JPS61229950A - エンジンの空燃比制御装置 - 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） 本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関し、特に気筒
の燃焼状態に基づきラフネスの許容範囲内で空燃比をリ
ーン制御するようにしたものの改良に関する。

（従来の技術） 従来、エンジンの空燃比制御装置として、特開昭５９−
４６３５２号公報に開示されるように、各気筒毎に燃焼
状１）！（各気筒毎の図示平均有効圧のサイクル間変動
及び図示平均有効圧の気筒間較差など）を検出する燃焼
状態検出手段を設け、該各燃焼状態検出手段の出力つま
りサイクル閤賓動及び気ＩＩＩＷ１較差などに基づき各
気筒毎に各気筒に供給される混合気の空燃比をラフネス
の許容範囲内でリーン制御することにより、空燃比を可
及的にリーン限界値にして燃費率を低く維持しながら、
エンジンラフネスの発生を精緻に抑制するようにしたも
のが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記従来のエンジンの空燃比制御装置におい
て気筒で失火が生じた場合、ラフネス許容範囲を越えた
と判断して、ラフネス許容範囲に納めるべく次のサイク
ルでは燃料を増量して空燃比をリッチに制御することが
なされる。

しかるに〜その場合、失火によって気筒内に−は多量の
未燃ガスが発生し、その一部は失火後も気筒内に残留す
る。この未燃ガス残留分に対し、失火後の次のサイクル
では増量した燃料が供給されてこの燃料増量分が上積み
されるため、空燃比がオーバリッチに過制御されること
になり、このサイクルでは激しく燃焼して、トルクショ
ックを生じるとともにエミッション性能が悪化するとい
う問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、失火を生じたときには失火後の次の
サイクルでの燃料増量を行わないようにすることにより
、失火後の次のサイクルでの未燃ガス残留分に燃料増量
分が重なることによるオーバリッチへの過制御を防止し
て、トルクショックの発生およびエミッション性能の悪
化を有効に防止することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、気筒の燃焼状態を検出する燃焼状態検
出手段８を設け、該燃焼状態検出手段８の出力に基づい
て気筒に供給される混合気の空燃比をラフネスの許容範
囲内でリーン制御するようにしたエンジンの空燃比制御
装置において、サイクル毎に気筒の失火状態を検出する
失火検出手段１４と、該失火検出手段１４による失火検
出後、次のサイクルの燃料増量をカットする燃料増量カ
ット手段１５とを設ける構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、気筒の燃焼状態に基づ
き空燃比をラフネス許容範囲内でリーン制御している際
、気筒で失火が発生したときには、それを検出する失火
検出手段１４の出力を受けて燃料増量カット手段１５に
より、失火後の失火気筒の次のサイクルの燃料増量がカ
ットされることにより、失火気筒の次のサイクルでは失
火による未燃ガスの一部が残留するだけで燃料増量分が
上積みされないので、次のサイクルでの空燃比がオーバ
リッチに過制御されるのが防止されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図は本発明を燃焼噴射式４気筒エンジンに適用した
実施例を示す。同図において、１は直列に配列された４
つの気筒を有するエンジン、２は上流端がエアクリーナ
３を介して大気に開口してエンジン１に吸気を供給する
ための吸気通路であって、該吸気通路２の下流側には吸
気拡大室４が設けられ、該吸気拡大室４からは各気筒に
対応して４つの独立した独立吸気通路２ａ〜２ｄに分岐
されて各々対応する各気筒に連通されている。上記各独
立吸気通路２８〜２ｄにはそれぞれ燃焼噴射弁５ａ〜５
ｄが配設されており、各燃料噴射弁５ａ〜５ｄは燃料供
給通路６に接続されていて、該燃料供給通路６から圧送
される燃料を各燃料噴射弁５８〜５ｄから所定のタイミ
ングで各独立吸気通路２８〜２ｄに噴射供給して、各気
筒に所定空燃比の混合気を供給するようになされている
。

そして、８ａ〜８ｄは各気筒毎に設けられ、各気筒の最
大燃焼圧力ｐ　ａ＋ａｘにより各気筒の燃焼状態を検出
する燃焼状態検出手段としての筒内圧力センサ、９は吸
入空気量を検出するエア７０−センサ、１０はクランク
角によりエンジン回転数を検出する回転数センサであっ
て、これら各センサ８ａ〜８ｄ、９．１０の出力は上記
各燃料噴射弁５ａ〜５ｄを駆動制御するＣＰＵよりなる
コントロールユニット１）に入力されている。また、該
コントロール１）にはスロットル弁の開度信号（エンジ
ン負荷信号）θＳＶおよび排気ガス還流量を制御する速
流制御弁の開弁信号ＶＥＧＲ等が入力されている。

上記コントロールユニット１）は、上記各筒内圧力セン
サ８ａ〜８ｄの出力に基づいて各気筒毎にラフネスの許
容範囲内で各気筒に供給される混合気の空燃比がリーン
限界値になるように各気筒毎の目標燃料噴射量を判定す
る判定回路１２と、該判定回路１２の出力を受け、各燃
料噴射弁５ａ〜５ｄからの燃料噴射量を制御するυ制御
回路１３とを備えている。

次に、上記コントロールユニット１）の判定回路１２の
作動を第３図に示すフローチャートにより説明する。先
ず、ステップＳＩで空燃比のり一ン限界移行に適した運
転状態を判断するべく定常運転状態であるか否かを判別
し、定常運転状態であるＹＥＳの場合には、ステップＳ
２において各気筒の最大燃焼圧力ｐ　ｗａｘが失火判定
レベル値ＰｌａＸ　Ｏよりも大きいか否かを判別する。

この判別がｐ　ＩａＸ　＞　Ｐ　ＩａＸ、　０であるＹ
ＥＳの場合には失火を生じていないと判断して、各気筒
毎に空燃比をラフネス許容範囲内でリーン１）３１）１
すべく、ステップＳ１において各気筒毎の最大燃焼圧力
ｐ　ｗａｘのサイクル間変動σｉを下記式 ％式％） （ここで、ｎ：サイクル数（例えば１００サイクル）、
ｐｍａｘ：ｎサイクルでの最大燃焼圧力の平均値） より計算したのち、ステップＳ４でこのサイクル閤変動
σｉと許容値σ０との大小を比較判別する。

この判別がσｉくσ０のときには、サイクル間変動σｉ
が小さくて空燃比のリーン化がさらに可能　　　−であ
ると判断して、ステップＳｓでその気筒に対する燃料の
補正噴ｔＡｆｆｉＱｏｉをΔＱだけ減量した値（Ｑｏｉ
−ΔＱ）に更新する一方、上記判別がσ１〉σ０のとき
には、サイクル間変動σｉが大きくて空燃比がリーン限
界を越えていると判断して、ステップＳ６でその気筒に
対する補正噴射ｊｌＱｏｔをΔＱだけ増量した（ａ（Ｑ
Ｏｉ＋ΔＱ〉に更新し、また上記判別がσｉ−σ０のと
きには空燃比がリーン限界値にあると判断して、ステッ
プＳ７でその気筒に対する補正噴ｔｌＪ　Ｗｉ　Ｑ　Ｏ
ｉを更新せずにそのまま（Ｑｏｉ−Ｑｏｉ）にして、そ
れぞれ次のステップＳ８に進む。

次いで、各気筒の最大燃焼圧力ｐｍａｘｌの気筒間較差
を求めるべく、ステップＳ６で各気筒の最大燃焼圧力の
平均ｍＰを下記の４気筒の場合の式％式％ より計算したのち、ステップＳ９で気筒間較差（Ｐ−Ｐ
ｓａｘｌ）が許容値ΔＰ以下であるか否かを判別する。

この判別が（ｐ−ｐｉａｘｉ）≦ΔＰのときには気筒間
較差が小さいと判断してそのままステップＳＩＩに進む
一方、（Ｐ−ｐｍａｘ　ｉ　）　＞ΔＰのときには気筒
間較差が大きいと判断して燃料を増量すべく、ステップ
Ｓ＋・で補正噴射量ＱｏｉをΔＱ′だけ増量した（＊（
Ｑｏｉ＋ΔＱ’　）に更新したのちステップＳ１）に移
る。

しかる後、ステップＳｏで各気筒の補正噴射量の平均値
Ｑｏｉを下記式 ％式％ より求めるとともに、運転状態の変化に伴う各気筒毎の
新しい補正噴射量を学習制御するための補正係数ｋｉを
各気筒の補正噴射量Ｑｏｉとその各気筒の平均値Ｑｏｉ
との比（−Ｑｏｉ／Ｑｏｉ）から求めたのち、ステップ
Ｓ　＋ｚでこれら平均１）Ｑｏｉおよび補正係数ｋｉを
メモリするとともに、ステップＳ　＋ａで各気筒毎に基
本噴射量ＱＯに対し上記平均値Ｑｏｉと補正係数に１と
を乗算した（ｉｔｌ　（Ｑｏｉ−ｋｉ）　、つまり補正
噴射量Ｑｏｉを加算して各気筒毎の燃料噴射量Ｑｉを求
め、ステップＳ　１４でこの信号を制御回路１３に出力
する。

一方、上記ステップＳ１での判別が定常運転状態でない
ＮＯのときには、ステップＳ　＋ｓに移ってそのときの
補正噴ｔＩ４Ｗｋとしてメモリから上記の各気筒の補正
噴射量の平均１）（Ｑｏｉを読み出したのち、直ちにス
テップＳ　１３に進んでこの平均値Ｑｏｉを基に燃料噴
射ｊｌＱｉを求める。

さらに、上記ステップＳ２での判別がｐ　ｗａｘ≦ＰＩ
ＩａＸｏであるＮｏのときには、失火状態と判断して、
次のサイクルの燃料噴射ＩＱ＋の算出のための上述のス
テップ８３〜８１２のフローを実行せずに直ちにステッ
プＳ　１３に進む。すなわち、この場合、最大燃焼圧力
ｐ　ｗａｘがかなり低い通常時はステップＳ９の判別が
（ｐ−ｐａ＋ａｘ　ｉ　）　＞ΔＰとなってステップＳ
　＋ｅで補正噴射量が増量されて、次のサイクルの燃料
噴射量Ｑｉが算出されるが、失火時には上記のような燃
料の増量補正を行わずに前回のサイクルで求めた燃料噴
ｔＪ４ｆｉをそのまま次のサイクルの燃料噴ｇ）ｊａと
し、燃料増量をカットすることになる。

以上の作動フローにおいて、ステップＳ２によリ、サイ
クル毎に気筒の失火状態を検出する失火検出手段１４を
構成しているとともに、このステップＳ２から直ちにス
テップＳＩ３へ移る実行により、上記失火検出手段１４
による失火検出後、失火気筒の次のサイクルの燃料増量
をカットする燃料増量カット手段１５を構成している。

したがって、このように多気Ｉ！！Ｉｔ８の燃焼状態に
基づいて各気筒毎にラフネス許容範囲内で空燃比をリー
ン限界値になるようにリーン制御する場合、気筒で失火
が生じたときには、ラフネス制御においてはラフネス許
容範囲を越えたと判断して空燃比をリッチに制御すべく
次のサイクルの燃料の増量補正がなされるが、本実施例
ではこの失火を検出する失火検出手段１４の出力を受け
て燃料増量カット手段１５により、失火検出後の失火気
筒の次のサイクルの燃料増量をカットするように制御さ
れるので、失火後の次のサイクルにおいては失火による
未燃ガスの一部が残留しているだけで、この未燃ガス残
留分に燃料増量分が重なることがなく、空燃比がオーバ
リッチに過制御されるのを防止することができ、よって
失火後の次のサイクルでのトルクショックの発生やエミ
ッション性能の悪化等を防止することができ、ラフネス
制御における失火対策を有効に行うことができる。

尚、上記実施例では燃料噴射量の制御により空燃比制御
を行う場合について述べたが、本発明は吸入空気量の制
御により空燃比制御を行う場合についても同様に適用で
きるものである。

また、上記実施例では、気筒の燃焼状態を最大燃焼圧力
ｐ　ｗａｘにより検出したが、平均有効圧力等により検
出するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの空燃比制御装
置によれば、気筒の燃焼変動に基づきラフネス許容範囲
内で空燃比をリーン制御する場合、失火を生じたときに
は失火後の次のサイクルでの燃料増量をカットするよう
にしたので、失火後の次のサイクルでの未燃ガス残留分
に燃料増量分が重なることによる空燃比のオーバリッチ
への過制御を防止して、失火後の次のサイクルでのトル
クショックの発生およびエミッション性能の悪化を防止
することができ、ラフネス制御での失火対策を有効に行
うことができる。

【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である。 第２図および第３図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体概略構成図、第３図はコントロールユニットの判定
回路の作動フローを示すフローチャー６図である。 １・・・エンジン、５８〜５ｄ・・・燃料噴射弁、８８
〜８ｄ・・・筒内圧力センサ、１）川コントロールユニ
ツト、１２・・・判定回路、１３・・・制御回路、１４
・・・失火検出手段、１５・・・燃料増員カット手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）気筒の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段を設
   け、該燃焼状態検出手段の出力に基づいて気筒に供給さ
   れる混合気の空燃比をラフネスの許容範囲内でリーン制
   御するようにしたエンジンの空燃比制御装置において、
   サイクル毎に気筒の失火状態を検出する失火検出手段と
   、該失火検出手段による失火検出後、次のサイクルの燃
   料増量をカットする燃料増量カット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。