JP2011021552A - 火花点火式エンジンの制御方法および制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の火花点火式エンジンの制御方法では、混合気の空燃比をエンジン負荷の全域で理論空燃比よりもリーンに設定し、あらかじめ設定された第1負荷X1以上にエンジン負荷が増大すると、負荷の増大に応じて圧縮比εを低下させるとともに、上記第1負荷X1よりも高い第2負荷X2以上にエンジン負荷が増大すると、例えば点火プラグ11による点火時期θigをリタードさせることで混合気の燃焼開始時期を相対的に遅らせる。
【選択図】図4
Description
(1)エンジンの基本構成
図1は、本発明の一実施例にかかる火花点火式エンジンの全体構成を示す図であり、図2は、そのエンジン本体1の構成を示す断面図である。これらの図に示されるエンジンは直列多気筒エンジンであり、そのエンジン本体1には複数の気筒(図示の例では4つの気筒1A〜1D)が設けられ、各気筒1A〜1Dにはそれぞれピストン2(図2)が嵌挿されている。ピストン2はコネクティングロッド4を介してクランク軸3と連結されており、上記ピストン2の往復運動に応じて上記クランク軸3が軸回りに回転するようになっている。
図4(a)〜(e)は、以上のように構成されたECU50の制御により、エンジンの圧縮比(有効圧縮比)ε、理論空燃比に対する空気過剰率λ、点火プラグ11による点火時期θig、混合気の燃焼期間Δθ、および過給機25による過給量QCが、エンジン負荷(アクセル開度に基づく要求トルク)に応じてどのように変化するかを示す図である。これらの図において、横軸の負荷の値X1,X2は、上記ε、λ等の制御パラメータのいずれかが変更される負荷の閾値を示しており、また、Xmはエンジンの最高負荷を示している。なお、以下では、上記閾値X1,X2をそれぞれ第1負荷、第2負荷と称するとともに、無負荷から第1負荷X1までの範囲を負荷域A、第1負荷X1から第2負荷X2までの範囲を負荷域B、第2負荷X2から最高負荷Xmまでの範囲を負荷域Cと称する。
(1)全体指針
本願発明者による研究によれば、図4(a)〜(e)に示したような制御特性に沿ってエンジンを制御すれば、エンジンの熱効率をできる限り高い値に維持しながら、ノッキングの発生や燃焼騒音の増大を防止することが可能である。以下に、このような結論を得るに至った本願発明者による研究の内容について説明する。
図7は、エンジンの部分負荷域に設定された代表点R(図6参照)において、圧縮比ε、理論空燃比に対する空気過剰率λ、および混合気の燃焼期間Δθをそれぞれ変化させた場合における熱効率(図示熱効率)の演算結果を示す図である。なお、ここでの演算結果は、図6に示すように、エンジン回転速度Ne=2000rpm、図示平均有効圧力Pi=300kPaという代表点Rでエンジンを運転した場合の熱効率を示すものであり、また、点火時期θigについては、MBT(トルクが最大となる点火時期)で一定とする。
ここに、α:熱伝達係数、S:燃焼室表面積、T:ガス温度、Tw:燃焼室壁温、である。
ここに、D:シリンダボア、P:筒内圧力、Up:平均ピストン速度、c:燃焼初期条件係数、Pm:モータリング圧力、である。
次に、圧縮比ε=18、空気過剰率λ=3、点火時期θig=MBT、燃焼期間Δθ=20°という上記代表点Rでの燃焼条件を高負荷域まで継続することが可能かどうかについて考察する。図13は、エンジンの運転状態が図6のラインL(等回転速度線)に沿って変化した場合に、エンジンの最大筒内圧Pmax、最大圧力上昇率dP/dθmax、排気温度Tex、およびL−W積分値Σ1/τが負荷(横軸の図示平均有効圧力Pi)に応じてどのように変化するかを示す図である。なお、以下では、これらPmax、dp/dθmax、Tex、Σ1/τを総称して燃焼指標値ということがある。これら燃焼指標値のうち、最大筒内圧Pmaxとは、図12に示した筒内圧Pの最大値のことであり、最大圧力上昇率dp/dθmaxとは、圧力上昇率dp/dθの最大値のことである。また、図13において、各グラフの最も右側のプロットにおける図示平均有効圧力Piの値(約1200kPa)は、エンジンの最高負荷(図6の最高負荷ラインM上の値)を表わしている。無負荷から最高負荷までの範囲で上記燃焼指標値(Pmax、dp/dθmax、Tex、Σ1/τ)が上限値を超えなければ、エンジンは問題なく運転可能と判断できる。
以上、図5〜図19に基づく検証の内容から、以下のような結論を得ることができる。
以上の説明から理解できるように、上記A.の実施例における各パラメータε、λ、θig、Δθ等の制御(図4)は、上記B.の検証から得られた結果(図20)に基づき導き出されたものである。なお、両者の対応関係としては、図20において圧縮比εを低下させ始める図示平均有効圧力Pi=800kPaが、図4の第1負荷X1に相当し、点火時期θigをリタード(遅角)させ始める図示平均有効圧力Pi=1100kPaが、図4の第2負荷X2に相当する。以下に、上記A.で述べた実施例の特徴とその効果についてまとめて説明する。
8 吸気弁
11 点火プラグ
25 過給機
42 VVT(圧縮比調整手段の一要素例)
51 バルブタイミング制御手段(圧縮比調整手段の一要素例)
53 点火制御手段
X1 第1負荷
X2 第2負荷
B (第1負荷から第2負荷までの)負荷域
C (第2負荷以上の)負荷域
θig 点火時期
ε 圧縮比
λ 空気過剰率
Claims (9)
- 気筒内の混合気に点火用の火花を放電する点火プラグを備えた火花点火式エンジンを制御する方法であって、
上記混合気の空燃比をエンジン負荷の全域で理論空燃比よりもリーンに設定し、
あらかじめ設定された第1負荷以上にエンジン負荷が増大すると、負荷の増大に応じて圧縮比を低下させるとともに、
上記第1負荷よりも高い第2負荷以上にエンジン負荷が増大すると、混合気の燃焼開始時期を相対的に遅らせることを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項1記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
エンジン負荷が上記第2負荷以上に増大すると、上記点火プラグによる点火時期を、トルクが最大となる点火時期であるMBTに対し所定クランク角だけ遅らせることを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項2記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
上記第1負荷から第2負荷までの負荷域では、点火時期を上記MBTに維持しつつ、負荷の増大に応じて圧縮比を低下させることを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項2記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
上記第1負荷から第2負荷までの負荷域では、負荷の増大に応じて圧縮比を低下させ、かつ点火時期を上記MBTよりも遅らせる一方、
上記第2負荷以上の負荷域では、より大きな遅角幅で上記点火時期をMBTから遅らせることを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
上記第1負荷から第2負荷までの負荷域では、吸気弁の閉じ時期を変更することで圧縮比を低下させることを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
少なくとも上記第1負荷以上の負荷域では過給機を用いて過給を行うことを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
理論空燃比に対する空気過剰率λをエンジン負荷の全域でλ=2以上に設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項7記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
上記空気過剰率λをエンジン負荷の全域でλ=2〜3に設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 気筒内の混合気に点火用の火花を放電する点火プラグを備えた火花点火式エンジンを制御する装置であって、
上記点火プラグによる火花放電を制御する点火制御手段と、
エンジンの圧縮比を可変的に設定する圧縮比調整手段とを備え、
上記混合気の空燃比が、エンジン負荷の全域で理論空燃比よりもリーンな空燃比に設定され、
あらかじめ設定された第1負荷以上にエンジン負荷が増大すると、負荷の増大に応じて圧縮比を低下させる制御が上記圧縮比調整手段により実行されるとともに、
上記第1負荷よりも高い第2負荷以上にエンジン負荷が増大すると、上記点火プラグによる点火時期を、トルクが最大となる点火時期であるMBTに対し所定クランク角だけ遅らせる制御が上記点火制御手段により実行されることを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012150639A1 (ja) | 2011-05-02 | 2012-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 火花点火内燃機関 |
WO2019138759A1 (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-18 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置、内燃機関の制御方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002070561A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-08 | Tokai Univ | 低燃費火花点火エンジン |
JP2004278334A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関における圧縮比の変更制御 |
JP2005045091A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Asahi Matsushita Electric Works Ltd | ソレノイド |
JP2005146991A (ja) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2008545091A (ja) * | 2005-07-01 | 2008-12-11 | バジャージ・オート・リミテッド | ノイズの制御方法及びイグニション制御システム |
JP2010196547A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | 火花点火式内燃機関のノッキング制御装置 |
JP2010285873A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関 |
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2009
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002070561A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-08 | Tokai Univ | 低燃費火花点火エンジン |
JP2004278334A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関における圧縮比の変更制御 |
JP2005045091A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Asahi Matsushita Electric Works Ltd | ソレノイド |
JP2005146991A (ja) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2008545091A (ja) * | 2005-07-01 | 2008-12-11 | バジャージ・オート・リミテッド | ノイズの制御方法及びイグニション制御システム |
JP2010196547A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | 火花点火式内燃機関のノッキング制御装置 |
JP2010285873A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012150639A1 (ja) | 2011-05-02 | 2012-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 火花点火内燃機関 |
US9482163B2 (en) | 2011-05-02 | 2016-11-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spark ignition type internal combustion engine |
WO2019138759A1 (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-18 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置、内燃機関の制御方法 |
JP2019120210A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置、内燃機関の制御方法 |
US11614064B2 (en) | 2018-01-09 | 2023-03-28 | Hitachi Astemo, Ltd. | Internal-combustion-engine control device and internal-combustion-engine control method |
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