JPS60147631A - Detector for combustion pressure of internal-combustion engine - Google Patents

Detector for combustion pressure of internal-combustion engine

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JPS60147631A
JPS60147631A JP367584A JP367584A JPS60147631A JP S60147631 A JPS60147631 A JP S60147631A JP 367584 A JP367584 A JP 367584A JP 367584 A JP367584 A JP 367584A JP S60147631 A JPS60147631 A JP S60147631A
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JP
Japan
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pressure
value
crank angle
combustion
ignition
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JP367584A
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Japanese (ja)
Inventor
Akito Yamamoto
明人 山本
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/08Testing internal-combustion engines by monitoring pressure in cylinders

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To separate and detect exactly only the combustion pressure in all operating states by determining compression pressure at each of respective crank angles by calculation and subtracting the value thereof from the internal pressure of a cylinder. CONSTITUTION:The internal pressure of a cylinder is detected by a pressure sensor 2 and the crank angle of an engine is detected by a crank angle sensor 1. A means 3 for calculating compression pressure calculates the compression pressure for each of prescribed crank angles. A means 5 for calculating combustion pressure calculates the combustion pressure for each of the prescribed crank angle after the top dead point by subtracting the compression pressure value determined by the means 3 from the internal pressure value of the cylinder calculated by the sensor 2. A means 6 for calculating the timing for ignition calculates the timing for ignition and a means 7 for controlling the timing for ignition operates an ignition device 8, thereby performing ignition.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は、内燃機関の燃焼状態に密接な関係をノ有する
気筒内の燃焼圧力を、気筒内圧力から分離−して検出す
る装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Application of the Invention) The present invention relates to a device for detecting combustion pressure in a cylinder, which is closely related to the combustion state of an internal combustion engine, separately from the pressure in the cylinder.

なお本装置は9点火時期、空燃比、排気還流等の制御に
利用することが出来る。
This device can be used to control ignition timing, air-fuel ratio, exhaust gas recirculation, etc.

(先行技術) 従来、気筒内における燃焼状態を知るためのパラメータ
として気筒内圧力を検出し、その結果に基づいて点火時
期等を制御する技術か開発されている(例えば特公昭4
9−29209号、特開昭52−15143号等)。 
1 上記の技術は9例えば点火プラクの座金の代り・に圧電
素子を設け、その出力によって気筒内圧力を検出するも
のである。
(Prior Art) Conventionally, technology has been developed to detect the cylinder pressure as a parameter to know the combustion state in the cylinder and control the ignition timing etc. based on the result (for example, the
No. 9-29209, JP-A-52-15143, etc.).
1 In the above technique, for example, a piezoelectric element is provided in place of the washer of the spark plaque, and the cylinder pressure is detected based on the output of the piezoelectric element.

しかし従来の技術においては、気筒内圧力そのものを検
出するたけてあり、気筒内圧力から燃焼1圧力のみを分
離して検出するものではないので。
However, in the conventional technology, the cylinder pressure itself is detected, and the combustion pressure alone is not detected separately from the cylinder pressure.

気筒内における燃焼状態を正確に知ることが出来なかっ
た。
It was not possible to accurately determine the combustion state within the cylinder.

すなわち気筒内圧力は、ピストンの上下によって気筒内
の混合気が圧縮されて生じる圧縮圧力(モータリング圧
力ともいう)と混合気の燃焼によって生じる燃焼圧力と
の合成されたものである。
That is, the cylinder pressure is a combination of the compression pressure (also referred to as motoring pressure) generated when the air-fuel mixture in the cylinder is compressed by the vertical movement of the piston and the combustion pressure generated due to combustion of the air-fuel mixture.

そして圧縮圧力は、運転条件(主として吸入室゛気量)
が一定であれば、燃焼状態に拘らず一定になり、気筒内
の燃焼状態に応じて変化するのは燃焼圧力だけである。
The compression pressure is determined by the operating conditions (mainly the suction chamber air volume)
If it is constant, it will be constant regardless of the combustion state, and only the combustion pressure will change depending on the combustion state in the cylinder.

したがって燃焼状態を正確に知るためには、気筒内圧力
から燃焼圧力のみを分離して検出する必要がある。
Therefore, in order to accurately know the combustion state, it is necessary to separate and detect only the combustion pressure from the cylinder pressure.

気筒内圧力から燃焼圧力のみを分離する方法と−しては
9次のごとき方法が考えられる。
As a method of separating only the combustion pressure from the cylinder pressure, the following 9-order method can be considered.

その方法を第1図に基づいて説明する。The method will be explained based on FIG.

第1図(A)は気筒内圧力波形であり、一点鎖線P1は
アイドリング時等の低負荷時における気筒内圧力波形、
実線P2は中負荷、高負荷時における気l筒内圧力波形
、破線poは圧縮圧力波形であり+ Pl又はP2とp
oとの差が燃焼圧力となる。
FIG. 1(A) is the cylinder pressure waveform, and the dashed line P1 is the cylinder pressure waveform at low load such as idling,
The solid line P2 is the cylinder pressure waveform at medium load and high load, and the broken line po is the compression pressure waveform, and + Pl or P2 and p
The difference between this and o becomes the combustion pressure.

第1図(A)のPlに示すごとく、アイドリング時等の
低負荷時においては、BTDC(、、L、死点前)にお
ける気筒内圧力はほぼ圧縮圧力だけであり、この波形は
運転条件(主として吸入空気量)に応じた値となる。
As shown by Pl in Fig. 1 (A), at low load such as when idling, the cylinder pressure at BTDC (,, L, before dead center) is almost only the compression pressure, and this waveform changes under the operating conditions ( The value mainly depends on the amount of intake air.

またATDC(上死点後)における波形は、燃焼圧力と
圧縮圧力との合成されたものであり、燃焼条件に応じて
変化する。
Further, the waveform at ATDC (after top dead center) is a combination of combustion pressure and compression pressure, and changes depending on combustion conditions.

一方、圧縮圧力は、TDC(上死点)に対して対象とな
るから、BTDCにおけるpoの値を所定クランク角毎
(例えば2″毎)に記憶しておき、それらの値から、P
oの波形のTDCに対する対象波形。
On the other hand, the compression pressure is symmetrical with respect to TDC (top dead center), so the value of po at BTDC is memorized at every predetermined crank angle (for example, every 2"), and from those values, P
Target waveform for TDC of the waveform of o.

をめれば、ATDCにおける圧縮圧力波形Po′を請求
めることが出来る。
, the compression pressure waveform Po' at ATDC can be obtained.

そしてPIからPo′を減算してやれば、ATDCにお
ける燃焼圧力を気筒内圧力から分離して検出することが
出来る。
By subtracting Po' from PI, the combustion pressure at ATDC can be detected separately from the cylinder pressure.

しかし中負荷、高負荷時、あるいは低負荷時であっても
点火時期がMBT (minimum 5park a
dvancefor best torque)付近に
ある場合は、P2の波形に示。
However, even during medium load, high load, or low load, the ignition timing is MBT (minimum 5park a
dvancefor best torque), it is shown in the P2 waveform.

すごと(、TDC以前から燃焼圧力が増大する。・通常
、気筒内で燃焼火炎面が十分成長し、圧力。
The combustion pressure increases even before TDC. Normally, the combustion flame front grows sufficiently in the cylinder, and the pressure increases.

が急激に上昇し始めるのは、BTDC60″′で点火し
た場合でBTDC20°付近、BTDC20°で点火し
た場合でBTDC2°付近である。
starts to rise rapidly at around 20° BTDC when ignited at 60'' BTDC, and around 2° BTDC when ignited at 20° BTDC.

したがってP2のような圧力波形の場合には。Therefore, in the case of a pressure waveform like P2.

BTDCにおいても圧縮圧力と燃焼圧力とが合成された
波形となり、圧縮圧力のみを分離してめることが出来な
くなってしまう。
Even in BTDC, the waveform is a combination of compression pressure and combustion pressure, making it impossible to separate only the compression pressure.

もし前記アイドリング時と同様に、P2の波形のBTD
Cにおける値を圧縮圧力としてその対象波形をめれば、
破線P2′のようになり、実際の圧縮圧力Pdとは大+
1Jに異なった波形となり、したかっ・てそれから算出
した燃焼圧力も大きな誤差を含んだものとなってしまう
If the BTD of the P2 waveform is
If we take the value at C as the compression pressure and find the target waveform, we get
The result is as shown by the broken line P2', and the actual compression pressure Pd is much higher than the actual compression pressure Pd.
The waveform will be different for 1 J, and the combustion pressure calculated from it will also contain a large error.

また上記の方法においては、BTDCにおけるPoの値
を所定クランク角毎に記憶する必要があるため、記憶装
置が多量になるという問題がある。!すなわち、上記の
方法を具体化する場合は1通常、マイクロコンピュータ
を用いて演算を行なう。
Further, in the above method, since it is necessary to store the value of Po at BTDC for each predetermined crank angle, there is a problem that the storage device becomes large. ! That is, when implementing the above method, a microcomputer is usually used to perform calculations.

ものと思われるが、気筒内圧力をAD変換した値を所定
範囲(例えばBTDC50°〜TDC)にわたって記憶
し読み出すためには、25〜50バイト分という多量の
RAMが必要となる。
Although it seems obvious, in order to store and read out the AD-converted value of the cylinder pressure over a predetermined range (for example, BTDC50° to TDC), a large amount of RAM of 25 to 50 bytes is required.

そのためコストが増加すると共に、消費電力の増大や素
子の発熱量の増加をもたらし、信頼性が低下する原因と
もなる。
This results in an increase in cost, an increase in power consumption, an increase in the amount of heat generated by the element, and a decrease in reliability.

また一般にマイクロコンピュータを用いた内燃械関の制
御装置においては5点火時期の他にも燃料噴射量、排気
還流量等を総合的に制御するようになっているが、前記
のごとき燃焼圧力の演算においては、クランク角の広い
範囲にわたって割込み処理が必要となるため、他の演算
か制限され、1場合によっては他の制御プログラムが実
行不能になるおそれもある。
Furthermore, in general, internal combustion engine control devices using microcomputers comprehensively control not only the five ignition timings but also the fuel injection amount, exhaust gas recirculation amount, etc. Since interrupt processing is required over a wide range of crank angles, other calculations are limited, and in some cases, other control programs may become unexecutable.

(発明の目的) 本発明は上記の問題を解決するためになされた、もので
あり、低負荷時から高負荷時までの全ての運転状態にお
いて、気筒内圧力から燃焼圧力のみを正確に分離して検
出することが出来、しかもRAMの容量や演算手順を簡
略化することの出来る燃焼圧力検出装置を提供すること
を目的とする。
(Objective of the Invention) The present invention was made to solve the above problem, and is capable of accurately separating only the combustion pressure from the cylinder pressure in all operating conditions from low load to high load. It is an object of the present invention to provide a combustion pressure detection device that can detect the combustion pressure and simplify the RAM capacity and calculation procedure.

(発明の概要) 上記の目的を達成するため本発明においては。(Summary of the invention) In order to achieve the above object, the present invention has the following features.

所定の条件における所定クランク角毎の圧縮圧力“を予
め記憶手段(例えばROM)に記憶させておき、上死点
前の燃焼圧力が急激に立上る位置より以前の位置(例え
ばBTDC30°)に設定した基準クランク角における
気筒内圧力の実際値と上記の記憶値とから所定クランク
角毎の圧縮圧力を算出し、その値を実際の気筒内圧力の
値から減算することにより、所定クランク角毎の燃焼圧
力を検Wするように構成している。
The compression pressure for each predetermined crank angle under predetermined conditions is stored in advance in a storage means (for example, ROM), and is set to a position (for example, 30° BTDC) that is earlier than the position where the combustion pressure suddenly rises before top dead center. By calculating the compression pressure at each predetermined crank angle from the actual value of the cylinder pressure at the reference crank angle and the above memorized value, and subtracting that value from the actual cylinder pressure value, the compression pressure at each predetermined crank angle is calculated. It is configured to check the combustion pressure.

第2図は本発明の全体の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the present invention.

第2図において、1は機関のクランク角を検出するクラ
ンク角センサ、2は気筒内圧力を検出する圧力センサで
ある。
In FIG. 2, 1 is a crank angle sensor that detects the crank angle of the engine, and 2 is a pressure sensor that detects the cylinder pressure.

また圧縮圧力算定手段3は、上死点前の燃焼圧力が急激
に立上る位置より以前の位置(例えばBTDC30°)
に設定した基準クランク角における気筒内圧力値と記憶
手段4に予め記憶させておいた値とからATDOにおけ
る所定クランク角毎(例えば2°毎)の圧縮圧力を計算
で算出する。
Further, the compression pressure calculation means 3 calculates the compression pressure at a position (for example, 30° BTDC) before the position where the combustion pressure suddenly rises before the top dead center.
The compression pressure at every predetermined crank angle (for example, every 2 degrees) in ATDO is calculated from the cylinder pressure value at the reference crank angle set in , and the value stored in advance in the storage means 4.

以下、上記の動作を詳細に説明する。The above operation will be explained in detail below.

第1図(B)に示すごとく、圧縮圧力の波形は。As shown in Figure 1 (B), the waveform of the compression pressure is.

運転条件(主として吸入空気量)に応じてPOl +P
o2.Po3の様に変化する。しかしその各クランク角
における比率は一定であるから、予め基準となるPOI
の波形を記憶手段に記憶しておき、所定の基準クランク
角たとえばBTDC30°におけるPot ’との比k
又は遍・をPOIの各クランク角毎の値にり、 L。
POl +P depending on operating conditions (mainly intake air amount)
o2. It changes like Po3. However, since the ratio at each crank angle is constant, the POI
The waveform of is stored in the storage means, and the ratio k to Pot' at a predetermined reference crank angle, for example, 30° BTDC.
Or, set the value for each crank angle of POI, L.

乗算してやれば、計算でPO2+ ”03の各クランク
角における値を算出することが出来る。
By multiplying, it is possible to calculate the value of PO2+"03 at each crank angle.

なお血の形でPOIの各クランク角の値を係数。In addition, the value of each crank angle of POI is a coefficient in the form of blood.

L】 として記憶しておき、その値にL2又はL3を乗算。L】 , and then multiply that value by L2 or L3.

しても上記と同様にP02+ poaの値を算出するこ
とが出来る。
However, the value of P02+poa can be calculated in the same way as above.

第1図(A)から判るように、BTDC30°より以。As can be seen from Fig. 1 (A), the temperature is below 30° BTDC.

前においては、低負荷から高負荷までのどの状態−にお
いても、気筒内圧力は圧縮圧力のみとみなしてさしつか
えない。このように燃焼圧力が立上る以前の位置におけ
る気筒内圧力を基準として圧縮圧力を算定すれば、全て
の運転条件において圧縮圧力を正確に算出することが出
来る。
In the above, it is safe to assume that the cylinder pressure is only the compression pressure in any state from low load to high load. If the compression pressure is calculated based on the in-cylinder pressure at the position before the combustion pressure rises in this way, the compression pressure can be calculated accurately under all operating conditions.

なお上記の基準となるPOIの値は、圧力センサ2によ
る非燃焼時(例えば点火装置を停止させた状態で測定)
の実測値でも良いし、計算でめた□値でも良い。
Note that the above reference POI value is measured by the pressure sensor 2 when there is no combustion (for example, when the ignition device is stopped)
It may be an actual measured value or a calculated □ value.

上記のようにしてめたPOIの値(又は均一の値ンL」 を記憶手段4に予め記憶させておく。The POI value (or uniform value L) obtained as above is stored in the storage means 4 in advance.

次に圧縮圧力算定手段3においては、圧力センサ2で検
出した所定の基準クランク角(上側では!3TDc30
°)における圧力値とLlとの比(又は圧力値そのもの
)を上記の記憶値の各クランク角毎の値に乗算すること
により、各クランク角毎の圧縮゛圧力を算出する。
Next, in the compression pressure calculation means 3, a predetermined reference crank angle (!3TDc30 on the upper side) detected by the pressure sensor 2 is used.
The compression pressure for each crank angle is calculated by multiplying the above-mentioned stored value for each crank angle by the ratio of the pressure value at Ll (or the pressure value itself).

上記のように構成すれば、 BTDc−TDCにおいて
、ただ1個のデータ(本例ではBTDC30°における
値)を測定、記憶すれば良いので、必要とされるRAM
の容量や割込み回数′が大11Jに減少する。
With the above configuration, only one piece of data (in this example, the value at BTDC 30°) needs to be measured and stored in BTDc-TDC, so the required RAM is reduced.
The capacity and number of interrupts' are reduced to 11J.

次に燃焼圧力算定手段5は、ATDCにおける所定クラ
ンク角毎に、圧力センサ2で算出した気筒内圧力値から
圧縮圧力算定手段3でめた圧縮圧力値を減算することに
より、ATDCにおける所定クランク角毎の燃焼圧力を
算出する。
Next, the combustion pressure calculation means 5 subtracts the compression pressure value calculated by the compression pressure calculation means 3 from the cylinder pressure value calculated by the pressure sensor 2 at each predetermined crank angle at ATDC. Calculate the combustion pressure for each.

なお点火時期演算においては1通常、’ATDCに゛お
ける燃焼圧力が問題となるので、上記のようにATDC
のみにおける燃焼圧力を演算するように記゛載している
が、必要があれば、上記基準クランク角以降であればB
TDCの範囲であっても燃焼圧力を算出てきることは勿
論である。
Note that when calculating the ignition timing, the combustion pressure at 'ATDC' usually becomes a problem.
Although it is written to calculate the combustion pressure at only B, if necessary, if it is after the above reference crank angle,
Of course, the combustion pressure can be calculated even within the TDC range.

」−記の手段1〜5によって燃焼圧力を分離して検出す
ることが出来るが、その結果を用いて例えば点火時期を
制御する場合には、第2図の破線で囲んだ部分(6〜8
)を設ければ良い。以下その部分を説明する。
It is possible to separate and detect the combustion pressure by means 1 to 5 listed in "-, but when using the results to control, for example, the ignition timing, the portions surrounded by broken lines (6 to 8) in FIG.
). That part will be explained below.

点火時期演算手段6は、クランク角センサIの出力と上
記燃焼圧力算定手段5の算定結果とに基づいて点火時期
を演算する。
The ignition timing calculation means 6 calculates the ignition timing based on the output of the crank angle sensor I and the calculation result of the combustion pressure calculation means 5.

上記の演算は次のようにして行なう。The above calculation is performed as follows.

まずクランク角センサ1の出力と燃焼圧力算定手段、5
でめた燃焼圧力とにより、燃焼圧力が最大になるクラン
ク角θmをめ7次に上記のθ□が予め定めた値となるよ
うに、すなわち点火時期をMBTとするように点火時期
を算定する。
First, the output of the crank angle sensor 1 and the combustion pressure calculation means, 5
Based on the determined combustion pressure, determine the crank angle θm at which the combustion pressure is maximum.7 Next, calculate the ignition timing so that the above θ□ becomes the predetermined value, that is, the ignition timing is set to MBT. .

具体的には、その時の運転状態(例えば回転速□度と負
荷)に応じた基本点火時期値(後記第11図の特性)を
算出し、また点火時期をMBTにするためのフィードバ
ック係数を算出し、その値を基本点火時期値に加算する
ことによって実際の点火時期値を算定する。
Specifically, the basic ignition timing value (characteristics shown in Figure 11 below) is calculated according to the operating condition at that time (for example, rotational speed □ degree and load), and the feedback coefficient for setting the ignition timing to MBT is calculated. Then, the actual ignition timing value is calculated by adding that value to the basic ignition timing value.

次に点火時期制御手段7は9.に、記の点火時期演算手
段6で算定した点火時期値に対応した時点て点火信号を
送出し、それによって点火装置8を動作させて点火を行
なう。
Next, the ignition timing control means 7 performs 9. Then, an ignition signal is sent out at a time corresponding to the ignition timing value calculated by the ignition timing calculation means 6 described above, thereby operating the ignition device 8 to ignite.

なお点火方式は、−回の点火時期毎に一回だけ1点火を
行なう方式、−回の点火時期毎に複数回の点火を行なう
方式、失火を検出して失火した場合だけ再点火を行なう
方式(例えば特願昭57−77536号)等のいずれで
もよい。
The ignition methods include a method that performs one ignition only once every - ignition timing, a method that performs multiple ignitions every - ignition timing, and a method that re-ignites only when a misfire is detected and a misfire occurs. (For example, Japanese Patent Application No. 57-77536).

また点火時期の算定は、第1回目の点火で着火したか否
かを判定し、第1回目で着火しなかったと判定したとき
は点火時期を遅らせるようにすることも出来る。
Further, in calculating the ignition timing, it is possible to determine whether or not ignition occurred in the first ignition, and to delay the ignition timing when it is determined that ignition did not occur in the first ignition.

(実施例) 第3図は本発明の一実施例図であり9本発明を点火時期
制御に応用した場合を示す。
(Embodiment) FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and shows a case where the present invention is applied to ignition timing control.

第3図において、クランク角センサ1は、クランク軸が
所定の単位角度(1°又は2°)回転する毎に単位角信
号S+ (例えば第6図St)を出力し、また所定の基
準角度(4気筒機関で180°、6気筒機1関で120
°)回転する毎に基準角信号82 (例えば第6図82
 )を出力する。
In FIG. 3, the crank angle sensor 1 outputs a unit angle signal S+ (for example, St in FIG. 6) every time the crankshaft rotates by a predetermined unit angle (1° or 2°), and also outputs a unit angle signal S+ (for example, St in FIG. 6) at a predetermined reference angle ( 180° for a 4-cylinder engine, 120° for a 6-cylinder engine
82 °) each time the reference angle signal 82 (for example, Fig. 6 82
) is output.

圧力センサ2は、気筒内圧力に対応した圧力信号S3を
出力するものであり9例えば第4図に示すごとく9点火
プラク21と燃焼室壁22との間に座金の形で圧設され
た圧電素子20を用いることが出来る。
The pressure sensor 2 outputs a pressure signal S3 corresponding to the cylinder pressure.For example, as shown in FIG. Element 20 can be used.

マイクロコンピュータ9は、MPUl0.RAMII。The microcomputer 9 has MPU10. RAMII.

ROM12及び入出力装置13等から構成されている・
Consists of ROM 12, input/output device 13, etc.
.

そして上記の各信号81〜S3を入力し、所定の演$C
)を行なって点火信号S4を出力する。
Then, each of the above signals 81 to S3 is inputted, and the predetermined performance $C is
) and outputs the ignition signal S4.

点火装置″8は、トランジスター5.配電器169点火
プラグ17A〜17F、バッフ9182点火コイル19
等から構成されている。
The ignition device "8 includes a transistor 5, a power distributor 169, spark plugs 17A to 17F, a buffer 9182, and an ignition coil 19.
It is composed of etc.

そして点火信号S4が与えられたとき(低レベル゛にな
る)にトランジスター5がオフになり、そのため点火コ
イル19の2次巻線に高電圧が発生する。
When the ignition signal S4 is applied (becomes low level), the transistor 5 is turned off, so that a high voltage is generated in the secondary winding of the ignition coil 19.

その高電圧が配電器16を介して点火順番に当っている
点火プラグ(17A〜17F中のいずれか1個)に印加
され、当該点火プラグのギャップで火花放I電を生じて
点火が行なわれる。
The high voltage is applied via the power distributor 16 to the ignition plug (any one of 17A to 17F) in the order of ignition, and a spark discharge occurs in the gap between the ignition plugs, causing ignition. .

次にマイクロコンピュータ9の動作について説明するが
、全体の動作説明の前に、まず入出力装置13内に設け
られているフリーランカウンタについて説明する。
Next, the operation of the microcomputer 9 will be explained. Before explaining the overall operation, first, the free run counter provided in the input/output device 13 will be explained.

第5図はフリーランカウンタの一例のブロック図である
FIG. 5 is a block diagram of an example of a free run counter.

第5図において、エツジ・ディテクタ50は入力される
パルス信号SIOの立上りを検出し、検出信号811を
出力する。
In FIG. 5, edge detector 50 detects the rising edge of input pulse signal SIO and outputs detection signal 811.

16ビツトのフリーランニング・カウンタ51は。A 16-bit free-running counter 51.

所定のクロックパルス(例えば16μsのクロック)を
カウントする毎に1ずつインクリメントされる゛。
It is incremented by 1 every time a predetermined clock pulse (for example, a 16 μs clock) is counted.

そしてオーバフローした場合は、オーバフロー・。And if it overflows, overflow.

ディテクタ52がタイマ・オーバフローの割込み信号S
12を出力し、同時に初期値(すなわち$0000フィ
ンプツト・キャプチャ・レジスタ53は、エツジ・ディ
テクタ50の検出信号811を入力した時点におけるフ
リーランニング・カウンタ51の値を保。
Detector 52 detects timer overflow interrupt signal S
12, and at the same time the initial value (that is, $0000), the fimp capture register 53 retains the value of the free running counter 51 at the time when the detection signal 811 of the edge detector 50 is input.

持する。hold

また上記の検出信号811は、MASKレジスタ54、
のICFビットに与えられ、 EICIIC上がパ1′
”の場合には、インプット・キャプチャ信号813とし
〆一−−−一 で、インターナル・バス55を介してMPU(第3図の
10)に通知され、インプット・キャプチャ割込みを発
生する。
Further, the above detection signal 811 is transmitted to the MASK register 54,
is given to the ICF bit of
”, the input capture signal 813 is notified to the MPU (10 in FIG. 3) via the internal bus 55, and an input capture interrupt is generated.

ここで、入力されるパルス信号SIOとして、第。Here, the input pulse signal SIO is the pulse signal SIO.

3図の単位角信号S】を用いる。The unit angle signal S shown in Fig. 3 is used.

単位角信号S1は9例えば第6図の81に示すと。The unit angle signal S1 is 9, for example, as shown at 81 in FIG.

とく9周期がクランク角で2°、デユーティが505%
n。
In particular, 9 cycles have a crank angle of 2° and a duty of 505%.
n.

1なわち1°分が高レベルで1°分が低レベルのパルス
信号であるから、クランク角2°毎に前記のインプット
・キャプチャ割込みが入り、このときのインプット・キ
ャプチャ・レジスタ53の値を読むことにより、単位角
信号S、が入力したときのフリーランニング・カウンタ
51の値をMPUl0が読み取ることが出来る。
1, that is, the pulse signal is high level for 1° and low level for 1°, so the input capture interrupt described above is generated every 2° of crank angle, and the value of the input capture register 53 at this time is By reading this, the MPU10 can read the value of the free running counter 51 when the unit angle signal S is input.

したがって前回のフリーランニング・カウンタ51の値
と今回の値との差をめることにより、単位角信号S1の
周期を検出することが出来る。
Therefore, by calculating the difference between the previous value of the free running counter 51 and the current value, the period of the unit angle signal S1 can be detected.

本発明においては、上記の単位角信号S1を用いて後記
の処理を行ない、燃焼圧力が最大値P11.となるクラ
ンク角θ□をめている。
In the present invention, the process described below is performed using the unit angle signal S1, and the combustion pressure reaches the maximum value P11. The crank angle θ□ is determined.

次に気筒内圧力と着火時期との関係について説明する。Next, the relationship between cylinder pressure and ignition timing will be explained.

第7図は、一般的な気筒内圧力の波形図である1、気筒
内圧力(厳密には燃焼圧力)が最大値Pmとなるクラン
ク角θmは9機関の最大トルクや燃費と密接な関係があ
り、θ□が機関の特性によって定まる所定値(ATDC
IO’〜20’程度の値)にな;った場合に最も効率の
良い運転を実現できる。このときの点火時期がMBTで
ある。
Figure 7 is a general cylinder pressure waveform diagram. 1. The crank angle θm at which the cylinder pressure (strictly speaking, combustion pressure) reaches the maximum value Pm is closely related to the engine's maximum torque and fuel efficiency. Yes, θ□ is a predetermined value determined by the characteristics of the engine (ATDC
The most efficient operation can be achieved when the value is approximately IO' to 20'. The ignition timing at this time is MBT.

またθ□と着火時期とには、第8図に示すようにほぼ比
例関係があり2着火時期を変えることによってθ□を変
えることが出来る。
Further, there is a nearly proportional relationship between θ□ and the ignition timing, as shown in FIG. 8, and θ□ can be changed by changing the ignition timing.

したがってθ□が常に所望の値となるように、゛点火時
期を制御して着火時期を変えてやれば、最適な運転を行
なうことが出来る。
Therefore, optimal operation can be achieved by controlling the ignition timing and changing the ignition timing so that θ□ is always at the desired value.

なお第8図の特性は、空燃比が理論空燃比(A/F″;
 14.8 )付近の場合を示しているが、 A/Fが
・12=20程度の広い範囲でほぼ同一の傾向にあるこ
とが知られている。
Note that the characteristics shown in FIG. 8 indicate that the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio (A/F'';
14.8), but it is known that the tendency is almost the same over a wide range of A/F of about 12=20.

また第8図の特性から、θ、nをめれば2着火時期を算
出することが出来る。
Furthermore, from the characteristics shown in FIG. 8, two ignition timings can be calculated by subtracting θ and n.

そしてそのときの第1回目の点火時期と上記の着火時期
とを比較することにより、第1回目の点火で着火したか
否かを判定することが出来る。
By comparing the first ignition timing at that time with the above-mentioned ignition timing, it can be determined whether or not the first ignition ignited.

次に、圧縮圧力及び燃焼圧力の検出について説明する。Next, detection of compression pressure and combustion pressure will be explained.

第3図の入出力装置13内にあるアンクルレジスタにデ
ータを書き込んでおけば、基準角信号S2が入力した後
に入力した単位角信号S1の個数がそのデータに一致し
たとき、すなわちクランク角が上記データで指定した値
になったとき、アングルレジスタが角度一致割込みを発
生する。
By writing data in the ankle register in the input/output device 13 shown in Fig. 3, when the number of unit angle signals S1 input after the reference angle signal S2 is input matches that data, that is, the crank angle When the value specified by the data is reached, the angle register generates an angle match interrupt.

したがって基準角信号S2の周期(6気筒機関で120
°、4気筒機関で180°)内で複数回の角度一致割込
みを発生させるためには、角度一致割込み毎に2次回の
割込角度に相当する値をアングルレジスタに書き込んで
やれば良い。
Therefore, the period of the reference angle signal S2 (120
In order to generate angle matching interrupts multiple times within a range of 180° for a four-cylinder engine, a value corresponding to the second interrupt angle may be written into the angle register for each angle matching interrupt.

なおアングルレジスタの値を読めば、基準角信号S2が
入力した後に入力した単位角信号S、の数すなわちその
ときのクランク角を知ることが出来る。
Note that by reading the value of the angle register, it is possible to know the number of unit angle signals S input after the reference angle signal S2 was input, that is, the crank angle at that time.

基準角信号S2は9例えば第6図82に示すとと1(、
BTDC70°で発生する。
The reference angle signal S2 is 9, for example, as shown in FIG.
Occurs at 70° BTDC.

そしてアングルレジスタの値にまず20(40°に相当
)を書込み、 BTDC30°C70−40=30>で
第1回目の角度一致割込みを発生させ、この割込みで実
行されるプログラムで、アングルレジスタに341(6
8°に相当)を書込み、BTDC2°で第2回目の角度
一致割込みを発生させ、その時点でアングルレジスタの
値を20に復帰させる。このようにすることにより、−
回の点火サイクル内で2回の角度一致割込みを発生させ
る。
Then, first write 20 (corresponding to 40°) to the angle register value, generate the first angle match interrupt at BTDC30°C70-40=30>, and write 341 to the angle register with the program executed by this interrupt. (6
8 degrees) is written, a second angle match interrupt is generated at BTDC 2 degrees, and the value of the angle register is returned to 20 at that point. By doing this, −
Two angle match interrupts occur within one ignition cycle.

第9図は上記の角度一致割込みで実行されるプログラム
のフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart of a program executed by the above-mentioned angle coincidence interrupt.

第9図において、まずPlで、角度一致割込みがあった
時のアンクルレジスタの値をレジスタAに読込む。
In FIG. 9, first, at Pl, the value of the ankle register at the time of the angle coincidence interrupt is read into register A.

次にP2で、Aの値が34以上か否か、すなわちBTD
C3Q°のときの割込みかBTDC2°のときの割。
Next, in P2, whether the value of A is 34 or more, that is, BTD
Interrupt at C3Q° or interrupt at BTDC2°.

込みかを判定する。Determine if it is included.

P2でNoの場合、ずなわちBTDC30°の割込みの
場合はP3へ行き、気筒内圧力(圧力センサ2の書出力
)のAD変換を起動する。
If No in P2, that is, in the case of an interrupt of BTDC 30°, the process goes to P3 and starts AD conversion of the cylinder pressure (written output of the pressure sensor 2).

次にP4で、アングルレジスタの値に34を書込むこれ
は前記のごと<、、BTDC2°で再び角度一致割込み
を発生させるためである。
Next, in P4, 34 is written to the value of the angle register.This is to generate the angle match interrupt again at <, BTDC2°, as described above.

次にP5で、AD変換が終了したか否かを判定し211
終了したらそのAD値(アナログ値をディジタル値に変
換した値)をPCYL30にストアする。
Next, in P5, it is determined whether the AD conversion is completed or not.
When the process is completed, the AD value (the value obtained by converting the analog value into a digital value) is stored in the PCYL30.

この値すなわちBTDC30°における値が圧縮圧力演
算の基準となるものであり、前記第1図(B)のL2又
はL3に相当する。
This value, that is, the value at 30° BTDC is the reference for compression pressure calculation, and corresponds to L2 or L3 in FIG. 1(B).

なおPCYL30は、第3図のRAM月の所定番地に割
付けられており、AD変換された気筒内圧力値を記憶す
るメモリエリアである。
Note that PCYL30 is a memory area that is allocated to a predetermined location in the RAM shown in FIG. 3 and stores the AD-converted cylinder pressure value.

またP5におけるAD変換の終了は、具体的には・AD
CレジスタのAD BUSYフラグをチェックし1それ
がOになるまでループを繰返すことで判定することが出
来る。
Also, the end of AD conversion at P5 is specifically: AD
This can be determined by checking the AD BUSY flag in the C register and repeating the loop until it becomes 0.

一方、 P2でYESの場合、すなわちBTDC2°の
割込みの場合は、 P7へ行き、アングルレジスタに2
0を書込む。これによって次回に再びB T D C3
0゜で角度一致割込みが発生することになる。
On the other hand, if P2 is YES, that is, if it is a BTDC2° interrupt, go to P7 and write 2 to the angle register.
Write 0. This will cause B T D C3 again next time.
An angle coincidence interrupt will occur at 0°.

次にP8で、EXTIRQZすなわち前記フリーラン・
カウンタ・タイマ計測割込み(以下インプット・キャプ
チャ割込みと記す)のマスクを解除する。
Next, at P8, EXTIRQZ, that is, the free run
Unmasks the counter/timer measurement interrupt (hereinafter referred to as input/capture interrupt).

具体的には、前記第5図のMASKレジスタ54のEX
TIRQZ ヒラI・(EICI ヒツト) ヲ”O”
 ニt ル。
Specifically, EX of the MASK register 54 in FIG.
TIRQZ Hira I・(EICI hit) wo”O”
Nittle.

次にP9で、以下にべる圧力信号処理のためAGLCN
T (メモリの$CA番地)をクリアする。
Next, in P9, AGLCN is used for pressure signal processing as described below.
Clear T (memory $CA address).

前記のとと(、この角度一致割込みは、 BTDC2°
で発生するから、P8でインプット・キャプチャ割込み
を解除(ENABLE)することにより2次の単位角信
号S1が入力したときにインプット・キャプチャ割込み
か発生し、以後、単位角信号S1が入力する毎、すなわ
ちクランク角2°毎にインプット・キャプチャ割込みが
発生する。したがってインプット・キャプチャ割込みは
、アングルレジスタの値が35になったn+i、すなわ
ちTDCで最初に発生し、以後クランク角2°毎に発生
する。
With the above (, this angle match interrupt is BTDC2°
Therefore, by canceling (ENABLE) the input capture interrupt at P8, an input capture interrupt will occur when the secondary unit angle signal S1 is input, and from then on, every time the unit angle signal S1 is input, That is, an input capture interrupt occurs every 2 degrees of crank angle. Therefore, the input capture interrupt first occurs at n+i, when the value of the angle register becomes 35, that is, TDC, and thereafter occurs every 2 degrees of crank angle.

このインプット・キャプチャ割込みでは、第10図に示
す圧縮圧力と燃焼圧力の算出、θ111及びフ ′イー
ドバック係数算定プログラムが行なわれる。
In this input capture interrupt, the compression pressure and combustion pressure calculation, θ111 and feedback coefficient calculation program shown in FIG. 10 are executed.

以下第1O図に基づいて説明するが、まず第10図のデ
ータ名を説明する。
The following explanation will be given based on FIG. 1O, but first the data names in FIG. 10 will be explained.

AGLCNTは、RAMの$CA番地に割り付けられた
カウントとして用いられるメモリであり、前記のBTD
C2°の角度一致割込みでクリアされ、インプット・キ
ャプチャ割込みの毎にインクリメントされる。
AGLCNT is a memory used as a count allocated to the $CA address of RAM, and is
It is cleared by the C2° angle match interrupt, and is incremented by each input capture interrupt.

PIMAXは、RAMの$CB番地に割り付けられ゛て
おり、燃焼圧力の最大値を記憶する。
PIMAX is assigned to address $CB in RAM and stores the maximum value of combustion pressure.

THPMXは、RAMの$CC番地に割り付けられてお
り、上記のPIMAXのときのAGLCNTの値すなわ
ちTDCから起算した2°単位の角度を記憶する。
THPMX is allocated to the $CC address of the RAM, and stores the value of AGLCNT at the time of PIMAX, that is, the angle in units of 2 degrees calculated from TDC.

THPMX+1〜THPMX+6は、6回の連続したT
HPMXの値すなわち全気筒(この場合は6気筒)。
THPMX+1 to THPMX+6 are 6 consecutive T
HPMX value, that is, all cylinders (6 cylinders in this case).

のTHPMxを全て記憶シテオリ、 RAM (7) 
$CD。
THPMx is stored in RAM (7)
$CD.

$CE、 $CF、帛FQ、 $F1. $F2番地に
割り付けられている。
$CE, $CF, FQ, $F1. It is allocated to address $F2.

ADVFBKは、RAMの$F3F3番地り付けられて
おり2点火進角を±1.0.−]のいずれかだけ変化さ
せ、MBTiどなるようにフィードバック制御するため
のデータエリアである。
ADVFBK is assigned address $F3F3 in RAM and changes the ignition advance angle by ±1.0. -] This is a data area for feedback control to change only one of MBTi.

MはRAMの$F4F4番地り付けられた計算の一中間
結果を保存するための6バイトのメモリエリ“アである
M is a 6-byte memory area designated at address $F4F4 in RAM for storing intermediate results of calculations.

C0EFPは、ROMの所定番地に割付けられたデ ・
−タテ−プルであり、非燃焼時の気筒内圧力すなわち圧
縮圧力の各クランク角(2°間隔)における値を記憶し
ている。
C0EFP is the data assigned to a specified location in ROM.
- vertical table, and stores the values of the cylinder pressure during non-combustion, that is, the compression pressure, at each crank angle (2° interval).

第12図及び第13図は上記のデータテーブルの内容す
なわちATDCにおける圧縮圧力の一例図であり、第1
2図は数値表、第13図はグラフを示す。
Figures 12 and 13 are examples of the contents of the above data table, that is, the compression pressure at ATDC.
Figure 2 shows a numerical table, and Figure 13 shows a graph.

第12図において、 PKptは非燃焼時における気1
筒内圧力piとTDCにおける気筒内圧力Ptとの比を
示したものであり、第13図はこの数値をグラフ表示し
たものである。
In Figure 12, PKpt is the air 1 during non-combustion.
This shows the ratio between the cylinder pressure pi and the cylinder pressure Pt at TDC, and FIG. 13 is a graphical representation of this value.

またr X 32768 Jは、上記のPL//Plに
32768を乗算して係数化したものであり、HEXは
上記の係数を16進数字で表示したものである。
Further, r x 32768 J is a coefficient obtained by multiplying the above PL//Pl by 32768, and HEX is the coefficient expressed in hexadecimal digits.

実際の圧縮圧力係数テーブルとしては、上記のHEXが
C0EFPから始まるROMの番地に保存されることに
なる。
As an actual compression pressure coefficient table, the above HEX will be stored at the ROM address starting from C0EFP.

なお第12図、第13図の数値は、成る機関における値
を下記+11式によって計算でめたものである。
The numerical values shown in Figs. 12 and 13 are obtained by calculating the values for the respective engines using the following formula +11.

ただし、(1)式において、VO9φ、 r、 tは各
々下記のとおりとする。
However, in equation (1), VO9φ, r, and t are each as follows.

vo= 43 cm3 (燃焼室容積すなわちピストン
が上死点にあるときの」二部空間) φ−8,305Cm (気筒内径、ホア)r=4.18
3 cm (クランクシャフトの回転半径。
vo = 43 cm3 (combustion chamber volume, i.e. two-part space when the piston is at top dead center) φ-8,305Cm (cylinder inner diameter, hoa) r = 4.18
3 cm (Crankshaft rotation radius.

2rがストロークとなる) 1−= 13.3 cm (コネクティングロッド長)
次に第10図について説明する。
2r is the stroke) 1-= 13.3 cm (Connecting rod length)
Next, FIG. 10 will be explained.

まず第10図(A)においてl ’PIOでAGLCN
Tが0か否かを判別する。
First, in Figure 10 (A), AGLCN is
Determine whether T is 0 or not.

AGLCNT=Oのときは、クランク角がTDCに達し
、最初にインプット・キャプチャ割込みが入った場合を
示す。この場合は直ちにP22へ行く。
When AGLCNT=O, this indicates the case where the crank angle reaches TDC and an input capture interrupt is entered for the first time. In this case, go to P22 immediately.

AGLCN’r笑0のときは、すでに前回のインプツ;
ト・キャプチャ割込みによって圧力信号S3のAD変換
が起動(後記P24)されているので、Pllへ行き、
すでに変換が終了しているAD値をレジスタAに読み込
み、その値をM+5にストアする。
When AGLCN'r lol 0, it's already the previous imputs;
AD conversion of the pressure signal S3 has been started by the capture interrupt (see P24 below), so go to Pll,
The AD value that has already been converted is read into register A, and the value is stored in M+5.

次にPI2で、C0EFPの番地をインデックスレジス
タXに読出し2次にPI3でX=X+AGLCNT−1
を計算する。このXの値が今回の割込みで参照すべき圧
縮圧力データテーブルのアドレスを示すことになる。
Next, PI2 reads the address of C0EFP into index register X, and then PI3 reads X=X+AGLCNT-1.
Calculate. The value of this X indicates the address of the compression pressure data table to be referred to in this interrupt.

次にPI4〜PI8で、圧縮圧力の演算を行なう。Next, the compression pressure is calculated in PI4 to PI8.

圧縮圧力は下記(2)式の計算を行なうことによってめ
られる。
The compression pressure can be determined by calculating the following equation (2).

、=に、xI°30・・・・・・(2)30 (2)式において、 Pxは今回の割込みのクランク角
Xにおける圧縮圧力の値、KXは上記クランク角Xにお
けるデータテーブルの値、に30はATDC30゜(対
象だからBTDC30°と同じ値)におけるデータテー
ブルの値であり、第12図の例では4 ABF’=気筒
内圧力の値(P、CYL30にストアしである値)であ
る。
, =, xI°30 (2) 30 In the formula (2), Px is the value of the compression pressure at the crank angle X of the current interruption, KX is the value of the data table at the above crank angle X, 30 is the value of the data table at ATDC 30° (the same value as BTDC 30° since it is a target), and in the example of Fig. 12, 4 ABF' = the value of cylinder pressure (P, the value stored in CYL30). .

上記の演算は具体的には下記のようにして行なう。Specifically, the above calculation is performed as follows.

まずレジスタA、 BにX番地の値(K、)をロードし
1次にPCYL3Qの値(Pao )をMにアトアし。
First, load the value of address X (K,) into registers A and B, and first, assign the value of PCYL3Q (Pao) to M.

M+1をクリアしたのち、サブルーチンMUDLTを呼
ぶ(DMULTは、16ビツトの乗算を行なうサブルー
チンであり、積の値が32ピツトのデータとしてRAM
に置かれる)。
After clearing M+1, call subroutine MUDLT (DMULT is a subroutine that performs 16-bit multiplication, and the product value is stored in RAM as 32-bit data.
).

その結果はM−M+3の4バイトに置かれるので、。The result is placed in 4 bytes of M-M+3, so.

次に#C0EFP30の値(K3o )をレジスタA、
BにロードしてサブルーチンDIV42を呼ぶ(DIV
42は。
Next, set the value of #C0EFP30 (K3o) to register A,
B and calls subroutine DIV42 (DIV
42 is.

32ビツトの被除数を16ビツトの除数で除算するルー
チンであり、16ビツトの商がレジスタAとBに1戻さ
れ、16ビツトの余りがRAMに置かれる)。
This is a routine that divides a 32-bit dividend by a 16-bit divisor; the 16-bit quotient is returned as 1 in registers A and B, and the 16-bit remainder is placed in RAM).

その結果はレジスタA、 Hに置かれ、その値が当。The results are placed in registers A and H, and the values are correct.

該クランク角Xにおける圧縮圧力PXとなる。This is the compression pressure PX at the crank angle X.

なお(2)式において、データテーブルに記憶するx 値を石の形で記憶しておけば、その値にPaoの値を乗
算するだけでP、をめることが出来る。
In equation (2), if the x value stored in the data table is stored in the form of a stone, P can be calculated by simply multiplying the value by the value of Pao.

したがって除算の必要がな(なるので、除算命令を持た
ない一般のマイクロコンピュータでは。
Therefore, there is no need for division (in general microcomputers that do not have a division instruction).

実行速度やメモリ容量の点で有利である。It is advantageous in terms of execution speed and memory capacity.

次にPI9で、前にPHでM+5にストアしておいた今
回の気筒内圧力を読み出し、その値から上記の圧縮圧力
を減算することにより、燃焼圧力を算出し、それをレジ
スタBに置く。
Next, at PI9, read the current cylinder pressure previously stored in M+5 using PH, and subtract the above compression pressure from that value to calculate the combustion pressure, and place it in register B.

以上が圧縮圧力及び燃焼圧力の演算過程である°。The above is the calculation process for compression pressure and combustion pressure.

次に燃焼圧力か最大になるクランク角の検出。Next, detect the crank angle at which the combustion pressure reaches its maximum.

及び点火時期の演算について説明する。and calculation of ignition timing will be explained.

まずP2Oで、BとPIMAXとの大小を比較する6P
20てBがPIMAXより小の場合は、直ちにP22へ
行く。
First, in P2O, compare the size of B and PIMAX 6P
If 20 and B are smaller than PIMAX, immediately go to P22.

P2OでBがPIMAX以上のとき、すなわち新しいB
の値が過去の最大値以上のときは+ ”21でBを新し
いPIMAXとしてストアし、そのときのAGLCNT
の値(クランク角の値)をTHPMXにストアする。
When B is greater than or equal to PIMAX in P2O, that is, the new B
If the value of is greater than or equal to the past maximum value, store B as a new PIMAX at ``21'' and save the AGLCNT at that time.
(crank angle value) is stored in THPMX.

上記の処理を繰返すことにより、PIMAXには。By repeating the above process, PIMAX.

常にATDCにおける燃焼圧力のAD値の最大値。Always the maximum AD value of combustion pressure at ATDC.

すなわち気筒内圧力から圧縮圧力を減算した値の最大値
が記憶され、またTHPMXには、そのときのクランク
角が保存されていることになる。
That is, the maximum value obtained by subtracting the compression pressure from the cylinder pressure is stored, and the crank angle at that time is stored in THPMX.

次にP22で、AGLCNTを1だけインクリメントし
たのち、第10図(B)のP23へ行く。
Next, in P22, AGLCNT is incremented by 1, and then the process goes to P23 in FIG. 10(B).

P23では、AGLCNTが25か否かを判定する。In P23, it is determined whether AGLCNT is 25 or not.

P23てNoの場合はP24へ行き、圧力信号S3のA
D変換を起動したのち、直ちに「おわり」に行“(。
If P23 is No, go to P24 and press A of pressure signal S3.
Immediately after starting the D conversion, go to the “End” line “(.

次にP23でYESの場合を説明する。Next, the case of YES in P23 will be explained.

AGLCNTが25というのは、クランク角でATDC
50°に相当するが、この時点では気筒内における混合
気の燃焼はほぼ終了している。すなわち、この時点まで
には、燃焼圧力は最大値に達し1ていることになる。
AGLCNT of 25 means ATDC at crank angle.
This corresponds to 50°, but at this point the combustion of the air-fuel mixture in the cylinder has almost finished. That is, by this point, the combustion pressure has reached the maximum value of 1.

したがって、この時点におけるPIMAXの値とTHP
MXの値とが、一つの燃焼サイクルにおける・燃焼圧力
の最大値Pmとその時のクランク角θmとを示している
ことになる。
Therefore, the value of PIMAX and THP at this point
The value of MX indicates the maximum value Pm of combustion pressure in one combustion cycle and the crank angle θm at that time.

P23がYESすなわちAGLCNT=25の場合は。If P23 is YES, that is, AGLCNT=25.

P25へ行(。Go to P25 (.

P25 テハEX71’IRQZをマスクしたのちP2
6へ行(。
P25 P2 after masking Teha EX71'IRQZ
Go to 6 (.

P26 では、THPMX+1〜THPMX+6を1バ
イトずつシフトしたのち、THPMx+1〜THPMX
+6゜にストアする。
In P26, after shifting THPMX+1 to THPMX+6 byte by byte, THPMx+1 to THPMX
Store at +6°.

このようにすることにより、 i’ HP M X +
 l〜T HP M X+6には、常に最新の6個のθ
mの値が保′持されていることになる。
By doing this, i' HP M X +
l~T HP M X+6 always has the latest 6 θ
This means that the value of m is held.

すなわち6気筒機関の全気筒のθmがTHPMX+1〜
THPMX+6に記憶されていることになる。
In other words, θm of all cylinders of a 6-cylinder engine is THPMX+1 ~
It will be stored in THPMX+6.

次にP27〜P31で、今回の点火フィードバック係数
ADVFBKを算出する。
Next, in P27 to P31, the current ignition feedback coefficient ADVFBK is calculated.

第゛8図の特性に示すごとく1本例の機関の場合。In the case of this example engine, as shown in the characteristics of Figure 8.

には9着火時期がBTDC20°のときはθ□は約AT
D018°、BTDC30°のときは約ATDC12°
である。したがってTHPMXの値としては、それぞれ
9と6に相当する。
9 When the ignition timing is BTDC 20°, θ□ is approximately AT
When D018°, BTDC30°, approximately ATDC12°
It is. Therefore, the values of THPMX correspond to 9 and 6, respectively.

前記のごと<、THPMX+1〜THPMX+6は。As above, THPMX+1 to THPMX+6.

全気筒分のθI11の値を時間的順列通りに記憶してい
るから9次に点火する気筒の01nはTHPMX+6に
記憶されている。
Since the values of θI11 for all cylinders are stored in temporal order, 01n of the ninth cylinder to be fired is stored in THPMX+6.

したがって、まずP27で、THPMX+6の値を読み
込み、この値をAとする。
Therefore, first, in P27, the value of THPMX+6 is read and this value is set as A.

次にP28で、Aと6との大小を判別する。Next, in P28, the magnitude of A and 6 is determined.

一般にθ+nと最大トルク(最良燃費)とは密接な相関
があり1機関によって異なるが、一般にθ1nがATD
CIO°〜20°の範囲内の特定の値を示すとき゛に最
大トルク(したがって最良燃費)を発生するIことが知
られている。
In general, there is a close correlation between θ+n and maximum torque (best fuel efficiency), and it varies depending on the engine, but generally θ1n is ATD
It is known that I will produce maximum torque (and therefore best fuel economy) at certain values within the range of CIO° to 20°.

本例の場合には、上記の最大トルクとなるθmを例えば
ATDC12°と仮定する。
In the case of this example, it is assumed that θm, which is the maximum torque, is, for example, 12° ATDC.

ATDC12°は、THPMxで6に相当スルカラ。ATDC 12° is equivalent to 6 in THPMx.

本例の場合は、THPMXを常に6にするように点1火
時期を制御すれば良い。
In this example, the ignition timing may be controlled so that THPMX is always set to 6.

したがってP28で、A−6の場合は前回の点火時期が
適正であったことを示すから、P29へ行って、・°フ
ィードバック係数ADVFBKを0にする。
Therefore, in P28, if A-6, it indicates that the previous ignition timing was appropriate, so go to P29 and set the feedback coefficient ADVFBK to 0.

P2BでA<6の場合は2点火時期が適正値より進みす
ぎていることを示すから、P2Oへ行き、フィードバッ
ク係数ADVFBKを−1とし9点火時期を遅らせるよ
うに制御する。
If A<6 at P2B, this indicates that the 2nd ignition timing is too advanced than the appropriate value, so the process goes to P2O, where the feedback coefficient ADVFBK is set to -1, and the 9th ignition timing is controlled to be delayed.

P28でA>6の場合は9点火時期が適正値より遅れて
いることを示すから、P31へ行き、フィードバック係
数ADVFBKを+1とし1点火時期を進めるように制
御する。
If A>6 in P28, this indicates that nine ignition timings are delayed from the appropriate value, so the process goes to P31 and controls to advance the ignition timing by one by setting the feedback coefficient ADVFBK to +1.

次にP32で、6気筒分の6個のADVFBKの値を1
バイトずつシフトしたのち、ADVFBK+1〜゛AD
VFBK+6にストアする。
Next, in P32, set the value of 6 ADVFBK for 6 cylinders to 1.
After shifting byte by byte, ADVFBK+1~゛AD
Store in VFBK+6.

こうすることにより、ADVFBK+1〜ADVFBK
+6には、6個のフィードバック係数の値が、各気筒の
点火順序(例えば、第1.第5゜第3.第6.第2.第
4番気筒)に従って順次循・環しながら保持されること
になる。
By doing this, ADVFBK+1 to ADVFBK
In +6, the values of six feedback coefficients are held while being circulated in order according to the firing order of each cylinder (for example, 1st, 5th, 3rd, 6th, 2nd, 4th cylinder). That will happen.

そのためADVI?BK+6に保持されている値が。Therefore, ADVI? The value held in BK+6.

常に次回に点火される気筒のフィードバック係数を示す
ことになる。
It always indicates the feedback coefficient of the cylinder that will be fired next.

したがってADVFBK+6の値をフィードバック係数
ADVFBKとして読み出す。
Therefore, the value of ADVFBK+6 is read out as the feedback coefficient ADVFBK.

次にP33〜P35で2点火時期を演算する。Next, two ignition timings are calculated in P33 to P35.

まずP33で機関の回転速度Nと負荷量りから基本点火
時期値1.を算出する。
First, in P33, the basic ignition timing value 1. Calculate.

この手順は、従来の点火時期制御と同様であり。This procedure is similar to conventional ignition timing control.

例えば第11図に示すごとき回転速度と負荷量とに対応
した点火時期値(゛進角値)を、予めデータテーブルと
してメモリに記憶させておき、そのときの回転速度と負
荷量とに対応した値を読み出す方式が用いられる。
For example, the ignition timing values (advance values) corresponding to the rotational speed and load amount as shown in Fig. 11 are stored in memory as a data table in advance, and the A method of reading the value is used.

なお負荷量としては、吸入空気量、吸入負圧又は燃料噴
射パルス[[JTp(吸入空気量と回転速度から算出)
等を用いることが出来る。
Note that the load amount is intake air amount, intake negative pressure, or fuel injection pulse [[JTp (calculated from intake air amount and rotation speed)
etc. can be used.

また基本点火時期値IOの算定方式は、」1記の他に2
回転速度のみ又は吸入負圧のみからめる方式もある。ま
たスロットル弁全閉時(アイドル時)とそれ以外のとき
とで異なった特性で制御する方式もある。
In addition to ``1,'' the calculation method for the basic ignition timing value IO is 2.
There are also methods that involve only rotational speed or suction negative pressure. There is also a method in which control is performed using different characteristics when the throttle valve is fully closed (idling) and at other times.

次にP34で、上記の基本点火時期値1.に前記のフィ
ードバック係数ADV F B Kを加算し、実際の点
火時期値1.を算出する。
Next, in P34, the above basic ignition timing value 1. The above-mentioned feedback coefficient ADV FB K is added to the actual ignition timing value 1. Calculate.

次にP35で上記の点火時期値IILを出力し、その値
に応じて点火時期制御を行なう。
Next, in P35, the above-mentioned ignition timing value IIL is output, and ignition timing control is performed according to that value.

点火時期制御の方式は従来と同様である。The ignition timing control method is the same as before.

例えば基準角信号S2がBTDC70’て発生する壊合
は、 7O−IRの値をレジスタに記憶させておき。
For example, when the reference angle signal S2 is BTDC70', the value of 7O-IR is stored in a register.

基準角信号S2が入力した以後に入力する単位角信号S
1の積算値が」1記の値(2°信号の場合はl)に一致
したとき点火信号S4を出力するように構成すれば良い
Unit angle signal S input after reference angle signal S2 is input
The configuration may be such that the ignition signal S4 is output when the integrated value of 1 matches the value of 1 (l in the case of a 2° signal).

なお上記の説明では、単に点火時期をMBTにするよう
にフィードバック制御する場合を例示したが、1回の点
火時期毎に複数回の点火を行なう方式の場合に、第1回
目の点火で着火したか否かを判定し、それによってフィ
ー1マバツク係数を変化させる方式もある。
In addition, in the above explanation, the case where feedback control is simply performed to set the ignition timing to MBT was illustrated, but in the case of a method in which ignition is performed multiple times at each ignition timing, ignition occurs at the first ignition. There is also a method in which it is determined whether or not it is, and the fee back coefficient is changed accordingly.

上記の方式は9例えば第10図(C)に示すごとく第1
0図(B)のP27の次にP’36とP37とを挿入す
ることによって行なわれる。
The above method can be applied to the first
This is done by inserting P'36 and P37 next to P27 in Figure 0 (B).

すなわち、最初の点火時期を例えばBTDC25゜に設
゛定した場合は、第8図の特性から判るように第1回目
の点火で着火したとすれば、θ□1はATDC14°に
なるはずである。
In other words, if the first ignition timing is set to, for example, 25° BTDC, and if ignition occurs on the first ignition, as seen from the characteristics in Figure 8, θ□1 should be 14° ATDC. .

ATDC14°は、THPMXで7に相当する。ATDC 14° corresponds to 7 in THPMX.

したがってP36でAが8以上の場合は、第1回目の点
火で着火したものではないと判断することが出来る。
Therefore, if A is 8 or more in P36, it can be determined that the ignition did not occur during the first ignition.

なおP36で比較の基準とする値(」〕例では8)は9
点火時期値に応じて変化する。すなわち第1回目の点火
で着火したものとして第8図の特性か゛らθ、をめ、b
刊を基準値とずれは良い。
In addition, the value used as a comparison standard in P36 (8 in the example) is 9.
Varies depending on ignition timing value. That is, assuming that the ignition occurred in the first ignition, from the characteristics shown in Fig. 8, θ, and b
The deviation from the standard value is good.

この例の場合、P36でAが8以」−の場合は、第1回
目の点火で着火したものではなく、このような場合は点
火時期を全体に遅らせる必要があるため、P37”−\
行ってフィードバック係数ADVFBKを−1とする。
In this example, if A is 8 or more in P36, the ignition did not ignite on the first ignition.In such a case, it is necessary to delay the ignition timing overall, so P37''-
Then, the feedback coefficient ADVFBK is set to -1.

P36でAが8未満の場合には、第1回目の点火で正常
に着火した場合であり、その場合にはP28へ行ってA
と6との大小を判別する。
If A is less than 8 on P36, it means that the ignition was successful on the first ignition, in which case go to P28 and check A.
Distinguish the size of and 6.

以下の処理は前記第10図(B)と同じである。The following processing is the same as that in FIG. 10(B).

上記のように第1回目の点火で着火したか否かを判定す
ることにより9点火時期を精密に制御することが出来る
As described above, it is possible to precisely control the 9 ignition timing by determining whether or not ignition occurred during the first ignition.

なお上記の実施例においては2本発明を点火時期制御に
応用した場合を例示したが、排気還流制御、空燃比制御
等にも応用することが出来る。 ′また前記第9図、第
10図の実施例では、気筒内圧力のサンプリングを回転
(クランク角)に同期tで行なう場合を例示したが、一
定周期毎(時間同期)に行なっても良い。
In the above embodiments, the present invention is applied to ignition timing control, but it can also be applied to exhaust gas recirculation control, air-fuel ratio control, etc. 'Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 9 and 10, the sampling of the cylinder pressure is performed in synchronization with rotation (crank angle) t, but sampling may be performed at regular intervals (time synchronization).

なお一定周期の場合は1機関回転速度との関係1゛から
周期を50μs程度以下にすること、及び別途検出した
回転速度から燃焼圧力が最大となるクランク角を換算す
ることが必要である。
Note that in the case of a constant cycle, it is necessary to set the cycle to approximately 50 μs or less based on the relationship 1' with the engine rotation speed, and to convert the crank angle at which the combustion pressure is maximum from the rotation speed detected separately.

(発明の効果) 以上説明したごとく本発明においては、所定条I件にお
ける圧縮圧力の値を予めROMに記憶させておき、その
値と、上死点前の燃焼圧力が立上る位置以前の位置に設
定した基準クランク角における気筒内圧力の実測値とか
ら各クランク角毎の圧縮圧力を計算によってめ、その値
を気筒内圧力から減算することにより、燃焼圧力を算出
するように構成しているので、アイドリング時等の低負
荷時から高負荷時までの全ての運転状態において°。
(Effects of the Invention) As explained above, in the present invention, the value of the compression pressure under the predetermined condition I is stored in the ROM in advance, and the value and the position before the position where the combustion pressure rises before the top dead center are stored in the ROM in advance. The combustion pressure is calculated by calculating the compression pressure for each crank angle from the actual measured value of the cylinder pressure at the reference crank angle set to , and subtracting that value from the cylinder pressure. Therefore, in all operating conditions from low load such as idling to high load.

燃焼圧力のみを正確に分離して検出することが出来、気
筒内における燃焼状態を正確に知ることが出来る。
Only the combustion pressure can be accurately separated and detected, and the combustion state within the cylinder can be accurately known.

そしてその結果を利用して点火時期、排気還流量、空燃
比等を精密に制御することが出来る。
Using the results, it is possible to precisely control ignition timing, exhaust gas recirculation amount, air-fuel ratio, etc.

またBTDCにおける気筒内圧力を記憶し、その値から
ATDCにおける圧縮圧力をめる方式に!比較して、R
AMの容量や割込み処理の回数を大[11に減少させる
ことが出来るので、コストを低下させることが出来ると
共に、他の制御のための余裕を増大させることが出来る
Also, the in-cylinder pressure at BTDC is memorized and the compression pressure at ATDC is calculated from that value! In comparison, R
Since the AM capacity and the number of interrupt processing can be reduced to 11, it is possible to reduce costs and increase the margin for other controls.

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

第1図は気筒内圧力及び圧縮圧力の特性側聞。 第2図は本発明の全体の構成を示す図、第3図ば本発明
の一実施例図、第4図は圧力センサの一側聞、第5図は
フリーラン・カウンタの一例のブロック図、第6図はク
ランク角センサの出力波形の゛−例側聞第7図は気筒内
圧力の特性図、第8図は着火時期と01.1との関係図
、第9図は角度−散開込みで行なわれるプログラムのフ
ローチャート。 第10図は本発明の演算の一実施例を示すフローチャー
ト、第11図は基本点火時期値の特性側聞、第“12.
13図は圧縮圧力係数テーブルの内容の一例図である。 符号の説明 1・・・クランク角センサ 2・・・圧力センサ3・・
・圧縮圧力算定手段 4・・・記憶手段5・・・燃焼圧
力算定手段 6・・・点火時期演算手段7・・・点火時
期制御手段 8・・・点火装置代理人弁理士 中村純之
助 11’3図 J=−4図 1’IO図 1P11図 ;
Figure 1 shows the characteristics of cylinder pressure and compression pressure. Fig. 2 is a diagram showing the overall configuration of the present invention, Fig. 3 is a diagram showing an embodiment of the invention, Fig. 4 is a side view of a pressure sensor, and Fig. 5 is a block diagram of an example of a free run counter. , Fig. 6 shows an example of the output waveform of the crank angle sensor, Fig. 7 shows the characteristics of the cylinder pressure, Fig. 8 shows the relationship between the ignition timing and 01.1, and Fig. 9 shows the angle-dispersion. A flowchart of the program including the following. FIG. 10 is a flowchart showing one embodiment of the calculation of the present invention, FIG. 11 is a characteristic side view of the basic ignition timing value, and "12.
FIG. 13 is an example of the contents of the compression pressure coefficient table. Explanation of symbols 1... Crank angle sensor 2... Pressure sensor 3...
- Compression pressure calculation means 4... Storage means 5... Combustion pressure calculation means 6... Ignition timing calculation means 7... Ignition timing control means 8... Patent attorney representing the ignition system Junnosuke Nakamura 11'3 Figure J = -4 Figure 1'IO Figure 1P11 Figure;

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と
、気筒内圧力を検出する圧力検出手段と所定条件におけ
る圧縮圧力を所定クランク角毎に′予め記憶させておく
記憶手段と、上死点前の燃焼圧力が急激に立上る位置よ
り以前の位置に設定した基準クランク角における気筒内
圧力の実測値と上記記憶手段に記憶させておいた値とか
ら圧縮圧力を所定クランク角毎に算出する圧縮圧力算定
手段と、所定クランク角毎に上記圧力検出手段で検出し
た気筒内圧力から上記の算出した圧縮圧力を減算するこ
とによって所定クランク角毎の燃焼圧1力を算定する燃
焼圧力算定手段とを備えた内燃機関の燃焼圧力検出装置
a crank angle detection means for detecting the crank angle of the internal combustion engine; a pressure detection means for detecting the cylinder pressure; a storage means for pre-memorizing the compression pressure under predetermined conditions for each predetermined crank angle; The compression pressure is calculated at each predetermined crank angle from the actual measurement value of the cylinder pressure at a reference crank angle set at a position before the position where the combustion pressure suddenly rises and the value stored in the storage means. and combustion pressure calculating means for calculating the combustion pressure per force for each predetermined crank angle by subtracting the calculated compression pressure from the cylinder pressure detected by the pressure detecting means for each predetermined crank angle. Combustion pressure detection device for internal combustion engines.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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