JP2792081B2 - Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine - Google Patents
Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関
(以下、「内燃機関」を単に「エンジン」という場合が
ある)における点火時期制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ignition timing control device for a spark ignition type internal combustion engine such as a gasoline engine (hereinafter, “internal combustion engine” may be simply referred to as “engine”). .
[従来の技術] 従来より、例えばガソリンエンジンの点火時期制御は
次のようにして行なわれている。すなわち、エンジンの
吸入空気量を検出する流量センサ(この流量センサの代
わりに吸気通路圧力を検出する圧力センサを用いてもよ
い)およびエンジン回転数を検出するエンジン回転数セ
ンサからエンジンの運転状態を検出し、これらのセンサ
からの検出結果に基づいて、吸入空気量Aをエンジン回
転数Nで割って得られる体積効率Ev(A/N)あるいは吸
気通路圧力とエンジン回転数Nとで決まる進角値(点火
時期情報)をもった2次元マップから基本点火時期情報
を求め、この基本点火時期情報に適宜の補正を行ない、
このようにして得られた点火時期情報に基づき点火装置
(点火プラグや点火コイル等)を作動させることによ
り、エンジンの点火時期を制御している。[Related Art] Conventionally, for example, ignition timing control of a gasoline engine has been performed as follows. That is, the flow rate sensor for detecting the intake air amount of the engine (a pressure sensor for detecting the intake passage pressure may be used instead of the flow rate sensor) and the engine speed sensor for detecting the engine speed determine the operating state of the engine. Based on detection results from these sensors, a volume efficiency Ev (A / N) obtained by dividing the intake air amount A by the engine speed N or an advance angle determined by the intake passage pressure and the engine speed N Basic ignition timing information is obtained from a two-dimensional map having values (ignition timing information), and the basic ignition timing information is appropriately corrected.
The ignition timing of the engine is controlled by operating an ignition device (ignition plug, ignition coil, etc.) based on the ignition timing information obtained in this manner.
[発明が解決しようとする課題] 上述の基本点火時期情報に対して行なう適宜の補正に
は、エンジンの冷却水温に基づく補正や吸気温に基づく
補正等があるが、特に、エンジンの加速時に、ノック
(ノッキング)が生じるので、エンジンの加速時にも点
火時期情報に対して何らかの補正を行なう必要がある。[Problems to be Solved by the Invention] The appropriate correction to be performed on the basic ignition timing information described above includes a correction based on an engine cooling water temperature and a correction based on an intake air temperature. Since knocking (knocking) occurs, some correction must be made to the ignition timing information even when the engine is accelerating.
ところで、エンジンの加速時にノックが生じる原因の
一つとして、燃料の成分ごとの気化特性が一様でないと
いう点がある。Incidentally, one of the causes of knocking during acceleration of the engine is that the vaporization characteristics of each fuel component are not uniform.
すなわち、ガソリンは普通異なったオクタン価のもつ
複数の成分からなり、これらの成分の気化特性は通常異
なる。また、燃料噴射式のガソリンエンジンでは、噴射
された燃料の全量が同時に燃焼室に入るわけではなく、
一部は吸気通路に付着し、その後徐々に気化して燃焼室
に吸入される。この場合、燃料の成分ごとの気化特性が
一様でないため、燃焼室内での燃焼時のオクタン価はも
との燃料のそれと常に一致しているとは限らない。その
ため、特に急加速時など燃料が大量に噴射されたときに
は、オクタン価の低下が起こり、ノックが発生しやすく
なる。That is, gasoline usually comprises a plurality of components having different octane numbers, and these components usually have different vaporization characteristics. Also, in a fuel injection type gasoline engine, not all the injected fuel enters the combustion chamber at the same time,
Part of the gas adheres to the intake passage, and then gradually evaporates and is sucked into the combustion chamber. In this case, since the vaporization characteristics of each fuel component are not uniform, the octane number at the time of combustion in the combustion chamber does not always match that of the original fuel. Therefore, particularly when a large amount of fuel is injected, such as during rapid acceleration, the octane number is reduced, and knock is likely to occur.
そこで、従来は、かかるノックの発生を防止するため
に、点火時期を遅らせるような制御が一般に行なわれて
いるが、この場合、ノックの発生に結び付く燃焼時のオ
クタン価の低下の検出が不可能であるため、点火時期は
最悪の条件でもノックを発生させないような安全な側に
遅らせる制御法を採用している。Therefore, conventionally, in order to prevent the occurrence of knock, control is generally performed to delay the ignition timing, but in this case, it is impossible to detect a decrease in octane number at the time of combustion, which leads to the occurrence of knock. For this reason, a control method is adopted in which the ignition timing is delayed to a safe side so that knock does not occur even in the worst condition.
本発明は、このような状況下において創案されたもの
で、所要の数学モデルを用いて、燃焼室内での燃焼時の
オクタン価を実時間で推定し、この推定オクタン価に基
づき点火時期情報を求めることができるようにすること
により、出力向上と燃費の向上とにとって最適な点火時
期制御を実現できるようにした、火花点火決内燃機関の
点火時期制御装置を提供することを目的とする。The present invention was devised under such a circumstance, and uses a required mathematical model to estimate an octane number during combustion in a combustion chamber in real time, and obtain ignition timing information based on the estimated octane number. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an ignition timing control device for a spark ignition internal combustion engine, which is capable of realizing optimal ignition timing control for improving output and improving fuel efficiency.
[課題を解決するための手段] 上述の目的を達成するため、本発明の火花点火式内燃
機関の点火時期制御装置は、火花点火式内燃機関の運転
状態に応じて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
該点火時期設定手段で設定された点火時期情報に基づき
点火装置を作動させる点火装置作動手段とをそなえた火
花点火式内燃機関の点火時期制御装置において、該点火
時期設定手段が、該内燃機関へ供給される燃料量を計測
する供給燃料量計測手段と、上記燃料の組成を特定する
とともに該特定された組成に含まれる各燃料成分毎に気
化特性及びオクタン価を設定する気化特性・オクタン価
設定手段と、該供給燃料量計測手段により計測された供
給燃料量と上記気化特性・オクタン価設定手段により設
定された各燃料成分毎のオクタン価とに基づいて燃焼室
内での該燃料の実オクタン価を推定するオクタン価推定
手段と、該オクタン価推定手段で推定された上記実オク
タン価に基づき該点火時期を求める点火時期算出手段と
を含んで構成されていることを特徴としている。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, an ignition timing control apparatus for a spark ignition type internal combustion engine according to the present invention provides an ignition timing for setting an ignition timing according to an operation state of the spark ignition type internal combustion engine. Setting means;
In an ignition timing control device for a spark ignition type internal combustion engine having an ignition device operating device for operating an ignition device based on ignition timing information set by the ignition timing setting device, the ignition timing setting device sends the ignition timing to the internal combustion engine. Supply fuel amount measuring means for measuring the amount of fuel supplied, vaporization characteristic / octane number setting means for specifying the composition of the fuel and setting the vaporization characteristic and octane number for each fuel component contained in the specified composition Octane number estimation for estimating the actual octane number of the fuel in the combustion chamber based on the supplied fuel amount measured by the supplied fuel amount measuring means and the octane number of each fuel component set by the vaporization characteristic / octane number setting means. Means, and ignition timing calculation means for obtaining the ignition timing based on the actual octane number estimated by the octane number estimation means. It is characterized in that there.
[作 用] 上述の本発明の火花点火式内燃機関の点火時期制御装
置では、点火時期設定手段で設定された点火時期情報に
基づき点火装置が作動せしめられるが、このとき点火時
期は次のようにして求められる。すなわち、まず、気化
特性・オクタン価設定手段により、燃料の組成を特定し
て、この特定された組成に含まれる各燃料成分毎に気化
特性及びオクタン価を設定する。ついでオクタン価推定
手段で、供給燃料量計測手段で得られた供給燃料量と、
気化特性・オクタン価設定手段により設定された各燃料
成分毎の気化特性及びオクタン価に基づいて燃焼室内で
の燃料の実オクタン価が推定され、その後、点火時期算
出手段で、オクタン価推定手段により推定された実オク
タン価に基づき、点火時期が求められる。[Operation] In the ignition timing control device for a spark ignition type internal combustion engine of the present invention described above, the ignition device is operated based on the ignition timing information set by the ignition timing setting means. At this time, the ignition timing is as follows. Is required. That is, first, the composition of the fuel is specified by the vaporization characteristic / octane number setting means, and the vaporization characteristic and the octane number are set for each fuel component included in the specified composition. Next, the octane number estimating means, the supplied fuel amount obtained by the supplied fuel amount measuring means,
The actual octane number of the fuel in the combustion chamber is estimated based on the vaporization characteristic and the octane number for each fuel component set by the vaporization characteristic / octane number setting means. The ignition timing is determined based on the octane number.
[実施例] 以下、図面により本発明の一実施例としての火花点火
式内燃機関の点火時期制御装置について説明すると、第
1図はその制御系およびエンジン概略システムを示す全
体構成図、第2図はその燃焼時オクタン価推定モデルを
説明する図、第3図はその点火時期を求めるためのフロ
ーチャートである。[Embodiment] Hereinafter, an ignition timing control apparatus for a spark ignition type internal combustion engine as an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a control system and an engine schematic system, FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the combustion octane number estimation model, and FIG. 3 is a flowchart for obtaining the ignition timing.
さて、本装置によって制御される車載用ガソリンエン
ジンシステム(火花点火式内燃機関システム)は、第1
図のようになるが、この第1図において、ガソリンエン
ジンE(以下、単にエンジンEという)はその燃焼室1
に通じる吸気通路2および排気通路3を有しており、吸
気通路2と燃焼室1とは吸気弁4によって連通制御され
るとともに、排気通路3と燃焼室1とは排気弁5によっ
て連通制御されるようになっている。The vehicle-mounted gasoline engine system (spark ignition type internal combustion engine system) controlled by this device is the first type.
As shown in FIG. 1, in FIG. 1, a gasoline engine E (hereinafter simply referred to as engine E) has a combustion chamber 1 thereof.
The intake passage 2 and the exhaust passage 3 communicate with each other. The communication between the intake passage 2 and the combustion chamber 1 is controlled by an intake valve 4, and the communication between the exhaust passage 3 and the combustion chamber 1 is controlled by an exhaust valve 5. It has become so.
また、吸気通路2には、上流側から順にエアクリーナ
6,スロットル弁7および電磁式燃焼噴射弁(インジェク
タ)8が設けられており、排気通路3には、その上流側
から順に図示しないが排ガス浄化用の触媒コンバータ
(三元触媒)およびマフラ(消音器)が設けられてい
る。In addition, an air cleaner is provided in the intake passage 2 in order from the upstream side.
6, a throttle valve 7 and an electromagnetic combustion injection valve (injector) 8 are provided. In the exhaust passage 3, a catalytic converter (three-way catalyst) for purifying exhaust gas and a muffler (muffler) Device) is provided.
なお、インジェクタ8は吸気マニホルド部分に気筒数
だけ設けられている。今、本実施例のエンジンEが直列
4気筒エンジンであるとする、インジェクタ8は4個設
けられていることになる。即ちいわゆるマルチポイント
燃料噴射(MPI)方式のエンジンであるということがで
きる。Note that the injectors 8 are provided in the intake manifold portion by the number of cylinders. Now, assuming that the engine E of this embodiment is an in-line four-cylinder engine, four injectors 8 are provided. That is, it can be said that the engine is a so-called multipoint fuel injection (MPI) type engine.
また、スロットル弁7はワイヤケーブルを介してアク
セルペダルに連結されており、これによりアクセルペダ
ルの踏込み量に応じて開度が変わるようになっている。Further, the throttle valve 7 is connected to the accelerator pedal via a wire cable, so that the opening degree changes according to the amount of depression of the accelerator pedal.
さらに、各気筒には、その燃料室1へ向けて点火プラ
グ9が設けられており、各点火プラグ9はディストリビ
ュータ(図示せず)を介して点火コイル10に接続されて
いる。そして、点火コイル10付きのパワートランジスタ
11のオフ動作によって点火コイル9に高い電圧が発生し
て、ディストリビュータにつながっている点火プラグ9
のいずれかがスパーク(点火)するようになっている。
なお、パワートランジスタ11のオン動作によって点火コ
イル10はバッテリにより充電を開始される。そして、こ
れらの点火プラグ9,ディストリビュータ,点火コイル1
0,パワートランジスタ11で、点火装置を構成する。Further, each cylinder is provided with an ignition plug 9 toward the fuel chamber 1, and each ignition plug 9 is connected to an ignition coil 10 via a distributor (not shown). And a power transistor with an ignition coil 10
A high voltage is generated in the ignition coil 9 by the OFF operation of the ignition coil 9 and the ignition plug 9 connected to the distributor
Is sparked (ignited).
The ignition coil 10 is started to be charged by the battery when the power transistor 11 is turned on. And these spark plug 9, distributor, ignition coil 1
0, The power transistor 11 constitutes an ignition device.
このような構成により、スロットル弁7の開度に応じ
エアクリーナ6を通じて吸入された空気が吸気マニホル
ド部分でインジェクタ8からの燃料と適宜の空燃比とな
るように混合され、燃焼室1内で点火プラグ9を適宜の
タイミングで点火させることにより、燃焼せしめられ
て、エンジントルクを発生させたのち、混合気は、排ガ
スとして排気通路3へ排出され、触媒コンバータで排ガ
ス中のCO,HC,NOXの3つの有害成分を浄化させてから、
マフラで消音されて大気側へ放出されるようになってい
る。With such a configuration, the air sucked through the air cleaner 6 according to the opening degree of the throttle valve 7 is mixed with the fuel from the injector 8 at the intake manifold portion so as to have an appropriate air-fuel ratio. 9 is ignited at an appropriate timing to be burned to generate engine torque, and then the air-fuel mixture is discharged to the exhaust passage 3 as exhaust gas, and the catalytic converter converts CO, HC, and NO X in the exhaust gas. After purifying the three harmful components,
The sound is muted by the muffler and released to the atmosphere.
さらに、このエンジンEを制御するために、種々のセ
ンサが設けられている。まず吸気通路2側には、そのエ
アクリーナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報か
ら検出する体積流量計としてのエアフローセンサ(エン
ジン負荷センサ)13,吸入空気温度を検出する吸気温セ
ンサおよび大気圧を検出する大気圧センサが設けられて
おり、そのスロットル弁配設部分に、スロットル弁7の
開度を検出するポテンショメータ式のスロットルセン
サ,アイドリング状態を検出するアイドルスイッチが設
けられている。Further, various sensors are provided to control the engine E. First, on the side of the intake passage 2, an air flow sensor (engine load sensor) 13 as a volume flow meter for detecting an intake air amount from Karman vortex information, an intake air temperature sensor for detecting an intake air temperature, and a large An atmospheric pressure sensor for detecting the atmospheric pressure is provided, and a potentiometer type throttle sensor for detecting the opening degree of the throttle valve 7 and an idle switch for detecting an idling state are provided in a portion where the throttle valve is provided.
また、排気通路3側には、触媒コンバータの上流側で
燃焼室1に近い部分に、排ガス中の酸素濃度(O2濃度)
を検出する酸素濃度センサ(O2センサ)が設けられてい
る。Further, on the exhaust passage 3 side, the oxygen concentration (O 2 concentration) in the exhaust gas is located in a portion near the combustion chamber 1 on the upstream side of the catalytic converter.
Is provided with an oxygen concentration sensor (O 2 sensor) for detecting the pressure.
さらに、エンジン冷却水温を検出する水温センサが設
けられるほかに、クランク角度を検出するクランク角セ
ンサ14(このクランク角センサ14はエンジン回転数Nを
検出するエンジン回転数センサも兼ねているので、以
下、必要に応じ、このクランク角センサ14をエンジン回
転数センサと称することがある)および第1気筒(基準
気筒)の上死点を検出するTDCセンサがそれぞれディス
トリビュータに設けられている。Further, in addition to a water temperature sensor for detecting an engine cooling water temperature, a crank angle sensor 14 for detecting a crank angle (the crank angle sensor 14 also serves as an engine speed sensor for detecting the engine speed N, If necessary, the crank angle sensor 14 may be referred to as an engine speed sensor) and a TDC sensor for detecting the top dead center of the first cylinder (reference cylinder) is provided in each distributor.
ところで、上記の各センサからの検出信号は、電子制
御ユニット(ECU)15へ入力されるようになっている。By the way, the detection signals from the above-mentioned sensors are input to an electronic control unit (ECU) 15.
また、ECU15は、ハードアウェア的にその構成を見る
と、CPU,RAM(アックアップRAMを含む),ROM,適宜の入
出力インタフェース回路をそなえており、その入力イン
タフェース回路を通じてあるいは直接に各センサからの
信号がCPUへ入力されるとともに、出力インタフェース
回路を通じてCPUからの点火時期制御信号がパワートラ
ンジスタ11へ出力され、更には点火コイル10からディス
トリビュータを介して各点火プラグ9を順次スパークさ
せてゆくようになっている。In terms of hardware, the ECU 15 has a CPU, RAM (including backup RAM), ROM, and an appropriate input / output interface circuit, and each sensor directly or directly from each sensor through the input interface circuit. Is input to the CPU, an ignition timing control signal from the CPU is output to the power transistor 11 through the output interface circuit, and further, each spark plug 9 is sequentially sparked from the ignition coil 10 via the distributor. It has become.
なお、CPUからは出力インタフェース回路を通じ噴射
燃料制御信号がインジェクタ8へ出力されるようになっ
ており、これによりこの噴射燃料制御信号によって決ま
る時間だけインジェクタ8から燃料が噴射されて、所望
の空燃比となるよう制御される。A fuel injection control signal is output from the CPU to the injector 8 through an output interface circuit, whereby fuel is injected from the injector 8 for a time determined by the fuel injection control signal to obtain a desired air-fuel ratio. Is controlled so that
今、点火時期制御に着目して、ECU15を、かかる点火
時期制御のための機能ブロックを用いて示すと、第1図
に示すようになる。すなわち、この点火時期制御装置
は、供給燃料量計測手段20,気化特性・オクタン価設定
手段21,オクタン価推定手段22,点火時期算出手段23,点
火信号発生手段24を有している。Now, focusing on the ignition timing control, the ECU 15 is shown by using a functional block for such ignition timing control, as shown in FIG. That is, the ignition timing control device includes a supplied fuel amount measuring unit 20, a vaporization characteristic / octane number setting unit 21, an octane number estimating unit 22, an ignition timing calculating unit 23, and an ignition signal generating unit 24.
ここで、供給燃料量計測手段20は、エンジン通気通路
2へインジェクタ8を通じて供給する燃料量を計測する
もので、例えばインジェクタ8へ供給する燃料噴射パル
スの時間幅に基づきあるいはエアフローセンサ13で得ら
れる吸入空気量に基づき燃料量が計測されるようになっ
ている。Here, the supplied fuel amount measuring means 20 measures the amount of fuel supplied to the engine ventilation passage 2 through the injector 8, and is obtained, for example, based on the time width of the fuel injection pulse supplied to the injector 8 or by the air flow sensor 13. The fuel amount is measured based on the intake air amount.
気化特性・オクタン価設定手段21は、燃料についての
各成分ごとにその成分割合,気化特性およびオクタン価
を予め設定しておくものであるが、かかる割合,気化特
性およびオクタン価は燃料タンク内に燃料を入れる際あ
るいは入れた状態で自動的に計測してもよい。なお、燃
料の組成の検出や各成分毎のオクタン価の計測について
は、公知のセンサ技術を用いることで可能であり、本実
施例では気化特性・オクタン価設定手段21の具体的な構
成については省略する。The vaporization characteristic / octane number setting means 21 presets the component ratio, the vaporization characteristic, and the octane number for each component of the fuel. The ratio, the vaporization characteristic, and the octane number are set in the fuel tank. The measurement may be automatically performed immediately or in the inserted state. The detection of the composition of the fuel and the measurement of the octane number of each component can be performed by using a known sensor technology. In this embodiment, the specific configuration of the vaporization characteristic / octane number setting means 21 is omitted. .
オクタン価推定手段22は、供給燃料量計測手段20で得
られた供給燃料量並びに気化特性・オクタン価設定手段
21で得られた各燃料成分毎の気化特性及びオクタン価と
に基づいて燃焼室1内での燃料の実オクタン価(等価的
オクタン価)を推定するもので、このためにオクタン価
推定手段22は、供給燃料量計測手段20で得られた供給燃
料量並びに燃料についての成分ごとに予め設定された気
化特性およびオクタン価についての各情報から各成分ご
との気化吸入量を推定する気化・吸入推定手段22Aと、
この気化・吸入推定手段22Aで推定された気化・吸入量
から等価的オクタン価を計算する等価的オクタン価計算
手段22Bとをそなえている。The octane number estimating means 22 includes the supplied fuel amount obtained by the supplied fuel amount measuring means 20 and the vaporization characteristics / octane number setting means.
The actual octane number (equivalent octane number) of the fuel in the combustion chamber 1 is estimated based on the vaporization characteristics and the octane number for each fuel component obtained in 21. For this purpose, the octane number estimation means 22 Vaporization / suction estimation means 22A for estimating the vaporization suction amount for each component from the information on the vaporization characteristics and the octane number preset for each component of the supplied fuel amount and the fuel obtained by the amount measurement means 20,
An equivalent octane number calculating means 22B for calculating an equivalent octane number from the vaporization / inhalation amount estimated by the vaporization / inhalation estimation means 22A is provided.
点火時期算出手段23は、オクタン価推定手段22で推定
された等価的オクタン価に基づき点火時期を求めるもの
で、更にこの点火時期算出手段23は、エンジンEの運転
状態(この運転状態はエンジン負荷センサ(エアフロー
センサ)13からのエンジン負荷情報とエンジン回転数セ
ンサ14からのエンジン回転数情報とから決まる)に応じ
て点火角(点火時期)が決まる2次元の点火時期データ
(進角データ)を記憶する点火時期マツプ23−1〜23−
nを複数(n)の等価的オクタン価分もっている。この
第1図に示す例では、マップ23−1が最小等価的オクタ
ン価についてのもので、マップ23−1nが最大等価的オク
タン価についてのものである。なお、23−1〜23−n間
の番号をもつマップは、最小等価的オクタン価と最大等
価的オクタン価との中間の等価的オクタン価についての
もので、サフィックス番号の小さいものほど等価的オク
タン価についてのものである。The ignition timing calculating means 23 calculates the ignition timing based on the equivalent octane number estimated by the octane number estimating means 22. The ignition timing calculating means 23 further determines the operating state of the engine E (this operating state is determined by an engine load sensor ( Two-dimensional ignition timing data (advance angle data) for determining the ignition angle (ignition timing) according to the engine load information from the air flow sensor 13 and the engine speed information from the engine speed sensor 14) is stored. Ignition timing map 23-1 to 23-
n has a plurality (n) of equivalent octane numbers. In the example shown in FIG. 1, the map 23-1 is for the minimum equivalent octane number, and the map 23-1n is for the maximum equivalent octane number. The maps having numbers between 23-1 to 23-n are for the equivalent octane number between the minimum equivalent octane number and the maximum equivalent octane number, and the maps with smaller suffix numbers are for the equivalent octane number. It is.
また、点火信号発生手段24は、点火時期算出手段23か
ら算出された点火時期情報に基づいてパワートランジス
タ11を作動させるための点火信号を出力するもので、こ
れにより、この点火信号発生手段24で、エンジンの運転
状態に応じて求められた点火時期情報に基づきパワート
ランジスタ11等の点火装置を作動させる点火装置作動手
段を構成する。また、上記供給燃料計測手段20,気化特
性・オクタン価設定手段21,オクタン価推定手段22及び
点火時期算出手段23により点火時期設定手段が構成され
ている。The ignition signal generating means 24 outputs an ignition signal for operating the power transistor 11 based on the ignition timing information calculated from the ignition timing calculating means 23. An ignition device operating means for operating an ignition device such as the power transistor 11 based on ignition timing information obtained according to the operating state of the engine. Further, the supplied fuel measuring means 20, the vaporization characteristics / octane number setting means 21, the octane number estimating means 22, and the ignition timing calculating means 23 constitute an ignition timing setting means.
次に、等価的オクタン価を推定する手法について説明
する。Next, a method for estimating the equivalent octane number will be described.
まず、単一組成の燃料について考える。この場合は、
第2図に示すごとく、i時刻の噴射量をuiとすると、そ
のうちbの割合で直接吸入され、残りが吸気通路2内に
付着すると考えられるとともに、付着燃料xiのうちaだ
け気化により吸入されると考えられる。First, consider a single composition fuel. in this case,
As shown in FIG. 2, assuming that the injection amount at the time i is u i , it is considered that the fuel is directly sucked at the rate of b and the remaining fuel adheres to the intake passage 2, and only a of the fuel adhering x i is vaporized. Probably inhaled.
すると、燃焼室1への吸入量yiおよび吸気通路内壁面
への付着量の増加分(xi+1−xi)について、次式が成立
する。Then, the following equation is established for the amount of intake yi into the combustion chamber 1 and the increase (x i + 1 −x i ) in the amount of adhesion to the inner wall surface of the intake passage.
yi=axi+bui ……(1) xi+1−xi=(1−b)ui−axi ……(2) さらに整理すると、 xi=(1−a)xi-1+(1−b)ui-1 ……(3) となる。 yi = ax i + bu i ...... (1) x i + 1 -x i = (1-b) when u i -ax i ...... (2) further organize, x i = (1-a ) x i-1 + (1-b) u i-1 (3)
つぎに、上記論理を複数組成の燃料に拡張する。 Next, the above logic is extended to fuels having a plurality of compositions.
各成分ごとの付着量ベクトルを 各成分ごとの吸入量ベクトルを とし、更に各成分ごとの気化係数マトリクスをAA(この
AAは対角成分a11,a22,・・,annが順次気化係数a1,a2,・
・anで、その多の部分は0であるマトリクス)とし、ま
た、各成分の重量比×直接吸入率をベクトルにして とし、各成分ごとの重量比マトリクスをW(このWは対
角成分w11,w22,・・,wnnが順次重量比係数w1,w2,・・,w
nで、その他の部分は0であるマトリクス)とすると、
多成分燃料については、 が成立する。The adhesion vector for each component is Inhalation volume vector for each component And the vaporization coefficient matrix for each component is AA (this
AA diagonal components a 11, a 22, ··, sequential vaporization coefficient a nn a 1, a 2, ·
· A n is a matrix whose many parts are 0), and the vector is the weight ratio of each component x the direct inhalation rate And the weight ratio matrix for each component is W (where W is a diagonal component w 11 , w 22 ,..., W nn is a weight ratio coefficient w 1 , w 2 ,.
n , and the other parts are 0)
For multi-component fuels, Holds.
ここで、 は単位ベクトル、Iは単位行列である。here, Is a unit vector, and I is a unit matrix.
次に、等価的オクタン価の推定について説明する。 Next, the estimation of the equivalent octane number will be described.
まず、各成分のオクタン価をαjとするベクトルを とする。そして、ある種の燃料については、(重量比×
オクタン価)の総和で、等価的オクタン価が求まるの
で、近似的に次式を使うことができる。First, a vector in which the octane number of each component is α j is And And for some fuels, (weight ratio x
Since the equivalent octane number is obtained from the sum of the octane numbers, the following equation can be approximately used.
ここで、ONiはi時点の等価的オクタン価、tはベク
トルの転置である。 Here, O Ni is the equivalent octane number at time i, and t is the transposition of the vector.
このようにして、複数組成の燃料についての等価的オ
クタン価を求めることができる。In this manner, the equivalent octane number of the fuel having a plurality of compositions can be obtained.
なお、(6)式で誤差が大きいときは、事前に各種重
量比ごとのオクタン価を求めたデータテーブルを使用す
る。この場合は、 となる。When the error is large in the equation (6), a data table in which the octane number for each weight ratio is obtained in advance is used. in this case, Becomes
つぎに点火時期演算要領について、第3図のフローチ
ャートを用いて説明する。Next, the ignition timing calculation procedure will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップa1で、燃料の各成分ごとの気化特性・
オクタン価を読み込み、ステップa2で、噴射燃料量を計
測し、ステップa3で、これらの情報から上記したような
気化・吸入モデルの演算を行なうことにより、各成分ご
との付着量ベクトル 各成分ごとの吸入量 を求める。First, in step a1, the vaporization characteristics of each component of the fuel
The octane number is read, and in step a2, the amount of injected fuel is measured, and in step a3, the above-described vaporization / inhalation model is calculated from the information to obtain the adhesion amount vector for each component. Inhalation volume for each component Ask for.
ついで、ステップa4で、等価的オクタン価の計算を行
ない、更にステップa5で、エンジン回転数や負荷パラメ
ータを取り込み、ステップa6で、点火角を等価的オクタ
ン価,エンジン回転数,エンジン負荷により決定する。Next, in step a4, the equivalent octane number is calculated, and in step a5, the engine speed and load parameters are fetched. In step a6, the ignition angle is determined based on the equivalent octane number, engine speed, and engine load.
そして、上記のようにして、点火角が求まる(この点
火角は点火時期ごとに決算される)と、この情報に基づ
いて、点火信号発生手段24からパワートランジスタ11へ
点火信号が出され、これに応じたタイミングで点火プラ
グ9が点火する。Then, as described above, when the ignition angle is determined (this ignition angle is settled for each ignition timing), an ignition signal is output from the ignition signal generating means 24 to the power transistor 11 based on this information. The ignition plug 9 is ignited at a timing corresponding to.
このように、所要の数学モデルを用いて、燃焼室1内
での燃焼時の等価的オクタン価を実時間で推定し、この
等価的オクタン価に基づき点火時期情報を求めることが
できので、必要以上に点火角を遅らせることなく、出力
向上と燃費の向上とにとって最適な点火時期制御を実現
できる。特に、加速時において、ノックが発生しない最
適な点火角を常に設定できるので、速やかな加速をでき
るだけ妨げないようにしながら、加速時のノックを確実
に防止できる。これにより、エンジン出力を上げること
ができ、エンジン効率が上がるとともに、加速性能を大
幅に改善することができる。As described above, the equivalent octane number during combustion in the combustion chamber 1 can be estimated in real time using the required mathematical model, and the ignition timing information can be obtained based on the equivalent octane number. It is possible to realize optimal ignition timing control for improving output and improving fuel economy without delaying the ignition angle. In particular, since the optimal ignition angle at which no knock occurs during acceleration can always be set, knocking during acceleration can be reliably prevented while preventing rapid acceleration as much as possible. As a result, the engine output can be increased, the engine efficiency can be increased, and the acceleration performance can be significantly improved.
なお、点火時期算出手段23中に、公称オクタン価につ
いての点火時期マップをそなえておき、推定したオクタ
ン価が公称のオクタン価からあまりずれていない場合
は、この公称オクタン価についての点火時期マップを使
用し、推定したオクタン価が公称のオクタン価より大き
くずれていた場合にのみ、点火時期補正を行なうように
することもできる。The ignition timing calculation means 23 is provided with an ignition timing map for the nominal octane number. If the estimated octane number does not significantly deviate from the nominal octane number, the ignition timing map for the nominal octane number is used to perform the estimation. The ignition timing correction may be performed only when the octane number thus set deviates greatly from the nominal octane number.
また、点火時期の制御に際しては、水温や吸気温に応
じた補正を追加してもよい。In controlling the ignition timing, a correction according to the water temperature or the intake air temperature may be added.
さらに、点火時期算出手段23を、基本点火時期設定手
段と点火時期補正量設定手段とこれらの手段で得られた
情報を加算する加算手段とで構成して、エンジン運転状
態に応じて得られる基本点火時期を、等価的オクタン価
に応じて得られる点火時期補正量で補正したものを点火
時期情報として使用してもよい。Further, the ignition timing calculation means 23 is constituted by basic ignition timing setting means, ignition timing correction amount setting means, and addition means for adding information obtained by these means, and the basic timing obtained according to the engine operating state is obtained. The ignition timing corrected by an ignition timing correction amount obtained according to the equivalent octane number may be used as the ignition timing information.
また、本発明は、異なったオクタン価の複数の燃料を
使用しうるエンジン、例えばガゾリン燃料でもアルコー
ルブレンド燃料でも使用できるエンジンについても、同
一の装置で対応が可能である。Further, the present invention can be applied to an engine that can use a plurality of fuels having different octane numbers, for example, an engine that can use a gazoline fuel or an alcohol blend fuel by using the same device.
さらに、本発明は、エアフローセンサを用いたLジェ
トロ方式を採用する火花点火式内燃機関のほか、吸気通
路圧力センサを用いたDジェトロ方式(スピードデンシ
ィティ方式)を採用する火花点火式内燃機関にも適用で
きるものである。Further, the present invention relates to a spark ignition type internal combustion engine employing an L jetro system using an air flow sensor, and a spark ignition type internal combustion engine employing a D jetro system (speed density system) using an intake passage pressure sensor. Is also applicable.
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の火花点火式内燃掬関の
点火時期制御装置によれば、所要の数学モデルを用い
て、燃焼室内での燃焼時のオクタン価を実時間で推定
し、この推定オクタン価に基づき点火時期情報を求める
ことができるので、必要以上に点火角を遅らせることな
く、出力向上と燃費の向上とにとって最適な点火時期制
御を実現でき、特に、加速時において、オクタン価の低
下が起こった場合でも、適切な点火時期情報が取り出さ
れ、これによりノックが発生しない最適な点火角を常に
設定できるので、速やかな加速をできるだけ妨げないよ
うにしながら、加速時のノックを確実に防止でき、その
結果、エンジン出力を上げることができ、エンジン効率
が上がるとともに、加速性能を大幅に改善することがで
きる利点がある。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the ignition timing control device of the spark ignition type internal combustion scoop of the present invention, the octane number during combustion in the combustion chamber is calculated in real time using a required mathematical model. Since the ignition timing information can be obtained based on the estimated octane number, it is possible to realize the optimum ignition timing control for the improvement of the output and the fuel consumption without unnecessarily delaying the ignition angle. Even if the octane number decreases, appropriate ignition timing information is taken out, whereby the optimal ignition angle at which knock does not occur can always be set. The advantage is that the engine output can be increased, the engine efficiency can be increased, and the acceleration performance can be greatly improved. There is.
第1〜3図は本発明の一実施例としての火花点火式内燃
機関の点火時期制御装置を示すもので、第1図はその制
御系およびエンジン概略システムを示す全体構成図、第
2図はその燃焼時オクタン価推定モデルを説明する図、
第3図はその点火時期を求めるためのフローチャートで
ある。 1……燃焼室、2……吸気通路、3……排気通路、4…
…吸気弁、5……排気弁、6……エアクリーナ、7……
スロットル弁、8……電磁弁(インジェクタ)、9……
点火装置を構成する点火プラグ、10……点火コイル、11
……パワートランジスタ、13……エンジン負荷センサと
してのエアフローセンサ(体積流量計)、14……クラン
ク角センサ(エンジン回転数センサ)、15……ECU、20
……供給燃料量計測手段、21……気化特性・オクタン価
設定手段、22……オクタン価推定手段、22A……気化・
吸入推定手段、22B……等価的オクタン価計算手段、23
……点火時期算出手段、23−1,23−n……点火時期マッ
プ、24……点火信号発生手段、(点火装置作動手段)、
E……エンジン。1 to 3 show an ignition timing control device of a spark ignition type internal combustion engine as one embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a control system and an engine schematic system, and FIG. A diagram for explaining the combustion octane number estimation model,
FIG. 3 is a flowchart for obtaining the ignition timing. 1 ... combustion chamber, 2 ... intake passage, 3 ... exhaust passage, 4 ...
... intake valve, 5 ... exhaust valve, 6 ... air cleaner, 7 ...
Throttle valve, 8 ... Solenoid valve (injector), 9 ...
Spark plug constituting ignition device, 10 Ignition coil, 11
… Power transistor, 13… Air flow sensor (volume flow meter) as engine load sensor, 14… Crank angle sensor (engine speed sensor), 15… ECU, 20
………………………………………………………………………………………………………………………… ······································
Inhalation estimation means, 22B ... equivalent octane number calculation means, 23
... Ignition timing calculation means, 23-1, 23-n ... Ignition timing map, 24 ... Ignition signal generation means, (Ignition device operation means),
E ... Engine.
フロントページの続き (72)発明者 竹村 純 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 神品 英一 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−40057(JP,A) 実開 平1−76567(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02P 5/15 F02D 45/00 368Continuing on the front page (72) Inventor Jun Takemura 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Eiichi Shinji 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi (56) References JP-A-2-40057 (JP, A) JP-A-1-76567 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02P 5/15 F02D 45/00 368
Claims (1)
火時期を設定する点火時期設定手段と、 該点火時期設定手段で設定された点火時期情報に基づき
点火装置を作動させる点火装置作動手段とをそなえた火
花点火式内燃機関の点火時期制御装置において、 該点火時期設定手段が、 該内燃機関へ供給される燃料量を計測する供給燃料量計
測手段と、 上記燃料の組成を特定するとともに該特定された組成に
含まれる各燃料成分毎に気化特性及びオクタン価を設定
する気化特性・オクタン価設定手段と、 該供給燃料量計測手段により計測された供給燃料量と上
記気化特性・オクタン価設定手段により設定された各燃
料成分毎のオクタン価とに基づいて燃焼室内での該燃料
の実オクタン価を推定するオクタン価推定手段と、 該オクタン価推定手段で推定された上記実オクタン価に
基づき該点火時期を求める点火時期算出手段とを含んで
構成されていることを特徴とする、火花点火式内燃機関
の点火時期制御装置。1. An ignition timing setting means for setting an ignition timing according to an operation state of a spark ignition type internal combustion engine, and an ignition device operating means for operating an ignition device based on ignition timing information set by the ignition timing setting means An ignition timing control device for a spark ignition type internal combustion engine, comprising: a supply fuel amount measurement unit for measuring an amount of fuel supplied to the internal combustion engine; and A vaporization characteristic / octane number setting means for setting a vaporization characteristic and an octane number for each fuel component included in the specified composition; and a supply fuel amount measured by the supplied fuel amount measurement means and the vaporization characteristic / octane number setting means. Octane number estimating means for estimating the actual octane number of the fuel in the combustion chamber based on the set octane number for each fuel component; In characterized in that it is configured to include an ignition timing calculation means for calculating the ignition timing based on the estimated the actual octane number, the ignition timing control apparatus for a spark ignition internal combustion engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1044163A JP2792081B2 (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1044163A JP2792081B2 (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223676A JPH02223676A (en) | 1990-09-06 |
| JP2792081B2 true JP2792081B2 (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=12683930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1044163A Expired - Lifetime JP2792081B2 (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2792081B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2532864B1 (en) * | 2004-06-04 | 2014-08-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Engine control device and control method |
| CN115614204B (en) * | 2021-07-16 | 2024-08-23 | 上海汽车集团股份有限公司 | Ignition angle correction method and device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240057A (en) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Mazda Motor Corp | Fuel discriminating device for engine |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP1044163A patent/JP2792081B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02223676A (en) | 1990-09-06 |
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