JPS61218750A - エンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

エンジンの燃焼制御装置

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JPS61218750A
JPS61218750A JP5905385A JP5905385A JPS61218750A JP S61218750 A JPS61218750 A JP S61218750A JP 5905385 A JP5905385 A JP 5905385A JP 5905385 A JP5905385 A JP 5905385A JP S61218750 A JPS61218750 A JP S61218750A
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cylinder
pressure sensor
combustion
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cylinder pressure
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Seiji Ouchi
大内 清治
Hirobumi Nishimura
博文 西村
Masakimi Kono
河野 誠公
Koji Onishi
晃二 大西
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの燃焼制御装置に関し、特に気筒の
燃焼圧力に基づき気筒゛の燃焼状態を制御するようにし
たものの改良に関する。
(従来の技術) 従来、エンジンの燃焼制御装置として、特開昭58−1
95031号公報に開示されるように1各気筒の燃焼圧
力を検出する筒内圧力センサを設け、該筒内圧力センサ
の出力に基づき各気筒に供給される燃料噴射量を制御す
ることにより、エンジンラフネスの発生を抑制しながら
空燃比を可及的にリーン限界値にして燃費率を低く維持
するようにしたものが提案されている。
そして、上記筒内圧力センサとしては、例えば実公昭5
9−14747号公報等に示されるように、円環座金状
の圧電素子を用い、これに気筒の燃焼圧力の変化に対応
する圧縮歪を与え、それに応じて発生する電気出力を検
出して筒内圧力を検出するものであって、点火プラグと
シリンダヘッドとの間に取付けられるものである。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、このような筒内圧力センサが異常状態になる
と、該筒内圧力センサから燃焼圧力(1!1内圧力)と
対応しない異常信号が出力されて、上記燃焼制御を精度
良く行い得なくなる。尚、このような筒内圧力センサの
異常状態の要因としては、燃焼熱の熱負荷やシリンダヘ
ッドの変形による歪ゲージの変形、電気的ノイズ、電気
絶縁不良などがある。
しかるに、気筒での失火やノッキング時にも、1   
 燃焼圧力が異常上昇し、これを検出した筒内圧力セン
サから異常信号が出力され、同様に燃焼制御を精喰良く
行い得なくなる。そのため、燃焼制御において筒内圧力
セン′すより異常出力値が検出された際、それが該セン
サ自体の異常に依るものか、失火、ノッキングに依るも
のかが見分けがつかなくなり、等の後の処置に困ること
になる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、気筒の吸気行程期間内はその筒内圧
力が失火やノッキングに左右されずに正常な筒内圧力セ
ンサの零レベルに近い低い圧力であることに着目し、こ
の吸気行程期間内で異常判断を行うことにより、筒内圧
力センサの異常を失火やノッキングと区別して明確に判
別できるようにすることにある。
(問題点を解決するだめの手段) 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第1
図に示すように、気筒の燃焼圧力を検出する筒内圧力セ
ンサ8を設け、該筒内圧力センサ8の出力に基づいて気
筒の燃焼状態を制御するようにしたエンジンの燃焼制御
装置において、気筒の吸気行程期間内で上記筒内圧力セ
ンサ8の出力値をサンプリングするサンプリング手段1
4と、賦サンプリング手段14の出力値を許容値と比較
し、該許容値を越えたとき筒内圧力センサ8の異常を判
別する異常判別手段15とを設ける構成としたものであ
る。
(作用) 上記の構成により、本発明では、気筒の燃焼圧力に基づ
き気筒の燃焼状態を制御する場合、燃焼圧力を検出する
筒内圧力センサ8の正常時には、サンプリング手段14
により吸気行程j11間内での低い筒内圧力に対応して
筒内圧力センサ8の零レベルに近い出力値がサンプリン
グされ、許容値を越えることがない。一方、筒内圧力セ
ンサ8の異常時には、吸気行程期間内での低い筒内圧力
に拘らず異常に高い出力値がサンプリングされて許容値
を越えるので、それを異常判別手段15により筒内圧力
センサの異常と判別されることになる。
その場合、上記筒内圧力センサの出力値のサンプリング
は吸気行程期間内で行っているので、燃焼行程に生じる
失火やノッキングによる異常値がサンプリングされるこ
とがなく、よって筒内圧力センサの異常を失火やノッキ
ングと区別して明確に判別することができることとなる
(実施例) 以下、本発明の実施例を第2図以下の図面に基づいて説
明する。
第2図は本発明を燃焼噴射式4気筒エンジンに適用した
実施例を示す。同図において、1は直列に配列された4
つの気筒を有するエンジン、2は上流端がエアクリーナ
3を介して大気に開口してエンジン1に吸気を供給する
ための吸気通路であって、該吸気通路2の下流側には吸
気拡大室4が設けられ、該吸気拡大室4からは各気筒に
対応して4つの独立した独立吸気通路28〜2dに分岐
されて各々対応する各気筒に連通されている。上記各独
立吸気通路2a〜2dにはそれぞれ燃焼噴射弁5a〜5
dが配設されており、各燃料噴射弁5a〜5dは燃料供
給通路6を介して燃焼ポンプ7に接続されていて、該燃
料ポンプ7から圧送される燃料を各燃料噴射弁5a〜5
dから所定のタイミングで各独立吸気通路28〜2dに
噴射供給して、各気筒に所定空燃比の混合気を供給する
ようになされている。
そして、8a〜8dは各気筒毎に設けられ、各気筒の最
大燃焼圧力p maxにより各気筒の燃焼圧力変動を検
出する筒内圧力センサ、9は吸入空気量を検出するエア
フローセンサ、1oはクランク角によりエンジン回転数
を検出する回転数センサであって、これら各センサ8a
〜8d、9.10の出力は上記各燃料噴射弁5a〜5d
を駆動制御するCPLIよりなるコントロールユニット
11に入力されている。また、該コントロール11には
スロットル弁の開度信@(エンジン負荷信号)θTVお
よび排気ガス還流口を制御する)!流制御弁の開弁信号
VεC,R等が入力されている。尚、上記各筒内圧力セ
ンサ8a〜8dは、第35!Iに示すように、円環座金
状の圧電素子よりなり、プラグ孔16に装着された点火
プラグ17とシリンダヘッド18との間に締着されてい
て、筒内圧力の変化に対応する圧縮歪を与え、それに応
じて発生する電気出力を検出するものである。
上記コントロールユニット11は、上記各筒内圧力セン
サ8a〜8dの出力の異常の有無を判定したのら、これ
ら出力による各気筒毎の最大燃焼圧力P waxのサイ
クル間変動σiおよび最大燃焼圧力p n+axの気筒
間較差に基づいて各気筒毎に燃焼制御すべく各気筒に供
給される混合気の空燃比が目標値になるように各気筒毎
の目標燃料噴射量を判定する判定回路12と、該判定回
路12の出力を受け、各燃料噴射弁5a〜5dからの燃
料噴射量を制御する制御回路13とを備えている。
次に、上記コントロールユニット11の判定回路12の
作動を第4図に示すフローチャートにより説明する。先
ず、ステップS+において回転数センサ10からのクラ
ンク角信号によりクランク角が吸気上死点位置か否かを
判別し、吸気上死点位置であるYESのときには筒内圧
力センサ8a〜8dの異常の有無を判定すべく、ステッ
プS2で吸気圧力に相当する値pk:吹全率りを乗算し
て許容値po  (−p −h )を設定したのち、ス
テップS3で筒内圧力センサ8a〜8dの出力値pi2
、h記許容1tipoよりも大きいか否かを判別する。
この判別がpi>poのYESのときには筒内圧力セン
サ8a〜8dが異常であると判断して、ステップS4で
その異常な筒内圧力センサ8a〜8dに対応する気筒の
補正噴射量Qoiをその他の気筒の補正量tJlllの
平均値Qoiに決定したのち、上記ステップS1の判別
が吸気上死点位置でないNOの場合および上記ステップ
S3の判別がpi≦poで筒内圧力センサ8a〜8dが
正常であるNOの場合と共にステップS8に進む。
また、上記ステップS3の判別がpi>poで筒内圧力
センサ8a〜8dの異常時であるYESの場合には、ス
テップS5でその只常回1!Nに“1′′を加算して行
き、ステップS6でこの異常口@Nが所定回数NOより
も大きいか否かを判別し、NくNOのNoのときにステ
ップSIに戻って上記フローを繰返す。そして、N−N
oのYESのなると、ステップS7で筒内圧力センサ8
a〜8dの異常を表示する警報手段等を作動させる。
しかる後、本来の筒内圧力センサ8a〜8dの出力に基
づく燃焼制御つまり空燃比制御を行うべくステップ$8
以下のフローに進む。すなわち、先ず、リーン限界値に
空燃比制御すべく、ステップS8において各気筒毎の最
大燃焼圧力p maxのサイクル間変動σiを下記式 %式%) (ここで、n:サンプリングしたサイクル数(例えば1
00サイクル)、PIIla×:nサイクルでの最大燃
焼圧力の平均値)より計算したのち、ステップS11で
このサイクル間変動σiが許容値σ0以下であるか否か
を判別する。この判別がσi≦σ0のときには、サイク
ル間変動σiが小さくて空燃比のリーン化がさらに可能
であると判断して、ステップS IQでその気筒に対す
る燃料の補正噴t14量Qoiを補正量ΔQだけ減量し
た値(Qoi−ΔQ)に更新する一方、上記判別がσi
〉σ0のときには、サイクル間変動σiが太き(て空燃
比がリーン限界に達していると判断して、ステップSo
でその気筒に対する補正rJR射@Qoiを補正量ΔQ
だけ増ff1L、、り(a(Qoi+ΔQ)に更新する
次いで、各気筒の最大燃焼圧力pmaxiの気筒間較差
を求めるべく、ステップS12で各気筒の最大燃焼圧力
の平均値pを下記の4気筒の場合の式%式% より計算したのち、ステップSL3で気筒間較差(p−
pmaxt)が許容値ΔP以下であるか否かを判別する
。この判別が(p−pmaxi)≦ΔPのときには気筒
間較差が小さいと判断してそのままステップS Isに
進む一方、(P−Pmax i ) >ΔPのときには
気筒間較差が大きいと判断して燃料を増量すべく、ステ
ップS 14で補正噴tA量Qoiを補正量ΔQ′だけ
増量した値(Qoi+ΔQ”)に更新したのちステップ
S +sに移る。
そして、ステップS +sで各気n毎に基本噴射量QO
に上記の補正噴tJJ量Qoiを加算して各気筒毎の燃
料噴射ff1Qiを求め、ステップS 16でこの信号
を制御回路13に出力する。
これに対し、経年変化や燃焼変化等の運転状態の変化に
伴って目標燃料噴IJj量を学習制御する場合には、上
記の各気筒の補正噴射fiQoiをもとにして、ステッ
プ817で各気筒の補正量tAjlの平均値Qotを計
算したのちステップS +sに移り、このステップS 
+sの判別が定常運転状態でないNoのとぎに、ステッ
プS 19において基本噴tlJffiQoを上記平均
11fIQofだけ増量した値(Qo 十Qoi)に置
き換えて、それをステップSnで学習マツプに入力する
。また、上記の補正量tJJffiの平均(aQoiの
計算後、ステップ82+で補正係数kiを設定すべき運
転条件を満たしているか否か、例えば中負荷域でエンジ
ン回転数が1000〜3000 rpmでかつ吸気負圧
が−400〜−200mm)Igの運転域にあるか否か
を判別し、この判別がYESのとぎにのみステップ82
2に移って、各気筒の燃料噴#Jll (QO+Qoi
)とその各気筒の平均値(QO+Qoi)とを比較して
、その比から補正係数ki −(QO+oot)/ (
QO+Qoi)を求め、それをステップ82+1の学習
マツプに入力する。尚、ステップ823で固定マツプ(
ROM)により基本噴射量QOの初期値が、また補正係
数に1の初期値(ki−1)がそれぞれセットされてお
り、ステップS24のエンジン運転開始のYESの判別
と同時に、これらの初期条件がステップSゎの学習マツ
プに入力されている。
そして、ステップSnの学習マツプに基づいて、ステッ
プ825において各気筒毎の新しい基本噴射IQOとし
て上記ステップS +sで学習した塞本噴°tJ1量Q
Oに上記ステップ822で算出した各気筒毎の補正量&
kiを乗算した値(QO・ki)に更新して、ステップ
S +sに戻ることを繰返す。このことにより、運転状
態の変化に伴う各気筒毎の新しい空燃比制御目標値を設
定する場合、学習した各気筒の空燃比制御目標値の平均
値(各気筒の目標燃料噴射量の平均値)に対する補正係
数kiを求めて、この各補正係数kiにより各気筒毎の
新しい空燃比制御目標値(各気筒毎の新しい目標燃料噴
射ff1)を算出することにより、各気筒毎の学習制御
を不要とし、各気筒毎の空燃比制御目標値をその算出時
間に遅れなどなく算出して、CPUのメモリ容量(RA
M)を能力低下なく有効に少なくするようになされてい
る。
以上の作動フローにおいて、ステップS+により、気筒
の吸気行程期間内(吸気上死点位置)で筒内圧力センサ
8a〜8dの出力値piをサンプリングするサンプリン
グ手段14を構成しているとともに、ステップ82 、
Ssにより、上記サンプリング手段14でサンプリング
した出力値1)+を許容値Doと比較し、該許容値po
を越えたとき筒内圧力センサ8a〜8dの異常を判別す
る異常判別手段15を構成している。
したがって、このように各気筒毎の燃焼圧力変動つまり
各気筒毎のサイクル間変動および気筒間較差に基づいて
各気筒毎に燃焼制御すべく空燃比を制御してエンジンラ
フネスを抑制する場合、サンプリング手段14により、
各気筒の燃焼圧力を検出する筒内圧力センサ8a〜8d
の出力値のうち吸気行程期間内での出力値がナンプリン
グされ、異常判別手段15により、そのときの出力値が
許容値を越えたとき上記筒内圧力センサ8a〜8dの異
常が判別されることにより、失火やノッキングの影響を
受けない筒内圧力の低い吸気行程期間で筒内圧力センサ
8a〜8dの出力値の異常判断が行われることになり、
筒内圧力センサ8a〜8dの異常を失火やノッキングと
明確に区別して判別することができる。そのため、この
異常判断時には筒内圧力センサ8a〜8dを取替えたり
、補修するなどの的確な処置を採ることができ、燃焼制
御精度の向上に寄与することができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも包含するものである。例えば、上
記実施例では各気筒の燃焼圧力変動を最大燃焼圧力p 
maxにより検出したが、平均有効圧力によって検出す
るようにしてもよい。
さらに、上記実施例では燃料噴fJJ mの制御により
空燃比制御を行う場合について述べたが、本発明は吸入
空気最の制御により空燃比制御を行う場合についても同
様に適用できるものである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のエンジンの燃焼制御装置
によれば、燃焼圧力を検出する筒内圧力セン畳すの出力
値を、失火やノッキングの影響を受けない吸気行程期間
内での低い圧力域で異常判断するようにしたので、筒内
圧力センサの異常を失火やノッキングと明確に区別して
判別することができ、よって筒内圧力センサの取替や補
修などその後の処置を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図である。 第2図〜第4図は本発明の実施例を示し、第2図は全体
概略構成図、第3図は筒内圧力センサの取付状態を示す
詳細断面図、第4図はコントロールユニットの判定回路
の作動フローを示す70−チャート図である。 1・・・エンジン、58〜5d・・・燃料噴射弁、8a
〜8d・・・筒内圧力センサ、11・・・コントロール
−1ニツト、12・・・判定回路、13・・・ll1l
J御回路、丁4・・・サンプリング手段、15・・・異
常判別手段。 第1図 第3図 第2図 eT\ ■α

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)気筒の燃焼圧力を検出する筒内圧力センサを設け
    、該筒内圧力センサの出力に基づいて気筒の燃焼状態を
    制御するようにしたエンジンの燃焼制御装置において、
    気筒の吸気行程期間内で上記筒内圧力センサの出力値を
    サンプリングするサンプリング手段と、該サンプリング
    手段の出力値を許容値と比較し、該許容値を越えたとき
    筒内圧力センサの異常を判別する異常判別手段とを設け
    たことを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
JP5905385A 1985-03-22 1985-03-22 エンジンの燃焼制御装置 Expired - Fee Related JPH06100154B2 (ja)

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DE4127950C3 (de) * 1990-08-24 2003-02-27 Mitsubishi Electric Corp Verfahren zur Erfassung eines Versagens eines Drucksensors

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