JP2937011B2

JP2937011B2 - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JP2937011B2
Application number: JP8873794A
Authority: JP
Inventors: 博文土田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1999-08-23
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: JPH07293299A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの空燃比制御
装置、特に失火発生時の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】筒内圧の測定結果から失火を生じている
かどうか（あるいは燃焼変動があるかどうか）を判定
し、失火を生じているときは、空燃比をリッチ側に制御
するものがある（たとえば特開昭６０−２４９６４４号
公報参照）。

【０００３】これは、失火発生時の未燃燃料が排気管内
に液状のまま付着、滞留するため、失火直後は排気中の
燃料割合が小さくなり、結果として一時的にリーンスパ
イクが生じるので、これを防止しようとして空燃比をリ
ッチ側に制御するわけである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に排気中の燃料割合が小さくなって一時的にリーンスパ
イクが生じるのは失火の初期だけであり、失火の中期か
ら後期にかけてになると、排気管壁に付着した一部の燃
料が液状のまま徐々に触媒に流入したり、高温の排気管
で加熱されて付着燃料の一部が蒸発して触媒に流入した
りすることによって触媒の入口が、今度は失火の初期と
反対にリッチな空燃比状態となる。

【０００５】しかしながら、こうしたリッチ現象につい
て従来装置では考慮されてないので、失火の中、後期に
発生するリッチ現象により触媒の転化率が悪くなる。

【０００６】この場合に、排気管壁に付着した燃料を検
出することができれば、失火の中、後期に空燃比をリー
ン側に補正することが可能となるのであるが、排気管壁
に付着した燃料をＯ_２センサーによって検出することは
できない。Ｏ_２センサーは排気中のＯ_２濃度に反応する
ので、Ｏ_２が消費されない失火時は、失火前後でＯ_２濃
度が変わらないからである。

【０００７】そこでこの発明は、失火初期だけ一時的に
リーンスパイクが生じ、失火の中期から後期にかけてリ
ッチな空燃比状態となる現象に対応させた空燃比補正を
行わせることにより、失火の初期から中、後期までの失
火全体にわたる空燃比変動を抑制することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１６に
示すように、エンジンの運転条件に応じて基本噴射量Ｔ
ｐを算出する手段２１と、失火が生じたかどうかを判定
する手段２２と、この判定結果より失火直後に燃料をス
テップ的に増量した後に燃料を徐々に減量し、その後に
前記減量の度合よりも緩やかな度合で増量して失火直前
の値に戻る値を失火時空燃比補正量βとして算出する手
段２３と、この失火時空燃比補正量βで前記基本噴射量
Ｔｐを補正して燃料噴射量を算出する手段２４と、この
噴射量の燃料を吸気管に供給する手段２５とを設けた。

【０００９】第２の発明は、図１７に示すように、エン
ジンの運転条件に応じて基本噴射量Ｔｐを算出する手段
２１と、排気中の酸素濃度に応じた出力をするセンサー
（たとえばＯ_２センサーや空燃比センサー）３１と、こ
のセンサー３１の出力にもとづいて空燃比フィードバッ
ク補正量αを算出する手段３２と、この補正量αで前記
基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を算出する手段３
３と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段２５
と、失火が生じたかどうかを判定する手段２２と、この
判定結果より失火直後に燃料をステップ的に増量した後
に燃料を徐々に減量し、その後に前記減量の度合よりも
緩やかな度合で増量して失火直前の値に戻る値を失火時
空燃比補正量βとして算出する手段２３と、空燃比フィ
ードバック補正中かつ前記判定手段２２により失火が生
じたことが判定されたときに前記空燃比フィードバック
補正量αの算出を禁止し、前記空燃比フィードバック補
正量αに代えて前記失火時空燃比補正量βで前記基本噴
射量Ｔｐを補正して失火時燃料噴射量を算出し、この失
火時燃料噴射量を前記燃料供給手段２５に出力する手段
３４とを設けた。

【００１０】第３の発明では、第１または第２の発明に
おいて、前記失火時空燃比補正量βは、失火直後に空燃
比をリッチ側にする所定値Ａへとステップ的に大きくな
り、その大きな値から空燃比をリーン側にする所定値Ｂ
へと所定の減量分Δβ_１ずつ小さくなり、その後にその
減量分Δβ_１よりも小さな所定の増量分Δβ_２ずつ大き
くなって失火直前の値に戻る値である。

【００１１】第４の発明では、第３の発明において、前
記減量分Δβ_１と増量分Δβ_２を低温時は高温時より小
さく設定した。

【００１２】第５の発明では、第１の発明から第４の発
明のいずれか一つにおいて、前記失火判定手段２２は、
図１８に示すように、筒内圧Ｐを検出する手段４１と、
クランク角度を検出する手段４２と、圧縮上死点を中心
にしてほぼ同じクランク角度だけ前後する位置の一対の
筒内圧を少なくとも１つ以上サンプリングする手段４３
と、この一対の筒内圧差の総和ΔＰを平均有効圧力相当
値として算出する手段４４と、この平均有効圧力相当値
と基準値ΔＰｍｉｎを比較し、平均有効圧力相当値が基
準値ΔＰｍｉｎ以下で失火が生じたと判断する手段４５
とからなる。

【００１３】第６の発明は、第５の発明において、前記
基準値ΔＰｍｉｎをエンジン負荷が大きくなるほど大き
く設定する。

【００１４】第７の発明は、第１の発明から第６の発明
のいずれか一つにおいて、前記失火時空燃比補正量βに
よる燃料の減量補正中に点火時期を進角補正する。

【００１５】第８の発明は、第７の発明において、前記
進角補正量ΔＡＤＶを、燃料の減量補正値が大きくなる
ほど大きく設定する。

【００１６】

【作用】失火の発生で一部の未燃燃料が液状のまま排気
管内に付着、滞留することから、失火の初期に空燃比が
大きくリーン側に振れてＮＯｘが大幅に増大し、失火の
中、後期になると、排気管壁に付着した未燃燃料が液状
のまま徐々に触媒に流入していくことなどから、空燃比
が今度はリッチ側に振れＨＣが増大するのであるが、こ
うした失火時の空燃比変動に合わせて、第１の発明で、
失火直後に燃料をステップ的に増量した後に燃料を徐々
に減量し、その後に前記減量の度合よりも緩やかな度合
で増量して失火直前の値に戻る値が失火時空燃比補正量
βとして算出され、この失火時空燃比補正量βで基本噴
射量Ｔｐが補正されると、失火の初期に生じる空燃比の
大幅なリーン化が抑制されるだけでなく、失火の中、後
期における空燃比のリッチ化も防止される。

【００１７】空燃比フィードバック補正中に失火時空燃
比補正を行うと、空燃比フィードバック補正が失火時空
燃比補正に干渉して、失火時空燃比補正中の空燃比をリ
ッチ側やリーン側に制御できなくなるが、第２の発明
で、空燃比フィードバック補正中かつ失火判定時に空燃
比フィードバック補正量αの算出が禁止され、この空燃
比フィードバック補正量αに代えて失火時空燃比補正量
βで基本噴射量Ｔｐが補正されて失火時燃料噴射量が算
出されることで、空燃比フィードバック補正による失火
時空燃比補正への干渉が避けられる。

【００１８】第３の発明により、第１または第２の発明
において、失火時空燃比補正量βが、失火直後に空燃比
をリッチ側にする所定値Ａへとステップ的に大きくな
り、その大きな値から空燃比をリーン側にする所定値Ｂ
へと所定の減量分Δβ_１ずつ小さくなり、その後にその
減量分Δβ_１よりも小さな所定の増量分Δβ_２ずつ大き
くなって失火直前の値に戻る値であると、失火の初期か
ら中、後期にかけての空燃比変動に近似した失火時空燃
比補正量βが簡易に与えられる。

【００１９】第４の発明により、第３の発明において減
量分Δβ_１と増量分Δβ_２が低温時は高温時より小さく
設定されると、暖機前においても暖機後と同じに失火時
空燃比補正量βが精度良く与えられる。

【００２０】第５の発明により、第１の発明から第４の
発明のいずれか一つにおいて、圧縮上死点を中心にして
ほぼ同じクランク角度だけ前後する位置の一対の筒内圧
が少なくとも１つ以上サンプリングされ、この一対の筒
内圧差の総和ΔＰが平均有効圧力相当値として算出され
ると、この算出は、平均有効圧力そのものを算出するよ
りも算出時間が短くかつ簡単であり、これによって失火
判定手段２２が簡易に構成される。

【００２１】第６の発明により、第５の発明において、
基準値ΔＰｍｉｎがエンジン負荷が大きくなるほど大き
く設定されると、エンジン負荷に関係なく、基準値の設
定精度が向上する。

【００２２】第７の発明により、第１の発明から第６の
発明のいずれか一つにおいて、失火時空燃比補正量βに
よる燃料の減量補正中に点火時期が進角補正されると、
失火の再度の発生が抑制される。

【００２３】第８の発明により、第７の発明において、
進角補正量ΔＡＤＶが、燃料の減量補正値が大きくなる
ほど大きく設定されると、燃料の減量補正値の大小に関
係なく、進角補正量が精度良く与えられる。

【００２４】

【実施例】図１において、１はエンジン本体、２は吸気
通路、３は排気通路、４はスロットル弁、５は燃料イン
ジェクター、６は触媒である。燃料インジェクター５に
は、図示しない燃料供給系統を介して一定圧となるよう
に調圧された燃料が供給されており、コントロールユニ
ット１６からの駆動パルスで開かれ、その開弁パルス幅
に比例した量の燃料が噴射供給される。

【００２５】１１は空気流量を検出する熱線式のエアフ
ローメーター、１２はクランク角度の基準位置ごと（４
気筒では１８０°ごと、６気筒では１２０°ごと）の信
号（Ｒｅｆ信号）と単位クランク角度ごとの信号とを出
力するクランク角度センサー、１３は排気中の残存酸素
濃度に応じ、理論空燃比を境に出力が急変するＯ_２セン
サー、１５はエンジンの冷却水温を検出する水温センサ
ーであり、これらからの信号が入力されるコントロール
ユニット１６で、平均空燃比が理論空燃比となるように
空燃比制御が実行される。

【００２６】マイクロコンピューターからなるコントロ
ールユニット１６での空燃比制御は次の通りである。

【００２７】燃料インジェクター５はＲｅｆ信号に同期
して駆動される。たとえばシーケンシャル噴射方式では
エンジン２回転ごとに１回、各気筒ごとにＴｉ＝２×Ｔｅ＋Ｔｓ …（１）ただし、Ｔｅ：有効パルス幅Ｔｓ：バッテリー電圧に応じた無効パルス幅の式で与えられる噴射パルス幅Ｔｉでインジェクター５
が作動される。なお、同時噴射方式のときはエンジン１
回転ごとに１回、全気筒同時にＴｉ＝Ｔｅ＋Ｔｓ …（２）の式で与えられる噴射パルス幅Ｔｉでインジェクター５
が作動される。

【００２８】図２は上記（１）式の有効パルス幅Ｔｅを
算出するための流れ図で、一定周期（たとえば１０ｍｓ
ｅｃ）で実行する。

【００２９】ステップ１ではエアフローメーター１１で
検出した空気流量Ｑとクランク角度センサーで検出した
エンジン回転数Ｎから基本パルス幅Ｔｐを、Ｔｐ＝（Ｑ／Ｎ）×Ｋ …（３）ただし、Ｋ：定数の式で計算する。このＴｐで決まる空
燃比がベース空燃比といわれている。

【００３０】ステップ２では基本パルス幅Ｔｐを用いて
有効パルス幅Ｔｅを、Ｔｅ＝Ｔｐ×Ｃｏ×α×β …（４）ただし、Ｃｏ：各種補正係数 α：空燃比フィードバック補正係数〔％〕 β：失火時空燃比補正係数〔％〕の式で計算する。

【００３１】（４）式の各種補正係数Ｃｏはいろいろな
条件下で円滑な運転を確保するための値である。たとえ
ば始動時、暖機時、高負荷時などで水温センサー１５な
どの各センサーからの信号にもとづいて基本パルス幅Ｔ
ｐを補正する。このとき、後述する空燃比フィードバッ
ク補正係数αの値は１００％にクランプされている（第
４図のステップ２１，２２）。

【００３２】図３は燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出と噴射
実行の流れ図で、Ｒｅｆ信号に同期して実行する。

【００３３】シーケンシャル噴射のときはステップ１１
で上記（１）式の燃料噴射パルス幅Ｔｉを計算し、これ
をステップ１２で出力レジスターに転送する。４気筒エ
ンジンにおける点火順序を＃１−＃３−＃４−＃２とし
て、今回のＲｅｆ信号の入力で、たとえば１番気筒にＴ
ｉに対応する燃料が供給されたとすれば、次回（つまり
１回後）のＲｅｆ信号の入力で３番気筒に、２回後のＲ
ｅｆ信号の入力で４番気筒に、３回後のＲｅｆ信号の入
力で２番気筒にＴｉの燃料が供給されるわけである。

【００３４】（４）式の空燃比フィードバック補正係数
αはＯ_２センサー１３の出力にもとづく比例積分制御
（フィードバック制御の一種）によってＲｅｆ信号に同
期して求められる値で、αの値が１００％を越えると
（４）式より空燃比がリッチ側へ、１００％を下回ると
空燃比がリーン側へと戻される。

【００３５】図４は空燃比フィードック補正係数αを算
出するための流れ図で、Ｒｅｆ信号に同期して実行す
る。

【００３６】Ｏ_２センサー出力は、理論空燃比よりリッ
チ側で高レベル（１Ｖ程度）、リーン側で低レベル（ほ
ぼ０Ｖ）となるので、ほぼ０．５Ｖ当たりに設けたスラ
イスレベルを越えていると、実際の空燃比がリッチ側
に、またスライスレベルより小さいときリーン側にある
ことになる。そこで、Ｏ_２センサー出力がたとえば、
リッチ側からリーン側に反転したときは、前回のフィー
ドバック補正係数αに比例分Ｐ_Ｌを加算した値を今回の
αとして更新し（図４のステップ２４，２６，２９）、
次回からはＯ_２センサー出力がリッチ側に反転する直前
まで積分分Ｉ_Ｌを加算すると（図４のステップ２４，２
６，３０）、αによる燃料増量により噴射量（噴射パル
ス幅Ｔｉ）が多くなって実際の空燃比が徐々に濃くなっ
ていく。

【００３７】この結果、Ｏ_２センサー出力がリッチ側
に反転したときは、前回のαから比例分Ｐ_Ｒを減算した
値を今回のαとして更新し（図４のステップ２４，２
５，２７）、次回からはＯ_２センサー出力がふたたびリ
ーン側に反転する直前まで積分分Ｉ_Ｒを減算する（図４
のステップ２４，２５，２８）。

【００３８】Ｏ_２センサー出力がリーン側に反転した
ときは上記の、を繰り返す。

【００３９】このような繰り返しによって、実際の空燃
比がほぼ１〜２Ｈｚの周期で変化することになり、平均
の空燃比がウインドウ（理論空燃比を中心とする所定の
空燃比範囲）内に維持されるわけである。

【００４０】なお、説明しなかったステップ２３のフィ
ードバック禁止フラグと（４）式の失火時空燃比補正係
数βについては後述する。

【００４１】さて、失火初期に未燃燃料が排気管内に液
状のまま付着、滞留するため排気中の燃料割合が小さく
なって一時的にリーンスパイクが生じ、また失火の中、
後期になると、排気管壁に付着した燃料が徐々に触媒に
流入して触媒入口がリッチな空燃比状態となることから
ＨＣが増える。

【００４２】これに対処するため、コントロールユニッ
ト１６では、失火直後だけ空燃比をリッチ側に補正しそ
の後は空燃比をリーン側に補正する。

【００４３】このような失火時の空燃比補正のため、
（４）式に示したように、あらたに失火時空燃比補正係
数βを導入し、また従来の空燃比フィードバック補正と
の調整をとるため、図４においてステップ２３のフィー
ドバック補正禁止フラグを追加している。

【００４４】図５は圧縮上死点ＴＤＣを中心にして同じ
クランク角度（たとえば３０°と６０°）だけ前後する
位置の一対の筒内圧をサンプリングするための流れ図
で、一定クランク角度ごとに実行する。

【００４５】ステップ４１では６０°ＢＴＤＣ（ＴＤＣ
前６０°のこと）であるかどうかみて、６０°ＢＴＤＣ
になれば、点火プラグ座金型などの圧力センサー１７
（図１参照）で検出したそのときの筒内圧Ｐをステップ
４２で変数Ｐ_−６０に移す。同様にして、３０°ＢＴＤ
Ｃ、３０°ＡＴＤＣ（ＴＤＣ後３０°のこと）、６０°
ＡＴＤＣのタイミングでそのときの筒内圧Ｐを変数Ｐ
_−３０、Ｐ_３０、Ｐ_６０に移す（ステップ４３〜４
８）。

【００４６】図７は失火したかどうかの判定を説明する
ための流れ図で、これは、筒内圧のサンプリングが終了
した後のタイミング（たとえば圧縮上死点後６１°以降
の所定のクランク角度）で実行する。

【００４７】ステップ５１で基本パルス幅（エンジン負
荷相当量）Ｔｐを読み込み、ステップ５２でこのＴｐか
ら図８を内容とするテーブルを参照して失火判定基準値
ΔＰｍｉｎを求める。

【００４８】ステップ５３では、上記のサンプリング値
を用い、圧縮上死点を中心にして同じクランク角度だけ
前後する位置における一対の筒内圧の差の総和を平均有
効圧力相当値ΔＰとして ΔＰ＝（Ｐ_３０−Ｐ_−３０）＋（Ｐ_６０−Ｐ_−６０） …（５）の式で計算する。

【００４９】（５）式の平均有効圧力相当値ΔＰと基準
値ΔＰｍｉｎをステップ５４で比較し、ΔＰ≦ΔＰｍｉ
ｎであれば失火が生じていると判断し、ステップ５５で
失火時空燃比補正フラグを“１”にセットする。この失
火時空燃比補正フラグは“０”に初期設定している。Δ
Ｐ＞ΔＰｍｉｎであれば失火していないと判断して図７
のルーチンを終了する。

【００５０】失火を生じてないときは、図６においてＴ
ＤＣ前よりＴＤＣ後のほうが筒内圧が高くなるので、Ｐ
_３０＞Ｐ_−３０かつＰ_６０＞Ｐ_−６０となり、（５）式
の有効平均圧力相当値ΔＰは正のある値を持つが、失火
を生じると、ＴＤＣを対称軸にした特性（破線参照）と
なるため、Ｐ_３０≒Ｐ_−３０かつＰ_６０≒Ｐ_−６０とな
り、（５）式の平均有効圧力相当値ΔＰがほぼ０に近い
値になる。したがって、失火を生じてない場合の（５）
式の平均有効圧力相当値ΔＰの最低値を基準値ΔＰｍｉ
ｎとして設定しておけば、ΔＰ≦ΔＰｍｉｎより失火と
判断できるわけである。

【００５１】図９は失火時空燃比補正係数βの算出を説
明するための流れ図で、一定周期（一定時間同期でも、
Ｒｅｆ信号同期でもかまわない）で実行する。

【００５２】ステップ６１では失火時空燃比補正フラグ
をみる。失火していないときは、失火時空燃比補正フラ
グが“０”であることより、ステップ６２で失火時空燃
比補正係数βを１００％にクランプして図９のルーチン
を終了する。

【００５３】一方、前述した図７において失火が生じた
と判断され、失火時空燃比補正フラグがステップ５５で
“１”にセットされたときは、図９においてステップ６
３に進む。ステップ６３ではステップ６３に進んだのが
初めてかどうかみて、初めてであれば、ステップ６４〜
６７の初期設定に進む。

【００５４】ステップ６４では空燃比フィードバック制
御を行っているかどうかみて、空燃比フィードバック制
御中であれば、失火時の空燃比補正との重複制御を避け
るため、ステップ６５で空燃比フィードバックを禁止す
るフラグを“１”にセットする。この禁止フラグも
“０”に初期設定している。禁止フラグの“１”へのセ
ットにより、図４において空燃比フィードバック補正係
数αを１００％にクランプするわけである（ステップ２
１，２３，２２）。

【００５５】続いてステップ６６ではフラグｆを“０”
に初期設定し、ステップ６７で失火時空燃比補正係数β
に、１００％より大きな値の所定値（たとえば１２０
％）Ａを入れる。βへの１２０％の代入で、上記の
（４）式により燃料が増量される。

【００５６】次の周期ではステップ６１，６３から６８
へと流れ、フラグｆの値をみるが、ｆ＝０であることか
らステップ６９に進み、βの値と所定値Ｂを比較する。

【００５７】ここで、所定値Ｂは減量の最低値を示す値
（たとえば９５％）であるため、ステップ６９に進んだ
のが始めてあればβ＞Ｂとなり、ステップ７０に進む。

【００５８】ステップ７０では β＝β−Δβ_１ …（６）ただし、Δβ_１：減量分（たとえば１％）の式でβを減
量する。

【００５９】次からの周期でステップ７０の減量を繰り
返すと、βは１２０％から１１９％、１１８％、…、１
００％、９９％、…と小さくなり、やがて９５％になる
とステップ６９でβ≦Ｂが成立してステップ７１に進
み、フラグｆを“１”にセットし、ステップ７２で今度
は β＝β＋Δβ_２ …（７）ただし、Δβ_２：増量分（たとえば０．１％）の式でβ
を増量する。

【００６０】ステップ７１でのフラグｆの“１”のセッ
トで、次の周期はステップ６８からステップ７３に流
れ、ここでβと１００％を比較する。初めてステップ７
３に進んだときはβ＜１００％であるため、ステップ７
２に進んでβを増量する。

【００６１】次からの周期はステップ７２でのβの増量
が繰り返される。この増量でβが９９．８％、９９．９
％を経て１００％になると、β≧１００％が成立してス
テップ７３からステップ７４以降の後処理に進む。

【００６２】ステップ７４ではβを１００％にクランプ
し、ステップ７５と７６でフィードバック禁止フラグと
失火時空燃比補正フラグをともに“０”にリセットして
図９のルーチンを終了する。

【００６３】フィードバック禁止フラグの“０”へのリ
セットで、空燃比フィードバック制御中であれば、図４
においてステップ２４以降に進むことになり、空燃比フ
ィードバック制御が再開される。

【００６４】ここで、この実施例の作用を図１０を参照
しながら説明すると、失火により、空燃比が失火初期に
はリーン側に、失火の中、後期になると、今度は空燃比
がリッチ側に振れている（破線参照）。

【００６５】これは、失火の初期においては、一部の未
燃燃料が液状のまま排気管内に付着、滞留する結果、燃
料をあまり含まない、つまりリーンな排気が触媒に流入
するからであり、一方、失火の中、後期になると排気管
壁に付着した未燃燃料が液状のまま徐々に、あるいは高
温の排気管での加熱により蒸発して触媒に流入していく
ため、結果としてリッチな空燃比の排気となるからであ
る。

【００６６】したがって、失火の初期には図１０の下か
ら１段目と２段目に示したようにＨＣは多少減少するも
のの、ＮＯｘの大幅な増大を招き、失火の中、後期にな
ると、ＨＣが増大している（破線参照）。

【００６７】これに対して、この例においては、失火が
生じたことが判定されたら図１０の下から３段目に示し
たように、失火時空燃比補正係数βが１２０％へとステ
ップ的に大きくされ、その後は１％（減量分Δβ_１）ず
つ９５％となるまで小さくされた後、ふたたび０．１％
（増量分Δβ_２）ずつ１００％へと戻される。

【００６８】こうしたβの変化により、図１０の最上段
に示したように、β＞１００％の領域では燃料が増量補
正されることから、失火初期に生じる空燃比の大幅なリ
ーン化が抑制され、続くβ＜１００％の領域での燃料減
量補正により、失火の中、後期における空燃比のリッチ
化が防止される（実線参照）。このようにして失火の初
期から中、後期までの触媒入口での空燃比変動を抑制す
ることで触媒の転化率が失火の全体にわたって高いレベ
ルに保持され、図１０の下から１段目と２段目に示した
ように、ＨＣ，ＮＯｘとも低減できるのである（実線参
照）。

【００６９】言い換えると、失火時空燃比補正係数β
は、失火時の空燃比補正を行わない従来例において失火
により生じる空燃比変化に合わせたものである。図１０
の最上段に示したように、従来例では失火の初期に一時
的に空燃比がリーン側に大きく振れ、失火の中期から後
期にかけてリッチ側に振れている。また、失火初期のリ
ーン側の振れは大きいけれども比較的短く、失火の中、
後期のリッチ側の振れは小さいけれども比較的長く続
く。こうした空燃比変化波形を直線で近似したのがβの
波形である。したがって、βの最大値Ａ（１２０％）お
よび最小値Ｂ（９５％）ならびにＡからＢまでの直線の
傾きに相当する減量分Δβ_１（１％）およびＢから１０
０％に戻る直線の傾きに相当する増量分Δβ_２（０．１
％）をどの程度にするかは、マッチングにより定めなけ
ればならない。なお、直線近似は一例であり、一定の曲
線で近似してもかまわない。

【００７０】一方、空燃比フィードバック補正中に失火
が生じたときは、空燃比フィードバック補正量αの算出
が禁止されることから、空燃比フィードバック補正によ
る失火時空燃比補正への干渉が避けられている。

【００７１】また、燃焼圧力に関係する値と基準値との
比較により失火を判定する場合に、燃焼圧力に関係する
値として、圧縮上死点を中心にして同じクランク角度だ
け前後する位置の一対の筒内圧差の総和（つまり平均有
効圧力相当値）を用いているため、この総和の算出にか
かる時間が、平均有効圧力そのものの算出にかかる時間
より短くかつ簡単である。

【００７２】さらに、失火判定に使用する基準値ΔＰｍ
ｉｎはエンジン負荷としての基本パルス幅Ｔｐが大きく
なるほど大きく設定しているので、エンジン負荷に関係
なく、基準値ΔＰｍｉｎの設定精度が向上する。

【００７３】図１１と図１２は第２実施例である。第１
実施例では減量分Δβ_１と増量分Δβ_２が一定値であっ
たが、この例では冷却水温Ｔｗに応じ、冷却水温Ｔｗが
低くなるほど減量分Δβ_１と増量分Δβ_２の値をともに
小さく設定したもので、こうした設定によってたとえ
ば、図１３に示したように、低温時はＡからＢまでの直
線の傾き、Ｂから１００％に戻る直線の傾きがいずれも
高温時より緩やかになる。同一の運転条件でも、低温時
は失火に伴って排気管壁に付着する燃料が高温時より多
くなり、かつ付着燃料の挙動もゆっくりしたものとなる
ので、これに合わせて、低温時は高温時よりΔβ_１とΔ
β_２の値を小さくするのである。

【００７４】なお、Ａの値についても、冷却水温Ｔｗが
低くなるほど大きくするようにすることもできる。

【００７５】この例によれば、冷却水温の低い暖機前に
失火を生じた場合にあっても、暖機後に失火が生じた場
合と同じに失火の全体にわたる空燃比変動を抑えること
ができる。

【００７６】図１４は第３実施例の点火進角値ＡＤＶの
算出を説明するための流れ図で、一定周期（たとえば１
０ｍｓｅｃ）で実行する。

【００７７】この例は、第１実施例と同様に失火時の空
燃比補正を行うほか、失火の中、後期における空燃比の
リーン制御中に点火時期を進角補正するようにしたもの
である。

【００７８】ステップ８１ではエンジン回転数Ｎと基本
パルス幅Ｔｐを読み込み、これらの値からステップ８２
で所定のマップを参照して基本進角値ＡＤＶ０を求め
る。

【００７９】ステップ８３では失火時空燃比補正フラグ
をみてこれが“１”であれば、ステップ８４に進み、失
火時空燃比補正係数βと１００％を比較する。β＜１０
０％のときは空燃比のリーン制御中と判断しステップ８
５でβから図１５を内容とするテーブルを参照して点火
時期補正量ΔＡＤＶを求め、この補正量ΔＡＤＶを基本
進角値ＡＤＶ０に加算した値をステップ８６で点火進角
値ＡＤＶとすることで、点火時期を進角補正する。図１
５に示したように、点火時期補正量ΔＡＤＶはβの値が
小さいほど大きくなる値である。

【００８０】一方、失火時空燃比補正フラグが“１”で
もβ≧１００％のときや失火時空燃比補正フラグが
“０”のときは点火進角値ＡＤＶに基本進角値ＡＤＶ０
を入れて図１４のリーチンを終了する。

【００８１】この例では、失火の中、後期における空燃
比のリーン制御中に点火時期が進角補正されることで、
失火の再度の発生を抑制することが可能となる。なお、
空燃比のリーン制御中に点火時期を進角補正するとなぜ
失火の再度の発生が抑制されるのかは現在のところ不明
あるが、実験的には確認されている。

【００８２】また、点火時期補正量ΔＡＤＶは、βの値
が小さくなるほど（つまり燃料の減量補正値が大きくな
るほど）大きくしているので、燃料の減量補正値の大小
に関係なく、点火時期補正量ΔＡＤＶが精度良く与えら
れる。

【００８３】実施例では、筒内圧にもとづいて失火が生
じたかどうかを判定したが、特開平５−２５６１８４号
公報などで開示されているように、回転変動にもとづい
て失火判定を行うようにしてもかまわない。ただし、筒
内圧にもとづくほうが失火の判定精度が高く、かつ応答
性もよいことはいうまでもない。

【００８４】

【発明の効果】第１の発明は、エンジンの運転条件に応
じて基本噴射量を算出する手段と、失火が生じたかどう
かを判定する手段と、この判定結果より失火直後に燃料
をステップ的に増量した後に燃料を徐々に減量し、その
後に前記減量の度合よりも緩やかな度合で増量して失火
直前の値に戻る値を失火時空燃比補正量として算出する
手段と、この失火時空燃比補正量で前記基本噴射量を補
正して燃料噴射量を算出する手段と、この噴射量の燃料
を吸気管に供給する手段とを設けたので、失火の初期に
生じる空燃比の大幅なリーン化が抑制されるだけでな
く、失火の中、後期における空燃比のリッチ化が防止さ
れることから、失火の全体にわたって触媒の転化率を高
いレベルに保持することができ、失火時のＨＣ，ＮＯｘ
の悪化を防止できる。

【００８５】第２の発明は、エンジンの運転条件に応じ
て基本噴射量を算出する手段と、排気中の酸素濃度に応
じた出力をするセンサーと、このセンサーの出力にもと
づいて空燃比フィードバック補正量を算出する手段と、
この補正量で前記基本噴射量を補正して燃料噴射量を算
出する手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手
段と、失火が生じたかどうかを判定する手段と、この判
定結果より失火直後に燃料をステップ的に増量した後に
燃料を徐々に減量し、その後に前記減量の度合よりも緩
やかな度合で増量して失火直前の値に戻る値を失火時空
燃比補正量として算出する手段と、空燃比フィードバッ
ク補正中かつ前記失火判定時に前記空燃比フィードバッ
ク補正量の算出を禁止し、前記空燃比フィードバック補
正量に代えて前記失火時空燃比補正量で前記基本噴射量
を補正して失火時燃料噴射量を算出し、この失火時燃料
噴射量を前記燃料供給手段に出力する手段とを設けたの
で、空燃比フィードバック補正中に失火が生じたときに
空燃比フィードバック補正による失火時空燃比補正への
干渉を避けることができる。

【００８６】第３の発明では、第１または第２の発明に
おいて、前記失火時空燃比補正量が、失火直後に空燃比
をリッチ側にする所定値へとステップ的に大きくなり、
その大きな値から空燃比をリーン側にする所定値へと所
定の減量分ずつ小さくなり、その後にその減量分よりも
小さな所定の増量分ずつ大きくなって失火直前の値に戻
る値であるので、失火の初期から中、後期にかけての空
燃比変動に近似した失火時空燃比補正量を簡易に与える
ことができる。

【００８７】第４の発明では、第３の発明において、前
記減量分と増量分を低温時は高温時より小さく設定した
ので、暖機前においても暖機後と同じに失火時空燃比補
正量を精度良く与えることができる。

【００８８】第５の発明では、第１の発明から第４の発
明のいずれか一つにおいて、前記失火判定手段は、筒内
圧を検出する手段と、クランク角度を検出する手段と、
圧縮上死点を中心にしてほぼ同じクランク角度だけ前後
する位置の一対の筒内圧を少なくとも１つ以上サンプリ
ングする手段と、この一対の筒内圧差の総和を平均有効
圧力相当値として算出する手段と、この平均有効圧力相
当値と基準値を比較し、平均有効圧力相当値が基準値以
下で失火が生じたと判断する手段とからなるので、失火
判定手段を簡易に構成することができる。

【００８９】第６の発明は、第５の発明において、前記
基準値をエンジン負荷が大きくなるほど大きく設定する
ので、エンジン負荷に関係なく、基準値の設定精度を向
上することができる。

【００９０】第７の発明は、第１の発明から第６の発明
のいずれか一つにおいて、前記失火時空燃比補正量によ
る燃料の減量補正中に点火時期を進角補正するので、失
火の再度の発生を抑制することができる。

【００９１】第８の発明は、第７の発明において、前記
進角補正量を、燃料の減量補正値が大きくなるほど大き
く設定するので、燃料の減量補正値の大小に関係なく、
進角補正量を精度良く与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のシステム図である。

【図２】有効パルス幅Ｔｅの算出を説明するための流れ
図である。

【図３】燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出と噴射実行を説明
するための流れ図である。

【図４】空燃比フィードバック補正係数αの算出を説明
するための流れ図である。

【図５】筒内圧のサンプリングを説明するための流れ図
である。

【図６】圧縮と膨張の各行程における筒内圧の変化波形
図である。

【図７】失火判定を説明するための流れ図である。

【図８】基準値ΔＰｍｉｎの特性図である。

【図９】失火時空燃比補正係数βの算出を説明するため
の流れ図である。

【図１０】前記実施例の作用を説明するための波形図で
ある。

【図１１】第２実施例の減量分Δβ_１の特性図である。

【図１２】第２実施例の増量分Δβ_２の特性図である。

【図１３】第２実施例の作用を説明するための波形図で
ある。

【図１４】第３実施例の点火進角値ＡＤＶの算出を説明
するための流れ図である。

【図１５】点火時期補正量ΔＡＤＶの特性図である。

【図１６】第１の発明のクレーム対応図である。

【図１７】第２の発明のクレーム対応図である。

【図１８】第５の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１１エアーフローメーター１２クランク角度センサー１３Ｏ_２センサー（酸素濃度センサー）１６コントロールユニット２１基本噴射量算出手段２２失火判定手段２３失火時空燃比補正量算出手段２４燃料噴射量算出手段２５燃料供給手段３１酸素濃度センサー３２空燃比フィードバック補正量算出手段３３燃料噴射量算出手段３４失火時燃料噴射量算出手段４１筒内圧検出手段４２クランク角度検出手段４３筒内圧サンプリング手段４４平均有効圧力相当値算出手段４５比較手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｑ３４５３４５Ａ３６８３６８ＳＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/22 305 F02D 41/04 305

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転条件に応じて基本噴射量を
算出する手段と、エンジンの運転条件に応じて基本噴射量を算出する手段
と、失火が生じたかどうかを判定する手段と、この判定結果より失火直後に燃料をステップ的に増量し
た後に燃料を徐々に減量し、その後に前記減量の度合よ
りも緩やかな度合で増量して失火直前の値に戻る値を失
火時空燃比補正量として算出する手段と、この失火時空燃比補正量で前記基本噴射量を補正して燃
料噴射量を算出する手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段とを設けたこ
とを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】排気中の酸素濃度に応じた出力をするセン
サーと、エンジンの運転条件に応じて基本噴射量を算出する手段
と、このセンサーの出力にもとづいて空燃比フィードバック
補正量を算出する手段と、この補正量で前記基本噴射量を補正して燃料噴射量を算
出する手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、失火が生じたかどうかを判定する手段と、この判定結果より失火直後に燃料をステップ的に増量し
た後に燃料を徐々に減量し、その後に前記減量の度合よ
りも緩やかな度合で増量して失火直前の値に戻る値を失
火時空燃比補正量として算出する手段と、空燃比フィードバック補正中かつ前記判定手段により失
火が生じたことが判定されたときに前記空燃比フィード
バック補正量の算出を禁止し、前記空燃比フィードバッ
ク補正量に代えて前記失火時空燃比補正量で前記基本噴
射量を補正して失火時燃料噴射量を算出し、この失火時
燃料噴射量を前記燃料供給手段に出力する手段とを設け
たことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】前記失火時空燃比補正量は、失火直後に空
燃比をリッチ側にする所定値へとステップ的に大きくな
り、その大きな値から空燃比をリーン側にする所定値へ
と所定の減量分ずつ小さくなり、その後にその減量分よ
りも小さな所定の増量分ずつ大きくなって失火直前の値
に戻る値であることを特徴とする請求項１または２に記
載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】前記減量分と増量分を低温時は高温時より
小さく設定したことを特徴とする請求項３に記載のエン
ジンの空燃比制御装置。
【請求項５】前記失火判定手段は、筒内圧を検出する手
段と、クランク角度を検出する手段と、圧縮上死点を中
心にしてほぼ同じクランク角度だけ前後する位置の一対
の筒内圧を少なくとも１つ以上サンプリングする手段
と、この一対の筒内圧差の総和を平均有効圧力相当値と
して算出する手段と、この平均有効圧力相当値と基準値
を比較し、平均有効圧力相当値が基準値以下で失火が生
じたと判断する手段とからなることを特徴とする請求項
１から４のいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御
装置。
【請求項６】前記基準値をエンジン負荷が大きくなるほ
ど大きく設定することを特徴とする請求項５に記載のエ
ンジンの空燃比制御装置。
【請求項７】前記失火時空燃比補正量による燃料の減量
補正中に点火時期を進角補正することを特徴とする請求
項１から６のいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制
御装置。
【請求項８】前記進角補正量を、燃料の減量補正値が大
きくなるほど大きく設定することを特徴とする請求項７
に記載のエンジンの空燃比制御装置。