JPH0214539B2 - - Google Patents
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- JPH0214539B2 JPH0214539B2 JP56037261A JP3726181A JPH0214539B2 JP H0214539 B2 JPH0214539 B2 JP H0214539B2 JP 56037261 A JP56037261 A JP 56037261A JP 3726181 A JP3726181 A JP 3726181A JP H0214539 B2 JPH0214539 B2 JP H0214539B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- timing
- cylinder pressure
- engine
- intake
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/1455—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means by using a second control of the closed loop type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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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)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、火花点火機関の電子制御装置に関す
る。
る。
火花点火機関の出力特性及び燃費等を損なうこ
となく排気エミツシヨンを改善できる電子制御装
置として例えば第1図に示したようなものがある
(ECCSL系エンジン、1979技術解説書昭和54年6
月発行)。
となく排気エミツシヨンを改善できる電子制御装
置として例えば第1図に示したようなものがある
(ECCSL系エンジン、1979技術解説書昭和54年6
月発行)。
この制御装置では、図示しないクランク角セン
サから出力された機関の回転速度信号1と図示し
ない吸入空気流量センサから出力された吸入空気
流量信号2とをEGI(電子制御燃料噴射)パルス
幅演算装置3に供給してパルス発生装置4を介し
て図示しないインジエクタに供給される制御パル
ス5のデユーテイ(開弁比率)、つまり、機関へ
の燃料供給量(空燃比)を制御すると同時に、前
記演算装置3の出力と回転速度信号1とを目標値
テーブル6に供給することにより、機関の運転状
態に応じて予め設定されていた電磁弁デユーテイ
比をテーブル6から引き出して機関冷水温補正回
路7で補正した後にパルス演算装置8に供給する
ことにより、排気還流通路9に設けたEGR(排気
還流)弁10の制御手段として設けたEGR制御
電磁弁11をコントロールして機関運転状態に応
じてEGR弁10の開度をコントロールするよう
にしている。12は定圧弁、13はオリフイスで
ある。
サから出力された機関の回転速度信号1と図示し
ない吸入空気流量センサから出力された吸入空気
流量信号2とをEGI(電子制御燃料噴射)パルス
幅演算装置3に供給してパルス発生装置4を介し
て図示しないインジエクタに供給される制御パル
ス5のデユーテイ(開弁比率)、つまり、機関へ
の燃料供給量(空燃比)を制御すると同時に、前
記演算装置3の出力と回転速度信号1とを目標値
テーブル6に供給することにより、機関の運転状
態に応じて予め設定されていた電磁弁デユーテイ
比をテーブル6から引き出して機関冷水温補正回
路7で補正した後にパルス演算装置8に供給する
ことにより、排気還流通路9に設けたEGR(排気
還流)弁10の制御手段として設けたEGR制御
電磁弁11をコントロールして機関運転状態に応
じてEGR弁10の開度をコントロールするよう
にしている。12は定圧弁、13はオリフイスで
ある。
ところが、このような電子制御装置では、制御
装置からいかに高度の制御信号を出力しようと
も、EGR弁10及びERG制御電磁弁11の流量
特性のバラツキがそのままEGR量のバラツキと
なつてしまい、殊に、EGR弁10の開きはじめ
付近でのEGR比精度が悪くなつて要求点火時期
とのかねあいで排気中のNOx、燃費等の悪化及
びバラツキがあつた。
装置からいかに高度の制御信号を出力しようと
も、EGR弁10及びERG制御電磁弁11の流量
特性のバラツキがそのままEGR量のバラツキと
なつてしまい、殊に、EGR弁10の開きはじめ
付近でのEGR比精度が悪くなつて要求点火時期
とのかねあいで排気中のNOx、燃費等の悪化及
びバラツキがあつた。
又、第1図に示した従来例では、機関の冷却水
温度に応じてEGR量を定性的に補正をしている
ものの、その他の補正、例えば、大気圧の変化、
吸気温度及び湿度の変化、燃焼室デポジツト、燃
料組成の変化、カーボンの堆積等にともなう還流
通路抵抗の変化、還流排気温度の変化等に対する
補正が行なわれていないので、これらの変化にと
もなう排気エミツシヨン、燃費の悪化等を避ける
ことができなかつた。
温度に応じてEGR量を定性的に補正をしている
ものの、その他の補正、例えば、大気圧の変化、
吸気温度及び湿度の変化、燃焼室デポジツト、燃
料組成の変化、カーボンの堆積等にともなう還流
通路抵抗の変化、還流排気温度の変化等に対する
補正が行なわれていないので、これらの変化にと
もなう排気エミツシヨン、燃費の悪化等を避ける
ことができなかつた。
本発明は上記に鑑み、機関燃焼室内の燃焼遅れ
期間に応じて吸気系に還流される排気の流量又は
吸気空燃等の吸気性状をフイードバツク制御し、
又第2番目の発明では、点火時期をもフイードバ
ツク制御して出力性能、燃費等を損なうことなく
排気エミツシヨンを改善することを目的とするも
のである。
期間に応じて吸気系に還流される排気の流量又は
吸気空燃等の吸気性状をフイードバツク制御し、
又第2番目の発明では、点火時期をもフイードバ
ツク制御して出力性能、燃費等を損なうことなく
排気エミツシヨンを改善することを目的とするも
のである。
以下に本発明を第2図乃至第8図に示された実
施例について説明する。
施例について説明する。
第2図は第1番目の発明の一実施例を示したも
のであり、点火栓20を備えた火花点火機関21
の吸気通路22と排気通路23とをEGR通路2
4を介して接続する。EGR通路24には、EGR
制御電磁弁25によりその開度が制御される
EGR弁26を設けると共に、各気筒の吸気ポー
トにはそれぞれインジエクタ27を装着する。
のであり、点火栓20を備えた火花点火機関21
の吸気通路22と排気通路23とをEGR通路2
4を介して接続する。EGR通路24には、EGR
制御電磁弁25によりその開度が制御される
EGR弁26を設けると共に、各気筒の吸気ポー
トにはそれぞれインジエクタ27を装着する。
尚、前記EGR制御電磁弁25は、吸気通路2
2に設けたスロツトルチヤンバ28から負圧通路
29を介してEGR弁26の負圧室に導入される
制御負圧の強さをコントロールするためのもので
ある。
2に設けたスロツトルチヤンバ28から負圧通路
29を介してEGR弁26の負圧室に導入される
制御負圧の強さをコントロールするためのもので
ある。
又、前記EGR制御電磁弁25及びデイストリ
ピユータ30を介して点火栓20に接続された点
火コイル31の1次側をON、OFFさせるトラン
ジスタ32をコントロールするコントローラ33
は、EGR制御回路34と点火時期制御回路35
とを備え、点火時期制御回路35には機関の各種
運転情報36を入力して機関の運転状態に応答し
た時期に点火を行なわせるようにしている。尚、
上記コントローラ33は燃焼噴射量演算回路(図
示せず)をも併有しており、EGIパルス幅を演算
してインジエクター27の開弁比率をコントロー
ルする。
ピユータ30を介して点火栓20に接続された点
火コイル31の1次側をON、OFFさせるトラン
ジスタ32をコントロールするコントローラ33
は、EGR制御回路34と点火時期制御回路35
とを備え、点火時期制御回路35には機関の各種
運転情報36を入力して機関の運転状態に応答し
た時期に点火を行なわせるようにしている。尚、
上記コントローラ33は燃焼噴射量演算回路(図
示せず)をも併有しており、EGIパルス幅を演算
してインジエクター27の開弁比率をコントロー
ルする。
一方、EGR制御回路34には点火時期制御回
路35から出力された点火時期信号37と、燃焼
室内の圧力を検出する筒内圧力センサ38の出力
信号と、吸気通路22の上流端近傍に設けた吸入
空気量センサ39から出力された吸入空気量信号
又はインジエクタ27に供給されるBGIパルス幅
40と、クランク角センサ41から出力された機
関回転位置信号42とが入力される。そして、こ
のEGR制御回路34に燃焼時期検検出回路43
と、燃焼遅れ検出回路44と、クロツク45と、
平均化回路46と、燃焼遅れの目標値テーブル4
7と、比較回路48とEGR量制御回路49とを
設けることにより、実際の燃焼遅れ期間と機関運
転状態に応じて目標値テーブル47からひき出さ
れた目標燃焼遅れ期間とを一致させるように
EGR量をフイードバツクコントロールするよう
にしている。
路35から出力された点火時期信号37と、燃焼
室内の圧力を検出する筒内圧力センサ38の出力
信号と、吸気通路22の上流端近傍に設けた吸入
空気量センサ39から出力された吸入空気量信号
又はインジエクタ27に供給されるBGIパルス幅
40と、クランク角センサ41から出力された機
関回転位置信号42とが入力される。そして、こ
のEGR制御回路34に燃焼時期検検出回路43
と、燃焼遅れ検出回路44と、クロツク45と、
平均化回路46と、燃焼遅れの目標値テーブル4
7と、比較回路48とEGR量制御回路49とを
設けることにより、実際の燃焼遅れ期間と機関運
転状態に応じて目標値テーブル47からひき出さ
れた目標燃焼遅れ期間とを一致させるように
EGR量をフイードバツクコントロールするよう
にしている。
第3図は上記EGR制御回路34の各回路(ブ
ロツク)をコンピユータ処理するためのフローチ
ヤートである。
ロツク)をコンピユータ処理するためのフローチ
ヤートである。
上記の構成において、筒内圧力センサ38は燃
焼室内の燃焼に基づく圧力波形を第4図に示すよ
うに出力する。燃焼時期検出回路43では、この
筒内圧力センサ38の出力とクランク角センサ4
1からの出力信号に基づいて燃焼時間を演算す
る。
焼室内の燃焼に基づく圧力波形を第4図に示すよ
うに出力する。燃焼時期検出回路43では、この
筒内圧力センサ38の出力とクランク角センサ4
1からの出力信号に基づいて燃焼時間を演算す
る。
即ち、第4図において、L曲線は機関をモータ
リングした時の圧力波形であり、P曲線はピスト
ンの圧縮上死点前に火花点火を行なつて燃焼を行
なわせた時の一般的な圧力波形であり、このP曲
線は圧縮上死点前ではL曲線と重なり合う範囲の
ある(この範囲は圧縮行程及び着火遅れ期関)こ
とを示している。
リングした時の圧力波形であり、P曲線はピスト
ンの圧縮上死点前に火花点火を行なつて燃焼を行
なわせた時の一般的な圧力波形であり、このP曲
線は圧縮上死点前ではL曲線と重なり合う範囲の
ある(この範囲は圧縮行程及び着火遅れ期関)こ
とを示している。
従つて、燃焼時期を検出するためには、筒内圧
力センサ38を介して検出された圧力がL曲線の
最大値より大きな基準値より大きくなつた時の燃
焼圧力を検出すれば良いので、圧縮上死点前の所
定クランク角、例えば、BTDC30゜の筒内圧力を
クランク角センサ41から出力されたサンプリン
グ信号でサンプリングし、この時の圧力を第1筒
内圧力値としてこれを定数倍、例えば1.5倍した
値を基準値とすることにより、第1筒内圧力値を
サンプリングした時点以後に筒内圧力センサ38
から出力される第2筒内圧力値が前記基準値と等
しくなる時期に基づいて燃焼時期を得ることがで
きる。
力センサ38を介して検出された圧力がL曲線の
最大値より大きな基準値より大きくなつた時の燃
焼圧力を検出すれば良いので、圧縮上死点前の所
定クランク角、例えば、BTDC30゜の筒内圧力を
クランク角センサ41から出力されたサンプリン
グ信号でサンプリングし、この時の圧力を第1筒
内圧力値としてこれを定数倍、例えば1.5倍した
値を基準値とすることにより、第1筒内圧力値を
サンプリングした時点以後に筒内圧力センサ38
から出力される第2筒内圧力値が前記基準値と等
しくなる時期に基づいて燃焼時期を得ることがで
きる。
このようにして検出されれた燃焼時期信号は、
点火時期信号とともに燃焼遅れ検出回路44に入
力される。
点火時期信号とともに燃焼遅れ検出回路44に入
力される。
この燃焼遅れ検出回路44では点火時期信号3
7が入力されてから燃焼時期信号が入力されるま
でのクロツク信号(クランク角センサ41から出
力された単位角度信号又はクロツクパルス発生装
置から出力された単位時間信号)をカウントして
このカウント値を燃焼遅れ信号として比較回路4
8に供給する。尚、この比較回路48の前段に
は、平均化回路46を組み込むことにより、数サ
イクル(例えば4サイクル)の燃焼遅れ信号Tを
平均化するようになつている。
7が入力されてから燃焼時期信号が入力されるま
でのクロツク信号(クランク角センサ41から出
力された単位角度信号又はクロツクパルス発生装
置から出力された単位時間信号)をカウントして
このカウント値を燃焼遅れ信号として比較回路4
8に供給する。尚、この比較回路48の前段に
は、平均化回路46を組み込むことにより、数サ
イクル(例えば4サイクル)の燃焼遅れ信号Tを
平均化するようになつている。
比較回路48には、上記のようにして、供給さ
れた燃焼遅れれ信号Tの他に、目標値テーブル4
7からひき出された機関運転状態に応じた目標燃
焼遅れ期間(後述)に応答する基準値が入力され
ており、両者を比較して実際の燃焼遅れ期間が適
当か否かを判別する。そして、この判別結果に応
答してEGR量制御回路49からEGR制御電磁弁
25に供給される制御パルスの開弁比率をコント
ロールすることにより、EGR弁26に供給され
る負圧の強さを変えてEGR量をコントロールす
る。
れた燃焼遅れれ信号Tの他に、目標値テーブル4
7からひき出された機関運転状態に応じた目標燃
焼遅れ期間(後述)に応答する基準値が入力され
ており、両者を比較して実際の燃焼遅れ期間が適
当か否かを判別する。そして、この判別結果に応
答してEGR量制御回路49からEGR制御電磁弁
25に供給される制御パルスの開弁比率をコント
ロールすることにより、EGR弁26に供給され
る負圧の強さを変えてEGR量をコントロールす
る。
尚、上記説明では、第1筒内圧力値Pとして
BTDC30゜の筒内圧力値をサンプリングし、これ
を1.5倍して基準値とするようにしているが、サ
ンプリング時期は必ずしもBTDC30゜である必要
はなく、要するにモータリング時におけるTDC
の圧力より大きく、しかも、燃焼時の最大圧力値
よりも基準値を小さくするようにしたものであれ
ば第1筒内圧力値のサンプリング時期及びその定
数は任意である。又、基準値を機関回転速度及び
吸入空気量等に基づいて演算してもよいが、検出
センサの特性による精度の影響を受けやすいので
前述したように筒内圧力センサの出力を基準とし
て制御し、経時変化を少なくできる。
BTDC30゜の筒内圧力値をサンプリングし、これ
を1.5倍して基準値とするようにしているが、サ
ンプリング時期は必ずしもBTDC30゜である必要
はなく、要するにモータリング時におけるTDC
の圧力より大きく、しかも、燃焼時の最大圧力値
よりも基準値を小さくするようにしたものであれ
ば第1筒内圧力値のサンプリング時期及びその定
数は任意である。又、基準値を機関回転速度及び
吸入空気量等に基づいて演算してもよいが、検出
センサの特性による精度の影響を受けやすいので
前述したように筒内圧力センサの出力を基準とし
て制御し、経時変化を少なくできる。
第5図はEGR率に対する燃焼遅れの変化特性
を示したものであり、EGR率が増加するにとも
なつて燃焼遅れが増大していることが判る。従つ
て、上記のようにEGR弁をコントロールして
EGR率を変えることにより、燃焼遅れ期間を目
標値に一致させることができる。
を示したものであり、EGR率が増加するにとも
なつて燃焼遅れが増大していることが判る。従つ
て、上記のようにEGR弁をコントロールして
EGR率を変えることにより、燃焼遅れ期間を目
標値に一致させることができる。
又、第6図は点火時期とEGRに対する燃焼遅
れの変化及び排気中のNOxの変化状態を運転代
表点で示したものである。ここに、燃焼遅れTの
目標値を2.7mS(一定)とするように制御した場
合は、点火時期の設定の変化にともなつてNOx
がX曲線に示すようになるが、点火時期にバラツ
キが生じてもNOxは安定したレベルとなる。尚、
点火時期が進み過ぎるとNOxが増加するが、こ
れは実際の運転領域外であるので問題はない。
れの変化及び排気中のNOxの変化状態を運転代
表点で示したものである。ここに、燃焼遅れTの
目標値を2.7mS(一定)とするように制御した場
合は、点火時期の設定の変化にともなつてNOx
がX曲線に示すようになるが、点火時期にバラツ
キが生じてもNOxは安定したレベルとなる。尚、
点火時期が進み過ぎるとNOxが増加するが、こ
れは実際の運転領域外であるので問題はない。
第7図は第2番目の発明の実施例を示したもの
である。
である。
この実施例では燃焼時期を目標値に一致させる
べく点火時期を制御したうえで、この点火時期が
目標位置になるようにEGRをフイードバツク制
御して機関過渡状態での応答遅れによる点火時期
のズレを小さくなるようにしたものである。
べく点火時期を制御したうえで、この点火時期が
目標位置になるようにEGRをフイードバツク制
御して機関過渡状態での応答遅れによる点火時期
のズレを小さくなるようにしたものである。
即、この実施例では、点火時期制御回路35に
瞬間圧力サンプル回路50を設けて複数(本実施
例では3点)の特定クランク角での筒内圧力をサ
ンプリングする。そして、このようにサンプリン
グされた筒内圧力値を用いて燃焼時期演算回路5
1で所定クランク角での筒内圧力の上昇割合Rを
演算する。このような筒内圧力の上昇割合Rは、
燃焼時期に関連したものである。
瞬間圧力サンプル回路50を設けて複数(本実施
例では3点)の特定クランク角での筒内圧力をサ
ンプリングする。そして、このようにサンプリン
グされた筒内圧力値を用いて燃焼時期演算回路5
1で所定クランク角での筒内圧力の上昇割合Rを
演算する。このような筒内圧力の上昇割合Rは、
燃焼時期に関連したものである。
即ち、特定のクランク角A,B,C(第8図参
照)で筒内圧力サンプリングした時の各圧力値を
A,B,Cとし、B点における燃焼圧力上昇割合
を燃焼時期に関係した信号として近似的に計算す
ると、 燃焼圧力上昇割合R≒PB−K1PA/K1/K2・PC−K1PA となる。ただし、K1=PD/PA、K2=PE/PA(PA、 PD、PEは各々クランク角度位置A1、B1、C1点
でのモータリング時の圧力)である。
照)で筒内圧力サンプリングした時の各圧力値を
A,B,Cとし、B点における燃焼圧力上昇割合
を燃焼時期に関係した信号として近似的に計算す
ると、 燃焼圧力上昇割合R≒PB−K1PA/K1/K2・PC−K1PA となる。ただし、K1=PD/PA、K2=PE/PA(PA、 PD、PEは各々クランク角度位置A1、B1、C1点
でのモータリング時の圧力)である。
なお、上記式を導く過程を示せば、
R=PB−PD/PF−PD(PF:F点の圧力)
=PB/PD−1/PF/PD−1
であり、ここで、PF/PD≒PC/PEであるか
ら、 R≒PB/PD−1/PC/PE−1=
PB−PD/PA・PA/PA/PE・PD/PA・PC−PD/PA・PA =PB−K1・PA/K1/K2PC−K1PA となる。
ら、 R≒PB/PD−1/PC/PE−1=
PB−PD/PA・PA/PA/PE・PD/PA・PC−PD/PA・PA =PB−K1・PA/K1/K2PC−K1PA となる。
このようにして演算された燃焼時期に関連する
信号が平均化回路52を経て比較回路53に入力
されて比較値発生回路54からの設定出力と比較
される。そして、機関運転情報が入力される点火
時期基準テーブル55から出力された点火時期信
号を前記比較回路53の出力(偏差量)に基づい
てフイードバツク補正回路56で補正することに
より、点火時期を変えて燃焼時期をコントロール
する。即ち、所定クランク角(ATDC10゜)にお
ける燃焼圧力上昇率(S)が点火時期基準テーブ
ル55の出力に上記偏差量を考慮した所定値R0
になるように点火信号発生タイミングK
(ATDC10゜前時間T1のクランク位置)を指令す
る。
信号が平均化回路52を経て比較回路53に入力
されて比較値発生回路54からの設定出力と比較
される。そして、機関運転情報が入力される点火
時期基準テーブル55から出力された点火時期信
号を前記比較回路53の出力(偏差量)に基づい
てフイードバツク補正回路56で補正することに
より、点火時期を変えて燃焼時期をコントロール
する。即ち、所定クランク角(ATDC10゜)にお
ける燃焼圧力上昇率(S)が点火時期基準テーブ
ル55の出力に上記偏差量を考慮した所定値R0
になるように点火信号発生タイミングK
(ATDC10゜前時間T1のクランク位置)を指令す
る。
ここにおいて、点火信号発生タイミングKから
所定クランク角度(ATDC10゜)までの時間T1
は、所定クランク角度において所定の燃焼出力上
昇率R0(所定の燃焼時期に関連)を得るために演
算された最適点火信号発生タイミングKからの経
過時間であつて、燃焼遅れ期間に関連すると言え
る。従つてかかる点火指令信号の出力時期を燃焼
遅れ期間Tに関連した信号として、点火時期制御
回路35(詳細にはフイードバツク補正回路5
6)からEGR制御回路34に入力すると、目標
値テーブル47から出力された機関運転状態に応
じた目標燃焼遅れ期間T0と上記燃焼遅れ期間T
とを比較回路48で比較し、その偏差量に基いて
EGR量制御回路34を介してEGR制御電磁弁2
5の開弁比率を調整する。ここに上記目標値テー
ブル47から出力される目標燃焼遅れ期関T0は
以下のようにして定まる。即ち、機関回転数Nと
燃料噴射量に関係するEGIパルス幅TP(機関負荷
に相当し、吸入空気量Qa及び機関回転数により
求まる。即ち、TP=KQa/NK:比例定数)より定 まる機関運転点から、第9図の機関EGRマツプ
を参照して要求EGR比(%)を検索し、次いで
この検索した要求EGR比(%)と運転負荷とか
ら第10図の目標燃焼遅れ期間(T0)特性図を
参照することにより、目標燃焼遅れ期間T0を求
めるのである。尚この目標燃焼遅れ期間T0は、
その運転状態におけるNOx排出量を設定値以下
に抑制するのに必要な期間であり、機関吸気負荷
及び機関回転数Nを基本として定まるものであ
る。尚、上記EGR量制御回路34は周知の偏差
量増幅回路、積分回路又はこれらと微分回路との
組合せにより構成される。尚57はEGR制御回
路34に供給される点火指令信号(燃料遅れ信
号)を再補正して点火時期の補正にともなう影響
をなくすための補正回路であるが、必ずしもこの
補正回路57を必要としない。第8図は筒内圧力
波形と燃焼時期信号に関連する圧力上昇割合R
と、燃焼遅れ期間Tとの関係図である。
所定クランク角度(ATDC10゜)までの時間T1
は、所定クランク角度において所定の燃焼出力上
昇率R0(所定の燃焼時期に関連)を得るために演
算された最適点火信号発生タイミングKからの経
過時間であつて、燃焼遅れ期間に関連すると言え
る。従つてかかる点火指令信号の出力時期を燃焼
遅れ期間Tに関連した信号として、点火時期制御
回路35(詳細にはフイードバツク補正回路5
6)からEGR制御回路34に入力すると、目標
値テーブル47から出力された機関運転状態に応
じた目標燃焼遅れ期間T0と上記燃焼遅れ期間T
とを比較回路48で比較し、その偏差量に基いて
EGR量制御回路34を介してEGR制御電磁弁2
5の開弁比率を調整する。ここに上記目標値テー
ブル47から出力される目標燃焼遅れ期関T0は
以下のようにして定まる。即ち、機関回転数Nと
燃料噴射量に関係するEGIパルス幅TP(機関負荷
に相当し、吸入空気量Qa及び機関回転数により
求まる。即ち、TP=KQa/NK:比例定数)より定 まる機関運転点から、第9図の機関EGRマツプ
を参照して要求EGR比(%)を検索し、次いで
この検索した要求EGR比(%)と運転負荷とか
ら第10図の目標燃焼遅れ期間(T0)特性図を
参照することにより、目標燃焼遅れ期間T0を求
めるのである。尚この目標燃焼遅れ期間T0は、
その運転状態におけるNOx排出量を設定値以下
に抑制するのに必要な期間であり、機関吸気負荷
及び機関回転数Nを基本として定まるものであ
る。尚、上記EGR量制御回路34は周知の偏差
量増幅回路、積分回路又はこれらと微分回路との
組合せにより構成される。尚57はEGR制御回
路34に供給される点火指令信号(燃料遅れ信
号)を再補正して点火時期の補正にともなう影響
をなくすための補正回路であるが、必ずしもこの
補正回路57を必要としない。第8図は筒内圧力
波形と燃焼時期信号に関連する圧力上昇割合R
と、燃焼遅れ期間Tとの関係図である。
ここで、同図、第7図及び第11図の燃焼圧力
上昇割合(R)−EGR比関係図に基き、コントロ
ーラ33のEGR制御回路34と点火時期制御回
路35との作動の関係を説明する。
上昇割合(R)−EGR比関係図に基き、コントロ
ーラ33のEGR制御回路34と点火時期制御回
路35との作動の関係を説明する。
先ず、点火時期制御回路35では所定クランク
角度(例えばATDC10゜)における燃焼圧力上昇
率(R)が所定率R0になるよう(第8図曲線U)
点火時期を該クランク角度前から所定時間T(燃
焼遅れ期間)だけよつた点に相当するクランク角
度Kに設定する。この燃焼遅れ期間Tは、機関回
転数NとFGIパルス幅Tpとから点火時期基準テ
ーブル55を参照して得られる基本燃焼遅れ期間
Trと、燃焼時期演算回路51と比較値発生回路
54との両出力値の差である偏差量Tsとからフ
イードバツク補正回路56において、T=Tr+
Tsの計算式により求められる。この燃焼遅れ期
間Tは、次に補正回路57にて、燃焼時期演算回
路51の出力により必要に応じて補正された後、
EGR制御回路34に送り込まれる。EGR制御回
路34はその内部に有する比較回路48に於いて
基準テーブル47から出力される目標燃焼遅れ期
間T0と上記点火時期制御回路35からの燃焼遅
れ期間Tとを比較し、たとえばT0>(第8図参
照)の場合にはEGR制御電磁弁25開弁比率を
減らす(EGR弁26開度を増す)ことにより、
EGR比を増大させる。この結果、第11図の燃
焼圧力上昇割合(R)−EGR比関係図からも明ら
かなように、第8図中燃焼圧力上昇割合曲線はT
からQに変化し、上記所定クランク角度
(ATDC10゜)における燃焼圧力上昇割合はR0かR
に減少する。この減少は点火時期制御回路35の
燃焼時期演算回路51によつて可及的に把握さ
れ、RをR0まで上昇させて結果的にR0に維持す
べくフイードバツク補正回路56にて点火時期を
進み側へと調整し、最終的に燃焼圧力上昇割合の
曲線はSに収斂し、点火時期、所定クランク角度
における燃焼圧力上昇割合共に目標値に設定され
ることなる。(T<T0の場合も同様である。) つまり、この実施例では、特定クランク角での
圧力上昇割合Rを所定値にすべく点火時期をフイ
ードバツク制御したうえで、燃焼遅れ期間Tが所
定値になるようにEGR比をフイードバツク制御
して点火時期を本来の目標時期に戻すようにし、
排出ガスの生成を抑えるためにEGR量を増やす
よう要求される運転領域であつても燃焼状態の急
速な悪化を防止し、燃費率の低減巾を最小限に抑
制するようにしたのである。従つて、機関の過渡
状態での制御の応答遅れによる点火時期のズレを
も小さくできる。
角度(例えばATDC10゜)における燃焼圧力上昇
率(R)が所定率R0になるよう(第8図曲線U)
点火時期を該クランク角度前から所定時間T(燃
焼遅れ期間)だけよつた点に相当するクランク角
度Kに設定する。この燃焼遅れ期間Tは、機関回
転数NとFGIパルス幅Tpとから点火時期基準テ
ーブル55を参照して得られる基本燃焼遅れ期間
Trと、燃焼時期演算回路51と比較値発生回路
54との両出力値の差である偏差量Tsとからフ
イードバツク補正回路56において、T=Tr+
Tsの計算式により求められる。この燃焼遅れ期
間Tは、次に補正回路57にて、燃焼時期演算回
路51の出力により必要に応じて補正された後、
EGR制御回路34に送り込まれる。EGR制御回
路34はその内部に有する比較回路48に於いて
基準テーブル47から出力される目標燃焼遅れ期
間T0と上記点火時期制御回路35からの燃焼遅
れ期間Tとを比較し、たとえばT0>(第8図参
照)の場合にはEGR制御電磁弁25開弁比率を
減らす(EGR弁26開度を増す)ことにより、
EGR比を増大させる。この結果、第11図の燃
焼圧力上昇割合(R)−EGR比関係図からも明ら
かなように、第8図中燃焼圧力上昇割合曲線はT
からQに変化し、上記所定クランク角度
(ATDC10゜)における燃焼圧力上昇割合はR0かR
に減少する。この減少は点火時期制御回路35の
燃焼時期演算回路51によつて可及的に把握さ
れ、RをR0まで上昇させて結果的にR0に維持す
べくフイードバツク補正回路56にて点火時期を
進み側へと調整し、最終的に燃焼圧力上昇割合の
曲線はSに収斂し、点火時期、所定クランク角度
における燃焼圧力上昇割合共に目標値に設定され
ることなる。(T<T0の場合も同様である。) つまり、この実施例では、特定クランク角での
圧力上昇割合Rを所定値にすべく点火時期をフイ
ードバツク制御したうえで、燃焼遅れ期間Tが所
定値になるようにEGR比をフイードバツク制御
して点火時期を本来の目標時期に戻すようにし、
排出ガスの生成を抑えるためにEGR量を増やす
よう要求される運転領域であつても燃焼状態の急
速な悪化を防止し、燃費率の低減巾を最小限に抑
制するようにしたのである。従つて、機関の過渡
状態での制御の応答遅れによる点火時期のズレを
も小さくできる。
上記実施例では、主に理論空燃比に近い混合気
を燃焼させ、排気還流によつてNOXを低減させ
る場合について説明したが、排気還流を用いずに
空燃比を非常に高くした混合気を燃焼させるリー
ンバーン(稀薄混合気燃焼)システムもある。こ
の場合は、余剰の空気が還流排気に代つて燃焼ガ
スの熱容量を増して燃焼温度を下げ、NOxの生
成を抑制しているので、かかるシリーンバーンシ
ステムの機関に本発明を適用することもできる。
即ち、リーンバーンシステムの場合は、燃焼遅れ
が所定値より短かい空燃比を大きくすれば良いの
であり、この空燃比を制御する手段としては、燃
料の供給量、又は混合気生成部のバイパス空気量
を制御すれば良い。
を燃焼させ、排気還流によつてNOXを低減させ
る場合について説明したが、排気還流を用いずに
空燃比を非常に高くした混合気を燃焼させるリー
ンバーン(稀薄混合気燃焼)システムもある。こ
の場合は、余剰の空気が還流排気に代つて燃焼ガ
スの熱容量を増して燃焼温度を下げ、NOxの生
成を抑制しているので、かかるシリーンバーンシ
ステムの機関に本発明を適用することもできる。
即ち、リーンバーンシステムの場合は、燃焼遅れ
が所定値より短かい空燃比を大きくすれば良いの
であり、この空燃比を制御する手段としては、燃
料の供給量、又は混合気生成部のバイパス空気量
を制御すれば良い。
以上説明したように本発明によれば、燃焼遅れ
期間を検出して吸入混合気の性状をフイードバツ
ク制御するようにしているので、大気圧、吸気温
度、機関の変化、燃料組成等のフアクタにも混合
気性状がコントロールされることになる、従つて
出力性能及び燃費等を損なうことなく排気エミツ
シヨンを改善できる。又第2番目の発明によれば
点火時期をも燃焼時期に応じてフイードバツク制
御しているので、過渡状態での制御の応答遅れに
よる影響を少なくして機関の燃費及び排気エミツ
ツシヨンを更に改善できる。
期間を検出して吸入混合気の性状をフイードバツ
ク制御するようにしているので、大気圧、吸気温
度、機関の変化、燃料組成等のフアクタにも混合
気性状がコントロールされることになる、従つて
出力性能及び燃費等を損なうことなく排気エミツ
シヨンを改善できる。又第2番目の発明によれば
点火時期をも燃焼時期に応じてフイードバツク制
御しているので、過渡状態での制御の応答遅れに
よる影響を少なくして機関の燃費及び排気エミツ
ツシヨンを更に改善できる。
第1図は従来のテーブルルツクアツプ方式のブ
ロツク図、第2図は本発明の第1実施例の構成
図、第3図は第2図の信号処理のフローチヤー
ト、第4図は筒内圧や波形図、第5図は燃焼遅れ
とEGR率との関係図、第6図はNOx及び燃焼遅
れと点火時期との関係図、第7図は本発明の第2
実施例の構成図、第8図は筒内圧力波形図、第9
図は機関EGRマツプ、第10図は目標燃焼遅れ
期間特性図、第11図は燃焼圧力上昇割合(R)
−EGR比関係図である。 20……点火栓、21……機関、24……
EGR通路、25……EGR制御電磁弁、33……
コントローラ、34……EGR制御回路、35…
…点火時期制御回路、37……点火時期信号、3
8……筒内圧力センサ、39……吸入空気量セン
サ、40……EGIパルス回路、41……クランク
角センサ、42……機関回転位置信号、43……
燃焼時期検出回路、44……燃焼遅れ検出回路、
45……クロツク、47……目標値テーブル、4
8……比較回路、49……EGR量制御回路、5
0……瞬間圧力サンプル回路、51……燃焼時期
演算回路、53……比較回路、54……比較値発
生回路、55……点火時期基準テーブル、56…
…フイードバツク補正回路。
ロツク図、第2図は本発明の第1実施例の構成
図、第3図は第2図の信号処理のフローチヤー
ト、第4図は筒内圧や波形図、第5図は燃焼遅れ
とEGR率との関係図、第6図はNOx及び燃焼遅
れと点火時期との関係図、第7図は本発明の第2
実施例の構成図、第8図は筒内圧力波形図、第9
図は機関EGRマツプ、第10図は目標燃焼遅れ
期間特性図、第11図は燃焼圧力上昇割合(R)
−EGR比関係図である。 20……点火栓、21……機関、24……
EGR通路、25……EGR制御電磁弁、33……
コントローラ、34……EGR制御回路、35…
…点火時期制御回路、37……点火時期信号、3
8……筒内圧力センサ、39……吸入空気量セン
サ、40……EGIパルス回路、41……クランク
角センサ、42……機関回転位置信号、43……
燃焼時期検出回路、44……燃焼遅れ検出回路、
45……クロツク、47……目標値テーブル、4
8……比較回路、49……EGR量制御回路、5
0……瞬間圧力サンプル回路、51……燃焼時期
演算回路、53……比較回路、54……比較値発
生回路、55……点火時期基準テーブル、56…
…フイードバツク補正回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 燃焼時期検出手段が筒内圧力センサを含み、
該筒内圧力センサによつて検出された圧縮行程中
の上死点前所定クランク角における第1筒内圧力
値と燃焼中第2筒内圧力値とに基づいて第2筒内
圧力値が第1筒内圧力値の定数倍と等しくなる時
期をもつて燃焼時期信号を出力することにより、
機関燃焼室内における混合気の燃焼時期を検出す
る燃焼時期検出手段と、点火時期検出手段と、機
関回転位置又はこの関連信号を検出するクランク
角センサと、吸気系に導入する排気の還流量又は
吸気空燃比等の吸気性状を可変制御する吸気性状
可変手段と、前記クランク角センサ、点火時期及
び燃焼時期検出手段の出力を受けて点火時期から
特定クランク角における燃焼時期までの時間に基
づいて演算した燃焼遅れ期間と機関運転状態に応
じて予め設定した目標燃焼遅れ期間との比較によ
り両者の差がなくなるように前記吸気性状可変手
段を指令制御する吸気性状制御回路と、を備え、
吸気性状を可変制御して燃焼遅れ期間をフイード
バツク制御することを特徴とする火花点火機関の
電子制御装置。 2 燃焼時期検出手段が筒内圧力センサを含み、
該筒内圧力センサによつて検出された圧縮行程中
の上死点前所定クランク角における第1筒内圧力
値と燃焼中第2筒内圧力値とに基づいて第2筒内
圧力値が第1筒内圧力値の定数倍と等しくなる時
期をもつて燃焼時期信号を出力することにより、
機関燃焼室内における混合気の燃焼時期を検出す
る燃焼時期検出手段と、点火時期検出手段と、機
関回転位置又はこの関連信号を検出するクランク
角センサと、吸気系に導入する排気の還流量又は
吸気空燃比等の混合気性状を可変制御する吸気性
状可変手段と、前記クランク角センサと燃焼時期
検出手段との出力を受けて演算した燃焼時期と機
関運転状態に応じて予め設定した目標燃焼時期と
を比較して両者の差がなくなるように基準値テー
ブルから出力される点火時期信号をフイードバツ
ク制御する点火時期制御回路と、該回路から出力
される点火指令信号を燃焼遅れ期間信号として受
けて機関運転状態に応じて予め設定した目標燃焼
遅れ期間との比較により両者の差がなくなるよう
に前記吸気性状可変手段を指令制御する吸気性状
制御回路と、を備え、点火時期と吸気性状とを可
変制御して燃焼時期をフイードバツク制御するこ
とを特徴とする火花点火機関の電子制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56037261A JPS57153966A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Electronic controller of spark-ignition engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56037261A JPS57153966A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Electronic controller of spark-ignition engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57153966A JPS57153966A (en) | 1982-09-22 |
| JPH0214539B2 true JPH0214539B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=12492711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56037261A Granted JPS57153966A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Electronic controller of spark-ignition engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57153966A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0115806A3 (en) * | 1983-01-26 | 1986-03-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control arrangement for internal combustion engine |
| US4624229A (en) * | 1985-10-29 | 1986-11-25 | General Motors Corporation | Engine combustion control with dilution flow by pressure ratio management |
| JPH0799133B2 (ja) * | 1986-03-15 | 1995-10-25 | 日産自動車株式会社 | 補助点火式デイ−ゼルエンジン |
| JP4555125B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2010-09-29 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| JP4716283B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2011-07-06 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP4646819B2 (ja) * | 2006-02-10 | 2011-03-09 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の異常判定装置 |
| JP5534888B2 (ja) * | 2010-03-24 | 2014-07-02 | 本田技研工業株式会社 | エンジン始動制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS529504B2 (ja) * | 1972-06-07 | 1977-03-16 |
-
1981
- 1981-03-17 JP JP56037261A patent/JPS57153966A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57153966A (en) | 1982-09-22 |
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