JPH04153575A - 内燃機関の制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気火花着火式内燃機関の燃料噴射と点火時期
を制御する方法に係り、特に過渡運転時における好適な
制御を得る方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の制御方法は特開昭６２−２７６２７２号に記載の
ように、過渡時のエンジン出力の結果であるエンジン回
転数の微分値をもとに、回転数変動を打ち消す方向に点
火時期の補正を行なっていた。

一方、電気火花着火式内燃機関では、一般の運転状態に
おいて、エンジンの出力と点火時期の関係は図の様にな
る。即ちある領域までは点火時期が進角側になるにつれ
出力が増し、ある点を超えると逆に進角側になるにつれ
出力が低下する。したがって各々の運転条件において最
大の出力が得られる点火時期の範囲が存在する。この点
火時期の範囲の中で最も遅角側の値をＭＢＴと称する。

このＭＢＴは図に示すように混合比に依存する。

したがってこれを空気過剰率λを横軸、ＭＢＴを縦軸と
して整理すると図の様になる。上記従来技術は、混合比
は燃料噴射制御によって目標の空燃比にあることを前提
として、該目標空燃比における点火時期とエンジン出力
の関係をもとに、点火時期を補正することによりエンジ
ン出力を調整し、エンジンの回転数の変動を抑制するも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、実際の空燃比が目標の空燃比である
ことが前提となっており、実際の空燃比の、目標空燃比
からのずれに関しては考慮されていなかった。ところが
、電気火花着火式内燃機関では、気筒への燃料供給は図
に示すように通常は遅くとも吸気バルブの開く直前の排
気行程中に行なわれ、燃料の輸送遅れをともないつつ吸
気行程中に空気とともに気筒内に吸入される。その後圧
縮行程の後半付近で点火を行う。ここで、図に示すよう
に吸気行程中に吸入空気量の増大を行うと、すでにその
増大分に見合った燃料の追加供給が行なえないため、該
気筒の混合比は目標の空燃比よリリーノとなる。

本発明の目的は、リーンとなった気筒の空燃比に見合っ
た点火時期で点火を行ない、好適な燃焼を得ることによ
り好適なエンジン出力を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、各気筒に供給される燃料量と
吸入空気量を各々検知、記憶し、各々の気筒について実
際の空燃比を推定計算し、該空燃比に対応した点火時期
を検索して出力するようにしたものである。

〔作用〕

各々の気筒に供給される燃料量は、吸入空気量を検知す
るセンサからの出力と、その他の入力信号類から計算し
、決定される。この燃料噴射量計算に用いた適切な値を
記憶することにより、供給される燃料量を代表すること
ができる。一方、実際の吸入空気量は、吸入空気量を検
知するセンサの吸入行程時の出力を取り入れることによ
り検知できる。したがって上記燃料噴射量及び吸入空気
量を表す値どもから、各々の気筒の空燃比を計算できる
。

次にその空燃比における好適な点火時期を検索及び計算
し、その結果を出力する。それによって各々の燃焼での
最適な点火時期が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明による内燃機関の点火時期制御装置につい
て１図示の実施例により詳細に説明する。

第２図は本発明が適用されたエンジンシステムの一例を
示したもので、図において、エンジンが吸入すべき空気
はエアクリーナ１の入口部２から取り入れられ、吸気流
量を検出する熱線式空気流量計３．ダクト４．吸気流量
を制御する絞り弁が収容された絞り弁ボデイ５を通り、
コレクタ６に入る。そして、ここで吸気は、エンジン７
の各シリンダに接続された各吸気管８に分配され、シリ
ンダ内に導かれる。

他方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク９から燃料ポ
ンプ１０により吸引、加圧された上で、燃料ダンパ１１
．燃料フィルタ１２．燃料噴射弁（インジェクタ）１３
、それに燃圧レギュレータ１４が配管されている燃料系
に供給される。そして、この燃料は、上記した燃圧レギ
ュレータ１４により一定の圧力に調圧され、それぞれの
シリンダの吸気管８に設けられている燃料噴射弁１３か
ら吸気管８の中に噴射される。

また、上記空気流量計３からは吸気流量を表わす信号が
出力され、コントロールユニット１５に入力されるよう
になっている。

さらに、上記絞り弁ボデイ５には絞り弁５の開度を検出
するスロットルセンサ１８が取付けてあり、その出力も
コントロールユニット１５に入力されるようになってい
る。

次に、１６はデイスト（ディストリビュータ）で、この
デイストにはクランク角センサが内蔵されており、クラ
ンク軸の回転位置を表わす基準角信号ＲＥＦと回転速度
（回転数）検出用の角度信号ＰＯ８とが出力され、これ
らの信号もコントロールユニット１５に入力されるよう
になっている。

コントロールユニット１５の主要部は、第３図に示すよ
うに、ＭＰＵ、ＲＯＭと、Ａ／Ｄ変換器。

エンジンの運転状態を検出する各種のセ°ンサなどから
の信号を入力として取り込み、所定の演算処理を実行し
、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力
し、上記した燃料噴射弁１３や点火コイル１７に所定の
制御信号を供給し、燃料供給量制御と点火時期制御とを
遂行するのである。

この様なエンジンシステムにおいて、燃料噴射量は燃料
噴射弁１３の開弁時間により決定されるが、その開弁時
間の計算式は。

Ｔ　＋　＝　Ｑ　ａ　Ｘ　Ｔ　ＲＥ　Ｆ　Ｘ　Ｋ　Ｘ　
ＣＯＥ　Ｆ　十Ｔ　ｓ・（１） で求める。ここでＴｔ　は開弁時間、Ｑａは吸入空気流
量、ＴＲＥＦは１行程の時間（クランク角１８０°回転
に要した時間）、Ｋは計算単位合わせの定数Ｃ０ＦＦは
標準状態の空燃比から目標の空燃比に補正するための係
数で、エンジンの運転状態を表わす各パラメータから求
められる。Ｔｓは燃料噴射弁の初期応答遅れ分の時間で
ある。

熱線式空気流量計３は吸入空気の流量を検知するセンサ
であるから、（１）式中のＱａｘＴＲＥＦは１行程間で
吸入される空気量を表す。しかし。

厳密には１行程の吸入空気量は１行程間での吸入空気流
量の積分値である。したがって、（１）式によるＱａと
は別に１行程間での吸入空気流量積分値を別に記憶して
おく。積分の方法は、１行程の時間ＴＲＥＦに対して十
分に短かい時間おきに吸入空気流量をサンプリングし、
１行程間で総和を計算する方法があり、また簡便な方法
として、クランク角１８０°毎に吸入空気流量をサンプ
リングし、隣り合う２値を加算、平均してＴＲＥＦを剰
じる方法もある。

上記方法によって記憶された１行程での吸入空気量をＱ
　ｈｔとする。一方、（１）式中のＣ０ＥＦは１．０　
の場合が標準状態の空燃比であり、一般にこの空燃比は
理論空燃比Ａ／Ｆ＝１４．７　である。

即ち空気過剰率λは１．０　である。したがって燃料噴
射制御によって目標とした空燃比は、空気過剰率で表す
と λ＝１／Ｃ０ＥＦ　　　　　　　　　・・・（２）とな
る。そこで、供給される燃料量を表すパラメータとして
、上記Ｑ　ａｚとＣ０ＥＦを各々記憶しておく。

次に実際の空気流量は、各々の気筒の吸入空気流量を、
前記の方法によって求めることができる。

この値をＱａＲとする。

ここで該気筒の実際の空燃比を空気過剰率で表すと、 λ＝　ＱａＲ／（Ｑａｉ　−ＣＯＥ　Ｆ）　　　　　・
−（３）で表わせる。

二こで、予め第５図に示すような、えと点火時期のテー
ブルを予め設けておき、燃料噴射制御で意図するλ、即
ち（２）式のλと実際の該気筒のえ、即ち（３）式のλ
て各々テーブルを検索する。各々のλをそれぞれλ７．
λＲとし、λＩ、λＲによってテーブルから検素される
点火時期をＡ　Ｄ　Ｖ　ｔＡＤＶＲとすルト、λｚ＃λ
Ｒ（７）時、ＡＤＶｆ＃ＡＤＶＲである。即ちＡ　Ｄ　
Ｖ　ｉ　　Ａ　Ｄ　Ｖ　Ｒが目標空燃比と実際の空燃比
の差による最適な点火時期のずれであり、該値を予め計
算された点火時期に対して補正することにより、最適な
点火時期を得ることができる。実際の電気火花着火式の
内燃機関の多くは複数の気筒を有するため、一連の上記
動作は気筒毎に並行して行なわれ、各々の値の中には共
用の可能なものがあり得るが、その時は機関の気筒数に
応じて、適切な値を複数の気筒で共用できる。また、第
５図はえとＭＢＴのテーブルとしたが、縦軸は制御の意
図によって必ずしもＭＢＴである必要はなく、運転条件
によりノッキングが発生することを考慮して、ＭＢＴよ
り遅角側としても可である。

第７図は本発明の１実施例による実験結果、第８図は同
一条件における本発明によらない実験結果である。アイ
ドリングから一定速さで絞弁を全開した時、第７図では
、空気過剰でリーンが生したため、そのリーンな混合比
に適切な点火時期となるよう点火時期を遅角側に補正し
て、エンジンの失火を防いでいるが、第８図では、該補
正がないため、過進角による失火を招き、図示平均有効
圧力が低下している。

また、ここまでは加速時の動作について述べたが、減速
時においても全く同じ動作で同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、過渡時の空燃比変動による理想点火時
期のずれを補正できるので、過渡時において好適な点火
時期を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による制御方法を示す図、第
２図は本発明を適用するシステムの−例を示す図、第３
図はコントロールユニットの主要部を示す図、第４図は
点火時期と空燃比、エンジン出力の関係図、第５図は空
燃比とＭＢＴの関係図、第６図はエンジンの運転タイミ
ングを表すタイミングチャート、第７図は本発明の一実
施例による実験結果を示す図、第８図は本発明によらな
い実験結果を示す図である。 １・・・エアクリーナ、２・・入口部、３・・・熱線式
空気流量計、４・・ダクト、５・・絞り弁ボデイ、６・
・コレクタ、７・・・エンジン、８・・・吸気管、９・
・燃料タンク、１０・・・燃料ポンプ、１１・・・燃料
ダンパ、１２・・・燃料フィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関の運転状態を表わすパラメータに基づいて
   燃料噴射量、及び点火時期を決定する燃料噴射制御方法
   において、各気筒に供給された燃料量と空気量を直接的
   または間接的に検知、記憶し、該気筒の実際の空燃比を
   推定計算し、その値に基づいて該気筒の点火時期を決定
   することを特徴とする内燃機関の制御方法。