JP2013072415A - 内燃機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の燃焼状態に適した量のイオンを該内燃機関に安定的に供給することにより、内燃機関の燃費を向上する。
【解決手段】エンジン１２の制御装置１０は、エンジン１２の燃焼状態に応じたエンジン状態量を各検知手段で検知すると共に、エンジン１２の燃焼室２９内のイオン量をイオン量測定器９２で測定する。吸気装置１４に設けられたイオン発生器８６は、各検知手段が検知したエンジン状態量、イオン量測定器９２が測定したイオン量、イオン発生器８６とイオン量測定器９２との距離、さらには、吸入空気及び還流された排気ガスの温度及び／又は湿度に応じて、エンジン１２での燃焼に必要な量のイオンを発生する。
【選択図】図１

Description

本発明は、イオン発生器で発生したイオンを内燃機関に供給することにより、該内燃機関の燃焼状態を安定化させるための制御装置及び制御方法に関する。

近時、内燃機関の吸気系にイオン発生器を設け、該イオン発生器で発生したイオンを内燃機関に供給することにより、該内燃機関での燃焼を安定化及び高効率化する技術が特許文献１に開示されている。

特許文献１には、内燃機関から排出された排気ガスの一部を排気系から排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）を介して吸気系に還流させる場合に、吸気系からの新気（吸入空気）と還流された排気ガスとが混在する箇所にイオン発生器としてのプラズマ反応器を配置し、該プラズマ反応器において排気ガス及び新気をプラズマ化してイオン（例えば、ラジカル基等の活性種）を生成し、該活性種を内燃機関に供給することが提案されている。

特開２００９−１６７９９７号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、単に、プラズマ反応器で発生した活性種を内燃機関に供給するのみであるため、該プラズマ反応器が所望量の活性種を発生しても、プラズマ反応器から内燃機関の燃焼室までの距離や、吸気系におけるプラズマ反応器と燃焼室との間の空間の温度及び／又は湿度等に起因して、燃焼室に到達する活性種の量が減少する可能性がある。この結果、該燃焼室では、内燃機関の燃焼状態に適した量の活性種を確保することができない。

本発明は、前記の種々の課題を考慮してなされたものであり、内燃機関の燃焼状態に適した量のイオンを該内燃機関に安定的に供給することにより、内燃機関の燃費を向上することができる制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の燃焼状態を検知する燃焼状態検知手段と、前記内燃機関の吸気系に設けられたイオン発生器と、前記イオン発生器よりも前記内燃機関側に設けられ、該内燃機関側でのイオン量を測定するイオン量測定器とを有し、
前記イオン発生器は、前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との距離とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生することを特徴としている。

また、本発明に係る内燃機関の制御方法は、
内燃機関の燃焼状態を燃焼状態検知手段で検知し、
前記内燃機関の吸気系に設けたイオン発生器よりも前記内燃機関側に設けたイオン量測定器により該内燃機関側でのイオン量を測定し、
前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との距離とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを前記イオン発生器で発生させる
ことを特徴としている。

これらの発明によれば、前記内燃機関の燃焼状態と、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との距離とに応じて、前記イオン発生器が前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生する。これにより、前記イオン発生器で発生したイオンが前記距離に起因して前記内燃機関に到達するまでに減少する可能性があっても、前記イオン発生器は、その減少分を補填してイオンを発生することができる。従って、本発明では、前記内燃機関の燃焼状態に適した量のイオンを該内燃機関に安定的に供給することで、前記内燃機関の燃費を向上させることができる。

また、前記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の燃焼状態を検知する燃焼状態検知手段と、前記内燃機関の吸気系に設けられたイオン発生器と、前記イオン発生器よりも前記内燃機関側に設けられ、該内燃機関側でのイオン量を測定するイオン量測定器と、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との間に設けられた温度測定器及び／又は湿度測定器とを有し、
前記イオン発生器は、前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記温度測定器が検出した温度、及び／又は、前記湿度測定器が検出した湿度とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生することを特徴としている。

また、本発明に係る内燃機関の制御方法は、
内燃機関の燃焼状態を燃焼状態検知手段で検知し、
前記内燃機関の吸気系に設けたイオン発生器よりも前記内燃機関側に設けたイオン量測定器により該内燃機関側でのイオン量を測定し、
前記イオン発生器と前記イオン量測定器との間に設けられた温度測定器により温度を測定するか、及び／又は、湿度測定器により湿度を測定し、
前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記温度測定器が検出した温度、及び／又は、前記湿度測定器が検出した湿度とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを前記イオン発生器で発生させることを特徴としている。

これらの発明によれば、前記内燃機関の燃焼状態と、前記温度測定器が検出した温度、及び／又は、前記湿度測定器が検出した湿度とに応じて、前記イオン発生器が前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生する。これにより、前記イオン発生器で発生したイオンが前記温度及び／又は前記湿度に起因して前記内燃機関に到達するまでに減少する可能性があっても、前記イオン発生器は、その減少分を補填してイオンを発生することができる。従って、本発明においても、前記内燃機関の燃焼状態に適した量のイオンを該内燃機関に安定的に供給することで、前記内燃機関の燃費を向上させることができる。

この場合、前記制御装置は、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との間に設けられた温度測定器及び／又は湿度測定器をさらに有し、前記イオン発生器は、前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との距離と、前記温度測定器が検出した温度、及び／又は、前記湿度測定器が検出した湿度とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生させることができる。

これにより、前記距離や、前記温度及び／又は前記湿度とに応じて、前記イオン発生器が前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生することができるので、前記内燃機関の燃焼状態に適した量のイオンを該内燃機関に安定供給することが可能となり、さらなる燃費の向上を図ることができる。

また、上述した制御装置は、前記イオン量測定器が測定したイオン量と、前記内燃機関での燃焼に必要なイオン量との差が一定の範囲内にない場合には、前記必要なイオン量を発生するように前記イオン発生器を制御する制御手段をさらに有することが好ましい。このように、前記イオン量測定器が測定したイオン量を用いて前記制御手段がフィードバック制御を行うことで、前記内燃機関に対するイオンの安定供給を効率よく行うことができると共に、より一層の燃費向上を達成することができる。

なお、前記制御手段は、前記内燃機関の燃焼状態と前記内燃機関側のイオン量との関係を示すマップを用いて、前記イオン発生器が発生するイオン量を調整してもよい。これにより、イオン量の減少が発生しても、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを速やかに前記内燃機関に供給することが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、内燃機関の燃焼状態に適した量のイオンを該内燃機関に安定的に供給することが可能となり、前記内燃機関の燃費を向上させることができる。

本実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成説明図である。 内燃機関へのイオンの供給に用いられるマップの補正を説明するためのフローチャートである。 図３Ａ〜図３Ｄは、図２のフローチャートの動作に用いられるマップである。

本発明に係る内燃機関の制御装置について、内燃機関の制御方法との関連で、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

［本実施形態の構成］
図１において、本実施形態に係る内燃機関の制御装置１０は、エンジン（内燃機関）１２に吸気装置（吸気系）１４と排気装置（排気系）１６とを設け、吸気装置１４と排気装置１６とをＥＧＲ通路（排気還流手段）１８で接続し、該ＥＧＲ通路１８の途中にＥＧＲ装置２０を設けた構成において、ＥＧＲ装置２０を制御することで吸気装置１４と排気装置１６とを連通させて、エンジン１２から排出される排気ガスの一部を吸気装置１４に再循環させる一方で、イオン（例えば、ラジカル基等の活性種を含む）を含む吸入空気及び還流された排気ガスを吸気装置１４からエンジン１２に安定的に供給することにより、エンジン１２内の燃焼状態の安定化と燃費の向上とを図るための装置である。なお、図１では、複数のシリンダを有する多気筒のエンジン１２と、該エンジン１２に接続された吸気装置１４及び排気装置１６とを模式的に図示している。

ここで、制御装置１０が適用されるエンジン１２、吸気装置１４、排気装置１６、ＥＧＲ通路１８及びＥＧＲ装置２０について説明する。

エンジン１２は、例えば、自動車や自動二輪車等の車両に搭載され、エンジン本体２１の内部には複数のシリンダ室２２が形成されている。各シリンダ室２２には、ピストン２４が軸線方向に沿って変位自在に設けられている。すなわち、ピストン２４のストローク変位により、エンジン１２における吸気、圧縮、燃焼及び排気の各行程が行われる。そして、ピストン２４からコネクティングロッド２６及びクランクシャフト２８を介してエンジン１２の駆動力が出力される。なお、図１では、１つのシリンダ室２２のみ図示している。

また、シリンダ室２２の上方に形成される燃焼室２９には、吸気ポート３０及び排気ポート３２がそれぞれ開口している。吸気ポート３０には吸気バルブ３４が設けられる一方で、排気ポート３２には排気バルブ３６が設けられている。吸気ポート３０と排気ポート３２との間の燃焼室２９の上方には、各燃焼室２９毎に点火プラグ３８が設けられている。

各吸気ポート３０には、吸気装置１４を構成するインテークマニホールド４０の吸気分岐管４２がそれぞれ接続されている。インテークマニホールド４０は、下流側としてのエンジン１２側で複数本に分岐するように枝状に形成された各吸気分岐管４２と、各吸気分岐管４２と接続するように形成され、所定容量を有するタンク部４４と、タンク部４４の上流側に形成され、各吸気分岐管４２を纏める吸気集合管４６とから構成される。なお、前述のように、図１では、１つのシリンダ室２２のみ図示しているため、インテークマニホールド４０についても、１つの吸気分岐管４２のみ図示している。

吸気集合管４６には、図示しないアクセルペダルの操作に連動して開閉するスロットルバルブ４８を含むスロットルボディ５０が設けられている。スロットルボディ５０の上流側にはエアクリーナ５２が設けられ、該エアクリーナ５２を通じて外部からインテークマニホールド４０に吸入空気が取り込まれる。この場合、エアクリーナ５２によって吸入空気に含有される塵埃等が好適に除去される。

また、各吸気分岐管４２には、燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）５４が吸気ポート３０と対向するようにそれぞれ配設されている。なお、インジェクタ５４が燃焼室２９内に直接向けて配設される直噴エンジンにも適用可能である。

一方、各排気ポート３２には、排気装置１６を構成するエキゾーストマニホールド５８の排気分岐管６０がそれぞれ接続されている。エキゾーストマニホールド５８は、上流側としてのエンジン１２側で複数本に分岐するように枝状に形成された各排気分岐管６０と、各排気分岐管６０を纏める排気集合管６２とから構成される。排気集合管６２には、エンジン１２の排気行程によって各排気ポート３２から排気された排気ガス中のＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒６４が設けられている。なお、図１では、エキゾーストマニホールド５８についても、１つの排気分岐管６０のみ図示している。

排気集合管６２の下流側と吸気集合管４６の下流側とは、ＥＧＲ通路１８で接続されている。ＥＧＲ通路１８は、排気集合管６２の下流側から延びる排気側排気還流管７０をＥＧＲ装置２０の入力ポート８２に接続すると共に、吸気集合管４６の下流側から延びる吸気側排気還流管７４をＥＧＲ装置２０の出力ポート８４に接続することにより構成される。

ＥＧＲ装置２０では、シャフト７６の先端にバルブ７８が装着され、該シャフト７６が軸線方向に変位して、バルブ７８が入力ポート８２から離間すれば、弁開状態となり、排気ガスの一部を排気集合管６２から排気側排気還流管７０、ＥＧＲ装置２０及び吸気側排気還流管７４を介して、吸気集合管４６に還流させることができる。この結果、吸気装置１４に還流された排気ガスと、該吸気装置１４の上流側からの吸入空気とに対して、インジェクタ５４から燃料を噴射すると、吸気ポート３０近傍で燃料と吸入空気及び還流された排気ガスとが混合した混合気が形成され、エンジン１２の吸気行程において、該混合気を燃焼室２９に吸入することができる。なお、シャフト７６の軸線方向への変位によって、バルブ７８が入力ポート８２を閉塞すれば、ＥＧＲ装置２０は弁閉状態となり、吸気集合管４６と排気集合管６２との連通状態が遮断される（排気ガスの還流動作が停止に至る）。また、ＥＧＲ装置２０には、入力ポート８２に対するバルブ７８の開度（リフト量）を検出するリフトセンサ８０が設けられている。

吸気集合管４６には、吸入空気をプラズマ化することにより、イオンを発生するイオン発生器８６が配置されている。従って、イオン発生器８６で発生したイオンは、吸入空気及び還流された排気ガスと共にタンク部４４及び吸気分岐管４２を介して吸気ポート３０に至り、インジェクタ５４から噴射された燃料によってイオンを含む混合気となって燃焼室２９に吸入される。

なお、イオン発生器８６は、吸入空気をプラズマ化してイオンを発生させることができるのであれば、吸気装置１４の任意の箇所に配置することも可能ではあるが、吸気集合管４６及び吸気側排気還流管７４の合流箇所よりも吸気集合管４６の上流側に配置すれば、吸入空気のみをプラズマ化することが可能となり、該吸入空気中の酸素分子からイオンを確実に生成することができる。

また、図１において、エンジン１２、吸気装置１４及び排気装置１６には、エンジン１２の燃焼状態に関わる物理量（エンジン状態量）を検知するために、下記の検知手段（燃焼状態検知手段）が配設されている。

エンジン１２には、クランクシャフト２８のクランク角に基づいて、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ９０が設けられている。また、点火プラグ３８は、燃焼室２９内のイオン量を測定するイオン量測定器９２としても使用される。

タンク部４４には、イオンを含む吸入空気（及び還流された排気ガス）の温度及び／又は湿度を検出する温度・湿度センサ（温度測定器、湿度測定器）９４が設けられている。吸気集合管４６には、外部からエアクリーナ５２を通じて吸気集合管４６に取り込まれた吸入空気の量（吸入空気量）を検出するエアフローメータ（吸入空気量検出手段）９６が設けられている。また、吸気集合管４６には、吸気装置１４からエンジン１２の燃焼室２９に吸入される吸入空気の負圧を検出する負圧センサ（負圧検出手段）９８が設けられている。なお、温度・湿度センサ９４は、イオンを含む吸入空気（及び還流された排気ガス）の温度及び／又は湿度を検出できればよいので、吸気集合管４６と吸気側排気還流管７４との合流箇所と、吸気ポート３０との間に配置されていればよい。

さらに、エンジン１２等を搭載した車両の車速を検出する車速センサ１０２も設けられている。

これらの検知手段の検知結果（を示す検出信号）は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１２に出力される。

ＥＣＵ（制御手段）１１２は、上述の検知手段の検知結果に基づいて、エンジン１２、ＥＧＲ装置２０、点火プラグ３８、スロットルバルブ４８、インジェクタ５４等を制御する。また、ＥＣＵ１１２は、イオン発生器８６で発生するイオンの量を決定するためのマップ１１４を有する。

この場合、ＥＣＵ１１２は、各検知手段の検知結果と、マップ１１４とを用いて、燃焼室２９内での燃焼に必要なイオン量を決定し、決定したイオン量を発生するようにイオン発生器８６を制御する。すなわち、イオン量測定器９２から燃焼室２９内の実際のイオン量を示す検出信号がＥＣＵ１１２に入力されるので、該ＥＣＵ１１２は、マップ１１４を用いて予め決定した燃焼室２９内のイオン量と、イオン量測定器９２が測定した燃焼室２９内の実際のイオン量との間に偏差があれば、この偏差が０となるように、イオン発生器８６をフィードバック制御する。

従って、本実施形態に係るエンジン１２の制御装置１０は、上述した各検知手段と、ＥＣＵ１１２（及び該ＥＣＵ１１２内の各構成要素）とにより構成される。

［本実施形態の動作］
本実施形態に係る制御装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、該制御装置１０の動作について、図２〜図３Ｄを参照しながら説明する。なお、この説明では、必要に応じて、図１も参照しながら説明する。

図２は、エンジン１２の始動開始後に、該エンジン１２の燃焼室２９での燃焼に必要なイオン量を安定的に供給するためのフローチャートである。

先ず、ドライバーが図示しないイグニッションスイッチをオンにすることでエンジン１２が始動を開始した場合に、エンジン１２等に設けられた各種の検知手段は、燃焼室２９での燃焼状態に関わる物理量（エンジン状態量）の検知を開始し、その検知結果を検出信号としてＥＣＵ１１２にそれぞれ出力する（ステップＳ１）。

具体的に、エンジン回転数センサ９０は、エンジン回転数を検出し、エンジン回転数を示す検出信号をＥＣＵ１１２に出力する。車速センサ１０２は、車速を検出し、該車速を示す検出信号をＥＣＵ１１２に出力する。エアフローメータ９６は、吸入空気量を検出し、該吸入空気量を示す検出信号をＥＣＵ１１２に出力する。負圧センサ９８は、吸入空気の負圧を検出し、該負圧を示す検出信号をＥＣＵ１１２に出力する。温度・湿度センサ９４は、吸入空気（及び還流された排気ガス）の温度及び／又は湿度を検出し、温度及び／又は湿度を示す検出信号をＥＣＵ１１２に出力する。

ステップＳ２において、ＥＣＵ１１２は、マップ１１４を参照して、該ＥＣＵ１１２に入力された上記の各エンジン状態量に応じた、燃焼室２９内での燃焼に必要なイオン量（必要イオン量）ａを特定する。図３Ａは、エンジン状態量から必要イオン量ａを特定するためのマップ１１４の内容を図示したものである。

なお、図３Ａ〜図３Ｄに示すマップ１１４の内容は、吸入空気（及び還流された排気ガス）の温度及び／又は湿度以外のエンジン状態量を用いた場合に限らず、吸入空気（及び還流された排気ガス）の温度及び／又は湿度も考慮した場合にも適用可能である。

このようにして必要イオン量ａを特定した後のステップＳ３において、ＥＣＵ１１２は、図３Ｂを参照して、必要イオン量ａに応じた印加電圧を特定する。なお、吸入空気（及び還流された排気ガス）の温度及び／又は湿度を考慮しない場合には、必要イオン量ａと印加電圧Ｖとの関係を示す１つの曲線（破線）から、必要イオン量ａに応じた印加電圧Ｖを特定する。また、図３Ｂでは、必要イオン量ａと印加電圧との関係を示す曲線が、異なる温度及び／又は湿度毎に図示されている。従って、吸入空気（及び還流された排気ガス）の温度及び／又は湿度を考慮する場合には、必要イオン量ａと吸入空気の温度及び／又は湿度とに応じた印加電圧Ｖ又はＶ２を特定する。

そして、ＥＣＵ１１２は、このようにして予め特定した印加電圧Ｖ又はＶ２をイオン発生器８６に供給する。イオン発生器８６は、供給された印加電圧Ｖ又はＶ２に基づき、通過する吸入空気をプラズマ化させ、イオンを発生させる。

一方、ＥＣＵ１１２からＥＧＲ装置２０に制御信号が供給されると、ＥＧＲ装置２０の図示しないソレノイドが励磁されて、シャフト７６が軸線方向に変位し、この結果、入力ポート８２に対してバルブ７８が離間して、ＥＧＲ装置２０が弁開状態になる。

そして、エンジン１２の吸入行程においては、負圧によって、エンジン１２から排出された排気ガスが排気装置１６からＥＧＲ通路１８及びＥＧＲ装置２０を介して吸気集合管４６に還流され、イオン化された吸入空気と還流された排気ガスとが共にタンク部４４に取り込まれる。

タンク部４４に取り込まれたイオンを含む吸入空気及び還流された排気ガスは、インジェクタ５４から噴射される燃料と混合して混合気となり、吸気ポート３０から前記負圧により燃焼室２９に吸入される。

次のステップＳ４において、イオン量測定器９２は、エンジン１２の吸入行程で燃焼室２９に吸入された混合気中のイオン量ａ１を測定し、測定結果を検出信号としてＥＣＵ１１２に出力する。ここで、吸入行程としたのは、燃焼後に発生するイオン量が測定値に含まれず、発生したイオン量ａ１を正確に測定できるためである。また、直噴エンジンを適用した場合は、燃焼室２９に吸入される気体は、燃料を含まないので、イオン量ａ１の測定精度が高まり、好適である。

ステップＳ５において、ＥＣＵ１１２は、イオン量測定器９２から入力された実際のイオン量ａ１と、ステップＳ２で予め決定した必要イオン量ａとを比較し、実際のイオン量ａ１が、必要イオン量ａを含む所定の範囲内にあるか否かを判定する。

すなわち、イオン発生器８６で必要イオン量ａだけイオンを発生しても、イオン発生器８６からイオン量測定器９２までの距離や、吸入空気及び還流された排気ガスの温度及び／又は湿度によって、吸入空気及び還流された排気ガスに含まれるイオン量は、イオンが燃焼室２９に到達するまでに減少し、この結果、イオン量測定器９２で測定される実際のイオン量ａ１は、必要イオン量ａよりも低くなる可能性がある（図３Ｃ参照）。

また、エンジン状態量に応じた必要イオン量ａだけイオン発生器８６でイオンを発生させても、イオン量測定器９２で測定される実際のイオン量ａ１が、燃焼室２９での燃焼に必要なイオン量よりも多くなることも想定される。

そこで、ＥＣＵ１１２では、下記のように、燃焼室２９に供給されるイオンの量に対するフィードバック制御を行う。

具体的に、上記のステップＳ５において、ＥＣＵ１１２は、実際のイオン量ａ１が所定の範囲内にあれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、現在のマップ１１４の内容であれば、燃焼室２９での燃焼に必要なイオン量を燃焼室２９に安定的に供給できると判断し、現在のマップ１１４の内容を確定させる。

一方、ステップＳ５において、実際のイオン量ａ１が所定の範囲から外れていれば（ステップＳ５：ＮＯ）、ＥＣＵ１１２は、実際のイオン量ａ１が必要イオン量ａとなるように印加電圧を補正し（ステップＳ７）、又は、この電圧補正に応じてマップ１１４の内容を補正する（ステップＳ８、図３Ｄ参照）。

具体的には、ステップＳ７、Ｓ８において、ＥＣＵ１１２は、実際のイオン量ａ１が必要イオン量ａよりも少ない場合には、印加電圧をＶ又はＶ２からＶ１に高く補正し、マップ１１４の補正ではさらに該電圧補正に応じてマップ１１４の曲線を高電圧側にシフトさせる。ここで、Ｖ２は、温度及び／又は湿度によるイオン量の低減を考慮してＶよりも高く設定している。

なお、マップ１１４の補正において、温度及び／又は湿度を考慮しない場合には、印加電圧Ｖの曲線（破線）を印加電圧Ｖ１の曲線（実線）にシフトさせる。一方、温度及び／又は湿度を考慮する場合には、印加電圧Ｖよりも高電圧の印加電圧Ｖ２の曲線（破線）から印加電圧Ｖ１の曲線（実線）にシフトさせる。

従って、吸入空気及び還流された排気ガスの温度及び／又は湿度を考慮したマップ１１４であれば、温度及び／又は湿度を考慮しない場合と比較して、印加電圧の補正量を小さくすることができ、燃焼室２９に供給するイオン量を必要イオン量ａに速やかに近づけることが可能となる。

なお、実際のイオン量ａ１が必要イオン量ａよりも多い場合には、印加電圧Ｖ又はＶ２から低く設定（補正）し、マップの補正では、該電圧補正に応じて低電圧側にシフトさせればよい。

ステップＳ７による電圧設定（補正）後、又は、該電圧設定に応じたステップＳ８のマップ１１４の補正後、ＥＣＵ１１２は、ステップＳ３に戻り、ステップＳ７による設定電圧、又は、ステップＳ８による電圧設定に基づいた補正後のマップ１１４の内容（図３Ｄ参照）に基づく印加電圧Ｖ２をイオン発生器８６に供給する。従って、イオン発生器８６は、供給された印加電圧Ｖ２に基づいて、燃焼室２９に供給されるイオン量が必要イオン量ａとなるような所定量のイオンを発生する。

従って、制御装置１０では、実際のイオン量ａ１が必要イオン量ａに到達するまで、ステップＳ３〜Ｓ５、Ｓ７及びＳ８の処理を繰り返し行うことにより、最適な印加電圧をイオン発生器８６に供給して、燃焼室２９に供給されるイオンの量を速やかに必要イオン量ａに到達させることができる。

なお、上記の説明において、車両がクルーズ走行の場合には、ＥＧＲ装置２０のバルブ７８の開度（リフト量）を大きくして、より多くの排気ガスを吸気装置１４に還流させ燃費を向上させることがある。そこで、ＥＣＵ１１２は、燃焼室２９内のＥＧＲガスによる燃焼不良を抑制するために、上記のエンジン状態量に加え、リフト量も考慮して必要イオン量ａを大きく設定し、設定した必要イオン量ａが発生するようにイオン発生器８６を制御すればよい。

［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るエンジン１２の制御装置１０によれば、エンジン１２の燃焼状態に応じたエンジン状態量と、イオン量測定器９２が測定した実際のイオン量と、イオン発生器８６とイオン量測定器９２との距離と、吸入空気及び還流された排気ガスの温度及び／又は湿度とに応じて、イオン発生器８６がエンジン１２での燃焼に必要な量のイオンを発生する。これにより、イオン発生器８６で発生したイオンが前記距離や前記温度及び／又は前記湿度に起因してエンジン１２に到達するまでに減少する可能性があっても、イオン発生器８６は、その減少分を補填してイオンを発生することができる。従って、本実施形態では、エンジン１２の燃焼状態に適した量のイオンを該エンジン１２に安定的に供給することで、エンジン１２の燃費を向上させることができる。

また、ＥＣＵ１１２は、イオン量測定器９２が測定した実際のイオン量ａ１と、エンジン１２での燃焼に必要なイオン量（必要イオン量）ａとの差が一定の範囲内にない場合には、必要イオン量ａを発生するようにイオン発生器８６を制御する。このように、イオン量測定器９２が測定した実際のイオン量ａ１を用いてＥＣＵ１１２がイオン量に対するフィードバック制御を行うので、エンジン１２に対するイオンの安定供給を効率よく行うことができると共に、より一層の燃費向上を達成することができる。

この場合、ＥＣＵ１１２は、エンジン１２の燃焼状態に関わるエンジン状態量と燃焼室２９内のイオン量との関係を示すマップ１１４を用いて、イオン発生器８６で発生するイオン量を調整するので、イオン量の減少が発生しても、燃焼室２９での燃焼に必要な量のイオンを速やかに該燃焼室２９に供給することが可能となる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。

１０…制御装置 １２…エンジン
１４…吸気装置 １６…排気装置
１８…ＥＧＲ通路 ２０…ＥＧＲ装置
２９…燃焼室 ３０…吸気ポート
３２…排気ポート ３８…点火プラグ
４０…インテークマニホールド ４２…吸気分岐管
４４…タンク部 ４６…吸気集合管
５４…インジェクタ ５８…エキゾーストマニホールド
８６…イオン発生器 ９０…エンジン回転数センサ
９２…イオン量測定器 ９４…温度・湿度センサ
９６…エアフローメータ ９８…負圧センサ
１０２…車速センサ １１２…ＥＣＵ
１１４…マップ

Claims (7)

1. 内燃機関の燃焼状態を検知する燃焼状態検知手段と、
   前記内燃機関の吸気系に設けられたイオン発生器と、
   前記イオン発生器よりも前記内燃機関側に設けられ、該内燃機関側でのイオン量を測定するイオン量測定器と、
   を有し、
   前記イオン発生器は、前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との距離とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 内燃機関の燃焼状態を検知する燃焼状態検知手段と、
   前記内燃機関の吸気系に設けられたイオン発生器と、
   前記イオン発生器よりも前記内燃機関側に設けられ、該内燃機関側でのイオン量を測定するイオン量測定器と、
   前記イオン発生器と前記イオン量測定器との間に設けられた温度測定器及び／又は湿度測定器と、
   を有し、
   前記イオン発生器は、前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記温度測定器が検出した温度、及び／又は、前記湿度測定器が検出した湿度とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１記載の制御装置において、
   前記イオン発生器と前記イオン量測定器との間に設けられた温度測定器及び／又は湿度測定器をさらに有し、
   前記イオン発生器は、前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との距離と、前記温度測定器が検出した温度、及び／又は、前記湿度測定器が検出した湿度とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを発生する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置において、
   前記イオン量測定器が測定したイオン量と、前記内燃機関での燃焼に必要なイオン量との差が一定の範囲内にない場合には、前記必要なイオン量を発生するように前記イオン発生器を制御する制御手段をさらに有する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項４記載の制御装置において、
   前記制御手段は、前記内燃機関の燃焼状態と前記内燃機関側のイオン量との関係を示すマップを用いて、前記イオン発生器が発生するイオン量を調整する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 内燃機関の燃焼状態を燃焼状態検知手段で検知し、
   前記内燃機関の吸気系に設けたイオン発生器よりも前記内燃機関側に設けたイオン量測定器により該内燃機関側でのイオン量を測定し、
   前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記イオン発生器と前記イオン量測定器との距離とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを前記イオン発生器で発生させる
   ことを特徴とする内燃機関の制御方法。
7. 内燃機関の燃焼状態を燃焼状態検知手段で検知し、
   前記内燃機関の吸気系に設けたイオン発生器よりも前記内燃機関側に設けたイオン量測定器により該内燃機関側でのイオン量を測定し、
   前記イオン発生器と前記イオン量測定器との間に設けられた温度測定器により温度を測定するか、及び／又は、湿度測定器により湿度を測定し、
   前記燃焼状態検知手段が検知した前記内燃機関の燃焼状態と、前記温度測定器が検出した温度、及び／又は、前記湿度測定器が検出した湿度とに応じて、前記内燃機関での燃焼に必要な量のイオンを前記イオン発生器で発生させる
   ことを特徴とする内燃機関の制御方法。

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