JP4749171B2 - Air-fuel ratio determination method for internal combustion engine based on ion current - Google Patents
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本発明は、燃焼室内に発生するイオン電流により内燃機関の燃焼に関連する空燃比を判定し得る構成の内燃機関の空燃比判定方法に関するものである。 The present invention relates to an air-fuel ratio determination method for an internal combustion engine configured to be able to determine an air-fuel ratio related to combustion of the internal combustion engine from an ionic current generated in the combustion chamber.
従来、自動車などの車両に搭載される内燃機関つまりエンジンでは、燃費の向上や排気ガスの浄化のために空燃比が高いリーンな状態(混合気が薄い状態)で運転する傾向にある。このような空燃比をリーンにして運転するエンジンでは、可能な限り空燃比をリーンにするために、イオン電流を用いて燃焼状態を判定するようにしたものが知られている。例えば特許文献1のものでは、点火の後にエンジンの燃焼室内に発生するイオン電流が所定値を上回っている間のイオン電流の持続時間を測定し、測定した持続時間の変動を示すパラメータが判定値を超えている場合に、トルク変動が生じる限界の空燃比となっていることに対応するリーン限界を検出する構成である。
イオン電流は、理論空燃比において良好な燃焼状態である場合は、点火の後に急激に増加し、燃焼圧が最大となる上死点近傍において最大となり、その後急速に減衰して消滅することが知られている。そして、実際の空燃比を理論空燃比よりリーンにしてエンジンを運転すると、イオン電流は上述の良好な燃焼状態の場合より長時間発生しているとともにその最大となる時期が下死点側に移行し、しかもその最大電流値は良好な燃焼状態の場合に比較して小さくなる。実際の空燃比がさらにリーンになるように空燃比を制御していくと、イオン電流が最大となる時期が燃焼の後期に対応する時期に偏るとともに、その時期が点火の毎に変動するものとなる。 It is known that when the stoichiometric air-fuel ratio is in a good combustion state, the ionic current increases rapidly after ignition, reaches a maximum near the top dead center where the combustion pressure becomes maximum, and then decays rapidly and disappears. It has been. When the engine is operated with the actual air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the ionic current is generated for a longer time than in the above-mentioned good combustion state, and the maximum timing shifts to the bottom dead center side. In addition, the maximum current value is smaller than that in a good combustion state. If the air-fuel ratio is controlled so that the actual air-fuel ratio becomes leaner, the timing at which the ion current becomes maximum is biased to the timing corresponding to the later stage of combustion, and that timing varies with each ignition. Become.
以上のように、イオン電流は空燃比に対応してその挙動が変化するものであるが、上記した特許文献1にあっては、イオン電流が発生している間の持続時間を測定して、測定した持続時間によりリーン限界を検出しているので、イオン電流の発生状態によっては検出し得ない場合がでてくる。すなわち、上述したように、イオン電流は空燃比がよりリーンになると最大となる時期が燃焼の後期に対応する時期に偏るものであるが、この場合にあっても空燃比がリーンである場合と同様の持続時間もしくはそれより長い持続時間が計測される。したがって、空燃比がよりリーンに移行した状態を検出し得ないものとなる。
As described above, the behavior of the ionic current changes corresponding to the air-fuel ratio. However, in
そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。 Therefore, the present invention aims to eliminate such problems.
すなわち、本発明のイオン電流に基づく内燃機関の空燃比判定方法は、内燃機関において、点火毎に燃焼室内に発生するイオン電流の特性値が最大を呈する時期を含むピーク判定期間とイオン電流が発生している発生期間とを計測し、計測したピーク判定期間と発生期間とを用いて空燃比を判定するイオン電流に基づく内燃機関の空燃比判定方法であって、計測した発生期間のばらつきが燃焼の初期における空燃比の状態を判定するための判定基準より大きい場合に実際の空燃比が理論空燃比よりリーンになっていると判定し、計測したピーク判定期間のばらつきが燃焼の後期における空燃比の状態を判定するための判定基準より大きい場合に実際の空燃比が計測した発生期間による判定した空燃比よりさらにリーンであると判定するイオン電流に基づくことを特徴とする。 That is, the air-fuel ratio determination method for an internal combustion engine based on an ionic current according to the present invention generates a peak determination period and an ionic current including a timing when the characteristic value of the ionic current generated in the combustion chamber at each ignition is maximum in the internal combustion engine. and a and are generation period is measured, a air-fuel ratio determining method for an internal combustion engine based on an ion current determines the air-fuel ratio by using the the measured peak determination period generation period, the variation of the measured generation period combustion air in the late actual air-fuel ratio is greater than the criterion is determined to have become leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the variation of the measured peak judgment period is burning for determining the air-fuel ratio in the initial state ion determines that the actual air-fuel ratio is greater than the criterion is even leaner than the air-fuel ratio determined by the occurrence period measured for determining the state Characterized in that based on the flow.
このような構成によれば、エンジンを運転している場合の空燃比の変化に対応して変化するイオン電流に基づいて空燃比がリーンな場合の、そのリーンの度合いに応じて空燃比を判定することが可能になる。つまり、空燃比がリーンになるに応じてイオン電流の特性値が最大を呈する時期が移行するものであるが、その時期をピーク判定期間のばらつきの度合いにより空燃比を判定するので、空燃比がより以上にリーンになった場合を判定することが可能になるものである。 According to such a configuration, when the air-fuel ratio is lean based on the ion current that changes in response to the change in the air-fuel ratio when the engine is operating, the air-fuel ratio is determined according to the degree of leanness. It becomes possible to do. In other words, as the air-fuel ratio becomes lean, the timing at which the characteristic value of the ionic current exhibits the maximum shifts, but the air-fuel ratio is determined based on the degree of variation in the peak determination period. It becomes possible to determine the case of leaner than that.
このような構成によれば、異なる設定状態に第一判定値と第二判定値とを設定して、それぞれの判定値に基づいて計測した期間のばらつきの度合いに応じて空燃比の程度を判定するものである。このようにイオン電流の発生状態を判定する判定値を2個設定することでリーンの程度を判定することができるので、その判定のための回路や制御プログラムの構成を簡素化することが可能になる。 According to such a configuration, the first determination value and the second determination value are set in different setting states, and the degree of the air-fuel ratio is determined according to the degree of variation of the period measured based on each determination value. To do. In this way, since the degree of lean can be determined by setting two determination values for determining the ion current generation state, it is possible to simplify the configuration of the circuit and control program for the determination. Become.
本発明におけるイオン電流の特性値とは、イオン電流の電流値、電圧値を指すものである。 The characteristic value of the ion current in the present invention refers to the current value and voltage value of the ion current.
本発明は、以上説明したような構成であり、イオン電流の発生している発生期間とその特性値が最大を呈する時期を含むピーク判定期間とを計測して、それぞれのばらつきの度合いに基づき空燃比の程度を判定することができる。 The present invention has a configuration as described above, and measures the generation period in which the ionic current is generated and the peak determination period including the time when the characteristic value exhibits the maximum, and is based on the degree of variation. The degree of the fuel ratio can be determined.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に概略的に示したエンジン100は、自動車用の火花点火式4サイクル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、その燃料噴射弁5を、電子制御装置6により制御するようにしている。燃焼室30を形成するシリンダヘッド31には、吸気弁32及び排気弁33が配設されるとともに、火花を発生するとともにイオン電流Iを検出するための電極となるスパークプラグ18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触媒装置である三元触媒22の上流の位置に取り付けられている。なお、図1にあっては、エンジン100の1気筒の構成を代表して図示している。
An
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、A/Dコンバータ10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いる。入力インターフェース9には、サージタンク3内の圧力すなわち吸気管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から出力されるIDL信号d、エンジン100の冷却水温を検出するための水温センサ17から出力される水温信号e、上記したO2 センサ21から出力される電流信号h等が入力される。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に対してイグニションパルスgが出力されるようになっている。
The
このスパークプラグ18には、イオン電流Iを測定するためのバイアス用電源24が接続され、入力インターフェース9とこのバイアス電源24との間にはイオン電流測定用回路25が接続されている。スパークプラグ18、バイアス用電源24及びイオン電流測定用回路25によりイオン電流検出系40が構成される。バイアス用電源24は、イグニションパルスgが消滅した時点でスパークプラグ18にイオン電流測定のための測定用電圧(バイアス電圧)を印加するものである。そして、測定用電圧の印加により、燃焼室30の内壁とスパークプラグ18の中心電極との間、及びスパークプラグ18の電極間に流れたイオン電流Iは、イオン電流測定用回路25により測定される。このようなバイアス用電源24とイオン電流測定用回路25とは、当該分野でよく知られている種々のものを適用することができる。
A
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とを主な情報とし、エンジン100の運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間(基本噴射量)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、このようにエンジン100の燃料噴射を制御する一方、点火毎に燃焼室30内に発生するイオン電流Iを検出して、検出したイオン電流Iが値の異なる二つの判定値以上となる期間を計測し、計測したそれぞれの期間の複数から演算したばらつきを示す変動率に基づいて実際の空燃比の程度を判定するように、電子制御装置6はプログラミングしてある。
The
このような構成において、空燃比判定プログラムは、次の手順により実行される。図2、3に、この空燃比判定の手順を図示する。なお、この空燃比判定プログラムにあっては、検出したイオン電流Iが発生している発生期間を計測するための第一判定値H1及び第二判定値H2が設定してある。第一判定値H1は、イオン電流Iが発生していることが検出可能な値に設定するもので、この第一判定値H1によりイオン電流Iが発生している発生期間P1を計測するものである。第二判定値H2は、燃焼が良好であることを検出し得る値に設定するもので、この第二判定値H2によりイオン電流Iの特性値である電流値が最大を呈する時期を含むピーク判定期間P2を計測するものである。図4に、第一判定値H1と第二判定値H2との関係を、イオン電流Iの電流波形とともに示す。 In such a configuration, the air-fuel ratio determination program is executed by the following procedure. 2 and 3 illustrate the air-fuel ratio determination procedure. In the air-fuel ratio determination program, a first determination value H1 and a second determination value H2 for measuring the generation period in which the detected ion current I is generated are set. The first determination value H1 is set to a value that can detect that the ion current I is generated, and the generation period P1 during which the ion current I is generated is measured by the first determination value H1. is there. The second determination value H2 is set to a value at which it can be detected that the combustion is good, and the peak determination including a time when the current value that is the characteristic value of the ion current I exhibits the maximum by the second determination value H2. The period P2 is measured. FIG. 4 shows the relationship between the first determination value H1 and the second determination value H2 together with the current waveform of the ion current I.
同図に示すイオン電流Iは、良好な燃焼状態にある場合に検出されるもので、点火後に急激に流れた後、上死点TDC手前で減少した後に時間の経過とともに再度増加し、燃焼圧が最大となるクランク角度近傍でその電流値が最大となり、その後徐々に減少して通常、膨張行程の終了近傍において消滅するものである。 The ionic current I shown in the figure is detected when the combustion state is good. After flowing rapidly after ignition, it decreases again before the top dead center TDC, and then increases again with the passage of time. The current value becomes the maximum near the crank angle at which becomes the maximum, and then gradually decreases and usually disappears near the end of the expansion stroke.
このような電流波形を示すイオン電流Iにおいて、その発生期間Pは、イオン電流Iの電流値が第一判定値H1を上回っている期間を計測して得るものである。この場合、イオン電流Iの発生期間P1は、計測開始から計測終了までの実際の時間、あるいはクランク角度のいずれかにより計測するものである。イオン電流Iの発生期間P1を計測している計測期間は例えば、点火から膨張行程の終了までに設定するもので、その計測期間中においてイオン電流Iが第一判定値H1を上回る期間を測定してイオン電流Iの発生期間P1とするものである。なお、第一判定値H1は低い程よいが、イオン電流Iを検出する場合の雑音レベルより大きくして、誤ってイオン電流Iを検出することがないように設定するものである。 In the ion current I showing such a current waveform, the generation period P is obtained by measuring a period during which the current value of the ion current I exceeds the first determination value H1. In this case, the generation period P1 of the ion current I is measured by either the actual time from the start of measurement to the end of measurement or the crank angle. The measurement period during which the generation period P1 of the ion current I is measured is set, for example, from ignition to the end of the expansion stroke. During the measurement period, the period during which the ion current I exceeds the first determination value H1 is measured. Thus, the generation period P1 of the ion current I is set. The first determination value H1 is preferably as low as possible, but is set to be higher than the noise level when the ion current I is detected so that the ion current I is not erroneously detected.
イオン電流Iは、燃焼状態により、様々な挙動を示すもので、例えば、理論空燃比近傍における燃焼の場合には上述したような挙動を示すが、混合気中の燃料量が空気に対して少なくなり空燃比がリーンになると最大となる電流値は小さくなり、よってピーク判定期間P2は短くなるとともに、イオン電流Iの発生期間P1はその燃料量に応じて短くなる傾向にある。加えて、空燃比がさらにリーンになった場合は、イオン電流Iの電流値が最大となる時期が燃焼の後半に移行する傾向がある。 The ionic current I shows various behaviors depending on the combustion state. For example, in the case of combustion in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, the ionic current I shows the behavior described above, but the amount of fuel in the air-fuel mixture is small relative to the air. When the air-fuel ratio becomes lean, the maximum current value decreases, and therefore the peak determination period P2 becomes shorter and the generation period P1 of the ionic current I tends to become shorter according to the amount of fuel. In addition, when the air-fuel ratio becomes leaner, the time when the current value of the ion current I becomes maximum tends to shift to the second half of combustion.
なお、この空燃比判定プログラムは、特定の1気筒からイオン電流Iの発生期間P1及ピーク判定期間P2を計測して実行するもので、各気筒に対して実行するもの、及び4気筒を総合して実行するもののいずれであってもよい。 This air-fuel ratio determination program is executed by measuring the generation period P1 and the peak determination period P2 of the ion current I from a specific cylinder, and is executed for each cylinder and the four cylinders are combined. Any of those that are executed.
まず、ステップS1において、点火毎のイオン電流Iの発生期間P1を計測する。イオン電流Iの発生時間P1は、イオン電流Iが第一判定値H1を上回っている間の時間又はクランク角度により計測するものである。計測したイオン電流Iの発生期間P1は、記憶装置8に一時的に記憶される。記憶されるイオン電流Iの発生期間P1は、その平均値(移動平均)を演算するために所定個(複数)である。 First, in step S1, the generation period P1 of the ion current I for each ignition is measured. The generation time P1 of the ion current I is measured by the time or the crank angle during which the ion current I exceeds the first determination value H1. The measured generation period P1 of the ionic current I is temporarily stored in the storage device 8. The generation period P1 of the stored ionic current I is a predetermined number (plural) in order to calculate the average value (moving average).
ステップS2において、発生期間P1の変動率(以下、発生期間変動率と称する)を計算する。発生期間変動率は、今回計測した発生期間P1と保存されている所定個の発生期間P1とにより平均値を演算し、平均値から各発生期間P1を減じて得られた偏差の平均値すなわち偏差平均を、発生期間P1の平均値により除して演算するものである。この発生期間変動率は、燃焼の初期における空燃比の状態を判定するもので、乗員が空燃比の変動により変化するエンジン100の運転状態を体感し得るように設定する判定基準により判定するものである。判定基準は、具体的にはエンジン100の搭載状態や車両全体の諸元により決定するものであるが、例えばアイドル運転時に対しては40%、定常走行をしている場合の運転時に対しては20%というように、エンジン100の運転状態に対応させて設定するものである。
In step S2, the fluctuation rate of the occurrence period P1 (hereinafter referred to as the occurrence period fluctuation rate) is calculated. The occurrence period variation rate is an average value of deviations obtained by calculating an average value based on the occurrence period P1 measured this time and a predetermined number of occurrence periods P1 stored, and subtracting each occurrence period P1 from the average value. The average is calculated by dividing by the average value of the occurrence period P1. The occurrence period variation rate is determined based on a determination criterion that is set so that an occupant can experience the operating state of the
ステップS3では、検出したイオン電流Iのピーク判定期間P2を、第二判定値H2に基づいて計測する。すなわちイオン電流Iの電流値が第二判定値H2を下側から上側に超えた時期(上回った時期)から、電流値が第二判定値H2を上側から下側に超えた時期(下回った時期)までを計測し、その計測結果をピーク判定期間P2とするものである。このピーク判定期間P2の計測は、実質的にイオン電流Iの電流値が第二判定値H2を上回った時期及び下回った時期の検出に相当するものである。計測したピーク判定期間P2は、発生期間P1と同様に記憶装置8に一時的に記憶されるもので、記憶装置8にはその平均値(移動平均)を演算するために所定個(複数)が記憶されている。 In step S3, the peak determination period P2 of the detected ion current I is measured based on the second determination value H2. That is, the time when the current value of the ionic current I exceeds the second determination value H2 from the lower side to the upper side (time when the current value exceeds the second determination value H2 from the upper side to the lower side) ) Until the peak determination period P2. The measurement of the peak determination period P2 substantially corresponds to detection of the time when the current value of the ionic current I exceeds the second determination value H2 and the time when it falls below the second determination value H2. The measured peak determination period P2 is temporarily stored in the storage device 8 in the same manner as the occurrence period P1, and a predetermined number (plurality) is calculated in the storage device 8 to calculate the average value (moving average). It is remembered.
ステップS4では、ピーク判定期間P2の変動率(以下、ピーク判定変動率と称する)を計算する。ピーク判定変動率の演算方法は、発生期間変動率のものと同じである。このピーク判定変動率は、イオン電流Iの電流値が最大となる時期がどの程度ばらついているのかを示す値で、燃焼の後期における空燃比の状態を判定するためのもので、エンジン100の運転状態が良好でなくなることを判定し得るように設定する判定基準により判定するものである。この判定基準は、具体的にはエンジン100の搭載状態や車両全体の諸元により決定するものであるが、例えばエンジン100の運転状態にかかわらず例えば50%程度に設定するものである。
In step S4, the fluctuation rate of the peak determination period P2 (hereinafter referred to as the peak determination fluctuation rate) is calculated. The calculation method of the peak determination variation rate is the same as that of the occurrence period variation rate. This peak determination variation rate is a value indicating how much the time at which the current value of the ion current I becomes maximum is varied, and is used to determine the state of the air-fuel ratio in the later stage of combustion. The determination is based on a determination criterion set so that it can be determined that the state is not good. This determination criterion is specifically determined by the mounting state of the
次に、ステップS11において、演算したピーク判定変動率から運転状態を制御するための補正係数を計算する。補正係数は、ピーク判定変動率が大きくなるにしたがって大きな値となるように設定するもので、例えば図5に示すような傾向にマップにおいて設定される。 Next, in step S11, a correction coefficient for controlling the operating state is calculated from the calculated peak determination variation rate. The correction coefficient is set so as to increase as the peak determination variation rate increases. For example, the correction coefficient is set on the map in a tendency as shown in FIG.
ステップS12では、発生期間変動率と燃焼状態判定値とを比較する。この燃焼状態判定値は、図6に示すように、ほぼ理論空燃比における燃焼において計測した発生期間P1による発生期間変動率を基準として設定するもので、燃焼状態判定値を上回ることにより空燃比がリーンになった場合を判定し得るように設定するものである。そして、発生期間変動率が燃焼状態判定値を上回っていると判定した場合に実際の空燃比が理論空燃比よりリーン側に偏っていると判定するものである。なお、同図に示すように、ピーク判定変動率は、空燃比がリッチである場合には発生期間変動率とほぼ同様に傾向にて上昇する(大きくなる)傾向であるが、全体には空燃比がリーンになり発生期間変動率の変動が大きくなった後に遅れて、つまり空燃比がさらにリーンになるにしたがって上昇する傾向を有している。 In step S12, the generation period variation rate and the combustion state determination value are compared. As shown in FIG. 6, this combustion state determination value is set based on the generation period variation rate due to the generation period P1 measured in the combustion at almost the stoichiometric air-fuel ratio. It is set so that it can be determined when the vehicle has become lean. When it is determined that the generation period variation rate exceeds the combustion state determination value, it is determined that the actual air-fuel ratio is biased toward the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio. As shown in the figure, when the air-fuel ratio is rich, the peak determination fluctuation rate tends to increase (become) in the same manner as the occurrence period fluctuation rate, but the whole is empty. There is a tendency for the air-fuel ratio to rise later as the air-fuel ratio becomes leaner, that is, as the air-fuel ratio becomes leaner, after the fluctuation of the generation period fluctuation rate becomes larger.
そして、実際の空燃比がリーン側に偏っていると判定した後、ステップS13では、ステップS11において計算して得られた補正係数を用いて燃料噴射量を補正して、燃料噴射量言い換えれば空燃比のフィードバック制御を実行する。 Then, after determining that the actual air-fuel ratio is biased toward the lean side, in step S13, the fuel injection amount is corrected using the correction coefficient obtained in step S11, and in other words, the fuel injection amount is empty. Performs feedback control of the fuel ratio.
このような構成において、エンジン100を運転すると、点火の毎にステップS1〜ステップS4を実行し、燃焼初期に対応する空燃比の変動を反映する発生期間変動率と、燃焼後期に対応する空燃比の変動を反映するピーク判定変動率とを計算することにより、空燃比がどの程度リーンになっているかを判定することが可能である。そして、発生期間変動率が燃焼状態判定値を上回る(ステップS12)場合は、ピーク判定変動率に基づいて算出した補正係数(ステップS11)により空燃比フィードバック制御を実施して、発生期間変動率により判定した実際の空燃比がリーン状態から空燃比がリッチ側になるようにするものである。
In such a configuration, when the
したがって、空燃比がリーン側に変化している運転状態において、ピーク判定変動率に基づく空燃比がさらにリーン側に変化して燃焼状態が良好でなくなる状態になる前に、空燃比を理論空燃比に向けて変更することができ、燃焼状態を安定なものにすることができる。 Therefore, in the operating state in which the air-fuel ratio is changing to the lean side, the air-fuel ratio is changed to the stoichiometric air-fuel ratio before the air-fuel ratio based on the peak determination variation rate further changes to the lean side and the combustion state becomes unfavorable. The combustion state can be stabilized.
しかも、燃焼初期における発生期間のばらつき度合いを判定すべく発生期間変動率を計測するための第一判定値H1と、燃焼後期におけるイオン電流Iの最大を呈する期間のばらつき度合いを判定すべくピーク判定変動率を計測するための第二判定値H2との二つの判定値を設定するのみであるので、回路構成や制御プログラムを簡素化することができる。 In addition, the first determination value H1 for measuring the generation period variation rate to determine the degree of variation in the generation period in the early stage of combustion and the peak determination to determine the degree of variation in the period in which the ion current I is maximized in the later stage of combustion. Since only two determination values, the second determination value H2 for measuring the variation rate, are set, the circuit configuration and the control program can be simplified.
なお、上記実施形態においては、発生期間変動率に基づいて空燃比のリーンを判定し、その発生期間変動率に基づいて空燃比フィードバック制御を実施せず、ピーク判定変動率に基づいて設定した補正係数により空燃比フィードバック制御を実施して空燃比がさらにリーンになることを防止したが、発生期間変動率に基づいて補正係数を設定しておき、発生期間変動率が燃焼状態判定値を上回った場合にその補正係数により空燃比フィードバック制御を実施し、空燃比がさらにリーンになるつまりピーク判定変動率による空燃比の判定を行うことなく空燃比を最適な状態にするよう、制御するものであってもよい。 In the above-described embodiment, the air-fuel ratio lean is determined based on the occurrence period variation rate, and the air-fuel ratio feedback control is not performed based on the occurrence period variation rate, and the correction is set based on the peak determination variation rate. Although the air-fuel ratio feedback control was performed by the coefficient to prevent the air-fuel ratio from becoming leaner, a correction coefficient was set based on the generation period variation rate, and the generation period variation rate exceeded the combustion state determination value. In this case, the air-fuel ratio feedback control is performed with the correction coefficient, and the air-fuel ratio is further leaned, that is, the air-fuel ratio is controlled to the optimum state without performing the air-fuel ratio determination based on the peak determination fluctuation rate. May be.
次に第二実施形態を説明する。 Next, a second embodiment will be described.
この第二実施形態は、上述した発生期間変動率とピーク判定変動率との両方を、共通の基準値と比較し、その結果に基づいて制御補正量を加減して空燃比フィードバック制御を実施するように構成するものである。 In the second embodiment, both the above-described generation period variation rate and peak determination variation rate are compared with a common reference value, and based on the result, the control correction amount is adjusted to perform air-fuel ratio feedback control. It is comprised as follows.
この第二実施形態における空燃比判定プログラムは、具体的には、図7に示す手順により実行される。なお、この第二実施形態においても、上述のステップS1〜ステップS4までのルーチンを有するものである。つまり、この第二実施形態における空燃比判定プログラムは、ステップS1〜ステップS4と以下に説明するステップS21〜ステップS24により構成されるものである。 Specifically, the air-fuel ratio determination program in the second embodiment is executed by the procedure shown in FIG. Note that the second embodiment also has the routine from step S1 to step S4 described above. That is, the air-fuel ratio determination program in the second embodiment is configured by Steps S1 to S4 and Steps S21 to S24 described below.
まず、ステップS21では、ピーク判定変動率が基準値を上回っているか否かを判定する。ステップS22では、発生期間変動率が基準値を上回っているか否かを判定する。基準値は、上述した燃焼状態判定値と同等のものであってよい。そして、ピーク判定変動率と発生期間変動率とに対して共通に使用するものである。 First, in step S21, it is determined whether or not the peak determination variation rate exceeds a reference value. In step S22, it is determined whether the occurrence period variation rate exceeds the reference value. The reference value may be equivalent to the combustion state determination value described above. And it is used in common for the peak determination variation rate and the occurrence period variation rate.
ステップS23では、第一制御補正量により燃料噴射量を補正して空燃比フィードバック制御を実施する。ステップS24では、第一制御補正量より小さく設定した第二制御補正量により燃料噴射量を補正して空燃比フィードバック制御を実施する。 In step S23, the fuel injection amount is corrected by the first control correction amount, and air-fuel ratio feedback control is performed. In step S24, the fuel injection amount is corrected by the second control correction amount set smaller than the first control correction amount, and air-fuel ratio feedback control is performed.
このような構成にあっては、点火毎に発生するイオン電流Iが、空燃比によりばらつくことと、そのばらつきが燃焼の初期におけるイオン電流Iの発生状態と燃焼の後期に発生しているイオン電流Iの発生状態とで異なることを利用するものである。つまり、空燃比のリーン化が進むと、リーンの度合いにより発生期間が長くなったり短くなったりして、燃焼初期におけるイオン電流Iの発生状況つまり発生期間のばらつきの度合いを示す発生期間変動率が急激に上昇する。 In such a configuration, the ionic current I generated at each ignition varies depending on the air-fuel ratio, and the variation occurs in the ionic current I generation state in the early stage of combustion and the ionic current generated in the later stage of combustion. What is different from the state of occurrence of I is used. In other words, as the air-fuel ratio becomes leaner, the generation period becomes longer or shorter depending on the degree of lean, and the generation period variation rate indicating the generation state of the ionic current I in the initial stage of combustion, that is, the degree of variation in the generation period, is obtained. It rises rapidly.
エンジン100を運転すると、ステップS1〜ステップS4を実行して、発生期間変動率とピーク判定変動率とのそれぞれを算出する。実際の空燃比を理論空燃比よりリーンにしてエンジン100を運転している場合、空燃比がリーンになることで発生期間変動率が高くなり、さらに空燃比のリーン化が進むとピーク判定変動率が高くなる。
When
この空燃比判定プログラムでは、ピーク判定変動率が基準値を上回っているか否かを最初に判定して(ステップS21)、空燃比のリーン化が進行している場合に迅速に対処し得るようにしている。すなわち、ピーク判定変動率が基準値を上回って、エンジン100の運転状態が良好でない、例えば比較的大きな回転変動などでエンジンの運転状態が不安定な場合には、ステップS23において第一制御補正量により空燃比フィードバック制御を実施するので、空燃比を迅速に理論空燃比の方向に補正することができる。
In this air-fuel ratio determination program, it is first determined whether or not the peak determination variation rate exceeds the reference value (step S21), so that the air-fuel ratio can be quickly dealt with when the air-fuel ratio is becoming leaner. ing. That is, if the peak determination variation rate exceeds the reference value and the
また、ピーク判定変動率が基準値以下であると判定した場合には、発生期間変動率が基準値を上回っているか否かを判定して(ステップS22)、上回って、車両の乗員がエンジン100の運転状態が通常とは異なることを感じる場合には第二制御補正量により空燃比フィードバック制御を実施するので、空燃比がリッチになりすぎるといった過剰な制御を抑制することができる。 When it is determined that the peak determination variation rate is equal to or less than the reference value, it is determined whether or not the occurrence period variation rate exceeds the reference value (step S22). When it is felt that the operating state is different from the normal state, the air-fuel ratio feedback control is performed with the second control correction amount, so that excessive control such that the air-fuel ratio becomes too rich can be suppressed.
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
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
11…出力インターフェース
I…イオン電流
P1…発生期間
P2…ピーク判定期間
H1…第一判定値
H2…第二判定値
6 ...
Claims (1)
今回計測した発生期間と保存されている所定個の発生期間とにより平均値を演算し、平均値から各発生期間を減じて得られた偏差の平均値を発生期間の平均値により除して演算する、計測した発生期間の発生期間変動率が燃焼の初期における空燃比の状態を判定するための判定基準より大きい場合に実際の空燃比が理論空燃比よりリーンになっていると判定し、
今回計測したピーク判定期間と保存されている所定個のピーク判定期間とにより平均値を演算し、平均値から各ピーク発生期間を減じて得られた偏差の平均値をピーク判定期間の平均値により除して演算する、計測したピーク判定期間のピーク判定変動率が燃焼の後期における空燃比の状態を判定するための判定基準より大きい場合に実際の空燃比が計測した発生期間による判定した空燃比よりさらにリーンであると判定するイオン電流に基づく内燃機関の空燃比判定方法。 In an internal combustion engine, the generation period during which the ionic current is generated is measured by the time during which the ionic current exceeds the first determination value or the crank angle, and the second determination is greater than the first determination value. The peak judgment period includes the time when the characteristic value of the ion current generated in the combustion chamber at each ignition exhibits the maximum from the time when the value exceeds the lower side to the upper side to the time when the second judgment value is exceeded from the upper side to the lower side. An air-fuel ratio determination method for an internal combustion engine based on an ionic current that measures and measures an air-fuel ratio using a measured generation period and a peak determination period,
The average value is calculated from the occurrence period measured this time and the specified number of occurrence periods stored, and the average value of the deviation obtained by subtracting each occurrence period from the average value is divided by the average value of the occurrence period. to, determines that the actual air-fuel ratio when the determination criterion is greater than for determining the state of the air-fuel ratio generation period fluctuation rate in the initial combustion of the measured generation period is in the leaner than the stoichiometric air-fuel ratio,
The average value is calculated from the peak determination period measured this time and the predetermined number of stored peak determination periods, and the average of the deviations obtained by subtracting each peak occurrence period from the average value is calculated using the average value of the peak determination period. dividing by calculating the air-fuel ratio of peak judgment rate of change in the measured peak determination period is determined by the generation period of the actual air-fuel ratio when the determination criterion is greater than that measured for determining the state of the air-fuel ratio in the late combustion An air-fuel ratio determination method for an internal combustion engine based on an ionic current that is further determined to be lean.
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