JP5685066B2 - 内燃機関用のイオン電流検出処理装置 - Google Patents
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Description
i=Vo/(Rn+Ro)・EXP{−t/Co・(Rn+Ro)},・・・A式
i:漏洩電流,
Vo:コンデンサの初期電圧(ツェナーダイオードによって設定される),
Ro:検出抵抗,
Rn:燻ぶり抵抗,
Co:コンデンサの電気容量,
t:時間,
この漏洩電流iは、サンプルしたイオン電流から漏洩電流の成分をキャンセルさせる際に用いられる。
Rn=〔Δt/{Co・ln(i1/i2)}〕−Ro,・・・B式
Rn:燻ぶり抵抗,
Co:コンデンサの電気容量,
Ro:検出抵抗,
i1:第1の漏洩電流の検出値(時刻t1、吸気工程近傍),
i2:第2の漏洩電流の検出値(時刻t2、吸気工程近傍),
Δt:(i1の検出時刻t1)−(i2の検出時刻t2)
前記制御装置は、前記イオン電流が流れ始めてから吸気工程又は圧縮工程の漏洩電流測定時刻に至るまでの所定期間について前記イオン電流検出信号をサンプリングする処理と、前記所定期間における前記コンデンサの放電電荷量に基づいて前記漏洩電流測定時刻における前記コンデンサの両端電圧を算出する処理と、前記イオン電流検出信号のうち前記漏洩電流測定時刻におけるサンプル値及び前記漏洩電流測定時刻における前記コンデンサの両端電圧に基づいて前記点火プラグの燻ぶり抵抗を算出する処理と、を機能させることとする。
前記コンデンサの両端電圧Vnは、Vn={C・Vz−(ΣIc)・dt}/C,によって算出されることとする。
当該燻ぶり抵抗R(leak)は、R(leak)={C・Vz−(ΣIc)・dt}/(C・Icn),によって算出されることとする。
当該真イオン電流値Iiは、Ii=Ic−{Vc/R(leak)},によって算出されることとする。
Vc={Qz−Si(t)}/C,・・・C式
Qz:イオン電流が流れ始める直前のコンデンサの電荷量(C・Vz)
Si(t):放電開始時刻t1を起算点とする任意の時間的区間での放電電荷量
(Vz:ツェナー電圧)
によって算出される。
この両端電圧Vnは、
Vn={C・Vz−(ΣIc)・dt}/C,・・・D式
C:コンデンサの電気容量
Vz:ツェナー電圧
ΣIc:時刻tnにおけるイオン電流検出値Sinsの積算値
dt:ADタイミングの時間間隔
によって算出されることとなる。
R(leak)=Vn/Icn,・・・E式
によって算出される。
Ii=Ic−{Vc/R(leak)},・・・F式
によって算出され、Ii1=Ic1−{Vz/R(leak)},を得る。但し、放電電流が流れる直前の燻ぶり抵抗R(leak)は、R(leak)=∞,とされるので、真イオン電流値Ii1は零となる(図8a−Ii参照)。
具体的に説明すると、時刻t2で算出される放電電荷量ΔQ2は、
ΔQ=Ic・dt,・・・G式
dt:ADタイミングの時間間隔
を用いて、ΔQ2=Ic2・dt,と算出される。
コンデンサに蓄積されている電荷量Qcは、
Qc=Qz−ΔQ,・・・H式
によって算出されるところ、時刻t2における電荷量Qc2は、Qc2=Qz−Ic2・dt,と算出される。
当該パラメータP1は、対応する時刻(t1〜tn)について、
P1=Ii/Vc,・・・I式
によって算出される。
条件;
内燃機関の回転数:1600(rpm)
点火プラグの絶縁抵抗1:1(MΩ)
点火プラグの絶縁抵抗2:10(MΩ)
点火プラグの絶縁抵抗3:100(MΩ)
(各々の絶縁抵抗は、燻ぶり状態の程度を現しており、一般に100MΩ以上で正常状態とされている。)
CL 点火コイル
PG 点火プラグ
Tr スイッチング素子
ECU 制御装置
SG 点火信号
C コンデンサ
Sins イオン電流検出信号
INS イオン電流検出回路
Claims (8)
- 一次コイル及び二次コイルによって高電圧を生成するものであって内燃機関の点火プラグへ前記高電圧を印加させる点火コイルと、前記一次コイルの通電を断続制御するスイッチング素子と、前記スイッチング素子へ点火信号を与えて当該スイッチング素子を制御させる制御装置と、コンデンサへチャージされた電荷の放電によって前記点火プラグでイオン電流を生じさせ且つ前記イオン電流に比例するイオン電流検出信号を出力させるイオン電流検出回路とを備え、
前記制御装置は、
前記イオン電流が流れ始めてから吸気工程又は圧縮工程の漏洩電流測定時刻に至るまでの所定期間について前記イオン電流検出信号をサンプリングする処理と、
前記所定期間における前記コンデンサの放電電荷量に基づいて前記漏洩電流測定時刻における前記コンデンサの両端電圧を算出する処理と、
前記イオン電流検出信号のうち前記漏洩電流測定時刻におけるサンプル値及び前記漏洩電流測定時刻における前記コンデンサの両端電圧に基づいて前記点火プラグの燻ぶり抵抗を算出する処理と、を機能させることを特徴とするイオン電流検出処理装置。 - 前記漏洩電流検出時刻における前記コンデンサの両端電圧をVnとし、前記コンデンサの両端電圧の初期値をVzとし、前記コンデンサの電気容量をCとし、前記イオン電流検出信号を検出する時間間隔をdtとし、前記所定期間における前記イオン電流検出信号のサンプル値を積算させた値をΣIcとすると、
前記コンデンサの両端電圧Vnは、
Vn={C・Vz−(ΣIc)・dt}/C,
によって算出されることを特徴とする請求項1に記載のイオン電流検出処理装置。 - 前記燻ぶり抵抗をR(leak)とし、前記イオン電流検出信号のうち前記漏洩電流測定時刻におけるサンプル値をIcnとし、前記コンデンサの両端電圧の初期値をVzとし、前記コンデンサの電気容量をCとし、前記イオン電流検出信号を検出する時間間隔をdtとし、前記所定期間における前記イオン電流検出信号のサンプル値を積算させた値をΣIcとすると、
当該燻ぶり抵抗R(leak)は、
R(leak)={C・Vz−(ΣIc)・dt}/(C・Icn),
によって算出されることを特徴とする請求項1に記載のイオン電流検出処理装置。 - 前記制御装置は、
従前の燃焼サイクルにおける燻ぶり抵抗を読み出す処理と、
前記所定期間の各時刻について前記イオン電流検出信号をサンプリングする処理と、
前記イオン電流検出信号の各々のサンプル値に対応させて前記コンデンサの両端電圧を算出する処理と、
前記イオン電流検出信号の所定時刻のサンプル値と、当該サンプル値に対応する前記コンデンサの両端電圧と、前記従前の燃焼サイクルにおける燻ぶり抵抗の読み出し値とに基づいて、点火プラグでの漏洩電流を前記サンプル値からキャンセルさせる処理と、を機能させることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のイオン電流検出処理装置。 - 点火プラグでの漏洩電流を前記サンプル値からキャンセルさせた値を真イオン電流値Iiとし、前記イオン電流を形成する放電電荷が蓄積されたコンデンサの両端電圧をVcとし、前記所定時刻における前記イオン電流検出信号のサンプル値をIcとし、前記燻ぶり抵抗をR(leak)とすると、
当該真イオン電流値Iiは、
Ii=Ic−{Vc/R(leak)},
によって算出されることを特徴とする請求項4に記載のイオン電流検出処理装置。 - 前記制御装置は、前記真イオン電流値Iiに基づいて、内燃機関の燃焼状態を解析する為の他のパラメータを算出することを特徴とする請求項5に記載のイオン電流検出処理装置。
- 前記パラメータは、当該パラメータをP1とすると、P1=Ii/Vc,によって算出されることを特徴とする請求項6に記載のイオン電流検出処理装置。
- 前記パラメータは、当該パラメータをP2とすると、P2=Vc/Ii,によって算出されることを特徴とする請求項6に記載のイオン電流検出処理装置。
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