JP2007107487A - Ignition control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の点火制御装置に関する。 The present invention relates to an ignition control device for an internal combustion engine.
特開平3−117684号公報(特許文献1)に開示されたエンジンの点火装置は、シリンダの周回りに間隔をおいて配設された複数の点火ギャップと、該複数の点火ギャップのうち、一の点火ギャップを基準点火ギャップとしたときに、該基準点火ギャップの点火時期と、他の点火ギャップの点火時期との間に、夫々、位相差を設定する位相設定手段と、前記基準点火ギャップの点火進角量に比例して前記位相差を調整する位相調整手段と、を備えている。 An engine ignition device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-117684 (Patent Document 1) includes a plurality of ignition gaps arranged at intervals around the circumference of a cylinder, and one of the plurality of ignition gaps. Phase setting means for setting a phase difference between the ignition timing of the reference ignition gap and the ignition timing of the other ignition gap, respectively, and the reference ignition gap Phase adjusting means for adjusting the phase difference in proportion to the ignition advance amount.
一つの気筒に複数の点火栓がある場合、点火栓毎に、点火栓近傍の温度やA/Fが異なる場合があるため、点火栓において放電させるときの要求電圧が異なる場合がある。点火栓の破損を有効に抑制するためには、各点火栓の要求電圧が過大とならないように点火時期を制御する必要がある。 When there are a plurality of spark plugs in one cylinder, the temperature and A / F in the vicinity of the spark plugs may be different for each spark plug, so the required voltage when discharging in the spark plugs may be different. In order to effectively suppress the breakage of the spark plugs, it is necessary to control the ignition timing so that the required voltage of each spark plug does not become excessive.
本発明の目的は、一つの気筒に複数の点火栓がある場合に、各点火栓の要求電圧が過大とならないように点火時期を制御することが可能な内燃機関の点火制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an ignition control device for an internal combustion engine capable of controlling the ignition timing so that the required voltage of each spark plug does not become excessive when there are a plurality of spark plugs in one cylinder. It is.
本発明の内燃機関の点火制御装置は、一つの気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火制御装置であって、前記内燃機関の負荷が低負荷から中負荷の時には負荷が高くなるに連れて前記複数の点火栓の点火時期の位相差が所定の割合で減少し、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなるに連れて前記所定の割合と同じ割合で減少したと仮定したときの仮想値よりも大きな値に前記位相差が設定されていることを特徴としている。 An ignition control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is an ignition control apparatus for an internal combustion engine having a plurality of spark plugs in one cylinder, and when the load of the internal combustion engine is low to medium, the load increases. It is assumed that the phase difference between the ignition timings of the plurality of spark plugs decreases at a predetermined rate, and decreases at the same rate as the predetermined rate as the load increases when the load of the internal combustion engine is high. It is characterized in that the phase difference is set to a value larger than the virtual value at the time.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなるに連れて前記位相差が拡大するように設定されていることを特徴としている。 The ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that when the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set so as to increase as the load increases.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなっても前記位相差が概ね一定となるように設定されていることを特徴としている。 In the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, when the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set to be substantially constant even when the load becomes high.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなるに連れて前記位相差が前記所定の割合よりも小さな割合で減少するように設定されていることを特徴としている。 In the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, when the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set to decrease at a rate smaller than the predetermined rate as the load increases. It is characterized by that.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなっても前記位相差が約3度以上に設定されていることを特徴としている。 In the ignition control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set to about 3 degrees or more even if the load becomes high.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなっても前記位相差が約10度以下に設定されていることを特徴としている。 In the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, when the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set to about 10 degrees or less even when the load increases.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなっても前記位相差が約5度以下に設定されていることを特徴としている。 In the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, when the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set to about 5 degrees or less even when the load increases.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には、前記複数の点火栓のうち相対的に側方に位置する点火栓の要求電圧が予め設定された所定値以上にならないように前記位相差が設定されていることを特徴としている。 In the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, when a load of the internal combustion engine is high, a required voltage of a spark plug that is positioned relatively laterally among the plurality of spark plugs is greater than or equal to a predetermined value that is set in advance. The phase difference is set so as not to occur.
本発明の内燃機関の点火制御装置は、一つの気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火制御装置であって、前記気筒内の混合気の成層度に基づいて、前記複数の点火栓の点火時期の位相差が設定されていることを特徴としている。 An ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention is an ignition control device for an internal combustion engine having a plurality of spark plugs in one cylinder, wherein the plurality of spark plugs are controlled based on the stratification degree of the air-fuel mixture in the cylinder. It is characterized in that a phase difference of ignition timing is set.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記混合気の成層度が高いときには、前記位相差が大きくなるように設定されていることを特徴としている。 The ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that the phase difference is set to be large when the stratification degree of the air-fuel mixture is high.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関は、前記一つの気筒に対して、前記内燃機関の吸気管に燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、前記気筒内に燃料を直接噴射する第2燃料噴射弁とを備え、前記第2燃料噴射弁による噴射の割合が高いときには、前記位相差が大きくなるように設定されていることを特徴としている。 In the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, the internal combustion engine injects fuel into the intake pipe of the internal combustion engine with respect to the one cylinder, and directly injects fuel into the cylinder. The phase difference is set to be large when the ratio of injection by the second fuel injection valve is high.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関は、前記一つの気筒に対して、前記内燃機関の吸気管に燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、前記気筒内に燃料を直接噴射する第2燃料噴射弁とを備え、圧縮行程での前記第2燃料噴射弁による噴射の割合が高いときには、前記位相差が大きくなるように設定されていることを特徴としている。 In the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, the internal combustion engine injects fuel into the intake pipe of the internal combustion engine with respect to the one cylinder, and directly injects fuel into the cylinder. The phase difference is set to be large when the ratio of injection by the second fuel injection valve in the compression stroke is high.
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関は、前記一つの気筒に対して、前記内燃機関の吸気管に燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、前記気筒内に燃料を直接噴射する第2燃料噴射弁のいずれか一方のみが備えられ、前記内燃機関に備えられた前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁のいずれか一方の燃料噴射時期に基づいて、前記混合気の成層度が高いときには、前記位相差が大きくなるように設定されていることを特徴としている。 In the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, the internal combustion engine injects fuel into the intake pipe of the internal combustion engine with respect to the one cylinder, and directly injects fuel into the cylinder. Only one of the second fuel injection valves is provided, and the air-fuel mixture is based on the fuel injection timing of either the first fuel injection valve or the second fuel injection valve provided in the internal combustion engine. When the degree of stratification is high, the phase difference is set to be large.
本発明によれば、一つの気筒に複数の点火栓がある場合に、各点火栓の要求電圧が過大とならないように点火時期を制御することが可能となる。 According to the present invention, when there are a plurality of spark plugs in one cylinder, it is possible to control the ignition timing so that the required voltage of each spark plug does not become excessive.
以下、本発明の内燃機関の点火制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of an ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1−1から図6を参照して、内燃機関の点火制御装置の第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of an ignition control device for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
本実施形態は、一つの気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火制御装置であって、
前記内燃機関の負荷が低負荷から中負荷の時には負荷が高くなるに連れて前記複数の点火栓の点火時期の位相差が所定の割合で減少し、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなるに連れて前記所定の割合と同じ割合で減少したと仮定したときの仮想値よりも大きな値に前記位相差が設定されている。
The present embodiment is an ignition control device for an internal combustion engine having a plurality of spark plugs in one cylinder,
When the load of the internal combustion engine is low to medium, the phase difference between the ignition timings of the plurality of spark plugs decreases at a predetermined rate as the load increases, and when the load of the internal combustion engine is high, The phase difference is set to a value larger than a hypothetical value when it is assumed that the load decreases with the same ratio as the predetermined ratio as the load increases.
即ち、本実施形態は、一つの気筒に複数の点火栓がある内燃機関であって、一つの気筒に設けられた複数の点火栓毎に異なる点火時期を設定し、内燃機関の負荷が高まるにつれて点火時期の位相差を縮小傾向にさせる内燃機関の点火制御装置において、以下の(1)〜(3)のいずれかである。
(1)高負荷時には、負荷が高まるに連れて位相差を拡大する。
(2)高負荷時には、負荷が高まっても位相差を概ね一定にして変化させない。
(3)低負荷から中負荷の時に負荷が高まるに連れて位相差を縮小させる割合に比べて、高負荷時には、位相差を縮小させる割合を小さくする。
That is, this embodiment is an internal combustion engine having a plurality of spark plugs in one cylinder, and sets different ignition timings for each of the plurality of spark plugs provided in one cylinder, and the load on the internal combustion engine increases. In the ignition control device for an internal combustion engine that tends to reduce the phase difference of the ignition timing, any of the following (1) to (3).
(1) When the load is high, the phase difference is increased as the load increases.
(2) When the load is high, the phase difference remains substantially constant and does not change even if the load increases.
(3) The ratio of reducing the phase difference at high load is made smaller than the ratio of reducing the phase difference as the load increases from low load to medium load.
まず、図1−1から図2を参照して、一つの気筒に設けられた複数の点火栓の点火時期の設定に対する考え方について説明する。 First, the concept for setting the ignition timing of a plurality of spark plugs provided in one cylinder will be described with reference to FIGS.
図1−1に示すように、本実施形態の内燃機関では、一つの気筒(燃焼室)11内に複数の点火栓21,22が設けられている。気筒11の中央に点火栓21が設けられ、気筒11の側方に点火栓22が設けられている。本実施形態の内燃機関は、図1−1の構成に限定されることなく、図1−2〜図1−4の構成であってもよい。
As shown in FIG. 1A, in the internal combustion engine of the present embodiment, a plurality of
即ち、側方の点火栓22の配置は、図1−1に示すように、吸気弁12と排気弁13の間でもよいし、図1−2に示すように、2つの吸気弁12の間でもよい。また、図1−3及び図1−4に示すように、側方の点火栓22は、一つの気筒11に2つ設けられていてもよい。一つの気筒11に2つの側方の点火栓22が設けられている場合、それら2つの側方の点火栓22の働き及び制御方法は、原則として、一つの気筒11に一つの側方の点火栓22が設けられている場合と同じである。
That is, the
図2は、一気筒に複数の点火栓がある場合の点火時期(点火時期位相差)と負荷との関係を示した図である。同図に示すように、中央の点火栓21の点火時期31に比べて、側方の点火栓22の点火時期32を進角させる。このように、一気筒に設けられた複数の点火栓21,22の点火時期に位相差を設定する目的の一つは、気筒11における点火栓21,22の設置位置の差に起因する燃焼終了に必要な火炎伝播距離の差や、温度、筒内流動の違いによる燃焼速度差を補正することにある。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the ignition timing (ignition timing phase difference) and the load when there are a plurality of spark plugs in one cylinder. As shown in the figure, the
中央の点火栓21に比べて、側方の点火栓22の方が火炎伝播距離が大きく、また、中央の点火栓21の近傍に比べて、側方の点火栓22の近傍の温度の方が低い。これらのことから、中央の点火栓21と側方の点火栓22には、火炎伝播距離の差や燃焼速度差が生じる。これらの差を補正するために、中央の点火栓21の点火時期31と、側方の点火栓22の点火時期32に位相差を設定して、中央の点火栓21と側方の点火栓22の燃焼の寄与度を実質的に同じにし、これにより、燃焼の安定化、効率向上や有害成分の低減を図ることとしている。
The
また、低負荷時は、高負荷時に比べて、筒内の温度が低いため、火炎伝播速度が相対的に遅い。このことから、ある最適なクランク角までに燃焼を終了させようとする場合、低負荷の時には高負荷の時に比べて、点火時期を進角させる必要がある。よって、図2に示すように、中央の点火栓21及び側方の点火栓22の点火時期31,32は、低負荷の時には、高負荷の時に比べて点火時期が進角されている。
In addition, when the load is low, the flame propagation speed is relatively slow because the temperature in the cylinder is lower than when the load is high. For this reason, when the combustion is to be terminated within a certain optimum crank angle, it is necessary to advance the ignition timing when the load is low compared to when the load is high. Therefore, as shown in FIG. 2, the
またさらに、高負荷時は燃焼速度が相対的に高いことから、中央の点火栓21の点火時期31と側方の点火栓22の点火時期32の位相差が低負荷時に比べて小さくても、中央の点火栓21と側方の点火栓22の燃焼の寄与度は実質的に同じになる。このことから、高負荷時には低負荷時に比べて、中央の点火栓21の点火時期31と側方の点火栓22の点火時期32の位相差は小さく設定されている。
Furthermore, since the combustion speed is relatively high at high loads, even if the phase difference between the
上記のように、中央の点火栓21の点火時期31と側方の点火栓22の点火時期32の位相差量は、点火時期進角量(クランク角基準の燃焼速度に逆比例)に比例して設定される。
As described above, the phase difference amount between the ignition timing 31 of the
次に、図3を参照して、本実施形態の中央の点火栓21及び側方の点火栓22の点火時期31a,32aの設定について説明する。
Next, setting of the
本実施形態では、更に、上記目的(火炎伝播距離の差や燃焼速度差の補正)とは別の目的、即ち、複数の点火栓21,22の要求電圧(耐電圧性)の問題から、点火栓21,22の点火時期に位相差を設定する。筒内の空気密度(筒内圧)が高くなると、点火栓から火花が飛び難くなるため、点火栓において放電し始めるときの要求電圧が高くなる。筒内圧は、点火時期が遅角されているときや高負荷時に高くなる。また、混合気のA/Fがリーンのときには、点火栓の要求電圧が高くなる。要求電圧が限界を超えると、点火栓に故障が発生するため、限界値を超えないように要求電圧を抑えることが求められる。
In the present embodiment, further, from the above-mentioned purpose (correction of flame propagation distance difference or combustion speed difference correction), that is, from the problem of the required voltage (voltage resistance) of the plurality of
ここで、本発明者らによる実験の結果、気筒11の中央位置にある点火栓21と、側方にある点火栓22の要求電圧を比べると、側方にある点火栓22の方が要求電圧が高いという実験結果が得られた。その理由は、気筒11の中央に比べて側方の方が温度が低く、また、気筒11の中央に比べて側方の混合気のA/Fの方がリーンであると推定されることから、中央の点火栓21に比べて、側方の点火栓22の要求電圧の方が高いと考えられる。
Here, as a result of experiments by the present inventors, when the required voltage of the
そこで、本実施形態では、図3に示すように、側方の点火栓22の要求電圧を下げるために、筒内の空気密度が相対的に低い状態(ピストン位置が低い状態)で点火させるべく、側方の点火栓22の点火時期32aを進角させる。一方、中央の点火栓21の要求電圧は、側方の点火栓22ほど厳しくないので、側方の点火栓22の点火後に点火される(点火時期に位相差を設定する)。本実施形態では、中央の点火栓21と側方の点火栓22の燃焼の寄与度を同じにすることを狙うのではなく、結果的に側方の点火栓22の寄与度の方が相対的に大きくなってもよいので、側方の点火栓22の要求電圧の問題を解決することにする。これにより、側方の点火栓22の破損が有効に抑制される。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, in order to lower the required voltage of the
上記のように、側方の点火栓22の要求電圧が高くならないように点火時期32aを進角させる必要がある。ここで、点火栓の要求電圧は、筒内の空気密度が高いほど厳しくなることから、特に高負荷時には、その分、側方の点火栓22の要求電圧が上昇し、耐電圧性の問題が一層生じ易い。また、高負荷時においては、噴射燃料の絶対量の増加、圧力の増加により混合気形成が不均一になる場合があり、その場合には、リーンの部分となる点火栓22の要求電圧が上昇する場合がある。これらのことから、特に、例えば図3の符号P1で示す負荷よりも高負荷時には、側方の点火栓22の要求電圧が予め設定された所定値以上に高くならないように、点火時期32aの進角量を設定する。なお、高負荷時に混合気形成が不均一になった場合、リッチの部分となる中央の点火栓21は要求電圧が低下するので、図3の符号P1で示す負荷よりも高負荷時には、点火時期31aを相対的に遅角させることが可能となる。
As described above, it is necessary to advance the
図3の例では、高負荷時には、負荷が高まるに連れて点火時期31aと点火時期32aの位相差を拡大する傾向が示されているが、本実施形態では、この傾向に限定されない。即ち、本実施形態では、高負荷には、側方の点火栓22の要求電圧が所定値以上にならないように、少なくとも、低負荷から中負荷のときに負荷が高まるに連れて中央の点火栓21の点火時期31aと側方の点火栓22の点火時期32aとの位相差を縮小させる割合に比べて、高負荷時には負荷が高まるに連れて位相差を縮小させる割合を小さくする。このことから、高負荷時の側方の点火栓22の点火時期32aと中央の点火栓21の点火時期31aの位相差の設定に関しては、上記(1)〜(3)のいずれかの態様とする。
In the example of FIG. 3, when the load is high, the phase difference between the ignition timing 31 a and the ignition timing 32 a is increased as the load increases. However, the present embodiment is not limited to this tendency. In other words, in the present embodiment, at the high load, at the center of the spark plug as the load increases at least from the low load to the medium load, the required voltage of the
次に、図4から図6を参照して、上記実施形態について更に詳細に説明する。 Next, the embodiment will be described in more detail with reference to FIGS.
図4は、点火栓が気筒の中央に1つのみある場合の点火時期の絶対値と負荷との関係の例を示している。図2を参照して上述したように、低負荷時は、高負荷時に比べて、筒内の温度が低く、火炎伝播速度が相対的に遅いことから、ある最適なクランク角までに燃焼を終了させようとするには、低負荷の時には高負荷の時に比べて、点火時期を進角させる必要がある。よって、図4に示すように、点火栓の点火時期101は、低負荷の時には、高負荷の時に比べて点火時期が進角されている。図4の例では、点火時期101は、負荷(サージタンク圧力)が約20kPaのときに点火時期は約36degであり、200kPaのときに約3degとなっている。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the absolute value of the ignition timing and the load when there is only one spark plug at the center of the cylinder. As described above with reference to FIG. 2, the combustion in the cylinder is completed at a certain optimum crank angle because the temperature in the cylinder is lower and the flame propagation speed is relatively slower at low load than at high load. In order to achieve this, it is necessary to advance the ignition timing when the load is low compared to when the load is high. Therefore, as shown in FIG. 4, the
図5は、一気筒に二つの点火栓がある場合の点火時期の位相差と負荷との関係を示している。通常、点火栓が一つのみの場合に比べて、点火栓が二つになると、燃焼速度が速くなるため、点火時期の絶対値としては相対的に小さな値となる。一般的には、一気筒に二つの点火栓がある場合、二つの点火時期の位相差は、図5に示すように、進角側点火時期絶対値の1/3〜1/10程度の値となる。 FIG. 5 shows the relationship between the ignition timing phase difference and the load when there are two spark plugs in one cylinder. Normally, when there are two spark plugs, the combustion speed increases when there are only two spark plugs, so the absolute value of the ignition timing is a relatively small value. In general, when there are two spark plugs in one cylinder, the phase difference between the two ignition timings is a value of about 1/3 to 1/10 of the advance side ignition timing absolute value as shown in FIG. It becomes.
位相差が最大となる1/3ライン(符号201)では、負荷が約20kPaであるとき、位相差は約12degであり、進角側点火時期絶対値である側方の点火栓の点火時期は約36deg(図4)であるから、中央の点火栓の点火時期は約24degとなる。一方、位相差が最小となる1/10ライン(符号202)では、負荷が約20kPaであるとき、位相差は約4degであり、側方の点火栓の点火時期は約36deg(図4)であるから、中央の点火栓の点火時期は約32degとなる。図2を参照して上述したように、図5においても、高負荷になるにつれて二つの点火栓の点火時期の位相差が小さくなっている。 In the 1/3 line (reference numeral 201) where the phase difference is maximum, when the load is about 20 kPa, the phase difference is about 12 deg, and the ignition timing of the side spark plug, which is the absolute value of the advance side ignition timing, is Since it is about 36 deg (FIG. 4), the ignition timing of the center spark plug is about 24 deg. On the other hand, in the 1/10 line (reference numeral 202) where the phase difference is minimum, when the load is about 20 kPa, the phase difference is about 4 deg, and the ignition timing of the side spark plug is about 36 deg (FIG. 4). Therefore, the ignition timing of the center spark plug is about 32 deg. As described above with reference to FIG. 2, also in FIG. 5, the phase difference between the ignition timings of the two spark plugs becomes smaller as the load becomes higher.
本発明者らがある条件下で実験したところ、要求電圧が最も厳しくなる高負荷側において、中央の点火栓に比べて、側方の点火栓は、その要求電圧が約1〜2kV高いという結果が得られた。例えば、点火時期の調整だけで要求電圧値を約1〜2kV下げるとすると、5〜10degだけ進角させることが必要となる。但し、側方の点火栓の点火時期を相対的に進角させ、中央の点火栓の点火時期を相対的に遅角させて位相差を10degまで広げると、背反(全体として燃焼が遅くなることによる燃焼安定性の悪化、排気温度の上昇等)がある可能性がある。そのため、10degまでの位相差は実際には設定できない可能性があり、この意味において、位相差は、最大でも5degであることが好ましい。しかし、上記背反は、適合諸元によって発生する問題に過ぎないため、内燃機関の条件等によっては10degまで位相差を設定することは可能である。 As a result of experiments conducted by the present inventors under a certain condition, the side ignition plug has a higher required voltage of about 1 to 2 kV on the high load side where the required voltage becomes the strictest than the central ignition plug. was gotten. For example, if the required voltage value is lowered by about 1 to 2 kV only by adjusting the ignition timing, it is necessary to advance the angle by 5 to 10 degrees. However, if the ignition timing of the side spark plug is relatively advanced and the ignition timing of the central spark plug is relatively retarded to widen the phase difference to 10 degrees, the reaction (as a whole, the combustion will be slowed down). There is a possibility that the combustion stability deteriorates due to the above, the exhaust temperature rises, etc.). Therefore, there is a possibility that the phase difference up to 10 deg may not be actually set. In this sense, the phase difference is preferably 5 deg at the maximum. However, since the above-mentioned contradiction is only a problem caused by conforming specifications, it is possible to set the phase difference up to 10 degrees depending on the conditions of the internal combustion engine.
図6は、本発明者らによる実験の結果を示すグラフである。図6は、要求電圧が最も厳しくなる高負荷側において、中央の点火栓の要求電圧に比べて、側方の点火栓の要求電圧が約2kV高いケースを示している。図6において、1/3ライン201と、1/10ライン202の意味は、図5を参照して説明した通りである。
FIG. 6 is a graph showing the results of experiments by the present inventors. FIG. 6 shows a case where the required voltage of the side spark plug is about 2 kV higher than the required voltage of the center spark plug on the high load side where the required voltage is the strictest. In FIG. 6, the meanings of the 1/3
図6において、符号111は、耐電圧が低い点火栓を使用した場合の限界ラインを示し、符号112は耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ラインを示している。本実験において、耐電圧が低い点火栓の耐電圧は約20kVであり、耐電圧が高い点火栓の耐電圧は約32kVである。耐電圧が高い点火栓を使用した場合には、その分、高負荷時において、位相差が小さくても側方の点火栓の要求電圧が問題となることはない。
In FIG. 6,
図6の実験の結果、最も位相差量が小さくて済むのは、1/10ライン202と、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン112の交点であり、約3degである。なお、後述する負荷と位相差との関係の第2パターン52では、高負荷時には負荷が高くなっても、位相差は3degのままで変化しない。
As a result of the experiment of FIG. 6, the smallest phase difference amount is the intersection of the 1/10
一方、最も位相差量が大きく必要になるのは、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン112上の右端の点(10deg)である。なお、この図6の耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン112上の右端の10degという数値は、上述した、点火時期の調整だけで要求電圧値を約2kV下げる場合に必要となる進角量10degと技術的に同様の意味を持つ。
On the other hand, the most necessary phase difference amount is the rightmost point (10 deg) on the
なお、図6のグラフにおいて、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン112は、エンジンが要求する要求電圧が低い場合の限界ラインに置き換え可能であり、耐電圧が低い点火栓を使用した場合の限界ライン111は、エンジンが要求する要求電圧が高い場合の限界ラインに置き換え可能である。ここで、エンジンが要求する要求電圧が低い場合とは、エンジンの圧縮比が低い場合、又はA/Fがリッチである場合であり、エンジンが要求する要求電圧が高い場合とは、エンジンの圧縮比が高い場合、又はA/Fがリーンである場合である。
In the graph of FIG. 6, the
上記のことから、本実施形態では、高負荷側において、点火時期の位相差は3deg以上とする(図6の符号Cの網掛け参照)。また、点火時期の位相差の上限値は、10degとする(図6の符号Cの網掛け参照)。即ち、本実施形態では、高負荷時には、図6の網掛けcの範囲内に点火時期の位相差が設定されるとよいことが分かった。 From the above, in the present embodiment, the phase difference of the ignition timing is set to 3 deg or more on the high load side (refer to the shaded area C in FIG. 6). Further, the upper limit value of the phase difference of the ignition timing is set to 10 deg (refer to the shaded area C in FIG. 6). That is, in this embodiment, it was found that the ignition timing phase difference should be set within the shaded area c in FIG.
ここで、点火時期の位相差の上限値は、好ましくは5degであることが好ましい。上記のように、点火時期の位相差がそれ以上大きくなると、全体として燃焼が遅くなることによる燃焼安定性の悪化や、排気温度の上昇等を招くためである。 Here, the upper limit value of the phase difference of the ignition timing is preferably 5 deg. As described above, if the phase difference of the ignition timing is further increased, combustion stability is deteriorated due to slow combustion as a whole, exhaust temperature is increased, and the like.
また、点火時期の位相差は、一般的に負荷が高くなるにつれて所定の比例割合(1/3ライン201〜1/10ライン202の間の値)で小さく設定されるが(低負荷時から中負荷時まで)、高負荷時には、側方の点火栓の要求電圧が所定値以上高くならないように、側方の点火時期の進角量を相対的に大きく設定するため、結果として、点火時期の位相差がそれまでの比例割合よりも大きく設定される(図6、図3参照)。
Further, the phase difference of the ignition timing is generally set to become smaller at a predetermined proportional ratio (a value between the 1/3
即ち、低負荷から中負荷側では、負荷が高くなるに連れて、例えば、1/3ライン201の傾きで位相差が小さくなっている場合、高負荷側では、1/3よりも大きな値(例えば1/2)の傾きで位相差が変化する。即ち、高負荷側では、1/3ライン201に沿って位相差が減少したと仮定したときの仮想値よりも大きな値に位相差が設定されている。同様に、低負荷側から中負荷側では、負荷が高くなるに連れて、例えば、1/10ライン202の傾きで位相差が小さくなっている場合、高負荷側では、1/10よりも大きな値(例えば1/5)の傾きで位相差が変化する。即ち、高負荷側では、1/10ライン202に沿って位相差が減少したと仮定したときの仮想値よりも大きな値に位相差が設定されている。
That is, as the load increases from the low load to the medium load side, for example, when the phase difference decreases due to the inclination of the 1/3
図6に示すように、点火時期の位相差と負荷との関係は、以下の3パターンが考えられる。以下では、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン112が適用されるケースを例にとり説明する。
As shown in FIG. 6, the following three patterns can be considered as the relationship between the ignition timing phase difference and the load. Hereinafter, a case where the
まず、第1のパターンは、符号51に示すように、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン112に当たるまでは、負荷が高くなるに連れて位相差は小さくなり、同限界ライン112に当たった後は、負荷が高くなるに連れて位相差が大きくなるパターンである。なお、符号51に示すパターンは、同限界ライン112に当たった後は、同限界ライン112に沿って右上がりに設定されている。
First, as indicated by
次に、第2のパターンは、符号52に示すように、負荷が高くなるに連れて位相差は小さくなり、上記限界ライン112に当たった後は、負荷が高くなっても位相差は変わらないパターンである。最後に、第3のパターンは、符号53に示すように、負荷が高くなるに連れて所定の傾きで位相差は小さくなり、上記限界ライン112に当たった後は、それまでの所定の傾きよりも小さな傾きで位相差が小さくなるパターンである。
Next, in the second pattern, as indicated by
なお、上述した高負荷時の側方の点火栓22の点火時期32aと中央の点火栓21の点火時期31aの位相差の設定に関する上記(1)は、上記第1パターン(高負荷時には、負荷が高まるに連れて位相差を拡大する)に相当する。同様に、上記(2)は、上記第2パターン(高負荷時には、負荷が高まっても位相差を概ね一定にして変化させない)に相当する。同様に、上記(3)は、上記第3パターン(低負荷から中負荷の時に負荷が高まるに連れて位相差を縮小させる割合に比べて、高負荷時には、位相差を縮小させる割合を小さくする)に相当する。
The above (1) relating to the setting of the phase difference between the
(第2実施形態)
次に、図7を参照して、第2実施形態について説明する。
本実施形態において、上記第1実施形態と共通する部分についての説明は省略し、第2実施形態の特徴部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the description of the parts common to the first embodiment is omitted, and only the characteristic parts of the second embodiment will be described.
本実施形態は、一つの気筒に対して、吸気管に燃料を噴射する燃料噴射弁(ポート噴射弁)と、筒内に直接噴射する燃料噴射弁(直噴噴射弁)の二つが設けられている内燃機関に適用可能である。 In this embodiment, two cylinders, a fuel injection valve (port injection valve) for injecting fuel into the intake pipe and a fuel injection valve (direct injection injection valve) for direct injection into the cylinder, are provided for one cylinder. It can be applied to internal combustion engines.
本実施形態では、直噴エンジンにおける吸気工程噴射+圧縮工程噴射による2回噴射、又は、ポート噴射+直噴圧縮工程噴射による2回噴射を実施する場合において、直噴圧縮工程噴射の割合を増やすと、成層混合気の割合が高くなり、中央の点火栓21の近傍のA/Fがよりリッチになる一方、側方の点火栓22の近傍のA/Fがよりリーンになる。これにより、中央の点火栓21と側方の点火栓22の要求電圧の差がより開き、側方の点火栓22の要求電圧はより厳しいものとなる。
In the present embodiment, in the case of performing double injection by intake process injection + compression process injection or double injection by port injection + direct injection compression process injection in a direct injection engine, the ratio of direct injection compression process injection is increased. As a result, the ratio of the stratified mixture increases, and the A / F near the
このことから、混合気の成層度が高くなるにつれて、側方の点火栓22の点火時期をより大きく進角させるべく、中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の位相差を大きくする。即ち、図7に示すように、直噴圧縮工程噴射の割合を増やし、積極的に混合気の成層度を上昇させた(濃淡をつけた)場合には、それに応じて、中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の位相差量61を上昇させる。これにより、側方の点火栓22の点火時期をより進角させ、筒内の空気密度が低い状態で側方の点火栓22を点火させることで、側方の点火栓22の要求電圧を下げることが可能となる。よって、側方の点火栓22の耐電圧性の問題を解消することが可能となる。
Therefore, as the stratification degree of the air-fuel mixture increases, the phase difference between the ignition timings of the
(第3実施形態)
次に、図8を参照して、第3実施形態について説明する。
本実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略し、第3実施形態の特徴部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the description of the parts common to the above embodiment is omitted, and only the characteristic part of the third embodiment will be described.
本実施形態では、一つの気筒に対して、ポート噴射弁のみが設けられた内燃機関、又は、直噴噴射弁のみが設けられた内燃機関に適用可能である。 The present embodiment is applicable to an internal combustion engine in which only a port injection valve is provided for one cylinder, or an internal combustion engine in which only a direct injection valve is provided.
本実施形態では、噴射時期に応じて中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の位相差を変える。ポート噴射弁の噴射時期が吸気同期(吸気弁が開いているときに噴射)である場合には、混合気の成層度は高く、非同期(吸気弁が閉じているときに噴射)である場合には、混合気の成層度は低い。また、直噴エンジンにおいて、吸気工程噴射の噴射時期がピストン上死点側である場合には、下死点側である場合に比べて、混合気の成層度は高い。また、直噴エンジンにおいて、圧縮工程噴射の噴射時期が上死点側である場合には、下死点側である場合に比べて、混合気の成層度は低い。
In this embodiment, the phase difference between the ignition timings of the
混合気の成層度が高くなると、中央の点火栓21の近傍のA/Fがよりリッチになる一方、側方の点火栓22の近傍のA/Fがよりリーンになる。これにより、中央の点火栓21と側方の点火栓22の要求電圧の差がより開き、側方の点火栓22の要求電圧はより厳しいものとなる。このことから、混合気の成層度が高くなるにつれて、側方の点火栓22の点火時期をより大きく進角させるべく、中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の位相差を大きくする。
When the degree of stratification of the air-fuel mixture increases, the A / F near the
本実施形態では、上記のように、噴射時期に応じて混合気の成層度が変わることから、成層度が高い側に噴射時期が変更されると、即ち、ポート噴射弁の噴射時期が吸気非同期側から吸気同期側に変更されると、又は、直噴エンジンにおいて吸気工程噴射の噴射時期が下死点側から上死点側に変更されると、又は、直噴エンジンにおいて圧縮工程噴射の噴射時期が上死点側から下死点側に変更されると、それに応じて、中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の位相差量62を上昇させる。
In the present embodiment, as described above, the stratification degree of the air-fuel mixture changes according to the injection timing. Therefore, when the injection timing is changed to a higher stratification degree, that is, the injection timing of the port injection valve is asynchronous with intake air. Is changed from the side to the intake synchronous side, or the injection timing of the intake stroke injection is changed from the bottom dead center side to the top dead center side in the direct injection engine, or the compression stroke injection is injected in the direct injection engine When the timing is changed from the top dead center side to the bottom dead center side, the
これにより、側方の点火栓22の点火時期をより進角させ、筒内の空気密度が低い状態で側方の点火栓22を点火させることで、側方の点火栓22の要求電圧を下げることが可能となる。よって、側方の点火栓22の耐電圧性の問題を解消することが可能となる。
As a result, the ignition timing of the side ignition plug 22 is further advanced, and the side ignition plug 22 is ignited in a state where the air density in the cylinder is low, thereby reducing the required voltage of the
(第4実施形態)
次に、図9を参照して、第4実施形態について説明する。
本実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略し、第4実施形態の特徴部分についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, description of parts common to the above embodiment will be omitted, and only characteristic parts of the fourth embodiment will be described.
本実施形態は、一つの気筒に対して、ポート噴射弁と、直噴噴射弁の二つが設けられている内燃機関に適用可能である。 The present embodiment is applicable to an internal combustion engine in which two ports, a port injection valve and a direct injection valve, are provided for one cylinder.
直噴噴射弁から筒内噴射された場合には、ポート噴射弁から噴射された場合に比べて、その噴射時期に関わらず、混合気の成層度が高い。即ち、直噴噴射弁から圧縮工程噴射が行われた場合は勿論、吸気工程噴射が行われた場合であっても特に下死点側で噴射された場合には、混合気の成層度は高い。 In the case of in-cylinder injection from the direct injection valve, the degree of stratification of the air-fuel mixture is high regardless of the injection timing, compared to the case of injection from the port injection valve. That is, not only when the compression process injection is performed from the direct injection valve, but also when the intake process injection is performed, especially when the injection is performed on the bottom dead center side, the stratification degree of the air-fuel mixture is high. .
混合気の成層度が高くなると、中央の点火栓21の近傍のA/Fがよりリッチになる一方、側方の点火栓22の近傍のA/Fがよりリーンになる。これにより、中央の点火栓21と側方の点火栓22の要求電圧の差がより開き、側方の点火栓22の要求電圧はより厳しいものとなる。このことから、混合気の成層度が高くなるにつれて、側方の点火栓22の点火時期をより大きく進角させるべく、中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の位相差を大きくする。
When the degree of stratification of the air-fuel mixture increases, the A / F near the
本実施形態では、上記のように、直噴噴射弁からの噴射割合が高くなると、混合気の成層度が高くなることから、それに応じて、中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の位相差量63を上昇させる。これにより、側方の点火栓22の点火時期をより進角させ、筒内の空気密度が低い状態で側方の点火栓22を点火させることで、側方の点火栓22の要求電圧を下げることが可能となる。よって、側方の点火栓22の耐電圧性の問題を解消することが可能となる。
In the present embodiment, as described above, when the injection ratio from the direct injection valve increases, the stratification degree of the air-fuel mixture increases, and accordingly, the
以上述べたように、上記第2実施形態から第4実施形態では、結局のところ、図10に示すように、混合気の成層度に応じて、中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の位相差量を変更させて、側方の点火栓22の耐電圧性の問題を解消するという点では共通している。ここで、混合気の成層度を判断するに際しては、上記第2実施形態から第4実施形態で説明した内容以外のもので判断してもよい。
As described above, in the second to fourth embodiments, as shown in FIG. 10, the
(第5実施形態)
次に、図11を参照して、本実施形態の中央の点火栓21及び側方の点火栓22の点火時期の設定について説明する。なお、第5実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Next, with reference to FIG. 11, the setting of the ignition timing of the
一つの気筒に複数の点火栓がある場合、各点火栓による燃焼の寄与度を実質的に同じにすることが燃焼の安定化、効率向上等の観点から望まれている。そのため、上記特許文献1に示される点火進角量以外の要素についても考慮に入れて制御することにより、気筒の複数の点火栓の点火時期の位相差をより最適な値に設定することが望まれている。 When there are a plurality of spark plugs in one cylinder, it is desired from the viewpoint of stabilization of combustion, efficiency improvement, and the like that the contribution of combustion by each spark plug is substantially the same. Therefore, it is hoped that the phase difference between the ignition timings of the plurality of spark plugs of the cylinders is set to a more optimal value by taking into consideration factors other than the ignition advance amount disclosed in Patent Document 1 above. It is rare.
本実施形態の目的は、一つの気筒に複数の点火栓がある場合に複数の点火栓の点火時期の位相差をより最適な値に設定することが可能な内燃機関の点火制御装置を提供することである。 An object of the present embodiment is to provide an ignition control device for an internal combustion engine that can set a phase difference between ignition timings of a plurality of spark plugs to a more optimal value when there are a plurality of spark plugs in one cylinder. That is.
図2を参照して上述したように、中央の点火栓21の点火時期31と側方の点火時期22の点火時期32の位相差量は、点火時期進角量に比例して設定される。
As described above with reference to FIG. 2, the phase difference amount between the ignition timing 31 of the
本実施形態では、更に、燃焼速度を遅くする因子(EGR量、エンジン冷却水の水温、エンジン負荷など)に応じて、中央の点火栓21及び側方の点火栓22の点火時期の位相差31を設定する。気筒11に入るEGR量が多いほど、燃焼速度は遅くなり、EGR量が少ないほど、燃焼速度は速くなる。また、エンジン水温が低いほど、燃焼速度は遅くなり、エンジン水温が高いほど、燃焼速度は速くなる。また、エンジン負荷が低いほど、燃焼速度は遅くなり、エンジン負荷が高いほど、燃焼速度は速くなる。
In the present embodiment, the
そのため、本実施形態では、EGR量やエンジン冷却水の水温やエンジン負荷などの燃焼速度を遅くする因子が大きいほど、中央の点火栓21及び側方の点火栓22の点火時期の位相差31を大きな値に設定し、逆に、燃焼速度を遅くする因子が小さいほど、位相差31を小さくする。これにより、中央の点火栓21による燃焼と、側方の点火栓22による燃焼の燃焼速度差を補正して、中央の点火栓21と側方の点火栓22の燃焼の寄与度を実質的に同じにすることができる。
For this reason, in this embodiment, the greater the factors that slow the combustion speed, such as the EGR amount, the engine coolant temperature, and the engine load, the greater the
なお、燃焼速度を変える因子(可変制御可能なもの)としては、以下の[1]〜[3]のものが挙げられる。本実施形態では、上記と同様に、以下に挙げる燃焼速度を遅くする因子に応じて、中央の点火栓21及び側方の点火栓22の点火時期の位相差31を設定する。
[1]化学反応性に関するもの
・AF‥噴射量
・混合気の質‥均質性(噴射時期、燃料圧力)
・EGR量‥内部EGR、外部EGR(背圧、バルブタイミングのオーバーラップ量)
・着火性‥点火エネルギー
[2]筒内流速に関するもの
・吸気乱れ‥タンブル流、スワール流(吸気制御弁)
・吸気乱れ‥燃料噴霧による乱れ(直噴インジェクターの燃圧、噴射時期)
・吸気乱れ‥(吹き返しなどの)吸気流挙動(バルブタイミング、リフト)
[3]温度に関するもの
・混合気‥吸気温
・混合気‥EGRガス量(背圧、バルブタイミング)
・混合気‥実圧縮比(バルブタイミング)
・壁温‥水温、油温、オイルジェットの有無
In addition, the following [1] to [3] can be cited as factors that change the combustion rate (variable controllable ones). In the present embodiment, similarly to the above, the
[1] Chemical reactivity, AF ... Injection quantity / Quality of air-fuel mixture ... Homogeneity (injection timing, fuel pressure)
・ EGR amount: Internal EGR, external EGR (back pressure, valve timing overlap amount)
・ Ignition properties: Ignition energy
[2] In-cylinder flow velocity / intake turbulence: tumble flow, swirl flow (intake control valve)
・ Intake turbulence: Disturbance caused by fuel spray (fuel pressure and injection timing of direct injection injector)
・ Intake turbulence ... Intake flow behavior (valve timing, lift, etc.)
[3] Temperature-related air / air mixture: Intake air temperature / air mixture: EGR gas volume (back pressure, valve timing)
・ Air-fuel mixture: Actual compression ratio (valve timing)
・ Wall temperature: Water temperature, oil temperature, presence of oil jet
また、例えば内燃機関の形式によっては、複数の気筒のうち、EGR量が比較的多く入る気筒と、比較的少なく入る気筒とに分けることができる。この場合、EGR量が比較的多く燃焼速度が遅い気筒は、EGR量が比較的少なく燃焼速度が速い気筒に比べて、中央の点火栓21及び側方の点火栓22の点火時期の位相差31を大きな値に設定する。図11において、符号31aは、内燃機関の複数の気筒のうち燃焼速度が最も速い気筒における複数の点火栓21,31の点火時期の位相差を示しており、符号31bは、内燃機関の複数の気筒のうち燃焼速度が最も遅い気筒における複数の点火栓21,31の点火時期の位相差を示している。
Further, for example, depending on the type of the internal combustion engine, among a plurality of cylinders, it can be divided into a cylinder into which a relatively large EGR amount enters and a cylinder into which a relatively small amount enters. In this case, the cylinder having a relatively large EGR amount and a slow combustion rate has a
(第6実施形態)
次に、図12から図14を参照して、第6実施形態について説明する。なお、第6実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. Note that in the sixth embodiment, a description of portions common to the above embodiment will be omitted.
本実施形態の目的は、上記第5実施形態と同様に、一つの気筒に複数の点火栓がある場合に複数の点火栓の点火時期の位相差をより最適な値に設定することが可能な内燃機関の点火制御装置を提供することである。 The purpose of this embodiment is to set the phase difference between the ignition timings of the plurality of spark plugs to a more optimal value when there are a plurality of spark plugs in one cylinder, as in the fifth embodiment. An ignition control device for an internal combustion engine is provided.
気筒11内の複数の点火栓21,22において、複数の点火栓21,22のそれぞれ毎に点火時期の補正量が設定される。即ち、中央の点火栓21と側方の点火栓22のそれぞれにおいて、別々に点火マップを有している。図12は、燃焼速度に影響する因子と、中央の点火栓21の点火時期の補正量41及び側方の点火栓22の点火時期の補正量42の関係を示している。中央の点火栓21と側方の点火栓22とでは、燃焼速度に影響する因子に対する感度(影響度)が違うため、その影響度に応じて、中央の点火栓21と側方の点火栓22の点火時期の補正量をそれぞれ決定する。
In the plurality of
ここで、燃焼速度に影響する因子には、燃焼速度を遅くする因子と、燃焼速度を速くする因子が含まれる。燃焼速度を遅くする因子の例は、上記第5実施形態で述べた通りであり、燃焼速度を速くする因子の例としては、気温(吸気温)が挙げられる。吸気温が高いほど燃焼速度が高くなり、吸気温が低いほど燃焼速度が遅くなる。 Here, the factors that affect the combustion rate include a factor that lowers the combustion rate and a factor that increases the combustion rate. Examples of factors that lower the combustion rate are as described in the fifth embodiment, and examples of factors that increase the combustion rate include air temperature (intake air temperature). The higher the intake air temperature, the higher the combustion speed, and the lower the intake air temperature, the slower the combustion speed.
なお、図12に示した例では、中央の点火栓21の点火時期の補正量41の方が側方の点火栓22の点火時期の補正量42よりも大きな値として示されているが、これとは逆に、燃焼速度に影響する因子が何かによっては、中央の点火栓21の点火時期の補正量の方が側方の点火栓22の点火時期の補正量に比べて、小さくなる場合もある。
In the example shown in FIG. 12, the
燃焼速度に影響する因子によっては、点火時期の補正の必要性が各点火栓21,22毎に異なる場合がある。例えば、燃焼速度を遅くする因子が大きくなるにつれて、いずれの点火栓21,22も点火時期の補正量を大きくさせる必要性があるという点では共通しているが、各点火栓によって点火時期の補正量を大きくさせる必要性の程度(どの程度補正量を大きくすべきか)に違いがある場合がある。そのため、図12に示すように、各点火栓21,22に対して点火時期の補正量が個別に設定される。
Depending on factors that affect the combustion speed, the necessity for correcting the ignition timing may differ for each
上記のように、燃焼速度に影響する因子によっては、各点火栓21,22毎の点火時期補正量の必要性の程度に違いがある場合があるため、各点火栓21,22の燃焼速度に対する影響度をそれぞれ考慮して、各点火栓21,22毎に点火時期の補正量を設定すべく、図12のマップが用意されている。図12のマップに代えて、基準点火栓の点火時期に対する他の点火栓の点火時期の位相差量を定めた図13のマップを用いることができる。即ち、図13は、燃焼速度に影響する因子と、複数の点火栓21,22のうちの、基準点火栓21と他の点火栓22の点火時期の位相差量43の関係を示している。
As described above, depending on factors that affect the combustion speed, there may be a difference in the degree of necessity of the ignition timing correction amount for each of the spark plugs 21, 22. A map shown in FIG. 12 is prepared in order to set the correction amount of the ignition timing for each of the spark plugs 21 and 22 in consideration of the degree of influence. Instead of the map of FIG. 12, the map of FIG. 13 in which the phase difference amount of the ignition timing of other spark plugs with respect to the ignition timing of the reference spark plug can be used. That is, FIG. 13 shows the relationship between the factor that affects the combustion speed and the
図14は、気筒内の複数の点火栓において、燃焼速度を遅くする因子に対する影響度合いに応じて、複数の点火栓のそれぞれ毎に点火時期の補正量が設定された例である。 FIG. 14 shows an example in which the ignition timing correction amount is set for each of the plurality of spark plugs in the plurality of spark plugs in the cylinder in accordance with the degree of influence on the factor that slows the combustion speed.
複数の点火栓うち、燃焼速度が遅い側の点火栓の点火時期補正量(進角量)44は、燃焼速度が速い側の点火栓の点火時期補正量45よりも大きく設定される。燃焼速度が遅い側の点火栓の点火時期補正量44及び燃焼速度が速い側の点火栓の点火時期補正量45のそれぞれのグラフの傾きは、燃焼速度を遅くする因子に対する感度(影響度合い)に応じてそれぞれ設定される。これにより、複数の点火栓のそれぞれの燃焼に対する寄与度を実質的に同じにする。
Of the plurality of spark plugs, the ignition timing correction amount (advance amount) 44 of the ignition plug on the slow combustion speed side is set to be larger than the ignition
例えば、一般に、複数の点火栓のうち、ボアの近傍に配置されている点火栓は、相対的に燃焼速度が遅い。同様に、複数の点火栓のうち、筒内流動速度の小さい側の点火栓や、EGRが過多となる側の点火栓の燃焼速度は、相対的に遅い。よって、図14に示すように、燃焼速度の遅い側の点火栓の点火時期の補正量を、燃焼速度の速い側の点火栓の点火時期の補正量よりも大きくする。 For example, in general, among the plurality of spark plugs, spark plugs disposed in the vicinity of the bore have a relatively slow combustion rate. Similarly, among the plurality of spark plugs, the combustion speed of the spark plug on the side where the in-cylinder flow rate is small or the spark plug on the side where EGR is excessive is relatively slow. Therefore, as shown in FIG. 14, the correction amount of the ignition timing of the ignition plug on the slow combustion speed side is made larger than the correction amount of the ignition timing of the ignition plug on the high combustion speed side.
ボアに対する点火栓の位置によっては、燃焼速度が遅くならざるを得ない位置へ点火栓が配置される場合がある。例えば、中央以外に配置された2本の点火栓においては、左右対称位置に配置された場合であっても、筒内流動速度の差や、EGR量の差、温度差が発生する場合がある。この場合、燃焼速度の遅い側の点火栓の点火時期の補正量を大きく設定する。 Depending on the position of the spark plug with respect to the bore, the spark plug may be disposed at a position where the combustion speed must be slow. For example, in the case of two spark plugs arranged at positions other than the center, a difference in in-cylinder flow speed, a difference in EGR amount, and a temperature difference may occur even when the spark plugs are arranged at left and right symmetrical positions. . In this case, the correction amount of the ignition timing of the ignition plug on the slow combustion speed side is set large.
なお、上記各実施形態は、適宜組み合わせることができる。 In addition, said each embodiment can be combined suitably.
11 気筒(燃焼室)
21 中央の点火栓
22 側方の点火栓
31 点火時期
31a 点火時期
32 点火時期
32b 点火時期
41 点火時期補正量
42 点火時期補正量
43 位相差量
44 点火時期補正量
45 点火時期補正量
51 第1パターン
52 第2パターン
53 第3パターン
61 位相差量
62 位相差量
63 位相差量
64 位相差量
111 耐電圧が低い点火栓を使用した場合の限界ライン
112 耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン
201 1/3ライン
202 1/10ライン
11 cylinders (combustion chamber)
21 ignition plug 31 lateral ignition plug 31
Claims (13)
前記内燃機関の負荷が低負荷から中負荷の時には負荷が高くなるに連れて前記複数の点火栓の点火時期の位相差が所定の割合で減少し、前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなるに連れて前記所定の割合と同じ割合で減少したと仮定したときの仮想値よりも大きな値に前記位相差が設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 An ignition control device for an internal combustion engine having a plurality of spark plugs in one cylinder,
When the load of the internal combustion engine is low to medium, the phase difference between the ignition timings of the plurality of spark plugs decreases at a predetermined rate as the load increases, and when the load of the internal combustion engine is high, The ignition control device for an internal combustion engine, characterized in that the phase difference is set to a value larger than a hypothetical value when it is assumed that the load decreases with the same rate as the predetermined rate as the load increases.
前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなるに連れて前記位相差が拡大するように設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 1,
An internal combustion engine ignition control device, wherein the phase difference is set to increase as the load increases when the load of the internal combustion engine is high.
前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなっても前記位相差が概ね一定となるように設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 1,
An ignition control device for an internal combustion engine, wherein the phase difference is set to be substantially constant even when the load of the internal combustion engine is high even when the load is high.
前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなるに連れて前記位相差が前記所定の割合よりも小さな割合で減少するように設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The internal combustion engine ignition control device, wherein the phase difference is set to decrease at a rate smaller than the predetermined rate as the load increases when the load of the internal combustion engine is high. .
前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなっても前記位相差が約3度以上に設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The ignition control device for an internal combustion engine, wherein when the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set to about 3 degrees or more even when the load becomes high.
前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなっても前記位相差が約10度以下に設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The ignition control device for an internal combustion engine, wherein the phase difference is set to about 10 degrees or less even when the load of the internal combustion engine is high.
前記内燃機関の負荷が高負荷の時には前記負荷が高くなっても前記位相差が約5度以下に設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The ignition control device for an internal combustion engine, wherein when the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set to about 5 degrees or less even if the load becomes high.
前記内燃機関の負荷が高負荷の時には、前記複数の点火栓のうち相対的に側方に位置する点火栓の要求電圧が予め設定された所定値以上にならないように前記位相差が設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
When the load of the internal combustion engine is high, the phase difference is set so that a required voltage of a spark plug that is located relatively laterally among the plurality of spark plugs does not exceed a preset predetermined value. An ignition control device for an internal combustion engine.
前記気筒内の混合気の成層度に基づいて、前記複数の点火栓の点火時期の位相差が設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 An ignition control device for an internal combustion engine having a plurality of spark plugs in one cylinder,
An ignition control device for an internal combustion engine, wherein a phase difference between ignition timings of the plurality of spark plugs is set based on a degree of stratification of the air-fuel mixture in the cylinder.
前記混合気の成層度が高いときには、前記位相差が大きくなるように設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 In the internal combustion engine ignition control device according to claim 9,
The ignition control device for an internal combustion engine, wherein the phase difference is set to be large when the stratification degree of the air-fuel mixture is high.
前記内燃機関は、前記一つの気筒に対して、前記内燃機関の吸気管に燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、前記気筒内に燃料を直接噴射する第2燃料噴射弁とを備え、
前記第2燃料噴射弁による噴射の割合が高いときには、前記位相差が大きくなるように設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 9 or 10,
The internal combustion engine includes a first fuel injection valve that injects fuel into the intake pipe of the internal combustion engine for the one cylinder, and a second fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder.
The ignition control device for an internal combustion engine, wherein the phase difference is set to be large when a ratio of injection by the second fuel injection valve is high.
前記内燃機関は、前記一つの気筒に対して、前記内燃機関の吸気管に燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、前記気筒内に燃料を直接噴射する第2燃料噴射弁とを備え、
圧縮行程での前記第2燃料噴射弁による噴射の割合が高いときには、前記位相差が大きくなるように設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 9 or 10,
The internal combustion engine includes a first fuel injection valve that injects fuel into the intake pipe of the internal combustion engine for the one cylinder, and a second fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder.
An ignition control device for an internal combustion engine, wherein the phase difference is set to be large when a ratio of injection by the second fuel injection valve in a compression stroke is high.
前記内燃機関は、前記一つの気筒に対して、前記内燃機関の吸気管に燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、前記気筒内に燃料を直接噴射する第2燃料噴射弁のいずれか一方のみが備えられ、前記内燃機関に備えられた前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁のいずれか一方の燃料噴射時期に基づいて、前記混合気の成層度が高いときには、前記位相差が大きくなるように設定されている
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 The ignition control device for an internal combustion engine according to claim 9 or 10,
The internal combustion engine has only one of a first fuel injection valve that injects fuel into the intake pipe of the internal combustion engine and a second fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder. When the stratification degree of the air-fuel mixture is high based on the fuel injection timing of one of the first fuel injection valve and the second fuel injection valve provided in the internal combustion engine, the phase difference is An ignition control device for an internal combustion engine, wherein the ignition control device is set to be large.
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JP2005300923A JP2007107487A (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Ignition control device for internal combustion engine |
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WO2014167649A1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
-
2005
- 2005-10-14 JP JP2005300923A patent/JP2007107487A/en active Pending
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WO2014167649A1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP5967296B2 (en) * | 2013-04-09 | 2016-08-10 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
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