JPH10176595A - 内燃機関における燃焼時間の測定方法 - Google Patents
内燃機関における燃焼時間の測定方法Info
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- JPH10176595A JPH10176595A JP33798096A JP33798096A JPH10176595A JP H10176595 A JPH10176595 A JP H10176595A JP 33798096 A JP33798096 A JP 33798096A JP 33798096 A JP33798096 A JP 33798096A JP H10176595 A JPH10176595 A JP H10176595A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】イオン電流により燃焼時間を測定する場合に、
運転条件によってはイオン電流が消滅した後のノイズ等
で、測定した燃焼時間に誤差が生じていることがある。 【解決手段】内燃機関の燃焼室１０内に点火毎にイオン
電流を流し、イオン電流の発生している期間の時間を測
定して燃焼時間を測定する方法であって、少なくとも内
燃機関の回転数に基づいてイオン電流の発生状態を判定
する判定タイミングを設定し、判定タイミング前から継
続しているイオン電流が判定タイミング以後に消滅する
時点に基づいて燃焼時間を測定し、そのイオン電流とは
不連続に判定タイミング後に発生した電流を無効にす
る。
運転条件によってはイオン電流が消滅した後のノイズ等
で、測定した燃焼時間に誤差が生じていることがある。 【解決手段】内燃機関の燃焼室１０内に点火毎にイオン
電流を流し、イオン電流の発生している期間の時間を測
定して燃焼時間を測定する方法であって、少なくとも内
燃機関の回転数に基づいてイオン電流の発生状態を判定
する判定タイミングを設定し、判定タイミング前から継
続しているイオン電流が判定タイミング以後に消滅する
時点に基づいて燃焼時間を測定し、そのイオン電流とは
不連続に判定タイミング後に発生した電流を無効にす
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
燃機関における稀薄燃焼制御等において、空燃比を制御
するためにイオン電流に基づいて燃焼時間を測定する内
燃機関における燃焼時間の測定方法に関するものであ
る。
燃機関における稀薄燃焼制御等において、空燃比を制御
するためにイオン電流に基づいて燃焼時間を測定する内
燃機関における燃焼時間の測定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、内燃機関すなわ
ちエンジンの空燃比を理論空燃比よりもリーン側にして
運転するいわゆる希薄燃焼制御（以下、リーンバーン制
御と略称する）による運転制御の必要性が高まってい
る。このようなニーズに答えて、この種のエンジンで
は、例えば特開平６−３４４９１号公報に記載されるよ
うに、燃焼の直後に燃焼室内にイオン電流を発生させ、
イオン電流が流れている時間つまり持続時間を測定し、
その測定した時間により燃焼時間を測定し、その燃焼時
間の変動状態に基づいてリーンバーン制御を行うものが
知られている。このような、イオン電流を利用してリー
ンバーン制御をおこなうものでは、イオン電流の持続時
間の測定は、例えば、図１０の（ａ）において、所定の
レベルを上回っている期間の通算時間を測定するもので
ある。
ちエンジンの空燃比を理論空燃比よりもリーン側にして
運転するいわゆる希薄燃焼制御（以下、リーンバーン制
御と略称する）による運転制御の必要性が高まってい
る。このようなニーズに答えて、この種のエンジンで
は、例えば特開平６−３４４９１号公報に記載されるよ
うに、燃焼の直後に燃焼室内にイオン電流を発生させ、
イオン電流が流れている時間つまり持続時間を測定し、
その測定した時間により燃焼時間を測定し、その燃焼時
間の変動状態に基づいてリーンバーン制御を行うものが
知られている。このような、イオン電流を利用してリー
ンバーン制御をおこなうものでは、イオン電流の持続時
間の測定は、例えば、図１０の（ａ）において、所定の
レベルを上回っている期間の通算時間を測定するもので
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リーンバー
ン制御が可能な上限に近い場合やノックによる燃焼の変
動等により、またノイズにより、イオン電流には不要な
信号が重畳することがある。また、イオン電流が一旦途
切れた後で、かつ次回の燃焼までの間に突発的にノイズ
が生じるような場合もある。つまり、イオン電流により
燃焼時間を測定する場合、正常な燃焼状態では、図１０
の（ａ）に示すように、電流値が１つのピークを超えた
時点からなだらかに減衰する連続した電流波形が得られ
るが、燃焼が不安定になると、図１０の（ｂ）あるいは
（ｃ）に示すように、複数のピークを有する電流波形と
なることがある。
ン制御が可能な上限に近い場合やノックによる燃焼の変
動等により、またノイズにより、イオン電流には不要な
信号が重畳することがある。また、イオン電流が一旦途
切れた後で、かつ次回の燃焼までの間に突発的にノイズ
が生じるような場合もある。つまり、イオン電流により
燃焼時間を測定する場合、正常な燃焼状態では、図１０
の（ａ）に示すように、電流値が１つのピークを超えた
時点からなだらかに減衰する連続した電流波形が得られ
るが、燃焼が不安定になると、図１０の（ｂ）あるいは
（ｃ）に示すように、複数のピークを有する電流波形と
なることがある。
【０００４】このような場合、イオン電流の持続時間
は、図１０の（ｂ）の場合では、２つめのピークを超え
た時点Ｔｅで測定するが、図１０の（ｃ）のように、ノ
イズによるピークがある場合に、ノイズに合わせて持続
時間を測定すると、実際には燃焼が終了しているにもか
かわらず、ノイズまでの時間が誤差になり、正確な測定
ができない場合がある。
は、図１０の（ｂ）の場合では、２つめのピークを超え
た時点Ｔｅで測定するが、図１０の（ｃ）のように、ノ
イズによるピークがある場合に、ノイズに合わせて持続
時間を測定すると、実際には燃焼が終了しているにもか
かわらず、ノイズまでの時間が誤差になり、正確な測定
ができない場合がある。
【０００５】また、設定したレベルＬを上回っている時
間を合計して持続時間を測定するものもあるが、ノイズ
による誤差時間は無視できるものの、レベルＬを下回っ
た部分の時間だけ短縮される。このため、測定された持
続時間は、ノイズによる誤差は含みにくいものの真の持
続時間とは言いがたく、これより燃焼時間を測定する場
合はノイズによるもの以外の誤差が生じた。
間を合計して持続時間を測定するものもあるが、ノイズ
による誤差時間は無視できるものの、レベルＬを下回っ
た部分の時間だけ短縮される。このため、測定された持
続時間は、ノイズによる誤差は含みにくいものの真の持
続時間とは言いがたく、これより燃焼時間を測定する場
合はノイズによるもの以外の誤差が生じた。
【０００６】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。
【０００７】
【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、本発明に係るリーン限界検出方法は、イ
オン電流が流れていることを判定する判定タイミングを
設定し、その判定タイミングに基づいて燃焼時間を測定
し、その判定タイミング以降に点火から生じたイオン電
流とは不連続に発生した電流は無効とする構成である。
このように構成することにより、判定タイミング以後に
生じたノイズ等に起因する電流の影響を受けずに、正確
に燃焼時間が測定できるようにするものである。
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、本発明に係るリーン限界検出方法は、イ
オン電流が流れていることを判定する判定タイミングを
設定し、その判定タイミングに基づいて燃焼時間を測定
し、その判定タイミング以降に点火から生じたイオン電
流とは不連続に発生した電流は無効とする構成である。
このように構成することにより、判定タイミング以後に
生じたノイズ等に起因する電流の影響を受けずに、正確
に燃焼時間が測定できるようにするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本願の請求項１に係る発明は、内
燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流を流し、イオン
電流の発生している期間の時間を測定して燃焼時間を測
定する内燃機関における燃焼時間の測定方法であって、
少なくとも内燃機関の回転数に基づいてイオン電流の発
生状態を判定する判定タイミングを設定し、判定タイミ
ング前から継続しているイオン電流が判定タイミング以
後に消滅する時点に基づいて燃焼時間を測定し、そのイ
オン電流とは不連続に判定タイミング後に発生した電流
を無効にすることを特徴とする内燃機関における燃焼時
間の測定方法である。
燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流を流し、イオン
電流の発生している期間の時間を測定して燃焼時間を測
定する内燃機関における燃焼時間の測定方法であって、
少なくとも内燃機関の回転数に基づいてイオン電流の発
生状態を判定する判定タイミングを設定し、判定タイミ
ング前から継続しているイオン電流が判定タイミング以
後に消滅する時点に基づいて燃焼時間を測定し、そのイ
オン電流とは不連続に判定タイミング後に発生した電流
を無効にすることを特徴とする内燃機関における燃焼時
間の測定方法である。
【０００９】また、本願の請求項２に係る発明は、内燃
機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流を流し、イオン電
流の発生している期間の時間を測定して燃焼時間を測定
する内燃機関における燃焼時間の測定方法であって、少
なくとも内燃機関の回転数に基づいてイオン電流の発生
状態を判定する判定タイミングを設定し、判定タイミン
グ前にイオン電流が消滅し、かつ判定タイミングにおい
てその消滅状態が継続している場合にイオン電流が消滅
した時点に基づいて燃焼時間を測定し、そのイオン電流
とは不連続に判定タイミング後に発生した電流を無効に
することを特徴とする内燃機関における燃焼時間の測定
方法である。
機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流を流し、イオン電
流の発生している期間の時間を測定して燃焼時間を測定
する内燃機関における燃焼時間の測定方法であって、少
なくとも内燃機関の回転数に基づいてイオン電流の発生
状態を判定する判定タイミングを設定し、判定タイミン
グ前にイオン電流が消滅し、かつ判定タイミングにおい
てその消滅状態が継続している場合にイオン電流が消滅
した時点に基づいて燃焼時間を測定し、そのイオン電流
とは不連続に判定タイミング後に発生した電流を無効に
することを特徴とする内燃機関における燃焼時間の測定
方法である。
【００１０】イオン電流の消滅する時点は、実際にイオ
ン電流の電流値が０となる時点に設定するものであって
もよいし、前記電流値が所定値以下になる時点を設定す
るものであってもよい。ノイズやチャタリング等の影響
を考慮した場合、後者を採用することが好ましい。
ン電流の電流値が０となる時点に設定するものであって
もよいし、前記電流値が所定値以下になる時点を設定す
るものであってもよい。ノイズやチャタリング等の影響
を考慮した場合、後者を採用することが好ましい。
【００１１】
【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。図１に概略的に示したエンジン１００は自動
車用のもので、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、この燃料噴射弁５を、電子
制御装置６により後述する基本噴射量ＴＰに基づいて開
成制御するようにしている。そして、燃焼室１０の天井
部分に対応する位置には、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三元触媒２２の上流の位
置に取り付けられている。
説明する。図１に概略的に示したエンジン１００は自動
車用のもので、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、この燃料噴射弁５を、電子
制御装置６により後述する基本噴射量ＴＰに基づいて開
成制御するようにしている。そして、燃焼室１０の天井
部分に対応する位置には、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三元触媒２２の上流の位
置に取り付けられている。
【００１２】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からのＬＬ信号ｄ、エンジン１
００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、Ｏ２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。
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からのＬＬ信号ｄ、エンジン１
００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、Ｏ２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。
【００１３】またスパークプラグ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及びイオン電流測定用回路２５が接続されて
いる。このバイアス用電源２４を含むイオン電流測定用
回路２５それ自体は、当該分野で知られている種々のも
のが使用できる。バイアス用電源２４は高圧ダイオード
２３を介して、点火後イオン電流を燃焼室１０内に流す
べく高電圧をスパークプラグ１８に印加する。また、イ
オン電流測定用回路２５は、電気的に電子制御装置６の
入力インターフェース９に接続され、高電圧の印加によ
り発生したイオン電流をアナログ的に測定し、発生した
イオン電流の電流波形を２値の信号に波形整形して電子
制御装置６に入力する。
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及びイオン電流測定用回路２５が接続されて
いる。このバイアス用電源２４を含むイオン電流測定用
回路２５それ自体は、当該分野で知られている種々のも
のが使用できる。バイアス用電源２４は高圧ダイオード
２３を介して、点火後イオン電流を燃焼室１０内に流す
べく高電圧をスパークプラグ１８に印加する。また、イ
オン電流測定用回路２５は、電気的に電子制御装置６の
入力インターフェース９に接続され、高電圧の印加によ
り発生したイオン電流をアナログ的に測定し、発生した
イオン電流の電流波形を２値の信号に波形整形して電子
制御装置６に入力する。
【００１４】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とをおもな情報とし、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ＴＰ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。また、このプロ
グラムでは、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定するため
に、エンジン１００の燃焼室１０内に点火毎にイオン電
流を流し、イオン電流の発生している期間の時間を測定
して燃焼時間を測定するものであって、少なくともエン
ジン１００のエンジン回転数ＮＥに基づいてイオン電流
の発生状態を判定する判定タイミングを設定し、判定タ
イミング前から継続しているイオン電流が判定タイミン
グ以後に消滅する時点に基づいて燃焼時間ＴＣＭＢＴＩ
Ｍを測定し、そのイオン電流とは不連続に判定タイミン
グ後に発生した電流を無効にするとともに、判定タイミ
ング前にイオン電流が消滅し、かつ判定タイミングにお
いてその消滅状態が継続している場合にイオン電流が消
滅した時点に基づいて燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定
し、そのイオン電流とは不連続に判定タイミング後に発
生した電流を無効にするようにプログラムされている。
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とをおもな情報とし、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ＴＰ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。また、このプロ
グラムでは、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定するため
に、エンジン１００の燃焼室１０内に点火毎にイオン電
流を流し、イオン電流の発生している期間の時間を測定
して燃焼時間を測定するものであって、少なくともエン
ジン１００のエンジン回転数ＮＥに基づいてイオン電流
の発生状態を判定する判定タイミングを設定し、判定タ
イミング前から継続しているイオン電流が判定タイミン
グ以後に消滅する時点に基づいて燃焼時間ＴＣＭＢＴＩ
Ｍを測定し、そのイオン電流とは不連続に判定タイミン
グ後に発生した電流を無効にするとともに、判定タイミ
ング前にイオン電流が消滅し、かつ判定タイミングにお
いてその消滅状態が継続している場合にイオン電流が消
滅した時点に基づいて燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定
し、そのイオン電流とは不連続に判定タイミング後に発
生した電流を無効にするようにプログラムされている。
【００１５】この燃焼時間の測定値決定プログラムの概
要は、図２に示すようなものである。この測定値決定プ
ログラムは、イオン電流の波形を整形した波形整形信号
の立ち下がり毎に実行するものである。イオン電流の波
形整形は、不安定な燃焼の際のイオン電流のチャタリン
グ等の影響を少なくし、イオン電流の消滅する時点を検
出し易くするために行うものである。
要は、図２に示すようなものである。この測定値決定プ
ログラムは、イオン電流の波形を整形した波形整形信号
の立ち下がり毎に実行するものである。イオン電流の波
形整形は、不安定な燃焼の際のイオン電流のチャタリン
グ等の影響を少なくし、イオン電流の消滅する時点を検
出し易くするために行うものである。
【００１６】同図において、まず、ステップＳ１１で
は、イオン電流の波形整形信号が電子制御装置６に入力
されたか否かを判定する。ステップＳ１２では、燃焼時
間ＴＣＭＢＴＩＭを測定する。この燃焼時間ＴＣＭＢＴ
ＩＭは、後述する測定ルーチンすなわちステップＳ１〜
Ｓ５により計算する。ステップＳ１３では、この時点で
検出したエンジン回転数ＮＥ及び負荷により、イオン電
流の発生状態を判定するための判定タイミングであるイ
オン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥを求める。イオン検出時間
ＫＣＭＢＥＸＥは、エンジン回転数ＮＥと負荷とに基づ
いて設定してある。すなわち、イオン検出時間ＫＣＭＢ
ＥＸＥは、図３に示すように、同一負荷においてはエン
ジン回転数ＮＥが低いほど長く、高くなるほど短くな
り、同一エンジン回転数では負荷が小さくなるほど長く
なるように設定してあり、正常な燃焼においてイオン電
流が消滅するタイミングに基づいて設定すればよい。
は、イオン電流の波形整形信号が電子制御装置６に入力
されたか否かを判定する。ステップＳ１２では、燃焼時
間ＴＣＭＢＴＩＭを測定する。この燃焼時間ＴＣＭＢＴ
ＩＭは、後述する測定ルーチンすなわちステップＳ１〜
Ｓ５により計算する。ステップＳ１３では、この時点で
検出したエンジン回転数ＮＥ及び負荷により、イオン電
流の発生状態を判定するための判定タイミングであるイ
オン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥを求める。イオン検出時間
ＫＣＭＢＥＸＥは、エンジン回転数ＮＥと負荷とに基づ
いて設定してある。すなわち、イオン検出時間ＫＣＭＢ
ＥＸＥは、図３に示すように、同一負荷においてはエン
ジン回転数ＮＥが低いほど長く、高くなるほど短くな
り、同一エンジン回転数では負荷が小さくなるほど長く
なるように設定してあり、正常な燃焼においてイオン電
流が消滅するタイミングに基づいて設定すればよい。
【００１７】ステップＳ１４では、点火からの経過時間
ＴＬＰＳがイオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥを超えている
か否かを判定する。すなわち、今回の燃焼時間ＴＣＭＢ
ＴＩＭの測定が、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥより前
に終了しているか後であるのかを判定する。ステップＳ
１５では、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥが経過した時
点で波形整形信号があるか否かつまりハイレベルである
か否かを判定する。この判定は、点火後波形整形信号を
モニタしておき、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥの時点
でハイレベルである場合に、フラグをセットするもので
ある。このフラグは、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥ以
後に波形整形信号が立ち下がった時点にリセットする。
ステップＳ１６では、波形整形信号がイオン検出時間Ｋ
ＣＭＢＥＸＥ以後に立ち下がったタイミングまでの燃焼
時間ＴＣＭＢＴＩＭを、最終的な測定値として燃焼時間
ＴＣＭＢＴＩＭを最終決定する。ステップＳ１７では、
前回測定した燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終測定値とし
て、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終決定する。
ＴＬＰＳがイオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥを超えている
か否かを判定する。すなわち、今回の燃焼時間ＴＣＭＢ
ＴＩＭの測定が、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥより前
に終了しているか後であるのかを判定する。ステップＳ
１５では、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥが経過した時
点で波形整形信号があるか否かつまりハイレベルである
か否かを判定する。この判定は、点火後波形整形信号を
モニタしておき、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥの時点
でハイレベルである場合に、フラグをセットするもので
ある。このフラグは、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥ以
後に波形整形信号が立ち下がった時点にリセットする。
ステップＳ１６では、波形整形信号がイオン検出時間Ｋ
ＣＭＢＥＸＥ以後に立ち下がったタイミングまでの燃焼
時間ＴＣＭＢＴＩＭを、最終的な測定値として燃焼時間
ＴＣＭＢＴＩＭを最終決定する。ステップＳ１７では、
前回測定した燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終測定値とし
て、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終決定する。
【００１８】燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定するための
イオン電流は、点火直後にバイアス用電源２４からスパ
ークプラグ１８にバイアス電圧を印加すると、正常燃焼
の場合、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そ
の電流値が最大となるピーク値になるように燃焼室１０
内に流れる。このような挙動を示すイオン電流を、点火
毎に点火からイオン電流の流れている時間の間測定し
て、その結果に基づいて燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定
する。
イオン電流は、点火直後にバイアス用電源２４からスパ
ークプラグ１８にバイアス電圧を印加すると、正常燃焼
の場合、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そ
の電流値が最大となるピーク値になるように燃焼室１０
内に流れる。このような挙動を示すイオン電流を、点火
毎に点火からイオン電流の流れている時間の間測定し
て、その結果に基づいて燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定
する。
【００１９】イオン電流による燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭ
の測定は、例えば、図４に示すように、検出したイオン
電流波形を、所定レベル以上の電流値が流れた場合にハ
イレベルとなり、所定レベル未満についてはローレベル
となるように波形整形し、得られた波形整形信号の立ち
下がり毎に一回の測定を終了し、その測定回数が所定回
数を超えた場合、又は、次の点火時期となった場合に、
点火から測定していた時間を燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭと
して測定するものである。すなわち、燃焼時間ＴＣＭＢ
ＴＩＭは、波形整形信号の立ち下がり毎に行ない、上記
した条件が満たされた場合、最終的にイオン電流が消滅
したと見做して測定を終了するものである。
の測定は、例えば、図４に示すように、検出したイオン
電流波形を、所定レベル以上の電流値が流れた場合にハ
イレベルとなり、所定レベル未満についてはローレベル
となるように波形整形し、得られた波形整形信号の立ち
下がり毎に一回の測定を終了し、その測定回数が所定回
数を超えた場合、又は、次の点火時期となった場合に、
点火から測定していた時間を燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭと
して測定するものである。すなわち、燃焼時間ＴＣＭＢ
ＴＩＭは、波形整形信号の立ち下がり毎に行ない、上記
した条件が満たされた場合、最終的にイオン電流が消滅
したと見做して測定を終了するものである。
【００２０】具体的には、図５に示すように、まず波形
整形信号の立ち下がり（ＯＦＦ）のタイミングであるか
否かを判定し（ステップＳ１）、立ち下がりのタイミン
グである場合はその立ち下がりが点火から計数して所定
の回数ｎ例えば３回を上回っているか否かを判定する
（ステップＳ２）。点火時期から計数して所定回数ｎを
上回っている場合は、その時までに測定した点火からの
時間を、測定した燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭとする（ステ
ップＳ５）。一方、所定回数ｎ以下である場合は、今回
までに測定していた燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを更新する
（ステップＳ３）。燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭの更新をし
た後、次の点火であるか否かを判定し（ステップＳ
４）、次の点火でない場合はこの測定ルーチンを終了す
る。このように、点火時期から計数して所定回数ｎを上
回って立ち下がりを計数した場合、及び次の点火時期と
なった場合には、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭの測定を終了
する。
整形信号の立ち下がり（ＯＦＦ）のタイミングであるか
否かを判定し（ステップＳ１）、立ち下がりのタイミン
グである場合はその立ち下がりが点火から計数して所定
の回数ｎ例えば３回を上回っているか否かを判定する
（ステップＳ２）。点火時期から計数して所定回数ｎを
上回っている場合は、その時までに測定した点火からの
時間を、測定した燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭとする（ステ
ップＳ５）。一方、所定回数ｎ以下である場合は、今回
までに測定していた燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを更新する
（ステップＳ３）。燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭの更新をし
た後、次の点火であるか否かを判定し（ステップＳ
４）、次の点火でない場合はこの測定ルーチンを終了す
る。このように、点火時期から計数して所定回数ｎを上
回って立ち下がりを計数した場合、及び次の点火時期と
なった場合には、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭの測定を終了
する。
【００２１】また、上述の測定ルーチンにおいて、次の
点火を判定するステップの代わりに、図６の（ａ）に示
すように、計算終了タイミングＴＣＡＬＥＮＤであるか
否かを判定する（ステップＳ４ａ）ものであってもよ
い。この場合、計算終了タイミングＴＣＡＬＥＮＤであ
れば燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを決定し、そうでない場合
はこのルーチンを終了する。計算終了タイミングＴＣＡ
ＬＥＮＤは、図６の（ｂ）に示すように、エンジン回転
数ＮＥが高くなるほど上死点後のクランク角度の小さい
位置に対応して設定するものである。
点火を判定するステップの代わりに、図６の（ａ）に示
すように、計算終了タイミングＴＣＡＬＥＮＤであるか
否かを判定する（ステップＳ４ａ）ものであってもよ
い。この場合、計算終了タイミングＴＣＡＬＥＮＤであ
れば燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを決定し、そうでない場合
はこのルーチンを終了する。計算終了タイミングＴＣＡ
ＬＥＮＤは、図６の（ｂ）に示すように、エンジン回転
数ＮＥが高くなるほど上死点後のクランク角度の小さい
位置に対応して設定するものである。
【００２２】このような構成において、点火毎にイオン
電流が燃焼室内１０に流されて、そのイオン電流の持続
している時間から燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定する。
したがって、失火あるいは燃料カット等でイオン電流が
流れない場合は、イオン電流波形が得られないので、制
御は、ステップＳ１１を実行してこのルーチンを終了す
る。
電流が燃焼室内１０に流されて、そのイオン電流の持続
している時間から燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定する。
したがって、失火あるいは燃料カット等でイオン電流が
流れない場合は、イオン電流波形が得られないので、制
御は、ステップＳ１１を実行してこのルーチンを終了す
る。
【００２３】一方、例えば、図７に示すように、３つの
ピークを示すイオン電流が流れ、かつイオン検出時間Ｋ
ＣＭＢＥＸＥ以後に消滅すなわち波形整形信号が立ち下
がる場合、イオン電流の波形整形信号が電子制御装置６
に入力されるので、制御は、ステップＳ１１→Ｓ１２→
Ｓ１３→Ｓ１４と進み、経過時間ＴＬＰＳがイオン検出
時間ＫＣＭＢＥＸＥに達していない場合は、このルーチ
ンを終了する。例えば、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭの測定
が、同図の時間Ｔａである場合、イオン検出時間ＫＣＭ
ＢＥＸＥに到達していないので、ステップＳ１２で計算
した燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終測定値とはせずに、
このルーチンを終了するものである。
ピークを示すイオン電流が流れ、かつイオン検出時間Ｋ
ＣＭＢＥＸＥ以後に消滅すなわち波形整形信号が立ち下
がる場合、イオン電流の波形整形信号が電子制御装置６
に入力されるので、制御は、ステップＳ１１→Ｓ１２→
Ｓ１３→Ｓ１４と進み、経過時間ＴＬＰＳがイオン検出
時間ＫＣＭＢＥＸＥに達していない場合は、このルーチ
ンを終了する。例えば、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭの測定
が、同図の時間Ｔａである場合、イオン検出時間ＫＣＭ
ＢＥＸＥに到達していないので、ステップＳ１２で計算
した燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終測定値とはせずに、
このルーチンを終了するものである。
【００２４】この後、時間が経過して、最後のピークに
対応して時間Ｔｂで燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭの測定を行
った場合は、今回の測定においてイオン検出時間ＫＣＭ
ＢＥＸＥのタイミングでイオン電流がそれ以前から継続
して流れており、したがって、イオン検出時間ＫＣＭＢ
ＥＸＥのタイミングでは波形整形信号が存在し、フラグ
がセットしてある。この場合には、制御は、ステップＳ
１１〜Ｓ１４→Ｓ１５→Ｓ１６と進み、ステップＳ１２
で計算した燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終測定値として
採用し、燃焼時間ＴＣＭＢＥＸＥを最終決定する。
対応して時間Ｔｂで燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭの測定を行
った場合は、今回の測定においてイオン検出時間ＫＣＭ
ＢＥＸＥのタイミングでイオン電流がそれ以前から継続
して流れており、したがって、イオン検出時間ＫＣＭＢ
ＥＸＥのタイミングでは波形整形信号が存在し、フラグ
がセットしてある。この場合には、制御は、ステップＳ
１１〜Ｓ１４→Ｓ１５→Ｓ１６と進み、ステップＳ１２
で計算した燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終測定値として
採用し、燃焼時間ＴＣＭＢＥＸＥを最終決定する。
【００２５】この結果、イオン検出時間ＴＣＭＢＥＸＥ
以後に、例えばノイズのために電流が生じても、燃焼時
間ＴＣＭＢＴＩＭは最終決定しているので、ノイズによ
る電流は燃焼時間ＴＣＭＢの測定からは無視されること
になる。したがって、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥ以
後にいかなる電流が生じようとも、その電流の発生まで
の時間が燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭに反映されることはな
く、常に高精度に燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定するこ
とができる。このように、誤差を生じることなく燃焼時
間ＴＣＭＢＴＩＭを計測することにより、誤差による変
動がなくなり、例えば、燃焼変動率によりリーンバーン
制御を行う場合の制御精度を向上させることができる。
以後に、例えばノイズのために電流が生じても、燃焼時
間ＴＣＭＢＴＩＭは最終決定しているので、ノイズによ
る電流は燃焼時間ＴＣＭＢの測定からは無視されること
になる。したがって、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥ以
後にいかなる電流が生じようとも、その電流の発生まで
の時間が燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭに反映されることはな
く、常に高精度に燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定するこ
とができる。このように、誤差を生じることなく燃焼時
間ＴＣＭＢＴＩＭを計測することにより、誤差による変
動がなくなり、例えば、燃焼変動率によりリーンバーン
制御を行う場合の制御精度を向上させることができる。
【００２６】また、図８に示すように、イオン電流が小
さく、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥに達するまでに消
滅し、その消滅状態がイオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥの
時点でも継続している場合では、イオン検出時間ＫＣＭ
ＢＥＸＥ以後に突発的にノイズ等で電流が生じても、経
過時間ＴＬＰＳがイオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥを超え
た時点で燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終決定するので、
ノイズ等による誤差を含むことがない。すなわち、この
場合、制御は、ステップＳ１１〜Ｓ１５と進み、イオン
検出時間ＫＣＭＢＥＸＥのタイミングではイオン電流が
すでに消滅しているために、波形整形信号はローレベル
で、フラグはセットしてなく、したがってステップＳ１
７に移行し、この時点より前に測定していたつまり前回
の燃焼時間測定において得られた燃焼時間ＴＣＭＢＴＩ
Ｍを最終測定値として、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終
決定する。
さく、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥに達するまでに消
滅し、その消滅状態がイオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥの
時点でも継続している場合では、イオン検出時間ＫＣＭ
ＢＥＸＥ以後に突発的にノイズ等で電流が生じても、経
過時間ＴＬＰＳがイオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥを超え
た時点で燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終決定するので、
ノイズ等による誤差を含むことがない。すなわち、この
場合、制御は、ステップＳ１１〜Ｓ１５と進み、イオン
検出時間ＫＣＭＢＥＸＥのタイミングではイオン電流が
すでに消滅しているために、波形整形信号はローレベル
で、フラグはセットしてなく、したがってステップＳ１
７に移行し、この時点より前に測定していたつまり前回
の燃焼時間測定において得られた燃焼時間ＴＣＭＢＴＩ
Ｍを最終測定値として、燃焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを最終
決定する。
【００２７】したがって、この場合にあっても、イオン
電流がイオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥ以後も流れている
場合と同様に、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥ以後に突
発的に流れる電流を無効にできるため、常に高精度に燃
焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定することができる。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
い。上記実施例においては、イオン電流の発生状態を判
定するための判定タイミングであるイオン検出時間ＫＣ
ＭＢＥＸＥを実際の時間で設定したが、図９に示すよう
に、時間に代えてクランク角により設定するものであっ
てもよい。この場合にあっても、負荷毎に設定するもの
である。
電流がイオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥ以後も流れている
場合と同様に、イオン検出時間ＫＣＭＢＥＸＥ以後に突
発的に流れる電流を無効にできるため、常に高精度に燃
焼時間ＴＣＭＢＴＩＭを測定することができる。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
い。上記実施例においては、イオン電流の発生状態を判
定するための判定タイミングであるイオン検出時間ＫＣ
ＭＢＥＸＥを実際の時間で設定したが、図９に示すよう
に、時間に代えてクランク角により設定するものであっ
てもよい。この場合にあっても、負荷毎に設定するもの
である。
【００２８】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。
【００２９】
【発明の効果】本願の請求項１及び２に係る発明は、以
上に詳述したように、イオン電流の発生状態を判定タイ
ミングにおいて判定し、所定の条件を満たしてその判定
タイミング後に生じた電流を無効にすることにより、イ
オン電流に基づいて測定する燃焼時間に誤差が生じるこ
とを防止することができる。したがって、正確に燃焼時
間が測定できるため、例えば燃焼時間の変動率に基づい
てリーンバーン運転における空燃比をフィートバック制
御する際に、ノイズ等の影響で変動していないにもかか
らわず変動率が変化するといった不具合を防止すること
ができる。
上に詳述したように、イオン電流の発生状態を判定タイ
ミングにおいて判定し、所定の条件を満たしてその判定
タイミング後に生じた電流を無効にすることにより、イ
オン電流に基づいて測定する燃焼時間に誤差が生じるこ
とを防止することができる。したがって、正確に燃焼時
間が測定できるため、例えば燃焼時間の変動率に基づい
てリーンバーン運転における空燃比をフィートバック制
御する際に、ノイズ等の影響で変動していないにもかか
らわず変動率が変化するといった不具合を防止すること
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３】同実施例のイオン検出時間の設定値を示すグラ
フ。
フ。
【図４】同実施例の作用説明図。
【図５】同実施例の燃焼時間を測定するための手順を示
すフローチャート。
すフローチャート。
【図６】同実施例の燃焼時間を測定するための手順を示
すフローチャート及び計算終了タイミングの設定値を示
すグラフ。
すフローチャート及び計算終了タイミングの設定値を示
すグラフ。
【図７】同実施例の作用説明図
【図８】同実施例の作用説明図。
【図９】本発明のイオン検出時間の設定値の他の例を示
すグラフ。
すグラフ。
【図１０】従来例の作用説明図。
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…燃焼室 １１…出力インターフェース ２４…バイアス用電源 ２５…イオン電流測定用回路
Claims (2)
- 【請求項１】内燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流
を流し、イオン電流の発生している期間の時間を測定し
て燃焼時間を測定する内燃機関における燃焼時間の測定
方法であって、 少なくとも内燃機関の回転数に基づいてイオン電流の発
生状態を判定する判定タイミングを設定し、 判定タイミング前から継続しているイオン電流が判定タ
イミング以後に消滅する時点に基づいて燃焼時間を測定
し、 そのイオン電流とは不連続に判定タイミング後に発生し
た電流を無効にすることを特徴とする内燃機関における
燃焼時間の測定方法。 - 【請求項２】内燃機関の燃焼室内に点火毎にイオン電流
を流し、イオン電流の発生している期間の時間を測定し
て燃焼時間を測定する内燃機関における燃焼時間の測定
方法であって、 少なくとも内燃機関の回転数に基づいてイオン電流の発
生状態を判定する判定タイミングを設定し、 判定タイミング前にイオン電流が消滅し、かつ判定タイ
ミングにおいてその消滅状態が継続している場合にイオ
ン電流が消滅した時点に基づいて燃焼時間を測定し、 そのイオン電流とは不連続に判定タイミング後に発生し
た電流を無効にすることを特徴とする内燃機関における
燃焼時間の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33798096A JP3182358B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 内燃機関における燃焼時間の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33798096A JP3182358B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 内燃機関における燃焼時間の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10176595A true JPH10176595A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3182358B2 JP3182358B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18313818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33798096A Expired - Lifetime JP3182358B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 内燃機関における燃焼時間の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3182358B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001034972A1 (de) * | 1999-11-08 | 2001-05-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur messfenster-positionierung für die ionenstrommessung |
| JP2006057559A (ja) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の点火時期制御方法 |
| US7448253B2 (en) | 2004-08-20 | 2008-11-11 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Combustion state determination method of internal combustion engine |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP33798096A patent/JP3182358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001034972A1 (de) * | 1999-11-08 | 2001-05-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur messfenster-positionierung für die ionenstrommessung |
| US6813933B1 (en) | 1999-11-08 | 2004-11-09 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for positioning measuring displays for measuring ion currents |
| JP2006057559A (ja) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の点火時期制御方法 |
| US7448253B2 (en) | 2004-08-20 | 2008-11-11 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Combustion state determination method of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3182358B2 (ja) | 2001-07-03 |
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