JPH02223676A - Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine - Google Patents

Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine

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JPH02223676A
JPH02223676A JP4416389A JP4416389A JPH02223676A JP H02223676 A JPH02223676 A JP H02223676A JP 4416389 A JP4416389 A JP 4416389A JP 4416389 A JP4416389 A JP 4416389A JP H02223676 A JPH02223676 A JP H02223676A
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ignition
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engine
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弘光 安東
Jun Takemura
竹村 純
Hidekazu Kamishina
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Abstract

PURPOSE:To enable improvement of an output by a method wherein based on information on a feed fuel amount, and gasifying characteristics and an octane number preset classified by a component, the octane number of fuel in a combustion chamber is estimated, and an ignition timing is determined according to the estimated octane number. CONSTITUTION:An octane number estimating means 22 of an ECU 15 has an estimating means 22A estimating a gasifying and suction amount and a calculating means 22B calculating an equivalent octane number of fuel in a combustion chamber 1, based on information on a feed fuel amount obtained by a measuring means 20, a component ratio, gasifying characteristics, and an octane number preset classified by a fuel component by means of a setting means 21. An ignition timing calculating means 23 selects either of a plurality of ignition timing maps 231 - 23n based on the estimated equivalent octane number, an ignition timing is determined through map retrieve of an ignition timing responding to signals from a load sensor 13 and a number of revolutions of engine sensor 14 to output it to an ignition signal generating means 24. This constitution enables reliable prevention of the occurrence of knock as acceleration performance is maintained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関(
以下、「内燃機関」を単に「エンジン」という場合があ
る)における点火時期制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is applicable to spark ignition internal combustion engines (such as gasoline engines).
The present invention relates to an ignition timing control device for an "internal combustion engine" (hereinafter sometimes referred to simply as an "engine").

[従来の技術] 従来より、例えばガソリンエンジンの点火時期制御は次
のようにして行なわれている。すなわち、エンジンの吸
入空気量を検出する流量センサ(この流量センサの代わ
りに吸気通路圧力を検出する圧力センサを用いてもよい
)およびエンジン回転数を検出するエンジン回転数セン
サからエンジンの運転状態を検出し、これらのセンサが
らの検出結果に基づいて、吸入空気量Aをエンジン回転
数Nで割って得られる体積効率Ev(A/N)あるいは
吸気通路圧力とエンジン回転数Nとで決まる進角値(点
火時期情報)をもった2次元マツプから基本点火時期情
報を求め、この基本点火時期情報に適宜の補正を行ない
、このようにして得られた点火時期情報に基づき点火装
置(点火プラグや点火コイル等)を作動させることによ
り、エンジンの点火時期を制御している。
[Prior Art] Conventionally, for example, ignition timing control of a gasoline engine has been performed as follows. In other words, the operating state of the engine is determined from a flow rate sensor that detects the intake air amount of the engine (a pressure sensor that detects the intake passage pressure may be used instead of this flow rate sensor) and an engine rotation speed sensor that detects the engine rotation speed. Based on the detection results of these sensors, the volumetric efficiency Ev (A/N) obtained by dividing the intake air amount A by the engine speed N, or the advance angle determined by the intake passage pressure and the engine speed N. Basic ignition timing information is obtained from a two-dimensional map with values (ignition timing information), appropriate corrections are made to this basic ignition timing information, and the ignition system (spark plug and The engine's ignition timing is controlled by operating the ignition coil (ignition coil, etc.).

[発明が解決しようとする課題] 上述の基本点火時期情報に対して行なう適宜の補正には
、エンジンの冷却水温に基づく補正や吸気温に基づく補
正等があるが、特に、エンジンの加速時に、ノック(ノ
ッキング)が生じるので。
[Problems to be Solved by the Invention] Appropriate corrections made to the above-mentioned basic ignition timing information include corrections based on the engine cooling water temperature and corrections based on the intake air temperature. Because knocking occurs.

エンジンの加速時にも点火時期情報に対して何らかの補
正を行なう必要がある。
It is necessary to make some kind of correction to the ignition timing information even when the engine is accelerating.

ところで、エンジンの加速時にノックが生じる原因の一
つとして、燃料の成分ごとの気化特性が一様でないとい
う点がある。
Incidentally, one of the causes of knock occurring during engine acceleration is that the vaporization characteristics of each fuel component are not uniform.

すなわち、ガソリンは普通異なったオクタン価をもつ複
数の成分からなり、これらの成分の気化特性は通常異な
る。また、燃料噴射式のガソリンエンジンでは、噴射さ
れた燃料の全量が同時に燃焼室に入るわけではなく、一
部は吸気通路に付着し、その抜栓々に気化して燃焼室に
吸入される。
That is, gasoline typically consists of multiple components with different octane numbers, and the vaporization characteristics of these components typically differ. In addition, in a fuel-injected gasoline engine, not all of the injected fuel enters the combustion chamber at the same time; a portion of the fuel adheres to the intake passage, vaporizes at each plug, and is sucked into the combustion chamber.

この場合、燃料の成分ごとの気化特性が一様でないため
、燃焼室内での燃焼時のオクタン価はもとの燃料のそれ
と常に一致しているとは限らない。
In this case, since the vaporization characteristics of each fuel component are not uniform, the octane number during combustion within the combustion chamber does not always match that of the original fuel.

そのため、特に急加速時など燃料が大量に噴射されたと
きには、オクタン価の低下が起こり、ノックが発生しや
すくなる。
Therefore, especially when a large amount of fuel is injected during sudden acceleration, the octane number decreases, making knocking more likely.

そこで、従来は、かかるノックの発生を防止するために
5点火時期を遅らせるような制御が一般に行なわれてい
るが、この場合、ノックの発生に結び付く燃焼時のオク
タン価の低下の検出が不可能であるため、点火時期は最
悪の条件でもノックを発生させないような安全な側に遅
らせる制御法を採用している。
Therefore, conventionally, control has been generally performed to delay the ignition timing in order to prevent the occurrence of such knock, but in this case, it is impossible to detect the decrease in octane number during combustion that leads to the occurrence of knock. Therefore, a control method is used to delay the ignition timing to a safe side that prevents knocking even under the worst conditions.

本発明は、このような状況下において創案されたもので
、所要の数学モデルを用いて、燃焼室内での燃焼時のオ
クタン価を実時間で推定し、この推定オクタン価に基づ
き点火時期情報を求めることができるようにすることに
より、出力向上と燃費の向上とにとって最適な点火時期
制御を実現できるようにした、火花点火式内燃機関の点
火時期制御装置を提供することを目的とする。
The present invention was devised under these circumstances, and involves estimating the octane number during combustion in the combustion chamber in real time using a required mathematical model, and obtaining ignition timing information based on this estimated octane number. An object of the present invention is to provide an ignition timing control device for a spark ignition internal combustion engine that can achieve optimal ignition timing control for improving output and improving fuel efficiency.

[課題を解決するための手段] 上述の目的を達成するため、本発明の火花点火式内燃機
関の点火時期制御装置は、火花点火式内燃機関の運転状
態に応じて点火時期を設定する点火時期設定手段と、該
点火時期設定手段で設定された点火時期情報に基づき点
火装置を作動させる点火装置作動手段とをそなえ、該点
火時期設定手段が、該内燃機関へ供給する燃料量を計測
する供給燃料量計測手段と、該供給燃料量計測手段で得
られた供給燃料量並びに該燃料についてその成分ごとに
予め設定された気化特性およびオクタン価についての各
情報に基づき燃焼室内での該燃料のオクタン価を推定す
るオクタン価推定手段と、該オクタン価推定手段で推定
されたオクタン価に基づき該点火時期を求める点火時期
算出手段とを含んで構成されていることを特徴としてい
る。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the ignition timing control device for a spark-ignition internal combustion engine of the present invention provides an ignition timing control device that sets the ignition timing according to the operating state of the spark-ignition internal combustion engine. A supply system comprising a setting means and an ignition device operating means for operating an ignition device based on ignition timing information set by the ignition timing setting means, the ignition timing setting means measuring an amount of fuel to be supplied to the internal combustion engine. The octane number of the fuel in the combustion chamber is determined based on a fuel amount measuring means, the amount of supplied fuel obtained by the supplied fuel amount measuring means, and information regarding the vaporization characteristics and octane number preset for each component of the fuel. The present invention is characterized in that it includes an octane number estimating means for estimating the octane number, and an ignition timing calculating means for calculating the ignition timing based on the octane number estimated by the octane number estimating means.

[作 用] 上述の本発明の火花点火式内燃機関の点火時期制御装置
では、点火時期設定手段で設定された点火時期情報に基
づき点火装置が作動せしめられるが、このとき点火時期
は次のようにして求められる。すなわち、まず、オクタ
ン価推定手段で、供給燃料量計測手段で得られた供給燃
料量並びに燃料についてその成分ごとに予め設定された
気化特性およびオクタン価についての各情報に基づき。
[Function] In the above-described ignition timing control device for a spark ignition internal combustion engine of the present invention, the ignition device is operated based on the ignition timing information set by the ignition timing setting means, but at this time, the ignition timing is determined as follows. required. That is, first, the octane number estimating means uses the amount of supplied fuel obtained by the supplied fuel amount measuring means, as well as information about the vaporization characteristics and octane number preset for each component of the fuel.

燃焼室内での燃料のオクタン価が推定され、その後点火
時期算出手段で、オクタン価推定手段で推定されたオク
タン価に基づき1点火時期が求められる。
The octane number of the fuel in the combustion chamber is estimated, and then the ignition timing calculation means calculates one ignition timing based on the octane number estimated by the octane number estimation means.

[実施例] 以下、図面により本発明の一実施例としての火花点火式
内燃機関の点火時期制御装置について説明すると、第1
図はその制御系およびエンジン概略システムを示す全体
構成図、第2図はその燃焼時オクタン価推定モデルを説
明する図、第3図はその点火時期を求めるためのフロー
チャートである。
[Embodiment] Hereinafter, an ignition timing control device for a spark ignition internal combustion engine as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.
Figure 2 is an overall configuration diagram showing the control system and engine schematic system, Figure 2 is a diagram explaining the combustion octane number estimation model, and Figure 3 is a flowchart for determining the ignition timing.

さて、本装置によって制御される車載用ガソリンエンジ
ンシステム(火花点火式内燃機関システム)は、第1図
のようになるが、この第1図において、ガソリンエンジ
ンE(以下、単にエンジンEという)はその燃焼室1に
通じる吸気通路2および排気通路3を有しており、吸気
通路2と燃焼室1とは吸気弁4によって連通制御される
とともに、排気通路3と燃焼室1とは排気弁5によって
連通制御されるようになっている。
Now, the in-vehicle gasoline engine system (spark ignition internal combustion engine system) controlled by this device is as shown in Fig. 1. In this Fig. 1, gasoline engine E (hereinafter simply referred to as engine E) is It has an intake passage 2 and an exhaust passage 3 that communicate with the combustion chamber 1, and the intake passage 2 and the combustion chamber 1 are controlled to communicate with each other by an intake valve 4, and the exhaust passage 3 and the combustion chamber 1 are connected with each other by an exhaust valve 5. Communication is controlled by.

また、吸気通路2には、上流側から順にエアクリーナ6
、スロットル弁7および電磁式燃料噴射弁(インジェク
タ)8が設けられており、排気通路3には、その上流側
から順に図示しないが排ガス浄化用の触媒コンバータ(
三元触媒)およびマフラ(消音器)が設けられている。
In addition, an air cleaner 6 is installed in the intake passage 2 in order from the upstream side.
, a throttle valve 7 and an electromagnetic fuel injection valve (injector) 8 are provided in the exhaust passage 3, and a catalytic converter (not shown) for exhaust gas purification is installed in the exhaust passage 3 in order from the upstream side.
A three-way catalyst) and a muffler (silencer) are provided.

なお、インジェクタ8は吸気マニホルド部分に気筒数だ
け設けられている。今1本実施例のエンジンEが直列4
気筒エンジンであるとすると、インジェクタ8は4個設
けられていることになる。
Note that the injectors 8 are provided in the intake manifold portion for the same number of cylinders. Now, the engine E in this example is an inline 4
Assuming that the engine is a cylinder engine, four injectors 8 are provided.

即ちいわゆるマルチポイント燃料噴射(MPI)方式の
エンジンであるということができる。
That is, it can be said to be a so-called multi-point fuel injection (MPI) type engine.

また、スロットル弁7はワイヤケーブルを介してアクセ
ルペダルに連結されており、これによりアクセルペダル
の踏込み量に応じて開度が変わるようになっている。
Further, the throttle valve 7 is connected to the accelerator pedal via a wire cable, so that the opening degree changes depending on the amount of depression of the accelerator pedal.

さらに、各気筒には、その燃焼室1へ向けて点火プラグ
9が設けられており、各点火プラグ9はディストリビュ
ータ(図示せず)を介して点火コイル10に接続されて
いる。そして1点火コイル10付きのパワートランジス
タ11のオフ動作によって点火コイル9に高い電圧が発
生して、ディストリビュータにつながっている点火プラ
グ9のいずれかがスパーク(点火)するようになってい
る、なお、パワートランジスタ11のオン動作によって
点火コイル1oはバッテリにより充電を開始される。そ
して、これらの点火プラグ9.ディストリビュータ、点
火コイル10.パワートランジスタ11で1点火装置を
構成する。
Further, each cylinder is provided with a spark plug 9 facing toward the combustion chamber 1 thereof, and each spark plug 9 is connected to an ignition coil 10 via a distributor (not shown). When the power transistor 11 with the ignition coil 10 is turned off, a high voltage is generated in the ignition coil 9, causing one of the ignition plugs 9 connected to the distributor to spark (ignite). By turning on the power transistor 11, the ignition coil 1o starts being charged by the battery. And these spark plugs9. Distributor, ignition coil 10. The power transistor 11 constitutes one ignition device.

このような構成により、スロットル弁7の開度に応じエ
アクリーナ6を通じて吸入された空気が吸気マニホルド
部分でインジェクタ8からの燃料と適宜の空燃比となる
ように混合され、燃焼室1内で点火プラグ9を適宜のタ
イミングで点火させることにより、燃焼せしめられて、
エンジントルクを発生させたのち、混合気は、排ガスと
して排気道路3へ排出され、触媒コンバータで排ガス中
のCO、HC、N Oxの3つの有害成分を浄化されて
から、マフラで消音されて大気側へ放出されるようにな
っている。
With this configuration, the air taken in through the air cleaner 6 according to the opening degree of the throttle valve 7 is mixed with the fuel from the injector 8 in the intake manifold part so as to have an appropriate air-fuel ratio, and the spark plug is mixed in the combustion chamber 1. By igniting 9 at the appropriate timing, it is combusted,
After generating engine torque, the air-fuel mixture is discharged to the exhaust road 3 as exhaust gas, and the three harmful components of CO, HC, and NOx in the exhaust gas are purified by the catalytic converter, and then the noise is muffled by the muffler and released into the atmosphere. It is designed to be emitted to the side.

さらに、このエンジンEを制御するために、種々のセン
サが設けられている。まず吸気通路2側には、そのエア
クリーナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報から
検出する体積流量計としてのエアフローセンサ(エンジ
ン負荷センサ)13゜吸入空気温度を検出する吸気温セ
ンサおよび大気圧を検出する大気圧センサが設けられて
おり、そのスロットル弁配設部分に、スロットル弁7の
開度を検出するポテンショメータ式のスロットルセンサ
、アイドリング状態を検出するアイドルスイッチが設け
られている。
Furthermore, in order to control this engine E, various sensors are provided. First, on the intake passage 2 side, there is an air flow sensor (engine load sensor) 13° as a volume flow meter that detects the amount of intake air from Karman vortex information, an intake air temperature sensor that detects the intake air temperature, and a large An atmospheric pressure sensor for detecting atmospheric pressure is provided, and a potentiometer-type throttle sensor for detecting the opening degree of the throttle valve 7 and an idle switch for detecting the idling state are provided in the throttle valve disposed portion of the atmospheric pressure sensor.

また、排気通路3側には、触媒コンバータの上流側で燃
焼室1に近い部分に、排ガス中の酸素濃度(o2濃度)
を検出する酸素濃度センサ(08センサ)が設けられて
いる。
In addition, on the exhaust passage 3 side, the oxygen concentration (O2 concentration) in the exhaust gas is measured at the upstream side of the catalytic converter and close to the combustion chamber 1.
An oxygen concentration sensor (08 sensor) is provided to detect.

さらに、エンジン冷却水温を検出する水温センサが設け
られるほかに、クランク角度を検出するクランク角セン
サ14(このクランク角センサ14はエンジン回転数N
を検出するエンジン回転数センサも兼ねているので、以
下、必要に応じ、このクランク角センサ14をエンジン
回転数センサと称することがある)および第1気筒(基
準気筒)の上死点を検出するTDCセンサがそれぞれデ
ィストリビュータに設けられている。
Furthermore, in addition to a water temperature sensor that detects the engine cooling water temperature, a crank angle sensor 14 that detects the crank angle (this crank angle sensor 14 is connected to the engine rotation speed N) is provided.
Since the crank angle sensor 14 also serves as an engine rotation speed sensor that detects the engine rotation speed sensor, the crank angle sensor 14 may be referred to as the engine rotation speed sensor hereinafter as needed) and the top dead center of the first cylinder (reference cylinder). A TDC sensor is provided at each distributor.

ところで、上記の各センサからの検出信号は、電子制御
ユニット(ECU)15へ入力されるようになっている
By the way, detection signals from each of the above-mentioned sensors are input to an electronic control unit (ECU) 15.

また、ECU15は、バードアウェア的にその構成を見
ると、CPU、RAM (バックアップRAMを含む)
、ROM、適宜の入出力インタフェース回路をそなえて
おり、その入力インタフェース回路を通じであるいは直
接に各センサからの信号がCP Uへ入力されるととも
に、出力インタフェース回路を通じてCPUからの点火
時期制御信号がパワートランジスタ11へ出力され、更
には点火コイル10からディストリビュータを介して各
点火プラグ9を順次スバ・−りさせてゆくようになって
いる。
In addition, when looking at the configuration from a bird-aware perspective, the ECU 15 has a CPU, RAM (including backup RAM)
, ROM, and appropriate input/output interface circuits. Signals from each sensor are input to the CPU through the input interface circuit or directly, and ignition timing control signals from the CPU are input to the power source through the output interface circuit. The signal is outputted to the transistor 11, and further, the spark plugs 9 are sequentially distributed from the ignition coil 10 via the distributor.

なお、CPUからは出力インタフェース回路を通じ噴射
燃料制御信号がインジェクタ8へ出力されるようになっ
ており、これによりこの噴射燃料制御信号によって決ま
る時間だけインジェクタ8から燃料が噴射されて、所望
の空燃比となるよう制御される2 今、点火時期制御に着目して、ECU15を、かかる点
火時期制御のための機能ブロックを用いて示すと、第1
図に示すようになる。すなわち、この点火時期制御装置
は、供給燃料量計測手段20、気化特性・オクタン価設
定手段21.オクタン価推定手段221点火時期算出手
段232点火信号発生手段24を有している。
Note that the CPU outputs an injection fuel control signal to the injector 8 through the output interface circuit, so that fuel is injected from the injector 8 for a time determined by this injection fuel control signal, and the desired air-fuel ratio is achieved. 2 Now, focusing on ignition timing control, the ECU 15 is shown using functional blocks for such ignition timing control.
The result will be as shown in the figure. That is, this ignition timing control device includes a supply fuel amount measuring means 20, a vaporization characteristic/octane number setting means 21. It has an octane number estimating means 221, an ignition timing calculating means 232, and an ignition signal generating means 24.

ここで、供給燃料量計測手段20は、エンジン吸気通路
2ヘインジエクタ8を通じて供給する燃料量を計測する
もので、例えばインジェクタ8へ供給する燃料噴射パル
スの時間幅に基づきあるいはエアフロー・センサ13で
得られる吸入空気量に基づき燃料量が計測されるように
なっている。
Here, the supplied fuel amount measuring means 20 measures the amount of fuel supplied through the engine intake passage 2 and the injector 8, and is obtained, for example, based on the time width of the fuel injection pulse supplied to the injector 8 or by the air flow sensor 13. The amount of fuel is measured based on the amount of intake air.

気化特性・オクタン価設定手段21は、燃料についての
各成分ごとにその成分割合、気化特性およびオクタン価
を予め設定しておくものであるが、かかる割合、気化特
性およびオクタン価は燃料タンク内に燃料を入れる際あ
るいは入れた状態で自動的に計測してもよい。
The vaporization characteristic/octane number setting means 21 is for presetting the component ratio, vaporization characteristic, and octane number for each component of the fuel. The measurement may be performed automatically when the device is in use or when it is inserted.

オクタン価推定手段22は、供給燃料量計測手段20で
得られた供給燃料量並びに燃料についての成分ごとに予
め設定された成分割合、気化特性およびオクタン価につ
いての各情報に基づき燃焼室1内での燃料のオクタン価
(等価的オクタン価)を推定するもので、このためにオ
クタン価推定手段22は、供給燃料量計測手段20で得
られた供給燃料量並びに燃料についての成分ごとに予め
設定された気化特性およびオクタン価についての各情報
から各成分ごとの気化吸入量を推定する気化・吸入推定
手段22Aと、この気化・吸入推定手段22Aで推定さ
れた気化・吸入量から等価的オクタン価を計算する等価
的オクタン価計算手段22Bとをそなえている。
The octane number estimating means 22 calculates the amount of fuel in the combustion chamber 1 based on the supplied fuel amount obtained by the supplied fuel amount measuring means 20, the component ratio set in advance for each fuel component, the vaporization characteristics, and the octane number information. For this purpose, the octane number estimating means 22 estimates the octane number (equivalent octane number) of vaporization/inhalation estimating means 22A for estimating the vaporization/inhalation amount of each component from information about the vaporization/inhalation amount; and equivalent octane number calculation means for calculating an equivalent octane number from the vaporization/inhalation amount estimated by the vaporization/inhalation estimation means 22A. 22B.

点火時期算出手段23は、オクタン価推定手段22で推
定された等価的オクタン価に基づき点火時期を求めるも
ので、更にこの点火時期算出手段23は、エンジンEの
運転状態(この運転状態はエンジン負荷センサ(エアフ
ローセンサ)13からのエンジン負荷情報とエンジン回
転数センサ14からのLンジン回転数情翰とから決まる
)に応じて点火角(点火時期)が決まる2次元の点火時
期データ(進角データ)を記憶する点火時期マツプ23
−1〜23−nを複数(n)の等測的オクタン偏分もっ
ている。この第1図に示す例では、マツプ23−1が最
小等価的オクタン価についてのもので、マツプ23−n
が最大等価的オクタン価についてのものである。なお、
23−1〜23−1間の番号をもつマツプは、最小等価
的オクタン価と最大等価的オクタン価との中間の等価的
オクタン価についてのもので、サフィックス番号の小さ
いものほど小さい等価的オクタン価についてのものであ
る。
The ignition timing calculating means 23 calculates the ignition timing based on the equivalent octane number estimated by the octane number estimating means 22, and furthermore, this ignition timing calculating means 23 calculates the ignition timing based on the operating state of the engine E (this operating state is determined by the engine load sensor). Two-dimensional ignition timing data (advanced angle data) in which the ignition angle (ignition timing) is determined according to the engine load information from the airflow sensor 13 and the L engine rotational speed information from the engine rotational speed sensor 14. Ignition timing map to be memorized 23
It has a plurality (n) of isometric octane deviations ranging from -1 to 23-n. In the example shown in FIG. 1, map 23-1 is for the minimum equivalent octane rating, and map 23-n
is for the maximum equivalent octane number. In addition,
Maps with numbers between 23-1 and 23-1 are for equivalent octane numbers intermediate between the minimum equivalent octane number and the maximum equivalent octane number, and the lower the suffix number, the lower the equivalent octane number. be.

また、点火信号発生手段24は、点火時期算出手段23
から算出された点火時期情報に基づいてパワートランジ
スタ11を作動させるための点火信号を出力するもので
、これにより、この点火信号発生手段24で、エンジン
の運転状態に応じて求められた点火時期情報に基づきパ
ワー・トランジスタ11等の点火装置を作動させる点火
装置作動手段を楕成する。
Further, the ignition signal generation means 24 includes an ignition timing calculation means 23
The ignition signal generating means 24 outputs an ignition signal for operating the power transistor 11 based on the ignition timing information calculated from the ignition timing information calculated from the ignition timing information calculated based on the engine operating state. An ignition device actuation means for actuating an ignition device such as the power transistor 11 based on the power transistor 11 is formed.

次に、等価的オクタン価を推定する手法区ついて説明す
る。
Next, methods for estimating the equivalent octane rating will be explained.

まず、単一組成の燃料について考える。この場合は、第
2図に示すごとく、1時刻の噴射量をulとすると、そ
のうちbの割合で直接吸入され、残りが吸気通路2内に
付着すると考えられるとともに、付着燃料xiのうちa
だけ気化により吸入されると考えられる。
First, consider a fuel with a single composition. In this case, as shown in Fig. 2, if the injection amount at one time is ul, it is thought that b of the amount is directly inhaled and the rest is deposited in the intake passage 2, and of the adhering fuel xi, a
It is thought that it can only be inhaled through vaporization.

すると、燃焼室1への吸入量yiおよび吸気通路内壁面
への付着量の増加分(X旬−XI)について、次式が成
立する。
Then, the following equation holds true for the amount of intake yi into the combustion chamber 1 and the increase in the amount of adhesion to the inner wall surface of the intake passage (X-XI).

y、t= a X1+ b u、t”(1)Xi+1−
x1=  (1−b)u、1−a xl”(2)さらに
整理すると、 x1= (1−a)xt−t+ (1−b)ui−x”
(3)となる。
y, t= a X1+ b u, t" (1) Xi+1-
x1= (1-b)u, 1-a xl" (2) Further organizing, x1= (1-a)xt-t+ (1-b)ui-x"
(3) becomes.

つぎに、上記理論を複数組成の燃料に拡張する。Next, we extend the above theory to fuels with multiple compositions.

各成分ごとの付着量ベクトルをχ1、各成分ごとの吸入
量ベクトルをy工とし、更に各成分ごとの気化係数マト
リクスをAA (このAAは対角成分a。+azz+・
・tannが順次気化係数a1t azt・・ anで
、その他の部分はOであるマトリクス)とし、また、各
成分の重量比X直接吸入率をベクトルにしてbとし、各
成分ごとの重量比マトリクスをW(このWは対角成分W
i、、W、、、・・Wnnが順次重量比係数w、、w、
、  ・・、Wylで、その他の部分はOであるマトリ
クス)とすると、多成分燃料については、 xi= (1−AA) xL−t+ (e−To)tW
ui、1”(4)yl=AAxl+TotWul”(5
)が成立する。
The adhesion amount vector for each component is χ1, the intake amount vector for each component is y, and the vaporization coefficient matrix for each component is AA (this AA is the diagonal component a.+azz+・
・A matrix in which tann is the vaporization coefficient a1t azt...an in sequence, and the other parts are O, and the weight ratio of each component x direct inhalation rate is set as a vector, and the weight ratio matrix for each component is W (this W is the diagonal component W
i,,W,,...Wnn are sequentially weight ratio coefficients w,,w,
, ..., Wyl, and the other parts are O), then for multicomponent fuel, xi= (1-AA)
ui, 1”(4)yl=AAxl+TotWul”(5
) holds true.

ここで、eは単位ベクトル、■は単位行列である。Here, e is a unit vector and ■ is a unit matrix.

次に1等価的オクタン価の推定について説明する。Next, the estimation of the 1-equivalent octane number will be explained.

まず、各成分のオクタン価をαJとするベクトルをαと
する。そして、ある種の燃料については、(重量比×オ
クタン価)の総和で、等価的オクタン価が求まるので、
近似的に次式を使うことができる。
First, let α be a vector in which αJ is the octane number of each component. For some types of fuel, the equivalent octane number can be determined by the sum of (weight ratio x octane number), so
Approximately, the following formula can be used.

0NL= t tyt/ etyt゛−(6)ここで、
ONiはi時点の等価的オクタン価、tはベクトルの転
置である。
0NL= t tyt/ etyt゛-(6) Here,
ONi is the equivalent octane number at time i, and t is the transpose of the vector.

このようにして、複数組成の燃料についての等価的オク
タン価を求めることができる。
In this way, equivalent octane numbers for fuels of multiple compositions can be determined.

なお、(6)式で誤差が大きいときは、事前に各種重量
比ごとのオクタン価を求めたデータテーブルを使用する
。この場合は、 0Ni=f (gt y)・・(7) となる。
Note that if the error in equation (6) is large, use a data table in which the octane numbers for each weight ratio are determined in advance. In this case, 0Ni=f (gty) (7).

つぎに点火時期演算要領について、第3図のフローチャ
ートを用いて説明する6 まず、ステップa1で、燃料の各成分ごとの気化特性、
オクタン価を読み込み、ステップa2で、噴射燃料量を
計測し、ステップa3で、これらの情報から上記したよ
うな気化・吸入モデルの演算を行なうことにより、各成
分ごとの付着量ベクトルχ1.各成分ごとの吸入量Vi
を求める。
Next, the ignition timing calculation procedure will be explained using the flowchart in FIG. 3.6 First, in step a1, the vaporization characteristics of each fuel component
The octane number is read, the amount of injected fuel is measured in step a2, and the vaporization/intake model as described above is calculated from this information in step a3, thereby obtaining the adhesion amount vector χ1 for each component. Inhalation amount Vi for each component
seek.

ついで、ステップa4で、等価的オクタン価の計算を行
ない、更にステップa5で、エンジン回転数や負荷パラ
メータを取り込み、ステップa6で、点火角を等価的オ
クタン価、エンジン回転数。
Next, in step a4, the equivalent octane number is calculated, and in step a5, the engine speed and load parameters are taken in. In step a6, the ignition angle is calculated as the equivalent octane number and the engine speed.

エンジン負荷により決定する。Determined by engine load.

そして、上記のようにして、点火角が求まる(この点火
角は点火時期ごとに計算される)と、この情報に基づい
て1点火角号発生手段24からパワートランジスタ11
へ点火信号が出され、これに応じたタイミングで点火プ
ラグ9が点火する。
Then, when the ignition angle is determined as described above (this ignition angle is calculated for each ignition timing), the power transistor 11 is
An ignition signal is sent to the ignition signal, and the ignition plug 9 ignites at a timing corresponding to the ignition signal.

このように、所要の数学モデルを用いて、燃焼室1内で
の燃焼時の等価的オクタン価を実時間で推定し、この等
価的オクタン価に基づき点火時期情報を求めることがで
きるので、必要以上に点火角を遅らせることなく、出力
向上と燃費の向上とにとって最適な点火時期制御を実現
できる。特に、加速時において、ノックが発生しない最
適な点火角を常に設定できるので、速やかな加速をでき
るだけ妨げないようにしながら、加速時のノックを確実
に防止できるやこれにより、エンジン出力を上げること
ができ、エンジン効率が上がるとともに、加速性能を大
幅に改善することができる。
In this way, the equivalent octane number during combustion within the combustion chamber 1 can be estimated in real time using the required mathematical model, and the ignition timing information can be obtained based on this equivalent octane number. Optimum ignition timing control for improving output and fuel efficiency can be achieved without delaying the ignition angle. In particular, since it is possible to always set the optimal ignition angle that will not cause knock during acceleration, it is possible to reliably prevent knock during acceleration while minimizing the hindrance to rapid acceleration, and thereby increase engine output. This increases engine efficiency and significantly improves acceleration performance.

なお、点火時期算出手段23中に、公称オクタン価につ
いての点火時期マツプをそなえておき、推定したオクタ
ン価が公称のオクタン価からあまりずれていない場合は
、この公称オクタン価についての点火時期マツプを使用
し、推定したオクタン価が公称のオクタン価より大きく
ずれていた場合にのみ、点火時期補正を行なうようにす
ることもできる。
The ignition timing calculation means 23 is provided with an ignition timing map for the nominal octane number, and if the estimated octane number does not deviate much from the nominal octane number, the ignition timing map for the nominal octane number is used to calculate the estimated octane number. It is also possible to correct the ignition timing only when the octane number determined is significantly different from the nominal octane number.

また、点火時期の制御に際しては、水温や吸気温に応じ
た補正を追加してもよい。
Furthermore, when controlling the ignition timing, corrections may be added in accordance with the water temperature and the intake air temperature.

さらに、点火時期算出手段23を、基本点火時期設定手
段と点火時期補正量設定手段とこれらの手段で得られた
情報を加算する加算手段とで構成して、エンジン運転状
態に応じて得られる基本点火時期を、等価的オクタン価
に応じて得られる点火時期補正量で補正したものを点火
時期情報として使用してもよい。
Further, the ignition timing calculation means 23 is configured with a basic ignition timing setting means, an ignition timing correction amount setting means, and an addition means for adding the information obtained by these means, so that The ignition timing may be corrected by an ignition timing correction amount obtained according to the equivalent octane number and used as the ignition timing information.

また5本発明は、異なったオクタン価の複数の燃料を使
用しうるエンジン、例えばガソリン燃料でもアルコール
ブレンド燃料でも使用できるエンジンについても、同一
の装置で対応が可能である。
Furthermore, the present invention can be applied to engines that can use a plurality of fuels with different octane numbers, such as engines that can use either gasoline fuel or alcohol blend fuel, with the same device.

さらに、本発明は、エアフローセンサを用いたしジェト
ロ方式を採用する火花点火式内燃機関のほか、吸気通路
圧力センサを用いたDジェトロ方式(スピードデンシイ
ティ方式)を採用する火花点火式内燃機関にも適用でき
るものである。
Furthermore, the present invention applies not only to spark-ignition internal combustion engines that use the Jetro method using an air flow sensor, but also to spark-ignition internal combustion engines that use the D-Jetro method (speed density method) that uses an intake passage pressure sensor. It is applicable.

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の火花点火式内燃機関の点
火時期制御装置によれば、所要の数学モデルを用いて、
燃焼室内での燃焼時のオクタン価を実時間で推定し、こ
の推定オクタン価に基づき点火時期情報を求めることが
できるので、必要以上に点火角を遅らせることなく、出
力向上と燃費の向上とにとって最適な点火時期制御を実
現でき、特に、加速時において、オクタン価の低下が起
こった場合でも、適切な点火時期情報が取り出され。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the ignition timing control device for a spark-ignition internal combustion engine of the present invention, using a required mathematical model,
The octane number during combustion in the combustion chamber can be estimated in real time, and ignition timing information can be obtained based on this estimated octane number, so the ignition timing can be optimized to improve output and fuel efficiency without unnecessarily delaying the ignition angle. Ignition timing control can be realized, and even when the octane number decreases, especially during acceleration, appropriate ignition timing information can be retrieved.

これによりノックが発生しない最適な点火角を常に設定
できるので、速やかな加速をできるだけ妨げないように
しながら、加速時のノックを確実に防止でき、その結果
、エンジン出力を上げることができ、エンジン効率が上
がるとともに、加速性能を大幅に改善することができる
利点がある。
This allows you to always set the optimum ignition angle that will not cause knock, so you can reliably prevent knock during acceleration while ensuring that rapid acceleration is not hindered as much as possible.As a result, you can increase engine output and improve engine efficiency. This has the advantage of increasing acceleration performance and significantly improving acceleration performance.

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

第1〜3図は本発明の一実施例としての火花点火式内燃
機関の点火時期制御装置を示すもので、第1図はその制
御系およびエンジン概略システムを示す全体構成図、第
2図はその燃焼時オクタン価推定モデルを説明する図、
第3図はその点火時期を求めるためのフローチャートで
ある。 1−燃焼室、2−吸気通路、3−排気通路、4−吸気弁
、5−排気弁、6−エアクリーナ、7・−スロットル弁
、8−電磁弁(インジェクタ)、9−点火装置を構成す
る点火プラグ、10−点火コイル、11−パワートラン
ジスタ、13−エンジン負荷センサとしてのエアフロー
センサ(体積流量計)、14−クランク角センサ(エン
ジン回転数センサ)、15−ECU、2〇−供給燃料量
計測手段、21・−気化特性・オクタン価設定手段、2
2−オクタン価推定手段、22A−気化・吸入推定手段
、22B−等価的オクタン価計算手段、23−点火時期
算出手段、 23−1.23−n −点火時期マツプ、
24−点火信号発生手段、(点火装置作動手段)、E−
エンジン。 第2図
1 to 3 show an ignition timing control device for a spark ignition internal combustion engine as an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing the control system and a schematic engine system. A diagram explaining the combustion octane number estimation model,
FIG. 3 is a flowchart for determining the ignition timing. Consists of 1-combustion chamber, 2-intake passage, 3-exhaust passage, 4-intake valve, 5-exhaust valve, 6-air cleaner, 7-throttle valve, 8-electromagnetic valve (injector), 9-ignition device Spark plug, 10 - Ignition coil, 11 - Power transistor, 13 - Air flow sensor (volume flow meter) as engine load sensor, 14 - Crank angle sensor (engine speed sensor), 15 - ECU, 20 - Supply fuel amount Measuring means, 21--vaporization characteristics/octane number setting means, 2
2-octane number estimation means, 22A-vaporization/intake estimation means, 22B-equivalent octane number calculation means, 23-ignition timing calculation means, 23-1.23-n-ignition timing map,
24-Ignition signal generating means, (igniter operating means), E-
engine. Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 火花点火式内燃機関の運転状態に応じて点火時期を設定
する点火時期設定手段と、該点火時期設定手段で設定さ
れた点火時期情報に基づき点火装置を作動させる点火装
置作動手段とをそなえ、該点火時期設定手段が、該内燃
機関へ供給する燃料量を計測する供給燃料量計測手段と
、該供給燃料量計測手段で得られた供給燃料量並びに該
燃料についてその成分ごとに予め設定された気化特性お
よびオクタン価についての各情報に基づき燃焼室内での
該燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定手段と、
該オクタン価推定手段で推定されたオクタン価に基づき
該点火時期を求める点火時期算出手段とを含んで構成さ
れていることを特徴とする、火花点火式内燃機関の点火
時期制御装置。
The engine is equipped with an ignition timing setting means for setting the ignition timing according to the operating state of the spark ignition internal combustion engine, and an ignition device operating means for operating the ignition device based on the ignition timing information set by the ignition timing setting means. The ignition timing setting means includes a supply fuel amount measuring means for measuring the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, a supply fuel amount obtained by the supply fuel amount measuring means, and vaporization preset for each component of the fuel. Octane number estimating means for estimating the octane number of the fuel in the combustion chamber based on each information about the characteristics and the octane number;
An ignition timing control device for a spark-ignition internal combustion engine, comprising: ignition timing calculation means for calculating the ignition timing based on the octane number estimated by the octane number estimation means.
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