JPH0493633A - 内燃機関の筒内圧検出装置 - 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〉 本発明は内燃機関の筒内圧検出装置に関し、詳しくは、
各気筒別に設けられた筒内圧検出手段の検出特性ばらつ
きを補償し得る装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関の燃焼状態を把握する方法として、燃焼室内の
圧力（筒内圧）を検出することか一般に行われており、
そのための手段として、例えば特公昭４１−５１５４号
公報、ＳＡＥテクニカルペ−／＜−７５０８８３号等に
開示されるように、圧電式センサによって筒内圧を検出
するよう構成された装置や、歪み計式センサによって筒
内圧を検出する装置などかある。

そして、かかる筒内圧検出装置で検出された気筒別の筒
内圧に基づいて気筒別に失火判断を行ったり、また、筒
内圧に基づいて気筒別の平均有効圧Ｐｉを演算して、こ
の平均有効圧Ｐｉの変動から検出されるサージトルクに
よって点火時期やＥＧＲ量を修正したり、更に、実開昭
６２−１３２２５２号公報に開示されるように、前記平
均有効圧に基づいて燃料供給量を気筒別に補正して、気
筒間での空燃比ばらつきを改善したりすることか行われ
ている。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしなから、筒内圧検出装置に用いられる各種のセン
サには、製造時の８力特性ばらつきか発生することか避
けられず、各気筒別にセンサを設けた場合に、センサに
よって検出された筒内圧の気筒間での精度ばらつきか発
生するために、高精度な筒内圧検出値を要求されるサー
ジトルク制御。

燃料供給補正制御を行おうとしても、所望の精度を確保
することが困難であるという問題かあった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたちのてあり、筒内圧
センサの特性ばらつきを吸収して、気筒間で精度良く筒
内圧を検出てきる装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明にかかる内燃機関の筒内圧検出装置は第
１図に示すように構成される。

第１図において、気筒別筒内圧検出手段は、内燃機関の
各気筒別にそれぞれ設けられて各気筒の筒内圧をそれぞ
れに検出する。

一方、所定ピストン位置検出手段は、各気筒の圧縮行程
における点火前の所定ピストン位置を検出する。

そして、気筒別筒内圧サンプリング手段は、所定ピスト
ン位置検出手段て各気筒の圧縮行程における点火前の所
定ピストン位置か検出されたときの前記気筒割筒圧検出
手段による当該気筒の筒内圧検出値をサンプリングし、
気筒別補正値設定手段は、気筒別筒内圧サンプリング手
段でサンプリングされた各気筒別の筒内圧か同一運転条
件で均一になるように各気筒別に筒内圧検出値の補正値
を設定する。

筒内圧検出値補正手段は、気筒別補正値設定手段で各気
筒別に設定された補正値に基づいて気筒別筒内圧検出手
段の筒内圧検出値を気筒別に補正し、該補正結果を筒内
圧の最終検出値として出力する。

ここで、定常運転検出手段で機関の定常運転状態か検出
されているときのみ前記気筒別筒内圧サンプリング手段
による筒内圧検出値の気筒別のサンプリングを許可する
検出値サンプリング許可手段を設けるようにすることか
好ましい。

〈作用〉 かかる構成によると、各気筒の圧縮行程における点火前
の所定ビス“トン位置で筒内圧検出値か各気筒別にサン
プリングされるから、該サンプリング値は、各気筒の空
燃比や点火時期に影響されることかなく、吸入空気量に
よってのみ変化する。

従って、前記サンプリング値のばらつきは、そのまま気
筒別筒内圧検出手段の気筒間での検出特性のばらつきを
示すことになり、かかるばらつきを解消するように気筒
別に補正値を設定すれば、各気筒別に設けられた気筒別
筒内圧検出手段の検出特性ばらつきを吸収できる。

また、機関の過渡運転時には、吸入空気量か不安定で、
所定ピストン位置て筒内圧の検出値をサンプリングして
も、気筒間において同じ条件下で検出値をサンプリング
したことにならない場合かあるので、機関の定常運転時
にのみ筒内圧検出値を気筒別にサンプリングするよう構
成すると良い。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

一実施例を示す第２図において、４サイクル４気筒内燃
機関１には、エアクリーナ２．スロットルチャンバ３．
吸気マニホールド４を介して空気か吸入される。そして
、燃焼排気は、排気マニホールド５．排気ダクト６、三
元触媒７．マフラー８を介して大気中に排出される。

前記スロットルチャンバ３には、図示しないアクセルペ
ダルに連動して開閉するスロットル弁９か設けられてお
り、このスロットル弁９によって機関１の吸入空気量が
制御されるようになっている。

また、吸気マニホールド４の各ブランチ部には、各気筒
別に燃料を噴射供給するための電磁式燃料噴射弁１０ａ
〜１０ｄかそれぞれ装着されており、マイクロコンピュ
ータを内蔵したコントロールユニット１１からの噴射パ
ルス信号に応じてそれぞれ独立して開制御されるように
なっている。前記電磁式燃料噴射弁１０ａ〜１０ｄには
、図示しない燃料ポンプから圧送され、プレッシャレギ
ュレータで所定圧力に調整された燃料か供給されるよう
になっており、燃料噴射弁１０ａ〜１０ｄの開弁時間と
して燃料噴射量が開園てきるようにしである。

更に、各気筒（＃１〜＃４）別に筒内圧を検出する気筒
別筒内圧検出手段としての筒内圧センサ１２ａ−１２ｄ
を設けである。

尚、上記筒内圧センサ１２ａ〜１２ｄは、実開昭６３−
１７４３２号公報等に開示されるように点火栓の座金と
して装着される圧電式タイプのものであっても良いか、
センサ部を直接燃焼室内に臨ませて筒内圧を絶対圧とし
て検出するタイプのセンサの使用かより望ましい。

また、機関１の図示しないカム軸には、カム軸の回転を
介してクランク角を検出する所定ピストン位置検出手段
としてのクランク角センサ１３か設けられており、気笥
間の行程位相差に相当するクランク角１８０°毎（例え
ばＢＴＤＣ７０°毎）の基準角度信号ＲＥＦと、単位ク
ランク角毎の単位角度信号ＰＯ３とをそれぞれ出力する
。尚、前記基準角度信号ＲＥＦのうち、例えば＃ｌ気筒
に対応する信号を他と区別できるようにしてあり、これ
により、基準角度信号ＲＥＦを各気筒に対応させること
ができるようになっている。

更に、前記スロットル弁９には、該スロットル弁９の開
度ＴＶ○を検出するポテンショメータ式のスロットルセ
ンサ１４か付設されている。

コントロールユニット１１は、前述のように前記燃料噴
射弁１０ａ〜１０ｄによる燃料噴射量を開園すると共に
、前記筒内圧センサ１２ａ−１２ｄそれぞれからの検出
信号に基づいて失火診断やサージトルク検出や各気筒別
の平均有効圧の検出などを行うために、第３図のフロー
チャートに示すように各筒内圧センサ１２ａ−１２ｄの
検出ばらつきを吸収する気筒別補正値ＨＯ’Ｓ　１　ａ
　ｖ−ＨＯ３４ａ　ｖを設定し、該気筒別補正値ＨＯ３
１ａ　ｖ−ＨＯ３４ａＶに基づいて各筒内圧センサ１２
ａ〜１２ｄの検出値を補正設定するようになっている。

尚、本実施例において、気筒別筒内圧サンプリング手段
、気筒別補正値設定手段、筒内圧検出値補正手段、検出
値サンプリング許可手段としての機能は、コントロール
ユニット１１かソフトウェア的に備えており、定常運転
検出手段は、後述するようにスロットルセンサ１４とク
ランク角センサ１３とによって構成される。

第３図のフローチャートに示すプログラムは、各気筒の
圧縮行程中のＢＴＤＣ５０’の位置で割り込み実行され
るようになっており、本実施例では屯火時期範囲をＢＴ
ＤＣＯ°〜４０’と仮定して、第３図のフローチャート
か圧縮行程中の点火前に実行されるものとする。

まず、ステップ１　（図中ではＳｌとしである。

以下同様）では、今回圧縮Ｂ　Ｔ　Ｄ　Ｃ５００である
気筒に設けられている筒内圧センサ１２ａ〜１２ｄの検
出信号をＡ／Ｄ変換して入力する。即ち、前記基準角度
信号ＲＥＦ及び単位角度信号ＰＯ８に基づいて検出され
る１８０°毎のサンプリングタイミング毎に各筒内圧セ
ンサ１２ａ〜１２ｄの検出信号を点火類に従って順に入
力するようになっている。

次のステップ２ては、機関１か過渡運転中であるか否か
を判別する。具体的には、例えばスロットルセンサ１４
て検出されるスロットル弁９の開度ＴＶＯか略一定て、
かっ、クランク角センサ１３がらの検出信号に基づいて
算出される機関回転速度Ｎか略一定であるときを機関１
の定常運転状態として、それ以外の場合には過渡運転と
する。

過渡運転であると判別されたときには、ステップ３へ進
み、今回サンプリングされた筒内圧Ｐか各気筒共通の検
出値であると仮定して、各気筒別の筒内圧を示すＰ１〜
Ｐ４それぞれに今回の検出値Ｐをセットし、見掛は上釜
１２ａ〜１２ｄに検出特性ばらつきかないものとして扱
われるようにする。

一方、ステップ２て過渡運転でないと判別された機関１
の定常運転状態のときには、ステップ４へ進み、今回の
圧縮ＢＴＤＣ５０°がどの気筒に対応するものであるか
を、クランク角センサ１３からの基準角度信号ＲＥＦに
基づいて判別する。

そして、例えば今回の圧縮Ｂ　Ｔ　Ｄ　Ｃ５０’か＃４
気筒のものであった場合には、ステップ５へ進んで今回
のサンプリング値ＰをＰ４にセットするようにして、今
回の圧縮ＢＴＤＣ５０°か対応する気筒の筒内圧データ
ＰＩ−Ｐ４にサンプリング値Ｐをセットする（ステップ
５〜ステツプ８）。従って、機関１の定常運転状態か継
続されれば、各筒内圧データＰ１〜Ｐ４は、それぞれ対
応する筒内圧センサ１２ａ〜１２ｄて検出されたデータ
となる。

次のステップ９ては、上記のように定常運転状態て各気
筒別に圧縮ＢＴＤＣ５０°でサンプリングされた筒内圧
Ｐ１〜Ｐ４の平均値を求め、該平均値をＡｖｐにセット
する。

過渡直後においては、過渡運転中にＰ１〜Ｐ４＝Ｐの設
定がなされているので、Ｐ哄Ａｖｐとなるが、定常運転
において実際に各気筒別に検出されたデータがＰＩ−Ｐ
４にそれぞれセットされている場合には、各筒内圧セン
サ１２ａ〜１２ｄの検出特性ばらつきがＰｉ−Ｐ４のば
らつきとなって表れる。

即ち、定常運転されているとき、換言すれば、機関ｌの
吸入空気量か略一定であるときには、圧縮行程中の点火
前の同じピストン位置（本実施例ては圧縮ＢＴＤＣ５０
°）の筒内圧は、空燃比や点火時期に影響されることな
く各気筒共に略等しくなるはずであるか、実際には各筒
内圧センサ１２ａ〜１２ｄの製造時の特性ばらつきかあ
るために、検出値としては等しくならないことかあり、
定常運転時の圧縮ＢＴＤＣ５０°て各気筒別にサンプリ
ングされた筒内圧ＰＩ−Ｐ４のばらつきかそのまま各筒
内圧センサ１２ａ〜１２ｄの検出特性はらっきを示すこ
とになるものである。

そこて、各筒内圧センサ１２ａ−１２ｄによる検出値か
、同一運転条件における圧縮ＢＴＤＣ５０°て均一（上
記平均値Ａｖｐ）となるように気筒別の補正値を以下の
ように設定するものであり、ががる補正値の設定により
、筒内圧センサセンサ１２ａ〜１２ｄの特性ばらつきを
吸収して、各気筒間における筒内圧検出値の比較か精度
良く行えるようにする。

ステップ１０ては、平均値Ａｖｐを今回のサンプリング
値Ｐて除算した値を補正値ＨＯ３とする。

従って、この補正値ＨＯ３を、筒内圧検出値に乗算すれ
ば、今回サンプリングされた筒内圧Ｐを平均値Ａ　Ｖ　
ｐに補正することかできるものであり、これにより、圧
縮ＢＴＤＣ５０°で検出された筒内圧の気筒間でのばら
つき（筒内圧センサ１２ａ〜１２ｄの検出特性ばらつき
）を補正てきる。

ステップ１１ては、前記ステップ４と同様に、今回のス
テップｌて入力した筒内圧Ｐかとの気筒に対応するもの
であるかを判別し、例えば、＃４気筒の筒内圧Ｐを入力
したときには、ステップ１２へ進み、今回ステップ１０
て設定した補正値ＨＯ３を＃４気筒の補正値としてＨｏ
３４にセットする。

次のステップ１３ては、ステップ１２て設定した補正値
ＨＯ３４と、該補正値ＨＯ３４の加重平均値ＨＯ３４ａ
　ｖとを加重平均し、該加重平均値を新たにＨｏ３４　
ａ　ｖにセットする。

同様に、ステップ１０て各気筒別の検出値に基づいて設
定された補正値ＨＯ３か、対応する気筒の補正値ＨＯ３
１−Ｈｏ３４として設定され、各補正値Ｈｏ５ｔ−ＨＯ
３４別に加重平均されて、各気筒別に最終補正値ＨＯ３
１ａ　ｖ−Ｈｏ３４　ａ　ｖを得る（ステップ１４〜ス
テツプ１９）。

上記のように、補正値ＨＯ３Ｉ−ＨＯ３４を加重平均す
るのは、補正値ＨＯ３１−Ｈ，Ｏ３４か運転条件によっ
て大きく変動することを回避するためである。

コントロールユニット１１は、各筒内圧センサ１２ａ−
１２ｄによる検出値に、対応する補正値ＨＯ３１ａ　ｖ
−ＨＯ３４ａ　ｖを乗算して得た補正結果を、最終的な
検出値として用い、失火診断や平均有効圧Ｐｉの算出、
更に、機関出力トルクや吸入空気量の検出などを行う。

ここて、上記のように筒内圧センサ１２ａ〜１２ｄの検
出特性ばらつきか補正値ＨＯ３１ａ　ｖ−ＨＯ３４ａ　
ｖによる補正で吸収されているので、各気筒別の筒内圧
検出値を精度良く比較することかでき、特に気筒別の空
燃比補正制御やサージトルクの検出精度が改善される。

尚、本実施例では４気筒機関において、圧縮ＢＴＤＣ５
０°で筒内圧をサンプリングするようにしたが、気筒数
やサンプリングタイミングを限定するものでないことは
明らかであり、また、補正値ＨＯ３１ａ　ｖ−ＨＯ３４
ａ　ｖｉ：よって補正された筒内圧の利用の仕方を限定
するものてもない。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、各気筒別の筒内
圧を検出するときに、気筒間での検出特性ばらつきを吸
収することかできるようになるため、気筒別の筒内圧検
出値を用いた気筒別の空燃比補正やサージトルク検出な
との制御の精度か改善されるという効果かある。

【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、第２図は本発
明の一実施例を示すシステムＩ！ｔｆｆ１８図、第３図
は同上実施例における筒内圧検出値の補正値設定開園を
示すフローチャートである。 １・・・内燃機関　　９・・・スロットル弁　　１１・
・・コントロールユニット　　１２ａ〜１２ｄ・・・ｉ
内圧センサ１３・・・クランク角センサ　　１４・・・
スロットルセンサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　富二雄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の各気筒別にそれぞれ設けられて各気筒
   の筒内圧をそれぞれに検出する気筒別筒内圧検出手段と
   、 各気筒の圧縮行程における点火前の所定ピストン位置を
   検出する所定ピストン位置検出手段と、該所定ピストン
   位置検出手段で各気筒の圧縮行程における点火前の所定
   ピストン位置が検出されたときの前記気筒別筒圧検出手
   段による当該気筒の筒内圧検出値をサンプリングする気
   筒別筒内圧サンプリング手段と、 該気筒別筒内圧サンプリング手段でサンプリングされた
   各気筒別の筒内圧が同一運転条件で均一になるように各
   気筒別に筒内圧検出値の補正値を設定する気筒別補正値
   設定手段と、 該補正値設定手段で各気筒別に設定された補正値に基づ
   いて気筒別筒内圧検出手段の筒内圧検出値を気筒別に補
   正し、該補正結果を筒内圧の最終検出値として出力する
   筒内圧検出値補正手段と、を含んで構成されたことを特
   徴とする内燃機関の筒内圧検出装置。
2. （２）機関の定常運転状態を検出する定常運転検出手段
   と、 該定常運転検出手段で機関の定常運転状態が検出されて
   いるときのみ前記気筒別筒内圧サンプリング手段による
   筒内圧検出値の気筒別のサンプリングを許可する検出値
   サンプリング許可手段と、を設けたことを特徴とする請
   求項１記載の内燃機関の筒内圧検出装置。