JPS611853A - Control device of internal-combustion engine - Google Patents
Control device of internal-combustion engineInfo
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- JPS611853A JPS611853A JP59122113A JP12211384A JPS611853A JP S611853 A JPS611853 A JP S611853A JP 59122113 A JP59122113 A JP 59122113A JP 12211384 A JP12211384 A JP 12211384A JP S611853 A JPS611853 A JP S611853A
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/1455—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means by using a second control of the closed loop type
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、内燃機関に供給する混合気の空燃比と点火時
期とを制御する装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a device for controlling the air-fuel ratio and ignition timing of an air-fuel mixture supplied to an internal combustion engine.
第2図は、従来の燃料制御装置の一例図である。 FIG. 2 is an example diagram of a conventional fuel control device.
第2図において、1はエアクリーナ、2は吸入空気量を
計測するエアフローメータ、3はスロットル弁、4は吸
気マニホールド、5はシリンダ、6は機関の冷却水温を
検出する水温センサ、7は機関のクランク軸の回転角度
を検出するクランク角センサ、8は排気マニホールド、
9は排気ガス成分濃度(例えば酸素濃度)を検出する排
気センサ、10は燃料噴射弁、11は点火プラグ、12
は制御装置である。In Figure 2, 1 is an air cleaner, 2 is an air flow meter that measures the amount of intake air, 3 is a throttle valve, 4 is an intake manifold, 5 is a cylinder, 6 is a water temperature sensor that detects the engine cooling water temperature, and 7 is an engine cooling water temperature sensor. A crank angle sensor detects the rotation angle of the crankshaft, 8 is an exhaust manifold,
9 is an exhaust sensor that detects the concentration of exhaust gas components (for example, oxygen concentration); 10 is a fuel injection valve; 11 is a spark plug; 12
is the control device.
クランク角センサ7は、例えばクランク角の基準位置毎
(4気筒機関では180°毎、6気筒機関では120°
毎)に基準位置パルスを出力し、また単位角度毎(例え
ば2°毎)に単位角パルスを出力する。The crank angle sensor 7 is connected, for example, to each crank angle reference position (every 180° for a 4-cylinder engine, 120° for a 6-cylinder engine).
A reference position pulse is output for each unit angle (for example, every 2 degrees), and a unit angle pulse is output for each unit angle (for example, every 2 degrees).
そして制御装置12内において、この基準位置ノ(ルス
が入力された後の単位角パルスの数を計数することによ
ってその時のクランク角を知ることが出来る。In the control device 12, the crank angle at that time can be determined by counting the number of unit angle pulses after this reference position pulse is input.
また、単位角パルスの周波数または周期を計測すること
によって機関の回転速度を知ることも出来る。
・
なお、第2図の例においては、ディストリビュータ内に
クランク角センサが設けられている場合を例示している
。Furthermore, the rotational speed of the engine can be determined by measuring the frequency or period of the unit angular pulse.
- In the example of FIG. 2, a case is illustrated in which a crank angle sensor is provided within the distributor.
制御装置12は、例えばCPU、RA、M、ROM。The control device 12 includes, for example, a CPU, RA, M, and ROM.
入出力インターフェイス等からなるマイクロコンピュー
タで構成され、上記のエアフローメータ2から与えられ
る吸入空気量信号S1、水温センサ6から与えられる水
温信号S2、クランク角センサ7から与えられるクラン
ク角信号S3、排気センサ9から与えられる排気信号S
4及び図示しないバッテリ電圧信号やスロットル全開ス
イッチの信号等を入力し、それらの信号に応じた演算を
行なって機関に供給すべき燃料噴射量を算出し、噴射信
号S5を出力する。It is composed of a microcomputer consisting of an input/output interface, etc., and includes an intake air amount signal S1 given from the air flow meter 2, a water temperature signal S2 given from the water temperature sensor 6, a crank angle signal S3 given from the crank angle sensor 7, and an exhaust sensor. Exhaust signal S given from 9
4, a battery voltage signal (not shown), a signal from a fully open throttle switch, etc. are input, calculations are performed according to these signals to calculate the amount of fuel to be injected to the engine, and an injection signal S5 is output.
この噴射信号S5によって燃料噴射弁10が作動し、機
関に所定量の燃料を供給する。This injection signal S5 causes the fuel injection valve 10 to operate, supplying a predetermined amount of fuel to the engine.
上記の制御装置12内における燃料噴射量Tiの演算は
、例えば次の式によって行なわれる(例えば日産技術解
説書1979 E CC’S L系エンジンに記載
)。The calculation of the fuel injection amount Ti in the control device 12 is performed, for example, using the following equation (for example, described in the Nissan Technical Manual 1979 E CC'S L Series Engine).
Ti=TpX(1+Ft+KMR/100)Xβ+Ts
・・・(1)
上記の(1)式において、Tpは基本噴射量であり、例
えば吸入空気量をQ1機関の回転速度をN、定数をKと
した場合に、Tp=に−Q/Nで求められる。Ti=TpX(1+Ft+KMR/100)Xβ+Ts
...(1) In the above equation (1), Tp is the basic injection amount. For example, if the intake air amount is Q1, the engine rotation speed is N, and the constant is K, then Tp = -Q/N is required.
また、Ftは、機関の冷却水温に対応した補正係数であ
り1例えば冷却水温度が低いほど大きな値となる。Further, Ft is a correction coefficient corresponding to the cooling water temperature of the engine, and for example, the value becomes larger as the cooling water temperature is lower.
また、KMRは、高負荷時における補正係数であり、例
えば第4図に示すごとく基本噴射量TPと回転速度Nと
に応じた値として予めデータテープルに記憶されていた
値からテーブルルックアップによって読み出して用いる
。Further, KMR is a correction coefficient at the time of high load, and is read out by table lookup from a value stored in advance in a data table as a value corresponding to the basic injection amount TP and rotational speed N, as shown in FIG. 4, for example. used.
また、Tsは、バッテリ電圧による補正係数であり、燃
料噴射弁10を駆動する電圧の変動を補正するための係
数である。Further, Ts is a correction coefficient based on the battery voltage, and is a coefficient for correcting fluctuations in the voltage that drives the fuel injection valve 10.
また、βは、排気センサ9からの排気信号S4に応じた
補正係数であり、このβを用いることによって混合気の
空燃比を所定の値、例えば理論空燃比14.8近傍の値
にフィードバック制御することが出来る。Further, β is a correction coefficient according to the exhaust signal S4 from the exhaust sensor 9, and by using this β, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is feedback-controlled to a predetermined value, for example, a value near the stoichiometric air-fuel ratio of 14.8. You can.
ただし、この排気信号S4によるフードバック制御を行
なっている場合には、常に混合気の空燃比が一定の値と
なるように制御されるので、上記の冷却水温による補正
や高負荷による補正が無意味になフてしまう。However, when feedback control is performed using this exhaust signal S4, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is always controlled to a constant value, so the above-mentioned correction based on cooling water temperature and correction due to high load are not required. It makes no sense.
そのため、この排気信号S4によるフィードバック制御
は、水温による補正係数Ftや高負荷における補正係数
KMRがOの場合にのみ行なわれる。Therefore, this feedback control using the exhaust signal S4 is performed only when the correction coefficient Ft based on water temperature and the correction coefficient KMR at high load are O.
上記の各補正の演算とセンサ類との関係を示すと第3図
のようになる。The relationship between the above-mentioned correction calculations and sensors is shown in FIG. 3.
一方、内燃機関の点火時期制御装置としては、例えば公
開特許公報昭和57年第59061号に示されているよ
うなものがある。On the other hand, as an ignition timing control device for an internal combustion engine, there is one as shown in, for example, Japanese Patent Publication No. 59061 of 1982.
上記のごとき電子式の点火時期制御装置においては、例
えば第5図に示すごとき機関の回転速度Nと基本噴射量
’rpとに応じた最適点火進角値を、予めデータテーブ
ルとして記憶しておき、その時 ゛の回転速度と基本
噴射量とに応じた値をテーブルルックアップによって読
み出して、その値に点火時期を制御するように構成され
ている。In the electronic ignition timing control device as described above, the optimum ignition advance value corresponding to the engine rotational speed N and the basic injection amount 'rp as shown in FIG. 5 is stored in advance as a data table. , at that time, a value corresponding to the rotational speed and basic injection amount is read out by table lookup, and the ignition timing is controlled to that value.
上記のように従来の燃料制御装置においては、排気セン
サの信号に応じたフィードバック制御は行なっているが
、高負荷条件による補正は基本噴射量と回転速度、すな
わち吸入空気量と回転速度とによって決定されるような
構成となっており、その補正は全くオープンループ制御
で行なわれている。As mentioned above, conventional fuel control devices perform feedback control according to the exhaust sensor signal, but corrections due to high load conditions are determined by the basic injection amount and rotational speed, that is, the intake air amount and rotational speed. The correction is performed entirely under open-loop control.
そのため、エアフローメータや燃料噴射弁等のバラツキ
や経時変化等によって高負荷時の空燃比が最適空燃比(
L B T −Leanest Mixture fo
rBest Torque、なおこの値は、発生トルク
を最大にするための空燃比であり、前記の排葱センサ信
号による空燃比のフィードバックの値とは異なった値と
なっている)からはずれてトルクが低下したり安定性が
悪化したりする恐れがある。Therefore, due to variations in air flow meters, fuel injection valves, etc., changes over time, etc., the air-fuel ratio at high loads may become the optimum air-fuel ratio (
L B T -Leanest Mixture fo
rBest Torque (note that this value is the air-fuel ratio that maximizes the generated torque, and is a different value from the air-fuel ratio feedback value based on the onion sensor signal mentioned above), and the torque decreases. There is a risk that the stability may deteriorate.
また、点火時期制御装置においても、予め記憶しておい
たデータテーブルから読み出して制御するオープンルー
プ式の制御方式であるため、エンジン本体のバラツキや
経時変化等のために、最適点火時期(M B T −M
inimun+ 5park Advance for
Best Torque)から実際の点火時期がずれて
トルクの低下やノッキングの発生等の問題が生ずる恐れ
があった。In addition, since the ignition timing control device uses an open-loop control method that reads data from a pre-stored data table and performs control, the optimum ignition timing (M B T-M
inimun+ 5park Advance for
There is a fear that the actual ignition timing may deviate from the best torque, resulting in problems such as a decrease in torque and the occurrence of knocking.
また上記の燃料制御と点火時期制御とは、それぞれ別個
に行なわれており、両者を関連づけて総合的に制御する
ものではなかった。そのため必ずしも最適な制御が行な
われるものではなかった。Further, the fuel control and ignition timing control described above are performed separately, and the two are not linked and controlled in a comprehensive manner. Therefore, optimal control was not necessarily performed.
本発明は、上記のごとき従来技術の問題点を解決するこ
とを目的とする。The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above.
上記の目的を達成するため本発明においては、機関のシ
リンダ内圧力を検出し、その値から機関の空燃比をLB
Tとするようにフィードバック制御し、また、シリンダ
内圧力が最大となるクランク角を検出し、そのクランク
角を上死点後の所定角度とするように点火時期を制御す
ることによって点火時期をMBTとするようにフィード
バック「御することにより、LMBT点で機関を動作さ
せるようにように構成している。In order to achieve the above object, the present invention detects the internal cylinder pressure of the engine and determines the air-fuel ratio of the engine from the detected value.
The ignition timing is set to MBT by feedback control so that the cylinder pressure is at a maximum, and by detecting the crank angle at which the cylinder pressure is maximum and controlling the ignition timing so that the crank angle is at a predetermined angle after top dead center. The engine is configured to operate at the LMBT point by controlling the feedback as shown in FIG.
以下、まず、LBTとMBTとを実現するための原理に
ついて説明する。Hereinafter, first, the principle for realizing LBT and MBT will be explained.
第6図は、クランク角とシリンダ内圧力の関係図であり
、また第7図は、空燃比と発生トルクとの関係図であり
、一定回転速度(例えば2000rpm)でスロットル
弁全開の条件における値を示している。Fig. 6 is a diagram showing the relationship between crank angle and cylinder pressure, and Fig. 7 is a diagram showing the relationship between air-fuel ratio and generated torque, and the values under the condition that the throttle valve is fully open at a constant rotational speed (for example, 2000 rpm) are shown in Fig. 6. It shows.
第6図から判るように、シリンダ内圧力は圧縮上死点(
TDC)から10°〜20°後、すなわちATDCIO
°〜206において最大となる。As can be seen from Figure 6, the cylinder pressure is at compression top dead center (
10° to 20° after TDC), i.e. ATDCIO
It reaches its maximum at ˜206°.
またその最大値は、空燃比A/Fに応じて変化し、A/
Fが13付近で最大となる。Also, its maximum value changes depending on the air-fuel ratio A/F.
It reaches its maximum when F is around 13.
また第7図から判るように、機関の発生トルクもとの空
燃比が13付近の時に最大となり、これをLBTと呼ん
でいる。Further, as can be seen from FIG. 7, the torque generated by the engine reaches its maximum when the original air-fuel ratio is around 13, and this is called LBT.
従って、シリンダ内圧力を最大にするようにフィードバ
ック制御すれば高負荷時における空燃比を常に最適空燃
比LBTに制御することができる。Therefore, by performing feedback control to maximize the cylinder pressure, the air-fuel ratio under high load can always be controlled to the optimum air-fuel ratio LBT.
また第8図は、点火時期を変化させた場合におけるシリ
ンダ内圧力とクランク角との関係図であり、一定回転速
度(例えば2000rpm)でスロットル弁全開の条件
における値を示している。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the cylinder pressure and the crank angle when the ignition timing is changed, and shows the values under the condition that the throttle valve is fully open at a constant rotational speed (for example, 2000 rpm).
第8図から判るように、シリンダ内圧力のカーブは、点
火時期に応じて変化する。As can be seen from FIG. 8, the cylinder pressure curve changes depending on the ignition timing.
そして、シリンダ内圧力が最大となる時のクランク角θ
届が上死点後の所定角度(例えば10°〜20°)にな
るように点火時期を制御した場合に最もトルクが大きく
なる。この時の点火時期をMBTと呼んでいる。Then, the crank angle θ when the cylinder pressure is maximum
The largest torque is achieved when the ignition timing is controlled so that the ignition timing is at a predetermined angle (for example, 10° to 20°) after top dead center. The ignition timing at this time is called MBT.
第9図は、上記のシリンダ内圧力が最大となるクランク
角Omと点火時期との関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the crank angle Om at which the cylinder internal pressure is maximum and the ignition timing.
第9図から判るように、0mと点火時期とはほぼ直線的
な対応関係にあり、点火時期を制御することによって0
mの値を任意の値にすることが出来る。As can be seen from Figure 9, there is a nearly linear correspondence between 0m and the ignition timing, and by controlling the ignition timing,
The value of m can be set to any value.
従って、点火時期を制御してθlの値をMBTに対応し
た点(例えば、上死点後15°)の値にするように制御
すれば発生トルクを最大にすることが出来る。Therefore, the generated torque can be maximized by controlling the ignition timing to set the value of θl to a value corresponding to MBT (for example, 15° after top dead center).
第10図は、点火時期と発生トルクとの関係を示す図で
ある。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between ignition timing and generated torque.
第10図から判るように、点火時期をMBT点(例えば
BTDC20°)に制御した場合に発生トルクが最大と
なることが判る。As can be seen from FIG. 10, the generated torque is maximized when the ignition timing is controlled to the MBT point (for example, BTDC 20°).
上記のごとき空燃比の制御と点火時期の制御とを総合す
ると、発生トルクを最大′とする条件として第11図に
示すごとき特性が得られる。By combining the air-fuel ratio control and the ignition timing control as described above, the characteristics shown in FIG. 11 are obtained as the conditions for maximizing the generated torque.
笛11図において、x印がLMBT点すなわちLBTと
MBTとをともに実現している点である。In the whistle diagram 11, the x mark is the LMBT point, that is, the point where both LBT and MBT are realized.
上記の説明から判るように、内燃機関をLMBT点で作
動させるためには、機関のシリンダ内圧力を検出し、そ
の値から機関の空燃比をLBTとするようにフィードバ
ック制御し、また、シリンダ内圧力が最大となるクラン
ク角を検出し、そのクランク角を上死点後の所定角度と
するように点火時期をフィ−ドバック制御すれば良い。As can be seen from the above explanation, in order to operate the internal combustion engine at the LMBT point, the pressure inside the cylinder of the engine is detected, and based on that value, the air-fuel ratio of the engine is feedback-controlled to the LBT. The crank angle at which the pressure is maximum may be detected, and the ignition timing may be feedback-controlled so that the crank angle is at a predetermined angle after top dead center.
なお、上記のMBT点を実現するための所定のクランク
角度θlは、機関の連桿比に応じて定まる値であり、そ
の機関に固有の値であって一般に上死点後10°〜20
’の範囲内の値、例えば上死点後15°の値である。The predetermined crank angle θl for achieving the above MBT point is a value determined according to the engine's rod ratio, and is a value unique to that engine, and is generally 10° to 20° after top dead center.
', for example, a value of 15 degrees after top dead center.
なお、連桿比とは、コネクティングロッドの長さとクラ
ンクシャフトの回転半径(ストロークの172)との比
であり、コネクティングロッドの長さをL、クランクシ
ャフトの回転半径をrとした場合に、連桿比λ= L
/ rである。The connecting rod ratio is the ratio between the length of the connecting rod and the radius of rotation of the crankshaft (172 of the stroke), and when the length of the connecting rod is L and the radius of rotation of the crankshaft is r, Rod ratio λ=L
/ r.
次に、第1図は、本発明の機能を示すブロック図である
。Next, FIG. 1 is a block diagram showing the functions of the present invention.
まず、第1図(A)において、51はシリンダ内圧力を
検出する検圧手段であり、例えば、後記第12図の圧力
センサ13である。First, in FIG. 1(A), reference numeral 51 denotes pressure detection means for detecting the pressure inside the cylinder, for example, the pressure sensor 13 shown in FIG. 12 described later.
また、52はクランク角を検出するクランク角検出手段
であり、例えば、前記第2図のクランク角センサ7であ
る。Further, 52 is a crank angle detection means for detecting the crank angle, and is, for example, the crank angle sensor 7 shown in FIG. 2 above.
また、演算手段53は、例えばマイクロコンピュータで
構成されており、検圧手段51とクランク角検出手段5
2との信号から1回の点火サイクル内における第1の所
定クランク角でのシリンダ内圧力P mbtと、第2の
所定クランク角でのシリンダ内圧力Ptとを検出し、両
者の比Pmbt/Ptを算出し、その比Pmbt/Pt
を最大とするように空燃比を制御する空燃比制御信号を
出力する。Further, the calculation means 53 is composed of, for example, a microcomputer, and includes the pressure detection means 51 and the crank angle detection means 5.
The cylinder pressure Pmbt at the first predetermined crank angle and the cylinder pressure Pt at the second predetermined crank angle within one ignition cycle are detected from the signal Pmbt/Pt. Calculate the ratio Pmbt/Pt
outputs an air-fuel ratio control signal that controls the air-fuel ratio to maximize the air-fuel ratio.
また、検圧手段51とクランク角検出手段52との信号
から1回の点火サイクル内におけるシリンダ内圧力が最
大となるクランク角を検出し、該クランク角が上死点後
の所定角度(例えば、ATDC15°)となるように点
火時期を制御する点火時期制御信号を出力する。Further, the crank angle at which the cylinder pressure within one ignition cycle is maximum is detected from the signals from the pressure detection means 51 and the crank angle detection means 52, and the crank angle is determined at a predetermined angle after top dead center (for example, An ignition timing control signal is output to control the ignition timing so that the ignition timing becomes 15° ATDC.
次に、混合気調量手段54は、上記の演算手段53から
与えられる空燃比制御信号に応じて機関に供給する混合
気を制御するものである。Next, the air-fuel mixture adjusting means 54 controls the air-fuel mixture supplied to the engine in accordance with the air-fuel ratio control signal given from the arithmetic means 53 described above.
この混合気調量手段54は、例えば、前記第2図の燃料
噴射弁10や電気信号によって空燃比を調整することの
出来る気化器(例えば、公開特許公報昭和51年第13
2326号)を用いることが出来る。This air-fuel mixture adjusting means 54 includes, for example, the fuel injection valve 10 shown in FIG.
No. 2326) can be used.
また、点火手段55は、上記の演算手段53から与えら
れる点火時期制御信号に応じた点火時期に点火を行なう
。Further, the ignition means 55 performs ignition at the ignition timing according to the ignition timing control signal given from the arithmetic means 53 described above.
この点火手段55としては、いわゆるフルトランジスタ
式の点火装W(パワートランジスタスイッチング回路と
点火コイルとからなる装置)と、点火プラグ11とを用
いることが出来る。As the ignition means 55, a so-called full transistor ignition device W (a device consisting of a power transistor switching circuit and an ignition coil) and the ignition plug 11 can be used.
次に、第1図(B)において、演算手段56は、検圧手
段51とクランク角検出手段52との信号から1回の点
火サイクル内におけるシリンダ内圧力の最大値Pmと所
定クランク角でのシリンダ内圧力Ptとを検出し、両者
の比Pm/Ptを算出し、その比Pm/Ptを最大とす
るように空燃比を制御する空燃比制御信号を出力する。Next, in FIG. 1(B), the calculation means 56 calculates the maximum value Pm of the cylinder internal pressure within one ignition cycle and the predetermined crank angle from the signals from the pressure detection means 51 and the crank angle detection means 52. The cylinder pressure Pt is detected, the ratio Pm/Pt between the two is calculated, and an air-fuel ratio control signal is output to control the air-fuel ratio so that the ratio Pm/Pt is maximized.
また、上記のシリンダ内圧力が最大値Paとなるクラン
ク角を検出し、該クランク角が上死点後の所定角度とな
るように点火時期を制御する点火時期制御信号を出力す
る。その他の部分は、上記(A)と同様である。Further, the crank angle at which the cylinder pressure reaches the maximum value Pa is detected, and an ignition timing control signal is output for controlling the ignition timing so that the crank angle becomes a predetermined angle after top dead center. The other parts are the same as in (A) above.
次に、第1図(C)において、演算手段57は、検圧手
段51とクランク角検出手段52との信号から1回の点
火サイクル内における図示平均有効圧力Piを算出し、
所定クランク角でのシリンダ内圧力Ptを検出し、両者
の比Pi/Ptを算出し、その比Pi/Ptを最大とす
るように空燃比を制御する空燃比制御信号を出力する。Next, in FIG. 1(C), the calculation means 57 calculates the indicated average effective pressure Pi within one ignition cycle from the signals from the pressure detection means 51 and the crank angle detection means 52,
The cylinder pressure Pt at a predetermined crank angle is detected, the ratio Pi/Pt between the two is calculated, and an air-fuel ratio control signal is output to control the air-fuel ratio so that the ratio Pi/Pt is maximized.
また、検圧手段51とクランク角検出手段52との信号
から1回の点火サイルク内におけるシリンダ内圧力が最
大となるクランク角を検出し、該クランク角が上死点後
の所定角度となるように点火時期を制御する点火時期制
御信号を出力する。Further, the crank angle at which the cylinder internal pressure within one ignition cycle is maximized is detected from the signals from the pressure detection means 51 and the crank angle detection means 52, and the crank angle is set at a predetermined angle after the top dead center. outputs an ignition timing control signal to control ignition timing.
その他の部分は、前記(A)と同様である。The other parts are the same as in (A) above.
なお、図示平均有効圧力Piは、各クランク角毎のシリ
ンダ内圧力をP、クランク角が所定角度(例えば2°)
変化する毎の行程容積の変化分をΔV、行程容積をVと
した場合に。In addition, the indicated average effective pressure Pi is the cylinder internal pressure for each crank angle, P, and the crank angle is a predetermined angle (for example, 2 degrees).
When the change in stroke volume each time is ΔV and the stroke volume is V.
Pi=Σ(pxΔV)/Vで求められる。It is determined by Pi=Σ(pxΔV)/V.
上記の(A)においては、第1の所定クランク角(例え
ばATDC15°)でのシリンダ内圧力P mbtを第
2の所定クランク角(例えばTDC)でのシリンダ内圧
力Ptで正規化した値に応じて空燃比を制御し、また(
B)においては、シリンダ内圧力の最大値Pmを所定ク
ランク角(例えばTDC)でのシリンダ内圧力Ptで正
規化した値に応じて空燃比を制御し、また(C)におい
ては、図示平均有効圧力Piを所定クランク角(例えば
TDC)でのシリンダ内圧力Ptで正規化した値に応じ
て空燃比を制御するように構成しており、更に、シリン
ダ内圧力が最大となるクランク角を検出し、そのクラン
ク角が上死点後の所定角度(例えばATDC15°)と
なるように点火時期を制御するように構成しているので
、空燃比と点火時期を常にLMBT点に制御することが
可能となる。In (A) above, the cylinder pressure Pmbt at the first predetermined crank angle (for example, ATDC 15°) is normalized by the cylinder pressure Pt at the second predetermined crank angle (for example, TDC). to control the air-fuel ratio, and (
In B), the air-fuel ratio is controlled according to the value obtained by normalizing the maximum cylinder pressure Pm with the cylinder pressure Pt at a predetermined crank angle (for example, TDC), and in (C), the indicated average effective The air-fuel ratio is controlled according to a value obtained by normalizing the pressure Pi with the cylinder pressure Pt at a predetermined crank angle (for example, TDC), and furthermore, the crank angle at which the cylinder pressure becomes maximum is detected. Since the ignition timing is controlled so that the crank angle is at a predetermined angle after top dead center (for example, ATDC 15°), it is possible to always control the air-fuel ratio and ignition timing to the LMBT point. Become.
なお、本発明における空燃比の制御は、空燃比を最適空
燃比LBTにするようにフィードバック制御する装置、
すなわち発生トルクを最大とするように制御する装置で
あるから、前記第2図のように排気センサの出力に応じ
て排気浄化性能を満足するようにフィードバック制御す
る装置と共用する場合には、上記の構成の他に高負荷時
を検出する装置(例えば、スロットル弁開度“や吸入負
圧から検出)を設け、高負荷時にのみ本発明の空燃比制
御装置を行なうように構成すれば良い。Note that the air-fuel ratio control in the present invention is performed by a device that performs feedback control to adjust the air-fuel ratio to the optimum air-fuel ratio LBT;
In other words, since it is a device that controls to maximize the generated torque, when it is used in common with a device that performs feedback control to satisfy exhaust purification performance according to the output of the exhaust sensor as shown in FIG. In addition to the configuration described above, a device for detecting high load (eg, detected from throttle valve opening or suction negative pressure) may be provided, and the air-fuel ratio control device of the present invention may be configured to operate only during high load.
以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples.
第12図は、本発明の一実施例図である。FIG. 12 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
第12図において、13はシリンダ内圧力を検出する圧
力センサである。In FIG. 12, 13 is a pressure sensor that detects the pressure inside the cylinder.
この圧力センサ13は、点火プラグ11の座金の代わり
に用いられており、シリンダ内圧力の変化を電気信号と
して取り出すものである。This pressure sensor 13 is used in place of the washer of the spark plug 11, and extracts changes in cylinder pressure as an electrical signal.
また、制御装置15は1例えばマイクロコンビュ−タで
構成されており、エアフローメータ2から与えられる吸
入空気量信号S1、水温センサ6から与えられる水温信
号S2、クランク角センサ7から与えられるクランク角
信号S31.排気センサ9から与えられる排気信号S4
及び圧力センサ13から与えられる圧力信号86等を入
力し、所定の演算を行なって噴射信号S5と点火信号S
7とを出力し、それによって燃料噴射弁10と点火装置
16とを制御する。その他、第2図と同符号は同一物を
示す。The control device 15 is composed of a microcomputer, for example, and includes an intake air amount signal S1 given from the air flow meter 2, a water temperature signal S2 given from the water temperature sensor 6, and a crank angle signal given from the crank angle sensor 7. S31. Exhaust signal S4 given from exhaust sensor 9
and the pressure signal 86 given from the pressure sensor 13, and perform predetermined calculations to determine the injection signal S5 and the ignition signal S.
7, thereby controlling the fuel injection valve 10 and the ignition device 16. In addition, the same symbols as in FIG. 2 indicate the same parts.
次に、第13図は、圧力センサ13の一例図であり、(
A)は正面図、(B)は断面図を示す。Next, FIG. 13 is an example diagram of the pressure sensor 13, (
A) shows a front view, and (B) shows a sectional view.
第13図において、13Aは、リング状の圧電素子、1
3Bはリング状のマイナス電極、1.3Cは、プラス電
極である。In FIG. 13, 13A is a ring-shaped piezoelectric element, 1
3B is a ring-shaped negative electrode, and 1.3C is a positive electrode.
また、第14図は、上記の圧力センサ13の取付は図で
あり、シリンダヘッド14に点火プラグ11によって締
付けられて取付られている。Further, FIG. 14 is a diagram showing how the pressure sensor 13 is mounted, and is mounted to the cylinder head 14 by being tightened by the spark plug 11.
次に、制御装置15内における演算について説明する。Next, calculations within the control device 15 will be explained.
第15図は、本発明の制御系の一実施例を示すブロック
図である。FIG. 15 is a block diagram showing an embodiment of the control system of the present invention.
第15図において、エアフローメータ2、水温センサ6
、圧力センサ13のそれぞれの信号とバッチ1月7の電
圧信号とが制御装置15内のマルチプレクサ18に与え
られる。In FIG. 15, air flow meter 2, water temperature sensor 6
, the respective signals of the pressure sensors 13 and the voltage signals of batch January 7 are applied to a multiplexer 18 in the control device 15.
また、クランク角センサ7の信号は、ラッチ回路19に
与えられ、このラッチ回路19の出方によってマルチプ
レクサ18を切換え上記の各信号を選択的にAI)変換
器20へ送る。Further, the signal from the crank angle sensor 7 is applied to a latch circuit 19, and depending on the output of this latch circuit 19, a multiplexer 18 is switched to selectively send each of the above signals to an AI converter 20.
AD変換器20でディジタル信号に変換された各信号及
びクランク角センサ7の信号は、CPU21に送られ、
後記のフローチャートに示すごとき演算が行なわれ、そ
の演算結果として算出された噴射信号(前記の空燃比制
御信号に相当)が出方回路23で電力増幅された後、燃
料噴射弁1oへ送られる。Each signal converted into a digital signal by the AD converter 20 and the signal from the crank angle sensor 7 are sent to the CPU 21.
Calculations as shown in the flowchart described later are performed, and the injection signal (corresponding to the air-fuel ratio control signal described above) calculated as a result of the calculation is power amplified in the output circuit 23 and then sent to the fuel injection valve 1o.
また、演算結果として算出された点火時期制御信号が出
力回路24で点火信号に変換された後、点火装置16へ
送られる。Further, the ignition timing control signal calculated as the calculation result is converted into an ignition signal by the output circuit 24, and then sent to the ignition device 16.
なお、22はメモリであり、演算途中のデータ等を一時
的に記憶するRAMと演算手順や各種データ(KMRの
データテーブル等)を予め記憶しているROM等から構
成されている。Note that 22 is a memory, which is comprised of a RAM that temporarily stores data during calculations, and a ROM that stores calculation procedures and various data (KMR data table, etc.) in advance.
次に、演算内容について詳細に説明する。Next, the contents of the calculation will be explained in detail.
第16図は、制御装置15内における演算の一実施例を
示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing an example of calculations within the control device 15.
まず、第16図(A)において、Plでは、クランク角
センサの信号から機関の回転速度Nを読み込む。First, in FIG. 16(A), at Pl, the rotational speed N of the engine is read from the signal of the crank angle sensor.
次に、P2では、エアフローメータの信号から吸入空気
量Qを読み込む。Next, in P2, the intake air amount Q is read from the signal of the air flow meter.
次に、P3では、基本噴射量TP=に−Q/Nを演算す
る。Next, in P3, -Q/N is calculated for the basic injection amount TP=.
次に、P4では、上記の求めたNとTPとに応じて前記
第5図のごときデータテーブルから点火進角値ADVを
テーブルルックアップする。Next, in P4, the ignition advance angle value ADV is looked up from the data table shown in FIG. 5 in accordance with the above determined N and TP.
次に、P5では、圧力センサの信号からその時のシリン
ダ内圧力Pnを測定して記憶する。Next, in P5, the cylinder internal pressure Pn at that time is measured from the signal of the pressure sensor and stored.
次に、P6では、その時のクランク角が圧縮上死点(T
D C)か否かを判定する。Next, at P6, the crank angle at that time is compression top dead center (T
DC).
P6でNoの場合には、直ちにP9へ行く。If the answer is No at P6, immediately proceed to P9.
P6でYESの場合には、Plへ行き、TDCにおける
シリンダ内圧力Ptを測定して記憶する。If YES in P6, go to Pl, measure and store the cylinder internal pressure Pt at TDC.
次に、P8では、上記の測定したPtをシリンダ内圧力
の最大値Paの初期値とする。Next, in P8, the above measured Pt is set as the initial value of the maximum value Pa of the cylinder internal pressure.
また、この時のクランク角θをOとする。Further, the crank angle θ at this time is assumed to be O.
次に、P9では、今回のシリンダ内圧力Pnが前回まで
のシリンダ内圧力の最大値pHより大か否かを判定する
。Next, in P9, it is determined whether the current cylinder internal pressure Pn is greater than the maximum value pH of the cylinder internal pressures up to the previous time.
P9でNOの場合には、直ちにpHへ行く。If NO at P9, go to pH immediately.
P9でYESの場合には、PIOへ行き、今回のシリン
ダ内圧力Pnを新たな最大値Pmとして記憶する。If YES in P9, the process goes to PIO and stores the current cylinder internal pressure Pn as a new maximum value Pm.
また、その時のクランク角、すなわち最大値に相当する
クランク角θ用をnとする。Further, the crank angle at that time, that is, the crank angle θ corresponding to the maximum value is set as n.
次に、pHでは、クランク角がATDC90°より大か
否かを判定する。Next, for pH, it is determined whether the crank angle is greater than ATDC 90°.
pHでYESの場合には、爆発サイクル内でシリンダ内
圧力の最大値が発生する区間は終了しているので、次の
Pl2へ行く。If the pH value is YES, the period in which the maximum value of the cylinder pressure occurs within the explosion cycle has ended, so the process goes to the next Pl2.
PllでNoの場合には、再びPlに戻り上記の手順を
繰り返す。If No in Pll, return to Pll again and repeat the above procedure.
Pl2では、上記の最大値Pmを記憶する。At Pl2, the above maximum value Pm is stored.
次に、第16図(B)において、Pl3では、上記の最
大値PiとTDCにおけるシリンダ内圧力Ptとの比を
演算して記憶する。Next, in FIG. 16(B), at Pl3, the ratio between the maximum value Pi and the cylinder internal pressure Pt at TDC is calculated and stored.
なお、第16図のフローチャートの全体の演算は、1点
火サイクル毎に1回繰り返されるものであり、Pl3の
(P m/ P t)nの添字nは、今回の演算におけ
る値であることを示している。Note that the entire calculation in the flowchart of Fig. 16 is repeated once per ignition cycle, and the subscript n of (P m / P t) n in Pl3 indicates the value in the current calculation. It shows.
次に、Pl4では、上記の今回の演算における値と(P
m/ P t)n−□すなわち前回の演算における値
との大きさを比較する。Next, in Pl4, the value in the current calculation above and (P
m/Pt)n-□, that is, the magnitude is compared with the value in the previous calculation.
Pt4で今回の演算における値の方が大きかった場合に
はPt5へ行き、リッチフラグが1か否かを判断する。If the value in the current calculation is larger at Pt4, the process goes to Pt5 and it is determined whether the rich flag is 1 or not.
このリッチフラグは、空燃比をリッチ化すなわち濃くし
ている場合には1であり、リーン化すなわち薄くしてい
る場合には0である。This rich flag is 1 when the air-fuel ratio is rich, that is, rich, and is 0 when the air-fuel ratio is lean, that is, thin.
Pt5でYESの場合には、Pl6へ行き、空燃比補正
係数αをα=α十Δαとする。If YES at Pt5, go to Pl6 and set the air-fuel ratio correction coefficient α to α=α+Δα.
すなわち、空燃比をリッチ化している状態においてPa
/Ptの値が増加している場合には、更に空燃比をリッ
チの方向に変化させるようにする。That is, in a state where the air-fuel ratio is enriched, Pa
If the value of /Pt is increasing, the air-fuel ratio is further changed toward richer.
Pt5でNoの場合にはPt7に行き、αをα=α−Δ
αとする。If No at Pt5, go to Pt7 and set α to α=α−Δ
Let it be α.
すなわち、空燃比をリーン化しているときにPa/Pt
が増加している場合には空燃比を更にリーン化するよう
に制御する。In other words, when the air-fuel ratio is lean, Pa/Pt
is increasing, the air-fuel ratio is controlled to be leaner.
一方、Pl、4でNOの場合にはPt8に行き、リッチ
フラグが1か否かを判定する。On the other hand, if Pl, 4 is NO, the process goes to Pt8, and it is determined whether the rich flag is 1 or not.
Pt8でYESの場合には5P19へ行き、リッチフラ
グを0にした後、P2Oでα=α−Δαとする。If YES at Pt8, the process goes to 5P19 and after setting the rich flag to 0, α=α−Δα is set at P2O.
すなわち、空燃比をリッチ化している時にPa/Ptが
減少している場合には、空燃比をリーン化する必要があ
るので、Pt9でリッチフラグを〇にした後、P2Oで
αを一定量Δαだけ減少させる。In other words, if Pa/Pt is decreasing while enriching the air-fuel ratio, it is necessary to make the air-fuel ratio lean, so after setting the rich flag to 0 at Pt9, α is set by a fixed amount Δα at P2O. decrease only.
Pt8でNoの場合には、P21へ行き、リッチフラグ
を1にした後、P22でα=α十Δαにする。If No at Pt8, go to P21 and set the rich flag to 1, and then set α=α+Δα at P22.
すなわち、空燃比をリーン化している時にPa/Ptが
減少している時には空燃比をリッチ化する必要があるの
でリッチフラグを1にした後、αをΔαだけ増加させる
ように制御する。That is, when the air-fuel ratio is made lean and Pa/Pt decreases, it is necessary to make the air-fuel ratio rich, so after setting the rich flag to 1, control is performed so that α is increased by Δα.
次に、P23では、上記のようにして演算した空燃比補
正係数αを用いて燃料噴射量Ti=Tp・α+Tsを演
算して゛出力する。Next, in P23, the fuel injection amount Ti=Tp·α+Ts is calculated using the air-fuel ratio correction coefficient α calculated as described above and is output.
なお、TPは前記のP3で求めた値を用い、また、Ts
は別に読み込んだバッテリ電圧から算出する。Note that TP uses the value obtained in P3 above, and Ts
is calculated from the separately read battery voltage.
次に、P24では、前記PIOで求めておいたシリンダ
内圧力が最大値Pmとなる時のクランク角θmが15°
より大か否かを判定する。Next, in P24, the crank angle θm when the cylinder internal pressure obtained in the PIO reaches the maximum value Pm is 15°.
Determine whether the value is greater than or not.
この15″ という値は、前記のMBTを実現するため
の値であり、前記のごと<ATDCIO°〜20°の範
囲においてその機関の連桿比によって定まる値である。This value of 15'' is a value for realizing the above-mentioned MBT, and is a value determined by the continuous rod ratio of the engine in the range of <ATDCIO° to 20° as described above.
この実施例の場合には、−例として15°に設定してい
る。In this embodiment, the angle is set to 15 degrees as an example.
P24でNoの場合には、シリンダ内圧力が最大となる
クランク角がATDC15’よりも小、すなわち点火進
角がMBTよりも進んでいることを示すから、P25へ
行き、点火進角ADVからΔAを減じた値を新たな点火
進角とする。If No in P24, this indicates that the crank angle at which the cylinder pressure is maximum is smaller than ATDC15', that is, the ignition advance angle is ahead of MBT, so go to P25 and change ΔA from the ignition advance angle ADV. The value obtained by subtracting is the new ignition advance angle.
P24でYESの場合には、シリンダ内圧力が最大とな
るクランク角θmがATDC15″よりも大、すなわち
点火進角がMBTよりも遅れていることを示すからP2
6へ行き、ADVにΔAを加えたものを新たな点火進角
ADVとする。If YES in P24, it indicates that the crank angle θm at which the cylinder pressure is maximum is greater than ATDC15'', that is, the ignition advance angle is behind MBT, so P2
Go to step 6 and set the new ignition advance angle ADV to be ADV plus ΔA.
上記のように第16図の演算においては、シリンダ内圧
力の実際の最大値を求め、その値を圧縮上死点における
シリンダ内圧力Ptで正規化した値が最大となるように
空燃比を制御し、またその最大となるクランク角を上死
点後の所定位置になるように点火時期を制御している。As mentioned above, in the calculation shown in Fig. 16, the actual maximum value of the cylinder internal pressure is determined, and the air-fuel ratio is controlled so that the value obtained by normalizing that value by the cylinder internal pressure Pt at compression top dead center becomes the maximum value. The ignition timing is also controlled so that the maximum crank angle is at a predetermined position after top dead center.
上記のように制御することにより、空燃比は常にLBT
に制御され、また、点火時期は常にMBTに制御される
。By controlling as above, the air-fuel ratio is always LBT.
The ignition timing is always controlled to MBT.
従って、上記の制御により、前記第11図に示すLMB
T点に常に一致させるように制御することが出来る。Therefore, by the above control, the LMB shown in FIG.
It can be controlled to always match the T point.
なお、第16図(B)のPl4において、シリンダ内圧
力の最大値Pmと圧縮上死点におけるシリンダ内圧力P
tとの比Pm/Ptの今回の値と前回の値との比較結果
によって空燃比を補正する場合、前回と今回の値との差
があまり大きくない場合たとえば所定値以下の場合には
、Pl5からP22の処理を行なうことなく、空燃比を
そのままの状態に保持するように構成しても良い。こう
することにより、LBT付近における空燃比のハンチン
グを抑制し、制御性を向上させることが出来る。In addition, at Pl4 in FIG. 16(B), the maximum value Pm of the cylinder internal pressure and the cylinder internal pressure P at the compression top dead center are
When correcting the air-fuel ratio based on the comparison result between the current value and the previous value of the ratio Pm/Pt, if the difference between the previous and current values is not very large, for example, if it is less than a predetermined value, Pl5 The configuration may also be such that the air-fuel ratio is maintained as it is without performing the process from P22. By doing so, hunting of the air-fuel ratio near the LBT can be suppressed and controllability can be improved.
また、P24における比較結果によって点火時期を制御
する場合にも、上記と同様に、比較結果の差が所定値以
下の場合には、P25、P26の処理を行なわず、点火
時期をその状態に保持するように構成すれば、MBT付
近におけるハンチングを抑制することが出来る。Also, when controlling the ignition timing based on the comparison result in P24, similarly to the above, if the difference in the comparison result is less than a predetermined value, the processing in P25 and P26 is not performed and the ignition timing is maintained in that state. If so configured, hunting near the MBT can be suppressed.
次に、第17図は1本発明の演算の第2の実施例を示す
フローチャートである。Next, FIG. 17 is a flowchart showing a second embodiment of the calculation according to the present invention.
まず、第17図(A)において、PlからpHまでは前
記第16図のPlからpHまでと同様である。First, in FIG. 17(A), from Pl to pH is the same as from Pl to pH in FIG. 16.
ただ、PIOとPllとの間にP27とP’28とが挿
入されている点が異なる。However, the difference is that P27 and P'28 are inserted between PIO and Pll.
すなわち、P27では、その時のクランク角がATDC
15°か否かを判定し、YESの場合にはP28でAT
DC15°におけるシリンダ内圧力P mbtを測定し
て記憶する。That is, at P27, the crank angle at that time is ATDC.
Determine whether the angle is 15° or not, and if YES, AT at P28.
Measure and store the cylinder pressure Pmbt at 15° DC.
このP27におけるATDC15’ とは、前記したご
とく機関の連桿比によって定まる値であり、シリンダ内
圧力が最大値になると思われるクランク角である。ATDC15' in P27 is a value determined by the engine's continuous rod ratio as described above, and is the crank angle at which the cylinder internal pressure is thought to reach its maximum value.
次に、第17図(B)においては、P29で上記のP
mbtとTDCにおけるシリンダ内圧力Ptとの比を演
算して記憶する。Next, in FIG. 17(B), at P29, the above P
The ratio between mbt and cylinder internal pressure Pt at TDC is calculated and stored.
次に、P2Oにおいて、上記P29における今回の演算
における値と(P mbt/ P t)n−zすなわち
前回の演算における値との大きさを比較する。Next, in P2O, the value in the current calculation in P29 is compared in magnitude with (Pmbt/Pt)nz, that is, the value in the previous calculation.
それ以降のP15〜P26の演算は、前記第16図と同
様である。The calculations from P15 to P26 thereafter are the same as those in FIG. 16 above.
上記のように第17図の演算においては、シリンダ内圧
力が最大値になると思われるクランク角における値P
mbtを圧縮上死点におけるシリンダ内圧力Ptで正規
化した値が最大となるように空燃比を制御することが出
来る。As mentioned above, in the calculation of FIG. 17, the value P at the crank angle at which the cylinder pressure is expected to reach its maximum value
The air-fuel ratio can be controlled so that the value obtained by normalizing mbt by the cylinder internal pressure Pt at the compression top dead center becomes the maximum value.
これによって、最適空燃比LBTを実現することが出来
る。This makes it possible to achieve the optimum air-fuel ratio LBT.
また、シリンダ内圧力が最大値となるクランク角θmを
所定値(例えば、ATDC15°)になるように制御し
ているので、常にMBTを実現することが出来る。Further, since the crank angle θm at which the cylinder pressure reaches its maximum value is controlled to be a predetermined value (for example, ATDC 15°), MBT can always be achieved.
次に、第18図は、本発明の第3の演算を示す実施例の
フローチャートである。Next, FIG. 18 is a flowchart of an embodiment showing the third calculation of the present invention.
まず、第18図(A)において、P1〜PIOまでは前
記第16図と同様である。First, in FIG. 18(A), steps P1 to PIO are the same as those in FIG. 16.
但し、P5とP6との間にP31とP32とが挿入され
ている点が異なる。However, the difference is that P31 and P32 are inserted between P5 and P6.
すなわち、P31では、クランク角度が所定角度(例え
ば2°)変化する毎の行程容積の変化分ΔVを算出する
。That is, in P31, a change ΔV in stroke volume is calculated every time the crank angle changes by a predetermined angle (for example, 2 degrees).
次に、P32では、図示平均有効圧力PLを演算する。Next, in P32, the indicated mean effective pressure PL is calculated.
この図示平均有効圧力PLは、1サイクル中に燃焼ガス
がピストンにする仕事を行程容積で割った値であり、各
クランク角におけるシリンダ内圧力をP、クランク角が
単位角度(例えば2°)変化する毎の行程容積の変化分
をΔV、行程容積をVとした場合に、PL=Σ(pxΔ
V)/V”で求められる。This indicated average effective pressure PL is the value obtained by dividing the work done by the combustion gas on the piston during one cycle by the stroke volume, and the cylinder pressure at each crank angle is P, and the crank angle changes by a unit angle (for example, 2 degrees). When the change in stroke volume each time is ΔV and the stroke volume is V, PL=Σ(pxΔ
V)/V".
また、P irl = P 1n−1+ΔV ’ P
nの式を用いて近似計算することも出来る。Also, P irl = P 1n-1+ΔV'P
Approximate calculation can also be performed using the formula for n.
なお、上式において、Pinは今回の演算におけるPi
の値、Ptn−4は前回(クランク角で2°前)の演算
におけるPLの値、Pnは今回の演算におけるPの値で
ある。In addition, in the above formula, Pin is Pi in this calculation.
, Ptn-4 is the value of PL in the previous calculation (2 degrees ago in terms of crank angle), and Pn is the value of P in the current calculation.
次にP6からPLOまでの演算を行なった後、P33で
は、その時のクランク角が排気上死点か否かを判定する
。Next, after performing calculations from P6 to PLO, in P33 it is determined whether the crank angle at that time is the exhaust top dead center.
P33でNOの場合には、まだ燃焼サイクルが終了して
いないことを示すのでPlに戻り、再び上記の手順を繰
り返す。If NO at P33, this indicates that the combustion cycle has not yet ended, so the process returns to P1 and repeats the above procedure again.
P33でYESの場合には、1回の燃焼サイクルが終了
しているので、第18図(B)のP34へ行く。If YES in P33, one combustion cycle has been completed, so the process goes to P34 in FIG. 18(B).
P34では、図示平均有効圧力PiとTDCにおけるシ
リンダ内圧力Ptとの比を演算して記憶する。In P34, the ratio between the indicated average effective pressure Pi and the cylinder internal pressure Pt at TDC is calculated and stored.
次にP35では、今回の値と前回の値との大小を比較す
る。Next, in P35, the current value and the previous value are compared in magnitude.
それ以後のP15〜P26の演算は、前記第16図の場
合と同様である。The calculations from P15 to P26 thereafter are the same as in the case of FIG. 16 above.
上記のように第18図の演算においては、図示平均有効
圧力Piを機関の負荷を代表する圧縮上死点におけるシ
リンダ内圧力Ptで正規化した値が最大となるように空
燃比を補正するように制御するので、最適空燃比LBT
条件を正確に実現することが出来る。As mentioned above, in the calculation of FIG. 18, the air-fuel ratio is corrected so that the value obtained by normalizing the indicated mean effective pressure Pi by the cylinder internal pressure Pt at compression top dead center, which represents the engine load, becomes the maximum value. The optimum air-fuel ratio LBT
Conditions can be realized accurately.
また、シリンダ内圧力が最大となるクランク角0I11
が上死点後の所定位置に来るように点火時期をフィード
バック制御するので、常にMBT点に点火時期を制御す
ることが出来る。Also, the crank angle 0I11 at which the cylinder internal pressure is maximum
Since the ignition timing is feedback-controlled so that it is at a predetermined position after top dead center, the ignition timing can always be controlled to the MBT point.
なお、第12図の実施例においては、シリンダを1個の
み表示しているが多気筒機関の場合には、各気筒に取り
付けた圧力センサの信号に応じて各気筒毎に燃料噴射量
を補正して制御することが可能である。In the example shown in Fig. 12, only one cylinder is shown, but in the case of a multi-cylinder engine, the fuel injection amount is corrected for each cylinder according to the signal from the pressure sensor attached to each cylinder. It is possible to control the
また、圧力センサは、各気筒毎に取り付けてシリンダ内
圧力を測定するが、燃料噴射は全気筒同一噴射での補正
も可能である。Further, although a pressure sensor is attached to each cylinder to measure the cylinder pressure, it is also possible to correct fuel injection by performing the same injection in all cylinders.
また、いくつかの気筒の内の1個にのみ圧力センサを設
け、その圧力センサの出力によって全気筒同一の噴射量
の補正も可能である。It is also possible to provide a pressure sensor in only one of several cylinders and correct the same injection amount for all cylinders based on the output of the pressure sensor.
また、これまでの説明では、混合気調量装置として燃料
噴射弁を用いた場合のみを説明したが、気化器を用いた
場合においても同様に制御することが可能である。Further, in the explanation so far, only the case where a fuel injection valve is used as the air-fuel mixture metering device has been explained, but it is possible to perform similar control even when a carburetor is used.
以上説明したごとく本発明においては、圧力センサを用
いてシリンダ内圧力を検出し、その値からシリンダ内圧
力の最大値や図示平均有効圧力等を求め、それらの値を
圧縮上死点等所定クランク角におけるシリンダ内圧力で
正規化した値が最大となるように空燃比をフィードバッ
ク制御するように構成しており、また、シリンダ内圧力
カ1最大となるクランク角を検出し、該クランク角力1
上死点後の所定角度となるように点火時期を制御するよ
うに構成しているので、部品のノベラツキや経l寺変化
等があっても常に最適空燃比LBTと最適、截火時期M
BTとを実現することが出来、最高のトルクを得ること
が出来る。As explained above, in the present invention, the pressure in the cylinder is detected using a pressure sensor, the maximum value of the cylinder pressure, the indicated mean effective pressure, etc. The air-fuel ratio is configured to be feedback-controlled so that the value normalized by the cylinder internal pressure at the angle becomes the maximum, and the crank angle at which the cylinder internal pressure 1 is maximum is detected, and the crank angular force 1 is
Since the ignition timing is configured to be controlled to a predetermined angle after top dead center, even if there are novelty of parts or changes in timing, the optimum air-fuel ratio LBT and optimum ignition timing M are always maintained.
BT can be realized and the highest torque can be obtained.
従って、トルク不足になったり、あるb)Lま動作が不
安定になったりする恐れがなくなる等の優れた効果があ
る。Therefore, there are excellent effects such as eliminating the risk of insufficient torque or unstable L operation.
第1図は本発明の機能を示すブロック図、第2図は従来
の燃料制御装置の一例図、第3図(±第2図の装置にお
ける演算内容とセンサ類との関係図、第4図は高負荷補
正係数の特性図、第5図番よ、截火進角特性図、第6図
はクランク角とシリンダ内圧力の特性図、第7図は空燃
比とトルりとの特性図、第8図は点火時期を変えた場合
にお(するシ1ノンダ内圧力とクランク角との特性図、
第9図番よシ1ノンダ内圧力が最大となるクランク角と
点火日寺期との特性図、第10図は点火時期と出力トル
クとの特性図、第11図は空燃比と点火時期とに応じた
トルり特性図、第12図は本発明の一実施例図、第13
図it本発明に用いる圧力センサの一例図、第14図1
±圧カセンサの取付は図、第15図は本発明の制御系の
一実施例を示すブロック図、第16図〜第181まそれ
ぞれ本発明の演算を示すフローチャートの実施例図であ
る。
符号の説明
1・・・エアクリーナ 2・・・エアフローメータ
3・・・スロットル弁 4・・・吸気マニホールド
5・・・シリンダ 6・・・水温センサ7・・
・クランク角センサ 8・・・排気マニホールド9・・
・排気センサ 10・・・燃料噴射弁11・・・
点火プラグ 12・・・制御装置13・・・圧力
センサ 13A・・・圧電素子13B・・・マイ
ナス電極 13G・・・プラス電極14・・・シリン
ダヘッド 15・・・制御装置16・・・点火装置
17・・・ノベツテリ18・・・マルチプレク
サ 19・・・ラッチ回路20・・・AD変換器
21・・・CPU22・・・メモリ 2
3.24・・・出力回路51・・・検圧手段
52・・・クランク角検出手段53・・・演算手段
54・・・混合気調量手段55・・・点火手段
56・・・演算手段′57・・・演算手段Fig. 1 is a block diagram showing the functions of the present invention, Fig. 2 is an example of a conventional fuel control device, Fig. 3 is a diagram of the relationship between calculation contents and sensors in the device shown in Fig. Figure 5 is a characteristic diagram of the high load correction coefficient, Figure 5 is a characteristic diagram of firing advance angle, Figure 6 is a characteristic diagram of crank angle and cylinder pressure, Figure 7 is a characteristic diagram of air-fuel ratio and torque, Figure 8 is a characteristic diagram of the cylinder internal pressure and crank angle when the ignition timing is changed.
Figure 9 is a characteristic diagram of crank angle and ignition period at which internal pressure is at its maximum, Figure 10 is a characteristic diagram of ignition timing and output torque, and Figure 11 is a characteristic diagram of air-fuel ratio and ignition timing. FIG. 12 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
Fig. 14 is an example of a pressure sensor used in the present invention, Fig. 1
15 is a block diagram showing one embodiment of the control system of the present invention, and FIGS. 16 to 181 are flowchart embodiments showing the calculations of the present invention. Explanation of symbols 1... Air cleaner 2... Air flow meter 3... Throttle valve 4... Intake manifold 5... Cylinder 6... Water temperature sensor 7...
・Crank angle sensor 8...Exhaust manifold 9...
・Exhaust sensor 10...Fuel injection valve 11...
Spark plug 12...Control device 13...Pressure sensor 13A...Piezoelectric element 13B...Minus electrode 13G...Plus electrode 14...Cylinder head 15...Control device 16...Ignition device
17...Novette 18...Multiplexer 19...Latch circuit 20...AD converter
21...CPU22...Memory 2
3.24... Output circuit 51... Pressure detection means
52...Crank angle detection means 53...Calculation means
54... Air mixture regulating means 55... Ignition means
56...Arithmetic means'57...Arithmetic means
Claims (1)
を検出するクランク角検出手段と、上記検圧手段とクラ
ンク角検出手段との信号から1回の点火サイクル内にお
ける第1の所定クランク角でのシリンダ内圧力Pmbt
と第2の所定クランク角でのシリンダ内圧力Ptとを検
出し、両者の比Pmbt/Ptを算出し、その比Pmb
t/Ptを最大とするように空燃比を制御する空燃比制
御信号を出力し、かつ上記検圧手段とクランク角検出手
段との信号から1回の点火サイクル内におけるシリンダ
内圧力が最大となるクランク角を検出し、該クランク角
が上死点後の所定角度となるように点火時期を制御する
点火時期制御信号を出力する演算手段と、上記の空燃比
制御信号に応じた混合気を機関に供給する混合気調量手
段と、上記点火時期制御信号に応じた点火時期に点火を
行なう点火手段とを備えた内燃機関の制御装置。 2、上記演算手段は、上記第1の所定クランク角として
機関の連桿比によって定まる圧縮上死点後10°乃至2
0°の範囲の値を用い、上記第2の所定クランク角とし
て圧縮上死点を用いるものであり、また上記の点火時期
制御における上死点後の所定クランク角として機関の連
桿比によって定まる圧縮上死点後10°乃至20°の範
囲の値を用いるものであることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の内燃機関の制御装置。 3、シリンダ内圧力を検出する検圧手段と、クランク角
を検出するクランク角検出手段と、上記検圧手段とクラ
ンク角検出手段との信号から1回の点火サイクル内にお
けるシリンダ内圧力の最大値Pmと所定クランク角での
シリンダ内圧力Ptとを検出し、両者の比Pm/Ptを
算出し、その比Pm/Ptを最大とするように空燃比を
制御する空燃比制御信号を出力し、かつ上記のシリンダ
内圧力が最大値Pmとなるクランク角を検出し、該クラ
ンク角が上死点後の所定角度となるように点火時期を制
御する点火時期制御信号を出力する演算手段と、上記の
空燃比制御信号に応じた混合気を機関に供給する混合気
調量手段と、上記点火時期制御信号に応じた点火時期に
点火を行なう点火手段とを備えた内燃機関の制御装置。 4、シリンダ内圧力を検出する検圧手段と、クランク角
を検出するクランク角検出手段と、上記検圧手段とクラ
ンク角検出手段との信号から1回の点火サイクル内にお
ける図示有効平均圧力Piを算出し、所定クランク角で
のシリンダ内圧力Ptを検出し、両者の比Pi/Ptを
算出し、その比Pi/Ptを最大とするように空燃比を
制御する空燃比制御信号を出力し、かつ上記検圧手段と
クランク角検出手段との信号から1回の点火サイクル内
におけるシリンダ内圧力が最大となるクランク角を検出
し、該クランク角が上死点後の所定角度となるように点
火時期を制御する点火時期制御信号を出力する演算手段
と、上記の空燃比制御信号に応じた混合気を機関に供給
する混合気調量手段と、上記点火時期制御信号に応じた
点火時期に点火を行なう点火手段とを備えた内燃機関の
制御装置。[Scope of Claims] 1. A pressure detection means for detecting the cylinder internal pressure, a crank angle detection means for detecting the crank angle, and a signal from the pressure detection means and the crank angle detection means within one ignition cycle. Cylinder internal pressure Pmbt at the first predetermined crank angle
and the cylinder internal pressure Pt at the second predetermined crank angle, and calculate the ratio Pmbt/Pt between the two, and calculate the ratio Pmbt/Pt.
Outputting an air-fuel ratio control signal to control the air-fuel ratio so as to maximize t/Pt, and from signals from the pressure detecting means and the crank angle detecting means, the cylinder pressure within one ignition cycle is maximized. a calculation means for detecting a crank angle and outputting an ignition timing control signal for controlling the ignition timing so that the crank angle becomes a predetermined angle after top dead center; A control device for an internal combustion engine, comprising: an air-fuel mixture metering means for supplying a fuel mixture to the engine; and an ignition means for igniting at an ignition timing according to the ignition timing control signal. 2. The calculation means calculates the first predetermined crank angle from 10° to 2° after the compression top dead center, which is determined by the continuous rod ratio of the engine.
A value in the range of 0° is used, and compression top dead center is used as the second predetermined crank angle, and the predetermined crank angle after top dead center in the ignition timing control is determined by the engine's continuous rod ratio. 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a value in a range of 10° to 20° after compression top dead center is used. 3. A pressure detection means for detecting the cylinder pressure, a crank angle detection means for detecting the crank angle, and the maximum value of the cylinder pressure within one ignition cycle from the signals from the pressure detection means and the crank angle detection means. Detecting Pm and the cylinder internal pressure Pt at a predetermined crank angle, calculating the ratio Pm/Pt between the two, and outputting an air-fuel ratio control signal for controlling the air-fuel ratio so as to maximize the ratio Pm/Pt; and a calculation means for detecting a crank angle at which the cylinder pressure reaches a maximum value Pm and outputting an ignition timing control signal for controlling the ignition timing so that the crank angle becomes a predetermined angle after top dead center; A control device for an internal combustion engine, comprising: an air-fuel mixture adjusting means for supplying an air-fuel mixture to the engine according to an air-fuel ratio control signal; and an ignition means for igniting at an ignition timing according to the ignition timing control signal. 4. A pressure detection means for detecting the cylinder internal pressure, a crank angle detection means for detecting the crank angle, and an indicated effective average pressure Pi within one ignition cycle from the signals of the pressure detection means and the crank angle detection means. calculate the cylinder internal pressure Pt at a predetermined crank angle, calculate the ratio Pi/Pt between the two, and output an air-fuel ratio control signal for controlling the air-fuel ratio so as to maximize the ratio Pi/Pt; The crank angle at which the cylinder internal pressure is maximum within one ignition cycle is detected from the signals from the pressure detection means and the crank angle detection means, and ignition is performed so that the crank angle becomes a predetermined angle after top dead center. a calculation means for outputting an ignition timing control signal for controlling the ignition timing; a mixture adjusting means for supplying the engine with an air-fuel mixture according to the above air-fuel ratio control signal; A control device for an internal combustion engine, comprising an ignition means for performing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59122113A JPS611853A (en) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | Control device of internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59122113A JPS611853A (en) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | Control device of internal-combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS611853A true JPS611853A (en) | 1986-01-07 |
Family
ID=14827953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59122113A Pending JPS611853A (en) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | Control device of internal-combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS611853A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5078061A (en) * | 1988-04-16 | 1992-01-07 | Elmar Messerschmitt | Doctor for screen printing |
| JP5131708B2 (en) * | 2007-10-22 | 2013-01-30 | 株式会社ワイ・ジー・ケー | Multi-point ignition engine |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP59122113A patent/JPS611853A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5078061A (en) * | 1988-04-16 | 1992-01-07 | Elmar Messerschmitt | Doctor for screen printing |
| JP5131708B2 (en) * | 2007-10-22 | 2013-01-30 | 株式会社ワイ・ジー・ケー | Multi-point ignition engine |
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