JPH03233162A - 内燃機関の燃焼制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼制御装置Info
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- JPH03233162A JPH03233162A JP2026614A JP2661490A JPH03233162A JP H03233162 A JPH03233162 A JP H03233162A JP 2026614 A JP2026614 A JP 2026614A JP 2661490 A JP2661490 A JP 2661490A JP H03233162 A JPH03233162 A JP H03233162A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
- F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
-
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- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
-
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- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/1455—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means by using a second control of the closed loop type
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、自動車用内燃機関の筒内圧を検出して熱効
率を算出することにより、内燃機関の燃焼を制御する内
燃機関の燃焼制御装置に関するものである。
率を算出することにより、内燃機関の燃焼を制御する内
燃機関の燃焼制御装置に関するものである。
従来、この種の燃焼制御装置としては、例えば特開昭５
８−７２６４３号公報などに示されるように、筒内圧セ
ンサによって検出される筒内圧力が最大となるクランク
角を求め、これを所定範囲値と比較して最大出力で運転
されているかどうかを判定し、その判定結果に応じて燃
料供給量（空燃比）点火時期、排気ガス還流（ＥＧＲ）
量を適宜調整することにより、内燃機関を最大効率でか
つ安定した燃焼のもとて運転できるように制御し、併せ
てノッキングの発生を防止するようにしたものがある。
８−７２６４３号公報などに示されるように、筒内圧セ
ンサによって検出される筒内圧力が最大となるクランク
角を求め、これを所定範囲値と比較して最大出力で運転
されているかどうかを判定し、その判定結果に応じて燃
料供給量（空燃比）点火時期、排気ガス還流（ＥＧＲ）
量を適宜調整することにより、内燃機関を最大効率でか
つ安定した燃焼のもとて運転できるように制御し、併せ
てノッキングの発生を防止するようにしたものがある。
従来の内燃機関の燃焼制御は、気筒的圧力最大位置と所
定範囲値とを比較して燃焼状態を判定していたが、エン
ジンの経時変化に伴い、筒内圧波形が変化するので、気
筒内圧力最大値の一点のみで燃焼制御を行っても、必ず
しも内燃機関を最大効率でかつ安定した燃焼のもとで運
転することができないという問題点がある。
定範囲値とを比較して燃焼状態を判定していたが、エン
ジンの経時変化に伴い、筒内圧波形が変化するので、気
筒内圧力最大値の一点のみで燃焼制御を行っても、必ず
しも内燃機関を最大効率でかつ安定した燃焼のもとで運
転することができないという問題点がある。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、エンジンの経時変化に伴う燃焼状態（熱効
率）の変化に対して補正して、所期の性能を維持でき、
常に最適熱効率で運転できる内燃機関の燃焼制御装置を
得ることを目的とする。
れたもので、エンジンの経時変化に伴う燃焼状態（熱効
率）の変化に対して補正して、所期の性能を維持でき、
常に最適熱効率で運転できる内燃機関の燃焼制御装置を
得ることを目的とする。
この発明に係る内燃機関の燃焼制御装置は、気筒内の燃
焼圧力を検出する筒内圧センサと、筒内圧センサによっ
て検出される筒内圧力とクランク角センサからのクラン
ク角信号とによって筒内圧力波形を求めるとともに、こ
の筒内圧力波形から熱効率を算出するコントロールユニ
ットと、このコントロールユニットの演算結果に応じて
燃料供給量と点火時期、および排気ガス還流量の制御を
行う燃料制御手段とを設けたものである。
焼圧力を検出する筒内圧センサと、筒内圧センサによっ
て検出される筒内圧力とクランク角センサからのクラン
ク角信号とによって筒内圧力波形を求めるとともに、こ
の筒内圧力波形から熱効率を算出するコントロールユニ
ットと、このコントロールユニットの演算結果に応じて
燃料供給量と点火時期、および排気ガス還流量の制御を
行う燃料制御手段とを設けたものである。
この発明におけるコントロールユニットは、筒内圧セン
サからの圧力Ｐと、クランク角センサからのクランク角
信号θとを入力し、筒内圧力波形を求め、これに基づい
て熱効率を計算し、そのときの運転状態に応じてエンジ
ン回転数Ｎと基本噴射パルス幅Ｔ、とからなるＮ−ＴＰ
マツプのそれぞれの領域に入力して所定サイクルの平均
値を求める。
サからの圧力Ｐと、クランク角センサからのクランク角
信号θとを入力し、筒内圧力波形を求め、これに基づい
て熱効率を計算し、そのときの運転状態に応じてエンジ
ン回転数Ｎと基本噴射パルス幅Ｔ、とからなるＮ−ＴＰ
マツプのそれぞれの領域に入力して所定サイクルの平均
値を求める。
この平均値と、予めマツプに設定されている熱効率基準
値とをそれぞれの領域ごとに比較し、その比較結果に応
じて燃焼制御手段で、点火時期を進角または遅角、排気
ガス還流のカットおよび燃料供給量を増大または減少さ
せるようにそれぞれ制御して、良好な燃焼状態が得られ
ようにする。
値とをそれぞれの領域ごとに比較し、その比較結果に応
じて燃焼制御手段で、点火時期を進角または遅角、排気
ガス還流のカットおよび燃料供給量を増大または減少さ
せるようにそれぞれ制御して、良好な燃焼状態が得られ
ようにする。
以下、この発明の内燃機関の燃焼制御装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第１図はその一実施例の構
成を示すブロック図である。
いて図面に基づき説明する。第１図はその一実施例の構
成を示すブロック図である。
この第１図において、１はエンジン、２は燃料噴射弁で
、基本燃料噴射パルス幅Ｔ、を運転状態に応じて補正さ
れた噴射パルス幅で駆動し、対応する燃料をエンジンに
供給する。
、基本燃料噴射パルス幅Ｔ、を運転状態に応じて補正さ
れた噴射パルス幅で駆動し、対応する燃料をエンジンに
供給する。
また、点火装置３は点火指令によってディストリビュー
タ等を介して点火プラグに点火エネルギを供給する。
タ等を介して点火プラグに点火エネルギを供給する。
排気ガス還流制御弁（以下ＥＧＲ制御弁という）４は、
ＥＧＲによって燃焼最高温度を下げ、ＮｏＸの発生を抑
制する。
ＥＧＲによって燃焼最高温度を下げ、ＮｏＸの発生を抑
制する。
筒内圧検出手段５は、例えばエンジン１の燃焼室に面し
て装着した筒内圧センサで検出される信号をチャージア
ンプで増幅して筒内圧波形を得る。
て装着した筒内圧センサで検出される信号をチャージア
ンプで増幅して筒内圧波形を得る。
クランク角検出手段６はエンジン１のクランク軸に装着
したクランク角センサの信号を検出する。
したクランク角センサの信号を検出する。
そして筒内圧検出手段５とクランク角検出手段６からの
出力信号をマイクロコンビエータ等からなるコントロー
ルユニットＩＯに入力スル。
出力信号をマイクロコンビエータ等からなるコントロー
ルユニットＩＯに入力スル。
コントロールユニット１０は筒内圧監視手段１１〜ＥＧ
Ｒ率マツプ１８により構成されており、次にこのコント
ロールユニット１０の各構成要素について説明する。
Ｒ率マツプ１８により構成されており、次にこのコント
ロールユニット１０の各構成要素について説明する。
筒内圧検出手段５で得られる筒内圧Ｐと、クランク角検
出手段６で得られるクランク角θを、コントロールユニ
ットｌＯ内の筒内圧監視手段１１に入力することによっ
て、１サイクルごとの筒内圧力波形（Ｐ−θ線図）が求
められる。
出手段６で得られるクランク角θを、コントロールユニ
ットｌＯ内の筒内圧監視手段１１に入力することによっ
て、１サイクルごとの筒内圧力波形（Ｐ−θ線図）が求
められる。
この筒内圧監視手段１１の出力信号を、この発明の特徴
とする部分の一つである熱効率算出手段１２に入力する
。
とする部分の一つである熱効率算出手段１２に入力する
。
この熱効率算出手段１２においては、後述する演算によ
って、熱効率η、を求め、あらかじめＲＡＭ等で用意さ
れているエンジン回転数Ｎと基本噴射パルス幅ＴＰとか
らなるＮ ＴＰマツプの対応する各領域に入力し、そ
れぞれの領域ごとに平均化処理を行う。
って、熱効率η、を求め、あらかじめＲＡＭ等で用意さ
れているエンジン回転数Ｎと基本噴射パルス幅ＴＰとか
らなるＮ ＴＰマツプの対応する各領域に入力し、そ
れぞれの領域ごとに平均化処理を行う。
熱効率の基準値η。のマツプ１３は、Ｎ−ＴＰマツプの
各領域に熱効率の基準値をあらかしめ格納している。
各領域に熱効率の基準値をあらかしめ格納している。
比較手段１４は熱効率演算手段１２で計算された熱効率
の計算値η、と基準値η。を比較し、この比較手段１４
の出力は燃焼制御手段１５に入力するようになっている
。
の計算値η、と基準値η。を比較し、この比較手段１４
の出力は燃焼制御手段１５に入力するようになっている
。
この燃焼制御手段１５は、比較手段１４における比較結
果に基づき、ＥＧＲ率マツプ１８のＥＧＲカットを行っ
たり、点火時期マツプ１７の領域の点火時期を段階的に
変化させたり、また燃料噴射パルス幅演算手段１６に対
して燃料噴射量を所定割合ずつ段階的に変化させて、熱
効率を改善するようになっている。
果に基づき、ＥＧＲ率マツプ１８のＥＧＲカットを行っ
たり、点火時期マツプ１７の領域の点火時期を段階的に
変化させたり、また燃料噴射パルス幅演算手段１６に対
して燃料噴射量を所定割合ずつ段階的に変化させて、熱
効率を改善するようになっている。
しかし、このいずれの制御を行っても、燃焼状態が基準
範囲内に収まらない場合は、制御不能と判断してコント
ロールユニット１０内の図示しない警報装置を作動させ
て、運転者に警報を発する。
範囲内に収まらない場合は、制御不能と判断してコント
ロールユニット１０内の図示しない警報装置を作動させ
て、運転者に警報を発する。
燃料噴射パルス幅演算手段１６は、吸入空気量Ｇ、の情
報とエンジン回転数Ｎとに基づいて基本噴射パルス幅Ｔ
Ｐを求め、これに各種補正を加えて実燃料噴射量を算出
するとともに、燃焼制御手段１５からの信号に基づいて
燃料供給量の増減を行う。
報とエンジン回転数Ｎとに基づいて基本噴射パルス幅Ｔ
Ｐを求め、これに各種補正を加えて実燃料噴射量を算出
するとともに、燃焼制御手段１５からの信号に基づいて
燃料供給量の増減を行う。
吸入空気量Ｇ、は、筒内圧監視手段１１から求められる
。これは、特開昭５９−２２１４３３に示されるように
、吸気弁閉弁後の所定クランク角度での筒内圧と、点火
手前の所定クランク角度での筒内圧との差圧ΔＰは、吸
入空気量Ｇａと相関があることを利用している。
。これは、特開昭５９−２２１４３３に示されるように
、吸気弁閉弁後の所定クランク角度での筒内圧と、点火
手前の所定クランク角度での筒内圧との差圧ΔＰは、吸
入空気量Ｇａと相関があることを利用している。
点火時期マツプ１７はＮＴＰマツプの各領域に最適点火
時期が設定されており、燃焼制御手段１５からの制御信
号に基づいて、α度ずつの進角またはβ度ずつの遅角を
段階的に行う。
時期が設定されており、燃焼制御手段１５からの制御信
号に基づいて、α度ずつの進角またはβ度ずつの遅角を
段階的に行う。
ＥＧＲ率マツプ１８はＮＴＰマフプの各領域に最適ＥＧ
Ｒ率が設定されており、燃焼制御手段１５からの指令に
よってＥＧＲカットまたは復帰を行う。
Ｒ率が設定されており、燃焼制御手段１５からの指令に
よってＥＧＲカットまたは復帰を行う。
ここで、熱効率算出手段１２について説明する。
熱効率ηは供給した熱発生量Ｑ１と熱損失量ＱＷとの関
係であり、一般に（１）式で定義される。
係であり、一般に（１）式で定義される。
η＝Ｑ１−ＱＷ＝Ｉ ＱＷ 、・・、１
）ＱＩ Ｑｌ 各クランク角における熱発生量Ｑ１および熱損失量ＱＷ
は次の＋２１． （３１式と（４１，＋５１式でそれぞ
れ計算される。
）ＱＩ Ｑｌ 各クランク角における熱発生量Ｑ１および熱損失量ＱＷ
は次の＋２１． （３１式と（４１，＋５１式でそれぞ
れ計算される。
ｄＱｌ ・・・（２）Ｑ
１ ＝ ｆ ＄ ｄθ ここで１３し１は、 ｄ θ ・・・（３） ｄＱＷｄθ Ｑ Ｗ Ｉａ ｅ ・・・（４） ここでｄＱＷは ｄ θ （Ｔ（θ）−ＴＷ） ・・・（５） この（１１式〜（５）式の記号の意味は次の第１表にま
とめて記載している。
１ ＝ ｆ ＄ ｄθ ここで１３し１は、 ｄ θ ・・・（３） ｄＱＷｄθ Ｑ Ｗ Ｉａ ｅ ・・・（４） ここでｄＱＷは ｄ θ （Ｔ（θ）−ＴＷ） ・・・（５） この（１１式〜（５）式の記号の意味は次の第１表にま
とめて記載している。
第 １ 表
Ａ：仕事の熱当量Ｋｃａｌ／ｋｇｍ 、 Ｐ ：圧力
ｋｇ／ｃｄＣｖ：定容比熱 Ｋｃａｌ／ｋｇ
’ＣＰｂ ：吸気管内圧力 ＫＰａｆ：伝熱面積
ｒｒｒＱｌ：燃焼の熱発生量ｃａｌＧａ：吸入
空気量 ｋｇ ＱＷ：熱損失量 ｃａ
ｌｈ；熱伝達率 Ｋｃａｌ／ｒｄｈ’ｃ Ｒ：ガ
ス定数に：比熱比 Ｔ：ガス温度
°ＫＮ：機関回転数 ｒｐｍ Ｔｌｌ
ニジリンダ壁温度 °Ｋｎ：ボリトロープ指数
Ｖニジリンダ容積 イθ：クランク角 ｄｅｇ また、（３）式のβ（θ）は（６）式で算出する。
ｋｇ／ｃｄＣｖ：定容比熱 Ｋｃａｌ／ｋｇ
’ＣＰｂ ：吸気管内圧力 ＫＰａｆ：伝熱面積
ｒｒｒＱｌ：燃焼の熱発生量ｃａｌＧａ：吸入
空気量 ｋｇ ＱＷ：熱損失量 ｃａ
ｌｈ；熱伝達率 Ｋｃａｌ／ｒｄｈ’ｃ Ｒ：ガ
ス定数に：比熱比 Ｔ：ガス温度
°ＫＮ：機関回転数 ｒｐｍ Ｔｌｌ
ニジリンダ壁温度 °Ｋｎ：ボリトロープ指数
Ｖニジリンダ容積 イθ：クランク角 ｄｅｇ また、（３）式のβ（θ）は（６）式で算出する。
・・・（６）
この（６）式中、ｎ（θ）はポリトロープ指数であり、
第４図に示すように上死点前については吸気弁が閉じて
から点火直前までのポリトロープ指数を使って最小二乗
法で近似する。
第４図に示すように上死点前については吸気弁が閉じて
から点火直前までのポリトロープ指数を使って最小二乗
法で近似する。
また、上死点後については燃焼終了後から排気弁が開く
までのポリトロープ指数を使って二乗法で近似する。
までのポリトロープ指数を使って二乗法で近似する。
（３）式におけるシリンダ壁温度ＴＷは例えば１５０℃
と仮定し、ガス温度Ｔ（θ）は（７）式で算出する。
と仮定し、ガス温度Ｔ（θ）は（７）式で算出する。
なお、定容比熱Ｃｖと比熱比には温度の関数とする。
以上のように、機関の筒内圧を計測するだけで、簡単に
熱効率を算出することができる。第５図は熱発生量Ｑ１
と熱損失量ＱＷの関係を示したもので、クランク角に対
応した熱発生量Ｑ１を実線で、同様にＱｌ−ＱＷを一点
鎖線で示す。
熱効率を算出することができる。第５図は熱発生量Ｑ１
と熱損失量ＱＷの関係を示したもので、クランク角に対
応した熱発生量Ｑ１を実線で、同様にＱｌ−ＱＷを一点
鎖線で示す。
次に動作について、第２図囚、第２図＋Ｂｌのフローチ
ャートを参照して説明する。初めに、圧縮行程中の筒内
圧から吸入空気量を算出する。まず第２図（２）におい
て、ステップ１０１では吸気上死点を基準として、クラ
ンク角θをクランク角検出手段６で読み込み、ステップ
１０２で吸気行程と否かを判定する。
ャートを参照して説明する。初めに、圧縮行程中の筒内
圧から吸入空気量を算出する。まず第２図（２）におい
て、ステップ１０１では吸気上死点を基準として、クラ
ンク角θをクランク角検出手段６で読み込み、ステップ
１０２で吸気行程と否かを判定する。
このステップ１０２において、吸気行程でなく、ＮＯの
場合はステップ１０３の判定処理ステップに進み、カウ
ンタがＯか否かですでに吸入空気量が計算されているか
否かを判断する。
場合はステップ１０３の判定処理ステップに進み、カウ
ンタがＯか否かですでに吸入空気量が計算されているか
否かを判断する。
また、ステップ１０２で吸気行程の場合には、ＹＥＳ側
からステップ１０４に進み、このステップ１０４の判定
処理ステップで筒内圧を検出する第１のタイミングか否
かを判定する。
からステップ１０４に進み、このステップ１０４の判定
処理ステップで筒内圧を検出する第１のタイミングか否
かを判定する。
ここでは、例えばθ＝２７０度の場合はＹＥＳとし、ス
テップ１０５で筒内圧を筒内圧検出手段５で読み込み、
ＦＡＩとした後、ステップ１０１に戻り、クランク角θ
の読み込みを続ける。
テップ１０５で筒内圧を筒内圧検出手段５で読み込み、
ＦＡＩとした後、ステップ１０１に戻り、クランク角θ
の読み込みを続ける。
また、ステップ１０４でθ＝２７０度でないＮＯの場合
は、ステップ１０６で筒内圧を検出する第２のタイミン
グか否かを判定し、ＮＯの場合はステップ１０１に戻る
。
は、ステップ１０６で筒内圧を検出する第２のタイミン
グか否かを判定し、ＮＯの場合はステップ１０１に戻る
。
ステップ１０６で例えばθ＝３２０度の場合はＹＥＳと
し、ステップ１０７に進み、このステップ１０７で筒内
圧を筒内圧検出手段５で読み込み、ＰＡ２としてステッ
プ１０８に進む。
し、ステップ１０７に進み、このステップ１０７で筒内
圧を筒内圧検出手段５で読み込み、ＰＡ２としてステッ
プ１０８に進む。
このステップ１０Ｂでは、ステップ１０７で求めたＰＡ
２とし、ステップ１０５で求めたＰＡＩＯ差を筒内圧監
視手段１１で求め、差圧ΔＰとしてステップ１０９とす
る。
２とし、ステップ１０５で求めたＰＡＩＯ差を筒内圧監
視手段１１で求め、差圧ΔＰとしてステップ１０９とす
る。
このステップ１０９では、ステップ１０８で求めた差圧
ΔＰを用いて筒内圧監視手段１１は吸入空気量Ｇ、のテ
ーブルルックアップを行う。
ΔＰを用いて筒内圧監視手段１１は吸入空気量Ｇ、のテ
ーブルルックアップを行う。
次に機関の動作点を知るために、ステップ１１０でクラ
ンク角検出手段６は回転数Ｎを求める。回転数Ｎはクラ
ンク角センサからの位置信号（１変信号）の所定時間内
におけるパルス数を計測して算出する。
ンク角検出手段６は回転数Ｎを求める。回転数Ｎはクラ
ンク角センサからの位置信号（１変信号）の所定時間内
におけるパルス数を計測して算出する。
ステップ１１１では、ステップ１０９で求めた吸入空気
量Ｇ、とステップ１１０で求めた回転数Ｎとに基づいて
、筒内圧監視手段１１は基本噴射パルス幅ＴＰを求める
。
量Ｇ、とステップ１１０で求めた回転数Ｎとに基づいて
、筒内圧監視手段１１は基本噴射パルス幅ＴＰを求める
。
ステ、プ１１２では、Ｎ ＴＰマツプの各領域に保存
されているカウンタの数を読み込む。
されているカウンタの数を読み込む。
次に、ステップ１１３では、圧縮または膨脹行程か否か
を判定する。ここで、膨脹行程でなくてＮｏの場合はス
テップ１０１に戻る。
を判定する。ここで、膨脹行程でなくてＮｏの場合はス
テップ１０１に戻る。
なお、ステップ１０３でＹＥＳと判断された場合も、こ
のステップ１１３に進み、圧縮または膨脹行程か否かを
判定する。
のステップ１１３に進み、圧縮または膨脹行程か否かを
判定する。
ステップ１１３でＹＥＳと判断された場合はステップ！
１４で筒内圧監視手段１１により筒内圧Ｐ（θ）を読み
込み、ステップ１１５に進む。
１４で筒内圧監視手段１１により筒内圧Ｐ（θ）を読み
込み、ステップ１１５に進む。
このステップ１１５では、吸気弁が開くタイミングか否
かを判定して、その判定の結果、ＹＥＳの場合には、ス
テップ１１６に進み、熱発生量Ｑ１と熱損失量ＱＷの値
を初期化し、Ｉ＝１とし、筒内圧Ｐ（θ）をＰ（１）に
格納する。また筒内圧の変化量ｄＰ（１）を零とする。
かを判定して、その判定の結果、ＹＥＳの場合には、ス
テップ１１６に進み、熱発生量Ｑ１と熱損失量ＱＷの値
を初期化し、Ｉ＝１とし、筒内圧Ｐ（θ）をＰ（１）に
格納する。また筒内圧の変化量ｄＰ（１）を零とする。
また、ステップ１１５でＮＯと判断されたら、ステップ
１１７に進み、θが排気弁が閉じるタイミングか否かを
判定する。
１１７に進み、θが排気弁が閉じるタイミングか否かを
判定する。
このステップ１１７でＮｏの場合は、ステップ１１８に
進み、Ｉ＝１＋１とし、筒内圧Ｐ（θ）をＰ（１）に格
納する。また筒内圧の変化量ｄＰ（１）をｄ Ｐ（１）
＝ Ｐ（Ｉ）−Ｐ（Ｔ −１）として格納する。
進み、Ｉ＝１＋１とし、筒内圧Ｐ（θ）をＰ（１）に格
納する。また筒内圧の変化量ｄＰ（１）をｄ Ｐ（１）
＝ Ｐ（Ｉ）−Ｐ（Ｔ −１）として格納する。
ステップ１１７でＹＥＳの場合は、吸気弁が閉じた直後
から排気弁が開く直前までの筒内圧Ｐと筒内圧変化量ｄ
Ｐが求められているので、ステップ１１９に進み、熱効
率算出手段１２において、ポリトロープ指数ｎ（θ）を
次の（８１式で計真して、ステップ１２０に進む。
から排気弁が開く直前までの筒内圧Ｐと筒内圧変化量ｄ
Ｐが求められているので、ステップ１１９に進み、熱効
率算出手段１２において、ポリトロープ指数ｎ（θ）を
次の（８１式で計真して、ステップ１２０に進む。
このステップ１２０では、ステップ１１９で求めたポリ
トロープ指数ｎ（θ）を用いて、θ−３６０を境にして
圧縮行程と膨脹行程に分けて最小二乗法による近似を行
う。圧縮行程における近似範囲は、吸気弁が閉じてから
点火する直前まで、膨張行程における近似範囲は、燃焼
が完了した後の上死点５０度から排気弁が開く直前まで
とする。
トロープ指数ｎ（θ）を用いて、θ−３６０を境にして
圧縮行程と膨脹行程に分けて最小二乗法による近似を行
う。圧縮行程における近似範囲は、吸気弁が閉じてから
点火する直前まで、膨張行程における近似範囲は、燃焼
が完了した後の上死点５０度から排気弁が開く直前まで
とする。
燃焼期間のポリトロープ指数は前述の近似式を用いてク
ランク角ごとに算出する。ステップ１２１では（３）式
を用いて熱発生率を計算し、それを積分して熱発生量を
算出する。
ランク角ごとに算出する。ステップ１２１では（３）式
を用いて熱発生率を計算し、それを積分して熱発生量を
算出する。
次のステップ１２２では、（５）式を用いて熱損失率を
計算し、それを積分して熱損失量を算出する。
計算し、それを積分して熱損失量を算出する。
次にステップ１２３に進み、カウンタの数ＣＮＴが所定
値ＣＮＴ、になったか否かを判定する。このＣＮＴ、は
熱効率の平均回数であり、Ｎ−Ｔ、マツプの各領域ごと
に設定されている。
値ＣＮＴ、になったか否かを判定する。このＣＮＴ、は
熱効率の平均回数であり、Ｎ−Ｔ、マツプの各領域ごと
に設定されている。
ステップ１２３でＮＯの場合はステップ１２４に進み、
平均処理の前準備を行い ステップ１２５でカウンタに
１を加え、ステップ１０１に戻る。
平均処理の前準備を行い ステップ１２５でカウンタに
１を加え、ステップ１０１に戻る。
また、ステ、ツブ１２３でＹＥＳの場合はステップ１２
６でカウンタのＣＮＴの値を零として、ステップ１２７
に進み、熱効率η、の計算を行う。
６でカウンタのＣＮＴの値を零として、ステップ１２７
に進み、熱効率η、の計算を行う。
次いで、第２図（Ｂｌのフローチャートのステップ１２
８に進み、Ｎ ＴＦマ、プの各領域ごとに設定されて
いる熱効率の基準値η。を読み込み、ステップ１２９に
進む。
８に進み、Ｎ ＴＦマ、プの各領域ごとに設定されて
いる熱効率の基準値η。を読み込み、ステップ１２９に
進む。
このステップ１２９においては、熱効率ηえと基準値η
０との比較を比較器１４で行う。
０との比較を比較器１４で行う。
この比較の結果、η１〈η０ならば、燃焼制御手段１５
はステップ１３０において、その領域がＥＧＲを行って
いる領域か否かを判定する。
はステップ１３０において、その領域がＥＧＲを行って
いる領域か否かを判定する。
ＮＯであれば、ただちにステップ１３３に進む。
また、ステップ１３０において、Ｅ Ｇ ＲｆｉＩ域で
あれば、巣１３１ですでにＥＧＲカットを行ったか否か
を判定し、Ｎｏであれば、ステップ１３２でＥＧＲカッ
トを行う。
あれば、巣１３１ですでにＥＧＲカットを行ったか否か
を判定し、Ｎｏであれば、ステップ１３２でＥＧＲカッ
トを行う。
ＥＧＲを停止しただけで熱効率が改善されない場合、ま
たはＥ Ｇ Ｒｊｉｌ域でない場合は、次に点火時期制
御を行う。
たはＥ Ｇ Ｒｊｉｌ域でない場合は、次に点火時期制
御を行う。
ステップ１３３の判定において、まだ点火時期制御を行
っていない場合は、ステップ１３４で点火時期制御のカ
ウンタＮ１があらかじめ設定された値Ｎ１ｍａｘを越え
たか否かを判定する。
っていない場合は、ステップ１３４で点火時期制御のカ
ウンタＮ１があらかじめ設定された値Ｎ１ｍａｘを越え
たか否かを判定する。
このカウンタＮ１は、遅角制御の回数をカウントするも
のである。Ｎ １ ＜ Ｎ １ｍａｙであれば、ステッ
プ１３５に進み、その領域だけ点火時期をα度遅角させ
る制御信号を点火時期マツプ１７を介して点火装置３に
与える。
のである。Ｎ １ ＜ Ｎ １ｍａｙであれば、ステッ
プ１３５に進み、その領域だけ点火時期をα度遅角させ
る制御信号を点火時期マツプ１７を介して点火装置３に
与える。
ステップ１３６では、η１．＋（Ｎ １ ）に熱効率η
、と点火時期を記憶し、ステップ１３７で力うンタＮｌ
に１を加え、これを一定時間ごとに繰り返してη、≧η
。になるように制御する。
、と点火時期を記憶し、ステップ１３７で力うンタＮｌ
に１を加え、これを一定時間ごとに繰り返してη、≧η
。になるように制御する。
しかしながら、この制御を繰り返しても良好な制御状態
が得られず、そのカウント数Ｎ１があらかじめ設定され
ている値Ｎ１＋ｍａｘに達すると、ステップ１３４でＹ
ＥＳと判断して、ステ・ノブ１３８に進み、カウンタＮ
１を零にリセットし、ステップ１３９に進む。
が得られず、そのカウント数Ｎ１があらかじめ設定され
ている値Ｎ１＋ｍａｘに達すると、ステップ１３４でＹ
ＥＳと判断して、ステ・ノブ１３８に進み、カウンタＮ
１を零にリセットし、ステップ１３９に進む。
このステップ１３９では、点火時期制御のカウンタＮ２
があらかじめ設定された値Ｎ２■ａｘを越えたか否かを
判定する。このカウンタＮ２は、進角制御の回数をカウ
ントするものである。
があらかじめ設定された値Ｎ２■ａｘを越えたか否かを
判定する。このカウンタＮ２は、進角制御の回数をカウ
ントするものである。
ステップ１３９でＮ２＜Ｎ２ｍａｘであれば、ステップ
１４０に進み、その領域だけ点火時期をβ度遅角させる
制御信号を点火時期マツプ１７を介して点火袋Ｗ３に与
え、ステップ１４１に進む。
１４０に進み、その領域だけ点火時期をβ度遅角させる
制御信号を点火時期マツプ１７を介して点火袋Ｗ３に与
え、ステップ１４１に進む。
このステップ１４１では、η１９２（Ｎ２）に熱効率η
、と点火時期を記憶し、ステップ１４２でカウンタＮ２
に１を加え、これを一定時間ごとに繰り返してη、≧η
。になるように制御する。
、と点火時期を記憶し、ステップ１４２でカウンタＮ２
に１を加え、これを一定時間ごとに繰り返してη、≧η
。になるように制御する。
しかしながら、この制御を繰り返しても有効な制御状態
が得られず、そのカウント数Ｎ２があらかじめ設定され
ている値Ｎ２ｍａｘに達すると、ステップ１３９でＮｏ
と判断して、ステ・ノブ１４３に進み、カウンタＮ２を
零にリセ・ノドしてステップ１４４に進む。
が得られず、そのカウント数Ｎ２があらかじめ設定され
ている値Ｎ２ｍａｘに達すると、ステップ１３９でＮｏ
と判断して、ステ・ノブ１４３に進み、カウンタＮ２を
零にリセ・ノドしてステップ１４４に進む。
このステップ１４４ではηＩ’ｌｌとη＋ｓｚの中で熱
効率が最大となる点火時期を選択して、点火時期マツプ
１７を介して点火装置３に与え、次の燃料制御に移る。
効率が最大となる点火時期を選択して、点火時期マツプ
１７を介して点火装置３に与え、次の燃料制御に移る。
また、上記ステップ１３３において、点火時期制御を行
っている場合には、ステップ１４５の判定処理に進む。
っている場合には、ステップ１４５の判定処理に進む。
このステップ１４５の判定では、まだ燃料制御を行って
いないと判定した場合は、ステップ１４６で点火時期制
御のカウンタＭ１があらかじめ設定された値Ｍ１ｍａｘ
を越えたか否かを判定する。
いないと判定した場合は、ステップ１４６で点火時期制
御のカウンタＭ１があらかじめ設定された値Ｍ１ｍａｘ
を越えたか否かを判定する。
このカウンタＭ１は、燃料減量制御の回数をカウントす
るものである。Ｍｌ＜Ｍｌｍａｘであれば、ステップ１
４７に進み、燃料噴射パルス幅演算手段１６によって、
その領域だけ燃料噴射量を所定量だけ減量する信号を燃
料噴射弁２に与え、ステップ１４８に進む。
るものである。Ｍｌ＜Ｍｌｍａｘであれば、ステップ１
４７に進み、燃料噴射パルス幅演算手段１６によって、
その領域だけ燃料噴射量を所定量だけ減量する信号を燃
料噴射弁２に与え、ステップ１４８に進む。
このステップ１４８では、η１１（Ｍｌ）に熱効率η、
と燃料噴射パルス幅を記憶し、ステップ１４９でカウン
タＭ２に１を加え、これを一定時間ごとに繰り返してη
、≧η０になるように制御する。
と燃料噴射パルス幅を記憶し、ステップ１４９でカウン
タＭ２に１を加え、これを一定時間ごとに繰り返してη
、≧η０になるように制御する。
しかしながら、この制御を繰り返しても良好な制御状態
が得られず、そのカウント数Ｍ１があらかじめ設定され
ている値ＭＩＩＩｌａｘに達すると、ステップ１４６で
Ｎｏと判断してステップ１５０に進み、このステップ１
５０でカウンタＭｌを零にリセットし、ステップ１５１
に進む。
が得られず、そのカウント数Ｍ１があらかじめ設定され
ている値ＭＩＩＩｌａｘに達すると、ステップ１４６で
Ｎｏと判断してステップ１５０に進み、このステップ１
５０でカウンタＭｌを零にリセットし、ステップ１５１
に進む。
ステップ１５２では、燃料制御のカウンタＭ２があらか
しめ設定された値Ｍ２ｍａｘを越えたか否かを判定する
。このカウンタＭ２は、燃料増量制御の回数をカウント
するものである。
しめ設定された値Ｍ２ｍａｘを越えたか否かを判定する
。このカウンタＭ２は、燃料増量制御の回数をカウント
するものである。
ステップ１５１での判定処理の結果、Ｍ２＜Ｍ２ｍａｘ
であれば、ステップ１５２に進み、その領域だけ燃料噴
射量を所定量だけ増量する信号を燃料噴射弁２に与え、
ステップ１５３に進む。
であれば、ステップ１５２に進み、その領域だけ燃料噴
射量を所定量だけ増量する信号を燃料噴射弁２に与え、
ステップ１５３に進む。
ステップ１５３では、η１□（Ｍ２）に熱効率η、と燃
料噴射パルス幅を記憶し、ステップ１５４でカウンタＭ
２に１を加え、これを一定時間ごとに繰り返してηえ≧
η。になるように制御する。
料噴射パルス幅を記憶し、ステップ１５４でカウンタＭ
２に１を加え、これを一定時間ごとに繰り返してηえ≧
η。になるように制御する。
しかしながら、この制御を繰り返しても良好な制御状態
が得られず、そのカウント数Ｍ２があらかじめ設定され
ている値Ｍ２ｍａｘに達すると、ステップ１５１でＮｏ
と判断して、ステップ１５５に進み、このステップ１５
５でカウンタＭ２を零にリセットして、ステップ１５６
に進む。
が得られず、そのカウント数Ｍ２があらかじめ設定され
ている値Ｍ２ｍａｘに達すると、ステップ１５１でＮｏ
と判断して、ステップ１５５に進み、このステップ１５
５でカウンタＭ２を零にリセットして、ステップ１５６
に進む。
このステップ１５６では、η８．とηＦｕ！の中で熱効
率が最大となる燃料噴射パルス幅を選択して、燃料噴射
弁２に与える。
率が最大となる燃料噴射パルス幅を選択して、燃料噴射
弁２に与える。
上記の手順を所定回数繰り返すために、ステ・２プ１５
７では、所定回数に達したか否かを判断し、ステップ１
５８ではカウンタＬｌに１を加える。
７では、所定回数に達したか否かを判断し、ステップ１
５８ではカウンタＬｌに１を加える。
カウンタＬ１がＬｌｎ＋ａｘに達すると制御不能と判断
して、ステップ１５９で図示しない警報装置を燃料制御
手段１５で作動させて運転者に警報を発する。
して、ステップ１５９で図示しない警報装置を燃料制御
手段１５で作動させて運転者に警報を発する。
以上のように、この実施例では、エンジンの経時変化な
どにより熱効率η、が基準値よりも小さくなっても、Ｅ
ＧＲや、点火時期、燃料噴射量の制御により燃焼状態を
改善し、常にはじめの設定と同様に最適な状態で燃焼を
おこなわせることができる。
どにより熱効率η、が基準値よりも小さくなっても、Ｅ
ＧＲや、点火時期、燃料噴射量の制御により燃焼状態を
改善し、常にはじめの設定と同様に最適な状態で燃焼を
おこなわせることができる。
なお、上記実施例では、単一気筒についての説明を行っ
たが、多気筒機関にも適用可能である。
たが、多気筒機関にも適用可能である。
また、吸入空気量Ｇ、は吸入空気量センサを使用して検
出できる。また、筒内圧波形からノッキングの有無を検
知して制御する装置と組み合わせて使用することも可能
である。
出できる。また、筒内圧波形からノッキングの有無を検
知して制御する装置と組み合わせて使用することも可能
である。
以上のように、この発明によれば、筒内圧波形から求め
られる熱効率η、が、エンジンの経時変化などにより基
準値よりも小さくなった場合、ＥＧＲや点火時期、燃料
噴射量を制御して燃焼状態の改善を行うようにしたので
、エンジンを常に効率よく安定した状態で運転できるよ
うになるという効果がある。
られる熱効率η、が、エンジンの経時変化などにより基
準値よりも小さくなった場合、ＥＧＲや点火時期、燃料
噴射量を制御して燃焼状態の改善を行うようにしたので
、エンジンを常に効率よく安定した状態で運転できるよ
うになるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による内燃機関の燃焼制御
装置の構成を示すブロック図、第２図面および第２図（
８）はそれぞれ同上実施例の動作の流れを示すフローチ
ャート、第３図は空燃比（Ａ／Ｆ）を変化させた場合の
筒内圧力波形図、第４図はポリトロープ指数を示す特性
図、第５図は熱発生量と熱損失量の関係を示す特性図で
ある。 １・・・エンジン、２・・・燃料噴射弁、３・・・点火
装置、４・・・排気ガス還流制御弁、５・・・筒内圧検
出手段、６・・・クランク角検出手段、１０・・・コン
トロールユニット、１１・・・筒内圧監視手段、１２・
・・熱効率算出手段、１３・・・熱効率基準値マツプ、
１４・・・比較手段、１５・・・燃焼制御手段、１６・
・・燃料噴射パルス幅演算手段、１７・・・点火時期マ
ツプ、１８・・・ＥＧＲ率マツプ。
装置の構成を示すブロック図、第２図面および第２図（
８）はそれぞれ同上実施例の動作の流れを示すフローチ
ャート、第３図は空燃比（Ａ／Ｆ）を変化させた場合の
筒内圧力波形図、第４図はポリトロープ指数を示す特性
図、第５図は熱発生量と熱損失量の関係を示す特性図で
ある。 １・・・エンジン、２・・・燃料噴射弁、３・・・点火
装置、４・・・排気ガス還流制御弁、５・・・筒内圧検
出手段、６・・・クランク角検出手段、１０・・・コン
トロールユニット、１１・・・筒内圧監視手段、１２・
・・熱効率算出手段、１３・・・熱効率基準値マツプ、
１４・・・比較手段、１５・・・燃焼制御手段、１６・
・・燃料噴射パルス幅演算手段、１７・・・点火時期マ
ツプ、１８・・・ＥＧＲ率マツプ。
Claims (1)
- 気筒内の燃焼圧力を検出する筒内圧センサの出力から筒
内圧波形を得る筒内圧検出手段と、エンジンのクランク
角を検出するクランク角検出手段と、上記筒内圧検出手
段で得られた筒内圧と上記クランク角検出手段で得られ
たクランク信号とによって筒内圧波形を求めて監視する
筒内圧監視手段と、上記筒内圧波形から熱効率を算出す
る演算手段と、この演算手段の演算結果に応じて上記エ
ンジンへの燃料供給量と点火時期および排気ガス還流量
の制御を行う燃料制御手段とを備えた内燃機関の燃焼制
御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2026614A JPH03233162A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| US07/650,158 US5156126A (en) | 1990-02-06 | 1991-02-04 | Combustion control device for internal combustion engines |
| DE4103419A DE4103419A1 (de) | 1990-02-06 | 1991-02-05 | Verbrennungssteuereinrichtung fuer verbrennungsmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2026614A JPH03233162A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03233162A true JPH03233162A (ja) | 1991-10-17 |
Family
ID=12198366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2026614A Pending JPH03233162A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5156126A (ja) |
| JP (1) | JPH03233162A (ja) |
| DE (1) | DE4103419A1 (ja) |
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