JP2005155546A - Ignition control device of engine - Google Patents

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JP2005155546A JP2003397712A JP2003397712A JP2005155546A JP 2005155546 A JP2005155546 A JP 2005155546A JP 2003397712 A JP2003397712 A JP 2003397712A JP 2003397712 A JP2003397712 A JP 2003397712A JP 2005155546 A JP2005155546 A JP 2005155546A
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Hidenori Imamura
秀徳 今村
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ignition control device of an engine capable of avoiding reduction of the output while avoiding knocking. <P>SOLUTION: The ignition control device comprises a first ignition plug (14) and a second ignition plug (15) at a center of a combustion chamber (5) and outside the center of the combustion chamber (5), respectively, and further comprises a multi-point ignition temporary stop means (31) to temporarily stop the multi-point ignition when continuing the multi-point ignition using the plurality of ignition plugs (14 and 15) in a high load range. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明はエンジンの点火制御装置、特に多点点火を行うものに関する。   The present invention relates to an ignition control device for an engine, and particularly to an apparatus that performs multipoint ignition.

ノッキングを回避しつつ出力を向上させることを目的として、燃焼室の中心に第一点火プラグを、燃焼室の中心以外に第二点火プラグを配置し、これら複数の点火プラグを用いて多点点火を行うものがある(特許文献1参照)。
特開2002−266739公報
For the purpose of improving the output while avoiding knocking, a first spark plug is arranged at the center of the combustion chamber, and a second spark plug is arranged at the center other than the center of the combustion chamber. There is what performs a fire (refer patent document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-266739

ところで、上記の特許文献1の技術について実験してみたところ、ノッキングを回避しつつ出力を向上させるものであったはずが、高負荷域において多点点火による運転が長くなるとノッキングが生じることが分かった。   By the way, when the experiment of the technique of the above-mentioned patent document 1 was tried, it should have been to improve the output while avoiding knocking, but it was found that knocking occurs when the operation by multipoint ignition becomes longer in a high load region. It was.

このようにノッキングが生じても、実際にはノックセンサに基づくノック制御が働くので、ノッキングを回避できるが、ノッキングの回避は点火時期を遅角することによって行っているので、ノッキング回避に伴うこの点火時期の遅角分だけエンジンの出力が低下してしまう。   Even if knocking occurs in this manner, knocking control based on the knock sensor actually works, so that knocking can be avoided, but knocking is avoided by retarding the ignition timing. The engine output is reduced by the retarded ignition timing.

そこで本発明は、ノッキングを回避しつつ出力の低下を回避するようにした装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus that avoids a decrease in output while avoiding knocking.

本発明は、燃焼室の中心に第一点火プラグを、燃焼室の中心以外に第二点火プラグを備え、高負荷域でこれら複数の点火プラグを用いての多点点火が継続する場合に、この多点点火を一時的に停止するように構成する。   The present invention includes a first spark plug at the center of the combustion chamber, a second spark plug other than the center of the combustion chamber, and multipoint ignition using these multiple spark plugs in a high load range. The multi-point ignition is configured to be temporarily stopped.

高負荷域で多点点火を継続するとノッキングが生じることがあるが、本発明によれば、多点点火を一時的に停止するので、高負荷域におけるノッキングの発生を抑制しつつ出力の低下を回避することができる。   If multipoint ignition is continued in the high load region, knocking may occur. However, according to the present invention, multipoint ignition is temporarily stopped, so that the output is reduced while suppressing the occurrence of knocking in the high load region. It can be avoided.

また、多点点火が一時的に停止されるまでの間、高負荷域において多点点火を継続できるので、高負荷域での出力の向上が得られる。   In addition, since the multipoint ignition can be continued in the high load region until the multipoint ignition is temporarily stopped, the output in the high load region can be improved.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のシステムを説明するための概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the system of the present invention.

空気は吸気コレクタに蓄えられた後、吸気マニホールドを介して各気筒の燃焼室5に導入される。燃料は各気筒の吸気ポート4に配置された燃料インジェクタ21より噴射供給される。   After the air is stored in the intake collector, it is introduced into the combustion chamber 5 of each cylinder via the intake manifold. Fuel is injected and supplied from a fuel injector 21 disposed in the intake port 4 of each cylinder.

ここで、排気通路8に備えられる三元触媒9、10は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲(ウインドウ)にあるとき、排気に含まれるHC、CO、NOxといった有害三成分を同時に効率よく除去できる。空燃比は吸入空気量と燃料量の比であるので、エンジンの1サイクル(4サイクルエンジンではクランク角で720°区間)当たりに燃焼室5に導入される吸入空気量と、燃料インジェクタ21からの燃料噴射量との比が理論空燃比となるように、エンジンコントローラ31ではエアフローメータ32からの吸入空気流量の信号とクランク角センサ(33、34)からの信号に基づいて燃料インジェクタ21からの燃料噴射量を定めている。   Here, the three-way catalysts 9 and 10 provided in the exhaust passage 8 are harmful three components such as HC, CO, and NOx contained in the exhaust when the air-fuel ratio of the exhaust is in a narrow range (window) centering on the stoichiometric air-fuel ratio. Can be efficiently removed at the same time. Since the air-fuel ratio is the ratio of the intake air amount and the fuel amount, the intake air amount introduced into the combustion chamber 5 per one cycle of the engine (crank angle 720 ° section in a four-cycle engine) and the fuel injector 21 The engine controller 31 uses the intake air flow rate signal from the air flow meter 32 and the fuel from the fuel injector 21 based on the signals from the crank angle sensors (33, 34) so that the ratio to the fuel injection amount becomes the stoichiometric air-fuel ratio. The injection amount is set.

空気中に噴射された燃料は気化しつつ空気と混合してガス(混合気)を作り燃焼室5に流入する。この混合気は2つの吸気弁16、16が閉じることで燃焼室5内に閉じこめられ、ピストン6の上昇によって圧縮される。   The fuel injected into the air is vaporized and mixed with air to form a gas (air mixture) and flows into the combustion chamber 5. This air-fuel mixture is confined in the combustion chamber 5 when the two intake valves 16, 16 are closed, and is compressed by raising the piston 6.

この圧縮混合気に対して高圧火花により点火を行うため、パワートランジスタ内蔵の点火コイルを各気筒に配した電子配電システムの点火装置11を備える。すなわち、点火装置11は、バッテリからの電気エネルギーを蓄える点火コイル13と、点火コイル13の一次側への通電、遮断を行うパワートランジスタと、点火コイル13の一次電流の遮断によって点火コイル13の二次側に発生する高電圧を受けて、火花放電を行う2つの点火プラグ14、15とからなっている。   In order to ignite this compressed air-fuel mixture with a high-pressure spark, an ignition device 11 of an electronic power distribution system is provided in which an ignition coil with a built-in power transistor is arranged in each cylinder. In other words, the ignition device 11 includes an ignition coil 13 that stores electrical energy from the battery, a power transistor that energizes and shuts off the primary side of the ignition coil 13, and two ignition coils 13 by interrupting the primary current of the ignition coil 13. It consists of two spark plugs 14 and 15 that receive a high voltage generated on the next side and perform spark discharge.

この場合、図2(A)にも示したようにメインプラグ14(第一点火プラグ)は燃焼室5の天井のほぼ中央位置に、サブプラグ15(第二点火プラグ)は吸気側に偏った位置にそれぞれ燃焼室5に臨んで設けられている。図2(A)では●の大きさを異ならせているが、メインプラグ14、サブプラグ15の仕様は同じかまたは同様のものである。サブプラグ15の数と位置はこれに限られるものでなく、例えば、図2(B)に示したように4つのサブプラグ15をシリンダ壁に沿って等分に配置してもかまわない。   In this case, as shown in FIG. 2 (A), the main plug 14 (first spark plug) is biased to substantially the center position of the ceiling of the combustion chamber 5, and the sub plug 15 (second spark plug) is biased toward the intake side. It is provided at each position facing the combustion chamber 5. In FIG. 2A, the size of ● is different, but the specifications of the main plug 14 and the sub plug 15 are the same or similar. The number and position of the sub plugs 15 are not limited to this. For example, four sub plugs 15 may be equally arranged along the cylinder wall as shown in FIG.

圧縮上死点より少し手前で2つの点火プラグ14、15により火花が飛ばされ燃焼室5内の圧縮混合気に着火されると、火炎が広がりやがて爆発的に燃焼し、この燃焼によるガス圧がピストン6を押し下げる仕事を行う。この仕事はクランクシャフト7の回転力として取り出される。燃焼後のガス(排気)は2つの排気弁17、17が開いたとき排気通路8へと排出される。   When a spark is blown off by the two spark plugs 14 and 15 slightly before the compression top dead center and the compressed air-fuel mixture in the combustion chamber 5 is ignited, the flame spreads and explosively burns, and the gas pressure due to this combustion is increased. The work of pushing down the piston 6 is performed. This work is taken out as the rotational force of the crankshaft 7. The combusted gas (exhaust gas) is discharged into the exhaust passage 8 when the two exhaust valves 17 and 17 are opened.

点火に際しては、先にサブプラグ15を点火し、次にメインプラグ14を点火する。これにより燃焼室5内の混合気の燃焼速度が速まりエンジンの出力を高めることができる。なお、メインプラグ14、サブプラグ15を同時点火することもある。   In ignition, the sub plug 15 is ignited first, and then the main plug 14 is ignited. Thereby, the combustion speed of the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 is increased, and the output of the engine can be increased. The main plug 14 and the sub plug 15 may be ignited simultaneously.

燃費が最良となる点火時期が基本点火時期ADV0として定められており、エンジンコントローラ31では運転条件(エンジンの負荷と回転速度)に応じて基本点火時期ADV0を演算し、実際のクランク角がこの点火時期ADV0に一致するとき、パワートランジスタを介して点火プラグ14の一次側電流を遮断することにより、点火時期を制御する。   The ignition timing at which the fuel consumption is optimal is determined as the basic ignition timing ADV0. The engine controller 31 calculates the basic ignition timing ADV0 according to the operating conditions (engine load and rotation speed), and the actual crank angle is the ignition timing. When it coincides with the timing ADV0, the ignition timing is controlled by cutting off the primary current of the spark plug 14 via the power transistor.

一方、高負荷低回転速度域になると、ノッキングが生じがちとなるので、エンジンコントローラ31ではノックセンサ36に基づくノック制御を行う。2つの点火プラグ14、15を用いたノック制御は、1つの点火プラグ14のみを用いたノック制御と同様である。すなわち、ノックセンサ36により検出されるノック強度が所定値を超えるときには基本点火時期ADV0[°BTDC]を一定の遅角量RTD[°]だけステップ的に遅角させた時期を制御点火時期QADV[°BTDC]として点火を行い、この遅角でノック強度が所定値以下に収まっていれば、今度は一定の進角量を少しずつ与えて、つまり少しずつ進角側に戻した点火時期を制御点火時期QADVとして点火を行う。この点火時期の進角により再びノック強度が所定値を超えるときには、そのときの制御点火時期QADVを一定の遅角量RTDだけ再びステップ的に遅角させた時期を制御点火時期QADVとして点火を行い、この遅角でノック強度が所定値以下に収まっていれば、今度は少しずつ進角側に戻した点火時期を制御点火時期QADVとして点火を行う。後は上記を繰り返す。   On the other hand, since the engine controller 31 performs knock control based on the knock sensor 36 because knocking tends to occur in the high load low rotation speed region. Knock control using two spark plugs 14 and 15 is the same as knock control using only one spark plug 14. That is, when the knock intensity detected by the knock sensor 36 exceeds a predetermined value, the timing at which the basic ignition timing ADV0 [° BTDC] is retarded stepwise by a constant retardation amount RTD [°] is controlled by the control ignition timing QADV [ If the knock strength is within a predetermined value at this retarded angle, the ignition timing is controlled by giving a constant advance amount little by little, that is, gradually returning to the advance side. Ignition is performed with the ignition timing QADV. When the knock intensity again exceeds a predetermined value due to the advance of this ignition timing, ignition is performed with the control ignition timing QADV as the timing when the control ignition timing QADV at that time is retarded stepwise again by a certain delay amount RTD. If the knock magnitude falls within a predetermined value at this retarded angle, ignition is performed with the ignition timing that is gradually returned to the advance side as the control ignition timing QADV. Then repeat the above.

さて、図3は、燃焼室天井のほぼ中央位置にのみ点火プラグを設けたエンジンでのノッキングの発生する場所とノッキングの発生する時期ITとの測定結果である。図3においてITにつけた数字は小さいほどTDCに近い時期であることを、大きいほどTDCより遅れた時期であることを表している。同図より吸気弁付近のヒートスポットからノッキングが発生していることが解る。このように中心一点点火でも一様な火炎伝播は行われていないが、総じて吸気側でノッキングが発生するので、この吸気側のノック対策として吸気側にサブプラグを設けている。しかしながら、点火プラグが吸気側に偏った配置となるため燃焼の到達時間が場所によって異なり、高負荷域で多点点火による運転を続けることで、燃焼室5壁温のバランスがくずれて逆にノッキングが発生しやすい状態になってしまう。   FIG. 3 shows the measurement results of the location where knocking occurs and the timing IT when knocking occurs in an engine provided with a spark plug only at substantially the center position of the combustion chamber ceiling. In FIG. 3, the smaller the number attached to IT, the closer to the TDC, and the larger the number, the later the TDC. It can be seen from the figure that knocking has occurred from the heat spot near the intake valve. As described above, uniform flame propagation is not performed even at the center point ignition, but knocking generally occurs on the intake side, so a sub-plug is provided on the intake side as a countermeasure against knocking on the intake side. However, because the spark plug is biased toward the intake side, the combustion arrival time varies depending on the location, and by continuing the operation by multi-point ignition in the high load region, the combustion chamber 5 wall temperature is out of balance and knocking is reversed. Is likely to occur.

その状態を改善するために本実施形態では、高負荷域での多点点火が継続する場合にこの多点点火を一時的に停止する。   In order to improve the state, in this embodiment, when the multipoint ignition in the high load region continues, the multipoint ignition is temporarily stopped.

これを具体的に説明すると、図4は低速回転速度にある時刻t1でエンジンの負荷を増加させ、時刻t2からは回転速度を増加させ、さらに高負荷運転中の時刻t3で負荷が下がったときの特性である。この場合に、エンジン負荷が判定負荷を超えている期間は多点点火を継続するとノッキングが生じる頻度の高い高負荷域である。このため、ノッキングが生じることのない高負荷域以外の領域では原則としてメインプラグ14とサブプラグ15による多点点火(以下単に「多点点火」という。)を行い、高負荷域における第1の条件のときと、高負荷域とは限らないけれどもプレイグニッションが生じることになる第2の条件のときにサブプラグ15による点火を停止してメインプラグ14のみによる一点点火(以下単に「一点点火」という。)に切換える。   Specifically, FIG. 4 shows that when the engine load is increased at time t1 at a low rotational speed, the rotational speed is increased from time t2, and the load is decreased at time t3 during high load operation. It is a characteristic. In this case, the period during which the engine load exceeds the determination load is a high load region where knocking frequently occurs when multipoint ignition is continued. For this reason, in principle, multipoint ignition (hereinafter simply referred to as “multipoint ignition”) by the main plug 14 and the sub plug 15 is performed in a region other than the high load region where knocking does not occur, and the first condition in the high load region. In the second condition, the ignition by the sub-plug 15 is stopped and the one-point ignition only by the main plug 14 (hereinafter simply referred to as “one-point ignition”). Switch to

ここで、一点点火を行う高負荷域における第1の条件は、高負荷域においてAの期間だけ多点点火を行ったあとのBの期間である。一点点火を行う第2の条件は、サブプラグ15の温度が判定温度を超えたときである。本実施形態では、これら2つの条件を共に扱っているが、片方のみを扱うようにしてもかまわない。   Here, the first condition in the high load region in which the single point ignition is performed is the period B after the multipoint ignition is performed in the high load region for the period A. The second condition for performing the one-point ignition is when the temperature of the sub plug 15 exceeds the determination temperature. In the present embodiment, these two conditions are handled together, but only one of them may be handled.

図4を詳述すると、高負荷域に入る時刻t11よりAの期間だけ多点点火を行い、Aの期間が過ぎる時刻t12より一点点火とし、Bの期間が過ぎるのを待つ。Bの期間が過ぎる時刻t13より再びAの期間だけ多点点火を行う。   Referring to FIG. 4 in detail, multipoint ignition is performed only during period A from time t11 when entering the high load region, one point ignition is performed from time t12 when period A passes, and the period B ends is waited for. Multi-point ignition is performed again during the period A from time t13 when the period B passes.

Aの期間が経過する前の時刻t14より時刻t15までの期間でサブプラグ温度が判定温度を超えたために、この期間では即座に一点点火とする。   Since the sub-plug temperature has exceeded the determination temperature in the period from time t14 to time t15 before the period A has elapsed, one-point ignition is immediately performed in this period.

時刻t15からは再び多点点火を行うが、時刻t16より高負荷域でなくなるので、多点点火を継続する。   The multipoint ignition is performed again from time t15, but the multipoint ignition is continued because the high load region is not reached after time t16.

時刻t17で再びエンジン負荷が高負荷域に戻るとAの期間だけ多点点火を行い、Aの期間が経過する時刻t18で一点点火に切換える。   When the engine load returns to the high load range again at time t17, multipoint ignition is performed only during the period A, and switching to single point ignition is performed at time t18 when the period A passes.

時刻t18よりBの期間が経過する前の時刻t19で高負荷域でなくなると、多点点火を行う。   If the high load region is not reached at time t19 before the period B passes from time t18, multipoint ignition is performed.

エンジンコントローラ31で行われるこの制御を図5でのフローチャートにより詳述する。   This control performed by the engine controller 31 will be described in detail with reference to the flowchart in FIG.

図5は2つの点火プラグ14、15を用いた点火制御(多点点火と一点点火)を行うためのもので、一定時間毎(例えば10ms毎)に実行する。   FIG. 5 is for performing ignition control (multi-point ignition and single-point ignition) using two spark plugs 14 and 15, and is executed at regular intervals (for example, every 10 ms).

ステップ1ではエンジン負荷、クランク角センサ(33、34)(回転速度検出手段)により検出されるエンジン回転速度N、水温センサ35(水温検出手段)により検出される水温Tw、温度センサ37(第二点火プラグの温度を検出する手段)により検出される実際のサブプラグ温度Tsを読み込む。   In step 1, the engine load, the engine rotational speed N detected by the crank angle sensors (33, 34) (rotational speed detecting means), the water temperature Tw detected by the water temperature sensor 35 (water temperature detecting means), and the temperature sensor 37 (second sensor). The actual sub-plug temperature Ts detected by the means for detecting the temperature of the spark plug) is read.

ここで、エンジン負荷としては、例えば燃料噴射量の基本値である基本噴射パルス幅Tp[ms]やエアフローメータ32により検出される吸入空気量を用いればよい。   Here, as the engine load, for example, a basic injection pulse width Tp [ms] that is a basic value of the fuel injection amount or an intake air amount detected by the air flow meter 32 may be used.

ステップ2では実際のサブプラグ温度Tsと判定温度TsHを比較する。ここで、判定温度TsHはプレイグニッションの発生する温度を基準に設定する。具体的には判定温度TsHは一定値でかまわない。ここで、プレイグニッションとは点火プラグにより点火する前に高温になっている点火プラグ(ここではサブプラグ15)により燃焼室5内の混合気が着火することである。サブプラグ温度Tsが判定温度TsH以上のときにはサブプラグ15によるプレイグニッションが生じるので、ステップ3に進んで一点点火を行う。なお、サブプラグ温度Tsは温度センサで直接的に検出するものに限らず、推定することによって求めることも可能である。   In step 2, the actual sub-plug temperature Ts is compared with the determination temperature TsH. Here, the determination temperature TsH is set based on the temperature at which pre-ignition occurs. Specifically, the determination temperature TsH may be a constant value. Here, pre-ignition means that the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 is ignited by an ignition plug (here, the sub-plug 15) that is at a high temperature before being ignited by the ignition plug. When the sub-plug temperature Ts is equal to or higher than the determination temperature TsH, pre-ignition occurs due to the sub-plug 15, so the process proceeds to step 3 to perform one-point ignition. The sub-plug temperature Ts is not limited to that detected directly by the temperature sensor, but can be obtained by estimation.

サブプラグ温度Tsが判定温度TsH未満のときにはサブプラグ15によるプレイグニッションが生じないと判断しステップ4に進んでエンジンの負荷と回転速度により定まる運転条件が、ノック制御域にあるか否かをみる。ノック制御域は図6に示したように高負荷低回転速度域である。   When the sub-plug temperature Ts is lower than the determination temperature TsH, it is determined that pre-ignition is not caused by the sub-plug 15, and the routine proceeds to step 4 to check whether or not the operating condition determined by the engine load and the rotational speed is in the knock control range. The knock control range is a high load low rotation speed range as shown in FIG.

ここでは、運転条件がノック制御域にありかつエンジン負荷が高負荷域に継続してある場合を先に説明し、その後にノック制御域や高負荷域より外れる場合に言及する。運転条件がノック制御域にあるので、ステップ4よりステップ5に進み、制御点火時期QADV[°BTDC]と基本点火時期ADV0[°BTDC]を比較する。ここで、基本点火時期ADV0は、MBTの得られる点火時期で、運転条件(エンジンの負荷と回転速度)に応じて予めマップで与えられている。制御点火時期QADVと基本点火時期ADV0とが等しいときにはノックは生じていないので、ステップ11に進み多点点火を行う。   Here, the case where the operating condition is in the knock control region and the engine load continues in the high load region will be described first, and then the case where the operation condition is out of the knock control region or the high load region will be mentioned. Since the operating condition is in the knock control range, the process proceeds from step 4 to step 5 to compare the control ignition timing QADV [° BTDC] with the basic ignition timing ADV0 [° BTDC]. Here, the basic ignition timing ADV0 is an ignition timing at which MBT is obtained, and is given in advance as a map in accordance with operating conditions (engine load and rotational speed). When the control ignition timing QADV and the basic ignition timing ADV0 are equal, no knock has occurred, so the routine proceeds to step 11 where multipoint ignition is performed.

制御点火時期QADVと基本点火時期ADV0とが等しくないときにはステップ6に進み、エンジン負荷と判定負荷を比較する。ここで、判定負荷はノックの生じる頻度の高い高負荷域の境界を定める値で、図7のように設定されている。すなわち、判定負荷は、冷却水温Twが同じ条件であればエンジン回転速度が低くなるほど小さくなる値である。またエンジン回転速度Nが同じであれば、冷却水温Twが高くなるほど小さくなる値である。   When the control ignition timing QADV and the basic ignition timing ADV0 are not equal, the routine proceeds to step 6 where the engine load is compared with the determination load. Here, the determination load is a value that defines the boundary of a high load region where knocking frequently occurs, and is set as shown in FIG. That is, the determination load is a value that decreases as the engine speed decreases if the cooling water temperature Tw is the same. If the engine speed N is the same, the value becomes smaller as the cooling water temperature Tw becomes higher.

ここではエンジン負荷が判定負荷以上である、つまり高負荷域にあるので、ノックが生じる可能性があると判断しステップ6よりステップ7、8に進みサブ停止フラグとサブ実行フラグをみる。サブ停止フラグ、サブ実行フラグはともにゼロに初期設定されているので、ステップ9に進み、第一タイマTM1を起動する(TM1=0)。第一タイマTM1は高負荷域で一点点火を継続して行う期間を計測するためのものである。   Here, since the engine load is equal to or higher than the determination load, that is, in the high load range, it is determined that there is a possibility of knocking, and the process proceeds from step 6 to steps 7 and 8 to check the sub stop flag and the sub execution flag. Since both the sub stop flag and the sub execution flag are initially set to zero, the process proceeds to step 9 to start the first timer TM1 (TM1 = 0). The first timer TM1 is for measuring a period during which one-point ignition is continuously performed in a high load region.

ステップ10ではサブ実行フラグ=1とした後、ステップ11の操作を実行する。このサブ実行フラグ=1により、次回よりはステップ7、8よりステップ12に進む。   In step 10, after the sub execution flag = 1, the operation of step 11 is executed. With this sub-execution flag = 1, the process proceeds to step 12 from steps 7 and 8 from the next time.

ステップ12では第一タイマ値TM1をインクリメントし、インクリメント後の第一タイマ値TM1と時間A(第一期間)を比較する。時間Aは高負荷域において連続して二点点火する時間を定めるものである。第一タイマ値TM1が時間A未満であるときにはステップ11に進んで多点点火を行う。   In step 12, the first timer value TM1 is incremented, and the first timer value TM1 after the increment is compared with the time A (first period). The time A determines the time for two-point ignition continuously in the high load range. When the first timer value TM1 is less than the time A, the routine proceeds to step 11 where multipoint ignition is performed.

やがて第一タイマ値TM1が時間A以上になるとステップ13よりステップ14に進んで第二タイマTM2を起動する(TM2=0)。第二タイマTM2は高負荷域で一点点火を継続して行う期間を計測するためのものである。   Eventually, when the first timer value TM1 becomes equal to or greater than the time A, the process proceeds from step 13 to step 14 to start the second timer TM2 (TM2 = 0). The second timer TM2 is for measuring a period during which one-point ignition is continuously performed in a high load region.

ステップ15ではサブ停止フラグ=1とした後、ステップ16で一点点火を行う。このサブ停止フラグ=1により、次回よりはステップ7よりステップ17に進む。   In step 15, the sub-stop flag is set to 1, and then one-point ignition is performed in step 16. With this sub-stop flag = 1, the process proceeds from step 7 to step 17 from the next time.

ステップ17では第二タイマ値TM2をインクリメントし、インクリメント後の第二タイマ値TM2と時間B(第二期間)を比較する。時間Bは高負荷域において連続して一点点火を連続して行う時間を定めるものである。第二タイマ値TM2が時間B未満であるときにはステップ16に進んで一点点火を行う。   In step 17, the second timer value TM2 is incremented, and the incremented second timer value TM2 is compared with the time B (second period). The time B determines the time for which one-point ignition is continuously performed in the high load region. When the second timer value TM2 is less than the time B, the routine proceeds to step 16 where a one-point ignition is performed.

やがてタイマ値TM2が時間B以上になるとステップ18よりステップ19、20に進んでサブ実行フラグ=0、サブ停止フラグ=0とする。ステップ21では多点点火を再び行う。   Eventually, when the timer value TM2 becomes equal to or greater than the time B, the process proceeds from step 18 to steps 19 and 20, where the sub execution flag = 0 and the sub stop flag = 0. In step 21, multipoint ignition is performed again.

サブ実行フラグ=0、サブ停止フラグ=0により、次回よりは再びステップ7、8よりステップ9に進むことになり、上記を繰り返す。   Since the sub execution flag = 0 and the sub stop flag = 0, the process proceeds from step 7 to step 9 again from the next time, and the above is repeated.

このようにして、運転条件がノック制御域にありかつエンジン負荷が判定負荷以上の高負荷域にある限り、期間Aでの多点点火と、期間Bでの一点点火とが繰り返される。   In this way, as long as the operating condition is in the knock control range and the engine load is in the high load range equal to or higher than the determination load, the multipoint ignition in period A and the single point ignition in period B are repeated.

一方、ノック制御域の途中で運転条件が変化してノック制御域を外れたり、制御点火時期と基本点火時期とが一致しておらずかつ高負荷域にある状態からエンジン負荷が変化して判定負荷より低下したときには、ステップ4、6よりステップ11に進み、直ちに多点点火を実行する。   On the other hand, when the operating conditions change in the middle of the knock control range, it is outside the knock control range, or the control ignition timing does not match the basic ignition timing and the engine load changes from the high load range. When the load is lower than the load, the process proceeds from Steps 4 and 6 to Step 11 to immediately execute multipoint ignition.

このようにして多点点火と一点点火とを行うのであるが、図5のステップ11、21は実際には多点点火実行フラグ=1と、また図5のステップ3、16は実際には多点点火実行フラグ=0としている。そして、図示しない点火タイミングに同期したフローにおいてこの多点点火実行フラグをみて、この多点点火実行フラグ=1のときには多点点火を実行し、この反対にこの多点点火実行フラグ=0のときには一点点火を停止する。   In this way, multipoint ignition and single point ignition are performed, but steps 11 and 21 in FIG. 5 are actually multipoint ignition execution flag = 1, and steps 3 and 16 in FIG. The multipoint ignition execution flag = 0. The multipoint ignition execution flag is viewed in a flow synchronized with an ignition timing (not shown). When this multipoint ignition execution flag = 1, multipoint ignition is executed, and conversely, when this multipoint ignition execution flag = 0. Stop the single point ignition.

ここで本実施形態の作用・効果を説明する。   Here, the operation and effect of this embodiment will be described.

エンジンの回転速度一定で運転条件を低負荷状態からスロットルバルブ全開状態へと移行させた場合にノック制御が行われるが、このノック制御中に点火時期がどのように変化するのかを図8、図9は表している。このうち図8は多点点火で連続運転した場合の特性、図9は本実施形態による場合の特性である。   FIG. 8 and FIG. 8 show how the ignition timing changes during the knock control when the engine speed is changed and the operating condition is shifted from the low load state to the throttle valve fully open state. 9 represents. Of these, FIG. 8 shows the characteristics in the case of continuous operation with multipoint ignition, and FIG. 9 shows the characteristics in the case of this embodiment.

高負荷域で連続して多点点火した場合には、図8に示したように点火時期が右下がりで推移、つまり時間の経過と共に徐々に点火時期が遅角していっている。   When multipoint ignition is performed continuously in a high load region, the ignition timing changes downward as shown in FIG. 8, that is, the ignition timing is gradually retarded as time elapses.

これに対して本実施形態(請求項2に記載の発明)では、図9のようにCの期間(第一期間)で多点点火が行われた後のDの期間(第二期間)で一点点火に切換えられるために点火時期がCの期間よりも進角側に移っており、その後のEの期間(第一期間)で多点点火に戻されても、点火時期はCの期間(前回の第一期間)と同様の時期に保たれている。Dの期間つまり一点点火の場合に多点点火の場合よりも点火時期が進角側に移るのは、一点点火のほうが燃焼期間が長くなるので、そのぶん点火時期を進角できるためである。   On the other hand, in the present embodiment (the invention described in claim 2), in the period D (second period) after the multipoint ignition is performed in the period C (first period) as shown in FIG. Even if the ignition timing is shifted to the more advanced side than the period C because it is switched to the one-point ignition, and the ignition timing is returned to the multipoint ignition in the subsequent period E (first period), the ignition timing is the period C. (The previous first period). In the period of D, that is, in the case of single point ignition, the ignition timing shifts to the advance side than in the case of multipoint ignition because the combustion period is longer in single point ignition, so that the ignition timing can be advanced. is there.

ここで、図10は多点点火時の全開トルク感度を示し、点火時期が1°進角される毎にトルク増加率が1%強増える、つまり点火時期1°の進角で1%強トルクが増加することを表している。このため、本実施形態(請求項2に記載の発明)により、Eの期間で多点点火に戻した際にCの期間と同じ点火時期を維持できるとなると、連続して多点点火を行う場合よりも点火時期を進角させることが可能となり、その分だけエンジントルクを向上できるのである。なお、図10の横軸のゼロの位置がTDCでこれより右側が進角側、これより左側が遅角側である。   Here, FIG. 10 shows the full-open torque sensitivity at the time of multipoint ignition, and the torque increase rate increases by 1% every time the ignition timing is advanced by 1 °, that is, 1% strong torque at the ignition timing of 1 °. Represents an increase. For this reason, according to this embodiment (the invention described in claim 2), when the same ignition timing as the period C can be maintained when returning to the multipoint ignition in the period E, the multipoint ignition is continuously performed. The ignition timing can be advanced more than the case, and the engine torque can be improved accordingly. Note that the zero position on the horizontal axis in FIG. 10 is TDC, the right side is the advance side, and the left side is the retard side.

このように、本実施形態(請求項1に記載の発明)によれば、高負荷域で多点点火が継続する場合に、この多点点火を一時的に停止するようにしたので、高負荷域におけるノッキングの発生を抑制しつつ出力の低下を回避することができる。   Thus, according to the present embodiment (the invention described in claim 1), when multipoint ignition continues in a high load region, the multipoint ignition is temporarily stopped. It is possible to avoid a decrease in output while suppressing the occurrence of knocking in the region.

本実施形態(請求項3に記載の発明)によれば、サブプラグ15(第二点火プラグ)の温度が判定温度TsH(設定温度)以上になった場合に、即座に多点点火を停止して一点点火に切換えるので、サブプラグ15を起因としたプレイグニッションを抑制できる。   According to this embodiment (the invention according to claim 3), when the temperature of the sub plug 15 (second ignition plug) becomes equal to or higher than the determination temperature TsH (set temperature), the multipoint ignition is immediately stopped. Since switching to single point ignition, preignition caused by the sub plug 15 can be suppressed.

ノッキングは高負荷域においても低回転速度ほど発生しやすくなることから、本実施形態(請求項5に記載の発明)によれば、判定負荷をエンジンの回転速度Nが低くなるほど小さく設定するので(図7参照)、エンジン回転速度Nに関係なく判定負荷を精度よく与えることができる。   Since knocking is more likely to occur at a lower rotational speed even in a high load range, according to the present embodiment (the invention according to claim 5), the determination load is set to be smaller as the rotational speed N of the engine is lower ( 7), the determination load can be given with high accuracy regardless of the engine speed N.

ノッキングは高水温ほど発生しやすくなることから、本実施形態(請求項6に記載の発明)によれば、判定負荷を冷却水温Twが高くなるほど小さく設定するので(図7参照)、冷却水温Twに関係なく判定負荷を精度よく与えることができる。   Since knocking is more likely to occur at higher water temperatures, according to the present embodiment (invention of claim 6), the determination load is set to be smaller as the cooling water temperature Tw becomes higher (see FIG. 7). Regardless of whether the determination load can be given with high accuracy.

点火時期の遅角側への補正が行われていないことは、高負荷域でありながらノッキングが生じていないことを表す。このため、本実施形態(請求項7に記載の発明)によれば、点火時期の遅角側への補正が行われていない場合に、多点点火の一時的停止を禁止するようにしているので(図5のステップ5、11)、これにより常時多点点火を行うことが可能となり、燃費、トルクが向上する。   The fact that the ignition timing is not corrected to the retard side indicates that knocking has not occurred even in the high load range. Therefore, according to the present embodiment (the invention described in claim 7), the temporary stop of the multipoint ignition is prohibited when the ignition timing is not corrected to the retard side. Therefore (steps 5 and 11 in FIG. 5), this makes it possible to perform multipoint ignition at all times and improve fuel efficiency and torque.

第1実施形態のエンジンの概略構成図。The schematic block diagram of the engine of 1st Embodiment. エンジンの燃焼室を下から見上げた概略構成図。The schematic block diagram which looked up at the combustion chamber of the engine from the bottom. 中心一点点火の場合のノック発生場所とノック発生時期を示す特性図。The characteristic view which shows the knock generation | occurrence | production location and knock generation | occurrence | production time in the case of center one point ignition. 第1実施形態の点火制御を説明するための波形図。The wave form diagram for demonstrating the ignition control of 1st Embodiment. 第1実施形態の点火制御を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the ignition control of 1st Embodiment. ノック制御域の領域図。The area | region figure of a knock control area. 判定負荷の特性図。The characteristic figure of judgment load. 2点点火連続運転でのノック制御中の点火時期の変化を示す波形図。The wave form diagram which shows the change of the ignition timing during knock control in 2 point | piece ignition continuous operation. 第1実施形態のノック制御中の点火時期の変化を示す波形図。The wave form diagram which shows the change of the ignition timing during knock control of 1st Embodiment. 二点点火全開トルクの点火時期感度の特性図。The characteristic diagram of the ignition timing sensitivity of the two-point ignition full open torque.

符号の説明Explanation of symbols

14 メインプラグ(第一点火プラグ)
15 サブプラグ(第二点火プラグ)
21 燃料噴射弁
31 エンジンコントローラ
33、34 クランク角センサ(回転速度検出手段)
35 水温センサ(水温検出手段)
37 サブプラグ温度センサ(第二点火プラグの温度を検出する手段)
14 Main plug (first spark plug)
15 Sub plug (second spark plug)
21 Fuel injection valve 31 Engine controller 33, 34 Crank angle sensor (rotational speed detection means)
35 Water temperature sensor (water temperature detection means)
37 Sub plug temperature sensor (means for detecting the temperature of the second spark plug)

Claims (7)

燃焼室の中心に第一点火プラグを、燃焼室の中心以外に第二点火プラグを備え、
高負荷域でこれら複数の点火プラグを用いての多点点火が継続する場合に、この多点点火を一時的に停止する多点点火一時停止手段を備えることを特徴とするエンジンの点火制御装置。
A first spark plug is provided at the center of the combustion chamber, and a second spark plug is provided at the center other than the center of the combustion chamber.
An ignition control device for an engine, comprising multipoint ignition temporary stop means for temporarily stopping the multipoint ignition when multipoint ignition using the plurality of spark plugs continues in a high load range. .
前記多点点火一時停止手段は、
第一期間のあいだ前記複数の点火プラグを用いての多点点火を行う手段と、
この第一期間終了後に第二期間のあいだ前記第二点火プラグによる点火を停止して前記第一点火プラグのみによる点火を行う手段と、
これら第一期間での多点点火と、第二期間での第一点火プラグのみによる点火とを繰り返す手段と
からなることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの点火制御装置。
The multipoint ignition temporary stop means is
Means for performing multi-point ignition using the plurality of spark plugs during a first period;
Means for stopping ignition by the second spark plug for a second period after the end of the first period and performing ignition only by the first spark plug;
2. The engine ignition control device according to claim 1, comprising means for repeating multipoint ignition in the first period and ignition by only the first spark plug in the second period.
前記第二点火プラグの温度を推定または検出する手段を備え、
この第二点火プラグの温度が設定温度以上になった場合に、即座に前記多点点火を停止することを特徴とする請求項1または2に記載のエンジンの点火制御装置。
Means for estimating or detecting the temperature of the second spark plug;
3. The engine ignition control device according to claim 1, wherein when the temperature of the second ignition plug becomes equal to or higher than a set temperature, the multipoint ignition is immediately stopped.
前記高負荷域はエンジンの負荷が判定負荷以上となった場合であることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの点火制御装置。   2. The engine ignition control device according to claim 1, wherein the high load region is a case where an engine load is equal to or higher than a determination load. エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
前記判定負荷を、この検出されるエンジンの回転速度が低くなるほど小さく設定することを特徴とする請求項4に記載のエンジンの点火制御装置。
A rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the engine;
5. The engine ignition control device according to claim 4, wherein the determination load is set to be smaller as the detected rotation speed of the engine is lower.
エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段を備え、
前記判定負荷を、この検出されるエンジンの冷却水温が高くなるほど小さく設定することを特徴とする請求項4に記載のエンジンの点火制御装置。
Equipped with water temperature detecting means for detecting the cooling water temperature of the engine,
5. The engine ignition control device according to claim 4, wherein the determination load is set to be smaller as the detected coolant temperature of the engine becomes higher.
MBTを与える基本点火時期を算出する手段と、
ノックセンサに基づいてノッキングが生じているか否かを判定する手段と、
この判定結果よりノッキングが生じている場合に、前記基本点火時期を遅角側に補正し た値を制御点火時期として設定する手段と
を備え、
点火時期の前記遅角側への補正が行われていない場合に、前記多点点火の一時的停止を禁止することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの点火制御装置。
Means for calculating a basic ignition timing giving MBT;
Means for determining whether knocking has occurred based on a knock sensor;
Means for setting, as a control ignition timing, a value obtained by correcting the basic ignition timing to the retard side when knocking occurs from the determination result;
2. The engine ignition control device according to claim 1, wherein when the ignition timing is not corrected to the retarded angle side, temporary stop of the multipoint ignition is prohibited.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010019114A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Nippon Soken Inc Ignition timing control device for internal combustion engine
JP2017002852A (en) * 2015-06-12 2017-01-05 富士重工業株式会社 Engine system and plug unit

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