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イオンセンサ及びこのイオンセンサを用いた内燃機関制御システム並びに内燃機関の制御方法 コモンズ

国内特許コード P110005357
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2007-510525
登録番号 特許第4834843号
出願日 平成18年3月28日(2006.3.28)
登録日 平成23年10月7日(2011.10.7)
国際出願番号 JP2006306289
国際公開番号 WO2006104144
国際出願日 平成18年3月28日(2006.3.28)
国際公開日 平成18年10月5日(2006.10.5)
優先権データ
  • 特願2005-093057 (2005.3.28) JP
発明者
  • 吉山 定見
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 イオンセンサ及びこのイオンセンサを用いた内燃機関制御システム並びに内燃機関の制御方法 コモンズ
発明の概要

燃焼室を横断する方向の火炎伝播も考慮した燃焼現象の検出を可能として、より高精度な内燃機関の制御を可能とするイオンセンサ、及びこのイオンセンサを用いた内燃機関の制御方法及び制御システムを提供する。
イオンセンサは、絶縁材で被覆していない露出部を設けた金属線と、この金属線に所定の電圧を印加して金属線の電流変動を検出する検出手段とを備え、露出部を受感部として前記燃焼室の内部に配置する。このイオンセンサであらかじめ検出した燃焼室内の燃焼状態のイオン電流の波形と、燃焼室の内周面と同一平面に受感部を設けた検出用イオンセンサで検出したイオン電流の波形とを一対一に対応付けし、対応関係に基づいて検出用イオンセンサで検出したイオン電流の波形から燃焼室内の燃焼状態を特定し、内燃機関の燃焼制御を行う。

従来技術、競合技術の概要
【0002】
従来、内燃機関の燃焼室における燃焼現象の状態を検出する方法の一つとして、燃焼にともなって発生したイオンの変動をイオン電流として検出するイオンセンサを用い、このイオンセンサから出力されたイオン電流の波形形状から燃焼状態を推察することが行われている。
【0003】
イオンセンサは、具体的にはガスケットに内蔵しており、特に、ガスケットにおけるシリンダと連通した開口部の端縁部分にイオンセンサの受感部を配置することにより、受感部を燃焼室の内側面と同一平面に位置させて、燃焼の妨げとなることなく、燃焼室内で発生したイオンの変動をイオン電流として検出している(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
このイオンセンサを用いることによって、燃焼室内での燃焼状態を、イオン電流波形を介して間接的に推察することができ、内燃機関における各種設定、すなわち、点火タイミングや燃料濃度などの設定の妥当性を判定するだけでなく、検出したイオン電流波形に基づいて内燃機関の点火タイミングや空燃比の変更を行うことにより燃焼状態を適正状態に維持する制御も試みられている。
【特許文献1】
特開2004-162550号公報
産業上の利用分野
【0001】
本発明は、イオンセンサ、及びこのイオンセンサを用いた内燃機関制御システム、並びに内燃機関の制御方法に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 内燃機関の燃焼室内での燃焼で生じたイオンを検出するイオンセンサにおいて、
絶縁材で被覆していない露出部を設けた金属線と、
この金属線に所定の電圧を印加して前記金属線の電流変動を検出する検出手段と
を備え、
前記露出部を受感部として前記燃焼室の内部に配置しながら、前記燃焼室内を横断させて前記金属線を配置したことを特徴とするイオンセンサ。
【請求項2】 前記金属線は、前記内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介設したガスケットの前記燃焼室と連通する燃焼室用開口に架設し、前記受感部を前記燃焼室用開口の所定位置に配置したことを特徴とする請求項1記載のイオンセンサ。
【請求項3】 内燃機関の燃焼室内の燃焼状態を、前記燃焼室の内周面と同一平面に受感部を設けた検出用イオンセンサを用いてイオン電流として検出し、このイオン電流の波形が正常な燃焼状態の場合に示される波形となるように前記内燃機関の燃焼制御を行う前記制御部では、
前記燃焼室内に絶縁材で被覆していない露出部を設けた金属線を横断させて配置するとともに、前記露出部を受感部として前記燃焼室の内部に配置した内部イオンセンサで、前記燃焼室の内部における内部イオン電流の波形をあらかじめ計測して記憶する記憶部を有し、
前記検出用イオンセンサから出力された前記イオン電流の波形を、前記燃焼室の内部に受感部を配置した複数の内部イオンセンサであらかじめ検出した内部イオン電流の波形と一対一に対応付けし、対応付けされた内部イオン電流の波形と前記燃焼室内の燃焼状態との対応関係に基づいて前記内燃機関の燃焼制御を行う内燃機関の制御方法。
【請求項4】 前記燃焼制御では、前記検出用イオンセンサで検出したイオン電流の波形を、ニューラルネットワークを利用した解析手段で前記内部イオン電流の波形に対応付けすることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の制御方法。
【請求項5】 内燃機関の燃焼室の内周面と同一平面に受感部を設けた検出用イオンセンサと、
この検出用イオンセンサで検出したイオン電流の波形を解析して、前記イオン電流の波形が正常な燃焼状態の場合に示される波形となるように前記内燃機関を制御する制御部と
を備えた内燃機関制御システムであって、
前記制御部では、前記燃焼室内に絶縁材で被覆していない露出部を設けた金属線を横断させて配置するとともに、前記露出部を受感部として前記燃焼室の内部に配置した内部イオンセンサで、前記燃焼室の内部における内部イオン電流の波形をあらかじめ計測して記憶する記憶部を有し、
前記検出用イオンセンサから出力された前記イオン電流の波形を、前記内部イオン電流の波形と一対一に対応付けし、対応付けされた内部イオン電流の波形と前記燃焼室内の燃焼状態との対応関係に基づいて前記燃焼室の燃焼状態の制御を行う内燃機関制御システム。
【請求項6】 前記制御部は、前記検出用イオンセンサで検出したイオン電流の波形を、前記内部イオン電流の波形に対応付けするニューラルネットワークを利用した解析手段を備えていることを特徴とする請求項5記載の内燃機関制御システム。
産業区分
  • 内燃機関
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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