JPH0710057Y2 - Combustion control device for internal combustion engine - Google Patents

Combustion control device for internal combustion engine

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JPH0710057Y2
JPH0710057Y2 JP11836288U JP11836288U JPH0710057Y2 JP H0710057 Y2 JPH0710057 Y2 JP H0710057Y2 JP 11836288 U JP11836288 U JP 11836288U JP 11836288 U JP11836288 U JP 11836288U JP H0710057 Y2 JPH0710057 Y2 JP H0710057Y2
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JP
Japan
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ignition timing
output
combustion
detecting
engine
Prior art date
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JP11836288U
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JPH0239570U (en
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達哉 関戸
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Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、自動車等内燃機関の燃焼制御装置に係り、詳
しくは、実際に噴射される燃料に含まれた異種燃料の混
合割合や失火、部分燃焼等の気筒内の燃焼状態を精度良
く検出し、これらの検出情報に基づいて点火時期を制御
してエンジン性能を向上させる装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a combustion control device for an internal combustion engine such as an automobile. More specifically, the present invention relates to a combustion control device for an internal combustion engine such as an automobile. The present invention relates to a device for accurately detecting a combustion state in a cylinder such as partial combustion and controlling ignition timing based on the detected information to improve engine performance.

(従来の技術) 近時、内燃機関およびその周辺装置の制御も電子化さ
れ、より緻密な制御が可能となっている。このような制
御では、内燃機関の燃焼状態を検出し、この検出結果か
ら燃焼状態を操作可能な点火時期、空燃比等が操作され
る。そして、一般に機関の効率燃費を考えると最大トル
ク時の最小進角、いわゆるMBTに(Minimum advance for
Best T−orque)付近で点火するのが最良と知られてお
り、機関の状態によりMBT点火時期を変えるといういわ
ゆるMBT制御が行われている。
(Prior Art) In recent years, the control of the internal combustion engine and its peripheral devices has also been electronically controlled, enabling more precise control. In such control, the combustion state of the internal combustion engine is detected, and the ignition timing, the air-fuel ratio, etc. that can control the combustion state are operated based on the detection result. In general, considering the efficiency and fuel efficiency of the engine, the minimum advance angle at maximum torque, so-called MBT (Minimum advance for
It is known that it is best to ignite in the vicinity of Best T-orque), and so-called MBT control is performed in which the MBT ignition timing is changed depending on the engine condition.

また、燃費の改善という観点から筒内圧信号から機関の
ノッキング信号を検出し、ノッキングレベルが所定値よ
り大きくなった時に点火時期を遅角側に制御するいわゆ
るノッキング制御が行われている。
Further, from the viewpoint of improving fuel economy, so-called knocking control is performed in which a knocking signal of the engine is detected from a cylinder pressure signal and the ignition timing is retarded when the knocking level exceeds a predetermined value.

MBT制御に際しては燃焼室内の圧力(以下、筒内圧とい
う)が最大となるクランク角度(以下、燃焼ピーク位置
という)θpmaxを検出する必要があり、従来のこの種の
検出を行うものとしては、例えば特開昭59−39974号記
載の点火時期制御装置がある。この装置では、筒内圧セ
ンサにより筒内圧を検出して、その燃焼ピーク位置θpm
axをもとめえる為にTDCからATDC50°を1°毎に筒内圧
をA/D変換している。その他の装置としては特開昭61−1
4479号公報記載のものがある。この装置では、予め耐ノ
ック性が相対的に高い状態にある気筒に設けた筒内圧力
センサからの圧力信号を選択し、この圧力信号を選択す
ることによってノッキングが発生していない気筒に限っ
て点火時期をMBTに制御するようにして、燃比率の改善
と制御の簡素化を図っている。
In MBT control, it is necessary to detect a crank angle (hereinafter, referred to as combustion peak position) θpmax at which the pressure in the combustion chamber (hereinafter, referred to as in-cylinder pressure) becomes maximum. There is an ignition timing control device described in JP-A-59-39974. In this device, the cylinder pressure is detected by the cylinder pressure sensor and the combustion peak position θpm is detected.
In order to find ax, the in-cylinder pressure is A / D converted from TDC to ATDC 50 ° every 1 °. As other devices, Japanese Patent Laid-Open No. 61-1
There is one described in Japanese Patent No. 4479. In this device, a pressure signal from an in-cylinder pressure sensor provided in advance in a cylinder in which knock resistance is relatively high is selected, and by selecting this pressure signal, only cylinders in which knocking has not occurred are selected. By controlling the ignition timing to MBT, the fuel ratio is improved and the control is simplified.

また、高オクタン価のガソリンと通常ガソリンとを判定
し点火時期特性を切り換えるものもある(特開昭61−85
578号公報参照)。
In addition, there is also one that determines the high octane number gasoline and the normal gasoline and switches the ignition timing characteristics (Japanese Patent Laid-Open No. 61-85).
(See Japanese Patent No. 578).

さらに、本出願人によって筒内圧力最大値とTDC圧力と
の差に基づいて失火の判定を行う装置が先に提案されて
いる(実願昭60−181263号公報参照)。
Further, the applicant previously proposed a device for judging misfire based on the difference between the maximum cylinder pressure and the TDC pressure (see Japanese Utility Model Application No. 60-181263).

(考案が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の内燃機関の燃焼制御装
置にあっては、ガソリン(特定の燃料)を使用するエン
ジンを対称とする構成となっているとともに、所定のク
ランク角区間(TDC〜ATDC50°)における筒内圧をA/D変
換して、その変換値が最大となったときのクランク角を
θpmaxとして検出する構成、すなわち、正常燃焼という
条件下でθpmaxの存在範囲を予測、限定する構成となっ
ていたため、以下のような問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, such a conventional combustion control device for an internal combustion engine has a configuration in which an engine using gasoline (specific fuel) is symmetrical, and has a predetermined structure. A / D conversion is performed on the in-cylinder pressure in the crank angle section (TDC to ATDC50 °), and the crank angle when the converted value becomes maximum is detected as θpmax, that is, θpmax exists under the condition of normal combustion. Since the range is predicted and limited, there are the following problems.

(I)アルコール混合ガソリンにおける問題点 ガソリンにアルコール(異種燃料)が混合されたガソリ
ン(以下単に「アルコール混合ガソリン」という)が使
用されると、燃料性状の相違によりアルコール混合ガソ
リンに対しては最適点火時期から大きくずれる場合があ
り、このことについて第15図を参照しながら説明する。
(I) Problems in alcohol-blended gasoline When gasoline (hereinafter simply referred to as “alcohol-blended gasoline”) in which alcohol (different fuel) is blended is used, it is optimal for alcohol-blended gasoline due to the difference in fuel properties. The ignition timing may deviate significantly from the ignition timing, which will be described with reference to FIG.

第15図はガソリンのみ、アルコールのみの単一燃料のそ
れぞれに対する最適点火時期の負荷特性の一例で、アル
コール(破線)では低負荷時に初期燃焼が早いためガソ
リン(実線)の場合より遅れた点火時期が最適となる。
これに対して高負荷時にはガソリンの場合ノッキングが
発生しやすくなって最適点火時期が大きく遅角された位
置にくるが、アルコールでは耐ノック性が高いため殆ん
ど遅らせる必要がない。このため、低負荷域と高負荷域
とで負荷特性が逆転している。
Fig. 15 shows an example of the load characteristics of the optimum ignition timing for gasoline and for alcohol-only single fuel. In alcohol (dashed line), the ignition timing is delayed compared to gasoline (solid line) because early combustion is early at low load. Is optimal.
On the other hand, when the load is high, in the case of gasoline, knocking is likely to occur, and the optimum ignition timing comes to a position where the ignition timing is greatly retarded, but in alcohol, since knocking resistance is high, there is almost no need to delay it. Therefore, the load characteristics are reversed between the low load range and the high load range.

一方、第16図は両燃料に対する最適点火時期の回転数特
性の一例で、アルコール(破線)では低回転時にガソリ
ン(実線)の場合よりもかなり進角させることができ
る。これに対して回転が増すほどガソリンの場合もノッ
キングを生じにくくなるので、徐々に進角が可能とな
る。この結果、この場合も高回転時には特性が逆転して
いる。
On the other hand, FIG. 16 shows an example of the rotation speed characteristic of the optimum ignition timing for both fuels, and alcohol (dashed line) can be advanced much more than gasoline (solid line) at low rotation speed. On the other hand, as the rotation increases, knocking is less likely to occur even in the case of gasoline, so that it is possible to gradually advance. As a result, in this case as well, the characteristics are reversed at high speed.

なお、第15図はエンジン回転数一定(1000rpm)、第16
図は負荷一定(スロットル全開、ただしターボチャージ
ャは備えられていない)の例であり、図中のAは1000rp
mかつスロットル全開時に対応する。従来装置において
も、定常時であればガソリンに対する点火時期特性を用
いてアルコールやアルコール混合ガソリンに最適な点火
時期に制御することが可能である。これらの燃料が使用
されると、当初はガソリンとの相違に相当するだけのず
れが生じるものの、このずれはフィードバック制御系を
構成することでやがては解消されるからである。
Fig. 15 shows the engine speed constant (1000 rpm),
The figure is an example of constant load (throttle fully open, but no turbocharger). A in the figure is 1000rp.
It corresponds to m and full throttle opening. Even in the conventional device, it is possible to control the ignition timing optimal for alcohol or alcohol-blended gasoline by using the ignition timing characteristic for gasoline in a steady state. This is because when these fuels are used, a deviation corresponding to the difference with gasoline is initially generated, but this deviation is eventually eliminated by configuring a feedback control system.

ところが、過渡時においては事態が相違する。ガソリン
に対する最適点火時期を基本点火時期としてメモリに記
憶している場合にアルコールが使用された状態を考える
と、第15図に示す特性によれば高負荷時の最適点火時期
からかなり大きく(5°ないし10°)遅角側にずれてい
ることになる。したがって、低負荷よりスロットルを全
開まで急に踏み込んだ直後は応答遅れにより点火時期が
最適点から大きく遅角されたままで制御されるため、無
駄に燃料が消費され出力が十分に引き出されない。同様
にして、スロットルを全開より急に戻した場合には、今
度は最適点火時期から大きく進角されたまま制御が行な
われるので、過進角となりノッキングが生ずることも有
り得る。
However, the situation is different during the transition. Considering the state where alcohol is used when the optimal ignition timing for gasoline is stored in the memory as the basic ignition timing, the characteristics shown in FIG. It is shifted to the retard side. Therefore, since the ignition timing is controlled while being greatly retarded from the optimum point due to the response delay immediately after the throttle is suddenly fully depressed from a low load, fuel is wasted and output is not sufficiently drawn out. Similarly, when the throttle is suddenly returned from full opening, the control is performed with the angle advanced from the optimum ignition timing, so that the engine may be over-advanced and knocking may occur.

また、アルコール混合ガソリンについて燃料性状を検出
して基本点火時期を切り換える方法を適用すると膨大な
メモリ量が必要となる。これは、アルコール混合ガソリ
ンの場合には点火時期特性の変化幅が大きく、このため
数多くの特性を切り換えて使う必要があるからである。
Further, if a method of detecting the fuel property of alcohol-blended gasoline and switching the basic ignition timing is applied, a huge amount of memory is required. This is because in the case of alcohol-blended gasoline, the variation range of the ignition timing characteristic is large, and therefore it is necessary to switch and use many characteristics.

さらに、燃料性状を直接検出するセンサを設けるとコス
ト増加につながるだけでなく、給油等により燃料性状が
変化した場合、センサによって検出されるアルコール含
有率と実際に噴射される燃料のアルコール含有率とが異
なり、最適な点火時期が設定できなくなる。
Furthermore, not only will the cost be increased if a sensor that directly detects the fuel property is provided, but if the fuel property changes due to refueling, etc., the alcohol content rate detected by the sensor and the alcohol content rate of the fuel actually injected will increase. However, the optimum ignition timing cannot be set.

(II)燃料ピーク位置θpmax検出における問題点 点火時期が進角(もしくは遅角)しすぎたり、あるいは
低負荷等で燃焼が正常に行なわれ難い運転域において失
火または部分燃料が生じた場合には単なる圧縮圧力最大
値をθpmaxとして検出するおそれがある。特に、遅角し
すぎにより失火した場合と、進角しすぎにより燃料圧力
の最大値がTDC近傍になった場合、いずれもθpmaxはTDC
近傍としてセンサによって検出されるが、前者のように
本来点火時期を遅角させるべきところを、後者と誤まっ
て進角制御する恐れがある。そのため、θpmaxを検出情
報としてエンジンの燃焼を制御している制御系では検出
情報の精度低下からエンジンの運転性や燃費の悪化を招
いていた。また、失火の判定に際してはノイズにより筒
内圧最大値に誤差が生じると誤判定することがあり,そ
の検出精度が必ずしも十分とはいえなかった。
(II) Problems in detecting the fuel peak position θpmax If the ignition timing is advanced (or retarded) too much, or if misfire or partial fuel occurs in an operating range where combustion is not normally performed due to low load, etc. There is a possibility that the mere compression pressure maximum value may be detected as θpmax. In particular, θpmax is TDC in both cases of misfire due to excessive retardation and maximum fuel pressure near TDC due to excessive advancement.
Although it is detected as a vicinity by the sensor, there is a possibility that the position where the ignition timing should originally be retarded like the former is erroneously controlled as the latter. Therefore, in the control system that controls the combustion of the engine by using θpmax as the detection information, the accuracy of the detection information is deteriorated and the drivability of the engine and the fuel consumption are deteriorated. In addition, when the misfire is determined, it may be erroneously determined that an error occurs in the maximum cylinder pressure due to noise, and the detection accuracy is not always sufficient.

(考案の目的) そこで本考案は、燃焼速度と空燃比との間に一定の相関
関係があることに着目し、気筒内に噴射される燃料に含
まれる異種燃料の混合割合や異常燃焼を精度良く検出す
ることにより、これらの情報に基づいて点火時期を補正
して、運転性や燃費を向上させることを目的としてい
る。
(Purpose of the Invention) Therefore, the present invention focuses on the fact that there is a certain correlation between the combustion speed and the air-fuel ratio, and accurately determines the mixing ratio of different kinds of fuel contained in the fuel injected into the cylinder and abnormal combustion. The purpose is to improve the drivability and fuel efficiency by correcting the ignition timing on the basis of these pieces of information by making a good detection.

(課題を解決するための手段) 本考案による内燃機関の燃焼制御装置は上記目的達成の
ため、その基本概念図を第1図(A)に示すように、エ
ンジンの筒内圧力を検出する圧力検出手段aと、エンジ
ンの負荷および回転数をパラメータとしてエンジンの運
転状態を検出する運転状態検出手段bと、圧力検出手段
aの出力に基づいて筒内圧力が最大となるときのクラン
ク角を筒内圧最大時期として検出する最大時期検出手段
cと、吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段d
と、最大時期検出手段cの出力と最終点火時期との差に
基づいて気筒内における燃焼時間を演算する燃焼時間演
算手段eと、空燃比検出手段dの出力および燃焼時間演
算手段eの出力に基づいて噴射燃料に含まれる異種燃料
の混合割合を求め、該混合割合に応じて基本点火時期を
補正する補正量を演算する補正手段fと、運転状態検出
手段bの出力に基づいて基本点火時期を設定するととも
に、前記補正量に応じて該基本点火時期を補正して最終
点火時期を決定する点火時期設定手段gと、点火時期設
定手段gの出力に基づいて混合気に点火する点火手段h
と、を備えている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a combustion control device for an internal combustion engine according to the present invention has a basic conceptual diagram as shown in FIG. The detecting means a, the operating state detecting means b for detecting the operating state of the engine using the load and the rotational speed of the engine as parameters, and the crank angle at which the cylinder pressure becomes maximum based on the output of the pressure detecting means a. A maximum timing detecting means c for detecting the maximum internal pressure and an air-fuel ratio detecting means d for detecting the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture.
And a combustion time calculation means e for calculating the combustion time in the cylinder based on the difference between the output of the maximum timing detection means c and the final ignition timing, and the output of the air-fuel ratio detection means d and the output of the combustion time calculation means e. Based on the output of the correction means f for calculating the correction amount for correcting the basic ignition timing according to the mixing ratio of the different types of fuel contained in the injected fuel, and the basic ignition timing based on the output of the operating state detecting means b. And an ignition timing setting means g that determines the final ignition timing by correcting the basic ignition timing according to the correction amount, and an ignition means h that ignites the air-fuel mixture based on the output of the ignition timing setting means g.
And are equipped with.

また、第2の考案による内燃機関の燃焼制御装置は上記
目的達成のため、その基本概念図を第1図(B)に示す
ように、エンジンの筒内圧力を検出する圧力検出手段a
と、エンジンの負荷および回転数をパラメータとしてエ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段bと、圧
力検出手段aの出力に基づいて筒内圧力が最大となると
きのクランク角を筒内圧最大時期として検出する最大時
期検出手段cと、吸入混合気の空燃比を検出する空燃比
検出手段dと、最大時期検出手段cの出力と最終点火時
期との差に基づいて気筒内における実燃焼時間を演算す
る実燃焼時間演算手段eと、空燃比検出手段dの出力に
基づいて気筒内における目標となる燃焼時間を演算する
目標燃焼時間演算手段fと、実燃焼時間演算手段eの出
力と目標燃焼時間演算手段fの出力との差に基づいて気
筒内における所定の燃焼状態を判別し、この判別結果に
応じて基本点火時期を補正する補正量を演算する補正手
段gと、運転状態検出手段bの出力に基づいて基本点火
時期を設定するとともに、前記補正量に応じて該基本点
火時期を補正して最終点火時期を決定する点火時期設定
手段hと、点火時期設定手段hの出力に基づいて混合気
に点火する点火手段iと、を備えている。
In order to achieve the above-mentioned object, the combustion control device for an internal combustion engine according to the second aspect of the present invention has a basic conceptual diagram thereof as shown in FIG.
And the operating state detecting means b for detecting the operating state of the engine using the engine load and engine speed as parameters, and the crank angle at which the in-cylinder pressure becomes maximum based on the output of the pressure detecting means a. The maximum combustion timing detection means c, the air-fuel ratio detection means d for detecting the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture, and the actual combustion time in the cylinder based on the difference between the output of the maximum combustion timing detection means c and the final ignition timing. An actual combustion time calculation means e for calculating, a target combustion time calculation means f for calculating a target combustion time in the cylinder based on the output of the air-fuel ratio detection means d, an output of the actual combustion time calculation means e and a target combustion A correction unit g that determines a predetermined combustion state in the cylinder based on the difference from the output of the time calculation unit f, and calculates a correction amount that corrects the basic ignition timing according to the determination result, and an operating state. Output of the ignition timing setting means h for setting the basic ignition timing based on the output of the output means b, and correcting the basic ignition timing according to the correction amount to determine the final ignition timing, and the ignition timing setting means h. Ignition means i for igniting the air-fuel mixture based on

(作用) 第1の考案では、筒内圧センサにより筒内圧力が最大と
なるクランク角が筒内圧最大時期として検出され、この
筒内圧最大時期と最終点火時期との差に基づいて気筒内
における燃焼時間が演算される。そして、この燃料時間
と空燃比との相関から噴射燃料に含まれる異種燃料の混
合割合が求められ、この混合割合に応じた補正量が演算
されて、この補正量に応じて基本点火時期が補正され
る。
(Operation) In the first invention, the in-cylinder pressure sensor detects the crank angle at which the in-cylinder pressure becomes maximum as the in-cylinder pressure maximum timing, and the combustion in the cylinder is performed based on the difference between the in-cylinder pressure maximum timing and the final ignition timing. Time is calculated. Then, the mixing ratio of different types of fuel contained in the injected fuel is obtained from the correlation between the fuel time and the air-fuel ratio, the correction amount is calculated according to this mixing ratio, and the basic ignition timing is corrected according to this correction amount. To be done.

したがって、アルコール混合ガソリンのように点火時期
特性の変化幅が大きい燃料を用いた場合であっても、点
火時期が最適に制御され、運転性や燃費が向上する。
Therefore, even when using a fuel such as alcohol-blended gasoline in which the variation range of the ignition timing characteristics is large, the ignition timing is optimally controlled, and the drivability and fuel efficiency are improved.

また、第2の考案では、空燃比に基づいて目標燃焼時間
が演算され、この目標燃焼時間と上記実際の燃焼時間と
の差に基づいて気筒内における異常燃焼発生時の点火時
期の進角、又は遅角しすぎが判別される。そして、この
判別結果に応じて基本点火時期が補正される。
In the second invention, the target combustion time is calculated based on the air-fuel ratio, and the ignition timing advance angle at the time of abnormal combustion in the cylinder is calculated based on the difference between the target combustion time and the actual combustion time. Alternatively, it is determined that the vehicle is retarding too much. Then, the basic ignition timing is corrected according to the determination result.

したがって、筒内圧最大時期がTDC近傍となった場合で
も最適な点火時期で機関が運転され、運転性や燃費がよ
り一層向上する。
Therefore, even if the maximum cylinder pressure timing is near TDC, the engine is operated at the optimum ignition timing, and the drivability and fuel economy are further improved.

(実施例) 以下、第1の考案および第2の考案を図面に基づいて説
明する。
(Embodiment) Hereinafter, a first device and a second device will be described with reference to the drawings.

第2〜7図は第1の考案に係る内燃機関の燃焼制御装置
の一実施例を示す図である。
2 to 7 are views showing an embodiment of a combustion control device for an internal combustion engine according to the first invention.

まず、構成を説明する。第2図において、1はクランク
角センサであり、クランク角センサは爆発間隔(6気筒
エンジンではクランク角で120°、4気筒エンジンでは1
80°)毎に各気筒の圧縮上死点(TDC)前の所定位置、
例えばBTDC70°で〔H〕レベルのパルスとなる基準信号
REFを出力するとともに、クランク角の単位角度(例え
ば、2°)毎に〔H〕レベルのパルスとなる単位信号PO
Sを出力する。なお、単位信号POSのパルスを計数するこ
とにより、エンジン回転数Nを知ることができる。吸入
空気量Qa等のエンジン負荷は負荷センサ2により検出さ
れ、アイドルスイッチ等は負荷スイッチ3として、その
ON−OFF信号が検出される。4は筒内圧センサ(圧力検
出手段)であり、筒内圧センサ4はエンジンのシリンダ
ヘッドに螺着されている点火プラグ(図示略)の座金と
して形成され共締めされている。筒内圧センサ4は気筒
内の燃焼圧力を圧電素子によって電気信号に変換し、こ
の電気信号をノッキング処理回路5および筒内圧検出回
路6に出力する。ノッキング検出回路5および筒内圧検
出回路6はこの電気信号をノッキング信号S1と筒内圧信
号S2にそれぞれ変換する。
First, the configuration will be described. In FIG. 2, reference numeral 1 is a crank angle sensor, and the crank angle sensor is an explosion interval (120 degrees for a 6-cylinder engine, 1 degree for a 4-cylinder engine).
80 °) every predetermined position before compression top dead center (TDC) of each cylinder,
For example, a reference signal that becomes a [H] level pulse at BTDC 70 °
A unit signal PO that outputs REF and becomes a pulse of [H] level for each unit angle of crank angle (for example, 2 °)
Output S. The engine speed N can be known by counting the pulses of the unit signal POS. The engine load such as the intake air amount Qa is detected by the load sensor 2, and the idle switch or the like is used as the load switch 3.
ON-OFF signal is detected. Reference numeral 4 denotes an in-cylinder pressure sensor (pressure detecting means), and the in-cylinder pressure sensor 4 is formed as a washer of an ignition plug (not shown) screwed to the cylinder head of the engine and is fastened together. The in-cylinder pressure sensor 4 converts the combustion pressure in the cylinder into an electric signal by a piezoelectric element, and outputs this electric signal to the knocking processing circuit 5 and the in-cylinder pressure detection circuit 6. Knocking detection circuit 5 and in-cylinder pressure detection circuit 6 convert this electrical signal into knocking signal S 1 and in-cylinder pressure signal S 2 , respectively.

上記クランク角センサ1、負荷センサ2、負荷スイッチ
3、は運転状態検出手段7を構成しており、運転状態検
出手段7、ノッキング処理回路5および筒内圧検出回路
6からの信号はコントロールユニット11に入力される。
コントロールユニット11は最大時期検出手段、空燃比検
出手段、燃焼時間演算手段、補正手段および点火時期設
定手段としての機能を有し、I/O12、CPU13、ROM14、お
よびRAM15により構成され、これらはバス16により互い
に接続される。CPU13はROM14に書き込まれているプログ
ラムに従ってI/O12より必要とする外部データを取り込
んだり、また、RAM15との間でデータの授受を行ったり
しながら、燃焼制御に必要な処理値等を演算処理し、必
要に応じて処理したデータをI/O12へ出力する。I/O12に
はノッキング処理回路5、バス16および運転状態検出手
段7からの信号が入されるとともに、I/O12からは点火
信号Spを出力増幅回路17に出力する。出力増幅回路17、
パワートランジスタ18、点火コイル19および図外の点火
プラグは点火装置(点火手段)20を構成しており、点火
装置20は点火信号Spに基づき高電圧を発生させて混合気
に点火する。
The crank angle sensor 1, the load sensor 2, and the load switch 3 constitute an operating state detecting means 7, and signals from the operating state detecting means 7, the knocking processing circuit 5 and the in-cylinder pressure detecting circuit 6 are sent to the control unit 11. Is entered.
The control unit 11 has a function as a maximum timing detection means, an air-fuel ratio detection means, a combustion time calculation means, a correction means and an ignition timing setting means, and is composed of an I / O 12, a CPU 13, a ROM 14, and a RAM 15, which are connected to a bus. 16 connected to each other. The CPU13 takes in the external data required from the I / O12 according to the program written in the ROM14, and also exchanges the data with the RAM15, while calculating the processing values etc. necessary for combustion control. Then, the processed data is output to the I / O 12 as needed. The I / O 12 receives signals from the knocking processing circuit 5, the bus 16 and the operating state detecting means 7, and outputs an ignition signal Sp from the I / O 12 to the output amplification circuit 17. Output amplifier circuit 17,
The power transistor 18, the ignition coil 19 and the spark plug (not shown) constitute an ignition device (ignition means) 20, and the ignition device 20 generates a high voltage based on the ignition signal Sp to ignite the air-fuel mixture.

なお、第2図は簡素化のため単気筒機関について構成を
示したが、多気筒機関ではクランク角センサ1、筒内圧
センサ4、筒内圧検出回路6、出力増幅回路17および点
火コイル19が気筒数分あるものとする。
Although FIG. 2 shows the configuration of a single cylinder engine for simplification, in a multi-cylinder engine, the crank angle sensor 1, the in-cylinder pressure sensor 4, the in-cylinder pressure detection circuit 6, the output amplification circuit 17 and the ignition coil 19 are used in the cylinder. Suppose there is a few minutes.

次に、作用を説明する。Next, the operation will be described.

第3図は燃焼制御のプラグを示すフローチャートであ
り、本プログラムは所定期間毎に一度実行される。
FIG. 3 is a flow chart showing a combustion control plug, and this program is executed once every predetermined period.

まず、P1でエンジン回転数Nを読み込み、P2で次式に
従って基本パルス幅Tpを演算する。
First, the engine speed N is read at P 1 , and the basic pulse width Tp is calculated at P 2 according to the following equation.

但し、K:空燃比の値を定める定数 基本パルス幅Tpは演算負荷相当量であるとともに、燃料
噴射制御における基本値でもある。次いで、P3で燃料ピ
ーク位置(筒内圧最大時期)信号を検出するが、その検
出方法は特開昭59−39974号公報に記載されているよう
に、所定のクランク角区間(TDC〜ATDC50°)まで、1
°毎に筒内圧をA/D変換して、その変換値の最大となっ
たときのクランク角をθpmaxとして検出する。次いで、
P4でエンジン回転数Nと基本パルス幅Tpをパラメータと
するテーブルから基本点火時期BASEをルックアップす
る。基本点火時期BASEはアルコールが混合されていない
ガソリンに対する最適点火時期を定めるもので、アルコ
ール混合ガソリンに対して基本点火時期BASEを得るため
に新たにマッチングを行う必要はなく、従来よりガソリ
ンに対して使用されている基本点火時期BASEがそのまま
使用できる。
However, the constant basic pulse width Tp that determines the value of the K: air-fuel ratio is not only a calculation load equivalent amount but also a basic value in fuel injection control. Then, the fuel peak position P 3 (cylinder pressure maximum time), but detects the signal, the detection method as described in JP-A-59-39974, the predetermined crank angle interval (TDC~ATDC50 ° ) Until 1
The in-cylinder pressure is A / D converted for each °, and the crank angle when the converted value becomes maximum is detected as θpmax. Then
At P 4 , the basic ignition timing BASE is looked up from the table with the engine speed N and the basic pulse width Tp as parameters. The basic ignition timing BASE determines the optimum ignition timing for gasoline that is not mixed with alcohol, and it is not necessary to perform a new matching to obtain the basic ignition timing BASE for alcohol-blended gasoline. The basic ignition timing BASE used can be used as it is.

次いで、P5で燃料ピーク位置θpmaxと点火時期STADVと
の差DADV(DADV=θpmax−STADV)を時間に換算した量T
ADVを次式に従って演算する。
Next, at P 5 , the difference DADV (DADV = θpmax-STADV) between the fuel peak position θpmax and the ignition timing STADV is converted into time T
Calculate ADV according to the following formula.

TADV=DADV÷N×C …… 但し、C=定数 ここで、TADVに着目するとTADVは点火してから燃料がお
おむね終了する迄の燃焼時間を代表する量とみなすこと
ができる。また、点火時期STADVは後述するステップP12
で最終点火時期ADVをSTADVとして所定のメモリに記憶し
たものを用いている。
TADV = DADV ÷ N × C ...... However, C = constant Here, focusing on TADV, TADV can be regarded as a quantity representative of the combustion time from ignition to the end of fuel. Further, the ignition timing STADV is set in Step P 12 described later.
Therefore, the final ignition timing ADV stored as STADV in a predetermined memory is used.

次いで、P6で基本パルス幅Tpに基づき次式に従って燃
料噴射量Tiを演算し、P7でこのTiと吸入空気量Qaに基づ
き次式に従って空燃比AFを演算する。
Next, in P 6 , the fuel injection amount Ti is calculated according to the following equation based on the basic pulse width Tp, and in P 7 , the air-fuel ratio AF is calculated according to the following equation based on this Ti and the intake air amount Qa.

Ti=α×Tp+Ts …… 但し、α:空燃比フィードバック補正量 Ts:バッテリ電圧補正量 但し、K′:定数 次いで、P8で燃焼時間TADVと空燃比AFをパラメータとす
るマップからアルコール混合ガソリンを用いた場合の噴
射燃料に含まれるアルコール含有率Rをルックアップす
る。燃焼時間TADVと空燃比AFとの間には第4図に示すよ
うな相関があり、第5図に示すようなマップが予めメモ
リ(ROM14)に記憶されている。第5図から明らかなよ
うに含有率Rが増加するに従って燃焼速度が速くなる傾
向にある。
Ti = α × Tp + Ts …… where α: Air-fuel ratio feedback correction amount Ts: Battery voltage correction amount However, K ': constant Next, look up the alcohol content R contained in the injected fuel in the case of using an alcohol blended gasoline from a map as a parameter of the combustion time TADV fuel ratio AF at P 8. There is a correlation as shown in FIG. 4 between the combustion time TADV and the air-fuel ratio AF, and a map as shown in FIG. 5 is stored in advance in the memory (ROM 14). As is clear from FIG. 5, the combustion rate tends to increase as the content R increases.

次いで、P9でエンジン回転数N、基本パルス幅Tpおよび
アルコール含有率Rにもとづいて点火時期補正量(補正
量)Δを演算する。
Next, at P 9 , the ignition timing correction amount (correction amount) Δ 1 is calculated based on the engine speed N, the basic pulse width Tp, and the alcohol content rate R.

ここで、Δを求める方法について第6、7図および前
記第15、16図を参照しながら説明する。
Here, a method for obtaining Δ 1 will be described with reference to FIGS. 6 and 7 and FIGS. 15 and 16.

含有率Rが定まると、例えば前記第15、16図に示す破線
(アルコールの特性)の位置が定まることを意味する
が、負荷や回転数が異なると実線の(ガソリンの特性)
とのずれ量(補正量)も異なってくるので、このずれ量
まで特定するにはそのときの負荷や回転数に応じて含有
率Rを定める必要がある。
When the content ratio R is determined, it means that the position of the broken line (characteristic of alcohol) shown in FIGS. 15 and 16 is determined, but when the load and the rotational speed are different, the solid line (characteristic of gasoline) is shown.
Since the amount of deviation (correction amount) from the difference is also different, it is necessary to determine the content rate R according to the load and the rotational speed at that time in order to specify even this amount of deviation.

そこで、本実施例では第6、7図に示す特性からそれぞ
れ得られる補正量Δ12とΔ11の和でΔを求める(Δ
=Δ12+Δ11)ものとする。
Therefore, in this embodiment, Δ 1 is calculated by the sum of the correction amounts Δ 12 and Δ 11 obtained from the characteristics shown in FIGS. 6 and 7 (Δ 1
= Δ 12 + Δ 11 ).

まず、第7図から得られる補正量Δ12は、第15図におい
てガソリンに対する特性(実線)をアルコール混合ガソ
リンに対する特性(破線)に変化するための値で、Δ12
には実線と破線の差に相当する値が負荷を変数として選
択される。図において、2つの曲線が交わる点より左側
では点火時期を遅角させる必要があるからΔ12の値は負
とされ、かつ低負荷になるほどその値大きくされる。こ
れとは逆に交点より右側では進化させるため正の値とさ
れ、高負荷になるほど大きくなる。
First, the correction amount delta 12 obtained from Figure 7, a value for characteristic to gasoline in Figure 15 (solid line) varies the characteristic (broken line) to alcohol-containing gasoline, delta 12
For the load, a value corresponding to the difference between the solid line and the broken line is selected with the load as the variable. In the figure, since it is necessary to retard the ignition timing on the left side of the point where the two curves intersect, the value of Δ 12 is made negative and becomes larger as the load becomes lower. On the contrary, the value on the right side of the intersection is a positive value because it evolves and becomes larger as the load increases.

また、第15図の破線の位置はアルコール含有率Rの値が
異なるとともに、移動し、したがってRが変化するとΔ
12の値も変化する。このときは、同図において紙面に直
交する向きにRを変数とする軸があることを意味し、こ
の結果、第7図により得られるとこるは負荷とRをパラ
メータとしてΔ12が定められるということである。
Further, the position of the broken line in FIG. 15 moves while the value of the alcohol content R is different, and therefore when R changes, Δ
The value of 12 also changes. In this case, it means that there is an axis having R as a variable in the direction orthogonal to the paper surface in the figure, and as a result, it can be seen from FIG. 7 that Δ 12 is determined with load and R as parameters. That is.

第7図はこうして得られるΔ12の特性で、曲線の傾きは
Rの増大とともに大きくなっている。
FIG. 7 shows the characteristic of Δ 12 obtained in this way, and the slope of the curve increases as R increases.

同様にして、第6図から得られる補正量Δ11はエンジン
回転数NとRをパラメータとして決定される。ただし、
第7図では第6図と相違して2つの曲線の相対位置が逆
であるため、第6図に示す曲線の傾きも第7図と逆にな
っている。
Similarly, the correction amount Δ 11 obtained from FIG. 6 is determined using the engine speeds N and R as parameters. However,
Unlike FIG. 6, the relative positions of the two curves are opposite to each other in FIG. 7, so that the slope of the curve shown in FIG. 6 is also opposite to that of FIG.

なお、第6図と第7図においてアルコール含有率R=0
%の場合がガソリンのみの燃料に対する補正量(すなわ
ち零)を、これに対してアルコール含有率R=100%の
場合がアルコールのみの燃料に対する補正量を与える。
したがって、未知のアルコール含有率Rの燃料が使用さ
れても、アルコール含有率Rが検出され、そのアルコー
ル含有率Rとそのときの運転条件とからΔ11とΔ12の値
が決定されるので、このΔ11とΔ12で補正された値(BA
SE+Δ11+Δ12)によればどんなアルコール含有率Rの
燃料に対しても最適な点火時期を付与することができる
ことになる。
The alcohol content rate R = 0 in FIGS. 6 and 7.
In the case of%, the correction amount for the fuel of gasoline only (that is, zero) is given, whereas in the case of the alcohol content R = 100%, the correction amount for the fuel of alcohol only is given.
Therefore, even if a fuel with an unknown alcohol content R is used, the alcohol content R is detected and the values of Δ 11 and Δ 12 are determined from the alcohol content R and the operating conditions at that time. The value corrected by this Δ 11 and Δ 12 (BA
According to SE + Δ 11 + Δ 12 ), the optimum ignition timing can be given to the fuel having any alcohol content R.

Δ11とΔ12を求めるには第6図と第7図に示す特性を内
容とするテーブルをメモリ(ROM14)に記憶しておき、
基本点火時期BASEを読み出すのと同じように、エンジン
回転数Nとアルコール含有率RからΔ11を、基本パルス
幅Tpとアルコール含有率RからΔ12を読み出し、これら
を加算してΔを求めれば良い。
To obtain Δ 11 and Δ 12 , a table having the characteristics shown in FIGS. 6 and 7 is stored in the memory (ROM 14),
Similar to reading the basic ignition timing BASE, Δ 11 is read from the engine speed N and the alcohol content rate R, and Δ 12 is read from the basic pulse width Tp and the alcohol content rate R, and these are added to obtain Δ 1. Good.

次いで、P10で点火時期のフィードバック補正量Δ
演算するが、Δは例えば、ノッキング制御による補正
量Δ21とMBT制御による補正量Δ22との和で与えられ
る。そして、フィードバック補正量Δが基本点火時期
BASEに加算されることはフィードバック制御系が構成さ
れることを意味する。フィードバック制御によればオー
プンループ制御に伴う制御誤差の吸収に好都合となる。
すなわち、BASE+Δによる制御はオープンループ制御
であるから点火時期補正量Δに誤差を生ずることもあ
るが、この誤差がΔによって吸収されるようになる。
Next, the feedback correction amount Δ 2 of the ignition timing is calculated at P 10 , and Δ 2 is given by the sum of the correction amount Δ 21 by the knocking control and the correction amount Δ 22 by the MBT control, for example. Then, the feedback correction amount Δ 2 is the basic ignition timing.
Adding to BASE means that a feedback control system is configured. The feedback control is convenient for absorbing the control error associated with the open loop control.
That is, since the control by BASE + Δ 1 is an open loop control, an error may occur in the ignition timing correction amount Δ 1 , but this error is absorbed by Δ 2 .

これを逆にいえば、フィードバック補正量Δによる補
正によって高精度な補正が補償されるのであるから、点
火時期補正量Δに対してはそれほどの精度が要求され
ないすなわち、点火時期補正量Δによる補正は大まか
で良いことを意味する。このため、Δ11またはΔ12を格
納しておく格子点の数を少なくでき、点火時期補正量Δ
のためのメモリ量が少なくて良い。
Conversely, since the high-precision correction is compensated by the correction by the feedback correction amount Δ 2, so much accuracy is not required for the ignition timing correction amount Δ 1, that is, the ignition timing correction amount Δ 1 . The correction by 1 means that it is rough and good. Therefore, the number of grid points storing Δ 11 or Δ 12 can be reduced, and the ignition timing correction amount Δ
The amount of memory for 1 may be small.

ノッキング制御やMBT制御についてはガソリンに対し従
来採用されている様々な手法の適用が可能である。例え
ば、簡単にはノッキングが有ると大きく遅角させ、ノッ
キング無しの場合は少しずつ進角させる値をΔ21とし
て、また、Θr(機関効率が最大となるクランク角で、
圧縮上死点後15°付近の値)からの偏差ΔΘ(ΔΘ=Sr
−Θpmax)に基づいて比例動作を行わせる等によって得
た値をΔ22として採用すれば良い。また、前述した特開
昭61−14479号公報記載の手法によるものでも構わな
い。
For knocking control and MBT control, various methods conventionally used for gasoline can be applied. For example, if there is knocking, it will be greatly retarded, and if there is no knocking, the value that is advanced little by little will be Δ 21 , and Θr (at the crank angle that maximizes engine efficiency,
Deviation ΔΘ from the compression top dead center value near 15 °) (ΔΘ = Sr
The value obtained by performing a proportional operation based on −Θ pmax) may be adopted as Δ 22 . Further, the method described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 61-14479 may be used.

次いで、P11で最終点火時期ADVを次式に従って演算
し、P12でADVをこのときの運転状態に対応する点火時期
STADVとして所定のメモリ(ROM14)に記憶する。
Next, at P 11 , the final ignition timing ADV is calculated according to the following formula, and at P 12 ADV is calculated as the ignition timing corresponding to the operating state at this time.
It is stored in a predetermined memory (ROM 14) as STADV.

ADV=BASE+Δ+Δ …… 次いで、P13で最終点火時期ADVに基づいて点火信号Spを
I/O12に出力し、今回のルーチンを終了する。
ADV = BASE + Δ 1 + Δ 2 ...... Then, at P 13 , the ignition signal Sp is set based on the final ignition timing ADV.
Output to I / O12 and finish this routine.

ここで、上記補正に伴う作用を説明する。本実施例では
点火時期補正量Δとフィードバック補正量Δの2つ
の補正量が導入されており、一方の補正量Δによれ
ば、アルコール含有率Rの異なる各種の混合燃料に対し
て最適点火時期が大まかに付与される。この場合、BASE
+Δの値は燃焼を行った結果を点火時期にフィードバ
ックするものでなくオープンループによる補正であり、
これによれば過渡初期においても応答遅れなく最適点火
時期を与えることができる。
Here, the operation associated with the above correction will be described. In this embodiment, two correction amounts, that is, the ignition timing correction amount Δ 1 and the feedback correction amount Δ 2 are introduced, and one correction amount Δ 1 is applied to various mixed fuels having different alcohol content ratios R. The optimum ignition timing is roughly given. In this case, BASE
The value of + Δ 1 does not feed back the result of combustion to the ignition timing but is an open loop correction,
According to this, the optimum ignition timing can be given without a response delay even in the initial stage of the transition.

なお、大まかでもよいとする理由は、点火時期補正量Δ
の目的とするところが精度よりも過渡時に対する応答
性の改善にあるからであり、精度は大まかでも十分な応
答性が得られることは言うまでもない。
The reason why it is allowed to be rough is that the ignition timing correction amount Δ
This is because the purpose of item 1 is to improve the responsiveness to a transient time rather than the accuracy, and it is needless to say that sufficient responsiveness can be obtained even if the accuracy is rough.

しかも、点火時期補正量Δの精度を大まかとすること
で、Δのメモリ量が少なくて済み、これにより応答性
とコストのバランスが採られる。
Moreover, by making the accuracy of the ignition timing correction amount Δ 1 rough, the memory amount of Δ 1 can be reduced, and thus the responsiveness and the cost can be balanced.

また、他方の補正量ΔによればΔがフィードバック
量であるため定常時においても高精度が補償される。例
えば、他のセンサに特性のバラツキや経時変化があって
も、さらにはエンジンの冷却状態等エンジン特性に変化
があっても、これが吸収され、ノッキングを生じない範
囲で最大トルクが引き出されることになる。
Further, according to the other correction amount Δ 2 , since Δ 2 is the feedback amount, high accuracy is compensated even in the steady state. For example, even if there are variations in characteristics of other sensors or changes over time, or if there are changes in engine characteristics such as the cooling state of the engine, these are absorbed and maximum torque is extracted within the range where knocking does not occur. Become.

すなわち、制御に要求されるのは応答性の速さと精度の
良さであるが、両方を1つの補正量で賄おうとするので
はなくこれを分離し、一方の補正量Δにて精度に優先
して良好な応答性を付与することで過渡時に対処させ、
他方のフィードバック補正量ΔによってΔでは得ら
れない高精度を付与させているのである。その結果、ア
ルコール混合ガソリンのように点火時期特性の変化幅が
大きい場合にあっても、コストの上昇を招くことなく、
運転変化に応じて素早くしかも精度良く最適な点火時期
を制御して、最適な燃焼状態を維持することができる。
In other words, what is required for control is quick response and good accuracy. However, instead of trying to cover both with a single correction amount, they are separated and one correction amount Δ 1 gives priority to accuracy. And give good responsiveness to deal with transients,
The other feedback correction amount Δ 2 gives high accuracy that cannot be obtained by Δ 1 . As a result, even when the variation range of the ignition timing characteristic is large like alcohol blended gasoline, the cost is not increased,
It is possible to control the optimum ignition timing quickly and accurately according to the operation change, and maintain the optimum combustion state.

第8〜14図は第2の考案に係る内燃機関の燃焼制御装置
の一実施例を示す図であり、本実施例の説明にあたり第
2図に示した第1の考案と同一構成部分には同一符号を
付してその説明を省略する。
8 to 14 are views showing an embodiment of a combustion control device for an internal combustion engine according to the second invention, and in explaining the present embodiment, the same components as those of the first invention shown in FIG. The same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

まず、構成を説明する。第8図において、21はO2センサ
であり、O2センサ21は排気中の酸素濃度を検出する。ク
ランク角センサ1、負荷センサ2、負荷スイッチ3およ
びO2センサ21は運転状態検出手段22を構成しており、運
転状態検出手段22からの信号はコントロールユニット11
は最大時期検出手段、空燃比検出手段、実燃焼時間演算
手段、目標燃焼時間演算手段、補正手段および点火時期
設定手段としての機能を有する。23は燃料噴射装置であ
り、コントロールユニット11からの噴射信号Siに基づい
て気筒に燃料が供給される。
First, the configuration will be described. In FIG. 8, 21 is an O 2 sensor, and the O 2 sensor 21 detects the oxygen concentration in the exhaust gas. The crank angle sensor 1, the load sensor 2, the load switch 3, and the O 2 sensor 21 constitute an operating state detecting means 22, and the signal from the operating state detecting means 22 is the control unit 11.
Has a function as a maximum timing detection means, an air-fuel ratio detection means, an actual combustion time calculation means, a target combustion time calculation means, a correction means, and an ignition timing setting means. Reference numeral 23 denotes a fuel injection device, which supplies fuel to the cylinder based on the injection signal Si from the control unit 11.

次に、作用を説明する。Next, the operation will be described.

第9図は燃焼制御の主プログラムを示すフローチャート
であり、本プログラムは所定期間毎に一度実行される。
FIG. 9 is a flowchart showing a main program for combustion control, and this program is executed once every predetermined period.

まず、P21でエンジン回転数Nを読み込み、P22で吸入空
気量Qaを読み込む。次いで、P23で基本パルス幅Tpを次
式に従って演算し、P24でTpに基づき次式に従って
燃料噴射パルス幅Tiを演算する。
First, the engine speed N is read at P 21 , and the intake air amount Qa is read at P 22 . Then, the basic pulse width Tp is calculated according to the following equation by P 23, it calculates the fuel injection pulse width Ti according to the following equation on the basis of Tp in P 24.

但し、K1:空燃比の値を定める定数 Ti=K2×Tp+Ts …… 但し、K2:空燃比の補正量 Ts:バッテリ電圧補正量 Tpはエンジン負荷相当量であるとともに、燃料噴射制御
における基本値でもある。
However, K1: a constant that determines the value of the air-fuel ratio Ti = K2 x Tp + Ts ... where K2: correction amount of the air-fuel ratio Ts: battery voltage correction amount Tp is the engine load equivalent amount, and even the basic value in fuel injection control is there.

次いで、P25でエンジン回転数Nと基本パルス幅Tpをパ
ラメータとするマップから基本点火時期BASEをルックア
ップし、P26で次式に従って最終点火時期ADVを演算す
る。
Next, at P 25 , the basic ignition timing BASE is looked up from a map using the engine speed N and the basic pulse width Tp as parameters, and at P 26 the final ignition timing ADV is calculated according to the following equation.

ADV=BASE+MBTCS …… 但し、MBTCS:点火時期補正量(補正量)であり。詳細は
後述する。
ADV = BASE + MBTCS …… However, MBTCS: Ignition timing correction amount (correction amount). Details will be described later.

次いで、P27で最終点火時期ADVをこのときの運転状態に
対応する点火時期ATADVとして所定のメモリ(ROM14)に
記憶する。ついで、P28で上記ステップP24で求めた噴射
パルス幅TiをI/O12を介して燃料噴射装置23に出力し、P
29でステップP26で求めた最終点火時期ADVに基づく点火
信号SpをI/O12から点火装置20のパワートランジスタ17
に出力して、今回のルーチンを終了する。
Then stores the final ignition timing ADV at P 27 in a predetermined memory (ROM 14) as a corresponding ignition timing ATADV the operating state at this time. Then, in P 28 , the injection pulse width Ti obtained in step P 24 is output to the fuel injection device 23 via the I / O 12, and P
29 an ignition signal Sp based on the final ignition timing ADV calculated in step P 26 of the ignition device 20 from the I / O12 by the power transistor 17
Is output to and the routine of this time is ended.

第10図は燃焼ピーク位置θpmaxの異常判定を行うプログ
ラムを示すフローチャートであり、本プログラムは所定
期間毎に一度実行される。
FIG. 10 is a flow chart showing a program for judging abnormality of the combustion peak position θpmax, and this program is executed once every predetermined period.

まず、P31で燃焼ピーク位置θpmaxを演算するが、その
演算方法とせては、例えば、特開昭59−39974公報き記
載された方法を用いる。次いで、P32でθpmaxが圧縮上
死点TDC近傍であるか否かを判別し、θpmaxがTDC近傍で
あるときは気筒内が異常燃焼状態であると判断してP33
で判定フラグSh0をセット(Sh0=1)する。次いで、P
34で次式に従って空燃比AFを演算し、P35で理想燃焼
時間(目標燃焼時間)Texpを演算する。
First, the combustion peak position θpmax is calculated in P 31 , and as the calculation method, for example, the method described in JP-A-59-39974 is used. Next, at P 32 , it is determined whether or not θpmax is near the compression top dead center TDC, and when θpmax is near TDC, it is determined that the inside of the cylinder is in the abnormal combustion state and P 33
Then, the determination flag Sh0 is set (Sh0 = 1). Then P
At 34 , the air-fuel ratio AF is calculated according to the following equation, and at P 35 , the ideal combustion time (target combustion time) Texp is calculated.

但し、C2:定数 理想燃焼時間Texpは第11図に示すような燃焼時間と空燃
比AFをパラメータとするテーブルに基づいて演算され、
このテーブルは予めメモリ(ROM14)に記憶されてい
る。
However, the C2: constant ideal combustion time Texp is calculated based on a table having the combustion time and the air-fuel ratio AF as parameters as shown in FIG.
This table is stored in the memory (ROM 14) in advance.

次いで、P36で次式に従って実燃焼時間Trealを演算
し、P37で理想燃焼時間Texpと実燃焼時間Trealとの差と
所定値C3とを比較する(Treal−Treal:C3)。
Then, it calculates the actual combustion time Treal according to the following equation by P 36, and compares the difference with a predetermined value C3 of the ideal burning time Texp and the actual burn time Treal with P 37 (Treal-Treal: C3 ).

Treal=(θpmax−STADV)/N×C1 …… 但し、C1:定数 ステップP37では気筒内における失火等の異常燃焼の発
生を点火時期と、燃焼時間との相関において判別しよう
とするものであるが、その原理のついて第12、13図を参
照しながら説明する。
Treal = (θpmax-STADV) / N × C1 ...... However, C1: the ignition timing of the occurrence of abnormal combustion such as misfire in constant step P 37 in the cylinder, it is intended to determine the correlation between the burning time However, the principle will be described with reference to FIGS.

筒内圧の変化(筒内圧センサ4の出力波形)に着目する
と、点火時期の遅角しすぎによる失火発生時には第12図
に示すように燃焼ピーク位置θpmaxが圧縮上死点TDCに
現れるため、点火時期STADVとθpmaxは近接している。
一方、第13図に示すように点火時期の進角しすぎにより
燃焼ピーク位置θpmaxが圧縮上死点TDCに現れた場合は
点火時期STADVとθpmaxとのマップは所定時間、すなわ
ち燃焼時間分だけ離れている。これにより、STADVとθp
maxとの差を時間換算した量Trealに着目して進角しすぎ
と遅角しすぎを区別することが可能となる。また、気筒
内における燃焼時間は第11図に示したように空燃比AF
(理想燃焼時間Texp)を考慮することが必要である。
Focusing on the change in the in-cylinder pressure (the output waveform of the in-cylinder pressure sensor 4), when the misfire occurs due to the ignition timing being retarded too much, the combustion peak position θpmax appears at the compression top dead center TDC as shown in FIG. Timing STADV and θpmax are close.
On the other hand, as shown in FIG. 13, when the combustion peak position θpmax appears at the compression top dead center TDC due to excessive advance of the ignition timing, the map of the ignition timing STADV and θpmax is separated by a predetermined time, that is, the combustion time. ing. This gives STADV and θp
Focusing on the amount Treal obtained by time-converting the difference from max, it is possible to distinguish between too much advance and too much advance. Also, the combustion time in the cylinder is determined by the air-fuel ratio AF as shown in Fig. 11.
It is necessary to consider (ideal combustion time Texp).

本実施例では上記原理に基づいて点火時期の進角しすぎ
と遅角しすぎの間の燃焼時間に相当する値C3が予め実験
等によって求められ、ROM14に格納されている。
In this embodiment, the value C3 corresponding to the combustion time between the ignition timing being advanced too much and the ignition timing being too late is previously obtained based on the above-mentioned principle by experiments and stored in the ROM 14.

したがって、ステップP37で(Texp−Treal)≦C3のとき
は進角しすぎてあると判断してP38で判定フラグSh1をセ
ット(Sh1=1)して今回のルーチンを終了する。(Tex
p−Treal)>C3のときは遅角しすぎであると判断してP
39で判定フラグSh1をリセット(Sh1=0)して今回のル
ーチンを終了する。
Thus, step P 37 in (Texp-Treal) ≦ C3 sets the determination flag Sh1 at P 38 judges that are too advanced when the (Sh1 = 1) and ends the current routine. (Tex
When p−Treal)> C3, it is judged that the angle is too late and P
At 39 , the determination flag Sh1 is reset (Sh1 = 0), and this routine ends.

一方、ステップP32で燃焼ピーク位置θpmaxが圧縮上死
点TDC近傍でないときは気筒内が正常燃焼であると判断
してP40で判定フラグSh0をリセット(Sh=0)して今回
のルーチンを終了する。第14図は、上記判定フラグSh
0、Sh1に基づいて点火時期補正量MBTCSを算出するプロ
グラムを示すフローチャートであり、本プログラムは所
定期間毎に一度実行される。
On the other hand, when the combustion peak position θpmax is not near the compression top dead center TDC in step P 32 , it is determined that the combustion in the cylinder is normal, and the determination flag Sh0 is reset (Sh = 0) in P 40 to execute this routine. finish. FIG. 14 shows the judgment flag Sh.
6 is a flowchart showing a program for calculating an ignition timing correction amount MBTCS based on 0 and Sh1, and this program is executed once every predetermined period.

まず、P41で判定フラグSh0が〔1〕である(Sh0=1)
か否かを判別し、Sh0=1のときはP42でSh1が〔1〕で
ある(Sh1=1)か否かを判別する。Sh0=1であり、か
つSh1=1のときは失火状態が発生し、進角しすぎてあ
ると判断してP43で点火時期補正量MBTCSを予め定めた遅
角補正量KRTDとして(MBTCS=KRTD)、今回のルーチン
を終了する。Sh0=1でSh1=0のときは遅角しすぎであ
ると判断してP44で点火時期補正量MBTCSを予め定めた進
角補正量KADVとして(MBTCS=KRTD)、今回のルーチン
を終了する。一方、ステップP41で判定フラグSh0=0の
ときは正常燃焼であるため、通常のMBT制御を行うこと
としてそのときの燃焼ピーク位置θpmaxとMBT付近のク
ランク角θr(期間効率が最大となるクランク角で、圧
縮上死点後15°付近の値)との偏差Δθ(Δθ=θr−
θpmax)に基づいて比例動作を行わせるようにP45で点
火時期補正量MBTCSを次式に従って演算して、今回の
ルーチンを終了する。
First, a determination flag Sh0 at P 41 [1] (Sh0 = 1)
Whether determined, when the Sh0 = 1 determines whether or not the Sh1 at P 42 is [1] (Sh1 = 1). Sh0 = 1, and Sh1 = 1 when misfire occurs and advanced to the ignition timing at P 43 judges that are too correction amount MBTCS as predetermined retard correction amount KRTD the (MBTCS = KRTD), this routine ends. Sh0 = As 1 Sh1 = 0 predetermined advance angle correction amount KADV the ignition timing correction amount MBTCS at P 44 and determined to be too retarded when the (MBTCS = KRTD), the present routine is ended . Meanwhile, since it is the normal combustion when the determination flag Sh0 = 0 in step P 41, a crank crank angle θr (the period efficiency of combustion peak position θpmax and near MBT at that time as performing the normal MBT control is maximum Angle Δθ (Δθ = θr-
The ignition timing correction amount MBTCS is calculated in P 45 according to the following equation so that the proportional operation is performed based on θpmax), and the current routine is ended.

MBTCS=Δθ×C4 …… 但し、C4:定数 このように、本実施例では燃焼ピーク位置θpmaxと点火
時期STADVとの差から実燃焼時間Trealと目標燃焼時間Te
xpとの差に基づいて失火発生時の点火時期の進角しす
ぎ、又は遅角しすぎが確実に判別される。そして、この
判別結果に応じて点火時期補正量MBTCSが演算される。
したがって、燃焼ピーク位置θpmaxが圧縮上死点TDC近
傍となった場合でも失火時のθpmaxを精度良く検出して
点火時期を最適に制御することができ、MBT制御におけ
る制御性を向上させつつ、エンジンの運転性や燃費の一
層の向上を図ることができる。
MBTCS = Δθ × C4 ...... However, C4: constant As described above, in the present embodiment, the actual combustion time Treal and the target combustion time Te are calculated from the difference between the combustion peak position θpmax and the ignition timing STADV.
Based on the difference from xp, it is possible to reliably determine whether the ignition timing at the time of misfire occurs is too advanced or retarded too much. Then, the ignition timing correction amount MBTCS is calculated according to the determination result.
Therefore, even if the combustion peak position θpmax is close to the compression top dead center TDC, θpmax at the time of misfire can be accurately detected and the ignition timing can be optimally controlled. It is possible to further improve the drivability and fuel efficiency of the vehicle.

なお、本実施例では空燃比AFを吸入空気量Qaと噴射パル
ス幅Tiに基づいて算出したが、エンジンに空燃比センサ
が取り付けられていれば、この空燃比センサの出力に基
づいて空燃比AFを算出するようにしてもよい。
In the present embodiment, the air-fuel ratio AF was calculated based on the intake air amount Qa and the injection pulse width Ti, but if the engine is equipped with an air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio AF will be calculated based on the output of this air-fuel ratio sensor. May be calculated.

(効果) 第1の考案によれば、筒内圧最大時期と最終点火時期と
の差に基づいて気筒内における燃焼時間を演算し、この
燃焼時間と空燃比との相関から噴射燃料に含まれる異種
燃料の混合割合を求めるとともに、この混合割合に応じ
た補正量に応じて基本点火時期を補正しているので、異
種燃料が混合された燃料を用いる場合であっても、コス
トを上げないで噴射燃料の燃料性状を精度良く検出する
ことができ、点火時期を最適に制御することができる。
その結果、機関の運転性や燃費を向上させることができ
る。
(Effect) According to the first invention, the combustion time in the cylinder is calculated based on the difference between the cylinder internal pressure maximum timing and the final ignition timing, and the different types of fuel contained in the injected fuel are calculated from the correlation between the combustion time and the air-fuel ratio. Since the basic ignition timing is corrected according to the correction amount corresponding to the mixing ratio of the fuel, injection is performed without increasing the cost even when using the fuel in which different types of fuel are mixed. The fuel property of the fuel can be accurately detected, and the ignition timing can be optimally controlled.
As a result, the drivability and fuel efficiency of the engine can be improved.

また、第2の考案によれば、空燃比に基づいて目標燃焼
時間を演算し、この目標燃焼時間と上記実際の燃焼時間
との差に基づいて気筒内における異常燃焼発生時の点火
時期の進角又は遅角しすぎを判別するとともに、この判
別結果に応じて基本点火時期を補正しているので、筒内
圧最大時期がTDC近傍となった場合でも、点火時期を最
適に制御することができ、機関の運転性や燃費をより一
層向上させることができる。
Further, according to the second aspect, the target combustion time is calculated based on the air-fuel ratio, and the ignition timing advance when abnormal combustion occurs in the cylinder is calculated based on the difference between the target combustion time and the actual combustion time. Since the basic ignition timing is corrected according to the result of the determination, the ignition timing can be optimally controlled even when the maximum cylinder pressure timing is near TDC. The engine drivability and fuel consumption can be further improved.

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

第1図(A)は第1の考案の基本概念図、第1図(B)
は第2の考案の基本概念図、第2〜7図第1の考案に係
る内燃機関の燃焼制御装置の一実施例を示す図であり、
第2図はその全体構成図、第3図はその燃焼制御のプロ
グラムを示すフローチャート、第4図はその燃焼速度と
空燃比との関係を示す特性図、第5図はそのアルコール
含有率と燃焼時間との関係を示す特性図、第6、7図は
その補正量とアルコール含有率および運転状態との関係
を示す特性図、第8〜14図は第2の考案に係る内燃機関
の燃焼制御装置の一実施例を示す図であり、第8図はそ
の全体構成図、第9図はその燃焼制御のプログラムを示
すフローチャート、第10図はその燃焼ピーク位置の異常
判定を行うプログラムを示すフローチャート、第11図は
その燃焼時間と空燃比との関係を示す特性図、第12、13
図はその燃焼ピーク位置と点火時期との関係を説明する
ための図、第14図はその点火時期補正量を求めるプログ
ラムを示すフローチャート、第15、16図は従来の内燃機
関の燃焼制御装置の問題点を説明するためのガソリンお
よびアルコールと点火時期との関係を示す特性図であ
る。 4……筒内圧センサ(圧力検出手段)、7……運転状態
検出手段、11……コントロールユニット(最大時期検出
手段、空燃比検出手段、燃焼時間演算手段、補正手段、
実燃焼時間演算手段、目標燃焼時間補正手段、補正手
段、点火時期設定手段)、20……点火装置(点火手
段)。
FIG. 1 (A) is a basic conceptual diagram of the first invention, and FIG. 1 (B).
FIG. 2 is a basic conceptual diagram of the second invention, and FIGS. 2 to 7 are diagrams showing an embodiment of a combustion control device for an internal combustion engine according to the first invention;
FIG. 2 is an overall configuration diagram thereof, FIG. 3 is a flowchart showing a program of its combustion control, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between its combustion speed and air-fuel ratio, and FIG. 5 is its alcohol content and combustion. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship with time, FIG. 6 and FIG. 7 are characteristic diagrams showing the relationship between the correction amount, the alcohol content rate and the operating state, and FIGS. FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of the apparatus, FIG. 8 is an overall configuration diagram thereof, FIG. 9 is a flow chart showing a program for its combustion control, and FIG. 10 is a flow chart showing a program for making an abnormality determination of its combustion peak position. , FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the combustion time and the air-fuel ratio,
FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between the combustion peak position and ignition timing, FIG. 14 is a flowchart showing a program for obtaining the ignition timing correction amount, and FIGS. 15 and 16 are conventional combustion control devices for internal combustion engines. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between gasoline and alcohol and ignition timing for explaining a problem. 4 ... In-cylinder pressure sensor (pressure detection means), 7 ... Operating state detection means, 11 ... Control unit (maximum timing detection means, air-fuel ratio detection means, combustion time calculation means, correction means,
Actual combustion time calculation means, target combustion time correction means, correction means, ignition timing setting means), 20 ... Ignition device (ignition means).

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】a)エンジンの筒内圧力を検出する圧力検
出手段と、 b)エンジンの負荷および回転数をパラメータとしてエ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、 c)圧力検出手段の出力に基づいて筒内圧力が最大とな
るときのクランク角を筒内圧最大時期として検出する最
大時期検出手段と、 d)吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、 e)最大時期検出手段の出力と最終点火時期との差に基
づいて気筒内における燃焼時間を演算する燃焼時間演算
手段と、 f)空燃比検出手段の出力および燃焼時間演算手段の出
力に基づいて噴射燃料に含まれる異種燃料の混合割合を
求め、該混合割合に応じて基本点火時期を補正する補正
量を演算する補正手段と、 g)運転状態検出手段の出力に基づいて基本点火時期を
設定するとともに、前記補正量に応じて該基本点火時期
を補正して最終点火時期を決定する点火時期設定手段
と、 h)点火時期設定手段の出力に基づいて混合気に点火す
る点火手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
1. A pressure detecting means for detecting an in-cylinder pressure of the engine; b) an operating state detecting means for detecting an operating state of the engine using a load and a rotational speed of the engine as parameters; and c) a pressure detecting means. Maximum timing detecting means for detecting the crank angle at which the cylinder pressure becomes maximum based on the output as the cylinder pressure maximum timing; d) air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture; and e) maximum timing. Combustion time calculating means for calculating the combustion time in the cylinder based on the difference between the output of the detecting means and the final ignition timing; and f) included in the injected fuel based on the output of the air-fuel ratio detecting means and the output of the combustion time calculating means. And a correction unit for calculating a correction amount for correcting the basic ignition timing according to the mixing ratio, and g) setting the basic ignition timing based on the output of the operating state detection unit. In addition, an ignition timing setting means for correcting the basic ignition timing according to the correction amount to determine a final ignition timing, and h) an ignition means for igniting an air-fuel mixture based on an output of the ignition timing setting means. A combustion control device for an internal combustion engine.
【請求項2】a)エンジンの筒内圧力を検出する圧力検
出手段と、 b)エンジンの負荷および回転数をパラメータとしてエ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、 c)圧力検出手段の出力に基づいて筒内圧力が最大とな
るときのクランク角を筒内圧最大時期として検出する最
大時期検出手段と、 d)吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、 e)最大時期検出手段の出力と最終点火時期との差に基
づいて気筒内における実燃焼時間を演算する実燃焼時間
演算手段と、 f)空燃比検出手段の出力に基づいて気筒内における目
標となる燃焼時間を演算する目標燃焼時間演算手段と、 g)実燃焼時間演算手段の出力と目標燃焼時間演算手段
の出力との差に基づいて気筒内における所定の燃焼状態
を判別し、この判別結果に応じて基本点火時期を補正す
る補正量を演算する補正手段と、 h)運転状態検出手段の出力に基づいて基本点火時期を
設定するとともに、前記補正量に応じて該基本点火時期
を補正して最終点火時期を決定する点火時期設定手段
と、 i)点火時期設定手段の出力に基づいて混合気に点火す
る点火手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
2. A) pressure detection means for detecting the in-cylinder pressure of the engine; b) operating state detection means for detecting the operating state of the engine using the engine load and engine speed as parameters; and c) pressure detection means. Maximum timing detecting means for detecting the crank angle at which the cylinder pressure becomes maximum based on the output as the cylinder pressure maximum timing; d) air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture; and e) maximum timing. An actual combustion time calculation means for calculating the actual combustion time in the cylinder based on the difference between the output of the detection means and the final ignition timing; and f) a target combustion time in the cylinder based on the output of the air-fuel ratio detection means. Target combustion time calculating means for calculating, and g) a predetermined combustion state in the cylinder is determined based on the difference between the output of the actual combustion time calculating means and the output of the target combustion time calculating means, Correcting means for calculating a correction amount for correcting the basic ignition timing, and h) setting the basic ignition timing based on the output of the operating state detecting means, and correcting the basic ignition timing according to the correction amount, and finally A combustion control device for an internal combustion engine, comprising: an ignition timing setting means for determining an ignition timing; and i) an ignition means for igniting an air-fuel mixture based on an output of the ignition timing setting means.
JP11836288U 1988-09-08 1988-09-08 Combustion control device for internal combustion engine Expired - Lifetime JPH0710057Y2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008202540A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Toyota Motor Corp Operation control method and device for internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008202540A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Toyota Motor Corp Operation control method and device for internal combustion engine

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