JP2522769B2 - Combustion state control device for internal combustion engine - Google Patents

Combustion state control device for internal combustion engine

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JP2522769B2
JP2522769B2 JP61178579A JP17857986A JP2522769B2 JP 2522769 B2 JP2522769 B2 JP 2522769B2 JP 61178579 A JP61178579 A JP 61178579A JP 17857986 A JP17857986 A JP 17857986A JP 2522769 B2 JP2522769 B2 JP 2522769B2
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JP
Japan
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combustion
parameter
engine
waveform
pressure
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敏巳 安保
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

(産業上の利用分野) 本発明は、内熱機関の燃焼圧力を検出して自動車等エ
ンジンの燃焼状態を制御する装置に関する。 (従来の技術) 内熱機関の点火時期は機関が最適に運転されるように
機関の状態に応じて決定する必要がある。そして、一般
に機関の燃費効率を考えると最大トルク時の最小進角、
いわゆるMBT(Minimum advance for Best Torque)付近
で点火するのが最良と知られており、機関の状態により
MBTの点火時期を変える必要がある。また、MBT制御に際
しては燃焼室内の圧力(以下、筒内圧という)が最大と
なるクランク角度(以下、燃焼ピーク位置という)θpm
axを検出する必要がある。 ところで、ある機関状態においては点火時期を進め過
ぎるとノッキングが発生することが判っており、このノ
ッキングを生じるノッキング限界の点火時期は、エンギ
ン状態によってはMBTよりも遅れ側に存在し、点火時期
をMBTまで進めるとノッキングを発生する領域も存在す
る。 そこで、気筒毎にノッキングを判定し、遅角補正値を
補正してノッキングの回避を図った制御装置として、例
えば特公昭58−13749号公報に記載されているようなも
のが知られている。この装置は、燃焼圧力波形の高周波
成分の大きさからノッキングを判定し、判定結果に応じ
て各気筒毎に遅角補正量を演算して点火時期を制御する
ことにより、燃費やエンジンの出力を低下させることな
く、ノッキングの発生を制御するようにしたものであ
る。すなわち、点火時期、空燃比等の影響によって様々
な形状をとる燃焼圧力波形の中から高周波成分の大きさ
というある一つの情報のみを利用することにより、ノッ
キングを判定し点火時期を制御している。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の内熱機関の燃焼状態
制御装置にあっては、燃焼圧力波形の情報をただ一つの
情報(例えば、高周波成分の大きさの情報)で代表し、
その一つの情報に基づいて、特に点火時期のみの制御を
行う構成となっていたため、点火時期、空燃比およびEG
R等の複数の作動パラメータによって決定される燃焼圧
力波形の情報を十分有効に利用しているとは言い難く、
必ずしも適切な燃焼状態制御を行っているとは限らなか
った。なお、上記作動パラメータとは点火時期、空燃
比、EGR等によって代表されるようにエンジンの燃焼状
態を操作可能な因子をいう。これについては後に詳述す
る。例えば、点火時期だけが進み過ぎたときの燃焼圧力
波形と空燃比だけが過濃(あるいは過薄)のときの燃焼
圧力波形とは同じようなクランク角位置にその燃焼ピー
ク値θpmaxがある。 ところが、現行技術(すなわち、従来の装置)では燃
焼圧力波形の情報パラメータとして単に一つのパラメー
タ(すなわち、θpmaxの位置情報)のみを用いて点火時
期制御を行っていたので、実際には点火時期は正常であ
って空燃比のみが過濃の場合であっても燃焼ピーク値θ
pmaxだけのパラメータでは点火時期のみ進み過ぎの場合
と区別することができない。したがって、不必要かつ間
違った点火時期の補正を行うことがあり、制御精度の低
下からエンジンの運転性や燃費の悪化を招いていた。 (発明の目的) そこで、本発明は点火時期、空燃比等の各作動パラメ
ータを変化させた場合、それぞれに特有の燃焼圧力波形
があることに着目し、これらの燃焼圧力波形を基準パラ
メータとして多次元的に記憶するとともに、その時の燃
焼圧力波形に基づく特徴パラメータを基準パラメータと
比較することにより、エンジンの燃焼状態に応じた補正
すべき作動パラメータを的確に選択して、エンジンが必
要とする燃焼状態制御の補正を精度よく確実に実行する
ことを目的としている。 (問題点を解決するための手段) 本発明による内熱機関の燃焼状態制御装置は上記目的
達成のため、その基本概念図を第1図に示すように、エ
ンジンの筒内圧力を検出する圧力検出手段aと、エンジ
ンのクランク角を検出するクランク角検出手段bと、圧
力検出手段aの出力に基づいて所定クランク角毎に筒内
圧力をサンプリングし、今回の燃焼行程における燃焼圧
力波形を検出する燃焼波形検出手段cと、燃焼波形検出
手段cの出力に基づいて燃焼圧力波形の特徴を筒内圧力
最大時期(θpmax)と燃焼圧力波形の重心(MEAN)とで
二次元的に表す燃焼パラメータを抽出する抽出手段d
と、エンジンの燃焼状態を操作可能な複数の作動パラメ
ータとしてそれぞれ各作動パラメータを最適値からずら
したときの燃焼圧力波形の特徴を筒内圧力最大時期と燃
焼圧力波形の重心とで二次元的に表す複数の基準パラメ
ータを設定する基準値設定手段eと、抽出手段dにより
抽出された燃焼パラメータと基準パラメータとの二次元
的な偏差を求めこの偏差が最小となるような基準パラメ
ータに対応する作動パラメータを選択する選択手段f
と、燃焼状態が最適となるよう選択手段fにより選択さ
れた作動パラメータの補正値を演算する補正値演算手段
gと、補正値演算手段gの出力に基づいて該当する作動
パラメータを操作する操作手段hと、を備えている。 (作用) 本発明では、例えばエンジンの点火時期、空燃比およ
びEGR量をそれぞれ作動パラメータとして、各作動パラ
メータを最適値からずらしたときの燃焼圧力波形の特徴
を筒内圧力最大時期と燃焼圧力波形の重心とで二次元的
に表す複数の基準パラメータがそれぞれ設定され、抽出
手段により抽出された燃焼パラメータとの二次元的な偏
差が最小となるような基準パラメータに対応する作動パ
ラメータが選択手段によって選択されて、燃焼状態が最
適となるよう作動パラメータの補正値が演算される。し
たがって、補正されるべき作動パラメータが的確に選択
され、エンジンが必要とする燃焼状態の制御が確実に行
われる。 (実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。 第2〜7図は本発明の一実施例を示す図である。 まず、構成を説明する。第2図において、1は筒内圧
センサ(圧力検出手段)であり、筒内圧センサ1はエン
ジンのシリンダヘッドに螺着されている点火プラグの座
金として形成され共締めされている。筒内圧センサ1は
気筒内の燃焼圧力を圧電素子によって電荷に変換し、電
荷出力S1をチャージアンプ2に出力する。チャージアン
プ2はいわゆる電荷−電圧変換増幅器からなり、センサ
出力S1を電圧信号S2に変換してA/D変換器3に出力す
る。A/D変換器3にはさらにクランク角センサ(クラン
ク角検出手段)4からの出力が入力されており、クラン
ク角センサ4はエンジンのクランク角を検出し、例えば
6気筒エンジンの場合、クランク角120℃毎に基準信号C
iを、クランク角1゜毎に位置信号C1を出力する(第3
図参照)。A/D変換器3はアナログ信号として入力され
た信号S2をクランク角度に同期してディジタル信号に変
換し、コントロールユニット5に出力する。 コントロールユニット5は、内部のメモリに格納され
ているプログラムに従って筒内圧センサ1や図示しない
エアフローメータ等のセンサ情報に基づいて燃焼圧力波
形の検出や作動パラメータの選択等を行うとともに、そ
の選択結果に基づいて適切な燃焼状態の制御を行うため
の処理値を演算し、その演算結果に応じた噴射信号Siあ
るいは点火信号Spをインジェクタ(操作手段)6若しく
は点火装置(操作手段)7に出力する。すなわち、詳細
は後述するが、このコントロールユニット5は、筒内圧
センサ1の出力に基づいて所定クランク角毎に筒内圧力
をサンプリングして今回の燃焼行程における燃焼圧力波
形を検出する燃焼波形検出手段としての機能と、その燃
焼波形検出手段の出力に基づいて燃焼圧力波形の特徴を
筒内圧力最大時期θpmaxと燃焼圧力波形の重心MEANとで
二次元的に表す燃焼パラメータ(以下、特徴パラメータ
ともいう)を抽出する抽出手段としての機能と、エンジ
ンの燃焼状態を操作可能な点火時期、空燃比およびEGR
量をそれぞれ作動パラメータとしてそれぞれ各作動パラ
メータを最適値からずらしたときの燃焼圧力波形の特徴
を筒内圧力最大時期と燃焼圧力波形の重心とで二次元的
に表す複数の基準パラメータを設定する基準値設定手段
としての機能と、抽出手段により抽出された燃焼パラメ
ータと基準パラメータとの二次元的な偏差を求めこの偏
差が最小になるような基準パラメータに対応する作動パ
ラメータを選択する選択手段としての機能と、燃焼状態
が最適となるよう選択手段により選択された作動パラメ
ータの補正値を演算する補正値演算手段としての機能を
有している。点火装置7は点火コイルや点火プラグ等か
らなり、点火信号Spに基づき高電圧を発生させて混合気
に点火する。 次に、作用を説明する。 第4、5図は燃焼状態制御のプログラムを示すフロー
チャートであり、本プログラムは所定時間毎に一度実行
される。第4図において、P1でクランク角センサ4から
の基準信号Ciが入力されるとカウンタCNTを
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting a combustion pressure of an internal heat engine and controlling a combustion state of an engine such as an automobile. (Prior Art) It is necessary to determine the ignition timing of the internal heat engine according to the state of the engine so that the engine operates optimally. And, generally considering the fuel efficiency of the engine, the minimum advance angle at maximum torque,
It is known that it is best to ignite near the so-called MBT (Minimum advance for Best Torque), depending on the engine condition.
It is necessary to change the ignition timing of MBT. In addition, during MBT control, the crank angle (hereinafter referred to as the combustion peak position) θpm at which the pressure inside the combustion chamber (hereinafter referred to as cylinder pressure) is maximum
Need to detect ax. By the way, it is known that knocking occurs when the ignition timing is advanced too much in a certain engine state, and the ignition timing of the knocking limit that causes this knocking exists on the delay side from the MBT depending on the Engin state, and the ignition timing is There is also an area where knocking occurs when proceeding to MBT. Therefore, as a control device that determines knocking for each cylinder and corrects the retardation correction value to avoid knocking, for example, a control device disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-13749 is known. This device determines knocking from the magnitude of the high-frequency component of the combustion pressure waveform, calculates the retard correction amount for each cylinder according to the determination result, and controls the ignition timing to reduce fuel consumption and engine output. This is to control the occurrence of knocking without lowering. That is, knocking is determined and ignition timing is controlled by using only one piece of information, which is the magnitude of the high-frequency component, from the combustion pressure waveform that takes various shapes due to the influence of ignition timing, air-fuel ratio, etc. . (Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional combustion state control device for an internal heat engine, the information on the combustion pressure waveform is used as only one piece of information (for example, information on the magnitude of the high frequency component). ),
Since only the ignition timing was controlled based on that one piece of information, the ignition timing, air-fuel ratio and EG
It is hard to say that the information of the combustion pressure waveform determined by a plurality of operating parameters such as R is used sufficiently effectively.
It was not always the case that proper combustion state control was performed. The above-mentioned operating parameter is a factor capable of controlling the combustion state of the engine as represented by ignition timing, air-fuel ratio, EGR and the like. This will be described in detail later. For example, the combustion peak value θpmax is at the same crank angle position as the combustion pressure waveform when the ignition timing only advances too much and the combustion pressure waveform when the air-fuel ratio only is rich (or lean). However, in the current technology (that is, the conventional device), since the ignition timing control is performed using only one parameter (that is, the position information of θpmax) as the information parameter of the combustion pressure waveform, the ignition timing is actually Even if the air-fuel ratio is normal and the air-fuel ratio is rich, the combustion peak value θ
The parameter of pmax alone cannot be distinguished from the case where only the ignition timing is advanced too much. Therefore, the ignition timing may be unnecessarily and erroneously corrected, resulting in deterioration of control accuracy and deterioration of engine drivability and fuel consumption. (Object of the Invention) Therefore, in the present invention, when each operation parameter such as the ignition timing and the air-fuel ratio is changed, it is noted that each has a unique combustion pressure waveform, and these combustion pressure waveforms are used as reference parameters in many cases. By dimensionally storing and comparing the characteristic parameter based on the combustion pressure waveform at that time with the reference parameter, the operating parameter to be corrected according to the combustion state of the engine can be accurately selected, and the combustion required by the engine The purpose is to accurately and surely correct the state control. (Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, the combustion state control device for an internal heat engine according to the present invention has a basic conceptual diagram as shown in FIG. Detection means a, crank angle detection means b for detecting the crank angle of the engine, and cylinder pressure for each predetermined crank angle based on the output of the pressure detection means a to detect the combustion pressure waveform in the current combustion stroke. Combustion waveform detection means c that performs two-dimensionally, and a combustion parameter that two-dimensionally represents the characteristics of the combustion pressure waveform based on the output of the combustion waveform detection means c with the maximum cylinder pressure time (θpmax) and the center of gravity (MEAN) of the combustion pressure waveform. Means d for extracting
And the combustion state of the engine as a plurality of operating parameters that can be manipulated, the characteristics of the combustion pressure waveform when each operating parameter is deviated from the optimum value are two-dimensionally determined by the cylinder pressure maximum timing and the center of gravity of the combustion pressure waveform. A reference value setting means e for setting a plurality of reference parameters, and a two-dimensional deviation between the combustion parameter extracted by the extraction means d and the reference parameter are obtained, and the operation corresponding to the reference parameter is minimized. Selection means f for selecting parameters
And a correction value calculating means g for calculating a correction value of the operating parameter selected by the selecting means f so that the combustion state is optimum, and an operating means for operating the corresponding operating parameter based on the output of the correction value calculating means g. and h. (Operation) In the present invention, for example, the characteristics of the combustion pressure waveform when the ignition timing of the engine, the air-fuel ratio, and the EGR amount are used as the operating parameters and the operating parameters are deviated from the optimum values are the maximum cylinder pressure timing and the combustion pressure waveform. A plurality of reference parameters which are two-dimensionally represented by the center of gravity of the engine are set by the selecting means, and the operating parameter corresponding to the reference parameter that minimizes the two-dimensional deviation from the combustion parameter extracted by the extracting means is selected by the selecting means. After being selected, the correction value of the operating parameter is calculated so that the combustion state becomes optimum. Therefore, the operating parameter to be corrected is accurately selected, and the combustion state required by the engine is reliably controlled. (Example) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. 2 to 7 are views showing an embodiment of the present invention. First, the configuration will be described. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an in-cylinder pressure sensor (pressure detecting means), and the in-cylinder pressure sensor 1 is formed as a washer of an ignition plug screwed to a cylinder head of an engine and is fastened together. The in-cylinder pressure sensor 1 converts the combustion pressure in the cylinder into electric charges by a piezoelectric element, and outputs a charge output S 1 to the charge amplifier 2. The charge amplifier 2 comprises a so-called charge-voltage conversion amplifier, which converts the sensor output S 1 into a voltage signal S 2 and outputs the voltage signal S 2 to the A / D converter 3. An output from a crank angle sensor (crank angle detecting means) 4 is further input to the A / D converter 3, and the crank angle sensor 4 detects the crank angle of the engine. For example, in the case of a 6-cylinder engine, the crank angle is detected. Reference signal C every 120 ° C
The position signal C 1 is output every 1 ° of crank angle (3rd
See figure). The A / D converter 3 converts the signal S 2 input as an analog signal into a digital signal in synchronization with the crank angle and outputs it to the control unit 5. The control unit 5 detects a combustion pressure waveform and selects an operating parameter based on sensor information of the in-cylinder pressure sensor 1 and an air flow meter (not shown) according to a program stored in an internal memory. Based on this, a processing value for controlling the combustion state appropriately is calculated, and the injection signal Si or the ignition signal Sp corresponding to the calculation result is output to the injector (operating means) 6 or the ignition device (operating means) 7. That is, as will be described in detail later, the control unit 5 detects the combustion pressure waveform in the present combustion stroke by sampling the in-cylinder pressure at every predetermined crank angle based on the output of the in-cylinder pressure sensor 1 to detect the combustion pressure waveform. And the combustion pressure waveform characteristics based on the output of the combustion waveform detection means as a two-dimensional combustion parameter represented by the cylinder pressure maximum timing θpmax and the center of gravity MEAN of the combustion pressure waveform (hereinafter, also referred to as a characteristic parameter ), The ignition timing, the air-fuel ratio and the EGR that can control the combustion state of the engine.
A criterion for setting a plurality of reference parameters that two-dimensionally expresses the characteristics of the combustion pressure waveform when each operation parameter is deviated from the optimum value using the amount as the operation parameter and with the cylinder pressure maximum timing and the center of gravity of the combustion pressure waveform. A function as a value setting means and a selection means for obtaining a two-dimensional deviation between the combustion parameter extracted by the extracting means and the reference parameter and selecting an operating parameter corresponding to the reference parameter such that this deviation is minimized. It has a function and a function as a correction value calculation means for calculating the correction value of the operation parameter selected by the selection means so that the combustion state becomes optimum. The ignition device 7 is composed of an ignition coil, an ignition plug, and the like, and generates a high voltage based on the ignition signal Sp to ignite the air-fuel mixture. Next, the operation will be described. 4 and 5 are flowcharts showing a combustion state control program, and this program is executed once every predetermined time. In FIG. 4, when the reference signal Ci from the crank angle sensor 4 is input at P 1 , the counter CNT is

〔0〕にセ
ットする。また、多気筒エンジンの場合、この基準信号
Ciに基づいて複数の筒内圧信号のマルチプレクサを切換
える。 また、第5図において、まずP11で筒内圧センサ1の
クランク角度に同期してA/D変換し、その変換値Xiをメ
モリにストアする。例えば、本実施例では第6図ひ示す
ように上死点(TDC)前後の所定圧間内に該当するクラ
ンク角θ〜θ11の筒内圧A/D変換器をX1〜X11として図
示しないRAMにストアする。ここで、A/D変換する区間は
TDC前後各々90゜あれば十分であるが、例えば6気筒エ
ンジンのようにA/D変換器3が一つで6気筒分の処理を
するためにTDC前後60゜しか扱えないものでもよい。 次いで、P12でクランク角度位置信号C1に基づきA/D変
換器が開始されるとサンプリング毎にカウンタCNTに
〔1〕を加算し、P13でそのカウント数をチェックす
る。カウンタCNTが〔11〕になると所定のA/D変換値(X1
〜X11)が全て揃ったと判断し、P14で筒内圧力最大時期
(燃焼ピーク位置)θpmaxと燃焼圧力波形の重心MEANを
演算して燃焼パラメータを検出する。一方、カウンタCN
Tが〔11〕でないときはそのまま処理を終了する。な
お、燃焼ピーク位置θpmax算出の詳細については従来周
知であり、例えば上記A/D変換器X1〜X11のうちから筒内
圧の最大値となるPmaxを求め、このPmaxに対応するクラ
ンク角を燃焼ピーク位置θpmax(第6図に示すように本
実施例ではθpmaxはθに等しい)として検出する方法
等がある。また、重心MEANは次式に従って演算する。 このように、燃焼ピーク位置θpmaxと重心MEANとで示
されるパラメータがそのときのエンジンの点火時期、空
燃比およびEGR量といった作動パラメータに対応する燃
焼パラメータとして検出される。 P15では上記P14で検出した燃焼パラメータと第7図
(b)に示す基準パラメータA、B、C、Dとの距離
(偏差)を演算し、そのときの燃焼パラメータに最も近
い基準パラメータを検知することにより、補正処理を行
うべき作動パラメータを適切に選択する。すなわち、作
動パラメータ(空燃比、点火時期、EGR等)を変えたと
きの燃焼圧力波形との基準パラメータを第7図に示す
と、同図(a)においてAは最適な作動パラメータの場
合、Bは点火時期だけが進み過ぎた場合、Cは点火時期
だけが遅れ過ぎた場合、Dは空燃比だけが濃すぎあるい
は薄すぎた場合である。例えば第7図(b)に示すよう
にU1(・印)の燃焼圧力特徴パラメータが得られたとす
ると、A〜Dの基準パラメータのうちBに最も近いの
で、点火時期が進角ぎみであると判断し点火時期を遅ら
せる様に修正する。一方、U2が得られた場合にはDの基
準パラメータに最も近いので、点火時期は適正でも空燃
比がずれていると判断し、図示しないO2センサ等により
リッチかリーンかを判別して空燃比を補正する。 さらに、P16ではP15で選択した補正を行うべきパラメ
ータの補正値を演算し、今回の処理を終了する。例え
ば、上記Bの場合は点火時期が進角ぎみであるから、図
示しない他のルーチンで点火時期の遅角制御を行う。 このように、本実施例ではエンジンの点火時期、空燃
比、EGR等の作動パラメータに対応した燃焼圧力波形を
燃焼ピーク値θpmaxと燃焼圧力波形の重心MEANとの二次
元パラメータからなる基準パラメータとして設定し、そ
の時の燃焼圧力波形に基づく特徴パラメータと基準パラ
メータとの距離(偏差)を演算して補正されるべき作動
パラメータを的確に判断しているので、エンジンが必要
とする燃焼状態の制御を精度よく確実に実行でき、運動
性や燃費を一層向上させることができる。 例えば、従来のように燃焼状態制御(点火時期制御や
空燃比制御等)のパラメータとしてθpmaxのみを用いて
いると第7図(b)のU2(・印)のような燃焼状態の場
合、実際には点火時期は正常であって空燃比の方が過濃
(過薄)の場合(例えば、Dの場合)であっても点火時
期の進みすぎ(例えば、B)と判断してしまう。その結
果、不必要かつ間違った作動パラメータを選択し、かつ
その補正を行ってしまう可能性があり、運動性や燃費が
悪化することがある。本実施例では、このような不具合
を有効に防止して精度の高い燃焼状態制御を行うことが
できる。 なお、本実施例では基準パラメータおよび特徴パラメ
ータに燃焼圧力に基づく燃焼ピーク値θpmaxと燃焼圧力
波形の重心MEANのみを用いて二次元で説明したが、この
他に図示平均有効圧Piや筒内圧最大値Pmax等を使用して
多次元化することも勿論可能であり、この場合には更に
細かな情報を扱うことができ極めて精度のよい燃焼状態
制御を行うことができる。 (効果) 本発明によれば、例えばエンジンの点火時期、空燃比
およびEGR量をそれぞれ作動パラメータとし、各作動パ
ラメータを最適値からずらしたときの燃焼圧力波形の特
徴を筒内圧力最大時期と燃焼圧力波形の重心とで二次元
的に表す複数の基準パラメータを設定しておき、抽出手
段により抽出された燃焼パラメータとの二次元的な偏差
が最小となる基準パラメータに対応する作動パラメータ
を選択手段により選択して、燃焼状態が最適となるよう
作動パラメータの補正値を演算するようにしているの
で、補正すべき作動パラメータを的確に選択することが
でき、燃焼状態制御の補正を精度よく確実に行うことが
できる。
Set to [0]. For multi-cylinder engines, this reference signal
Switches multiple in-cylinder pressure signal multiplexers based on Ci. Further, in FIG. 5, first, at P 11 , A / D conversion is performed in synchronization with the crank angle of the in-cylinder pressure sensor 1, and the converted value Xi is stored in the memory. For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the cylinder pressure A / D converters having the crank angles θ 1 to θ 11 corresponding to within the predetermined pressure before and after the top dead center (TDC) are designated as X 1 to X 11. Store in RAM (not shown). Here, the interval for A / D conversion is
90 degrees before and after TDC is sufficient, but a six-cylinder engine that can handle only 60 degrees before and after TDC to process six cylinders with one A / D converter 3 may be used. Next, when the A / D converter is started based on the crank angle position signal C 1 at P 12 , [1] is added to the counter CNT for each sampling, and the count number is checked at P 13 . When the counter CNT reaches [11], the specified A / D conversion value (X 1
It is determined that all of X to X 11 ) are complete, and at P 14 , the cylinder pressure maximum timing (combustion peak position) θpmax and the center of gravity MEAN of the combustion pressure waveform are calculated to detect the combustion parameter. On the other hand, counter CN
If T is not [11], the process is terminated. The details of the calculation of the combustion peak position θpmax are well known in the art, for example, Pmax that is the maximum value of the cylinder pressure is obtained from the A / D converters X 1 to X 11 , and the crank angle corresponding to this Pmax is calculated. There is a method of detecting the combustion peak position θpmax (in this embodiment, θpmax is equal to θ 8 as shown in FIG. 6). The center of gravity MEAN is calculated according to the following equation. In this way, the parameter indicated by the combustion peak position θpmax and the center of gravity MEAN is detected as the combustion parameter corresponding to the operating parameters such as the ignition timing, the air-fuel ratio and the EGR amount of the engine at that time. Combustion parameter and Figure 7 detected by the P 14 in P 15 (b) to indicate the reference parameters A, B, C, and calculates the distance between D (deviation), the closest reference parameter to the combustion parameters at that time By detecting, the operating parameter to be corrected is appropriately selected. That is, FIG. 7 shows the reference parameters of the combustion pressure waveform when the operating parameters (air-fuel ratio, ignition timing, EGR, etc.) are changed. In FIG. Indicates that the ignition timing is too advanced, C indicates that the ignition timing is too late, and D indicates that the air-fuel ratio is too rich or too thin. For example, if the combustion pressure characteristic parameter of U 1 (•) is obtained as shown in FIG. 7 (b), the ignition timing is advanced because it is the closest to B among the reference parameters A to D. Therefore, the ignition timing is corrected so that it is delayed. On the other hand, when U 2 is obtained, it is the closest to the reference parameter of D, so it is judged that the air-fuel ratio is deviated even if the ignition timing is appropriate, and it is judged by the O 2 sensor (not shown) whether it is rich or lean. Correct the air-fuel ratio. Further, in P 16 , the correction value of the parameter to be corrected selected in P 15 is calculated, and the current process is ended. For example, in the case of B, the ignition timing is advanced, so the ignition timing retard control is performed by another routine (not shown). As described above, in the present embodiment, the ignition timing of the engine, the air-fuel ratio, the combustion pressure waveform corresponding to the operating parameters such as EGR is set as a reference parameter consisting of a two-dimensional parameter of the combustion peak value θpmax and the center of gravity MEAN of the combustion pressure waveform. However, since the operating parameter to be corrected is accurately determined by calculating the distance (deviation) between the characteristic parameter and the reference parameter based on the combustion pressure waveform at that time, it is possible to accurately control the combustion state required by the engine. It can be executed well and surely, and maneuverability and fuel consumption can be further improved. For example, if only θpmax is used as a parameter for combustion state control (ignition timing control, air-fuel ratio control, etc.) as in the conventional case, in the case of a combustion state such as U 2 (•) in FIG. 7 (b), Actually, even when the ignition timing is normal and the air-fuel ratio is richer (thinner) (eg, D), it is determined that the ignition timing is too advanced (eg, B). As a result, there is a possibility that an unnecessary and wrong operating parameter may be selected and its correction may be performed, which may deteriorate maneuverability and fuel efficiency. In the present embodiment, such a problem can be effectively prevented and highly accurate combustion state control can be performed. In this embodiment, the reference parameter and the characteristic parameter are two-dimensionally described using only the combustion peak value θpmax based on the combustion pressure and the center of gravity MEAN of the combustion pressure waveform. It is of course possible to use the value Pmax or the like to make it multidimensional, and in this case, more detailed information can be handled and extremely accurate combustion state control can be performed. (Effect) According to the present invention, for example, the ignition timing of the engine, the air-fuel ratio, and the EGR amount are used as operating parameters, and the characteristics of the combustion pressure waveform when each operating parameter is deviated from the optimum value are A plurality of reference parameters that are two-dimensionally represented by the center of gravity of the pressure waveform are set, and an operating parameter corresponding to the reference parameter that minimizes the two-dimensional deviation from the combustion parameter extracted by the extracting means is selected. The operating parameter correction value is calculated so that the combustion state is optimized, so that the operating parameter to be corrected can be selected accurately and the combustion state control can be corrected accurately and reliably. It can be carried out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の基本概念図、第2〜7図は本発明の一
実施例を示す図であり、第2図はその回路構成図、第3
図はその筒内圧センサの信号波形を示す波形図、第4図
および第5図はその燃焼状態制御のプログラムを示す各
フローチャート、第6図はその作用を説明するための筒
内圧の変化を示す図、第7図はその効果を説明するため
の図である。 1……筒内圧センサ(圧力検出手段)、 4……クランク角センサ(クランク角検出手段)、 5……コントロールユニット(燃焼波形検出手段、抽出
手段、基準値設定手段、選択手段、補正値演算手段)、 6……インジェクタ(操作手段) 7……点火装置(操作手段)。
FIG. 1 is a basic conceptual diagram of the present invention, FIGS. 2 to 7 are diagrams showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit configuration diagram thereof, and FIG.
FIG. 4 is a waveform diagram showing a signal waveform of the in-cylinder pressure sensor, FIGS. 4 and 5 are flowcharts showing a program for the combustion state control, and FIG. 6 shows changes in in-cylinder pressure for explaining the operation. FIG. 7 and FIG. 7 are views for explaining the effect. 1 ... In-cylinder pressure sensor (pressure detection means), 4 ... Crank angle sensor (crank angle detection means), 5 ... Control unit (combustion waveform detection means, extraction means, reference value setting means, selection means, correction value calculation Means), 6 ... Injector (operating means) 7 ... Ignition device (operating means).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】a)エンジンの筒内圧力を検出する圧力検
出手段と、 b)エンジンのクランク角を検出するクランク角検出手
段と、 c)圧力検出手段の出力に基づいて所定クランク角毎に
筒内圧力をサンプリングし、今回の燃焼行程における燃
焼圧力波形を検出する燃焼波形検出手段と、 d)燃焼波形検出手段の出力に基づいて燃焼圧力波形の
特徴を筒内圧力最大時期(θpmax)と燃焼圧力波形の重
心(MEAN)とで二次元的に表す燃焼パラメータを抽出す
る抽出手段と、 e)エンジンの燃焼状態を操作可能な複数の作動パラメ
ータとして、それぞれ各作動パラメータを最適値からず
らしたときの燃焼圧力波形の特徴を筒内圧力最大時期と
燃焼圧力波形の重心とで二次元的に表す複数の基準パラ
メータを設定する基準値設定手段と、 f)抽出手段により抽出された燃焼パラメータと基準パ
ラメータとの二次元的な偏差を求め、この偏差が最小と
なるような基準パラメータに対応する作動パラメータを
選択する選択手段と、 g)燃焼状態が最適となるよう、選択手段により選択さ
れた作動パラメータの補正値を演算する補正値演算手段
と、 h)補正値演算手段の出力に基づいて該当する作動パラ
メータを操作する操作手段と、を備えたことを特徴とす
る内熱機関の燃焼状態制御装置。
1. A) pressure detecting means for detecting an in-cylinder pressure of the engine; b) crank angle detecting means for detecting a crank angle of the engine; and c) for each predetermined crank angle based on the output of the pressure detecting means. Combustion waveform detection means for sampling the in-cylinder pressure and detecting the combustion pressure waveform in the current combustion stroke, and d) the characteristics of the combustion pressure waveform based on the output of the combustion waveform detection means as the in-cylinder pressure maximum timing (θpmax) Extraction means for extracting combustion parameters two-dimensionally represented by the center of gravity (MEAN) of the combustion pressure waveform, and e) As a plurality of operation parameters that can operate the combustion state of the engine, each operation parameter is deviated from the optimum value. A reference value setting means for setting a plurality of reference parameters that two-dimensionally represents the characteristics of the combustion pressure waveform with the cylinder pressure maximum timing and the center of gravity of the combustion pressure waveform; and f) extracting means. Selective means for obtaining a two-dimensional deviation between the extracted combustion parameter and the reference parameter, and selecting an operating parameter corresponding to the reference parameter that minimizes this deviation, and g) so that the combustion state is optimal. A correction value calculating means for calculating a correction value of the operating parameter selected by the selecting means, and h) an operating means for operating a corresponding operating parameter based on the output of the correction value calculating means. Combustion state control device for internal heat engine.
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