JPH04314951A - エンジン用圧力検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの筒内圧力を検
出するエンジン用圧力検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジン制御において、例え
ば特開平２−８１９４２号公報に開示されるように、圧
電素子タイプの圧力センサを各気筒毎の点火プラグの取
付座に配して筒内圧力の変化を電気信号として検出し、
これに基づいてエンジンの各気筒毎の燃焼状態の制御を
行うようにしたものは知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如く
圧電素子タイプの圧力センサを各気筒毎の点火プラグの
取付座に配して筒内圧力を検出するものでは、点火プラ
グとその取付部のシリンダヘッドとの間にかかる荷重が
筒内圧の変化に応じて変化することを利用しているので
、点火プラグをシリンダヘッドに締付けるときのトルク
が各気筒毎で異なると、上記圧力センサの初期設定値は
気筒毎で差が生じることになる。また、点火プラグが取
付けられる部分のシリンダヘッドの剛性が各気筒毎で異
なると、圧力センサの出力特性は各気筒毎で異なったも
のとなる。更に、上記圧力センサ個々のばらつきや経時
劣化等によっても、上記圧力センサの出力特性は異なっ
たものとなる。このような影響を受けると、正確な筒内
圧力の検出が行われず、この筒内圧力の検出値に基づい
た出力向上やノック防止等に対する燃焼状態の制御は正
確なものとはならない。更に、各気筒間でばらついた制
御となって、効果的にエンジン性能の向上を図ることが
できない。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、筒内圧力を検出す
る圧力センサの出力特性を適切に補正して、各気筒間で
の筒内圧力に基づく制御のばらつきをなくし、且つ筒内
圧力の計測精度を向上させて精度の良いエンジン制御を
行うことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明では、図６に示す筒内圧力の特性図において、
ａ区間で示される排気弁のみが開いている排気行程のと
きの圧力Ｐａは排気系内圧力と等しく、また、ｂ区間で
示される吸気弁のみが開いている吸気行程のときの圧力
Ｐｂは吸気マニホールド内圧力と等しいこと、及び低回
転，低吸気運転領域例えばアイドル運転時では、排気系
内圧力が略大気圧に等しい即ち上記圧力Ｐａは大気圧と
略等しくなり、そして、そのときの吸気行程の筒内圧力
値である上記圧力Ｐｂは、大気圧と吸気マニホールド内
の圧力差であるブースト値と等しくなることから、上記
アイドル運転時等の低回転，低吸気運転領域において、
排気行程のときの圧力Ｐａと吸気行程のときの圧力Ｐｂ
との偏差Ｐａ−Ｐｂが、そのときの吸気行程の筒内圧力
言換えればブースト値と等しくなることを利用して、圧
力センサの出力特性を補正するようにしている。

【０００６】具体的に、本発明の講じた解決手段は、図
１に示すように、エンジンの筒内圧力を検出する圧電素
子タイプの圧力センサ３０と、エンジンのクランク角を
検出するクランク角検出手段３２と、エンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段５１と、上記各検出手段
３２，５１及び圧力センサ３０の出力信号を受け、低回
転，低吸気運転領域での吸気行程における上記圧力セン
サ３０の出力値と排気行程における上記圧力センサ３０
の出力値との偏差を演算し、該偏差と上記吸気行程にお
ける筒内圧力値との比から上記圧力センサ３０の出力特
性を補正する補正手段５２とを備える構成としている。

【０００７】

【作用】上記の構成により、本発明では、エンジンがア
イドル運転等の低回転，低吸気運転領域である状態を運
転状態検出手段５１が検出すると、クランク角検出手段
３２及び圧力センサ３０の出力信号を受け、上記低回転
，低吸気運転領域での吸気行程における上記圧力センサ
３０の出力値と排気行程における上記圧力センサ３０の
出力値との偏差を補正手段５２が演算する。この場合、
上記排気行程における圧力センサ３０の出力値は、大気
圧を示す出力値とみなされ、また、上記吸気行程におけ
る圧力センサ３０の出力値は、大気圧と吸気マニホール
ド内の圧力差であるブースト値を示す出力値とみなされ
、また、上記大気圧及びブースト値は共にそれぞれ各気
筒で等しいはずのものであるので、上記偏差は大気圧を
基準としたブースト値即ち上記吸気行程の筒内圧力値に
相当するものとなる。そして、補正手段５２は更に、上
記偏差と上記吸気行程における筒内圧力値（この場合、
上記圧力センサ３０の出力値によるもの或いは別途圧力
検出手段によって検出されたものでもよい）との比から
上記圧力センサ３０の出力特性を補正する。そのため、
大気圧を基準とした各気筒での上記偏差と実際の各気筒
の吸気行程の筒内圧力値との比から圧力センサ３０の出
力特性が修正されて、各気筒毎の筒内圧力の変化に対す
る圧力センサ３０の出力特性が揃えられ、各気筒毎の上
記圧力センサ３０の個々のばらつきや経時劣化等による
出力特性のずれがなくなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図２は本発明のエンジン用圧力検出装置を
備えたエンジンの概略構成を示す。同図において、１は
左右に各バンク２，３を有するＶ型６気筒エンジンであ
って、左右各バンク２，３の１気筒ずつのみを示す。こ
のエンジン１は上記左右の各バンク２，３にそれぞれシ
リンダ５ａ，５ｂを形成するシリンダブロック４と、こ
のシリンダブロック４の左右の各バンク上面に接合され
たシリンダヘッド６ａ，６ｂと、上記シリンダ５ａ，５
ｂ内をそれぞれ往復動するピストン７，７とを有し、上
記シリンダ５ａ，５ｂ内にはそれぞれシリンダヘッド６
ａ，６ｂの下面及びピストン７，７の頂面で区画される
燃焼室８，８が形成されている。上記左右の各バンク２
，３の燃焼室８，８には、それぞれ左右の吸気通路９ａ
，９ｂが接続され、その各燃焼室８，８への開口部には
吸気弁１０，１０が設けられて、所定のタイミングでも
って燃焼室８，８に吸気を導入するようにしている。 上記左右の吸気通路９ａ，９ｂは上流側で共通のサージ
タンク１１へそれぞれ接続されて一つの共通吸気通路９
に合流される。この共通吸気通路９には上流から順にエ
アクリーナ１２，吸入空気量を検出するエアフローメー
タ１３，吸入空気量を調節するためのスロットルバルブ
１４が配設されている。更に、上記左右の吸気通路９ａ
，９ｂの下流側には燃料を噴射供給するインジェクタ１
５，１５がそれぞれ配設されている。また、上記左右各
バンク２，３の燃焼室８，８にはそれぞれ左右の排気通
路１６ａ，１６ｂが接続され、その各燃焼室８，８への
開口部には排気弁１７，１７が設けられて、所定のタイ
ミングでもって燃焼室８，８から排気を排出するように
している。

【００１０】更に、図３に示すように、上記左右の各バ
ンク２，３の燃焼室８，８に臨ませて点火プラグ１８，
１８がそれぞれ左右の各バンクのシリンダヘッド６ａ，
６ｂに設けられている。そして、上記点火プラグ１８，
１８とシリンダヘッド６ａ，６ｂとの間に圧電素子を座
金状に形成した圧力センサ３０が上記点火プラグの座金
の代わりとして設けられている。この圧力センサ３０は
、シリンダ内の吸気の燃焼による圧力の変化に対応して
、上記点火プラグ１８のシリンダヘッド５ａ，５ｂの取
付座にかかる加重が変化するのを電気信号として取出し
、これによって筒内圧力を検出するものであり、その出
力信号（電圧値）はＣＰＵを内蔵したコントロールユニ
ット５０へ入力される。

【００１１】また、図２において、３１はサージタンク
１１に設けられ吸気負圧を検出するブーストセンサ、３
２はエンジン１のクランク角を検出するクランク角検出
手段としてのクランク角センサ、３３はエンジン回転数
を検出する回転数センサである。そして、上記各センサ
３１〜３３の出力信号は上記コントロールユニット５０
に入力されている。

【００１２】次に、上記コントロールユニット５０にお
ける圧力センサ３０の出力特性の補正を図４に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。

【００１３】同図において、スタート後、まず、ステッ
プＳ１で各センサからの信号即ちブーストセンサ３１に
よる吸気管負圧であるブースト値ＰＢ　，エンジン回転
数Ｎ，圧力センサ３０による各気筒（ｎ＝１〜６）の排
気行程における出力値Ｖａｎ，同じく吸気行程の出力値
Ｖｂｎを読み込む。

【００１４】次に、ステップＳ２でエンジン回転数Ｎが
１０００ｒｐｍより小さいか否かを判定する。この判定
がＹＥＳでエンジン回転数Ｎが１０００ｒｐｍより小さ
いときは、ステップＳ３へ進み、ブースト値ＰＢ　が−
４５０ｍｍＨｇ以下であるか否かを判定する。この判定
がＹＥＳのときは、エンジンの運転状態がアイドル運転
等の低回転，低吸気運転領域であると判断して次のステ
ップＳ４へ進む。上記ステップＳ２，Ｓ３により、エン
ジンの運転状態を検出する運転状態検出手段５１が構成
されている。

【００１５】ステップＳ４では、各気筒（ｎ＝１〜６）
毎において、圧力零点較正値即ち大気圧時の圧力センサ
３０の出力値Ｖｏｎとして、上記ステップＳ１で読み込
んだ排気行程における出力値Ｖａｎとする。更に、圧力
センサ３０の出力値である電圧を圧力に変換する際の電
圧ー圧力変換係数Ｖｋｎを、上記ステップＳ１で読み込
んだＶａｎとＶｂｎとの偏差（ＶａｎーＶｂｎ）とブー
スト値ＰＢ　との比としてＶｋｎ＝（ＶａｎーＶｂｎ）
／ＰＢ　により演算する。そして、図５に示すように、
上記圧力センサ３０の出力値の補正値Ｖとしては、実際
の筒内圧力値Ｐとの関係が、Ｖ＝Ｖｋｎ×Ｐ＋Ｖｏｎで
示される関係となるように補正して、筒内圧力値に基づ
くエンジン１の各種制御を行う制御ルーチンへ出力する
。この圧力センサ３０の出力特性の補正は、エンジン始
動後、一度設定されると次のエンジン再始動までは固定
される。このステップＳ４により、上記運転状態検出手
段５１，クランク角検出手段としてのクランク角センサ
３２，及び圧力センサ３０の出力信号を受け、低回転，
低吸気運転領域での吸気行程における上記圧力センサ３
０の出力値Ｖａｎと排気行程における上記圧力センサ３
０の出力値Ｖｂｎとの偏差を演算し、該偏差と上記吸気
行程における筒内圧力値ＰＢ　との比から上記圧力セン
サ３０の出力特性を補正する補正手段５２が構成されて
いる。

【００１６】一方、上記ステップＳ２或いはＳ３での判
定がＮＯのときは、そのまま圧力センサ３０の出力値を
上記制御ルーチンへ出力する。

【００１７】したがって、上記実施例では、各気筒（ｎ
＝１〜６）毎において、アイドル運転等の低回転，低吸
気運転領域で、その筒内圧力が大気圧と等しいと見なさ
れる排気行程における圧力センサ３０の出力値Ｖａｎを
圧力零点較正値Ｖｏｎと設定し、更に、上記Ｖａｎとそ
の筒内圧力がブースト値と等しいと見なされる吸気行程
における圧力センサ３０の出力値Ｖｂｎとの偏差（Ｖａ
ｎ−Ｖｂｎ）を演算し、この各気筒毎の偏差（Ｖａｎ−
Ｖｂｎ）と各気筒で共通の値となるブースト値ＰＢ　と
の比から、圧力センサ３０の出力値である電圧を圧力に
変換する際の電圧ー圧力変換係数Ｖｋｎを設定している
。 そのため、圧力センサ３０の出力値の初期設定値として
の圧力零点較正値Ｖｏｎを各気筒に共通の大気圧とする
ことができ、上記圧力センサ３０の初期設定値を各気筒
毎で同一に設定できる。更に、圧力センサ３０の出力値
である電圧を圧力に変換する際の電圧ー圧力変換係数Ｖ
ｋｎは、各気筒毎のブースト値に相当するものとなる上
記偏差（Ｖａｎ−Ｖｂｎ）と各気筒に共通のブーストセ
ンサ３１によるブースト値ＰＢとの比から設定している
ので、各気筒毎の圧力センサ３０の筒内圧力の変化に対
応する出力変化を揃えることができる。これらから各気
筒毎の圧力センサ３０の個々のばらつきや経時劣化等に
よりその出力特性に差が生じていても、その差を打消す
ように圧力センサ３０の出力特性を補正して、各気筒間
で筒内圧力に基づくエンジンの制御をばらつきのないも
のとすることができると共に、筒内圧力の計測精度を向
上させることができ、精度の良いエンジン制御を行うこ
とができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエンジン
用圧力検出装置によれば、エンジンがアイドル運転等の
低回転，低吸気運転領域であるときに、大気圧に等しい
とみなされる排気行程における圧力センサの出力値とブ
ースト値に等しくなる吸気行程における圧力センサの出
力値との偏差を演算し、該偏差と上記吸気行程における
筒内圧力値との比から圧力センサの出力特性を補正する
ので、大気圧を基準として各気筒毎の圧力センサの出力
特性の差をなくすことができ、各気筒間で筒内圧力に基
づくエンジンの制御をばらつきのないものとすることが
できる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例に係るエンジン用圧力検出装置
を備えるエンジンの全体概略構成図である。

【図３】要部拡大図である。

【図４】コントロールユニットにおける圧力センサの出
力特性の補正を示すフローチャート図である。

【図５】圧力センサの出力補正値と筒内圧力値との関係
を示す図である。

【図６】筒内圧力の変化を示す特性図である。

【符号の説明】

１　　エンジン ８　　燃焼室 １８　　点火プラグ ３０　　圧力センサ ３１　　ブーストセンサ ３２　　クランク角センサ（クランク角検出手段）５０
　　コントロールユニット ５１　　運転状態検出手段 ５２　　補正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エンジンの筒内圧力を検出する圧電素
   子タイプの圧力センサと、エンジンのクランク角を検出
   するクランク角検出手段と、エンジンの運転状態を検出
   する運転状態検出手段と、上記各検出手段及び圧力セン
   サの出力信号を受け、低回転，低吸気運転領域での吸気
   行程における上記圧力センサの出力値と排気行程におけ
   る上記圧力センサの出力値との偏差を演算し、該偏差と
   上記吸気行程における筒内圧力値との比から上記圧力セ
   ンサの出力特性を補正する補正手段とを備えたことを特
   徴とするエンジン用圧力検出装置。