JP2001165023A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents
内燃機関の点火時期制御装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関
し、外気圧が大きい場合に、内燃機関の筒内圧が過度に
大きくなるのを回避することを目的とする。 【解決手段】 内燃機関１０は、通常、最適点火時期Ｍ
ＢＴに点火される。外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 以上である
場合に、内燃機関１０の点火時期を、最適点火時期ＭＢ
Ｔから外気圧Ｐとしきい値Ｐ0 との差圧に応じた量だけ
遅角させる。点火時期が遅角されると、燃焼室２８の最
大筒内圧Ｘmax が小さく抑えられる。従って、外気圧Ｐ
が大きい場合に、内燃機関１０の筒内圧が過度に大きく
なるのを回避できる。
し、外気圧が大きい場合に、内燃機関の筒内圧が過度に
大きくなるのを回避することを目的とする。 【解決手段】 内燃機関１０は、通常、最適点火時期Ｍ
ＢＴに点火される。外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 以上である
場合に、内燃機関１０の点火時期を、最適点火時期ＭＢ
Ｔから外気圧Ｐとしきい値Ｐ0 との差圧に応じた量だけ
遅角させる。点火時期が遅角されると、燃焼室２８の最
大筒内圧Ｘmax が小さく抑えられる。従って、外気圧Ｐ
が大きい場合に、内燃機関１０の筒内圧が過度に大きく
なるのを回避できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の点火時
期制御装置に係り、特に、自動車や航空機等の動力源と
して機能する内燃機関の点火時期を制御する装置として
好適な内燃機関の点火時期制御装置に関する。
期制御装置に係り、特に、自動車や航空機等の動力源と
して機能する内燃機関の点火時期を制御する装置として
好適な内燃機関の点火時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば特開平７−５４７４８
号に開示される如く、気筒内の最大燃焼圧力が許容値を
越える場合に点火時期を遅角させる内燃機関の制御装置
が知られている。この装置は、各気筒の最大燃焼圧力を
検出し、その最大燃焼圧力が許容値を越えないように点
火時期を遅角補正する。点火時期が遅角されると、最大
燃焼圧力は低下する。従って、上記従来の装置によれ
ば、内燃機関の運動系に過大な応力が作用することを防
止することができる。
号に開示される如く、気筒内の最大燃焼圧力が許容値を
越える場合に点火時期を遅角させる内燃機関の制御装置
が知られている。この装置は、各気筒の最大燃焼圧力を
検出し、その最大燃焼圧力が許容値を越えないように点
火時期を遅角補正する。点火時期が遅角されると、最大
燃焼圧力は低下する。従って、上記従来の装置によれ
ば、内燃機関の運動系に過大な応力が作用することを防
止することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、内燃機関は、
最大出力が得られる時期（以下、最適点火時期と称す）
に点火されると、効率よく作動することができる。従っ
て、内燃機関は、通常、最適点火時期に点火される。と
ころで、外気圧が小さくなるほど、すなわち、内燃機関
の使用される高度が高くなるほど、内燃機関の筒内に吸
入される空気量が少なくなることで、筒内の最大燃焼圧
力が低下し、内燃機関の出力が低下する。外気圧が小さ
い状況下でも内燃機関の出力をある程度大きく維持する
ためには、圧縮比を上げること等により内燃機関のベー
ス性能を高めておくことが有効である。圧縮比を上げれ
ば、燃焼時における筒内圧が上昇することで、外気圧が
小さい状況下でも内燃機関の出力を大きな状態に確保す
ることが可能となる。
最大出力が得られる時期（以下、最適点火時期と称す）
に点火されると、効率よく作動することができる。従っ
て、内燃機関は、通常、最適点火時期に点火される。と
ころで、外気圧が小さくなるほど、すなわち、内燃機関
の使用される高度が高くなるほど、内燃機関の筒内に吸
入される空気量が少なくなることで、筒内の最大燃焼圧
力が低下し、内燃機関の出力が低下する。外気圧が小さ
い状況下でも内燃機関の出力をある程度大きく維持する
ためには、圧縮比を上げること等により内燃機関のベー
ス性能を高めておくことが有効である。圧縮比を上げれ
ば、燃焼時における筒内圧が上昇することで、外気圧が
小さい状況下でも内燃機関の出力を大きな状態に確保す
ることが可能となる。
【０００４】このように圧縮比を上げた構成において
は、外気圧の大小にかかわらず、圧縮比を上げない場合
よりも、内燃機関の筒内圧が大きくなる。このため、上
記の構成では、外気圧が大きい場合に、筒内の最大燃焼
圧力が、内燃機関において強度上許容されている圧力を
越えて大きくなるおそれがある。従って、かかる不都合
を解決するためには、外気圧が大きい状況において、最
大燃焼圧力が許容値を越えないように、点火時期を最適
点火時期から変更することが有効である。
は、外気圧の大小にかかわらず、圧縮比を上げない場合
よりも、内燃機関の筒内圧が大きくなる。このため、上
記の構成では、外気圧が大きい場合に、筒内の最大燃焼
圧力が、内燃機関において強度上許容されている圧力を
越えて大きくなるおそれがある。従って、かかる不都合
を解決するためには、外気圧が大きい状況において、最
大燃焼圧力が許容値を越えないように、点火時期を最適
点火時期から変更することが有効である。
【０００５】しかしながら、上記従来の装置では、内燃
機関の点火時期が外気圧の大小に応じて変更されておら
ず、この点、上記従来の装置は、未だ改良の余地を残す
ものであった。本発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであり、外気圧が大きい場合に点火時期を変更するこ
とで、内燃機関の筒内が過度に高圧になるのを回避する
ことが可能な内燃機関の点火時期制御装置を提供するこ
とを目的とする。
機関の点火時期が外気圧の大小に応じて変更されておら
ず、この点、上記従来の装置は、未だ改良の余地を残す
ものであった。本発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであり、外気圧が大きい場合に点火時期を変更するこ
とで、内燃機関の筒内が過度に高圧になるのを回避する
ことが可能な内燃機関の点火時期制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、最大出力が得られる時期に点火され得
る内燃機関の点火時期制御装置であって、外気圧を検出
する外気圧検出手段と、前記外気圧検出手段により検出
された外気圧が所定しきい値以上に大きい場合に、内燃
機関の筒内圧が所定値を越えて大きくならないように、
該内燃機関の点火時期を変更する点火時期変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置
により達成される。
に記載する如く、最大出力が得られる時期に点火され得
る内燃機関の点火時期制御装置であって、外気圧を検出
する外気圧検出手段と、前記外気圧検出手段により検出
された外気圧が所定しきい値以上に大きい場合に、内燃
機関の筒内圧が所定値を越えて大きくならないように、
該内燃機関の点火時期を変更する点火時期変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置
により達成される。
【０００７】請求項１記載の発明において、内燃機関
は、最大出力が得られる時期に点火され得る。外気圧が
所定しきい値以上に大きい場合は、内燃機関の筒内圧が
所定値を越えて大きくならないように、内燃機関の点火
時期が変更される。このため、本発明によれば、外気圧
が大きい場合に、内燃機関の筒内が過度に高圧になるの
を回避することができる。
は、最大出力が得られる時期に点火され得る。外気圧が
所定しきい値以上に大きい場合は、内燃機関の筒内圧が
所定値を越えて大きくならないように、内燃機関の点火
時期が変更される。このため、本発明によれば、外気圧
が大きい場合に、内燃機関の筒内が過度に高圧になるの
を回避することができる。
【０００８】この場合、請求項２に記載する如く、請求
項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記
点火時期変更手段は、内燃機関の点火時期を、前記最大
出力が得られる時期から遅角することとしてもよい。請
求項２記載の発明において、点火時期変更手段は、外気
圧が所定しきい値以上に大きい場合に、点火時期を最大
出力が得られる時期から遅角する。点火時期が遅角され
ると、筒内の最大筒内圧が小さくなる。従って、本発明
によれば、外気圧が大きい場合に、内燃機関の筒内が過
度に高圧になるのを回避することができる。
項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記
点火時期変更手段は、内燃機関の点火時期を、前記最大
出力が得られる時期から遅角することとしてもよい。請
求項２記載の発明において、点火時期変更手段は、外気
圧が所定しきい値以上に大きい場合に、点火時期を最大
出力が得られる時期から遅角する。点火時期が遅角され
ると、筒内の最大筒内圧が小さくなる。従って、本発明
によれば、外気圧が大きい場合に、内燃機関の筒内が過
度に高圧になるのを回避することができる。
【０００９】また、請求項３に記載する如く、請求項２
記載の内燃機関の点火時期制御装置において、内燃機関
の点火時期は、前記最大出力が得られる時期から、前記
外気圧検出手段により検出された外気圧と所定しきい値
との差に応じた量だけ遅角されることとしてもよい。
記載の内燃機関の点火時期制御装置において、内燃機関
の点火時期は、前記最大出力が得られる時期から、前記
外気圧検出手段により検出された外気圧と所定しきい値
との差に応じた量だけ遅角されることとしてもよい。
【００１０】請求項３記載の発明において、内燃機関の
点火時期の遅角量は、外気圧検出手段により検出された
外気圧と所定しきい値との差に応じた値である。仮に、
点火時期の遅角量が、外気圧が所定しきい値以上に大き
い状況下では常に一定量であるものとすると、筒内の最
大筒内圧が過度に小さくなる場合がある。この場合、内
燃機関の出力が小さく抑制されることで、内燃機関を効
率よく作動させることができなくなる。
点火時期の遅角量は、外気圧検出手段により検出された
外気圧と所定しきい値との差に応じた値である。仮に、
点火時期の遅角量が、外気圧が所定しきい値以上に大き
い状況下では常に一定量であるものとすると、筒内の最
大筒内圧が過度に小さくなる場合がある。この場合、内
燃機関の出力が小さく抑制されることで、内燃機関を効
率よく作動させることができなくなる。
【００１１】この点、本発明によれば、点火時期の遅角
量は、検出された外気圧と所定しきい値との差に応じた
値であるので、外気圧が所定しきい値以上に大きい状況
下でも最大筒内圧が過度に小さくなるのが回避される。
従って、本発明によれば、外気圧が大きい場合に、内燃
機関の筒内が過度に高圧になるのを回避しつつ、内燃機
関を効率よく作動させることができる。
量は、検出された外気圧と所定しきい値との差に応じた
値であるので、外気圧が所定しきい値以上に大きい状況
下でも最大筒内圧が過度に小さくなるのが回避される。
従って、本発明によれば、外気圧が大きい場合に、内燃
機関の筒内が過度に高圧になるのを回避しつつ、内燃機
関を効率よく作動させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
自動車や航空機等の内燃機関１０のシステム構成図を示
す。本実施例において、内燃機関１０は、電子制御ユニ
ット（以下、ＥＣＵと称す）１２により制御される。図
１に示す如く、内燃機関１０は、シリンダブロック１４
を備えている。シリンダブロック１４の壁中には、内燃
機関１０を冷却する冷却水の流通するウォータージャケ
ット１６が形成されている。シリンダブロック１４の内
部には、気筒数と同数だけ設けられたピストン１８が収
納されている。ピストン１８には、コンロッド２０を介
してクランクシャフト２２が連結されている。
自動車や航空機等の内燃機関１０のシステム構成図を示
す。本実施例において、内燃機関１０は、電子制御ユニ
ット（以下、ＥＣＵと称す）１２により制御される。図
１に示す如く、内燃機関１０は、シリンダブロック１４
を備えている。シリンダブロック１４の壁中には、内燃
機関１０を冷却する冷却水の流通するウォータージャケ
ット１６が形成されている。シリンダブロック１４の内
部には、気筒数と同数だけ設けられたピストン１８が収
納されている。ピストン１８には、コンロッド２０を介
してクランクシャフト２２が連結されている。
【００１３】シリンダブロック１４の上部には、シリン
ダヘッド２６が固定されている。シリンダブロック１
４、シリンダヘッド２６、および、ピストン１８に囲ま
れる部位には、燃焼室２８が形成されている。シリンダ
ヘッド２６には、燃焼室２８に連通する吸気ポート３０
および排気ポート３２が形成されている。また、シリン
ダヘッド２６には、吸気ポート３０と燃焼室２８とを導
通または遮断する吸気弁３４、排気ポート３２と燃焼室
２８とを導通または遮断する排気弁３６、および、先端
部を燃焼室２８に露出させた点火プラグ３８が組み込ま
れている。吸気弁３４、排気弁３６、および、点火プラ
グ３８は、それぞれ、内燃機関１０の各気筒に対応して
設けられている。点火プラグ３８は、後述の如く、所定
のタイミングで高圧の点火信号が供給された場合に、燃
焼室２８の内部で火花を発生させる。
ダヘッド２６が固定されている。シリンダブロック１
４、シリンダヘッド２６、および、ピストン１８に囲ま
れる部位には、燃焼室２８が形成されている。シリンダ
ヘッド２６には、燃焼室２８に連通する吸気ポート３０
および排気ポート３２が形成されている。また、シリン
ダヘッド２６には、吸気ポート３０と燃焼室２８とを導
通または遮断する吸気弁３４、排気ポート３２と燃焼室
２８とを導通または遮断する排気弁３６、および、先端
部を燃焼室２８に露出させた点火プラグ３８が組み込ま
れている。吸気弁３４、排気弁３６、および、点火プラ
グ３８は、それぞれ、内燃機関１０の各気筒に対応して
設けられている。点火プラグ３８は、後述の如く、所定
のタイミングで高圧の点火信号が供給された場合に、燃
焼室２８の内部で火花を発生させる。
【００１４】吸気ポート３０には、吸気マニホールド４
０が連通している。吸気マニホールド４０には、インジ
ェクタ４２が配設されている。インジェクタ４２は、図
示しない燃料パイプを介して燃料ポンプに接続されてい
ると共に、ＥＣＵ１２に電気的に接続されている。イン
ジェクタ４２は、ＥＣＵ１２から駆動信号が供給される
時間だけ、すなわち、燃料噴射期間ＴＡＵだけ吸気ポー
ト３０に対して燃料を噴射する。
０が連通している。吸気マニホールド４０には、インジ
ェクタ４２が配設されている。インジェクタ４２は、図
示しない燃料パイプを介して燃料ポンプに接続されてい
ると共に、ＥＣＵ１２に電気的に接続されている。イン
ジェクタ４２は、ＥＣＵ１２から駆動信号が供給される
時間だけ、すなわち、燃料噴射期間ＴＡＵだけ吸気ポー
ト３０に対して燃料を噴射する。
【００１５】吸気マニホールド４０には、サージタンク
４４を介して吸気通路４６が連通している。吸気通路４
６は、大気と連通している。吸気通路４６の内部には、
アクセルペダルと連動して開閉するスロットルバルブ４
８が配設されている。スロットルバルブ４８の近傍に
は、スロットルバルブ４８の開度に応じた信号を出力す
るスロットルポジションセンサ５０が配設されている。
スロットルポジションセンサ５０の出力信号は、ＥＣＵ
１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、スロットルポジ
ションセンサ５０の出力信号に基づいてスロットルバル
ブ４８の開度を検出する。
４４を介して吸気通路４６が連通している。吸気通路４
６は、大気と連通している。吸気通路４６の内部には、
アクセルペダルと連動して開閉するスロットルバルブ４
８が配設されている。スロットルバルブ４８の近傍に
は、スロットルバルブ４８の開度に応じた信号を出力す
るスロットルポジションセンサ５０が配設されている。
スロットルポジションセンサ５０の出力信号は、ＥＣＵ
１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、スロットルポジ
ションセンサ５０の出力信号に基づいてスロットルバル
ブ４８の開度を検出する。
【００１６】吸気通路４６の内部には、また、エアフロ
メータ５２が配設されている。吸気通路４６には、大気
から図示しないエアフィルタを通過した空気が流入す
る。エアフロメータ５２は、その内部を流通する空気の
質量（以下、吸入空気量と称す）に応じた出力信号を発
生する。エアフロメータ５２の出力信号は、ＥＣＵ１２
に供給されている。ＥＣＵ１２は、エアフロメータ５２
の出力信号に基づいて内燃機関１０の吸入空気量Ｇを検
出する。
メータ５２が配設されている。吸気通路４６には、大気
から図示しないエアフィルタを通過した空気が流入す
る。エアフロメータ５２は、その内部を流通する空気の
質量（以下、吸入空気量と称す）に応じた出力信号を発
生する。エアフロメータ５２の出力信号は、ＥＣＵ１２
に供給されている。ＥＣＵ１２は、エアフロメータ５２
の出力信号に基づいて内燃機関１０の吸入空気量Ｇを検
出する。
【００１７】内燃機関１０の排気ポート３２には、排気
マニホールド５４が連通している。排気マニホールド５
４には、Ｏ2 センサ５６が配設されている。Ｏ2 センサ
５６は、排気マニホールド５４内を流通する排気ガス中
の酸素濃度に応じた信号を出力する。Ｏ2 センサ５６の
出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２
は、Ｏ2 センサ５６の出力信号に基づいて、内燃機関１
０に供給されている混合気の空然比を検出する。排気マ
ニホールド５４には、三元触媒を用いて排気ガスを浄化
する触媒コンバータ５８が連通している。内燃機関１０
から排出された排気ガスは、触媒コンバータ５８により
浄化された後、大気中へ放出される。
マニホールド５４が連通している。排気マニホールド５
４には、Ｏ2 センサ５６が配設されている。Ｏ2 センサ
５６は、排気マニホールド５４内を流通する排気ガス中
の酸素濃度に応じた信号を出力する。Ｏ2 センサ５６の
出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２
は、Ｏ2 センサ５６の出力信号に基づいて、内燃機関１
０に供給されている混合気の空然比を検出する。排気マ
ニホールド５４には、三元触媒を用いて排気ガスを浄化
する触媒コンバータ５８が連通している。内燃機関１０
から排出された排気ガスは、触媒コンバータ５８により
浄化された後、大気中へ放出される。
【００１８】内燃機関１０は、イグナイタ６０およびイ
グニションコイル６２を備えている。イグナイタ６０
は、ＥＣＵ１２に電気的に接続されている。ＥＣＵ１２
は、内燃機関１０の何れかの気筒で点火を行うべき時期
にイグナイタ６０に対して点火信号を供給する。イグナ
イタ６０は、点火信号と同期してイグニションコイル６
２に対して一次電流を供給する。イグニションコイル６
２に一次電流が供給されると、イグニションコイル６２
の２次側に高圧の点火信号が生成される。
グニションコイル６２を備えている。イグナイタ６０
は、ＥＣＵ１２に電気的に接続されている。ＥＣＵ１２
は、内燃機関１０の何れかの気筒で点火を行うべき時期
にイグナイタ６０に対して点火信号を供給する。イグナ
イタ６０は、点火信号と同期してイグニションコイル６
２に対して一次電流を供給する。イグニションコイル６
２に一次電流が供給されると、イグニションコイル６２
の２次側に高圧の点火信号が生成される。
【００１９】イグニションコイル６２の２次側には、デ
ィストリビュータ６４が接続されている。ディストリビ
ュータ６４は、内燃機関の気筒数と同数の出力端子を備
えている。それらの出力端子は、それぞれ、内燃機関１
０の各気筒に配設された点火プラグ３８に接続されてい
る。ディストリビュータ６４は、イグニションコイル６
２から供給される高圧の点火信号を内燃機関１０のクラ
ンク角に応じて適当な気筒の点火プラグ３８に分配す
る。
ィストリビュータ６４が接続されている。ディストリビ
ュータ６４は、内燃機関の気筒数と同数の出力端子を備
えている。それらの出力端子は、それぞれ、内燃機関１
０の各気筒に配設された点火プラグ３８に接続されてい
る。ディストリビュータ６４は、イグニションコイル６
２から供給される高圧の点火信号を内燃機関１０のクラ
ンク角に応じて適当な気筒の点火プラグ３８に分配す
る。
【００２０】ディストリビュータ６４には、クランクシ
ャフト２２の回転角が基準回転角に達する毎に基準信号
を発生する気筒判別センサ６６と、クランクシャフト２
２が所定回転角（例えば３０゜ＣＡ）回転する毎にパル
ス信号を発生する回転角センサ６８とが内蔵されてい
る。気筒判別センサ６６の出力信号、および、回転角セ
ンサ６８の出力信号は、共にＥＣＵ１２に供給されてい
る。ＥＣＵ１２は、これらのセンサの出力信号に基づい
て、内燃機関１０の回転角、および、機関回転数ＮＥを
検出する。
ャフト２２の回転角が基準回転角に達する毎に基準信号
を発生する気筒判別センサ６６と、クランクシャフト２
２が所定回転角（例えば３０゜ＣＡ）回転する毎にパル
ス信号を発生する回転角センサ６８とが内蔵されてい
る。気筒判別センサ６６の出力信号、および、回転角セ
ンサ６８の出力信号は、共にＥＣＵ１２に供給されてい
る。ＥＣＵ１２は、これらのセンサの出力信号に基づい
て、内燃機関１０の回転角、および、機関回転数ＮＥを
検出する。
【００２１】ＥＣＵ１２には、外気圧に応じた電気信号
を発生する外気圧センサ７０が接続されている。外気圧
センサ７０の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されてい
る。ＥＣＵ１２は、外気圧センサ７０の出力信号に基づ
いて外気圧Ｐを検出し、内燃機関１０を搭載する自動車
や航空機等の高度を推定する。本実施例において、内燃
機関１０は、通常、最大出力が得られる時期（以下、最
適点火時期ＭＢＴと称す）に点火される。このため、本
実施例によれば、内燃機関１０を効率良く作動させるこ
とが可能となる。
を発生する外気圧センサ７０が接続されている。外気圧
センサ７０の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されてい
る。ＥＣＵ１２は、外気圧センサ７０の出力信号に基づ
いて外気圧Ｐを検出し、内燃機関１０を搭載する自動車
や航空機等の高度を推定する。本実施例において、内燃
機関１０は、通常、最大出力が得られる時期（以下、最
適点火時期ＭＢＴと称す）に点火される。このため、本
実施例によれば、内燃機関１０を効率良く作動させるこ
とが可能となる。
【００２２】ところで、自動車や航空機の動力源として
機能する内燃機関１０は、外気圧が様々に変化する状況
下において使用される。外気圧が小さくなるほど、すな
わち、内燃機関１０の使用される高度が高くなるほど、
内燃機関１０の筒内への吸入空気量は少なくなる。この
場合には、燃焼室２８内の最大圧力（以下、最大筒内圧
Ｘmax と称す）が低下することで、内燃機関１０の出力
が低下する。特に、航空機の内燃機関１０においては、
外気圧の変動が大きいため、出力が著しく低下してしま
う。
機能する内燃機関１０は、外気圧が様々に変化する状況
下において使用される。外気圧が小さくなるほど、すな
わち、内燃機関１０の使用される高度が高くなるほど、
内燃機関１０の筒内への吸入空気量は少なくなる。この
場合には、燃焼室２８内の最大圧力（以下、最大筒内圧
Ｘmax と称す）が低下することで、内燃機関１０の出力
が低下する。特に、航空機の内燃機関１０においては、
外気圧の変動が大きいため、出力が著しく低下してしま
う。
【００２３】外気圧が小さい状況下でも内燃機関１０の
出力をある程度大きな状態に維持するためには、内燃機
関１０の圧縮比を上げること、あるいは、吸気ポート３
０をスワールの生じ易い形状に変更することにより内燃
機関１０の燃焼速度を高めることが有効である。かかる
状態が実現されると、燃焼時における燃焼室２８の筒内
圧力が上昇することで、外気圧が小さい状況下でも内燃
機関１０の出力を大きな状態に確保することが可能とな
る。
出力をある程度大きな状態に維持するためには、内燃機
関１０の圧縮比を上げること、あるいは、吸気ポート３
０をスワールの生じ易い形状に変更することにより内燃
機関１０の燃焼速度を高めることが有効である。かかる
状態が実現されると、燃焼時における燃焼室２８の筒内
圧力が上昇することで、外気圧が小さい状況下でも内燃
機関１０の出力を大きな状態に確保することが可能とな
る。
【００２４】図２は、圧縮比を上げた場合と上げない場
合とで、外気圧Ｐと、最適点火時期ＭＢＴに点火された
場合の最大筒内圧Ｘmax-MBT との関係を比較した図を示
す。尚、図２において、圧縮比を上げた場合を実線で、
圧縮比を上げない場合を一点鎖線で、それぞれ示してい
る。図２に示す如く、内燃機関１０の圧縮比を上げた場
合は、圧縮比を上げない場合に比して、外気圧Ｐの大小
にかかわらず、最大筒内圧Ｘmax-MBT が大きくなる。従
って、圧縮比を上げることとすれば、外気圧Ｐが小さい
状況下でも内燃機関１０の出力を大きくすることが可能
となる。しかしながら、かかる構成においては、外気圧
Ｐが所定値Ｐ0 以上に大きい状況下で内燃機関１０が最
適点火時期ＭＢＴに点火されると、最大筒内圧Ｘ
max-MBT が、内燃機関１０において強度上許容されてい
る圧力（以下、許容圧力Ｘ0 と称す）を越えて大きくな
るおそれがある。
合とで、外気圧Ｐと、最適点火時期ＭＢＴに点火された
場合の最大筒内圧Ｘmax-MBT との関係を比較した図を示
す。尚、図２において、圧縮比を上げた場合を実線で、
圧縮比を上げない場合を一点鎖線で、それぞれ示してい
る。図２に示す如く、内燃機関１０の圧縮比を上げた場
合は、圧縮比を上げない場合に比して、外気圧Ｐの大小
にかかわらず、最大筒内圧Ｘmax-MBT が大きくなる。従
って、圧縮比を上げることとすれば、外気圧Ｐが小さい
状況下でも内燃機関１０の出力を大きくすることが可能
となる。しかしながら、かかる構成においては、外気圧
Ｐが所定値Ｐ0 以上に大きい状況下で内燃機関１０が最
適点火時期ＭＢＴに点火されると、最大筒内圧Ｘ
max-MBT が、内燃機関１０において強度上許容されてい
る圧力（以下、許容圧力Ｘ0 と称す）を越えて大きくな
るおそれがある。
【００２５】図３は、内燃機関１０の点火時期と最大筒
内圧Ｘmax との関係を外気圧Ｐをパラメータとして表し
た図を示す。また、図４は、内燃機関１０の点火時期と
内燃機関１０の出力との関係を外気圧Ｐをパラメータと
して表した図を示す。尚、図３および図４において、外
気圧Ｐが所定値Ｐ0 である場合の波形を一点鎖線で、外
気圧Ｐが所定値Ｐ0 を越えて大きい場合の波形を実線
で、それぞれ示している。また、図４において、最大筒
内圧Ｘmax-MBT が許容圧力Ｘ0 である場合の内燃機関の
出力をＹ0 としている。
内圧Ｘmax との関係を外気圧Ｐをパラメータとして表し
た図を示す。また、図４は、内燃機関１０の点火時期と
内燃機関１０の出力との関係を外気圧Ｐをパラメータと
して表した図を示す。尚、図３および図４において、外
気圧Ｐが所定値Ｐ0 である場合の波形を一点鎖線で、外
気圧Ｐが所定値Ｐ0 を越えて大きい場合の波形を実線
で、それぞれ示している。また、図４において、最大筒
内圧Ｘmax-MBT が許容圧力Ｘ0 である場合の内燃機関の
出力をＹ0 としている。
【００２６】図３に示す如く、内燃機関１０の最大筒内
圧Ｘmax は、一定の点火時期では外気圧Ｐが大きくなる
ほど大きくなる一方、点火時期が遅角されるほど小さく
なる。すなわち、点火時期が最適点火時期ＭＢＴから遅
角される場合は、内燃機関１０の出力が、図４に示す如
く、点火時期が遅角されない場合に比して小さくなると
共に、最大筒内圧Ｘmax が、図３に示す如く小さく抑え
られる。従って、最大筒内圧Ｘmax-MBT が許容圧力Ｘ0
を越えて大きくなる場合は、すなわち、外気圧Ｐが所定
値Ｐ0 以上に大きくなる場合は、最大筒内圧Ｘmax が許
容圧力Ｘ0 以下に抑えられるように、内燃機関１０の点
火時期を最適点火時期ＭＢＴから遅角することが適切で
ある。
圧Ｘmax は、一定の点火時期では外気圧Ｐが大きくなる
ほど大きくなる一方、点火時期が遅角されるほど小さく
なる。すなわち、点火時期が最適点火時期ＭＢＴから遅
角される場合は、内燃機関１０の出力が、図４に示す如
く、点火時期が遅角されない場合に比して小さくなると
共に、最大筒内圧Ｘmax が、図３に示す如く小さく抑え
られる。従って、最大筒内圧Ｘmax-MBT が許容圧力Ｘ0
を越えて大きくなる場合は、すなわち、外気圧Ｐが所定
値Ｐ0 以上に大きくなる場合は、最大筒内圧Ｘmax が許
容圧力Ｘ0 以下に抑えられるように、内燃機関１０の点
火時期を最適点火時期ＭＢＴから遅角することが適切で
ある。
【００２７】本実施例のシステムは、内燃機関１０の圧
縮比を通常時に比して上げると共に、外気圧が大きい場
合に点火時期を最適点火時期ＭＢＴから遅角させること
で、外気圧が小さい場合にも内燃機関１０の出力を大き
な状態に確保しつつ、外気圧が大きい場合に内燃機関１
０の燃焼室２８の筒内圧が過度に大きくなるのを回避す
る点に特徴を有している。以下、その特徴部について説
明する。
縮比を通常時に比して上げると共に、外気圧が大きい場
合に点火時期を最適点火時期ＭＢＴから遅角させること
で、外気圧が小さい場合にも内燃機関１０の出力を大き
な状態に確保しつつ、外気圧が大きい場合に内燃機関１
０の燃焼室２８の筒内圧が過度に大きくなるのを回避す
る点に特徴を有している。以下、その特徴部について説
明する。
【００２８】図５は、内燃機関１０の点火時期を決定す
べく、本実施例においてＥＣＵ１２が実行する制御ルー
チンの一例のフローチャートを示す。図５に示すルーチ
ンは、所定時間ごとに繰り返し起動される定時割り込み
ルーチンである。図５に示すルーチンが起動されると、
まずステップ１００の処理が実行される。ステップ１０
０では、外気圧センサ７０の出力信号に基づいて外気圧
Ｐが検出される。
べく、本実施例においてＥＣＵ１２が実行する制御ルー
チンの一例のフローチャートを示す。図５に示すルーチ
ンは、所定時間ごとに繰り返し起動される定時割り込み
ルーチンである。図５に示すルーチンが起動されると、
まずステップ１００の処理が実行される。ステップ１０
０では、外気圧センサ７０の出力信号に基づいて外気圧
Ｐが検出される。
【００２９】ステップ１０２では、上記ステップ１００
で検出された外気圧Ｐがしきい値Ｐ 0 以上であるか否か
が判別される。尚、しきい値Ｐ0 は、内燃機関１０の燃
焼室２８の最大筒内圧Ｘmax が、強度上許容される許容
圧力Ｘ0 を越えると判別できる外気圧Ｐの最小値であ
る。Ｐ≧Ｐ0 が成立する場合は、最大筒内圧Ｘmax が許
容圧力Ｘ0 を越えないように、内燃機関１０の点火時期
を最適点火時期ＭＢＴから遅角させることが適切であ
る。従って、Ｐ≧Ｐ0 が成立すると判別された場合は、
次にステップ１０４の処理が実行される。
で検出された外気圧Ｐがしきい値Ｐ 0 以上であるか否か
が判別される。尚、しきい値Ｐ0 は、内燃機関１０の燃
焼室２８の最大筒内圧Ｘmax が、強度上許容される許容
圧力Ｘ0 を越えると判別できる外気圧Ｐの最小値であ
る。Ｐ≧Ｐ0 が成立する場合は、最大筒内圧Ｘmax が許
容圧力Ｘ0 を越えないように、内燃機関１０の点火時期
を最適点火時期ＭＢＴから遅角させることが適切であ
る。従って、Ｐ≧Ｐ0 が成立すると判別された場合は、
次にステップ１０４の処理が実行される。
【００３０】一方、上記ステップ１０２においてＰ≧Ｐ
0 が成立しない場合は、内燃機関１０を最適点火時期Ｍ
ＢＴに点火させることとしても、最大筒内圧Ｘmax が許
容圧力Ｘ0 を越えて大きくなることはない。従って、Ｐ
≧Ｐ0 が成立しないと判別された場合は、次にステップ
１０６の処理が実行される。ステップ１０４では、点火
時期の遅角量ΔＴを、外気圧Ｐとしきい値Ｐ0 との差に
応じた値にする処理が実行される。本ステップ１０４で
は、図４に示すようなマップを参照することにより点火
時期の遅角量ΔＴが決定される。
0 が成立しない場合は、内燃機関１０を最適点火時期Ｍ
ＢＴに点火させることとしても、最大筒内圧Ｘmax が許
容圧力Ｘ0 を越えて大きくなることはない。従って、Ｐ
≧Ｐ0 が成立しないと判別された場合は、次にステップ
１０６の処理が実行される。ステップ１０４では、点火
時期の遅角量ΔＴを、外気圧Ｐとしきい値Ｐ0 との差に
応じた値にする処理が実行される。本ステップ１０４で
は、図４に示すようなマップを参照することにより点火
時期の遅角量ΔＴが決定される。
【００３１】ステップ１０６では、点火時期の遅角量Δ
Ｔを“０”にする処理が実行される。ステップ１０８で
は、上記ステップ１０４または１０６で算出された遅角
量ΔＴだけ内燃機関１０の点火時期を遅角させる処理が
実行される。本ステップ１０８の処理が終了すると、今
回のルーチンが終了される。
Ｔを“０”にする処理が実行される。ステップ１０８で
は、上記ステップ１０４または１０６で算出された遅角
量ΔＴだけ内燃機関１０の点火時期を遅角させる処理が
実行される。本ステップ１０８の処理が終了すると、今
回のルーチンが終了される。
【００３２】上記の処理によれば、内燃機関１０の点火
時期を、外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 を下回る場合は最適点
火時期ＭＢＴに維持し、一方、外気圧Ｐがしきい値Ｐ0
以上である場合は最適点火時期ＭＢＴから外気圧Ｐとし
きい値Ｐ0 との差圧に応じた量だけ遅角することができ
る。このように点火時期が遅角されると、燃焼室２８の
筒内圧は、許容圧力Ｘ0 以下に小さく抑制される。従っ
て、本実施例によれば、外気圧が大きい場合に、燃焼室
２８の筒内圧が過度に大きくなるのを回避することがで
きる。
時期を、外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 を下回る場合は最適点
火時期ＭＢＴに維持し、一方、外気圧Ｐがしきい値Ｐ0
以上である場合は最適点火時期ＭＢＴから外気圧Ｐとし
きい値Ｐ0 との差圧に応じた量だけ遅角することができ
る。このように点火時期が遅角されると、燃焼室２８の
筒内圧は、許容圧力Ｘ0 以下に小さく抑制される。従っ
て、本実施例によれば、外気圧が大きい場合に、燃焼室
２８の筒内圧が過度に大きくなるのを回避することがで
きる。
【００３３】図６は、本実施例における外気圧Ｐに応じ
た内燃機関１０の出力変化を説明するための図を示す。
尚、図６において、本実施例における内燃機関１０の出
力変化を実線で、圧縮比を上げない内燃機関（以下、対
比内燃機関と称す）の出力変化を点線で、それぞれ示し
ている。本実施例においては、通常のシステムに比し
て、内燃機関１０の圧縮比が高められている。この場
合、燃焼室２８の最大筒内圧Ｘmax は、外気圧の大小に
かかわらず大きくなる。このため、本実施例によれば、
図６に示す如く、外気圧が小さい状況下において内燃機
関１０の出力を対比内燃機関に比して大きくすることが
できる。
た内燃機関１０の出力変化を説明するための図を示す。
尚、図６において、本実施例における内燃機関１０の出
力変化を実線で、圧縮比を上げない内燃機関（以下、対
比内燃機関と称す）の出力変化を点線で、それぞれ示し
ている。本実施例においては、通常のシステムに比し
て、内燃機関１０の圧縮比が高められている。この場
合、燃焼室２８の最大筒内圧Ｘmax は、外気圧の大小に
かかわらず大きくなる。このため、本実施例によれば、
図６に示す如く、外気圧が小さい状況下において内燃機
関１０の出力を対比内燃機関に比して大きくすることが
できる。
【００３４】また、本実施例において、内燃機関１０の
圧縮比が高められることに起因して、最大筒内圧Ｘmax
が許容圧力Ｘ0 を越える程度に外気圧が大きくなる場合
は、上述の如く、点火時期が遅角されることにより、燃
焼室２８の筒内圧が過度に大きくなるのが回避される。
この場合、内燃機関１０の出力は、対比内燃機関と同等
程度の大きな値Ｙ0 に維持される。
圧縮比が高められることに起因して、最大筒内圧Ｘmax
が許容圧力Ｘ0 を越える程度に外気圧が大きくなる場合
は、上述の如く、点火時期が遅角されることにより、燃
焼室２８の筒内圧が過度に大きくなるのが回避される。
この場合、内燃機関１０の出力は、対比内燃機関と同等
程度の大きな値Ｙ0 に維持される。
【００３５】従って、本実施例の内燃機関１０によれ
ば、外気圧が小さい場合に出力を大きな状態に確保しつ
つ、外気圧が大きい場合に燃焼室２８の筒内圧が過度に
大きくなるのを回避することができる。すなわち、本実
施例の内燃機関１０によれば、圧縮比を上げることによ
り外気圧が小さい状況下で出力を大きな状態に確保する
こととしても、外気圧が大きい状況下でその圧縮比の上
昇に起因して燃焼室２８の筒内圧が過度に大きくなるの
を回避することができる。
ば、外気圧が小さい場合に出力を大きな状態に確保しつ
つ、外気圧が大きい場合に燃焼室２８の筒内圧が過度に
大きくなるのを回避することができる。すなわち、本実
施例の内燃機関１０によれば、圧縮比を上げることによ
り外気圧が小さい状況下で出力を大きな状態に確保する
こととしても、外気圧が大きい状況下でその圧縮比の上
昇に起因して燃焼室２８の筒内圧が過度に大きくなるの
を回避することができる。
【００３６】このように、本実施例においては、外気圧
が大きい状況下でも燃焼室２８の筒内圧が過度に大きく
なることはないので、内燃機関１０の強度を高めること
は不要である。従って、本実施例によれば、内燃機関１
０の重量が増大するのを防止できると共に、設計変更を
回避することができ、その結果、圧縮比の上昇に起因す
る不都合を簡素な構成で回避することができる。
が大きい状況下でも燃焼室２８の筒内圧が過度に大きく
なることはないので、内燃機関１０の強度を高めること
は不要である。従って、本実施例によれば、内燃機関１
０の重量が増大するのを防止できると共に、設計変更を
回避することができ、その結果、圧縮比の上昇に起因す
る不都合を簡素な構成で回避することができる。
【００３７】また、上記図５に示すルーチンによれば、
外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 以上である場合、点火時期の最
適点火時期ＭＢＴからの遅角量は、その外気圧Ｐとしき
い値Ｐ0 との差圧に応じた量に設定される。すなわち、
点火時期の遅角量は、外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 に近接し
ているほど小さく、外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 から離間し
ているほど大きくなる。この際、燃焼室２８の最大筒内
圧Ｘmax は、許容圧力Ｘ0 に維持される。
外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 以上である場合、点火時期の最
適点火時期ＭＢＴからの遅角量は、その外気圧Ｐとしき
い値Ｐ0 との差圧に応じた量に設定される。すなわち、
点火時期の遅角量は、外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 に近接し
ているほど小さく、外気圧Ｐがしきい値Ｐ0 から離間し
ているほど大きくなる。この際、燃焼室２８の最大筒内
圧Ｘmax は、許容圧力Ｘ0 に維持される。
【００３８】このため、本実施例によれば、外気圧が大
きい状況下で、点火時期を遅角させることに起因して内
燃機関１０の筒内圧が過度に小さくなるのを回避するこ
とができる。この場合、内燃機関の効率の低下が必要最
小限に抑制される。上述の如く、本実施例においては、
外気圧が大きい場合に点火時期が遅角されることにより
最大筒内圧Ｘmax が過度に大きくなるのが回避される。
従って、本実施例によれば、外気圧が大きい場合に、内
燃機関１０の筒内が過度に高圧になるのを回避しつつ、
内燃機関１０を効率よく作動させることが可能となる。
きい状況下で、点火時期を遅角させることに起因して内
燃機関１０の筒内圧が過度に小さくなるのを回避するこ
とができる。この場合、内燃機関の効率の低下が必要最
小限に抑制される。上述の如く、本実施例においては、
外気圧が大きい場合に点火時期が遅角されることにより
最大筒内圧Ｘmax が過度に大きくなるのが回避される。
従って、本実施例によれば、外気圧が大きい場合に、内
燃機関１０の筒内が過度に高圧になるのを回避しつつ、
内燃機関１０を効率よく作動させることが可能となる。
【００３９】尚、上記の実施例においては、ＥＣＵ１２
が、外気圧センサ７０の出力信号に基づいて外気圧Ｐを
検出することにより特許請求の範囲に記載された「外気
圧検出手段」が、上記ステップ１０４の処理後にステッ
プ１０８の処理を実行することにより特許請求の範囲に
記載された「点火時期変更手段」が、それぞれ実現され
ている。
が、外気圧センサ７０の出力信号に基づいて外気圧Ｐを
検出することにより特許請求の範囲に記載された「外気
圧検出手段」が、上記ステップ１０４の処理後にステッ
プ１０８の処理を実行することにより特許請求の範囲に
記載された「点火時期変更手段」が、それぞれ実現され
ている。
【００４０】ところで、上記の実施例においては、外気
圧Ｐを外気圧センサ７０を用いて検出することとしてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、スロッ
トルバルブ４８の開度と内燃機関１０の機関回転数ＮＥ
とに基づいて推定される推定吸入空気量と、エアフロメ
ータ５２の出力信号に基づいて検出される実吸入空気量
とを比較することにより外気圧Ｐを検出することとして
もよい。
圧Ｐを外気圧センサ７０を用いて検出することとしてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、スロッ
トルバルブ４８の開度と内燃機関１０の機関回転数ＮＥ
とに基づいて推定される推定吸入空気量と、エアフロメ
ータ５２の出力信号に基づいて検出される実吸入空気量
とを比較することにより外気圧Ｐを検出することとして
もよい。
【００４１】また、上記の実施例においては、内燃機関
１０の圧縮比を上げることにより、外気圧が小さい状況
下でも内燃機関１０の出力をある程度大きな状態に維持
することとしているが、吸気ポート３０をスワールの生
じ易い形状に変更すること等により内燃機関１０の燃焼
速度を高め、上記の状態を実現することとしてもよい。
１０の圧縮比を上げることにより、外気圧が小さい状況
下でも内燃機関１０の出力をある程度大きな状態に維持
することとしているが、吸気ポート３０をスワールの生
じ易い形状に変更すること等により内燃機関１０の燃焼
速度を高め、上記の状態を実現することとしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】上述の如く、請求項１及び２記載の発明
によれば、外気圧が大きい場合に、点火時期を変更する
ことで、内燃機関の筒内圧が過度に大きくなるのを回避
することができる。また、請求項３記載の発明によれ
ば、外気圧が大きい場合に、内燃機関の筒内圧が過度に
大きくなるのを回避しつつ、内燃機関を効率よく作動さ
せることができる。
によれば、外気圧が大きい場合に、点火時期を変更する
ことで、内燃機関の筒内圧が過度に大きくなるのを回避
することができる。また、請求項３記載の発明によれ
ば、外気圧が大きい場合に、内燃機関の筒内圧が過度に
大きくなるのを回避しつつ、内燃機関を効率よく作動さ
せることができる。
【図１】本発明の一実施例である内燃機関のシステム構
成図である。
成図である。
【図２】外気圧Ｐと、最適点火時期ＭＢＴに点火された
場合の最大筒内圧Ｘmax-MBT との関係を、圧縮比を上げ
た場合と上げない場合とで比較した図である。
場合の最大筒内圧Ｘmax-MBT との関係を、圧縮比を上げ
た場合と上げない場合とで比較した図である。
【図３】点火時期と最大筒内圧Ｘmax との関係を外気圧
Ｐをパラメータとして表した図である。
Ｐをパラメータとして表した図である。
【図４】点火時期と内燃機関の出力との関係を外気圧Ｐ
をパラメータとして表した図である。
をパラメータとして表した図である。
【図５】本実施例において点火時期を決定すべく実行さ
れる制御ルーチンの一例のフローチャートである。
れる制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図６】本実施例における外気圧Ｐに応じた内燃機関の
出力変化を説明するための図である。
出力変化を説明するための図である。
１０ 内燃機関 １２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２８ 燃焼室 ３８ 点火プラグ ７０ 外気圧センサ ＭＢＴ 最適点火時期
Claims (3)
- 【請求項１】 最大出力が得られる時期に点火され得る
内燃機関の点火時期制御装置であって、 外気圧を検出する外気圧検出手段と、 前記外気圧検出手段により検出された外気圧が所定しき
い値以上に大きい場合に、内燃機関の筒内圧が所定値を
越えて大きくならないように、該内燃機関の点火時期を
変更する点火時期変更手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関の点火時期制御
装置において、 前記点火時期変更手段は、内燃機関の点火時期を、前記
最大出力が得られる時期から遅角することを特徴とする
内燃機関の点火時期制御装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の内燃機関の点火時期制御
装置において、 内燃機関の点火時期は、前記最大出力が得られる時期か
ら、前記外気圧検出手段により検出された外気圧と所定
しきい値との差に応じた量だけ遅角されることを特徴と
する内燃機関の点火時期制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34813899A JP2001165023A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34813899A JP2001165023A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001165023A true JP2001165023A (ja) | 2001-06-19 |
Family
ID=18395012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34813899A Pending JP2001165023A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001165023A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014047729A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関システムおよびこれを備えた船舶ならびに内燃機関システムの制御方法 |
-
1999
- 1999-12-07 JP JP34813899A patent/JP2001165023A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014047729A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関システムおよびこれを備えた船舶ならびに内燃機関システムの制御方法 |
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