JPH02221662A - Method of forming combustion control map - Google Patents

Method of forming combustion control map

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JPH02221662A
JPH02221662A JP1041528A JP4152889A JPH02221662A JP H02221662 A JPH02221662 A JP H02221662A JP 1041528 A JP1041528 A JP 1041528A JP 4152889 A JP4152889 A JP 4152889A JP H02221662 A JPH02221662 A JP H02221662A
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combustion
map
ignition timing
engine
control map
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Tetsuro Ishida
哲朗 石田
Yoshiro Danno
団野 喜朗
Kazuhide Togaki
一英 栂井
Hiromitsu Ando
弘光 安東
Daisuke Mitsuhayashi
大介 三林
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Abstract

PURPOSE:To automize the formation of a map and shortening the time thereof by calculating the changing state of heat generating rate from a combustion physical quantity changed according to the combustion in a combustion chamber to detect the state just before knocking, and using the operating condition at that time as a parameter of combustion control map. CONSTITUTION:When an engine 1 is rotated, engine speed NE, load L, and air-fuel ratio A/F are measured by a crank angle sensor 8, the output of an intake pressure sensor 11, and an O2 sensor 12, respectively. When the measured values are equal to respective set values compared therewith in an arithmetic device 3, crank angle theta and cylinder internal pressure P of each cylinder are detected by the crank angle sensor 8 and a cylinder internal pressure sensor 6, respectively, and heat generating rate dQ/dtheta is calculated by a heat generating pattern calculating unit 15. Then, the state just before knocking is detected from the changing state of this heat generating rate dQ/dtheta. The operating condition at that time is used as a parameter of combustion control map, and an ignition time map is formed by a map forming unit 21.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、燃焼制御マツ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 Field of Application> The present invention relates to a method for creating a combustion control map, and aims to automate the process and improve the accuracy of the map creation.

〈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(Elect
ronic Control Unit)で集中的に行
うものが主流となって8す、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。
<Conventional technology> In recent years, spark ignition internal combustion engines such as gasoline engines have
In response to demands for fuel efficiency and low pollution, more and more devices are becoming electronically controlled. The form of control is mainly fuel injection control, ignition timing control, knocking control, idle speed control, EGR control, etc.
It has become mainstream to carry out the process intensively using a ronic control unit (8), and combined with advances in semiconductor devices, high reliability and cost reduction have been achieved.

ところで、上述した容置の制御では、多くの場合、計測
手段からの情報をROMやRAM内の燃焼制御マツプ(
以下、マツプ)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。マツプには、濃度補正マツプなどのよ
うに入力値と出力値が1対1に対応する二次元マツプや
、機関回転数と吸気圧から燃料噴射量を求めるマツプな
どのように2種のパラメータに対応する三次元マツプと
がある。
By the way, in the above-mentioned container control, in many cases, information from the measuring means is stored in the combustion control map (ROM or RAM).
A method is adopted in which the control amount is determined by processing using a map (hereinafter referred to as map). Maps include two-dimensional maps that have a one-to-one correspondence between input values and output values, such as concentration correction maps, and maps that have two types of parameters, such as maps that calculate fuel injection amount from engine speed and intake pressure. There is a corresponding three-dimensional map.

これらのマツプは一般に、実験を行うことにより得られ
る。例えば、点火時期マツ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、M B T 
(MinimumSpark Advance for
 Be5t 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
点火時期を求めろ。す下、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ツプが得られるのであ
る。
These maps are generally obtained by conducting experiments. For example, when creating an ignition timing map, the ignition timing is gradually advanced while the air-fuel ratio, engine speed, intake pressure, etc. are fixed, and M B T
(Minimum Spark Advance for
Find the optimal ignition timing that is near the engine speed (Be5t Torque) and does not cause knocking. Next, change parameters such as the air-fuel ratio and engine speed, and find the optimal ignition timing under those conditions. By repeating this experiment, maps corresponding to various operating conditions 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大時期の近傍
にある。一方、MBTの検出作業にはシャレダイナモメ
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 that can extract the maximum torque from the engine, is near the peak timing at which knocking occurs. On the other hand, MBT detection work requires large measuring equipment such as a Petri dynamometer, and the work itself is difficult because it involves detecting delicate values.

そのため、点火時期マツ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!&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)マツプなど他の燃焼制御マツプも、点火時期マツプ
と同様の方法で作成されていた。
Therefore, when creating an ignition timing map, rather than detecting the actual MBT, wait for knocking to occur due to advance angle, and then set the position shifted by a predetermined amount from there! & A method of determining the appropriate ignition timing was adopted. Other combustion control maps such as A/F (air-fuel ratio) maps were also 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炎の伝搬を待たず
に自己着火し、−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。
Knocking is a phenomenon in which the unburned air-fuel mixture during combustion self-ignites without waiting for flame propagation due to temperature rise due to adiabatic compression, resulting in temporary combustion.In this case, combustion occurs rapidly. As a result, pressure and temperature rise rapidly within the combustion chamber, and a shock wave is generated.

したがって、マツ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。
Therefore, when creating a map, skilled measurement staff listens to the knocking sound caused by shock waves and determines knocking.

ところが、このような聴感に頼る方法を採る場合、−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
を得す、詳細なマツプを作成することができなかった。
However, when such a method relying on auditory sensation is adopted, it takes time to make each measurement, so the number of measurements has to be reduced, and a detailed map cannot be created.

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。
In addition, the measurement staff had to work in a power testing room with poor environmental conditions, which caused health and safety problems, and there were also many measurement errors due to lack of skill on the part of the measurement staff. Furthermore, because knocking occurs every time a measurement is made, mechanical vibrations and distortions occur in various parts of the test engine, and spark plugs and pistons are prone to overheating and melting, which shortens the engine's lifespan. 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
発生させないでマツ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 was made in view of the above-mentioned situation, and aims to solve the above-mentioned problems by providing a method for creating a map without causing knocking, thereby making it possible to automate and speed up testing.

<am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
て行われろ。
<Means for solving am> The chemical reactions of normal combustion in a spark-ignition internal combustion engine include a peroxide reaction in the first stage, a cold flame reaction (or formaldehyde reaction) in the second stage, and a hot flame reaction in the third stage. Go through each step of the reaction.

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段階は燃利巾の炭化水素がホルムアルデヒド
やOH,HO2Jの高エネルギの遊離基に分解される前
駆反応である。
Among these stages, it is the third stage that causes an explosive reaction.
1st. The second stage is a precursor reaction in which the hydrocarbons in the fuel range are decomposed into high-energy free radicals such as formaldehyde, OH, and HO2J.

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、通常よしも化学的に活性化され
た状態になっている。どのため、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。
Near MBT, that is, knocking conditions, the first ignition occurs in the unburned region of the combustion chamber where the pressure and temperature are on the verge of self-ignition. The second stage precursor reaction is in progress, with many high-energy free radicals and usually in a chemically activated state. Therefore, when the flame front reaches there, the third stage hot flame reaction occurs immediately without the delay required for the precursor reaction, and the flame speed and thus the heat release rate increase.

一方、熱発生率が高(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。また、その他の燃焼物理量と
して、燃料が燃焼する際の火災から得られる燃焼光強度
などがあるが、これらも熱発生率に伴って変化する。従
って、これらの燃焼物理量の変化状況から熱発生率ある
いは熱発生率と相関関係にある物理上の変化状況を演算
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 a state where the heat release rate is high, the combustion reaction is progressing rapidly, so naturally the physical quantities related to combustion, that is, the physical quantities of combustion, change compared to normal times.For example, one of the physical quantities of combustion The internal pressure of the combustion chamber (hereinafter referred to as cylinder pressure) increases as combustion occurs, and the rate of increase increases as the heat release rate increases.In addition, as another physical quantity of combustion, the combustion light obtained from the fire when fuel burns These include strength, but these also change with the heat release rate.Therefore, it is possible to calculate the heat release rate or the physical change state that is correlated with the heat release rate from the change state of these physical quantities of combustion. By observing the changes, it is possible to know whether or not the engine is close to the conditions where knocking occurs.

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ツプを作成する方
法であって、当該火花点火内燃機関の燃焼室内の燃焼に
伴って変化する燃焼物理量から熱発生率や熱発生率と相
関関係にある物理量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ツプのパラメータとして用いろこと
を特徴とする燃焼制御マツプ作成方法を提案するもので
ある。
Based on the above knowledge, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for creating a combustion control map for a spark-ignition internal combustion engine, which includes combustion physical quantities that change with combustion in a combustion chamber of the spark-ignition internal combustion engine. Calculate the heat release rate and changes in physical quantities that are correlated with the heat release rate, detect the state on the verge of knocking based on this change, and use the operating conditions at that time as parameters for the combustion control map. This paper proposes a combustion control map creation method featuring the following features.

く作   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燃焼物理量を検出する。そし
て、この検出信号を演算装置に送って熱発生率あるいは
これと相関関係にある物理量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社
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ツプを作成する。
Effect〉 Operate the test engine while changing the operating conditions as appropriate,
At the same time, physical quantities of combustion are detected using sensors, etc. This detection signal is then sent to a calculation device to calculate the change status of the heat release rate or a physical quantity correlated with this, and the change status is compared with a pre-stored change status on the verge of knocking. According to the results, the operating conditions plus a predetermined company's correction are stored as parameters. This work is performed under various assumed operating conditions, and a combustion control map is created using each of the obtained parameters.

く実 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 of implementation An embodiment of the present invention will be specifically described based on 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
マツプの一つである点火時期マツプを作成する点火時期
マツプ作成装置の概略構成を示しである。また、第2図
にはクランク角と熱発生率の関係を示しである。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ツプ作成装置により作成され
た点火時期マツプの一例をそれぞれ示しである。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an ignition timing map creation device that creates an ignition timing map, which is one of the combustion control maps, using cylinder pressure, which is a physical quantity of combustion. Further, FIG. 2 shows the relationship between crank angle and heat generation rate. FIG. 3 shows a control flowchart in this embodiment.
FIG. 4 shows an example of an ignition timing map created by the ignition timing map creation device.

第1図に示すように、本実施例の点火時期マツプ作成装
置は、試験用の4サイクル49F%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ツ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, the ignition timing map creation device of this embodiment includes a test 4-cycle 49F% cylinder spark ignition internal combustion engine (hereinafter referred to as engine) 1 and an operation controller that controls the operating state of this engine 1. 2, and an arithmetic unit 3 that processes data obtained through operation to create a map.

エンジン1の各9c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IIJ1f!して
設けられ、吸!!9と排気w10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02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。
In addition to the spark plug 5, a cylinder pressure sensor 6 serving as a cylinder pressure detection means is attached to the combustion chamber 4 of each 9c cylinder of the engine 1. The cylinder pressure sensor 6 incorporates a piezoelectric element,
It converts the pressure inside the cylinder into electric charge and outputs it. Also, the flywheel 7 is equipped with a crank angle sensor 8 IIJ1f! Then set up and suck! ! An intake pressure sensor 11 for detecting the intake pressure and an 02 sensor 12 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas are attached to the exhaust gas w10 and the exhaust gas w10, respectively. A dynamometer 14 is connected to the crankshaft 13 for applying a load to the engine 1 and for 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 and the like, and also drives a fuel injection valve, a throttle valve, etc. (not shown), and controls the injection amount, intake amount, etc.

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
RAM16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、0
2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RAM16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9に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。
All of the measured values measured by the above-mentioned sensors and dynamometer 14 and the control values of the operation controller 2 are input to the calculation device 3. In the calculation device 3, the signal from the cylinder pressure sensor 6 is input to the crank angle sensor 8. It is input to the heat generation pattern calculation unit 15 together with the signal, and after being processed, it is input to the RAM 16. Further, the signal from the crank angle sensor 8 is sent to 0 through the engine rotation speed calculation unit 17.
The signals from the two sensors 12 are amplified by the amplifier 18 and input to the RAM 16, respectively. Signals from other sensors and devices are input to the RAM 16 as they are. In addition to the above-mentioned sensors and devices, a detection means (not shown) for detecting atmospheric conditions such as atmospheric pressure and temperature is connected to the arithmetic unit 3, and signals from the detection means are also input to the RAM 16.

演算値M3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およびマツプ作成ユニット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RA
M16に入力したデータは最適点火時期演算ユニット2
0を経由してデータバンク19に入力する。
Further provided within the calculated value M3 are a data bank 19, an optimum ignition timing calculation unit 20, and a map creation unit 21. RA from heat generation pattern calculation unit 15
The data input to M16 is sent to the optimum ignition timing calculation unit 2.
0 to the data bank 19.

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。マツプ作成ユニッ
ト21ではデータバンク19内の各データを用いて点火
時期マツプが作成される。
Further, various other signals (data) in the RAM 16 are also organized 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。
The operation of this embodiment will be described below based on 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N6を最低回転数(アイドリング)に、
負荷りを無負荷に、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、コントロラ
ー2に入力する。
When the engine 1 is activated by the operation controller 2 and starts rotating, the arithmetic unit 3 sets the engine rotation speed N6 at the start of the test to the minimum rotation speed (idling) prior to the test.
The load is set to no load, the air-fuel ratio A/F is set to the richest value, and the ignition timing S is set to the maximum retard value, and these are input to the controller 2.

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NI!が、スロットルポジシアンセンサ、吸気圧セン
サ等の出力により実際の負荷りが、02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(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。
Next, the crank angle sensor 8 detects the actual engine speed NI! However, the actual load is measured by the outputs of the throttle position sensor, intake pressure sensor, etc., and the actual air-fuel ratio A/F is measured by the 02 sensor 12, and these are compared with the set values in the arithmetic unit. If there is a difference between the measured value and the set value, a correction amount for the set value is calculated so that there is no 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θQ と筒内圧Pを用いて熱発生率子r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 sensor detects the crank angle θ, and the cylinder pressure sensor 6 detects the cylinder pressure P of each cylinder. Then, the heat release pattern calculation unit 15 calculates the heat release rate r using the crank angle θQ and the cylinder pressure P according to 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 described below, calculations are performed using various calculation formulas and state equations for determining the amount of heat generation dQ and the internal energy increment du.

dQ=G −d u+A −P −dV   −(1)
du=cv−dT=”’−dT   −(21に−1 PV=G−R−T       ・+31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。
dQ=G −d u+A −P −dV −(1)
du=cv-dT=”'-dT -(21 to -1 PV=G-R-T ・+31 However, G is the amount of combustion gas, A is the heat equivalent of work, R is the gas constant, and Cv is the constant volume specific heat. , k is the ratio of specific heats, and T is the absolute temperature.

(11# (21、(31式より −A−R dQ=       dT+A−P・dV従って、熱発
生率(dQ/dθ)は以下の通りである。
(11# (21, (From formula 31, -A-R dQ=dT+A-P·dV) Therefore, the heat generation rate (dQ/dθ) is as follows.

尚、この際、燃焼行程(上死点〜上死点後のように近似
してもよい。
In this case, the combustion stroke (from top dead center to after top dead center) may be approximated.

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。
In other words, the heat release rate can be approximated by the rate of change 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
22が用いられている。
Note that when calculating the heat release rate as described above, it is desirable to use a filter to cut out high-frequency vibration components due to knocking or the like. In other words, a high-frequency vibration component is always superimposed on the acupressure diagram, and by cutting this vibration component, the state of change in the heat release rate can be simplified as shown in FIG. 1. Therefore, in this embodiment, a low-pass filter 22 using a direct FFT method or a spline function method 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(あるいは筒内圧d θ dP               dQの変化率−・
・以下、熱発生率aeで代表さd θ dQ せる)から、熱発生率da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θ1゜。と燃焼完了時におけるクランク角
θ。の差1θ1゜。−〇。1を用いる。
Next, in the heat generation pattern calculation unit 15, the obtained heat generation rate - dQ (or the rate of change in the cylinder pressure d θ dP dQ -.
・The time required for the heat release rate da to fall, that is, the transition time from its maximum value to the completion of combustion, is calculated from the heat release rate d θ dQ (hereinafter represented by the heat release rate ae). This transition time is not actual time, but the crank angle θ1° at the maximum value. and the crank angle θ at the completion of combustion. The difference between them is 1θ1°. −〇. 1 is used.

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

そして、その時のエンジン回転数Nl!、負荷L1空燃
比A/F、点火時期S1移行時間θ1゜。−θ。1、ト
ルクTをRAMに記憶するとともに、1=100かどう
かを判定する。
And the engine speed Nl at that time! , load L1 air-fuel ratio A/F, ignition timing S1 transition time θ1°. −θ. 1. Store torque T in RAM and determine whether 1=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N1、負荷L1空燃比A/F1点火時期
S、移行時期1 θ1゜。−θ。
If i is less than 100, i −i + 1 is again set as engine speed N1, load L1, air-fuel ratio A/F1, ignition timing S, and transition timing 1 θ1°. −θ.

トルクTを算出もしくは検出し、RAMに記憶する。Calculate or detect torque T and store it in RAM.

そして、i −100となったら、INAM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N6
、負荷L1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 is reached, data outside the allowable variation range out of the 100 data stored in INAM is deleted. Specifically, out of 100 data, rotation speed N6
, load L1 air-fuel ratio A/F, and ignition timing S are deleted.

次に、前述の移行時間1 θ、。。−〇。1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 aforementioned transition time 1 θ,. . −〇. 1 and an absolute set value, which will be described later, and determine whether or not there is a knocking state using the method described below.

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)に比べ立下り方が太き(変化し、移行時間1 θ1
゜。−〇。1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1 θ1゜。−〇。1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 (indicated by a solid line) in a state on the verge of knocking has a steeper fall (changes) than in the state before that (indicated by a broken line), and the transition time 1 θ1
゜. −〇. 1 is shorter. Therefore, the transition time just before knocking is 1 θ1°. −〇. By setting 1 as an absolute setting value, it is possible to determine whether or not a knocking condition is occurring.

次に、移行時間1 θ1゜。−〇。1が絶対設定値より
も小さくなる確率A1を算出し、これを許容値A。と比
較する。ここで、Aoはノック余裕度の判定基準値で、
A、 < Aoであれば十分ノックしない状態であると
判定し、A、 > Ao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。
Next, the transition time is 1 θ1°. −〇. The probability A1 that 1 is smaller than the absolute setting value is calculated, and this is set as the tolerance value A. Compare with. Here, Ao is the criterion value for knock margin,
If A, < Ao, it is determined that there is sufficient knocking, and if A, > Ao, it is determined that there is no margin for knocking.

A1< Aoの場合は、MBTの判定を行う。If A1<Ao, 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。That is, the average value T of the torque T at the time of the previous data acquisition.

−1と、今回のデータ取り込み時のトルクTの平均値T
。とを比較し、比較結果がT、≧Tn−,からT、、<
T。4に変わったときの前回の点火時期をMBTとする
−1 and the average value T of torque T at the time of data acquisition this time
. and the comparison result is T, ≧Tn-, to T, , <
T. Let the previous ignition timing when the timing changes to 4 be MBT.

T、≧T、、となった場合は、今回の移行時間1 θ、
。。−〇。1の平均値B、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をざらに進角可能か
否かを判定するものであり、前述の移行時間1 θ、。
If T,≧T,, the current transition time 1 θ,
. . −〇. The deviation between the average value B of 1 and the reference value B0 is determined. Here, the reference value B0 is used to determine whether or not the ignition timing S can be roughly advanced, and the above-mentioned transition time 1 θ.

。−〇。1が絶対設定値よりも小さくなる確率A、によ
ろ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、B、と80の偏差b1
が許容値す。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。
. −〇. The probability A that 1 is smaller than the absolute setting value is used to determine the advance angle limit with higher accuracy than the determination of the knock margin. Then, B, and the deviation b1 of 80
is an acceptable value. If it is above, advance the ignition timing S by dX',
The data acquisition described above is performed again 100 times.

一方、B、とB。の偏差す、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ぎた場合は、その時点
で進角を中断する。
Meanwhile, B and B. If the deviation S is less than or equal to the allowable value b0, it is determined that the operating parameters at that time are the optimum values, and the respective values are stored in the RAM as MAP data. That is, if the advance angle limit is reached before the MBT, the advance angle is interrupted at that point.

また、前述の最大トルクの判定でT、、<T、、−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MAPデータとしてRAMに記憶する。
In addition, if T, , < T, , -1 is obtained in the above-mentioned maximum torque judgment, it is determined that the ignition timing is still advanced past the MBT, and the ignition timing S is retarded by dX'. , each operating parameter is stored in the RAM as MAP data.

以上のようにして、エンジン回転数N、が最低回転数(
アイドリング)、負荷りが無負荷、空燃比A/Fが最高
リッチであるときの最適点火時Hsが求められたら、つ
づいて、エンジン回転数N6を最低回転数(アイドリン
グ)に、負荷りを無負荷にそれぞれ固定したまま、空燃
比A/F’eR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。
In the above manner, the engine rotation speed N is set to the minimum rotation speed (
After determining the optimal ignition time Hs when the load is at the maximum (idling), no load, and the air-fuel ratio A/F is at its maximum richness, next, set the engine speed N6 to the minimum speed (idling) and no load. While each load is fixed, the air-fuel ratio A/F'eR is made lean by dY from high rich to find the optimum ignition timing S at each A/F value.

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
、負荷りの値を変更してデータの取ゆ込みを行う。即ち
、エンジン回転数NEを最低回転数(アイドリング)に
、負荷りを無負荷より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。
Once the optimum ignition timing S for each A/F value from the maximum rich to the lean limit value has been determined, the load value is then changed and data is acquired. That is, the engine speed NE is fixed at the minimum speed (idling) and the load is fixed at a value increased by dL from the no-load value, and the optimum ignition timing S for all A/F values is determined.

その後は負荷りを最大負荷まで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、最高点火時期Sを求めて
行く。そして、エンジン回転数Nl!の最低回転数につ
いて、負荷りとA/F値の全ての組み合わせに対する最
適点火時MS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。
After that, increase the load by dL until the maximum load,
For each load value, the maximum ignition timing S is determined by changing the A/F value from the maximum rich to the lean limit value. And engine speed Nl! Once the optimum ignition timing MS for all combinations of load and A/F value has been obtained for the lowest engine speed, the engine speed is changed and data is captured.

即ち、エンジン回転数を最低回転数から最大回転数まで
dNl!ずつ増大させていき、それぞれの回転数につい
て負荷りとA/F値を変化させ、全ての設定値に対する
Ra点火時期を求める。
That is, the engine speed is increased by dNl! from the minimum rotation speed to the maximum rotation speed! The load and A/F value are changed for each rotation speed, and the Ra ignition timing for all set values is determined.

以上のようにして、エンジン回転数N6、負荷し、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。
In the above manner, the optimum ignition timing S for all combinations of engine speed N6, load, and air-fuel ratio A/F from the respective initial values to the limit values is determined, and the obtained data is stored in the data bank from the RAM 16. 19 is input.

次に、データバンク19内のデータは第6図に示す測定
データ群に編集される。そして、最後にマツプ作成ユニ
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ツプが作成される。
Next, the data in the data bank 19 is edited into a measurement data group shown in FIG. Finally, the map creation unit 21 extracts and organizes the combinations of optimal ignition timing and air-fuel ratio according to the type of vehicle in which the engine is installed (e.g. whether the emphasis is on fuel economy or output), and the combinations of optimal ignition timing and air-fuel ratio are extracted and organized from these optimal ignition timing data. An ignition timing map as shown in Figure 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θ6゜から10%
の熱発生率を示すクランク角θ、。までの範囲など他の
領域を用いても良いし、燃焼物理量として筒内圧に代え
て前述した燃焼光強度などを用いるようにしても良い。
This concludes the explanation of the embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, in determining whether or not the knocking generation condition is near, 10% from crank angle θ6° showing the heat release rate of
The crank angle θ, which indicates the heat release rate. It is also possible to use other ranges, such as the range up to , or to use the above-mentioned combustion light intensity instead of the in-cylinder pressure as the combustion physical quantity.

また、本発明は点火時期や空燃比マツプの作成のみに用
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
マツプを作成する燃焼制御マツプ作成装置に適用しても
良い。
Furthermore, the present invention is not only used to create ignition timing and air-fuel ratio maps, but also to create each map from a group of measurement data such as EGR rate and boost pressure shown in FIGS. 7 and 8, respectively. It may also be applied to a combustion control map creation device.

〈発明の効果〉 本発明の燃焼fIjlJIj!aマツプ作成方法によれ
ば、燃焼物理量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ツプのパラメータと
して用いろようにしたため、従来は作業員の8!感に頼
っていた燃焼制御マツプの作成が自動化され、詳細かつ
正確な燃焼制御マツプが短時間で作成可能となる。また
、燃焼制御マツ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。
<Effects of the Invention> Combustion fIjlJIj of the present invention! According to the a-map creation method, a state on the verge of knocking is detected from changes in combustion physical quantities, and the operating conditions at that time are used as parameters for the combustion control map. The creation of combustion control maps, which previously relied on intuition, has been automated, making it possible to create detailed and accurate combustion control maps in a short time. Furthermore, since there is no need to generate knocking when creating a combustion control map, the life of the test engine is extended.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の燃焼制御マツプ作成方法の一実施例
に係る点火時期マツ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ツ
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ツプ作成装置により作成された点
火時期マツプである。更に、第5図〜第8図は点火時期
マツプ、空燃比マツプ、 EGR率マツプ、過給圧マツ
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、 8Cよりランク角センサ、 11は吸気圧センサ、 12はへセンサ、 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J[I点火時期演算ユニット、 21はマツ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 an embodiment of the combustion control map creation method of the present invention. Further, FIG. 2 is a graph showing the relationship between crank angle and heat generation rate. FIG. 3 is a control flowchart of the ignition timing map creation device of this embodiment, and FIG. 4 is an ignition timing map created by the ignition timing map creation device of this embodiment. Furthermore, FIGS. 5 to 8 are data groups for creating an ignition timing map, an air-fuel ratio map, an EGR rate map, and a supercharging pressure map, respectively. In the figure, 1 is the engine, 2 is the operation controller, 3 is the computing device, 6 is the cylinder pressure sensor, 8C is the rank angle sensor, 11 is the intake pressure sensor, 12 is the heel sensor, 14 is the dynamometer, and 15 is the heat generation pattern. Arithmetic unit, 16 is RAM. 17 is an engine speed calculation unit, 19 is a data bank, 20 is a J[I ignition timing calculation unit, and 21 is a map creation unit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (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
伴って変化する燃焼物理量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 creating a combustion control map for a spark-ignition internal combustion engine, which calculates changes in the heat release rate from combustion physical quantities that change with combustion in the combustion chamber of the spark-ignition internal combustion engine, and A method for creating a combustion control map, characterized in that a state on the verge of knocking is detected based on a rate change, and the operating conditions at that time are used as parameters of the combustion control map.
(2)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
伴って変化する燃焼物理量から熱発生率と相関関係にあ
る物理量の変化状況を演算し、この物理量の変化状況に
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。
(2) A method for creating a combustion control map for a spark-ignition internal combustion engine, which calculates changes in physical quantities that are correlated with the heat release rate from combustion physical quantities that change with combustion in the combustion chamber of the spark-ignition internal combustion engine. A method for creating a combustion control map, characterized in that a state on the verge of knocking is detected based on the state of change in this physical quantity, and the operating conditions at that time are used as parameters of the combustion control map.
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