JPH10159699A - 内燃機関の燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ないデータを演算処理して安価で高精度な
内燃機関の燃焼制御装置を得る。 【解決手段】 イオン電流検出値Ｉｄからオン信号Ｉｐ
を生成する波形整形手段２６と、オン信号の立ち下がり
タイミングを検出する手段１５と、立ち下がりタイミン
グを基準クランク角からの時刻に変換する演算手段１１
Ａと、運転条件に応じて燃焼期間に対応したマスク区間
を設定する手段１１Ａと、マスク区間内で検出される立
ち下がり時刻のうちの少なくとも１つを燃焼終了時期と
して選択する手段１１Ａと、燃焼終了時期に応じて燃焼
パラメータを決定する手段１１Ａとを備え、マスク区間
内で検出される燃焼終了時期から各気筒の燃焼状態を検
出し、燃焼変動を抑制するように燃料パラメータを決定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、イオン電流検出
値に基づいて各気筒の燃焼状態を検出し、燃焼変動を抑
制することにより有害な排気ガスを低減した最適な燃焼
制御を行う内燃機関の燃焼制御装置に関し、特にコスト
アップを招くことなく信頼性の高い燃焼制御を実現した
内燃機関の燃焼制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関の燃焼時においては、
導電性を有するラジカル成分が火炎内に発生するので、
イオン電流として検出できることが知られている。すな
わち、機関燃焼室の内壁および燃焼室内の点火プラグを
イオン電流検出用の電極とし、両電極（内壁および点火
プラグ）間に所定電圧を印加すると、燃焼時の火炎が電
極間を通過する際に、電極間にイオン電流が流れる。

【０００３】また、火炎が燃焼しながら広がる際、電極
間に存在するラジカル濃度が燃焼状態に応じて変動する
特性があるので、イオン電流の検出値は、燃焼状態変化
を発生させる火炎の広がり状態や、火炎の形に対応して
変化することも知られている。したがって、このような
イオン電流の性質を利用して、内燃機関の燃焼状態を検
出することができる。

【０００４】図８は気筒内の燃焼時に検出されるイオン
電流Ｉｏの時間変化を示す波形図であり、横軸はクラン
ク角θ、ＴＤＣは上死点、Ｔｓは点火時期、縦軸はイオ
ン電流Ｉｏの検出電圧値である。図８に示すように、イ
オン電流Ｉｏは、微小変動の中に複数の極大値のある出
力波形を示し、この出力波形は、内燃機関の燃焼火炎に
おける主たる火炎伝播の期間に発生する。

【０００５】通常、点火時期Ｔｓは、図８のようにＴＤ
Ｃのクランク角位置よりも進角側に設定されており、点
火時に点火プラグの近接部分から燃焼が起こってイオン
が発生するので、イオン電流Ｉｏは、ＴＤＣよりも手前
の点火タイミングで最大のピーク値となる。

【０００６】また、ＴＤＣ以後のクランク角位置におい
て燃焼が広がり、点火プラグから隔離した部分で最大の
イオン量となるので、イオン電流Ｉｏは極大値となる。
その後、燃焼終了後の期間（数ｍｓｅｃ程度）において
もイオンが存在するため、燃焼室内での空気移動によ
り、イオン電流Ｉｏの検出値は、変動しながら収束して
いく。

【０００７】また、主な火炎伝播の期間が終了した後で
も、燃焼室内壁などに付着した液体状態の燃料が蒸発
し、出力トルクに寄与しない後燃えと呼ばれる小さな火
炎が形成され、これに対応したイオン電流Ｉｏが検出さ
れる。さらに、イオン電流Ｉｏの検出値に種々の波形処
理を施すことにより、燃焼状態と強い相関関係を持つ特
性値が得られことも知られている。

【０００８】従来より、イオン電流Ｉｏの上記特性を用
いた内燃機関制御方法としては、たとえば特開平６−４
２３８４号公報に開示されたものがある。図９は上記公
報に記載された従来の内燃機関制御装置を概略的に示す
構成図である。

【０００９】図９において、１００は内燃機関の本体を
構成するエンジン、１０１はエンジン１００に燃料およ
び空気を供給する吸気系、１０２は吸気系１０１内に設
けられてアクセルペダル（図示せず）に応動するスロッ
トルバルブ、１０３はスロットルバルブ１０２の下流側
に設けられたサージタンク、１０４はサージタンク１０
３に連通された吸気マニホルド、１０５は吸気マニホル
ド１０４の下流側に設けられた燃料噴射弁である。

【００１０】１０６はエンジン１００の気筒、１０７は
気筒１０６の燃焼室内に設けられた点火プラグ、１０８
および１０９は気筒１０６に設けられた吸気管および排
気管である。吸気管１０８は、気筒１０６の吸気系１０
１側を開閉する。１１０は排気管１０９に連通された排
気系であり、気筒１０６の排気系１１０側を開閉する。
１１１は排気系１１０の下流に設けられて排気ガスを浄
化する触媒である。

【００１１】１１１は排気系１１０内の酸素濃度に基づ
いて空燃比ｈを検出する空燃比センサ、１１３はエンジ
ン１００の冷却水温ｅを検出する水温センサ、１１４は
スロットルバルブ１０２の全閉状態を検出してアイドル
信号ｄを出力するアイドルスイッチ、１１５は吸気系１
０１内の吸気圧ａを検出する吸気圧センサ、１１６はエ
ンジン回転数ｂを検出する回転数センサ、１１７は車速
ｃを検出する車速センサである。

【００１２】１０はマイクロコンピュータからなる車載
の電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ Ｕｎｉｔ）（以下、ＥＣＵという）であり、各種セ
ンサ１１２〜１１７からの検出情報ａ〜ｆに基づいて、
燃料噴射弁１０５に対する燃料噴射信号Ｆ（燃料噴射時
期および燃料噴射量を決定する）および点火プラグ１０
７に対する点火駆動信号Ｑ（点火時期を決定する）を出
力する。

【００１３】ＥＣＵ１０は、各種センサからの検出情報
ａ〜ｆに基づいて種々の演算処理を行うＣＰＵ１１と、
ＣＰＵ１１と協動して演算処理中のメモリとして機能す
るＲＡＭ１２と、検出情報ａ〜ｆを取り込む入力インタ
フェース１３と、燃料噴射信号Ｆおよび点火駆動信号Ｑ
を出力する出力インタフェース１４とを含み、運転条件
に応じた演算処理によりエンジン１００の種々のパラメ
ータを制御する。

【００１４】２３は点火プラグ１０７に接続されたイオ
ン電流検出用の逆流防止用ダイオード、２４はイオン電
流Ｉｏを流すためのバイアス用電源であり、これらは、
ＥＣＵ１０と協動して、イオン電源検出手段を構成して
いる。

【００１５】ＥＣＵ１０は、あらかじめ動作プログラム
が格納されたＲＯＭ（図示せず）を含み、各種センサ出
力ａ〜ｆから、運転条件に応じた最適な燃料噴射信号Ｆ
および点火駆動信号Ｑを出力し、燃料噴射弁１０５およ
び点火プラグ１０７を駆動する。また、イオン電流Ｉｏ
の検出値に基づいて失火などの燃焼状態を検出し、たと
えば、失火検出には燃焼噴射信号Ｆを停止させて燃焼カ
ット制御を行う。

【００１６】図９において、イオン電流検出手段の具体
的構成は開示されていないが、バイアス用電源２４およ
び逆流防止用ダイオード２３を介してイオン電流を流す
ことにより、イオン電流Ｉｏの検出値がＥＣＵ１０に入
力される。

【００１７】上記特開平６−４２３８４号公報に記載の
イオン電流検出方法においては、イオン電流Ｉｏのアナ
ログ値をＥＣＵ１０内でＡ／Ｄ変換し、大量のディジタ
ルデータとして大容量メモリからなるＲＡＭ１２内に記
憶しておき、演算処理するようになっている。

【００１８】なお、車載の内燃機関の燃焼室内からイオ
ン電流を検出する装置の具体的構成例は、たとえば、特
開平２−１０４９７８号公報の失火検出回路内に開示さ
れている。

【００１９】しかしながら、イオン電流Ｉｏの検出値は
アナログ電圧で得られるので、車載のディジタルコンピ
ュータを用いて高精度に信号処理するためには、たとえ
ば、内燃機関のクランク角で１°程度毎にサンプリング
してＡ／Ｄ変換する必要がある。

【００２０】こうしてＡ／Ｄ変換された多量のディジタ
ルデータは、ＲＡＭ１２内に一旦格納された後、次の燃
焼までの間に高速に演算処理されることになるが、車載
エンジン制御用のワンチップマイコンで上記演算処理を
実行することは、多大なメモリ容量を要するので非常に
困難なことである。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の燃焼
制御装置は以上のように、イオン電流検出値に関する多
大なディジタルデータを処理する必要があるので、信頼
性の高い燃焼制御を実現することができないという問題
点があった。

【００２２】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、コストアップを招くことなく有
害な排気ガスを低減し、最適な燃焼制御を安価な構成で
実現した内燃機関の燃焼制御装置を得ることを目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関の燃焼制御装置は、内燃機関の燃焼室内に設
けられてイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
イオン電流の検出値がスレッショールド値より大きい区
間にオン信号を出力する波形整形手段と、オン信号がオ
ンからオフに移行するときの立ち下がりタイミングを検
出する立ち下がりタイミング検出手段と、立ち下がりタ
イミングを基準クランク角発生時期からの立ち下がり時
刻に変換する立ち下がり時刻演算手段と、内燃機関の運
転条件に応じて燃焼期間に対応したマスク区間を設定す
るマスク区間設定手段と、マスク区間内で検出される立
ち下がり時刻のうちの少なくとも１つを燃焼終了時期と
して選択する燃焼終了時期選択手段と、燃焼終了時期に
応じて、内燃機関の燃焼パラメータを決定する燃焼パラ
メータ決定手段とを備えたものである。

【００２４】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
の燃焼制御装置は、請求項１において、基準クランク角
発生時期を、内燃機関の点火時期としたものである。

【００２５】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
の燃焼制御装置は、請求項１または請求項２において、
マスク区間を定める運転条件は、内燃機関の回転数およ
び負荷を含むものである。

【００２６】また、この発明の請求項４に係る内燃機関
の燃焼制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれ
かにおいて、燃焼パラメータは、燃料噴射量、燃料噴射
時期、点火時期、ＥＧＲガス量および吸入空気量の少な
くとも１つを含むものである。

【００２７】また、この発明の請求項５に係る内燃機関
の燃焼制御装置は、請求項１から請求項４までのいずれ
かにおいて、燃焼終了時期選択手段は、最も遅角側の立
ち下がり時刻を燃焼終了時期として選択するものであ
る。

【００２８】また、この発明の請求項６に係る内燃機関
の燃焼制御装置は、請求項１から請求項５までのいずれ
かにおいて、燃焼パラメータ決定手段は、燃焼終了時期
の燃焼サイクル毎の燃焼変動量を演算する燃焼変動量演
算手段と、燃焼変動量に応じて燃焼パラメータを補正す
る燃焼パラメータ補正手段とを含むものである。

【００２９】また、この発明の請求項７に係る内燃機関
の燃焼制御装置は、請求項６において、燃焼変動量演算
手段は、燃焼終了時期の平均値を演算するフィルタ処理
手段を含み、平均値と今回の燃焼終了時期との偏差を燃
焼変動量とし、燃焼パラメータ補正手段は、燃焼変動量
が所定値を越えたときに、燃焼パラメータのうちの燃料
噴射量を所定量ずつ増量補正し、燃焼変動量が所定値以
下を示す状態が所定回数以上連続したときに、燃料噴射
量を所定量ずつ減量補正するものである。

【００３０】また、この発明の請求項８に係る内燃機関
の燃焼制御装置は、請求項６または請求項７において、
オン信号がオフからオンに移行するときの立ち上がりタ
イミングを検出する立ち上がりタイミング検出手段と、
マスク区間内で立ち上がりタイミングが検出されない場
合に完全失火判定信号を出力する完全失火判定手段と、
完全失火判定信号に応答して燃焼制御禁止信号を出力す
る燃焼制御禁止手段とを備え、燃焼パラメータ補正手段
は、燃焼制御禁止信号に応答して、燃焼パラメータの補
正を停止するものである。

【００３１】また、この発明の請求項９に係る内燃機関
の燃焼制御装置は、請求項１から請求項８までのいずれ
かにおいて、内燃機関は、燃焼室内に燃料を直接噴射す
る筒内噴射型の内燃機関であり、マスク区間は、内燃機
関の燃料噴射時期および燃料噴射量の少なくとも一方に
応じて補正されるものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１の要部を
示す構成図であり、１０Ａ、１１Ａ、２３Ａおよび２４
Ａは、それぞれ、前述（図９参照）のＥＣＵ１０、ＣＰ
Ｕ１１、逆流防止用ダイオード２３およびバイアス用電
源２４に対応しており、１２、１０７、Ｆ、Ｉｏおよび
Ｑは前述と同様のものである。

【００３３】図２は図１内のＣＰＵ１１Ａの具体的構成
例を示す機能ブロック図である。また、図３はこの発明
の実施の形態１による処理動作を説明するためのタイミ
ングチャートであり、図１内の波形整形回路によるイオ
ン電流検出値のパルス処理動作、および、ＥＣＵ１０Ａ
による燃焼終了時期選択動作を示している。

【００３４】さらに、図４および図５はＣＰＵ１１Ａの
処理動作を示すフローチャートであり、図４は燃焼終了
時期を検出するための処理ルーチン、図５は燃焼終了時
期の変動に基づいて燃焼パラメータを補正するための処
理ルーチンである。る。

【００３５】図１において、ＥＣＵ１０Ａは、入力側に
タイミング検出手段１５を含む点、およびＣＰＵ１１Ａ
内の機能が一部異なる点を除けば、前述と同様であり、
また、図示しない構成は図９に示した通りである。

【００３６】したがって、ＥＣＵ１０Ａは、入力インタ
フェース１３および出力インタフェース１４（図９参
照）を含み、各種センサからの検出情報を取り込むとと
もに、各種アクチュエータに対する駆動信号を出力する
ものとする。

【００３７】１は一次コイル１ａおよび二次コイル１ｂ
を有する点火コイルであり、一次コイル１ａに流れる一
次電流Ｉ１を通電遮断することにより、二次コイル１ｂ
に負極性の点火用高電圧を発生し、二次電流Ｉ２を流す
ようになっている。

【００３８】２は一次電流Ｉ１を通電遮断するエミッタ
接地のパワートランジスタであり、コレクタが一次コイ
ル１ａの入力端子に接続されている。３は二次コイル１
ｂの出力端子側に挿入された逆流防止用ダイオードであ
り、二次電流Ｉ２の流れる方向が順方向となるように、
アノード側が点火プラグ１０７の一端に接続されてい
る。

【００３９】点火コイル１、パワートランジスタ２およ
び点火プラグ３は、点火部を構成している。なお、ここ
では１つの気筒に対する点火部を代表的に表している
が、同構成からなる点火部は、各気筒毎に設けられてい
るものとする。

【００４０】逆流防止用ダイオード２３Ａは、イオン電
流Ｉｏの流れる方向が順方向となるように、アノード側
が点火プラグ１０７の一端に接続されている。また、バ
イアス用電源２４Ａは、負極側が逆流防止用ダイオード
２３Ａのカソードに接続され、正極側が接地されてい
る。

【００４１】２５はイオン電流Ｉｏを電圧変換して検出
値Ｉｄを出力する負荷抵抗器であり、逆流防止用ダイオ
ード２３Ａとバイアス用電源２４Ａとの間に挿入されて
いる。逆流防止用ダイオード２３Ａ、バイアス用電源２
４Ａおよび負荷抵抗器２５は、イオン電流検出手段を構
成している。

【００４２】２６はイオン電流の検出値Ｉｄをパルス信
号に変換するための波形整形回路であり、イオン電流の
検出値Ｉｄが所定のスレッショールド電圧値Ｉｔｈ（図
３参照）よりも大きい区間にオン信号Ｉｐを出力する。
このオン信号Ｉｐは、ＥＣＵ１０Ａ内のタイミング検出
手段１５に入力される。

【００４３】タイミング検出手段１５は、ＣＰＵ１１Ａ
の制御下で、オン信号Ｉｐがオンからオフに移行すると
きの立ち下がりタイミングＴＭｄを検出するとともに、
オフからオンに移行するときの立ち上がりタイミングＴ
Ｍｕを検出する。立ち下がりタイミングＴＭｄは、ＣＰ
Ｕ１１Ａと協動するＲＡＭ１２内に検出順に格納された
後でＣＰＵ１１Ａに入力され、立ち上がりタイミングＴ
Ｍｕは、ＣＰＵ１１Ａに直接入力される。

【００４４】１１８は各気筒の基準位置に対応したクラ
ンク角信号ＳＧＴを生成するクランク角信号生成手段、
１１９は特定気筒に対応した気筒識別信号ＳＧＣを生成
する気筒識別信号生成手段であり、これらは、エンジン
のカム軸に設置された単一のクランク角センサ（図示せ
ず）により構成され得る。クランク角信号ＳＧＴおよび
気筒識別信号ＳＧＣは、他の各種検出情報Ａ（図９内の
各種センサ出力ａ〜ｆ）と同様に、ＥＣＵ１０Ａに入力
される。

【００４５】ＥＣＵ１０Ａ内のＣＰＵ１１Ａは、燃焼パ
ラメータ、すなわち、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火
時期、ＥＧＲガス量および吸入空気量の少なくとも１つ
の制御量を決定し、点火駆動信号Ｑ、燃料噴射信号Ｆ、
ＥＧＲ駆動信号Ｇおよび空気バルブ駆動信号Ｈを、駆動
回路（図示せず）を介して内燃機関の各種アクチュエー
タに出力する。

【００４６】図２において、ＣＰＵ１１Ａは、立ち下が
りタイミングＴＭｄを時間情報に変換する立ち下がり時
刻演算手段３１と、立ち下がり時刻検出用のマスク区間
τ（図３参照）を設定するマスク区間設定手段３２と、
立ち下がり時刻Ｔｎから燃焼終了時期Ｔｅを選択する燃
焼終了時期選択手段３３と、運転状態に応じた燃焼パラ
メータを決定する燃焼パラメータ決定手段３４とを含
む。

【００４７】燃焼パラメータ決定手段３４は、燃焼終了
時期Ｔｅの燃焼サイクル毎の燃焼変動量ΔＴｅを演算す
る燃焼変動量演算手段３５と、燃焼変動量ΔＴｅに応じ
て燃焼パラメータを補正する燃焼パラメータ補正手段３
６と、燃焼パラメータ補正手段３６からの補正信号Ｃに
応答して、補正制御された燃焼パラメータを出力する燃
焼パラメータ制御手段３７とを含む。

【００４８】燃焼変動量演算手段３５は、今回までに検
出された燃焼終了時期Ｔｅの平均値Ｔｅａを演算するフ
ィルタ処理手段を含み、平均値Ｔｅａと今回の燃焼終了
時期Ｔｅとの偏差を燃焼変動量ΔＴｅとする。

【００４９】燃焼パラメータ補正手段３６は、燃焼変動
量ΔＴｅが所定値Ｔｚを越えたときに、燃焼パラメータ
のうちの燃料噴射量Ｆｐを一定量ΔＦｐずつ増量補正
し、燃焼変動量ΔＴｅが所定値Ｔｚ以下を示す状態が所
定回数Ｗｏ以上連続したときに、燃料噴射量Ｆｐを一定
量ΔＦｐずつ減量補正する。

【００５０】また、ＣＰＵ１１Ａは、完全失火判定時に
完全失火判定信号Ｅを出力する完全失火判定手段３８
と、完全失火判定信号Ｅに応答して燃焼制御禁止信号Ｊ
を出力する燃焼制御禁止手段３９とを含む。燃焼パラメ
ータ決定手段３４内の燃焼パラメータ補正手段３６は、
燃焼制御禁止信号Ｊに応答して、燃焼変動量ΔＴｅに基
づく補正動作を停止するようになっている。

【００５１】次に、図１〜図３および図９を参照しなが
ら、この発明の実施の形態１によるＣＰＵ１１Ａの動作
について概略的に説明する。まず、点火駆動信号Ｑによ
り二次電流Ｉ２が通電遮断されて点火プラグ１０７で点
火が行われると、直後の燃焼開始により気筒内にイオン
が発生し、バイアス用電源２４Ａを介してイオン電流Ｉ
ｏ（図３参照）が流れる。

【００５２】イオン電流Ｉｏは、負荷抵抗器２５を介し
て検出され、さらに、波形整形回路２６を介してオン信
号ＩｐとなってＥＣＵ１０Ａ内のタイミング検出手段１
５に入力される。

【００５３】このとき、波形整形回路２６は、イオン電
流検出値Ｉｄ（アナログ信号電圧）が所定のスレッショ
ールド電圧値Ｉｔｈより大きい区間にオン信号Ｉｐを出
力し、これをＥＣＵ１０Ａ内のタイミング検出手段１５
に入力する。

【００５４】タイミング検出手段１５は、オン信号Ｉｐ
の立ち下がりタイミングＴＭｄおよび立ち上がりタイミ
ングＴＭｕを検出し、ＣＰＵ１１Ａに入力する。立ち下
がりタイミングＴＭｄは、検出順にＲＡＭ１２に格納さ
れた後、ＣＰＵ１１Ａ内の立ち下がり時刻演算手段３１
に読み出される。

【００５５】立ち下がり時刻演算手段３１は、タイミン
グ検出手段１５により検出された立ち下がりタイミング
ＴＭｄを時間情報に変換し、基準クランク角発生時期か
らの立ち下がり時刻Ｔｎを演算する。

【００５６】この場合、立ち下がり時刻Ｔｎを演算する
ための基準クランク角発生時期は、クランク角信号ＳＧ
Ｔおよび気筒識別信号ＳＧＣに基づいて、内燃機関の点
火時期Ｔｓ（図３参照）すなわちＢ１５°（ＴＤＣより
も１５°だけ進角側のクランク角位置）程度にあらかじ
め設定される。

【００５７】マスク区間設定手段３２は、クランク角信
号ＳＧＴおよび気筒識別信号ＳＧＣに基づいて、点火制
御直後の燃焼期間に対応したマスク区間τを設定するた
めのパルス状のマスク信号Ｍを出力する。マスク区間τ
は、演算処理対象として有効な立ち下がりタイミングＴ
Ｍｄのみを抽出するために、エンジン出力トルクと関連
する主たる火炎伝播の燃焼期間に対応して設定されてい
る。

【００５８】したがって、マスク区間τの間に発生した
検出値Ｉｄのみが演算処理対象として有効となり、エン
ジン出力とは無関係なノイズ期間に発生した検出値Ｉｄ
は、演算処理対象から除去される。

【００５９】なお、マスク区間τは、クランク角位置に
対応した区間として設定されるので、内燃機関の運転条
件（たとえば、エンジン回転数）に応じて可変設定され
得る。たとえば、マスク信号Ｍの立ち下がりタイミング
（終了時期）は、Ａ５０°〜Ａ７０°（ＴＤＣよりも５
０°〜７０°遅角側のクランク角位置）程度に設定され
る。

【００６０】マスク信号Ｍは、図３のように、あらかじ
め設定された点火時期Ｔｓ（基準クランク角発生時期）
から微小時間Δｔｓの経過後に立ち上がり、実際の燃焼
期間に相当するマスク区間τにわたってＨレベルとな
る。燃焼終了時期選択手段３３は、マスク区間τ内に検
出されるオン信号Ｉｐの立ち下がり時刻Ｔ１〜Ｔ３のみ
を有効とし、このうちの少なくとも１つ、たとえば、最
も遅角側の立ち下がり時刻Ｔ３を燃焼終了時期Ｔｅとし
て選択する。

【００６１】これにより、ノイズ成分が含まれる可能性
のある時刻（Ｔｓ＋Δｔｓ＋τ）よりも後に検出される
立ち下がり時刻を全て無効とし、ノイズに起因した信頼
性の劣化を防止する。

【００６２】燃焼パラメータ決定手段３４内の燃焼パラ
メータ制御手段３７は、運転状態を示す各種検出情報Ａ
に基づいて内燃機関の燃焼パラメータを決定するととも
に、燃焼パラメータ補正手段３６からの補正信号Ｃに基
づいて燃焼パラメータを補正する。

【００６３】すなわち燃焼パラメータ制御手段３７は、
燃焼変動量ΔＴｅに応じた補正信号Ｃにより、点火駆動
信号Ｑ（点火時期）燃料噴射信号Ｆ（燃料噴射量および
燃料噴射時期）、ＥＧＲ駆動信号Ｇ（ＥＧＲガス量）お
よび空気バルブ駆動信号Ｈ（吸入空気量）のうちの少な
くとも１つを補正制御する。

【００６４】これにより、各気筒の点火プラグ１０７を
駆動するパワートランジスタ２、各気筒の吸気ポートに
具備された燃料噴射弁１０５（図９参照）、排気管と吸
気管との間に設置されたＥＧＲバルブ（図示せず）、吸
気管内のスロットル弁１０２（図９参照）をバイパスし
て吸入空気量を制御する空気バルブ（図示せず）の少な
くとも１つが適性に補正駆動される。

【００６５】一方、マスク区間τ内で立ち上がりタイミ
ングＴＭｕが検出されない場合、完全失火判定手段３８
は完全失火判定信号Ｅを出力し、続いて、燃焼制御禁止
手段３９は、燃焼制御禁止信号Ｊを出力することによ
り、燃焼パラメータ決定手段３４内の燃焼パラメータ補
正手段３６の機能を無効にする。

【００６６】このような完全失火による燃焼制御禁止状
態において、燃焼パラメータ決定手段３４は、たとえば
各燃焼パラメータを固定値に設定してもよい。

【００６７】さらに、燃焼制御禁止手段３９は、完全失
火判定信号Ｅが繰り返し入力される場合に警報駆動信号
Ｌを出力し、警報手段（図示せず）を駆動することによ
り、運転者に完全失火状態を警告して適性な処理を施す
ことを促す。

【００６８】なお、ここでは１気筒に注目して説明した
が、多気筒の場合であっても、ＥＣＵ１０Ａ内のＣＰＵ
１１Ａは、ＲＯＭ内の動作プログラムを実行し、気筒識
別信号ＳＧＣに基づいて各気筒の判別処理を行い、気筒
毎に燃焼終了時期Ｔｅを検出して記憶することができ
る。

【００６９】このとき、ＣＰＵ１１Ａは、燃焼終了時期
Ｔｅを選択する処理動作として、マスク区間τにおいて
最も遅角側の（点火時期Ｔｓから最も離れた）立ち下が
り時刻を燃焼終了時期Ｔｓとして選択する。以下、図４
のフローチャートを参照しながら、ＣＰＵ１１Ａによる
燃焼終了時期Ｔｅの選択処理用動作プログラムについて
説明する。

【００７０】図４の処理ルーチンは、クランク角信号Ｓ
ＧＴおよび気筒識別信号ＳＧＣからの割り込みにより、
各気筒の所定クランク角で実行開始されるようになって
いる。

【００７１】なお、燃焼終了時期選択手段３３におい
て、立ち下がり時刻Ｔｎの検出回数を計数するための検
出回数カウンタｎは、図４の処理ルーチン開始前に、ｎ
＝１に初期設定（リセット）されているものとする。

【００７２】まず、立ち下がり時刻演算手段３１は、検
出回数カウンタｎ番目の立ち下がりタイミングＴＭｄｎ
をＲＡＭ１２から読み込み（ステップＳ１）、点火時期
Ｔｓを基準とした立ち下がり時刻Ｔｎを演算する。

【００７３】続いて、燃焼終了時期選択手段３３は、マ
スク区間τ内における立ち下がり時刻Ｔｎの検出回数ｎ
が１であるか否かを判定し（ステップＳ２）、もし、ｎ
＝１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、１番目の立
ち下がり時刻Ｔ１を最大値Ｔｍａｘとして設定する（ス
テップＳ３）。

【００７４】一方、ステップＳ２において、ｎ＞１（す
なわち、ＮＯ）と判定されれば、ｎ番目の立ち下がり時
刻Ｔｎが最大値Ｔｍａｘを越えているか否かを判定し
（ステップＳ４）、もし、Ｔｎ＞Ｔｍａｘ（すなわち、
ＹＥＳ）と判定されれば、ｎ番目の立ち下がり時刻Ｔｎ
を最大値Ｔｍａｘとする（ステップＳ５）。

【００７５】また、ステップＳ４において、Ｔｎ≦Ｔｍ
ａｘ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、検出回数カウ
ンタｎをインクリメント（ｎ←ｎ＋１）として（ステッ
プＳ６）、検出回数カウンタｎがリミット値ｎｒを越え
ているか否かを判定する（ステップＳ７）。

【００７６】もし、ｎ＞ｎｒ（すなわち、ＹＥＳ）と判
定されれば、図４の処理ルーチンを終了し、ｎ≦ｎｒ
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１に戻
って上記ステップＳ１〜Ｓ７を繰り返す。

【００７７】こうして、最終的に設定された最大値Ｔｍ
ａｘは、マスク区間τ内で最も遅角側の立ち下がり時刻
に対応しており、燃焼終了時期選択手段３３により燃焼
終了時期Ｔｅとして選択される。

【００７８】なお、マスク区間τ内で立ち下がりタイミ
ングＴＭｄが１回も検出されなかった場合は、マスク区
間τの終了時期そのものが、最大値Ｔｍａｘすなわち燃
焼終了時期Ｔｅとして選択される。

【００７９】次に、図５のフローチャートを参照しなが
ら、ＣＰＵ１１Ａ内の燃焼パラメータ決定手段３４によ
る燃焼パラメータ制御処理用の動作プログラムについて
説明する。図５の処理ルーチンは、図４の処理ルーチン
と同様に、クランク角信号ＳＧＴおよび気筒識別信号Ｓ
ＧＣからの割り込みにより、各気筒の所定クランク角で
実行開始される。

【００８０】また、燃焼パラメータ補正手段３６におい
て、燃料補正経過時間を計数するための燃料補正経過カ
ウンタＷは、図５の処理ルーチン開始前に、Ｗ＝０に初
期設定（クリア）されているものとする。

【００８１】まず、燃焼変動量演算手段３５内のフィル
タ処理手段は、今回までに検出された燃焼終了時期Ｔｅ
に基づいて、以下の式（１）により平均値Ｔｅａを演算
する（ステップＳ１１）。

【００８２】 Ｔｅａ（ｍ）＝Ｋ・Ｔｅａ（ｍ−１）＋（１−Ｋ）・Ｔｅ …（１）

【００８３】ただし、式（１）において、Ｔｅａ（ｍ）
は今回の演算により求められる燃焼終了時期の平均値、
Ｔｅａ（ｍ−１）は前回までの演算により求められた平
均値である。また、Ｋは一次フィルタ演算に用いられる
フィルタ係数であり、０＜Ｋ＜１の範囲内の値に設定さ
れる。この場合、燃焼終了時期Ｔｅは、今回の処理ルー
チン実行直前の燃焼サイクルで検出された瞬時値であ
る。

【００８４】続いて、燃焼変動量演算手段３５は、平均
値Ｔｅａ（ｍ）と今回の燃焼終了時期Ｔｅとの偏差をと
り、以下の式（２）により燃焼変動量ΔＴｅを演算す
る。

【００８５】 ΔＴｅ＝Ｔｅ−Ｔｅａ（ｍ−１） …（２）

【００８６】次に、燃焼変動量ΔＴ（ｎ）が許容上限値
に相当する所定値Ｔｚを越えているか否かを判定し（ス
テップＳ１３）、もし、ΔＴｅ＞Ｔｚ（すなわち、ＹＥ
Ｓ）と判定されれば、燃焼終了時期Ｔｅが平均値Ｔｅａ
（ｍ）よりも所定値Ｔｚ以上遅角側となる（燃焼期間が
平均値よりも長い）燃焼変動が発生していると見なされ
るので、燃料供給量が不足していると判断して、以下の
式（３）のように、燃料噴射量Ｆｐを一定量ΔＦｐだけ
増量補正する（ステップＳ１４）。

【００８７】Ｆｐ←Ｆｐ＋ΔＦｐ …（３）

【００８８】これにより、燃料噴射量Ｆｐを増加させて
空燃比をリッチ側に補正し、燃焼変動量ΔＴｅを低減す
る方向に制御した後、図５の処理ルーチンを終了する。

【００８９】一方、ステップＳ１３において、ΔＴｅ≦
Ｔｚ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、燃料補正経過
カウンタＷをインクリメント（Ｗ←Ｗ＋１）して（ステ
ップＳ１５）、燃料補正経過カウンタＷの値が所定回数
Ｗｏを越えたか否かを判定する（ステップＳ１６）。た
だし、所定回数Ｗｏは、要求仕様などに応じてあらかじ
め設定されている。

【００９０】もし、Ｗ＞Ｗｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判
定されれば、燃料噴射量Ｆｐが補正された後に十分な時
間が経過して燃焼が安定していると見なされるので、空
燃比をリーン側に戻してよいと判断して、以下の式
（４）のように、燃料噴射量を一定量ΔＦｐだけ減量補
正する（ステップＳ１７）。

【００９１】Ｆｐ←Ｆｐ−ΔＦｐ …（４）

【００９２】続いて、燃料補正経過カウンタＷを０クリ
アして（ステップＳ１８）、図５の処理ルーチンを終了
する。

【００９３】このように、波形整形回路２６を介してオ
ン信号Ｉｐを得て、マスク区間τ内で立ち下がりタイミ
ングＴＭｄを検出することにより、ＲＡＭ１２内の少な
いメモリ容量を使用して燃焼状態を検出制御することが
可能となる。

【００９４】すなわち、従来装置では、イオン電流検出
値Ｉｄ（アナログ信号）を、１回の全燃焼区間でＡ／Ｄ
変換してＲＡＭ１２に記憶した後、燃焼終了時期Ｔｅを
ディジタル演算するのに対し、この発明による装置で
は、検出値ＩｄをＥＣＵ１０Ａに入力する前に、波形整
形回路２６によりオン信号Ｉｐ（パルス信号）に変換
し、オン信号Ｉｐの立ち下がり時刻ＴｎのみをＥＣＵ１
０Ａ内で演算処理するので、ＲＡＭ１２の容量を大幅に
削減でき、ＥＣＵ１０Ａの負荷を著しく軽減することが
できる。

【００９５】また、内燃機関の燃焼期間に対応したマス
ク区間τを設定することにより、主たる火炎伝播の燃焼
期間（出力トルクと関連する）に発生した検出値Ｉｄに
基づく立ち下がりタイミングＴＭｄのみを演算処理対象
とし、出力トルクとは無関係なアフタバーンなどのノイ
ズを含む期間に発生する検出値を分離して除去したの
で、信頼性の高い検出を安価に実現することができる。

【００９６】したがって、コストアップを招くことなく
安定な燃焼状態を実現し、常に高精度に燃焼制御するこ
とができ、ドライバビリティを保ちつつ、有害な燃焼ガ
スの排出を最小限に抑制した内燃機関の燃焼制御装置を
実現することができる。

【００９７】また、図５の処理ルーチンを実行する前に
制御禁止判定を行い、タイミング検出手段１５において
オン信号Ｉｐの立ち上がりタイミングＴＭｕが１回も検
出されない場合には、完全失火と判定して燃焼終了時期
Ｔｅに応じた燃焼パラメータの制御を禁止したので、さ
らに検出制御精度を向上させることができる。

【００９８】なお、上記実施の形態１では、立ち下がり
タイミング検出手段および立ち上がりタイミング検出手
段を、単一のタイミング検出手段１５により構成した
が、個別のタイミング検出手段で構成してもよい。

【００９９】実施の形態２．また、基準クランク角発生
時期として、Ｂ１５°程度の点火時期Ｔｓを設定した
が、点火時期Ｔｓに比較的近接した他のクランク角位置
を設定してもよい。また、燃焼制御を最適化するため
に、燃料噴射量Ｆｐを一定量ΔＦｐずつ増減補正した
が、任意の所定量ずつ補正してもよい。たとえば、補正
の初期においては比較的大きい所定量で補正し、補正処
理の後半では小さい所定量で微調整することもできる。

【０１００】実施の形態３．また、補正制御対象となる
燃焼パラメータとして燃料噴射量Ｆｐを例にとり、イオ
ン電流Ｉｏの検出処理結果（燃焼終了時期Ｔｅの変動量
ΔＴｅ）に応じて燃料噴射量Ｆｐを補正制御する場合に
ついて説明したが、他の燃焼パラメータ（燃料噴射時
期、点火時期、ＥＧＲガス量、吸入空気量）を制御対象
としても、同等の作用効果を奏することは言うまでもな
い。

【０１０１】実施の形態４．また、燃焼終了時期Ｔｅと
して、マスク区間τ内の最も遅角側で検出される立ち上
がり時刻Ｔｎを選択したが、マスク区間τ内で検出され
る任意の立ち上がり時刻を選択しても、任意の複数の立
ち上がり時刻を選択してもよい。

【０１０２】実施の形態５．また、上記実施の形態１で
は、燃焼終了時期Ｔｅの選択時に使用されるマスク区間
τの設定条件について具体的に言及しなかったが、マス
ク区間τの終了時期をエンジン回転数および負荷に応じ
て補正してもよい。

【０１０３】以下、マスク区間τの終了時期をエンジン
回転数および負荷に応じて補正したこの発明の実施の形
態５を図について説明する。図６はこの発明の実施の形
態５によるマスク区間τの補正内容を示す説明図であ
り、エンジン回転数および負荷に対するマスク区間τの
終了時期（クランク角位置）を二次元マップからなるテ
ーブルデータで示している。

【０１０４】図６において、マスク区間τの終了時期
は、エンジン回転数が高くなるか、または負荷が大きく
なるにつれて、遅角側（たとえば、Ａ５０°→Ａ６０°
→Ａ６５°）にシフトされ、マスク区間τが長くなるよ
うに設定される。

【０１０５】一般に、内燃機関の１回の燃焼時における
主燃焼期間は、エンジン回転数および負荷に依存して変
化するので、図６のように、エンジン回転数および負荷
に対応してマスク区間τの終了時期を補正することによ
り、イオン電流Ｉｏに基づく燃焼変動量ΔＴｅの検出時
のＳ／Ｎ比が向上する。

【０１０６】なお、負荷を検出する手段としては、スロ
ットル弁１０２の開度を検出するスロットル開度セン
サ、吸入空気量検出手段、または、吸気管内圧力検出手
段などの周知の検出手段を用いることができるので、特
にコストアップを招くこともない。

【０１０７】同様に、エンジン回転数を検出する手段と
しては、内燃機関に具備された点火装置の点火周期を検
出して回転数に変換する手段、または、クランクシャフ
トまたはカムシャフトに装着された回転角度センサに基
づき回転数を検出する手段などの周知の検出手段を用い
ることができる。

【０１０８】実施の形態６．さらに、上記実施の形態１
では、吸気マニホルド１０４内に燃料噴射弁１０５を設
けた内燃機関について説明したが、たとえば、気筒１０
６の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射型の内燃機
関に適用してもよい。

【０１０９】以下、筒内噴射型の内燃機関に適用したこ
の発明の実施の形態６を図について説明する。一般に、
圧縮行程において燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴
射型の内燃機関は、吸気ポート噴射型の内燃機関の場合
と比べて、燃焼状態が燃料噴射量および燃料噴射時期に
依存し易い特性を有する。

【０１１０】したがって、筒内噴射型の内燃機関の場
合、マスク区間τは、エンジン回転数および負荷で補正
されるのみならず、図７のように、燃料噴射信号Ｆ（燃
料噴射量および燃料噴射時期の少なくとも一方）の制御
量に応じて補正されることが望ましい。

【０１１１】図７はこの発明の実施の形態６によるマス
ク区間τの補正内容を示す説明図であり、燃料噴射時期
に対するマスク区間τの開始時期および終了時期（クラ
ンク角位置）をテーブルデータで示している。図７にお
いて、マスク区間τの終了時期に関して、実線は燃料噴
射量が大きい場合、破線は燃料噴射量が小さい場合の特
性曲線をそれぞれ示している。

【０１１２】図７のテーブルデータは、燃料噴射量およ
び燃料噴射時期に対応してマスク期間τを補正する際に
使用される。図７において、燃料噴射時期が圧縮行程側
に設定されて、マスク区間τの開始時期が燃焼ＴＯＰ
（ＴＤＣ）のクランク角位置に近づくにつれて、安定し
た燃焼を実現することができ、マスク区間τを短くする
ことができる。

【０１１３】また、燃料噴射量が少なくなると、燃焼期
間が長くなるので、破線のように、マスク区間τの終了
時期を遅角側にシフトさせる必要がある。ただし、燃料
噴射時期が圧縮行程側に設定されている場合は、燃焼期
間が空燃比（すなわち、燃料噴射量）に依存しにくくな
るので、燃料噴射量が少ない場合のマスク区間τの増大
補正量を小さくしている。

【０１１４】このように、図７のマップデータを用いる
ことにより、筒内噴射型の内燃機関にも適用しても、前
述と同様の効果を奏することができる。

【０１１５】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関の燃焼室内に設けられてイオン電流を検出
するイオン電流検出手段と、イオン電流の検出値がスレ
ッショールド値より大きい区間にオン信号を出力する波
形整形手段と、オン信号がオンからオフに移行するとき
の立ち下がりタイミングを検出する立ち下がりタイミン
グ検出手段と、立ち下がりタイミングを基準クランク角
発生時期からの立ち下がり時刻に変換する立ち下がり時
刻演算手段と、内燃機関の運転条件に応じて燃焼期間に
対応したマスク区間を設定するマスク区間設定手段と、
マスク区間内で検出される立ち下がり時刻のうちの少な
くとも１つを燃焼終了時期として選択する燃焼終了時期
選択手段と、燃焼終了時期に応じて、内燃機関の燃焼パ
ラメータを決定する燃焼パラメータ決定手段とを備え、
マスク区間内のオン信号立ち下がりタイミング（燃焼終
了時期）から各気筒の燃焼状態を検出し、燃焼変動を抑
制するように燃料パラメータを決定するようにしたの
で、少ないデータ量を用いて、コストアップを招くこと
なく高精度の燃焼制御を実現した内燃機関の燃焼制御装
置が得られる効果がある。

【０１１６】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、内燃機関の点火時期を基準クランク角発
生時期としたので、燃焼終了時期を高精度に演算するこ
とができ、信頼性の高い内燃機関の燃焼制御装置が得ら
れる効果がある。

【０１１７】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、マスク区間を定める運転
条件として内燃機関の回転数および負荷を含み、回転数
および負荷が高くなるにつれてマスク区間を長く設定し
たので、信頼性の高い内燃機関の燃焼制御装置が得られ
る効果がある。

【０１１８】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１から請求項３までのいずれかにおいて、燃焼パラメ
ータは、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、ＥＧＲ
ガス量および吸入空気量の少なくとも１つを含むように
したので、最適な燃焼制御を実現した内燃機関の燃焼制
御装置が得られる効果がある。

【０１１９】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、燃焼終了時
期選択手段は、最も遅角側の立ち下がり時刻を燃焼終了
時期として選択するようにしたので、最適な燃焼制御を
実現した内燃機関の燃焼制御装置が得られる効果があ
る。

【０１２０】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項５までのいずれかにおいて、燃焼パラメ
ータ決定手段は、燃焼終了時期の燃焼サイクル毎の燃焼
変動量を演算する燃焼変動量演算手段と、燃焼変動量に
応じて燃焼パラメータを補正する燃焼パラメータ補正手
段とを含むようにしたので、燃焼状態に応じた最適な燃
焼制御を実現した内燃機関の燃焼制御装置が得られる効
果がある。

【０１２１】また、この発明の請求項７によれば、請求
項６において、燃焼変動量演算手段は、燃焼終了時期の
平均値を演算するフィルタ処理手段を含み、平均値と今
回の燃焼終了時期との偏差を燃焼変動量とし、燃焼パラ
メータ補正手段は、燃焼変動量が所定値を越えたとき
に、燃焼パラメータのうちの燃料噴射量を所定量ずつ増
量補正し、燃焼変動量が所定値以下を示す状態が所定回
数以上連続したときに、燃料噴射量を所定量ずつ減量補
正するようにしたので、燃焼状態に応じた最適な燃焼制
御を実現した内燃機関の燃焼制御装置が得られる効果が
ある。

【０１２２】また、この発明の請求項８によれば、請求
項６または請求項７において、オン信号がオフからオン
に移行するときの立ち上がりタイミングを検出する立ち
上がりタイミング検出手段と、マスク区間内で立ち上が
りタイミングが検出されない場合に完全失火判定信号を
出力する完全失火判定手段と、完全失火判定信号に応答
して燃焼制御禁止信号を出力する燃焼制御禁止手段とを
備え、燃焼パラメータ補正手段は、燃焼制御禁止信号に
応答して、燃焼パラメータの補正を停止するようにした
ので、完全失火状態での誤制御を防止した内燃機関の燃
焼制御装置が得られる効果がある。

【０１２３】また、この発明の請求項９によれば、請求
項１から請求項８までのいずれかにおいて、内燃機関
は、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射型の内燃機
関であり、マスク区間は、内燃機関の燃料噴射時期およ
び燃料噴射量の少なくとも一方に応じて補正されるよう
にしたので、筒内噴射型に適用した場合であっても燃焼
状態に応じた最適な燃焼制御を実現した内燃機関の燃焼
制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の要部を示す構成図
である。

【図２】 図１内のＣＰＵの具体的構成例を示す機能ブ
ロック図である。

【図３】 この発明の実施の形態１によるイオン電流検
出値の波形整形処理動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。

【図４】 この発明の実施の形態１による燃焼終了時期
検出動作を示すフローチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態１による燃焼変動に応
じた燃料噴射量補正動作を示すフローチャートである。

【図６】 この発明の実施の形態５によるエンジン回転
数および負荷とマスク区間との関係を示す説明図であ
る。

【図７】 この発明の実施の形態６による燃料噴射時期
とマスク区間との関係を示す説明図である。

【図８】 一般的なイオン電流のアナログ検出値を示す
波形図である。

【図９】 従来のイオン電流検出機能を含む内燃機関の
燃焼制御装置を概略的に示す構成図である。

【符号の説明】

１ 点火コイル、２ パワートランジスタ、３、２３Ａ
逆流防止用ダイオード、１０Ａ ＥＣＵ、１１Ａ Ｃ
ＰＵ、１２ ＲＡＭ、１５ タイミング検出手段、２４
Ａ バイアス用電源、２５ 負荷抵抗器、２６ 波形整
形回路、３１立ち下がり時刻演算手段、３２ マスク区
間設定手段、３３ 燃焼終了時期選択手段、３４ 燃焼
パラメータ決定手段、３５ 燃焼変動量演算手段、３６
燃焼パラメータ補正手段、３７ 燃焼パラメータ制御
手段、３８ 完全失火判定手段、３９ 燃焼制御禁止手
段、１０５ 燃料噴射弁、１０７ 点火プラグ、Ａ 各
種検出情報、Ｃ 補正信号、Ｅ 完全失火判定信号、Ｆ
燃料噴射信号、Ｇ ＥＧＲ駆動信号、Ｈ 空気バルブ
駆動信号、Ｉｄ 検出値、Ｉｏ イオン電流、Ｉｐ オ
ン信号、Ｉｔｈ スレッショールド電圧値、Ｊ 燃焼制
御禁止信号、Ｋフィルタ係数、Ｌ 警報駆動信号、Ｍ
マスク信号、Ｑ 点火駆動信号、ＳＧＴクランク角信
号、ＳＧＣ 気筒識別信号、Ｔｅ 燃焼終了時期、Ｔｅ
ａ 平均値、Ｔｚ 所定値、ＴＭｄ 立ち下がりタイミ
ング、ＴＭｕ 立ち上がりタイミング、Ｔｓ 点火時期
（基準クランク角発生時期）、Ｔ１〜Ｔ３、Ｔｎ 立ち
下がり時刻、Ｗｏ 所定回数、ΔＴｅ 燃焼変動量、Δ
Ｆｐ 一定量（所定量）、τ マスク区間、Ｓ４、Ｓ５
最も遅角側の立ち下がりタイミングを燃焼終了時期と
するステップ、Ｓ１１ 燃焼終了時期をフィルタ処理す
るステップ、Ｓ１２燃焼変動量を求めるステップ、Ｓ１
３ 燃焼変動量を所定値と比較するステップ、Ｓ１４
燃料噴射量を所定量ずつ増量補正するステップ、Ｓ１６
燃焼変動量が所定値以下の状態を計数するステップ、
Ｓ１７ 燃料噴射量を所定量ずつ減量補正するステッ
プ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｎ 45/00 ３６８ 45/00 ３６８Ｚ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼室内に設けられてイオン
   電流を検出するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流の検出値がスレッショールド値より大き
   い区間にオン信号を出力する波形整形手段と、 前記オン信号がオンからオフに移行するときの立ち下が
   りタイミングを検出する立ち下がりタイミング検出手段
   と、 前記立ち下がりタイミングを基準クランク角発生時期か
   らの立ち下がり時刻に変換する立ち下がり時刻演算手段
   と、 前記内燃機関の運転条件に応じて燃焼期間に対応したマ
   スク区間を設定するマスク区間設定手段と、 前記マスク区間内で検出される前記立ち下がり時刻のう
   ちの少なくとも１つを燃焼終了時期として選択する燃焼
   終了時期選択手段と、 前記燃焼終了時期に応じて、前記内燃機関の燃焼パラメ
   ータを決定する燃焼パラメータ決定手段とを備えた内燃
   機関の燃焼制御装置。
2. 【請求項２】 前記基準クランク角発生時期は、前記内
   燃機関の点火時期であることを特徴とする請求項１に記
   載の内燃機関の燃焼制御装置。
3. 【請求項３】 前記マスク区間を定める運転条件は、前
   記内燃機関の回転数および負荷を含むことを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃焼制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記燃焼パラメータは、燃料噴射量、燃
   料噴射時期、点火時期、ＥＧＲガス量および吸入空気量
   の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から
   請求項３までのいずれかに記載の内燃機関の燃焼制御装
   置。
5. 【請求項５】 前記燃焼終了時期選択手段は、最も遅角
   側の立ち下がり時刻を前記燃焼終了時期として選択する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか
   に記載の内燃機関の燃焼制御装置。
6. 【請求項６】 前記燃焼パラメータ決定手段は、 前記燃焼終了時期の燃焼サイクル毎の燃焼変動量を演算
   する燃焼変動量演算手段と、 前記燃焼変動量に応じて前記燃焼パラメータを補正する
   燃焼パラメータ補正手段とを含むことを特徴とする請求
   項１から請求項５までのいずれかに記載の内燃機関の燃
   焼制御装置。
7. 【請求項７】 前記燃焼変動量演算手段は、 前記燃焼終了時期の平均値を演算するフィルタ処理手段
   を含み、 前記平均値と今回の燃焼終了時期との偏差を前記燃焼変
   動量とし、 前記燃焼パラメータ補正手段は、 前記燃焼変動量が所定値を越えたときに、前記燃焼パラ
   メータのうちの燃料噴射量を所定量ずつ増量補正し、 前記燃焼変動量が所定値以下を示す状態が所定回数以上
   連続したときに、前記燃料噴射量を所定量ずつ減量補正
   することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃焼
   制御装置。
8. 【請求項８】 前記オン信号がオフからオンに移行する
   ときの立ち上がりタイミングを検出する立ち上がりタイ
   ミング検出手段と、 前記マスク区間内で前記立ち上がりタイミングが検出さ
   れない場合に完全失火判定信号を出力する完全失火判定
   手段と、 前記完全失火判定信号に応答して燃焼制御禁止信号を出
   力する燃焼制御禁止手段とを備え、 前記燃焼パラメータ補正手段は、前記燃焼制御禁止信号
   に応答して、前記燃焼パラメータの補正を停止すること
   を特徴とする請求項６または請求項７に記載の内燃機関
   の燃焼制御装置。
9. 【請求項９】 前記内燃機関は、前記燃焼室内に燃料を
   直接噴射する筒内噴射型の内燃機関であり、 前記マスク区間は、前記内燃機関の燃料噴射時期および
   燃料噴射量の少なくとも一方に応じて補正されることを
   特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載
   の内燃機関の燃焼制御装置。