JPH1037784A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JPH1037784A
JPH1037784A JP21055196A JP21055196A JPH1037784A JP H1037784 A JPH1037784 A JP H1037784A JP 21055196 A JP21055196 A JP 21055196A JP 21055196 A JP21055196 A JP 21055196A JP H1037784 A JPH1037784 A JP H1037784A
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JP
Japan
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output
fuel ratio
air
cylinder
pressure sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP21055196A
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English (en)
Inventor
Shintaro Takenaka
伸太郎 竹中
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Mikuni Corp
Original Assignee
Mikuni Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】空燃比を適性範囲内となるようにフィードバッ
ク制御する。 【解決手段】気筒に筒内圧を検出する圧力センサ3を設
け、圧力センサ3の出力から得られる信号波形より空燃
比のリッチを検出し、空燃比制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の制御装置
に関わり、特に、2サイクルエンジンの空燃比制御に好
適な内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関の燃料噴射量や点火時期
を電子的に制御する制御装置が知られている。実公平6
−48134号公報に提案された内燃機関の制御装置
は、エンジンの筒内圧力を連続的または所定クランク角
毎にサンプリングして得た圧力波形の筒内圧最大値と筒
内圧最大時期とに基づいて点火時期を制御している。
【0003】燃料噴射量あるいは空燃比の制御に関して
は、4サイクルエンジンにおいて、排気ガス中の酸素濃
度をリニアO2 センサで検出し、その信号によりフィー
ドバック制御を行うシステムが知られている。一方、2
サイクルエンジンにおいては、リニアO2 センサでは燃
焼空燃比を検知できない場合があることが知られてい
る。これは可燃範囲を燃料がリッチ側に越えると、吸気
比(4サイクルエンジンで言うところの充填効率)が下
がり不完全燃焼を起こし、その結果排気中に未燃酸素が
排出され、これをO2 センサが検出することによりリー
ンと判断するためである。空燃比のリッチ側を検出する
他の方法として、排気温度の低下から間接的に推測する
方法があるが、定常的には排気温度と空燃比には相関関
係があるものの、その関係は運転条件や環境条件により
変化し、排気温度により空燃比制御を行うことは実用上
不可能である。一方、空燃比のリーン側を検出する方法
としてデトネーション検出による方法が知られている。
【0004】上記したように、2サイクルエンジンでは
空燃比のオーバリッチの検出ができないため、オーバリ
ッチによる不完全燃焼や出力の低下をフイードバックに
より制御することはできなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、2サイクルエンジンにおいても空燃比のオーバリッ
チによる不完全燃焼や出力の低下をフイードバックによ
り制御することができる内燃機関の制御装置を提供する
ことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の制御
装置は、気筒に筒内圧を検出する圧力センサを設け、圧
力センサの出力から得られる信号波形より空燃比のリッ
チを検出し、空燃比制御を行うものである。
【0007】また、前記内燃機関の制御装置において、
前記圧力センサの出力を積分作用を有する増幅器で増幅
し、該増幅器出力をクランク軸回転周期の所定時期にリ
セットし、リセット後筒内圧上昇経過した後のリセット
前のタイミングで前記増幅器出力を所定の閾値と比較し
空燃比のリッチを判定するものである。
【0008】さらに、前記各内燃機関の制御装置におい
て、前記圧力センサの出力を増幅器で増幅し、該増幅器
出力をバンドパスフィルタに入力し、該バンドパスフィ
ルタの出力をクランク軸回転周期の所定時期に所定の閾
値と比較して空燃比のリーンを判定するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例である内燃
機関の制御装置を図面を参照して説明する。図1は実施
例の制御装置を示すブロック図である。制御対象の内燃
機関は2気筒2サイクルエンジンであり、各気筒にスロ
ットルボディー5、5を備えている。スロットルボディ
ー5、5の下流側に燃料を噴射するインジェクター6、
6が設けられている。インジェクター6、6のソレノイ
ドはメインECU(エロクトロニック・コントロール・
ユニット)1により通電されてデリバリパイプ4からの
燃料を噴射する。デリバリパイプ4の燃料圧力はスロッ
トルボディー5の下流側の圧力に基づいてプレシャーレ
ギュレータ7により制御される。
【0010】メインECUには各センサから、スロット
ルバルブ開度信号、吸気温度信号、冷却水温度信号、エ
ンジン回転信号、車速信号、バッテリ電圧信号、および
排気温度信号が入力される。なお、スロットルバルブ開
度信号はスロットルボディー5に設けられたスロットル
・ポジョン・センサ(TPS)から入力される。
【0011】各気筒のシリンダベッドには筒内圧センサ
3が点火プラグとの間に取り付けられている。筒内圧セ
ンサ3は荷重を電荷に変換する圧電センサである。燃焼
により気筒内の圧力が上昇すると、点火プラグを上に押
し上げる方向に力が働く。このとき筒内圧センサ3に加
わっている荷重は減少する。これによる筒内圧センサ3
の電荷の変化により燃焼圧が検出される。
【0012】筒内圧センサ3の出力はサブECU2に設
けられたチャージアンプ8により増幅される。サブEC
U2はメインECU1からクランク角の所定のタイミン
グでリセット信号が入力され、チャージアンプ8の出力
の波形から燃料リッチおよびリーンの判定を行いその結
果をメインECU1に出力する。
【0013】図2にチャージアンプ8の回路図を示す。
なお、チャージアンプ8は図2に示すものが各気筒毎に
設けられている。筒内圧センサ3の信号が入力される一
方の入力端子T2はグランドに接続され、他方の入力端
子T1は抵抗R1を介して演算増幅器A1の反転入力端
子に接続されている。演算増幅器A1の反転入力端子と
グランド間に接続されたダイオードD1、D2は入力さ
れる電圧を順方向電圧内に制限する。演算増幅器A1の
非反転入力端子はグランドに接続されており、反転入力
端子と、出力端子の間にコンデンサC1と抵抗R2が並
列に接続されている。演算増幅器A1は直流電圧利得を
制御した積分回路を構成している。
【0014】コンデンサC1に並列に接続されたアナロ
グスイッチS1は抵抗R5によりプルアップされた入力
端子T3の信号によりオンオフされる。入力端子T3に
はメインECU1からのリセット信号が入力され、コン
デンサC1の電荷はリセット信号により放電される。チ
ャージアンプ8の電源は単電圧電源であり、コンデンサ
C1の放電により演算増幅器A1の出力は0となる。
【0015】演算増幅器A1の出力端子は演算増幅器A
2の非反転入力端子に接続され、演算増幅器A2の反転
入力端子は抵抗R3を介して出力端子と接続され、ま
た、抵抗R4を介してグランドと接続されている。演算
増幅器A1の+電源端子とグランド間にはノイズ除去の
ためのコンデンサC2が接続されている。演算増幅器A
1は入力信号を抵抗R3およびR4の抵抗値で決まるゲ
インで増幅し、また、出力インピーダンスを変換する。
演算増幅器A2の出力端子と+電源端子およびグランド
の間には出力電圧をマイクロコンピュータの入力電圧0
〜5V以内に制限するために夫々ダイオードD3および
D4が接続されている。
【0016】図3にチャージアンプ出力とリセット信号
の波形を示す。図において、〜で区別されたクラン
ク各回転毎の燃焼波形が示されている。は正常な燃焼
の波形であり、燃焼による筒内圧の山が形成されてい
る。はデトネーションが発生したときの波形であり、
この場合、燃焼圧がピークをすぎた後に高周波の振動波
形が現れる。この高周波波形をバンドパスフイルタで取
り出し所定の閾値と比較することにより、空燃比のリー
ンが検出される。空燃比のリーン検出はリセット信号が
ハイとなってから所定の期間経過後のD点で行われ、サ
ブECU2がリーンを検出するとメインECU1に対し
てリーンとの判定信号を出力する。
【0017】はオーバリッチのときの波形を示す。リ
ッチによる不完全燃焼が発生すると、燃焼初期に負方向
の圧力が発生する。チャージアンプは単一電源で構成さ
れており、負方向の筒内圧力は検出されない。そして、
その状態でリセットされると、0レベルがバイアスされ
ることになる。の波形にはバイアスされたオフセット
Fが現れている。このオフセットはリセットH信号が印
加されるまで残る。リセット信号がハイとなってから所
定の期間経過後のC点において、チャージアンプ出力を
所定の閾値と比較することにより、空燃比のリッチが検
出される。サブECU2がリッチを検出するとメインE
CU1に対してリッチとの判定信号を出力する。
【0018】図4(a)にサブECU2のリッチ・リー
ン判定ルーチンのフローチャートを示す。なお、リッチ
・リーン判定動作は各気筒毎に行われる。リッチ・リー
ン判定ルーチンはクランクの所定の角度位置からスター
トし、まずステップS1において、D点の燃焼圧高周波
成分が設定値と比較され、高周波成分>設定値であれば
リーンと判定されてステップS2に移行する。高周波成
分>設定値でなければリーンでないと判定されてステッ
プS3に移行する。ステップS2ではメインECU1に
対してリーンとの判定信号を出力し、このルーチンを終
了する。
【0019】ステップS3ではC点のチャージアンプ出
力が設定値と比較され、チャージアンプ出力>設定値で
あればリッチと判定されてステップS4に移行する。チ
ャージアンプ出力>設定値でなければリッチでないと判
定されてステップS5に移行する。ステップS4ではメ
インECU1に対してリッチとの判定信号を出力し、こ
のルーチンを終了する。ステップS5では空燃比が正常
範囲であると判断し、メインECU1に対して空燃比正
常との判定信号を出力し、このルーチンを終了する。
【0020】図4(b)にメインECU1の燃料噴射量
制御のための設定値の変更ルーチンを示す。なお、燃料
噴射量はインジェクタの通電時間で表され、下記の式で
算出される。 燃料噴射量=(基本噴射量+各種補正量)×設定値+インジェクタ電圧補正…… (1) (1)式における基本噴射量はスロットルバルブ開度に
従ってテーブルで選択されたデータである。各種補正量
は大気圧補正、冷却水温補正、排気温度補正、加速補
正、減速補正等があり、上記の各状態に対してテーブル
で選択される。インジェクタ電圧補正は電源電圧が下が
ると補正値が高くなるような特定の関係式で決められ
る。設定値は図4(b)の変更ルーチンで決定され、メ
モリに記憶されたデータである。
【0021】図4(b)の設定変更ルーチンは各気筒毎
に行われる。設定変更ルーチンはクランクの所定の角度
位置からスタートし、まずステップS6において、サブ
ECUから出力された判定信号がリーンとなっているか
否かを判断し、リーンであればステップS7へ移行し、
リーンでなければステップS8に移行する。ステップS
7では設定値を所定数だけリッチ方向へ変更し、ステッ
プS10に移行する。
【0022】ステップS8では、サブECUから出力さ
れた判定信号がリッチとなっているか否かを判断し、リ
ッチであればステップS9へ移行し、リッチでなければ
ステップS10に移行する。ステップS9では設定値を
所定数だけリーン方向へ変更し、ステップS10に移行
する。
【0023】ステップS10では変更した設定値をメモ
リに記憶する。設定値の変更がなければメモリには前回
の設定値が記憶される。このように更新される設定値に
より、インジェクタの通電時間が算出されてメインEC
U1がインジェクタに通電するが、インジェクタ通電ル
ーチンは説明を省略する。
【0024】本実施例では、1回転毎に空燃比のリッチ
・リーンが判定されて燃料噴射量が制御されるが、最新
の所定回転例えば8回転毎に2回以上リッチまたはリー
ンと判定されたときに設定値を変更するようにしてもよ
い。
【0025】実施例は以上のように構成されているが、
発明はこれに限られず、例えば、ブリードエア制御や燃
料ジェット径制御等の制御方式の気化器を有するエンジ
ンにも本発明を適用できる。
【0026】
【発明の効果】本発明によると、2サイクルエンジンに
おいても、空燃比のオーバリッチおよびリーンをエンジ
ン1回点毎に検出することが可能であり、空燃比を適性
範囲内なるようにフィードバック制御することにより、
リーンによる焼き付きや、リッチによる出力の低下、未
燃ガスの排出による排気ガス汚染を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である2気筒2サイクルエンジ
ンの制御装置示すブロック図である。
【図2】同制御装置に用いられる筒内圧センサのチャー
ジアンプを示す回路図である。
【図3】同チャージアンプの出力とリセット信号の波形
を示す波形図である。
【図4】同制御装置の空燃比制御の動作を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 メインECU(エレクトロニック・コントロール・
ユニット) 2 サブECU(エレクトロニック・コントロール・ユ
ニット) 3 筒内圧センサ 4 デリバリパイプ 5 スロットルボディー 6 インジェクター 7 プレッシャーレギュレータ 8 チャージアンプ A1、A2 演算増幅器 R1、R2、R3、R4、R5 抵抗 C1、C2 コンデンサ D1、D2、D3、D4 ダイオード S1 アナログスイッチ T1、T2、T3、T4 入出力端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気筒に筒内圧を検出する圧力センサを設
    け、圧力センサの出力から得られる信号波形より空燃比
    のリッチを検出し、空燃比制御を行うことを特徴とする
    内燃機関の制御装置。
  2. 【請求項2】 前記圧力センサの出力を積分作用を有す
    る増幅器で増幅し、該増幅器出力をクランク軸回転周期
    の所定時期にリセットし、リセット後筒内圧上昇経過し
    た後のリセット前のタイミングで前記増幅器出力を所定
    の閾値と比較し空燃比のリッチを判定することを特徴と
    する請求項1の内燃機関の制御装置。
  3. 【請求項3】 前記圧力センサの出力を増幅器で増幅
    し、該増幅器出力をバンドパスフィルタに入力し、該バ
    ンドパスフィルタの出力をクランク軸回転周期の所定時
    期に所定の閾値と比較して空燃比のリーンを判定するこ
    とを特徴とする請求項1または2の内燃機関の制御装
    置。
JP21055196A 1996-07-22 1996-07-22 内燃機関の制御装置 Pending JPH1037784A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006087029A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Nf Corp 電力増幅器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006087029A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Nf Corp 電力増幅器

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