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JPS62186039A - Engine combustion control device - Google Patents

Engine combustion control device

Info

Publication number
JPS62186039A
JPS62186039A JP2833786A JP2833786A JPS62186039A JP S62186039 A JPS62186039 A JP S62186039A JP 2833786 A JP2833786 A JP 2833786A JP 2833786 A JP2833786 A JP 2833786A JP S62186039 A JPS62186039 A JP S62186039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
engine
ignition timing
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2833786A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Miwakeichi
三分一 寛
Toyoaki Nakagawa
豊昭 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2833786A priority Critical patent/JPS62186039A/en
Publication of JPS62186039A publication Critical patent/JPS62186039A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain optimum ignition timing immediately after transition to the three-dimensional operating region by controlling the ignition timing in compliance with the difference between the three-dimensional air-to-fuel ratio and the target air-to-fuel ratio determined according to the load, and thereby providing good response to transition of engine into the specified three- dimensional operating region. CONSTITUTION:This device uses a control means e and controls the quantity of inhaled air or fuel so as to get the target air-to-fuel ratio on the basis of output from an air-to-fuel ratio sensing means a. If a three-dimensional region sensing means c senses that the engine is in the specified three-dimensional operating region, a target setting means d changes the target air-to-fuel ratio to three-dimensional air-to-fuel ratio. An ignition timing setting means g makes setting of the ignition timing on the basis of the engine load sensed by a load sensing means b, and when the engine has made transition to the three- dimensional operating range, the abovementioned ignition timing shall undergo a correction in compliance with the difference between the three-dimensional air-to-fuel ratio and the target air-to-fuel ratio to be determined according to the current operating condition of the engine.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、自動車等エンジンの燃焼状態を制御する装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a device for controlling the combustion state of an engine such as an automobile.

(従来の技術) 近時、自動車エンジンに対する要求が高度化しており、
排出ガス低減、高出力、低燃費等の互いに相反する課題
について何れも高レベルでその達成が求められる傾向に
ある。
(Prior art) In recent years, demands on automobile engines have become more sophisticated.
There is a tendency for mutually contradictory issues such as reduced exhaust gas, high output, and low fuel consumption to be achieved at a high level.

これらの課題に対応するため、超希薄空燃比下における
燃焼制御が試みられており、例えばそのようなものとし
ては「内燃機関、23巻12号J 1984年10月号
 33〜40頁 山海堂発行に記載の希薄燃焼装置があ
る。この装置では、はぼストイチからリーンまで空燃比
を広範囲に検出可能なリーンセンサの出力に基づいて超
希薄空燃比領域まで空燃比のフィードバック制御を行っ
て上記要求を達成しようとしている。この場合、定常走
行においては理論空燃比一定の特性と異なり、一部の加
速領域においてもリーンな空燃比を目標値としている。
In order to address these issues, combustion control under ultra-lean air-fuel ratios has been attempted, such as "Internal Combustion Engine, Vol. 23, No. 12 J, October 1984 issue, pp. 33-40, published by Sankaido. There is a lean burn device described in .This device performs feedback control of the air-fuel ratio up to the ultra-lean air-fuel ratio region based on the output of a lean sensor that can detect air-fuel ratios over a wide range from stoichiometric to lean to meet the above requirements. In this case, unlike the characteristic where the stoichiometric air-fuel ratio is constant during steady driving, a lean air-fuel ratio is set as the target value even in some acceleration regions.

例えば、通常の加速域では空燃比22.5、定常走行域
では空燃比21.5、アイドリング時は空燃比15゜5
としている。また、全負荷状態では出力空燃比12〜1
3を用い車両動力性能を確保しようとする。
For example, in the normal acceleration range, the air-fuel ratio is 22.5, in the steady driving range, the air-fuel ratio is 21.5, and when idling, the air-fuel ratio is 15°5.
It is said that In addition, under full load conditions, the output air-fuel ratio is 12 to 1
3 to ensure vehicle power performance.

このようなリーン空燃比に移行するにつれてNOxは極
めて減少する傾向にあり、近時におけるNOxエミツシ
ョンの低減化に沿うものである。しかし、一方において
、排出ガス規制を満足するためのNOxの排出レベルと
許容できるトルク変動レベルの両者を満足できる空燃比
適合可能領域は狭く、精密な空燃比制御が必要となって
いる。
As the air-fuel ratio shifts to such a lean air-fuel ratio, NOx tends to decrease significantly, which is in line with recent reductions in NOx emissions. However, on the other hand, the adaptable air-fuel ratio range that satisfies both the NOx emission level to satisfy exhaust gas regulations and the allowable torque fluctuation level is narrow, and precise air-fuel ratio control is required.

ところで、過渡時において運転性を確保しつつNOx排
出量を規制値内にクリアするためには等空燃比上を変化
させなければならないが、現行技術(すなわち従来の装
置)では過渡時に等空燃比を維持する精密な制御は未だ
困難である。
By the way, in order to maintain drivability and clear NOx emissions within the regulation value during transient periods, it is necessary to change the equal air-fuel ratio, but current technology (i.e., conventional equipment) does not maintain the equal air-fuel ratio during transient Precise control to maintain this is still difficult.

そのため、現状では運転性に支障を与えないように過渡
時には空燃比をリッチ化させている。しかしながら、単
に運転性確保の点から中途半端にリッチ化させたのでは
、NOx排出量が増大し近時の要求に沿うことができな
い。
Therefore, at present, the air-fuel ratio is enriched during transient periods so as not to impede drivability. However, if the engine is enriched halfway just to ensure drivability, the amount of NOx emissions will increase and it will not be possible to meet recent demands.

そこで本出願人は、かかる不具合を解消するため、三元
触媒本来の機能に着目し、過渡状態に移行したときは目
標空燃比を一時的に三元空燃比(例えば、λ=1)に設
定することにより、運転性を確保しつつNOx排出量を
低減させて、近時の要求に沿うエンジンの燃焼制御装置
を本出願と略同時期に提案している。
Therefore, in order to eliminate such problems, the applicant focused on the original function of the three-way catalyst, and temporarily set the target air-fuel ratio to the three-way air-fuel ratio (for example, λ = 1) when transitioning to a transient state. At approximately the same time as this application, we proposed an engine combustion control device that meets recent demands by reducing NOx emissions while ensuring drivability.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、上述の先願に係る装置にあっては、NOx低
減と運転性の確保という相反する要求を高レベルで達成
しようとする点で優れたものであるが、運転性をより一
層向上させるという観点からみると次のようにするのが
好ましいことが判明した。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, the device related to the above-mentioned prior application is excellent in that it attempts to achieve at a high level the conflicting demands of reducing NOx and ensuring drivability. However, from the viewpoint of further improving drivability, it has been found that the following method is preferable.

すなわち、三元運転移行時には直ちにλ=1となる燃料
を供給しているが、この場合に点火時期はエンジン負荷
(例えば、吸入空気量や回転数)をパラメータとするテ
ーフ゛ルマッブから8亥当する値をルックアップして決
定している。しかし、点火時期の最適値は周知のように
空燃比によっても制約を受けており、例えばMBTとN
Ox排出量を考慮すれば最適点火時期は限られた領域と
なる。
In other words, when transitioning to three-way operation, fuel is immediately supplied so that λ = 1, but in this case, the ignition timing is determined by 8 from the table map, which uses the engine load (for example, intake air amount and rotational speed) as a parameter. It is determined by looking up the value. However, as is well known, the optimal value of ignition timing is also restricted by the air-fuel ratio, for example, MBT and N
Considering the amount of Ox emissions, the optimal ignition timing is within a limited range.

したがって、上述のように空燃比の急激な移行に対して
、点火時期の演算が遅れて(ルックアップには演算時間
が必要)最適な要求点火時期を与えることが困難となる
Therefore, in response to a sudden change in the air-fuel ratio as described above, the calculation of the ignition timing is delayed (calculation time is required for lookup), making it difficult to provide the optimum required ignition timing.

一方、かかる演算の遅れをカバーするために、例えばマ
ツプのエリアを増大し精密とすることも考えられるが、
これによるとコスト高を招き得策でない。
On the other hand, in order to compensate for such calculation delays, it is possible to increase the map area and make it more precise.
According to this, it is not a good idea as it will lead to high costs.

(発明の目的) そこで本発明は、空燃比をパラメータとしたときの要求
点火時期特性が略リニアな変化であること(後述の第7
図参照)に着目し、エンジンが所定の三元運転領域に移
行するとそのときのエンジン負荷に対応して決定される
目標空燃比と三元空燃比との差に応じて点火時期を補正
することにより、三元運転領域への移行時に直ちに点火
時期を最適なものとして、低コストで近時の要求に沿う
エンジンの燃焼制御装置を提供することを目的としてい
る。
(Purpose of the Invention) Therefore, the present invention provides that the required ignition timing characteristic changes approximately linearly when the air-fuel ratio is used as a parameter (see the seventh section described below).
(see figure), and when the engine shifts to a predetermined three-way operating range, the ignition timing is corrected according to the difference between the target air-fuel ratio and the three-way air-fuel ratio, which is determined according to the engine load at that time. Accordingly, the present invention aims to provide an engine combustion control device that optimizes the ignition timing immediately upon transition to the three-way operation region and meets recent demands at low cost.

(発明の構成) 本発明によるエンジンの燃焼制御装置はその基本概念図
を第1図に示すように、吸入混合気の空燃比を検出する
空燃比検出手段aと、エンジンの負荷を検出する負荷検
出手段すと、エンジンが所定の三元運転領域にあること
を検出する三元領域検出手段Cと、エンジン負荷に応じ
て目標空燃比を設定し、少なくとも定常走行の一部にお
いて該目標空燃比を理論空燃比よりリーン側に設定する
とともに、エンジンが所定の三元運転領域に移行すると
目標空燃比を三元空燃比に変更する目標設定手段dと、
空燃比検出手段aの出力に基づいて目標空燃比となるよ
うに吸入空気あるいは燃料の供給量を制御する制御手段
eと、制御手段eからの信号に基づいて吸入空気あるい
は燃料の供給量を操作する操作手段fと、エンジン負荷
に基づいて点火時期を設定するとともに、エンジンが所
定の三元運転領域に移行するとそのときのエンジン負荷
に対応して決定される目標空燃比と三元空燃比との差に
応じて該点火時期を補正する点火時期設定手段gと、点
火時期設定手段gからの信号に基づいて混合気に点火す
る点火手段りと、を備えており、三元運転の移行に拘ら
ず点火時期を最適なものとするものである。
(Structure of the Invention) The engine combustion control device according to the present invention, as shown in the basic conceptual diagram in FIG. The detection means includes a three-way region detection means C that detects that the engine is in a predetermined three-way operation region, and a three-way region detection means C that sets a target air-fuel ratio according to the engine load, and sets the target air-fuel ratio in at least a part of steady running. a target setting means d that sets the target air-fuel ratio to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and changes the target air-fuel ratio to the three-way air-fuel ratio when the engine shifts to a predetermined three-way operating region;
A control means e for controlling the supply amount of intake air or fuel so that the target air-fuel ratio is achieved based on the output of the air-fuel ratio detection means a, and operating the supply amount of intake air or fuel based on the signal from the control means e. an operating means f for setting the ignition timing based on the engine load, and a target air-fuel ratio and a three-way air-fuel ratio that are determined in accordance with the engine load at that time when the engine shifts to a predetermined three-way operating region. The ignition timing setting means g corrects the ignition timing according to the difference between Regardless, the ignition timing is optimized.

(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第2〜7図は本発明の一実施例を示す図である。2 to 7 are diagrams showing an embodiment of the present invention.

まず、構成を説明する。第2図において、1はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ2より吸気管3を通し
て各気筒に供給され燃料は噴射信号Siに基づいてイン
ジェクタ(操作手段)4により噴射される。各気筒には
点火プラグ5が装着されており、点火プラグ5には点火
コイルやディストリビュータなどからなる高圧発生ユニ
ット6からの高圧パルスPiが供給される。点火プラグ
5および筒圧発生ユニット6は混合気に点火する点火手
段7を構成しており、点火手段7は点火信号Spに基づ
いて高圧パルスPiを発生し放電させる。
First, the configuration will be explained. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an engine, in which intake air is supplied from an air cleaner 2 to each cylinder through an intake pipe 3, and fuel is injected by an injector (operating means) 4 based on an injection signal Si. An ignition plug 5 is attached to each cylinder, and the ignition plug 5 is supplied with a high-pressure pulse Pi from a high-pressure generation unit 6 consisting of an ignition coil, a distributor, and the like. The spark plug 5 and the cylinder pressure generation unit 6 constitute an ignition means 7 that ignites the air-fuel mixture, and the ignition means 7 generates and discharges a high-pressure pulse Pi based on the ignition signal Sp.

そして、気筒内の混合気は高圧パルスPiの放電によっ
て着火、爆発し、排気となって排気管8を通して触媒コ
ンバータ9に専大され、触媒コンバータ9内で排気中の
有害成分(Co、HC,N0x)を三元触媒により清浄
化して排出される。
Then, the air-fuel mixture in the cylinder is ignited and exploded by the discharge of the high-pressure pulse Pi, and becomes exhaust gas, which passes through the exhaust pipe 8 and enters the catalytic converter 9. ) is purified by a three-way catalyst and discharged.

吸入空気の流量Qaはフラップ型のエアフローメーク1
0により検出され、吸気管3内の絞弁11によって制御
される。絞弁11の開度TVOは絞弁開度センサ12に
より検出され、吸気管3内における吸入空気の圧力PB
は圧力センサ13により検出される。また、吸気ポート
近傍の吸気管3内にはスワール弁14が設けられており
、スワール弁14は駆動弁15にかかる負圧を制御して
いるソレノイド弁16に入力される制御信号Svに基づ
き開閉して吸気ポートから気筒内にかけていわゆるスワ
ールを発生させて燃焼改善を行う。
The intake air flow rate Qa is the flap type air flow make 1.
0 and controlled by a throttle valve 11 in the intake pipe 3. The opening TVO of the throttle valve 11 is detected by the throttle valve opening sensor 12, and the intake air pressure PB in the intake pipe 3 is detected by the throttle valve opening sensor 12.
is detected by the pressure sensor 13. Further, a swirl valve 14 is provided in the intake pipe 3 near the intake port, and the swirl valve 14 opens and closes based on a control signal Sv input to a solenoid valve 16 that controls the negative pressure applied to the drive valve 15. This creates a so-called swirl from the intake port into the cylinder to improve combustion.

エンジン1の回転数Nはクランク角センサ17により検
出され、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度Tw
は水温センサ18により検出される。
The rotational speed N of the engine 1 is detected by the crank angle sensor 17, and the temperature Tw of the cooling water flowing through the water jacket is detected by the crank angle sensor 17.
is detected by the water temperature sensor 18.

さらに、排気中の酸素濃度は酸素センサ(空燃比検出手
段)19により検出され、酸素センサ19はその出力V
iがリッチからリーン領域まで広範囲な空燃比に対して
一義的に変化するタイプのもの等が用いられる。
Further, the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by an oxygen sensor (air-fuel ratio detection means) 19, and the oxygen sensor 19 outputs V
A type in which i changes uniquely over a wide range of air-fuel ratios from rich to lean regions is used.

上記エアフローメータ10およびクランク角センサ17
は負荷検出手段20を構成しており、負荷検出手段20
および各センサ12.13.18.19からの信号はコ
ントロールユニット30に入力される。コントロールユ
ニット30はこれらのセンサ情報Gこ基づいて空燃比制
御、点火時期制御およびスワール制御を行う。
The air flow meter 10 and crank angle sensor 17
constitutes the load detection means 20, and the load detection means 20
The signals from each sensor 12, 13, 18, 19 are input to the control unit 30. The control unit 30 performs air-fuel ratio control, ignition timing control, and swirl control based on these sensor information G.

すなわち、コントロールユニット30は三元領域検出手
段、目標設定手段、制御手段および点火時期設定手段と
しての機能を有し、CP U31、ROM、31、RA
M33およびI10ポート34により構成される。CP
 U31はROM32に書き込まれているプログラムに
したがってI10ポート34より必要とする外部データ
を取り込んだり、またRAM33との間でデータの授受
を行ったりしながら必要な処理値等を演算処理し、必要
に応じて処理したデータをI10ボート34へ出力する
。I10ボート34にはセンサ群12.13.18.1
9.20からの信号が入力されるとともに、I10ポー
ト34からは噴射信号Si、制御信号Svおよび点火信
号Spが出力される。ROM32はCPU31における
演算プログラムを格納しており、RAM33は演算に使
用するデータをマツプ等の形で記憶している。
That is, the control unit 30 has functions as a three-dimensional area detection means, a target setting means, a control means, and an ignition timing setting means, and includes a CPU 31, ROM, 31, RA
It is composed of M33 and I10 ports 34. C.P.
The U31 takes in necessary external data from the I10 port 34 according to the program written in the ROM 32, and while exchanging data with the RAM 33, performs arithmetic processing on necessary processing values, etc. The data processed accordingly is output to the I10 boat 34. I10 boat 34 has sensor group 12.13.18.1
The signals from 9.20 are input, and the injection signal Si, control signal Sv, and ignition signal Sp are output from the I10 port 34. The ROM 32 stores calculation programs for the CPU 31, and the RAM 33 stores data used in calculations in the form of a map or the like.

次に作用を説明する。Next, the effect will be explained.

第3.5図はROM32に書き込まれている燃焼制御の
プログラムを示すフローチャートである。
FIG. 3.5 is a flowchart showing the combustion control program written in the ROM 32.

第3図は三元領域判別のプログラムを示し、本プログラ
ムは所定時間(5m5ec毎)毎に一度実行される。
FIG. 3 shows a program for ternary region discrimination, and this program is executed once every predetermined time (every 5 m5 ec).

まず、Plで絞弁開度センサ12からの信号TVOを読
み込み、これをA/D変換する。次いで、P2で所定の
単位時間内における絞弁開度TVOの差分値ΔTVOを
演算し、P3でこれを所定の加速判別値A(A>O)と
比較する。なお、ΔT■0の算出は例えば本プログラム
の実行毎における差分(前回と今回の値の差)を求める
ようにしてもよい。
First, the signal TVO from the throttle valve opening sensor 12 is read at Pl and A/D converted. Next, in P2, a difference value ΔTVO of the throttle valve opening degree TVO within a predetermined unit time is calculated, and in P3, this is compared with a predetermined acceleration determination value A (A>O). Note that ΔT■0 may be calculated, for example, by calculating the difference (difference between the previous value and the current value) each time this program is executed.

ΔTVO>Aのときは加速であると判断しP4で加速フ
ラグKFを立ててP、に進み、ΔTVO〈Aのときは、
加速でないと判断しP6で加速フラグKFを降ろしてP
、に進む。これにより、加速が精度よく確実に判別され
る。なお、加速の判別は上記例に限らず、例えば絞弁開
度TVOの微分値dTVo/d tを求め、これを所定
値と比較して加速を判別してもよい。
When ΔTVO>A, it is determined that acceleration is occurring, and the acceleration flag KF is set at P4, and the process proceeds to P. When ΔTVO<A,
Judging that it is not accelerating, lower the acceleration flag KF at P6 and P
, proceed to . Thereby, acceleration can be accurately and reliably determined. Note that the determination of acceleration is not limited to the above example; for example, the differential value dTVo/dt of the throttle valve opening degree TVO may be obtained and this may be compared with a predetermined value to determine acceleration.

P、では絞弁11が全閉位置から離れた後の経過時間T
cを所定値t。と比較する。これは、絞弁11が全閉か
ら開いた直後はエンジン1の定常走行からの加速に比し
て加速要求程度が大きいからであり、これに答えて空燃
比のリッチ化(λ=1)を図るためである。。Tc<t
oのときはP7で加速フラグKFを判別し、T≧t0の
ときはP、に進む。P7でKF=1のときは加速要求に
伴うリッチ化条件下にあると判断してP9で三元フラグ
SFを立てて今回のルーチンを終了する。一方、P、 
、P、でNo命令に従ったときはリッチ化条件下にない
と判断してP、で三元フラグSFを降ろしてルーチンを
終了する。
P, the elapsed time T after the throttle valve 11 leaves the fully closed position
c to a predetermined value t. Compare with. This is because immediately after the throttle valve 11 opens from fully closed, the degree of acceleration required is greater than when the engine 1 accelerates from steady running.In response, the air-fuel ratio is enriched (λ=1). This is for the purpose of achieving this goal. . Tc<t
o, the acceleration flag KF is determined at P7, and when T≧t0, the process proceeds to P. When KF=1 at P7, it is determined that the enrichment condition is present due to an acceleration request, and the ternary flag SF is set at P9, and the current routine is ended. On the other hand, P,
When the No command is followed at ,P, it is determined that the enrichment condition is not present, and the ternary flag SF is lowered at P, and the routine is ended.

このように、エンジン1が所定の加速状態に移行すると
、加速要求に伴うリッチ化条件下にあるとき空燃比をλ
=1に強制的に移行させるのが望ましいという三元条件
の成立を判断する。
In this way, when the engine 1 shifts to a predetermined acceleration state, the air-fuel ratio is changed to λ when it is under enrichment conditions associated with an acceleration request.
It is determined whether the three-way condition that it is desirable to force the transition to =1 is satisfied.

第4図は上述の三元条件をタイムチャートで示している
。第4図において、絞弁11が全閉位置から開くと、そ
の後の経過時間Tcが所定値t0の範囲内にあるとき同
図(C)に示すように加速フラグKFがKF= 1にな
ると三元フラグSFが立てられる。そして、TC=tO
のタイミングでKF=0になると同タイミングで三元フ
ラグSFが降ろされる。
FIG. 4 shows the above-mentioned ternary conditions in a time chart. In FIG. 4, when the throttle valve 11 opens from the fully closed position, when the subsequent elapsed time Tc is within the range of the predetermined value t0, the acceleration flag KF becomes KF=1 as shown in FIG. Former flag SF is set. And TC=tO
When KF=0 at the timing, the ternary flag SF is lowered at the same timing.

第5図は燃焼制御のプログラムを示し、本プログラムは
エンジン回転に同期して実行される。
FIG. 5 shows a combustion control program, which is executed in synchronization with engine rotation.

まず、pHで1気筒当りに実際に気筒内に吸入される空
気流量(以下、気筒流人空気量という)QACYLを演
算する。このような演算を行うのは過渡時においても正
確な空気流量情報を得るためで、この情報精度が悪いと
空燃比制御において噴射量操作の実効が図れないからで
あり近時の精密な空燃比制御に対応するためである。
First, the flow rate of air actually taken into each cylinder per cylinder (hereinafter referred to as cylinder flow rate) QACYL is calculated based on pH. The reason for performing such calculations is to obtain accurate air flow rate information even during transient times.If the accuracy of this information is poor, the injection amount cannot be effectively manipulated in air-fuel ratio control. This is to accommodate control.

そこで、気筒流人空気量QACYLの算出について説明
する。
Therefore, calculation of the cylinder airflow amount QACYL will be explained.

QACYLの演算を加速の場合を一例として図示すると
第6図のように示される。
The calculation of QACYL is illustrated in the case of acceleration as shown in FIG. 6 as an example.

第6図において、t=Qなるタイミングでアクセルの踏
込が開始されて絞弁開度TVOが変化し始めると、圧力
センサ13の主波形PBを信号処理した波形PBXは脈
動抑制効果のため期間t2だけ遅れて変化し始める。ま
た、PBXを基に予測処理した圧力補正流量値QACY
L’もかなり補正されてはいるものの、やはり期間1.
(1,<tz)の遅れをもって変化し始めており、気筒
に吸入されたと予想される真の空気流量QACYLとは
図中のハンチング部分(ΔQACYL)のズレがある。
In FIG. 6, when the accelerator is started to be depressed at the timing t=Q and the throttle valve opening TVO starts to change, the waveform PBX obtained by signal processing the main waveform PB of the pressure sensor 13 has a period t2 due to the pulsation suppressing effect. It starts to change with a delay. In addition, the pressure correction flow rate value QACY predicted based on the PBX
Although L' has also been corrected considerably, it is still the same as period 1.
It starts to change with a delay of (1, < tz), and there is a difference between the hunting part (ΔQACYL) in the figure and the true air flow rate QACYL that is expected to be taken into the cylinder.

したがって、このような過渡時に空気流量の検出精度が
低下する。本実施例ではこれを是正している。
Therefore, the detection accuracy of the air flow rate decreases during such a transient period. This example corrects this problem.

まず、QACYL’は次式■に従って演算される。First, QACYL' is calculated according to the following equation (2).

QACYL ′=PBX+αΔPB  ・・・・・・0
0式において、PBXは圧力センサ13の出力を脈動抑
制のために信号処理した波形であり、ΔPBは吸気圧力
PBの所定の単位時間内における差分値である。また、
αは回転数Nの関数である。
QACYL'=PBX+αΔPB ・・・・・・0
In Equation 0, PBX is a waveform obtained by signal processing the output of the pressure sensor 13 to suppress pulsation, and ΔPB is a difference value of the intake pressure PB within a predetermined unit time. Also,
α is a function of the rotation speed N.

このような演算を行うのは、空気の方が燃料よりも遅く
まで気筒に吸入されるため噴射量を決定する際に気筒に
入る空気量を予測するためであり、圧力センサ13の出
力を脈動処理したものにΔPBをα倍したものをつけ加
えて予測している。
The reason for performing such a calculation is to predict the amount of air entering the cylinder when determining the injection amount, since air is drawn into the cylinder later than fuel. The prediction is made by adding ΔPB multiplied by α to the processed result.

一方、上述のハンチング部分のズレを補正するために、
最も早く動き出す絞弁開度TVOに着目し、次式〇に従
ってズレの補正量である流量補正値ΔQACYLを演算
する。
On the other hand, in order to correct the deviation of the hunting part mentioned above,
Focusing on the throttle valve opening TVO that starts to move the earliest, a flow rate correction value ΔQACYL, which is a deviation correction amount, is calculated according to the following equation.

ΔQACYL= (ΔTVO/N)XINTQA・・・
・・・■ 0式において、INTQAは過渡初期の空気流量QAC
YLであり、仇えば絞弁開度TVOの変化を用いる。こ
の■弐は、ΔTVO/Nすなわち1回転当たりの差分値
ΔTVO(絞弁開度TVOの所定単位時間当りの差)が
ある運転条件では空気流量を代表しており、これにIN
TQAを乗じてやれば実際の空気流量とセンサ情報に基
づく流量算出量との相関のズレを十分に補正できること
を意味している。このΔQACYLをQACYL′に加
えたもの(QACYL=ΔQACYL+QACYL”)
は図に示すように絞弁開度TVOの変化に相関しており
、気筒に吸入されたと予想される真の空気流量に正確に
対応したものとなる。
ΔQACYL= (ΔTVO/N)XINTQA...
...■ In formula 0, INTQA is the air flow rate QAC at the initial stage of the transition.
YL, in which case a change in the throttle valve opening TVO is used. This second represents the air flow rate under operating conditions with ΔTVO/N, that is, the difference value ΔTVO per revolution (difference in throttle valve opening TVO per predetermined unit time), and this
This means that by multiplying by TQA, it is possible to sufficiently correct the deviation in the correlation between the actual air flow rate and the calculated flow rate amount based on sensor information. This ΔQACYL is added to QACYL'(QACYL=ΔQACYL+QACYL")
As shown in the figure, is correlated with the change in the throttle valve opening TVO, and corresponds accurately to the true flow rate of air that is expected to be taken into the cylinder.

すなわち、加速時における吸入空気の算出を正確なもの
として気筒内に吸入される空気流量の検出精度を飛躍的
に高めることがでる。なお、検出精度の向上は上述した
加速の例に限らず、減速の場合にも発揮されることは勿
論である。
That is, by accurately calculating the amount of intake air during acceleration, the accuracy of detecting the flow rate of air taken into the cylinder can be dramatically improved. Note that, of course, the improvement in detection accuracy is achieved not only in the above-mentioned example of acceleration but also in the case of deceleration.

そして、ΔQACYLによる補正が終了するとQACY
L′によって空気流量が算出され、さらにQACYL 
′がPBKに等しくなると以後はフラップ型エアフロメ
ータ10の出力に基づいて空気流量が算出される。但し
、QACYL ” =PBKとなった以降は圧力センサ
13の出力から直接に空気流量を算出してもよい。
Then, when the correction by ΔQACYL is completed, QACY
The air flow rate is calculated by L', and QACYL
When ' becomes equal to PBK, the air flow rate is thereafter calculated based on the output of the flap type air flow meter 10. However, after QACYL''=PBK, the air flow rate may be calculated directly from the output of the pressure sensor 13.

このように、正確な空気流量情報に基づいているから、
後述の噴射量制御も精密なものとなる。
In this way, because it is based on accurate air flow information,
Injection amount control, which will be described later, will also be more precise.

さて、以上を踏まえゼ再びプログラムに戻る。Now, with the above in mind, let's return to the program again.

pHを経るとpusで燃料の遅れ補正係数C0EFを演
算する。これは、過渡時に燃料量を補正するものである
。その値は燃料の気化や壁流割合によって定められるも
のであるが、具体的には加減速の大小や機関暖機状態お
よび運転状態、始動後か否か等によって算出される。
After passing through pH, a fuel delay correction coefficient C0EF is calculated using PUS. This is to correct the fuel amount during transient times. The value is determined by the vaporization of the fuel and the wall flow rate, but specifically, it is calculated based on the magnitude of acceleration/deceleration, engine warm-up and operating conditions, and whether or not the engine has been started.

次いで、PI3で三元フラグSFを判別し、5F=1の
ときは三元条件が成立していると判断して、PI4で目
標空燃比K M Rを三元空燃比(以下、三元KMRと
表す)に設定してpusに進む。三元空燃比とは三元触
媒本来の機能が有効に発揮される空燃比であればよく、
本実施例ではこれをλ=1の理論空燃比としている。P
I5では点火補正量ΔADVを次式〇に従って演算する
Next, PI3 determines the three-way flag SF, and when 5F=1, it is determined that the three-way condition is satisfied, and PI4 sets the target air-fuel ratio KMR to the three-way air-fuel ratio (hereinafter referred to as three-way KMR). ) and proceed to pus. The three-way air-fuel ratio is the air-fuel ratio that allows the original function of the three-way catalyst to be effectively demonstrated.
In this embodiment, this is set to the stoichiometric air-fuel ratio of λ=1. P
At I5, the ignition correction amount ΔADV is calculated according to the following equation.

ΔADV=R・ (三元KMR−MAPKMR)・・・
・・・■ 但し、R:定数 0式において、MAPKMRは通常の目標空燃比であり
、そのときのエンジン負荷に応じて所定のテーブルマツ
プからルックアップして決定される。通常の目標空燃比
KMRは従来例と同様に主に希薄空燃比領域において幅
広く設定され、いわゆる希薄燃焼システムを考慮したも
のとなる。
ΔADV=R・ (ternary KMR-MAPKMR)...
...■ However, in the equation, R: constant 0, MAPKMR is a normal target air-fuel ratio, and is determined by looking up from a predetermined table map according to the engine load at that time. As in the conventional example, the normal target air-fuel ratio KMR is set widely mainly in the lean air-fuel ratio region, taking into consideration the so-called lean burn system.

ここで、目標空燃比KMRをパラメータとして最適な要
求点火時期との関係を表すと、第7図のように示される
。なお、KMRは空燃比を指標するファクタであるが、
厳密には次式■で示すように、A/Fの逆数という関係
にある。
Here, the relationship with the optimum required ignition timing using the target air-fuel ratio KMR as a parameter is shown as shown in FIG. Note that KMR is a factor that indicates the air-fuel ratio,
Strictly speaking, the relationship is the reciprocal of A/F, as shown by the following equation (2).

KMR−A/F=K (一定) 、−、KMR=に−F/A  ・・・・・・■但し、F
:燃料量 A:空気量 第7図から明らかなように、要求点火時期はKMRに対
して略リニアに変化している。これからKMRが変わる
と、そのときの要求点火時期もKMRに従って最適値が
変化することとなり、KMRが決まれば要求点火時期も
一義的に決定する。
KMR-A/F=K (constant), -, KMR=-F/A ・・・・・・■ However, F
:Fuel amount A:Air amount As is clear from FIG. 7, the required ignition timing changes approximately linearly with respect to KMR. If KMR changes from now on, the optimum value of the required ignition timing at that time will also change according to KMR, and once KMR is determined, the required ignition timing is also uniquely determined.

これは、KMRの変化に対して要求点火時期が即座に求
められることを意味している。かかる原理から、0式に
よって演算される点火補正量ΔAD■はKMRの変化に
対して点火時期が最適となるように基本点火時期MAP
ADVを補正するための変数として位置づけられる。
This means that the required ignition timing can be immediately determined in response to a change in KMR. Based on this principle, the ignition correction amount ΔAD■ calculated by the formula
It is positioned as a variable for correcting ADV.

次いで、Pいで次式〇に従って最終点火時期ADVを演
算する。
Next, the final ignition timing ADV is calculated at P according to the following equation.

ADV=MAPADV−ΔADV  ・・・・・・00
式において、基本点火時期M A P A D Vは気
筒流人空気1iQACYLと回転数Nをパラメータとエ
ンジン負荷(前述のMAPKMRも同様)に応じて所定
のテーブルマツプ(3次元マツプ)から最適値がルック
アンプして決定される。
ADV=MAPADV-ΔADV ・・・・・・00
In the formula, the basic ignition timing M A P A D V is determined by calculating the optimum value from a predetermined table map (three-dimensional map) according to the cylinder flow air 1i QACYL and rotation speed N as parameters and the engine load (the same goes for MAPKMR described above). Look amp and decide.

したがって、MAPADVはそのときのMAPKMRと
一義的に対応したものとなる。
Therefore, MAPADV uniquely corresponds to MAPKMR at that time.

一方、上記ステップP、3で5F=0のときは三元条件
が成立していないと判断しPI?で点火補正量ΔADV
をゼロとしてPl&に進む。
On the other hand, if 5F=0 in steps P and 3 above, it is determined that the three-way condition is not satisfied, and PI? Ignition correction amount ΔADV
Set it to zero and proceed to Pl&.

なお、このようにして設定された最終点火時期ADVは
、クランク角センサ17からのクランク角基準信号Re
fに応答し所定の割込ルーチンでI10ボート34にセ
ットされ、ADVに対応するタイミングで混合気に点火
される。
The final ignition timing ADV set in this way is based on the crank angle reference signal Re from the crank angle sensor 17.
In response to ADV, it is set in the I10 port 34 in a predetermined interrupt routine, and the air-fuel mixture is ignited at a timing corresponding to ADV.

次いで、PI3で次式〇に従って燃料噴射量Tiを演算
し、PI9でこれをI10ボート34にセットしてルー
チンを終了する。
Next, PI3 calculates the fuel injection amount Ti according to the following equation, and PI9 sets this to the I10 boat 34, and the routine ends.

Ti=QACYLxKMRxCOEF XALPHA+Ts・・・・・・■ 但し、Ti:インジェクタのパルス幅で表される AL、PHA:空燃比のフィードバック補正係数 Ts:無効パルス幅(電圧補正分) 0式において、QACYLは1気筒当りの空気流量に相
当しており、吸気温度による補正等も加味されている。
Ti=QACYLxKMRxCOEF This corresponds to the air flow rate per cylinder, and corrections based on intake air temperature are also taken into consideration.

この場合、本実施例ではQACYLは定常状態ではエア
フローメーター0の出力に基づいて算出され、過渡状態
に移行すると前述のよに絞弁開度TVOおよび圧力セン
サー3の信号PBに基づく補正が加えられて算出される
In this case, in this embodiment, QACYL is calculated based on the output of air flow meter 0 in the steady state, and when the transition to the transient state occurs, correction is added based on the throttle valve opening TVO and the signal PB of the pressure sensor 3 as described above. Calculated by

ALPHAは酸素センサー7によって検出された空燃比
に基づいて目標値K M Rとなるように噴射量をフィ
ードバック制御するときの補正係数である。
ALPHA is a correction coefficient when the injection amount is feedback-controlled based on the air-fuel ratio detected by the oxygen sensor 7 so as to reach the target value KMR.

このように、リーン運転から三元運転領域に移行すると
、前述の第4図(e)に示すように直ちに空燃比がλ=
1に制御(以下、三元制御という)される。
In this way, when the lean operation shifts to the three-way operation region, the air-fuel ratio immediately changes to λ=
1 (hereinafter referred to as three-way control).

このとき、点火時期は三元KMRとそのときのエンジン
負荷に対応して決定される目標空燃比MAPKMRとの
差に応じて直ちにΔADVなる補正量で補正され、最適
な最終点火時期ADVが設定される。この三元制御への
移行に伴う上記点火補正は、先願の装置と異なり、移行
時にテーブルルックアップという過程を経ておらず、単
純な演算処理で瞬時に実行される。したがって、上述の
ような空燃比の急激な移行に十分に追随して最適な要求
点火時期を与えることができ、エンジン1の運転性をよ
り一層向上させることができる。
At this time, the ignition timing is immediately corrected by a correction amount of ΔADV according to the difference between the ternary KMR and the target air-fuel ratio MAPKMR determined according to the engine load at that time, and the optimal final ignition timing ADV is set. Ru. Unlike the device of the prior application, the above-mentioned ignition correction accompanying the transition to three-way control does not go through a process of table lookup at the time of transition, and is instantaneously executed by simple arithmetic processing. Therefore, the optimum required ignition timing can be provided by sufficiently following the above-mentioned sudden change in the air-fuel ratio, and the operability of the engine 1 can be further improved.

また、点火補正が簡単な演算処理ですむことから、例え
ば基本点火時期MAPADVのエリアを増大させる必要
もなく低コストで近時の要求に沿うエンジンの燃焼制御
装置を提供することができる。
Furthermore, since ignition correction requires simple calculation processing, there is no need to increase the basic ignition timing MAPADV area, and an engine combustion control device that meets recent demands can be provided at low cost.

(効 果) 本発明によれば、三元運転領域への移行時に低コストで
直ちに点火時期を最適なものとすることができ、エンジ
ンの運転性をより一層向上させて近時の要求に沿う高レ
ベルのエンジンの燃焼制御装置を提供することができる
(Effects) According to the present invention, it is possible to immediately optimize the ignition timing at low cost when transitioning to the three-way operation region, further improving engine drivability and meeting recent demands. A high-level engine combustion control device can be provided.

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

第1図は本発明の基本概念図、第2〜7図は本発明の一
実施例を示す図であり、第2図はその全体構成図、第3
図はその三元領域判別のプログラムを示すフローチャー
ト、第4図はその三元条件成立の作用を説明するための
タイムチャート、第5図はその燃焼制御のプログラムを
示すフローチャート、第6図はその空気流量算出の作用
を説明するための波形図、第7図はその目標空燃比KM
Rと要求点火時期との関係を示す図である。 1・・・・・・エンジン、 4・・・・・・インジェクタ(操作手段)、7・・・・
・・点火手段、 19・・・・・・酸素センサ(空燃比検出手段)、20
・・・・・・負荷検出手段(三元領域検出手段、目種設
定手段、制御手段、点火時期設定 手段)。
Fig. 1 is a basic conceptual diagram of the present invention, Figs. 2 to 7 are diagrams showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an overall configuration diagram thereof, and Fig. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
The figure is a flowchart showing the program for determining the ternary region, FIG. 4 is a time chart for explaining the effect of establishing the three-way condition, FIG. 5 is a flowchart showing the combustion control program, and FIG. A waveform diagram for explaining the effect of air flow rate calculation, Fig. 7 shows the target air-fuel ratio KM.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between R and required ignition timing. 1...Engine, 4...Injector (operating means), 7...
...Ignition means, 19...Oxygen sensor (air-fuel ratio detection means), 20
...Load detection means (three-way area detection means, type setting means, control means, ignition timing setting means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 a)吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、 b)エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、c)エ
ンジンが所定の三元運転領域にあることを検出する三元
領域検出手段と、 d)エンジン負荷に応じて目標空燃比を設定し、少なく
とも定常走行の一部において該目標空燃比を理論空燃比
よりリーン側に設定するとともに、エンジンが所定の三
元運転領域に移行すると目標空燃比を三元空燃比に変更
する目標設定手段と、 e)空燃比検出手段の出力に基づいて目標空燃比となる
ように吸入空気あるいは燃料の供給量を制御する制御手
段と、 f)制御手段からの信号に基づいて吸入空気あるいは燃
料の供給量を操作する操作手段と、 g)エンジン負荷に基づいて点火時期を設定するととも
に、エンジンが所定の三元運転領域に移行するとそのと
きのエンジン負荷に対応して決定される目標空燃比と三
元空燃比との差に応じて該点火時期を補正する点火時期
設定手段と、h)点火時期設定手段からの信号に基づい
て混合気に点火する点火手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
[Scope of Claims] a) air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture; b) load detection means for detecting the load of the engine; and c) a means for detecting that the engine is in a predetermined three-way operation region. d) setting a target air-fuel ratio according to the engine load, setting the target air-fuel ratio to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio during at least a part of steady driving, and controlling the engine to a predetermined level; e) a target setting means that changes the target air-fuel ratio to a three-way air-fuel ratio when shifting to a three-way operation region, and e) controlling the supply amount of intake air or fuel to reach the target air-fuel ratio based on the output of the air-fuel ratio detection means. f) an operating means for manipulating the amount of intake air or fuel supplied based on a signal from the control means; and g) a control means for setting the ignition timing based on the engine load and causing the engine to perform a predetermined three-way operation. h) ignition timing setting means for correcting the ignition timing according to the difference between the target air-fuel ratio and the ternary air-fuel ratio determined in accordance with the engine load at that time; An engine combustion control device comprising: ignition means for igniting an air-fuel mixture based on a signal;
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01151773A (en) * 1987-12-09 1989-06-14 Mitsubishi Motors Corp Ignition timing control device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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