JPH0689700B2 - 燃料噴射弁診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、機関吸気通路に気筒ごとに設けられる燃料噴
射弁のつまり等を診断する燃料噴射弁診断装置に関す
る。

〈従来の技術〉 内燃機関の電子制御燃料噴射装置においては、機関吸気
通路に気筒ごとに電磁式の燃料噴射弁を設け、コントロ
ールユニットからの駆動パルス信号により通電して開弁
させることにより、燃料を噴射供給している。

燃料噴射量の制御は、機関に吸入される空気量に関連す
る状態量である吸入空気流量Ｑ及び機関回転数Ｎから、
基本燃料噴射量Tp＝Ｋ・Q/N（Ｋは定数）を演算する一
方、機関排気系に設けた酸素センサからの信号に基づい
て空燃比フィードバック補正係数αを設定して、これに
より補正することにより、最終的な燃料噴射量Ti＝Tp・
αを演算し、これに相応するパルス巾の駆動パルス信号
を各燃料噴射弁にその気筒の吸気行程にタイミングをあ
わせて与えることによって行う。

ところで、前記燃料噴射弁に異常を生じた場合には、こ
れを速やかに検知する必要がある。

従来の燃料噴射弁の異常診断方法としては、次のような
方法があった。

燃料カット中に空燃比を検出して、燃料噴射弁のリ
ークを検出する。

２領域の空燃比を比較して、燃料噴射弁のリークを
検出する。

CPUの出力と燃料噴射弁のON・OFF出力とを比較し
て、断線を検出する。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、これはリーク側の故障あるいは断線の診
断であり、燃料噴射弁のつまりによる異常は検出できな
いという問題点があった。

本発明は、このような実情に鑑み、燃料噴射弁のつまり
を診断することのできる燃料変社弁診断装置を提供する
ことを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第１図に示すように、機関吸気通
路に気筒ごとに燃料噴射弁を備える内燃機関であって、
機関に吸入される空気量に関連する状態量に基づいて基
本燃料噴射量を演算する基本燃料噴射量演算手段と、機
関排気系に設けた酸素センサからの信号に基づいて空燃
比のリッチ・リーンを判定し、判定結果に従って空燃比
フィードバック補正係数を増減設定する空燃比フィード
バック補正係数設定手段と、基本燃料噴射量にそのとき
の空燃比フィードバック補正係数を乗じて、各燃料噴射
弁に指示する燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段
とを備えるものにおいて、下記（ａ）〜（ｃ）の手段を
設けて、燃料噴射弁診断装置を構成する。

（ａ）所定の診断条件にて、順次、１つの気筒の燃料噴
射弁の燃料噴射量を空燃比フィードバック補正係数を所
定値に固定して得た値とする固定切換手段 （ｂ）該固定切換手段により１つの気筒の燃料噴射量を
空燃比フィードバック補正係数を所定値に固定して得た
値とした際に、前記空燃比フィードバック補正係数設定
手段により設定された空燃比フィードバック補正係数を
それぞれ記憶する空燃比フィードバック補正係数記憶手
段 （ｃ）該記憶手段に記憶された各回のフィードバック補
正係数を比較して各燃料噴射弁の異常の有無を判定する
比較判定手段 更に、下記（ｄ）の手段を設けるとよい。

（ｄ）前記比較判定手段により異常と判定された気筒の
燃料噴射弁に指示する燃料噴射量を補正する補正手段 〈作用〉 基本燃料噴射量をTp、空燃比フィードバック補正係数を
αとし、燃料噴射量をTi＝Tp・αとして、４気筒の場合
で作用を説明する。

診断時は、先ず＃１気筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴
射量をTi＝Tp・α_０（但しα_０は所定値）とし、他の気
筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴射量をTi＝Tp・αとす
る。そして、このときの空燃比フィードバック補正係数
αをα_１として記憶する。

次に＃２気筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴射量をTi＝
Tp・α_０とし、他の気筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴
射量をTi＝Tp・αとする。そして、このときの空燃比フ
ィードバック補正係数αをα_２として記憶する。

次に＃３気筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴射量をTi＝
Tp・α_０とし、他の気筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴
射量をTi＝Tp・αとする。そして、このときの空燃比フ
ィードバック補正係数αをα_３として記憶する。

次に＃４気筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴射量をTi＝
Tp・α_０とし、他の気筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴
射量をTi＝Tp・αとする。そして、このときの空燃比フ
ィードバック補正係数αをα_４として記憶する。

この後、α_１〜α_４を比較する。

ここで、各燃料噴射弁が正常であれば、各気筒の空燃比
フィードバック補正係数の固定時において、固定気筒の
空燃比フィードバック分Ｆの他の３つの気筒で補うべ
く、空燃比フィードバック補正係数αがF/3に相当する
分変化するだけで、α_１〜α_４に大きな変化はない。

しかし、＃１気筒につまりを生じていた場合は、当初よ
り、＃１気筒の噴射すべき分Ｘ（≫Ｆ）を他の３つの気
筒で補うべく、空燃比フィードバック補正係数αがX/3
に相当する分増大していて、＃１気筒の噴射量をTi＝Tp
・α_０と固定しても、＃１気筒の噴射量は実質的には変
化しないから、空燃比フィードバック補正係数αはX/3
に相当する分増大したままで、これがα_１となる。

これに対し、＃２気筒〜＃４気筒のいずれかを固定、例
えば＃２気筒の噴射量をTi＝Tp・α_０と固定すると、＃
２気筒の負担分のX/3を他の＃３と＃４気筒で補う必要
を生じ、空燃比フィードバック補正係数αがX/2に相当
する分まで増大することになり、これがα_２となる。α
₃,α_４も同様である。

従って、＃１気筒につまりを生じていた場合は、α_１が
α_２〜α_４が比べて小さい値となり、これらの比較によ
り検出できる。

このようにして燃料噴射弁のつまりを検出した気筒につ
いては、その燃料噴射弁に指示する燃料噴射量に対し格
別な補正を加えるとよい。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。

第２図を参照し、機関１（４気筒）の吸気通路２には気
筒ごとに電磁式の燃料噴射弁11〜14が設けられていて、
マイクロコンピュータ内蔵のコントロールユニット３か
ら気筒別に出力される駆動パルス信号により通電されて
開弁し、燃料を噴射供給する。

コントロールユニット３には、エアフローメータ４から
の信号が入力されると共に、クランク角センサ５からの
信号が入力されている。

また、排気通路６の集合部ないしそれより下流に酸素セ
ンサ７が設けられている。これらの酸素センサ７は、排
気中の酸素濃度を介して機関１に吸入される混合気の空
燃比を検出するためのもので、その出力はコントロール
ユニット３に入力されている。

燃料噴射の制御及び診断は、コントロールユニット３内
のマイクロコンピュータにより、第３図〜第５図のフロ
ーチャートに従って行われる。

第３図は、燃料噴射制御ルーチンである。

ステップ１（図にはS1と記してある。以下同様）では、
機関１に吸入される空気量に関連する状態量として、エ
アフローメータ４からの信号に基づいて吸入空気流量Ｑ
を検出し、またクランク角センサ５からの信号に基づい
て機関回転数Ｎを検出する。

ステップ２では、吸入空気流量Ｑと機関回転数Ｎとか
ら、基本燃料噴射量Tp＝Ｋ・Q/N（Ｋは定数）を演算す
る。この部分が基本燃料噴射量演算手段に相当する。

ステップ３では、後述する第４図のルーチンによって設
定されている空燃比フィード罰く補正係数αを読込む。

ステップ４では、異常フラグのセットの有無を判定し、
また、ステップ５では固定フラグのセットを有無を判定
する。

通常は、異常フラグ＝0,固定フラグ＝０であるので、ス
テップ８へ進む。

ステップ８では、基本燃料噴射量Tpに空燃比フィードバ
ック補正係数αを乗じて、燃料噴射量Ti＝Tp・αを演算
する。この部分が燃料噴射量演算手段に相当する。

燃料噴射量Tiが演算されると、燃料噴射弁11〜14のう
ち、吸気行程にある気筒の燃料噴射弁に対し、Tiに相応
するパルス巾の駆動パルス信号を所定のタイミングで出
力して、燃料噴射を行わせる。

第４図は空燃比フィードバック補正係数設定ルーチンで
あり、所定時間ごとに実行される。このルーチンが空燃
比フィードバック補正係数設定手段に相当する。

ステップ11では、O₂センサ７の出力電圧を読込む。

ステップ12では、その出力電圧をスライスレベル電圧と
比較することにより、空燃比のリッチ・リーンを判定す
る。

リッチの場合は、ステップ13に進んで、リーンからリッ
チへの反転初回か否かを判定し、反転初回の場合は、ス
テップ14で空燃比フィードバック補正係数αを所定の比
例分Ｐ減少させる。反転初回以外の場合は、ステップ15
で空燃比フィードバック補正係数αを所定の積分分ΔＩ
減少させる。

リーンの場合は、ステップ16に進んで、リッチからリー
ンへの反転初回か否かを判定し、反転初回の場合は、ス
テップ17で空燃比フィードバック補正係数αを所定の比
例分Ｐ増大させる。反転初回以外の場合は、ステップ18
で空燃比フィードバック補正係数αを所定の積分分ΔＩ
増大させる。

第５図は診断ルーチンである。

ステップ21では、所定の診断条件か否かを判定する。こ
こで、診断条件とは、例えば機関回転数N,基本燃料噴射
量Tpにより区分けされる所定の領域で、かつ所定時間異
常経過した時とする。

ステップ22では、ｉを１として、先ず＃１気筒につい
て、ステップ23,24を実行する。

ステップ23では、＃１気筒について固定フラグをセット
する。

すると、第３図のルーチンにおいて、ステップ５からス
テップ６へ進み、固定気筒である＃１気筒の噴射タイミ
ングである場合に、さらにステップ９へ進んで、燃料噴
射量Ti＝Tpとする。言換えれば、α＝１（所定値）とす
る。

このように＃１気筒の空燃比フィードバック補正係数α
を所定値１に固定する。

ステップ24では、この＃１気筒固定状態で他の気筒のみ
で空燃比フィードバック制御を続け、平均的な空燃比フ
ィードバック補正係数を検出して、これをα_１とす
る。

尚、このは、空燃比フィードバック補正係数αのピー
クからのピークまでの平均値を複数サンプリングし、こ
れらサンプリング値の平均値とする。

次にステップ25でｉ＝４か否かを判定し、否の場合は、
ステップ26でｉを１アップしてステップ23に戻ることに
より、順次＃２〜＃４気筒についてステップ23〜24を実
行し、α_２〜α_４を得る。

ここで、ステップ23の部分が固定切換手段に相当し、ス
テップ24の部分が空燃比フィードバック補正係数記憶手
段に相当する。

α_１〜α_４が記憶されると、ステップ27へ進んで、これ
らの平均値α_AVE（次式参照）を演算する。

α_AVE＝（α_１＋α_２＋α_３＋α_４）/4 次にステップ28〜32を実行する。

ステップ28では、ｉを１として、先ず＃１気筒につい
て、ステップ29を実行する。

ステップ29ではα_AVEとα_１との差の絶対値を所定値と
比較し、所定値以上であれば、ステップ30へ進んで、＃
１気筒について異常フラグをセットする。

尚、α_１がα_AVEより所定値以上小さい場合はつまり、
α_１がα_AVEより所定値以上大きい場合はリークと診断
できる。

次にステップ31でｉ＝４か否かを判定し、否の場合は、
ステップ32でｉを１アップしてステップ29に戻ることに
より、順次＃２〜＃４気筒についてステップ29を実行
し、診断を行う。

ここで、ステップ29,30の部分が比較判定手段に相当す
る。

また、例えば＃１気筒について異常フラグがセットされ
ると、その後は、第３図のルーチンにおいて、ステップ
４からステップ７へ進み、異常気筒である＃１気筒の噴
射タイミングである場合に、さらにステップ10へ進ん
で、燃料噴射量Ti＝Tp・α・α_Ｋとする。α_Ｋは補正係
数で、つまりの場合は増量すべく、リークの場合は減量
すべく設定される。この部分が補正手段に相当する。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、燃料噴射弁のつま
りによる異常をも診断でき、自己診断能力が向上すると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図〜第５図は
フローチャートである。 １……機関、２……吸気通路、３……コントロールユニ
ット、４……エアフローメータ、５……クランク角セン
サ、６……排気通路、７……酸素センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関吸気通路に気筒ごとに燃料噴射弁を備
   える内燃機関であって、 機関に吸入される空気量に関連する状態量に基づいて基
   本燃料噴射量を演算する基本燃料噴射量演算手段と、 機関排気系に設けた酸素センサからの信号に基づいて空
   燃比のリッチ・リーンを判定し、判定結果に従って空燃
   比フィードバック補正係数を増減設定する空燃比フィー
   ドバック補正係数設定手段と、 基本燃料噴射量にそのときの空燃比フィードバック補正
   係数を乗じて、各燃料噴射弁に指示する燃料噴射量を演
   算する燃料噴射量演算手段と、 を備えるものにおいて、 所定の診断条件にて、順次、１つの気筒の燃料噴射弁の
   燃料噴射量を空燃比フィードバック補正係数を所定値に
   固定して得た値とする固定切換手段と、 該固定切換手段により１つの気筒の燃料噴射量を空燃比
   フィードバック補正係数を所定値に固定して得た値とし
   た際に、前記空燃比フィードバック補正係数設定手段に
   より設定された空燃比フィードバック補正係数をそれぞ
   れ記憶する空燃比フィードバック補正係数記憶手段と、 該記憶手段に記憶された各回の空燃比フィードバック補
   正係数を比較して各燃料噴射弁の異常の有無を判定する
   比較判定手段と、 を設けてなる燃料噴射弁診断装置。
2. 【請求項２】前記比較判定手段により異常と判定された
   気筒の燃料噴射弁に指示する燃料噴射量を補正する補正
   手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射
   弁診断装置。