JPH04228855A - 燃焼圧力センサの出力感度補正方法 - Google Patents

燃焼圧力センサの出力感度補正方法

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JPH04228855A
JPH04228855A JP40803790A JP40803790A JPH04228855A JP H04228855 A JPH04228855 A JP H04228855A JP 40803790 A JP40803790 A JP 40803790A JP 40803790 A JP40803790 A JP 40803790A JP H04228855 A JPH04228855 A JP H04228855A
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武史 小谷
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宗一 松下
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼圧力を検出する燃
焼圧力センサを備えた内燃機関の燃焼圧力センサの出力
感度補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】燃焼圧力センサを内燃機関の燃焼室に配
置し、燃焼圧力センサからの燃焼圧力信号により内燃機
関の運転制御因子、例えば空燃比を制御するものが知ら
れている。即ち、燃焼行程における有効圧縮圧力から機
関が発生するトルクを代表する所謂図示トルクを知るこ
とができる。一方、吸入空気量に対する機関発生トルク
の関係は空燃比が或る範囲にあれば一定の関係がある。 従って、燃焼圧力センサの検出値より算出される図示ト
ルクと目標トルクとの差に応じて燃料噴射量を制御する
ことにより空燃比を一定範囲に制御することができる。 例えば、特開昭60−249647号参照。そして、図
示トルクの変動をみて、その変動値が許容範囲内で燃料
噴射量を減量してゆくことによりトルク変動の限界範囲
内で希薄燃焼を行わせることもできる。
【0003】例えば特開昭64−29656号後方に記
載の装置では、燃焼圧力センサにより検出された図示ト
ルクと、発生トルクの代用値としての燃料量との関係か
ら燃焼圧力センサの出力感度を補正している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】燃料量と図示トルクと
は略比例関係にあり、その比例定数A0 は図4に示す
如く空燃比によって若干変化する。
【0005】しかし、上記の従来装置においては比例係
数を空燃比に拘らず一定としている。このため空燃比が
変化すると燃焼圧力センサの出力感度を正確に補正でき
ないという問題があった。
【0006】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
空燃比が所定の値に制御されている状態でのみ出力感度
補正を行なうことにより、燃焼圧力センサの出力感度を
正確に補正する燃焼圧力センサの出力感度補正方法を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図を
示す。
【0008】同図中、燃焼圧力センサM1は、内燃機関
の燃焼圧力を検出する。図示トルク算出手段M2は、燃
焼圧力センサM1からの燃焼圧力信号に基づいて図示ト
ルクを算出する。
【0009】燃料供給量算出手段M3は、内燃機関の運
転状態の検出信号に基づいて内燃機関の燃料供給量を算
出する。
【0010】空燃比状態判別手段M4は、運転状態の検
出信号に基づいて空燃比が所定の値であるかどうかを判
別する。
【0011】感度補正手段M5は、空燃比が所定の値で
あると空燃比状態判別手段M4で判別されたときのみ、
燃料供給量と図示トルクとの比から燃焼圧力センサの出
力感度を補正する。
【0012】
【作用】本発明においては、空燃比状態判別手段M4で
空燃比が所定の値であると判別されたときにのみ、感度
補正手段M5は燃料供給量と図示トルクとの比から燃焼
圧力センサの出力感度を補正するため、空燃比が所定の
値では燃料供給量と図示トルクが比例関係でその比例定
数が一定であり、燃焼圧力センサの出力感度を正確に補
正できる。
【0013】
【実施例】図2は本発明方法を適用した内燃機関の構成
図を示す。同図中、10はシリンダブロック、12はピ
ストン、14はコネクティングロッド、16はクランク
軸、18はシリンダヘッド、20は燃焼室、22は吸気
弁、24は吸気ボート、26は排気弁、28は排気ボー
ト、30は吸気管、32はスロットル弁、34はエアー
フローメータである。燃料インジェクタ36は吸気ボー
ト24に近い吸気管30に設置される。圧電型等の圧力
センサ38がシリンダヘッド18に取付られ、シリンダ
ボア内の圧力を知ることができる。筒内圧力センサ38
は検出した筒内圧力より周知の手法で機関が発生するト
ルクに相当する値を知るため設けられる。クランク角セ
ンサ40,42はクランク軸16に連結されるディスト
リビュータの分配軸(図示しない)等のクランク軸16
と連動して回転する回転軸44の回転に応じたパルス信
号を発生するため設けられる。第1のクランク角センサ
40は、基準位置確認用であってエンジンの一サイクル
に相当するクランク角度、即ち720℃A毎のパルス信
号を発生する。一方、第2のクランク角度センサ42は
、例えばクランク角度15°毎のパルス信号を発生し、
燃料噴射や筒内圧力によるトルク相当値としての図示ト
ルクの算出を実行するための割り込み処理の開始信号と
なり、またそのパルス間隔により機関回転数NEを知る
ことができる。
【0014】制御回路50はマイクロコンピュータ・シ
ステムとして構成され、この発明による空燃比制御を実
行するためのものである。制御回路50はマイクロプロ
セッサユニット(MPU)52と、メモリ54と、入力
ポート56と、出力ポート58と、これらを接続するバ
ス60とを基本的な構成要素とするものである。入力ポ
ート56は各センサに接続され、運転条件信号が入力さ
れる。即ち、エアーフローメータ34からは吸入空気量
Qに応じた信号が入力される。燃焼圧力センサ38から
は筒内圧力に応じた信号が入力される。またクランク角
センサ40,42よりクランク角度に応じたパルス信号
が入力される。空燃比センサ63は、例えばO2 セン
サやリーンセンサであり、空燃比信号を発生する。水温
センサ64は冷却水の水温を検出する。MPU52はメ
モリ54に格納されるプログラム及びデータに従って演
算を実行し、燃料噴射信号が形成される。出力ポート5
2は燃料インジェクタ36に接続され、燃料噴射信号が
印加される。
【0015】この発明における圧力センサの感度補正は
以下の事実に基礎を置くものである。図示トルクとは図
3に示す燃焼圧力曲線の有効面積であり、簡略化すると
、■〜■の複数点の燃焼圧力に夫々の重み係数を掛算し
た合計値として代用することができる。即ち、図示トル
クの代用値TX は、 TX =k1 ×α0 ×P1 +k2 ×α0 ×P
2             +k3 ×α0 ×P3
 +k4 ×α0 ×P4 によって表される。ここに
、k1 ,k2 ,k3 及びk4 は重み係数であり
、α0 が燃焼圧力センサの感度である。尚、図示トル
クとその代用値TX との間には図4のような直線関係
があるから、図示トルクを計測しなくてもこの発明は成
立する。この図示トルク代用値TX は点火時期を最適
値(所謂MBT)付近に制御したとすれば燃焼室に供給
された燃料の量Qf と直線関係がある。 (図5)。従って、図示トルク代用値TX と、燃料量
Qf との関係より圧力センサの感度の変化を知ること
ができる。即ち、圧力センサの感度がα0 からα′に
変化したとすると図示トルク代用値は、 T′X =k1 ×α′×P1 +k2 ×α′×P2
             +k3 ×α′×P3 +
k4 ×α′×P4 に変化する。即ち、 α′=α0 ×(TX /TX ′) 一方、このときのシリンダ内の燃料量Qf と図示トル
ク代用値TX ′との比(Qf /TX ′)を、Qf
 /TX ′=A′ とすると、感度が変化する以前の燃料量Qf と図示ト
ルク代用値TX との比を Qf /TX =A0  とすると、 TX ′/TX =A0 /A′ となる。従って、感度変化率Dを D=α′/α0  とすると、 D=A0 /A′ となる、即ち、既知のA0 とシリンダへの燃料量Qf
 と代用トルク値TX ′とから感度変化率Dを知るこ
とができ、この感度変化率を基に代用トルクの正しい値
TX 又は正しい圧力測定値Pを、 TX =TX ′/D P=P′/D によって知ることができる。
【0016】図6は以上の原理に基づく燃焼圧力センサ
感度補正を行うルーチンのフローチャートを示す。この
ルーチンはクランク角度センサ42からの一定クランク
角度毎の信号の到来毎に実行される。ステップ80では
現在のクランク角度が圧縮上死点TDCを幾分過ぎた図
3の■にあるか否か判別される。Yesのときはステッ
プ82に進み、そのときのシリンダ内圧力P1 が入力
され、ステップ84では前述代用図示トルク算出式にお
ける第1項T1 が、 T1 =k1 ×(P1 /D) によって算出される。同様にステップ86−90では代
用図示トルク算出式における第2項T2 が、T2 =
k2 ×(P2 /D) によって算出される。ステップ92−96では代用図示
トルク算出式における第3項T3 が、T3 =k3 
×(P3 /D) によって算出される。ステップ98−102では代用図
示トルク算出式における第2項T2 が、T4 =k4
 ×(P4 /D) によって算出される。
【0017】ステップ104では図示トルク代用値Tx
 がTx =T1 +T2 +T3 +T4 によって
算出される。
【0018】ステップ106ではフィードバック補正係
数増分△FAT(=|FAFAVE−FAF0|)が0
.02未満で空燃比A/Fが安定しているかどうかが判
別される。△FAFが0.02未満で空燃比が安定して
いるときにはステップ108に進み、感度変化率Dが、 D=A0 ×TX /(TAU×C) により算出される。ここにTAUはインジェクタから噴
射される燃料噴射量であり燃料噴射ルーチンにより知る
ことができる。Cは係数であり、τ×C=Qf となる
【0019】図7はフィードバック補正係数増分算出ル
ーチンのフローチャートを示し、例えば8m秒毎に実行
される。ステップ110では水温センサ64で得られた
水温THWが40℃から70℃の範囲内で空燃比フィー
ドバック条件が成立するかどうかを判別し、この条件が
成立するとステップ112でストイキフィードバックフ
ラグ×STO1Cに1をセットする。
【0020】次にステップ114で空燃比信号がリッチ
を指示するかどうかを判別し、リッチの場合ステップ1
16で前回もリッチだったどうかを判別する。前回リー
ンであればステップ118でFAF,FAF1,FAF
2,FAF3の値を夫々FAF1,FAF2,FAF3
,FAF4夫々に転送し、また平均値FAFAVEを前
回平均値FAF0に転送し、新たな平均値FAFAVE
を次式で求める。
【0021】FAFAVE=(FAF1+FAF2+F
AF3+FAF4)/4 次のステップ120ではFAFの値を0.006だけ減
算して更新する。
【0022】ステップ116で前回もリッチと判別され
たときはステップ122でFAFの値を0.001だけ
減算して更新する。
【0023】次にステップ114で空燃比信号がリーン
の場合ステップ124で前回もリーンだったかどうかを
判別する。前回リッチであればステップ126でFAF
,FAF1,FAF2,FAF3の値を夫々FAF1,
FAF2,FAF3,FAF4夫々に転送し、また平均
値FAFAVEを前回平均値FAF0転送し、新たな平
均値FAFAVEを次式で求める。
【0024】FAFAVE=(FAF1+FAF2+F
AF3+FAF4)/4 次のステップ128ではFAFの値を0.006だけ加
算して更新する。
【0025】ステップ124で前回もリーンと判別され
たときはステップ130でFAFの値を0.001だけ
加算して更新する。
【0026】以下のフローチャートはこの発明が応用さ
れるリーンリミット式の空燃比制御ルーチンを示す。こ
のリーンリミット型の空燃比制御はエンジンの燃料変動
をトルク−吸入空気量の比の変化を捕らえ、その比の大
小に応じて燃料噴射量を増減し、トルク変動が起こらな
い範囲で空燃比をリーン側に制御使用するものである。
【0027】図8は燃料噴射ルーチンを示し、ステップ
130では、基本燃料噴射量TP が、TP =k×G
a  によって算出される。kは定数であり、Ga は周知の
ようにエアーフローメータ34による吸入空気量Qをエ
ンジン回転数で補正した後の実吸入空気量を示す。ステ
ップ140では最終噴射量TAUが、 TAU=TP +τa +τb  によって算出される。ここにτa は目標トルクと実ト
ルクとの差に応じた補正量、τb はトルク変動に応じ
た補正量である。ステップ142では算出されたTAU
に応じた時間だけ燃料噴射が実行されるようにその気筒
のインジェクタ36に燃料噴射信号が供給される。この
燃料噴射信号の形成の仕方自体は周知であるので、その
説明は省略する。
【0028】図9は燃料噴射量の補正ルーチンを示す。 ステップ144では、図示トルク代用値の、実吸入空気
量に対する比をTX /Gとしたとき TX /G<TG か否か判別される。ここにTGは目標の図示トルク代用
値の、実吸入空気量に対する比であり、点火時期がMB
T付近であれば空燃比を所定範囲とする一定値がある。 TX /G<TGのときはトルクが目標値に達していな
いとみてステップ146に進み、燃料増量τa をイン
クリメントし、TX/G≧TGのときはステップ148
に進み、燃料増量τa =0に固定され、トルクによる
燃料増量は行わない。
【0029】ステップ150では図示トルク代用値の、
実吸入空気量に対する比の変化率△(TX /G)が基
準値△TGより大きいか否か判別される。ここに△TG
は許容トルク変動の限界値である。トルク変動が限界値
以下となると、即ち△(TX /G)>△TGのときは
ステップ154に進み、燃料増量τb がインクリメン
トされ、トルク変動が許容限界内の場合、即ち△(TX
 /G)≦△TGのときはステップ156に進み、燃料
増量τb がデクリメントされる。このようにして、空
燃比はトルク変動が限界内でリーン側に制御される。
【0030】このように、図6のステップ106で空燃
比が所定の値であると判別されたときにのみ、燃料供給
量と図示トルクとの比からステップ108で感度変化率
Dを更新し、燃料圧力センサの出力感度を補正するため
、空燃比が所定の値では燃料供給量と図示トルクとが比
例関係でその比例定数が一定であり、燃焼圧力センサの
出力感度を正確に補正できる。
【0031】
【発明の効果】上述の如く、本発明の燃焼圧力センサの
出力感度補正方法によれば、燃焼圧力センサの出力感度
を正確に補正することができ、実用上きわめて有用であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明を適用した内燃機関の構成図である。
【図3】クランク角度とシリンダ内圧力との関係を示す
図である。
【図4】図示トルクとその代用値との関係を示す図であ
る。
【図5】図示トルク代用値とシリンダ内燃噴射量との関
係を示す図である。
【図6】本発明の燃焼圧力センサ感度補正ルーチンのフ
ローチャートである。
【図7】FAF増分算出ルーチンのフローチャートであ
る。
【図8】燃料噴射ルーチンのフローチャートである。
【図9】燃料噴射補正量算出ルーチンのフローチャート
である。
【符号の説明】
12  ピストン 16  クランク軸 20  燃焼室 30  吸気管 34  エアーフローメータ 36  燃料インジェクタ 38  筒内圧力センサ 40,42  クランク角センサ 50  制御回路 63  空燃比センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  内燃機関の燃焼圧力を検出する燃焼圧
    力センサの出力感度補正方法であって、該燃焼圧力セン
    サからの燃焼圧力信号に基づいて図示トルクを算出する
    図示トルク算出手段と、該内燃機関の運転状態の検出信
    号に基づいて該内燃機関の燃料供給量を算出する燃料供
    給量算出手段と、該運転状態の検出信号に基づいて空燃
    比が所定の値であるかどうかを判別する空燃比状態判別
    手段と、空燃比が所定の値であると該空燃比状態判別手
    段で判別されたときにのみ、該燃料供給量と図示トルク
    との比から該燃焼圧力センサの出力感度を補正する感度
    補正手段とを有することを特徴とする燃焼圧力センサの
    出力感度補正方法。
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