JPH05280409A - Control method for internal combustion engine - Google Patents
Control method for internal combustion engineInfo
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- JPH05280409A JPH05280409A JP14321791A JP14321791A JPH05280409A JP H05280409 A JPH05280409 A JP H05280409A JP 14321791 A JP14321791 A JP 14321791A JP 14321791 A JP14321791 A JP 14321791A JP H05280409 A JPH05280409 A JP H05280409A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 センサ数を少なくしてコストを下げ、かつ制
御の干渉等を生じることなく良好な制御を行なうことの
出来る内燃機関の制御方法を提供する。
【構成】 機関の燃焼室内圧力が最大となるクランク角
位置θpmaxを検出し、該クランク角位置の平均値θpmax
と、該クランク角位置の分散σθpmaxとを求め、上記平
均値θpmaxに基づいて点火時期を制御し、上記分散σθ
pmaxに基づいて空燃比を制御する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a control method of an internal combustion engine that can reduce the number of sensors to reduce the cost and perform good control without causing control interference. [Configuration] combustion chamber pressure of the engine detects the crank angle position θpmax that maximizes the average value of the crank angle position theta pmax
And the variance σθ pmax of the crank angle position, and the ignition timing is controlled based on the average value θ pmax to obtain the variance σ θ
The air-fuel ratio is controlled based on pmax.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のフィード
バック式制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feedback control method for an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の内燃機関のフィードバック制御方
法としては、例えば、 MRC(Mixture Ratio Control:混合比制御、すな
わち空燃比A/F制御) ISC(Idle Speed Control:アイドル回転速度制
御) STC(Spark Timing Control:点火時期制御) などがある。2. Description of the Related Art Conventional feedback control methods for internal combustion engines include, for example, MRC (Mixture Ratio Control), ISC (Idle Speed Control) and STC (Spark). Timing Control: Ignition timing control).
【0003】まず、のMRCは、排気中の酸素濃度を
O2センサにより検出して、空燃比A/Fをフィードバ
ック制御するもので、吸入空気量Qと機関回転数Nおよ
び定数Kから、燃料の基本噴射時間Tpを下記(数1)
式で求める。 Tp=K・Q/N …(数1) このTpと、冷却水温度、機関がクランキング中か否か
およびスロットルバルブの開閉等に応じた補正率COE
Fと、排気中の酸素濃度に応じた補正率α、およびバッ
テリ電圧に応じた補正時間Tsから、インジェクタの駆
動開弁時間Tiを下記(数2)式で求める。 Ti=Tp×COEF×α+Ts …(数2) この場合のフィードバック制御の入力はO2センサによ
る排気中の酸素濃度であり、出力は補正率αすなわち駆
動開弁時間Tiのみである。First, the MRC (1) detects the oxygen concentration in the exhaust gas by an O 2 sensor and feedback-controls the air-fuel ratio A / F. From the intake air amount Q, the engine speed N and a constant K, The basic injection time T p of
Calculate by formula. T p = K · Q / N (Equation 1) This T p , the cooling water temperature, whether the engine is cranking or not, and the correction factor COE according to the opening / closing of the throttle valve, etc.
From F, the correction rate α according to the oxygen concentration in the exhaust gas, and the correction time T s according to the battery voltage, the drive valve opening time T i of the injector is calculated by the following formula (2). T i = T p × COEF × α + T s (Equation 2) The input of the feedback control in this case is the oxygen concentration in the exhaust gas by the O 2 sensor, and the output is only the correction rate α, that is, the drive valve opening time T i. ..
【0004】次に、のISCは、アイドル回転中に、
スロットルバルブをバイパスする空気量Qaを変えて機
関回転数を一定にフィードバック制御するもので、エア
コンディショナが作動中か否か、トランスミッションの
ギア位置がニュートラルか否か、およびバッテリ電圧な
どに応じて補正して算出したアイドル回転数の目標値
と、実際の機関回転数Nを比較し、その差が小さくなる
ようにISC制御ソレノイドをデューティ制御して、目
標回転数にフィードバック制御する。この場合に、入力
は機関回転数Nで、出力はコントロール・デューティ1
つである。Next, the ISC of
Intended to constant feedback control of the engine speed by changing the air quantity Q a to bypass the throttle valve, whether the air conditioner is either in operation, depending on the gear position of the transmission is whether neutral, and the battery voltage, etc. The target value of the idling engine speed N corrected and corrected is compared with the actual engine speed N, and the ISC control solenoid is duty-controlled so as to reduce the difference, and feedback control is performed to the target engine speed. In this case, the input is the engine speed N and the output is the control duty 1
Is one.
【0005】また、のSTCは、点火時期を変えて、
出力やノッキングをフィードバック制御するもので、一
般的には点火時期を進めると出力がでるが、ノッキング
を生じるため、点火時期を遅らせていってノッキングを
防ぐ。この場合、ノッキング信号が入力で、点火時期の
補正信号が出力となる。In the STC, the ignition timing is changed,
The output and knocking are feedback-controlled. Generally, the output comes out when the ignition timing is advanced, but since knocking occurs, the ignition timing is delayed to prevent knocking. In this case, the knocking signal is input and the ignition timing correction signal is output.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ごとき従来のフィードバック制御方法においては、一つ
の制御を行なう場合に一つ以上の入力(運転変数)を必
要とするので、制御の数が増えると入力のためのセンサ
数が増大してコストが上昇する、という問題がある。ま
た、単純に一つの入力で複数の制御要素を制御すると、
制御の干渉が生じて良好な制御を行なえない畏れがあ
る。さらに、1つの制御要素を制御する場合に、その制
御要素のみを制御するようになっていたので、入力の変
動によって制御が不安定になる畏れがある。例えば、I
SC制御において、吸入空気量のみによって機関回転数
を制御すると、空燃比の変動によって回転変動が大きく
なり、制御が不安定になる畏れがある。However, in the conventional feedback control method as described above, one or more inputs (operating variables) are required to perform one control, so that the number of controls increases. There is a problem that the number of sensors for input increases and the cost increases. Also, if you simply control multiple control elements with one input,
There is a fear that good control cannot be performed due to control interference. Further, when controlling one control element, only the control element is controlled, so that there is a fear that the control becomes unstable due to the fluctuation of the input. For example, I
In the SC control, if the engine speed is controlled only by the intake air amount, the fluctuation of the air-fuel ratio causes a large fluctuation of the rotation, and the control becomes unstable.
【0007】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、センサ数を少なく
してコストを下げ、かつ制御の干渉等を生じることなく
良好な制御を行なうことの出来る内燃機関の制御方法を
提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and it is possible to reduce the number of sensors to reduce the cost, and to perform good control without causing control interference. It is an object of the present invention to provide a control method of an internal combustion engine capable of performing the above.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、本発明においては、機関の
燃焼室内圧力が最大となるクランク角位置θpmaxを検出
し、該クランク角位置θpmaxの平均を代表する値と、該
クランク角位置θpmaxの変動を代表する値とを求め、上
記平均を代表する値に基づいて点火時期を制御し、上記
変動を代表する値に基づいて空燃比を制御するように構
成したものである。なお、本発明における平均値とは、
所定時間または機関の所定回転当たりの平均値を意味
し、入力の短い周期の変化には追従せず、大きなレベル
の変動にはその変動より緩やかに追従する値である。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as described in the claims. That is, in the present invention, the crank angle position θpmax that maximizes the pressure in the combustion chamber of the engine is detected, and a value that represents the average of the crank angle position θpmax and a value that represents the fluctuation of the crank angle position θpmax are set. The ignition timing is controlled on the basis of the value representative of the average, and the air-fuel ratio is controlled on the basis of the value representative of the fluctuation. The average value in the present invention means
It means an average value per predetermined time or a predetermined rotation of the engine, and is a value that does not follow a change in a short cycle of an input, but follows a change in a large level more gently than the change.
【0009】[0009]
【作用】上記のように構成したことにより、本発明にお
いては、1つの運転変数(すなわち燃焼室内圧力が最大
となるクランク角位置θpmax)に基づいて2つの制御変
数(すなわち点火時期と空燃比)を制御することが出来
るので、運転変数を検出するためのセンサ数を減少させ
ることが出来る。また、1つの運転変数から分割する成
分として平均を代表する値と変動を代表する値とを用い
ることにより、制御の干渉を生じることがなくなる。ま
た、1つの運転変数から分割した平均を代表する値と変
動を代表する値とを用いて、相互に関連のある2つの制
御変数を制御することにより、良好な制御を行なうこと
が出来る。With the above-described configuration, in the present invention, two control variables (that is, ignition timing and air-fuel ratio) are based on one operating variable (that is, the crank angle position θpmax at which the combustion chamber pressure becomes maximum). Therefore, the number of sensors for detecting operating variables can be reduced. Further, by using the value representing the average and the value representing the fluctuation as the components divided from one operation variable, the control interference is prevented. In addition, good control can be performed by controlling two control variables that are related to each other using a value that represents an average divided from one operation variable and a value that represents variation.
【0010】[0010]
【実施例】まず、この発明の基本的な技術思想を、図1
を参照して説明する。図1において、機関の1つの運転
変数Vが検出され、この検出された運転変数Vは、伝達
要素1において2つの伝達関数G1およびG2を乗算し、
1方の乗算値G1・Vによって機関の1つの制御変数C1
を、他方の乗算値G2・Vによって別の制御変数C2を、
それぞれフィードバック制御する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the basic technical idea of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described. In FIG. 1, one operating variable V of the engine is detected, which detected operating variable V is multiplied by two transfer functions G 1 and G 2 in transfer element 1,
One control variable C 1 of the engine by one multiplication value G 1 · V
And another control variable C 2 by the other multiplication value G 2 · V,
Feedback control each.
【0011】図2は、図1の技術思想をさらに具体化し
たもので、機関の1つの運転変数Vを信号分離器2によ
り2つの成分V1とV2に分け、1方の成分V1に基づい
て1つの伝達要素3を介して機関の1つの制御変数C1
をフィードバック制御し、他方の成分V2に基づいて別
の伝達要素4を介して機関の別の制御要素C2をフィー
ドバック制御する。[0011] Figure 2 is obtained by further embodying the technical idea of FIG. 1, the signal separator 2 of one operating variable V of the engine is divided into two components V 1 and V 2, 1-way component V 1 of One control variable C 1 of the engine via one transfer element 3 on the basis of
Is feedback-controlled, and another control element C 2 of the engine is feedback-controlled via another transmission element 4 based on the other component V 2 .
【0012】図3は図2をさらに具体化したもので、運
転変数Vをローパスフィルタ5を通し低周波成分を抽出
してこれを1つの成分V1とし、かつハイパスフィルタ
6を通し高周波成分を抽出してこれを他の成分V2と
し、2つの成分V1とV2によって、それぞれ伝達要素
3、4を介して2つの制御変数C1とC2をそれぞれフィ
ードバック制御する。FIG. 3 is a further embodiment of FIG. 2, in which the operating variable V is passed through a low-pass filter 5 to extract a low-frequency component to make it one component V 1 , and a high-pass filter 6 is passed to extract a high-frequency component. The two components V 1 and V 2 are extracted and used as another component V 2, and two control variables C 1 and C 2 are feedback-controlled by the two components V 1 and V 2 via the transfer elements 3 and 4, respectively.
【0013】図4は図2の別の具体例で、運転変数Vを
平滑器7により直流分(1つの成分V1)とハイパスフ
ィルタ6により交流分(他の成分V2)とに分ける。な
お、直流分としては、運転変数Vの平均値V(または中
央値)を代表する値でもよく、交流分としては運転変数
Vの変動を代表する値でもよい。この場合に、運転変数
Vのn個のサンプル値をVk(k=1、2、…、n)と
すると、平均値V(VはVの平均値を示す、以下同じ)
は、下記(数3)式で求められる。FIG. 4 shows another specific example of FIG. 2, in which the operating variable V is divided into a direct current component (one component V 1 ) by the smoother 7 and an alternating current component (other component V 2 ) by the high pass filter 6. The DC component may be a value representing the average value V (or the median value) of the operating variable V, and the AC component may be a value representing the variation of the operating variable V. In this case, if n sample values of the operating variable V are V k (k = 1, 2, ..., N), an average value V ( V indicates an average value of V, the same applies hereinafter)
Is calculated by the following equation (3).
【0014】[0014]
【数3】 [Equation 3]
【0015】また、中央値Vcは、下記(数4)式で求
められる。 Vc=(1/2){(Vk)max+(Vk)min} …(数4) また、変動を代表する値は種々定義されるが、例えば、
絶対値誤差ΔV、分散σV、変動率CVなどが挙げられ
る。上記の絶対値誤差ΔVは下記(数5)式で求められ
る。The median value V c is calculated by the following equation (4). V c = (1/2) {(V k ) max + (V k ) min } (Equation 4) Further, various values representative of fluctuations are defined, for example,
The absolute value error ΔV, the variance σV, the variation rate CV, and the like are included. The above absolute value error ΔV is obtained by the following equation (5).
【0016】[0016]
【数5】 [Equation 5]
【0017】また、分散σVは下記(数6)式で求めら
れる。The variance σV is obtained by the following equation (6).
【0018】[0018]
【数6】 [Equation 6]
【0019】また、変動率CVは下記(数7)式で求め
られる。Further, the variation rate CV is obtained by the following equation (7).
【0020】[0020]
【数7】 [Equation 7]
【0021】次に、上記技術思想を具体化した実施例
を、図面を参照して説明する。図5は、この発明の内燃
機関の制御方法の第一実施例を実現する装置の概要を示
す。図において、内燃機関8のクランクプーリ9に対向
して取り付けられたクランク角センサ10によりクラン
ク角位置θ信号が読み取られ、その信号は入力インタフ
ェース11を介してCPU、ROM、RAM等からなる
制御回路12に入力され、演算処理される。その結果に
より出力インタフェース13、14を介してアクチュエ
ータ15、16が作動され、機関の各種制御対象がフィ
ードバック制御される。Next, an embodiment embodying the above technical idea will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows an outline of an apparatus for realizing a first embodiment of a control method for an internal combustion engine of the present invention. In the drawing, a crank angle position θ signal is read by a crank angle sensor 10 attached to a crank pulley 9 of an internal combustion engine 8, and the signal is read through a control circuit including a CPU, a ROM, a RAM, etc. via an input interface 11. It is input to 12 and arithmetic processing is performed. As a result, the actuators 15 and 16 are operated via the output interfaces 13 and 14, and various control targets of the engine are feedback-controlled.
【0022】図6は、図5の制御装置をさらに詳細に示
す。図6において、図5と同一の部品は同一の番号で示
す。図中、17は水温センサで冷却水の温度を検出し、
18はO2センサで、排気中の酸素濃度を検出する。1
9はニュートラルスイッチでトランスミッションのギア
位置がニュートラルかまたはパーキング位置かを検出
し、20は車速センサで例えばスピードメータ・ケーブ
ルの回転軸から車速を検出し、21はエアフローメータ
で吸入空気量Qを検出する。I/O LSIおよび周辺
回路22は図5の入力インターフェース11と出力イン
ターフェース13、14を1つにしたものである。23
はイグニッションコイル、24はディストリビュータ、
25はスロットルバルブ、26は三元触媒である。27
はインジェクタ、28はアイドルコントロールバルブ、
29はEGRコントロールバルブで、これらは図5のア
クチュエータ8、9に相当する。30はアイドルエアア
ジャストバルブで、アイドルコントロールバルブ28で
デューティ制御されてリフト量が変わり、スロットルバ
ルブ25をバイパスする空気量Qaを変えて、アイドル
回転が制御される。31はEGRバルブで、EGRコン
トロールバルブ29によりリフト量が変えられ、EGR
(排気還流)量が制御される。また、32は燃焼室内圧
力センサであり、機関8の各気筒毎に備えられ、各気筒
の燃焼室内圧力Pを検出する。FIG. 6 shows the controller of FIG. 5 in more detail. 6, the same parts as those of FIG. 5 are indicated by the same numbers. In the figure, 17 is a water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water,
An O 2 sensor 18 detects the oxygen concentration in the exhaust gas. 1
Reference numeral 9 is a neutral switch for detecting whether the gear position of the transmission is neutral or parking, 20 is a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed from the rotating shaft of the speedometer cable, and 21 is an air flow meter for detecting the intake air amount Q. To do. The I / O LSI and the peripheral circuit 22 are obtained by combining the input interface 11 and the output interfaces 13 and 14 of FIG. 23
Is an ignition coil, 24 is a distributor,
Reference numeral 25 is a throttle valve, and 26 is a three-way catalyst. 27
Is an injector, 28 is an idle control valve,
Reference numeral 29 is an EGR control valve, which corresponds to the actuators 8 and 9 in FIG. 30 In the idle air adjustment valve, the lift amount change is duty controlled by the idle control valve 28, by changing the air quantity Q a to bypass the throttle valve 25, the idle rotation is controlled. Reference numeral 31 is an EGR valve, and the lift amount is changed by the EGR control valve 29.
The amount of (exhaust gas recirculation) is controlled. A combustion chamber pressure sensor 32 is provided for each cylinder of the engine 8 and detects the combustion chamber pressure P of each cylinder.
【0023】クランク角センサ10からのクランク角位
置θ信号と、燃焼室内圧力センサ32からの燃焼室内圧
力P信号から、クランク角位置θに対する燃焼室内圧力
Pの波形が例えば図7のように得られる。このP−θ曲
線から燃焼室内圧力Pが最大値Pmaxとなる時のクラン
ク角位置θpmaxを得ることが出来る。このθpmaxを運転
変数Vとする。そして、各サイクル毎にθpmaxをn個サ
ンプリングすれば、(θpmax)k(k=1、2…、n)が
得られる。この(θpmax)kから前述の(数3)式に従っ
て、θpmaxの平均値θpmaxが下記(数8)式で求められ
る。From the crank angle position θ signal from the crank angle sensor 10 and the combustion chamber pressure P signal from the combustion chamber pressure sensor 32, a waveform of the combustion chamber pressure P with respect to the crank angle position θ is obtained as shown in FIG. 7, for example. .. From this P-θ curve, the crank angle position θpmax when the combustion chamber pressure P reaches the maximum value Pmax can be obtained. This θpmax is set as the operation variable V. Then, by sampling n θpmax for each cycle, (θpmax) k (k = 1, 2, ..., N) is obtained. In accordance with this (? Pmax) k from the above equation (3), the average value theta pmax of? Pmax is determined by the following equation (8).
【0024】[0024]
【数8】 [Equation 8]
【0025】上記の平均値θpmaxを運転変数Vの1つの
成分V1とする。さらに前記(数6)式に従えば、分散
σθpmaxが下記(数9)式で求められる。The above average value θ pmax is defined as one component V 1 of the operating variable V. Further, according to the equation (6), the dispersion σθpmax can be obtained by the following equation (9).
【0026】[0026]
【数9】 [Equation 9]
【0027】上記の分散σθpmaxを運転変数Vの他の成
分V2とする。図7において、θpmaxの位置は点火時期
が早いか遅いかにより変化する。機関が最大トルクすな
わち最良燃費で運転されるように点火時期を制御する
(これをMBT制御:Minimun advance for Best Torqu
eと称している)と、P−θ曲線はA1のようになり、こ
のMBT制御時のθpmaxは、機関の機種に応じて異なっ
た値となるが、特定の機種では運転条件に拘らずほぼ一
定値(14°ATDC:上死点後14°程度)となる。
従って、機関をMBT制御とした場合のあるべきθpmax
の値を目標値(θpmax)rとして設定し、計測された実際
のθpmaxが目標値(θpmax)rに合致するように点火時期
を調整すれば、機関をMBT制御することができる。な
お、図7において、波形A2はMBT制御時の波形A1に
対して点火時期が進み過ぎた場合、波形A3は遅れ過ぎ
た場合をそれぞれ示す。The above-mentioned variance σθpmax is used as another component V 2 of the operating variable V. In FIG. 7, the position of θpmax changes depending on whether the ignition timing is early or late. Ignition timing is controlled so that the engine operates at maximum torque, that is, the best fuel economy (this is MBT control: Minimun advance for Best Torqu
(It is called e) and the P-θ curve becomes like A 1 , and θpmax at the time of MBT control has a different value depending on the model of the engine, but the specific model does not depend on the operating conditions. The value is almost constant (14 ° ATDC: about 14 ° after top dead center).
Therefore, if the engine is in MBT control, θpmax should be
The engine can be MBT controlled by setting the value of as the target value (θpmax) r and adjusting the ignition timing so that the measured actual θpmax matches the target value (θpmax) r . In FIG. 7, a waveform A 2 shows a case where the ignition timing is too advanced and a waveform A 3 shows a case where the ignition timing is too late with respect to the waveform A 1 during MBT control.
【0028】また図8に示すように、空燃比A/Fを変
えると燃焼の安定度が変わり、空燃比A/Fを理論空燃
比(A/F)thよりもリーンにしていくと燃焼の安定度
が徐々に低下していき、或る値以上にリーン化すると安
定度が急激に悪化し、不安定となる。また燃焼室内圧力
が最大となるクランク角位置の分散σθpmaxも空燃比A
/Fのリーン化と共に徐々に大きな値を示し、ある値以
上にリーン化すると、燃焼の安定度の急激な悪化と共
に、分散σθpmaxの値も急激に大きくなる。そこで、燃
焼が不安定とならない限界の空燃比A/Fとなる分散σ
θpmaxを目標値(σθpmax)rとして設定し、計測された
分散σθpmaxがこの目標値(σθpmax)rに合致するよう
に、空燃比A/Fをフィードバックすれば、燃焼が安定
な範囲内で、空燃比を最大限リーンにすることができ、
燃費の向上が得られる。Further, as shown in FIG. 8, when the air-fuel ratio A / F is changed, the stability of combustion changes, and when the air-fuel ratio A / F becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (A / F) th , the combustion The stability gradually decreases, and when it becomes leaner than a certain value, the stability sharply deteriorates and becomes unstable. In addition, the variance σθpmax of the crank angle position where the pressure in the combustion chamber is maximum is also the air-fuel ratio A
When / F becomes leaner, the value gradually increases, and when it becomes leaner than a certain value, the stability of combustion rapidly deteriorates and the value of the dispersion σθpmax also rapidly increases. Therefore, the variance σ becomes the limit air-fuel ratio A / F at which combustion does not become unstable.
If θpmax is set as the target value (σθpmax) r and the air-fuel ratio A / F is fed back so that the measured dispersion σθpmax matches this target value (σθpmax) r , the combustion will be performed within the stable combustion range. You can make the fuel ratio lean as much as possible,
Fuel economy can be improved.
【0029】次に、作用を図9のフローチャートを参照
して説明する。クランク角センサ10からのクランク角
位置θ信号と、燃焼室内圧力センサ32からの燃焼室内
圧力P信号とを用いて、燃焼室内圧力が最大となるクラ
ンク角位置θpmaxを計測する(図9ステップ50)。次
にn個のサンプル値(θpmax)k(k=1、2、…、n)
を最新の値を読み込む毎に最古の値を捨てて更新しなが
ら記憶し(ステップ51)、(数8)式に従って平均値
θpmaxを、(数9)式に従って分散σθpmaxを、それぞ
れ算出する(ステップ52)。次いで、その時の機関の
運転状態から、燃焼室内圧力が最大となるクランク角の
目標値(θpmax)rを設定する(ステップ53)。そし
て、θpmaxと(θpmax)rを比較し、θpmax−(θpmax)r
<0、すなわちθpmaxが進んでいれば、その差の値に応
じて点火時期を遅らせ、θpmax>(θpmax)r、すなわち
θpmaxが遅れていれば、その差の値に応じて点火時期を
進ませる(ステップ54)。これにより実際値θpmaxを
常に目標値(θpmax)rに合致させ、機関が常にMBT制
御となるようにフィードバック制御する。さらにその時
の機関の運転状態に応じて、燃料室内圧力が最大となる
クランク角位置の分散の目標値(σθpmax)rを設定し
(ステップ55)、実際値σθpmaxと目標値(σθpma
x)rを比較し、σθpmax−(σθpmax)r<0の時は、そ
の差に応じて空燃比A/Fをリーン化し、σθpmax−
(σθpmax)r>0の時は、その差に応じて空燃比A/F
をリッチ化する(ステップ56)。かくして機関は燃焼
が安定な範囲で可能な限りリーンで運転される。Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. Using the crank angle position θ signal from the crank angle sensor 10 and the combustion chamber pressure P signal from the combustion chamber pressure sensor 32, the crank angle position θpmax at which the combustion chamber pressure becomes maximum is measured (step 50 in FIG. 9). .. Next, n sample values (θpmax) k (k = 1, 2, ..., N)
Each time the latest value is read, the oldest value is discarded and stored while updating (step 51), and the average value is calculated according to the equation (8).
The dispersion σθpmax is calculated in accordance with the equation (9) (θ52) (step 52). Next, the target value (θpmax) r of the crank angle that maximizes the pressure in the combustion chamber is set from the operating state of the engine at that time (step 53). Then, by comparing the θ pmax and (θpmax) r, θ pmax- ( θpmax) r
<0, that is, if θ pmax is advanced, the ignition timing is delayed according to the value of the difference, and θ pmax> ( θ pmax) r , that is,
If θ pmax is delayed, the ignition timing is advanced according to the value of the difference (step 54). As a result, the actual value θpmax is always matched with the target value (θpmax) r , and feedback control is performed so that the engine is always in MBT control. Further, in accordance with the operating state of the engine at that time, a target value (σθpmax) r of the crank angle position that maximizes the fuel chamber pressure is set (step 55), and the actual value σθpmax and the target value (σθpma
x) r are compared, and when σθpmax- (σθpmax) r <0, the air-fuel ratio A / F is made lean according to the difference, and σθpmax-
When (σθpmax) r > 0, the air-fuel ratio A / F is changed according to the difference.
Are enriched (step 56). The engine is thus run as lean as possible within a stable combustion range.
【0030】このように本実施例によれば、機関はリー
ン限界制御かつMBT制御を同時に行なうことができる
が、このように両制御を同時に行なう方が、それぞれを
単独で行なうより効果が大きいことを図10に示す。す
なわち図10において、点線で示すように点火時期を固
定にして空燃比A/Fをリーン化するよりも、MBT制
御となるように点火時期を制御しながら、空燃比A/F
をリーン化する方が、燃焼を安定に保ったまま、よりリ
ーンにすることができる。As described above, according to this embodiment, the engine can perform lean limit control and MBT control at the same time. However, performing both controls at the same time is more effective than performing both of them independently. Is shown in FIG. That is, in FIG. 10, the air-fuel ratio A / F is controlled while controlling the ignition timing to be the MBT control rather than making the air-fuel ratio A / F lean by fixing the ignition timing as shown by the dotted line.
By making the fuel leaner, it is possible to make it leaner while maintaining stable combustion.
【0031】なお上記実施例では、検出された燃焼室内
圧力Pとクランク角位置θとを制御回路(コントロール
ユニット)12に直接入力したが、コントロールユニッ
トを計測ユニットと制御ユニットに別け(演算速度、能
力の関係で3系統に別けた方が有利な場合がある)た
時、計測ユニットで上記Pとθとを入力して燃焼室内圧
力が最大となるクランク角位置θpmaxに応じた信号を出
力する場合、制御ユニットでその出力の低周波成分に応
じて点火時期を制御し、かつその高周波成分に応じて空
燃比A/Fを制御することになる。Although the detected combustion chamber pressure P and crank angle position θ are directly input to the control circuit (control unit) 12 in the above embodiment, the control unit is divided into a measurement unit and a control unit (calculation speed, In some cases, it may be advantageous to separate into three systems because of the capability.) When the measuring unit inputs P and θ, it outputs a signal corresponding to the crank angle position θpmax where the combustion chamber pressure becomes maximum. In this case, the control unit controls the ignition timing according to the low frequency component of the output, and controls the air-fuel ratio A / F according to the high frequency component.
【0032】空燃比A/Fがリーン過ぎて失火した場合
は、分散σθpmaxが大となるほか、その失火サイクルの
θpmaxはほぼ0°(ATDC)となる。上記のように失
火した場合は、分散σθpmaxが大きくなるので、通常の
制御でも分散σθpmaxの値が目標値(σθpmax)rを越え
た時点で空燃比A/Fをリッチ化するように制御される
が、失火が続くと運転性や排気特性が大幅に悪化するの
で、出来るだけ急速に失火を防ぐ必要がある。そのた
め、分散σθpmaxの値が目標値(σθpmax)rを越えてい
ない場合でも、θpmax=0°が観測された場合には、直
ちに空燃比A/Fをリッチ化するするように構成するこ
とにより、失火を防いで運転性不良や排気特性の悪化を
防止することができる。この方法は、統計的処理の欠点
である時間遅れや鈍感さを補う手段として有効である。When the air-fuel ratio A / F is too lean and misfire occurs, the dispersion σθpmax becomes large and θpmax of the misfire cycle becomes almost 0 ° (ATDC). When the misfire occurs as described above, the variance σθpmax becomes large. Therefore, even in normal control, the air-fuel ratio A / F is controlled to be rich when the value of the variance σθpmax exceeds the target value (σθpmax) r. However, if misfire continues, the drivability and exhaust characteristics will deteriorate significantly, so it is necessary to prevent misfire as quickly as possible. Therefore, even if the value of the variance σθpmax does not exceed the target value (σθpmax) r , when θpmax = 0 ° is observed, the air-fuel ratio A / F is immediately enriched by the configuration. It is possible to prevent misfires and prevent poor drivability and deterioration of exhaust characteristics. This method is effective as a means for compensating for the time delay and insensitivity, which are the drawbacks of statistical processing.
【0033】次に、第2の実施例を説明する。前記第1
の実施例で示したP−θ波形(図7)には、機関にノッ
キングが発生すると特定の高周波(約7kHz)の波形
が現われる。従って、燃焼室内圧力P信号を7kHz程
度を中心としたバンドパスフィルタを通して、ノッキン
グ波形を抽出し、サイクル(P−θの1波形)毎の高周
波の最大振幅PNを求め、このPNが基準値(PN)max以
上であればノッキング発生と判断して点火時期を遅らせ
て、ノッキングを防止することができる。この場合に、
燃焼室内圧力が最大となるクランク角位置の平均値θpm
axが目標値(θpmax)rに常に合致するように点火時期を
制御するMBT制御よりも、上記ノッキング防止のため
の点火時期の制御の方を優先させることが好ましい。Next, a second embodiment will be described. The first
In the P-θ waveform (FIG. 7) shown in the above embodiment, when knocking occurs in the engine, a waveform of a specific high frequency (about 7 kHz) appears. Accordingly, the combustion chamber pressure P signals through a band-pass filter centered on the order of 7 kHz, to extract knock waveform to obtain the maximum amplitude P N of the high frequency of each cycle (1 waveform P-theta), reference this P N is If the value (P N ) max or more, it is determined that knocking has occurred, the ignition timing is delayed, and knocking can be prevented. In this case,
Average value of crank angle position that maximizes combustion chamber pressure θ pm
It is preferable to give priority to the ignition timing control for preventing knocking, over the MBT control for controlling the ignition timing so that ax always matches the target value (θpmax) r .
【0034】次に作用を図11および図12のフローチ
ャートにより説明する。第1の実施例と同様に、θpmax
を計測し(ステップ60)、n個のサンプル(θpmax)k
(k=1、2…、n)を記憶する(ステップ61)。そ
して(数8)式および(数9)式に従って、平均値θpm
axと分散σθpmaxを演算する(ステップ62)。また、
バンドパスフィルタを介して得た高周波信号の最大振幅
PNを計測する(ステップ63)。毎サイクルに失火が
あるか否かを判定するために、|θpmax|があらかじめ
設定された基準値(θpmax)minよりも小さいか否かを比
較し(ステップ64)、|θpmax|≦(θpmax)minであ
れば機関は失火していると判定して、空燃比A/Fをリ
ッチ化して(ステップ65)、失火を防ぐ。なお、上記
の(θpmax)minは、計測系の誤差で定まる定数であり、
0°ATDCに近い値であって、θpmaxが失火時になる
値であればよい。また、機関の運転状態に応じて、許容
し得るノッキング振動の最大振幅(PN)maxを設定し
(ステップ66)、実際に計測された最大振幅PNをこ
の基準値(PN)maxと比較し(ステップ67)、PN>
(PN)maxであればノッキングが発生していると判定
し、点火時期を遅らせて(ステップ68)ノッキングを
防止する。次いで、前述した第1の実施例と同様に、そ
の時の機関の運転状態に応じて、燃焼室内圧力が最大と
なるクランク角位置の目標値(θpmax)r設定し(ステッ
プ69)、θpmaxが(θpmax)rより大きいか小さいか
(ステップ70)に応じて、点火時期を制御して(ステ
ップ71、72)、機関をMBT制御とする。さらに、
第1実施例と同様に、分散の目標値(θpmax)rを設定し
(ステップ73)、σθpmaxが(σθpmax)rより大きい
か小さいか(ステップ74)に応じて、空燃比A/Fを
調整し(ステップ75、76)、機関の燃焼状態をリー
ン側で不安定となる限界に空燃比A/Fをリーンに制御
する。なお、このように制御した点火時期と空燃比A/
Fの制御出力が、運転状態により予め定められた許容範
囲内にあるか否かをチェックし(ステップ77)、許容
範囲外である場合には、許容範囲内にあるように制御出
力を修正して出力する(ステップ78)。Next, the operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 11 and 12. Similar to the first embodiment, θpmax
Is measured (step 60), and n samples (θpmax) k
(K = 1, 2, ..., N) is stored (step 61). Then, according to the equations (8) and (9), the average value θ pm
Ax and variance σθpmax are calculated (step 62). Also,
The maximum amplitude P N of the high frequency signal obtained through the band pass filter is measured (step 63). In order to determine whether or not there is a misfire in each cycle, it is compared whether | θpmax | is smaller than a preset reference value (θpmax) min (step 64), and | θpmax | ≤ (θpmax) If it is min , it is determined that the engine is misfiring, and the air-fuel ratio A / F is made rich (step 65) to prevent misfiring. The above (θpmax) min is a constant determined by the error of the measurement system,
It may be a value close to 0 ° ATDC and a value at which θpmax becomes a misfire. Further, the allowable maximum amplitude (P N ) max of knocking vibration is set according to the operating state of the engine (step 66), and the actually measured maximum amplitude P N is set as this reference value (P N ) max . Compare (step 67), P N >
If ( PN ) max , it is determined that knocking has occurred, and the ignition timing is delayed (step 68) to prevent knocking. Next, as in the case of the first embodiment described above, the target value (θpmax) r of the crank angle position that maximizes the pressure in the combustion chamber is set according to the operating state of the engine at that time (step 69), and θ pmax is The ignition timing is controlled (steps 71 and 72) depending on whether it is larger or smaller than (θpmax) r (step 70), and the engine is set to MBT control. further,
Similar to the first embodiment, the dispersion target value (θpmax) r is set (step 73), and the air-fuel ratio A / F is adjusted according to whether σθpmax is larger or smaller than (σθpmax) r (step 74). Then, (steps 75 and 76), the air-fuel ratio A / F is controlled to lean so that the combustion state of the engine becomes unstable on the lean side. The ignition timing and the air-fuel ratio A /
It is checked whether or not the control output of F is within the permissible range predetermined by the operating state (step 77). If the control output is outside the permissible range, the control output is corrected to be within the permissible range. And output (step 78).
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、燃焼室内圧力が最大となるクランク角位置θpmaxを
求め、そのθpmaxの平均を代表する値に基づいて点火時
期を制御し、θpmaxの変動を代表する値に基づいて空燃
比を制御するように構成したことにより、機関を最大ト
ルクで、かつ燃焼の安定限界内で空燃比を最もリーンに
制御することが出来、燃費と排気性能を共に向上させる
ことが出来る、という効果が得られる。As described above, according to the present invention, the crank angle position θpmax at which the pressure in the combustion chamber is maximized is obtained, the ignition timing is controlled based on the value representing the average of the θpmax, and θpmax of By configuring the air-fuel ratio based on the value that represents the fluctuation, the engine can be controlled to the leanest air-fuel ratio within the stability limit of combustion with maximum torque, and fuel consumption and exhaust performance can be improved. The effect is that both can be improved.
【図1】本発明の基本的技術思想を説明するブロック
図。FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic technical idea of the present invention.
【図2】図1を具体化した技術思想を説明するブロック
図。FIG. 2 is a block diagram illustrating a technical idea embodying FIG.
【図3】図2をさらに具体化した技術思想を説明するブ
ロック図。FIG. 3 is a block diagram illustrating a technical idea that is a more specific version of FIG. 2;
【図4】図2をさらに具体化した別の技術思想を説明す
るブロック図。FIG. 4 is a block diagram for explaining another technical idea in which FIG. 2 is further embodied.
【図5】本発明の内燃機関の制御方法の第1の実施例を
実現する装置を示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing an apparatus for realizing a first embodiment of a method for controlling an internal combustion engine of the present invention.
【図6】図5の制御装置を詳細に示す構成図。6 is a block diagram showing the control device of FIG. 5 in detail.
【図7】クランク角位置に対する燃焼室内圧力の波形を
示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a waveform of a pressure in a combustion chamber with respect to a crank angle position.
【図8】空燃比に対する燃焼の安定度と燃焼室内圧力が
最大となるクランク角位置の分散との関係を示す特性
図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the combustion stability with respect to the air-fuel ratio and the dispersion of the crank angle position where the pressure in the combustion chamber is maximum.
【図9】第1の実施例の演算内容を示すフローチャー
ト。FIG. 9 is a flowchart showing the contents of calculation in the first embodiment.
【図10】空燃比に対する点火時期および燃焼の安定領
域を示す特性図。FIG. 10 is a characteristic diagram showing an ignition timing and a stable region of combustion with respect to an air-fuel ratio.
【図11】第2の実施例の演算内容の一部を示すフロー
チャート。FIG. 11 is a flowchart showing a part of the contents of calculation in the second embodiment.
【図12】第2の実施例の演算内容の残りの一部を示す
フローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing a part of the rest of the calculation contents of the second embodiment.
5…ローパスフィルタ 6…ハイパスフィルタ 7…平滑器 8…内燃機関 10…クランク角センサ 12…制御回路 22…I/O LSIおよび周辺回路 25…スロットルバルブ 27…インジェクタ 28…アイドルコントロールバルブ 29…EGRコントロールバルブ 30…アイドルエアアジャストバルブ 31…EGRバルブ 32…燃焼室内圧力センサ C1、C2…制御変数 A/F…空燃比 P…燃焼室内圧力 Qa…バイパス空気量 V…運転変数 V1、V2…運転変数の成分 θ…クランク角位置 θpmax…燃焼室内圧力が最大となるクランク角位置θ pmax…θpmaxの平均値 σθpmax…分散5 ... Low-pass filter 6 ... High-pass filter 7 ... Smoother 8 ... Internal combustion engine 10 ... Crank angle sensor 12 ... Control circuit 22 ... I / O LSI and peripheral circuits 25 ... Throttle valve 27 ... Injector 28 ... Idle control valve 29 ... EGR control valve 30 ... idle air adjusting valve 31 ... EGR valve 32 ... combustion chamber pressure sensor C 1, C 2 ... control variables A / F ... air P ... combustion chamber pressure Q a ... bypass air quantity V ... operating variables V 1, V 2 … Component of operating variable θ… Crank angle position θpmax… Crank angle position where combustion chamber pressure becomes maximum θ pmax… Average value of θpmax σ θpmax… Variance
Claims (3)
角位置θpmaxを検出し、該クランク角位置の平均を代表
する値と、該クランク角位置の変動を代表する値とを求
め、上記平均を代表する値に基づいて点火時期を制御
し、上記変動を代表する値に基づいて空燃比を制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御方法。1. A crank angle position θpmax at which the pressure in the combustion chamber of the engine is maximum is detected, and a value representative of the average of the crank angle position and a value representative of the fluctuation of the crank angle position are obtained, and the average is obtained. Is controlled on the basis of a value representative of the above, and the air-fuel ratio is controlled on the basis of a value representative of the above fluctuation.
制御し、かつ、機関の燃料状態が空燃比のリーン側で不
安定となる限界に空燃比を制御することを特徴とする請
求項1に記載の内燃機関の制御方法。2. The ignition timing is controlled so that the engine attains the maximum torque, and the air-fuel ratio is controlled to a limit at which the fuel state of the engine becomes unstable on the lean side of the air-fuel ratio. 1. The control method for an internal combustion engine according to 1.
た場合は、空燃比をリッチ化させることを特徴とする請
求項1に記載の内燃機関の制御方法。3. The control method for an internal combustion engine according to claim 1, wherein when the crank angle position θpmax≈0 is detected, the air-fuel ratio is made rich.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14321791A JPH05280409A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Control method for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14321791A JPH05280409A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Control method for internal combustion engine |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5665882A Division JPS58174143A (en) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | Control method of internal-combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280409A true JPH05280409A (en) | 1993-10-26 |
Family
ID=15333617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14321791A Pending JPH05280409A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Control method for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05280409A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53147130A (en) * | 1977-05-26 | 1978-12-21 | Nippon Denso Co Ltd | Air-full ratio controller |
| JPS5654962A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-15 | Bosch Gmbh Robert | Method of regulating ignition timing |
| JPS5654965A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-15 | Bosch Gmbh Robert | Method of regulating composition of combustion gas mixture to be supplied into the internal combustion engine |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP14321791A patent/JPH05280409A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS53147130A (en) * | 1977-05-26 | 1978-12-21 | Nippon Denso Co Ltd | Air-full ratio controller |
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| JPS5654965A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-15 | Bosch Gmbh Robert | Method of regulating composition of combustion gas mixture to be supplied into the internal combustion engine |
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