JPH10184479A - 燃料レベル検出手段の故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料レベル検出手段が故障したか否かを診断
し、故障している場合にはその後の診断を禁止・中止で
きる燃料レベル検出手段の故障検出装置を提供する。 【解決手段】 故障診断装置が、燃料噴射手段と、該燃
料噴射手段への燃料を貯蔵する燃料タンクと、該燃料タ
ンク内の燃料残量を検出する燃料レベル検出手段と、制
御装置とを備え、前記制御装置が、前記燃料噴射手段か
ら噴射する燃料量を積算する燃料消費量積算手段と、燃
料レベル検出手段の出力信号を受ける燃料レベル変化量
検出手段と、前記積算燃料消費量と前記燃料レベル変化
量とを比較する比較手段と、該比較手段の比較信号に基
づいて前記燃料レベル検出手段の故障を検出する故障検
出装置とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料レ
ベル検出手段の故障診断装置に関し、特に、内燃機関の
失火診断装置等に用いられる燃料レベル検出手段の故障
に基づく誤診断を防止するための燃料レベル検出手段の
故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から内燃機関の燃料タンク内に燃料
レベル検出手段を配置し、該燃料レベル検出手段によっ
て前記燃料タンク内の燃料の量、即ち、燃料レベルを検
出することが行われ、該検出結果が、内燃機関の各種の
診断行う時の該診断の検出要素として利用されている。

【０００３】一方、北米での自動車用内燃機関の自己診
断に関する規定では、燃料タンク内の燃料が無くなる、
いわゆる、ガス欠によって影響を受ける診断システムに
おいては、燃料タンク内の燃料残量が燃料タンク容量の
１５％以下となった時、診断を停止することが認められ
ており、該診断システムに適合する具体的診断例として
は、内燃機関の失火診断、エバポガスのリーク診断等が
ある。

【０００４】前記内燃機関の失火診断は、一般的には、
失火によって回転数が低下することに着目し、内燃機関
の回転数の変動を検出することによって、失火か否かを
診断し、その失火診断に基づき内燃機関の故障を診断を
するものであるが、燃料タンク内に燃料が少なくなった
場合にも内燃機関の失火が発生することがあり、内燃機
関の故障に基づく他の失火と区別することができないと
云う不具合があった。このため、前記燃料レベル検出手
段を用い、該燃料レベル検出手段が燃料タンク内の燃料
が所定の燃料レベルよりも低い値を示した場合には、前
記失火診断を中止することが一般に行われている。

【０００５】また、前記エバポガスのリーク診断は、一
般的には、燃料タンク内の圧力を検出することで、エバ
ポガスが該タンクから漏れているか否かを診断するもの
であるが、タンク内の圧力は、該タンク内の燃料の残量
に影響を受け、残量が少ない場合にはリーク診断が行わ
れなくなる場合があった。このため、前記失火診断と同
様に、前記燃料レベル検出手段を用い、該燃料レベル検
出手段が燃料タンク内の燃料が所定の燃料レベルよりも
低い値を示した場合には、前記リーク診断を中止するこ
とが行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記内燃機
関の失火診断もしくはエバポガスのリーク診断等に燃料
レベル検出手段を用いた場合、該燃料レベル検出手段が
何等かの原因によって故障した場合には、燃料タンク内
の燃料の残量が所定量より少なくなったのにも拘らず、
そのように検出せず、燃料の残量が所定量より多いとあ
ると検出・判断して前記失火診断もしくはエバポガスの
リーク診断等を中断しない場合があり、誤診断の原因と
なっていた。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、燃料レベル
検出手段が故障したか否かを診断し、故障している場合
にはその後の診断を禁止・中止できる燃料レベル検出手
段の故障検出装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る燃料レベル検出手段の故障診断装置は、燃
料噴射手段と、該燃料噴射手段への燃料を貯蔵する燃料
タンクと、該燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料レ
ベル検出手段と、制御装置とを備え、前記制御装置は、
前記燃料噴射手段から噴射する燃料量を積算する燃料消
費量積算手段と、燃料レベル検出手段の出力信号を受け
る燃料レベル変化量検出手段と、前記積算燃料消費量と
前記燃料レベル変化量とを比較する比較手段と、該比較
手段の比較信号に基づいて前記燃料レベル検出手段の故
障を検出する故障検出装置とを備えたことを特徴として
いる。

【０００９】また、本発明の燃料レベル検出手段の故障
検出装置のより具体的な実施態様は、前記燃料レベル変
化量検出手段が、前記燃料消費量積算手段による積算値
が所定以上のとき、その時の燃料レベルと内燃機関の始
動直後の燃料レベルの差を算出し、前記故障検出装置
は、前記燃料消費量積算手段と前記燃料レベル変化量算
出手段の比較結果が所定の範囲を外れた場合に前記燃料
レベル検出手段の故障と判定し、前記燃料レベル変化量
算出手段が、前記内燃機関搭載の車輌が停止状態の場合
のみ、燃料レベル変化量を算出することを特徴としてい
る。

【００１０】更に、前記制御装置は、故障検出手段が燃
料レベル検出手段の故障を検出した場合、燃料レベル検
出手段を用いた内燃機関の他の診断を禁止するべく制御
するものであり、かつ、前記制御装置は、燃料レベル変
化速度判定手段を備え、該燃料レベル変化速度判定手段
は、前記燃料レベル変化量検出手段に基づく燃料レベル
変化の上昇速度が所定値以上となった時、燃料タンクヘ
の給油動作中と判定することを特徴とし、前記燃料消費
量積算手段は、前記燃料タンクへの給油動作が検出され
た時に前記燃料消費量積算結果をリセットするものであ
り、更に、前記燃料レベル変化量検出手段は、前記燃料
消費量積算手段による積値が所定以上になった時のその
時の燃料レベルと前記リセット直後の燃料レベルの差を
算出することを特徴としている。

【００１１】前述の如く構成された本発明の燃料レベル
検出手段の故障診断装置は、故障診断制御において、内
燃機関の燃料タンクに配置されている燃料レベル検出手
段のレベル検出信号を制御装置の燃料レベル変化量検出
手段に入力して燃料タンク内の燃料のレベル変化量を算
出する。燃料変化速度判定手段では、前記燃料レベル変
化量検出手段での燃料レベルの変化量の変化速度を算出
して、燃料レベル変化の上昇速度が所定値以上となった
時、燃料タンクヘの給油動作中等の判定行う。

【００１２】一方、内燃機関の各運転状態検出手段の検
出信号を同じく制御装置に入力し、燃料供給量算出手段
で、内燃機関に供給される燃料量を算出し、燃料消費量
積算手段で噴射された燃料量、即ち、消費燃料量を積算
する。比較手段では、前記燃料レベル変化量検出手段で
算出された燃料レベル変化量と前記燃料消費量積算手段
で積算された燃料消費量とを比較し、故障検出手段で該
比較結果に基づいて燃料レベル変化量と積算燃料消費量
との差が所定範囲以上である場合に燃料レベル検出手段
が故障している診断する。故障と診断された場合には、
診断禁止手段で失火診断装置等の他の診断装置での診断
を禁止する。

【００１３】本発明の燃料レベル検出手段の故障診断装
置は、前記の如く制御されるので、該燃料レベル検出手
段の故障時に、過って関連する他の診断における誤診断
がなくなるので、診断の精度の低下を防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態の自
動車用内燃機関の電子制御燃料噴射装置の全体構成をを
示したものである。内燃機関１は、その各気筒１ａの上
部にインテークマニホールド（吸気管）８と排気管１７
とを備えおり、吸入空気はエアクリーナ３の空気入り口
部２から入り、絞り弁４、及び、サージタンク７を介し
て導かれ、インテークマニホールド８で各気筒１ａ毎に
分配されて前記エンジン１の各気筒１ａのシリンダ室１
ｂに吸入されている。該シリンダ室１ａからの燃焼排ガ
スは、排気管１７に導かれ、該排気管１７に接続されて
いる触媒コンバータ１０を介して外部に排出される。

【００１５】一方、燃料は、燃料タンク14から燃料ボン
ブ（図示省略）で吸引、加圧され、インテークマニホー
ルド8に設けられた燃料噴射弁9に供給されて噴射され
る。この時、燃料噴射弁9に作用する燃料圧力は、図示
しない燃料調圧弁で調圧されるが、該燃料調圧弁はイン
テークマニホールド8の負圧を導入して、燃料圧力とイ
ンテークマニホールド8内の圧力差を常時一定に保持す
る働きをする。

【００１６】吸気流量計測用の空気流量計（AFM）５と
スロットルセンサ６とが吸入管に配置されていて吸入空
気量を検出すると共に、絞り弁４の開度を検出する。前
記排気管１７には、酸素センサ１１が配置され、燃焼排
ガス中の酸素濃度を検出する。また、前記燃料タンク１
４には燃料レベルゲージ１５が配置され、燃料の量を検
出している。

【００１７】前記内燃機関１には、コントロールユニッ
ト１２が配置され、該コントロールユニット１２は、前
記空気流量計５、スロットルセンサ６、酸素センサ１
１、及び、燃料レベルゲージ１５の出力信号を入力して
各種制御行うと共に、最適燃料量を検出して、前記燃料
噴射ノズル９に噴射信号を出力して、燃料の噴射時期・
噴射量を制御する。

【００１８】また、内燃機関１気筒１ａの温度は、図示
しない水温センサによって検出され、コントロールユニ
ット12に入力され、エンジン回転数の検出、燃料噴射時
期、点火時期を制御するための基準信号が、図示しない
カム角センサより検出されて、コントロールユニット12
に入力される。更に、点火栓１６の点火時期について
も、図示しないイグナイタへの通電により、点火コイル
を通して、点火が行なわれる。

【００１９】図２は、本実施形態のコントロールユニッ
ト１２の内部構成を示したブロック図である。該コント
ロールユニット１２は、ＭＰＵ１００と読み書き自由な
ＲＡＭ１０１、読みだし専用のＲＯＭ、入出力を制御す
るＩ／ＯＬＳＩ１０３とを備え、それぞれ、バス１０
４、１０５、１０６で連結され、データのやりとりが行
なわれる。ＰＭＵ１００は、前記エンジン状態を示す信
号を、Ｉ／ＯＬＳＩ１０３からバス１０６を通して受取
り、ＲＯＭ１０２に記憶された処理内容を、順次呼び出
して、所定の計算を行なった後、各アクチュエータ（イ
ンジェクタ９、イグナイタ、補助空気バルブ等）への駆
動信号を、Ｉ／ＯＬＳＩを通して供給するものである。

【００２０】図３は、本実施形態の燃料レベル検出手段
の故障診断装置の制御ブロック図である。内燃機関１の
制御装置（コントロールユニット）１２は、その制御手
段として燃料供給量算出手段２２、燃料消費量積算手段
２３、燃料レベル変化量検出手段２４、比較手段２５、
故障検出手段２６、診断禁止手段２７、及び、燃料レベ
ル変化速度判定手段２８を備え、燃料レベル検出手段の
故障診断制御を行う。

【００２１】故障診断制御においては、内燃機関１の燃
料タンク１４に配置されている燃料レベル検出手段１５
のレベル検出信号を制御装置（コントロールユニット）
１２の燃料レベル変化量検出手段２４に入力して燃料タ
ンク内の燃料のレベル変化量を算出する。燃料変化速度
判定手段２８では、前記燃料レベル変化量検出手段２４
での燃料レベルの変化量の変化速度を算出して、燃料レ
ベル変化の上昇速度が所定値以上となった時、燃料タン
クヘの給油動作中等の判定行う。

【００２２】一方、内燃機関１の各運転状態検出手段２
１の検出信号を同じく制御装置（コントロールユニッ
ト）１２に入力し、燃料供給量算出手段２２で、内燃機
関１に供給される燃料の量、即ち、燃料噴射弁９から噴
射される噴射量を算出し、燃料消費量積算手段２３で噴
射された燃料量、即ち、消費された燃料量を積算する。
比較手段２５では、前記燃料レベル変化量検出手段２４
で算出された燃料レベル変化量と前記燃料消費量積算手
段２３で積算された燃料消費量とを比較し、故障検出手
段２６で該比較結果に基づいて燃料レベル変化量と積算
燃料消費量との差が所定範囲以上である場合に燃料レベ
ル検出手段１５が故障している診断する。燃料レベル検
出手段１５が故障と診断された場合は、診断禁止手段２
７で失火診断装置等の他の診断装置での診断を禁止する
べく制御する。

【００２３】図４は、本実施形態の燃料レベル検出の故
障検出装置の制御フローチャートである。ステッブ１０
０１で始動後所定時間が経過したか否かを判断し、経過
していなければ、判断を繰り返し、所定時間を経過した
らステップするまで待ち、所定時間経過後はステップ１
００２に進む。ステッブ１００２では燃料タンク１４の
初期燃料レベルを燃料レベルゲージ１５で計測してステ
ッブ１００３に進む。ステッブ１００３では後述の燃料
消費量積算値SUMFCを算出し、ステッブ１００４では車
輌が停止中であるか否かを判定し、車輌が停止中でない
場合は、ステッブ１００３に戻り、燃料消費量積算値SU
MFCの積算を続ける。

【００２４】車輌が停止中であると判定した場合は、ス
テップ１００５に進み、給油中かどうかの判定を行な
い、給油中である場合にはステップ１００６で燃料消費
量積算値SUMFC、給油中フラグをクリアしてステップ１
００２に戻る。前記ステップ１００５で給油中で無いと
判定した場合はステップ１００７に進む。ステップ１０
０７では、燃料消費量積算値SUMFCが所定値以上か否か
を判定し、燃料消費量積算値SUMFCが所定値以上である
場合は、ステップ１００８に進み、所定値以下である場
合にはステップ１００３に戻る。

【００２５】ステッブ１００８では、現在の燃料タンク
１４内の燃料レベルＦＬＶＬを燃料レベルゲージ１５で
計測してステップ１００９に進む。ステップ１００９で
は、燃料レベル変化分ＤＬＴＦＧを燃料レベルＦＬＩＮ
Ｔと燃料レベルＦＬＶＬの差分として算出し、ステップ
１０１０に進む。ステップ１０１０では、前記燃料レベ
ル変化分ＤＬＴＦＧと前記燃料消費量積算値SUMFCとの
差分が所定範囲内にあるか否かを判定する。

【００２６】ステップ１０１０で所定範囲内と判定され
た場合には、異常無しとしてフローを終了する。ステッ
プ１０１０で所定範囲以上であると判定された場合は、
ステップ１０１１に進み、燃料レベル検出手段が異常Ｎ
Ｇであるとしてフローを終了する。また、前記図４にお
いて、ステッブ１００７は、始動後の走行距離が所定値
以上であるか否かを比較する構成としても良い。

【００２７】図５は、インジェクタ９から燃料が噴射さ
れる場合の該インジェクタ９の駆動パルス幅Tiを算出す
る制御フローである。ステッブ１１０１で基本パルス幅
Ｔｐを算出してステップ１１０２に進む。前記基本パル
ス幅Ｔｐは次の式（１）で計算される。

【００２８】

【数１】 Ｔｐ＝Ｋｉ× ＸＱａ ／ Ｎｅ …（１） 但し、Ｔｐ：基本パルス幅、Ｋ：インジェクタ噴射量補
正係数、Ｑａ：吸入空気量、Ｎｅ：エンジン回転数であ
る。 次に、ステップ１１０２において、各種補正係数ＣＯＥ
Ｆを演算する。各種補正係数ＣＯＥＦは、エンジン水温
に応じて算出する水温補正係数、エンジン回転数及び負
荷に応じて算出する空燃比補正係数、始動後の時問に応
じて算出する始動後補正係数により構成される。なお、
これら補正係数ＣＯＥＦは、予めＲＯＭに記憶したデー
タから各パラメータに応じた値を検索して算出する。

【００２９】ステップ１１０３では、空燃比フィードバ
ック制御で算出したαを読み込み、ステッブ１１０４で
αの学習補正係数であるLαを読み込む。ステッブ１１
０５でインジェクタ９の無効パルス幅Ｔｓを読み込み、
ステップ１１０６でこれら算出値によりインジェクタ９
の駆動パルス幅Ｔｉの算出を行い、図示しない噴射レジ
スタに算出値をセットしてフローを終了する。また、所
定の噴射タイミングになると噴射レジスタにセットした
データ分のインジェクタ噴射パルスを出力する。

【００３０】図６は、燃料消費量を積算するフローチャ
ートを示している。ステップ１２０１で、前記のインジ
ェクタ９の駆動パルス幅Ｔｉからインジェクタ９の無効
パルス幅Ｔｓを減算し、実噴射量Ｔｉｒを算出して、ス
テップ１２０２に進む。ステップ１２０２で実噴射量Ｔ
ｉｒの積算処理、即ち、燃料消費量積算値SUMFCを算出
してフローを終了する。

【００３１】図７は、燃料レベル検出手段の特性を示す
ものであり、燃料レベルが大きくなると出力電圧が減少
する特性を示している。図８は、給油動作検出のフロー
チャートを示したものである。ステップ１３０１で燃料
レベル変化速度を計測してステッブ１３０２に進み、該
ステッブ１３０２で燃料レベル変化遠度が大きいか否か
を判定する。変化速度が大である場合は、ステッブ１３
０３に進み、給油中フラグを1としてフローを終了す
る。また、変化速度が小である場合は、そのまま、フロ
ーを終了する。

【００３２】以上、本発明の一実施形態について詳説し
たが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しな
い範囲で、設計において種々の変更ができるものであ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の燃料レベル検出手段の故障診断装置は、該燃料レベ
ル検出手段の故障時に、過って関連する他の診断におけ
る誤診断がなくなるので、診断の精度の低下を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料レベル検出手段の故障診断装置の
一実施形態を示すエンジンシステムの全体構成図。

【図２】図１の燃料レベル検出手段の故障診断装置のコ
ントロールユニットの内部構成図。

【図３】図１の故障診断装置の制御ブロック図。

【図４】図１の故障診断装置の故障検出のフローチャー
ト。

【図５】図１の故障診断装置のインジェクタ駆動パルス
幅算出のフローチャート。

【図６】図１の故障診断装置の燃料消費量積算のフロー
チャート。

【図７】図１の故障診断装置の燃料レベル検出手段の特
性図。

【図８】図１の故障診断装置の給油動作検出のフローチ
ャート。

【符号の説明】

１ 内燃機関 １２ 制御装置（コントロールユニット） １５ 燃料レベル検出手段 ２２ 燃料供給量算出手段 ２３ 燃料消費量算出手段 ２４ 燃料レベル変化量検出手段 ２５ 比較手段 ２６ 故障検出手段 ２７ 診断禁止手段 ２８ 燃料レベル変化速度判定手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射手段と、該燃料噴射手段への燃
   料を貯蔵する燃料タンクと、該燃料タンク内の燃料残量
   を検出する燃料レベル検出手段と、制御装置とを備えた
   内燃機関の燃料検出手段の故障診断装置において、 前記制御装置は、前記燃料噴射手段から噴射する燃料量
   を積算する燃料消費量積算手段と、燃料レベル検出手段
   の出力信号を受ける燃料レベル変化量検出手段と、前記
   積算燃料消費量と前記燃料レベル変化量とを比較する比
   較手段と、該比較手段の比較信号に基づいて前記燃料レ
   ベル検出手段の故障を検出する故障検出装置とを備えた
   ことを特徴とする内燃機関の燃料レベル検出手段の故障
   診断装置。
2. 【請求項２】 前記燃料レベル変化量検出手段は、前記
   燃料消費量積算手段による積算値が所定以上のとき、そ
   の時の燃料レベルと内燃機関の始動直後の燃料レベルの
   差を算出し、前記故障検出装置は、前記燃料消費量積算
   手段と前記燃料レベル変化量算出手段の比較結果が所定
   の範囲を外れた場合に前記燃料レベル検出手段の故障と
   判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
   燃料レベル検出手段の故障診断装置。
3. 【請求項３】 前記燃料レベル変化量算出手段は、前記
   内燃機関搭載の車輌が停止状態の場合のみ、燃料レベル
   変化量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記
   載の内燃機関の燃料レベル検出手段の故障診断装置。
4. 【請求項４】 前記制御装置は、故障検出手段が燃料レ
   ベル検出手段の故障を検出した場合、燃料レベル検出手
   段を用いた内燃機関の他の診断を禁止するべく制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の内燃機関の燃
   料レベル検出手段の故障診断装置。
5. 【請求項５】 前記燃料消費量積算手段は、前記燃料タ
   ンクへの給油動作が検出された時に前記燃料消費量積算
   結果をリセットするものであり、前記燃料レベル変化量
   検出手段は、前記燃料消費量積算手段による積値が所定
   以上になった時のその時の燃料レベルと前記リセット直
   後の燃料レベルの差を算出することを特徴とする請求項
   １乃至４に記載の内燃機関の燃料レベル検出手段の故障
   診断装置。
6. 【請求項６】 前記制御装置は、燃料レベル変化速度判
   定手段を備え、該燃料レベル変化速度判定手段は、前記
   燃料レベル変化量検出手段に基づく燃料レベル変化の上
   昇速度が所定値以上となった時、燃料タンクヘの給油動
   作中と判定することを特徴とする請求項１乃至５に記載
   の内燃機関の燃料レベル検出手段の故障診断装置。