JP2803160B2 - 多気筒エンジンの出力変動検出装置 - Google Patents
多気筒エンジンの出力変動検出装置Info
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- JP2803160B2 JP2803160B2 JP1129659A JP12965989A JP2803160B2 JP 2803160 B2 JP2803160 B2 JP 2803160B2 JP 1129659 A JP1129659 A JP 1129659A JP 12965989 A JP12965989 A JP 12965989A JP 2803160 B2 JP2803160 B2 JP 2803160B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多気筒エンジンの気筒間における出力トル
ク差を検出する装置に関する。
ク差を検出する装置に関する。
多気筒エンジンにおいて、製造バラツキ、経年変化に
起因する気筒間の出力トルク差を検出し、燃料噴射量や
点火時期を気筒毎に制御することによって各気筒の出力
トルクを均一化するようにした装置が従来より知られて
いる（例えば、特開昭59−201936号公報）。
起因する気筒間の出力トルク差を検出し、燃料噴射量や
点火時期を気筒毎に制御することによって各気筒の出力
トルクを均一化するようにした装置が従来より知られて
いる（例えば、特開昭59−201936号公報）。
上記従来の装置によれば、エンジンの出力トルクがエ
ンジン回転速度の関数で示されることに着目し、各気筒
の爆発工程におけるエンジン回転速度と全気筒の平均エ
ンジン回転速度とを比較することによって気筒間の出力
トルク差を検出し、気筒毎の燃料噴射量を補正して出力
トルク変動を小さくすることができる。
ンジン回転速度の関数で示されることに着目し、各気筒
の爆発工程におけるエンジン回転速度と全気筒の平均エ
ンジン回転速度とを比較することによって気筒間の出力
トルク差を検出し、気筒毎の燃料噴射量を補正して出力
トルク変動を小さくすることができる。
しかしながら、このように気筒間の出力トルク差をエ
ンジン回転速度変化から検出する方式においては、第３
図に示すようにトルク変化に対する回転速度変化の感度
がエンジンに供給される混合気の空燃比に応じて変化
し、空燃比がリッチ側になるほど感度が鈍くなる傾向に
ある。
ンジン回転速度変化から検出する方式においては、第３
図に示すようにトルク変化に対する回転速度変化の感度
がエンジンに供給される混合気の空燃比に応じて変化
し、空燃比がリッチ側になるほど感度が鈍くなる傾向に
ある。
また、通常の電子燃料噴射制御装置におけるエンジン
回転速度の検出は、コストあるいはセンサ搭載性等の理
由からディストリビュータに内蔵されたクランク角セン
サによって行なわれている。このクランク角センサによ
り検出される回転速度信号の波形には、第４図に示すよ
うにディストリビュータシャフトのギヤとカムシャフト
のギヤとのバックラッシュ、路面の凹凸によるエンジン
の負荷変動等に起因するノイズ成分のＮが重畳してい
る。
回転速度の検出は、コストあるいはセンサ搭載性等の理
由からディストリビュータに内蔵されたクランク角セン
サによって行なわれている。このクランク角センサによ
り検出される回転速度信号の波形には、第４図に示すよ
うにディストリビュータシャフトのギヤとカムシャフト
のギヤとのバックラッシュ、路面の凹凸によるエンジン
の負荷変動等に起因するノイズ成分のＮが重畳してい
る。
一方、排気公害の防止と共に燃費対策の一手段とし
て、エンジン出力が比較的要求されない軽負荷域ではエ
ンジンに供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりリ
ーン側に制御し、加速時、高負荷域では通常走行時より
も空燃比をリッチ側に制御するリーンバーンシステムが
近年実用化されている。このリーンバーンシステムに前
記のトルク変動検出装置を適用した場合、エンジンがリ
ーン空燃比で制御されている時には気筒間のトルク差は
良好に検出されるが、空燃比がリッチ側になる程トルク
変化に対する回転速度変化の感度が低下し相対的にバッ
クラッシュ、路面の凹凸等によるノイズの影響を受け易
くなるため、気筒間のトルク差を誤って判定するおそれ
が生じるという問題がある。
て、エンジン出力が比較的要求されない軽負荷域ではエ
ンジンに供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりリ
ーン側に制御し、加速時、高負荷域では通常走行時より
も空燃比をリッチ側に制御するリーンバーンシステムが
近年実用化されている。このリーンバーンシステムに前
記のトルク変動検出装置を適用した場合、エンジンがリ
ーン空燃比で制御されている時には気筒間のトルク差は
良好に検出されるが、空燃比がリッチ側になる程トルク
変化に対する回転速度変化の感度が低下し相対的にバッ
クラッシュ、路面の凹凸等によるノイズの影響を受け易
くなるため、気筒間のトルク差を誤って判定するおそれ
が生じるという問題がある。
本発明は、通常走行時に空燃比が理論空燃比よりもリ
ーン側となるように燃料供給量を制御する燃料制御手段
を備えた多気筒エンジンにおいて、各気筒間の出力トル
ク差を高精度に検出し、エンジン運転制御の精度を高め
ることのできる出力変動検出装置を提供することを目的
とする。
ーン側となるように燃料供給量を制御する燃料制御手段
を備えた多気筒エンジンにおいて、各気筒間の出力トル
ク差を高精度に検出し、エンジン運転制御の精度を高め
ることのできる出力変動検出装置を提供することを目的
とする。
本発明に係る多気筒エンジンの出力変動検出装置は、
第１図の発明の構成図に示すように、 所定運転領域において、エンジンに供給される混合気
の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となるように燃料
供給量を制御する燃料制御手段Ａを備えた多気筒エンジ
ンの出力変動検出装置であって、 エンジンが所定のリーン空燃比で制御されているか否
かを判定するリーン判定手段Ｂと、 各気筒の爆発行程におけるエンジン回転速度を検出す
る気筒別速度検出手段Ｃと、 全気筒の平均エンジン回転速度を検出する平均速度検
出手段Ｄと、 各気筒のエンジン回転速度と平均エンジン回転速度と
に基づいて気筒間における出力トルク差を検出する出力
変動検出手段Ｅと、 リーン判定手段によりエンジンが所定のリーン空燃比
で制御されていないと判断された時、前記出力トルク差
の検出を禁止する禁止手段Ｆと、 を備えたことを特徴としている。
第１図の発明の構成図に示すように、 所定運転領域において、エンジンに供給される混合気
の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となるように燃料
供給量を制御する燃料制御手段Ａを備えた多気筒エンジ
ンの出力変動検出装置であって、 エンジンが所定のリーン空燃比で制御されているか否
かを判定するリーン判定手段Ｂと、 各気筒の爆発行程におけるエンジン回転速度を検出す
る気筒別速度検出手段Ｃと、 全気筒の平均エンジン回転速度を検出する平均速度検
出手段Ｄと、 各気筒のエンジン回転速度と平均エンジン回転速度と
に基づいて気筒間における出力トルク差を検出する出力
変動検出手段Ｅと、 リーン判定手段によりエンジンが所定のリーン空燃比
で制御されていないと判断された時、前記出力トルク差
の検出を禁止する禁止手段Ｆと、 を備えたことを特徴としている。
燃料制御手段Ａは、エンジンの出力が比較的要求され
ない所定運転領域、例えば軽負荷域でエンジンに供給さ
れる混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となる
ように燃料供給量を制御する。
ない所定運転領域、例えば軽負荷域でエンジンに供給さ
れる混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となる
ように燃料供給量を制御する。
出力変動検出手段Ｅは、気筒別速度検出手段Ｃと平均
速度検出手段Ｄとの検出結果に基づいて気筒間における
出力トルク差を検出する。
速度検出手段Ｄとの検出結果に基づいて気筒間における
出力トルク差を検出する。
禁止手段Ｆは、リーン判定手段Ｂによりエンジンが所
定のリーン空燃比で制御されていないと判断された時に
は、出力変動の検出を禁止する。
定のリーン空燃比で制御されていないと判断された時に
は、出力変動の検出を禁止する。
従って、ノイズの影響が大きい運転条件時のエンジン
回転速度は出力トルク差を検出するためのデータとして
取り込まれないため、出力トルク差の検出精度が向上す
る。
回転速度は出力トルク差を検出するためのデータとして
取り込まれないため、出力トルク差の検出精度が向上す
る。
以下に本発明の実施例を図面をもとにして説明する。
第２図は本発明の一実施例を適用した４気筒エンジン
を示す。同図において、10はエアクリーナ12に連結され
る吸気管、14は吸気管10の途中に設けられるスロットル
弁である。スロットル弁14は図示しないアクセルペダル
に連動して吸入空気量を制御する。
を示す。同図において、10はエアクリーナ12に連結され
る吸気管、14は吸気管10の途中に設けられるスロットル
弁である。スロットル弁14は図示しないアクセルペダル
に連動して吸入空気量を制御する。
スロットルスイッチ16は、スロットル弁14の回動軸に
連結しており、スロットル弁14が全閉状態（アイドル位
置）であるときに閉成して全閉信号を発生する。このス
ロットル全閉信号は、制御回路（ECU）18の入出力（I/
O）ポート18bに供給される。
連結しており、スロットル弁14が全閉状態（アイドル位
置）であるときに閉成して全閉信号を発生する。このス
ロットル全閉信号は、制御回路（ECU）18の入出力（I/
O）ポート18bに供給される。
吸気管10に連結されるサージタンク20には吸気管内圧
力（絶対圧力）を検出する圧力センサ22が取り付けられ
ている。圧力センサ22からは、検出した吸気管内圧力に
相当する電圧が出力され、この出力電圧は、ECU18のア
ナログ・デジタル（A/D）変換器18aに供給される。
力（絶対圧力）を検出する圧力センサ22が取り付けられ
ている。圧力センサ22からは、検出した吸気管内圧力に
相当する電圧が出力され、この出力電圧は、ECU18のア
ナログ・デジタル（A/D）変換器18aに供給される。
サージタンク20は吸気マニホールド24に連結されてお
り、この吸気マニホールド24は各気筒の燃焼室26に連結
される。各気筒の吸気ポートには燃料噴射弁28がそれぞ
れ取り付けられている。ECU18よりI/Oポート18b及び駆
動回路18cを介してエンジンの１サイクルにおける各気
筒の適当な時期に各燃料噴射弁28に噴射信号がそれぞれ
供給され、これにより、各燃料噴射弁28は間欠的に開閉
し、図示しない燃料供給系から送られる加圧燃料を独立
噴射する。排気管（もしくは排気マニホールド）30には
排気ガス中の酸素成分濃度に応じて第５図に示す如き電
流を発生するリーンセンサ32が取り付けられている。こ
のようなリーンセンサ32の構造、特性及び使用例等は、
特開昭58−143108号公報等に開示されているため、ここ
では具体的な説明は省略する。リーンセンサ32の出力
は、ECU18内の変換回路18dにより電流−電圧変換された
後、A/D変換器18aに供給される。
り、この吸気マニホールド24は各気筒の燃焼室26に連結
される。各気筒の吸気ポートには燃料噴射弁28がそれぞ
れ取り付けられている。ECU18よりI/Oポート18b及び駆
動回路18cを介してエンジンの１サイクルにおける各気
筒の適当な時期に各燃料噴射弁28に噴射信号がそれぞれ
供給され、これにより、各燃料噴射弁28は間欠的に開閉
し、図示しない燃料供給系から送られる加圧燃料を独立
噴射する。排気管（もしくは排気マニホールド）30には
排気ガス中の酸素成分濃度に応じて第５図に示す如き電
流を発生するリーンセンサ32が取り付けられている。こ
のようなリーンセンサ32の構造、特性及び使用例等は、
特開昭58−143108号公報等に開示されているため、ここ
では具体的な説明は省略する。リーンセンサ32の出力
は、ECU18内の変換回路18dにより電流−電圧変換された
後、A/D変換器18aに供給される。
ディストリビュータ34は図示しないカムシャフトによ
り回転駆動され、イグニッションコイルを備えたイグナ
イタ36から発生した高電圧を各気筒の点火プラグ38に分
配供給する。イグナイタ36はECU18よりI/Oポート18b及
び駆動回路18hを介して送り込まれる点火信号によって
制御される。
り回転駆動され、イグニッションコイルを備えたイグナ
イタ36から発生した高電圧を各気筒の点火プラグ38に分
配供給する。イグナイタ36はECU18よりI/Oポート18b及
び駆動回路18hを介して送り込まれる点火信号によって
制御される。
ディストリビュータ34内にはクランク角センサ40、42
が内蔵されている。第１のクランク角センサ40は、ディ
ストリビュータシャフト44と一体に回転するタイミング
ロータ46と対向して配置され、図示しないクランク軸の
720゜CA（クランク角度）毎に基準位置信号を出力す
る。第２のクランク角センサ42は、ディストリビュータ
シャフト44と一体に回転するタイミングロータ48と対向
して配置され、クランク軸の30゜CA毎にパルス信号を発
生する。これらの信号はECU18のI/Oポート18bに供給さ
れる。
が内蔵されている。第１のクランク角センサ40は、ディ
ストリビュータシャフト44と一体に回転するタイミング
ロータ46と対向して配置され、図示しないクランク軸の
720゜CA（クランク角度）毎に基準位置信号を出力す
る。第２のクランク角センサ42は、ディストリビュータ
シャフト44と一体に回転するタイミングロータ48と対向
して配置され、クランク軸の30゜CA毎にパルス信号を発
生する。これらの信号はECU18のI/Oポート18bに供給さ
れる。
尚、50はシリンダブロックの冷却水系統に取り付けら
れて冷却水温度を検出する水温センサであり、この出力
電圧はECU18のA/D変換器18aに供給される。
れて冷却水温度を検出する水温センサであり、この出力
電圧はECU18のA/D変換器18aに供給される。
ECU18は、前述したA/D変換器18a、I/Oポート18b、駆
動回路18c及び18h、変換回路18dの他に中央処理装置（C
PU）18e、ランダムアクセスメモリ（RAM）18f、及びリ
ードオンリメモリ（ROM）18g等をさらに備えている。A/
D変換器18aはマルチプレクサ機能をも備えるものであ
り、CPU18eから所定時間毎に与えられる指示信号に応じ
て圧力センサ22の出力電圧、リーンセンサ32の出力電流
に対応する電圧あるいは水温センサ50の出力電圧を選択
し、２進信号に変換する。得られた２進信号、即ち吸気
管内圧力PMを表すデータ、リーンセンサ32の出力LNSRに
対応するデータ及び冷却水温THWを表すデータはRAM18f
に格納される。
動回路18c及び18h、変換回路18dの他に中央処理装置（C
PU）18e、ランダムアクセスメモリ（RAM）18f、及びリ
ードオンリメモリ（ROM）18g等をさらに備えている。A/
D変換器18aはマルチプレクサ機能をも備えるものであ
り、CPU18eから所定時間毎に与えられる指示信号に応じ
て圧力センサ22の出力電圧、リーンセンサ32の出力電流
に対応する電圧あるいは水温センサ50の出力電圧を選択
し、２進信号に変換する。得られた２進信号、即ち吸気
管内圧力PMを表すデータ、リーンセンサ32の出力LNSRに
対応するデータ及び冷却水温THWを表すデータはRAM18f
に格納される。
ROM18gには、後述する制御プログラム及び関数テーブ
ル等が予め格納されており、ECU18は前述の各々のセン
サからの信号に基づいて各気筒のトルク差を検出し、各
気筒に対する燃料噴射量を算出する。
ル等が予め格納されており、ECU18は前述の各々のセン
サからの信号に基づいて各気筒のトルク差を検出し、各
気筒に対する燃料噴射量を算出する。
次にフローチャートを用いて本実施例の動作を説明す
る。
る。
第６図は燃料噴射量TAUiを算出するための制御プログ
ラムであり、CPU18eはメインルーチンの途中で所定クラ
ンク角毎、例えば180゜CA毎にこの処理ルーチンを実行
する。
ラムであり、CPU18eはメインルーチンの途中で所定クラ
ンク角毎、例えば180゜CA毎にこの処理ルーチンを実行
する。
ステップ100では、エンジン回転速度NE及び吸気管内
圧力PMから基本燃料噴射量TPが算出される。この基本燃
料噴射量TPの演算には、ROM18g内に予め格納されている
エンジン回転速度NE及び吸気管内圧力PMをパラメータと
した二次元マップが用いられる。次のステップ102で
は、リーン補正係数KLEANが算出される。このKLEANは目
標空燃比を理論空燃比よりリーン側の値にするための補
正係数であり、ROM18g内に予め格納されているエンジン
回転速度NE及び吸気管内圧力PMをパラメータとした二次
元マップから求められる。目標空燃比と理論空燃比とす
る場合は、KLEAN＝1.0に設定される。
圧力PMから基本燃料噴射量TPが算出される。この基本燃
料噴射量TPの演算には、ROM18g内に予め格納されている
エンジン回転速度NE及び吸気管内圧力PMをパラメータと
した二次元マップが用いられる。次のステップ102で
は、リーン補正係数KLEANが算出される。このKLEANは目
標空燃比を理論空燃比よりリーン側の値にするための補
正係数であり、ROM18g内に予め格納されているエンジン
回転速度NE及び吸気管内圧力PMをパラメータとした二次
元マップから求められる。目標空燃比と理論空燃比とす
る場合は、KLEAN＝1.0に設定される。
次のステップ104では、燃料噴射量TAUiが基本燃料噴
射量TP、空燃比フィードバック補正係数FAF、リーン補
正係数KLEAN、トルク変動補正係数KTRQi及びその他の補
正係数α、βを用いて次式から求められる。
射量TP、空燃比フィードバック補正係数FAF、リーン補
正係数KLEAN、トルク変動補正係数KTRQi及びその他の補
正係数α、βを用いて次式から求められる。
TAUi＝TP・FAF・KLEAN・KTRQi・α＋βFAFは空燃比の
閉ループ制御を行うための係数であり、後述する第７図
の処理ルーチンで算出される。次のステップ106では、
求められた燃料噴射量TAUiがRAM18fに格納される。
閉ループ制御を行うための係数であり、後述する第７図
の処理ルーチンで算出される。次のステップ106では、
求められた燃料噴射量TAUiがRAM18fに格納される。
各気筒の所定クランク角位置毎に実行される割込み処
理ルーチン中で、この燃料噴射量TAUiから噴射開始時刻
及び噴射停止時刻が算出され、これらの時刻の間噴射信
号がI/Oポート18bの該当気筒位置に出力され、燃料噴射
が実行される。
理ルーチン中で、この燃料噴射量TAUiから噴射開始時刻
及び噴射停止時刻が算出され、これらの時刻の間噴射信
号がI/Oポート18bの該当気筒位置に出力され、燃料噴射
が実行される。
第７図はリーンセンサ32の出力LNSRに基づいて空燃比
フィードバック補正係数FAFを算出する処理ルーチンで
ある。CPU18eはメインルーチンの途中で所定時間毎にこ
の処理ルーチンを実行する。
フィードバック補正係数FAFを算出する処理ルーチンで
ある。CPU18eはメインルーチンの途中で所定時間毎にこ
の処理ルーチンを実行する。
ステップ200では、閉ループ制御実行条件が成立して
いるか否かを判定する。機関始動中、暖機増量中、高負
荷増量中等は、閉ループ条件が不成立であり、その他の
場合は閉ループ条件成立である。開ループ条件が成立し
ていなければステップ202へ進んでFAF＝1.0とし、閉ル
ープ制御を行う。
いるか否かを判定する。機関始動中、暖機増量中、高負
荷増量中等は、閉ループ条件が不成立であり、その他の
場合は閉ループ条件成立である。開ループ条件が成立し
ていなければステップ202へ進んでFAF＝1.0とし、閉ル
ープ制御を行う。
閉ループ条件成立と判断された場合はステップ204へ
進み、第６図の処理ルーチンで求めたリーン補正係数KL
EANに応じた比較基準値IRが算出される。ROM18gには、
第８図に示す如きKLEAN−IRの関数テーブルが予め記憶
させてあり、ステップ204ではこの関数テーブルを用い
てKLEANに対応したIRが求められる。このIRはリーンセ
ンサ32の出力LNSRの比較基準値であり、これをリーン補
正係数KLEANに応じて可変とすることにより閉ループ制
御による目標空燃比をKLEANに応じて可変制御すること
ができる。
進み、第６図の処理ルーチンで求めたリーン補正係数KL
EANに応じた比較基準値IRが算出される。ROM18gには、
第８図に示す如きKLEAN−IRの関数テーブルが予め記憶
させてあり、ステップ204ではこの関数テーブルを用い
てKLEANに対応したIRが求められる。このIRはリーンセ
ンサ32の出力LNSRの比較基準値であり、これをリーン補
正係数KLEANに応じて可変とすることにより閉ループ制
御による目標空燃比をKLEANに応じて可変制御すること
ができる。
次のステップ206では、リーンセンサ32の出力LNSRと
比較基準値IRとを比較し、現在の空燃比が比較基準値IR
によって定まる目標空燃比よりリッチ側にあるかリーン
側にあるかを判定する。LNSR≦IRの場合、即ちリッチ側
にある場合はステップ208〜216の処理を行う。ステップ
208ではステップ220〜226側で用いるスキップ用フラグC
AFLを０にリセットする。ステップ210ではスキップ用フ
ラグCAFRが０であるか否かを判定する。リーン側から初
めてリッチ側に移行した場合はCAFR＝０であるのでステ
ップ212に進み、空燃比フィードバック補正係数FAFをSK
P1だけ減少させる。次いでステップ214において、スキ
ップ用フラグCAFRを１にセットする。これにより、次に
ステップ210の処理が実行された場合には、ステップ216
に進み、FAFがK1だけ減じられる。ここで、SKP1及びK1
は定数であり、SKP1はK1よりかなり大きな値に設定され
る。SKP1は、空燃比が目標値に対してリーンからリッチ
に移行したと判断した場合にFAFを大きく減少させる処
理、即ちスキップ処理を行わせるためのものである。ま
たK1はFAFを徐々に減少させる積分処理用のものであ
る。
比較基準値IRとを比較し、現在の空燃比が比較基準値IR
によって定まる目標空燃比よりリッチ側にあるかリーン
側にあるかを判定する。LNSR≦IRの場合、即ちリッチ側
にある場合はステップ208〜216の処理を行う。ステップ
208ではステップ220〜226側で用いるスキップ用フラグC
AFLを０にリセットする。ステップ210ではスキップ用フ
ラグCAFRが０であるか否かを判定する。リーン側から初
めてリッチ側に移行した場合はCAFR＝０であるのでステ
ップ212に進み、空燃比フィードバック補正係数FAFをSK
P1だけ減少させる。次いでステップ214において、スキ
ップ用フラグCAFRを１にセットする。これにより、次に
ステップ210の処理が実行された場合には、ステップ216
に進み、FAFがK1だけ減じられる。ここで、SKP1及びK1
は定数であり、SKP1はK1よりかなり大きな値に設定され
る。SKP1は、空燃比が目標値に対してリーンからリッチ
に移行したと判断した場合にFAFを大きく減少させる処
理、即ちスキップ処理を行わせるためのものである。ま
たK1はFAFを徐々に減少させる積分処理用のものであ
る。
LNSR＞IRの場合、即ちリーン側の場合、ステップ218
〜226の処理が行われる。ステップ218〜226の処理はFAF
をSKP2あるいはK2だけ増大させる点を除いて前述したス
テップ208〜216の処理と同じである。ステップ202,212,
216,222あるいは226で求めたFAFは、ステップ228におい
て、RAM18fに格納される。
〜226の処理が行われる。ステップ218〜226の処理はFAF
をSKP2あるいはK2だけ増大させる点を除いて前述したス
テップ208〜216の処理と同じである。ステップ202,212,
216,222あるいは226で求めたFAFは、ステップ228におい
て、RAM18fに格納される。
第９図は各気筒間の出力トルク差を検出しトルク変動
補正係数KTRQiを算出するための制御プログラムであ
り、CPU18eはメインルーチンの途中で所定クランク角毎
にこの処理ルーチンを実行する。
補正係数KTRQiを算出するための制御プログラムであ
り、CPU18eはメインルーチンの途中で所定クランク角毎
にこの処理ルーチンを実行する。
ステップ300では、現在所定の気筒が圧縮上死点（TD
C）にあるか否かが判定される。この判定は、従来周知
のように、クランク角センサ40、42からの出力信号に基
づいて行われる。即ち、基準位置信号は、例えば１番気
筒の圧縮TDCにおいて出力されるように設定されてお
り、基準位置信号の検出から180、360、540゜CA後にそ
れぞれ３番、４番、２番気筒の圧縮TDCが来ることにな
る。ステップ300で肯定判断されるとステップ302に進
み、一方否定判断されると一旦このルーチンを終了す
る。
C）にあるか否かが判定される。この判定は、従来周知
のように、クランク角センサ40、42からの出力信号に基
づいて行われる。即ち、基準位置信号は、例えば１番気
筒の圧縮TDCにおいて出力されるように設定されてお
り、基準位置信号の検出から180、360、540゜CA後にそ
れぞれ３番、４番、２番気筒の圧縮TDCが来ることにな
る。ステップ300で肯定判断されるとステップ302に進
み、一方否定判断されると一旦このルーチンを終了す
る。
ステップ302では、現在圧縮TDCにある気筒の直前に圧
縮TDCにあった気筒が180゜CA回転するのに要した時間か
ら爆発工程におけるエンジン回転速度NEi−１を算出す
る。このエンジン回転速度NEi−１はその気筒の出力ト
ルクに比例する。
縮TDCにあった気筒が180゜CA回転するのに要した時間か
ら爆発工程におけるエンジン回転速度NEi−１を算出す
る。このエンジン回転速度NEi−１はその気筒の出力ト
ルクに比例する。
ステップ304では、気筒カウンタｉが１だけインクリ
メントされ、ステップ306では、全気筒についてステッ
プ302によるエンジン回転速度がNEiの算出が終了したか
否かが判定される。全気筒についてステップ302の処理
が終了していればステップ308に進むが、まだ終了して
いなければ一旦このルーチンを終了する。本実施例で
は、エンジンは４気筒を有しているので、ステップ306
では気筒カウンタｉが４を越えたか否かを判定してもよ
い。尚、気筒カウンタｉの1,2,3,4は、点火順序を示
し、それぞれ１番、３番、４番、２番気筒に対応する。
メントされ、ステップ306では、全気筒についてステッ
プ302によるエンジン回転速度がNEiの算出が終了したか
否かが判定される。全気筒についてステップ302の処理
が終了していればステップ308に進むが、まだ終了して
いなければ一旦このルーチンを終了する。本実施例で
は、エンジンは４気筒を有しているので、ステップ306
では気筒カウンタｉが４を越えたか否かを判定してもよ
い。尚、気筒カウンタｉの1,2,3,4は、点火順序を示
し、それぞれ１番、３番、４番、２番気筒に対応する。
ステップ308では、リーンセンサ32の出力LNSRが所定
値Ｘ以上か否かによりエンジンが所定のリーン空燃比で
制御されているか否かを判定する。リーン空燃比で制御
されていると判断されれば、ステップ310に進み、ステ
ップ302で算出された各気筒のエンジン回転速度NEiが所
定値Ｙ以上か否かが判定される。エンジン回転速度NEi
が所定値Ｙより小さいときステップ314以下が実行され
るが、ステップ308あるいはステップ310で否定判断され
た場合はステップ328に進む。
値Ｘ以上か否かによりエンジンが所定のリーン空燃比で
制御されているか否かを判定する。リーン空燃比で制御
されていると判断されれば、ステップ310に進み、ステ
ップ302で算出された各気筒のエンジン回転速度NEiが所
定値Ｙ以上か否かが判定される。エンジン回転速度NEi
が所定値Ｙより小さいときステップ314以下が実行され
るが、ステップ308あるいはステップ310で否定判断され
た場合はステップ328に進む。
エンジンが所定のリーン空燃比で制御されていない場
合には、出力トルク変化に対する回転速度変化の感度が
低下し相対的にバックラッシュ、路面等によるノイズの
影響が大きくなるため、また、エンジンが高回転域にあ
る場合には、各気筒間の出力トルク差が減少し、かつデ
ィストリビュータ34を含む回転系の捩じりの影響が大き
いため、ステップ314以下の出力トルク差の検出処理を
高精度に行うことができない。そこで、この場合にはス
テップ328において積算値Ski及びサイクルカウンタＪ
（これらSKi及びＪはステップ318において計算される）
が０にクリアされ、またステップ330において気筒カウ
ンタｉが１にセットされて、このルーチンを終了する。
これに対し、エンジンが所定のリーン空燃比で制御さ
れ、かつエンジンが低中回転域にある時、ステップ312
以下の制御が実行される。
合には、出力トルク変化に対する回転速度変化の感度が
低下し相対的にバックラッシュ、路面等によるノイズの
影響が大きくなるため、また、エンジンが高回転域にあ
る場合には、各気筒間の出力トルク差が減少し、かつデ
ィストリビュータ34を含む回転系の捩じりの影響が大き
いため、ステップ314以下の出力トルク差の検出処理を
高精度に行うことができない。そこで、この場合にはス
テップ328において積算値Ski及びサイクルカウンタＪ
（これらSKi及びＪはステップ318において計算される）
が０にクリアされ、またステップ330において気筒カウ
ンタｉが１にセットされて、このルーチンを終了する。
これに対し、エンジンが所定のリーン空燃比で制御さ
れ、かつエンジンが低中回転域にある時、ステップ312
以下の制御が実行される。
ステップ312では、全気筒の爆発行程における平均回
転速度NEAVが算出される。そしてステップ314では、各
気筒について、全気筒の爆発行程における平均回転速度
NEAVとその気筒の爆発行程におけるエンジン回転速度NE
iとの比Kiが求められる。即ちこの比Kiは、全気筒のト
ルクの平均値とその気筒のトルクとの比を示す。
転速度NEAVが算出される。そしてステップ314では、各
気筒について、全気筒の爆発行程における平均回転速度
NEAVとその気筒の爆発行程におけるエンジン回転速度NE
iとの比Kiが求められる。即ちこの比Kiは、全気筒のト
ルクの平均値とその気筒のトルクとの比を示す。
ステップ316では、現在燃料供給が遮断（燃料カッ
ト）されているか否かを判定する。スロットルスイッチ
16により、スロットル弁が全閉状態にあることが検出さ
れ、かつエンジン回転速度が所定値を上回っている時、
現在燃料カット中であると判断され、これによりステッ
プ332以下が実行されるが、それ以外の時は燃料カット
中ではないと判断され、ステップ318以下が実行され
る。
ト）されているか否かを判定する。スロットルスイッチ
16により、スロットル弁が全閉状態にあることが検出さ
れ、かつエンジン回転速度が所定値を上回っている時、
現在燃料カット中であると判断され、これによりステッ
プ332以下が実行されるが、それ以外の時は燃料カット
中ではないと判断され、ステップ318以下が実行され
る。
ステップ332では、各気筒について比Kiが積算されて
積算値SKFCiが求められ、またサイクルカウンタJfが１
だけインクリメントされる。即ち積算値SKFCiは、燃料
カット中における全気筒の爆発行程における平均回転速
度と各気筒の爆発行程におけるエンジン回転速度との比
Kiを積算したものである。燃料カット中における各気筒
の積算値SKFCiは、各気筒が燃焼状態にないので、タイ
ミングロータ48の加工精度のバラツキ等によるクランク
角センサの角度検出誤差を意味する。
積算値SKFCiが求められ、またサイクルカウンタJfが１
だけインクリメントされる。即ち積算値SKFCiは、燃料
カット中における全気筒の爆発行程における平均回転速
度と各気筒の爆発行程におけるエンジン回転速度との比
Kiを積算したものである。燃料カット中における各気筒
の積算値SKFCiは、各気筒が燃焼状態にないので、タイ
ミングロータ48の加工精度のバラツキ等によるクランク
角センサの角度検出誤差を意味する。
ステップ334ではサイクルカウンタJfが50に達したか
否か、即ちステップ332において比Kiが50サイクル分積
算されたか否かが判定される。50サイクル分の積算が終
わっていない場合、ステップ330に進んで気筒カウンタ
ｉを１にセットしてこのルーチンを終了し、その後再び
全ての気筒について比Ki（ステップ314）が求められ
る。ステップ334においてサイクルカウンタJfが50に達
している場合、ステップ336に進み、積算値SKFCiが積算
値SKFiに置き換えられ、積算値SKFCiとサイクルカウン
タJfが０にクリアされる。
否か、即ちステップ332において比Kiが50サイクル分積
算されたか否かが判定される。50サイクル分の積算が終
わっていない場合、ステップ330に進んで気筒カウンタ
ｉを１にセットしてこのルーチンを終了し、その後再び
全ての気筒について比Ki（ステップ314）が求められ
る。ステップ334においてサイクルカウンタJfが50に達
している場合、ステップ336に進み、積算値SKFCiが積算
値SKFiに置き換えられ、積算値SKFCiとサイクルカウン
タJfが０にクリアされる。
ステップ318では、燃料供給中における各気筒の比Ki
が積算されて積算値SKiが求められ、サイクルカウンタ
Ｊが１だけインクリメントされる。各気筒の積算値SKi
の大小関係は、各気筒の出力トルク差に対応する。
が積算されて積算値SKiが求められ、サイクルカウンタ
Ｊが１だけインクリメントされる。各気筒の積算値SKi
の大小関係は、各気筒の出力トルク差に対応する。
ステップ320ではサイクルカウンタＪが50に達したか
否か、即ちステップ318において比Kiが50サイクル分積
算されたか否かが判定される。50サイクル分の積算が終
わっていない場合、ステップ330に進んで気筒カウンタ
ｉを１にセットしてこのルーチンを終了し、その後再び
全ての気筒について比Ki（ステップ314）が求められ
る。ステップ320においてサイクルカウンタＪが50に達
している場合、ステップ322に進み、爆発行程が連続す
る２つの気筒について、燃料供給中の積算値SKi,SKi-1
の差分（SKi−SKi-1）と、燃料カット中の積算値SKFi,S
KFi−１の差分（SKFi−SKFi−１）とを求め、さらにこ
れらの差分、すなわち、変化量DSKiを演算する。この変
化量DSKiは、その気筒におけるトルクの落ち込み量を表
す。
否か、即ちステップ318において比Kiが50サイクル分積
算されたか否かが判定される。50サイクル分の積算が終
わっていない場合、ステップ330に進んで気筒カウンタ
ｉを１にセットしてこのルーチンを終了し、その後再び
全ての気筒について比Ki（ステップ314）が求められ
る。ステップ320においてサイクルカウンタＪが50に達
している場合、ステップ322に進み、爆発行程が連続す
る２つの気筒について、燃料供給中の積算値SKi,SKi-1
の差分（SKi−SKi-1）と、燃料カット中の積算値SKFi,S
KFi−１の差分（SKFi−SKFi−１）とを求め、さらにこ
れらの差分、すなわち、変化量DSKiを演算する。この変
化量DSKiは、その気筒におけるトルクの落ち込み量を表
す。
ステップ324では、変化量DSKiが設定値Ｚ以上か否か
が判定される。変化量DSKiが設定値Ｚ以上であれば、ス
テップ326においてトルク変動補正係数KTRQiがγだけ増
加され、変化量DSKiが設定値Ｚよりも小さければステッ
プ326は実行されず現在のトルク変動補正係数KTRQiが維
持される。ステップ324,ステップ326は全ての気筒につ
いて実行され、これにより出力トルクが他の気筒に比べ
て小さい気筒に対し、燃料噴射量が増加修正される。
が判定される。変化量DSKiが設定値Ｚ以上であれば、ス
テップ326においてトルク変動補正係数KTRQiがγだけ増
加され、変化量DSKiが設定値Ｚよりも小さければステッ
プ326は実行されず現在のトルク変動補正係数KTRQiが維
持される。ステップ324,ステップ326は全ての気筒につ
いて実行され、これにより出力トルクが他の気筒に比べ
て小さい気筒に対し、燃料噴射量が増加修正される。
ステップ328では積算値SKiとサイクルカウンタＪが０
にクリアされ、またステップ330では気筒カウンタｉが
１にセットされる。
にクリアされ、またステップ330では気筒カウンタｉが
１にセットされる。
以上説明したように本実施例では、エンジンが所定の
リーン空燃比で制御され、かつ低中回転域にある時、エ
ンジン１サイクル（720゜CA）毎に全気筒の平均エンジ
ン回転速度と各気筒の爆発行程におけるエンジン回転速
度との比Kiが求められ、そして、燃料供給中あるいは燃
料カット中における50サイクル分の積算値SKi,SKFiが求
められる。この積算値は50サイクル毎に更新される。次
いで爆発行程が連続する２つの気筒についてSKi,SKi−
１の差分（SKi−SKi-1）と積算値SKFi,SKFi−１の差分
（SKFi−SKFi−１）とが演算され、これらの差分の変化
量DSKiが設定値以上であれば、気筒カウンタｉに対応す
る気筒の出力トルクが小さすぎるとして燃料噴射量が増
量される。
リーン空燃比で制御され、かつ低中回転域にある時、エ
ンジン１サイクル（720゜CA）毎に全気筒の平均エンジ
ン回転速度と各気筒の爆発行程におけるエンジン回転速
度との比Kiが求められ、そして、燃料供給中あるいは燃
料カット中における50サイクル分の積算値SKi,SKFiが求
められる。この積算値は50サイクル毎に更新される。次
いで爆発行程が連続する２つの気筒についてSKi,SKi−
１の差分（SKi−SKi-1）と積算値SKFi,SKFi−１の差分
（SKFi−SKFi−１）とが演算され、これらの差分の変化
量DSKiが設定値以上であれば、気筒カウンタｉに対応す
る気筒の出力トルクが小さすぎるとして燃料噴射量が増
量される。
前述したように、燃料カット中における各気筒の積算
値SKFiの大小関係は、各気筒が燃焼状態にないので、ク
ランク角センサの角度検出の誤差を意味する。従って、
爆発行程で発生したトルクが各気筒において均一であれ
ば、燃料供給中における各気筒の積算値SKiの大小関係
は、燃料カット中における各気筒の積算値SKFiの大小関
係とほぼ同じになる。
値SKFiの大小関係は、各気筒が燃焼状態にないので、ク
ランク角センサの角度検出の誤差を意味する。従って、
爆発行程で発生したトルクが各気筒において均一であれ
ば、燃料供給中における各気筒の積算値SKiの大小関係
は、燃料カット中における各気筒の積算値SKFiの大小関
係とほぼ同じになる。
第10図（ａ）〜（ｅ）は、各気筒における混合気の空
燃比を均一にした場合と、１つの気筒における混合気の
空燃比を他の気筒のものよりもリーンにした場合とにつ
いて、各気筒の積算値SKiが燃料カット時における積算
値SKFiに対してどのような関係にあるかを実験した結果
である。
燃比を均一にした場合と、１つの気筒における混合気の
空燃比を他の気筒のものよりもリーンにした場合とにつ
いて、各気筒の積算値SKiが燃料カット時における積算
値SKFiに対してどのような関係にあるかを実験した結果
である。
第10図（ａ）に示されるように、各気筒の空燃比A/F
（実線Ａ）、即ち出力トルクがほぼ均一の場合には燃料
供給時の積算値SKi（実線Ｂ）と燃料カット時の積算値S
KFi（波線Ｃ）とは各気筒においてほぼ一致し、変化量D
SKi（実線Ｄ）は各気筒において一定の値をとる。これ
に対し、１つの気筒、例えば２番気筒の空燃比をリーン
にして出力トルクを低下させた場合には、第10図（ｂ）
に示されるように、燃料供給時の積算値SKi（実線Ｂ）
と燃料カット時の積算値SKFi（波線Ｃ）とは気筒毎に異
なる。即ち、２番気筒の積算値SKiが積算値SKFiよりも
大きくなるとともに、他の気筒における積算値SKiも変
化し、この結果、２番気筒の変化量DSKiだけが他の気筒
の変化量DSKiよりも明らかに大きくなっている。同様
に、１番、３番、４番気筒の空燃比をリーンにすると、
それぞれ第10図（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示されるよう
にその気筒の変化量DSKiが大きくなる。従って、変化量
DSKiが所定の判定値よりも大きい気筒は出力トルクが小
さすぎるとして、この気筒の燃料噴射量を増大させれば
各気筒の出力トルクを均一化させることができる。
（実線Ａ）、即ち出力トルクがほぼ均一の場合には燃料
供給時の積算値SKi（実線Ｂ）と燃料カット時の積算値S
KFi（波線Ｃ）とは各気筒においてほぼ一致し、変化量D
SKi（実線Ｄ）は各気筒において一定の値をとる。これ
に対し、１つの気筒、例えば２番気筒の空燃比をリーン
にして出力トルクを低下させた場合には、第10図（ｂ）
に示されるように、燃料供給時の積算値SKi（実線Ｂ）
と燃料カット時の積算値SKFi（波線Ｃ）とは気筒毎に異
なる。即ち、２番気筒の積算値SKiが積算値SKFiよりも
大きくなるとともに、他の気筒における積算値SKiも変
化し、この結果、２番気筒の変化量DSKiだけが他の気筒
の変化量DSKiよりも明らかに大きくなっている。同様
に、１番、３番、４番気筒の空燃比をリーンにすると、
それぞれ第10図（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示されるよう
にその気筒の変化量DSKiが大きくなる。従って、変化量
DSKiが所定の判定値よりも大きい気筒は出力トルクが小
さすぎるとして、この気筒の燃料噴射量を増大させれば
各気筒の出力トルクを均一化させることができる。
本実施例では、トルク変化に対する回転速度変化の感
度が低下し、相対的にバックラッシュ、路面の影響が大
きい空燃比領域、及びディストリビュータを含む回転系
の捩じりの影響が大きいエンジン高回転域において、各
気筒の出力トルク差を検出しないように構成されてい
る。従って出力トルク差の誤検出が防止される。
度が低下し、相対的にバックラッシュ、路面の影響が大
きい空燃比領域、及びディストリビュータを含む回転系
の捩じりの影響が大きいエンジン高回転域において、各
気筒の出力トルク差を検出しないように構成されてい
る。従って出力トルク差の誤検出が防止される。
さらに本実施例によれば、燃料カット時におけるエン
ジン回転速度を求めることによりクランク角センサの角
度検出誤差が除去されるので、各気筒間の出力トルク差
を高精度に検出することができる。
ジン回転速度を求めることによりクランク角センサの角
度検出誤差が除去されるので、各気筒間の出力トルク差
を高精度に検出することができる。
以上のように本実施例によれば、各気筒間の出力トル
ク差の検出精度が向上するため、各気筒の空燃比を高精
度に均一化させることが可能となる。この結果、各気筒
間の出力トルク差が少なくなるために、エンジン全体と
してのトルク変動が小さくなり、空燃比をさらにリーン
にすることができ燃費を向上させ、NOXの排出量を減少
させることができる。
ク差の検出精度が向上するため、各気筒の空燃比を高精
度に均一化させることが可能となる。この結果、各気筒
間の出力トルク差が少なくなるために、エンジン全体と
してのトルク変動が小さくなり、空燃比をさらにリーン
にすることができ燃費を向上させ、NOXの排出量を減少
させることができる。
尚、各気筒の出力トルクを調整するには、上記実施例
のように必ずしも燃料噴射量を制御する必要はなく、各
気筒毎に点火時期を制御するようにしてもよい。
のように必ずしも燃料噴射量を制御する必要はなく、各
気筒毎に点火時期を制御するようにしてもよい。
〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、各気筒の出力トルク差
が高精度に検出され、ひいてはエンジンの運転制御の精
度を高めることが可能となる。
が高精度に検出され、ひいてはエンジンの運転制御の精
度を高めることが可能となる。
第１図は発明の構成図、 第２図は本発明の一実施例を適用したエンジンを示す
図、 第３図はトルク変化に対する回転速度変化の感度と空燃
比との関係を示す図、 第４図はエンジン回転速度の時間的変化を示す図、 第５図はリーンセンサの特性図、 第６図、第７図、第９図は第２図の制御回路の動作を説
明するためのフローチャート、 第８図はKLEAN−IRの関数テーブルの特性図、 第10図（ａ）〜（ｅ）は各気筒の空燃比A/F、積算値SK
i,SKFi及び変化量DSKiを示す図である。 18……制御回路、 32……リーンセンサ、 34……ディストリビュータ、 40,42……クランク角センサ。
図、 第３図はトルク変化に対する回転速度変化の感度と空燃
比との関係を示す図、 第４図はエンジン回転速度の時間的変化を示す図、 第５図はリーンセンサの特性図、 第６図、第７図、第９図は第２図の制御回路の動作を説
明するためのフローチャート、 第８図はKLEAN−IRの関数テーブルの特性図、 第10図（ａ）〜（ｅ）は各気筒の空燃比A/F、積算値SK
i,SKFi及び変化量DSKiを示す図である。 18……制御回路、 32……リーンセンサ、 34……ディストリビュータ、 40,42……クランク角センサ。
フロントページの続き (72)発明者 松下 宗一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−186937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−122234（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−27132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−140449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−59327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−27837（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−90340（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−166246（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 45/00 F02D 41/00 - 41/40
Claims (1)
- 【請求項１】所定運転領域において、エンジンに供給さ
れる混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となる
ように燃料供給量を制御する燃料制御手段を備えた多気
筒エンジンの出力変動検出装置であって、 エンジンが所定のリーン空燃比で制御されているか否か
を判定するリーン判定手段と、 各気筒の爆発工程におけるエンジン回転速度を検出する
気筒別速度検出手段と、 全気筒の平均エンジン回転速度を検出する平均速度検出
手段と、 各気筒のエンジン回転速度と平均エンジン回転速度とに
基づいて気筒間における出力トルク差を検出する出力変
動検出手段と、 リーン判定手段によりエンジンが所定のリーン空燃比で
制御されていないと判断された時、前記出力トルク差の
検出を禁止する禁止手段と、 を備えたことを特徴とする多気筒エンジンの出力変動検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1129659A JP2803160B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 多気筒エンジンの出力変動検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1129659A JP2803160B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 多気筒エンジンの出力変動検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02308949A JPH02308949A (ja) | 1990-12-21 |
| JP2803160B2 true JP2803160B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=15014974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1129659A Expired - Fee Related JP2803160B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 多気筒エンジンの出力変動検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803160B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63186937A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-08-02 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 |
-
1989
- 1989-05-23 JP JP1129659A patent/JP2803160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02308949A (ja) | 1990-12-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |