JP2007092692A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つの燃焼室に複数本の点火プラグを備え、更に、燃焼室から排出された排気ガスを吸気通路へと環流させる排気環流装置を備えた内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine that includes a plurality of spark plugs in one combustion chamber, and further includes an exhaust gas recirculation device that circulates exhaust gas discharged from the combustion chamber to an intake passage.
従来、1つの燃焼室に複数本の点火プラグを設けた多点点火方式の内燃機関が知られている。この多点点火方式の内燃機関は、複数箇所で点火を行うことにより複数の火炎核を発生させ、夫々の火炎伝播距離を短くして速く均等に完全燃焼に近い形で燃焼させるものである。例えば、この種の多点点火方式の内燃機関としては、下記の特許文献1〜5に開示されたものが知られている。
Conventionally, a multipoint ignition type internal combustion engine in which a plurality of ignition plugs are provided in one combustion chamber is known. This multi-point ignition type internal combustion engine generates a plurality of flame nuclei by igniting at a plurality of locations, and burns each flame quickly and uniformly in a form close to complete combustion. For example, as this type of multipoint ignition type internal combustion engine, those disclosed in
先ず、特許文献1に記載の内燃機関においては、燃焼室の略中央と周壁側とに1本ずつ点火プラグが配備され、混合気の濃度が燃焼室の中央部で濃く燃焼室の周壁部で薄い場合に、中央部の点火プラグで点火した後、周壁部の点火プラグで点火する、という技術が開示されている。
First, in the internal combustion engine described in
また、特許文献2に記載の内燃機関においては、燃焼室の周壁側に中央部を中心にして対向させるが如く1本ずつ点火プラグが配備され、回転落ち(燃焼機関の長期化)が生じていないときには夫々の点火プラグを同時点火させる一方、回転落ちが生じているときには夫々の点火プラグの点火時期に位相差を付ける技術が開示されている。 Further, in the internal combustion engine described in Patent Document 2, spark plugs are provided one by one as opposed to the peripheral wall side of the combustion chamber with the central portion as the center, and rotation falls (combustion engine lengthening) occurs. A technique is disclosed in which each spark plug is simultaneously ignited when there is not, and a phase difference is provided to the ignition timing of each spark plug when a rotation drop occurs.
更に、特許文献3に記載の内燃機関においては、上記特許文献2と同等に位置に2本の点火プラグが配備され、夫々の点火プラグの点火時期に位相差を付けた場合に顕著な効果のある領域(機関の回転速度及び負荷に基づき定められた所定の運転領域)では位相差を付けて点火させる一方、それ以外の領域では夫々の点火プラグを同時点火させる技術が開示されている。 Furthermore, in the internal combustion engine described in Patent Document 3, two spark plugs are provided at the same position as in Patent Document 2, and a remarkable effect is obtained when a phase difference is added to the ignition timing of each spark plug. A technique is disclosed in which ignition is performed with a phase difference in a certain region (a predetermined operation region determined based on the engine speed and load), while each spark plug is simultaneously ignited in other regions.
また更に、特許文献4に記載の内燃機関においては、上記特許文献1と同等に位置に2本の点火プラグが配備され、極低負荷運転状態のときには中央部の点火プラグで点火した後、周壁部の点火プラグで点火する、という技術が開示されている。
Furthermore, in the internal combustion engine described in Patent Document 4, two spark plugs are provided at the same position as in
尚、特許文献5には、1本の点火プラグで1回の燃焼行程中に複数回の点火を行う技術が開示されている。 Patent Document 5 discloses a technique in which ignition is performed a plurality of times during one combustion stroke with a single spark plug.
しかしながら、上述した多点点火方式の内燃機関は、高出力化や低燃費化、更にはHC濃度低減という効果を奏する反面、NOx発生量の増加という弊害が生じてしまう。即ち、この多点点火方式の内燃機関は、燃焼期間を短縮して急速燃焼させることにより上記の如き効果を得ることができるが、その一方で、複数の火炎核が急速に燃焼室内で広がるので、初期の燃焼が中心1点点火の場合と比して急峻となり、筒内圧や筒内温度(熱発生量)が急上昇してNOx発生量が増加してしまう。 However, the above-described internal combustion engine of the multipoint ignition system has the effects of higher output, lower fuel consumption, and reduced HC concentration, but has the negative effect of increasing the amount of NOx generated. That is, this multipoint ignition type internal combustion engine can obtain the above-mentioned effect by shortening the combustion period and performing rapid combustion. On the other hand, since a plurality of flame nuclei spread rapidly in the combustion chamber. As a result, the initial combustion becomes steeper than in the case of the central one-point ignition, and the in-cylinder pressure and the in-cylinder temperature (heat generation amount) increase rapidly, and the NOx generation amount increases.
ここで、かかる弊害を解消する為の技術として、排気環流装置(所謂EGR装置)が知られている。この排気環流装置は、燃焼室から排出された排気ガスを吸気通路へと環流させ、再び燃焼室内で燃焼させるものであり、その排気ガスが燃焼室内に導入されることで燃焼温度が低下してNOx発生量が低減する。また、排気ガスが燃焼室内に導入されることによりポンプ損失が低減するので、燃料消費率が低下して燃費が向上する。以下、そのように再循環させる排気ガスを「EGRガス」という。 Here, an exhaust gas recirculation device (so-called EGR device) is known as a technique for solving such a problem. This exhaust gas recirculation device circulates the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the intake passage and burns it again in the combustion chamber. When the exhaust gas is introduced into the combustion chamber, the combustion temperature decreases. NOx generation amount is reduced. Moreover, since the pump loss is reduced by introducing the exhaust gas into the combustion chamber, the fuel consumption rate is reduced and the fuel consumption is improved. Hereinafter, the exhaust gas thus recirculated is referred to as “EGR gas”.
一方、EGRガスの導入量の増加(換言すれば、EGR率が高くなった場合)は、燃焼温度や燃焼速度の低下によって燃焼変動が増大し、燃焼が不安定になって燃料消費率が低下する。特に、このことは、スロットル全開時(WOT時)に大量のEGRガスが燃焼室内へと導入されることにより顕著に表れる。 On the other hand, an increase in the amount of EGR gas introduced (in other words, when the EGR rate increases) increases combustion fluctuations due to a decrease in combustion temperature and combustion speed, which makes combustion unstable and decreases the fuel consumption rate. To do. This is particularly noticeable when a large amount of EGR gas is introduced into the combustion chamber when the throttle is fully open (WOT).
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、EGRガスの導入に伴い燃焼状態が悪化するWOT時等の領域においてEGR率を高くすることが可能な内燃機関を提供することを、その目的とする。 Therefore, the present invention provides an internal combustion engine that improves the disadvantages of the conventional example and can increase the EGR rate in a region such as WOT where the combustion state deteriorates with the introduction of EGR gas. For that purpose.
上記目的を達成する為、請求項1記載の発明では、1つの燃焼室にて少なくとも当該燃焼室の略中央と当該燃焼室の周壁側とに1本ずつ点火プラグを備え、更に、その燃焼室から排出された排気ガスを吸気通路へと環流させる排気環流装置を備えた内燃機関において、燃焼状態に応じて夫々の点火プラグの点火時期に位相差を付けるか否か判定する位相差点火要否判定手段と、位相差を付ける必要がある場合に、燃焼状態に応じて前記位相差を設定する位相差設定手段と、燃焼室の周壁側の点火プラグを燃焼室の略中央の点火プラグに対して位相差設定手段により設定された位相差分だけ遅らせて点火させる点火実行手段と、を設けている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in one combustion chamber, at least one ignition plug is provided at approximately the center of the combustion chamber and the peripheral wall side of the combustion chamber, and the combustion chamber is further provided. In an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device that circulates exhaust gas exhausted from the exhaust passage to the intake passage, whether or not a phase difference ignition is necessary is determined according to the combustion state whether or not to add a phase difference to the ignition timing of each spark plug When it is necessary to add a phase difference to the determination means, the phase difference setting means for setting the phase difference according to the combustion state, and the ignition plug on the peripheral wall side of the combustion chamber with respect to the ignition plug at the substantially center of the combustion chamber Ignition executing means for igniting with a delay by the phase difference set by the phase difference setting means.
この請求項1記載の内燃機関によれば、夫々の点火プラグの間で燃焼状態に応じて点火時期の位相差を変更することができるので、常に良好な燃焼状態を保つことができる。 According to the internal combustion engine of the first aspect, the ignition timing phase difference can be changed between the respective spark plugs according to the combustion state, so that a good combustion state can always be maintained.
例えば、その位相差点火要否判定手段は、請求項2記載の発明の如く、排気環流装置のEGRバルブ開度,スロットル開度,機関負荷率又はEGR率の内の何れか1つと機関回転数とに基づいて、同時点火を行う燃焼状態の領域と位相差点火を行う燃焼状態の領域とを判別するよう構成することが可能である。かかる場合に用いるEGR率は、請求項3記載の発明の如く、機関回転数とEGRバルブ開度と機関負荷率とから求めるよう構成する。 For example, the phase difference ignition necessity determining means may be any one of the EGR valve opening, the throttle opening, the engine load factor, or the EGR rate of the exhaust gas recirculation device and the engine speed as in the second aspect of the invention. Based on the above, it is possible to distinguish between a combustion state region where simultaneous ignition is performed and a combustion state region where phase difference ignition is performed. The EGR rate used in such a case is configured to be obtained from the engine speed, the EGR valve opening, and the engine load factor as in the third aspect of the invention.
ここで、位相差設定手段は、請求項4記載の発明の如く、燃焼状態が悪化するほど位相差を大きく設定するよう構成することが好ましい。これにより、良好な燃焼状態が常に効果的に保たれるようになる。例えば、この位相差設定手段は、請求項5記載の発明の如く、機関回転数,EGRガス温度,EGR率又はトルク変動量の内の何れか1つに応じて位相差を設定するよう構成している。 Here, it is preferable that the phase difference setting means is configured to set the phase difference as the combustion state deteriorates, as in the fourth aspect of the invention. As a result, a good combustion state is always effectively maintained. For example, the phase difference setting means is configured to set the phase difference according to any one of the engine speed, the EGR gas temperature, the EGR rate, or the torque fluctuation amount, as in the fifth aspect of the invention. ing.
本発明に係る内燃機関によれば、燃焼状態が悪化し得る機関運転状態のときには、夫々の点火プラグの間で位相差を付けて点火させるので常に良好な燃焼状態を保つことができる。これが為、この内燃機関においては、EGR率の限界点を延ばすことができ、EGRガスの導入量を増加させることができる。そして、これにより、燃料消費率の低下に伴う燃費の更なる向上と窒素酸化物(NOx)の発生量の更なる低減を図ることができる。 According to the internal combustion engine of the present invention, when the engine is in an engine operating state in which the combustion state can be deteriorated, ignition is performed with a phase difference between the respective spark plugs, so that a good combustion state can always be maintained. For this reason, in this internal combustion engine, the limit point of the EGR rate can be extended, and the amount of EGR gas introduced can be increased. As a result, it is possible to further improve the fuel consumption accompanying the decrease in the fuel consumption rate and further reduce the amount of nitrogen oxide (NOx) generated.
以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
本発明に係る内燃機関の実施例1を図1から図5に基づいて説明する。 A first embodiment of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
最初に、本実施例1の内燃機関の構成を図1に基づき説明する。尚、ここでは直列4気筒の内燃機関を図示しているが、本発明は、必ずしもかかる内燃機関のみに限って適用されるものではない。 First, the configuration of the internal combustion engine of the first embodiment will be described with reference to FIG. Although an in-line four-cylinder internal combustion engine is shown here, the present invention is not necessarily applied only to such an internal combustion engine.
図1の符号10は、本実施例1の内燃機関を示す。この内燃機関10は、夫々の気筒11に各々2本ずつ第1及び第2の点火プラグ12,13が配備されている。本実施例1にあっては、第1点火プラグ12を燃焼室の略中央に配置し、第2点火プラグ13を燃焼室の周壁面側に配置する。これら第1及び第2の点火プラグ12,13は、夫々に各気筒11の燃焼室内で点火を行い、この燃焼室内に形成された吸気通路14からの空気と燃料噴射装置15から噴射された燃料とからなる混合気を燃焼させる。そして、その夫々の気筒11における燃焼後の筒内ガスは、排気通路16へと排出される。
また、この内燃機関10においては、外部から導入した空気中の塵埃等の異物を除去するエアクリーナ17と、外部からの吸入空気量を検出するエアフロメータ18と、燃焼室内への吸入空気量を調節するスロットルバルブ19とが吸気通路14上に設けられている。
Further, in the
そのエアフロメータ18の検出信号は図1に示す電子制御装置(ECU)30に送信され、この電子制御装置30において外部からの吸入空気量が算出される。一方、そのスロットルバルブ19にはスロットルバルブ開度センサ20が設けられており、このスロットルバルブ開度センサ20の検出信号を受信した電子制御装置30がスロットルバルブ19の開弁角度(以下、「スロットル開度」という。)θTHを把握する。
The detection signal of the
ここで、本実施例1のスロットルバルブ19としては、アクセルペダル(図示略)に対してケーブル等を介して機械的に接続されているものであってもよく、電子制御装置30により駆動制御されたスロットルバルブアクチュエータ(図示略)を介してスロットル開度θTHが調節されるもの(所謂電子制御スロットル)であってもよい。尚、後者の電子制御スロットルの場合には、スロットルバルブアクチュエータに対してのスロットル開度θTHの制御指令によって電子制御装置30がスロットル開度θTHを把握しているので、スロットルバルブ開度センサ20の検出信号に替えてこれを用いてもよい。
Here, the
また、電子制御装置30は、図示しないCPU(中央演算処理装置),所定の制御プログラム等を予め記憶しているROM(Read Only Memory),CPUの演算結果を一時記憶するRAM(Random Access Memory),予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されている。
The
更に、この内燃機関10には、排気通路16へと排出された排気ガスを吸気通路14に環流させ、再び燃焼室内で燃焼させる排気環流装置(所謂EGR装置)が設けられている。この排気環流装置は、排気通路16と吸気通路14とを連通させるEGR通路21と、これら排気通路16と吸気通路14との間を連通又は遮断させるEGRバルブ22と、このEGRバルブ22を開閉駆動させるEGRバルブアクチュエータ23と、そのEGRバルブ22の開弁角度(以下、「EGRバルブ開度」という。)θEGRを検出するEGRバルブ開度センサ24と備えている。
Further, the
このEGRバルブ開度センサ24の検出信号は電子制御装置30に送信され、この電子制御装置30においてEGRバルブ開度θEGRが把握される。ここで、EGRバルブアクチュエータ23は、電子制御装置30によるEGRバルブ開度θEGRの制御指令によって駆動制御される。これが為、電子制御装置30は、上記のEGRバルブ開度センサ24の検出信号に替えて、その制御指令からEGRバルブ開度θEGRを把握してもよい。
A detection signal of the EGR
また、この内燃機関10には、他にもクランク軸25の回転速度を検出するクランク角センサ26等の各種センサが配備されており、その様々なセンサの検出信号を利用して電子制御装置30が内燃機関の運転状態(以下、「機関運転状態」という。)を把握している。
The
例えば、電子制御装置30は、そのクランク角センサ26から機関回転数Neを把握し、また、上述したが如く、スロットルバルブ開度センサ20やEGRバルブ開度センサ24からは夫々スロットル開度θTH及びEGRバルブ開度θEGRを把握する。
For example, the
更に、その電子制御装置30は、機関運転状態としての機関負荷率KLの算出を行い、これを把握する。例えば、この機関負荷率KLは、スロットル開度θTHと機関回転数Neにより所定のマップを参照して算出することができる。
Further, the
ところで、上述した各気筒11の第1及び第2の点火プラグ12,13は、そのようにして把握された機関運転状態(スロットル開度θTH,EGRバルブ開度θEGR,機関回転数Ne,機関負荷率KL,燃料噴射量等)に基づいて電子制御装置30が燃焼状態を把握し、この燃焼状態に応じた点火時期に電子制御装置30からの制御指令に基づいて点火を実行する。
Meanwhile, the first and second spark plugs 12 and 13 of each
そこで、本実施例1の電子制御装置30には、先ず、各気筒11における第1及び第2の点火プラグ12,13の同時点火時期を燃焼状態に応じて設定する同時点火時期設定手段31を設ける。この同時点火時期設定手段31は、例えば、当該技術分野における同時点火時期の設定手法と同様の考えに基づいて構成されている。
Therefore, the
ここで、EGR率が高いときには、図2に示す如く、同一気筒11の第1及び第2の点火プラグ12,13を同時に点火するよりも夫々の点火時期に位相差を付けて点火する方が、EGR率が同じであっても燃焼の安定化と燃料消費率の低下を図ることができる。一方、第1及び第2の点火プラグ12,13の点火時期に位相差を付けることによって、同時点火の場合と同等の燃焼安定限界までEGR率の限界点を延ばすことができるので、更なる燃料消費率の低下が可能になる。そのEGR率とは機関回転数Ne,EGRバルブ開度θEGR及び機関負荷率KLによって規定されるものであり、例えば、その機関回転数Ne,EGRバルブ開度θEGR及び機関負荷率KLをパラメータとしてEGR率を求め得るEGR率マップ(図示略)を用意しておく。
Here, when the EGR rate is high, as shown in FIG. 2, it is better to ignite with a phase difference between the ignition timings than to ignite the first and second ignition plugs 12 and 13 of the
これが為、本実施例1の電子制御装置30には、同一気筒11における第1点火プラグ12と第2点火プラグ13の夫々の点火時期に位相差を付けるか否か判定を行う位相差点火要否判定手段32が設けられている。この位相差点火要否判定手段32は、EGRガスの導入に伴い燃焼状態の悪化が顕著になる領域を位相差点火実行領域と判定する一方、それ以外の領域を同時点火実行領域と判定するよう構成する。
For this reason, the
例えば、その位相差点火実行領域であるか同時点火実行領域であるかについては、EGR率を規定するパラメータたるEGRバルブ開度θEGRと機関回転数Neによって判別することができる。これが為、本実施例1にあっては、そのEGRバルブ開度θEGRと機関回転数Neとに応じて位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかを判別し得る図3に示す位相差点火要否判定マップを電子制御装置30のROM等に予め用意し、この位相差点火要否判定マップに基づいて位相差点火要否判定手段32に何れの実行領域であるのかを判定させる。この位相差点火要否判定マップは、例えば、EGRバルブ開度θEGRと機関回転数Ne毎の燃焼状態(例えば、燃焼安定限界)を予め実験やシミュレーションにより調べ、その結果に基づいて作成する。
For example, whether it is the phase difference ignition execution region or the simultaneous ignition execution region can be determined by the EGR valve opening degree θ EGR and the engine speed Ne, which are parameters that define the EGR rate. For this reason, in the first embodiment, it can be determined in FIG. 3 whether the phase difference ignition execution region or the simultaneous ignition execution region can be determined according to the EGR valve opening degree θ EGR and the engine speed Ne. A phase difference ignition necessity determination map is prepared in advance in a ROM or the like of the
ここで、EGRバルブ開度θEGRが一定の場合には、機関回転数Neの上昇によって排気ガスのガス量が増加し且つ排気通路16と吸気通路14との間の差圧が高くなるので、機関回転数Neが上昇するにつれてEGR率が高くなり、EGRガスの導入量が増加して燃焼状態が悪化する。一方、機関回転数Neが低ければ、排気ガスのガス量も少なく、排気通路16と吸気通路14との間の差圧も小さい。これが為、低回転時には、EGRバルブ開度θEGRが大きくてもEGR率が低くEGRガスの導入量が少ないので、高回転時よりも燃焼状態は良好になる。即ち、同一のEGRバルブ開度θEGRの場合には、機関回転数Neが高くなるほど燃焼状態が悪化する。従って、位相差点火要否判定マップは、図3に示す如く、機関回転数Neの上昇に伴って位相差点火実行領域が拡大するようになる。
Here, when the EGR valve opening degree θ EGR is constant, the amount of exhaust gas increases as the engine speed Ne increases, and the differential pressure between the
このようにして位相差点火要否判定手段32が判定を行い、位相差点火実行領域と判定された場合には、次に、第1点火プラグ12と第2点火プラグ13との間にどの程度の点火時期の位相差を設けるかを決めなければならない。これが為、本実施例1の電子制御装置30には、その点火時期の位相差を設定する位相差設定手段33を設けている。この位相差設定手段33は、燃焼状態が悪化するほど位相差を大きく設定するように構成する。
When the phase difference ignition
ここで、上述したが如く、EGRバルブ開度θEGRが一定の場合には、機関回転数Neの上昇に伴ってEGR率が高くなり、燃焼状態が悪化してしまう。従って、本実施例1にあっては、機関回転数Neが上昇するにつれて位相差が大きくなる図4に示す位相差設定マップをEGRバルブ開度θEGR毎に電子制御装置30のROM等に予め用意し、この位相差設定マップに基づいて位相差設定手段33に位相差を設定させる。この位相差設定マップは、例えば、EGRバルブ開度θEGRを一定にして機関回転数Ne毎の燃焼状態(例えば、燃焼安定限界)を予め実験やシミュレーションにより調べ、その結果に基づいてEGRバルブ開度θEGR毎に作成する。
Here, as described above, when the EGR valve opening degree θ EGR is constant, the EGR rate increases as the engine speed Ne increases, and the combustion state deteriorates. Therefore, in the first embodiment, the phase difference setting map shown in FIG. 4 in which the phase difference increases as the engine speed Ne increases increases in advance in the ROM of the
本実施例1の位相差設定手段33は、検出したEGRバルブ開度θEGRに対応する位相差設定マップをROM等から呼び出し、検出した機関回転数Neに対応する位相差をその位相差設定マップから読み込ませる。そして、燃焼室の周壁側の第2点火プラグ13の点火時期を上述した同時点火時期よりも位相差分だけ遅らせて設定を行うよう構成する。
The phase difference setting means 33 of the first embodiment calls a phase difference setting map corresponding to the detected EGR valve opening degree θ EGR from the ROM or the like, and a phase difference corresponding to the detected engine speed Ne is set to the phase difference setting map. Read from. The ignition timing of the
更に、本実施例1の電子制御装置30には、第1及び第2の点火プラグ12,13に対して点火を実行させる点火実行手段34が設けられている。この点火実行手段34は、同時点火実行領域の場合には第1及び第2の点火プラグ12,13を上記の同時点火時期で点火させるよう構成する。一方、位相差点火実行領域の場合には、燃焼室の略中央に配置された第1点火プラグ12を上記の同時点火時期で点火させ、燃焼室の周壁側に配置された第2点火プラグ13を上記の位相差分だけ遅く点火させるように構成する。
Further, the
次に、以上示した本実施例1の内燃機関10の点火制御動作について図5のフローチャートに基づき説明する。
Next, the ignition control operation of the
先ず、本実施例1の電子制御装置30は、機関運転状態情報の把握を行う(ステップST1)。例えば、ここでは、スロットルバルブ開度センサ20,EGRバルブ開度センサ24及びクランク角センサ26の各検出信号から夫々にスロットル開度θTH,EGRバルブ開度θEGR及び機関回転数Neを把握する。また、ここでは、そのスロットル開度θTHと機関回転数Neに基づいて機関負荷率KLの算出も行う。
First, the
この電子制御装置30は、その機関運転状態情報に基づいて燃焼状態を把握し、同時点火時期設定手段31により、その燃焼状態に応じた第1及び第2の点火プラグ12,13の同時点火時期を設定する(ステップST2)。
The
そして、この電子制御装置30の位相差点火要否判定手段32は、上記ステップST1で把握したEGRバルブ開度θEGRと機関回転数Neとを図3に示す位相差点火要否判定マップに照らし合わせ、位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかを判定する(ステップST3)。
Then, the phase difference ignition necessity determination means 32 of the
ここで、位相差点火実行領域との判定が為された場合には、電子制御装置30の位相差設定手段33により、第1点火プラグ12と第2点火プラグ13との間の点火時期の位相差を設定する(ステップST4)。ここでは、上記ステップST1で把握した機関回転数Neに対応する位相差を図4に示す位相差設定マップから読み込む。その際、機関回転数Neが高いほど燃焼状態が悪いので、大きな値の位相差が設定される。
Here, when the phase difference ignition execution region is determined, the phase difference setting means 33 of the
しかる後、電子制御装置30は、その点火実行手段34により、燃焼室の略中央に配置された第1点火プラグ12を上記ステップST2で設定した同時点火時期に点火させ、燃焼室の周壁側に配置された第2点火プラグ13を上記ステップST4で設定した位相差分だけ同時点火時期よりも遅らせて点火させる(ステップST5)。
Thereafter, the
一方、上記ステップST3にて同時点火実行領域との判定が為された場合、その電子制御装置30の点火実行手段34は、第1及び第2の点火プラグ12,13を上記ステップST2で設定した同時点火時期に同時に点火させる(ステップST6)。
On the other hand, when it is determined in step ST3 that the simultaneous ignition execution region has been made, the ignition execution means 34 of the
このように、本実施例1の内燃機関10によれば、燃焼状態が悪化し得る機関運転状態のときには、第1点火プラグ12と第2点火プラグ13とを位相差を付けて点火させるので常に良好な燃焼状態を保つことができる。これが為、本実施例1の内燃機関10においては、図2に示す如く、EGR率の限界点を延ばすことができ、EGRガスの導入量の増加が図れるので、燃料消費率が低下して燃費を更に向上させることができる。また、EGRガスの導入量の増加に伴い窒素酸化物(NOx)の発生量も更に低下させることができる。特に、本実施例1の内燃機関10においては、そのような位相差点火によりWOT時にも大量のEGRガスを導入することができるので、様々な運転状態で燃費の向上とNOx低減を図ることが可能になる。
As described above, according to the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例2について図6を用いて説明する。本実施例2の内燃機関10は、以下の点を除いて図1に示す前述した実施例1と同様に構成されている。
Next, a second embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. The
実施例1の位相差点火要否判定手段32は、前述した図3に示す位相差点火要否判定マップを用いて位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかの判別を行っている。この実施例1で用いた位相差点火要否判定マップは、その位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかについて、EGR率を規定するEGRバルブ開度θEGRと機関回転数Neとに応じて判別させるものである。
The phase difference ignition
しかしながら、その位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかについては、実施例1のEGRバルブ開度θEGRに替えてスロットル開度θTHを用いることも可能であり、このスロットル開度θTHと機関回転数Neによっても規定することができる。即ち、スロットル開度θTHが一定の場合には、機関回転数Neの上昇によって排気ガスのガス量が増加し且つ排気通路16と吸気通路14との間の差圧が高くなるので、機関回転数Neが上昇するにつれてEGR率が高くなり、EGRガスの導入量が増加して燃焼状態が悪化する。一方、機関回転数Neが低ければ、排気ガスのガス量も少なく、排気通路16と吸気通路14との間の差圧も小さい。これが為、低回転時には、スロットル開度θTHが大きくてもEGR率が低くEGRガスの導入量が少ないので、高回転時よりも燃焼状態は良好になる。即ち、同一のスロットル開度θTHの場合には、機関回転数Neが高くなるほど燃焼状態が悪化する。
However, as to whether it is the phase difference ignition execution region or the simultaneous ignition execution region, it is possible to use the throttle opening θ TH instead of the EGR valve opening θ EGR of the first embodiment. It can also be defined by the degree θ TH and the engine speed Ne. That is, when the throttle opening degree θ TH is constant, the amount of exhaust gas increases as the engine speed Ne increases, and the differential pressure between the
従って、本実施例2にあっては、そのスロットル開度θTHと機関回転数Neとの対応関係に応じて位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかを判別し得る図6に示す位相差点火要否判定マップを電子制御装置30のROM等に予め用意する。この本実施例2の位相差点火要否判定マップは、例えば、スロットル開度θTHと機関回転数Ne毎の燃焼安定性(例えば、燃焼安定限界)を予め実験やシミュレーションにより調べ、その結果に基づいて機関回転数Neの上昇に伴い位相差点火実行領域が拡大するよう作成する。
Accordingly, in the second embodiment, whether the phase difference ignition execution region or the simultaneous ignition execution region can be determined according to the correspondence between the throttle opening θ TH and the engine speed Ne. Is prepared in advance in a ROM or the like of the
本実施例2の位相差点火要否判定手段32は、その図6に示す位相差点火要否判定マップを参照し、検出したスロットル開度θTHと機関回転数Neに対応する領域が位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかについて判定を行う。 The phase difference ignition necessity determination means 32 of the second embodiment refers to the phase difference ignition necessity determination map shown in FIG. 6, and the region corresponding to the detected throttle opening θ TH and the engine speed Ne is the phase difference. It is determined whether it is an ignition execution region or a simultaneous ignition execution region.
尚、本実施例2の電子制御装置30に設けた同時点火時期設定手段31,位相差設定手段33及び点火実行手段34については実施例1と同様に動作するので、ここでの説明は省略する。
Note that the simultaneous ignition timing setting means 31, the phase difference setting means 33, and the ignition execution means 34 provided in the
以上示した如く、本実施例2においても、前述した実施例1と同様に、燃焼状態が悪化し得る機関運転状態のときには第1点火プラグ12と第2点火プラグ13とを位相差を付けて点火させるので、常に良好な燃焼状態を保つことができ、更に、EGR率の限界点を延ばすことができる。これが為、本実施例2の内燃機関10においても、EGRガスの導入量の増加が可能になるので、燃料消費率の低下に伴う燃費の更なる向上とNOxの更なる低減を図ることができる。そして、特に、WOT時にも大量のEGRガスを導入することができるので、様々な運転状態で燃費の向上とNOx低減が可能になる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment described above, the first spark plug 12 and the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例3について図7を用いて説明する。本実施例3の内燃機関10は、以下の点を除いて図1に示す前述した実施例1と同様に構成されている。
Next, a third embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. The
この本実施例3は、前述した実施例2と同様に、実施例1に対して位相差点火要否判定マップを変更したものである。 In this third embodiment, as in the second embodiment described above, the phase difference ignition necessity determination map is changed with respect to the first embodiment.
具体的に、本実施例3にあっては、位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかについて、EGR率を規定する他のパラメータたる機関負荷率KLと機関回転数Neによって規定する。これが為、本実施例3の位相差点火要否判定マップは、図7に示す如く、その機関負荷率KLと機関回転数Neとの対応関係に応じて位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかが判別できるように構成する。この位相差点火要否判定マップは、例えば、機関負荷率KLと機関回転数Ne毎の燃焼状態(例えば、燃焼安定限界)を予め実験やシミュレーションにより調べ、その結果に基づき作成して電子制御装置30のROM等に格納する。 Specifically, in the third embodiment, whether it is the phase difference ignition execution region or the simultaneous ignition execution region is defined by the engine load factor KL and the engine speed Ne, which are other parameters that define the EGR rate. To do. For this reason, the phase difference ignition necessity determination map of the third embodiment is, as shown in FIG. 7, whether the phase difference ignition execution region is in accordance with the correspondence relationship between the engine load factor KL and the engine speed Ne. It is configured so that it can be determined whether it is an execution area. This phase difference ignition necessity determination map, for example, is obtained by examining the combustion state (for example, the combustion stability limit) for each engine load factor KL and engine speed Ne in advance through experiments and simulations, and is created based on the results to create an electronic control unit. It is stored in 30 ROMs.
ここで、機関負荷率KLが一定の場合には、機関回転数Neの上昇によって排気ガスのガス量が増加し且つ排気通路16と吸気通路14との間の差圧が高くなるので、機関回転数Neが上昇するにつれてEGR率が高くなり、EGRガスの導入量が増加して燃焼状態が悪化する。一方、機関回転数Neが低ければ、排気ガスのガス量も少なく、排気通路16と吸気通路14との間の差圧も小さい。これが為、低回転時には、機関負荷率KLが高くてもEGR率が低くEGRガスの導入量が少ないので、高回転時よりも燃焼状態は良好になる。即ち、同一の機関負荷率KLの場合には、機関回転数Neが高くなるほど燃焼状態が悪化する。従って、本実施例3の位相差点火要否判定マップは、図7に示す如く、機関回転数Neの上昇に伴って位相差点火実行領域が拡大するようになる。
Here, when the engine load factor KL is constant, the amount of exhaust gas increases as the engine rotational speed Ne increases, and the differential pressure between the
本実施例3の位相差点火要否判定手段32は、その図7に示す位相差点火要否判定マップを参照し、算出した機関負荷率KLと機関回転数Neに対応する領域が位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかについて判定を行う。 The phase difference ignition necessity determination means 32 of the third embodiment refers to the phase difference ignition necessity determination map shown in FIG. 7, and the region corresponding to the calculated engine load factor KL and the engine speed Ne is the phase difference ignition. It is determined whether it is an execution region or a simultaneous ignition execution region.
尚、本実施例3の電子制御装置30に設けた同時点火時期設定手段31,位相差設定手段33及び点火実行手段34については実施例1と同様に動作するので、ここでの説明は省略する。
Note that the simultaneous ignition timing setting means 31, the phase difference setting means 33, and the ignition execution means 34 provided in the
以上示した如く、本実施例3においても、前述した実施例1と同様に、燃焼状態が悪化し得る機関運転状態のときには第1点火プラグ12と第2点火プラグ13とを位相差を付けて点火させるので、常に良好な燃焼状態を保つことができ、更に、EGR率の限界点を延ばすことができる。これが為、本実施例3の内燃機関10においても、EGRガスの導入量の増加が可能になるので、燃料消費率の低下に伴う燃費の更なる向上とNOxの更なる低減を図ることができる。そして、特に、WOT時にも大量のEGRガスを導入することができるので、様々な運転状態で燃費の向上とNOx低減が可能になる。
As described above, in the third embodiment as well, in the same way as in the first embodiment described above, the first spark plug 12 and the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例4について図8を用いて説明する。本実施例4の内燃機関10は、以下の点を除いて図1に示す前述した実施例1と同様に構成されている。
Next, a fourth embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. The
この本実施例4は、前述した実施例2,3と同様に、実施例1に対して位相差点火要否判定マップを変更したものである。 In this fourth embodiment, as in the second and third embodiments described above, the phase difference ignition necessity determination map is changed with respect to the first embodiment.
具体的に、本実施例4にあっては、位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかについて、EGR率と機関回転数Neによって規定する。これが為、本実施例4の位相差点火要否判定マップは、図8に示す如く、そのEGR率と機関回転数Neとの対応関係に応じて位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかが判別できるように構成する。この位相差点火要否判定マップは、例えば、EGR率と機関回転数Ne毎の燃焼安定性(例えば、燃焼安定限界)を予め実験やシミュレーションにより調べ、その結果に基づき作成して電子制御装置30のROM等に格納する。
Specifically, in the fourth embodiment, whether the phase difference ignition execution region or the simultaneous ignition execution region is defined by the EGR rate and the engine speed Ne. For this reason, the phase difference ignition necessity determination map of the fourth embodiment is, as shown in FIG. 8, a phase difference ignition execution region or a simultaneous ignition execution region depending on the correspondence between the EGR rate and the engine speed Ne. It is configured so that it can be determined. This phase difference ignition necessity determination map, for example, is obtained by examining the EGR rate and the combustion stability for each engine speed Ne (for example, the combustion stability limit) in advance through experiments and simulations, and is created based on the results, and the
ここで、EGR率が一定の場合には、機関回転数Neの上昇によって排気ガスのガス量が増加し且つ排気通路16と吸気通路14との間の差圧が高くなるので、機関回転数Neが上昇するにつれてEGR率が高くなり、EGRガスの導入量が増加して燃焼状態が悪化する。一方、機関回転数Neが低ければ、排気ガスのガス量も少なく、排気通路16と吸気通路14との間の差圧も小さい。これが為、低回転時には、EGR率が高くてもEGRガスの導入量が少ないので、高回転時よりも燃焼状態は良好になる。即ち、同一のEGR率の場合には、機関回転数Neが高くなるほど燃焼状態が悪化する。従って、本実施例4の位相差点火要否判定マップは、図8に示す如く、機関回転数Neの上昇に伴って位相差点火実行領域が拡大するようになる。
Here, when the EGR rate is constant, the amount of exhaust gas increases due to the increase in the engine speed Ne, and the differential pressure between the
本実施例4の位相差点火要否判定手段32は、その図8に示す位相差点火要否判定マップを参照し、機関回転数Ne,EGRバルブ開度θEGR及び機関負荷率KLを用いてEGR率マップから求めたEGR率と機関回転数Neとに対応する領域が位相差点火実行領域であるのか同時点火実行領域であるのかについて判定を行う。 The phase difference ignition necessity determination means 32 of the fourth embodiment refers to the phase difference ignition necessity determination map shown in FIG. 8 and uses the engine speed Ne, the EGR valve opening θ EGR and the engine load factor KL. It is determined whether the region corresponding to the EGR rate obtained from the EGR rate map and the engine speed Ne is the phase difference ignition execution region or the simultaneous ignition execution region.
尚、本実施例4の電子制御装置30に設けた同時点火時期設定手段31,位相差設定手段33及び点火実行手段34については実施例1と同様に動作するので、ここでの説明は省略する。
The simultaneous ignition
以上示した如く、本実施例4においても、前述した実施例1と同様に、燃焼状態が悪化し得る機関運転状態のときには第1点火プラグ12と第2点火プラグ13とを位相差を付けて点火させるので、常に良好な燃焼状態を保つことができ、更に、EGR率の限界点を延ばすことができる。これが為、本実施例4の内燃機関10においても、EGRガスの導入量の増加が可能になるので、燃料消費率の低下に伴う燃費の更なる向上とNOxの更なる低減を図ることができる。そして、特に、WOT時にも大量のEGRガスを導入することができるので、様々な運転状態で燃費の向上とNOx低減が可能になる。
As described above, in the fourth embodiment as well, in the same way as in the first embodiment described above, the first spark plug 12 and the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例5について図1及び図9を用いて説明する。本実施例5の内燃機関10は、以下の点を除いて図1に示す前述した実施例1と同様に構成されている。
Next, a fifth embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. The
実施例1〜4の位相差設定手段33は、前述した図4に示す位相差設定マップを用いて、位相差点火実行時の第1点火プラグ12と第2点火プラグ13との間における点火時期の位相差を設定している。この各実施例1〜4で用いた位相差設定マップは、EGRバルブ開度θEGR毎に用意され、機関回転数Neに応じて燃焼が安定する位相差(上述した例示では、燃焼安定限界となる位相差)を導き出すものである。
The phase difference setting means 33 of the first to fourth embodiments uses the phase difference setting map shown in FIG. 4 described above to determine the ignition timing between the first spark plug 12 and the
しかしながら、燃焼状態は一般にEGRガス温度が上昇するにつれて悪化していくことが知られており、位相差は、そのEGRガス温度によって規定することができる。これが為、本実施例5にあっては、上述した各実施例1〜4において、EGRガス温度が上昇するにつれて(即ち、燃焼状態が悪化するにつれて)位相差を大きくする図9に示す位相差設定マップを電子制御装置30のROM等に予め用意する。この位相差設定マップは、例えば、EGRガス温度毎の燃焼状態(例えば、燃焼安定限界)を予め実験やシミュレーションにより調べ、その結果に基づいて作成する。
However, it is known that the combustion state generally worsens as the EGR gas temperature rises, and the phase difference can be defined by the EGR gas temperature. Therefore, in the fifth embodiment, in each of the first to fourth embodiments described above, the phase difference shown in FIG. 9 increases as the EGR gas temperature increases (that is, as the combustion state deteriorates). A setting map is prepared in advance in the ROM of the
また、本実施例5の内燃機関10においては、そのEGRガス温度を検出する図1に示す温度センサ27が設けられている。この温度センサ27は、EGR通路21に設けたEGRガス専用のものであってもよく、排気通路16に設けられている排気温センサの検出値を代用してもよい。尚、本実施例5においては、後者の温度センサ27を例示している。
Further, the
本実施例5の位相差設定手段33は、検出したEGRガス温度に対応する位相差をその位相差設定マップから読み込み、燃焼室の周壁側の第2点火プラグ13の点火時期を第1点火プラグ12の点火時期よりも位相差分だけ遅らせて設定する。
The phase difference setting means 33 of the fifth embodiment reads the phase difference corresponding to the detected EGR gas temperature from the phase difference setting map, and sets the ignition timing of the
尚、本実施例5の電子制御装置30に設けた同時点火時期設定手段31,位相差点火要否判定手段32及び点火実行手段34については実施例1〜4と同様に動作するので、ここでの説明は省略する。
The simultaneous ignition timing setting means 31, the phase difference ignition necessity determination means 32, and the ignition execution means 34 provided in the
以上示した如く、本実施例5においても、前述した実施例1と同様に、燃焼状態が悪化し得る機関運転状態のときには第1点火プラグ12と第2点火プラグ13とを位相差を付けて点火させるので、常に良好な燃焼状態を保つことができ、更に、EGR率の限界点を延ばすことができる。これが為、本実施例5の内燃機関10においても、EGRガスの導入量の増加が可能になるので、燃料消費率の低下に伴う燃費の更なる向上とNOxの更なる低減を図ることができる。そして、特に、WOT時にも大量のEGRガスを導入することができるので、様々な運転状態で燃費の向上とNOx低減が可能になる。
As described above, also in the fifth embodiment, similarly to the first embodiment described above, the first spark plug 12 and the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例6について図10を用いて説明する。本実施例6の内燃機関10は、以下の点を除いて図1に示す前述した実施例1と同様に構成されている。
Next, a sixth embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. The
この本実施例6は、前述した実施例5と同様に、実施例1〜4に対して位相差設定マップを変更したものである。 In this sixth embodiment, the phase difference setting map is changed with respect to the first to fourth embodiments, similarly to the fifth embodiment described above.
具体的に、本実施例6にあっては、EGR率が高くなるにつれて燃焼状態が悪化していくので、そのEGR率によって位相差を規定する。これが為、本実施例6にあっては、前述した各実施例1〜4において、EGR率が高くなるにつれて(即ち、燃焼状態が悪化するにつれて)位相差を大きくする図10に示す位相差設定マップを電子制御装置30のROM等に予め用意する。この位相差設定マップは、例えば、EGR率毎の燃焼状態(例えば、燃焼安定限界)を予め実験やシミュレーションにより調べ、その結果に基づいて作成する。
Specifically, in the sixth embodiment, the combustion state deteriorates as the EGR rate increases, so the phase difference is defined by the EGR rate. For this reason, in the sixth embodiment, in each of the first to fourth embodiments described above, the phase difference setting shown in FIG. 10 increases the phase difference as the EGR rate increases (that is, as the combustion state deteriorates). A map is prepared in advance in a ROM or the like of the
本実施例6の位相差設定手段33は、機関回転数Ne,EGRバルブ開度θEGR及び機関負荷率KLを用いてEGR率マップからEGR率を求め、このEGR率に対応する位相差を図10に示す位相差設定マップから読み込み、燃焼室の周壁側の第2点火プラグ13の点火時期を第1点火プラグ12の点火時期よりも位相差分だけ遅らせて設定する。
The phase difference setting means 33 of the sixth embodiment obtains an EGR rate from the EGR rate map using the engine speed Ne, the EGR valve opening θ EGR and the engine load factor KL, and shows the phase difference corresponding to the EGR rate. 10 is read from the phase difference setting map shown in FIG. 10, and the ignition timing of the
尚、本実施例6の電子制御装置30に設けた同時点火時期設定手段31,位相差点火要否判定手段32及び点火実行手段34については実施例1〜4と同様に動作するので、ここでの説明は省略する。
The simultaneous ignition timing setting means 31, the phase difference ignition necessity determination means 32 and the ignition execution means 34 provided in the
以上示した如く、本実施例6においても、前述した実施例1と同様に、燃焼状態が悪化し得る機関運転状態のときには第1点火プラグ12と第2点火プラグ13とを位相差を付けて点火させるので、常に良好な燃焼状態を保つことができ、更に、EGR率の限界点を延ばすことができる。これが為、本実施例6の内燃機関10においても、EGRガスの導入量の増加が可能になるので、燃料消費率の低下に伴う燃費の更なる向上とNOxの更なる低減を図ることができる。そして、特に、WOT時にも大量のEGRガスを導入することができるので、様々な運転状態で燃費の向上とNOx低減が可能になる。
As described above, also in the sixth embodiment, similarly to the first embodiment described above, the first spark plug 12 and the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例7について図11及び図12を用いて説明する。 Next, a seventh embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施例7は、原動機と電動機の双方を動力源として使用するハイブリッド車輌,具体的にはシリーズ・パラレルハイブリッド方式のハイブリッド車輌について例示する。本実施例7の原動機としては、図11に示す如く、以下の点を除いて前述した各実施例1〜4と同様に構成された内燃機関10を用いる。
The seventh embodiment exemplifies a hybrid vehicle that uses both a prime mover and an electric motor as power sources, specifically, a series / parallel hybrid hybrid vehicle. As the prime mover of the seventh embodiment, as shown in FIG. 11, an
最初に、このハイブリッド車輌の構成を簡単に説明する。このハイブリッド車輌には、内燃機関10から出力された機関動力を分割する動力分割機構51と、この動力分割機構51により分割された内燃機関10の機関動力で駆動する発電機52と、この発電機52の電力及び/又はバッテリ61の電力で駆動する電動機53とが設けられている。
First, the configuration of this hybrid vehicle will be briefly described. The hybrid vehicle includes a
ここで、その動力分割機構51は、例えば、回転軸が内燃機関10のクランク軸25に連結されたプラネタリキャリアと、このプラネタリキャリアに軸支されたピニオンギヤと、回転軸が発電機52に連結されたサンギヤと、回転軸が電動機53に連結されたリングギヤとを有する遊星歯車機構からなり、そのリングギヤには変速機71等の動力伝達機構を介して駆動軸(図示略)が連結されている。これが為、内燃機関10の機関動力は、ピニオンギヤを介してサンギヤ及びリングギヤに伝達され、発電機52の駆動力として利用し得る一方、その動力伝達機構を介して駆動軸を直接駆動することができる。
Here, the
また、このハイブリッド車輌には、各種動作を制御する制御手段が設けられている。本実施例7にあっては、その制御手段として、ハイブリッド車輌全体の動作を制御する電子制御装置(以下「メインECU」という。)81と、内燃機関10の動作を制御する前述した各実施例1〜4と同様の電子制御装置(以下、「機関ECU」という。)30と、電動機53の動作を制御する電子制御装置(以下、「電動機ECU」という。)82とが設けられている。そのメインECU81は、各種センサの検出信号やバックアップRAMのマップデータ等に基づいて運転状態に応じた駆動軸における駆動力の要求値(以下、「駆動力要求値」という。)を求める。そして、このメインECU81は、その駆動力要求値に相当する駆動力を駆動軸で発生させ得る内燃機関10と電動機53の動力及びその配分を設定し、その設定条件を機関ECU30と電動機ECU82に送る。
The hybrid vehicle is also provided with a control means for controlling various operations. In the seventh embodiment, as the control means, an electronic control device (hereinafter referred to as “main ECU”) 81 for controlling the operation of the entire hybrid vehicle and the above-described embodiments for controlling the operation of the
ところで、内燃機関10においては、燃焼が不安定になるとトルク変動が発生する。そして、このトルク変動は燃焼安定性が悪化するほど(即ち、燃焼状態が悪化するにつれて)大きくなるので、そのトルク変動量が判れば第1点火プラグ12と第2点火プラグ13との間における点火時期の位相差を規定することができる。一方、その内燃機関10のトルク変動は、この種のハイブリッド車輌においてはクランク軸25及び動力分割機構51を介し電動機53に伝わって電動機ECU82に検知される。これが為、この電動機ECU82に検知された内燃機関10のトルク変動の情報を利用することによって、その位相差の設定が可能になる。
By the way, in the
そこで、本実施例7にあっては、内燃機関10のトルク変動を検知した際にトルク変動量の情報をメインECU81へと送信するよう電動機ECU82を構成し、そのメインECU81については受信したトルク変動量の情報を機関ECU30に送信するよう構成する。
Therefore, in the seventh embodiment, the
また、その機関ECU30のROM等には、内燃機関10のトルク変動量と位相差との対応関係を表した図12に示す位相差設定マップを予め用意しておく。この位相差設定マップは、例えば、トルク変動量毎の燃焼安定性(例えば、燃焼安定限界)を予め実験やシミュレーションにより調べ、その結果に基づいて、トルク変動量が大きくなるにつれて(即ち、燃焼状態が悪化するにつれて)位相差が大きくなるように作成されている。
Further, a phase difference setting map shown in FIG. 12 showing the correspondence between the torque fluctuation amount of the
本実施例7の位相差設定手段33は、メインECU81を介して受信した電動機ECU82からのトルク変動量の情報に対応する位相差を図12に示す位相差設定マップから読み込み、燃焼室の周壁側の第2点火プラグ13の点火時期を第1点火プラグ12の点火時期よりも位相差分だけ遅らせて設定する。ここで、そのトルク変動量の情報は、例えば、図5のステップST1において把握する。
The phase difference setting means 33 of the seventh embodiment reads the phase difference corresponding to the torque fluctuation amount information received from the
尚、本実施例7の電子制御装置30に設けた同時点火時期設定手段31,位相差点火要否判定手段32及び点火実行手段34については実施例1〜4と同様に動作するので、ここでの説明は省略する。
The simultaneous ignition timing setting means 31, the phase difference ignition necessity determination means 32, and the ignition execution means 34 provided in the
以上示した如く、本実施例7においても、前述した実施例1と同様に、燃焼状態が悪化し得る機関運転状態のときには第1点火プラグ12と第2点火プラグ13とを位相差を付けて点火させるので、常に良好な燃焼状態を保つことができ、更に、EGR率の限界点を延ばすことができる。これが為、本実施例7の内燃機関10においても、EGRガスの導入量の増加が可能になるので、燃料消費率の低下に伴う燃費の更なる向上とNOxの更なる低減を図ることができる。そして、特に、WOT時にも大量のEGRガスを導入することができるので、様々な運転状態で燃費の向上とNOx低減が可能になる。
As described above, also in the seventh embodiment, similarly to the first embodiment described above, the first spark plug 12 and the
尚、上述した各実施例1〜7においては1つの燃焼室に2本の点火プラグ(第1及び第2の点火プラグ12,13)を配備した内燃機関について例示したが、その各実施例1〜7における点火制御は、更に多くの点火プラグを設けた内燃機関に適用してもよい。かかる場合、その各実施例1〜7と同様に、燃焼室の中央側と周壁側とに分けて、中央側の点火プラグ群に対して周壁側の点火プラグ群の点火時期を位相差分だけ遅らせて点火させてもよく、また、夫々の点火プラグの間に適宜最適な位相差を設けるようにしてもよい。 In the first to seventh embodiments described above, the internal combustion engine in which two spark plugs (first and second spark plugs 12 and 13) are provided in one combustion chamber is illustrated. The ignition control in -7 may be applied to an internal combustion engine provided with more spark plugs. In such a case, as in the first to seventh embodiments, the ignition timing of the spark plug group on the peripheral wall side is delayed by the phase difference with respect to the spark plug group on the central side separately from the central side and the peripheral wall side of the combustion chamber. May be ignited, and an optimum phase difference may be appropriately provided between the respective spark plugs.
また、上述した各実施例1〜7においては、燃焼室の略中央に配置された第1点火プラグ12の点火時期を基準にして、燃焼室の周壁側に配置された第2点火プラグ13の点火時期を位相差分だけ遅らせるようにしているが、これとは逆に、第2点火プラグ13の点火時期を基準にして第1点火プラグ12の点火時期を進ませるようにしてもよい。
In each of the first to seventh embodiments described above, the
以上のように、本発明に係る内燃機関は、EGRガスの導入に伴う燃焼状態の悪化を抑制し、EGRガスの導入量を増加させ得る点火制御の技術に有用である。 As described above, the internal combustion engine according to the present invention is useful for the ignition control technique that can suppress the deterioration of the combustion state accompanying the introduction of EGR gas and increase the amount of EGR gas introduced.
10 内燃機関
12 第1点火プラグ
13 第2点火プラグ
14 吸気通路
16 排気通路
19 スロットルバルブ
20 スロットルバルブ開度センサ
21 EGR通路
22 EGRバルブ
23 EGRバルブアクチュエータ
24 EGRバルブ開度センサ
25 クランク軸
26 クランク角センサ
27 温度センサ
30 電子制御装置(ECU,機関ECU)
31 同時点火時期設定手段
32 位相差点火要否判定手段
33 位相差設定手段
34 点火実行手段
51 動力分割機構
53 電動機
81 メインECU
82 電動機ECU
KL 機関負荷率
Ne 機関回転数
θEGR EGRバルブ開度
θTH スロットル開度
DESCRIPTION OF
31 Simultaneous ignition timing setting means 32 Phase difference ignition necessity determination means 33 Phase difference setting means 34 Ignition execution means 51 Power split
82 Electric motor ECU
KL Engine load factor Ne Engine speed θ EGR EGR valve opening θ TH throttle opening
Claims (5)
燃焼状態に応じて前記夫々の点火プラグの点火時期に位相差を付けるか否か判定する位相差点火要否判定手段と、
位相差を付ける必要がある場合に、燃焼状態に応じて前記位相差を設定する位相差設定手段と、
前記燃焼室の周壁側の点火プラグを前記燃焼室の略中央の点火プラグに対して前記位相差設定手段により設定された位相差分だけ遅らせて点火させる点火実行手段と、
を設けたことを特徴とする内燃機関。 Each combustion chamber includes at least one ignition plug at approximately the center and the peripheral wall side of the combustion chamber, and further includes an exhaust gas recirculation device that circulates exhaust gas discharged from the combustion chamber to the intake passage. In internal combustion engines,
Phase difference ignition necessity determination means for determining whether or not to add a phase difference to the ignition timing of each of the spark plugs according to the combustion state;
When it is necessary to add a phase difference, a phase difference setting means for setting the phase difference according to the combustion state;
Ignition execution means for igniting the ignition plug on the peripheral wall side of the combustion chamber with a phase difference set by the phase difference setting means delayed with respect to the ignition plug at the substantially center of the combustion chamber;
An internal combustion engine comprising:
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JPS56124676A (en) * | 1980-03-05 | 1981-09-30 | Nissan Motor Co Ltd | Ignition timing controlling apparatus |
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JP2001289143A (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Honda Motor Co Ltd | Ignition timing controller for internal combustion engine |
-
2005
- 2005-09-29 JP JP2005285417A patent/JP2007092692A/en active Pending
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