JPH0737778B2 - 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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JPH0737778B2
JPH0737778B2 JP18169788A JP18169788A JPH0737778B2 JP H0737778 B2 JPH0737778 B2 JP H0737778B2 JP 18169788 A JP18169788 A JP 18169788A JP 18169788 A JP18169788 A JP 18169788A JP H0737778 B2 JPH0737778 B2 JP H0737778B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0809Judging failure of purge control system

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  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (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〕
特開昭63−1753号公報には、蒸発燃料吸着装置と吸気通
路とを連結する蒸発燃料パージ通路内にパージ制御用開
閉弁が設けられ、かつ排気通路内に配設された排気ガス
センサの出力信号に基いて混合気の空燃比をフィードバ
ック制御すべく構成された空燃比制御システムにおい
て、空燃比のフィードバック量が所定の限界値を所定時
間以上継続して越えたとき、パージ制御用開閉弁を一時
的に閉弁し、フィードバック量が限界値を所定時間越え
ていれば空燃比制御システムが故障していると診断し、
燃料蒸気の供給がハンチングを起こすのを防止するため
この故障診断を車両の1回の走行の間に1度しか行なわ
ない空燃比制御システムの故障診断方法が開示されてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしこの故障診断方法では車両の1回の走行の間に1
度しか故障診断を行なわないため故障判定の機会が少な
いという問題がある。
本発明は上記問題点に鑑み、燃料蒸気の供給のハンチン
グの影響を少なくして故障判定の機会を増加せしめるこ
とを目的とする。
〔課題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、燃料蒸気を機関吸気系に
パージするパージ装置100と、機関排気通路内に配置さ
れた空燃比センサ8の出力信号に基づいて算出されるフ
ィードバック補正量によって空燃比を予め定められた空
燃比にフィードバック制御する空燃比制御装置101とを
具備し、フィードバック補正量が予め定められた限界値
を一定時間継続して越えたときにはパージ装置100によ
るパージ作用を一時的に中断することにより空燃比制御
系の故障診断をするようにした内燃機関において、機関
の運転状態を検出する機関運転状態検出手段102と、機
関の運転状態が故障診断をすべき運転領域内になったと
きには空燃比制御系の故障診断を一回だけ行うと共に機
関の運転状態が故障診断をすべき運転領域内にある限り
その後は故障診断を行わず、機関の運転領域が故障診断
すべき運転領域外になった後再び故障診断をすべき運転
領域になったときに空燃比制御系の故障診断を一回だけ
行う故障診断手段103を具備している。
〔作 用〕
機関の運転状態が故障診断をすべき運転領域内になった
ときには空燃比制御系の故障診断を一回だけ行うと共に
機関の運転状態が故障診断をすべき運転領域内にある限
りその後は故障診断を行わない。次いで機関の運転領域
が故障診断すべき運転領域外になった後再び故障診断を
すべき運転領域になったときに空燃比制御系の故障診断
を一回だけ行う。
〔実施例〕
以下図示実施例により本発明を説明する。
第2図において、1は機関本体、2は吸気マニホルド、
3はサージタンク、4は気化器、5は排気マニホルド、
6はディストリビュータ、7は機関冷却水温を検出する
水温センサ、8は排気マニホルド5内の排気通路内に配
置されて排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサ、9
は燃料タンク、10はチャコールキャニスタ、21は車速セ
ンサ、22は故障表示灯、30は電子制御ユニットを夫々示
す。気化器4のメイン燃料通路11内にはエアブリード管
12が開口し、このエアブリード管12内にはエアブリード
量を制御するためのリニアソレノイド弁13が挿入され
る。リニアソレノイド弁13はO2センサ8の出力信号に基
づいて空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック
制御される。即ち、リニアソレノイド弁13は、電子制御
ユニット30によってソレノイドに流れる電流が増減せし
められ、これによりリニアソレノイド弁13の弁ポートの
開口が増減せしめられる。斯くしてエアブリード管12か
ら供給される空気量が制御され、空燃比が理論空燃比と
なるように制御される。
空燃比を制御するためには気化器スロットル弁下流の吸
気通路内に補助空気を供給するようにしてもよく、この
場合空気供給路は気化器スロットル弁下流の吸気通路内
に連結される。
一方、キャニスタ10は一方では蒸発燃料導管14を介して
燃料タンク9に連結され、他方では蒸発燃料導管15を介
してサージタンク3内に連結される。この蒸発燃料導管
15内にはパージ制御用電磁弁16が挿入される。キャニス
タ10はその内部に活性炭17を内蔵しており、燃料タンク
9内で発生した燃料蒸気はこの活性炭17に吸着される。
電磁弁16が開弁すると活性炭17を通して大気が蒸発燃料
導管15内に送り込まれ、このとき活性炭17に吸着された
燃料蒸気が活性炭17から脱離して大気と共に蒸発燃料導
管15内に送り込まれる。次いで燃料蒸気はサージタンク
3内に供給され、従って蒸発燃料導管15は蒸発燃料パー
ジ通路を形成する。
ディストリビュータ6はディストリビュータ軸の回転に
応じてクランク角信号を出力するクランク角センサ20を
内蔵する。23,24は第1及び第2負圧スイッチを示す。
各負圧スイッチ23,24はサージタンク3内に接続され
る。第1負圧スイッチ23は、例えば540mmHgの負圧でオ
ンとなる。第2負圧スイッチ24は、例えば400mmHgの負
圧でオンとなる。
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。入力ポート35は、A/D
コンバータ37,38を介して、夫々水温センサ7、O2セン
サ8に接続される。また、入力ポート35は、クランク角
センサ20、車速センサ21、第1及び第2負圧スイッチ2
3,24に夫々接続される。
一方、出力ポート36は、駆動回路39,40,41を介して、夫
々故障表示灯22、パージ制御電磁弁16及びリニアソレノ
イド弁13に接続される。
次に第3図を参照して空燃比フィードバック系の故障診
断について説明する。この故障診断をする際、ある現象
が本来発生するような運転条件のもとで運転しているた
め発生しているのか、又はある現象が発生すべきでない
ような運転条件のもとで運転しているにもかかわらず何
らかの異常のためある現象が発生しているのか判定が困
難である。このため、後者のような場合にだけ故障診断
を行なうようにし、予じめ定められた故障診断領域内に
おいてだけ故障診断を行なうようにしている。即ち、本
実施例では、機関冷却水温、機関回転数、車速及び吸気
管負圧の各検出値が所定範囲内にあるとき故障診断を行
なうようにしている。
第3図は故障診断領域内におけるリニアソレノイド弁13
の制御電流Iを示している。制御電流IはO2センサ8か
らの検出信号によって変化せしめられ、空燃比がリッチ
になるに従って制御電流Iは増大し、これによってリニ
アソレノイド弁13の弁ポート開口が増大せしめられてエ
アブリード量が増大せしめられる。逆に空燃比がリーン
になるに従って制御電流Iは減少し、これによってリニ
アソレノイド弁13の弁ポート開口が減少せしめられてエ
アブリード量が減少せしめられる。斯くして、空燃比が
理論空燃比に制御せしめられることになる。
第3図において、イ時点で所定電流値、例えば480mAを
越え、その状態が3秒間続くと、3秒経過時点ロにおい
て、制御電流Iを強制的に370mAまでスキップせしめか
つパージ制御電磁弁16を閉弁せしめることによってパー
ジを一定時間中断せしめる。パージ制御電磁弁16は、故
障診断とは別に、パージ制御系によって制御され、パー
ジすべきときおよびすべきでないときを判定してパージ
制御されている。しかし、第3図のロ時点で故障診断に
おいてパージ中断指令が発せられると、パージ制御系に
よってパージ実行指令が発せられていてもパージを中断
せしめるのである。ここでパージを中断せしめることと
したのは、空燃比がリッチとなって制御電流Iが480mA
を越えたのは、パージの影響のためか否か判定し難いた
め、パージを中断することによりパージの影響を除いて
正常異常判定、すなわち故障判定を行なうようにするた
めである。実線で示すように、ロ時点から制御電流Iが
480mA以下の状態が維持されると、30秒経過時点ハで正
常判定がなされる。
一方点線で示すようにロ時点の後ニ時点で再び480mAを
越え、その状態が4秒間続くと、4秒経過時点ホで異常
判定がなされる。即ち、故障診断領域内において、3秒
間480mA以上を継続した後再び480mA以上が4秒間継続し
たときに異常判定がなされる。そして、この異常判定が
なされると、故障していると判定して故障表示灯22を点
灯せしめる。
従来の方法では、この故障診断が1度実行された場合、
1回の車両走行の間に、再度故障診断が行なわれず故障
診断の機会が減少するという問題がある。
次に第4図を参照して本実施例の動作を説明する。水温
センサ7、クランク角センサ20及び車速センサ21により
検出された機関冷却水温度、機関回転数及び車速は故障
診断領域内にあるものとする。また吸気管負圧の故障診
断領域を400mmHgから540mmHgの間の領域とする。時点
で制御電流Iが480mAを越え、時点で3秒経過して、
制御電流Iは強制的に370mAにされかつエバポパージが
中断されたとする。制御電流Iは480mA以下に継続維持
され時点で30秒経過すると正常判定がなされる。また
時点後に、パージ制御電磁弁16を開弁せしめ、パージ
を再開可能とする。これによって空燃比はリッチとな
り、制御電流Iは時点で再び480mAを越えることとな
る。この時点で、点線で示すように、再び故障診断を
開始し、3秒後の時点で、制御電流Iを強制的に370m
Aにしかつエバポパージを中断して前述と同様の故障診
断を繰り返すと、半永久的にエバポパージの開始と中断
が繰返され、キャニスタ10からの燃料蒸気の漏れ及びキ
ャニスタ10の劣化につながる。本実施例では、時点で
1度正常判定がなされると、機関運転状態検出値、例え
ば機関冷却水温度、車速、機関回転数および吸気管負圧
等の値が故障診断領域から一旦はずれない限り故障診断
が実行されない。このため、時点において制御電流I
が480mAを越えても故障診断は実行されない。従って
時点においてもパージは中断されず、又故障診断も実行
されない。次に吸気管負圧が時点において400mmHgよ
り低くなり故障診断領域からはずれて、時点において
再び故障診断領域から入ったとする。この場合時点か
ら故障診断が開始される。すなわち、時点から3秒後
の時点まで、制御電流Iが480mA以上が継続される
と、時点で制御電流Iが強制的に370mAにされかつエ
バポパージが中断され、正常又は異常の判定がなされ
る。
このように本実施例によれば、故障診断回数が車両の1
回の走行の間に1度だけに限定されず、故障判定の機会
を増加することができる。
また、正常判定した場合、一旦故障診断領域からはずれ
ない限り故障診断を禁止することとしたので、パージの
開始と中断の繰返しを防止してキャニスタからの燃料蒸
気の漏れやキャニスタの劣化を防止することができる。
次に本実施例を実行するためのルーチンを第5図及び第
6図を参照して説明する。なお、第5図および第6図に
示すルーチンは100ms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
50で異常判定フラグXDR=0か否か判定される。後述す
るように、異常判定されるとXDR=1にセットされるの
で、XDR=1の場合故障診断は実行されない。ステップ5
1では、冷却水温度、機関回転数、車速および吸気管負
圧等が故障診断領域内か否か判定される。故障診断領域
内であればステップ52で故障診断禁止フラグF=0か否
か判定される。最初Fはイニシャライズされており肯定
判定される。ステップ53ではフラグF1=0か否か判定さ
れる。F1も最初0であるから肯定判定される。ステップ
54では制御電流Iが480mA以上か否か判定される。肯定
判定されるとステップ55でタイマカウント値T1がインク
リメントされる。ステップ56ではT1≦350か否か判定さ
れる。ステップ57ではT1>30か否か判定される。最初は
T1≦30であるため、否定判定され、正常又は異常の判定
は実行されない。
T1>30となる前に、故障診断領域からはずれるかまたは
制御電流Iが480mA未満になると、ステップ51又はステ
ップ54で否定判定され、ステップ58でT1がリセットされ
る。ステップ57でT1が30を越えると、ステップ59でパー
ジが中断され、ステップ60でフラグF1が1にセットされ
る。このフラグF1は、T1>30となった後は、ステップ54
をスキップさせるためのフラグである。ステップ61以下
で正常又は異常の判定がなされる。ステップ61では制御
電流I≧480mAか否か判定される。肯定判定されるとス
テップ62で正常タイマカウントTNを0にし、ステップ63
で異常タイマカウントTAをインクリメントする。ステッ
プ64ではTA>40か否か判定する。否定判定されると本ル
ーチンを終了する。I≧480mAが約4秒間継続し、肯定
判定されるとステップ65で異常判定フラグXDRが1にセ
ットされ、これによって故障表示灯22がオンされる。フ
ラグXDRは後に点検、修理において外部からリセットし
ない限り1のまま保存される。またXDRが1にセットさ
れると、ステップ50で常に否定判定され故障診断は実行
されない。
一方、ステップ61で否定判定されると、ステップ66で異
常タイマカウントTAを0にし、ステップ67でTNをインク
リメントする。ステップ68ではTN>300か否か判定し否
定判定されると本ルーチンを終了する。I<480mAが約3
0秒間継続し肯定判定されるとステップ69で故障診断禁
止フラグFが1にセットされる。これにより、ステップ
52で否定判定され故障診断が禁止され、ステップ58でF
1,T1,TN,TAがリセットされ、ステップ70でパージ中断指
令が解除される。ステップ61以下で正常又は異常判定中
において故障診断領域からはずれると、ステップ51で否
定判定され、ステップ58,70でF1,T1,TN,TAのリセット、
パージ中断解除が実行され、故障診断は行なわれない。
また、ステップ51で否定判定されるとステップ71で故障
診断禁止フラグFがリセットされ、故障診断の実行が可
能となる。ステップ56でT1>350となると、ステップ58
で、F1,T1,TN,TAをリセットし、ステップ70でパージ中
断指令を解除して本ルーチンを終了する。
なお本実施例では空燃比がリッチ異常の場合について説
明したが、リーン異常の場合についても本発明を適用す
ることができる。
また、本実施例では気化器の空燃比制御系について説明
したが、燃料噴射弁を有する機関の空燃比フィードバッ
ク制御系にも本発明を適用できる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によればパージの開始および中断の
繰り返し頻度を低減せしめながら、故障判定の機会を増
大せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の一実施例を
示す全体構成図、第3図は故障診断の説明図、第4図は
本実施例の動作説明図、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。 7……水温センサ、8……O2センサ、 10……キャニスタ、12……エアブリード管、 13……リニアソレノイド弁、 20……クランク角センサ、 23……第1負圧スイッチ、 24……第2負圧スイッチ、 30……電子制御ユニット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料蒸気を機関吸気系にパージするパージ
    装置と、機関排気通路内に配置された空燃比センサの出
    力信号に基づいて算出されるフィードバック補正量によ
    って空燃比を予め定められた空燃比にフィードバック制
    御する空燃比制御装置とを具備し、前記フィードバック
    補正量が予め定められた限界値を一定時間継続して越え
    たときにはパージ装置によるパージ作用を一時的に中断
    することにより空燃比制御系の故障診断をするようにし
    た内燃機関において、機関の運転状態を検出する機関運
    転状態検出手段と、機関の運転状態が故障診断をすべき
    運転領域内になったときには空燃比制御系の故障診断を
    一回だけ行うと共に機関の運転状態が故障診断をすべき
    運転領域内にある限りその後は故障診断を行わず、機関
    の運転領域が故障診断すべき運転領域外になった後再び
    故障診断をすべき運転領域になったときに空燃比制御系
    の故障診断を一回だけ行う故障診断手段を具備した空燃
    比制御系の故障診断装置。
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