JP2001115877A - 火花点火式内燃機関の点火制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料供給の停止（フューエルカット）時にお
いて、消費電力の低減を図り且つ点火プラグのくすぶり
を防止可能な火花点火式内燃機関の点火制御装置を提供
する。 【解決手段】 燃料停止手段により燃料供給が停止され
た後(S14)、計測手段により計測された経過期間が所定
期間経過するまでの間は点火制御手段によって通常通り
点火プラグにより点火が行われ(S16,S18,S20)、所定期
間経過したときに、当該点火制御手段による点火が点火
禁止手段によって禁止される(S16,S22)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火花点火式内燃機
関の点火制御装置に係り、詳しくは、車両の減速時に燃
料供給を停止可能な火花点火式内燃機関の点火制御技術
に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近年、燃費の向上を目的として、
加速操作を行わない車両の減速時に内燃機関（エンジ
ン）への燃料供給を停止（フューエルカット）する車両
が開発され、実用化されている。さらに、内燃機関が火
花点火式内燃機関である場合において、燃料供給の停止
と同時に点火プラグによる点火をも中止或いは削減する
構成の装置が特開平１１−１０７８２６号公報、実開平
３−５１１８０号公報等に開示されており、このように
点火を中止等することで、消費電力を低減することが可
能とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示の装置のように、燃料供給の停止と同時に点火プラ
グによる点火をも中止するようにすると、燃焼室内に供
給された燃料が完全に燃焼しないうちに点火が中止され
る場合がある。このように燃焼が不完全だと、燃料や不
完全燃焼したカーボンが点火プラグに付着したまま放置
され、次回点火が再開されたときにおいて点火プラグが
くすぶった状態、即ち火花が飛ばない状態となり、点火
が適正に実施されないおそれがあり好ましいことではな
い。

【０００４】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、燃料供給
の停止時において、消費電力の低減を図り且つ点火プラ
グのくすぶりを防止可能な火花点火式内燃機関の点火制
御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、燃料停止手段により燃料
供給が停止された後、計測手段により計測された経過期
間が所定期間経過するまでの間は点火制御手段によって
通常通り点火プラグにより点火が行われ、所定期間経過
したときに、当該点火制御手段による点火が点火禁止手
段によって禁止される。

【０００６】つまり、燃料供給が停止されてからも暫時
点火プラグによる点火が継続されることになり、点火プ
ラグに付着した燃料や不完全燃焼によるカーボンが良好
に焼却除去され、その後に点火プラグによる点火が中止
される。従って、点火が再開されたときには、点火プラ
グがくすぶった状態にならず、確実に火花が飛び、点火
が適正に実施されることになり、併せて無駄な電力消費
が防止されて省エネ化が図られ、燃費の向上が図られ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき説明する。図１を参照すると、車両に搭載さ
れた本発明に係る火花点火式内燃機関の点火制御装置の
概略構成図が示されており、以下図１に基づき本発明に
係る点火制御装置の構成を説明する。

【０００８】火花点火式内燃機関（以下、単にエンジン
という）１としては、ここでは筒内噴射型ガソリンエン
ジンが採用されている。この筒内噴射型のエンジン１
は、燃料を直接筒内に供給可能とされており、要求負荷
に応じて、均一燃焼を行う吸気行程での燃料噴射（吸気
行程噴射モード）と成層燃焼を行う圧縮行程での燃料噴
射（圧縮行程噴射モード）とに燃料噴射モードを切り換
えて運転可能とされている。そして、当該筒内噴射型の
エンジン１では、吸気行程噴射モードにおいて、理論空
燃比（ストイキオ）やリッチ空燃比での運転、或いはリ
ーン空燃比での運転が実現可能とされており、圧縮行程
噴射モードにおいて、超リーン空燃比（例えば、値２４
〜値５０）での運転が可能とされている。

【０００９】図１に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に電極が燃焼室８に臨んで突出
するようにして点火プラグ４が設けられており、各点火
プラグ４はそれぞれ点火コイル５に接続されている。点
火プラグ４としては、ここでは、一対の接地電極が中心
電極に向けて絶縁がいしに沿って延びるよう配設された
セミ沿面プラグが使用される。このセミ沿面プラグは、
接地電極と中心電極間で発生する火花が絶縁がいし表面
に沿って飛ぶため、特に絶縁がいし上に付着したカーボ
ン等を焼き切り、カーボン等が付着し難いという利点を
有している。

【００１０】また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に
電磁式の燃料噴射弁６が取り付けられており、これによ
り、燃焼室８内、即ち筒内に燃料を直接噴射可能とされ
ている。燃料噴射弁６には、燃料パイプを介して燃料タ
ンクを擁した燃料供給装置（共に図示せず）が接続され
ている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポ
ンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これによ
り、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或
いは高燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室
内に向けて所望の燃圧で噴射可能とされている。

【００１１】シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞ
れ接続されている。そして、吸気マニホールド１０には
スロットル弁１１が接続されており、該スロットル弁１
１にはスロットル開度θthを検出するスロットルポジシ
ョンセンサ（ＴＰＳ）１１ａが設けられている。さら
に、吸気マニホールド１０には吸気管１２を介してエア
クリーナ１４が設けられている。

【００１２】また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に
略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポー
トと連通するようにして排気マニホールド２０の一端が
それぞれ接続されている。さらに、排気マニホールド２
０には排気管２２が接続されている。図中符号２６は、
クランク角ＣＡを検出するクランク角センサであり、該
クランク角センサ２６はクランク角ＣＡとともにエンジ
ン回転速度Ｎeを検出可能とされている。また、符号２
８は、エンジン冷却水の温度Ｔwを検出し、エンジン１
の暖機状態を検出する水温センサである。

【００１３】なお、当該筒内噴射型のガソリンエンジン
１は既に公知であり、その基本的な構造の詳細について
はここでは説明を省略する。電子コントロールユニット
（ＥＣＵ）３０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等
を備えており、このＥＣＵ３０により、本発明に係る火
花点火式内燃機関の点火制御等、筒内噴射型内燃機関の
総合的な制御が行われる。

【００１４】ＥＣＵ３０の入力側には、上述したスロッ
トルセンサ１１ａ、クランク角センサ２６、水温センサ
２８等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ
類からの検出情報が入力する。一方、ＥＣＵ３０の出力
側には、点火コイル５、燃料噴射弁６、スロットル弁１
１の駆動部等が接続されており、これら点火コイル５、
燃料噴射弁６等には、各種センサ類からの検出情報に基
づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期や点火時期等
の最適値がそれぞれ出力される。これにより、通常は、
燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタイミングで噴
射され、点火プラグ４によって適正なタイミングで点火
が実施される。

【００１５】また、当該車両においては、スロットル弁
１１が駆動されていないような場合、つまりスロットル
センサ１１ａからの情報によりスロットル開度θthがア
イドル運転に相当する開度であって車両が減速走行状態
にあるような場合には、エンジン１への燃料供給が一時
的に停止、即ちフューエルカットされるようにされてい
る（燃料停止手段）。これにより、燃料消費が節減さ
れ、燃費の向上及び排ガスの低減が図られている。そし
てさらに、このフューエルカット時において、点火プラ
グ４による点火が一時的に中止されるようにされてい
る。

【００１６】以下、上記のように構成された本発明に係
る火花点火式内燃機関の点火制御装置の作用、即ち本発
明に係る点火制御について説明する。図２を参照する
と、ＥＣＵ３０の実行する、本発明に係る点火制御の制
御ルーチンがフローチャートで示されており、図３を参
照すると、当該点火制御を行った結果がタイムチャート
で示されており、以下図３のタイムチャートを参照しな
がら図２のフローチャートに沿い説明する。

【００１７】ステップＳ１０では、先ず、水温センサ２
８によって検出されたエンジン１の冷却水温Ｔwが所定
値Ｔw1よりも大きいか否かを判別する。つまり、エンジ
ン１が完全に暖機した状態にあるか否かを判別する。判
別結果が真（Ｙｅｓ）でエンジン１が完全に暖機した状
態であると判定された場合には、次にステップＳ１２に
進む。

【００１８】ステップＳ１２では、クランク角センサ２
６により検出されたエンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1
（例えば、１５００rpm）より大きいか否かを判別す
る。つまり、エンジン回転速度Ｎeがある程度の回転速
度を保持しているか否かを判別する。判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）の場合にはステップＳ１４に進む。即ち、ステッ
プＳ１０の判別によりエンジン１が暖機状態にあり、且
つ、ステップＳ１２の判別によりエンジン回転速度Ｎe
がある程度の回転速度を保持していると判定された場合
には、エンジン１の燃焼状態が良好で点火プラグ４の温
度が高く点火プラグ４に燃料が付着し難いような状態、
つまり点火プラグ４がくすぶり難い状態とみなすことが
でき、この場合には、次にステップＳ１４に進む。

【００１９】ステップＳ１４では、図３に示すように、
スロットル開度θthがアイドル運転に相当する小さな開
度とされ、ＩＮＪ（インジェクション）パルス幅、即ち
燃料噴射量が徐々に減少して車両が減速状態となり、且
つエンジン回転速度Ｎeがアイドル回転速度よりもやや
大きい所定値Ｎe2（例えば、１１００rpm）以上であっ
て、現在フューエルカット（ＩＮＪパルス幅が値０）中
であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でフ
ューエルカット中と判定された場合には、ステップＳ１
６に進む。

【００２０】ステップＳ１６では、点火カットディレー
タイマＴＭdが値０であるか否かを判別する。点火カッ
トディレータイマＴＭdは、フューエルカットが開始さ
れてからの経過期間を初期値（例えば、５secに対応）
からカウントダウン（計測）するタイマである。フュー
エルカットが開始された直後であれば判別結果は偽（Ｎ
ｏ）であり、この場合には、次にステップＳ１８に進
む。

【００２１】ステップＳ１８では、点火カットディレー
タイマＴＭdのカウントダウン、即ちフューエルカット
が開始されてからの経過期間の計測を行う（計測手
段）。そして、ディレータイマＴＭdのカウントダウン
を行っている間は、図３に示すように、ステップＳ２０
において、点火有りとし、点火プラグ４での点火を継続
して実施する（点火制御手段）。

【００２２】尚、ここで、計測手段としては、フューエ
ルカットが開始されてからの経過行程数を計測するもの
でもよく、この経過行程数が所定値（例えば、２０行程
以上）を越えたか否かを判別し、越えていないと判定さ
れた場合には、ステップＳ２０において点火を継続する
ようにしてもよい。このように、フューエルカットの開
始後、暫時点火プラグ４での点火を継続するようにする
と、エンジン１の通常の燃料噴射を行う運転時に点火プ
ラグ４に付着したカーボン等が焼却除去されることにな
り、図３中に実線で示すように、通常の運転時にはカー
ボン等を電気が流れるために小さかった絶縁抵抗が当該
カーボン等の焼却除去により無限大（∞）にまで増大
し、火花が確実且つ良好に飛ぶようになる。これによ
り、フューエルカットが解除されて燃料噴射が再開され
たときの点火プラグ４のくすぶりを好適に回避できるこ
とになり、燃費の向上を図ることができる。

【００２３】一方、ステップＳ１６の判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）で、点火カットディレータイマＴＭdが値０にま
でカウントダウンされた場合、即ち所定期間（例えば、
５sec）経過したときには、次にステップＳ２２に進
み、図３に示すように、点火カットを行い、点火プラグ
４での点火を中止する。つまり、ディレータイマＴＭd
が値０にまでカウントダウンされれば、図３に示すよう
に、点火プラグ４のカーボン等は十分に焼却除去されて
絶縁抵抗が無限大にまで増大していると判断でき、この
場合には、もはや点火プラグ４での点火を実施する必要
がなく、点火を中止する（点火禁止手段）。

【００２４】これにより、無駄な電力消費を防止でき、
省エネ化により燃費の向上が図られるとともに、点火プ
ラグ４の劣化を遅延させることができる。ところで、上
記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）でエンジン１
が暖機状態になく、或いはステップＳ１２の判別結果が
偽（Ｎｏ）でエンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1に達し
ていないような場合には、点火プラグ４がくすぶり易い
状態と判定でき、このような場合には、点火プラグ４へ
の燃料やカーボン等の付着量が多いために、フューエル
カット中に点火カットを行ってもこれら燃料やカーボン
等を十分に焼却除去できない可能性がある。

【００２５】従って、このような場合には、ステップＳ
２４において、上記点火カットディレータイマＴＭdを
初期値（例えば、５secに対応）にセットするととも
に、ステップＳ２６において、点火有りとし、点火プラ
グ４での点火を通常通りそのまま実施し続ける（点火制
御手段）。また、ステップＳ１４の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、現在フューエルカット中ではないと判定された
場合、或いは、スロットル弁１１が操作されてスロット
ル開度θthが増大しフューエルカットが解除されたと判
定された場合には、ステップＳ２４を経てステップＳ２
６に進み、上記同様に点火プラグ４での点火を実施す
る。

【００２６】尚、上記実施形態では、点火プラグ４とし
てセミ沿面プラグを使用した場合を例に説明したが、点
火プラグ４は如何なる電極形状を有したものであっても
よく、従来から使用されている通常の点火プラグであっ
ても上記同様の効果が得られる。つまり、通常の点火プ
ラグを用いても、フューエルカット中に点火を継続する
と、図３中に二点鎖線で示すように、やや時間はかかる
ものの点火プラグ４の絶縁抵抗が無限大にまで増大する
ことになり、例えば同図に示す如く点火カットディレー
タイマＴＭd’後に点火カットを行うようにすれば、や
はり点火プラグ４のくすぶりを回避して燃費の向上を図
ることができるとともに、無駄な電力消費を防止でき、
且つ点火プラグ４の劣化を遅延させることができる。

【００２７】また、上記実施形態では、エンジン１とし
て筒内噴射型ガソリンエンジンを採用したが、エンジン
１は吸気管噴射型のガソリンエンジンであってもよい。
しかしながら、吸気管噴射型のガソリンエンジンでは、
燃料が噴射されてから燃焼室に到達するまでの遅れ時間
があるため、フューエルカットを開始してからも点火プ
ラグ４に燃料やカーボン等が付着することになり、筒内
噴射型ガソリンエンジンの場合に比べて当該カーボン等
を焼却除去するのに若干時間がかかる。つまり、吸気管
噴射型のガソリンエンジンの場合には、筒内噴射型ガソ
リンエンジンの場合に比べて点火カットディレータイマ
ＴＭdの初期値を若干大きくしておく必要があり、故
に、筒内噴射型ガソリンエンジンの方が消費電力の低減
効果は大きいといえる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の火花点火式内燃機関の点火制御装置によれば、
燃料供給が停止されてからも暫時点火プラグによる点火
を継続し、これにより点火プラグに付着した燃料や不完
全燃焼によるカーボンを良好に焼却除去し、その後点火
プラグによる点火を中止するので、点火が再開されたと
きには、点火プラグがくすぶらないようにして確実に火
花を飛ばすようにでき、故に点火を適正に実施すること
ができ、併せて無駄な電力消費を防止して省エネ化を図
ることができ、燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両に搭載された本発明に係る火花点火式内燃
機関の点火制御装置の概略構成図である。

【図２】本発明に係る点火制御の制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図３】点火制御の制御ルーチンの実行結果を示すタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） ４ 点火プラグ ５ 点火コイル ６ 燃料噴射弁 ２６ クランク角センサ ２８ 水温センサ ３０ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）

フロントページの続き (72)発明者 村上 信明 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G019 AA07 AA09 AC05 BA05 CA01 CB04 CB14 DB14 GA01 GA05 GA09 GA11 3G301 HA04 HA16 JA02 KA16 KA26 KA27 LB04 MA01 MA24 MA25 NA08 NB11 NE15 NE22 NE23 PA11Z PB03Z PE01Z PE03Z PE08Z

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載された火花点火式内燃機関の
   点火制御装置において、 点火プラグによる点火を制御する点火制御手段と、 車両の減速時に燃料供給を停止する燃料停止手段と、 前記燃料停止手段により燃料供給が停止されてからの経
   過期間を計測する計測手段と、 前記燃料停止手段により燃料供給が停止されている間、
   前記計測手段により計測された経過期間が所定期間経過
   したとき、前記点火制御手段による点火を禁止する点火
   禁止手段と、を備えたことを特徴とする火花点火式内燃
   機関の点火制御装置。