JPH0828339A

JPH0828339A - 内燃機関の燃焼異常検出方法

Info

Publication number: JPH0828339A
Application number: JP16651094A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Tamura; 保樹田村; Kazuteru Kurose; 一輝黒瀬; Shogo Omori; 祥吾大森; Tadashi Hirako; 廉平子
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1994-07-19
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1996-01-30
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JP3231947B2

Abstract

(57)【要約】【目的】失火等に起因する内燃機関の燃焼異常を検出
する燃焼異常検出方法を提供し、もってエンジンの安定
燃焼限界での運転等を可能にする。【構成】ＥＣＵ２３は、クランク角センサ１８からの
入力信号により、各気筒の燃焼行程における角加速度瞬
時値Ａmnを算出した後、これと気筒別角加速度平均値Ａ
maveとの偏差、すなわち角加速度変化量ΔＡmnを算出す
る。次に、ＥＣＵ２３は、角加速度変化量ΔＡmnに対し
て体積効率の補正を行い、気筒別加速度指数Ｉmnacを算
出し、その値が閾値Ｉacx を超える状態が所定制御周期
中に所定回数以上あったら、当該気筒の空燃比がすでに
安定燃焼限界を超えてリーン側に突入し、燃焼異常が発
生したと判定する。この場合、ＥＣＵ２３は気筒別変動
積算値ΣＩｍに対応する気筒別燃料噴射増量係数Ｋｍを
検索し、当該気筒の燃料噴射弁３の開弁時間ＴINJ を算
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のリーンバー
ン制御等に用いられる燃焼異常検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用ガソリンエンジン等で
は、ＨＣやＣＯ等の有害排出ガス成分の低減や燃費の向
上等を図るため、混合気の空燃比を理論空燃比（14.7）
より遙かに薄めたリーンバーン（希薄燃焼）エンジンが
提案されている。リーンバーンエンジンでは、点火プラ
グ近傍を流れる混合気をリッチにする層状給気や、燃焼
室内での混合気の乱れを強化するスワールやタンブル等
により、着火・燃焼性能を向上させている。また、希薄
領域においては窒素酸化物（ＮＯ_X）が三元触媒では還
元できず、その排出量が空燃比16付近で最大となり、こ
れよりリーン側では減少することと、安定燃焼限界（空
燃比22〜23程度）より更にリーン側ではトルク変動が許
容限度を超えることとから、空燃比を安定燃焼限界近傍
の狭い範囲に制御する必要がある。

【０００３】そこで、リーンバーンエンジンでは、空燃
比を連続的に検出できる空燃比センサ（ＬＡＦＳ：リニ
アＡ／Ｆセンサ）を用い、エンジン回転数と体積効率と
により決定された目標空燃比となるように、燃料噴射量
をフィードバック制御するものが主流となっている。し
かし、空燃比フィードバック制御は、燃料噴射量と吸入
空気量との当量比を制御するものであるため、目標空燃
比を安定燃焼限界近傍に設定した場合、外気温や湿度等
の変動により混合気の燃焼に異常が発生し、断続的な失
火に至ることがある。したがって、燃焼異常や失火に対
する余裕を与えるために目標空燃比を燃焼安定限界より
リッチ側に設定せざるを得ず、ＮＯ_X排出量の低減や燃
費の向上を極限まで追求することができなかった。そこ
で、近年では更に、エンジンの回転変動に基づき失火等
の燃焼異常を検出し、燃焼異常がごく低頻度で発生する
ように目標空燃比を制御することにより、安定燃焼限界
近傍でのリーンバーンを実現する技術も提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】燃焼異常の検出装置と
しては、特開平4-109062号公報等に、クランクシャフト
の角加速度を検出し、その値が所定の閾値を越えたこと
をもって、燃焼異常の判定を行うものが記載されてい
る。この種の装置では、エンジンに所定角度毎にパルス
を出力するクランク角センサを取付け、そのパルス出力
の時間間隔に基づき角加速度を連続的に算出している。
クランク角センサとしては、例えば、クランクシャフト
等に固着される検出用ロータに各気筒の燃焼行程等に対
応する扇状のベーンを複数枚形成し、各ベーンの端部が
光学式センサや磁気式センサ等を横切る瞬間に、出力信
号が切り換わるものが用いられている。

【０００５】ところで、上述したクランク角センサで
は、各ベーンの角度幅に製造上の誤差があったり、ロー
タとクランクシャフト等との取付部にがたがある場合、
信号出力角度に各気筒間でばらつきが生じる。その結
果、回転変動の評価関数が不安定なものとなり、燃焼異
常を正確に検出できなくなる不具合があった。そのた
め、従来は隣合うベーンの検出角度幅のばらつきを補正
する、いわゆるセグメント補正を行い、このばらつきを
除去する必要があった。ところが、セグメント補正は、
その演算手順が非常に煩雑であるため、制御プログラム
が複雑になることが避けられず、ＲＯＭ等にも容量の大
きなものが要求される問題もあった。

【０００６】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
比較的簡単な演算手順により内燃機関の燃焼異常を正確
に検出する燃焼異常検出方法を提供し、もってエンジン
の安定燃焼限界での運転等を可能にすることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１では、多気筒内燃機関のクランク回転情報から、当該
内燃機関の燃焼異常を検出する燃焼異常検出方法におい
て、前記内燃機関の所定のクランク位置で出力されるク
ランク角信号を検出するステップと、検出したクランク
角信号に基づき、前記内燃機関の所定気筒の燃焼行程に
おける角加速度瞬時値を算出するステップと、前記角加
速度瞬時値の今回値と前記気筒の角加速度平均値の前回
値とに基づき、当該気筒の角加速度平均値の今回値を算
出するステップと、前記角加速度瞬時値の今回値と角加
速度平均値の今回値との偏差が所定の閾値を超えたこと
をもって、前記所定気筒に燃焼異常があったと判定する
ステップとを含む内燃機関の燃焼異常検出方法を提案す
る。

【０００８】また、請求項２では、請求項１記載の燃焼
異常検出方法において、それぞれに重み付け定数を乗じ
た前記角加速度瞬時値の今回値と前記角加速度平均値の
前回値とを和することにより、前記角加速度平均値の今
回値を算出する内燃機関の燃焼異常検出方法を提案す
る。また、請求項３では、請求項２記載の燃焼異常検出
方法において、前記角加速度瞬時値の今回値に乗ずる重
み付け定数の値を前記角加速度平均値の前回値に乗ずる
重み付け定数の値より大きくした内燃機関の燃焼異常検
出方法を提案する。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１の燃焼異常検出方法では、あ
る気筒に失火等の燃焼異常が生じると、その気筒の燃焼
行程における角加速度瞬時値が低下する。その結果、角
加速度瞬時値と角加速度平均値との偏差が所定の閾値を
超え、燃焼異常が判定される。この際、角加速度平均値
を各気筒毎に算出するため、クランク角センサに気筒間
のばらつきがあっても、燃焼異常の判定はこれに影響を
受けない。

【００１０】また、請求項２の燃焼異常検出方法では、
角加速度瞬時値の今回値と角加速度平均値の前回値とに
それぞれ重み付け定数を乗じて和することにより、角加
速度平均値の今回値を算出するため、悪路走行やノイズ
等により正負両方向に突出した角加速度瞬時値が検出さ
れても、角加速度平均値はフィルタリングされたものと
なる。

【００１１】また、請求項３の燃焼異常検出方法では、
角加速度瞬時値の今回値に乗ずる重み付け定数の値を角
加速度平均値の前回値に乗ずる重み付け定数の値より大
きくしたため、角加速度の変動に対する角加速度平均値
の追従性がよくなり、過渡期における応答性が向上す
る。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
詳細に説明する。図１は、本発明に係る燃焼異常検出方
法を適用したエンジン制御系の概略構成図である。図１
において、１は自動車用のＶ型６気筒ガソリンエンジン
（以下、単にエンジンと記す）であり、燃焼室を始め吸
気系や点火系等がリーンバーン用に設計されている。
尚、図１では、図が煩雑になることをさけるため、エン
ジン１の片バンクのみ示してある。エンジン１の吸気ポ
ート２には、各気筒毎に燃料噴射弁３が取り付けられた
吸気マニホールド４を介し、エアクリーナ５，エアフロ
ーセンサ６，スロットルバルブ７，ＩＳＣ（アイドルス
ピードコントローラ）８等を具えた吸気管９が接続して
いる。また、排気ポート１０には、排気マニホールド１
１を介し、空燃比センサ１２，三元触媒１３，図示しな
いマフラー等を具えた排気管１４が接続している。エン
ジン１には、燃焼室１５に点火プラグ１６が配置される
と共に、クランクシャフト２５に直付けされたロータプ
レート１７の回転を検出するクランク角センサ１８が取
り付けられている。

【００１３】ロータプレート１７には、図２に示したよ
うに、所定角度幅（本実施例では、４０°）の３枚のベ
ーン１７ａ，１７ｂ，１７ｃが１２０°間隔で形成され
ており、これらのベーン１７ａ，１７ｂ，１７ｃの端が
クランク角センサ１８を横切ることにより、クランク角
信号ＳＧＴが出力される。尚、クランク角信号ＳＧＴ
は、各気筒の行程に同期して出力され、本実施例の場合
の出力タイミングは、図３に示したように、ＢＴＤＣ７
５°となっている。また、クランクシャフト２５の半分
の回転数で回転するカムシャフト等には、気筒判別信号
ＳＧＣを出力する気筒判別センサ（図示せず）が取り付
けられ、クランク角信号ＳＧＴがどの気筒のものか判別
されるようになっている。図１中、１９はスロットルバ
ルブ７の開度θTHを検出するスロットルセンサ、２０は
冷却水温ＴW を検出する水温センサ、２１は大気圧Ｔa
を検出する大気圧センサ、２２は吸気温度Ｔa を検出す
る吸気温センサである。

【００１４】一方、図示しない車室内には、入出力装
置，多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰ
Ｕ），タイマカウンタ等を具えた、ＥＣＵ（エンジン制
御ユニット）２３が設置されており、エンジン１の総合
的な制御を行う。ＥＣＵ２３の入力側には、上述した各
種センサ類からの検出情報が入力される。ＥＣＵ２３
は、これらの検出情報から燃料噴射量や点火時期等の最
適値を演算し、燃料噴射弁３や点火コイル２４等を駆動
する。

【００１５】以下、図４〜図７の制御フローチャートお
よび図８〜図１４のマップやグラフを用いて、本実施例
における制御の手順を説明する。運転者がイグニッショ
ンキーをＯＮにしてエンジン１がスタートすると、ＥＣ
Ｕ２３は、図４のフローチャートに示した燃料噴射制御
サブルーチンを繰り返し実行する。

【００１６】このサブルーチンを開始すると、ＥＣＵ２
３は先ずステップＳ１で、上述した各センサからの運転
情報をＲＡＭに読み込む。次に、ＥＣＵ２３は、ステッ
プＳ２で、スロットル開度θTHやその時間変化率，体積
効率ＥV ，エンジン始動後の経過時間，冷却水温ＴW 等
からフィードバック制御を行うべきか否かを判定する。
尚、体積効率ＥV は、エアフローセンサ６により検出さ
れた空気流量とエンジン回転数Ｎe から一吸気行程当た
りの吸気量A/N を算出し、これに大気圧Ｐa ，吸気温度
Ｔa 等による補正を行うことにより求められる。そし
て、この判定が肯定（Ｙes）の場合には、ＥＣＵ２３
は、ステップＳ３で体積効率ＥV やエンジン回転数Ｎe
等から、現在の運転状態が所定のリーンバーン制御領域
にあるか否かを判定する。尚、リーンバーン制御は、ア
イドル運転時や定速走行時等の要求トルクの小さい運転
領域で行われる。

【００１７】そして、ステップＳ３の判定がＹesである
場合には、ＥＣＵ２３は、ステップＳ４で、体積効率Ｅ
V とエンジン回転数Ｎe とに基づき、図８のリーン空燃
比マップに基づき目標空燃比ＯＡＦを設定する。次に、
ＥＣＵ２３は、ステップＳ５で、後述する安定燃焼限界
制御サブルーチンにより、燃料噴射弁３の噴射量（開弁
時間ＴINJ ）を制御する。

【００１８】一方、ステップＳ３での判定がＮｏである
場合、ＥＣＵ２３は、ステップＳ６で、体積効率ＥV と
エンジン回転数Ｎe とに基づき、図９のストイキオ／リ
ッチ空燃比マップに基づき目標空燃比ＯＡＦを設定し、
ステップＳ７で、空燃比センサ１２の出力信号に基づい
て燃料噴射弁３の開弁時間ＴINJ をフィードバック制御
する。また、ステップＳ２での判定がＮｏである場合、
ＥＣＵ２３は、ステップＳ８で、ストイキオ／リッチ空
燃比マップに基づき目標空燃比ＯＡＦを設定する。次
に、ＥＣＵ２３は、ステップＳ９で、目標空燃比ＯＡＦ
と吸気量A/N とから基本噴射量ＴINJBを算出した後、加
速時増量や冷機時増量等の補正を行い、ステップＳ１０
で、燃料噴射弁３の開弁時間をオープンループ制御す
る。

【００１９】上述した安定燃焼限界制御サブルーチン
は、クランク角信号ＳＧＴが入力する毎に、以下の手順
で繰り返し実行される。このサブルーチンを開始する
と、ＥＣＵ２３は、先ず図５のステップＳ２０で、現在
の運転状態が所定の学習領域にあるか否かを判定する。
この判定は、例えば現在の運転状態が図８のリーン空燃
比マップにクロスハッチングで示した学習領域にあるか
否かによって行われ、この判定がＮｏである場合には、
後述する図６のステップＳ３６に進み、以下のステップ
を実行して燃料噴射弁３を駆動制御する。尚、本実施例
においては、体積効率ＥV がＥVAとＥVBとの間で、かつ
エンジン回転数Ｎe がＮeAとＮeBとの間の範囲が上述し
た所定の学習領域となっている。

【００２０】ステップＳ２０の判定がＹesであった場
合、ＥＣＵ２３は、ステップＳ２１で、所定値ＴCDX
（本実施例では、１２８）を初期値とするカウントダウ
ンタイマＴCDから１を減算した後、ステップＳ２２で、
下式により点火順序でのｍ番目の気筒のｎ回目の燃焼行
程における角加速度瞬時値Ａmnを算出する。尚、本実施
例の場合、ＴCDX （１２８サイクル）を１サンプリング
区間としたが、その値は任意に設定可能である。また、
本実施例のエンジン１における、各気筒の点火順序は１
−２−３−４−５−６である。

【００２１】Ａmn＝１／Ｔmn・（１／Ｔmn−１／Ｔm,n-1 ）ここで、Ｔmnは、ｍ番目の気筒のｎ回目の燃焼行程にお
けるクランク角信号の入力と、直前のクランク角信号の
入力との間の時間間隔（すなわち、クランクシャフト２
５が１２０°回転するのに要した時間）を計時したもの
である。ＥＣＵ２３は、角加速度瞬時値Ａmnの算出を終
えると、ステップＳ２３で、これと前回の気筒別角加速
度平均値Ａmavelaとを用いて、今回の気筒別角加速度平
均値Ａmaveを下式により算出する。

【００２２】Ａmave＝ＫF ・Ａmn−（１−ＫF ）・Ａmavela ここで、ＫF はフィルタリング定数であり、本実施例で
は、今回の角加速度瞬時値Ａmnの方の重み付けを前回の
気筒別角加速度平均値Ａmavelaの方の重み付けより大き
くするべく、０．６５に設定されている。これにより、
加減速時における、角加速度瞬時値Ａmnの変動に対する
気筒別角加速度平均値Ａmavelaの追従性が向上する。

【００２３】次に、ＥＣＵ２３は、ステップＳ２４で、
角加速度瞬時値Ａmnと気筒別角加速度平均値Ａmaveとの
偏差、すなわち角加速度変化量ΔＡmnを下式により算出
する。尚、図１０のグラフに示したように、１気筒を完
全に失火させた場合の角加速度変化量ΔＡmn（当然に、
負の値である）は、体積効率ＥV が大きくなるにしたが
って、その絶対値が増大する。これは、失火時には燃焼
による駆動力なしに他気筒の圧縮仕事をする必要があ
り、実圧縮比の高い領域では角加速度が急減するためで
ある。

【００２４】ΔＡmn＝Ａmn−Ａmave 角加速度変化量ΔＡmnの変化量を算出すると、ＥＣＵ２
３は次に、ステップＳ２５で、図１１のマップから検索
した体積効率補正係数ＫEVを用いて下式により気筒別加
速度指数Ｉmnacを算出する。Ｉmnac＝ＫEV・ΔＡmn 気筒別加速度指数Ｉmnacを算出したら、ＥＣＵ２３は、
次にステップＳ２６で、これがが所定の閾値Ｉacｘを下
回ったか否かを判定し、この判定がＮｏである場合に
は、図６のステップＳ３０に進む。尚、失火時の気筒別
加速度指数Ｉmnacは、図１２のグラフに示したように、
エンジン回転数Ｎｅや体積効率ＥV によらず一定の値と
なる。したがって、所定の閾値を設けることにより、燃
焼悪化が判定できるのである。また、当然のことなが
ら、閾値Ｉacｘは、ある程度以上の燃焼悪化が生じた場
合にのみ気筒別加速度指数Ｉmnacが下回るように、正常
な燃焼に伴う角加速度変動に対して十分低い値に設定さ
れている。

【００２５】一方、ステップＳ２６の判定がＹesである
場合には、ステップＳ２７で失火回数カウンタＣMFに１
を加算した後、ステップＳ２８で、気筒別変動積算値Σ
Ｉｍに今回の気筒別加速度指数Ｉmnacを加算し、図６の
ステップＳ３０に進む。尚、失火回数カウンタＣMFおよ
び気筒別変動積算値ΣＩｍは、図１３に示した通り、カ
ウントダウンタイマＴCDが初期値にリセットされる毎
に、それぞれ初期値０にリセットされる。

【００２６】ＥＣＵ２３は、図６のステップＳ３０で、
カウントダウンタイマＴCDが０となったか否か、すなわ
ち学習領域内でＴCDX （１２８）サイクルの運転が行わ
れたか否かを判定し、この判定がＮｏである場合には後
述するステップＳ３６に進む。尚、本実施例において
は、運転状態が学習領域から一旦外れた場合にも、失火
回数カウンタＣMF，気筒別変動積算値ΣＩｍ、およびカ
ウントダウンタイマ値ＴCDはＲＡＭに保存され、再度学
習領域に入った時点でＥＣＵ２３は各値の積算や減算を
継続して行う。

【００２７】学習領域でＴCDX サイクルの運転が行わ
れ、ステップＳ３０の判定がＹesとなった場合、ＥＣＵ
２３は、ステップＳ３１で、失火回数カウンタＣMFの値
が０か否かを判定する。そして、この判定がＹesである
場合、ＥＣＵ２３は、ステップＳ３２でリーンカウンタ
ＣLMに１を加算した後、ステップＳ３３でリーンカウン
タＣLMの値が２であるか否かを判定する。そして、この
判定がＮｏである場合には、後述するステップＳ３９に
進んで運転を継続させる。尚、リーンカウンタＣLMの初
期値は０である。

【００２８】また、ステップＳ３３の判定がＹes、すな
わち、２サンプリング区間（２５６サイクル）に亘って
失火回数カウンタＣMFの値が０であった場合、ＥＣＵ２
３は、当該気筒の空燃比が安定燃焼限界に対して未だリ
ッチ側にあると判断する。そして、ステップＳ３４でリ
ーンカウンタＣLMをリセットした後、ステップＳ３５
で、所定の減量補正値ＫD （本実施例では、０．２％）
を用いて、下式により気筒別燃料補正係数ＫLmをリーン
側に補正する。尚、本実施例の場合、気筒別燃料補正係
数ＫLmは、−１０％から１０％の範囲の値をとり、ＢＵ
ＲＡＭ等の不揮発性メモリーに記憶される。

【００２９】ＫLm＝ＫLm−ＫD 一方、ステップＳ３１の判定がＮｏである場合、ＥＣＵ
２３は、ステップＳ３６で、先ずリーンカウンタＣLMを
リセットする。これにより、上述した気筒別燃料補正係
数ＫLmのリーン側への補正は、２サンプリング区間（２
５６サイクル）連続して失火回数カウンタＣMFの値が０
であった場合にのみ行われることになり、空燃比制御の
安定性が向上する。リーンカウンタＣLMのリセットを終
えると、ＥＣＵ２３は、次に、ステップＳ３７で、失火
回数カウンタＣMFの値が閾値ＣMFX （本実施例では３
回）以上であるか否かを判定する。そして、この判定が
Ｎｏである場合、ＥＣＵ２３は、当該気筒の空燃比が安
定燃焼限界にあると判断し、燃料噴射弁３の気筒別燃料
補正係数ＫLmを現状でホールドし、ステップＳ３９に進
んで安定燃焼限界での運転を継続させる。

【００３０】また、ステップＳ３７の判定がＹesである
場合、ＥＣＵ２３は、当該気筒の空燃比がすでに安定燃
焼限界を超えてリーン側に突入したと判断する。そし
て、ステップＳ３８で、図１４のマップに基づき気筒別
変動積算値ΣＩｍに対応する気筒別増量補正値Ｋamを設
定し、下式により気筒別燃料補正係数ＫLmをリッチ側に
更新する。すなわち、リッチ側への補正は、１サンプリ
ング区間（１２８サイクル）における失火回数カウンタ
ＣMFの値をもって行われるため、燃焼異常に対する空燃
比制御の応答性がよくなるのである。尚、気筒別増量補
正値Ｋamは、図１４に示したように、気筒別変動積算値
ΣＩｍの増加に伴ってリニアに増加する。これにより、
燃焼異常が発生した場合には、リッチ側への補正が一度
に行われ、運転状態が迅速に安定燃焼領域に復帰する。

【００３１】ＫLm＝ＫLm＋Ｋam ステップＳ３５あるいはステップＳ３８で気筒別燃料補
正係数ＫLmを更新すると、ＥＣＵ２３は、ステップＳ３
９で、失火回数カウンタＣMF，気筒別変動積算値ΣＩｍ
およびカウントダウンタイマＴCDの値をリセットする。
ステップＳ３５でのカウンタやタイマ等のリセットが終
了すると、ＥＣＵ２３は、ステップＳ４０で、現在の運
転状態が所定の補正領域にあるか否かを図８のリーン空
燃比マップから判定する。尚、本実施例においては、体
積効率ＥV がＥVCとＥVDとの間で、かつエンジン回転数
Ｎe がＮeCとＮeDとの間の範囲が上述した所定の補正領
域となっている。補正領域は学習領域より大きく設定さ
れており、ＥVC＜ＥVA＜ＥVB＜ＥVDで、ＮeC＜ＮeA＜Ｎ
eB＜ＮeDとなっている。そして、補正領域を外れる領域
では失火の虞はなく、学習補正を必要としない。

【００３２】ステップＳ４０の判定がＹesである場合に
は、ＥＣＵ２３は、ステップＳ４１でリーン空燃比マッ
プから検索した目標空燃比基本値ＯＡＦＢから、下式に
より目標空燃比ＯＡＦを算出する。尚、下式において、
ΣＫL は各気筒の気筒別燃料補正係数ＫLmの総和であ
り、Ｎはエンジン１の気筒数である。ＯＡＦ＝ＯＡＦＢ・（１＋ΣＫL ／Ｎ）一方、ステップＳ４０の判定がＮｏである場合には、Ｅ
ＣＵ２３は、ステップＳ４２で目標空燃比基本値ＯＡＦ
Ｂをそのまま目標空燃比ＯＡＦとする。

【００３３】ステップＳ４１あるいはステップＳ４２で
目標空燃比ＯＡＦを求めたら、ＥＣＵ２３は、図７のス
テップＳ４３で、空燃比センサ１２の出力信号から実空
燃比ＲＡＦを算出する。しかる後、ＥＣＵ２３は、ステ
ップＳ４４で目標空燃比ＯＡＦと実空燃比ＲＡＦとの偏
差ΔＡＦを算出し、ステップＳ４５で偏差ΔＡＦに基づ
き公知のＰＩＤ制御を行ってフィードバック補正係数Ｋ
FBを算出する。次に、ＥＣＵ２３は、ステップＳ４６
で、下式により設定空燃比ＳＡＦを算出する。

【００３４】ＳＡＦ＝ＯＡＦ・（１＋ＫFB）設定空燃比ＳＡＦを算出したら、ＥＣＵ２３は、ステッ
プＳ４７で、インジェクタゲインα，体積効率ＥV ，理
論空燃比（14.7）に基づき、下式により燃料噴射弁３の
基本噴射時間ＴB を算出する。ＴB ＝α・ＥV ・14.7／ＳＡＦ基本噴射時間ＴB を算出したら、ＥＣＵ２３は、ステッ
プＳ４８で、冷却水温ＴW ，大気圧Ｔa ，吸気温度Ｔa
等に応じた空燃比補正係数ＫDTと無効噴射時間ＴD とを
用いて、下式により開弁時間ＴINJ を算出し、ステップ
Ｓ４９で燃料噴射弁３を駆動する。

【００３５】ＴINJ ＝ＫDT・ＴB ＋ＴD 以上述べたように、補正領域においては、目標空燃比Ｏ
ＡＦがリッチ過ぎた場合、２サンプリング周期（２５６
サイクル）毎に徐々にリーン化され、安定燃焼限界に近
づいてゆく。また、安定燃焼限界を超えてリーン側に突
入した場合には、当該気筒の目標空燃比ＯＡＦが１サン
プリング周期（１２８サイクル）でリッチ化され、失火
が即座に解消される。そして、安定燃焼限界にある場合
には、リーン化もリッチ化も行われず、目標空燃比ＯＡ
Ｆが現状で保持される。したがって、本実施例のエンジ
ンでは、空燃比が常に安定燃焼限界近傍になるように制
御されることになり、燃費の向上と共にＮＯ_X排出量の
大幅な低減を実現できた。尚、上述した制御は各気筒毎
に行われるが、これは安定燃焼限界近傍での空燃比が個
々の気筒で異なるためである。

【００３６】以上で、具体的実施例の説明を終えるが、
本発明の態様はこの実施例に限るものではない。例え
ば、上記実施例は本発明をＶ型６気筒エンジンに適用し
たものであるが、直列４気筒エンジン等、気筒数や気筒
配置の異なるエンジンに適用してもよいし、ＥＧＲ制御
等に適用してもよい。また、上記制御における各閾値や
各カウンタの初期値等は適宜設定可能であるし、制御手
順についても本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更して
もよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明の請求項１の燃焼異常検出方法で
は、角加速度平均値を各気筒毎に算出するため、クラン
ク角センサに気筒間のばらつきがあっても、燃焼異常の
判定がこれに影響を受けない。したがって、例えばリー
ンバーン制御等に適用した場合、煩雑なセグメント補正
によらず、安定燃焼限界での燃料噴射制御を高精度で行
うことが可能になり、ＮＯ_X排出量の低減や燃費の向上
を図ることができる。

【００３８】また、請求項２の燃焼異常検出方法では、
角加速度瞬時値の今回値と角加速度平均値の前回値とに
それぞれ重み付け定数を乗じて和することにより、角加
速度平均値の今回値を算出するため、悪路走行やノイズ
等により正負両方向に突出した角加速度瞬時値が検出さ
れても、角加速度平均値はフィルタリングされたものと
なり、安定した制御を実現することができる。

【００３９】また、請求項３の燃焼異常検出方法では、
角加速度瞬時値の今回値に乗ずる重み付け定数の値を角
加速度平均値の前回値に乗ずる重み付け定数の値より大
きくしたため、角加速度の変動に対する角加速度平均値
の追従性がよくなり、過渡期における応答性が向上し、
制御精度を更に高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃焼異常検出方法を適用したエン
ジン制御系の一実施例を示した概略構成図である。

【図２】ロータプレートとクランク角センサとを示した
斜視図である。

【図３】クランク角センサの出力信号を示したグラフで
ある。

【図４】燃料噴射制御サブルーチンの手順を示したフロ
ーチャートである。

【図５】安定燃焼限界制御サブルーチンの手順を示した
フローチャートである。

【図６】安定燃焼限界制御サブルーチンの手順を示した
フローチャートである。

【図７】安定燃焼限界制御サブルーチンの手順を示した
フローチャートである。

【図８】体積効率とエンジン回転数とをパラメータとす
るリーン空燃比マップである。

【図９】体積効率とエンジン回転数とをパラメータとす
るストイキオ／リッチ空燃比マップである。

【図１０】失火時における角加速度変化量と体積効率と
の関係を示したグラフである。

【図１１】体積効率補正係数のマップである。

【図１２】失火時の気筒別加速度指数と体積効率との関
係を示したグラフである。

【図１３】気筒別加速度指数と燃料噴射量等との関係を
示したグラフである。

【図１４】気筒別変動積算値と燃料噴射増量係数との関
係を示したグラフである。

【符号の説明】

１エンジン３燃料噴射弁１２Ｏ₂センサ１７ロータプレート１８クランク角センサ２１ＥＣＵ２５クランクシャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平子廉東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒内燃機関のクランク回転情報か
ら、当該内燃機関の燃焼異常を検出する燃焼異常検出方
法において、前記内燃機関の所定のクランク位置で出力されるクラン
ク角信号を検出するステップと、検出したクランク角信号に基づき、前記内燃機関の所定
気筒の燃焼行程における角加速度瞬時値を算出するステ
ップと、前記角加速度瞬時値の今回値と前記気筒の角加速度平均
値の前回値とに基づき、当該気筒の角加速度平均値の今
回値を算出するステップと、前記角加速度瞬時値の今回値と角加速度平均値の今回値
との偏差が所定の閾値を超えたことをもって、前記所定
気筒に燃焼異常があったと判定するステップとを含むこ
とを特徴とする内燃機関の燃焼異常検出方法。
【請求項２】それぞれに重み付け定数を乗じた前記角
加速度瞬時値の今回値と前記角加速度平均値の前回値と
を和することにより、前記角加速度平均値の今回値を算
出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃焼
異常検出方法。
【請求項３】前記角加速度瞬時値の今回値に乗ずる重
み付け定数の値を前記角加速度平均値の前回値に乗ずる
重み付け定数の値より大きくしたことを特徴とする請求
項２記載の内燃機関の燃焼異常検出方法。