JPH03951A - 酸素センサの気筒別感度調査装置 - 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〉 本発明は排気通路集合部に装着された酸素センサの気筒
別の排気中酸素濃度検出感度を調査するための装置に関
する。

〈従来の技術〉 従来、内燃機関の電子制御燃料噴射装置においては、機
関の吸気系に各気筒毎に電磁式燃料噴射弁を設け、これ
ら電磁式燃料噴射弁を機関運転状態に基づいて算出され
る燃料噴射量に対応ず名パルス巾を持ち、且つ機関回転
に同期して出力される噴射パルス信号により作動させて
、燃料を噴射するようにしたものがある。（実開昭６０
−２３２４６号公報等参照）。

ここで、排気マニホールドの集合部に酸素センサを設け
、所定の運転条件で該酸素センサによって検出される排
気中酸素濃度に基づいて、空燃比を目標空燃比に近づけ
るように燃料噴射量を制御して空燃比フィードバック制
御を行゛っている。ここで、前記酸素センサの取付位置
や排気通路の形状等により各気筒毎の酸素センサの感度
が異なり、気筒別に空燃比がズしていることがあり、機
関の開発段階等において該酸素センサの気筒別の感度を
調査する必要が生じる。

このため酸素センサの気筒別感度調査装置として、各気
筒に対して当該気筒のみの燃料噴射量を変えてその時の
酸素センサによる検出状態を調べ、噴射量の変更による
空燃比の検出値が大きく変わっている場合は、酸素セン
サの当該気筒の検出感度が高く、検出値の変化が小さい
場合は検出感度が低いというようにして、気筒別の感度
を調査している。即ち、従来は第４図に示すように各気
筒（＃１〜＃４気筒）に設けられた電磁式燃料噴射弁６
１〜６４と電流制御回路６５との間の駆動回路において
、感度を調査すべき気筒（従来例の場合は第１気筒）の
燃料噴射弁６１の駆動回路に調整抵抗６６を直列に接続
し、該燃料噴射弁６１に流れる電流ｉを制限することに
より、該燃料噴射弁６１の開弁遅れを大きくして、もっ
て当該気筒の噴射量を減少させて空燃比をリーン化し、
気筒別の酸素センサの感度を調査する方法をとっていた
。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の酸素センサの気筒別感
度調査装置にあっては、感度を調査すべき気筒（第４図
の場合は第１気筒）の燃料噴射弁６１の駆動回路に調整
抵抗６６を直列に接続することにより、スプリングによ
る閉弁力に対抗して電磁コイルの電磁吸引力が弁体を吸
引可能となるだけの電流値ｉへの立ち上がりを遅らせて
いるものである。従って、銅線のコイルを使用した燃料
噴射弁においては通常４Ａ（アンペア）程度の電流が流
れて開弁動作が行われるので、前述の調整抵抗６６の直
列接続による電流制限を行っても、開弁を遅らせて当該
気筒の空燃比のみリーン化することは可能である。しか
し例えばプラス線のコイルを使用した燃料噴射弁におい
ては、通常ＩＡ程度に駆動電流を制限しているので、前
述の調整抵抗６６の直列接続による電流制限を行うと電
磁コイルが弁体を吸引不可能となり、燃料噴射が行われ
ず燃焼がなされないので調査を行うことが不可能となる
。

更に、従来の酸素センサの気筒別感度調査装置にあって
は、特定気筒の空燃比をリーン化することのみ可能であ
るので、当該気筒の空燃比をリッチ化して酸素センサの
気筒別感度を調査したい場合等はリッチ化が不可能であ
るため調査ができないという不具合もある。

本発明はこのような従来の実情に鑑みなされたもので、
酸素センサの気筒別感度調査を行う際に、駆動信号の立
上がり、立下がりのタイミングを変更することにより噴
射弁の形式によらず、気筒毎に独立して当該気筒をリー
ン化したりリッチ化したりすることができるようにする
ことを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、特定気筒の燃料噴射量を他気筒と
変えることにより、排気通路集合部に装着された酸素セ
ンサの気筒別の排気中酸素濃度検出感度を調査するため
の構成であって、任意の気筒の燃料噴射弁と該燃料噴射
弁に駆動信号を出力する駆動回路との間に着脱自由に接
続されて、当該燃料噴射弁の駆動信号から該駆動信号の
立上がりを検出し、噴射開始タイミングを所定時間遅延
させる第１遅延回路を設けることにより当該気筒の空燃
比をリーン化させるリーン化手段を設けると共に、該駆
動信号の立下がりを検出し、噴射終了タイミングを所定
時間遅延させる第２遅延回路を設けることにより当該気
筒の空燃比をリッチ化させるリッチ化手段と、これらリ
ーン化手段またはリッチ化手段を選択的に作動させる選
択手段と、を設ける構成とした。

〈作用〉 かかる酸素センサの気筒別感度調査装置によると、選択
手段によりリーン化手段を作動させた場合は、第１遅延
回路が燃料噴射弁の駆動信号の立上がりを検出・して噴
射開始タイミングを所定時間遅延させるので、燃料噴射
量が減少して、当該気筒の空燃比がリーン化する。一方
、選択手段によりリッチ化手段を作動させた場合は、第
２遅延回路が燃料噴射弁の駆動信号の立下がりを検出し
て噴射終了タイミングを所定時間遅延させるので、燃料
噴射量が増加して、当該気筒の空燃比がリッチ化する。

そして、特定気筒を前述のようにリーン化またはリッチ
化することにより特定気筒の燃料噴射量が他気筒と変わ
り、その時の酸素センサの出力状態から当該特定気筒の
排気中酸素濃度検出感度を調査できる。

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図に本実施例の酸素センサの気筒別感度調査装置に
おける燃料噴射弁の駆動回路を示す。

機関の各気筒に設けられた電磁式燃料噴射弁１に接続さ
れたハーネスケーブル３ａとコントロールユニット２と
は、常時はコネクタ３により接続されている。そして、
前記ハーネスケーブル３ａとコネクタ３ｂとの間に、本
発明に係る酸素センサの気筒別感度調査装置４が着脱自
由に接続されている。そして接続された状態においては
、切換えスイッチ３ｃが実線の状態で閉となっている場
合は燃料噴射弁１はコントロールユニット２のトランジ
スタ２ａにより駆動され、また、該切換えスイッチ３ｃ
が一点鎖線の状態で閉となる場合は感度調査装置４のト
ランジスタ５により駆動されることとなる。

また、感度調査装置４は選択スイッチ６により当該気筒
をリッチ状態にするかリーン状態にするかを選択するこ
とが可能である。即ち、この選択スイッチ６が選択手段
に相当する。

先ず、該選択スイッチ６が実線で示すようにリーン側に
切り換わっている場合について、感度調査装置４による
燃料噴射弁１の駆動について説明する。

まず、コンパレータ７の十端子には電源電圧ＶＢを抵抗
８．９で分圧した基準電圧が入力され、端子には電源電
圧■８に抵抗２１を介して接続されるコントロールユニ
ット２の出力が入力される。

燃料噴射弁１開弁中はトランジスタ２ａがＯＮとなって
、コンパレータ７の一端子の入力レベルがＬレベルとな
り、閉弁中はトランジスタ２ａがＯＦＦとなって入力レ
ベルがＨレベルとなる。この結果、コントロールユニッ
ト２の出力はコンパレータ７によって反転されて燃料噴
射弁１開弁中はＨレベル、閉弁中はＬレベルの信号が出
力される。

よって、燃料噴射弁１を開弁駆動させる駆動信号がコン
トロールユニット２から出力されると、前記コンパレー
タ７の出力電圧■、は、調整抵抗１０を通してコンデン
サ１１を徐々に充電する。そして燃料噴射弁１の駆動信
号がＯＦＦとされて前記コンパレータ７の出力電圧Ｖ７
もＬレベルとなると、ダイオード１２を通してコンデン
サ１１は急速に放電される。従って、第２図に示すよう
に、該充電電圧Ｖｌｌがコンパレータ１３に人力されて
規定電圧Ｖｋｌと比較されて、コンパレータ１３の出力
電圧Ｖｌｌがトランジスタ５０ベースにかかることとな
る。ここで、前述したコンデンサ１１を充電する時間は
調整抵抗１０が設けられているためゆっくりとなり、も
ってコンパレータ１３が出力電圧Ｖｌｌを発するのは遅
延時間ｔ、だけ遅れることとなり、燃料噴射弁１は他の
気筒に設けられた燃料噴射弁（図示せず）の開弁時期よ
り遅延されて開弁されることとなる。

即ち調整抵抗１０．　コンデンサ１１．ダイオード１２
及びコンパレータ１３により第１遅延回路が形成される
。

また、燃料噴射弁１の駆動信号の立下がり時のコンデン
サ１１の放電は急速であるため、該燃料噴射弁１が閉弁
する時期は他の気筒と路間−となり、もって当該燃料噴
射弁１が設けられた気筒の燃料噴射量を減少して、リー
ン状態とすることが可能となる。尚、抵抗１４．１５は
基準電圧を得るための分圧用の抵抗である。

次に該選択スイッチ６が点線で示すようにリッチ側に切
り換わっている場合について、感度調査装置４による燃
料噴射弁ｌの駆動について説明する。

まず、燃料噴射弁ｌ開弁中はＬレベル、閉弁中はＨレベ
ルの駆動信号が、コンパレータ７によって反転されて燃
料噴射弁１閉弁中はＨレベル、閉弁中ばＬレベルの信号
が出力されることは前述と同様である。

よって、燃料噴射弁１開弁中は前記コンパレータ７の出
力電圧■フは、コンパレータ１９に人力されると共に、
ダイオード１６を通してコンデンサ１７を急速に充電す
る。そして、燃料噴射弁１の駆動信号が立下がって前記
コンパレータ７の出力電圧ｖ７もＬレベルとなると、調
整抵抗１８を通してコンデンサ１７は放電される。従っ
て、第３図に示すように、該放電電圧Ｖｌｌ＋がコンパ
レータ１３に入力されて規定電圧■３□と比較されて、
コンパレータ１９の出力電圧Ｖ＋ｑがトランジスタ５の
ベースにかかることとなる。ここで、前述したコンデン
サ１７は放電に時間を要するため、燃料噴射弁１は他の
気筒に設けられた燃料噴射弁（図示せず）の駆動時間よ
り遅延時間ｔ２だけ長く開弁されることとなる。即ちダ
イオード１６．コンデンサ１７．調整抵抗１８及びコン
パレータ１９により第２遅延回路が形成される。一方、
コンデンサ１７の充電は瞬時になされるので、開弁時期
は他の気筒と路間−である。

従って、当該燃料噴射弁１が設けられた気筒の燃料噴射
量を増大して、リッチ状態とすることが可能となる。

このように、本実施例で示す酸素センサの気筒別感度調
査装置４を用いることにより、当該気筒に設けた燃料噴
射弁の開弁特性と排気中酸素濃度の検出を介して、空燃
比検出する酸素センサの感度との対応を調査する際に、
電磁式燃料噴射弁の種類に係わらず、駆動信号の立上が
り、立下がりのタイミングを変更することにより気筒毎
に独立して特定気筒の空燃比をリーン化したりリッチ化
したりすることができるようになる。

よって、排気マニホールドの集合部に酸素センサを設け
て該酸素センサを用いて空燃比フィードバック制御を行
っている機関の開発段階において、前記酸素センサの取
付位置や排気通路の形状等の影響によって生じる各気筒
毎の酸素センサの感度の差異による、気筒別の空燃比の
ズレを調査することが簡単に行える。また市場で燃料噴
射弁の詰まり等が発生した場合も、前記酸素センサの気
筒別感度調査装置４を用いてチエツクすべき燃料噴射弁
が設けられた気筒のみをリッチ化して、設定通りにリッ
チ化したか否かを検出することにより、どの気筒の燃料
噴射弁が詰まっているかを調べることが簡単に行え、も
ってメンテナンスがやり易くなるという効果もある。

また本実施例では、ハーネスケーブル３ａとコネクタ３
ｂとの間に気筒別感度調査装置４を接続したので、該ハ
ーネスケーブル３ａを切断することなく接続でき、簡単
に接続を）〒え、取付の手間がかからず、メンテナンス
コストの低減になる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、燃料噴射弁の種
類に係わらず選択手段によってリーン化手段を作動させ
た場合は、第１遅延回路が噴射開始タイミングを所定時
間遅延させて当該気筒の空燃比をリーン化し、一方、前
記選択手段によってリッチ化手段を作動させた場合は、
第２遅延回路が噴射終了タイミングを所定時間遅延させ
て当該気筒の空燃比をリッチ化することが可能となるの
で、酸素センサの気筒別感度調査を確実に行うことがで
きると共に、該気筒別感度調査装置を着脱自由に接続可
能としたのでメンテナンスコストの低減にもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る酸素センサの気筒別感度調査装置
における燃料噴射弁の駆動回路の一実施例を示す回路図
、第２図は同上実施例においてリーン化する際の駆動電
圧・の特性図、第３図は同上実施例においてリッチ化す
る際の駆動電圧の特性図、第４図は従来の気筒別感度調
査装置における燃料噴射弁の駆動回路を示す回路図であ
る。 １・・・電磁式燃料噴射弁　　２・・・コントロールユ
ニット　　４・・・感度調査装置　　７．１３．１９・
・・コンパレータ　　ｉｏ、　ｉｓ・・・調整抵抗　　
１１．１７・・・コンデンサ　　１２．１６・・・ダイ
オード特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 〉 〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　特定気筒の燃料噴射量を他気筒と変えることにより、
   排気通路集合部に装着された酸素センサの気筒別の排気
   中酸素濃度検出感度を調査するための装置であって、任
   意の気筒の燃料噴射弁と該燃料噴射弁に駆動信号を出力
   する駆動回路との間に着脱自由に接続されて、当該燃料
   噴射弁の駆動信号から該駆動信号の立上がりを検出し、
   噴射開始タイミングを所定時間遅延させる第１遅延回路
   を設けることにより当該気筒の空燃比をリーン化させる
   リーン化手段を設けると共に、該駆動信号の立下がりを
   検出し、噴射終了タイミングを所定時間遅延させる第２
   遅延回路を設けることにより当該気筒の空燃比をリッチ
   化させるリッチ化手段と、これらリーン化手段またはリ
   ッチ化手段を選択的に作動させる選択手段と、を設けた
   ことを特徴とする酸素センサの気筒別感度調査装置。