JP2008163788A - マイナスイオン供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望のエンジン出力が得られるようにマイナスイオンの供給量を適切に制御する。
【解決手段】内燃機関の吸気通路に供給されるマイナスイオンの供給量Ｖを制御するためのマイナスイオン供給制御装置であって、筒内の燃焼状態を検出し、検出された燃焼状態が目標となる燃焼状態に近づくようにマイナスイオン供給量をフィードバック制御する。具体的には、筒内圧センサにより検出された筒内圧Ｐｃが最大となるクランク角θｍａｘと、所定の目標クランク角θｍａｘｔｒｇとの偏差Δθｍａｘに基づいてマイナスイオン供給量Ｖをフィードバック制御する。
【選択図】図３

Description

本発明はマイナスイオン供給制御装置に係り、特に、内燃機関の吸気通路に供給されるマイナスイオンの供給量を制御するためのマイナスイオン供給制御装置に関する。

内燃機関において、吸気中にマイナスイオンを供給することで燃焼速度が上昇し、燃焼が促進されることが知られている（例えば特許文献１参照）。マイナスイオンは、水又は空気中の酸素に対し高電圧を用いてコロナ放電や電子放射等を行うことにより酸素マイナスイオンとして発生され、Ｏ⁻，Ｏ^２−，Ｏ_２ ⁻，Ｏ_３ ⁻，Ｏ_ｎ ⁻で定義される。この酸素マイナスイオンは酸素分子に対して約１万倍の酸化力を有し、マイナスイオンを吸気中に混入させると燃料の酸化が促進され、燃焼率向上、排ガス浄化等が図られる。

特開２００６−１８８９８７号公報

ところで、従来、マイナスイオンを吸気に供給しても狙い通りの出力が得られないことが多かった。その理由としては、マイナスイオン発生装置で発生されるマイナスイオンの量が電圧変動や吸気中酸素濃度などの大気条件の影響を強く受け、この結果、吸気に供給されるマイナスイオンの量を適切に制御することが困難だったからである。

そこで、本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望のエンジン出力が得られるようにマイナスイオンの供給量を適切に制御することができるマイナスイオン供給制御装置を提供することにある。

本発明の第１の形態は、
内燃機関の吸気通路に供給されるマイナスイオンの供給量を制御するためのマイナスイオン供給制御装置であって、
筒内の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段と、
前記燃焼状態検出手段により検出された燃焼状態が目標となる燃焼状態に近づくようにマイナスイオン供給量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と
を備えたことを特徴とする。

この本発明の第１の形態によれば、燃焼状態検出手段により検出された燃焼状態が目標となる燃焼状態に近づくようにマイナスイオン供給量がフィードバック制御されるので、所望のエンジン出力が得られるようにマイナスイオンの供給量を適切に制御することができる。電圧変動や吸気中酸素濃度などの大気条件とは無関係に、筒内の燃焼状態を検出してマイナスイオン供給量をフィードバック制御するので、常に最適な燃焼状態を実現することが可能である。

本発明の第２の形態は、前記第１の形態において、
前記燃焼状態検出手段が筒内圧を検出する筒内圧センサからなり、
前記フィードバック制御手段が、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧が最大となるクランク角と、所定の目標クランク角との偏差に基づいてマイナスイオン供給量をフィードバック制御する
ことを特徴とする。

通常、内燃機関では、燃焼状態が最適となるような最大筒内圧に対応するクランク角が機種に応じて予め定まっている。よって、そのような目標クランク角に実際の最大筒内圧クランク角が近づくようにマイナスイオン供給量をフィードバック制御することで、所望のエンジン出力が得られるようにマイナスイオンの供給量を適切に制御することができる。

本発明の第３の形態は、前記第１の形態において、
前記燃焼状態検出手段が筒内圧を検出する筒内圧センサからなり、
前記フィードバック制御手段が、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧の上昇速度と、所定の目標上昇速度との偏差に基づいてマイナスイオン供給量をフィードバック制御する
ことを特徴とする。

通常、内燃機関では、燃焼状態が最適となるような筒内圧の上昇速度が機種に応じて予め定まっている。よって、そのような目標上昇速度に実際の筒内圧上昇速度が近づくようにマイナスイオン供給量をフィードバック制御することで、所望のエンジン出力が得られるようにマイナスイオンの供給量を適切に制御することができる。

本発明の第４の形態は、前記第１の形態において、
前記燃焼状態検出手段が筒内圧を検出する筒内圧センサからなり、
前記フィードバック制御手段が、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧に基づいて算出される熱発生率と、所定の目標熱発生率との偏差に基づいてマイナスイオン供給量をフィードバック制御する
ことを特徴とする。

通常、内燃機関では、燃焼状態が最適となるような熱発生率が機種に応じて予め定まっている。よって、そのような目標熱発生率に実際の熱発生率が近づくようにマイナスイオン供給量をフィードバック制御することで、所望のエンジン出力が得られるようにマイナスイオンの供給量を適切に制御することができる。

本発明の第５の形態は、前記第１乃至第４いずれかの形態において、
内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段を備え、
前記点火時期制御手段により点火時期がノック限界付近に制御されているときにマイナスイオン供給制御を実行する
ことを特徴とする。

内燃機関の点火時期を制御することにより、燃焼速度を制御して最適な燃焼状態を実現することが可能であるが、点火時期にはノック限界があり、このノック限界を超えて点火時期を進角させることはできない。しかしながら、本発明の第５の形態によれば、点火時期がノック限界付近に制御されているときにマイナスイオン供給制御が実行されるので、点火時期をノック限界付近に固定しつつマイナスイオン供給制御により燃焼速度を変えて最適な燃焼状態を実現することができる。

本発明によれば、所望のエンジン出力が得られるようにマイナスイオンの供給量を適切に制御することができるという、優れた効果が発揮される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づき説明する。

図１は、本発明が適用される内燃機関を示す概略図である。図示されるように、内燃機関１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復移動させることにより動力を発生する。内燃機関１は車両用多気筒エンジン（１気筒のみ図示）であり、火花点火式内燃機関、より具体的にはガソリンエンジンである。

内燃機関１のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが気筒ごとに配設されている。各吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは図示しないカムシャフトによって開閉させられる。また、シリンダヘッドの頂部には、燃焼室３内の混合気に点火するための点火プラグ７が気筒ごとに取り付けられている。

各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管を介して吸気集合室であるサージタンク８に接続されている。サージタンク８の上流側には吸気集合通路をなす吸気管１３が接続されており、吸気管１３の上流端にはエアクリーナ９が設けられている。そして吸気管１３には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５と、電子制御式スロットルバルブ１０とが組み込まれている。なお吸気ポート、サージタンク８及び吸気管１３により吸気通路が形成される。

吸気通路、特に吸気ポート内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１２が気筒ごとに配設される。インジェクタ１２から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気をなし、この混合気が吸気弁Ｖｉの開弁時に燃焼室３に吸入され、ピストン４で圧縮され、点火プラグ７で点火燃焼させられる。なお、インジェクタ１２から燃焼室３内に燃料を直接噴射する方式であってもよい。

一方、各気筒の排気ポートは気筒毎の枝管を介して排気集合通路をなす排気管６に接続されており、排気管６には三元触媒からなる触媒１１が取り付けられている。なお排気ポート、枝管及び排気管６により排気通路が形成される。触媒１１の上流側に排気空燃比を検出するための触媒前センサ１７が設置されている。

上述の点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２等は、制御手段としての電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称す）２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。またＥＣＵ２０には、図示されるように、前述のエアフローメータ５、触媒前センサ１７のほか、内燃機関１のクランク角（位相）を検出するクランク角センサ１４、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１５、スロットルバルブ１０の開度を検出するスロットル開度センサ１９、ノッキングを検出するノックセンサ２３、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。なおスロットル開度は通常アクセル開度に応じた開度に制御される。

各気筒には、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ２２が設けられている。各筒内圧センサ２２は、対応する燃焼室３内に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、図示されないＡ／Ｄ変換器等を介してＥＣＵ２０に電気的に接続されている。各筒内圧センサ２２は、対応する燃焼室３の筒内圧に比例した電圧信号をＥＣＵ２０に与える。なお、筒内圧センサは点火プラグと一体に設けてもよい。この筒内圧センサ２２が本発明にいう燃焼状態検出手段を構成する。

加えて、マイナスイオンを発生するマイナスイオン発生装置３０が具備され、このマイナスイオン発生装置３０は吸気通路に接続されて発生したマイナスイオンを吸気通路に直接供給する。本実施形態ではサージタンク８にマイナスイオンを供給するが、供給位置はこれに限らず、例えば吸気ポートにマイナスイオンを供給してもよい。マイナスイオン発生装置３０は、供給される電源電圧に基づいて高電圧を発生し、吸気通路内の吸気中の酸素又は大気中の酸素に対しコロナ放電や電子放射等を行うことにより、Ｏ⁻，Ｏ^２−，Ｏ_２ ⁻，Ｏ_３ ⁻，Ｏ_ｎ ⁻として定義される酸素マイナスイオンを発生する。マイナスイオン発生装置３０から供給されるマイナスイオン供給量は、マイナスイオン発生装置３０で発生される高電圧の値やマイナスイオン発生装置３０のオン時間をＥＣＵ２０で制御することにより、制御される。

次に、本実施形態におけるマイナスイオン供給量の制御について説明する。

本実施形態においては、筒内圧センサ２２により筒内即ち燃焼室３内の燃焼状態が検出され、この検出された燃焼状態が目標となる燃焼状態に近づくようにマイナスイオン供給量がフィードバック制御される。

これを図２を用いてより詳しく説明する。図２はエンジン運転時の筒内圧Ｐｃの変化を示したものである。図中実線で示すように、点火時期Ｉｇにおいて燃焼室３内の混合気が点火されると、筒内圧Ｐｃは一気に上昇して最大値Ｐｃｍａｘに達し、その後下降する。ここで、最大筒内圧Ｐｃｍａｘに対応するクランク角θｍａｘの目標値θｍａｘｔｒｇが予め定められており、この目標クランク角θｍａｘｔｒｇに実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが近づくように、点火時期Ｉｇ及びマイナスイオン供給量Ｖが制御される。目標クランク角θｍａｘｔｒｇは、これに実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが一致したときに最大のエンジン出力（より具体的にはエンジントルク）が得られるようにエンジンの機種毎に予め設定されており、その値は例えば１３〜１５°ＡＴＤＣ程度の値とされる。図中実線は、実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが目標クランク角θｍａｘｔｒｇに一致した場合を示している。このような、実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘを目標クランク角θｍａｘｔｒｇに近づける制御をＭＢＴ制御と称す。

基本的には、ＥＣＵ２０が点火プラグ７の点火時期Ｉｇを制御することによって、実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘを目標クランク角θｍａｘｔｒｇに近づけるようにしている。

一方、エンジン出力向上のため、点火時期制御においては、ノッキングが発生しない（即ち、ノックセンサ２３でノッキングが検出されない）範囲で点火時期Ｉｇができるだけ進角側に位置するように、点火時期Ｉｇが制御されている。このノッキングが発生しない最大進角位置をノック限界と称する。つまり、点火時期制御においては、実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが目標クランク角θｍａｘｔｒｇに一致するように点火時期Ｉｇが制御され、点火時期Ｉｇがノック限界まで進角された場合にはそれ以上進角が行われない。

ところで、図２に一点鎖線で示すように、点火時期Ｉｇがノック限界付近まで進角されてもまだ実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが目標クランク角θｍａｘｔｒｇより遅れている場合が問題となる。このような場合は、主にエンジンが高負荷運転（特に最大負荷付近での運転）されているときに起こり得る。こうなると、点火時期制御のみでは実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘを目標クランク角θｍａｘｔｒｇに近づけることができない。

そこで、このような場合にマイナスイオン発生装置３０がオンされ、吸気中にマイナスイオンが供給される。すると、点火後の燃焼速度が上昇するので、図中実線で示すように、実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘをより進角側に移動し、目標クランク角θｍａｘｔｒｇに近づけることができる。このようにマイナスイオン発生装置３０は、点火時期Ｉｇがノック限界まで進角されてもなお実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが目標クランク角θｍａｘｔｒｇより遅れている場合にのみ作動される。これによりマイナスイオン発生装置３０の作動を必要最小限とし、バッテリ電力の無駄な消費を抑えることができる。

ここで、マイナスイオン発生装置３０から供給されるマイナスイオン量Ｖは、実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘと目標クランク角θｍａｘｔｒｇとの偏差Δθｍａｘ（＝θｍａｘ−θｍａｘｔｒｇ）に基づいてフィードバック制御される。例えば図２に一点鎖線で示す例の如く、偏差Δθｍａｘがプラスの場合、マイナスイオン量Ｖは増大側に補正される。

このマイナスイオン供給制御の一態様を図３に基づいて説明する。図示するルーチンは気筒毎、１サイクル毎に、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。なお１サイクルは７２０°クランク角に等しい。また、図示するルーチンは、点火時期制御において点火時期Ｉｇがノック限界付近に制御されている場合に実行される。

まずステップＳ１０１では、筒内圧センサ２２により最大筒内圧Ｐｃｍａｘが検出された時点でクランク角センサ１４により検出されたクランク角、即ち最大筒内圧クランク角θｍａｘの値が取得される。そしてステップＳ１０２において、この最大筒内圧クランク角θｍａｘと所定の目標クランク角θｍａｘｔｒｇとの偏差Δθｍａｘ（＝θｍａｘ−θｍａｘｔｒｇ）が算出される。

次に、ステップＳ１０３において、偏差Δθｍａｘに基づき、マイナスイオンフィードバック補正量ΔＶが、所定のマップ又は関数に従って算出される。図３に概略示されているように、マイナスイオンフィードバック補正量ΔＶは、偏差Δθｍａｘ＝０のときゼロであり、偏差Δθｍａｘが正方向に大きくなるほど正方向に大きくなり、偏差Δθｍａｘが負方向に大きくなるほど負方向に大きくなる。

次のステップＳ１０４では、クランク角センサ１４の出力に基づいて計算されるエンジン回転速度Ｎｅと、アクセル開度センサ１５の出力に基づいて計算される負荷Ｌとの値が取得される。そして、ステップＳ１０５では、これらエンジン回転速度Ｎｅと負荷Ｌとの値に基づき、マイナスイオン基本量Ｖｂが、所定のマップ（図３に概略示される）又は関数に従って算出される。マイナスイオン基本量Ｖｂは、エンジン回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌが大きくなるほど大きくなる。

次に、ステップＳ１０６において、次回の燃焼用に供給するマイナスイオン量Ｖを式：Ｖ＝Ｖｂ＋ΔＶにより算出する。最後にステップＳ１０７において、算出されたマイナスイオン量Ｖがマイナスイオン発生装置３０から発生、供給されるように、マイナスイオン発生装置３０が制御される。具体的には、マイナスイオン発生装置３０でマイナスイオン発生のために発生される高電圧の値や発生時間が制御される。

このように、マイナスイオン基本量Ｖｂが、エンジン運転状態を表す少なくとも一つのパラメータ（本実施形態ではエンジン回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌの二つ）に基づきまず求められ、次いで、過不足分がマイナスイオンフィードバック補正量ΔＶにより補正される。こうして、所望のエンジン出力が得られるようにマイナスイオンの供給量を適切に制御することができる。

次に、マイナスイオン供給制御の別の態様について説明する。この別の態様によれば、マイナスイオン供給量Ｖが、筒内圧センサ２２により検出された筒内圧の上昇速度Ｕｐ＝ｄＰｃ／ｄθと、所定の目標上昇速度Ｕｐｔｒｇとの偏差ΔＵｐ（＝Ｕｐ−Ｕｐｔｒｇ）に基づいてフィードバック制御される。

図２に示すように、点火時期Ｉｇがノック限界付近まで進角されてもまだ実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが目標クランク角θｍａｘｔｒｇより遅れている場合（一点鎖線）、点火後の燃焼速度即ち筒内圧Ｐｃの上昇速度は、実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが目標クランク角θｍａｘｔｒｇに一致している場合（実線）に比べ遅くなる。よって、その筒内圧Ｐｃの上昇速度を検知することにより実際の燃焼状態が最適か否か、即ち実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが目標クランク角θｍａｘｔｒｇに一致するような燃焼状態であるか否かを判断することができる。筒内圧の目標上昇速度Ｕｐｔｒｇは、これに実際の筒内圧上昇速度Ｕｐが一致したときにそのような最適な燃焼状態が実現されるような値に予め設定されている。

筒内圧上昇速度Ｕｐの算出方法については、点火時期Ｉｇから所定クランク角θａ後の第１のタイミングθ１で、実際の筒内圧Ｐｃ１が筒内圧センサ２２により検出され、次いで、第１のタイミングθ１から所定クランク角ｄθ後の第２のタイミングθ２で、実際の筒内圧Ｐｃ２が筒内圧センサ２２により検出される。そして、これら筒内圧Ｐｃ１，Ｐｃ２の偏差ｄＰｃ＝Ｐｃ２−Ｐｃ１を所定クランク角ｄθで除して筒内圧上昇速度Ｕｐが算出される。なお、所定クランク角θａ，ｄθについては、筒内圧上昇速度Ｕｐの検出タイミング（即ち第２のタイミングθ２）が必ず最大筒内圧クランク角θｍａｘよりも前にくるように設定される。第１及び第２のタイミングθ１，θ２間の所定クランク角ｄθは比較的短いクランク角間隔とされる。

このマイナスイオン供給制御の別の態様に係るルーチンを図４に基づいて説明する。図示するルーチンは気筒毎、１サイクル毎に、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。また、図示するルーチンは、点火時期制御において点火時期Ｉｇがノック限界付近に制御されている場合に実行される。

まずステップＳ２０１では、クランク角センサ１４により第１のタイミングのクランク角θ１が検出される。次いでステップＳ２０２では、筒内圧センサ２２により第１のタイミングθ１における筒内圧Ｐｃ１が検出される。さらにステップＳ２０３では、クランク角センサ１４により第２のタイミングのクランク角θ２が検出される。次いでステップＳ２０４では、筒内圧センサ２２により第２のタイミングθ２における筒内圧Ｐｃ２が検出される。

この後、ステップＳ２０５では、これら筒内圧Ｐｃ１，Ｐｃ２の偏差ｄＰｃ＝Ｐｃ２−Ｐｃ１が算出されると共に、この筒内圧偏差ｄＰｃを所定クランク角ｄθで除して筒内圧上昇速度Ｕｐが算出される。なお簡単のため、所定クランク角ｄθを１として単に筒内圧偏差ｄＰｃを筒内圧上昇速度Ｕｐとみなしてもよい。

次いで、ステップＳ２０６において、筒内圧上昇速度Ｕｐと所定の目標上昇速度Ｕｐｔｒｇとの偏差ΔＵｐ（＝Ｕｐ−Ｕｐｔｒｇ）が算出される。

後は前記同様の処理が行われる。即ち、まずステップＳ２０７において、偏差ΔＵｐに基づき、マイナスイオンフィードバック補正量ΔＶが、所定のマップ又は関数に従って算出される。図４に概略示されているように、マイナスイオンフィードバック補正量ΔＶは、偏差ΔＵｐ＝０のときゼロであり、偏差ΔＵｐが正方向に大きくなるほど負方向に大きくなり、偏差ΔＵｐが負方向に大きくなるほど正方向に大きくなる。これは、偏差ΔＵｐが負のとき筒内圧上昇速度Ｕｐが目標上昇速度Ｕｐｔｒｇより遅くなり、筒内圧上昇速度Ｕｐを早める必要があるからであり、また、偏差ΔＵｐが正のとき筒内圧上昇速度Ｕｐが目標上昇速度Ｕｐｔｒｇより早くなり、筒内圧上昇速度Ｕｐを遅くする必要があるからである。

この後、ステップＳ２０８では前記ステップＳ１０４同様にエンジン回転速度Ｎｅと負荷Ｌとの値が取得され、ステップＳ２０９では前記ステップＳ１０５同様にエンジン回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌの値に基づき、所定のマップ（図４に概略示される）又は関数に従ってマイナスイオン基本量Ｖｂが算出される。そしてステップＳ２１０で前記ステップＳ１０６同様に次回の燃焼に供するマイナスイオン量Ｖが算出され、最後にステップＳ２１１において前記ステップＳ１０７同様にマイナスイオン量Ｖがマイナスイオン発生装置３０から発生、供給されるようにマイナスイオン発生装置３０が制御される。この別の態様によっても前記態様と同様の作用効果がもたらされる。

次に、マイナスイオン供給制御のさらなる別の態様について説明する。このさらなる別の態様によれば、マイナスイオン供給量Ｖが、筒内圧センサ２２により検出された筒内圧Ｐｃに基づいて算出される熱発生率ｄＱと、所定の目標熱発生率ｄＱｔｒｇとの偏差ΔｄＱ（＝ｄＱ−ｄＱｔｒｇ）に基づいてフィードバック制御される。目標熱発生率ｄＱｔｒｇは、これに実際の熱発生率ｄＱが一致したときに最適な燃焼状態が実現されるように（即ち、実際の最大筒内圧クランク角θｍａｘが目標クランク角θｍａｘｔｒｇに一致するように）予め設定されている。

以下、このさらなる別の態様を図５を参照しつつ説明する。図示するルーチンは気筒毎、１サイクル毎に、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。また、図示するルーチンは、点火時期制御において点火時期Ｉｇがノック限界付近に制御されている場合に実行される。

まずステップＳ３０１では前記ステップＳ２０１同様に第１のタイミングのクランク角θ１が検出され、次いで、ステップＳ３０２では前記ステップＳ２０２同様に第１のタイミングθ１における筒内圧Ｐｃ１が検出される。さらにステップＳ３０３では前記ステップＳ２０３同様に第２のタイミングのクランク角θ２が検出され、ステップＳ３０４では前記ステップＳ２０４同様に第２のタイミングθ２における筒内圧Ｐｃ２が検出される。

この後、ステップＳ３０５では、これら筒内圧Ｐｃ１，Ｐｃ２に基づき、次式数１に従って、燃焼速度の指標値である熱発生率ｄＱが算出される。

κは筒内混合気の比熱比であり、ここでは一定値として取り扱う。例えばκ＝１．３２である。Ｖ１，Ｖ２はそれぞれ第１及び第２のタイミングでの筒内容積である。筒内容積がクランク角θの関数であることから、Ｖ１，Ｖ２はクランク角θ１，θ２に基づきＥＣＵ２０によって計算される。

次いで、ステップＳ３０６において、熱発生率ｄＱと所定の目標熱発生率ｄＱｔｒｇとの偏差ΔｄＱ（＝ｄＱ−ｄＱｔｒｇ）が算出される。

後は前記同様の処理が行われる。ますステップＳ３０７において、偏差ΔｄＱに基づき、マイナスイオンフィードバック補正量ΔＶが、所定のマップ又は関数に従って算出される。図４に概略示されているように、マイナスイオンフィードバック補正量ΔＶは、偏差ΔｄＱ＝０のときゼロであり、偏差ΔｄＱが正方向に大きくなるほど負方向に大きくなり、偏差ΔｄＱが負方向に大きくなるほど正方向に大きくなる。これは、偏差ΔｄＱが負のとき熱発生率ｄＱが目標熱発生率ｄＱｔｒｇより小さいことから、燃焼速度を上げて熱発生率ｄＱを高める必要があるからであり、また、偏差ΔｄＱが正のとき熱発生率ｄＱが目標熱発生率ｄＱｔｒｇより大きいことから、燃焼速度を下げて熱発生率ｄＱを低くする必要があるからである。

この後、ステップＳ３０８では前記ステップＳ１０４同様にエンジン回転速度Ｎｅと負荷Ｌとの値が取得され、ステップＳ３０９では前記ステップＳ１０５同様にエンジン回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌの値に基づき、所定のマップ（図５に概略示される）又は関数に従ってマイナスイオン基本量Ｖｂが算出される。そしてステップＳ３１０で前記ステップＳ１０６同様に次回の燃焼に供するマイナスイオン量Ｖが算出され、最後にステップＳ３１１において前記ステップＳ１０７同様にマイナスイオン量Ｖがマイナスイオン発生装置３０から発生、供給されるようにマイナスイオン発生装置３０が制御される。このさらなる別の態様によっても前記態様と同様の作用効果がもたらされる。

以上、本発明の一実施形態を述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが可能である。例えば、筒内の燃焼状態を検出する手段としては、前記筒内圧センサ２２のほか様々なものが可能であり、例えばイオンセンサを用いることもできる。筒内の燃焼は化学反応であり、燃焼時にイオンが発生することから、このイオン発生量をイオンセンサで検出することにより筒内の燃焼状態を検出することができる。前記実施形態では、点火時期制御において点火時期がノック限界付近に制御されている場合にマイナスイオン供給量のフィードバック制御を実行するようにしたが、これ以外の場合にもフィードバック制御は実行可能である。例えば、筒内の燃焼状態があまり良好でない低温始動時等にかかるフィードバック制御を実行するのも好適である。内燃機関の形態は特に限定されず、前記火花点火式内燃機関に限らず、圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）等であってもよい。

なお、前記実施形態では、ＥＣＵ２０によりフィードバック制御手段及び点火時期制御手段が構成される。

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

本発明が適用される内燃機関の概略図である。 筒内圧の変化を示すグラフである。 マイナスイオン供給制御の一態様を示すフローチャートである。 マイナスイオン供給制御の別の態様を示すフローチャートである。 マイナスイオン供給制御のさらなる別の態様を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
３ 燃焼室
７ 点火プラグ
１２ インジェクタ
１４ クランク角センサ
１５ アクセル開度センサ
２０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２２ 筒内圧センサ
３０ マイナスイオン発生装置
Ｖ マイナスイオン供給量
ΔＶ マイナスイオンフィードバック補正量
Ｖｂ マイナスイオン基本量
Ｐｃ 筒内圧
Ｐｃｍａｘ 最大筒内圧
θ クランク角
θｍａｘ 最大筒内圧クランク角
θｍａｘｔｒｇ 目標クランク角
Δθｍａｘ 偏差
Ｕｐ 筒内圧上昇速度
Ｕｐｔｒｇ 目標上昇速度
ΔＵｐ 偏差
ｄＱ 熱発生率
ｄＱｔｒｇ 目標熱発生率
ΔｄＱ 偏差
Ｉｇ 点火時期

Claims (5)

1. 内燃機関の吸気通路に供給されるマイナスイオンの供給量を制御するためのマイナスイオン供給制御装置であって、
   筒内の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段と、
   前記燃焼状態検出手段により検出された燃焼状態が目標となる燃焼状態に近づくようにマイナスイオン供給量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と
   を備えたことを特徴とするマイナスイオン供給制御装置。
2. 前記燃焼状態検出手段が筒内圧を検出する筒内圧センサからなり、
   前記フィードバック制御手段が、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧が最大となるクランク角と、所定の目標クランク角との偏差に基づいてマイナスイオン供給量をフィードバック制御する
   ことを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン供給制御装置。
3. 前記燃焼状態検出手段が筒内圧を検出する筒内圧センサからなり、
   前記フィードバック制御手段が、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧の上昇速度と、所定の目標上昇速度との偏差に基づいてマイナスイオン供給量をフィードバック制御する
   ことを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン供給制御装置。
4. 前記燃焼状態検出手段が筒内圧を検出する筒内圧センサからなり、
   前記フィードバック制御手段が、前記筒内圧センサにより検出された筒内圧に基づいて算出される熱発生率と、所定の目標熱発生率との偏差に基づいてマイナスイオン供給量をフィードバック制御する
   ことを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン供給制御装置。
5. 内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段を備え、
   前記点火時期制御手段により点火時期がノック限界付近に制御されているときにマイナスイオン供給制御を実行する
   ことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のマイナスイオン供給制御装置。

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