JPS63259146A - 空燃比制御系の故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ＮＯｘ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（特願
昭６１−２４３２１７号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら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
８０と、フィードバン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８１と
、温度検出手段８０の出力信号に基いて機関温度が予め
定められた設定温度以上のときに故障判別手段８１によ
る故障判別を禁止する故障判別禁止手段８２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にはエアブリード通路１ｏ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
ット全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（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）３
４、入力ポート３５おヒ出力ボート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０
□センサ１３が取付けられ、このｏ２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
の負圧に比例した一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に人力される。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セン
サ１５の出力電圧は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。出力ボート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０□センサ１３の出力電圧■の変化を示す。０
２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。０□センサ１３の出力電圧■はＣＰＵ３４に
おいて０．４５ボルト程度の基準電圧Ｖｒと比較され、
０□センサ１３の出力電圧■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■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が出力ボート３
６に出力される。

従って１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ップ値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■、およびステップ５３において出力ボ
ート３６に出力される■はパルスのデユーティ−比を表
わしており、一定の周期毎に発生しかつこのデユーティ
−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■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ｌ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過薄になり続けた場合にはＩがＭＩ
Ｎに達する。従ってＩがＭＡＸとなったか、或いはＭＩ
Ｎ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る。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に進む。一方、オフとなっているときにはステップ
６２に進み、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６３に進んでタイマがセ・ストされ
た後にステップ６１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６４に進む。

ステップ６４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、即ち機開始動後一定期間が経過していなければステ
ップ６１に進み、機開始動後一定期間を経過していれば
ステップ６５に進む。

ステップ６１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。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、従ってこのと
きにはバーコレ−シランが発生する可能性があるので誤
診を避けるために故障診断をしないようにしている。

一方、Ｔ−≦−７０℃であればステップ６５に進む。

従ってステップ６５に進むのは機開始動後一定期間を経
過する前であって冷却水温Ｔが７０℃よりも低いとき、
および機開始動後一定時間を経過した後である。

ステップ６５．６６、６７、６８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６９゜７０
において故障を診断して故障である場合にはステップ７
１において警告ランプ２２が点灯される。即ち、ステッ
プ６５では冷却水温Ｔが６０℃以上、９５℃以下である
かないかが判別される。

Ｔ＜６０℃の場合、およびＴ＞９５℃の場合には処理サ
イクルを完了し、従ってこれら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℃
＜’１’＜７０℃の場合のみ故障診断が行なわれ、機関
始動後一定期間経過したときには６０℃＜Ｔ＜９５℃の
場合のみ故障診断が行なわれる。機関始動後一定期間経
過したときにＴ−≧−９５℃になると気化器３において
パーコレーションが発生する可能性があるので誤診を避
けるために故障診断をしないようにしている。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６６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”以上であるが否かが判別され
、ステップ６７では負圧センサ１４の出力信号から負圧
Ｐが−８０ｍＨｇ　＜　Ｐ　＜３５０龍Ｈｇの範囲にあ
るか否かが判別され、ステップ６８では回転数センサ２
０の出力信号から回転数Ｎが１５０Ｏｒ、ｐ、ｍ＜　Ｎ
　＜　３０００ｒ、ｐ、ｍの範囲にあるが否かが判別さ
れる。これらのステップ６６、６７、６８かられかるよ
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６９では制御電流ＩがＭＩＮ＜ｌ＜ＭＡＸの範
囲にあるか否かが判別される。次いでステップ７０では
Ｉ＜ＭＩＮ或いはＩλＭＡＸである状態が例°えば１０
秒以上経過したが否がが判別され、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７１に進み、警告ランプ２２が点灯せしめられる。

〔発明の効果〕

気化器においてパーコレーションが発生するような運転
状態のときには故障診断が中止されるので故障診断の誤
診を阻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０２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・・・０□センサ、　　　１５・・・水温センサ。 ３・・・気化器 ７・・・燃料通路 １１・・・エアブリード制御弁 １３＝゛Ｑ２センサ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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を
   具備した空燃比制御系の故障診断装置。