JP7158451B2 - 内燃機関の燃焼状態制御装置 - Google Patents
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Description
内燃機関の1回の圧縮行程もしくは1回の燃焼行程の間に、複数の点火信号を発生させる点火制御手段と、
前記点火信号に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に配設された点火プラグに点火放電を発生させる高電圧手段と、前記点火放電の状態を示すパラメータを検出する点火放電パラメータ検出回路とを含む点火装置と、
前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて、前記内燃機関の1回の圧縮行程もしくは1回の燃焼行程の間に発生した複数の点火放電のうちの、初回の点火信号以外の点火信号に基づく点火放電の持続時間である複数の点火放電持続時間を検出する点火放電持続時間検出手段と、
前記検出した前記初回の点火信号以外の点火信号による点火放電持続時間の少なくとも1つに基づいて、前記内燃機関の冷炎反応に起因する異常燃焼の発生の有無を診断する異常燃焼判定手段と、
前記異常燃焼判定手段が前記異常燃焼の発生有りと診断したときは、前記異常燃焼を抑制するように前記内燃機関を制御する異常燃焼抑制制御手段と、
を備え、
前記異常燃焼判定手段は、前記複数の点火放電持続時間のうちの少なくとも1つが、予め設定された比較レベル以下であるとき、前記異常燃焼の発生有りと診断するように構成されている、
ことを特徴とする。
以下、図に基づいて、実施の形態1による内燃機関の燃焼状態制御装置について説明する。図1は、内燃機関の概略構成を示す構成図、図2は、実施の形態1による内燃機関の燃焼状態制御装置の構成を示すブロック図、図3は、実施の形態1による内燃機関の燃焼状態制御装置における、点火装置の一例を示す回路構成図である。図1、図2、および図3において、内燃機関の気筒100の頂部には、点火装置2に接続された点火プラグ3が設けられている。内燃機関の気筒100の内部には、クランク軸50に連結されたピストン40が収容されている。内燃機関の気筒100には、燃焼室に燃料を噴射するための燃料噴射弁6が設けられている。
つぎに、実施の形態2による内燃機関の燃焼状態制御装置について説明する。前述した実施の形態1では、図5AのステップS505のように、各点火放電持続時間DT_1とDT_2を算出したが、実施の形態2による内燃機関の燃焼状態制御装置は、最後の点火放電持続時間DT_2に対して、異常燃焼(強)の異常燃焼判定閾値TH_1と異常燃焼(弱)の異常燃焼判定閾値TH_2を設け、最後の点火放電持続時間DT_2とこれらの異常燃焼判定閾値とを比較するようにしたものである。
つぎに、実施の形態3による内燃機関に燃焼状態制御装置について説明する。図6は、実施の形態3による内燃機関の燃焼状態制御装置の動作を示すタイミングチャートであって、(A)は筒内圧力、(B)は多重点火を行なう点火信号、(C)は筒内流動が比較的弱い場合のイオン電流、(D)は筒内流動が比較的強い場合のイオン電流を、それぞれ示しており、横軸は、時刻を示している。なお、横軸は、時刻に代えて内燃機関のクランク軸50の回転角としてもよい。
つぎに、実施の形態4による内燃機関に燃焼状態制御装置について説明する。図7は、実施の形態4による内燃機関の燃焼状態制御装置における、点火装置の一例を示す回路構成図である。前述の実施の形態1では、点火放電パラメータ検出回路203の一例として図3のようにイオン電流検出回路240を備え、点火放電持続時間を検出するようにしているが、これに代えて、実施の形態4では図7に示すように、2次コイル22とイオン電流検出回路240の間に抵抗260を接続することで、点火放電電流である2次電流を電圧Vi2として得られるようにし、この電圧Vi2をECU1に入力して点火放電持続時間を検出するようにしている。なお、図4A、図4B、および図4Cに示すように、点火放電電流である2次電流が流れている時間を検出するようにしても点火放電持続時間を検出することができる。
つぎに、実施の形態5による内燃機関に燃焼状態制御装置について説明する。図8は、実施の形態5による内燃機関の燃焼状態制御装置における、点火装置の一例を示す回路構成図である。前述の実施の形態1、および実施の形態4では、点火放電維持電圧を、図7に示すように、2次コイル22と点火プラグ3の間の2次電圧V2としてECU1に入力して検出するようにしたが、それに代えて、実施の形態5による内燃機関の燃焼状態では、図8に示すようにトランジスタ250のコレクタ電圧VcをECU1に入力して点火放電維持電圧を検出するようにしたものである。正負の極性は逆転するが、コレクタ電圧Vcの変化の傾向は2次電圧V2の変化の傾向と同じであるため、実施の形態1、実施の形態4と同様の効果を得ることができる。
Claims (11)
- 内燃機関の1回の圧縮行程もしくは1回の燃焼行程の間に、複数の点火信号を発生させる点火制御手段と、
前記点火信号に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に配設された点火プラグに点火放電を発生させる高電圧手段と、前記点火放電の状態を示すパラメータを検出する点火放電パラメータ検出回路とを含む点火装置と、
前記点火放電パラメータ検出回路の出力信号に基づいて、前記内燃機関の1回の圧縮行程もしくは1回の燃焼行程の間に発生した複数の点火放電のうちの、初回の点火信号以外の点火信号に基づく点火放電の持続時間である複数の点火放電持続時間を検出する点火放電持続時間検出手段と、
前記検出した前記初回の点火信号以外の点火信号による点火放電持続時間の少なくとも1つに基づいて、前記内燃機関の冷炎反応に起因する異常燃焼の発生の有無を診断する異常燃焼判定手段と、
前記異常燃焼判定手段が前記異常燃焼の発生有りと診断したときは、前記異常燃焼を抑制するように前記内燃機関を制御する異常燃焼抑制制御手段と、
を備え、
前記異常燃焼判定手段は、前記複数の点火放電持続時間のうちの少なくとも1つが、予め設定された比較レベル以下であるとき、前記異常燃焼の発生有りと診断するように構成されている、
ことを特徴とする内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記異常燃焼判定手段は、前記内燃機関の1回の圧縮行程もしくは1回の燃焼行程の間に発生した前記複数の点火放電のうちの最後の点火放電の点火放電持続時間が、予め設定された比較レベル以下にあるとき、前記異常燃焼の発生有りと診断するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記異常燃焼判定手段は、前記点火プラグによる点火放電に異常があると診断したときは、前記異常燃焼の発生の有無の診断を禁止するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記異常燃焼判定手段は、前記点火プラグから予め定められたレベル以上の電流のリークがあると診断したときは、前記異常燃焼の発生の有無の診断を禁止するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記異常燃焼判定手段は、前記燃焼室内における可燃混合気の失火を診断したときは、前記異常燃焼の発生の有無の診断を禁止するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記点火制御手段は、前記複数の点火信号のうち初回の点火信号による点火放電持続時間以上の時間が経過した後に、前記初回に続く点火信号を発生させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記複数の点火信号のうちの発生順位の前半部に属する点火信号の点火放電持続時間に基づいて、前記比較レベルを補正するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記点火放電パラメータ検出回路は、前記点火放電により前記燃焼室内の可燃混合気が燃焼したとき前記燃焼室内に発生するイオンに基づく電気量を検出するイオン電流検出回路を備えている、
ことを特徴とする請求項1から7のうちの何れか一項に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記点火放電持続時間検出手段は、前記点火制御手段により前記高電圧手段の1次電流の通電を開始する通電開始タイミングの近傍における前記イオン電流検出回路の出力信号と、前記1次電流を遮断して前記点火放電を行なう点火タイミングの近傍における前記イオン電流検出回路の出力信号とをマスクし、前記マスクされた出力信号以外の出力信号に基づいて前記点火放電持続時間を検出するように構成されている、
ことを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記点火放電パラメータ検出回路は、前記点火装置における点火放電電流、又は前記点火放電を維持する点火放電維持電圧を検出するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1、3、6、7のうちの何れか一項に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。 - 前記高電圧手段は、電流を流すことで磁束を発生しエネルギーを蓄積する1次コイルと、前記1次コイルと磁気結合され、前記蓄積したエネルギーを解放することにより予め定められた高電圧を発生する2次コイルとを備え、前記1次コイルの1次電圧から前記点火放電維持電圧を得るように構成されている、
ことを特徴とする請求項10に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。
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