JP2015200265A - 内燃機関の点火制御装置 - Google Patents
内燃機関の点火制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015200265A JP2015200265A JP2014080668A JP2014080668A JP2015200265A JP 2015200265 A JP2015200265 A JP 2015200265A JP 2014080668 A JP2014080668 A JP 2014080668A JP 2014080668 A JP2014080668 A JP 2014080668A JP 2015200265 A JP2015200265 A JP 2015200265A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- ignition
- spark plug
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 15
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
【解決手段】 最初に、S101において、クランク角度センサや吸気量センサが出力する検出信号に基づいて放電時期判定部が点火プラグの放電時期を演算する。次に、S102において、演算された点火プラグの放電時期にピストンが圧縮工程における上死点近傍の位置にあるか否かを判定する。S101において演算された点火プラグの放電時期にピストンが圧縮工程における上死点近傍の位置にあると判定された場合、S104において放電制御部は点火プラグの放電時間を延長する制御を行う。これにより、比較的長い時間にわたって点火プラグは放電を継続し、混合気に点火するために必要なエネルギを混合気に供給し続ける。したがって、混合気の流動が弱い場合でも混合気に確実に着火し、かつ、火炎を燃焼室全体に伝播することができるため、熱効率を向上することができる。
【選択図】 図4
Description
本発明の第1実施形態による「内燃機関の点火制御装置」としての点火制御装置1は、車両等に搭載されるエンジンシステムに適用される。点火制御装置1は、放電制御部30、「クランク角度検出手段」としてのクランク角度センサ35、及び、「放電時期判定手段」としての放電時期判定部34などから構成されている(図2参照)。
電子制御ユニット32には、破線矢印で示すように、クランク角度センサ35、カム位置センサ36、水温センサ37、スロットル開度センサ38、及び、吸気量センサ39などの各種センサからの検出信号が入力される。電子制御ユニット32は、これらの各種センサからの検出信号に基づき、実線矢印で示すように、スロットル弁13、インジェクタ15、及び、点火回路ユニット31などを駆動してエンジン12の運転状態を制御する。
図2に示すように、放電制御部30は、点火コイル40、点火回路ユニット31、及び、電子制御ユニット32の制御信号出力部33を含む。
一次コイル41は、一端が一定の直流電圧を供給可能な「直流電源」としてのバッテリ6の正極に接続されており、他端が点火スイッチ45を介して接地されている。以下、一次コイル41のバッテリ6と接続する側とは反対側を「接地側」という。
二次コイル42は、一次コイル41と磁気的に結合されている。二次コイル42の一端は点火プラグ7の一対の電極を介して接地されており、他端は整流素子43及び二次電流検出抵抗47を介して接地されている。
点火スイッチ45は、ゲートに入力される点火信号IGTに応じてオンオフ動作する。詳しくは、点火スイッチ45は、点火信号IGTの立ち上がり時にオンとなり、点火信号IGTの立ち下がり時にオフとなる。一次コイル41における一次電流I1は、点火スイッチ45により点火信号IGTに従って通電及び遮断が切り替えられる。
エネルギ蓄積コイル52は、一端がバッテリ6に接続され、他端が充電スイッチ53を介して接地されている。充電スイッチ53は、例えば、MOSFET(金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)から構成されている。充電スイッチ53のドレインは、エネルギ蓄積コイル52に接続されている。充電スイッチ53のソースは、接地されている。充電スイッチ53のゲートは、充電スイッチ用ドライバ回路54に接続されている。充電スイッチ用ドライバ回路54は、充電スイッチ53をオンオフ駆動可能である。
整流素子55は、ダイオードで構成されており、コンデンサ56からエネルギ蓄積コイル52及び充電スイッチ53側への電流の逆流を防止する。
コンデンサ56は、一方の電極が整流素子55を介してエネルギ蓄積コイル52の接地側に接続されている。また、コンデンサ56の他方の電極は、接地されている。コンデンサ56は、DCDCコンバータ51によって昇圧された電圧を蓄電する。
整流素子59は、ダイオードで構成されており、点火コイル40からコンデンサ56への電流の逆流を防止している。
なお、図2では1気筒に対する構成のみを示しているが、実際には、放電スイッチ57以降の構成は気筒数分が並列して設けられている。すなわち、放電スイッチ57の手前で電流経路が気筒毎に分岐され、コンデンサ56に蓄積されたエネルギが各経路に分配される。
点火信号IGTは、点火スイッチ45のゲート、及び、充電スイッチ用ドライバ回路54に入力される。点火スイッチ45は、点火信号IGTが入力されている期間、オンとなる。充電スイッチ用ドライバ回路54は、点火信号IGTが入力されている期間、充電スイッチ53のゲートに対し、充電スイッチ53をオンオフ制御する充電スイッチ信号SWcを繰り返し出力する。
ここで、「コンデンサ電圧Vdc」は、コンデンサ56に蓄電された電圧を意味する。また、「投入エネルギP」は、コンデンサ56から放出され一次コイル41の低電圧側端子側から点火コイル40に供給されるエネルギを意味し、点火プラグ7における1回の放電における供給開始(最初の放電スイッチ信号SWdの立ち上がり)からの積算値を示す。
このようにして、点火信号IGTがHレベルに立ち上がっている時刻t1から時刻t2間に、点火コイル40が充電されるとともに、DCDCコンバータ51の出力によってコンデンサ56にエネルギが蓄積される。このエネルギの蓄積は、時刻t2までに終了する。
このとき、コンデンサ電圧Vdc、すなわち、コンデンサ56のエネルギ蓄積量は、充電スイッチ信号SWcのオンデューティ比及びオンオフ回数によって制御可能である。
時刻t2で点火放電を発生させた後にエネルギ投入を行わない場合、二次電流I2は、破線BL1で示すように、時間経過とともに0[A]に近づき、放電を維持できない程度まで減衰すると放電は終了する。このような放電による点火方式を「通常放電」という。
すなわち、放電スイッチ信号SWdがオンになる毎に、コンデンサ56の蓄積エネルギにより一次電流I1が順次追加される。これに対応して、二次電流I2が順次追加される。これにより、実線SL1に示すように、二次電流I2は、目標二次電流I2*に一致するように維持される。
時刻t4でエネルギ投入期間信号IGWがLレベルに立ち下げられると、放電スイッチ信号SWdのオンオフ動作が停止し、一次電流I1及び二次電流I2はゼロとなる。
S103において、点火プラグ7の放電時間を延長した後、今回のサイクルにおける放電時間の延長処理を終了する。
図5に一般的なエンジンにおけるクランクシャフトの角度と点火プラグ近傍で測定した混合気の平均流速との関係を示す。図5では、横軸にクランクシャフトの角度を示し、縦軸に点火プラグ近傍における混合気の平均流速を示す。横軸においてクランクシャフトの角度が0度のとき、ピストンは圧縮工程における上死点に位置している。また、クランクシャフトの角度がマイナス側のとき、ピストンは圧縮工程において下死点から上死点に上昇している状態を示す。
また、エネルギ投入期間IGWの間、二次電流I2は、常に負の値となる。これにより、交番電流を用いる他の方式のようにゼロクロスしないため、吹き消えの発生を防止することができる。したがって、混合気の燃焼の安定性を確保することができる。
次に、本発明の第2実施形態について、図6、7に基づいて説明する。第2実施形態による内燃機関の点火制御装置は、点火プラグの放電時間の延長処理が第1実施形態と異なる。第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図7は、第2実施形態による点火制御装置におけるエンジン12の回転数と点火プラグ7の放電時期を設定可能な範囲との関係を示すマップである。図7には、点火プラグ7の放電時期を設定可能な範囲が二点鎖線BL2で囲まれる領域として示されている。なお、エンジン12の全負荷時における回転数と点火プラグの放電時期との関係は、破線BL3で示されている。図7に示すように、第2実施形態による点火制御装置では、エンジンの回転数が低くなるにつれて、点火プラグ7の放電時期をより進角側に設定することができる。
(ア)上述の実施形態では、特許請求の範囲に記載の「内燃機関のピストンが圧縮上死点近傍の位置にあると放電時期判定手段が判定する」位置は、点火プラグ近傍の混合気の平均流速が10m/s以下となるときのピストンの位置、すなわち、図5より、クランクシャフトの角度がマイナス8度からプラス15度までの間のときのピストンの位置を指すとした。しかしながら、「内燃機関のピストンが圧縮上死点近傍にあると放電時期判定手段が判定する」場合は、これに限定されない。点火プラグ近傍の混合気の平均流速が10m/sより大きいときのピストンの位置であってもよいし、10m/sより小さいときのピストンの位置であってもよい。点火プラグ近傍の混合気の平均流速が比較的小さいとき、放電時期判定部が内燃機関のピストンが圧縮上死点近傍にあると判定すればよい。
7 ・・・点火プラグ、
12 ・・・エンジン(内燃機関)、
16 ・・・燃焼室、
17 ・・・ピストン、
30 ・・・放電制御部、
34 ・・・放電時期判定部(放電時期判定手段)、
35 ・・・クランク角度センサ(クランク角度検出手段)。
Claims (5)
- 内燃機関(12)の燃焼室(16)において放電により混合気に点火する点火プラグ(7)の動作を制御する内燃機関の点火制御装置(1)であって、
前記点火プラグの放電時期を制御する放電制御部(30)と、
前記内燃機関のクランクシャフトの角度を検出し、検出した前記クランクシャフトの角度に応じたクランク角信号を出力するクランク角度検出手段(35)と、
前記クランク角度検出手段が出力するクランク角信号に基づいて、前記点火プラグの放電時期に前記内燃機関のピストン(17)が圧縮上死点近傍の位置にあるか否かを判定する放電時期判定手段(34)と、
を備え、
前記放電制御部は、前記点火プラグの放電時期に前記内燃機関のピストン(17)が圧縮上死点近傍の位置にあると前記放電時期判定手段が判定すると、前記点火プラグの放電時間を通常の放電時間より長くすることを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 - 前記クランク角度検出手段が検出するクランクシャフトの角速度が相対的に小さいとき、前記放電制御部は、前記点火プラグの放電時期を設定可能な範囲を進角側に広げることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の点火制御装置。
- 前記放電制御部は、
直流電源(6)から供給される一次電流が流れる一次コイル(41)、及び、前記点火プラグの電極に接続され前記一次電流の通電及び遮断によって発生する二次電流が流れる二次コイル(42)を有する点火コイル(40)と、
前記一次コイルの前記直流電源と反対側である接地側に接続され、点火信号(IGT)に従って前記一次電流の通電と遮断とを切り替える点火スイッチ(45)と、
前記点火スイッチによる前記一次電流の遮断によって前記点火プラグの放電を発生させた後の所定のエネルギ投入期間(IGW)において、放電を可能とするエネルギを前記点火コイルに継続的に投入するエネルギ投入手段(50)と、
前記放電時期判定手段と電気的に接続し、前記エネルギ投入手段による投入エネルギを制御する投入エネルギ制御手段(33)と、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の点火制御装置。 - 前記エネルギ投入手段は、
第一制御端子、第一電源側端子、及び、前記一次コイルの他端に接続する第一接地側端子を有し、前記第一制御端子に入力された放電スイッチ信号(SWd)に基づいて前記第一電源側端子と前記第一接地側端子との間のオンオフを制御する放電スイッチ(57)と、
第二制御端子、前記第一電源側端子に接続する第二電源側端子、及び、接地されている第二接地側端子を有し、前記第二制御端子に入力された充電スイッチ信号(SWc)に基づいて前記第二電源側端子と前記第二接地側端子との間のオンオフを制御する充電スイッチ(53)と、
前記直流電源における非接地側出力端子と前記第二電源側端子とに接続するよう設けられ、前記充電スイッチのオンによってエネルギが蓄積されるエネルギ蓄積コイル(52)と、
を有し、
前記投入エネルギ制御手段は、
前記充電スイッチのオンにより前記エネルギ蓄積コイルにエネルギが蓄積されているとき前記点火スイッチのオフにより開始された前記点火プラグの放電中に前記充電スイッチのオフ及び前記放電スイッチのオンにより前記エネルギ蓄積コイルからエネルギを放出し、前記一次コイルの他端側から前記一次コイルに一次電流を供給するよう前記放電スイッチ及び前記充電スイッチを制御することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の点火制御装置。 - 前記放電制御部は、
直流電源から供給される一次電流が流れる一次コイル、及び、前記点火プラグの電極に接続され前記一次電流の増減によって発生する二次電流が流れる二次コイルを有する複数の点火コイルと、
前記複数の点火コイルのそれぞれの前記一次コイルの前記直流電源と反対側である接地側に接続され点火信号に基づいて前記一次電流の通電と遮断とを切り替える複数の点火スイッチと、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の点火制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014080668A JP6426365B2 (ja) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 内燃機関の点火制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014080668A JP6426365B2 (ja) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 内燃機関の点火制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015200265A true JP2015200265A (ja) | 2015-11-12 |
JP6426365B2 JP6426365B2 (ja) | 2018-11-21 |
Family
ID=54551751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014080668A Active JP6426365B2 (ja) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 内燃機関の点火制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6426365B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017106371A (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 株式会社Soken | 内燃機関の制御装置 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56135755A (en) * | 1980-03-25 | 1981-10-23 | Nippon Soken Inc | Ignition system for engine |
JP2000170632A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 点火装置 |
JP2001032758A (ja) * | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用点火装置 |
JP2001193622A (ja) * | 1999-02-19 | 2001-07-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用点火装置 |
JP2006161759A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
JP2007046474A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関及び内燃機関の運転制御装置 |
JP2008138639A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Denso Corp | 内燃機関の点火制御装置 |
JP2008147534A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Denso Corp | 内燃機関用点火装置 |
JP2011174471A (ja) * | 2011-05-10 | 2011-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の点火装置 |
WO2015122003A1 (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-20 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の点火装置および点火方法 |
-
2014
- 2014-04-10 JP JP2014080668A patent/JP6426365B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56135755A (en) * | 1980-03-25 | 1981-10-23 | Nippon Soken Inc | Ignition system for engine |
JP2000170632A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 点火装置 |
JP2001193622A (ja) * | 1999-02-19 | 2001-07-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用点火装置 |
JP2001032758A (ja) * | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用点火装置 |
JP2006161759A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
JP2007046474A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関及び内燃機関の運転制御装置 |
JP2008138639A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Denso Corp | 内燃機関の点火制御装置 |
JP2008147534A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Denso Corp | 内燃機関用点火装置 |
JP2011174471A (ja) * | 2011-05-10 | 2011-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の点火装置 |
WO2015122003A1 (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-20 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の点火装置および点火方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017106371A (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 株式会社Soken | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6426365B2 (ja) | 2018-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6331613B2 (ja) | 点火装置 | |
WO2015156296A1 (ja) | 点火装置 | |
US9822753B2 (en) | Ignition control device | |
JP2015200257A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6377941B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6392535B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6337586B2 (ja) | 点火装置 | |
JP6337585B2 (ja) | 点火装置 | |
JP2015200255A (ja) | 点火制御装置 | |
JP6426365B2 (ja) | 内燃機関の点火制御装置 | |
JP6297899B2 (ja) | 点火装置 | |
JP6563699B2 (ja) | 点火制御装置 | |
JP6392536B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6421435B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6384097B2 (ja) | 点火装置 | |
JP6269270B2 (ja) | 点火装置 | |
JP6331615B2 (ja) | 点火制御装置 | |
JP6394037B2 (ja) | 点火制御システム | |
JP6531841B2 (ja) | 点火装置 | |
JP6252324B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6394038B2 (ja) | 点火装置 | |
JP6245047B2 (ja) | 点火装置 | |
JP2014088778A (ja) | 内燃機関 | |
JP6396669B2 (ja) | 内燃機関の点火制御装置 | |
JP2015200259A (ja) | 点火制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170410 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180306 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180425 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181002 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181025 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6426365 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |