JPS6116247A

JPS6116247A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPS6116247A
Application number: JP13671084A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Morita; 森田　達郎; Hatsuo Nagaishi; 初雄永石
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-06-30
Filing date: 1984-06-30
Publication date: 1986-01-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業−にの利用分野〕この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に車両用内
燃機関において、機関の回転速度が過剰になった時に燃
料の供給を停止又は制限して破損を防止するようにした
制御装置に関する。

（従来の技術Ｊ従来の内燃機関におけるこの種の制御装置としては、例
えば第７図に示すようなものがある。

これを簡単に説明すると、１は燃料噴射量演算器で、回
転速度検出器２によって検出される機関回転速度（回転
数Ｎ）と負荷検出器乙によって検出される機関の負荷（
例えば、エアフロメータによる吸入空気量Ｑａ）から燃
料噴射量Ｔｉを演算等により求める。

この方法は一般によく知られており５例えはＴｉ＝に−
Ｑａ／Ｎ＋Ｔｓ　　　（Ｑａ：吸入空気。

Ｎ：機関回転速度、Ｔｓ：電圧補正分、に：定数）によ
って求められる。

４は噴射弁駆動回路で、燃焼噴射量演算器１によって算
出された噴射量Ｔｉを入力し、所定タイミング（例えば
クランク軸１回転に１回）で、燃料噴射量Ｔｉに相当す
るパルス幅の燃料噴射弁駆動信号Ｖｐを出力して燃料噴
射弁５を駆動する。

それによって、開示しない燃料タンクから燃料ポンプに
よって圧送された燃料か、燃料噴射弁５からインテーク
マニホールド内に噴射供給される。

６は過剰回転検出器で、回転速度検出器２から機関の回
転速度に応した信号を入力して、その値か予め定めた第
１の所定回転（例又は７０００　ｒｐｍ　）以上になっ
た時、噴射弁駆動回路４に噴射弁駆動停止信号ＳＴを発
する。そして１機関回転速度か第２の所定回転（例えば
６５００　ｒｐｍ　）以下になつたとき、噴射弁駆動停
止信号８丁の出力を止める。

この過剰回転検出器６から噴射弁駆動停止信号Ｓ　丁を
受けた時、噴射弁駆動回路４は噴射弁駆動信号ｖｐの出
力を中止する。。

このようにして、機関回転速度か過剰に大きくなった場
合、機関に対する燃料供給を停止して機関の回転速度を
下げるように制御し、ている。

さらに、車速か所定値以−にになった場合にも燃料の供
給を停止するようにしたものもある（例えは、目顔自動
車す−ビス周報第４８４号公報）。

し発明が解決しようとする問題点Ｊしかしなから５このような従来の内燃機関の制御装置に
あっては１機関回転速度あるいは車速に上限値を設け、
機関回転速度又は車速かその上限値を越えた時に過剰回
転と判断して燃料の供給を停止するようになっていたた
め、機関の個体バラツキを考慮して、安全のため回転速
度又は車速の−１−限値を低めに設定する必要があり、
そのため機関の回転能力を最大値まで発揮できないとい
う問題点があった。

また１機関の吸排気バルブの駆動系に万−何らかの異常
が発生した場合でも、機関の回転速度又は車速が上限値
を越えていなけＡ１ば１機関を停止させないはかりか警
報を発することもないため、最悪の場合には機関を破損
する恐れがあるという問題点もあった。

この発明は、このような従来の問題点をＭ失することを
目的とする。

し問題を解決するための手段Ｊそこで、第１番目の発明は、吸排気バルブの着座時に発
生する振動の大きさを検出し、その検出値を予め設定し
た値と比較することにより過剰回転を判別し、て、過剰
回転と判別した時に燃料の供給を停止又は制限するよう
にし、実際に機関を破損する恐れのある吸排気バルブの
振動の大きさの限界付近まで機関を駆動できるようにし
て、−１−述した従来技術における機関の回転能力を最
大限まで発揮できないという問題点を解決する。

また、第２番目の発明は、上記に加えて、吸排気バルブ
の着座時に発生する振動の大きさ又はそれによる過剰回
転判別結果とその時の機関回転速度とによってバルブ駆
動系の異常を判別し、異常時には警報を発するようにし
て、上述した従来技術における機関を破壊する恐れがあ
るという問題点も解決する。

「作　用」機関を破壊する大きな原因の一つは、吸排気バルブの動
きが第２図に破線で示すようにカムに追従しなくなり、
閉弁時の着座スピードが上り、それによって耐久力が著
しく低下することにある。

この原因としては、高速回転時にバルブの質量によって
定まる慣性力のために応答性が悪（なること、オイルタ
ペット方式においては、熱によるオイルの粘性低下やオ
イルに対する空気の混入あるいはオイル漏れなとし５よ
る。

吸刊気バルブの着座スピードが上がると、着座による振
動か発生する。

この発明による内燃機関の制御装置は、このバルブ着座
時に発生する振動を検出し、その大きさから機関駆動の
限界となる過剰回転を判別して燃料の供給を停止し、さ
らにはバルブ駆動系の異常を判別して警告を発するよう
にしている。

（実　施　例Ｊ以下、この発明の実施例を添イ」図面を参照して説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例を示すフロック構成図で
、第７図の従来例と同し部分には同一符号を付してあり
、その部分の説明は省略する。

この実施例は、４気筒エンレンに第１番目及び第２番目
の発明を適用したもので、シリンダヘラＩ−の各気筒の
点火プラグ取付部にそれぞれ振動センサ７を第６図に示
すように取付けている。

第６図（Δ）はシリンダヘッドの点火プラグ取付部の断
面図であり、同図（Ｂ）は振動センサ７のみの平面図で
ある。

この振動センサ７は、シリンダフロック１７に螺着され
る点火プラグ１８の座金状に形成され、シリンダ・＼ソ
ト１７の外側凹所に点火プラグ１８の締付は部１８ａに
よって押っ付けらＡして固定されている。

この振動センサ７としては５．ノンキング検出用のセン
サど同様に１例えば気筒内の燃焼圧力及びンリンタ・＼
ットの振動による圧力変化を圧電素子によ−）℃電６１
ｊに変換して出力する圧′屯式センサを使用する、。

なＪ飄　二のように各気筒毎に振動センサ７を設けすに
１例えはシリンタフロックに１個の振動センサを取イ」
けて全気筒のハルツ着座振動を検出するよ−）にしても
よい、。

要するに、内燃機関のシリンダ・＼ツ１へ、シリンタブ
ロック等に取イ」けられて、その吸１１１気パルブーｎ
座時に発生する振動を検出てきるセンサであれはよい。

第１図に戻って、８は振動センサ７による検出信号を増
幅する増幅器であり、振動センサ７として前述のような
圧電式センサを用いた場合、例えは第４図に示すように
、抵抗Ｒ１〜Ｒ８，コンデンサＣ，ダ、イ寸−ｌ”　Ｄ
　１〜Ｄ、、及びオペアンプｏＰ、、ｏｐ、、によって
構成される公知の電荷−電圧変換増幅器（チャージアン
プ）を使用する。

日はバンドパスフィルタで、５Ｋｌｌｚ〜２０Ｋｌｌｚ
の通過帯域特性を持ち、増幅器８；こよって増幅された
振動センサ７の検出信号のつら吸４Ｊ１：気バルブの着
座時に発生する振動成分を含む周波数帯域の信号のみを
通過させる。

１０は検出区間判別器で、基準信号発生器１１からの」
二死点前所定クランク角（例えは　７０パＡＴＤＣ）に
立」ニリを発生する基準信号Ｃと、１′″信号発生器１
２からのり勇ンク軸か】°□回転する毎に立上り、立下
りを発生するＬ′信号ｆとを入力し、吸排気バルブの着
座前（例えば　３“前）か１〕着座後（例えば　ｌＯ°
゛〜５０°′後）にわたる検出区間を判別して、ピーク
検出器１３に検出区間信号Ｃを出力する、。

なお、２気筒以−Ｈのハルス着座時期か重なる時は、両
方の検出区間のオアをとって検出区間とする。

ピーク検出器１３は、この検出区間判別器１０から検出
区間信号Ｃが入力されている期間に一バンドパスフィル
タ９から入力する信号１〕のピーク値を検出して１次の
基準信号ｅか入力するまで保持し、基準信号入力直後に
リセットされる。

こＡしらの振動センサ７、増幅器８（バンドパスフィル
タと一体にすることもできる）、パン１−バスフィルタ
９．検出区間判別器１０．及びピーク検出器１６等によ
って、吸排気バルブの着座時に発生する振動の大きさを
検出するバルブ着座振動検出手段２０を構成している。

このバルブ着座振動検出手段２０を構成する各部の出力
信号ａ−ｅの波形例を第５図（ａ）〜（ｅ）にそれぞわ
示す。なお、第５図＜ａ）と（ｂ）の波形は、実際には
各気筒の振動センサによる検出信号か重量されるが、１
気筒分のみを示して他の気筒の信号は省略し、ている。

但し、第５図（ｄ）には、ピーク検出器１３によ、る他
の気筒のバルブ着座振動検出信号のピークホールド波形
も示している。

１４は過剰回転判別手段としての比較器であり、ピーク
検出器１３の検出出力ｄ　（ピーク検出値）を予め設定
した２つの設定値　ＳＬ、、ＳＬ。

（Ｓ　Ｔ−＋　＞ｓ　Ｌ２　）と比較し、ｄの値が第１
の設定値ＳＬＩを越えていれば過剰回転であると判別し
て、噴射弁駆動回路４に噴射弁駆動停止信号ＳＴを出力
する。それによって、第７図の従来例と同様に燃料の供
給が停止される、。

なお、このとき比較器１４は、ピーク検出器１３の検出
出力ｄが第１．第２の設定値ｓｒ−，。

ＳＬ２のいずれをも越え・でいたことを示す信号ｇ１を
異常判別器１５に出力する。

また、検出出力ｄか第１．第２の設定値ＳＬ。

とＳＬ２の中間の値である場合には、比較器１４は噴射
弁駆動停止信号ＳＴを出力せず、検出出力ｄか２つの設
定値の中間の値であることを示す信号ｇ２を異常判別器
１５に出力する。

さらに、検出出力ｄが第２の設定値Ｓ　Ｌ　２以・下の
場合には、やはり噴射弁駆動停止信号ＳＴは出力せず、
検出出力ｄが第２の設定値以下であることを示す信号ｇ
３を出力する。あるいは、この場合には何も出力信号を
出さないようにしてもよい。

ところで、この２つの設定値のうち、大きい方の第１の
設定値ＳＬ、は、長時間の運転あるいはこれ以にのレベ
ルになった場合には吸排気バルブに損傷を与えると推定
される振動のピーク値に相当する値に設定し１．小さい
方の第２の設定値ｓ　ｒ、、　、、は、常用の回転（例
えば　Ｏ−６０００、ｒｐｍ）においては達するはすの
ない振動のピーク値に相当する所定値に設定する（第６
図参照）。

また、ピーク値は機関回転速度に相関するので。

設定値ｓ　＋−１、ｓ　ｒ、２は機関回転速度に対して
テーブルで割付けるようにしてもよい。

異常’ｔｏ別器１５は、比較器１４がらの信号ｇ１〜ｇ
３　（いずれか１つが入力する）と１回転速度検出器２
からの機関回転速度に応じた信号Ｎを入力し、て、バル
ブｌ駆動系の異常を判別する異常判別二手段である。

セなわら、比較器１４がらの入力信号がｄ　＞　Ｓ　Ｌ
　、　　であることを示す信号　ｇ、の時は。

機関回転速度に係わりなく警告信号ΔＬを出力し。

て贅告装圃１６を駆動する。。

また、比較器１４からの入力信号がｓＬ２≦ｄ≦ＳＬ、
　　であることを示す信号　ｇ２の時は、機関回転速度
か例えば６０００　ｒｐｍ以下の場合は警報信号ＡＬを
出力して警報装置１６を１東動し、６０００　ｒｐｍを
越えている場合には警報信号ＡＬを出°力しない。

さらに、比較器１４からの入力信号かＳＬｌくｄ　であ
ることを示す信号　ｇ３の時には、機関回転速度に係わ
らず警報信号Ａ　Ｌ、を出力しない。

すなわち、第６図においてピーク検出器の出力値か、ク
ロスハツチングを施した領域ｒ１’１に入ると燃料の供
給を停止すると同時に警報を発し、普通のハノチンクを
施し、た領域Ｉ？゛）に入った時には燃料供給は停止し
ないが警報を発する。

警報装置１６は、ブザー、電子チャイム、警報灯なと、
トライバに注意を換起するのに適したものを使用する。

なお、この実施例では検出区間中の振動検出信号のピー
ク値をホールドして吸排気バルブの着座時に発生する振
動の大きさを検出するよっにしたが、これに代えて、検
出区間中の振動検出信号の積分値あるいは平均値等によ
って検出するようにし７てもよい。

また２過剰回転検出手段としての比較器１４が、バルブ
着座振動の大きさを示す信号ｄ＆２つの設定値ど比軸し
・て過剰回転を検出すると共に異常判別器１５八判別用
の信号ｇｌ−ｇ３を出力するようにしたか、比較器１４
は燃料の供給を停止すべき過剰回転の判別のみを行ない
、異常判別器１５か直接信号ｄを人力して、その大きさ
と機関回転数からバルブ駆動系の異常を判別するように
してもよい。

さらに、本実施例では過剰回転の判別により、燃料の供
給を停止して機関の回転速度を低下させるようにしたが
、供給燃料量を制限するようにしてもよい。

「発明の効果〕以」二説明し・できたように、この第１番目の発明によ
る内燃機関の制御装置は、吸排気バルブの着座時に発生
する振動の大きさを検出して、その値が予め設定した値
を越えた時に過剰回転と判別して燃料の供給を停止又は
制限するので、この設定値をかなり高く設定することが
でき、機関の回転能力を限界近くまで発揮させることが
でき、しかも過剰回転による破損を防止できる。

さらに、第２番目の発明による制御装置では２　・これ
に加えて一上記振動の大きさ又は過剰回転判別結果とそ
の時の機関回転速度からバルブ駆動系の異常を判別して
、異常時には警報番発するようにしてので、過剰回転の
時は勿論、回転数が低い場合でも、バルブ着座振動か大
きくバルブ駆動系に異常が発生しているような場合には
警報が発せられ、１−ライムが運転を中止するなとの適
切な処置をとることができるので、機関を破壊するよう
なことが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図
。第２図は、バルブの動作例を示す波形図、第３図（Ａ）
（Ｂ）は、振動センサの取イ」け状態を示す断面図及び
振動センサのみの平面図、第４図は、第１図における増
幅器の一例を示す回路図。第５図は、バルブ着座振動検出手段を構成する各部の出
力信号波形を示すタイミングチャート図。第６図は４機関凹転速度に対するピーク検出器Ｓの検出
値と比較器１４における第１．第２の設定値との関係を
示す線図である。１　・燃料噴射量演算器　　２・回転速度検出器６・・
・負荷検出器４・噴射弁即動回路

Claims

【特許請求の範囲】１　内燃機関における吸排気バルブの着座時に発生する
振動の大きさを検出するバルブ着座振動検出手段と、該
手段による検出値を予め設定した値と比較して機関の過
剰回転を判別する過剰回転判別手段と、該手段によつて
過剰回転が判別された時に燃料の供給を停止又は制限す
る手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置
。２　バルブ着座振動検出手段が、内燃機関のシリンダヘ
ッド、シリンダブロック等に取付けられた振動センサと
、該振動センサによる検出信号のうち吸排気バルブの着
座時に発生する振動成分を含む周波数帯域の信号のみを
通過させるバンドパスフィルタと、吸排気バルブの着座
時期を含む所定の検出区間を判別する検出区間判別器と
、該検出区間判別器によつて判別された検出区間毎に前
記バンドパスフィルタを通過する振動センサによる検出
信号のピーク値を検出して保持するピーク検出器とを備
えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
内燃機関の制御装置。３　内燃機関における吸排気バルブの着座時に発生する
振動の大きさを検出するバルブ着座振動検出手段と、該
手段による検出値を予め設定した値と比較して機関の過
剰回転を判別する過剰回転判別手段と、該手段によつて
過剰回転が判別された時に燃料の供給を停止又は制限す
る手段と、前記バルブ着座振動検出手段による検出値又
は前記過剰回転判別手段による判別結果と機関回転速度
とによつてバルブ駆動系の異常を判別する異常判別手段
と、該異常判別手段によつて異常が判別された時に警報
を発する警報装置とを備えたことを特徴とする内燃機関
の制御装置。４　バルブ着座振動検出手段が、内燃機関のシリンダヘ
ッド、シリンダブロック等に取付けられた振動センサと
、該振動センサによる検出信号のうち吸排気バルブの着
座時に発生する振動成分を含む周波数帯域の信号のみを
通過させるバンドパスフィルタと、吸排気バルブの着座
時期を含む所定の検出区間を判別する検出区間判別器と
、該検出区間判別器によつて判別された検出区間毎に前
記バンドパスフィルタを通過する振動センサによる検出
信号のピーク値を検出して保持するピーク検出器とを備
えていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
内燃機関の制御装置。