JPH0415532A - 作動状態検出装置 - 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、例えば、エンジンの各気筒別トルク差異のよ
うに、動システムの各作動単位の作動状態を検出する作
動状態検出装置に関する。

（従来の技術） 従来、物理量検出装置の一例であるトルク検出装置とし
ては、例えば、下記の様なものが知られている。

まず、トルクセンサ本体としては、例えば、特開昭６４
３−２１０７３６号公報等に記載されているように、ト
ルク変化により磁気歪特性が変化することを利用して軸
トルクを直接検出するセン勺が知られている。

また、エンジン点火時期制御でエンジンの出力又は効率
が最大となるように制御するＭＢＴ制御（Ｍｉｎｉｍｕ
ｍ　ａｄｖａｎｃｅ　ｆｏｒ　Ｂｅ５ｔ　Ｔｏｒｕｑｕ
ｅ）のためのトルク検出手法としては、例えば、特公昭
５９４５０４１号公報に記載されているように、探索信
号を入力して出力との相関をとる事で高精度のトルク検
出を行なう手法か知られている。

さらに、応用技術としては、例えば、特開昭５１１８：
１）６９号公報等に記載されているように、エンジンの
気筒別にＭＢＴ制御を行なう点火時期制御手法が知られ
でいる。

（発明が解決しよ−うとする課題） しかしながら、特開昭６．３−２　＋　０７３６号公報
等に記載されているトルクセンサにあっては、直接トル
クを計測するものである為、サイクル変動や各種ゆらぎ
によるホワイトノイズの影響を受１づ、トルク情報とし
て得られるトルク検出値の精度が悪い。

また、特公昭５９−４５０１１号公報に記載されている
トルク検出手法にあっては、トルク検出値の精度は良い
が、気筒別のトルクの差異を検出することが出来ない。

さらに、特開昭５９−４８２６９号公報等に記載されて
いるエンジンの気筒別にＭＢＴ制御を行なう点火時期制
御手法にあっては、エンジントルク相当値としてシリン
ダ内圧検出値を用いるようにしている為、各気筒毎のシ
リンダ内圧検出値を得るには気筒数のシリンダ内圧セン
サを設ける必要かあり、部品点数も取付工数も増大し、
コスト的に不利となる。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、複数の作動単位を有する動システムの作動状態検出装
置において、検出手段の数を最小とするコスト的に有利
な装置としながら、高検出精度により動システムの各作
動単位の作動状態を検出することを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の作動状態検出装置で
は、周期位相検出とトータル物理量検出により得られる
同一位相位置または同一位相区間における物理量を多数
加算し、位相対応の物理量加算値をその位相位置または
位相区間での物理量とする手段とした。

即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、複数の作
動単位を有し、作動時に所定の物理量の出力特性をみた
場合、作動単位の数に応じて特定の周期を持つと共にそ
の周波数が作動速により変化する特性を示ず動システム
において、前記動システムの作動時に周期位相を検出す
る周期位相検出手段ａと、前記動システムの作動時にト
ータルの物理量を検出する物理量検出手段すと、周期位
相検出に基づきトータル物理量検出値を同一位相位置ま
たは同一位相区間における物理量検出値毎に分けて記憶
する物理量記憶手段Ｃと、前記物理量記憶手段Ｃに記憶
されている物理ＮＭａＦ値を多数加算して位相対応の物
理量加算値を得る物理量加算手段ｄとを備えている事を
特徴とする。

（作　用） 動システムの作動時には、周期位相検出手段ａにより周
期位相を検出すると共に物理量検出手段すによりトータ
ルの物理量を検出する。

そして、物理量記憶手段Ｃにおいては、周期位相の検出
に基づきトータル物理量検出値を同一位相位置または同
一位相区間における物理量検出値毎こ分けて言己′障す
る。

次に、物理量加算手段ｄにおいては、物理量記憶手段Ｃ
に記憶されている物理量加算値を多数加算して位相対応
の物理量加算値が得られる。

従って、最終的に得られる物理量加算値は、多数回の検
出結果が加算された値であり、サイクル変動や各種ゆら
ぎによるホワイトノイズ等の影響は加算を積み重ねてゆ
く毎に除去されてゆく為、各作動単位の固有の状態のみ
による物理量を取り出すことが出来る。

さらに、同一位相位置または同一位相区間において位相
対応により物理量加算値を得るようにしているし、各作
動単位の物理量の発生状態は位相に直接関係する為、動
システムのトータル物理量のみを１つの物理量検出手段
すにより検出するだ（Ｊで各作動単位の物理量の差異等
の各作動単位の作動状態を検出することが出来る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

ます、構成を説明する。

第２図は実施例のエンジン状態検出装置（作動状態検出
装置）が適用された点火時期のＭＢＴ制御システムのフ
ロック図を示すもので、１は４気筒のエンジン（複数の
作動単位を有する動システム）、２は点火時期制御にお
いてエンジン回転数と燃料噴射量等により基本進角値を
計算する基本出力計算部、３は点火時期制御において各
気筒での最適の点火時期を得るために進角値の補正値を
計算する制御出力計算部、４は基本出力と制御出力とを
加算する加算部、５は加算値とクランク角信号とを入力
し、イグニッションコイルに流れる通電時間を制御する
指令を出力する出力部、６はエンジン状態検出装置Ｙか
らの各気筒別トルク発生情報を入力し、気筒別に制御結
果を判断して制御出力計算部３に対しフィードバック情
報を出力する気箇別制御結果判断部である。

前記エンジン状態検出装置γは、エンジン１の作動時に
周期位相を検出するクランク角センサ８（周期位相検出
手段）と、エンジン１の作動時にクランク軸トルク（ト
ータル物理量）を検出するトルクセンサ９（物理量検出
手段）と、前記両センザ８，９からのクランク角信号と
トルク信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１０．１１と
、前記クランク角センサ８による周期位相検出に基づき
クランク軸トルク検出値（物理量検出値）を各気筒に対
応する同一位相区間におけるトルク平均値毎に分けて記
憶するトルク記憶部１２（物理量記憶手段）と、前記ト
ルク記憶部１２に記憶されているトルク平均値を多数加
算して位相対応のトルク加算値を得るトルク加算部１３
（物理量加算手段）とを有して構成されている。

次に、作用を説明する。

第３図はエンジン１が１回転した時の各トルク特性を示
し、位相にトルク値を入れるロックイン方式を適用した
エンジン状態検出装置７によりエンジン状態を検出する
ことができる理由を説明する。

真の発生トルクをＡ特性に示し、路面からの反力やパワ
ーステアリングのオイルポンプ負荷や発電負荷等が重な
るノイズ成分をＢ特性に示し、トルクセンサ９により観
測されるトルク特性をＣ特性（Ｃ＝Ａ＋８）に示し、真
の発生トルクの多数回の和をＣ特性に示し、ノイズ成分
の多数回の和をＥ特性に示し、Ｃ特性とＥ特性を加算し
た結果をＦ特性に示す。

まず、トルクセンサ９により観測されるＣ特性をみると
、真のトルクにノイズ成分が重なることで、気筒別のト
ルク差界を判別することは困難であることが解る。

しかし、これらのノイズ外乱はカム角（クランク角）に
同期しない為、積分すれば零となる（Ｅ特性）。

従って、カム角（クランク角）に同期して積分すれば各
気筒の特徴が増幅されると共に、ノイズが減少し、Ｆ特
性に示すように、気筒別のトルクを検出することが可能
である。

尚、この第３図ではエンジン回転による高周波数成分の
ノイズのみについて説明してきたが、路面からの外乱や
エンジンのサイクル変動のようにエンジン回転による低
周波数の外乱についても同様の効果がある。

第４図はエンジン状態検出装置７での検出処理作動の流
れを示すフローチャートである。

ステップ４１では、クランク角センサ８及びトルクセン
サ９からのクランク角信号とトルク信号が読み込まれる
。

ステップ４２では、トルク記憶部１２においてクランク
角センサ８による周期位相検出に基づきクランク軸トル
ク検出値が各気筒に対応する同位相区間におけるトルク
平均値毎に分けて記憶される。

即ち、第５図に示すように、各気筒■〜■に対応する位
相区間を決め、各区間毎にトルク平均値を求める。

ステップ４３では、トルク加算部１３においてトルク記
憶部１２に記憶されているトルク平均値をサイクル毎に
多数加算して位相対応のトルク加算値を得る。

ステップ４４では、各気筒■〜■毎の加算結果を出力す
る。

即ち、第６図に示すような出力となり、この例ては、気
筒■が大トルクを発生し、気筒■が小トルクを発生して
いることが解る。

以上説明してきたように、実施例にあっては、４気筒の
エンジンの作動状態検出装置７において、クランク角検
出とクランク軸トルク検出により得られる同一位相区間
におけるトルク値を多数加算し、位相対応のトルク加算
値をその位相区間でのトルク値とする手段とした為、１
つのトルクセンサ９のみを設けるコスト的に有利な装置
としながら、高検出精度によりエンジン１の各気筒■〜
■のトルク（ノック）発生作動状態を検出することが出
来る。

また、実施例の作動状態検出装置Ｙは、各気筒毎に点火
時期のＭＢＴ制御を行なうシステムにフィトバック情報
を提供する装置として適用する場合に最適な装置という
ことが出来る。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における変更等があっても本発明
（Ｊ含まれる、。

例えば、実施例では複数の作動単位を有する動システム
としてエンジンの例を示したが、容積型］ンブレッザや
プランジャポンプ等の他の動システムにも適用できるの
は勿論である。

実施例では、物理量としてトルクを検出する例を示した
が、トルク以外の物理量を検出するものであっても良い
。

実施例では、同一位相区間におけるトルク検出値毎に分
けて加算記憶する例を示したが、同一位相位置における
トルク検出値毎に分けて加算記憶しても良く、この場合
、第３図のＦ特性に示すような検出結果が得られること
になる。

実施例では、各気筒毎に点火時期のＭＢＴ制御を行なう
システムへの適用例を示したか、複数の作動単位毎の状
態情報を知りたいシステムであれば他のシステムに適用
できるのは勿論である。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、複数の作
動単位を有する動システムの作動状態検出装置において
、周期位相検出とトータル物理量検出により得られる同
一位相位置または同一位相区間における物理量を多数加
算し、位相対応の物理量加算値をその位相位置または位
相区間での物理量とする手段とした為、検出手段の数を
最小とするコスト的に有利な装置としながら、高検出精
度により動システムの各作動単位の作動状態を検出する
ことが出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作動状態検出装置を示すクレム対応図
、第２図は実施例の作動状態検出装置が適用された点火
時期のＭＢＴ制御システム図、第３図は位相にトルク値
を入れるロックイン方式によりエンジン状態を検出する
ことができる理由を説明する各トルク特性図、第４図は
実施例の作動状態検出装置で検出処理作動の流れを示す
フローチャート、第５図はカム角に対する各気筒毎の検
出位相区間を示ず図、第６図は各気筒毎の加算記憶トル
ク結果特性図である。 ａ・・・周期位相検出手段 ｂ・・・物理量検出手段 Ｃ・・・物理量記憶手段 ｄ・・・物理量加算手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の作動単位を有し、作動時に所定の物理量の
   出力特性をみた場合、作動単位の数に応じて特定の周期
   を持つと共にその周波数が作動速により変化する特性を
   示す動システムにおいて、前記動システムの作動時に周
   期位相を検出する周期位相検出手段と、 前記動システムの作動時にトータルの物理量を検出する
   物理量検出手段と、 周期位相検出に基づきトータル物理量検出値を同一位相
   位置または同一位相区間における物理量検出値毎に分け
   て記憶する物理量記憶手段と、前記物理量記憶手段に記
   憶されている物理量記憶値を多数加算して位相対応の物
   理量加算値を得る物理量加算手段と、 を備えている事を特徴とする作動状態検出装置。