JPS60113126A - Intra-cylinder pressure detection type engine controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect always a pressure in a cylinder surely and accurately detecting variance of the light reflection direction on the surface of a flexible member, which is bent in accordance with the pressure in the cylinder, as variance of the quantity of light by an optical fiber member. CONSTITUTION:A diaphragm 4 is stuck to one end face of a sensor housing 6. The end face of a fiber bundle 7 is placed in the position which is a prescribed length distant from the inside end face of the diaphragm 4. This fiber bundle 7 consists of a fiber 1 for illumination, an inside fiber 2 for picking-up, an outside fiber 3 for picking-up, and a packed material 8 packed on boundary parts among these fibers. When the diaphragm 4 is bent in accordance with the pressure in the cylinder, the quantity of light incident from the fiber 1 for illumination to inside and outside fibers 2 and 3 for picking-up is changed. This change of the quantity of light is detected to detect the pressure in the cylinder.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなど
内燃機関の気筒内圧力を常時検出し、それに基ついて燃
料供給量などの制御全行なうようにしたエンジン制御装
置に係り、特に、そのために新規な気筒内圧センサを用
いるようにしたエンジン制御装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention provides an engine control system that constantly detects the in-cylinder pressure of an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, and performs all controls such as the amount of fuel supplied based on this. The present invention relates to an engine control device, and particularly to an engine control device that uses a novel cylinder internal pressure sensor for that purpose.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

逆転中の内燃機関における気筒（以下、単に筒という）
内比力を常時検出し、その便化状態を知ると、これによ
り窒燃比１点火時期（又は燃料噴射時期）、ＥＧＲ（排
気ガス還流）量などの情報をｔｈ確に、かつ迅速にめる
ことかでさ、従って、これらの情報により制御目標との
偏差が減小する方向にフィードバック制御１−ることに
よって、正確に応答住良（動作１′る制御システムを得
ることができる。Cylinder in an internal combustion engine during reverse rotation (hereinafter simply referred to as cylinder)
By constantly detecting internal specific power and knowing its convenient status, information such as nitrous fuel ratio 1 ignition timing (or fuel injection timing), EGR (exhaust gas recirculation) amount, etc. can be determined accurately and quickly. Therefore, by using this information to perform feedback control in a direction that reduces the deviation from the control target, it is possible to obtain a control system that responds accurately.

そこで、このような筒内圧力検出による制御システムが
種々提案されている。Therefore, various control systems using such cylinder pressure detection have been proposed.

例えば、特開昭５７−１５３９６６号公報では、筒内圧
力センサとクランク角センサの出力に基づいて燃焼期間
をめ、目標値に対する偏差をなくすようにＥ　Ｇ　ｌｔ
量を制御する構成を開示しでいる。For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-153966, the combustion period is determined based on the outputs of the cylinder pressure sensor and the crank angle sensor, and the E G lt
A configuration for controlling the amount is disclosed.

また、特開昭５７−１６３１２８号公報では、筒内圧力
センサとクランク角センサの出力より空燃比を演算して
め、目標を燃比との偏差がなくなるように燃料量をフィ
ードバック制御する構成を開示している。Furthermore, JP-A-57-163128 discloses a configuration in which the air-fuel ratio is calculated from the outputs of an in-cylinder pressure sensor and a crank angle sensor, and the fuel amount is feedback-controlled so that there is no deviation from the target fuel ratio. are doing.

ところで、このようなシステムの構成に除してキーコン
ポーネントとなるのは筒内圧力センサであるが、このセ
ンサとして従来から用いられているのは、歪ゲージ式、
圧電式などによるものである。By the way, the key component in the configuration of such a system is the in-cylinder pressure sensor, and the sensors conventionally used are strain gauge type,
This is based on a piezoelectric type or the like.

しかしながら、内燃機関、特にガソリン機関のごとき火
花点火式機関では、点火プラグで放電するための高電圧
エネルギの供給がシステム中で必要であり、このため、
上記した従来の筒内圧力センサでは電波ノイズが圧力信
号に重畳し易いという問題点を有している。さらに、歪
ゲージ式の場合、■出力が少ない、■寿命が短がいなど
の欠点を肩しており、圧電式の場合、■精度が不十分。However, internal combustion engines, especially spark-ignited engines such as gasoline engines, require a high voltage energy supply in the system for discharge at the spark plug;
The conventional in-cylinder pressure sensor described above has a problem in that radio wave noise is likely to be superimposed on the pressure signal. Furthermore, the strain gauge type suffers from drawbacks such as low output and short lifespan, while the piezoelectric type has insufficient accuracy.

静的検定が困難、■零点の移動大、■防湿保管の要あり
、■機械的外乱振動を拾いやすいなどの欠点を有してお
り、両者とも、実根システムに実装するセンサとしては
不充分で、館内圧検出方式の利点盆充分に活かすことが
できないという欠点があった。It has disadvantages such as difficulty in static verification, ■ large movement of the zero point, ■ requirement for moisture-proof storage, and ■ easy pick-up of mechanical disturbance vibrations, and both are insufficient as a sensor to be implemented in a real root system. However, the disadvantage was that it was not possible to take full advantage of the advantages of the indoor pressure detection method.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的とするところは、上記した従来の筒内圧力
検出手段の有していた不具合い点を解消し、実機に実装
しても充分耐え得る高精度、高信頼性の新規な筒内圧力
検出手段ケ提示し、これを用いて燃焼を左右する諸量の
フィードバック制御を好適に行うシステムｒｑ成を提供
することにある。The purpose of the present invention is to eliminate the disadvantages of the conventional cylinder pressure detection means described above, and to develop a new cylinder pressure detection means with high precision and high reliability that can withstand even when installed in an actual machine. The object of the present invention is to provide a system rq configuration that provides a pressure detection means and uses the pressure detection means to suitably perform feedback control of various quantities that affect combustion.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するため、本発明の特徴とするところは
、筒内圧力センサとして、筒内圧力によって変形する可
撓性部材の湾曲の大きさを光ファイバによって検出する
方式を用いることにより、上記従来の筒内圧力センサの
不具合い点を解消した点にある。In order to achieve this object, the present invention is characterized by using an optical fiber as an in-cylinder pressure sensor to detect the magnitude of curvature of a flexible member deformed by in-cylinder pressure. The problem lies in eliminating the drawbacks of conventional cylinder pressure sensors.

さらに、多気筒機関の場合、各気筒の筒内圧力を上記光
ファイバによるセンサで検出し、その信号を処理するに
好適な信号処理構成にある。Furthermore, in the case of a multi-cylinder engine, there is a signal processing configuration suitable for detecting the in-cylinder pressure of each cylinder using the optical fiber sensor and processing the signal.

さらに、上記処理した信号を用いて、燃焼を左右する諸
量のフィードバック制御を行う全体構成にある。Furthermore, the overall configuration uses the processed signals to perform feedback control of various quantities that affect combustion.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例全図面ｒ用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to all drawings.

第１図は本発明で用いる筒内圧力センサの原理図で、ま
ず、第１図（ａ）はその断面図であり、円周方向に環状
に配列した複数個のファイバ素線からなる照明用ファイ
バｌ、その内周にそって配列した複数個のファイバ素線
からなる内側採集用ファイバ２．同様に外周面に配列し
た外側採集用ファイバ３．そして、これらのファイバ束
の軸と直角に対向した形で支持部材５によって円周端面
を全周支持されたダイヤフラム４でこの圧力センサが構
成されていることを示している。このように構成したも
のにおいて、圧力Ｐが大気圧の場合、第１図（Ｃ）のご
とくダイヤフラム４は湾曲せずフラットな状態を維持す
る。したがって、照明用ファイバ１から導かれた光Ｉ。Fig. 1 is a principle diagram of the in-cylinder pressure sensor used in the present invention, and Fig. 1 (a) is a cross-sectional view thereof. Inner collection fiber 2 consisting of a plurality of fiber strands arranged along the inner circumference of the fiber l. Outer collection fibers similarly arranged on the outer circumferential surface 3. It is shown that this pressure sensor is constituted by a diaphragm 4 whose circumferential end face is supported all around by a supporting member 5 in a manner perpendicularly opposed to the axis of these fiber bundles. In this structure, when the pressure P is atmospheric pressure, the diaphragm 4 does not curve and maintains a flat state as shown in FIG. 1(C). Therefore, the light I guided from the illumination fiber 1.

は、内側採集用ファイバ２．外側採集用ファイバ３にそ
れぞれ均等に’ｉｎｉ、の光が反射し導びがれる。した
がってこの場合１１＝ｉ２である。次に、第１図（ｂ）
のどと＜Ｐ＞０と圧力が大気圧より大きい場合、ダイヤ
フラム４は図の下方に５曲する。したがってこの場合、
内側採集用ファイバ２にダイヤフラム４がら反射して導
びがれる光ｊ１は少なくなり、逆に外側採集用ファイバ
３に導びがれる光重、は多くなる。一方、これとは逆に
、第１図（ｄ）のごとく圧力が大気圧より／Ｊ％さい場
合（、Ｐ（０）、ダイヤフラム４は図の上方に湾曲する
。したがってこの場合はｍ１図（ｂ）の場合と反対Ｋｉ
、）ｉ、の状態となる。すなわち圧力Ｐの大きさによっ
て１１とｉ、は反比例のの関係を示す。is the inner collection fiber 2. The light 'ini is equally reflected and guided to the outer collecting fiber 3. Therefore, in this case 11=i2. Next, Figure 1(b)
When the pressure is greater than atmospheric pressure, the diaphragm 4 bends five times downward in the figure. Therefore in this case,
The light j1 reflected from the diaphragm 4 and guided to the inner collecting fiber 2 decreases, and conversely, the light weight guided to the outer collecting fiber 3 increases. On the other hand, on the contrary, when the pressure is /J% lower than the atmospheric pressure as shown in Fig. 1(d) (, P(0), the diaphragm 4 curves upward in the figure. Therefore, in this case, m1 figure ( Ki opposite to case b)
, )i. That is, depending on the magnitude of the pressure P, 11 and i exhibit an inversely proportional relationship.

第２図はこの両者の比ｉ、／ｉ、と圧力の関係を示した
ものであり、はぼ−次の比例関係にあることがわかる。FIG. 2 shows the relationship between the ratio i, /i, and pressure, and it can be seen that they have the following proportional relationship.

ダイヤプラム径φ２調程度のものを用いた場合、ダイヤ
フラム４の厚さを任意に選定することにより、測定する
圧力範囲を任意にとることができる。また、ダイヤフラ
ム４の材質の選定によっても、この範囲を変えることが
できる。When a diaphragm with a diameter of approximately φ2 is used, the pressure range to be measured can be arbitrarily selected by arbitrarily selecting the thickness of the diaphragm 4. Further, this range can also be changed by selecting the material of the diaphragm 4.

第３図はこの原理を応用して具体化した筒内圧力センサ
の一実施例である。センサハウジング６の一方の端面に
は高精度に肉厚、平面度等が管理されて製作された金属
製の薄いダイヤフラム４が固着しである。さらにこの金
属ダイヤフラム４の内側の端面からの距離を高精＃に管
理した点にファイバ束７の端面が位置している。このフ
ァイバ束７は、照明用ファイバ１．内側採集用ファイバ
２、外側採集用ファイバ３とこれらの境界部に充てんさ
れている充てん月８（この充てん材としては数１００度
の高温に耐え、かつ適度の弾性を備えたものが望ましく
、例えばシリコン系、ふっ素糸のプラスチノ名、半田ガ
ラス、金属粉含有セラミックなどを用いればよい。）と
から構成されており、そして、このファイバ束７は接着
部９で高温にも耐え得る強力な接着材で接着されている
。また、ダイヤフラム４とファイバ束７の端面で構成さ
れた空間部であるダイヤスラム室ｌＯは圧力導入（Ｌｌ
ｌによって大気と導通ずる構成どしでいる。この場合ｅ
こは相対圧力ケ検出する相対圧式筒内圧力センサとして
機能する。一方、この土力導入孔１１よりダイヤフラム
室１０内の突気１吸引し、ダイヤフラム室１０内を真空
状態にした後に圧力導入孔１１會閉鑓した構成にとると
、絶対圧力を検出する絶対圧式筒内圧力センサとして機
能する。したがって用途によ−ってこの両者は任意に選
定することができる。なおファイバ束７のもう一方の端
面は、センサハウジング６のもう一方の端面１２より奥
まった位置で、軸０−０と直角でその切断面の平面度が
高祠度に管理された形で化ノドされている。FIG. 3 shows an example of an in-cylinder pressure sensor which is realized by applying this principle. A thin metal diaphragm 4 whose thickness, flatness, etc. are controlled with high precision is fixed to one end face of the sensor housing 6. Further, the end face of the fiber bundle 7 is located at a point whose distance from the inner end face of the metal diaphragm 4 is controlled with high precision. This fiber bundle 7 includes illumination fibers 1. The inner collecting fiber 2, the outer collecting fiber 3, and the filling material 8 filled in the boundary between them (this filling material is preferably one that can withstand high temperatures of several hundred degrees and has appropriate elasticity; for example, The fiber bundle 7 is made of a strong adhesive material that can withstand high temperatures at the bonding part 9. It is glued with. In addition, a diaphragm chamber 1O, which is a space formed by the diaphragm 4 and the end face of the fiber bundle 7, has a pressure introduction (Ll
The structure is such that it communicates with the atmosphere through l. In this case e
This functions as a relative pressure type cylinder pressure sensor that detects relative pressure. On the other hand, if the structure is such that the pressure introduction hole 11 is closed after the suction of air inside the diaphragm chamber 10 is sucked through the earth force introduction hole 11 and the inside of the diaphragm chamber 10 is made into a vacuum state, the absolute pressure type that detects the absolute pressure is adopted. Functions as an in-cylinder pressure sensor. Therefore, both can be arbitrarily selected depending on the application. The other end surface of the fiber bundle 7 is located at a position deeper than the other end surface 12 of the sensor housing 6, is perpendicular to the axis 0-0, and the flatness of the cut surface is controlled to a high degree of precision. Being throated.

またセンサハウジング６の内周面１３はコネクタと高年
６度に接続するために、軸Ｏ−０と高精度な平行度、お
よび内径精度を保持した構成としている。In addition, the inner circumferential surface 13 of the sensor housing 6 is configured to maintain highly accurate parallelism with the axis O-0 and inner diameter accuracy in order to connect to the connector at a high angle of 6 degrees.

なお、センサ全体ヲ１４で表わしである。Note that the entire sensor is represented by 14.

第４図は第３図に示ｌまた筒内圧力センサ１４をファイ
バ用コネクタ１５で接続する場合の実施例１示したもの
である。FIG. 4 shows a first embodiment in which the in-cylinder pressure sensor 14 shown in FIG. 3 is connected by a fiber connector 15.

ファイバ用コネクタ１５内のファイバ束かもその位置構
成は第３図に示した筒内圧力センサ１４と同様であるが
、充てん材２１としてはポリエチレンなどの変形性に富
んフコものでも良い。ただし、まだこの付近では燃焼♀
側の高温の熱が伝達する可能性があるので、第３図の場
合と同様に耐熱性の充てん材で所定の長さのファイバケ
ーブル２２ケ構成し、その後さらにファイバＪｆ］コネ
クタ？設けてそれ以後のファイバケーブル変形性に富ん
だ充てん材にすることも推奨できる。The positional configuration of the fiber bundle within the fiber connector 15 is similar to that of the cylinder pressure sensor 14 shown in FIG. 3, but the filler 21 may be made of highly deformable foam material such as polyethylene. However, it is still burning around here ♀
Since there is a possibility that high-temperature heat from the side may be transferred, 22 fiber cables of a predetermined length are constructed with heat-resistant filler material as in the case of Fig. 3, and then additional fiber Jf] connectors are constructed. It is also recommended to provide a filler with high deformability for the fiber cable after that.

ところで第４図の実施例ではセンサｈ１ｊのファイバ束
７とコネクタ側のファイバ東側の同軸度を高精度に確保
するために円周面邪、２４により両者をかん合して合致
させる構成をとっている。そして、この場合の両者の固
定はねじ部局により行っている。しかしこの場合は、各
ファイバ素線（第１図（ａ）を参照のこと）が円周方向
で完全に合致させることか難かしく、ファイバ光の伝送
損失がこの接続部で生ずる。したがって、この損失を極
力抑えようとする場合には、円周方向に制限部を設け、
センサ、コネクタの両者をスラスト方向の動きのみで接
続し、上記円周方向のずれを防止する方策が必要である
。その構成も通常の技術で充分達成可能であるので本明
細書では、これについては省略する。By the way, in the embodiment shown in FIG. 4, in order to ensure highly accurate coaxiality between the fiber bundle 7 of the sensor h1j and the east side of the fiber on the connector side, a configuration is adopted in which the two are mated and matched by the circumferential surface 24. There is. In this case, both are fixed by screws. However, in this case, it is difficult to perfectly match each fiber strand (see FIG. 1(a)) in the circumferential direction, and transmission loss of fiber light occurs at this connection. Therefore, when trying to suppress this loss as much as possible, a restriction section is provided in the circumferential direction,
A measure is required to connect both the sensor and the connector by movement only in the thrust direction and prevent the displacement in the circumferential direction. Since its configuration can also be sufficiently achieved with ordinary techniques, it will be omitted in this specification.

さて、上記した筒内圧力センサはダイヤフラム径φ２〜
φ１５ｍ＋ｎ程度と任意の大きさ全選定することができ
、長さ方向も目出に迫定することができる。したがって
、第３図で厚したごとき構成−のセンサを機関の燃焼室
（筒内）に直接配置する構成をとっても良い。周知のよ
うにファイバ用材料としては、石英が一般的であり、多
成分カラスのものも多用されている。石英の場合、軟化
温度は１７００℃と非常に高く、燃焼室の極く近傍に付
設しても何ら影響ｒ受けない。また石英は電気の伝導体
でないため、外部誘導、電波干渉などの問題がなし・の
で、点火のための電気ノイズを受ける心配が全くないの
で燃焼室近傍の悪条件の環境下でも充分１ｊえ得る特性
を有している。Now, the cylinder pressure sensor mentioned above has a diaphragm diameter of φ2~
Any size of approximately φ15m+n can be selected, and the length direction can also be closely matched. Therefore, a sensor with a thicker structure in FIG. 3 may be directly disposed in the combustion chamber (inside the cylinder) of the engine. As is well known, quartz is commonly used as a fiber material, and multi-component glass materials are also frequently used. In the case of quartz, the softening temperature is as high as 1700° C., so even if it is installed very close to the combustion chamber, it will not be affected at all. In addition, since quartz is not an electrical conductor, there are no problems such as external induction or radio wave interference.Therefore, there is no need to worry about receiving electrical noise for ignition, so it can be used even under adverse conditions near the combustion chamber. It has characteristics.

しかし、機関に上記筒内圧力センサ取付は用の孔を新た
に設けるのが望ましくない場合には、第５図に示したよ
うに、点火プラグの一部に上記センサを装着する構成を
とっても良い。１−でに述べたように、本発明になる筒
内圧力センサはφ２欄程度と非常に手鎖で構成できるの
で、従来の点火プラグの構造を犬猫に変更することなく
、これに装着がｏｌ能である。However, if it is not desirable to provide a new hole for installing the cylinder pressure sensor in the engine, the sensor may be installed in a part of the spark plug, as shown in Figure 5. . As mentioned in 1-, the in-cylinder pressure sensor according to the present invention can be configured with a diameter of about 2 columns, and can be easily configured with a hand chain. It is Noh.

第５図において３０は中心電極、３工は外部電極であり
、この両者は磁器絶縁体３２によって電気的に絶縁され
ている。この磁器絶縁体３２は金属製胴体３３によって
固着されており、その下端部には機関燃焼室に取り付け
るだめのねじ部３４が設けである。In FIG. 5, 30 is a center electrode, and 3 is an outer electrode, both of which are electrically insulated by a ceramic insulator 32. This porcelain insulator 32 is fixed by a metal body 33, and the lower end thereof is provided with a threaded portion 34 for attachment to the engine combustion chamber.

また中心電極（資）は接続端子あにより高圧コードと接
続できるようになっている。In addition, the center electrode (capital) can be connected to a high voltage cord through a connecting terminal.

以上の構成は通常の点火プラグの構造そのものであるが
、この点火プラグにおいて、第５図の破断面で示したご
とく圧力孔間を金属製胴体３３に貫通し、ねじ部３４の
一部に■のごとく矩形状溝を形成させ、その溝の開口端
が、燃焼室（筒内）と上記圧力孔３６とを導通するよう
に構成する。さらに圧力孔３６のもう一方の開口端には
筒内出力センサ１４が装着されている。The above structure is the same as that of a normal spark plug, but in this spark plug, the metal body 33 is penetrated between the pressure holes, as shown by the fractured surface in FIG. A rectangular groove is formed as shown below, and the open end of the groove is configured to communicate between the combustion chamber (inside the cylinder) and the pressure hole 36. Further, an in-cylinder output sensor 14 is attached to the other open end of the pressure hole 36.

以上の構成において、圧力孔３６の孔径はφ１＋ｍｎ程
度でも良いが、デポジットによる目づまり、圧力応答感
度の低下等に問題が生ずる慮れがある場合にはφ２〜φ
３閣程反以上に大きくすることが望ましい。また、筒内
圧力センサ１４の感圧部であるダイヤフラム回路は、燃
焼′室（筒内ンに近い程。In the above configuration, the diameter of the pressure hole 36 may be approximately φ1+mn, but if there is a possibility that problems such as clogging due to deposits or a decrease in pressure response sensitivity may occur, the diameter of the pressure hole 36 may be approximately φ2 to φ
It is desirable to make it larger than the three cabinets. In addition, the diaphragm circuit, which is the pressure sensing part of the cylinder pressure sensor 14, is located nearer to the combustion chamber (the closer to the inside of the cylinder).

応答性の面から有利となるので構造上許し得る限り、圧
力孔３６が短くなるように設置することが望ましい。ま
た、機関に上記点火プラグを装着する場合には、第５図
に示した様に、筒内圧力センサ１４には第４図で示した
ファイバ用コネクタ１５を接続しない状態で装着し、装
着し終ってから上記コネクタを接続することが望ましい
。Since this is advantageous in terms of responsiveness, it is desirable to install the pressure hole 36 as short as possible structurally. In addition, when installing the spark plug in the engine, as shown in FIG. 5, the fiber connector 15 shown in FIG. 4 is attached to the in-cylinder pressure sensor 14 without being connected. It is desirable to connect the above connector after the completion of the process.

次に、以上説明してきた筒内圧力センサを用いて、多気
筒機関の各気筒の筒内圧力を検出する場合のファイバ、
および光学系の結合方法について述べる。なお、ここで
は−例として四サイクル４気筒機関について詳述する。Next, we will discuss the fiber used to detect the in-cylinder pressure of each cylinder of a multi-cylinder engine using the in-cylinder pressure sensor described above.
We will also discuss how to combine optical systems. Note that a four-stroke, four-cylinder engine will be described in detail here as an example.

さて、ファイバ、光学系の結合方法としては種々な方法
が考えられるが、ここでは代表的なもののみについて数
種類提示する。Now, various methods can be considered for coupling fibers and optical systems, but only a few representative ones will be presented here.

まず第６図の方法について説明すると、この図において
４０．４１．４２．４３は各気筒であり、それぞれ筒内
圧力センサ４４．４５．４６．４７が設けられている。First, the method shown in FIG. 6 will be explained. In this figure, 40, 41, 42, and 43 are cylinders, each of which is provided with an in-cylinder pressure sensor 44, 45, 46, and 47.

これらの筒内圧力センサにはそれぞれ光＃４８からの光
が光分岐器４９によって等しく分岐されて導入される。The light from light #48 is equally split by a light splitter 49 and introduced into each of these cylinder pressure sensors.

これが第１図で述べた照明用ファイバ１で導入される照
明光ｉ。である。また、筒内出力センサからは内側採集
用ファイバ２からの光ｉＩと外側採集用ファイバ３から
の光ｉ、とが出力される。１１の光は４気筒分並列に光
結合器間に導びかれ、結合した光は受光器５１により光
電変換される。This is the illumination light i introduced by the illumination fiber 1 described in FIG. It is. Furthermore, the in-cylinder output sensor outputs light iI from the inner collecting fiber 2 and light i from the outer collecting fiber 3. 11 lights from four cylinders are guided between optical couplers in parallel, and the combined light is photoelectrically converted by a light receiver 51.

同様に、ｉｔの光も光結合器５２を介して受光器５３に
より光電変換される。Similarly, the light of it is also photoelectrically converted by the light receiver 53 via the optical coupler 52.

この方法の場合、第７図で示す様に、ｉＩｍ　’２の出
力は各気筒の圧力をあたかも平滑化したごとき波形とな
る。すｌ’ｘわち、第１気筒の圧力波形５４゜第２気筒
の圧力波形５５　＊　第３気筒の圧力波形５６゜第４気
筒の圧力波形５７ヲそれぞれの筒内圧力センサ４４．４
５．４６．４７では忠実に検知し、光結合器（資）。In the case of this method, as shown in FIG. 7, the output of iIm'2 has a waveform as if the pressure in each cylinder was smoothed. In other words, pressure waveform 54 of the first cylinder, pressure waveform 55 of the second cylinder, pressure waveform 56 of the third cylinder, pressure waveform 57 of the fourth cylinder, and the respective in-cylinder pressure sensors 44.4.
5.46.47 faithfully detects and optical coupler (equipment).

５１にそれぞれ’１１＋　’＋２＋　ｉｌＢ＋　’１４
およびＦ＋’、２＋’　２３　＋　１２４の光全導入す
るか、フシ結合器ではこれらの光を結合し、加算シ、た
形で出力するのでｉ、ＶＣついては５８．＋２について
は５９のごとき波形となる。'11+'+2+ilB+'14 for 51 respectively
And F+', 2+' 23 + 124 lights are all introduced, or the Fushi coupler combines these lights and outputs them in the form of addition, so for i and VC, 58. For +2, the waveform becomes 59.

したがって、＋２／ＩＩの出力成形６０はＯ点しベルよ
り」一方で振幅１′る波形か得られる。したがって、し
Ｊ’ｘ／’＋の板形の干均値（）、あたかも４気筒分の
平均有効圧のごとき特性となる。Therefore, the output shaping 60 of +2/II yields a waveform with an amplitude of 1' from the O point and 1' on the other hand. Therefore, the plate-shaped dry average value () of J'x/'+ has a characteristic similar to the average effective pressure of four cylinders.

次に第８１ン１の方法について説明する。Next, the 81st method will be explained.

照明光１゜の導入ブＣ学糸は第６図の場合と同様であり
、光諒４８からの光を光分岐器４９で等しく分岐し、筒
内比力センサにそれぞれ纒びく。The 1° illumination light introduction tube is the same as that shown in FIG. 6, and the light from the light beam 48 is equally divided by the light splitter 49 and distributed to the in-cylinder specific force sensors.

しかして、この方法では、採集光’ｌ＋’ｆｆｉの光学
系との結合法が第６図の域１合と異なっている。However, in this method, the method of coupling the collected light 'l+'ffi with the optical system is different from that in area 1 of FIG. 6.

すなわち、第１気筒の内側採集光ｉ２８．外側採粂光＋
２１はそねそれ別個に受光器６１ａ、６１ｂで受光され
、同様に第２気筒分は受光器６２ａ、６２ｂ、第３気筒
分は受光器６３ａ、６３ｂ、第４気筒分は受光器６４ａ
、６４ｂでそれぞれ別個に受光される。したがって、こ
の方法の場合には、筒内圧力センサがら得られる情報は
第７図の５４．５５．５６．５７の波形と同様なものが
それぞれの気筒の圧力波形として得られる。That is, the first cylinder's inner collected light i28. Outside light +
21 are each received by light receivers 61a and 61b separately, similarly, the light for the second cylinder is received by light receivers 62a and 62b, the light for the third cylinder is received by light receivers 63a and 63b, and the light for the fourth cylinder is received by light receiver 64a.
, 64b, respectively. Therefore, in the case of this method, information obtained from the cylinder pressure sensor is similar to the waveforms 54, 55, 56, and 57 in FIG. 7 as pressure waveforms for each cylinder.

最後に第９図に示す方法について説明する。Finally, the method shown in FIG. 9 will be explained.

この方法の場合、光源として波長の異なるものを４種類
それぞれ７０．７１．７２．７３のごとく設け、導入用
のファーイバヶ介してそれぞれの筒内出力センサに導び
く。各筒内圧力センサからはそれぞれの波長λ８．λ２
．λ３．λ４で、第１気筒からはλ１の波長でＩＩＩと
ｉ！Ｉが、また、第２気筒からはλ、の波長で１１２と
１１１１が、そして、第３気筒からはλ３の波長で＋ｔ
ｓとｉｔｓが、さらに、第４気筒からはλ４の波長で１
１４とｉｔ＋が出力され、ｉ、の光群は光結合器７３に
、監２の光群は光結合器７４に導びかれる。この両結合
器７３．’７４により、λ１〜λ４のｉ、および！。In this method, four types of light sources with different wavelengths are provided as 70, 71, 72, and 73, respectively, and are guided to the respective in-cylinder output sensors via fibers for introduction. Each in-cylinder pressure sensor has a wavelength λ8. λ2
．． λ3. At λ4, the wavelength of λ1 from the first cylinder is III and i! I, 112 and 1111 at the wavelength of λ from the second cylinder, and +t at the wavelength of λ3 from the third cylinder.
s and its, and furthermore, from the fourth cylinder, 1 at the wavelength of λ4
14 and it+ are output, and the light group i is guided to an optical coupler 73, and the light group 2 is guided to an optical coupler 74. Both couplers 73. '74, i of λ1 to λ4, and! .

はそれぞれ−っの光路となり、ファイバケーブル７５．
７６を介してそれぞれ光分波器７７、光分波器７８に導
びかれる。そしてこの両光分波器７７．７８によりそれ
ぞれ一つの光路となっていたものを各波長成分ごとに分
岐する。すなわち、各気筒ごとの’Ｉｎ１２に分岐する
。この分岐した光は第８図の６１　ａ〜６４ａ、６１ｂ
〜６４　ｂでボした各受光器によって受光する。したが
って最科的に受光器より得られる圧力波形情報は第８図
に示した方法と同様となる。are the optical paths of the fiber cables 75 and 75, respectively.
They are guided to an optical demultiplexer 77 and an optical demultiplexer 78 via an optical demultiplexer 76, respectively. The two optical demultiplexers 77 and 78 separate each wavelength component from one optical path. That is, it branches to 'In12 for each cylinder. These branched lights are 61a to 64a, 61b in Figure 8.
~64 The light is received by each of the light receivers shown in b. Therefore, the pressure waveform information obtained from the light receiver is ultimately the same as the method shown in FIG.

しかしこの方法の場合、第８図の方法に比べてファイ／
（ケーブルの本数に７５．７６のケーブル間で大幅に削
減できるので、部系化された構成を得ることができる。However, in this method, compared to the method shown in Figure 8,
(Since the number of cables can be significantly reduced to 75.76 cables, a subsystemized configuration can be obtained.

次に、第６図、第８図、第９図で用いる光源としでは、
半専体レーザ、発光ダイオードなど、どのようなもので
も良いが、コヒーレント光の祷うれる千尋体レーザを用
いることがより望ましい。Next, as for the light source used in Figs. 6, 8, and 9,
Any type of laser, such as a semi-dedicated laser or a light-emitting diode, may be used, but it is more desirable to use a chihiro-body laser that emits coherent light.

さて、以上の説明から明らかなように、受光器から得ら
れる筒内圧力情報は （１）４気筒分の平均的、平滑的な１つの信号（第７図
６０が相当） （２）各気筒ごとの波形がそれぞれの４つの信号（第７
図の５４．５５．５６．５７が相当）のいずれかとなる
。Now, as is clear from the above explanation, the in-cylinder pressure information obtained from the light receiver is (1) one average, smooth signal for four cylinders (corresponding to 60 in Fig. 7) (2) Each cylinder Each waveform corresponds to each of the four signals (7th
54, 55, 56, 57 in the figure are equivalent).

そこで次にこの（１）、　（２）の信号の処理方法につ
いて述べる。まず、筒内圧力センサからの内側採集光’
ｌ＋外１１＋１＋採集光ｒ　ｔ　ｔ　ｔｉＡ　１０図（
ａ）に示すように受光器５１．５２で受けると、第１０
図（ｂ）の曲線Ａ。Next, the signal processing methods (1) and (2) will be described. First, the inside collected light from the cylinder pressure sensor'
l + outside 11 + 1 + collected light r t t tiA Figure 10 (
When received by the light receivers 51 and 52 as shown in a), the 10th
Curve A in figure (b).

Ｂで示すごとき光ｉ、に比例した電圧ｖＩ、光ｉ、に比
例した電圧Ｖ、の出力が得られる。そこで、この信号ｉ
Ａ／Ｄ変換器８０に入力し、クランク可成信号θＣの所
定角度ΔθＣごとにこの円方の（Ｏ号を交互にＡ／ｊＪ
変換し、その変換された信号は次に変換されるまで（２
ΔθＣ間）はホールドされた形で順次ＣＰＵ８１に入力
される。ＣＰＵ８１ではこり交互に入力されたＶ、、Ｖ
、のデジタル信号を用いてＶｘ　＝Ｖ２　／　Ｖ　＋の
頂ｎを行う。すなわち、第２図に示したｉ、／ｉ、と等
価なＶ２／Ｍｌの電圧信号ｒ求める。゛ 次に上記した（２）の信号処理方法について述べる。As shown by B, a voltage vI proportional to the light i and a voltage V proportional to the light i are output. Therefore, this signal i
A/jJ is input to the A/D converter 80, and this circular
The converted signal is converted until the next conversion (2
ΔθC) are sequentially input to the CPU 81 in a held form. In the CPU 81, V, , V input alternately.
, perform the vertex n of Vx = V2 / V + using the digital signal of . That is, a voltage signal r of V2/Ml equivalent to i, /i shown in FIG. 2 is determined. Next, the signal processing method (2) described above will be described.

この場合は、第１１図に示したごとくなる。まず、巣１
１図（ａ）に示すように内側採集光ｉＪＦ’ｏ〜１３．
は内側採集光受光水子群６１　ａ〜６４　ａによってそ
れぞれＶｌｌ〜ＶＩ４の電圧波形に変換され、一方外側
抹集光群ｉ□〜１２４は外側採集光群６１　ｂ〜６４ｂ
によってそれぞれＶｌｌ〜Ｖｔ４の電圧波形に変換され
る。そしてこれらの電圧波形群はそれぞれ第１のＡ／Ｉ
）変換器８２．第２のＡ　／　Ｄ　Ｋ換器８３に入力さ
れる。次に、第１１図（ｂ）で示すように、例えば第１
のＡ／ＩＩ変換器８２では、Ｊ９［定のクランク角度Δ
θＣごとにＶ１１→■Ｉ２→ＶＩ３→Ｖ１４→Ｖｌｌ・
・・・・・・・の順にデジタル４ｇ号に変換して行く。In this case, the result will be as shown in FIG. First, nest 1
As shown in Figure 1(a), the inner collecting light iJF'o~13.
are converted into voltage waveforms of Vll to VI4, respectively, by the inner collecting light receiving water element groups 61a to 64a, while the outer collecting light groups i□ to 124 are converted to the voltage waveforms of Vll to VI4, respectively, by the outer collecting light receiving water groups 61b to 64b.
are converted into voltage waveforms of Vll to Vt4, respectively. And these voltage waveform groups are each connected to the first A/I
) converter 82. The signal is input to the second A/DK converter 83. Next, as shown in FIG. 11(b), for example, the first
In the A/II converter 82, J9 [constant crank angle Δ
For each θC, V11→■I2→VI3→V14→Vll・
Convert to digital 4G in the following order.

したがってＶｌｌの１８号では、ａ、→ａ２→ａ、・・
・・・・・・ｒ　Ｖｌｌの信号ではす、→ｂ、→ｂ、・
・・・・・、　Ｖ、、の信号ではｃ１→Ｃ７→ｃｓ→・
・曲、　Ｖ、４の信号ではｄ１→ｄ、→ｄ３→・旧・、
となる。そしてテジタル化された信号はＩｋ１次ＣＰＵ
、８４に人力され、Ｖ　ｘ　（＝ｖｔＩ／ｌｒ　ａ　Ｖ
ｘ　２−Ｖ　１２／Ｉｔ　＊　Ｖｘ　ｓ　＝Ｖ１３／Ｉ
ｓ■ｘ４＝ｖ宜。／１４の順で？ＪＴＩＸ盆行ない、そ
れぞれの気筒の圧力信号Ｖｘｌ、　Ｖｘｔ　、　ＶＸ８
．　ＶＸ４　の波形をめる。Therefore, in issue 18 of Vll, a, → a2 → a,...
・・・・・・r Vll signal →b, →b,・
..., V, , signal is c1→C7→cs→・
・In the signal of song, V, 4, d1 → d, → d3 →・old・,
becomes. The digitized signal is sent to the Ik primary CPU.
, 84, V x (=vtI/lr a V
x2-V12/It*Vxs=V13/I
s■x4=vyi. /14 in order? JTIX system, pressure signals for each cylinder Vxl, Vxt, VX8
．． Obtain the waveform of VX4.

以上第１０図、ａｔＵ図のデータ取り込みの説明からも
明らかなように、データ取り込み間隔ΔθＣは小さいほ
ど検出積度が高まるので、Ａ／Ｄ変換のスピードが許す
限り、このΔθＣは小さくする必要がある。現在入手可
能なＡ／ＩＪ変換器の能力からみると、クランク角度２
°ごと程度が可能と考えられる。ただしこの１奴界は機
関の回転速度によって変ってくるので、所定の回転数ご
と例えば１０００　ｒ　ｐｍ間隔ごとにΔθＣ＋６ｏｏ
　−１＋ｔｏｏ　＝　１°、Δθｃｔｏｏｏ−ｔｏｏ９
＝＝　２°＃Δθｃ　ｓｏｏ。−５ｏｏｎ　＝　４°、
ΔθＣ４０００〜４９９１１−８°のように階段状にそ
の取り込み角度を変史して行くことも効果的である。As is clear from the explanation of data acquisition in Figure 10 and the atU diagram above, the smaller the data acquisition interval ΔθC, the higher the detection integration, so it is necessary to make this ΔθC as small as the A/D conversion speed allows. be. Considering the capabilities of currently available A/IJ converters, the crank angle 2
It is thought that a degree of 1° is possible. However, this 1-nucle field changes depending on the rotational speed of the engine, so for every predetermined rotational speed, for example, every 1000 rpm
-1+too = 1°, Δθctoooo-too9
== 2°#Δθc soo. −5oon = 4°,
It is also effective to vary the intake angle stepwise, such as from ΔθC4000 to 49911−8°.

以上の信号処理により、（ａ）４気筒の平均的な筒内出
力信号、あるいは、（ｂ）各気筒のそれぞれの筒内出力
信号を検出することができる。Through the above signal processing, it is possible to detect (a) the average in-cylinder output signal of the four cylinders, or (b) the respective in-cylinder output signal of each cylinder.

次に、この筒内圧力センサｒ用いてエンジン制御を行な
うようにした実施例について説明する。Next, an embodiment will be described in which engine control is performed using this cylinder pressure sensor r.

まず、第１２図に、このような筒内圧検出型エンジン制
御装置のシステム図舎示す。First, FIG. 12 shows a system diagram of such an in-cylinder pressure detection type engine control device.

この第１２図において、点火プラグ２００に取付けられ
た筒内圧力センサ１４からの信号は、光電回路等の信号
処理回路、２０１を介して、マイクロコンピュータ−２
０２に入力される。さらに、回転数、クランク角？検出
するクランク角センサ２０３の信号と、空燃比センサ２
０４の信号も入力される。そして、これらの信号により
、取適７．ｃ点火時期と燃料噴射時期、１貝射最の補正
量がイクニノションコイル２０５．１９Ｊ射弁２０６に
出力され、これによりエンジンは最適な運転状態に制御
される。In FIG. 12, a signal from an in-cylinder pressure sensor 14 attached to a spark plug 200 is transmitted to a microcomputer 2 via a signal processing circuit 201 such as a photoelectric circuit.
02 is input. Furthermore, the rotation speed and crank angle? The signal of the crank angle sensor 203 to be detected and the air-fuel ratio sensor 2
04 signal is also input. Then, based on these signals, 7. The correction amounts for the ignition timing, fuel injection timing, and injection timing are output to the ignition coil 205, 19J, and the injection valve 206, thereby controlling the engine to an optimal operating state.

ここで、筒内圧力センサの出力により空燃比と着火ｌＦ
８期を検出する方法の原理について説明する。Here, the air-fuel ratio and ignition lF are calculated based on the output of the cylinder pressure sensor.
The principle of the method for detecting the 8th period will be explained.

第１３図において、同図（ａ）はり）ンク角θに対する
筒内圧力Ｐの変化に示したもので、この筒内圧力Ｐのク
ランク角Ｕに対する変化率ｄ　Ｐ／ｄθｒ示したのが同
図（ｂ）である。なお、この筒内圧力Ｐが筒内圧力セン
サ１４の出力から傅たもので゛あることはいうまでもな
いところである。In Figure 13, (a) (beam) shows the change in cylinder pressure P with respect to crank angle θ, and the rate of change of this cylinder pressure P with respect to crank angle U is dP/dθr. (b). It goes without saying that this cylinder pressure P is derived from the output of the cylinder pressure sensor 14.

そこで、このｋ）」３図（ｂ）のｄＰ／ｄθが最大値を
示す点Ｑｔ−同図（ａ）にめると、この点Ｑが着火点で
ある。従って、圧縮行程の始めから爆発行程の終りに到
るまでの間で、点Ｑの前は燃料に着火していないで圧縮
によってだけ圧力Ｐが上昇している領域であることが判
る。Therefore, if we compare this point Qt in Figure 3 (b) where dP/dθ shows the maximum value to Figure 3 (a), this point Q is the ignition point. Therefore, it can be seen that from the beginning of the compression stroke to the end of the explosion stroke, the area before point Q is a region where the fuel is not ignited and the pressure P increases only due to compression.

まず、空燃比をめるためには、枦１３圀（ａ）の特性に
おいて、着火点Ｑの前と後の所定のクランク角位置にそ
れぞれ特定の位置θａ、θｂｉ設定する。First, in order to adjust the air-fuel ratio, specific positions θa and θbi are set at predetermined crank angle positions before and after the ignition point Q, respectively, in the characteristics of the frame 13 (a).

そして、これらの位置θ８．θｂＫおけるそれぞれの圧
力Ｐａ、Ｐｂを検出し、これらの比Ｐｂ／Ｐ１１によっ
て空燃比Ａ　／　Ｆをめる。即ち、着火点Ｑの前での筒
内圧力Ｐは圧縮によるものであり、従って空燃比とは無
関係であるが、他方、着火点Ｑの後での筒内圧力Ｐはを
燃比によって変化するため、これらの比が空燃比を表わ
すことになる。夫際に、これらの間には紀１４図のよう
にほとんど完全な比例関係があり、予じめ比例定数ケ求
めておけは、データＰａとＰｂから正確に、しかも１吋
とんと遅れを伴なわすに空燃比Ａ　／　Ｆを知ることが
できる。And these positions θ8. The respective pressures Pa and Pb at θbK are detected, and the air-fuel ratio A/F is determined by the ratio Pb/P11. That is, the in-cylinder pressure P before the ignition point Q is due to compression and is therefore unrelated to the air-fuel ratio, but on the other hand, the in-cylinder pressure P after the ignition point Q varies depending on the fuel ratio. The ratio represents the air-fuel ratio. In fact, there is an almost perfect proportional relationship between these as shown in Figure 14, and if the constant of proportionality is calculated in advance, it can be done accurately from the data Pa and Pb without a delay of 1 inch. You can easily know the air-fuel ratio A/F.

なお、第１３図（ａ）の破線で示す特性は実線の場合と
は空燃比Ａ　／　Ｆが異なったものとｌＬっだときのも
ので、このときにはθｂでの筒内圧力はＰｂ′となって
いることを示している。Note that the characteristics shown by the broken line in Fig. 13(a) are for cases where the air-fuel ratio A/F is different from that shown by the solid line, and when the air-fuel ratio is 1L, and in this case, the in-cylinder pressure at θb becomes Pb'. It shows that

そこで、このデータＰａとＰｂにより空燃比をめ、それ
が所定値に収斂するように噴射弁２０６による燃料供給
量を制御してやれば、応答性良く空燃比制御を行なわせ
ることができる。Therefore, by determining the air-fuel ratio using the data Pa and Pb and controlling the amount of fuel supplied by the injection valve 206 so that the ratio converges to a predetermined value, the air-fuel ratio can be controlled with good responsiveness.

次に、着火時期による点火制御について説明する。Next, ignition control based on ignition timing will be explained.

着火点Ｑが現われるクランク角位置θ、については、こ
れかどのような値となったときに最大エンジン効率が侍
られるかは、予じめ判っている。Regarding the crank angle position θ at which the ignition point Q appears, it is known in advance at what value the maximum engine efficiency is achieved.

つまり、この角位置θ、には最適値がある。そこで、筒
内圧センサ１４１１？：より着火クランク角位置θ１か
検出できれば、それが最適値に収斂するように点火コイ
ル２０５ＶＣ対する点火信号’ｌ’ｉｇｎを軸止してや
れば、最Ｊｒａ点火制御が得られることになる。In other words, this angular position θ has an optimum value. So, cylinder pressure sensor 1411? : If the ignition crank angle position θ1 can be detected, the ignition signal 'l'ign to the ignition coil 205VC can be fixed so that it converges to the optimum value, and the best Jra ignition control can be obtained.

そこで、第１５図によりデータθ１をめる方法について
説明する。Therefore, a method for calculating data θ1 will be explained with reference to FIG.

データ０．はＴＤＣからの遅れ時間′ｒｏで表わされる
。そこで、Ｔ　Ｄ　Ｃｑクランク角センサ２０３の信号
から知り、ＴＩ）Ｃに達した時刻から筒内圧力特性上に
Ｑ点が現われるまでの時間を計測してやればデータ１゛
θがまり、データθ１を得ることができる。このため、
単１５図（ａ）に示ｆｄＰ／ｄθ特性に対し゛Ｃ同図（
ｂｌ　Ｉｔｃ示すようなＴ　ｌ）　Ｃ−ｅＭち上り、　
ｄＰ／ｄθが最大値を示す時点、つまり第１３図（ａ）
におけ篇・火点Ｑが現われた時点で立ち下るゲートパル
スｇを作り、これにより銅１５図（Ｃ）に示″４″よう
な適当なりロックパルスＣＫ−７ゲートして同区１（ｄ
）に示すようなパルス１得、これをカウントしてやれば
よい。なお、特性ｄｉ）／ｄθが最大値ケ示す時点をめ
るためには、第１５図（ａｌに示すように久化する信号
を微分し、つまり筒内圧力センサ１４から得た第１；５
図（ａｊに示す信号を２回、微分してやり、′ｒ　１１
　Ｃ，１以後、それか最初にゼロを示す時点ｋ・検出ｌ
、てやれはよい。Data 0. is expressed by the delay time 'ro from TDC. Therefore, if we know from the signal of the TDCq crank angle sensor 203 and measure the time from the time when TI)C is reached until point Q appears on the cylinder pressure characteristic, the data 1゛θ will be corrected and the data θ1 will be obtained. be able to. For this reason,
For the fdP/dθ characteristic shown in Figure (a), ゛C same figure (
bl Itc T l) C-eM rises,
The point in time when dP/dθ shows the maximum value, that is, Fig. 13(a)
・Create a gate pulse g that falls when the flash point Q appears, and use this to gate an appropriate lock pulse CK-7 like "4" shown in Figure 15 (C).
) and count the number of pulses shown in the figure. In addition, in order to determine the point in time when the characteristic di)/dθ reaches its maximum value, the signal that changes as shown in FIG. 15 (al) is differentiated, that is, the first;
Differentiate the signal shown in the figure (aj twice, 'r 11
After C,1, or the time point k/detection l which first shows zero
, Teyare is good.

第１（）図しく、点火時期軸止制イ１４１に必侠な処理
の一例を示す。The first () diagram shows an example of the process required for the ignition timing shaft stop control 141.

ます、クランク角θと筒内圧力Ｐを読込み、これから（
ｔｌｋ’／ｄθ）ｍ８Ｘヲ検出し、このときのデータθ
１、つまり’ｒ　Ｄｃからのずれの時間′Ｖθを検出し
、これに応じた補正ＪｉＴ（Ｔθ）？点火時Ｍ信号Ｉｌ
ｌ　、ｇｎに加え、補正された信号Ｔｉｇｎとするので
ある。First, read the crank angle θ and cylinder pressure P, and from this (
tlk'/dθ) m8X is detected, and the data θ at this time is
1, that is, detect the time 'Vθ of the deviation from 'rDc, and make a corresponding correction JiT(Tθ)? M signal Il at ignition
In addition to l and gn, a corrected signal Tign is used.

ここで、第１・１図に示したＰｂ　／　Ｐａに対するＡ
／ｌ”特性における比例定数、つまり、この４市性の校
正方法について説明する。Here, A for Pb/Pa shown in Fig. 1.1
A method of calibrating the proportionality constant in the /l'' characteristic, that is, these four characteristics, will be explained.

この実施例においては、第１２図に示ずように空燃比セ
ンサ２ｏ４がシステムに設けら才１ている。そこで、こ
の望燃比センサ２０４’！ｆ用いて校正を行なうのであ
り、まず、このセンサ２０４が第１７図に示１゛ような
本来の意味での紫燃比センサ侍性ケ有するもの、つまり
Ａ　／　Ｆ　７．（リニヤに検出できるものであったな
ら、エンジンの連転状態が定常状態にあったときにこの
璧燃比センサ２０４がら得られたＡ　／　ｌ”データを
用い、これによって、筒内出力センサ１４のデータであ
るＰｂ／Ｐ、にょるＡ　／　Ｆの値に補止を加えれはよ
い。In this embodiment, an air-fuel ratio sensor 2o4 is provided in the system as shown in FIG. Therefore, this desired fuel-fuel ratio sensor 204'! First, this sensor 204 has the characteristics of a violet fuel ratio sensor in the original sense as shown in FIG. 17, that is, A/F7. (If it can be detected linearly, use the A/l" data obtained from this perfect fuel ratio sensor 204 when the engine is in a steady state, and use this to detect the in-cylinder output sensor 14. It is a good idea to add corrections to the Pb/P and A/F data values.

また、望燃比センサ２０４が第１８図（ａ）に示すよう
に、λ＝　１．０において出方が反転する、いわゆる０
２センサなどと呼ばれるものであったときには、センサ
の出力がスライスレベルＶｇｖＭ切る毎に同図（ｂ）に
示スようにレベル１とレベル０に変化する信号を得、こ
のときのレベル変化の回数ＮＱ所定の時間幅ＴＪの間に
計測し、この回数へか所定値Ｍｔ　ｋ超えたときにλ＝
１．０になったものとし、これに基づいてＡ　／　Ｆの
補正を行なえばよい。従って、このときの処理としては
１例えば第１９図のようになり、まず、エンジンの運転
状態が定常状態にあるか否かをアクセル操作角Ｑａの変
化ｔｄＱａ／ｄｔが所定値ＭＩヲ超えたか否かで判断し
、ついで上記した回数Ｎ　、これをＮ（ＴＩ）で表わ−
４−１が所定値Ｍ２を超えたときをλ＝１．０とする、
そして、゛このときに記憶したλ＝１．０のときのＰｂ
／Ｐ　ａの値、これを（Ｐｂ　／　Ｐａ　）　λ＝１．
ｏで表わず、とＰｂ／　Ｐｇとを比較し、差があったと
きにはこれらか等しくなるような補正量（Ｐｂ　／　Ｐ
Ｒ）’４加えて補正を行なう。In addition, as shown in FIG. 18(a), the desired fuel-fuel ratio sensor 204 has a so-called 0
In the case of a so-called 2-sensor, a signal is obtained that changes between level 1 and level 0 as shown in FIG. NQ is measured during a predetermined time width TJ, and when this number of times exceeds a predetermined value Mtk, λ=
1.0, and the A/F may be corrected based on this. Therefore, the processing at this time is as shown in FIG. 19, for example. First, it is determined whether the engine operating state is in a steady state or not by determining whether the change tdQa/dt in the accelerator operation angle Qa exceeds the predetermined value MI. Then, the number of times N mentioned above is determined, and this is expressed as N(TI).
When 4-1 exceeds the predetermined value M2, it is assumed that λ=1.0.
Then, ``Pb when λ=1.0 memorized at this time
/P a value, which is (Pb / Pa) λ=1.
o, and Pb/Pg are compared, and if there is a difference, the correction amount (Pb/Pg) is calculated to make them equal.
R) Add '4 and perform correction.

次に、第１３図（ａ）に示す筒内圧特性がら空燃比をめ
る他の一笑施例について第四図によって説明する。Next, another example in which the air-fuel ratio is determined based on the cylinder pressure characteristics shown in FIG. 13(a) will be described with reference to FIG. 4.

圧縮行程から爆発行程にかけて微小クランク角Δθごと
に筒内圧力Ｐを取り込み、これのΔθでの積分値ΣＰ／
Σ（Δθ）をめる。そして、このとき、着火点Ｑに達す
るまでの積分値をＡ１．それ以後の積分値をＡ２とすれ
ば、空燃比Ａ　／　ＦはＡ、／Ａ１に比例する。なお、
これらＡ、　、　Ａ、は紀２ｏ図から明らかなように、
着火点Ｑの前と後での圧力特性によって囲まれた部分の
面積を表わす。このときのＡ２　／Ａ＋に対するＡ／ｌ
”の関係を第２１図にボす。From the compression stroke to the explosion stroke, the in-cylinder pressure P is taken in at every minute crank angle Δθ, and its integral value at Δθ is calculated as ΣP/
Calculate Σ(Δθ). At this time, the integral value until reaching the ignition point Q is A1. If the integral value after that is A2, the air-fuel ratio A/F is proportional to A, /A1. In addition,
As is clear from the Ki 2o map, these A, , A,
It represents the area surrounded by the pressure characteristics before and after the ignition point Q. A/l for A2/A+ at this time
” is shown in Figure 21.

従って、このデータＡ２　／　ＡＩによってｈ７′Ｆｑ
検出し、エンジンの制御１行なうようにしてもよ（ゝＯ 次に、第２２図はディーゼルエンジンＶこ２ける筒内Ｕ
＝特性に示したもので、同図（ａ）の＠）は予燃焼室型
のエンジンの予燃焼室に筒内圧力センサを設けた場合で
、同図の（ロ）は直１Ｉｊ４′ＢＡエンジンの燃焼室に
葡内圧力センザを設けた場合である。Therefore, by this data A2/AI, h7'Fq
It is also possible to detect this and perform engine control (ゝO) Next, Fig.
=Characteristics, where @) in the same figure (a) is for a case where an in-cylinder pressure sensor is installed in the precombustion chamber of a pre-combustion chamber type engine, and (b) in the same figure is for a straight 1Ij4'BA engine. This is a case where an internal pressure sensor is installed in the combustion chamber.

この場合でも空燃比Ａ／１゛は、着火点Ｑの前後に設定
した所定のクランク角θａ、θｂ゛における筒内圧Ｐａ
とＰｂの比Ｐｂ　／　Ｐａ　、又は積分％ｉＡ＋　−Ａ
ｔの比Ａ！／Ａｔ　で検出することができる。Even in this case, the air-fuel ratio A/1' is the in-cylinder pressure Pa at predetermined crank angles θa and θb' set before and after the ignition point Q.
and Pb ratio Pb/Pa, or integral %iA+ -A
The ratio of t is A! /At can be detected.

また、着火点Ｑは（ｄＰ／ｄθ）　ｍａｘになる点で検
出することができ、従って、第１６図の処理と同様に、
点火時期Ｔｉｇｎの代りに燃料噴射時期Ｔｉｎｇの補正
を行ない、ディーゼルエンジンの着火時期制御を行なう
ことができる。Furthermore, the ignition point Q can be detected at the point where (dP/dθ) is max, and therefore, similar to the process in FIG. 16,
By correcting the fuel injection timing Ting instead of the ignition timing Tign, it is possible to control the ignition timing of the diesel engine.

ところで、この実施例による筒内圧力センサによれば、
ノッキングの検出も可能で、第ｎ図はノッキングが発生
した場合の筒内圧ケ検出した結果である。第ｎ図におい
て、（ａ）がガソリンエンジン、（ｂ）がディーゼルエ
ンジンの場合であり、両者とも最高圧力付近で高周波成
分が現われる。同じり第一２３１！！ｌ、Ｉ（Ｃ）はこ
の高周波成分のみを拡大して示したものであり、ノッキ
ングの度合１示すノック度は、この高周波成分のΔＰを
検出すれは良いことになる。By the way, according to the cylinder pressure sensor according to this embodiment,
It is also possible to detect knocking, and Figure n shows the results of detecting the cylinder pressure when knocking occurs. In FIG. n, (a) shows the case of a gasoline engine, and (b) shows the case of a diesel engine, and in both cases, high frequency components appear near the maximum pressure. Same number 1 231! ! 1 and I(C) are enlarged views of only this high frequency component, and the degree of knocking, which indicates the degree of knocking as 1, is good if ΔP of this high frequency component is detected.

第ｎ図は、ΔＰを検出する簡単な回路の一実施例であり
、同図において（イ）の部分は高周波成分の−みを通し
、低周波成分はカットするフィルター部であり、（ロ）
の部分は、ΔＰの大きさに応じたアナログ出力を出す積
分回路であり、この回路を用いることによって高周波の
ΔＰに応じた出力が得られる。第２５図は、この出力を
、横軸にノック度を取って示したものであり、出力とノ
ック度は１対１の対応関係にあることが判る。FIG.
The part is an integrating circuit that outputs an analog output according to the magnitude of ΔP, and by using this circuit, an output corresponding to high frequency ΔP can be obtained. FIG. 25 shows this output with the knock degree plotted on the horizontal axis, and it can be seen that there is a one-to-one correspondence between the output and the knock degree.

そこで、このノック度に応じて、ガソリンエンシｙ　ノ
場合には点火時期に、ディーゼルエンジンの場合には噴
射時期ＶＣそれぞれ補正を加えてやればノック制御が可
能になり、第５図はこのときに８仮な処理の一実施例を
示したフローチャートで、第２４図の回路でΔＰＩ検出
し、これに応じたｌｐケ読み込み、ガソリンエンジンの
場合には点火時期Ｔｉｇｒ＋　、ディーゼルエンジンの
場合には噴射時期Ｔｉｎｊに対する補正景Ｔ（Ｉｐ）？
ｒ計算するか、あるいは回転数ＩＱと負荷Ｑのパラメー
ターとして示したマツプより検さくするかして請求める
。この後、このＴ（Ｉｐ）によりＴｉｇｎやＴｉｎｊに
補正ケ加え、これを出力する。Therefore, knock control becomes possible by correcting the ignition timing in the case of a gasoline engine and the injection timing VC in the case of a diesel engine, depending on the degree of knock. 8. This is a flowchart showing an example of a temporary process. ΔPI is detected using the circuit shown in FIG. Corrected scene T(Ip) for Tinj?
You can request it by calculating r or by checking it from the map shown as the parameters of rotational speed IQ and load Q. Thereafter, correction is added to Tign and Tinj using this T(Ip), and these are output.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、ノイズなどの影
響を受けることなく、常に確実に、しかも正確に筒内圧
力を検出し、エンジン制御に適用することができるから
、従来技術の欠点を除き、筒内出力検出方式の利点を充
分に活かして応答性に優れた制御７行なうことができる
り（筒内圧検出式エンジン制御装置を容易に提供するこ
とができる。As explained above, according to the present invention, the in-cylinder pressure can always be reliably and accurately detected without being affected by noise, etc., and can be applied to engine control, thereby overcoming the drawbacks of the conventional technology. However, the advantages of the in-cylinder output detection method can be fully utilized to perform control with excellent responsiveness (an in-cylinder pressure detection type engine control device can be easily provided).

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

第１図は本発明による筒内圧力センサの原理説明用の図
で、同図（ａ）は横断面図、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は
動作説明図、８＋！２図はその特性図、第３図は本発明
による筒内圧力センサの一実施例を示す縦断面図、第４
図は同じくコネクタ１含む終部面図、第５図はセンサ実
装の一実施例を示す説明図、第６図は筒内圧力センサに
対する光学系の一失施例紮示す説明図、第７図はその動
作説明用の波形図、第８図及び第９図は同じく他の一実
施例をそれぞれ示す説明図、第１０図（ａ）、Φ）は筒
内圧力センサからの信号の取り込み方法の一実施例を示
すブロック図とその動作説明用の波形図、第１１図（ａ
）、　’（ｂ）は同じく他の一実施例を示すブロック図
とその動作説明用の波形図、第１２図は本発明を適用し
た制御システムの一実施例１示すブロック図、第１３図
は気筒内出力変化を示す特性図、第１４図は筒内圧力と
Ａ／Ｆの関係を表わす特性図、第１５図は着火点検出動
作の説明図、第１６図は点火時期補正処理の一実施例を
示すフローチャート、第１７図はＡ／Ｆセンサの特性図
、第１８図は０．センサの動作説明図、第１９図はＡ　
／　Ｆ補正処理の一実施例を示すフローチャート、第２
０図は筒内圧力特性からＡ　／　Ｆ　請求める他の一実
施例の説明図、第２１図は圧力とＡ／Ｆの関係を示す特
性図、第２２図はディーゼルエンジンの筒内圧力特性の
説明図、第６図はノック検出の説明図、第Ｕ図はノック
検出のための回路の一実施例を示す回路図、第５図はそ
の動作説明用の特性図、第２６図はノック制御に必要な
補正処理の一実施例を示すフローチャートである。 ｌ・・・・・・照明用ファイバ、２・・・・・内側採集
用ファイバ、３・・・・・・外側採集用ファイバ、４・
・・・・・ダイヤフラム、６・・・・・・センサハウジ
ング、７・・・・・・ファイハ束、８・・・・・・充て
ん材、１０・・・・・・ダイヤフラム室、１４・・・・
・・筒内圧力センサ、２００・・・・・・点火プラグ、
２０１・・・・・・信号処理回路、２０２・・・・・・
マイクロコンピュータ、２０３・・・・・・クランク角
センザ、２０４・・・・・・空燃比センサ、２０５・・
・・・・イグニッションコイル、２０６・・・・・・噴
射弁。 ｆｌｌｌ　図 （（１） （ｂ）　（ｃ）　（ｄ） ｉＩ２図 第３図 第４図 縮５ＥＩ 第６図 第７図 第８図 第９図 シ ［１０図 （Ｇ） θＣ （ｂ） ＣＩＣ２に３Ｃ；４　−−−−−−−−−−−Ｃｎ　ク
フンク川ｕＣｆｆｌｌｌ図 （０） ＡθＣＯＣ 第１２図 ０３ １ｆ１１３ｒｓ （ａ） （ｂ） 第１４図 第１５図 ［１１６１１ 第１７１１ 第１８　ＩＩ （ａ） １１９１１ １１１２０＠ クランク角θ 第２１１１ Ａ知。 第２２図 （０） （ｂ） 第２３　ｍ （ａ）　（ｂ） θ　θ （Ｃ） ！１２４■ ＋Ｔａ 第２５１１ 第２６■FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the in-cylinder pressure sensor according to the present invention, in which (a) is a cross-sectional view, (b), (C), and (d) are diagrams for explaining the operation, and 8+! Fig. 2 is a characteristic diagram thereof, Fig. 3 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the in-cylinder pressure sensor according to the present invention, and Fig. 4 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the in-cylinder pressure sensor according to the present invention.
5 is an explanatory diagram showing an example of sensor mounting, FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of an optical system for the cylinder pressure sensor, and FIG. 7 is a final side view including the connector 1. 10(a) and Φ) are waveform diagrams for explaining the operation, FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams respectively showing other embodiments, and FIGS. A block diagram showing one embodiment and a waveform diagram for explaining its operation, FIG.
), '(b) is a block diagram showing another embodiment and a waveform diagram for explaining its operation, FIG. 12 is a block diagram showing embodiment 1 of a control system to which the present invention is applied, and FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment. Figure 14 is a characteristic diagram showing the change in cylinder output, Figure 14 is a characteristic diagram representing the relationship between cylinder pressure and A/F, Figure 15 is an explanatory diagram of ignition point detection operation, and Figure 16 is an example of ignition timing correction processing. 17 is a characteristic diagram of the A/F sensor, and FIG. 18 is a flowchart showing 0. Explanatory diagram of sensor operation, Fig. 19 is A
/ Flowchart showing an example of F correction processing, 2nd
Figure 0 is an explanatory diagram of another example in which A/F can be calculated from the cylinder pressure characteristics, Figure 21 is a characteristic diagram showing the relationship between pressure and A/F, and Figure 22 is a diagram showing the cylinder pressure characteristics of a diesel engine. An explanatory diagram, FIG. 6 is an explanatory diagram of knock detection, FIG. U is a circuit diagram showing an example of a circuit for knock detection, FIG. 5 is a characteristic diagram for explaining its operation, and FIG. 26 is a knock control diagram. 3 is a flowchart illustrating an example of correction processing necessary for. l...Lighting fiber, 2...Inner collection fiber, 3...Outer collection fiber, 4.
...Diaphragm, 6...Sensor housing, 7...Fiha bundle, 8...Filling material, 10...Diaphragm chamber, 14...・・・
...Cylinder pressure sensor, 200...Spark plug,
201... Signal processing circuit, 202...
Microcomputer, 203... Crank angle sensor, 204... Air-fuel ratio sensor, 205...
...Ignition coil, 206...Injection valve. fllll Fig. ((1) (b) (c) (d) iI2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5EI Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 3C; 4 --------------Cn Kufunku River uCffllll Figure (0) AθCOC Figure 12 03 1f113rs (a) (b) Figure 14 Figure 15 [11611 1711 18 II (a) 11911 11120 @ crank angle θ 2111 A know. Fig. 22 (0) (b) 23 m (a) (b) θ θ (C) !124■ +Ta 2511 26th

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、気筒内圧力に応じてエンジンの運転制御を行なうよ
うにしたエンジン制御装置において、気筒内圧力に応じ
て湾曲する可撓性部側と、この可撓性部材の湾曲に伴な
うその表面での光の反射方向の変化を光量変化として取
出す光ファイノく部材とからなる気筒内圧力検出器を設
けたことｔ％徴とするエンジン制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記可撓性部材が
ダイヤフラム状をなし、上記光ファイバ部側がこのダイ
ヤフラム状部材の一方の面に対向して相互に同心円状に
配列された端面を有する３群の光ファイバ束で構成され
ていることを特徴とするエンジン制御装置。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、上記気
筒内圧力検出器を、エンジンの点火プラグの金属胴＆！
を介して気筒内に連通されるように構成したことを特徴
とするエンジン制御装置。 娶・い・＼；：′１．・”パ・）＼、、ｙ、；’、：。[Scope of Claims] 1. In an engine control device that controls engine operation according to cylinder pressure, a flexible portion side that curves according to cylinder pressure, and a curve of this flexible member. An engine control device comprising an in-cylinder pressure detector comprising an optical fiber member that extracts changes in the direction of light reflection on its surface as changes in light amount due to changes in the direction of reflection of light on its surface. 2. In claim 1, the flexible member has a diaphragm shape, and the optical fiber portion side has an end face arranged concentrically with one another facing one surface of the diaphragm-like member. An engine control device comprising three groups of optical fiber bundles. 3. In claim 1 or 2, the in-cylinder pressure detector is installed in a metal body of a spark plug of an engine &!
1. An engine control device characterized in that the engine control device is configured to communicate with the inside of a cylinder via. Husband/I/＼;:'1.・”Pa・)＼、、y、；'、：．