JPH10141119A - 内燃機関の燃料制御方式 - Google Patents
内燃機関の燃料制御方式Info
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- JPH10141119A JPH10141119A JP8304970A JP30497096A JPH10141119A JP H10141119 A JPH10141119 A JP H10141119A JP 8304970 A JP8304970 A JP 8304970A JP 30497096 A JP30497096 A JP 30497096A JP H10141119 A JPH10141119 A JP H10141119A
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Abstract
に発生するイオン電流信号に基づいて各気筒の燃焼状態
を判定する方法、及び気筒別の燃焼変動を抑制しつつ燃
料噴射量を減少し、エンジン始動後の排出ガス中の未燃
焼成分を低減する燃料制御方式を提供することを目的と
する。 【解決手段】 複数の気筒を有する内燃機関の各気筒に
供給する燃料噴射量の総和が各気筒の燃焼サイクル毎に
減少すると共に内燃機関の第1の気筒の燃焼状態値と第
2の気筒の燃焼状態値との差が小さくなるように内燃機
関の各気筒の燃料噴射量を補正する気筒別燃料噴射量補
正手段45、46と、気筒別燃料量噴射補正手段45、
46において補正された内燃機関の各気筒毎の燃料噴射
量を各気筒毎に噴射させる燃料噴射手段20とを備えて
いる。
Description
の気筒別燃焼状態を判定する方式、そして、エンジン始
動後に気筒別の燃焼変動を抑制しつつ燃料噴射量を最適
化し、エンジン排出ガス中の未燃焼成分を低減する燃料
制御方式に関するものである。
は、燃料噴射弁の噴射特性の差や、各気筒への吸入空気
配分の違い等を原因とする、燃焼状態の差が存在する。
特にエンジンの冷間始動時においては、燃料の気化特性
の悪化を補償するために燃料噴射量をエンジン冷却水温
度等に応じて増量している。この始動時の噴射量増量
は、エンジンの始動性能を確保するために、最も燃料配
分の悪い気筒を基準に全気筒一定噴射量に設定されてい
る。
料を供給された気筒からは、多量の未燃焼燃料が排出さ
れ、大気を汚染するという問題がある。このような問題
を解決するためには、噴射燃料配分を気筒毎に制御し各
気筒に最適燃料噴射量を供給し、各気筒の燃焼状態を均
一化し、かつ、冷却水温度などに応じて設定された燃料
噴射量を燃焼状態が悪化しない範囲で低減する必要があ
る。
筒の燃焼状態を直接測定する手段が必要であり、その手
段として、イオン電流を用いた方法が、特開平7ー29
3306号公報に開示されている。
ン電流出力最大値と積分値の基準値からの比較結果に基
づいて気筒別に燃料を制御し各気筒の燃料噴射量を低減
する方法を示している。
筒別燃焼制御方法においては、各気筒間の燃焼状態の差
を低減させるようにすることにより、各気筒毎に燃料噴
射量の制御を行っている。そのため、各気筒間の燃焼状
態の差が原因となるエンジンの振動の抑制をすることは
可能であるが、この制御によっては必ずしも全気筒の燃
料噴射量を減少させることにはなっておらず、最適な制
御がなされていなかった。
方法においては、各気筒間の現サイクルにおける燃焼状
態から求めたイオン電流の最大値や積分値に基づいて判
定を行っている。しかし、各気筒の燃焼状態にはサイク
ル毎にばらつきが生じるので、現サイクルにおける燃焼
状態からのみではこのばらつきのために正確な値を得る
ことができず、正しい判定をすることができなかった。
になされたもので、全体の気筒の燃料噴射量を補正し、
各気筒毎に対しても燃料噴射量を補正することにより、
気筒間燃焼変動を抑制しつつ平均的に燃料噴射量を減少
し、排出ガス排出量を低減する燃料制御方式を提供する
こと、そして、現サイクル前の燃焼状態をも考慮するこ
とによりサイクル毎に燃焼状態にばらつきが生じる場合
においても正確に燃焼状態を得ることができる燃料制御
方式を提供することを目的とする。
関の燃料制御方式は、複数の気筒を有する内燃機関の各
気筒に供給する燃料噴射量の総和が各気筒の燃焼サイク
ル毎に減少すると共に内燃機関の第1の気筒の燃焼状態
値と第2の気筒の燃焼状態値との差が小さくなるように
内燃機関の各気筒の燃料噴射量を補正する気筒別燃料噴
射量補正手段と、気筒別燃料噴射量補正手段において補
正された内燃機関の各気筒毎の燃料噴射量を各気筒毎に
噴射させる燃料噴射手段とを備えている。
筒に供給する燃料噴射量の総和が各気筒の燃焼サイクル
毎に変動するように各気筒に供給する燃料噴射量を補正
する気筒共通燃料噴射量補正手段と、内燃機関の第1の
気筒の燃焼状態値と第2の気筒の燃焼状態値との差が小
さくなるように内燃機関の各気筒の燃料噴射量を補正す
る気筒別燃料噴射量補正手段と、気筒共通燃料噴射量補
正手段及び気筒別燃料噴射量補正手段において補正され
た内燃機関の各気筒毎の燃料噴射量を各気筒毎に噴射さ
せる燃料噴射手段とを備え、気筒共通燃料噴射量補正手
段は、気筒別燃料噴射量補正手段で補正された各気筒の
燃料噴射量に応じて各気筒に供給する燃料噴射量を補正
する。
筒に供給する燃料噴射量を気筒別燃料噴射量補正手段で
補正された各気筒の燃料噴射量に応じた分ずつ変動させ
る。さらに、各気筒の燃焼サイクル毎に各気筒に供給す
る燃料噴射量は、内燃機関の周辺状況に応じて補正す
る。さらにまた、内燃機関の周辺状況は、内燃機関の冷
却水温、吸気温、大気圧、バッテリー、前記内燃機関へ
の燃料の供給量の少なくともいずれか1つである。
機関の少なくとも2つ以上の気筒の各燃焼状態から各気
筒の燃焼状態量を算出する燃焼状態量算出手段と、この
燃焼状態量算出手段で算出された現サイクルにおける燃
焼状態量及び現サイクル前における燃焼状態量から気筒
の変動量を算出する燃焼変動量算出手段とを備え、燃焼
変動量算出手段で算出された各気筒の変動量の差が小さ
くなるように各気筒の燃料噴射量を補正する。さらに、
燃料噴射手段は、各気筒の変動量の平均値からの偏差が
大きい気筒の燃料噴射量を補正する。
くとも2つ以上の気筒の各燃焼状態から各気筒の燃焼状
態量を算出する燃焼状態量算出手段と、この燃焼状態量
算出手段で算出された現サイクルにおける燃焼状態量及
び現サイクル前における燃焼状態量から気筒の変動量を
算出する燃焼変動量算出手段と、この燃焼変動量算出手
段で算出された各気筒の変動量に応じて各気筒の燃料噴
射量を補正する気筒別燃料噴射量補正手段とを備えてい
る。
筒の変動量の平均値と各気筒毎の変動量との比を気筒間
偏差として算出し、この気筒間偏差が小さくなるように
各気筒の燃料噴射量を補正する。また、燃焼状態量算出
手段は、内燃機関の少なくとも2つ以上の気筒にイオン
電流を流してそのイオン電流を検知し、このイオン電流
から気筒の燃焼状態量を算出する。さらに、燃焼状態量
は、イオン電流積分値または主燃焼期間である。さらに
また、主燃焼期間は、イオン電流検知手段において検知
されたイオン電流が所定値以上の期間である。
算出手段で算出された現在のサイクルにおける第1の燃
焼状態量及び現在のサイクル前のサイクルにおいて算出
された第2の燃焼状態量の差分絶対値と第1及び第2の
燃焼状態量の平均値との比から変動状態を算出し、この
変動状態を所定サイクル数だけ積分することにより変動
量を算出する。さらに、燃焼変動量算出手段は、燃焼状
態量算出手段で算出された現在のサイクルにおける燃焼
状態量と現在のサイクル前の所定サイクルの移動平均値
の偏差を算出することにより変動量を算出する。
る。図1は本発明の実施の形態1のエンジンの燃料制御
装置の構成を示す図である。1は点火コイル、2は点火
コイル1の一次コイル側に接続されエミッタ接地されて
いるパワートランジスタ、3は点火コイル1の二次コイ
ル側に接続された点火プラグ、4は点火コイル1と点火
プラグ3の間に挿入された逆流防止用のダイオードであ
る。なお、ここでは一つの気筒に対する点火部(ここ
で、点火部は点火コイル1、パワートランジスタ2、点
火プラグ3、ダイオード4からなる部を呼ぶ)を代表的
に表しているが、このような点火部は各気筒毎に設けら
れているものとする。
防止用ダイオード、6はイオン電流Iを電圧値に変換す
る負荷抵抗器、7は負荷抵抗器6に接続された直流電
源、8はイオン電流信号をディジタル値に変換するA/
Dコンバータである。
軸に設置されたクランク角度センサ(図示せず)から出
力されるクランク角度信号と気筒識別信号に基づいて演
算処理をおこない燃焼状態信号を出力するイオン電流処
理器、10はイオン電流処理器9から燃焼サイクル毎に
出力される気筒別の燃焼状態信号から燃焼変動状態を演
算処理して出力する燃焼変動処理器、11は全気筒の燃
焼変動状態から各気筒に対する燃料の補正係数を算出す
る燃料噴射量補正器である。12はエンジン制御装置
(以下、ECUと呼ぶ)であり、気筒別の燃料噴射、燃
料噴射量低減そして点火時期制御などを行う。
の気筒別補正係数の算出方法について説明する。まず、
点火コイル3の放電直後にイオン電流Iを流し、この点
火プラグ3に流れるイオン電流Iを検出する。そして、
この検出されたイオン電流Iを負荷抵抗器6によって電
圧値に変換し、電圧値に変換されたイオン電流信号Eを
A/Dコンバータ8を介してディジタル信号に変換して
イオン電流処理機9に出力する。
号をクランク角度センサ(図示せず)から出力されるク
ランク角度信号及び気筒識別信号に基づいて演算処理を
おこない燃焼状態信号を燃焼変動処理機10に出力す
る。燃焼変動処理機10は、イオン電流処理器9から燃
焼サイクル毎に出力される気筒別の燃焼状態信号と現サ
イクル前の気筒別の燃焼状態信号から各気筒の燃焼変動
状態を演算処理して燃料噴射量補正器11に出力する。
そして、燃料噴射量補正器11は燃焼変動処理機10で
演算処理された全気筒の燃焼変動状態から各気筒に対す
る燃料の補正係数を算出し、ECU12に出力する。
射制御のシステムブロック図である。図において、20
はエンジンに燃料を供給するインジェクタ、21はエン
ジンに供給する吸入空気量を検出するエアフローセン
サ、22はクランク角センサ、23は排気ガス中の酸素
濃度を測定するO2 センサ、24はエンジンの冷却水温
を検出する水温センサ、25はエンジンに供給する吸入
空気の温度を検知する吸気温センサ、26はサージタン
ク内の圧力を検出する大気圧センサ、27はバッテリセ
ンサ、28はスロットルバルブの開閉状態を検出するス
ロットルセンサである。
基本駆動時間TBを決定する基本駆動時間決定手段、3
6はエンジン回転数とエンジン負荷とに応じた第一空燃
比補正係数KAF1 を設定する空燃比補正係数設定手段、
37はO2 センサフィードバックモード(以下で説明す
る)時に空燃比を理論空燃比付近に制御するための空燃
比補正係数KAF2 を設定するO2 センサフィードバック
補正手段、38は空燃比補正係数KAF2 を設定するため
のフィードバック定数を補正するフィードバック定数補
正手段、39は空燃比補正係数設定手段36とO2 セン
サフィードバック補正手段37と相互に連動して切り替
えるスイッチング手段である。
エンジン冷却水温に応じて補正係数KWTを設定する冷却
水温補正手段、41は吸気温センサ25によって計測さ
れる吸入空気温度に応じて補正係数KATを設定する吸気
温補正手段、42は大気圧センサ26によって計測され
る大気圧に応じて補正係数KAPを設定する大気圧補正手
段、43はスロットルセンサ28によって検出された値
に基づいてアクセルペダルの挙動に応じて加速増量用の
補正係数KACを設定する加速増量補正手段、44はバッ
テリセンサ27によって測定されるバッテリ電圧に応じ
て駆動時間を補正するためのデッドタイムTDを設定す
るデッドタイム補正手段である。
するための気筒共通補正係数Kmeanを設定する燃料低減
補正手段、46は各気筒の燃焼状態に応じて気筒別に気
筒別補正係数Kind i(i=1、・・・、6)を設定す
る気筒別補正手段である。
説明する。ECU12では、まず、基本駆動時間決定手
段35において、エアフローセンサ21から検出される
吸入空気量Q信号とクランク角センサ22から検出され
るエンジン回転数Ne信号とによりエンジン一回転あた
りの吸入空気量Q/Neを算出し、この吸入空気量に基
づいて、インジェクタ20を駆動する基本駆動時間TB
を決定する。
ンジン回転数Neとエンジン負荷(上記Q/Neはエン
ジン負荷情報を有する)とに応じた第一空燃比補正係数
KAF1 をマップから設定する。(このように、空燃比補
正係数設定手段36で第一空燃比補正係数KAF1 を設定
している状態を空燃比補正モードと呼ぶ。)
ッチング手段39をO2 センサフィードバック補正手段
37側に切り換えることにより、空燃比補正モードから
O2センサフィードバックモード(以下で説明する)に
切り換える。O2 センサフィードバック補正手段37で
は、O2 センサフィードバック時に空燃比を理論空燃比
付近に制御するための空燃比補正係数KAF2 を設定す
る。この空燃比補正係数KAF2 の値はO2 センサ23の
検出値と所定の基準値(リッチ・リーン判定電圧)との
比較結果に基づいて以下のようにして変更される。
あり、空燃比補正係数KAF2 の値はサンプリング時間毎
に積分ゲインKI (=Kp /2)を加算または減算する
ことによって更新される。また、これら比例、積分ゲイ
ンはO2 センサ23の情報に基づいて検出されるリッ
チ、リーン状態で異なる値をもつ。
ィードバック定数補正手段38において、空燃比補正係
数KAF2 の振幅の最大値または最小値の変化量に応じて
変更補正される。(このように、O2 センサフィードバ
ック補正手段37で空燃比補正係数KAF2 を設定してい
る状態をO2 センサフィードバックモードと呼ぶ。)以
上のように、エンジンの運転状態に応じて、空燃比モー
ドかO2 センサフィードバックモードのいずれかのモー
ド状態になっている。
後、以下のように各諸条件に基づいて補正係数を設定す
る。冷却水温補正手段40では水温センサ24によって
検出されるエンジン冷却水温に応じて補正係数KWTを設
定し、吸気温補正手段41では吸気温センサ25によっ
て計測される吸入空気温度に応じて補正係数KATを設定
する。
ンサ26によって計測される大気圧に応じて補正係数K
APを設定し、加速増量補正手段43ではスロットルセン
サ28によって検出されるアクセルペダルの挙動に応じ
て加速増量用の補正係数KACを設定する。また、デッド
タイム補正手段44では、バッテリセンサ27によって
測定されるバッテリ電圧に応じて駆動時間を補正するた
めデッドタイムTDを設定する。
直後に燃料噴射量の低減を実現するために全気筒の燃料
噴射量を補正する気筒共通補正係数Kmeanを設定する。
この気筒共通補正係数Kmeanは、各サイクル毎に全気筒
に対する燃料噴射量が減少するように、各サイクル毎に
この気筒共通補正係数Kmeanの値を前サイクルの値より
小さくなるようにする。
したようにして求めた各気筒の燃焼変動量から各気筒の
燃焼状態に応じて気筒別に気筒別補正係数Kind 1〜K
ind6を設定する。
ンジェクタ20の駆動時間Tinj は、上記求めた補正係
数から
クタ20を駆動させる。
制御に関して説明しているので6つの気筒別補正係数を
設定しているがこれは特に6つの気筒別補正係数に限定
するものではなく、こよりも少ない気筒に対してのみ気
筒別補正係数を求めてもよい。また、6気筒エンジンの
燃料制御に限定するものではなく、他の多気筒エンジン
の燃料制御に用いてもよいことは言うまでもない。
御のフローチャートを示す図である。このルーチンは各
気筒の燃料噴射を行うためのクランク角割り込み毎に実
行されるもので、図3はこの1サイクル分を示すもので
ある。
転条件を特定する条件判別ルーチンであり、現在のモー
ドが空燃比補正モードかO2 センサフィードバックモー
ドかを判定する。この判定した結果がO2 センサフィー
ドバックモードであればこの制御を終了させる。そし
て、この判定した結果が空燃比補正モードであればステ
ップ101へ移る。すなわち、本実施の形態ではエンジ
ン始動後からO2 フィードバックに入るまでの間にこの
制御が実施されることになる。
係数Kmeanが各サイクル毎に減少するように気筒共通補
正係数Kmeanの低減計算を行う。このとき、イオン電流
による燃焼を示す測定値はサイクル毎に非常にばらつい
ているので、例えば燃焼5サイクル毎に統計処理を行っ
て気筒共通補正係数Kmeanを計算する。
態では気筒共通補正係数Kmeanの減少させる割合を小さ
くし、逆に燃焼変動が小さな状態では気筒共通補正係数
Kmeanの減少させる割合を大きくする等、エンジンの状
態や固体差で気筒共通補正係数Kmeanの減少させる割合
を変える必要がある。
気筒共通補正係数Kmeanに1以下の数(図3に示した場
合、0.98の値)を乗ずることにより気筒共通補正係
数Kmeanを計算しているが、これは特にこの計算方法に
限定するものではなく、所定数を減ずることにより気筒
共通補正係数Kmeanを計算してもよい。さらにまた、本
実施の形態では、燃焼を5サイクル繰り返す毎に処理を
行っているが、エンジンの状態や固体差でサイクル数を
変更させてもよい。
各気筒別に検出した燃焼状態から燃焼状態量を算出し
て、これらから燃焼変動を計算する。この時において
も、イオン電流による燃焼を示す測定値のばらつきを考
慮して、燃焼を5サイクル繰り返す毎にの統計処理を行
って算出する。ステップ103では、ステップ102に
おいて算出した5サイクル毎の各気筒別の燃焼変動量値
から各気筒に対する気筒別補正係数Kind i(i=1、
・・・、6)を算出する。
係数Kmeanの上下限の限界値を設定する。ここでは、気
筒共通補正係数Kmeanが0.5から1.5の範囲を限界
値としており、この限界値を越えたときには制御を停止
する。そして、ステップ105では、気筒別補正係数K
ind iの上下限の限界値を設定する。ここでは、気筒別
補正係数Kind iが0.5から1.5の範囲を限界値と
しており、この値を越えたときには制御を停止する。こ
のように、ステップ104及び105において補正係数
の限界範囲を設定することにより、イオン電流の検出装
置の故障などで測定値が大きくずれた場合でも補正値に
限界値が設けられているので、エンジンの変動を最小限
におさえこむことが可能になる。
係数Kind iに基づいて気筒間の燃料変動量値の差が小
さくなるように気筒補正係数の値が最大の気筒を補正す
る。本実施の形態では気筒別の補正係数が最大である気
筒のみに補正をかけているが、最大、最小気筒または全
気筒に補正をかけてもよい。
meanと各気筒別補正係数Kind iとを別々に分けて計算
しているが、これは特に別々に求める必要はなく、同時
に求めてよいことは言うまでもない。本実施の形態で
は、気筒間の変動量の差が小さくなるように各気筒の気
筒補正係数を補正すると共に全気筒に対して補正をする
気筒共通補正係数をサイクル毎に減少させているので、
気筒間の変動を押さえつつ全気筒の燃料噴射量を低減さ
せることができる。
共通補正係数Kmeanをサイクル毎に所定数分だけ減少さ
せのではなく、この減少させる割合を図3に示したステ
ップ103で補正した気筒別補正係数Kind iに応じて
変化させてもよい。すなわち、ステップ101において
ステップ103で補正した気筒別補正係数Kind iの補
正量が大きい場合には減少させる割合を小さくし、逆
に、補正量が小さい場合には減少させる割合を大きくす
る。
て、気筒共通補正係数の値を算出すると、各気筒間の燃
焼状態に応じて、気筒共通補正係数の値を設定すること
になるので、全気筒の燃料噴射量を効率よく、より正確
に補正することができる。
2のエンジンの各気筒の燃焼状態を測定するシステムを
示す図である。図において、1〜9は、図1で説明した
ものと同様であるので説明は省略する。図5は本発明の
実施の形態2のイオン電流信号及び燃焼状態量を示す図
である。図において、50は各気筒の燃焼サイクルにお
けるイオン電流出力を電圧値に変換したイオン電流信号
波形、51は第1気筒の位置を判別するSGC信号及び
各気筒の位置を示すSGT信号とから成る気筒識別信
号、52はこの基準信号(気筒別信号)に基づいて算出
した各気筒の燃焼状態量である。
ための燃焼状態量を求める方法について説明する。ま
ず、図4に示したように、点火コイル1によって点火プ
ラグ3にイオン電流Iを流し、この点火プラグ3に流れ
るイオン電流Iを検出する。そして、この検出されたイ
オン電流Iを負荷抵抗器6によって電圧値に変換し、電
圧値に変換されたイオン電流信号EをA/Dコンバータ
8を介してディジタル信号に変換してイオン電流処理機
9に出力する。
号をクランク角度センサ(図示せず)から出力されるク
ランク角度信号及び気筒識別信号に基づいて図5に示し
たように各気筒毎に積分区間(気筒識別信号SGTのた
ち上がりから次のたち下がりまでの区間)積分したイオ
ン電流積分値を燃焼状態量として求める。
って得られた燃焼状態量(イオン電流積分値)と空燃比
との関係を示す図である。この図は横軸に空燃比を縦軸
にイオン電流積分値を示したもので、図中○印は各空燃
比での平均値、△▽印はそれぞれ最小値と最大値、そし
て、平均値から上下にのびる実線の長さで標準偏差を示
している。ここでは、20燃焼サイクルの結果を統計処
理して求めた結果を第1気筒を代表して示す。(他気筒
に対してもほぼ同等の傾向を示す。)
燃比をリッチからリーンに変更すると、燃焼状態を示す
積分処理結果の平均値は、空燃比12付近でピークを持
つ単峰特性を持つ。また、標準偏差に関しても同等に空
燃比に応じて変化する事がわかる。しかし、空燃比10
〜14までのリッチ領域からそれ以上のリーン領域に対
する変化度合は標準偏差すなわち燃焼変動に大きく現れ
ている、また、平均値はエンジンの運転領域によって変
化するので燃焼変動としては、標準偏差に関連する評価
関数が有効である。
検出されるイオン電流を一定燃焼区間で積分することに
なるので燃焼量(機関出力、筒内圧力)に応じ他サイク
ルと比較可能な処理結果を得ることができる。
3のイオン電流信号及び燃焼状態量を示す図である。図
において、50は各気筒の燃焼サイクルにおけるイオン
電流出力を電圧に変換したイオン電流信号波形、51は
第1気筒の位置を判別するSGC信号及び各気筒の位置
を示すSGT信号とから成る気筒識別信号、53はこの
基準信号(気筒別信号)及び所定の基準値に基づいて算
出した各気筒の燃焼状態量である。
ための燃焼状態量を求める方法について説明する。ま
ず、図4に示した実施の形態2と同様にして、イオン電
流信号EをA/Dコンバータ8を介してディジタル信号
に変換してイオン電流処理機9に出力する。そして、イ
オン電流処理機9は、このイオン電流信号をクランク角
度センサ(図示せず)から出力される図5に示したクラ
ンク角度信号及び気筒識別信号に基づいてを気筒毎の演
算時間において、イオン電流信号が基準設定値を越えた
電圧を出力している時間を燃焼状態量として求める。
て得られた燃焼状態出力結果を示す図である。図6に示
した積分処理結果と同様に、燃焼期間をパラメータにし
た場合でも標準偏差、平均値とも変化している。すなわ
ち燃焼の変動は空燃比が約13でもっとも小さく、空燃
比が大きくなるほど変動が大きくなっている。
するだけの簡便な方法によって、機関出力に相当する主
燃焼期間を測定することができる。
に示した燃焼変動処理器10での燃焼変動状態の演算処
理を説明する。その他は実施の形態1または2と同様で
あるので説明は省略する。なお、ここでは、単一気筒の
データのみの処理方法を示すが、他の気筒に関しても同
等の計算を行うものとする。燃焼状態量から以下の式を
利用して各気筒の燃焼変動量を求める。
クルの燃焼変動を示し、D(n)はn番目の燃焼サイク
ルの燃焼状態量、D(n−1)はn−1番目の燃焼サイ
クルの燃焼状態量を表す。また、Δtは燃焼サイクルに
相当するデータサンプリング時間とする。
積分したICV(n)を燃焼変動値として使用する。
態では積分回数を5と指定しているが、これは特に限定
するものではなく、積分回数は運転状態に応じて変更す
る。
ルと燃焼状態量との関係を示す図である。図8の横軸は
燃焼サイクルを示し、縦軸は燃焼状態量を示している。
変動量は、図9に示した54の面積と55の面積との比
(現在のサイクルにおける燃焼状態量及び前燃焼サイク
ルにおける燃焼状態量の差分の絶対値とこれらの平均値
の比率)をmサイクル分積分した値であるので、変化値
が大きくなりより正確な値を求めることができる。本実
施の形態では、燃焼状態量として主燃焼期間を用いて説
明するが、この燃焼状態量はイオン電流積分値であって
もよい。
量を実施の形態4で示した燃焼変動量の求め方と別の方
法によって求める演算処理方法を説明する。実施の形態
4と同様に、その他は実施の形態1または2と同様であ
るので説明は省略する。なお、ここでは、単一気筒のデ
ータのみの処理方法を示すが、他の気筒に関しても同等
の計算を行うものとする。
クルの燃焼変動を示し、D(n)はn番目の燃焼サイク
ルの燃焼状態量、mは予め設定したデータの移動平均個
数であり、上式によれば、燃焼変動は当該サイクルの燃
焼状態と所定回数移動平均値との偏差の絶対値で表して
いる。
クルと燃焼状態量との関係を示す図である。図10の横
軸は燃焼サイクルを示し、縦軸は燃焼状態量を示してい
る。変動量は、図10に示した△の値と燃焼状態量(○
の値)との比をmサイクル分積分した値であるので、変
化値が大きくなりより正確な値を求めることができる。
本実施の形態では、燃焼状態量として主燃焼期間を用い
て説明するが、この燃焼状態量はイオン電流積分値であ
ってもよい。
に示した燃料噴射量補正器11での全気筒の燃焼変動状
態から各気筒に対する燃料の補正係数を算出する演算処
理を説明する。その他は実施の形態1または2と同様で
あるので説明は省略する。なお、ここでは、単一気筒の
データのみの処理方法を示すが、他の気筒に関しても同
等の計算を行うものとする。
して、燃焼状態偏差を求める。
実施の形態では6気筒エンジンへの適応例を示してい
る。また、nは燃焼サイクルを表している。DV(i,
n)はi気筒におけるn燃焼サイクルの変動値と多気筒
との偏差を示し、CV(i,n)は燃焼変動処理器9よ
り得られたi気筒におけるn燃焼サイクルの燃焼変動を
示す。このようにして各気筒毎に求めた燃焼状態偏差に
基づいて、例えば最も偏差の大きな気筒の燃料噴射量を
補正する。
いを他気筒と比較して得られるので、燃焼変動を抑制す
るための補正値として使用することができる。
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
動を抑制しつつ平均的に燃料噴射量を減少し、排出ガス
中の未燃焼ガス成分を低減することができる。
動を抑制しつつ、この燃焼変動を抑制させるための補正
量に応じて燃料噴射量を変動させるので、気筒別の燃焼
変動を抑制しつつ、かつ効率よく平均的に燃料噴射量を
減少し、排出ガス中の未燃焼ガス成分を低減することが
できる。
動を抑制しつつ、この燃焼変動を抑制させるための補正
量に応じて燃料噴射量を変動させる割合を変化させるの
で、気筒別の燃焼変動を抑制しつつ、かつ効率よく平均
的に燃料噴射量を減少し、排出ガス中の未燃焼ガス成分
を低減することができる。
燃料噴射量を内燃機関の周辺状況に応じて補正するの
で、より正確な補正をすることができる。
ける燃焼状態量及び現サイクル前における燃焼状態量か
ら気筒の変動量を算出するので、各気筒において各サイ
クル毎に燃焼状態にばらつきがある場合にでも、正確に
各気筒の燃焼状態を得ることができる。
状態の差を小さくすることができるので、エンジンの振
動等を抑制することができる。
ける燃焼状態量及び現サイクル前における燃焼状態量か
ら気筒の変動量を算出するので、各気筒において各サイ
クル毎の燃焼状態にばらつきがある場合にでも、正確に
各気筒の燃焼状態を得ることができる。
さくなるように各気筒の燃料噴射量を補正するので、各
気筒間の燃焼状態の差を小さくでき、エンジンの振動等
を抑制することができる。
焼状態を測定することができるので、気筒毎に燃料噴射
量を補正させることができる。
に比例した出力または気筒別に主燃焼期間に比例した出
力を得ることができる。
期間を燃焼状態量としているので、容易に燃焼状態量を
求めることができる。
は、変化値が大きくなりより正確な値を求めることがで
きる。
を示す図。
システムブロック図。
フローチャート図。
を示すシステム図。
燃焼状態量を示す図。
の関係を示す図。
燃焼状態量を示す図。
の関係を示す図。
変動の関係を示す図。
焼変動の関係を示す図。
ンジスタ 3 点火プラグ 4 ダイオード 5 逆流防止用ダイオード 6 負荷抵抗器 7 直流電源 8 A/Dコン
バータ 9 クランク角度センサ 10 燃焼変動処
理器 11 燃料噴射量補正器 12 エンジン
制御装置 20 インジェクタ 21 エアフロ
ーセンサ 22 クランク角センサ 23 O2 セン
サ 24 水温センサ 25 吸気温セ
ンサ 26 大気圧センサ 27 バッテリ
センサ 28 スロットルセンサ 35 基本駆動
時間決定手段 36 A/Fアップ補正手段 37 O2センサフィードバック補正手段 38、39 切り替えスイッチ 40 冷却水温
補正手段 41 吸気温補正手段 42 大気圧補
正手段 43 加速増量補正手段 44 デッドタ
イム補正手段 46 燃料低減補正手段 47 気筒別補
正手段 50 イオン電流信号波形 51 気筒識別
信号 52、53 燃焼状態量
Claims (14)
- 【請求項1】 複数の気筒を有する内燃機関の各気筒に
供給する燃料噴射量の総和が前記各気筒の燃焼サイクル
毎に減少すると共に前記内燃機関の第1の気筒の燃焼状
態値と第2の気筒の燃焼状態値との差が小さくなるよう
に前記内燃機関の各気筒の燃料噴射量を補正する気筒別
燃料噴射量補正手段と、前記気筒別燃料噴射量補正手段
において補正された前記内燃機関の各気筒毎の燃料噴射
量を各気筒毎に噴射させる燃料噴射手段とを備えたこと
を特徴とする内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項2】 複数の気筒を有する内燃機関の各気筒に
供給する燃料噴射量の総和が前記各気筒の燃焼サイクル
毎に変動するように前記各気筒に供給する燃料噴射量を
補正する気筒共通燃料噴射量補正手段と、前記内燃機関
の第1の気筒の燃焼状態値と第2の気筒の燃焼状態値と
の差が小さくなるように前記内燃機関の各気筒の燃料噴
射量を補正する気筒別燃料噴射量補正手段と、前記気筒
共通燃料噴射量補正手段及び気筒別燃料噴射量補正手段
において補正された前記内燃機関の各気筒毎の燃料噴射
量を各気筒毎に噴射させる燃料噴射手段とを備え、前記
気筒共通燃料噴射量補正手段は、前記気筒別燃料噴射量
補正手段で補正された各気筒の燃料噴射量に応じて前記
各気筒に供給する燃料噴射量を補正することを特徴とす
る内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項3】 気筒共通燃料噴射量補正手段は、気筒に
供給する燃料噴射量を気筒別燃料噴射量補正手段で補正
された各気筒の燃料噴射量に応じた分ずつ変動させるこ
とを特徴とする請求項2記載の内燃機関の燃料制御方
式。 - 【請求項4】 各気筒の燃焼サイクル毎に前記各気筒に
供給する燃料噴射量は、内燃機関の周辺状況に応じて補
正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記
載の内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項5】 内燃機関の周辺状況は、内燃機関の冷却
水温、吸気温、大気圧、バッテリー、前記内燃機関への
燃料の供給量の少なくともいずれか1つであることを特
徴とする請求項4記載の内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項6】 気筒別燃料噴射量補正手段は、内燃機関
の少なくとも2つ以上の気筒の各燃焼状態から各気筒の
燃焼状態量を算出する燃焼状態量算出手段と、前記燃焼
状態量算出手段で算出された現サイクルにおける燃焼状
態量及び現サイクル前における燃焼状態量から前記気筒
の変動量を算出する燃焼変動量算出手段とを備え、前記
燃焼変動量算出手段で算出された前記各気筒の変動量の
差が小さくなるように前記各気筒の燃料噴射量を補正す
ることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の
内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項7】 燃料噴射手段は、各気筒の変動量の平均
値からの偏差が大きい気筒の燃料噴射量を補正すること
を特徴とする請求項6記載の内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項8】 複数の気筒を有する内燃機関の少なくと
も2つ以上の気筒の各燃焼状態から各気筒の燃焼状態量
を算出する燃焼状態量算出手段と、前記燃焼状態量算出
手段で算出された現サイクルにおける燃焼状態量及び現
サイクル前における燃焼状態量から前記気筒の変動量を
算出する燃焼変動量算出手段と、前記燃焼変動量算出手
段で算出された前記各気筒の変動量に応じて前記各気筒
の燃料噴射量を補正する気筒別燃料噴射量補正手段とを
備えたことを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。 - 【請求項9】 気筒別燃料噴射量補正手段は、各気筒の
変動量の平均値と各気筒毎の変動量との比を気筒間偏差
として算出し、この気筒間偏差が小さくなるように前記
各気筒の燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項
6〜8のいずれか1項記載の内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項10】 燃焼状態量算出手段は、内燃機関の少
なくとも2つ以上の気筒にイオン電流を流してそのイオ
ン電流を検知し、このイオン電流から前記気筒の燃焼状
態量を算出することを特徴とする請求項6〜9のいずれ
か1項記載の内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項11】 燃焼状態量は、イオン電流積分値また
は主燃焼期間であることを特徴とする請求項10記載の
内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項12】 主燃焼期間は、イオン電流検知手段に
おいて検知されたイオン電流が所定値以上の期間である
ことを特徴とする請求項11記載の内燃機関の燃料制御
方式。 - 【請求項13】 燃焼変動量算出手段は、燃焼状態量算
出手段で算出された現在のサイクルにおける第1の燃焼
状態量及び前記現在のサイクル前のサイクルにおいて算
出された第2の燃焼状態量の差分絶対値と第1及び第2
の燃焼状態量の平均値との比から変動状態を算出し、こ
の変動状態を所定サイクル数だけ積分することにより変
動量を算出することを特徴とする請求項6〜12のいず
れか1項記載の内燃機関の燃料制御方式。 - 【請求項14】 燃焼変動量算出手段は、燃焼状態量算
出手段で算出された現在のサイクルにおける燃焼状態量
と前記現在のサイクル前の所定サイクルの移動平均値の
偏差を算出することにより変動量を算出することを特徴
とする請求項6〜12のいずれか1項記載の内燃機関の
燃料制御方式。
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2000
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