JPH04506100A - 内燃機関のシリンダの燃焼空気量の決定方法 - 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】 内燃機関のシリンダの燃焼空気量の決定方法本発明は請求項１の上位概念に記載 の内燃機関のシリンダの中に所定の燃焼のために供給される燃焼空気量の決定方 法である。

内燃機関において各燃焼サイクルに対して適正な燃料量を供給するためには、こ のために供給される燃焼空気量の正確な値が既知でなければならない。このため に現在の内燃機関においては、吸気管の中を流れる空気量が、例えば絞り弁の開 放角度、負圧又は熱線形空気量測定器等による空気量の測定を介して測定される 。しかし、この測定された空気量がそのまま燃焼空気量に対応しているわけでは ない。回転数が異なることに起因してガス走行時間が異なる、不安定な作動状態 により無駄時間が生じる、周囲条件が異なる等により、所定の燃焼サイクルに対 して供給される燃焼空気量に関して、測定された空気量の時間的差及び量的差が 生じる。

これらのファクタを補償するために、測定された空気量は補正係数により、燃焼 空気量に対応するように補正される。補正係数は、内燃機関検査場及び走行試験 でめられ、通常は特性メモリに記憶される。

現在の内燃機関においては、このサーチされた補正係数により、測定された空気 量を燃焼空気量に最適に対応させることができる。しかし、欠陥又は経時変化が 発生するとこの対応に狂いが生じ、狂いは増大する本発明の課題は、内燃機関の 作動の際に補正係数を常時繰返して最適に整合する方法を供給することにある。

上記課題は本発明により請求項１の特徴部分に記載の構成により、解決される。

有利な実施例はその他の請求項に記載されている。

本発明においては、シリンダの中の圧縮圧力変化の測定を介して燃焼空気量を正 確にめることができるという思想から出発している。従ってこの圧縮圧力は、燃 焼室圧力センサを介して各圧縮サイクルにわたり各シリンダの中で連続的に測定 される。圧縮サイクルの間の圧力上昇はポリトロープ状態変化であるので、燃焼 空気量はクランク駆動運動学及び熱力学状態式から計算することができる。次い でこの燃焼空気量は、空気量測定を介してめられた燃焼空気量と比較される。こ の際に偏差が検出されると、後続の空気量測定において通常の補正は、偏差が消 失するように整合される。

空気量測定動作を連続的に行うことにより、各シリンダに個別に適正な燃料量を 供給し、このようにしてシリンダ間の均衡を保持することができる。

本発明の１つの有利な実施例においては、多数回にわたり連続的に偏差が発生し た場合にのみ補正が変化される。これにより、短時間にわたり発生する障害の影 響は除去される。

次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳しく説明する。

第１図は本発明の方法を実施するために重要な内燃機関部分を示したブロック回 路図、第２図及び第３図は本発明の方法を実施するフローチャート、第４図は圧 縮サイクル間のシリンダの中の圧力変化を示す線図である。

第１図には内燃機関の吸気管１が概略的に示されており、吸気管１を介して個々 のシリンダに空気が供給される。空気量を制御するために絞り弁２が設けられ、 絞り弁２は運転手により操作される。吸気弁および排気弁を有する各シリンダに 燃料噴射弁３が設けられ、燃料噴射弁３には、一定の圧力を有する燃料が図示さ れていない燃料供給装置から供給される。

各シリンダに設けられている点火プラグ７は点火装置６により制御される。

燃料噴射及び点火の制御は、対応する入力インターフェース及び出力インターフ ェースを有するマイクロコンピュータ５が行う。このために入力量としてマイク ロコンピュータ５は、絞り弁２の位置に対応する位置信号と、各シリンダに対応 する各燃焼室圧力センサ４を介して燃焼室圧力ｐとを受取る。その他の入力量は 、対応するセンサから導出された回転数値ｎ１吸入空気温度ＴＡＬ及びクランク 軸位置ＫＷである。

マイクロコンピュータ５は、その都度に１つのシリンダの中へのその都度の燃料 噴射の前に、第２図に示されているステップを実施する。

ステップＳ１において絞り弁の位置αと、内燃機関の回転数ｎとがマイクロコン ピュータ５に入力される。次いでマイクロコンピュータ５のメモリに記憶され３ で空気量補正係数ＬＫがめられる。空気量補正係数ＬＫは特性線図の中に、先行 のステップにおいてめられた空気量ｍＬ及び回転数ｎに依存して記憶されている 。空気量補正係数ＬＫのこれらの値は実験的にめられ、特に次のファクタを考慮 している。

−特にダイナミック移行部における吸気管１の吸気管体積の蓄積器効果による位 相誤差。

−弁型なりによる内部での排気ガス逆流による残留ガス量。

−特にダイナミック移行部における壁面燃料膜の影響。

−　弁型なりに起因する、シリンダ毎に異なる空気調量。

−マイクロコンピユータ５の計算時間。

空気量補正係数ＬＫは、上記ファクタを式により把握する実時間計算を介してめ ることもできる。

次いでステップＳ４では空気量補正係数ＬＫが空気られる。次いでステップＳ５ ではマイクロコンピュータ５はこの燃焼空気量ｍＬＶと回転数ｎとから噴射時間 ｔｉをめ、対応するシリンダに設けられている燃料噴射弁３をこの噴射時間ｔｉ にわたり開放する。これにより、一定の圧力が加わっている燃料噴射弁３を介し て、燃焼空気量ｍＬＶに対応する燃料量が当該シリンダの中に達し、従って任意 に調整可能な例えば化学量論的混合気が形成される。

第３図のフローチャートにおいてステップＳ６から８１０で、空気量測定を介し てめられた燃焼空気量ｍＬＶのチェックが、燃焼室圧力センサを介して測定され た燃焼室圧力ｐを用いて行われる。ステップＳ６ではシリンダの圧縮サイクルに おける圧力変化が、燃焼室圧力ｐ１からｐｍを連続的に個別測定することを介し て検出される。この場合、圧縮サイクルの初め及び終りはクランク軸位置ＫＷに より決まる。

この動作過程が第４図に示されている。図中、クランク軸位置ＫＷＩ及びＫＷ２ の間の圧縮サイクルにおけるシリンダ内の圧力変化が示されている。圧縮サイク ルにおける圧力変化は、ポリトロープ状態変化であるので、この期間にわたりボ リトローブベき指数χは一定である。ポリトロープベき指数χはステップＳ７及 びＳ８でめられる。ステップＳ７及びＳ８のΔは、それぞれ２つの順次の個別測 定の圧力差の和である。ボリトロープベき指数χは、Δを個別測定の数ｍにより 除算することにより得られる。

ポリトロープベき指数と、シリンダの既知の寸法とによりステップＳ９で、圧力 測定から得られた燃焼空気量ｍＬＶｐが、クランク駆動運動学と熱力学的ガス式 とから計算される。

ステップＳ１０では、空気量測定（ステップＳ１からＳ４）を介してめられた燃 焼空気量ｍＬＶと、圧力測定（Ｓ６から５９）を介してめられた燃焼空気量ｍＬ Ｖｐとの比較が行われる。比較結果に偏差がない場合にはプログラムシーケンス が終了する。

・　これに対して偏差が存在する場合には、ステップＳ１１で偏差が限界１１Ｇ を上回るかどうかが検査される。偏差が限界値Ｇを上回らない場合にはプログラ ムシーケンスは終了する、何故ならばめられた燃焼空気量の僅かな偏差は重要で ないからである。偏差が大きい場合にはステップＳ１２に進む。ステップＳ１２ では、一時的な短時間の偏差を除外するために、１０度にわたり偏差が現れたか どうかが検査される。

１０度にわたり偏差が現れた場合にはステップＳ１３でステップＳ２及びＳ３の 特性曲線のうちの１つ又は双方が適用される。この場合、偏差の大きさ及び高さ に依存して個々の特性曲線点又は全特性曲線領域が等しくなるように変化される 。対応する特性曲線適応反応は例えばＳＡＥ　ＰＡＰＥＲ８６５０８０に記載さ れている。

Ｓ８でポリトロープベき指数χをめることは、当該シリンダの状態の簡単な診断 方法を付加的に提供する。経時変化によりシリンダの中に、ピストンリングの磨 耗とこれに起因する密閉の劣化により吹抜け（空気損失）が発生する。この吹抜 け（空気損失）がない場合すなわちシリンダに損傷がない場合にはボリトロープ ベき指数χは特定の一定値を有する。従って診断のためにはポリトロープベき指 数の変化が用いられる。この場合、変化の高さは吹抜けの尺度ひいてはシリンダ 状態の尺度である。従って、発生する変化を記憶し、次の内燃機関診断の際に、 対応する診断機器により質問することができる。この変化は、自動車に搭載され ている診断装置により評価することもでき、これにより例えば運転手に、発生し た欠陥について早期に警告することができる。

ＩＧ　１ ＦＩＧ　２ 国際調査報告 一一一一層一一−ｍ、ＰＣＴ／ＤＥ　９０１００４２２国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．吸気管の中での空気量測定を介して吸入空気量が連続的に測定され、測定さ れた空気量が、燃焼空気量に対応するように補正される、内燃機関の１つ又は複 数のシリンダの中に所定の燃焼動作のために供給される燃焼空気量の決定方法に おいて、燃焼室圧力測定を介して各シリンダの中の圧力を測定し、圧縮サイクル における各シリンダの中の圧力変化から各シリンダに対する燃焼空気量を求め、 補正を適用することにより、空気量測定を介して求められた燃焼空気量と、燃焼 室圧力測定を介して求められた燃焼空気量との間の差を補償することを特徴とす る内燃機関の１つ又は複数のシリンダの中に所定の燃焼動作のために供給される 燃焼空気量の決定方法。
2. ２．求められた燃焼空気量において差が多数回にわたり発生してから初めて補正 を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の１つ又は複数のシリンダの 中に所定の燃焼動作のために供給される燃焼空気量の決定方法。
3. ３．補正を実時間計算を介して行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の １つ又は複数のシリンダの中に所定の燃焼動作のために供給される燃焼空気量の 決定方法。
4. ４．補正を少なくとも１つの特性曲線を介して行うことを特徴とする請求項１か ら３のいずれか１項に記載の内燃機関の１つ又は複数のシリンダの中に所定の燃 焼動作のために供給される燃焼空気量の決定方法。
5. ５．圧縮サイクルにおける圧力変化から吹抜けをポリトロープ式により、損傷の ないシリンダに対するポリトロープ定数ｘに対比して求められたポリトロープ定 数ｘの偏差から求めることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の１つ又は複 数のシリンダの中に所定の燃焼動作のために供給される燃焼空気量の決定方法。
6. ６．吹抜けの大きさから、内燃機関の経時変化又は欠陥を知らせる情報を導出し 、この情報を診断装置に利用することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の １つ又は複数のシリンダの中に所定の燃焼動作のために供給される燃焼空気量の 決定方法。