JPH0615844B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine

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JPH0615844B2
JPH0615844B2 JP2482587A JP2482587A JPH0615844B2 JP H0615844 B2 JPH0615844 B2 JP H0615844B2 JP 2482587 A JP2482587 A JP 2482587A JP 2482587 A JP2482587 A JP 2482587A JP H0615844 B2 JPH0615844 B2 JP H0615844B2
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control
intake pipe
engine
pressure
partial pressure
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芳樹 中條
悳太 井上
敏明 許斐
義彦 兵道
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関の制御装置に関し、燃料噴射制御
や、点火時期制御に好適に使用できるものである。
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, which can be suitably used for fuel injection control and ignition timing control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

内燃機関の燃料噴射シスシムとして所謂D−J型の燃料
噴射システムでは内燃機関の吸入系のスロットル弁下流
の吸気マニホルド(又はサージタンク)に圧力センサを
設置し、負荷因子としての吸気管圧力を検出し、吸気管
圧力と機関回転数とからシリンダボアに導入される新気
の量に応じて制御される因子、例えば、基本燃料噴射量
を算出し、インジェクタより燃料噴射を行っている。こ
のD−J型のシステムは、所謂L−J型燃料噴射システ
ムに使われるエアフローメータと比較して、センサの大
きさ自体が小型化し、センサの装着にともなう吸気抵抗
の増加が小さい利点がある。
In a so-called DJ type fuel injection system as a fuel injection system for an internal combustion engine, a pressure sensor is installed in an intake manifold (or surge tank) downstream of a throttle valve of an intake system of the internal combustion engine to detect an intake pipe pressure as a load factor. Then, a factor that is controlled according to the amount of fresh air introduced into the cylinder bore, for example, the basic fuel injection amount is calculated from the intake pipe pressure and the engine speed, and fuel injection is performed from the injector. The DJ type system has advantages that the size of the sensor itself is smaller than that of an air flow meter used in a so-called LJ type fuel injection system, and an increase in intake resistance due to mounting of the sensor is small. .

L−J型の燃料噴射システムにおけるエアフローメータ
と違ってD−J型の燃料噴射システムでは内燃機関に入
る新気の量はに応じて制御される因子の制御値を吸気管
圧力に応じて算出しようとするものである。ところが、
吸気管圧力は同一新気量でも排気ガス循環(EGR) やブロ
ーバイガスの導入が行われると変化し、新気量を正しく
反映したエンジン制御を行うためにはセンサ出力値に対
し補正を加える必要が出てくる。例えば、特開昭58−27
819 号では、排気管に設置される酸素センサによる空燃
比フィードバック制御における制御量の基準値からのず
れに応じて補正係数を算出し、燃料噴射量の補正を行っ
ている。
Unlike the air flow meter in the L-J type fuel injection system, in the D-J type fuel injection system, the amount of fresh air entering the internal combustion engine is controlled according to the control value of a factor calculated according to the intake pipe pressure. Is what you are trying to do. However,
The intake pipe pressure changes when exhaust gas circulation (EGR) or blow-by gas is introduced even with the same fresh air amount, and it is necessary to correct the sensor output value in order to perform engine control that correctly reflects the fresh air amount. Comes out. For example, JP-A-58-27
In No. 819, the correction coefficient is calculated according to the deviation from the reference value of the control amount in the air-fuel ratio feedback control by the oxygen sensor installed in the exhaust pipe, and the fuel injection amount is corrected.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来技術では燃料噴射量の補正を排気側のセンサによっ
て行っているため、遅れ等の要因により迅速な空燃比補
正ができない。また、排気側のセンサによる補正はアイ
ドル時や定常時といった特定な運転時しかできないの
で、十分な補正ができない恐れがある。
In the prior art, the fuel injection amount is corrected by the sensor on the exhaust side, so that the air-fuel ratio cannot be corrected promptly due to factors such as delay. Further, since the correction by the sensor on the exhaust side can be performed only in a specific operation such as idling or steady state, there is a possibility that sufficient correction cannot be performed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図において、内燃機関の回転数を検出する機関回転
数検出手段(58)と、内燃機関のスロットル弁(34)下流の
吸気系(1A)に配置され、吸気管圧力(PM)を検出する吸気
管圧力検出手段(2) と、内燃機関のスロットル弁(34)下
流の吸気系(1A)に配置され、機関に吸入される全ガス中
の酸素分圧(PO2) を検出する酸素検出手段(4) とを備え
た内燃機関の制御装置であって、前記回転数検出手段(5
8)により検出される機関回転数及び前記吸気管圧力検出
手段(2) により検出される吸化管圧力に基づいて、内燃
機関を制御する制御因子の制御値を算出する制御値算出
手段(3) と、新気以外のガスが機関に導入されないとし
たときに想定される基準酸素分圧の値を機関回転数と吸
気管圧力とに基づいて算出する基準酸素分圧算出手段
(7) と、基準酸素分圧算出手段(7) により算出される酸
素分圧(PO20)と前記酸素検出手段(4) により検出される
実際の酸素分圧(PO2) との差に基づき前記算出された制
御値を補正する補正手段(5) と、前記補正された後の制
御値により前記制御因子を制御する制御因子制御手段
(6) とを具備した内燃機関の制御装置が提供される。
In FIG. 1, the engine speed detecting means (58) for detecting the speed of the internal combustion engine and the intake system (1A) downstream of the throttle valve (34) of the internal combustion engine are arranged to detect the intake pipe pressure (PM). Is installed in the intake system (2) and the intake system (1A) downstream of the throttle valve (34) of the internal combustion engine to detect the oxygen partial pressure (PO 2 ) in all the gas drawn into the engine. A control device for an internal combustion engine comprising a detection means (4), wherein the rotation speed detection means (5
Control value calculation means (3) for calculating the control value of the control factor for controlling the internal combustion engine based on the engine speed detected by (8) and the suction pipe pressure detected by the intake pipe pressure detection means (2). ) And a reference oxygen partial pressure calculating means for calculating a value of the reference oxygen partial pressure assumed when a gas other than fresh air is not introduced into the engine, based on the engine speed and the intake pipe pressure.
(7) and the difference between the oxygen partial pressure (PO 20 ) calculated by the reference oxygen partial pressure calculating means (7) and the actual oxygen partial pressure (PO 2 ) detected by the oxygen detecting means (4). Correction means (5) for correcting the calculated control value based on the above, and control factor control means for controlling the control factor by the corrected control value
(6) A control device for an internal combustion engine including:

〔作用〕[Action]

機関回転数検出手段(58)は内燃機関の回転数を検出し、
吸気管圧力検出手段(2) は吸気管圧力(PM)を検出し、酸
素検出手段(4) は機関に吸入される全ガス中の酸素分圧
(PO2) を検出する。
The engine speed detecting means (58) detects the speed of the internal combustion engine,
The intake pipe pressure detecting means (2) detects the intake pipe pressure (PM), and the oxygen detecting means (4) detects the partial pressure of oxygen in all the gas sucked into the engine.
(PO 2 ) is detected.

制御値算出手段(3) は、前記回転数検出手段(58)により
検出される機関回転数及び前記吸気管圧力検出手段(2)
により検出される吸気管圧力に基づいて、内燃機関を制
御する制御因子の制御値を算出する。
The control value calculating means (3) is an engine speed detected by the speed detecting means (58) and the intake pipe pressure detecting means (2).
The control value of the control factor for controlling the internal combustion engine is calculated based on the intake pipe pressure detected by.

基準酸素分圧算出手段(7) は、新気以外のガスが機関に
導入されないとしたときに想定される基準酸素分圧の値
を機関回転数検出手段(58)が検出する機関回転数と吸気
管圧力検出手段(2) が検出する吸気管圧力とに基づいて
算出する。
The reference oxygen partial pressure calculation means (7) uses the engine speed detected by the engine speed detection means (58) as the value of the reference oxygen partial pressure assumed when no gas other than fresh air is introduced into the engine. It is calculated based on the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detecting means (2).

補正手段(5) は、基準酸素分圧算出手段(7) により算出
される基準酸素分圧の値(PO20)と酸素検出手段(4) によ
り検出される実際の酸素分圧(PO2) との差に基づき、制
御算出手段(3) により算出された制御値を補正する。
The correction means (5) has a reference oxygen partial pressure value (PO 20 ) calculated by the reference oxygen partial pressure calculation means (7) and an actual oxygen partial pressure (PO 2 ) detected by the oxygen detection means (4). The control value calculated by the control calculation means (3) is corrected based on the difference between

制御因子制御手段(6) は補正手段(5) によって補正され
た後の制御値により前記制御因子を制御する。
The control factor control means (6) controls the control factor according to the control value corrected by the correction means (5).

〔実施例〕〔Example〕

第2図において、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はシリンダヘ
ッド、18は燃焼室、20は点火栓、22は吸気弁、2
4は吸気ポート、26は排気弁、28は排気ポート、2
9はディストリビュータ、30は点火装置(イグナイタ
30a及び点火コイル30bよりなる)である。吸気ポ
ート24は、吸気管31、サージタンク32、スロット
ル弁34、吸気管36、ターボチャージャ38のコンプ
レッサハウジング38a、吸気管39を介してエアクリ
ーナ40に接続される。吸気ポート24に近接した吸気
管31に燃料インジェクタ42が設置される。排気ポー
ト28は排気マニホルド44を介してターボチャージャ
38のタービンハウジング38bに接続される。尚、タ
ーボチャージャ38の代わりに機械式過給機を採用した
システムであっても良い。
In FIG. 2, 10 is a cylinder block, 12 is a piston, 14 is a connecting rod, 16 is a cylinder head, 18 is a combustion chamber, 20 is a spark plug, 22 is an intake valve, 2
4 is an intake port, 26 is an exhaust valve, 28 is an exhaust port, 2
Reference numeral 9 is a distributor, and 30 is an ignition device (comprising an igniter 30a and an ignition coil 30b). The intake port 24 is connected to an air cleaner 40 via an intake pipe 31, a surge tank 32, a throttle valve 34, an intake pipe 36, a compressor housing 38a of a turbocharger 38, and an intake pipe 39. A fuel injector 42 is installed in the intake pipe 31 near the intake port 24. The exhaust port 28 is connected to a turbine housing 38b of a turbocharger 38 via an exhaust manifold 44. A system that employs a mechanical supercharger instead of the turbocharger 38 may be used.

排気ガス再循環通路(EGR通路)45が排気マニホル
ド44とサージタンク32を接続するように設けられ
る。排気ガス再循環制御弁(EGR弁)46がEGR通
路45上に排気ガス再循環率(EGR率)の制御のため
設けられる。この実施例ではEGR弁44負圧作動ダイ
ヤフラム機構47を備える。ダイヤフラム機構47はス
ロットル弁34のアイドル位の少し上流に設置されるE
GRポート48に接続される。調圧弁49は、圧力導管
50によってEGR通路45における定圧絞り51の下
流に形成される定圧室52に接続される。そのため、調
圧弁49は定圧室52の圧力が略一定となるように、E
GRポート48からEGR弁46の負圧作動機構47に
導入される負圧を制御する。そして、調圧弁49のダイ
ヤフラム49aはEGRポート48の少し上流の負圧ポ
ート53に接続され、負荷に応じた負圧がダイヤフラム
49aに排圧と抵抗するように作用し、EGR率を負荷
に応じて制御する。このEGR装置の構成及び作用は周
知であることから、これ以上の説明はしない。尚、EG
R装置は図示タイプでなくてもかまわない。
An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 45 is provided so as to connect the exhaust manifold 44 and the surge tank 32. An exhaust gas recirculation control valve (EGR valve) 46 is provided on the EGR passage 45 for controlling the exhaust gas recirculation rate (EGR rate). In this embodiment, an EGR valve 44 negative pressure operating diaphragm mechanism 47 is provided. The diaphragm mechanism 47 is installed slightly upstream of the idle position of the throttle valve E
It is connected to the GR port 48. The pressure regulating valve 49 is connected by a pressure conduit 50 to a constant pressure chamber 52 formed downstream of the constant pressure throttle 51 in the EGR passage 45. Therefore, the pressure regulating valve 49 adjusts the pressure E in the constant pressure chamber 52 so that the pressure is substantially constant.
The negative pressure introduced from the GR port 48 to the negative pressure operating mechanism 47 of the EGR valve 46 is controlled. The diaphragm 49a of the pressure regulating valve 49 is connected to the negative pressure port 53 slightly upstream of the EGR port 48, and the negative pressure according to the load acts on the diaphragm 49a so as to resist the exhaust pressure. Control. The construction and operation of this EGR device is well known and will not be described further. EG
The R device does not have to be the illustrated type.

制御回路54はマイクロコンピュータ・システムとして
構成され、燃料噴射制御、点火時期制御及びその他のエ
ンジン作動制御を行うものである。制御回路54はマイ
クロ・プロセシング・ユニット(MPU)54aと、メ
モリ54bと、入力ポート54cと、出力ポート54
d、これらの各要素を接続するバス54eとから成る。
入力ポート54cは各センサ接続されエンジン運転条件
信号が入力される。吸気管圧力センサ55はサージタン
ク32に設置され、スロットル弁34の下流の吸気管圧
力PMを検出する。クランク角度センサ56,58がデ
ィストリビュータ29に設置される。第1のクランク角
度センサ56は、ディストリビュータ軸29a上のマグ
ネット片60と対抗設置され、クランク軸の720゜回
転毎、即ち機関の1サイクル毎にパルス信号を発生し、
基準信号となる。第2のクランク角度センサ58はディ
ストリビュータ軸29a上のマグネット片62と対抗設
置され、クランク軸の30゜毎の信号を発生し、燃料噴
射制御や点火時期制御のトリガ信号となる。水温センサ
64はシリンダブロック10の冷却水ジャケット10a
内の冷却水温度を検出する。吸入空気温度センサ66
は、吸気管に導入される吸入空気の温度を検出すること
ができる。排気側酸素センサ68が排気マニホルド44
に設けられる。この排気側酸素センサ68は空燃比フィ
ードバック制御用であり、空燃比を理論空燃比に制御す
るシステムではOセンサであり、空燃比を理論空燃比
よりリーン側に制御するシステムでは所謂リーンセンサ
より構成することができる。
The control circuit 54 is configured as a microcomputer system and performs fuel injection control, ignition timing control and other engine operation control. The control circuit 54 includes a micro processing unit (MPU) 54a, a memory 54b, an input port 54c, and an output port 54.
d, and a bus 54e for connecting each of these elements.
The input port 54c is connected to each sensor and an engine operating condition signal is input. The intake pipe pressure sensor 55 is installed in the surge tank 32 and detects the intake pipe pressure PM downstream of the throttle valve 34. The crank angle sensors 56 and 58 are installed in the distributor 29. The first crank angle sensor 56 is installed opposite to the magnet piece 60 on the distributor shaft 29a, and generates a pulse signal every 720 ° rotation of the crank shaft, that is, every one cycle of the engine.
It becomes the reference signal. The second crank angle sensor 58 is installed opposite to the magnet piece 62 on the distributor shaft 29a, generates a signal for every 30 ° of the crank shaft, and serves as a trigger signal for fuel injection control and ignition timing control. The water temperature sensor 64 is the cooling water jacket 10a of the cylinder block 10.
The temperature of the cooling water inside is detected. Intake air temperature sensor 66
Can detect the temperature of the intake air introduced into the intake pipe. The exhaust side oxygen sensor 68 is connected to the exhaust manifold 44.
It is provided in. The exhaust side oxygen sensor 68 is for air-fuel ratio feedback control, is an O 2 sensor in a system that controls the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, and is a so-called lean sensor in a system that controls the air-fuel ratio to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Can be configured.

この発明によれば、吸気側酸素センサ70がサージタン
ク32に設置される。吸気側酸素センサ70は、機関に
導入される全ガスの内の酸素の分圧を検出し、後述のよ
うにEGRガスやブローバイガスによる吸気管圧力セン
サの検出値への影響を除去し、新気量に応じて制御され
る因子(基本燃料噴射量等)の正確な制御を行うことが
できるようにするものである。吸気側酸素センサ70は
所謂リーンセンサと同様の構造のもので、全吸入空気中
の酸素の分圧の変化によって連続的に変化する電圧を取
り出すことができる。第3図において、吸気側酸素サン
ソ70は、ジルコニアから成る固体電圧電解質で作られ
た有底筒状体72と、その内面及び外面に形成される通
気性薄膜状白金電極74−1,74−2と、外側の電極
74−2の回りにスピネル等のセラミックス材料のプラ
ズマ溶射にて形成される多孔層としての拡散層76と、
多孔板にて形成される外套ケース78と、筒状体72の
中心空間に配置されるセラミック・ヒータ80とを基本
的な構成要素とする。ヒータ80は電源Eに接続さ
れ、センサ70の活性化に役立たせることができる。筒
状体72の中央空間はヒータ80の中心通路80aによ
って大気と連通されている。陽極としての内側電極74
−1と陰極としての外側電極74−2との間には電源E
が接続される。所謂ポンプ作用によって外側電極74
−2から内側電極74−1に向かって拡散層によって規
制される速度で被検出ガス中のOイオンが流れること
ができ、電源Eの或る電圧において、イオン電流(限
界電流)Ilは、 Il=((4F×S×DO2 ×P)/(R×T×l)) ×(1n(1/(1−PO/P)))……(1) ここに、F:ファラデー定数 S:電極面積 DO:ガス拡散定数 R:気体定数 T:温度 l:拡散抵抗層有効長 P:全圧 PO:酸素分圧 によって表される。第4図は全圧力に対する酸素分圧、
センサ圧力との実測特性を示し、全圧が変わると分圧が
変化し、これに準じてセンサ出力が変化し、センサ出力
より酸素分圧を知ることができる。
According to this invention, the intake oxygen sensor 70 is installed in the surge tank 32. The intake-side oxygen sensor 70 detects the partial pressure of oxygen in all the gases introduced into the engine, removes the influence of EGR gas or blow-by gas on the detection value of the intake pipe pressure sensor, as described later, This makes it possible to perform accurate control of factors (basic fuel injection amount, etc.) that are controlled according to the amount of air. The intake-side oxygen sensor 70 has the same structure as a so-called lean sensor, and can output a voltage that continuously changes due to a change in the partial pressure of oxygen in the total intake air. In FIG. 3, the intake side oxygen sensor 70 includes a bottomed cylindrical body 72 made of a solid voltage electrolyte made of zirconia, and breathable thin film platinum electrodes 74-1 and 74-formed on the inner and outer surfaces thereof. 2, and a diffusion layer 76 as a porous layer formed by plasma spraying a ceramic material such as spinel around the outer electrode 74-2,
An outer case 78 formed of a perforated plate and a ceramic heater 80 arranged in the central space of the tubular body 72 are the basic components. The heater 80 is connected to the power supply E 2 and can help activate the sensor 70. The central space of the cylindrical body 72 is communicated with the atmosphere by the central passage 80a of the heater 80. Inner electrode 74 as anode
-1 and the outer electrode 74-2 as the cathode, a power source E
1 is connected. The outer electrode 74 by the so-called pump action
-2 to the inner electrode 74-1 can flow O 2 ions in the gas to be detected at a speed regulated by the diffusion layer, and at a certain voltage of the power source E 1 , the ion current (limit current) Il is , Il = ((4F × S × DO 2 × P) / (R × T × l)) × (1n (1 / (1-PO 2 / P))) ...... (1) here, F: Faraday Constant S: Electrode area DO 2 : Gas diffusion constant R: Gas constant T: Temperature l: Effective length of diffusion resistance layer P: Total pressure PO 2 : Represented by oxygen partial pressure. Fig. 4 shows the oxygen partial pressure relative to the total pressure,
It shows the measured characteristics with the sensor pressure, and when the total pressure changes, the partial pressure changes, and the sensor output changes accordingly, and the oxygen partial pressure can be known from the sensor output.

MPU54aは、メモリ54bに格納されるプログラ
ム、データに従って演算を実行し、出力ポート54dに
セットする。出力ポート54dは、燃料インジェクタ4
2、イグナイタ30a及びその他の制御装置に接続さ
れ、制御信号が印加される。
The MPU 54a executes an operation according to the program and data stored in the memory 54b, and sets it in the output port 54d. The output port 54d is connected to the fuel injector 4
2. Connected to the igniter 30a and other control devices to apply control signals.

以下、制御回路54の作動における燃料噴射制御の部分
をフローチャートによって説明する。第5図は燃料噴射
ルーチンを示し、このルーチンは、これから燃料噴射を
行う気筒の燃料噴射の手前の或るクランク角度を検出し
て実行される。例えば、吸気工程中に燃料噴射を行うと
すれば、吸気上死点手前の60゜CAを検出して実行され
る。この検出は、第1クランク角度センサ56からの7
20゜CA信号の到来によってクリヤされ、第2クラン
ク角度センサ58からの30゜CA信号の到来毎にイン
クリメントされるカウンタの値により知ることができ
る。ステップ100では基本噴射時間Tpが機関回転数
NEと吸気管圧力PMより算出される。ここに基本噴射
時間とは内燃機関に導入される新気量に対して空燃被を
理論空燃比とするような燃料噴射量を得るためにインジ
ェクタ42の開弁時間をいう。新気量はEGR ガス度の新
気以外のガス導入されない状態では吸気管圧力PMに対
応しているので、吸気管圧力により燃料噴射量が一意的
に決まるのである。メモリ54bには機関回転数NEと
吸気管圧力PMの各組合せに対し、理論空燃比を得るた
めの基本制御噴射時間Tpのデータのマップが構成され
ている。MPU54aは、第2クランク角度センサ58
の30゜CA信号の間隔から知らせる現在の機関回転数
NEと、吸気管圧力PMの値とにより周知の補間計算を
実行し、これによって基本燃料噴射時間Tpの算出を行
うことになる。
Hereinafter, a portion of the fuel injection control in the operation of the control circuit 54 will be described with reference to a flowchart. FIG. 5 shows a fuel injection routine, and this routine is executed by detecting a certain crank angle before the fuel injection of the cylinder from which fuel is to be injected. For example, if fuel injection is performed during the intake stroke, it is executed by detecting 60 ° CA before the intake top dead center. This detection is performed by the 7th from the first crank angle sensor 56.
It can be known by the value of the counter that is cleared by the arrival of the 20 ° CA signal and is incremented each time the 30 ° CA signal from the second crank angle sensor 58 arrives. In step 100, the basic injection time Tp is calculated from the engine speed NE and the intake pipe pressure PM. Here, the basic injection time refers to the valve opening time of the injector 42 in order to obtain a fuel injection amount that makes the air-fuel coverage the stoichiometric air-fuel ratio with respect to the amount of fresh air introduced into the internal combustion engine. Since the fresh air amount corresponds to the intake pipe pressure PM in a state where no gas other than fresh air having the EGR gas degree is introduced, the fuel injection amount is uniquely determined by the intake pipe pressure. The memory 54b is configured with a map of data of the basic control injection time Tp for obtaining the stoichiometric air-fuel ratio for each combination of the engine speed NE and the intake pipe pressure PM. The MPU 54a has a second crank angle sensor 58.
A known interpolating calculation is executed based on the current engine speed NE notified from the interval of the 30 ° CA signal and the value of the intake pipe pressure PM, whereby the basic fuel injection time Tp is calculated.

ステップ101では吸気間圧力PMと回転数NEとから
酸素分圧PO2の基準値の算出が行われる。機関に新気の
みが導入され、EGRガスが入っていない状態では吸気
管圧力PMと回転数NEとが決まると酸素分圧はある値
を持つと想定することができる。メモリには吸気管圧力
と回転数との多数の組合せに対し、新気以外のガスが機
関に導入されないとしたとき想定される基準酸素分圧PO
20の値が格納されてあり、補間演算により現在実測され
る吸気間圧力PMと機関回転数NEとの組合せに対応す
る基準酸素分圧のマップ値PC20の値が算出される。
In step 101, the reference value of the oxygen partial pressure PO 2 is calculated from the intake pressure PM and the rotational speed NE. When only fresh air is introduced into the engine and EGR gas is not contained, it can be assumed that the oxygen partial pressure has a certain value when the intake pipe pressure PM and the rotational speed NE are determined. In the memory, for many combinations of intake pipe pressure and rotational speed, the reference oxygen partial pressure PO assumed when no gas other than fresh air is introduced into the engine
The value of 20 is stored, and the map value PC 20 of the reference oxygen partial pressure corresponding to the combination of the intake pressure PM currently measured and the engine speed NE is calculated by interpolation calculation.

ステップ102では分圧のマップ値PC20と酸素センサ7
0により実測される実測される現在の弁圧値PO2との差
ΔPO2が算出される。この値は機関に現在導入されてい
る新気以外のEGRガスやブローバイガスの量に相当す
る。ステップ103ではΔPO2より燃料噴射量の補正係
数FPO2が算出される。この補正係数FPO2は、新気以外の
ガス量に応じて、燃料噴射量を補正して、これらの影響
に関わらず空燃比を設定値に維持するためのものであ
る。ΔPO2とFPO2との関係は第7図のようであり、その
関係はメモリにマップとして格納され、補間演酸によっ
て現在の酸素分圧に応じた補正係数FPO2の算出が行われ
ることになる。
At step 102, partial pressure map value PC 20 and oxygen sensor 7
A difference ΔPO 2 from the actually measured current valve pressure value PO 2 which is actually measured by 0 is calculated. This value corresponds to the amount of EGR gas or blow-by gas other than fresh air currently introduced into the engine. In step 103, the correction coefficient FPO 2 for the fuel injection amount is calculated from ΔPO 2 . The correction coefficient FPO 2 is for correcting the fuel injection amount according to the amount of gas other than fresh air and maintaining the air-fuel ratio at the set value regardless of these influences. The relationship between ΔPO 2 and FPO 2 is as shown in Fig. 7. The relationship is stored as a map in the memory, and the correction coefficient FPO 2 is calculated according to the current oxygen partial pressure by the interpolated acid. Become.

ステップ104では最終燃料噴射量Tauが次の式、 Tau=Tp×FPO2×α+β によって算出される。ここにFPO2を乗算することにより
EGR等の影響が排除されることになる。α,βはこの
発明と直接関係しないため詳細説明を省略する補正係
数、補正量であり、吸気酸素センサ68からの信号によ
るフィードバック補正係数の算出や、水温センサ64か
らの水温信号による水温補正係数や、加速補正等の基本
燃料噴射時間Tpに加えられる種々の補正演算処理を示
している。
In step 104, the final fuel injection amount Tau is calculated by the following equation: Tau = Tp × FPO 2 × α + β. By multiplying this by FPO 2 , the influence of EGR etc. will be eliminated. Since α and β are correction coefficients and correction amounts, which are not directly related to the present invention, detailed description thereof is omitted. Calculation of a feedback correction coefficient by a signal from the intake oxygen sensor 68 and a water temperature correction coefficient by a water temperature signal from the water temperature sensor 64 In addition, various correction calculation processes that are added to the basic fuel injection time Tp, such as acceleration correction, are shown.

ステップ105では燃料噴射開始時刻tの算出が行わ
れる。燃料噴射開始時期は機関の特性により種々決めら
れるが、例えば、燃料噴射が吸気工程の終了と略同期し
て終了するように燃料噴射開始時期を決める必要があ
る。従って、燃料噴射開始時期は新気量、回転数で変化
することになる。メモリ54bには機関回転数NEと、
吸気管圧力PMとの組合せ対して燃料噴射を開始する吸
気上死点からのクランク角度のデータマップが格納され
ている。MPU54aは吸気管圧力センサ55の出力P
Mと、第2クランク角度センサ58の30゜CAパルス
信号の間隔より実測される機関回転数NEとから、燃料
噴射開始時刻tを現在の時刻tからの時間として算
出する(第8図参照)。
In step 105, the fuel injection start time t i is calculated. Although the fuel injection start timing is determined variously according to the characteristics of the engine, for example, it is necessary to determine the fuel injection start timing so that the fuel injection ends substantially in synchronization with the end of the intake stroke. Therefore, the fuel injection start timing changes depending on the fresh air amount and the rotation speed. The engine speed NE is stored in the memory 54b,
A data map of the crank angle from the intake top dead center at which fuel injection is started is stored in combination with the intake pipe pressure PM. The MPU 54a is the output P of the intake pipe pressure sensor 55.
And M, is calculated from the 30 ° CA pulse signal the engine speed NE to be measured from the distance of the second crank angle sensor 58, the fuel injection start time t i as the time from the current time t o (FIG. 8 reference).

ステップ106では噴射終了時刻tが、噴射開始時刻
に、ステップ102で算出される燃料噴射時間Tau
を加えたものとされる。ステップ108は時刻一致割り
込みルーチンの許可を示し、ステップ110では燃料噴
射開始時刻tが図示しない燃料噴射制御用コンペアレ
ジスタにセットされる。
In step 106, the injection end time t e is the injection start time t i and the fuel injection time Tau calculated in step 102.
Is added. Step 108 indicates the permission of the time match interrupt routine, step 110 in the fuel injection start time t i is set to the fuel injection control compare register (not shown).

第6図は時刻一致割り込みルーチンであり、コンペアレ
ジスタが現在時刻が燃料噴射開始時刻tに一致したと
判断すると実行開始される。ステップはコンペアレジス
タによる割り込み禁止を示し、ステップ114で燃料噴
射終了時刻tがコンペアレジスタにセットされる。従
って、現在時刻が燃料噴射終了時刻tに一致するとイ
ンジェクタ42による燃料噴射は停止される。
Figure 6 is a time match interrupt routine, the compare register is time now starts running and it is determined that matches the fuel injection start time t i. The step indicates prohibition of interruption by the compare register, and in step 114, the fuel injection end time t e is set in the compare register. Therefore, when the current time coincides with the fuel injection end time t e , the fuel injection by the injector 42 is stopped.

以上は燃料噴射へのこの発明の応用を説明したが、点火
時期制御にもこの発明は応用することができる。測ち、
基本点火時期SAが機関回転数NEと吸気管圧力PM
より算出される。ここに基本点火次期とは回転数を固定
したとき内燃機関に導入される新気量に対して最大トル
クが得られる点火次期(MBT)を圧縮上死点からの角
度として表したものである。新気量がEGRにより変化
すると吸気管圧力は同一でもMBTが違ってくるが、新
気ガス以外が導入されていないとしたときに吸気管圧力
と機関回転数とから想定される酸素分圧の値PC20と、実
際に検出される酸素分圧POとの差ΔPOに応じて点火
時期を修正することで最適点火時期を得ることができ
る。点火制御の方法は当業者には明らかであるから説明
を省略する。
Although the application of the present invention to fuel injection has been described above, the present invention can also be applied to ignition timing control. Measure
Basic ignition timing SA 0 is engine speed NE and intake pipe pressure PM
It is calculated from Here, the basic ignition next period represents the ignition next period (MBT) at which the maximum torque is obtained with respect to the fresh air amount introduced into the internal combustion engine when the rotational speed is fixed, as an angle from the compression top dead center. When the fresh air amount changes due to EGR, the MBT differs even if the intake pipe pressure is the same. However, assuming that only fresh air gas is introduced, the oxygen partial pressure estimated from the intake pipe pressure and the engine speed is changed. The optimum ignition timing can be obtained by modifying the ignition timing according to the difference ΔPO 2 between the value PC 20 and the actually detected oxygen partial pressure PO 2 . The method of ignition control is obvious to those skilled in the art, and therefore its explanation is omitted.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明によれば、吸気管圧力及び機関回転数から燃料
噴射量や点火時期等の、機関に導入される新気量に応じ
て制御される制御因子の制御値を算出するD-J システム
において、吸気管に酸素分圧を検出するための酸素検出
手段を設け、新気ガス以外のガスを導入しないとしたと
きに吸気圧力及び機関回転数から想定される基準酸素分
圧の値と実際に検出される酸素分圧の値との差に基づき
制御値を補正することで、新規以外のガスの影響に関わ
らず正確なエンジン制御を行うことができる。
According to the present invention, in the DJ system that calculates the control value of the control factor that is controlled according to the fresh air amount introduced into the engine, such as the fuel injection amount and the ignition timing, from the intake pipe pressure and the engine speed, the intake system The pipe is equipped with oxygen detection means for detecting the oxygen partial pressure, and when the gas other than fresh air is not introduced, it is actually detected as the value of the reference oxygen partial pressure assumed from the intake pressure and the engine speed. By correcting the control value based on the difference with the oxygen partial pressure value, it is possible to perform accurate engine control regardless of the influence of gases other than new gas.

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

第1図はこの発明の構成を示す図。 第2図はこの発明の実施例の全体構成図。 第3図は吸気管の酸素分圧を計測するための吸気酸素セ
ンサの断面図。 第4図は第3図の酸素センサの全圧に対する酸素分圧の
特性、及び酸素分圧に対する限界電流特性図。 第5図及び第6図は燃料噴射ルーチンのフローチャート
図。 第7図は酸素分圧と燃料噴射量補正係数との関係グラ
フ。 第8図は燃料噴射作動のタイミングを説明する図。 18……燃焼室 20……点火栓 30……点火装置 31……吸気管 32……サージタンク 34……スロットル弁 38……ターボチャージャ 42……燃料インジェクタ 44……排気マニホルド 48……EGR弁 54……制御回路 55……吸気管圧力センサ 64……水温センサ 66……吸入空気温度センサ 68……排気側酸素センサ 70……吸気側酸素センサ
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of an intake oxygen sensor for measuring the oxygen partial pressure in the intake pipe. FIG. 4 is a characteristic diagram of oxygen partial pressure with respect to the total pressure of the oxygen sensor of FIG. 5 and 6 are flowcharts of the fuel injection routine. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the oxygen partial pressure and the fuel injection amount correction coefficient. FIG. 8 is a view for explaining the timing of fuel injection operation. 18 ... Combustion chamber 20 ... Spark plug 30 ... Ignition device 31 ... Intake pipe 32 ... Surge tank 34 ... Throttle valve 38 ... Turbocharger 42 ... Fuel injector 44 ... Exhaust manifold 48 ... EGR valve 54 ... Control circuit 55 ... Intake pipe pressure sensor 64 ... Water temperature sensor 66 ... Intake air temperature sensor 68 ... Exhaust side oxygen sensor 70 ... Intake side oxygen sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の回転数を検出する機関回転数検
出手段と、 内燃機関のスロットル弁下流の吸気系に配置され、吸気
管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、 内燃機関のスロットル弁下流の吸気系に配置され、機関
に吸入される全ガス中の酸素分圧を検出する酸素検出手
段とを備えた内燃機関の制御装置であって、 前記回転数検出手段により検出される機関回転数及び前
記吸気管圧力検出手段により検出される吸気管圧力に基
づいて、内燃機関を制御する制御因子の制御値を算出す
る制御値算出手段と、 新気以外のガスが機関に導入されないとしたときに想定
される基準酸素分圧の値を機関回転数と吸気管圧力とに
基づいて算出する基準酸素分圧算出手段と、 基準酸素分圧算出手段により算出される酸素分圧と、前
記酸素検出手段により検出される実際の酸素分圧との差
に基づき前記算出された制御値を補正する補正手段と、 前記補正された後の制御値により前記制御因子を制御す
る制御因子制御手段と、 を具備した内燃機関の制御装置。
Claim: What is claimed is: 1. An engine speed detecting means for detecting a speed of an internal combustion engine; an intake pipe pressure detecting means for detecting an intake pipe pressure, which is arranged in an intake system downstream of a throttle valve of the internal combustion engine; A control device for an internal combustion engine, which is arranged in an intake system downstream of a valve and has an oxygen detecting means for detecting an oxygen partial pressure in all gases sucked into the engine, the engine being detected by the rotational speed detecting means. Control value calculating means for calculating a control value of a control factor for controlling the internal combustion engine based on the rotational speed and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detecting means, and a gas other than fresh air is not introduced into the engine. A reference oxygen partial pressure calculation means for calculating the value of the reference oxygen partial pressure assumed based on the engine speed and the intake pipe pressure; and an oxygen partial pressure calculated by the reference oxygen partial pressure calculation means, Oxygen detection means Correction means for correcting the calculated control value based on the difference from the actual detected oxygen partial pressure, and control factor control means for controlling the control factor by the corrected control value. Control device for internal combustion engine.
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