JPS63195361A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
Control device for internal combustion engineInfo
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- JPS63195361A JPS63195361A JP2482687A JP2482687A JPS63195361A JP S63195361 A JPS63195361 A JP S63195361A JP 2482687 A JP2482687 A JP 2482687A JP 2482687 A JP2482687 A JP 2482687A JP S63195361 A JPS63195361 A JP S63195361A
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
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制御装置に関し、燃料噴射制御や
、点火時期制御に好適に使用できるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and can be suitably used for fuel injection control and ignition timing control.
内燃機関の燃料噴射システムとして所謂D−J型の燃料
噴射システムでは内燃機関の吸入系のスロットル弁下流
にの吸気マニホルド(又はサージタンクうに圧力センサ
を設置し、負荷因子としての吸気管圧力を検出し、吸気
管圧力と機関回転数とからシリンダボアに導入される新
気の量を知り所定空燃比とするための燃料噴射量を算出
し、インジェクタより燃料噴射を行っている。このD−
J型のシステムは、所謂L−J型燃料噴射システムに使
われるエアフローメータと比較して、センサの大きさ自
体が小型化し、センサの装着にともなう吸気抵抗の増加
が小さい利点がある。In the so-called D-J type fuel injection system for internal combustion engines, a pressure sensor is installed in the intake manifold (or surge tank) downstream of the throttle valve in the intake system of the internal combustion engine to detect intake pipe pressure as a load factor. Then, the amount of fresh air introduced into the cylinder bore is determined from the intake pipe pressure and engine speed, and the fuel injection amount to achieve a predetermined air-fuel ratio is calculated, and fuel is injected from the injector.
Compared to the air flow meter used in the so-called L-J type fuel injection system, the J type system has the advantage that the size of the sensor itself is smaller and the increase in intake resistance due to the installation of the sensor is smaller.
L−J型の燃料噴射システムにおけるエアフロ−メータ
と違ってこのD−J型の燃料噴射システムでは内燃機関
に入る新気の量は吸気管圧力により知るものである。そ
のため、吸気管圧力が排気ガス再循環(EGR)により
変化すると新気の量を知るためにはセンサ出力値に対し
補正を加える必要が出てくる0例えば、特開昭55−7
5548号では、EGR通路の固定オリフィスの前後の
圧力差を知る差圧センサを設け、差圧センサからの差圧
信号により圧力センサの出力を補正し、EGRに関わら
す新気量を知ることができるようにしている。Unlike the air flow meter in the L-J type fuel injection system, in this DJ type fuel injection system, the amount of fresh air entering the internal combustion engine is determined by the intake pipe pressure. Therefore, when the intake pipe pressure changes due to exhaust gas recirculation (EGR), it becomes necessary to correct the sensor output value in order to know the amount of fresh air.
No. 5548 provides a differential pressure sensor that detects the pressure difference before and after a fixed orifice in the EGR passage, corrects the output of the pressure sensor based on the differential pressure signal from the differential pressure sensor, and makes it possible to determine the amount of fresh air related to EGR. I'm trying to make it possible.
従来のD−J型の燃料噴射システムでは圧力センサは新
気量だけでなくEGRガスやブローバイガス等の機関に
導入される全ガスの流量を計測している。そして、EG
Rガスやブローバイガス等についてはこれらによる吸気
管圧力への寄与分を検出し、補正することにより機関に
導入される新気の量を知ろうとするものである。新気の
量を直接測定していないため、検出精度が劣り、正確な
空燃比制御に影響を与えることがある。In the conventional DJ type fuel injection system, the pressure sensor measures not only the amount of fresh air but also the flow rate of all gases introduced into the engine, such as EGR gas and blow-by gas. And E.G.
The amount of fresh air introduced into the engine is determined by detecting the contribution of R gas, blow-by gas, etc. to the intake pipe pressure and correcting it. Since the amount of fresh air is not directly measured, detection accuracy is poor, which may affect accurate air-fuel ratio control.
そこで、吸気管に所謂リーンセンサと同様な構造の酸素
センサを配置し、酸素分圧を知ることが本出願人により
提案されている。この場合、酸素分圧より新気量そのも
のを知ることができるが、酸素センサの出力値は、個体
開蓋又は経時変化によって変化し、空燃比が設定値から
ずれる問題点がある。この発明はこの問題点を解決する
ものである。Therefore, the applicant has proposed that an oxygen sensor having a structure similar to a so-called lean sensor be disposed in the intake pipe to determine the oxygen partial pressure. In this case, the amount of fresh air itself can be determined from the oxygen partial pressure, but there is a problem that the output value of the oxygen sensor changes depending on whether the lid is opened or changes over time, causing the air-fuel ratio to deviate from the set value. This invention solves this problem.
第1図において、この発明の内燃機関の制御装置は内燃
機関1のスロットル弁34の下流の吸入系IAに設置さ
れ、吸気の酸素分圧に応じた出力レベルを持った信号を
発生する新気量検出手段2と、前記新気量検出手段2の
出力に基づき得られる酸素分圧に関連して、内燃機関に
導入される新気に応じて制御される機関制御因子の値を
算出する機関制御因子値算出手段3と、機関制御因子値
算出手段3が算出する機関制御因子値を、酸素分圧検出
手段の検出値の変動を補償するように、補正する補正手
段4と、廟正手段4により補正された後の前記機関制御
因子値より内燃機関のその制御因子を制御する機関制御
因子制御手段5とから構成される。In FIG. 1, the internal combustion engine control device of the present invention is installed in the intake system IA downstream of the throttle valve 34 of the internal combustion engine 1, and generates a signal having an output level according to the oxygen partial pressure of the intake air. An engine that calculates the value of an engine control factor that is controlled according to fresh air introduced into the internal combustion engine in relation to an oxygen partial pressure obtained based on the output of the fresh air amount detection means 2 and the fresh air amount detection means 2. control factor value calculation means 3; correction means 4 for correcting the engine control factor value calculated by the engine control factor value calculation means 3 so as to compensate for fluctuations in the detection value of the oxygen partial pressure detection means; and an engine control factor control means 5 for controlling the control factor of the internal combustion engine based on the engine control factor value corrected by 4.
新気量検出手段2は内燃機関に導入される吸入空気中の
酸素分圧を検出し、機関制御因子値算出手段3は検出さ
れた酸素分圧に関連して、内燃機関に導入される新気に
応じて制御される因子、例えば燃料供給量の値を算出す
る。補正手段4は、機関制御因子値算出手段3が算出す
る燃料供給量等を、新気量検出手段の検出値の個体間変
動や経時変化等による変動を補償するように補正し、機
関制御因子制御手段5は、内燃機関の新気に応じて制御
される因子が、補正手段4により補正された値となるよ
うに内燃機関1を制御する。The fresh air amount detection means 2 detects the oxygen partial pressure in the intake air introduced into the internal combustion engine, and the engine control factor value calculation means 3 detects the fresh air amount introduced into the internal combustion engine in relation to the detected oxygen partial pressure. The value of a factor controlled depending on the air condition, such as the fuel supply amount, is calculated. The correction means 4 corrects the fuel supply amount etc. calculated by the engine control factor value calculation means 3 so as to compensate for fluctuations due to inter-individual fluctuations in the detected value of the fresh air amount detection means, changes over time, etc. The control means 5 controls the internal combustion engine 1 so that the factor controlled according to the fresh air of the internal combustion engine has a value corrected by the correction means 4.
第2図において、10はシリンダブロック、12はピス
トン、14はコネクティングロッド、16はシリンダヘ
ッド、18は燃焼室、20は点火栓、22は吸気弁、2
4は吸気ボート、26は排気弁、28は排気ボート、2
9はディストリビュータ、30は点火装置(イグナイタ
30a及び点火コイル30bよりなる)である。吸気ボ
ート24は、吸気管31、サージタンク32、スロット
ル弁34、吸気管36、ターボチャージャ38のコンプ
レッサハウジング38a、吸気管39を介してエアクリ
ーナ40に接続される。吸気ボート24に近接した吸気
管31に燃料インジエクタ42が設置される。排気ボー
ト28は排気マニホルド44を介してターボチャージャ
38のタービンハウジング38bに接続される。尚、タ
ーボチャージャ38の代わりに機械式過給機を採用した
システムであっても良い。In FIG. 2, 10 is a cylinder block, 12 is a piston, 14 is a connecting rod, 16 is a cylinder head, 18 is a combustion chamber, 20 is a spark plug, 22 is an intake valve, 2
4 is an intake boat, 26 is an exhaust valve, 28 is an exhaust boat, 2
9 is a distributor, and 30 is an ignition device (consisting of an igniter 30a and an ignition coil 30b). The intake boat 24 is connected to the air cleaner 40 via an intake pipe 31 , a surge tank 32 , a throttle valve 34 , an intake pipe 36 , a compressor housing 38 a of a turbocharger 38 , and an intake pipe 39 . A fuel injector 42 is installed in the intake pipe 31 close to the intake boat 24. Exhaust boat 28 is connected to turbine housing 38b of turbocharger 38 via exhaust manifold 44. Note that the system may employ a mechanical supercharger instead of the turbocharger 38.
排気ガス再循環通路(EGR通路)45が排気マニホル
ド44とサージタンク32を接続するように設けられる
。排気ガス再循環制御弁(EGR弁)46がEGR通路
45上に排気ガス再循環率(EGR率)の制御のため設
けられる。この実施例ではEGR弁446負圧作動ダイ
ヤフラム機構47を備える。ダイヤフラム機構47はス
ロットル弁34のアイドル位の少し上流に設置されるE
GRポート48に接続される。調圧弁49は、圧力導管
50によってEGR通路45における定圧絞り51の下
流に形成される定圧室52に接続される。そのため、調
圧弁49は定圧室52の圧力が略一定となるように、E
GRボート48からEGR弁46の負圧作動機構47に
導入される負圧を制御する。そして、調圧弁49のダイ
ヤフラム49aはEGRボート48の少し上流の負圧ボ
ート53に接続され、負荷に応じた負圧がダイヤフラム
49aに排圧と対抗するように作用し、EGR率を負荷
に応じて制御する。このEGR装置の構成及び作用は周
知であることから、これ以上の説明はしない。尚、EG
R装置は図示タイプでなくてもかまわない。An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 45 is provided to connect the exhaust manifold 44 and the surge tank 32. An exhaust gas recirculation control valve (EGR valve) 46 is provided on the EGR passage 45 to control the exhaust gas recirculation rate (EGR rate). In this embodiment, an EGR valve 446 is provided with a negative pressure operated diaphragm mechanism 47. The diaphragm mechanism 47 is installed slightly upstream of the idle position of the throttle valve 34.
Connected to GR port 48. The pressure regulating valve 49 is connected by a pressure conduit 50 to a constant pressure chamber 52 formed downstream of the constant pressure throttle 51 in the EGR passage 45 . Therefore, the pressure regulating valve 49 is operated so that the pressure in the constant pressure chamber 52 is approximately constant.
The negative pressure introduced from the GR boat 48 to the negative pressure operating mechanism 47 of the EGR valve 46 is controlled. The diaphragm 49a of the pressure regulating valve 49 is connected to the negative pressure boat 53 slightly upstream of the EGR boat 48, and the negative pressure corresponding to the load acts on the diaphragm 49a to counteract the exhaust pressure, and the EGR rate is adjusted according to the load. control. Since the configuration and operation of this EGR device are well known, no further explanation will be provided. Furthermore, EG
The R device does not have to be of the type shown.
制御回路54はマイクロコンピュータ・システムとして
構成され、燃料噴射制御、点火時期制御及びその他のエ
ンジン作動制御を行うものである。The control circuit 54 is configured as a microcomputer system and performs fuel injection control, ignition timing control, and other engine operation controls.
制御回路54はマイクロ・プロセシング・ユニット(M
PU)54aと、メモリ54bと、入力ボート54cと
、出力ボート54d1これらの各要素を接続するバス5
4eとから成る。入力ボート54cは各センサ接続され
エンジン運転条件信号が入力される。クランク角度セン
サ56.5Bがディストリビュータ29に設置される。The control circuit 54 is a micro processing unit (M
PU) 54a, memory 54b, input boat 54c, and output boat 54d1. A bus 5 that connects these elements.
4e. The input boat 54c is connected to each sensor and receives engine operating condition signals. A crank angle sensor 56.5B is installed on the distributor 29.
第1のクランク角度センサ56は、ディストリビュータ
軸29a上のマグネット片60と対抗設置され、クラン
ク軸の7200回転毎、即ち機関の1サイクル毎にパル
ス信号を発生し、基準信号となる。第2のクランク角度
センサ58はディストリビュータ軸29a上のマグネッ
ト片62と対抗設置され、クランク軸の30@毎の信号
を発生し、燃料噴射制御や点火時期制御のトリガ信号と
なる。水温センサ64はシリンダブロック10の冷却水
ジャケラ)10a内の冷却水温度を検出する。吸入空気
温度センサ66は、吸気管に機関に導入される吸入空気
の温度を検出することができる。排気側酸素センサ68
が排気マニホルド44に設けられる。The first crank angle sensor 56 is installed opposite the magnet piece 60 on the distributor shaft 29a, and generates a pulse signal as a reference signal every 7200 revolutions of the crankshaft, that is, every cycle of the engine. The second crank angle sensor 58 is installed opposite the magnet piece 62 on the distributor shaft 29a, and generates a signal every 30 degrees of the crankshaft, which serves as a trigger signal for fuel injection control and ignition timing control. The water temperature sensor 64 detects the temperature of the cooling water in the cooling water jacket 10a of the cylinder block 10. The intake air temperature sensor 66 can detect the temperature of intake air introduced into the engine through the intake pipe. Exhaust side oxygen sensor 68
is provided in the exhaust manifold 44.
この排気側酸素センサ68は空燃比フィードバック制御
用であり、空燃比を理論空燃比に制御するシステムでは
ozセンサであり、空燃比を理論空燃比よりリーン側に
制御するシステムでは所謂リーンセンサより構成するこ
とができる。This exhaust side oxygen sensor 68 is for air-fuel ratio feedback control, and is an oz sensor in a system that controls the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, and a so-called lean sensor in a system that controls the air-fuel ratio to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. can do.
この発明によれば、吸気側酸素センサ70がサージタン
ク32に設置される。吸気側酸素センサ70は、機関に
導入される新気量を検出し、燃料噴射量や、点火時期を
算出するために使用される。According to this invention, the intake side oxygen sensor 70 is installed in the surge tank 32. The intake side oxygen sensor 70 is used to detect the amount of fresh air introduced into the engine and calculate the fuel injection amount and ignition timing.
吸気側酸素センサセンサ70は所謂リーンセンサと同様
の構造のもので、全吸入空気中の酸素の分圧の変化によ
って連続的に変化する電圧を取り出すことができる。第
3図において、吸気側酸素センサ70は、ジルコニアか
ら成る固体電解質で作られた有底筒状体72と、その内
面及び外面に形成される通気性薄膜状白金電極74−1
.74−2と、外側の電極74−2の回りにスピネル等
のセラミックス材料のプラズマ溶射にて形成される多孔
層としての拡散層76と、多孔板にて形成される外套ケ
ース78と、筒状体72の中心空間に配置されるセラミ
ック・ヒータ80とを基本的な構成要素とする。ヒータ
80は電源E2に接続され、センサ70の活性化に役立
たせることができる。筒状体72の中央空間はヒータ8
0の中心通路80aによって大気と連通されている。陽
極としての内側電極74−1と陰極としての外側電極7
4−2との間には電源E、が接続される。所謂ポンプ作
用によって外側電極74−2から内側電極74−1に向
かって拡散層によって規制される速度で被検出ガス中の
02イオンが流れることができ、電源Elの成る電圧に
おいて、イオン電流(限界電流)I/は、
1 1 −((4Fx S x口Oz XP)/
(RxTx f))X(In(1/(1−Pot/P
))) j e H(1)ここに、F:ファラデ一定
数
S:電極面積
00□:ガス拡散定数
R:気体定数
T:温度
Il=拡散抵抗層有効長
P:全圧
PO!?酸素分圧
によって表される。第4図は全圧力に対する酸素分圧、
センサ出力との実測特性を示し、全圧が変わると分圧が
変化し、これに準じてセンサ出力が変化し、センサ出力
より酸素分圧を知ることができる。The intake side oxygen sensor 70 has a structure similar to a so-called lean sensor, and can extract a voltage that continuously changes depending on changes in the partial pressure of oxygen in the total intake air. In FIG. 3, the intake-side oxygen sensor 70 includes a bottomed cylindrical body 72 made of a solid electrolyte made of zirconia, and an air-permeable thin film platinum electrode 74-1 formed on the inner and outer surfaces of the cylindrical body 72.
.. 74-2, a diffusion layer 76 as a porous layer formed around the outer electrode 74-2 by plasma spraying of a ceramic material such as spinel, an outer case 78 formed of a porous plate, and a cylindrical The basic component is a ceramic heater 80 disposed in the central space of the body 72. Heater 80 is connected to power source E2 and can serve to activate sensor 70. The central space of the cylindrical body 72 is a heater 8
It is communicated with the atmosphere through a central passage 80a. Inner electrode 74-1 as an anode and outer electrode 7 as a cathode
4-2, a power source E is connected. O2 ions in the gas to be detected can flow from the outer electrode 74-2 toward the inner electrode 74-1 at a speed regulated by the diffusion layer due to the so-called pumping action, and at the voltage of the power source El, the ion current (limit Current) I/ is 1 1 - ((4Fx S x mouth Oz XP)/
(RxTx f))X(In(1/(1-Pot/P
))) j e H (1) Here, F: Faraday constant S: Electrode area 00 □: Gas diffusion constant R: Gas constant T: Temperature Il = Diffusion resistance layer effective length P: Total pressure PO! ? Expressed by oxygen partial pressure. Figure 4 shows the oxygen partial pressure relative to the total pressure,
The measured characteristics with the sensor output are shown. When the total pressure changes, the partial pressure changes, and the sensor output changes accordingly, making it possible to know the oxygen partial pressure from the sensor output.
MPU54 aは、メモリ54bに格納されるプログラ
ム、データに従って演算を実行し、出カポ−)−54d
にセットする。出力ポート54dは、燃料インジェクタ
42、イグナイタ30a及びその他の制御装置に接続さ
れ、制御信号が印加される。The MPU 54a executes calculations according to the program and data stored in the memory 54b, and outputs the output data from the memory 54b.
Set to . The output port 54d is connected to the fuel injector 42, the igniter 30a, and other control devices, and a control signal is applied thereto.
以下、制御回路54の作動における燃料噴射制御の部分
をフローチャートによって説明する。第5図は燃料噴射
ルーチンを示し、このルーチンは、これから燃料噴射を
行う気筒の燃料噴射の手前の成るクランク角度を検出し
て実行される。例えば、吸気行程中に燃料噴射を行うと
すれば、吸気上死点手前の60″を検出して実行される
。この検出は、第1クランク角度センサ56からの72
00CA信号の到来によってクリヤされ、第2クランク
角度センサ58からの30’CA信号の到来毎にインク
リメントされるカウンタの値により知ることができる。The fuel injection control portion of the operation of the control circuit 54 will be explained below using a flowchart. FIG. 5 shows a fuel injection routine, and this routine is executed by detecting the crank angle before the fuel injection of the cylinder to which fuel is to be injected. For example, if fuel injection is to be performed during the intake stroke, it is executed by detecting 60'' before the intake top dead center.
This can be determined by the value of a counter that is cleared by the arrival of the 00CA signal and incremented each time the 30'CA signal from the second crank angle sensor 58 arrives.
ステップ99では吸気係酸素センサ出力PO,に補正係
数KPOzを乗算したものがPO2とされる。KPO□
は後述のようにセンサ70の出力の経時変化較正用補正
係数である。In step 99, PO2 is obtained by multiplying the intake oxygen sensor output PO by the correction coefficient KPOz. KPO□
is a correction coefficient for calibrating the output of the sensor 70 over time, as will be described later.
ステップ100では基本噴射時間Tpが機関回転数NE
と吸気側酸素センサ70の出力値PO□より算出される
。ここに基本噴射時間とは内燃機関に導入される新気量
に対して空燃比を理論空燃比とするような燃料噴射量を
得るためインジェクタ42の開弁時間をいう。そして、
回転数によって吸気効率が変化するので、これを補正す
るため燃料噴射量は新気量と回転数との組合せによって
決められる。従来のD−Jシステムにおいては吸気管圧
力を計測することにより間接的に新気量を知り、回転数
と吸気管負圧との組合せから基本燃料噴射量を決めるて
いるのであるが、この代わりにこの発明では回転数と吸
気側酸素センサ70の出力値とより基本燃料噴射量を決
めるものである。In step 100, the basic injection time Tp is equal to the engine speed NE.
is calculated from the output value PO□ of the intake side oxygen sensor 70. Here, the basic injection time refers to the valve opening time of the injector 42 in order to obtain a fuel injection amount that makes the air-fuel ratio equal to the stoichiometric air-fuel ratio with respect to the amount of fresh air introduced into the internal combustion engine. and,
Since the intake efficiency changes depending on the rotation speed, in order to correct this, the fuel injection amount is determined by the combination of the fresh air amount and the rotation speed. In the conventional D-J system, the amount of fresh air is indirectly known by measuring the intake pipe pressure, and the basic fuel injection amount is determined from the combination of rotation speed and intake pipe negative pressure. In this invention, the basic fuel injection amount is determined based on the rotational speed and the output value of the intake side oxygen sensor 70.
メモリ54bには機関回転数NEと酸素センサ70の出
力値PO2との各組合せに対し、理論空燃比を得るため
の基本燃料噴射時間Tpのデータのマツプが構成されて
いる。MPU54 aは、第2クランク角度センサ58
の30”CA信号の間隔から知られる現在の機関回転数
NEと、第2酸素濃度センサ70の現在の出力PO□O
値とにより周知の補間計算を実行し、これによって基本
燃料噴射時間Tpの算出を行うことになる。The memory 54b includes a map of data of the basic fuel injection time Tp for obtaining the stoichiometric air-fuel ratio for each combination of the engine speed NE and the output value PO2 of the oxygen sensor 70. MPU54a is the second crank angle sensor 58
The current engine speed NE known from the interval of the 30" CA signal and the current output PO□O of the second oxygen concentration sensor 70.
A well-known interpolation calculation is performed based on the value, and the basic fuel injection time Tp is calculated thereby.
ステップ102では最終燃料噴射量Tauが次の式、
Tau=TpXα+β
によって算出される。α、βはこの発明と直接関係しな
いため詳細説明を省略する補正係数、補正量であり、吸
気酸素センサ68からの信号によるフィードバック補正
係数の算出や、水温センサ64からの水温信号による水
温補正係数や、加速補正等の基本燃料噴射時間Tpに加
えられる種々の補正演算処理を示している。In step 102, the final fuel injection amount Tau is calculated using the following formula: Tau=TpXα+β. α and β are correction coefficients and correction amounts whose detailed explanations will be omitted because they are not directly related to this invention, and the feedback correction coefficient is calculated based on the signal from the intake oxygen sensor 68, and the water temperature correction coefficient is calculated based on the water temperature signal from the water temperature sensor 64. and various correction calculation processes added to the basic fuel injection time Tp such as acceleration correction.
ステップ104では燃料噴射開始時刻t、の算出が行わ
れる。燃料噴射開始時期は機関の特性により種々法めら
れるが、例えば、燃料噴射が吸気行程の終了と略同期し
て終了するように燃料噴射開始時期を決める必要がある
。従って、燃料噴射開始時期は新気量、回転数で変化す
ることになる。In step 104, a fuel injection start time t is calculated. Although the fuel injection start timing is determined in various ways depending on the characteristics of the engine, for example, it is necessary to determine the fuel injection start timing so that the fuel injection ends approximately in synchronization with the end of the intake stroke. Therefore, the fuel injection start timing changes depending on the amount of fresh air and the rotation speed.
メモリ54bには機関回転@NEと、吸気側酸素センサ
70の出力POtとの組合せ対して燃料噴射を開始する
吸気上死点からのクランク角度のデータマツプが格納さ
れている。MPU54aは吸気側酸素センサ70の出力
値PO!と、第2クランク角度センサ58の30’CA
パルス信号の間隔より実測される機関回転数NEとから
、燃料噴射開始時刻1.を現在の時刻t0からの時間と
して算出する(第8図参照)。The memory 54b stores a data map of the crank angle from the intake top dead center at which fuel injection is started for the combination of the engine rotation @NE and the output POt of the intake side oxygen sensor 70. The MPU 54a outputs the output value PO of the intake side oxygen sensor 70! and 30'CA of the second crank angle sensor 58
The fuel injection start time 1. is calculated as the time from the current time t0 (see FIG. 8).
ステップ106では噴射終了時刻t0が、噴射開始時刻
tiに、ステップ102で算出される燃料噴射時間Ta
uを加えたものとされる。ステップ108は時刻一致割
り込みルーチンの許可を示し、ステップ110では燃料
噴射開始時刻tiが図示しない燃料噴射制御用コンベア
レジスタにセットされる。In step 106, the injection end time t0 is changed to the injection start time ti by the fuel injection time Ta calculated in step 102.
It is assumed that u is added. Step 108 indicates permission of the time coincidence interrupt routine, and step 110 sets fuel injection start time ti in a fuel injection control conveyor register (not shown).
第6図は時刻一致割り込みルーチンであり、コンベアレ
ジスタが現在時刻が燃料噴射開始時刻1゜に一致したと
判断すると実行開始される。ステップはコンベアレジス
タによる割り込み禁止を示し、ステップ114で燃料噴
射終了時刻t、がコンベアレジスタにセットされる。従
って、現在時刻が燃料噴射終了時刻t、に一致するとイ
ンジェクタ42による燃料噴射は停止される。FIG. 6 shows a time coincidence interrupt routine, which is started when the conveyor register determines that the current time coincides with the fuel injection start time of 1°. Step 114 indicates that interrupts are prohibited by the conveyor register, and in step 114, the fuel injection end time t is set in the conveyor register. Therefore, when the current time coincides with the fuel injection end time t, fuel injection by the injector 42 is stopped.
第7図は吸気側酸素センサ70の出力較正のための補正
係数算出ルーチンを示す。このルーチンは独立させても
よいし第5図と連結することもできる。第9図は新気量
(酸素分圧) POzと限界電流との関係を示す。燃料
噴射量は基準状態である実線mの出力特性によって決め
られる。個体間変動によって出力が多めに出たり(一点
鎖線n)又は少な目に出たりする。(一点鎖線n′)。FIG. 7 shows a correction coefficient calculation routine for calibrating the output of the intake side oxygen sensor 70. This routine may be independent or may be combined with FIG. Figure 9 shows the relationship between the fresh air amount (oxygen partial pressure) POz and the limiting current. The fuel injection amount is determined by the output characteristic of the solid line m, which is the reference state. Due to inter-individual variation, the output may be more (dotted chain line n) or less. (dotted chain line n').
これを、較正するために第7図のルーチンがある。ステ
ップ120では、現在がアイドル運転などの新気のみが
導入され、EGRが行われておらず、またブローバイガ
スの導入がされていない運転時か否か判別する。Yes
とすれば、ステップ122に進み、酸素センサ70の実
測値PO2と、アイドル状態での基準値PO8゜(第9
図の直線m上にのっている)との差ΔPO□ ′が算出
される。この値はセンサ値の基準値からのずれに相当す
る。尚、PO□。There is a routine shown in FIG. 7 to calibrate this. In step 120, it is determined whether the current operation is idling, where only fresh air is introduced, EGR is not being performed, and blow-by gas is not being introduced. Yes
If so, the process proceeds to step 122, where the actual measured value PO2 of the oxygen sensor 70 and the reference value PO8° (9th
The difference ΔPO□' from the point (on the straight line m in the figure) is calculated. This value corresponds to the deviation of the sensor value from the reference value. Furthermore, PO□.
のデータはアイドル時の基準出力として予めメモリ54
bに格納されているものとする。ステップ124ではΔ
po、 ’より補正係数Kpozの算出が行われる。こ
の補正係数KPO1は第9図においてn又はn′のよう
にずれた直線を基準の直線mに戻すための比例定数であ
り、第10図の関係があり、メモリに格納されるデータ
より補間計算することができる。ステップ126では実
測酸素分圧PO□に補正係数KPOzを乗算することで
、個体間変動や経時変化を較正した酸素分圧P08′を
算出する。The data is stored in advance in the memory 54 as a reference output during idle.
Assume that it is stored in b. In step 124, Δ
The correction coefficient Kpoz is calculated from po, '. This correction coefficient KPO1 is a proportionality constant for returning a shifted straight line like n or n' in Fig. 9 to the standard straight line m, and has the relationship shown in Fig. 10, and is calculated by interpolation from data stored in memory. can do. In step 126, the measured oxygen partial pressure PO□ is multiplied by the correction coefficient KPOz to calculate the oxygen partial pressure P08', which is calibrated for inter-individual variation and changes over time.
以上の実施例は酸素分圧より直接Tpを算出するD−J
システムへの応用であったが、この発明は、吸気管に圧
力センサを設置した通常のD−J型システムに酸素分圧
センサを更に設け、吸気管圧力(PM)と回転数(NE
)とから算出されるTpを、酸素分圧センサで検出され
るPO!で補正するものにも応用できる。第11図はこ
の実施例の燃料噴射量ルーチンである。ステップ200
ではNE、PMよりTpが算出される。ステップ202
では、NE、PMより目標酸素分圧PO□が算出される
。ステップ204では第7図のルーチンと同様に計算さ
れるにPO□にPOzを乗算することにより経時変化を
較正後の酸素分圧PO1’が算出される。ステップ20
6では酸素分圧較正値PO□ ′と、第9図の直線m上
の値po、。との差よりずれ量ΔPOtの算出が行われ
る。ステップ20Bではずれ量ΔPO!より燃料噴射量
の補正係数FPO□が算出される。この補正係数FP(
hはセンサ値の基準値からのずれに対して燃料噴射量を
最適に増減修正するものであり、基本燃料噴射ITpに
乗算される。In the above example, D-J calculates Tp directly from oxygen partial pressure.
This invention was applied to a normal DJ type system in which a pressure sensor is installed in the intake pipe, and an oxygen partial pressure sensor is further added to the intake pipe pressure (PM) and rotational speed (NE
) is calculated from PO! detected by the oxygen partial pressure sensor. It can also be applied to things that need to be corrected. FIG. 11 shows the fuel injection amount routine of this embodiment. step 200
Then, Tp is calculated from NE and PM. Step 202
Then, the target oxygen partial pressure PO□ is calculated from NE and PM. In step 204, the oxygen partial pressure PO1' after calibrating the change over time is calculated by multiplying PO□ by POz, which is calculated in the same manner as in the routine of FIG. Step 20
6 is the oxygen partial pressure calibration value PO□' and the value po on the straight line m in FIG. The deviation amount ΔPOt is calculated from the difference between the two. In step 20B, the deviation amount ΔPO! From this, the fuel injection amount correction coefficient FPO□ is calculated. This correction coefficient FP(
h is used to optimally increase or decrease the fuel injection amount in response to the deviation of the sensor value from the reference value, and is multiplied by the basic fuel injection ITp.
FPO□はメモリに格納される第9図mに相当する直線
より補間演算される。ステップ210ではTpがFPO
□により補正される。ステップ212では噴射開始時刻
tilJ<PM−NEマツプより算出される。以下の処
理は第5図と同様である。FPO□ is calculated by interpolation from the straight line corresponding to m in FIG. 9 stored in the memory. In step 210, Tp is FPO
Corrected by □. In step 212, the injection start time tilJ is calculated from the PM-NE map. The following processing is the same as that in FIG.
実施例ではEGR装置を備えたものについてこの発明は
適用されるが、必ずしもEGR装置は備えなくてもよい
。EGR装置を備えたものに適用する利点として、EG
R率に応じて燃料噴射量を補正する必要がなく、燃料噴
射制御が簡単になる利点がある。即ち、通常のD−Jシ
ステムにおいて燃料噴射量等は吸気管圧力と回転数のマ
ツプで決まる。EGRガスが入ると同一の吸気管圧力で
も新気量は減っているから燃料量はその分減少させる必
要がある。ところが、この発明ではL−Jシステムのエ
アーフローメータと同じように新気量そのものを検出し
ているので基本的に燃料噴射量の補1を行う必要はない
。厳密にいうと吸気側酸素センサ70の計測値には、圧
力に対する非線型性があり、この影響を排除して精密な
空燃比制御を行うために燃料噴射量をEGR率に応じて
補正することもできる。EGR率に応じて燃料噴射量を
補正するとしても、吸気管圧力が新気量の計測値に与え
る影響は小さいので、EGR率による燃料補正が極めて
僅かで済む利点がある。第11図は設定空燃比を得るた
めの燃料補正量βのEGR率に対する変化の実測特性で
あり、この発明により同−EGR率に対する燃料補正量
を従来と比較して小さくすることができる。In the embodiments, the present invention is applied to a vehicle equipped with an EGR device, but the EGR device does not necessarily need to be equipped. As an advantage of applying it to a vehicle equipped with an EGR device,
There is no need to correct the fuel injection amount according to the R rate, which has the advantage of simplifying fuel injection control. That is, in a normal DJ system, the fuel injection amount and the like are determined by a map of intake pipe pressure and rotational speed. When EGR gas enters, the amount of fresh air decreases even if the intake pipe pressure remains the same, so the amount of fuel must be reduced accordingly. However, in this invention, since the fresh air amount itself is detected in the same way as the air flow meter of the L-J system, there is basically no need to supplement the fuel injection amount. Strictly speaking, the measured value of the intake side oxygen sensor 70 has nonlinearity with respect to pressure, and in order to eliminate this influence and perform precise air-fuel ratio control, the fuel injection amount must be corrected according to the EGR rate. You can also do it. Even if the fuel injection amount is corrected according to the EGR rate, the influence of the intake pipe pressure on the measured value of the fresh air amount is small, so there is an advantage that the fuel correction based on the EGR rate can be extremely small. FIG. 11 shows the actually measured characteristics of the change in the fuel correction amount β for obtaining the set air-fuel ratio with respect to the EGR rate. According to the present invention, the fuel correction amount for the same EGR rate can be made smaller compared to the conventional one.
以上は燃料噴射へのこの発明の詳細な説明したが、点火
時期制御にもこの発明は応用することができる。即ち、
基本点火時期SAoが機関回転数NBと吸気側酸素セン
サ70からの出力Potより算出される。ここに基本点
火時期とは回転数を固定したとき内燃機関に導入される
新気量に対して最大トルクが得られる点火時期(MBT
)を圧縮上死点からの角度として表したものである。新
気量が同一でも機関回転数が変化するとMBTは変化す
るので、新気量と回転数とによって、MBTを得るため
の点火時期がきまる。従来のD−JシステムではNE−
PMの組合せに対するSAGのマツプが構成されていた
が、この発明ではこの代わりにNE−Potの組合せに
対するSAOのマツプを採用するのである。SAGマツ
プより点火制御を行うルーチンは当業者には明らかであ
るから説明を省略する。Although the present invention has been described in detail for fuel injection, the present invention can also be applied to ignition timing control. That is,
The basic ignition timing SAo is calculated from the engine speed NB and the output Pot from the intake side oxygen sensor 70. The basic ignition timing here refers to the ignition timing (MBT) at which the maximum torque is obtained for the amount of fresh air introduced into the internal combustion engine when the rotation speed is fixed.
) is expressed as an angle from compression top dead center. Even if the amount of fresh air is the same, the MBT will change if the engine speed changes, so the ignition timing to obtain the MBT is determined by the amount of fresh air and the engine speed. In the conventional DJ system, NE-
Although a SAG map was constructed for the PM combination, the present invention employs an SAO map for the NE-Pot combination instead. The routine for performing ignition control based on the SAG map is obvious to those skilled in the art, so a description thereof will be omitted.
この発明によれば、吸気管の酸素分圧に関連して燃料供
給量等を算出し、かつセンサ値の固体間変動や経時変化
を検出し、これらの影響を排除するように較正する手段
を設けることで、正確なエンジン制御を実現することが
できる。According to the present invention, there is provided means for calculating the fuel supply amount, etc. in relation to the oxygen partial pressure in the intake pipe, detecting inter-individual fluctuations in sensor values and changes over time, and calibrating to eliminate these influences. By providing this, accurate engine control can be realized.
第1図はこの発明の構成を示す図。
第2図はこの発明の実施例の全体構成図。
第3図は新気量を計測するための吸気側酸素センサの断
面図。
第4図は第3図の酸素センサの酸素分圧に対する限界電
流特性図。
第5図及び第6図は燃料噴射ルーチンのフローチャート
図。
第7図は酸素センサの出力較正ルーチンのフローチャー
ト図。
第8図は燃料噴射信号の形成の仕方を説明するタイミン
グ図。
第9図は酸素センサの出力の変動を説明するグラフ。
第10図は出力変動と、その出力変動を較正するための
比例定数との関係を示すグラフ。
第11図はPM−NEより算出される基本噴射量を酸素
分圧で補正するシステムにおける燃料噴射ルーチンを示
すフローチャート。
18・・・燃焼室
20・・・点火栓
30・・・点火装置
31・・・吸気管
32・・・サージタンク
34・・・スロットル弁
38・・・ターボチャージャ
42・・・燃料インジェクタ
44・・・排気マニホルド
48・・・EGR弁
54・・・制御回路
64・・・水温センサ
66・・・吸入空気温度センサ
68・・・排気側酸素センサ
70・・・吸気側酸素センサFIG. 1 is a diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the intake side oxygen sensor for measuring the amount of fresh air. FIG. 4 is a diagram showing the limiting current characteristics of the oxygen sensor shown in FIG. 3 with respect to oxygen partial pressure. 5 and 6 are flowcharts of the fuel injection routine. FIG. 7 is a flowchart of the oxygen sensor output calibration routine. FIG. 8 is a timing diagram illustrating how to form a fuel injection signal. FIG. 9 is a graph illustrating fluctuations in the output of the oxygen sensor. FIG. 10 is a graph showing the relationship between output fluctuation and a proportionality constant for calibrating the output fluctuation. FIG. 11 is a flowchart showing a fuel injection routine in a system that corrects the basic injection amount calculated by PM-NE using oxygen partial pressure. 18... Combustion chamber 20... Spark plug 30... Ignition device 31... Intake pipe 32... Surge tank 34... Throttle valve 38... Turbocharger 42... Fuel injector 44... ...Exhaust manifold 48...EGR valve 54...Control circuit 64...Water temperature sensor 66...Intake air temperature sensor 68...Exhaust side oxygen sensor 70...Intake side oxygen sensor
Claims (1)
の酸素分圧に応じた出力レベルをもった信号を発生する
手段、 前記酸素分圧検出手段の出力に関連して、内燃機関に導
入される新気に応じて制御される機関制御因子の値を算
出する機関制御因子値算出手段、機関制御因子値算出手
段が算出する機関制御因子値を、酸素分圧検出手段の検
出値の変動を補償するように、補正する補正手段と、 補正手段により補正された後の機関制御因子値より内燃
機関のその制御因子を制御する機関制御因子制御手段。[Claims] A control device for an internal combustion engine consisting of the following elements, which is installed in the intake system downstream of the throttle valve of the internal combustion engine, and generates a signal with an output level according to the oxygen partial pressure of intake air. means, engine control factor value calculation means for calculating the value of an engine control factor that is controlled according to fresh air introduced into the internal combustion engine in relation to the output of the oxygen partial pressure detection means; a correction means for correcting the engine control factor value calculated by the engine control factor value so as to compensate for fluctuations in the detection value of the oxygen partial pressure detection means; An engine control factor control means for controlling.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2482687A JPH0615845B2 (en) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | Control device for internal combustion engine |
US07/151,576 US4836174A (en) | 1987-02-06 | 1988-02-02 | Engine control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2482687A JPH0615845B2 (en) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | Control device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63195361A true JPS63195361A (en) | 1988-08-12 |
JPH0615845B2 JPH0615845B2 (en) | 1994-03-02 |
Family
ID=12148988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2482687A Expired - Fee Related JPH0615845B2 (en) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | Control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH0615845B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010508523A (en) * | 2006-10-31 | 2010-03-18 | アールアイシー・インベストメンツ・エルエルシー | System and method for calibrating determination of partial pressure of one or more gaseous analytes |
CN103244295A (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-14 | 罗伯特·博世有限公司 | Method and device for adapting signals of an oxygen sensor in the air supply channel of an internal combustion engine |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP2482687A patent/JPH0615845B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010508523A (en) * | 2006-10-31 | 2010-03-18 | アールアイシー・インベストメンツ・エルエルシー | System and method for calibrating determination of partial pressure of one or more gaseous analytes |
CN103244295A (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-14 | 罗伯特·博世有限公司 | Method and device for adapting signals of an oxygen sensor in the air supply channel of an internal combustion engine |
CN103244295B (en) * | 2012-02-08 | 2018-07-17 | 罗伯特·博世有限公司 | Method and apparatus for the signal for adapting to the oxygen sensor in the air input passage of internal combustion engine |
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---|---|
JPH0615845B2 (en) | 1994-03-02 |
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