(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
各気筒のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
各気筒の点火後の回転変動を検出する回転変動検出手段と、
各気筒の点火後の回転変動を予め記憶する記憶手段と、
前記回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動からの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御する制御手段とを備え、
前記点火状態の制御は、各点火の回転変動に応じた失火制御であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
各気筒のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
各気筒の点火後の回転変動を検出する回転変動検出手段と、
各気筒の点火後の回転変動を予め記憶する記憶手段と、
前記回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動からの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御する制御手段とを備え、
前記記憶手段に、各気筒の点火後の回転変動を予めパターン記憶し、
前記制御手段は回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動のパターンからの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御し、
前記点火状態の制御は、各点火の回転変動に応じた失火制御であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機関の回転変動を抑える内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、船舶や車両等に搭載される内燃機関では、回転変動が大きいと、船舶や車両等の振動が大きくなる。このため、例えばバランサ等を設けて内燃機関の回転変動を軽減するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の回転変動は、圧縮・爆発行程に伴い生じ、しかも一定の回転数において、回転変動の最大値と最小値は、圧縮・爆発行程によって決定され、かつ絶対クランク角は一定である。
【０００４】
点火後の各気筒の回転変動の位置で、その瞬時の回転数を検出する。このときの燃焼が弱い、または失火していると、回転変動の最大値はその前の回転変動より低下し、燃焼が強いと回転変動の最大値は上昇する。
【０００５】
このため、例えば内燃機関の搭載前の試験段階で、完全燃焼した時の回転変動を測定しておけば、この値を基準にして点火毎の回転変動から燃焼強さ等の燃焼状態が分かる。
【０００６】
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、各気筒の燃焼状態に基づき、特別な回転変動を軽減する部品を付加することなく、簡単な構造で軽減することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、その目的を達成するために、請求項１記載の発明は、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、各気筒のクランク角を検出するクランク角検出手段と、各気筒の点火後の回転変動を検出する回転変動検出手段と、各気筒の点火後の回転変動を予め記憶する記憶手段と、前記回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動からの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御する制御手段とを備え、前記点火状態の制御は、各点火の回転変動に応じた失火制御であることを特徴としている。各気筒の点火後の回転変動を予め記憶しておき、回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動からの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御し、各気筒の燃焼状態に基づき、特別な回転変動を軽減する部品を付加することなく、簡単な構造で回転変動を軽減することが可能である。また、点火状態の制御が、各点火の回転変動に応じた失火制御であり、例えば、各点火の回転変動が大きい時に失火して、燃焼を弱くして回転変動を小さくする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、各気筒のクランク角を検出するクランク角検出手段と、各気筒の点火後の回転変動を検出する回転変動検出手段と、各気筒の点火後の回転変動を予め記憶する記憶手段と、前記回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動からの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御する制御手段とを備え、前記記憶手段に、各気筒の点火後の回転変動を予めパターン記憶し、前記制御手段は回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動のパターンからの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御し、前記点火状態の制御は、各点火の回転変動に応じた失火制御であることを特徴としている。各気筒の点火後の回転変動を予め記憶しておき、回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動からの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御し、各気筒の燃焼状態に基づき、特別な回転変動を軽減する部品を付加することなく、簡単な構造で回転変動を軽減することが可能である。また、回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動のパターンからの予測に基づき、簡単かつ正確に回転変動を小さくするように点火状態を制御することができる。さらに、点火状態の制御が、各点火の回転変動に応じた失火制御であり、例えば、各点火の回転変動が大きい時に失火して、燃焼を弱くして回転変動を小さくする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の内燃機関の制御装置の実施例を添付図に基づいて説明する。図１は内燃機関の制御装置の概略構成を示す図、図２は制御前の気筒別回転変動を示す図、図３は制御後の気筒別回転変動を示す図である。
【００１２】
内燃機関１は、例えば６気筒４サイクル内燃機関であり、各気筒２のシリンダ３にピストン４が往復動可能に設けられている。ピストン４とクランク軸５とはコンロッド６で連結され、ピストン４の往復動でクランク軸５が回転する。燃焼室７に連通する吸気通路８及び排気通路９は、吸気弁１０及び排気弁１１により所定のタイミングで開閉される。吸気通路８には、スロットル弁１２が配置され、吸気量が制御される。スロットル弁１２によるスロットル開度は、スロットルセンサ１３によりＥＣＵ１４に送られる。
【００１３】
また、吸気通路８には、吸気温度センサ１５及び吸気流量計１６が設けられ、それぞれの情報がＥＣＵ１４に送られる。さらに、吸気通路８には、噴射弁１７が設けられ、燃料タンク１８から燃料が燃料ポンプ１９の駆動により燃料フィルタ２０を介して噴射弁１７に送られ、噴射弁１７の噴射はＥＣＵ１４によって制御される。燃焼室７に臨むように点火プラグ２１が配置され、点火プラグ２１の点火時期はＥＣＵ１４によって制御される。
【００１４】
排気通路９には、Ｏ2センサ２２が設けられ、シリンダブロック２３には水温センサ２４が設けられ、それぞれの情報がＥＣＵ１４に送られる。
【００１５】
内燃機関１には、回転数検出手段３０と、クランク角検出手段３１と、回転変動検出手段３２が備えられている。ＥＣＵ１４は、制御手段３４及び記憶手段３５を有している。
【００１６】
回転数検出手段３０は、クランク軸５の突起３６に対向して配置されたパルサコイルで構成され、回転数情報を制御手段３４に送る。また、クランク角検出手段３１は、クランク軸５に設けられたホイール３７の歯３７ａに対向して配置されたクランク角センサで構成され、各気筒２のクランク角情報を検出し、クランク角情報を制御手段３４に送る。
【００１７】
また、回転変動検出手段３２は、内燃機関１の気筒２に設けられ、各気筒２の点火後の回転変動を検出し、この回転変動の情報を制御手段３４に送り、この各気筒２の点火後の回転変動を記憶手段３５に予め記憶する。
【００１８】
例えば、６気筒４サイクル内燃機関では、図２に示すように回転変動し、回転数も変動する。図２でＴ１はクランク軸５が１回転する時間Ｔ１を示し、この時間Ｔ１の間に第１気筒＃１〜第６気筒＃６の制御前の気筒別の回転変動ａと回転数変動ｂとを示し、この情報を記憶手段３５に記憶する。
【００１９】
内燃機関１の運転時に、回転数検出手段３０から得られる回転数情報と、クランク角検出手段３１から得られるクランク角情報とから、制御手段３４は予め記憶された各気筒の回転変動のパターンからの予測に基づき、実際の回転変動を小さくするように点火状態を制御し、各気筒の燃焼状態に基づき、特別な回転変動を軽減する部品を付加することなく、簡単な構造で回転変動を軽減することが可能である。
【００２０】
この制御手段３４の点火状態の制御は、各点火の回転変動に応じた失火制御であり、例えば、各点火の回転変動が大きい時に失火して、燃焼を弱くして回転変動を小さくする。
【００２１】
この制御後の気筒別回転変動は、図３に示すように、クランク軸５が１回転する時間Ｔ１の間に第１気筒＃１〜第６気筒＃６の制御後の気筒別の回転変動ａと回転数変動ｂとの変動が小さくなる。
【００２２】
次に、内燃機関の制御装置の作動を、図４乃至図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
図４はメインルーチンのフローチャートである。ステップａ１で初期設定を行ない、内燃機関１の運転状態を判断し（ステップｂ１）、スイッチ情報の読み込み（ステップｃ１）、さらにセンサ情報の読み込み（ステップｄ１）を行なう。
【００２４】
次に、失火時燃料制御（ステップｅ１）と、燃料ポンプ制御及びオイルポンプ制御（ステップｆ１）とを行ない、基本マップの演算を行なう（ステップｇ１）。基本マップの演算としては、点火時期、噴射時期、点火及び噴射の気筒別補正等が行なわれる。
【００２５】
さらに、大気圧補正、トリム角補正、エンジン温度補正、無効噴射時間補正、点火遅れ補正等の補正係数演算（ステップｈ１）、Ｏ2センサ活性判定等の制御補正係数の演算（ステップｉ１）、ノック制御補正係数演算（ステップｊ１）を行ない、点火時期、噴射時間及び噴射時期演算（ステップｋ１）を行ない、ステップｂ１に移行する。
【００２６】
このメインルーチンのフローチャートに、図５の点火割込み、図６の予測制御割込みが行なわれる。
【００２７】
図５は点火割込みルーチンのフローチャートである。ステップａ２で点火休筒情報読み込み、点火失火情報読み込み、ステップｂ２でエンジン停止モードの場合にはリターンし、エンジン停止モードでない場合には点火出力気筒番号読み込み（ステップｃ２）、点火出力ポートをハイ出力にし（ステップｄ２）、パルス幅タイマをセットし（ステップｅ２）、点火出力ポートをロー出力にし（ステップｆ２）、点火時間を設定する。そして、次の点火時期のパルス数をセットし（ステップｇ２）、時期の点火気筒の番号をセットして（ステップｈ２）、リターンする。
【００２８】
図６は予測制御割込みルーチンのフローチャートである。ステップａ３で信号入力気筒判定を行ない、ステップｂ３でエンジンが立ち上がりと割込み回数がゼロの場合には、割込み回数を１にしてリターンし（ステップｃ３）、エンジンが立ち上がりがなく、割込み回数がゼロでない場合には、瞬時回転数を測定し（ステップｄ３）、瞬時回転数の生データを記憶する（ステップｅ３）。
【００２９】
１気筒前からの回転変動を計算し（ステップｆ３）、回転変動を記憶し（ステップｇ３）、回転変動の平均値を記憶する（ステップｈ３）。
【００３０】
連続失火回数が設定回数以上で（ステップｉ３）、１回転前回転変動が設定以下で（ステップｊ３）、瞬時回転数が平均より設定値低い（ステップｋ３）場合には、点火時期を演算して点火時期の補正を行なう（ステップｌ３）。
【００３１】
そして、点火休筒情報をセットし（ステップｍ３）、次の点火時期パルス数セットし（ステップｎ３）、割込み回数クリアして（ステップｏ３）リターンする。
【００３２】
【発明の効果】
前記したように、請求項１記載の発明では、各気筒の点火後の回転変動を予め記憶しておき、回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動からの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御するから、各気筒の燃焼状態に基づき、特別な回転変動を軽減する部品を付加することなく、簡単な構造で回転変動を軽減することが可能である。また、点火状態の制御が、各点火の回転変動に応じた失火制御であり、例えば、各点火の回転変動が大きい時に失火して、燃焼を弱くして回転変動を小さくする。
【００３３】
請求項２記載の発明では、各気筒の点火後の回転変動を予め記憶しておき、回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動からの予測に基づき回転変動を小さくするように点火状態を制御するから、各気筒の燃焼状態に基づき、特別な回転変動を軽減する部品を付加することなく、簡単な構造で回転変動を軽減することが可能である。また、回転数とクランク角とから予め記憶された各点火の回転変動のパターンからの予測に基づき、簡単かつ正確に回転変動を小さくするように点火状態を制御することができる。さらに、点火状態の制御が、各点火の回転変動に応じた失火制御であり、例えば、各点火の回転変動が大きい時に失火して、燃焼を弱くして回転変動を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】制御前の気筒別回転変動を示す図である。
【図３】制御後の気筒別回転変動を示す図である。
【図４】メインルーチンのフローチャートである。
【図５】点火割込みルーチンのフローチャートである。
【図６】予測制御割込みルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１  内燃機関
２  気筒
３０  回転数検出手段
３１  クランク角検出手段
３２  回転変動検出手段
３４  制御手段
３５  記憶手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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