JPH03189371A - 電子制御燃料噴射システム - 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〕 複数個のシリンダの各々に対応して燃料噴射弁（インジ
ェクタ）を有する内燃機関の電子制御燃料噴射システム
の改良に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の失火現象は、吸入圧縮された混合気の不適性
による異常燃焼あるいは点火系装置の異常などにより発
生する。ノッキング現象とは異なり十分な爆発、燃焼が
行われず回転数が断続的に低下することが感覚的に不快
感を伴ない、かつ炭化水素の排出増大など公害防止の点
からも好ましくない。失火検出の手段としては、失火時
の異常燃焼によって生じる排気ガスの異常を検出する方
法が考えられる。これを実現する方法としては。

個々のシリンダごとに空燃比センサを設は個々の出力を
比較して異常検出を行うものである。しかし、この方法
では全シリンダ数に対応した空燃比センサを必要とする
ため取付スペースを多く必要とすること、及び各の空燃
比センサの出力をコントロールユニットに入力、処理し
なければならず複雑になるという欠点がある。そこで、
単一の空燃比センサを使用して失火を検出する方法が考
えられる。従来の技術としては、特公昭６３−５８２５
５号、空燃比制御方法がある。この方法では、シリンダ
の失火現象を検出はできないが、各シリンダの空燃比に
差があるとき空燃比を単一のセンサにより調整可能とす
る手段を提供している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術によれば、あらがじめ別の手段で空燃比が
異常であったと判定された場合のみ、各気筒の空燃比を
調整することによって、調整代の大きかったシリンダを
、異常の原因となったシリンダとして間接的に特定する
ことは可能である。

しかし、上記従来技術では、（１）失火検出の手段が提
供されておらず、（２）気筒別空燃比調整の手段として
、単一空燃比センサのリッチ状態の出力とリーン状態の
出力との時間的比率が理論空燃比から所定値だけシフト
した空燃比になるように全シリンダの噴射量を調整した
後、各シリンダに供給する燃料量を個々に順次変化させ
、その間の空燃比センサのリッチ、リーン出力の時間的
比率の変化をとらえるとしている。しがし、このリッチ
。

リーン出力の時間比率を求めるための判定基準となる一
定値（判定値）が全シリンダ正常な場合と、シリンダ１
気筒でも異常な場合とでは異なるため判定値を切替えて
操作しなければならないなど、そのままでは失火検出の
手段に使えない。

本発明は、失火したシリンダの排気ガス異常を単一の空
燃比センサで検出し、かつ失火現象が検出されたら、各
気筒への点火制御を個別に順次停止させることにより強
制的に失火現象を再現させ、空燃比センサの出力変化が
最も小さい気筒を失火の気筒と特定する。これにより一
回の異常検出のみで判定せず、２回目の操作で異常現象
発生の確認および異常発生気筒の特定を確実なものとす
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、空燃比センサの出力を、一
般の空燃比フィードバック制御に使用されている回路と
は別の信号回路で処理するようにした。この回路は第１
図に示すように、バンドパスフィルタと、ある時定数を
有する実効値変換回路を経由してアナログ・デジタル変
換回路に接続するものである。

上記回路による空燃比センサの出力平均値および出力振
れ幅を、負荷領域に応じたスライスレベルおよび振幅判
定値を比較することにより失火の検出を行う。また、各
シリンダを個別に失火させ、失火させる前後の空燃比セ
ンサ出力平均値の変化量を各シリンダ毎に算出し、比較
することにより変化量が０であるか又は殆んど小さかっ
た気筒を失火現象が発生していた気筒として失火気筒の
特定を行うものである。

〔作用〕

多シリンダの排気管集合部に対して設けられた単一の空
燃比センサの出力波形の例を第４図に示す。第４図（ａ
）は全シリンダが正常のときの波形を、また第４図（ｂ
）には特定のシリンダが失火した場合の波形を示す。こ
のような波形の空燃比センサ出力を第１図に示すバンド
パスフィルタおよび実効値変換回路からなる回路に通し
たときは、第５図に示す波形となる。第５図の例は、前
述第４図の測定結果がどのように変るかを示したもので
、実験にはバンドパスフィルタ周波数を１〜４　Ｈｚ、
実効値変換回路のサンプリング時定数を約１秒としたも
のである。第５図の（ａ）と（ｂ）とを比較すると、あ
るシリンダが失火した場合は、全シリンダが正常な場合
より出力電圧の平均値が低くなっていることがわかる。

実験した結果によると、あるシリンダが失火した場合は
、全シリンダが正常な場合に比べ出力電圧の低下または
出力電圧波形の振幅の変化、さらにはこの両者の組合せ
による変化がある。

この現象を利用し、空燃比センサ出力平均値があるスラ
イスレベル以下で、振れ幅がある値以下となった場合に
失火と判定することが可能である。

この失火を判定するスライスレベルおよび振れ幅は、内
燃機関の負荷領域によって異なるためエンジン回転数と
噴射パルス幅によるマツプ形式とする等により領域ごと
に設定値を設ける必要がある。

失火気筒の特定については、各シリンダ個別に順次、点
火制御を停止させることにより新たに別の失火を発生さ
せた場合、本来失火していた気筒では空燃比センサ出力
平均値がほとんど変化しない事により、失火を発生させ
る前後で空燃比センサ出力平均値の変化が最も少ない気
筒を失火気筒と推定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。本発明を実施
した電子制御燃料噴射装置のシステムを示す第６図およ
び第７図において、空気はエアクリーナ１の入口部２か
ら入り、吸入空気量を検出する空気流量計３．ダクト４
．空気流量を制御する絞り弁を有するスロットルボディ
５を通り、コレクタ６に入る。ここで空気は内燃機関７
の各吸気管８に分配され、シリンダ内に吸入される。

方、燃料は燃料タンク９から燃料ポンプ１ｏにより燃料
圧力ダンパ１１．燃料フィルタ１２．インジェクタ１３
．燃料圧力レギュレータ１４が配管されている燃料系に
供給される。燃料は前記レギュレータ１４により一定に
調圧され、各シリンダに対応して設けられた前記インジ
ェクタ１３から前記吸気管８内に噴射される。また前記
空気流量計３からは、吸入空気量を検出する信号が出力
され、この出力はコントロールユニット１５に入力され
るようになっている。前記スロットルボディ５の絞り弁
はアクセルペダルの操作により開閉するが、この絞り弁
の開度を検出するスロットルセンサ１８が取付けられて
おり、センサからの信号出力はコントロールユニット１
５に入力されるようになっている。内燃機関７の本体に
は、冷却水温の温度センサ２０が取付けられている。デ
ィストリビュータ１６は点火コイル１７により発生した
高圧を図示されない点火プラグに供給する機能を有する
ほかに、クランク角センサを内蔵しており、燃料噴射時
期や点火時期の基準信号および回転数を検出する信号が
出力される。空燃比センサ１９は、内燃機関７から排出
される排気ガスの濃度に応じた信号を出力する。上記の
各センサからの信号出力はいずれもコントロールユニッ
ト１５に入力されるようになっている。コントロールユ
ニット１５は、第７図に示すようにＭＰＵ、ＲＯＭ。

Ａ／Ｄ変換器、入力回路を含む演算装置で構成され、空
気流量計３の出力信号やディストリビュータ１６の出力
信号などにより所定の演算処理を行い、この演算結果で
ある出力信号により前記インジェクタ１３を作動させ、
必要な量の燃料が各吸気管に噴射される。ここで前記イ
ンジェクタ１３は各シリンダに対応して設けられ、コン
トロールユニット１５からの制御信号により個々のイン
ジェクタ１３の燃料噴射量を変えられるようになってい
る。また空燃比センサ１９は各シリンダ排気管の集合部
に１個が設置され、かつその出力は第１図に示すととく
２系統に分割される。第２図は失火検出および失火気筒
特定の処理手順を示したものである。ステップ１００１
．１００２においてエンジン回転数Ｎおよび噴射パルス
幅ＴＰを読み込む。読み込んだＮ、Ｔｐをもとにマツプ
検索し、ステップ１００３において現在の負荷領域番号
をＲＡＭ１に格納する。続いてステップ１００４におい
て同様のマツプ検索を行い、失火判定スライスレベルＳ
ＬＶ、振幅判定値Δ■をＲＡＭ２に格納する。ステップ
１００５により空燃比センサ出力を読み平均値Ｖｏｚ（
以下Ｖａｔ）および振れ幅ΔＶｏｒ　（以下ΔＶ　ｏ　
ｓ　）を算呂した後ＲＡＭ３に格納する。ステップ１０
０６によりＶＯＩとスライスレベル５Ｌｖ（以下ＳＬ■
）の比較を行い、Ｖ　ｏ　ｔがＳＬ■以上の場合は失火
なしと判断して以下の制御は行わない。ＶＯＩがＳＬＶ
未満の場合は、次のステップ１００７に進む。ステップ
１００７においてΔＶ　ｏ　ｌと振幅判定値ΔＶ（以下
ΔＶ）の比較を行い、ΔＶ　Ｏ１が６７以上の場合は失
火なしと判断して以下の制御は行わない。ΔＶ　０１が
６７未満の場合は、失火発生と判断して失火気筒特定の
ためステップ１００８以降へ進む。ステップ１００８に
おいて各シリンダを個別に失火させるため、気筒番号の
初期化を行う。ステップ１００９により現在の気筒番号
の点火を一定期間停止させ失火を発生させる。ステップ
１０１０において、前記ステップ１００９により噴射を
停止させている期間の空燃比センサ出力を読み込み、平
均値ＶＯ２および振れ幅ΔＶＯ２を算出した後、その値
をＲＡＭ４に格納する。ステップ１０１１において、前
記ステップ１００５で算出したＶ　０１及びΔＶＯＩ、
前記ステップ１０１０で算出したＶＯ２及びΔＶＯ２よ
りＶｏｌ−ＶＯ２，ΔＶ　Ｏ１−ΔＶｏ２をそれぞれ演
算しＲＡＭ５に格納する。また、本制御実行中に負荷領
域が変化すると失火気筒の特定が誤判定となる可能性が
あるため、ステップ１０１２によりステップ１００３で
求めた領域番号と現在の領域番号とを比較し領域番号が
同一の場合のみ次のステップへ進む。また、ステップ１
０１３およびステップ１０１４により、個々のシリンダ
に対してステップ１００９からステップ１０１２までの
処理を行う。ステップ１０１５により、前記ステップ１
０１１で個々のシリンダに対して求めたＶ　ｏ　１−Ｖ
Ｏ２の値を比較し、最小となった気筒を失火気筒とし、
気筒番号をＲＡＭ６に格納する。

変化量ＶＯＩ　　Ｖｏ２が、どのシリンダでも同一であ
るとき又は一定の変化量以内であれば、失火気筒なしと
して、最初の失火検出をキャンセルする。

ステップ１０１６により、失火気筒番号と失火発生領域
（エンジン回転数および噴射パルス幅）の表示を前記コ
ントロールユニット１５内で行い、失火検出および失火
気筒特定の処理を終了する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、単一の空燃比センサ１９の空燃比セン
サの出力を判定することにより、失火燃焼異常のシリン
ダの検出が可能であるが、空燃比センサ出力の回路の不
良、例えば−時的な接触不良や外部ノイズなどで出力が
一時的に乱れても、誤検出を防止することができる。ま
た本発明の応用例として、単一の空燃比センサ１９に代
え、複数気筒のシリンダに対しくセンサを）１個の割合
で設置しても本発明による異常検出制御は可能であるこ
とは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空燃比センサ出力を２系統に分割
した回路の説明図、第２図は本発明による空燃比センサ
出力電圧比較で失火検出および失火気筒の特定を行う制
御の流れ図、第３図はエンジン負荷状態の領域を示す図
、第４図は空燃比センサ出力の例を示す説明図、第５図
はバンドパスフィルタ、実効値変換回路を経由した空燃
比センサの出力の例を示す説明図、第６図は本発明の一
実施例を示す電子制御燃料噴射システムの構成図、第７
図は同じくブロック図である。 １３・・・インジェクタ、１５・・・コントロールユニ
ツ第 １ 篤３聞 第４図 （（Ｌ）父ｖ１ルク正帛時 （ｂ）　　丁今定シソ、ヲ゛罠１　時 第５Ｉ２］ （０，）父シフンタ−Ｅ」許時 ＜ｔｙン　特定マリンダ冥掌θ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各シリンダに対応してインジェクタを設置し、吸入
   空気量を計測し、かつ各シリンダ排気管集合部に設けら
   れた空燃比センサの出力により空燃比フィードバック制
   御を行う電子制御燃料噴射システムを使用した内燃機関
   において、 （１）単一の空燃比センサまたは複数シリンダに対し１
   つの空燃比センサを設け、 （２）上記空燃比センサ出力を空燃比フィードバック制
   御に使用する入力取込み回路とは別の入力取込み回路を
   設け、 （３）この入力取込み回路は、バンドパスフィルタ、実
   効値変換回路から構成され、これらの両方又は少なくと
   も一方を設け、 （４）この入力取込みによつて得られた前記空燃比セン
   サの出力を、出力平均値および出力振れ幅の値で取込む
   ようにシステムを構成し、（５）取込んだ空燃比センサ
   の出力平均値および出力振れ幅の値を、内燃機関の回転
   数と噴射パルス幅とを各々格子点として構成されたマッ
   プ領域に応じたスライスレベルおよび振幅判定値と比較
   することにより失火を検知し、（６）かつ、失火を検知
   したら、各シリンダに対する点火制御を個別に順次停止
   させるよう制御を行い、 （７）このときの空燃比センサの出力平均値および出力
   振れ幅の値を取込み、点火制御を停止させる前の値と比
   較することにより失火気筒を特定することを特徴とする
   電子制御燃料噴射システム。