JPS61175252A

JPS61175252A - エンジンの燃焼制御装置

Info

Publication number: JPS61175252A
Application number: JP1432985A
Authority: JP
Inventors: Sadashichi Yoshioka; 吉岡　定七
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-08-06
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH0742887B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの燃焼安定性を向」−させるように
したエンジンの燃焼制御装置に関するものである。

（従来技術）エンジンの燃焼性すなわち燃焼の良し悪しは、エンジン
出力は勿論のこと、排気ガス中の有害成分割合等様々に
影響を４えるものである。そして、この燃焼の良し悪し
は、交互に繰り返して表われる、ということが知られて
いる。すなわち、燃焼室内にどうしても排気残留ガスが
生じることになるが、良い燃焼が行われたときは、はぼ
完全燃焼のときなので、排気残留ガス中には燃焼を制御
する不活性ガスが多くていわゆる内部ＥＧＲと呼ばれる
状態となって、次の燃焼が悪くなる、また、悪い燃焼が
行われたときは、不完全燃焼のときなので残留排気ガス
中に未然成分特にＨＣが多くなって、次の燃焼が良好に
行われることになる。

このため、特開昭５１−５４１２５号公報に示すように
、例えばイオン電極を用いることによリ、燃焼速度の大
小、すなわち燃焼の良し悪しく燃焼速度が大きいほど燃
焼性が良いといえる）を判別して、この燃焼の良し悪し
に基いて排気ガス浄化装置の作動を補正する等のことが
提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、近時は、エンジン制御の最適化が望まれてい
るが、前述した燃焼の良し悪しに基いて個々に排気カス
浄化等の種々の制御を行ったのでは、到底全ての場合に
対処することは不可能となる。特に、このような燃焼の
良し悪しが問題となるエンジンはリーン運転されるもの
であるのが一般的なので、根本的に、燃焼に良し悪しそ
のものが生じないようにすることすなわち燃焼安定性の
向上が望まれることになる。

したがって、本発明の目的は、燃焼の良し悪しが生じる
のを極力防止して、燃焼安定性を向上シ得るようにした
エンジンの燃焼制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明にあって
は、良い燃焼が行われたときの次の燃焼行程では悪い燃
焼となり、また悪い燃焼が行われたときの次の燃焼行程
では良い燃焼となる点に着１］シて、この燃焼状態の良
し悪しを判別して、悪い燃焼となるであろう燃焼行程に
おいて、燃焼性を向１−させるような補正を行うように
しである。具体的には、第１図に示すように、エンジン
の燃焼性に影響をグーえる因ｆを調整する燃焼調整手段
と、エンジンの燃焼状態を検出する燃焼検１１１手段と、前記燃焼検出手段からの出力を受け、あらかじめ定めら
れた判定基準に基いて、良い燃焼か悪い燃焼かを判別す
る燃焼判定手段と、前記燃焼判定手段からの出力を受け、良い燃焼のときは
次サイクルの燃焼行程において、また悪い燃焼のときは
次の次のサイクルの燃焼行程において、それぞれ燃焼性
が向上するように前記燃焼調整手段を制御する燃焼制御
手段と、を備えた構成としである。

このような構成とすることにより、燃焼は、燃焼判定手
段による判定基準内の範囲となるように制御されて、燃
焼の良い状態と悪い状態との差が極力小さくされて、燃
焼安定性が向１−されることになる。

（￥施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第２図において、■は多気筒とされたエンジン本体で、
その吸気ポート２に連なる吸気通路３には、大気側より
順次、エアクリーナ４、エアフローセンサ５、スロット
ルバルブ６、サージタンク７、燃料噴射弁８が配設され
ている。そして、サージタンク７より」１流側の吸気通
路３は、一本の共通通路３Ａとされる一方、サージタン
ク７より下流側の吸気通路が個々に吸気ポートに連なる
独立通路３Ｂとされ、この独立通路３Ｂに個々に燃料噴
射弁８が配設されている。また、排気ポート９に連なる
排気通路ｌＯには、三元触媒からなる排気ガス浄化装置
１１が配設されている。

前記吸気ポート２は吸気弁１２により、また排気ポート
９は排気弁１３により、周知のタイミングで開閉される
が、この吸・排気ポート２．９が開［１する各燃焼室１
４には、〃いに所定間隔あけて、点火プラグ１５と燃焼
検出手段を構成するイオンセンサ（イオン電極）１６と
が個々に配設されている。なお、このイオンセンサ１６
は、前述した特開昭５１−５４１２５号公報に示されて
いるように、所定電圧が常時印加されで、通常は比導通
状態にあるが、燃焼ガス雰囲気下においては導通状態と
されるものである。そして、点火プラグ１５の点火時か
ら、イオンセンサ１６が導通状態になるまでの時間を計
測することにより、燃焼速度すなわち燃焼の良し悪しを
知り得るものである。

第２図中２１は制御ユニットで、この制御ユニット２１
には、前記、エアフローセンサ５、イオンセンサ１６か
らの信号の他、各センサ２２〜２６からの信号が入力さ
れる−・方、制御ユニット２１からは前記点火プラグ１
５および燃料噴射弁８に対して出力されるようになって
いる。−に記者センサ２２〜２６について説明すると、
センサ２２はスロントルハルブ６の開度位置を検出する
フロ・ントルセンサである。センサ２３は、独立通路３
Ｂの吸気圧すなわちエンジン負荷を検出する吸気圧セン
サである。センサ２４は、エンジン冷却水１５１を検出
する水温センサである。センサ２５は、″−Ｘ：質的に
テストリビュータにより構成されて、エンジン回転数と
クランク角位置とを検出するものである。センサ２６は
、実質的にエンジンの始動の際に閉とされるスタータス
イッチにより構成されて、エンジンが始動中であるか否
かを検出するものである。

前記ｊｌｊ制御ユニット２１は、例えばマイクロコンピ
ュータにより構成され、以ドにその機能について第３図
に示すフローチャートに基いて説明する。なお、実施例
では、燃焼性を調整する因イとしては燃料噴射量として
あり、また、燃焼の良し悪し検出後に心間に応して行わ
れる燃焼性向トの補ｌ”Ｉ−（燃料噴射ｈ１の補正）を
、次の燃焼行程で行うべきか、あるいは次の次の燃焼行
程で行うべきかの判別はフラグを用いて行うようにして
あり、フラグが１のときが、次の次の燃焼行程における
袖ｒＥを意味するものとなっている。

以−１−のことを前提として、先ず第３図におけるステ
ップＳ１において種々の制御値がイニシャライズされる
が、このイニシャライズにおいてフラグはＯとされる。

次いで、ステンプＳ２において、前記各センサ５．１６
．２２〜２６からの出力信号が読込まれ、この読込まれ
たデータに基いて、ステップＳ３において、各種１１標
制御値ＤＯ１ＴＯ１Ｆｔ、Ｉｇが所定のマツプより読込
まれる。これ等各制御値のうち、ＤＯは、燃料噴射弁８
をデユーティ１１Ｊ制御するためのデユーティ比であっ
て、燃ネ゛］噴射ｈＩに対応するものであり、基本的に
は例えばエンジン回転数と吸入空気量とに基いて快足さ
れる。ＴＯは、良好な燃焼状態であるときの基準となる
燃焼速度であり、例えばエンジン回転数とエンジン負荷
とによって決定される。

Ｆｔは燃料噴射時期であり、各気筒の吸気行程に合せ燃
料続刊を行う独立噴射式とされて、例えばエンジン回転
数とエンジン負荷とによって決定される。Ｉｇは点火時
期であり、例えばエンジン回転数とエンジン負荷とによ
って決定される。

前記ステップＳ３の後は、ステップＳ４に移行して、こ
こで、燃焼速度を制御すべき制御域であるか否かが判別
される。この制御域でない状態としては、燃料噴射量の
補正が行われる運転域、例えばエンジン冷機時１、エン
ジン始動中および始動直後、加、減速中の他、高回転域
、高負荷域などかある。換言すれば、実施例では、制御
域としては、エンジンの安定した運転状態が行われる運
転領域で、低負荷かつ低回転域とされ、特にこの制御域
では、いわゆるリーン運転が行われるものとなっている
。

」−記ステップＳ４で制御域ではないと判別されたとき
は、ステップＳ５において、ステップＳ３で設定された
チューティ比Ｄｏを最終デユーティ比りに設定する。こ
の後、ステップＳ６において所定の燃料噴射時期となる
のを待って、所定の燃享゛ｌ噴射時期となった時点で、
ステップＳ７において燃料噴用弁８に対して最終デユー
ティ比りが出力される。この後は、ステンプＳ８におい
て所定の点火時期となるのを待って、所定の点火時期と
なった時点で、ステップＳ９において出力処理すなわち
点火プラグ１５の点火が行われる。

一方、前記ステップＳ４において制御域であると判別さ
れたときは、ステップＳＩＯにおいて実際の燃焼速度Ｔ
が演算される。勿論、この実際の燃焼速度Ｔは、点火プ
ラグ１５に対して点火が行われた時点から、火炎がイオ
ンセンサ１６に到達してこのイオンセンサ１６が導通さ
れた時点までの時間である。

ステ、プＳＩＯの後は、ステップＳｌｌにおいて、実際
の燃焼速度Ｔと基準燃焼速度ＴＯとの差の絶対値が、あ
らかじめ定められた許容値（不感帯域）ａ以下であるか
否か判別される。そして、この両者の差の絶対値がａ以
下であれば、燃焼速度が許容範囲内にあるからして、ス
テップＳ１２へ移行して、ステップＳ３でのデユーティ
比Ｄ０が最終デユーティ比りとして設定され、次いで、
ステップ５１３においてフラグをＯとした後、前記ステ
・ンプＳ６以降の処理がなされる。

前記ステップＳｌｌにおいて、ＴとＴｏとの差の絶対値
がａ以下でないと判別されたときは、ステップＳ１４へ
移行して、実際の燃焼速度ＴがＴＯ−ａより小さいか否
か、すなわち燃焼速度が早過ぎるか否かが判別される。

そして、Ｔ＜Ｔｏ−ａであると判別されたときは、次の
燃焼行程での燃焼速度が遅くなる（悪い燃焼となる）で
あるので、これを補正すべくすなわち燃焼性を向Ｊ二さ
せるべく、ステップＳ１５において、ステップＳ３での
Ｄｏに補正性のチューティ比△Ｄを加算したものを最終
デユーティ比りとして設定する。この後は、ステップ３
１６でフラグをＯにした後、前記ステップＳ６以降の処
理がなされる。

さらに、前記ステップＳ１４においてＴＮＴ。

−ａではないと判別されたときは、結局Ｔ＞Ｔ　Ｏ−ａ
であって、燃焼速度Ｔが遅すぎる場合である。この場合
は、ステップＳ１７へ移行して、フラグが１であるか否
か判別されるが、当初は、フラグがＯにイニシャライズ
されているので、ステップＳ１７よりステップ３１８へ
移行して、ここでステップＳ３でのデユーティ比Ｄｏが
最終デユーティ比りとして設定された後、順次、ステッ
プＳ１９でフラグを１にし、ステップＳ２０で実際の燃
焼速度Ｔの値をホールドして、前記ステップＳ６以降の
処理がなされる。このステップＳ２０よりステップＳ６
以降の処理がなされたときは、ステップ５２０でＴがホ
ール１：されているため、ステップＳＩＯでの演算にか
かわりなく、再びステップＳ１７へ移行されるが、この
ときは、ステップＳ１９でフラグが１とされているため
、ステップＳ１７からステップＳ２１へ移行される。そ
して、ステップＳ２１では、燃焼速度を早くすべく、Ｄ
Ｏ十△Ｄを最終デユーティ比りとしだ後（ステップＳｉ
５に対応）、ステップＳ２２でフラグをＯにし、さらに
ステップＳ２３でＴをキャンセル（ステップＳ２０での
ホールドを解除）した後、ステップＳ６以降の処理がな
される。

前述した重積を、第４図〜第８図を参照して説明すると
、次のとおりである。

■実際の燃焼速度Ｔが許容範囲内にあるときステップＳ
ｌｌからＡ１３を経るルートであり、第４図（ａ）に相
当する。そして、このときは、燃焼速度がｖ過ぎも遅過
ぎもしないので、燃焼性に影響を享える燃料噴射量を何
等補正することなく、次の燃焼行程での燃焼が行われる
。すなわち、第５図に示すように、実際の燃焼速度Ｔが
検１１１された燃焼行程Ｃ１の次の燃焼行程Ｃ２におい
ては、この燃焼行程Ｃ１と同じような燃焼が行われるで
あろうとして、燃料噴射量の補正が行われない。

（２）実際の燃焼速度Ｔが早過ぎるときステップＳ１４
からステップ３１６を経るルートであり、第４図（ｂ）
に相当する。この場合は、燃焼速度Ｔが検出された燃焼
行程Ｃ１の次の燃焼行程Ｃ２では燃焼速度が遅くなる（
悪い燃焼となる）であろうからして、ステップＳ１５で
この次の燃焼行程Ｃ２での燃焼性を向上させるべく、燃
料噴射量゛を６０分だけ換言すると共に、この増量を次
の燃焼行程Ｃ２で行うべくステップＳ１６でフラグをＯ
とする（第６図参照）。

■実際の燃焼速度Ｔが遅過ぎるときステップＳ１７を経るルートであり、第４図（Ｃ）に相
当する。この場合は、第７図に示すように、燃焼速度Ｔ
が検出された燃焼行程Ｃ１の次の燃焼行程Ｃ２では燃焼
速度が早すぎることになる。したがって、先ず、ステッ
プ３１８を経る処理により、次の燃焼行程Ｃ２での補正
を行わないようにする一方、フラグを利用して、次の次
の燃焼行程Ｃ３で燃料噴射量を６０分だけ増して、燃焼
速度を堅めるようにしである。

上述のような燃焼速度のフィードバック制御により、燃
焼速度は許容範囲内に収束されるように制御されるが、
この制御が安定（収束）した状態を、第８図に示しであ
る。すなわち、制御が安定した後は、各燃焼行程ＣＩ　
、Ｃ２、Ｃ３，Ｃ４・・壷・・で常に燃焼速度が許容範
囲内のものとされる。

以−１一実施例について説明したが、燃焼性に影響をグ
ーえる因子としては、点火時期、吸入空気量、スワール
の強さ等種々のものがあるので、これ等の一部あるいは
適宜の組合せによって燃焼性を調整、制御するようにす
ることができる。また、ディーゼルエンジンの場合は、
例えば燃料噴射時期を調整、制御するようにすればよい
。さらに、燃焼の良し悪しを検出するのは、例えば燃焼
圧を見ることにより行う等適宜の方法を採択し得る。勿
論、制御ユニット２１をマイクロコンピュータで構成す
る場合は、デジタル式あるいはアナログ式のいずれであ
ってもよい。

（発明の効果）本発明は以」−述べたことから明らかなように、燃焼安
定性そのものを向」ニさせることができる。

この結果、燃焼の良し悪しに基づいて種々の制御を別途
独立して行うことが不要になり、エンジンの最適制御を
得る上で極めて有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体ブロック図。第２図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第３図は本発明の制御例を示すフローチャー［。第４図〜第８図は第３図に示すフローチャートの制御内
容を図式的に示す図。１；エンジン本体８：燃料噴射弁（燃焼調整手段）１５：点火プラグ１６：イオンセンサ（燃焼検出手段）２１：制御ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの燃焼性に影響を与える因子を調整する
燃焼調整手段と、エンジンの燃焼状態を検出する燃焼検出手段と、前記燃焼検出手段からの出力を受け、あらかじめ定めら
れた判定基準に基いて、良い燃焼か悪い燃焼かを判別す
る燃焼判定手段と、前記燃焼判定手段からの出力を受け、良い燃焼のときは
次サイクルの燃焼行程において、また悪い燃焼のときは
次の次のサイクルの燃焼行程において、それぞれ燃焼性
が向上するように前記燃焼調整手段を制御する燃焼制御
手段と、備えていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。