JP3234434B2 - リーン限界検出方法 - Google Patents
リーン限界検出方法Info
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- JP3234434B2 JP3234434B2 JP06757595A JP6757595A JP3234434B2 JP 3234434 B2 JP3234434 B2 JP 3234434B2 JP 06757595 A JP06757595 A JP 06757595A JP 6757595 A JP6757595 A JP 6757595A JP 3234434 B2 JP3234434 B2 JP 3234434B2
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- rate
- internal combustion
- combustion engine
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用の内
燃機関における稀薄燃焼により燃焼に不具合が発生する
限界を検出するリーン限界方法に関するものである。
燃機関における稀薄燃焼により燃焼に不具合が発生する
限界を検出するリーン限界方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費向上のため、エンジンの空燃
比を理論空燃比よりもリーン側にして運転する必要性が
高まっている。このようなニーズに答えて、この種の内
燃機関では、例えば特開昭６２−１６２７４２号公報に
記載の空燃比制御装置のように、エンジンの負荷を検出
し、エンジンが所定の過渡状態にある場合には理論空燃
比によるフィードバック制御を行い、定常走行の場合に
はその理論空燃比よりリーン側に設定した空燃比にて燃
料の供給量を制御するものが知られている。そして、こ
のようなリーン側での空燃比の制御には、空燃比センサ
の出力を利用して目標とする空燃比（目標空燃比）にな
るよう制御を行っている。空燃比センサは、通常排気系
において三元触媒より上流側に配設されている。
比を理論空燃比よりもリーン側にして運転する必要性が
高まっている。このようなニーズに答えて、この種の内
燃機関では、例えば特開昭６２−１６２７４２号公報に
記載の空燃比制御装置のように、エンジンの負荷を検出
し、エンジンが所定の過渡状態にある場合には理論空燃
比によるフィードバック制御を行い、定常走行の場合に
はその理論空燃比よりリーン側に設定した空燃比にて燃
料の供給量を制御するものが知られている。そして、こ
のようなリーン側での空燃比の制御には、空燃比センサ
の出力を利用して目標とする空燃比（目標空燃比）にな
るよう制御を行っている。空燃比センサは、通常排気系
において三元触媒より上流側に配設されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、空燃比を高
くしていくとトルク変動が発生することが知られてお
り、そのためにリーンバーン領域の上限はある値以上の
空燃比に設定することはできない。このようなトルク特
性は、環境やエンジンにより特有のもので、そのような
それぞれのトルク特性に応じてリーンバーン領域の上限
空燃比は必ずしも一定とはならず、エンジンや運転環境
にあわせて設定する必要がある。したがって、トルク変
動の限界を検出して、その際の空燃比により低く目標空
燃比を設定してリーンバーン領域を設定することが提案
されている。
くしていくとトルク変動が発生することが知られてお
り、そのためにリーンバーン領域の上限はある値以上の
空燃比に設定することはできない。このようなトルク特
性は、環境やエンジンにより特有のもので、そのような
それぞれのトルク特性に応じてリーンバーン領域の上限
空燃比は必ずしも一定とはならず、エンジンや運転環境
にあわせて設定する必要がある。したがって、トルク変
動の限界を検出して、その際の空燃比により低く目標空
燃比を設定してリーンバーン領域を設定することが提案
されている。
【０００４】トルク変動の限界言い換えればトルクが変
動することによりエンジンあるいは車体に体感上不快と
感じる振動が発生するリーンバーン領域の上限すなわち
リーン限界を検出するために、例えばイオン電流の持続
している時間の変動を検出する方法が試みられている。
イオン電流を用いた検出方法においては、一般的に、イ
オン電流が発生した時点から消滅するまでの時間を計時
し、計時した時間の変動状態からリーンバーン領域の上
限を検出している。
動することによりエンジンあるいは車体に体感上不快と
感じる振動が発生するリーンバーン領域の上限すなわち
リーン限界を検出するために、例えばイオン電流の持続
している時間の変動を検出する方法が試みられている。
イオン電流を用いた検出方法においては、一般的に、イ
オン電流が発生した時点から消滅するまでの時間を計時
し、計時した時間の変動状態からリーンバーン領域の上
限を検出している。
【０００５】このような検出方法において、点火毎にイ
オン電流を検出し、そのイオン電流の発生時間の変動率
を求めて、図５（運転状態が異なる場合を実線、一点鎖
線及び二点鎖線により表示する）に示すように、その変
動率が所定の限界値以上である場合には、リーンバーン
によりそのような発生時間の変動が生じているものとし
て、リーン限界を検出している。ところが、この変動率
はエンジンの運転状態によりその絶対値が変化するた
め、このように所定の限界値を設定しておき、その限界
値に基づいてリーン限界を検出すると、さまざまな運転
状態において常時リーン限界を検出することが困難であ
る場合があった。
オン電流を検出し、そのイオン電流の発生時間の変動率
を求めて、図５（運転状態が異なる場合を実線、一点鎖
線及び二点鎖線により表示する）に示すように、その変
動率が所定の限界値以上である場合には、リーンバーン
によりそのような発生時間の変動が生じているものとし
て、リーン限界を検出している。ところが、この変動率
はエンジンの運転状態によりその絶対値が変化するた
め、このように所定の限界値を設定しておき、その限界
値に基づいてリーン限界を検出すると、さまざまな運転
状態において常時リーン限界を検出することが困難であ
る場合があった。
【０００６】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願は、このような目的
を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本願の請求項１に係る発明のリーン限界
検出方法は、内燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流
を発生させ、イオン電流の発生している期間のイオン電
流発生時間の計測を点火毎に行い、イオン電流発生時間
の変動率を、今回計測したイオン電流発生時間とそれ以
前に計測した複数のイオン電流発生時間とに基づいて、
イオン電流発生時間の変動の状態を示す無次元化した値
となるように演算し、その無次元化された変動率を演算
した際の内燃機関の運転状態を検出し、検出した運転状
態において得られた変動率が、運転状態に応じて変化す
るリーン限界における変動率になるように、かつ内燃機
関の回転数が高いほど小さく設定する目標変動率と略一
致する場合にリーン限界であると判定することを特徴と
する。また本願の請求項２に係る発明のリーン限界検出
方法は、内燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流を発
生させ、イオン電流の発生している期間のイオン電流発
生時間の計測を点火毎に行い、イオン電流発生時間の変
動率を、今回計測したイオン電流発生時間とそれ以前に
計測した複数のイオン電流発生時間とに基づいて、イオ
ン電流発生時間の変動の状態を示す無次元化した値とな
るように演算し、その無次元化された変動率を演算した
際の内燃機関の運転状態を検出し、検出した運転状態に
おいて得られた変動率が、運転状態に応じて変化するリ
ーン限界における変動率になるように、かつ内燃機関の
負荷が大きいほど小さく設定する目標変動率と略一致す
る場合にリーン限界であると判定することを特徴とす
る。
を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本願の請求項１に係る発明のリーン限界
検出方法は、内燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流
を発生させ、イオン電流の発生している期間のイオン電
流発生時間の計測を点火毎に行い、イオン電流発生時間
の変動率を、今回計測したイオン電流発生時間とそれ以
前に計測した複数のイオン電流発生時間とに基づいて、
イオン電流発生時間の変動の状態を示す無次元化した値
となるように演算し、その無次元化された変動率を演算
した際の内燃機関の運転状態を検出し、検出した運転状
態において得られた変動率が、運転状態に応じて変化す
るリーン限界における変動率になるように、かつ内燃機
関の回転数が高いほど小さく設定する目標変動率と略一
致する場合にリーン限界であると判定することを特徴と
する。また本願の請求項２に係る発明のリーン限界検出
方法は、内燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流を発
生させ、イオン電流の発生している期間のイオン電流発
生時間の計測を点火毎に行い、イオン電流発生時間の変
動率を、今回計測したイオン電流発生時間とそれ以前に
計測した複数のイオン電流発生時間とに基づいて、イオ
ン電流発生時間の変動の状態を示す無次元化した値とな
るように演算し、その無次元化された変動率を演算した
際の内燃機関の運転状態を検出し、検出した運転状態に
おいて得られた変動率が、運転状態に応じて変化するリ
ーン限界における変動率になるように、かつ内燃機関の
負荷が大きいほど小さく設定する目標変動率と略一致す
る場合にリーン限界であると判定することを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】このような構成のものであれば、計測したイオ
ン電流が流れ続けている時間の変動率を、内燃機関の運
転状態に応じて判定することになる。つまり、リーン限
界は計測されたイオン電流の発生時間の変動率がある変
動率を超えていれば、その時点においてリーン限界であ
ると検出するのではなく、変動率を演算した時点の内燃
機関の運転状態を検出し、その運転状態毎に変動率を目
標変動率と比較してリーン限界を検出する。したがっ
て、内燃機関の運転状態が異なっても確実にリーン限界
を検出することが可能になる。
ン電流が流れ続けている時間の変動率を、内燃機関の運
転状態に応じて判定することになる。つまり、リーン限
界は計測されたイオン電流の発生時間の変動率がある変
動率を超えていれば、その時点においてリーン限界であ
ると検出するのではなく、変動率を演算した時点の内燃
機関の運転状態を検出し、その運転状態毎に変動率を目
標変動率と比較してリーン限界を検出する。したがっ
て、内燃機関の運転状態が異なっても確実にリーン限界
を検出することが可能になる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１０】図１に概略的に示したエンジン１００は自
動車用の４気筒のもので、その吸気系１には図示しない
アクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２
が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられ
ている。サージタンク３に連通する一方の端部近傍に
は、さらに燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁
５を、電子制御装置６により後述する基本噴射量ＴＰに
基づいて開閉制御するようにしている。そして、燃焼室
１０の天井部分に対応する位置には、スパークプラグ１
８が取り付けてある。また排気系２０には、排気ガス中
の酸素濃度を測定するためのＯ２センサ２１が、図示し
ないマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒２２
の上流の位置に取り付けられている。エンジン１００
は、この実施例のように４気筒に限定されるものではな
く、６気筒や１２気筒のものであってもよい。
動車用の４気筒のもので、その吸気系１には図示しない
アクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２
が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられ
ている。サージタンク３に連通する一方の端部近傍に
は、さらに燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁
５を、電子制御装置６により後述する基本噴射量ＴＰに
基づいて開閉制御するようにしている。そして、燃焼室
１０の天井部分に対応する位置には、スパークプラグ１
８が取り付けてある。また排気系２０には、排気ガス中
の酸素濃度を測定するためのＯ２センサ２１が、図示し
ないマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒２２
の上流の位置に取り付けられている。エンジン１００
は、この実施例のように４気筒に限定されるものではな
く、６気筒や１２気筒のものであってもよい。
【００１１】電子制御装置６は、中央演算処理装置７
と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力イ
ンターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されており、その入力インタ
ーフェース９には、サージタンク３内の圧力を検出する
ための吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａ、
エンジン１００の回転状態を検出するためのカムポジシ
ョンセンサ１４から出力される気筒判別信号Ｇ１とクラ
ンク角度基準位置信号Ｇ２とエンジン回転数信号ｂ、車
速を検出するための車速センサ１５から出力される車速
信号ｃ、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するため
のアイドルスイッチ１６からのＬＬ信号ｄ、エンジン１
００の冷却水温を検出するための水温センサ１７からの
水温信号ｅ、上記したＯ２センサ２１からの電圧信号ｈ
などが入力される。一方、出力インターフェース１１か
らは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆが、またス
パークプラグ１８に対してイグニッションパルスｇが出
力されるようになっている。なお、図示しないが、電子
制御装置６には、アナログ信号をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器が内蔵されている。
と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力イ
ンターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されており、その入力インタ
ーフェース９には、サージタンク３内の圧力を検出する
ための吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａ、
エンジン１００の回転状態を検出するためのカムポジシ
ョンセンサ１４から出力される気筒判別信号Ｇ１とクラ
ンク角度基準位置信号Ｇ２とエンジン回転数信号ｂ、車
速を検出するための車速センサ１５から出力される車速
信号ｃ、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するため
のアイドルスイッチ１６からのＬＬ信号ｄ、エンジン１
００の冷却水温を検出するための水温センサ１７からの
水温信号ｅ、上記したＯ２センサ２１からの電圧信号ｈ
などが入力される。一方、出力インターフェース１１か
らは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆが、またス
パークプラグ１８に対してイグニッションパルスｇが出
力されるようになっている。なお、図示しないが、電子
制御装置６には、アナログ信号をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器が内蔵されている。
【００１２】またスパークプラグ１８には、高圧ダイオ
ード２３を介してイオン電流を測定するためのバイアス
用電源２４及びイオン電流測定用回路２５が接続されて
いる。このバイアス用電源２４を含むイオン電流測定用
回路２５それ自体は、当該分野で知られている種々のも
のが使用できる。バイアス用電源２４は高圧ダイオード
２３を介して、点火後イオン電流を燃焼室１０内に発生
させるべく高電圧をスパークプラグ１８に印加する。ま
た、イオン電流測定用回路２５は、電気的に電子制御装
置６の入力インターフェース９に接続され、高電圧の印
加により発生したイオン電流をアナログ的に計測し、発
生したイオン電流に対応するアナログ信号を電子制御装
置６に入力する。
ード２３を介してイオン電流を測定するためのバイアス
用電源２４及びイオン電流測定用回路２５が接続されて
いる。このバイアス用電源２４を含むイオン電流測定用
回路２５それ自体は、当該分野で知られている種々のも
のが使用できる。バイアス用電源２４は高圧ダイオード
２３を介して、点火後イオン電流を燃焼室１０内に発生
させるべく高電圧をスパークプラグ１８に印加する。ま
た、イオン電流測定用回路２５は、電気的に電子制御装
置６の入力インターフェース９に接続され、高電圧の印
加により発生したイオン電流をアナログ的に計測し、発
生したイオン電流に対応するアナログ信号を電子制御装
置６に入力する。
【００１３】電子制御装置６には、吸気圧センサ１３か
ら出力される吸気圧信号ａとカムポジションセンサ１４
から出力される回転数信号ｂとをおもな情報とし、エン
ジン状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間
ＴＰを補正して燃料噴射弁開成時間すなわちインジェク
タ最終通電時間Ｔを決定し、その決定された通電時間に
より燃料噴射弁５を制御して、エンジン負荷に応じた燃
料を該燃料噴射弁５から吸気系１に噴射させるためのプ
ログラムが内蔵してある。また、加速等をしている過渡
時ではない定常運転状態では、空燃比を理論空燃比より
高くしたリーンバーン状態で、Ｏ２センサ２１から出力
される電圧信号に基づいてフィードバック制御を行うよ
うにプログラムしてある。
ら出力される吸気圧信号ａとカムポジションセンサ１４
から出力される回転数信号ｂとをおもな情報とし、エン
ジン状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間
ＴＰを補正して燃料噴射弁開成時間すなわちインジェク
タ最終通電時間Ｔを決定し、その決定された通電時間に
より燃料噴射弁５を制御して、エンジン負荷に応じた燃
料を該燃料噴射弁５から吸気系１に噴射させるためのプ
ログラムが内蔵してある。また、加速等をしている過渡
時ではない定常運転状態では、空燃比を理論空燃比より
高くしたリーンバーン状態で、Ｏ２センサ２１から出力
される電圧信号に基づいてフィードバック制御を行うよ
うにプログラムしてある。
【００１４】また、このプログラムでは、エンジン１０
０の燃焼室１０内に点火毎にイオン電流を発生させ、イ
オン電流の発生している期間の時間を計測し、計測した
時間の変動率Ｆを演算し、その変動率Ｆを演算した際の
エンジン１００の運転状態を検出し、検出した運転状態
における得られた変動率Ｆがエンジン１００の運転状態
に応じてあらかじめ設定した目標変動率Ｆｔである場合
にリーン限界を検出するようにプログラムされている。
目標変動率Ｆｔは、図２に示すように、エンジン１００
の運転状態を示すエンジン回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとを
パラメータとして設定してあり、記憶装置８内に目標変
動率マップにして記憶されている。目標変動率Ｆｔは、
エンジン回転数ＮＥが高いほど、また吸気圧ＰＭが高い
ほど小さく設定してあり、同一の吸気圧ＰＭの場合には
エンジン回転数ＮＥに略反比例するように設定されてい
る。なお、運転状態を示すパラメータとして、エンジン
回転数ＮＥとスロットル開度と、あるいはエンジン回転
数ＮＥと空気流量とを設定するものであってもよい。つ
まり、エンジン回転数ＮＥに対して負荷の大きさを反映
する項目であればこれらに限定されない。さらにこれら
のパラメータに、冷却水温、潤滑油の温度、吸気温度等
で示されるエンジン温度を加えて、エンジンの運転状態
を検出するものであってもよい。
０の燃焼室１０内に点火毎にイオン電流を発生させ、イ
オン電流の発生している期間の時間を計測し、計測した
時間の変動率Ｆを演算し、その変動率Ｆを演算した際の
エンジン１００の運転状態を検出し、検出した運転状態
における得られた変動率Ｆがエンジン１００の運転状態
に応じてあらかじめ設定した目標変動率Ｆｔである場合
にリーン限界を検出するようにプログラムされている。
目標変動率Ｆｔは、図２に示すように、エンジン１００
の運転状態を示すエンジン回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとを
パラメータとして設定してあり、記憶装置８内に目標変
動率マップにして記憶されている。目標変動率Ｆｔは、
エンジン回転数ＮＥが高いほど、また吸気圧ＰＭが高い
ほど小さく設定してあり、同一の吸気圧ＰＭの場合には
エンジン回転数ＮＥに略反比例するように設定されてい
る。なお、運転状態を示すパラメータとして、エンジン
回転数ＮＥとスロットル開度と、あるいはエンジン回転
数ＮＥと空気流量とを設定するものであってもよい。つ
まり、エンジン回転数ＮＥに対して負荷の大きさを反映
する項目であればこれらに限定されない。さらにこれら
のパラメータに、冷却水温、潤滑油の温度、吸気温度等
で示されるエンジン温度を加えて、エンジンの運転状態
を検出するものであってもよい。
【００１５】このリーン限界検出プログラムの概要は、
図３に示すようなものである。
図３に示すようなものである。
【００１６】通常、イオン電流は、点火直後にバイアス
用電源２４からスパークプラグ１８にバイアス電圧を印
加すると、正常燃焼の場合、図４に示すように、ステッ
プ的に急激に大きく流れた後、上死点ＴＤＣ手前で減少
した後再び増加し、燃焼圧が最大となるクランク角近傍
でその電流値が最大となるピーク値になるように燃焼室
１０内に流れる。このような挙動を示すイオン電流を所
定の気筒もしくはそれぞれの気筒において点火毎にイオ
ン電流の流れている時間（発生している期間の時間）
を、点火からそのイオン電流が消滅するまでの間に計測
する。このイオン電流発生時間Ｔｉは、その気筒の燃焼
時間に略等しいあるいは略比例するものである。イオン
電流の計測は、エンジン回転数ＮＥに応じて設定される
Ａ／Ｄ変換周期（クランク角に基づく単位）、例えば
２．５°ＣＡ（クランク角）毎で、点火直後からＡ／Ｄ
変換を開始してアナログ電流値をディジタルデータであ
る変換値とし、得られた変換値を点火から順に昇順とな
るデータ番号ＤＴｎを付して記憶装置８のＲＡＭに記憶
することにより行う。そして、得られた変換値の個数と
Ａ／Ｄ変換周期とからクランク角に換算したイオン電流
発生時間Ｔｉを計測する。
用電源２４からスパークプラグ１８にバイアス電圧を印
加すると、正常燃焼の場合、図４に示すように、ステッ
プ的に急激に大きく流れた後、上死点ＴＤＣ手前で減少
した後再び増加し、燃焼圧が最大となるクランク角近傍
でその電流値が最大となるピーク値になるように燃焼室
１０内に流れる。このような挙動を示すイオン電流を所
定の気筒もしくはそれぞれの気筒において点火毎にイオ
ン電流の流れている時間（発生している期間の時間）
を、点火からそのイオン電流が消滅するまでの間に計測
する。このイオン電流発生時間Ｔｉは、その気筒の燃焼
時間に略等しいあるいは略比例するものである。イオン
電流の計測は、エンジン回転数ＮＥに応じて設定される
Ａ／Ｄ変換周期（クランク角に基づく単位）、例えば
２．５°ＣＡ（クランク角）毎で、点火直後からＡ／Ｄ
変換を開始してアナログ電流値をディジタルデータであ
る変換値とし、得られた変換値を点火から順に昇順とな
るデータ番号ＤＴｎを付して記憶装置８のＲＡＭに記憶
することにより行う。そして、得られた変換値の個数と
Ａ／Ｄ変換周期とからクランク角に換算したイオン電流
発生時間Ｔｉを計測する。
【００１７】図３に示すフローチャートにおいて、まず
ステップＳ１では、リーンバーン領域でフィードバック
制御が実施されているか否かを判定する。フィードバッ
ク制御が実施されていない場合は、このリーン限界検出
プログラムを中止する。逆に、フィードバック制御中で
あれば、制御はステップＳ２に進み、この時のエンジン
回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとから目標変動率Ｆｔを目標変
動率マップより求める。そして、制御はステップＳ３に
進み、この時に計測されたイオン電流発生時間Ｔｉを用
いて、下式により今回の変動率Ｆを演算する。すなわ
ち、今回の変動率Ｆは、今回計測したイオン電流発生時
間Ｔｉｎとそれ以前に計測した７個のイオン電流発生時
間Ｔｉとからイオン電流発生時間Ｔｉの移動平均Ｔｉ
ａｖを演算し、その移動平均Ｔｉａｖと今回のイオン電
流発生時間Ｔｉｎとの差の絶対値と移動平均Ｔｉａｖと
の偏差ΔＴｉを演算し、その偏差ΔＴｉと移動平均Ｔｉ
ａｖとから変動率Ｆを演算するものである。
ステップＳ１では、リーンバーン領域でフィードバック
制御が実施されているか否かを判定する。フィードバッ
ク制御が実施されていない場合は、このリーン限界検出
プログラムを中止する。逆に、フィードバック制御中で
あれば、制御はステップＳ２に進み、この時のエンジン
回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとから目標変動率Ｆｔを目標変
動率マップより求める。そして、制御はステップＳ３に
進み、この時に計測されたイオン電流発生時間Ｔｉを用
いて、下式により今回の変動率Ｆを演算する。すなわ
ち、今回の変動率Ｆは、今回計測したイオン電流発生時
間Ｔｉｎとそれ以前に計測した７個のイオン電流発生時
間Ｔｉとからイオン電流発生時間Ｔｉの移動平均Ｔｉ
ａｖを演算し、その移動平均Ｔｉａｖと今回のイオン電
流発生時間Ｔｉｎとの差の絶対値と移動平均Ｔｉａｖと
の偏差ΔＴｉを演算し、その偏差ΔＴｉと移動平均Ｔｉ
ａｖとから変動率Ｆを演算するものである。
【００１８】 Ｔｉａｖ＝（Ｔｉｎ＋Ｔｉｎ−１＋……＋Ｔｉｎ−７）／８ ΔＴｉ ＝（｜Ｔｉａｖ−Ｔｉｎ｜）／８ Ｆ ＝ΔＴｉ／Ｔｉａｖ ただし、Ｔｉｎは今回のイオン電流発生時間の値で、１
回前に計測された値をＴｉｎ−１とし、８回前に計測さ
れた値をＴｉｎ−７とする。
回前に計測された値をＴｉｎ−１とし、８回前に計測さ
れた値をＴｉｎ−７とする。
【００１９】そして、得られた今回の変動率Ｆｎが目標
変動率Ｆｔと略一致するのであれば、その運転状態がリ
ーン限界であると判定する。また、今回の変動率Ｆｎが
目標変動率Ｆｔを上回っている場合には、すでにリーン
限界を超えていると判定する。一方、目標を下回ってい
る場合には、リーン限界まで余裕があると判定する。こ
のように、エンジン回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとで規定さ
れるさまざまなエンジン１００の運転状態において、目
標変動率Ｆｔに基づいてリーン限界を検出することがで
きる。
変動率Ｆｔと略一致するのであれば、その運転状態がリ
ーン限界であると判定する。また、今回の変動率Ｆｎが
目標変動率Ｆｔを上回っている場合には、すでにリーン
限界を超えていると判定する。一方、目標を下回ってい
る場合には、リーン限界まで余裕があると判定する。こ
のように、エンジン回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとで規定さ
れるさまざまなエンジン１００の運転状態において、目
標変動率Ｆｔに基づいてリーン限界を検出することがで
きる。
【００２０】このようにして、リーンバーンでのフィー
ドバック制御中に、その時の運転状態がリーン限界を超
えてイオン電流発生時間Ｔが変動している場合において
は、空燃比がリーンになり過ぎているので、燃料噴射量
を増加して空燃比がリッチになるように制御する。また
逆に、リーン限界には余裕があることを検出した場合に
は、燃料噴射量を減少して空燃比がリーンになるように
制御する。したがって、運転状態により適切なリーン限
界まで空燃比をリーンにすることができ、また、リーン
限界を超えている場合には速やかに燃焼変動の発生しな
い空燃比にもどすことができる。この結果、燃費を向上
させることができるとともに、ドライバビリティを改善
することができる。
ドバック制御中に、その時の運転状態がリーン限界を超
えてイオン電流発生時間Ｔが変動している場合において
は、空燃比がリーンになり過ぎているので、燃料噴射量
を増加して空燃比がリッチになるように制御する。また
逆に、リーン限界には余裕があることを検出した場合に
は、燃料噴射量を減少して空燃比がリーンになるように
制御する。したがって、運転状態により適切なリーン限
界まで空燃比をリーンにすることができ、また、リーン
限界を超えている場合には速やかに燃焼変動の発生しな
い空燃比にもどすことができる。この結果、燃費を向上
させることができるとともに、ドライバビリティを改善
することができる。
【００２１】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。例えば、上記実施例では、イオン
電流発生時間Ｔｉは、点火直後から消滅するまでの間を
計測して求めたが、上死点ＴＤＣを基準としてＡ／Ｄ変
換を開始して計測するものであってもよい。また、この
Ａ／Ｄ変換を開始する時点は、例えば点火時期に応じて
決定される点火後の所定時間を経過した時点としてもよ
く、例えば、上死点前ＢＴＤＣ１０°ＣＡあるいは上死
点後ＡＴＤＣ５°ＣＡのように設定するものであっても
よい。
されるものではない。例えば、上記実施例では、イオン
電流発生時間Ｔｉは、点火直後から消滅するまでの間を
計測して求めたが、上死点ＴＤＣを基準としてＡ／Ｄ変
換を開始して計測するものであってもよい。また、この
Ａ／Ｄ変換を開始する時点は、例えば点火時期に応じて
決定される点火後の所定時間を経過した時点としてもよ
く、例えば、上死点前ＢＴＤＣ１０°ＣＡあるいは上死
点後ＡＴＤＣ５°ＣＡのように設定するものであっても
よい。
【００２２】また、変動率Ｆは、イオン電流発生時間Ｔ
ｉの平均値、分散又は標準偏差を平均値で除した商より
演算するものであってもよい。この場合、平均値、標準
偏差及び分散は、統計処理において通常よく知られてい
る演算方法にて得られるものであってよい。
ｉの平均値、分散又は標準偏差を平均値で除した商より
演算するものであってもよい。この場合、平均値、標準
偏差及び分散は、統計処理において通常よく知られてい
る演算方法にて得られるものであってよい。
【００２３】また、上記実施例では、移動平均Ｔｉａｖ
を演算するのに８個の試料を採用したが、８個に限定さ
れるものではなく、例えば１６個であってもよい。さら
には、この移動平均Ｔｉａｖ及び偏差ΔＴｉについて
は、変化の状態を穏やかにするべく、なまし演算処理を
したものであってもよい。
を演算するのに８個の試料を採用したが、８個に限定さ
れるものではなく、例えば１６個であってもよい。さら
には、この移動平均Ｔｉａｖ及び偏差ΔＴｉについて
は、変化の状態を穏やかにするべく、なまし演算処理を
したものであってもよい。
【００２４】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、計測
したイオン電流が流れ続けている時間の変動率を、内燃
機関の運転状態に応じて判定するので、それぞれの運転
状態における臨界状態でのリーン限界を検出することが
できる。したがって、燃費が向上するとともに、全運転
領域においてドライバビリティを向上させることがで
き、かつエミッションの低下を防止するれことができ
る。
したイオン電流が流れ続けている時間の変動率を、内燃
機関の運転状態に応じて判定するので、それぞれの運転
状態における臨界状態でのリーン限界を検出することが
できる。したがって、燃費が向上するとともに、全運転
領域においてドライバビリティを向上させることがで
き、かつエミッションの低下を防止するれことができ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図２】同実施例の目標変動率マップの内容を模式的に
示すグラフ。
示すグラフ。
【図３】同実施例の制御手順を示すフローチャート。
【図４】同実施例のイオン電流の発生状態を模式的に示
すグラフ。
すグラフ。
【図５】従来例の空燃比と変動率との関係を示すグラ
フ。
フ。
５…燃料噴射弁 ６…電子制御装置 ７…中央演算処理装置 ８…記憶装置 ９…入力インターフェース １０…燃焼室 １１…出力インターフェース ２４…バイアス用電源 ２５…イオン電流測定用回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−42384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−65536（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/14 310 F02D 45/00 368 F02P 17/12
Claims (2)
- 【請求項１】内燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流
を発生させ、 イオン電流の発生している期間のイオン電流発生時間の
計測を点火毎に行い、イオン電流発生 時間の変動率を、今回計測したイオン電
流発生時間とそれ以前に計測した複数のイオン電流発生
時間とに基づいて、イオン電流発生時間の変動の状態を
示す無次元化した値となるように演算し、 その無次元化された変動率を演算した際の内燃機関の運
転状態を検出し、 検出した運転状態において得られた変動率が、運転状態
に応じて変化するリーン限界における変動率になるよう
に、かつ内燃機関の回転数が高いほど小さく設定する目
標変動率と略一致する場合にリーン限界であると判定す
ることを特徴とするリーン限界制御方法。 - 【請求項２】内燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流
を発生させ、 イオン電流の発生している期間のイオン電流発生時間の
計測を点火毎に行い、イオン電流発生 時間の変動率を、今回計測したイオン電
流発生時間とそれ以前に計測した複数のイオン電流発生
時間とに基づいて、イオン電流発生時間の変動の状態を
示す無次元化した値となるように演算し、 その無次元化された変動率を演算した際の内燃機関の運
転状態を検出し、 検出した運転状態において得られた変動率が、運転状態
に応じて変化するリーン限界における変動率になるよう
に、かつ内燃機関の負荷が大きいほど小さく設定する目
標変動率と略一致する場合にリーン限界であると判定す
ることを特徴とするリーン限界制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06757595A JP3234434B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | リーン限界検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06757595A JP3234434B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | リーン限界検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261047A JPH08261047A (ja) | 1996-10-08 |
| JP3234434B2 true JP3234434B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=13348885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06757595A Expired - Fee Related JP3234434B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | リーン限界検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3234434B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6758467B2 (en) | 2000-01-17 | 2004-07-06 | Pascal Engineering Corporation | Work fixing clamp system |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2447177A (en) * | 2006-01-10 | 2008-09-03 | Daihatsu Motor Co Ltd | Air-fuel ratio judging method of internal combustion engine based on ion current |
| JP4721907B2 (ja) * | 2006-01-10 | 2011-07-13 | ダイハツ工業株式会社 | イオン電流に基づく内燃機関の空燃比判定方法 |
| JP4749171B2 (ja) * | 2006-02-06 | 2011-08-17 | ダイハツ工業株式会社 | イオン電流に基づく内燃機関の空燃比判定方法 |
| JP4592612B2 (ja) * | 2006-02-06 | 2010-12-01 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関のイオン電流による空燃比検知方法 |
| JP5174497B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2013-04-03 | ダイハツ工業株式会社 | 燃料噴射量補正方法 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP06757595A patent/JP3234434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6758467B2 (en) | 2000-01-17 | 2004-07-06 | Pascal Engineering Corporation | Work fixing clamp system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08261047A (ja) | 1996-10-08 |
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