JP2836270B2

JP2836270B2 - 燃料噴射系の異常診断装置

Info

Publication number: JP2836270B2
Application number: JP3043827A
Authority: JP
Inventors: 信明栢沼
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-03-08
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: US5181499A; JPH04279748A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射系の異常診断装
置に係り、特に電子制御式燃料噴射装置を備える内燃機
関の燃料噴射系の異常診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子制御式燃料噴射装置を備える内燃機
関では、吸気管負圧と機関回転数とから、あるいは吸入
空気量と機関回転数とから基本燃料噴射時間を算出し、
機関排気通路内に設置した酸素濃度検出センサの出力検
出信号に基づいて基本燃料噴射時間を補正することによ
り、機関シリンダ内に供給される混合気が予め定められ
た目標空燃比、例えば理論空燃比になるようにフィード
バック制御している。

【０００３】また、上述のフィードバック制御に基づい
て基本燃料噴射時間を補正する空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦには、所定の上下限値を設けることによ
り、誤って過補正がなされないようにされている。

【０００４】従って、燃料噴射弁が開弁したままである
などの燃料噴射系の異常が発生した場合には、空燃比フ
ィードバック補正係数ＦＡＦが前述の上下限値に達する
ので、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが所定時
間、上下限値のままであるときに燃料噴射系の異常であ
ると診断することが従来より行われている（特開昭６２
−３２２３７号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
装置では空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが所定の
上限値又は下限値に達したままの状態となると、空燃比
フィードバック制御が実質的に行われないこととなり、
排気エミッションが悪化してしまう。

【０００６】この点について詳述する。

【０００７】空燃比がズレているとしても、その時の燃
料噴射量が増減制御されている場合（フィードバック制
御が実行）と一定になされている場合（オープンループ
制御）とでは排気エミッションの悪化度合いは全く異な
る。

【０００８】何故なら、燃料噴射量を増減すると排出さ
れる酸素量も増減し、その結果、触媒内の酸素量が増減
することとなり、触媒にて排気をある程度浄化しうる
が、燃料噴射量を一定としていると、触媒内の酸素が全
くない状態、あるいは過剰である状態が継続するため、
触媒内の排気の浄化はできないこととなる。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが所定の上限値又
は下限値に達した場合は、燃料噴射量を増量又は減量す
ることにより、上記の課題を解決した燃料噴射系の異常
診断装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図を示す。同図に示すように、本発明は内燃機関１０の
排気通路１２に設置され、排気中の酸素濃度を検知する
酸素濃度検出センサ１３と、空燃比が目標空燃比となる
ように空燃比フィードバック補正値を算出する第１の演
算手段１４と、上記空燃比フィードバック補正値とは異
なる空燃比補正値を算出する第２の演算手段１５と、内
燃機関１０の吸気通路１１に設置された燃料噴射弁３４
の燃料噴射時間を、上記空燃比フィードバック補正値及
び空燃比補正値に基づいて、前記空燃比フィードバック
補正値が増加するほど前記燃料噴射時間が長期化するよ
うに、かつ、前記空燃比補正値が増加するほど前記燃料
噴射時間が長期化するように補正する空燃比補正手段１
６と、空燃比フィードバック補正値と予め定められた第
１の上限値及び第１の下限値とを夫々比較する第１の比
較手段１７と、第１の比較手段１７より空燃比フィード
バック補正値が上記第１の上限値に達している比較結果
が得られたときは、第２の演算手段１５によらず、前記
空燃比補正値を強制的に第２の上限値に設定し、空燃比
フィードバック補正値が第１の下限値に達している比較
結果が得られたときは、第２の演算手段１５によらず、
前記空燃比補正値を強制的に第２の下限値に設定する設
定手段１８と、設定手段１８による空燃比補正値設定後
に第１の演算手段１４により算出された前記空燃比フィ
ードバック補正値が設定範囲内の値であるか否かを比較
する第２の比較手段１９と、第２の比較手段１９により
前記空燃比補正値が設定範囲外の値と判断されたときに
燃料噴射系異常と判定する判定手段２０とよりなる。

【００１１】

【作用】前記空燃比フィードバック補正値は、空燃比が
目標空燃比となるような値に演算されるから、空燃比が
目標空燃比よりリーン側にずれるときは大なる値とされ
て燃料噴射時間を増加させ、目標空燃比よりリッチ側に
ずれるときは小なる値とされて燃料噴射時間を減少させ
る。しかし、酸素濃度検出センサ１３の故障等により空
燃比フィードバック補正値が過小になり、空燃比がリー
ンになると機関が失火し易くなり、また過大となり、空
燃比がリッチになると異常燃焼を発生し易くなるため、
それらを考慮して第１の下限値と第１の上限値が定めら
れている。

【００１２】本発明では上記空燃比フィードバック補正
値が上記の第１の上限値又は第１の下限値に達したとき
には、設定手段１８により第２の演算手段１５で算出さ
れる前記空燃比補正値の値が強制的に第２の上限値又は
第２の下限値に設定される。このため、第１の演算手段
１４により算出された空燃比フィードバック補正値が例
えば第１の上限値に達したときは、空燃比補正値が第２
の上限値に設定されることにより燃料噴射時間が所定値
増加される。その結果、燃料噴射系が正常な場合は燃料
噴射量の増量により空燃比が目標空燃比よりリッチとな
るので、これを補正するために空燃比フィードバック補
正値は上記第１の上限値より小なる値となる。しかし、
燃料噴射系が異常な場合は上記燃料噴射量の増量が行な
われても、十分な噴射量に達しないため、上記空燃比フ
ィードバック補正値は全く又は殆ど変化しない。同様
に、空燃比フィードバック補正値が第１の下限値に達し
たときは、設定手段１８により前記空燃比補正値が第２
の下限値に設定されて燃料噴射量が減少される。この場
合、空燃比フィードバック補正値は燃料噴射系が正常な
ときのみ上記第１の下限値より大なる値となる。

【００１３】そこで、判定手段２０により、空燃比補正
値の上下限値の設定後、空燃比フィードバック補正値の
値が設定範囲内に入ったときは正常と判定し、設定範囲
外のとき異常と判定できる。また、上記空燃比補正値の
上下限値の設定の結果、燃料噴射系が正常な場合は空燃
比フィードバック補正値が第１の上限値又は第１の下限
値以外の上記設定範囲内の値に移行するから、再び空燃
比に応じて空燃比フィードバック補正値が変化する通常
の空燃比フィードバックを行なうことができる。

【００１４】

【実施例】図２は本発明装置を備えた電子制御式燃料噴
射装置のシステム構成図を示す。同図中、図１と同一構
成部分には同一符号を付してある。本実施例は内燃機関
１０として４気筒４サイクル火花点火式内燃機関（エン
ジン）に適用した例で、後述するマイクロコンピュータ
２１によって制御される。

【００１５】図２において、エアフローメータ２２の下
流側にはスロットルバルブ２３を介してサージタンク２
４が設けられている。エアフローメータ２２の近傍には
吸気温を検出する吸気温センサ２５が取付けられ、また
スロットルバルブ２３には、スロットルバルブ２３が全
閉状態でオンとなるアイドルスイッチ２６が取付けられ
ている。

【００１６】サージタンク２４は前記吸気通路１１に相
当するインテークマニホルド３０及び吸気弁３１を介し
てエンジン３２（前記内燃機関１０に相当する）の燃焼
室３３に連通されている。インテークマニホルド３０内
に一部が突出するよう各気筒毎に燃料噴射弁３４が配設
されており、この燃料噴射弁３４でインテークマニホル
ド３０を通る空気中に燃料が噴射される。

【００１７】燃焼室３３は排気弁３５及び前記排気通路
１２に相当するエキゾーストマニホルド３６を介して触
媒装置３７に連通されている。また、３８は点火プラグ
で、プラグギャップが燃焼室３３に突出するように設け
られている。また、３９はピストンで、図中、上下方向
に往復運動する。

【００１８】イグナイタ４０は高電圧を発生し、この高
電圧をディストリビュータ４１により気筒の点火プラグ
３８へ分配供給する。回転角センサ４２はディストリビ
ュータ４１のシャフトの回転を検出して例えば、３０°
ＣＡ毎にエンジン回転信号をマイクロコンピュータ２１
へ出力するセンサである。

【００１９】また、４３は水温センサで、エンジンブロ
ック４４を貫通して一部がウォータジャケット内に突出
するように設けられ、エンジン冷却水の水温を検出して
水温センサ信号を出力する。更に、図１の酸素濃度検出
センサ１３に相当する酸素濃度検出センサ（Ｏ₂セン
サ）４５は、その一部がエキゾーストマニホルド３６を
貫通突出するように配置され、触媒装置３７に入る前の
排気ガス中の酸素濃度を検出する。また、警告灯４６は
マイクロコンピュータ２１に接続され、燃料噴射系の異
常時に点灯して運転者に知らせる。

【００２０】このような構成の各部の動作を制御するマ
イクロコンピュータ２１は図３に示す如きハードウェア
構成とされている。同図中、図２と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図３において、マ
イクロコンピュータ２１は中央処理装置（ＣＰＵ）５
０、処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ
（ＲＯＭ）５１、作業領域として使用されるランダム・
アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２、エンジン停止後もデ
ータを保持するバックアップＲＡＭ５３、マルチプレク
サ付きＡ／Ｄコンバータ５４及び入出力インタフェース
回路５５などから構成されており、それらはバス５６を
介して互いに接続されている。

【００２１】Ａ／Ｄコンバータ５４はエアフローメータ
２２からの吸入空気量検出信号、吸気温センサ２５から
の吸気温検出信号、水温センサ４３からの水温検出信
号、Ｏ ₂センサ４５からの酸素濃度検出信号を順次切換
えて取り込み、それをアナログ・ディジタル変換してバ
ス５６へ順次送出する。

【００２２】入出力インタフェース回路５５はアイドル
スイッチ２６からの検出信号及び回転角センサ４２から
の機関回転数（ＮＥ）に応じた回転数信号が夫々入力さ
れ、それをバス５６を介してＣＰＵ５０へ入力する一
方、バス５６から入力された各信号を燃料噴射弁３４、
イグナイタ４０及び警告灯４６へ送出してそれらを制御
する。これにより、燃料噴射弁３４はその燃料噴射時間
ＴＡＵが制御され、またイグナイタ４０の点火信号が入
力されてイグニションコイルの一次電流を遮断し、点火
プラグ３８に点火する。

【００２３】上記構成のマイクロコンピュータ２１は前
記した第１の演算手段１４、第２の演算手段１５、空燃
比補正手段１６、第１及び第２の比較手段１７，１９、
設定手段１８及び判定手段２０をソフトウェアで実現す
る電子制御装置で、ＲＯＭ５１内に格納されたプログラ
ムに従い、以下説明する各フローチャートの処理を実行
する。

【００２４】まず、前記空燃比補正手段１６は燃料噴射
弁３４の燃料噴射時間ＴＡＵを次式で算出し、燃料噴射
弁３４を制御する。

【００２５】ＴＡＵ＝ＴＰ×ＦＡＦ×ＦＧＨＡＣ×Ｋ (1) ただし、上式中ＴＰは基本燃料噴射時間、ＦＡＦは空燃
比フィードバック補正係数、ＦＧＨＡＣは高度の変化に
対する空燃比補正値、Ｋは水温、吸気温等による補正係
数である。上記基本燃料噴射時間ＴＰは吸入空気量Ｑと
機関回転数ＮＥとに基づいて算出される。

【００２６】次に、第１の演算手段１４を実現する処理
動作について図４及び図５と共に説明する。第１の演算
手段１４により算出される空燃比フィードバック補正値
として、本実施例では空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを、図４に示すＡ／Ｆ（空燃比）フィードバック制
御ルーチンにより算出する。

【００２７】図４に示す制御ルーチンが、例えば４ｍｓ
毎に起動されると、マイクロコンピュータ２１はまずス
テップ１０１でＡ／Ｆのフィードバック（Ｆ／Ｂ）条件
が成立しているか否かを判定する。Ｆ／Ｂ条件不成立
（例えば、冷却水温が所定値以下、機関始動中、始動後
増量中、暖機増量中、パワー増量中、燃料カット中等の
いずれか）の時は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡ
Ｆの値を１．０にして（ステップ１１０）、ステップ１
１１へ進む。

【００２８】一方、Ｆ／Ｂ条件成立時（上記のＦ／Ｂ条
件不成立以外のとき）はステップ１０２へ進み、Ｏ₂セ
ンサ４５の検出電圧Ｖ₁を変換して取り込む。次に、ス
テップ１０３で検出電圧Ｖ₁が比較電圧Ｖ_R1以下か否か
を判別することにより、空燃比がリッチかリーンかを判
別する。リッチのとき（Ｖ₁＞Ｖ_R1）はその状態がそれ
までリーンであった状態からリッチへ反転した状態であ
るかの判定が行なわれ（ステップ１０４）、リッチへの
反転であるときは前回の空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦの値からスキップ定数ＲＳＬを減算した値を新た
な空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとし（ステップ
１０５）、一方前回もリッチの状態であり、リッチが継
続しているときは前回のＦＡＦの値から積分定数ＫＩを
減算して新たなＦＡＦの値とし（ステップ１０６）、ス
テップ１１１へ進む。

【００２９】他方、ステップ１０３でリーンと判定され
たとき（Ｖ₁≦Ｖ_R1）は、その状態がそれまでリッチで
あった状態からリーンへ反転した状態であるかの判定が
行なわれ（ステップ１０７）、リーンへの反転であると
きは前回のＦＡＦの値からスキップ定数ＲＳＲを加算し
た値を新たな空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとし
（ステップ１０８）、一方前回もリーンの状態で引続き
リーンと判定されたときはＦＡＦの値に積分定数ＫＩを
加算して新たなＦＡＦの値とし（ステップ１０９）、ス
テップ１１１へ進む。ここで、上記のスキップ定数ＲＳ
Ｌ及びＲＳＲは積分定数ＫＩに比べて十分大なる値に設
定されている。

【００３０】ステップ１１１とそれに続くステップ１１
２では、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの値が
“１．２”と“０．８”の設定範囲内にあるか否か判定
され、ＦＡＦが“１．２”以上のときは上限値“１．
２”に設定された後（ステップ１１３）、ＦＡＦが
“０．８”以下のときは下限値“０．８”に設定された
後（ステップ１１４）、このルーチンを抜け（ステップ
１１５）、またＦＡＦが“１．２”と“０．８”の範囲
内の値のときはそのままこのルーチンを抜ける（ステッ
プ１１５）。

【００３１】これにより、空燃比が図５（Ａ）に模式的
に示す如く変化した場合は、空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦは同図（Ｂ）に示す如く、空燃比がリーンか
らリッチへ反転した時はスキップ定数ＲＳＬだけスキッ
プ的に大きく減衰されて前記した（１）式の燃料噴射時
間ＴＡＵを小なる値に変更させ、空燃比がリッチからリ
ーンへ反転した時はスキップ定数ＲＳＲだけスキップ的
に大きく増加されて燃料噴射時間ＴＡＵを大なる値に変
更させる。また、空燃比が同じ状態のときは、ＦＡＦは
図５（Ｂ）に示す如く積分定数（時定数）ＫＩに従って
リーンのときは大なる値へ、またリッチのときは小なる
値へ徐々に変化する。

【００３２】次に前記第２の演算手段１５を実現する処
理動作について図６及び図７と共に説明する。本実施例
では第２の演算手段１５で算出される空燃比補正値とし
て高度の変化に対する空燃比補正値ＦＧＨＡＣを図６及
び図７に示す学習制御ルーチンで算出する。上記空燃比
補正値ＦＧＨＡＣは、高地ほど空気密度が小となるた
め、高地ほど空燃比がリッチとなるのを防止するための
学習補正値である。

【００３３】図６に示す学習制御ルーチンは、例えば前
記空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがスキップされ
る毎に起動されると、まず今回の空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦと前回算出した空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦＯとの平均値ＦＡＦＶ１を算出する（ステ
ップ２０１）。続いてアイドルスイッチ（ＬＬ）２６が
オフか否か、すなわちスロットルバルブ２３が開いてい
るか否か判定され（ステップ２０２）、開いているとき
は上記の平均値ＦＡＦＡＶ１とＦＡＦＡＶ１のなまし値
ＦＡＦＡＶ２との大小比較が行なわれる（ステップ２０
３）。なまし値ＦＡＦＡＶ２はイニシャルルーチンによ
って初期値が“１．０”とされている。ステップ２０３
において、ＦＡＦＶ１≧ＦＡＦＶ２と判定されたときは
ＦＡＦＡＶ２の値が“０．００２”だけ加算され（ステ
ップ２０４）、他方ＦＡＦＡＶ１＜ＦＡＦＡＶ２と判定
されたときは、ＦＡＦＡＶ２の値が“０．００２”だけ
減算される（ステップ２０５）。

【００３４】上記のステップ２０４又は２０５の処理
後、あるいはステップ２０２でアイドルスイッチ２６が
オンであると判定されたときは、次に学習条件か否か判
定される（ステップ２０６）。この学習条件は、Ａ／Ｆ
フィードバック制御中であること、機関冷却水温が例え
ば８０℃以上であることなどである。学習条件を満足す
る場合は後述の図８の異常判定ルーチンのステップ４０
７でセットされる異常検出実行中フラグＦＦＩＤの値が
“１”か否か判定される（ステップ２０７）。ＦＦＩＤ
が“１”でないとき（“０”のとき）にはこのルーチン
の実行回数カウンタＣＳＫの値が“５”以上か否か判定
され（ステップ２０８）、“５”以上のときは図７に示
す学習制御ルーチンを実行した後（ステップ２０９）、
カウンタＣＳＫをゼロにリセットする（ステップ２１
０）。

【００３５】一方、ステップ２０６で学習条件が満足さ
れないと判定されたとき、又はステップ２０７で異常検
出実行中フラグＦＦＩＤの値が“１”（すなわち異常検
出実行中）のときには、ステップ２０９の学習制御ルー
チンを実行することなく、カウンタＣＳＫをゼロにリセ
ットする（ステップ２１０）。

【００３６】カウンタＣＳＫの値が“５”未満のとき、
又はステップ２１０のリセット後に、カウンタＣＳＫの
値が“１”だけインクリメントされ（ステップ２１
１）、更に今回の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
をＦＡＦＯに代入して（ステップ２１２）、このルーチ
ンを終了する（ステップ２１３）。

【００３７】次にステップ２０９の学習制御ルーチンに
ついて図７と共に説明する。図７において、まずアイド
ルスイッチ２６からの信号に基づきスロットルバルブ２
３が全閉状態（ＬＬオン）か否か判定され（ステップ３
０１）、全閉のときにはなまし値ＦＡＦＶ２が“１．
０”以上か否か判定される（ステップ３０２）。ＦＡＦ
ＡＶ２≧１．０のときはＦＡＦ平均値ＦＡＦＡＶ１が
“１．０２”より大であるか否か判定され（ステップ３
０３）、大のときは空燃比がリーン側にずれていると判
断してステップ３０４へ進み次式の演算を行なう。

【００３８】ＦＧＨＡＣ＝ＦＧＨＡＣ＋０．００２ (2) ＦＡＦＡＶ２＝ＦＡＦＡＶ２−０．００２ (3) 他方、ステップ３０２でなまし値ＦＡＦＶ２が“１．
０”未満と判定されたときは、更に平均値ＦＡＦＡＶ１
が“０．９８”未満かどうか判定され（ステップ３０
５）、ＦＡＦＡＶ１＜０．９８のときは空燃比がリッチ
側にずれていると判定してステップ３０６へ進み次式の
演算を行なう。

【００３９】ＦＧＨＡＣ＝ＦＧＨＡＣ−０．００２ (4) ＦＡＦＡＶ２＝ＦＡＦＡＶ２＋０．００２ (5) ステップ３０４又は３０６の演算終了後、又はステップ
３０３，３０５で０．９８≦ＦＡＦＡＶ１≦１．０２と
判定されたときはステップ３１１以降のガード処理を行
なう。

【００４０】一方、ステップ３０１でアイドルスイッチ
２６の出力からスロットルバルブ２３が全閉でないと判
定されたときは、ＦＡＦ平均値ＦＡＦＡＶ１が０．９８
≦ＦＡＦＡＶ１≦１．０２の範囲内に入っているか否か
判定され（ステップ３０７，３０９）、ＦＡＦＡＶ１＞
１．０２のときは空燃比補正値ＦＧＨＡＣの値を“０．
００２”だけインクリメントし（ステップ３０８）、Ｆ
ＡＦＡＶ１＜０．９８のときは空燃比補正値ＦＧＨＡＣ
の値を“０．００２”だけデクリメントし（ステップ３
１０）、また０．９８≦ＦＡＦＡＶ１≦１．０２のとき
は空燃比補正値ＦＧＨＡＣの値は変更せずそのままの値
としてステップ３１１以降のガード処理を行なう。

【００４１】なお、ステップ３１１以降では、ＦＧＨＡ
Ｃが上限値ＦＧＨＡＣＭＡＸ（例えば１．１）と下限値
ＦＧＨＡＣＭＩＮ（例えば０．９）の間の値か否か判定
され（ステップ３１１，３１２）、ＦＧＨＡＣＭＩＮ＜
ＦＧＨＡＣ＜ＦＧＨＡＣＭＡＸのときはこのルーチンを
終了し（ステップ３１５）、一方ＦＧＨＡＣ≧ＦＧＨＡ
ＣＭＡＸのときはＦＧＨＡＣは上限値ＦＧＨＡＣＭＡＸ
に設定された後（ステップ３１３）、またＦＧＨＡＣ≦
ＦＧＨＡＣＭＩＮのときはＦＧＨＡＣは下限値ＦＧＨＡ
ＣＭＩＮに設定された後（ステップ３１４）、このルー
チンを終了する（ステップ３１５）。なお、ＦＧＨＡＣ
ＭＡＸは前記第２の上限値に、またＦＧＨＡＣＭＩＮは
前記第２の下限値に相当する。

【００４２】このようにして、図７の学習制御ルーチン
はＦＡＦ平均値ＦＡＦＡＶ１が０．９８≦ＦＡＦＡＶ１
≦１．０２の範囲内に入るように動作する。

【００４３】このようにして算出された空燃比補正値Ｆ
ＧＨＡＣは前記（１）式に示したように、空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦと共に基本燃料噴射時間ＴＰを
補正する。これにより、例えば高地から低地へ車両が降
りて行くときなどのように、比較的長時間スロットルバ
ルブ２３が全閉状態とされ続けるような運転条件下にお
いても演算を行なわれ、また高地では前記したように空
燃比がリッチとなっていても本実施例では空燃比補値Ｆ
ＧＨＡＣが小なる値とされるから（図７のステップ３０
６）、高度の空燃比に対する影響を低減することができ
る。

【００４４】次に前記した本発明の要部をなす第１及び
第２の比較手段１７，１９、設定手段１８及び判定手段
２０を実現する異常判定ルーチンについて図８と共に説
明する。図８に示す異常判定ルーチンは例えば６５．５
ｍｓｅｃ毎に起動され、まず空燃比フィードバック条件
（図４のステップ１０１と同じ条件）が成立しているか
否かフラグＦＭＦＢの値から判定され（ステップ４０
１）、条件成立のとき（ＦＭＦＢ＝１のとき）は、この
異常検出ルーチンが実行中か否かがフラグＦＦＩＤから
判定される（ステップ４０２）。このフラグＦＦＩＤは
イニシャルルーチンによって、初期値が“０”とされて
いるため、最初にこのステップ４０２が実行されたとき
はステップ４０３へ進んで空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦが第１の上限値ＦＡＦＭＡＸ（例えば１．２
０）に達しているか否か判定される。空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦが上限値ＦＡＦＭＡＸに達していな
いときは、そのＦＡＦが第１の下限値ＦＡＦＡＭＩＮ
（例えば０．８０）に達しているか否か判定され（ステ
ップ４０４）、下限値ＦＡＦＭＩＮにも達していないと
きは正常に空燃比フィードバックが行なわれていると判
断してこのルーチンを終了する（ステップ４１４）。

【００４５】また、ステップ４０３で空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦが上限値ＦＡＦＭＡＸに達している
と判定されたときは、前記した空燃比補正値ＦＧＨＡＣ
にその上限値（第２の上限値）ＦＧＨＡＣＭＡＸを代入
する（ステップ４０５）。他方、ステップ４０４で空燃
比フィードバック補正係数ＦＡＦが下限値ＦＡＦＭＩＮ
に達していると判定されたときは、前記した空燃比補正
値ＦＧＨＡＣにその下限値（第２の下限値）ＦＧＨＡＣ
ＭＩＮを代入する（ステップ４０６）。上記のステップ
４０５又は４０６の処理実行後は異常検出実行中フラグ
ＦＦＩＤの値を“１”にセットした後（ステップ４０
７）、このルーチンを終了する（ステップ４１４）。上
記のステップ４０３，４０４により前記第１の比較手段
１７が実現され、また上記のステップ４０５，４０６に
より前記設定手段１８が実現される。

【００４６】その後この異常判定ルーチンが起動され、
メインフィードバック条件が成立しているときはステッ
プ４０１を経由してステップ４０２でＦＦＩＤ＝１と判
定されるため、今後はステップ４０８へ進んでカウンタ
ＣＦＩＤの値を“１”だけインクリメントし、続いてイ
ンクリメント後のカウンタＣＦＩＤの値が所定値Ｎ以上
か否か判定され（ステップ４０９）、ＣＦＩＤ＜Ｎのと
きはこのルーチンを終了する（ステップ４１４）。

【００４７】以下、ステップ４０１，４０２，４０８，
４０９，４１４の処理が繰り返され、ＣＦＩＤ≧Ｎとな
った時にステップ４０９からステップ４１０へ進んで空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの値が設定範囲に入
っているか否か判定される。ＣＦＩＤ≧Ｎとなる（時間
にすると例えば約３秒）まで空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦが所定範囲内に入っているか否かの判定を行
なわないのは、外乱と異常とを区別し、信頼性を向上す
るためである。

【００４８】ステップ４１０は前記第２の比較手段１９
を実現する処理ステップで、空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦが上限値ＦＡＦＭＡＸより小なる上側設定値
ＦＡＦＯ（例えば１．１）と、下限値ＦＡＦＭＩＮより
大なる下側設定値ＦＡＦＵ（例えば０．９）との間の設
定範囲内に入っているか否かを判定する。

【００４９】ここで、空燃比がリーンすぎて空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦが上限値ＦＡＦＭＡＸに達し
たときは、ステップ４０５の実行により前記（１）式か
らわかるように更にＦＧＨＡＣＭＡＸ分だけ燃料噴射量
が増加されるから、燃料噴射系が正常な場合は空燃比が
リッチ方向へ制御され、これに対応して空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦの値が上限値ＦＡＦＭＡＸより小
なる値となる。同様に、空燃比がリッチすぎて空燃比フ
ィードバック補正係数ＦＡＦが下限値ＦＡＦＭＩＮに達
したときは、ステップ４０６の実行により更に所定量燃
料噴射量が減少されるため、燃料噴射系が正常な場合は
空燃比がリーン方向へ制御され、これに対応して空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦの値が下限値ＦＡＦＭＩ
Ｎより大なる値となる。

【００５０】これにより、空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦが上限値ＦＡＦＭＡＸより小で、下限値ＦＡＦ
ＭＩＮより大なる値となると、それ以降再び空燃比に応
じて空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが変化する通
常の空燃比フィードバックシステムが作動し、空燃比を
目標空燃比とするように機能し、よって排気エミッショ
ンを向上できる。

【００５１】他方、燃料噴射系が異常のときは上記のス
テップ４０５又は４０６の処理を実行しても燃料噴射量
は全く又は殆ど変化しないため、空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦは上限値ＦＡＦＭＡＸ又は下限値ＦＡＦ
ＭＩＮか、その付近の値になったままである。

【００５２】そこで、ステップ４１０においてＦＡＦＵ
≦ＦＡＦ≦ＦＡＦＯと判定されたときは、正常と判断
し、前記カウンタＣＦＩＤおよび異常検出実行中フラグ
ＦＦＩＤの値を夫々“０”にリセットした後（ステップ
４１２，４１３）、このルーチンを終了する（ステップ
４１４）。

【００５３】一方、ステップ４１０においてＦＡＦ＞Ｆ
ＡＦＯ又はＦＡＦ＜ＦＡＦＵと判定されたときはマイク
ロコンピュータ２１は燃料噴射系の異常と判定して警告
灯４６を点灯し（ステップ４１１）、その後、上記のス
テップ４１２，４１３のリセット処理を行なってこのル
ーチンを終了する（ステップ４１４）。上記ステップ４
１１により前記判定手段２０が実現される。

【００５４】これにより、本実施例によれば、燃料噴射
系の異常は勿論のこと、空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦが上側設定値ＦＡＦＯより大で上限値ＦＡＦＭＡ
Ｘ以下のとき、あるいは下側設定値ＦＡＦＵより小で下
限値ＦＡＦＭＩＮ以上のときの空燃比フィードバックシ
ステム作動時にも、異常と判定するから、排気エミッシ
ョンの規制値を越える直前で警告灯４６を点灯して異常
を運転者に知らせることができる。

【００５５】なお、異常検出実行中にステップ４０１で
学習制御実行条件不成立（ＦＭＦＢ＝０）と判定された
ときは、ステップ４１２，４１３で前記カウンタＣＦＩ
Ｄ及びフラグＦＦＩＤを夫々クリアし、このルーチンを
終了する（ステップ４１４）。

【００５６】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば第１の演算手段１４で算出する空
燃比フィードバック補正値は、空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦに限らず、ＦＡＦ平均値又はＦＡＦのなま
し値を用いてもよい。また、第２の演算手段１５で算出
する空燃比補正値は前記高度の変化に対する空燃比補正
値ＦＧＨＡＣに限らず、エアフローメータ２２の経時変
化に対する燃料量補正値ＦＧＡＦＭ等を用いてもよく、
ＦＧＨＡＣと併用してもよい。また、本発明は吸気管圧
力と機関回転数とから基本燃料噴射時間ＴＰを算出する
内燃機関にも適用することができる。

【００５７】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、空燃比フ
ィードバック補正値が上限値又は下限値に達したとき
は、別の空燃比補正値を変更して更に燃料噴射量を増加
又は減少させることにより、空燃比フィードバック制御
を可能としたため、従来に比べて排気エミッションの悪
化を防止することができる等の特長を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明装置を備えた電子制御式燃料噴射装置の
システム構成図である。

【図３】図２中のマイクロコンピュータのハードウェア
構成を示す図である。

【図４】Ａ／Ｆフィードバック制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図５】空燃比と空燃比フィードバック補正係数との関
係を示す図である。

【図６】学習制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図７】図６のルーチン中で実行される学習制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図８】本発明の要部の異常検出判定ルーチンの一実施
例のフローチャートである。

【符号の説明】

１０内燃機関１１吸気通路１２排気通路１３，４５酸素濃度検出センサ１４第１の演算手段１５第２の演算手段１６空燃比補正手段１７第１の比較手段１８設定手段１９第２の比較手段２０判定手段２１マイクロコンピュータ３４燃料噴射弁４６警告灯

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設置され、排気中
の酸素濃度を検知する酸素濃度検出センサと、該酸素濃度検出センサの出力に基づき空燃比が目標空燃
比になるように空燃比フィードバック補正値を算出する
第１の演算手段と、該空燃比フィードバック補正値が所定範囲内の値となる
ように、該空燃比フィードバック補正値とは異なる空燃
比補正値を算出する第２の演算手段と、前記内燃機関の吸気通路に設置された燃料噴射弁の燃料
噴射時間を、該第１及び第２の演算手段で夫々算出され
た該空燃比フィードバック補正値及び空燃比補正値に基
づいて、前記空燃比フィードバック補正値が増加するほ
ど前記燃料噴射時間が長期化するように、かつ、前記空
燃比補正値が増加するほど前記燃料噴射時間が長期化す
るように補正する空燃比補正手段と、該空燃比フィードバック補正値と予め定められた第１の
上限値及び第１の下限値とを夫々比較する第１の比較手
段と、該第１の比較手段より該空燃比フィードバック補正値が
該第１の上限値に達している比較結果が得られたとき
は、前記第２の演算手段によらず、前記空燃比補正値を
強制的に第２の上限値に設定し、前記空燃比フィードバ
ック補正値が前記第１の下限値に達している比較結果が
得られるときは、前記第２の演算手段によらず、前記空
燃比補正値を強制的に第２の下限値に設定する設定手段
と、該設定手段による前記空燃比補正値設定後に前記第１の
演算手段により算出された空燃比フィードバック補正値
が設定範囲内の値であるか否かを比較する第２の比較手
段と、該第２の比較手段により前記空燃比フィードバック補正
値が前記設定範囲外の値であると判断されたときに、燃
料噴射系異常と判定する判定手段とを有することを特徴
とする燃料噴射系の異常診断装置。