JPH0742607A - 内燃機関の燃焼状態制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼状態制御装置Info
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- JPH0742607A JPH0742607A JP5208590A JP20859093A JPH0742607A JP H0742607 A JPH0742607 A JP H0742607A JP 5208590 A JP5208590 A JP 5208590A JP 20859093 A JP20859093 A JP 20859093A JP H0742607 A JPH0742607 A JP H0742607A
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- internal combustion
- combustion engine
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 低ＮＯｘと燃焼安定性とが高い次元でバラン
スしている燃焼状態に制御し得て、また、内燃機関の運
転条件やばらつき・燃料性状の変化・センサのばらつき
等の影響を受け難くし得て、さらに、希薄側安定燃焼限
界に目標希薄空燃比をより近づけて設定し得て、燃料消
費量及びＮＯｘ排出量のさらなる低減を果たす。 【構成】 内燃機関のクランク軸の回転角を検出するク
ランク角センサを設け、燃焼室の圧力を検出する筒内圧
力センサを設け、前記クランク角センサ及び筒内圧力セ
ンサの検出信号に基づき燃焼開始時期及び燃焼期間を夫
々算出し、これらが夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼
期間になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御する制御
手段を設ける。また、前記検出信号に基づき圧縮行程中
の少なくとも２時点における各燃焼割合を夫々算出し、
これら各燃焼割合が夫々目標燃焼割合になるよう点火時
期及び燃料噴射量を制御する。
スしている燃焼状態に制御し得て、また、内燃機関の運
転条件やばらつき・燃料性状の変化・センサのばらつき
等の影響を受け難くし得て、さらに、希薄側安定燃焼限
界に目標希薄空燃比をより近づけて設定し得て、燃料消
費量及びＮＯｘ排出量のさらなる低減を果たす。 【構成】 内燃機関のクランク軸の回転角を検出するク
ランク角センサを設け、燃焼室の圧力を検出する筒内圧
力センサを設け、前記クランク角センサ及び筒内圧力セ
ンサの検出信号に基づき燃焼開始時期及び燃焼期間を夫
々算出し、これらが夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼
期間になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御する制御
手段を設ける。また、前記検出信号に基づき圧縮行程中
の少なくとも２時点における各燃焼割合を夫々算出し、
これら各燃焼割合が夫々目標燃焼割合になるよう点火時
期及び燃料噴射量を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の燃焼状態制
御装置に係り、特に内燃機関の燃焼状態を直接検出して
燃焼状態を最適に制御し得て、低ＮＯｘと燃焼安定性と
が高い次元でバランスしている燃焼状態に制御し得る内
燃機関の燃焼状態制御装置に関する。
御装置に係り、特に内燃機関の燃焼状態を直接検出して
燃焼状態を最適に制御し得て、低ＮＯｘと燃焼安定性と
が高い次元でバランスしている燃焼状態に制御し得る内
燃機関の燃焼状態制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両に搭載される内燃機関には、燃料消
費の低減を目的として、希薄空燃比の混合気を供給され
るものがある。このように希薄空燃比の混合気を供給さ
れる内燃機関は、図１０に示す如く、空燃比が高い（薄
い）ほど、排出されるＮＯｘ量を少なくすることができ
る。したがって、希薄空燃比の混合気を供給される内燃
機関は、ＮＯｘの排出量を低減させることからすれば、
混合気の空燃比をより希薄（リーン）側にして燃焼させ
ることが望ましい。
費の低減を目的として、希薄空燃比の混合気を供給され
るものがある。このように希薄空燃比の混合気を供給さ
れる内燃機関は、図１０に示す如く、空燃比が高い（薄
い）ほど、排出されるＮＯｘ量を少なくすることができ
る。したがって、希薄空燃比の混合気を供給される内燃
機関は、ＮＯｘの排出量を低減させることからすれば、
混合気の空燃比をより希薄（リーン）側にして燃焼させ
ることが望ましい。
【０００３】このような燃料消費量及びＮＯｘ排出量の
低減を目的として、混合気を希薄空燃比に制御する従来
の技術としては、燃焼室の圧力を直接的に検出する筒内
圧力センサを設け、このセンサの検出する筒内圧力によ
り空燃比をフィードバック制御するものがある。また、
希薄空燃比に制御する従来の技術としては、リーンミッ
クスセンサにより希薄空燃比を検出し、目標希薄空燃比
になるように制御するものがある。
低減を目的として、混合気を希薄空燃比に制御する従来
の技術としては、燃焼室の圧力を直接的に検出する筒内
圧力センサを設け、このセンサの検出する筒内圧力によ
り空燃比をフィードバック制御するものがある。また、
希薄空燃比に制御する従来の技術としては、リーンミッ
クスセンサにより希薄空燃比を検出し、目標希薄空燃比
になるように制御するものがある。
【０００４】ところが、希薄空燃比には、希薄側安定燃
焼限界（リーンリミット）が存在する。このため、内燃
機関は、このような希薄側安定燃焼限界を越えた希薄空
燃比の混合気が供給されると、安定した燃焼状態を得ら
れない問題がある。
焼限界（リーンリミット）が存在する。このため、内燃
機関は、このような希薄側安定燃焼限界を越えた希薄空
燃比の混合気が供給されると、安定した燃焼状態を得ら
れない問題がある。
【０００５】そこで、従来は、低ＮＯｘ及び安定燃焼性
を両立させるために、希薄側安定燃焼限界よりも少許濃
（リッチ）側の希薄空燃比になるように制御している。
を両立させるために、希薄側安定燃焼限界よりも少許濃
（リッチ）側の希薄空燃比になるように制御している。
【０００６】また、ＮＯｘの排出量は、点火時期を遅角
側にするほど、減少させることができる。しかし、内燃
機関は、点火時期をあまり遅角側にすると、燃焼が不安
定になる。点火時期を制御することにより燃焼安定を図
る従来の技術としては、特開昭６３−９７８７３号公報
に開示されるものがある。
側にするほど、減少させることができる。しかし、内燃
機関は、点火時期をあまり遅角側にすると、燃焼が不安
定になる。点火時期を制御することにより燃焼安定を図
る従来の技術としては、特開昭６３−９７８７３号公報
に開示されるものがある。
【０００７】この公報に開示される技術は、圧縮行程で
の点火時期に至る以前の２つのクランク角度における筒
内圧力に基づいて点火時期を演算し、この演算結果に基
づいて点火信号を発生することにより、アイドル運転等
の筒内の残留ガス割合が燃焼性に影響を及ぼす低負荷運
転域における点火時期を最適点火時期に制御し得て、燃
焼の安定を得て、燃料消費量及び排気有害成分の低減を
果たすものである。
の点火時期に至る以前の２つのクランク角度における筒
内圧力に基づいて点火時期を演算し、この演算結果に基
づいて点火信号を発生することにより、アイドル運転等
の筒内の残留ガス割合が燃焼性に影響を及ぼす低負荷運
転域における点火時期を最適点火時期に制御し得て、燃
焼の安定を得て、燃料消費量及び排気有害成分の低減を
果たすものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、希薄空燃比
を燃焼させる場合には、図１０に示す如く、希薄側安定
燃焼限界（リーンリミット）が存在するため、希薄側安
定燃焼限界よりも少許濃（リッチ）側に目標希薄空燃比
を設定し、この目標希薄空燃比になるように制御してい
る。
を燃焼させる場合には、図１０に示す如く、希薄側安定
燃焼限界（リーンリミット）が存在するため、希薄側安
定燃焼限界よりも少許濃（リッチ）側に目標希薄空燃比
を設定し、この目標希薄空燃比になるように制御してい
る。
【０００９】このように、希薄側安定燃焼限界と目標希
薄空燃比との間に余裕幅を設けているのは、燃焼変動の
大きさによって決定される希薄側安定燃焼限界の空燃比
が、内燃機関の運転条件やばらつき・燃料性状の変化・
センサのばらつき等の影響を受けてずれを生じ、この結
果、空燃比が希薄側安定燃焼限界に達して安定燃焼が損
なわれることを防止するためである。
薄空燃比との間に余裕幅を設けているのは、燃焼変動の
大きさによって決定される希薄側安定燃焼限界の空燃比
が、内燃機関の運転条件やばらつき・燃料性状の変化・
センサのばらつき等の影響を受けてずれを生じ、この結
果、空燃比が希薄側安定燃焼限界に達して安定燃焼が損
なわれることを防止するためである。
【００１０】このため、従来は、前記ずれを考慮して、
希薄側安定燃焼限界と目標希薄空燃比との間にある一定
の余裕幅を設けているため、希薄空燃比を供給される内
燃機関が本来発揮すべき限界能力値よりも、前記余裕幅
の割合だけＮＯｘの排出量が多くなり、燃料消費量を増
大させる不都合があった。
希薄側安定燃焼限界と目標希薄空燃比との間にある一定
の余裕幅を設けているため、希薄空燃比を供給される内
燃機関が本来発揮すべき限界能力値よりも、前記余裕幅
の割合だけＮＯｘの排出量が多くなり、燃料消費量を増
大させる不都合があった。
【００１１】つまり、希薄空燃比の混合気を供給される
内燃機関には、この内燃機関の有する能力の限界である
希薄側安定燃焼限界よりも余裕幅の割合だけ濃側の希薄
空燃比が供給されることになるため、余裕幅の割合だけ
ＮＯｘの排出量が多くなり、燃料消費量を増大させる不
都合があった。
内燃機関には、この内燃機関の有する能力の限界である
希薄側安定燃焼限界よりも余裕幅の割合だけ濃側の希薄
空燃比が供給されることになるため、余裕幅の割合だけ
ＮＯｘの排出量が多くなり、燃料消費量を増大させる不
都合があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、内燃機関のクランク軸の回
転角を検出するクランク角センサを設け、前記内燃機関
の燃焼室の圧力を検出する筒内圧力センサを設け、前記
クランク角センサ及び筒内圧力センサの検出信号に基づ
き燃焼開始時期及び燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼
開始時期及び燃焼期間が夫々目標燃焼開始時期及び目標
燃焼期間になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御する
制御手段を設けたことを特徴とし、また、内燃機関のク
ランク軸の回転角を検出するクランク角センサを設け、
前記内燃機関の燃焼室の圧力を検出する筒内圧力センサ
を設け、前記クランク角センサ及び筒内圧力センサの検
出信号に基づき圧縮行程中の少なくとも２時点における
各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割合が夫々目標
燃焼割合になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御する
制御手段を設けたことを特徴とする。
述不都合を除去するために、内燃機関のクランク軸の回
転角を検出するクランク角センサを設け、前記内燃機関
の燃焼室の圧力を検出する筒内圧力センサを設け、前記
クランク角センサ及び筒内圧力センサの検出信号に基づ
き燃焼開始時期及び燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼
開始時期及び燃焼期間が夫々目標燃焼開始時期及び目標
燃焼期間になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御する
制御手段を設けたことを特徴とし、また、内燃機関のク
ランク軸の回転角を検出するクランク角センサを設け、
前記内燃機関の燃焼室の圧力を検出する筒内圧力センサ
を設け、前記クランク角センサ及び筒内圧力センサの検
出信号に基づき圧縮行程中の少なくとも２時点における
各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割合が夫々目標
燃焼割合になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御する
制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【作用】この発明の構成によれば、制御手段は、クラン
ク角センサ及び筒内圧力センサの検出信号に基づき燃焼
開始時期及び燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼開始時
期及び燃焼期間が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期
間になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御することに
より、また、クランク角センサ及び筒内圧力センサの検
出信号に基づき圧縮行程中の少なくとも２時点における
各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割合が夫々目標
燃焼割合になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御する
ことにより、内燃機関の燃焼状態を直接検出して燃焼状
態を最適に制御することができ、また、内燃機関の燃焼
状態を直接検出して制御していることにより希薄側安定
燃焼限界との対応関係を良好とし得て、さらに、希薄側
安定燃焼限界との対応関係を良好にし得ることにより目
標希薄空燃比を希薄側安定燃焼限界により近づけて設定
することができる。
ク角センサ及び筒内圧力センサの検出信号に基づき燃焼
開始時期及び燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼開始時
期及び燃焼期間が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期
間になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御することに
より、また、クランク角センサ及び筒内圧力センサの検
出信号に基づき圧縮行程中の少なくとも２時点における
各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割合が夫々目標
燃焼割合になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御する
ことにより、内燃機関の燃焼状態を直接検出して燃焼状
態を最適に制御することができ、また、内燃機関の燃焼
状態を直接検出して制御していることにより希薄側安定
燃焼限界との対応関係を良好とし得て、さらに、希薄側
安定燃焼限界との対応関係を良好にし得ることにより目
標希薄空燃比を希薄側安定燃焼限界により近づけて設定
することができる。
【００１４】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。図１〜図９は、この発明による燃焼状態制
御装置の実施例を示すものである。図９において、２は
内燃機関、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッ
ド、８はピストン、１０はコネクチングロッド、１２は
シリンダ、１４はクランク軸、１６は燃焼室、１８は吸
気ポート、２０は排気ポート、２２は吸気弁、２４は排
気弁である。
に説明する。図１〜図９は、この発明による燃焼状態制
御装置の実施例を示すものである。図９において、２は
内燃機関、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッ
ド、８はピストン、１０はコネクチングロッド、１２は
シリンダ、１４はクランク軸、１６は燃焼室、１８は吸
気ポート、２０は排気ポート、２２は吸気弁、２４は排
気弁である。
【００１５】前記内燃機関２は、シリンダヘッド６に吸
気管２６及び排気管２８を取付け、吸気ポート１８及び
排気ポート２０に吸気通路３０及び排気通路３２を連通
している。吸気管２６の吸気通路３０には、吸気絞り弁
３４を設けるとともに燃料噴射弁３６を設けている。ま
た、内燃機関２は、シリンダヘッド６に点火プラグ３８
を取付けている。なお、符号４０は、点火コイルであ
る。
気管２６及び排気管２８を取付け、吸気ポート１８及び
排気ポート２０に吸気通路３０及び排気通路３２を連通
している。吸気管２６の吸気通路３０には、吸気絞り弁
３４を設けるとともに燃料噴射弁３６を設けている。ま
た、内燃機関２は、シリンダヘッド６に点火プラグ３８
を取付けている。なお、符号４０は、点火コイルであ
る。
【００１６】この内燃機関２は、燃焼状態制御装置４２
を設けている。燃焼状態制御装置４２は、吸気通路３０
の圧力を検出する吸気圧力センサ４４を設け、クランク
軸１４の回転角を検出するクランク角センサ４６を設
け、燃焼室１６の圧力を検出する筒内圧力センサ４８を
設けている。なお、この実施例では、プラグ座金タイプ
の筒内圧力センサ４８を設け、点火プラグ３８によって
シリンダヘッド６に取付けている。
を設けている。燃焼状態制御装置４２は、吸気通路３０
の圧力を検出する吸気圧力センサ４４を設け、クランク
軸１４の回転角を検出するクランク角センサ４６を設
け、燃焼室１６の圧力を検出する筒内圧力センサ４８を
設けている。なお、この実施例では、プラグ座金タイプ
の筒内圧力センサ４８を設け、点火プラグ３８によって
シリンダヘッド６に取付けている。
【００１７】前記吸気圧力センサ４４とクランク角セン
サ４６と筒内圧力センサ４８とは、燃焼状態制御装置４
２の制御手段たる制御部５０に接続されている。この制
御部５０には、前記燃料噴射弁３６が接続されていると
ともに、前記点火プラグ３８が点火コイル４０を介して
接続されている。
サ４６と筒内圧力センサ４８とは、燃焼状態制御装置４
２の制御手段たる制御部５０に接続されている。この制
御部５０には、前記燃料噴射弁３６が接続されていると
ともに、前記点火プラグ３８が点火コイル４０を介して
接続されている。
【００１８】前記燃焼状態制御装置４２は、制御部５０
によって、クランク角センサ４６及び筒内圧力センサ４
８の検出信号により、内燃機関２の燃焼状態が最適にな
るように点火時期及び燃料噴射量を制御する。
によって、クランク角センサ４６及び筒内圧力センサ４
８の検出信号により、内燃機関２の燃焼状態が最適にな
るように点火時期及び燃料噴射量を制御する。
【００１９】第１発明においては、図１〜図４に示す如
く、制御部５０によって、クランク角センサ４６及び筒
内圧力センサ４８の検出信号に基づき燃焼開始時期及び
燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼開始時期及び燃焼期
間が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間になるよう
に点火時期及び燃料噴射量を制御する。
く、制御部５０によって、クランク角センサ４６及び筒
内圧力センサ４８の検出信号に基づき燃焼開始時期及び
燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼開始時期及び燃焼期
間が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間になるよう
に点火時期及び燃料噴射量を制御する。
【００２０】前記燃焼開始時期及び燃焼期間とは、例え
ば、図２に示す如く、夫々１０％燃焼クランク角（１０
％の燃焼が終了した時のクランク角）及び１０％燃焼ク
ランク角から９０％燃焼クランク角（９０％の燃焼が終
了した時のクランク角）までのクランク角とする。前記
燃焼開始時期に対する目標燃焼開始時期は、図３に示す
如く、そのときの燃焼期間における機関トルクの最大値
を導く燃焼開始時期の値である。なお、この目標燃焼開
始時期の値は、内燃機関２の設定によっては、前記１０
％燃焼クランク角よりも５゜〜１０゜だけ遅角側に設定
することもあり得る。また、前記燃焼期間に対する目標
燃焼期間は、図４に示す如く、希薄側安定燃焼限界（リ
ーンリミット）直前の燃焼期間の値である。
ば、図２に示す如く、夫々１０％燃焼クランク角（１０
％の燃焼が終了した時のクランク角）及び１０％燃焼ク
ランク角から９０％燃焼クランク角（９０％の燃焼が終
了した時のクランク角）までのクランク角とする。前記
燃焼開始時期に対する目標燃焼開始時期は、図３に示す
如く、そのときの燃焼期間における機関トルクの最大値
を導く燃焼開始時期の値である。なお、この目標燃焼開
始時期の値は、内燃機関２の設定によっては、前記１０
％燃焼クランク角よりも５゜〜１０゜だけ遅角側に設定
することもあり得る。また、前記燃焼期間に対する目標
燃焼期間は、図４に示す如く、希薄側安定燃焼限界（リ
ーンリミット）直前の燃焼期間の値である。
【００２１】次に第１発明の作用を説明する。
【００２２】制御部５０は、吸気圧力センサ４４とクラ
ンク角センサ４６とから入力する検出信号を基に点火時
期及び燃料噴射量を算出し、算出された値を基に点火信
号及び燃料噴射信号を点火コイル３８及び燃料噴射弁３
６に出力し、点火プラグ３６に飛火させるとともに燃料
噴射弁３６から燃料を噴射させる。
ンク角センサ４６とから入力する検出信号を基に点火時
期及び燃料噴射量を算出し、算出された値を基に点火信
号及び燃料噴射信号を点火コイル３８及び燃料噴射弁３
６に出力し、点火プラグ３６に飛火させるとともに燃料
噴射弁３６から燃料を噴射させる。
【００２３】また、制御部５０は、クランク角センサ４
６と筒内圧力センサ４８とから入力する検出信号を基に
燃焼開始時期及び燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼開
始時期及び燃焼期間が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃
焼期間になるように点火時期及び燃料噴射量を制御す
る。
６と筒内圧力センサ４８とから入力する検出信号を基に
燃焼開始時期及び燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼開
始時期及び燃焼期間が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃
焼期間になるように点火時期及び燃料噴射量を制御す
る。
【００２４】詳述すると、制御部５０は、図１に示す如
く、制御がスタート（ステップ１００）すると、吸気圧
力センサ４４とクランク角センサ４６とから吸気圧力及
びクランク角の検出信号を入力（ステップ１０２）し、
これら検出信号を基に点火時期及び燃料噴射量のマップ
計算（ステップ１０４）をする。これは、通常の内燃機
関２における点火時期及び燃料噴射量のマップ計算と同
様である。マップ計算で得られたマップ計算点火時期
（ＢＴＤＣ゜）をα1 とし、マップ計算燃料噴射量をＱ
1 とする。
く、制御がスタート（ステップ１００）すると、吸気圧
力センサ４４とクランク角センサ４６とから吸気圧力及
びクランク角の検出信号を入力（ステップ１０２）し、
これら検出信号を基に点火時期及び燃料噴射量のマップ
計算（ステップ１０４）をする。これは、通常の内燃機
関２における点火時期及び燃料噴射量のマップ計算と同
様である。マップ計算で得られたマップ計算点火時期
（ＢＴＤＣ゜）をα1 とし、マップ計算燃料噴射量をＱ
1 とする。
【００２５】次いで、制御部５０は、マップデータより
目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間を計算（ステップ１
０６）する。得られた目標燃焼開始時期（ＢＴＤＣ゜）
をβm とし、目標燃焼期間をγm とする。
目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間を計算（ステップ１
０６）する。得られた目標燃焼開始時期（ＢＴＤＣ゜）
をβm とし、目標燃焼期間をγm とする。
【００２６】制御部５０は、前記マップ計算点火時期α
1 及びマップ計算燃料噴射量Ｑ1 により点火時期及び燃
料噴射量の補正（ステップ１０８）を行う。点火時期の
補正は、α＝α1 ＋αh により行う。ここで、αh は、
点火時期フィードバック補正量である。燃料噴射量の補
正は、Ｑ＝Ｑ1 ×Ｋqhにより行う。ここで、Ｋqhは、燃
料噴射量フィードバック補正係数である。また、αh 及
びＫqhは、αh0＝αh、Ｋqh0 ＝Ｋqhとして、データの
入れ替えを行う。
1 及びマップ計算燃料噴射量Ｑ1 により点火時期及び燃
料噴射量の補正（ステップ１０８）を行う。点火時期の
補正は、α＝α1 ＋αh により行う。ここで、αh は、
点火時期フィードバック補正量である。燃料噴射量の補
正は、Ｑ＝Ｑ1 ×Ｋqhにより行う。ここで、Ｋqhは、燃
料噴射量フィードバック補正係数である。また、αh 及
びＫqhは、αh0＝αh、Ｋqh0 ＝Ｋqhとして、データの
入れ替えを行う。
【００２７】制御部５０は、前記計算された値を基に、
点火信号及び燃料噴射信号を点火コイル４０及び燃料噴
射弁３６に出力（ステップ１１０）し、点火プラグ３８
に飛火させるとともに燃料噴射弁３６から燃料を噴射さ
せる。
点火信号及び燃料噴射信号を点火コイル４０及び燃料噴
射弁３６に出力（ステップ１１０）し、点火プラグ３８
に飛火させるとともに燃料噴射弁３６から燃料を噴射さ
せる。
【００２８】また、制御部５０は、燃焼開始時期及び燃
焼期間を夫々算出し、これら燃焼開始時期及び燃焼期間
が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間になるように
点火時期及び燃料噴射量を制御する。
焼期間を夫々算出し、これら燃焼開始時期及び燃焼期間
が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間になるように
点火時期及び燃料噴射量を制御する。
【００２９】前記制御部５０は、燃焼開始時期及び燃焼
期間と補正量との計算を行う。燃焼開始時期及び燃焼期
間の計算は、クランク角センサ４６と筒内圧力センサ４
８とから検出信号を入力（ステップ１１２）し、これら
の信号を基に実際の燃焼開始時期（１０％燃焼クランク
角）及び燃焼期間（１０％燃焼から９０％燃焼までのク
ランク角）を計算（ステップ１１４）する。得られた実
際の燃焼開始時期である測定燃焼開始時期（ＢＴＤＣ
゜）をβs とし、実際の燃焼期間である測定燃焼期間を
γs とする。
期間と補正量との計算を行う。燃焼開始時期及び燃焼期
間の計算は、クランク角センサ４６と筒内圧力センサ４
８とから検出信号を入力（ステップ１１２）し、これら
の信号を基に実際の燃焼開始時期（１０％燃焼クランク
角）及び燃焼期間（１０％燃焼から９０％燃焼までのク
ランク角）を計算（ステップ１１４）する。得られた実
際の燃焼開始時期である測定燃焼開始時期（ＢＴＤＣ
゜）をβs とし、実際の燃焼期間である測定燃焼期間を
γs とする。
【００３０】前記計算により得られた目標値（βm 、γ
m ）と測定値（βs 、γs ）との差を基に、点火時期補
正量及び燃料噴射量補正係数を修正（ステップ１１６）
する。点火時期補正量の修正は、αh1＝αh0＋Ｋt ×
（βm ＋βs ）により行う。ここで、Ｋt は、０≦Ｋt
≦１となる係数である。また、燃料噴射量補正係数の修
正は、Ｋqh＝Ｋqh0 ＋Ｋq ×（γs ／γm ）。ここで、
Ｋq は、０≦Ｋq ≦１となる係数である。
m ）と測定値（βs 、γs ）との差を基に、点火時期補
正量及び燃料噴射量補正係数を修正（ステップ１１６）
する。点火時期補正量の修正は、αh1＝αh0＋Ｋt ×
（βm ＋βs ）により行う。ここで、Ｋt は、０≦Ｋt
≦１となる係数である。また、燃料噴射量補正係数の修
正は、Ｋqh＝Ｋqh0 ＋Ｋq ×（γs ／γm ）。ここで、
Ｋq は、０≦Ｋq ≦１となる係数である。
【００３１】前記点火時期補正量を再度修正（ステップ
１１８）する。これは、燃料噴射量補正係数の変化によ
って、燃焼開始時期が移動するためであり、この移動し
た部分を修正する。この点火時期補正量の再度の修正
は、αh ＝αh1−Ｋqt×（γs／γm ）により行う。こ
こで、Ｋqtは、０≦Ｋqt≦１となる係数である。
１１８）する。これは、燃料噴射量補正係数の変化によ
って、燃焼開始時期が移動するためであり、この移動し
た部分を修正する。この点火時期補正量の再度の修正
は、αh ＝αh1−Ｋqt×（γs／γm ）により行う。こ
こで、Ｋqtは、０≦Ｋqt≦１となる係数である。
【００３２】修正後は、点火時期及び燃料噴射量のマッ
プ計算に戻る（ステップ１２０）。
プ計算に戻る（ステップ１２０）。
【００３３】これにより、燃焼開始時期及び燃焼期間
は、目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間になるようにフ
ィードバック制御される。
は、目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間になるようにフ
ィードバック制御される。
【００３４】このように、この燃焼状態制御装置４２
は、クランク角センサ４６及び筒内圧力センサ４８の検
出信号に基づき夫々算出される燃焼開始時期及び燃焼期
間が、夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間になるよ
うに点火時期及び燃料噴射量を制御することにより、内
燃機関２の燃焼状態を直接検出して、燃焼状態を最適に
制御することができる。このため、低ＮＯｘと燃焼安定
性とが高い次元でバランスしている燃焼状態に制御する
ことができる。
は、クランク角センサ４６及び筒内圧力センサ４８の検
出信号に基づき夫々算出される燃焼開始時期及び燃焼期
間が、夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間になるよ
うに点火時期及び燃料噴射量を制御することにより、内
燃機関２の燃焼状態を直接検出して、燃焼状態を最適に
制御することができる。このため、低ＮＯｘと燃焼安定
性とが高い次元でバランスしている燃焼状態に制御する
ことができる。
【００３５】また、燃焼状態制御装置４２は、内燃機関
２の燃焼状態を直接検出して制御していることにより、
希薄側安定燃焼限界との対応関係を良好とすることがで
きる。このため、内燃機関２の運転条件やばらつき・燃
料性状の変化・センサのばらつき等の影響を受け難くし
得て、希薄側安定燃焼限界と目標希薄空燃比との余裕幅
をより小さくし得る。
２の燃焼状態を直接検出して制御していることにより、
希薄側安定燃焼限界との対応関係を良好とすることがで
きる。このため、内燃機関２の運転条件やばらつき・燃
料性状の変化・センサのばらつき等の影響を受け難くし
得て、希薄側安定燃焼限界と目標希薄空燃比との余裕幅
をより小さくし得る。
【００３６】さらに、燃焼状態制御装置４２は、希薄側
安定燃焼限界との対応関係を良好にし得ることにより、
目標希薄空燃比を希薄側安定燃焼限界により近づけて設
定することができる。このため、希薄空燃比の混合気を
供給される内燃機関２の有する能力の限界である希薄側
安定燃焼限界により近い希薄空燃比を供給し得て、燃料
消費量及びＮＯｘ排出量のさらなる低減を果たし得る。
安定燃焼限界との対応関係を良好にし得ることにより、
目標希薄空燃比を希薄側安定燃焼限界により近づけて設
定することができる。このため、希薄空燃比の混合気を
供給される内燃機関２の有する能力の限界である希薄側
安定燃焼限界により近い希薄空燃比を供給し得て、燃料
消費量及びＮＯｘ排出量のさらなる低減を果たし得る。
【００３７】なお、この発明は、燃焼状態を最適に制御
することができるので、希薄側空燃比の混合気を供給さ
れる内燃機関２の燃焼状態の制御のみならず、通常の空
燃比の混合気を供給される内燃機関の冷機時やアイドル
運転時・過渡運転領域時・ノッキング時等の燃焼不安定
状態の発生し易い運転状況下における燃焼制御にも適用
し得て、実用上有利である。
することができるので、希薄側空燃比の混合気を供給さ
れる内燃機関２の燃焼状態の制御のみならず、通常の空
燃比の混合気を供給される内燃機関の冷機時やアイドル
運転時・過渡運転領域時・ノッキング時等の燃焼不安定
状態の発生し易い運転状況下における燃焼制御にも適用
し得て、実用上有利である。
【００３８】また、この実施例においては、燃焼開始時
期を１０％燃焼クランク角として説明したが、この数値
に限定されるものではない。燃焼開始時期は、例えば、
０％燃焼クランク角〜５０％燃焼クランク角の適宜の値
に設定することができる。さらに、燃焼期間の１０％燃
焼から９０％燃焼までのクランク角１０の値について
も、燃焼開始時期と同様に、適宜の値に設定することが
できる。
期を１０％燃焼クランク角として説明したが、この数値
に限定されるものではない。燃焼開始時期は、例えば、
０％燃焼クランク角〜５０％燃焼クランク角の適宜の値
に設定することができる。さらに、燃焼期間の１０％燃
焼から９０％燃焼までのクランク角１０の値について
も、燃焼開始時期と同様に、適宜の値に設定することが
できる。
【００３９】図５〜図８は、燃焼状態制御装置４２の第
２発明の実施例を示すものである。この第２発明におけ
る燃焼状態制御装置４２の構成は、第１発明において説
明した図９と同一であるので、構成の説明を省略すると
ともに同一符号を引用して説明する。
２発明の実施例を示すものである。この第２発明におけ
る燃焼状態制御装置４２の構成は、第１発明において説
明した図９と同一であるので、構成の説明を省略すると
ともに同一符号を引用して説明する。
【００４０】第２発明においては、制御部５０によっ
て、クランク角センサ４６及び筒内圧力センサ４８の検
出信号に基づき圧縮行程中の少なくとも２時点における
各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割合が夫々目標
燃焼割合になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御す
る。
て、クランク角センサ４６及び筒内圧力センサ４８の検
出信号に基づき圧縮行程中の少なくとも２時点における
各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割合が夫々目標
燃焼割合になるよう点火時期及び燃料噴射量を制御す
る。
【００４１】前記燃焼割合としては、例えば、図６に示
す如く、任意のａ時点・ｂ時点・ｃ時点・ｄ時点の４時
点のクランク角（圧縮上死点に対して、ＢＴＤＣ３０゜
・ＢＴＤＣ０゜・ＡＴＤＣ３０゜・ＡＴＤＣ６０゜）に
おける筒内圧力を計測し、これらのうちのｂ時点・ｃ時
点における各燃焼割合に相当する値を算出する。これら
ｂ時点・ｃ時点における各燃焼割合の値が、夫々目標燃
焼割合になるよう点火時期及び燃料噴射量をフィードバ
ック制御する。
す如く、任意のａ時点・ｂ時点・ｃ時点・ｄ時点の４時
点のクランク角（圧縮上死点に対して、ＢＴＤＣ３０゜
・ＢＴＤＣ０゜・ＡＴＤＣ３０゜・ＡＴＤＣ６０゜）に
おける筒内圧力を計測し、これらのうちのｂ時点・ｃ時
点における各燃焼割合に相当する値を算出する。これら
ｂ時点・ｃ時点における各燃焼割合の値が、夫々目標燃
焼割合になるよう点火時期及び燃料噴射量をフィードバ
ック制御する。
【００４２】前記ｂ時点・ｃ時点における各目標燃焼割
合の値としては、燃焼状態が希薄側安定燃焼限界におい
て生じる値とする。これら各目標燃焼割合とは、図６・
図７に示す如く、低ＮＯｘ及び燃焼安定性が高い次元で
バランスしている状態である。この第２発明において
は、ｂ時点・ｃ時点における各燃焼割合の値を夫々各目
標燃焼割合の値に一致させることにより、希薄側安定燃
焼限界における燃焼状態を再現させるものである。
合の値としては、燃焼状態が希薄側安定燃焼限界におい
て生じる値とする。これら各目標燃焼割合とは、図６・
図７に示す如く、低ＮＯｘ及び燃焼安定性が高い次元で
バランスしている状態である。この第２発明において
は、ｂ時点・ｃ時点における各燃焼割合の値を夫々各目
標燃焼割合の値に一致させることにより、希薄側安定燃
焼限界における燃焼状態を再現させるものである。
【００４３】ここで、前記ａ時点〜ｄ時点における筒内
圧力から、これらのうちのｂ時点・ｃ時点の２時点にお
ける各燃焼割合の値を求める場合の式を説明する。
圧力から、これらのうちのｂ時点・ｃ時点の２時点にお
ける各燃焼割合の値を求める場合の式を説明する。
【００４４】ｂ時点における燃焼割合ＵbSは、ＵbS＝
（Ｐb ×ｖb n−Ｐa ×ｖa n）／（Ｐd ×ｖd n−Ｐa ×ｖ
a n）となる。ｃ時点における燃焼割合ＵcSは、ＵcS＝
（Ｐc ×ｖc n−Ｐa ×ｖa n）／（Ｐd ×ｖd n−Ｐa ×ｖ
a n）となる。
（Ｐb ×ｖb n−Ｐa ×ｖa n）／（Ｐd ×ｖd n−Ｐa ×ｖ
a n）となる。ｃ時点における燃焼割合ＵcSは、ＵcS＝
（Ｐc ×ｖc n−Ｐa ×ｖa n）／（Ｐd ×ｖd n−Ｐa ×ｖ
a n）となる。
【００４５】ここで、 Ｐa ：ａ時点における筒内圧力 Ｐb ：ｂ時点における筒内圧力 Ｐc ：ｃ時点における筒内圧力 Ｐd ：ｄ時点における筒内圧力 ｖa ：ａ時点における燃焼室容積 ｖb ：ｂ時点における燃焼室容積 ｖc ：ｃ時点における燃焼室容積 ｖd ：ｄ時点における燃焼室容積 ｎ：ポリトロープ指数（約１．３） である。ただし、ａ時点における燃焼割合は０％とし、
ｄ時点における燃焼割合は１００％と仮定する。
ｄ時点における燃焼割合は１００％と仮定する。
【００４６】前記式を図８により補足説明する。ａ時点
〜ｄ時点について、ポリトロープ変化によってｖb まで
変化させた場合の各時点の圧力Ｐを考える。 ａ時点 → Ｐab＝Ｐa ×（ｖa ／ｖb ）n ｂ時点 → Ｐbb＝Ｐb ×（ｖb ／ｖb ）n ｃ時点 → Ｐcb＝Ｐc ×（ｖc ／ｖb ）n ｄ時点 → Ｐdb＝Ｐd ×（ｖd ／ｖb ）n
〜ｄ時点について、ポリトロープ変化によってｖb まで
変化させた場合の各時点の圧力Ｐを考える。 ａ時点 → Ｐab＝Ｐa ×（ｖa ／ｖb ）n ｂ時点 → Ｐbb＝Ｐb ×（ｖb ／ｖb ）n ｃ時点 → Ｐcb＝Ｐc ×（ｖc ／ｖb ）n ｄ時点 → Ｐdb＝Ｐd ×（ｖd ／ｖb ）n
【００４７】このときのＰab・Ｐbb・Ｐcb・Ｐdbの差が
燃焼量の差に相応すると考えると、ａ時点からｂ時点の
燃焼量Ｇabは、 Ｇab＝Ｐbb×Ｐab＝Ｐb （ｖb ／ｖb ）N −Ｐa （ｖa
／ｖb ）N ａ時点からｃ時点の燃焼量Ｇacは、 Ｇac＝Ｐcb×Ｐab＝Ｐc （ｖc ／ｖb ）N −Ｐa （ｖa
／ｖb ）N ａ時点からｄ時点の燃焼量Ｇadは、 Ｇad＝Ｐdb×Ｐab＝Ｐd （ｖd ／ｖb ）N −Ｐa （ｖa
／ｖb ）N となる。
燃焼量の差に相応すると考えると、ａ時点からｂ時点の
燃焼量Ｇabは、 Ｇab＝Ｐbb×Ｐab＝Ｐb （ｖb ／ｖb ）N −Ｐa （ｖa
／ｖb ）N ａ時点からｃ時点の燃焼量Ｇacは、 Ｇac＝Ｐcb×Ｐab＝Ｐc （ｖc ／ｖb ）N −Ｐa （ｖa
／ｖb ）N ａ時点からｄ時点の燃焼量Ｇadは、 Ｇad＝Ｐdb×Ｐab＝Ｐd （ｖd ／ｖb ）N −Ｐa （ｖa
／ｖb ）N となる。
【００４８】ａ時点における燃焼割合を０％とし、ｄ時
点における燃焼割合を１００％と仮定すると、ｂ時点に
おける燃焼割合ＵbSは、ＵbS＝Ｇab／Ｇadとなり、ｃ時
点における燃焼割合ＵcSは、ＵcS＝Ｇac／Ｇadとなる。
点における燃焼割合を１００％と仮定すると、ｂ時点に
おける燃焼割合ＵbSは、ＵbS＝Ｇab／Ｇadとなり、ｃ時
点における燃焼割合ＵcSは、ＵcS＝Ｇac／Ｇadとなる。
【００４９】よって、前記の如く、ｂ時点における燃焼
割合ＵbSは、ＵbS＝（Ｐb ×ｖb n−Ｐa ×ｖa n）／（Ｐ
d ×ｖd n−Ｐa ×ｖa n）となる。ｃ時点における燃焼割
合ＵcSは、ＵcS＝（Ｐc ×ｖc n−Ｐa ×ｖa n）／（Ｐd
×ｖd n−Ｐa ×ｖa n）となる。
割合ＵbSは、ＵbS＝（Ｐb ×ｖb n−Ｐa ×ｖa n）／（Ｐ
d ×ｖd n−Ｐa ×ｖa n）となる。ｃ時点における燃焼割
合ＵcSは、ＵcS＝（Ｐc ×ｖc n−Ｐa ×ｖa n）／（Ｐd
×ｖd n−Ｐa ×ｖa n）となる。
【００５０】次に第２発明の作用を説明する。
【００５１】制御部５０は、吸気圧力センサ４４とクラ
ンク角センサ４６とから入力する検出信号を基に点火時
期及び燃料噴射量を算出し、算出された値を基に点火信
号及び燃料噴射信号を点火コイル３８及び燃料噴射弁３
６に出力し、点火プラグ３８に飛火させるとともに燃料
噴射弁３６から燃料を噴射させる。
ンク角センサ４６とから入力する検出信号を基に点火時
期及び燃料噴射量を算出し、算出された値を基に点火信
号及び燃料噴射信号を点火コイル３８及び燃料噴射弁３
６に出力し、点火プラグ３８に飛火させるとともに燃料
噴射弁３６から燃料を噴射させる。
【００５２】また、制御部５０は、クランク角センサ４
６と筒内圧力センサ４８とから入力する検出信号を基に
圧縮行程中の少なくとも２時点における各燃焼割合を夫
々算出し、これら各燃焼割合が夫々目標燃焼割合になる
よう点火時期及び燃料噴射量を制御する。
６と筒内圧力センサ４８とから入力する検出信号を基に
圧縮行程中の少なくとも２時点における各燃焼割合を夫
々算出し、これら各燃焼割合が夫々目標燃焼割合になる
よう点火時期及び燃料噴射量を制御する。
【００５３】詳述すると、制御部５０は、図５に示す如
く、制御がスタート（ステップ２００）すると、吸気圧
力センサ４４とクランク角センサ４６とから吸気圧力及
びクランク角の検出信号を入力（ステップ２０２）し、
これら検出信号を基に点火時期及び燃料噴射量のマップ
計算（ステップ２０４）をする。これは、通常の内燃機
関２における点火時期及び燃料噴射量のマップ計算と同
様である。マップ計算で得られたマップ計算点火時期
（ＢＴＤＣ゜）をα1 とし、マップ計算燃料噴射量をＱ
1 とする。
く、制御がスタート（ステップ２００）すると、吸気圧
力センサ４４とクランク角センサ４６とから吸気圧力及
びクランク角の検出信号を入力（ステップ２０２）し、
これら検出信号を基に点火時期及び燃料噴射量のマップ
計算（ステップ２０４）をする。これは、通常の内燃機
関２における点火時期及び燃料噴射量のマップ計算と同
様である。マップ計算で得られたマップ計算点火時期
（ＢＴＤＣ゜）をα1 とし、マップ計算燃料噴射量をＱ
1 とする。
【００５４】次いで、制御部５０は、ａ時点〜ｄ時点に
おける筒内圧力を計測し、これらのうちのｂ時点・ｃ時
点の２時点における各燃焼割合の値をマップデータより
計算（ステップ２０６）する。得られたｂ時点における
目標燃焼割合をＵbmとし、ｃ時点における目標燃焼割合
をＵcmとする。
おける筒内圧力を計測し、これらのうちのｂ時点・ｃ時
点の２時点における各燃焼割合の値をマップデータより
計算（ステップ２０６）する。得られたｂ時点における
目標燃焼割合をＵbmとし、ｃ時点における目標燃焼割合
をＵcmとする。
【００５５】制御部５０は、前記マップ計算点火時期α
1 及びマップ計算燃料噴射量Ｑ1 により点火時期及び燃
料噴射量の補正（ステップ２０８）を行う。点火時期の
補正は、α＝α1 ＋αh により行う。ここで、αh は、
点火時期フィードバック補正量である。燃料噴射量の補
正は、Ｑ＝Ｑ1 ×Ｋqhにより行う。ここで、Ｋqhは、燃
料噴射量フィードバック補正係数である。また、αh 及
びＫqhは、αh0＝αh、Ｋqh0 ＝Ｋqhとして、データの
入れ替えを行う。
1 及びマップ計算燃料噴射量Ｑ1 により点火時期及び燃
料噴射量の補正（ステップ２０８）を行う。点火時期の
補正は、α＝α1 ＋αh により行う。ここで、αh は、
点火時期フィードバック補正量である。燃料噴射量の補
正は、Ｑ＝Ｑ1 ×Ｋqhにより行う。ここで、Ｋqhは、燃
料噴射量フィードバック補正係数である。また、αh 及
びＫqhは、αh0＝αh、Ｋqh0 ＝Ｋqhとして、データの
入れ替えを行う。
【００５６】制御部５０は、前記計算された値を基に、
点火信号及び燃料噴射信号を点火コイル４０及び燃料噴
射弁３６に出力（ステップ２１０）し、点火プラグ３８
に飛火させるとともに燃料噴射弁３６から燃料を噴射さ
せる。
点火信号及び燃料噴射信号を点火コイル４０及び燃料噴
射弁３６に出力（ステップ２１０）し、点火プラグ３８
に飛火させるとともに燃料噴射弁３６から燃料を噴射さ
せる。
【００５７】また、制御部５０は、ｂ時点・ｃ時点の２
時点における各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割
合が夫々目標燃焼割合になるように点火時期及び燃料噴
射量を制御する。
時点における各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割
合が夫々目標燃焼割合になるように点火時期及び燃料噴
射量を制御する。
【００５８】前記制御部５０は、燃焼割合と補正量との
計算を行う。燃焼割合の計算は、クランク角センサ４６
と筒内圧力センサ４８とから検出信号を入力（ステップ
２１２）し、これらの信号を基にｂ時点・ｃ時点におけ
る実際の各燃焼割合を計算（ステップ２１４）する。得
られたｂ時点における実際の燃焼割合である測定燃焼割
合をＵbsとし、ｃ時点における測定燃焼割合をＵcsとす
る。
計算を行う。燃焼割合の計算は、クランク角センサ４６
と筒内圧力センサ４８とから検出信号を入力（ステップ
２１２）し、これらの信号を基にｂ時点・ｃ時点におけ
る実際の各燃焼割合を計算（ステップ２１４）する。得
られたｂ時点における実際の燃焼割合である測定燃焼割
合をＵbsとし、ｃ時点における測定燃焼割合をＵcsとす
る。
【００５９】前記計算により得られた目標値（Ｕbm、Ｕ
cm）と測定値（Ｕbs、Ｕcs）との差を基に、点火時期補
正量及び燃料噴射量補正係数を修正（ステップ２１６）
する。点火時期補正量の修正は、αh ＝αh0＋Ｋbt×
（Ｕbm−Ｕbs）＋Ｋct×（Ｕcm−Ｕcs）により行う。こ
こで、Ｋbtは、Ｋbt≧０となる係数である。Ｋctは、Ｋ
ct≦０となる係数である。また、燃料噴射量補正係数の
修正は、Ｋqh＝Ｋqh0 ＋Ｋbq×（Ｕbm−Ｕbs）＋Ｋcq×
（Ｕcm−Ｕcs）により行う。ここで、Ｋbqは、Ｋbq≦０
となる係数である。Ｋcqは、Ｋcq≧０となる係数であ
る。
cm）と測定値（Ｕbs、Ｕcs）との差を基に、点火時期補
正量及び燃料噴射量補正係数を修正（ステップ２１６）
する。点火時期補正量の修正は、αh ＝αh0＋Ｋbt×
（Ｕbm−Ｕbs）＋Ｋct×（Ｕcm−Ｕcs）により行う。こ
こで、Ｋbtは、Ｋbt≧０となる係数である。Ｋctは、Ｋ
ct≦０となる係数である。また、燃料噴射量補正係数の
修正は、Ｋqh＝Ｋqh0 ＋Ｋbq×（Ｕbm−Ｕbs）＋Ｋcq×
（Ｕcm−Ｕcs）により行う。ここで、Ｋbqは、Ｋbq≦０
となる係数である。Ｋcqは、Ｋcq≧０となる係数であ
る。
【００６０】修正後は、点火時期及び燃料噴射量のマッ
プ計算に戻る（ステップ２１８）。
プ計算に戻る（ステップ２１８）。
【００６１】このように、燃焼状態制御装置４２は、図
６・図７に示すごとく、ｂ時点・ｃ時点における各燃焼
割合により描出される燃焼形態線と各目標燃焼割合によ
り描出される目標燃焼形態線とを比較して、燃焼開始位
置の時期と燃焼速度の遅速とを判断し、燃焼形態線が目
標燃焼形態線に一致するように点火時期及び燃料噴射量
（空燃比）をフィードバック制御する。
６・図７に示すごとく、ｂ時点・ｃ時点における各燃焼
割合により描出される燃焼形態線と各目標燃焼割合によ
り描出される目標燃焼形態線とを比較して、燃焼開始位
置の時期と燃焼速度の遅速とを判断し、燃焼形態線が目
標燃焼形態線に一致するように点火時期及び燃料噴射量
（空燃比）をフィードバック制御する。
【００６２】図６に示す如く、燃焼開始位置の時期が目
標よりも遅い場合は、点火時期を速めるように制御す
る。燃焼開始位置の時期が目標よりも速い場合は、点火
時期を遅らせるように制御する。また、図７に示す如
く、燃焼速度が目標よりも速い場合は、燃料噴射量を減
量して空燃比をリーン化し、燃焼速度を遅くするように
制御する。燃焼速度が目標よりも遅い場合は、燃料噴射
量を増量して空燃比をリッチ化し、燃焼速度を速くする
ように制御する。
標よりも遅い場合は、点火時期を速めるように制御す
る。燃焼開始位置の時期が目標よりも速い場合は、点火
時期を遅らせるように制御する。また、図７に示す如
く、燃焼速度が目標よりも速い場合は、燃料噴射量を減
量して空燃比をリーン化し、燃焼速度を遅くするように
制御する。燃焼速度が目標よりも遅い場合は、燃料噴射
量を増量して空燃比をリッチ化し、燃焼速度を速くする
ように制御する。
【００６３】この点火時期の遅速及び燃料噴射量の増減
の制御により、ｂ時点・ｃ時点における各燃焼割合によ
り描出される燃焼形態線が、各目標燃焼割合により描出
される目標燃焼形態線に一致するように、制御すること
ができる。
の制御により、ｂ時点・ｃ時点における各燃焼割合によ
り描出される燃焼形態線が、各目標燃焼割合により描出
される目標燃焼形態線に一致するように、制御すること
ができる。
【００６４】これにより、ｂ時点・ｃ時点における各燃
焼割合は、各目標燃焼割合になるようにフィードバック
制御される。これら各目標燃焼割合とは、図６・図７に
示す如く、低ＮＯｘ及び燃焼安定性が高い次元でバラン
スしている状態である。したがって、ｂ時点・ｃ時点に
おける各燃焼割合が各目標燃焼割合になるようにフィー
ドバック制御することにより、低ＮＯｘで安定した燃焼
状態を得ることができる。
焼割合は、各目標燃焼割合になるようにフィードバック
制御される。これら各目標燃焼割合とは、図６・図７に
示す如く、低ＮＯｘ及び燃焼安定性が高い次元でバラン
スしている状態である。したがって、ｂ時点・ｃ時点に
おける各燃焼割合が各目標燃焼割合になるようにフィー
ドバック制御することにより、低ＮＯｘで安定した燃焼
状態を得ることができる。
【００６５】このように、この第２発明の燃焼状態制御
装置４２は、クランク角センサ４６及び筒内圧力センサ
４８の検出信号に基づきｂ時点・ｃ時点の２時点におけ
る各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割合が夫々目
標燃焼割合になるように点火時期及び燃料噴射量を制御
することにより、前記第１発明と同様の効果を奏するこ
とができる。即ち、内燃機関２の燃焼状態を直接検出し
て、燃焼状態を最適に制御することができる。このた
め、低ＮＯｘと燃焼安定性とが高い次元でバランスして
いる燃焼状態に制御することができる。
装置４２は、クランク角センサ４６及び筒内圧力センサ
４８の検出信号に基づきｂ時点・ｃ時点の２時点におけ
る各燃焼割合を夫々算出し、これら各燃焼割合が夫々目
標燃焼割合になるように点火時期及び燃料噴射量を制御
することにより、前記第１発明と同様の効果を奏するこ
とができる。即ち、内燃機関２の燃焼状態を直接検出し
て、燃焼状態を最適に制御することができる。このた
め、低ＮＯｘと燃焼安定性とが高い次元でバランスして
いる燃焼状態に制御することができる。
【００６６】また、燃焼状態制御装置４２は、内燃機関
２の燃焼状態を直接検出して制御していることにより、
希薄側安定燃焼限界との対応関係を良好とすることがで
きる。このため、内燃機関２の運転条件やばらつき・燃
料性状の変化・センサのばらつき等の影響を受け難くし
得て、希薄側安定燃焼限界と目標希薄空燃比との余裕幅
をより小さくし得る。
２の燃焼状態を直接検出して制御していることにより、
希薄側安定燃焼限界との対応関係を良好とすることがで
きる。このため、内燃機関２の運転条件やばらつき・燃
料性状の変化・センサのばらつき等の影響を受け難くし
得て、希薄側安定燃焼限界と目標希薄空燃比との余裕幅
をより小さくし得る。
【００６７】さらに、燃焼状態制御装置４２は、希薄側
安定燃焼限界との対応関係を良好にし得ることにより、
目標希薄空燃比を希薄側安定燃焼限界により近づけて設
定することができる。このため、希薄空燃比の混合気を
供給される内燃機関の有する能力の限界である希薄側安
定燃焼限界により近い希薄空燃比を供給し得て、燃料消
費量及びＮＯｘ排出量のさらなる低減を果たし得る。
安定燃焼限界との対応関係を良好にし得ることにより、
目標希薄空燃比を希薄側安定燃焼限界により近づけて設
定することができる。このため、希薄空燃比の混合気を
供給される内燃機関の有する能力の限界である希薄側安
定燃焼限界により近い希薄空燃比を供給し得て、燃料消
費量及びＮＯｘ排出量のさらなる低減を果たし得る。
【００６８】なお、この発明は、燃焼状態を最適に制御
することができるので、希薄側空燃比の混合気を供給さ
れる内燃機関２の燃焼状態の制御のみならず、通常の空
燃比の混合気を供給される内燃機関の冷機時やアイドル
運転時・過渡運転領域時・ノッキング時等の燃焼不安定
状態の発生し安い運転状況下における燃焼制御にも適用
し得て、実用上有利である。
することができるので、希薄側空燃比の混合気を供給さ
れる内燃機関２の燃焼状態の制御のみならず、通常の空
燃比の混合気を供給される内燃機関の冷機時やアイドル
運転時・過渡運転領域時・ノッキング時等の燃焼不安定
状態の発生し安い運転状況下における燃焼制御にも適用
し得て、実用上有利である。
【００６９】
【発明の効果】このように、この発明によれば、燃焼状
態制御装置は、内燃機関の燃焼状態を直接検出して、燃
焼状態を最適に制御することができる。このため、低Ｎ
Ｏｘと燃焼安定性とが高い次元でバランスしている燃焼
状態に制御することができる。
態制御装置は、内燃機関の燃焼状態を直接検出して、燃
焼状態を最適に制御することができる。このため、低Ｎ
Ｏｘと燃焼安定性とが高い次元でバランスしている燃焼
状態に制御することができる。
【００７０】また、燃焼状態制御装置は、内燃機関の燃
焼状態を直接検出して制御していることにより、希薄側
安定燃焼限界との対応関係を良好とすることができる。
このため、内燃機関の運転条件やばらつき・燃料性状の
変化・センサのばらつき等の影響を受け難くし得て、希
薄側安定燃焼限界と目標希薄空燃比との余裕幅をより小
さくし得る。
焼状態を直接検出して制御していることにより、希薄側
安定燃焼限界との対応関係を良好とすることができる。
このため、内燃機関の運転条件やばらつき・燃料性状の
変化・センサのばらつき等の影響を受け難くし得て、希
薄側安定燃焼限界と目標希薄空燃比との余裕幅をより小
さくし得る。
【００７１】さらに、燃焼状態制御装置は、希薄側安定
燃焼限界との対応関係を良好にし得ることにより、目標
希薄空燃比を希薄側安定燃焼限界により近づけて設定す
ることができる。このため、希薄空燃比の混合気を供給
される内燃機関の有する能力の限界である希薄側安定燃
焼限界により近い希薄空燃比を供給し得て、燃料消費量
及びＮＯｘ排出量のさらなる低減を果たし得る。
燃焼限界との対応関係を良好にし得ることにより、目標
希薄空燃比を希薄側安定燃焼限界により近づけて設定す
ることができる。このため、希薄空燃比の混合気を供給
される内燃機関の有する能力の限界である希薄側安定燃
焼限界により近い希薄空燃比を供給し得て、燃料消費量
及びＮＯｘ排出量のさらなる低減を果たし得る。
【００７２】なお、この発明は、燃焼状態を最適に制御
することができるので、希薄側空燃比の混合気を供給さ
れる内燃機関の燃焼状態の制御のみならず、通常の空燃
比の混合気を供給される内燃機関の冷機時やアイドル運
転時・過渡運転領域時・ノッキング時等の燃焼不安定状
態の発生し安い運転状況下における燃焼制御にも適用し
得て、実用上有利である。
することができるので、希薄側空燃比の混合気を供給さ
れる内燃機関の燃焼状態の制御のみならず、通常の空燃
比の混合気を供給される内燃機関の冷機時やアイドル運
転時・過渡運転領域時・ノッキング時等の燃焼不安定状
態の発生し安い運転状況下における燃焼制御にも適用し
得て、実用上有利である。
【図１】内燃機関の燃焼状態制御装置の第１発明の実施
例を示す制御のフローチャートである。
例を示す制御のフローチャートである。
【図２】クランク角と燃焼割合とによる燃焼開始時期及
び燃焼期間の関係を示す図である。
び燃焼期間の関係を示す図である。
【図３】燃焼開始時期と機関トルクとによる目標燃焼開
始時期の関係を示す図である。
始時期の関係を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はＮＯｘ排出量と燃焼変動と燃
焼期間とのタイミングチャートであり、（ａ）は燃焼期
間とＮＯｘ排出量との関係を示すタイミングチャート、
（ｂ）は燃焼期間と燃焼変動とによる希薄側安定燃焼限
界に対する目標燃焼期間の関係を示すタイミングチャー
ト、（ｃ）は空燃比と燃焼期間との関係を示すタイミン
グチャートである。
焼期間とのタイミングチャートであり、（ａ）は燃焼期
間とＮＯｘ排出量との関係を示すタイミングチャート、
（ｂ）は燃焼期間と燃焼変動とによる希薄側安定燃焼限
界に対する目標燃焼期間の関係を示すタイミングチャー
ト、（ｃ）は空燃比と燃焼期間との関係を示すタイミン
グチャートである。
【図５】内燃機関の燃焼状態制御装置の第２発明の実施
例を示す制御のフローチャートである。
例を示す制御のフローチャートである。
【図６】クランク角と燃焼割合との空燃比による目標燃
焼割合を示す図である。
焼割合を示す図である。
【図７】クランク角と燃焼割合との点火時期による目標
燃焼割合を示す図である。
燃焼割合を示す図である。
【図８】筒内圧力変化を示すＰ−Ｖ線図である。
【図９】内燃機関の燃焼状態制御装置の概略構成図であ
る。
る。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は従来のＮＯｘ排出量と燃焼
変動と燃焼期間とのタイミングチャートであり、（ａ）
は空燃比とＮＯｘ排出量との関係を示すタイミングチャ
ート、（ｂ）は空燃比と燃焼変動との関係を示すタイミ
ングチャート、（ｃ）は空燃比と燃焼期間との関係を示
すタイミングチャートである。
変動と燃焼期間とのタイミングチャートであり、（ａ）
は空燃比とＮＯｘ排出量との関係を示すタイミングチャ
ート、（ｂ）は空燃比と燃焼変動との関係を示すタイミ
ングチャート、（ｃ）は空燃比と燃焼期間との関係を示
すタイミングチャートである。
２ 内燃機関 １４ クランク軸 １６ 燃焼室 ３０ 吸気通路 ３２ 排気通路 ３４ 吸気絞り弁 ３６ 燃料噴射弁 ３８ 点火プラグ ４０ 点火コイル ４２ 燃焼状態制御装置 ４４ 吸気圧力センサ ４６ クランク角センサ ４８ 筒内圧力センサ ５０ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｂ Ｈ Ｆ０２Ｐ 5/152 5/153
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関のクランク軸の回転角を検出す
るクランク角センサを設け、前記内燃機関の燃焼室の圧
力を検出する筒内圧力センサを設け、前記クランク角セ
ンサ及び筒内圧力センサの検出信号に基づき燃焼開始時
期及び燃焼期間を夫々算出し、これら燃焼開始時期及び
燃焼期間が夫々目標燃焼開始時期及び目標燃焼期間にな
るよう点火時期及び燃料噴射量を制御する制御手段を設
けたことを特徴とする内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 【請求項２】 内燃機関のクランク軸の回転角を検出す
るクランク角センサを設け、前記内燃機関の燃焼室の圧
力を検出する筒内圧力センサを設け、前記クランク角セ
ンサ及び筒内圧力センサの検出信号に基づき圧縮行程中
の少なくとも２時点における各燃焼割合を夫々算出し、
これら各燃焼割合が夫々目標燃焼割合になるよう点火時
期及び燃料噴射量を制御する制御手段を設けたことを特
徴とする内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、希薄空燃比の混合気を
供給される内燃機関の点火時期及び燃料噴射量を制御す
る制御手段である請求項１または請求項２に記載の内燃
機関の燃焼状態制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208590A JPH0742607A (ja) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | 内燃機関の燃焼状態制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208590A JPH0742607A (ja) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | 内燃機関の燃焼状態制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0742607A true JPH0742607A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16558717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5208590A Pending JPH0742607A (ja) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | 内燃機関の燃焼状態制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742607A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-07-31 JP JP5208590A patent/JPH0742607A/ja active Pending
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