JPH03279650A - 内燃機関の出力警告装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の発生出力に応した警告を行う出力
警告装置に関する。

Ｂ、従来の技術 従来より自動車においては速度警告装置が搭載されてお
り、そのような装置は、例えば第９図に示すフローチャ
ートに従って処理を行っている。

すなわち、ステップＳ１で車速センサからの出力を読み
込み、ステップＳ２でこれを信号処理して実際の車速を
検出し、ステップＳ３で車速が時速１１００ｋ／ｈ以上
であるか否かを判別する。１１００ｋ／ｈ未満のときは
ステップＳ２に戻り、１１００ｋ／ｈ以上になると、ス
テップＳ４で運転者（ドライバー）にアラームを発生す
る。これにより、運転者は車両の走行に注意を払うこと
になる。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来の速度警告装置にあって
は、所定の速度を越えると速度アラームが発せられるの
みで、過渡運転時（加・減速時等）に警告を発するもの
ではなかった。

本発明の技術的課題は、車両の過渡運転時に運転者に適
切な警告を与えることにある。

０１課題を解決するための手段 クレーム対応図である第１図により説明すると、本発明
は、機関の吸入空気量を検出する空気量検出手段１０１
と、機関の回転数を検出する回転数検出手段１０２と、
空気量検出手段１０１および回転数検出手段１０２の出
力に基づいて機関出力に関する情報を演算する機関出力
演算手段１０３と、この演算手段１０３で演算された情
報値を所定の警告基準値と比較し、該警告基準値以上の
とき警告信号を出力する警告信号発生手段１０４と、該
警告信号に基づいて所定の警告を発生する警告手段１０
５とを備えるものである。

Ｅ１作用 吸入空気量と機関回転数とから機関出力に関する情報が
演算される。その後、この情報値が所定の警告基準値と
比較され、該警告基準値以上のとき警告信号が出力され
て所定の警告が発生する。

Ｆ、実施例 第２図〜第５図により本発明の第１実施例を説明する。

第２図は本装置の全体構成図である。この図において、
１は車両に搭載されたエンジンであり、吸入空気はエア
クリーナ２から吸気管３を通して各気筒に供給され、燃
料はインジェクタ４により噴射される。気筒内の混合気
は点火プラグの放電作用によって着火・爆発し、排気管
５を通して排出される。

吸入空気の流量はエアーフローメータ６により検出され
、吸気通路３内のスロットルバルブ７によって制御され
る。エンジン１のクランク角はクランク角センサ８によ
り検出される。クランク角センサ８はエンジン１のクラ
ンク軸１ａの前端部等に設けられ、クランク軸１ａの一
定回転毎にパルス信号を発生する。なお、このクランク
角センサ８からのパルス信号を計数することによってエ
ンジン回転数Ｎが検出される。

エアーフローメータ６およびクランク角センサ８からの
信号はコントロールユニット１１および計測ユニット１
２に入力されており、コントロールユニット１１は主に
マイクロコンピュータにより構成され、各センサ６．８
からの信号に基づき所定のプログラムに従ってインジェ
クタ４の噴射量、噴射タイミング等を制御している。一
方、計測ユニット１２は各センサ６．８からの信号に基
づきｍ位回転当たりの吸入空気量を検出し、これに所定
の定数を乗算し、かつこれから損失相当分を差し引くこ
とで、機関の出力馬力（ｐｓ）およびトルク（ｋｇ−ｍ
）を逐次算出するとともに、所定の条件下でアラーム装
置１３にアラーム信号を出力するものであり、その回路
部と一体のケーシンク前面に、算出結果をディジタル表
示する表示器１４が設けられている。この表示器１４を
備えた計測ユニット１２は、例えば自動車の計器盤等に
配設されており、やはりマイクロコンピュータを利用し
ている。アラーム装置１３は、例えば発光ダイオードあ
るいはブザー等により構成され、アラーム信号に基づい
て運転者に警告を発する。

次に、動作を説明する。

第３図はアラーム発生処理のフローチャートであり、こ
のフローは例えば２ｍｓ毎に実行される。

まず、ステップＳｌｌでエアーフローメータ６の出力信
号から求めた吸入空気量Ｑを読み込み、ステップＳ１２
でクランク角センサ８の出力信号から求めたエンジン回
転数Ｎを読み込む。次いで、ステップＳ１３で単位回転
数光たりの吸入空気量Ｑ／Ｎを算出する。このＱ／Ｎは
、各サイクルでシリンダ内に吸入される空気量に比例し
たものである。次いで、ステップＳ１４でエンジン１が
実際に作動しているのか停止しているのかを、その回転
数Ｎに基づいて判別する。すなわち、回転数Ｎを所定の
回転数ＮＬ（例えば、５００ｒｐｍ）と比較し、Ｎ＜Ｎ
Ｌのときはエンジン１が停止していると判断してステッ
プ８１５で発生トルクＴをＯとした後、ステップＳ１９
へ抜ける。Ｎ≧ＮＬのときはエンジン１が作動している
と判断し、ステップ８１６へ進む。ステップ８１６では
エンジン１の負荷の有無を単位回転数当たりの吸入空気
量Ｑ／Ｎの値に基づいて判別する。すなわち、Ｑ／Ｎが
所定値Ａ（例えば、０．０１）よりも小さい場合には無
負荷運転であると判断し、ステップＳ１５でやはり発生
トルクＴを０とする。一方、Ｑ／Ｎが所定値Ａ以上のと
きは負荷運転であると判断し、ステップ８１７で次式に
従って基本トルクＴｏを算出する。

ＴＯ＝ＫＩＸ　（Ｑ／Ｎ）−に２　　・・・・・・■に
１、Ｋ２はエンジン１の仕様により決定される定数であ
り、例えば、Ｋ１は２８０〜３５０程度、Ｋ２は１〜４
程度となる。なお、Ｋ２はエンジン１自身の回転に使用
されるトルクであり、主に排気量の大小によって定まる
。次いで、ステップ８１８で上記基本トルクＴｏがらエ
ンジン回転数Ｎに依存した損失トルクＴＮを差し引いて
実際に出力されるトルクＴ（補正後トルク）を求める。

この損失トルクＴＮは、回転に伴うフリクション０スや
絞り損失等であり、例えば第４図に示すような特性に従
い、そのときのエンジン回転数Ｎに対応して決定される
。

なお、本実施例では損失相当分を回転数に依存しない項
に２と、依存する項ＴＮに分けて処理の容易化を図って
いるが、これに限らず、両者を一体のものとして取り扱
うことも可能である。

次いで、ステップＳ１９で上記のように求めたトルクＴ
（ｋｇ−ｍ）とそのときのエンジン回転数Ｎとを用いて
エンジン出力馬力ｐ　（ｐｓ）を次式に従って演算する
。

６０　Ｘ　７５ このようにして算出したエンジン出力トルクＴと出力馬
力Ｐは、計測ユニット１２前面の表示器１３において逐
次表示する。したがって、運転者は運転中に常にエンジ
ン１のトルクＴと出力馬力Ｐを知ることができ、例えば
変速時期等の決定に際して非常に便利なものになるとい
う特有の効果もある。次いで、ステップＳ２０で今回の
ルーチンの出力馬力Ｐを所定の設定出力馬力ＰＳＡと比
較する。設定出力馬力ＰＳＡは、フローチャートの実行
の前に予め初期セットされ、例えば本実施例では１０ｐ
ｓ〜１５Ｑｐｓの値に設定される。

この場合、３０〜４０ｐｓ程度に設定するのがドライバ
ビリティや燃費の点で好ましい。Ｐ≦ＰＳＡのときはス
テップＳｌｌに戻り、Ｐ＞ＰＳＡになると、車両が過渡
状態にあると判断し、ステップＳ２１でアラーム信号を
発生してアラーム装置１３を作動させ、運転者に警告を
与える。

例えば第５図に示すように速度アラームは定速走行の場
合、所定の速度に達してから初めて作動する。これに対
して、本実施例の方法では車速か低くても、例えば発進
からの急加速のように（全開出力に近いとき）車両運転
状態が過渡時のときは、機関出力馬力が所定の設定出力
を越えてアラームを発生するので、その直後に起こる車
両状態を予期できる。

具体的には、実際上、低速域ではある程度の急加速は許
容するものの、車両の過渡状態に最も近いパラメータで
あるエンジン出力馬力（又はトルク）の発生量により、
このパラメータが許容値を越えると直ちにアラームを発
し、高速域では緩やかな加速でもアラームを発している
。すなわち第５図に示すように、定速走行を示す車速−
馬力カーブから求まる出力馬力と所定出力馬力ＰＳＡと
の差分ΔＰＳだけは加速が可能であるが、この差分ΔＰ
Ｓは車速が大きいほど小さくなる。その結果、発進時や
低速走行時などでは急加速を行ってもアラームが発生し
ないが、所定速度を越えるような高速走行時は比較的緩
やかな加速でもアラームが発せられることになる。

次に、第６図は本発明の第２実施例を示す図であり、本
実施例はエンジン出力馬力ｐ（ｐｓ）の演算方法を変え
たものである。

第６図のアラーム発生処理のフローチャートにおいて、
まず、ステップ８３１でエアーフローメータ６の出力信
号■Ｓを読み込み、ステップＳ３２でクランク角センサ
８の出力信号から求めたエンジン回転数Ｎを読み込む。

次いで、ステップＳ３３で信号ｖＳと吸入空気量との関
係を示すデータテーブルに基づいてエアーフローメータ
６の部分を通過した吸入空気量Ｑを上記出力信号ｖＳか
ら計測する。これは、例えば信号ｖＳをパラメータとし
てデータテーブルから吸入空気量Ｑをルックアップして
求める。次いで、ステップＳ３４で。

各機関の吸気系の構造、例えば吸気２弁弐機関であるか
、過給機関であるか、といった条件によって吸気効率φ
が異なるので、その機関に対応して予め与えである吸気
効率φを上記吸入空気量Ｑに乗じて実際の吸入空気量Ｑ
Ａ　（ＱＡ＝φ・Ｑ）を求める。次いで、ステップＳ３
５で上記の吸入空気量ＱＡと機関固有の比例定数にとか
ら、そのときのエンジン出力馬力Ｐ　（ＰＳ）を次式に
従って算出する。

Ｐ＝に−ＱＡ　　　・・・・・・■ 第７図は一例としてスロットルバルブ７の全開時におけ
る吸入空気量ＱＡ［ｋｇ／ｈｒ］と出力馬力ｐ　（ｐｓ
）との関係を種々の機関について実測したものであり、
イはＤＯＨＣ４弁型のターボ１ 過給機関、口はＤＯＨＣ４弁型の自然吸気機関、ハは０
ＨＣ４弁型の自然吸気機関、二は０ＨＣ２弁型の自然吸
気機関の各特性をそれぞれ示している。この特性図によ
って明らかなように、各機関の型式によりその傾き、つ
まり比例定数が異なるものの、吸入空気量ＱＡと出力馬
力Ｐとは略比例関係にある。したがって、その比例定数
Ｋを予め与えておくことによって、吸入空気量ＱＡから
出力馬力Ｐを求めることができる。

次いで、ステップ８３６で出力馬力Ｐを所定の設定出力
ＰＳＡと比較し、ＰＳＰＳＡのときはステップＳ３１に
戻り、Ｐ＞Ｐ　Ｓ　Ａになると、ステップ８３７で同様
にアラーム信号を発生してアラーム装置１３を作動させ
、運転者に警告を与える。

したがって、本実施例においても出力馬力Ｐの算出方法
が異なるものの、前記実施例と同様の効果を得ることが
できる。

次に、第８図は本発明の第３実施例を示す図であり１本
実施例はエンジン出力馬力Ｐの変化量によりアラーム発
生を行うものである。

第８図のアラーム発生処理のフローチャートの説明に当
たり、第３図に示した第１実施例と同様の処理を行うス
テップには同一番号を付して１重複説明を省略する。

ステップ８１８を経ると、次いで、ステップＳ４１では
ステップ８１８で求めたトルクＴ（ｋｇ・ｍ）とそのと
きのエンジン回転数Ｎとを用いて今回のルーチンのエン
ジン出力馬力ＰＮ　（ＰＳ）を次式に従って演算する。

０Ｘ７５ 次いで、ステップＳ４２で今回のエンジン出力馬力ＰＮ
をメモリの所定アドレスにストアし、ステップＳ４３で
前回出力馬力ＰＮＢと今回出力馬力ＰＮとの差の絶対値
ΔＰを次式に従って算出する。

ΔＰ＝　　　ＰＮＢ−ＰＮ　　　　　　・・・・・・　
■この出力差ΔＰは車両の加減速量の変化を表すものと
なる。次いで、ステップ８４４で出力差ΔＰを所定の設
定出力ＰＳＡと比較し、ΔＰ≦ＰＳＡのときはステップ
Ｓｌｌに戻り、ΔＰ＞ＰＳＡになると、ステップＳ４５
で同様にアラーム信号を発生してアラーム装置１３を作
動させ、運転者に警告を与える。

したがって、本実施例では出力差ΔＰをアラーム発生の
判断に用いており、これは車両の加減速量の変化を表し
ているので、特に急加減速の場合にきめ細かくアラーム
を行うことができるという効果がある。

以上の実施例の構成において、エアーフローメータ６が
空気量検出手段１０１を、クランク角センサ８が回転数
検出手段１０２を、計測ユニット１２が機関出力演算手
段１０３および警告信号発生手段１０４を、アラーム装
置１３が警告手段１０５を構成している。なお、本明細
書中で機関出力馬力と出力トルクを総称して機関出力と
呼び、情報値とはこの機関出力あるいは、第３の実施例
のΔＰを指す。

Ｇ１発明の効果 本発明によれば、車両における機関出力を情報源として
運転状況の過渡時（加・減速時等）の警告を有効に行え
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図である。 第２図〜第５図は本発明に係る内燃機関の出力警告装置
の第１実施例を説明するもので、第２図が全体構成図、
第３図がアラーム発生処理のフローチャート、第４図が
損失トルクの特性図、第５図が機関出力馬力と車速の関
係を示す特性図、第６図および第７図は本発明に係る内
燃機関の出力警告装置の第２実施例を説明するもので、
第６図がアラーム発生処理のフローチャート、第７図が
吸入空気量と出力の関係を示す特性図、第８図は本発明
に係る内燃機関の出力警告装置の第３実施例におけるア
ラーム発生処理のフローチャート、第９図が従来のアラ
ーム発生処理のフローチャートである。 １：エンジン　　２：エアクリーナ ３：吸気管　　　４：インジェクタ ５：排気管　　　６：エアーフローメータ１ ３ ０１ ０３ ０５ ：スロットルバルブ ：コントロールユニツＩ− 二アラーム装置 ：空気量検出手段 二機関出力演算手段 ：警告手段 ８：クランク角センサ １２：計測ユニット １４：表示器 １０２：回転数検出手段 １０４：警告信号発生手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）機関の吸入空気量を検出する空気量検出手段と、 機関の回転数を検出する回転数検出手段と、空気量検出
   手段および回転数検出手段の出力信号に基づいて機関出
   力に関する情報を演算する機関出力演算手段と、 この演算手段で得られた情報値を所定の警告基準値と比
   較し、警告基準値以上のとき警告信号を出力する警告信
   号発生手段と、 該警告信号に基づいて所定の警告を発生する警告手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関の出力警告装置。 ２）請求項１の装置において、前記情報値が機関出力馬
   力あるいは出力トルクであることを特徴とする内燃機関
   の出力警告装置。 ３）請求項１の装置において、前記情報値が機関出力馬
   力あるいは出力トルクの変化量であることを特徴とする
   内燃機関の出力警告装置。