JPH0735754B2 - Combustion state measuring device for internal combustion engine - Google Patents

Combustion state measuring device for internal combustion engine

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JPH0735754B2
JPH0735754B2 JP4674586A JP4674586A JPH0735754B2 JP H0735754 B2 JPH0735754 B2 JP H0735754B2 JP 4674586 A JP4674586 A JP 4674586A JP 4674586 A JP4674586 A JP 4674586A JP H0735754 B2 JPH0735754 B2 JP H0735754B2
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crank angle
combustion
engine
range
pressure
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、内燃機関の各種制御用データに供する燃焼状
態を計測する装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for measuring a combustion state provided for various control data of an internal combustion engine.

(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
御には、内燃機関の燃焼状態その他の各種データが用い
られる。
(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. Various data such as the combustion state of the internal combustion engine is used for such control.

燃焼状態の一つである燃焼圧の図示平均有効圧Piも出力
トルクを示すものとして重要なデータの一つであり、図
示平均有効圧Piは、例えば点火制御、燃料噴射制御、ア
イドルスピードコントロール等を正確に行う上で重要な
制御因子となっている。このようなPiは1燃焼サイクル
毎に第5図に示すように変化している気筒内の燃焼圧力
(以下、筒内圧という)による平均仕事量を表すもので
あり、次式で演算される。
The indicated mean effective pressure Pi of the combustion pressure, which is one of the combustion states, is also one of the important data as showing the output torque, and the indicated mean effective pressure Pi is, for example, ignition control, fuel injection control, idle speed control, etc. Is an important control factor for the accurate execution of. Such Pi represents the average work amount due to the combustion pressure in the cylinder (hereinafter referred to as the in-cylinder pressure) which changes as shown in FIG. 5 for each combustion cycle, and is calculated by the following equation.

但し、Vs:行程容積 P:燃焼圧力 このPiは、具体的には第6図に示すP−V線図において
閉曲線内の面積を行程容積で割ったものに相当し、この
値が大きい程1燃焼サイクルにおける仕事量が大きくな
る。
However, Vs: Stroke volume P: Combustion pressure This Pi specifically corresponds to the area within the closed curve divided by the stroke volume in the P-V diagram shown in FIG. The amount of work in the combustion cycle increases.

このようなPiを求める従来の内燃機関の燃焼状態計測状
態としては、例えば、特開昭60−22046号公報に記載の
ものがある。この装置では、所定のクランク角(5゜)
毎に筒内圧を検出し、その値に基づき図示平均有効圧Pi
を次式に従って演算する。
As a conventional combustion state measuring state of an internal combustion engine for obtaining such Pi, there is, for example, the one described in JP-A-60-22046. With this device, the specified crank angle (5 °)
The in-cylinder pressure is detected every time, and the indicated average effective pressure Pi is calculated based on that value.
Is calculated according to the following equation.

但し、θ:クランク角 Pθ:各クランク角における筒内圧 すなわち、Piは各クランク角における筒内圧と容積変化
の積を1燃焼サイクルにおける0゜→360゜の範囲内でA
/D変換して加算し、それを行程容積で割ったものとして
求められる。これは、筒内圧のピーク値を含むTDC±180
゜の部分に相当する。そして、このPiを計測することに
より燃焼状態を表すパラメータの一つとして各気筒にお
ける1燃焼サイクル毎の仕事量が分かるので、この情報
を基にエンジン制御が行われ、高い運転性が確保され
る。
Where θ: Crank angle P θ : In-cylinder pressure at each crank angle, that is, Pi is the product of the in-cylinder pressure at each crank angle and the volume change within the range of 0 ° → 360 ° in one combustion cycle.
It is calculated as / D converted, added, and divided by the stroke volume. This is TDC ± 180 including the peak value of cylinder pressure.
Corresponds to the portion of °. Then, by measuring this Pi, the amount of work in each combustion cycle in each cylinder can be known as one of the parameters representing the combustion state. Therefore, engine control is performed based on this information, and high drivability is ensured. .

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の内燃機関の燃焼状態計
測装置にあっては、所定クランク角範囲(TDC±180゜)
における筒内圧をA/D変換し、これからPiを前記式に
基づき演算する構成となっていたため、TDC±180゜を除
く部分における筒内圧が演算結果に表われず、Piの計測
精度が必らずしも十分とはいえない。Piは前述の通り全
行程(0゜→720゜)における筒内圧の積算値としての
性格を有するからである。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional combustion state measuring apparatus for an internal combustion engine, a predetermined crank angle range (TDC ± 180 °)
Since the in-cylinder pressure at is converted to A / D and Pi is calculated based on the above equation, the in-cylinder pressure in the part excluding TDC ± 180 ° is not shown in the calculation result, and Pi measurement accuracy is indispensable. Sushi is not enough. This is because Pi has a character as an integrated value of the in-cylinder pressure in the entire stroke (0 ° → 720 °) as described above.

なお、上記は燃焼状態としてPiはパラメータとして述べ
たものであるが、他のパラメータであっても全行程の燃
焼状態を表すものにあっては同様の不具合が指摘され
る。
Although the above description is for the combustion state and Pi is a parameter, similar problems are pointed out for other parameters that represent the combustion state of the entire stroke.

(発明の目的) そこで本発明は、運転条件が同一である限りTDC付近を
除き筒内圧の変化波形に大きな差異がないことに着目
し、TDC付近の所定区間は実際の筒内圧を検出し、他の
区間は運転条件に応じてその近似値を決定することによ
り、全行程における筒内圧の総和を演算してエンジンの
燃焼状態に関連するパラメータの計測精度を向上させる
ことを目的としている。
(Object of the invention) Therefore, the present invention focuses on the fact that there is no large difference in the change waveform of the in-cylinder pressure except near TDC as long as the operating conditions are the same, and detects the actual in-cylinder pressure in a predetermined section near TDC, The other sections are intended to improve the measurement accuracy of parameters related to the combustion state of the engine by calculating the approximate value of the in-cylinder pressure in all strokes by determining the approximate value according to the operating conditions.

(問題点を解決するための手段) 本発明による内燃機関の燃焼状態計測装置は上記目的達
成のため、その基本概念図を第1図に示すように、エン
ジンの燃焼圧力を検出する圧力検出手段aと、エンジン
のクランク角を検出するクランク角検出手段bと、エン
ジンの運転状態を表す少なくとも回転数や負荷の情報を
検出する運転条件検出手段cと、圧縮上死点のクランク
角を含む第1のクランク角範囲の燃焼圧力を複数個サン
プリングするサンプル手段dと、前記第1のクランク角
範囲について、前記サンプル手段dの出力に基づき燃焼
状態に関連するパラメータの当該範囲分を演算するとと
もに、1燃焼サイクル内で、かつ、前記第1のクランク
角範囲以外の第2のクランク角範囲について、前記運転
条件検出手段cの出力に基づき、燃焼状態に関連するパ
ラメータの当該範囲分を演算し、これら二つの演算値を
加算することにより、1燃焼サイクル全体における燃焼
状態に関連するパラメータを演算する演算手段eと、を
備えている。
(Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, the combustion state measuring apparatus for an internal combustion engine according to the present invention has a pressure detecting means for detecting the combustion pressure of the engine as shown in the basic conceptual diagram of FIG. a, a crank angle detecting means b for detecting the crank angle of the engine, an operating condition detecting means c for detecting at least information on the number of revolutions and a load indicating the operating state of the engine, and a crank angle at the compression top dead center. Sampling means d for sampling a plurality of combustion pressures in one crank angle range, and for the first crank angle range, while calculating the range of parameters related to the combustion state based on the output of the sampling means d, Within one combustion cycle and for a second crank angle range other than the first crank angle range, based on the output of the operating condition detecting means c, The calculation means e calculates a parameter related to the combustion state in one entire combustion cycle by calculating the range of the parameter related to the combustion state and adding these two calculated values.

(作用) 本発明では、1燃焼サイクル(吸入、圧縮、膨張及び排
気の各行程を含むサイクル)が二つのクランク角範囲に
分けられ、それぞれの範囲で演算された値から、1燃焼
サイクル全体の燃焼状態情報、すなわち1燃焼サイクル
全体の図示平均有効圧に相当する値(以下、PZと略す)
が求められる。ここで、一方の範囲は、圧縮上死点を含
む第1のクランク角範囲(以下、プライマリ範囲)であ
り、このプライマリ範囲には燃焼に伴う圧力(便宜的に
P1)の大部分(便宜的にP2)が含まれる。これに対し、
他方の範囲は同行程期間内の残りの範囲(以下、セカン
ダリ範囲)であり、このセカンダリ範囲の圧力(便宜的
にP3)は、プライマリ期間に含まれなかった残余の圧力
(便宜的にP4)と、機械的な圧力(ピストンの圧縮圧力
など;便宜的にP5)のトータル値で与えられるが、P4
P2に比べてはるかに小さいから、P3=P5と考えて実務上
差し支えない。しかも、P5の大きさは回転数や負荷とい
ったエンジンの運転状態で一律に決まり、燃焼状態の影
響はほとんど受けないから、一回の演算値でP5を代表で
きる。したがって、P2とP5から一つの行程期間内におけ
る燃焼状態に関連する総合的なパラメータ(PZ)を演算
でき、従来、無視されていたセカンダリ範囲も演算対象
に含めることができるから、燃焼状態の計測精度を各段
に向上できる。
(Operation) In the present invention, one combustion cycle (cycle including each stroke of intake, compression, expansion, and exhaust) is divided into two crank angle ranges, and from one value calculated in each range, one combustion cycle Combustion state information, that is, a value corresponding to the indicated mean effective pressure for the entire combustion cycle (hereinafter abbreviated as PZ)
Is required. Here, one range is a first crank angle range (hereinafter, referred to as a primary range) including the compression top dead center, and the pressure associated with combustion (for convenience, is included in this primary range).
Most of P 1 ) is included (P 2 for convenience). In contrast,
The other range is the remaining range within the same travel period (hereinafter, secondary range), and the pressure in this secondary range (conveniently P 3 ) is the residual pressure not included in the primary period (conveniently P 3 ). and 4) mechanical pressure (such as compression pressure of the piston; but given total value of convenience P 5), P 4 is
Since P 2 much smaller than that of the, in practice no problem believe that P 3 = P 5. Moreover, the size of P 5 is uniformly determined by the engine operating conditions such as the number of revolutions and the load, and is hardly affected by the combustion condition, so P 5 can be represented by a single calculated value. Therefore, the comprehensive parameter (PZ) related to the combustion state within one stroke period can be calculated from P 2 and P 5, and the secondary range, which was conventionally ignored, can be included in the calculation target. The measurement accuracy of can be improved step by step.

(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第2〜5図は本発明の一実施例を示す図である。2 to 5 are views showing an embodiment of the present invention.

まず、構成を説明する。第2図において、1a〜1dは筒内
圧センサ(圧力検出手段)であり、筒内圧センサ1a〜1d
は気筒毎(本実施例では4気筒)に配設される。筒内圧
センサ1a〜1dは気筒内の燃焼圧力を圧電素子により電荷
に変換して電荷出力S1を出力しており、電荷出力S1は同
じく気筒毎に配設されたチャージアンプ2a〜2dにより電
圧信号に変換されてマルチプレクサ(MPX)3に入力さ
れる。マルチプレクサ3は切換信号Scに基づいてチャー
ジアンプ2a〜2dからの信号を気筒別に択一的に切換え、
信号S2i(i=1〜4、気筒番号)としてローパスフィ
ルタ(LPF)4に出力する。
First, the configuration will be described. In FIG. 2, 1a to 1d are in-cylinder pressure sensors (pressure detecting means), and in-cylinder pressure sensors 1a to 1d.
Are arranged for each cylinder (4 cylinders in this embodiment). The in-cylinder pressure sensors 1a to 1d output the charge output S 1 by converting the combustion pressure in the cylinder into an electric charge by the piezoelectric element, and the charge output S 1 is similarly output by the charge amplifiers 2a to 2d arranged for each cylinder. It is converted into a voltage signal and input to the multiplexer (MPX) 3. The multiplexer 3 selectively switches the signals from the charge amplifiers 2a to 2d based on the switching signal Sc for each cylinder,
The signal S 2 i (i = 1 to 4, cylinder number) is output to the low pass filter (LPF) 4.

ローパスフィルタ4は信号S2iのうちノッキング振動や
点火ノイズ等のようにPZの演算に不要で、誤計測の原因
となる高周波域の成分を取り除き、所定周波数以下の低
周波成分のみを通過させ信号S3iとしてコントロールユ
ニット5に出力する。コントロールユニット5にはさら
にクランク角センサ(クランク角検出手段)6および吸
入空気量センサ(運転条件検出手段)7からの信号が入
力される。
The low-pass filter 4 eliminates the high-frequency component of the signal S 2 i, such as knocking vibration or ignition noise, that is not necessary for the PZ calculation, and causes only the low-frequency component below a predetermined frequency to pass, which causes erroneous measurement. The signal S 3 i is output to the control unit 5. Signals from a crank angle sensor (crank angle detecting means) 6 and an intake air amount sensor (operating condition detecting means) 7 are further input to the control unit 5.

クランク角センサ6は爆発間隔(4気筒エンジンでは18
0゜)毎に角気筒の圧縮上死点(TDC)前の所定位置で
〔H〕レベルのパルスとなる基準位置信号REFを出力す
るとともに、クランク角の単位角度(例えば、1゜)毎
に〔H〕レベルのパルスとなる単位信号POSを出力す
る。なお、信号REFのパルスを計数することにより、エ
ンジン回転数Neを知ることができる。一方、吸入空気量
センサ7は、例えばエアフローメータからなり、エンジ
ンの運転状態を表すパラメータの一つとして吸収空気量
Qaを検出する。
The crank angle sensor 6 has an explosion interval (18 in a 4-cylinder engine).
(0 °) each time, a reference position signal REF that becomes a pulse of [H] level is output at a predetermined position before the compression top dead center (TDC) of the angular cylinder, and at each crank angle unit angle (for example, 1 °). The unit signal POS, which is a pulse of [H] level, is output. The engine speed Ne can be known by counting the pulses of the signal REF. On the other hand, the intake air amount sensor 7 is composed of, for example, an air flow meter, and absorbs the intake air amount as one of the parameters indicating the operating state of the engine.
Detect Qa.

コントロールユニット5はサンプル手段および演算手段
としての機能を有し、CPU11、ROM12、RAM13、A/D変換器
14およびI/Oインターフェース15により構成される。CPU
11はROM12に書き込まれているプログラムに従ってI/Oイ
ンターフェース15より必要とする外部データを取り込ん
だり、またRAM13との間でデータの授受を行ったりしな
がら、一つの行程期間内における燃焼状態に関連する総
合的なパラメータ、すなわち1燃焼サイクル全体の図示
平均有効圧に相当する値PZの算出に必要な処理値を演算
処理し、必要に応じて処理したデータをI/Oインターフ
ェース15に出力する。I/Oインターフェース15にはロー
パスフィルタ4、クランク角センサ6および吸入空気量
センサ7からの各信号が入力されるとともに、I/Oイン
ターフェース15からは前記切換信号Scが出力される。
The control unit 5 has functions as a sampling unit and a calculation unit, and includes a CPU 11, a ROM 12, a RAM 13, and an A / D converter.
14 and I / O interface 15. CPU
11 is related to the combustion state within one stroke period while fetching the required external data from the I / O interface 15 according to the program written in the ROM 12 and exchanging data with the RAM 13. The processing value necessary for the calculation of the comprehensive parameter, that is, the value PZ corresponding to the indicated mean effective pressure of one entire combustion cycle is calculated, and the processed data is output to the I / O interface 15 as necessary. Each signal from the low-pass filter 4, the crank angle sensor 6, and the intake air amount sensor 7 is input to the I / O interface 15, and the switching signal Sc is output from the I / O interface 15.

A/D変換器14はCPU11の命令に従って、I/Oインターフェ
ース15に入力された外部信号をA/D変換する。また、ROM
12はCPU11における演算プログラムを格納し、RAM13は演
算に使用するデータをマップ等の形で記憶している。な
お、CPU11により演算されたPZはI/Oインターフェース15
を介して外部に出力され、各種エンジン制御のデータに
用いられる。
The A / D converter 14 performs A / D conversion of the external signal input to the I / O interface 15 according to the instruction of the CPU 11. Also ROM
Reference numeral 12 stores a calculation program in the CPU 11, and RAM 13 stores data used for calculation in the form of a map or the like. The PZ calculated by the CPU 11 is the I / O interface 15
It is output to the outside via and is used for various engine control data.

次に作用を説明するが、最初に本発明の基本原理を述べ
る。
Next, the operation will be described. First, the basic principle of the present invention will be described.

一般に、筒内圧の変化は前述の第5図のように示され
る。この場合、運転条件により筒内圧のピーク位置はず
れるが、TDC付近を除くと筒内圧の変化態様はそのとき
の運転条件により略一義的に決まる。すなわち、筒内圧
波形に大きな差異がない。これは、TDC付近以外の筒内
圧を予測できることを意味する。
In general, the change in cylinder pressure is shown as shown in FIG. In this case, the peak position of the in-cylinder pressure deviates depending on the operating condition, but except for the vicinity of TDC, the variation mode of the in-cylinder pressure is determined substantially uniquely by the operating condition at that time. That is, there is no great difference in the in-cylinder pressure waveform. This means that cylinder pressures other than near TDC can be predicted.

そこで本発明では、かかる点に着目し、PZの検出精度を
考慮して実際に筒内圧を検出するプライマリ部分(第1
のクランク角範囲に相当)と、運転条件によって予測で
きるセカンダリ部分(第2のクランク角範囲に相当)と
に区分し、これらの総和を求めることで、PZの検出精度
を極めて高いものとしている。
Therefore, in the present invention, paying attention to such a point, the primary portion (the first portion) that actually detects the in-cylinder pressure in consideration of the PZ detection accuracy.
(Corresponding to the crank angle range of 1) and a secondary portion (corresponding to the second crank angle range) that can be predicted by the operating conditions, and by summing these, the PZ detection accuracy is made extremely high.

具体的には、プライマリ部分をBTDC90゜からATD90゜ま
でに設定し、セカンダリ部分をこれ以外とする。そし
て、次式に従ってPZを演算する。
Specifically, the primary part shall be set from BTDC 90 ° to ATD 90 °, and the secondary part shall be other than this. Then, PZ is calculated according to the following equation.

すなわち、PZ(1燃焼サイクル全体の図示平均有効圧相
当値)は、筒内圧の検出値Pと容積変化ΔVとの積をプ
ライマリ範囲内で積算した値(この値はプライマリ範囲
分の仕事量に相当する)と、そのときの運転条件に基づ
いて推定したセカンダリ範囲分の仕事量(関数B(R,
Q)で与えられる)との加算値を、行程容積Vsで除して
求められる。関数B(R,Q)の戻り値は、第6図に示す
P−V線図における膨張行程の後半から圧縮行程にかけ
ての仕事量に相当し、その値の描く軌跡は、吸入空気量
やスロットル開度及びエンジン回転数等の運転条件が変
わらない限り、ほぼ一定であることが確認されている。
したがって、実験等により、予めそれぞれの運転条件に
対応したセカンダリ範囲分の仕事量を求めておき、これ
をマップ化して関数B(R,Q)のテーブルを作成してお
けば、実際のPZ演算時点における運転条件に対応した最
適値をルックアップすることができ、セカンダリ範囲分
の仕事量の十分な近似値を得ることができる。
That is, PZ (the value equivalent to the indicated mean effective pressure of one entire combustion cycle) is a value obtained by integrating the product of the detected value P of the in-cylinder pressure and the volume change ΔV within the primary range (this value is the work amount for the primary range). Equivalent) and the work amount for the secondary range estimated based on the operating conditions at that time (function B (R,
It is calculated by dividing the added value given by Q)) with the stroke volume Vs. The return value of the function B (R, Q) corresponds to the work amount from the latter half of the expansion stroke to the compression stroke in the PV diagram shown in FIG. 6, and the locus drawn by that value is the intake air amount and throttle. It has been confirmed that it is almost constant unless the operating conditions such as the opening degree and the engine speed change.
Therefore, if the amount of work for the secondary range corresponding to each operating condition is found in advance by experiments, etc., and this is mapped and the table of the function B (R, Q) is created, the actual PZ calculation is performed. The optimum value corresponding to the operating condition at the time can be looked up, and a sufficient approximate value of the work amount for the secondary range can be obtained.

なお、プライマリ部分は本実施例のように4気筒エンジ
ンであればBTDC90゜からATDC90゜に設定されるが、6気
筒エンジンのときはBTDC60゜からATDC60゜に設定すれ
ば、1気筒分のPZを演算するシステムの速度を4気筒の
場合と同様にすることができる。
The primary portion is set from BTDC90 ° to ATDC90 ° in the case of a four-cylinder engine as in the present embodiment, but when it is set from BTDC60 ° to ATDC60 ° in the case of a six-cylinder engine, the PZ for one cylinder is set. The speed of the system to be calculated can be the same as in the case of four cylinders.

第3図は、上記基本原理に基づく燃焼状態に関連するパ
ラメータPZ算出の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BTDC90゜の基準信号REFが入力され
ると、その実行が開始される。
FIG. 3 is a flow chart showing a program for calculating the parameter PZ related to the combustion state based on the above-mentioned basic principle. When this program is inputted with the reference signal REF of BTDC 90 °, its execution is started.

まず、P1でローパスフィルタ4の出力S3iにより表わさ
れる筒内圧をA/D変換してディジタル値Pθとし、P2
クランク角センサ6の出力REF、POSに基づき所定気筒の
クランク角をカウントしてサンプル容積ΔVを求める。
サンプル容積ΔVとは、この容積毎に筒内圧をサンプリ
ングするというタイミングに相当するものであり、所定
のテーブルマップからルップアップして求める。これは
演算で求めることもできるが、かなり複雑であるため本
実施例ではルックアップ方式で算出し、装置の複雑化を
避けている。
First, at P 1 , the in-cylinder pressure represented by the output S 3 i of the low-pass filter 4 is A / D converted to a digital value P θ, and at P 2 , the crank angle of a predetermined cylinder is determined based on the outputs REF and POS of the crank angle sensor 6. Is counted to obtain the sample volume ΔV.
The sample volume ΔV corresponds to the timing of sampling the in-cylinder pressure for each volume, and is obtained by looking up from a predetermined table map. This can be obtained by calculation, but since it is quite complicated, it is calculated by the lookup method in the present embodiment, and the complexity of the device is avoided.

次いで、P3で今回のPXを次式に従って演算する。Next, at P 3 , the current PX is calculated according to the following equation.

PX=PX′+Pθ×ΔV …… 但し、PX:PZを求めるための今回の演算途中経過データ PX′:前回の演算途中経過データ P4ではクランク角θがATDC90゜になったか否かを判別
し、θ<ATDC90゜のときはP5で前記出力S3iの次回のA/D
変換タイミングを待つ。
PX = PX ′ + P θ × ΔV …… However, this calculation intermediate progress data for obtaining PX: PZ PX ′: Previous calculation intermediate progress data P 4 determines whether or not the crank angle θ has reached ATDC 90 °. When θ <ATDC 90 °, the next A / D of the output S 3 i at P 5
Wait for conversion timing.

一方、θ=ATDC90゜になるとP6で関数B(R,Q)の戻り
値を求める。これは、クランク角センサ6の出力REFに
基づいて演算されたエンジン回転数Neおよび吸入空気量
センサ7の出力である吸入空気量Qaをパラメータとして
そのときの運転条件を判別し、この運転条件に基づき所
定のテーブルマップから該当するB(R,Q)の最適値を
ルックアップすることにより求める。
On the other hand, when θ = ATDC 90 °, the return value of the function B (R, Q) is obtained with P 6 . This is based on the engine speed Ne calculated based on the output REF of the crank angle sensor 6 and the intake air amount Qa which is the output of the intake air amount sensor 7 as parameters to determine the operating condition at that time. Based on the predetermined table map, the optimum value of B (R, Q) is searched for.

次いで、P7でPZを次式式に従って演算する。Next, at P 7 , PZ is calculated according to the following equation.

これにより、今回のPZが求められたので、次いでP8でマ
ルチプレクサ3に切換信号Scを出力して、次の気筒に移
行するとともに、P9でPXをクリアし、P10で前記出力S3i
の次回のA/D変換タイミングを待つ。
Thus, since this PZ is determined, then outputs a switching signal Sc to the multiplexer 3 at P 8, together with the process proceeds to the next cylinder, clear the PX in P 9, the output S 3 P 10 i
Wait for the next A / D conversion timing of.

このように、4気筒エンジンの各気筒のTDCを中心とす
るBTDC90゜〜ATDC90゜の範囲においては筒内圧に基づ
き、それ以外の範囲では関数B(R,Q)のテーブルをル
ックアップすることにより、気筒別にPZが算出される。
このPZの算出に際しては前記基本原理で述べたように従
来と異なりすべての行程における有効圧の総和として求
めているため、PZの検出精度を格段と向上させることが
できる。
In this way, in the range of BTDC90 ° to ATDC90 ° centered on the TDC of each cylinder of the four-cylinder engine, based on the cylinder pressure, and in other ranges, the table of the function B (R, Q) is looked up. , PZ is calculated for each cylinder.
When calculating this PZ, unlike the conventional method, it is calculated as the sum of the effective pressures in all strokes as described in the basic principle, so that the PZ detection accuracy can be significantly improved.

また、本実施例では筒内圧のサンプリングとこのA/D変
換区間が従来のそれ(BTDC180゜〜ATDC180゜)よりも狭
い(BTDC90゜〜ATDC180゜)ため、A/D変換に要するデバ
イスのシステムを小規模とすることができる。
Further, in the present embodiment, the sampling of the cylinder pressure and this A / D conversion section are narrower (BTDC90 ° to ATDC180 °) than the conventional one (BTDC180 ° to ATDC180 °), so a device system required for A / D conversion is used. It can be small.

さらに、本実施例では筒内圧検出区間がTDC付近に限定
されているため、例えば第4図に示すように種々の原因
により検出した筒内圧にバイアスが生じた場合に、これ
に基づくPZの精度低下を防止できる。
Further, in the present embodiment, since the in-cylinder pressure detection section is limited to the vicinity of TDC, when the in-cylinder pressure detected due to various causes is biased as shown in FIG. It can prevent the deterioration.

すなわち、真の筒内圧Pθに対してPDなる一定のバイア
ス成分が存在すると、前記式における第1項は次のよ
うに変形される。
That is, when there is a constant bias component P D with respect to the true in-cylinder pressure P θ , the first term in the above equation is transformed as follows.

Σ(Pθ+PD)・ΔV =ΣPθΔV+ΣPDΔV =ΣPθΔV+PDΣΔV …… 但し、PD=const この式により積算される区間がTDCを中心として左右
対称に存在すれば、ΣΔV=0となり式の第2項は0
となる。これは、バイアスによる影響が排除されること
を意味し、PZの検出精度の低下が防止される。
Σ (P θ + P D ) · ΔV = ΣP θ ΔV + ΣP D ΔV = ΣP θ ΔV + P D ΣΔV ・ ・ ・ However, P D = const If the section integrated by this equation exists symmetrically around TDC, ΣΔV = 0 and the second term of the formula is 0
Becomes This means that the influence of the bias is eliminated, and a decrease in PZ detection accuracy is prevented.

(効果) 本発明によれば、圧縮TDC付近の所定クランク角範囲
(第1のクランク角範囲)では、実際の筒内圧に基づい
て当該範囲分のエンジンの燃焼状態に関連するパラメー
タを演算する一方、従来全く無視されていた他の範囲
(第2のクランク角範囲)では、そのときの運転条件に
基づいて当該範囲分の同パラメータの近似値を推定して
いるので、少なくとも該推定値の分だけPZ(1燃焼サイ
クル全体の図示平均有効圧に相当する値)の演算精度を
向上できる。
(Effect) According to the present invention, in a predetermined crank angle range (first crank angle range) near the compression TDC, a parameter related to the combustion state of the engine for the range is calculated based on the actual cylinder pressure. In another range (second crank angle range) that has been completely ignored in the past, the approximate value of the same parameter for the range is estimated based on the operating condition at that time, and therefore at least the estimated value is divided. Only, the calculation accuracy of PZ (a value corresponding to the indicated mean effective pressure of the entire combustion cycle) can be improved.

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

第1図は本発明の基本概念図、第2〜4図は本発明の一
実施例を示す図であり、第2図はその全体構成図、第3
図はその燃焼状態に関連するパラメータ算出のプログラ
ムを示すフローチャート、第4図はその作用を説明する
ために筒内圧の変化を示す図、第5、6図は従来の内燃
機関の燃焼状態計測装置における作用を説明するための
図であり、第5図はその筒内圧の変化を示す図、第6図
はその燃焼室容積と燃焼圧力との関係を示す図である。 1a〜1d……筒内圧センサ(圧力検出手段)、 5……コントロールユニット(サンプル手段、演算手
段)、 6……クランク角センサ(クランク角検出手段)、 7……吸入空気量センサ(運転条件検出手段)。
FIG. 1 is a basic conceptual diagram of the present invention, FIGS. 2 to 4 are diagrams showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a flow chart showing a program for calculating parameters relating to the combustion state, FIG. 4 is a diagram showing changes in in-cylinder pressure for explaining the action, and FIGS. 5 and 6 are conventional combustion state measuring devices for internal combustion engines. 5 is a diagram for explaining the action in FIG. 5, FIG. 5 is a diagram showing changes in the in-cylinder pressure, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the combustion chamber volume and the combustion pressure. 1a to 1d ... In-cylinder pressure sensor (pressure detecting means), 5 ... Control unit (sampling means, computing means), 6 ... Crank angle sensor (crank angle detecting means), 7 ... Intake air amount sensor (operating condition) Detection means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】a)エンジンの燃焼圧力を検出する圧力検
出手段と、 b)エンジンのクランク角を検出するクランク角検出手
段と、 c)エンジンの運転状態を表す少なくとも回転数や負荷
の情報を検出する運転条件検出手段と、 d)圧縮上死点のクランク角を含む第1のクランク角範
囲の燃焼圧力を複数個サンプリングするサンプル手段
と、 e)前記第1のクランク角範囲について、前記サンプル
手段の出力に基づき燃焼状態に関連するパラメータの当
該範囲分を演算するとともに、1燃焼サイクル内で、か
つ、前記第1のクランク角範囲以外の第2のクランク角
範囲について、前記運転条件検出手段の出力に基づき、
燃焼状態に関連するパラメータの当該範囲分を演算し、
これら二つの演算値を加算することにより、1燃焼サイ
クル全体における燃焼状態に関連するパラメータを演算
する演算手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態計測装
置。
Claims: 1. A) pressure detection means for detecting the combustion pressure of the engine, b) crank angle detection means for detecting the crank angle of the engine, and c) at least information on the number of revolutions and load indicating the operating state of the engine. Operating condition detecting means for detecting; d) sampling means for sampling a plurality of combustion pressures in a first crank angle range including the crank angle of the compression top dead center; and e) the sample for the first crank angle range. The operating condition detecting means calculates the relevant range of parameters related to the combustion state based on the output of the means, and within a single combustion cycle and for the second crank angle range other than the first crank angle range. Based on the output of
Calculate the relevant range of parameters related to the combustion state,
A combustion state measuring apparatus for an internal combustion engine, comprising: a calculation unit that calculates a parameter related to a combustion state in one entire combustion cycle by adding these two calculated values.
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