JP3154304B2 - Lean limit control method using ion current - Google Patents

Lean limit control method using ion current

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JP3154304B2
JP3154304B2 JP19358392A JP19358392A JP3154304B2 JP 3154304 B2 JP3154304 B2 JP 3154304B2 JP 19358392 A JP19358392 A JP 19358392A JP 19358392 A JP19358392 A JP 19358392A JP 3154304 B2 JP3154304 B2 JP 3154304B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F02P2017/125Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits

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  • Testing Of Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用の内
燃機関において、空燃比が高いリーンバーン領域で運転
される場合の希薄燃焼限界での燃料を制御するイオン電
流によるリーン限界制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lean limit control method using an ionic current for controlling fuel at a lean burn limit when operating in a lean burn region where the air-fuel ratio is high, mainly in an internal combustion engine for an automobile. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、燃費向上のため、エンジンの空燃
比を理論空燃比よりもリーン側にして運転する必要性が
高まっている。このようなニーズに答えて、この種の内
燃機関では、例えば特開昭62−162742号公報に
記載の空燃比制御装置のように、エンジンの負荷を検出
し、エンジンが所定の過渡状態にある場合には理論空燃
比によるフィードバック制御を行い、定常走行の場合に
はその理論空燃比よりリーン側に設定した空燃比にて燃
料の供給量を制御するものが知られている。そして、こ
のようなリーン側での空燃比の制御には、空燃比センサ
の出力を利用して目標とする空燃比(目標空燃比)にな
るよう制御を行っている。空燃比センサは、通常排気系
において三元触媒より上流側に配設されている。
2. Description of the Related Art In recent years, it has become increasingly necessary to operate an engine with the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in order to improve fuel efficiency. In response to such needs, in this type of internal combustion engine, the load of the engine is detected and the engine is in a predetermined transient state, for example, as in an air-fuel ratio control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-162742. In this case, feedback control based on a stoichiometric air-fuel ratio is performed in a case where the fuel supply amount is controlled at an air-fuel ratio set leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in a steady running state. The control of the air-fuel ratio on the lean side is performed by using the output of the air-fuel ratio sensor so that the air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio (target air-fuel ratio). The air-fuel ratio sensor is usually disposed upstream of the three-way catalyst in the exhaust system.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、空燃比を高
くしていくとトルク変動が発生することが知られており
(図)、そのためにリーンバーン領域の上限はある値
以上の空燃比に設定することはできない。このようなト
ルク特性は、図に示すように、環境やエンジンにより
特有のもので、そのようなそれぞれのトルク特性に応じ
てリーンバーン領域の上限空燃比は必ずしも一定とはな
らず、エンジンや運転環境にあわせて設定する必要があ
る。このような状況に対応して、目標空燃比の値はある
程度の安全率(余裕)をもって設定されている。
By the way, it is known that a torque fluctuation occurs when the air-fuel ratio is increased (FIG. 7 ). Therefore, the upper limit of the lean burn region is set to an air-fuel ratio exceeding a certain value. Cannot be set. As shown in FIG. 8 , such a torque characteristic is more specific to the environment and the engine, and the upper limit air-fuel ratio in the lean burn region is not always constant according to the respective torque characteristics. It must be set according to the driving environment. In response to such a situation, the value of the target air-fuel ratio is set with a certain safety factor (margin).

【0004】しかしながら、上記したような安全率を含
んで目標空燃比を設定していると、そのために燃費が悪
化したりNOxが増加したりするので、好ましくなかっ
た。これを解消するためには、トルク変動の限界を検出
して、その際の空燃比より低く目標空燃比を設定してリ
ーンバーン領域を設定することが考えられるが、有効な
トルク変動の検出方法はなく、リーンバーン領域の上限
近傍でエンジンを制御することが困難であった。また、
排気マニホールドに空燃比センサを取り付けて、気筒別
の空燃比を検出し、気筒別に空燃比を制御することも困
難であった。
[0004] However, if the target air-fuel ratio is set including the above-mentioned safety factor, the fuel efficiency is deteriorated and NOx is increased, which is not preferable. In order to solve this, it is conceivable to detect the limit of the torque fluctuation, set the target air-fuel ratio lower than the air-fuel ratio at that time, and set the lean burn region. However, it was difficult to control the engine near the upper limit of the lean burn region. Also,
It was also difficult to attach an air-fuel ratio sensor to the exhaust manifold, detect the air-fuel ratio for each cylinder, and control the air-fuel ratio for each cylinder.

【0005】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
[0005] An object of the present invention is to solve such a problem.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るイオン電流によるリーン限
界制御方法は、点火直後のシリンダ内に流れるイオン電
流の特性を測定し、測定されたイオン電流の特性のばら
つき率に基づいてリーン限界であれば燃料噴射量を増量
する構成としている。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures. That is, the lean limit control method using the ionic current according to the present invention measures the characteristics of the ionic current flowing in the cylinder immediately after ignition, and varies the measured characteristics of the ionic current.
If the lean limit is set based on the attachment rate , the fuel injection amount is increased.

【0007】本願発明におけるイオン電流の特性とは、
点火から、イオン電流が設定値より大である最終時点ま
での期間の持続時間を測定することにより得られる結果
を指すものとする。そして、前記持続時間のばらつき率
により、リーン限界を検出するものとする。また、本
のイオン電流によるリーン限界制御方法は、点火直後
のシリンダ内に流れるイオン電流の、点火から、イオン
電流が設定値より大である最終時点までの期間の持続時
間を測定し、測定された持続時間のばらつき率に基づい
てリーン限界を検出し、リーン限界を検出した際に燃料
噴射量を増量することを特徴とする。
The characteristics of the ion current in the present invention are as follows.
From ignition to the last moment when the ion current is greater than the set value
Shall refer to the result obtained by measuring the duration of the period at . Then, the lean limit is detected based on the variation rate of the duration. In addition, the present onset
The lean limit control method using bright ion current measures the duration of the ion current flowing in the cylinder immediately after ignition from the ignition to the final time when the ion current is greater than the set value, and measures the measured duration. It is characterized in that a lean limit is detected based on a time variation rate , and the fuel injection amount is increased when the lean limit is detected.

【0008】[0008]

【作用】このような構成のものであれば、イオン電流の
特性である、点火から、イオン電流が設定値より大であ
る最終時点までの期間の持続時間のばらつき率に基づい
て、リーンバーン領域での運転の限界を検出する。すな
わち、空燃比がリーン限界を超えている場合は、燃焼が
緩慢になっていることが多く、そのためにこれらのイオ
ン電流の特性は、燃焼時間が正常な燃焼の場合に比較し
て設定値より大なる電流値となる期間が長くなったり、
イオン電流のピーク値が低くなったりするので、燃焼時
間に応じて長くなる前記期間の長さのばらつきの率を
定することによりリーン限界を検出する。そして、リー
ン限界が検出されると、燃料噴射量の増量補正を行い、
トルク変動が発生する直前における空燃比で運転を継続
するように制御する。リーン限界を超えている場合は、
正常な燃焼が望めない稀薄な空燃比となっているので、
燃料噴射量を増量補正する。これにより、トルク変動の
限界近傍で、燃費及びドライバビリティを悪化させるこ
とがない。
With such a configuration, the lean burn region is determined based on the characteristic of the ion current, that is, the variation rate of the duration from the ignition to the final time when the ion current is larger than the set value. Detect operating limits at That is, when the air-fuel ratio exceeds the lean limit, the combustion is often slow, so that the characteristics of these ion currents are smaller than the set value compared to the case where the combustion time is normal. The period of the large current value becomes long,
Since the peak value of the ion current becomes lower, the lean limit is detected by determining the rate of the variation in the length of the period, which becomes longer according to the combustion time. When the lean limit is detected, the fuel injection amount is increased and corrected.
Control is performed so that the operation is continued at the air-fuel ratio immediately before the torque fluctuation occurs. If you have exceeded the lean limit,
Since the air-fuel ratio is so lean that normal combustion cannot be expected,
The fuel injection amount is increased and corrected. Thus, fuel efficiency and drivability do not deteriorate near the limit of torque fluctuation.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1に概略的に示したエンジン100は自
動車用の4気筒のもので、その吸気系1には図示しない
アクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ2
が配設され、その下流側にはサージタンク3が設けられ
ている。サージタンク3に連通する吸気系1の吸気マニ
ホルド4の、シリンダ10に吸気弁10aを介して連通
する一方の端部近傍には、さらに燃料噴射弁5が設けて
あり、この燃料噴射弁5を、電子制御装置6により各気
筒毎に独立して噴射すべく制御するようにしている。ま
た排気系20には、排気ガス中の酸素濃度を測定するた
めの空燃比センサであるリーンセンサ21が、図示しな
いマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒22の
上流の位置に取り付けられている。このリーンセンサ2
1は、通常のO2センサとほぼ同様の構成を有してお
り、大気側電極と排気側電極との間に一定電圧を印加す
ることによって、フィードバック制御時の理論空燃比の
場合からリーンバーン領域における空燃比の場合に亘っ
て、排気ガス中の酸素濃度に応じて電流を出力するもの
である。
An engine 100 schematically shown in FIG. 1 is a four-cylinder engine for an automobile, and its intake system 1 has a throttle valve 2 which opens and closes in response to an accelerator pedal (not shown).
, And a surge tank 3 is provided on the downstream side. In the vicinity of one end of the intake manifold 4 of the intake system 1 communicating with the surge tank 3 and communicating with the cylinder 10 via the intake valve 10a, a fuel injection valve 5 is further provided. In addition, the electronic control unit 6 controls so as to perform independent injection for each cylinder. In the exhaust system 20, a lean sensor 21 as an air-fuel ratio sensor for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas is provided at a position upstream of a three-way catalyst 22 provided in a pipe leading to a muffler (not shown). Attached to. This lean sensor 2
Reference numeral 1 has a configuration substantially similar to that of a normal O 2 sensor. By applying a constant voltage between the atmosphere side electrode and the exhaust side electrode, lean burn is performed from the case of the stoichiometric air-fuel ratio at the time of feedback control. The current is output according to the oxygen concentration in the exhaust gas over the air-fuel ratio in the region.

【0011】電子制御装置6は、中央演算処理装置7
と、記憶装置8と、入力インターフェース9と、出力イ
ンターフェース11とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されており、その入力インタ
ーフェース9には、サージタンク3内の圧力を検出する
ための吸気圧センサ13からの吸気圧信号a、エンジン
回転数NEを検出するための回転数センサ14からの回
転数信号b、車速を検出するための車速センサ15から
の車速信号c、スロットルバルブ2の開閉状態を検出す
るためのアイドルスイッチ16からのLL信号d、エン
ジンの冷却水温を検出するための水温センサ17からの
水温信号e、上記したリーンセンサ21からの電流信号
hなどが入力される。一方、出力インターフェース11
からは、燃料噴射弁5に対して燃料噴射信号fが、また
スパークプラグ18に対してイグニッションパルスgが
出力されるようになっている。スパークプラグ18に
は、高圧ダイオード23を介してイオン電流を測定する
ためのバイアス用電源24が接続されている。このバイ
アス電源を含むイオン電流測定のための回路及びその測
定方法それ自体は、当該分野で知られている種々の方法
が使用できる。
The electronic control unit 6 includes a central processing unit 7
, A storage device 8, an input interface 9, and an output interface 11. The microcomputer system mainly includes a microcomputer system having an input interface 9 for detecting a pressure in the surge tank 3. The intake pressure signal a from the intake pressure sensor 13, the rotational speed signal b from the rotational speed sensor 14 for detecting the engine rotational speed NE, the vehicle speed signal c from the vehicle speed sensor 15 for detecting the vehicle speed, the throttle valve 2 An LL signal d from the idle switch 16 for detecting the open / close state, a water temperature signal e from the water temperature sensor 17 for detecting the cooling water temperature of the engine, a current signal h from the above-described lean sensor 21 and the like are input. On the other hand, the output interface 11
After that, the fuel injection signal f is output to the fuel injection valve 5 and the ignition pulse g is output to the spark plug 18. A bias power supply 24 for measuring an ion current is connected to the spark plug 18 via a high voltage diode 23. Various circuits known in the art can be used for the circuit for measuring the ion current including the bias power supply and the measuring method itself.

【0012】電子制御装置6には、吸気圧センサ13か
ら出力される吸気圧信号aと回転数センサ14から出力
される回転数信号bとを主な情報とし、エンジン状況に
応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正して
燃料噴射弁開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間
Tを決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁
5を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴射
弁5から吸気系1に噴射させるためのプログラムが内蔵
してある。このプログラムにおいては、点火直後のシリ
ンダ内に流れるイオン電流の値を設定値と比較し、イオ
ン電流の、点火 から、イオン電流が設定値より大である
最終時点までの期間の持続時間を測定し、測定された持
続時間のばらつき率に基づいてリーン限界を検出し、リ
ーン限界を検出した際に燃料噴射量を増量するようにプ
ログラミングされているものである。
The electronic control unit 6 uses the intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 13 and the rotational speed signal b output from the rotational speed sensor 14 as main information, and various kinds of information determined according to the engine conditions. The basic injection time is corrected by the correction coefficient to determine the fuel injection valve opening time, that is, the injector final energization time T. The fuel injection valve 5 is controlled based on the determined energization time, and the fuel corresponding to the engine load is supplied to the fuel. A program for injecting the fuel from the injection valve 5 to the intake system 1 is incorporated. In this program, the value of the ion current flowing in the cylinder immediately after the ignition is compared with a set value, and the ion current is larger than the set value from the ignition of the ion current.
It is programmed to measure the duration of the period up to the end point , detect the lean limit based on the variation rate of the measured duration, and increase the fuel injection amount when the lean limit is detected. is there.

【0013】このリーン限界制御プログラムの概要は図
2及び図3に示すようなものである。ただし、種々の補
正係数を考慮して有効噴射時間TAUを算出し、その後
インジェクタ最終通電時間Tを演算するプログラムそれ
自体は、従来知られているものを利用できるので図示及
び説明を省略する。また、理論空燃比近傍で運転するた
めのフィードバック制御とリーンバーン領域での制御と
の制御切替判定は、エンジン回転数、負荷の大小、及び
冷却水温等により行うものとし、エンジンが始動中であ
る、暖機運転中で暖機増量を行っている、加速時等の過
渡状態である等の場合を除いて、エンジンが定常状態で
ある場合はリーンバーン領域において運転されるものと
する。
The outline of the lean limit control program is as shown in FIGS. However, the program itself for calculating the effective injection time TAU in consideration of various correction coefficients and thereafter calculating the injector final energization time T can be a conventionally known program, and therefore, illustration and description thereof are omitted. The control switching determination between the feedback control for operating near the stoichiometric air-fuel ratio and the control in the lean burn region is performed based on the engine speed, the magnitude of the load, the cooling water temperature, and the like, and the engine is being started. It is assumed that the engine is operated in the lean burn region when the engine is in a steady state, except for a case where the engine is in a steady state, except for a case where a warm-up operation is being performed during a warm-up operation, or a transient state such as during acceleration.

【0014】イオン電流によるリーン限界の検出は、点
火直後にバイアス電源24からスパークプラグ18にバ
イアス電圧を印加すると、図4に示すように、正常燃焼
の場合、イオン電流は急激に流れた後、上死点TDC手
前で減少した後再び増加し、燃焼圧が最大となるクラン
ク角近傍でイオン電流の値が最大となるピーク値になる
ことに基づいて行うものである。これに対し、不安定燃
焼の場合は、図5に示すように、正常燃焼の場合に比
べ、燃焼後半の緩慢燃焼のため、イオン電流値は全体に
大きくならずピーク値がはっきりと現れないものであ
る。このような特性を示すイオン電流を所定時間毎に測
定して、設定値としての燃焼状態検出レベルPIONA
Fを超える状態が持続している時間(持続時間)に基づ
いて、リーン限界を検出する。
The lean limit is detected by the ionic current. When a bias voltage is applied from the bias power supply 24 to the spark plug 18 immediately after ignition, as shown in FIG. This is performed based on the fact that the ion current decreases before the top dead center TDC and then increases again, and reaches a peak value at which the value of the ion current becomes maximum near the crank angle at which the combustion pressure becomes maximum. On the other hand, in the case of unstable combustion, as shown in FIG. 5, the ion current value does not increase as a whole and the peak value does not appear clearly because of slow combustion in the latter half of combustion as compared with the case of normal combustion. It is. An ion current exhibiting such characteristics is measured at predetermined time intervals, and a combustion state detection level PIONA is set as a set value.
The lean limit is detected based on the time during which the state exceeding F is maintained (duration).

【0015】具体的にはまず、ステップ51では、
火から、イオン電流MADCxが燃焼状態検出レベルP
IONAFより大である最終時点までの期間c(図6に
示す)を計時することにより、燃焼持続時間CNION
AFを測定する。燃焼持続時 間CNIONAFの測定
は、イオン電流MADCxをA/D変換し、変換したデ
ータ数を算出し、算出されたデータ数から燃焼持続時間
NIONAFを算出する。A/D変換は、点火から所定
のクランク角度(例えば80°)の間のみ行われるもの
で、それ以降は変換されず、この期間内で最も遅くイオ
ン電流MADCxが燃焼状態検出レベルPIONAFよ
り大である時点を前記最終時点として採用するものであ
る。この場合の計算は、A/D変換周期(例えば2.5
°CA)が判明しているので、得られたデータ数にA/
D変換周期を乗じることにより行われる。イオン電流M
ADCxは、エンジン回転数に応じて設定されるA/D
変換周期で、上死点TDCからA/D変換を開始し、得
られた変換値を記憶装置8のRAMに記憶して測定す
る。
Specifically, first, in step 51b , a point
From the fire, the ion current MADCx becomes the combustion state detection level P
The period c up to the final point which is larger than IONAF (see FIG. 6)
), The combustion duration CNION
Measure AF. Measurement of the combustion duration time between CNIONAF
A / D converts the ion current MADCx and converts the converted data.
Data and calculate the combustion duration from the calculated data
Calculate NIONAF. The A / D conversion is performed only during a predetermined crank angle (for example, 80 °) from the ignition, and is not converted thereafter, and the ion current MADCx is larger than the combustion state detection level PIONAF the latest in this period. A certain point is adopted as the last point. The calculation in this case is based on the A / D conversion period (for example, 2.5
° CA) is known, so that A /
This is performed by multiplying by the D conversion period. Ion current M
ADCx is A / D set according to the engine speed.
A / D conversion is started from the top dead center TDC in the conversion cycle, and the obtained conversion value is stored in the RAM of the storage device 8 and measured.

【0016】次に、ステップ52bでは、今回の点火に
おける燃焼持続時間NIONAFを含め、それ以前に測
定された数回分の燃焼持続時間NIONAF(例えば3
2点火分)の標準偏差を、平均値で除して燃焼の変動係
数NIONHDKを算出する。標準偏差の演算は、一般
によく知られている方法で行われるものであってよい。
次に、ステップ53bでは、得られた変動係数NION
HDK n が、リーン限界を検出するために設定された燃
焼変動係数判定レベルOVIONHDKを超えている場
合には、その時の燃焼がリーン限界であったと判定す
る。つまり、変動係数NIONHDK n が燃焼変動係数
判定レベルOVIONHDKを超えていることは、燃焼
持続時間NIONAFが失火や緩慢燃焼でばらついてい
ることに起因する。なお、標準偏差に代えて、統計にお
ける分散を用いてもよい。
Next, in step 52b, the current ignition
Including the combustion duration NIONAF
The combustion duration NIONAF (for example, 3
Divided by the average value of the standard deviation of
Calculate the number NIONHDK. The standard deviation calculation is generally
And may be performed in a manner well known to those skilled in the art.
Next, in step 53b, the obtained variation coefficient NION
HDK n is set to the fuel limit set to detect the lean limit.
If the value exceeds the grilling variation coefficient determination level OVIONHDK
In that case, it is determined that the combustion at that time was at the lean limit.
You. That is, coefficient of variation NIONHDK n combustion variation coefficient
If the judgment level OVIONHDK is exceeded, the
NIONAF varies in duration due to misfire or slow burning
Due to that. In addition, instead of standard deviation, statistics
Alternatively, a dispersion may be used.

【0017】このように、リーン限界の検出は、1つの
点火後に測定されるイオン電流により行われるので、点
火毎で、かつ気筒毎に行うことができる。
As described above, since the detection of the lean limit is performed by the ion current measured after one ignition, it can be performed for each ignition and for each cylinder.

【0018】次に、リーン限界が検出された場合の燃料
噴射量の増量補正について説明する。図3において、
ず、ステップ61では、図示しないカムポジションセン
サからの気筒判別信号により第1気筒か否かを判定し、
第1気筒であればステップ62に移行し、第1気筒でな
ければ第2、3、4気筒のいずれかの気筒の処理に進
む。それぞれの気筒については、第1気筒における処理
と同様であるので、説明は省略する。ステップ62で
は、リーン限界が検出されているか否かを判定し、リー
ン限界の場合はステップ63に移行し、そうでない場合
はステップ64に進む。ステップ63では、リーン限界
による噴射補正係数FTAULN1を下式(2)により
演算する。式(2)において、今回の噴射補正係数FT
AULN1nは、前回の噴射補正係数FTAULNn-1
らリーン限界時の補正加算量を加算して求める。
Next, the correction for increasing the fuel injection amount when the lean limit is detected will be described. In FIG. 3, first, in step 61, it is determined whether or not the cylinder is the first cylinder based on a cylinder determination signal from a cam position sensor (not shown).
If it is the first cylinder, the process proceeds to step 62. If it is not the first cylinder, the process proceeds to one of the second, third, and fourth cylinders. The processing for each cylinder is the same as that for the first cylinder, and a description thereof will be omitted. In step 62, it is determined whether or not the lean limit has been detected. If the lean limit has been detected, the process proceeds to step 63; otherwise, the process proceeds to step 64. In step 63, the injection correction coefficient FTAULN1 based on the lean limit is calculated by the following equation (2). In equation (2), the current injection correction coefficient FT
AULN1 n is obtained from the last injection correction coefficient FTAULN n-1 by adding the correction addition amount during the lean limit.

【0019】 FTAULN1n=FTAULNn-1+KTAULN1A …(2) これに対し、ステップ64では、下式(3)により噴射
補正係数FTAULN1を演算する。式(3)におい
て、KTAULN1Dは、リーン限界となるまでのリー
ンバーン領域における補正減算量である。
FTAULN1 n = FTAULN n-1 + KTAULN1A (2) On the other hand, in step 64, the injection correction coefficient FTAULN1 is calculated by the following equation (3). In Expression (3), KTAULN1D is a correction subtraction amount in the lean burn region until the lean limit is reached.

【0020】 FTAULN1n=FTAULNn-1−KTAULN1D …(3) ステップ65では、算出された噴射補正係数FAULN
1により第1気筒の燃料噴射量のための有効噴射時間T
AU1を演算する。
FTAULN1 n = FTAULN n−1 −KTAULN1D (3) In step 65, the calculated injection correction coefficient FAULN
1, the effective injection time T for the fuel injection amount of the first cylinder
AU1 is calculated.

【0021】 TAU1=TAUBSE1×FAULN1 …(4) なお、TAUBSE1は、基本噴射時間TPに演算時点
で必要とされる各種の補正係数を乗じたものである。
TAU1 = TAUBSE1 × FAULN1 (4) Here, TAUBSE1 is obtained by multiplying the basic injection time TP by various correction coefficients required at the time of calculation.

【0022】以上の構成において、リーンバーン領域で
の運転が行われている場合に、点火毎にイオン電流の計
測が実行され、その計測されたイオン電流の燃焼持続時
間NINONAFからリーン限界を検出する。この場
合、制御はステップ51→52→53と進み、今
回計測されたイオン電流の燃焼持続時間NIONAFn
のばらつき率を示す変動係数NIONHDK n を演算
て、その結果によりリーン限界における運転状態かどう
かを判定するものである。つまり、図5に示した、不安
定時のイオン電流の変化では、正常時に比較してピーク
が現れることなく燃焼し、その燃焼持続時間が正常時に
比べて長くなるものである。このようにしてリーン限界
が検出されると、制御はステップ61に移行してリーン
限界における燃料噴射量の補正を行う。検出されたリー
ン限界における気筒が第1気筒である場合は、制御は、
ステップ61→62→63→65と進み、第1気筒の燃
料噴射量が増量補正される。この後、同じ第1気筒でリ
ーン限界でない運転状態になった場合は、制御は、ステ
ップ61→62→64→65と進み、燃料噴射量が減量
補正されて空燃比がさらにリーン側へと移される。
In the above configuration, when the operation is performed in the lean burn region, the measurement of the ion current is performed for each ignition, and the lean limit is detected from the combustion duration NINONAF of the measured ion current. . In this case, control proceeds to steps 51 b → 52 b → 53 b , the combustion duration NIONAF n of the current measured ion current
By calculating the coefficient of variation NIONHDK n indicating the variation rate, is to determine whether the operating state at the lean limit by the result. That is, in the change of the ionic current at the time of instability shown in FIG. 5, the fuel burns without showing a peak as compared with the normal state, and the burning duration is longer than that of the normal state. When the lean limit is detected in this manner, the control proceeds to step 61 to correct the fuel injection amount at the lean limit. If the cylinder at the detected lean limit is the first cylinder, the control
The process proceeds from step 61 → 62 → 63 → 65, and the fuel injection amount of the first cylinder is increased and corrected. Thereafter, if the operating state of the same first cylinder is not the lean limit, the control proceeds to steps 61 → 62 → 64 → 65, the fuel injection amount is corrected to be reduced, and the air-fuel ratio is further shifted to the lean side. It is.

【0023】このように、リーン限界の検出が、点火毎
に、かつ気筒毎に行え、その検出毎に燃料噴射量の補正
が実施できるので、運転環境が変化しても柔軟に対応す
ることができ、また個々のエンジンに対しても同様であ
り、したがって、一定しないリーン限界に十分近接した
領域において希薄燃焼で運転することが可能となり、限
界におけるリーン状態での運転であるので燃費を改善す
ることができ、加えてトルク変動の発生を抑えてドライ
バビリティ及びエミッションの悪化が防止できるもので
ある。
As described above, since the lean limit can be detected for each ignition and for each cylinder, and the fuel injection amount can be corrected for each detection, it is possible to flexibly respond to changes in the operating environment. The same is true for individual engines, and therefore, it is possible to operate with lean burn in a region sufficiently close to the non-constant lean limit, and to improve fuel economy because of the lean operation at the limit. In addition, it is possible to suppress the occurrence of torque fluctuation and prevent deterioration of drivability and emission.

【0024】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではなく、多気筒エンジンにおいて、同時噴
射で制御されるものであってもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and may be controlled by simultaneous injection in a multi-cylinder engine.

【0025】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
In addition, the configuration of each part is not limited to the illustrated example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、イオ
ン電流の特性に基づいて、すなわちイオン電流の持続時
間の長さのばらつき率に基づいて空燃比のリーン限界を
検出し、その時点において燃料噴射量の増量補正を行
い、トルク変動が発生する直前における空燃比で運転を
継続するので、燃費を悪化させることなくリーンバーン
領域の限界近傍の高い空燃比での希薄燃焼を行うことが
できる。
As described in detail above, the present invention detects the lean limit of the air-fuel ratio based on the characteristics of the ion current, that is, based on the variation rate of the length of the duration of the ion current. At this point, the fuel injection amount is increased and the operation is continued at the air-fuel ratio immediately before the torque fluctuation occurs.Therefore, lean combustion at a high air-fuel ratio near the limit of the lean burn region without deteriorating fuel efficiency Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view showing one embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure of the embodiment.

【図3】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the embodiment.

【図4】同実施例の燃焼圧とイオン電流とのクランク角
に対する変化を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing a change in a combustion pressure and an ion current with respect to a crank angle in the embodiment.

【図5】同実施例の安定燃焼時のイオン電流と不安定燃
焼時のイオン電流とのクランク角に対する変化を示すグ
ラフ。
FIG. 5 is a graph showing changes in the ion current during stable combustion and the ion current during unstable combustion with respect to the crank angle in the embodiment.

【図6】同実施例のステップ51における燃焼持続時
間を示す作用説明図。
[6] operation explanatory view showing the burning duration in step 51 b of the embodiment.

【図7】空燃比に対するトルク変動の変化を示すグラ
フ。
FIG. 7 is a graph showing a change in torque fluctuation with respect to an air-fuel ratio .
H.

【図8】従来例におけるリーン限界のばらつきを示すグ
ラフ。
FIG. 8 is a graph showing a variation in a lean limit in a conventional example .
rough.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…電子制御装置 7…中央演算処理装置 8…記憶装置 9…入力インターフェース 10…シリンダ 11…出力インターフェース 18…スパークプラグ 6 ... Electronic control device 7 ... Central processing unit 8 ... Storage device 9 ... Input interface 10 ... Cylinder 11 ... Output interface 18 ... Spark plug

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶谷 勝之 大阪府池田市桃園2丁目1番1号 ダイ ハツ工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−65864(JP,A) 特開 平5−312081(JP,A) 特開 平5−18297(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Katsuyuki Kajiya 2-1-1, Taoyuan, Ikeda-shi, Osaka Dai-Hatsu Kogyo Co., Ltd. (56) References JP-A-5-65864 (JP, A) JP-A Heisei 5-312081 (JP, A) JP-A-5-18297 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】点火直後のシリンダ内に流れるイオン電流
の、点火から、イオン電流が設定値より大である最終時
点までの期間の持続時間を測定し、 測定された持続時間のばらつき率に基づいてリーン限界
を検出し、 リーン限界を検出した際に燃料噴射量を増量することを
特徴とするイオン電流によるリーン限界制御方法。
1. Ion current flowing in a cylinder immediately after ignition
The last time the ion current is greater than the set value from ignition
Measuring the duration of the period up to the point , detecting the lean limit based on the variation rate of the measured duration, and increasing the fuel injection amount when the lean limit is detected. Limit control method.
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