JPH0544533A

JPH0544533A - 内燃機関の燃料供給制御装置

Info

Publication number: JPH0544533A
Application number: JP20195691A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Machida; 憲一町田; Akihiko Araki; 昭彦荒木
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1993-02-23

Abstract

(57)【要約】【目的】加速増量の不足によってリーン失火が発生する
ことを防止する。【構成】機関の加速時に燃料供給量を増量するための加
速増量燃料量を設定する（Ｓ１，Ｓ２）。かかる加速時
に、失火が発生した気筒が検出されたときには（Ｓ
３）、排気中の酸素濃度に基づいて前記失火の発生を確
認し（Ｓ４）、失火発生が確認されたときには、この失
火気筒に対応する前記加速増量燃料量を増量補正し（Ｓ
５）、加速増量の不足によるリーン失火を回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料供給制御
装置に関し、詳しくは、加速時の燃料増量を気筒別に補
正する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子制御燃料噴射式内燃機関にお
いては、機関の吸入空気流量Ｑ又は吸気圧力ＰＢと機関
回転速度Ｎとの検出値に基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを
設定する一方、この基本燃料噴射量Ｔｐを冷却水温度Ｔ
ｗに基づく補正係数や、燃料噴射弁の駆動電源の電圧変
化に対応するための補正分Ｔｓなどによって補正して最
終的な燃料噴射量Ｔｉを演算し、かかる燃料噴射量Ｔｉ
に相当するパルス巾の駆動パルス信号を機関回転に同期
させて燃料噴射弁に出力し、機関への燃料供給を制御す
るようにしている。

【０００３】ところで、前述のようにして設定される燃
料噴射量Ｔｉは、その時々の運転条件を定常状態のもの
として設定されるものであり、前記燃料噴射量Ｔｉに基
づく燃料供給制御では、加速時に燃料の供給遅れによっ
て空燃比がリーン化してしまう。そこで、従来から、前
記燃料噴射量Ｔｉを加速時に増量補正したり、また、加
速検出時に前記燃料噴射量Ｔｉに基づく回転に同期した
燃料供給とは個別に、増量分を通常の燃料噴射間に割り
込ませて行わせたりしていた（特開昭６３−１９５３４
８号公報等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な加速時の燃料増量制御においては、各気筒別の燃料噴
射弁の噴射特性ばらつきや、吸入空気の分配特性，各気
筒の吸気バルブに対するデポジットの付着度合いなどに
よって、要求される増量燃料量が各気筒別に異なり、特
に経時変化によって要求増量のレベルが各気筒別に変化
した場合には、かかる要求変化に対応して増量補正量を
各気筒別に変化させることが困難であるという問題があ
り、要求される増量燃料量が確保されない気筒において
は加速時にリーン失火が発生し、加速性や加速時の排気
性状を大きく悪化させてしまうことがあった。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、各気筒別の加速増量の要求量バラツキによって、
特に加速増量が不足してリーン失火する気筒が発生する
ことを防止できるようにして、加速時の機関運転性を向
上させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関の燃料供給制御装置は、図１に示すように構成
される。図１において、機関運転条件検出手段は、機関
の運転条件を検出し、基本燃料供給量設定手段は、前記
検出された機関運転条件を定常状態としたときの基本燃
料供給量を設定する。

【０００７】また、加速増量設定手段は、加速検出手段
で機関の加速運転状態が検出されているときに加速増量
燃料量を設定する。一方、失火気筒検出手段は、気筒別
に失火発生の有無を検出する。そして、加速失火気筒増
量手段は、加速検出手段で加速運転状態が検出されてい
るときに、失火気筒検出手段で失火発生が検出された気
筒について、当該気筒に対応する加速増量燃料量を増量
補正する。

【０００８】ここで、燃料供給制御手段は、前記設定さ
れた基本燃料供給量及び加速増量燃料量に基づいて機関
の各気筒別に設けられた燃料供給手段を個別に駆動制御
する。

【０００９】

【作用】即ち、加速中に失火が発生した気筒について
は、加速増量燃料量が要求量よりも少ないためにリーン
失火したものと判断し、かかるリーン失火の発生を回避
すべく、失火した気筒に対応する加速増量燃料量を増量
させ、加速増量燃料量の不足によるリーン失火の発生を
各気筒別に防止できるようにした。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図２において、内燃機関１にはエアクリーナ２か
ら吸気ダクト３，スロットル弁４及び吸気マニホールド
５を介して空気が吸入される。吸気マニホールド５の各
ブランチ部には、各気筒（本実施例では４気筒）別に燃
料供給手段としての燃料噴射弁６が設けられている。こ
の燃料噴射弁６は、ソレノイドに通電されて開弁し、通
電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、後述
するコントロールユニット12における設定燃料量に対応
するパルス巾の駆動パルス信号によりそれぞれ個別に通
電されて開弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されて
プレッシャレギュレータにより所定の圧力に調整された
燃料を、機関１に間欠的に噴射供給する。

【００１１】機関１の各燃焼室には点火栓７が設けられ
ていて、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させ
る。そして、機関１からは、排気マニホールド８，排気
ダクト９，三元触媒10及びマフラー11を介して排気が排
出される。燃料供給制御手段としてのコントロールユニ
ット12は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び
入出力インタフェイス等を含んで構成されるマイクロコ
ンピュータを備え、各種のセンサからの入力信号を受
け、後述の如く燃料量を演算して、燃料噴射弁６の作動
を制御する。

【００１２】前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３
中にエアフローメータ13が設けられていて、機関１の吸
入空気流量Ｑに応じた信号を出力する。また、クランク
角センサ14が設けられていて、機関回転に同期したパル
ス信号を出力する。ここで、前記パルス信号の周期、或
いは、所定時間内における前記パルス信号の発生数を計
測することにより、機関回転速度Ｎを算出できる。

【００１３】また、機関１のウォータジャケットの冷却
水温度Ｔｗを検出する水温センサ15が設けられている。
また、排気マニホールド８の集合部に酸素センサ16が設
けられ、排気中の酸素濃度を介して吸入混合気の空燃比
を検出する。前記酸素センサ16は、排気中の酸素濃度が
理論空燃比を境に急変することを利用して、実際の空燃
比の理論空燃比に対するリッチ・リーンを検出する公知
のものであり、本実施例では、理論空燃比よりもリッチ
空燃比であるときには１Ｖ付近の高い電圧信号を出力
し、逆にリーン空燃比であるときには０Ｖ付近の低い電
圧信号を出力するものとする。

【００１４】更に、前記スロットル弁４の開度ＴＶＯを
ポテンショメータによって検出するスロットルセンサ17
が設けられている。尚、上記エアフローメータ13，クラ
ンク角センサ14等が本実施例における機関運転条件検出
手段に相当する。ここにおいて、コントロールユニット
12に内蔵されたマイクロコンピュータのＣＰＵは、定常
状態に対応した燃料噴射量Ｔｉ（燃料供給量）を設定す
ると共に、図３及び図４のフローチャートにそれぞれ示
すＲＯＭ上のプログラムに従って前記燃料噴射量Ｔｉを
加速時に増量補正する制御を行う。

【００１５】まず、コントロールユニット12における定
常状態に対応した燃料噴射量Ｔｉの設定を、以下に説明
する。コントロールユニット12では、吸入空気流量Ｑと
機関回転速度Ｎとの検出値が定常状態のものとして、機
関吸入空気量に見合った基本燃料噴射量Ｔｐ（＝Ｋ×Ｑ
／Ｎ；Ｋは定数）を演算する。一方、冷却水温度Ｔｗな
どに応じた各種補正係数ＣＯＥＦを設定し、また、前記
酸素センサ16で検出される実際の空燃比を理論空燃比に
フィードバックするための空燃比フィードバック補正係
数ＬＭＤを設定し、更に、バッテリ電圧による燃料噴射
弁６の有効開弁時間の変化を補正するための補正分Ｔｓ
を設定する。そして、定常状態に対応する最終的な燃料
噴射量Ｔｉを、Ｔｉ＝Ｔｐ×ＣＯＥＦ×ＬＭＤ＋Ｔｓと
して演算する。

【００１６】上記の部分が本実施例における基本燃料供
給量設定手段に相当する。ところで、上記燃料噴射量Ｔ
ｉは、加速時の燃料供給遅れなどを見込んだ燃料量では
なく、加速時には空燃比がリーン化してしまうため、前
記基本燃料噴射量Ｔｐを加速時に増量補正したり、ま
た、機関回転に同期した通常の噴射制御とは別に、加速
検出時に直ちに増量分を噴射供給させる割り込み噴射な
どを行わせ、前記加速時の空燃比リーン化を防止する。

【００１７】ここで、本実施例における加速時の燃料増
量制御の様子を、図３のフローチャートに従って説明す
る。尚、図３のフローチャートに示す部分が、本実施例
における加速増量設定手段，加速失火気筒増量手段に相
当する。図３のフローチャートにおいて、まず、ステッ
プ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、機関
が加速運転状態であるか否かを、例えばスロットルセン
サ17で検出されるスロットル弁開度ＴＶＯの変化に基づ
いて判別する。従って、本実施例において、加速検出手
段は前記スロットルセンサ17が相当する。

【００１８】ここで、機関１が加速運転状態であると判
別されたときには、ステップ２へ進み、前記基本燃料噴
射量Ｔｐを増量補正するための加速増量補正係数Ｋａｃ
又は割り込み噴射量Ｔｉｎｔ（加速増量燃料量）を、前
記スロットル弁開度ＴＶＯの変化率等に基づいて演算す
る。前記加速増量補正係数Ｋａｃは、基本燃料噴射量Ｔ
ｐの補正に用いられ、通常の機関回転に同期した所定タ
イミング毎の燃料供給が、前記加速増量補正係数Ｋａｃ
によって増量補正されることになる。また、前記割り込
み噴射量Ｔｉｎｔは、設定される毎にその都度噴射供給
されるものであるが、例えば回転同期の噴射が行われて
いる最中である場合に、その噴射終了を待って追加噴射
させるようにする。

【００１９】次のステップ３では、後述する図４のフロ
ーチャートに示すプログラムに従って機関回転変動に基
づき失火気筒が検出されたか否かを判別する。加速運転
時で上記のように加速増量分の演算を行っているとき
に、失火気筒が検出されたときには、更に、ステップ４
へ進み、酸素センサ16で検出されている空燃比がリーン
であるか否かを判別する。

【００２０】失火気筒があれば、その気筒からは燃焼に
供することがなかった酸素がそのまま排出されるから、
排気中の酸素濃度は通常に全気筒が燃焼している場合に
比べ酸素濃度が大きく増大し、たとえ加速増量がなされ
ていて機関吸入混合気の空燃比がリッチ側に制御されて
いても、酸素センサ16ではリーン空燃比で燃焼されてい
るときと同様に排気中の酸素濃度が多い状態を検出する
はずである。

【００２１】従って、ステップ４で酸素センサ16で検出
される排気空燃比がリーンでなく、リッチであると判別
された場合には、ステップ３における失火検出が不確か
であることになるから、失火発生が検出されなかった場
合と同様に制御されるようにする。ステップ３で失火気
筒の検出が有ったと判別され、然も、ステップ４で失火
発生に見合って排気空燃比がリーン化していることが検
出されたときには、ステップ５へ進み、回転変動に基づ
いて失火が発生したと判別された気筒に対応する加速増
量を、所定量だけ増量補正する。即ち、加速時に失火が
発生した気筒があった場合には、その気筒に対する加速
増量が不足しているために空燃比がリーン化し、これに
よって失火が発生したものと見做して、失火気筒に対す
る加速増量を増量補正することで、加速時のリーン失火
の発生が回避されるようにする。

【００２２】ステップ５で失火気筒に対する加速増量を
増量補正すると、次のステップ６では、前記ステップ５
における増量補正の結果、加速増量燃料量が所定リミッ
タを越えたか否かを判別する。これは、失火発生を回避
すべく加速増量を徐々に増量していっても失火発生が回
避できない場合に、加速増量が過大に設定されることを
回避するための処理であり、リミッタを越えている場合
には、ステップ７へ進んで、ステップ５で失火気筒に対
応して増量された加速増量を減量補正する。

【００２３】尚、前記ステップ７における減量は、失火
対応として増量補正した分を零に戻すようにしても良い
し、また、所定量ずつ徐々に減量させる構成としても良
い。上記のように、加速時に失火した気筒に対しては、
その気筒への加速燃料増量を増量補正して、加速増量の
不足による空燃比リーン化で失火が発生することを各気
筒別に防止でき、これにより、各気筒別の加速増量の要
求レベルが増大変化した場合に、個々の気筒毎にリーン
失火の発生を防止できる程度に加速増量補正を施すこと
ができるようになって、各気筒別に加速時の増量制御が
適正化され、加速時の失火発生による加速性悪化，排気
性状悪化を防止できる。

【００２４】前記ステップ３における失火気筒の有無
は、例えば図４のフローチャートに従って検出される。
尚、図４のフローチャートに示す部分が失火気筒検出手
段に相当する。図４のフローチャートは、ＡＴＤＣ15°
毎に実行されるようになっており、まず、ステップ11で
は、ＡＴＤＣ20°からＡＴＤＣ180 °までの周期の最新
データＴφから４回前のデータまでをそれぞれに書き換
える処理を行う。即ち、ＡＴＤＣ20°からＡＴＤＣ180
°までの周期をその都度計測し、直前における計測結果
をＴφにセットさせ、それまでにＴφにセットされてい
た前回の計測結果を１回前のデータとしてＴ１にセット
し、順繰りに１回古いデータとして記憶されるようにす
る。

【００２５】次のステップ12では、前記周期の計測結果
を用いて、周期の落ち込み度合いを示す判別値ＬＵを、
以下の式に基づいて演算する。ＬＵ←｛（Ｔ２−Ｔ４）−（Ｔφ−Ｔ２）｝／Ｔ４³ 上記判別値ＬＵは、同じ気筒の爆発行程で計測されるこ
とになるＴφ，Ｔ４と、異なる気筒の爆発行程で計測さ
れることになるＴ２との比較を行うものである。ここ
で、Ｔφ，Ｔ４が計測されたときに爆発行程であった気
筒で失火が発生すると、前記Ｔφ，Ｔ４は燃焼気筒の爆
発行程で計測される周期よりも長くなるから、前記判別
値ＬＵはマイナス側に大きな値として演算されることに
なるから、判別値ＬＵがマイナス側の所定レベル以下の
値に算出された場合には、Ｔφ，Ｔ４が計測されたとき
に爆発行程であった気筒で失火が発生したことを判別す
ることができる。

【００２６】ステップ13では、前記判別値ＬＵが失火発
生相当に小さい値であるかを判別するためのスライスレ
ベルＳＬ（マイナス値）を、機関負荷を代表する基本燃
料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎとに基づいて設定する。
このようにスライスレベルＳＬを運転条件に応じて変化
させるのは、運転条件によって前記判別値ＬＵのレベル
が変化するためである。

【００２７】次のステップ14では、前記ステップ12で演
算された判別値ＬＵと、前記ステップ13で機関運転条件
に基づいて設定されたスライスレベルＳＬとを比較し、
判別値ＬＵがスライスレベルＳＬ未満であると判別され
たときには、失火が発生しているものとして、失火気筒
を特定すべくステップ15へ進む。ステップ15では、Ｔ
φ，Ｔ４が計測されたときに爆発行程であった気筒を判
別し、かかる判別結果に基づいてステップ16〜ステップ
19で失火気筒を特定する。

【００２８】このようにして、爆発行程で計測される周
期が失火によって延びることを利用して、失火気筒を検
出し、かかる失火気筒の検出が加速時に判別されると、
前述のようにして、その失火気筒に対する加速増量が不
足であってリーン失火したものと見做し、前記失火気筒
に対する加速増量制御量を増大補正するものである。
尚、失火の検出方法は、上記の判別値ＬＵを用いたもの
に限るものではなく、機関回転速度のピーク位置の検出
や、筒内圧検出、更に、燃焼室内における光・熱エネル
ギーを検知するものなどであっても良い。

【００２９】更に、本実施例のように、加速時に失火し
た気筒に対して加速増量を増量する補正を行ったことを
学習し、次回の加速時には、初めから失火対応として増
量補正した加速増量燃料量に基づいて燃料供給を行わせ
るように構成しても良い。また、加速時に失火を検出し
たときに加速増量燃料量を増大させる所定量は、機関運
転条件に応じて変化させるようにしても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、加
速時に燃料供給量の増量を行う燃料供給装置において、
加速時に失火した気筒については前記加速増量を増量補
正し、加速増量が不足して空燃比がリーン化傾向にある
気筒でリーン失火が発生することを防止できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】加速時の燃料供給量の増量制御を示すフローチ
ャート。

【図４】失火気筒検出を示すフローチャート。

【符号の説明】

１機関６燃料噴射弁 12 コントロールユニット 13 エアフローメータ 14 クランク角センサ 16 酸素センサ 17 スロットルセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の運転条件を検出する機関運転条件検
出手段と、該機関運転条件検出手段で検出された機関運転条件を定
常状態としたときの基本燃料供給量を設定する基本燃料
供給量設定手段と、機関の加速運転状態を検出する加速検出手段と、該加速検出手段で加速運転状態が検出されているときに
加速増量燃料量を設定する加速増量設定手段と、気筒別に失火発生の有無を検出する失火気筒検出手段
と、前記加速検出手段で加速運転状態が検出されているとき
に、前記失火気筒検出手段で失火発生が検出された気筒
について、当該気筒に対応する前記加速増量燃料量を増
量補正する加速失火気筒増量手段と、前記設定された基本燃料供給量及び加速増量燃料量に基
づいて機関の各気筒別に設けられた燃料供給手段を個別
に駆動制御する燃料供給制御手段と、を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料供
給制御装置。