JPS611853A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、内燃機関に供給する混合気の空燃比と点火時
期とを制御する装置に関するものである。

〔従来技術〕

第２図は、従来の燃料制御装置の一例図である。

第２図において、１はエアクリーナ、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、６は機関の冷却水温を
検出する水温センサ、７は機関のクランク軸の回転角度
を検出するクランク角センサ、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、１２
は制御装置である。

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°毎、６気筒機関では１２０°
毎）に基準位置パルスを出力し、また単位角度毎（例え
ば２°毎）に単位角パルスを出力する。

そして制御装置１２内において、この基準位置ノ（ルス
が入力された後の単位角パルスの数を計数することによ
ってその時のクランク角を知ることが出来る。

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２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
。

制御装置１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡ、Ｍ、ＲＯＭ。

入出力インターフェイス等からなるマイクロコンピュー
タで構成され、上記のエアフローメータ２から与えられ
る吸入空気量信号Ｓ１、水温センサ６から与えられる水
温信号Ｓ２、クランク角センサ７から与えられるクラン
ク角信号Ｓ３、排気センサ９から与えられる排気信号Ｓ
４及び図示しないバッテリ電圧信号やスロットル全開ス
イッチの信号等を入力し、それらの信号に応じた演算を
行なって機関に供給すべき燃料噴射量を算出し、噴射信
号Ｓ５を出力する。

この噴射信号Ｓ５によって燃料噴射弁１０が作動し、機
関に所定量の燃料を供給する。

上記の制御装置１２内における燃料噴射量Ｔｉの演算は
、例えば次の式によって行なわれる（例えば日産技術解
説書１９７９　　Ｅ　ＣＣ’Ｓ　　Ｌ系エンジンに記載
）。

Ｔｉ＝ＴｐＸ（１＋Ｆｔ＋ＫＭＲ／１００）Ｘβ＋Ｔｓ
・・・（１） 上記の（１）式において、Ｔｐは基本噴射量であり、例
えば吸入空気量をＱ１機関の回転速度をＮ、定数をＫと
した場合に、Ｔｐ＝に−Ｑ／Ｎで求められる。

また、Ｆｔは、機関の冷却水温に対応した補正係数であ
り１例えば冷却水温度が低いほど大きな値となる。

また、ＫＭＲは、高負荷時における補正係数であり、例
えば第４図に示すごとく基本噴射量ＴＰと回転速度Ｎと
に応じた値として予めデータテープルに記憶されていた
値からテーブルルックアップによって読み出して用いる
。

また、Ｔｓは、バッテリ電圧による補正係数であり、燃
料噴射弁１０を駆動する電圧の変動を補正するための係
数である。

また、βは、排気センサ９からの排気信号Ｓ４に応じた
補正係数であり、このβを用いることによって混合気の
空燃比を所定の値、例えば理論空燃比１４．８近傍の値
にフィードバック制御することが出来る。

ただし、この排気信号Ｓ４によるフードバック制御を行
なっている場合には、常に混合気の空燃比が一定の値と
なるように制御されるので、上記の冷却水温による補正
や高負荷による補正が無意味になフてしまう。

そのため、この排気信号Ｓ４によるフィードバック制御
は、水温による補正係数Ｆｔや高負荷における補正係数
ＫＭＲがＯの場合にのみ行なわれる。

上記の各補正の演算とセンサ類との関係を示すと第３図
のようになる。

一方、内燃機関の点火時期制御装置としては、例えば公
開特許公報昭和５７年第５９０６１号に示されているよ
うなものがある。

上記のごとき電子式の点火時期制御装置においては、例
えば第５図に示すごとき機関の回転速度Ｎと基本噴射量
’ｒｐとに応じた最適点火進角値を、予めデータテーブ
ルとして記憶しておき、その時　　゛の回転速度と基本
噴射量とに応じた値をテーブルルックアップによって読
み出して、その値に点火時期を制御するように構成され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように従来の燃料制御装置においては、排気セン
サの信号に応じたフィードバック制御は行なっているが
、高負荷条件による補正は基本噴射量と回転速度、すな
わち吸入空気量と回転速度とによって決定されるような
構成となっており、その補正は全くオープンループ制御
で行なわれている。

そのため、エアフローメータや燃料噴射弁等のバラツキ
や経時変化等によって高負荷時の空燃比が最適空燃比（
Ｌ　Ｂ　Ｔ　−Ｌｅａｎｅｓｔ　Ｍｉｘｔｕｒｅ　ｆｏ
ｒＢｅｓｔ　Ｔｏｒｑｕｅ、なおこの値は、発生トルク
を最大にするための空燃比であり、前記の排葱センサ信
号による空燃比のフィードバックの値とは異なった値と
なっている）からはずれてトルクが低下したり安定性が
悪化したりする恐れがある。

また、点火時期制御装置においても、予め記憶しておい
たデータテーブルから読み出して制御するオープンルー
プ式の制御方式であるため、エンジン本体のバラツキや
経時変化等のために、最適点火時期（Ｍ　Ｂ　Ｔ　−Ｍ
ｉｎｉｍｕｎ＋　５ｐａｒｋ　Ａｄｖａｎｃｅ　ｆｏｒ
Ｂｅｓｔ　Ｔｏｒｑｕｅ）から実際の点火時期がずれて
トルクの低下やノッキングの発生等の問題が生ずる恐れ
があった。

また上記の燃料制御と点火時期制御とは、それぞれ別個
に行なわれており、両者を関連づけて総合的に制御する
ものではなかった。そのため必ずしも最適な制御が行な
われるものではなかった。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題点を解決するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため本発明においては、機関のシ
リンダ内圧力を検出し、その値から機関の空燃比をＬＢ
Ｔとするようにフィードバック制御し、また、シリンダ
内圧力が最大となるクランク角を検出し、そのクランク
角を上死点後の所定角度とするように点火時期を制御す
ることによって点火時期をＭＢＴとするようにフィード
バック「御することにより、ＬＭＢＴ点で機関を動作さ
せるようにように構成している。

以下、まず、ＬＢＴとＭＢＴとを実現するための原理に
ついて説明する。

第６図は、クランク角とシリンダ内圧力の関係図であり
、また第７図は、空燃比と発生トルクとの関係図であり
、一定回転速度（例えば２０００ｒｐｍ）でスロットル
弁全開の条件における値を示している。

第６図から判るように、シリンダ内圧力は圧縮上死点（
ＴＤＣ）から１０°〜２０°後、すなわちＡＴＤＣＩＯ
°〜２０６において最大となる。

またその最大値は、空燃比Ａ／Ｆに応じて変化し、Ａ／
Ｆが１３付近で最大となる。

また第７図から判るように、機関の発生トルクもとの空
燃比が１３付近の時に最大となり、これをＬＢＴと呼ん
でいる。

従って、シリンダ内圧力を最大にするようにフィードバ
ック制御すれば高負荷時における空燃比を常に最適空燃
比ＬＢＴに制御することができる。

また第８図は、点火時期を変化させた場合におけるシリ
ンダ内圧力とクランク角との関係図であり、一定回転速
度（例えば２０００ｒｐｍ）でスロットル弁全開の条件
における値を示している。

第８図から判るように、シリンダ内圧力のカーブは、点
火時期に応じて変化する。

そして、シリンダ内圧力が最大となる時のクランク角θ
届が上死点後の所定角度（例えば１０°〜２０°）にな
るように点火時期を制御した場合に最もトルクが大きく
なる。この時の点火時期をＭＢＴと呼んでいる。

第９図は、上記のシリンダ内圧力が最大となるクランク
角Ｏｍと点火時期との関係を示す図である。

第９図から判るように、０ｍと点火時期とはほぼ直線的
な対応関係にあり、点火時期を制御することによって０
ｍの値を任意の値にすることが出来る。

従って、点火時期を制御してθｌの値をＭＢＴに対応し
た点（例えば、上死点後１５°）の値にするように制御
すれば発生トルクを最大にすることが出来る。

第１０図は、点火時期と発生トルクとの関係を示す図で
ある。

第１０図から判るように、点火時期をＭＢＴ点（例えば
ＢＴＤＣ２０°）に制御した場合に発生トルクが最大と
なることが判る。

上記のごとき空燃比の制御と点火時期の制御とを総合す
ると、発生トルクを最大′とする条件として第１１図に
示すごとき特性が得られる。

笛１１図において、ｘ印がＬＭＢＴ点すなわちＬＢＴと
ＭＢＴとをともに実現している点である。

上記の説明から判るように、内燃機関をＬＭＢＴ点で作
動させるためには、機関のシリンダ内圧力を検出し、そ
の値から機関の空燃比をＬＢＴとするようにフィードバ
ック制御し、また、シリンダ内圧力が最大となるクラン
ク角を検出し、そのクランク角を上死点後の所定角度と
するように点火時期をフィ−ドバック制御すれば良い。

なお、上記のＭＢＴ点を実現するための所定のクランク
角度θｌは、機関の連桿比に応じて定まる値であり、そ
の機関に固有の値であって一般に上死点後１０°〜２０
’の範囲内の値、例えば上死点後１５°の値である。

なお、連桿比とは、コネクティングロッドの長さとクラ
ンクシャフトの回転半径（ストロークの１７２）との比
であり、コネクティングロッドの長さをＬ、クランクシ
ャフトの回転半径をｒとした場合に、連桿比λ＝　Ｌ　
／　ｒである。

次に、第１図は、本発明の機能を示すブロック図である
。

まず、第１図（Ａ）において、５１はシリンダ内圧力を
検出する検圧手段であり、例えば、後記第１２図の圧力
センサ１３である。

また、５２はクランク角を検出するクランク角検出手段
であり、例えば、前記第２図のクランク角センサ７であ
る。

また、演算手段５３は、例えばマイクロコンピュータで
構成されており、検圧手段５１とクランク角検出手段５
２との信号から１回の点火サイクル内における第１の所
定クランク角でのシリンダ内圧力Ｐ　ｍｂｔと、第２の
所定クランク角でのシリンダ内圧力Ｐｔとを検出し、両
者の比Ｐｍｂｔ／Ｐｔを算出し、その比Ｐｍｂｔ／Ｐｔ
を最大とするように空燃比を制御する空燃比制御信号を
出力する。

また、検圧手段５１とクランク角検出手段５２との信号
から１回の点火サイクル内におけるシリンダ内圧力が最
大となるクランク角を検出し、該クランク角が上死点後
の所定角度（例えば、ＡＴＤＣ１５°）となるように点
火時期を制御する点火時期制御信号を出力する。

次に、混合気調量手段５４は、上記の演算手段５３から
与えられる空燃比制御信号に応じて機関に供給する混合
気を制御するものである。

この混合気調量手段５４は、例えば、前記第２図の燃料
噴射弁１０や電気信号によって空燃比を調整することの
出来る気化器（例えば、公開特許公報昭和５１年第１３
２３２６号）を用いることが出来る。

また、点火手段５５は、上記の演算手段５３から与えら
れる点火時期制御信号に応じた点火時期に点火を行なう
。

この点火手段５５としては、いわゆるフルトランジスタ
式の点火装Ｗ（パワートランジスタスイッチング回路と
点火コイルとからなる装置）と、点火プラグ１１とを用
いることが出来る。

次に、第１図（Ｂ）において、演算手段５６は、検圧手
段５１とクランク角検出手段５２との信号から１回の点
火サイクル内におけるシリンダ内圧力の最大値Ｐｍと所
定クランク角でのシリンダ内圧力Ｐｔとを検出し、両者
の比Ｐｍ／Ｐｔを算出し、その比Ｐｍ／Ｐｔを最大とす
るように空燃比を制御する空燃比制御信号を出力する。

また、上記のシリンダ内圧力が最大値Ｐａとなるクラン
ク角を検出し、該クランク角が上死点後の所定角度とな
るように点火時期を制御する点火時期制御信号を出力す
る。その他の部分は、上記（Ａ）と同様である。

次に、第１図（Ｃ）において、演算手段５７は、検圧手
段５１とクランク角検出手段５２との信号から１回の点
火サイクル内における図示平均有効圧力Ｐｉを算出し、
所定クランク角でのシリンダ内圧力Ｐｔを検出し、両者
の比Ｐｉ／Ｐｔを算出し、その比Ｐｉ／Ｐｔを最大とす
るように空燃比を制御する空燃比制御信号を出力する。

また、検圧手段５１とクランク角検出手段５２との信号
から１回の点火サイルク内におけるシリンダ内圧力が最
大となるクランク角を検出し、該クランク角が上死点後
の所定角度となるように点火時期を制御する点火時期制
御信号を出力する。

その他の部分は、前記（Ａ）と同様である。

なお、図示平均有効圧力Ｐｉは、各クランク角毎のシリ
ンダ内圧力をＰ、クランク角が所定角度（例えば２°）
変化する毎の行程容積の変化分をΔＶ、行程容積をＶと
した場合に。

Ｐｉ＝Σ（ｐｘΔＶ）／Ｖで求められる。

上記の（Ａ）においては、第１の所定クランク角（例え
ばＡＴＤＣ１５°）でのシリンダ内圧力Ｐ　ｍｂｔを第
２の所定クランク角（例えばＴＤＣ）でのシリンダ内圧
力Ｐｔで正規化した値に応じて空燃比を制御し、また（
Ｂ）においては、シリンダ内圧力の最大値Ｐｍを所定ク
ランク角（例えばＴＤＣ）でのシリンダ内圧力Ｐｔで正
規化した値に応じて空燃比を制御し、また（Ｃ）におい
ては、図示平均有効圧力Ｐｉを所定クランク角（例えば
ＴＤＣ）でのシリンダ内圧力Ｐｔで正規化した値に応じ
て空燃比を制御するように構成しており、更に、シリン
ダ内圧力が最大となるクランク角を検出し、そのクラン
ク角が上死点後の所定角度（例えばＡＴＤＣ１５°）と
なるように点火時期を制御するように構成しているので
、空燃比と点火時期を常にＬＭＢＴ点に制御することが
可能となる。

なお、本発明における空燃比の制御は、空燃比を最適空
燃比ＬＢＴにするようにフィードバック制御する装置、
すなわち発生トルクを最大とするように制御する装置で
あるから、前記第２図のように排気センサの出力に応じ
て排気浄化性能を満足するようにフィードバック制御す
る装置と共用する場合には、上記の構成の他に高負荷時
を検出する装置（例えば、スロットル弁開度“や吸入負
圧から検出）を設け、高負荷時にのみ本発明の空燃比制
御装置を行なうように構成すれば良い。

〔発明の実施例〕

以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１２図は、本発明の一実施例図である。

第１２図において、１３はシリンダ内圧力を検出する圧
力センサである。

この圧力センサ１３は、点火プラグ１１の座金の代わり
に用いられており、シリンダ内圧力の変化を電気信号と
して取り出すものである。

また、制御装置１５は１例えばマイクロコンビュ−タで
構成されており、エアフローメータ２から与えられる吸
入空気量信号Ｓ１、水温センサ６から与えられる水温信
号Ｓ２、クランク角センサ７から与えられるクランク角
信号Ｓ３１．排気センサ９から与えられる排気信号Ｓ４
及び圧力センサ１３から与えられる圧力信号８６等を入
力し、所定の演算を行なって噴射信号Ｓ５と点火信号Ｓ
７とを出力し、それによって燃料噴射弁１０と点火装置
１６とを制御する。その他、第２図と同符号は同一物を
示す。

次に、第１３図は、圧力センサ１３の一例図であり、（
Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図を示す。

第１３図において、１３Ａは、リング状の圧電素子、１
３Ｂはリング状のマイナス電極、１．３Ｃは、プラス電
極である。

また、第１４図は、上記の圧力センサ１３の取付は図で
あり、シリンダヘッド１４に点火プラグ１１によって締
付けられて取付られている。

次に、制御装置１５内における演算について説明する。

第１５図は、本発明の制御系の一実施例を示すブロック
図である。

第１５図において、エアフローメータ２、水温センサ６
、圧力センサ１３のそれぞれの信号とバッチ１月７の電
圧信号とが制御装置１５内のマルチプレクサ１８に与え
られる。

また、クランク角センサ７の信号は、ラッチ回路１９に
与えられ、このラッチ回路１９の出方によってマルチプ
レクサ１８を切換え上記の各信号を選択的にＡＩ）変換
器２０へ送る。

ＡＤ変換器２０でディジタル信号に変換された各信号及
びクランク角センサ７の信号は、ＣＰＵ２１に送られ、
後記のフローチャートに示すごとき演算が行なわれ、そ
の演算結果として算出された噴射信号（前記の空燃比制
御信号に相当）が出方回路２３で電力増幅された後、燃
料噴射弁１ｏへ送られる。

また、演算結果として算出された点火時期制御信号が出
力回路２４で点火信号に変換された後、点火装置１６へ
送られる。

なお、２２はメモリであり、演算途中のデータ等を一時
的に記憶するＲＡＭと演算手順や各種データ（ＫＭＲの
データテーブル等）を予め記憶しているＲＯＭ等から構
成されている。

次に、演算内容について詳細に説明する。

第１６図は、制御装置１５内における演算の一実施例を
示すフローチャートである。

まず、第１６図（Ａ）において、Ｐｌでは、クランク角
センサの信号から機関の回転速度Ｎを読み込む。

次に、Ｐ２では、エアフローメータの信号から吸入空気
量Ｑを読み込む。

次に、Ｐ３では、基本噴射量ＴＰ＝に−Ｑ／Ｎを演算す
る。

次に、Ｐ４では、上記の求めたＮとＴＰとに応じて前記
第５図のごときデータテーブルから点火進角値ＡＤＶを
テーブルルックアップする。

次に、Ｐ５では、圧力センサの信号からその時のシリン
ダ内圧力Ｐｎを測定して記憶する。

次に、Ｐ６では、その時のクランク角が圧縮上死点（Ｔ
　Ｄ　Ｃ）か否かを判定する。

Ｐ６でＮｏの場合には、直ちにＰ９へ行く。

Ｐ６でＹＥＳの場合には、Ｐｌへ行き、ＴＤＣにおける
シリンダ内圧力Ｐｔを測定して記憶する。

次に、Ｐ８では、上記の測定したＰｔをシリンダ内圧力
の最大値Ｐａの初期値とする。

また、この時のクランク角θをＯとする。

次に、Ｐ９では、今回のシリンダ内圧力Ｐｎが前回まで
のシリンダ内圧力の最大値ｐＨより大か否かを判定する
。

Ｐ９でＮＯの場合には、直ちにｐＨへ行く。

Ｐ９でＹＥＳの場合には、ＰＩＯへ行き、今回のシリン
ダ内圧力Ｐｎを新たな最大値Ｐｍとして記憶する。

また、その時のクランク角、すなわち最大値に相当する
クランク角θ用をｎとする。

次に、ｐＨでは、クランク角がＡＴＤＣ９０°より大か
否かを判定する。

ｐＨでＹＥＳの場合には、爆発サイクル内でシリンダ内
圧力の最大値が発生する区間は終了しているので、次の
Ｐｌ２へ行く。

ＰｌｌでＮｏの場合には、再びＰｌに戻り上記の手順を
繰り返す。

Ｐｌ２では、上記の最大値Ｐｍを記憶する。

次に、第１６図（Ｂ）において、Ｐｌ３では、上記の最
大値ＰｉとＴＤＣにおけるシリンダ内圧力Ｐｔとの比を
演算して記憶する。

なお、第１６図のフローチャートの全体の演算は、１点
火サイクル毎に１回繰り返されるものであり、Ｐｌ３の
（Ｐ　ｍ／　Ｐ　ｔ）ｎの添字ｎは、今回の演算におけ
る値であることを示している。

次に、Ｐｌ４では、上記の今回の演算における値と（Ｐ
　ｍ／　Ｐ　ｔ）ｎ−□すなわち前回の演算における値
との大きさを比較する。

Ｐｔ４で今回の演算における値の方が大きかった場合に
はＰｔ５へ行き、リッチフラグが１か否かを判断する。

このリッチフラグは、空燃比をリッチ化すなわち濃くし
ている場合には１であり、リーン化すなわち薄くしてい
る場合には０である。

Ｐｔ５でＹＥＳの場合には、Ｐｌ６へ行き、空燃比補正
係数αをα＝α十Δαとする。

すなわち、空燃比をリッチ化している状態においてＰａ
／Ｐｔの値が増加している場合には、更に空燃比をリッ
チの方向に変化させるようにする。

Ｐｔ５でＮｏの場合にはＰｔ７に行き、αをα＝α−Δ
αとする。

すなわち、空燃比をリーン化しているときにＰａ／Ｐｔ
が増加している場合には空燃比を更にリーン化するよう
に制御する。

一方、Ｐｌ、４でＮＯの場合にはＰｔ８に行き、リッチ
フラグが１か否かを判定する。

Ｐｔ８でＹＥＳの場合には５Ｐ１９へ行き、リッチフラ
グを０にした後、Ｐ２Ｏでα＝α−Δαとする。

すなわち、空燃比をリッチ化している時にＰａ／Ｐｔが
減少している場合には、空燃比をリーン化する必要があ
るので、Ｐｔ９でリッチフラグを〇にした後、Ｐ２Ｏで
αを一定量Δαだけ減少させる。

Ｐｔ８でＮｏの場合には、Ｐ２１へ行き、リッチフラグ
を１にした後、Ｐ２２でα＝α十Δαにする。

すなわち、空燃比をリーン化している時にＰａ／Ｐｔが
減少している時には空燃比をリッチ化する必要があるの
でリッチフラグを１にした後、αをΔαだけ増加させる
ように制御する。

次に、Ｐ２３では、上記のようにして演算した空燃比補
正係数αを用いて燃料噴射量Ｔｉ＝Ｔｐ・α＋Ｔｓを演
算して゛出力する。

なお、ＴＰは前記のＰ３で求めた値を用い、また、Ｔｓ
は別に読み込んだバッテリ電圧から算出する。

次に、Ｐ２４では、前記ＰＩＯで求めておいたシリンダ
内圧力が最大値Ｐｍとなる時のクランク角θｍが１５°
より大か否かを判定する。

この１５″　という値は、前記のＭＢＴを実現するため
の値であり、前記のごと＜ＡＴＤＣＩＯ°〜２０°の範
囲においてその機関の連桿比によって定まる値である。

この実施例の場合には、−例として１５°に設定してい
る。

Ｐ２４でＮｏの場合には、シリンダ内圧力が最大となる
クランク角がＡＴＤＣ１５’よりも小、すなわち点火進
角がＭＢＴよりも進んでいることを示すから、Ｐ２５へ
行き、点火進角ＡＤＶからΔＡを減じた値を新たな点火
進角とする。

Ｐ２４でＹＥＳの場合には、シリンダ内圧力が最大とな
るクランク角θｍがＡＴＤＣ１５″よりも大、すなわち
点火進角がＭＢＴよりも遅れていることを示すからＰ２
６へ行き、ＡＤＶにΔＡを加えたものを新たな点火進角
ＡＤＶとする。

上記のように第１６図の演算においては、シリンダ内圧
力の実際の最大値を求め、その値を圧縮上死点における
シリンダ内圧力Ｐｔで正規化した値が最大となるように
空燃比を制御し、またその最大となるクランク角を上死
点後の所定位置になるように点火時期を制御している。

上記のように制御することにより、空燃比は常にＬＢＴ
に制御され、また、点火時期は常にＭＢＴに制御される
。

従って、上記の制御により、前記第１１図に示すＬＭＢ
Ｔ点に常に一致させるように制御することが出来る。

なお、第１６図（Ｂ）のＰｌ４において、シリンダ内圧
力の最大値Ｐｍと圧縮上死点におけるシリンダ内圧力Ｐ
ｔとの比Ｐｍ／Ｐｔの今回の値と前回の値との比較結果
によって空燃比を補正する場合、前回と今回の値との差
があまり大きくない場合たとえば所定値以下の場合には
、Ｐｌ５からＰ２２の処理を行なうことなく、空燃比を
そのままの状態に保持するように構成しても良い。こう
することにより、ＬＢＴ付近における空燃比のハンチン
グを抑制し、制御性を向上させることが出来る。

また、Ｐ２４における比較結果によって点火時期を制御
する場合にも、上記と同様に、比較結果の差が所定値以
下の場合には、Ｐ２５、Ｐ２６の処理を行なわず、点火
時期をその状態に保持するように構成すれば、ＭＢＴ付
近におけるハンチングを抑制することが出来る。

次に、第１７図は１本発明の演算の第２の実施例を示す
フローチャートである。

まず、第１７図（Ａ）において、ＰｌからｐＨまでは前
記第１６図のＰｌからｐＨまでと同様である。

ただ、ＰＩＯとＰｌｌとの間にＰ２７とＰ’２８とが挿
入されている点が異なる。

すなわち、Ｐ２７では、その時のクランク角がＡＴＤＣ
１５°か否かを判定し、ＹＥＳの場合にはＰ２８でＡＴ
ＤＣ１５°におけるシリンダ内圧力Ｐ　ｍｂｔを測定し
て記憶する。

このＰ２７におけるＡＴＤＣ１５’　とは、前記したご
とく機関の連桿比によって定まる値であり、シリンダ内
圧力が最大値になると思われるクランク角である。

次に、第１７図（Ｂ）においては、Ｐ２９で上記のＰ　
ｍｂｔとＴＤＣにおけるシリンダ内圧力Ｐｔとの比を演
算して記憶する。

次に、Ｐ２Ｏにおいて、上記Ｐ２９における今回の演算
における値と（Ｐ　ｍｂｔ／　Ｐ　ｔ）ｎ−ｚすなわち
前回の演算における値との大きさを比較する。

それ以降のＰ１５〜Ｐ２６の演算は、前記第１６図と同
様である。

上記のように第１７図の演算においては、シリンダ内圧
力が最大値になると思われるクランク角における値Ｐ　
ｍｂｔを圧縮上死点におけるシリンダ内圧力Ｐｔで正規
化した値が最大となるように空燃比を制御することが出
来る。

これによって、最適空燃比ＬＢＴを実現することが出来
る。

また、シリンダ内圧力が最大値となるクランク角θｍを
所定値（例えば、ＡＴＤＣ１５°）になるように制御し
ているので、常にＭＢＴを実現することが出来る。

次に、第１８図は、本発明の第３の演算を示す実施例の
フローチャートである。

まず、第１８図（Ａ）において、Ｐ１〜ＰＩＯまでは前
記第１６図と同様である。

但し、Ｐ５とＰ６との間にＰ３１とＰ３２とが挿入され
ている点が異なる。

すなわち、Ｐ３１では、クランク角度が所定角度（例え
ば２°）変化する毎の行程容積の変化分ΔＶを算出する
。

次に、Ｐ３２では、図示平均有効圧力ＰＬを演算する。

この図示平均有効圧力ＰＬは、１サイクル中に燃焼ガス
がピストンにする仕事を行程容積で割った値であり、各
クランク角におけるシリンダ内圧力をＰ、クランク角が
単位角度（例えば２°）変化する毎の行程容積の変化分
をΔＶ、行程容積をＶとした場合に、ＰＬ＝Σ（ｐｘΔ
Ｖ）／Ｖ”で求められる。

また、Ｐ　ｉｒｌ　＝　Ｐ　１ｎ−１＋ΔＶ　’　Ｐ　
ｎの式を用いて近似計算することも出来る。

なお、上式において、Ｐｉｎは今回の演算におけるＰｉ
の値、Ｐｔｎ−４は前回（クランク角で２°前）の演算
におけるＰＬの値、Ｐｎは今回の演算におけるＰの値で
ある。

次にＰ６からＰＬＯまでの演算を行なった後、Ｐ３３で
は、その時のクランク角が排気上死点か否かを判定する
。

Ｐ３３でＮＯの場合には、まだ燃焼サイクルが終了して
いないことを示すのでＰｌに戻り、再び上記の手順を繰
り返す。

Ｐ３３でＹＥＳの場合には、１回の燃焼サイクルが終了
しているので、第１８図（Ｂ）のＰ３４へ行く。

Ｐ３４では、図示平均有効圧力ＰｉとＴＤＣにおけるシ
リンダ内圧力Ｐｔとの比を演算して記憶する。

次にＰ３５では、今回の値と前回の値との大小を比較す
る。

それ以後のＰ１５〜Ｐ２６の演算は、前記第１６図の場
合と同様である。

上記のように第１８図の演算においては、図示平均有効
圧力Ｐｉを機関の負荷を代表する圧縮上死点におけるシ
リンダ内圧力Ｐｔで正規化した値が最大となるように空
燃比を補正するように制御するので、最適空燃比ＬＢＴ
条件を正確に実現することが出来る。

また、シリンダ内圧力が最大となるクランク角０Ｉ１１
が上死点後の所定位置に来るように点火時期をフィード
バック制御するので、常にＭＢＴ点に点火時期を制御す
ることが出来る。

なお、第１２図の実施例においては、シリンダを１個の
み表示しているが多気筒機関の場合には、各気筒に取り
付けた圧力センサの信号に応じて各気筒毎に燃料噴射量
を補正して制御することが可能である。

また、圧力センサは、各気筒毎に取り付けてシリンダ内
圧力を測定するが、燃料噴射は全気筒同一噴射での補正
も可能である。

また、いくつかの気筒の内の１個にのみ圧力センサを設
け、その圧力センサの出力によって全気筒同一の噴射量
の補正も可能である。

また、これまでの説明では、混合気調量装置として燃料
噴射弁を用いた場合のみを説明したが、気化器を用いた
場合においても同様に制御することが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明においては、圧力センサを用
いてシリンダ内圧力を検出し、その値からシリンダ内圧
力の最大値や図示平均有効圧力等を求め、それらの値を
圧縮上死点等所定クランク角におけるシリンダ内圧力で
正規化した値が最大となるように空燃比をフィードバッ
ク制御するように構成しており、また、シリンダ内圧力
カ１最大となるクランク角を検出し、該クランク角力１
上死点後の所定角度となるように点火時期を制御するよ
うに構成しているので、部品のノベラツキや経ｌ寺変化
等があっても常に最適空燃比ＬＢＴと最適、截火時期Ｍ
ＢＴとを実現することが出来、最高のトルクを得ること
が出来る。

従って、トルク不足になったり、あるｂ）Ｌま動作が不
安定になったりする恐れがなくなる等の優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能を示すブロック図、第２図は従来
の燃料制御装置の一例図、第３図（±第２図の装置にお
ける演算内容とセンサ類との関係図、第４図は高負荷補
正係数の特性図、第５図番よ、截火進角特性図、第６図
はクランク角とシリンダ内圧力の特性図、第７図は空燃
比とトルりとの特性図、第８図は点火時期を変えた場合
にお（するシ１ノンダ内圧力とクランク角との特性図、
第９図番よシ１ノンダ内圧力が最大となるクランク角と
点火日寺期との特性図、第１０図は点火時期と出力トル
クとの特性図、第１１図は空燃比と点火時期とに応じた
トルり特性図、第１２図は本発明の一実施例図、第１３
図ｉｔ本発明に用いる圧力センサの一例図、第１４図１
±圧カセンサの取付は図、第１５図は本発明の制御系の
一実施例を示すブロック図、第１６図〜第１８１まそれ
ぞれ本発明の演算を示すフローチャートの実施例図であ
る。 符号の説明 １・・・エアクリーナ　　　２・・・エアフローメータ
３・・・スロットル弁　　　４・・・吸気マニホールド
５・・・シリンダ　　　　　６・・・水温センサ７・・
・クランク角センサ　８・・・排気マニホールド９・・
・排気センサ　　　　１０・・・燃料噴射弁１１・・・
点火プラグ　　　　１２・・・制御装置１３・・・圧力
センサ　　　　１３Ａ・・・圧電素子１３Ｂ・・・マイ
ナス電極　　１３Ｇ・・・プラス電極１４・・・シリン
ダヘッド　　１５・・・制御装置１６・・・点火装置　
　　　　１７・・・ノベツテリ１８・・・マルチプレク
サ　　１９・・・ラッチ回路２０・・・ＡＤ変換器　　
　　２１・・・ＣＰＵ２２・・・メモリ　　　　　　２
３．２４・・・出力回路５１・・・検圧手段　　　　　
５２・・・クランク角検出手段５３・・・演算手段　　
　　　５４・・・混合気調量手段５５・・・点火手段　
　　　　５６・・・演算手段′５７・・・演算手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリンダ内圧力を検出する検圧手段と、クランク角
   を検出するクランク角検出手段と、上記検圧手段とクラ
   ンク角検出手段との信号から１回の点火サイクル内にお
   ける第１の所定クランク角でのシリンダ内圧力Ｐｍｂｔ
   と第２の所定クランク角でのシリンダ内圧力Ｐｔとを検
   出し、両者の比Ｐｍｂｔ／Ｐｔを算出し、その比Ｐｍｂ
   ｔ／Ｐｔを最大とするように空燃比を制御する空燃比制
   御信号を出力し、かつ上記検圧手段とクランク角検出手
   段との信号から１回の点火サイクル内におけるシリンダ
   内圧力が最大となるクランク角を検出し、該クランク角
   が上死点後の所定角度となるように点火時期を制御する
   点火時期制御信号を出力する演算手段と、上記の空燃比
   制御信号に応じた混合気を機関に供給する混合気調量手
   段と、上記点火時期制御信号に応じた点火時期に点火を
   行なう点火手段とを備えた内燃機関の制御装置。 ２、上記演算手段は、上記第１の所定クランク角として
   機関の連桿比によって定まる圧縮上死点後１０°乃至２
   ０°の範囲の値を用い、上記第２の所定クランク角とし
   て圧縮上死点を用いるものであり、また上記の点火時期
   制御における上死点後の所定クランク角として機関の連
   桿比によって定まる圧縮上死点後１０°乃至２０°の範
   囲の値を用いるものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の内燃機関の制御装置。 ３、シリンダ内圧力を検出する検圧手段と、クランク角
   を検出するクランク角検出手段と、上記検圧手段とクラ
   ンク角検出手段との信号から１回の点火サイクル内にお
   けるシリンダ内圧力の最大値Ｐｍと所定クランク角での
   シリンダ内圧力Ｐｔとを検出し、両者の比Ｐｍ／Ｐｔを
   算出し、その比Ｐｍ／Ｐｔを最大とするように空燃比を
   制御する空燃比制御信号を出力し、かつ上記のシリンダ
   内圧力が最大値Ｐｍとなるクランク角を検出し、該クラ
   ンク角が上死点後の所定角度となるように点火時期を制
   御する点火時期制御信号を出力する演算手段と、上記の
   空燃比制御信号に応じた混合気を機関に供給する混合気
   調量手段と、上記点火時期制御信号に応じた点火時期に
   点火を行なう点火手段とを備えた内燃機関の制御装置。 ４、シリンダ内圧力を検出する検圧手段と、クランク角
   を検出するクランク角検出手段と、上記検圧手段とクラ
   ンク角検出手段との信号から１回の点火サイクル内にお
   ける図示有効平均圧力Ｐｉを算出し、所定クランク角で
   のシリンダ内圧力Ｐｔを検出し、両者の比Ｐｉ／Ｐｔを
   算出し、その比Ｐｉ／Ｐｔを最大とするように空燃比を
   制御する空燃比制御信号を出力し、かつ上記検圧手段と
   クランク角検出手段との信号から１回の点火サイクル内
   におけるシリンダ内圧力が最大となるクランク角を検出
   し、該クランク角が上死点後の所定角度となるように点
   火時期を制御する点火時期制御信号を出力する演算手段
   と、上記の空燃比制御信号に応じた混合気を機関に供給
   する混合気調量手段と、上記点火時期制御信号に応じた
   点火時期に点火を行なう点火手段とを備えた内燃機関の
   制御装置。