JP2007198263A - Engine ignition device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize both the elongation of service life of a spark plug and improvement on its ignition performance in an engine required to have a long-time durability (for instance, the engine used in an engine-powered heat pump). <P>SOLUTION: An engine 30 having a plurality of spark plugs 10, 20 per cylinder, is equipped with a type (A) spark plug 10 with a prescribed space of air gap and a type B spark plug 20 with a space of air gap different from the air gap of the type (A) spark plug 10. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、一つの気筒に複数のスパークプラグを配置するエンジンの点火装置技術に関する。   The present invention relates to an ignition device technology for an engine in which a plurality of spark plugs are arranged in one cylinder.

従来、エンジンに設けられるスパークプラグは良く知られている。スパークプラグは、シリンダ内の燃料に火花を飛ばして点火する点火装置である。例えば、気筒内のシリンダ上部にスパークプラグを備えたガスエンジンが、特許文献1に開示されている。
特開2004−293344号公報
Conventionally, a spark plug provided in an engine is well known. A spark plug is an ignition device that ignites a fuel in a cylinder by sparks. For example, Patent Document 1 discloses a gas engine having a spark plug at the top of a cylinder in a cylinder.
JP 2004-293344 A

ここで、スパークプラグの点火方法について説明する。まず、イグニッションコイルなどで電圧を数千ボルトに増幅する。さらに、増幅された電圧を中心電極と接地電極に加え、電気火花を発生させる(飛火)。この電極間の燃料粒子が火花放電により活性化され、化学反応(酸化)を起こす。この反応熱の発生により火炎核ができ(着火)、燃焼が周囲に拡がっていく。   Here, a spark plug ignition method will be described. First, the voltage is amplified to several thousand volts with an ignition coil or the like. Further, the amplified voltage is applied to the center electrode and the ground electrode to generate an electric spark (flying fire). The fuel particles between the electrodes are activated by spark discharge and cause a chemical reaction (oxidation). Generation of this reaction heat creates flame nuclei (ignition), and combustion spreads to the surroundings.

増幅させた電圧をかける中心電極と接地電極の隙間(以下、エアギャップと言う)は、スパークプラグの性能に大きく影響する。例えば、エアギャップが広いスパークプラグは、要求される電圧(要求電圧)も大きく、電極が消耗しやすい。一方、エアギャップが狭いスパークプラグは着火しにくいという性能がある。   A gap (hereinafter referred to as an air gap) between the center electrode and the ground electrode to which the amplified voltage is applied greatly affects the performance of the spark plug. For example, a spark plug with a wide air gap requires a large voltage (required voltage), and the electrodes are easily consumed. On the other hand, a spark plug with a narrow air gap has the performance of being difficult to ignite.

長時間の耐久性を求められるエンジン(例えば、エンジン駆動式ヒートポンプで用いられるエンジン)では、電極消耗を考慮して、狭い設定のエアギャップであるスパークプラグが使用される。しかし、通常、エアギャップが狭いスパークプラグは、エアギャップが広いスパークプラグに比べて着火性能が劣る。
そこで、解決しようとする課題は、スパークプラグの長寿命化と着火性能の向上を両立できるエンジンを提供することである。
An engine that requires long-term durability (for example, an engine used in an engine-driven heat pump) uses a spark plug that has a narrow air gap in consideration of electrode consumption. However, generally, a spark plug with a narrow air gap is inferior in ignition performance to a spark plug with a wide air gap.
Therefore, a problem to be solved is to provide an engine that can achieve both a long life of a spark plug and an improvement in ignition performance.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項1においては、一つの気筒に複数のスパークプラグを配置するエンジンにおいて、所定間隔のエアギャップを持つ第一スパークプラグと、前記第一スパークプラグのエアギャップとは異なる間隔のエアギャップを持つ第二スパークプラグを備えたものである。   That is, in claim 1, in an engine in which a plurality of spark plugs are arranged in one cylinder, a first spark plug having an air gap of a predetermined interval and an air gap having an interval different from the air gap of the first spark plug. With a second spark plug.

請求項2においては、請求項1記載のエンジンにおいて、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数と該回転数毎に使用するスパークプラグとの関係を記憶した記憶手段と、前記回転数検出手段と前記記憶手段を接続し、前記二つのスパークプラグをエンジンの回転数に応じて、第一スパークプラグ又は第二スパークプラグを選択して点火制御する制御手段を備えたものである。   According to a second aspect of the present invention, in the engine according to the first aspect, a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine, and a storage means for storing a relationship between the rotational speed and a spark plug used for each rotational speed. A control means for connecting the rotational speed detection means and the storage means, and for controlling the ignition of the two spark plugs by selecting the first spark plug or the second spark plug according to the rotational speed of the engine; It is.

請求項3においては、請求項1記載のエンジンにおいて、前記エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、前記負荷と該負荷毎に使用するスパークプラグとの関係を記憶した記憶手段と、前記負荷検出手段と前記記憶手段を接続し、前記二つのスパークプラグをエンジンの負荷に応じて、第一スパークプラグ又は第二スパークプラグを選択して点火制御する制御手段を備えたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the engine according to the first aspect, load detecting means for detecting a load of the engine, storage means for storing a relationship between the load and a spark plug used for each load, and the load detection And means for controlling the two spark plugs to select and ignite the first spark plug or the second spark plug according to the engine load.

請求項4においては、請求項2又は3記載のエンジンにおいて、前記回転数検出手段を制御手段と接続し、着火不良が生じると、前記記憶手段の内容を書き換え可能である書き換え手段を備えたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the engine according to the second or third aspect is provided with a rewriting means for connecting the rotation speed detecting means to the control means and capable of rewriting the contents of the storage means when an ignition failure occurs. It is.

請求項5においては、請求項1乃至4記載のエンジンにおいて前記エンジンは複数の気筒を有し、気筒毎に前記二つのスパークプラグを制御したものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the engine according to the first to fourth aspects, the engine has a plurality of cylinders, and the two spark plugs are controlled for each cylinder.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1においては、一つの気筒内に二つのスパークプラグを設けることで、スパークプラグの電極磨耗が軽減される。すなわち、スパークプラグの長寿命化が図れる。   According to the first aspect of the present invention, by providing two spark plugs in one cylinder, electrode wear of the spark plug is reduced. That is, the life of the spark plug can be extended.

請求項2においては、請求項1の効果に加え、エンジンの回転数に応じたスパークプラグを選択することで、着火不良及び電極磨耗の低減の両立を図ることができる。すなわち、エンジンを効率良く運転できる。   According to the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, by selecting a spark plug corresponding to the engine speed, it is possible to achieve both ignition failure and reduction of electrode wear. That is, the engine can be operated efficiently.

請求項3においては、請求項1の効果に加え、エンジンの負荷に応じたスパークプラグを選択することで、着火不良及び電極磨耗の低減の両立を図ることができる。すなわち、エンジンを効率良く運転できる。   In the third aspect, in addition to the effect of the first aspect, by selecting a spark plug corresponding to the load of the engine, both ignition failure and reduction of electrode wear can be achieved. That is, the engine can be operated efficiently.

請求項4においては、請求項2又は3の効果に加え、エンジンの使用年数が経過した場合、スパークプラグの電極消耗に伴う要求電圧に適したスパークプラグを選択でき、着火不良及び電極磨耗の低減の両立を図ることができる。すなわち、エンジンを効率良く運転できる。   In claim 4, in addition to the effect of claim 2 or 3, when the years of use of the engine have elapsed, a spark plug suitable for the required voltage accompanying the electrode consumption of the spark plug can be selected, and ignition failure and electrode wear are reduced. Can be achieved. That is, the engine can be operated efficiently.

請求項5においては、請求項1乃至4の効果に加え、エンジンの各気筒に合ったスパークプラグを選択して運転でき、電極摩耗の低減が図れる。   According to the fifth aspect, in addition to the effects of the first to fourth aspects, the spark plug suitable for each cylinder of the engine can be selected and operated, and electrode wear can be reduced.

次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明に係る二つのスパークプラグを有するエンジンの内部構造を示す模式図、図2は同じく点火装置の構成を示す制御回路図、図3は同じくエンジン駆動式ヒートポンプの全体構成を示す冷媒回路図である。
図4は同じくエンジンの回転数/負荷マップを示すテーブル図、図5は同じくスパークプラグ変更制御を示すフローチャート図、図6は同じくエンジンの回転数/負荷マップの第一書き換え手段を示すテーブル図である。
図7は同じく第二書き換え手段を示すテーブル図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an internal structure of an engine having two spark plugs according to the present invention, FIG. 2 is a control circuit diagram showing the configuration of the ignition device, and FIG. 3 is a refrigerant showing the overall configuration of the engine-driven heat pump. It is a circuit diagram.
4 is a table showing the engine speed / load map, FIG. 5 is a flowchart showing the spark plug change control, and FIG. 6 is a table showing the first rewriting means for the engine speed / load map. is there.
FIG. 7 is a table showing the second rewriting means.

本発明の実施例を、エンジン駆動式ヒートポンプ50に用いられるエンジン30とする。このエンジン駆動式ヒートポンプ50において、エンジン30は圧縮機51を駆動する。   An embodiment of the present invention is an engine 30 used for an engine-driven heat pump 50. In this engine-driven heat pump 50, the engine 30 drives a compressor 51.

本実施例のエンジン30は、天然ガス等の気体状の燃料を用いるガスエンジンである。まず、エンジン30において、気筒の内部構造について説明する。なお、本実施例では、エンジン30の気筒数については限定しない。多気筒エンジンは、本実施例で示す内部構造の気筒が、その気筒数存在するものとする。   The engine 30 of the present embodiment is a gas engine that uses a gaseous fuel such as natural gas. First, the internal structure of the cylinder in the engine 30 will be described. In the present embodiment, the number of cylinders of the engine 30 is not limited. In the multi-cylinder engine, the number of cylinders having the internal structure shown in the present embodiment is assumed to exist.

図1に示すように、燃焼室36は、混合ガスを燃焼させるための空間であり、吸気配管(吸気マニホールド)31および排気配管(排気マニホールド)32と連通している。この燃焼室36は、エンジン30の構造体を成す部材であるシリンダブロック35の上部に空間を形成したシリンダと、その上部に配置されるシリンダヘッド39によって形成されている。また、シリンダ内には、気密的に摺動することにより往復運動するピストン33が設けられている。
このピストン33は、燃焼室36に供給された混合ガスが燃焼し、膨張することにより下方(燃焼室36の体積が大きくなる方)に摺動する。さらに、該ピストン33にはコンロッドを介してクランク軸34が連結され、該ピストン33の往復運動によりクランク軸34が回転運動する。
As shown in FIG. 1, the combustion chamber 36 is a space for burning the mixed gas, and communicates with an intake pipe (intake manifold) 31 and an exhaust pipe (exhaust manifold) 32. The combustion chamber 36 is formed by a cylinder in which a space is formed in an upper part of a cylinder block 35 that is a member constituting the structure of the engine 30 and a cylinder head 39 disposed in the upper part. A piston 33 that reciprocates by sliding in an airtight manner is provided in the cylinder.
The piston 33 slides downward (in which the volume of the combustion chamber 36 increases) as the mixed gas supplied to the combustion chamber 36 burns and expands. Further, a crankshaft 34 is connected to the piston 33 via a connecting rod, and the crankshaft 34 rotates by the reciprocating motion of the piston 33.

同じく図1に示すように、吸気配管31は、外部から空気を取り込み、該空気と燃料とをミキサ(図示なし)により混合して生成した混合ガスを、エンジン30に供給する配管である。この吸気配管31の一端には、吸気配管31内に導入される空気中の塵挨等を除去するため、エアクリーナ(図示なし)が設けられる。一方、吸気配管31の他端は、エンジン30のシリンダヘッド39の吸気ポートに接続される。
また、吸気バルブ37は、シリンダヘッド39において、吸気ポートと燃焼室36の中途部に設けられる。この吸気バルブ37は、吸気ポートの開閉動作を行なうことにより、吸気配管31と燃焼室36とを連通または閉塞する弁である。
Similarly, as shown in FIG. 1, the intake pipe 31 is a pipe that takes in air from the outside and supplies a mixed gas generated by mixing the air and fuel with a mixer (not shown) to the engine 30. An air cleaner (not shown) is provided at one end of the intake pipe 31 in order to remove dust and the like in the air introduced into the intake pipe 31. On the other hand, the other end of the intake pipe 31 is connected to the intake port of the cylinder head 39 of the engine 30.
The intake valve 37 is provided in the middle of the intake port and the combustion chamber 36 in the cylinder head 39. The intake valve 37 is a valve that communicates or closes the intake pipe 31 and the combustion chamber 36 by opening and closing the intake port.

同じく図1に示すように、排気配管32は、燃焼室36で混合ガスが燃焼し生成する排気ガスを、エンジン30の外部に排出する配管である。この排気配管32の一端は、エンジン30のシリンダヘッド39に接続される。一方、他端は、マフラー(図示なし)に接続される。
また、排気バルブ38は、シリンダヘッド39において、排気ポートと燃焼室36の中途部に設けられる。この排気バルブ38は、排気ポートの開閉動作を行なうことにより、排気配管32と燃焼室36とを連通または閉塞する弁である。
前記吸気バルブ37及び排気バルブ38はそれぞれクランク軸にカムやロッド等を介して連動する弁腕により上下駆動される。
Similarly, as shown in FIG. 1, the exhaust pipe 32 is a pipe for discharging the exhaust gas generated by combustion of the mixed gas in the combustion chamber 36 to the outside of the engine 30. One end of the exhaust pipe 32 is connected to the cylinder head 39 of the engine 30. On the other hand, the other end is connected to a muffler (not shown).
The exhaust valve 38 is provided in the middle of the exhaust port and the combustion chamber 36 in the cylinder head 39. The exhaust valve 38 is a valve that communicates or closes the exhaust pipe 32 and the combustion chamber 36 by opening and closing the exhaust port.
The intake valve 37 and the exhaust valve 38 are driven up and down by valve arms that are linked to the crankshaft via cams, rods and the like.

同じく図1に示すように、エンジン30は、燃焼室36内において、二つのスパークプラグ10・20を備えている。
スパークプラグ10・20は、シリンダヘッド39に設けられ、その先端部が燃焼室36の内部に配置される。スパークプラグ10・20は、火花を発生することにより、燃焼室36に供給された混合ガスを燃焼させる。
本実施例では、二つのスパークプラグ10・20を、それぞれエアギャップの異なるスパークプラグとしている。具体的には、A型(第一)スパークプラグ10のエアギャップは、B型(第二)スパークプラグ20のエアギャップより狭い間隔としている。
但し、スパークプラグは三つ以上設けることも可能である。この場合各スパークプラグのエアギャップは異なるものとし、回転数や負荷に応じて選択してスパークされる。こうすることで更に効率良くエンジンを作動させることができ、スパークプラグの寿命も長くすることができる。
エアギャップとは、増幅させた電圧をかける中心電極と接地電極の隙間のことである。このエアギャップは、スパークプラグの性能に大きく影響する。エアギャップが広いスパークプラグは、要求される電圧(要求電圧)も大きく、電極が消耗しやすい性能がある。一方、エアギャップが狭いスパークプラグは、要求電圧は小さく、電極が消耗しにくい性能がある。さらに、A型スパークプラグ10は、B型スパークプラグ20に比べて着火性能が劣る。
Similarly, as shown in FIG. 1, the engine 30 includes two spark plugs 10 and 20 in the combustion chamber 36.
The spark plugs 10, 20 are provided on the cylinder head 39, and their tip portions are disposed inside the combustion chamber 36. The spark plugs 10 and 20 burn the mixed gas supplied to the combustion chamber 36 by generating sparks.
In this embodiment, the two spark plugs 10 and 20 are spark plugs having different air gaps. Specifically, the air gap of the A-type (first) spark plug 10 is narrower than the air gap of the B-type (second) spark plug 20.
However, three or more spark plugs can be provided. In this case, the air gaps of the spark plugs are different from each other, and the spark plugs are selected and sparked according to the rotational speed and load. By doing so, the engine can be operated more efficiently and the life of the spark plug can be extended.
The air gap is a gap between the center electrode and the ground electrode to which the amplified voltage is applied. This air gap greatly affects the performance of the spark plug. A spark plug with a wide air gap has a large required voltage (required voltage), and has a performance that the electrode is easily consumed. On the other hand, a spark plug with a narrow air gap has a small required voltage and has a performance that the electrode is not easily consumed. Furthermore, the A-type spark plug 10 is inferior in ignition performance to the B-type spark plug 20.

本実施例では、着火性能の劣るA型スパークプラグ10の熱価を低熱価型(焼け型)とする。熱価とは、スパークプラグの放熱具合を表す数値である。低熱価型スパークプラグは放熱しにくく電極部が焼けやすいため、低負荷かつ低回転数のエンジン領域での使用が適している。   In this embodiment, the heat value of the A-type spark plug 10 having poor ignition performance is set to a low heat value type (burning type). The heat value is a numerical value indicating the heat dissipation degree of the spark plug. Since the low heat value type spark plug is difficult to dissipate heat and the electrode part is easily burnt, it is suitable for use in an engine region having a low load and a low rotational speed.

図2に示すように、Engine Control Unit(以下、ECUと略)60は、エンジン30に設けられた点火装置40に接続されている。該ECU60は制御手段であり、演算装置や記憶手段等を備える。この点火装置40において、A型スパークプラグ10及びB型スパークプラグ20は、それぞれ独立した回路14・24として配置されている。
点火装置40は、イグナイタ41、イグニッションコイル13・23及びスパークプラグ10・20を備え、バッテリー43より電源供給される装置である。
イグナイタ41は、スパークプラグ10・20の点火時期を決定する電子装置で、半導体を利用した一種のスイッチである。本実施例では、切換器42が、イグナイタ41の2次側に配置されている。この切換器42は、ECU60に接続され、回路14と回路24を切り換えることができる。
また、イグニッションコイル13・23は点火に必要な高電圧を発生させる一種の変圧器である。このイグニッションコイル13・23は、第一スパークプラグ10及び第ニスパークプラグ20において、それぞれの回路に設けられている。スパークプラグ10・20は、それぞれの回路のイグニッションコイル13・23にて数千ボルトに増幅された電圧を中心電極11・21と接地電極12・22に加え、電気火花を発生させる。
なお、エンジン30が多気筒エンジンの場合は、気筒毎に点火装置40が設けられ、各気筒毎に回転数又は負荷等に応じて制御手段60により、第一スパークプラグ10又は第ニスパークプラグ20が選択されてスパークされる。こうして、気筒毎にバラツキがあっても確実に燃焼させることが可能となる。但し、ディストリビュータ(図示なし)を用いることも可能である。このディストリビュータは、発生した高電圧を点火順序に従って各シリンダのスパークプラグに順次配分する配電機構である。
As shown in FIG. 2, an engine control unit (hereinafter abbreviated as ECU) 60 is connected to an ignition device 40 provided in the engine 30. The ECU 60 is a control unit, and includes an arithmetic device, a storage unit, and the like. In the ignition device 40, the A-type spark plug 10 and the B-type spark plug 20 are arranged as independent circuits 14 and 24, respectively.
The ignition device 40 includes an igniter 41, ignition coils 13 and 23, and spark plugs 10 and 20, and is a device supplied with power from a battery 43.
The igniter 41 is an electronic device that determines the ignition timing of the spark plugs 10 and 20, and is a kind of switch using a semiconductor. In the present embodiment, the switching device 42 is disposed on the secondary side of the igniter 41. The switch 42 is connected to the ECU 60 and can switch between the circuit 14 and the circuit 24.
The ignition coils 13 and 23 are a kind of transformer that generates a high voltage necessary for ignition. The ignition coils 13 and 23 are provided in respective circuits in the first spark plug 10 and the second varnish spark plug 20. The spark plugs 10 and 20 apply a voltage amplified to several thousand volts by the ignition coils 13 and 23 of the respective circuits to the center electrodes 11 and 21 and the ground electrodes 12 and 22 to generate electric sparks.
In the case where the engine 30 is a multi-cylinder engine, an ignition device 40 is provided for each cylinder, and the first spark plug 10 or the second varnish spark plug 20 is provided by the control means 60 according to the rotational speed or load for each cylinder. Is selected and sparked. In this way, even if there is variation among cylinders, it is possible to reliably burn. However, it is also possible to use a distributor (not shown). This distributor is a power distribution mechanism that sequentially distributes the generated high voltage to the spark plugs of each cylinder in accordance with the ignition sequence.

スパークプラグの中心電極は高温になるため酸化して消耗する。そのため、スパークプラグは、定期的な点検や交換が本来必要とされてきた。本実施例のように、一つの気筒内に二つのスパークプラグ10・20を用いることで、スパークプラグの使用量が半減される。つまり、スパークプラグの長寿命化が図れる。
さらに、この二つのスパークプラグ10・20を、エアギャップの異なるすなわち着火性能及び電極磨耗においてそれぞれ性能が異なるものとして用いることで、電極磨耗の軽減及び着火性能の向上を実現できる。
また、エアギャップの狭いA型スパークプラグ10の熱価を低熱価とすることで、さらに着火性能が向上できる。
Since the center electrode of the spark plug becomes high temperature, it is oxidized and consumed. For this reason, periodic inspection and replacement of spark plugs has been essential. By using the two spark plugs 10 and 20 in one cylinder as in this embodiment, the amount of spark plug used is halved. That is, the life of the spark plug can be extended.
Further, by using the two spark plugs 10 and 20 having different air gaps, that is, different performances in ignition performance and electrode wear, it is possible to reduce electrode wear and improve ignition performance.
Further, the ignition performance can be further improved by reducing the heat value of the A-type spark plug 10 having a narrow air gap.

図3に示すように、エンジン駆動式ヒートポンプ50は、エンジン30により駆動される圧縮機51を有している。この圧縮機51は、冷媒を循環させて冷暖房を行なう。
エンジン30の駆動から圧縮機51への動力の断続、即ち圧縮機51の作動及び停止の切り換えは、圧縮機51の駆動プーリ(図示なし)と該圧縮機51の駆動軸との間に介装されるクラッチ52のオン・オフにより行われる。本実施例では、クラッチ52を周知の構成の電磁クラッチとしている。また、エンジン30の廃熱は、循環する冷却水によって冷却され、この冷却水はラジエータ(図示なし)及び廃熱回収器53によって冷却される。
As shown in FIG. 3, the engine-driven heat pump 50 includes a compressor 51 that is driven by the engine 30. The compressor 51 performs cooling and heating by circulating a refrigerant.
Intermittent motive power from driving the engine 30 to the compressor 51, that is, switching between operation and stop of the compressor 51, is interposed between a drive pulley (not shown) of the compressor 51 and a drive shaft of the compressor 51. This is done by turning the clutch 52 on and off. In this embodiment, the clutch 52 is an electromagnetic clutch having a known configuration. The waste heat of the engine 30 is cooled by circulating cooling water, and this cooling water is cooled by a radiator (not shown) and the waste heat recovery unit 53.

同じく図3に示すように、エンジン駆動式ヒートポンプ50の構成を簡単に説明する。
エンジン駆動式ヒートポンプ50は、圧縮機51と、この圧縮機51の吐出側に接続され冷房時及び暖房時で冷媒の流れを切り換える四方弁54と、冷房時に圧縮機51から四方弁54を介して冷媒が供給される室外熱交換器55と、暖房時に圧縮機51から四方弁54を介して冷媒が供給される室内熱交換器56と、室外熱交換器55及び室内熱交換器56間に配設される室外膨張弁57とを有しており、これらで構成される冷媒サイクルである。
Similarly, as shown in FIG. 3, the configuration of the engine-driven heat pump 50 will be briefly described.
The engine-driven heat pump 50 is connected to a compressor 51, a four-way valve 54 that is connected to the discharge side of the compressor 51 and switches the flow of refrigerant during cooling and heating, and from the compressor 51 through a four-way valve 54 during cooling. An outdoor heat exchanger 55 to which the refrigerant is supplied, an indoor heat exchanger 56 to which the refrigerant is supplied from the compressor 51 via the four-way valve 54 during heating, and the outdoor heat exchanger 55 and the indoor heat exchanger 56 are arranged. It has an outdoor expansion valve 57 provided, and is a refrigerant cycle composed of these.

同じく図3に示すように、ECU60は、吸入圧力センサ61並びに吐出圧力センサ62と接続されている。これら吸入圧力センサ61及び吐出圧力センサ62は、それぞれ吸入経路58及び吐出経路59に設けられている。ここで、ECU60は、吐出圧力センサ62より検出される吐出圧力から、吸入圧力センサ61より検出される吸入圧力を減じた圧縮機51の圧力差を、エンジン30の負荷として判断する。但し、負荷の検出はこの構成に限定するものではなく、エンジンの回転数とスロットル位置から演算したりすることも可能である。
また、ECU60は、エンジン30の回転数を検出する回転数検知器63と接続されている。さらに、ECU60は点火装置40に接続されている。ここで、ECU60は、点火装置40の点火時期並びに切換器42にて、点火するスパークプラグ10・20を選択する。
Similarly, as shown in FIG. 3, the ECU 60 is connected to a suction pressure sensor 61 and a discharge pressure sensor 62. The suction pressure sensor 61 and the discharge pressure sensor 62 are provided in the suction path 58 and the discharge path 59, respectively. Here, the ECU 60 determines the pressure difference of the compressor 51 obtained by subtracting the suction pressure detected by the suction pressure sensor 61 from the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 62 as the load of the engine 30. However, the load detection is not limited to this configuration, and it is also possible to calculate from the engine speed and the throttle position.
The ECU 60 is connected to a rotational speed detector 63 that detects the rotational speed of the engine 30. Further, the ECU 60 is connected to the ignition device 40. Here, the ECU 60 selects the spark plugs 10 and 20 to be ignited by the ignition timing of the ignition device 40 and the switch 42.

図4に示すように、ECU60は、エンジン30の負荷と回転数を配列したマップ70を記憶している。このマップ70において、ECU60は、検出したエンジン30の負荷と回転数から最適なスパークプラグ10・20を選択する。
マップ70は、縦軸をエンジン負荷すなわち圧縮機51の高低差圧、横軸をエンジン回転数とする配列としている。エンジン負荷は、0MPaから4.0MPaまでを10領域に区切り配列している。ここで、例えば0.8MPaの領域は、0.6MPa以上で1.0MPa未満の範囲を含んでいる。エンジン回転数は、1000rpmから2000rpmまでを10領域に区切り配列している。ここで、例えば1600rpmの領域は、1500rpm以上で1700rpm未満の範囲を含んでいる。なお、マップ70の配列については本実施例に限定するものではない。
As shown in FIG. 4, the ECU 60 stores a map 70 in which the load and rotation speed of the engine 30 are arranged. In this map 70, the ECU 60 selects the optimum spark plugs 10 and 20 from the detected load and rotation speed of the engine 30.
In the map 70, the vertical axis represents the engine load, that is, the pressure difference of the compressor 51, and the horizontal axis represents the engine speed. The engine load is divided into 10 regions from 0 MPa to 4.0 MPa. Here, for example, the region of 0.8 MPa includes a range of 0.6 MPa or more and less than 1.0 MPa. The engine speed is divided into 10 regions from 1000 rpm to 2000 rpm. Here, for example, the region of 1600 rpm includes a range of 1500 rpm or more and less than 1700 rpm. Note that the arrangement of the map 70 is not limited to the present embodiment.

同じく図4に示すように、マップ70において、Aはエアギャップの狭い前記A型スパークプラグ10を、Bはエアギャップの広い前記B型スパークプラグ20を使用する領域であることを示している。
エンジン30が低回転で低負荷の領域(マップ70にて左上部分)では、着火性能が劣るが電極消耗は少ないA型スパークプラグ10を使用する。一方、エンジン30が高回転で高負荷の領域(マップ70にて右下部分)では、電極消耗は大きいが着火性能が良いB型スパークプラグ20を使用する。また、低回転で高負荷の場合も着火性能が良いB型スパークプラグ20を使用することもできる。
ここで、A型スパークプラグ10及びB型スパークプラグ20を使用する領域境界が、マップ70上にて右上がりの対角線として構成される。ここで、境界を示す対角線すなわちB型スパークプラグ10側の使用限界領域列を、列Nと定義する。
Similarly, as shown in FIG. 4, in the map 70, A indicates a region where the A-type spark plug 10 with a narrow air gap is used, and B indicates a region where the B-type spark plug 20 with a wide air gap is used.
In an area where the engine 30 is at a low speed and a low load (upper left portion in the map 70), the A-type spark plug 10 is used which has poor ignition performance but low electrode consumption. On the other hand, in a region where the engine 30 is at a high rotation speed and a high load (lower right portion in the map 70), the B-type spark plug 20 having a large ignition consumption but a good ignition performance is used. Also, the B-type spark plug 20 having good ignition performance can be used even in the case of low rotation and high load.
Here, a region boundary where the A-type spark plug 10 and the B-type spark plug 20 are used is configured as a diagonal line rising to the right on the map 70. Here, a diagonal line indicating a boundary, that is, a use limit region row on the B-type spark plug 10 side is defined as a row N.

このようにして、エンジン30の回転数及び負荷に応じた最適なスパークプラグを選択することで、着火不良及び電極磨耗の低減の両立を図ることができる。本実施例では、A型エアギャップ10の電極磨耗に強いという長所、並びにB型エアギャップ20の着火性能が良いという長所を、適宜使い分けることができる。すなわち、エンジン30を耐久性及び着火性の観点から効率良く運転できる。   Thus, by selecting the optimal spark plug according to the rotation speed and load of the engine 30, it is possible to achieve both reduction in ignition failure and reduction in electrode wear. In this embodiment, the advantage that the A-type air gap 10 is resistant to electrode wear and the advantage that the B-type air gap 20 has good ignition performance can be properly used. That is, the engine 30 can be operated efficiently from the viewpoints of durability and ignitability.

図5に示すように、マップ70を用いた失火改善制御について説明する。なお、説明を簡略にするために、最初はA型スパークプラグ10を使用しているものとする。
まず、S100において、エンジン30は、回転数と負荷よりマップ70にて導き出される最適なA型スパークプラグ10で運転している。ここで、S101において、ECU60は、A型スパークプラグ10の失火判定を行なう。このA型スパークプラグ10が問題なく着火していれば、S100の通常運転に戻る。一方、A型スパークプラグ10が失火した場合はS102に推移する。
次に、S102において、ECU60は、失火したA型スパークプラグ10が、どちらのスパークプラグ10であったか判断する(本例ではA型スパークプラグ10)。そして、S103において、ECU60は、使用するスパークプラグを失火したA型スパークプラグ10とは異なるB型スパークプラグ20に変更する。
さらに、S104において、B型スパークプラグ20が問題なく着火していれば、S105に推移する。一方、B型スパークプラグ20が失火した場合は、S106に推移する。ここで、S106において、ECU60は、二つのスパークプラグ10・20にて失火したので異常と判断しアラームを警告する。
また、S105において、ECU60は、マップ70の書き換えを実施する。この書き換えについて詳しくは後述する。
As shown in FIG. 5, the misfire improvement control using the map 70 will be described. In order to simplify the description, it is assumed that the A-type spark plug 10 is initially used.
First, in S100, the engine 30 is operated with the optimal A-type spark plug 10 derived from the rotation speed and the load on the map 70. Here, in S101, the ECU 60 performs misfire determination of the A-type spark plug 10. If the A-type spark plug 10 is ignited without any problem, the normal operation of S100 is resumed. On the other hand, if the A-type spark plug 10 misfires, the process proceeds to S102.
Next, in S102, the ECU 60 determines which spark plug 10 the misfired A-type spark plug 10 is (in this example, the A-type spark plug 10). In S103, the ECU 60 changes the spark plug to be used to a B-type spark plug 20 different from the misfired A-type spark plug 10.
Furthermore, in S104, if the B-type spark plug 20 is ignited without any problem, the process proceeds to S105. On the other hand, if the B-type spark plug 20 misfires, the process proceeds to S106. Here, in S106, since the ECU 60 misfires with the two spark plugs 10 and 20, it is determined as abnormal and warns the alarm.
In S105, the ECU 60 rewrites the map 70. Details of this rewriting will be described later.

このようにして、エンジン30において、一方のスパークプラグが失火した場合でも、他方のスパークプラグを使用することでエンジン30の着火性能を向上している。また、二つのスパークプラグ10・20のそれぞれにて失火した場合は、何らかの異常がありと判断し、作業者に対して早期に点検を促すことができる。   Thus, even if one spark plug misfires in the engine 30, the ignition performance of the engine 30 is improved by using the other spark plug. Moreover, when misfire occurs in each of the two spark plugs 10 and 20, it is determined that there is some abnormality, and the operator can be promptly inspected.

図6を用いて、上述した失火改善制御のS106において、マップ70の第一書き換え手段について説明する。
図6(a)に示すように、回転数1200rpmかつ負荷2.8MPAの領域(図中α)は、マップ70よりA型スパークプラグ10が使用される領域である。この領域で失火した場合は、上述した失火改善制御によりB型スパークプラグ20にて着火される。
このとき同時に、マップ70において、領域αで使用するスパークプラグをB型スパークプラグ20にするように書き換える。すなわち、列Nを領域αの含まれる列に変更する。つまり、図6(b)に示すように、各エンジン回転数の各項目列において、2箇所の領域がAからBに書き換えられたことになる。
With reference to FIG. 6, the first rewriting means of the map 70 will be described in S <b> 106 of the misfire improvement control described above.
As shown in FIG. 6A, the region (α in the drawing) where the rotational speed is 1200 rpm and the load is 2.8 MPa is a region where the A-type spark plug 10 is used from the map 70. When a misfire occurs in this region, the B-type spark plug 20 is ignited by the misfire improvement control described above.
At the same time, the map 70 is rewritten so that the spark plug used in the region α becomes the B-type spark plug 20. That is, the column N is changed to a column including the region α. That is, as shown in FIG. 6B, two areas are rewritten from A to B in each item string of each engine speed.

一般に、エンジン負荷が高い場合は、スパークプラグの要求電圧が高い。そして、エンジンの使用年数が経過した場合、スパークプラグの電極消耗に従い要求電圧が上昇する。このような場合は、A型スパークプラグ10を使用する領域を縮小しB型スパークプラグ20を使用する領域を拡大することで、着火不良及び電極磨耗の低減の両立を図ることができる。   Generally, when the engine load is high, the required voltage of the spark plug is high. When the engine has been used for a long time, the required voltage increases as the spark plug electrode is consumed. In such a case, by reducing the area where the A-type spark plug 10 is used and expanding the area where the B-type spark plug 20 is used, it is possible to achieve both ignition failure and reduction in electrode wear.

図7を用いて、第二書き換え手段について説明する。図7(a)は、図6(a)と同じ状態としたので説明は省略する。
図7(b)に示すように、エンジン30がA型スパークプラグ10で失火した場合は、上述した失火改善制御によりB型スパークプラグ20にて着火される。このとき同時に、マップ70において、列Nを1列のみA側に書き換える。つまり、A型スパークプラグ10で失火した場合は、列Nを現在より1列分A側に変更することで、着火性能の良いB型スパークプラグ20を使用する領域を拡大する。言い換えると、各エンジン回転数の各項目列において、1箇所の領域がAからBに書き換えられたことになる。
The second rewriting means will be described with reference to FIG. Since FIG. 7 (a) is in the same state as FIG. 6 (a), description thereof is omitted.
As shown in FIG. 7B, when the engine 30 misfires with the A-type spark plug 10, it is ignited with the B-type spark plug 20 by the misfire improvement control described above. At the same time, in the map 70, only one column is rewritten to the A side. That is, when misfire is caused by the A-type spark plug 10, the region where the B-type spark plug 20 with good ignition performance is used is expanded by changing the row N to the A side for one row from the present. In other words, one area is rewritten from A to B in each item string of each engine speed.

この第二書き換え手段は、使用するスパークプラグ領域変更を、第一書き換え手段に比べて緩やかにしたものである。このようにして、現在のエンジン30における二つのスパークプラグ10・20の状態に応じた適正なマップ70を作成することができる。つまり、着火不良及び電極磨耗の低減の両立をさらに向上できる。   In the second rewriting means, the change of the spark plug area to be used is made gentler than that of the first rewriting means. In this manner, an appropriate map 70 corresponding to the state of the two spark plugs 10 and 20 in the current engine 30 can be created. That is, it is possible to further improve both the ignition failure and the reduction of electrode wear.

本発明に係る二つのスパークプラグを有するエンジンの内部構造を示す模式図。The schematic diagram which shows the internal structure of the engine which has two spark plugs which concern on this invention. 同じく点火装置の構成を示す制御回路図。The control circuit diagram which similarly shows the structure of an ignition device. 同じくエンジン駆動式ヒートポンプの全体構成を示す冷媒回路図。The refrigerant circuit figure which shows the whole structure of an engine drive type heat pump similarly. 同じくエンジンの回転数/負荷マップを示すテーブル図。The table figure which similarly shows the engine speed / load map. 同じくスパークプラグ変更制御を示すフローチャート図。The flowchart figure which similarly shows spark plug change control. 同じくエンジンの回転数/負荷マップの第一書き換え手段を示すテーブル図。The table figure which similarly shows the 1st rewriting means of the rotation speed / load map of an engine. 同じく第二書き換え手段を示すテーブル図。The table figure which similarly shows a 2nd rewriting means.

符号の説明Explanation of symbols

10 A型スパークプラグ
20 B型スパークプラグ
30 エンジン
10 A-type spark plug 20 B-type spark plug 30 Engine

Claims (5)

一つの気筒に複数のスパークプラグを配置するエンジンにおいて、
所定間隔のエアギャップを持つ第一スパークプラグと、
前記第一スパークプラグのエアギャップとは異なる間隔のエアギャップを持つ第二スパークプラグを備えたことを特徴とするエンジン。
In an engine in which a plurality of spark plugs are arranged in one cylinder,
A first spark plug having an air gap of a predetermined interval;
An engine comprising a second spark plug having an air gap having a different interval from the air gap of the first spark plug.
請求項1記載のエンジンにおいて、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数と該回転数毎に使用するスパークプラグとの関係を記憶した記憶手段と、
前記回転数検出手段と前記記憶手段を接続し、前記二つのスパークプラグをエンジンの回転数に応じて、第一スパークプラグ又は第二スパークプラグを選択して点火制御する制御手段を備えたことを特徴とするエンジン。
The engine according to claim 1.
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine;
Storage means for storing the relationship between the rotational speed and a spark plug used for each rotational speed;
Control means for connecting the rotational speed detection means and the storage means, and controlling the ignition of the two spark plugs by selecting the first spark plug or the second spark plug according to the rotational speed of the engine. A featured engine.
請求項1記載のエンジンにおいて、
前記エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、
前記負荷と該負荷毎に使用するスパークプラグとの関係を記憶した記憶手段と、
前記負荷検出手段と前記記憶手段を接続し、前記二つのスパークプラグをエンジンの負荷に応じて、第一スパークプラグ又は第二スパークプラグを選択して点火制御する制御手段を備えたことを特徴とするエンジン。
The engine according to claim 1.
Load detecting means for detecting the load of the engine;
Storage means for storing a relationship between the load and a spark plug used for each load;
The load detecting means and the storage means are connected, and control means is provided for controlling ignition by selecting the first spark plug or the second spark plug according to the engine load of the two spark plugs. To engine.
請求項2又は3記載のエンジンにおいて、
前記回転数検出手段を制御手段と接続し、
着火不良が生じると、前記記憶手段の内容を書き換え可能である書き換え手段を備えたことを特徴とするエンジン。
The engine according to claim 2 or 3,
Connecting the rotational speed detection means to the control means;
An engine comprising rewriting means capable of rewriting the contents of the storage means when ignition failure occurs.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のエンジンにおいて
前記エンジンは複数の気筒を有し、気筒毎に前記二つのスパークプラグを制御したことを特徴とするエンジン。

The engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the engine has a plurality of cylinders, and the two spark plugs are controlled for each cylinder.

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