JP2932917B2 - 内燃機関の燃焼状態制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼状態制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関（エンジン）
のリーン燃焼限界等を含む燃焼状態を制御する内燃機関
の燃焼状態制御装置に関する。
のリーン燃焼限界等を含む燃焼状態を制御する内燃機関
の燃焼状態制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エンジンへ供給される混合気の
空燃比をリーン化（希薄化）して、希薄燃焼させると、
このリーン燃焼領域でのＮＯｘ発生量は、図８に示すよ
うに、上記のリーン化によって大幅に低下することが知
られている。従って、ＮＯｘ低減という観点からは、設
定空燃比を更にリーン限界側にしてエンジンを運転する
ことが効果的である。
空燃比をリーン化（希薄化）して、希薄燃焼させると、
このリーン燃焼領域でのＮＯｘ発生量は、図８に示すよ
うに、上記のリーン化によって大幅に低下することが知
られている。従って、ＮＯｘ低減という観点からは、設
定空燃比を更にリーン限界側にしてエンジンを運転する
ことが効果的である。
【０００３】そこで、上記のように空燃比をよりリーン
化して希薄燃焼させるリーンバーンエンジンが、燃費向
上とＮＯｘ低減の両立を狙って種々提案されている。ま
た、このようなリーンバーンエンジンでは、一般的にリ
ニア空燃比センサ（ＬＡＦＳ）を用いて、空燃比フィー
ドバック制御を行なっている。
化して希薄燃焼させるリーンバーンエンジンが、燃費向
上とＮＯｘ低減の両立を狙って種々提案されている。ま
た、このようなリーンバーンエンジンでは、一般的にリ
ニア空燃比センサ（ＬＡＦＳ）を用いて、空燃比フィー
ドバック制御を行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
リーンバーンエンジンでは、エンジンやセンサのバラツ
キあるいは環境要因などを考慮して、目標空燃比を、リ
ーン限界よりも空燃比で１．５〜２程度リッチ側に設定
しており、これにより燃費低減とＮＯｘ低減という観点
からは更に改善の余地がある。
リーンバーンエンジンでは、エンジンやセンサのバラツ
キあるいは環境要因などを考慮して、目標空燃比を、リ
ーン限界よりも空燃比で１．５〜２程度リッチ側に設定
しており、これにより燃費低減とＮＯｘ低減という観点
からは更に改善の余地がある。
【０００５】ところで、リーン限界に近づける手法が従
来提案されており、その一手法として、次のような技術
が提案されている。すなわち、筒内圧力（燃焼室内圧
力）を検出し、これらの筒内圧力からエンジンの出力ト
ルクを算出し、この算出値を用いて、燃焼の変動を検出
するもの（特開平２−１５３２４３号公報参照）や、燃
焼変動検出結果に基づいて空燃比補正を行なうもの（特
公平３−３７０２１号公報、特公平３−５０１００号公
報参照）などがある。
来提案されており、その一手法として、次のような技術
が提案されている。すなわち、筒内圧力（燃焼室内圧
力）を検出し、これらの筒内圧力からエンジンの出力ト
ルクを算出し、この算出値を用いて、燃焼の変動を検出
するもの（特開平２−１５３２４３号公報参照）や、燃
焼変動検出結果に基づいて空燃比補正を行なうもの（特
公平３−３７０２１号公報、特公平３−５０１００号公
報参照）などがある。
【０００６】しかしながら、これらの手段では、悪化状
態の検出時ごとにリッチ化およびその後のリーン化を行
なうこととなる。これは、検出された単一の燃焼悪化デ
ータに基づき制御動作を行なうもので、このような手段
では、空燃比のリミットサイクルを生じる可能性があ
り、そのような状態が出現する場合には、ドライバビリ
ティ、燃費、排ガスの限界性能を実現することができな
い。
態の検出時ごとにリッチ化およびその後のリーン化を行
なうこととなる。これは、検出された単一の燃焼悪化デ
ータに基づき制御動作を行なうもので、このような手段
では、空燃比のリミットサイクルを生じる可能性があ
り、そのような状態が出現する場合には、ドライバビリ
ティ、燃費、排ガスの限界性能を実現することができな
い。
【０００７】このような課題については、制御に際し、
燃焼の変動が確率的なものであるという観点が必要とな
る。本発明は、このような課題に鑑み創案されたもの
で、確率的な観点から設定される指標を用いて、エンジ
ンの燃焼状態を判定できるようにした、内燃機関の燃焼
状態制御装置を提供することを目的とする。
燃焼の変動が確率的なものであるという観点が必要とな
る。本発明は、このような課題に鑑み創案されたもの
で、確率的な観点から設定される指標を用いて、エンジ
ンの燃焼状態を判定できるようにした、内燃機関の燃焼
状態制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【課題を解決するための手段】 このため、 本発明の内燃
機関の燃焼状態制御装置（請求項１）は、内燃機関の出
力状態を表すパラメータを検出するパラメータ検出手段
と、内燃機関の各燃焼ごとに上記パラメータ値に基づき
燃焼変動に相関した燃焼指標データを演算する燃焼指標
データ演算手段と、該燃焼指標データの平滑値データを
演算する平滑値データ演算手段と、該燃焼指標データが
燃焼悪化判定用閾値を燃焼悪化側に超えた場合に該燃焼
指標データと該平滑値データとの差のデータで規定され
る制御データを積算してこの積算データを燃焼悪化指標
として求める燃焼悪化指標算出手段と、設定されたサン
プリング期間内における該燃焼悪化指標に基づき、内燃
機関の燃焼変動調整要素を制御する制御手段とをそなえ
て構成されたことを特徴としている。
機関の燃焼状態制御装置（請求項１）は、内燃機関の出
力状態を表すパラメータを検出するパラメータ検出手段
と、内燃機関の各燃焼ごとに上記パラメータ値に基づき
燃焼変動に相関した燃焼指標データを演算する燃焼指標
データ演算手段と、該燃焼指標データの平滑値データを
演算する平滑値データ演算手段と、該燃焼指標データが
燃焼悪化判定用閾値を燃焼悪化側に超えた場合に該燃焼
指標データと該平滑値データとの差のデータで規定され
る制御データを積算してこの積算データを燃焼悪化指標
として求める燃焼悪化指標算出手段と、設定されたサン
プリング期間内における該燃焼悪化指標に基づき、内燃
機関の燃焼変動調整要素を制御する制御手段とをそなえ
て構成されたことを特徴としている。
【００１３】なお、上記パラメータ検出手段が燃焼室内
圧力情報を検出する手段として構成され、且つ、内燃機
関の圧縮行程での異なった２点における燃焼室内圧力情
報を第１燃焼室内圧力情報および第２燃焼室内圧力情報
とし、内燃機関膨張行程における燃焼室内圧力情報を第
３燃焼室内圧力情報とした場合に、上記燃焼指標データ
演算手段が、上記の第３燃焼室内圧力情報と第１，第２
燃焼室内圧力情報の一方の燃焼室内圧力情報との差およ
び上記の第１，第２燃焼室内圧力情報の差との比を演算
することにより該燃焼指標データを算出する手段として
構成されてもよい（請求項２）。
圧力情報を検出する手段として構成され、且つ、内燃機
関の圧縮行程での異なった２点における燃焼室内圧力情
報を第１燃焼室内圧力情報および第２燃焼室内圧力情報
とし、内燃機関膨張行程における燃焼室内圧力情報を第
３燃焼室内圧力情報とした場合に、上記燃焼指標データ
演算手段が、上記の第３燃焼室内圧力情報と第１，第２
燃焼室内圧力情報の一方の燃焼室内圧力情報との差およ
び上記の第１，第２燃焼室内圧力情報の差との比を演算
することにより該燃焼指標データを算出する手段として
構成されてもよい（請求項２）。
【００１４】また、上記パラメータ検出手段を、内燃機
関の燃焼により駆動される回転軸の回転状態を示すデー
タを検出する手段として構成してもよい（請求項３）。
関の燃焼により駆動される回転軸の回転状態を示すデー
タを検出する手段として構成してもよい（請求項３）。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【作用】 上述の 本発明の内燃機関の燃焼状態制御装置
（請求項１）では、パラメータ検出手段で、内燃機関の
出力状態を表すパラメータを検出し、燃焼指標データ演
算手段で、内燃機関の各燃焼ごとに上記パラメータ値に
基づき燃焼変動に相関した燃焼指標データを演算し、平
滑値データ演算手段で、該燃焼指標データの平滑値デー
タを演算し、燃焼悪化指標算出手段で、該燃焼指標デー
タが燃焼悪化判定用閾値を燃焼悪化側に超えた場合に、
該燃焼指標データと該平滑値データとの差のデータで規
定される制御データを積算して、この積算データを燃焼
悪化指標として求め、制御手段で、設定されたサンプリ
ング期間内における該燃焼悪化指標に基づき、内燃機関
の燃焼変動調整要素を制御する。
（請求項１）では、パラメータ検出手段で、内燃機関の
出力状態を表すパラメータを検出し、燃焼指標データ演
算手段で、内燃機関の各燃焼ごとに上記パラメータ値に
基づき燃焼変動に相関した燃焼指標データを演算し、平
滑値データ演算手段で、該燃焼指標データの平滑値デー
タを演算し、燃焼悪化指標算出手段で、該燃焼指標デー
タが燃焼悪化判定用閾値を燃焼悪化側に超えた場合に、
該燃焼指標データと該平滑値データとの差のデータで規
定される制御データを積算して、この積算データを燃焼
悪化指標として求め、制御手段で、設定されたサンプリ
ング期間内における該燃焼悪化指標に基づき、内燃機関
の燃焼変動調整要素を制御する。
【００２０】なお、上記パラメータ検出手段で、燃焼室
内圧力情報を検出し、且つ、内燃機関の圧縮行程での異
なった２点における燃焼室内圧力情報を第１燃焼室内圧
力情報および第２燃焼室内圧力情報とし、内燃機関膨張
行程における燃焼室内圧力情報を第３燃焼室内圧力情報
とした場合に、上記燃焼指標データ演算手段で、上記の
第３燃焼室内圧力情報と第１，第２燃焼室内圧力情報の
一方の燃焼室内圧力情報との差および上記の第１，第２
燃焼室内圧力情報の差との比を演算することにより該燃
焼指標データを算出してもよい（請求項２）。
内圧力情報を検出し、且つ、内燃機関の圧縮行程での異
なった２点における燃焼室内圧力情報を第１燃焼室内圧
力情報および第２燃焼室内圧力情報とし、内燃機関膨張
行程における燃焼室内圧力情報を第３燃焼室内圧力情報
とした場合に、上記燃焼指標データ演算手段で、上記の
第３燃焼室内圧力情報と第１，第２燃焼室内圧力情報の
一方の燃焼室内圧力情報との差および上記の第１，第２
燃焼室内圧力情報の差との比を演算することにより該燃
焼指標データを算出してもよい（請求項２）。
【００２１】また、上記パラメータ検出手段で、内燃機
関の燃焼により駆動される回転軸の回転状態を示すデー
タを検出してもよい（請求項３）。
関の燃焼により駆動される回転軸の回転状態を示すデー
タを検出してもよい（請求項３）。
【００２２】
【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明すると、図１〜図８は本発明の一実施例としての内
燃機関の燃焼状態制御装置を利用したエンジン制御装置
を示すもので、図１はその制御ブロック図、図２は本装
置を装備するエンジンシステムの概略構成図、図３はそ
の制御要領を説明するフローチャート、図４〜図７はい
ずれもエンジンの燃焼変動特性を説明する図である。
説明すると、図１〜図８は本発明の一実施例としての内
燃機関の燃焼状態制御装置を利用したエンジン制御装置
を示すもので、図１はその制御ブロック図、図２は本装
置を装備するエンジンシステムの概略構成図、図３はそ
の制御要領を説明するフローチャート、図４〜図７はい
ずれもエンジンの燃焼変動特性を説明する図である。
【００２３】さて、本装置を有するエンジンシステム
は、図２のようになるが、この図２において、エンジン
（内燃機関）ＥＧはその燃焼室１に通じる吸気通路２お
よび排気通路３を有しており、吸気通路２と燃焼室１と
は吸気弁４によって連通制御されるとともに、排気通路
３と燃焼室１とは排気弁５によって連通制御されるよう
になっている。
は、図２のようになるが、この図２において、エンジン
（内燃機関）ＥＧはその燃焼室１に通じる吸気通路２お
よび排気通路３を有しており、吸気通路２と燃焼室１と
は吸気弁４によって連通制御されるとともに、排気通路
３と燃焼室１とは排気弁５によって連通制御されるよう
になっている。
【００２４】さらに、吸気通路２には、上流側から順に
エアクリーナ，スロットル弁（いずれも図示せず）およ
び電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）６が設けられてお
り、排気通路３には、その上流側から順に排ガス浄化用
の触媒コンバータおよびマフラ (消音器）（いずれも図
示せず）が設けられている。なお、吸気通路２には、サ
ージタンク２ａが設けられており、更にインジェクタ６
は各気筒に対応して吸気ポート部分に設けられている。
エアクリーナ，スロットル弁（いずれも図示せず）およ
び電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）６が設けられてお
り、排気通路３には、その上流側から順に排ガス浄化用
の触媒コンバータおよびマフラ (消音器）（いずれも図
示せず）が設けられている。なお、吸気通路２には、サ
ージタンク２ａが設けられており、更にインジェクタ６
は各気筒に対応して吸気ポート部分に設けられている。
【００２５】また、吸気通路２と排気通路３との間に
は、排気再循環通路（ＥＧＲ通路）７が介装されてお
り、このＥＧＲ通路７には、電磁式のＥＧＲ弁８が介装
されている。なお、１８は点火プラグである。さらに、
このエンジンＥＧを制御するために、種々のセンサが設
けられている。まず、燃焼室１内の圧力（筒内圧力：燃
焼室圧力）を検出する筒内圧センサ１７が設けられてお
り、更にクランク角度を検出するクランク角センサ１５
（このクランク角センサ１５はエンジン回転数を検出す
る回転数センサも兼ねている）が設けられている。
は、排気再循環通路（ＥＧＲ通路）７が介装されてお
り、このＥＧＲ通路７には、電磁式のＥＧＲ弁８が介装
されている。なお、１８は点火プラグである。さらに、
このエンジンＥＧを制御するために、種々のセンサが設
けられている。まず、燃焼室１内の圧力（筒内圧力：燃
焼室圧力）を検出する筒内圧センサ１７が設けられてお
り、更にクランク角度を検出するクランク角センサ１５
（このクランク角センサ１５はエンジン回転数を検出す
る回転数センサも兼ねている）が設けられている。
【００２６】また、吸気通路２側には、そのエアクリー
ナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報から検出す
るエアフローセンサ（吸気量センサ）９，吸入空気温度
を検出する吸気温センサ１０および大気圧を検出する大
気圧センサ１１が設けられており、そのスロットル弁配
設部分に、スロットル弁の開度を検出するポテンショメ
ータ式のスロットルセンサ１２が設けられている。
ナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報から検出す
るエアフローセンサ（吸気量センサ）９，吸入空気温度
を検出する吸気温センサ１０および大気圧を検出する大
気圧センサ１１が設けられており、そのスロットル弁配
設部分に、スロットル弁の開度を検出するポテンショメ
ータ式のスロットルセンサ１２が設けられている。
【００２７】さらに、排気通路３側には、触媒コンバー
タの上流側部分に、排ガス中の酸素濃度（Ｏ2 濃度）を
検出する空燃比センサ１３（以下、単に「Ｏ2 センサ１
３」ということがある）が設けられている。なお、その
他のセンサとして、エンジン冷却水温を検出する水温セ
ンサ１４や第１気筒（基準気筒）の上死点を検出するＴ
ＤＣセンサ（気筒判別センサ）１６も設けられている。
タの上流側部分に、排ガス中の酸素濃度（Ｏ2 濃度）を
検出する空燃比センサ１３（以下、単に「Ｏ2 センサ１
３」ということがある）が設けられている。なお、その
他のセンサとして、エンジン冷却水温を検出する水温セ
ンサ１４や第１気筒（基準気筒）の上死点を検出するＴ
ＤＣセンサ（気筒判別センサ）１６も設けられている。
【００２８】そして、これらのセンサからの検出信号
は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０へ入力されるよう
になっているが、このＥＣＵ２０はＣＰＵ，ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ，適宜の入出力インタフェースをそなえており、こ
のＥＣＵ２０のＣＰＵに、上記の各センサからの検出信
号が入力されると、ＣＰＵで所要の演算が施され、この
演算結果に基づく燃料噴射量制御信号（燃料量制御信
号），点火時期制御信号，ＥＧＲ制御信号が、それぞれ
インジェクタ６，点火プラグ１８，ＥＧＲ弁８へ出力さ
れるようになっている。
は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０へ入力されるよう
になっているが、このＥＣＵ２０はＣＰＵ，ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ，適宜の入出力インタフェースをそなえており、こ
のＥＣＵ２０のＣＰＵに、上記の各センサからの検出信
号が入力されると、ＣＰＵで所要の演算が施され、この
演算結果に基づく燃料噴射量制御信号（燃料量制御信
号），点火時期制御信号，ＥＧＲ制御信号が、それぞれ
インジェクタ６，点火プラグ１８，ＥＧＲ弁８へ出力さ
れるようになっている。
【００２９】今、燃料噴射制御（空燃比制御）に着目す
ると、ＥＣＵ２０からは後述の手法で演算された燃料噴
射量制御信号がインジェクタ６へ出力されて、この燃料
噴射量制御信号により、インジェクタ６が、燃料噴射時
間Ｔinj （＝Ｔb ×ＫELSE×Ｋc ±Ｔacc ＋Ｔd ）の
間、駆動するようになっている。ここで、Ｔb は基本駆
動時間で、この基本駆動時間Ｔb は、エアフローセンサ
９およびクランク角センサ１５から得られるエンジン１
回転あたりの吸入空気量情報に応じて決定されるもので
ある。
ると、ＥＣＵ２０からは後述の手法で演算された燃料噴
射量制御信号がインジェクタ６へ出力されて、この燃料
噴射量制御信号により、インジェクタ６が、燃料噴射時
間Ｔinj （＝Ｔb ×ＫELSE×Ｋc ±Ｔacc ＋Ｔd ）の
間、駆動するようになっている。ここで、Ｔb は基本駆
動時間で、この基本駆動時間Ｔb は、エアフローセンサ
９およびクランク角センサ１５から得られるエンジン１
回転あたりの吸入空気量情報に応じて決定されるもので
ある。
【００３０】Ｋc は筒内圧補正係数で、この筒内圧補正
係数Ｋc は後述する燃焼悪化指標Ｖc に基づいて設定さ
れる。ＫELSEは、筒内圧補正係数Ｋc 以外の補正係数で
あり、大気圧センサ１１で得られる大気圧に応じて設定
される大気圧補正係数、吸気温センサ１０で得られる吸
気温度に応じて設定される吸気温補正係数、水温センサ
１４で得られるエンジン冷態時補正係数等が考えられ
る。
係数Ｋc は後述する燃焼悪化指標Ｖc に基づいて設定さ
れる。ＫELSEは、筒内圧補正係数Ｋc 以外の補正係数で
あり、大気圧センサ１１で得られる大気圧に応じて設定
される大気圧補正係数、吸気温センサ１０で得られる吸
気温度に応じて設定される吸気温補正係数、水温センサ
１４で得られるエンジン冷態時補正係数等が考えられ
る。
【００３１】Ｔacc は加減速補正時間で、この加減速補
正時間Ｔacc はスロットルセンサ１２から得られるエン
ジンの加減速状態に応じて設定される時間である。Ｔd
は無駄時間である。つぎに、本発明で新たに定義した燃
焼悪化指標Ｖc に基づいて、筒内圧補正係数Ｋc を求め
る手法について説明する。
正時間Ｔacc はスロットルセンサ１２から得られるエン
ジンの加減速状態に応じて設定される時間である。Ｔd
は無駄時間である。つぎに、本発明で新たに定義した燃
焼悪化指標Ｖc に基づいて、筒内圧補正係数Ｋc を求め
る手法について説明する。
【００３２】まず、ＥＣＵ２０は、内燃機関の出力状態
を表すパラメータを検出するセンサとしての筒内圧セン
サ１７，クランク角センサ１５からの信号より、圧縮行
程２点、膨張行程１点の合計３点の筒内圧力を計測し、
これをパラメータとして用いる。すなわち、ＥＣＵ２０
は、図１に示すように、圧縮行程２点と膨張行程１点の
合計３点の筒内圧力を計測する筒内圧検出手段２１の機
能を有しているが、この筒内圧検出手段２１で、具体的
には、吸排気弁閉後の内燃機関圧縮行程中の上死点前１
５０°での筒内圧力Ｐ（１５０Ｂ）（第１燃焼室内圧
力）およびこの筒内圧力Ｐ（１５０Ｂ）よりも後の時期
ではあるが点火時期よりも前の時期（上死点前６０°）
における内燃機関圧縮行程中の筒内圧力Ｐ（６０Ｂ）
（第２燃焼室内圧力）と、燃焼がほぼ完了した時点の内
燃機関膨張行程中の上死点後６０°での筒内圧力Ｐ（６
０Ａ）（第３燃焼室内圧力）との３点の筒内圧力を検出
するのである。ここで、行程i における上記の圧縮行程
２点と膨張行程１点の合計３点の筒内圧力Ｐ（１５０
Ｂ），Ｐ（６０Ｂ），Ｐ（６０Ａ）をＰ150B(I) ，Ｐ60
B(I)，Ｐ60A(I)と表記することにし、図で計測点を示す
と、図１のようになる。
を表すパラメータを検出するセンサとしての筒内圧セン
サ１７，クランク角センサ１５からの信号より、圧縮行
程２点、膨張行程１点の合計３点の筒内圧力を計測し、
これをパラメータとして用いる。すなわち、ＥＣＵ２０
は、図１に示すように、圧縮行程２点と膨張行程１点の
合計３点の筒内圧力を計測する筒内圧検出手段２１の機
能を有しているが、この筒内圧検出手段２１で、具体的
には、吸排気弁閉後の内燃機関圧縮行程中の上死点前１
５０°での筒内圧力Ｐ（１５０Ｂ）（第１燃焼室内圧
力）およびこの筒内圧力Ｐ（１５０Ｂ）よりも後の時期
ではあるが点火時期よりも前の時期（上死点前６０°）
における内燃機関圧縮行程中の筒内圧力Ｐ（６０Ｂ）
（第２燃焼室内圧力）と、燃焼がほぼ完了した時点の内
燃機関膨張行程中の上死点後６０°での筒内圧力Ｐ（６
０Ａ）（第３燃焼室内圧力）との３点の筒内圧力を検出
するのである。ここで、行程i における上記の圧縮行程
２点と膨張行程１点の合計３点の筒内圧力Ｐ（１５０
Ｂ），Ｐ（６０Ｂ），Ｐ（６０Ａ）をＰ150B(I) ，Ｐ60
B(I)，Ｐ60A(I)と表記することにし、図で計測点を示す
と、図１のようになる。
【００３３】そして、ＥＣＵ２０は、上記の燃焼室内圧
力情報Ｐ150B(i) ，Ｐ60B(i)と、筒内圧力Ｐ60A(i)（第
３燃焼室内圧力）とにより、燃焼変動に相関した燃焼指
標データＣi を次式（１）により演算する燃焼指標デー
タ演算手段１０１をそなえている。 Ｃi ＝（Ｐ60A(i)−Ｐ60B(i)）／（Ｐ60B(i)−Ｐ150B(i) ）・・・（１） すなわち、燃焼指標Ｃi は、Ｐ60A(i)とＰ60B(i)との差
の、Ｐ60B(i)とＰ150A(i) との差に対する比で定義され
ることになる。
力情報Ｐ150B(i) ，Ｐ60B(i)と、筒内圧力Ｐ60A(i)（第
３燃焼室内圧力）とにより、燃焼変動に相関した燃焼指
標データＣi を次式（１）により演算する燃焼指標デー
タ演算手段１０１をそなえている。 Ｃi ＝（Ｐ60A(i)−Ｐ60B(i)）／（Ｐ60B(i)−Ｐ150B(i) ）・・・（１） すなわち、燃焼指標Ｃi は、Ｐ60A(i)とＰ60B(i)との差
の、Ｐ60B(i)とＰ150A(i) との差に対する比で定義され
ることになる。
【００３４】ここで、この燃焼指標Ｃi の分母（Ｐ60B
(i)−Ｐ150B(i) ）は、圧縮圧力情報をもつことから、
燃焼室１内への空気量（ＥＧＲ量も含む）の情報を有す
ることになり、燃焼指標Ｃi の分子（Ｐ60A(i)−Ｐ60B
(i)）は膨張圧力変動情報をもつことから、エンジン出
力の情報を有することになり、従って、燃焼指標Ｃi
は、単位空気量当たりのエンジン出力の情報を有するこ
とになる。
(i)−Ｐ150B(i) ）は、圧縮圧力情報をもつことから、
燃焼室１内への空気量（ＥＧＲ量も含む）の情報を有す
ることになり、燃焼指標Ｃi の分子（Ｐ60A(i)−Ｐ60B
(i)）は膨張圧力変動情報をもつことから、エンジン出
力の情報を有することになり、従って、燃焼指標Ｃi
は、単位空気量当たりのエンジン出力の情報を有するこ
とになる。
【００３５】また、ＥＣＵ２０は、燃焼指標Ｃi が燃焼
悪化判定用閾値Ｃthを燃焼悪化側に超えた場合における
制御データを積算して燃焼悪化指標Ｖc を求める積算手
段１０２をそなえている。積算手段１０２で積算される
制御データは、燃焼指標Ｃi が燃焼悪化判定用閾値Ｃ
thから燃焼悪化側に超える度数で構成されており、後述
の確率的観点からの考察に従った補正すべき燃焼変動量
を反映する燃焼悪化指標Ｖc が算出されるようになって
いる。
悪化判定用閾値Ｃthを燃焼悪化側に超えた場合における
制御データを積算して燃焼悪化指標Ｖc を求める積算手
段１０２をそなえている。積算手段１０２で積算される
制御データは、燃焼指標Ｃi が燃焼悪化判定用閾値Ｃ
thから燃焼悪化側に超える度数で構成されており、後述
の確率的観点からの考察に従った補正すべき燃焼変動量
を反映する燃焼悪化指標Ｖc が算出されるようになって
いる。
【００３６】ここで、燃焼悪化判定用閾値Ｃthは、体積
効率ηv とエンジン回転数Ｎｅとで設定されるマップで
与えられるように構成されている。また、積算手段１０
２で積算される制御データは、燃焼指標Ｃi が平均燃
焼指標Ｃavから燃焼悪化側に超える超過量（Ｃav−Ｃi
）で構成されており、後述の確率的観点からの考察に
従った補正すべき燃焼変動量を反映する燃焼悪化指標Ｖ
c が算出されるようになっている。すなわち、燃焼の悪
化量を重みをつけて積算させることにより、閾値付近の
数値の影響を小さくするように構成されている。
効率ηv とエンジン回転数Ｎｅとで設定されるマップで
与えられるように構成されている。また、積算手段１０
２で積算される制御データは、燃焼指標Ｃi が平均燃
焼指標Ｃavから燃焼悪化側に超える超過量（Ｃav−Ｃi
）で構成されており、後述の確率的観点からの考察に
従った補正すべき燃焼変動量を反映する燃焼悪化指標Ｖ
c が算出されるようになっている。すなわち、燃焼の悪
化量を重みをつけて積算させることにより、閾値付近の
数値の影響を小さくするように構成されている。
【００３７】ここで、平均燃焼指標Ｃavは、次の２つの
手段のいずれかで設定されるように構成されている。 （１）過去のデータの平均を予め求めておき、定数とし
て与える。 （２）実時間処理で、１００サイクル程度の移動平均を
求める。 （３）時定数の大きい一次フィルタを用いた実時間処理
で求める。
手段のいずれかで設定されるように構成されている。 （１）過去のデータの平均を予め求めておき、定数とし
て与える。 （２）実時間処理で、１００サイクル程度の移動平均を
求める。 （３）時定数の大きい一次フィルタを用いた実時間処理
で求める。
【００３８】 Ｃav(i)=α・Ｃav(i-1)+(1- α) ・Ｃi α=0.95 ・・・（２） そして、これらの制御データ，は、制御装置で求め
られる特性によりいずれかが採用されるようになってい
る。さらに、ＥＣＵ２０には、設定されたサンプリング
期間内における燃焼悪化指標Ｖc に基づき燃焼の良否を
判定する判定手段１０４が設けられている。
られる特性によりいずれかが採用されるようになってい
る。さらに、ＥＣＵ２０には、設定されたサンプリング
期間内における燃焼悪化指標Ｖc に基づき燃焼の良否を
判定する判定手段１０４が設けられている。
【００３９】すなわち、判定手段１０４は、予め設定さ
れた２５６サイクル内において蓄積される燃焼悪化指標
Ｖc に対し、筒内圧補正係数Ｋc を決定することで、燃
焼悪化状態を判定するように構成されている。ここで、
筒内圧補正係数Ｋc は、次のように決定されるようにな
っている。 （１）Ｖc ＞Ｖc0＋ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1)＋Ｋr ・( Ｖc −Ｖc0−ΔＶc) ・・・（３−１） （２）Ｖc0＋ΔＶc ＞Ｖc ＞Ｖc0−ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1) ・・・（３−２） （３）Ｖc ＜Ｖc0−ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1)−Ｋｌ・( Ｖc −Ｖc0＋ΔＶc) ・・・（３−３） なお、0.1 ＞Ｋc ＞-0.1であり、Ｋr はリッチ化係数、
Ｋｌはリーン化係数である。
れた２５６サイクル内において蓄積される燃焼悪化指標
Ｖc に対し、筒内圧補正係数Ｋc を決定することで、燃
焼悪化状態を判定するように構成されている。ここで、
筒内圧補正係数Ｋc は、次のように決定されるようにな
っている。 （１）Ｖc ＞Ｖc0＋ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1)＋Ｋr ・( Ｖc −Ｖc0−ΔＶc) ・・・（３−１） （２）Ｖc0＋ΔＶc ＞Ｖc ＞Ｖc0−ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1) ・・・（３−２） （３）Ｖc ＜Ｖc0−ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1)−Ｋｌ・( Ｖc −Ｖc0＋ΔＶc) ・・・（３−３） なお、0.1 ＞Ｋc ＞-0.1であり、Ｋr はリッチ化係数、
Ｋｌはリーン化係数である。
【００４０】なお、内燃機関の出力状態を表すパラメー
タとしては、内燃機関の燃焼により駆動される回転軸の
回転状態（例えば回転加速度）を示すデータで構成する
こともできる。ところで、上述の燃焼悪化指標Ｖc は、
燃焼の変動が確率的なものであるという観点から、次の
ような意義により設定されている。
タとしては、内燃機関の燃焼により駆動される回転軸の
回転状態（例えば回転加速度）を示すデータで構成する
こともできる。ところで、上述の燃焼悪化指標Ｖc は、
燃焼の変動が確率的なものであるという観点から、次の
ような意義により設定されている。
【００４１】すなわち、燃焼変動は実験結果から図４に
示すような変動特性をもっていることを仮定することが
でき、次式（４），（５）により指数分布に従った確率
で発生する乱数を基準に変動の状況を記述することがで
きる。ここで、図４中の横軸はエンジンの平均有効圧av
Ｐi に対する筒内圧Ｐi の比率Ｋpt（比率ｘ）をとり、
これに対する燃焼変動の確率密度Ｐrbをとって、燃焼変
動の可能性を示している。
示すような変動特性をもっていることを仮定することが
でき、次式（４），（５）により指数分布に従った確率
で発生する乱数を基準に変動の状況を記述することがで
きる。ここで、図４中の横軸はエンジンの平均有効圧av
Ｐi に対する筒内圧Ｐi の比率Ｋpt（比率ｘ）をとり、
これに対する燃焼変動の確率密度Ｐrbをとって、燃焼変
動の可能性を示している。
【００４２】 Ｐrb（ｘ）＝λ・ｅｘｐ（−λ・ｘ） ・・・・（４） Ｋpt ＝（１−ｘ・Ｋprb ）／｛１−１／（λ・Ｋprb ）｝・・・・（５） この燃焼変動特性は、母数λ＝５の指数分布で近似する
ことができ、この近似特性は、図５に示すものとなる。
すなわち、燃焼変動の確率密度Ｐ（ｘ）は、 Ｐ（ｘ）＝λ・ｅｘｐ（−λ・ｘ） ・・・・（６） 一方、横軸のＰi ／avＰi は、確率的な変動の大きさを
表す係数εを用いて、筒内圧を正規化したものに相当し
ており、次式（７）で表される。
ことができ、この近似特性は、図５に示すものとなる。
すなわち、燃焼変動の確率密度Ｐ（ｘ）は、 Ｐ（ｘ）＝λ・ｅｘｐ（−λ・ｘ） ・・・・（６） 一方、横軸のＰi ／avＰi は、確率的な変動の大きさを
表す係数εを用いて、筒内圧を正規化したものに相当し
ており、次式（７）で表される。
【００４３】 Ｐi ／avＰi ＝（１−ε・ｘ）／（１−ε／ｘ） ・・・・（７） ここで、ａ＝λ／（λ−ε），ｂ＝λ・ε／（λ−ε）
とすると、 Ｐi ／avＰi ＝ａ−ｂ・ｘ ・・・・（８） と表すことができる。なお、avＰi は、Ｐi の平均値を
表している。
とすると、 Ｐi ／avＰi ＝ａ−ｂ・ｘ ・・・・（８） と表すことができる。なお、avＰi は、Ｐi の平均値を
表している。
【００４４】図５における特性で示されるように、右方
に位置する特性ほど出現の確率が低く、燃焼状態が悪化
する状況にある。ここで、図５の境界Ａより右方に至っ
た場合を、燃焼が悪化する場合であると判定するものと
して、燃焼悪化判定用閾値Ｐi ／avＰi ＝０．９とす
る。一方、燃焼変動ＣＯＶを確率を用いて表現すると、
次のように表される。
に位置する特性ほど出現の確率が低く、燃焼状態が悪化
する状況にある。ここで、図５の境界Ａより右方に至っ
た場合を、燃焼が悪化する場合であると判定するものと
して、燃焼悪化判定用閾値Ｐi ／avＰi ＝０．９とす
る。一方、燃焼変動ＣＯＶを確率を用いて表現すると、
次のように表される。
【００４５】まず、Ｐi ／avＰi の分散Ｖ（Ｐi ／avＰ
i ）は、 Ｖ（Ｐi ／avＰi ）＝ｂ2 ／λ 2 ・・・・（９） Ｐi ／avＰi の標準偏差σ（Ｐi ／avＰi ）は、 σ（Ｐi ／avＰi ）＝｛Ｖ（Ｐi ／avＰi ）｝1/2 ＝ｂ／λ ・・・・（１０） したがって、 ＣＯＶ＝σ（Ｐi ／avＰi ）＝ｂ／λ ＝ε／（λ−ε）・・・・（１１） そして、筒内圧と燃焼指標との間には良い相関があるこ
とがわかっているので、Ｐi ／avＰi を、燃焼指標を正
規化したものに相当するＣi ／avＣi でおきかえて考え
る。燃焼悪化指標Ｖc を確率を用いて表現すると、制御
データの燃焼悪化指標Ｖc は、Ｃi ／avＣi ≦Ｃth／
avＣi が成立する確率である。
i ）は、 Ｖ（Ｐi ／avＰi ）＝ｂ2 ／λ 2 ・・・・（９） Ｐi ／avＰi の標準偏差σ（Ｐi ／avＰi ）は、 σ（Ｐi ／avＰi ）＝｛Ｖ（Ｐi ／avＰi ）｝1/2 ＝ｂ／λ ・・・・（１０） したがって、 ＣＯＶ＝σ（Ｐi ／avＰi ）＝ｂ／λ ＝ε／（λ−ε）・・・・（１１） そして、筒内圧と燃焼指標との間には良い相関があるこ
とがわかっているので、Ｐi ／avＰi を、燃焼指標を正
規化したものに相当するＣi ／avＣi でおきかえて考え
る。燃焼悪化指標Ｖc を確率を用いて表現すると、制御
データの燃焼悪化指標Ｖc は、Ｃi ／avＣi ≦Ｃth／
avＣi が成立する確率である。
【００４６】ここで、Ｃth／avＣi は燃焼指標の閾値
で、０．９の値がとられる。また、ｘの閾値をｘ0 とす
ると、燃焼悪化指標Ｖc は燃焼変動の確率密度Ｐ（ｘ）
を閾値ｘ0 から１／εまで積分したものとなる。ここ
で、１／εは、Ｃi ／avＣi ＝ａ−ｂ・ｘ＝０のときの
ｘの値で、前に定義したａ＝λ／（λ−ε），ｂ＝λ・
ε／（λ−ε）を代入して求められる。
で、０．９の値がとられる。また、ｘの閾値をｘ0 とす
ると、燃焼悪化指標Ｖc は燃焼変動の確率密度Ｐ（ｘ）
を閾値ｘ0 から１／εまで積分したものとなる。ここ
で、１／εは、Ｃi ／avＣi ＝ａ−ｂ・ｘ＝０のときの
ｘの値で、前に定義したａ＝λ／（λ−ε），ｂ＝λ・
ε／（λ−ε）を代入して求められる。
【００４７】したがって、制御データについては、
【００４８】
【数１】
【００４９】ここで、ｘ0 ＝（ａ−Ｃth／avＣi ）／ｂ ＝｛λ−（λ−ε）・Ｃth／avＣi ｝／λ・ε を代入すると、Ｖｃは次のようになる。 Ｖｃ ＝-exp（−λ／ε）+exp〔｛（λ−ε）・Ｃth／
avＣi −λ｝／ε〕・・・・（１２−２） この燃焼悪化指標Ｖc を、燃焼変動ＣＯＶに対し、εを
変化させることによりプロットすると、図６に示すよう
になる。
avＣi −λ｝／ε〕・・・・（１２−２） この燃焼悪化指標Ｖc を、燃焼変動ＣＯＶに対し、εを
変化させることによりプロットすると、図６に示すよう
になる。
【００５０】すなわち、図６は、横軸に燃焼変動ＣＯＶ
をとり、燃焼悪化指標Ｖc を縦軸にとって、相互の関係
を示すもので、同図に表されるように、良好な線型関係
を持っているということができる。したがって、燃焼悪
化指標Ｖc と燃焼変動ＣＯＶとの間には、良好な相関関
係があり、燃焼悪化指標Ｖc を燃焼変動に対する制御要
素として採用し、フィードバック制御を行なうことによ
り、確率的に安定した的確な制御が行なわれる。
をとり、燃焼悪化指標Ｖc を縦軸にとって、相互の関係
を示すもので、同図に表されるように、良好な線型関係
を持っているということができる。したがって、燃焼悪
化指標Ｖc と燃焼変動ＣＯＶとの間には、良好な相関関
係があり、燃焼悪化指標Ｖc を燃焼変動に対する制御要
素として採用し、フィードバック制御を行なうことによ
り、確率的に安定した的確な制御が行なわれる。
【００５１】一方、制御データについて燃焼悪化指標
Ｖc はＣｉ＜Ｃｔｈとなる確率にＣａｖ−Ｃｉをかけた
ものであり、これを考慮して算出すると次のようにな
る。平均燃焼指標を正規化したものをＣav／avＣi とす
ると、
Ｖc はＣｉ＜Ｃｔｈとなる確率にＣａｖ−Ｃｉをかけた
ものであり、これを考慮して算出すると次のようにな
る。平均燃焼指標を正規化したものをＣav／avＣi とす
ると、
【００５２】
【数２】
【００５３】ここで、Ｃav／avＣi ＝１，Ｃi ／avＣi
＝ａ−ｂ・ｘであるから、Ｖc は次のようになる。
＝ａ−ｂ・ｘであるから、Ｖc は次のようになる。
【００５４】
【数３】
【００５５】この燃焼悪化指標Ｖc についても、燃焼変
動ＣＯＶに対し、εを変化させることによりプロットす
ると、図７に示すようになる。すなわち、図７は、横軸
に燃焼変動ＣＯＶをとり、燃焼悪化指標Ｖc を縦軸にと
って、相互の関係を示すもので、同図に表されるよう
に、良好な線型関係を持っているということができる。
動ＣＯＶに対し、εを変化させることによりプロットす
ると、図７に示すようになる。すなわち、図７は、横軸
に燃焼変動ＣＯＶをとり、燃焼悪化指標Ｖc を縦軸にと
って、相互の関係を示すもので、同図に表されるよう
に、良好な線型関係を持っているということができる。
【００５６】したがって、燃焼悪化指標Ｖc と燃焼変動
ＣＯＶとの間には、良好な相関関係があり、燃焼悪化指
標Ｖc を燃焼変動に対する制御要素として採用し、フィ
ードバック制御を行なうことにより、確率的に安定した
的確な制御が行なわれる。次に、上記の燃焼悪化指標Ｖ
c および補正係数Ｋc の演算を中心にした燃料噴射制御
について、図３のフローチャートを用いて説明する。
ＣＯＶとの間には、良好な相関関係があり、燃焼悪化指
標Ｖc を燃焼変動に対する制御要素として採用し、フィ
ードバック制御を行なうことにより、確率的に安定した
的確な制御が行なわれる。次に、上記の燃焼悪化指標Ｖ
c および補正係数Ｋc の演算を中心にした燃料噴射制御
について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００５７】まず、ステップＳ１において、エンジンの
行程に同期した割り込みが実行され、ステップＳ２以下
の処理が実行される。ステップＳ２においては、計測さ
れた３つの筒内圧力Ｐ150B(i) ，Ｐ60B(i)，Ｐ60A(i)を
ロードする。即ち、筒内圧力Ｐ150B(i) は上死点前１５
０°のクランク割込み毎に読み込まれ、筒内圧力Ｐ60B
(i)は上死点前６０°のクランク割込み毎に読み込ま
れ、筒内圧力Ｐ60A(i)は上死点後６０°のクランク割込
み毎に読み込まれる。
行程に同期した割り込みが実行され、ステップＳ２以下
の処理が実行される。ステップＳ２においては、計測さ
れた３つの筒内圧力Ｐ150B(i) ，Ｐ60B(i)，Ｐ60A(i)を
ロードする。即ち、筒内圧力Ｐ150B(i) は上死点前１５
０°のクランク割込み毎に読み込まれ、筒内圧力Ｐ60B
(i)は上死点前６０°のクランク割込み毎に読み込ま
れ、筒内圧力Ｐ60A(i)は上死点後６０°のクランク割込
み毎に読み込まれる。
【００５８】ついで、ステップＳ４において、燃焼指標
データ演算手段１０１による燃焼指標Ｃi の算出が次式
により行なわれる。 Ｃi ＝（Ｐ60A(i)−Ｐ60B(i)）／（Ｐ60B(i)−Ｐ150B(i) ）・・・（１） さらに、ステップＳ５において、燃焼指標Ｃi が燃焼悪
化判定用閾値Ｃthよりも小さいかどうかが判断され、小
さくない場合には、燃焼状態が悪化した状態にないた
め、「ＮＯ」ルートを通じステップＳ６のリターン動作
が行なわれて、次の演算サイクルに待機する状態とな
る。
データ演算手段１０１による燃焼指標Ｃi の算出が次式
により行なわれる。 Ｃi ＝（Ｐ60A(i)−Ｐ60B(i)）／（Ｐ60B(i)−Ｐ150B(i) ）・・・（１） さらに、ステップＳ５において、燃焼指標Ｃi が燃焼悪
化判定用閾値Ｃthよりも小さいかどうかが判断され、小
さくない場合には、燃焼状態が悪化した状態にないた
め、「ＮＯ」ルートを通じステップＳ６のリターン動作
が行なわれて、次の演算サイクルに待機する状態とな
る。
【００５９】一方、燃焼指標Ｃi が燃焼悪化判定用閾値
Ｃthよりも小さくなっている場合には、燃焼状態が悪化
した状態にあるため、「ＹＥＳ」ルートを通じステップ
Ｓ７の動作が実行される。ステップＳ７では、積算手段
１０２の積算により燃焼悪化指標Ｖc の演算が行なわれ
るが、この演算は、制御データ，のいずれかの、当
該装置で採用されているものについて行なわれる。
Ｃthよりも小さくなっている場合には、燃焼状態が悪化
した状態にあるため、「ＹＥＳ」ルートを通じステップ
Ｓ７の動作が実行される。ステップＳ７では、積算手段
１０２の積算により燃焼悪化指標Ｖc の演算が行なわれ
るが、この演算は、制御データ，のいずれかの、当
該装置で採用されているものについて行なわれる。
【００６０】まず制御データが採用されている場合に
は、前回のステップＳ７の実行により算出された燃焼悪
化指標Ｖc に、度数を１加える次式の演算が行なわれ
る。 Ｖc ＝ Ｖc ＋ １ これにより、燃焼指標Ｃi が所定の燃焼悪化判定用閾値
Ｃthから燃焼悪化側に超えた度数が積算されることにな
る。
は、前回のステップＳ７の実行により算出された燃焼悪
化指標Ｖc に、度数を１加える次式の演算が行なわれ
る。 Ｖc ＝ Ｖc ＋ １ これにより、燃焼指標Ｃi が所定の燃焼悪化判定用閾値
Ｃthから燃焼悪化側に超えた度数が積算されることにな
る。
【００６１】また、制御データが採用されている場合
には、前回のステップＳ７の実行により算出された燃焼
悪化指標Ｖc に対し、燃焼指標Ｃi が平均燃焼指標Ｃav
から燃焼悪化側に超える超過量（Ｃav−Ｃi ）を加算さ
れる。 Ｖc ＝ Ｖc ＋ （Ｃav−Ｃi ） これにより、燃焼の悪化量が重みをつけて積算され、閾
値付近の数値の影響を小さくする状態での燃焼悪化指標
Ｖc が算出される。
には、前回のステップＳ７の実行により算出された燃焼
悪化指標Ｖc に対し、燃焼指標Ｃi が平均燃焼指標Ｃav
から燃焼悪化側に超える超過量（Ｃav−Ｃi ）を加算さ
れる。 Ｖc ＝ Ｖc ＋ （Ｃav−Ｃi ） これにより、燃焼の悪化量が重みをつけて積算され、閾
値付近の数値の影響を小さくする状態での燃焼悪化指標
Ｖc が算出される。
【００６２】なお、この燃焼悪化指標Ｖc は、前述の確
率的観点からの考察に従った補正すべき燃焼変動量を反
映するものであって、燃焼悪化の確率を考慮した状態で
算出されることとなる。したがって、この燃焼悪化指標
Ｖc に基づき燃料噴射量の補正を行なうことにより、燃
焼悪化の確率に対応した燃料噴射制御が安定して行なわ
れる。
率的観点からの考察に従った補正すべき燃焼変動量を反
映するものであって、燃焼悪化の確率を考慮した状態で
算出されることとなる。したがって、この燃焼悪化指標
Ｖc に基づき燃料噴射量の補正を行なうことにより、燃
焼悪化の確率に対応した燃料噴射制御が安定して行なわ
れる。
【００６３】そして、ステップＳ８において演算サイク
ルが２５６サイクルを超えたかどうかが判断され、超え
ていない場合は、「ＮＯ」ルートを通じステップＳ９の
リターン動作が行なわれて、次の演算サイクルを待機す
る状態となる。また、演算サイクルが２５６サイクルを
超えた場合は、所定のサンプリング期間を経過した状態
にあるため、「ＹＥＳ」ルートを通じ判定手段１０４に
よるステップＳ１０以下の判定動作および補正動作が実
行される。
ルが２５６サイクルを超えたかどうかが判断され、超え
ていない場合は、「ＮＯ」ルートを通じステップＳ９の
リターン動作が行なわれて、次の演算サイクルを待機す
る状態となる。また、演算サイクルが２５６サイクルを
超えた場合は、所定のサンプリング期間を経過した状態
にあるため、「ＹＥＳ」ルートを通じ判定手段１０４に
よるステップＳ１０以下の判定動作および補正動作が実
行される。
【００６４】まず、ステップＳ１０において、補正係数
Ｋc(j)が次のように設定される。 （１）Ｖc ＞Ｖc0＋ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1)＋Ｋr ・( Ｖc −Ｖc0−ΔＶc) ・・・（３−１） （２）Ｖc0＋ΔＶc ＞Ｖc ＞Ｖc0−ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1) ・・・（３−２） （３）Ｖc ＜Ｖc0−ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1)−Ｋｌ・( Ｖc −Ｖc0＋ΔＶc) ・・・（３−３） そして、設定された補正係数Ｋc(j)による噴射燃料の補
正が行なわれる（ステップＳ１１）。
Ｋc(j)が次のように設定される。 （１）Ｖc ＞Ｖc0＋ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1)＋Ｋr ・( Ｖc −Ｖc0−ΔＶc) ・・・（３−１） （２）Ｖc0＋ΔＶc ＞Ｖc ＞Ｖc0−ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1) ・・・（３−２） （３）Ｖc ＜Ｖc0−ΔＶc のとき、 Ｋc(j)= Ｋc(j-1)−Ｋｌ・( Ｖc −Ｖc0＋ΔＶc) ・・・（３−３） そして、設定された補正係数Ｋc(j)による噴射燃料の補
正が行なわれる（ステップＳ１１）。
【００６５】燃料噴射制御は、ＥＣＵ２０からの燃料噴
射量制御信号によるインジェクタ６の燃料噴射時間Ｔ
inj を制御することにより行なわれるが、この燃料噴射
時間Ｔ inj は次式により算出される。 Ｔinj ＝Ｔb ×ＫELSE×Ｋc ±Ｔacc ＋Ｔd この式におけるＫc が上述の補正係数Ｋc(j)であり、-
0.1から0.1 の間で設定されるＫc(j)により、燃料噴射
時間Ｔinj が所望の状態に調整され、的確な燃料噴射制
御が行なわれる。
射量制御信号によるインジェクタ６の燃料噴射時間Ｔ
inj を制御することにより行なわれるが、この燃料噴射
時間Ｔ inj は次式により算出される。 Ｔinj ＝Ｔb ×ＫELSE×Ｋc ±Ｔacc ＋Ｔd この式におけるＫc が上述の補正係数Ｋc(j)であり、-
0.1から0.1 の間で設定されるＫc(j)により、燃料噴射
時間Ｔinj が所望の状態に調整され、的確な燃料噴射制
御が行なわれる。
【００６６】すなわち、燃焼悪化の確率に対応して算出
される燃焼悪化指標Ｖc に基づき、燃料噴射量の補正が
行なわれ、燃焼悪化の確率に対応した燃料噴射制御が安
定して行なわれる。なお、燃焼悪化指標Ｖc は、ステッ
プＳ１２においてリセットされ、次の演算サイクルを待
機する状態となる。
される燃焼悪化指標Ｖc に基づき、燃料噴射量の補正が
行なわれ、燃焼悪化の確率に対応した燃料噴射制御が安
定して行なわれる。なお、燃焼悪化指標Ｖc は、ステッ
プＳ１２においてリセットされ、次の演算サイクルを待
機する状態となる。
【００６７】このように本実施例では、燃料噴射制御に
用いられる燃焼悪化指標Ｖc が、内燃機関の燃焼変動に
対し良い線型の相関を持っており、フィードバック制御
を行なうに当たって正確な補正が行なわれ、的確な燃料
噴射量の補正が的確に行なわれる。これにより、従来、
単一の燃焼悪化検出により行なわれていた補正を行なわ
ず、確率的に確実な燃焼悪化に対応するようになるた
め、空燃比のリミットサイクルの発生を防止できるよう
になり、リーンバーンエンジンにおいて、ドライバビリ
ティ、燃費、排ガスの限界性能等を大幅に向上させるこ
とができるようになる。
用いられる燃焼悪化指標Ｖc が、内燃機関の燃焼変動に
対し良い線型の相関を持っており、フィードバック制御
を行なうに当たって正確な補正が行なわれ、的確な燃料
噴射量の補正が的確に行なわれる。これにより、従来、
単一の燃焼悪化検出により行なわれていた補正を行なわ
ず、確率的に確実な燃焼悪化に対応するようになるた
め、空燃比のリミットサイクルの発生を防止できるよう
になり、リーンバーンエンジンにおいて、ドライバビリ
ティ、燃費、排ガスの限界性能等を大幅に向上させるこ
とができるようになる。
【００６８】また、燃焼変動を統計的に処理する場合に
は、一般に著しく多数の計測データを必要とし、エンジ
ンＥＣＵの処理能力では的確な制御を行なえないが、本
実施例によれば、従来のエンジンＥＣＵ能力によっても
十分な実時間処理による制御を行なうことができる。ま
た、簡便にリーン燃焼限界制御を実現することができ、
これにより燃費の向上およびＮＯｘ低減におおいに寄与
するものである。
は、一般に著しく多数の計測データを必要とし、エンジ
ンＥＣＵの処理能力では的確な制御を行なえないが、本
実施例によれば、従来のエンジンＥＣＵ能力によっても
十分な実時間処理による制御を行なうことができる。ま
た、簡便にリーン燃焼限界制御を実現することができ、
これにより燃費の向上およびＮＯｘ低減におおいに寄与
するものである。
【００６９】なお、筒内圧力計測点として、上死点前１
２０°，上死点前６０°，上死点後６０°のものを用い
たり、上死点前Ｂ１９５°，上死点前Ｂ７５°，上死点
後Ａ４５°のものを用いたり、他のエンジンの圧縮行程
での異なった２点における第１筒内圧力および第２筒内
圧力と、内燃機関膨張行程における第３筒内圧力との３
点を計測してもよく、又、燃焼指標を、上記の第３筒内
圧力と第１，第２筒内圧力の一方の筒内圧力との差およ
び上記の第１，第２筒内圧力の差との比で定義してもよ
い。このようにして定義した燃焼指標を用いても、前記
の場合と同様にして、エンジンの燃焼状態を評価して、
エンジンの燃焼状態の制御が可能である。
２０°，上死点前６０°，上死点後６０°のものを用い
たり、上死点前Ｂ１９５°，上死点前Ｂ７５°，上死点
後Ａ４５°のものを用いたり、他のエンジンの圧縮行程
での異なった２点における第１筒内圧力および第２筒内
圧力と、内燃機関膨張行程における第３筒内圧力との３
点を計測してもよく、又、燃焼指標を、上記の第３筒内
圧力と第１，第２筒内圧力の一方の筒内圧力との差およ
び上記の第１，第２筒内圧力の差との比で定義してもよ
い。このようにして定義した燃焼指標を用いても、前記
の場合と同様にして、エンジンの燃焼状態を評価して、
エンジンの燃焼状態の制御が可能である。
【００７０】また、燃焼指標としきい値との比較結果に
基づき、燃焼変動調整要素としての空燃比に代えて、又
は空燃比に加えて、燃焼変動調整要素としてのＥＧＲ量
を制御してもよい。
基づき、燃焼変動調整要素としての空燃比に代えて、又
は空燃比に加えて、燃焼変動調整要素としてのＥＧＲ量
を制御してもよい。
【００７１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
の燃焼状態制御装置によれば、次のような効果ないし利
点が得られる。 （１）燃焼悪化に対応して算出される燃焼悪化指標に基
づき、燃料噴射量の補正が行なわれ、燃焼悪化に対応し
た燃料噴射制御が安定して行なわれる。
の燃焼状態制御装置によれば、次のような効果ないし利
点が得られる。 （１）燃焼悪化に対応して算出される燃焼悪化指標に基
づき、燃料噴射量の補正が行なわれ、燃焼悪化に対応し
た燃料噴射制御が安定して行なわれる。
【００７２】（２）燃料噴射制御に用いられる燃焼悪化
指標を、内燃機関の燃焼変動に対し良い線型の相関を持
つものにすることにより、フィードバック制御を行なう
に当たって正確な補正を行なえるようになり、的確な燃
料噴射量の補正を安定して行ないうるようになる。 （３）単一の燃焼悪化検出による補正を行なわず、確率
的な燃焼悪化への対応を行なうことにより、フィードバ
ック制御を確実に行なえるようになって、空燃比のリミ
ットサイクルの発生を防止できるようになり、リーンバ
ーンエンジンにおいて、ドライバビリティ、燃費、排ガ
スの限界性能を大幅に向上させることができるようにな
る。
指標を、内燃機関の燃焼変動に対し良い線型の相関を持
つものにすることにより、フィードバック制御を行なう
に当たって正確な補正を行なえるようになり、的確な燃
料噴射量の補正を安定して行ないうるようになる。 （３）単一の燃焼悪化検出による補正を行なわず、確率
的な燃焼悪化への対応を行なうことにより、フィードバ
ック制御を確実に行なえるようになって、空燃比のリミ
ットサイクルの発生を防止できるようになり、リーンバ
ーンエンジンにおいて、ドライバビリティ、燃費、排ガ
スの限界性能を大幅に向上させることができるようにな
る。
【００７３】（４）燃焼変動を統計的に処理する場合に
は、一般に著しく多数の計測データを必要とし、エンジ
ン制御用コンピュータの処理能力では的確な制御を行な
えないが、燃焼悪化指標を導入することにより、従来の
エンジン制御用コンピュータ能力によっても十分な実時
間処理による制御を行なうことができる。 （５）簡便にリーン燃焼限界制御を実現することがで
き、これにより燃費の向上およびＮＯｘ低減におおいに
寄与するものである。
は、一般に著しく多数の計測データを必要とし、エンジ
ン制御用コンピュータの処理能力では的確な制御を行な
えないが、燃焼悪化指標を導入することにより、従来の
エンジン制御用コンピュータ能力によっても十分な実時
間処理による制御を行なうことができる。 （５）簡便にリーン燃焼限界制御を実現することがで
き、これにより燃費の向上およびＮＯｘ低減におおいに
寄与するものである。
【図１】本発明の一実施例を示す制御ブロック図であ
る。
る。
【図２】本装置を装備するエンジンシステムの概略構成
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】エンジンの燃焼変動特性を説明する図である。
【図５】エンジンの燃焼変動特性を説明する図である。
【図６】エンジンの燃焼変動特性を説明する図である。
【図７】エンジンの燃焼変動特性を説明する図である。
【図８】空燃比と燃焼変動，ＮＯｘ量との関係を説明す
る図である。
る図である。
１ 燃焼室 ２ 吸気通路 ２ａ サージタンク ３ 排気通路 ４ 吸気弁 ５ 排気弁 ６ インジェクタ ７ ＥＧＲ通路 ８ ＥＧＲ弁 ９ エアフローセンサ １０ 吸気温センサ １１ 大気圧センサ １２ スロットルセンサ １３ Ｏ2 センサ １４ 水温センサ １５ クランク角センサ １６ ＴＤＣセンサ １７ 筒内圧センサ １８ 点火プラグ ２０ ＥＣＵ ２１ 筒内圧力検出手段 １０１ 燃焼指標データ演算手段 １０２ 積算手段 １０４ 判定手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−153243（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−249049（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−202660（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−10199（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49955（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−106148（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−37021（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−50100（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 45/00 368 F02D 45/00 345 F02D 45/00 358 F02D 45/00 362
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関の出力状態を表すパラメータを
検出するパラメータ検出手段と、 内燃機関の各燃焼ごとに上記パラメータ値に基づき燃焼
変動に相関した燃焼指標データを演算する燃焼指標デー
タ演算手段と、該燃焼指標データの平滑値データを演算する平滑値デー
タ演算手段と、 該燃焼指標データが燃焼悪化判定用閾値を燃焼悪化側に
超えた場合に該燃焼指標データと該平滑値データとの差
のデータで規定される制御データを積算してこの積算デ
ータを燃焼悪化指標として求める燃焼悪化指標算出手段
と、 設定されたサンプリング期間内における該燃焼悪化指標
に基づき、内燃機関の燃焼変動調整要素を制御する制御
手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、内燃機
関の燃焼状態制御装置。 - 【請求項２】 上記パラメータ検出手段が燃焼室内圧力
情報を検出する手段として構成され、 且つ、内燃機関の圧縮行程での異なった２点における燃
焼室内圧力情報を第１燃焼室内圧力情報および第２燃焼
室内圧力情報とし、内燃機関膨張行程における燃焼室内
圧力情報を第３燃焼室内圧力情報とした場合に、 上記燃焼指標データ演算手段が、 上記の第３燃焼室内圧力情報と第１，第２燃焼室内圧力
情報の一方の燃焼室内圧力情報との差および上記の第
１，第２燃焼室内圧力情報の差との比を演算することに
より該燃焼指標データを算出する手段として構成された
ことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の燃焼状
態制御装置。 - 【請求項３】 上記パラメータ検出手段が、内燃機関の
燃焼により駆動される回転軸の回転状態を示すデータを
検出する手段として構成されたことを特徴とする、請求
項１に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32221093A JP2932917B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の燃焼状態制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32221093A JP2932917B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の燃焼状態制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07180598A JPH07180598A (ja) | 1995-07-18 |
| JP2932917B2 true JP2932917B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=18141190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32221093A Expired - Fee Related JP2932917B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の燃焼状態制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932917B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3448870B2 (ja) * | 1996-12-13 | 2003-09-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| CN113984276B (zh) * | 2021-10-22 | 2024-01-12 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 检测怠速工况下发动机各气缸压力不均匀性的方法 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32221093A patent/JP2932917B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07180598A (ja) | 1995-07-18 |
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