JPH06221217A - 内燃機関のサージ・トルク検出装置 - Google Patents

内燃機関のサージ・トルク検出装置

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JPH06221217A
JPH06221217A JP1272593A JP1272593A JPH06221217A JP H06221217 A JPH06221217 A JP H06221217A JP 1272593 A JP1272593 A JP 1272593A JP 1272593 A JP1272593 A JP 1272593A JP H06221217 A JPH06221217 A JP H06221217A
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combustion
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surge torque
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Naomi Tomizawa
尚己 冨澤
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】サージ・トルクの検出精度を高め水温補正増量
等を適正化する。 【構成】同一気筒における燃焼圧を単位時間周期でサン
プルして差分の総和をフーリエ変換し、サージ・トルク
に関与する特定周波数成分のレベルΔP1 をメモリAに
記憶し、気筒間の燃焼圧の差分の総和をフーリエ変換
し、サージ・トルクに関与する特定周波数成分のレベル
ΔP2 をメモリBに記憶した後、これらΔP1 とΔP2
値に対応する水温増量補正係数の減少量ΔKTWを求め、
TWから逐次減少補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関におけるサー
ジ・トルクの発生レベルを検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関の暖機運転時には機関温
度が低いことにより所謂吸気通路内壁に燃料が付着して
流れる壁流量が増大し、また、燃焼室内においても低温
のため燃焼室壁に燃料が付着して空気と混合しにくいこ
とがあるため、混合気中の燃料量を確保すべく、機関冷
却水温度に応じた水温増量を行っている。
【0003】ところで、従来水温増量補正KTWは上記の
点を考慮して設定される基本的に燃焼を悪化させないた
めに必要な量に、特に蒸発しにくい燃料の使用による補
正分と燃料供給系の部品バラツキによる補正分とを加算
して設定されており、具体的には、最低必要量に対して
全水温増量補正のうちの約25% (前者の補正分) +5%
(後者の補正分) =30%分程度多い濃い目の混合気が供
給されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、気化性の
よい良質の燃料が使用され、燃料系の部品バラツキが普
通のレベルである場合には、過濃な混合気が供給され、
燃費やエミッションを悪化させる結果となっていた。本
発明は、このような従来の問題点がサージ・トルクの発
生レベルを所定以下に抑えるように燃料増量を設定する
ことにより解決できることに鑑みなされたもので、サー
ジ・トルクの発生を良好に検出できるようにしたサージ
・トルク検出装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
内燃機関のサージ・トルク検出装置は、所定の気筒につ
いて回転毎の燃焼圧の変動状態を検出する燃焼圧変動検
出手段と、複数の気筒間における燃焼圧のバラツキを検
出する燃焼圧バラツキ検出手段と、前記燃焼圧変動検出
手段及び燃焼圧バラツキ検出手段の少なくとも一方の検
出結果を用いてサージ・トルクの発生レベルを検出する
サージ・トルク検出手段と、を含んで構成した。
【0006】
【作用】例えば、運転状態検出手段によって検出される
機関のある程度以上の高回転領域では、サージ・トルク
の発生は同一気筒における回転毎の変動による影響が大
きく、また、同じく運転状態検出手段によって検出され
る機関の低回転領域ではサージ・トルクの発生は複数の
気筒間における燃焼圧のバラツキの方が影響が大きい。
【0007】そこで、サージ・トルク検出手段は、これ
ら燃焼圧変動検出手段によって検出される同一気筒の燃
焼圧変動状態と燃焼圧バラツキ検出手段により検出され
る気筒間の燃焼バラツキの少なくとも一方の値に基づい
て全運転領域にわたって、サージ・トルクの発生を良好
に検出する。
【0008】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。第1の一実施例の構成を示す図2において、内燃機
関1には、エアクリーナ2,吸気ダクト3,スロットル
チャンバ4及び吸気マニホールド5を介して空気が吸入
される。
【0009】吸気ダクト3には、エアフローメータ6が
設けられていて、吸入空気流量Qを検出する。スロット
ルチャンバ4には図示しないアクセルペダルと連動する
スロットル弁7が設けられていて、吸入空気流量Qを制
御する。吸気マニホールド5には、気筒毎に燃料噴射手
段として電磁式の燃料噴射弁8が設けられていて、図示
しない燃料ポンプから圧送されプレッシャレギュレータ
により所定の圧力に制御される燃料を噴射供給する。
【0010】また、機関の各気筒のクランク角位相差(
例えば、4気筒機関では180 °) 毎に基準信号REFを
出力するクランク角センサ9,機関の冷却水温度を検出
する水温センサ11の他、各気筒の例えば点火栓と共に締
結されて当該気筒の燃焼圧 (筒内圧) を検出する燃焼圧
センサ10が設けられ、これらからの検出信号は、マイク
ロコンピュータ内蔵のコントロールユニット12に出力さ
れ、コントロールユニット12は、これら検出信号に基づ
いて以下のようにサージ・トルクの検出を行って燃料の
水温増量補正係数KTWを設定する。
【0011】以下に、サージ・トルク検出により水温増
量補正係数KTWを設定するルーチンを図3にしたがって
説明する。ステップ (図ではSと記す。以下同様) 1で
は、所定の微小単位時間 (例えば12. 8μs) 毎に、燃
焼行程にある気筒に装着された燃焼圧センサ11により検
出された燃焼圧のアナログ値をデジタル値に変換する。
【0012】ステップ2では、クランク角センサ9から
の検出信号に基づいて、前記気筒が燃焼行程のうちの所
定のクランク角範囲にあるか否かを判別する。そして、
所定のクランク角範囲にあると判定された場合は、ステ
ップ3へ進みステップ1で変換されたサンプリング値
を、メモリMにMi として記憶する。ステップ4では、
前記Mi と前回のM1-i との差分の総和Σ (Mi −M
1-i )=ΔMを演算する。
【0013】ステップ5では、前記ステップ4で求めた
ΔMをフーリエ変換する。これによって、サンプリング
周期を単位周期としてその1〜i倍の周期を各周期とす
る各周波数成分についてのレベルが求められる。ステッ
プ6では、前記フーリエ変換の結果からサージ・トルク
に関与する所定の周波数成分fn のレベルΔP1 を選択
してメモリAに記憶する。この場合、最もサージ・トル
クに関与する1つの周波数成分のみを選択してもよい
が、複数の周波数成分を選択して単純に或いは重み付け
を加えて平均化した値を記憶するようにしてもよい。
【0014】以上ステップ1〜ステップ6までの部分
が、所定の気筒の回転毎の燃焼圧変動分を検出する燃焼
圧変動検出手段に相当する。次に、ステップ7では、各
気筒1〜nについて夫々の同一行程の同一クランク角時
期における燃焼圧の検出値Mi1〜Minを読み込む。ステ
ップ8では、気筒間の燃焼圧Mi1〜Minの差分 (バラツ
キ) ΔMi を全ての気筒間について求め、これらを全て
加算する。これによって、気筒間の燃焼圧の最大のバラ
ツキが検出される。
【0015】ステップ9では、前記所定のクランク角範
囲における全てのiについてΔMiをフーリエ変換す
る。ステップ10では、サージ・トルクに関与する所定の
周波数成分のレベルを選択してメモリBに記憶する。ス
テップ11では、前記フーリエ変換の結果からサージ・ト
ルクに関与する所定の周波数成分fm のレベルΔP2
選択してメモリBに記憶する。この場合も、複数の周波
数成分の値を単純に或いは重み付けを加えて平均化した
値を記憶するようにしてもよい。
【0016】以上ステップ7〜ステップ11までの部分
が、気筒間の燃焼圧のバラツキを検出する燃焼圧バラツ
キ検出手段に相当する。このようにして、同一気筒にお
ける燃焼圧変動分の検出と、気筒間の燃焼圧バラツキと
を検出した後、これらを総合的に加味してサージ・トル
クの発生レベルに見合った水温増量補正係数KTWの補正
設定を行う。
【0017】本実施例では暖機の開始時はサージ・トル
クの発生レベルが不明であるため、余裕をみて、従来同
様に水温増量補正係数KTWを高めに設定しておき、サー
ジ・トルクの発生レベルを検出しつつ、該水温増量補正
係数KTWを徐々に減らす方式とし、該毎回毎の減少量Δ
TWを前記同一気筒における燃焼圧変動分の検出と、気
筒間の燃焼圧バラツキとに基づいて設定する。
【0018】即ち、メモリAに記憶された同一気筒にお
ける燃焼圧変動分ΔP1 と、メモリBに記憶された気筒
間の燃焼圧バラツキΔP2 とに基づいてサージ・トルク
の発生レベルに見合った減少量ΔKTWを予めROMにΔ
1 及びΔP2 をパラメータとして記憶された減少量Δ
TWから検索により求める。ここで、機関の低回転領域
ではΔP1 の方がサージ・トルクの発生により関与し、
高回転領域ではΔP2の方サージ・トルクの発生により
関与するため、いずれか一方が大きければ、また、双方
の合計値があるレベル以上であれば、サージ・トルクの
発生レベルが大きいとしてΔKTWを小さく設定してあ
る。したがって、このステップ11の部分がサージ・トル
ク検出手段を含んで構成されている。
【0019】ステップ12では、現在の水温補正増量係数
TWから上記のようにして求められた減少量ΔKTWを差
し引くことにより、水温補正増量係数KTWを補正更新す
る。このようにすれば、機関の全領域にわたってサージ
・トルクの発生レベルを良好に検出することができ、該
検出レベルに見合って燃料の水温増量補正を適正に行う
ことができ、無駄な燃料の水温増量補正による燃費の悪
化や排気エミッションの悪化を防止できる。
【0020】また、ステップ2で所定クランク角範囲外
と判定された場合は、ΔP1 , ΔP 2 の更新を行うこと
なく、ステップ11, 12へ進む。次に、気筒間の燃焼圧の
バラツキを検出する別の実施例について説明する。同一
気筒の燃焼圧変動の検出については、前記図3のステッ
プ1〜ステップ6と同一であり、同図のステップ7〜ス
テップ10が、図4のステップ21〜ステップ23に置き代え
られる。
【0021】即ち、前記実施例のように高速領域におい
て発生する気筒間の燃焼圧のバラツキを直接的に検出す
ることは実際上はタイミング的にも難しく、演算誤差も
大きく発生し易い。また、燃焼圧センサ11も気筒毎に設
ける必要があり、コスト高につく。1個のみ設け、各気
筒の所定クランク期間でサンプリングすることも可能で
はあるが、センサから遠い気筒のレベルが異なるため、
精度的に劣る。そこで、燃焼圧センサ11は1個の特定気
筒のみに設け、気筒間の燃焼圧のバラツキは、各気筒の
クランク角位相差を周期とする回転速度の変動によって
検出するようにしたものである。ここで、クランク角セ
ンサ9により、各気筒のクランク角位相差毎に基準信号
が発生するため、該基準信号REF入力毎に回転速度の
変動を求める。
【0022】図4に基づいて説明すると、ステップ21で
は基準信号REF入力毎に、該REFの入力周期の逆数
に比例する値として回転速度Ni を求める。ステップ22
では、前回同様にして求めた回転速度Ni-1 との差分の
総和Σ (N i −N1-i ) =ΔNを演算する。ステップ23
では、前記ステップ4で求めたΔNをフーリエ変換す
る。これによって、基準信号REFの周期を単位周期と
してその1〜i倍の周期を各周期とする各周波数成分に
ついてのレベルが求められる。
【0023】ステップ24では、前記フーリエ変換の結果
からサージ・トルクに関与する所定の周波数成分 (複数
個を平均化処理してもよい) のレベルΔP2 を選択して
メモリBに記憶する。
【0024】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、サージ・トルクの発生レベルを全運転領域にわたっ
て高精度に検出することができ、以て、該サージ・トル
ク検出値に基づいて燃料の水温増量補正係数を適正に設
定するなどして燃費, 排気エミッション等の改善を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成・機能を示すブロック図
【図2】本発明の第1の実施例の構成を示す図
【図3】同上実施例のサージ・トルクの検出とそれによ
る水温増量補正係数の補正ルーチンを示すフローチャー
【図4】本発明の第2の実施例の気筒間の燃焼圧バラツ
キを求めるルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
1 内燃機関 9 クランク角センサ 10 燃焼圧センサ 12 コントロールユニット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の気筒について回転毎の燃焼圧の変
    動状態を検出する燃焼圧変動検出手段と、複数の気筒間
    における燃焼圧のバラツキを検出する燃焼圧バラツキ検
    出手段と、前記燃焼圧変動検出手段及び燃焼圧バラツキ
    検出手段の少なくとも一方の検出結果を用いてサージ・
    トルクの発生レベルを検出するサージ・トルク検出手段
    と、を含んで構成したことを特徴とする内燃機関のサー
    ジ・トルク検出装置。
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