JP2012137030A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
機械装置を駆動するエンジンシステムであって、シリンダならびにシリンダ内の燃料を火花点火させる点火手段を有し、圧縮自己着火燃焼(以下、HCCI(Homogeneous-Charge Compression Ignition)燃焼とも称する。)および火花点火燃焼(以下、SI(Spark Ignition)燃焼とも称する。)を行うエンジンと、燃料の自己着火を検出する自己着火検出手段と、機械装置の運転状態に関する情報を検出する運転情報検出手段と、運転状態に関する情報に基づいて自己着火燃焼および火花点火燃焼を選択的に行うようにエンジンを制御する制御手段とを備え、制御手段は、エンジンが火花点火燃焼を行っている場合に点火手段による点火時期を変化させ、自己着火検出手段により燃料の自己着火が検出されたときの点火時期に基づいて燃料の自己着火性を判定し、自己着火性に基づいて火花点火燃焼を行う指定範囲を設定するものが知られている(特許文献1)。 An engine system that drives a mechanical device, includes an ignition means for spark-igniting a cylinder and fuel in the cylinder, and includes compression self-ignition combustion (hereinafter also referred to as HCCI (Homogeneous-Charge Compression Ignition) combustion) and spark ignition. An engine that performs combustion (hereinafter also referred to as SI (Spark Ignition) combustion), self-ignition detection means that detects self-ignition of fuel, operation information detection means that detects information related to the operating state of the mechanical device, and operating state Control means for controlling the engine so as to selectively perform self-ignition combustion and spark ignition combustion based on the information regarding the ignition timing when the engine is performing spark ignition combustion. The self-ignitability of the fuel is determined based on the ignition timing when the self-ignition detection means detects the self-ignition of the fuel. And, which set the specified range for spark ignition combustion based on self-ignitability is known (Patent Document 1).
しかしながら、上記のエンジンシステムでは、高負荷の領域において着火性を判定しているため、エンジンを高負荷の領域で運転させなければ自己着火性を判定することができないという問題があった。 However, in the above engine system, since the ignitability is determined in the high load region, there is a problem that the self-ignition property cannot be determined unless the engine is operated in the high load region.
本発明が解決しようとする課題は、高負荷の領域に限らず、燃料の着火性を判定することができる、内燃機関の制御装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can determine the ignitability of the fuel, not limited to a high load region.
本発明は、オゾンを燃焼室内に供給し、火花点火燃焼による燃焼をさせている状態でノッキングを検出し、その検出結果に応じて燃料の着火性を判定することによって上記課題を解決する。 The present invention solves the above problem by detecting knocking in a state where ozone is supplied into a combustion chamber and combustion is performed by spark ignition combustion, and the ignitability of the fuel is determined according to the detection result.
本発明によれば、オゾンを燃焼室に供給し火花点火燃焼させることで、燃料の着火性が高まるため、高負荷の運転領域に限らず、燃料の着火性を判定することができる。 According to the present invention, by supplying ozone to the combustion chamber and performing spark ignition combustion, the ignitability of the fuel is increased. Therefore, the ignitability of the fuel can be determined not only in the high-load operation region.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
《第1実施形態》
図1は本発明の一実施の形態を適用したエンジンの全体構成図である。エンジン1は、燃料を燃焼室11内に直接噴射する直噴型のガソリンエンジン本体10を備えている。エンジン1の吸気通路20には、スロットルバルブ21、及びコレクタ22が順に配置されている。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine to which an embodiment of the present invention is applied. The engine 1 includes a direct injection type gasoline engine
スロットルバルブ21には、当該スロットルバルブ21の開度を調整するDCモータ等のスロットルモータ(図示しない)が連結されている。また、スロットルバルブ21の近傍には、当該スロットルバルブ21の開度を検出するスロットルセンサ(図示しない)が設けられている。スロットルモータ及びスロットルセンサは、ECU100(Engine Control Unit)にそれぞれ接続され、スロットルバルブ21はECU100からの制御信号により動作する。
A throttle motor (not shown) such as a DC motor for adjusting the opening degree of the
吸気通路20は、コレクタ22により分岐されており、分岐された先には、オゾン発生器23が設けられている。オゾン発生器23は、プラズマ発生用の放電器や電源等により構成され、ECU100からの制御信号に基づき動作する。オゾン発生器23は、放電器内で発生する低温プラズマを、放電器内に取り込んだ空気に作用させることで、オゾンを生成する。
The
なお、オゾン発生器23は、例えば、酸素分子に紫外線を照射する光化学反応法によりオゾンを生成してもよく、塩酸又は硫酸の水溶液を電気分解する電解法によりオゾンを生成してもよく、酸素分子に放射線を照射する放射線照射方法によりオゾンを生成してもよく、あるいは、無声放電方式、コロナ放電方式、ストリーマ放電方式、又は複合放電方式により、酸素含有気体中で放電を起こさせてオゾンを生成してもよい。
The
そして、オゾン発生器23により発生したオゾンは、スロットルバルブ21より下流側であるコレクタ22を介して、吸気ポート121より燃焼室11内に供給される。
The ozone generated by the
吸気通路20は、吸気ポート121を介してエンジン本体10の燃焼室11に連通し、この吸気ポート121は吸気バルブ122によって開閉可能となっている。
The
エンジン本体10は、シリンダ13と、ピストン14と、吸気バルブ122及び排気バルブ172が設けられたシリンダヘッド(図示しない)と、を備え、これらによって燃焼室11が区画形成されている。また、この燃焼室11内には、燃料噴射バルブ15の噴射口と点火プラグ16の先端とが臨んでいる。さらに、この燃焼室11は、排気ポート171を介して排気通路30に連通しており、この排気ポート171は排気バルブ172によって開閉可能となっている。
The
吸気バルブ122及び排気バルブ172には、当該バルブ122,172を開閉駆動するための動弁機構(図示しない)が設けられ、動弁機構は、ECU100からの制御信号に基づき、吸気バルブ122及び排気バルブ172のそれぞれの作用角の位相及びリフト量を可変することで、バルブタイミングを可変する機構である。動弁機構には、カム切り替え機構や電磁力による通電機構等が用いられる。
The
燃料噴射バルブ15は、ECU100からの制御信号に基づき、所定のタイミングで燃料を噴射し、点火プラグ16は、ECU100からの制御信号に基づき、所定のタイミングで火花点火を行う。
The
またエンジン本体10は、ノックセンサ18を備えている。ノックセンサ18はシリンダ13に設けられており、ノッキングによるシリンダ13の高周波振動を検出する。そして、ECU100は、ノックセンサ18からの出力値から、ノッキングの有無を判断する。ノッキングが生じている場合には、ECU100は、点火プラグ16を制御して、エンジン1の点火時期を調整し、吸気バルブ122及び排気バルブ172を制御して、バルブタイミングを変えたりして、ノッキングの発生を抑制する。
The
ECU100は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器、及びインタフェース等を含んだマイクロコンピュータから構成されており、本実施形態では、火花点火燃焼(SI燃焼)と圧縮自己着火燃焼(HCCI燃焼)とを切り換える制御を行う。
The
具体的には、SI燃焼では、燃料噴射バルブ15を所定のタイミングで駆動して燃焼室11内に所定量の燃料を噴射し、燃焼室11内に生成された燃料と吸入空気との燃料を、点火プラグ16によって火花点火燃焼させる。このとき、ECU100は、スロットルバルブ21の開度や燃料噴射バルブ16からの燃料噴射量を制御することで、エンジン1が発生するトルクを調整すると共に、点火プラグ16を制御することで燃料を着火させる。
Specifically, in SI combustion, the
一方、HCCI燃焼では、スロットルバルブ21や燃料噴射バルブ16は制御するが、燃料を自己着火させるので点火プラグの制御は行わない。
On the other hand, in HCCI combustion, the
また、ECU100は、例えば、エンジン回転速度とエンジン負荷に基づいて、SI燃焼とHCCI燃焼との切り換えを判断する。具体的には、ECU100は、クランク角センサ(図示しない)からの検出信号に基づいてエンジン回転速度を読み込むと共に、アクセルセンサ(図示しない)からアクセル開度(アクセルペダルの踏み込み量)を読み込み、これらによって検出される運転点がSI燃焼可能な運転領域にあるかHCCI燃焼可能な運転領域にあるかを判断する。
Further, the
さらに、ECU100は、後述するように、燃料の着火性(オクタン価)に応じて、HCCI燃焼可能な運転領域を設定する。燃料の着火性を判定するために、ECU100は、エンジン1の回転速度が低回転から中回転程度で、かつ、エンジン1の負荷が低負荷から中負荷程度である時に、オゾンを燃焼室11内に供給し、火花点火燃焼を行う。そして、ECU100は、ノックセンサ18の出力値から、燃料の着火性を判定する。
Further, as will be described later, the
以下、図2〜図4を用いて、ECU100における、着火性を判定するための制御内容を説明する。図2はエンジン回転速度に対するエンジンのトルク特性を示すグラフであり、図3はオゾン供給濃度に対するノックセンサの出力値の特性を示すグラフであり、図4はオゾン供給濃度に対する着火性の特性を示すグラフである。なお、図2において、グラフPは本例のエンジン1における、高負荷領域でのトルク特性を示し、領域Qは着火性判定領域を示す。また図3において、グラフAは着火性が一番高い場合の特性を示し、グラフBは着火性が二番に高い場合の特性を示し、グラフCは着火性が最も低い場合の特性を示す。
Hereinafter, the control contents for determining the ignitability in the
まず、ECU100はアクセル開度及びエンジン回転速度を読み込み、運転点が着火性判定領域に含まれているか否かを判定する。着火性判定領域は、燃料の着火性を判定するための運転領域を示しており、図2の領域Qのように、エンジン1の回転速度とトルクにより示される範囲で表される。本例では、エンジン回転速度がω1からω2の間で、トルクがT1からT2の間を、着火性判定領域としている。またω1及びω2は、予め設定されている回転速度であって、ω1からω2により示される回転速度範囲は、エンジン1の取りうる回転速度の中で、低回転から中回転に相当する。またT1からT2により示されるトルク範囲は、エンジン1の取りうるトルクの中で、低トルクから中トルクに相当する。
First, the
そして、運転点が着火性判定領域に含まれている場合には、ECU100はオゾン発生器23を駆動させて燃焼室11内にオゾンを供給しつつ、点火プラグ16を制御して、火花点火燃焼させて、ノッキングさせる。通常、ノッキングは図2のグラフPで示す付近の高負荷領域で発生するが、本例の着火判定領域は低負荷の運転領域であるため、この領域Qで火花点火燃焼させてもノッキングが発生し難い。しかし、本例では、着火性判定領域Qにおいて、燃焼室11内にオゾンを供給しているため、ノッキングし易く、ノッキング検出感度が高くなる。
If the operating point is included in the ignitability determination region, the
オゾンを燃焼室11内に供給しながら火花点火燃焼させている間に、ノックセンサ18は、エンジン1のノッキング周波数の振動を検出し、ECU100に検出信号を出力する。またオゾン発生器23は、火花点火燃焼中に徐々にオゾンの発生量を増加させ、燃焼室内に供給されるオゾンの供給濃度を徐々に増加させる。
During the spark ignition combustion while supplying ozone into the
そして、ECU100は当該検出信号の出力信号が所定の閾値(Kc)より高い場合に、ノッキングが発生したと判定し、ノッキングが発生した時のオゾン供給濃度から、燃料の着火性を判定する。ここで、閾値(Kc)はノッキングを判定するための閾値であり、予め設定される値である。図3に示すように、ノックセンサ18の出力値は、オゾンの供給濃度に比例して高くなる。グラフAでは、オゾン供給濃度がd1の時点でノックセンサの出力値がKcに達し、グラフBでは、オゾン供給濃度がd1より高いd2の時点でノックセンサの出力値がKcに達し、グラフCでは、オゾン供給濃度がd2より高いd3の時点でノックセンサの出力値がKcに達する。燃料の着火性が高い時には、オゾン供給濃度が低い状態でノッキングが生じ、逆に燃料の着火性が低い時には、オゾン供給濃度を高くしないとノッキングが生じない。そのため、図4に示すように、オゾン供給濃度と着火性は負の係数の正比例の関係となり、オゾン供給濃度(d1)でノッキングが発生した点A(図3のグラフA上の点aに相当)の着火性が最も高く、オゾン供給濃度(d2)でノッキングが発生した点B(図3のグラフB上の点bに相当)の着火性が二番目に高く、オゾン供給濃度(d3)でノッキングが発生した点C(図3のグラフC上の点cに相当)の着火性が最も低くなる。
Then,
これにより、ECU100は、オゾンを燃焼室11内に供給しつつ、火花点火燃焼を行い、ノックセンサの出力から、燃料の着火性を判定する。
Thus, the
次に、ECU100により設定される、HCCI燃焼可能な運転領域について、図5を用いて説明する。図5は、エンジン回転速度に対するトルク特性において、HCCI燃焼可能な運転領域(同図にハッチングで示す)を示す特性図であり、(a)は、最も着火性が高い場合の特性図を、(b)は、二番目に着火性が高い場合の特性図を、(c)は、最も着火性が低い場合の特性図を示す。
Next, the operation region set by the
ECU100は、燃料の着火性に応じて、圧縮自己着火燃焼(HCCI)により運転可能な運転領域を設定する。HCCI燃焼可能な運転領域は、エンジン回転数とトルクにより示され、当該運転領域の大きさは、燃料の着火性により決定する。すなわち、燃料の着火性が高い場合には、燃焼室10内は自己着火し易い状態であるため、エンジン回転数及びトルクに対して、HCCI燃焼可能な運転領域を、低負荷、低回転側まで広く取ることができる。一方、燃料の着火性が低い場合には、燃焼室10内は自己着火し難い状態であるため、エンジン回転数及びトルクに対して、HCCI燃焼可能な運転領域を、低負荷、低回転側まで広く取ることができず、HCCI燃焼可能な運転領域は高負荷側の狭い領域になる。そのため、ECU100は、着火性が高くなるほど、HCCI燃焼可能な運転領域を広く設定する。
The
次に、図6を用いて、本例の制御手順を説明する。図6は、本例の制御手順を示すフローチャートである。 Next, the control procedure of this example will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the control procedure of this example.
エンジン1が始動したのち、ステップS10にて、ECU100は、クランク角センサ(図示しない)及びアクセルセンサ(図示しない)から、エンジン1の回転速度と目標トルク値を検出し、現在の運転点を検出する。
After the engine 1 is started, in step S10, the
ステップS20にて、ECU100は、ステップS10の運転点が予め設定されている着火性判定領域に含まれるか否かを判定する。運転点が着火性判定領域に含まれていない場合には、ステップS10に戻る。一方、運転点が着火性判定領域に含まれている場合には、ステップS30に遷る。
In step S20,
ステップS30にて、ECU100はオゾン発生器23をオンにする。ステップS31にて、ノックセンサ18はノッキングを検出し、ECU100に検出値を出力する。
In step S30, the
ステップS32にて、ECU100は、ノックセンサ18から送信される信号の出力値が閾値(Kc)以上であるか否かを判定する。ノックセンサ18の出力値が閾値(Kc)以上である場合には、ステップS34に遷る。一方、ノックセンサ18の出力値が閾値(Kc)より低い場合には、ステップS33にて、ECU100はオゾン発生器23を制御して、オゾン発生器23の出力を増加させた上で、ステップS31に戻る。これにより、ノックセンサ18の出力値が閾値(Kc)より低い場合には、燃焼室10内へのオゾン供給濃度を高めた上で、ECU100は再びノッキングの有無を判定する。なお、オゾン発生器23は段階的に出力を変えることができ、ECU100は、ステップS33にて、オゾン発生器23の出力レベルを一つ上げればよい。
In step S32,
ステップS34にて、ECU100は、ノックセンサ18の出力値が閾値(Kc)に達した時点のオゾン供給濃度から、図3及び図4に示す関係を用いて燃料の着火性を判定する。
In step S34,
ステップS50にて、ステップS34の着火性から、図5に示す関係を用いてHCCI運転可能な運転領域を設定する。 In step S50, based on the ignitability in step S34, an operation region in which HCCI operation is possible is set using the relationship shown in FIG.
ステップS60にて、ECU100は、運動点がHCCI運転可能な運転領域内にあるか否かを判定する。なお、当該運転点はステップS10の制御と同様に検出すればよい。
In step S60,
そして、運動点がHCCI運転可能な運転領域内にある場合には、バルブタイミングを制御して火花点火燃焼から圧縮自己着火燃焼に切り換える(ステップS70)。なお、吸気通路20に過給機(図示しない)を備える場合には、ECU100は、当該過給機の目標過給圧も制御する。一方、運動点がHCCI運転可能な運転領域内にない場合には、ECU100は、圧縮自己着火燃焼に切り換えることなく火花点火燃焼を継続して行う(ステップS80)。なお、ステップS80にて、火花点火燃焼を継続して行う場合には、ECU100は、オゾン発生器23をオフにしてもよい。
If the motion point is within the operating range where HCCI operation is possible, the valve timing is controlled to switch from spark ignition combustion to compression self-ignition combustion (step S70). When the
上記のように、本発明は、ノックセンサ18と、オゾン発生器23と、ECU100とを備え、オゾンを燃焼室10内に供給し、火花点火燃焼している状態で、ノックセンサ18によりノッキングを検出し、ノックセンサ18の出力に応じて、燃料の着火性を判定する。これにより、低回転、低負荷の状態で、燃料の着火性を判定することができるため、エンジン1の始動後に、より早く、燃料の着火性を判定することができる。また、火花燃焼中にオゾンを燃焼室11内に供給することで、ノッキングの検出感度を高めることができるため、着火性の判定精度を高めることができる。さらに、本例は、着火性の判定精度が高まるため、圧縮自己着火燃焼する場合の失火を抑制することができる。
As described above, the present invention includes the
また、本例は、着火性の判定領域を、低負荷であり、低回転から中回転の間の領域に設定しているため、エンジン自体に機械的負荷が作用する高回転及び高負荷の領域でノッキングを発生させる必要がないので、エンジン1などの部品に対する悪影響や、エンジン1に加わる負荷を最小限に抑制することができる。 Further, in this example, the ignitability determination region is set to a region between a low rotation and a middle rotation with a low load, so a high rotation and high load region where a mechanical load acts on the engine itself. Therefore, it is not necessary to cause knocking, so that adverse effects on parts such as the engine 1 and the load applied to the engine 1 can be minimized.
また、従来のように、高負荷、高回転の領域で着火性を判定する場合には、エンジン1が高負荷、高回転の領域で運転するまで、着火性を判定することができないため、エンジン1の始動後、早期に着火性を判定することができなかった。また、例えば国土交通省が定めたJC08モードなどの走行パターンでは、高負荷、高回転の領域でエンジン1が運転されないため、従来のように高負荷高回転の領域で着火性を判定する場合には、着火性を判定することができなかった。 Further, when the ignitability is determined in the high load and high rotation area as in the conventional case, the ignitability cannot be determined until the engine 1 is operated in the high load and high rotation area. After starting 1, the ignitability could not be determined early. Further, for example, in the traveling pattern such as JC08 mode defined by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, the engine 1 is not operated in a high load and high rotation region. The ignitability could not be determined.
本例では、低負荷で、低回転から中回転の間の領域で着火性を判定するため、JC08モードなどの走行パターンにおいても着火性を判定することができ、その結果、燃費が良好なHCCI燃焼に切り換えることが可能となるため、JC08モード燃費を向上させることができる。 In this example, since the ignitability is determined in a region between the low rotation and the middle rotation at a low load, the ignitability can be determined even in a traveling pattern such as the JC08 mode. Since it is possible to switch to combustion, JC08 mode fuel efficiency can be improved.
また本例は、着火性の判定結果に応じて、圧縮自己着火燃焼により運転可能な運転領域を設定する。これにより、エンジン1を始動させてから、より早く、圧縮自己着火燃焼を行うことができるため、燃費を改善させることができる。さらに、本例は、着火性の判定精度が高いため、圧縮自己着火燃焼の運転領域を設定する際に、着火性の判定結果を用いることができ、その結果として、燃費を向上させることができる。 Further, in this example, an operation region that can be operated by compression self-ignition combustion is set according to the determination result of the ignitability. Thereby, since the compression self-ignition combustion can be performed earlier after the engine 1 is started, the fuel consumption can be improved. Furthermore, since this example has high ignitability determination accuracy, the determination result of ignitability can be used when setting the operation region of compression self-ignition combustion, and as a result, fuel efficiency can be improved. .
なお、本例では、ノックセンサ18の出力値が閾値(Kc)に達した時点のオゾン供給濃度から、着火性を判定するが、オゾン発生器23によりオゾンを発生した時点から、ノックセンサ18の出力値が閾値(Kc)に達した時点までの時間の長さから、着火性を判定してもよい。すなわち、オゾン発生器23によりオゾンを発生し、徐々にオゾン供給濃度を高める場合において、燃料の着火性が高い時には、オゾンを発生してから短い時間で、ノックセンサ18の出力値が閾値(Kc)に達し、燃料の着火性が低い時には、オゾンを発生してから長い時間で、ノックセンサ18の出力値が閾値(Kc)に達する。そのため、本例は、オゾンの供給時間に応じて、着火性を判定してもよい。
In this example, the ignitability is determined from the ozone supply concentration at the time when the output value of the
なお、本例のノックセンサ18が本発明の「ノッキング検出手段」に相当し、オゾン発生器23が「オゾン発生手段」に、ECU100が「制御手段」に相当する。
The
《第2実施形態》
次に、発明の他の実施形態に係るエンジン1の制御装置を説明する。本例では上述した第1実施形態に対して、オゾン発生器23から発生されるオゾンの量を一定にし、点火時期を進角させて、着火性を判定している点が異なる。これ以外の制御については、第1実施形態の記載を適宜援用する。
<< Second Embodiment >>
Next, a control device for the engine 1 according to another embodiment of the invention will be described. This example is different from the above-described first embodiment in that the ignitability is determined by making the amount of ozone generated from the
図7は点火時期に対する供給空気量の特性を示すグラフであり、図8は点火時期に対するノックセンサ18の出力値の特性を示すグラフである。なお、図8において、グラフAはオゾン発生器23をオンにした場合の特性(本発明の実施例)を示し、グラフBはオゾン発生器23をオフにした場合の特性(本発明の比較例)を示す。図9はノックセンサ18の出力に対する着火性の特性を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the characteristic of the supply air amount with respect to the ignition timing, and FIG. 8 is a graph showing the characteristic of the output value of the
ECU100は、オゾン発生器23により発生するオゾンの量を一定に保ちつつ、オゾンを燃焼室11内に供給する。そして、火花点火燃焼させている状態で、ECU100は、点火プラグ16の点火時期を進角し、スロットルバルブ21を制御して、エンジン1への空気供給量を調整する。
The
ここで、点火時期と供給空気量との関係及び点火時期とノックセンサ18の出力値との関係を、図7及び図8を用いて説明する。通常の点火時期から、進角又は遅角させる場合には、火花点火燃焼させるために、ECU100は供給空気量を増加させ、点火時期に対する供給空気量の特性が、図7に示すように、下に凸の曲線であり、通常の点火時期で極小点となるように、点火プラグ16及びスロットルバルブ21を制御する。
Here, the relationship between the ignition timing and the supply air amount and the relationship between the ignition timing and the output value of the
図8に示すように、点火時期を進角させると、火花点火燃焼させた時のノックセンサ18の出力が高くなる。そして、本例のようにオゾンを供給する場合Aと比較例のようにオゾンを供給しない場合Bとを比較すると、本例Aの点火時期に対するノックセンサ18の出力の傾きの方が、比較例Bに比べて顕著に大きくなることが分かる。つまり、オゾンを供給するとノックセンサ18による検出感度が高くなる。これにより、燃焼室11内にオゾンを供給することで、ノックセンサ18の出力値が大きくなり、ノッキングの検出精度を高めることができる。また、燃焼室11内にオゾンを供給し、点火時期を進角させることで、ノックセンサの出力値がさらに大きくなるため、ノッキングの検出精度を高めることができる。
As shown in FIG. 8, when the ignition timing is advanced, the output of the
ECU100は、上記のように、一定の量のオゾンを燃焼室11内に供給し、火花点火燃焼させている状態で、点火時期を所定の角度だけ進角させて、ノックセンサ18の出力値から着火性を判定する。図9に示すように、燃料の着火性は、ノックセンサの出力値に比例しているため、ECU100は、ノックセンサの出力値が高いほど、燃料の着火性が高いと判定する。
As described above, the
次に、図10を用いて、本例の制御手順を説明する。図10は、本例の制御手順を示すフローチャートである。なお、ステップS10、ステップS20、及び、ステップS50〜S80の制御は、第1実施形態のステップS10、ステップS20、及び、ステップS50〜S80の制御と同じ内容であるため、説明を省略する。 Next, the control procedure of this example will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the control procedure of this example. In addition, since control of step S10, step S20, and step S50-S80 is the same content as control of step S10, step S20, and step S50-S80 of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
ステップS40にて、ECU100はオゾン発生器23をオンにし、一定の量のオゾンを燃焼室11内に供給する。ステップS41にて、ECU100は、点火プラグ16を制御し、点火時期を所定の角度だけ進角させる。なお、所定の角度は、予め設定されている角度である。上記のとおり、点火時期を進角させることでノックセンサ18の検出感度が増加するために、通常の点火時期に対して、どの程度、ノックセンサ18の出力値を高めるか、設計時に求める判定精度等に応じて、所定の角度は設定されている。
In step S <b> 40, the
ステップS42にて、ノックセンサ18はノッキングを検出し、ECU100に検出値を出力する。ステップS43にて、ECU100は、ノックセンサ18から送信される信号の出力値の大きさに応じて、燃料の着火性を判定する。すなわち、ECU100は、出力値が高い場合には燃料の着火性が高いと判断し、出力値が低い場合には燃料の着火性が低いと判断する。
In step S42, knock
上記のように、本発明は、ノックセンサ18と、オゾン発生器23と、ECU100とを備え、燃焼室10内に一定量のオゾンを供給し、火花点火燃焼している状態で、ノックセンサ18によりノッキングを検出し、ノックセンサ18の出力に応じて、燃料の着火性を判定する。これにより、エンジン1の始動後に、より早く、燃料の着火性を判定することができ、ノックセンサによる検出感度を高めることができ、その結果として、着火性の判定精度を高めることができる。さらに、圧縮自己着火燃焼する場合の失火を抑制することができる。
As described above, the present invention includes the
また、本例は、燃焼室10内にオゾンを供給し、火花点火燃焼している状態で、点火時期を通常の点火時期から変えて、ノックセンサ18の出力に応じて、燃料の着火性を判定する。これにより、ノックセンサ18による検出感度が高くなるため、ノッキングの検出精度を高めることができ、着火性の判定精度を高めることができる。
Further, in this example, in a state where ozone is supplied into the
なお、本例は、点火時期を進角させた上で、ノックセンサ18の出力から着火性を判定するが、点火時期を遅角させて、ノックセンサ18の出力から着火性を判定してもよい。また、本例は、点火時期を進角させた上で、ノックセンサ18の出力から着火性を判定するが、点火時期は必ずしも進角又は遅角させる必要はない。すなわち、ECU100は、図10のステップS41の制御を行わずに、ノックセンサ18の出力値から着火性を判定してもよい。
In this example, the ignition timing is advanced and the ignitability is determined from the output of the
1…エンジン
10…エンジン本体
11…燃焼室
121…吸気ポート
122…吸気バルブ
13…シリンダ
14…ピストン
15…燃料噴射バルブ
16…点火プラグ
171…排気ポート
172…排気バルブ
18…ノックセンサ
20…吸気通路
21…スロットルバルブ
22…コレクタ
23…オゾン発生器
30…排気通路
100…ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
燃焼室内に供給されるオゾンを発生するオゾン発生手段と、
内燃機関を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記オゾン発生手段によるオゾンを前記燃焼室内に供給し、火花点火燃焼により燃焼している状態で、前記ノッキング検出手段により検出されるノッキングの出力に応じて、前記内燃機関の燃料の着火性を判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 Knocking detection means for detecting knocking;
Ozone generating means for generating ozone supplied into the combustion chamber;
Control means for controlling the internal combustion engine,
The control means includes
In a state where ozone generated by the ozone generating means is supplied into the combustion chamber and burned by spark ignition combustion, the ignitability of the fuel of the internal combustion engine is determined according to the knocking output detected by the knocking detecting means. A control device for an internal combustion engine.
前記ノッキング検出手段により検出されるノッキングの出力値が高いほど、前記着火性が高いと判定する
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。 The control means includes
2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the higher the knocking output value detected by the knocking detection means, the higher the ignitability is determined.
前記オゾン発生手段によるオゾンの量を徐々に増加させながら、前記ノッキング検出手段によりノッキングを検出し、前記オゾンの量に対する前記ノッキングの出力に応じて、前記着火性を判定する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。 The control means includes
The knocking detection means detects knocking while gradually increasing the amount of ozone by the ozone generation means, and determines the ignitability according to the output of the knocking with respect to the amount of ozone. Item 3. The control device for an internal combustion engine according to Item 1 or 2.
点火時期を進角させながら、前記ノッキング検出手段によりノッキングを検出し、前記点火時期に対する前記ノッキングの出力に応じて、前記着火性を判定する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。 The control means includes
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein knocking is detected by the knocking detection means while the ignition timing is advanced, and the ignitability is determined according to an output of the knocking with respect to the ignition timing. Control device.
前記制御手段は、前記着火性の判定結果に応じて、前記圧縮自己着火燃焼により運転可能な運転領域を設定する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine is operated by switching between spark ignition combustion and compression self-ignition combustion,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means sets an operation region operable by the compression self-ignition combustion in accordance with the determination result of the ignitability. Control device.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160215707A1 (en) * | 2015-01-28 | 2016-07-28 | Mazda Motor Corporation | Control device for compression-ignition type engines |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005042020A (en) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Nippon Oil Corp | Fuel for premixed compression ignition engine |
JP2005061401A (en) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Toyota Motor Corp | Bi-fuel engine and mixture ratio estimation method of blended fuel |
JP2007107486A (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Yamaha Motor Co Ltd | Engine system and vehicle equipped therewith |
JP2008051007A (en) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2008064045A (en) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Honda Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
JP2009036176A (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | Combustion control device of internal combustion engine |
JP2009036125A (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | Non-equilibrium plasma discharge ignition device and ignition control device |
JP2010037950A (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Nissan Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
-
2010
- 2010-12-27 JP JP2010290137A patent/JP2012137030A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005042020A (en) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Nippon Oil Corp | Fuel for premixed compression ignition engine |
JP2005061401A (en) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Toyota Motor Corp | Bi-fuel engine and mixture ratio estimation method of blended fuel |
JP2007107486A (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Yamaha Motor Co Ltd | Engine system and vehicle equipped therewith |
JP2008051007A (en) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2008064045A (en) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Honda Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
JP2009036125A (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | Non-equilibrium plasma discharge ignition device and ignition control device |
JP2009036176A (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | Combustion control device of internal combustion engine |
JP2010037950A (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Nissan Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160215707A1 (en) * | 2015-01-28 | 2016-07-28 | Mazda Motor Corporation | Control device for compression-ignition type engines |
DE102016000582A1 (en) | 2015-01-28 | 2016-07-28 | Mazda Motor Corporation | Compressor ignition type engine, spark ignition engine, and engine control method and computer program product |
JP2016138518A (en) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | マツダ株式会社 | Control device for compression ignition type engine |
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