JPH0230950A - 燃料制御装置 - 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、内燃機関の失火を検出し、特定失火気筒の
燃料供給を停止する燃料制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、急速に自動車に装着されるようになった電子制御
燃料噴射装置は、エンジンの燃焼室へ供給される混合気
を作る装置であり、エンジンの回転数や吸気量を電気信
号に変換し、これをマイクロコンピュータで処理して最
適空燃比を表わす信号を発生させ、この信号により電磁
的に駆動される燃料噴射弁の開弁時間を制御して空燃比
を調整し、エンジンの作動状態を最良に保つものである
。

この種の電子制御燃料噴射装置では、一般に、排気通路
に排気浄化装置（触媒装置）が装備されており、たとえ
ば、排気浄化装置としてＧｏおよびＨｃの酸化とＮｏχ
の還元とを同時に行なう三元触媒装置を用いる場合には
、設定空燃比を理論空燃比近傍の値に設定して排気ガス
中の有害成分を効率よく減少させるようにしている。

ところで、上記のような電子燃料制御装置において、部
品の故障あるいは配線の接触不良、誤動作などにより、
シリンダでの燃焼が正常に行なわれず、失火が起こると
、未燃焼の燃料と空気の混合気が触媒装置のところまで
流れて、触媒装置で急激な化学反応が起こるため、触媒
装置の温度が大幅に上昇し、触媒装置を劣化させ排気ガ
ス中の有害成分を大気中に排出するようになるとか、あ
るいは自動車停止時、異常に高温になった触媒装置に枯
れ草などが接触すると、火災のおそれがあるなどの不具
合がある。

これを防止するために、たとえば、特開昭６３−６３９
３３号公報により、内燃機関の気筒内の圧力の検出結果
によって失火を判定することが開示されている。

また、従来の燃料制御装置として第５図のブロック図に
示すものがあり、図において、２００はマイクロプロセ
ッサ（以下、ＣＰＵという）２０８は駆動パルス幅カウ
ンタ、２０９は電力増幅部（駆動回路）　　５１〜５６
は電磁式燃料噴射弁である。

次に動作について説明する。ＣＰＵ２００で電磁式燃料
噴射弁５１〜５６の開弁時間に応したディジタル信号を
駆動パルス幅カウンタ２０８に出力する。

駆動パルス幅カウンタ２０８はこのディジタル信号をダ
ウンカウントして、パルス時間幅のパルス信号に変換し
て電力増幅部２０９に出力する。

電力増幅部２０９はこの駆動パルス幅カウンタ２０８の
出力を増幅して、電磁式燃料噴射弁５１〜５６を駆動し
、エンジンへの燃料供給を行なわせる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の燃料制御装置は以上のように構成されているので
、失火気筒の燃料供給を停止しようとしても、各気筒の
電磁式燃料噴射弁５１〜５６の駆動回路、すなわち、電
力増幅部２０９が共有されて一つにまとめられているた
め、失火気筒のみの燃料供給の停止を行なうことができ
ず、正常に燃焼のできる気筒の燃料供給もいっしょに停
止せざるを得ない。

このため、修理店まで自走できる能力をもっているにも
かかわらず、機関の全気筒の燃料供給を停止させ、機関
を停止せざるを得ないという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、少な（とも気筒ごとに２個以上の電磁式燃料
噴射弁を同時に駆動・開弁じ、燃料を供給する内燃機関
の失火気筒が検出されると、その失火気筒の電磁式燃料
噴射弁のみ駆動を停止し、失火発生時にも触媒の劣化、
有害ガスの排出、火災の危険の防止ができるとともに、
修理店まで自走できる燃料制御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〕

この発明に係る燃料制御装置は、少なくとも２個以上の
電磁式燃料噴射弁を同時に駆動・開弁じて燃料を供給す
る気筒の失火を検出する失火検出手段と、この失火検出
手段で検出した失火気筒の電磁式燃料噴射弁のみ駆動・
開弁を停止させる電力増幅停止回路とを設けたものであ
る。

〔作　用〕

この発明における失火検出手段により失火気筒を検出す
ると、電力増幅停止回路により失火した気筒のみの電磁
式燃料噴射弁の駆動ならびに開弁を停止させて、燃料の
供給を停止する。

〔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
図において、エンジン１は自動車に積載される４サイク
ル火花点火式エンジンで、燃焼用空気をエアクリーナ２
．吸気管３．スロットルバルブ４を経て吸入する。

制御回路２０の出力により、電磁式燃料噴射弁５１〜５
６を開弁作動させて燃料を各気筒に供給している。

燃焼後の排気ガスは排気マニホールド６、排気管７など
を経て大気に放出される。

吸気管３には、エンジン１に吸入される吸気量を検出し
、吸気量に応じたアナログ電圧を出力する吸気量センサ
８が設置されている。

また、吸気の温度を検出し、吸気量に応じたアナログ電
圧を出力するサーミスタ式の吸気量センサ９が設置され
ている。

エンジン１には冷却水温を検出し、冷却水温に応じたア
ナログ電圧（アナログ検出信号）を出力するサーミスタ
式の水温センサ１０が設置されており、クランク角セン
サ１１は、エンジン１のクランク軸の回転速度を検出し
、回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力する。

また、スロットル弁には、スロットル開度が設定値以下
であることを検出するアイドルスイッチ１２が設置され
ている。

制御回路２０は、吸気量センサ８．吸気温センサ９．水
温センサ１０．クランク角センサ１１アイドルスイツチ
１２の検出信号に基づいて燃料噴射量を演算する回路で
あり、電磁式燃料噴射弁５１〜５６の開弁時間を制御す
ることにより、燃料噴射量を調整する。

次に、第２図により制御回路２０について説明する６２
００は燃料噴射量を演算するマイクロプロセッサ（以下
、ＣＰＵという）である。２０１は回転数カウンタで、
クランク角センサ１１からの信号よりエンジン回転数を
カウントする回転数カウンタである。

この回転数カウンタ２０１はエンジン回転に同期して割
り込み制御部２０２に割り込み指令信号を送る。

割り込み制御部２０２は、この信号を受けるとコモンバ
ス２１２を通じてＣＰＵ２００に割り込み信号を出力す
る。

ディジタル入力ポート２０３は図示しないスタータの作
動をオンオフするスタータスイッチ１３からのスタータ
信号などのディジタル信号をＣＰＵ２００に伝達する。

アナログ入力ボート２０４はアナログマルチプレクサと
Ａ−Ｄ変換器から成り吸気量センサ８゜冷却の水温セン
サ１０からの各信号をＡ−Ｄ変換して順次ＣＰＵ２００
に読み込ませる機能を持つ。

これら回転数カラン）２０１．割り込み制御部２０２、
ディジタル入力ボート２０３．アナログ入力ボート２０
４の出力信号はコモンバス２１２を通してＣＰＵ２００
に伝達される。

２０５は電源回路であり、キースイッチ１５を通してバ
フテリ１４に接続されている。２０６は読取り、書込み
を行ない得るランダムアクセスメモリ　（以下、ＲＡＭ
という）゛である。

２０７はプログラムや各種の定数等を記憶しておく読み
出し専用メモリ　（以下、ＲＯＭという）である。

２０８はレジスタを含む燃料噴射時間制御用カウンタで
、ダウンカウンタより成り、ＣＰＵ２００で演算された
電磁式燃料噴射弁５１〜５６の開弁時間、つまり燃料噴
射量を表わすディジタル信号を実際の電磁式燃料噴射弁
５１〜５６の開弁時間を与えるパルス時間幅のパルス信
号に変換する。

２０９は電磁式燃料噴射弁５１〜５６を駆動する電力増
幅部である。電力増幅部２０９は各電磁式燃料噴射弁５
１〜５６の各々に対応して設けられており、同一のカウ
ンタ２０８の出力により、６本同時に駆動される。

２１０は電力増幅部停止回路であり、ＣＰＵ２００から
の指令により、失火気筒の電磁式燃料噴射弁の電力増幅
部２０９を停止させ、電磁式燃料噴射弁の駆動を停止さ
せる機能をもつ。

これは、たとえば第３図のような回路で容易に達成させ
ることができる。この第３図において、２０９０は電力
増幅部２０９の主体をなすトランジスタであり、そのベ
ースは抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して電源に接続され、抵抗Ｒ
１，Ｒ２との接続点よりカウンタ２０８の出力が入力さ
れ、エミッタはアースされ、コレクタは電磁式燃料噴射
弁５１に接続されている。

また、２１００は電力増幅部停止回路２１０の主体をな
すトランジスタであり、このトランジスタ２１０のベー
スには抵抗Ｒ３を介してＣＰＵ２００の主力が入力され
るようになっており、トランジスタ２１０のエミッタは
アースされ、コレクタは上記トランジスタ２０９０のベ
ースに接続されている。

電力増幅部停止回路２１０はこのように構成することに
より、ＣＰＵ２００からの指令によりトランジスタ２１
００が駆動されている場合には、カウンタ２０８からの
出力によりトランジスタ２０９０を駆動しようとしても
、トランジスタ２１００によりトランジスタ２０９０の
電力増幅および駆動作用が停止される。

ここで説明を第２図に戻す、この第２図において、２１
１はタイマであり、経過時間を測定し、ＣＰＵ２００に
伝達する。

回転数カウンタ２０１はクランク角センサ１１の出力に
よりエンジン回転数を測定し、その測定の終了時に割り
込み制御部２０２に割り込み指令信号を供給する。

割り込み制御部２０２はその信号に応答して割り込み信
号を発生し、ＣＰＵ２００に燃料噴射量の演算を行なう
割り込み処理ルーチンを実行させる。

１６は、ここでは図示しない失火検出器からの出力であ
り、各気筒の燃焼工程の筒内圧から気筒別に失火が検知
されうるものであり、たとえば、特開昭６３−６３９３
３に開示されている方式のものとする。

次に動作について説明する。第４図（ａｌはＣＰＵ２０
０の概略フローチャートを示すもので、このフローチャ
ートに基づきＣＰＵ２００の機能を説明するとともに、
構成全体の作動をも説明する。

キースイッチ１５ならびにスタータスイッチ１３がオン
してエンジン１が始動されると、ステップＳＯのスター
トにてメインルーチンの演算処理が開始され、ステップ
Ｓ１にて初期化の処理が実行され、ステップＳ２におい
てアナログ入力ポート２０４からの冷却水温に応じたデ
ィジタル値を読み込む。

ステップＳ３ではその結果より燃料補正量を演算し、結
果をＲＡＭ２０６に格納する。ステップＳ３が終了する
とステップＳ２に戻る。

通常はＣＰＵ２００は第４図ｔａ＋のステップ３２〜Ｓ
３のメインルーチンの処理を制御プログラムにしたがっ
て、くり返し実行する。

割り込み制御部２０２からの割り込み信号が入力される
と、ＣＰＵ２００はメインルーチンの処理中であっても
直ちにその処理を中断し、第４図（′ｂ）に示されるス
テップ３４０の割り込み処理ルーチンに移る。

ステップ３４１では、回転数カウンタ２０１からのエン
ジン回転数を表わす信号を取り込み、次にステップ３４
２にてアナログ入力ポート２０４から吸入空気量を表わ
す信号を取り込む。

次にステップＳ４３にて、エンジン回転数、吸入空気量
および定数から決まる基本的な燃料噴射量を計算する。

次にステップ３４４において、メインルーチンでステッ
プＳ３で求めた燃料噴射用の補正量をＲＡＭ２０６から
読み出し、空燃比を決定する噴射量の補正計算を行なう
。

次にステップ３４５において、ここでは図示しない失火
検出器からの出力１６により今回の燃焼気筒が失火だっ
たかどうか判定し、失火ならば、ステップ３４６に進み
、失火に対応する気筒のフラグ（失火気筒フラグ）をセ
ットし、また、ステップ３４５で失火でない場合はその
ままステップ３４７へ進む。

ステップ３４７では、失火気筒フラグがセットされてい
るかどうかがチエツクされ、失火気筒があれば失火気筒
フラグに対応する気筒の電磁式燃料噴射弁５１の電力増
幅部停止回路２１００を作動させ、トランジスタ２１０
０をオンにして、トランジスタ２０９０のベースをアー
ス電位にし、このトランジスタ２０９０を有する電力増
幅部２０９を非作動状態にして、失火気筒には燃料供給
が行なわれないようにする。

ステップ３４８において、噴射量をカウンタ２０８にセ
ットし、失火以外の気筒の電磁噴射弁を駆動・開弁さす
。

また、ステップ３４７において、失火気筒がない場合に
はそのままステップＳ４９に進み、電磁式燃料噴射弁を
駆動・開弁さす。

次にステップＳ５０に進み、メインルーチンにｄｌ帰す
る。

なお、上記実施例では、電磁式燃料噴射弁は６気筒エン
ジンで６本同時に駆動されるものについて述べたが、た
とえば３本ずつ二つのグループで駆動する方式に適用し
ても同様の効果が得られるのは云うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、多気筒内燃機関のシ
リンダごとに電磁式燃料噴射弁を備え少なくとも２個以
上の電磁噴射弁を同時に駆動・開弁し、燃料を供給する
場合において、機関の失火を検出し、この検出出力に応
じて、失火気筒の電磁式燃料噴射弁のみ駆動・開弁を停
止するように構成したので、未燃焼の燃料の流出が防止
でき触媒装置の劣化、有害排気ガスの排出あるいは車両
の火災などを防止することができるとともに、修理店ま
で自走できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による燃料制御装置のブロ
ック図、第２図は同上実施例における制御回路の構成を
示すブロック図、第３図は第２図の制御回路の内部に設
けられた電力増幅部および電力増幅部停止回路の回路図
、第４図（ａｌおよび第４図（ｂｌはそれぞれ第２図の
制御回路におけるＣＰＵの動作の流れを示すフローチャ
ート、第５図は従来の燃料制御装置のブロック図である
。 １・・・エンジン、２０・・・制御回路、５１〜５６・
・・を磁式燃料噴射弁、２０９・・・電力増幅部、２１
０・・・電力増幅部停止回路、２００・・・ＣＰＵ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多気筒内燃機関のシリンダごとに設けられた少なくとも
   ２個以上の電磁式燃料噴射弁を同時に駆動・開弁し燃料
   を供給する電力増幅部と、上記内燃機関の失火気筒を検
   出し、この検出出力に応じて、上記失火気筒の上記電磁
   式燃料噴射弁のみ駆動・開弁を停止させるためにこの失
   火気筒に対応する上記電力増幅部の作動を停止制御する
   電力増幅停止回路とを備えた燃料制御装置。