JPS6155350A - エンジンの制御装置 - Google Patents

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、エンジンの燃焼状態が異常であった場合にそ
の異゛畠状褥を検出してより適切な燃焼状態を実現する
ように制御するエンジンの制御装置に関する。

（従来技術） 従来、例えば特開昭４９−１９２１６号公報に見られる
ように、単一のイオンセンサーによりエンジン燃焼室内
の失火状態を検出するものがあった。この従来例は、燃
焼室内での失火状態が検出された場合にはこれに対応し
て例えば点火プラグのエネルギーアヅプや点火時期を遅
らせるなどの方法により失火状態を改善しようとするも
のである。

しかし、エンジン燃焼室内の燃焼不良状態は、失火の場
合だけでなく、仮に燃焼していても燃焼室全体から見る
と火炎伝播不良となっている場合など適正な燃焼状態で
ない場合がある。このような場合には、単一のイオンセ
ッサーによって例えばへ火プラグの近傍の失火状態のみ
を検出して見ても適切な燃焼制御を行うことはできない
。

（発明の目的） 本発明は、以上のような間１題を解決するためになされ
たもので、エンジン燃焼室内の燃焼状態を相互に離間し
た１夏数の場所で検出し、それらの各検出状態の組合わ
せ゛から現在の燃焼状袢を的確にＩＪＩ定し、その判定
結果に対応した適切な燃焼制御を行えるようにしたエン
ジンの制御装置を損供することを目的とするものである
。

（目的を達成するための手段） 本発明は、以上の目的を達成するために、エンジンの燃
焼室内の点火プラグの近傍に設けられた第１のイオンセ
ンサーと、上記点火プラグより離れた位置？二段けられ
た第２のイオンセッサー２、これら第１および第２のイ
オンセンサーの出力状態から上記エンジンの燃焼室内の
燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、この燃焼状態
判定手段の判定出力に応じて燃焼状態を制御する燃焼制
御手段とからエンジンの制御装置を構成したことを特徴
とするものである。

（作用） したがって、以上の構成によると、燃焼室内の条件の異
なった場所の各燃焼状態から見た燃焼室全体の燃焼状態
を判定することができることになり、その判定結果に対
応した的確な燃焼制御を可能をする作用を奏する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照して詳
細に説明する。

先ず第１図は、本発明の上記実施例によるエンジンの制
御装置におけるイオノセンサーの配設状態を示すエンジ
ン燃焼室の底面側より見た横断面図である。

そして、上記第１図（こおいて、符号１は、自動車エン
ジンのシリンダの外壁部を示し、２は燃焼室を示してい
る。燃焼室２の上部には、吸気ボート３および排気ポー
ト４がそれぞれ形成されており、吸気ボート３には吸気
弁５が、また排気ポート４には排気弁６が各々設けられ
ている。

このエンジンでは吸気弁５の開放により混合気が鎖線矢
印７で示す方向のスワール流となって燃焼室２内に流入
する。この吸気のスワールは圧縮行程の最終段階まで維
持され、圧縮行程の最終段階において点火プラグ８によ
り混合気への点火が行なわれる。混合気への点火が行な
イっれると、これによって形成される火炎核がスワール
７の経路に沿って成長し、燃焼室２内において正常な燃
焼状態が実現されるようになっている。

次に、符号９および１０は、各々第１および第２のイオ
ンセンサーであり、先ず第１のイオノセンサー９は点火
プラグ８よりもスクール７の下流側において同点火プラ
グ８の近傍に、また他方第２のイオンセンサーｌＯは第
１のイオンセンサー９に対して１８０°位置を異にする
部位に各々突設されている。これら第１および第２のイ
オノセンサー９および１０は、例えば一対の電極を備え
、その一方を高圧側電極、他方を東電側ＩＩ極として＋
１が成されており、混合気の燃焼時に電離した電荷を集
電側電極に集め、その集Ｉｍｍに応じた電流又は電圧出
力として取り出すものである。そして、上記電離状態が
、結局混合気の燃焼状態（良否）に対応しているところ
から、上記第１および第２のイオンセンサー９および１
０が、各々の設置場所における混合気燃焼状態を検出す
ることになる。

そして、本実施例ではこれら第１および第２のイオンセ
ンサー９および１０は、各気筒毎に設けられる（４気箇
エンジンであれば各４個）。

次に、第２図は以上の各イオンセンサーの検出出力を用
いてエンジンＥの燃焼状態を制御する制御装置の構成を
示す機能ブロック図であり、第３図はその制御動作を示
すフローチャートである。

以下第２図の制御装置の動作を第３図のフローチャート
を参照しながら説明する。

第２図において、符号１１はアイドリング状態検出部で
あり、このアイドリング状態検出Ｉ１１は例えば吸気マ
ニホールドに設（１られた吸気負圧センサＩ７からの吸
気負圧の検出値が一４００ｍＨｇ以下でクランクμｍセ
ン→）゛部Ｉ８に設けられた回転数センサ１９からのエ
ンジン回転数の検出値が１５０　Ｏｒｐｍ以下であるこ
とを基孕としてアイドリング状態を検出（スロットルバ
ルブのアイドリング接点ＯＮ）ｌ、、次の気筒判別部に
作動信号を供給する（第３図ステップ５１１）。

なお、上記このアイドリング状態検出部１１は、本実施
例では燃焼不良状態改善のための制御がアイトリング領
域において行なわれる（上記のようなｙ代焼不良状態は
特にアイドリング領域において発生し易い）ことから設
けたものであり、特にエンジンの全運転領域に亘って本
発明による燃焼状態の制御を行う場合は必要ではない。

次に、符号１２は気筒判別部であり、この気筒判別部１
２は、例えば上記クランク角センサ一部１８に設けられ
た基準角センサ２１からの信号により、点火時期にある
気筒を判別し、次段のイオンセンサー人力部Ｉ３に対し
て当該気筒を指定するための出力信号を発生する（第３
図ステップ５１２）。

そして、イオンセンサー人力部１３は、上記気筒判別部
１２の出力信号により特定された当該気筒の第１および
第２のイオンセンサー９およびＩＯの検出出力を入力す
る。そして、その入力信号を燃焼状態判定部１４に出力
として供給する（第３図ステップ５１３）。燃焼状態判
定部（特許請求の範囲中の燃焼状態判定手段に該当する
）＋４は、上記イオンセンサー人力部１３の出力から、
エンジン燃焼室２内の燃焼状態を判定する（第３図ステ
ップ５Ｉ４）。すなわち第１のイオノセッサー９からの
出ツ〕はあるにもかかわらず第２のイオンセンサー１０
からの出力がない場合（以下、これをＸとする）には、
点火プラグ８点火による混合気の着火は行なわれている
が火炎核の成長が充分になされていないことを示すから
その場合は火炎伝播不良であると判定し、第１および第
２のイオンセンサー９およびｌＯからの検出出力が共に
ない場合（これをＹとする）には点火プラグ８点火によ
る混合気の着火が不良で火炎核の形成もないことを示す
からこの場合には着火不良とそれぞれ判定する。第１お
よび第２のイオンセンサー９および１０からの検出出力
が共にある場合（以下、これをＺとする）には、点火プ
ラグ８点火による混合気の着火状態が良好で且つ火炎核
の成長も充分であることを示すからこの場合には正常燃
焼状態と判定する。

そして、先ず、上記火炎伝播不良Ｘの場合には、その原
因は点火プラグ８の点火時期の遅れに起因するところが
大であることから、点火時期制御部１５を作動させて点
火時期を早くするように制御する（第３図ステップ５Ｉ
５Ｘ）。そして再度燃焼状態の判定を行い（第３図ステ
ップ５１４Ｘ）、第２のイオンセンサーＩＯの検出出力
があるようになるまでその動作が繰返され（第３図ｘ−
Ｘの場合）、当該検出出力があるようになると（第３図
Ｘ・Ｚの場合）、再び以上の制御動作の初期状態にリタ
ーンされる。

次に、着火不良Ｙの場合には、点火プラグに関しては点
火エネルギーの不足と点火時期の早すぎの２つの原因が
考えられる。従って、この場合には、先ず、点火エネル
ギー制御部１６を作動させて点火プラグ８の点火エネル
ギーを増大させ（第３図ステップ５１６）、再度第１お
よび第２のイオンセンサー９および１０の検出出力の出
力状態を判定する（第３図ステップ５１４Ｙ）。その結
果、なお第１および第２のイオンセンサー９および１０
の検出出力が共にない場合（第３図Ｙ−Ｙの場合）には
点火時期制御部１５を作動させて薇火時期を遅らせる（
第３図ステップ＋５Ｙ）ようになし、少なくとも第１の
イオンセンサー９からの検出出力が得られるまでその動
作を繰り返す。そして、その結果、第１のイオンセンサ
ー９からは検出出力があるが第２のイオンセンサー１０
からは検出出力を得ることができない場合（第３図Ｙ−
Ｘの場合）には上述の火炎伝播不良として上記Ｘの場合
について説明した火炎伝播不良改善のためのの制御動作
に移る。また、第１および第２のイオンセンサー９およ
び１０の検出出力が共に得られるようになった場合（第
３図Ｙ−Ｚの場合）には正常な燃焼状態として以上の制
御動作の初期状態にリターンされる。

そして、以上の制御回路においては、点火時期制御部１
５および点火エネルギー制御部１６が各々−燃焼制御手
段として機能している。

また、以上の制御回路は、具体的にはマイクロコンピュ
ータによって構成される。

次に、以上の動作による作用効果をグラフにして示すと
第４図のようになる。

すなわら、第４図は横軸に空燃比（Ａ／Ｆ）をとり、縦
軸に点火時期（点火角）をとって燃焼状態特性を示した
しのであり、実線で囲まれた符号Ａの部分が正常着火領
域を示している。また、図中、正常着火領域にあるＭＢ
Ｔは、所定の運転条件下で最大の軸トルクを発生ずるの
に必要な最小点火進角特性を示している。

今、第１のイオンセッサー９からの検出出力があるにし
かかわらず第２のイオンセンサー１０からの検出出力が
ない場合の上記火炎伝播不良のときは、Ｂの領域にある
ことになる。従って、この状態で以上に述べたように点
火プラグ８の点火時期を早く（進ｆｆ１）すると、燃焼
状態は矢印イで示すように正常着火領域に移行する。そ
して、また第１および第２のイオンセンサー９および１
０からの検出出力が共にない場合の着火不良のときには
、Ｃの領域にあることになるが、その場合には点火エネ
ルギーを増大させることにより正常着火領域を破線図示
の領域（点火エネルギー増大による限界値）まで拡大さ
せることができ、また、それでら不充分な場合には点火
時期を遅らせることにより、矢印口で示すように正常着
火領域に移行さｄることかできるようになる。

なお、以上の火炎伝播不良の場合において、上記実施例
では、先ず点火エネルギーの制御を行い、それでも不充
分な場合には点火時期を制御するように構成したが、そ
れ以外に例えば空燃比を制御することによっても、また
ＥＧＲコノトロールバルブを制御して吸気通路へのこ流
排気ガス量を制御することに上っても同様の効果を得る
ことができる（これらの場合、空燃比制御手段ないしは
ＥＧＲコントロールバルブが特許請求の範囲中の燃焼制
御手段に該当することになる）。

従って、本実施例によれば、各気筒間の空燃比バラツキ
による燃焼不安定が改善できるとともに高ＥＧＲ時の気
筒燃焼不安定も改善できることになる。また、気筒ごと
の燃焼不良が改善され更にリーンセットが可能となるの
でＩＯモード燃費を伸ばすことができる。

（発明の効果） 本発明は、以上に説明したように、エンジンの燃焼室内
の点火プラグの近傍に設けられた第１のイオンセンサー
と、上記点火プラグより離れた位置に設けられる第２の
イオンセンサーの出力状態から上記エンジンの燃＃室内
の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、この燃焼状
態判定手段の判定出力に応じて燃焼状態を制御する燃焼
制御手段とから構成されている。

従って、点火プラグ近傍とそれより離れた燃焼条件の異
なる別々の位置で各々燃焼状態を検出することができる
ととらにそれら検出データの組合わせから燃焼室全体の
燃焼状態を的確に肥渥判定することができ、その判定結
果に基づいて的確な燃力苫制御を行うことができるから
、燃焼不良状態に対応したより確実な燃焼状態の改善を
行うことができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエンジンの制御装置の
燃焼室の構成を示す底面側より見た横断面図、第２図は
同装置の制御装置のブロック図、第３図は第２図の制御
装置の動作を説明するためのフローチャート、第４図は
同第２図の制御装置の燃焼状態の改善効果を示す燃焼状
態特性図である。 ２・・・・・燃焼室 ８・・・・・点火プラグ ９・・・・・第１のイオンセンサー １０・・・・第２のイオンセンサー Ｉ２・・・・イオンセッサー人力部 １４・・・・燃焼状態判定部 １５・・・・点火時期制御部 １６・・・・点火エネルギー制御部 ２　　　：　燃灯り室 ｇ　二点穴プラグ ９　：第１のイオンセンサー １０：第２のイオンセンサー ／！：イオンセンサー人力部 ／ｌ：燃焼状態判定部 １５：進角制御部 ／乙：点火エネルギー制御部 ／７：δ角制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの燃焼室内の点火プラグの近傍に設けられ
   た第１のイオンセンサーと、上記点火プラグより離れた
   位置に設けられた第２のイオンセンサーと、これら第１
   および第２のイオンセンサーの出力状態から上記エンジ
   ンの燃焼室内の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と
   、この燃焼状態判定手段の判定出力に応じて燃焼状態を
   制御する燃焼制御手段とを備えてなるエンジンの制御装
   置。