JPH0264249A - 燃料制御装置 - 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〕 この発明は、内燃機関の失火を検出して失火気筒の燃料
供給を停止する燃料１１Ｊ御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、自動車に装着されるようになった電子制御燃料噴
射装置は、エンジンの燃焼室へ供給される混合気を作る
装置であり、エンジンの回転数や吸気量を電気信号に変
換し、これをマイクロコンピュータで処理して最適空燃
比を表わす信号を発生させ、この信号により電磁的に駆
動される燃料噴射弁の開弁時間を制御して空燃比を調整
し、エンジンの作動状態を最良に保つものである。この
種の電子制御燃料噴射装置では一般に、排気通路に排気
浄化装置（触媒装置）が装備されており、例えば排気浄
化装置としてＣｏおよびＨｅの酸化とＮＯＸの還元とを
同時に行なう三元触媒装置を用いる場合には設定空燃比
を理論空燃比近くの値に設定して排気ガス中の有害成分
を効率よく減少させるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記した装置において部品の故障あるいは配
線の接触不良、誤動作等によりシリンダでの燃焼が正常
に行なわれず、エンジンの失火がおこると未燃焼の燃料
と空気の混合気が触媒装置のところまで流れて該装置で
急激な化学反応がおこるため、触媒装置の温度が大幅に
上昇し、これにより触媒装置を劣化させ排気ガス中の有
害成分を大気中に排出するようになるとか、あるいは自
動車の停止時に異常に高温となった触媒装置に枯れ草な
どが接触すると火災の危険があるなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、エンジンの失火気筒を検出し、この失火気筒に
燃料供給を停止して触媒の劣化や火災の危険を防止する
ことのできるエンジンの燃料制御装置を得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る燃料制御装置は、エンジンの所定クラン
ク角位置毎に信号を発生するクランク角センサと、特定
気筒を検出する気筒識別手段と、各気筒毎に配設された
燃料噴射弁およびエンジンの失火状態を検知する失火検
知手段とを備えたものである。

〔作　用〕

この発明においては、エンジンの失火検知時に失火気筒
に対応した燃料噴射弁を閉止し、所定期間燃料噴射弁を
閉止した場合は、当該噴射弁の閉止を解除し、再び失火
検知の判定を行なうことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明による燃料制御装置の全体の構成図であっ
て、図において、エンジン１は自動車に搭載される４サ
イクル火花点火式エンジンで、燃焼用空気をエアクリー
ナ２、吸気管３、スロットルバルブ４を経て吸入する。

制御回路２０の出力により電磁式燃料噴射弁５１〜５６
を開弁作動させて燃料を各気筒に供給している。燃焼後
の排気ガスは排気マニホールド６、排気管７等を経て大
気に放出される。吸気管３にはエンジンｌに吸入される
吸気量を検出し、吸気量に応じたアナログ電圧を出力す
る吸気量センサ８が設置されている。また吸気め温度を
検出し、吸気量に応じたアナログ電圧を出力するサーミ
スタ式水温センサ９が設置されている。また、エンジン
１には冷却水温を検出し、この水温に応じたアナログ電
圧（アナログ検出信号）を出力するサーミスタ式水温セ
ンサ１０が設けられており、クランク角センサ１１はエ
ンジン１のクランク軸の回転速度を検出し、回転速度に
応じた周波数のパルス信号を出力する。さらに、スロッ
トル弁にはスロットル開度が設定値以下であることを検
出するアイドルスイッチ１２が設けである。制御回路２
０は各センサ８〜１２の検出信号に基づいて燃料噴射量
を演算する回路で電磁式燃料噴射弁５１〜５６の開弁時
間を制御することにより燃料噴射量を調整する。

次に第２図により制御回路２０について説明する。２０
０は燃料噴射量を演算するマイクロプロセッサＣ以下Ｃ
ＰＵという）　　２０１は回転数カウンタでクランク角
センサ１１からの信号より所定クランク角間の周期をカ
ウントする回転数カウンタである。

また、この回転数カウンタ２０１はエンジン回転に同期
して割込み制御部２０２に割込み指令信号を送る。割込
み制御部２０２は、この信号を受シするとコモンバス２
１２を通じてＣＰＵ２００に割込み信号を出力する。デ
ィジタル入力ボート２０３は図示しないスタータの作動
をオンオフするスクータスイッチ１３からのスタータ信
号等のディジタル信号をＣＰＵ２０００に伝達する。ア
ナログ入力ポート２０４はアナログマルチプレクサとＡ
−Ｄ変換器から成り吸気量センサ８．冷却水温センサ９
からの各信号をＡ−Ｄ変換して順次ＣＰＵ２００に読み
込ませる機能を持つ。これら各ユニット２０１，２０２
，２０３，２０４の出力情報はコモンバス２１２を通し
てＣＰＵ２００に伝達される。２０５は電源回路であり
、キースインチ１５を通してバッテリ１４に接続されて
いる。２０６は読取り、書込みを行ない得るランダムア
クセスメモリ　（ＲＡＭ）である、２０７はプログラム
や各種の定数等を記憶しておく読み出し専用メモリ　（
ＲＯＭ）である。２０８はレジスタを含む燃料噴射時間
制御用カウンタでダウンカウンタより成り、ＣＰＵ２０
０で演算された電磁式燃料噴射弁５１〜５６の開弁時間
つまり燃料噴射量を表わすディジタル信号を実際の電磁
式燃料噴射弁５１〜５６の開弁時間を与えるパルス時間
幅のパルス信号に変換する。２０９は電磁式燃料噴射弁
５１〜５６を駆動する電力増幅部である。

２１０はタイマで、経過時間を測定し、ＣＰＵ２００に
伝達する０回転数力うンタ２０１はクランク角センサ１
０の出力によりエンジンの所定クランク角毎に周期時間
を測定し、その測定の終了時に割込み制御部２０２に割
込み指令信号を供給する０割込み制御部２０２はその信
号に応答して割込み信号を発生し、ＣＰＵ２００に燃料
噴射量の演算を行なう割込み処理ルーチンを実行させる
。

第３図１ａｌはＣＰＵ２００の概略フローチャートを示
すものでこのフローチャートに基づきＣＰＵ２００の機
能を説明すると共に構成全体の作動をも説明する。キー
スイッチ１５並びにスクータスイッチ１３がオンしてエ
ンジン１が始動されると、ステ、プＳＯのスタートにて
メインルーチンの演算処理が開始され、ステップＳ１に
て初期化の処理が実行され、ステップＳ２においてアナ
ログ入力ボート２０４からの冷却水温に応じたデジタル
値を読み込む、ステップＳ３ではその結果より燃料補正
ＩＫを演算し、結果をＲＡＭ２０６に格納する。ステッ
プＳ３が終了するとステップＳ２へ戻り、通常は第３図
（ａｌのステップ３２．３３のメインルーチンの処理を
制御プログラムに従ってくり返し実行する。しかし割込
み制御部２０２からの割込み信号が入力されると、ＣＰ
Ｕ２００はメインルーチンの処理中であっても直ちにそ
の処理を中断し、割込み処理ルーチンを実行することに
なる。

第３図（ｂ目よ割込み処理ルーチンのフローチャートで
あり、ステップ３４１では回転数カウンタ２０１で読取
られた所定クランク角間の周期を読取る。所定クランク
角はこの実施例では１２０度毎に設定している。次にス
テップ３４２において周期時間から回転数＝■なる演算
により回転数周期 を算出しＲＡＭ２０６に格納する。ステップＳ４３では
失火を検出する運転状態かどうかをチエツクする。これ
は例えば吸入空気量の変化量により機関の急加減速状態
か否かを検出する定常状態検出手段とかアイドルスイッ
チ１２の出力信号とここでは図示していないニュートラ
ルスイッチ信号、車速信号から構成されたアイドル状態
検出手段の出力がチエツクされ、機関の定常状態または
アイドル状態のみ失火検出を行なう、かくしてステップ
３４３で失火検出運転状態と判定された場合はステップ
Ｓ４４へ、また失火検出運転状態外と判定された場合は
ステップ３４７へ進む、ステップＳ４４では前回の割込
み処理時、ステップＳ４２でＲＡＭ２０６に格納されて
いる前回の回転数と今回の回転数の変化量を演算する０
次にステップ５４６ａで今回の気筒失火フラグをリセッ
トしたのち、ステップＳ４５で変化量と予め設定されて
いる判定値との大、小の比較を行なう。変化量が判定値
よりも回転低下側へ大きければステップ５４６ｂへ進み
今回の気筒失火フラグをセットし、変化量が判定値より
小さいかまたは回転上昇側に大きい場合にはステップ５
４６ｂの失火フラグをセットせず、そのままステップＳ
４７へ進む。

ここで、ステップＳ４４からステップ５４６ｂの内容を
第４図に示したクランク角センサと検出回転数との関係
について詳しく説明する０例えば割込みタイミングＡの
時点で回転数の変化量（今回の回転数−前回の回転数）
と判定値が大小比較される。ここで今、＃２気筒の燃焼
で失火が起ったとすると、エンジンはトルクを出力する
ことができず、今回の回転数は前回の回転数より大幅に
小さくなり判定値をこえる。クランク角センサを例えば
＃ｌ気筒に対応するものは＃２〜＃６気筒に対応するも
のより、Ｈレベル期間を長くしておいて各気筒が識別で
きるようにしておけば、割込みルーチンで失火が検出さ
れた気筒を識別することができるのでステップ５４６ａ
、５４６ｂではその特定気筒の失火フラグをセットおよ
びリセットし、ＲＡＭ２０６に格納する０以上のように
して失火検出手段を構成する。また、電磁噴射弁５１〜
５６は上記気筒識別信号により第４図に示すように各シ
リンダの排気工程で開弁するようにしである。

次にステップ３４７ではアナログ入力ボート２０４から
吸入空気量を表わす信号を取込む、続いてステップ３４
８でエンジン回転数、吸入空気層から決まる基本的な燃
料噴射量を演算する。そしてステップ３４９においてメ
インルーチンで求めた燃料噴射用の補正量をＲＡＭ２０
６から続出し、空燃比を決定する噴射量（噴射時間幅）
の補正演算を行なう。次にステップ３５０において今回
噴射する気筒の失火フラグの有無をチエツクし、失火フ
ラグがセットされていない場合はステップ３５２へ進む
が、失火フラグがセントされていればステップ３５１に
て噴射弁閉止継続カウンタの値をチエツクし、零でない
ならステップ３５４にてカウンタをダウンしステップＳ
５５でメインルーチンに復帰する。一方、噴射弁閉止継
続カウンタが零の場合はステップＳ５２で該カウンタに
所定値をセントしたのち、ステップ３５３で噴射量をカ
ウンタにセントし、排気工程中のシリンダの電磁噴射弁
を開弁させ、次のステップＳ５５でメインルーチンに復
帰する。すなわち、回転変化量により失火検知されたと
きは、燃料噴射弁の開弁を行なわないが、その状態が所
定クランク間継続した場合は失火検知中であっても燃料
噴射弁の開弁を行なうことになり、燃料噴射弁の閉止に
よる回転変化により本来の失火状態が正常復帰している
にも拘わらず失火検知が継続されるという現象を防止で
きる。

また、燃料噴射弁を閉止したときは、失火状態であるこ
とを運転者に警告するため警告灯表示を行なう場合があ
る。このとき、この発明によれば燃料噴射弁の閉止が所
定期間継続したとき、該噴射弁の閉止を解除するように
しているため、通常は上記警告灯表示も消えることにな
り、本来の失火状態の警告とはならなくなる。第５図は
本来の失火状態を警告するための具体的なフローチャー
トで、第３図＜ｂ）ｏ３ステップＳ５０からステップＳ
５５までの一部に、ステップ３５６．Ｓ５７を追加した
ものである。つまり、この発明による解除時は警告灯表
示の解除は行なわず、本来の失火状態が解除されたとき
のみ警告灯表示の解除を行なうようにする。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、エンジンの失火
状態を検出し、失火気筒に対応した気筒のみの燃料噴射
弁を閉止するようにしたので、未燃焼の燃料の流れが防
止でき、これにより触媒装置の劣化、有害排気ガスの排
出あるいは車輌の火災等を防ぐことができ、また、最低
限のエンジン運転も確保できる。さらに、燃料噴射弁の
閉止が所定期間継続されたときは、燃料噴射弁の閉止を
解除するようにしたので、点火コイルまたは電磁燃料噴
射弁の作動状態等を直接検知しない、例えば回転変化量
による間接的な失火状Ｂ検知においては、燃料噴射弁の
閉止による回転変化により本来の失火状態が正常復帰し
ているにも拘わらず失火検知がｍ続されてしまうという
現象を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による燃料制御装置の全体
の構成図、第２図は制御回路のブロック図、第３図ｆａ
）はＣＰＵのフローチャート図、第３回出）は割込み処
理ルーチンのフローチャート図、第４図は失火検出手段
を説明するためのクランク角センサと検出回転数の関係
図、第５図はこの発明の他の実施例に応用したフローチ
ャート図である。 １・・・エンジン、１１・・・クランク角センサ、２０
・・・制御回路、５１〜５６・・・電磁式燃料噴射弁、
２００　　・・・　ｃｐｕ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの所定クランク角位置毎に信号を発生するクラ
   ンク角センサと、特定気筒を検出する気筒識別手段と、
   各気筒毎に配設された燃料噴射弁およびエンジンの失火
   状態を検知する失火検知手段とを備えたことを特徴とす
   る燃料制御装置。