JP4642125B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、この発明を第1気筒から第4気筒の4つの気筒を具備する内燃機関に適用した実施の形態を示すもので、内燃機関の概略構成を表したものである。
エンジン1には、各気筒の吸気管2毎に吸気量を制限する吸気量制御手段としてのスロットルバルブ3が配設されており、このスロットルバルブ3を開閉駆動するスロットルアクチュエ−タ4、およびスロットル開度を検出するスロットル開度検出センサ5が配設されている。また、各気筒のスロットルバルブ3の下流側同士を相互に接続した連通管6、および連通管6内の圧力を検出する手段である圧力センサ7が配設されている。更に、内燃機関の出力軸(図示せず)にクランク軸8が接続され、このクランク軸8の回転数を検出するクランク角検出センサ9、および気筒識別手段としてのカム角検出センサ10が配設されている。
図2に第1気筒(以下、#1気筒)の吸気上死点をクランク角0度とした各気筒の圧力センサ出力の変化を示す。図2には、各気筒の吸気通路やスロットルバルブ3のばらつきが少なく各気筒の吸気量が概ねそろった状態(以下、基準状態)での各気筒の圧力変化が実線で示され、基準状態に対して#1気筒の吸気通路とスロットルバルブ3にばらつきがあり、#1気筒に吸入される吸気量が他気筒に比べ少ない状態(以下、#1気筒の吸気量が少ない状態)での圧力変化が点線で示される。各気筒の排気バルブ15の全閉タイミング(以下、EVCタイミング)は一点鎖線で示している。各気筒の吸気行程も同時に記載する。縦軸は圧力センサ出力電圧、横軸はクランク角度である。
PA0<PA3≦PA2=PA1・・・・・(1)
PB0>PB3≧PB2=PB1・・・・・(2)
#3気筒の吸気行程時に現れる極小点の圧力<#1気筒の吸気行程時に現れる
極小点の圧力≦#2気筒の吸気行程時に現れる極小点の圧力=#4気筒の吸気
行程時に現れる極小点の圧力
となり、各吸気行程に現れる極小点の圧力のなかでの最小値の現れる吸気行程の気筒は#3気筒となる。吸気順序が最小値の現れる気筒の直前である気筒が吸気量ばらつき最大気筒であると推定できる。
#3気筒の吸気行程時に現れる極小点の圧力>#1気筒の吸気行程時に現れる
極小点の圧力≧#2気筒の吸気行程時に現れる極小点の圧力=#4気筒の吸気
行程時に現れる極小点の圧力
となり、このとき各気筒に対する圧力の最小値のうち圧力が最大値である気筒は#3気筒となる。吸気順序が最大値の現れる気筒の直前である気筒が吸気量ばらつき最大気筒であると推定できる。
まず、ステップS501にて、現在の連通管6内の圧力PNOWを測定する。次に判断部S502へ進み、現在の連通管6内の圧力PNOWと、吸気順序がn番目の気筒に対する連通管6内の圧力最小値MIN(n)を比較し、MIN(n)に対してPNOWが小さければステップS503へ進み、PNOWが大きければステップS504へ進む。ステップS503にてMIN(n)へPNOWを代入する。ステップS504へ進み、本処理を1回実施したとしてFCHKをインクリメントとする。
次に、実施の形態2について説明する。この実施の形態は、実施の形態1で説明した各気筒に対する圧力最小値の関係から吸気量ばらつき最大気筒を推定する他の実施の形態を説明するものである。実施の形態1で説明したように、圧力最小値から吸気量ばらつき最大気筒を推定するには、各気筒に対する圧力最小値の中での最大値または最小値を見つける必要がある。実施の形態2は、実施の形態1で説明した方法と異なる方法により、各気筒に対する圧力最小値の中での最大値または最小値を見つけるものである。
実施の形態1と同様に圧力を検出し、図12のように各気筒に対する圧力最小値が求められているとき、図14を用いて吸気量ばらつき最大気筒を推定する処理について説明する。図14は図7のステップS408の処理であり、実施の形態1にて説明した図11に相当する吸気量ばらつき最大気筒を推定する処理のフローチャートである。
例えば、図12の結果であれば、MIN(KBAS)=3.63、MIN(KMAX)=3.64、MIN(KMIN)=3.50であるので、
MIN(KBAS)−MIN(KMIN)=0.13、MIN(KMAX)−MIN(KBAS)=0.01となり、ステップS704の計算式は成り立つこととなる。
次に、実施の形態3について説明する。この実施の形態は実施の形態1で説明した各気筒に対する圧力最小値の関係から吸気量ばらつき最大気筒を推定する更に異なる実施の形態を説明するものである。
実施の形態1で述べたとおり圧力最小値から吸気量ばらつき最大気筒を推定するには、各気筒に対する圧力最小値の中での最大値または最小値を見つける必要がある。実施の形態3は、実施の形態1あるいは実施の形態2で説明した方法と異なる方法により、各気筒に対する圧力最小値の中での最大値または最小値を見つけるものである。
基準気筒の圧力最小値から基準気筒を除く各気筒の圧力最小値を減算し、差を求める。基準気筒からの差を求めることで、差の絶対値が最も大きい気筒の吸気順序が直前の気筒が基準気筒に対して吸気量ばらつき最大気筒であり、そのとき差の値が正の値であれば吸気量が少ない側にばらついており、差の値が負の値であれば吸気量が多い側にばらついていることが推定できる。
以上のように圧力最小値の大小関係を用いることにより、吸気量ばらつき最大気筒を推定し、さらに吸気量ばらつき最大気筒の吸気量の大小を推定することができる。
3 スロットルバルブ 4 スロットルアクチュエ−タ
5 スロットル開度検出センサ 6 連通管
7 圧力検出センサ 8 クランク軸
9 クランク角検出センサ 10 カム角検出センサ
11 ECU 12 燃料噴射弁
13 点火プラグ 14 吸気バルブ
15 排気バルブ 16 ピストン
Claims (17)
- 3気筒以上の多気筒内燃機関への吸気量を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記多気筒内燃機関の各気筒の吸気通路に設けられた吸気量制御手段と、
前記各気筒における吸気量制御手段の下流側の吸気通路同士を相互に接続する連通管と、
前記各気筒に対する前記連通管内の圧力を検出する期間を設定する検出期間設定手段と、
前記検出期間中の連通管内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記各気筒に対してそれぞれの検出期間における圧力最小値を検出する圧力最小値検出手段と、
前記各気筒に対する前記圧力最小値の吸気順序および大小関係から他気筒と比べ吸気量が最も異なる気筒を推定する吸気量ばらつき最大気筒推定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記各気筒に対する前記圧力最小値から平均値を算出する平均値算出手段と、前記各気筒に対する前記圧力最小値と前記平均値の差の絶対値を算出する絶対値算出手段と、前記絶対値の最大値である絶対値最大気筒を特定する絶対値最大気筒特定手段と、を備え、
前記絶対値最大気筒から吸気量ばらつき最大気筒を推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記平均値から前記絶対値最大気筒の圧力最小値を減算した値が正のとき、吸気順序が前記絶対値最大気筒の直前である気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、かつ吸気量が他気筒と比べ少ない側にばらついている気筒であると推定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記平均値から前記絶対値最大気筒の圧力最小値を減算した値が負のとき、吸気順序が前記絶対値最大気筒の直前である気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、かつ吸気量が他気筒と比べ多い側にばらついている気筒であると推定することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記各気筒に対応する前記圧力最小値の中の最大値に対応する気筒を特定する最大値気筒特定手段と、前記各気筒に対応する前記圧力最小値の中の最小値に対応する気筒を特定する最小値気筒特定手段と、前記各気筒のうち前記最大値気筒と前記最小値気筒以外の任意の気筒を基準気筒として決定する基準気筒決定手段と、前記基準気筒に対する圧力最小値から前記最小値気筒に対する圧力最小値の差を算出する最小値気筒差分算出手段と、前記最大値気筒に対する圧力最小値から基準気筒に対する圧力最小値の差を算出する最大値気筒差分算出手段と、前記最小値気筒差分と前記最大値気筒差分を比較する差分比較手段と、を備え、
前記差分比較手段の比較結果に基づき前記吸気量ばらつき最大気筒を推定することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記差分比較手段の比較において、最大値気筒差分と比べ最小値気筒差分が大きかったとき、前記最小値気筒の吸気順序が直前の気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、かつ吸気量が他気筒と比べ少ない側にばらついている気筒であると推定することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記差分比較手段の比較において、最小値気筒差分と比べ最大値気筒差分が大きかったとき、前記最大値気筒の吸気順序が直前の気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、かつ吸気量が他気筒と比べ多い側にばらついている気筒であると推定することを特徴とする請求項5または6に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
予め任意の気筒を基準気筒として決定する基準気筒決定手段と、
前記基準気筒の圧力最小値から前記基準気筒を除く各気筒の圧力最小値を減算した差の絶対値を算出する絶対値算出手段と、
前記絶対値の最大値である絶対値最大気筒を特定する絶対値最大気筒特定手段と、
を備え、
前記絶対値最大気筒の直前の吸気順序の気筒を吸気量ばらつき最大気筒と推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記基準気筒の圧力最小値から前記絶対値最大気筒の圧力最小値を減算した値が正のとき、吸気順序が前記絶対値最大気筒の直前である気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、かつ吸気量が他気筒と比べ少ない側にばらついている気筒であると推定することを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記基準気筒の圧力最小値から前記絶対値最大気筒の圧力最小値を減算した値が負のとき、吸気順序が前記絶対値最大気筒の直前である気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、かつ吸気量が他気筒と比べ多い側にばらついている気筒であると推定することを特徴とする請求項8または9に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記検出期間内にて連通管内の圧力が連続で増加することを検出した時点で前記検出期間が終了することを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記圧力最小値検出手段の検出を複数回繰り返し、求められた圧力の平均値を各気筒の圧力の最小値とすることを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- タイマを備え、前記タイマによる設定にて前記圧力検出手段の圧力検出が実施されることを特徴とする請求項1〜12の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記検出期間が各気筒に対する吸気行程中に設定されることを特徴とする請求項1〜13の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記検出期間が概ね各気筒の排気バルブの閉じるタイミングから始まることを特徴とする請求項1〜14の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- クランク角検出手段を備え、所定クランク角毎に前記圧力検出手段による圧力検出が実施されることを特徴とする請求項1〜15の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記検出期間が所定クランク角毎の処理回数にて設定されることを特徴とする請求項16に記載の内燃機関用制御装置。
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