JPH045450A - 内燃機関用燃料噴射装置 - 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（以下、機関と略称する）用燃料噴
射装置に係わり、特に失火を検出した場合の空燃比フィ
ードバック補正又は経時変化補正用の空燃比補正に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、経時変化を補正するための空燃比補正手段を有す
る機関の燃料噴射装置は例えば特公昭５９１７２５９号
公報や特公昭６０−６００１９号公報等に開示されてい
る。この空燃比補正は機関の経時変化、吸入空気量セン
サやインジェクタ等の経時変化等を補正するための長期
にわたってゆっくりと補正値が更新されるものであり、
通常自動車では、バッテリハックアップされていてキー
スイッチをオフにしていても値が保持される。又、この
値の初期化は通常バッテリの取外しを行なった時にのみ
行なわれる。そして該経時変化を補正するための空燃比
補正は、通常排気通路に取付けられた空燃比センサの出
力に基づく空燃比フィードバック制御の結果に基づいて
行なわれる。

一方、機関の失火を検出する方法は種々知られている。

例えば失火は、機関のシリンダの内圧を圧力センサによ
り検出し、圧力センサにより検出された内圧が所定値以
下になることをもって検出される。

第６図（Ａ）　、　（Ｂ）は４気筒機関で１８０”ＣＡ
毎に時間軸（に目盛をつけたものである。第６図（Ａ）
の正常時では、機関のクランク軸の回転角速度が規則正
しく変化しているが、（Ｂ）の１気筒失火時には機関の
クランク軸の回転速度が乱れて大きく変化している。従
って、第６回（Ａ）の正常時には、機関１回転当りの吸
入空気量の変化量が所定値内に入るが、第６図（Ｂ）の
１気筒失火時には、機関１回転当りの吸入空気量の変化
量が所定値を超えてしまう。よって、機関１回転当りの
吸入空気量の変化量を求めて、所定値と比較することに
より失火を検出出来ると共に失火気筒を特定出来る事等
が知られている。この場合の失火気筒を特定するには、
回転信号と気筒識別信号により気筒識別した気筒の次の
気筒が失火気筒となる。

しかし、上記のように空燃比補正又は空燃比フィードバ
ック制御する装置は上記のような失火を検出する手段を
有していないのが現状である。

［発明が解決しようとする課題〕 従来の機関の燃料噴射装置は以上のようなので、もし機
関に失火が生した場合、失火による未燃燃料のガスが大
気中に排出されるだけでなく、失火による未燃燃料のガ
スが排気がスを浄化する触媒内で化学反応し、異常昇温
しで触媒を焼損する課題があった６ 又、従来装置では、例えば４気筒の内で１気筒が失火し
た場合では、失火していない３気筒の燃焼排気ガスに比
べて失火気筒からは多量の空気が排出される為、全体と
してはオーバーリーンな排気ガスとして空燃比センサに
より計測され、空燃比フィードバック制御を続けると正
常な他の３気筒がオーバーリッチな空燃比となる課題が
あった。

又、この状態で経時変化を補正する為の空燃比補正を行
なえば、弊害はキースイッチを切っても次回以降の運転
時にも影響し、特に失火が一過性であった時に、この弊
害が持続するので好ましくないなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、失火を検出した場合、当該失火気筒の燃料供給
を停止すると共に空燃比フィードバック制御又は経時変
化補正用の空燃比補正を失火に対処させることにより、
上記弊害を除去することのできる機関用燃料噴射装置を
得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ この発明の機関用燃料噴射装置は、運転状態の検知手段
と、排気ガスセンサと、失火検出手段と、運転状態に基
づく燃料噴射量を排気ガスの状態の検出結果に基づくフ
ィードバック補正値で補正し、かつ失火検出時にフィー
ドバック補正値を所定値又は失火前の最新の値に固定す
るか又は空燃比フィードバック補正を禁止するフィード
バック制御手段と、燃料の供給手段と、失火検出時に当
該気筒への燃料供給を停止させる停止手段を設けたもの
である。

この発明のもう１つの機関用燃料噴射装置は、検知手段
と、排気ガスセンサと、失火検出手段と、燃料噴射量を
排気ガスの状態の検出結果に基づく経時変化補正用の空
燃比補正値で補正し、かつ失火検出時に空燃比補正値を
所定値又は失火前の最新の値に固定するか又は空燃比補
正を禁止する補正制御手段と、燃料の供給手段と、失火
検出時に当該気筒への燃料供給を停止させる停止手段を
設けだものである。

〔作　用〕

この発明における機関用燃料噴射装置は、失火検出時に
、当該気筒への燃料供給を停止手段により停止させるの
で未燃燃料と触媒との化学反応の進行が阻止され、又失
火の影響を受ける排気ガスセンサの出力と切離して、フ
ィードバック制御手段によりフィードバック補正値を所
定値又は失火直前の値に固定するか又はフィードバック
補正を禁止してオーバーリッチになるのを防止する。

この発明におけるもう１つの機関用燃料噴射装置は、失
火検出時に、当該気筒への燃料供給を停止させ、又、失
火の影響を受ける排気ガスセンサの出力と切離して、補
正制御手段により空燃比補正値を所定値又は失火前の最
新の値に固定するか又は補正を禁止してオーバーリッチ
になるのを防止する。

〔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
図はこの発明の一実施例における機関の燃料噴射装置を
示し、１は例えば４気筒火花点火式の周知の機関であり
、この機関１には吸気通路２が連結されている。吸気通
路２の所定個所には、エアクリーナ３、吸気量センサ４
およびスロ・ットル弁５が設けられ、このスロットル弁
５の前後において吸気通路２のバイパス通路２ａが設け
られている。又、このバイパス通路２ａには吸気量調整
手段である吸気制御弁（ＩＳＣバルブ）６１などから成
るバイパス通路制御機構６が設けられる。

７はスロットル弁５の全閉位置を検知するアイドルスイ
ッチ、８は機関１の温度を検知する温度センサ、９は機
関１の始動状態を検知する始動スイッチである。１０は
クランク角センサ１０１を内蔵した配電器であり、高電
圧が点火プラグ１５に配電される。又、クランク角セン
サ１０１は回転信号及び気筒識別信号を出力する。１７
は排気ガスの状態に応じた信号を出力する排気ガスセン
サである。１１は制御装置であり、上記各部材からの出
力信号に基づいて吸気制御弁６１を制御する。

又、制御装置１１はインジェクタ１２を駆動して燃料制
御を行い、かつイグナイタ１３を制御して二次側が配電
器ＩＯに接続されたイグニッションコイル１４の通電時
間、点火時期を制御する。又、機関１の失火を検出した
時は故障表示ランプ１６を点燈する。

第２図は制御装置１１の構成を示し、１１１はクランク
角センサ１０１による回転信号と気筒識別信号、始動ス
イッチ９およびアイドルスインチアのディジタル出力を
入力され、ＣＰＵ１１４に出力するディジタルインタフ
ェース、１１２は吸気量センサ４、温度センサ８および
排気ガスセンサ１７からのアナログ信号を入力され、出
力をＡ／Ｄ変換器１１３を介してＣＰＵ１１４に入力す
るアナログインタフェースである。ＣＰＵ１１４はＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、タイマなどを内蔵し、上記各入力に基づき
駆動回路１１５〜１１８を介してインジェクタ１２（実
際には気筒数分あるが図では簡単のために１つを示しで
ある。）、吸気制御弁６１、イグナイタ１３および故障
表示ランプ１６を制御する。

第３図はバイパス通路制御機構６の構成を示し、吸気制
御弁６１は具体的には、デユーティ制御により通路２ａ
の開口面積を変えて吸気量を制御するりニアソレノイド
弁である。６２はワックス式のエアバルブであり、機関
の温度によりワンクスが固体と液体との間で変化するこ
とを利用して通流面積を調整する。６３はバイパス通路
２ａの空気量の調整に用いる空気調節ねしであり、初期
のバラツキ吸収のために用いる。６４はスロットル調整
ねしであり、これによりスロットル弁５の全閉位置が調
整され、スロットル弁５の全閉時の漏れ流量が決定され
る。

機関部の一般的な動作については周知なのでその説明を
省略する。

次に、制御装置１１のＣＰＵ１１４の動作について第４
図に示した回転信号割込み処理ルーチン、第５１１ｉＪ
　（Ａ）　、　（Ｂ）　に示したメインルーチンにより
説明する。ＣＰＵ１１４は、通常第５図に示すメインル
ーチンを処理しているが、クランク角センサ１０１から
回転角信号の立下り（１８０°ＣＡ毎にＴＤＣで発住）
を入力するとこれを割込み入力としてメインルーチンの
処理を一時的に中断して第４図に示す割込み処理ルーチ
ンを実行する。まず、ステップＳ１では、クランク角セ
ンサ１０１がら気筒識別信号を入力したか否かを判断し
、人力していればステップＳ２にて気筒フラグを第１気
筒（ＩＩ）　　（以下、第Ｇ気筒（但し、Ｇは１〜４の
整数）をＩＩＧと表現する）に設定し、入力していなけ
ればステップＳ３にて前回の気筒フラグの更新を行う。

この気筒フラグの更新は１１→１３→＃４→Ｉ２（点火
順序）の順に行う。

例えば前回の気筒フラグがＩ４ならば今回は＋１２に更
新する。

ステップＳ４では周知の方法により失火か否かを判定し
、失火ならばステップＳ５にて当該気筒の失火フラグを
セットし、失火でなければステップＳ６にて当該気筒の
失火フラグをリセットする。

例えばこの失火判定は機関１回転当りの吸入空気量の前
回と今回の差であるその変化量が所定値以上の時に失火
と判定し、気筒フラグの次の気筒が失火気筒となる。例
えば気筒フラグが今回＃２ならば失火気筒は＃ｌとなる
ので、＃ｌの失火フラグをセットする。又、上記所定値
は機関回転数に応して変化させても良い。ステップＳ７
では、１回転当りの吸入空気量から基本燃料噴射パルス
巾τ。

を演算する。ステップＳ８では、空燃比フィードハック
補正用のフィードバック補正値をＣＦＢ、経時変化補正
用の空燃比補正値としての学習補正値をＣ５ＴＤＶとし
た場合、τ−ｒ　＊＊　（ＣＦＢ　＋　Ｃ５ｒｙＪＯ式
に従って燃料噴射パルス巾τを算出する所謂フィードバ
ック補正及び学習補正を行う。ステップＳ９では、今回
燃料噴射を行うべき気筒が失火気筒か否かを、当該気筒
の失火フラグのセット・リセ・ントにより判断する。失
火気筒ならば燃料噴射を行なわずに次に進み、失火気筒
でなければ、ステップＳＩＯにおいて、ステップＳ８で
求めた燃料噴射パルス巾τの時間、駆動回路１１５を介
してインジェクタ１２を駆動して当該気筒に燃料噴射を
行って次に移る。

次にメインルーチンの処理について第５図を参照して説
明する。まずステップ５１０１では、失火フラグが１つ
でもセントされているか否かを判断し、セットされてい
ればステップ５１０２に進み、全てリセットされていれ
ばステ、ｙプ５１０３に進む。ステップ５１０２ではフ
ィードバック補正値ＣＦＢを１．０に設定し、設定後ス
テ・ノブ５１０８に進む。ステップ５１０３では、排気
ガスセンサ１７の出力をＡ／Ｄ変換器１１３によりＡ／
Ｄ変換してデジタルの空燃比値ｖ０を読込む。

ステップ５１０４では、空燃比値■。が予め記憶設定さ
れた所定値ＶＴＨ以上か否かを判断し、以上ならばリッ
チなのでステップ５１０５に進み、以上でなければリー
ンなのでステップ５１０６に進む。ステップ５１０５で
は、前回のフィードバック補正値ＣＦＩから所定（ｊ！
　Ｉを減算してＣＦＩＩを更新する。ステップ５１０６
では、前回のフィードバック補正（ＩＣｒｍに所定値Ｉ
を加電してＣＦＩを更新する。ステップ５１０７では、
フィードバック補正値ＣＦＩを上下限値で制限する。ス
テップ５１０８では、フィードバック補正値ＣＦＩの平
均化処理を行って平均化フィードハック補正値ＣＦＢを
Ｋ　”　ＣＦｌ＋（１−Ｋ）傘ＣＦＢ（但し、０＜Ｋ＜
１）の式に従って求める（但し、式中のＣＦＢは前回の
値）。

ステップ５１０９では、失火フラグが１つでもセットさ
れているか否かを判断し、セットされていればステップ
５１１０に進み、全てリセットされていればステップＳ
】１１に進む。ステップ５ｉｌｏでは、学習補正値ＣＳ
ＴＯ／をＯに設定し、設定後火に移る。

ステップ５１１１では、学習条件成立か否かを判断し、
条件成立ならばステップ５１１２に進み、条件不成立な
らば次に移る。この学習条件はアイドルスイッチ７がオ
ンでかつクランク角センサ１０１の信号の周期から求め
た機関回転数が所定回転数以下のアイドル状態である。

ステ・ンプ５１１２では、前回の学習補正値Ｃ５ＴＤＶ
に今回求めた平均化フィードバック補正値ＣＦ！を加え
て学習補正値ＣＳＴＤ／を更新する。ステップ５１１３
では、フィードバック補正値ＣＦＩから平均化フィード
ハック補正（１ＩＣＦＩを減算してフィードバック補正
値ｃｒｇを更新し、平均化フィードバック補正値ＣＦＩ
Ｉに１．０を設定し、設定後火に移る。

上記実施例において、第５図に破線で示すようにステッ
プ５１０２の処理を除去して失火検出時にフィードバッ
ク補正値ＣＦｌ＋を失火前の最新の値に固定してフィー
ドハック制御を停止したり、ステップ５１１０の処理を
除去して失火検出時に学習補正値ｃ　ｓｒｎアを失火前
の最新の値に固定して空燃比補正を停止しても良い。

第６図はこの発明の他の実施例を示し、フィードバック
制御や空燃比補正を停止させると共に失火検出時にその
補正を禁止させるフローチャートの要部である。このス
テップは第４図のステップＳ８に代えられるもので他の
構成及び動作は上記実施例と同しである。ステップＳ７
の次のステップＳ８１では、失火フラグの状態を判別し
、１つでもセットされていればステップＳ８２にてτ−
τ、に設定してステップＳ９に進み、全てリセントなら
ばステップＳ８３にてτ−τ富本（ＣＦＩ＋Ｃ５ｔｏｙ
）の計算をした後にステップＳ９に進む。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば燃料噴射量を排気ガス
の状態の検出結果に基ずくフィードバック補正値又は経
時変化補正用の空燃比補正値により補正する場合、失火
検出時には補正値を所定値又は失火前の最新の値に固定
するか又はその補正を禁止すると共に当該気筒への燃料
供給を停止するように構成したので、触媒の焼損を防ぐ
ことができ、しかも失火に対して安全で又排気ガスの悪
化を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による機関部の構成図、第
２図は上記一実施例による制御装置の内部構成等を示す
図、第３図はバイパス吸気路等の構成を示す図、第４図
は回転信号割込み処理ルーチンを示すフロー圀、第５図
はメインルーチンを示すフロー図、第６図はこの発明の
他の一実施例の回転信号割込み処理ルーチンの要部を示
す要部フロー図、第７図は時間に対するクランク軸の回
転角速度の変化を正常時と１気筒失火時で示す波形図で
ある。 図中、１・９９機関、２・・・吸気通路、４・・・吸入
空気量センサ、１１・・・制御装置、１２・・・インジ
ェクタ、１７・・・排気ガスセンサ、１０１・・・クラ
ンク角センサ。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 一〜寸＝早竪δ ト 代理人　　　　大　　岩　　増　　雄 第４ 図 第３ 図 第５ 図（Ａ） 第５ 図（８） ＩＦ５図 （Ａ） 回転角速度 回転角速度 第６ 図 Ｓ７よす Ｓ９へ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の運転状態を検知する検知手段と、排気
   ガスの状態を検知する排気ガスセンサと、前記内燃機関
   の失火を気筒毎に検出する失火検出手段と、前記運転状
   態の検出結果に基づいて算出した燃料噴射量を前記排気
   ガスの状態の検出結果に基づくフィードバック補正値に
   より所定の空燃比となるように補正し、かつ失火検出時
   には前記フィードバック補正値を所定値又は失火前の最
   新の値に固定するか又はフィードバック補正を禁止する
   フィードバック制御手段と、該フィードバック制御手段
   の制御により前記内燃機関に燃料を噴射供給する供給手
   段と、失火検出時に当該気筒への燃料供給を停止させる
   停止手段を備えた内燃機関用燃料噴射装置。
2. （２）内燃機関の運転状態を検知する検知手段と、排気
   ガスの状態を検知する排気ガスセンサと、前記内燃機関
   の失火を気筒毎に検出する失火検出手段と、前記運転状
   態の検出結果に基づいて算出した燃料噴射量を前記排気
   ガスの状態の検出結果に基づく経時変化補正用の空燃比
   補正値により補正し、かつ失火検出時には前記空燃比補
   正値を所定値又は失火前の最新の値に固定するか又は前
   記空燃比補正を禁止する補正制御手段と、該補正制御手
   段の制御により前記内燃機関に燃料を噴射供給する供給
   手段と、失火検出時に当該気筒への燃料供給を停止させ
   る停止手段を備えた内燃機関用燃料噴射装置。