JPH02146245A - 内燃機関の燃焼変動検出方法 - Google Patents

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〕 本発明は内燃機関の運転状態を検出する方法に係り、特
に内燃機関の燃焼変動を検出する方法に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の燃焼状態を検出する方法として排気ガス中の
酸素濃度を検出するものが知られている。

この方法を米国特許３７３８３４１号明細書にあるよう
に排気ガス通路に酸素センサを設け、この酸素センサの
出力によって燃焼状態を検出するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上述した方法によれば排気ガスが理論空燃比状
態で燃焼されたかどうがを判別しているため情報として
は正確であるが、排気ガスの流動遅れ等の遅れがあり速
溶性に欠けるといった問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述した問題を解決するため、内燃機関の燃焼
変動検出方法として、内燃機関の回転角速度（ω）を検
出し、所定期間当りの角速度の偏差（Δω＝ω１−ω２
）を求め、この角速度の偏差Δωを燃焼変動を表わす因
子として検出することを特徴とする内燃機関の燃焼変動
検出方法を提供するものである。

〔作用〕

このような方法によれば、回転角速度から燃焼変動を検
出するため速溶性を高くした検出が可能となるものであ
る。

〔実施例〕

以下開面に従い本発明の一実施例を説明するが、具体的
な例として、エンジンの回転変動を検出して、エンジン
の燃焼変動を検出する方法を提示する。

エンジンは燃焼変動によって第１図に示したごとく、ク
ランク軸の角速度ωがサイクルごとに変動する。この角
速度ωの変動は単気筒の場合はクランク角３６０度以降
の爆発行程で角速度ωが増大する。４気筒の場合は、毎
サイクルごと爆発が行われているので、爆発行程の中期
で角速度ωが増大している。この角速度ωの平均値ωは
第２図に示したごとくエンジン回転数に比例して増大す
る。

この角速度ωの検出方法としては、第３図に示したごと
くエンジンのクランク軸１の突起１０１と電気的ピック
アップ２を共動させ、クロック回路３で任意の角度だけ
クランク軸１が回動する時間を検出し、レジスタ４，５
に上記の時間を記憶する方法がある。クランク１１ｉｌ
Ｉ１１が任意の回転角だけ回動する時間は第２図に示し
たごとく１回転数が増大するにつれて減少するので、第
１図の角速度ω１．ω２の分解能を高めるためにはクロ
ック回路３のクロック周波数を高めれば良い。

第３図の構成を用いて第１図の角速度ω！、ω２に相当
する情報を得ることができる。いま、燃焼が変動しない
理想的な状態では、角速度の偏差Δω＝ω２−ω１は各
サイクルごと等しい。燃焼変動が増大すると、各サイク
ルごとのΔωが異なってくる。そして、エンジン回転数
が大きくなるほど可動部の慣性の影響でΔωは小さくな
る。

このとき、エンジン回転数が高い場合は、数サイクルの
開角速度ωｌ及び角速度ω２を積算することができる。

いま、トルクＴと角速度ωの関係は、 二二に、■　＝エンジンの慣性 Ｔ　：エンジンの発生トルク ＴＢ　：エンジンの負荷トルク ｔ　：経過時間 のごとくなる。

第４図に示したごとく であるので、 ・・・（６） となり、 ■ ｎ ・・・（４） となる。したがって、いま任意のｔｏ待時間間（ω、−
ω２）を積算すると となり、積算値はＴと等しく回転数の影響を受けなくな
る。

となる。一方、（３）式で積算するとＴ　ｏが得られる
。

第３図に示したごとく、クランク角が任意の角度回動す
る時間を４１１定してωを求める方式においては。

し　ω　ｌ　＝−・・・　（８） ω　１ が得られる。したがって、いま、ｔｏ時間ｔωを積算す
ると、 Ｋｔ。

Ｋｔｏω ω＋Δωｌ したがって、 したがって、トルクの変動すなわち角速度の変動から燃
焼変動を検出することが可能となる。

第５図は、加速時の角速度の偏差Δωの変化を示したも
のである。また、第６図は回転数が高い場合のΔωの変
化を示したものである。ここで。

近似的には となる。さらに、 ω２−ω１＝（Δω２＋Δω、１） となるので、ｔωを任意のｔｏ時間積分し、書を乗算す
ることによって、ω２−ωｌが得られる。さらに、 Ｔ＝（ωｚ−（Ｉｌｌ）Ｘ　ｎ　ＸＫＢ二二に、に：常
数 ｎ：エンジン回転数 Ｉ：回転部の慣性 Ｔ：トルク で表わされる。したがって、トルクＴが八Ｔだけ変化す
ると角速度の偏差Δωｌ＝ω２−ω１．−Δω２＝ω２
＾−ω！＾の関係は。

となる、すなわち、ｔωを任意のｔｏ時間積分し。

ω２を乗算することによって、トルクに関する情報が得
られる。

となり、 ω（Δ　ω皇−Δ　ω２）＝にΔＴ　　　　　　　　　
　　・・・（１５）ここに、ω：ωの平均値 となる。

いま、第７図に示したごとく絞り弁開度が時間的に変化
する場合は１発生トルクＴもそれに対応して変化し、ま
た角速度の偏差Δωもｒの変化に応じて変化する。した
がって、角速度の偏差Δωの情報のみでは燃焼変動によ
って角速度の偏差Δωが変動しているのか、絞り弁開度
の変化に応じて角速度の偏差Δωが変動しているのが識
別することができないという問題もあることが判明した
。本発明では以下述べる手段によってこの判別を図った
。

すなわち、この判別方法においては、実際の角速度の偏
差Δωと仮想の角速度の偏差ΔωＰを比較して燃焼変動
分のみを取り出すものである。すなねち、絞り弁開度、
あるいは空気量、吸気圧力などの情報をコンピータに入
力し、絞り弁開度に対して当該エンジンが発生すべきト
ルクＴを演算し、これをもとに仮想の角速度の偏差Δω
Ｐを算出し、これを実測値の角速度の偏差Δωと対比す
るものである。したがって、Δω−ΔωＰが燃焼変動分
となる。このようにして、真の燃焼変動分を摘出するこ
とができる。第８図に示したごとく、仮想の角速度の偏
差ΔωＰと実測の角速度の偏差Δωの差は絞り弁開度の
影響を受けずトルク変動ΔＴを示す。いまＸ＝Δω−Δ
ωＰとすると、燃焼変動に基づくトルク変動がない場合
はＸ＝ｏである。しかるに、仮想の角速度の偏差ΔωＰ
を小さく見積っている場合は常時Ｘ〉０となる。また、
仮想の角速度の偏差ΔωＰを大きく見積っている場合は
常時ＸくＯとなる。この場合は、ある時間のＸの平均値
Ｘを求め、Ｘ−Ｘをトルク変動値とすることができる。

このようにして、空気量が特待刻々変化する過渡状態に
おいても燃焼変動に関する情報を正確に把握することが
できるのはマイクロコンピュータ制御の大きな利点であ
る。Ｘ−Ｘが大きい場合は、制御ベクトル（空燃比２点
火時期など）の制御に不具合が生じているが、エンジン
自体に不具合が生じているかである。したがって、ｘ−
Ｘの情報から制御ベクトルを修正する動作を行う。Ｘ−
Ｘが大きい場合は、例えば空燃比が大きすぎる場合であ
るので、空燃比制御機器を修正する。ある程度の修正を
行ってもＸ−Ｘが小さくならない場合は、エンジン自体
の不具合であるので外部に警報を出す。上記の修正２判
定。

警報動作はマイクロコンピュータで行うことができる。

〔発明の効果〕

以上述べた通り、本発明によれば角速度の変動から発生
トルク及び燃焼変動を検出することが可能となり速溶性
のすぐれた検出方法が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はクランク角と角速度の関係図、第２図は回転数
と平均角速度の関係図５第３図は回転数検出装置のブロ
ック図、第４図は角速度の関係を示す図、第５図及び第
６図は時間と角速度の関係図、第７図は時間と絞弁開度
、トルク、角速度の偏差の関係図、第８図は時間と絞弁
開度、角速度の偏差の実測値、仮想値及びこの偏差の関
係図である。 ・・クランク軸、 ・・電気的ピックアップ、 ３・・・ 第 ２区 工゛／′ジン日率ム委又（ヒＰ司０ 店５因 帛６日 経凰時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関の燃焼変動検出方法において、前記内燃機
   関の回転角速度（ω）を検出し、所定期間当りの角速度
   の偏差（Δω＝ω＿１−ω＿２）を求め、この角速度の
   偏差Δωを燃焼変動を表わす因子として検出することを
   特徴とする内燃機関の燃焼変動検出方法。