JPH06249049A - Method and device for evaluating combustion state of internal combustion engine and combustion state control device - Google Patents

Method and device for evaluating combustion state of internal combustion engine and combustion state control device

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JPH06249049A
JPH06249049A JP3889093A JP3889093A JPH06249049A JP H06249049 A JPH06249049 A JP H06249049A JP 3889093 A JP3889093 A JP 3889093A JP 3889093 A JP3889093 A JP 3889093A JP H06249049 A JPH06249049 A JP H06249049A
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internal combustion
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純 竹村
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弘光 安東
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恵 信ヶ原
Kazuhide Togai
一英 栂井
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Abstract

PURPOSE:To improve the fuel consumption and reduce NOx by evaluating the combustion state of the engine by the combustion index to be defined by using a small quantity of information on the pressure in detected cylinders, and thereby realizing the lean combustion critical control. CONSTITUTION:An intra-cylinder pressure detecting means 21 measures the intra-cylinder pressure at three points in total including two in compression stroke and one in expansion stroke by the signals from an intra-cylinder pressure sensor 17, and a crank angle sensor 15. A combustion index computing means 22 computes the combustion index Cio to be defined by the specified expression by using three detected intra-cylinder pressures. As for this Cio, when the combustion has a margin, the combustion index Cio which is larger than the value Cios is concentrated at the approximtely constant engine output. In the lean combustion critical condition, the combustion index Cio starts to be slightly dispersed, and when the lean combustion critical condition is passed, the combustion index is dispersed to the range where the engine output is low. This constitution allows the judgement of the combustion condition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関(エンジン)
のリーン燃焼限界等を含む燃焼状態を評価する方法およ
び当該方法を実施するための装置並びにかかる燃焼状態
評価手法を利用した内燃機関の燃焼状態制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine (engine).
The present invention relates to a method for evaluating a combustion state including the lean combustion limit, an apparatus for implementing the method, and a combustion state control apparatus for an internal combustion engine using the combustion state evaluation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、エンジンへ供給される混合気の
空燃比をリーン化(希薄化)して、希薄燃焼させると、
このリーン燃焼領域でのNOx発生量は、図11に示す
ように、上記のリーン化によって大幅に低下することが
知られている。従って、NOx低減という観点からは、
設定空燃比を更にリーン限界側にしてエンジンを運転す
ることが効果的である。
2. Description of the Related Art Generally, when the air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to an engine is made lean (lean) and burned lean,
As shown in FIG. 11, it is known that the NOx generation amount in the lean combustion region is significantly reduced by the lean conversion. Therefore, from the viewpoint of NOx reduction,
It is effective to operate the engine with the set air-fuel ratio further to the lean limit side.

【0003】そこで、上記のように空燃比をよりリーン
化して希薄燃焼させるリーンバーンエンジンが、燃費向
上とNOx低減の両立を狙って種々提案されている。ま
た、このようなリーンバーンエンジンでは、一般的にリ
ニア空燃比センサ(LAFS)を用いて、空燃比フィー
ドバック制御を行なっている。
Therefore, various lean burn engines for leaner combustion by making the air-fuel ratio leaner as described above have been proposed with the aim of achieving both improved fuel consumption and reduced NOx. Further, in such a lean burn engine, generally, a linear air-fuel ratio sensor (LAFS) is used to perform air-fuel ratio feedback control.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
リーンバーンエンジンでは、エンジンやセンサのバラツ
キあるいは環境要因などを考慮して、目標空燃比を、リ
ーン限界よりも空燃比で1〜2程度リッチ側に設定して
おり、これにより燃費低減とNOx低減という観点から
は更に改善の余地がある。
However, in the lean burn engine described above, the target air-fuel ratio is set to a rich side of about 1 to 2 in terms of the air-fuel ratio from the lean limit in consideration of variations in the engine and the sensor or environmental factors. Therefore, there is room for further improvement from the viewpoint of reducing fuel consumption and NOx.

【0005】ところで、リーン限界を知る手法として
は、エンジンの出力トルク変動や気筒の失火状態を検出
すればよいが、例えば前者の例としては、異なった5点
のクランク角度に対応する筒内圧力(燃焼室内圧力)を
検出し、これらの筒内圧力からエンジンの出力トルク変
動を求めるもの(特開平2−67446号公報参照)が
あり、又後者の例としては、圧縮行程中の2点の筒内圧
力から圧力センサのオフセット成分を求め、このオフセ
ット成分と爆発行程中の筒内圧力とから爆発行程圧力情
報を求め、この爆発行程圧力情報が所定値以下の場合
に、気筒が失火状態になったと判定するもの(特開平4
−104033号公報参照)がある。
By the way, as a method of knowing the lean limit, the output torque fluctuation of the engine and the misfire state of the cylinder may be detected. For example, in the former case, the in-cylinder pressure corresponding to five different crank angles is used. There is one that detects (combustion chamber pressure) and obtains the output torque fluctuation of the engine from these cylinder pressures (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-67446), and as an example of the latter, there are two points in the compression stroke. Obtain the offset component of the pressure sensor from the in-cylinder pressure, obtain the explosion stroke pressure information from this offset component and the in-cylinder pressure during the explosion stroke, and if this explosion stroke pressure information is below a predetermined value, the cylinder is in a misfire state. What is judged to have become
-104033).

【0006】しかし、前者の例(特開平2−67446
号公報参照)では、多く(5点)の筒内圧力を検出しな
ければならないほか、検出された筒内圧力についてのゼ
ロ点較正用の演算が必要になるという課題がある。ま
た、後者の例(特開平4−104033号公報参照)で
は、少ない筒内圧力を検出するだけで済むものの、検出
された筒内圧力についてのゼロ点較正用の演算や検出筒
内圧力のゲイン管理が必要になるという課題がある。
However, the former example (Japanese Patent Laid-Open No. 2-67446)
In the Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242242, many (5 points) in-cylinder pressures have to be detected, and there is a problem in that the detected in-cylinder pressures need to be calculated for zero point calibration. Further, in the latter example (see Japanese Patent Laid-Open No. 104033/1998), only a small amount of in-cylinder pressure needs to be detected, but a calculation for zero point calibration of the detected in-cylinder pressure and a gain of the detected in-cylinder pressure are performed. There is a problem that management is required.

【0007】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、少ない検出筒内圧力情報を用いて定義される
燃焼指標を創設して、この燃焼指標を用いて、内燃機関
の燃焼状態を簡便に評価できるようにした、内燃機関の
燃焼状態評価方法および装置を提供することを目的とす
る。また、本発明は、上記の燃焼状態評価手法を利用し
て、内燃機関の燃焼変動調整要素を制御することより、
内燃機関の燃焼状態を制御できるようにした、内燃機関
の燃焼状態制御装置を提供することを目的とする。
The present invention was devised in view of the above problems. A combustion index defined by using a small amount of detected in-cylinder pressure information is created, and the combustion state of the internal combustion engine is calculated using this combustion index. It is an object of the present invention to provide a combustion state evaluation method and apparatus for an internal combustion engine, which enables easy evaluation of the above. Further, the present invention, by utilizing the above combustion state evaluation method, by controlling the combustion fluctuation adjusting element of the internal combustion engine,
An object of the present invention is to provide a combustion state control device for an internal combustion engine, which can control the combustion state of the internal combustion engine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このため、本発明の内燃
機関の燃焼状態評価方法は、次のステップからなる。 (1)内燃機関の圧縮行程での異なった2点における第
1燃焼室内圧力および第2燃焼室内圧力と、内燃機関膨
張行程における第3燃焼室内圧力との3点の燃焼室内圧
力を検出するステップ。 (2)上記の第3燃焼室内圧力と第1,第2燃焼室内圧
力の一方の燃焼室内圧力との差および上記の第1,第2
燃焼室内圧力の差との比で定義される燃焼指標を演算す
るステップ。 (3)この燃焼指標に基づいて、内燃機関の燃焼状態を
評価するステップ。
Therefore, the combustion state evaluation method for an internal combustion engine of the present invention comprises the following steps. (1) A step of detecting three combustion chamber pressures of a first combustion chamber pressure and a second combustion chamber pressure at two different points in the compression stroke of the internal combustion engine and a third combustion chamber pressure in the internal combustion engine expansion stroke . (2) The difference between the pressure in the third combustion chamber and the pressure in one of the first and second combustion chambers and the pressure in the first and second combustion chambers.
Calculating a combustion index defined by the ratio to the pressure difference in the combustion chamber. (3) A step of evaluating the combustion state of the internal combustion engine based on the combustion index.

【0009】また、本発明の内燃機関の燃焼状態評価装
置は、吸排気弁閉後の内燃機関圧縮行程中の第1燃焼室
内圧力および該第1燃焼室内圧力よりも後の時期ではあ
るが点火時期よりも前の時期における内燃機関圧縮行程
中の第2燃焼室内圧力と、燃焼がほぼ完了した時点の内
燃機関膨張行程中の第3燃焼室内圧力との3点の燃焼室
内圧力を検出する筒内圧検出手段と、該筒内圧検出手段
で検出された上記の第3燃焼室内圧力と第2燃焼室内圧
力との差および上記の第1,第2燃焼室内圧力の差との
比で定義される燃焼指標を演算する燃焼指標演算手段
と、該燃焼指標演算手段で演算された燃焼指標に基づい
て、内燃機関の燃焼状態を評価する評価手段とをそなえ
て構成されたことを特徴としている。
Further, in the combustion state evaluating apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the first combustion chamber pressure during the compression stroke of the internal combustion engine after the intake and exhaust valves are closed, and ignition is performed at a timing later than the first combustion chamber pressure. A cylinder for detecting the pressure in the combustion chamber at three points, that is, the pressure in the second combustion chamber during the compression stroke of the internal combustion engine before the timing and the pressure in the third combustion chamber during the expansion stroke of the internal combustion engine when the combustion is almost completed. It is defined by the internal pressure detection means and the ratio of the difference between the pressure of the third combustion chamber and the pressure of the second combustion chamber detected by the pressure detection means of the cylinder and the difference between the pressures of the first and second combustion chambers. It is characterized by comprising a combustion index calculation means for calculating a combustion index and an evaluation means for evaluating the combustion state of the internal combustion engine based on the combustion index calculated by the combustion index calculation means.

【0010】さらに、本発明の内燃機関の燃焼状態制御
装置は、少なくとも、内燃機関の圧縮行程での異なった
2点における第1燃焼室内圧力および第2燃焼室内圧力
と、内燃機関膨張行程における第3燃焼室内圧力との3
点の燃焼室内圧力を検出する筒内圧検出手段と、該筒内
圧検出手段で検出された上記の第3燃焼室内圧力と第
1,第2燃焼室内圧力の一方の燃焼室内圧力との差およ
び上記の第1,第2燃焼室内圧力の差との比で定義され
る燃焼指標を演算する燃焼指標演算手段と、該燃焼指標
演算手段で演算された燃焼指標と設定値とを比較する比
較手段と、該比較手段での比較結果に基づいて、内燃機
関の燃焼変動調整要素を制御する制御手段をそなえて構
成されたことを特徴としている。
Furthermore, the combustion state control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes at least the first combustion chamber pressure and the second combustion chamber pressure at two different points in the compression stroke of the internal combustion engine, and the first combustion chamber pressure in the internal combustion engine expansion stroke. 3 with 3 combustion chamber pressure
In-cylinder pressure detecting means for detecting the pressure in the combustion chamber at a certain point, the difference between the pressure in the third combustion chamber and the pressure in one of the first and second combustion chambers detected by the in-cylinder pressure detecting means, and Combustion index calculation means for calculating a combustion index defined by the ratio of the pressure difference between the first and second combustion chambers, and comparison means for comparing the combustion index calculated by the combustion index calculation means with a set value. A control means for controlling the combustion fluctuation adjusting element of the internal combustion engine based on the comparison result of the comparison means is provided.

【0011】なお、内燃機関を、リーン燃焼限界近傍で
運転しうる内燃機関として構成し、該制御手段を、該比
較手段で得られた該燃焼指標と該設定値との偏差に基づ
き、該偏差の大きさを減少する方向に、内燃機関の燃焼
変動調整要素を制御するように構成したり、該比較手段
で得られた該燃焼指標と該設定値との偏差の累積情報に
基づき、該累積情報の大きさを減少する方向に、内燃機
関の燃焼変動調整要素を制御するように構成したりして
もよい。
The internal combustion engine is constructed as an internal combustion engine capable of operating near the lean combustion limit, and the control means is based on the deviation between the combustion index and the set value obtained by the comparison means. Is configured to control the combustion fluctuation adjusting element of the internal combustion engine in the direction of decreasing the magnitude of the above, or based on the accumulated information of the deviation between the combustion index and the set value obtained by the comparison means, It may be configured to control the combustion fluctuation adjusting element of the internal combustion engine in the direction of decreasing the amount of information.

【0012】また、該燃焼変動調整要素としては、例え
ば内燃機関の空燃比調整要素が考えられる。
As the combustion fluctuation adjusting element, for example, an air-fuel ratio adjusting element of an internal combustion engine can be considered.

【0013】[0013]

【作用】上述の本発明の内燃機関の燃焼状態評価方法で
は、まず、内燃機関の圧縮行程での異なった2点におけ
る第1燃焼室内圧力および第2燃焼室内圧力と、内燃機
関膨張行程における第3燃焼室内圧力との3点の燃焼室
内圧力を検出し、その後上記の第3燃焼室内圧力と第
1,第2燃焼室内圧力の一方の燃焼室内圧力との差およ
び上記の第1,第2燃焼室内圧力の差との比で定義され
る燃焼指標を演算し、更にこの燃焼指標に基づいて、内
燃機関の燃焼状態を評価する。
In the above-described combustion state evaluation method for an internal combustion engine of the present invention, first, the first combustion chamber pressure and the second combustion chamber pressure at two different points in the compression stroke of the internal combustion engine, and the first combustion chamber pressure in the internal combustion engine expansion stroke. The three combustion chamber pressures including the third combustion chamber pressure are detected, and then the difference between the third combustion chamber pressure and one of the first and second combustion chamber pressures, and the first and second combustion chamber pressures. A combustion index defined by the ratio to the pressure difference in the combustion chamber is calculated, and the combustion state of the internal combustion engine is evaluated based on this combustion index.

【0014】また、本発明の内燃機関の燃焼状態評価装
置では、筒内圧検出手段で、内燃機関圧縮行程中の第1
燃焼室内圧力および第2燃焼室内圧力を検出するととも
に、内燃機関膨張行程中の第3燃焼室内圧力を検出す
る。ついで、筒内圧検出手段で検出された上記の第3燃
焼室内圧力と第2燃焼室内圧力との差および上記の第
1,第2燃焼室内圧力の差との比で定義される燃焼指標
を燃焼指標演算手段で演算し、その後、評価手段で、燃
焼指標演算手段で演算された燃焼指標に基づいて、内燃
機関の燃焼状態を評価する。
Further, in the combustion state evaluation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the in-cylinder pressure detecting means determines whether the first internal combustion engine compression stroke is being performed.
The pressure in the combustion chamber and the pressure in the second combustion chamber are detected, and the pressure in the third combustion chamber during the expansion stroke of the internal combustion engine is detected. Then, a combustion index defined by the ratio between the difference between the pressure in the third combustion chamber and the pressure in the second combustion chamber detected by the in-cylinder pressure detection means and the ratio between the pressure in the first and second combustion chambers is burned. The combustion state of the internal combustion engine is evaluated based on the combustion index calculated by the combustion index calculation means by the index calculation means.

【0015】さらに、本発明の内燃機関の燃焼状態制御
装置では、筒内圧検出手段で、内燃機関の圧縮行程での
異なった2点における第1燃焼室内圧力および第2燃焼
室内圧力と、内燃機関膨張行程における第3燃焼室内圧
力との3点の燃焼室内圧力を検出し、ついで、燃焼指標
演算手段により、筒内圧検出手段で検出された上記の第
3燃焼室内圧力と第1,第2燃焼室内圧力の一方の燃焼
室内圧力との差および上記の第1,第2燃焼室内圧力の
差との比で定義される燃焼指標を演算し、更に比較手段
で、燃焼指標演算手段で演算された燃焼指標と設定値と
を比較したあと、制御手段で、比較手段での比較結果に
基づいて、内燃機関の燃焼変動調整要素を制御すること
が行なわれる。
Further, in the combustion state control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the in-cylinder pressure detecting means detects the first combustion chamber pressure and the second combustion chamber pressure at two different points in the compression stroke of the internal combustion engine, and the internal combustion engine. The pressure in the combustion chamber at three points, which is the pressure in the third combustion chamber in the expansion stroke, is detected, and then the combustion index calculation unit detects the pressure in the third combustion chamber and the first and second combustion chambers. A combustion index defined by the ratio of the difference between the internal pressure of one of the combustion chambers and the pressure of the first and second combustion chambers is calculated, and further calculated by the comparison means by the combustion index calculation means. After comparing the combustion index and the set value, the control means controls the combustion fluctuation adjusting element of the internal combustion engine based on the comparison result of the comparison means.

【0016】なお、内燃機関を、リーン燃焼限界近傍で
運転しうる内燃機関として構成し、該制御手段にて、比
較手段で得られた燃焼指標と設定値との偏差に基づき、
該偏差の大きさを減少する方向に、内燃機関の燃焼変動
調整要素(例えば内燃機関の空燃比調整要素)を制御し
たり、比較手段で得られた燃焼指標と設定値との偏差の
累積情報に基づき、累積情報の大きさを減少する方向
に、内燃機関の燃焼変動調整要素(例えば内燃機関の空
燃比調整要素)を制御するようにしてもよい。
Incidentally, the internal combustion engine is constructed as an internal combustion engine which can be operated in the vicinity of the lean combustion limit, and in the control means, based on the deviation between the combustion index and the set value obtained by the comparison means,
Cumulative information on the deviation between the combustion index and the set value obtained by the comparison means for controlling the combustion fluctuation adjusting element of the internal combustion engine (for example, the air-fuel ratio adjusting element of the internal combustion engine) in the direction of decreasing the magnitude of the deviation. Based on the above, the combustion fluctuation adjusting element of the internal combustion engine (for example, the air-fuel ratio adjusting element of the internal combustion engine) may be controlled in the direction of decreasing the amount of cumulative information.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明すると、図1〜図10は本発明の一実施例としての
エンジンの燃焼状態評価手法を利用したエンジンの燃焼
状態制御装置を示すもので、図1はその制御ブロック
図、図2は本装置を装備するエンジンシステムの概略構
成図、図3〜図6はいずれもその制御要領を説明するフ
ローチャート、図7は燃焼指標の算出に用いる圧力計測
点を説明する図、図8はリーン限界近傍での燃焼変動と
クランク角度との関係を説明する図、図9はリーン限界
近傍での燃焼指標とエンジン出力との相関を説明する
図、図10は燃焼指標,エンジン出力およびエンジン回
転数の関係を説明する図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 10 show an engine combustion state control apparatus using an engine combustion state evaluation method as one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a control block diagram thereof, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an engine system equipped with the present device, FIGS. 3 to 6 are flowcharts for explaining the control procedure, and FIG. 7 is used for calculation of a combustion index. FIG. 8 is a diagram illustrating a pressure measurement point, FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a combustion fluctuation and a crank angle near the lean limit, and FIG. 9 is a diagram illustrating a correlation between a combustion index and an engine output near the lean limit. FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the combustion index, the engine output, and the engine speed.

【0018】さて、本装置を有するエンジンシステム
は、図2のようになるが、この図2において、エンジン
(内燃機関)EGはその燃焼室1に通じる吸気通路2お
よび排気通路3を有しており、吸気通路2と燃焼室1と
は吸気弁4によって連通制御されるとともに、排気通路
3と燃焼室1とは排気弁5によって連通制御されるよう
になっている。
An engine system having this device is as shown in FIG. 2. In FIG. 2, an engine (internal combustion engine) EG has an intake passage 2 and an exhaust passage 3 which communicate with a combustion chamber 1. The intake passage 2 and the combustion chamber 1 are controlled by the intake valve 4, and the exhaust passage 3 and the combustion chamber 1 are controlled by the exhaust valve 5.

【0019】さらに、吸気通路2には、上流側から順に
エアクリーナ,スロットル弁(いずれも図示せず)およ
び電磁式燃料噴射弁(インジェクタ)6が設けられてお
り、排気通路3には、その上流側から順に排ガス浄化用
の触媒コンバータおよびマフラ (消音器)(いずれも図
示せず)が設けられている。なお、吸気通路2には、サ
ージタンク2aが設けられており、更にインジェクタ6
は各気筒に対応して吸気ポート部分に設けられている。
Further, the intake passage 2 is provided with an air cleaner, a throttle valve (not shown) and an electromagnetic fuel injection valve (injector) 6 in this order from the upstream side, and the exhaust passage 3 is provided with an upstream side thereof. A catalytic converter for purifying exhaust gas and a muffler (silencer) (neither shown) are provided in this order from the side. The intake passage 2 is provided with a surge tank 2a, and further the injector 6 is provided.
Are provided in the intake port portion corresponding to each cylinder.

【0020】また、吸気通路2と排気通路3との間に
は、排気再循環通路(EGR通路)7が介装されてお
り、このEGR通路7には、電磁式のEGR弁8が介装
されている。なお、18は点火プラグである。さらに、
このエンジンEGを制御するために、種々のセンサが設
けられている。まず、燃焼室1内の圧力(筒内圧力:燃
焼室圧力)を検出する筒内圧センサ17が設けられてお
り、更にクランク角度を検出するクランク角センサ15
(このクランク角センサ15はエンジン回転数を検出す
る回転数センサも兼ねている)が設けられている。
An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 7 is provided between the intake passage 2 and the exhaust passage 3, and an electromagnetic EGR valve 8 is provided in the EGR passage 7. Has been done. In addition, 18 is a spark plug. further,
Various sensors are provided to control the engine EG. First, an in-cylinder pressure sensor 17 for detecting the pressure in the combustion chamber 1 (in-cylinder pressure: combustion chamber pressure) is provided, and a crank angle sensor 15 for detecting a crank angle is further provided.
(This crank angle sensor 15 also serves as a rotation speed sensor for detecting the engine rotation speed).

【0021】また、吸気通路2側には、そのエアクリー
ナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報から検出す
るエアフローセンサ(吸気量センサ)9,吸入空気温度
を検出する吸気温センサ10および大気圧を検出する大
気圧センサ11が設けられており、そのスロットル弁配
設部分に、スロットル弁の開度を検出するポテンショメ
ータ式のスロットルセンサ12が設けられている。
On the intake passage 2 side, an air flow sensor (intake air amount sensor) 9 for detecting the intake air amount from the Karman vortex information, an intake air temperature sensor 10 for detecting the intake air temperature, and a large portion are provided in the air cleaner disposition portion. An atmospheric pressure sensor 11 that detects the atmospheric pressure is provided, and a potentiometer-type throttle sensor 12 that detects the opening of the throttle valve is provided at the portion where the throttle valve is provided.

【0022】さらに、排気通路3側には、触媒コンバー
タの上流側部分に、排ガス中の酸素濃度(O2 濃度)を
検出する空燃比センサ13(以下、単に「O2 センサ1
3」ということがある)が設けられている。なお、その
他のセンサとして、エンジン冷却水温を検出する水温セ
ンサ14や第1気筒(基準気筒)の上死点を検出するT
DCセンサ(気筒判別センサ)16も設けられている。
Further, on the exhaust passage 3 side, at an upstream side portion of the catalytic converter, an air-fuel ratio sensor 13 (hereinafter, simply referred to as "O 2 sensor 1" for detecting oxygen concentration (O 2 concentration) in exhaust gas).
3 ”). As other sensors, a water temperature sensor 14 for detecting the engine cooling water temperature and a T for detecting the top dead center of the first cylinder (reference cylinder)
A DC sensor (cylinder discrimination sensor) 16 is also provided.

【0023】そして、これらのセンサからの検出信号
は、電子制御ユニット(ECU)20へ入力されるよう
になっているが、このECU20はCPU,ROM,R
AM,適宜の入出力インタフェースをそなえており、こ
のECU20のCPUに、上記の各センサからの検出信
号が入力されると、CPUで所要の演算が施され、この
演算結果に基づく燃料噴射量制御信号(燃料量制御信
号),点火時期制御信号,EGR制御信号が、それぞれ
インジェクタ6,点火プラグ18,EGR弁8へ出力さ
れるようになっている。
The detection signals from these sensors are input to the electronic control unit (ECU) 20, which is a CPU, ROM, R.
AM, which has an appropriate input / output interface, and when a detection signal from each of the above-described sensors is input to the CPU of the ECU 20, a required calculation is performed by the CPU, and fuel injection amount control based on the calculation result. The signal (fuel amount control signal), the ignition timing control signal, and the EGR control signal are output to the injector 6, the ignition plug 18, and the EGR valve 8, respectively.

【0024】今、燃料噴射制御(空燃比制御)に着目す
ると、ECU20からは後述の手法で演算された燃料噴
射量制御信号がインジェクタ6へ出力されて、この燃料
噴射量制御信号により、インジェクタ6が、燃料噴射時
間Tinj (=TB ×Kaf×K×(1+Kfb)+Tacc )
の間、駆動するようになっている。ここで、TB は基本
駆動時間で、この基本駆動時間TB は、エアフローセン
サ9およびクランク角センサ15から得られるエンジン
1回転あたりの吸入空気量情報に応じて決定されるもの
である。
Now, paying attention to fuel injection control (air-fuel ratio control), the ECU 20 outputs a fuel injection amount control signal calculated by a method described later to the injector 6, and the injector 6 receives this fuel injection amount control signal. Is the fuel injection time T inj (= T B × Kaf × K × (1 + Kfb) + Tacc)
During that time, it is designed to drive. Here, T B is the basic drive time, and this basic drive time T B is determined according to the intake air amount information per revolution of the engine obtained from the air flow sensor 9 and the crank angle sensor 15.

【0025】Kafは空燃比補正係数で、この空燃比補正
係数Kafは、エアフローセンサ9等から得られるエンジ
ン負荷情報に応じて設定されるもので、リーン運転時
は、「1」よりも小さい値が設定される。Kfbはフィー
ドバック補正係数で、このフィードバック補正係数Kfb
は後述する燃焼指標Cioに基づいて設定される。
Kaf is an air-fuel ratio correction coefficient, and this air-fuel ratio correction coefficient Kaf is set according to engine load information obtained from the air flow sensor 9 or the like, and is a value smaller than "1" during lean operation. Is set. Kfb is a feedback correction coefficient, and this feedback correction coefficient Kfb
Is set based on the combustion index Cio described later.

【0026】Tacc は加減速補正時間で、この加減速補
正時間Tacc はスロットルセンサ12から得られるエン
ジンの加減速状態に応じて設定される時間である。Kは
その他の補正係数で、この補正係数Kとしては、大気圧
センサ11で得られる大気圧に応じて設定される大気圧
補正係数,吸気温センサ10で得られる吸気温度に応じ
て設定される吸気温補正係数,水温センサ14で得られ
るエンジン冷却水温に応じて設定されるエンジン冷態時
補正係数等が考えられる。
Tacc is an acceleration / deceleration correction time, and this acceleration / deceleration correction time Tacc is a time set according to the acceleration / deceleration state of the engine obtained from the throttle sensor 12. K is another correction coefficient. The correction coefficient K is set according to the atmospheric pressure correction coefficient set according to the atmospheric pressure obtained by the atmospheric pressure sensor 11 and the intake air temperature obtained by the intake air temperature sensor 10. An intake air temperature correction coefficient, an engine cold correction coefficient set according to the engine cooling water temperature obtained by the water temperature sensor 14, and the like can be considered.

【0027】つぎに、本発明で新たに定義した燃焼指標
Cioに基づいて、フィードバック補正係数Kfbを求める
手法について説明する。まず、ECU20は、筒内圧セ
ンサ17,クランク角センサ15からの信号より、圧縮
行程2点、膨張行程1点の合計3点の筒内圧力を計測す
る。すなわち、ECU20は、図1に示すように、圧縮
行程2点と膨張行程1点の合計3点の筒内圧力を計測す
る筒内圧検出手段21の機能を有しているが、この筒内
圧検出手段21で、具体的には、吸排気弁閉後の内燃機
関圧縮行程中の上死点前120°での筒内圧力P(12
0B)(第1燃焼室内圧力)およびこの筒内圧力P(1
20B)よりも後の時期ではあるが点火時期よりも前の
時期(上死点前60°)における内燃機関圧縮行程中の
筒内圧力P(60B)(第2燃焼室内圧力)と、燃焼が
ほぼ完了した時点の内燃機関膨張行程中の上死点後60
°での筒内圧力P(60A)(第3燃焼室内圧力)との
3点の筒内圧力を検出するのである。なお、上記の圧縮
行程2点と膨張行程1点の合計3点の筒内圧力P(12
0B),P(60B),P(60A)の計測点を示す
と、図1または図7のようになる。
Next, a method for obtaining the feedback correction coefficient Kfb based on the combustion index Cio newly defined in the present invention will be described. First, the ECU 20 measures in-cylinder pressures at a total of 3 points, that is, 2 compression stroke points and 1 expansion stroke point, from signals from the in-cylinder pressure sensor 17 and the crank angle sensor 15. That is, as shown in FIG. 1, the ECU 20 has a function of an in-cylinder pressure detecting means 21 for measuring in-cylinder pressures at a total of three points, that is, two compression strokes and one expansion stroke. In the means 21, specifically, the in-cylinder pressure P (12 at 120 ° before the top dead center during the compression stroke of the internal combustion engine after the intake and exhaust valves are closed.
0B) (the pressure in the first combustion chamber) and the in-cylinder pressure P (1
20B) but before the ignition timing (60 ° before top dead center) before the ignition timing, the cylinder pressure P (60B) (second combustion chamber pressure) during the compression stroke of the internal combustion engine and the combustion 60 after top dead center in the expansion stroke of the internal combustion engine at the time of almost completion
The in-cylinder pressure P (60A) (third combustion chamber pressure) at three degrees and the in-cylinder pressure at three points are detected. In addition, in-cylinder pressure P (12) of three points in total including the above two points of the compression stroke and one point of the expansion stroke.
0B), P (60B), and P (60A) are shown in FIG. 1 or FIG.

【0028】また、ECU20は、筒内圧検出手段21
で検出された3つの筒内圧力P(120B),P(60
B),P(60A)から次の(1)式で定義される燃焼
指標Cioを演算する燃焼指標演算手段22の機能を有し
ている。 Cio= (P(60A)−P(60B))/(P(60B)−P(120B)) ・・(1) すなわち、燃焼指標Cioは、P(60A)とP(60
B)との差と、P(60B)とP(120B)との差と
の比で定義されることになる。
Further, the ECU 20 has a cylinder pressure detecting means 21.
Three in-cylinder pressures P (120B), P (60
B) and P (60A) have the function of the combustion index calculation means 22 for calculating the combustion index Cio defined by the following equation (1). Cio = (P (60A) -P (60B)) / (P (60B) -P (120B)) ... (1) That is, the combustion index Cio is P (60A) and P (60).
B) and the difference between P (60B) and P (120B).

【0029】ここで、この燃焼指標Cioの分母(P(6
0B)−P(120B))は、圧縮圧力変動情報をもつ
ことから、燃焼室1内への空気量(EGR量も含む)の
情報を有することになり、燃焼指標Cioの分子(P(6
0A)−P(60B))は膨張圧力変動情報をもつこと
から、エンジン出力の情報を有することになり、従っ
て、燃焼指標Cioは、単位空気量当たりのエンジン出力
の情報を有することになる。
Here, the denominator (P (6
0B) -P (120B)) has the information on the amount of air (including the EGR amount) into the combustion chamber 1 because it has the compression pressure fluctuation information, and the numerator of the combustion index Cio (P (6
0A) -P (60B)) has the information of the engine output because it has the expansion pressure fluctuation information, and therefore the combustion index Cio has the information of the engine output per unit air amount.

【0030】また、ECU20は、燃焼指標演算手段2
2で求められた燃焼指標Cioと基準燃焼指標(設定値:
しきい値)Cios との偏差ΔCiを求める比較手段23
の機能を有している。さらに、ECU20は、比較手段
23で得られた偏差ΔCiに対して図1に特性Fで示す
ような不感帯,重みを付与する変換手段24の機能を有
しており、更にこの変換手段24の出力F(ΔCi)を
累積する累積手段25の機能を有しており、更に累積手
段25の出力にリミッタ処理を施すリミッタ手段26の
機能も有しており、このリミッタ手段26の出力に基づ
いて、フィードバック補正係数Kfbが決定されるように
なっている。すなわち、空燃比フィードバック運転中に
おいては、累積手段25の出力が上限値または下限値を
超えない間は、累積手段25からの累積出力に応じ、累
積手段25の出力が上限値または下限値を超えると、上
限値または下限値に応じて、空燃比が調整されるよう
に、フィードバック補正係数Kfbが更新されるのであ
る。
Further, the ECU 20 uses the combustion index calculation means 2
The combustion index Cio obtained in 2 and the reference combustion index (setting value:
Comparison means 23 for obtaining a deviation ΔCi from the threshold value) Cios
It has the function of. Further, the ECU 20 has a function of a converting means 24 for giving a dead zone and a weight as shown by a characteristic F in FIG. 1 to the deviation ΔCi obtained by the comparing means 23, and further, an output of the converting means 24. It has a function of the accumulating means 25 for accumulating F (ΔCi), and further has a function of a limiter means 26 for performing a limiter process on the output of the accumulating means 25. Based on the output of the limiter means 26, The feedback correction coefficient Kfb is determined. That is, during the air-fuel ratio feedback operation, while the output of the accumulating means 25 does not exceed the upper limit value or the lower limit value, the output of the accumulating means 25 exceeds the upper limit value or the lower limit value according to the accumulated output from the accumulating means 25. Then, the feedback correction coefficient Kfb is updated so that the air-fuel ratio is adjusted according to the upper limit value or the lower limit value.

【0031】なお、空燃比フィードバック運転域(定常
運転域)でない場合は、フィードバック補正係数Kfbの
更新はされないので、ECU20は、空燃比フィードバ
ック運転域(定常運転域)でないときは、フィードバッ
ク補正係数Kfbの更新を停止させる手段(空燃比フィー
ドバック判定ロジック,スイッチ手段27参照)も有し
ている。
Note that the feedback correction coefficient Kfb is not updated when it is not in the air-fuel ratio feedback operation area (steady operation area), so the ECU 20 does not update the feedback correction coefficient Kfb when it is not in the air-fuel ratio feedback operation area (steady operation area). It also has a means for stopping the updating of the above (see the air-fuel ratio feedback determination logic, switch means 27).

【0032】ところで、本発明者は、燃焼指標Cioが単
位空気量当たりのエンジン出力の情報を有することを確
かめるために、リーン燃焼限界付近でエンジンを運転し
たときにエンジン出力(あるいはエンジン失火状態)と
上記燃焼指標Cioとの関係を調べてみた。図8(a)は
燃焼に余裕がある場合のクランク角度・燃焼変動特性、
図9(a)は燃焼に余裕がある場合の燃焼指標・エンジ
ン出力特性であり、図8(b)はリーン燃焼限界の場合
のクランク角度・燃焼変動特性、図9(b)はリーン燃
焼限界の場合の燃焼指標・エンジン出力特性であり、図
8(c)はリーン燃焼限界を超えた場合のクランク角度
・燃焼変動特性、図9(c)はリーン燃焼限界を超えた
場合の燃焼指標・エンジン出力特性であるが、これらの
特性図から次のようなことがわかる。なお、図8(a)
〜(c)には、パラメータ変動の最大値,最小値特性が
示されており、即ち全パラメータ変動の包絡特性が示さ
れており、この包絡特性で囲まれる面積の小さい方が燃
焼が安定している状況を示していることになる。
By the way, the present inventor confirms that the combustion index Cio has information on the engine output per unit amount of air, so that the engine output (or engine misfire state) when the engine is operated near the lean combustion limit. The relationship between the above-mentioned combustion index and Cio was investigated. FIG. 8A shows a crank angle / combustion fluctuation characteristic when there is a margin in combustion,
9 (a) is a combustion index / engine output characteristic when there is a margin of combustion, FIG. 8 (b) is a crank angle / combustion fluctuation characteristic in the case of lean combustion limit, and FIG. 9 (b) is a lean combustion limit. 8 (c) is a combustion index / engine output characteristic in the case of, and FIG. 8 (c) is a crank angle / combustion fluctuation characteristic in the case of exceeding the lean combustion limit, and FIG. 9 (c) is a combustion index in the case of exceeding the lean combustion limit. Regarding the engine output characteristics, the following can be seen from these characteristic diagrams. Note that FIG.
In (c), the maximum and minimum value characteristics of the parameter fluctuation are shown, that is, the envelope characteristics of all the parameter fluctuations are shown, and the smaller the area surrounded by the envelope characteristics, the more stable the combustion. It shows the situation.

【0033】まず、燃焼に余裕がある場合は、ほぼ一定
のエンジン出力のところに、ある値Cios (この値Cio
s は上記の「しきい値」に相当する)より大きい値の燃
焼指標Cioが集中している。そして、リーン燃焼限界に
なると、燃焼指標Cioが少し分散しはじめ、リーン燃焼
限界を超えると、エンジン出力が低い部分にまで燃焼指
標Cioが分散し、しかもエンジン出力が低い部分の燃焼
指標Cioはしきい値Cios を下回っていることがわか
る。
First, when there is a margin in combustion, a certain value Cios (this value Cio
The combustion index Cio having a value larger than s (corresponding to the above "threshold value") is concentrated. Then, when the lean combustion limit is reached, the combustion index Cio begins to slightly disperse, and when the lean combustion limit is exceeded, the combustion index Cio disperses even to the portion where the engine output is low, and the combustion index Cio for the portion where the engine output is low is calculated. It can be seen that it is below the threshold value Cios.

【0034】これから、燃焼指標Cioがエンジン出力と
強い相関をもっていることがわかり、しかも、燃焼指標
Cioがしきい値Cios を下回るようになると、エンジン
出力が低下して、リーン燃焼限界を超えたという評価を
行なえることがわかる。また、図10は、種々の運転条
件下で、エンジンを運転した場合に、エンジン回転数と
エンジン出力と燃焼指標との関係を示したグラフである
が、このグラフからは、燃焼指標はエンジン負荷状態に
よらずほぼ一定値を示すことがわかるほか、減速時に燃
料をカットして、エンジン出力が低下した場合に、これ
に連動して燃焼指標も低下していることかわかる。
From this, it can be seen that the combustion index Cio has a strong correlation with the engine output, and when the combustion index Cio becomes lower than the threshold value Cios, the engine output lowers and exceeds the lean combustion limit. You can see that you can evaluate. Further, FIG. 10 is a graph showing the relationship between the engine speed, the engine output, and the combustion index when the engine is operated under various operating conditions. From this graph, the combustion index is the engine load. It can be seen that it shows a nearly constant value regardless of the state, and if the engine output drops when fuel is cut during deceleration, the combustion index also drops in conjunction with this.

【0035】すなわち、燃焼指標Cioとエンジン出力と
は非常に強い相関があることが実証れたのである。した
がって、リーン燃焼限界付近では、燃焼指標Cioが小さ
いサイクルが現れ始め、リーン限界に近づくと、累積手
段25の出力(偏差の積分情報)が増大してくるが、こ
れに応じて、空燃比をリッチ化するように、フィードバ
ック補正係数Kfbを更新すると、失火率が減り、燃焼指
標Cioが再度大きくなって、偏差積分情報の大きさが減
少する。
That is, it was proved that the combustion index Cio and the engine output have a very strong correlation. Therefore, in the vicinity of the lean combustion limit, a cycle in which the combustion index Cio is small begins to appear, and when the lean limit is approached, the output of the accumulating means 25 (integral information of the deviation) increases, but the air-fuel ratio is changed accordingly. When the feedback correction coefficient Kfb is updated so as to be rich, the misfire rate decreases, the combustion index Cio increases again, and the magnitude of the deviation integration information decreases.

【0036】このようにして、このECU20は、比較
手段23で得られた偏差ΔCiの累積情報に基づき、こ
の累積情報の大きさが減少する方向に、エンジンの燃焼
変動調整要素としての空燃比調整要素を制御する制御手
段の機能も有することになる。また、上記のような制御
を行なうためには、上記の燃焼指標Cioに基づいて、エ
ンジンの燃焼状態も評価するので、このECU20は、
上記の燃焼指標Cioにに基づいてエンジンの燃焼状態を
評価する評価手段の機能も有していることになる。
In this way, the ECU 20 adjusts the air-fuel ratio as a combustion fluctuation adjusting element of the engine in the direction of decreasing the magnitude of the accumulated information based on the accumulated information of the deviation ΔCi obtained by the comparison means 23. It will also have the function of control means for controlling the elements. Further, in order to perform the above control, the combustion state of the engine is also evaluated based on the above combustion index Cio.
It also has a function of an evaluation means for evaluating the combustion state of the engine based on the combustion index Cio.

【0037】次に、上記のフィードバック補正係数Kfb
の演算を中心にした燃料噴射制御について、更に図3〜
図6のフローチャートを用いて説明する。まず、図3の
ステップA1において、図4〜図6のようにして読み込
んだ3つの筒内圧力P(120B),P(60B),P
(60A)をロードする。即ち、筒内圧力P(120
B)は上死点前120°のクランク割込み毎に読み込ま
れ(図4のステップB1)、筒内圧力P(60B)は上
死点前60°のクランク割込み毎に読み込まれ(図5の
ステップC1)、筒内圧力P(60A)は上死点後60
°のクランク割込み毎に読み込まれる(図6のステップ
D1)。
Next, the above feedback correction coefficient Kfb
Regarding the fuel injection control centered on the calculation of
This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step A1 of FIG. 3, the three in-cylinder pressures P (120B), P (60B), P read as shown in FIGS.
Load (60A). That is, the cylinder pressure P (120
B) is read at every 120 ° crank interrupt before top dead center (step B1 in FIG. 4), and the cylinder pressure P (60B) is read at every 60 ° crank interrupt before top dead center (step in FIG. 5). C1), cylinder pressure P (60A) is 60 after top dead center
It is read at every crank interruption of ° (step D1 in FIG. 6).

【0038】その後は、図3のステップA2で、上記
(1)式に基づき、燃焼指標Cioを演算し、ステップA
3で、偏差ΔCi を求め、空燃比フィードバック許容運
転状態であれば、ステップA4のYESルートをとっ
て、ステップA5で、偏差ΔCiの累積情報に基づいて
フィードバック補正係数Kfbを求め、その後は基本駆動
時間TB やその他の補正係数を演算して、燃料噴射時間
inj を求めて(ステップA7)、この燃料噴射時間T
inj でインジェクタ6を駆動するのである(ステップA
8)。
After that, in step A2 of FIG. 3, the combustion index Cio is calculated based on the equation (1), and step A
In step 3, the deviation ΔCi is obtained, and if the air-fuel ratio feedback allowable operating state is reached, the YES route of step A4 is taken, and in step A5, the feedback correction coefficient Kfb is obtained based on the accumulated information of the deviation ΔCi, and thereafter the basic drive is performed. The time T B and other correction factors are calculated to obtain the fuel injection time T inj (step A7).
The injector 6 is driven by inj (step A)
8).

【0039】そして、この場合、燃焼指標Cioが所定の
しきい値Cios を下回ったときに、その差を積分し、積
分値に応じてフィードバック補正係数Kfbを増やして、
空燃比をリッチ化するので、リーン燃焼限界に近い状態
でエンジンを運転することができる。これにより、燃費
の向上およびNOxの低減に大いに寄与するものであ
る。
In this case, when the combustion index Cio falls below the predetermined threshold value Cios, the difference is integrated and the feedback correction coefficient Kfb is increased according to the integrated value.
Since the air-fuel ratio is made rich, the engine can be operated in a state close to the lean combustion limit. This greatly contributes to improvement of fuel consumption and reduction of NOx.

【0040】また、上記の燃焼指標Cioを利用すること
による利点は次のとおりである。 (1)筒内圧力の計測点が3点と少ないため、燃焼指標
Cioを求めるための演算量が少なくて済む。 (2)燃焼指標Cioを求める際に使用する式((1)
式)の分母および分子の両方に圧力差分を用いているの
で、筒内圧力のゼロ点較正用の演算が不要になる。
The advantages of using the above combustion index Cio are as follows. (1) Since the number of measuring points for the in-cylinder pressure is as small as three, the amount of calculation for obtaining the combustion index Cio can be small. (2) Formula used to calculate the combustion index Cio ((1)
Since the pressure difference is used for both the denominator and the numerator in (Equation), the calculation for zero-point calibration of the in-cylinder pressure becomes unnecessary.

【0041】(3)燃焼指標Cioを求めるのに、分母お
よび分子の比を用いているので、筒内圧力のゲイン管理
が不要になる。 (4)燃焼指標Cioは単位空気量当たりエンジン出力情
報を有しているので、燃焼指標Cioをエンジン負荷によ
らずほぼ一定の値にすることができる。 なお、空燃比フィードバック許容運転状態でない場合
は、ステップA4のNOルートをとって、ステップA6
で、フィードバック補正係数Kfbを「1」にし、その後
は基本駆動時間TB やその他の補正係数を演算して、燃
料噴射時間Tinjを求めて(ステップA7)、この燃料
噴射時間Tinj でインジェクタ6を駆動する(ステップ
A8)。
(3) Since the ratio of the denominator and the numerator is used to obtain the combustion index Cio, gain control of the in-cylinder pressure becomes unnecessary. (4) Since the combustion index Cio has engine output information per unit amount of air, the combustion index Cio can be set to a substantially constant value regardless of the engine load. If the air-fuel ratio feedback allowable operation state is not set, the NO route of step A4 is taken and step A6 is executed.
Then, the feedback correction coefficient Kfb is set to "1", and thereafter, the basic drive time T B and other correction coefficients are calculated to obtain the fuel injection time T inj (step A7), and the injector is injected at this fuel injection time T inj . 6 is driven (step A8).

【0042】なお、燃料噴射時間Tinj の演算は各気筒
毎に行なわれるので、上記の燃料噴射制御は各気筒毎に
行なわれる。このように本実施例では、少ない検出筒内
圧力情報を用いて定義される燃焼指標Cioを創設して、
この燃焼指標Cioを用いて、エンジンの燃焼状態を簡便
に評価できることに着目して、上記の燃焼状態評価手法
を利用することにより、エンジンの燃焼変動調整要素と
しての空燃比調整要素を制御して、エンジンの燃焼状態
を制御できるので、簡便にリーン燃焼限界制御を実現す
ることができ、これにより燃費の向上およびNOx低減
におおいに寄与するものである。
Since the fuel injection time T inj is calculated for each cylinder, the above fuel injection control is executed for each cylinder. As described above, in this embodiment, the combustion index Cio defined by using a small amount of detected in-cylinder pressure information is created,
Focusing on the fact that the combustion state of the engine can be easily evaluated using the combustion index Cio, the air-fuel ratio adjustment element as the combustion variation adjustment element of the engine is controlled by using the above-mentioned combustion state evaluation method. Since the combustion state of the engine can be controlled, lean combustion limit control can be easily realized, which greatly contributes to improvement of fuel consumption and reduction of NOx.

【0043】なお、上記燃焼指標Cioを用いて、リッチ
燃焼限界を評価して、リッチ燃焼限界制御を行なうこと
も理論的には可能である。また、燃焼指標Cioと設定値
Cios との偏差ΔCi の累積情報の代わりに、偏差ΔC
i そのものを用いて、この偏差ΔCi の大きさが減少す
る方向に、エンジンを制御するようにしてもよい。
It is theoretically possible to evaluate the rich combustion limit using the combustion index Cio and perform the rich combustion limit control. Further, instead of the accumulated information of the deviation ΔCi between the combustion index Cio and the set value Cios, the deviation ΔCi
It is also possible to use i itself to control the engine in the direction in which the magnitude of this deviation ΔCi decreases.

【0044】さらに、筒内圧力計測点として、上死点前
120°,上死点前60°,上死点後60°のほか、エ
ンジンの圧縮行程での異なった2点における第1筒内圧
力および第2筒内圧力と、内燃機関膨張行程における第
3筒内圧力との3点を計測してもよく、又、燃焼指標
を、上記の第3筒内圧力と第1,第2筒内圧力の一方の
筒内圧力との差および上記の第1,第2筒内圧力の差と
の比で定義してもよい。このようにして定義した燃焼指
標を用いても、前記の場合と同様にして、エンジンの燃
焼状態を評価して、エンジンの燃焼状態の制御が可能で
ある。
Further, as the in-cylinder pressure measurement points, 120 ° before top dead center, 60 ° before top dead center, and 60 ° after top dead center, and in the first cylinder at two different points in the compression stroke of the engine. The pressure and the second in-cylinder pressure and the third in-cylinder pressure in the internal combustion engine expansion stroke may be measured at three points, and the combustion index may be the above-mentioned third in-cylinder pressure and the first and second cylinders. It may be defined by the ratio of the difference between the internal pressure of one of the cylinder pressures and the difference between the first and second cylinder pressures. By using the combustion index defined in this way, the combustion state of the engine can be evaluated and the combustion state of the engine can be controlled in the same manner as in the above case.

【0045】また、燃焼指標としきい値との比較結果に
基づき、空燃比に代えて、又は空燃比に加えて、EGR
量を制御してもよい。
Further, based on the result of comparison between the combustion index and the threshold value, instead of the air-fuel ratio or in addition to the air-fuel ratio, the EGR
The amount may be controlled.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
内燃機関の圧縮行程での2点と内燃機関膨張行程におけ
る1点の合計3点の燃焼室内圧力を検出して、これらの
燃焼室内圧力から燃焼指標を演算し、この燃焼指標に基
づいて、内燃機関の燃焼状態を評価することが行なわれ
るので、燃焼指標を求めるための演算量が少なくて済む
ほか、筒内圧力のゼロ点較正用の演算が不要になり、し
かも筒内圧力のゲイン管理も不要にすることができ、こ
れにより簡便にエンジンの燃焼状態を評価できる利点が
ある。
As described in detail above, according to the present invention,
The combustion chamber pressures of three points in total, two points in the compression stroke of the internal combustion engine and one point in the internal combustion engine expansion stroke, are detected, a combustion index is calculated from these combustion chamber pressures, and internal combustion is performed based on this combustion index. Since the combustion state of the engine is evaluated, the amount of calculation for obtaining the combustion index is small, the calculation for zero-point calibration of the cylinder pressure is unnecessary, and the gain management of the cylinder pressure is also possible. It can be made unnecessary, which has the advantage that the combustion state of the engine can be evaluated easily.

【0047】また、本発明によれば、上記の燃焼状態評
価手法を利用することにより、エンジンの燃焼変動調整
要素を制御することより、エンジンの燃焼状態を制御で
きるので、例えば簡便にリーン燃焼限界制御を実現する
ことができ、これにより燃費の向上およびNOx低減に
おおいに寄与する利点がある。
Further, according to the present invention, the combustion state of the engine can be controlled by controlling the combustion fluctuation adjusting element of the engine by utilizing the above-mentioned combustion state evaluation method. The control can be realized, which has the advantage of contributing greatly to the improvement of fuel consumption and NOx reduction.

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

【図1】本発明の一実施例を示す制御ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本装置を装備するエンジンシステムの概略構成
図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an engine system equipped with this device.

【図3】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a control procedure of an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a control procedure of an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a control procedure of an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control procedure of an embodiment of the present invention.

【図7】燃焼指標の算出に用いる圧力計測点を説明する
図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating pressure measurement points used to calculate a combustion index.

【図8】リーン限界近傍での燃焼変動とクランク角度と
の関係を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between combustion fluctuation and a crank angle in the vicinity of a lean limit.

【図9】リーン限界近傍での燃焼指標とエンジン出力と
の相関を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a correlation between a combustion index and an engine output near the lean limit.

【図10】燃焼指標,エンジン出力およびエンジン回転
数の関係を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship among a combustion index, an engine output, and an engine speed.

【図11】空燃比と燃焼変動,NOx量との関係を説明
する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between an air-fuel ratio, combustion fluctuations, and NOx amount.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃焼室 2 吸気通路 2a サージタンク 3 排気通路 4 吸気弁 5 排気弁 6 インジェクタ 7 EGR通路 8 EGR弁 9 エアフローセンサ 10 吸気温センサ 11 大気圧センサ 12 スロットルセンサ 13 O2 センサ 14 水温センサ 15 クランク角センサ 16 TDCセンサ 17 筒内圧センサ 18 点火プラグ 20 ECU 21 筒内圧検出手段 22 燃焼指標演算手段 23 比較手段 24 変換手段 25 累積手段 26 リミッタ手段 27 スイッチ手段1 Combustion Chamber 2 Intake Passage 2a Surge Tank 3 Exhaust Passage 4 Intake Valve 5 Exhaust Valve 6 Injector 7 EGR Passage 8 EGR Valve 9 Air Flow Sensor 10 Intake Temperature Sensor 11 Atmospheric Pressure Sensor 12 Throttle Sensor 13 O 2 Sensor 14 Water Temperature Sensor 15 Crank Angle Sensor 16 TDC sensor 17 In-cylinder pressure sensor 18 Spark plug 20 ECU 21 In-cylinder pressure detection means 22 Combustion index calculation means 23 Comparison means 24 Conversion means 25 Accumulation means 26 Limiter means 27 Switch means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栂井 一英 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kazuhide Tsuga 5-3-8, Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の圧縮行程での異なった2点に
おける第1燃焼室内圧力および第2燃焼室内圧力と、内
燃機関膨張行程における第3燃焼室内圧力との3点の燃
焼室内圧力を検出したあと、 上記の第3燃焼室内圧力と第1,第2燃焼室内圧力の一
方の燃焼室内圧力との差および上記の第1,第2燃焼室
内圧力の差との比で定義される燃焼指標を演算し、 この燃焼指標に基づいて、内燃機関の燃焼状態を評価す
ることを特徴とする、内燃機関の燃焼状態評価方法。
1. A combustion chamber pressure at three points of a first combustion chamber pressure and a second combustion chamber pressure at two different points in a compression stroke of an internal combustion engine and a third combustion chamber pressure at an internal combustion engine expansion stroke is detected. Then, a combustion index defined by the ratio between the difference between the pressure in the third combustion chamber and the pressure in one of the first and second combustion chambers and the difference in the pressure in the first and second combustion chambers. Is calculated, and the combustion state of the internal combustion engine is evaluated based on the combustion index.
【請求項2】 吸排気弁閉後の内燃機関圧縮行程中の第
1燃焼室内圧力および該第1燃焼室内圧力よりも後の時
期ではあるが点火時期よりも前の時期における内燃機関
圧縮行程中の第2燃焼室内圧力と、燃焼がほぼ完了した
時点の内燃機関膨張行程中の第3燃焼室内圧力との3点
の燃焼室内圧力を検出する筒内圧検出手段と、 該筒内圧検出手段で検出された上記の第3燃焼室内圧力
と第2燃焼室内圧力との差および上記の第1,第2燃焼
室内圧力の差との比で定義される燃焼指標を演算する燃
焼指標演算手段と、 該燃焼指標演算手段で演算された燃焼指標に基づいて、
内燃機関の燃焼状態を評価する評価手段とをそなえて構
成されたことを特徴とする、内燃機関の燃焼状態評価装
置。
2. A first combustion chamber pressure during a compression stroke of the internal combustion engine after the intake and exhaust valves are closed, and an internal combustion engine compression stroke at a timing after the first combustion chamber pressure but before the ignition timing. In-cylinder pressure detecting means for detecting three internal combustion chamber pressures, namely, the second combustion chamber pressure and the third combustion chamber pressure during the expansion stroke of the internal combustion engine at the time when the combustion is almost completed, and the in-cylinder pressure detecting means. Combustion index calculation means for calculating a combustion index defined by a ratio between the difference between the pressure in the third combustion chamber and the pressure in the second combustion chamber and the difference between the pressures in the first and second combustion chambers, Based on the combustion index calculated by the combustion index calculation means,
A combustion state evaluation device for an internal combustion engine, comprising: an evaluation means for evaluating the combustion state of the internal combustion engine.
【請求項3】 少なくとも、内燃機関の圧縮行程での異
なった2点における第1燃焼室内圧力および第2燃焼室
内圧力と、内燃機関膨張行程における第3燃焼室内圧力
との3点の燃焼室内圧力を検出する筒内圧検出手段と、 該筒内圧検出手段で検出された上記の第3燃焼室内圧力
と第1,第2燃焼室内圧力の一方の燃焼室内圧力との差
および上記の第1,第2燃焼室内圧力の差との比で定義
される燃焼指標を演算する燃焼指標演算手段と、 該燃焼指標演算手段で演算された燃焼指標と設定値とを
比較する比較手段と、 該比較手段での比較結果に基づいて、内燃機関の燃焼変
動調整要素を制御する制御手段とをそなえて構成された
ことを特徴とする、内燃機関の燃焼状態制御装置。
3. A combustion chamber pressure at least at three points, namely, a first combustion chamber pressure and a second combustion chamber pressure at two different points in a compression stroke of the internal combustion engine, and a third combustion chamber pressure at an internal combustion engine expansion stroke. In-cylinder pressure detecting means, a difference between the pressure in the third combustion chamber and the pressure in one of the first and second combustion chambers detected by the in-cylinder pressure detecting means, and the first and the first in-cylinder pressures. 2 Combustion index calculation means for calculating a combustion index defined by the ratio of the pressure difference between the combustion chambers, comparison means for comparing the combustion index calculated by the combustion index calculation means with a set value, and the comparison means And a control means for controlling a combustion fluctuation adjusting element of the internal combustion engine based on the comparison result of 1.
【請求項4】 内燃機関が、リーン燃焼限界近傍で運転
しうる内燃機関であって、 該制御手段が、該比較手段で得られた該燃焼指標と該設
定値との偏差に基づき、該偏差の大きさが減少する方向
に、内燃機関の燃焼変動調整要素を制御するように構成
されたことを特徴とする、請求項3記載の内燃機関の燃
焼状態制御装置。
4. The internal combustion engine is an internal combustion engine capable of operating in the vicinity of a lean combustion limit, and the control means uses the deviation based on the deviation between the combustion index obtained by the comparison means and the set value. 4. The combustion state control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the combustion variation control element for the internal combustion engine is configured to be controlled in a direction in which the magnitude of the internal combustion engine decreases.
【請求項5】 該制御手段が、該比較手段で得られた該
燃焼指標と該設定値との偏差の累積情報に基づき、該累
積情報の大きさが減少する方向に、内燃機関の燃焼変動
調整要素を制御するように構成されたことを特徴とす
る、請求項4記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。
5. The combustion fluctuation of the internal combustion engine in a direction in which the magnitude of the cumulative information is decreased by the control means based on the cumulative information of the deviation between the combustion index and the set value obtained by the comparing means. 5. Combustion state control device for an internal combustion engine according to claim 4, characterized in that it is arranged to control the adjusting element.
【請求項6】 該燃焼変動調整要素が、内燃機関の空燃
比調整要素であることを特徴とする、請求項3記載の内
燃機関の燃焼状態制御装置。
6. The combustion state control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the combustion fluctuation adjusting element is an air-fuel ratio adjusting element for the internal combustion engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117740384A (en) * 2024-02-07 2024-03-22 中国航发四川燃气涡轮研究院 Combustion performance sensitivity assessment method and device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019087521A1 (en) * 2017-10-30 2019-05-09 ヤンマー株式会社 Control device for internal combustion engine
KR20200070219A (en) * 2017-10-30 2020-06-17 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤 Control unit of internal combustion engine
CN117740384A (en) * 2024-02-07 2024-03-22 中国航发四川燃气涡轮研究院 Combustion performance sensitivity assessment method and device
CN117740384B (en) * 2024-02-07 2024-04-16 中国航发四川燃气涡轮研究院 Combustion performance sensitivity assessment method and device

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