JP2748687B2 - 内燃機関の検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は内燃機関の検査装置に関し、特に内燃機関の
異常気筒を検出する検査装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来の内燃機関の異常気筒を検出する検査装置として
は、例えば第６図に示すようなものがある（実開昭57−
148061号公報参照）。

即ち、燃料を噴射するインジェクタの駆動回路を断路
して該インジェクタの燃料噴射を禁止する禁止装置41
と、該禁止装置41による前記燃料噴射の禁止前後におけ
るエンジン回転数検出手段42により検出されるエンジン
の回転数の変動に関連した点検数値を演算する回転数演
算装置43と、正常に運転されているエンジンの回転数お
よびいずれかの気筒の前記インジェクタが正常に動作し
ていない場合のエンジンの回転数に関連して定めた判定
基準値を記憶し、前記点検数値と前記判定基準値とを比
較して前記インジェクタの良否または異常気筒を判定す
る判定装置44と、異常であることを表示する表示装置45
と、を具備した構成の内燃機関の検査装置がある。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、かかる従来の内燃機関の検査装置にあ
っては、例えば絞り弁バイパス通路の失陥等により吸気
マニホールドの絞り弁下流に空気が多量に洩れるような
機関の吸気系統に不具合が存在した場合、その空気洩れ
が大きく影響し機関のアイドリングが不安定となるた
め、禁止装置41による前記燃料噴射の禁止前後における
エンジンの回転数の変動に関連した点検数値も不安定と
なる。従って、この場合判定しようとする気筒の正常，
異常に関わらず、その点検数値が判定基準値以上となっ
たり判定基準値未満となったりする惧れがあり、もって
異常気筒検出に係る誤判定を生じる惧れがある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、機関回転数の変化により異常気筒を判断する際に
吸入空気量を予め増量し、機関回転数を安定化させた状
態で異常気筒を判断することにより、上記問題点を解決
した内燃機関の検査装置を提供することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ このため、本発明は第１図に示すように、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段Ａと、 運転状態検出手段Ａの出力信号に基づいて吸入空気量
を決定する吸入空気量決定手段Ｂと、 前記吸入空気量決定手段Ｂにより決定された吸入空気
量に基づいて機関の吸入空気量を変化させる吸入空気量
変化手段Ｃと、 前記運転状態検出手段Ａの出力信号に基づいて燃料噴
射弁の作動を各気筒毎に制御する燃料噴射弁制御手段Ｄ
と、 を備えた内燃機関に対して気筒別に異常を検査する装
置であって、 前記吸入空気量決定手段Ｂにより決定される吸入空気
量を運転状態に関わらず変更する吸入空気量変更手段Ｅ
と、 前記燃料噴射弁制御手段Ｄにより制御される燃料噴射
弁の制御を運転状態に関わらず変更する燃料噴射弁制御
変更手段Ｆと、 前記吸入空気量変更手段Ｅにより吸入空気量を増量し
た状態で燃料噴射弁制御変更手段Ｆにより各気筒毎に燃
料噴射弁の作動を停止したときの機関回転数の変化を検
出する機関回転数変化検出手段Ｇと、 前記機関回転数変化検出手段Ｇにより検出される機関
回転数の変化が所定値以下の気筒を異常と判断する異常
気筒検出手段Ｈと、 を含んで構成した。

＜作用＞ かかる構成によれば、吸入空気量変更手段Ｅにより吸
入空気量が増量された運転状態において、燃料噴射弁制
御変更手段Ｆにより各気筒毎に燃料噴射弁の作動が停止
されたときに、機関回転数変化検出手段Ｇにより検出さ
れる機関回転数の変化が所定値以下か否かにより、異常
気筒検出手段Ｈが異常気筒を判断することとなる。もっ
て、安定した運転状態のもとで異常気筒が判断されるこ
ととなり、エア洩れが存在した場合もエア洩れ量の割合
が小さく、当該エア洩れの影響が少なくて済み誤判定が
防止される。

＜実施例＞ 以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

先ず、検査すべき内燃機関についてその概要を第２図
を用いて説明する。

図において、機関11の吸気通路12には吸入空気流量を
検出するエアフローメータ13及びアクセルペダルと連動
して吸入空気流量を変化させる絞り弁14が設けられる。

また絞り弁14をバイパスするバイパス通路27が設けら
れ、該パイパス通路には補助空気量を制御する補助空気
弁28が設けられている。

当該補助空気弁28は吸入空気量変化手段Ｃの機能を奏
するものである。

下流のマニホールド部分には気筒毎に電磁式の燃料噴
射弁15が設けられるが、該燃料噴射弁15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16からの噴射
パルス信号によって開弁駆動され、図示しない燃料ポン
プから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧
力に制御された燃料を各気筒毎に内燃機関11に噴射供給
する。

更に、機関11の冷却ジャケット内の冷却水温度Twを検
出する水温センサ17が設けられると共に、排気通路18の
排気中酸素濃度を検出することによって吸入混合気の空
燃比を検出する酸素センサ19が設けられ、更に下流側の
排気中のCO,HCの酸化とNO_Xの還元を行って浄化する排気
浄化装置としての三元触媒20が設けられる。また、22は
点火栓である。

また、第２図で図示しないディストリビュータには、
クランク角センサ23が内蔵されており、該クランク角セ
ンサ23から機関回転と同期して出力されるクランク単位
角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基準角
信号の周期を計測して機関回転速度Ｎを検出する。更
に、絞り弁14の開度を検出するスロットルセンサ24が設
けられる。

即ち、水温センサ17、酸素センサ19、クランク角セン
サ23及びスロットルセンサ24等により運転状態検出手段
Ａが構成される。

コントロールユニット16は、これら各種の信号を入力
し、運転状態に応じてこれら信号に基づいて機関11に必
要な吸入空気流量Ｑを演算し、またクランク角センサ23
によって検出される機関回転速度Ｎとにより、シリンダ
吸入空気量に見合った量の基本燃料噴射量Tp（＝Ｋ・Q/
N）を設定し、これを冷却水温度Tw等によって補正し、
フィードバック制御中は、酸素センサ19によって検出さ
れる空燃比に基づく補正を施して、各気筒の燃料噴射弁
15から噴射される燃料噴射量Tiを設定し、これに見合っ
たパルス幅を持つ噴射信号を出力して燃料噴射制御を行
う。

即ち、コントロールユニット16は吸入空気量決定手段
Ｂ及び燃料噴射弁制御手段Ｄの機能も奏するものであ
る。

次に第３図を参照しつつ、本発明に係る検査装置31の
具体的構成について述べる。

車両に搭載されたコントロールユニット16のコネクタ
26に、検査時には、検査装置31が通信線32により接続さ
れる。

この検査装置31は、少なくともI/O,ROM,RAM,CPUを備
えて構成され、前記通信線32を備えると共に、検査車に
作業の指示や判断結果を表示するための表示装置33、当
該検査装置31に表示装置33に表示された指示事項を入力
したり、検査装置31を作動させたりする、例えばキーボ
ード等の入力装置34を備えて構成される。尚、タッチス
クリーン等を用いることにより表示装置33及び入力装置
34を兼用することも可能である。

そして、コントロールユニット16に検査装置31が接続
された場合は、前記各センサからの各種信号のコントロ
ールユニット16への入力信号及びコントロールユニット
16からの内燃機関11への吸入空気流量Ｑの制御値，燃料
噴射弁15への燃料噴射量Ti等の出力信号が検査装置31に
も出力される。

さらに、前記コントロールユニット16からの出力信号
に優先した各種出力信号が、検査装置31から内燃機関11
に出力されることにより、検査が実施される。

次に第４図に基づいて検査装置31の内部処理について
説明するが、本実施例では、内燃機関11がアイドリング
状態において検査が実施されるものを示す。

ステップ１（図ではS1と記す。以下同様）では、検査
装置31より吸入空気量変化手段Ｃに吸入空気量Ｑを増量
固定する命令が出力される。

即ち、本実施例では、内燃機関11がアイドリング状態
であるので、絞り弁14をバイパスするバイパス通路27に
設けられた補助空気弁28により補助空気量を制御してい
るが、当該補助空気弁28を所定の開度θにする命令が出
力される。

即ち、ステップ１は吸入空気量変更手段Ｅの機能を奏
する。

ここで吸気系統に空気洩れが存在した場合に、その空
気洩れの影響を排除するために本実施例にあっては補助
空気弁28を全開とすることにより補助空気量を充分増量
している。

ステップ２では、吸入空気量Ｑが増量した後の機関回
転速度N1をクランク角センサ23からの信号により検出す
る。

ステップ３では、検査装置31より第ｎ気筒に係る燃料
噴射を停止すべく第ｎ気筒の燃料噴射弁15を停止状態に
する命令が出力される。ここでｎの初期値は１である。

即ちステップ３が燃料噴射弁制御変更手段Ｆに相当す
る。

ステップ４では、第ｎ気筒の燃料噴射弁15が停止状態
となった後の機関回転速度N2をクランク角センサ23から
の信号により検出する。

ステップ５では第ｎ気筒に係る燃料噴射を通常制御通
り再開する命令が出力される。

ステップ６では、前記ステップ２で検出された機関回
転速度N1と前記ステップ４で検出された機関回転速度N2
との機関回転速度差ΔＮ＝N1−N2が演算される。

即ちステップ６が機関回転数変化検出手段Ｇに相当す
る。

ステップ７では機関回転速度差ΔＮが判定基準回転速
度差Nm以上か否かの判定を行う。

ここで、機関回転速度差ΔＮによる異常気筒の判定に
ついて、第５図を参照しつつ説明する。

第５図（ａ）は第ｎ気筒が正常時のタイムチャートを
示したものであり、補助空気弁28の開度を20％から100
％の全開とすることにより、機関回転速度Ｎが700rpmよ
り1200rpmに上昇し、その後第ｎ気筒の燃料噴射弁が停
止状態となったことにより第ｎ気筒は未燃焼状態と同様
となるので、機関回転速度Ｎが1150rpm未満に低下して
いる。

また（ｂ）は第ｎ気筒が異常時のタイムチャートを示
したものであり、補助空気弁28の開度を20％から100％
の全開として機関回転速度Ｎを700rpmより1100rpmに上
昇させた後に、第ｎ気筒の燃料噴射弁を停止状態として
も、第ｎ気筒はもともと異常につき、機関回転速度Ｎは
1100rpmを維持している。

従って、第ｎ気筒の燃料噴射弁を停止状態とした後の
機関回転速度Ｎの変化の有無により第ｎ気筒の異常を判
定することが可能となる。

再び第４図の説明に戻るが、ステップ７においてΔＮ
≧Nmと判定された場合は第ｎ気筒が正常であるので回転
速度差が生じたとしてステップ８に進み、第ｎ気筒は正
常であるとして、表示装置33にその旨のメッセージを表
示する。

またステップ７においてΔＮ≧Nmではないと判定され
た場合はステップ９に進み、第ｎ気筒は異常であるとし
てメッセージを表示する。

即ち、ステップ７〜９が異常気筒検出手段Ｈの機能を
奏するものである。

そしてステップ10ではｎをインクリメントし、ステッ
プ11において当該ｎを気筒数ｍと比較してｎ＜ｍの場合
はステップ２に戻り、さらに他気筒の異常の有無を判定
する。

従って、本実施例によれば、補助空気弁28を全開とす
ることにより補助空気量を充分増量し総吸入空気量を大
きくして、空気洩れが存在した場合も該空気洩れ量の総
吸入空気量に対する割合を小さくして、安定した運転状
態において異常気筒の判定を実施しているので、もって
機関回転速度N1及びN2が安定し、正確に異常気筒の判定
を実施することが可能となる。

従って本実施例に示す検査装置を用いることにより、
例えばサービスマン等の検査者による検査時間の短縮に
繋がり、検査コストの低減に繋がるという効果がある。

また一定速度走行装置（ASCD）を備えるものにあって
は、吸入空気量変化手段ＣとしてASCDアクチュエータを
作動させてもよい。

また、絞り弁14が運転状態に応じてアクセルペダルと
非連動に制御されるものにあっては、吸入空気量変化手
段Ｃとしての絞り弁14の開度を変更するようにしてもよ
い。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、機関回転数の
変化により異常気筒を判断する際に、吸入空気量変更手
段により吸入空気量を予め増量し機関回転数を安定化さ
せた状態で異常気筒を判断するようにしたので、機関の
吸気系統に不具合が存在し空気が多量に洩れるような場
合も、その空気洩れの影響を回避することができ、安定
した状態で気筒異常判定を実施することができる。もっ
て誤判定を生じる惧れがなくなり、また検査時間の短縮
にも繋がりコスト低減も図れ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図は検査
すべき内燃機関についてその概要を示すシステム図、第
３図は本発明の具体的構成を示すブロック図、第４図は
異常検出を行うためのフローチャート、第５図は異常発
生時の機関回転速度の変化を示すタイムチャート、第６
図は従来の検査装置を示すブロック図である。 11……内燃機関、14……絞り弁、15……燃料噴射弁、16
……コントロールユニット、28……補助空気弁、31……
検査装置、33……表示装置、34……入力装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−45950（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130267（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−105034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−239130（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−153246（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−148061（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭63−11332（ＪＰ，Ｙ２) 特許2507550（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の運転状態を検出する運転状態検出手
   段と、 運転状態検出手段の出力信号に基づいて吸入空気量を決
   定する吸入空気量決定手段と、 前記吸入空気量決定手段により決定された吸入空気量に
   基づいて機関の吸入空気量を変化させる吸入空気量変化
   手段と、 前記運転状態検出手段の出力信号に基づいて燃料噴射弁
   の作動を各気筒毎に制御する燃料噴射弁制御手段と、 を備えた内燃機関に対して気筒別に異常を検査する装置
   であって、 前記吸入空気量決定手段により決定される吸入空気量を
   運転状態に関わらず変更する吸入空気量変更手段と、 前記燃料噴射弁制御手段により制御される燃料噴射弁の
   制御を運転状態に関わらず変更する燃料噴射弁制御変更
   手段と、 前記吸入空気量変更手段により吸入空気量を増量した状
   態で燃料噴射弁制御変更手段により各気筒毎に燃料噴射
   弁の作動を停止したときの機関回転数の変化を検出する
   機関回転数変化検出手段と、 前記機関回転数変化検出手段により検出される機関回転
   数の変化が所定値以下の気筒を異常と判断する異常気筒
   検出手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の検査装
   置。