JP2002155844A - Engine control device - Google Patents
Engine control deviceInfo
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- 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
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを制御す
るエンジン制御装置に関するものであり、特に燃料を噴
射する燃料噴射装置を備えたエンジンの制御に好適なも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine control device for controlling an engine, and is particularly suitable for controlling an engine having a fuel injection device for injecting fuel.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、インジェクタと呼ばれる燃料噴射
装置が普及するにつれて、燃料を噴射するタイミングや
噴射燃料量、つまり空燃比などの制御が容易になり、高
出力化、低燃費化、排ガスのクリーン化などを促進する
ことができるようになった。このうち、特に燃料を噴射
するタイミングについては、厳密には吸気バルブの状
態、つまり一般的にはカムシャフトの位相状態を検出
し、それに合わせて燃料を噴射するのが一般的である。
しかしながら、カムシャフトの位相状態を検出するため
の所謂カムセンサは高価であり、特に二輪車などではシ
リンダヘッドが大型化するなどの問題があって採用でき
ないことが多い。そのため、例えば特開平10−227
252号公報では、クランクシャフトの位相状態及び吸
気管圧力を検出し、それらから気筒の行程状態を検出す
るエンジン制御装置が提案されている。従って、この従
来技術を用いることにより、カムシャフトの位相を検出
することなく、行程状態を検出することができるので、
その行程状態に合わせて燃料の噴射タイミングなどを制
御することが可能となる。2. Description of the Related Art In recent years, as fuel injectors called injectors have become widespread, it has become easier to control the timing of fuel injection and the amount of injected fuel, that is, the air-fuel ratio, to achieve higher output, lower fuel consumption, and cleaner exhaust gas. Can be promoted. Of these, particularly regarding the fuel injection timing, strictly speaking, the state of the intake valve, that is, generally, the phase state of the camshaft is generally detected, and the fuel is generally injected in accordance therewith.
However, a so-called cam sensor for detecting the phase state of the camshaft is expensive, and cannot be adopted particularly in a motorcycle or the like due to a problem such as an increase in the size of a cylinder head. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-227
Japanese Patent Publication No. 252 proposes an engine control device that detects a phase state of a crankshaft and an intake pipe pressure, and detects a stroke state of a cylinder based on the phase state and the intake pipe pressure. Therefore, by using this conventional technique, the stroke state can be detected without detecting the phase of the camshaft.
The fuel injection timing and the like can be controlled according to the stroke state.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
出力特性を制御する制御量として、点火時期がある。点
火時期は、気筒内の空燃比によって制御特性が異なる。
つまり、気筒内の空燃比に応じて点火時期を制御するこ
とにより、エンジンの出力特性を制御することができる
のである。Incidentally, there is an ignition timing as a control amount for controlling the output characteristics of the engine. The control characteristics of the ignition timing vary depending on the air-fuel ratio in the cylinder.
That is, the output characteristics of the engine can be controlled by controlling the ignition timing according to the air-fuel ratio in the cylinder.
【0004】燃料噴射装置で燃料を噴射する形態には、
エンジンの気筒内に直接噴射する、所謂直噴型と、吸気
管内に噴射する吸気管噴射型とがある。このうち、特に
直噴型のエンジンでは気筒内に流入する燃料流入量が正
確に求められるので、後は吸入空気量を検出すれば、気
筒内の空燃比が得られ、それに応じて点火時期を設定す
ることができる。[0004] In the form of injecting fuel by the fuel injection device,
There are a so-called direct injection type that directly injects into the cylinder of the engine, and an intake pipe injection type that injects into the intake pipe. Of these, especially in a direct injection type engine, the amount of fuel flowing into the cylinder can be accurately obtained, so if the amount of intake air is detected, the air-fuel ratio in the cylinder is obtained, and the ignition timing is set accordingly. Can be set.
【0005】この吸入空気量の検出には、一般的にホッ
トワイヤ式エアフローセンサやカルマン渦流センサが、
それぞれ質量流量及び体積流量を測定するセンサとして
使用されているが、逆流する空気による誤差要因を排除
するため、圧力脈動を抑制する容積体(サージタンク)
を必要としたり、逆流した空気が侵入しない位置への取
付けを必要としたりする。しかしながら、多くの二輪車
のエンジンは各気筒毎への所謂独立吸気系となっている
か、若しくはエンジンそのものが単気筒エンジンであ
り、これらの必要条件を十分に満足することができない
ことが多く、これらの流量センサを用いても吸入空気量
を正確に検出することができない。In order to detect the amount of intake air, a hot wire air flow sensor or a Karman eddy current sensor is generally used.
These are used as sensors for measuring the mass flow rate and volume flow rate respectively. However, in order to eliminate the error factors due to the backflowing air, a volume body (surge tank) that suppresses pressure pulsation
Or installation at a position where the backflow air does not enter. However, many motorcycle engines have a so-called independent intake system for each cylinder, or the engines themselves are single-cylinder engines, and these requirements cannot be sufficiently satisfied in many cases. Even if a flow sensor is used, the amount of intake air cannot be accurately detected.
【0006】また、前述のような流量センサでは、容積
体や取付位置の影響によって、現在の吸気行程の吸入空
気量を迅速且つ正確に検出することができないので、検
出された吸入空気量を用いて気筒内の空燃比を算出して
いるのは、厳密には次の吸気行程の空燃比であり、現在
の爆発行程での点火時期として最適とは言えない。ま
た、特に吸気管噴射型のエンジンでは、実際に気筒内に
流入する燃料流入量があいまいなため、単に燃料噴射装
置からの燃料噴射量を用いただけでは、正確な気筒内の
空燃比を算出することができず、点火時期も最適なもの
になりにくく、加速時にノッキングが発生するなどの問
題がある。Further, in the above-described flow sensor, the amount of intake air in the current intake stroke cannot be detected quickly and accurately due to the influence of the volume and the mounting position. Strictly speaking, the calculation of the air-fuel ratio in the cylinder is based on the air-fuel ratio in the next intake stroke, and is not optimal as the ignition timing in the current explosion stroke. In addition, especially in an intake pipe injection type engine, since the amount of fuel actually flowing into a cylinder is ambiguous, an accurate air-fuel ratio in a cylinder can be calculated simply by using a fuel injection amount from a fuel injection device. However, there is a problem that it is difficult to optimize the ignition timing and knocking occurs during acceleration.
【0007】このような問題の解決方法として、例えば
ノッキングセンサを取付け、ノッキング発生限界に点火
時期を制御する方法があるが、コストの上昇や、ノッキ
ング検出範囲に制限があるという個別の問題が発生す
る。また、ノッキングが発生しないように、安全率を大
きくとって点火時期を設定する方法もあるが、エンジン
の出力低下や燃費悪化等の個別の問題が発生する。As a method of solving such a problem, for example, there is a method of attaching a knocking sensor and controlling the ignition timing to a knocking occurrence limit. However, individual problems such as an increase in cost and a limitation in a knocking detection range occur. I do. There is also a method of setting the ignition timing with a large safety factor so that knocking does not occur. However, individual problems such as a decrease in engine output and a deterioration in fuel efficiency occur.
【0008】本発明は前記諸問題を解決すべく開発され
たものであり、現在の爆発行程における点火時期を適切
に制御することが可能なエンジン制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。The present invention has been developed to solve the above problems, and has as its object to provide an engine control device capable of appropriately controlling the ignition timing in the current explosion stroke. .
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】而して、本発明のうち請
求項1に係るエンジン制御装置は、4サイクルエンジン
のクランクシャフトの位相を検出する位相検出手段と、
前記エンジンの吸気管内の吸気管圧力を検出する吸気管
圧力検出手段と、前記位相検出手段で検出されたクラン
クシャフトの位相及び吸気管圧力検出手段で検出された
吸気管圧力に基づいて行程の状態を検出する行程状態検
出手段と、前記吸気管圧力検出手段で検出された吸気管
圧力に基づいて吸入空気量を算出する吸入空気量算出手
段と、燃料噴射装置から噴射する燃料噴射量を設定する
燃料噴射量設定手段と、前記行程状態検出手段で検出さ
れた行程の状態に基づいて、点火を行う直前の前記吸入
空気量算出手段で算出された吸入空気量及び燃料噴射量
設定手段で設定された燃料噴射量から気筒内の空燃比を
算出し、その空燃比に応じて点火時期を設定する点火時
期設定手段とを備えたことを特徴とするものである。An engine control device according to a first aspect of the present invention includes: a phase detection unit that detects a phase of a crankshaft of a four-cycle engine;
An intake pipe pressure detecting means for detecting an intake pipe pressure in an intake pipe of the engine; and a state of a stroke based on a crankshaft phase detected by the phase detecting means and an intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detecting means. A stroke state detecting means for detecting the intake air pressure, an intake air amount calculating means for calculating an intake air amount based on the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detecting means, and setting a fuel injection amount to be injected from the fuel injection device. A fuel injection amount setting means and an intake air amount calculated by the intake air amount calculation means immediately before ignition based on a stroke state detected by the stroke state detection means and a fuel injection amount setting means. And an ignition timing setting means for calculating an air-fuel ratio in the cylinder from the fuel injection amount and setting an ignition timing according to the air-fuel ratio.
【0010】また、本発明のうち請求項2に係るエンジ
ン制御装置は、前記請求項1の発明において、エンジン
の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、前記点
火時期設定手段は、前記運転状態検出手段で検出された
エンジンの運転状態に基づいて基本点火時期を算出する
基本点火時期算出手段と、前記行程状態検出手段で検出
された行程の状態に基づいて、点火を行う直前の前記吸
入空気量算出手段で算出された吸入空気量及び燃料噴射
量設定手段で設定された燃料噴射量から気筒内の空燃比
を算出する気筒内空燃比算出手段と、この気筒内空燃比
算出手段で算出された気筒内空燃比に応じて、前記基本
点火時期設定手段で設定された基本点火時期を補正する
点火時期補正手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。According to a second aspect of the present invention, the engine control apparatus according to the first aspect further comprises an operating state detecting means for detecting an operating state of the engine, and the ignition timing setting means comprises A basic ignition timing calculating means for calculating a basic ignition timing based on an operating state of the engine detected by the state detecting means; and the suction just before ignition based on a stroke state detected by the stroke state detecting means. In-cylinder air-fuel ratio calculating means for calculating an in-cylinder air-fuel ratio from the intake air amount calculated by the air amount calculating means and the fuel injection amount set by the fuel injection amount setting means, and the in-cylinder air-fuel ratio calculating means And an ignition timing correction means for correcting the basic ignition timing set by the basic ignition timing setting means according to the determined cylinder air-fuel ratio.
【0011】また、本発明のうち請求項3に係るエンジ
ン制御装置は、前記請求項2の発明において、前記点火
時期補正手段は、前記燃料噴射量設定手段で設定された
燃料噴射量から気筒内に流入する燃料流入量を算出する
燃料流入量算出手段を備え、前記気筒内空燃比算出手段
は、この燃料流入量算出手段で算出された気筒内の燃料
流入量及び前記吸入空気量算出手段で算出された吸入空
気量から気筒内の空燃比を算出することを特徴とするも
のである。According to a third aspect of the present invention, in the engine control apparatus according to the second aspect of the present invention, the ignition timing correction means includes an in-cylinder engine based on the fuel injection amount set by the fuel injection amount setting means. A fuel inflow amount calculating means for calculating a fuel inflow amount flowing into the cylinder, wherein the in-cylinder air-fuel ratio calculating means includes a fuel inflow amount in the cylinder calculated by the fuel inflow amount calculating means and the intake air amount calculating means. The air-fuel ratio in the cylinder is calculated from the calculated intake air amount.
【0012】また、本発明のうち請求項4に係るエンジ
ン制御装置は、前記請求項2又は3の発明において、前
記点火時期補正手段は、前記運転状態検出手段で検出さ
れたエンジンの運転状態及び前記吸入空気量算出手段で
算出された吸入空気量を考慮して基本点火時期を補正す
ることを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the engine control apparatus according to the second or third aspect, the ignition timing correcting means includes an engine operating state detected by the operating state detecting means. The basic ignition timing is corrected in consideration of the intake air amount calculated by the intake air amount calculation means.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は、例えばオートバイ用のエンジン及
びその制御装置の一例を示す概略構成である。このエン
ジン1は、4気筒4サイクルエンジンであり、シリンダ
ボディ2、クランクシャフト3、ピストン4、燃焼室
5、吸気管6、吸気バルブ7、排気管8、排気バルブ
9、点火プラグ10、点火コイル11を備えている。ま
た、吸気管6内には、アクセル開度に応じて開閉される
スロットルバルブ12が設けられ、このスロットルバル
ブ12の上流側の吸気管6に、燃料噴射装置としてのイ
ンジェクタ13が設けられている。このインジェクタ1
3は、燃料タンク19内に配設されているフィルタ1
8、燃料ポンプ17、圧力制御バルブ16に接続されて
いる。なお、このエンジン1は所謂独立吸気系であり、
前記インジェクタ13は、各気筒の各吸気管6に設けら
れている。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration showing an example of an engine for a motorcycle and a control device thereof. The engine 1 is a four-cylinder four-cycle engine, and includes a cylinder body 2, a crankshaft 3, a piston 4, a combustion chamber 5, an intake pipe 6, an intake valve 7, an exhaust pipe 8, an exhaust valve 9, a spark plug 10, an ignition coil 11 is provided. A throttle valve 12 that opens and closes in accordance with the accelerator opening is provided in the intake pipe 6, and an injector 13 as a fuel injection device is provided in the intake pipe 6 upstream of the throttle valve 12. . This injector 1
3 is a filter 1 provided in the fuel tank 19.
8, connected to the fuel pump 17 and the pressure control valve 16. The engine 1 is a so-called independent intake system.
The injector 13 is provided in each intake pipe 6 of each cylinder.
【0014】このエンジン1の運転状態は、エンジンコ
ントロールユニット15によって制御される。そして、
このエンジンコントロールユニット15の制御入力、つ
まりエンジン1の運転状態を検出する手段として、クラ
ンクシャフト3の回転角度、つまり位相を検出するため
のクランク角度センサ20、シリンダボディ2の温度又
は冷却水温度、即ちエンジン本体の温度を検出する冷却
水温度センサ21、排気管8内の空燃比を検出する排気
空燃比センサ22、吸気管6内の吸気管圧力を検出する
ための吸気管圧力センサ24、吸気管6内の温度、即ち
吸気温度を検出する吸気温度センサ25が設けられてい
る。そして、前記エンジンコントロールユニット15
は、これらのセンサの検出信号を入力し、前記燃料ポン
プ17、圧力制御バルブ16、インジェクタ13、点火
コイル11に制御信号を出力する。The operating state of the engine 1 is controlled by an engine control unit 15. And
As means for detecting the control input of the engine control unit 15, that is, the operating state of the engine 1, a crank angle sensor 20 for detecting the rotation angle of the crankshaft 3, that is, the phase, the temperature of the cylinder body 2 or the cooling water temperature, That is, a cooling water temperature sensor 21 for detecting the temperature of the engine body, an exhaust air-fuel ratio sensor 22 for detecting an air-fuel ratio in the exhaust pipe 8, an intake pipe pressure sensor 24 for detecting an intake pipe pressure in the intake pipe 6, an intake air An intake air temperature sensor 25 for detecting the temperature in the pipe 6, that is, the intake air temperature is provided. Then, the engine control unit 15
Receives the detection signals of these sensors and outputs control signals to the fuel pump 17, pressure control valve 16, injector 13, and ignition coil 11.
【0015】前記エンジンコントロールユニット15
は、図示されないマイクロコンピュータなどによって構
成されている。図2は、このエンジンコントロールユニ
ット15内のマイクロコンピュータで行われるエンジン
制御演算処理の実施形態を示すブロック図である。この
演算処理では、前記クランク角度信号からエンジン回転
数を算出するエンジン回転数算出部26と、同じくクラ
ンク角度信号及び前記吸気管圧力信号からクランクタイ
ミング情報、即ち行程状態を検出するクランクタイミン
グ検出部27と、このクランクタイミング検出部27で
検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記吸気
温度信号及び前記吸気管圧信号から吸入空気量を算出す
る吸入空気量算出部28と、前記エンジン回転数算出部
26で算出されたエンジン回転数及び前記吸入空気量算
出部28で算出された吸入空気量に基づいて目標空燃比
を設定し、燃料噴射量と燃料噴射時期を算出設定する燃
料噴射量設定部29と、前記クランクタイミング検出部
27で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前
記燃料噴射量設定部29で設定された燃料噴射量及び燃
料噴射時期に応じた噴射パルスを前記インジェクタ13
に向けて出力する噴射パルス出力部30と、前記クラン
クタイミング検出部27で検出されたクランクタイミン
グ情報を読込み、前記エンジン回転数算出部26で算出
されたエンジン回転数及び前記燃料噴射量設定部29で
設定された燃料噴射量に基づいて点火時期を設定する点
火時期設定部31と、前記クランクタイミング検出部2
7で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記
点火時期設定部31で設定された点火時期に応じた点火
パルスを前記点火コイル11に向けて出力する点火パル
ス出力部32とを備えて構成される。The engine control unit 15
Is constituted by a microcomputer (not shown) or the like. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the engine control arithmetic processing performed by the microcomputer in the engine control unit 15. In this calculation process, an engine speed calculating unit 26 for calculating the engine speed from the crank angle signal, and crank timing information, that is, a crank timing detecting unit 27 for detecting the stroke state from the crank angle signal and the intake pipe pressure signal. An intake air amount calculation unit 28 that reads crank timing information detected by the crank timing detection unit 27 and calculates an intake air amount from the intake air temperature signal and the intake pipe pressure signal; A fuel injection amount setting unit 29 that sets a target air-fuel ratio based on the engine speed calculated in the above and the intake air amount calculated by the intake air amount calculation unit 28, and calculates and sets the fuel injection amount and the fuel injection timing. , Reading the crank timing information detected by the crank timing detecting section 27, Wherein an injection pulse corresponding to the fuel injection amount and fuel injection timing set by the tough 29 injector 13
An injection pulse output unit 30 that outputs the engine speed and the crank timing information detected by the crank timing detection unit 27 are read, and the engine speed calculated by the engine speed calculation unit 26 and the fuel injection amount setting unit 29 are read. An ignition timing setting unit 31 for setting an ignition timing based on the fuel injection amount set in the step (c), and the crank timing detection unit 2
And an ignition pulse output unit 32 for reading the crank timing information detected at 7 and outputting an ignition pulse corresponding to the ignition timing set by the ignition timing setting unit 31 to the ignition coil 11. .
【0016】前記エンジン回転数算出部26は、前記ク
ランク角度信号の時間変化率から、エンジンの出力軸で
あるクランクシャフトの回転速度をエンジン回転数とし
て算出する。前記クランクタイミング検出部27は、前
述した特開平10−227252号公報に記載される行
程判別装置と同様の構成を有し、これにより例えば図3
に示すように各気筒毎の行程状態を検出し、それをクラ
ンクタイミング情報として出力する。即ち、4サイクル
エンジンにおいて、クランクシャフトとカムシャフトと
は所定の位相差で常時回転し続けているから、例えば図
3に示すようにクランクパルスが読込まれているとき、
図示“4”のクランクパルスは排気行程か又は圧縮行程
の何れかである。周知のように、排気行程では排気バル
ブが開き、吸気バルブが閉じているので吸気管圧力が高
く、圧縮行程の初期は、未だ吸気バルブが開いているた
めに吸気管圧力が低く、若しくは吸気バルブが閉じてい
ても、先行する吸気行程で吸気管圧力が低くなってい
る。従って、吸気管圧力が低いときの図示“4”のクラ
ンクパルスは二番気筒が圧縮行程にあることを示してお
り、図示“3”のクランクパルスが得られたときが2番
気筒の吸気下死点になる。このようにして、何れかの気
筒の行程状態が検出できれば、各気筒は所定の位相差で
回転しているから、例えば前記2番気筒の吸気下死点で
ある図示“3”のクランクパルスの次の図示“9”のク
ランクパルスが1番気筒の吸気下死点であり、その次の
図示“3”のクランクパルスが3番気筒の吸気下死点で
あり、その次の図示“9”のクランクパルスが4番気筒
の吸気下死点であることになる。そして、この行程の間
を、クランクシャフトの回転速度で補間すれば、現在の
行程状態を更に細かく検出することができる。The engine speed calculating section 26 calculates the rotational speed of the crankshaft, which is the output shaft of the engine, as the engine speed from the time change rate of the crank angle signal. The crank timing detecting section 27 has a configuration similar to that of the stroke discriminating apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-227252.
As shown in (1), the stroke state of each cylinder is detected and output as crank timing information. That is, in a four-cycle engine, since the crankshaft and the camshaft are constantly rotating with a predetermined phase difference, for example, when a crank pulse is read as shown in FIG.
The crank pulse indicated by “4” is either the exhaust stroke or the compression stroke. As is well known, in the exhaust stroke, the exhaust valve is open, and the intake valve is closed, so the intake pipe pressure is high. In the early stage of the compression stroke, the intake pipe pressure is low, because the intake valve is still open, or the intake valve is low. Is closed, the intake pipe pressure is low in the preceding intake stroke. Accordingly, when the intake pipe pressure is low, the crank pulse of "4" shown in the drawing indicates that the second cylinder is in the compression stroke, and when the crank pulse of "3" shown is obtained, the crank pulse of the second cylinder is lower. Become a dead center. If the stroke state of any one of the cylinders can be detected in this manner, each cylinder is rotating with a predetermined phase difference. For example, the crank pulse of "3" shown in FIG. The next illustrated “9” crank pulse is the intake bottom dead center of the first cylinder, the next illustrated “3” crank pulse is the intake bottom dead center of the third cylinder, and the next illustrated “9”. Is the intake bottom dead center of the fourth cylinder. Then, by interpolating during this stroke with the rotation speed of the crankshaft, the current stroke state can be detected more finely.
【0017】前記吸入空気量算出部28は、図4に示す
ように、前記吸気管圧力信号及びクランクタイミング情
報から吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出部281
と、吸気管圧力から吸入空気の質量流量を検出するため
のマップを記憶している質量流量マップ記憶部282
と、この質量流量マップを用いて検出された吸気管圧力
に応じた質量流量を算出する質量流量算出部283と、
前記吸気温度信号から吸気温度を検出する吸気温度検出
部284と、前記質量流量算出部283で算出された吸
入空気の質量流量と前記吸気温度検出部284で検出さ
れた吸気温度とから吸入空気の質量流量を補正する質量
流量補正部285とを備えて構成されている。つまり、
前記質量マップは、例えば吸気温度20℃のときの質量
流量で作成されているため、実際の吸気温度(絶対温度
比)で補正して吸入空気量を算出する。As shown in FIG. 4, the intake air amount calculating section 28 detects an intake pipe pressure from the intake pipe pressure signal and the crank timing information.
And a mass flow rate map storage unit 282 storing a map for detecting a mass flow rate of intake air from an intake pipe pressure.
And a mass flow rate calculation unit 283 that calculates a mass flow rate according to the intake pipe pressure detected using the mass flow rate map,
An intake air temperature detecting section 284 for detecting an intake air temperature from the intake air temperature signal; and an intake air temperature based on the mass flow rate of the intake air calculated by the mass flow rate calculating section 283 and the intake air temperature detected by the intake air temperature detecting section 284. And a mass flow rate correction unit 285 for correcting the mass flow rate. That is,
Since the mass map is created based on, for example, the mass flow rate when the intake air temperature is 20 ° C., the mass map is corrected by the actual intake air temperature (absolute temperature ratio) to calculate the intake air amount.
【0018】本実施形態では、圧縮行程における下死点
から吸気バルブ閉じタイミング間の吸気管圧力値を用い
て吸入空気量を算出する。即ち、吸気バルブ解放時は吸
気管圧力と気筒内圧力とがほぼ同等となるため、吸気管
圧力と気筒内容積及び吸気温度が分かれば気筒内空気質
量を求めることができる。しかしながら、吸気バルブは
圧縮行程開始後もしばらく開いているため、この間に気
筒内と吸気管との間で空気が出入りして、下死点以前の
吸気管圧力から求めた吸入空気量は、実際に気筒内に吸
入された空気量と異なる可能性がある。そのため、同じ
吸気バルブ解放時でも、気筒内と吸気管との間で空気の
出入りがない圧縮行程の吸気管圧力を用いて吸入空気量
を算出する。なお、更に厳密を期すために、既燃ガス分
圧の影響を考慮して、それと相関の高いエンジン回転数
を用いて、実験で求めたエンジン回転数に応じた補正を
施してもよい。In this embodiment, the intake air amount is calculated using the intake pipe pressure value between the bottom dead center in the compression stroke and the intake valve closing timing. That is, when the intake valve is opened, the intake pipe pressure and the in-cylinder pressure are substantially equal. Therefore, if the intake pipe pressure, the cylinder volume, and the intake temperature are known, the cylinder air mass can be obtained. However, since the intake valve is open for a while after the start of the compression stroke, air flows in and out of the cylinder and the intake pipe during this time, and the intake air amount calculated from the intake pipe pressure before bottom dead center is actually May be different from the amount of air sucked into the cylinder. Therefore, even when the intake valve is opened, the intake air amount is calculated using the intake pipe pressure in the compression stroke in which no air flows between the cylinder and the intake pipe. In addition, in order to further strictly consider the effect of the burned gas partial pressure, a correction may be made in accordance with the engine speed obtained by an experiment using an engine speed having a high correlation with the burned gas partial pressure.
【0019】また、独立吸気系である本実施形態では、
吸入空気量算出のための質量流量マップは、図5に示す
ように、吸気管圧力と比較的リニアな関係のものを用い
ている。これは、求める空気質量がボイルシャルルの法
則(PV=nRT)に基づいているためである。これに
対して、吸気管が全ての気筒で連結されている場合に
は、他の気筒の圧力の影響により吸気管圧力≒気筒内圧
力という前提が成り立たないため、図には線で示すよう
なマップを用いなければならない。In this embodiment, which is an independent intake system,
As shown in FIG. 5, a mass flow rate map for calculating the intake air amount has a relatively linear relationship with the intake pipe pressure. This is because the required air mass is based on Boyle-Charles' law (PV = nRT). On the other hand, when the intake pipes are connected in all cylinders, the assumption that intake pipe pressure / in-cylinder pressure does not hold due to the influence of the pressure of the other cylinders. You must use a map.
【0020】前記燃料噴射量設定部29は、前記エンジ
ン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数26及
び前記吸気管圧力信号に基づいて目標空燃比を算出する
目標空燃比算出部33と、この目標空燃比算出部33で
算出された目標空燃比及び前記吸入空気量算出部28で
算出された吸入空気量に基づいて燃料噴射量及び燃料噴
射時期を算出する燃料噴射量算出部34と、この燃料噴
射量算出部34で燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出す
るの用いられる燃料挙動モデル35とを備えている。前
記燃料挙動モデル35は、後述する点火時期設定部34
でも用いられるため、図示のようなブロック図になって
いるが、実質的には、燃料挙動モデル35と燃料噴射量
算出部34とは一体のものである。即ち、燃料挙動モデ
ル35がなければ、吸気管内噴射を行う本実施形態で
は、正確な燃料噴射量や燃料噴射時期の算出設定ができ
ないのである。なお、燃料挙動モデル35は、前記吸気
温度信号及びエンジン回転数及び冷却水温度信号を必要
とする。The fuel injection amount setting section 29 includes a target air-fuel ratio calculating section 33 for calculating a target air-fuel ratio based on the engine speed 26 calculated by the engine speed calculating section 26 and the intake pipe pressure signal. A fuel injection amount calculator 34 that calculates a fuel injection amount and a fuel injection timing based on the target air-fuel ratio calculated by the target air-fuel ratio calculator 33 and the intake air amount calculated by the intake air amount calculator 28; The fuel injection amount calculator 34 includes a fuel behavior model 35 used for calculating the fuel injection amount and the fuel injection timing. The fuel behavior model 35 includes an ignition timing setting unit 34 described later.
However, the fuel behavior model 35 and the fuel injection amount calculation unit 34 are substantially integrated. That is, without the fuel behavior model 35, in the present embodiment in which the injection in the intake pipe is performed, accurate calculation and setting of the fuel injection amount and the fuel injection timing cannot be performed. The fuel behavior model 35 requires the intake air temperature signal, the engine speed, and the coolant temperature signal.
【0021】前記燃料噴射量算出部34と燃料挙動モデ
ル35とは、例えば図6のブロック図のように構成され
ている。ここでは、前記インジェクタ13から吸気管6
内に噴射される燃料噴射量をMF-INJ 、そのうち吸気管
6壁に付着する燃料付着率をXとすると、前記燃料噴射
量MF-INJ のうち、気筒内に直接噴射される直接流入量
は((1−X)×MF-INJ )となり、吸気管壁に付着す
る付着量は(X×MF- INJ )となる。この付着した燃料
のうちの幾らかは吸気管壁に沿って気筒内に流れ込む。
その残量を燃料残留量MF-BUF とすると、この燃料残留
量MF-BUF のうち、吸気流れによって持ち去られる持ち
去り率をτとすると、持ち去られて気筒内に流入量は
(τ×MF-BUF )となる。The fuel injection amount calculator 34 and the fuel behavior model 35 are configured as shown in, for example, a block diagram of FIG. Here, from the injector 13 to the intake pipe 6
Assuming that the fuel injection amount injected into the fuel injection amount is M F-INJ and the fuel adhesion rate adhering to the wall of the intake pipe 6 is X, the direct injection of the fuel injection amount M F-INJ directly injected into the cylinder The amount is ((1−X) × M F-INJ ), and the amount adhering to the intake pipe wall is (X × M F- INJ ). Some of the deposited fuel flows into the cylinder along the intake pipe wall.
Assuming that the remaining amount is a fuel residual amount MF-BUF , and of this fuel residual amount MF-BUF , a carry-out rate taken away by the intake air flow is τ, an amount of carry-out and flow into the cylinder is (τ × MF-BUF ).
【0022】そこで、この燃料噴射量算出部34では、
まず前記冷却水温度TW から冷却水温補正係数テーブル
を用いて冷却水温補正係数KW を算出する。一方、前記
吸入空気量MA-MAN に対し、例えばスロットル開度が零
であるときに燃料をカットする燃料カットルーチンを行
い、次に吸入空気温度TA を用いて温度補正された空気
流入量MA を算出し、これに前記目標空燃比AF0 の逆
比を乗じ、更に前記冷却水温補正係数KW を乗じて要求
燃料流入量MF を算出する。これに対して、前記エンジ
ン回転数NE 及び吸気管内圧力PA-MAN から燃料付着率
マップを用いて前記燃料付着率Xを求めると共に、同じ
くエンジン回転数NE 及び吸気管内圧力PA-MAN から持
ち去り率マップを用いて前記持ち去り率τを算出する。
そして、前回の演算時に求めた燃料残留量MF-BUF に前
記持ち去り率τを乗じて燃料持ち去り量MF-TAを算出
し、これを前記要求燃料流入量MF から減じて前記燃料
直接流入量MF-DIR を算出する。前述のように、この燃
料直接流入量MF-DIR は、前記燃料噴射量MF-INJ の
(1−X)倍であるから、ここでは(1−X)で除して
燃料噴射量MF-INJ を算出する。また、前回までに吸気
管に残留した燃料残留量MF-BUF のうち、((1−τ)
×MF-BUF )が今回も残留するため、これに前記燃料付
着量(X×MF-INJ )を和して、今回の燃料残留量M
F-BUF とする。Therefore, in the fuel injection amount calculation section 34,
First, a cooling water temperature correction coefficient K W is calculated from the cooling water temperature T W using a cooling water temperature correction coefficient table. Meanwhile, the relative amount of intake air M A-MAN, for example, performs a fuel cut routine for cutting the fuel when the throttle opening is zero, then using the intake air temperature T A temperature corrected air flow rate calculates M a, this multiplied by the inverse ratio of the target air-fuel ratio AF 0, further calculates the cooling water temperature correction factor K W obtained by multiplying by the required fuel inflow amount M F. In contrast, with obtaining the fuel adhesion rate X by using the fuel deposition rate map from the engine speed N E and the intake pipe pressure P A-MAN, also engine speed N E and the intake pipe pressure P A-MAN , The carry-out rate τ is calculated using the carry-out rate map.
Then, by multiplying the carry-off ratio τ in the fuel residual quantity M F-BUF obtained in the previous operation to calculate the fuel take-away amount M F-TA, the fuel subtracting it from the required fuel inflow amount M F Calculate the direct inflow MF-DIR . As described above, the fuel direct inflow amount MF-DIR is (1-X) times the fuel injection amount MF-INJ , and is divided by (1-X) here. Calculate F-INJ . Also, of the remaining fuel amount MF-BUF remaining in the intake pipe up to the previous time, ((1−τ)
× M F-BUF ) also remains this time, and the fuel adhesion amount (X × M F-INJ ) is added to this to obtain the current fuel remaining amount M
F-BUF .
【0023】また、前記点火時期設定部31は、前記エ
ンジン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数及
び目標空燃比算出部33で算出された目標空燃比に基づ
いて基本点火時期を算出する基本点火時期算出部36
と、前記燃料噴射量設定部29と共有する燃料挙動モデ
ル35と、この燃料挙動モデル35で算出された気筒
(図ではシリンダ)内への燃料流入量(要求燃料流入量
に等しい)及び前記吸入空気量算出部28で算出された
吸入空気量から気筒内空燃比(図ではシリンダ内A/
F)を算出する気筒内空燃比算出部37と、前記クラン
クタイミング検出部27で検出されたクランクタイミン
グ情報を読込み、前記気筒内空燃比算出部37で算出さ
れた気筒内空燃比及び前記基本点火時期算出部36で算
出された基本点火時期に基づいて点火時期を補正する点
火時期補正部8とを備えて構成される。The ignition timing setting unit 31 calculates a basic ignition timing based on the engine speed calculated by the engine speed calculation unit 26 and the target air-fuel ratio calculated by the target air-fuel ratio calculation unit 33. Basic ignition timing calculator 36
A fuel behavior model 35 shared with the fuel injection quantity setting unit 29; a fuel inflow amount (equal to a required fuel inflow amount) into a cylinder (cylinder in the figure) calculated by the fuel behavior model 35; From the intake air amount calculated by the air amount calculation unit 28, the in-cylinder air-fuel ratio (in-cylinder A /
F), the in-cylinder air-fuel ratio calculator 37 reads the crank timing information detected by the crank timing detector 27, and calculates the in-cylinder air-fuel ratio calculated by the in-cylinder air-fuel ratio calculator 37 and the basic ignition. An ignition timing correction unit 8 that corrects the ignition timing based on the basic ignition timing calculated by the timing calculation unit 36 is provided.
【0024】前記基本点火時期算出部36は、現在のエ
ンジン回転数と、そのときの目標空燃比で、最も発生ト
ルクが大きくなる点火時期をマップ検索などにより求
め、基本点火時期として算出する。また、前記気筒内空
燃比算出部37では、前記吸入空気量算出部28で算出
された吸入空気量を前記燃料挙動モデル35で算出され
た気筒内燃量流入量で除して気筒内空燃比を算出する。
また、前記点火時期補正部38では、前記クランクタイ
ミング情報から、前記吸入空気量算出と同じ圧縮行程初
期の段階での気筒内空燃比が目標空燃比と大きく異なる
ときに、当該気筒内空燃比、エンジン回転数、吸気管圧
力を用いて、後述する図10の制御マップに従って新た
な点火時期を設定することで点火時期を補正する。The basic ignition timing calculation section 36 determines the ignition timing at which the generated torque is the largest based on the current engine speed and the target air-fuel ratio at that time by searching a map or the like, and calculates the basic ignition timing. Further, the in-cylinder air-fuel ratio calculation unit 37 divides the intake air amount calculated by the intake air amount calculation unit 28 by the inflow amount of the cylinder internal combustion amount calculated by the fuel behavior model 35 to obtain the in-cylinder air-fuel ratio. calculate.
Further, the ignition timing correction unit 38 determines, based on the crank timing information, when the in-cylinder air-fuel ratio at the initial stage of the compression stroke that is the same as the calculation of the intake air amount is significantly different from the target air-fuel ratio, The ignition timing is corrected by using the engine speed and the intake pipe pressure to set a new ignition timing in accordance with a control map shown in FIG.
【0025】前記燃料挙動モデル35、気筒内空燃比算
出部37、点火時期補正部38は、図7〜図9の演算処
理によって構成されている。この演算処理は、前記吸入
空気量算出と同じ圧縮行程初期の段階で行われ、まず図
7のステップS1では、後述する図8の演算処理に従っ
て、吸入空気量の再検出を行う。次にステップS2に移
行して、後述する図9の演算処理に従って、燃料流入量
のモデル演算を行う。The fuel behavior model 35, the in-cylinder air-fuel ratio calculator 37, and the ignition timing corrector 38 are configured by the arithmetic processing shown in FIGS. This calculation process is performed at the same initial stage of the compression stroke as the calculation of the intake air amount. First, in step S1 of FIG. 7, the detection of the intake air amount is performed again according to the calculation process of FIG. Next, the process proceeds to step S2, where a model calculation of the fuel inflow amount is performed according to a calculation process of FIG. 9 described later.
【0026】次にステップS3に移行して、前記ステッ
プS1で検出した吸入空気量を前記ステップS2で算出
した燃料流入量で除して気筒内空燃比(図ではシリンダ
内A/F)の算出を行う。次にステップS4に移行し
て、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、
例えば前記ステップS3で算出した気筒内空燃比と前記
目標空燃比との差分値が所定値以上であるといったよう
に、当該気筒内空燃比が前記目標空燃比と大きく異なる
(図では変化大)場合にはステップS5に移行し、そう
でない場合には演算処理を終了する。Next, the process proceeds to step S3, where the intake air amount detected in step S1 is divided by the fuel inflow amount calculated in step S2 to calculate a cylinder air-fuel ratio (in-cylinder A / F in the figure). I do. Next, the process proceeds to step S4, and according to the individual arithmetic processing performed in the step,
For example, when the in-cylinder air-fuel ratio is significantly different from the target air-fuel ratio (a large change in the figure) such that the difference between the in-cylinder air-fuel ratio calculated in step S3 and the target air-fuel ratio is equal to or greater than a predetermined value. Then, the process proceeds to step S5, and if not, the arithmetic processing ends.
【0027】前記ステップS5では、前記ステップS3
で算出された気筒内空燃比、前記エンジン回転数、前記
吸気管圧力を用いて、後述する図10の制御マップに従
って新たな点火時期(図では修正点火時期)を算出して
からステップS6に移行する。前記ステップS6では、
点火時期の設定値を変更することで点火時期補正を行っ
てから演算処理を終了する。In step S5, step S3
Using the in-cylinder air-fuel ratio, the engine speed, and the intake pipe pressure calculated in the above, a new ignition timing (corrected ignition timing in the figure) is calculated in accordance with a control map of FIG. I do. In step S6,
After the ignition timing is corrected by changing the set value of the ignition timing, the arithmetic processing ends.
【0028】前記図8の演算処理では、まずステップS
11で、前記エンジン回転数算出部26で算出されたエ
ンジン回転数を読み込む。次にステップS12に移行し
て、前記吸気管圧力を読み込む。次にステップS13に
移行して、前記吸入圧力算出部28と同様に吸入空気量
をテーブルから読み出す。In the arithmetic processing shown in FIG.
At 11, the engine speed calculated by the engine speed calculator 26 is read. Next, the process proceeds to step S12, where the intake pipe pressure is read. Next, the process proceeds to step S13, where the intake air amount is read from the table in the same manner as in the intake pressure calculation unit 28.
【0029】次にステップS14に移行して、前記吸入
空気量を吸気温度で補正してから前記図7の演算処理の
ステップS2に移行する。また、前記図9の演算処理で
は、まずステップS21で、前記燃料噴射量算出部34
での燃料挙動モデル35の説明と同様に、燃料直接流入
量を算出する。次にステップS22に移行して、前記燃
料噴射量算出部34での燃料挙動モデル35の説明と同
様に、吸気管に付着した燃料のうち、吸気管壁に沿って
気筒内に流入する壁流分を算出する。Next, the flow shifts to step S14, where the intake air amount is corrected by the intake air temperature, and then shifts to step S2 of the calculation processing of FIG. In the calculation process of FIG. 9, first, in step S21, the fuel injection amount calculation unit 34
The fuel direct inflow amount is calculated in the same manner as in the description of the fuel behavior model 35 in FIG. Next, in step S22, as described in the fuel behavior model 35 in the fuel injection amount calculation unit 34, of the fuel adhering to the intake pipe, the wall flow flowing into the cylinder along the intake pipe wall. Calculate the minutes.
【0030】次にステップS23に移行して、前記燃料
噴射量算出部34での燃料挙動モデル35の説明と同様
に、吸気管に付着した燃料のうち、吸気の流れに沿って
蒸発して気筒内に流入する蒸発分を算出する。次にステ
ップS24に移行して、前記ステップS21〜ステップ
S23で算出された全ての燃料の総和から総燃料流入量
(図では total流入量)を算出してから前記図7の演算
処理のステップS3に移行する。Next, the process proceeds to step S23, where the fuel adhering to the intake pipe evaporates along with the flow of intake air and the cylinder, similarly to the description of the fuel behavior model 35 in the fuel injection amount calculator 34. Is calculated. Next, the process proceeds to step S24 to calculate the total fuel inflow amount (total inflow amount in the figure) from the total of all the fuels calculated in steps S21 to S23, and then to step S3 of the calculation process in FIG. Move to
【0031】前記図10の制御マップは、例えばX軸に
吸気管圧力、Y軸にエンジン回転数、Z軸に点火時期を
とった三次元マップであり、更に空燃比(図ではA/
F)をパラメータとしている。なお、表示されない空燃
比に関しては補間して用いる。この演算処理の作用を図
11のタイミングチャートに従って説明する。このタイ
ミングチャートでは、時刻t03までスロットル一定であ
り、その時刻t03から時刻t12間で比較的短い時間にス
ロットルがリニアに開かれ、その後、再びスロットル一
定となった。この実施形態では、排気上死点より少し前
の時刻t04から圧縮下死点より少し後の時刻t07まで
と、同じく時刻t12から時刻t14間での間で吸気バルブ
が解放されるように設定されている。そして、夫々の吸
気バルブ解放開始時までに燃料の噴射を終了するように
設定した。その結果、時刻t04からの吸気バルブ解放に
合わせて、このときは未だスロットル開度が小さいの
で、時刻t02から燃料を噴射することとし、その燃料噴
射量及び燃料噴射時期の算出並びに前記基本点火時期の
算出を、それより少し早い時刻t01に行った。このとき
設定された基本点火時期は、時刻t05から点火出力を開
始し、時刻t10で点火するように設定された。The control map shown in FIG. 10 is a three-dimensional map in which, for example, the intake pipe pressure is plotted on the X axis, the engine speed is plotted on the Y axis, and the ignition timing is plotted on the Z axis.
F) is used as a parameter. The air-fuel ratio that is not displayed is used by interpolation. The operation of this arithmetic processing will be described with reference to the timing chart of FIG. In this timing chart, a throttle constant until time t 03, the throttle in a relatively short time between the time t 12 from the time t 03 is opened linearly, then was again throttle constant. In this embodiment, the intake valve is released between the between the time t 14 until time t 07 slightly later than the compression bottom dead center, as well from the time t 12 from a little before time t 04 from the exhaust top dead center It is set as follows. The fuel injection was set to be completed by the start of each intake valve release. As a result, in accordance with the intake valve release from time t 04, since this case is still the throttle opening is small, and injecting the fuel from the time t 02, calculate and said base of the fuel injection amount and fuel injection timing the calculation of the ignition timing, went to a little earlier time t 01 from it. Basic ignition timing set at this time starts the ignition output at time t 05, set to ignite at time t 10.
【0032】しかしながら、前述のように、前記時刻t
01よりも遅い時刻t03でスロットルが開かれ始めたた
め、前記時刻t01で算出した吸入空気量よりも多くの空
気が吸入され始める。この実体に合わせるため、圧縮行
程が開始され且つ前記吸気バルブが閉じてしまう時刻t
07以前の時刻t06で吸入空気量の再検出と点火時期補正
を行った。その結果、目標空燃比よりも小さくなった気
筒内空燃比に合わせて、点火時期は前記時刻t10より遅
い時刻t11に設定された。これにより、その気筒内空燃
比で最適の点火時期を設定することができ、より発生ト
ルクを増して、加速性の要求に答えることができる。However, as described above, the time t
Because the throttle in slow time t 03 than 01 began to be opened, more air than the intake air amount calculated by the time t 01 starts to be inhaled. At the time t when the compression stroke is started and the intake valve is closed in order to match this substance.
07 in the previous time t 06 was re-detection and ignition timing correction of the intake air quantity. As a result, in accordance with the cylinder air-fuel ratio becomes smaller than the target air-fuel ratio, the ignition timing is set to a time later t 11 from the time t 10. As a result, the optimum ignition timing can be set based on the air-fuel ratio in the cylinder, the generated torque can be further increased, and the demand for acceleration can be met.
【0033】同様に、前記時刻t12からの吸気バルブ解
放に合わせて、このときは少しスロットル開度が大きい
ので、時刻t09から燃料を噴射することとし、その燃料
噴射量及び燃料噴射時期の算出並びに前記基本点火時期
の算出を、それより少し早い時刻t08に行った。しかし
ながら、その後もスロットルは開かれ続けたため、前記
時刻t08で算出した吸入空気量よりも多くの空気が吸入
されるため、圧縮行程が開始され且つ前記吸気バルブが
閉じてしまう時刻t14以前の時刻t13で吸入空気量の再
検出と点火時期補正を行った。[0033] Similarly, in accordance with the intake valve release from the time t 12, since this case is a little throttle opening is large, and to inject fuel from the time t 09, the fuel injection amount and fuel injection timing the calculation as well as the calculation of the basic ignition timing, went to a little earlier time t 08 from it. However, since even after the throttle is kept open, the time t 08 than the calculated intake air amount in a number for air is inhaled, the compression stroke is started and the intake valve is closed will the time t 14 of the previous It was rediscovered and the ignition timing correction of the intake air amount at time t 13.
【0034】このように本実施形態のエンジン制御装置
によれば、検出したクランクシャフトの角度(位相)及
び吸気管圧力に基づいて気筒の行程の状態を検出し、点
火を行う直前の吸気管圧力から求めた吸入空気量及び燃
料噴射量から気筒内の空燃比を算出し、その空燃比に応
じて点火時期を設定することにより、現在の吸気行程で
の空燃比を求めることができ、その分だけ点火時期を正
確に設定することができる。As described above, according to the engine control device of the present embodiment, the state of the stroke of the cylinder is detected based on the detected crankshaft angle (phase) and the intake pipe pressure, and the intake pipe pressure immediately before ignition is performed. By calculating the air-fuel ratio in the cylinder from the intake air amount and the fuel injection amount obtained from the above, and setting the ignition timing according to the air-fuel ratio, the air-fuel ratio in the current intake stroke can be obtained. Only the ignition timing can be set accurately.
【0035】また、エンジン回転数などのエンジンの運
転状態に基づいて基本点火時期を算出しておき、点火を
行う直前の吸入空気量及び燃料噴射量から気筒内の空燃
比を算出し、この算出された気筒内空燃比に応じて、基
本点火時期を補正することにより、例えば基本点火時期
を算出した時点の空燃比と点火直前の空燃比とが大きく
異ならない場合には基本点火時期を補正しないようにし
て、制御のハンチングを防止したり、負荷を軽減したり
することができる。The basic ignition timing is calculated based on the operating state of the engine such as the engine speed, and the air-fuel ratio in the cylinder is calculated from the intake air amount and the fuel injection amount immediately before the ignition. By correcting the basic ignition timing according to the determined in-cylinder air-fuel ratio, the basic ignition timing is not corrected if, for example, the air-fuel ratio at the time when the basic ignition timing is calculated does not greatly differ from the air-fuel ratio immediately before ignition. In this way, control hunting can be prevented, and the load can be reduced.
【0036】また、燃料噴射量から気筒内に流入する燃
料流入量を算出し、この算出された気筒内の燃料流入量
及び吸入空気量から気筒内の空燃比を算出することによ
り、吸気管内噴射型のエンジンでも、現在の吸気行程の
空燃比を正確に求めることができ、その分だけ点火時期
を正確に設定することができる。また、エンジン回転数
などのエンジンの運転状態及び吸入空気量を考慮して点
火時期を補正する構成としたため、より一層点火時期を
正確なものとすることができる。Further, the amount of fuel flowing into the cylinder is calculated from the amount of fuel injection, and the air-fuel ratio in the cylinder is calculated from the calculated amount of fuel flowing into the cylinder and the amount of intake air, thereby obtaining the injection in the intake pipe. Even with a model engine, the air-fuel ratio during the current intake stroke can be accurately obtained, and the ignition timing can be set accurately by that amount. Further, since the ignition timing is corrected in consideration of the operation state of the engine such as the engine speed and the intake air amount, the ignition timing can be made more accurate.
【0037】なお、前記実施形態では、吸入管内噴射型
エンジンについて詳述したが、本発明のエンジン制御装
置は、直噴型エンジンにも同様に展開できる。但し、直
噴型エンジンでは、吸気管に燃料が付着することはない
から、それを考慮する必要はなく、空燃比の算出には噴
射される燃料量総量を代入すればよい。また、前記実施
形態では、気筒数が4気筒の、所謂マルチシリンダ型エ
ンジンについて詳述したが、本発明のエンジン制御装置
は、単気筒エンジンにも同様に展開できる。In the above embodiment, the in-pipe injection type engine has been described in detail. However, the engine control device of the present invention can be similarly applied to a direct injection type engine. However, in a direct injection engine, since fuel does not adhere to the intake pipe, it is not necessary to consider this, and the calculation of the air-fuel ratio may be performed by substituting the total amount of injected fuel. In the above-described embodiment, a so-called multi-cylinder engine having four cylinders has been described in detail. However, the engine control device of the present invention can be similarly applied to a single-cylinder engine.
【0038】また、エンジンコントロールユニットは、
マイクロコンピュータに代えて各種の演算回路で代用す
ることも可能である。Further, the engine control unit includes:
Various arithmetic circuits can be used in place of the microcomputer.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項1に係るエンジン制御装置によれば、4サイクルエン
ジンのクランクシャフトの位相を検出すると共に、吸気
管内の吸気管圧力を検出し、検出されたクランクシャフ
トの位相及び吸気管圧力に基づいて行程の状態を検出す
ると共に、吸気管圧力に基づいて吸入空気量を算出して
おき、検出された行程の状態に基づいて、点火を行う直
前の吸入空気量及び燃料噴射量から気筒内の空燃比を算
出し、その空燃比に応じて点火時期を設定する構成とし
たため、現在の吸気行程での空燃比を求めることがで
き、その分だけ点火時期を正確に設定することができ
る。As described above, according to the engine control apparatus of the first aspect of the present invention, the phase of the crankshaft of the four-cycle engine is detected, and the pressure of the intake pipe in the intake pipe is detected. A stroke state is detected based on the detected phase of the crankshaft and the intake pipe pressure, an intake air amount is calculated based on the intake pipe pressure, and ignition is performed based on the detected stroke state. Since the air-fuel ratio in the cylinder is calculated from the immediately preceding intake air amount and the fuel injection amount, and the ignition timing is set according to the air-fuel ratio, the air-fuel ratio in the current intake stroke can be obtained. Only the ignition timing can be set accurately.
【0040】また、本発明のうち請求項2に係るエンジ
ン制御装置によれば、エンジンの運転状態に基づいて基
本点火時期を算出し、検出された行程の状態に基づい
て、点火を行う直前の吸入空気量及び燃料噴射量から気
筒内の空燃比を算出し、この算出された気筒内空燃比に
応じて、基本点火時期を補正する構成としたため、例え
ば基本点火時期を算出した時点の空燃比と点火直前の空
燃比とが大きく異ならない場合には基本点火時期を補正
しないようにして、制御のハンチングを防止したり、負
荷を軽減したりすることができる。Further, according to the engine control device of the present invention, the basic ignition timing is calculated based on the operating state of the engine, and based on the detected stroke state, the basic ignition timing is calculated immediately before ignition. Since the air-fuel ratio in the cylinder is calculated from the intake air amount and the fuel injection amount, and the basic ignition timing is corrected according to the calculated air-fuel ratio in the cylinder, for example, the air-fuel ratio at the time when the basic ignition timing is calculated If the air-fuel ratio does not greatly differ from the air-fuel ratio immediately before ignition, the basic ignition timing is not corrected, so that control hunting can be prevented or the load can be reduced.
【0041】また、本発明のうち請求項3に係るエンジ
ン制御装置によれば、設定された燃料噴射量から気筒内
に流入する燃料流入量を算出し、この算出された気筒内
の燃料流入量及び吸入空気量から気筒内の空燃比を算出
する構成としたため、吸気管内噴射型のエンジンでも、
現在の吸気行程の空燃比を正確に求めることができ、そ
の分だけ点火時期を正確に設定することができる。According to the engine control apparatus of the third aspect of the present invention, the amount of fuel flowing into the cylinder is calculated from the set fuel injection amount, and the calculated amount of fuel flowing into the cylinder is calculated. And the air-fuel ratio in the cylinder is calculated from the intake air amount.
The air-fuel ratio of the current intake stroke can be accurately obtained, and the ignition timing can be set accurately by that amount.
【0042】また、本発明のうち請求項4に係るエンジ
ン制御装置によれば、検出されたエンジンの運転状態及
び算出された吸入空気量を考慮して基本点火時期を補正
する構成としたため、より一層点火時期を正確なものと
することができる。According to the engine control apparatus of the present invention, the basic ignition timing is corrected in consideration of the detected operating state of the engine and the calculated intake air amount. The ignition timing can be made more accurate.
【図1】オートバイ用のエンジン及びその制御装置の概
略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine for a motorcycle and a control device thereof.
【図2】本発明のエンジン制御装置の一実施形態を示す
ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an engine control device of the present invention.
【図3】クランクシャフトの位相と吸気管圧力から行程
状態を検出する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for detecting a stroke state from a phase of a crankshaft and an intake pipe pressure.
【図4】吸入空気量算出部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an intake air amount calculation unit.
【図5】吸気管圧力から吸入空気の質量流量を求める制
御マップである。FIG. 5 is a control map for obtaining a mass flow rate of intake air from an intake pipe pressure.
【図6】燃料噴射量算出部及び燃料挙動モデルのブロッ
ク図である。FIG. 6 is a block diagram of a fuel injection amount calculation unit and a fuel behavior model.
【図7】点火時期補正のための演算処理を示すフローチ
ャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a calculation process for correcting ignition timing.
【図8】図7の演算処理で行われるマイナプログラムの
フローチャートである。FIG. 8 is a flowchart of a minor program executed in the calculation processing of FIG. 7;
【図9】図7の演算処理で行われるマイナプログラムの
フローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of a minor program performed in the calculation processing of FIG. 7;
【図10】図7の演算処理で用いられる点火時期設定の
ための制御マップである。FIG. 10 is a control map for setting an ignition timing used in the calculation processing of FIG. 7;
【図11】図7の演算処理の作用を示すタイミングチャ
ートである。FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the calculation processing of FIG. 7;
1はエンジン 3はクランクシャフト 4はピストン 5は燃焼室 6は吸気管 7は吸気バルブ 8は排気管 9は排気バルブ 10は点火プラグ 11は点火コイル 12はスロットルバルブ 13はインジェクタ 15はエンジンコントロールユニット 20はクランク角度センサ 21は冷却水温度センサ 24は吸気管圧力センサ 25は吸気温度センサ 27はクランクタイミング検出部(行程状態検出手段) 28は吸入空気量算出部(吸入空気量算出手段) 29は燃料噴射量設定部(燃料噴射量設定手段) 31は点火時期設定部(点火時期設定手段) 36は基本点火時期算出部(基本点火時期算出手段) 35は燃料挙動モデル(燃料流入量算出手段) 37は気筒内空燃比算出部(気筒内空燃比算出手段) 38は点火時期補正部(点火時期補正手段) 1 is an engine 3 is a crankshaft 4 is a piston 5 is a combustion chamber 6 is an intake pipe 7 is an intake valve 8 is an exhaust pipe 9 is an exhaust valve 10 is a spark plug 11 is an ignition coil 12 is a throttle valve 13 is an injector 15 is an engine control unit 20 is a crank angle sensor 21 is a cooling water temperature sensor 24 is an intake pipe pressure sensor 25 is an intake air temperature sensor 27 is a crank timing detecting unit (stroke state detecting unit) 28 is an intake air amount calculating unit (intake air amount calculating unit) 29 is Fuel injection amount setting unit (fuel injection amount setting unit) 31 is an ignition timing setting unit (ignition timing setting unit) 36 is a basic ignition timing calculation unit (basic ignition timing calculation unit) 35 is a fuel behavior model (fuel inflow amount calculation unit) 37 is an in-cylinder air-fuel ratio calculation unit (in-cylinder air-fuel ratio calculation unit) 38 is an ignition timing correction unit (ignition timing correction unit)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 362 F02P 5/15 B Fターム(参考) 3G022 AA03 FA03 FA06 FA07 GA01 GA02 GA05 GA06 GA07 3G084 AA03 BA09 BA13 BA15 BA17 FA02 FA07 FA11 FA20 FA26 FA33 FA38 3G301 HA01 HA06 JA12 LA01 LB02 MA01 MA13 MA18 NC02 PA01Z PA07Z PA10Z PB03Z PB05Z PE01Z PE03Z PE08Z PE09Z──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 45/00 362 F02P 5/15 B F Term (Reference) 3G022 AA03 FA03 FA06 FA07 GA01 GA02 GA05 GA06 GA07 3G084 AA03 BA09 BA13 BA15 BA17 FA02 FA07 FA11 FA20 FA26 FA33 FA38 3G301 HA01 HA06 JA12 LA01 LB02 MA01 MA13 MA18 NC02 PA01Z PA07Z PA10Z PB03Z PB05Z PE01Z PE03Z PE08Z PE09Z
Claims (4)
の位相を検出する位相検出手段と、前記エンジンの吸気
管内の吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、前
記位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相及
び吸気管圧力検出手段で検出された吸気管圧力に基づい
て行程の状態を検出する行程状態検出手段と、前記吸気
管圧力検出手段で検出された吸気管圧力に基づいて吸入
空気量を算出する吸入空気量算出手段と、燃料噴射装置
から噴射する燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段
と、前記行程状態検出手段で検出された行程の状態に基
づいて、点火を行う直前の前記吸入空気量算出手段で算
出された吸入空気量及び燃料噴射量制御手段で設定され
た燃料噴射量から気筒内の空燃比を算出し、その空燃比
に応じて点火時期を設定する点火時期設定手段とを備え
たことを特徴とするエンジン制御装置。1. A phase detecting means for detecting a phase of a crankshaft of a four-cycle engine, an intake pipe pressure detecting means for detecting an intake pipe pressure in an intake pipe of the engine, and a crankshaft detected by the phase detecting means. A stroke state detecting means for detecting a stroke state based on the phase of the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detecting means, and an intake air amount based on the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detecting means. An intake air amount calculating means for calculating, a fuel injection amount setting means for setting a fuel injection amount to be injected from a fuel injection device, and the stroke state immediately before performing ignition based on a stroke state detected by the stroke state detecting means. The air-fuel ratio in the cylinder is calculated from the intake air amount calculated by the intake air amount calculation means and the fuel injection amount set by the fuel injection amount control means, and the ignition timing is set according to the air-fuel ratio. An engine control device comprising: ignition timing setting means for setting.
検出手段を備え、前記点火時期設定手段は、前記運転状
態検出手段で検出されたエンジンの運転状態に基づいて
基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段と、前記
行程状態検出手段で検出された行程の状態に基づいて、
点火を行う直前の前記吸入空気量算出手段で算出された
吸入空気量及び燃料噴射量設定手段で設定された燃料噴
射量から気筒内の空燃比を算出する気筒内空燃比算出手
段と、この気筒内空燃比算出手段で算出された気筒内空
燃比に応じて、前記基本点火時期設定手段で設定された
基本点火時期を補正する点火時期補正手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。2. An ignition state setting means for detecting an operation state of the engine, wherein the ignition timing setting means calculates a basic ignition timing based on the operation state of the engine detected by the operation state detection means. Based on the timing calculation means and the state of the stroke detected by the stroke state detection means,
An in-cylinder air-fuel ratio calculating means for calculating an in-cylinder air-fuel ratio from the intake air amount calculated by the intake air amount calculating means immediately before ignition and the fuel injection amount set by the fuel injection amount setting means; 2. An ignition timing correction means for correcting the basic ignition timing set by said basic ignition timing setting means according to the cylinder air-fuel ratio calculated by the internal air-fuel ratio calculation means. An engine control device as described in the above.
量設定手段で設定された燃料噴射量から気筒内に流入す
る燃料流入量を算出する燃料流入量算出手段を備え、前
記気筒内空燃比算出手段は、この燃料流入量算出手段で
算出された気筒内の燃料流入量及び前記吸入空気量算出
手段で算出された吸入空気量から気筒内の空燃比を算出
することを特徴とする請求項2に記載のエンジン制御装
置。3. The fuel injection amount correction means includes fuel inflow amount calculation means for calculating a fuel inflow amount flowing into a cylinder from a fuel injection amount set by the fuel injection amount setting means, and the cylinder air-fuel ratio. The calculation means calculates the air-fuel ratio in the cylinder from the fuel inflow amount in the cylinder calculated by the fuel inflow amount calculation means and the intake air amount calculated by the intake air amount calculation means. 3. The engine control device according to 2.
検出手段で検出されたエンジンの運転状態及び前記吸入
空気量算出手段で算出された吸入空気量を考慮して基本
点火時期を補正することを特徴とする請求項2又は3に
記載のエンジン制御装置。4. The ignition timing correcting means corrects a basic ignition timing in consideration of an engine operating state detected by the operating state detecting means and an intake air amount calculated by the intake air amount calculating means. The engine control device according to claim 2 or 3, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000356479A JP2002155844A (en) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | Engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000356479A JP2002155844A (en) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | Engine control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002155844A true JP2002155844A (en) | 2002-05-31 |
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ID=18828724
Family Applications (1)
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JP2000356479A Pending JP2002155844A (en) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | Engine control device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010112382A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Delphi Technologies Inc | Engine control system and method |
-
2000
- 2000-11-22 JP JP2000356479A patent/JP2002155844A/en active Pending
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