JP5235739B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
また、故障診断において、気筒別に検出される空燃比に基づいて空燃比異常が発生している気筒を判別し、空燃比異常が判別された気筒に備えられている前記2本の燃料噴射弁の中から、補正対象とする1本の燃料噴射弁を入れ替えて設定し、補正対象として設定した1本の燃料噴射弁の噴射パルス幅を、前記2本の燃料噴射弁の実噴射総量が基準総量からずれている分を相殺するように補正し、当該噴射パルス幅の補正によって空燃比異常がより大きく縮小したときに補正対象とした1本の燃料噴射弁を、正常な燃料噴射弁として特定するようにした。
図1は、実施形態における車両用の内燃機関を示す。
図1に示す内燃機関1は、2つのバンクからなるV型6気筒機関であるが、直列機関や水平対向機関であってもよく、気筒数を6気筒に限定するものではない。
前記燃焼室2(シリンダ)の吸気口2aは、吸気弁6で開閉され、ピストン7が降下するときに前記吸気弁6が開くと、燃焼室2内に空気が吸引される。
また、前記吸気ダクト3には、電子制御スロットル16が介装されており、内燃機関1の吸入空気量が前記電子制御スロットル16で制御される。
前記ECM21は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサからの信号を入力し、該入力信号を予め記憶されているプログラムに従って演算処理して、各気筒の燃料噴射弁8a,8bに対して噴射パルス信号を出力する。
図2において、燃料タンク51内に電動式の燃料ポンプ52が配置されており、該燃料ポンプ52は、燃料タンク51内の燃料を吸い込んで、燃料供給管53を介して燃料ギャラリー管54に燃料を圧送する。
また、前記燃料ギャラリー管54内の燃料圧力(燃料噴射弁8a,8bに対する燃料供給圧)を検出する燃圧センサ55が設けられており、該燃圧センサ55の検出信号は、前記ECM21に入力される。
前記ECM21は、前記各種センサで検出される内燃機関1の運転条件に基づいて、前記第1燃料噴射弁8a及び第2燃料噴射弁8bの噴射パルス幅(ms)を算出し、各気筒の吸気行程にタイミングを合わせ、前記第1燃料噴射弁8a及び第2燃料噴射弁8bに対し前記噴射パルス幅の噴射パルス信号を出力する。
そして、全気筒の空燃比が正常範囲内であると判断され、全気筒の燃料噴射弁8a,8bが正常に動作していると認められる場合には、そのまま本ルーチンを終了させ、空燃比異常の気筒(燃料噴射弁が故障している気筒)が判別された場合に、ステップS104へ進む。
前記実噴射総量とは、燃料噴射弁8a,8bの双方から噴射されたと見込まれる燃料の総和であり、前記演算された実噴射総量を、そのときの燃料噴射弁8aの噴射パルス幅と燃料噴射弁8bの噴射パルス幅との総和に対応させて記憶させる。
従って、燃料噴射弁8a,8bが正常であれば、噴射パルス幅の総和と前記噴射率(cc/sec)とに対応する量の燃料が噴射されることになる。
ここで、2本の燃料噴射弁8a,8bのうちの1本が燃料を全く噴射しない場合、実噴射総量が基準特性に対して半分に減って、フローチャート中に示す特性(1)のような特性を示すことになる。
そして、ステップS107では、空燃比異常気筒における噴射パルス幅の総和に対する実噴射総量の変化特性が、前記特性(1)〜(5)のいずれかに該当したか否かを判断する。
また、空燃比異常気筒における噴射パルス幅の総和に対する実噴射総量の変化特性が、前記特性(1)〜(5)のいずれにも該当しないと判断された場合、即ち、故障パターンが不明である場合には、ステップS109へ進み、前記特性(1)〜(5)のそれぞれに対応して設定されている故障パターンフラグF1〜F5の全てに1を設定する。
具体的には、予め設定された燃料噴射開始タイミング(例えば吸気弁6の開弁時期IVO)で噴射を開始させた場合、吸気弁6の閉弁時期IVCまでに噴射パルス幅Tinewによる燃料噴射が終わらない場合には、噴射された燃料の全てを1回の吸気行程で燃焼室内に吸引させることができないので、噴射パルス幅Tinewによる噴射が不能と判断する。
一方、燃料噴射弁8aの噴射パルス幅Tinewによる噴射が実現不能であれば、ステップS204へ進み、燃料噴射弁8aの噴射パルス幅Ti1newにTimaxをセットして、噴射できる最大パルス幅に補正する一方、燃料噴射弁8bの噴射パルス幅Ti2newについては、噴射パルス幅Ti2oldに、TinewとTimaxとの差分を加算することで、燃料噴射弁8a,8bによる総噴射量としてTimaxによる制限を行わない場合と同じにする。
ステップS205では、上記噴射パルス幅Ti1new,Ti2newに基づき空燃比異常気筒における燃料噴射弁8a,8bの燃料噴射を行わせる。
上記噴射パルス幅Ti1new,Ti2newは、燃料噴射弁8aが正常であると仮定し、燃料噴射弁8bが故障していると仮定し、燃料噴射弁8bからの噴射量の過不足分だけ、燃料噴射弁8aの噴射量を補正するように設定されている。
上記のようにして、故障パターンの判別と、故障した燃料噴射弁の判別とを行うと、続いて、故障状態で燃料噴射をどのように行わせるかを示す故障時用噴射モードの選択処理を、図8のフローチャートに示すルーチンに従って行う。
そして、故障パターンフラグF1〜F5の全てがゼロである場合には、空燃比異常気筒が検出されていない状態であるので、ステップS302へ進み、機関運転条件に基づいて設定される噴射パルス幅の噴射パルス信号に基づいて燃料噴射弁8a,8bの噴射を制御する通常の噴射モードを実行させる。
A…故障した燃料噴射弁だけを補正制御
B…燃料噴射弁8a,8bの双方を補正制御
C…燃料ポンプ52を停止させて燃料噴射停止
尚、故障パターンフラグF1〜F5のうちの少なくとも1つに1が設定された場合には、車両の運転者に対して、ランプやブザーや画面表示などによって故障の発生を警告することが好ましい。
「特性(1)の場合での故障時用噴射モード」
まず、空燃比異常気筒における噴射パルス幅の総和に対する実噴射総量の変化特性が、前記特性(1)に近似していて、故障パターンフラグF1に1が設定された場合(F1=1、かつ、F2〜F5=0の場合)には、前記モードA又はBを選択する。
「特性(2)の場合での故障時用噴射モード」
空燃比異常気筒における噴射パルス幅の総和に対する実噴射総量の変化特性が、前記特性(2)に近似している場合、即ち、1本の燃料噴射弁の噴射パルス幅に対する噴射量の感度が増大変化している場合には、感度が増す故障を生じている燃料噴射弁から余分な燃料が噴射されて、空燃比がリッチ化するので、前記モードA又はBを選択し、空燃比異常気筒において、少なくとも故障した燃料噴射弁からの噴射量を減らして、正常時の噴射総量に近づけるようにする。
又は、感度が増す故障を生じている燃料噴射弁について噴射パルス幅を減少補正し、かつ、正常な感度の燃料噴射弁についても噴射パルス幅を減少補正し、補正後の噴射パルス幅の噴射パルス信号を出力することで、正常時の噴射総量に近づけるようにする。
「特性(3)の場合での故障時用噴射モード」
空燃比異常気筒における噴射パルス幅の総和に対する実噴射総量の変化特性が、前記特性(3)に近似している場合、即ち、1本の燃料噴射弁の噴射パルス幅に対する噴射量の感度が減少変化している場合には、感度が減る故障を生じている燃料噴射弁からの燃料噴射量が不足し、空燃比がリーン化するので、前記モードA又はBを選択し、空燃比異常気筒において、少なくとも故障した燃料噴射弁からの噴射量を増やして、正常時の噴射総量に近づけるようにする。
又は、感度が減る故障を生じている燃料噴射弁について噴射パルス幅を増大補正し、かつ、正常な感度の燃料噴射弁についても噴射パルス幅を増大補正し、補正後の噴射パルス幅の噴射パルス信号を出力することで、正常時の噴射総量に近づけるようにする。
「特性(4)の場合での故障時用噴射モード」
空燃比異常気筒における噴射パルス幅の総和に対する実噴射総量の変化特性が、前記特性(4)に近似している場合、即ち、1本の燃料噴射弁が開弁状態で(中間リフト位置で)固着していて、燃料を常に噴射している場合には、前記モードA又はBを選択し、空燃比異常気筒における噴射総量を減らして、正常時の噴射総量に近づけるようにし、モードA又はBで目標空燃比付近に戻すことができない場合には、前記モードCを選択し、燃料ポンプ52(燃料噴射弁8a,8bによる燃料噴射)を停止させて、内燃機関1を停止させる。
また、噴射パルス幅の補正、又は、噴射パルス幅の補正及び燃料供給圧の補正によって、空燃比異常気筒の空燃比を目標空燃比に充分に近づけることができない場合には、燃料ポンプ52(燃料噴射弁8a,8bによる燃料噴射)を停止させて、内燃機関1を停止させることで、過剰リッチ状態で1気筒が運転されることを回避する。
「特性(5)の場合での故障時用噴射モード」
空燃比異常気筒における噴射パルス幅の総和に対する実噴射総量の変化特性が、前記特性(5)に近似している場合、即ち、1本の燃料噴射弁が全開位置で固着していて、最大量の燃料を常に噴射している場合には、前記モードA又はBを選択し、空燃比異常気筒における噴射総量を減らして、正常時の噴射総量に近づけるようにし、モードA又はBで目標空燃比付近に戻すことができない場合には、前記モードCを選択し、燃料ポンプ52(燃料噴射弁8a,8bによる燃料噴射)を停止させて、内燃機関1を停止させる。
前記補正手段が、前記2本の燃料噴射弁のうちの1本が閉固着故障した気筒が生じた場合、当該気筒以外の気筒において、燃料噴射を行わせる燃料噴射弁を1本減らす内燃機関の燃料噴射制御装置。
Claims (2)
- 1気筒当たり2本の燃料噴射弁を吸気通路に備える内燃機関に適用される燃料噴射制御装置であって、
前記2本の燃料噴射弁について故障の有無を診断する診断手段と、
前記診断手段で故障発生が診断された場合に、前記2本の燃料噴射弁からの燃料噴射量の総量を、正常時の総量に近づけるように、前記2本の燃料噴射弁のうちの少なくとも1本について噴射パルス幅及び/又は燃料供給圧を補正する補正手段と、
を含み、
前記診断手段は、気筒別に空燃比を検出する空燃比検出手段を含み、気筒別に検出される空燃比に基づいて空燃比異常が発生している気筒を判別し、空燃比異常が判別された気筒に備えられている前記2本の燃料噴射弁の中から、補正対象とする1本の燃料噴射弁を入れ替えて設定し、
補正対象として設定した1本の燃料噴射弁の噴射パルス幅を、前記2本の燃料噴射弁の実噴射総量が基準総量からずれている分を相殺するように補正し、当該噴射パルス幅の補正によって空燃比異常がより大きく縮小したときに補正対象とした1本の燃料噴射弁を、正常な燃料噴射弁として特定する、内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記内燃機関が、複数気筒からの排気の合流部で、排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する空燃比センサを備え、
前記空燃比検出手段が、前記空燃比センサからの検出信号と、各気筒の排気行程との相関から、各気筒の空燃比を示す検出信号を求め、気筒別に空燃比を検出する、請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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