JPH07119572A

JPH07119572A - 吐出量可変型燃料ポンプの故障診断装置

Info

Publication number: JPH07119572A
Application number: JP26514693A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimada; 明島田; Masato Kitamura; 正人北村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1995-05-09

Abstract

(57)【要約】【目的】燃圧計を取り付けることなく、故障診断を可
能とする。【構成】燃料ポンプ４１は制御信号に応じて吐出量を
切換可能である。運転条件信号から判定手段４２が診断
条件にあるかどうかを判定し、この判定結果より診断条
件になると、リーン化手段４３は排気空燃比が理論空燃
比よりリーン側になるようにする一方で、初期設定・切
換手段４４が燃料ポンプ４１の吐出量を小流量に初期設
定し、その後に吐出量を大流量に切換える。この吐出量
の切換後に空燃比センサー４５の検出値が理論空燃比よ
りリッチ側にならないときは吐出量の切換機構に故障が
生じていると、またリッチ側になれば吐出量の切換機構
に故障はないと判定手段４６が判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの吐出量可変
型燃料ポンプの故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンなどの燃料供給装置とし
ては、従来たとえば実公昭６１−２９９６７号や特開昭
５８−９１３６３号などがある。これらの燃料供給装置
の燃圧の点検は次の手順で行われるのが一般的である。

【０００３】（１）燃圧の除去エンジンの始動後、燃料ポンプ用のリレーを外す。エン
スト後２〜３回クランキングし、配管中の燃料を消費す
る。

【０００４】（２）燃圧計の取り付けフューエルストレーナーとフューエルギャラリーのあい
だに燃圧計を接続する。燃料ポンプ用のリレーを元の位
置に取り付ける。

【０００５】（３）燃圧の点検エンジンを始動し、燃圧が規定値（たとえばアイドル時
に約２．０ｋｇ／ｃｍ²）になっているかどうかを確か
める。この結果、燃圧が異常に高いと、プレッシャーレ
ギュレーターの不良やリターン系の詰まりなどが、また
燃圧が異常に低いときは、プレッシャーレギュレーター
の不良、燃料ポンプの吐出不良、燃料供給系の詰まりな
どが考えられることになる。

【０００６】また、燃料ポンプの電気回路については、
エンジンコントロールユニットのハーネス側コネクター
の所定の端子とアースの間にサーキットテスター（Ｖレ
ンジ）をセットして、規定の電圧（たとえばアイドル時
に約４〜５Ｖ）になっているかどうかを確かめることに
より、点検を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
燃圧計を燃料配管に取り付ける際に、車両によっては燃
料配管が手の入りづらい位置にあり、診断とは関係のな
い他の部品を外すといった付帯作業が生じてしまうこと
があり、多くの工数を要することになる。

【０００８】そこでこの発明は、燃圧計を取り付けるこ
となく、故障診断を可能とすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
したように、制御信号に応じて吐出量を切換可能な燃料
ポンプ４１と、運転条件信号から診断条件にあるかどう
かを判定する手段４２と、この判定結果より診断条件で
排気空燃比が理論空燃比よりリーン側になるようにする
手段４３と、前記診断条件で前記燃料ポンプ４１の吐出
量を小流量に初期設定し、その後に吐出量を大流量に切
換える手段４４と、排気空燃比を検出するセンサー（た
とえばＯ₂センサー）４５と、前記吐出量の切換後にこ
のセンサー検出値が理論空燃比よりリッチ側にならない
ときは吐出量の切換機構に故障が生じていると、またリ
ッチ側になれば吐出量の切換機構に故障はないと判定す
る手段４６とを設けた。

【００１０】第２の発明は、図１６に示したように、制
御信号に応じて吐出量を切換可能な燃料ポンプ４１と、
運転条件信号から診断条件にあるかどうかを判定する手
段４２と、この判定結果より診断条件で排気空燃比が理
論空燃比よりリッチ側になるようにする手段５１と、前
記診断条件で前記燃料ポンプ４１の吐出量を大流量に初
期設定し、その後に吐出量を小流量に切換える手段５２
と、排気空燃比を検出するセンサー（たとえばＯ₂セン
サー）４５と、前記吐出量の切換後にこのセンサー検出
値が理論空燃比よりリーン側にならないときは吐出量の
切換機構に故障が生じていると、またリーン側になれば
吐出量の切換機構に故障はないと判定する手段５３とを
設けた。

【００１１】第３の発明は、図１７に示したように、制
御信号に応じて吐出量を切換可能な燃料ポンプ４１と、
運転条件信号から診断条件にあるかどうかを判定する手
段４２と、この判定結果より診断条件で排気空燃比が理
論空燃比ギリギリのリーン状態になるようにする手段６
１と、前記診断条件で前記燃料ポンプ４１の吐出量を小
流量に初期設定し、その後に吐出量を大流量に切換える
手段４４と、排気空燃比を検出するセンサー（たとえば
Ｏ₂センサー）４５と、前記吐出量の切換後にこのセン
サー検出値が理論空燃比よりリッチ側にならないときは
吐出量の切換機構に故障が生じていると、またリッチ側
になれば吐出量の切換機構に故障はないと判定する手段
４６と、この判定結果より切換機構に故障がないとき前
記吐出量の切換前後の流量差を算出する手段６２と、こ
の流量差と所定値の比較により小流量時と大流量時の少
なくとも一方で燃圧が不足しているかどうかを判定する
手段６３とを設けた。

【００１２】

【作用】第１の発明において小吐出量でかつ排気空燃比
をリーン側にしておいた状態から吐出量を大流量側に切
換え、また第２の発明において大吐出量でかつ排気空燃
比をリッチ側にしておいた状態から吐出量を小流量側に
切換え、その結果を空燃比センサーの検出値でモニター
することにより故障診断が可能になると、燃圧計をわざ
わざ燃料配管に取り付ける必要がなくなり、燃料配管や
診断に関係のない他の部品をはずすといった多くの作業
工程が不要となる。

【００１３】第３の発明では、第１の発明の作用に加え
て、小流量時や大流量時の燃圧不足についても診断する
ことができる。

【００１４】

【実施例】図２において、燃料タンク１内の燃料は燃料
ポンプ２により加圧され、フューエルストレーナー３を
通して、各気筒の吸気ポート４に設けられるインジェク
ター５へと供給される。

【００１５】インジェクター５に加わる燃料圧力は、プ
レッシャーレギュレーター６により吸気絞り弁７の下流
の吸気管負圧よりも一定圧（たとえば０．３０ＭＰａ）
だけ高く保たれ、エンジンコントロールユニット８から
の信号を受けてインジェクター５が開弁すると、燃料が
シリンダに噴射供給される。プレッシャーレギュレータ
ー６でインジェクター５に加わる燃料圧力と絞り弁７の
下流の吸気管負圧との差圧を一定に保つのは、インジェ
クタ５の開弁時間で燃料噴射量をコントロールするた
め、運転条件が絶えず変化しても吸気マニホールドに対
する燃料供給圧を一定に保つ必要があるからである。

【００１６】上記の燃料ポンプ２は電動であり、コント
ロールユニット８からの制御信号により駆動される。図
３に示したように、エンジンコントロールユニット８か
らのＯＮ信号によりポンプリレー（常開リレー）１２の
リレー接点１２ａが閉じられると、バッテリー１１から
の電流がモーター２ａを流れて燃料ポンプが働くのであ
る。

【００１７】燃料ポンプ２はさらに、その吐出量を段階
的に切換えることが可能で、図３のように、燃料ポンプ
用モーター２ａに直列接続されるドロッピングレジスタ
ー１３と、このドロッピングレジスター１４と並列接続
されるコントロールモジュレーター１４とから吐出量の
切換機構が構成される。たとえば、コントロールモジュ
レーター１４のトランジスター１４ａがＯＮ状態にあれ
ば、バッテリー電圧がそのままモーター２ａに加わるこ
とになって燃料ポンプの吐出量が大流量（たとえば１４
０ｌ／ｈ以上）になる。これに対して、トランジスター
１４ａがＯＦＦ状態になると、ドロッピングレジスター
１３を電流が流れるため、モーター２ａに加わる電圧が
低下して小流量（たとえば２５ｌ／ｈ以上）の吐出量に
なる。

【００１８】実際にはトランジスター１４ａは、制御部
１４ｂで作られる一定周期のパルス信号によりＯＮ，Ｏ
ＦＦ制御される。この一定周期のパルス信号のうちのＯ
Ｎ時間割合のことをＯＮデューティー値といい、ＯＮデ
ューティー値を小さくするほど、モーター２ａに加わる
平均電圧が低下する。

【００１９】図４は燃料ポンプの駆動と運転条件に応じ
た吐出量制御とを行うための流れ図で、エンジンコント
ロールユニット８により一定周期で実行する。

【００２０】図４において、ステップ１でエンジン回転
数Ｎｅを読み込み、ステップ２でこれをみてエンジンが
回転中でなければ、モーター２ａを駆動する必要がない
ので、ステップ３に進んで、ポンプリレー１２をＯＦＦ
状態にしてモーター２ａに電流が流れないようにしてお
く。また、ステップ４，５ではトランジスターに与える
ＯＮデューティー値を表す変数Ｄｔｙに０を入れ、これ
を出力レジスターに転送する。

【００２１】エンジンの回転中であるときは、ステップ
９で診断条件（後述する）であるかどうかみて、診断条
件でないときはステップ６〜８，５に進む。診断条件で
あればステップ１０〜１２に進むが、この点は後述す
る。

【００２２】ステップ６〜８は吐出量を運転条件に応じ
て切換える部分である。ステップ６，７で基本噴射パル
ス幅（エンジン負荷相当量）Ｔｐを読み込み、これとエ
ンジン回転数Ｎｅとから図５を内容とするマップを参照
し、参照した値を変数Ｄｔｙに入れる。ステップ８でポ
ンプリレー１２をＯＮ状態にするとともに、ステップ５
で変数Ｄｔｙの値を出力レジスターに転送する。

【００２３】図５に示したように、マップには低回転に
なるほどまた低負荷になるほど燃料ポンプの吐出量が少
なくなるように各運転領域ごとに値の異なる所定値Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）を入れており、低
回転低負荷域では、燃料ポンプを小流量で運転すること
により、騒音および消費電力の低減をはかるのである。
一方、図２において排気管２１に設けた三元触媒２２で
の転化効率は排気空燃比が理論空燃比を中心として所定
の範囲内で振れる場合に最大となるので、コントロール
ユニット８では、エンジンの暖機後になると、触媒２２
の上流に設けたＯ₂センサー２３からの信号にもとづい
て空燃比フィードバック補正係数αを算出し、このαで
基本噴射パルス幅Ｔｐをフィードバック補正する。

【００２４】基本噴射パルス幅Ｔｐは、エンジン回転数
Ｎｅとエアフローメーター２４で検出される吸入空気量
ＱａとからＴｐ＝（Ｑａ／Ｎｅ）×Ｋ …（１）ただし、Ｋ；基本空燃比を定める定数の式で算出される
値である。基本噴射パルス幅Ｔｐから得られる空燃比は
理論空燃比に近い値になっているのであるが、インジェ
クター５やエアフローメーター２４に製作上のバラツキ
があることを考えると、理論空燃比への精度を向上させ
るためには空燃比フィードバック補正を行う必要がある
わけである。

【００２５】なお、インジェクター５に与える燃料パル
ス幅Ｔｉの一般式は、Ｔｉ＝Ｔｐ×ＣＯ×α＋Ｔｓ …（２）ただし、Ｔｐ；基本噴射パルス幅ＣＯ；１と各種補正係数（たとえば水温増量補正係数）
の和 α；空燃比フィードバック補正係数Ｔｓ；無効パルス幅であり、エンジン暖機後の空燃比フィードバック制御域
で、通常ＣＯ＝１．０となっている。

【００２６】Ｏ₂センサー２３は、図６に示したよう
に、理論空燃比付近で急激に変化して、リーン側でほぼ
０Ｖ、リッチ側でほぼ１Ｖの出力をする。このため、そ
の中間の０．５Ｖ当たりにスライスレベルＳ／Ｌを定め
ておくと、Ｏ₂センサー出力Ｖ_O2とスライスレベルＳ／
Ｌの比較により、排気空燃比が理論空燃比よりリッチ側
にあるのかリーン側にあるのかを知ることができる。

【００２７】図７は空燃比フィードバック補正係数αを
算出するための流れ図である。コントロールユニット８
がクランク角センサーからの基準信号Ｒｅｆに同期して
実行する。

【００２８】ステップ１１では空燃比のフィードバック
条件（図ではＦ／Ｂ条件で表示する）かどうかみて、フ
ィードバック条件でなければ、ステップ１２に進んで、
空燃比フィードバック補正係数を表す変数αに１００％
を入れる。

【００２９】空燃比のフィードバック条件になると、ス
テップ２１に進んでフラグＦｃｌａｍｐの値をみる。こ
のフラグは診断条件（後述する）でないときは、Ｆｃｌ
ａｍｐ＝０であるため、ステップ１３以降に進む。

【００３０】ステップ１３ではＯ₂センサー出力Ｖ_O2と
スライスレベルＳ／Ｌを比較して、ＶＯ２＞Ｓ／Ｌであ
れば、排気空燃比がリッチ側にあると判断して、ステッ
プ１４に進み、前回はどうだったかをみる。排気空燃比
が今回リッチ側で前回はリーン側であれば、今回初めて
リッチ側に切換わったタイミングであると判断し、ステ
ップ１５で α＝α_n-1−Ｐ …（３）ただし、α_n-1；前回のα Ｐ；比例分の式により、また前回も排気空燃比がリッチ側であった
ときは、ステップ１６で α＝α_n-1−Ｉ …（４）ただし、α_n-1；前回のα Ｉ；積分分の式によりαの値をそれぞれ更新する。

【００３１】ステップ１７では次回のαの更新のため、
今回算出したαの値を前回値を表す変数α_n-1に移す。

【００３２】Ｖ_O2＜Ｓ／Ｌより今回リーン側であるとき
もステップ１８で前回はいずれの側にあったのかをみ
て、前回リッチ側であれば、今回初めてリーン側に切換
わったタイミングであるから、ステップ１９で α＝α_n-1＋Ｐ …（５）の式により、また前回もリーン側であったときは、ステ
ップ２０で α＝α_n-1＋Ｉ …（６）の式によりαの値をそれぞれ更新する。

【００３３】図８のように、リーン側からリッチ側に切
換わった瞬間は、大きな値の比例分Ｐでαの値を一気に
小さくし、その後は小さな値の積分分Ｉでαをゆっくり
と変化させるわけである。同様にして、リーン側に切換
わった瞬間は、比例分Ｐでαの値を一気に大きくし、そ
の後は小さな値の積分分Ｉでαをゆっくりと変化させ
る。

【００３４】ここまでの燃料ポンプについての吐出量制
御と空燃比フィードバック補正とは公知である。

【００３５】ところで、経時劣化などにより、燃料ポン
プの吐出量の切換機構に故障が生じることがあるので、
故障が生じているかどうかの診断を行う必要がある。

【００３６】この場合に、燃料配管途中に燃圧計を接続
して、吐出量が切換わったどうかを確かめるのでは、燃
圧計の取り付けのための工数が多い。

【００３７】これに対処するため、Ｏ₂センサーの信号
をモニターすることにより、吐出量の切換機構に故障が
生じているかどうかを診断する。

【００３８】診断の原理は次の通りである。排気空燃比
は燃料を噴射するインジェクター５の開弁時間および燃
料ポンプ２の吐出量により左右される。つまりエンジン
暖機後のアイドル状態で排気空燃比が理論空燃比にある
状態から、インジェクター５の開弁時間を短くするかあ
るいは燃料ポンプ２の吐出量を少なくすると噴射量が減
少して排気空燃比がリーン側にずれ、この逆にインジェ
クター５の開弁時間を長くするか燃料ポンプ２の吐出量
を多くすると、噴射量が増加して排気空燃比がリッチ側
にずれる。そこで、一定の診断条件（たとえばエンジン
暖機後のアイドル状態）において、あらかじめ燃料ポン
プ２の吐出量を小流量にするとともに排気空燃比をリー
ン側にずらせておき、その後に燃料ポンプの吐出量を小
流量から大流量に切換えると、吐出量の切換機構が正常
に作動するときは、図９のようにＯ₂センサー出力Ｖ_O2
がリーン側の０Ｖからリッチ側の１Ｖに切換わるはずで
あり、Ｏ₂センサー出力Ｖ_O2がリーン側の０Ｖのままで
切換わらないときは、吐出量の切換機構に故障が生じて
いると判断することができるのである。

【００３９】この例では、図１０に示したように、マイ
クロコンピュータからなる診断機３１を、同じくマイク
ロコンピュータからなるエンジンコントロールユニット
８と通信回線３２で接続し、この診断機３１を用いるこ
とで故障診断を行う。診断機３１は、エンジンコントロ
ールユニット８を介して、エンジン用の各センサーの出
力信号を読み取ることができ、エンジンコントロールユ
ニット８に対し、各アクチュエーター（インジェクター
５やコントロールモジュレーター１４のこと）を駆動さ
せるための信号を出力することで、コントロールユニッ
ト８にそれらの信号にしたがって各アクチュエーターを
駆動させることができる。

【００４０】この場合に、吐出量の切換制御と故障診断
との調整をはかる必要があることから、図４に示したよ
うにステップ９，１０，１１，１２を新たに、また空燃
比フィードバック補正と故障診断との調整のため、図７
のようにようにステップ２１，２２を新たに加える。

【００４１】故障診断に必要となるセンサーは、図１０
に示したように、クランク角度の基準信号Ｒｅｆと単位
角度ごとの１゜信号とを出力するクランク角センサー３
３、エンジンの冷却水温Ｔｗを検出するセンサー（周囲
温度の上昇にともない電気抵抗の減少する特性を持った
サーミスターを使用する）３４、吸気絞り弁７が全閉位
置でＯＮ、それ以外の位置でＯＦＦとなるスイッチ３５
であり、これらからの信号が、Ｏ₂センサー２３からの
信号とともにコントロールユニット８に入力されてい
る。

【００４２】図１１は故障診断を実行するための流れ図
で、診断機３１が一定周期で実行する。

【００４３】ステップ３１では、エンジン回転数Ｎｅ、
冷却水温Ｔｗ、アイドルスイッチ３５からのＯＮ、ＯＦ
Ｆ信号を読み込み、ステップ３２で次の条件〈１〉エンジン回転数Ｎｅが７５０〜８５０ｒｐｍであ
ること。〈２〉冷却水温Ｔｗが８０〜８５℃（つまりエンジン暖
機完了）であること。〈３〉アイドルスイッチがＯＮ状態であること。のすべてが成立するかどうかみて、１つでも成立しない
ときは診断条件にないと判断して、ステップ３３に進
み、診断中止を診断機の表示装置に表示する。

【００４４】上記３つの条件をすべて満足したときは診
断条件（エンジン暖機後のアイドル状態）であると判断
し、ステップ３５に進んで診断条件に入ったのが初めて
かどうかをみる。

【００４５】初めてであればステップ３６，３７で切換
フラグＦｃｈａｎｇｅを“０”にするとともに、クラン
プフラグＦｃｌａｍｐを“１”にセットする。

【００４６】切換フラグＦｃｈａｎｇｅ＝０より、図４
においてＤｔｙ＝Ｄ１となり（ステップ９，１０，１
１）、診断条件に入った当初は吐出量を小流量に固定す
るわけである。

【００４７】またクランプフラグＦｃｌａｍｐは、空燃
比フィードバック条件になっていても空燃比フィードバ
ック補正の停止を指示するフラグで、Ｆｃｌａｍｐ＝１
より図７においてα＝８０％となり（ステップ２１，２
２）、コントロールユニット８を介し、空燃比フィード
バック補正を停止してリーン側の空燃比に固定するので
ある。空燃比フィードバック補正を中止するのは、ア
イドル安定性のため、空燃比をふらつかせたくないこ
と、排出ガス温度が低いアイドル状態を長時間続ける
とＯ₂センサーの温度が低下して空燃比を検出できなく
なるためである。

【００４８】診断条件が続くときは、ステップ３５から
ステップ３８以降に進む。

【００４９】ステップ３８ではＯ₂センサー出力Ｖ_O2を
読み込み、ステップ３９でフラグＦｃｈａｎｇｅの値を
みる。診断条件に入った当初はＦｃｈａｎｇｅ＝０であ
るから、ステップ４０に進んでＯ₂センサー出力Ｖ_O2と
スライスレベルＳ／Ｌを比較し、Ｖ_O2＜Ｓ／Ｌであると
きはステップ４１でＯ₂センサーあるいはその他の部品
に故障があるとの表示をして故障診断を終了する。

【００５０】Ｖ_O2＞Ｓ／ＬよりＯ₂センサーが正常に働
いていると判断したときは、ステップ４３で切換フラグ
Ｆｃｈａｎｇｅを“１”にセットする。Ｆｃｈａｎｇｅ
＝１より、図４において、Ｄｔｙ＝Ｄ３となり（ステッ
プ９，１０，１２）、燃料ポンプの吐出量を大流量側に
切換えるわけである。

【００５１】吐出量の切換後はステップ３９からステッ
プ４４に進むことなり、ここでＯ₂センサー出力Ｖ_O2と
スライスレベルＳ／Ｌをふたたび比較し、Ｖ_O2＞Ｓ／Ｌ
であればステップ４５で吐出量の切換機構に故障は発生
していないとの表示を、またＶ_O2＜Ｓ／Ｌである（リッ
チ側に切換わっていない）ときはステップ４６で吐出量
の切換機構に故障が発生しているとの表示を行う。ステ
ップ４７では後処理のためＦｃｌａｍｐ＝０として故障
診断を終了する。

【００５２】たとえば、図３においてトランジスター１
４ａは導通状態になっていてもトランジスター１４ａと
モーター２ａのあいだの配線が断線していると、ドロッ
ピングレジスター１３を短絡して電流を流すことができ
ないため、モーター電圧が高くならないし、またトラン
ジスター１４ａと制御部１４ｂのあいだの配線に断線を
生じているときは、トランジスター１４ａが非導通状態
のままであるため、このときもモーター電圧が高くなら
ない。これらの場合は、吐出量の切換機構に故障ありと
の表示がされるわけである。

【００５３】このようにして、診断機３１により、エン
ジンコントロールユニット８を介し、小吐出量でかつ空
燃比フィードバック補正係数αをリーン側の値に固定し
ておいた状態から吐出量を大流量側に切換え、その結果
をＯ₂センサー出力Ｖ_O2でモニターすることで故障診断
が可能になると、燃料圧力計をわざわざ取り付ける必要
がなくなるため、ゴムホースなどの燃料配管や診断に関
係のない他の部品をはずすといった多くの作業が不要と
なる。なお、診断機３１を取り付けることは必須の要件
でない。図１１に示した故障診断のルーチンはエンジン
コントロールユニットにも行わせることができる。

【００５４】図１２と図１３は他の実施例で、先の実施
例の図１１に対応する。図１４と図１５は、図１２のス
テップ５１と図１３のステップ５２の各サブルーチンで
ある。

【００５５】この例は、小流量時と大流量時の燃圧不足
についても診断できるようにしたもので、図１２，図１
３に示したように、図１１とはステップ５１〜５７が相
違する。

【００５６】ステップ５１は理論空燃比になるべく近い
リーン状態を作り出す部分で、これは図１４のサブルー
チンで実行する。図１４において、ステップ６１でサブ
ルーチンに入ったのが初めてであれば、ステップ６２で
空燃比フィードバック補正係数αをリッチ側の値（たと
えば１２０％）にしたあと、２回目以降はステップ６４
でＶ_O2＞Ｓ／Ｌであるあいだステップ６５で α＝α_n-1−１ …（７）の式によりαの１％減量を繰り返し、Ｖ_O2≦Ｓ／Ｌとな
ったタイミングで理論空燃比ぎりぎりのリーン状態にな
ったと判断して、図１２のメインルーチンに戻る。この
ように、Ｏ₂センサー出力Ｖ_O2をみながら理論空燃比ぎ
りぎりのリーン状態を作り出すのは、インジェクター５
やエアフローメーター２４のバラツキを考慮するためで
ある。たとえば、バラツキにより標準品より流量の多い
インジェクターではαが１００％より少し小さい値で理
論空燃比ぎりぎりのリーン状態になり、この逆に標準品
より流量の少ないインジェクターになるとαが１００％
より少し大きな値で理論空燃比ぎりぎりのリーン状態に
なるわけである。

【００５７】図１３のステップ５２は吐出量の切換前後
の流量差を算出する部分で、これは図１５のサブルーチ
ンで実行する。図１５において、ステップ７１でサブル
ーチンに入ったのが初めてであるときはステップ７２で
まずカウンタの値ｎをクリアーする。

【００５８】２回目以降に進むステップ７１，７４，７
５では図１４のステップ６１，６４，６５と同様にし
て、理論空燃比ぎりぎりのリーン状態を作り出すのであ
るが、その場合に、αを１％減量するたびにカウンタの
値ｎを１だけインクリメントすると（ステップ７５，７
６）、ステップ７４でＶ_O2≦Ｓ／Ｌとなったタイミング
でのｎの値が吐出量の切換前後の流量差に対応する。ｎ
の値が小さいと流量差が小さく、ｎの値が大きいと流量
差が大きいわけである。ステップ７４でＶ_O2≦Ｓ／Ｌと
なったタイミングでメインルーチンの図１３に戻り、ス
テップ５３以降に進む。

【００５９】ステップ５３〜５７は燃圧不足を診断する
部分である。上記の小流量から大流量への切換前後の流
量差は、燃料ポンプの仕様から定まっているので、燃料
ポンプの吐出量が小流量時、大流量時とも正常であれ
ば、ｎの値が所定の範囲（たとえば４＜ｎ≦１０）に落
ち着くはずである。したがって、ｎの値が所定の範囲に
ないときは小流量時かあるいは大流量時の燃圧に不足が
あると判断することができるのである。

【００６０】まず、ステップ５３でｎ≦４であれば、切
換前後の流量差が小さ過ぎることになる。その原因とし
て考えられるのは、小流量時に吐出量が多すぎたか、
大流量時に燃圧不足により吐出量が少なすぎたかのい
ずれかであるが、燃料ポンプの設計上や故障モードから
は、吐出量が増える側への故障はないので、のケース
は考えられない。したがって、ｎ≦４であるときはステ
ップ５４に進み、大流量時に燃圧が不足するとの表示を
して診断を終了する。同様にして、ステップ５５でｎ＞
１０のときは流量差が大き過ぎる場合である。その原因
として小流量時に燃圧不足で吐出量が少な過ぎたか、
大流量時に吐出量が多すぎたかの２つの場合があり、
のケースは考えられないことから、ステップ５６で小
流量時に燃圧が不足するとの表示を行う。

【００６１】一方、４＜ｎ≦１０であるときは、ステッ
プ５７でいずれの流量時も燃圧に不具合なしとの表示を
する。

【００６２】このように、第２実施例では、吐出量の切
換機構に故障があるかの診断だけでなく、小流量時や大
流量時の燃圧不足についても診断することができる。

【００６３】

【発明の効果】第１の発明では、制御信号に応じて吐出
量を切換可能な燃料ポンプと、運転条件信号から診断条
件にあるかどうかを判定する手段と、この判定結果より
診断条件で排気空燃比が理論空燃比よりリーン側になる
ようにする手段と、前記診断条件で前記燃料ポンプの吐
出量を小流量に初期設定し、その後に吐出量を大流量に
切換える手段と、排気空燃比を検出するセンサーと、前
記吐出量の切換後にこのセンサー検出値が理論空燃比よ
りリッチ側にならないときは吐出量の切換機構に故障が
生じていると、またリッチ側になれば吐出量の切換機構
に故障はないと判定する手段とを設けたので、燃圧計を
わざわざ燃料配管に取り付けることなく、故障診断を行
うことができる。

【００６４】第２の発明は、制御信号に応じて吐出量を
切換可能な燃料ポンプと、運転条件信号から診断条件に
あるかどうかを判定する手段と、この判定結果より診断
条件で排気空燃比が理論空燃比よりリッチ側になるよう
にする手段と、前記診断条件で前記燃料ポンプの吐出量
を大流量に初期設定し、その後に吐出量を小流量に切換
える手段と、排気空燃比を検出するセンサーと、前記吐
出量の切換後にこのセンサー検出値が理論空燃比よりリ
ーン側にならないときは吐出量の切換機構に故障が生じ
ていると、またリーン側になれば吐出量の切換機構に故
障はないと判定する手段とを設けたので、第１の発明と
同じに、燃圧計をわざわざ燃料配管に取り付けることな
く、故障診断を行うことができる。

【００６５】第３の発明は、制御信号に応じて吐出量を
切換可能な燃料ポンプと、運転条件信号から診断条件に
あるかどうかを判定する手段と、この判定結果より診断
条件で排気空燃比が理論空燃比ぎりぎりのリーン状態に
なるようにする手段と、前記診断条件で前記燃料ポンプ
の吐出量を小流量に初期設定し、その後に吐出量を大流
量に切換える手段と、排気空燃比を検出するセンサー
と、前記吐出量の切換後にこのセンサー検出値が理論空
燃比よりリッチ側にならないときは吐出量の切換機構に
故障が生じていると、またリッチ側になれば吐出量の切
換機構に故障はないと判定する手段と、この判定結果よ
り切換機構に故障がないとき前記吐出量の切換前後の流
量差を算出する手段と、この流量差と所定値の比較によ
り小流量時と大流量時の少なくとも一方で燃圧が不足し
ているかどうかを判定する手段とを設けたので、第１の
発明の効果に加えて、小流量時や大流量時の燃圧不足に
ついても診断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明のクレーム対応図である。

【図２】一実施例の燃料配管図である。

【図３】燃料ポンプ用モーターの電気回路図である。

【図４】燃料ポンプの駆動制御と吐出量制御とを説明す
るための流れ図である。

【図５】トランジスターに与えるデューティー値Ｄｔｙ
のマップ内容の特性図である。

【図６】Ｏ₂センサー出力Ｖ_O2の特性図である。

【図７】空燃比フィードバック補正係数αの算出を説明
するための流れ図である。

【図８】空燃比フィードバック補正係数αの変化波形図
である。

【図９】故障診断の原理を説明するための波形図であ
る。

【図１０】診断機を用いるときの制御システム図であ
る。

【図１１】故障診断を説明するための流れ図である。

【図１２】第２実施例の故障診断を説明するための流れ
図である。

【図１３】第２実施例の故障診断を説明するための流れ
図である。

【図１４】図１２のステップ５１のサブルーチンを説明
するための流れ図である。

【図１５】図１３のステップ５２のサブルーチンを説明
するための流れ図である。

【図１６】第２の発明のクレーム対応図である。

【図１７】第３の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

２燃料ポンプ２ａモーター５インジェクター８コントロールユニット１４コントロールモジュレーター１４ａパワートランジスター２３Ｏ₂センサー（空燃比センサー）３１診断機４１燃料ポンプ４２診断条件判定手段４３空燃比リーン化手段４４吐出量初期設定・切換手段４５空燃比センサー４６故障有無判定手段５１空燃比リッチ化手段５２吐出量初期設定・切換手段５３故障有無判定手段６１ぎりぎりリーン化手段６２流量差算出手段６３燃圧不足判定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御信号に応じて吐出量を切換可能な燃料
ポンプと、運転条件信号から診断条件にあるかどうかを判定する手
段と、この判定結果より診断条件で排気空燃比が理論空燃比よ
りリーン側になるようにする手段と、前記診断条件で前記燃料ポンプの吐出量を小流量に初期
設定し、その後に吐出量を大流量に切換える手段と、排気空燃比を検出するセンサーと、前記吐出量の切換後にこのセンサー検出値が理論空燃比
よりリッチ側にならないときは吐出量の切換機構に故障
が生じていると、またリッチ側になれば吐出量の切換機
構に故障はないと判定する手段とを設けたことを特徴と
する吐出量可変型燃料ポンプの故障診断装置。
【請求項２】制御信号に応じて吐出量を切換可能な燃料
ポンプと、運転条件信号から診断条件にあるかどうかを判定する手
段と、この判定結果より診断条件で排気空燃比が理論空燃比よ
りリッチ側になるようにする手段と、前記診断条件で前記燃料ポンプの吐出量を大流量に初期
設定し、その後に吐出量を小流量に切換える手段と、排気空燃比を検出するセンサーと、前記吐出量の切換後にこのセンサー検出値が理論空燃比
よりリーン側にならないときは吐出量の切換機構に故障
が生じていると、またリーン側になれば吐出量の切換機
構に故障はないと判定する手段とを設けたことを特徴と
する吐出量可変型燃料ポンプの故障診断装置。
【請求項３】制御信号に応じて吐出量を調整可能な燃料
ポンプと、運転条件信号から診断条件にあるかどうかを判定する手
段と、この判定結果より診断条件で排気空燃比が理論空燃比ぎ
りぎりのリーン状態になるようにする手段と、前記診断条件で前記燃料ポンプの吐出量を小流量に初期
設定し、その後に吐出量を大流量に切換える手段と、排気空燃比を検出するセンサーと、前記吐出量の切換後にこのセンサー検出値が理論空燃比
よりリッチ側にならないときは吐出量の切換機構に故障
が生じていると、またリッチ側になれば吐出量の切換機
構に故障はないと判定する手段と、この判定結果より切換機構に故障がないとき前記吐出量
の切換前後の流量差を算出する手段と、この流量差と所定値の比較により小流量時と大流量時の
少なくとも一方で燃圧が不足しているかどうかを判定す
る手段とを設けたことを特徴とする吐出量可変型燃料ポ
ンプの故障診断装置。