JPS61128133A - 内燃機関の燃焼状態検出装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の燃焼状態検出装置に関し、特に
機関の燃焼サイクル毎に発生するシリンダ内圧力最大ク
ランク角度を検出する手段を備えた燃焼状態検出装置に
関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の燃費の向上を計ることは、従来から種々研究
されており、例えばシリンダ内での混合気の燃焼により
上昇するシリンダ内圧力が最大となるクランク角位置が
、上死点後の特定角度（およそ１０″〜２０″’　ＡＴ
ＤＣ）となるように点火時期を制御することにより、機
関の発生出力が最大になるようにし、それによって燃料
消費率を最小になし得ることが知られている。

この技術に関しては９例えば「動力系、測定。

及び制御ジャーナルＪ　　（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｄ
ｙｎａｍｉｃＳｙｓｔｅｍｓ、　　Ｍｅａｓｕｒｍｅｒ
＋ｔ、、　　ａｎｄ　　Ｃｏｒ＋ｔｒｏｌ）　　１　９
　７　６　年１２月号Ｐ、４１４〜４２０、あるいは「
米国自動車技術者協会（ＳＥＡ）報告書Ｎｏ、７９０１
３９等によって紹介されている。

このような点火時期制御を行なうための従来の燃焼状態
検出装置は、例えば第　　図に示すように構成されてい
る。

これは、４気筒機関を例とした従来例であり、１ａ〜１
ｄは各気筒に設けられたシリンダ内圧力検出手段である
圧力センサで１例えば点火栓の座金のようにしてシリン
ダヘッドに点火栓と共に取付けられる。そして、シリン
ダ内圧力を圧電素子によって電気信号に変換して検出す
る。なお、圧電素子によって発生される電荷を電圧に変
換するために、一般にチャージアンプが使用されるが。

ここでは図示を省略している。

２〜４はクランク角度検出手段であり、２は７２０°信
号発生器で、４サイクル機関の全行程毎（クランク軸の
２回転毎に相当）に１回立上るパルスである７２０°信
号Ｓｏを発生する。このパルスの立上りは、１番気筒の
圧縮上死点あるいはその前の所定クランク角度（例えば
７０°ＢＴＤＣ）で、後述する基準信号と同時に立上る
。

６は基準信号発生器で、各気筒の圧縮上死点あるいはそ
の前の所定クランク角度（例えば７０゜ＢＴＤＣ）で立
上る基準信号Ｓ１を発生する６４気筒機関の場合、クラ
ンク軸が１８０°回転する毎に立上るパルスを発生する
ことになる。

４は１°信号発生器で、クランク軸が１°回転する毎に
立上り・立下るｌ°信号Ｓ２を発生する。

シリンダ内圧力最大クランク角度検出手段であるθｐｍ
ａＸ検出器１１は、この３つの信号Ｓ。。

Ｓｌ、Ｓ２を入力してクランク軸の回転位置を確定する
。

すなわち、Ｎカウンタ５は基準信号Ｓ１の立上りが入力
するごとに１つずつカウント値を増し、７２０＠信号Ｓ
ｏの立上り入力とともにカウント値をクリアして０にす
る。

マルチプレクサ６は、各気筒毎の圧力センサ１ａ〜１ｄ
からの検出信号を入力し、Ｎカウンタ５のカウント値に
より出力する信号を切換える。

すなわち、Ｎカウンタ５のカウント値が「０」のとき１
番気筒の圧力センサ１ａの検出信号を出力し、以下「１
」のとき３番気筒、「２」のとき４番気筒、「３」のと
き２番気筒の圧力センサ１ｂ〜１ｄの検出信号を順次出
力する。

Ｃカウンタ７は、Ｎカウンタ５の出力が変化する毎にＯ
にリセットし、１°信号の立上り立下りの度に１つずつ
カウントアツプする。

Ａ／Ｄ変換器８は、マルチプレクサ６の出力信号をＣカ
ウンタ７の値が変化する毎にＡ／Ｄ変換する。

メモリＳは、最大圧力Ｐ　ＩＩＩａｘ及びその時のクラ
ンク角度θｐｍａｘを記憶する。Ｎカウンタ５の出力が
変化する毎にＰｍａｘメモリ部に記憶しているＰｍａｘ
値がクリアされ、比較器１０によりθρｍａｘ値がＡ／
Ｄ変換値に書き換えられた時、その時のＣカウンタ７の
カウント値をθｐｍａｘメモリ部に記憶する。

比較器１０は、Ａ／Ｄ変換器８によるＡ／Ｄ変換値とメ
モリ日に記憶されたＰ　ｗａｘ値とを比較し。

Ａ／Ｄ変換値の方がＰｍａｘ値より大きい時だけＰ　ｒ
ｎａｘ値をＡ／Ｄ変換値に書き換える。この時。

θｐｎ＋ａｘ値もその時のＣカウンタのカウント値とな
る。

１２は各気筒のθρｆｆ１ａｘを記憶するメモリであり
。

その記憶値の書き換えはそれぞれＮカウンタ５の値が変
化した時に行なりれ、クリア前のメモリ９のｏｐｍａＸ
値から７０（基準信号８里が７０’　ＢＴＤＣで発生す
る場合）を引いた数を記憶する。その記憶場所は、それ
ぞれＮカウンタのカウント値から１を引いた値（マイナ
スとなる時は３）がＯのとき　　θｐｌａＸ　１ １のとき　　θｐａｌａＸ３ ２のとき　　θｐｍａＸ４ ３のとき　　θｐｍａに２ である。

このようにして各気筒のθｐＩＩｌａ１１〜θρｍａｘ
４を求める。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の燃焼状態検出装置にあ
っては、点火時期の遅角しすぎや不適正な空燃比（過度
のリッチ化又はリーン化）によって燃焼が遅くなった場
合、燃焼時のシリンダ内圧力の変化が第１３図に破線で
示すようなピークの高い波形にならず、実線で示すよう
なピークの低い波形となり、燃焼による圧力が最大にな
るクランク角度θｐｍａｘを正しく検出できなくなる。

そのためθｐｍａｘを利用した点火時期あるいは、空燃
比制御が正しくなされず、運転性が悪化し、有害排気ガ
ス量が増加するという問題が発生する。

この発明は、このような問題点を解決することを目的と
する。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 そのため、第１番目の発明による内燃機関の燃焼状態検
出装置は、第１図に示すように、シリンダ内圧力を検出
するシリンダ内圧力検出手段Ａと、クランク軸の回転角
度を検出するクランク角度検出手段Ｂと、これらの各手
段の検出結果からシリンダ内圧力が最大になった時のク
ランク角度（以下「θｐｍａｘＪという）を検出するシ
リンダ内圧力最大クランク角度検出手段Ｃとを備えた前
述のような燃焼状態検出装置において、シリンダ内圧力
最大クランク角度検出手段Ｃによって検出されたθｐｍ
ａＸを記憶するメモリＤと１点火時期から今回検出され
たθｐｍａｘまでの期間を検出する期間検出手段Ｅと、
この期間検出手段Ｅによって検出された期間の大きさに
よって今回検出されたθｐｍａｘかメモリに記憶されて
いる前回までのθｐｉｎａｘのいずれかを選択して出力
する出力選択手段Ｆとを設けたものである。

また、第２番目の発明による内燃機関の燃焼状態検出装
置は、第２図に示すように上記の各手段Ａ−Ｆに加えて
、出力選択手段Ｆが前回までのθｐｍａｘを選択して出
力する条件が予じめ設定した期間以上継続した時にそれ
を判断する継続期間判断手段Ｇを設けたものである。

〔作　用〕

したがって、これらの各発明による内燃機関の燃焼状態
検出装置は、従来装置と同様に１１焼サイクル毎にθｐ
ｍａχを検出するが１点火時期からその検出したθｐｍ
ａｘまでの期間によって、例えばその期間が前回までの
平均値に比べて小さすぎるような場合には、今回検出し
たθｐｍａｘの代りにメモリに記憶している前回までの
θｐｍａｘを出力する。

そのため、このθρｍａｘに基づいて点火時期あるいは
空燃比のフィードバック制御を行なう場合。

燃焼圧力によらないθｐｍａスによって誤った制御がな
されるようなことが防止される。

第２番目の発明による内燃機関の燃焼状態検出装置はさ
らに、前回までのθｐｍａｘを選択して出力する条件が
予じめ設定した期間以上継続した時にはそれを判断する
ので、その判断結果によって、点火時期あるいは空燃比
を正常に戻すような制御を行なうことが可能になる。

〔実　施　例〕

以下、添付図面の第３図以降を参照してこの発明の実施
例について説明する。

第３図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図で
、第１２図の従来例と同じ部分には同一符号を付してあ
り、その部分の説明は省略するが。

第１図及び第２図に対応させると、圧力センサ１ａ〜１
ｄがシリンダ内圧力検出手段Ａに、信号発生器２〜４が
クランク角度検出手段Ｂに、θＰＩｌａｘ検出器１１が
シリンダ内圧力最大クランク角度検出手段Ｃに、メモリ
１２がメモリＤにそれぞれ相当する。

２１は点火信号発生器で、機関の点火時に立下る（立上
ってもよい）パルスを発生する。この点火信号発生器２
１としては、従来から知られている機関の電子制御点火
回路でもよく、そこで出力され砂点火信号Ｓ３を利用す
ることができる。

２２は点火時期演算器で、基準信号Ｓ１と１゜信号Ｓ２
と点火信号Ｓ３とを入力して、基準信号Ｓ１の立上りか
ら点火信号Ｓ３の立下り（点火）までの１°信号Ｓ２の
立上り、立下りをカウントし、これにより点火時期θＡ
を求める。

基準信号Ｓ１の立上りが圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）７０
”にある場合、 ＯＡ　＝７０−Ｃ・・・（１） により求まる（Ｃは１°信号のカウント値）。

なお、この点火時期演算器２２を用いずに、上記電子制
御点火回路により直接ＯＡを得るようにしてもよい。

２３は第１図及び第２図の期間検出手段Ｅに相当するθ
Ｃ演算器で１点火時期演算器２２によって算出された点
火時期θＡと、シリンダ内圧力最大りランク角度θｐｍ
ａス（以下単にｒｅｐｍａｘＪとも云う）及びＮカウン
タ５のカウント値を入力して、Ｎカウンタ５のカウント
値が変化する毎（１燃焼サイクル毎）に、その時の点火
時期θＡから検出クランク角度θｐＨａＸまでの期間（
この例ではクランク角度）θＣを燃焼毎に次式により求
めるθＣ＝θＡ＋θｐｍａｘ　　　　　　　　−（２）
この期間θＣは第１３図に示すようになり、シリンダ内
圧力特性が破線で示すような正常燃焼時には、燃焼速度
に対応する値となる。しかし、シリンダ内圧力特性が同
図に実線で示すようになる燃焼の場合は、燃焼速度に対
応せずＯＡに近い値になる。

２４は平滑器で、θＣ演算器２３で求めた期間θＣの平
均値ｉを求めるにの平均値ｒの演算は１例えば（３）式
に示すように前回の平均値室との加重平均によって求め
られる。

＆ｃ＝（１２７ｘ　１９ｃｂ＋　ｅｃ　）／１２８　　
　・＝　（３）また、後述する比較器２５によってθＣ
の値が異常と判定された場合は、この平滑器２４は平均
値θＣを（４）式により求める。

θ。工θ。ｂ　　　　　　　　・・・（４）２５は比較
器で、平滑器２４により求められた「四とθＣ演算器２
３によって算出されたθＣか― ら、今回の燃焼によるθｐｍａｘが正しく検出されてい
るか否かを判定する。

すなわち、θＣが６ｃｂに比べて所定値以上小さい値か
、あるいは所定の割合以下のいずれかの場合には、燃焼
によるθｐｍａｘが正しく検出されていない（シリンダ
内圧力波形が第１３図に実線で示したようになる）と判
定して、平滑器２４．保持器２６．及びカウンタ２７に
対しｌ″を出力し、上記の条件になっていない場合は０
″を出力する。

上記所定値としては例えば２０″以上の値、所定の割合
としては例えば７０％以下の値とするのがよい。

２６は保持器で、比較器２５の出力が０“のときはＮカ
ウンタＳの値をそのままメモリ１２に出力し、１″にな
った時はそれまでのＮカウンタ５の出力を維持し、比較
器２５の出力が０″になるまでそれを保つ。

すなわち、燃焼によるθｐｍａｘが正しく検出されてい
る場合は、従来通り今回検出されたθｐｍａｘの値をメ
モリ１２に記憶させて出力させるが、比較器２５の出力
が１″に変化した時から、ＮカウンタＳのカウント値が
変化してもメモリ１２に対する保持器２日の出力は変化
しないため、正しく検出されなかったθｐｍａＸは記憶
されず、前回までのｏｐｍａｘ値が保持されて出力され
る。

そして、比較器２５の出力がｌ″から０“になると、メ
モリ１２に対してＮカウンタ５のカウント値がそのまま
出力されるので、メモリ１２に新しいθｐｍａ　ｘが記
憶されて出力される。

すなわち、この平滑器２４．比較器２５．及び保持器２
６によって、第１図及び第２図の出力選択手段Ｆを構成
している。

２７はカウンタで、比較器２５の出力がｌ″になってい
る期間をカウントし、そのカウントはＮカウンタ５のカ
ウント値が変化するたびに１つふえる。比較器２５の出
力が０”のときはカウント値ＧＥ＝Ｏとする。

２日は比較器で、カウンタ２７のカウント値ＣＥが所定
値に達したときに出力信号Ｐを１“にする。この所定値
は例えば「１２」　（機関６回転分のＮカウンタ５のカ
ウント値に相当）とする。

すなわち、このカウンタ２７と比較器２８とによって第
２図における継続期間判断手段Ｇを構成しており、第１
番目の発明を実施する場合はこれを省略する。

このようにして、点火時期θＡからシリンダ内圧力最大
クランク角度θｐｍａｘまでの期間θＣから、燃焼によ
るθｐｍａｘが正しく検出されているかどうかを判定し
、正しく検出されていないと判定した場合（比較器２５
の出力が工“のとき）は、新たに検出したθｐｎ＋ａｘ
の代りに前回までのθｐｍａｘを選択して出力させる。

さらに、その条件が所定期間以上継続した場合には、そ
れを判断して信号を発することができる。

なお１点火時期θＡからθｐｍａｘまでの期間としては
、クランク角度θＣに代えて、θＡがらθｐｍａｘまで
の実時間ｔｅを測定して用いるようにしてもよく、その
場合も同様な作用効果が得られる。

次に、この実施例をマイクロコンピュータを用いてソフ
トウェアで実現する場合について、第４図及び第５図を
参照して説明する。

第４図は、４気筒機関の実施例におけるθρｍａｘを検
出するプログラムのフローチャートである。

このθｐｍａｘ検出プログラムは、（イ）（ロ）（ハ）
で示す３種のプログラムによって構成されており、（イ
）は７２０’毎（すなわち、４サイクル機関の４行程に
要する回転角度）に１口実行され、（ロ）は基準信号の
入力の都度実行され、（ハ）は１°毎に実行される。

このプログラムを実行するタイミングは、機関のクラン
ク角度検出器（第３図の２．３．４）の信号に同期して
いる。この信号を第５図に示す。

７２０°信号は第５図（ロ）に示すように、第１気筒の
圧縮上死点前７０’で同図（イ）に示す基準信号と同時
に立上がるパルス信号であり、これにより第４図（イ）
に示す７２０°同期のプログラムを実行する。

すなわち、Ｎカウンタの内容をクリアして０にする（ス
テップ１０）。

基準信号は、第５図（イ）に示すように４気筒機関の場
合１８０″毎に立上りが発生し、それは各気筒の圧縮上
死点前７０°である。

この基準信号が入力すると、第４図（ロ）に示す基準信
号同期プログラムが実行され、ステップ１１でＮカウン
タの値を１ずつインクリメントし、ステップ１２でＰＯ
Ｓカウンタの内容をクリアして０にする。

１°信号は、第５図（ハ）に示すようにクランク軸の１
°回転毎に立上り、立下りを繰り返すパルス信号であり
、その都度第４図（ハ）に示す■°毎のプログラムを実
行する。

なお、７２０°同期のプログラムは基準信号同期プログ
ラムに優先して行なわれ、基準信号同期プログラムは１
°信号同期プログラムに優先して行なわれる。

また、第５図（ニ）はＰｏＳカウンタのカウント値の変
化を、同図（ホ）はクランク軸の回転角度をそれぞれ示
している。

次に、１６同期のプログラムについて説明する。

先ず、ステップ１３でクランク角位置を示すＰＯＳカウ
ンタを１つインクリメントする。次に、ステップ１４で
ＰＯＳカウンタの内容（カウント値）を判断して、基準
信号によるプログラムが実行された直後、すなわちＰＯ
Ｓカウンタ＝１のときはステップ１５に分岐し、それ以
外の時はステップ１７を実行する。

ステップ１５では、Ｎカウンタの値に応じて。

次に圧縮上死点となる気筒番号をＮＣＹＬレジスタにス
トアする。（例えば、Ｎカウンタの値が０のと！１．Ｉ
のとき３，２のとき４，３のとき２を気筒番号としてス
トアする）。

続いてステップ１６で、Ａ／Ｄ変換するが否かを判定す
るＦＬＡＧをＯ（Ａ／Ｄ変換する）にし、Ａ／Ｄ変換の
回数並びに基準信号立上りからのクランク角度を検出す
るＣカウンタをクリアして。

ステップ１８へ進む。

ステップ１４でステップ１７へ進んだ場合は、Ａ／Ｄ変
換するか否かを判定するためのＦ　ＬＡＧがＯか１かを
判定し、Ｏ（Ａ／Ｄ変換する）の場合はステップ１８へ
進み、１　　（Ａ／Ｄ変換しない）の場合はこの１°同
期プログラムを終了して１次の■°同期のプログラムの
実行を待つ。

ステップ１８では、ＮＣＹＬレジスタにストアされた圧
縮上死点の気筒番号により、各気筒のシリンダ内圧力を
検出する圧力センサ（第３図の１８〜ｌｄ）の信号が入
力するＡ／Ｄ変換器のチャンネルを選択し、Ａ／Ｄ変換
をスタートする。

次に、ステップ１９でＡ／Ｄ変換の終了を判断し、終了
している場合はステップ２０にてＣカウンタの値に相当
するアドレスのレジスタにＡ／Ｄ値をストアする。

そして、ステップ２１でＣカウンタの値を判断し、１０
０未満（すなわち２９″’　ＡＤＴＣまで）の場合はス
テップ２２へ進み、１００以上の場合はステップ２３へ
進む。

すなわち、２９°ＡＴＤＣまではステップ２２でＣカウ
ンタの内容を１つインクリメントし、次の１゜同期のプ
ログラムの実行を待つ。

３０°ＡＴＤＣのＡ／Ｄ変換ストアが終了すると、ステ
ップ２３にジャンプし、Ｃカウンタ＝０゜ＦＬＡＧ＝　
１とし、Ｐｍａｘ＝Ｏ＋　　θｐｍａｘ＝ｏとする。

次に、ステップ２４でＰ　ｗａｘの値をＣカウンタの値
に相当するレジスタのデータと比較し１等しいかＰ　ｗ
＋ａｘの方が大きい時はステップ２７ヘジヤンプし、　
Ｐｍａｘの方が小さい場合はステップ２５へ進んでＰ　
ｒｒｒａｘにＣカウンタの値に相当するレジスタのデー
タをストアする。そして、ステップ２Ｇでθｐｍａｘ：
Ｃカウンタの値とする。

次に、ステップ２７でＣカウンタの値を判断し、１００
未満の場合はステップ２８へ進み、Ｃカウンタを１つイ
ンクリメンとした後ステップ２４に戻って再度Ｐｍａｘ
　、　θρｍａｘの判断を行ない、Ｃカウンタ＝１００
となったとき、ステップ２９へ進んでθｐｍａｘから７
０°　（基準信号立上りから上死点までのクランク角度
）を減じる。

次に、ステップ３０で点火時期θＡからθｐｍａｘまで
の期間θＣを求め、ステップ３１にてこのθＣをその前
回までの平均値＆ｃｂに所定の割合Ａを乗じた値と比較
し、両者が等しいが今回のθＣの方が小さい場合はステ
ップ３６へ進み、大きい場合はステップ３２へ進む。

ステップ３２では燃焼によるθｐｍａｘが得られたとし
て、その時検出されたθｐｍａｘをθｐＩｎａｘ　ｉ−
メモリ（ＬはＮＣＹＬレジスタ値）にストアする。ここ
で、各気筒のθｐｍａｘ　（〜θρｍａＸ４を求めるこ
とができる。

続いて、ステップ３３で期間θＣの平均値ｒを前述の（
３）式に従って演算して求める。ここで、求めた【はｆ
？ｃｂのメモリにストアされる。

さらに、ステップ３４にてカウンタＣＥをクリアし、ス
テップ３５にて出力フラッグＦＬＡＧ　００丁を０“に
して、１０同期のプログラムを終了する。

ステップ３１でＹＥＳの場合は、ステップ３６に進んで
カウンタＣＥの値をインクリメントし、ステップ３７で
カウンタＣＥの値が１２未満の場合はプログラムを終了
し、１２以上となった時にステップ３８へ進んで出力フ
ラッグＦＬＡＧ　ＯＵＴを１″にして、燃焼によるｏｐ
ｍａＸが正しく検出されない期間が所定期間（この例で
は機関３回転の期間）継続していることを外部に知らせ
る。

これ以降、この１°同期プログラムは、ＦＬＡＧ　＝１
となっているため、次の基準信号同期プログラムが実行
されるまでＡ／Ｄ変換は行なわれない。

以上のように、点火時期ＯＡからθｐｍａｘまでの期間
をを検出して、その値から燃焼によるθρｍａｘが正し
く検出されているかいないかを判別し、正しく検出され
ない間はそれまでのθｐｍａｘを保持し。

またその状態が所定期間以上継続した場合にはそれを知
らせる信号を出力するようにした。

第６図は、第３図の実施例を用いた点火時期制御装置の
例を示すブロック図である。

この点火時期制御装置は、点火時期が遅角しすぎたこと
により、燃焼によるθｐｍａｘが正しく検出されない状
態が発生する。したがって、そのような状態になった時
は点火時期を進角するように構成した。

３１は機関の回転数検出器、３２は負荷検出器、３３は
これらの出力をもとに演算又はテーブルの読み出しによ
り基本点火時期θＡｏを求める基本点火時期演算器であ
る。

６４は第３図の実施例の燃焼状態検出装置、３５．３６
は補正量演算器である。

補正量演算器３５はθρｍａｘを入力し、この値が所定
値（１０〜２０°ＡＴＤＣの特定角度）となるように、
ΔθＡ、を機関１８０°回転毎に次式により演算する（
ａは定数である）。

八〇Ａ、　＝ΔθＡ（前回）±ａ　　　・・・（５）補
正量演算器３６は、燃焼によるθｐｍａｘが正しく検出
されない時の点火時期補正量ΔθＡ２を次式により機関
１８０°回転毎に求める（ｂは定数である）。

ΔθＡ２＝ΔθＡ（前回）＋ｂ　　　　　・・（６）点
火時期制御の場合、θｐｍａｘが正しく得られない場合
（第１３図に実線で示したようなシリンダ内圧力波形に
なる場合）は点火時期を遅らせすぎの場合であり、この
場合の補正量すは１〜１０゜の所定値の進角でよい。

なお、燃焼状態検出装置３４の比較器２８の出力信号Ｐ
が切り換わった時は、補正量演算器３５゜３６は互いに
もう一方のΔθＡを初期値として演算を始める。

３７は切換器で、上記の信号Ｐ（第３図の比較器２８の
出力信号）を入力し、その状ｇＩ４（”１″か０″か）
に応じて補正演算器３５．３６からの補正量ΔθＡ＋＋
ΔθＡ２のいずれかを補正量ΔθＡとして出力する。

３８は補正器で、基本点火時期　θＡｏ及び、補正量Δ
ＯＡより次式の演算によって点火時期θＡを求める。

θＡ；θＡｏ＋ΔθＡ　　　　　・・・（７）３日は点
火回路で、通常よく知られた回路であり、補正器３８で
求められた点火時期θＡで点火プラグに火花を発生させ
て点火するための点火信号を発生する。

第７図はこの実施例をマイクロコンピュータを用いてソ
フトウェアで実現する場合のフローチャートである。

このプログラムは各気筒の点火毎に実行される。

すなわち、４気筒機関の場合機関１８０°回転毎に実行
される。

先ずステップ４１では、基本点火時期　θＡｏを機関回
転数と負荷に応じて演算又はテーブルの読み出しによっ
て求める。例えば、テーブルの読み出しの場合には、第
８図に示すような特性を持ったテーブル（予じめメモリ
に記憶させておく）から機関回転数と基本噴射量により
基本点火時期θＡｏの進角度（ＢＴＤＣ）を読み出す。

続いて、ステップ４２にて燃焼によるθρｌｌ１ａｘが
正しく検出されているかどうかを判別する。すなわち、
第４図のプログラムにおけるＦＬＡＧ　ＯＵＴが１″の
場合は正しく検出されていないとしてステップ４４へ進
み、０″の場合は正しく検出されているとしてステップ
４３へ進む。

ステップ４３では、前述の（５）式に基づいてΔθＡ１
を計算し、ステップ４４では、前述の（６）式に基づい
てΔθＡ２を計算する。

そして、いずれの場合もステップ４５へ進んで、ステッ
プ４３又は４４で得られた　ΔθＡ１又はΔθＡ２をΔ
θＡとして、前述の（７）式により点火時期θＡを求め
る。さらに、ステップ４６ではステップ４５で得られた
点火時期ＯＡを点火回路に出力する。

第９図は、第３図の実施例を用いた空燃比制御装置の例
を示すブロック図である。

この空燃比制御装置は、燃焼によるＯ　ｐｍａｘが検出
されない状態が空燃比の過濃化又は通従薄化によって発
生するため、空燃比補正係数αの大きさに応じていずれ
かを判断し、希薄化又は濃化するように構成している。

回転数検出器３１．負荷検出器３２．燃焼状態検出装置
３４．及び切換器３７は、それぞ九第６図の点火時期制
御装置と同じである。

４１は基本噴射量演算器で１機関回転数Ｎと吸入空気１
Ｑａ（負荷に相当）より基本噴射量Ｔｐを次式により演
算して求める。

Ｔ　ｐ　＝　Ｋ−Ｑ　ａ　／　Ｎ　　（Ｋは定数）　　
・　（８）４２は補正係数演算器で、燃焼状態検出装置
３４によって検出されたθｐｍａｘをもとに空燃比補正
係数αを演算する。

この空燃比補正係数αの算出方法としては、例えば、燃
焼状態検出装置３４によって検出されたθｐｍａｘの値
が予じめ設定した上限値と下限値の間にない時、各気筒
に対応するカウンタｕｌ−ｕ２のうちその気筒に対応す
るカウンタのカウント値を１つ増加させるようにし、こ
れらのカウンタのうちどれか１つ以上が所定期間（例え
ば２４４回転中に所定値（例えば３）になった場合、ま
たはカウント値が１以上のカウンタが所定数（例えば２
）になった場合は１機関の安定度が悪化しているとして
、空燃比を濃側に調整すべく、補正係数α（初期値α＝
１とする）を、 α＝α＋ΔαＲとする。

上記の条件にない場合は１機関は安定であるとして、空
燃比を稀薄側に調整するため、α＝α−ΔαＬ　　　　
　とする。

（特開昭５９−１２８９２５号公報参照）４３も補正係
数演算器で、補正係数演算器４２と燃焼状態検出装置３
４からの信号Ｐを入力して。

燃焼によるθｐｍａｘが正しく検出されない状態が所定
期間以上継続した場合の空燃比補正係数αを。

機関１８０°回転毎に演算する。

すなわち、燃焼状態検出装置３４からの信号Ｐが０“→
゛１“に変化した時、初期値を演算器４２のα値とし、
さらに補正係数演算器４２が出力する補正係数αの値が
１．０より大きい時は。

α＝α（前回）−ａ（ａは正の定数）・・・（９）とな
る式によって補正係数αを４Ｉｋ関１８０°回転毎に演
算し、α＝１．０になるまで、あるいは信号Ｐがｌ″→
゛Ｏ″になるまでこれを繰り返す。

また、信号Ｐが゛０″→゛工″となった時、補正係数演
算器４２が出力する補正係数αの値が１．０より小さい
時は。

α＝α（前回）＋ｂ　　（ｂは正の定数）・・・（１０
）を機関１８０６回転毎に演算し、α＝１．０になるま
で、あるいは信号Ｐが１″→゛Ｏ″になるまでこれを繰
り返す。

なお、燃焼状態検出装置３４の比較器２日からの信号Ｐ
がｌ″→゛Ｏ″になった時、補正係数演算器４２は補正
係数演算器４３によるα値を初期値として演算を行なう
。

３７は切換器で、燃焼状態検出装置３４からの信号Ｐの
状態に応じて補正係数演算器４２．４３の出力のいずれ
かを選択する。すなわち、信号Ｐが０″のとき（θｐｍ
ａｘが正しく検出されているとき）は補正係数演算器４
２の出力を、１″のとき（０ρｍａｘが正しく検出され
ていないとき）は′補正係数演算器４３の出力を補正器
４４に出力する。

補正器４４は、基本噴射量演算器４１によって算出され
た基本噴射量Ｔｐと、切換器３７を介して入力する上述
の補正係数αと、バッテリ電圧補正分子ｓから噴射量Ｔ
ｉを次式により求める。

Ｔｉ＝ＴｐＸα＋Ｔｓ　　　　　・・・（１）４５は噴
射弁駆動回路で、上記噴射量Ｔｉに基づいて、機関、１
回転に１回の割合で燃料噴射弁を開閉駆動する。

次に、第１０図はこの実施例をマイクロコンピュータを
用いてソフトウェアで実現する場合のフローチャートで
ある。

先ず、ステップ５１は基本噴射量の演算で、前記（８）
式に基づいて基本噴射量ＴＰを求める。

このプログラムは機関１８０ｍ回転毎に実行される。

続いてステップ５２で、燃焼によるθｐｍａｘを正しく
検出をしているか否かを第４図のプログラムにおけるＦ
ＬＡＧ　ＯＵＴがＱ＃か１″かによって判定する。そし
て、正しい場合はステップ５３に進み、正しくない場合
はステップ５４に進む。

ステップ５３では、前述のようにして機関の安定度を判
定し、安定であれば−ΔαＬを、不安定であればΔαＲ
をΔα１として求める。

ステップ５４は燃焼によるｏｐｍａＸが正しく検出され
ていない場合に実行され、補正係数αの値に応じて補正
量Δα２を求める。詳しくは後述する。

ステップ５５は、ステップ５３又は５４で求められた補
正係数の補正量Δα（Δαｌ又はΔα２）を前回の補正
係数に加えて新しい空燃比補正係数αを求める。

α＝α（前回）＋Δα　　　　　　　・・・（１２）ス
テップ５６は、基本噴射量Ｔ　Ｐ　＋空燃比補正係数α
、及びバッテリ電圧補正分子ｓより、前述の（１１）式
により噴射量Ｔｉを求め、ステップ５７で噴射弁駆動回
路にこの値を出力する。

次に、ステップ５４について第１１図のフローチャート
を用いて説明する。

ステップ５４１では空燃比補正係数αを１．０と比べて
、大きければステップ５４２へ、小さければステップ５
４３へ、等しければステップ５４４へそれぞれ進む。

ステップ５４２ではα−ａ　とした時の値が１．０と等
しいか小さい場合はステップ５４４へ進み、大きければ
ステップ５４５へ進んで、補正量Δα”−ａ　　とする
。

ステップ５４１でαく１　となり、ステップ５４３へ進
んだ場合は、そこでα＋ｂ　とした時の値が１．０より
大きいが等しい場合はステップ５４４へ進み、小さい場
合はステップ５４６へ進んで補正量Δα＝ｂ　とする。

ステップ５４４は、ステップ５４１で　α＝１のとき、
ステップ５４２で１．０≧α−ａ　のとき、またはステ
ップ５４３で１．０≦α＋ｂ　のときに実行され、空燃
比補正係数α＝１．ｏとするとともに補正量Δα＝０　
とする。

このようにして、ｆｆｉ焼によるｏｐｍａＸが正しく検
出さ九でいない時、空燃比補正係数αの値に応じてその
補正を行なうことによって、空燃比を過濃又は通従薄の
状態から正常な状態に復帰させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、第１．第２番目の発明による
内燃機関の燃焼状態検出装置は、いずれもシリンダ内圧
力が最大になった時のクランク角度０ρｍａｘを１燃焼
サイクル毎に検出して出力するが、点火時期θＡからｏ
ｐｍａＸまでの期間θＣ（クランク角で表わした値）又
はｔｃ（実時間で表わした値）の大きさから、そのｏｐ
ｍａＸが燃焼によるシリンダ内圧力最大クランク角位置
であるかないかを判定し、燃焼によるｏｐｍａＸが検出
されていない間は前回までのｏｐｍａＸ値を保持するの
で、ｏｐｍａＸを用いた点火時期又は空燃比のフィード
バック制御が、不適正なｏｐｍａＸ値に基づいて誤って
なされて、１厘転性が悪化したり有害排出ガス量が増加
したりすることを防止できる。

さらに、第２番目の発明による内燃機関のａ焼状態検出
装置は、上記の効果に加えて、前回までのｏｐｍａＸの
値を保持して出力する状態が所定期間以上継続した時に
は、それを判断して信号を出力するので、ｏｐｍａＸに
よる点火時期制御においては、その場合に点火時期を進
角することにより、誤制御を防止すると共にｍ焼を安定
化することができる。また、ｏｐｍａＸによる空燃比制
御においても、この場合に空燃比補正係数が１．０に近
づくように補正制御することにより、燃焼を安定化する
ことができる。

したがって１機関の運転性の悪化及び有害排出ガス量の
増加を防止し、機関の回転を安定させる効果がより確実
に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１番目の発明の基本構成を示す機能ブロッ
ク図、 第２図は、第２番目の発明の基本構成を示す機能ブロッ
ク図。 第３図は、この発明の一実施例を示す内燃機関の燃焼状
態検出装置のブロック図、 第４図は、第３図の実施例と同様な装置をマイクロコン
ピュータを用いてソフトウェアで実現する場合のｏｐｍ
ａＸを検出するプログラムのフロー図、 第５図は、第４図のプログラムを実行するための各タイ
ミング信号とクランク角度及びＰＯＳカウンタのカウン
ト値との関係を示すタイミング図。 第６図は、第３図の実施例を用いた点火時期制御装置の
例を示すブロック図、 第７図は、同じくそれをソフトウェアで実現する場合の
フロー図、 第８図は、機関回転数と負荷に応じた基本点火時期（進
角度）のテーブル例を示す線図、第Ｓ図は、第３図の実
施例を用いた空燃比制御装置の例を示すブロック図、 第１０図及び第１１図は、同じくそれをソフトウェアで
実現する場合のフロー図、 第１２図は、従来の内燃機関の燃焼状態検出装置の構成
例を示すブロック図、 第１３図は、内燃機関の燃焼工程におけるシリンダ内圧
力特性等を示す説明図である。 １ａ〜１ｄ・・・圧力センサ（シリンダ内圧力検出手段
Ａ） ２〜４・・・信号発生器（クランク角度検出手段Ｂ）１
１・・・ｅ　ｐｒｎａｘ検出器（シリンダ内圧力最大ク
ランク角度検出手段Ｃ） １２・・・メモリ　（メモリＤ） ２１・・・点火信号発生器　２２・・・点火時期演算器
２３・・・θＣ演算器（期間検出手段Ｅ）２４・・・平
滑器　２５・・・比較器　２Ｓ・・・保持器２７・・・
カウンタ　　　　２８・・・比較器Ｆ・・・出力選択手
段　　　Ｇ・・・継続期間判断手段（イ）　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｌ→第４図 第７図 第８図 ＝ 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関のシリンダ内圧力を検出するシリンダ内圧
   力検出手段と、クランク軸の回転角度を検出するクラン
   ク角度検出手段と、これらの各手段の検出結果からシリ
   ンダ内圧力が最大になつた時のクランク角度（θｐｍａ
   ｘ）を検出するシリンダ内圧力最大クランク角度検出手
   段とを備えた燃焼状態検出装置において、 前記シリンダ内圧力最大クランク角度検出手段によつて
   検出されたクランク角度（θｐｍａｘ）を記憶するメモ
   リと、点火時期から前記検出されたクランク角度（θｐ
   ｍａｘ）までの期間を検出する期間検出手段と、該期間
   検出手段によつて検出された期間の大きさによつて今回
   検出されたクランク角度（θｐｍａｘ）か前記メモリに
   記憶されている前回までのクランク角度（θｐｍａｘ）
   のいずれかを選択して出力する出力選択手段とを設けた
   ことを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。 ２　内燃機関のシリンダ内圧力を検出するシリンダ内圧
   力検出手段と、クランク軸の回転角度を検出するクラン
   ク角度検出手段と、これらの各手段の検出結果からシリ
   ンダ内圧力が最大になつた時のクランク角度（θｐｍａ
   ｘ）を検出するシリンダ内圧力最大クランク角度検出手
   段とを備えた燃焼状態検出装置において、 前記シリンダ内圧力最大クランク角度検出手段によつて
   検出されたクランク角度（θｐｍａｘ）を記憶するメモ
   リと、点火時期から前記検出されたクランク角度（θｐ
   ｍａｘ）までの期間を検出する期間検出手段と、該期間
   検出手段によつて検出された期間の大きさによつて今回
   検出されたクランク角度（θｐｍａｘ）か前記メモリに
   記憶されている前回までのクランク角度（θｐｍａｘ）
   のいずれかを選択して出力する出力選択手段と、 該出力選択手段が前回までのクランク角度（θｐｍａｘ
   ）を選択して出力する条件が予じめ設定した期間以上継
   続した時にそれを判断する継続期間判断手段とを設けた
   ことを特徴とする内燃機関の燃焼状態検出装置。