JP2008280887A - Device and method for internal combustion engine control - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately control combustion of an internal combustion engine according to combustion states by detecting a change in flame propagation speed indicating the combustion state based on the generation pattern of ion current. <P>SOLUTION: Appropriateness of a first peak generation period PT1 of the ion current and a second peak generation period PT2 thereof is determined (S102, S105). If it is considered reasonable, a crank angle difference or a time difference between the first peak generation period PT1 and the second peak generation period PT2 is detected (S104), and ignition timing, the amount of fuel injected and fuel injection timing are corrected (S108) so that the detected crank angle difference or the detected time difference becomes substantially equal (S107) to a previously set crank angle difference or a previously set time difference (S106). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関の燃焼火炎内を流れるイオン電流の変化に基づいて、内燃機関の点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を補正する内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine control device and a control method for an internal combustion engine that correct an ignition timing, a fuel injection timing, and a fuel injection amount of the internal combustion engine based on a change in an ionic current flowing in a combustion flame of the internal combustion engine.

従来の内燃機関には、経済性の向上や地球環境への影響を低減させる目的から、種々の電子機器やこれら電子機器の制御装置が導入されている。
とりわけ内燃機関の燃焼制御は、出力の向上と安定化の点や排気ガスの清浄化の点などで重要度が高く、燃料噴射制御や点火時期制御などが厳密に行われている。
車両に搭載される通常の内燃機関では、コストや信頼性等の点から燃焼特性を直接計測することなく、内燃機関の軸回転数と吸入空気量の組合せなどによって、予め設定した制御値に基づいて燃料噴射制御や点火時期制御が行われている。
Various internal electronic devices and control devices for these electronic devices have been introduced into conventional internal combustion engines in order to improve economic efficiency and reduce the influence on the global environment.
In particular, combustion control of an internal combustion engine is highly important in terms of improving and stabilizing output and purifying exhaust gas, and fuel injection control and ignition timing control are strictly performed.
In a normal internal combustion engine mounted on a vehicle, the combustion characteristics are not directly measured from the viewpoint of cost, reliability, etc., but based on a preset control value based on a combination of the shaft rotational speed of the internal combustion engine and the intake air amount. Thus, fuel injection control and ignition timing control are performed.

予め設定した制御値に基づいた各種の制御に対して、排気ガス成分から求めた空燃比(即ち、燃料と空気の混合比率)を適正値に保つための補正制御などは行われているが、複数の気筒を有する内燃機関では個々の気筒の燃焼状態に対応した個別の補正制御は殆ど行われていない。
個々の気筒に対する補正制御を行うために個々の気筒の燃焼状態を詳細に検知する方法として、燃焼室内の圧力変化の計測することが知られているが、その実現には高価な検知手段が必要である。
For various controls based on preset control values, correction control is performed to keep the air-fuel ratio (that is, the mixing ratio of fuel and air) obtained from the exhaust gas component at an appropriate value. In an internal combustion engine having a plurality of cylinders, individual correction control corresponding to the combustion state of each cylinder is hardly performed.
As a method for detecting the combustion state of each cylinder in detail in order to perform correction control for each cylinder, it is known to measure the pressure change in the combustion chamber, but to realize this, expensive detection means are required. It is.

より安価な手段により燃焼状態を間接的に検知して補正制御を行うものとして、特開平9−324690号公報(特許文献1)では、各気筒の燃焼火炎中に発生する燃焼の中間生成物である各種のイオンの作用により検出されるイオン電流のピーク値あるいはイオン電流のピークの発生時期などに基づいた補正制御方法が示されている。
イオン電流は、主にガソリンなどの炭化水素系燃料が燃焼する過程で火炎中にラジカル(radical:遊離基)と称される電荷を帯びた中間生成物に起因して生じるマイクロアンペア程度の微弱な電気の流れである。
具体的には、何らかの電気回路で電位を与えた空間に燃焼火炎が存在すると、電位の作用により火炎中に生成されたラジカルが負電極に捕集されて、電気回路に電子の流れ(即ち、電流)が発生する。
In Japanese Patent Laid-Open No. 9-324690 (Patent Document 1), in which the combustion state is indirectly detected by a cheaper means and correction control is performed, an intermediate product of combustion generated in the combustion flame of each cylinder is disclosed. A correction control method based on the peak value of the ion current detected by the action of various ions or the time when the peak of the ion current occurs is shown.
Ion currents are weak, such as microamperes, mainly caused by intermediate products with radicals (radicals) in the flame when hydrocarbon fuels such as gasoline burn. It is the flow of electricity.
Specifically, when a combustion flame is present in a space to which a potential is applied in some electrical circuit, radicals generated in the flame by the action of the potential are collected by the negative electrode, and the flow of electrons in the electrical circuit (i.e., Current) occurs.

図1は、内燃機関での燃焼過程(燃焼サイクル)において検出されるイオン電流の変化パターン例を示しており、横軸はクランク角、縦軸はイオン電流の大きさである。
図に示すように、イオン電流は、点火プラグのスパークによる燃料または空気の一部がイオン化することにより検知される「点火時の放電によるピークP0」と、燃焼が開始された直後に検知される「燃焼による第1のピークP1」と、燃焼火炎が気筒内に伝播して燃焼が最も活発化した時期に検知される「第2のピークP2」を有する。
FIG. 1 shows an example of a change pattern of ion current detected in a combustion process (combustion cycle) in an internal combustion engine, where the horizontal axis represents the crank angle and the vertical axis represents the magnitude of the ion current.
As shown in the figure, the ionic current is detected immediately after the start of combustion, and "peak P0 due to discharge at the time of ignition" which is detected by ionizing part of the fuel or air due to spark of the spark plug. It has a “first peak P1 due to combustion” and a “second peak P2” detected when the combustion flame propagates in the cylinder and the combustion is most active.

非特許文献1である「社団法人 自動車技術会 学術講演会前刷集962−1996−5」に集録の資料番号9633144号のFig.1では、燃焼室内の圧力(CylinderPressure)が急上昇し始めた時期に第1のピークが発生し、燃焼室内の圧力がほぼ最大となる時期に第2のピークが発生することが示されている。
即ち、燃焼過程におけるイオン電流の検知パターンに(即ち、変化パターン)は燃焼室内の圧力変化の特徴の一部が含まれていることが示されている。
特開平9−324690号公報 社団法人 自動車技術会 学術講演会前刷集962−1996−5資料番号9633144号
Non-Patent Document 1, “The Society of Automotive Engineers of Japan Academic Lecture Preprint 962-1996-5”, FIG. 1 shows that the first peak occurs when the pressure in the combustion chamber (CylinderPressure) starts to rise rapidly, and the second peak occurs when the pressure in the combustion chamber becomes almost maximum.
That is, it is shown that the detection pattern of the ionic current in the combustion process (that is, the change pattern) includes a part of the characteristic of the pressure change in the combustion chamber.
JP-A-9-324690 Automobile Engineers Association Academic Lecture Preprint 962-1996-5 Document No. 9633144

しかしながら、イオン電流は、燃焼火炎内部に発生するラジカルに起因して生じる微弱な電流であるため、ラジカルを捕集する電極の汚損やイオン電流を検知する電気回路の影響(特に、電気回路の抵抗要素の温度ドリフトなどの燃焼特性に依らない影響)によってイオン電流の値が変化することが確認されている。
特開平9−324690号公報に示された従来の内燃機関の制御装置では、点火時期や燃料噴射量の補正制御をイオン電流のピーク値に基づいて行うため、前記のような要因(即ち、燃焼特性に依らない影響により値が変化すること)により、実際に燃焼特性の変化が生じていない場合でも補正制御が実行されるという問題がある。
However, since the ionic current is a weak current generated due to radicals generated inside the combustion flame, the contamination of the electrodes that collect radicals and the influence of the electrical circuit that detects the ionic current (especially the resistance of the electrical circuit) It has been confirmed that the value of the ion current changes due to the influence of the element, such as temperature drift, that does not depend on combustion characteristics.
In the conventional control device for an internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-324690, correction control of ignition timing and fuel injection amount is performed based on the peak value of ion current. There is a problem that the correction control is executed even when the combustion characteristic does not actually change because the value changes due to the influence not depending on the characteristic).

また、点火時期や燃料噴射量の補正制御をイオン電流のピーク発生時期に基づいて行う技術も示されているが、イオン電流のピーク発生時期と基準ピーク位置との比較だけでは、第1のピーク発生時期が示す「燃焼開始時期の変化」と第2のピーク発生時期が示す「燃焼火炎が気筒内に伝播して燃焼が最も活発化した時期の変化」を区別する事が困難であり、さらに燃焼室内の圧力変化の特徴の1ヶ所のみの検出のため、圧力変化に関する情報量が少なく、正確な補正制御を行うことができない。
なお、「基準ピーク位置」とは、所定サイクル回数のピーク発生時期の平均値である。
In addition, a technique for performing correction control of the ignition timing and the fuel injection amount based on the peak generation timing of the ion current is shown, but the first peak is obtained only by comparing the peak generation timing of the ion current with the reference peak position. It is difficult to distinguish between “change in the combustion start time” indicated by the generation time and “change in the time when the combustion flame is propagated into the cylinder and combustion is most active” indicated by the second peak generation time. Since only one feature of the pressure change in the combustion chamber is detected, the amount of information related to the pressure change is small and accurate correction control cannot be performed.
The “reference peak position” is an average value of peak occurrence times for a predetermined number of cycles.

この発明は、上記のような問題点を解決するものであって、内燃機関の燃焼状態を正確に判定でき、判定した燃焼状態に応じて点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を最適に補正できる内燃機関の制御装置および制御方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, can accurately determine the combustion state of the internal combustion engine, and optimally corrects the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount according to the determined combustion state. An object of the present invention is to provide a control device and a control method for an internal combustion engine.

この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼過程で発生するイオンの作用により燃焼室内を流れるイオン電流の値を連続的に検出するイオン電流検出手段と、前記イオン電流検出手段により検出される前記イオン電流の値に基づいて、燃焼開始後最初に前記イオン電流値がピークとなる第1ピーク発生時期PT1および前記第1ピーク発生時期PT1の後に前記イオン電流値がピークとなる第2ピーク発生時期PT2を検出するイオン電流ピーク発生時期検出手段と、前記イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される前記第1ピーク発生時期PT1および/または前記第2ピーク発生時期PT2が前記内燃機関の燃焼特性に依るものであるか否かを判断するピーク発生時期判断手段と、前記イオン電流ピーク発生時期検出手段が検出する前記第1ピーク発生時期PT1および前記第2ピーク発生時期PT2に基づいて、前記内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、前記ピーク発生時期判断手段の判断結果および前記燃焼状態判定手段の判定結果に応じて、予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量のうちの少なくとも一つの設定値を補正する補正手段とを備えたものである。   An internal combustion engine control apparatus according to the present invention comprises: an ion current detection means for continuously detecting the value of an ion current flowing in a combustion chamber by the action of ions generated in the combustion process of the internal combustion engine; and the detection by the ion current detection means. The first peak generation time PT1 at which the ion current value peaks first after the start of combustion based on the value of the ion current, and the second at which the ion current value peaks after the first peak generation time PT1. An ion current peak generation timing detection means for detecting a peak generation timing PT2, and the first peak generation timing PT1 and / or the second peak generation timing PT2 detected by the ion current peak generation timing detection means are determined by the internal combustion engine. A peak generation time determination means for determining whether or not it depends on combustion characteristics; and the ion current peak generation time detection. Based on the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 detected by the means, the combustion state determination means for determining the combustion state of the internal combustion engine, the determination result of the peak generation time determination means and the combustion And a correction unit that corrects at least one set value of a preset ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount in accordance with a determination result of the state determination unit.

また、この発明に係る内燃機関の制御方法は、内燃機関の燃焼過程で発生するイオンの作用により燃焼室内を流れるイオン電流の値を連続的に検出するイオン電流検出ステップと、前記イオン電流検出ステップにおいて検出される前記イオン電流の値に基づいて、燃焼開始後最初に前記イオン電流値がピークとなる第1ピーク発生時期PT1および前記第1ピーク発生時期PT1の後に前記イオン電流値がピークとなる第2ピーク発生時期PT2を検出するイオン電流ピーク発生時期検出ステップと、前記イオン電流ピーク発生時期検出ステップにおいて検出される前記第1ピーク発生時期PT1および/または前記第2ピーク発生時期PT2が前記内燃機関の燃焼特性に依るものであるか否かを判断するピーク発生時期判断ステップと、前記イオン電流ピーク発生時期検出ステップにおいて検出さ
れる前記第1ピーク発生時期PT1および前記第2ピーク発生時期PT2に基づいて、前記内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定ステップとを有し、前記ピーク発生時期判断ステップでの判断結果および前記燃焼状態判定ステップでの判定結果に応じて、予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量のうちの少なくとも一つの設定値を補正するものである。
The control method for an internal combustion engine according to the present invention includes an ion current detection step for continuously detecting the value of an ion current flowing in the combustion chamber by the action of ions generated in the combustion process of the internal combustion engine, and the ion current detection step. First ion generation time PT1 at which the ion current value peaks first after the start of combustion, and the ion current value peaks after the first peak generation time PT1 based on the value of the ion current detected at An ion current peak generation timing detection step for detecting a second peak generation timing PT2, and the first peak generation timing PT1 and / or the second peak generation timing PT2 detected in the ion current peak generation timing detection step are the internal combustion engine. A peak generation time determination step for determining whether or not the combustion characteristic depends on the engine combustion characteristics; A combustion state determination step for determining a combustion state of the internal combustion engine based on the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 detected in the ion current peak generation time detection step, According to the determination result in the generation timing determination step and the determination result in the combustion state determination step, at least one set value of the preset ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount is corrected. is there.

この発明によれば、イオン電流の第1ピーク発生時期PT1および第2ピーク発生時期PT2の妥当性の判断により、イオン電流のピーク位置が燃焼特性以外の影響を受けて検出されたと判断した場合は、補正値の算出から除外し、判定した内燃機関の燃焼状態に応じて、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量に対する正確な補正を行うことができる。   According to the present invention, when it is determined that the peak position of the ionic current is detected by an influence other than the combustion characteristics by determining the validity of the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 of the ionic current. Therefore, it is possible to exclude the correction value from the calculation and correct the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount accurately according to the determined combustion state of the internal combustion engine.

まず、本発明に関する基本的な原理および構成について説明する。
本発明は、内燃機関で発生するイオン電流の変化に基づいて燃焼状態を示す火炎伝播速度の変化を検出することにより、真に正確な補正制御を実行するものである。
前述したように、イオン電流は、主にガソリンなどの炭化水素系燃料が燃焼する過程で火炎中にラジカル(radical:遊離基)と称される電荷を帯びた中間生成物に起因して生じるマイクロアンペア程度の微弱な電気の流れである。
具体的には、何らかの電気回路で電位を与えた空間に燃焼火炎が存在すると、電位の作用により火炎中に生成されたラジカルが負電極に捕集されて、電気回路に電子の流れ(即ち、電流)が発生する。
図1は、内燃機関での燃焼過程で検出されるイオン電流の変化例を示す図であり、前述したように、イオン電流は、点火スパークによって燃料または空気の一部がイオン化することにより検知される「点火時の放電によるピークP0」と、燃焼が開始された直後に検知される「燃焼による第1ピークP1」と、燃焼火炎が気筒内に伝播して燃焼が最も活発化した時期に検知される「第2ピークP2」を有している。
なお、図1において、PT0はピークP0が発生する時期(クランク角または時間)、PT1はピークP1が発生する時期(クランク角または時間)、PT2はピークP2が発生する時期(クランク角または時間)である。
First, the basic principle and configuration related to the present invention will be described.
The present invention performs truly accurate correction control by detecting a change in flame propagation velocity indicating a combustion state based on a change in ion current generated in an internal combustion engine.
As described above, the ionic current is mainly generated by a charged intermediate product called a radical (radical) in the flame in the course of combustion of hydrocarbon fuel such as gasoline. It is a weak current of amperage.
Specifically, when a combustion flame is present in a space to which a potential is applied in some electrical circuit, radicals generated in the flame by the action of the potential are collected by the negative electrode, and the flow of electrons in the electrical circuit (i.e., Current) occurs.
FIG. 1 is a diagram showing a change example of an ionic current detected in a combustion process in an internal combustion engine. As described above, an ionic current is detected by ionizing a part of fuel or air by an ignition spark. ”Peak P0 due to discharge at ignition”, “First peak P1 due to combustion” detected immediately after the start of combustion, and detection when the combustion flame is most actively activated by propagating into the cylinder “Second peak P2”.
In FIG. 1, PT0 is a time (crank angle or time) when the peak P0 occurs, PT1 is a time when the peak P1 occurs (crank angle or time), and PT2 is a time when the peak P2 occurs (crank angle or time). It is.

また、前記した社団法人 自動車技術会 学術講演会前刷集962に集録の資料番号9633144号のFig.1で示されているように、イオン電流の「第1ピークの発生時期」は燃焼室内の圧力が急上昇し始めた時期を示し、「第2のピークの発生時期」は燃焼室内の圧力がほぼ最大となる時期を示しており、燃焼過程におけるイオン電流の検知パターンには、燃焼室内の圧力変化の特徴の一部が含まれている。
また、燃焼室内の圧力変化は火炎伝播速度などの燃焼状態に関する情報を有するので、第1ピークP1発生時期PT1と第2ピークP2発生時期PT2の変化を検出することにより、火炎伝播速度の変化を検出することが可能である。
即ち、燃焼室内の圧力変化を示す第1ピークP1発生時期PT1と第2ピークP2発生時期PT2の変化を検出することにより、内燃機関の燃焼状態を間接的に検出し、燃焼状態が良好となるよう、真に正確な補正制御を実行することができる。
In addition, the above-mentioned Japan Society for Automotive Engineers Academic Lecture Preprint 962 is included in FIG. As shown in FIG. 1, the “first peak generation time” of the ion current indicates a time when the pressure in the combustion chamber starts to rapidly increase, and the “second peak generation time” indicates that the pressure in the combustion chamber is almost equal. The maximum time is shown, and the ion current detection pattern in the combustion process includes a part of the characteristic of the pressure change in the combustion chamber.
Further, since the pressure change in the combustion chamber has information on the combustion state such as the flame propagation speed, the change in the flame propagation speed is detected by detecting the change in the first peak P1 generation time PT1 and the second peak P2 generation time PT2. It is possible to detect.
That is, by detecting changes in the first peak P1 generation time PT1 and the second peak P2 generation time PT2 indicating the pressure change in the combustion chamber, the combustion state of the internal combustion engine is indirectly detected, and the combustion state becomes good. Thus, it is possible to execute truly accurate correction control.

まず、本発明による内燃機関の制御装置の構成について、燃費改善のために空燃比を希薄化し、理論空燃比燃焼よりも燃焼状態が変化しやすい「希薄燃焼型の内燃機関」に適用される場合を基にして説明する。
図2は、本発明による内燃機関の制御装置が適用される自動車用内燃機関全体の概略の構成を示す図である。
図2に示すように、吸気管5は、サージタンク4を介してエンジン本体6の吸気ポートに接続され、排気ポートには排気管9が接続されている。
なお、サージタンク4は、吸気脈動を防止するためのパーツである。
また、エアクリーナ1はエンジン本体6に吸入される空気に含まれるダスト(塵埃)を取り除くフィルターを持っており、エアフローセンサ2は、例えば、熱線式エアフローセンサであり、吸入空気の質量流量に応じた電圧信号を発生する。
First, the configuration of the control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a “lean combustion type internal combustion engine” in which the air-fuel ratio is diluted to improve fuel efficiency and the combustion state is more likely to change than the stoichiometric air-fuel ratio combustion. Based on
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an entire automobile internal combustion engine to which the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied.
As shown in FIG. 2, the intake pipe 5 is connected to the intake port of the engine body 6 via the surge tank 4, and the exhaust pipe 9 is connected to the exhaust port.
The surge tank 4 is a part for preventing intake pulsation.
The air cleaner 1 has a filter that removes dust contained in the air sucked into the engine body 6, and the air flow sensor 2 is, for example, a hot-wire air flow sensor that corresponds to the mass flow rate of the intake air. Generate a voltage signal.

スロットルバルブ3は、図示しないアクセルペダルに連動し、吸入空気量を調整するものである。さらに、スロットルバルブ3には、例えばポテンショメータを内蔵し、スロットルバルブ開度を検出するスロットルバルブ開度センサ13が設けられている。
クランク角センサ11は、エンジン本体6のクランク軸が一定回転するごとにパルス信号を出力する。
カム角センサ12は、エンジン本体6のカムシャフトが一定回転するごとにパルス信号を出力する。例えば、クランク角センサ11は、クランク回転角10°ごとに回転角検出用のパルスを出力する。
カム角センサ12は、各気筒ごとに異なる信号を出力するので、クランク角センサ11の信号と組み合わせて気筒を特定することができる。
The throttle valve 3 adjusts the intake air amount in conjunction with an accelerator pedal (not shown). Further, the throttle valve 3 includes a potentiometer, for example, and is provided with a throttle valve opening sensor 13 for detecting the throttle valve opening.
The crank angle sensor 11 outputs a pulse signal every time the crankshaft of the engine body 6 rotates a certain amount.
The cam angle sensor 12 outputs a pulse signal every time the camshaft of the engine body 6 rotates a certain amount. For example, the crank angle sensor 11 outputs a rotation angle detection pulse every 10 ° of the crank rotation angle.
Since the cam angle sensor 12 outputs a different signal for each cylinder, the cylinder can be specified in combination with the signal of the crank angle sensor 11.

燃料噴射弁7は、各気筒毎に設けられ、ECU(エンジンコントロールユニット)21の信号に応じて開弁し、各気筒の燃焼室24へ加圧燃料を噴射する。
噴射された燃料と吸気管5から流入する空気により、燃焼室24で混合気が形成され、点火プラグ23で着火される。
燃焼した混合気(排気ガス)は排気管9に導かれ、排気管9に配置された触媒8で、排気ガス中のHC、NOx、COの3成分が同時に浄化される。
また、触媒8の上流には空燃比センサ10が設けられ、排気ガス中に含まれる酸素濃度から空燃比をリニアに(即ち、比例的に)検出することができる。
The fuel injection valve 7 is provided for each cylinder, opens in response to a signal from an ECU (engine control unit) 21, and injects pressurized fuel into the combustion chamber 24 of each cylinder.
An air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 24 by the injected fuel and air flowing in from the intake pipe 5 and ignited by the spark plug 23.
The combusted air-fuel mixture (exhaust gas) is guided to the exhaust pipe 9, and the catalyst 8 disposed in the exhaust pipe 9 simultaneously purifies the three components of HC, NOx, and CO in the exhaust gas.
Further, an air-fuel ratio sensor 10 is provided upstream of the catalyst 8, and the air-fuel ratio can be detected linearly (that is, proportionally) from the oxygen concentration contained in the exhaust gas.

一方、車室内等に設けられたECU21は、燃料噴射制御や点火時期制御等を実行するマイクロコンピュータシステムであり、入出力インターフェース19、中央演算処理装置16、ROM17、RAM18、駆動回路20などから構成されている。
ECU21の入力側には各種センサやスイッチ類が接続されており、各種センサ出力はインターフェースを介しA/D変換してECU21へ取り込まれる。
ECU21は、その入力信号に基づいて演算処理を実行する。
その演算結果に基づいて、各種アクチュエータ用制御信号を出力し、噴射弁7や点火プラグ23などのアクチュエータを制御することができる。
On the other hand, the ECU 21 provided in the passenger compartment is a microcomputer system that performs fuel injection control, ignition timing control, and the like, and includes an input / output interface 19, a central processing unit 16, a ROM 17, a RAM 18, a drive circuit 20, and the like. Has been.
Various sensors and switches are connected to the input side of the ECU 21, and various sensor outputs are A / D converted via the interface and taken into the ECU 21.
The ECU 21 executes arithmetic processing based on the input signal.
Based on the calculation result, various actuator control signals can be output to control the actuators such as the injection valve 7 and the spark plug 23.

図3は、燃料噴射量制御を説明するためのブロック図である。
内燃機関における燃料噴射量制御について、図3を用いて説明する。
ECU21は、エアフローセンサ2の出力をA/D変換して読み込み、クランク角センサ11の信号区間における吸入空気量を積算して、一吸気行程あたりの吸入空気量を算出する。
サージタンク4内における応答遅れを模擬するため、吸入空気量に1次フィルターをかけて燃焼室内に入る吸入空気量を演算する。
こうして得られた吸入空気量に対して、理論空燃比となるように基本燃料噴射量TBを算出する。
また、燃費の改善を目的とした基本の希薄燃焼と、加速等においてトルクが必要となる際の理論空燃比燃焼との切換えを行うために、機関回転速度および吸入空気量により決まる内燃機関の動作点に応じたA(Air)/F(Fuel)補正cafが行われる。
FIG. 3 is a block diagram for explaining the fuel injection amount control.
The fuel injection amount control in the internal combustion engine will be described with reference to FIG.
The ECU 21 performs A / D conversion on the output of the air flow sensor 2 and reads it, and integrates the intake air amount in the signal section of the crank angle sensor 11 to calculate the intake air amount per intake stroke.
In order to simulate the response delay in the surge tank 4, the intake air amount entering the combustion chamber is calculated by applying a primary filter to the intake air amount.
The basic fuel injection amount TB is calculated so that the theoretical air-fuel ratio is obtained with respect to the intake air amount thus obtained.
In addition, the operation of the internal combustion engine determined by the engine speed and the intake air amount is used to switch between basic lean combustion for the purpose of improving fuel economy and stoichiometric air-fuel ratio combustion when torque is required for acceleration, etc. A (Air) / F (Fuel) correction caf according to the point is performed.

燃焼状態補正(燃料噴射量補正)cdfは、イオン電流によって検出された内燃機関の燃焼状態に応じて基本燃料噴射量TBを補正(補正量:cdf)する。
さらに、エンジン冷却水温・吸気温等の内燃機関の動作環境に応じたその他各種の燃料
補正量cetcを演算する。
また、理論空燃比燃焼時には、機関に外乱が発生したために空燃比センサ10で検出された実空燃比:AFOが理論空燃比:AFtgtから外れた際に補正するための空燃比フィードバック補正量:cfbが追加されている。
このようにして得られた補正量を用いて、基本燃料噴射量TBを補正し、有効燃料噴射量Taを算出する。
さらに、燃料噴射弁7の開弁遅れ時間を補正する無効燃料噴射量TDを加算し、実燃料噴射量TIを算出した後、駆動回路20を介して燃料噴射弁7を駆動する。
The combustion state correction (fuel injection amount correction) cdf corrects the basic fuel injection amount TB according to the combustion state of the internal combustion engine detected by the ionic current (correction amount: cdf).
Further, various other fuel correction amounts cetc corresponding to the operating environment of the internal combustion engine such as engine coolant temperature and intake air temperature are calculated.
In addition, during the stoichiometric air-fuel ratio combustion, since disturbance has occurred in the engine, the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 10: AFO is corrected when the A / F ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio AFtgt: cfb Has been added.
Using the correction amount thus obtained, the basic fuel injection amount TB is corrected, and the effective fuel injection amount Ta is calculated.
Further, after adding the invalid fuel injection amount TD for correcting the valve opening delay time of the fuel injection valve 7 and calculating the actual fuel injection amount TI, the fuel injection valve 7 is driven via the drive circuit 20.

また、図4は、燃料噴射時期制御を説明するためのブロック図である。
内燃機関における燃料噴射時期制御について、図4を用いて説明する。
なお、以下の説明では、燃料噴射時期や点火時期などの「時期」は、クランク角“θ”で表されているものとする。
機関回転速度および吸入空気量により決まる内燃機関の動作点に応じた基本燃料噴射時期θfbを算出する。
その他のセンサからの信号による高温時補正やノック対策等の各種燃料噴射時期補正θfetcを演算し、さらに、燃焼状態補正(燃料噴射時期)θfdは、イオン電流によって検出された燃焼状態に応じて基本燃料噴射時期θfbを補正する。
内燃機関の状態を総合的に判定し、最適な燃料噴射時期を決定し、駆動回路20を介して燃料噴射弁7を駆動する。
FIG. 4 is a block diagram for explaining fuel injection timing control.
The fuel injection timing control in the internal combustion engine will be described with reference to FIG.
In the following description, it is assumed that “timing” such as fuel injection timing and ignition timing is represented by a crank angle “θ”.
A basic fuel injection timing θfb corresponding to the operating point of the internal combustion engine determined by the engine speed and the intake air amount is calculated.
Various fuel injection timing corrections θfetc such as high temperature correction and knock countermeasures by signals from other sensors are calculated, and combustion state correction (fuel injection timing) θfd is basically based on the combustion state detected by the ion current The fuel injection timing θfb is corrected.
The state of the internal combustion engine is comprehensively determined, an optimal fuel injection timing is determined, and the fuel injection valve 7 is driven via the drive circuit 20.

さらに、点火時期制御について図5を用いて説明する。
図5は、内燃機関における点火時期制御を説明するためのブロック図である。
機関回転速度および吸入空気量により決まる内燃機関の動作点に応じた基本点火時期θebを算出する。
その他のセンサからの信号により、各種の点火時期補正θeetcを演算し、さらに、燃焼状態補正(点火時期)θedは、イオン電流によって検出された燃焼状態に応じて基本点火時期θebを補正する。
内燃機関の状態を総合的に判定し、最適な点火時期を決定し、駆動回路20を介して図示しない点火信号で点火プラグ23を制御駆動する。
Further, the ignition timing control will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram for explaining ignition timing control in the internal combustion engine.
A basic ignition timing θeb corresponding to the operating point of the internal combustion engine determined by the engine speed and the intake air amount is calculated.
Various ignition timing corrections θeetc are calculated from signals from other sensors, and the combustion state correction (ignition timing) θed corrects the basic ignition timing θeb according to the combustion state detected by the ion current.
The state of the internal combustion engine is comprehensively determined, an optimal ignition timing is determined, and the ignition plug 23 is controlled and driven by an ignition signal (not shown) via the drive circuit 20.

また、この内燃機関には、燃焼室24で燃焼時に発生するイオンに基づいて燃焼状態を検出するためのイオン電流検出回路22(図2参照)が設けられている。
イオンは混合気が燃焼することで生成され、イオン電流検出回路22に設けられた図示していないバイアス回路から点火プラグ23にバイアス電圧を印加することにより燃焼室24に発生したイオンが流れ、イオン電流検出回路22でイオン電流として検出される。
Further, the internal combustion engine is provided with an ion current detection circuit 22 (see FIG. 2) for detecting a combustion state based on ions generated during combustion in the combustion chamber 24.
Ions are generated when the air-fuel mixture burns, and ions generated in the combustion chamber 24 flow by applying a bias voltage to the ignition plug 23 from a bias circuit (not shown) provided in the ion current detection circuit 22, The current detection circuit 22 detects the ion current.

以上のように構成した内燃機関の制御装置において、燃焼室内の圧力が急上昇し始める時期であるイオン電流の「第1ピーク発生時期PT1」と燃焼室内の圧力がほぼ最大となる時期であるイオン電流の「第2ピーク発生時期PT2」を検出すれば、検出したイオン電流の変化(即ち、第1ピーク発生時期PT1および第2ピーク発生時期PT2の変化)に基づいて燃焼状態の変化を検出することが可能であり、燃焼状態に応じて点火時期、燃料噴射時期あるいは燃料噴射量などを適切に補正制御することができる。   In the control apparatus for an internal combustion engine configured as described above, the “first peak generation time PT1” of the ion current, which is a time when the pressure in the combustion chamber starts to suddenly increase, and the ion current, which is the time when the pressure in the combustion chamber becomes substantially maximum If the "second peak generation time PT2" is detected, the change in the combustion state is detected based on the detected change in the ionic current (that is, the change in the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2). The ignition timing, the fuel injection timing, or the fuel injection amount can be appropriately corrected and controlled according to the combustion state.

実施の形態1.
前述したように、燃焼時に発生するイオン電流は、内燃機関の燃焼火炎における主たる火炎伝播の期間に発生し、燃焼の開始直後、つまり点火プラグの近接部分に火炎が発生した直後に、火炎中に生成されたラジカルが負電極に捕集されて第1ピークを示し、第2ピークは燃焼火炎が燃焼室内で伝播して燃焼が最も活発化した時期に発生する特徴がある。
つまり、第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差は、燃焼火炎の広
がりを表し、火炎伝播速度を間接的に示している。
本発明では、この火炎伝播速度の変化に基づいて、正確な補正制御を実行する。
Embodiment 1 FIG.
As described above, the ionic current generated during combustion occurs during the main flame propagation period in the combustion flame of the internal combustion engine, and immediately after the start of combustion, that is, immediately after the flame is generated in the vicinity of the spark plug, The generated radicals are collected by the negative electrode and show a first peak, and the second peak is characterized in that the combustion flame propagates in the combustion chamber and occurs when combustion is most active.
That is, the difference between the first peak occurrence time PT1 and the second peak occurrence time PT2 represents the spread of the combustion flame and indirectly indicates the flame propagation speed.
In the present invention, accurate correction control is executed based on the change in the flame propagation speed.

以下、本発明の実施形態1について、具体的内容を説明する。
燃料噴射量、燃料噴射時期や点火時期が適正でない場合、燃焼状態は緩慢あるいは早期終了となり、燃焼状態が悪く、良好な熱効率が得られない。
燃焼状態の緩慢時には、燃焼開始から燃焼室内の圧力が最大となる時期が長くなり、燃焼室内の圧力と相関のあるイオン電流の第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差も長くなる。
一方、早期に終了する場合には、燃焼開始から燃焼室内の圧力が最大となる時期が短くなり、燃焼室内の圧力と相関のあるイオン電流の第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差も短くなる。
従って、熱効率が最も良い状態を保てるように、火炎伝播速度の変化に応じて燃料噴射量、燃料噴射時期や点火時期を適正に制御する。
Hereinafter, specific contents of the first embodiment of the present invention will be described.
If the fuel injection amount, fuel injection timing, and ignition timing are not appropriate, the combustion state is slow or ends early, the combustion state is poor, and good thermal efficiency cannot be obtained.
When the combustion state is slow, the time when the pressure in the combustion chamber becomes maximum from the start of combustion becomes longer, and the difference between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 of the ionic current correlated with the pressure in the combustion chamber becomes longer. Become.
On the other hand, when it ends early, the time when the pressure in the combustion chamber becomes maximum from the start of combustion becomes shorter, and the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 of the ionic current correlated with the pressure in the combustion chamber. The difference is also shortened.
Therefore, the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing are appropriately controlled in accordance with the change in the flame propagation speed so that the best thermal efficiency can be maintained.

具体的には、点火毎のイオン電流から燃焼状態を示す火炎伝播速度として、第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2のクランク角度差または時間差を検出し、燃焼状態が最も良い状態となる目標値とほぼ等しくなるように、点火時期、燃料噴射量および燃料噴射時期の補正を行う。
なお、前記したように、イオン電流を検知する電気回路(即ち、イオン電流検出回路22)の影響(特に、抵抗要素の温度ドリフト等の燃焼特性に依らない影響)により値が変化し、場合によってはイオン電流の第1ピークあるいは第2ピークの検出が困難となる場合がある。
そのため、イオン電流の第1ピークおよび第2ピークの発生時期の妥当性についても判断する。
なお、イオン電流がピークとなる時期の検出は、例えば、イオン電流検出回路22によって点火毎に連続的に検出されたイオン電流値の所定サンプル毎の差分を検出し、その差分が増加から減少に転じたときのクランク角度または時間をピーク時期とする。
Specifically, a crank angle difference or a time difference between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 is detected as the flame propagation speed indicating the combustion state from the ion current at each ignition, and the combustion state is the best. The ignition timing, the fuel injection amount, and the fuel injection timing are corrected so as to be substantially equal to the target value.
As described above, the value changes due to the influence of the electric circuit (that is, the ion current detection circuit 22) for detecting the ionic current (in particular, the influence not depending on the combustion characteristics such as the temperature drift of the resistance element). May be difficult to detect the first peak or the second peak of the ion current.
Therefore, the validity of the generation time of the first peak and the second peak of the ion current is also determined.
The detection of the peak time of the ionic current is performed by, for example, detecting a difference for each predetermined sample of the ionic current value continuously detected for each ignition by the ionic current detection circuit 22, and the difference is decreased from an increase. The crank angle or time when turning is the peak time.

図6は、実施の形態1による内燃機関の制御装置における制御ルーチン(制御プログラム)を示すフローチャートであり、内燃機関の点火毎に実行される制御ルーチンを示している。
まず、ステップS101で燃焼開始時期を示す第1ピーク発生時期PT1をクランク角度または時間で検出する。
イオン電流を検知する電気回路(イオン電流検出回路22)の抵抗要素の温度ドリフト等による燃焼特性に依らない影響を受け、例えば、第1ピークが非常に小さく検出が困難となり、第2ピークを第1ピークと誤認識する可能性があるので、ステップS102では、第1ピーク発生時期PT1と所定期間1とを比較することにより、第1ピーク発生時期PT1の妥当性を判断する。
第1ピーク発生時期PT1が所定期間1から外れた場合は、燃焼特性に依らない影響を受けた可能性があるので、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量に対して何れの補正値も変更せず、本ルーチンを終了することにより、誤補正を防止する。
FIG. 6 is a flowchart showing a control routine (control program) in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment, and shows a control routine executed for each ignition of the internal combustion engine.
First, in step S101, the first peak occurrence time PT1 indicating the combustion start time is detected by the crank angle or time.
For example, the first peak is very small and difficult to detect, and the second peak becomes the second peak due to the influence of the temperature drift of the resistance element of the electric circuit that detects the ionic current and the like. Since it may be erroneously recognized as one peak, in step S102, the validity of the first peak occurrence time PT1 is determined by comparing the first peak occurrence time PT1 with the predetermined period 1.
If the first peak generation time PT1 deviates from the predetermined period 1, it may have been affected by the combustion characteristics, so any correction values for the ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount are changed. Without this, the present routine is terminated to prevent erroneous correction.

一方、第1ピーク発生時期PT1が妥当であると判定した場合(第1ピーク発生時期PT1が予め設定された所定期間1内となる場合)、ステップS103で燃焼が最も活発化した時期を示す第2ピーク発生時期PT2をクランク角度あるいは時間で検出する。
次にステップS104で、火炎伝播の速度を示す第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差(ΔPT=PT2−PT1)を演算し、ステップS105に進み、第1ピーク発生時期PT1と同様に第2ピーク発生時期PT2の妥当性を判断する。
第1ピーク発生時期PT1からクランク角度または時間で示した所定期間2以内に第2
ピーク発生時期PT2が検出できない場合は、燃焼に依らない影響を受けた可能性があるので、本ルーチンを終了し、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量に対し誤補正を防止する。
On the other hand, when it is determined that the first peak occurrence time PT1 is appropriate (when the first peak occurrence time PT1 is within a predetermined period 1 set in advance), the first time indicating the time when combustion is most active in step S103. The two-peak occurrence time PT2 is detected by the crank angle or time.
Next, in step S104, a difference (ΔPT = PT2−PT1) between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 indicating the flame propagation speed is calculated, and the process proceeds to step S105, where the first peak generation time PT1 and Similarly, the validity of the second peak occurrence time PT2 is determined.
Second within a predetermined period 2 indicated by the crank angle or time from the first peak occurrence time PT1.
If the peak occurrence time PT2 cannot be detected, there is a possibility that it has been influenced not by combustion, so this routine is terminated to prevent erroneous correction of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount.

一方、第2ピーク発生時期PT2が妥当であると判定した場合、ステップS106で、燃焼状態が良好となる目標値BPTをメモリーより読み出し、ステップS107で燃焼状態を判定する。
火炎伝播速度を示す第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差(ΔPT)が目標値(BPT)とほぼ等しい場合には、燃焼状態が良好であると判断し、補正値を変更せず本ルーチンを終了するが、目標値BPTとの差が所定の判定値1より大きい場合には、燃焼状態が悪化しているので、ステップS108で、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の制御パラメータに対し、燃焼状態が良好となるよう火炎伝播速度の変化に応じた補正を行う。
On the other hand, when it is determined that the second peak occurrence time PT2 is appropriate, in step S106, the target value BPT at which the combustion state is good is read from the memory, and the combustion state is determined in step S107.
When the difference (ΔPT) between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 indicating the flame propagation speed is substantially equal to the target value (BPT), it is determined that the combustion state is good and the correction value is changed. However, if the difference from the target value BPT is larger than the predetermined determination value 1, the combustion state has deteriorated. Therefore, in step S108, the ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount are determined. Is corrected according to the change in the flame propagation speed so that the combustion state becomes good.

以上のように、本実施の形態では、第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差に基づいて燃焼状態を示す火炎伝播速度を検出することにより、燃焼状態の変化に応じて正確な補正制御を実行することができる。
具体的な補正方法として、例えば、まず、点火時期および燃料噴射時期については進角補正、燃料噴射量については増量補正を行い、燃焼状態が悪化した場合には、逆に遅角補正や減量補正を行い、良好な状態に変化した場合には、そのまま進角補正や増量補正を実施し、最も燃焼状態が良好となるような補正制御(即ち、火炎伝播速度が目標値とほぼ等しくなるような補正制御)を行う。
As described above, in the present embodiment, the flame propagation speed indicating the combustion state is detected based on the difference between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2, so that it can be accurately detected according to the change in the combustion state. Correction control can be executed.
As a specific correction method, for example, first, advance correction is performed for the ignition timing and fuel injection timing, and increase correction is performed for the fuel injection amount. If the combustion state deteriorates, retard correction or decrease correction is conversely performed. If the state is changed to a good state, the advance angle correction or the increase amount correction is performed as it is, and the correction control is performed so that the combustion state is the best (that is, the flame propagation speed becomes substantially equal to the target value). Correction control).

以上説明したように、本実施の形態による内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼過程で発生するイオンの作用により燃焼室内を流れるイオン電流の値を連続的に検出するイオン電流検出手段(イオン電流検出回路22)と、イオン電流検出手段により検出されるイオン電流の値に基づいて、燃焼開始後最初にイオン電流値がピークとなる第1ピーク発生時期PT1および第1ピーク発生時期PT1の後にイオン電流値がピークとなる第2ピーク発生時期PT2を検出するイオン電流ピーク発生時期検出手段と、該イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される第1ピーク発生時期PT1および/または第2ピーク発生時期PT2が内燃機関の燃焼特性に依るものであるか否かを判断するピーク発生時期判断手段と、イオン電流ピーク発生時期検出手段が検出する第1ピーク発生時期PT1および第2ピーク発生時期PT2に基づいて、内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、ピーク発生時期判断手段の判断結果および燃焼状態判定手段の判定結果に応じて、予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量のうちの少なくとも一つの設定値を補正する補正手段を備えている。   As described above, the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment has an ion current detection means (ion ion) that continuously detects the value of the ion current flowing in the combustion chamber by the action of ions generated in the combustion process of the internal combustion engine. Based on the value of the ion current detected by the current detection circuit 22) and the ion current detection means, after the first peak generation time PT1 and the first peak generation time PT1 at which the ion current value first peaks after the start of combustion. An ion current peak generation time detection means for detecting a second peak generation time PT2 at which the ion current value reaches a peak, and a first peak generation time PT1 and / or a second peak generation detected by the ion current peak generation time detection means. A peak generation timing determination means for determining whether the timing PT2 depends on the combustion characteristics of the internal combustion engine; Based on the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 detected by the generation time detection means, the combustion state determination means for determining the combustion state of the internal combustion engine, the determination result of the peak generation time determination means and the combustion state determination According to the determination result of the means, there is provided correction means for correcting at least one set value of preset ignition timing, fuel injection timing and fuel injection amount.

また、本実施の形態による内燃機関の制御方法は、内燃機関の燃焼過程で発生するイオンの作用により燃焼室内を流れるイオン電流の値を連続的に検出するイオン電流検出ステップと、イオン電流検出ステップにおいて検出されるイオン電流の値に基づいて、燃焼開始後最初にイオン電流値がピークとなる第1ピーク発生時期PT1および第1ピーク発生時期PT1の後にイオン電流値がピークとなる第2ピーク発生時期PT2を検出するイオン電流ピーク発生時期検出ステップと、イオン電流ピーク発生時期検出ステップにおいて検出される第1ピーク発生時期PT1および/または第2ピーク発生時期PT2が内燃機関の燃焼特性に依るものであるか否かを判断するピーク発生時期判断ステップと、イオン電流ピーク発生時期検出ステップにおいて検出される第1ピーク発生時期PT1および第2ピーク発生時期PT2に基づいて、内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定ステップとを有し、ピーク発生時期判断ステップでの判断結果および燃焼状態判定ステップでの判定結果に応じて、予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量のうちの少なくとも一つの設定値を補正する。   The internal combustion engine control method according to the present embodiment includes an ion current detection step for continuously detecting the value of an ion current flowing in the combustion chamber by the action of ions generated in the combustion process of the internal combustion engine, and an ion current detection step. The first peak generation time PT1 at which the ion current value peaks first after the start of combustion and the second peak generation at which the ion current value peaks after the first peak generation time PT1 based on the value of the ion current detected in The ion current peak generation time detection step for detecting the time PT2 and the first peak generation time PT1 and / or the second peak generation time PT2 detected in the ion current peak generation time detection step depend on the combustion characteristics of the internal combustion engine. A peak generation time determination step for determining whether or not there is an ion current peak generation time detection step. And a combustion state determination step for determining the combustion state of the internal combustion engine based on the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 detected in step 1, the determination result in the peak generation time determination step and the combustion state In accordance with the determination result in the determination step, at least one set value among the preset ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount is corrected.

従って、本実施の形態によれば、イオン電流の第1ピーク発生時期PT1および第2ピーク発生時期PT2を検出することによって内燃機関の燃焼状態を正確に判定し、判定された燃焼状態に応じて点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を最適に補正できる。   Therefore, according to the present embodiment, the combustion state of the internal combustion engine is accurately determined by detecting the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 of the ion current, and according to the determined combustion state. The ignition timing, fuel injection timing and fuel injection amount can be optimally corrected.

また、本実施の形態による内燃機関の制御装置のピーク発生時期判断手段は、燃焼開始から第1の所定時期(所定期間1)内にイオン電流ピーク発生時期検出手段が第1ピークを検出しない場合、第1ピーク発生時期PT1は内燃機関の燃焼特性に依るものではないと判断し、補正手段は、予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量に対していずれの補正値も変更しない。
従って、本実施の形態によれば、第1ピーク発生時期PT1の妥当性の判断により、イオン電流のピーク位置が燃焼特性以外の影響を受けて検出されたと判断した場合は、補正値の算出から除外し、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量に対する誤補正を防止できる。
Further, the peak generation timing determination means of the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is such that the ion current peak generation timing detection means does not detect the first peak within the first predetermined timing (predetermined period 1) from the start of combustion. The first peak generation timing PT1 is determined not to depend on the combustion characteristics of the internal combustion engine, and the correction means changes any correction value for the preset ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount. do not do.
Therefore, according to the present embodiment, when it is determined that the peak position of the ionic current is detected by the influence other than the combustion characteristics by the determination of the validity of the first peak generation time PT1, the correction value is calculated. This eliminates erroneous correction of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount.

また、本実施の形態による内燃機関の制御装置のピーク発生時期判断手段は、第1ピーク発生時期PT1から第2の所定期間(所定期間2)内にイオン電流ピーク発生時期検出手段が第2ピークを検出しない場合は、第2ピーク発生時期PT2は内燃機関の燃焼特性に依るものではないと判断し、補正手段は、前記予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量に対していずれの補正値も変更しない。
従って、本実施の形態によれば、第2ピーク発生時期PT2の妥当性の判断により、イオン電流のピーク位置が燃焼特性以外の影響を受けて検出されたと判断した場合は、補正値の算出から除外し、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量に対する誤補正を防止できる。
Further, the peak generation timing determining means of the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is such that the ion current peak generation timing detection means is within the second predetermined period (predetermined period 2) from the first peak generation timing PT1. Is not detected, it is determined that the second peak occurrence timing PT2 does not depend on the combustion characteristics of the internal combustion engine, and the correcting means is configured to perform the preset ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount. Neither correction value is changed.
Therefore, according to the present embodiment, when it is determined that the peak position of the ionic current is detected by an influence other than the combustion characteristics by determining the validity of the second peak generation time PT2, the correction value is calculated. This eliminates erroneous correction of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount.

また、本実施の形態による内燃機関の制御装置によれば、燃焼状態判定手段が、イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差と予め設定された目標値との差が所定値より大きいと判断した場合、補正手段は、第1ピーク発生時期PT1と前記第2ピーク発生時期PT2の差が予め設定された目標値とほぼ等しくなるように、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも1つの設定値を補正する。
従って、本実施の形態によれば、燃焼が適切な状態となるように、点火時期、燃料噴射量および燃料噴射時期の補正を行うことができる。
Further, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the combustion state determination means determines in advance the difference between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 detected by the ion current peak generation time detection means. When it is determined that the difference from the set target value is larger than the predetermined value, the correcting means makes the difference between the first peak occurrence time PT1 and the second peak occurrence time PT2 substantially equal to the preset target value. In addition, at least one set value of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount is corrected.
Therefore, according to the present embodiment, the ignition timing, the fuel injection amount, and the fuel injection timing can be corrected so that the combustion is in an appropriate state.

実施の形態2.
図7は、実施の形態2による内燃機関の制御装置における制御ルーチン(制御プログラム)を示すフローチャートであり、内燃機関の点火毎に実行される制御ルーチンを示している。
以下、実施形態2による内燃機関の制御装置について説明する。
点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量が適正でなく、燃焼状態が悪化した場合には、燃焼変動が大きくなる。即ち、燃焼サイクルごとの燃焼室内の圧力変動が大きくなる。
従って、燃焼室内の圧力変化の特徴の一部を示す火炎伝播速度(即ち、第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差)にも変動として表れる。
従って、燃焼変動が小さくなるように燃焼変動の指標となる火炎伝播速度の変動に応じて燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を適正に補正し、燃焼状態を良好に保つ。
具体的には、所定サイクル数あるいは所定運転時間等の所定期間におけるイオン電流の変化から燃焼変動を示す火炎伝播速度の変動率を検出し、変動率が小さくなるように、点火時期、燃料噴射量と燃料噴射時期の補正を実行する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a control routine (control program) in the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment, and shows a control routine executed for each ignition of the internal combustion engine.
The internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 2 will be described below.
When the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount are not appropriate and the combustion state deteriorates, the combustion fluctuation increases. That is, the pressure fluctuation in the combustion chamber for each combustion cycle increases.
Therefore, the flame propagation speed (that is, the difference between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2) showing a part of the characteristic of the pressure change in the combustion chamber also appears as a fluctuation.
Therefore, the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing are appropriately corrected in accordance with the fluctuation of the flame propagation speed, which is an index of the combustion fluctuation, so that the combustion fluctuation becomes small, and the combustion state is kept good.
Specifically, the fluctuation rate of the flame propagation speed indicating the combustion fluctuation is detected from the change of the ion current in a predetermined period such as a predetermined number of cycles or a predetermined operation time, and the ignition timing, the fuel injection amount are set so that the fluctuation ratio becomes small. And correct the fuel injection timing.

図7に基づいて、本実施の形態における内燃機関の制御装置について説明する。
図7において、ステップS201からステップS205までの動作は、基本的には実施の形態1の場合と同様であり、第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の妥当性を判断しつつ、火炎伝播の速度を示す第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差であるΔPT(k)を演算する。
なお、“k”は第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差の演算回数を示している。
まず、ステップS201〜ステップS205までの動作について説明する。
実施の形態1の場合と同様に、ステップS201で燃焼開始時期を示す第1ピーク発生時期PT1をクランク角度または時間で検出する。
Based on FIG. 7, the control apparatus for an internal combustion engine in the present embodiment will be described.
In FIG. 7, the operations from step S201 to step S205 are basically the same as those in the first embodiment, and while determining the validity of the first peak occurrence time PT1 and the second peak occurrence time PT2, ΔPT (k), which is the difference between the first peak occurrence time PT1 and the second peak occurrence time PT2 indicating the flame propagation speed, is calculated.
“K” indicates the number of times of calculation of the difference between the first peak occurrence time PT1 and the second peak occurrence time PT2.
First, the operation from step S201 to step S205 will be described.
As in the case of the first embodiment, in step S201, the first peak occurrence time PT1 indicating the combustion start time is detected by the crank angle or time.

ステップS202では、第1ピーク発生時期PT1と所定期間1とを比較することにより、第1ピーク発生時期PT1の妥当性を判断する。
第1ピーク発生時期PT1が所定期間1から外れた場合は、燃焼特性に依らない影響を受けた可能性があるので、点火時期、燃料噴射時期と燃料噴射量に対し何れの補正値も変更せず、本ルーチンを終了することにより、誤補正を防止する。
一方、第1ピーク発生時期PT1が妥当であると判定した場合(第1ピーク発生時期PT1が予め設定された所定期間1以内の場合)、ステップS203で燃焼が最も活発化した時期を示す第2ピーク発生時期PT2をクランク角度あるいは時間で検出する。
次に、ステップS204において、火炎伝播の速度を示す第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差(ΔPT(k)=PT2−PT1)を演算し、ステップS205に進み、第1ピーク発生時期PT1と同様に第2ピーク発生時期PT2の妥当性を判断する。
第1ピーク発生時期PT1からクランク角度または時間で示した所定期間2以内に第2ピーク発生時期PT2が検出できない場合は、燃焼特性に依らない影響を受けた可能性があるので、本ルーチンを終了し、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量に対し誤補正を防止する。
In step S202, the validity of the first peak occurrence time PT1 is determined by comparing the first peak occurrence time PT1 with the predetermined period 1.
If the first peak occurrence time PT1 deviates from the predetermined period 1, it may have been influenced by the combustion characteristics, so that any correction values for the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount can be changed. First, by terminating this routine, erroneous correction is prevented.
On the other hand, when it is determined that the first peak occurrence time PT1 is appropriate (when the first peak occurrence time PT1 is within a predetermined period 1 set in advance), the second time indicating the time when the combustion is most active in step S203. The peak occurrence time PT2 is detected by the crank angle or time.
Next, in step S204, the difference (ΔPT (k) = PT2−PT1) between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 indicating the flame propagation speed is calculated, and the process proceeds to step S205, where the first peak is generated. The validity of the second peak occurrence time PT2 is determined in the same manner as the occurrence time PT1.
If the second peak generation time PT2 cannot be detected within the predetermined period 2 indicated by the crank angle or time from the first peak generation time PT1, this routine may be terminated because it may have been influenced by the combustion characteristics. Then, erroneous correction is prevented for the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount.

次に、ステップS206において、火炎伝播速度の変動率として、例えば、下記の(1)式と(2)式を基にして、所定サイクル数あるいは所定運転時間における火炎伝播速度(ΔPT)の変動率C12を算出する。
まず、今回検出した火炎伝播の速度(ΔPT(k))とそれ以前に検出した所定サイクル数あるいは所定運転時間内の検出回数(n)における火炎伝播の速度から、(1)式に示すように移動平均(ΔPTadv)を演算する。
ΔPTadv = (ΔPT(k)+ΔPT(k-1)+・・・+ΔPT(k-n+1))/n ・・・ (1)
さらに、標準偏差を前記移動平均(ΔPTadv)で除算し、(2)式に示すように変動率(C12)を演算する。
Next, in step S206, as a variation rate of the flame propagation speed, for example, based on the following formulas (1) and (2), a variation rate of the flame propagation speed (ΔPT) in a predetermined number of cycles or a predetermined operation time: C12 is calculated.
First, from the flame propagation speed detected this time (ΔPT (k)) and the flame propagation speed at the predetermined number of cycles or the number of detections (n) within a predetermined operation time detected before, as shown in the equation (1): The moving average (ΔPTadv) is calculated.
ΔPTadv = (ΔPT (k) + ΔPT (k-1) +... + ΔPT (k-n + 1)) / n (1)
Further, the standard deviation is divided by the moving average (ΔPTadv), and the variation rate (C12) is calculated as shown in equation (2).

Figure 2008280887
Figure 2008280887

次に、ステップS207において、火炎伝播速度の変動率が所定の判定値2以下の場合は、燃焼状態が安定しているので、点火時期、燃料噴射量と燃料噴射時期の制御パラメータに対し、補正値を変更せず本ルーチンを終了する。
一方、変動率が所定の判定値2より大きい場合には、燃焼変動が大きく燃焼状態が悪化していることを示しているので、ステップS208で燃焼状態が安定する(即ち、火炎伝
播速度の変動率C12が小さくなる)ように、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の制御パラメータに対し補正を行う。
Next, in step S207, if the fluctuation rate of the flame propagation speed is equal to or less than the predetermined determination value 2, the combustion state is stable, so that correction is made for the control parameters of the ignition timing, the fuel injection amount, and the fuel injection timing. This routine ends without changing the value.
On the other hand, when the fluctuation rate is larger than the predetermined determination value 2, it indicates that the combustion fluctuation is large and the combustion state is deteriorated, so that the combustion state is stabilized in step S208 (that is, the fluctuation of the flame propagation speed). The control parameters of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount are corrected so that the rate C12 becomes smaller.

以上説明したように、本実施の形態による内燃機関の制御装置は、燃焼状態判定手段が、所定期間内においてイオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差の変動率が所定値より大きいと判断した場合、補正手段は、所定期間内において第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差の変動率が小さくなるように、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも1つの設定値を補正する。
従って、本実施の形態によれば、イオン電流の第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差から検出される燃焼の変動を検出することで、燃焼変動に応じて正確な点火時期、燃料噴射量と燃料噴射時期の補正を行うことができる。
As described above, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the first peak generation time PT1 and the second peak generation detected by the ion current peak generation time detection means within the predetermined period by the combustion state determination means. When it is determined that the variation rate of the difference between the timings PT2 is larger than the predetermined value, the correction unit performs ignition so that the variation rate of the difference between the first peak generation timing PT1 and the second peak generation timing PT2 is small within the predetermined period. At least one set value of the timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount is corrected.
Therefore, according to the present embodiment, by detecting the combustion fluctuation detected from the difference between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 of the ion current, an accurate ignition timing according to the combustion fluctuation is obtained. The fuel injection amount and the fuel injection timing can be corrected.

実施の形態3.
図8は、実施の形態3による内燃機関の制御装置における制御ルーチン(制御プログラム)を示すフローチャートであり、内燃機関の点火毎に実行される制御ルーチンを示している。
以下、実施の形態3による内燃機関の制御装置について説明する。
基本的な内容は実施の形態1と同様であり、点火毎のイオン電流から燃焼状態を示す火炎伝播速度として、所定期間(所定サイクル数または所定運転時間)内における第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差の平均値を算出し、燃焼状態が最も良い状態となる目標値とほぼ等しくなるように、点火時期、燃料噴射量と燃料噴射時期の補正を実行する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 is a flowchart showing a control routine (control program) in the control apparatus for an internal combustion engine according to the third embodiment, and shows a control routine executed for each ignition of the internal combustion engine.
The internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 3 will be described below.
The basic contents are the same as in the first embodiment, and the first peak occurrence time PT1 and the first peak generation time PT1 within a predetermined period (predetermined cycle number or predetermined operation time) are used as flame propagation speed indicating the combustion state from the ion current for each ignition. The average value of the differences between the two peak generation times PT2 is calculated, and the ignition timing, the fuel injection amount, and the fuel injection timing are corrected so as to be approximately equal to the target value at which the combustion state is in the best state.

図8に基づいて、本実施の形態における内燃機関の制御装置について説明する。
図8において、ステップS301からステップS306までは、実施の形態1と同様であり、第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の妥当性を判断しつつ、火炎伝播速度を示す第1と第2ピーク発生時期の差(ΔPT(k))を算出し、さらに、燃焼状態が良好となる目標値(BPT)を読み出す。
次にステップS307で、燃焼が良い状態でもある程度生じる燃焼変動の影響を除去するために、実施の形態2の場合と同様に、所定サイクル数あるいは所定運転時間内の検出回数(n)における火炎伝播速度の平均値(ΔPTadv)を(3)式で算出する。
ΔPTadv = (ΔPT(k)+ΔPT(k-1)+・・・+ΔPT(k-n+1))/n ・・・ (3)
次に、ステップS308とステップS309で、実施の形態1と同様に、火炎伝播速度の平均値(ΔPTadv)が目標値(BPT)に近づくよう点火時期、燃料噴射時期と燃料噴射量の制御パラメータに対し補正を行う。
Based on FIG. 8, the control apparatus of the internal combustion engine in the present embodiment will be described.
In FIG. 8, steps S301 to S306 are the same as in the first embodiment, and the first and the second indicating the flame propagation speed while judging the validity of the first peak occurrence time PT1 and the second peak occurrence time PT2. A difference (ΔPT (k)) between the second peak generation times is calculated, and a target value (BPT) at which the combustion state is good is read out.
Next, in step S307, in order to remove the influence of the combustion fluctuation that occurs to some extent even in a good combustion state, as in the case of the second embodiment, the flame propagation at the predetermined number of cycles or the number of detections (n) within the predetermined operation time. The average value of speed (ΔPTadv) is calculated by equation (3).
ΔPTadv = (ΔPT (k) + ΔPT (k-1) + ... + ΔPT (k-n + 1)) / n (3)
Next, in step S308 and step S309, as in the first embodiment, control parameters for the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount are set so that the average value (ΔPTadv) of the flame propagation speed approaches the target value (BPT). Make corrections.

以上説明したように、本実施の形態による内燃機関の制御装置は、燃焼状態判定手段が、所定期間内においてイオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差の平均値と予め設定された目標値との差が所定値より大きいと判断した場合、補正手段は、所定期間内において第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差の平均値が予め設定された目標値とほぼ等しくなるように、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも1つの設定値を補正する。
従って、本実施の形態によれば、イオン電流の第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の差の平均値から火炎伝播速度の変化を検出するので、燃焼が良い状態でもある程度生じる燃焼変動を吸収することで安定的に検出することができ、誤検出なく、燃焼状態の変化に応じて正確な点火時期、燃料噴射量と燃料噴射時期の補正を行うことができる。
As described above, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the first peak generation time PT1 and the second peak generation detected by the ion current peak generation time detection means within the predetermined period by the combustion state determination means. When it is determined that the difference between the average value of the differences in the timing PT2 and the preset target value is larger than the predetermined value, the correction means determines the difference between the first peak occurrence timing PT1 and the second peak occurrence timing PT2 within the predetermined period. The at least one set value of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount is corrected so that the average value of is substantially equal to a preset target value.
Therefore, according to the present embodiment, the change in the flame propagation speed is detected from the average value of the difference between the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 of the ion current. By absorbing the fluctuation, it is possible to detect stably, and it is possible to correct the ignition timing, the fuel injection amount and the fuel injection timing accurately according to the change of the combustion state without erroneous detection.

実施の形態4.
図9は、実施の形態4による内燃機関の制御装置における制御ルーチン(制御プログラム)を示すフローチャートであり、内燃機関の点火毎に実行される制御ルーチンを示している。
以下、実施の形態4による内燃機関の制御装置について説明する。
本実施の形態では、燃焼サイクル毎のイオン電流から第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の変動率を算出し、変動率が小さくなるように、点火時期、燃料噴射量と燃料噴射時期の補正を実行する。
図9に基づいて、本実施の形態における内燃機関の制御装置について説明する。
図9において、ステップS401からステップS405までの動作は、基本的には実施の形態1の場合と同様であり、第1ピーク発生時期PT1と第2ピーク発生時期PT2の妥当性を判断する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing a control routine (control program) in the control apparatus for an internal combustion engine according to the fourth embodiment, and shows a control routine executed for each ignition of the internal combustion engine.
Hereinafter, an internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 4 will be described.
In the present embodiment, the fluctuation rate of the first peak generation time PT1 and the second peak generation time PT2 is calculated from the ion current for each combustion cycle, and the ignition timing, the fuel injection amount, and the fuel injection are reduced so that the fluctuation rate becomes small. Perform time correction.
Based on FIG. 9, the control apparatus of the internal combustion engine in the present embodiment will be described.
In FIG. 9, the operations from step S401 to step S405 are basically the same as those in the first embodiment, and the validity of the first peak occurrence time PT1 and the second peak occurrence time PT2 is determined.

次に、ステップS406およびステップS407において、火炎伝播速度の変化として、例えば、下記の(4)式と(5)式に基づいて、所定サイクル数や所定運転時間等の所定期間における第1ピーク発生時期PT1の変動率(C1)と第2ピーク発生時期PT2の変動率(C2)をそれぞれ算出する。
まず、今回検出した第1ピーク発生時期(PT1(k))とそれ以前に検出した所定サイクル数あるいは所定運転時間内の検出回数(n)における第1ピーク発生時期から移動平均(PT1adv)を演算し、
PT1adv = (PT1(k)+PT1(k-1)+・・・+PT1(k-n+1))/n ・・・ (4)
さらに、標準偏差を前記移動平均(PT1adv)で除算し、変動率(C1)を演算する。
Next, in step S406 and step S407, as a change in flame propagation speed, for example, based on the following formulas (4) and (5), the first peak occurs in a predetermined period such as a predetermined number of cycles and a predetermined operation time: A fluctuation rate (C1) of the time PT1 and a fluctuation rate (C2) of the second peak occurrence time PT2 are calculated.
First, the moving average (PT1adv) is calculated from the first peak occurrence time detected at this time (PT1 (k)) and the first peak occurrence time at the predetermined number of cycles or the number of detections (n) within the predetermined operation time detected before that. And
PT1adv = (PT1 (k) + PT1 (k-1) + ... + PT1 (k-n + 1)) / n (4)
Further, the standard deviation is divided by the moving average (PT1adv) to calculate the variation rate (C1).

Figure 2008280887
Figure 2008280887

なお、第2ピーク発生時期PT2の変動率(C2)の算出方法も同様である。
次にステップS408において、各ピーク発生時期の変動率の大きさを所定の判定値3と判定値4を用いてそれぞれ比較し、大きい場合にはステップS409で燃焼状態が安定するよう実施の形態1の場合と同様に点火時期、燃料噴射量と燃料噴射時期の制御パラメータに対し補正を行う。
The calculation method of the variation rate (C2) of the second peak occurrence time PT2 is also the same.
Next, in step S408, the magnitude of the fluctuation rate at each peak occurrence time is compared using predetermined determination value 3 and determination value 4, and if larger, the combustion state is stabilized in step S409 so that the combustion state is stabilized. As in the case of, correction is performed for the control parameters of the ignition timing, the fuel injection amount, and the fuel injection timing.

以上説明したように、本実施の形態による内燃機関の制御装置は、燃焼状態判定手段が、所定期間内においてイオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される第1ピーク発生時期PT1および/あるいは記第2ピーク発生時期PT2の変動率が所定値より大きいと判断した場合、補正手段は、所定期間内においてイオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される第1ピーク発生時期PT1および/あるいは第2ピーク発生時期PT2の変動率が小さくなるように、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも1つの設定値を補正する。
従って、本実施の形態によれば、イオン電流の第1ピーク発生時期PT1および/または第2ピーク発生時期PT2の変動率から火炎伝播速度の変動を検出するので、燃焼状態の変化に応じて正確な点火時期、燃料噴射量と燃料噴射時期の補正を行うことができる。
As described above, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the combustion state determining means detects the first peak occurrence time PT1 detected by the ion current peak occurrence time detection means within the predetermined period and / or the description. If it is determined that the fluctuation rate of the two-peak occurrence time PT2 is greater than a predetermined value, the correction means detects the first peak occurrence time PT1 and / or the second peak occurrence detected by the ion current peak occurrence time detection means within the predetermined period. At least one set value of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount is corrected so that the variation rate of the timing PT2 becomes small.
Therefore, according to the present embodiment, the fluctuation of the flame propagation speed is detected from the fluctuation rate of the first peak generation time PT1 and / or the second peak generation time PT2 of the ionic current. It is possible to correct the ignition timing, the fuel injection amount, and the fuel injection timing.

なお、本実施の形態では、希薄燃焼の内燃機関の構成を基に詳述したが、理論空燃比燃焼の内燃機関構成においてもイオン電流により火炎伝播速度の変動を検出することが可能
であり、この技術を用いることができる。
Although the present embodiment has been described in detail based on the configuration of the lean combustion internal combustion engine, it is possible to detect the fluctuation of the flame propagation speed by the ionic current even in the internal combustion engine configuration of the stoichiometric air fuel ratio combustion, This technique can be used.

この発明は、内燃機関の燃焼状態を正確に判定し、燃焼状態に応じて、点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を最適に補正できる内燃機関の制御装置の実現に有用である。   The present invention is useful for realizing a control device for an internal combustion engine that can accurately determine the combustion state of the internal combustion engine and optimally correct the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount in accordance with the combustion state.

内燃機関での燃焼過程で検出されるイオン電流の変化例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of the ionic current detected in the combustion process in an internal combustion engine. 本発明による内燃機関の制御装置が適用される自動車用内燃機関全体の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an entire internal combustion engine for an automobile to which a control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied. 燃料噴射量制御を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating fuel injection amount control. 燃料噴射時期制御を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating fuel injection timing control. 内燃機関における点火時期制御を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the ignition timing control in an internal combustion engine. 実施の形態1による内燃機関の制御装置における制御ルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a control routine in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment. 実施の形態2による内燃機関の制御装置における制御ルーチンを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a control routine in the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment. 実施の形態3による内燃機関の制御装置における制御ルーチンを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a control routine in a control device for an internal combustion engine according to a third embodiment. 実施の形態4による内燃機関の制御装置における制御ルーチンを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a control routine in a control device for an internal combustion engine according to a fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 エアクリーナ 2 エアフローセンサ
3 スロットルバルブ 4 サージタンク
5 吸気管 6 エンジン本体
7 燃料噴射弁 8 触媒
9 排気管 10 空燃比センサ
11 クランク角センサ 12 カム角センサ
13 スロットルバルブ開度センサ 14 アイドルスイッチ
15 水温センサ 16 中央演算処理装置
17 ROM 18 RAM
19 入出力インターフェース 20 駆動回路
21 エンジンコントロールユニット 22 イオン電流検出回路
23 点火プラグ 24 燃焼室。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air cleaner 2 Air flow sensor 3 Throttle valve 4 Surge tank 5 Intake pipe 6 Engine main body 7 Fuel injection valve 8 Catalyst 9 Exhaust pipe 10 Air-fuel ratio sensor 11 Crank angle sensor 12 Cam angle sensor 13 Throttle valve opening sensor 14 Idle switch 15 Water temperature sensor 16 Central processing unit 17 ROM 18 RAM
19 I / O interface 20 Drive circuit 21 Engine control unit 22 Ion current detection circuit 23 Spark plug 24 Combustion chamber.

Claims (8)

内燃機関の燃焼過程で発生するイオンの作用により燃焼室内を流れるイオン電流の値を連続的に検出するイオン電流検出手段と、
前記イオン電流検出手段により検出される前記イオン電流の値に基づいて、燃焼開始後最初に前記イオン電流値がピークとなる第1ピーク発生時期および前記第1ピーク発生時期の後に前記イオン電流値がピークとなる第2ピーク発生時期を検出するイオン電流ピーク発生時期検出手段と、
前記イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される前記第1ピーク発生時期および/または前記第2ピーク発生時期が前記内燃機関の燃焼特性に依るものであるか否かを判断するピーク発生時期判断手段と、
前記イオン電流ピーク発生時期検出手段が検出する前記第1ピーク発生時期および前記第2ピーク発生時期に基づいて、前記内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、
前記ピーク発生時期判断手段の判断結果および前記燃焼状態判定手段の判定結果に応じて、予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量のうちの少なくとも一つの設定値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Ion current detection means for continuously detecting the value of ion current flowing in the combustion chamber by the action of ions generated in the combustion process of the internal combustion engine;
Based on the value of the ion current detected by the ion current detection means, the first peak generation time when the ion current value peaks after the start of combustion, and the ion current value after the first peak generation time. An ion current peak generation timing detection means for detecting a second peak generation timing that becomes a peak;
Peak generation timing determination means for determining whether the first peak generation timing and / or the second peak generation timing detected by the ion current peak generation timing detection means depends on the combustion characteristics of the internal combustion engine. When,
Combustion state determination means for determining the combustion state of the internal combustion engine based on the first peak generation time and the second peak generation time detected by the ion current peak generation time detection means;
Correction means for correcting at least one set value of preset ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount in accordance with the determination result of the peak occurrence timing determination means and the determination result of the combustion state determination means And a control device for an internal combustion engine.
前記ピーク発生時期判断手段は、燃焼開始から第1の所定期間内に前記イオン電流ピーク発生時期検出手段が前記第1ピークを検出しない場合、前記第1ピーク発生時期は前記内燃機関の燃焼特性に依るものではないと判断し、
前記補正手段は、前記予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量のいずれの設定値に対しても補正を変更しないことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The peak generation time determining means determines that the first peak generation time is in accordance with the combustion characteristics of the internal combustion engine when the ion current peak generation time detection means does not detect the first peak within a first predetermined period from the start of combustion. Judge that it doesn't depend,
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the correction unit does not change the correction for any of preset values of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount. .
前記ピーク発生時期判断手段は、前記記第1ピーク発生時期から第2の所定期間内に前記イオン電流ピーク発生時期検出手段が前記第2ピークを検出しない場合、前記第2ピーク発生時期は前記内燃機関の燃焼特性に依るものではないと判断し、
前記補正手段は、前記予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量のいずれの設定値に対しても補正を変更しないことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The peak generation time determination means is configured to determine that the second peak generation time is the internal combustion engine when the ion current peak generation time detection means does not detect the second peak within a second predetermined period from the first peak generation time. Judged not to depend on the combustion characteristics of the engine,
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the correction unit does not change the correction for any of preset values of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount. .
前記燃焼状態判定手段が、前記イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される前記第1ピーク発生時期と前記第2ピーク発生時期の差と予め設定された目標値との差が所定値より大きいと判断した場合、前記補正手段は、前記第1ピーク発生時期と前記第2ピーク発生時期の差が予め設定された目標値とほぼ等しくなるように、前記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも1つの設定値を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   When the difference between the first peak generation time and the second peak generation time detected by the ion current peak generation time detection means and a preset target value is greater than a predetermined value, the combustion state determination means When the determination is made, the correction means adjusts the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount so that the difference between the first peak generation timing and the second peak generation timing is substantially equal to a preset target value. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one set value is corrected. 前記燃焼状態判定手段が、所定期間内において前記イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される前記第1ピーク発生時期と前記第2ピーク発生時期の差の変動率が所定値より大きいと判断した場合、前記補正手段は、所定期間内において前記第1ピーク発生時期と前記第2ピーク発生時期の差の変動率が小さくなるように、前記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも1つの設定値を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   When the combustion state determination means determines that the variation rate of the difference between the first peak generation time and the second peak generation time detected by the ion current peak generation time detection means within a predetermined period is greater than a predetermined value The correction means sets at least one of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount so that a variation rate of a difference between the first peak generation timing and the second peak generation timing is reduced within a predetermined period. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the value is corrected. 前記燃焼状態判定手段が、所定期間内において前記イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される前記第1ピーク発生時期と前記第2ピーク発生時期の差の平均値と予め設定された目標値との差が所定値より大きいと判断した場合、前記補正手段は、所定期間内において前記第1ピーク発生時期と前記第2ピーク発生時期の差の平均値が予め設定
された目標値とほぼ等しくなるように、前記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも1つの設定値を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
The combustion state determination means is configured to obtain an average value of a difference between the first peak generation time and the second peak generation time detected by the ion current peak generation time detection means within a predetermined period, and a preset target value. When it is determined that the difference is greater than a predetermined value, the correction means causes the average value of the difference between the first peak occurrence time and the second peak occurrence time to be substantially equal to a preset target value within a predetermined period. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one set value of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount is corrected.
前記燃焼状態判定手段が、所定期間内において前記イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される前記第1ピーク発生時期および/あるいは前記第2ピーク発生時期の変動率が所定値より大きいと判断した場合、前記補正手段は、所定期間内において前記イオン電流ピーク発生時期検出手段によって検出される前記第1ピーク発生時期および/あるいは前記第2ピーク発生時期の変動率が小さくなるように、前記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも1つの設定値を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   When the combustion state determination means determines that the fluctuation rate of the first peak generation time and / or the second peak generation time detected by the ion current peak generation time detection means within a predetermined period is greater than a predetermined value The correction means is arranged so that the fluctuation rate of the first peak generation time and / or the second peak generation time detected by the ion current peak generation time detection means within a predetermined period is reduced. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one set value of the fuel injection timing and the fuel injection amount is corrected. 内燃機関の燃焼過程で発生するイオンの作用により燃焼室内を流れるイオン電流の値を連続的に検出するイオン電流検出ステップと、
前記イオン電流検出ステップにおいて検出される前記イオン電流の値に基づいて、燃焼開始後最初に前記イオン電流値がピークとなる第1ピーク発生時期および前記第1ピーク発生時期の後に前記イオン電流値がピークとなる第2ピーク発生時期を検出するイオン電流ピーク発生時期検出ステップと、
前記イオン電流ピーク発生時期検出ステップにおいて検出される前記第1ピーク発生時期および/または前記第2ピーク発生時期が前記内燃機関の燃焼特性に依るものであるか否かを判断するピーク発生時期判断ステップと、
前記イオン電流ピーク発生時期検出ステップにおいて検出される前記第1ピーク発生時期および前記第2ピーク発生時期に基づいて、前記内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定ステップとを有し、
前記ピーク発生時期判断ステップでの判断結果および前記燃焼状態判定ステップでの判定結果に応じて、予め設定されている点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量のうちの少なくとも一つの設定値を補正することを特徴とする内燃機関の制御方法。
An ion current detection step for continuously detecting the value of the ion current flowing in the combustion chamber by the action of ions generated in the combustion process of the internal combustion engine;
Based on the value of the ion current detected in the ion current detection step, the first peak generation time when the ion current value peaks after the start of combustion, and the ion current value after the first peak generation time. An ion current peak generation timing detection step for detecting a second peak generation timing that becomes a peak;
Peak generation timing determination step for determining whether the first peak generation timing and / or the second peak generation timing detected in the ion current peak generation timing detection step depends on the combustion characteristics of the internal combustion engine. When,
A combustion state determination step of determining a combustion state of the internal combustion engine based on the first peak generation time and the second peak generation time detected in the ion current peak generation time detection step;
According to the determination result in the peak generation timing determination step and the determination result in the combustion state determination step, at least one set value of a preset ignition timing, fuel injection timing, and fuel injection amount is corrected. A control method of an internal combustion engine characterized by the above.
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