JPS641737B2 - - Google Patents

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装置の自己診断装置に係
り、特にユーザ又はデイーラ向けの故障診断の選
択と、エンジン始動後に必ずユーザ向けの故障診
断を実行させるのに好適な自己診断装置に関す
る。 〔従来の技術〕 近年、自動車台数の増大に伴ない、環境汚染が
問題となり、その公害対策の一環として排気ガス
対策が講じられており、それと同時に省エネルギ
ーの要請から燃費向上の対策が講じられている。
このように対策を講ずることはエンジンの総合効
率という面から考えれば、エンジン効率の低下を
来たしている。ところで、上述した排気ガス対策
には各種の方策が提案されており、その１つの対
策として三元触媒を使用したものが多く提供され
ている。この三元触媒は混合気の空燃比が理論空
燃比の時に最高の転化率を示す。したがつて、三
元触媒を有効に働かせるためには、自動車のエン
ジン回転数が暖機運転状態の600回転付近から最
高6000回転付近と非常に広い範囲にわたり、しか
もその速度が急変する中で常に空燃比を理論空燃
比付近で、しかも極くせまい範囲で制御する必要
がある。ところが、従来の機械式制御方法にあつ
ては、このような複雑多岐にわたる自動車の運転
条件に対して自動車の総合効率を向上させると共
に、自動車の排気ガス対策をも行わせることは、
その制御精度、応答性の点で困難なものであつ
た。 一方、マイクロコンピユータの出現に伴ない、
マイクロコンピユータを用いてエンジンの総合的
制御を行うことが提案されている。空燃比制御に
おいても当然の事ながらエンジンの総合的制御の
一環としてマイクロコンピユータによるデイジタ
ル制御に移行しつつある。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、自動車の制御系が電子化、コンピユー
タ化されるに伴なつてシステムが複雑化し、サー
ビス性も多岐に渡り、又サービスデイーラに於い
ては、これに応じた設備が必要となつている。従
来のデイジタル制御による空燃比制御装置は、制
御精度、応答性の点で非常に優れているものの、
回路やその構成が複雑な上、プログラムによる動
作であるため自動車のデイーラ、ユーザにとつて
保守管理をすることが極めて困難なものであつ
た。 従来、カーメーカからデイーラに対し、サービ
ス解析書等のトラブルシユーテイングを発行し、
それに基づいて車輌トラブル毎の故障部位を確認
する方法が採られていた。 そのため、関係アクチユエータ、センサ類の故
障適出及び判断には高度技術者の養成が必要であ
り、かつメンテナンスに多くの時間と費用を要す
るという問題があつた。 一方、コンピユータ化された制御系は各種のエ
ンジン運転情報を入力し、それら入力情報から関
係アクチユエータを付勢して自動車の適性制御を
行つているので、この保守を容易に且つ適格に行
い得るようにするための装置等が望まれていた
が、空燃比制御に内蔵された故障診断を行う装置
等は提供されていなかつた。 本発明の目的はデイーラ，ユーザにとつて故障
診断を容易に且つ適確に行い得る空燃比制御装置
の自己診断装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明は、エンジン
の運転状態を検出する各種センサと、空燃比制御
を行うための制御プログラムが格納された記憶手
段と、前記各種センサの検出出力を取り込んで前
記制御プログラムに基づき供給空燃比を理論空燃
比近傍に補正制御する演算処理を行う手段とを備
える制御回路と、該制御回路の出力信号により駆
動され、燃料あるいは空気供給量を制御するアク
チユエータと、からなる空燃比制御装置であつ
て、前記装置の各要素の故障診断を行うユーザ及
びデイーラ向チエツクプログラムが格納された記
憶手段と、故障診断のチエツク項目が記憶され、
該チエツク項目毎の診断データを記憶すると共
に、前記チエツク項目及び診断データの読出し書
換え可能な記憶手段と、デイーラ向チエツクプロ
グラムを起動するテスト信号入力手段と、テスト
信号の入力の有無を検出し、該テスト信号の無い
ときユーザ向チエツクプログラムを、一方テスト
信号の有るときデイーラ向チエツクプログラムを
選択する手段と、選択されたチエツクプログラム
を実行し、チエツク項目毎の診断データを前記読
出し書換え可能な記憶手段に出力するチエツクプ
ログラム実行手段と、該記憶手段から取り出され
るチエツク項目毎の診断データを基に故障箇所を
検索する手段と、故障箇所をユーザまたはデイー
ラ向けに予め定められた報知パターンにより表示
する手段。 〔作用〕 制御回路は空燃比制御動作中に記憶手段に格納
されたユーザまたはデイーラ向チエツクプログラ
ムのいずれか一方を選択してプログラム実行手段
により起動し、読出し書換え可能な記憶手段に格
納されたチエツク項目ごとの故障診断を実行する
と共に、得られた診断データを読出し書換え可能
な記憶手段に格納する。すなわち、エンジンの始
動と同時に、制御回路が動作して、テスト信号入
力手段からのデイーラ専用のテスト信号の有無に
よつてユーザ／デイーラ選択手段で故障診断を誰
に対して行うのかを判別し、それに応じた指令信
号を出力する。チエツクプログラム実行手段では
前記指令信号に基づき記憶手段に格納されたユー
ザまたはデイーラ向チエツクプログラムのいずれ
かを読び出し起動する。そして、チエツクプログ
ラムによる故障診断が全て終了した時、その診断
データは故障箇所検索手段に取り込まれ、チエツ
ク項目ごとの診断データの検索により故障箇所が
特定される。この故障箇所は予め定めたユーザま
たはデイーラ向けの報知パターンに従つて表示手
段から表示される。 〔実施例〕 以下、本発明を図面に示した実施例に基づき詳
細に説明する。まず、本発明が対象とする空燃比
制御装置の基本構成を第１図及び第２図を参照し
て説明する。 第２図は気化器を備えたエンジン系統の全体構
成図を示す。図において、１はエンジンあり、２
は気化器、４は吸気管、５は排気管である。図示
しないアクセルペダルを操作することによつて気
化器２に設けられているスロツトバルブ１８の開
度が制御され、それによりエアクリーナ２７から
エンジンの各シリンダへ供給される供給空気量が
制御される。そして上記スロツトルバルブ１８に
はその開度に応じた信号を出力するスロツトル開
度センサ２４が設けられ、この信号は制御回路３
に入力される。 このようにしてスロツトルバルブ１８の開度で
制御される空気流量は吸気管４に設けられている
圧力センサ１９により吸入負圧量として検出さ
れ、この吸入負圧検出信号は制御回路３に入力さ
れる。そして、この吸気負圧検出信号と後述する
各種センサからの出力信号に基づいて気化器２に
設けられているソレノイドバルブ１０，１１の開
弁時間が制御される。 また、図示しない燃料ポンプから供給される燃
料は燃料管７を介して燃料室１２に蓄えられ、メ
インオリフイス２１を経てスモールベンチユリ１
７内に設けられた噴射ノズル２０より気化器２に
供給される。 更に燃料は上記供給系とは別にメインソレノイ
ドバルブ１１を通つて、メインオリフイス２１を
迂回するようにして噴射ノズル２０より気化器２
に供給される。それ故、噴射ノズル２０から供給
される燃料供給量はメインソレノイドバルブ１１
の開弁時間により制御することができる。 一方、気化器２内への供給空気量はスローソレ
ノイドバルブ１０の開弁時間を制御し、それによ
つて空気取入口からの空気流入量を制御すること
により修正される。 また２２はクランク角センサであり、エンジン
の回転数に応じて基準クランク角毎（例えば180
度）及び一定角度（例えば0.5度）毎に基準角信
号及びポジシヨン信号を出力する。更に１５は冷
却水温センサであり、この検出出力はエンジン始
動直後のエンジン温度を急速に上昇させるために
供給燃料量を増大させるための補正信号として用
いられ、制御回路３に取り込まれる。すなわち、
冷却水温センサ１５はエンジン温度が所定値に達
した時点で動作し、また、この検出信号は暖機運
転完了時点を検出し、O₂フイードバツク制御を
開始させるための制御信号としても使用される。 １６はO₂センサであり、これは排気ガス中の
酸素濃度を検出して最適な空燃比制御を行うため
のものである。 次に第１図には各種のエンジン制御を行うエン
ジン制御装置のうちの気筒内の供給空燃比を制御
する制御回路３のブロツク図が示されている。図
において、空燃比演算手段３００はセンサ１００
から取り込まれた検出データに基づき記憶手段５
０Ａに格納された制御プログラムを実行し、現在
のエンジン運転状況における最適な空燃比を求
め、この空燃比になるようにアクチユエータ８，
９を起動する制御信号を出力する。 ユーザ／デイーラ選択手段３０１はテスト信号
入力手段１１０から出力される外部入力信号の有
無により故障診断をユーザ向けに行うか、又はデ
イーラ向けに行うかを選択し、各々に対応した指
令信号を出力する。すなわち、テスト信号の無い
ときにはユーザ向けの故障診断、一方テスト信号
が有るときにはデイーラ向けの故障診断が選択さ
れ、この選択に対応した指令信号が出力される。 チエツクプログラム実行手段３０２はユーザ／
デイーラ選択手段３０１からの指令信号に基づい
て記憶手段５０Ｂからユーザまたはデイーラ向チ
エツクプログラムを起動する。チエツクプログラ
ムが起動されると、記憶手段６０に格納されたチ
エツク項目に応じて空燃比演算手段３００により
空燃比制御が行われているエンジンの運転状態に
おけるセンサ１００及びアクチユエータ８，９の
現実の状態を表わすデータ、及び診断に必要な状
態を作り出し、そのときのデータなどを前記空燃
比演算手段３００を介して取り込み、診断対象と
なつているセンサ、アクチユエータなどの診断が
実行される。そして、これらのデータは故障箇所
を検索するための診断データとして記憶手段６０
に一旦格納される。 故障箇所検索手段３０３は、記憶手段６０内の
診断データを基に診断対象となる装置の要素の故
障判定が行われる。その結果故障箇所が特定され
ると、この故障箇所に対応した表示のための制御
信号を表示手段３０に出力する。 次に、本発明の動作を第１図により説明する。 エンジン１を始動した後、制御回路３はセンサ
１００からの検出信号を空燃比演算手段３００に
取り込み、この検出信号に基づいて最適な空燃比
が演算され、この空燃比に対応したアクチユエー
タ８，９の制御量を予め格納された空燃比データ
から求め、この制御量を基に各アクチユエータを
駆動する。 エンジンが空燃比制御されている状態におい
て、テスト信号入力手段１１０からテスト信号が
発せられていない場合、すなわちユーザが操作す
る通常のエンジン始動ではテスト信号の入力が無
いので、ユーザ／デイーラ選択手段３０１はユー
ザ向けの故障診断を選択し、これに対応した指令
信号を出力する。この指令信号がチエツクプログ
ラム実行手段３０２に入力されると記憶手段５０
Ｂからユーザ向チエツクプログラムを呼び出し、
起動が行われる。ユーザ向チエツクプログラムの
起動により空燃比制御装置の診断が実行される。
診断は主にセンサ、アクチユエータ類を中心に実
行され、その結果を記憶手段６０にチエツク項目
毎の診断データとして格納される。チエツクプロ
グラムによる診断が終了すると、故障箇所検索手
段３０３では、チエツク項目毎の診断データを取
り込み、この診断データから故障箇所の特定がな
される。故障箇所が判明すると、ユーザ向けに予
め定められた報知パターン、すなわち故障箇所の
有無だけにより表示手段３０に表示し、ユーザに
報知する。 このように、ユーザ向チエツクプログラムはエ
ンジン始動後、空燃比制御が開始されると必ず起
動されるので、エンジンの始動毎に空燃比制御装
置の正常動作が確認できる。 一方、デイーラにおいて、故障判定する場合に
はテスト信号をユーザ／デイーラ選択手段３０１
に入力する。このユーザ／デイーラ選択手段では
デイーラ向けの故障判定を選択し、これに対応し
た指令信号を出力する。チエツクプログラム実行
手段３０２では前記指令信号に基づき記憶手段５
０Ｂからデイーラ向チエツクプログラムを呼出
し、起動が行われる。デイーラ向チエツクプログ
ラムは、デイーラで故障情報の詳細を知るため、
すでにRAM60に格納されている診断情報に基づ
きチエツク項毎の故障を判定し、この判定結果に
応じた表示モードを出力処理するルーチンであ
る。故障箇所検索手段３０３では、記憶手段６０
内のチエツク項毎の診断情報から故障箇所を割り
出すと共に、この故障箇所は予め定めれたチエツ
ク項目に対応した報知パターンにより表示手段３
０に出力される。 次に、制御回路３がマイクロコンピユータ
（CPU）４０により構成された空燃比制御装置に
ついて説明する。 第３図は、全体構成を示すもので、CPU４０
は空燃比制御に関する各種データのデイジタル演
算処理を行うセントラルプロセツシングユニツト
であり、ROM（リードオンリメモリ）５０は空
燃比制御プログラム等の制御プログラム及び固定
データを格納するための記憶素子であり、更に
RAM（ランダムアクセスメモリ）６０は、故障
箇所の特定に必要な診断データ及び空燃比制御に
必要な各種センサ等の検出データを格納する読出
し書換え可能な記憶素子である。 入出力インターフエイス回路７０は各種センサ
からの信号を受け、これをバスライン２８を介し
てCPU４０に送出すると共に、CPU４０でROM
５０に格納されている制御プログラムに基づき演
算処理した後にスローソレノイドバルブ１０を駆
動するスローソレノイド８、メインソレノイドバ
ルブ１１を駆動するメインソレノイド９に制御信
号を送出する。尚、スローソレノイド８及びスロ
ーソレノイドバルブ１０と、メインソレノイド９
及びメインソレノイドバルブ１１と、はアクチユ
エータと称している。 第３図には、各種センサとして、スロツトル開
度センサ２４、冷却水温センサ１５、O₂センサ
１６のみが示されているが、実際には既述したク
ランク角センサ２２及び圧力センサ１９の検出出
力も前記入出力インターフエイス回路７０に取り
込まれるが、便宜上省略する。 また上記スロツトル開度センサ２４はスロツト
ルバルブ１８が全開状態にあるか否かを検出する
ものであり、スロツトル開度がある値（全開状態
ではない）に達した時点でON状態からOFF状態
に切り換わり、冷却水温センサ１５も通常（エン
ジン冷却時）はON状態にあり、エンジン温度が
上昇し冷却水温が所定の値に達した時点でOFF
状態となる。 更にO₂センサ１６の出力は増幅器２５を介し
て入出力インターフエイス回路（以下、Ｉ／Ｏ回
路と記す。）７０の入力端I₃に取り込まれる。こ
こでO₂センサ１６は電源Ｓより抵抗R₁，ダイオ
ードＤ、抵抗R₂を介してバイアス電圧が供給さ
れている。そしてこのバイアス電圧の供給はＩ／
Ｏ回路７０の出力端O₃からの制御信号により
ON，OFFするトランジスタQ₁で制御される。 一方、空燃比を制御するスローソレノイド８、
メインソレノイド９は夫々、出力端O₁，O₂から
出力される制御信号でON，OFF動作するトラン
ジスタQ₃，Q₄によりその通電が規制される。 次に、空燃比制御装置の動作を説明する。クラ
ンク角センサ２２、圧力センサ１９により夫々、
エンジン回転数及び吸入負圧を検出する一方、予
めエンジン回転数及び吸入負圧に対応した空燃デ
ータをROM５０に記憶させておき、実測したエ
ンジン回転数及び吸入負圧からROM５０に記憶
されている空燃比データを検索し、このデータに
基づいてスローソレノイド８、メインソレノイド
９を駆動して空燃比制御を行うと共に運転状態に
応じて、O₂センサ１６からの検出出力により更
に補正制御O₂フイードバツク制御を行うもので
ある。 尚、本発明では空燃比制御方法自体を主旨とす
るものではないのでその詳細は省略する。 次に、空燃比制御装置の自己診断に適用される
具体例について説明する。 第３図において、ROM５０には、空燃比を制
御する制御プログラムの他に、空燃比制御装置の
故障判定を行う自己診断プログラム（ユーザ向・
デイーラ向チエツクプログラム）が格納されてお
り、またRAM６０には故障箇所を判定するため
にチエツク項目数に相当する11ビツトのフラグが
設けられている。 Ｉ／Ｏ回路７０には、O₂センサ１６の故障判
定を行うための回路が設けられている。この回路
はトランジスタQ₂からなり、Ｉ／Ｏ回路の出力
端O₄からの制御信号によりON，OFF動作し、
O₂センサ１６に強制的に電流を流したり、遮断
したりすることにより故障判定が行われる。 また空燃比を制御するスローソレノイド８、メ
インソレノイド９を制御するトランジスタQ₃，
Q₄は、そのコレクタをＩ／Ｏ回路７０の入力端
I₄，I₅に夫々接続されており、Ｉ／Ｏ回路の出力
端O₁，O₂からチエツク信号を送出して得られる
該トランジスタのコレクタ電圧レベルから故障判
定が行われる。 尚、Ｉ／Ｏ回路７０の端子Ｐはデイーラ向チエ
ツクプログラムを起動するテスト信号が入力され
る。 制御回路３による自己診断の判定結果は、故障
箇所と共り表示部３０に表示される。 表示部３０は、自己診断のチエツク項目に相当
する数だけの表示素子、例えばランプ、発光ダイ
オード、液晶等を設け、これを点滅するか、又は
前記チエツク項目に対応づけたチエツクコードを
予め決めておき、このチエツクコードに対応して
予め決められた報知パターンにより故障箇所を報
知する。更には前記表示素子とブザーとの組合せ
により報知することも可能である。 次にチエツクプログラムによる自己診断におけ
るチエツクコードとチエツク項目及び故障状況と
の対応関係を表１に示す。尚、RAM６０内に設
けた11ビツドのフラグの各々のビツトはチエツク
コードに対応させてある。

【表】

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明によれば、空燃比制御装
置を構成する各要素を個別のチエツクカードによ
り実施することなく、前記制御装置に組み込まれ
たチエツクプログラムの実行によつてユーザまた
はデイーラ向けに故障診断ができるので、作業の
簡易化が図れると共に、空燃比制御動作中におい
て空燃比制御装置の故障診断を容易且つ適確に行
い得る。 また、ユーザ向チエツクプログラムは、エンジ
ン始動後、必ず実行され、故障箇所の有無が表示
されるので、走行前あるいは再始動後の点検が容
易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロツク図、
第２図は気化器を備えたエンジン系統の全体構成
図、第３図は空燃比制御装置の制御回路のブロツ
ク図、第４図はO₂センサの出力特性を示す図、
第５図はチエツクプログラムの一例を示すフロー
チヤート、第６図はメインプルグラムのフローチ
ヤート、第７図はデイーラ向チエツクプログラム
の詳細なフローチヤート、第８図は表示素子の点
滅パターンによりチエツクコードを表示する場合
の説明図である。 ２……気化器、３……制御回路、８，９……ア
クチユエータ、３０……表示部、４０……CPU、
５０……ROM、６０……RAM、７０……Ｉ／
Ｏ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの運転状態を検出する各種センサ
   と、空燃比制御を行うための制御プログラムが格
   納された記憶手段と、前記各種センサの検出出力
   を取り込んで前記制御プログラムに基づき供給空
   燃比を理論空燃比近傍に補正制御する演算処理を
   行う手段とを備える制御回路と、該制御回路の出
   力信号により駆動され、燃料あるいは空気供給量
   を制御するアクチユエータと、からなる空燃比制
   御装置であつて、前記装置の各要素の故障診断を
   行うユーザ及びデイーラ向チエツクプログラムが
   格納された記憶手段と、故障診断のチエツク項目
   が記憶され、該チエツク項目毎の診断データを記
   憶すると共に、前記チエツク項目及び診断データ
   の読出し書換え可能な記憶手段と、デイーラ向チ
   エツクプログラムを起動するテスト信号入力手段
   と、テスト信号の入力の有無を検出し、該テスト
   信号の無いときユーザ向チエツクプログラムを、
   一方テスト信号の有るときデイーラ向チエツクプ
   ログラムを選択する手段と、選択されたチエツク
   プログラムを実行し、チエツク項目毎の診断デー
   タを前記読出し書換え可能な記憶手段に出力する
   チエツクプログラム実行手段と、該記憶手段から
   取り出されるチエツク項目毎の診断データを基に
   故障箇所を検索する手段と、故障箇所をユーザま
   たはデイーラ向けに予め定められた報知パターン
   により表示する手段と、からなる空燃比制御装置
   の自己診断装置。