JPH0733794B2 - 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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JPH0733794B2
JPH0733794B2 JP18033788A JP18033788A JPH0733794B2 JP H0733794 B2 JPH0733794 B2 JP H0733794B2 JP 18033788 A JP18033788 A JP 18033788A JP 18033788 A JP18033788 A JP 18033788A JP H0733794 B2 JPH0733794 B2 JP H0733794B2
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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59−91509号公報には、任意の運転状態で診断可
能な信号系統と特定の運転状態でのみ診断可能な信号系
統とで診断用の回路を独立させ、特定の運転状態でのみ
診断可能な信号系統の診断用の回路にはその動作、非動
作を切換えるスイッチング手段を設けた内燃機関制御装
置の自己診断装置が開示されている。
従来、前述の特定の運転状態でのみ診断可能な信号系統
の故障診断においては、誤診断を防止するため、例え
ば、エンジン回転数、吸気管負圧、水温および車速等が
ある範囲内にあるとき、すなわち故障診断領域内にある
ときだけ故障診断を行なうようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしこの装置では、例えば吸気管負圧が変動し、短期
間でも故障診断領域からはずれると、故障診断可能状態
であっても故障診断を中断するため、故障判定の機会を
減少し、結果的に故障診断領域を狭くしてしまうという
問題があった。また、例えば、吸気管負圧を検出するの
が圧力スイッチであり、ON−OFFのみの出力信号を発生
するものにおいて、その出力信号を複数の診断項目の故
障診断領域検出用に共用する場合には、圧力スイッチの
作動圧力をある診断項目に最適な値に設定すると他の診
断項目の故障診断領域が狭くなるという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑み、故障診断領域を拡大するこ
とのできる空燃比制御系の故障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〕
請求項1に記載の発明によれば第1A図の発明の構成図に
示すように、機関運転状態を検出する機関運転状態検出
手段100と、該検出手段の検出信号が故障診断領域内に
あるとき機関空燃比制御系の故障診断を行なう故障診断
手段102と、前記検出信号が前記故障診断領域からはず
れた場合に、はずれたときから予め定められた期間前記
故障診断を継続する故障診断継続手段103とを備えた空
燃比制御系の故障診断装置が提供される。
また、請求項2に記載の発明によれば第1B図の発明の構
成図に示すように、機関運転状態を検出する機関運転状
態検出手段200と、該検出手段の検出信号が空燃比フィ
ードバック制御領域内にあるとき空燃比をフィードバッ
ク制御する空燃比フィードバック制御手段201と、前記
検出信号が前記空燃比フィードバック制御領域内に包含
される故障診断領域内にあるとき空燃比制御系の故障診
断を行なう故障診断手段202と、前記検出信号が前記故
障診断領域からはずれても、はずれたときから予め定め
られた期間空燃比制御系の故障診断を継続させる故障診
断継続手段203と、該故障診断継続手段により空燃比制
御系の故障診断が継続されている期間内であっても前記
検出信号が前記空燃比フィードバック制御領域からはず
れたとき前記空燃比制御系の故障診断の継続を中断する
故障診断継続中断手段204とを備えた空燃比制御系の故
障診断装置が提供される。
〔作 用〕
請求項1の発明では、故障診断手段102は、機関運転状
態検出手段100の検出信号が故障診断領域内にあるとき
に機関空燃比制御系の故障診断を行う。また、故障診断
継続手段103は、故障診断実施中に機関運転状態検出手
段100の検出信号が故障診断領域からはずれた場合で
も、はずれたときから予め定められた期間、故障診断手
段102による故障診断を継続する。
また、請求項2にの発明では、請求項1の発明と同様に
故障診断手段202は、機関運転状態検出手段200にの検出
信号が故障診断領域内にあるときに機関空燃比制御系の
故障診断を行い、また、故障診断継続手段203は、故障
診断実施中に機関運転状態検出手段200の検出信号が故
障診断領域からはずれた場合でもはずれたときから予め
定められた期間、故障診断手段202による故障診断を継
続する。しかし、故障診断継続中断手段204は、故障診
断継続手段203による上記故障診断継続期間中であって
も、機関運転状態検出手段200の検出信号が空燃比フィ
ードバック制御手段201による空燃比フィードバック制
御領域からはずれた場合には故障診断手段202による故
障診断の継続を中断する。
〔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からなる蒸発
燃料吸着装置、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。
なお、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、蒸発燃料吸着装置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。蒸
発燃料吸着装置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。23,24,25は第1、第2及び第3負圧スイッチ
を示す。各負圧スイッチ23から25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400m
mHgの負圧でオンとなる。また第3負圧スイッチ25は、
例えば80mmHg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から第3負圧スイッチ23
〜25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、吸気管負圧等の検出値によって、例えばアイ
ドリング時や急加速時等において故障診断しないように
するため、フィードバック制御領域内に包含される所定
領域を故障診断領域とし、この領域内で故障診断を行な
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
ジを中断せしめる。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故障診
断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、故障表示灯22を点灯させることとなる。
即ち、故障診断領域内においては、機関運転状態、例え
ば吸気管負圧はフィードバック制御領域内に包含される
比較的安定した所定値内にあり、この領域内において制
御電流Iは通常480mA以下であり、480mAを所定時間継続
して越えるということは何らかの異常が発生したと考え
られるのである。
正常又は異常の判定途中で吸気管負圧が故障診断領域か
らはずれ故障診断が中断されると、イ時点と同様に制御
電流Iが再び480mAを3秒間越えた後、故障判定がなさ
れる。
しかしこの故障診断では、例えばロ時点経過後において
正常判定がなされる前に、あるいはニ時点経過後におい
て異常判定がなされる前に、例えば吸気管負圧が低下し
て短時間でも故障診断領域からはずれると、故障診断可
能状態であっても故障診断を中断してしまう。このた
め、故障診断の機会を減少し、結果的に故障診断領域を
狭くしてしまうという問題がある。
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。吸気管負圧の故障診断領
域を400mmHgから540mmHgの間の領域とし、フィードバッ
ク制御領域を80mmHgから540mmHgの間の領域とする。吸
気管負圧が図示のように変動している場合、従来は吸気
管負圧が400mmHgより低くなる時点、例えば,,
,時点で故障診断を中断していた。しかし、例えば
前述のように故障診断の異常判定には少なくとも7秒、
正常判定には少なくとも33秒を要し、従来の診断時間
t1,t2,t3及びt4がいずれも7秒以下の場合正常、異常の
判定をすることができない。
本実施例では、時点で400mmHgより低くなっても、400
mmHgより低い時間、すなわち間の時間が、例えば2
秒以内であれば、診断を中断することなく続行するので
ある。そして、時点で400mmHgより低くなり2秒経過
した時点でも400mmHgより低ければ、時点ではじめ
て診断を中断するのである。これによって診断時間は実
質的に延長される。しかし、診断領域からはずれた時点
から常に所定時間だけ継続して故障診断を実行するよう
にすると次のような不具合を生ずる。即ち、時点で40
0mmHgより低くなり、このときアクセルペダルを踏み込
んでおり、時点で80mmHgより低くなってフィードバッ
ク制御領域からはずれたとする。一方、制御電流Iは
時点で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。時点で吸気管負圧がフィードバック制御領
域からはずれるため、フィードバック制御が禁止され制
御電流Iは0となる。このとき開ループ制御が行なわ
れ、加速増量補正のため気化器4からの燃料供給量が強
制的に増量せしめられる。これにより空燃比はリッチと
なっている。次に時点で吸気管負圧が80mmHg以上とな
り再びフィードバック制御領域内に入ると、フィードバ
ック制御が開始され制御電流Iは300mAまでスキップす
る。時点で吸気管負圧が400mmHg以上になり、間
が2秒以内とすると、前述のように間においても故
障診断が継続されている。一方、前述の加速増量補正に
よって空燃比はリッチとなっており、このため制御電流
Iは増大し、時点で480mAを越え点線のように4秒経
過すると時点で異常判定されてしまうこととなる。こ
の場合、間で制御電流Iが480mA以上となったのは
故障のためではなく、燃料の増量補正によるものであ
る。このような誤診断を生じたのは、故障診断継続期間
間において、吸気管負圧がフィードバック制御領域
からはずれているにもかかわらず故障診断を継続してい
るためである。
このため本実施例では、間が故障診断継続期間内で
あっても、時点でフィードバック領域からはずれたと
き、時点で故障診断を中断するようにしている。この
故障診断の中断により、エバポパージは再開される。
時点で再び故障診断領域内に入ると故障診断が再開され
る。時点で制御電流Iが480mAを越えると、実線で示
すように時点から3秒後の時点で、時点と同様
に、制御電流Iを強制的に370mAとしかつエバポパージ
を中断する。そして時点以降に正常、異常の判定がな
される。このため、時点で誤診断されるおそれはな
い。また故障診断時間はt5,t6,t7のように従来に比較し
て長くすることができ、実質的に故障診断領域を拡大す
ることができる。
このように本実施例では、誤診断することなく診断時間
を長くすることにより故障判定の機会を増やすことがで
き、実質的に故障診断領域を拡大することができるので
ある。
また、例えば第2負圧スイッチ24の検出信号を空燃比制
御とEGR制御との両方の故障診断の診断領域検出用に共
用されている場合、それぞれの制御における最適な吸気
管負圧がそれぞれ異なり、例えば空燃比制御が300mmH
g、EGR制御が400mmHgで最適とすると、第2負圧スイッ
チ24のスイッチング負圧を400mmHgとし、空燃比制御の
故障診断を本実施例のようにすることによって、第2負
圧スイッチ24のスイッチング負圧を400mmHgより低くし
たのと同様になり、空燃比制御の故障診断領域が広がり
1つの負圧スイッチを両方の診断に最適な条件で使用で
きることになる。
次に第5図を参照して本実施例を実行するためのルーチ
ンについて説明する。このルーチンは定時間毎の割込み
によって実行される。まずステップ50で冷却水温度TW、
機関回転数NEおよび車速Vが故障診断領域内にあるか否
か判定される。否定判定された場合、故障診断は実行さ
れない。肯定判定された場合、ステップ51に進み吸気管
負圧VACが540mmHgより低いか否か判定される。VACが540
mmHgより高く、例えば580mmHgであれば、アイドル運転
でありフィードバック制御が行なわれていないため、故
障診断は実行されない。VACが540mmHgより低く、例えば
480mmHgであれば、ステップ52に進みVACが400mmHgより
高いか否か判定される。肯定判定されると、故障診断領
域内であるため、ステップ53で故障診断が実行される。
ステップ52で否定判定されると、ステップ54でVACが400
mmHgより低くなったときから2秒経過したか否か判定さ
れる。2秒経過している場合には、故障診断は実行され
ない。2秒経過していない場合には、ステップ55に進み
VACが80mmHgより高いか否か判定される。否定判定され
ると故障診断は実行されない。即ち、故障診断継続期間
内であっても、吸気管負圧VACが80mmHgより低くなった
時故障診断は中断される。ステップ55で肯定判定される
と、ステップ53で故障診断が実行される。
なお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することができる。
〔発明の効果〕
請求項1及び請求項2に記載の発明によれば、故障診断
実施中は機関運転状態が故障診断領域からはずれた場合
でも、予め定めた期間空燃比制御系の故障診断を継続す
るようにしたため、故障診断装置の故障診断領域を拡大
することができ、更に、ひとつの機関運転状態検出スイ
ッチを用いて複数の診断項目の故障診断領域検出を行う
場合にも、各診断項目の故障診断領域を拡大するととも
に各診断項目に対して最適な故障診断領域を設定できる
という共通の効果を奏する。
また、請求項2に記載の発明によれば、更に、故障診断
継続期間中であっても機関運転状態が空燃比フィードバ
ック制御領域からはずれた場合には空燃比制御系の故障
診断を中止するようにしたことにより、上記共通の効果
に加え、更に誤診断を防止して故障診断の精度を向上さ
せることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1A図、第1B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図は本実施例を実
行するためのフローチャートである。 12……エアブリード管、 13……リニアソレノイド弁、 23……第1負圧スイッチ、 24……第2負圧スイッチ、 25……第3負圧スイッチ、 30……電子制御ユニット。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関運転状態を検出する機関運転状態検出
    手段と、該検出手段の検出信号が故障診断領域内にある
    とき機関空燃比制御系の故障診断を行なう故障診断手段
    と、前記検出信号が前記故障診断領域からはずれた場合
    に、はずれたときから予め定められた期間前記故障診断
    を継続する故障診断継続手段とを備えた空燃比制御系の
    故障診断装置。
  2. 【請求項2】機関運転状態を検出する機関運転状態検出
    手段と、該検出手段の検出信号が空燃比フィードバック
    制御領域内にあるとき空燃比をフィードバック制御する
    空燃比フィードバック制御手段と、前記検出信号が前記
    空燃比フィードバック制御領域内に包含される故障診断
    領域内にあるとき空燃比制御系の故障診断を行なう故障
    診断手段と、前記検出信号が前記故障診断領域からはず
    れても、はずれたときから予め定められた期間空燃比制
    御系の故障診断を継続させる故障診断継続手段と、該故
    障診断継続手段により空燃比制御系の故障診断が継続さ
    れている期間内であっても前記検出信号が前記空燃比フ
    ィードバック制御領域からはずれたとき前記空燃比制御
    系の故障診断の継続を中断する故障診断継続中断手段と
    を備えた空燃比制御系の故障診断装置。
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