JP2016037880A

JP2016037880A - 点火制御装置

Info

Publication number: JP2016037880A
Application number: JP2014160509A
Authority: JP
Inventors: 慎二郎 ▲高▼木; Shinjiro Takagi
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2034-08-06
Also published as: JP6375764B2

Abstract

【課題】湿度が高く失火しやすい場合でも、適正な放電エネルギーを出力することで良好な着火性を保持する。【解決手段】内燃機関６０の燃焼室６３内の点火プラグ７２の着火性を保持するよう放電エネルギーを算出する放電エネルギー算出部４０と、点火プラグ７２が出力する放電エネルギーが、放電エネルギー算出部４０によって算出された放電エネルギーとなるよう制御する放電エネルギー制御部５０とを備えた点火制御装置１０において、燃焼室６３内への吸気の湿度を検出する湿度検出部３０とを備え、放電エネルギー算出部４０は、湿度検出部３０によって検出された湿度を考慮して放電エネルギーを算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、点火プラグから出力される放電エネルギーを制御するための点火制御装置に関する。

点火プラグのくすぶりによる始動不良やアイドル時の回転変動を防止するため、点火エネルギーを大きくした点火コイルを使用して、点火エネルギーを運転状態に関係なく一定の通電時間で制御し、常に最大の点火エネルギーを発生させるようにしていた。

この技術によると、消費電力が増大して燃費が悪化するだけでなく、点火コイルが発熱し点火プラグの電極が磨耗するということが問題となっていた。

この問題を解消するため、特許文献１には、空燃比等のエンジンの運転状態に応じて、必要最小限度の点火エネルギーを供給するように点火プラグの放電時間を制御する技術が開示されている。

特開２０００−２９１５１９号公報

しかし、運転状態に関わらず、湿度が高い場合には着火性は悪く、運転状態に応じて点火エネルギーの供給を行っても、湿度が高い場合の着火性の悪さは改善することができない。

そこで、本発明は、湿度が高く失火しやすい場合でも、適正な放電エネルギーを出力することで良好な着火性を保持することのできる点火制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る点火制御装置は、内燃機関の燃焼室内の点火プラグの着火性を保持するよう放電エネルギーを算出する放電エネルギー算出部と、前記点火プラグが出力する放電エネルギーが、前記放電エネルギー算出部によって算出された放電エネルギーとなるよう制御する放電エネルギー制御部とを備えた点火制御装置において、前記燃焼室内への吸気の湿度を検出する湿度検出部を備え、前記放電エネルギー算出部は、前記湿度検出部によって検出された湿度を考慮して放電エネルギーを算出することを特徴とする。

本発明によると、湿度が高く失火しやすい場合でも、適正な放電エネルギーを出力することで良好な着火性を保持することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る点火制御装置のブロック図と内燃機関の一部の概略構成とを示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る点火制御装置において、点火コイルへの通電時間の長さを用いて放電エネルギーの制御を行う際に使用する、湿度と通電時間の長さとの関係を表すマップの一例を示す図である。図３は、本発明の実施の形態に係る点火制御装置において実行される点火プラグの放電エネルギーの出力制御のフローチャートの一例を示す図である。

以下、図１から図３を参照しながら本発明の実施の形態に係る点火制御装置について詳細に説明する。

以下の説明において、「湿度」とは、空気中に含まれる水蒸気の量を数値で表したもので、相対湿度または絶対湿度として表したものをいう。

本実施の形態では、内燃機関６０は、ピストン２２が気筒としてのシリンダ７０内を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程および膨張行程の間に点火を行う４サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。

図１に示すように、内燃機関６０は、シリンダ７０内にピストン２２を備えている。ピストン２２は、内燃機関６０の出力軸であるクランクシャフト２４にコンロッド２３を介して連結されている。ピストン２２の往復運動は、コンロッド２３によってクランクシャフト２４の回転に置き換えられるようになっている。

また、内燃機関６０は、吸気通路６２から燃焼室６３の吸気ポート６２ａに向けて燃料を噴射するポート噴射インジェクタ６６を備えている。ポート噴射インジェクタ６６には、図示しない燃料タンク内に蓄えられた燃料が供給されるようになっている。

内燃機関６０においては、ポート噴射インジェクタ６６から噴射される燃料と吸気通路６２を流れる空気（以下、「吸気」と称す。）とからなる混合気が燃焼室６３に充填され、この混合気に対し点火プラグ７２による点火が行われる。

この際、吸気の湿度に応じて燃焼室６３内での混合気の燃焼の勢いが変化する。例えば、吸気の湿度が大きくなると、混合気の燃焼の勢いが小さくなり、状況に応じて点火プラグが失火することになる。このような失火の状況を防ぐために、後述するように、放電エネルギー制御部５０が点火プラグ７２の放電の制御を行う。

点火後の混合気が燃焼すると、そのときの燃焼エネルギーによりピストン２２がシリンダ７０内を往復移動し、それに伴いクランクシャフト２４が回転するようになる。燃焼後の混合気は、排気として排気通路６８に送り出される。

吸気カムシャフト２５は、クランクシャフト２４からの回転伝達を受けて回転する。その吸気カムシャフト２５の回転に伴って、吸気バルブ２６が開閉動作を行う。この開閉動作により、燃焼室６３と吸気通路６２との間が連通または遮断される。

また、排気カムシャフト２７は、クランクシャフト２４からの回転伝達を受けて回転する。その排気カムシャフト２７の回転に伴って、排気バルブ２８が開閉動作を行う。この開閉動作により、燃焼室６３と排気通路６８との間が連通または遮断される。

このように構成された内燃機関６０は、車両に搭載されたＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１００によって制御される。

ＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、入出力インタフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されている。

ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。

例えば、ＲＡＭには、図２に示すような吸気湿度と点火コイルへの通電時間との関係を示すマップが記憶されている。図２のマップは、湿度に応じて点火コイルへの通電時間の長さを変化させることによって点火プラグ７２の放電エネルギーの供給の大きさを制御する場合に用いることができる。

図２のマップに示すように、湿度が高くなるほど、点火コイルへの通電時間が長くされる。これにより、点火プラグ７２の放電エネルギーを高めて点火プラグ７２が失火することを防ぐことができるようになる。

図１に戻って説明を続けると、ＥＣＵ１００のＲＯＭに予め記憶されたプログラムにより、ＥＣＵ１００は、点火制御装置である点火制御部１０を構成し、また、点火制御部１０は、放電エネルギー算出部４０および放電エネルギー制御部５０を構成する。

ＥＣＵ１００の入力ポートには、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部２０と、燃焼室６３に供給される吸気の湿度を検出するための湿度検出部３０とが接続されている。

運転状態検出部２０は、例えば、内燃機関の回転数、吸気温度、空燃比、ＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）量等の少なくとも１つを検出する。

ＥＣＵ１００の出力ポートには、点火プラグ７２の点火装置７１が接続されていて、放電エネルギー制御部５０によって点火プラグ７２の放電エネルギーの制御が行われる。点火装置７１は、イグナイターおよび点火コイル（図示していない）を備える。

湿度検出部３０は、燃焼室６３に供給される吸気（つまり、空気）の湿度を検出できる位置であればどのような位置に設けてもよい。湿度検出部３０は、例えば、燃焼室６３に吸気を供給する吸気通路６２内に設けてもよく、または、吸気通路６２に外気を取り込む位置に設けてもよい。

放電エネルギー算出部４０は、湿度検出部３０によって検出された吸気の湿度を考慮して、点火プラグ７２が失火しないように着火性を保持する放電エネルギーを算出する。

吸気の湿度に加えて、放電エネルギー算出部４０が、運転状態検出部２０によって検出されている、例えば、内燃機関の回転数、吸気温度、空燃比、ＥＧＲ量等の少なくとも１つをさらに考慮して、点火プラグ７２が失火しないように着火性を保持するために必要な放電エネルギーを算出するようにしてもよい。

放電エネルギー制御部５０は、点火コイルへの通電時間の長さ、放電電圧の大きさ、放電を実施するプラグの個数の少なくとも１つを制御することによって、燃焼室６３内の放電プラグの放電エネルギーの大きさを制御する。

図３は、点火制御部１０において実行される点火プラグ７２の放電エネルギーの出力制御のフローチャートの一例を示す図である。

最初に、点火制御部１０が、運転状態検出部２０によって検出された運転状態を示す信号を受信してそれをＲＡＭに保存する（ステップＳ１）。

次に、点火制御部１０は、湿度検出部３０によって検出された吸気の湿度を示す信号を受信してそれをＲＡＭに保存する（ステップＳ２）。

次に、放電エネルギー算出部４０が、ＲＡＭに保存されている吸気の湿度の値と、必要に応じて、ＲＡＭに保存されている運転状態を示す値とに基づいて点火プラグ７２から出力させる予定の放電エネルギーの大きさを算出してＲＡＭに保存する（ステップＳ３）。

次に、放電エネルギー制御部５０が、そのＲＡＭに保存されている放電エネルギーの大きさに相当する放電エネルギーを点火プラグ７２から出力させるように、点火装置７１の作動を制御する（ステップＳ４）。

点火プラグ７２の放電エネルギーの制御は、例えば、点火装置７１の点火コイルへの通電時間の長さ、放電電圧の大きさ、放電を実施するプラグの個数を変えることによって行うことができる。

点火プラグ７２の放電エネルギーの制御を、例えば、点火装置７１の点火コイルへの通電時間の長さによって実行しようとする場合には、ステップＳ４において、放電エネルギー制御部５０が、図２に示すマップをＥＣＵ１００のＲＡＭから読み出し、そのマップから、湿度検出部３０によって検出された吸気の湿度の大きさに相当する点火コイルへの通電時間を求め、それに基づいて、放電エネルギー制御部５０は、点火装置７１の作動を制御する。

ステップＳ４の点火プラグ７２の放電エネルギーの制御が完了すると、この放電エネルギーの出力制御の処理は終了する。

上記の実施の態様によると、吸気の湿度が高く点火プラグ７２が失火しやすい場合でも、点火プラグ７２に適正な放電エネルギーを出力させることで良好な着火性を保持することのできる点火制御部１０を提供することができる。

上述の通り、本発明の実施の形態について説明したが、当業者によって本発明の範囲を逸脱することなく変更、修正または改変を加えることができることは明白である。そのような変更、修正または改変したものおよび等価物が特許請求の範囲に含まれることは意図されている。

１０点火制御部
２０運転状態検出部
２２ピストン
２３コンロッド
２４クランクシャフト
２５吸気カムシャフト
２６吸気バルブ
２７排気カムシャフト
２８排気バルブ
３０湿度検出部
４０放電エネルギー算出部
５０放電エネルギー制御部
６０内燃機関
６２吸気通路
６２ａ吸気ポート
６３燃焼室
６６ポート噴射インジェクタ
６８排気通路
７０シリンダ
７１点火装置
７２点火プラグ

Claims

内燃機関の燃焼室内の点火プラグの着火性を保持するよう放電エネルギーを算出する放電エネルギー算出部と、
前記点火プラグが出力する放電エネルギーが、前記放電エネルギー算出部によって算出された放電エネルギーとなるよう制御する放電エネルギー制御部とを備えた点火制御装置において、
前記燃焼室内への吸気の湿度を検出する湿度検出部を備え、
前記放電エネルギー算出部は、前記湿度検出部によって検出された湿度を考慮して放電エネルギーを算出することを特徴とする点火制御装置。
前記湿度検出部は、前記燃焼室に空気を導入する吸気通路内の吸気の湿度を検出できる位置または外気の湿度を検出できる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の点火制御装置。