JPH06249048A

JPH06249048A - 燃焼ラフネス値の検出装置及び内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH06249048A
Application number: JP3551793A
Authority: JP
Inventors: Eizou Umiyama; 英造海山; Shigeru Aoki; 滋青木; Toshio Yokoyama; 利夫横山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1994-09-06

Abstract

(57)【要約】【目的】高価なセンサを用いることなく燃焼ラフネス
値を精密に検出する。【構成】電源回路２５、抵抗２４及び電圧センサ２６
よりなるイオン電流センサ１７を点火プラグ１６に接続
し、点火時期の近傍における複数のクランク角位置で点
火プラグ１６に流れるイオン電流を電圧値として検出す
る。前記複数の電圧値はエンジンの運転状態に応じて図
示平均有効圧Ｐｍｉに相関する図示平均有効圧相関値Ｈ
Ｐｍｉに変換され、複数サイクルの図示平均有効圧相関
値ＨＰｍｉに基づいて燃焼ラフネス値ＲＮが算出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の気筒内にお
ける混合気の燃焼状態を示す燃焼ラフネス値の検出装
置、並びに前記検出装置を用いた内燃機関の制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の気筒内における混合気の燃焼
状態を示すパラメータである燃焼ラフネス値を燃焼圧セ
ンサや燃焼光センサによって検出する燃焼ラフネス値検
出部と、空燃比や点火時期をコントロールするエンジン
コントロールユニットとで構成され、エンジンコントロ
ールユニット中のＲＯＭに記憶された燃料噴射量、点火
時期等の設定値に対し、燃焼が悪化した場合、燃焼ラフ
ネス値検出部の信号によりこれらを補正するようにした
制御装置が従来より知られている（特開昭６２−３８８
５３号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼圧
センサや燃焼光センサは１個でも高価な上に各気筒毎に
装着する必要があり、検出回路を含めた装置全体のコス
トが非常に高価になるため、特殊な用途の機関は別とし
て一般の乗用車用には採用できなかった。

【０００４】また、実走行での頻度の高いクルーズ走行
時やアイドル運転時は、機関負荷が低く燃焼圧や燃焼光
は微弱であるため、燃焼圧センサや燃焼光センサでは燃
焼ラフネス値を正確に検出することができなかった。特
に、高回転低負荷領域では制御に使用できるほど信頼性
のある検出結果は全く得ることはできなかった。

【０００５】また、実際の点火時期を検出し、点火時期
制御装置の指令値との比較を行ったり、機関にとって最
適な点火時期制御を行ったりする場合には、燃焼圧セン
サでは点火時期の計測ができないため、燃焼圧センサと
燃焼光センサの両方を持たなくてはならない。

【０００６】また、燃焼光センサは石英ガラスオプティ
カルファイバーを使用しても耐久性が低く、耐久劣化に
よって出力が低下したり、カーボンや燃焼生成物が付着
することで出力が低下するため、初期性能は良くても長
期の使用を考えると、機関制御用センサとしては採用で
きない。

【０００７】また、燃焼圧センサや燃焼光センサを燃焼
室に設けると、吸気バルブや排気バルブの設計に制約を
受けるだけでなく、前記センサを燃焼室に挿入するため
の導入管の装備によって燃焼室の冷却性が低下する問題
がある。

【０００８】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、内燃機関の燃焼ラフネス値を比較的簡便な装置で正
確に検出することが可能な燃焼ラフネス値の検出装置
と、その検出装置を用いた内燃機関の制御装置とを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された燃焼ラフネス値の検出装置
は、各サイクルの点火時期近傍において点火プラグ又は
イオンプローブに対して電圧を印加する電圧印加手段
と、前記点火プラグ又はイオンプローブを流れる電流値
を電圧値に変換して出力する電圧値検出手段と、内燃機
関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記電圧
値及び内燃機関の運転状態に基づいて図示平均有効圧相
関値を算出する図示平均有効圧相関値算出手段と、複数
サイクルの前記図示平均有効圧相関値から燃焼ラフネス
値を算出する燃焼ラフネス値算出手段とを備えたことを
特徴とする。

【００１０】また請求項２に記載された燃焼ラフネス値
の検出装置は、請求項１に記載された構成に加えて、電
圧値検出手段が複数のクランク角に対応する複数の電圧
値を検出し、図示平均有効圧相関値算出手段が前記複数
の電圧値に前記内燃機関の運転状態に基づいて決定され
る重み係数を乗算して図示平均有効圧相関値を算出する
ことを特徴とする。

【００１１】また、請求項３に記載された内燃機関の制
御装置は、請求項１又は２記載の燃焼ラフネス値の検出
装置を備えた内燃機関の制御装置であって、内燃機関の
冷間始動時に前記燃焼ラフネス値が基準燃焼ラフネス値
に一致するように、内燃機関の燃焼に関わる因子を操作
する制御手段を備えたことを特徴とする。

【００１２】また、請求項４に記載された内燃機関の制
御装置は、請求項１又は２記載の燃焼ラフネス値の検出
装置を備えた内燃機関の制御装置であって、内燃機関の
各気筒毎の燃焼状態が均等になるように、前記燃焼ラフ
ネス値に基づいて内燃機関の燃焼に関わる因子を操作す
る制御手段を備えたことを特徴とする。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１４】図１は、本発明の実施例に係る内燃機関
（以下単に「エンジン」という）及びその制御装置の全
体構成図であり、例えば４気筒のエンジン１の吸気管２
の途中にはスロットル弁３が設けられている。スロット
ル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結
されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信
号を出力してエンジン制御用電子コントロールユニット
（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。

【００１５】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各燃料噴射弁６は図示し
ない燃料ポンプに接続されるとともに、ＥＣＵ５に電気
的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射
の開弁時間が制御される。

【００１６】エンジン１の各気筒の点火プラグ１６は点
火装置１５を介してＥＣＵ５に電気的に接続されてお
り、ＥＣＵ５により点火時期θＩＧが制御される。点火
プラグ１６に接続する接続線の途中には、点火プラグ１
６に流れるイオン電流を検出するイオン電流センサ１７
が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給され
る。

【００１７】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この
絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ）センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。

【００１８】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮＥ）セ
ンサ１０及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１はエンジン
１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付け
られている。エンジン回転数センサ１０はエンジン１の
クランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力
し、気筒判別センサ１１は特定の気筒の所定のクランク
角度位置で信号パルスを出力するものであり、これらの
各信号パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００１９】三元触媒１４はエンジン１の排気管１３に
配置されており、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の
成分の浄化を行う。排気ガス濃度検出器としての酸素濃
度センサ１２は排気管１３の三元触媒１４の上流側に装
着されており、排気ガス中の酸素濃度を検出してその検
出値に応じた信号を出力しＥＣＵ５に供給する。酸素濃
度センサ１２は、酸素濃度に比例した信号を出力するリ
ニア型のものである。

【００２０】ＥＣＵ５には更に、バッテリ電圧ＶＢを検
出するバッテリ電圧センサ３１、エンジン１が搭載され
た車両の左右の駆動輪の回転速度ＷＦＬ，ＷＦＲを検出
する駆動輪速度センサ３３，３４及び左右の従動輪の回
転速度ＷＲＬ，ＷＲＲを検出する従動輪速度センサ３
５，３６が接続されており、これらのセンサの検出信号
がＥＣＵ５に供給される。

【００２１】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。

【００２２】図２は、図１の制御装置における点火プラ
グ１６の点火装置１５及びイオン電流センサ１７に係る
部分の構成を示す図であり、電源電圧ＶＢが供給される
電源端子Ｔ１は一次側コイル１８と２次側コイル１９と
から成る点火コイル２０に接続されている。一次側コイ
ル１８と２次側コイル１９とは互いにその一端で接続さ
れ、一次側コイル１８の他端はトランジスタ２１のコレ
クタに接続され、トランジスタ２１のベースはＥＣＵ５
に接続され、そのエミッタは接地されている。トランジ
スタ２１のベースには、ＥＣＵ５より点火指令信号Ａが
供給される。また、２次側コイル１９の他端は、ダイオ
ード２２を介して点火プラグ１６の中心電極１６ａに接
続されており、点火プラグ１６の接地電極１６ｂは接地
されている。

【００２３】また、点火プラグ１６の中心電極１６ａは
ダイオード２３、抵抗２４及び電源回路２５を介して接
地されており、抵抗２４の両端のその電圧を検出する電
圧センサ２６が接続される。電源回路２５はＥＣＵ５に
接続されており、エンジン１の各サイクルにおける点火
時期に近傍において所定の電圧を点火プラグ１６の中心
電極１６ａに印加する。前記電源回路２５、抵抗２４及
び電圧センサ２６は前記イオン電流センサ１７を構成す
る。

【００２４】而して、ＥＣＵ５からの指令によって点火
プラグ１６がエンジン１の燃焼室内の混合気を着火させ
たとき、その燃焼状態が正常であれば混合気が充分にイ
オン化するため、点火プラグ１６の中心電極１６ａと接
地電極１６ｂ間に電源回路２５から大きなイオン電流が
流れ、電圧センサ２６で検出される抵抗２４の両端間の
電位差は大きくなる。一方、失火等によって燃焼状態が
不良であれば混合気が充分にイオン化しないため、点火
プラグ１６の中心電極１６ａと接地電極１６ｂ間に流れ
るイオン電流は小さくなり、電圧センサ２６で検出され
る抵抗２４の両端間の電位差は小さくなる。前記電圧セ
ンサ２６で検出される電圧値は点火時期近傍の複数のク
ランク角に対応して複数回検出される。このようにし
て、混合気の燃焼状態の良否に応じて変化するイオン電
流が、電圧センサ２６によって各サイクル毎に複数の電
圧値として検出され、この電圧値に基づいて後述の燃焼
ラフネス値が算出される。

【００２５】このように、電圧センサ２６の検出電圧に
基づいて燃焼ラフネス値を算出することにより、以下の
ような効果を奏する。

【００２６】電圧センサ２６は点火プラグ１６に接続さ
れる接続線に電気的に接続すればよいため、燃焼圧セン
サや燃焼光センサと比べて構造が簡単でかつ取り付けが
容易である。従って低コストで実現でき、一般の乗用車
やオートバイに採用可能である。

【００２７】また、電圧センサ２６は、燃焼圧センサ等
のようにスパークプラグのプラグ座や燃焼室に取り付け
る必要が無いため、吸気バルブや排気バルブの設計自由
度や燃焼室の冷却性に影響を及ぼすことがなく、しかも
使用条件が厳しくないために耐久性、信頼性の面でもは
るかに優れている。

【００２８】次に、上記手法を用いた燃焼ラフネス値Ｒ
Ｎの検出を詳細に説明する。

【００２９】図３は、エンジン１の筒内圧Ｐ（θ）と、
電圧センサ２６で検出した前記電圧ＩＣ（θ）と、燃焼
による熱発生率ΔＱ（θ）とをクランク角θについて求
めたもので、図３（ａ）は混合気の燃焼状態が良好であ
る場合を、また図３（ｂ）は燃焼状態が不良である場合
を示している。同図から明らかなように、燃焼状態の良
否に関わらず電圧センサ２６で検出した前記電圧ＩＣ
（θ）と熱発生率ΔＱ（θ）との間には強い相関があ
り、これに筒内ガス温度Ｔｃｙｌ（θ）の補正を加える
と更に強い相関が得られる。即ち、電圧ＩＣ（θ）は熱
発生率ΔＱ（θ）と筒内ガス温度Ｔｃｙｌ（θ）とによ
って、次の式（１）で表される。

【００３０】ＩＣ（θ）∝ｆ（ΔＱ（θ），Ｔｃｙｌ（θ）） …（１）ここで筒内ガス温度Ｔｃｙｌ（θ）を、式（２）に示す
ようにエンジン１の運転状態、即ちエンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに対応する係数Ｋ（θ）とし
て予めマップ化しておけば、ＮＥ及びＰＢＡから係数Ｋ
（θ）即ちＴｃｙｌ（θ）を求めることができる。

【００３１】Ｔｃｙｌ（θ）∝Ｋ（θ）∝ｆ（ＮＥ，ＰＢＡ，θ） …（２）従って、電圧センサ２６で検出した電圧ＩＣ（θ）と、
式（２）から求めた筒内ガス温度Ｔｃｙｌ（θ）とによ
り、式（１）から熱発生率ΔＱ（θ）の相関値ＨΔＱ
（θ）を求めることができる。

【００３２】熱発生率ΔＱ（θ）と筒内圧Ｐ（θ）との
間には、式（３）に示すような関係があることが知られ
ている。

【００３３】

【数１】従って、式（３）の熱発生率ΔＱ（θ）に前記相関値Ｈ
ΔＱ（θ）を代入することにより、図示平均有効圧Ｐｍ
ｉの相関値ＨＰｍｉが求められる。而して、図４に示す
ように、電圧ＩＣ（θ）から求めた相関値ＨＰｍｉは、
図示平均有効圧Ｐｍｉとリニアな比例関係にある。そし
て、前記相関値ＨＰｍｉに基づいて燃焼ラフネス値ＲＮ
の算出が行われる。

【００３４】次に、燃焼ラフネス値ＲＮの算出を、図５
のフローチャートに基づいて更に説明する。

【００３５】先ず、ステップＳ１でエンジン１の運転状
態を示すパラメータであるエンジン回転数ＮＥ及び吸気
管内絶対圧ＰＢＡが読み込まれる。次に、ステップＳ２
で前記ＮＥ及びＰＢＡを用いて図６のマップから前記係
数Ｋ（θ）が読み込まれるとともに、ステップＳ３で電
圧センサ２６で検出した前記電圧ＩＣ（θ）が読み込ま
れる。図７から明らかなように、電圧ＩＣ（θ）は点火
時期の近傍において所定のクランク角θ₁〜θ₆に対応
して複数の電圧ＩＣ₁〜ＩＣ₆として検出され、また図
６のマップも前記クランク角θ₁〜θ₆にそれぞれ対応
して設定されている。

【００３６】続いて、ステップＳ４において、各クラン
ク角θ₁〜θ₆に対応した複数の電圧ＩＣ₁〜ＩＣ
₆と、各クランク角θ₁〜θ₆に対応した複数の係数Ｋ
₁〜Ｋ₆とから、式（４）に基づいて図示平均有効圧Ｐ
ｍｉの相関値ＨＰｍｉが算出される。

【００３７】ＨＰｍｉ＝Ｋ₁ＩＣ₁＋Ｋ₂ＩＣ₂＋…＋Ｋ₆ＩＣ₆ …（４）尚、図６のマップ及び式（４）を用いて相関値ＨＰｍｉ
を求める過程は、前述した式（３）に基づいて相関値Ｈ
Ｐｍｉを求める過程と、その手法は異なるが内容的には
同じものである。

【００３８】続いて、ステップＳ５において各気筒毎及
び各サイクル毎の相関値ＨＰｍｉが記憶され、ステップ
Ｓ６で前記相関値ＨＰｍｉに基づいて燃焼ラフネス値Ｒ
Ｎの算出が行われる。

【００３９】燃焼ラフネス値ＲＮの算出には幾つかの計
算方法がある。

【００４０】式（５）は第１の計算方法を示すもので、
Ｎサイクルにおける相関値ＨＰｍｉの標準偏差が燃焼ラ
フネス値ＲＮとして求められる。ここでＨＰｍｉａｖは
Ｎサイクルにおける相関値ＨＰｍｉの平均値である。

【００４１】

【数２】式（６）は第２の計算方法を示すもので、Ｎサイクルに
おける相関値ＨＰｍｉの標準偏差を、Ｎサイクルにおけ
る相関値ＨＰｍｉの平均値で除算した値が燃焼ラフネス
値ＲＮとして求められる。

【００４２】

【数３】式（７）は第３の計算方法を示すもので、前サイクルの
相関値ＨＰｍｉ（ｋ）と今サイクルの相関値ＨＰｍｉ
（ｋ＋１）との差の絶対値をＮサイクルにわたって積算
し、その積算値をサイクル数Ｎで除算した値が燃焼ラフ
ネス値ＲＮとして求められる。

【００４３】

【数４】以上のようにして、エンジン１の各気筒に対応する燃焼
ラフネス値ＲＮを簡単な装置で正確に算出することがで
き、これにより気筒毎の失火検知を容易に行うことがで
きる。

【００４４】次に、燃焼ラフネス値ＲＮをエンジン１の
冷間始動時における燃料噴射量制御に適用した実施例
を、図８のフローチャートに基づいて説明する。

【００４５】先ず、ステップＳ１１で、エンジン１の運
転状態を示すパラメータであるエンジン回転数ＮＥ、吸
気管内絶対圧ＰＢＡ、エンジン水温ＴＷ、吸気温ＴＡ等
が読み込まれる。続いて、ステップＳ１２で、ｎ個の気
筒毎に求めた図示平均有効圧Ｐｍｉの相関値ＨＰｍｉ
（ｎ）が図示平均有効圧Ｐｍｉ（ｎ）に置き換えられた
後、ステップＳ１３で前記図示平均有効圧Ｐｍｉ（ｎ）
を吸気管内絶対圧ＰＢＡの関数ｆ（ＰＢＡ）で除算する
ことにより、補正相関値ＩＰｍｉ（ｎ）が求められる。

【００４６】次に、ステップＳ１４でＡ／Ｆセンサが活
性化したか否かを判断し、冷間始動時においてＡ／Ｆセ
ンサが未だ活性化していなければ、ステップＳ１５に移
行して燃焼ラフネス値ＲＮの算出が行われる。この燃焼
ラフネス値ＲＮの算出は、前記式（５）〜（７）の何れ
かに基づいて実行される。

【００４７】続いて、ステップＳ１６でＮＥ及びＰＢＡ
に基づいて燃焼ラフネス値ＲＮの基準値ＳＲＮをマップ
検索し、燃焼ラフネス値ＲＮの前記基準値ＳＲＮに対す
る比率ＲＮ／ＳＲＮ＝ΔＲＮを算出する。ステップＳ１
７では、エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、
エンジン水温ＴＷ、吸気温ＴＡ等に応じて設定された図
示平均有効圧Ｐｍｉの基準値ＳＰｍｉを補正すべく、そ
の補正項ＫＲＮを前記比率ΔＲＮに基づいてマップ検索
する。そして、基準値ＳＰｍｉに補正項ＫＲＮを乗算し
た値で基準値ＳＰｍｉを置き換える。

【００４８】次に、ステップＳ１９で、ステップＳ１８
で求めた基準値ＳＰｍｉをステップＳ１３で求めた補正
相関値ＩＰｍｉ（ｎ）で除算することにより、気筒別の
燃料補正係数Ｋｊ（ｎ）が求められる。そして、ステッ
プＳ２０で、前記燃料補正係数Ｋｊ（ｎ）を用いた各気
筒の燃料噴射量Ｔｏｕｔ（ｎ）が、式（８）に基づいて
算出される。

【００４９】Ｔｏｕｔ（ｎ）＝Ｔｉ×Ｋｊ（ｎ）×ＫＬＡＦ×ＫＥ＋ＴＶ …（８）Ｔｉ：基本燃料噴射量ＫＬＡＦ：Ａ／Ｆフィードバック補正係数ＫＥ：エンジンパラメータに基づく補正係数ＴＶ：バッテリ補正変数而して、冷間始動時においてＡ／Ｆセンサが未だ活性化
していない状態では、算出された燃焼ラフネス値ＲＮと
基準値ＳＲＮとの比率に応じて燃料噴射量が補正され
る。これにより、Ａ／Ｆセンサの不活性時における燃料
噴射量を実際の燃焼状態に応じて適切に制御し、排気ガ
ス中の有害成分を大幅に低減することができる。

【００５０】次に、燃焼ラフネス値ＲＮをエンジン１の
点火時期制御に適用した実施例を、図９のフローチャー
トに基づいて説明する。

【００５１】先ず、ステップＳ２１で、エンジン１の運
転状態を示すパラメータであるエンジン回転数ＮＥ、吸
気管内絶対圧ＰＢＡ、エンジン水温ＴＷ、吸気温ＴＡ等
が読み込まれる。続いて、ステップＳ２２で、気筒毎に
求めた図示平均有効圧Ｐｍｉの相関値ＨＰｍｉ（Ｎ）が
図示平均有効圧Ｐｍｉ（Ｎ）に置き換えられた後、ステ
ップＳ２３で前記図示平均有効圧Ｐｍｉ（Ｎ）を吸気管
内絶対圧ＰＢＡの関数ｆ（ＰＢＡ）で除算することによ
り、補正相関値ＩＰｍｉ（Ｎ）が求められる。ここで、
添字（Ｎ）は第Ｎサイクルにおける値であることを示し
ている。

【００５２】続いて、ステップＳ２４で、補正相関値Ｉ
Ｐｍｉ（Ｎ）の基準となる基準値ＳＴＩＰｍｉ（Ｎ）が
ＮＥ及びＰＢＡからマップ検索され、その基準値ＳＴＩ
Ｐｍｉ（Ｎ）と補正相関値ＩＰｍｉ（Ｎ）との差の絶対
値として燃焼ラフネス値ＲＮが算出される。

【００５３】ステップＳ２５では、前記燃焼ラフネス値
の今回値ＲＮ（Ｎ）と前回値ＲＮ（ｎ−１）とが比較さ
れ、その答えが否定（Ｎｏ）であって今回のＲＮ（Ｎ）
が前回よりも増加している場合、即ち燃焼状態が悪化し
つつある場合にはステップＳ２６に移行する。ステップ
Ｓ２６で前回の点火時期が基準点火時期よりも進角して
いる場合には、ステップＳ２７で点火時期を遅角し、逆
にステップＳ２６で遅角している場合にはステップＳ２
８で進角し、これにより前記燃焼ラフネス値ＲＮ（Ｎ）
を減少させて燃焼状態を向上させることができる。

【００５４】一方、ステップＳ２５の答えが肯定（Ｙｅ
ｓ）であって今回のＲＮ（Ｎ）が前回よりも減少してい
る場合、即ち燃焼状態が好転しつつある場合にはステッ
プＳ２９に移行する。ステップＳ２９でＲＮ（Ｎ）が所
定値以下であれば、充分に良好な燃焼状態が得られてい
るとして、ステップＳ３０で点火時期が固定される。ま
た、ステップＳ２９でＲＮ（Ｎ）が所定値より大きい場
合であって、ステップＳ３１で前回の点火時期が進角し
ている場合には、ステップＳ３２で点火時期を更に進角
し、逆にステップＳ３１で遅角している場合にはステッ
プＳ３３で更に遅角し、これにより前記燃焼ラフネス値
ＲＮ（Ｎ）を減少させて燃焼状態を向上させることがで
きる。

【００５５】而して、基準値ＳＴＩＰｍｉ（Ｎ）と補正
相関値ＩＰｍｉ（Ｎ）との偏差を各サイクル毎に判定し
て点火時期を制御しているので、各気筒の燃焼状態を均
等にして燃費の向上を図ることができる。

【００５６】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことができる。

【００５７】例えば、実施例では点火プラグ１６の両電
極１６ａ，１６ｂ間を流れるイオン電流を検出している
が（図２参照）、図１０に示すように各気筒に点火プラ
グ１６とは別にイオンプローブ２７を設け、このイオン
プローブ２７にイオン電流センサ１７を接続しても良
い。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載された発
明によれば、各サイクルの点火時期近傍において点火プ
ラグ又はイオンプローブに対して電圧を印加し、そこを
流れる電流値を電圧に変換した電圧値を内燃機関の運転
状態に基づいて演算処理することにより図示平均有効圧
相関値を算出し、複数サイクルの図示平均有効圧相関値
から燃焼ラフネス値を算出しているので、従来必要であ
った燃焼圧センサや燃焼光センサ等の設置スペースが大
きく且つ高価で信頼性が低いセンサを用いることなく、
低コストで精密な燃焼ラフネス値の検出が可能となる。
また、共通の装置で各気筒毎に燃焼ラフネス値を検出し
ているので、気筒毎の失火検知を容易に行うことができ
る。

【００５９】また請求項２に記載された発明によれば、
複数のクランク角に対応する複数の電圧値を検出すると
ともに、この電圧値に内燃機関の運転状態に基づいて決
定される重み係数を乗算して図示平均有効圧相関値を算
出しているので、内燃機関の実際の運転状態に即応した
精密な燃焼ラフネス値を検出することができる。

【００６０】また請求項３に記載された発明によれば、
内燃機関の冷間始動時に燃焼ラフネス値が基準燃焼ラフ
ネス値に一致するように、内燃機関の燃焼に関わる因子
を操作しているので、空燃比センサが活性化していない
状態であっても、内燃機関の実際の燃焼状態に応じた空
燃比制御を行って排気ガス中の有害成分の増加を抑える
ことができる。

【００６１】また請求項４に記載された発明によれば、
内燃機関の各気筒毎の燃焼状態が均等になるように、燃
焼ラフネス値に基づいて内燃機関の燃焼に関わる因子を
操作しているので、各気筒毎のバラツキを抑えて燃焼状
態を均等化し、燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関及びその制御装置の構成図

【図２】燃焼ラフネス値を検出するための回路図

【図３】Ｐ（θ）、ΔＱ（θ）及びＩＣ（θ）の相関を
示すグラフ

【図４】ＰｉｍとＨＰｉｍとの相関を示すグラフ

【図５】燃焼ラフネス値を算出するプログラムのフロー
チャート

【図６】ＨＰｍｉを算出するための係数Ｋを求めるマッ
プ

【図７】θとＩＣ（θ）との関係を示すグラグ

【図８】燃料噴射量制御を行うプログラムのフローチャ
ート

【図９】点火時期制御をを行うプログラムのフローチャ
ート

【図１０】イオンプローブを用いた、前記図２に対応す
る回路図

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）５電子コントロールユニット１６点火プラグ１７イオン電流センサ１８一次側コイル１９二次側コイル２０点火コイル２６電圧センサ２７イオンプローブ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各サイクルの点火時期近傍において点火
プラグ又はイオンプローブに対して電圧を印加する電圧
印加手段と、前記点火プラグ又はイオンプローブを流れ
る電流値を電圧値に変換して出力する電圧値検出手段
と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、前記電圧値及び内燃機関の運転状態に基づいて図示
平均有効圧相関値を算出する図示平均有効圧相関値算出
手段と、複数サイクルの前記図示平均有効圧相関値から
燃焼ラフネス値を算出する燃焼ラフネス値算出手段とを
備えたことを特徴とする、燃焼ラフネス値の検出装置。
【請求項２】電圧値検出手段が複数のクランク角に対
応する複数の電圧値を検出し、図示平均有効圧相関値算
出手段が前記複数の電圧値に前記内燃機関の運転状態に
基づいて決定される重み係数を乗算して図示平均有効圧
相関値を算出することを特徴とする、請求項１記載の燃
焼ラフネス値の検出装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の燃焼ラフネス値の
検出装置を備えた内燃機関の制御装置であって、内燃機関の冷間始動時に前記燃焼ラフネス値が基準燃焼
ラフネス値に一致するように、内燃機関の燃焼に関わる
因子を操作する制御手段を備えたことを特徴とする、内
燃機関の制御装置。
【請求項４】請求項１又は２記載の燃焼ラフネス値の
検出装置を備えた内燃機関の制御装置であって、内燃機関の各気筒毎の燃焼状態が均等になるように、前
記燃焼ラフネス値に基づいて内燃機関の燃焼に関わる因
子を操作する制御手段を備えたことを特徴とする、内燃
機関の制御装置。