JP2830011B2 - How to create a combustion control map - Google Patents

How to create a combustion control map

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JP2830011B2
JP2830011B2 JP1041528A JP4152889A JP2830011B2 JP 2830011 B2 JP2830011 B2 JP 2830011B2 JP 1041528 A JP1041528 A JP 1041528A JP 4152889 A JP4152889 A JP 4152889A JP 2830011 B2 JP2830011 B2 JP 2830011B2
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、燃焼制御マップの作成方法に関し、その自
動化や作成精度の向上などを図ったものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for creating a combustion control map, which aims at automation and improvement of the creation accuracy.

〈従来の技術〉 近年、ガソリンエンジンなどの火花点火内燃機関に
は、省燃費や低公害化の要請を受けて、電子制御化され
るものが多くなってきている。制御の形態としては、燃
料噴射制御を中心に、点火時期制御やノッキング制御、
アイドル回転数制御、EGR制御などをECU(Electronic C
ontrol Unit)で集中的に行うものが主流となってお
り、半導体デバイスの進歩と相俟って高い信頼性と低コ
スト化が実現されている。
<Related Art> In recent years, many spark ignition internal combustion engines such as gasoline engines have been electronically controlled in response to demands for fuel saving and low pollution. Control forms include ignition timing control, knocking control, and fuel injection control.
ECU (Electronic C)
The mainstream is the one that performs intensive operations on an ontrol unit, and high reliability and low cost have been realized in conjunction with advances in semiconductor devices.

ところで、上述した各種の制御では、多くの場合、計
測手段からの情報をROMやRAM内の燃焼制御マップ(以
下、マップ)によって処理して制御量を決定する方式が
採られている。マップには、温度補正マップなどのよう
に入力値と出力値が1対1に対応する二次元マップや、
機関回転数と吸気圧から燃料噴射量を求めるマップなど
のように2種のパラメータに対応する三次元マップとが
ある。
By the way, in the various controls described above, in many cases, a method is adopted in which information from the measuring means is processed by a combustion control map (hereinafter, a map) in a ROM or a RAM to determine a control amount. The map includes a two-dimensional map in which input values and output values correspond one-to-one, such as a temperature correction map,
There are three-dimensional maps corresponding to two types of parameters, such as a map for obtaining a fuel injection amount from an engine speed and an intake pressure.

これらのマップは一般に、実験を行うことにより得ら
れる。例えば、点火時期マップを作成する場合を例にす
ると、空燃比の他、機関回転数や吸気圧などを固定した
状態で、徐々に点火時期を進角させてゆき、MBT(Minim
um Spark Advance for Best Torque)の近傍で且つノッ
キングに至らない最適点火時期を求める。次に、空燃比
や機関回転数などのパラメータを変更し、その条件にお
ける最適点火時期を求める。以下、この実験を繰り返す
ことにより、種々の運転状態に対応するマップが得られ
るのである。
These maps are generally obtained by performing experiments. For example, when an ignition timing map is created, the ignition timing is gradually advanced with the air-fuel ratio, the engine speed, the intake pressure, etc. fixed, and the MBT (Minimum
um Spark Advance for Best Torque) and find the optimal ignition timing that does not lead to knocking. Next, parameters such as the air-fuel ratio and the engine speed are changed, and the optimum ignition timing under the conditions is determined. Hereinafter, by repeating this experiment, maps corresponding to various driving states can be obtained.

〈発明が解決しようとする課題〉 周知のように、機関から最大のトルクを引き出せる点
火時期たるMBTはノッキングの発生する点火時期の近傍
にある。一方、MBTの検出作業にはシャシダイナモメー
タなどの大型の測定機器を必要とする他、作業自体も微
妙な値の検出となるため困難なものとなっていた。
<Problems to be Solved by the Invention> As is well known, the MBT, which is the ignition timing at which the maximum torque can be extracted from the engine, is near the ignition timing at which knocking occurs. On the other hand, the MBT detection operation requires a large measuring instrument such as a chassis dynamometer, and the operation itself is difficult because the detection of a delicate value is difficult.

そのため、点火時期マップを作成する場合には、実際
のMBTを検出するのではなく進角によるノッキングの発
生をまって、そこから所定量ずらした位置を最適点火時
期とみなす方法を採っていた。そして、A/F(空燃比)
マップなど他の燃焼制御マップも、点火時期マップと同
様の方法で作成されていた。
For this reason, when creating an ignition timing map, a method is employed in which knocking due to advancing angle is detected instead of detecting an actual MBT, and a position shifted by a predetermined amount therefrom is regarded as an optimum ignition timing. And A / F (air-fuel ratio)
Other combustion control maps, such as maps, have been created in the same manner as the ignition timing map.

ノッキングとは燃焼途中における未燃部分の混合気が
断熱圧縮などによる温度上昇のために火災の伝搬を待た
ずに自己着火し、一時的に燃焼する現象であり、この際
の燃焼は急激に起こるために燃焼室内では圧力および温
度が急上昇するとともに衝撃波が発生する。したがっ
て、マップ作成時には熟練した計測員が衝撃波による打
音を聴き、ノッキングを判定していた。
Knocking is a phenomenon in which the air-fuel mixture in the unburned part during combustion is self-ignited and temporarily burns without waiting for the propagation of the fire due to temperature rise due to adiabatic compression, etc., and combustion at this time occurs rapidly Therefore, pressure and temperature rise rapidly in the combustion chamber and a shock wave is generated. Therefore, at the time of creating the map, a skilled measurement person listened to the impact sound of the shock wave to determine knocking.

ところが、このような聴感に頼る方法を採る場合、一
回毎の測定に時間が掛かるために測定回数を少なくせざ
るを得ず、詳細なマップを作成することができなかっ
た。また、測定員が環境劣悪な動力試験室で作業を行わ
なければならず衛生や安全上の問題がある一方で、測定
員の未熟練などに起因する誤測定も多かった。更に、測
定の度にノッキングを発生させる都合上、試験用機関の
各部に機械的振動や歪みなどが生じたり、点火プラグや
ピストンなども過熱して溶損を起こしたりしやすく、機
関寿命も短かかった。
However, when such a method relying on the sense of hearing is adopted, since it takes time to perform each measurement, the number of measurements has to be reduced, and a detailed map cannot be created. In addition, while the measurement staff had to work in a power test room where the environment was poor, there were hygiene and safety problems, but there were many erroneous measurements due to the unskilledness of the measurement staff. In addition, due to knocking at each measurement, mechanical vibrations and distortions occur in each part of the test engine, and ignition plugs and pistons are easily overheated and melted. It took.

本発明は上記状況に鑑みなされたもので、ノッキング
を発生させないでマップを作成する方法を提供すること
により試験の自動化や高速化などを可能とし、上記不具
合を解消することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for creating a map without causing knocking, thereby enabling automation and speeding up of a test, and solving the above-mentioned problems.

〈課題を解決するための手段〉 火花点火内燃機関における通常の燃焼の化学反応は、
第1段階の過酸化物反応、第2段階の冷炎反応(又はホ
ルムアルデヒド反応)、第3段階の熱炎反応の各段階を
経て行われる。この段階の中で爆発的反応を起すのは第
3段階であり、第1,第2段階は燃料中の炭化水素がホル
ムアルデヒドやOH,HO2等の高エネルギの遊離基に分解さ
れる前駆反応である。MBTすなわちノッキング発生条件
近傍においては、自己着火寸前の圧力及び温度になって
いる燃焼室内の未燃領域で第1,第2段階の前駆反応が進
行しており、高エネルギの遊離基が多く、通常よりも化
学的に活性化された状態になっている。このため、そこ
に火炎面が到達すると、前駆反応に要する遅れなしで直
ちに第3段階の熱炎反応が起こり、火炎速度ひいては熱
発生率が高くなるのである。
<Means for Solving the Problems> The chemical reaction of normal combustion in a spark ignition internal combustion engine is
The reaction is performed through a first stage peroxide reaction, a second stage cool flame reaction (or formaldehyde reaction), and a third stage hot flame reaction. The cause explosive reaction in this step is the third step, first, second stage the precursor reaction hydrocarbon in the fuel formaldehyde or OH, is decomposed to high energy free radicals such as HO 2 It is. In the vicinity of the MBT, that is, the knocking occurrence condition, the first and second stage precursor reactions are progressing in the unburned region in the combustion chamber at the pressure and temperature just before the self-ignition, and there are many free radicals with high energy, It is in a more chemically activated state than usual. Therefore, when the flame surface reaches there, the third stage of the flame reaction occurs immediately without delay required for the precursor reaction, and the flame speed and, consequently, the heat generation rate increase.

一方、熱発生率が高くなる状態では燃焼反応が急激に
進行しているため、当然のことながら、燃焼に関する物
理量すなわち燃焼物理量も通常時に比べて変化する。例
えば、燃焼物理量の一つである燃焼室の内圧(以下、筒
内圧)は燃焼に従い増加するが、その増加率は熱発生率
が高くなるほど大きくなる。従って、この筒内圧の変化
状況から熱発生率の変化状況を演算することが可能とな
り、その変化状況を観察すれば、機関がノッキング発生
条件の近傍にあるか否かを知ることができるのである。
On the other hand, in the state where the heat generation rate is high, the combustion reaction is rapidly progressing, so that the physical quantity related to combustion, that is, the physical quantity of combustion changes naturally as compared with the normal state. For example, the internal pressure of a combustion chamber (hereinafter, cylinder pressure), which is one of the physical quantities of combustion, increases with combustion, but the rate of increase increases as the heat generation rate increases. Therefore, it is possible to calculate the change in the heat release rate from the change in the in-cylinder pressure, and by observing the change, it is possible to know whether or not the engine is near the knocking occurrence condition. .

上記知見に基づき、本発明では前述の課題を解決する
ために、火花点火内燃機関の燃焼制御マップを作成する
方法であって、当該火花点火内燃機関の燃焼室内の燃焼
に伴って変化する筒内圧から熱発生率の変化状況を演算
し、この変化状況に基づいてノッキング寸前の状態を検
知し、その際の運転条件を燃焼制御マップのパラメータ
として用いることを特徴とする燃焼制御マップ作成方法
を提案するものである。
Based on the above findings, the present invention is directed to a method for creating a combustion control map of a spark ignition internal combustion engine in order to solve the above-mentioned problems, wherein an in-cylinder pressure that varies with combustion in a combustion chamber of the spark ignition internal combustion engine. A combustion control map creation method is proposed in which a change state of the heat release rate is calculated from the above, a state immediately before knocking is detected based on the change state, and operating conditions at that time are used as parameters of the combustion control map. Is what you do.

〈作用〉 運転条件を適宜変化させながら試験用機関を運転さ
せ、同時にセンサなどによって筒内圧を検出する。そし
て、この検出信号を演算装置に送って熱発生率の変化状
況を算出し、その変化状況と予め記憶されていたノッキ
ング寸前の変化状況とを比較し、その比較結果に応じて
運転条件に所定量の補正を加えたものをパラメータとし
て記憶する。この作業を想定される種々の運転条件で行
い、得られた各パラメータを用いて燃焼制御マップを作
成する。
<Operation> The test engine is operated while appropriately changing the operating conditions, and at the same time, the in-cylinder pressure is detected by a sensor or the like. Then, the detection signal is sent to the arithmetic unit to calculate a change state of the heat release rate, the change state is compared with a change state immediately before knocking stored in advance, and the operating condition is determined according to the comparison result. The result of the quantitative correction is stored as a parameter. This work is performed under various assumed operating conditions, and a combustion control map is created using the obtained parameters.

〈実施例〉 本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明する。<Example> An example of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

第1図には、燃焼物理量たる筒内圧を用いて、燃焼制
御マップの一つである点火時期マップを作成する点火時
期マップ作成装置の概略構成を示してある。また、第2
図にはクランク角と熱発生率の関係を示してある。そし
て、第3図には本実施例における制御フローチャート
を、第4図には係る点火時期マップ作成装置により作成
された点火時期マップの一例をそれぞれ示してある。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an ignition timing map creating device that creates an ignition timing map, which is one of the combustion control maps, using an in-cylinder pressure as a physical combustion quantity. Also, the second
The figure shows the relationship between the crank angle and the heat release rate. FIG. 3 shows a control flowchart in the present embodiment, and FIG. 4 shows an example of an ignition timing map created by the ignition timing map creating apparatus.

第1図に示すように、本実施例の点火時期マップ作成
装置は、試験用の4サイクル4気筒火花点火内燃機関
(以下、エンジン)1と、このエンジン1の運転状態を
制御する運転コントローラ2、および運転により得られ
たデータを演算処理してマップを作成する演算装置3と
から主要部が構成されている。
As shown in FIG. 1, an ignition timing map creation device according to the present embodiment includes a test four-cycle four-cylinder spark ignition internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine) 1 and an operation controller 2 for controlling an operation state of the engine 1. And an arithmetic unit 3 for performing arithmetic processing on the data obtained by the operation to create a map.

エンジン1の各気筒の燃焼室4には点火プラグ5のほ
か筒内圧検出手段たる筒内圧センサ6が取り付けられて
いる。筒内圧センサ6は圧電素子を組み込んだもので、
気筒内の圧力を電荷に変換して出力する。また、フライ
ホイール7にはクランク角センサ8が隣接して設けら
れ、吸気管9と排気管10にはそれぞれ吸気圧を検出する
ための吸気圧センサ11と排気中の酸素濃度を検出するた
めのO2センサ12とが取り付けられている。そして、クラ
ンクシャフト13にはエンジン1に負荷を与えたり、出力
や軸トルクなどを計測するためのダイナモメータ14が接
続している。
The combustion chamber 4 of each cylinder of the engine 1 is provided with an in-cylinder pressure sensor 6 as an in-cylinder pressure detecting means in addition to the ignition plug 5. The in-cylinder pressure sensor 6 incorporates a piezoelectric element.
The pressure in the cylinder is converted into electric charges and output. A crank angle sensor 8 is provided adjacent to the flywheel 7, and an intake pressure sensor 11 for detecting intake pressure and an oxygen concentration in exhaust gas are respectively provided on an intake pipe 9 and an exhaust pipe 10. and O 2 sensor 12 is attached. The crankshaft 13 is connected to a dynamometer 14 for applying a load to the engine 1 and measuring output, shaft torque, and the like.

運転コントローラ2は点火ドライバなどを介して点火
プラグ5を駆動する他、図示しない燃料噴射弁やスロッ
トル弁などを駆動して噴射量や吸気量などの制御を行
う。
The operation controller 2 drives the spark plug 5 via an ignition driver or the like, and also controls a fuel injection valve, a throttle valve, and the like (not shown) to control an injection amount, an intake amount, and the like.

以上の各センサやダイナモメータ14により計測された
測定値と運転コントローラ2の制御数値はすべて演算装
置3に入力する。演算装置3内では、筒内圧センサ6か
らの信号がクランク角センサ8からの信号と共に熱発生
パターン演算ユニット15に入力し、処理が行われた後RA
M16に入力する。また、クランク角センサ8からの信号
はエンジン回転数演算ユニット17を介して、O2センサ12
からの信号はアンプ18により増幅されて、それぞれRAM1
6に入力する。そして、その他のセンサや機器からの信
号はそのままRAM16に入力する。尚、演算装置3には上
述の各センサや機器のほか大気圧や大気温などの大気条
件を検出する図示しない検出手段が接続し、その検出手
段からの信号もRAM16に入力する。
The measured values measured by the sensors and the dynamometer 14 and the control values of the operation controller 2 are all input to the arithmetic unit 3. In the arithmetic unit 3, the signal from the in-cylinder pressure sensor 6 is input to the heat generation pattern arithmetic unit 15 together with the signal from the crank angle sensor 8, and after the processing is performed, RA
Input to M16. The signal from the crank angle sensor 8 is sent to the O 2 sensor 12 via the engine speed calculation unit 17.
From the RAM 1
Enter 6 Then, signals from other sensors and devices are directly input to the RAM 16. In addition to the sensors and devices described above, the arithmetic unit 3 is connected to detection means (not shown) for detecting atmospheric conditions such as atmospheric pressure and atmospheric temperature. A signal from the detection means is also input to the RAM 16.

演算装置3内には更にデータバンク19と最適点火時期
演算ユニット20およびマップ作成ユニット21が設けられ
ている。熱発生パターン演算ユニット15からRAM16に入
力したデータは最適点火時期演算ユニット20を経由して
データバンク19に入力する。また、RAM16内の他の各種
の信号(データ)も整理されてデータバンク19に入力す
る。マップ作成ユニット21ではデータバンク19内の各デ
ータを用いて点火時期マップが作成される。
The arithmetic unit 3 further includes a data bank 19, an optimal ignition timing arithmetic unit 20, and a map creating unit 21. The data input from the heat generation pattern calculation unit 15 to the RAM 16 is input to the data bank 19 via the optimum ignition timing calculation unit 20. Further, various other signals (data) in the RAM 16 are also arranged and input to the data bank 19. The map creation unit 21 creates an ignition timing map using each data in the data bank 19.

以下、第3図のフローチャートに基づき本実施例の作
用を述べる。
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

運転コントローラ2に起動されて、エンジン1が回転
を始めると、演算装置3では試験に先立ち、試験開始時
のエンジン回転数NEを最低回転数(アイドリング)に、
負荷Lを無負荷に、空燃比A/Fを最高リッチに、点火時
期Sを最大リタード値にそれぞれ設定し、コントローラ
2に入力する。
Is activated on the operation controller 2, in the engine 1 starts to rotate, before the arithmetic unit 3 test, the minimum frequency of the engine rotational speed N E at the start of the test (idling),
The load L is set to no load, the air-fuel ratio A / F is set to the maximum rich, and the ignition timing S is set to the maximum retard value.

次いで、クランク角センサ8により実際のエンジン回
転数NEが、スロットルポジションセンサ、吸気圧センサ
等の出力により実際の負荷Lが、O2センサ12により実際
の空燃比A/Fが、それぞれ計測され、演算装置内で前記
設定値と比較される。そして、計測値と設定値間に相違
があった場合には、その相違がなくなるように設定値に
対する補正量を算出し、運転コントローラ2に入力す
る。
Then, the actual engine speed N E by the crank angle sensor 8, a throttle position sensor, the actual load L by the output of such intake pressure sensor, O 2 sensor 12 the actual air-fuel ratio A / F by is measured respectively , Is compared with the set value in the arithmetic unit. When there is a difference between the measured value and the set value, a correction amount for the set value is calculated so as to eliminate the difference, and is input to the operation controller 2.

設定値と計測値とが等しくなったら、i=1とし、ク
ランク角センサによりクランク角θを、筒内圧センサ6
により各気筒の筒内圧Pをそれぞれ検出する。そして、
熱発生パターン演算ユニット15により、クランク角θと
筒内圧Pを用いて熱発生率dQ/dθを以下の手順で演算す
る。
When the set value and the measured value become equal, i = 1, and the crank angle θ is set by the crank angle sensor to the in-cylinder pressure sensor 6.
, The in-cylinder pressure P of each cylinder is detected. And
The heat generation pattern calculation unit 15 calculates the heat generation rate dQ / dθ by using the crank angle θ and the in-cylinder pressure P in the following procedure.

まず下記の通り、熱発生量dQおよび内部エネルギ増分
duを求める各演算式と状態方程式とを用いて演算を行
う。
First, as shown below, the heat release amount dQ and the internal energy increment
An operation is performed using each operation expression for obtaining du and a state equation.

但し、Gは燃焼ガス量、 Aは仕事の熱当量、 Rは気体定数、 Cvは定容比熱、 kは比熱の比、 Tは絶対温度である。 Here, G is the amount of combustion gas, A is the heat equivalent of work, R is the gas constant, Cv is the specific heat of constant volume, k is the ratio of the specific heat, and T is the absolute temperature.

(1),(2),(3)式より 従って、熱発生率(dQ/dθ)は以下の通りである。From equations (1), (2) and (3) Therefore, the heat release rate (dQ / dθ) is as follows.

尚、この際、燃焼行程(上死点〜上死点後50°)では であるから、上式を次のように近似してもよい。 At this time, in the combustion stroke (top dead center to 50 ° after top dead center) Therefore, the above equation may be approximated as follows.

つまり、熱発生率を筒内圧の変化率で近似できるので
ある。
That is, the heat release rate can be approximated by the rate of change of the in-cylinder pressure.

なお、上述したように熱発生率を演算する際には、ノ
ッキング等による高周波振動成分をフィルタでカットす
ることが望ましい。つまり、指圧線図にはいつでも高周
波の振動成分が重畳しており、この振動成分をカットす
ることにより、熱発生率の変化状態が第1図に示したよ
うに単純化されるのである。そのため、本実施例では直
接FFT法やスプライン関数法を用いたローパスフィルタ2
2が用いられている。
When calculating the heat generation rate as described above, it is desirable to cut a high-frequency vibration component due to knocking or the like with a filter. In other words, a high-frequency vibration component is always superimposed on the acupressure diagram, and by cutting this vibration component, the change state of the heat generation rate is simplified as shown in FIG. Therefore, in this embodiment, the low-pass filter 2 using the direct FFT method or the spline function method is used.
2 is used.

次に、熱発生パターン演算ユニット15では、得られた
熱発生率dQ/dθ(あるいは筒内圧の変化率dP/dθ…以
下、熱発生率dQ/dθで代表させる)から、熱発生率dQ/d
θの立下がりに要する時間、すなわちその最大値から燃
焼完了への移行時間を演算する。この移行時間としては
実時間ではなく、最大値におけるクランク角θ100と燃
焼完了時におけるクランク角θ0の差|θ100−θ0|を
用いる。
Next, the heat generation pattern calculation unit 15 calculates the heat generation rate dQ / dθ from the obtained heat generation rate dQ / dθ (or the rate of change of the in-cylinder pressure dP / dθ... d
The time required for the fall of θ, that is, the transition time from the maximum value to the completion of combustion is calculated. As the transition time, not the real time, but the difference | θ 100 −θ 0 | between the crank angle θ 100 at the maximum value and the crank angle θ 0 at the completion of combustion is used.

つづいて、エンジンの出力トルクTを検出する。 Subsequently, the output torque T of the engine is detected.

そして、その時のエンジン回転数NE、負荷L、空燃比
A/F、点火時期S、移行時間|θ100−θ0|、トルクT
をRAMに記憶するとともに、i=100かどうかを判定す
る。
Then, the engine speed N E , load L, and air-fuel ratio at that time
A / F, ignition timing S, transition time | θ 100 −θ 0 |, torque T
Is stored in the RAM, and it is determined whether i = 100.

iが100に満たない場合i−i+1として再びエンジ
ン回転数NE、負荷L、空燃比A/F、点火時期S,移行時期
|θ100−θ0|、トルクTを算出もしくは検出し、RAM
に記憶する。
If i is less than 100, the engine speed NE , load L, air-fuel ratio A / F, ignition timing S, transition timing | θ 100 −θ 0 | and torque T are calculated or detected again as i−i + 1, and RAM
To memorize.

そして、i=100となったら、RAMに記憶された100回
のデータのうち許容変動範囲外のものを削除する。具体
的には100回のデータのうち、回転数NE、負荷L、空燃
比A/F、点火時期Sのいずれかの値が設定値と極端に差
のあるデータを削除するようにする。
Then, when i = 100, data out of the permissible variation range is deleted from the 100 data stored in the RAM. Specifically, of the 100 times of data, data in which any one of the rotational speed NE , the load L, the air-fuel ratio A / F, and the ignition timing S has an extremely different value from the set value is deleted.

次に、前述の移行時間|θ100−θ0|と後述する絶対
設定値とを比較し、以下に示す方法でノッキング状態か
否かの判定を行う。
Next, the above-mentioned transition time | θ 100 −θ 0 | is compared with an absolute set value described later, and it is determined whether or not the knocking state is established by the following method.

即ち、第2図に示すように、ノッキング寸前の状態で
の熱発生率(実線で示す)は、それ以前の状態(破線で
示す)に比べ立下り方が大きく変化し、移行時間|θ
100−θ0|が短くなっている。したがって、ノッキング
寸前の移行時間|θ100−θ0|を絶対設定値とすれば、
ノッキング状態か否かの判定ができるのである。
That is, as shown in FIG. 2, the heat release rate (shown by a solid line) in the state immediately before knocking changes greatly in the way of falling compared to the state before that (shown by a broken line), and the transition time | θ
100 −θ 0 | is shorter. Therefore, if the transition time | θ 100 −θ 0 | immediately before knocking is set as an absolute setting value,
It is possible to determine whether or not the vehicle is in a knocking state.

なお、第2図にて、クランク角θ0は燃焼完了時点で
あり、燃焼が完了しているために新たな熱の発生はな
く、熱発生率dQ/dθは当然0となり、前述したように、
筒内圧の変化率もこれに近似できる。
In FIG. 2, the crank angle θ 0 is the time when the combustion is completed. Since the combustion is completed, no new heat is generated, and the heat release rate dQ / dθ is naturally 0, as described above. ,
The rate of change of the in-cylinder pressure can also be approximated.

次に、移行時間|θ100−θ0|が絶対設定値よりも小
さくなる確立A1を算出し、これを許容値A0と比較する。
ここで、A0はノック余裕度の判定基準値で、A1<A0であ
れば十分ノックしない状態であると判定し、A1>A0の場
合はノックに対する余裕がないと判定するものである。
Then, the transition time | θ 1000 | calculates the establishment A 1 which is smaller than the absolute setting value, compares it with the allowable value A 0.
Here, A 0 is a determination reference value of the knock margin, which determines that there is no margin for knock in the case of A 1 <A 0 Dearebajubun'nokkushinaijotaidearutohanteishi,A 1> A 0 It is.

A1<A0の場合は、MBTの判定を行う。If A 1 <A 0 , the MBT is determined.

即ち、前回のデータ取り込み時のトルクTの平均値T
n-1と、今回のデータ取り込み時のトルクTの平均値Tn
とを比較し、比較結果がTn≧Tn-1からTn<Tn-1に変わっ
たときの前回の点火時期をMBTとする。
That is, the average value T of the torque T at the time of the previous data acquisition.
and n-1, the average value T n of the torque T at the time of the current data capture
Comparing the door, the comparison result is a MBT the preceding ignition timing when changed from T n ≧ T n-1 to T n <T n-1.

Tn≧Tn-1となった場合は、今回の移行時間|θ100
θ0|の平均値B1と基準値B0の偏差を求める。ここで、
基準値B0は点火時期Sをさらに進角可能か否かを判定す
るものであり、前述の移行時間|θ100−θ0|が絶対設
定値よりも小さくなる確立A1によるノック余裕度の判定
に比べ、より精度の高い進角限界を判定するものであ
る。そして、B1とB0の偏差b1が許容値b0以上であれば点
火時期SをdX°進角し、再び前述の100回のデータ取り
込みを行う。
If T n ≧ T n-1 , the current transition time | θ 100
The deviation between the average value B 1 of θ 0 | and the reference value B 0 is determined. here,
The reference value B 0 is for determining whether or not the ignition timing S can be further advanced. The knock margin due to the probability A 1 that the above-mentioned transition time | θ 100 −θ 0 | becomes smaller than the absolute set value is determined. This is to determine the advance angle limit with higher accuracy than the determination. Then, B 1 and variance b 1 of B 0 is allowable value b 0 or more than dX ° advances the ignition timing S if hidden again performs 100 times of data acquisition described above.

一方、B1とB0の偏差b1が許容値b0以下であれば、その
時の運転パラメータが最適値であると判断し、それぞれ
の値をMAPデータとしてRAMに記憶する。即ち、MBTより
も先に進角限界がきた場合は、その時点で進角を中断す
る。
On the other hand, the deviation b 1 of B 1 and B 0 is equal tolerance b 0 or less, it is determined that the operating parameter is an optimal value at that time, and stores the respective values in the RAM as the MAP data. That is, when the advance angle limit comes before the MBT, the advance angle is interrupted at that time.

また、前述の最大トルクの判定でTn<Tn-1となった場
合は、MBTを過ぎてなお進行角してしまたものと判断
し、点火時期SをdX°遅角して、各運転パラメータをMA
PデータとしてRAMに記憶する。
Also, if a T n <T n-1 in the determination of the maximum torque of the foregoing, it is determined that there was want to Incidentally movement angle past the MBT, and dX ° retarding the ignition timing S, each Operating parameters MA
Store as P data in RAM.

以上のようにして、エンジン回転数NEが最低回転数
(アイドリング)、負荷Lが無負荷、空燃比A/Fが最高
リッチであるときの最適点火時間Sが求められたら、つ
づいて、エンジン回転数NEを最低回転数(アイドリン
グ)に、負荷Lを無負荷にそれぞれ固定したまま、空燃
比A/Fを最高リッチよりdYずつリーン化して、それぞれA
/F値における最適点火時期Sを求める。
As described above, when the optimum ignition time S when the engine speed NE is the minimum engine speed (idling), the load L is no load, and the air-fuel ratio A / F is the maximum rich is obtained, the rotational speed N E to the minimum rotational speed (idling), while the load L was fixed to no load, to lean by dY than the maximum rich the air-fuel ratio a / F, respectively a
The optimum ignition timing S at the / F value is obtained.

そして、最高リッチからリーン限界値までのそれぞれ
のA/F値に対する最適点火時期Sが求められたら、次
に、負荷Lの値を変更してデータの取り込みを行う。即
ち、エンジン回転数NEを最低回転数(アイドリング)
に、負荷Lを無負荷よりdLだけ増大させた値にそれぞれ
固定し、全てのA/F値に対する最適点火時期Sを求め
る。
Then, when the optimum ignition timing S for each A / F value from the highest rich to the lean limit value is obtained, the value of the load L is changed and data is fetched. That is, the minimum rotation speed of the engine rotational speed N E (idling)
Next, the load L is fixed to a value increased by dL from the no load, and the optimum ignition timing S for all A / F values is obtained.

その後は負荷Lを最大負荷までdLずつ増大していき、
それぞれの負荷値について、A/F値を最高リッチからリ
ーン限界値まで変化させて、最適点火時期Sを求めて行
く。そして、エンジン回転数NEの最低回転数について、
負荷LとA/F値の全ての組み合わせに対する最適点火時
期Sが得られたら、今度はエンジン回転数を変更してデ
ータの取り込みを行う。即ち、エンジン回転数を最低回
転数から最大回転数までdNEずつ増大させていき、それ
ぞれの回転数について負荷LとA/F値を変化させ、全て
の設定値に対する最適点火時期を求める。
Thereafter, the load L is increased by dL to the maximum load,
For each load value, the A / F value is changed from the highest rich to the lean limit value, and the optimum ignition timing S is obtained. Then, the minimum rotational speed of the engine rotational speed N E,
When the optimal ignition timing S for all combinations of the load L and the A / F value is obtained, the engine speed is changed and the data is acquired. In other words, gradually increasing the engine speed from the minimum rotational speed by dN E until the maximum rotational speed, for each of the rotational speed by changing the load L and A / F value, determining the optimum ignition timing with respect to all setting values.

以上のようにして、エンジン回転数NE、負荷L、空燃
比A/Fについて、それぞれの初期値から限界値までの全
ての組み合わせに対する最適点火時期Sが求まり、得ら
れたデータはRAM16からデータバンク19に入力される。
As described above, the optimum ignition timing S for all combinations from the initial value to the limit value for the engine speed NE , the load L, and the air-fuel ratio A / F is obtained. It is input to bank 19.

次に、データバンク19内のデータは第5図及び第6図
に示す測定データ群に編集される。そして、最後にマッ
プ作成ユニット21によりエンジンを搭載する車両の種類
(燃費重視か出力重視か等)に応じて最適点火時期及び
空燃比の組合せが抽出・整理され、これらの最適点火時
期データから第4図に示すような点火時期マップが作成
される。
Next, the data in the data bank 19 is compiled into a measurement data group shown in FIGS. Finally, the combination of the optimum ignition timing and the air-fuel ratio is extracted and arranged by the map creation unit 21 according to the type of the vehicle on which the engine is mounted (fuel efficiency or output). An ignition timing map as shown in FIG. 4 is created.

以上で実施例の説明を終えるが、本発明はこの実施例
に限るものではなく、例えば、ノッキング発生条件近傍
にあるか否かの判定において、熱発生率の最大値に対し
て50%の熱発生率を示すクランク角θ50から10%の熱発
生率を示すクランク角θ10までの範囲など他の領域を用
いても良い。また、本発明は点火時期や空燃比マップの
作成のみに用いられるものではなく、第7図,第8図に
それぞれ示すEGR率,過給圧などの測定データ群から、
それぞれのマップを作成する燃焼制御マップ作成装置に
適用しても良い。
Although the description of the embodiment has been finished above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, in determining whether or not knocking conditions are near, a heat generation rate of 50% with respect to the maximum value of the heat generation rate is determined. it may be other regions such as in the range of up to crank angle theta 10 showing a 10% heat generation rate from the crank angle theta 50 showing the incidence. Further, the present invention is not used only for preparing the ignition timing and the air-fuel ratio map, but is based on the measured data groups such as the EGR rate and the supercharging pressure shown in FIGS. 7 and 8, respectively.
You may apply to the combustion control map preparation apparatus which produces each map.

〈発明の効果〉 本発明の燃焼制御マップ作成方法によれば、筒内圧の
変化からノッキング寸前の状態を検知し、その際の運転
条件を燃焼制御マップのパラメータとして用いるように
したため、従来は作業員の聴感に頼っていた燃焼制御マ
ップの作成が自動化され、詳細かつ正確な燃焼制御マッ
プが短時間で作成可能となる。また、燃焼制御マップの
作成においてノッキングを発生させる必要がなくなるた
め、試験用機関の寿命が向上する。
<Effect of the Invention> According to the combustion control map creating method of the present invention, the state immediately before knocking is detected from the change in the in-cylinder pressure, and the operating condition at that time is used as a parameter of the combustion control map. The creation of the combustion control map, which relied on the hearing of the members, is automated, and a detailed and accurate combustion control map can be created in a short time. Further, since it is not necessary to generate knocking in creating the combustion control map, the life of the test engine is improved.

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

第1図は、本発明の燃焼制御マップ作成方法の一実施例
に係る点火時期マップ作成装置を示す概略構成図であ
る。また、第2図はクランク角と熱発生率の関係を示す
グラフである。そして、第3図は本実施例の点火時期マ
ップ作成装置の制御フローチャートであり、第4図は本
実施例に係る点火時期マップ作成装置により作成された
点火時期マップである。更に、第5図〜第8図は点火時
期マップ,空燃比マップ,EGR率マップ,過給圧マップを
作成するためのそれぞれデータ群である。 図中、 1はエンジン、2は運転コントローラ、3は演算装置、
6は筒内圧センサ、8はクランク角センサ、11は吸気圧
センサ、12はO2センサ、14はダイナモメータ、15は熱発
生パターン演算装置、16はRAM、17はエンジン回転数演
算ユニット、19はデータバンク、20は最適点火時期演算
ユニット、21はマップ作成ユニットである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an ignition timing map creation device according to one embodiment of a combustion control map creation method of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the crank angle and the heat release rate. FIG. 3 is a control flowchart of the ignition timing map creator of this embodiment, and FIG. 4 is an ignition timing map created by the ignition timing map creator of this embodiment. FIGS. 5 to 8 show data groups for creating an ignition timing map, an air-fuel ratio map, an EGR rate map, and a supercharging pressure map. In the figure, 1 is an engine, 2 is an operation controller, 3 is an arithmetic unit,
6-cylinder pressure sensor, a crank angle sensor 8, the intake pressure sensor 11, the O 2 sensor 12, 14 is dynamometer, 15 heat generation pattern calculation unit, 16 RAM, 17 is an engine rotational speed calculation unit, 19 Is a data bank, 20 is an optimal ignition timing calculation unit, and 21 is a map creation unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安東 弘光 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 三林 大介 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−130330(JP,A) 特開 昭54−112(JP,A) 特開 昭59−136544(JP,A) 特開 昭64−19174(JP,A) 特開 昭59−136543(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 45/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiromitsu Ando 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Daisuke Mibayashi 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo No. Mitsubishi Motors Corporation (56) References JP-A-62-130330 (JP, A) JP-A-54-112 (JP, A) JP-A-59-136544 (JP, A) JP-A-64 -19174 (JP, A) JP-A-59-136543 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02D 45/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】火花点火内燃機関の燃焼制御マップを作成
する方法であって、当該火花点火内燃機関の燃焼室内の
燃焼に伴って変化する筒内圧から熱発生率の変化状況を
演算し、この熱発生率の変化状況に基づいてノッキング
寸前の状態を検知し、その際の運転条件を燃焼制御マッ
プのパラメータとして用いることを特徴とする燃焼制御
マップ作成方法。
1. A method for preparing a combustion control map of a spark ignition internal combustion engine, comprising calculating a change state of a heat generation rate from an in-cylinder pressure that changes with combustion in a combustion chamber of the spark ignition internal combustion engine. A method for creating a combustion control map, comprising detecting a state immediately before knocking based on a change state of a heat release rate and using operating conditions at that time as parameters of a combustion control map.
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