JPH05222989A - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
- Publication number
- JPH05222989A JPH05222989A JP4027796A JP2779692A JPH05222989A JP H05222989 A JPH05222989 A JP H05222989A JP 4027796 A JP4027796 A JP 4027796A JP 2779692 A JP2779692 A JP 2779692A JP H05222989 A JPH05222989 A JP H05222989A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- fuel
- ion
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】エンジンの燃費向上を図るためリーンバーンが
必要になってきたが、失火限界までエンジンを制御する
ための適当なセンサが今までなかった。本発明では燃焼
時のイオン電導度の変化から空燃比を測定し、適正なリ
ーンバーン制御を可能にする。 【構成】回転数と負荷から目標とする空燃比を算出して
燃料噴射量を制御し、点火後の燃焼時のイオン電導度に
よって空燃比を測定して、燃料噴射量をフィードバック
する。回転数やトルクの変動から失火を判定し、失火限
界まで空燃比を制御する。 【効果】始動直後Ｏ2 センサが不活性の状態でも失火限
界まで空燃比をリーンにできるので、エンジンの燃費を
向上できる。
必要になってきたが、失火限界までエンジンを制御する
ための適当なセンサが今までなかった。本発明では燃焼
時のイオン電導度の変化から空燃比を測定し、適正なリ
ーンバーン制御を可能にする。 【構成】回転数と負荷から目標とする空燃比を算出して
燃料噴射量を制御し、点火後の燃焼時のイオン電導度に
よって空燃比を測定して、燃料噴射量をフィードバック
する。回転数やトルクの変動から失火を判定し、失火限
界まで空燃比を制御する。 【効果】始動直後Ｏ2 センサが不活性の状態でも失火限
界まで空燃比をリーンにできるので、エンジンの燃費を
向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の希薄運転限界
制御に係り、特に失火限界まで空燃比制御を行ないなが
ら、良好な運転制御を行なう制御装置に関する。
制御に係り、特に失火限界まで空燃比制御を行ないなが
ら、良好な運転制御を行なう制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の空燃比制御ではＯ2 センサを使
い、排気ガス中に含まれる酸素濃度を測定していた。し
かし、Ｏ2 センサは活性温度に達するまでは測定値が安
定せず、空燃比制御ができない問題があり、実質的にオ
ープンループ制御となっていた。こうした、Ｏ2 センサ
をつかった例として、特開昭58−82040 号が知られてい
る。
い、排気ガス中に含まれる酸素濃度を測定していた。し
かし、Ｏ2 センサは活性温度に達するまでは測定値が安
定せず、空燃比制御ができない問題があり、実質的にオ
ープンループ制御となっていた。こうした、Ｏ2 センサ
をつかった例として、特開昭58−82040 号が知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明では内燃機関の
始動時から空燃比を制御して希薄燃焼を可能にすること
で、排気ガスの清浄化を図り、合わせて燃費を向上する
ことを課題とする。
始動時から空燃比を制御して希薄燃焼を可能にすること
で、排気ガスの清浄化を図り、合わせて燃費を向上する
ことを課題とする。
【０００４】即ち、Ｏ2 センサが不活性の間でも空燃比
を測定し、運転性を確保する。
を測定し、運転性を確保する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】まず、Ｏ2 センサに代わ
る空燃比を測定する手段と測定結果によって吸入空気量
又は燃料量を制御する手段により空燃比を制御する。
る空燃比を測定する手段と測定結果によって吸入空気量
又は燃料量を制御する手段により空燃比を制御する。
【０００６】例えば温度によらない燃焼室内での空燃比
を測定する手段として、燃焼時に生じる炭化水素のラジ
カル基イオン伝導度を測定する。
を測定する手段として、燃焼時に生じる炭化水素のラジ
カル基イオン伝導度を測定する。
【０００７】さらに、エンジンの回転数やトルク，出力
の変動を検出する手段により、運転性を確保するように
制御する。
の変動を検出する手段により、運転性を確保するように
制御する。
【０００８】
【作用】燃焼室内での空燃比を測定することで１点火毎
に燃焼を制御できるので、空燃比の応答性を高くするこ
とができる。
に燃焼を制御できるので、空燃比の応答性を高くするこ
とができる。
【０００９】また、エンジンの回転数やトルクの変動を
検出することで空燃比を高くして失火限界まで希薄燃焼
を行うことができる。
検出することで空燃比を高くして失火限界まで希薄燃焼
を行うことができる。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。内
燃機関への吸入空気は吸気量計２をへてインテークマニ
ホールドから吸入弁を通じて燃焼室に入る。吸気量計の
出力は制御ユニット１に入力され、単位時間あたりの空
気量を計算し、回転数と負荷に応じた空燃比になるよう
に燃料噴射量を求めて、インテークマニホールド内に先
端を突出した燃料噴射弁１１の駆動時間を計算する。
燃機関への吸入空気は吸気量計２をへてインテークマニ
ホールドから吸入弁を通じて燃焼室に入る。吸気量計の
出力は制御ユニット１に入力され、単位時間あたりの空
気量を計算し、回転数と負荷に応じた空燃比になるよう
に燃料噴射量を求めて、インテークマニホールド内に先
端を突出した燃料噴射弁１１の駆動時間を計算する。
【００１１】内燃機関のクランク角度と気筒とを識別す
るためのポジションセンサ３とレファレンスセンサ４が
制御ユニットに入力され、回転数やピストンのクランク
位置を検出する。そして、一点火毎の回転数変動を計算
する。
るためのポジションセンサ３とレファレンスセンサ４が
制御ユニットに入力され、回転数やピストンのクランク
位置を検出する。そして、一点火毎の回転数変動を計算
する。
【００１２】同時に点火時期を算出し、所定のクランク
角度の位置に達する数ｍｓ前から点火コイル１２に通電
を開始し、通電停止時に点火プラグに火花が飛び燃焼室
内の混合気に着火して爆発する。爆発後排気ガスは排気
弁から排出され、エキゾーストマニホールドを経て大気
中に出る。エキゾーストマニホールド内には従来のＯ2
センサ５が取り付けられている。
角度の位置に達する数ｍｓ前から点火コイル１２に通電
を開始し、通電停止時に点火プラグに火花が飛び燃焼室
内の混合気に着火して爆発する。爆発後排気ガスは排気
弁から排出され、エキゾーストマニホールドを経て大気
中に出る。エキゾーストマニホールド内には従来のＯ2
センサ５が取り付けられている。
【００１３】また、内燃機関の出力トルクを測定するた
めにトルクセンサ６を設けて一点火毎の燃焼状態の検出
を行う。
めにトルクセンサ６を設けて一点火毎の燃焼状態の検出
を行う。
【００１４】点火プラグの近傍にはイオンセンサ７が取
り付けられ、爆発時の炭化水素のラジカル基のイオン伝
導度を測定し、空燃比の補正手段として制御ユニットに
入力される。図２はイオンセンサの回路を示したもの
で、点火時の高電圧電流をコンデンサＣにチャージして
直流電圧をつくり、点火プラグに印加する。イオン電流
は点火プラグ周辺のイオン伝導度に比例して流れるか
ら、電流を測ることで制御ユニットがイオン量を測るこ
とができる。
り付けられ、爆発時の炭化水素のラジカル基のイオン伝
導度を測定し、空燃比の補正手段として制御ユニットに
入力される。図２はイオンセンサの回路を示したもの
で、点火時の高電圧電流をコンデンサＣにチャージして
直流電圧をつくり、点火プラグに印加する。イオン電流
は点火プラグ周辺のイオン伝導度に比例して流れるか
ら、電流を測ることで制御ユニットがイオン量を測るこ
とができる。
【００１５】図３は空燃比とイオン伝導度との関係図
で、空燃比が１近辺の時に炭化水素のラジカル基が最も
多くイオン化しているので伝導度が高く、空燃比が高く
なり失火限界に近づくにつれてイオンが減り、失火する
と電流は流れない。
で、空燃比が１近辺の時に炭化水素のラジカル基が最も
多くイオン化しているので伝導度が高く、空燃比が高く
なり失火限界に近づくにつれてイオンが減り、失火する
と電流は流れない。
【００１６】失火時には爆発が生じないため発生トルク
がなく回転数が低下する。図４に示すように失火がある
と回転数やトルクが低下しまた回復していく。
がなく回転数が低下する。図４に示すように失火がある
と回転数やトルクが低下しまた回復していく。
【００１７】図５に制御ユニットの構成を示す。
【００１８】吸入空気量計の出力をＡＤ変換して吸入空
気量を算出し、回転数と負荷に応じた空燃比になるよう
に燃料噴射量を計算する。
気量を算出し、回転数と負荷に応じた空燃比になるよう
に燃料噴射量を計算する。
【００１９】レファレンス信号はＣＰＵへの割り込み信
号となる。クランク角度を測るポジションカウンタは点
火時期を設定する点火時期レジスタとイオン電流を測定
するウィンドウレジスタと比較され、カウンタと各レジ
スタの値が一致すると一致割り込みが発生する。ポジシ
ョンカウンタはレファレンス信号の立ち上がりでクリア
される。
号となる。クランク角度を測るポジションカウンタは点
火時期を設定する点火時期レジスタとイオン電流を測定
するウィンドウレジスタと比較され、カウンタと各レジ
スタの値が一致すると一致割り込みが発生する。ポジシ
ョンカウンタはレファレンス信号の立ち上がりでクリア
される。
【００２０】ウィンドウレジスタとポジションカウンタ
とが一致した時にイオン電流を測定し、実際の空燃比を
計算する。この結果から、次回の燃料噴射量に対して、
補正を加える。
とが一致した時にイオン電流を測定し、実際の空燃比を
計算する。この結果から、次回の燃料噴射量に対して、
補正を加える。
【００２１】ポジションカウンタが爆発行程にある時に
トルクセンサの出力を測定しトルクを測る。
トルクセンサの出力を測定しトルクを測る。
【００２２】また、一定の時間毎にポジション信号をカ
ウントし計数値から回転数を算出する。回転数の精度を
高めるため、レファレンス信号間の時間または、ポジシ
ョン信号の間隔の逆数から算出してもよい。
ウントし計数値から回転数を算出する。回転数の精度を
高めるため、レファレンス信号間の時間または、ポジシ
ョン信号の間隔の逆数から算出してもよい。
【００２３】もし、回転数やトルクが低下し失火を検出
した時は空燃比が１に近づくように希薄燃焼制御を変更
する。
した時は空燃比が１に近づくように希薄燃焼制御を変更
する。
【００２４】図６にに空燃比制御のタイミングチャート
を示す。
を示す。
【００２５】まず、レファレンス信号の立ち上がりで点
火時期を設定し、ウィンドウレジスタをセットする。ウ
ィンドウレジスタとポジションカウンタが一致した時に
点火後の燃焼状態におけるイオン電流を測り、図３に示
した関係から空燃比を求める。
火時期を設定し、ウィンドウレジスタをセットする。ウ
ィンドウレジスタとポジションカウンタが一致した時に
点火後の燃焼状態におけるイオン電流を測り、図３に示
した関係から空燃比を求める。
【００２６】爆発行程にある時に回転数またはトルクを
測り、失火判定を行う。
測り、失火判定を行う。
【００２７】図７にフローチャートを示す。
【００２８】レファレンス信号の立ち上がりの割り込み
で点火時期とウィンドウレジスタをセットする。
で点火時期とウィンドウレジスタをセットする。
【００２９】ウィンドウ一致割り込みでイオン電流を測
り、空燃比を算出する。
り、空燃比を算出する。
【００３０】爆発行程で回転数またはトルクを測り、１
気筒前との差から失火判定を行う。そして、次の気筒の
ためにデータを保存する。失火判定は７２０℃Ａ前の同
一気筒の回転数との差であっもよい。この場合、データ
は気筒数分保存される。
気筒前との差から失火判定を行う。そして、次の気筒の
ためにデータを保存する。失火判定は７２０℃Ａ前の同
一気筒の回転数との差であっもよい。この場合、データ
は気筒数分保存される。
【００３１】吸入空気量計の出力から空気量を算出し、
回転数と負荷から所定の空燃比になるように燃料噴射量
を計算する。イオン電流から求めた実際の空燃比とに差
があれば燃料噴射量を補正する。補正計数は所定の回転
数と負荷毎に平均化しておき、１になるように点火毎に
補正を修正する。
回転数と負荷から所定の空燃比になるように燃料噴射量
を計算する。イオン電流から求めた実際の空燃比とに差
があれば燃料噴射量を補正する。補正計数は所定の回転
数と負荷毎に平均化しておき、１になるように点火毎に
補正を修正する。
【００３２】もし、失火が検出された時は空燃比が１に
近づくように燃料噴射量を増やす。イオンセンサが故障
し、伝導度の測定値が常時リッチまたはリーンになった
時はイオン電流による空燃比制御を停止し、従来のＯ2
センサを使って空燃比を制御する。
近づくように燃料噴射量を増やす。イオンセンサが故障
し、伝導度の測定値が常時リッチまたはリーンになった
時はイオン電流による空燃比制御を停止し、従来のＯ2
センサを使って空燃比を制御する。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、Ｏ2 センサが不活性の
始動時であっても希薄空燃比制御が可能になる。また、
Ｏ2 センサを活性化するためのヒータを必要としないた
め、内燃機関の負荷を軽減できる効果がある。
始動時であっても希薄空燃比制御が可能になる。また、
Ｏ2 センサを活性化するためのヒータを必要としないた
め、内燃機関の負荷を軽減できる効果がある。
【図１】本発明の主な構成を示す図である。
【図２】イオンセンサ回路を示す図である。
【図３】イオン電流と空燃比の関係を示す図である。
【図４】失火時の回転数の変動を示す図である。
【図５】制御ユニットの構成を示す図である。
【図６】タイミングチャートを示す図である。
【図７】フローチャートを示す図である。
１…制御ユニット、２…吸入空気量計、３…ポジション
センサ、４…レファレンスセンサ、５…Ｏ2 センサ、６
…トルクセンサ、７…イオンセンサ、１１…燃料噴射
弁、１２…点火コイル。
センサ、４…レファレンスセンサ、５…Ｏ2 センサ、６
…トルクセンサ、７…イオンセンサ、１１…燃料噴射
弁、１２…点火コイル。
Claims (1)
- 【請求項１】排気ガス中の酸素濃度によって燃料噴射量
を制御するエンジン制御装置において、点火後の燃焼室
内のイオン電導度を測定するイオンセンサを備え、燃焼
時の空燃比を求め、空燃比を制御する空燃比制御装置で
回転数または出力トルクの変動から失火を判定し、失火
するまで空燃比をリーンにすることを特徴とする空燃比
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027796A JPH05222989A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027796A JPH05222989A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222989A true JPH05222989A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12230941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027796A Pending JPH05222989A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05222989A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1113170A1 (de) * | 1999-12-24 | 2001-07-04 | Delphi Technologies, Inc. | Verfahren zur Überwachung des Verbrennungsvorgangs bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe |
| JP2007205317A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関のイオン電流に基づく運転制御方法 |
| US20140081556A1 (en) * | 2011-02-28 | 2014-03-20 | Wayne State University | Using ion current signal for soot and in-cylinder variable measuring techniques in internal combustion engines and method for doing the same |
| CN112524810A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-19 | 深圳市合信达控制***有限公司 | 壁挂炉燃气自适应调节方法、装置及壁挂炉 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP4027796A patent/JPH05222989A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1113170A1 (de) * | 1999-12-24 | 2001-07-04 | Delphi Technologies, Inc. | Verfahren zur Überwachung des Verbrennungsvorgangs bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe |
| JP2007205317A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関のイオン電流に基づく運転制御方法 |
| US20140081556A1 (en) * | 2011-02-28 | 2014-03-20 | Wayne State University | Using ion current signal for soot and in-cylinder variable measuring techniques in internal combustion engines and method for doing the same |
| US9388759B2 (en) * | 2011-02-28 | 2016-07-12 | Wayne State University | Using ion current signal for soot and in-cylinder variable measuring techniques in internal combustion engines and method for doing the same |
| CN112524810A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-19 | 深圳市合信达控制***有限公司 | 壁挂炉燃气自适应调节方法、装置及壁挂炉 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080719 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090719 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |