JPH02308950A - 内燃機関の制御装置における空気漏れ自己診断装置及び空気漏れ学習補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の制御装置における空気漏れ自己診断
装置及び空気漏れ学習補正装置に関し、詳しくは、機関
吸気系−・の空気漏れの発生を自己診断する装置、及び
、この自己診断結果に基づいて吸入空気流量の検出（ｉ
ｆｆを学習補正する装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から、機関への燃料供給量を電子制御する制御装置
において、機関の吸入空気量に関与する吸入空気の状態
量である吸入空気流量をエアフローメータで検出し、こ
の吸入空気流量と機関回転速度とに基づいて燃料供給量
を可変設定するように構成されたものか知られている（
特開昭ら０−１５３４４６号公報等参照）。

〈発明が解決しようとする課題） しかしながら、内燃機関では、エアクリーナで”　浄化
された空気が吸気ダクトや吸気マニホールｌ’を介して
機関に供給され、その吸入空気流量は吸気絞り弁（スロ
ワＩ・ル弁）で制御されるようになっているが、上記の
ように燃料供給量を吸入空気流量に基づいて電子制御す
るシステムにおいては、かかる所期の空気導入系ではな
いとごろからの吸気系内に漏れ出す空気があると、以下
のような問題が設定する慣れがあった。

即ち、吸入空気流量を計測して燃料供給量を電子制御す
る一般に１、−ジェ）・四方式と呼ばれている燃料供給
制御装置では、全ての吸入空気がエアフローメータを介
して機関に吸入されるよ・うにしているが、このエアフ
ローメークで計測されないで機関に吸入される漏れ空気
（例えば、エアフローメータ下流の吸気系を構成する部
品の連結部の隙間から漏れ出す空気等）があると、燃料
供給量は実際の吸入空気量よりも少ない量に対応して設
定されることになってしまい、空燃比が目標よりもリー
ン化する。このため、空気漏れが発生すると、空燃比リ
ーン化によって運転安定性が悪化したり、失火の発生に
より未燃ガスがキャタライザーで燃えてキャタライザー
の焼損を招（惧れもある。

また、吸入空気流量に基づき設定した基本燃料供給量に
基づいて点火時期を設定して電子制御する点火システム
を備えるものでは、基本燃料供給量が空気漏れ発生によ
って誤差を有するようになると、設定される点火時期も
機関要求からずれ、点火制御性が悪化するという問題も
ある。

そこで、空気漏れを自己診断して、空気漏れ発生時には
漏れ量に応じた補正を施せる装置が必要となるが、従来
では、機関排気中の酸素濃度に基づき空燃比を検出して
も、これによって検出された平均的な空燃比ズレが、機
関吸気系への空気漏れによるものであるか否かの区別が
付かないため平均的な空燃比ズレを検出すると空燃比制
御に関与スる全電気製品（コン］〜ｌコールユニット、
エアフローメータ、燃料噴射弁等）を交喚したりしてい
た。

即ち、電子制御燃料供給装置では、排気中の酸素濃度を
介して機関吸入混合気の空燃比を検出し、検出された空
燃比を目標空燃比に近づけるように基本燃料供給量をフ
ィードバック補正する空燃比フィードバック補正機能を
有したものがあり、かかる空燃比フィードバック補正に
よる補正量が初期状態で微小となるようにマツチングし
たのに、その後、空燃比フィードバック制御による大き
な補正が必要になったときに、その補正が全体的に増量
補正側であった場合には、空気漏れによって吸入空気流
量の検出値が真の値よりも少なくなっている可能性があ
る。しかしながら、この場合、燃料を供給する燃料噴射
弁等の供給特性劣化や、エアフローメータ、燃料供給圧
力を調整するプ１／ッシャレギュレー夕等の故障による
空燃比ズレと区別が付かず、結局、関係部品を全部取り
替えてみて原因となり得る部分を絞り込んでいくしかな
く、空気漏れが発生した場合にはメンテナンス性が悪か
ったものである。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機関吸
気系への空気漏れの発生を自己診断できる自己診断装置
を提供すると共に、自己診断結果に基づいて空気漏れに
応じて補正を施せる学習補正装置を提供し、空気漏れの
対処を速やかに行えて機関性能を維持できるようにする
ことを目的とする。

〈課題を解決するための手段） そのため本発明では、第１図に示すように、機関の吸入
空気流量を検出する吸入空気流量検出手段を備え、これ
により検出された吸入空気流量に基づいて少なくとも燃
料供給量を含む機関制御量を設定するように構成された
内燃機関の制御装置において、 機関排気成分を検出しこれにより機関吸入混合気の空燃
比を検出する空燃比検出手段と、この空燃比検出手段で
検出された空燃比を目標空燃比に近づけるように、吸入
空気流量の検出値に基づく燃料供給量を補正するための
空燃比補正値を設定する空燃比補正値設定手段と、この
空燃比補正（ｉ￥１設定手段で設定される空燃比補正値
による補正割合が、吸入空気流量の小さい運転領域はど
増大補正方向に大きくなる（噴量を示すときに機関吸気
系への空気漏れの発生を判別する空気漏れ判別手段と、
を含んで空気漏れ自己診断装置を構成するようにした。

また、第１図のように、かかる空気漏れ自己診断装置に
より空気漏れの発生が判別されたときに、空燃比補正値
とこの空燃比補正値に対応する吸入空気流量とに暴づい
て漏れ空気量分に相当する吸入空気流量の補正量を設定
する漏れ分補正量設定手段と、この漏れ分補正量設定手
段で設定された補正量に基づいて吸入空気流量検出手段
で検出された吸入空気流量を補正し、ごの補正結果に基
づいて機関制御量の設定を行わせる吸入空気流量学習補
正手段と、を含んで空気漏れ学習補正装置を構成するよ
うにした。

更に、空気漏れ自己診断装置において、第１図点線示の
ように、多気筒中の特定１気筒の燃料供給量のみを強制
的に補正してこの特定１気筒の空燃比のみを変更し、該
補正中と補正前とにおいてそれぞれ空燃比補正値設定手
段で設定された空燃比補正値の差を検出し、この検出し
た差と咳差の所定期待値とを比較して、前記差が所定期
待値に近づく方向に特定１気筒の燃料供給量の補正値を
設定することにより気筒別に燃料供給量の補正値を学習
する気筒別補正値学習手段を備えるようにすることが好
ましい。

〈作用〉 本発明が適用される内燃機関の制’＋ＩＩｌ装置は、機
関の吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段を備
えており、この検出手段で検出した吸入空気流量に基づ
いて少なくとも燃料供給量を含む機関制御量を設定する
ように構成されている。

そして、本発明にかかる空気漏れ自己診断装置では、空
燃比検出手段が機関排気成分を検出しこれにより機関吸
入混合気の空燃比を検出する。空燃比補正値設定手段は
、前記空燃比検出手段で検出された空燃比を目標空燃比
に近づＧＪるよ・うに、吸入空気流量の検出値に基づく
燃料供給量を補正するための空燃比補正値を設定する。

そして、空気漏れ判別手段は、設定された空燃比補正値
による＋ｉ！ｉ正割合が、吸入空気流量の小さい運転領
域はど増大補正方向に大きくなる傾向を示すときに機関
吸気系への空気漏れの発生を判別する。

即ち、空気漏れが発生ずると、第８図に示す例のように
、吸入空気流量の多いときには真の空気量に対する漏れ
空気量の割合が小さいため空燃比ズレが小さいのＱこ対
し、吸入空気？ｆｔｆｉｔの小さいときには真の空気量
に対する漏れ空気量の割合が大きくなるために大きな空
燃比ズレが生じる。一方、空燃比補正値は、空気漏れの
発生により空燃比がリーン化すれば、このリーン化を補
正すべく燃料供給量を増大補正するので、吸入空気流量
の小さい運転領域はど空燃比補正値による増大補正割合
が大きくなれば、空気漏れによって表れる空燃比ズレの
傾向と一致し、空気漏れを間接的に判別できるものであ
る。

また、このようにして空気漏れが判別されると、本発明
にかかる空気漏れ学習補正装置により、以下のようにし
て吸入空気流量検出値の補正学習が行われる。

即ち、空気漏れの発生が判別されると、漏れ分補正量設
定手段が、空燃比補正値とこれに対応する吸入空気流量
とに基づいて漏れ空気量分に相当する吸入空気流量の補
正量を設定する。そして、吸入空気流量学習補正手段は
、上記漏れ分補正量設定手段で設定された補正量に基づ
いて吸入空気流量検出手段で検出された吸入空気流量を
補正し、この補正結果に基づいて機関側′ａＮの設定を
行わせる。

空気漏れが発生しているときには、吸入空気流量の小さ
い運転領域はど空燃比補正値による増大補正割合が大き
くなり、ががる空燃比補正値によって空気漏れによる空
燃比スレが修正されているので、空燃比補正値によって
漏れ空気量を予測ず１す るごとができ、この予測仙に基づいて検出イ１！を補正
することで、機関制御量の設定に用いられる吸入空気流
量が漏れ空気量分も含むようにした。

更に、前記空気漏れ自己診断装置において、気筒別補正
値学習手段は、多気筒中の特定１気筒の燃料供給量のみ
を強制的に補止するごとによりこの特定１気筒の空燃比
のみを変更し、かかる補正中と補正前とにおいてそれぞ
れ空燃比補正値設定手段で設定された空燃比補正値の差
を検出１−１検出した差とごの差の所定力］待値とを比
較して、前記差が所定期待値に近づ（方向６コ特定１気
筒の燃料供給量の補正値を設定すること６；二より気筒
別に燃ね供給量の補正値を学習し、各気筒の燃料供給特
性のバラツキ等に基づ（気筒間の空燃比スｌ／を解消し
、各気筒で目標空燃比が得られるようにする。

燃料供給特性に変化があって、制御信号に基づく所期の
燃料が得られないときには、空気漏れによる空燃比スレ
の傾向と同様に吸入空気？Ａｒｊ量（又は燃料供給制御
量）の小さい運転領域はど空燃比補正イ１ｕによる増大
補正割合が大きくなる（引回を示ずごとがあり、この場
合、空燃比スレの原因が燃料供給特性によるものか空気
漏れによるものであるかの区別が付かなくなる。このた
め、前記気筒別補正値学習手段を備えるようにすること
で、燃料供給特性の変化等による空燃比ズレを解消し、
空燃比ズレの原因を空気漏れに限定できるようにした。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

一実施例のシステム構成を示す第２図において、内燃機
関１には、エアクリーナ２．吸気ダクト３゜スロワ（・
ルチャンハ４及び吸気マニホールド５を介して空気か吸
入される。スロｙ　トルチャンバ４には、図示しないア
クセルペダルと連動してスロットルチャンバ４の開口面
積を可変制御するスロｙ　Ｉ・ル弁７が設けられていて
、吸入空気流量Ｑを制御する。

前記スロッ］〜ル弁７には、その開度ＴＶＯを検出する
ポテンショメータと共に、その全閉位置（アイドル位置
）でＯＮとなるアイドルスイッチ８Ａを含むスロットル
センサ８が付設されてい６゜スロワＩ・ル弁７−ヒ消の
吸気ダク］・３には、機関１の吸入空気流量Ｑを検出す
る吸入空気流量検出手段としてのエアフローメータ９が
設けられていて、吸入空気流量Ｑに応じた電圧信号Ｕ　
Ｓを出力する。

また、スロットル弁７下流の吸気マニボール］゛５の各
ブランチ部には、各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁１０が
設けられて−いる。燃料噴射弁１０は、後述するマイク
ロコンピュータを内蔵したコン）・じ２−ルユニット１
１から機関回転るこ同期したタイミングで出力される駆
動パルス信号によって開弁駆動し、図示しない燃料ポン
プから圧送されプレンシャレギュＩ／−夕により所定圧
力に制御された燃料を吸気マニホールド５内に噴射供給
する。即ち、燃料噴射弁１０による燃料供給量は、燃＊
ミ］噴則弁１０の開弁駆動時間で制御されるようになっ
ている。

更に、機関］の冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗを検
出する水嵩セン１月２が設けられると共に、排気通路１
３内で排気中の酸素濃度を検出することによって、機関
吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段としての
酸素センサ１４が設けられている。また、各気筒の燃焼
室にそれぞれ臣−ませて点火栓６を設けである。

コントロールユニット １５から機関回転に同期して出力されるクランク単位角
度信号ＰＯ３を一定時間カウントして、又は、所定クラ
ンク角位置毎に出力されるクランク基準角度信号ＲＥＦ
　（４気筒の場合１８０°毎）の周期を計測して機関回
転速度Ｎを検出する。

次に、コントロールユニット１１により行われる空気漏
れ自己診断及び空気漏れ学習補正を含む燃料供給制御を
、第３図〜第７図のフローチャートにそれぞれ示すルー
チンに従って説明する。

本実施例において、空燃比フィードバック補正値設定手
段、空気漏れ判別手段、漏れ分補正量設定手段、吸入空
気流量学習補正手段、気筒別補正値学習手段としての機
能は、第３図〜第７図のフローチャー１・に示すように
ソフトウェア的に備えられている。

第３図のフローチャー１・に示すルーチンは、機関Ｉが
１回転する毎に実行される空燃比フィートバンク補正係
数（空燃比フィートバンク補正イ１θ）・ＬＭＤ設定ル
ーチンである。前記空燃比フィードバック補正係数ＬＭ
Ｄは、酸素センサ１４によって検出される吸入混合気の
空燃比（各気筒の平均空燃比）を目標空燃比（理論空燃
比）に近づけるように、基本燃料噴射量Ｔｐを補Ｃ口す
るためのものであり、本実施例では基準値１．０として
比例・積分制御により制御されるようになっている。

まず、ステップ１（図中ではＳｌとしである。

以下同様）では、酸素センサ（０２／Ｓ）］、４の出力
電圧を入力する。

ステップ２では、空燃比フィートハック補正係数Ｌ　Ｍ
　］）を比例・積分制御するに当たっての操作量を、予
め運転状態に応じて記憶しであるマツプから現在の運転
状態に基づいて検索して求める。

本実施例では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐ　
（−ＫＸＱ／Ｎ　；　Ｋは定数）とによって区分される
運転状態毎に、リーン制御比引分ＰＬ、、ｌｊッチ制御
比例分ＰＲ，積分分Ｉがそれぞれ記憶されており、現状
の基本燃料噴射量゛Ｆｐと機関回転速度Ｎとから当該運
転状態に対応するものが検索される。

次のステップ３では、ステップ１で入力した酸素センサ
１４の出力と、目標空燃比相当のスライスレヘルとを比
較することによって、実際の空燃比が「目標に対してリ
ッチであるかり−ンであるかを判別する。

ここで、実際の空燃比が目標に対してリッチであると判
別されたときには、ステップ４へ進んでリッチフラグｆ
Ｒの判別を行う。このリッチフラグｆＲば、後述するよ
うに、空燃比のリーン検出初回にゼロがセットされるの
で、ステップ３におけるリッチ判別が初回であれば、リ
ッチフラグｆＲはＯであると判別されることになる。

リッチ検出の初回で、リッチフラグｆＲがゼロであると
判別されると、ステップ５へ進んでリッチフラグｆＲに
１をセットする一方、リーンフラ］７ グｆＬにＯを七ン［・する。

また、次のステップ〔ｊでは、現状の空燃比フィードバ
ック補正係数ＬＭＤ、即ら、空燃比リーン検出中に増大
制御された空燃比フィードバック補正係数ＬＭＤの最大
値を、ａにセットする。

そして、次のステップ７では、後述するよ）にリーン検
出の初回に空燃比フィー］・ハック補正係数ＬＭＤの最
小値がセットされるｂと上記最大４Ｗａとに基づき、以
下の式に従って空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣを演算す
る。

ＫＢＬＲＣ← （（ａ十ｂ）／２１　　・Ｘ＋（１−Ｘ）ＫＢＬＲ（、
、：上記演算式において、（ａ　＋　ｂ　）　／　２は
、空燃比フィードバンク補正係数Ｌ　Ｍ　Ｄの中心値を
示し、ごの目標空燃比を得るための補正係数に相当する
中心値を、前回までの空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣと
加重重みＸを用いて加重平均して、新たな空燃比学習補
正係数Ｋ　Ｂ　Ｌ　ＲＣが設定される。従って、空燃比
学習補正係数Ｋ　Ｂ　＋−ｒｓ　Ｃは、空燃比フィード
バンク補正係数ＬＭＤを用いないで目標空燃比が得られ
るように学習される補正係数である。

次のステップ８では、前回までの空燃比フィードバック
補正係数ＬＭＤからステップ２で検索して求めたリーン
制御比個分ＰＬを減算して、空燃比フィードバック補正
係数Ｌ　Ｍ　Ｄの減少制御によってリッチ状態の解消を
図る。

一方、ステップ４でリッチフラグｆ　Ｒが１であると判
別されたりソチ検出継続時には、ステップ９へ進んで前
回までの空燃比フィードバック補正係数ＬＭＤからステ
ップ２で検索して求めた積分分■を減算することにより
、空燃比のリッチ状態が解消されるまでの間、空燃比フ
ィードバンク補正係数ＬＭＤを徐々に減少させる。

また、ステップ３で空燃比がリーンであると判別された
ときには、ステップ１ｏへ進んでリーンフラグｆＬの判
別を行う。前述のように空燃比のリッチ検出初回に、ス
テップ５でリーンフラグｆＬにはセロがセ・ントされて
いるので、リーン検出初回であればこのステップ１０で
はリーンフラグｆ■。

はゼロであると判別される。

リーン検出初回であるときには、ステップ１１へ進み、
リーンフラグｆ　Ｌに１をセットすると共に、リッチフ
ラグｆＲにゼロをセットする。

そして、次のステップ１２では、空燃比リンチ状態にお
いて減少制御された空燃比フィードパンク補正係数ＬＭ
Ｄの最小値を、ｂにセットする。

次のステップ１３では、前記ステップ７と同様にして、
今回ステップＩ２で設定された最小イ直ｌ〕と、ステッ
プ６で設定される最大（＋６．　ａとを用い空燃比学習
補正係数Ｋ　Ｂ　Ｌ、ＲＣを演算する。

次のステップ１４では、前回までの空燃比フィードバッ
ク補正係数ＬＭＤに、ステップ２で検索されたリッチ制
御比例骨ＰＲを加算して、空燃比フィードバック補正係
数Ｌ　Ｍ　Ｄを増大補正Ｊる。

また、ステップ１０でリーンフラグｆＬが１であると判
別されたとき、即ち、リーン検出の継続時には、ステッ
プ１５へ進んで空燃比フィードバック補正係数Ｌ　Ｍ　
Ｄの前回値ル；ニステップ２で検索された積分分Ｉを加
算して、空燃比のリーン状態が解消されるまでの間、空
燃比フィードバック補正係数Ｌ　Ｍ　Ｄを徐々に増大さ
せる。

以上のようにして空燃比フィートハック補正係数Ｌ　Ｍ
　Ｄが比例・積分制御されて設定されると共に、該空燃
比フィーＩＳハック補正係数Ｌ　Ｍ　Ｄに基づいて空燃
比学習補正係数Ｋ　Ｂ　Ｌ　ＲＣが演算されると、次の
ステップ１６では、空燃比学習補正係数Ｋ　Ｂ　Ｌ　Ｒ
Ｃを、吸入空気流ｉ１Ｑに対応させてマツプに記憶する
。

前記空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣは、空燃比フィード
バック補正係数ＬＭＤなしで実際の空燃比が目標空燃比
に制御されるように設定されるものであるから、空燃比
フィードバック補正係数ＬＭＤによる空燃比補正なしで
目標空燃比が得られれば略基準値１．０付近に学習設定
されるはずである。従って、この空燃比学習補正係数Ｋ
　Ｂ　Ｌ　ＲＣ（空燃比補正値）が基準値１．０から離
れるほど大きな割合で補正されていることを示し、吸入
空気流量Ｑに応してかかる補正割合ｅ（基準値１．０に
対するプラス・マイナス方向の偏差）を記憶させ２］ ておげば、吸入空気流量Ｑ変化に応じて補正割合がどの
ように変化するかが判別できるものであり、かかる補正
割合のマツプが第４図のフローチャーＩ・に示すルーチ
ンで検証される。

第４図のフローチャートに示すルーチンは、ハンググラ
ウンド処理されるものであり、まず、ステップ２１では
、前記ステップ１６で設定される補正割合ｅのマツプか
ら、現状の吸入空気流量ＱＣコ対応する空燃比学習補正
係数ＫＢＬＲＣのデータを検索して求め、燃料噴射量Ｔ
　ｉの演算に用いる空燃比学習補正係数Ｋ　Ｂ　Ｌ　Ｒ
Ｃの設定を行う。

次のステップ２２では、前記補正割合ｅのマツプにおい
て、吸入空気流量Ｑの変化に対して補正割合ｅがどのよ
うに変化するかを検出するときに、補正割合ｅをサンプ
リングする吸入空気流ＭＱのデータであるｐＱに最小（
！ｊｌｏ（ｋｇ／ｈ）をセットすると共に、サンプリン
グ数をカウントするｎをゼロリセットする。

そして、次のステップ２３では、補正割合ｅがサンプリ
ングされる毎に１０ずつアップされる前記ｐＱと、所車
の最大値ＭＡＸＱとを比較し、前記ｐＱが最大値ＭＡＸ
Ｑ以下であるときには、ステップ２４へ進む。

ステップ２４では、吸入空気流量Ｑに応じて記憶されて
いる補正割合ｅのマンブから前記ｐＱに対応するデータ
を検索して求め、その値をｒｅｇａにセントする。

次のステップ２５では、今回前記ステップ２４で検索さ
れたデータｒｅｇａと前回の検索データｒｅｇａｏｃ。

とを比較し、前回の検索データｒｅｇａｏｔＤが今回値
以上であるときには、ステップ２６へ進む。

ステップ２６では、補正割合ｅをサンプリングするため
の吸入空気流量ＱのデータであるｐＱに１０を加算して
補正し、今回ステップ２４で検索された補正割合ｅのデ
ータよりも１０ｋｇ／ｈだり多い吸入空気流量Ｑに対応
するデータが次に検索されるようにする。

次のステップ２７では、今回ステップ２４で検索された
補正割合ｅがセットされているｒｅｇａに吸入空気流量
Ｑを朶算した値から吸入空気流量Ｑを減算することによ
って、エアフローメータ９による検出値の誤差量ΔＱ′
の設定を行う。

即ち、ｒｅｇａにセットされている空燃比学習補正係数
ＫＢＬＲＣを基本燃料噴射量ＴＪ）（＝ＫＸＱ／Ｎ　；
　Ｋは定数）に乗算することによって目標空燃比が得ら
れる訳であるから、エアフローメータ９で検出された吸
入空気流量Ｑに空燃比学習補正係数Ｋ　Ｂ　Ｌ　Ｒ，Ｃ
を乗算すれば、吸入空気流量Ｑを真の値に補正できるこ
とを示す。従って、真の吸入空気流量Ｑから検出値を減
算すれば、エアフローメータ９の誤差量が検出されるも
のである。

次のステップ２８では、ステップ２７で検出されたエア
フローメータ９の検出誤差量ΔＱ”を積算し、次のステ
ップ２９では、積算された検出誤差量△Ｑ′をカウント
するためにｎを１アツプさせる。

そして、再びステップ２３へ戻り、ステップ２５で前回
の検索データｒｅ［ａｏｔｏが今回イ直ｒｅｇａ以上で
あると判別されている間では、ステップ２３でサンプリ
ング用吸入空気流量ＱであるｐＱが最大値ＭＡＸＱを越
えると判別されるまで、誤差量ΔＱ′の演算が操り返さ
れる。

空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣによる補正割合が、増大
方向で、然も、吸入空気流量Ｑの少ない領域はどその補
正割合が増大するときには、ｐＱ−１０からｐＱ＝ＭＡ
ＸＱとなるまで、ステップ２５からステップ２６へ進み
、全吸入空気流量Ｑ領域で空燃比学習補正係数Ｋ　ｍ　
Ｌ　ＲＣ（ｒｅｇａ）に基づく誤差量ΔＱ゛の演算が行
われる。

ところで、空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣによる補正割
合が、増大方向で、然も、吸入空気流量Ｑの少ない領域
はどその補正割合が増大するという傾向は、第８図に示
すようにエアフローメータ９を介さない漏れ空気が発生
したときに表れる傾向と同様である。

即ち、空気漏れが発生すると、エアフローメータ９によ
る検出値が漏れ空気量分だけ真の値よりも少なくなり、
この吸入空気流量Ｑの検出値に基づ（基本燃料噴射量Ｔ
ｐで燃料噴射弁１０を駆動制御すると空燃比がリーン化
し、このリーン化を解消すべく空燃比フィードバック補
正係数ＬＭＤが基準値１．０から増大制御されて、空燃
比学習補正係数ＫＢＬＲＣが基準値１．０よりも大きな
イ直に学習される。

このとき、吸入空気流量Ｑの多いときには、漏れ空気量
が全体の吸入空気流量Ｑに占める割合めく少ないなるた
め、空燃比フィードパンク補正係数■、ＭＤによる大き
な補正割合を必要としなくなるが、逆に吸入空気流量Ｑ
の少ないときには全体の吸入空気流量Ｑに占める漏れ空
気量の割合が大きくなり、空燃比フィードバック補正係
数Ｌ　Ｍ　Ｄによる大きな補正割合が必要となる。

従って、第４図のフローチャートにおけるステップ２３
〜２９で、空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣによる補正割
合が、増大方向で、然も、吸入空気流量Ｑの少ない領域
はどその補正割合か増大するという傾向が確認されたと
きには、空気漏れの発生を予測判別できることになり、
この場合には、ステップ３１へ進む。

ステップ３１では、空気漏れの発生を判別するためのフ
ラグｆ　Ａｉｒに１をセットして、該フラグｆＡｉｒに
よって空気漏れが生していることが判別できるようにす
ると共に、次のステップ３２では、空気漏れが発生して
いることを、例えば車両のダツシュボード上等に表示し
て、運転者に整備工場でのメンテナンス等を促すように
する。

更に、ステップ３３では、ステップ２８で積算した誤差
量ΔＱ°をサンプリング数ｎで除算して娯差駄ΔＱ″の
平均値ΔＱを求める。ここで、演算された平均（ＵΔＱ
、即ち、空気漏れ分に相当する補正１　ニｌｉ　ツいて
、後述するようにエアフローメータ９による検出値を補
正して、空気漏れ分をも含んだ吸入空気流量Ｑで基本燃
料噴射量Ｔｐが演算されるようにする。

一力、空燃比学習補正係数Ｋ　Ｂ　Ｌ　ＲＣが、吸入空
気流量Ｑの減少に応じて順次増大せず、ステップ２５で
ｒｅｇａ　＞　ｒｅｇａｏ　Ｌ　Ｄであると判別された
ときには、空気漏れ発生時における傾向とは異なるので
、空気漏れの発生を判別することなくステップ３０へ進
み、前記フラグｆ　Ａｉｒにゼロをセットすることが空
気漏れの発生していない状態が判別されるーようにする
。

このように、空燃比の補正割合が吸入空気流量Ｑの変化
に対してどのように変化するかを検出することで、機関
１吸気系への空気漏れの発生を精度良く自己診断できる
ため、空燃比スレの原因を空気漏れに特定して、メンテ
ナンスを容易に行・うことかできる。

次に前記ΔＱに基づく吸入空気流量Ｑの補正制御ヲ、第
５図のフローチャーＩ−に示すルーチンに従って説明す
る。

第５図のフローチャートに示すルーチンは、微小時間（
４ｍｓ）毎に実行されるものであり、まず、ステップ４
１では、エアフローメータ９から吸入空気流量Ｑに応じ
て出力される電圧信号ＩＪ　ｓを人力する。

そして、次のステップ４２では、予め前記電圧信号Ｕｓ
に対応する吸入空気流量Ｑのデータを記憶したマツプか
ら今回入力した電圧信号Ｕ　、Ｓに対応する吸入空気流
ｊｔＱを検索して求める。

次のステップ４３では、前記第４図のフじ！−チャ一ト
に示すルーチンで設定されるフラグｒ　Ａｉｒの判別を
行い、フラグｆＡげがセロであって空気漏れの発生が判
別されていない状態では、ステ・ンブ４４へ進む。ステ
ップ４４では、最終的な吸入空気流量ＱＡにステップ４
２で検索した吸入空気流量Ｑをセントすることにより、
エアフローメータ９による検出値を最終値にセットする
。

一方、ステップ４３でフラグｆＡｉｒが１であると判別
されたときには、空気漏れの発生が判別されている状態
であるから、エアフローメータ９による検出値は、真の
空気量よりも漏れ空気量分だシフ少なくなっている。こ
のため、ステップ４５へ進みエアフローメータ９によっ
て検出された吸入空気流量Ｑに、前記第４図のフローチ
ャートに示すルーチンで演算された漏れ空気量に相当す
る誤差量ΔＱを加算して得た値を、最終的な吸入空気流
量ＱＡにセットする。

このように、空気漏れの発生があるか否かによってΔＱ
加算補正を切り換え実行し、最終的な吸入空気流ｆｆ１
ＱＡを設定すると、この吸入空気流量ＱＡを用いた燃料
供給量の演算が、第６図のフローチャートに示すルーチ
ンに従って行われる。

第６図のフローチャー１−に示すルーチンは、所定時間
（例えばｉ、ｏｍｓ）毎に実行されるものであり、まず
、ステップ５１では吸入空気流量ＱＡと機関回転速度Ｎ
とに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐ（←ｌ〈ｘＱ／Ｎ　；
　Ｋは定数）を演算する。

そして、次のステップ５２では、ステップ５１で演算し
た基本燃料噴射量ＴＩ）に対して以−ドの式に従い運転
状態に応じた種々の補正を施して最終的な燃料噴射量Ｔ
　ｉを演算する。

Ｔｉ　←Ｔ　ｐ　Ｘ　Ｌ　Ｍ　Ｄ　Ｘ　Ｋ　Ｂ　Ｌ　Ｒ
ＣＸ　ＣＯＥ　Ｆ　十Ｔｓここで、ＬＭＤは、第３図の
フローチャートに示すルーチンで比例・積分制御された
空燃比フィードバック補正係数、ＫＢＬＲＣはやばり第
３図示ルーチンで空燃比フィードバック補正ｉ数ＬＭＤ
に基づき学習設定された空燃比学習補正係数、Ｃ０ＥＦ
は水温センサ１２によって検出される冷却水温度Ｔｗを
主として設定される各種補正係数、Ｔｓは燃料噴射弁１
０の駆動電源であるバッテリの電圧変化による有効開弁
時間（開閉弁遅れ）の変化を補正するための補正分であ
る。

このようにして、演算された燃料噴射量１゛ｉは、マイ
クロコンビニ＋４−夕の出力レジスタにセットされ、所
定の噴射開始タイミングになると、この出力レジスタに
セットされた最新の燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾
の駆動パルス信号が燃料噴射弁１０に出力されて、燃料
噴射弁］０による間欠的な燃料の噴射供給が制御される
。

前述のように、空気漏れの自己診断がなされたときには
、漏れ空気量相当の補正を検出値に施して、この補正し
た吸入空気流量Ｑに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐが演算
されるので、空気漏れ発生時における燃料制御性が向」
ニすると共に、例えば前記基本燃料噴射量Ｔｐと機関回
転速度Ｎとに基づいて点火時期（点火進角Ｗ）を制御す
る場合に、空気漏れの発生があっても要求の点火時期設
定を行わせることができ、点火時期制御性も向上する。

ところで、例えば前記燃料噴射量′ｆ゛１の演算に用い
た電圧補正分子　Ｓが、燃料噴射弁１０の劣化等によっ
て不適正になると、第９図に示すよ・うに、燃料噴射量
１゛１の小さい運転領域はど、空燃比エラーが大きくな
り空燃比フィードバック補正係数ＬＭＤや学習補正係数
Ｋ　Ｂ　Ｌ　ＲＣによる大きな割合の補正を必要とする
。吸入空気流量Ｑと燃料噴射量Ｔｉとは略比例関係にあ
るため、かがる傾向は空気漏れ発生時における空燃比ズ
レの傾向（第８図参照）と類似し、電圧補正分子　ｓの
不適正を空気漏れ発生と誤診断する惧れがある。

そこで、本実施例では、気筒別に燃ネ４噴射弁１゜の噴
射特性を学習し、気筒別に所望の燃料供紹制御が行える
ようにしてから、換言すれば、各気筒毎に電圧補正分子
’　ｓや基本燃料噴射量’ｌ”　ｐの設定制御をマツチ
ングして、燃料噴射弁」０の劣化等を原因とする空燃比
ズレが空気漏れ発生と誤診断されないようにしである。

上記気筒別の燃料噴射弁１０学習補正の概略を、第７図
のフローチャー１・に示しである。

フローチャートに沿った説明のＭｉＩに、基本的な考え
方を説明すると、例えば４気筒機関の場合、４気筒の混
合俳気中の酸素濃度を酸素センサ１４で検出し、各気筒
平均レヘルの空燃比がこの酸素濃度から検出され、この
検出結果に基づいて平均空燃比が目標空燃比になるよう
にフィードバック制御される。ここで、特定１気筒のみ
の燃料供給側′ａ量を補正し、強制的に特定１気筒のみ
の空燃比をずらすと、その結果が酸素センサ１４で検出
されて空燃比フィードハック補正係数ＬＭＤＯ値に反映
されるはずであり、かかるフィードバンク補正系への影
響は前記特定１気筒の燃料をどれだけ補正したかによっ
て予測できるはずである。

従って、特定１気筒の空燃比を強制的にすらしたときに
、予測される空燃比補正値の変化と、実際にフィードバ
ック制御された補正値の変化とを比較すれば、例えば増
量補正した特定１気筒で増量制御に見合った燃料が噴射
されていないといった気筒毎の噴射特性の誤差を検出で
きるものであり、かかる噴射特性レヘルが各気筒毎に基
準レヘルに補正されるように燃料噴射量Ｔ１の補正値を
学習すれば、各気筒毎に目標空燃比が得られるよ・うに
なるものである。

次に第７図のフローチャー１−　Ｑ；：従って説明する
と、まず、ステップ６１では、機関１が定常運転されて
いるか否かを判別する。機関１が過渡運転されていると
きには、空燃比が燃料壁流等の影響で不安定な状態であ
り、精度の良い学習が行えないからそのまま本ルーチン
を終了させる。

機関１が定常運転されているときには、ステップ６２へ
進む。ステップ６２では、かかる定常運転状態において
、各気筒の平均空燃比を目標空燃比にフィードバック制
御するために設定されている空燃比フィードバック補正
係数り、　Ｍ　Ｄ及び空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣを
所定期間サンプリングし、今回の定常運転時に目標空燃
比を得るために必要としている空燃比補正値の平均値を
求める。

そして、次のステップ６３では、特定１気筒の基本燃料
噴射量Ｔｐのみを例えは所定係数によって所定期間だけ
増量補正し、該特定１気筒の空燃比のみを強制的にずら
す。

このようにして特定１気筒のみの基本燃料噴射Ｆｅ　Ｔ
　ｐを補正しているときに、ステップ６４では、前記ス
テップ６２と同様に空燃比フィードバック補正係数ＬＭ
Ｄ及び空燃比学習補正係数Ｋ　Ｂ　Ｌ　ＲＣをサンプリ
ングして、補正中における空燃比補正値の平均を求める
。

かかる結果から、特定１気筒のみの燃料を補正した結果
、実際の空燃比を目標空燃比に補正するための補正値が
どの（らい変化したかが検出されるが、燃料補正した気
筒の燃料噴射弁１０の噴射特性が基準レベルにあって補
正に見合った燃料を実際に噴射供給していれば、この補
正値の変化は予測値に略一致するはずである（ステップ
６５）。

従って、実際に空燃比補正値が変化した値と、変化の予
測値とを比較すれば、燃料補正した特定１気筒に備えら
れた燃料噴射弁１０が補正に見合った燃料を実際に噴射
供給しているか否かを判別することができ、ここで、噴
射特性の誤差が検出されたときには、かかる誤差を燃料
噴射量Ｔｉに応じて記憶させ、燃料噴射量Ｔ　ｉの変化
に対する誤差の変化を判別することで、ステップ６５で
各燃料噴射弁１０の劣化要因を判別できると共に、それ
に対応した気筒別の燃料補正値を学習できるものである
。

例えば燃料噴射弁１０の複数ある噴孔のうちひとつが詰
まった場合には、燃料噴射量Ｔｉを一定割合で補正する
ことが必要となり、かかる特性は噴射特性の誤差が燃料
噴射量Ｔｉの変化に対して略一定率であることで学習さ
れ、また、電圧補正分’丁”ｓが不適切であるときには
、”ｆ’　ｓが基本燃料噴射量′ＰＰに対する加算補正
項であるごとから、燃料噴射量Ｔｉの少ないときほど大
きな補正割合となって表れることから学習される。

このようにして、各気筒別に制御量に見合った燃料量が
実際に噴射供給されるように学習補正されていれば、空
気漏れによる空燃比ズレの傾向と電圧補正分子１５不良
等による空燃比ズレの傾向とが類似していても、予め電
圧補正骨”Ｖ　Ｓを学習補正して燃料噴射弁１０による
影響を除去した状態で、前記第３図〜第５図に示す空気
漏れ自己診断及び空気漏れ学習補正を行うことにより、
空気漏れ自己診断の精度を向上させ、誤学習を回避でき
る。

〈発明の効果） 以上説明したように、本発明によると、機関吸気系への
空気漏れが精度良く自己診断できるため、メンテナンス
性が向上すると共に、かかる自己診断に基づいて吸入空
気流量を学習補正することで燃料供給量や点火時期等の
機関制御量の設定精度が向上する。また、燃料噴射弁の
劣化等による気筒別の空燃比ズレを学習補正することで
、空気漏れの発生による空燃比ズレと同様な傾向を示す
燃料噴射弁の劣化発生時に、燃料噴射弁の劣化が空気漏
れであると誤診断されることを回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図〜第５図図
はそれぞれ同上実施例における制御内容を示すフローチ
ャート、第８図は空気漏れ発生時の空燃比スレのレヘル
を吸入空気流量に対応させて示す線図、第９図は燃料噴
射弁の開閉弁遅れ補正の不良による空燃比側ｉｆ［ｌエ
ラー率の発生状態を示す線図である。 ■・・・機関　　９・・・エアフローメータ　　１０・
・・燃Ｒ噴Ｉｔ　弁１１・・・コントロールユニ７１〜
　１４・・・酸素センサ　　１５・・・クランク角セン
リー　　２０・・点火栓 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 ３日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出
   手段を備え、これにより検出された吸入空気流量に基づ
   いて少なくとも燃料供給量を含む機関制御量を設定する
   ように構成された内燃機関の制御装置において、 機関排気成分を検出しこれにより機関吸入混合気の空燃
   比を検出する空燃比検出手段と、 該空燃比検出手段で検出された空燃比を目標空燃比に近
   づけるように、吸入空気流量の検出値に基づく燃料供給
   量を補正するための空燃比補正値を設定する空燃比補正
   値設定手段と、 該空燃比補正値設定手段で設定される空燃比補正値によ
   る補正割合が、吸入空気流量の小さい運転領域ほど増大
   補正方向に大きくなる傾向を示すときに機関吸気系への
   空気漏れの発生を判別する空気漏れ判別手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置
   における空気漏れ自己診断装置。
2. （２）請求項１記載の内燃機関の制御装置における空気
   漏れ自己診断装置により空気漏れの発生が判別されたと
   きに、前記空燃比補正値と該空燃比補正値に対応する吸
   入空気流量とに基づいて漏れ空気量分に相当する吸入空
   気流量の補正量を設定する漏れ分補正量設定手段と、 該漏れ分補正量設定手段で設定された補正量に基づいて
   吸入空気流量検出手段で検出された吸入空気流量を補正
   し、該補正結果に基づいて機関制御量の設定を行わせる
   吸入空気流量学習補正手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の制御装置
   における空気漏れ学習補正装置。
3. （３）多気筒中の特定１気筒の燃料供給量のみを強制的
   に補正して該特定１気筒の空燃比のみを変更し、該補正
   中と補正前とにおいてそれぞれ空燃比補正値設定手段で
   設定された空燃比補正値の差を検出し、検出した差と該
   差の所定期待値とを比較して、前記差が所定期待値に近
   づく方向に特定１気筒の燃料供給量の補正値を設定する
   ことにより気筒別に燃料供給量の補正値を学習する気筒
   別補正値学習手段を備えたことを特徴とする請求項１記
   載の内燃機関の制御装置における空気漏れ自己診断装置
   。