JPS6155336A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、内燃機関に供給する混合気の空燃比をＦｔＪ
制御する内燃機関の空燃比制御装置に関する。

〔従来技術］ ｍ＋４図は、従来の内燃機関の燃料制御装置の一例を示
す。

本図に示すように、燃料はフューエルタンクｌからフュ
ーエルポンプ２に吸入圧送され、フューエルダンパ３に
より脈動が押えられ、ツユ一二ルフィルタ４により、ご
みや水分が取り除かれ、プレッシャレギュレータ５によ
り圧力が一定にされ、燃料噴射弁６に供給される。プレ
ッシャレギュレータ５は燃料噴射弁６に供給する燃圧を
吸気管圧との差圧で例えば２．５ｋｇ／ｃｍ２の一定値
にする。７は寒冷地の始動性を良くするために燃料を噴
射するコールドスタートバルブである。

また、エアクリーナ８を通った空気は、エアフローメー
タ９により計量され、スロットル弁１０により流量が制
御され、吸気マニホールド１１を経て燃料噴射弁６によ
り燃料と混合（混合気）され、各シリンダ１２に送り込
まれる。この混合気をシリンダ１２で圧縮し、適当な時
期に点火プラグ１３で点火する。排気ガスは排気マニホ
ール′ｆ１４と不図示の浄化装置を通って大気中に放出
される。４０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である。

１５はａ間の冷却水温を検出する水温センサ、ＩＢは機
関のクランク軸の回転角度を検出するディストリビュー
タ内蔵のクランク角センナ、１７は点火装こ、１８は機
関に供給する混合気の空燃比を制御する制御装置である
。

クランク角センサ■６は、例えばクランク角の基準位置
（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１８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！±周期を計Ｊｌすることによって機関の回転
速度を知ることも出来る。

’ｔＪＩ　Ｗ装置１８１１例エバｃＦＮＪ、ＲＡＭ、Ｒ
ＯＭ、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、上述のエアフローメータ９から与
えられる吸入空気量信号Ｓ１、水温センサ１５から与え
られる水温信号Ｓ２、クランク角センナ１８から与えら
れるクランク角信号Ｓ３、排気センサ４０から与えられ
る排気信号ＳＩＱ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って機関に供給すべき燃
料噴射量、または燃料噴射弁６の開弁時間を算出し、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６が各気筒同時に機関１回転につき１度作動し、
機関に所定量の燃料を供給する。

上述の制御装置１８内における燃料噴射量（燃料噴射時
間）　　Ｔ＋の演算は、例えば次の式によって行われる
（例えば８産技術解説書１９７９　ＥＣＣ９Ｌ系エンジ
ンに記載）。

Ｔｔ　　＝Ｔｐ　　Ｘ　　（１＋　Ｆｔ　　＋ＫＭＲ／
１ｏｏ）　　Ｘ　β十Ｔｓ　　　　−（１）上述の（１
）式において、Ｔｐは基本噴射量（基本開弁時間）であ
り１例えば１回転当りの吸入空気量をＱ、機関の回転速
度をＮ、定数をＫとした場合に　Ｔｐ　＝Ｋ　＃Ｑ／Ｈ
の演算で求められる。またＦｔ、は機関の冷却水温に対
応した補正係数であり、例えば第２図に示すように冷却
水温度が低いほど大きな値となる。上述のＱはエアフロ
メータ９の信号Ｓ１．　　Ｎはクランク角センサｌＢの
信号Ｓ３、Ｆｔは水温センサ１５の信号Ｓ２により求ま
る。

また、　ＫＭＲは、高負荷時における補正係数であり、
例えば第３図に示すように基本噴射量τｐと機関回転速
度Ｎとに応じた値として予めデータテーブルに記憶され
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６を駆動する電圧の変動を補正するための
係数であり、例えばバッテリ電圧をＶｅ　、定数をａ、
ｂとした場合にＴｓ＝ａ＋ｂ（１４−ＶＢ　）で求めら
れ、第４図に示すようにバッテリ電圧が低いほど大きな
値となる。

また、βは排気センサ４０からの排気信号ＳＩＯ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Ｓｌｏによるフィードバック制御
を行っている場合には、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ってしまう、そのた
め、この排気信号ＳＩＯ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ａ　Ｋ
ＭＲが０の場合のみ行なわれる。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、このような従来の制Ｊ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
ープ制御で行われている。

そのため１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、最初にセッチングした最適空燃
比（ＬＢＴ−Ｌｅａｎｅｓｔ旧ｘｔｕｒｅ　ｆｏｒＢｅ
ｓｔ　Ｔｏｒｑｕｅ　、発生トルクを最大にするための
空燃比であり、前記の排気センサ信号にょる空燃比のフ
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虞れ
があった。

そこ゛で、シリンダ内圧力の瞬時値を測定し、測定した
圧力値を基に空燃比を制御することを考えたが、実際上
燃料の燃圧は点火サイクル毎にバラツキ、燃料噴射弁の
流量特性は点火サイクル毎に変化する。このため燃焼も
点火サイクル毎にある程度バラツキがあり、シリンダ内
圧力の瞬時値を用いるこの方式では燃料噴射量が不安定
となって、過剰応答による失火を起こすという問題点を
発生させる。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決するこ
とを目的としている。

［問題点を解決するための手段１ 上述の目的を達成するため、本発明においては１機関の
シリンダ内圧力を点火サイクル毎に検出し、所定回数検
出したそのシリンダ内圧力値の合計値または平均値を平
滑出力として取り出し、この平滑出力値に応じて機関の
空燃比をＬＢＴ（発生トルクを最大にするための空燃比
）にするようにフィードバック制御することにより、Ｌ
ＢＴ点で機関を動作させ、かつ空燃比制御を安定化させ
て応答しすぎによる失火等を無くすように構成している
。

以下、まず、ＬＢＴを実現するための原理について説明
する。

第５図は、クランク角とシリンダ内圧力の関係を示し、
また第６図は、空燃比と発生トルクとの関係を示し、一
定回転速度（例えば２０００ｒｐｓ＋）でスロットル弁
全開の条件における値を示している。

第５図から判るように、最大トルクの得られる点火時期
条件（ＭＢ丁）では、シリンダ内圧力は圧縮上死点（Ｔ
ＤＧ）　カら１０°〜２ｏ０後、すなわチＡＴＤ０１０
°〜２０°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６図から判るように２機関の発生トルク
もこの空燃比が１３付近の時に最大となり、これをＬＢ
Ｔ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（する空
燃比を常に最適空燃比（ＬＢＴ）に制御することができ
る。

さらに、各点火サイクル毎に検出したシリンダ内圧力に
応じてフィードバック制御するイ（りに、そのシリンダ
内圧力を所定検出回数毎に合計し、または平均化した値
に応じてフィードバック制御すれば、平滑化したデータ
を基に空燃比制御をすることになる。従って、燃圧のバ
ラツキ、燃料噴射弁の流量特性の変動の影響を受けずに
、空燃比制御を行うことができるので、制御量が安定化
して応答しすぎによる失火等の不都合が解消される。

またシリンダ内圧の最大値は機関の負荷によっても変わ
るので、シリンダ内圧を負荷で除算することにより正規
化し、この正規化した値を平滑化してフィードバック制
御すれば、より正確な空燃比制御が得られる。

なお、最大トルクの得られる点火時期条件（ＭＢＴ）で
、シリンダ内圧が最大となるクランク角度は一般に土兄
後１０’〜２０°の範囲内の値、例えば上死点後１５°
の値であり、機関の連桿比に応じて定まる固有の値であ
る。なお、逮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１／２）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（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の構成要素を示す
ブロック図である。第１図（Ａ）、（Ｂ）において、ａ
はシリンダ内圧力を検出する検圧手段であり、例えば、
後述の第７図の圧力センサ１９である。また、ｂ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、
前述の第１４図のクランク角センサ１６である。またＣ
は本発明に必須な構成要素ではないが、機関の負荷を検
出する負荷検出手段であり１例えば前述の第１４図のエ
ア７０−メータ９または吸気管圧センサ（不図示）、ま
たは前述の第１４図のスロットル弁１０の開度を検出す
るスロットル弁開度センサ（不図示）である。

また、ｄは演算手段であり、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ａとクランク角検出手段
すまたはこれらの手段ａ、ｂと負荷検出手段Ｃとの信号
から１回の点火サイクル内におけるトルク変化に対応す
る値りを所定回数毎に合計または平均して得られる平滑
データを算出し、この平滑データ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。上述の平滑
対象データＤとしては例えば２種類の圧力値の比、ある
いは特定の圧力値と負荷の値との比が適用できる。また
、この圧力値としては、例えばシリンダ内圧力が最大値
となると思われる所定のクランク角度（例えばＡＴＤＣ
：１５°）でのシリンダ内圧力Ｐｔまたはシリンダ内圧
力の実際の最大値Ｐｒｏ、または図示平均有効圧力ＰＩ
である。

またｅは混合気調量手段であり、上述の演算手段ｄ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ｅは、例
えば前述の第１４図の燃料噴射弁６や電気信号によって
空燃比をｉｇｌＩＭすることの出来る気化器（例えば、
特許公開公報昭和５１年第１３２３２８号）を用いるこ
とが出来る。

なお、上述の図示平均有効圧力Ｐ［は、各クランク角毎
のシリンダ内圧力なＰｎ、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ΔＶ１行程容
積をＶとした場合に、Ｐｉ　＝　Σ（ｐｎｘΔＶ）／Ｖ
で求められる。ここで■は一定であるので、Ｐｉ　＝ｐ
、＋ΔＶ　＠　　Ｐｎの式で近似計算することができる
。

［発明の作用１ 本発明では、所定回数毎の平均値または合計値に応じて
空燃比を制御するように構成しているので、燃圧のバラ
ツキや流量特性の変動の影響を受けずに常に制御Ｈｔが
安定化して正確に空燃比をＬＢＴ点に制御することが可
能となり、過剰応答による失火等が解消される。

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、排気センサの出力に応じて排気沸化性爺を満
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、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。

Ｅ発明の実施例１ 以下、実施例に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第７図は本発明の一実施例を示す、第７図において、１
９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１８は、圧電素子を座金状に成形したもので
、点火プラグ１３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２１は例えばマイクロコンピュータで構
成されており、エアフローメータ９から与えられる吸入
空気量信号Ｓ１、水温センサ１５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および圧力センサ１８から与えられる圧力信号
５４等を入力し、所定の演算を行なって噴射信号Ｓ５を
出力し、それによって燃料噴射弁６を制御する。その他
、第１４図と同符号は同一物を示す。

第８図は上述の圧力センサ１３の一例を示し、（Ａ）は
正面を示し、（Ｂ）は断面を示す、第８図において、１
９Ａは、リング状の圧電素子、１９Ｂはリング状のマイ
ナス電極、１９Ｃはプラス電極である。

また、第９図は、上述の圧力センナ１９の取付は状態を
示し、圧力センサ１８は本図に示すように。

シリンダヘッド２２に点火プラ°グ１３によって締付け
られて取付けられている。この圧力センナ１３はシリン
ダ内圧力に比例した出力を発生し、前述の第５図および
第６図に示すような筒内圧値を出力する。

次に、制御装置２１内における演算処理について説明す
る。

第１０図は本発明の制御系の構成の一例を示す。

第１Ｏ図において、エアフローメータ９、水温センサ１
５、圧力センサ１９のそれぞれの信号Ｓｔ、Ｓ２．Ｓ４
とバッテリ２３の電圧信号Ｖ日とが制御装置２１内のマ
ルチプレクサ２４に与えられる。また、クランク角セン
サＩＢの信号Ｓ３は、ラッチ回路２５に与えられ、この
ラッチ回路２５の出力によってマルチプレクサ２４の入
力を切換え、その各信号を選択的にＡｎ変換器（アナロ
グ・デジタル変換器）２６へ送る。

ＡＤ変換器２Ｂでデジタル信号に変換された各信号およ
びクランク角センサ１６の信号は、入力回路２７を通じ
てＣＰＵ（中央演算処理部）２８に送られ、後述のフロ
ーチャートに示すような演算処理が行なわれ、その演算
結果として算出された噴射信号Ｓ５（前述の空燃比制ｍ
信号に相当）が出力回路３０で電力増幅された後、燃料
噴射弁６へ送られる。

なお、２９はメモリであり、　ＣＰＵ２８の演算途中の
データ等を一時点に記憶するＲＡＭ（ランダムアクセス
メモリ）と、演算手順や各種データ（上述のＫＭＲのデ
ータテーブル等）を予め記憶しているＲＯＭ　（リード
オンリメモリ）等から構成されている。

次に、本発明の演算内容について詳細に説明する。

（以　　下　　余　　白） 第１１図は、制御装置２１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。ここでＰＩ、Ｐ２゜Ｐ３・
・・は処理手順のステップを示す、まず、第１１図（Ａ
）に示すように、クランク角センサ１Ｂの信号Ｓ３から
機関の回転速度Ｎを読み込み、エアフローメータ９の信
号Ｓ１から吸入空気量Ｑを読み込む（ｐｔ）、次に、読
み込んだＮとＱから基本噴射量Ｔｐ　＝に−Ｑ／Ｎ　（
但しＫは定数）を演算する（Ｐ２）。

続いて、ρ３でクランク角センナ１６からクランク角を
読み込む０次のＰ４でその時のクランク角が吸気行程の
気筒の吸気下死点であるか否かを判断する。　Ｐ４でＮ
ｏ（否定）の場合には、直ちにＰ６へ行く、Ｐ４でＹＥ
Ｓ（肯定）の場合には、Ｐ５に行き、圧力センサ１８の
圧力信号Ｓ４により吸気下死点におけるシリンダ内圧力
ｐｔを測定して記憶する。

次のＰ６では、クランク角が圧縮上死点ｇ２　（ＡＴＤ
Ｃ）１５°であるか否かを判断する。この圧縮上死点後
１５°という値は、前述のように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
あり、前述の第５図から判るようにシリンダ内圧が最大
となると思われるクランク角の値である。本例の場合に
は一例として１５°に設定している。Ｐ６でＮＯの場合
には、Ｐ３に戻り再び上述の操作を繰り返す。

Ｐ６でＹＥＳの場合にはＰ７八へき、圧力セン？１９の
圧力信号Ｓ４によりその蒔のシリンダ内圧力、即ち圧縮
上死点後１５°におけるシリンダ内圧をシリンダ内圧最
大（ｒｉＰｍとして測定して記憶する０次に、Ｐ８では
上述のＰｍ、とｐｔの比Ｐｍ、／Ｐｔを＠算して記憶す
る。　Ｐ９ではそのＰｍ／Ｐｔ、即ち今回の爆発サイク
ルでの演算値ｐＨｆｌｌＰｔと前回の爆発サイクルでの
累積総和ΣＰｒｆｌとを加えて今回の累積総和ΣＰｍと
する演算を行う、この演算は１点火サイクル毎に１回繰
り返されるものである。

次に、ＰＩＯではｍ番目の爆発サイクルであることを示
すｍ　ｔ−１だけ加算する０次に第１１図（Ｂ）のｐＨ
に行き、そのｍが１００の数値に達したか否かを判定す
る。この１００はＬＢＴ制御でトルクが増加するかまた
は減少するかを判定するために必要な制御１１１１隔で
あり、データＰｍ　／Ｐｔを平滑するのに必要な母数と
しての役割をしているものであって１００には限定され
ない、ＰｉｔでＮＯの場合には直ちにＰ２５へ行く。

ｐＨでＹＥＳの場合には、Ｐｔ２でｍを零にリセットシ
６次のＰｔ３およびＰｔ４において今回の制御での総和
ΣＰｍと前回（点火サイクルで１００回前）の制御での
総和ｔｐｎとを比較する。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Δβ以下の場合には
、Ｐｔ５〜Ｐ２３の空燃比補正処理が必要ないので直ち
にＰ２４へ行く、前回と今回の値との差が所定値Δβ以
上の場合で今回の値の方が前回の一値より大きかった場
合には空燃比補正方向が正しいときであるので、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（Ａ／Ｆ）をリッチ化すなわち混合気の
濃度を濃くする方向に補正している場合には１であり、
リーン化すなわち薄くする方向に補正している場合には
零である。

Ｐｔ５でＹＥＳの場合には、ＰｌＢへ行き、空燃比補正
係数αをΔαだけ加算する。すなわち、空燃比をリッチ
化している状態において、Ｐｍ／Ｐｔを所定回数（本例
で＜４ｔｏｏ回）で合計した総和の値が増加している場
合には、更に空燃比をリッチ方向に変化させるように補
正する（第６図参照）。

Ｐｔ５でＮＯの場合には、　Ｐｉ？へ行き、空燃比補正
係数αをΔαだけ減算する。すなわち、空燃比をリーン
化しているときに、上述の総和の値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補正する（第６図
参照）、このＰｌＢおよびＰｔ７の手順により、空燃比
はＬＢＴに近づく。

一方、Ｐｔ４で今回の総和ΣＰｍの方が前回の総和　ｔ
ｐ’ｎより小さかった場合にはＰｌＢへ行き、リッチフ
ラグが１か否かを判定する。Ｐｔ８でＮＯの場合にはＰ
ｔ９へ行き、リッチフラグを１にした後、Ｐ２Ｏでαを
Δαだけ加算する。すなわち空燃比をリーン化している
ときに、総和ΣＰｍが減少する時には、第６図から判る
ようにＬＢＴにするために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に反転した後、Ｐ２Ｏで補
正係数αを一定にΔαだけ増加させるように補正する。

Ｐｔ８でＹＥＳの場合にはＰ２１へ行き、リッチフラグ
を零にした後、Ｐ２１で補正係数αを一定量Δαだけ減
算する。すなわち、空燃比をリッチ化している時に、総
和ΣＰｍが減少する時には第６図から判るようにＬＢ″
丁にするためには空燃比をリーン化する必要があるので
、Ｐ２１でリッチフラグを零に反転した後Ｐ２１で係数
αを一定量Δαでけ減少させる。

次に、Ｐ２３へ行き、今回の演算で得た総和ΣＰｍｔ−
ｔｐｎに転送し記憶する０次にＰ２４へ行き、総和ΣＰ
ｒｎを零にリセットする。次にＰ２５へ行き、次式によ
り燃料噴射量（燃料噴射時間）Ｔ［を演算する。

ＴＩ　−Ｔｐ　　Ｘ　　（１＋　　Ｆｔ　　＋ＫＭＲ／
１００）　　Ｘ　　ａ＊Ｔｓ　　・”　　（２）冷温補
正係数Ｆｔは別に読み込んだ水温センサ１５の出力Ｓ２
から求め、電圧補正係数Ｔｓは別に読み込んだバッテリ
２３のバッテリ電圧ＶＢから算出する。高負荷補正係数
ＫＭＲは機関の回転速度）Ｉと基本噴射量１ｐとからテ
ーブルルックアップで求める。なお、空燃比補正係数α
の初期値は機開始動時に１にセットされる１次にＰ２５
で上述の演算で得た燃料噴射量〒１を出力し、燃料噴射
弁６を駆動する０次回は次の点火サイクルでの割込によ
りＰｌより開始する。

上述のように、第１１ｒｇＪの＠算においては、シリン
ダ内圧力が最大値となると思われるクランク角における
シリンダ内圧力値Ｐｍ、を検出し、その値を負荷に比例
する吸気下死点時のシリンダ内圧力ＰＬで正規化し、正
規化した値Ｐｍ／Ｐｔを所定回数（本例では１００回の
点火サイクル）合計し、合計した値ΣＰｒＱが最大とな
るように空燃比をフィードバック制御している。このよ
うに、合計することにより平滑化された値ΣＰＩｎを用
いて空燃比制御しているので、燃料噴射弁６の燃圧のバ
ラツキや液量特性の変動の影響を受けずに常に制御量が
安定化し、過剰応答による失火等が無くなる。

また、　Ｐｍ、／Ｐｔはトルクの変化に対応する値であ
り、この値を基にフィードバック制御しているので、機
関の構成部品のバラツキや経時変化あるいは環境条件の
変化等があっても常にＬＢＴ（最適空燃比）の条件で機
関を運転でき、トルク向上と燃費低下を得ることができ
る。また、今回の合計値ΣＰｒ１１と前回の合計値ｔｐ
ｎとの比較結果によって空燃比を補正する場合に、前回
と今回の値との差があまり大きくない場合には、空燃比
補正係数を補正する処理を行うことなく、空燃比をその
ままの状態に保持するように構成しているので、　ＬＢ
丁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。

次に、第１２図は、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１２図（Ａ）において、ｐｔおよびＰ２は前述
の第１１図（Ａ）の２１およびＰ２と同様である０次に
、Ｐ３１でクランク角を読み込み、Ｐ３２でこのクラン
ク角が圧縮上死点後（ＡＴＤＧ）　１５°であるか否か
を判定する。Ｐ３２でＮＯの場合には、Ｐ３１に戻り、
再び上述の操作を繰り返す、Ｐ３２でＹＥＳの場合には
。

ＰＯ２へ行き、その時のシリンダ内圧力、即ちＡＴＴＪ
Ｃ１５°におけるシリンダ内圧力Ｐｍ、を測定して記憶
する。

次に、Ｐ３５では、上述のシリンダ内圧力Ｐｍと２２で
演算した基本噴射量ＴＰとの比、即ちＰｍ／Ｔｐを演算
して記憶する０次に、２３Ｂにおいて、今回の点火サイ
クルでの演算値Ｐｍ／Ｔｐと前回の点火サイクルでの累
積総和ΣＰｍとを加えて今回の累桔総和ΣＰｍにする演
算を行う。

それ以降のＰＩＯ−Ｐ２８（第１２図（Ｂ）参照）の演
算は前述の第１１図と同様である。上述のように、第１
２図の演算においては、正確に負荷に対応する基本噴射
量Ｔｐによりシリンダ内圧力Ｐｍ、を正規化しているの
で、より正確にＬＯＴ制御を達成できる利点がある。

次に第１３図は、本発明の演算の第３の実＃１例を示す
フローチャートである。

第１３図（Ａ）において、ｐｔおよびＰ２は前述の第１
１図（Ａ）のｐｔおよびＰ２と同様である０次にＰｌ１
において、クランク角センサ１６の出力信号Ｓ３からク
ランク角を読み込む０次にＰ４２でこのクランク角から
クランク角度が所定角度（例えば２°）変化する毎の機
関の行程容積変化量ΔＶを算出する０次にＰ４３で、そ
のクランク角でのシリンダ内圧Ｐを測定して記憶する。

次にＰ４４で、図示平均有効圧力Ｐ１を演算する。この
図示平均有効圧力ｐｔは１サイクル中に燃焼ガスがピス
トンに対して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とした場合に、次式（３）の式により近似的に求
められる。

Ｐ［−ρ１　＋　ΔＶ　　−ｐｎ　　　　　　　　　　
・（３）すなわち、Ｐ４４では今回の演算におけるシリ
ンダ内圧力Ｐと行程容積の変化量ΔＶとを積算して前回
（クランク角で２°前）の演算におけるＰ【の値に加算
した値を今回のＰｉ　とする。

次に、Ｐｌ１で読み込んだクランク角が排気上死点に達
したか否かを判断する。Ｐｌ１でＮＯならＰｌ１に戻り
、前述の手順を繰り返す、　Ｐｌ１でＹＥＳの場合には
、４サイクル（１点火サイクル）が終了しているので、
Ｐ４Ｏへ進み、Ｐ４４の演算の崩り返しにより得られた
図示平均有効圧力ＰＩ　とＰ２で演算した基本燃料噴射
量Ｔｐとの比ｐ、　／Ｔｐを演算して記憶する。すなわ
ち、Ｐ２ＯではＰｉ　を負荷で正規化する演算を行う。

次に、Ｐｄ２では今回の点火サイクルでの演算値Ｐ、　
／Ｔｐと前回の点火サイクルでの総和ΣＰｍとを加えて
今回の総和ΣＰｍにする演算を行う０次いで、Ｐ４８に
おいて一ヒ述の２１を零にリセットする。

それ以降のＰＩＧ〜２２Ｂ（第１３図（Ｂ）参照）の演
算は前述のｉｌ１図および第１２図と同様である。

上述のように第１３図の演算においてはシリンダ内圧力
の変化を正確に示す図示平均有効圧力ＰＩを算出し、こ
のＰｌを正確に負荷基本噴射驕Ｔｐで正規化しているの
で、より正確にトルクの変化に対応する制御データとな
る。従って、さらに正確に空燃比のＬＢＴ制御を達成で
きる利点がある。

なお、第１ｆ図および第１２図においてシリンダ内圧力
Ｐｆｆｌをシリンダ内圧力が最大値となると思われる所
定のクランク角（本例ではＡＴＩ］Ｇ１５°）で検出し
ているが、シリンダ内圧力の実際の最大値を検出するよ
うにしてもよいことは勿論である。この場合は１例えば
圧縮上死点（ＴＤＧ）から圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）（
７）所定角度、例えばＡＴＤＣ：４０’　（ｔたは９０
°）までのシリンダ内圧力の最大値を検出すれば十分で
ある。また、制御データを平滑化するのに本実施例では
複数回でのデータの合計を行い、その合計値を用いて制
御を行っているが、回数で除算した平均値を用いてもよ
いことは明らかである。

なお、また第７図の実施例においては、シリンダ１２を
１個のみ表示しているが、多気筒ｍ［ｓｉｌの場合には
各気筒に取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
ンサおよび負荷センサを設け、そのセンナの出力によっ
て全気筒同一の噴射量−の補正も可ｍ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ス駈である。

［発明の効果１ 以上説明してきたように、本発明によれば、圧力センサ
を用いて検出したシリンダ内圧力値に応じて空燃比制御
をするのに際し、その圧力値を複数の点火サイクル毎に
合計また平均した値を用いて平滑化するように構成して
いるので、燃料噴射弁の流出・特性の変動や燃圧のバラ
ツキの影響を受けずに常に安定した制Ｗｍが得られ、過
剰応答による失火等の不都合が解消される効果がある。

また１本発明ではトルクに対応する検出データに応じて
空燃比をフィードバック制御しているので、機関の個体
差、経時変化、環境条件の変化にかかわらず常に最適空
燃比の条件で機関を運転でき。

トルク向上と燃費低下を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成要素および機悌を示すブロック図
、 第２図は水温増量補正係数の特性図、 第３図は高負荷補正係数の特性図、 第４図はバッテリ電圧補正係数の特性図、第５図はクラ
ンク角とシリンダ内圧力の特性図、 第６図は空燃比とトルクとの特性図、 第７図は本発明の一実施例を示す内部構成図、 第８図（Ａ）は本発明に用いる圧力センナの一例を示す
平面図、 第８図（Ｂ）はｘ−Ｘ線に沿って切断した断面図、第９
図はその圧力センサの取付状態を一部断面で示す正面図
、 第１０図は本発明の制御系の一実施例を示すブロック図
、 第１１図乃至第１３図はそれぞれ本発明の演算の実施例
を示すフローチャート、 第１４図は従来の内燃機関の燃料制御３１装置の一例を
示す内部構成図である。 ｌ・・・フューエルタンク、 ２・・・フューエルポンプ、 ３・・・フューエルダンパ、 ４・・・フューエルフィルタ、 ５・・・プレッシャレギュレータ、 ６・・・燃料噴射弁、 ７・・・コールドスタートバルブ、 ８・・・エアクリーナ、 ９・・・エアフローメータ、 １０・・・スロー２トル弁、 １１・・・吸気マニホールド、 １２・・・シリンダ、 １３・・・点火プラグ。 １４・・・排気マニホールド、 １５・・・水温センサ、 １Ｂ・・・クランク角センサ、 １７・・・点火装置、 １８・・・制御装置、 １９・・・圧力センサ、 ２１・・・制御装置。 ２２・・・シリンダヘッド、 ２３・・・バッテリ。 ２４・・・マルチプレクサ、 ２５・・・ラッチ回路、 ２Ｂ・・・ＡＤ変換器、 ２７・・・入力回路。 ２８・・・Ｃｐｕ　、 ２９・・・メモリ、 ３０・・・出力回路、 ４０・・・排気センサ。 第１図 第２図 第３図 ＊関同耘充梗Ｎ　（ｒＰｍ、） 邸劾電圧（ＶＢ　） 窒庶Ｌｌ：ｌ：、（Ａ／Ｆ） 第８図 （Ａ） 第１０図 ９・−・−ユーア７０−スータ １９・・−圧ｐセ〉寸 ６・・・−燃料惺１射青

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、 前記両手段の信号から１回の点火サイクル内におけるシ
   リンダ内圧力データを所定回数検出して合計し、該合計
   値または該合計値を前記所定回数で除算した平均値を最
   大とするように空燃比制御信号を出力する演算手段と、 前記空燃比制御信号に応じた混合気を機関に供給する混
   合気調量手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の空
   燃比制御装置。 ２）前記シリンダ内圧力データは、２つの検出値Ｐ＿１
   とＰ＿２との比Ｐ＿１／Ｐ＿２からなり、前者の検出値
   Ｐ＿１は所定のクランク角でのシリンダ内圧力Ｐ＿ｂ、
   またはシリンダ内圧力の最大値Ｐ＿ｍ、または図示有効
   平均圧力Ｐ＿ｉであり、後者の検出値Ｐ＿２は他の所定
   のクランク角でのシリンダ内圧力Ｐ＿ｔ、または機関の
   負荷Ｔ＿ｐ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空燃比制御装置。 ３）前記シリンダ内圧力Ｐ＿ｂを検出するときの前記所
   定のクランク角として、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、前記シ
   リンダ内圧力Ｐ＿ｔを検出するときの前記他の所定のク
   ランク角として吸気下死点を用いることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の内燃機関の空燃比制御装 置。