JPH08158922A - 内燃機関制御のための即時データ捕捉処理システム - Google Patents

内燃機関制御のための即時データ捕捉処理システム

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JPH08158922A
JPH08158922A JP6305331A JP30533194A JPH08158922A JP H08158922 A JPH08158922 A JP H08158922A JP 6305331 A JP6305331 A JP 6305331A JP 30533194 A JP30533194 A JP 30533194A JP H08158922 A JPH08158922 A JP H08158922A
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engine
pressure
angular
pulse
cycle
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JP6305331A
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Olivier Masson
マソン オリヴィエ
Philippe Pinchon
パンション フィリップ
Michel Rivaud
リヴォー ミシェル
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Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Publication date
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】エンジンの制御システムに関し、運転状況を指
示するパラメータを即時処理し、作動ポイントを最適化
し、燃料噴射等の各種タイミング等を最適になるよう制
御する装置を提供する。 【構成】本システムは燃焼サイクルについの角コーディ
ングデータを自動的に再調整するよう、角コーディング
手段６で生成したパルスから必要なパルスを生成するイ
ンターフェイス・セット７を含む。データ捕捉セットは
測定された種々のデータ、特に圧力の値をサイクル毎に
又、全シリンダのものを同時にディジタル化する。デー
タ処理セット１８は各サイクル又は回転毎に平均指示圧
力のような複合パラメータや、パラメータの安定度係数
等をリアルタイムに決定するのに適したディジタルプロ
セッサを含む。得られた結果は制御コンピュータ１９に
供給し、燃料噴射等のパラメータの最適値を決定し、こ
れにより運転を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関（以後エンジン
と略称する）の動作ポイントを即時に最適化するめたの
制御システムに関する。特にそれぞれの燃焼サイクルの
一連の時間経過の中で、それぞれの燃焼室内を支配して
いる圧力や、エンジンの速度等のような、エンジンの運
転状況を指示するパラメータを即時処理して、主として
４行程エンジンの動作ポイントを最適化し、燃料噴射、
点火、弁の開閉のタイミング等を最適になるように制御
するための制御システムに関する。
【０００２】本発明は研究所で自動車エンジンの制御シ
ステムを設計するたの助けとしても応用できるものであ
る。又車の中の高性能エンジンの制御システムの中に統
合することもできる。
【０００３】
【従来の技術】エンジンの運転状況をよりよくするよう
に制御するための複数のパラメータを測定するために一
乃至複数の検知器を協動させることは周知である。これ
らの検知器は燃焼室や吸排気用のパイプの中の圧力を測
定するための圧力検知器や、温度検知器や噴射ニードル
の位置検知器等である。
【０００４】それらの検知器によって示される指示を、
記憶している数字と関係づけることによって、コンピュ
ータでエンジンを予め定めた調整条件にあてはめること
も周知である。この方法を効果的にするためには、多く
の検知器を必要とし、更に対立する運転条件についての
複雑なチャートを精密に記憶しておかなければならな
い。
【０００５】エンジンの動作状況を刻々に表わす種々の
パラメータの値をリアルタイムに定めることに成功する
ならば、状況を改善することができるであろう。
【０００６】特に平均指示圧力ＰＭＩは燃焼サイクルの
間のガスの有効仕事量を直接示すと共に種々のエンジン
の間の比較を可能とする値なので特に注目すべきであ
る。
【０００７】この圧力ＰＭＩの時間的な安定度を示し、
燃焼の規則性についの情報を提供する圧力安定係数ＳＴ
も、もう１つの重要なパラメータである。
【０００８】２行程又は４行程エンジンにおいて１サイ
クル当りのガスの有効仕事量は第１Ａ図や第１Ｂ図に示
すような、（そのエンジンに対して記録された）Ｐ／Ｖ
図を（例えばプロットすることにより）計測することに
よって得られることは周知である。又は、そのエンジン
サイクルについて次式の計算を行う。
【式１】
【０００９】ここにＦはガスによってピストンに加えら
れる力、ｐは燃焼室を支配する圧力、ｄＶは燃焼室の体
積変化、ｄｌはこれに対応するピストンの変位量、Ｓは
力の方向に垂直な面へのピストンの投影表面積である。
【００１０】ｉ番目のサイクルの仕事量Ｗｉと同じ仕事
量を得るために全膨脹ストロークの間一定の圧力をピス
トンに加えたと仮定した場合に必要な等価圧力値とし
て、平均指示圧力（ＰＭＩ）を定義すると Ｗｉ＝ＰＭＩ・Ｓ・ｌ
【００１１】これは第１Ａ図、第１Ｂ図に示すＰ／Ｖ図
の仕事量Ｗｉを表わす斜線を施した部分の面積を同じＶ
の値に対して長方形で与えることに対応し、図上の長方
形のＶに直角な一辺がＰＭＩである。
【００１２】従って、ＰＭＩは周知のように次式で表わ
される：
【式２】
【００１３】ここでＰ（Ｖ）は体積Ｖの関数として測定
された圧力の値であり、Ｖγは下死点ＰＭＢと上死点Ｐ
ＭＨとの間をピストンが移動することによって生じた全
体積である。（ＰＭＢはフランス語のｐｏｉｎｔ ｍｏ
ｒｔ ｂａｓ，ＰＭＨは同じくｐｏｉｎｔ ｍｏｒｔ
ｈａｕｔの略である。）
【００１４】第２図において、次のようにパラメータを
定める。即ち、αはシリンダ（１）の軸に対してクラン
ク（４）が形成する角度、Ｂおよびβはそれぞれ、コン
ロッド（連続棒）（３）の長さとコンロッドシリンダの
軸となす角度、ａはピストン（２）のクランク（５）に
対するずれ、Ｖ（α）はクランクが上死点に対して角度
αだけ廻った時の燃焼室の体積である。
【００１５】体積Ｖの変化をαの関数として表わすと
（２）式は次のようになる：
【式３】
【００１６】前記のパラメータの表示を考慮して、計算
すると：
【式４】
【００１７】 である（第２図参照）。
【００１８】ＰＭＩの値の安定係数ＳＴは連続するｎ個
のＰＭＩの値を計算し、貯えること（例えばｎ＝１００
又は１０００）によって得られ、次の式によって定義す
る： ＳＴ＝ＰＭＩの標準のぶれ／ＰＭＩの平均値
【００１９】エンジンのＰＭＩの値は例えば予定の基準
を満たすための最適な先行点火点ＡＡ゜を決定するため
に使用される（゜は角度で表わすことを示す）。
【００２０】第１の基準は指定する特定の消費量の最小
値（又は最大のエンジン トルク）を得ることである。
【００２１】第２の基準はＮｏｘのような燃焼済ガスの
最も有害な成分を最少にすることである。選択した最適
先行点火点ＡＡ゜は直接安定係数ＳＴを得るために見出
した値に依存する。
【００２２】第３の基準は例えばエンジンのトルクの最
大の安定度を保証することである。
【００２３】
【解決すべき問題点】これらの計算を行うために、１つ
のサイクルの中で次々と測定して得た圧力測定値のセッ
トからＰＭＩと安定度係数ＳＴとを計算するようにプロ
グラムされているコンピュータを使うことができる。計
算は、すべてのシリンダに対して同時にリアルタイムに
行われるが、そのためには： − 比較的低いサンプリング周波数を選んで圧力測定を
行い、先行の圧力値ＰＭＩと係数ＳＴの概略値を得るよ
うにしなければならないか、 − 多重処理によって種々のシリンダの圧力サンプルを
順々に処理する方法をとらなければならない。この場合
得られるＰＭＩの値の数は減少してしまう。
【００２４】どちらの場合も、不十分な数のサンプリン
グや、計算速度の制約がＰＭＩの値や安定度係数ＳＴの
値にかなりの不確かさを齎らすので、効果的なエンジン
の制御の可能性を減殺し、車にそのようなシステムを搭
載する時は特に制御技術の発達にブレーキをかけること
になる。
【００２５】
【問題点を解決するための手段】このような問題点を解
決するためには非常に速い処理スピードをもつディジタ
ル信号プロセッサを使うことと、これに複数のシリンダ
からの種々の情報を極めて小量のクランク軸の回転角度
毎に送り、これを同時に処理して、エンジンの運転を制
御するために必要なパラメータを生成させることが必要
になる。
【００２６】エンジンの性能を最適化するための主要な
パラメータとして平均指示圧力（ＰＭＩ）とその安定度
係数（ＳＴ）とを用い、クランク軸の小量回転角度（１
／１０ＣＡ度のように小さい角度のこともある）毎に、
各シリンダの圧力を始めとして種々の情報を検知して、
ＰＭＩとＳＴを計算し、これに基づいて例えば噴射コン
ピュータがエンジンの運転を最適にするための信号を生
成して、エンジンを制御する方法をとればこの問題点を
解決することができる。
【００２７】
【発明の概要】本発明のデータ捕捉処理システムは前述
の方法を具体化するものとして種々の物理的パラメータ
をリアルタイムに決定することによって、２行程又は４
行程のエンジンの運転を最適化するものである。該当す
るエンジンはシリンダとピストンとで形成される少くと
も１つの燃焼室と、その中の圧力変化を測定するための
検知手段と、クランク軸の角度の変化を示すパルスと各
運転サイクル毎にサイクルを同期させるパルスとを生成
する角コーディング手段と、エンジンに特定のパラメー
タに関するデータを貯える記憶手段と、ピストンの上死
点に対する同期パルス（Ｓｙ）の位置についての初期デ
ータを処理セットに与えるための角位置決定手段とを含
むもので、該システムは： − 角コーディング手段（６）から受け取る角の増分の
値がどのような値でも、一定の角インターバルの角増分
パルスを出力するインターフェイス手段と、 − すべての燃焼室の中で、各サイクル毎に測定される
圧力の変化を同時に捕捉するための手段を含む、測定デ
ータ捕捉セット（以後捕捉セットと略称する）と、 − インターフェイス手段と、角位置決定手段と捕捉セ
ットと協動して、前記燃焼室内の圧力測定値に関連させ
て、各サイクル内のクランク軸の真の角位置を自動的に
決定するためのディジタル プロセッサを含むデータ処
理セットとを含む。
【００２８】データ処理セットは、各サイクルの間に得
られる瞬時の圧力の値のセットから、各シリンダの平均
指示圧力ＰＭＩと、このＰＭＩの安定度係数ＳＴとをリ
アルタイムに決定するのに適している。
【００２９】実施例によれば、捕捉セットは数個のシリ
ンダにつけてある圧力検知手段から来る信号を集めるた
めの数個の入力を含み、処理セットは全シリンダ中の平
均指示圧力ＰＭＩをリアルタイムに連続して決定するの
に適している。
【００３０】他の実施例では、捕捉セットはエンジンの
運転を制御するためにエンジンに付属している検知器、
特に次のパラメータのうちの１乃至複数のものを測定す
るのに適する検知手段から来る信号を同時に捕捉するた
めの複数の入力を含む。そのパラメータとしては：各シ
リンダ中の圧力、吸排気の圧力、噴射ニードルの位置、
加速度、温度、エンジンのトルクを測定するものや、ノ
ックを検知するものであり、処理セットは、これらの検
知された値に基づいてリアルタイムに又同時に各シリン
ダのＰＭＩを決定するのに適している。
【００３１】本発明によるシステムは、上記のような複
合パラメータの関数としてのエンジンの最適運転パラメ
ータを決定するため、および運転を制御するための制御
装置を含む。
【００３２】実施例によれば、インターフェイス手段は
分割係数を調整するための手段を備える周波数分割器
と、移相器とを含み、この２つの要素によって、角コー
ディング手段から来る（同期パルスと同期している）角
増分の周波数を分割した角周波数の角増分パルスを生成
する。
【００３３】実施例では、処理セットは燃焼室中で測定
される最大圧力（ＰＭＡＸＨＰ）の検知時間の関数とし
てクランク軸の角度の値を自動的にオフセットするのに
適する。
【００３４】記憶手段は例えば角燃焼室の予め定める体
積変化をクランク軸の回転角（α）の関数として記憶す
るための記憶素子を含む。
【００３５】処理セットは例えば次の複合パラメータの
１乃至は数個をリアルタイムに各シリンダに対して決定
するのに適するものである。即ち：各燃焼サイクルのＰ
ＭＩと、各燃焼サイクルの高圧区間と低圧区間とにおけ
る、ＰＭＩの値（それぞれＰＭＩＨＰとＰＭＩＢＰ）
と、これらの複合パラメータのそれぞれの安定度係数Ｓ
Ｔとである。これらはエンジンの各燃焼室毎に決められ
る。
【００３６】実施例では、処理セットは２行程エンジン
でも４行程エンジンでも各燃焼室の中で測定される最大
圧力を基準として自動的に高圧サイクル区間の位置を定
めるのに適する。
【００３７】構造についても本発明のシステムは大きな
利点をもつ。 − 本システムはクランク軸の回転角度が低い一定の増
分（例えば１°ＣＡ又はその数分の一）（註：゜ＣＡは
クランク軸の回転又は回転位置を角度で表示するための
記号）変化する度毎にリアルタイムに全燃焼サイクルに
おける平均指示圧力ＰＭＩのような１乃至数個の複合パ
ラメータを提供することができる。４行程エンジンの場
合は、各サイクルの高圧区間（ＨＰ）および低圧区間
（ＢＰ）（第８Ａ図参照）のＰＭＩ値を別々に示し、又
一定数の連続サイクルにおける前記パラメータの安定度
係数ＳＴをも示すことができる。 − 本システムはまた前に計算した値から（例えば噴射
コンピュータのような）制御装置を動かして、エンジン
の運転を常に最適にしておくことを可能とする。 − システムに含まれる整形手段と角位置決定手段によ
って可能となる角エンコーダから来るパルスの周波数の
変更は、特にこのシステムに付属している噴射コンピュ
ータの設計範囲内でＰＭＩの値を評価するのに十分なサ
ンプリング周波数を決めようとする時に、研究所等にお
いて高く評価される。
【００３８】インターフェイス手段と角位置決定手段と
は又エンジンの運転サイクル（高圧サイクル又は低圧サ
イクル）に関して、角エンコーダから来るパルスをいつ
でも自動的に同期するようにする。本システムはどのコ
ーディング手段にも適用し得るもので、エンジンがスタ
ートすると同時にクランク軸の回転角の値についてのあ
いまいさと誤差とを自動的に除去できるようになってい
る。
【００３９】実際の運転に当たって、例えば平均指示圧
力ＰＭＩのようなエンジンの運転の最適化の基礎となる
複合パラメータの値が角位置決定のエラーによって如何
に変化し易いものかが確認できるので、この利点は一層
注目すべきものである。例えば実際の位置に対してクラ
ンク軸の回転角度（゜ＣＡ）の１／１０度のエラーがエ
ンジンの平均指示圧力のかなりの量の変化に反映する
（１０゜／０ 以上になる場合もある）ので、本発明の
システムの使用が結果の信頼度を向上させることが分か
る。
【００４０】本発明は前述したように２行程又は４行程
の内燃機関の運転を最適化するめたの方法に関する。
【００４１】この方法は： − 角コーディング手段から来るパルス（ａｉ）の値が
どのようなものであっても、予め定める角インターバル
で角増分を出力するために該パルスを成形することと、 − 前記ピストンの上死点（ＰＭＨ）に対する同期パル
ス（Ｓｙ）の位置を定めること、 − 前記角コーディング手段によって生成される角パル
スを、燃焼サイクルの実効部分と一致させる為に、自動
的に再調整することと、 − 各サイクルの間に各燃焼室に対して、少くとも平均
指示圧力ＰＭＩの値と該ＰＭＩの安定度係数ＳＴの値と
を含む数個の複合パラメータをリアルタイムに決定する
ことと、 − 前記複合パラメータを含む図を描き出すことと、 − 一方では指示された特定の燃料消費量即ち最大のエ
ンジンのトルクを得るため、又他方ではエンジン排気ガ
スの中の有害な成分の排出を最小の割合とするためにエ
ンジンを制御することとを含む。
【００４２】
【実施例】以下に記述する制御システムはエンジンの運
転を最適化するために必要な多くの物理的パラメータ
を、特にコーディング手段によってクランク軸の角変化
に従って、リアルタイムに計算することを可能とするも
のである。
【００４３】増分型の角エンコーダが好んで使用される
ので、前述の式（４）は次の形に変形される。
【式５】
【００４４】ここでｔｙｐｅは２行程エンジンの場合は
２、４行程エンジンの場合は４となるような数である。
【００４５】計算時間を最小にするために、平均指示圧
力ＰＭＩは２つの数値表の中の値の積の集積として表現
する。表のうちの一方は角増分のタイミングｔｉにおい
て各サイクルの間で測定されるｎケの圧力値Ｐ（ｉ）を
含むものであり、他方はクランク角で表わした体積Ｖの
導関数に比例する係数Ｔ（ｉ）のとる値についての予め
定めたリストから成る表である。即ち、２行程エンジン
については：
【式６】 ４行程エンジンについては：
【式７】
【００４６】Ｔ（ｉ）の異なる値は前もってエンジンの
形状の関数として計算されていて、結果としての表がメ
モリに貯えられている。平均指示圧力ＰＭＩの計算はこ
のように一組の表Ｔ（ｉ）と表Ｐ（ｉ）の対応する数値
をシリンダ内で測定された圧力の変化によって絶えず更
新したものの積を集積することによって行われる。
【００４７】本発明によるシステム（第３〜５図）は角
コーディング手段（６）と、その生成する角コーディン
グ信号を整合するためのインターフェイスセット（７）
とを含み、エンジンＭを制御するのに用いられる。
【００４８】普通に用いられる角コーディング手段はエ
ンジンに付属するギアホイールのようにエンジンの回転
をギアダウンしたターゲット又はそれによって駆動され
る角エンコーダである。コーディング手段は連続的に第
１の出力Ｓ１にパルス列ａｉを生成する。各パルスがク
ランク（４）の角度の予め定める増分に対応する（第６
Ａ図）。この角増分は、使用される角エンコーダによっ
て、数度のクランク角（゜ＣＡ）毎のパルスとして生成
される。（例えば研究所で使われる角エンコーダの場合
のように゜ＣＡの数分の一のこともある。）
【００４９】第２の出力Ｓ２にはコーディング手段はク
ランク軸の１回転毎に例えばギア・ホイール上の欠落し
た歯に対応する周期パルスＳｙを生成する。これらのパ
ルスは必ずしもａｉパルスと同相ではなく、それに対す
る位相偏移ｄは構造によってセットされる。前の測定で
も上死点（ＰＭＨ）に対する位相偏移が分かる。
【００５０】（第５図の）インターフェイス・セット
（７）は、本発明のシステムを電気的に外部と絶つため
に、角エンコーダ（６）の出力ｓ１、ｓ２からの信号を
受けるバッファ（８，９）を含み、その各々に転換器Ｉ
１、Ｉ２がついていてパルスの立上がりの縁か、立下が
りの縁かを選択する。２つのバッファ（８，９）からの
信号は周波数分割器（１０）に加えられ、エンコーダ
（６）の生成する角パルスａｉの角期間Ｔｉをスイッチ
Ｃ１によって変更する。
【００５１】この変更は、例えばこの角期間をアナログ
デジタル変換器（２２）に適する動作期間ｋＴｉに戻す
ために使用される（例えば゜ＣＡ毎に）。非常に短い期
間（例えば１／１０°ＣＡ）のパルスを出力する各エン
コーダ（６）をもつ、例えば研究所で行う噴射コンピュ
ータ（１９）の開発のために、スイッチＣ１は平均指示
圧力ＰＭＩとその安定度を計算するために必要な確度の
観点から非常に長い動作期間ｋＴｉを選ぶためにも使用
される。
【００５２】周波数分割器（１０）はこのように初めの
パルスａｉ（ｉｎｉｔ）からｋパルス毎にパルスＡｉを
選び出す。（第６Ａ図の）この初めのパルスａｉはエン
コーダ（６）が受ける最初のパルスＳｙ（ｉｎｉｔ）を
検知した直後に来るパルスとして、エンジンのスタート
の時から選択される（第６Ｂ図）。周波数分割器（１
０）はこうしてパルスＡｉを生成する（第６Ｃ図）。
【００５３】周波数分割器（１０）から来るパルスＡｉ
は一方で単安定トリガ回路（１１）において整形され、
一方で移相器（１２）に供給される。移相器はバッファ
（９）からの同期パルスＳｙから移相ｄを除去し、それ
ら（ＳｙＲ）を周波数分割器（１０）から来るパルスと
位相を合わせる。トリガ回路（１１）と移相器（１２）
とにそれぞれ接続されている２つの転換器Ｉ３，Ｉ４が
同期されたこれらのパルスの立上がりの縁か立ち下がり
の縁かを選択する。
【００５４】エンジンＭにはそのシリンダのそれぞれの
燃焼室内を支配する圧力をサイクルの何時の時点でも測
定するための圧力検知器（１３）がついている（第３
図）。エンジンがニードル噴射器（１５）を１乃至数個
含む燃料供給システムをもつ場合には、各ニードルの高
さを測定するための検知器（１４）も具備される。エン
ジンは更に加速度計（１６）や、例えばノック検知器の
ような図示していない他の検知器を具備することもあ
る。
【００５５】圧力、加速度、必要ならばニードルの高さ
およびノック等を検知する検知器からの信号は増幅器手
段（１７）に供給されて、それらの信号の振幅レベルを
調整、整合する。増幅器手段（１７）とインターフェイ
ス手段（７）とからの信号は処理セット（１８）に送ら
れ、処理セットはそれらを基としてエンジンの運転状況
を示す種々の物理的パラメータをリアルタイムに計算す
る。特に以下に記すように種々の平均指示圧力ＰＭＩ、
そのそれぞれについての安定度係数ＳＴ、各Ｐｍａｘサ
イクルの間に測定された最大の圧力、圧力の変化Ｐ
（Ｖ）、ニードル噴射器の高さ等を計算する。
【００５６】生成されたデータは噴射コンピュータ（１
９）の記憶手段に送られ、サイクル毎に別々の又はその
うちの幾つかに共通の多次元マップを作成するのに使わ
れる。これらは噴射器（１５）や点火プラグ（２０）を
制御するための信号を生成するのに特に使用される。
【００５７】処理セット（１８）はクロックＨによって
タイミング制御される信号処理型又はＤＳＰ型の中央処
理ユニット（２１）を含む。増幅器手段（１７）からの
信号は１から１０４までの間の利得に切替可能な数個の
変換器を含むアナログーディジタル変換器（２２）によ
って中央処理ユニット（２１）に加えられる。
【００５８】２つのメモリ モジュール（２３，２４）
が中央処理ユニット（２１）に付属していて、ＰＭＩ、
Ｐｍａｘ、等のような種々の物理的パラメータのための
計算プログラムや、それぞれの新しい角増分Ａｉ毎に燃
焼室の体積値を与える１乃至数個の予め定めたＴ（ｉ）
の表を引き出せる。これらのプログラムおよび数値は式
（６）によって平均指示圧力ＰＭＩを計算するのに使用
される。
【００５９】クランクの回転毎に上死点ＰＭＨとインタ
ーフェイス セット（７）から来るクランクの回転毎の
パルスＳｙＲとの間の（予め定められている）時間後れ
の値は、コーディング ホイール（２５）から整合エレ
メント（２６）経由で来る情報と共に処理プロセッサ
（２１）に入力される。この値は例えばこの２つのタイ
ミングの間に生成される角パルスａｉの数で表わされ
る。
【００６０】クランク軸の回転がエンジンのサイクルと
対応する２行程エンジンの場合（第７Ａ、７Ｂ図）、エ
ンコーダ（６）から来る各同期パルスＳｙをこのサイク
ル内のどこに位置させるかについては比較的明らかであ
る。
【００６１】これに対して４行程エンジンの場合（第８
Ａ、８Ｂ図）、エンジンのスタートから、エンコーダか
ら来る最初のパルスＳｙがサイクルの低圧力区間に立ち
上がるべきか、反対に高圧力区間であるべきかは、他の
情報がないと一義的に定めることができない。
【００６２】各サイクル内の初めのパルスＳｙの位置は
エンジンの運転パラメータを正確に計算するのに不可欠
であるので、本発明のシステムでは４行程エンジンの場
合インターフェイス セット（７）から来る角コーディ
ングパルスＡｉの位置を燃焼室内の圧力が最大値に達す
る時のものに対して検出することによってこの不確かさ
を除去している。このタイミングは必ず高圧力区間の間
に位置している。
【００６３】この原理は最初の２つのサイクル区間で最
大圧力を測定することから成り立つ。もし最初のサイク
ル区間で記録された最大圧力が次の区間で記録されたも
のより大きければ最初の区間の同期パルスを採用し、反
対の場合は第２の区間の同期パルスを基準とする。
【００６４】メモリーブロック（２３）に入力されるプ
ログラムは以下のフローチャートに従って配列される。
各サイクルの区別と、４行程エンジンに対するＰＭＩ、
Ｐｍａｘ，Ｐｍｉｎ、ＰＭＩＨＰ、ＰＭＩＢＰの種々の
パラメータの決定とはフローチャートＩからＩＩＩまで
に従ってプロセッサ（２１）で行われる。２行程エンジ
ンに対する角位置決定とＰｍａｘおよびＰＭＩのパラメ
ータ決定とはフローチャートＩＶからＶＩまでに従って
同様に行われる。
【００６５】プロセッサ（２１）によって生成された結
果は噴射コンピュータ（１９）で使用するために（第３
図参照）（２７）のディジタル−アナログ変換器へ供給
されると共にバッファメモリ（２８）にも送られる（第
４図参照）。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【図面の簡単な説明】
【図１Ａおよび１Ｂ】それぞれ２行程エンジン、４行程
エンジンについて、燃焼室の体積の関数としてシリンダ
内を支配する圧力の変化を示す概要図である。
【図２】平均指示圧力（ＰＭＩ）を計算するための各部
の符号を示す図である。
【図３】本発明による運転最適化システムのデータの流
れを示す概要図である。
【図４】本発明による制御システムのデータ処理システ
ムを中心とする、システムの構成を示す図である。
【図５】角コーディング手段からのパルスから自動的に
各種のパルスを生成するインターフェイス手段の内部構
成を示す図である。
【図６Ａ〜６Ｄ】前記インターフェイス手段から来る信
号パルスのタイミングを示す図である。
【図７Ａ、７Ｂ】２行程エンジンの場合のシリンダ内を
支配する圧力がクランク軸の角位置の関数として変化す
る一例を示す図である。
【図８Ａ、８Ｂ】４行程エンジンの場合の上記と同様の
変化を示す図である。
【符号の説明】
１： 燃焼室 ２： ピストン ３： コンロッド（連接棒） ４： クランク ６： 角コーディング手段 ７： インターフェイス セット（又は手段） １３： 圧力検知器 １４： ニードル高さ検知器 （１７，２２）： 測定データ捕捉セット １８： （データ）処理セット １９： （エンジンの）運転制御装置（噴射コンピュー
タ） ２１： （中央）処理ユニット（ディジタル コンピュ
ータ） ２２： アナログ ディジタル変換器 ２３， ２４： メモリ モジュール（記憶ユニット） ２５： コーディング ホイール （２５，２６）： 角位置決定手段 ２７： ディジタル・アナログ変換器 ２８： バッファ・メモリ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１２月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ａ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８Ａ】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ｂ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８Ｂ】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ パンション フランス国 92500 リイル マルメゾン ルュー ドラ コーテ 41番 (72)発明者 ミシェル リヴォー フランス国 92800 プトー ルュー サ ディ カルノ79番

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少くとも１つのシリンダと１つのピスト
    ンとによって区切られる少くとも１つの燃焼室と；エン
    ジンの運転信号を検出する検知手段と；クランク軸の角
    度の変化を示すパルス（ａｉ）とクランク軸の各回転毎
    に同期パルス（Ｓｙ）とを生成する角コーディング手段
    と；特定のエンジン パラメータに関するデータを記憶
    する記憶手段と、該ピストンの上死点に関する同期パル
    ス（Ｓｙ）の位置についての初期データをデータ処理セ
    ットに与えるための角位置決定手段とを自蔵する該デー
    タ処理セットと；を含む、２行程又は４行程の内燃機関
    の運転を、物理的パラメータをリアルタイムに検知し、
    転パラメータを即時決定することによって最適化するこ
    とを可能とする、データ捕捉処理システムにおいて、該
    システムが：前記角コーディング手段（６）によって与
    えられる角増分の値がどのようなものであっても、一定
    の角インターバルで角増分を示すパルス（Ａｉ，Ｓｙ・
    Ｒ）を供給するインターフェイス手段（７）と、 各サイクル毎にすべての燃焼室内の圧力の変化を同時に
    捕捉するための手段を含む測定データ捕捉セット（１
    ７，２２）とを含み、 前記データ処理セット（１８）がディジタル・プロセッ
    サ（２１）を含み、該ディジタル・プロセッサ（２１）
    が前記インターフェイス手段（７）と、前記角位置決定
    手段（２５，２６）と、前記測定データ捕捉セット（１
    ７，２２）と協動して、前記燃焼室内での圧力測定に基
    づいて、各サイクル内でのクランク軸の真の角位置を自
    動的に決定し、前記インターフェイス手段から与えられ
    る同期パルス（Ｓｙ）の位相を決定するのに適している
    ことを特徴とする、即時データ捕捉処理システム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のシステムにおいて、前
    記データ処理セット（１８）が、各サイクルの間に捕捉
    される一連の圧力の瞬間値からシリンダ毎の平均指示圧
    力（ＰＭＩ）と、該平均指示圧力の連続する一連の値か
    ら計算されるその安定度係数（ＳＴ）とをリアルタイム
    に決定するのに適することを特徴とするシステム。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のシステムにおい
    て、データ捕捉セット（１７，２２）が数個のシリンダ
    に付属されている圧力検知器から来る信号を同時に収集
    するための数個の入力を含み、データ処理セット（１
    ８）がすべてのシリンダの平均指示圧力（ＰＭＩ）をリ
    アルタイムに同時に決定するのに適することを特徴とす
    るシステム。
  4. 【請求項４】 請求項１から３の何れかに記載のシステ
    ムにおいてデータ捕捉セット（１７，２２）が：各シリ
    ンダの圧力、吸排気の圧力、噴射器のニードルの高さ、
    加速度、温度、エンジンのトルク又はノックの検出：等
    のパラメータのうちの１又は数個を測定検出するのに適
    する検出手段から来る信号を収集するために数個の入力
    を含むことを特徴とするシステム。
  5. 【請求項５】 前記請求項の何れか１つに記載のシステ
    ムにおいて、該システムがエンジンの最適運転パラメー
    タを前記検出された複合パラメータの関数として決定す
    るための運転制御装置（１９）を含むことを特徴とする
    システム。
  6. 【請求項６】 前記請求項の何れか１つに記載のシステ
    ムにおいて、前記インターフェイス手段（７）が分割係
    数を調整するための手段をもつ周波数分割器（１０）
    と、移相器（１２）とを含み、これら２つの素子が協動
    して、前記角コーディング手段（６）から来る角増分パ
    ルスの整数分の１の角周波数をもち、前記同期パルス
    （Ｓｙ）と同期する角増分パルスを生成することを特徴
    とするシステム。
  7. 【請求項７】 前記請求項の何れか１つに記載のシステ
    ムにおいて、前記データ処理セット（１８）が、クラン
    ク軸の角度の値を燃焼室内で測定された最大圧力（ＰＭ
    ＡＸＨＰ）の検出タイミングの関数として自動的にずら
    すのに適することを特徴とするシステム。
  8. 【請求項８】 前記請求項の何れか１つに記載のシステ
    ムにおいて、前記記憶手段が各燃焼室の予め定める体積
    変化をクランク軸の関数として記憶するための記憶ユニ
    ット（２４）を含むことを特徴とするシステム。
  9. 【請求項９】 前記請求項の何れか１つに記載のシステ
    ムにおいて、前記データ処理セット（１８）が以下の複
    合パラメータ：各燃焼サイクルにおけるＰＭＩ、各燃焼
    サイクルの高圧区間および低圧区間における、それぞれ
    ＰＭＩＨＰとＰＭＩＢＰ、同じくこの２つの区間におけ
    るそれぞれＰＭＡＸＨＰおよびＰＭＡＸＢＰ、および前
    記各パラメータの安定度係数（ＳＴ）：の少くとも１つ
    を各シリンダに対してリアルタイムに同時に決定するの
    に適することを特徴とするシステム。
  10. 【請求項１０】 前記請求項のうちの何れか１つに記載
    のシステムにおいて、前記データ処理セット（１８）
    が、２行程エンジンの場合でも４行程エンジンの場合で
    も、各燃焼室内で測定された最大圧力を参照することに
    よって自動的に高圧サイクル区間の位置を知ることに適
    することを特徴とするシステム。
  11. 【請求項１１】 シリンダとピストンとによって区切ら
    れる少くとも１つの燃焼室と、各燃焼室の中の少くとも
    圧力変化を測定する検知手段と、クランク軸の角度の変
    化を示すパルス（ａｉ）と、クランク軸の回転毎の同期
    パルス（Ｓｙ）とを生成する角コーディング手段とを含
    む、２行程又は４行程の燃焼サイクルをもつ内燃機関の
    運転を最適化する方法において、該方法が：前記角コー
    ディング手段から与えられる角増分の値がどのようなも
    のであっても、一定の角インターバルで角増分を示すよ
    うにパルス（ａｉ）を成形することと；前記同期パルス
    （Ｓｙ）の位置を前記ピストンの上死点（ＰＭＨ）に対
    して定めることと；前記角コーディング手段によって生
    成される角パルスを、それがどこで送出されても燃焼サ
    イクルの有効な区間と一致するように自動的に調整する
    ことと；少くとも平均指示圧力（ＰＭＩ）の値と該平均
    指示圧力（ＰＭＩ）の安定度係数（ＳＴ）の値とを含む
    数個の複合パラメータを各サイクル毎に各燃焼室に対し
    てリアルタイムに決定することと；前記パラメータを含
    む図を作成することと；指示される特定の燃料消費又は
    最大のエンジン トルクを得ると共に、エンジンの排気
    ガス中の有害な成分を最少にするために、エンジンを制
    御することとを含む、即時データ捕捉処理方法。
JP6305331A 1993-10-12 1994-10-12 内燃機関制御のための即時データ捕捉処理システム Pending JPH08158922A (ja)

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