JPS6017239A - 内燃機関の燃焼制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼制御装置Info
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- JPS6017239A JPS6017239A JP58123866A JP12386683A JPS6017239A JP S6017239 A JPS6017239 A JP S6017239A JP 58123866 A JP58123866 A JP 58123866A JP 12386683 A JP12386683 A JP 12386683A JP S6017239 A JPS6017239 A JP S6017239A
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- combustion
- temperature
- engine
- amount
- crank angle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/022—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using an optical sensor, e.g. in-cylinder light probe
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/025—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
- F02D35/026—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures using an estimation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本説明は内燃機関の燃焼制御装置、詳しくは爆発行程で
発光するシリンダ内の光を検出し、この光から燃焼温度
を演算するとともに、その燃焼温度に応じて機関の燃焼
をフィードバック制御しＮＯｘを低減する内燃機関の燃
焼制御装置に関する。
発光するシリンダ内の光を検出し、この光から燃焼温度
を演算するとともに、その燃焼温度に応じて機関の燃焼
をフィードバック制御しＮＯｘを低減する内燃機関の燃
焼制御装置に関する。
（従来技術）
一般に、排気中の有害成分であるＮＯｘ （窒素酸化物
）は混合気の燃焼温度が高くなるほど多量に発生する傾
向があるため、点火時期を遅らせたり、排気の一部を吸
気中に還流するようにして燃焼温度を相対的に下げれば
、ＮＯｘの低減に効果的であることが知られている。
）は混合気の燃焼温度が高くなるほど多量に発生する傾
向があるため、点火時期を遅らせたり、排気の一部を吸
気中に還流するようにして燃焼温度を相対的に下げれば
、ＮＯｘの低減に効果的であることが知られている。
ところで、このような制御をする場合、燃焼室内の温度
を実際に測定してＮＯｘの発生しやすい状態を正確に把
握することは回能なので、従来では各々の運転状態に応
じて点火時期、空燃比、排気還流（ＥＧＲ）量等を予め
設定した最適な値となるようにコントロールし、これに
よりＮＯｘの発生を未然に抑制すること力＜１テなわれ
ている。
を実際に測定してＮＯｘの発生しやすい状態を正確に把
握することは回能なので、従来では各々の運転状態に応
じて点火時期、空燃比、排気還流（ＥＧＲ）量等を予め
設定した最適な値となるようにコントロールし、これに
よりＮＯｘの発生を未然に抑制すること力＜１テなわれ
ている。
このような従来の内燃機関の燃焼制御装置としては、例
えばｒＥＣＣ３Ｌ系エンジン１９７９年技術解説書」
（昭和５４年６月 日産自動車株式会社発行 ６９〜７
６頁）に記載されたものがある。この装置は排気ガスの
一部を吸気通路へ再循環させ燃焼温度を下げることによ
りＮＯｘの発生を抑制するものである。すなわち、排気
通路から吸気通路に通じるＥＧＲ通路を設け、該ＥＧＲ
通路を流れる排気ガスの量をＥＧＲコントロールバルブ
で変化させるごとによりＥＧＲ量を制御している。この
ＥＧＲコントロールバルブを作動させる負圧はＶＣＭバ
ルブによって作られており、ＶＣＭバルブはコントロー
ルユニットからの制御信号に基づいて、例えば−１２０
＋ｎｍＨｇ〜−１５ｍｍ１１ｇの負圧を作り出し、この
負圧をＥＧＲコントロールバルブに作用させてＥＧＲ通
路を開閉し、ＥＧＲ量が予めコントロールユニットに記
憶されている最適量となるようにＥＧＲコントロールバ
ルブを制御する。
えばｒＥＣＣ３Ｌ系エンジン１９７９年技術解説書」
（昭和５４年６月 日産自動車株式会社発行 ６９〜７
６頁）に記載されたものがある。この装置は排気ガスの
一部を吸気通路へ再循環させ燃焼温度を下げることによ
りＮＯｘの発生を抑制するものである。すなわち、排気
通路から吸気通路に通じるＥＧＲ通路を設け、該ＥＧＲ
通路を流れる排気ガスの量をＥＧＲコントロールバルブ
で変化させるごとによりＥＧＲ量を制御している。この
ＥＧＲコントロールバルブを作動させる負圧はＶＣＭバ
ルブによって作られており、ＶＣＭバルブはコントロー
ルユニットからの制御信号に基づいて、例えば−１２０
＋ｎｍＨｇ〜−１５ｍｍ１１ｇの負圧を作り出し、この
負圧をＥＧＲコントロールバルブに作用させてＥＧＲ通
路を開閉し、ＥＧＲ量が予めコントロールユニットに記
憶されている最適量となるようにＥＧＲコントロールバ
ルブを制御する。
これによって、燃焼温度を機関の運転状態に応じて適切
に制御し、特に燃焼時の最高温度を下げることでＮＯｘ
の発生を抑制している。
に制御し、特に燃焼時の最高温度を下げることでＮＯｘ
の発生を抑制している。
しかしながら、このような従来の内燃機関の燃焼制御装
置にあっては、わずかではあるが個々の作動特性にばら
つきを有するＶＣＭパルプおよびＥＧＲコントロールバ
ルブがコントロールユニットからの制御信号に基づいて
順次作動してＥＧＲ量を制御する構成となっていたため
、コントロールユニットが運転状態に応した高精度の制
御信号を出力しても上記各バルブにおける作動特性のば
らつきによってＥＧＲ量の制御精度が左右され、ＥＧＲ
量にばらつきが発生する。このＥＧＲ量のばらつきは、
ＥＧＲコントロールバルブの開き始め付近で特に著しく
、また、このとき点火時期が適切でない場合には機関の
燃焼状態が悪化し排気中のＮＯＸが増大するとともに、
燃費が悪化する。さらに、上記ＥＧＲ量の制御において
は、吸気温度、大気圧、湿度等の変化および燃境室に付
着したデポジ・ノド（付着物）や燃料の組成等の変化に
対するＥＧＲ量の補正が行われておらず、これらの変化
に伴って排気エミッション（排気有害成分）が増大する
とともに、燃費が悪化するという問題点があった。
置にあっては、わずかではあるが個々の作動特性にばら
つきを有するＶＣＭパルプおよびＥＧＲコントロールバ
ルブがコントロールユニットからの制御信号に基づいて
順次作動してＥＧＲ量を制御する構成となっていたため
、コントロールユニットが運転状態に応した高精度の制
御信号を出力しても上記各バルブにおける作動特性のば
らつきによってＥＧＲ量の制御精度が左右され、ＥＧＲ
量にばらつきが発生する。このＥＧＲ量のばらつきは、
ＥＧＲコントロールバルブの開き始め付近で特に著しく
、また、このとき点火時期が適切でない場合には機関の
燃焼状態が悪化し排気中のＮＯＸが増大するとともに、
燃費が悪化する。さらに、上記ＥＧＲ量の制御において
は、吸気温度、大気圧、湿度等の変化および燃境室に付
着したデポジ・ノド（付着物）や燃料の組成等の変化に
対するＥＧＲ量の補正が行われておらず、これらの変化
に伴って排気エミッション（排気有害成分）が増大する
とともに、燃費が悪化するという問題点があった。
（発明の目的）
そこで本発明は、燃焼によって発光するシリンダ内の光
を検出し、この光に基づき燃焼温度を演算するとともに
、その燃焼温度に基づいて、運転条件に応じて予め設定
される目標燃焼温度となるように機関をフィードバック
制御することにより、ＮＯｘの発生を抑制するとともに
、運転性や燃費を向上させることを目的としている。
を検出し、この光に基づき燃焼温度を演算するとともに
、その燃焼温度に基づいて、運転条件に応じて予め設定
される目標燃焼温度となるように機関をフィードバック
制御することにより、ＮＯｘの発生を抑制するとともに
、運転性や燃費を向上させることを目的としている。
（発明の構成）
第１図は本発明を明示するための全体構成図である。機
関１のシリンダ内から発光する光は光検出手段１１によ
って検出され、光温度変換手段１３によりシリンダ内の
燃焼温度に対応する温度信号に変換される。燃焼制御演
算手段は機関１のクランク角を検出するクランク角検出
手段２７の出力に基づきクランク角が所定範囲にあ 、
るとき、温度信号を取り入れて該温度信号に基き、機関
の燃焼温度が運転条件に応じて予め設定される目標燃焼
温度となるように制御する燃焼制御信号を出力する。燃
焼制御手段３２は燃焼制御信号に基づいて機関１の排気
還流量、空燃比、点火時期のうち少なくとも１つを変え
て、機関１の燃焼温度を制御するものである。
関１のシリンダ内から発光する光は光検出手段１１によ
って検出され、光温度変換手段１３によりシリンダ内の
燃焼温度に対応する温度信号に変換される。燃焼制御演
算手段は機関１のクランク角を検出するクランク角検出
手段２７の出力に基づきクランク角が所定範囲にあ 、
るとき、温度信号を取り入れて該温度信号に基き、機関
の燃焼温度が運転条件に応じて予め設定される目標燃焼
温度となるように制御する燃焼制御信号を出力する。燃
焼制御手段３２は燃焼制御信号に基づいて機関１の排気
還流量、空燃比、点火時期のうち少なくとも１つを変え
て、機関１の燃焼温度を制御するものである。
（実施例）
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第２〜６図は本発明の一実施例を示す図であり、燃焼温
度に基づいて機関の排気還流量を制御する例を示してい
る。
度に基づいて機関の排気還流量を制御する例を示してい
る。
第２図において、■は内燃機関本体であり、吸入空気は
図示していないエアクリーナより絞り弁２の配設された
吸気通路３を経て、途中シリンダ４近傍の吸気通路３に
設けられ駆動回路５によって駆動されるフユエルインジ
ェクタ６から噴射される燃料と混合し混合気となってシ
リンダ４に供給される。シリンダ４内の混合気はディス
トリビュータ７を介して点火回路８に接続された点火プ
ラグ９によって点火され燃焼した後、排気ガスとなり排
気通路１０を通して外部に排出される。燃焼によって発
光するシリンダ４内の光は該シリンダ４の上部側壁に設
けられた光ファイバ（光検出手段）１１（例えば、溶鉱
炉の炉内の光を検出するパイロメータ等に使用されるも
の）によって検出され、光ファイノ＼ケーブル１２を介
して光温度変換器（光温度変換手段）１３に入力される
。なお、光ファイバ１１は耐熱性の保護筒１１ａにより
保護されている。光温度変換器１３は第３図に詳細を示
すよ・）に、光フアイバケーブル１２にコネクタ１４を
介して接続される色識別素子１５と、光温度演算部１６
と、から構成されている。色識別素子１５は光ファイバ
１１から光フアイバケーブル１２を通して伝送される光
の色を識別するもので、赤外線フィルタ１７と、青フイ
ルタ１８Ｂ１緑フイルタ１８Ｇ１赤フイルタ１８Ｒから
なる３原色フイルり１８と、３ｎＯ２１９、Ｓ ｉ ０
２２０．５ｉ２１からなるヘテロ接合ホトダイードによ
る光電変換部２２と、を有している。そして、色識別素
子１５番五′赤クり線フイルり１７を通して入射した光
の赤外線成分を力・ノドし、３原色フィルタ１８と光電
変換部２２により赤夕＋＃泉成分がカットされた入射光
の赤、青、緑の３原色成分を検出して、これらの各成分
に対応する電流値を有する電流信号を電極詔、冴、２５
力・ら光温度演算部１６に出力する。光温度演算会ト１
６番よ上記電流信号に基づいてシリンダ４内の燃焼温度
を演算し、該燃焼温度に対応する温度信号をサンプルＡ
Ｄ変換部邪に出力する。再び第２図において、内燃機関
１のクランク角（ピストン位置）はクランク角センサ（
クランク角ヰ爽出手段）２７によって検出されており、
このクランク角センサ２７はディストリビュータ７に内
蔵され通常の点火時期制御のための各気筒基準点と、１
°おき等の細分点のほか気筒判別が可能なサイクル基準
点をそれぞれ検出し、クランク角信号を出力する。一方
、排気通路１０と絞り弁２下流の吸気通路３とはＥＧＲ
（、排気還流）通路２８により連通しており、このＥＧ
Ｒ通路２８の途中には絞り弁２近傍の作動負圧と大気圧
とを作動圧源として該ＥＧＲ通路四の通路面積を制御す
るＥＧＲバルブ２９が設けられている。ＥＧＲバルブ２
９に導入される作動負圧は負圧制御弁３０の開弁時間割
合（デユーティ）に応じて制御されており、ＥＧＲバル
ブ２９は導入される作動負圧が大きい程、すなわち負圧
制御弁３０の開弁時間割合が小さい程ＥＧＲ通路２８の
通路面積を大きくする。前記クランク角センサ２７から
のクランク角信号および光温度変換器１３からの温度信
号はマイクロコンピュータ３１に入力されており、マイ
クロコンピュータ３１はこれらの各信号に基づいて負圧
制御弁３０の開弁時間をデユーティ制御してＥＧＲパル
プ２９によるＥＧＲ通路２８の通路面積を制御する。な
お、上記ＥＧＲ通路２８、ＥＧＲバルブ２９および負圧
制御弁３０はマイクロコンピュータ３１からの信号に基
づいて内燃機関１のＥＧＲ量、空燃比、点火時期のうち
少なくとも１つを変えて内燃機関１の燃焼温度を制御す
る燃焼制御手段３２を構成しており、本実施例では該燃
焼制御手段３２がＥＧＲ量のみを変えている。
図示していないエアクリーナより絞り弁２の配設された
吸気通路３を経て、途中シリンダ４近傍の吸気通路３に
設けられ駆動回路５によって駆動されるフユエルインジ
ェクタ６から噴射される燃料と混合し混合気となってシ
リンダ４に供給される。シリンダ４内の混合気はディス
トリビュータ７を介して点火回路８に接続された点火プ
ラグ９によって点火され燃焼した後、排気ガスとなり排
気通路１０を通して外部に排出される。燃焼によって発
光するシリンダ４内の光は該シリンダ４の上部側壁に設
けられた光ファイバ（光検出手段）１１（例えば、溶鉱
炉の炉内の光を検出するパイロメータ等に使用されるも
の）によって検出され、光ファイノ＼ケーブル１２を介
して光温度変換器（光温度変換手段）１３に入力される
。なお、光ファイバ１１は耐熱性の保護筒１１ａにより
保護されている。光温度変換器１３は第３図に詳細を示
すよ・）に、光フアイバケーブル１２にコネクタ１４を
介して接続される色識別素子１５と、光温度演算部１６
と、から構成されている。色識別素子１５は光ファイバ
１１から光フアイバケーブル１２を通して伝送される光
の色を識別するもので、赤外線フィルタ１７と、青フイ
ルタ１８Ｂ１緑フイルタ１８Ｇ１赤フイルタ１８Ｒから
なる３原色フイルり１８と、３ｎＯ２１９、Ｓ ｉ ０
２２０．５ｉ２１からなるヘテロ接合ホトダイードによ
る光電変換部２２と、を有している。そして、色識別素
子１５番五′赤クり線フイルり１７を通して入射した光
の赤外線成分を力・ノドし、３原色フィルタ１８と光電
変換部２２により赤夕＋＃泉成分がカットされた入射光
の赤、青、緑の３原色成分を検出して、これらの各成分
に対応する電流値を有する電流信号を電極詔、冴、２５
力・ら光温度演算部１６に出力する。光温度演算会ト１
６番よ上記電流信号に基づいてシリンダ４内の燃焼温度
を演算し、該燃焼温度に対応する温度信号をサンプルＡ
Ｄ変換部邪に出力する。再び第２図において、内燃機関
１のクランク角（ピストン位置）はクランク角センサ（
クランク角ヰ爽出手段）２７によって検出されており、
このクランク角センサ２７はディストリビュータ７に内
蔵され通常の点火時期制御のための各気筒基準点と、１
°おき等の細分点のほか気筒判別が可能なサイクル基準
点をそれぞれ検出し、クランク角信号を出力する。一方
、排気通路１０と絞り弁２下流の吸気通路３とはＥＧＲ
（、排気還流）通路２８により連通しており、このＥＧ
Ｒ通路２８の途中には絞り弁２近傍の作動負圧と大気圧
とを作動圧源として該ＥＧＲ通路四の通路面積を制御す
るＥＧＲバルブ２９が設けられている。ＥＧＲバルブ２
９に導入される作動負圧は負圧制御弁３０の開弁時間割
合（デユーティ）に応じて制御されており、ＥＧＲバル
ブ２９は導入される作動負圧が大きい程、すなわち負圧
制御弁３０の開弁時間割合が小さい程ＥＧＲ通路２８の
通路面積を大きくする。前記クランク角センサ２７から
のクランク角信号および光温度変換器１３からの温度信
号はマイクロコンピュータ３１に入力されており、マイ
クロコンピュータ３１はこれらの各信号に基づいて負圧
制御弁３０の開弁時間をデユーティ制御してＥＧＲパル
プ２９によるＥＧＲ通路２８の通路面積を制御する。な
お、上記ＥＧＲ通路２８、ＥＧＲバルブ２９および負圧
制御弁３０はマイクロコンピュータ３１からの信号に基
づいて内燃機関１のＥＧＲ量、空燃比、点火時期のうち
少なくとも１つを変えて内燃機関１の燃焼温度を制御す
る燃焼制御手段３２を構成しており、本実施例では該燃
焼制御手段３２がＥＧＲ量のみを変えている。
マイクロコンピュータ３１は、ＭＰＵ ＜中央演算装置
）３３と、ＲＯＭ （読み出し専用メモリ）３４と、■
１０（入出力信号処理装置）３５と、から構成されてお
り、前記クランク角センサ２７および光温度変換器１３
からの各信号力筒１０３５に入力されている。ｌ１０３
５は各種入出力信号をＭＰＵ３３が処理可能な信号に変
換する領域のほかに、温度信号が入力される前記サンプ
ルＡＤ変換部２６（ＡＤ変換器およびマルチプレクサを
内蔵している）と、クランク角信号が入力されるサンプ
ル命令部３６と、ＭＰＵ３３からの命令に基づき各種ア
クチュエータ（例えば、負圧制御弁３０、駆動回路５お
よび点火回路８）を動作させる動作信号を出力する制御
パルス発生部３７と、を有している。サンプルＡＤ変換
部２６は所定のタイミングにおいてのみ温度信号をＡＤ
変換しており、サンプル命令部３６はクランク角信号に
基づきクランク角が予め設定される所定範囲、例えばク
ランク角が上死点後１５°〜６０°の範囲にあるとき、
サンプルＡＤ変換部２６にＡＤ変換を命令する。すなわ
ち、マイクロコンピュータ３１ハクランク角が所定範囲
にあるときのみ温度信号を取り入れている。なお、サン
プルＡＤ変換部２６は温度信号が入力される端子のほか
に、例えば吸入空気量、冷却水温、絞り弁開度、排気温
度等の各種信号が入力される端子３８〜４１を有してお
り、これらの各信号も必要に応じてＡＤ変換している。
）３３と、ＲＯＭ （読み出し専用メモリ）３４と、■
１０（入出力信号処理装置）３５と、から構成されてお
り、前記クランク角センサ２７および光温度変換器１３
からの各信号力筒１０３５に入力されている。ｌ１０３
５は各種入出力信号をＭＰＵ３３が処理可能な信号に変
換する領域のほかに、温度信号が入力される前記サンプ
ルＡＤ変換部２６（ＡＤ変換器およびマルチプレクサを
内蔵している）と、クランク角信号が入力されるサンプ
ル命令部３６と、ＭＰＵ３３からの命令に基づき各種ア
クチュエータ（例えば、負圧制御弁３０、駆動回路５お
よび点火回路８）を動作させる動作信号を出力する制御
パルス発生部３７と、を有している。サンプルＡＤ変換
部２６は所定のタイミングにおいてのみ温度信号をＡＤ
変換しており、サンプル命令部３６はクランク角信号に
基づきクランク角が予め設定される所定範囲、例えばク
ランク角が上死点後１５°〜６０°の範囲にあるとき、
サンプルＡＤ変換部２６にＡＤ変換を命令する。すなわ
ち、マイクロコンピュータ３１ハクランク角が所定範囲
にあるときのみ温度信号を取り入れている。なお、サン
プルＡＤ変換部２６は温度信号が入力される端子のほか
に、例えば吸入空気量、冷却水温、絞り弁開度、排気温
度等の各種信号が入力される端子３８〜４１を有してお
り、これらの各信号も必要に応じてＡＤ変換している。
前記ＲＯＭ３４にはＭＰ’Ｕ３３を制御するプログラム
や各種運転条件に応じた最適な制御値が書き込まれてお
り、またＭ Ｐ ＬＪ３３はＲＡＭ （書き込み読み出
しメモリ）を内蔵し各種データの書き込みゃｌ１０３５
がらの外部データの一時記憶等を行なう。ＭＰＵ３３は
ＲＯＭ３４に書き込まれているプログラムに従ってｌ１
０３５に入力される各信号に基づいてクランク角の所定
範囲におけるシリンダ４内の燃焼温度（この場合、最高
燃焼温度の決定も行なう）を演算するとともに、該燃焼
温度に応じた燃焼制御信号を燃焼制御手段３２に出力す
る。なお、本実施例においては、燃料の噴射時期や噴射
量ならびに点火時期等も運転状態に応じてマイクロコン
ピュータ３１により制御されるが、これらは何れも機関
の要求する運転条件を満足させるために燃焼状態を制御
するものであり、ＮＯｘを低減するために燃焼状態を制
御するものとしてはＥＧＲ量の制御に限定している。
や各種運転条件に応じた最適な制御値が書き込まれてお
り、またＭ Ｐ ＬＪ３３はＲＡＭ （書き込み読み出
しメモリ）を内蔵し各種データの書き込みゃｌ１０３５
がらの外部データの一時記憶等を行なう。ＭＰＵ３３は
ＲＯＭ３４に書き込まれているプログラムに従ってｌ１
０３５に入力される各信号に基づいてクランク角の所定
範囲におけるシリンダ４内の燃焼温度（この場合、最高
燃焼温度の決定も行なう）を演算するとともに、該燃焼
温度に応じた燃焼制御信号を燃焼制御手段３２に出力す
る。なお、本実施例においては、燃料の噴射時期や噴射
量ならびに点火時期等も運転状態に応じてマイクロコン
ピュータ３１により制御されるが、これらは何れも機関
の要求する運転条件を満足させるために燃焼状態を制御
するものであり、ＮＯｘを低減するために燃焼状態を制
御するものとしてはＥＧＲ量の制御に限定している。
次に、ＲＯＭ３４に書き込まれたＥＧＲ３ｉの制御プロ
グラムは第４図のフローチャートで示すことができ、第
４図中Ｐ、〜Ｐ、。はフローチャートの各ステップを示
している。
グラムは第４図のフローチャートで示すことができ、第
４図中Ｐ、〜Ｐ、。はフローチャートの各ステップを示
している。
プログラムがスタートすると、まずＰ、でクランク角θ
を読み込み、Ｐ２でクランク角θが所定範囲、例えば上
死点後１５°〈θ〈６ｏ°の範囲にあるか否かを判別す
る。クランク角θが上記所定範囲外であればプログラム
のステップは再びＰｌに戻る。一方、クランク角θが上
記所定範囲内にあるときは、Ｐ、で温度信号に基づきこ
の範囲内におけるシリンダ４内の燃焼温度Ｔを数点から
数十点演算し、Ｐ４でこれら演算した燃焼温度Ｔから最
高燃焼温度Ｔ ｍａｘを決定する。なお１．実際上第５
図に示すように上記所定範囲内において燃焼温度Ｔはピ
ークを示しており、したがって、この範囲内で燃焼温度
Ｔを適切にサンプリングすることにより、最高燃焼温度
Ｔｍａχを容易にかつ正確に得ることができる。また、
光温度変換器１３はシリンダ４内の光を色識別素子１５
により識別しているが、この色識別素子１５は赤、青、
緑のいわゆる３色分解法により光を識別しているため、
正確な色識別が可能であり燃焼温度Ｔの信頼性が高い。
を読み込み、Ｐ２でクランク角θが所定範囲、例えば上
死点後１５°〈θ〈６ｏ°の範囲にあるか否かを判別す
る。クランク角θが上記所定範囲外であればプログラム
のステップは再びＰｌに戻る。一方、クランク角θが上
記所定範囲内にあるときは、Ｐ、で温度信号に基づきこ
の範囲内におけるシリンダ４内の燃焼温度Ｔを数点から
数十点演算し、Ｐ４でこれら演算した燃焼温度Ｔから最
高燃焼温度Ｔ ｍａｘを決定する。なお１．実際上第５
図に示すように上記所定範囲内において燃焼温度Ｔはピ
ークを示しており、したがって、この範囲内で燃焼温度
Ｔを適切にサンプリングすることにより、最高燃焼温度
Ｔｍａχを容易にかつ正確に得ることができる。また、
光温度変換器１３はシリンダ４内の光を色識別素子１５
により識別しているが、この色識別素子１５は赤、青、
緑のいわゆる３色分解法により光を識別しているため、
正確な色識別が可能であり燃焼温度Ｔの信頼性が高い。
さらに、色識別素子１５により識別された３原色成分を
電流信号に変換する光電変換部２２は応答波長範囲、す
なわち光の波長（色に相当）に対する応答範囲が広く（
例えば３５０−１２００ｍμ）、また応答速度も速い。
電流信号に変換する光電変換部２２は応答波長範囲、す
なわち光の波長（色に相当）に対する応答範囲が広く（
例えば３５０−１２００ｍμ）、また応答速度も速い。
したがって、シリンダ４内における短時間の燃焼に対し
て、その燃焼温度Ｔを正確に測定することができる。
て、その燃焼温度Ｔを正確に測定することができる。
さて、再びフローにおいて、Ｐ′４で得られた最高燃焼
温度Ｔｍａにに基づき、Ｐ５で内燃機関ｌの排出する有
害成分量であるＮＯｘの発生量を演算する。この場合、
ＮＯｘの発生量と最高燃焼温度Ｔ ｍａｘとは第６図に
示すような相関関係があり、このような相関関係に基づ
いてＮＯｘの発生量を演算する。そして、Ｐ、で現時点
のＮＯｘ発生量が機関の運転条件（すなわち、現時点に
おける運転条件を指す）に応じた所定Ｎ（目標成分量）
より多いが否かを判別する。
温度Ｔｍａにに基づき、Ｐ５で内燃機関ｌの排出する有
害成分量であるＮＯｘの発生量を演算する。この場合、
ＮＯｘの発生量と最高燃焼温度Ｔ ｍａｘとは第６図に
示すような相関関係があり、このような相関関係に基づ
いてＮＯｘの発生量を演算する。そして、Ｐ、で現時点
のＮＯｘ発生量が機関の運転条件（すなわち、現時点に
おける運転条件を指す）に応じた所定Ｎ（目標成分量）
より多いが否かを判別する。
なお、所定量は機関の各種運転条件に対応しつつ（すな
わち、各種運転条件を満足させっつ）ＮＯｘ発生量が少
なくとも排気ガス規制によって定められた規制量以下と
なるような値に予め設定されており、その運転条件によ
り異なる値である。ＮＯｘ発生量が所定量より多いとき
には、Ｐｌで負圧制御弁３ｏの開弁時間割合（デユーテ
ィ）の減少量を演算し、ｐＨでこの減少量に応じた燃焼
制御信号を負圧制御弁３０に出力する。これにより、Ｅ
ＧＲパルプ２９に導入される作動負圧が大きくなって、
ＥＧＲ通路四の通路面積が増大する。その結果、ＥＧＲ
量が増大してシリンダ４内の最高燃焼温度Ｔｍａにが低
下し、ＮＯｘの発生量が所定量となる。したがって、Ｎ
Ｏｘ発生量が抑制される。一方、上記Ｐ９でＮＯｘ発生
量が所定量より少ないと判別した場合には、Ｐ９で負圧
制御弁３０の開弁時間割合の増加量を演算し、Ｐ、。て
この増加量に応じた燃焼制御信号を負圧制御弁３０に出
力する。このため、上述した場合とは逆にＥＧＲ量が減
少してシリンダ４内の最高燃焼温度Ｔｍａにが上昇する
。
わち、各種運転条件を満足させっつ）ＮＯｘ発生量が少
なくとも排気ガス規制によって定められた規制量以下と
なるような値に予め設定されており、その運転条件によ
り異なる値である。ＮＯｘ発生量が所定量より多いとき
には、Ｐｌで負圧制御弁３ｏの開弁時間割合（デユーテ
ィ）の減少量を演算し、ｐＨでこの減少量に応じた燃焼
制御信号を負圧制御弁３０に出力する。これにより、Ｅ
ＧＲパルプ２９に導入される作動負圧が大きくなって、
ＥＧＲ通路四の通路面積が増大する。その結果、ＥＧＲ
量が増大してシリンダ４内の最高燃焼温度Ｔｍａにが低
下し、ＮＯｘの発生量が所定量となる。したがって、Ｎ
Ｏｘ発生量が抑制される。一方、上記Ｐ９でＮＯｘ発生
量が所定量より少ないと判別した場合には、Ｐ９で負圧
制御弁３０の開弁時間割合の増加量を演算し、Ｐ、。て
この増加量に応じた燃焼制御信号を負圧制御弁３０に出
力する。このため、上述した場合とは逆にＥＧＲ量が減
少してシリンダ４内の最高燃焼温度Ｔｍａにが上昇する
。
このとき、最高燃焼温度ＴｍａｘはＮＯｘ発生量が所定
量となる温度まで上昇する。したがって、不必要な燃焼
温度Ｔの低下が抑制され、例えば従来のようにＥＧＲ量
が多過ぎるために引き起こされる不具合、すなわち燃焼
の不安定、機関出力の低下等が防止され運転性が向上す
る。
量となる温度まで上昇する。したがって、不必要な燃焼
温度Ｔの低下が抑制され、例えば従来のようにＥＧＲ量
が多過ぎるために引き起こされる不具合、すなわち燃焼
の不安定、機関出力の低下等が防止され運転性が向上す
る。
このように、シリンダ４内の最高燃焼温度Ｔ ｍａｘは
ＮＯｘ発生量が常に所定量となる燃焼温度に保たれるよ
うフィードバック制御される。
ＮＯｘ発生量が常に所定量となる燃焼温度に保たれるよ
うフィードバック制御される。
したがりて、吸気温度、大気圧、湿度等の雰囲気状態の
変化あるいは燃焼室に付着したデポジットや燃料の組成
等の変化があったとしても、燃焼状態が悪化することば
なく、常に最適な状態に維持され、運転性や燃費が著し
く改善される。また、演算された燃焼温度Ｔの信頼性が
高いため、ＥＧＲ量を最適に制御することができ、従来
特に問題となっていたＥＧＲバルブ２９の開き始め付近
、すなわち微小な燃焼温度Ｔの違いによってＮＯｘの発
生量が著しく異なる範囲（例えば第６図に示すＸ部付近
）にあっても、ＮＯｘの発生を十分にかつ正確に抑制す
ることができる。
変化あるいは燃焼室に付着したデポジットや燃料の組成
等の変化があったとしても、燃焼状態が悪化することば
なく、常に最適な状態に維持され、運転性や燃費が著し
く改善される。また、演算された燃焼温度Ｔの信頼性が
高いため、ＥＧＲ量を最適に制御することができ、従来
特に問題となっていたＥＧＲバルブ２９の開き始め付近
、すなわち微小な燃焼温度Ｔの違いによってＮＯｘの発
生量が著しく異なる範囲（例えば第６図に示すＸ部付近
）にあっても、ＮＯｘの発生を十分にかつ正確に抑制す
ることができる。
なお、本実施例においては、ＮＯｘを低減するためにＥ
ＧＲ量を制御しているが、例えば空燃比あるいは点火時
期を制御するようにしてもよく、その場合にも同様の効
果を得ることができるのは勿論である。
ＧＲ量を制御しているが、例えば空燃比あるいは点火時
期を制御するようにしてもよく、その場合にも同様の効
果を得ることができるのは勿論である。
（効果）
本発明によれば、燃焼によって発光するシリンダ内の光
に基づいて燃焼温度を演算するとともに、その燃焼温度
に応じて定まるＮＯｘ発生量が所定量となるように機関
の燃焼温度をフィードバンク制御するようにしたため、
機関の燃焼状態を常に適切に保つことができる。その結
果、ＮＯｘの発生を十分に抑制することができる一方、
機関の運転性や燃費の向上を図ることができる。
に基づいて燃焼温度を演算するとともに、その燃焼温度
に応じて定まるＮＯｘ発生量が所定量となるように機関
の燃焼温度をフィードバンク制御するようにしたため、
機関の燃焼状態を常に適切に保つことができる。その結
果、ＮＯｘの発生を十分に抑制することができる一方、
機関の運転性や燃費の向上を図ることができる。
また、本実施例においては、演算された燃焼温度の信頼
性が高いため機関の排気還流量を適切に制御することが
でき、ＮＯｘの発生を十分にかつ正確に抑制することが
できる。
性が高いため機関の排気還流量を適切に制御することが
でき、ＮＯｘの発生を十分にかつ正確に抑制することが
できる。
第１図は本発明の全体構成図、第２〜６図は本発明の一
実施例を示す図であり、第２図はその概略構成図、第３
図はその光温度変換手段の構成図、第４図はその燃焼制
御手段を制御するプログラムのフローチャート、第５図
はそのクランク角と燃焼温度との関係を示す図、第６図
はそのＮＯｘ発生量と燃焼の最高温度との関係を示す図
である。 １−−−−−一内燃機関、 ４・−−−−・シリンダ、 １１−−−−−・光ファイバ（光検出手段）、１３−−
−−−一光温度変換器（光温度変換手段）、３２−一−
−・−燃焼制御手段。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 有我軍一部
実施例を示す図であり、第２図はその概略構成図、第３
図はその光温度変換手段の構成図、第４図はその燃焼制
御手段を制御するプログラムのフローチャート、第５図
はそのクランク角と燃焼温度との関係を示す図、第６図
はそのＮＯｘ発生量と燃焼の最高温度との関係を示す図
である。 １−−−−−一内燃機関、 ４・−−−−・シリンダ、 １１−−−−−・光ファイバ（光検出手段）、１３−−
−−−一光温度変換器（光温度変換手段）、３２−一−
−・−燃焼制御手段。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 有我軍一部
Claims (1)
- 機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、燃
焼によって発光するシリンダ内の光を検出する光検出手
段と、光検出手段から伝送される光の色を識別しシリン
ダ内の燃焼温度に対応する温度信号を出力する光温度変
換手段と、クランク角検出手段の出力に基づきクランク
角が所定範囲にあるとき、温度信号を取り入れて該温度
信号に基づき、機関の燃焼温度が運転条件に応じて予め
設定される目標燃焼温度となるように制御する燃焼制御
信号を出力する燃焼制御演算手段と、燃焼制御信号に基
づいて機関の排気還流量、空燃比、点火時期のうち少な
くとも１つを変える燃焼制御手段と、を備えたことを特
徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123866A JPS6017239A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123866A JPS6017239A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017239A true JPS6017239A (ja) | 1985-01-29 |
Family
ID=14871318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123866A Pending JPS6017239A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017239A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0288056A2 (en) * | 1987-04-21 | 1988-10-26 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for internal combustion engines |
| JPS63302163A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Hitachi Ltd | リ−ンバ−ン制御装置 |
| JPH01503722A (ja) * | 1987-07-03 | 1989-12-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃機関、特にオツト機関 |
| US4919099A (en) * | 1987-03-12 | 1990-04-24 | Lucas Industries Plc | Combustion monitoring |
| WO1991013248A1 (en) * | 1990-02-26 | 1991-09-05 | Barrack Technology Limited | Engine condition determining and operating method |
| US5067463A (en) * | 1990-02-26 | 1991-11-26 | Barrack Technology Limited | Method and apparatus for operating an engine |
| US5099683A (en) * | 1990-05-22 | 1992-03-31 | Barrack Technology Limited | Method and apparatus for determining certain operating and running parameters in an internal combustion engine |
| US5219227A (en) * | 1990-08-13 | 1993-06-15 | Barrack Technology Limited | Method and apparatus for determining burned gas temperature, trapped mass and NOx emissions in an internal combustion engine |
| US8133837B2 (en) | 2006-10-30 | 2012-03-13 | Cataler Corporation | Exhaust gas-purifying catalyst |
| JP2013510264A (ja) * | 2009-11-06 | 2013-03-21 | クローズドループ エンジン テクノロジー エルエルシー | エンジン性能制御方法 |
-
1983
- 1983-07-07 JP JP58123866A patent/JPS6017239A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4919099A (en) * | 1987-03-12 | 1990-04-24 | Lucas Industries Plc | Combustion monitoring |
| USRE34234E (en) * | 1987-04-21 | 1993-04-27 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for internal combustion engines |
| US4887574A (en) * | 1987-04-21 | 1989-12-19 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for internal combustion engines |
| EP0412578A2 (en) * | 1987-04-21 | 1991-02-13 | Hitachi, Ltd. | Combustion control method and apparatus for an internal combustion engine |
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| JPS63302163A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Hitachi Ltd | リ−ンバ−ン制御装置 |
| JPH01503722A (ja) * | 1987-07-03 | 1989-12-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃機関、特にオツト機関 |
| WO1991013248A1 (en) * | 1990-02-26 | 1991-09-05 | Barrack Technology Limited | Engine condition determining and operating method |
| US5067463A (en) * | 1990-02-26 | 1991-11-26 | Barrack Technology Limited | Method and apparatus for operating an engine |
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| US8133837B2 (en) | 2006-10-30 | 2012-03-13 | Cataler Corporation | Exhaust gas-purifying catalyst |
| JP2013510264A (ja) * | 2009-11-06 | 2013-03-21 | クローズドループ エンジン テクノロジー エルエルシー | エンジン性能制御方法 |
| EP2496813A4 (en) * | 2009-11-06 | 2018-06-06 | Closed-Loop Engine Technology, LLC | A method of controlling engine performance |
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