均値αは、学習条件が成立している時の空燃比
フィードバック補正係数αの中心値である。
S16で平均値αを演算すると、次のS17ではこの
平均値αから基準値である1を除算することで、空燃
比フィードバック補正係数αの基準値に対する偏差Δα
を求め、S18では基本燃料噴射量Tと機関回転数N
とによって区分される複数の運転領域毎にコントロール
ユニットのRAMに記憶されている学習補正係数KBLRC
のマップから現在の基本燃料噴射量Tと機関回転数N
と対応する学習補正係数KBLRCを検索し、この値にS1
7で求めた偏差Δαを加算して新たな学習補正係数K
BLRCを設定し、この新たな値に運転領域のRAMデータ
を書き換える。
このようにして、TとNとによって複数に区分される
運転領域毎に空燃比フィードバック補正係数αの基準値
(1)に対する偏差Δαを学習し、この学習値に基づい
て学習補正係数KBLRCを書き換え、この学習補正係数K
BLRCを燃料噴射量Tの演算に用いることによって、ベ
ース空燃比が目標空燃比からずれている時に、空燃比フ
ィードバック補正係数αなしでも実際の空燃比が目標空
燃比(理論空燃比)近傍に制御される。
S18で学習補正係数KBLRCの書き換えが行われると、
次のS19では反転カウンタnを0リセットして、次回
の学習に備える。
次に、アルコールセンサ故障診断ルーチンを第5図のフ
ローチャートに基づいて説明する。
S21では、第4図のフローチャートで示すルーチンで
設定された学習補正係数KBLRCをRAMに記憶されてい
る学習補正係数KBLRCのマップの各運転状態のエリアか
ら読み出してサンプリングし、S22に進む。S22で
は、サンプリングされたn個の学習補正係数KBLRCの平
均値KBLRCSを演算する。S23ではこの平均値KBLRCS
を予め設定された下限設定値KBLRCA及び上限設定値K
BLRCB(KBLRCA>KBLRCB)によって定められるバンド
幅以内にあるか以外にあるかを比較判定する。そして、
BLRCS<KBLRCA又はKBLRCS>KBLRCBであってバンド
幅以外であれば、S24に進み、アルコールセンサの故
障を判定し、バンド幅以内であれば正常であるとして終
了する。
ここで、学習補正係数の平均値が予め設定された基準値
を外れていることは、フィードバック補正係数で補正し
きれない状態が継続して、学習補正係数が通常は採りえ
ない値となっていることを意味している。
このように、学習補正係数が大きくずれ、通常では採り
えない値となっていることは、燃料供給量の設定が目標
空燃比相当値に対して大きなずれを生じていることを意
味しており、このことは、アルコールセンサが正しくア
ルコール濃度を検出していないということであり、アル
コールセンサの故障と診断できるわけである。
従って、以上のように、学習補正係数KBLRCの平均値が
予め設定されたバンド幅以内にない場合に、即ち、学習
補正係数KBLRCの平均値が通常の値よりも大幅にずれた
場合に、アルコールセンサセンサの故障と判定するよう
にした結果、アルコールセンサの故障診断精度を向上で
き、ひいてはアルコールセンサの故障後のフェールセー
フを確実に実行することが可能となるので、空燃比のず
れ、運転性、エミッション等の悪化を防止でき、エンジ
ンストールやエンジンの焼き付等を防止することができ
る。
〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案によれば、空燃比フィード
バック補正手段におけるフィードバック補正量を機関運
転状態のエリア毎に学習して、修正切り換え可能な学習
値に基づき燃料供給量を補正する構成とし、運転状態の
エリア毎に記憶された前記学習値のずれに基づいてアル
コールセンサの故障を判定するようにしたから、アルコ
ールセンサの故障診断精度を向上でき、もってアルコー
ルセンサの故障後のフェールセーフを確実に実行するこ
とが可能となり、機関を安定して持続運転することが可
能となる実用的効果大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係わる内燃機関におけるアルコールセ
ンサ故障診断装置の構成図、第2図は同上装置の一実施
例を示すシステム図、第3図は同上実施例における燃料
噴射量演算ルーチンを示すフローチャート、第4図は同
上実施例における空燃比学習ルーチンを示すフローチャ
ート、第5図はアルコールセンサの故障診断ルーチンを
示すフローチャート、第6図は従来の問題点を説明する
ためのグラフである。 1…機関、2…吸気通路、3…エアフローメータ、5…
燃料噴射弁、6…コントロールユニット、8…酸素セン
サ、9…クランク角センサ、10…アルコールセンサ、
11…燃料タンク、12…水温センサ

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料中のアルコール濃度を検出するアルコ
    ールセンサを備え、該アルコールセンサによって検出さ
    れる燃料中のアルコール濃度に応じて燃料供給量を制御
    するように構成された内燃機関において、機関排気成分
    を検出しこれにより機関吸入混合気の空燃比を検出する
    空燃比検出手段と、該空燃比検出手段により検出された
    実際の空燃比と目標空燃比とを比較して、実際の空燃比
    を目標空燃比に近づけるように燃料供給量をフィードバ
    ック補正する空燃比フィードバック補正手段と、前空燃
    比フィードバック補正手段におけるフィードバック補正
    量を機関運転状態のエリア毎に学習して、修正書き換え
    可能な学習値に基づき燃料供給量を補正する空燃比学習
    補正手段と、運転状態のエリア毎に記憶された前記学習
    値の平均値を演算する演算手段と、該平均値と基準値と
    を比較する比較手段と、該比較結果に基づいてアルコー
    ルセンサの故障の有無を判定する故障判定手段と、を設
    けたことを特徴とする内燃機関におけるアルコールセン
    サ故障診断装置。
JP13551188U 1988-10-19 1988-10-19 内燃機関におけるアルコールセンサ故障診断装置 Expired - Lifetime JPH066217Y2 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008090998A1 (ja) * 2007-01-23 2008-07-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 内燃機関の制御装置
JP2010096185A (ja) * 2009-12-24 2010-04-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

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