JPH0754108B2 - 空燃比制御システムの故障診断方法 - Google Patents

空燃比制御システムの故障診断方法

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JPH0754108B2
JPH0754108B2 JP14478286A JP14478286A JPH0754108B2 JP H0754108 B2 JPH0754108 B2 JP H0754108B2 JP 14478286 A JP14478286 A JP 14478286A JP 14478286 A JP14478286 A JP 14478286A JP H0754108 B2 JPH0754108 B2 JP H0754108B2
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    • 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
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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〕 本発明は内燃機関の空燃比制御システムの故障診断方法
に関する。
〔従来の技術〕
排気ガス中の有害成分HC,CO及びNOXを同時に低減できる
三元触媒は、機関シリンダ内に供給される混合気の空燃
比が理論空燃比となったときに最も浄化率が高くなる。
従ってこの三元触媒を用いた場合、機関シリンダ内に供
給される混合気の空燃比を理論空燃比に一致させる必要
がある。このために混合気の空燃比を制御するための補
助空気供給制御弁を有し、排気通路内に設けられた排気
ガスセンサの出力信号に基いて補助空気供給制御弁をフ
ィードバック制御することにより補助空気量を制御し、
これにより混合気の空燃比を理論空燃比に一致させるよ
うにした空燃比制御装置が公知である。
一方、主に燃料タンク内の蒸発燃料が大気に放出される
のを阻止するために蒸発燃料を一度蒸発燃料吸着装置内
に吸着させ、次いで機関運転時にこの蒸発燃料を大気と
共に吸気通路内に供給するようにした蒸発燃料処理装置
が公知である。ところがこのような蒸発燃料処理装置に
おいては車両の使用状態や環境条件によって吸着される
蒸発燃料の量が大巾変動し、その結果吸気通路内に供給
される燃料蒸気の量も大巾に変動して混合気の空燃比が
大きく変動する。このように吸気通路内に供給される燃
料蒸気の量が大巾に変動すると、上述のような空燃比制
御装置を用いても補助空気量を増減しただけでは混合気
の空燃比を理論空燃比に一致させるのが不可能となり、
したがって機関シリンダ内に過薄或いは過濃な混合気が
供給され、三元触媒による良好な浄化作用を確保できな
くなる。
そこで機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比を理
論空燃比に一致すべくフィードバック制御が行なわれて
いるときには燃料蒸気を吸気通路内に供給するようにし
ておき、混合気の空燃比を理論空燃比に一致させること
が不可能であるためにフィードバック制御が停止された
ときには燃料蒸気の供給を停止するようにした蒸発燃料
処理装置が提案されている(実開昭57−95457号公
報)。しかしこの蒸発燃料処理装置では一時的であれフ
ィードバックが制御停止されるのでこの間に混合気は過
濃或いは過薄となり、排気ガス中の有害成分を良好に浄
化できないという問題がある。
この問題を解決するために、本出願人は、パージ量が少
ないときには補助空気量を増減させることにより、また
パージ量が多いときには燃料蒸気の供給を制御すること
により、混合気の空燃比を理論空燃比に一致させる構成
を提案した(特開昭61−1857号公報)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
さて、このような提案装置によると、補助空気量による
空燃比のフィードバック制御システムが故障しても、燃
料蒸気の供給量によるフィードバック制御システムによ
り混合気を理論空燃比に制御させることが可能である。
しかし、燃料蒸気の供給量の増減によるフィードバック
制御の場合、空燃比の瞬時的な脈動が大きいために混合
気を精度よく理論空燃比に定めることが困難となり、排
気ガスの浄化作用が低下するおそれがある。したがっ
て、できるだけ補助空気量による空燃比のフィードバッ
ク制御を行なうことが好ましく、空燃比制御システムの
故障はできる限り早期に発見しなければならないという
問題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、空燃比制御システムの故障診断方法を提供す
るものであり、蒸発燃料パージの影響を排除して、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、空燃比制御システムが故障している
と判断することを特徴としている。
〔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は気化器、4は排気マニホルド、5はディストリビュ
ータ、6は機関冷却水温を検出する水温センサ、7は排
気マニホルド4内の排気通路内に配置された酸素濃度検
出器からなる排気ガスセンサ、8は燃料タンク、9はチ
ャコールキャニスタからなる蒸発燃料吸着装置、10は電
子制御ユニットを夫々示す。気化器3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内には補助空気制御用電磁弁13が挿入される。電磁
弁13が開弁すると補助空気がエアブリード管12を介して
メイン燃料通路11内に供給され、それによってメイン燃
料通路11から供給される燃料量が変化するために機関シ
リンダ内に供給される混合気の空燃比が変化する。従っ
てエアブリード管12は空燃比制御用補助空気の供給路を
形成している。空燃比を制御するためには気化器スロッ
トル弁後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、この場合供給路は気化器スロットル弁後流の
吸気通路内に連結される。
一方、蒸発燃料吸着装置9は一方では蒸発燃料導管14を
介して燃料タンク8に連結され、他方では蒸発燃料導管
15を介して吸気マニホルド2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。
蒸発燃料吸着装置9はその内部に活性炭17を内蔵してお
り、燃料タンク8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
は吸気マニホルド2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。
電子制御ユニット10は、中央演算処理装置(CPU)21
と、リードオンリメモリ(ROM)22と、ランダムアクセ
スメモリ(RAM)23と、AD変換器(A/D)24と、入出力ポ
ート(I/O)25とを備え、これらはバス26により相互に
接続される。水温センサ6および排気ガスセンサ7はAD
変換器24に接続され、これらの出力信号はAD変換されて
RAM 23に格納される。
ディストリビュータ5に取付けられた回転数センサ18は
入出力ポート25に接続され、この回転数センサ18の出力
信号は入出力ポート25を介してRAM 23に格納される。ま
た電子制御ユニット10は駆動回路27を有する。この駆動
回路27は電磁弁13,16のソレノイドに接続され、入出力
ポート25を介して得られる指令信号に基いてこれらのソ
レノイドを励磁して電磁弁13,16を開閉させる。表示灯3
1は運転席に設けられ、空燃比制御システムが故障して
いるとき点灯するものであり、入出力ポート25から出力
される指令信号に基いて点灯する。
第1図は電子制御ユニット10により実行される空燃比制
御システムの故障診断ルーチンのフローチャートを示
す。この診断ルーチンは例えば200msec毎に割込み処理
される。
ステップ101では診断制御フラグXDCが1か否か判断され
る。このフラグXDCは図示しないメインルーチンにおい
て初め1に設定されており、ステップ107〜119を1度で
も実行すると、すなわち故障診断を1度でも行なうと、
ステップ119において0に設定されるようになってい
る。しかしてステップ101においてフラグXDCが1である
とステップ102以下が実行され、逆にフラグXDCが0であ
るとステップ102以下をスキップしてこのルーチンを終
了する。
ステップ102では空燃比のフィードバック量VFが読み込
まれる。ステップ103においてフィードバック量VFが予
め定められた上限値Imax以上か否か判断され、上限値Im
ax以上であればステップ105へ進み、上限値Imaxより小
さければステップ104へ進む。ステップ104ではフィード
バック量VFが予め定められた下限値Imin以下か否か判断
され、下限値以下であればステップ106へ進み、下限値I
minより大きければ以下の全てのステップをスキップし
てこのルーチンを終了する。すなわち、フィードバック
量が上限値Imax以上か、あるいは下限値Imin以下であれ
ばステップ105,106以下が実行されて空燃比制御システ
ムの故障診断が行なわれ、フィードバック量が上限値Im
axと下限値Iminの間にあれば故障診断は行なわれない。
フィードバック量VFが上限値Imax以上の場合、すなわち
空燃比が過濃の場合、ステップ105においてフラグfが
1に設定された後、ステップ107においてタイマ(図示
せず)の時刻tが0にクリアされ、ステップ108におい
て時刻tが所定値T1以上になったか否か判断される。フ
ィードバック量VFが下限値Imin以下の場合、すなわち空
燃比が過薄の場合、ステップ106においてフラグfが0
に設定された後、ステップ107,108が実行される。ステ
ップ108は時刻tが所定値T1になるまで実行され、時刻
tが所定値T1に達するとステップ109において電磁弁16
が閉じられる。すなわち、フィードバック量VFが上限値
Imax以上、あるいは下限値Imin以下になった場合、所定
時間T1後に蒸発燃料導入管15が閉塞されて蒸発燃料の吸
気通路への供給が停止される。次にステップ110におい
てタイマが再び0にクリアされ、時刻tが所定値T2にな
ると、すなわち電磁弁16が閉弁して所定時間T2経過後、
ステップ111からステップ112へ移る。
ステップ112では再びフィードバック量VFが読み込まれ
る。ステップ113においてフラグfが1の場合、換言す
ればステップ103においてフィードバック量VFが上限値I
max以上であると判断された場合、ステップ114へ進み、
ここでフィードバック量VFが依然として上限値Imax以上
であれば空燃比制御システムは故障していると判断さ
れ、ステップ116においてリッチ異常フラグXDRに1が設
定されるとともに表示灯31が点灯される。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、表示灯31はフラグXDRが1である限
り点灯し続ける。つまり表示灯31はエンジンが停止する
まで点灯し続け、停止後次の運転時にフラグXDRがリセ
ットされていなければ再び点灯する。ステップ114にお
いてフィードバック量VFが上限値Imaxより小さければ空
燃比制御システムは正常であると判断され、ステップ11
6はスキップされる。一方、ステップ113においてフラグ
fが0の場合、換言すればステップ103においてフィー
ドバック量VFが下限値Imin以下であると判断された場
合、ステップ115においてフィードバック量VFが依然と
して下限値Imin以下か否か判断され、下限値Imin以上で
あればステップ117においてリーン異常フラグXDLに1が
設定されるとともに表示灯31が点灯され、下限値Iminよ
り小さければステップ117はステップされる。
空燃比制御システムが故障していても、また正常であっ
ても、ステップ118において電磁弁16が開放され、本来
の空燃比のフィードバック制御の状態に戻される。これ
は、電磁弁16を閉弁したままにしておくと蒸発燃料吸着
装置9内の燃料がいつまでも外部に解放されず、この内
部が燃料蒸気で飽和状態になるのを防止するためであ
る。次でステップ119では診断制御フラグXDCが0にクリ
アされる。したがって、その後この診断ルーチンが起動
されても、上述したようにステップ101は実行した後す
ぐにこのルーチンは終了し、故障診断は行なわれなくな
る。すなわち、故障診断は車両の1回の走行の間に1度
しか行なわれない。これは、故障診断のために電磁弁16
を何度も開閉すると、この電磁弁16の開放のたびに、多
量の燃料蒸気が吸気通路へ供給されて燃料蒸気の供給が
ハンチングを起こすのを防止するためである。
第3図は上記診断ルーチンによる制御のタイムチャート
を示す。この図において当初電磁弁16は開放し、またフ
ラグXDRは0、フラグXDCは1に設定されている。ここで
空燃比が実線Jで示すようにリッチ側に変化し、フィー
ドバック量VFが実線Iで示すように増加してImaxに達し
たとする。この後所定時間T1経過すると、電磁弁16が閉
じられる。もし空燃比制御システムが正常であれば、空
燃比は理論空燃比(A/F=14.6)側へ変化し、フィード
バック量VFは減少していく。しかして電磁弁16が閉弁し
てから所定時間T2経過後、フィードバック量VFが上限値
Imaxより小さくなっていれば、空燃比制御システムは正
常であると判断され、リッチ異常フラグXDRは0に維持
されるが、もしフィードバック量VFが上限値Imax以上の
ままであれば空燃比制御システムは故障していると判断
され、リッチ異常フラグXDRは破線Kで示すように1に
設定される。またこの故障診断が行なわれると、故障か
正常かに拘らず診断制御フラグXDCが0にクリアされ
る。したがってその後、フィードバック量VFが再び上限
値Imaxに達したとしても、これはシステムの故障による
ものか否か既にわかっているので、再度故障診断は行な
わない。なお、図中、太い破線Lは気化器3のベース空
燃比、斜線の部分Mは電磁弁16の開弁による蒸発燃料の
解放に基く空燃比の変動量を示す。
第3図はリッチ故障を判断する例であったが、本実施例
によればリーン故障も判断できる。例えば新しい蒸発燃
料吸着装置9を取付けた場合、電磁弁16を開弁すると蒸
発燃料吸着装置9を介して空気が吸気マニホルド2内に
導かれ、混合気の空燃比がリーン状態となり、この場合
にリーン故障を生じる可能性がある。
なお、フィードバック量VFの上限値Imaxおよび下限値Im
inは、必要に応じて一方のみを用いるようにすることも
できる。また本発明は燃料噴射弁を備えたエンジンにも
適用できることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、空燃比制御システムの故
障を早期に発見することができ、したがって空燃比を常
に精度よく理論空燃比に維持し、排気ガスの浄化効率を
高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る故障診断ルーチンを示
すフローチャート、 第2図は本発明を適用した蒸発燃料処理装置を示す概略
図、 第3図は故障診断ルーチンの制御を示すタイムチャート
である。 2……吸気マニホルド、 7……排気ガスセンサ、 9……蒸発燃料吸着装置、 10……電子制御ユニット、 12……エアブリード管、 13,16……電磁弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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、上記パージ制御用開閉弁を一時的に閉弁
    し、その後該フィードバック量が該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判断す
    ることを特徴とする空燃比制御システムの故障診断方
    法。
JP14478286A 1986-06-23 1986-06-23 空燃比制御システムの故障診断方法 Expired - Lifetime JPH0754108B2 (ja)

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JPH0233443A (ja) * 1988-07-22 1990-02-02 Toyota Motor Corp 空燃比制御系の故障診断装置
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WO2015178048A1 (ja) * 2014-05-20 2015-11-26 本田技研工業株式会社 異常判定装置

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