JP2622618B2 - ２サイクル内燃機関の失火診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は２サイクル内燃機関の失火診断装置に関す
る。

〈従来の技術〉 内燃機関の電子制御燃料噴射装置として、スロットル
弁開度で代表される機関吸気系の開口面積と機関回転速
度とから燃料噴射量を設定し、該燃料噴射量に基づいて
燃料噴射弁を駆動制御するよう構成された装置が従来か
らある（特開昭63−29039号公報等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、機関の減速運転状態において壁面付着燃料
や燃料制御の遅れなどを原因として空燃比がリッチ化し
て失火したり、また、燃料噴射システムのバラツキによ
る気筒間の空燃比バラツキによって特定気筒の空燃比が
リッチ化して該気筒で失火が発生したりすることがあっ
た。

このように失火が発生しても、従来は、燃料が通常通
り噴射し続けられるので、点火栓が燃料で濡れてしまい
再度着火燃焼させるのが困難になることがあった。

特に２サイクル内燃機関では、失火によって掃気が良
好に行えなくなって吸入空気量が激減し、然も、上記の
ように吸気系の開口面積と機関回転速度とに基づいて燃
料噴射量が設定制御される装置では、上記のように失火
によって実際の吸入空気量が激減しても、開口面積と回
転速度の条件が変わらなければ、通常に燃焼していると
きと同様な燃料（燃焼による良好な掃気で得られる空気
量に見合った燃料）が噴射されてしまう。

このため、失火が発生するとオーバーリッチ化した混
合気が吸引され、点火栓が燃料で濡れて着火不能になる
確率が高いという問題があり、２サイクル機関でかつ吸
気系の開口面積と機関回転速度とに基づいて燃料制御さ
れる場合には、失火気筒を検出して燃料制御上で何らか
の対策を施すことが必要となっていた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、２サ
イク内燃機関における失火気筒を高精度に検出し得る装
置を提供することによって、該検出結果を用いて燃料噴
射量の原料補正又は噴射停止などの対策を失火気筒で行
えるようにして、失火気筒における点火栓の燃料濡れを
未然に防止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〉 そのため本発明にかかる２サイクル内燃機関の失火診
断装置は第１図に示すように構成される。

第１図において、気筒別吸入負圧検出手段は、機関の
各気筒別に吸入負圧を検出し、最大負圧検出手段は、気
筒別吸入負圧検出手段で各気筒別に検出される吸入負圧
の最大負圧をそれぞれの気筒別に検出する。一方、閾値
設定手段は、機関運転条件に応じて前記最大負圧の閾値
を設定する。そして、吸入負圧による失火気筒判別手段
は、閾値設定手段で設定された閾値と前記最大負圧検出
手段で検出された各気筒別の最大負圧とをそれぞれ比較
して、前記最大負圧が閾値よりも小さい気筒を失火気筒
として判別する。

更に、失火判別禁止手段は、機関の始動時と燃料カッ
ト時との少なくとも一方において、前記失火気筒判別手
段による失火気筒の判別を禁止する。

〈作用〉 即ち、２サイク内燃機関において、失火が発生した気
筒では、検出される吸入負圧が掃気不良によって低下す
るから、正常燃焼時に比して吸入負圧の最大値が小さく
なる。従って、正常燃焼時のおける運転状態に応じた吸
入負圧の最大値と、実際に検出した各気筒別の最大値と
を比較し、吸入負圧の最大値が正常燃焼時に比して低下
していると認められる気筒については、失火発生を判別
できるものである。

また、始動時には、機関の運転状態が不安定であって
吸入負圧の変化も大きく、燃料カット時には、失火時と
同様な吸入負圧の低下を示すことになるため、これらの
運転条件では失火診断を禁止して、失火診断の精度を高
める。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。

一実施例を示す第２図において、２気筒（＃1,＃２）
内燃機関１はクランク室２内に圧縮された混合気をシリ
ンダ３内に流入させて掃気を行うクランク室圧縮型の２
サイクルガソリン機関である。

ここで、前記シリンダ３の壁面には、吸気孔4,掃気孔
5,排気孔６が設けられており、圧縮行程でピストン７の
下部に生じた低圧によりクランク室２内に吸気孔４から
混合気を吸入し、仕事行程の終わりでピストン７が排気
孔６を通り越すとシリンダ３内の燃焼ガスが前記排気孔
６を介して排出され、更に、ピストン７が下がると掃気
孔５とクランク室２とが連通して、クランク室２に圧縮
された混合気がシリンダ３内に流入して排気を掃気する
ものである。

前記吸気孔４に連通する吸気マニホールド８の集合部
には、吸気マニホールド８の開口面積を可変制御するこ
とで吸入空気流量を制御するスロットル弁９が設けられ
ている。また、該スロットル弁９の下流側で各気筒別に
分岐して延設されるブランチ部には、各気筒別（本実施
例では＃1,＃２の２気筒）にそれぞれ電磁式の燃料噴射
弁10が設けられており、この燃料噴射弁10から噴射供給
される燃料によって混合気が形成されて吸気孔４からそ
れぞれのクランク室２内に流入する。

前記各気筒別に設けられた燃料噴射弁10は、マイクロ
コンピュータを内蔵したコントロールユニット11から送
られる開弁駆動信号によって開弁し、所定圧力に調整さ
れた燃料を噴射供給するものであり、前記燃料噴射弁10
の開弁時間を介して燃料噴射量が制御できるようになっ
ている。

コントロールユニット11には、図示しないディストリ
ビュータに内蔵された回転センサ12,前記スロットル弁
９に付設されて該スロットル弁９の開度αをポテンショ
メータによって検出するスロットルセンサ13,吸気マニ
ホールド８の各ブランチ部にそれぞれ設けられて各気筒
別に吸入負圧をそれぞれ検出する気筒別吸入負圧検出手
段としての吸入負圧センサ14などからの検出信号がそれ
ぞれ入力されるようになっている。

そして、コントロールユニット11は、前記スロットル
センサ13によって検出されるスロットル弁開度α及び回
転センサ12で検出される機関回転速度Ｎに基づいて燃料
噴射弁10における基本燃料噴射量Tpを設定する一方、こ
の基本燃料噴射量Tpに対して機関温度等の運転条件に応
じた補正を施して最終的な燃料噴射量Tiを設定し、前記
燃料噴射量Tiに相当するパルス幅の噴射パルス信号を所
定タイミングで燃料噴射弁10に出力するようになってい
る。

尚、第２図において、15は各気筒別に設けられる点火
栓である。

ここで、第３図のフローチャートに示すプログラムに
従って、前記コントロールユニット11による失火診断の
様子及び該失火診断結果に基づく燃料噴射制御の様子を
説明する。

尚、本実施例において、閾値設定手段，最大負圧検出
手段，吸入負圧による失火気筒判別手段，失火判別禁止
手段としての機能は、前記第３図のフローチャートに示
すようにコントロールユニット11がソフトウェア的に備
えている。

第３図のフローチャートにおいて、まず、ステップ１
（図中ではS1としてある。以下同様）では、機関１が始
動状態又は始動直後であるか否かを判別する。

ここで、始動状態又は始動直後であると判別された場
合には、運転状態が不安定であって後述する吸入負圧に
基づく失火診断が精度良く行えないため、ステップ12へ
ジャンプして進み、本発明にかかる吸入負圧に基づく気
筒別の失火診断を行うことなく通常の燃料噴射制御を実
行させる。

ステップ12では、予めスロットル弁開度αと機関回転
速度Ｎとに基づいて複数の区分される運転領域毎に基本
燃料噴射量Tpを記憶したマップから、現状のスロットル
弁開度αと機関回転速度Ｎとに対応する基本燃料噴射量
Tpを検索して求め、これを＃１気筒及び＃２気筒に共通
の基本燃料噴射量Tpとしてセットする。

ここで、前記ステップ12でマップから検索される基本
燃料噴射量Tpは、失火なく正常燃焼している状態におけ
るシリンダ吸入空気量に見合った燃料量として設定され
るようになっている。

一方、ステップ１で始動又は始動直後でないと判別さ
れたときには、ステップ２へ進み、減速時の燃料カット
が行われている状態若しくはかかる燃料カット直後であ
るか否かを判別する。

減速時の燃料カット時又は燃料カット直後であるとき
には、始動時と同様に吸入負圧に基づく失火検出が行え
ないので、この場合にもステップ12へ進んで通常の燃料
噴射制御を実行させる。

そして、始動時，始動直後，燃料カット中及び燃料カ
ット直後のいずれでもない場合にのみステップ３へ進
む。

ステップ３では、＃１気筒に設けられている吸入負圧
センサ14によって検出される＃１気筒における吸入負圧
の脈動波形における下側のピーク値（最大負圧）をサン
プリングし、その値をP1にセットする。

また、次のステップ４では、同様に、＃２気筒におけ
る吸入負圧の脈動波形における下側のピーク値（最大負
圧）をサンプリングし、その値をP2にセットする。

そして、ステップ５では、前述のようにしてサンプリ
ングされる気筒別の最大負圧P1,P2が、正常燃焼時にお
けるレベルにあるか否かを判別するための閾値としての
P_max,P_minを、機関回転速度Ｎと機関負荷相当の基本燃
料噴射量Tpとに基づいて設定する。前記閾値P_max,P_min
は、正常燃焼時における前記最大負圧P1,P2のレベル範
囲を規定するものであって、サンプリングされた最大負
圧P1,P2が、閾値P_max,P_minで挟まれる圧力範囲に含まれ
ていれば、その最大負圧P1,P2を得た気筒は正常燃焼し
ているものと見做すことができる。

逆に、失火が発生すると、掃気が良好に行えなくなる
ことによって、第４図に示すように、最大負圧P1,P2が
低下して大気圧（自然吸気機関の場合）に近づくように
なって吸入負圧の脈動幅が小さくなるため、前記閾値P
_max,P_minで挟まれる圧力範囲を外れたところに、前記最
大負圧P1,P2が位置するようになるから、このときに
は、その気筒が失火しているものと見做すことができ
る。

次のステップ６では、ステップ３でサンプリングした
＃１気筒の最大負圧P1が、前記閾値P_max,P_minで挟まれ
る正常圧力範囲内にあるか否かを判別し、正常圧力範囲
内である場合には、＃１気筒は正常に着火燃焼している
ものと推定し、ステップ12で参照したマップと同じ正常
燃焼時の吸入空気量が見合った基本燃料噴射量Tpがスロ
ットル弁開度αと機関回転速度Ｎとから検索されるマッ
プをステップ７で参照して、＃１気筒用の基本燃料噴射
量Tp＃１を設定する。

一方、ステップ６で、＃１気筒の最大負圧P1が、前記
閾値P_max,P_minで挟まれる正常圧力範囲内にないと判別
されたときには、＃１気筒が失火しているものと推定
し、正常燃焼時に比して減少する失火時の吸入空気量に
見合った基本燃料噴射量Tpが、スロットル弁開度αと機
関回転速度Ｎとに応じて予め設定されている別マップを
ステップ８で参照して、＃１気筒用の基本燃料噴射量Tp
＃１を設定する。

即ち、掃気を行う２サイクル内燃機関１においては、
失火が発生すると吸入空気量が激減するため、正常燃焼
状態における吸入空気量を見込んで基本燃料噴射量Tpが
記憶されているマップを参照すると、実際よりも多い空
気量に見合った基本燃料噴射量Tpが設定されてしまうの
で、予め失火して吸入空気量が激減したときの空気量が
スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとに基づいて求め
られるようにしておいて、失火時には、激減した空気量
に見合った基本燃料噴射量Tpが設定されるようにしたも
のである。

従って、同じスロットル弁開度α及び機関回転速度Ｎ
の条件であっても、気筒毎に失火が発生しているか否か
によって基本燃料噴射量Tpを参照するマップが切り換え
られることになる。これにより失火によって空気量が激
減しても吸入混合気の空燃比がオーバーリッチ化するこ
とが回避でき、以て、点火栓16の燃料による濡れを抑止
でき、また、吸気量に見合った燃料の噴射を続けること
によって失火状態を速やかに回復させることが可能であ
る。

尚、上記のように、失火発生の有無によって、基本燃
料噴射量Tpの設定マップを切り換えるのではなく、失火
が検出された気筒については所定期間だけ燃料噴射を停
止させるようにしても良い。

また、最大負圧P1,P2が、前記閾値P_max,P_minで挟まれ
る正常圧力範囲内にないと判別されても、直ちに失火発
生を判別するのではなく、ある程度の時間だけその状態
が継続して初めて失火発生を判別するようにして、失火
の誤検出を抑止するよう構成することがより好ましい。

一方、＃２気筒についても、同様にして失火発生の有
無が最大負圧P2に基づいてステップ９で検出され、＃２
気筒が正常に着火燃焼しているときには、ステップ12に
おけるマップと同じ正常燃焼時用の基本燃料噴射量Tpマ
ップをステップ10で参照し、＃２気筒が失火していると
きには、ステップ11でステップ８と同じ失火時用の基本
燃料噴射量Tpマップを参照し、＃２気筒用の基本燃料噴
射量Tpを設定する。

尚、本実施例では、スロットル弁開度αと機関回転速
度Ｎとから基本燃料噴射量Tpが設定されるものについて
述べたが、これは、エアフローメータによって検出され
る吸入空気流量に基づいて基本燃料噴射量Tpを設定する
装置の場合よりも失火時の燃料制御性が悪化するため
に、特に、本実施例のような失火診断に伴う燃料制御の
切り換えが必要になるためであり、基本燃料噴射量Tpの
設定方式を限定するものではない。

エアフローメータを備えた燃料制御システムにあって
は、失火による吸入空気量の減少に見合った燃料が設定
されることになるので、失火気筒に対する燃料噴射を停
止させる処理を施すことが好ましい。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、２サイクル内燃
機関において、各気筒別に失火発生の有無を高精度に検
出できるようになるから、該診断結果を用いて失火気筒
の燃料噴射量に補正を施せば、失火による点火栓の燃料
濡れを未然に防止できるようになるという効果がある。

【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図は同上実施
例における燃料制御の内容を示すフローチャート、第４
図は同上実施例における吸入負圧に基づく失火診断の様
子を示す線図である。 １……内燃機関（２サイクルガソリン機関） ９……スロットル弁、10……燃料噴射弁 11……コントロールユニット、12……回転センサ 13……スロットルセンサ、14……吸入負圧センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の各気筒別に吸入負圧を検出する気筒
   別吸入負圧検出手段と、 該気筒別吸入負圧検出手段で各気筒別に検出される吸入
   負圧の最大負圧をそれぞれの気筒別に検出する最大負圧
   検出手段と、 機関運転条件に応じて前記最大負圧の閾値を設定する閾
   値設定手段と、 該閾値設定手段で設定された閾値と前記最大負圧検出手
   段で検出された各気筒別の最大負圧とをそれぞれ比較し
   て、前記最大負圧が閾値よりも小さい気筒を失火気筒と
   して判別する吸入負圧による失火気筒判別手段と、 機関の始動時と燃料カット時との少なくとも一方におい
   て、前記失火気筒判別手段による失火気筒の判別を禁止
   する失火判別禁止手段と、 を含んで構成された２サイクル内燃機関の失火診断装
   置。