JPH06502917A - 内燃機関のシリンダにおける燃焼不規則性検出識別方法 - 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における 燃焼不規則性検出識別方法 本発明は請求範囲１の上位概念による内燃機関のシリンダにおける燃焼不規則性 検出識別方法に関する。

米国特許第４６９７５６１号明細書から公知の方法では各シリンダに対する回転 数が当該の作動行程（サイクル）中火のようなりランク軸位置で検出される即ち 、クランク軸が最小ないし最大速度を有するクランク軸位置で検出される。当該 両回転数間の差はシリンダにより生ぜしめられるトルクに対する尺度を成す。

すべてのシリンダの平均化されたトルクに関連づけて、診断目的のために用いら れる当該のシリンダの効率についてのデータ情報が得られる。

最小及び最大クランク軸速度の際のクランク軸位置は当該方法プロセスにおいて 実験的に機関検査台にて請求められねばならない。当該クランク軸位置は殊に負 荷及び回転数に依存し、この依存−関係性に従って当該制御装置にて当該方法プ ロセス過程の実施のため記憶される。上記クランク軸位置は各回転数検出前ごと に読出されねばならない。つまり、いずれにしろ時間クリティカルな回転数検出 の際所要計算時間の増大を来たす。

本発明の目的ないし課題とするところは当該所要計算時間を低減し、当該方法を 簡単化することにある。

上記課題は請求項１記載の構成要件により解決される。

本発明の有利な発展形態は引用請求項に記載されている。

本発明によれば、各シリンダに対して回転数が２つのクランク軸位置で検出され 、その際少な（とも１つ又は複数のクランク軸位置が当該上方死点の後に位置す る。それらのクランク軸位置にて、評価可能な回転数差が存在しなければならず 、その他の点では当該位置は任意に選択可能である。

当該シリンダにて正常な燃焼状態の場合クランク軸の所定の加速度が生じなけれ ばならない。当該加速度が存在しない場合は又は所定の程度を下回る場合は燃焼 が全く行なわれていないか、又は不十分な燃焼が行われているのである。

従って本発明によれば当該の２つの検出された回転数から回転数勾配がめられる 。この回転数勾配は所定限界値と比較される。これが限界値を越えると、正常な 燃焼状態が存在している。これに反して限界値を下回ると燃焼が全（生じていな いか、又は不十分な燃焼が起きていないのである。

回転数勾配についての評価に基づき、回転数が検出されるクランク軸位置は負荷 及び回転数に依存してシフトされる必要はない。当該クランク軸位置は作動条件 に無関係に固定的に選定され得る、それというのは回転数差の場合と異なって著 しく小さい差のもとでも回転数勾配によりなお特性傾向（トレンド）のデータが 得られるからである。

本発明の実施例によれば２つのクランク軸位置領域の間に回転数が検出され得る 。当該の２つのクランク軸位置領域から、そのつと平均化により、両回転数のう ちの１つが得られる。よって、回転数検出は障害の影響を受けないようになる。

次に図を用いて本発明を説明する。

図１は本発明の方法を実施する装置の簡単化されたブロック接続図である。

図２は本発明の説明のため内燃機関のクランク軸の速度特性経過を示す図である 。

図３は本発明の方法を実施するステップ経過の流れ図である。

図１はクランク軸発生器ＫＷＧとカム軸発信器ＮＷＧとを有する内燃機関Ｂを示 す。クランク軸発信器はクランク軸と連結された歯車を走査検出し、その際その 歯車は１つの基準マークと、多数の歯とを有する。

出力信号として、クランク軸発信器ＫＷＧは各歯ごとに各１つのパルス及び基準 マルタにおける上記のパルスとは区別し得る基準パルスを送出する。当該出力信 号は制御装置Ｓに供給され、上記制御装置Ｓは一方ではパルスの計数により３６ ０’回転内でのクランク軸の位置を定め、他方では各時間当りのパルスの時間シ ーケンスにより当該回転数をめる。

上記カム軸発信器ＮＷＧはカム軸と接続連結された歯車を走査検出し、この歯車 はそれの周囲の一方の半部に亙って１つの歯を有し、その他方の半部に亙って隙 間（ギャップ）を有する。カム軸発信器ＮＷＧの出力信号は２つの状態を有する （当該カム軸発信器ＮＷＧに頂度歯又は間隙（ギャップ）が対向するかに応じて ）。上記制御装置Ｓは当該出力信号を以て、クランク軸発信器ＫＷＧの出力信号 と共にシリンダ割当関係及びクランク軸角度を定める。カム軸発信器ＮＷＧが使 用される理由は、例えば６−シリンダ機関において各２つの回転ごとの周期性が 存在し、従ってクランク軸の位置だけでは点火列シーケンスにおける一義的対応 性けにはまだ十分でないからである。

制御装置Ｓは実質的に内燃機関Ｂに対する点火及び噴射を制御し、種々の診断機 能を引受る役割を有する。このために制御装置Ｓにはここには図示してない種々 のセンサ及びアクチュエータが接続されている。要するに、その種制御装置Ｓは 今日多数の車両にて既に実現されているような通常の機関制御部を有する。

制御装置Ｓにより実施される診断機能は内燃機関Ｂのシリンダの１つにおける不 規則性の状態の識別である。わかり易い図示のため、図２のダイヤグラムにてク ランク軸の回転数の逆数下がクランク軸位置Ｚについてプロットしである。回転 数の逆数が選定されたのはそれに相応する信号が制御装置Ｓにて既に存在してい るからである。それにより、回転数を考察する場合に比して、逆の関係が成立つ 。要するに、上昇側縁はクランク軸の緩慢化を意味し、下降側縁はそれの加速を 意味する。通常（ノーマル）特性がカーブは内燃機関Ｂの通常時動作に対する当 該特性経過を表わす。サイン消状の特性経過は内燃機関Ｂの種々の作動サイクル （行程）により生じ、その際個々の加速フェーズは当該作動サイクル中１つのシ リンダの点火後ごとに位置する。図２には例えば６シリンダ（気筒）機関の場合 の点火シーケンスに従ってシリンダ１．５．３．６の上方死点が記入されている 。

１つのシリンダの作動サイクルにおいて混合気の正常な点火及び燃焼が行なわれ ない除虫じる状況は図２中シリンダ１に対して示しである。失火特性カーブ／又 は全く燃焼の行なわれない場合に対して成立つ。従ってカム軸は加速されず、内 燃機関の抵抗によりさらに緩慢化される。正常な燃焼を以での後続のシリンダ５ の点火の後はじめてクランク軸は再び加速される。

燃焼不良特性カーブＭは次のような場合に対して成立つ即ち、燃焼が行なわれる が、所要の強さを有しない場合に対して成立つ。従って、それにより生ぜしめら れるクランク軸の加速度によっては連続的減速度がたんに緩和低減され得るだけ か、又は不十分なわずかな加速度しか生ぜしめられ得ない。従って図２に示され た燃焼不良特性カーブはそのような燃焼不規則性のたんに１例である。失火特性 カーブＡと通常時特性カーブＮとの間の池の任意の関係−特性経過も可能である 。

そのような燃焼異常を識別する本発明の方法を図３のフローチャートを用いて説 明する。相応のプログラムが制御部ｒａＳのダイアグノーシス（診断）ルーチン においてファイルされており、連続的に各シリンダに対して実行される。

シリンダの夫々の上方の死点に関連して２つのクランク軸位置Ｚ１．Ｚ２が設定 されている。それらのクランク軸位置Ｚ１．２２は実施例では上方死点の後で、 燃焼により生ぜしめられる加速フェーズ内に位！する。クランク軸位置Ｚ１．２ ２は試行によってめられている。当該決定のための主な因子は２つのクランク軸 位置Ｚ１．Ｚ２における回転数の逆数Ｔのできるだけ良好に評価可能な差である 。次いでステップＳ２において、当該の２つの回転数の逆数Ｔ１．Ｔ２から勾配 が計算される。上記勾配は図２中直線ｍＮ、ｍＡ、ｍＭによって示されている。

ステップＳ３において、当該勾配が限界値ＧＷより大であるか否かがチェックさ れる。その際にはステップＳ４において失火識別される。

限界値ＧＷの選定によってはたんにわずかに不規則の燃焼がどの位なお識別可能 であるかが定められる。

特別に簡単な方法は勾配の純然たる極性評価である。

図２の例から明らかなように、失火特性カーブＡの場合は正の勾配が生じ、通常 時特性カーブの場合は負の勾配が生じている。

たんにわずかに不規則性の燃焼の一層精確な評価が必要な場合には限界値ＧＷは 所定の負の値にセットされる。それにより次のような燃焼も不規則性であると識 別される、即ち、加速度に寄与するが通常時特性カーブの場合の状況、関係に比 して不十分である燃焼も不規則性のであると識別される。上記限界値ＧＷは同じ く試行により定まる。

上述の方法は概して、十分精確に燃焼不規則性を識別検出するのに十分である。

但し、信号評価の際比較的大きな障害の影響が存在する場合には当該方法を種々 の手法により改良し得る。

そのような１つの改良手法によれば、クランク軸位置Ｚ１における回転数の逆数 Ｔ１及びクランク軸位置Ｚ２における回転数逆数Ｔ２の代わりに、夫々複数の回 転数逆数Ｔ１及びＴ２をめ、それにより、平均値形成により回転数逆数Ｔ１．Ｔ ２をめるのである。

回転数逆数Ｔ１．Ｔ２をめる際の場合により存在する障害の影響はそれにより補 償される。

振動、共振等により、所定の負荷、回転数領域において通常時特性カーブＮが変 形（ひずまさ）され得る。限界値ＧＷの相応の負荷及び回転数依存の変化により 上記の変形（ひずみ）に対抗し得る。別の改良手法によればクランク軸位置Ｚ１ ．Ｚ２相互間の間隔を上方死点に関連して変化させることである。

補正書の翻訳文提出書く特許法第１８４条の８）平成　５年　６月　３日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃期間（Ｂ）のシリンダにおける内燃不規則性検出識別方法であって内燃 機関（Ｂ）の回転数を所定のクランク軸位置で検出する方法において、各シリン ダに対する回転数を２つのクランク位置（Ｚ１，Ｚ２）で検出し、ここにおいて 、上記クランク軸位置（Ｚ１，Ｚ２）のうち少なくとも１つがそれぞれの上方死 点の後に位置するようにし、更に、当該の２つの求められた回転数から該両回転 数により定まる回転数特性経過のそのつどの勾配を求め、当該回転数勾配が限界 値（ＧＷ）を下回ると燃焼不規則性が検出講別されるようにしたことを特徴とす る燃焼期間のシリンダにおける内燃不規則性検出識別方法。
2. ２．各シリンダに対する回転数が、２つのクランク軸位置領域の間にて連続的に 求められ、それによりそのつど平均化により当該両回転数の１つが得られるよう にした請求項１記載の方法。
3. ３．上記限界値（ＧＷ）は零であり、該限界値を下回る状態が、当該の回転数勾 配の極性により識別されるようにした請求項１記載の方法。
4. ４．上記限界値（ＧＷ）は内燃機関（Ｂ）の負荷及び回転数に依存して変化され るようにした請求項１記載の方法。
5. ５．クランク軸位置（Ｚ１，Ｚ２）相互間ないし上方死点との間隔が負荷及び回 転数に依存して変化されるようにした請求項１記載の方法。