JPH0286940A - 内燃機関の制御装置 - 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、気筒別に燃料噴射弁を備え、各気筒の燃料
噴射弁を個別に駆動制御するようにした内燃機関におい
て、いずれかの気筒が失火したときの排出ガスの悪化を
防止することのできる内燃機関の制御装置に関する。

［従来の技術］ 自動車用内燃機関における排出ガスの浄化のために従来
からいろいろな手段が知られているが、そのうち、燃料
系の有力な手段の一つとしてマルチポイント式の燃料噴
射装置が近年多用される傾向にある。自動車用内燃機関
における燃料噴射方式には、吸気マニホールドの分岐点
上流に設けた−個の燃料噴射弁によって各気筒に同時に
燃料を供給するシングルポイント式と、気筒別に燃料噴
射弁を設け、これらを個別に駆動制御するマルチポイン
ト式とがあるが、マルチポイント式は、各気筒への燃料
分配性が気化器やシングルポイント式に較べて優れてお
り、また、気筒毎に吸気ボートに向けて燃料を噴射する
構造であって吸気管内の壁面に付着する燃料が少ないた
め、良好な排出ガス性能が得られ、制御の応答性も優れ
ている。

ところで、マルチポイント式燃料噴射装置を用いた場合
、機関が正常に作動している時はその優位性が十分に発
揮されて排出ガス性能等が向上するが、機関の燃料供給
系１点火系１機関本体等に何等かの異常が生じて、いず
れかの気筒が失火状態に陥いると、失火状態の気筒から
未燃焼の燃料が生ガスの形で多量に放出されるため環境
汚染が増大する。また、排気系に排気ガス浄化のための
触媒コンバータが設けられた自動車用内燃機関において
は、排出された未燃ガスが触媒に接して酸化反応をする
ことにより触媒装置の温度が上昇する。とくに、多気筒
の内の一気筒のみが失火した場合には、運転者がそれに
気付かないまま運転を継続することが十分に有り得るが
、そうなると、排出ガスが著しく悪化するだけでなく、
触媒の温度が異常に上昇して、触媒の損傷につながる危
険性がある。

このような問題を避けるため、例えば、特開昭６１−２
３８７６号公報に記載されているように、燃焼室に圧力
センサを配置して、圧縮上死点前後の二つのクランク角
度位置における燃焼圧力の比較によって失火を検出し失
火状態を表示するようにした失火検出方法が提案されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術においては、失火を検出し、それを表示
するのみであって、運転を直ちに停止しない限り未燃ガ
スの排出や触媒温度の上昇は避けられない。ところが、
自動車用内燃機関の場合、失火の表示・警告があっても
、修理工場へ到達するまでは引き続き運転されることが
十分に考えられ、その間の環境汚染や触媒の過熱・損傷
の問題は解決することができなかった。

この発明はかかる問題点を解消するためになされたもの
であって、多気筒の内のいずれかの気筒が失火したとき
、当該失火気筒の燃料供給を停止して未燃ガスの排出を
防止するとともに、残る気筒によって正常な走行性を維
持することが可能な内燃機関の制御装置を得ることを目
的とするものである。

「課題を解決するための手段］ この発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒別に燃料噴
射弁を設けたいわゆるマルチポイント式の燃料噴射装置
を用いたものであって、気筒別に設けられ各気筒の失火
を検出する失火検出手段と、失火が検出された気筒の燃
料噴射弁を選択して、その駆動を停止させる駆動停止手
段とにより構成されている。

また、失火した気筒の燃料供給が停止された状態で他の
気筒を適正な空燃比で運転して排出ガスの悪化を防止す
るために、失火が検出された気筒の燃料噴射弁の駆動を
停止するとともに、失火が検出されていない他の気筒に
対し酸素センザ等空燃比センサの出力に基づいたフィー
ドバック補正を制御するとよい。

［作用］ いずれかの気筒の失火が失火検出手段によって検出され
ると、失火が検出された気筒の燃料噴射弁の駆動が停止
される。また、その他の気筒に対しては機関の要求燃料
に応じて燃料噴射弁の駆動が継続され、それによって運
転が継続される。また、このときフィードバック補正が
制御されることで適正な空燃比が維持される。

［実施例］ 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明による内燃機関の制御装置の一実施例
を示す全体構成図である。

この実施例において、機関１は４気筒であり、図示しな
いエアクリーナに連通ずる吸気通路２はサージタンク部
３下流で四つに分岐して各気筒の吸気ポートに至る分岐
通路２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを構成している。そして、
サージタンク部３上流の吸気通路２にはスロットル弁４
が設けられ、さらにその上流には吸入空気量を検出する
エアフローセンサ５が設けられている。また、各分岐通
路２ａ〜２ｄには、吸気ポートに向けて燃料噴射弁６ａ
、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配設されている。

各気筒の燃焼室には、燃焼圧力を検出するための燃焼圧
力センサ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが設けられている。ま
た、機関１本体には、クランク角を検出するクランク角
センサ８が設けられ、排気通路９の集合部下流には排出
ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ１０が設けられ
ている。そして、酸素センサｌＯ下流には触媒装置Ｉｆ
が配設されている。

燃料噴射弁６ａ〜６ｄはコントロールユニット１２によ
って駆動制御される。コントロールユニット１２は、マ
イクロプロセッサ１０Ｉ、メモリ１０２、入力回路１０
３および駆動回路１０４ａ１０４ｂ、ｌ０４ｃ、１０４
ｄから構成され、上記エアフローセンサ５の出力である
吸入空気量信号、クランク角センサ８からのクランク角
信号。

酸素センサｌＯの出力である空燃比信号、燃焼圧カセン
ザ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄからの燃焼圧力信号等が情報
して入力される。

コントロールユニット１２では、吸入空気量と、クラン
ク角信号から算出されるエンジン回転数とに基づいて基
本的な燃料噴射弁駆動信号のパルス幅を演算し、また、
酸素センサ１０の出力に基づき、エンジンの空燃比が目
標空燃比となるようフィードバック補正して上記駆動信
号の最終的なパルス幅を決定する。そして、エンジンの
回転に同期して燃料噴射弁６ａ〜６ｄを駆動し、上記パ
ルス幅に相当する燃料を各気筒に供給する。

コントロールユニット１２は、また、燃焼圧力センサ７
ａ〜７ｄの出力信号を処理して各気筒の失火の有無を判
定する。失火を招く要因としては、イグニッションコイ
ル、イグナイタ、高圧コード。

点火プラグ（いずれも図示せず）などの点火系デバイス
の故障や、これらを接続するコネクタ部分の接触不良や
、点火プラグの汚損、燃料噴射弁を駆動する駆動回路１
０４　ａ　＝　１０４　ｄの故障、気筒内への水漏れな
どによる燃焼不全等がある。この実施例の場合、圧縮上
死点前後の２点における燃焼圧力を比較し、その大小関
係が所定のパターンに合致しているか否かによって失火
の有無を検知するようにしている。そして、失火が検出
されたときは、失火気筒をクランク角センサ８からのク
ランク角信号によって判別し、失火気筒に対応する燃料
噴射弁の駆動を停止させるよう該当する駆動回路１０４
　ａ　＝　１０４　ｄへの信号を操作する。

つぎに、上記実施例の制御を第２図に示すフローチャー
トに基づいて説明する。

スタートし、まず、ステップ２０１で、失火しているか
どうかを判定する。

そして、失火しているというときは、ステップ２０２へ
行って、どの気筒が失火しているのかを判別し、ついで
、ステップ２０３へ行って、失火気筒の燃料噴射を停止
する。また、ステップ２０４へ行って、他の気筒に対し
酸素センサの出力に基づく空燃比フィードバックを停止
する。つまり、空燃比フィードバック補正を行わないオ
ープンループ制御によって他の気筒の燃料噴射を行う。

失火気筒に対し燃料供給が停止されると、その気筒から
は酸素を多量に含んだ空気がそのまま排出されるため、
酸素センサｌＯの出力はリーン側に張り付いてしまい、
そのままフィードバックを行ったのでは燃料噴射を行う
気筒の空燃比は大幅にリッチ側に移行してしまう。そこ
で、失火したときは、上記のように失火気筒の燃料噴射
を停止するとともに、その他の気筒はフィードバック補
正を停止するようにしている。

また、失火していないときは、金気筒に対し通常の燃料
噴射を行う。つまり、吸入空気量とエンジン回転数に基
づいて演算した燃料噴射弁の駆動パルス幅を酸素センサ
の出力信号に基づいてフィードバック補正し、空燃比が
目標空燃比になるよう燃料噴射量を制御する。

なお、上記実施例においては、失火が検出されたとき、
失火気筒の燃料噴射弁の駆動を停止させるとともに、他
の気筒については空燃比フィードバック補正を停止する
ようにしているが、酸素センサとして、酸素濃度に対し
出力が略比例するような特性のものを用いた場合は、目
標空燃比を変更することによって他の気筒の過濃化を防
ぐようにすることが可能である。その場合、気筒数をｎ
、気筒毎の吸気量をＱ４、気筒毎の燃料供給量をＱＦ、
全気筒が正常に作動しているときの目標空燃比をλ。、
Ｉ気筒失火時の目標空燃比をλとすると、□・Ｑａ　Ｑ
ａ λ・。、ＱｐＱ− −Ｑａ ト（・−１）Ｑ・ であるから、 λ＝　　　　−λ。

となる。すなわち、１気筒失火したときの目標空燃比を
全気筒が正常に作動しているときの空燃比のｎ／ｎ−１
倍とすれば、失火していない気筒の空燃比を全気筒正常
時の目標空燃比に制御するこができる。

さらに、通常設定されているフィードバック補正量の制
限値を失火時には小さくして制限を加えるようにしても
よい。

また、上記実施例においては、圧縮上死点前後の２点に
おける燃焼圧力を比較することで失火を検出するように
しているが、燃焼圧力センサを用いた失火検出は勿論こ
のような方法に限られるものではなく、振動や燃焼光な
どの検出による他の失火検出センサを用いることもでき
る。

また、この出願の請求項１記載の発明はフィードバック
を行わないオープンループ制御の燃料噴射制御装置に対
しても適用することができる。

［発明の効果］ この発明は以上のように構成されており、失火した気筒
の燃料供給を停止するので、失火時に未燃ガスが排出さ
れるのを防止することができるとともに、環境汚染や触
媒の過熱・損傷を招くことなく他の気筒によって運転を
継続することができる。したがって、例えば修理工場へ
到達するまでの自刃走行が可能である。また、失火した
気筒の燃料供給を停止するとともに他の気筒に対して酸
素センサの出力信号に基づいてフィードバック制御する
制御手段の動作を停止するなど制御するようにしたので
、失火時の生ガスの排出による排出ガスの悪化と触媒の
過熱・劣化を防止することができ、かつ、燃料供給が停
止された気筒から排出される空気中の多量の酸素にさら
されて酸素センサの出力がリーン側に張り付くことによ
り正常気筒が大幅にリッチ側に制御されるのを防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による内燃機関の制御装置の一実施例
の全体構成図、第２図は同実施例の制御を実行するフロ
ーチャートである。 １：エンジン、６ａ〜６ｂ：燃料噴射弁、７ａ〜７ｂ：
燃焼圧力センサ、Ｉ２：０ントロールユニツト。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気筒別に燃料噴射弁を設け、これら燃料噴射弁を
   個別に駆動制御するようにした内燃機関の制御装置であ
   って、気筒別に設けられ各気筒の失火を検出する失火検
   出手段と、失火が検出された気筒の燃料噴射弁を選択し
   て、その駆動を停止させる駆動停止手段とを備えたこと
   を特徴とする内燃機関の制御装置。
2. （２）気筒別に燃料噴射弁を設け、エンジンの負荷、回
   転数等に基づいて燃料噴射量を演算するとともに、空燃
   比センサの出力に基づいてエンジンの空燃比が目標空燃
   比となるよう燃料噴射量をフィードバック補正し前記各
   気筒の燃料噴射弁を個別に駆動制御するようにしたエン
   ジンの燃料噴射制御装置において、気筒毎に失火を検出
   する失火検出センサを設け、該失火検出センサによって
   失火が検出されたとき、失火が検出された気筒の燃料噴
   射弁の駆動を停止させるとともに、失火が検出されてい
   ない他の気筒に対し前記空燃比センサの出力に基づいた
   フィードバック補正を制御するようにしたことを特徴と
   する内燃機関の制御装置。