JPS60150446A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPS60150446A
JPS60150446A JP59005694A JP569484A JPS60150446A JP S60150446 A JPS60150446 A JP S60150446A JP 59005694 A JP59005694 A JP 59005694A JP 569484 A JP569484 A JP 569484A JP S60150446 A JPS60150446 A JP S60150446A
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JP
Japan
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pressure
air
fuel ratio
value
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP59005694A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Takimoto
滝本 敏幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS60150446A publication Critical patent/JPS60150446A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。
従来技術 内燃機関の空燃比制御装置として従来は排気通路に酸素
濃度センサを取付け、該酸素濃度センサの出力に基いて
空燃比をフィードハック制御している。このような空燃
比制御装置の主な目的は空燃比をできるだけリーンな空
燃比に制御することである。しかしながら、このような
従来装置では製造上のバラツキ等のために安全を見て限
界り−ン値より濃く設定され、さらに、機関本体や点火
栓等の構成部品の経時変化により、制御された空燃比に
おいても、燃焼が不安定となることがある。
すなわち、トルク変動が増大し、運転性が悪化すること
になる。
発明の目的 本発明の目的はトルク変動を許容値に制御でき且つ燃料
消費量の有利な空燃比に常時設定することが可能な空燃
比制御装置を提供することにある。
発明の構成 本発明により、機関燃焼室内の圧力を検出する圧力セツ
テと、該圧力セツテからの検出圧力を各サイクル内で予
め定められた関係で取出して圧力挙動を表す1代表値を
得る手段と、各サイクル内にお4Jる該代表値の複数の
サイクルにおりる変動を81算する手段と、該変動に基
いて空燃比を制御する手段とをfA8えた内燃機関の空
燃比制御装置が提供される。
実施例の説明 第1図は本発明を適用した内燃機関を示し、機関本体に
は燃焼室2が形成される。吸気管3には公知のエアフロ
ーメータ4、スロットル弁5及び燃料噴射弁6が設けら
れ、排気管7には触媒コンバータ8が設けられる。圧力
センサ9が燃焼室2に臨んで設けられる。この圧力セン
サ9は燃焼室2内の圧力に比例した電圧を出力するもの
である。
ディストリビュータ(図示せず)等に取付番」られたク
ランク角センサ10ば測定する気筒の圧縮下死点におい
てクランク基準位置信号を出力し、且つ所定角度毎のク
ランク位置信号を出力する。圧力センザ9はディジタル
コンピュータからなる制御装置11にへ/]〕変換器1
2を介して接続され、クランク角センサ10は入力イン
ターフェース13を介して接続される。制御装置11に
はさらに中央演算装置CPU 14、リードオンリメモ
リROM工5、ランダムアクセスメモリRAM 16、
出力インターフェース17等があり、出力インターフェ
ース17から燃料噴射弁6へ駆動信号が出力される。
尚、水温センサやスロットルセンザ等のその他のセンサ
は第1図では省略されている。
第2図は第1図の制御装置11の要部を示すものである
。燃焼圧力検出手段18は圧力センサ9の出力に基いて
クランク角センサ10の信号によるクランク位置検出手
段19の出力によるクランク位置に応じた圧力をサンプ
ル値として取出すことができ、平均有効圧力演算手段2
0において圧力挙動を表す代表値としての平均有効圧力
及びその変動が計算される。空燃比制御手段21は、エ
アフローメータ4及びその他のセンサからの信号による
公知の燃料基本噴射量演算手段22と平均有効圧力演算
手段20の出力に基く燃料補正噴射量演算手段23とか
ら成り、これから燃料噴射弁6への駆動信号生成手段2
4が接続される。
第3図は空燃比に対する平均有効圧力変動と燃料消費量
とのグラフである。平均有効圧力は機関のトルクに相当
するものとして知られている。そして、平均有効圧力変
動は理論空燃比より希薄化するに従い増大し、一方、燃
料/14費量は減少する。
しかしながら、平均有効圧力変動が増大しても尚安定な
燃焼を得る領域があり、その限界値は実験により失火等
が発生しない範囲でめることができる。実際には、ごれ
より多少の安全性を見込んだ設定値をめることができる
。第3図から明らかなように、平均有すJ圧力変動と空
燃比とは対応関係を有し、従って、平均有9J圧力変動
が設定値に近づくような制御を行えば、空燃比も設定値
に近づくように制御されることになる。
第4図は第2図の空燃比制御手段21の燃料補正噴射量
演算手段23及び平均有効圧力演算手段20のフローチ
ャー1・−ζあり、720°CA毎に実行される。ステ
ップ41にて、平均有効圧力Pi (第5図参照)をR
/IMから読み出す。ステップ42にて、16サイクル
分のPiをそれぞれの124M (AI 。
A2.・・・A16)に記憶し、16サイクルをカウン
トするカウンタBをカウントアンプする。ステップ43
では、カウンタBの値が16であるかを判定する。Bが
16となれば(この例ではサンプル数nが16に設定さ
れている)、ステップ44にて、I’iの変動即ち分散
S2を算出する。分散は標準偏差を2乗したものであり
、次式によりめられる。
ステップ45で16サイクルカウンタBをリセットする
。ステップ46では、算出された分散の値S2と、第3
図で説明された設定値とを比較し、s2>設定値の場合
にはステップ47にて、空燃比補正量AA/F を1%
増加させる。即ち、空燃比リンチ方向に制御する。S2
 ≦設定値の場合は、F^/F を1%減少させ、空燃
比リーン方向に制御する。この空燃比補正量と、基本噴
射量演算手段22でめられた基本噴射量とにより、公知
の方法で燃料噴射時間が決定される。
第5図はクランク角センナ10の角度信号(この例では
5°(通電)により起動される割込処理を示し、平均有
効圧力I’iをめる処理である。ステップ51にて、ク
ランク基準信号がONシているかを判定する。クランク
糸車信号は燃焼圧力を測定する気筒の圧縮下死点でON
するものとする。
基準信号がONの場合、ステップ52にてクランク角カ
ウンタCの値をリセットし、NOの場合はステップ53
にてカウンタCに1ずつ加算する。ずなわち、Cの値で
クランク位置が分る。ステップ54にて、Cニア2かを
判定する。ずなわぢ、測定する気筒の圧縮行程と膨張行
程にあるかを判定し、C〉72の時は処理を終了する。
Cニア2の場合は、ステップ55にてA/D変換された
燃焼圧力値Pを読出ず。ステップ56にて、クランク位
置に対応する5°CA毎のシリンダ容積変化量△Vを予
めROMに記憶されたテーブルから読出ず。
ステップ57では、5°C^間の仕事量△P1を■)*
△Vによりめる。次にステップ58にて、C≦36であ
るかを判定する。すなわち、現在圧縮行程(負の仕事)
か、又は膨張行程(正の仕事)であるかを判定し、C≦
36 (圧縮)であればステップ59にて、負の仕事の
積算値Eに△Piを加算する。C>36(膨張)の場合
にはステップ60にて、正の仕事の積算値Fに△Piを
加算する。
ステップ61にて、C=72.即ち膨張行程の終了を判
定し、C472の場合には処理を終了する。
C−72の場合にはステップ62にて、平均有9)ノ圧
力Pi−(F−E)lVhを計算する。Vhとは行程容
積である。ステップ63にて積算値E、Fをリセットす
る。このような作用により、第3図で説明したように、
空燃比を可能な限りのリーンな値に設定することができ
るとともにトルク変動が許容限界内にあるように制御す
ることができる。
第6図から第8図は他の実施例を示すものであり、ここ
では、各サイクルの代表値が最大燃焼圧力値としてめら
れる。第6図に示されるように、この実施例の基本構成
は第2図と同様であり、平均有効圧力変動演算手段20
が最大圧力値変動演算手段25に変っている。そして、
第7図のクランク位置と燃焼圧力とのグラフにより圧力
挙動の代表値としての最大圧力値の意味が説明される。
第7図において、曲線りはモークリング時の圧力挙動を
示し、ファイアリング時の圧力挙動は空燃比が理論空燃
比より希薄側に移行するに従って曲線A −B −−−
Cという様に変化していく。そして、この移行に従って
最大圧力値の変動も徐々に増大していくことが一般に認
められている。ずなわち、トルク変動も徐々に増大する
ことになる。従って、この実施例におい一〇も前例同様
に、トルク変動の許容限界値と最大圧力変動値の関係を
実験によりめて、最大圧力変動値の制御設定値をめ、検
出された圧力からその最大圧力変動値が前記設定値に近
づくような制御を行えば、トルク変動許容値内にあって
空燃比をできるだけ希薄化できることが分る。
第8図は制御装置内で例として5°C/l毎に実行され
る割込処理を示しζいる。ステップ80にて測定区間内
であるかを判定する。この場合の測定区間は、圧縮前の
下死点から膨張終了の下死点までとし、クランク位置の
検出がクランク角センナからの基準位置信号を基準とし
て角度割込回数を数えることにより判定されることがで
きる。この測定区間内においてステップ8■にて、燃焼
圧力Pのへ/1〕変換値を読込む。次にステップ82に
、該Pの値とPmaxと称するRA旧直を比較し、P≧
P maxのときだりステップ83でP maxという
R71MにP値を記憶する。次にステップ84にて、現
在、測定区間の最終クランク位置、即ち膨張終りの下死
点であるかを判定し、NOであれば処理を終了する。Y
ESであればステップ85に進む。このときに、P m
axというRAMにはその゛ザイクルの最大圧力値が記
憶されていることは分るであろう。
ステップ85以降の処理は第4図のステップ43以降の
処理と同様であり、以後の説明は省略する。
尚、上記実施例では燃料噴射弁を有する内燃機関につい
て説明したが、本発明は気化器イ1機関にも適用される
ことができ、この場合には上記変動に基いてエアブリー
ド量を制御する等によって空燃比を制御することになる
発明の詳細 な説明したように、本発明によればトルク変動の許容限
界内で空燃比を可能な限りの希薄な値に設定することが
できる。さらに、本発明では空燃比を燃焼圧力のバラツ
キに直接的に対応するように制御しているために、機関
の製造上のバラツキや固定差等があってもそのような誤
差等に影響されることな(空燃比を制御することができ
、燃料消費量や運転性の優れた内燃機関を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用した内燃機関の概略構成図、第2
図は第1図の要部構成図、第3図は空燃比に対する平均
有効圧力変動と燃料/l!i費量のグラフ、第4図は本
発明による空燃比制御のフローチャー1・、第5図は平
均有効圧力をめるフローチャー1・、第6図は第2実施
例の第2図同様の要部構成図、第7図はクランク位置に
対する燃焼圧力のグラフ、第8図は空燃比制御の第4図
同様のフローチャーI・である。 ■・・・機関本体、 2・・・燃焼室、4・・・エアフ
ローメータ、 6・・・燃料噴射弁、9・・・圧力セン
ザ、 10・・・クランク角センナ、11・・・制御装
置。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理土中山恭介 弁理士 山 口 昭 之 弁理士 西 山 雅 也 第21′g1 第3図 空燃比 諧請 第5r71 第6回 第7国 クランクr)ン置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、t、’M関燻燃焼室内圧力を検出する圧力セツテと
    、該圧力セツテからの検出圧力を各サイクル内で予め定
    められた関係で取出して圧力挙動を表すI代表値を得る
    手段と、各サイクル内における該代表値の複数のサイク
    ルにおりる変動を計算する手段と、該変動に基いて空燃
    比を制御する手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置
    。 2、」二記代表値が平均有効圧力であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の空燃比制御装
    置。 3、 上記代表値が各サイクルの圧力最大値であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の空
    燃比制御装置。
JP59005694A 1984-01-18 1984-01-18 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPS60150446A (ja)

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ID=11618206

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62288349A (ja) * 1986-06-05 1987-12-15 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
EP1365129A2 (de) * 2002-04-26 2003-11-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Verbrennungsmotors

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62288349A (ja) * 1986-06-05 1987-12-15 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
EP1365129A2 (de) * 2002-04-26 2003-11-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Verbrennungsmotors
EP1365129A3 (de) * 2002-04-26 2005-03-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Verbrennungsmotors

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