JP2599761B2

JP2599761B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2599761B2
Application number: JP14099688A
Authority: JP
Inventors: 節宏下村; 悟大久保
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPH01310148A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、個々の機関に性能上のばらつきがあって
も、常に最大出力や最大効率が得られるとともに、空燃
比フィードバック制御との干渉を防止した内燃機関の制
御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

機関の吸入空気量または吸気管圧力と回転数の関係に
基づき適正な燃料供給量や点火時期を演算し、燃料噴射
弁と点火装置を制御する装置が従来より使用されてい
る。

さらに、機関の燃焼圧力を検出し、これを予め定めた
値に調整し、より精度の高い制御を行うことを目的とし
た制御装置が特開昭62−85148号公報にて開示されてい
る。

この装置は各気筒に設けられた管内圧（燃焼圧）セン
サの出力により燃焼状態を検出し、この状態が予め定め
られたパターンに適合するように燃焼噴射時期やEGR
（排気ガス再循環）バルブなどの制御を行うものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の装置では、燃焼圧が予め標準の機関によっ
て定めた燃焼パターンに適合するように制御するもので
ある。機関を大量に生産する場合、相当のばらつきが有
り、個々の機関が真に要求する燃焼パターンは個々に異
なり、一律の標準パターンに燃焼圧を制御しても制御精
度が高まるとはいちがいに云えず、この制御によってむ
しろ機関の性能を低下させる場合も生じる。

また、従来装置では燃焼圧を制御する操作パラメータ
として燃料の噴射時期やEGR率などを制御しているが、
機関の出力性能を効果的に操作できるのは燃焼噴射量と
これに最適な点火時期である。

一般に燃料噴射量は、排気ガス成分を低レベルに抑制
するため、自由に制御できる範囲が制限されているの
で、排気ガス成分と出力性能を両立させるように燃料噴
射量や点火時期を複合的に制御することが必要である。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、機関の燃焼状態を運転条件に合わせ、常に
最適に制御でき、最大出力、最大効率が得られるととも
に、空燃比フィードバック制御との干渉を防止して、排
気ガス成分を所定レベル以下に保ちながら出力や効率を
高めることのできる内燃機関の制御装置を得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕この発明に係る内燃機関の制御装置は、機関の吸気量
Qaを計測するエアフローメータと、機関の吸気管圧力Pb
を検出する吸気管圧力センサと、機関の回転角θｃを検
出するクランク角センサと、機関の燃焼室内圧力Pcを検
出する少なくとも１つの筒内圧センサと、吸気量Qaまた
は吸気管圧力Pbと機関の回転数Ｎに応じた燃料供給量Qf
および点火時期θｉを求め、かつ燃焼室内圧力Pcおよび
回転角θｃにより燃焼サイクル毎の圧力最大値Pmaxまた
は平均有効圧Piを求め、さらに、吸気量Qa、回転数Ｎお
よび平均有効圧Piにより算出される評価パラメータＡ＝
Pi/（Qa/N）と、吸気管圧力Pbおよび平均有効圧Piによ
り算出される評価パラメータＢ＝Pi/Pbとのうちの少な
くとも１つを求め、その前回値と今回値との比較結果に
基づいて、圧力最大値Pmax、平均有効圧Pi、評価パラメ
ータＡまたは評価パラメータＢが極大となるように燃料
供給量Qfまたは点火時期θｉの少なくとも１つを補正し
てこの補正値に基づいて燃料供給量または点火時期を制
御する制御装置とを備え、制御装置は、機関の排気ガス
成分濃度に基づいて空燃比を求め、空燃比が所定の値と
なるように燃料供給量Qfをフィードバック制御するとと
もに、機関の所定の負荷運転域においてはフィードバッ
ク制御を行い、平均有効圧Pi、評価パラメータＡまたは
評価パラメータＢが極大となるように点火時期θｉを所
定量ずつ補正制御し、所定の負荷運転域以外の運転域に
おいてはフィードバック制御を停止して、最大値Pmax、
平均有効圧Pi、評価パラメータＡまたは評価パラメータ
Ｂが極大となるように燃料供給量Qfを所定量ずつ補正制
御するものである。

〔作用〕

この発明における制御装置は、燃焼室内圧P_cとクラン
ク角θ_ｃにより燃焼サイクル毎の圧力最大値P_maxまたは
平均有効圧P_iを求め、この圧力最大値P_max、平均有効圧
P_i、評価パラメータＡまたはＢが極大となる方向に燃料
供給量Q_fまたは点火時期θ_ｉを補正し、その補正後の燃
料供給量Q_fに基づいて燃料を機関に供給するか、または
補正後の点火時期θ_ｉに基づいて点火制御を行う。

また、この発明における制御装置は、排気センサで検
出した燃焼ガス成分に基づき空燃比を検出して、この空
燃比が所定の値となるように燃料供給量Q_fをフィードバ
ック制御するとともに、機関の所定の負荷運転域におい
てはフィードバック制御を行い、平均有効圧Pi、評価パ
ラメータＡまたは評価パラメータＢが極大となるように
点火時期θｉを所定量ずつ補正制御し、所定の負荷運転
域以外の運転域においてはフィードバック制御を停止し
て、最大値Pmax、平均有効圧Pi、評価パラメータＡまた
は評価パラメータＢが極大となるように燃料供給量Qfを
所定量ずつ補正制御する。

［実施例］以下、この発明の実施例について図面を参照して説明
する。第１図はその一実施例の主要構成を示す構成図で
あり、１はエアークリーナ、２は吸入空気量を計測する
エアフローメータ、３はスロットル弁、４は吸気マニホ
ールド、５はシリンダブロック、６は機関の冷却水温を
検出する水温センサ、７はクランク角センサである。

クランク角センサ７は、例えばクランク角の基準位置
毎（４気筒機関では180度毎、６気筒機関では120度毎）
に基準位置パルスを出力し、また単位角度毎（例えば１
度毎）に単位角パルスを出力する。

８は排気マニホールド、９は排気ガス成分濃度（例え
ば酸素濃度）を検出する排気センサ、10は燃料噴射弁、
11は点火プラグ、13はシリンダ内圧力を検出する筒内圧
センサ（以下、燃焼圧力センサという）、15は制御装置
である。

制御装置15内において、この基準位置パルスが入力さ
れた後の単位角パルスの数を計算することによって、そ
の時のクランク角を知ることができる。

また、単位角パルスの周波数または周期を計測するこ
とによって、機関の回転速度を知ることも出来る。

なお、第１図の例においては、ディストリビュータ内
にクランク角センサが設けられている場合を例示してい
るが、クランク軸に直接クランク角センサを設けても良
い。

2aは吸気管圧力センサであり、この出力またはエアフ
ローメータ２の出力のいずれかが燃料供給量や点火時期
をフィードバック制御に用いられる。

制御装置15は第２図に示すような構成を有している。
図中151はA/D（アナログ／ディジタル）変換器で、エア
フローメータ２の出力S1または吸気管圧力センサ2aの出
力S1a、水温センサ６の出力S2、排気センサ９の出力S
4、燃焼圧センサ13の出力S6が入力されている。

152は入力インタフェースであり、クランク角センサ
７の出力S3が入力されている。

153はCPUであり、ROM154およびRAM155とともに予め定
められたプログラムに従って前記入力を処理し制御を行
う。

156は出力インタフェースで、前記CPU153の出力を受
け、出力S5,S7を発生する。出力S5は燃料噴射弁10を駆
動するパルス信号であり、パルス幅によって燃料供給量
が制御される。

また、出力S7は点火時期信号であって、パワーユニッ
ト16により増幅され、パワーユニット16からの出力S8に
より点火コイル17を駆動する。

点火コイル17の出力S9はディストリビュータ18により
各気筒に設けられた点火プラグ11に出力S10として分配
される。

次に動作について説明する。この第１図の装置におけ
るエアフローメータ２または吸気管圧力センサ2aの出力
に基づく基本的な燃料噴射制御と点火時期の制御の方法
については、従来より公知であるので詳細な説明は割愛
し、この発明に係る動作についてのみ詳細に述べる。

まず、燃焼圧力P_cとクランク角θ_ｃの関係を第３図に
より説明すると、燃焼圧センサ13の出力S6はクランク角
上死点（TDC）付近で最大値を示す。この極大値をP_max
とする。

また、燃焼圧力P_cを１サイクルに亘って下記に示す積
分を行うことにより平均有効圧P_i（筒内圧）が求められ
る。

ここに、V_sはピストンの行程容積であり、である。また、Ｖは気筒内容積、コンロッド長ｌ、ピス
トンストロークｒ、クランク角θ_ｃにより、と表わされるので、となる。

したがって、（１）式に（３）式を代入して平均有効
圧Piを計算できる。

以上のようにして求めた平均有効圧Piは機関の発生出
力を直接的に検出するパラメータとしてよく知られたも
のである。

次に上記平均有効圧Piとエアフローメータ２の出力S1
により求めた機関の吸入空気量Q_aまたは吸気管圧力セン
サ2aの出力S1aより求めた吸気管圧力P_bとクランク角か
ら求めた回転数Ｎから計算できる下記A,Bのパラメータ
も機関の吸入したストローク当りの空気量（Q_a/Nまたは
Pb）から引き出した燃焼エネルギ、すなわち、効率を評
価するパラメータとして有益である。

Ａ＝P_i/（Q_a/N） …（４）Ｂ＝P_i/P_b …（５）これらの評価パラメータ（P_max,P_i,A,B）と空燃比お
よび点火時期の代表的な関係は第４図および第５図に示
すとおりである。

第４図において、P_maxおよびP_iは極大値を持ち、これ
らのパラメータが極大となるように空燃比を制御する
と、出力最大が得られることが示されている。

さらに、評価パラメータＡおよびＢはストローク当り
の吸入空気量から引き出し得る燃焼エネルギを示すパラ
メータであって、これが極大となるように空燃比を制御
すると、効率が最適になることが知られている。

第５図において、P_maxは点火時期θ_igを進めるととも
に、P_maxは大きくなるが、平均有効圧P_iや評価パラメー
タA,Bは極大値を持つことが示されている。

このような特性を持つ機関においては、平均有効圧P_i
や評価パラメータA,Bを極大とするように点火時期を制
御すると、最大出力や最適効率が得られる。

以上の制御を第６図（ａ）および第６図（ｂ）のフロ
ーチャートで具体的に示す。第６図（ａ）は燃焼圧を検
出するフローチャートで、ステップ101においてクラン
ク角センサの出力θｃを読み取る。この値はクランク角
センサが例えばクランク角１゜毎に発生するパルスを計
数するものであっても、角度に対応してコードを出力す
るものであってもよい。

次に、ステップ102において燃焼圧センサ13の出力P_c
を読み取る。この読取はクランク角の例えば１゜毎に読
み取るものである。

次いで、ステップ103において、P_cがＰ′_maxより大き
いか否かを読み取る。このＰ′_maxは燃焼の１サイクル
の初期にクリアされているので、１回目の読取値P_cは
Ｐ′_maxより大きい。したがって、ステップ104におい
て、P_cがＰ′_maxに保持される。

次いで、ステップ105において、前述の計算式により
平均有効圧Ｐ′_ｉの計算を行う。次に、ステップ106で
クランク角信号θ_ｃの値を判別し、燃焼の１サイクルが
終了したか否かを判別し、未終了の場合再びステップ10
1に戻る。

このようにして、P_cが増大する間はステップ104によ
ってＰ′_maxが次々と大きい値に更新され、P_cが減少を
始めると、ステップ104の処理が省かれるので、１サイ
クルの間のP_cの最大値がＰ′_maxに保持されることにな
る。

１サイクルが終了した時点でステップ106からステッ
プ107に移り、Ｐ′_maxをP_maxへ、次いでステップ108に
てＰ′_ｉをP_iに格納し、ステップ109にてＰ′_maxとＰ′
_ｉをクリアした後、新しいサイクルに対応して再びステ
ップ101以下の処理を行う。

上記P_maxとP_iが以下の燃料制御および点火時期に使用
される。

第６図（ｂ）は第６図（ａ）で求めた平均有効圧P_iが
極大になるように燃料噴射量を制御するフローチャート
である。図示していないが、平均有効圧P_iの初期値P
_i(0),P_i(1)は０にセットしてある。

この第６図（ｂ）において、ステップ201は燃焼のｎ
−１サイクル目に保持された平均有効圧Pi、すなわちP
_i(n-1)を読み取るものであり、ステップ202は同様にｎ
サイクル目に保持された平均有効圧P_i、すなわち、P
_i(n)を読み取るものである。

次いで、ステップ203において、P_i(n)とP_i(n-1)の大
小関係を判別する初期において、P_i(1)＝P_i(0)であるか
らステップ204に移る。T_nは前回燃料噴射弁を駆動した
パルス幅であり、初期においてパルス幅T₀にセットされ
ている。このパルス幅T₀は第４図における基準の空燃比
（A/F）０に対応するパルス幅である。このパルス幅T₀
からΔＴだけパルス幅を減じてT₁とし、次回のパルス幅
とする。

次いで、ステップ206にて燃料噴射弁をパルスT₁だけ
駆動する。パルス幅T₁はT₀よりΔＴだけ小さく、したが
って空燃比は第４図においてリーン方向にシフトするの
で、この噴射によって発生する平均有効圧P_i(2)はP_i(1)
より大きくなる。

この平均有効圧P_i(2)はステップ207で読み取られる。
ステップ208で平均有効圧P_i(0)をP_i(1)に置き換え、ス
テップ209で平均有効圧P_i(1)をP_i(2)に置き換え、さら
にステップ210でパルス幅T₀をT₁に置き換えた後ステッ
プ201に戻る。

このようにして、ステップ204でΔＴを減じる度にパ
ルス幅T_n+1は小さくなり、第４図に示す最適空燃比（A/
F）_OPTに対応するパルス幅T_OPTへ近付く。

パルス幅T_OPTを超えてT_n+1が小さくなると、平均有効
圧Piは逆に減少方向に転ずる。

そこで、ステップ203において、P_i(n)＜P_i(n-1)とな
るので、ステップ205へ移り、逆にパルス幅T_n+1は前回
値T_nよりΔＴだけ大きい値にセットされる。

このような動作を繰り返すと、パルス幅T_n+1はT_OPTの
近傍へ集束し、したがって平均有効圧P_iは極大値の近傍
に調整される。このとき、１回で加減するパルス幅ΔＴ
の値は極力小さい方が良い。その理由はパルス幅ΔＴが
大きいと、パルス幅T_n+1はT_OPTの前後で大きく増減し、
T_OPTに充分近い値で安定した駆動ができないからであ
る。

また、第６図（ｂ）は動作原理を簡単に説明するため
に簡素化して示した図面であるので、次のような誤作動
が起り得る。

すなわち、今パルス幅T_nがT₀とT_OPTの間に有るとき、
ステップ204の減算を行うことによって、パルス幅T_nがT
_OPTに集束できるが、誤ってステップ205の加算を行う
と、平均有効圧P_iが減少するので、次のサイクルでステ
ップ203の判定からさらにステップ205の加算を行い、パ
ルス幅は次第にパルス幅T₀方向へ発散してしまう。この
ような不都合は第６図（ｃ）のような論理で改良でき
る。

第６図（ｃ）は改良点のみ図示して有りその他の部分
は第６図（ｂ）と同じである。この第６図（ｃ）におい
て、ステップ303はステップ204で減算されるとき、フリ
ップフロップＩを０にセットするものであり、ステップ
304はステップ205で加算されたとき、フリップフロップ
Ｉを１にセットするものである。このステップ304また
はステップ303の処理後はステップ206に移る。

次のサイクルでステップ203の判定の後、ステップ30
1,302でフリップフロップＩの値を判定する。ステップ2
03からステップ301に移ったとき、前回Ｉ＝０にセット
されているときは、パルス幅を減算した結果平均有効圧
P_iが増加しているので、再びステップ204で減算を行
い、パルス幅T_n+1をT_OPT方向に近づける。

もし、フリップフロップＩ＝１であるならば、前回パ
ルス幅を加算した結果、平均有効圧P_iが増加しているの
で、パルス幅はT_OPTより右（すなわちT_n+1＜T_OPT）にあ
ると判定され、ステップ205の加算に移りパルス幅T_n+1
をT_OPTに近づける。このステップ302の動作も上記と同
様である。

上記説明で明らかなように、この図におけるフリップ
フロップＩはパルス幅T_n+1がT_OPTより右に有るのか左に
あるのかを判別するためのもので、先に述べたパルス幅
が誤って逆方向に発散するのを防止できる。

なお、初期状態でパルス幅をT₀にセットするとき、フ
リップフロップＩも０に初期セットすることは云うまで
もない。

以上、第６図（ａ）から第６図（ｃ）を用いて燃料供
給量を制御して平均有効圧P_iを制御する方法につき説明
した。点火時期θ_igによって平均有効圧P_iを制御する方
法については、同図中のパルス幅Ｔを点火時期θ_igと置
き換えることにより、容易に理解できるので、詳しい説
明は省略する。

また、燃焼圧最大値P_maxおよび評価パラメータＡ＝P_i
/（Q_a/N）またはＢ＝P_i/P_bを極大に制御する方法につい
ても、同図の平均有効圧P_iをこれらのパラメータに置き
換えることにより、容易に理解できるので詳しい説明は
省略する。

次に、上記制御方法を実際に応用したこの発明の実施
例の具体例について説明する。第７図は空燃比を排気セ
ンサにより所定値にフィードバック制御する装置におけ
るこの発明による極大値制御例を図示したものである。

同図において、ステップ401は排気センサによる空燃
比を実行するか否かを判定するもので、機関の運転条件
や排気センサの故障の有無などから判断するものであ
る。

この制御を実行する場合、ステップ402に移り、排気
センサ９の出力を読み取り、次いで、ステップ403にて
排気センサの出力が所定値になるように燃料供給量をフ
ィードバック制御する。この制御内容は従来公知である
ので詳しい説明は割愛する。

次いで、ステップ404において、点火時期θ_igを評価
パラメータP_max,P_i,AまたはＢが極大となるように制御
する。この制御内容は第６図（ａ）から第６図（ｃ）に
て説明した極大値制御である。

次に、ステップ401にて空燃比のフィードバック制御
を不実行としたときは、ステップ405に移り、燃料供給
量Q_fを評価パラメータP_max,P_i,AまたはＢが極大となる
ように制御する。この制御も第６図（ａ）から第６図
（ｃ）によって説明したものである。

次いで、ステップ404の処理により点火時期θ_igを制
御する。この図の構成は空燃比のフィードバック制御を
実行するとき燃料供給量Q_fによる極大値制御を実行しな
いようにするためのものであって、排気ガス成分を所定
レベル以下に保つために空燃比が優先的に制御されるた
めである。

第８図は上述の制御に用いる評価パラメータを平均化
する方法を示すものである。同図において、ステップ50
1はパラメータX_i（P_max,P_i,AまたはＢの値で燃焼のｉサ
イクル目の値を示すもので具体的には第６図（ａ）のス
テップ107や108の出力に相当）を読み取り、ステップ50
2にて逐次積算する。

ステップ503は積算回数がｎサイクルに達したか否か
を判定するもので、未達であれば、ステップ501に戻
り、達したのであれば、ステップ504に移って積算値を
ｎで割って平均値を求める。この平均値により前記
第６図（ｂ），第６図（ｃ），第７図の制御を行う。こ
のような平均化は機関が同一の燃料供給量Q_f、同一の点
火時期θ_igで運転されていても燃焼圧P_cひいては評価パ
ラメータP_max,P_i,AまたはＢが若干の変動をするため、
前記極大値制御に支障を与える場合を考慮して行うもの
である。

平均化により学習が遅くなることを勘案し、制御上許
容できる範囲にｎを定める必要がある。平均化の後ステ
ップ505で積算値をクリアする。

なお、第８図は単なる算術平均の方法を示している
が、他の良く知られた加重平均や移動平均の方法をとる
こともできる。

以上に説明した極大値制御において、点火時期制御、
燃料供給量制御の制御範囲は制限を設けることが望まし
い。何故ならば、点火時期は遅れ過ぎると失火したり、
排気ガス温度の過昇による損傷が発生し、逆に進み過ぎ
ると異常燃焼による出力低下や損傷が発生し、また燃料
供給量の過大または過少でも同様なことが発生するから
である。

この制限は制御パラメータである点火時期θ_igや燃料
噴射パルス幅を所定の上下限値と比較し、超えていると
きは上下限値によって制御を行うようにすれば実現でき
る。論理は簡単なので図面による説明は省略する。

次に、第６図（ｂ）の説明において毎サイクル毎に加
減するパルス幅ΔＴ（点火時期の場合Δθ_ig）は小さい
値にすべきことを述べた。

しかしながら、この加減値が小さいことは、パルス幅
（点火時期）が最適値に集束する速度が遅くなることを
意味し、運転状態が常に変化する機関の制御には好まし
くない。

このような問題を解決するために、機関の運転状態を
運転パラメータによるゾーン区分し、このゾーン毎に前
記噴射パルス幅T_nあるいは点火時期θ_ig(n)′による極
大値制御を行い、制御結果のT_nやθ_ig(n)をゾーン毎に
対応して設けたメモリに保持し、このメモリを電源を停
止しても保持可能なものとすることができる。

このようにすると、機関の運転を再開したとき、ある
いはある運転状態から別の運転状態に移行したとき、前
記の極大値制御の制御パラメータT_nやθ_ig(n)はそれぞ
れ最適値近傍から補正開始されるので、集束が速くな
り、好ましい制御が可能である。

この制御を可能にするためには、第２図のRAM155を不
揮発性メモリにするか、RAM155の電源をバッテリによっ
てバックアップすることにより、内容を保持させればよ
い。

第９図は運転状態のゾーン区分とメモリの割付の例を
示す図である。横軸は回転数Ｎであり、N₁,N₂,N₃と区分
されている。縦軸Ｙはエンジンの負荷を示すパラメータ
であり、吸入空気量Q_a、これを回転数Ｎで除したQ/Nま
たは吸気管圧力P_bなどを使用し、同様にY₁,Y₂,Y₃,Y₄と
区分されている。

これらの区分でゾーン区分を行い、それぞれのゾーン
に対応してメモリＭ_Tl,mとＭ_θl,mを割り当てる。M_Tは
制御パラメータT_nを保持するメモリ、Ｍ_θは制御パラメ
ータθ_ig(n)を保持するメモリであり、l,mはそれぞれ横
軸と縦軸の区分番号を示している。

これらのゾーン内にあるとき、前記極大値制御を行
い、制御パラメータを逐次メモリM_T,M_θに書き込み保持
するようにする。第９図の例は回転数Ｎ、エンジンの負
荷を示すパラメータＹの２元パラメータでゾーン区分し
たが、ＮまたはＹの単独でゾーン区分しても良いことは
云うまでもない。

なお、第９図の制御論理は簡単であるので、論理を図
面で説明することは割愛する。

前記メモリM_TやＭ_θに保持される制御パラメータは該
当するゾーン内で安定して運転されているとき適正な値
に集束可能である。

しかしながら、加減速が頻繁に繰り返される機関にあ
っては、燃焼状態の過渡状態に対応して極大値制御が行
われ、正規の値を著しく逸脱した値が保持されるおそれ
がある。

このような不都合を解決するためには、第10図に示す
ようなフィルタを用いるとよい。第10図において、ステ
ップ601は極大値制御パラメータであるパルス幅T_n（第
６図（ｂ）のステップ210の値）を読み取り、ステップ6
02で前回までにメモリM_Tに保持されている値T₀（old）
を読み出し、このT_nとT₀（old）によりステップ603にお
いて、 T₀（new）＝（１−Ｋ）・T₀（old）＋KT_n 但し０＜Ｋ１の演算を行う。

この演算の意味するところは、今回得られた結果T_nの
Ｋ倍をメモリに反映させ、新しい保持値T₀（new）を発
生することである。Ｋの値は保持値の集束速度を適度に
することと過渡時の逸脱した補正値を制御することの兼
合いで決定される。

次いで、ステップ604にて、メモリM_Tにパルス幅T₀（n
ew）を書き込み、ステップ601に戻る。このメモリM_Tに
保持される値T₀は第６図（ｂ）の極大値制御を開始する
ときのパルス幅T_nの初期値として用いられる。

第10図において、ステップ601〜604の循環は第６図
（ｂ）の極大値制御に同期させることもできるし、これ
より遅い周期を選定することもできる。

なお、この第10図は制御パラメータをパルス幅T_nの例
で示しているが、点火時期θ_ig(n)も同じ構成でメモリ
Ｍ_θに保持できることは云うまでもない。

以上の極大値制御は燃焼圧センサ13の作動が異常のと
きは実行を停止するのが妥当である。したがって、燃焼
圧センサ13が正常であるときに出力される値の範囲を予
め定めておき、この範囲を超えた値が出力されたときは
極大値制御禁止のフラグをセットし、第６図（ａ）の極
大値制御を開始する際にこのフラグを読み取ってセット
状態にあるときは制御を禁止すると良い。この論理は簡
単なので図面による説明は割愛する。

なお、燃焼圧センサ13の出力が正常であるか否かの判
定は燃焼圧センサ13から直接出力される燃焼圧P_cのほ
か、この燃焼圧P_cの最大値P_maxや平均有効圧P_iのいずれ
か少なくとも一つの値を用いると良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、燃焼サイクル毎の
圧力最大値P_max、平均有効圧P_i、評価パラメータＡまた
はＢが極大となる方向に燃料供給量Q_fまたは点火時期θ
_ｉに基づいて点火制御を行うように構成し、また、機関
の排気ガス成分濃度に基づいて空燃比を求め、空燃比が
所定の値となるように燃料供給量Qfをフィードバック制
御するとともに、機関の所定の負荷運転域においてはフ
ィードバック制御を行い、平均有効圧Pi、評価パラメー
タＡまたは評価パラメータＢが極大となるように点火時
期θｉを所定量ずつ補正制御し、所定の負荷運転域以外
の運転域においてはフィードバック制御を停止して、最
大値Pmax、平均有効圧Pi、評価パラメータＡまたは評価
パラメータＢが極大となるように燃料供給量Qfを所定量
ずつ補正制御したので、個々の機関にばらつきがあって
も、常に最大出力や最大効率が得られる。

また、空燃比の排気センサによるフィードバック制御
と燃焼パラメータによる極大値制御の干渉を防止し、排
気ガス成分を所定レベル以下に保ちながら出力や効率を
高めることが可能であるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による内燃機関の制御装置
の構成図、第２図は第１図の実施例における制御装置の
内部構成を示すブロック図、第３図は第１図の実施例に
おける燃焼圧波形の一例を示す特性図、第４図および第
５図はそれぞれ第１図の実施例における燃焼パラメータ
と空燃比および点火時期との関係を示す特性図、第６図
（ａ）ないし第６図（ｃ），第７図，第８図はそれぞれ
この発明の極大値制御を行うための動作の流れを示すフ
ローチャート、第９図はこの発明を説明するための運転
状態のゾーン区分とメモリの割付の例を示す説明図、第
10図はこの発明における過渡状態に対応する場合の動作
の流れを示すフローチャートである。２……エアフローメータ、2a……吸気管圧センサ、６…
…水温センサ、７……クランク角センサ、９……排気セ
ンサ、10……燃焼噴射弁、11……点火プラグ、13……筒
内圧センサ（燃焼圧センサ）、15……制御装置。なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２８Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２８Ｆ０２Ｐ 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の吸気量Qaを計測するエアフローメー
タと、前記機関の吸気管圧力Pbを検出する吸気管圧力センサ
と、前記機関の回転角θｃを検出するクランク角センサと、前記機関の燃焼室内圧力Pcを検出する少なくとも１つの
筒内圧センサと、前記吸気量Qaまたは前記吸気管圧力Pbと前記機関の回転
数Ｎに応じた燃料供給量Qfおよび点火時期θｉを求め、
かつ前記燃焼室内圧力Pcおよび前記回転角θｃにより燃
焼サイクル毎の圧力最大値Pmaxまたは平均有効圧Piを求
め、さらに、前記吸気量Qa、前記回転数Ｎおよび前記平
均有効圧Piにより算出される評価パラメータＡ＝Pi/（Q
a/N）と、前記吸気管圧力Pbおよび平均有効圧Piにより
算出される評価パラメータＢ＝Pi/Pbとのうちの少なく
とも１つを求め、その前回値と今回値との比較結果に基
づいて、前記圧力最大値Pmax、前記平均有効圧Pi、前記
評価パラメータＡまたは前記評価パラメータＢが極大と
なるように前記燃料供給量Qfまたは点火時期θｉの少な
くとも１つを補正してこの補正値に基づいて燃料供給量
または点火時期を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記機関の排気ガス成分濃度に基づいて空燃比を求め、
前記空燃比が所定の値となるように前記燃料供給量Qfを
フィードバック制御するとともに、前記機関の所定の負荷運転域においては前記フィードバ
ック制御を行い、前記平均有効圧Pi、前記評価パラメー
タＡまたは前記評価パラメータＢが極大となるように前
記点火時期θｉを所定量ずつ補正制御し、前記所定の負荷運転域以外の運転域においては前記フィ
ードバック制御を停止して、前記最大値Pmax、前記平均
有効圧Pi、前記評価パラメータＡまたは前記評価パラメ
ータＢが極大となるように前記燃料供給量Qfを所定量ず
つ補正制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。