JPH0642384A - イオン電流によるリーン限界制御方法 - Google Patents
イオン電流によるリーン限界制御方法Info
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- JPH0642384A JPH0642384A JP4193583A JP19358392A JPH0642384A JP H0642384 A JPH0642384 A JP H0642384A JP 4193583 A JP4193583 A JP 4193583A JP 19358392 A JP19358392 A JP 19358392A JP H0642384 A JPH0642384 A JP H0642384A
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- ion current
- lean limit
- combustion
- lean
- fuel ratio
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- 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
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- Testing Of Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】リーンバーン領域の上限近傍での運転を可能に
する。 【構成】点火直後のシリンダ内に流れるイオン電流の特
性を測定し、測定されたイオン電流の特性に基づいてリ
ーン限界を検出し、リーン限界を検出した際に燃料噴射
量を増量する。
する。 【構成】点火直後のシリンダ内に流れるイオン電流の特
性を測定し、測定されたイオン電流の特性に基づいてリ
ーン限界を検出し、リーン限界を検出した際に燃料噴射
量を増量する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用の内
燃機関において、空燃比が高いリーンバーン領域で運転
される場合の希薄燃焼限界での燃料を制御するイオン電
流によるリーン限界制御方法に関するものである。
燃機関において、空燃比が高いリーンバーン領域で運転
される場合の希薄燃焼限界での燃料を制御するイオン電
流によるリーン限界制御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
（図１０）、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、図１１に示すように、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。このような状況に対応して、目標空燃比の値は
ある程度の安全率（余裕）をもって設定されている。
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
（図１０）、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、図１１に示すように、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。このような状況に対応して、目標空燃比の値は
ある程度の安全率（余裕）をもって設定されている。
【０００４】しかしながら、上記したような安全率を含
んで目標空燃比を設定していると、そのために燃費が悪
化したりＮＯｘが増加したりするので、好ましくなかっ
た。これを解消するためには、トルク変動の限界を検出
して、その際の空燃比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考えられるが、有効な
トルク変動の検出方法はなく、リーンバーン領域の上限
近傍でエンジンを制御することが困難であった。また、
排気マニホールドに空燃比センサを取り付けて、気筒別
の空燃比を検出し、気筒別に空燃比を制御することも困
難であった。
んで目標空燃比を設定していると、そのために燃費が悪
化したりＮＯｘが増加したりするので、好ましくなかっ
た。これを解消するためには、トルク変動の限界を検出
して、その際の空燃比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考えられるが、有効な
トルク変動の検出方法はなく、リーンバーン領域の上限
近傍でエンジンを制御することが困難であった。また、
排気マニホールドに空燃比センサを取り付けて、気筒別
の空燃比を検出し、気筒別に空燃比を制御することも困
難であった。
【０００５】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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、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、本発明に係るイオン電流によるリーン限
界制御方法は、点火直後のシリンダ内に流れるイオン電
流の特性を測定し、測定されたイオン電流の特性に基づ
いてリーン限界を検出し、リーン限界を検出した際に燃
料噴射量を増量することを特徴とする。
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、本発明に係るイオン電流によるリーン限
界制御方法は、点火直後のシリンダ内に流れるイオン電
流の特性を測定し、測定されたイオン電流の特性に基づ
いてリーン限界を検出し、リーン限界を検出した際に燃
料噴射量を増量することを特徴とする。
【０００７】本願発明におけるイオン電流の特性とは、
次に挙げる事項を測定することにより得られる結果を指
すものとする。
次に挙げる事項を測定することにより得られる結果を指
すものとする。
【０００８】（１）イオン電流が設定値より大である期
間の時間を合計した持続時間。
間の時間を合計した持続時間。
【０００９】（２）点火から、イオン電流が設定値より
大である最終時点までの期間の持続時間。
大である最終時点までの期間の持続時間。
【００１０】（３）イオン電流値の最大値のばらつき度
合い。
合い。
【００１１】（４）イオン電流の前記最終時点までの積
分値のばらつき度合い。
分値のばらつき度合い。
【００１２】そして、少なくとも前記（１）項又は
（２）項における持続時間の長短により、リーン限界を
検出するものとする。これに加えて、前記（３）項又は
（４）項の測定結果を判定して、（１）項と（３）項又
は（４）項との測定結果に基づいて、あるいは（２）項
と（３）項又は（４）項との測定結果に基づいて、リー
ン限界を検出するものであってもよい。
（２）項における持続時間の長短により、リーン限界を
検出するものとする。これに加えて、前記（３）項又は
（４）項の測定結果を判定して、（１）項と（３）項又
は（４）項との測定結果に基づいて、あるいは（２）項
と（３）項又は（４）項との測定結果に基づいて、リー
ン限界を検出するものであってもよい。
【００１３】
【作用】このような構成のものであれば、イオン電流の
特性に基づいて、リーンバーン領域での運転の限界を検
出する。すなわち、空燃比がリーン限界を超えている場
合は、燃焼が緩慢になっていることが多く、そのために
イオン電流の特性は、燃焼時間が正常な燃焼の場合に比
較してある値より大なる電流値となる期間が長くなった
り、イオン電流のピーク値が低くなったりするので、燃
焼時間に応じて長くなる前記期間の長さ、あるいは前記
ピーク値のばらつきの度合い等を判定することによりリ
ーン限界を検出する。そして、リーン限界が検出される
と、燃料噴射量の増量補正を行い、トルク変動が発生す
る直前における空燃比で運転を継続するように制御す
る。リーン限界を超えている場合は、正常な燃焼が望め
ない稀薄な空燃比となっているので、燃料噴射量を増量
補正する。これにより、トルク変動の限界近傍で、燃費
及びドライバビリティを悪化させることがない。
特性に基づいて、リーンバーン領域での運転の限界を検
出する。すなわち、空燃比がリーン限界を超えている場
合は、燃焼が緩慢になっていることが多く、そのために
イオン電流の特性は、燃焼時間が正常な燃焼の場合に比
較してある値より大なる電流値となる期間が長くなった
り、イオン電流のピーク値が低くなったりするので、燃
焼時間に応じて長くなる前記期間の長さ、あるいは前記
ピーク値のばらつきの度合い等を判定することによりリ
ーン限界を検出する。そして、リーン限界が検出される
と、燃料噴射量の増量補正を行い、トルク変動が発生す
る直前における空燃比で運転を継続するように制御す
る。リーン限界を超えている場合は、正常な燃焼が望め
ない稀薄な空燃比となっているので、燃料噴射量を増量
補正する。これにより、トルク変動の限界近傍で、燃費
及びドライバビリティを悪化させることがない。
【００１４】
【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。
【００１５】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に連通する吸気系１の吸気マニ
ホルド４の、シリンダ１０に吸気弁１０ａを介して連通
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により各気
筒毎に独立して噴射すべく制御するようにしている。ま
た排気系２０には、排気ガス中の酸素濃度を測定するた
めの空燃比センサであるリーンセンサ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。このリーンセンサ２
１は、通常のＯ２センサとほぼ同様の構成を有してお
り、大気側電極と排気側電極との間に一定電圧を印加す
ることによって、フィードバック制御時の理論空燃比の
場合からリーンバーン領域における空燃比の場合に亘っ
て、排気ガス中の酸素濃度に応じて電流を出力するもの
である。
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に連通する吸気系１の吸気マニ
ホルド４の、シリンダ１０に吸気弁１０ａを介して連通
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により各気
筒毎に独立して噴射すべく制御するようにしている。ま
た排気系２０には、排気ガス中の酸素濃度を測定するた
めの空燃比センサであるリーンセンサ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。このリーンセンサ２
１は、通常のＯ２センサとほぼ同様の構成を有してお
り、大気側電極と排気側電極との間に一定電圧を印加す
ることによって、フィードバック制御時の理論空燃比の
場合からリーンバーン領域における空燃比の場合に亘っ
て、排気ガス中の酸素濃度に応じて電流を出力するもの
である。
【００１６】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からの吸気圧信号ａ、エンジン
回転数ＮＥを検出するための回転数センサ１４からの回
転数信号ｂ、車速を検出するための車速センサ１５から
の車速信号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、上記したリーンセンサ２１からの電流信号
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。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が接続されている。このバイ
アス電源を含むイオン電流測定のための回路及びその測
定方法それ自体は、当該分野で知られている種々の方法
が使用できる。
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からの吸気圧信号ａ、エンジン
回転数ＮＥを検出するための回転数センサ１４からの回
転数信号ｂ、車速を検出するための車速センサ１５から
の車速信号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、上記したリーンセンサ２１からの電流信号
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。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が接続されている。このバイ
アス電源を含むイオン電流測定のための回路及びその測
定方法それ自体は、当該分野で知られている種々の方法
が使用できる。
【００１７】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と回転数センサ１４から出力
される回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジン状況に
応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正して
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。このプログラムにおいては、点火直後のシリ
ンダ内に流れるイオン電流の値を設定値と比較し、イオ
ン電流が設定値より大である期間の持続時間を測定し、
測定された持続時間に基づいてリーン限界を検出し、リ
ーン限界を検出した際に燃料噴射量を増量するようにプ
ログラミングされているものである。
ら出力される吸気圧信号ａと回転数センサ１４から出力
される回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジン状況に
応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正して
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。このプログラムにおいては、点火直後のシリ
ンダ内に流れるイオン電流の値を設定値と比較し、イオ
ン電流が設定値より大である期間の持続時間を測定し、
測定された持続時間に基づいてリーン限界を検出し、リ
ーン限界を検出した際に燃料噴射量を増量するようにプ
ログラミングされているものである。
【００１８】このリーン限界制御プログラムの概要は図
２及び図３に示すようなものである。ただし、種々の補
正係数を考慮して有効噴射時間ＴＡＵを算出し、その後
インジェクタ最終通電時間Ｔを演算するプログラムそれ
自体は、従来知られているものを利用できるので図示及
び説明を省略する。また、理想空燃比近傍で運転するた
めのフィードバック制御とリーンバーン領域での制御と
の制御切替判定は、エンジン回転数、負荷の大小、及び
冷却水温等により行うものとし、エンジンが始動中であ
る、暖機運転中で暖機増量を行っている、加速時等の過
渡状態である等の場合を除いて、エンジンが定常状態で
ある場合はリーンバーン領域において運転されるものと
する。
２及び図３に示すようなものである。ただし、種々の補
正係数を考慮して有効噴射時間ＴＡＵを算出し、その後
インジェクタ最終通電時間Ｔを演算するプログラムそれ
自体は、従来知られているものを利用できるので図示及
び説明を省略する。また、理想空燃比近傍で運転するた
めのフィードバック制御とリーンバーン領域での制御と
の制御切替判定は、エンジン回転数、負荷の大小、及び
冷却水温等により行うものとし、エンジンが始動中であ
る、暖機運転中で暖機増量を行っている、加速時等の過
渡状態である等の場合を除いて、エンジンが定常状態で
ある場合はリーンバーン領域において運転されるものと
する。
【００１９】イオン電流によるリーン限界の検出は、点
火直後にバイアス電源２４からスパークプラグ１８にバ
イアス電圧を印加すると、図４に示すように、正常燃焼
の場合、イオン電流は急激に流れた後、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
ク角近傍でイオン電流の値が最大となるピーク値になる
ことに基づいて行うものである。これに対し、不安定燃
焼の場合は、図５に示すように、正常燃焼の場合に比
べ、燃焼後半の緩慢燃焼のため、イオン電流値は全体に
大きくならずピーク値がはっきりと現れないものであ
る。このような特性を示すイオン電流を所定時間毎に測
定して、設定値としての燃焼状態検出レベルＰＩＯＮＡ
Ｆを超える状態が持続している時間（持続時間）に基づ
いて、リーン限界を検出する。
火直後にバイアス電源２４からスパークプラグ１８にバ
イアス電圧を印加すると、図４に示すように、正常燃焼
の場合、イオン電流は急激に流れた後、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
ク角近傍でイオン電流の値が最大となるピーク値になる
ことに基づいて行うものである。これに対し、不安定燃
焼の場合は、図５に示すように、正常燃焼の場合に比
べ、燃焼後半の緩慢燃焼のため、イオン電流値は全体に
大きくならずピーク値がはっきりと現れないものであ
る。このような特性を示すイオン電流を所定時間毎に測
定して、設定値としての燃焼状態検出レベルＰＩＯＮＡ
Ｆを超える状態が持続している時間（持続時間）に基づ
いて、リーン限界を検出する。
【００２０】具体的にはまず、ステップ５１では、点火
の後の測定されたイオン電流ＭＡＤＣｘの内、燃焼状態
検出レベルＰＩＯＮＡＦより大なるデータ数を計算す
る。すなわち、図６に示すように、イオン電流ＭＡＤＣ
ｘが燃焼状態検出レベルＰＩＯＮＡＦより大なる期間
が、第１期間ａと第２期間ｂとの合計である場合、Ａ／
Ｄ変換された第１期間ａと第２期間ｂとのデータ数をそ
れぞれ計算し、その合計データ数を算出する。Ａ／Ｄ変
換は、点火から所定のクランク角度（例えば８０°）の
間のみ行われるもので、それ以降は変換されない。そし
て、算出されたデータ数から燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ
を算出する。この場合の計算は、Ａ／Ｄ変換周期（例え
ば２．５°ＣＡ）が判明しているので、得られたデータ
数にＡ／Ｄ変換周期を乗じることにより行われる。イオ
ン電流ＭＡＤＣｘは、エンジン回転数に応じて設定され
るＡ／Ｄ変換周期で、上死点ＴＤＣからＡ／Ｄ変換を開
始し、得られた変換値を記憶装置８のＲＡＭに記憶して
測定する。次に、ステップ５２では、算出された燃焼持
続時間ＮＩＯＮＡＦを下式（１）によりなまし処理を行
って、今回の点火における燃焼持続時間のなまし値ＮＡ
ＦＡＶｎを決定する。
の後の測定されたイオン電流ＭＡＤＣｘの内、燃焼状態
検出レベルＰＩＯＮＡＦより大なるデータ数を計算す
る。すなわち、図６に示すように、イオン電流ＭＡＤＣ
ｘが燃焼状態検出レベルＰＩＯＮＡＦより大なる期間
が、第１期間ａと第２期間ｂとの合計である場合、Ａ／
Ｄ変換された第１期間ａと第２期間ｂとのデータ数をそ
れぞれ計算し、その合計データ数を算出する。Ａ／Ｄ変
換は、点火から所定のクランク角度（例えば８０°）の
間のみ行われるもので、それ以降は変換されない。そし
て、算出されたデータ数から燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ
を算出する。この場合の計算は、Ａ／Ｄ変換周期（例え
ば２．５°ＣＡ）が判明しているので、得られたデータ
数にＡ／Ｄ変換周期を乗じることにより行われる。イオ
ン電流ＭＡＤＣｘは、エンジン回転数に応じて設定され
るＡ／Ｄ変換周期で、上死点ＴＤＣからＡ／Ｄ変換を開
始し、得られた変換値を記憶装置８のＲＡＭに記憶して
測定する。次に、ステップ５２では、算出された燃焼持
続時間ＮＩＯＮＡＦを下式（１）によりなまし処理を行
って、今回の点火における燃焼持続時間のなまし値ＮＡ
ＦＡＶｎを決定する。
【００２１】 ＮＡＦＡＶｎ＝ＮＡＦＡＶｎ−１ ＋（ＮＩＯＮＡＦｎ−ＮＡＦＡＶｎ−１）／３２…（１） この後、ステップ５３では、燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ
ｎから式（１）で得られた燃焼持続時間のなまし値ＮＡ
ＦＡＶを減算した値が、リーン限界検出燃焼持続時間判
定レベル（以下、時間判定レベルと称する）ＯＶＩＯＮ
ＡＦより大である場合にリーン限界であると判定する。
ｎから式（１）で得られた燃焼持続時間のなまし値ＮＡ
ＦＡＶを減算した値が、リーン限界検出燃焼持続時間判
定レベル（以下、時間判定レベルと称する）ＯＶＩＯＮ
ＡＦより大である場合にリーン限界であると判定する。
【００２２】このように、リーン限界の検出は、１つの
点火後に測定されるイオン電流により行われるので、点
火毎で、かつ気筒毎に行うことができる。
点火後に測定されるイオン電流により行われるので、点
火毎で、かつ気筒毎に行うことができる。
【００２３】上記ステップ５１においては、イオン電流
ＭＡＤＣｘが燃焼状態検出レベルＰＩＯＮＡＦより大な
る期間の燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦを計時したが、これ
に代えて、図７に示すように、点火から、イオン電流Ｍ
ＡＤＣｘが燃焼状態検出レベルＰＩＯＮＡＦより大であ
る最終時点までの期間ｃを計時することにより、燃焼持
続時間ＣＮＩＯＮＡＦを測定するものであってもよい
（ステップ５１´）。この場合においても、イオン電流
ＭＡＤＣｘがＡ／Ｄ変換される期間は、クランク角度に
より制限されており（例えば８０°ＣＡ）、この期間内
で最も遅くイオン電流ＭＡＤＣｘが燃焼状態検出レベル
ＰＩＯＮＡＦより大である時点を前記最終時点として採
用するものである。
ＭＡＤＣｘが燃焼状態検出レベルＰＩＯＮＡＦより大な
る期間の燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦを計時したが、これ
に代えて、図７に示すように、点火から、イオン電流Ｍ
ＡＤＣｘが燃焼状態検出レベルＰＩＯＮＡＦより大であ
る最終時点までの期間ｃを計時することにより、燃焼持
続時間ＣＮＩＯＮＡＦを測定するものであってもよい
（ステップ５１´）。この場合においても、イオン電流
ＭＡＤＣｘがＡ／Ｄ変換される期間は、クランク角度に
より制限されており（例えば８０°ＣＡ）、この期間内
で最も遅くイオン電流ＭＡＤＣｘが燃焼状態検出レベル
ＰＩＯＮＡＦより大である時点を前記最終時点として採
用するものである。
【００２４】次に、リーン限界が検出された場合の燃料
噴射量の増量補正について説明する。まず、ステップ６
１では、図示しないカムポジションセンサからの気筒判
別信号により第１気筒か否かを判定し、第１気筒であれ
ばステップ６２に移行し、第１気筒でなければ第２、
３、４気筒のいずれかの気筒の処理に進む。それぞれの
気筒については、第１気筒における処理と同様であるの
で、説明は省略する。ステップ６２では、リーン限界が
検出されているか否かを判定し、リーン限界の場合はス
テップ６３に移行し、そうでない場合はステップ６４に
進む。ステップ６３では、リーン限界による噴射補正係
数ＦＴＡＵＬＮ１を下式（２）により演算する。式
（２）において、今回の噴射補正係数ＦＴＡＵＬＮ１ｎ
は、前回の噴射補正係数ＦＴＡＵＬＮｎ−１からリーン
限界時の補正加算量を加算して求める。
噴射量の増量補正について説明する。まず、ステップ６
１では、図示しないカムポジションセンサからの気筒判
別信号により第１気筒か否かを判定し、第１気筒であれ
ばステップ６２に移行し、第１気筒でなければ第２、
３、４気筒のいずれかの気筒の処理に進む。それぞれの
気筒については、第１気筒における処理と同様であるの
で、説明は省略する。ステップ６２では、リーン限界が
検出されているか否かを判定し、リーン限界の場合はス
テップ６３に移行し、そうでない場合はステップ６４に
進む。ステップ６３では、リーン限界による噴射補正係
数ＦＴＡＵＬＮ１を下式（２）により演算する。式
（２）において、今回の噴射補正係数ＦＴＡＵＬＮ１ｎ
は、前回の噴射補正係数ＦＴＡＵＬＮｎ−１からリーン
限界時の補正加算量を加算して求める。
【００２５】 ＦＴＡＵＬＮ１ｎ＝ＦＴＡＵＬＮｎ−１＋ＫＴＡＵＬＮ１Ａ …（２） これに対し、ステップ６４では、下式（３）により噴射
補正係数ＦＴＡＵＬＮ１を演算する。式（３）におい
て、ＫＴＡＵＬＮ１Ｄは、リーン限界となるまでのリー
ンバーン領域における補正減算量である。
補正係数ＦＴＡＵＬＮ１を演算する。式（３）におい
て、ＫＴＡＵＬＮ１Ｄは、リーン限界となるまでのリー
ンバーン領域における補正減算量である。
【００２６】 ＦＴＡＵＬＮ１ｎ＝ＦＴＡＵＬＮｎ−１−ＫＴＡＵＬＮ１Ｄ …（３） ステップ６５では、算出された噴射補正係数ＦＡＵＬＮ
１により第１気筒の燃料噴射量のための有効噴射時間Ｔ
ＡＵ１を演算する。
１により第１気筒の燃料噴射量のための有効噴射時間Ｔ
ＡＵ１を演算する。
【００２７】 ＴＡＵ１＝ＴＡＵＢＳＥ１×ＦＡＵＬＮ１ …（４） なお、ＴＡＵＢＳＥ１は、基本噴射時間ＴＰに演算時点
で必要とされる各種の補正係数を乗じたものである。
で必要とされる各種の補正係数を乗じたものである。
【００２８】以上の構成において、リーンバーン領域で
の運転が行われている場合に、点火毎にイオン電流の計
測が実行され、その計測されたイオン電流の燃焼持続時
間ＮＩＮＯＮＡＦからリーン限界を検出する。この場
合、制御はステップ５１→５２→５３と進み、今回計測
されたイオン電流の燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦｎから今
回の燃焼持続時間のなまし値ＮＡＦＡＶｎを減算して、
その結果によりリーン限界における運転状態かどうかを
判定するものである。つまり、図５に示した、不安定時
のイオン電流の変化では、正常時に比較してピークが現
れることなく燃焼し、その燃焼持続時間が正常時に比べ
て長くなるものである。このようにしてリーン限界が検
出されると、制御はステップ６１に移行してリーン限界
における燃料噴射量の補正を行う。検出されたリーン限
界における気筒が第１気筒である場合は、制御は、ステ
ップ６１→６２→６３→６５と進み、第１気筒の燃料噴
射量が増量補正される。この後、同じ第１気筒でリーン
限界でない運転状態になった場合は、制御は、ステップ
６１→６２→６４→６５と進み、燃料噴射量が減量補正
されて空燃比がさらにリーン側へと移される。
の運転が行われている場合に、点火毎にイオン電流の計
測が実行され、その計測されたイオン電流の燃焼持続時
間ＮＩＮＯＮＡＦからリーン限界を検出する。この場
合、制御はステップ５１→５２→５３と進み、今回計測
されたイオン電流の燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦｎから今
回の燃焼持続時間のなまし値ＮＡＦＡＶｎを減算して、
その結果によりリーン限界における運転状態かどうかを
判定するものである。つまり、図５に示した、不安定時
のイオン電流の変化では、正常時に比較してピークが現
れることなく燃焼し、その燃焼持続時間が正常時に比べ
て長くなるものである。このようにしてリーン限界が検
出されると、制御はステップ６１に移行してリーン限界
における燃料噴射量の補正を行う。検出されたリーン限
界における気筒が第１気筒である場合は、制御は、ステ
ップ６１→６２→６３→６５と進み、第１気筒の燃料噴
射量が増量補正される。この後、同じ第１気筒でリーン
限界でない運転状態になった場合は、制御は、ステップ
６１→６２→６４→６５と進み、燃料噴射量が減量補正
されて空燃比がさらにリーン側へと移される。
【００２９】このように、リーン限界の検出が、点火毎
に、かつ気筒毎に行え、その検出毎に燃料噴射量の補正
が実施できるので、運転環境が変化しても柔軟に対応す
ることができ、また個々のエンジンに対しても同様であ
り、したがって、一定しないリーン限界に十分近接した
領域において希薄燃焼で運転することが可能となり、限
界におけるリーン状態での運転であるので燃費を改善す
ることができ、加えてトルク変動の発生を抑えてドライ
バビリティ及びエミッションの悪化が防止できるもので
ある。
に、かつ気筒毎に行え、その検出毎に燃料噴射量の補正
が実施できるので、運転環境が変化しても柔軟に対応す
ることができ、また個々のエンジンに対しても同様であ
り、したがって、一定しないリーン限界に十分近接した
領域において希薄燃焼で運転することが可能となり、限
界におけるリーン状態での運転であるので燃費を改善す
ることができ、加えてトルク変動の発生を抑えてドライ
バビリティ及びエミッションの悪化が防止できるもので
ある。
【００３０】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではなく、多気筒エンジンにおいて、同時噴
射で制御されるものであってもよい。また、リーン限界
を検出する方法としては、上記実施例の他に、以下に説
明する方法であってもよい。まず、第１の他のリーン限
界検出方法としては、図８に示すように、ステップ５１
ａが燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦの算出ステップで、上記
実施例と同様の構成である。このステップ５１ａは、上
記したステップ５１´で代行されるものであってもよ
い。次にステップ５２ｂでは、ステップ５１ａで得られ
た今回の燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦｎを含め、数回前ま
でに測定された燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ（例えば３２
点火分）の中から最大値と最小値とを選びだし、その差
を演算して燃焼変動時間ＮＡＦＲＮＧを計算する。この
後、ステップ５３ａで、得られた燃焼変動時間ＮＡＦＲ
ＮＧが、リーン限界を検出するために設定された燃焼変
動時間判定レベルＯＶＩＯＮＲＮＧを超えている場合に
は、その時の燃焼がリーン限界であったと判定する。す
なわち、燃焼変動時間ＮＡＦＲＮＧが燃焼変動時間判定
レベルＯＶＩＯＮＲＮＧより大きくなる場合は、緩慢燃
焼のためにその時の燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦｎが長く
なり、それまでの燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦと比べると
その燃焼時間ＮＩＯＮＡＦｎが最大値となるためで、そ
れに伴って燃焼変動時間ＮＡＦＲＮＧが大きくなるもの
である。
されるものではなく、多気筒エンジンにおいて、同時噴
射で制御されるものであってもよい。また、リーン限界
を検出する方法としては、上記実施例の他に、以下に説
明する方法であってもよい。まず、第１の他のリーン限
界検出方法としては、図８に示すように、ステップ５１
ａが燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦの算出ステップで、上記
実施例と同様の構成である。このステップ５１ａは、上
記したステップ５１´で代行されるものであってもよ
い。次にステップ５２ｂでは、ステップ５１ａで得られ
た今回の燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦｎを含め、数回前ま
でに測定された燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ（例えば３２
点火分）の中から最大値と最小値とを選びだし、その差
を演算して燃焼変動時間ＮＡＦＲＮＧを計算する。この
後、ステップ５３ａで、得られた燃焼変動時間ＮＡＦＲ
ＮＧが、リーン限界を検出するために設定された燃焼変
動時間判定レベルＯＶＩＯＮＲＮＧを超えている場合に
は、その時の燃焼がリーン限界であったと判定する。す
なわち、燃焼変動時間ＮＡＦＲＮＧが燃焼変動時間判定
レベルＯＶＩＯＮＲＮＧより大きくなる場合は、緩慢燃
焼のためにその時の燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦｎが長く
なり、それまでの燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦと比べると
その燃焼時間ＮＩＯＮＡＦｎが最大値となるためで、そ
れに伴って燃焼変動時間ＮＡＦＲＮＧが大きくなるもの
である。
【００３１】次に、第２の他のリーン限界検出方法とし
ては、図９に示すように、上記２つの実施例同様、ステ
ップ５１ｂでは燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦを算出する。
ステップ５２ｂでは、今回の点火における燃焼持続時間
ＮＩＯＮＡＦを含め、それ以前に測定された数回分の燃
焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ（例えば３２点火分）の標準偏
差を、平均値で除して燃焼の変動係数ＮＩＯＮＨＤＫを
算出する。標準偏差の演算は、一般によく知られている
方法で行われるものであってよい。次に、ステップ５３
ｂでは、得られた変動係数ＮＩＯＮＨＤＫｎが、リーン
限界を検出するために設定された燃焼変動係数判定レベ
ルＯＶＩＯＮＨＤＫを超えている場合には、その時の燃
焼がリーン限界であったと判定する。つまり、変動係数
ＮＩＯＮＨＤＫｎが燃焼変動係数判定レベルＯＶＩＯＮ
ＨＤＫを超えていることは、燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ
が失火や緩慢燃焼でばらついていることに起因する。な
お、標準偏差に代えて、統計における分散を用いてもよ
い。
ては、図９に示すように、上記２つの実施例同様、ステ
ップ５１ｂでは燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦを算出する。
ステップ５２ｂでは、今回の点火における燃焼持続時間
ＮＩＯＮＡＦを含め、それ以前に測定された数回分の燃
焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ（例えば３２点火分）の標準偏
差を、平均値で除して燃焼の変動係数ＮＩＯＮＨＤＫを
算出する。標準偏差の演算は、一般によく知られている
方法で行われるものであってよい。次に、ステップ５３
ｂでは、得られた変動係数ＮＩＯＮＨＤＫｎが、リーン
限界を検出するために設定された燃焼変動係数判定レベ
ルＯＶＩＯＮＨＤＫを超えている場合には、その時の燃
焼がリーン限界であったと判定する。つまり、変動係数
ＮＩＯＮＨＤＫｎが燃焼変動係数判定レベルＯＶＩＯＮ
ＨＤＫを超えていることは、燃焼持続時間ＮＩＯＮＡＦ
が失火や緩慢燃焼でばらついていることに起因する。な
お、標準偏差に代えて、統計における分散を用いてもよ
い。
【００３２】さらに、リーン限界を検出する場合に、上
記のそれぞれの実施例では、イオン電流ＭＡＤＣｘが設
定値より大である期間の持続時間あるいは点火からイオ
ン電流ＭＡＤＣｘが設定値より大である最終時点までの
期間の持続時間に基づいてリーン限界を判定したが、こ
れらの持続時間を測定して判定するものに加えて、イオ
ン電流ＭＡＤＣｘの最大値のばらつきの度合いを判定し
て、持続時間とイオン電流ＭＡＤＣｘの最大値とに基づ
いてリーン限界を判定するものであってもよい。あるい
は、イオン電流ＭＡＤＣｘのばらつきの度合いにかえ
て、点火から、イオン電流ＭＡＤＣｘが燃焼状態検出レ
ベルＰＩＯＮＡＦより大である最終時点までの期間の積
分値のばらつき度合いを、判定するものであってもよ
い。
記のそれぞれの実施例では、イオン電流ＭＡＤＣｘが設
定値より大である期間の持続時間あるいは点火からイオ
ン電流ＭＡＤＣｘが設定値より大である最終時点までの
期間の持続時間に基づいてリーン限界を判定したが、こ
れらの持続時間を測定して判定するものに加えて、イオ
ン電流ＭＡＤＣｘの最大値のばらつきの度合いを判定し
て、持続時間とイオン電流ＭＡＤＣｘの最大値とに基づ
いてリーン限界を判定するものであってもよい。あるい
は、イオン電流ＭＡＤＣｘのばらつきの度合いにかえ
て、点火から、イオン電流ＭＡＤＣｘが燃焼状態検出レ
ベルＰＩＯＮＡＦより大である最終時点までの期間の積
分値のばらつき度合いを、判定するものであってもよ
い。
【００３３】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。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、イオ
ン電流の特性に基づいて、すなわちイオン電流の持続時
間の長さ、イオン電流値の最大値のばらつき度合い及び
イオン電流の積算量のばらつき度合い等の１つあるいは
複数を組み合わせて空燃比のリーン限界を検出し、その
時点において燃料噴射量の増量補正を行い、トルク変動
が発生する直前における空燃比で運転を継続するので、
燃費を悪化させることなくリーンバーン領域の限界近傍
の高い空燃比での希薄燃焼を行うことができる。
ン電流の特性に基づいて、すなわちイオン電流の持続時
間の長さ、イオン電流値の最大値のばらつき度合い及び
イオン電流の積算量のばらつき度合い等の１つあるいは
複数を組み合わせて空燃比のリーン限界を検出し、その
時点において燃料噴射量の増量補正を行い、トルク変動
が発生する直前における空燃比で運転を継続するので、
燃費を悪化させることなくリーンバーン領域の限界近傍
の高い空燃比での希薄燃焼を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。
【図３】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。
【図４】同実施例の燃焼圧とイオン電流とのクランク角
に対する変化を示すグラフ。
に対する変化を示すグラフ。
【図５】同実施例の安定燃焼時のイオン電流と不安定燃
焼時のイオン電流とのクランク角に対する変化を示すグ
ラフ。
焼時のイオン電流とのクランク角に対する変化を示すグ
ラフ。
【図６】同実施例のステップ５１における燃焼持続時間
を示す作用説明図。
を示す作用説明図。
【図７】同実施例のステップ５１´における燃焼持続時
間を示す作用説明図。
間を示す作用説明図。
【図８】本発明のリーン限界検出の他の実施例の制御手
順を示すフローチャート図。
順を示すフローチャート図。
【図９】本発明のリーン限界検出のさらに他の実施例の
制御手順を示すフローチャート図。
制御手順を示すフローチャート図。
【図１０】空燃比に対するトルク変動の変化を示すグラ
フ。
フ。
【図１１】従来例におけるリーン限界のばらつきを示す
グラフ。
グラフ。
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…シリンダ １１…出力インターフェース １８…スパークプラグ
Claims (1)
- 【請求項１】点火直後のシリンダ内に流れるイオン電流
の特性を測定し、 測定されたイオン電流の特性に基づいてリーン限界を検
出し、 リーン限界を検出した際に燃料噴射量を増量することを
特徴とするイオン電流によるリーン限界制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19358392A JP3154304B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | イオン電流によるリーン限界制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19358392A JP3154304B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | イオン電流によるリーン限界制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642384A true JPH0642384A (ja) | 1994-02-15 |
| JP3154304B2 JP3154304B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=16310407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19358392A Expired - Fee Related JP3154304B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | イオン電流によるリーン限界制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154304B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009228468A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関の失火検出装置 |
| JP2021050707A (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | 川崎重工業株式会社 | 燃焼圧データ送信装置、これを備えた船陸間通信システムおよび燃焼圧データ送信方法 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP19358392A patent/JP3154304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009228468A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関の失火検出装置 |
| JP2021050707A (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | 川崎重工業株式会社 | 燃焼圧データ送信装置、これを備えた船陸間通信システムおよび燃焼圧データ送信方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3154304B2 (ja) | 2001-04-09 |
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