JP3031164B2

JP3031164B2 - 内燃機関の回転変動検出方法

Info

Publication number: JP3031164B2
Application number: JP6079999A
Authority: JP
Inventors: 一輝黒瀬; 祥吾大森; 廉平子
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 2000-04-10
Anticipated expiration: 2015-04-10
Also published as: JPH07286546A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のリーンバー
ン制御等に用いられる回転変動検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用ガソリンエンジン等で
は、ＨＣやＣＯ等の有害排出ガス成分の低減や燃費の向
上等を図るため、混合気の空燃比を理論空燃比（14.7）
より遙かに薄めたリーンバーン（希薄燃焼）エンジンが
提案されている。リーンバーンエンジンでは、点火プラ
グ近傍を流れる混合気をリッチにする層状給気や、燃焼
室内での混合気の乱れを強化するスワールやタンブル等
により、着火・燃焼性能を向上させている。また、希薄
領域においては窒素酸化物（ＮＯ_X）が三元触媒では還
元できず、その排出量が空燃比16付近で最大となり、こ
れよりリーン側では減少することと、安定燃焼限界（空
燃比22〜23程度）よりリーン側ではトルク変動が許容限
度を超えることとから、空燃比を安定燃焼限界近傍の狭
い範囲に制御する必要がある。そのため、理論空燃比を
一義的に検出するＯ₂センサに代えて、空燃比を連続的
に検出できる空燃比センサ（ＬＡＦＳ：リニアＡ／Ｆセ
ンサ）を用い、エンジン回転数と体積効率とにより決定
された目標空燃比となるように、燃料噴射量をフィード
バック制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した空燃比フィー
ドバック制御では、空燃比センサにより混合気が目標空
燃比に制御されるが、これは単に燃料噴射量と吸入空気
量との当量比を制御するだけであり、混合気の燃焼状態
を制御するものではない。また、空燃比センサには、空
燃比がリーン側に大きくシフトした場合、検出精度がや
や悪化する特性がある。そのため、目標空燃比を安定燃
焼限界近傍に設定した場合、外気温や湿度等の変動によ
り混合気の燃焼に異常が発生し、断続的な失火に至るこ
とがあった。この場合、当然のことながら、燃費の悪化
や有害排出ガスの増加がもたらされると共に、エンジン
振動やトルク変動も頻発し、乗員に著しい不快感を与え
る。したがって、従来は、燃焼変動や失火に対する余裕
を与えるために目標空燃比を燃焼安定限界よりリッチ側
に設定せざるを得ず、ＮＯ_X排出量の低減や燃費の向上
を極限まで追求することができなかった。

【０００４】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
燃焼異常等に起因する内燃機関の回転変動を検出する回
転変動検出方法を提供し、もってエンジンの安定燃焼限
界での運転等を可能にすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１の回転変動検出方法は、内燃機関のクランク回転情報
から、当該内燃機関における回転変動を検出する回転変
動検出方法であって、前記内燃機関の燃焼行程期間を２
分割して燃焼行程前期と燃焼行程後期とを規定すべく、
３つのクランク角位置で出力されるクランク角信号を検
出するステップと、検出したクランク角信号に基づき、
前記燃焼行程前期の回転速度と前記燃焼行程後期の回転
速度との関係に対応した回転変動瞬時値Ｖｎを算出する
ステップと、算出した回転変動瞬時値Ｖｎに基づき、前
記内燃機関に回転変動があったと判定するステップとを
含み、前記回転変動瞬時値Ｖｎが、前記燃焼行程前期の
回転角度をαとし、前記燃焼行程後期の回転角度をβと
し、内燃機関が燃焼行程前期の回転に要する時間をＴ
α、燃焼行程後期の回転に要する時間をＴβとしたと
き、式Ｖｎ＝β／α−Ｔβ／Ｔαに基づき算出されるこ
とを特徴とする。

【０００６】また、本発明の請求項２の回転変動検出方
法は、内燃機関のクランク回転情報から、当該内燃機関
における回転変動を検出する回転変動検出方法であっ
て、前記内燃機関の燃焼行程前期と燃焼行程後期とをそ
れぞれ規定する所定のクランク角位置で出力されるクラ
ンク角信号を検出するステップと、検出したクランク角
信号に基づき、前記燃焼行程前期の回転速度と前記燃焼
行程後期の回転速度との比に対応した回転変動瞬時値Ｖ
ｎを算出するステップと、算出した回転変動瞬時値Ｖｎ
に基づき、前記内燃機関に回転変動があったと判定する
ステップとを含み、前記回転変動瞬時値Ｖｎが、前記燃
焼行程前期の回転角度をαとし、前記燃焼行程後期の回
転角度をβとし、内燃機関が燃焼行程前期の回転に要す
る時間をＴα、燃焼行程後期の回転に要する時間をＴβ
としたとき、式Ｖｎ＝β／α−Ｔβ／Ｔαに基づき算出
されることを特徴とする。

【０００７】

【０００８】また、本発明の好ましい態様として、回転
変動検出方法は、多気筒内燃機関における、第１の気筒
の回転変動瞬時値と当該第１の気筒の直前に燃焼行程に
あった第２の気筒の回転変動瞬時値との偏差から回転変
動瞬時値の変化量である回転変動指数を算出するステッ
プと、前記回転変動指数に応じて前記内燃機関の各気筒
に回転変動が生じたことを判定するステップとを含むの
がよい。

【０００９】また、回転変動検出方法は、多気筒内燃機
関における、前記第１の気筒の回転変動瞬時値とその平
均値との偏差から回転変動瞬時値の変化量である回転変
動指数を算出するステップと、前記回転変動指数に応じ
て前記内燃機関の各気筒に回転変動が生じたことを判定
するステップとを含むのがよい。

【００１０】また、この際、回転変動検出方法は、前記
回転変動が、所定サンプリング区間内で前記回転変動指
数が前記閾値を所定回数以上超えたときに判定されるよ
うにするのがよい。また、回転変動検出方法は、多気筒
内燃機関のクランク回転情報から、当該内燃機関におけ
る各気筒の回転変動を検出するものであって、第１の気
筒の燃焼行程後期終了時点と前記第１の気筒の直後に燃
焼行程を迎える気筒の燃焼行程前期の開始時点との双方
を規定すべく出力されるクランク角信号を備えて構成さ
れるのが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明の請求項１の回転変動検出方法では、内
燃機関の燃焼行程期間を燃焼行程前期と燃焼行程後期と
に２分割する３つのクランク角位置で出力されるクラン
ク角信号から、燃焼行程前期の回転速度と燃焼行程後期
の回転速度との関係に対応した回転変動瞬時値Ｖｎを燃
焼行程前後期の回転角度比（β／α）と燃焼行程前後期
の回転速度比（Ｔβ／Ｔα）との偏差から算出した後、
この回転変動瞬時値Ｖｎに基づき内燃機関に回転変動が
あったと判定する。すなわち、クランク角信号検出手段
の組付後に燃焼が正常に行われている場合には、回転角
度比（β／α）は常に一定であり、ある気筒で燃焼変動
等の燃焼異常が起きると、その気筒の燃焼行程前期の回
転速度と燃焼行程後期の回転速度との関係、つまり回転
速度比（Ｔβ／Ｔα）が変動し、故に上記回転変動瞬時
値Ｖｎも変動して回転変動が当該回転変動瞬時値Ｖｎに
基づいて極めて容易に検出され、これにより回転変動が
あったと判定される。

【００１２】また、請求項２の回転変動検出方法では、
内燃機関の燃焼行程前期と燃焼行程後期とを規定する所
定のクランク角位置で出力されるクランク角信号から、
燃焼行程前期の回転速度と燃焼行程後期の回転速度との
比に対応した回転変動瞬時値Ｖｎを燃焼行程前後期の回
転角度比（β／α）と燃焼行程前後期の回転速度比Ｔβ
／Ｔα）との偏差から算出した後、この回転変動瞬時値
Ｖｎに基づき内燃機関に回転変動があったと判定する。
すなわち、クランク角信号検出手段の組付後に燃焼が正
常に行われている場合には、回転角度比（β／α）は常
に一定であり、ある気筒で燃焼変動等の燃焼異常が起き
ると、その気筒の燃焼行程前期の回転速度と燃焼行程後
期の回転速度との比、つまり回転速度比（Ｔβ／Ｔα）
が変動し、故に上記回転変動瞬時値Ｖｎも変動して回転
変動が当該回転変動瞬時値Ｖｎに基づいて極めて容易に
検出され、これにより回転変動があったと判定される。

【００１３】

【００１４】また、本発明に係る回転変動検出方法の好
ましい態様では、多気筒内燃機関の第１の気筒の回転変
動瞬時値と、第１の気筒の直前に燃焼行程にあった第２
の気筒の回転変動瞬時値との偏差から回転変動指数を算
出するため、回転変動が生じた気筒の直後に燃焼行程を
迎える気筒の回転変動検出を行う際に、前記回転変動の
影響が除外される。

【００１５】また、回転変動瞬時値とその気筒の回転変
動瞬時値の平均値との偏差から回転変動指数を検出する
ため、各気筒間におけるクランク角位置検出手段の製造
あるいは取付上の誤差等による相違が検出精度に影響を
与えなくなる。また、この際、回転変動指数が閾値を所
定回数以上超えたときに回転変動が生じたと判定するた
め、路面の変化の影響等によって生じる閾値以上の回転
変動指数すなわちノイズが除去される。

【００１６】また、第１の気筒の燃焼行程後期終了時点
と第１の気筒より後に燃焼行程を迎える気筒の燃焼行程
前期の開始時点との双方を規定すべく出力されるクラン
ク角信号を備えるため、多気筒内燃機関においては、１
気筒の燃焼行程期間を前期と後期とに区分するのに必要
なクランク角信号の気筒数倍より少ない数のクランク角
信号を検出することで、前気筒の回転変動が検出され
る。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
詳細に説明する。図１は、本発明に係る回転変動検出方
法を適用したエンジン制御系の概略構成図である。図１
において、１は自動車用の直列４気筒ガソリンエンジン
（以下、単にエンジンと記す）であり、燃焼室を始め吸
気系や点火系等がリーンバーン用に設計されている。エ
ンジン１の吸気ポート２には、各気筒毎に燃料噴射弁３
が取り付けられた吸気マニホールド４を介し、エアクリ
ーナ５，エアフローセンサ６，スロットルバルブ７，Ｉ
ＳＣ（アイドルスピードコントローラ）８等を具えた吸
気管９が接続している。また、排気ポート１０には、排
気マニホールド１１を介し、Ｏ₂センサ１２，三元触媒
１３，図示しないマフラー等を具えた排気管１４が接続
している。エンジン１には、燃焼室１５に点火プラグ１
６が配置されると共に、クランクシャフト２５に直付け
されたロータプレート１７の回転を検出するクランク角
センサ１８が取り付けられている。尚、図２に示したよ
うに、ロータプレート１７には角度幅７０°の２個のベ
ーン１７ａ，１７ｂが１８０°間隔で形成されており、
図３に示したように、各気筒の上死点（ＴＤＣ）を含む
１１０°（ＢＴＤＣ５°〜ＡＴＤＣ１０５°）の区間α
と、それに続く７０°（ＡＴＤＣ１０５°〜ＡＴＤＣ１
７５°）の区間βとが検出される。図１中、１９はスロ
ットルバルブ７の開度θTHを検出するスロットルセン
サ、２０は冷却水温ＴW を検出する水温センサ、２１は
大気圧Ｔa を検出する大気圧センサ、２２は吸気温度Ｔ
a を検出する吸気温センサである。

【００１８】車室内には、図示しない入出力装置，多数
の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡ
Ｍ，ＢＵＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰＵ），タイマ
カウンタ等を具えた、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）
２３が設置されており、エンジン１の総合的な制御を行
う。ＥＣＵ２３の入力側には、上述した各種のセンサ類
からの検出情報が入力する。ＥＣＵ２３は、これらの検
出情報から燃料噴射量や点火時期等の最適値を演算し、
燃料噴射弁３や点火プラグ１６等を駆動する。図中、２
４は、ＥＣＵ２３からの指令により点火プラグ１６に高
電圧を出力する点火ユニットである。

【００１９】以下、図４〜図６の制御フローチャートお
よび図７〜図１０のマップやグラフを用いて、本実施例
における制御の手順を説明する。運転者がイグニッショ
ンキーをＯＮにしてエンジン１がスタートすると、ＥＣ
Ｕ２３は、図４のフローチャートに示した燃料噴射制御
サブルーチンを繰り返し実行する。

【００２０】このサブルーチンを開始すると、ＥＣＵ２
０は先ずステップＳ１で、上述した各センサからの運転
情報をＲＡＭに読み込む。次に、ＥＣＵ２３は、ステッ
プＳ２で、スロットル開度θTHやその時間変化率，体積
効率ＥV ，エンジン始動後の経過時間，冷却水温ＴW 等
からフィードバック制御を行うべきか否かを判定する。
尚、体積効率ＥV は、エアフローセンサ６により検出さ
れた空気流量とエンジン回転数Ｎe から一吸気行程当た
りの吸気量A/N を算出し、これに大気圧Ｐa ，吸気温度
Ｔa 等による補正を行うことにより求められる。そし
て、この判定が肯定（Ｙes）の場合には、ＥＣＵ２３
は、ステップＳ３で体積効率ＥV やエンジン回転数Ｎe
等から、現在の運転状態が所定のリーンバーン制御領域
にあるか否かを判定する。尚、リーンバーン制御は、ア
イドル運転時や定速走行時等の要求トルクの小さい運転
領域で行われる。

【００２１】そして、ステップＳ３の判定がＹesである
場合には、ＥＣＵ２３は、ステップＳ４で、体積効率Ｅ
V とエンジン回転数Ｎe とに基づき、図７のリーン空燃
比マップに基づき目標空燃比ＯＡＦを設定する。次に、
ＥＣＵ２３は、ステップＳ５で、後述する安定燃焼限界
制御サブルーチンにより、燃料噴射弁３の噴射量（開弁
時間ＴINJ ）を制御する。

【００２２】一方、ステップＳ３での判定がＮｏである
場合、ＥＣＵ２３は、ステップＳ６で、体積効率ＥV と
エンジン回転数Ｎe とに基づき、図８のストイキオ／リ
ッチ空燃比マップに基づき目標空燃比ＯＡＦを設定し、
ステップＳ７で、Ｏ₂センサ１２の出力電圧に基づいて
燃料噴射弁３の開弁時間ＴINJ をフィードバック制御す
る。また、ステップＳ２での判定がＮｏである場合、Ｅ
ＣＵ２３は、ステップＳ８で、ストイキオ／リッチ空燃
比マップに基づき目標空燃比ＯＡＦを設定する。次に、
ＥＣＵ２３は、ステップＳ９で、目標空燃比ＯＡＦと吸
気量A/N とから基本噴射量ＴINJBを算出した後、加速時
増量や冷機時増量等の補正を行い、ステップＳ１０で、
燃料噴射弁３の開弁時間をオープンループ制御する。

【００２３】さて、上述した安定燃焼限界制御サブルー
チンは、クランク割込信号ＳＧＴが入力する毎に、以下
の手順で繰り返し実行される。このサブルーチンを開始
すると、ＥＣＵ２３は、先ず図５のステップＳ２０で、
現在の運転状態が所定の学習領域にあるか否かを判定す
る。この判定は、例えば現在の運転状態が図７のリーン
空燃比マップにクロスハッチングで示した学習領域にあ
るか否かによって行われ、この判定がＮｏである場合に
は、後述する図６のステップＳ３６に進み、以下のステ
ップを実行して燃料噴射弁３を駆動制御する。尚、本実
施例においては、体積効率ＥV がＥVAとＥVBとの間で、
かつエンジン回転数Ｎe がＮeAとＮeBとの間の範囲が上
述した所定の学習領域となっている。

【００２４】ステップＳ２０の判定がＹesであった場
合、ＥＣＵ２３は、ステップＳ２２で、所定値ＴCDX
（本実施例では、２５６）を初期値とするカウントダウ
ンタイマＴCDから１を減算した後、ステップＳ２３で、
下式により点火順序でのｍ番目の気筒のｎ回目の燃焼行
程における回転変動瞬時値Ｖmnを算出する。尚、本実施
例の場合、各気筒の点火順序は１−３−４−２である。

【００２５】Ｖmn＝（β／α−Ｔβ／Ｔα）・Ｋここで、α（固定値）はクランク角センサ１８がＯＦＦ
となる区間（圧縮上死点を含む１１０°），β（固定
値）はクランク角センサ１８がＯＮとなる区間（βに続
く７０°）であり、Ｔα，Ｔβはクランクシャフト２５
が区間α，区間βを回転するのに要する時間，Ｋは体積
効率ＥV とエンジン回転数Ｎe とをパラメータとするマ
ップに基づき設定される補正係数（＞０）である。そし
て、燃焼が正常に行われている場合には、圧縮行程の影
響を受けかつ燃焼が未だ不十分な燃焼行程前期（区間
α）では、クランクシャフト２５の回転が比較的遅く、
また、燃焼が完全に行われた燃焼行程後期（区間β）で
は、クランクシャフト２５の回転が比較的速いため、β
／α＞Ｔβ／Ｔαとなり、回転変動瞬時値Ｖmnは正の値
となる。また、失火が起こった場合には、燃焼による仕
事なしに他気筒の圧縮仕事をする必要があるため、クラ
ンクシャフト２５の回転が次第に遅くなってβ／α＜Ｔ
β／Ｔαとなり、回転変動瞬時値Ｖmnは負の値となる。

【００２６】回転変動瞬時値Ｖmnの算出を終えると、Ｅ
ＣＵ２３は、次に各気筒間のばらつきおよびサイクル間
のばらつきを排除するべく、ステップＳ２４で、前回燃
焼行程にあったｍ−１番目の気筒の回転変動瞬時値Ｖm-
1,n との偏差から、気筒別回転変動指数ΔＶmnを算出す
る。 ΔＶmn＝（Ｖmn−Ｅmn）−（Ｖm-1,n −Ｅm-1,n ）ここで、Ｅmnはローパスフィルタ的平均値であり、下式
を用いて演算される。尚、下式中のＫF はフィルタ係数
であり、本実施例では0.95とする。

【００２７】Ｅmn＝ＫF ・Ｅm,n-1 ＋（１−ＫF ）・Ｖmn 気筒別回転変動指数ΔＶmnを算出したら、ＥＣＵ２３
は、次にステップＳ２５で、気筒別回転変動指数ΔＶmn
が所定の閾値ΔＶｘを下回ったか否かを判定し、この判
定がＮｏである場合には、図６のステップＳ３０に進
む。尚、閾値ΔＶｘは、失火が生じた場合にのみ気筒別
回転変動指数ΔＶmnが下回るように、通常の燃焼に伴う
回転変動に対して十分低い値に設定されている。

【００２８】一方、ステップＳ２５の判定がＹesである
場合には、ステップＳ２６で失火回数カウンタＣMFに１
を加算した後、ステップＳ２７で、気筒別変動積算値Σ
ΔＶｍに今回の気筒別回転変動指数ΔＶmnを加算し、図
６のステップＳ３０に進む。尚、失火回数カウンタＣMF
および気筒別変動積算値ΣΔＶｍは、図９に示した通
り、カウントダウンタイマＴCDが初期値にリセットされ
る毎に、それぞれ初期値０にリセットされる。

【００２９】ＥＣＵ２３は、図６のステップＳ３０で、
カウントダウンタイマＴCDが０となったか否か、すなわ
ち学習領域内でＴCDX サイクルの運転が行われたか否か
を判定し、この判定がＮｏである場合には後述のステッ
プＳ３６に進み、燃料噴射弁３を駆動する。尚、本実施
例においては、運転状態が学習領域から一旦外れた場合
にも、失火回数カウンタＣMF，気筒別変動積算値ΣΔＶ
ｍ、およびカウントダウンタイマ値ＴCDはＲＡＭに保存
され、再度学習領域に入った時点でＥＣＵ２３は各値の
積算や減算を継続して行う。

【００３０】学習領域でＴCDX サイクルの運転が行わ
れ、ステップＳ３０の判定がＹesとなった場合、ＥＣＵ
２３は、ステップＳ３１で、失火回数カウンタＣMFの値
が０か否かを判定する。そして、この判定がＹesである
場合、ＥＣＵ２３は、当該気筒の空燃比が安定燃焼限界
に対して未だリッチ側にあると判断し、ステップＳ３２
で、所定の減量補正値ＫD （本実施例では、０．２％）
を用いて、下式により気筒別フィードバック係数ＫmFD
を更新する。尚、本実施例の場合、気筒別フィードバッ
ク係数ＫmFD は、０％から１０％の範囲の値をとり、Ｂ
ＵＲＡＭ等の不揮発性メモリーに記憶される。

【００３１】ＫmFD ＝ＫmFD −ＫD 一方、ステップＳ３１の判定がＮｏである場合、ＥＣＵ
２３は、ステップＳ３３で、失火回数カウンタＣMFの値
が閾値ＣMFX （本実施例では３回）以上であるか否かを
判定する。そして、この判定がＮｏである場合、ＥＣＵ
２３は、当該気筒の空燃比が安定燃焼限界にあると判断
し、燃料噴射弁３の気筒別フィードバック係数ＫmFD を
現状でホールドし、安定燃焼限界での運転を継続させ
る。

【００３２】また、ステップＳ３３の判定がＹesである
場合、ＥＣＵ２３は、当該気筒の空燃比がすでに安定燃
焼限界を超えてリーン側に突入したと判断する。そし
て、ステップＳ３４で、図１０のマップに基づき気筒別
変動積算値ΣΔＶｍに対応する気筒別増量補正値Ｋamを
設定し、下式により気筒別フィードバック係数ＫmFD を
更新する。尚、気筒別増量補正値Ｋamは、図１０に示し
たように、気筒別変動積算値ΣΔＶｍの増加に伴ってリ
ニアに増加する。

【００３３】ＫmFD ＝ＫmFD ＋Ｋam ステップＳ３２あるいはステップＳ３４で気筒別フィー
ドバック係数ＫmFD を更新すると、ＥＣＵ２３は、ステ
ップＳ３５で、失火回数カウンタＣMF，気筒別変動積算
値ΣΔＶｍおよびカウントダウンタイマＴCDの値をリセ
ットする。ステップＳ３５でのカウンタやタイマ等のリ
セットが終了すると、ＥＣＵ２３は、ステップＳ３６
で、現在の運転状態が所定の補正領域にあるか否かを図
７のリーン空燃比マップから判定する。尚、本実施例に
おいては、体積効率ＥV がＥVCとＥVDとの間で、かつエ
ンジン回転数Ｎe がＮeCとＮeDとの間の範囲が上述した
所定の補正領域となっている。補正領域は学習領域より
大きく設定されており、ＥVC＜ＥVA＜ＥVB＜ＥVDで、Ｎ
eC＜ＮeA＜ＮeB＜ＮeDとなっている。そして、補正領域
を外れる領域では失火の虞はなく、学習補正を必要とし
ない。

【００３４】ステップＳ３６の判定がＹesである場合に
は、ＥＣＵ２３は、ステップＳ３７で燃料補正係数ＫL
を下式により算出する。また、この判定がＮｏである場
合には、ＥＣＵ２３は、ステップＳ３８で燃料補正係数
ＫL を１とする。ＫL ＝１＋ＫmFD ステップＳ３７あるいはステップＳ３８で燃料補正係数
ＫL を求めたら、ＥＣＵ２３は、ステップＳ３９で、目
標空燃比ＯＡＦや体積効率ＥV を基に、下式により当該
気筒の燃料噴射弁３の開弁時間ＴINJ を算出し、ステッ
プＳ４０で燃料噴射弁３を駆動する。下式中、ＫT は種
々の補正係数，Ｖolは気筒容積，ＴD は無効噴射時間で
ある。

【００３５】ＴINJ ＝ＫT ・ＯＡＦ・ＥV ・Ｖol・ＫL ＋ＴD これにより、補正領域においては、目標空燃比ＯＡＦが
リッチ過ぎた場合、ＴCDX （２５６）サイクル毎に次第
にリーン化され、安定燃焼限界に近づいてゆく。また、
安定燃焼限界を超えてリーン側に突入した場合には、当
該気筒の空燃比が一度にリッチ化され、失火が即座に解
消される。尚、上述した制御は各気筒毎に行われるが、
これは安定燃焼限界の空燃比が個々の気筒で異なるため
である。

【００３６】以上で、具体的実施例の説明を終えるが、
本発明の態様はこの実施例に限るものではない。例え
ば、上記実施例は本発明を直列４気筒エンジンに適用し
たものであるが、単気筒エンジンやＶ型６気筒エンジン
等、気筒数やその配列が異なる種々のエンジンに適用し
てもよいし、ＥＧＲ制御や点火時期制御等、リーンバー
ン制御以外の種々の制御に適用してもよい。

【００３７】また、安定燃焼限界制御サブルーチンにお
ける燃料噴射量の初期値を、リーン空燃比マップから検
索した目標空燃比から演算せず、燃料噴射量マップから
直接検索するようにしてもよい。また、燃料噴射量の補
正を行った後、リーン空燃比マップの目標空燃比を学習
補正するようにしてもよい。また、上記実施例では、失
火回数カウンタの値が所定の範囲（１および２）にあっ
た場合には、燃料噴射量を現状でホールドするようにし
たが、所定値（例えば、３）未満の場合には一律にリー
ン化するようにしてもよい。更に、上記制御における各
閾値やカウントダウンタイマの初期値等は適宜設定可能
であるし、演算手順についても本発明の主旨を逸脱しな
い範囲で変更することが可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明の請求項１の回転変動検出方法に
よれば、内燃機関の燃焼行程を前期と後期とに２分割
し、燃焼行程前期の回転速度と燃焼行程後期の回転速度
との関係に対応した回転変動瞬時値Ｖｎを燃焼行程前後
期の回転角度比（β／α）と回転速度比（Ｔβ／Ｔα）
との偏差から算出するようにしたため、燃焼行程でのク
ランク角位置を３点検出するだけで回転変動検出を行う
ことが可能となり、また、クランク角信号検出手段の組
付後に燃焼が正常に行われている場合には回転角度比
（β／α）は常に一定であることから、ある気筒で燃焼
変動等の燃焼異常が起きると回転速度比（Ｔβ／Ｔα）
の変動に応じて回転変動瞬時値Ｖｎが変動することにな
り、当該回転変動瞬時値Ｖｎに基づいて回転変動を極め
て容易に検出することができる。これにより、クランク
角信号検出手段や演算手段等の構成を簡素なものとしな
がら回転変動を極めて容易に判定できる。

【００３９】また、請求項２の回転変動検出方法によれ
ば、内燃機関における燃焼行程前期の回転速度と燃焼行
程後期の回転速度との比に基づき回転変動瞬時値Ｖｎを
燃焼行程前後期の回転角度比（β／α）と回転速度比
（Ｔβ／Ｔα）との偏差から算出するようにしたため、
やはり当該回転変動瞬時値Ｖｎに基づいて回転変動を極
めて容易に検出することができ、演算手段等の構成を簡
素なものとしながら回転変動を極めて容易に判定でき
る。

【００４０】また、本発明に係る回転変動検出方法の好
ましい態様によれば、多気筒内燃機関の第１の気筒の回
転変動瞬時値と、当該第１の気筒の直前に燃焼行程にあ
った第２の気筒の回転変動瞬時値とから回転変動指数を
算出するのがよく、これにより回転変動が生じた気筒の
直後に燃焼行程を迎える気筒の回転変動検出を行う際
に、前記回転変動の影響が除外され、より正確な回転変
動の検出が可能となる。

【００４１】また、回転変動瞬時値とその気筒の回転変
動瞬時値の平均値との差から回転変動指数を検出するの
がよく、これにより各気筒間におけるクランク角信号検
出手段の取付誤差が無視でき、回転変動の判定精度が向
上する。また、この際、回転変動指数が閾値を所定回数
超えたときに回転変動が生じたと判定するのがよく、こ
れにより路面の変化の影響等によって生じる閾値以上の
回転変動指数すなわちノイズが除去され、回転変動の判
定精度が向上する。

【００４２】また、第１の気筒の燃焼行程後期終了と第
１の気筒より後に燃焼行程を迎える気筒の燃焼行程前期
の開始との双方を規定すべく出力されるクランク角信号
を備えるのがよく、これにより、多気筒内燃機関におい
ては、１気筒の燃焼行程期間を前期と後期とに区分する
のに必要なクランク角信号の気筒数倍より少ない数のク
ランク角信号を検出することで回転変動が検出でき、ク
ランク角検出手段や演算手段等の構成が簡素になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転変動検出方法を適用したエン
ジン制御系の一実施例を示した概略構成図である。

【図２】ロータプレートとクランク角センサとを示した
斜視図である。

【図３】クランク角センサの出力信号を示したグラフで
ある。

【図４】燃料噴射制御サブルーチンの手順を示したフロ
ーチャートである。

【図５】安定燃焼限界制御サブルーチンの手順を示した
フローチャートである。

【図６】安定燃焼限界制御サブルーチンの手順を示した
フローチャートである。

【図７】体積効率とエンジン回転数とをパラメータとす
るリーン空燃比マップである。

【図８】体積効率とエンジン回転数とをパラメータとす
るストイキオ／リッチ空燃比マップである。

【図９】回転変動と燃料噴射量等との関係を示したグラ
フである。

【図１０】変動積算値と燃料噴射増量係数との関係を示
したグラフである。

【符号の説明】

１エンジン３燃料噴射弁１２Ｏ₂センサ１７ロータプレート１８クランク角センサ２１ＥＣＵ２５クランクシャフト

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−224258（ＪＰ，Ａ) 特開平３−206342（ＪＰ，Ａ) 特開平４−279767（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 45/00 362

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関のクランク回転情報から、当該
内燃機関における回転変動を検出する回転変動検出方法
であって、前記内燃機関の燃焼行程期間を２分割して燃焼行程前期
と燃焼行程後期とを規定すべく、３つのクランク角位置
で出力されるクランク角信号を検出するステップと、検出したクランク角信号に基づき、前記燃焼行程前期の
回転速度と前記燃焼行程後期の回転速度との関係に対応
した回転変動瞬時値Ｖｎを算出するステップと、算出した回転変動瞬時値Ｖｎに基づき、前記内燃機関に
回転変動があったと判定するステップとを含み、前記回転変動瞬時値Ｖｎが、前記燃焼行程前期の回転角
度をαとし、前記燃焼行程後期の回転角度をβとし、内
燃機関が燃焼行程前期の回転に要する時間をＴα、燃焼
行程後期の回転に要する時間をＴβとしたとき、式Ｖｎ＝β／α−Ｔβ／Ｔα に基づき算出されることを特徴とする内燃機関の回転変
動検出方法。
【請求項２】内燃機関のクランク回転情報から、当該
内燃機関における回転変動を検出する回転変動検出方法
であって、前記内燃機関の燃焼行程前期と燃焼行程後期とをそれぞ
れ規定する所定のクランク角位置で出力されるクランク
角信号を検出するステップと、検出したクランク角信号に基づき、前記燃焼行程前期の
回転速度と前記燃焼行程後期の回転速度との比に対応し
た回転変動瞬時値Ｖｎを算出するステップと、算出した
回転変動瞬時値Ｖｎに基づき、前記内燃機関に回転変動
があったと判定するステップとを含み、前記回転変動瞬時値Ｖｎが、前記燃焼行程前期の回転角
度をαとし、前記燃焼行程後期の回転角度をβとし、内
燃機関が燃焼行程前期の回転に要する時間をＴα、燃焼
行程後期の回転に要する時間をＴβとしたとき、式Ｖｎ＝β／α−Ｔβ／Ｔα に基づき算出されることを特徴とする内燃機関の回転変
動検出方法。