JPH08165950A - エンジンの燃焼状態検出装置 - Google Patents

エンジンの燃焼状態検出装置

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JPH08165950A
JPH08165950A JP7042678A JP4267895A JPH08165950A JP H08165950 A JPH08165950 A JP H08165950A JP 7042678 A JP7042678 A JP 7042678A JP 4267895 A JP4267895 A JP 4267895A JP H08165950 A JPH08165950 A JP H08165950A
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JP
Japan
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twist
amount
crankshaft
combustion state
engine
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Application number
JP7042678A
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English (en)
Inventor
Yoriichi Tsuji
頼一 辻
Hiroyuki Nakamura
浩之 中村
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの燃焼状態を安価な手段で容易かつ
精度良く検出することができる燃焼状態検出装置を提供
する。 【構成】 複数気筒のうちの特定気筒が所定のタイミン
グにあるときのクランク軸１１の捩れ量を検出する捩れ
量検出手段２０と、該捩れ量検出手段２０により検出さ
れたクランク軸の捩れ量の変動量を検出する捩れ変動量
検出手段３０と、該捩れ変動量検出手段３０により検出
された捩れ量の変動量に基づいてエンジン１０の燃焼状
態を判別する燃焼状態を判別手段４０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの燃焼状態検
出装置に関し、特に燃費低減対策や排気ガス浄化対策が
施された自動車用内燃機関に適用するのに好適な燃焼状
態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の燃費特性の向上や排気ガス中の
有害排出物低減の手段として、稀薄燃焼技術や排気ガス
再循環技術等が知られているが、これらの技術において
は、混合気中のガソリン濃度ができるだけ薄い状態で、
混合気に安定に着火することが望ましく、そのために
は、エンジンの失火、ノッキングあるいはリーンリミッ
ト等の燃焼異常を確実に検知して、点火時期や空燃比を
精密に制御することが必要になる。
【０００３】従来、このような燃焼状態の異常を検出す
る技術としては、エンジンの気筒内圧力を測定し、その
変動量からトルク変動を検出する方法や、エンジンの膨
脹行程前後のクランク軸の回転速度差から間接的に失火
を判定する方法（例えば、特開昭５８−１９５３２号公
報参照）等が挙げられる。
【０００４】また、クランク軸の前部および後部に設け
たクランク軸捩れ量検出手段と、エンジン運転状態に応
じてクランク軸捩れ量比較基準値を定める手段と、クラ
ンク軸捩れ量とクランク軸捩れ量比較基準値とを比較し
失火したか否かを判定する手段とを備えたエンジンの失
火検出装置も提案されている（特開平４−１６８３３８
号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンの気筒内の圧力変化を検出する方法は、基本的には気
筒数だけ筒内圧センサを用意する必要があり、かつ検出
した圧力値からトルク値を求めるための複雑な計算を要
するため、検出装置自体が高価になるとともに、筒内圧
センサの装着も容易でないという問題があった。
【０００６】また、クランク軸の回転速度の変化を検出
する方法は、自動車の走行路面の凹凸といった外部の影
響によってもクランク軸の回転変動が生じるため、燃焼
状態の変化によるクランク軸の回転速度変動を特定する
ことは困難であった。
【０００７】さらに、多気筒エンジンのクランク軸に
は、各気筒の燃焼による爆発荷重が作用することに加
え、慣性力と捩じり振動による負荷荷重が作用するか
ら、ある一定の燃焼状態であってもクランク角度位置に
より捩れ量が複雑に変動し、燃焼状態には差異を生じて
いないにも拘らず、検出された捩れ量に差異を生じると
いう問題がある。したがって、単にクランク軸の前部と
後部の捩れ量の検出し、それを基準値と比較するだけで
は、失火を精度よく判別することは困難である。
【０００８】そこで、この問題の対策として、全行程の
平均的な捩れ量を検出するように構成することも考えら
れるが、通常、クランク軸の前端と後端との間に生じる
平均捩れ量は０．０１〜０．０３°程度と小さいため、
この検出値からさらに変動量を精度良く検出することは
極めて困難になる。
【０００９】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであって、エンジンの燃焼状態を安価な手段で
容易かつ精度良く検出することができる燃焼状態検出装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるエンジンの
燃焼状態検出装置は、複数気筒のうちの特定気筒が所定
のタイミングにあるときのクランク軸の捩れ量を検出す
る捩れ量検出手段と、該捩れ量検出手段により検出され
たクランク軸の捩れ量に基づいて該クランク軸の捩れ量
の変動量を検出する捩れ変動量検出手段と、該捩れ変動
量検出手段により検出された捩れ量の変動量に基づいて
エンジンの燃焼状態を判別する燃焼状態判別手段とを備
えていることを特徴とする。
【００１１】上記特定気筒は、上記複数気筒が直列に配
置されている場合、上記クランク軸の動力取出端から最
も離れた位置にある気筒であることが好ましい。
【００１２】上記捩れ量検出手段により上記クランク軸
の捩れ量を検出する所定のタイミングが、上記特定気筒
の圧縮上死点から膨脹下死点までのクランク角における
中間クランク角度よりも圧縮上死点側のクランク角度範
囲に設定されることが好ましい。
【００１３】上記捩れ量検出手段により上記クランク軸
の捩れ量を検出する所定のタイミングは、４気筒エンジ
ンの場合、上記特定気筒の圧縮上死点後４５°近傍に設
定され、６気筒エンジンの場合、上記特定気筒の圧縮上
死点後３０°近傍に設定される。
【００１４】本発明の１つの態様においては、上記クラ
ンク軸の捩れ量検出手段が、上記クランク軸の一端に設
けられた第１クランク角センサと上記クランク軸の他端
に設けられた第２クランク角センサとを備え、該第１お
よび第２クランク角センサの出力間の時間差に基づいて
上記クランク軸の捩れ量を検出するように構成されてい
る。
【００１５】また、本発明の他の態様においては、上記
クランク軸の一端に設けられた第１クランク角センサの
出力と上記クランク軸の他端に設けられた第２クランク
角センサの出力との間の時間差に基づいて上記クランク
軸の捩れ量を検出する第１捩れ量検出手段と、上記第１
クランク角センサに対しクランク軸の軸線に関して対称
位置に配置された第３クランク角センサの出力と上記第
２クランク角センサに対しクランク軸の軸線に関して対
称位置に配置された第４クランク角センサの出力との間
の時間差に基づいて上記クランク軸の捩れ量を検出する
第２捩れ量検出手段とを少なくとも備え、上記捩れ変動
量検出手段が、上記第１および第２捩れ量検出手段によ
りそれぞれ検出された捩れ量の平均値に基づいて上記ク
ランク軸の捩れ量の変動量を検出するように構成されて
いる。
【００１６】上記燃焼状態判別手段は、エンジンの失
火、ノッキング、リーンリミット等のうちの少なくとも
１つの現象の発生を判別することができる。
【００１７】また、上記燃焼状態判別手段は、上記燃焼
状態の判別を上記クランク軸の角速度変動の検出を併用
して行なうことができる。
【００１８】さらに、特定気筒のみでなく、複数気筒の
気筒毎にクランク軸の捩れ量に関する検出しきい値を設
定して、任意の気筒がその検出しきい値を超えたときの
タイミングをもって上記クランク軸の捩れ量を検出して
も良い。
【００１９】
【作用および発明の効果】エンジンの気筒燃焼によりク
ランク軸に爆発トルクが作用することにより、クランク
軸には爆発トルクに応じた捩れが生じる。正常燃焼時と
失火等の異常燃焼時とでは燃焼による爆発トルクに差が
あり、この差に応じてクランク軸の捩れ量にも差が生じ
るため、クランク軸の捩れ量の変動を検出することによ
って、その都度の燃焼状態を適確に検出することが可能
となるが、前記したように、多気筒エンジンのクランク
軸には、各気筒の燃焼による爆発荷重がクランク軸に作
用するのに加えて、慣性力と捩り振動による負荷荷重が
作用するから、例えば、直列４気筒４サイクルエンジン
におけるクランク角度と捩れ量との関係を表す図１に示
すように、ある一定の燃焼状態であってもクランク角度
位置により捩れ量が複雑に変動する。そのため、捩れ量
の検出の仕方によっては、燃焼状態には差異を生じてい
ないにも拘らず、検出された捩れ量に差異を生じること
が明らかである。
【００２０】そして、図１から明らかなように、直列４
気筒エンジンにおいては、各気筒の圧縮上死点から膨脹
下死点までのクランク角における中間クランク角度（圧
縮上死点後９０°）よりも圧縮上死点側のクランク角度
範囲、特に圧縮上死点後４５°位置においてクランク軸
の捩れ量が最大になり、その中でも、１番気筒（＃１気
筒）、すなわちクランク軸の動力取出端から最も離れた
位置にある気筒の圧縮上死点後４５°近傍においてクラ
ンク軸の捩れ量が最大になっている。
【００２１】図２は、直列４気筒エンジンの１番気筒の
膨脹行程範囲内の特定のクランク角度位置として、圧縮
上死点後４５°位置においてクランク軸の捩れ量を検出
したときの検出捩れ量と出力トルクとの関係を示したも
のである。
【００２２】図２から明らかなように、直列４気筒エン
ジンの場合、各気筒の圧縮上死点から膨脹下死点までの
クランク角における中間クランク角度（圧縮上死点後９
０°）よりも圧縮上死点側のクランク角度範囲、特に圧
縮上死点後４５°位置においては、クランク軸に生じる
捩れ量はエンジンの出力トルク、すなわちエンジンの燃
焼状態との間に完全な比例関係が成立することが判明し
た。
【００２３】また、６気筒エンジンの場合、直列型ある
いはＶ型を問わず、圧縮上死点後３０°位置において、
クランク軸に生じる捩れ量がエンジンの出力トルク、す
なわちエンジンの燃焼状態との間に比例関係が成立する
ことも判明した。
【００２４】本発明はこの知見に基づきなされたもので
あって、クランク角の捩れ量を特定のクランク角度位置
で検出した捩れ量で代表させるように構成することによ
って、クランク角度位置により捩れ量に差異が生じると
いう問題を解消するとともに、膨脹行程範囲内の特定の
クランク角度位置において捩れ量を検出することによ
り、捩れ量をエンジンの燃焼状態と相関性のある値とし
て検出し、この検出捩れ量の変動に基づいたエンジンの
燃焼状態の適確な検出を達成している。
【００２５】しかもこのようなクランク角度位置での検
出捩れ量は、クランク軸に生じる全行程の平均的な捩れ
量に比較して大きく、特に、クランク軸の動力取出端か
ら最も離れて位置する気筒（直列４気筒エンジンにおい
ては１番気筒）の膨脹行程範囲内の特定のクランク角度
位置で捩れ量を検出する場合には、慣性力および捩れ振
動の影響が少ない状態で最大の捩れ量を検出でき、この
ときの検出捩れ量の変動に基づいてエンジンの燃焼状態
を判別すれば、より微細な燃焼状態の差異を判別するこ
とができる。
【００２６】また、クランク軸の捩れ量は、クランク軸
の一端に設けられた第１クランク角センサの出力とクラ
ンク軸の他端に設けられた第２クランク角センサの出力
との間の時間差に基づいて検出することができるが、ク
ランク軸の一端に設けられた第１クランク角センサの出
力とクランク軸の他端に設けられた第２クランク角セン
サの出力との間の時間差に基づいて上記クランク軸の捩
れ量を検出する第１捩れ量検出手段に加えて、上記第１
クランク角センサに対しクランク軸の軸線に関して対称
位置に配置された第３クランク角センサの出力と上記第
２クランク角センサに対しクランク軸の軸線に関して対
称位置に配置された第４クランク角センサの出力との間
の時間差に基づいて上記クランク軸の捩れ量を検出する
第２捩れ量検出手段を設け、該第１および第２捩れ量検
出手段によりそれぞれ検出された捩れ量の平均値に基づ
いて上記クランク軸の捩れ量の変動量を検出するように
構成することにより、クランク軸の曲げの影響を打ち消
すことができるから、エンジンの燃焼状態に対して相関
性の高いクランク軸の捩れの変動量をより正確にかつそ
の絶対量をも検出でき、これによって、エンジンの燃焼
状態を適確に検出することが可能になる。
【００２７】さらに、上述したクランク軸の捩れ量の検
出に加えて角速度を同時に検出し、検出した捩れ量の変
動量および角速度の変動量に基づいてエンジンの燃焼状
態を検出するように構成すれば、外部からの影響か否か
をも判断することができ、より適確に燃焼状態の差異を
判別することが可能になる。
【００２８】またさらに、図１から明らかなように、ク
ランク軸の捩れ量は各気筒の膨脹行程毎に異なるから、
これに対応して、クランク軸の捩れ量の検出しきい値を
気筒毎に設定しておけば、任意の気筒がその検出しきい
値を超えたタイミングをもってクランク軸の捩れ量の検
出することにより、エンジンの燃焼状態を検出すること
が可能になる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。
【００３０】図３は、本発明に係わるエンジンの燃焼状
態検出装置の第１の実施例を示す概略的構成図である。
エンジン１０は一般的な直列４気筒４サイクルエンジン
で、クランク軸１１の動力取出端とは反対側であるクラ
ンクプーリ１２側の一端、すなわち１番気筒（＃１気
筒）側の一端には、図４に示すような、１番気筒の圧縮
上死点後４５°および５０°位置においてそれぞれマー
カ用の歯２１−１，２１−２を備えた円板が第１位置信
号発生手段２１として固定されている。また、クランク
軸１１の動力取出端には、第２位置信号発生手段２２を
兼用するスタータ用のリングギヤを備えたフライホイー
ル１３が取り付けられている。１４はディストリビュー
タ（図示は省略）に内臓された気筒判別センサで、１番
気筒の上死点で信号を出力するようになっている。
【００３１】２０は捩れ量検出手段で、この捩れ量検出
手段２０は、上記第１位置信号発生手段２１と、リング
ギヤで兼用する第２位置信号発生手段２２と、第１およ
び第２位置信号発生手段２１，２２にそれぞれ対向して
配置された例えば電磁ピックアップからなる第１および
第２クランク角センサ２３，２４と、第１クランク角セ
ンサ２３が信号を発生し、続いて第２信号検出手段２４
が信号を発生するまでの時間ｔを検出する時間差検出回
路２５と、第１クランク角センサ２３がマーカ用の歯２
１−１に対向することによって１番気筒の圧縮上死点後
４５°の位置信号を発生し、続いて第１クランク角セン
サ２３がマーカ用の歯２１−２に対向することによって
圧縮上死点後５０°の位置信号を発生するまでの時間ｔ
0 を検出する基準時間検出回路２６と、上記時間差ｔお
よび基準時間ｔ0 に基づいてクランク軸１１の捩れ量α
を算出する捩れ量演算手段２７とによって構成されてい
る。
【００３２】次に上記捩れ量検出手段２０の動作につい
て、図５を参照して説明する。図５の左方には正常燃焼
時の各種信号波形を、図５の右方には異常燃焼時の各種
信号波形をそれぞれ示してある。
【００３３】図５（ａ）は第１クランク角センサ２３の
出力波形を示し、ａ−１，ａ′−１は圧縮上死点後４５
°の位置にある歯２１−１の通過に対応する出力信号の
波形ピークであり、ａ−２，ａ′−２は圧縮上死点後５
０°の位置にある歯２１−２の通過に対応する出力信号
の波形ピークである。図５（ｂ）は第２クランク角セン
サ２４の出力波形を示し、フライホイール１３が備えて
いるリングギヤの歯の通過に対応した信号が出力され
る。図５（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ図５（ａ）お
よび（ｂ）の波形を矩形波に整形したパルス波形を示
す。
【００３４】時間差検出回路２５は、第１クランク角セ
ンサ２３による信号ａ−１（もしくはａ′−１）の検出
に対応する矩形波パルスｃ−１（もしくはｃ′−１）の
立ち下がりをトリガとしてカウンタの計数動作を開始
し、続く第２クランク角センサ２４による信号の検出に
対応する矩形波パルスｄ−１（もしくはｄ′−１）の立
ち下がりをトリガとして計数動作を完了し、その間の時
間ｔ（もしくはｔ′）を検出する。検出された時間ｔ
（もしくはｔ′）は、第１位置信号発生手段２１の歯２
１−１と、第２位置信号発生手段２２であるリングギヤ
の歯の位置との角度差だけクランク軸１１が回転するの
に要する時間を表す。
【００３５】なお、本実施例においては、上記角度差に
は、燃焼によりクランク軸１１に生じる捩れによる角度
差に加え、第１位置信号発生手段２１の歯２１−１の位
置と、第２位置信号発生手段２２であるリングギヤの歯
の位置との間において組み付け時に生じる機械的な角度
誤差も含まれているが、この角度誤差はエンジンの燃焼
状態に関わらず一定であるから、後述する捩れ変動量の
検出において差分をとることによりキャンセルされる。
【００３６】一方、基準時間検出回路２６は、同じく第
１クランク角センサ２３による信号ａ−１（もしくは
ａ′−１）の検出に対応する矩形波パルスｃ−１（もし
くはｃ′−１）の立ち下がりをトリガとしてカウンタの
計数動作を開始し、続く信号ａ−２（もしくはａ′−
２）の検出に対応する矩形波パルスｃ−２（もしくは
ｃ′−２）の立ち下がりをトリガとして計数動作をを完
了し、クランク軸１１が基準角度 （この場合は５°）
だけ回転するのに要する基準時間ｔ0 （もしくは
ｔ0 ′）を検出する。
【００３７】捩れ量演算回路２７では、上記のようにし
て検出された時間ｔと基準時間ｔ0から、下記の（１）
式に基づいてそのときのクランク軸１１の捩れ量αを算
出し、この算出結果を捩れ変動量検出手段３０に出力す
る。
【００３８】 α＝ｔ／ｔ0 （１） 捩れ変動量検出手段３０では、気筒判別センサ１４から
の信号に基づき、１番気筒に対応する検出捩れ量に対し
て、下記の（２）式のように前行程での検出値αi-1 と
現行程での検出値αi との差を求め、捩れ変動量Δαを
検出する。
【００３９】 Δα＝αi-1 −αi （２） 次に、失火等の異常検出時には、燃焼によりクランク軸
１１に作用するトルクが減少するため、正常燃焼時に比
較してクランク軸１１の捩れ量は少なく、時間差検出回
路２５の検出値ｔ′は減少する（ｔ′＜ｔ）。一方、異
常検出時にはクランク軸１１が基準角度だけ回転するの
に要する基準時間ｔ0 ′は正常燃焼時よりも長くなる
（ｔ0 ′＞ｔ0 ）。したがって、現行程でエンジンに異
常燃焼が生じた場合には、捩れ変動量Δαは下記の
（３）式に示すようになる。
【００４０】 Δα＝（ｔ／ｔ0 ）−（ｔ′／ｔ0 ′）＞０ （３） 燃焼状態判別手段４０では、捩れ変動量検出手段３０で
検出された捩れ変動量Δαを、エンジンの回転数と負荷
との関係に対応して予め設定された基準値と比較し、捩
れ変動量Δαが基準値を超えたとき、燃焼状態が異常で
あると判定する。
【００４１】以上述べたように、本実施例によれば、エ
ンジンの燃焼状態と相関性の高いクランク軸１１の捩れ
量の変動を検出することによって、その都度の燃焼状態
を適確に検出することが可能になる。また捩れ量検出手
段は、通常角速度検出手段に用いられる、位置信号発生
手段２１，２２とクランク角センサ２３，２４により構
成することができる。
【００４２】なお、本実施例においては、既存のエンジ
ン構成要素である、フライホイール１３に取り付けられ
ているリングギヤを第２位置信号発生手段２２として兼
用しているから、燃焼状態の検出を安価な手段で実現す
ることができる利点があるが、これに限られるものでは
なく、第１位置信号発生手段２１と同様のものをフライ
ホイール１３側に固設しても、あるいは、フライホイー
ル１３に専用のマーカを設ける等の方法を採用すること
も勿論可能である。
【００４３】また、クランク軸１１の動力取出端に自動
変速機が連結されたエンジンにおいては、回転変動吸収
作用を有するトルクコンバータの存在により、フライホ
イールを省略することも可能なため、クランク軸１１の
動力取出端には、スタータ用のリングギヤを備えた円板
のみが取り付けられる場合もある。
【００４４】図６は、本発明に係わるエンジンの燃焼状
態検出装置の第２の実施例を示す概略的構成図である。
エンジン１０は一般的な直列４気筒４サイクルエンジン
で、クランク軸１１の動力取出端とは反対側であるクラ
ンクプーリ１２側の一端、すなわち１番気筒（＃１気
筒）側の一端には、図７に示すように、１番気筒の圧縮
上死点後４５°および５０°位置にそれぞれ形成された
マーカ用の歯２１ａ−１，２１ａ−２と、これらマーカ
用の歯２１ａ−１，２１ａ−２に対してそれぞれ１８０
°の角度間隔を保った位置にそれぞれ形成されたマーカ
用の歯２１ｂ−１，２１ｂ−２とを備えた円板が第１位
置信号発生手段２１′として固定されている。また、ク
ランク軸１１の動力取出端には、第２位置信号発生手段
２２を兼用するスタータ用のリングギヤを備えたフライ
ホイール１３が取り付けられている。
【００４５】また、本実施例では２組の捩れ量検出手段
２０ａ，２０ｂを備えており、第１捩れ量検出手段２０
ａは、第１実施例と同様に、第１位置信号発生手段２
１′に対向して配置された第１クランク角センサ２３ａ
と、リングギヤで兼用する第２位置信号発生手段２２に
対向して配置された第２クランク角センサ２４ａと、第
１クランク角センサ２３ａが信号を発生し、続いて第２
信号検出手段２４ａが信号を検出するまでの時間ｔa を
検出する時間差検出回路２５ａと、第１クランク角セン
サ２３ａがマーカ用の歯２１ａ−１に対向することによ
って１番気筒の圧縮上死点後４５°の位置信号を発生
し、続いて第１クランク角センサ２３がマーカ用の歯２
１ａ−２に対向することによって圧縮上死点後５０°の
位置信号を発生するまでの時間ｔ0aを検出する基準時間
検出回路２６ａと、上記時間差ｔa および基準時間ｔ0a
に基づいてクランク軸１１の捩れ量αa を算出する捩れ
量演算手段２７ａとによって構成されている。
【００４６】第２捩れ量検出手段２０ｂは、上記第１ク
ランク角センサ２３ａに対しクランク軸１１の軸線に関
して対称位置において、すなわち、第１クランク角セン
サ２３ａに対して１８０°の角度間隔を保った位置にお
いて上記第１位置信号発生手段２１′に対向して配置さ
れた第３クランク角センサ２３ｂと、上記第２クランク
角センサ２４ａに対しクランク軸１１の軸線に関して対
称位置において、すなわち、第２クランク角センサ２４
ａに対して１８０°の角度間隔を保った位置において上
記第２位置信号発生手段２２に対向して配置された第４
クランク角センサ２４ｂと、第３クランク角センサ２３
ｂが信号を発生し、続いて第４クランク角センサ２４ｂ
が信号を発生するまでの時間ｔb を検出する時間差検出
回路２５ｂと、第３クランク角センサ２３ａがマーカ用
の歯２１ｂ−１に対向することによって１番気筒の圧縮
上死点後４５°の位置信号を発生し、続いて第１クラン
ク角センサ２３がマーカ用の歯２１ｂ−２に対向するこ
とによって圧縮上死点後５０°の位置信号を発生するま
での時間ｔ0bを検出する基準時間検出回路２６ｂと、上
記時間差ｔb および基準時間ｔ0bに基づいてクランク軸
１１の捩れ量αb を算出する捩れ量演算手段２７ｂとに
よって構成されている。
【００４７】上記第１捩れ量検出手段２０ａによって検
出されたクランク軸１１の捩れ量αa と、上記第２捩れ
量検出手段２０ｂによって検出されたクランク軸１１の
捩れ量αb とは、捩れ量補正手段５０に供給され、該捩
れ量補正手段５０において両捩れ量αa ，αb の平均値
が算出される。
【００４８】ここで、クランク軸１１の曲げの影響によ
る捩れ量の変動分をδα、クランク軸１１の真の捩れ量
をαS とすると、捩れ量αa ，αb は概略次式で表現で
きる。
【００４９】
【数１】
【００５０】捩れ量補正手段５０は、上記捩れ量αa ，
αb に基づき、クランク軸１１の曲げの影響が打ち消さ
れた捩れ量αを次式によって算出する。
【００５１】
【数２】
【００５２】上記捩れ量補正手段５０における算出結果
は捩れ変動量検出手段３０に出力されて、第１実施例と
同様の手法によりクランク軸１１の捩れ量の変動量Δα
が算出され、かつ燃焼状態判別回路４０によって、エン
ジン１０の燃焼状態が判別される。
【００５３】本実施例によれば、第１および第２捩れ量
検出手段２０ａ，２０ｂでそれぞれ検出された捩れ量α
a ，αb の平均値に基づいて１１クランク軸の捩れ量の
変動量Δαを検出するように構成することにより、１１
クランク軸の曲げの影響を打ち消すことができるから、
エンジン１０の燃焼状態に対して相関性の高いクランク
軸１１の捩れの変動量Δαをより正確にかつその絶対量
をも検出でき、これによって、エンジン１０の燃焼状態
を適確に検出することが可能になる。
【００５４】なお、上述の第１および第２実施例におい
ては、図１から、捩れ量が最大であることが判明してい
る１番気筒の圧縮上死点後４５°の位置でクランク軸１
１の捩れ量を検出するように構成されているが、これ以
外の気筒あるいは１番気筒を含む複数の気筒を検出対象
気筒とすることも、検出角度位置をこれ以外の角度位置
とすることも可能である。
【００５５】すなわち、図１から明らかなように、クラ
ンク軸１１の捩れ量は各気筒の膨脹行程毎に異なるか
ら、これに対応して、クランク軸１１の捩れ量の検出し
きい値を気筒毎に設定しておけば、任意の気筒がその検
出しきい値を超えたときのタイミングをもってクランク
軸の捩れ量を検出することにより、エンジン１０の燃焼
状態を検出することが可能になる。
【００５６】さらに、上述の実施例においては、基準時
間を検出するための基準角度を、捩れ量を検出する圧縮
上死点後４５°から５０°までの５°としているが、こ
れに限られるものではなく、計時用カウンタのビット数
等の装置構成に応じて、捩れ量を検出する角度範囲前後
の任意の角度範囲を設定すれば良い。
【００５７】またさらに、クランク軸１１の捩れ量の変
動量の検出方法も、本実施例における方法に限定される
ものではなく、例えば、以前の数行程分の検出捩れ量の
平均値と現行程の検出値との差を捩れ変動量Δαとする
ことも可能である。
【００５８】同様に、燃焼状態の判別方法も、本実施例
における方法に限定されるものではなく、捩れ量の検出
値を基に基準値をその都度演算して設定し、この設定基
準値との比較により燃焼状態を判別する等の方法を採る
ことも可能である。
【００５９】さらに、上述の実施例の構成に加え、例え
ば、基準時間検出回路２６による検出値に基づいてクラ
ンク軸１１の角速度を検出する手段と、検出した角速度
の変動を検出する手段を設け、燃焼状態判別手段４０に
おいて、捩れ変動量による燃焼状態の判定と同時に角速
度変動量が基準値よりも大きいか否かを判別し、捩れ変
動量と角速度変動量がともに基準値を超えた場合に、燃
焼状態が異常であると判定するように構成すれば、外部
からの影響を加味した、より高い確度の燃焼状態の検出
手段を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直列４気筒４サイクルエンジンのクランク軸の
捩れ量の挙動の説明図
【図２】検出捩れ量対出力トルクに対する検出捩れ量の
関係を示す特性図
【図３】本発明の第１実施例の構成図
【図４】同位置信号発生手段の構成を示す説明図
【図５】同動作の説明に供する出力波形図
【図６】本発明の第２実施例の構成図
【図７】同位置信号発生手段の構成を示す説明図
【符号の説明】
１０ エンジン １１ クランク軸 １２ クランクプーリ １３ フライホイール １４ 気筒判別センサ ２０ 捩れ量検出手段 ２１，２１′ 第１位置信号発生手段 ２２ 第２位置信号発生手段 ２３，２３ａ 第１クランク角センサ ２３ｂ 第３クランク角センサ ２４，２４ａ 第２クランク角センサ ２４ｂ 第４クランク角センサ ２５ 時間差検出回路 ２６ 基準時間検出回路 ２７ 捩れ量演算手段 ３０ 捩れ変動量検出手段 ４０ 燃焼状態判別手段 ５０ 捩れ量補正手段

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数気筒のうちの特定気筒が所定のタイ
    ミングにあるときのクランク軸の捩れ量を検出する捩れ
    量検出手段と、該捩れ量検出手段により検出された上記
    クランク軸の捩れ量に基づいて該クランク軸の捩れ量の
    変動量を検出する捩れ変動量検出手段と、該捩れ変動量
    検出手段により検出された捩れ量の変動量に基づいてエ
    ンジンの燃焼状態を判別する燃焼状態判別手段とを備え
    ていることを特徴とするエンジンの燃焼状態検出装置。
  2. 【請求項２】 上記複数気筒が直列に配置され、上記特
    定気筒が、上記クランク軸の動力取出端から最も離れた
    位置にある気筒であることを特徴とする請求項１に記載
    のエンジンの燃焼状態検出装置。
  3. 【請求項３】 上記捩れ量検出手段により上記クランク
    軸の捩れ量を検出する所定のタイミングが、上記特定気
    筒の圧縮上死点から膨脹下死点までのクランク角におけ
    る中間クランク角度よりも圧縮上死点側のクランク角度
    範囲に設定されていることを特徴とする請求項１または
    ２に記載のエンジンの燃焼状態検出装置。
  4. 【請求項４】 上記捩れ量検出手段により上記クランク
    軸の捩れ量を検出する所定のタイミングが、４気筒エン
    ジンにおいては上記特定気筒の圧縮上死点後４５°近傍
    に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のエ
    ンジンの燃焼状態検出装置。
  5. 【請求項５】 上記捩れ量検出手段により上記クランク
    軸の捩じれ量を検出する所定のタイミングが、６気筒エ
    ンジンにおいては上記特定気筒の圧縮上死点後３０°近
    傍に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の
    エンジンの燃焼状態検出装置。
  6. 【請求項６】 上記捩れ量検出手段は、上記クランク軸
    の一端に設けられた第１クランク角センサと上記クラン
    ク軸の他端に設けられた第２クランク角センサとを備
    え、該第１および第２クランク角センサの出力間の時間
    差に基づいて上記クランク軸の捩れ量を検出することを
    特徴とする請求項１ないし５の１つに記載のエンジンの
    燃焼状態検出装置。
  7. 【請求項７】 上記クランク軸の一端に設けられた第１
    クランク角センサの出力と上記クランク軸の他端に設け
    られた第２クランク角センサの出力との間の時間差に基
    づいて上記クランク軸の捩れ量を検出する第１捩れ量検
    出手段と、上記第１クランク角センサに対し上記クラン
    ク軸の軸線に関して対称位置に配置された第３クランク
    角センサの出力と上記第２クランク角センサに対し上記
    クランク軸の軸線に関して対称位置に配置された第４ク
    ランク角センサの出力との間の時間差に基づいて上記ク
    ランク軸の捩れ量を検出する第２捩れ量検出手段とを少
    なくとも備え、上記捩れ変動量検出手段が、上記第１お
    よび第２捩れ量検出手段によりそれぞれ検出されたの捩
    れ量の平均値に基づいて上記クランク軸の捩れ量の変動
    量を検出することを特徴とする請求項１ないし５の１つ
    に記載のエンジンの燃焼状態検出装置。
  8. 【請求項８】 上記燃焼状態判別手段が、エンジンの失
    火、ノッキング、リーンリミット等のうちの少なくとも
    １つの現象の発生を判別することを特徴とする請求項１
    ないし７の１つに記載のエンジンの燃焼状態検出装置。
  9. 【請求項９】 上記燃焼状態判別手段が、上記クランク
    軸の角速度変動の検出を併用して上記エンジンの燃焼状
    態を判別することを特徴とする請求項１ないし８の１つ
    に記載のエンジンの燃焼状態検出装置。
  10. 【請求項１０】 複数気筒の気筒毎にクランク軸の捩れ
    量に関する検出しきい値を設定して、任意の気筒がその
    検出しきい値を超えたときのタイミングをもって上記ク
    ランク軸の捩れ量を検出する捩れ量検出手段と、該捩れ
    量検出手段により検出された上記クランク軸の捩れ量に
    基づいて該クランク軸の捩れ量の変動量を検出する捩れ
    変動量検出手段と、該捩れ変動量検出手段により検出さ
    れた捩れ量の変動量に基づいてエンジンの燃焼状態を判
    別する燃焼状態判別手段とを備えていることを特徴とす
    るエンジンの燃焼状態検出装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1151816A (ja) * 1997-08-01 1999-02-26 Ono Sokki Co Ltd エンジンの簡易状態モニタ装置
JP2001003793A (ja) * 1999-06-22 2001-01-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の燃焼制御システム、及び、内燃機関の燃焼制御方法
JP2001003783A (ja) * 1999-06-22 2001-01-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の燃料供給量制御システム、及び、内燃機関の燃料供給量制御方法
JP2017101657A (ja) * 2015-11-03 2017-06-08 マグネティ マレッリ ソチエタ ペル アツィオニ 内燃機関のシリンダーによって生じさせられるｍｆｂ５０燃焼指数と瞬時トルクとを推定する方法
DE102017204579A1 (de) 2016-09-27 2018-03-29 Mitsubishi Electric Corporation Steuerung und Steuerverfahren für Verbrennungsmotor
JP2022177383A (ja) * 2021-05-18 2022-12-01 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1151816A (ja) * 1997-08-01 1999-02-26 Ono Sokki Co Ltd エンジンの簡易状態モニタ装置
JP2001003793A (ja) * 1999-06-22 2001-01-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の燃焼制御システム、及び、内燃機関の燃焼制御方法
JP2001003783A (ja) * 1999-06-22 2001-01-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の燃料供給量制御システム、及び、内燃機関の燃料供給量制御方法
JP2017101657A (ja) * 2015-11-03 2017-06-08 マグネティ マレッリ ソチエタ ペル アツィオニ 内燃機関のシリンダーによって生じさせられるｍｆｂ５０燃焼指数と瞬時トルクとを推定する方法
DE102017204579A1 (de) 2016-09-27 2018-03-29 Mitsubishi Electric Corporation Steuerung und Steuerverfahren für Verbrennungsmotor
US10215111B2 (en) 2016-09-27 2019-02-26 Mitsubishi Electric Corporation Controller and control method for internal combustion engine
DE102017204579B4 (de) 2016-09-27 2022-01-27 Mitsubishi Electric Corporation Steuerung und Steuerverfahren für Verbrennungsmotor
JP2022177383A (ja) * 2021-05-18 2022-12-01 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置

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