JP2010096163A - Method for controlling spark-ignition internal combustion engine - Google Patents

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JP2010096163A JP2008270241A JP2008270241A JP2010096163A JP 2010096163 A JP2010096163 A JP 2010096163A JP 2008270241 A JP2008270241 A JP 2008270241A JP 2008270241 A JP2008270241 A JP 2008270241A JP 2010096163 A JP2010096163 A JP 2010096163A
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Ryohei Kusunoki
亮平 楠
Morihito Asano
守人 浅野
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain generation of troubles of oxidization of the ignition plug and the surface of the combustion chamber by ozone generated by the reaction of the oxygen in the air and the plasma or the radicals produced by the reaction with the ozone in a spark-ignition internal combustion engine for igniting a fuel/air mixture by reacting spark discharge by an ignition plug and plasma produced in a combustion chamber. <P>SOLUTION: During fuel supply in a vehicle-running operation, a fuel/air mixture is ignited by reacting spark discharge by an ignition plug and plasma produced in a combustion chamber. While the fuel supply is interrupted, the plasma production is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、点火プラグによる火花放電と燃焼室内に生成されるプラズマとを反応させて混合気に着火する火花点火式内燃機関の制御方法に関する。   The present invention relates to a control method for a spark ignition type internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture by reacting spark discharge caused by an ignition plug with plasma generated in a combustion chamber.

従来、車両、特に自動車に搭載される火花点火式内燃機関においては、点火プラグの中心電極と接地電極との間の火花放電により、点火時期ごとに燃焼室内の混合気に着火するようにしている。このような点火プラグによる点火であって、例えば燃料を直接気筒内に噴射する形式の内燃機関において、噴射した燃料を点火プラグの火花放電の位置に分布させないと、着火しないことがまれに生じる。   Conventionally, in a spark ignition internal combustion engine mounted on a vehicle, particularly an automobile, a spark discharge between a center electrode of a spark plug and a ground electrode ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber at each ignition timing. . For example, in an internal combustion engine of the type in which fuel is directly injected into a cylinder by ignition by such a spark plug, it is rare that ignition does not occur unless the injected fuel is distributed to the spark discharge positions of the spark plug.

そこで、このような内燃機関において、点火プラグの放電領域にプラズマ雰囲気を生成しておき、プラズマ雰囲気中に火花放電を行い、火花放電とプラズマとを反応させることにより、従来のものと比較して高い電圧を印加することなく燃焼室内の混合気に着実に着火し、安定して燃焼を行わせるように構成したものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2007−32349号公報
Therefore, in such an internal combustion engine, a plasma atmosphere is generated in the discharge region of the spark plug, a spark discharge is performed in the plasma atmosphere, and the spark discharge and the plasma are reacted, thereby comparing with the conventional one. A configuration is known in which an air-fuel mixture in a combustion chamber is ignited steadily without applying a high voltage so that combustion is stably performed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2007-32349 A

ところで、燃料カット中に燃焼室内にプラズマ雰囲気を生成させると、プラズマ雰囲気中の電子が空気中の酸素分子と衝突することにより酸素分子が解離して酸素原子が発生し、この酸素原子が空気中の酸素分子と結合することにより、燃焼室内にオゾンが発生する。すると、発生したオゾンや、オゾンとの反応により生成するラジカルにより点火プラグや燃焼室表面が酸化する不具合が発生する。   By the way, when a plasma atmosphere is generated in the combustion chamber during fuel cut, electrons in the plasma atmosphere collide with oxygen molecules in the air, dissociating oxygen molecules to generate oxygen atoms, and these oxygen atoms are generated in the air. By combining with oxygen molecules, ozone is generated in the combustion chamber. Then, the trouble which the spark plug and the combustion chamber surface oxidize by the generated ozone and the radical generated by the reaction with ozone occurs.

本発明はこのような課題を解決することを目的とする。   The present invention aims to solve such problems.

本発明の火花点火式内燃機関の制御方法の一つは、以上に述べた課題を解決すべく、車両の走行中において燃料を供給している間は点火プラグによる火花放電と燃焼室内に生成されるプラズマとを反応させて混合気に着火し、車両の走行中に燃料の供給を中断する間はプラズマの生成を中止することを特徴とする。   One of the control methods of the spark ignition type internal combustion engine of the present invention is to generate spark discharge by the spark plug and the combustion chamber while supplying fuel while the vehicle is running in order to solve the above-described problems. It is characterized by igniting the air-fuel mixture by reacting with the plasma and generating the plasma while the fuel supply is interrupted while the vehicle is running.

このようなものであれば、車両の走行中に減速等を行った場合燃料の供給を中断する間はプラズマの生成を中止することにより、プラズマ雰囲気中の電子と酸素分子とが衝突することによる酸素分子の解離を抑制でき、従って、燃焼室内にオゾンが発生することを抑制できる。   If this is the case, if the vehicle is decelerated while the vehicle is running, the generation of plasma is stopped while the fuel supply is interrupted, so that electrons in the plasma atmosphere collide with oxygen molecules. The dissociation of oxygen molecules can be suppressed, and therefore generation of ozone in the combustion chamber can be suppressed.

また、本発明の火花点火式内燃機関の制御方法の他の一つは、以上に述べた課題を解決すべく、車両の走行中において燃料を供給している間は点火プラグによる火花放電と燃焼室内に生成されるプラズマとを反応させて混合気に着火し、燃料の供給を中断することを決定した後、所定時間が経過するまでは燃料供給量を減じながら点火プラグによる火花放電とプラズマとを反応させて混合気に着火し、所定時間の経過時に燃料の供給を中断するとともにプラズマの生成を中止することを特徴とする。   Another method of controlling a spark ignition internal combustion engine according to the present invention is to solve the above-described problems by spark discharge and combustion by a spark plug while fuel is being supplied while the vehicle is running. After deciding to suspend the fuel supply by reacting with the plasma generated in the room and igniting the gas mixture, the spark discharge and plasma generated by the spark plug are reduced while the fuel supply amount is reduced until a predetermined time has elapsed. And the gas mixture is ignited. When a predetermined time elapses, the fuel supply is interrupted and the plasma generation is stopped.

このようなものであっても、車両の走行中に減速等を行った場合燃料の供給を中断する間はプラズマの生成を中止することにより、プラズマ雰囲気中の電子と酸素分子とが衝突することによる酸素分子の解離を抑制でき、従って、燃焼室内にオゾンが発生することを抑制できる。しかも、所定時間が経過するまでは燃料の供給を中断しないため、プラズマを生成させて燃焼を安定させることにより、燃料カットを行っても出力トルクの低下によるショックが発生しない領域まで失火限界を低下させることができ、従ってエンジンの失火防止と前記ショックの発生の防止を同時に図ることができる。   Even in such a case, when deceleration is performed while the vehicle is running, the generation of plasma is stopped while the fuel supply is interrupted, so that electrons in the plasma atmosphere collide with oxygen molecules. The dissociation of oxygen molecules due to the ozone can be suppressed, and therefore generation of ozone in the combustion chamber can be suppressed. Moreover, since the fuel supply is not interrupted until a predetermined time has elapsed, plasma is generated to stabilize combustion, thereby reducing the misfire limit to a region where a shock due to a decrease in output torque does not occur even if fuel cut is performed. Therefore, it is possible to prevent the engine misfire and the occurrence of the shock at the same time.

本発明によれば、燃料の供給を中断する間はプラズマの生成を中止することにより、プラズマ雰囲気中の電子と酸素分子とが衝突することによる酸素分子の解離を抑制できる。すなわち、燃焼室内にオゾンが発生することを抑制できる。従って、発生したオゾンや、オゾンとの反応により生成するラジカルにより点火プラグや燃焼室表面が酸化する不具合の発生を抑制できる効果が得られる。   According to the present invention, dissociation of oxygen molecules due to collision of electrons and oxygen molecules in the plasma atmosphere can be suppressed by stopping the generation of plasma while the supply of fuel is interrupted. That is, generation of ozone in the combustion chamber can be suppressed. Therefore, the effect which can suppress generation | occurrence | production of the malfunction which the spark plug and the combustion chamber surface oxidize by the generated ozone and the radical produced | generated by reaction with ozone is acquired.

以下、本発明の第一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に1気筒の構成を概略的に示したエンジン100は、自動車用の3気筒のものである。エンジン100の吸気系1には、図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ2が配設され、そのスロットルバルブ2の下流にはサージタンク3が設けられている。サージタンク3が連通するシリンダヘッド4側の端部近傍には、さらに燃料噴射弁5が設けてあり、この燃料噴射弁5を電子制御装置6により制御するようにしている。そして、燃焼室7の天井部分には、点火プラグ8及びプラズマを生成するためのアンテナ9が取り付けてある。この実施形態におけるアンテナ9は、ホーン型アンテナで、燃焼室7の天井の点火プラグ8の近傍位置に取り付けられている。点火プラグ8には、イグナイタを一体に備える点火コイル10が交換可能に取り付けられている。アンテナ9は、ホーン形状をしており、燃焼室7に面する先端部分はセラミックスなどの誘電体27により塞がれており、高圧交流発生装置11に図示しない導波管を介して接続されている。また、排気系12には、図示しないマフラに至るまでの管路に三元触媒(以下、触媒13と称する)が配設され、その上流にはO2センサ14が取り付けられている。 An engine 100 schematically showing the configuration of one cylinder in FIG. 1 is a three-cylinder for an automobile. The intake system 1 of the engine 100 is provided with a throttle valve 2 that opens and closes in response to an accelerator pedal (not shown), and a surge tank 3 is provided downstream of the throttle valve 2. A fuel injection valve 5 is further provided in the vicinity of the end on the cylinder head 4 side where the surge tank 3 communicates, and the fuel injection valve 5 is controlled by the electronic control unit 6. An ignition plug 8 and an antenna 9 for generating plasma are attached to the ceiling portion of the combustion chamber 7. The antenna 9 in this embodiment is a horn type antenna and is attached to a position near the spark plug 8 on the ceiling of the combustion chamber 7. An ignition coil 10 that is integrally provided with an igniter is attached to the ignition plug 8 in a replaceable manner. The antenna 9 has a horn shape, and a tip portion facing the combustion chamber 7 is closed by a dielectric 27 such as ceramics, and is connected to a high voltage AC generator 11 via a waveguide (not shown). Yes. In the exhaust system 12, a three-way catalyst (hereinafter referred to as catalyst 13) is disposed in a pipe line leading to a muffler (not shown), and an O 2 sensor 14 is attached upstream thereof.

高圧交流発生装置11は、マグネトロン15とマグネトロン15を制御する制御回路16とを備えてなる。マグネトロン15が出力するマイクロ波は、導波管によりアンテナ9に印加される。又、制御回路16には、電子制御装置6から出力される高圧交流発生信号nが入力される構成で、制御回路16は、入力される高圧交流発生信号nに基づいてマグネトロン15が出力するマイクロ波の出力時期及び出力電力を制御するものである。   The high-voltage AC generator 11 includes a magnetron 15 and a control circuit 16 that controls the magnetron 15. The microwave output from the magnetron 15 is applied to the antenna 9 through a waveguide. Further, the control circuit 16 is configured to receive the high-voltage AC generation signal n output from the electronic control unit 6, and the control circuit 16 is configured to output the microtron output from the magnetron 15 based on the input high-voltage AC generation signal n. It controls the wave output timing and output power.

電子制御装置6は、中央演算処理装置18と、記憶装置19と、入力インターフェース20と、出力インターフェース21とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。中央演算処理装置18は、記憶装置19に格納された後述のプログラムを実行して、エンジン100の運転制御を行うものである。   The electronic control device 6 is mainly configured by a microcomputer system including a central processing unit 18, a storage device 19, an input interface 20, and an output interface 21. The central processing unit 18 controls the operation of the engine 100 by executing a program described later stored in the storage device 19.

そしてエンジン100の運転制御を行うために必要な情報が入力インターフェース20を介して中央演算処理装置18に入力されるとともに、中央演算処理装置18は出力インターフェース21を介して制御のための信号を燃料噴射弁5などに出力する。具体的には、入力インターフェース20には、サージタンク3内の吸入空気の圧力を検出するための吸気圧センサ22から出力される吸気圧信号a、エンジン回転数を検出するための回転数センサ23から出力される回転数信号b、スロットルバルブ2の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ24から出力されるIDL信号c、エンジン100の冷却水温を検出するための水温センサ25から出力される水温信号d、エンジン100が吸入する新気の温度を検出するための吸気温センサ26から出力される吸気温信号e、燃焼室7から排気弁を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を検出するためのO2センサ14から出力される電圧信号f、車速を検出するための車速センサ28から出力される車速信号gなどが入力される。一方、出力インターフェース21からは、燃料噴射弁5に対して燃料噴射信号p、イグナイタに対して点火信号m及び高圧交流発生装置11に対して高圧交流発生信号nなどが出力されるようになっている。 Information necessary for controlling the operation of the engine 100 is input to the central processing unit 18 via the input interface 20, and the central processing unit 18 sends a control signal to the fuel via the output interface 21. Output to the injection valve 5 or the like. Specifically, the input interface 20 includes an intake pressure signal a output from an intake pressure sensor 22 for detecting the pressure of intake air in the surge tank 3, and a rotation speed sensor 23 for detecting the engine speed. , An engine speed signal b output from the idle switch 24 for detecting the open / closed state of the throttle valve 2, and a water temperature signal output from the water temperature sensor 25 for detecting the cooling water temperature of the engine 100. d, an intake air temperature signal e output from the intake air temperature sensor 26 for detecting the temperature of fresh air taken in by the engine 100, and an oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 7 through the exhaust valve. For example, a voltage signal f output from the O 2 sensor 14 and a vehicle speed signal g output from the vehicle speed sensor 28 for detecting the vehicle speed are input. On the other hand, the output interface 21 outputs a fuel injection signal p to the fuel injection valve 5, an ignition signal m to the igniter, a high-voltage AC generation signal n to the high-voltage AC generator 11, and the like. Yes.

電子制御装置6の記憶装置19には、吸気圧センサ22から出力される吸気圧信号aと回転数センサ23から出力される回転数信号bとを主な情報とし、エンジン100の運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正して燃料噴射弁5の開成時間、すなわちインジェクタ最終通電時間を決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁5を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴射弁5から吸気系1に噴射させるためのプログラムが内蔵してある。   The storage device 19 of the electronic control unit 6 uses the intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 22 and the rotation speed signal b output from the rotation speed sensor 23 as main information, and depends on the operating state of the engine 100. The basic injection time is corrected by various correction coefficients determined in accordance with the above, and the opening time of the fuel injection valve 5, that is, the final energization time of the injector is determined. A program for injecting the corresponding fuel from the fuel injection valve 5 to the intake system 1 is incorporated.

このエンジン100にあっては、暖機後の通常運転状態では高圧交流発生装置11が発生するマイクロ波を制御回路16により制御された出力時期に合わせてアンテナ9から燃焼室7内に放射し、それにより生成されるプラズマと点火プラグ8による火花放電とを反応させて、混合気に着火するように構成されている。プラズマを生成する場合、マイクロ波がアンテナ9に印加されることにより、燃焼室7内には、点火プラグ8による火花放電に対して直交する方向に高周波電界が形成される。   In the engine 100, in the normal operation state after warming up, the microwave generated by the high-voltage AC generator 11 is radiated from the antenna 9 into the combustion chamber 7 in accordance with the output timing controlled by the control circuit 16, The plasma generated thereby reacts with the spark discharge generated by the spark plug 8 to ignite the air-fuel mixture. When plasma is generated, microwaves are applied to the antenna 9, whereby a high-frequency electric field is formed in the combustion chamber 7 in a direction perpendicular to the spark discharge by the spark plug 8.

このように、点火に際しては、点火プラグ8に点火コイル10により火花放電を発生させて、火花放電とほぼ同時あるいはその直後にマイクロ波により高周波電界を発生させてプラズマを生成させることにより、燃焼室7内の混合気を急速に燃焼させる機構である。   Thus, upon ignition, a spark discharge is generated in the spark plug 8 by the ignition coil 10, and a high-frequency electric field is generated by microwaves almost simultaneously with or immediately after the spark discharge to generate plasma, thereby generating a combustion chamber. 7 is a mechanism for rapidly burning the air-fuel mixture in the fuel cell 7.

具体的には、点火プラグ8による火花放電が高周波電界中でプラズマになり、火炎が大きくなる。   Specifically, the spark discharge by the spark plug 8 becomes plasma in a high-frequency electric field, and the flame becomes large.

これは、火花放電による電子の流れ及び火花放電によって生じたイオンやラジカルが、高周波電界の影響を受け振動、蛇行することで行路長が長くなり、周囲の水分子や窒素分子と衝突する回数が飛躍的に増加することによるものである。イオンやラジカルの衝突を受けた水分子や窒素分子は、OHラジカルやNラジカルになると共に、イオンやラジカルの衝突を受けた周囲の気体は電離した状態、言換するとプラズマ状態となることで、飛躍的に火炎が大きくなるものである。   This is because the flow of electrons due to the spark discharge and the ions and radicals generated by the spark discharge oscillate and meander due to the influence of the high-frequency electric field, resulting in a longer path length and the number of collisions with surrounding water and nitrogen molecules. This is due to a dramatic increase. Water molecules and nitrogen molecules that have been struck by ions and radicals become OH radicals and N radicals, and the surrounding gas that has been struck by ions and radicals is ionized, in other words, a plasma state. The flame will increase dramatically.

この結果、高周波電界と反応することにより増大した火花放電により混合気に着火するため、着火領域が拡大し、点火プラグ8のみの二次元的な着火から三次元的な着火になる。したがって、初期燃焼が安定し、上述したラジカルの増加に伴って燃焼が燃焼室7内に急速に伝播し、高い燃焼速度で燃焼が拡大する。   As a result, the air-fuel mixture is ignited by the spark discharge increased by reacting with the high-frequency electric field, so that the ignition region is expanded and the two-dimensional ignition of only the spark plug 8 is changed to three-dimensional ignition. Therefore, the initial combustion is stabilized, the combustion rapidly propagates into the combustion chamber 7 with the increase of the radicals described above, and the combustion expands at a high combustion rate.

しかして、本実施形態では、電子制御装置6の記憶装置19に、車両の走行中において燃料を供給している間は点火プラグ8による火花放電とアンテナ9から放射されるマイクロ波により燃焼室内に生成されるプラズマとを反応させて混合気に着火し、燃料の供給を中断することを決定するための条件が成立している場合には、直ちに燃料の供給を中断し、プラズマの生成を中止する制御を行うためのプログラムをさらに内蔵している。   Thus, in the present embodiment, while fuel is being supplied to the storage device 19 of the electronic control device 6 while the vehicle is running, spark discharge by the spark plug 8 and microwaves radiated from the antenna 9 enter the combustion chamber. If the conditions for deciding whether to interrupt the fuel supply by reacting with the generated plasma and igniting the air-fuel mixture, immediately stop the fuel supply and stop the plasma generation. It also has a built-in program for performing control.

以下、この内燃機関100の制御の概略手順を、図2に示すフローチャートを参照しつつ説明する。   Hereinafter, a schematic procedure for controlling the internal combustion engine 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、ステップS1では、燃料カット条件が成立しているか否かを判断する。具体的には、スロットルバルブ2が全閉である、すなわちアイドルスイッチ24がONであることを示すIDL信号cがアイドルスイッチ24から出力されているとともに、車速センサ28から出力される車速信号gが示す車速が所定車速以上であり、水温センサ25から出力される水温信号dが暖機状態である旨を示し、かつ回転数センサ23からの回転数信号bが示すエンジン回転数が所定回転数以上である場合に燃料カット条件が成立していると判断する。燃料カット条件が成立している場合は、ステップS2に進む。燃料カット条件が成立していない場合は、このプログラムを終了する。   First, in step S1, it is determined whether or not a fuel cut condition is satisfied. Specifically, the IDL signal c indicating that the throttle valve 2 is fully closed, that is, the idle switch 24 is ON, is output from the idle switch 24, and the vehicle speed signal g output from the vehicle speed sensor 28 is The indicated vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, the water temperature signal d output from the water temperature sensor 25 indicates that the vehicle is warming up, and the engine speed indicated by the rotational speed signal b from the rotational speed sensor 23 is equal to or higher than the predetermined rotational speed. If it is, it is determined that the fuel cut condition is satisfied. If the fuel cut condition is satisfied, the process proceeds to step S2. If the fuel cut condition is not satisfied, this program is terminated.

ステップS2では、燃料カットを行う。その後、ステップS3に進む。   In step S2, a fuel cut is performed. Thereafter, the process proceeds to step S3.

ステップS3では、プラズマを生成させるためのマイクロ波照射を中止する制御を行う。すなわち、高圧交流発生装置11に対する高圧交流発生信号nの出力を中止する。そして、このプログラムを終了する。   In step S3, control for stopping microwave irradiation for generating plasma is performed. That is, the output of the high voltage AC generation signal n to the high voltage AC generator 11 is stopped. And this program is complete | finished.

すなわち、燃料カット条件が成立した際には、直ちにステップS1→S2→S3の制御を順次行うことにより、燃料の供給を中断し、プラズマの生成を中止する。   That is, when the fuel cut condition is satisfied, the fuel supply is interrupted and plasma generation is stopped by immediately performing the control of steps S 1 → S 2 → S 3 immediately.

以上に述べたように、本実施形態に係るエンジン100の制御方法を採用すれば、燃料の供給を中断する間はプラズマの生成を中止するので、プラズマ雰囲気中の電子と酸素分子とが衝突することによる酸素分子の解離を抑制できる。すなわち、燃焼室内にオゾンが発生することを抑制できる。従って、発生したオゾンや、オゾンとの反応により生成するラジカルにより点火プラグ8や燃焼室7の表面が酸化する不具合の発生を抑制できる効果が得られる。   As described above, if the control method of the engine 100 according to the present embodiment is employed, the generation of plasma is stopped while the fuel supply is interrupted, so that electrons in the plasma atmosphere collide with oxygen molecules. This can suppress dissociation of oxygen molecules. That is, generation of ozone in the combustion chamber can be suppressed. Therefore, the effect which can suppress generation | occurrence | production of the malfunction which the surface of the spark plug 8 or the combustion chamber 7 oxidizes by the generated ozone and the radical produced | generated by reaction with ozone is acquired.

次に、本発明の第二実施形態を、図面を参照して説明する。なお、上述した第一実施形態におけるものに対応する部位には、同一の名称及び符号を付している。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same name and code | symbol are attached | subjected to the site | part corresponding to the thing in 1st embodiment mentioned above.

本実施形態に係るエンジン100は、前記第一実施形態に係るエンジン100と同様の構成を有するので、その構成についての詳述は省略する。   Since the engine 100 according to the present embodiment has the same configuration as the engine 100 according to the first embodiment, detailed description of the configuration is omitted.

しかして、本実施形態では、電子制御装置6の記憶装置19には、前記第一実施形態に係るプログラムに替えて、車両の走行中において燃料を供給している間は点火プラグ8による火花放電とアンテナ9から放射されるマイクロ波により燃焼室内に生成されるプラズマとを反応させて混合気に着火し、燃料の供給を中断することを決定した後、所定時間Tを経過するまでは燃料供給量を減じながら前記火花放電とプラズマとを反応させて混合気に着火し、所定時間Tの経過時に燃料の供給を中断するとともにプラズマの生成を中止する制御を行うためのプログラムを内蔵している。前記所定時間Tは、燃料の供給を中断することを決定するための条件が成立した後、プラズマを生成させつつ燃料供給量を漸次減少させる運転を行い、燃料供給量を0としても出力トルクの低下によるショックが発生しない領域に達するまでの時間として予め実験に基づき求めたものであり、前記記憶装置19の所定領域に記憶している。   Therefore, in this embodiment, the storage device 19 of the electronic control device 6 replaces the program according to the first embodiment with a spark discharge by the spark plug 8 while fuel is being supplied while the vehicle is running. And the plasma generated in the combustion chamber by the microwaves radiated from the antenna 9 are ignited to ignite the air-fuel mixture and the fuel supply is interrupted, and then the fuel supply is continued until a predetermined time T has elapsed. Built-in program for controlling the spark discharge and plasma to react while reducing the amount to ignite the air-fuel mixture and to interrupt the supply of fuel and stop the generation of plasma when a predetermined time T has elapsed. . After the condition for deciding to interrupt the fuel supply is satisfied during the predetermined time T, an operation of gradually decreasing the fuel supply amount while generating plasma is performed. The time required to reach an area where no shock due to the reduction occurs is obtained in advance based on experiments, and is stored in a predetermined area of the storage device 19.

以下、この内燃機関100の制御の概略手順を、図3に示すフローチャートを参照しつつ説明する。   Hereinafter, a schematic procedure for controlling the internal combustion engine 100 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

まず、ステップS11では、燃料カット条件が成立しているか否かを判断する。具体的には、スロットルバルブ2が全閉である、すなわちアイドルスイッチ24がONであることを示すIDL信号cがアイドルスイッチ24から出力されているとともに、車速センサ28から出力される車速信号gが示す車速が所定車速以上であり、水温センサ25から出力される水温信号dが暖機状態である旨を示し、かつ回転数センサ23からの回転数信号bが示すエンジン回転数が所定回転数以上である場合に燃料カット条件が成立していると判断する。燃料カット条件が成立している場合は、ステップS12に進む。燃料カット条件が成立していない場合は、このプログラムを終了する。   First, in step S11, it is determined whether or not a fuel cut condition is satisfied. Specifically, the IDL signal c indicating that the throttle valve 2 is fully closed, that is, the idle switch 24 is ON, is output from the idle switch 24, and the vehicle speed signal g output from the vehicle speed sensor 28 is The indicated vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, the water temperature signal d output from the water temperature sensor 25 indicates that the vehicle is warming up, and the engine speed indicated by the rotational speed signal b from the rotational speed sensor 23 is equal to or higher than the predetermined rotational speed. If it is, it is determined that the fuel cut condition is satisfied. If the fuel cut condition is satisfied, the process proceeds to step S12. If the fuel cut condition is not satisfied, this program is terminated.

ステップS12では、回転数センサ23からの回転数信号bから算出されるエンジン回転数をパラメータとして所定時間Tを決定する。次いで、ステップS13に進む。   In step S12, the predetermined time T is determined using the engine speed calculated from the speed signal b from the speed sensor 23 as a parameter. Next, the process proceeds to step S13.

ステップS13では、燃料カット条件が成立した後の経過時間tが所定時間T未満であるか否かを判定する。燃料カット条件が成立した後の経過時間tが所定時間T未満である場合は、ステップS14に進む。一方、燃料カット条件が成立した後の経過時間tが所定時間T以上である場合は、ステップS16に進む。   In step S13, it is determined whether or not an elapsed time t after the fuel cut condition is satisfied is less than a predetermined time T. When the elapsed time t after the fuel cut condition is satisfied is less than the predetermined time T, the process proceeds to step S14. On the other hand, when the elapsed time t after the fuel cut condition is satisfied is equal to or longer than the predetermined time T, the process proceeds to step S16.

ステップS14では、燃料供給量を所定量減少させる制御を行う。すなわち、所定量減少させた後の燃料供給量に対応する燃料噴射信号pを燃料噴射弁5に出力する。その後、ステップS15に進む。   In step S14, control is performed to decrease the fuel supply amount by a predetermined amount. That is, the fuel injection signal p corresponding to the fuel supply amount after being reduced by a predetermined amount is output to the fuel injection valve 5. Thereafter, the process proceeds to step S15.

ステップS15では、プラズマを生成させるべくマイクロ波を照射する制御を行う。すなわち、高圧交流発生装置11に対して高圧交流発生信号nを出力する。ここで本実施形態では、エンジン100の運転状態に応じて燃焼をより安定させるべく、このプログラムによる制御を開始する以前より多くのプラズマを生成させる、すなわち高圧交流発生装置11の出力を増大させるようにしている。そして、ステップS13に戻る。   In step S15, control is performed to irradiate microwaves to generate plasma. That is, the high-voltage AC generation signal n is output to the high-voltage AC generator 11. Here, in the present embodiment, in order to make the combustion more stable in accordance with the operating state of the engine 100, more plasma is generated than before the control by this program is started, that is, the output of the high-pressure AC generator 11 is increased. I have to. Then, the process returns to step S13.

ステップS16では、燃料カットを行う。その後ステップS17に進む。   In step S16, fuel cut is performed. Thereafter, the process proceeds to step S17.

ステップS17では、プラズマを生成させるためのマイクロ波照射を中止する制御を行う。すなわち、高圧交流発生装置11に対する高圧交流発生信号nの出力を中止する。そして、このプログラムを終了する。   In step S17, control is performed to stop microwave irradiation for generating plasma. That is, the output of the high voltage AC generation signal n to the high voltage AC generator 11 is stopped. And this program is complete | finished.

すなわち、燃料カット条件が成立した際には、まずエンジン回転数に基づき所定時間Tを決定すべく、ステップS11→S12の制御を順次行う。   That is, when the fuel cut condition is satisfied, the control of steps S11 to S12 is sequentially performed in order to determine the predetermined time T based on the engine speed.

次いで、燃料カット条件が成立した後の経過時間tが所定時間T未満である場合は、ステップS13→S14→S15の制御を順次行う。すなわち、燃料供給量を漸次減少させつつ、プラズマは生成させ続ける。その後、ステップS13に戻る。   Next, when the elapsed time t after the fuel cut condition is satisfied is less than the predetermined time T, the control of steps S13 → S14 → S15 is sequentially performed. That is, plasma is continuously generated while the fuel supply amount is gradually decreased. Thereafter, the process returns to step S13.

一方、燃料カット条件が成立した後の経過時間tが所定時間Tに達した場合は、ステップS13→S16→S17の制御を順次行う。すなわち、燃料の供給及びプラズマの生成を中止する。   On the other hand, when the elapsed time t after the fuel cut condition is satisfied reaches the predetermined time T, the control of steps S13 → S16 → S17 is sequentially performed. That is, fuel supply and plasma generation are stopped.

以上に述べたように、本実施形態に係るエンジン100の制御方法を採用すれば、前記第一実施形態におけるエンジン100の制御方法と同様に、燃料の供給を中断する間はプラズマの生成を中止するので、プラズマ雰囲気中の電子と酸素分子とが衝突することによる酸素分子の解離を抑制できる。すなわち、燃焼室内にオゾンが発生することを抑制できる。従って、発生したオゾンや、オゾンとの反応により生成するラジカルにより点火プラグ8や燃焼室7の表面が酸化する不具合の発生を抑制できる効果が同様に得られる。   As described above, if the method for controlling the engine 100 according to the present embodiment is employed, the generation of plasma is stopped while the fuel supply is interrupted, as in the method for controlling the engine 100 according to the first embodiment. Thus, dissociation of oxygen molecules due to collision between electrons and oxygen molecules in the plasma atmosphere can be suppressed. That is, generation of ozone in the combustion chamber can be suppressed. Therefore, the effect which can suppress generation | occurrence | production of the malfunction which the surface of the ignition plug 8 or the combustion chamber 7 oxidizes by the generated ozone and the radical produced | generated by reaction with ozone is acquired similarly.

加えて、本実施形態に係るエンジン100の制御方法によれば、燃料カット条件が成立した後の経過時間tが所定時間Tに達するまでの間は燃料噴射量を減少させつつプラズマを生成させて点火を行い、燃焼の安定を図ることにより、出力トルクの低下によるショックが発生しない領域まで失火限界を低下させることができ、従ってエンジンの失火防止と前記ショックの発生の防止を同時に図ることができる効果も得られる。   In addition, according to the control method of the engine 100 according to the present embodiment, plasma is generated while reducing the fuel injection amount until the elapsed time t after the fuel cut condition is satisfied reaches the predetermined time T. By igniting and stabilizing the combustion, the misfire limit can be lowered to a region where no shock is generated due to a decrease in the output torque, and therefore it is possible to simultaneously prevent the engine misfire and the occurrence of the shock. An effect is also obtained.

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、前述した本発明の第二実施形態において、燃料カット条件が成立した後、燃料の供給を停止するまでの所定時間は、エンジン回転数以外のパラメータ、例えば、ISC量、ギアの減速比、スロットルバルブが全閉状態となる直前のスロットルバルブの開度等に基づき決定してもよい。   For example, in the above-described second embodiment of the present invention, after the fuel cut condition is satisfied, the predetermined time until the fuel supply is stopped is a parameter other than the engine speed, such as an ISC amount, a gear reduction ratio, It may be determined based on the opening degree of the throttle valve immediately before the throttle valve is fully closed.

また、高周波発生源としては、上述のようなマグネトロン以外にも、進行波管等であってもよく、さらには半導体によるマイクロ波発振回路を備えるものであってもよい。   In addition to the magnetron as described above, the high frequency generation source may be a traveling wave tube or the like, and may further include a semiconductor microwave oscillation circuit.

加えて、上述した実施形態においては、ビーム型のアンテナを説明したが、モノポール型のアンテナであってもよい。   In addition, although the beam type antenna has been described in the above-described embodiments, a monopole antenna may be used.

さらには、点火プラグ8の中心電極をアンテナとして機能させて、高周波給電部とするものであってもよい。この場合、高周波を一定の電圧で中心電極に継続して印加すると、中心電極の温度が過剰に上昇するため、中心電極の耐熱温度に基づいて設定する上限温度を下回るように、高周波の電圧を制御するものである。   Furthermore, the center electrode of the spark plug 8 may function as an antenna to form a high frequency power feeding unit. In this case, if the high frequency is continuously applied to the center electrode at a constant voltage, the temperature of the center electrode rises excessively, so the high frequency voltage is set to be lower than the upper limit temperature set based on the heat resistance temperature of the center electrode. It is something to control.

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。   In addition, various changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の第一実施形態の概略構成を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Structure explanatory drawing which shows schematic structure of 1st embodiment of this invention. 同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline of the control procedure of the embodiment. 本発明の第二実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline of the control procedure of 2nd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100…エンジン
5…燃料噴射弁
6…制御装置
8…点火プラグ
9…アンテナ
15…マグネトロン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Engine 5 ... Fuel injection valve 6 ... Control apparatus 8 ... Spark plug 9 ... Antenna 15 ... Magnetron

Claims (2)

車両の走行中において燃料を供給している間は点火プラグによる火花放電と燃焼室内に生成されるプラズマとを反応させて混合気に着火し、
車両の走行中に燃料の供給を中断する間はプラズマの生成を中止する火花点火式内燃機関の制御方法。
While the fuel is being supplied while the vehicle is running, the spark discharge by the spark plug and the plasma generated in the combustion chamber react to ignite the mixture,
A control method for a spark ignition type internal combustion engine in which plasma generation is stopped while fuel supply is interrupted while a vehicle is running.
車両の走行中において燃料を供給している間は点火プラグによる火花放電と燃焼室内に生成されるプラズマとを反応させて混合気に着火し、
燃料の供給を中断することを決定した後、所定時間が経過するまでは燃料供給量を減じながら点火プラグによる火花放電とプラズマとを反応させて混合気に着火し、
所定時間の経過時に燃料の供給を中断するとともにプラズマの生成を中止する火花点火式内燃機関の制御方法。
While the fuel is being supplied while the vehicle is running, the spark discharge by the spark plug and the plasma generated in the combustion chamber react to ignite the mixture,
After deciding to interrupt the fuel supply, the spark mixture by the spark plug reacts with the plasma while reducing the fuel supply amount until a predetermined time elapses, and the mixture is ignited.
A control method for a spark ignition internal combustion engine that interrupts the supply of fuel and stops the generation of plasma when a predetermined time has elapsed.
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