JPH0953503A

JPH0953503A - エンジン燃焼制御装置

Info

Publication number: JPH0953503A
Application number: JP21068095A
Authority: JP
Inventors: Teruo Yamauchi; 照夫山内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】気筒毎の燃焼圧力情報を基に、気筒毎の空気
量を演算して、この空気量に見合った燃料を気筒内に直
接供給し、燃焼が意図する状態になるように制御するこ
とができるエンジン燃焼制御装置を提供すること。【構成】気筒内圧センサ８を用い、気筒毎の圧力情報
を基に、気筒毎の空気量を演算し、この空気量に見合っ
た燃料を燃料噴射弁１０により燃焼室４内に直接供給
し、燃焼が意図する状態になるように制御する。この場
合、スロットル弁開度の情報はエンジンの負荷関数とし
て制御用の演算信号に利用し、更に、燃焼圧力波形のパ
ターン、積分値、微分値から燃焼状態を知る上での必要
な情報を引き出すことができる。【効果】実際にエンジンの各気筒内の燃焼圧力を検出
しているため、燃焼に関係する要因を実時間で解析で
き、燃料量、点火時期共、各気筒毎に最適な量を最適な
時期に供給するような制御が実行できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの空燃比制
御に必要な吸入空気量を気筒内圧の検出結果から得るよ
うにしたエンジン燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関、特に自動車のガソリンエンジ
ンでは、排ガス浄化と、省エネルギーの見地から、高精
度の燃料供給量制御が要求される。そこで、従来から、
吸入空気量を正確に検出して燃料供給量を計算し、空燃
比を制御する方法が広く採用されている。しかしなが
ら、吸入空気量は、吸気管の容積と流体の圧縮効果等に
影響されるため、実際にエンジンの各気筒に吸入される
空気の流量は推測の域を得ず、従って、従来技術では、
正確な空燃比制御の点で、改良の余地を多く残してい
た。

【０００３】さらに、近年、排気規制の強化、省資源の
追及等により、より正確なエンジン制御が望まれ、特に
排気の中で、地球環境破壊の元凶で、最も浄化しにくい
ＨＣ(未燃の炭化水素)、ＮＯｘ(窒素酸化物)の浄化対策
が強く望まれている。

【０００４】そこで、エンジンで発生したこれらＨＣ、
ＮＯｘについては、排気管に設置した三元触媒で浄化す
る方法や、エンジンの排気温度を高めて酸化促進を図っ
てＨＣを浄化し、さらに厄介なＮＯｘについては、排ガ
ス還流(ＥＧＲ)装置により燃焼を抑止し、気筒内の窒素
ガスが熱解離に到らない燃焼温度にならないようにする
方法が従来から採用されていた。しかしながら、これら
の方法は、いわば間接センシング手法によるエンジン制
御であり、真の意味での排気浄化と燃費向上が得られて
いるとは言えない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、間接
センシング手法によるものであり、エンジンの運転状態
に正確に対応した制御について充分に配慮がされている
とはいえず、精度の面で問題があった。すなわち、エン
ジン始動時(２分以内)に発生する大量のＨＣ量を現行レ
ベルの１０％以内に低減すべき過酷な排気規制が１９９
８年より施行されることになっており、これに対応する
のには精度の高い制御が必要になるが、従来技術では、
対応できないのである。

【０００６】本発明では、気筒毎の燃焼圧力情報を基
に、気筒毎の空気量を演算して、この空気量に見合った
燃料を気筒内に直接供給し、燃焼が意図する状態になる
ように制御することを目的としている。この場合、スロ
ットル弁開度の情報はエンジンの負荷関数として制御用
の演算信号に利用する。

【０００７】更に、燃焼圧力波形のパターン、積分値、
微分値から燃焼状態を知る上での必要な情報を引き出す
ことができ、ピーク燃焼圧力を示すクランク角度位置の
信号は、従来、圧縮上死点後１０〜１５クランク角度で
出力最大になることが知られており、ピーク圧力点がこ
のクランク角度の範囲に入るような点火時期制御を行え
ば、トルク最大点での運転が実現でき、排気浄化、燃料
経済性を大幅に向上することができる。

【０００８】すなわち、エンジン燃焼圧力値、スロット
ル弁開度信号からエンジン負荷状況を推定し、総ての運
転状態において最適燃焼が維持できる空燃比、点火時期
に制御し、燃費、エミッションの課題を解決するもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、各気筒の燃
焼圧力信号、スロットル弁開度信号から運転状態を検出
し、いかなる運転状況に対しても燃料経済性及び排気浄
化性を向上するようにして達成される。

【００１０】さらに詳しく説明すると、本発明では気筒
毎の圧力情報を基に、気筒毎の空気量を演算してこの空
気量に見合った燃料を気筒内に直接供給し、燃焼が意図
する状態になるように制御するようにしている。この場
合、スロットル弁開度の情報はエンジンの負荷関数とし
て制御用の演算信号に利用し、更に、燃焼圧力波形のパ
ターン、積分値、微分値から燃焼状態を知る上での必要
な情報を引き出すことができる。

【００１１】一方、ピーク燃焼圧力を示すクランク角度
位置の信号は、圧縮上死点後１０−１５クランク角度で
出力最大になることが従来から知られており、ピーク圧
力点がこのクランク角度の範囲に入るような点火時期制
御を行えば、トルク最大点での運転が実現でき、排気浄
化、燃料経済性を大幅に向上できる。そこで、本発明で
は、エンジン燃焼圧力値、スロットル弁開度信号からエ
ンジン負荷状況を推定し、総ての運転状態において最適
燃焼が維持できる空燃比、点火時期に制御し、燃費エミ
ッションの課題を解決するものである。

【００１２】

【作用】本発明では、実際にエンジンの各気筒内の燃焼
圧力を検出しているため、燃焼に関係する要因を実時間
で解析でき、燃料量、点火時期共、各気筒毎に最適な量
を最適な時期に供給するような制御が実行できる。この
結果、より良い排気浄化と燃費向上が得られることにな
る。

【００１３】また、このように、本発明によれば、実際
にエンジンの気筒内の圧力を検出しているため、燃焼に
関係する要因を実時間で解析でき、燃料量、点火時期と
も各気筒毎に最適な量を最適な時期に供給するような制
御が実行可能になり、このため、燃料経済性、有毒排出
ガスに関与する因子である、空燃比、点火時期及びＥＧ
Ｒ量を精度よくコントロールできるため環境保全にも有
効である。そして、この結果、エンジン始動時(２分以
内)に発生する大量のＨＣ量を現行レベルの１０％以内
に低減すべき過酷な排気規制が、いずれ施行されること
になっても、充分に対応することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による気筒内圧センサを用いた
エンジン制御装置について、図示の実施例により詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例で、図において、１
はエンジンを表わし、これには、ピストン２、シリンダ
３で構成される燃焼室４があり、この燃焼室４には吸気
弁５、排気弁６が装着されている。そして、燃焼室４内
に導かれた混合気は点火プラグ７によって点火される。
シリンダ３には、圧力を検出する気筒内圧センサ８が装
着され、これにより、多気筒エンジンに於いては、気筒
の数だけ気筒内圧センサ８が装着されることになる。

【００１５】この実施例は、いわゆる気筒内直接噴射方
式のエンジンを対象としたものであり、このためシリン
ダ３の頭部には、燃料を計量し噴射する燃料噴射弁１０
が装着されており、これにより燃料は最適なタイミング
で各シリンダ内に直接供給されるようになっている。そ
して、このときの燃料は、図示されていない燃料ポンプ
により一定の燃料圧力に加圧されて供給されるようにな
っているが、このように、気筒内に燃料を直接供給する
直接噴射方式では、燃料の圧力を或る程度以上にしない
と燃料の霧化の程度が悪くなり、シリンダ壁面への燃料
衝突が生じ、液膜が形成されてしまうことになるので、
５０気圧〜１００気圧の圧力が必要である。

【００１６】吸気管９には、アクセルペダル(図示され
ていない)の動きに応じて回動するスロットル弁１１
と、その開度を検出する弁角度センサ２３があり、弁角
度センサ２３の信号はコントローラ１５に入力され、演
算によりエンジン１の負荷を推定するのに使用される。
エンジン１のクランク軸にはクランク角度センサ１２が
設けてあり、この信号がコントローラ１５に入力され、
エンジン回転速度が計算される。また、気筒内圧センサ
８の信号と、排気管１３内の酸素濃度から空燃比を計測
する酸素濃度センサ１４の信号もコントローラ１５に取
り込まれ、空燃比の演算回路１６にて演算処理され、総
合演算部１７にて演算された後に、燃料噴射装置指令回
路１８、点火装置回路指令回路１９、及びＥＧＲ装置指
令回路２０に指令が出されて、各装置は最適な状態に制
御されることになる。

【００１７】エンジン１から吐出された排気ガスは排気
管１３に装着した触媒装置２１を介してテールパイプ２
２から外気へ排出されるが、このとき、排気管１３と吸
気管９とを結ぶ還流路に設けてあるＥＧＲ弁２４の開口
面積が、コントローラ１５により気筒内圧センサ８の信
号に基づいて計量、制御され、これにより所定量の排気
ガスが吸気管９内に還流される。そして、これによる不
燃ガス混合効果に基づいて燃焼温度が下げられ、ＮＯｘ
排出量を低減させるようになっている。

【００１８】次に、この実施例の動作について説明す
る。エンジンの気筒内の代表的な圧力波形は図２に示す
ようになり、これから明らかなように、一般に燃焼圧力
波形はクランク角度に対して山形を呈し、圧縮、爆発、
排気、吸入のそれぞれの行程で異なった圧力波形にな
り、圧縮上死点後に燃焼によるピーク圧力値がくるが、
非燃焼時には上死点を最大値とする左右対象の圧力波形
になることが示されている。

【００１９】そこで、この図２に示されていることか
ら、次のことが判る。圧縮行程吸気弁は閉じており、この期間の任意の２点から充填空
気量が演算できる。爆発行程ピークになる前の圧力上昇間の勾配から熱発生率が演算
でき、気筒内の燃料量の燃え質量が演算できる。ピーク
圧力値からは燃焼最高温度を演算で求められる。ピーク
圧力のクランク角度を監視することにより、トルク最大
点火時期を求めることができる。さらに、爆発行程のあ
る特定の期間の波形積分値はエンジンの出力、トルクと
の相関があることが判っている。排気行程この行程の信号からは排気温度、残留ガス量等が推定で
きる。吸気行程吸気管内の圧力を参考にしながら、ＥＧＲ量、吸入空気
量を演算で求めることができる。

【００２０】このように、気筒内圧からは、演算により
種々の燃焼に関する情報が得られ、最適なエンジン制御
が可能になるが、実時間で吸入空気量を算出するには、
吸気行程の圧力信号を使用して計算するのが最適であ
る。なぜなら、その後に燃料を直接その気筒に供給する
わけで、最適な燃料量が供給されることになるからであ
る。

【００２１】図３は、自動車用エンジンの吸排気弁の開
弁時期、閉弁時期の一例をクランク角度で示してもの
で、開閉時期はエンジンのカムシャフトの形状で定ま
り、ほぼ普遍的である。従って、コントローラ１５のＲ
ＯＭに、予めクランク角度で開弁時期、閉弁時期を記憶
しておき、このクランク角度信号に同期して気筒内圧セ
ンサ８の信号をコントローラ１５に取り込めば、吸入空
気量の算出に必要な圧力値が得られ、各シリンダ毎の空
気量を決定することができる。そこで、この実施例で
は、図４に示すように、圧縮行程の点火時期前のＡ、Ｂ
の２個所で、クランク角度により圧力信号を取り込み、
これらの差圧圧力値から気筒内の空気量を計算するよう
に構成してある。

【００２２】まず、吸気弁５が閉じてピストン２が圧縮
行程に入った直後の気筒内の圧力信号値を、クランク角
度Ａの時点で取り込み記憶する。次に、ピストン２がさ
らに上昇して点火プラグ７で点火される前の圧力信号値
をクランク角度Ｂの時点で取り込み、この値から前記の
クランク角度Ａにおける圧力信号値を差引いた値ΔＰを
演算で求める。そして、このΔＰ値により、予めΔＰと
吸入空気量の関係を記憶しておいた図５に示すようなテ
ーブルを検索し、これにより、ΔＰ値から実空気量を求
めるのである。

【００２３】ここで、具体的なクランク角度Ａとして
は、図３から、吸気弁５が閉じた瞬間で死点後４８度、
クランク角度Ｂとしては、同じく図３から、点火時期前
で上死点前５０〜６０度の間になる。

【００２４】この実施例では、さらに別の方式で吸入空
気量を演算するようにしても良い。すなわち、ΔＰＶ＝
ｎＲＴというる関係式から気筒内の実際の空気量容積が
換算できるので、これに温度の補正を施してやれば、吸
入された空気の重量が求まる。

【００２５】そこで、以上のようにして算出した空気量
に対応した量の燃料を噴射弁１０からシリンダ３の燃焼
室４内に噴射する。このとき、エンジンの運転状態に応
じて燃料量を調整し、意図した空燃比になるように制御
するのは、勿論のことであるが、さらにここで、エンジ
ンの排気管１３に設けてある空燃比センサ１４の信号を
用いることにより、さらに精密な燃料量制御が実行でき
る。

【００２６】ここで、クランク角度Ａからクランク角度
Ｂまでピストン２が移動したことによる容積は、エンジ
ン固有の定数として求められ、さらに、ΔＰ（圧力上昇
分）は燃焼圧力センサの２ヵ所の信号値より計算でき、
気筒内の空気密度が分かるので、気筒内の空気量を求め
ることができるが、この過程をフローチャートで示すと
図６の如くになる。すなわち、固定されたクランク角度
Ａ、クランク角度Ｂにおける筒内圧力を気筒内圧センサ
８によって計測し、事前にエンジン固有の物理値から求
めた移動行程間（クランク角度Ａ及びクランク角度Ｂ
間）の容積変化値の積から空気量をもとめるが、周囲の
温度の影響を考慮した形で実空気量が求められる。次に
求めた空気量に基づいて燃料量を演算するが、一般にエ
ンジンは空気と燃料の重量比、すなわち空燃比で規定し
た混合気濃度が燃費、排気レベルに影響するので、予め
定めた空燃比に合うように前記計算した空気量と規定さ
れた空燃比から燃料量を算出して、燃料噴射弁に作動指
令を出す。

【００２７】図１の実施例では、コントローラ１５か
ら、機関に装着されている気筒毎の燃料噴射弁１０に、
時系列的に噴射の指令が出され、この指令に沿って燃料
噴射弁１０が作動する。

【００２８】図７は、燃料噴射量をパラメータとして、
スロットル弁開度と筒内の差圧ΔＰの関係を示したもの
で、差圧ΔＰの値とスロットル開度によって燃料噴射弁
の開口時間幅を規定しておけば、各運転状態に応じて、
差圧ΔＰの値とスロットル開度のセンサ信号値から規定
した燃料量が瞬時に演算でき、各気筒に適切に供給する
ことができる。

【００２９】点火時期制御についても、図７に示した燃
料噴射量の場合と同様、点火時期をパラメータとして、
スロットル弁開度と筒内の差圧ΔＰの関係でコントロー
ラ中の記憶装置に予め記憶しておき、この記憶値と、前
記のパラメータとした時のスロットル弁開度と筒内の差
圧ΔＰのそれぞれのセンサの信号検出により、点火時期
を決定することができる。

【００３０】次に、スロットル弁開度と気筒内圧センサ
の信号によるエンジン制御について説明する。スロット
ル弁開度には、運転者の意図が含まれている。そこで、
コントロールユニット１５は、弁角度センサ２３の信号
を取り込み、それにより負荷量が推定されると同時に、
気筒内の空気量が演算され、前記負荷量とこの気筒内の
圧力から燃料量が演算され、気筒内に適正な燃料量が供
給されるようになる。図８は、実際の信号処理を示すエ
ンジン制御機能ブロック図で、エンジン１から得られる
スロットル弁開度、燃焼圧力、クランク角度の確信号は
それぞれエンジン負荷、気筒内空気量と燃焼ピーク圧力
位置、及びエンジン回転数を算出するのに使用される。

【００３１】その後、演算、制御指令として運転状況認
識を行いつつ燃料量、点火時期等が制御されることにな
る。このとき、上記したように、エンジンの排気管に敷
設した空燃比を計測するセンサの信号をコントロールユ
ニット１５に取り込めば、さらに精度を高めて空燃比制
御が実施できる。以上のようにして、本発明の実施例に
よれば、気筒内圧センサ８の信号により精度のよいエン
ジン制御が得られるのであるが、ここで、この実施例で
は、この気筒内圧センサ８として、以下に説明するセン
サを用いているのが特徴である。

【００３２】図９は、本発明で使用されている気筒内圧
センサの一実施例で、同図（ａ）は縦断面図、(b)はＡ
−Ａ’線による横断面図で、これらの図において、３０
は円筒部材、３１は仕切り部、３２は第１のセンサ素
子、３３は第２のセンサ素子、３４は外套部材、３５は
雄ねじ部、３６は蓋部材、そして３７は封止部材であ
る。

【００３３】円筒部材３０は、例えば鋼など、所定の剛
性を有する金属材料で作られているもので、その内部の
ほぼ中央には、この円筒部材３０の内部を圧力検出部Ｘ
と温度検出部Ｙとに分割する仕切り部３１が形成され、
且つ、その圧力検出部Ｘ側の外側端部には、エンジンの
シリンダヘッドなどに取付けるための雄ねじ部３５が形
成されているものである。

【００３４】第１のセンサ素子３２と第２のセンサ素子
は、何れも、例えば抵抗線ひずみ計用の抵抗素子で構成
されており、このうち第１のセンサ素子３２は円筒部材
３０の圧力検出部Ｘの外周面に取付けられ、第２のセン
サ素子３３は円筒部材３０の温度検出部Ｙの外周部に取
付けられている。外套部材３４は、例えばプラスチック
材などで作られ、蓋部材３６、封止部材３７と共にセン
サ全体を覆い、保護する容器として機能するようにした
ものである。次に、この気筒内圧センサ８の動作につい
て説明する。この気筒内圧センサ８は、その圧力検出部
Ｘがエンジンのシリンダ内に連通するようにして、取付
用の雄ねじ部３５により、エンジンの例えばシリンダヘ
ッドなどに取付けて使用される。そこで、エンジンが運
転されシリンダ内の圧力が変化すると、この圧力変化に
応じて、円筒部材３０の圧力検出部Ｘ内の圧力も変化
し、この結果、円筒部材３０の圧力検出部Ｘには応力が
働き、圧力に応動して膨張、収縮し、径方向の寸法が変
化する。

【００３５】円筒部材３０の圧力検出部Ｘには、第１の
センサ素子３２が取付られているから、シリンダ内の圧
力に応じて圧力検出部Ｘの外径寸法が変化すると、この
変化が第１のセンサ素子３２により電気信号として検出
されることになり、従って、気筒内圧センサとしての動
作が得られることになる。

【００３６】しかしながら、このとき、第１のセンサ素
子３２には温度依存性があるので、温度が変化すると、
圧力の検出に誤差を生じてしまう。そこで、この実施例
では、第２のセンサ素子３３により温度補償が得られる
ようにしてあり、このため、図１０に示すように、交流
電源３７と抵抗素子３８、３９を用い、第１のセンサ素
子３２と共にブリッジ回路が形成されるようにし、てい
る。このこの第２のセンサ素子３３は、円筒部材３０の
温度検出部Ｙの外側に設けてあるが、この温度検出部Ｙ
は、圧力検出部Ｘと同じく円筒部材３０の一部として作
られているので、圧力検出部Ｘと同じ温度に保たれてい
る。従って、この第２のセンサ素子３３の温度も、第１
のセンサ素子３２の温度に等しくなっているので、図１
０に示すように、ブリッジ回路を用いることにより、温
度変化の影響を受けること無く、シリンダ内圧を精度よ
く検出することができる。従って、この図９で説明した
気筒内圧センサを用いることにより、本発明の実施例に
よれば、より良い排気浄化と燃費向上を確実に得ること
ができる。

【００３７】なお、第１のセンサ素子３２及び第２のセ
ンサ素子３３としては、上記実施例では抵抗線ひずみ計
用の抵抗素子を用いているが、円筒部材３０の外径変化
が検出可能なら、どのようなセンサ素子でも良く、例え
ば、静電容量検出素子、磁歪素子、半導体歪検出素子な
どにより実施することができる。

【００３８】ところで、図９の実施例では、円筒部材３
０の圧力検出部Ｘが、そのままエンジンのシリンダ内に
連通されるようになっているが、この圧力検出部Ｘ内
に、シリコンオイルなどの液体を充填させ、適当な金属
薄板などの隔膜で塞ぎ、シリンダ内圧を、この隔膜と液
体を介して円筒部材３０の圧力検出部Ｘ内壁に作用させ
るようにしてもよい。円筒部材３０の圧力検出部Ｘが、
そのままシリンダ内に連通されていると、この圧力検出
部Ｘの容積によって圧力共鳴が発生し、それによる誤動
作の虞れが生じるが、ここに液体が充満されていれば、
デッドボリュームが減じて気柱振動を抑えることがで
き、更に高い検出精度を得ることができる。

【００３９】ところで、本発明では、上記したように、
エンジンの気筒内に直接燃料を噴射するようにした燃料
噴射弁が使用されている。そこで、本発明で使用する燃
料噴射弁１０の一例について、図１１により以下に説明
する。この図１１において、燃料噴射弁１０は、電磁コ
イル１０１とプランジャ１０２、バルブ１０３、プラン
ジャ１０２とバルブ１０３を連結するロッド１０５を備
え、ロッド１０５には、リフトストッパ１０４が取付け
てある。そして、このリフトストッパ１０４には、プラ
ンジャ１０２が電磁コイル１０１が発生する磁気により
図で上方に引き上げられたときのストローク量を規定す
るスペーサ１０６が介在されている。

【００４０】電磁コイル１０１の巻線は端子１０９を介
して外部に引き出され、燃料噴射装置指令回路１８(図
１)に接続されるようになっている。そして、燃料噴射
弁１０の内部は、燃料供給部１１０を介して図示してな
い燃料ポンプに連結され、気筒内に燃料を噴射するのに
充分な高い圧力の燃料が導入されるようになっている。

【００４１】１１１は弁座で、これにバルブ１０３がス
プリング１０７により押し付けられるようになってい
る。そして、この弁座１１１には、燃料を噴射するノズ
ル１１２が取付けられ、燃料噴射弁１０の本体に固定さ
れている。そこで、電磁コイル１０１に電流が供給され
ると、電磁コイル１０１が磁界を発生し、これによりプ
ランジャ１０２に電磁力が発生し、プランジャ１０２は
スプリング１０７の弾力に抗して上方に引き上げられ、
バルブ１０３が弁座１１１から離されるので、燃料がノ
ズル１１２から気筒内に噴射されることになる。

【００４２】ところで、このような気筒内に直接燃料を
噴射するための燃料噴射弁では、それが気筒に直接取付
けられ、その先端にある弁座１１１とノズル１１２、そ
れにバルブ１０３などは、燃焼室内の高温に曝され、そ
の温度は例えば３００℃にも達する。

【００４３】従って、何らかの冷却手段を施さない限り
耐久性が無く、実用的ではない。そこで、この燃料噴射
弁１０では、外側に外套部１１３を設けると共に、この
外套部１１３に入口１１４と出口１１５を設けておき、
内部に空気や液体などの冷媒を流通させて冷却が得られ
るようにしてある。

【００４４】従って、この燃料噴射弁１０によれば、先
端部が高温になる虞れがなく、充分な耐久性をもたせる
ことができる。なお、内部に冷媒を流通させる代わり
に、内部に揮発性の液体を封入し、この液体の蒸発と凝
結による潜熱を利用して熱を移動させ、冷却を行うよう
にした、いわゆる沸騰冷却を適用するようにしてもよ
い。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、スロットル弁開度信号
とエンジンの気筒毎の燃焼状態を圧力信号で直接検出し
ているため、運転状態に合致し、意図している燃焼が行
われているか否かが即座に判定でき、かつ燃料を気筒毎
に最適量供給する指令を制御回路から発することができ
ることにより、特に燃料を直接エンジン気筒内に供給す
る内燃機関に適用することにより、燃料経済性、排気浄
化性の面から今後強化される地球温暖化防止に適合した
システムを得ることができ、燃費と排ガス浄化の向上が
充分に図られ、環境悪化と化石燃料枯渇化を遅らせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による気筒内圧センサを用いたエンジン
制御装置の一実施例を示すブロック構成図である。

【図２】エンジンの気筒内圧波形の一例を示す特性図で
ある。

【図３】エンジンの弁開閉時期の説明図である。

【図４】エンジンの気筒内圧による吸入空気量算出の説
明図である。

【図５】本発明の一実施例で吸入空気量の算出に使用す
るテーブルの一例を示す説明図である。

【図６】本発明の一実施例による吸入空気演算処理を示
すフローチャートである。

【図７】本発明の一実施例における気筒内圧差とスロッ
トルバルブ開度の関係を示す特性図である。

【図８】本発明の一実施例におけるエンジン制御装置の
機能ブロック図である。

【図９】本発明の一実施例で使用されている気筒内圧セ
ンサの説明図である。

【図１０】本発明の一実施例で使用している検出回路を
示す回路図である。

【図１１】本発明の一実施例で気筒内直接燃料噴射に使
用される燃料噴射弁の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１エンジン２ピストン３シリンダ４燃焼室８気筒内圧センサ９吸気管１０燃料噴射弁１１スロットル弁１２クランク角センサ１３排気管１４酸素濃度センサ１５コントローラ３０円筒部材３１仕切り部３２第１のセンサ素子３３第２のセンサ素子３４外套部材３５雄ねじ部３６蓋部材３７封止部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 41/36 Ｆ０２Ｄ 41/36 Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ３０１ＢＦ０２Ｐ 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数気筒からなる内燃機関において、燃
焼圧力信号を検出する手段、吸気管の集合部に装着した
空気量を制御するスロットル弁の回動に呼応したスロッ
トル弁開度センサの信号を検出、加工する手段を有し、
エンジンの回転信号と前記燃焼圧力信号とからエンジン
の運転状態を特定し、エンジンの燃焼、運転に関係する
燃料量、点火時期等を制御するエンジン燃焼制御装置。
【請求項２】エンジンの各気筒の燃焼圧力信号を検出
する手段において、吸気弁が閉じ、圧縮行程の特定のク
ランク角度２ヵ所の信号に対応する圧力信号を検出、記
憶し、かつエンジン特有の物理値からピストン移動にと
もなう容積を算出し、前記演算した筒内圧力値とから気
筒内の空気量を算出する請求項１のエンジン燃焼制御装
置。
【請求項３】エンジンの運転状態をスロットル弁開
度、燃焼圧力信号の２パラメータで規定し、スロットル
開度信号をエンジンの運転状況の信号として、とりわけ
エンジンの負荷信号として使用し、燃料量、点火時期を
決定する請求項１のエンジン燃焼制御装置。
【請求項４】エンジンの各気筒の燃焼圧力信号及び吸
気管集合部に敷設したスロットル弁の開度信号に基づ
き、気筒ごとの燃焼室内に直接燃料を噴射供給する燃料
噴射装置を制御する請求項１のエンジン燃焼制御装置。
【請求項５】内燃機関の燃料供給系として、燃料量を
計量する目的で高耐圧の電磁ソレノイド弁を各気筒に装
着せしめて、前記演算空気量に基づいて燃料量を算出
し、ある特定のタイミングにて直接気筒内の燃料を供給
する請求項１のエンジン燃焼制御装置。
【請求項６】前記電磁ソレノイド弁が冷却手段を備え
ていることを特徴とする請求項５のエンジン燃焼制御装
置。
【請求項７】内燃機関の燃焼圧力信号を検出する手段
として、中空円筒体の内部に仕切板を設けて遮断し、燃
焼圧力を受ける下部部分と、大気圧を受ける上部部分に
分離し、各々の部分の外壁面に感圧抵抗素子を取り付
け、それぞれの感圧素子をホイートストーンブリッジ回
路に組み込み、エンジン周囲温度の影響を相殺したこと
を特徴とする請求項１のエンジン燃焼制御装置。