JP2917198B2 - 内燃機関の燃焼状態検出装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼状態検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃焼状態検出
装置に関し、詳しくは、筒内圧の積分値に基づいて燃焼
状態を検出する装置に関する。
装置に関し、詳しくは、筒内圧の積分値に基づいて燃焼
状態を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、内燃機関の筒内圧を検出し、
該筒内圧の所定積分区間内における積分値に基づいて、
失火発生の有無を検出することが行なわれている（実開
昭６４−１５９３７号公報等参照）。上記のように筒内
圧の積分値を用いることで、筒内圧の瞬時値を用いて失
火発生を検出させる場合に比べ、圧力検出信号にノイズ
が重畳したときでも精度の良い失火検出が可能となる。
該筒内圧の所定積分区間内における積分値に基づいて、
失火発生の有無を検出することが行なわれている（実開
昭６４−１５９３７号公報等参照）。上記のように筒内
圧の積分値を用いることで、筒内圧の瞬時値を用いて失
火発生を検出させる場合に比べ、圧力検出信号にノイズ
が重畳したときでも精度の良い失火検出が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、筒内圧
の積分値に基づいて燃焼状態を検出させる構成であって
も、燃焼による圧力発生の絶対値が小さい低回転低負荷
域では、失火時の積分値と正常燃焼時における積分値と
に大きな偏差が生じなくなるため、精度の良い失火検出
が困難であるという問題があった。
の積分値に基づいて燃焼状態を検出させる構成であって
も、燃焼による圧力発生の絶対値が小さい低回転低負荷
域では、失火時の積分値と正常燃焼時における積分値と
に大きな偏差が生じなくなるため、精度の良い失火検出
が困難であるという問題があった。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、燃焼による発生圧力が小さい低回転低負荷域にお
いても、失火時と正常燃焼時とで筒内圧の積分値に明確
な偏差が生じるようにして、低回転低負荷域における失
火検出精度を向上させることを目的とする。
あり、燃焼による発生圧力が小さい低回転低負荷域にお
いても、失火時と正常燃焼時とで筒内圧の積分値に明確
な偏差が生じるようにして、低回転低負荷域における失
火検出精度を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関の燃焼状態検出装置は、図１に示すように構成
される。図１において、筒内圧検出手段は、内燃機関の
筒内圧を検出し、筒内圧積分手段は、所定のクランク角
範囲を区分してなる複数の積分区間毎に、前記筒内圧検
出手段で検出される筒内圧を積分する。
内燃機関の燃焼状態検出装置は、図１に示すように構成
される。図１において、筒内圧検出手段は、内燃機関の
筒内圧を検出し、筒内圧積分手段は、所定のクランク角
範囲を区分してなる複数の積分区間毎に、前記筒内圧検
出手段で検出される筒内圧を積分する。
【０００６】また、重み付け設定手段は、前記複数の積
分区間毎に筒内圧積分値の重み付けを設定する手段であ
って、燃焼の後半ほど重み付けを大きく設定する。そし
て、積分値重み付け手段は、前記筒内圧積分手段で前記
複数の積分区間毎に得られた筒内圧積分値を、前記重み
付け設定手段で設定された各積分区間毎の重み付けによ
ってそれぞれに重み付けを行なって合計し、前記所定の
クランク角範囲における筒内圧の積分値を求める。
分区間毎に筒内圧積分値の重み付けを設定する手段であ
って、燃焼の後半ほど重み付けを大きく設定する。そし
て、積分値重み付け手段は、前記筒内圧積分手段で前記
複数の積分区間毎に得られた筒内圧積分値を、前記重み
付け設定手段で設定された各積分区間毎の重み付けによ
ってそれぞれに重み付けを行なって合計し、前記所定の
クランク角範囲における筒内圧の積分値を求める。
【０００７】ここで、燃焼状態検出手段は、積分値重み
付け手段で得られた前記所定のクランク角範囲における
筒内圧の積分値に基づいて機関の燃焼状態を検出する。
付け手段で得られた前記所定のクランク角範囲における
筒内圧の積分値に基づいて機関の燃焼状態を検出する。
【０００８】
【作用】かかる構成によると、所定のクランク角範囲が
複数の積分区間に区分され、該複数の積分区間毎に筒内
圧が積分される。そして、前記所定のクランク角範囲に
おける筒内圧積分値を求めるに当たって、各積分区間毎
に重み付けを行なって積分値を合計する。
複数の積分区間に区分され、該複数の積分区間毎に筒内
圧が積分される。そして、前記所定のクランク角範囲に
おける筒内圧積分値を求めるに当たって、各積分区間毎
に重み付けを行なって積分値を合計する。
【０００９】即ち、燃焼状態の変化（失火の有無）が筒
内圧積分値の変化として大きく表れる積分区間における
積分結果が、最終的に合計したときの値に大きく影響す
るようにすることで、各積分区間における積分結果の合
計値が、燃焼状態の変化によって明確な値の変化を示す
ようにするものであり、燃焼による圧力発生の絶対値が
小さくなる低回転低負荷域では長期に渡って後燃えし、
失火の有無による筒内圧の変化が、最大燃焼圧を示すク
ランク角位置よりも後でより明確になるため、燃焼の後
半ほど重み付けを大きく設定するようにした。
内圧積分値の変化として大きく表れる積分区間における
積分結果が、最終的に合計したときの値に大きく影響す
るようにすることで、各積分区間における積分結果の合
計値が、燃焼状態の変化によって明確な値の変化を示す
ようにするものであり、燃焼による圧力発生の絶対値が
小さくなる低回転低負荷域では長期に渡って後燃えし、
失火の有無による筒内圧の変化が、最大燃焼圧を示すク
ランク角位置よりも後でより明確になるため、燃焼の後
半ほど重み付けを大きく設定するようにした。
【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，スロットルチャンバ３，吸気マニホールド４を介し
て空気が吸入される。そして、機関１からの燃焼排気
は、排気マニホールド５，排気ダクト６，三元触媒７，
マフラー８を介して大気中に排出される。
を示す図２において、内燃機関１には、エアクリーナ
２，スロットルチャンバ３，吸気マニホールド４を介し
て空気が吸入される。そして、機関１からの燃焼排気
は、排気マニホールド５，排気ダクト６，三元触媒７，
マフラー８を介して大気中に排出される。
【００１１】前記スロットルチャンバ３には、図示しな
いアクセルペダルに連動して開閉するスロットル弁９が
設けられており、このスロットル弁９によって機関１の
吸入空気量が調整されるようになっている。また、各気
筒（＃１〜＃４）の燃焼室に臨ませてそれぞれ点火栓
（図示省略）が装着されているが、かかる点火栓と対
に、それぞれの気筒毎に筒内圧検出手段としての筒内圧
センサ10ａ〜10ｄを設けてある。
いアクセルペダルに連動して開閉するスロットル弁９が
設けられており、このスロットル弁９によって機関１の
吸入空気量が調整されるようになっている。また、各気
筒（＃１〜＃４）の燃焼室に臨ませてそれぞれ点火栓
（図示省略）が装着されているが、かかる点火栓と対
に、それぞれの気筒毎に筒内圧検出手段としての筒内圧
センサ10ａ〜10ｄを設けてある。
【００１２】前記筒内圧センサ10ａ〜10ｄは、実開昭６
３−１７４３２号公報に開示されるような点火栓の座金
として装着されるタイプの他、特開平４−８１５５７号
公報に開示されるようなセンサ部を直接燃焼室内に臨ま
せて筒内圧を絶対圧として検出するタイプのものであっ
ても良い。また、機関１の図示しないカム軸には、カム
軸の回転を介してクランク角を検出するクランク角セン
サ11が設けられている。
３−１７４３２号公報に開示されるような点火栓の座金
として装着されるタイプの他、特開平４−８１５５７号
公報に開示されるようなセンサ部を直接燃焼室内に臨ま
せて筒内圧を絶対圧として検出するタイプのものであっ
ても良い。また、機関１の図示しないカム軸には、カム
軸の回転を介してクランク角を検出するクランク角セン
サ11が設けられている。
【００１３】このクランク角センサ11は、本実施例の４
気筒機関１において、気筒間の行程位相差に相当するク
ランク角180 °毎の基準角度信号ＲＥＦと、単位クラン
ク角毎の単位角度信号ＰＯＳとをそれぞれ出力するセン
サである。尚、前記基準角度信号ＲＥＦは、気筒判別が
行なえるように、少なくとも特定１気筒に対応する検出
信号がそのパルス幅等によって他の検出信号と区別でき
るようになっている。
気筒機関１において、気筒間の行程位相差に相当するク
ランク角180 °毎の基準角度信号ＲＥＦと、単位クラン
ク角毎の単位角度信号ＰＯＳとをそれぞれ出力するセン
サである。尚、前記基準角度信号ＲＥＦは、気筒判別が
行なえるように、少なくとも特定１気筒に対応する検出
信号がそのパルス幅等によって他の検出信号と区別でき
るようになっている。
【００１４】ここで、前記筒内圧センサ10ａ〜10ｄ及び
クランク角センサ11の出力は、機関制御用として設けら
れたコントロールユニット12に出力される。マイクロコ
ンピュータを内蔵したコントロールユニット12は、図示
しない燃料噴射弁による燃料噴射量や点火時期を制御す
る一方、図３のフローチャートに示すようにして前記筒
内圧センサ10ａ〜10ｄの出力に基づき各気筒別に燃焼状
態（失火状態）の検出を行なう。
クランク角センサ11の出力は、機関制御用として設けら
れたコントロールユニット12に出力される。マイクロコ
ンピュータを内蔵したコントロールユニット12は、図示
しない燃料噴射弁による燃料噴射量や点火時期を制御す
る一方、図３のフローチャートに示すようにして前記筒
内圧センサ10ａ〜10ｄの出力に基づき各気筒別に燃焼状
態（失火状態）の検出を行なう。
【００１５】尚、本実施例において、筒内圧積分手段，
重み付け設定手段，積分値重み付け手段，燃焼状態検出
手段としての機能は、前記図３のフローチャートに示す
ように、コントロールユニット12がソフトウェア的に備
えている。図３のフローチャートは、所定のクランク角
範囲（例えばＡＴＤＣ10°〜ＢＴＤＣ70°或いは100
°）として設定された筒内圧積分区間の始期をトリガー
として割込み実行されるものである。
重み付け設定手段，積分値重み付け手段，燃焼状態検出
手段としての機能は、前記図３のフローチャートに示す
ように、コントロールユニット12がソフトウェア的に備
えている。図３のフローチャートは、所定のクランク角
範囲（例えばＡＴＤＣ10°〜ＢＴＤＣ70°或いは100
°）として設定された筒内圧積分区間の始期をトリガー
として割込み実行されるものである。
【００１６】かかる図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、前記所定のクランク角範囲を複数に区分した分割
積分区間Ａ〜Ｅ（図４参照）をクランク角センサ11から
の検出信号に基づいて検出し、かかる分割積分区間Ａ〜
Ｅ毎に前記筒内圧センサ10ａ〜10ｄで検出される筒内圧
を積分し、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎の筒内圧積分値ＩＭ
ＥＰA 〜ＩＭＥＰE を得る。
ず、ステップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）
では、前記所定のクランク角範囲を複数に区分した分割
積分区間Ａ〜Ｅ（図４参照）をクランク角センサ11から
の検出信号に基づいて検出し、かかる分割積分区間Ａ〜
Ｅ毎に前記筒内圧センサ10ａ〜10ｄで検出される筒内圧
を積分し、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎の筒内圧積分値ＩＭ
ＥＰA 〜ＩＭＥＰE を得る。
【００１７】本実施例では、前記所定のクランク角範囲
を等クランク角でＡ〜Ｅの５つに区分したが、クランク
角の設定範囲，分割数を限定するものでないことは明ら
かであり、また、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎に異なる角度
範囲としても良い。次のステップ２では、現在筒内圧の
積分を行なっているクランク角位置が、前記分割積分区
間Ａ〜Ｅのいずれに該当するかを判別し、予め各分割積
分区間Ａ〜Ｅ毎に設定されている重み付け定数ＫA 〜Ｋ
E の中から該当する重み付け定数を検索する。
を等クランク角でＡ〜Ｅの５つに区分したが、クランク
角の設定範囲，分割数を限定するものでないことは明ら
かであり、また、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎に異なる角度
範囲としても良い。次のステップ２では、現在筒内圧の
積分を行なっているクランク角位置が、前記分割積分区
間Ａ〜Ｅのいずれに該当するかを判別し、予め各分割積
分区間Ａ〜Ｅ毎に設定されている重み付け定数ＫA 〜Ｋ
E の中から該当する重み付け定数を検索する。
【００１８】本実施例においては、重み付け定数ＫA 〜
ＫE をＫA ＝５％，ＫB ＝10％，Ｋ C ＝25％，ＫD ＝30
％，ＫE ＝30％として、分割積分区間Ａ〜Ｅの後半にな
るに従って重み付けを大きくしてある。これは、燃焼に
よる圧力発生の絶対値が小さくなる低回転低負荷域では
長期に渡って後燃えし、失火の有無による筒内圧の変化
が、最大燃焼圧を示すクランク角位置よりも後でより明
確になるためである。
ＫE をＫA ＝５％，ＫB ＝10％，Ｋ C ＝25％，ＫD ＝30
％，ＫE ＝30％として、分割積分区間Ａ〜Ｅの後半にな
るに従って重み付けを大きくしてある。これは、燃焼に
よる圧力発生の絶対値が小さくなる低回転低負荷域では
長期に渡って後燃えし、失火の有無による筒内圧の変化
が、最大燃焼圧を示すクランク角位置よりも後でより明
確になるためである。
【００１９】従って、本実施例によると、重み付けを行
なわない場合に比べて、所定のクランク角範囲内におけ
る筒内圧積分値（ＩＭＥＰA 〜ＩＭＥＰE の合計）が失
火の有無によってより明確な差異を示すようになり、低
回転低負荷域においても高い精度で失火発生を検出させ
ることが可能となる。尚、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎の重
み付け定数ＫA 〜ＫE を機関運転条件に応じて変化させ
るようにしても良い。
なわない場合に比べて、所定のクランク角範囲内におけ
る筒内圧積分値（ＩＭＥＰA 〜ＩＭＥＰE の合計）が失
火の有無によってより明確な差異を示すようになり、低
回転低負荷域においても高い精度で失火発生を検出させ
ることが可能となる。尚、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎の重
み付け定数ＫA 〜ＫE を機関運転条件に応じて変化させ
るようにしても良い。
【００２０】ステップ２で、当該分割積分区間における
重み付け定数Ｋx （ｘ＝Ａ〜Ｅ）を設定すると、次のス
テップ３では、当該分割積分区間における積分値ＩＭＥ
Ｐx（ｘ＝Ａ〜Ｅ）に前記重み付け定数Ｋx を乗算し
て、積分結果を更新設定する。ステップ４では、分割積
分区間Ａ〜Ｅの全てについて、筒内圧の積分と、該積分
結果の重み付け定数Ｋx （ｘ＝Ａ〜Ｅ）による更新設定
とが全て終了したか否かを判別し、分割積分区間Ｅにお
ける積分，重み付け処理が終了するまでは、ステップ１
〜３の処理を繰り返す。
重み付け定数Ｋx （ｘ＝Ａ〜Ｅ）を設定すると、次のス
テップ３では、当該分割積分区間における積分値ＩＭＥ
Ｐx（ｘ＝Ａ〜Ｅ）に前記重み付け定数Ｋx を乗算し
て、積分結果を更新設定する。ステップ４では、分割積
分区間Ａ〜Ｅの全てについて、筒内圧の積分と、該積分
結果の重み付け定数Ｋx （ｘ＝Ａ〜Ｅ）による更新設定
とが全て終了したか否かを判別し、分割積分区間Ｅにお
ける積分，重み付け処理が終了するまでは、ステップ１
〜３の処理を繰り返す。
【００２１】分割積分区間Ａ〜Ｅの全てで処理が終了す
ると、ステップ５へ進み、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎に積
分され、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎の重み付け定数ＫA 〜
ＫEで重み付けがなされた積分値ＩＭＥＰA 〜ＩＭＥＰ
E を合計することで、所定のクランク角範囲内における
筒内圧の積分値を求め、かかる合計値をＴＩＭＥＰにセ
ットする。
ると、ステップ５へ進み、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎に積
分され、各分割積分区間Ａ〜Ｅ毎の重み付け定数ＫA 〜
ＫEで重み付けがなされた積分値ＩＭＥＰA 〜ＩＭＥＰ
E を合計することで、所定のクランク角範囲内における
筒内圧の積分値を求め、かかる合計値をＴＩＭＥＰにセ
ットする。
【００２２】次のステップ６では、前記筒内圧積分値Ｔ
ＩＭＥＰと、基準値とを比較することで、失火発生の有
無を気筒別に検出する。前記基準値は、機関運転条件に
基づいて設定される値、或いは、前記筒内圧積分値ＴＩ
ＭＥＰの加重平均値に基づいて設定される値などを用い
ることができ、筒内圧積分値ＴＩＭＥＰを用いて行なわ
れる燃焼状態（失火状態）の検出を限定するものではな
い。
ＩＭＥＰと、基準値とを比較することで、失火発生の有
無を気筒別に検出する。前記基準値は、機関運転条件に
基づいて設定される値、或いは、前記筒内圧積分値ＴＩ
ＭＥＰの加重平均値に基づいて設定される値などを用い
ることができ、筒内圧積分値ＴＩＭＥＰを用いて行なわ
れる燃焼状態（失火状態）の検出を限定するものではな
い。
【００２３】前記筒内圧積分値ＴＩＭＥＰは、分割され
た区間毎に重み付けを行なうことで、燃焼状態によって
明確な差が生じるように算出されるから、ステップ６に
おける失火診断では、たとえ低回転低負荷域であって
も、高精度な失火診断が可能である。
た区間毎に重み付けを行なうことで、燃焼状態によって
明確な差が生じるように算出されるから、ステップ６に
おける失火診断では、たとえ低回転低負荷域であって
も、高精度な失火診断が可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、筒
内圧の積分値に基づいて燃焼状態の検出を行なう装置に
おいて、分割した複数の積分区間毎に重み付けを行なう
と共に、燃焼の後半ほど重み付けを大きく設定すること
によって、たとえ低回転低負荷域であっても筒内圧積分
値が燃焼状態に応じて明確に異なる値を示すようにで
き、筒内圧積分値を用いた燃焼状態の検出精度を向上さ
せることができるという効果がある。
内圧の積分値に基づいて燃焼状態の検出を行なう装置に
おいて、分割した複数の積分区間毎に重み付けを行なう
と共に、燃焼の後半ほど重み付けを大きく設定すること
によって、たとえ低回転低負荷域であっても筒内圧積分
値が燃焼状態に応じて明確に異なる値を示すようにで
き、筒内圧積分値を用いた燃焼状態の検出精度を向上さ
せることができるという効果がある。
【図１】本発明の基本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】実施例の失火検出の様子を示すフローチャー
ト。
ト。
【図４】実施例における積分区間の分割の様子を示す線
図。
図。
１ 内燃機関 10ａ〜10ｄ 筒内圧センサ 11 クランク角センサ 12 コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−301946（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−81557（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−321751（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−104033（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−15937（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−17432（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 45/00 G01M 15/00
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出手
段と、 所定のクランク角範囲を区分してなる複数の積分区間毎
に、前記筒内圧検出手段で検出される筒内圧を積分する
筒内圧積分手段と、 前記複数の積分区間毎に筒内圧積分値の重み付けを設定
する手段であって、燃焼の後半ほど重み付けを大きく設
定する重み付け設定手段と、 前記筒内圧積分手段で前記複数の積分区間毎に得られた
筒内圧積分値を、前記重み付け設定手段で設定された各
積分区間毎の重み付けによってそれぞれに重み付けを行
なって合計し、前記所定のクランク角範囲における筒内
圧の積分値を求める積分値重み付け手段と、 該積分値重み付け手段で得られた前記所定のクランク角
範囲における筒内圧の積分値に基づいて機関の燃焼状態
を検出する燃焼状態検出手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃焼状
態検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30819893A JP2917198B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30819893A JP2917198B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158502A JPH07158502A (ja) | 1995-06-20 |
| JP2917198B2 true JP2917198B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=17978101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30819893A Expired - Lifetime JP2917198B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917198B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP30819893A patent/JP2917198B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07158502A (ja) | 1995-06-20 |
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