JPH08218917A - エンジン制御装置 - Google Patents
エンジン制御装置Info
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- JPH08218917A JPH08218917A JP7030392A JP3039295A JPH08218917A JP H08218917 A JPH08218917 A JP H08218917A JP 7030392 A JP7030392 A JP 7030392A JP 3039295 A JP3039295 A JP 3039295A JP H08218917 A JPH08218917 A JP H08218917A
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- fuel
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
- F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/11—Testing internal-combustion engines by detecting misfire
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/28—Interface circuits
- F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
- F02D2041/288—Interface circuits comprising means for signal processing for performing a transformation into the frequency domain, e.g. Fourier transformation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
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-
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- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、燃焼状態を検知し、所望の状
態に補正することである。 【構成】エンジンの回転数を検知する手段と，１回の爆
発を１周期とする回転１次成分と，その倍周波数である
回転２次成分の強度を求める手段と，それらの値の分散
または偏差を求める手段からなる。 【効果】本発明によれば、燃焼状態を検知し、所望の状
態に補正することができる。
態に補正することである。 【構成】エンジンの回転数を検知する手段と，１回の爆
発を１周期とする回転１次成分と，その倍周波数である
回転２次成分の強度を求める手段と，それらの値の分散
または偏差を求める手段からなる。 【効果】本発明によれば、燃焼状態を検知し、所望の状
態に補正することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の制御装置に
係り、特に燃焼状態を検知し、所望の状態に補正する内
燃機関の燃料噴射装置に関する。
係り、特に燃焼状態を検知し、所望の状態に補正する内
燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の発明では、たとえば特開平4−193
44号に記載されているように、エンジンの回転数を周波
数分析し、所定周波数成分の強度によって燃焼異常を検
知していた。
44号に記載されているように、エンジンの回転数を周波
数分析し、所定周波数成分の強度によって燃焼異常を検
知していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、偶
発的な１度の異常燃焼を検知するには効果があるが、燃
焼の毎回の安定度を検知することは考慮されていない。
発的な１度の異常燃焼を検知するには効果があるが、燃
焼の毎回の安定度を検知することは考慮されていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】エンジンの回転変動に基
づきエンジンの燃焼状態を検知する手段と、前記燃焼状
態を補正する手段を有するエンジン制御装置において、
エンジンの回転変動の中の、１回の爆発を１周期とする
回転１次成分と、その倍周波数である回転２次成分の強
度を所定の期間毎に求める手段を有し、前記回転１次成
分と前記回転２次成分の強度の複数回の前記所定期間で
の分散または偏差を求める手段を有し、前記分散または
前記偏差を燃焼の安定度の指標とする手段を有する構成
とすることにより構成される。
づきエンジンの燃焼状態を検知する手段と、前記燃焼状
態を補正する手段を有するエンジン制御装置において、
エンジンの回転変動の中の、１回の爆発を１周期とする
回転１次成分と、その倍周波数である回転２次成分の強
度を所定の期間毎に求める手段を有し、前記回転１次成
分と前記回転２次成分の強度の複数回の前記所定期間で
の分散または偏差を求める手段を有し、前記分散または
前記偏差を燃焼の安定度の指標とする手段を有する構成
とすることにより構成される。
【０００５】
【作用】エンジンの回転数を検知し、１回の爆発を１周
期とする回転１次成分と、その倍周波数である回転２次
成分の強度を求め、それらの値の分散または偏差を求
め、これを燃焼の安定度の指標とする。
期とする回転１次成分と、その倍周波数である回転２次
成分の強度を求め、それらの値の分散または偏差を求
め、これを燃焼の安定度の指標とする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明による内燃機関の燃料噴射制御
装置について、図示の実施例により詳細に説明する。
装置について、図示の実施例により詳細に説明する。
【０００７】図８は本発明で適用されたエンジンシステ
ムの一例を示したもので、図においてエンジンが吸入す
べき空気はエアクリーナ１の入口部２から取り入れら
れ、吸気流量を制御する絞弁が収容された絞弁ボディ５
を通り、コレクタ６に入る。そして、ここで吸気はエン
ジン７の各シリンダに接続された各吸気管８に分配さ
れ、シリンダ内に導かれる。
ムの一例を示したもので、図においてエンジンが吸入す
べき空気はエアクリーナ１の入口部２から取り入れら
れ、吸気流量を制御する絞弁が収容された絞弁ボディ５
を通り、コレクタ６に入る。そして、ここで吸気はエン
ジン７の各シリンダに接続された各吸気管８に分配さ
れ、シリンダ内に導かれる。
【０００８】他方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク
９から燃料ポンプ１０により吸引，加圧された上で、燃
料噴射弁（インジェクタ）１３、それに燃圧レギュレー
タ１４が配管されている燃料系に供給される。そして、
この燃料は上記した燃圧レギュレータ１４により一定の
圧力に調圧され、それぞれのシリンダの吸気管８に設け
れれている燃料噴射弁１３から吸気管８の中に噴射され
る。
９から燃料ポンプ１０により吸引，加圧された上で、燃
料噴射弁（インジェクタ）１３、それに燃圧レギュレー
タ１４が配管されている燃料系に供給される。そして、
この燃料は上記した燃圧レギュレータ１４により一定の
圧力に調圧され、それぞれのシリンダの吸気管８に設け
れれている燃料噴射弁１３から吸気管８の中に噴射され
る。
【０００９】又、上記空気流量計３からは吸気流量を表
わす信号が出力され、コントロールユニット１５に入力
されるようになっている。
わす信号が出力され、コントロールユニット１５に入力
されるようになっている。
【００１０】更に、上記絞弁ボディ５には絞弁５の開度
を検出するスロットルセンサ１８が取付けてあり、その
出力もコントロールユニット１５に入力されるようにな
っている。次に、１６はディスト(ディストリビュータ)
で、このディストにはクランク角センサが内蔵されてお
り、クランク軸の回転位置を表わす基準角信号ＲＥＦと
回転速度（回転数）検出用の角度信号ＰＯＳとが出力さ
れ、これらの信号もコントロールユニット１５に入力さ
れるようになっている。
を検出するスロットルセンサ１８が取付けてあり、その
出力もコントロールユニット１５に入力されるようにな
っている。次に、１６はディスト(ディストリビュータ)
で、このディストにはクランク角センサが内蔵されてお
り、クランク軸の回転位置を表わす基準角信号ＲＥＦと
回転速度（回転数）検出用の角度信号ＰＯＳとが出力さ
れ、これらの信号もコントロールユニット１５に入力さ
れるようになっている。
【００１１】２０は排気管に設けられたＡ／Ｆセンサ
で、実運転空燃比を検出するために、所望の空燃比に対
し、濃い状態か，薄い状態かを検出しており、この出力
信号もコントロールユニット１５に入力されるようにな
っている。
で、実運転空燃比を検出するために、所望の空燃比に対
し、濃い状態か，薄い状態かを検出しており、この出力
信号もコントロールユニット１５に入力されるようにな
っている。
【００１２】コントロールユニット１５の主要部は、図
７に示すようにＭＰＵ，ＲＯＭとＡ／Ｄ変換器エンジン
の運転状態を検出する各種のセンサなどからの信号を入
力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算
結果として算定された各種の制御信号を出力し、上記し
た燃料噴射弁１３やディスト１６に所定の制御信号を供
給し、燃料供給量制御と点火時期制御とを遂行するので
ある。
７に示すようにＭＰＵ，ＲＯＭとＡ／Ｄ変換器エンジン
の運転状態を検出する各種のセンサなどからの信号を入
力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算
結果として算定された各種の制御信号を出力し、上記し
た燃料噴射弁１３やディスト１６に所定の制御信号を供
給し、燃料供給量制御と点火時期制御とを遂行するので
ある。
【００１３】このようなエンジンにおいて、燃焼の安定
度が検知できることは、後述するように所望の燃焼状態
を実現させるために有用である。以下、まず燃焼安定度
の検知方法について説明する。まずエンジンの回転数を
詳細に観察すると図３上部に示すようにエンジンの各気
筒の爆発に応じて山型の速度変動を繰り返す。つまり、
各気筒の燃焼による出力でクランク軸に正の回転角速度
が加えられ、やがて、他の気筒の圧縮により負の回転角
速度が加えられる。両者とエンジンに加わるその他の負
荷のバランスによりエンジンの平均の回転数が定まる。
ここで、この回転変動はエンジンの燃焼により発生する
ものであるため、図３下部に示すように毎回の回転数変
化の現われ方を比較すると燃焼の起り方のばらつきを検
知することができる。
度が検知できることは、後述するように所望の燃焼状態
を実現させるために有用である。以下、まず燃焼安定度
の検知方法について説明する。まずエンジンの回転数を
詳細に観察すると図３上部に示すようにエンジンの各気
筒の爆発に応じて山型の速度変動を繰り返す。つまり、
各気筒の燃焼による出力でクランク軸に正の回転角速度
が加えられ、やがて、他の気筒の圧縮により負の回転角
速度が加えられる。両者とエンジンに加わるその他の負
荷のバランスによりエンジンの平均の回転数が定まる。
ここで、この回転変動はエンジンの燃焼により発生する
ものであるため、図３下部に示すように毎回の回転数変
化の現われ方を比較すると燃焼の起り方のばらつきを検
知することができる。
【００１４】次に、このばらつきを定量的に評価する方
法について説明する。図２は、図３の回転挙動を周波数
分析した結果の例である。回転の変動は１回の爆発を１
周期とする回転１次成分と、その倍周波数である回転２
次成分があり、図示していないが上記１次成分周波数の
級数倍である高次周波数成分も存在している。この中で
強度の大きい主な周波数成分は回転１次，２次成分であ
る。したがって、回転１次成分と、回転２次成分のばら
つきを定量的に評価すれば、燃焼のばらつきを定量的に
評価できることがわかる。
法について説明する。図２は、図３の回転挙動を周波数
分析した結果の例である。回転の変動は１回の爆発を１
周期とする回転１次成分と、その倍周波数である回転２
次成分があり、図示していないが上記１次成分周波数の
級数倍である高次周波数成分も存在している。この中で
強度の大きい主な周波数成分は回転１次，２次成分であ
る。したがって、回転１次成分と、回転２次成分のばら
つきを定量的に評価すれば、燃焼のばらつきを定量的に
評価できることがわかる。
【００１５】図１は、上記の原理に基づいて燃焼安定度
を算出する、本発明の一実施例の計算方法を説明する図
である。本計算方法をコントロールユニット１５にプロ
グラミングすることにより燃焼安定度の指標を計算し、
その値に基づいて所望の燃焼状態となるように様々な補
正が実行できる。まず、処理１０１で、回転の１，２次
成分が検知できる間隔で瞬時のエンジン回転数を計測す
る。本タイミングは、例えばエンジンの微小クランク角
度ごとに行えば良く、具体的には、ＣＰＵが演算を行
え、かつ回転１，２次成分の計算精度が確保できるよう
に設定する。少なくとも、その周期はサンプリング定理
から２次成分の１周期の１／２未満である必要がある。
次に、処理１０２では平均の回転数である直流成分をカ
ットし、以下平均回転数からの偏差を計算に用いる。次
に処理１０３，１０４，１０５で回転変動の中の様々な
周波数成分から回転１，２次成分を抽出する。本実施例
では、以下の複素計算を行う方法を採る。まず、図４に
示すような三角関数である回転１次，２次成分の周波数
の実数部と虚数部の強度、合計４つを、処理１０３で回
転数計測時の位相に合わせて供給する。この基準強度と
回転変動を、処理104で図４に示すように掛けること
で、１，２次成分のような特定周波数成分の実数部，虚
数部の瞬時値、計４個を得ることができる。これらの瞬
時値を処理１０５で１爆発の間累計すれば、１爆発での
１，２次成分の実数部，虚数部の強度が求められる。し
たがって、１，２次成分の強度である振幅は、処理１０
７で実数部，虚数部の２乗平均により求められる。以上
を統計計算を行うに十分な爆発回数繰り返し、処理１０
７でそのデータから分散または偏差を求めれば燃焼のば
らつきを分散または偏差という定量手段で求めることが
できる。
を算出する、本発明の一実施例の計算方法を説明する図
である。本計算方法をコントロールユニット１５にプロ
グラミングすることにより燃焼安定度の指標を計算し、
その値に基づいて所望の燃焼状態となるように様々な補
正が実行できる。まず、処理１０１で、回転の１，２次
成分が検知できる間隔で瞬時のエンジン回転数を計測す
る。本タイミングは、例えばエンジンの微小クランク角
度ごとに行えば良く、具体的には、ＣＰＵが演算を行
え、かつ回転１，２次成分の計算精度が確保できるよう
に設定する。少なくとも、その周期はサンプリング定理
から２次成分の１周期の１／２未満である必要がある。
次に、処理１０２では平均の回転数である直流成分をカ
ットし、以下平均回転数からの偏差を計算に用いる。次
に処理１０３，１０４，１０５で回転変動の中の様々な
周波数成分から回転１，２次成分を抽出する。本実施例
では、以下の複素計算を行う方法を採る。まず、図４に
示すような三角関数である回転１次，２次成分の周波数
の実数部と虚数部の強度、合計４つを、処理１０３で回
転数計測時の位相に合わせて供給する。この基準強度と
回転変動を、処理104で図４に示すように掛けること
で、１，２次成分のような特定周波数成分の実数部，虚
数部の瞬時値、計４個を得ることができる。これらの瞬
時値を処理１０５で１爆発の間累計すれば、１爆発での
１，２次成分の実数部，虚数部の強度が求められる。し
たがって、１，２次成分の強度である振幅は、処理１０
７で実数部，虚数部の２乗平均により求められる。以上
を統計計算を行うに十分な爆発回数繰り返し、処理１０
７でそのデータから分散または偏差を求めれば燃焼のば
らつきを分散または偏差という定量手段で求めることが
できる。
【００１６】以上の原理を用いていれば、実際のプログ
ラミング手法は計算メモリの節約，演算時間の短縮に都
合のよいように設定すればよい。例えば、三角関数を計
算することが不可能、あるいは煩雑なＣＰＵであれば予
め三角関数の出力をテーブルとして記憶しておけば良い
し、２乗平均や偏差の算出などの平方根計算が煩雑であ
れば、強度を２乗数として扱う、分散でばらつき程度を
評価する、といったこともできる。その場合は、出力値
である指標の非線形性を認識したうえでの処理を行えば
良い。また、回転１次，２次の各成分は、１爆発中の強
度計算までを独立して計算すればよく、統計計算は両者
独立で行い、燃焼安定度指標を２個出力することも可能
であるし、両者を２変数として合計した上で燃焼安定度
指標を１個出力することも可能である。
ラミング手法は計算メモリの節約，演算時間の短縮に都
合のよいように設定すればよい。例えば、三角関数を計
算することが不可能、あるいは煩雑なＣＰＵであれば予
め三角関数の出力をテーブルとして記憶しておけば良い
し、２乗平均や偏差の算出などの平方根計算が煩雑であ
れば、強度を２乗数として扱う、分散でばらつき程度を
評価する、といったこともできる。その場合は、出力値
である指標の非線形性を認識したうえでの処理を行えば
良い。また、回転１次，２次の各成分は、１爆発中の強
度計算までを独立して計算すればよく、統計計算は両者
独立で行い、燃焼安定度指標を２個出力することも可能
であるし、両者を２変数として合計した上で燃焼安定度
指標を１個出力することも可能である。
【００１７】また、上記実施例のようにＣＰＵによる演
算を行うのでなく、特定の周波数成分を出力する電気回
路を用いて同様に所望の１，２次成分強度を得、その結
果を統計計算しても同様の効果が得られる。
算を行うのでなく、特定の周波数成分を出力する電気回
路を用いて同様に所望の１，２次成分強度を得、その結
果を統計計算しても同様の効果が得られる。
【００１８】次に、上記計算により得られた燃焼安定度
指標による所望の燃焼状態を実現させる方法について説
明する。
指標による所望の燃焼状態を実現させる方法について説
明する。
【００１９】一般的なエンジンにおいて、吸入する混合
気の空燃比を理論空燃比よりリーンに設定すると、図６
に示す特性となる。トルク，エンジン回転数を一定に保
ち空燃比をリーンにすると、吸入空気量が増大するため
にポンピングロスが低減することと、比熱比が向上する
ため燃料消費率が向上し、燃費を向上できる。一方、Ｎ
Ｏｘ排出濃度は空燃比がリーンになることで燃焼温度が
低下するため低下し、トルク変動で定量的に把握できる
燃焼安定度は空燃比がリーンになることで混合気の着火
性が悪くなるため、ある空燃比までゆるやかに悪化し、
それを超えると着火性が極端に悪化するため急に悪化す
る。このように、リーン領域での燃焼安定度，ＮＯｘ排
出濃度は空燃比に大きく依存する。
気の空燃比を理論空燃比よりリーンに設定すると、図６
に示す特性となる。トルク，エンジン回転数を一定に保
ち空燃比をリーンにすると、吸入空気量が増大するため
にポンピングロスが低減することと、比熱比が向上する
ため燃料消費率が向上し、燃費を向上できる。一方、Ｎ
Ｏｘ排出濃度は空燃比がリーンになることで燃焼温度が
低下するため低下し、トルク変動で定量的に把握できる
燃焼安定度は空燃比がリーンになることで混合気の着火
性が悪くなるため、ある空燃比までゆるやかに悪化し、
それを超えると着火性が極端に悪化するため急に悪化す
る。このように、リーン領域での燃焼安定度，ＮＯｘ排
出濃度は空燃比に大きく依存する。
【００２０】また、ＮＯｘは排気法規制から許容できる
限界濃度が存在し、燃焼安定度は運転性の要求から、同
じく限界点が存在する。したがって、リーン空燃比で運
転するときは上記２つの限界を越えない範囲で運転する
必要がある。さらに、燃焼安定度とＮＯｘ排出量は点火
時期にも深く依存するため、点火時期も最適化する必要
がある。
限界濃度が存在し、燃焼安定度は運転性の要求から、同
じく限界点が存在する。したがって、リーン空燃比で運
転するときは上記２つの限界を越えない範囲で運転する
必要がある。さらに、燃焼安定度とＮＯｘ排出量は点火
時期にも深く依存するため、点火時期も最適化する必要
がある。
【００２１】同様に、空燃比をリ−ンにするかわりにＥ
ＧＲ率を高くしても上記と同様の理由で燃費を向上で
き、ＮＯｘの排出量を減らすことができるため、所望の
ＥＧＲ率範囲にエンジンを制御することが望ましい。
ＧＲ率を高くしても上記と同様の理由で燃費を向上で
き、ＮＯｘの排出量を減らすことができるため、所望の
ＥＧＲ率範囲にエンジンを制御することが望ましい。
【００２２】しかし、エンジンに供給する空燃比、また
はＥＧＲ率を正確に制御することは、燃料噴射弁１３お
よび空気流量計３，ＥＧＲ率制御アクチュエータの個体
ばらつき、経時劣化などにより困難で、閉ループ制御を
必要とする。閉ループ制御の方法の一つとして、上記求
めた燃焼安定度指標を用いて行うことができる。
はＥＧＲ率を正確に制御することは、燃料噴射弁１３お
よび空気流量計３，ＥＧＲ率制御アクチュエータの個体
ばらつき、経時劣化などにより困難で、閉ループ制御を
必要とする。閉ループ制御の方法の一つとして、上記求
めた燃焼安定度指標を用いて行うことができる。
【００２３】また、燃料の性状は、主にエンジンが暖気
完了する前の状態では燃焼の安定度に大きな影響を与え
る。例えば、図１０に示すようにエンジンが冷機状態に
あるときの始動では、気化しやすい軽質の燃料は気化し
にくい重質の燃料に比べ少ない燃料噴射量で最短の始動
時間となる。燃料性状が検知できない場合は両者の妥協
点で始動時燃料噴射量の設定値を決める必要がある。始
動後も図１１に示すように、エンジンが冷機状態にある
ときは、気化しやすい軽質の燃料は気化しにくい重質の
燃料に比べ薄い空燃比で最適な燃焼安定度を得られる。
ここでも上記と同様に、燃料性状が検知できない場合は
両者の妥協点で空燃比の設定値を決める必要がある。し
たがって、冷機時に上記求めた燃焼安定度指標を用いて
燃料の性状判定を行えば、始動時の燃料噴射量と冷機時
の空燃比適正化が計れる。
完了する前の状態では燃焼の安定度に大きな影響を与え
る。例えば、図１０に示すようにエンジンが冷機状態に
あるときの始動では、気化しやすい軽質の燃料は気化し
にくい重質の燃料に比べ少ない燃料噴射量で最短の始動
時間となる。燃料性状が検知できない場合は両者の妥協
点で始動時燃料噴射量の設定値を決める必要がある。始
動後も図１１に示すように、エンジンが冷機状態にある
ときは、気化しやすい軽質の燃料は気化しにくい重質の
燃料に比べ薄い空燃比で最適な燃焼安定度を得られる。
ここでも上記と同様に、燃料性状が検知できない場合は
両者の妥協点で空燃比の設定値を決める必要がある。し
たがって、冷機時に上記求めた燃焼安定度指標を用いて
燃料の性状判定を行えば、始動時の燃料噴射量と冷機時
の空燃比適正化が計れる。
【００２４】以上のような燃焼の補正要求を実行する方
法の一般的な処理を図５に示す。まずステップ１１１で
燃焼安定度の指標が信頼できる条件であるかを判定す
る。例えば、エンジンの運転状態の変化が大きいとき、
回転検知が正確に行われていないとき、統計計算を行う
に十分な母数のデータが得られていないとき等は診断可
能な運転条件でないと判定し、診断を行わない。次に、
ステップ１１２では、空燃比補正などの燃焼の補正を実
行した後所定時間内は、燃焼安定度指標が補正前の状態
を含んでいると考えられるため同じく診断を行わない。
その後、ステップ１１３でばらつき計算値Ｓを燃焼安定
度指標として読み出し、さらにステップ１１４で、その
時の運転状態に応じてばらつき計算値Ｓと比較するため
の補正判定値Ｌを読み出す。そしてステップ１１５で両
者ＳとＬの大小関係を比較し、Ｓが大きいときは燃焼補
正の必要ありと判断してステップ１１６に進み、その判
断が持続している時間を測定するためのタイマＴをカウ
ントする。ステップ１１７でタイマＴが所定値以上とな
るように、燃焼補正が必要と連続して判断されるとき
に、確実に燃焼補正が必要であると判断し、ステップ１
１８に進み実際の燃焼補正を実行し、ステップ１１９で
タイマＴをクリアして処理を終了する。以上のルーチン
を所定間隔おきに実行する。補正とは、具体的にはリ−
ン運転の場合は空燃比のリッチ化であり、ＥＧＲ率制御
の場合はＥＧＲ率の低減であり、燃料性状判定の場合は
燃料の重質判定である。
法の一般的な処理を図５に示す。まずステップ１１１で
燃焼安定度の指標が信頼できる条件であるかを判定す
る。例えば、エンジンの運転状態の変化が大きいとき、
回転検知が正確に行われていないとき、統計計算を行う
に十分な母数のデータが得られていないとき等は診断可
能な運転条件でないと判定し、診断を行わない。次に、
ステップ１１２では、空燃比補正などの燃焼の補正を実
行した後所定時間内は、燃焼安定度指標が補正前の状態
を含んでいると考えられるため同じく診断を行わない。
その後、ステップ１１３でばらつき計算値Ｓを燃焼安定
度指標として読み出し、さらにステップ１１４で、その
時の運転状態に応じてばらつき計算値Ｓと比較するため
の補正判定値Ｌを読み出す。そしてステップ１１５で両
者ＳとＬの大小関係を比較し、Ｓが大きいときは燃焼補
正の必要ありと判断してステップ１１６に進み、その判
断が持続している時間を測定するためのタイマＴをカウ
ントする。ステップ１１７でタイマＴが所定値以上とな
るように、燃焼補正が必要と連続して判断されるとき
に、確実に燃焼補正が必要であると判断し、ステップ１
１８に進み実際の燃焼補正を実行し、ステップ１１９で
タイマＴをクリアして処理を終了する。以上のルーチン
を所定間隔おきに実行する。補正とは、具体的にはリ−
ン運転の場合は空燃比のリッチ化であり、ＥＧＲ率制御
の場合はＥＧＲ率の低減であり、燃料性状判定の場合は
燃料の重質判定である。
【００２５】以上の説明では、燃焼を安定化する方向の
補正を行う実施例を述べたが、これと並行してばらつき
計算値Ｓが所定値未満であることを判定して燃焼安定度
を不安定方法に制御することも可能である。
補正を行う実施例を述べたが、これと並行してばらつき
計算値Ｓが所定値未満であることを判定して燃焼安定度
を不安定方法に制御することも可能である。
【００２６】ここで、ばらつき計算値Ｓの燃焼安定度の
測定精度は、計算の精度と、入力である微小回転の測定
精度に依存する。図９に示すように、回転の検知精度が
高い場合は、燃焼安定度とばらつき計算値は高い相関を
示すが、回転の検知精度が粗い場合はばらつき計算値は
燃焼安定度に対し斜線で示す誤差を生じる。したがっ
て、燃焼安定度の測定精度に応じて、図５の判定値Ｌを
誤判定しないように高く設定する、タイマＴの判定値を
長く設定する、などを行う。
測定精度は、計算の精度と、入力である微小回転の測定
精度に依存する。図９に示すように、回転の検知精度が
高い場合は、燃焼安定度とばらつき計算値は高い相関を
示すが、回転の検知精度が粗い場合はばらつき計算値は
燃焼安定度に対し斜線で示す誤差を生じる。したがっ
て、燃焼安定度の測定精度に応じて、図５の判定値Ｌを
誤判定しないように高く設定する、タイマＴの判定値を
長く設定する、などを行う。
【００２７】ここで、燃料の性状判定について詳しく述
べると、図１１に示すように冷機時の所定の空燃比の時
の燃焼安定度を測定すれば燃料性状が判定できるので、
基準の空燃比の時のばらつき計算値Ｓから燃料の重質度
を定量的に検知できる。また、燃料性状の検知精度に対
し外乱が大きい場合は、１度の測定で燃料判定を行うの
でなく、１度の判定で重質度を所定値ずつ大きくし、少
しずつ真値に近づく方法が考えられる。このようにして
定量的に得られた燃料性状をもとに、図１３に示すよう
に低水温時の燃料補正係数、始動時固定燃料量を決定す
ればよい。これらの制御定数は、図１２に示すようにエ
ンジンの始動時、クランキング開始から完爆前後までは
主に固定燃料量、それ以降は吸入空気量計測による燃料
供給として用いられる。したがって、エンジン始動後に
検知される燃料性状は直接始動時の固定燃料量補正に用
いることはできない。そこで、エンジン運転中に検知し
た燃料性状はエンジン停止時にも失われない記憶領域に
記憶しておき、次回の始動時にその記憶をもとに始動時
の燃料量を補正することが有効である。さらに、燃料給
油口の開口検知，燃料残量の検知等燃料タンクへの給油
が検知できるような機構が設定できる場合は、給油の検
知により燃料の性状判定値をクリアし、再び初期状態か
ら燃料性状判定をやり直すことができる。また、前記機
構が設定できない場合は、簡便な方法として始動時の冷
却水温を測定し、これが所定値以上であれば燃料給油の
ためにエンジンを短時間停止した後の再始動であると概
略判断し、燃料の性状判定値をクリアし、再び初期状態
から燃料性状判定をやり直すことができる。
べると、図１１に示すように冷機時の所定の空燃比の時
の燃焼安定度を測定すれば燃料性状が判定できるので、
基準の空燃比の時のばらつき計算値Ｓから燃料の重質度
を定量的に検知できる。また、燃料性状の検知精度に対
し外乱が大きい場合は、１度の測定で燃料判定を行うの
でなく、１度の判定で重質度を所定値ずつ大きくし、少
しずつ真値に近づく方法が考えられる。このようにして
定量的に得られた燃料性状をもとに、図１３に示すよう
に低水温時の燃料補正係数、始動時固定燃料量を決定す
ればよい。これらの制御定数は、図１２に示すようにエ
ンジンの始動時、クランキング開始から完爆前後までは
主に固定燃料量、それ以降は吸入空気量計測による燃料
供給として用いられる。したがって、エンジン始動後に
検知される燃料性状は直接始動時の固定燃料量補正に用
いることはできない。そこで、エンジン運転中に検知し
た燃料性状はエンジン停止時にも失われない記憶領域に
記憶しておき、次回の始動時にその記憶をもとに始動時
の燃料量を補正することが有効である。さらに、燃料給
油口の開口検知，燃料残量の検知等燃料タンクへの給油
が検知できるような機構が設定できる場合は、給油の検
知により燃料の性状判定値をクリアし、再び初期状態か
ら燃料性状判定をやり直すことができる。また、前記機
構が設定できない場合は、簡便な方法として始動時の冷
却水温を測定し、これが所定値以上であれば燃料給油の
ためにエンジンを短時間停止した後の再始動であると概
略判断し、燃料の性状判定値をクリアし、再び初期状態
から燃料性状判定をやり直すことができる。
【００２８】以上の説明では、エンジンの気筒数に関わ
らず全気筒の平均の燃焼状態を評価する実施例を説明し
たが、各気筒の爆発行程で、独立して回転角速度の変動
を解析すれば、各気筒別にエンジンの燃焼状態を知り、
それにより各気筒で独立の補正を行うこともできる。
らず全気筒の平均の燃焼状態を評価する実施例を説明し
たが、各気筒の爆発行程で、独立して回転角速度の変動
を解析すれば、各気筒別にエンジンの燃焼状態を知り、
それにより各気筒で独立の補正を行うこともできる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンの燃焼状態を
検知し、所望の状態に補正することができる。
検知し、所望の状態に補正することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す計算処理。
【図２】エンジンの特性を説明する図。
【図３】本発明の原理を説明する図。
【図４】本発明の一実施例の計算方法を説明する図。
【図５】本発明の一実施例を示す図。
【図６】エンジンの特性を説明する図。
【図７】本発明の採用対象を示す図。
【図８】本発明の採用対象を示す図。
【図９】本発明の一実施例の特性を示す図。
【図１０】本発明の効果を説明する図。
【図１１】本発明の効果を説明する図。
【図１２】エンジンの特性を説明する図。
【図１３】本発明の一実施例を説明する図。
３…エアフローセンサ、５…絞弁、７…エンジン、１３
…燃料噴射弁。
…燃料噴射弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤城 好彦 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 栗原 伸夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 紀村 博史 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】エンジンの回転変動に基づきエンジンの燃
焼状態を検知する手段と、前記燃焼状態を補正する手段
を有するエンジン制御装置において、エンジンの回転変
動の中の、１回の爆発を１周期とする回転１次成分と、
その倍周波数である回転２次成分の強度を所定の期間毎
に求める手段を有し、前記回転１次成分と前記回転２次
成分の強度の複数回の前記所定期間での分散または偏差
を求める手段を有し、前記分散または前記偏差を燃焼の
安定度の指標とする手段を有することを特徴とするエン
ジン制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記回転１次成分と前
記回転２次成分の強度の合計の分散または偏差を求める
手段を有することを特徴とするエンジン制御装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記回転１次成分と前
記回転２次成分の強度を、独立して分散または偏差を求
める手段を有することを特徴とするエンジン制御装置。 - 【請求項４】請求項１において、前記分散または前記偏
差の値に基づき、エンジンに供給する空燃比，ＥＧＲ
率，始動時燃料供給量，低水温時燃料増量，点火時期の
いずれかのうち少なくとも一つを補正する手段を有する
ことを特徴とするエンジン制御装置。 - 【請求項５】請求項４において、前記始動時燃料供給量
の補正量は、エンジン停止時に失われない記憶領域に記
憶する手段を有することを特徴とするエンジン制御装
置。 - 【請求項６】請求項５において、始動時燃料供給量の補
正量を、エンジン停止時に失われない記憶領域に記憶す
る手段を有し、燃料給油口がエンジン停止中に操作され
たことを検出する手段，エンジン停止の前後で燃料残量
が所定値より増加したことを検出する手段，エンジン始
動時の冷却水温が所定値以上であることを検出する手段
と、前記検出された条件のうち少なくとも一つが成立し
たときに前記記憶を無効化する手段を有することを特徴
とするエンジン制御装置。 - 【請求項７】請求項１において、前記分散または偏差を
エンジンの気筒毎に求める手段を有することを特徴とす
るエンジン制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7030392A JPH08218917A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | エンジン制御装置 |
| KR1019960003832A KR960031772A (ko) | 1995-02-20 | 1996-02-16 | 엔진 제어장치 |
| EP96102541A EP0727652A3 (en) | 1995-02-20 | 1996-02-20 | Engine control unit for an internal combustion engine |
| US08/603,343 US5678520A (en) | 1995-02-20 | 1996-02-20 | Engine control unit for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7030392A JPH08218917A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | エンジン制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08218917A true JPH08218917A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12302657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7030392A Pending JPH08218917A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | エンジン制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5678520A (ja) |
| EP (1) | EP0727652A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08218917A (ja) |
| KR (1) | KR960031772A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082245A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価判別システム |
| JP2009150313A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 内燃機関の燃料性状推定装置 |
| JP2011012607A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用制御装置 |
| JP2012072749A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Mazda Motor Corp | リーンバーンエンジン |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE512556C2 (sv) * | 1995-12-22 | 2000-04-03 | Volvo Ab | Metod för reducering av vibrationer i ett fordon och anordning för utförande av metoden |
| SE519192C2 (sv) | 2000-05-17 | 2003-01-28 | Mecel Ab | Metod vid motorstyrning |
| US20040203621A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-10-14 | International Business Machines Corporation | System and method for queuing and bookmarking tekephony conversations |
| US7292933B2 (en) * | 2004-11-15 | 2007-11-06 | Lotus Engineering, Inc. | Engine misfire detection |
| US8387449B2 (en) | 2007-04-13 | 2013-03-05 | Christian Engström | Method and device for testing of a combustion engine or an associated structure and a rig |
| JP5987814B2 (ja) * | 2013-11-18 | 2016-09-07 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用内燃機関の制御装置 |
| JP7757946B2 (ja) * | 2022-12-09 | 2025-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンシステム |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4357662A (en) * | 1978-05-08 | 1982-11-02 | The Bendix Corporation | Closed loop timing and fuel distribution controls |
| US5200899A (en) * | 1990-04-20 | 1993-04-06 | Regents Of The University Of Michigan | Method and system for detecting the misfire of an internal combustion engine utilizing angular velocity fluctuations |
| JP2843871B2 (ja) * | 1990-05-14 | 1999-01-06 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの燃焼異常検出装置 |
| DE4414727B4 (de) * | 1993-04-27 | 2004-01-29 | Hitachi, Ltd. | Steuerverfahren und Steuereinheit für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen |
| IT1260957B (it) * | 1993-08-04 | 1996-04-29 | Fiat Ricerche | Procedimento e sistema per la rilevazione di mancate combustioni in motori a combustione interna. |
| US5559705A (en) * | 1995-02-03 | 1996-09-24 | Motorola, Inc. | Adaptive profile correction for rotating position encoders in reciprocating engines |
| US5587524A (en) * | 1995-05-03 | 1996-12-24 | Ford Motor Company | Misfire detection assembly |
| US5602331A (en) * | 1995-06-06 | 1997-02-11 | Chrysler Corporation | Engine misfire detection with cascade filter configuration |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP7030392A patent/JPH08218917A/ja active Pending
-
1996
- 1996-02-16 KR KR1019960003832A patent/KR960031772A/ko not_active Ceased
- 1996-02-20 US US08/603,343 patent/US5678520A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-20 EP EP96102541A patent/EP0727652A3/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008082245A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火式内燃機関の燃料セタン価判別システム |
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| JP2012072749A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Mazda Motor Corp | リーンバーンエンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960031772A (ko) | 1996-09-17 |
| EP0727652A2 (en) | 1996-08-21 |
| EP0727652A3 (en) | 1998-01-07 |
| US5678520A (en) | 1997-10-21 |
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