JPH0571401A - 内燃機関の燃料制御装置および失火検出装置 - Google Patents
内燃機関の燃料制御装置および失火検出装置Info
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- JPH0571401A JPH0571401A JP22783791A JP22783791A JPH0571401A JP H0571401 A JPH0571401 A JP H0571401A JP 22783791 A JP22783791 A JP 22783791A JP 22783791 A JP22783791 A JP 22783791A JP H0571401 A JPH0571401 A JP H0571401A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】内燃機関の希薄限界（トルク変動の許容限界）
を検出し、燃料の性状やエンジンの個体差によらず常に
希薄限界付近での運転を可能にし、燃費性能の向上をは
かること。 【構成】内燃機関の振動を検出する振動検出手段と、該
振動検出手段の出力信号により機関のトルク変動を検出
するトルク変動検出手段と、トルク変動検出手段の出力
に応じて燃料供給量を設定する燃料量設定手段を設け
た。 【効果】燃料の性状やエンジンの個体差によらず常に希
薄限界付近での運転を可能にし、燃費性能の向上をはか
れる。
を検出し、燃料の性状やエンジンの個体差によらず常に
希薄限界付近での運転を可能にし、燃費性能の向上をは
かること。 【構成】内燃機関の振動を検出する振動検出手段と、該
振動検出手段の出力信号により機関のトルク変動を検出
するトルク変動検出手段と、トルク変動検出手段の出力
に応じて燃料供給量を設定する燃料量設定手段を設け
た。 【効果】燃料の性状やエンジンの個体差によらず常に希
薄限界付近での運転を可能にし、燃費性能の向上をはか
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料供給装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、特開昭58−48749
号にあるように、空燃比センサにより機関の空燃比を検
出し、目標空燃比となるように制御することにより、希
薄領域で運転を行い燃費の改善を図るものがある。
号にあるように、空燃比センサにより機関の空燃比を検
出し、目標空燃比となるように制御することにより、希
薄領域で運転を行い燃費の改善を図るものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】希薄領域で運転を行う
場合にトルク変動や失火が発生しない状態で燃料供給量
を制御する必要があるが、正常に燃焼する限界、すなわ
ち希薄限界は運転状態の他にも、燃料の性状や、エンジ
ンの個体差などの要因によりばらつきがある。上記従来
技術では、このような希薄限界のばらつきにたいして余
裕度を確保するために空燃比を希薄限界に対しややリッ
チ側に設定していた。このため十分な燃費性能が得られ
ないという問題があった。これに対してエンジンの希薄
限界を検出し、常に希薄限界付近で運転できれば燃費性
能を向上することが出来る。
場合にトルク変動や失火が発生しない状態で燃料供給量
を制御する必要があるが、正常に燃焼する限界、すなわ
ち希薄限界は運転状態の他にも、燃料の性状や、エンジ
ンの個体差などの要因によりばらつきがある。上記従来
技術では、このような希薄限界のばらつきにたいして余
裕度を確保するために空燃比を希薄限界に対しややリッ
チ側に設定していた。このため十分な燃費性能が得られ
ないという問題があった。これに対してエンジンの希薄
限界を検出し、常に希薄限界付近で運転できれば燃費性
能を向上することが出来る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、本発明では、内燃機関のブロック壁の振動を検出
する振動検出手段と、機関のトルク変動を検出するトル
ク変動検出手段と、燃料供給量を設定する燃料量設定手
段を設けた。
ため、本発明では、内燃機関のブロック壁の振動を検出
する振動検出手段と、機関のトルク変動を検出するトル
ク変動検出手段と、燃料供給量を設定する燃料量設定手
段を設けた。
【０００５】
【作用】振動検出手段は内燃機関のブロック壁の振動を
検出し、トルク変動検出手段は振動検出手段の出力信号
レベルにより機関のトルク変動を検出する。設定手段
は、トルク変動検出手段の出力または、トルク変動検出
手段の出力と空燃比検出手段の出力に応じて燃料供給量
を設定するかまたは、目標空燃比を設定し、該目標空燃
比となるように燃料供給量を設定する。
検出し、トルク変動検出手段は振動検出手段の出力信号
レベルにより機関のトルク変動を検出する。設定手段
は、トルク変動検出手段の出力または、トルク変動検出
手段の出力と空燃比検出手段の出力に応じて燃料供給量
を設定するかまたは、目標空燃比を設定し、該目標空燃
比となるように燃料供給量を設定する。
【０００６】
【実施例】本発明の、基本となる構成を図１に示す。負
荷検出手段１はエンジンの負荷状態を検出する。振動検
出手段２はエンジンのブロック壁に取り付けられ、燃焼
状態を検出するためのものである。空燃比検出手段３は
燃焼時の空燃比を検出し空燃比の制御精度を向上する場
合に必要に応じて設けられる。トルク変動検出手段４
は、希薄化によるトルク変動をエンジンの振動レベルに
より検出するもので、振動検出手段２の出力信号レベル
もしくは所定周波数の信号成分の大きさからトルクの変
動量に相当する信号を出力する。設定手段５は、負荷検
出手段１による負荷検出値に応じて設定した燃料供給量
に対して、トルク変動検出手段４に応じた補正値を加え
るようにする。すなわち希薄運転時において、トルク変
動量が許容限界値となるように燃料の補正量を決定す
る。トルク変動量が許容限界値以内であればさらに希薄
方向に補正を行い、トルク変動量が許容値を越えた場合
にはリッチ方向に補正を行う。これにより、トルク変動
の大きさによって規定される希薄化の限界すなわち希薄
限界での運転が可能となる。
荷検出手段１はエンジンの負荷状態を検出する。振動検
出手段２はエンジンのブロック壁に取り付けられ、燃焼
状態を検出するためのものである。空燃比検出手段３は
燃焼時の空燃比を検出し空燃比の制御精度を向上する場
合に必要に応じて設けられる。トルク変動検出手段４
は、希薄化によるトルク変動をエンジンの振動レベルに
より検出するもので、振動検出手段２の出力信号レベル
もしくは所定周波数の信号成分の大きさからトルクの変
動量に相当する信号を出力する。設定手段５は、負荷検
出手段１による負荷検出値に応じて設定した燃料供給量
に対して、トルク変動検出手段４に応じた補正値を加え
るようにする。すなわち希薄運転時において、トルク変
動量が許容限界値となるように燃料の補正量を決定す
る。トルク変動量が許容限界値以内であればさらに希薄
方向に補正を行い、トルク変動量が許容値を越えた場合
にはリッチ方向に補正を行う。これにより、トルク変動
の大きさによって規定される希薄化の限界すなわち希薄
限界での運転が可能となる。
【０００７】また、空燃比センサを設け、所定の空燃比
目標値となるように燃料の閉ループ制御を行うもので
は、検出されたトルク変動量にもとづき、トルク変動量
が許容限界値となる時の空燃比検出値を、負荷，回転
数，水温などで規定される運転状態ごとに逐次記憶して
おき、適当な平均化を行ったものを空燃比の学習値と
し、以降再び同一の運転状態となったときに前記学習値
を空燃比の目標値として用いることもできる。
目標値となるように燃料の閉ループ制御を行うもので
は、検出されたトルク変動量にもとづき、トルク変動量
が許容限界値となる時の空燃比検出値を、負荷，回転
数，水温などで規定される運転状態ごとに逐次記憶して
おき、適当な平均化を行ったものを空燃比の学習値と
し、以降再び同一の運転状態となったときに前記学習値
を空燃比の目標値として用いることもできる。
【０００８】図２において、トルク変動検出手段による
トルク変動量の検出方法について説明する。
トルク変動量の検出方法について説明する。
【０００９】(ａ）は理想空燃比付近（Ａ／Ｆ≒１４.
７）で燃焼した場合（正常燃焼時）のトルク（図示平均
有効圧：Ｐi ）およびその時の振動センサの信号を１点
火ごとにプロットしたものである。（ｂ）は希薄限界付
近（Ａ／Ｆ≒２０.０ ）で燃焼させた場合について同様
に、トルクと振動センサの信号を示したものである。正
常燃焼時（ａ）にはトルクの変動がごくわずかであり、
振動センサの信号にもトルク変動の影響はみられない
が、希薄限界付近の燃焼（ｂ）では燃焼状態がばらつく
ことにより、１点火ごとにトルクの変動が生じ、これに
伴なって振動センサの信号レベルも増大している。
（ｃ）は振動センサの信号を所定期間観測しこれを周波
数分析したものである。希薄限界付近の燃焼では正常燃
焼時に比較していくつかの周波数帯域でスペクトルレベ
ルが増加している。このことから、希薄化によるトルク
変動の発生や失火の発生を振動センサの信号レベルまた
はそのスペクトルにより検出することができる。さら
に、あらかじめ実験等によりトルク変動の許容限界に相
当するしきい値を決めておくことにより希薄限界の検出
が可能となる。
７）で燃焼した場合（正常燃焼時）のトルク（図示平均
有効圧：Ｐi ）およびその時の振動センサの信号を１点
火ごとにプロットしたものである。（ｂ）は希薄限界付
近（Ａ／Ｆ≒２０.０ ）で燃焼させた場合について同様
に、トルクと振動センサの信号を示したものである。正
常燃焼時（ａ）にはトルクの変動がごくわずかであり、
振動センサの信号にもトルク変動の影響はみられない
が、希薄限界付近の燃焼（ｂ）では燃焼状態がばらつく
ことにより、１点火ごとにトルクの変動が生じ、これに
伴なって振動センサの信号レベルも増大している。
（ｃ）は振動センサの信号を所定期間観測しこれを周波
数分析したものである。希薄限界付近の燃焼では正常燃
焼時に比較していくつかの周波数帯域でスペクトルレベ
ルが増加している。このことから、希薄化によるトルク
変動の発生や失火の発生を振動センサの信号レベルまた
はそのスペクトルにより検出することができる。さら
に、あらかじめ実験等によりトルク変動の許容限界に相
当するしきい値を決めておくことにより希薄限界の検出
が可能となる。
【００１０】図３は本発明のシステム構成図である。エ
ンジンの吸入空気は、エアクリーナ１，吸入空気量セン
サ２，スロットルバルブ５，インテークマニホールド
６，吸気弁を経て燃焼室内に取り込まれる。シリンダブ
ロック７には振動を検出するための加速度センサが取り
付けられる。エンジンのクランクシャフトには回転数検
出用の電磁ピックアップ（ＲＥＦセンサ１２−１，ＰＯ
Ｓセンサ１２−２）を取り付ける。排気マニホールドに
は空燃比センサ１１を取り付ける。
ンジンの吸入空気は、エアクリーナ１，吸入空気量セン
サ２，スロットルバルブ５，インテークマニホールド
６，吸気弁を経て燃焼室内に取り込まれる。シリンダブ
ロック７には振動を検出するための加速度センサが取り
付けられる。エンジンのクランクシャフトには回転数検
出用の電磁ピックアップ（ＲＥＦセンサ１２−１，ＰＯ
Ｓセンサ１２−２）を取り付ける。排気マニホールドに
は空燃比センサ１１を取り付ける。
【００１１】吸入空気量センサ，加速度センサ，電磁ピ
ックアップ，空燃比センサの検出信号はコントロールユ
ニット９に入力される。コントロールユニットではこれ
らの検出値から燃料噴射量と点火時期を演算し、インジ
ェクタ１６，点火コイル１４に出力する。
ックアップ，空燃比センサの検出信号はコントロールユ
ニット９に入力される。コントロールユニットではこれ
らの検出値から燃料噴射量と点火時期を演算し、インジ
ェクタ１６，点火コイル１４に出力する。
【００１２】図４により本発明の第一実施例における、
コントロールユニット９の処理手順を説明する。
コントロールユニット９の処理手順を説明する。
【００１３】ステップ１００において、加速度センサの
信号を所定期間取り込む。ここで信号は所定の取り込み
周期ごとにＡ／Ｄ変換を行うことによりデータとして取
り込まれる。また信号を取り込む期間は、例えば数十点
火程度とする。ステップ110では検出負荷量に応じてＡ
／Ｆ＝１４.７〜１６ 程度となるような燃料のベース噴
射量：ｍB を計算する。ステップ１２０では加速度セン
サの信号をＦＦＴ等の周波数分析を行うことによりトル
ク変動指標：Ｐを計算する。ここでトルク変動指標とし
てはトルク変動の発生により増加するスペクトルの大き
さを用いる。また、バンドパスフィルタを用いて、所定
帯域の信号成分を分離して用いても良い。ステップ１３
０では負荷検出値から負荷変動の有無を判定し、変動が
ある場合（過渡状態）には燃焼の安定化を図るために希
薄化を行わずにステップ１５０で、先に計算されたベー
ス噴射量：ｍB に設定する。負荷変動がない場合（定常
状態）にはステップ１２０で得られたトルク変動指標：
Ｐと所定のしきい値を比較を行う。ここで、しきい値と
して、あらかじめ実験によりトルク変動が許容限界とな
るときのトルク変動指標値を求めておく。比較の結果、
Ｐ＜しきい値の場合はトルク変動が許容限界以内である
として所定の割合で希薄化を行い、燃料噴射量設定値：
ｍnew を以下のように設定する。
信号を所定期間取り込む。ここで信号は所定の取り込み
周期ごとにＡ／Ｄ変換を行うことによりデータとして取
り込まれる。また信号を取り込む期間は、例えば数十点
火程度とする。ステップ110では検出負荷量に応じてＡ
／Ｆ＝１４.７〜１６ 程度となるような燃料のベース噴
射量：ｍB を計算する。ステップ１２０では加速度セン
サの信号をＦＦＴ等の周波数分析を行うことによりトル
ク変動指標：Ｐを計算する。ここでトルク変動指標とし
てはトルク変動の発生により増加するスペクトルの大き
さを用いる。また、バンドパスフィルタを用いて、所定
帯域の信号成分を分離して用いても良い。ステップ１３
０では負荷検出値から負荷変動の有無を判定し、変動が
ある場合（過渡状態）には燃焼の安定化を図るために希
薄化を行わずにステップ１５０で、先に計算されたベー
ス噴射量：ｍB に設定する。負荷変動がない場合（定常
状態）にはステップ１２０で得られたトルク変動指標：
Ｐと所定のしきい値を比較を行う。ここで、しきい値と
して、あらかじめ実験によりトルク変動が許容限界とな
るときのトルク変動指標値を求めておく。比較の結果、
Ｐ＜しきい値の場合はトルク変動が許容限界以内である
として所定の割合で希薄化を行い、燃料噴射量設定値：
ｍnew を以下のように設定する。
【００１４】ｍnew＝ ｍold−ｍs ｍold：前回の燃料噴射量設定値 ｍs ：希薄化補正値 …（数１） Ｐ≧しきい値の場合はトルク変動が許容限界に達したと
みなして、燃焼の安定化を図るように所定量だけリッチ
化する。ｍnewの設定は以下となる。
みなして、燃焼の安定化を図るように所定量だけリッチ
化する。ｍnewの設定は以下となる。
【００１５】ｍnew＝ ｍold＋ｍa ｍold：前回の燃料噴射量設定値 ｍa ：リッチ化補正値 …（数２） 以上の処理により、トルク変動指標の値がほぼ一定に保
つような閉ループ制御となり、すなわちＡ／Ｆが希薄限
界付近に保たれることになり、燃費性能の向上を図れ
る。
つような閉ループ制御となり、すなわちＡ／Ｆが希薄限
界付近に保たれることになり、燃費性能の向上を図れ
る。
【００１６】次に本発明の第２実施例について説明す
る。本実施例は、空燃比検出を行い、目標空燃比となる
ように燃料噴射量の閉ループ制御を行う燃料制御装置に
おいて、希薄限界におけるＡ／Ｆ値を負荷，回転数等で
規定される運転状態ごとに記憶し、これをＡ／Ｆ目標値
として閉ループ制御することにより、希薄限界における
空燃比制御精度を向上させるものである。
る。本実施例は、空燃比検出を行い、目標空燃比となる
ように燃料噴射量の閉ループ制御を行う燃料制御装置に
おいて、希薄限界におけるＡ／Ｆ値を負荷，回転数等で
規定される運転状態ごとに記憶し、これをＡ／Ｆ目標値
として閉ループ制御することにより、希薄限界における
空燃比制御精度を向上させるものである。
【００１７】処理手順を図５に示す。ステップ２００，
ステップ２１０は、第１実施例と同様であり、加速度セ
ンサの信号を取り込んだ後、トルク変動量の計算を行
う。ステップ２２０では、希薄限界となるＡ／Ｆ値を学
習するタイミングであるかを判定する。Ａ／Ｆ値の学習
は所定のタイミングで所定期間行い、この時燃料の閉ル
ープ制御は中止する（ただし、学習と閉ループ制御を同
時に行う方法もある）。学習を行わない場合はステップ
２３０で目標空燃比と空燃比検出値とを比較し目標空燃
比となるように燃料噴射量の閉ループ制御を行う。ステ
ップ２４０ではトルク変動指標：Ｐと所定のしきい値を
比較し、Ｐ＜しきい値であればステップ２５０において
所定割合で空燃比を希薄化する。Ｐ≧しきい値であれば
ステップ２６０において空燃比検出値を、該当する運転
状態に対応する記憶領域に記憶させる。ここで空燃比検
出値の記憶時には適当な平均化を行っても良い。ステッ
プ２７０では所定量だけ空燃比をリッチ補正する。
ステップ２１０は、第１実施例と同様であり、加速度セ
ンサの信号を取り込んだ後、トルク変動量の計算を行
う。ステップ２２０では、希薄限界となるＡ／Ｆ値を学
習するタイミングであるかを判定する。Ａ／Ｆ値の学習
は所定のタイミングで所定期間行い、この時燃料の閉ル
ープ制御は中止する（ただし、学習と閉ループ制御を同
時に行う方法もある）。学習を行わない場合はステップ
２３０で目標空燃比と空燃比検出値とを比較し目標空燃
比となるように燃料噴射量の閉ループ制御を行う。ステ
ップ２４０ではトルク変動指標：Ｐと所定のしきい値を
比較し、Ｐ＜しきい値であればステップ２５０において
所定割合で空燃比を希薄化する。Ｐ≧しきい値であれば
ステップ２６０において空燃比検出値を、該当する運転
状態に対応する記憶領域に記憶させる。ここで空燃比検
出値の記憶時には適当な平均化を行っても良い。ステッ
プ２７０では所定量だけ空燃比をリッチ補正する。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、加速度センサの信号から
得られたトルク変動指標を用いて、希薄限界を検出し
て、燃料の閉ループ制御を行うことにより、燃料の性状
やエンジンの個体差によらず常に希薄限界付近での運転
が可能となり、燃費性能の向上を図ることが出来る。
得られたトルク変動指標を用いて、希薄限界を検出し
て、燃料の閉ループ制御を行うことにより、燃料の性状
やエンジンの個体差によらず常に希薄限界付近での運転
が可能となり、燃費性能の向上を図ることが出来る。
【図１】本発明の基本構成図である。
【図２】トルク変動の検出方法を示す図である。
【図３】システム構成図である。
【図４】第１実施例の処理手順を示す図である。
【図５】第２実施例の処理手順を示す図である。
【符号の説明】 １…負荷検出手段、２…振動検出手段、３…空燃比検出
手段、４…トルク変動検出手段、５…燃料量設定手段。
手段、４…トルク変動検出手段、５…燃料量設定手段。
Claims (4)
- 【請求項１】内燃機関の負荷を検出し、燃料供給量を調
節する燃料制御装置において、 内燃機関のブロック壁の振動を検出する振動検出手段
と、該振動検出手段の出力信号により機関のトルク変動
を検出するトルク変動検出手段と、トルク変動検出手段
の出力に応じて燃料供給量を設定する燃料量設定手段を
設けたことを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。 - 【請求項２】上記トルク変動検出手段は、振動検出手段
の出力信号における所定周波数の振動成分のレベルによ
り機関のトルク変動を検出することを特徴とする請求項
１記載の内燃機関の燃料制御装置。 - 【請求項３】上記燃料量設定手段は、燃焼時の空燃比を
検出する手段を備え、負荷，回転数，冷却水温等で規定
される運転状態ごとに、トルク変動検出手段によるトル
ク変動が所定値となる空燃比検出値を記憶し、以降、該
運転状態になったとき、前記記憶値に応じて空燃比の目
標値を設定し、該目標値になるように燃料供給量を設定
することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料制
御装置。 - 【請求項４】内燃機関のブロック壁の振動を検出する振
動検出手段を備え、振動検出手段の出力信号における所
定周波数の振動成分のレベルにより、機関の失火の有無
を検出することを特徴とする内燃機関の失火検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22783791A JPH0571401A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 内燃機関の燃料制御装置および失火検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22783791A JPH0571401A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 内燃機関の燃料制御装置および失火検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571401A true JPH0571401A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16867148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22783791A Pending JPH0571401A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 内燃機関の燃料制御装置および失火検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0571401A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017592A1 (fr) * | 1993-12-21 | 1995-06-29 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Procede d'evaluation de l'etat de combustion d'un moteur a combustion interne et procede et appareil de regulation de l'etat de combustion d'un moteur a combustion interne |
| EP0690299A3 (en) * | 1994-06-30 | 1996-09-25 | Rover Group | A method of monitoring vibrations in vehicles |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP22783791A patent/JPH0571401A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017592A1 (fr) * | 1993-12-21 | 1995-06-29 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Procede d'evaluation de l'etat de combustion d'un moteur a combustion interne et procede et appareil de regulation de l'etat de combustion d'un moteur a combustion interne |
| US5687692A (en) * | 1993-12-21 | 1997-11-18 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Combustion state determination method of internal combustion engine, as well as combustion state control method and combustion state control system for internal combustion engine |
| EP0690299A3 (en) * | 1994-06-30 | 1996-09-25 | Rover Group | A method of monitoring vibrations in vehicles |
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