JP3464145B2 - 内燃機関の点火装置 - Google Patents
内燃機関の点火装置Info
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- JP3464145B2 JP3464145B2 JP11551398A JP11551398A JP3464145B2 JP 3464145 B2 JP3464145 B2 JP 3464145B2 JP 11551398 A JP11551398 A JP 11551398A JP 11551398 A JP11551398 A JP 11551398A JP 3464145 B2 JP3464145 B2 JP 3464145B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
- F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
- F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）の点火装置に係り、特に、気筒内へ直接にガソリン
のような燃料を噴射すると共に、電気火花によって点火
するエンジン（筒内直噴火花点火式エンジン）に適用さ
れるのに適した点火装置に関するものである。
ン）の点火装置に係り、特に、気筒内へ直接にガソリン
のような燃料を噴射すると共に、電気火花によって点火
するエンジン（筒内直噴火花点火式エンジン）に適用さ
れるのに適した点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年は、省エネルギーの問題や地球環境
保護の問題に対応するために、自動車エンジンの低燃費
化が世界的な課題となっている。そのため、これからの
ガソリンエンジンに求められる低燃費化技術として、高
出力と低燃費という相容れない要求を同時に満たす可能
性があるという点で筒内直噴火花点火式エンジンが注目
を集めており、盛んに研究が進められている。この筒内
直噴火花点火式エンジンにおいては、混合気の燃料と空
気との比率が点火プラグによって着火可能な限界まで希
薄化するように、圧縮行程において燃料を直接にエンジ
ンの気筒内へ噴射し、点火プラグの周りにのみ可燃混合
気を形成し、その他の部分にはきわめて希薄な混合気が
形成された状態で燃焼させる所謂成層燃焼方式がとられ
ている。
保護の問題に対応するために、自動車エンジンの低燃費
化が世界的な課題となっている。そのため、これからの
ガソリンエンジンに求められる低燃費化技術として、高
出力と低燃費という相容れない要求を同時に満たす可能
性があるという点で筒内直噴火花点火式エンジンが注目
を集めており、盛んに研究が進められている。この筒内
直噴火花点火式エンジンにおいては、混合気の燃料と空
気との比率が点火プラグによって着火可能な限界まで希
薄化するように、圧縮行程において燃料を直接にエンジ
ンの気筒内へ噴射し、点火プラグの周りにのみ可燃混合
気を形成し、その他の部分にはきわめて希薄な混合気が
形成された状態で燃焼させる所謂成層燃焼方式がとられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジンの筒
内において可燃混合気と希薄混合気との成層化を実現す
るためには、筒内へ燃料を噴射して供給するインジェク
タの燃料噴射開始時期を精度良く制御する必要がある
が、エンジンにおいては回転変動によってサイクル変動
が生じると共に、筒内の吸気流（例えばスワール流）の
影響も受けるため、混合気が点火プラグの近傍へ移動す
る時の流れ方が常時変化し、点火プラグの周りの混合気
の形成状態がサイクル毎に変動する。そのため、従来の
点火装置のように所定の短時間にのみプラグギャップ間
に火花放電が生じるものでは、放電期間内に点火プラグ
の近傍に可燃混合気が存在しない場合が起こり得るの
で、それが原因となって失火が突発する可能性があると
いう問題があった。
内において可燃混合気と希薄混合気との成層化を実現す
るためには、筒内へ燃料を噴射して供給するインジェク
タの燃料噴射開始時期を精度良く制御する必要がある
が、エンジンにおいては回転変動によってサイクル変動
が生じると共に、筒内の吸気流（例えばスワール流）の
影響も受けるため、混合気が点火プラグの近傍へ移動す
る時の流れ方が常時変化し、点火プラグの周りの混合気
の形成状態がサイクル毎に変動する。そのため、従来の
点火装置のように所定の短時間にのみプラグギャップ間
に火花放電が生じるものでは、放電期間内に点火プラグ
の近傍に可燃混合気が存在しない場合が起こり得るの
で、それが原因となって失火が突発する可能性があると
いう問題があった。
【０００４】上記の問題を解決する手段として、従来か
ら点火プラグのプラグギャップ間に長時間放電可能な手
段、例えば交流連続放電点火システム（ＡＣＡ）が提案
されている。この手段は、交流の高電圧を点火プラグに
印加することによって放電状態を持続するものである
が、高電圧を連続してプラグに供給するため、点火のた
めの消費電力が増大するという問題がある。また、この
消費電力をエンジンに搭載されたオルタネータによって
回収する際に、オルタネータによって通常の場合よりも
大きな駆動トルクがエンジンに負荷されることになるた
め、燃費の悪化を招くという新たな問題が生じるので、
本質的な解決策にはなり得なかった。
ら点火プラグのプラグギャップ間に長時間放電可能な手
段、例えば交流連続放電点火システム（ＡＣＡ）が提案
されている。この手段は、交流の高電圧を点火プラグに
印加することによって放電状態を持続するものである
が、高電圧を連続してプラグに供給するため、点火のた
めの消費電力が増大するという問題がある。また、この
消費電力をエンジンに搭載されたオルタネータによって
回収する際に、オルタネータによって通常の場合よりも
大きな駆動トルクがエンジンに負荷されることになるた
め、燃費の悪化を招くという新たな問題が生じるので、
本質的な解決策にはなり得なかった。
【０００５】なお、筒内直噴火花点火式エンジンの点火
制御装置が実開平５−１４５６５号公報に記載されてい
るが、この点火制御装置は、エンジンの低負荷時には高
負荷時よりも点火期間（時間）を短くして、点火エネル
ギーの無駄を排除しようとするものであるから、エンジ
ンの低負荷時に成層燃焼を行うと共に高負荷時には均質
燃焼を行うように、エンジンの運転状態に応じて燃焼モ
ードを切り換えるようにした場合には、成層燃焼時に点
火期間を短くする結果、着火が不安定となる可能性があ
る。
制御装置が実開平５−１４５６５号公報に記載されてい
るが、この点火制御装置は、エンジンの低負荷時には高
負荷時よりも点火期間（時間）を短くして、点火エネル
ギーの無駄を排除しようとするものであるから、エンジ
ンの低負荷時に成層燃焼を行うと共に高負荷時には均質
燃焼を行うように、エンジンの運転状態に応じて燃焼モ
ードを切り換えるようにした場合には、成層燃焼時に点
火期間を短くする結果、着火が不安定となる可能性があ
る。
【０００６】本発明は、このような従来技術における問
題点を解決するためになされたものであって、その目的
とするところは、燃費の悪化を招くことなく成層燃焼時
の着火性を改善することができる内燃機関の点火装置を
提供することにある。
題点を解決するためになされたものであって、その目的
とするところは、燃費の悪化を招くことなく成層燃焼時
の着火性を改善することができる内燃機関の点火装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された内燃機関の点火装置を提供する。
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された内燃機関の点火装置を提供する。
【０００８】請求項１に記載された内燃機関の点火装置
によれば、エンジンの運転状態に応じて、点火プラグに
おいて放電を開始する時期および放電を終了する時期、
従って放電期間の長短を制御する際に、点火プラグの周
りにのみ可燃混合気を形成して燃焼させる成層燃焼時に
は、放電期間を比較的に長くとって失火を防止すること
により、確実な着火が得られて成層燃焼が安定すると共
に、均質燃焼時のように着火が容易な状態においては、
点火プラグにおける放電時間を短く制御することによ
り、消費エネルギーを低減することができる。特に、成
層燃焼時の点火プラグにおける放電期間をエンジンに供
給する燃料噴射量に応じて制御するため、低噴射量時の
燃焼期間が短い状態においては、点火プラグにおける放
電期間を短く制御することによって、失火の発生を防止
しながらも消費エネルギーを低減させることができる。
によれば、エンジンの運転状態に応じて、点火プラグに
おいて放電を開始する時期および放電を終了する時期、
従って放電期間の長短を制御する際に、点火プラグの周
りにのみ可燃混合気を形成して燃焼させる成層燃焼時に
は、放電期間を比較的に長くとって失火を防止すること
により、確実な着火が得られて成層燃焼が安定すると共
に、均質燃焼時のように着火が容易な状態においては、
点火プラグにおける放電時間を短く制御することによ
り、消費エネルギーを低減することができる。特に、成
層燃焼時の点火プラグにおける放電期間をエンジンに供
給する燃料噴射量に応じて制御するため、低噴射量時の
燃焼期間が短い状態においては、点火プラグにおける放
電期間を短く制御することによって、失火の発生を防止
しながらも消費エネルギーを低減させることができる。
【０００９】
【００１０】請求項２に記載された内燃機関の点火装置
によれば、成層燃焼時の点火プラグにおける放電期間を
エンジンの失火状態に応じて制御するため、個々のエン
ジン間の性能のバラツキや、経年変化等によって失火発
生条件が変化する場合においても、失火を防止しながら
点火プラグにおける放電期間を最小の長さに制御するこ
とができ、エンジン全体の消費エネルギーを低減させる
ことができる。
によれば、成層燃焼時の点火プラグにおける放電期間を
エンジンの失火状態に応じて制御するため、個々のエン
ジン間の性能のバラツキや、経年変化等によって失火発
生条件が変化する場合においても、失火を防止しながら
点火プラグにおける放電期間を最小の長さに制御するこ
とができ、エンジン全体の消費エネルギーを低減させる
ことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明の第１実施例に係わる点火プラグにおける放
電開始時期および放電期間を算出して点火装置を制御す
る制御フローチャートを示すもので、図２は内燃機関に
適用される点火装置の概略の構成を示すブロック図であ
る。
について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明の第１実施例に係わる点火プラグにおける放
電開始時期および放電期間を算出して点火装置を制御す
る制御フローチャートを示すもので、図２は内燃機関に
適用される点火装置の概略の構成を示すブロック図であ
る。
【００１２】図２に示す内燃機関の点火装置は、内燃機
関１０の１つの気筒において燃焼室内に突出するように
取り付けられた点火プラグ２０と、点火プラグ２０に高
電圧を印加して放電させる高電圧印加装置３０と、高電
圧印加装置３０が点火プラグ２０に高電圧を印加して放
電を開始させると共に高電圧の供給を停止して放電を終
了させるタイミングを制御するエンジン制御ユニット４
０と、エンジンの運転状態を検出するためのエンジン運
転状態検出手段５０とから構成されている。
関１０の１つの気筒において燃焼室内に突出するように
取り付けられた点火プラグ２０と、点火プラグ２０に高
電圧を印加して放電させる高電圧印加装置３０と、高電
圧印加装置３０が点火プラグ２０に高電圧を印加して放
電を開始させると共に高電圧の供給を停止して放電を終
了させるタイミングを制御するエンジン制御ユニット４
０と、エンジンの運転状態を検出するためのエンジン運
転状態検出手段５０とから構成されている。
【００１３】前述の高電圧印加装置３０としては、点火
プラグ２０において所望の期間継続して放電をさせるこ
とができる高電圧印加装置として、従来から知られてい
るように、交流の高電圧をプラグに印加することによっ
て放電を持続する交流連続放電点火システム（ＡＣＡ）
等の既知の装置を利用することが可能であるから、ここ
では詳細な説明を割愛するが、この高電圧印加装置３０
は、エンジン制御ユニット４０から出力される制御パル
スによって、放電開始時期および放電終了時期が制御さ
れるものとする。
プラグ２０において所望の期間継続して放電をさせるこ
とができる高電圧印加装置として、従来から知られてい
るように、交流の高電圧をプラグに印加することによっ
て放電を持続する交流連続放電点火システム（ＡＣＡ）
等の既知の装置を利用することが可能であるから、ここ
では詳細な説明を割愛するが、この高電圧印加装置３０
は、エンジン制御ユニット４０から出力される制御パル
スによって、放電開始時期および放電終了時期が制御さ
れるものとする。
【００１４】エンジン制御ユニット４０は、後述する各
種のセンサからなるエンジン運転状態検出手段からの出
力信号を演算手段に取り込むための入力処理手段と、エ
ンジン運転状態検出手段５０からの情報に基づいて最適
な燃焼状態に制御することができるように、燃料噴射
量、噴射時期、点火プラグの放電開始時期および終了時
期等についての制御指令を算出する演算手段と、この演
算手段の算出目標が実現されるように各種のアクチュエ
ータを駆動する駆動手段とから構成される。
種のセンサからなるエンジン運転状態検出手段からの出
力信号を演算手段に取り込むための入力処理手段と、エ
ンジン運転状態検出手段５０からの情報に基づいて最適
な燃焼状態に制御することができるように、燃料噴射
量、噴射時期、点火プラグの放電開始時期および終了時
期等についての制御指令を算出する演算手段と、この演
算手段の算出目標が実現されるように各種のアクチュエ
ータを駆動する駆動手段とから構成される。
【００１５】エンジン運転状態検出手段５０は、図示し
てはいないが、エンジン１０の運転状態を前述のエンジ
ン制御ユニット４０が判定し得るように、エンジン回転
数に対応した回転パルスを検出することができる電磁ピ
ックアップからなる回転数センサと、アクセル開度セン
サと、吸気圧センサと、冷却水温度センサ等から構成さ
れるている。
てはいないが、エンジン１０の運転状態を前述のエンジ
ン制御ユニット４０が判定し得るように、エンジン回転
数に対応した回転パルスを検出することができる電磁ピ
ックアップからなる回転数センサと、アクセル開度セン
サと、吸気圧センサと、冷却水温度センサ等から構成さ
れるている。
【００１６】このような構成によって、エンジンの運転
状態により変化するエンジン運転状態検出手段５０の出
力信号がエンジン制御ユニット４０に取り込まれ、エン
ジン制御ユニット４０内において入力処理された上で、
最適な点火プラグ放電開始・終了時期制御指令が算出さ
れる。そして、この制御指令を実現せしめるように、図
示しない駆動手段を介して高電圧印加装置３０に放電開
始・終了時期を制御する点火プラグ放電駆動パルスが出
力される。高電圧印加装置３０は、前記駆動パルスに応
じて点火プラグ２０に高電圧が供給されるように、バッ
テリ６０を電源として、その直流電力から点火プラグ２
０に印加する交流高電圧を発生させることにより放電を
持続させる。このような流れにより、エンジンの運転状
態に応じて最適な点火プラグ放電期間となるように制御
することが可能となる。
状態により変化するエンジン運転状態検出手段５０の出
力信号がエンジン制御ユニット４０に取り込まれ、エン
ジン制御ユニット４０内において入力処理された上で、
最適な点火プラグ放電開始・終了時期制御指令が算出さ
れる。そして、この制御指令を実現せしめるように、図
示しない駆動手段を介して高電圧印加装置３０に放電開
始・終了時期を制御する点火プラグ放電駆動パルスが出
力される。高電圧印加装置３０は、前記駆動パルスに応
じて点火プラグ２０に高電圧が供給されるように、バッ
テリ６０を電源として、その直流電力から点火プラグ２
０に印加する交流高電圧を発生させることにより放電を
持続させる。このような流れにより、エンジンの運転状
態に応じて最適な点火プラグ放電期間となるように制御
することが可能となる。
【００１７】次に、図１に示すフローチャートによって
エンジン制御ユニット４０の動作を説明する。電源投入
によって処理が開始され、図示されていないイニシャル
処理により、全てのメモリ、レジスタ、ポートのイニシ
ャライズが実行される。以後の処理は所定時間毎に繰り
返して実行される時間同期ルーチンである。
エンジン制御ユニット４０の動作を説明する。電源投入
によって処理が開始され、図示されていないイニシャル
処理により、全てのメモリ、レジスタ、ポートのイニシ
ャライズが実行される。以後の処理は所定時間毎に繰り
返して実行される時間同期ルーチンである。
【００１８】まず、ステップ１０１においてエンジン回
転数ＮＥと、アクセル開度ＶＡと、吸気圧ＰＭと、冷却
水温度ＴＷ等のセンサからの信号を読み込む。次にステ
ップ１０２において上記のようなセンサ信号を基にして
エンジンの運転状態を判定し、運転状態に応じて最適な
燃焼方式を決定する。燃焼方式の決定方法としては、図
３に示すように、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度Ｖ
Ａにより、成層燃焼（Ｔｃｍｂ＝１）または均質燃焼
（Ｔｃｍｂ＝０）を決定する。続いて、ステップ１０３
において前記のようにして決定された燃焼方式およびエ
ンジン運転状態を基にして、燃料噴射量Ｑｉｎｊと、噴
射時期Ｔｉｎｊとを算出する。
転数ＮＥと、アクセル開度ＶＡと、吸気圧ＰＭと、冷却
水温度ＴＷ等のセンサからの信号を読み込む。次にステ
ップ１０２において上記のようなセンサ信号を基にして
エンジンの運転状態を判定し、運転状態に応じて最適な
燃焼方式を決定する。燃焼方式の決定方法としては、図
３に示すように、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度Ｖ
Ａにより、成層燃焼（Ｔｃｍｂ＝１）または均質燃焼
（Ｔｃｍｂ＝０）を決定する。続いて、ステップ１０３
において前記のようにして決定された燃焼方式およびエ
ンジン運転状態を基にして、燃料噴射量Ｑｉｎｊと、噴
射時期Ｔｉｎｊとを算出する。
【００１９】ステップ１０４では、前述のようにして決
定された燃焼方式により点火開始時期、終了時期の算出
法を選択し、成層燃焼（Ｔｃｍｂ＝１）時にはステップ
１０５に進み、基本点火開始時期Ｔｓｔｂをエンジン回
転数ＮＥと燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２次元マップＳＴＢ
からマップ補間によって算出する。次に、ステップ１０
６において、後述する点火開始時期補正量Ｔｃｓの分だ
け進角補正した値を基にして、最終点火開始時期Ｔｓｔ
を算出する。
定された燃焼方式により点火開始時期、終了時期の算出
法を選択し、成層燃焼（Ｔｃｍｂ＝１）時にはステップ
１０５に進み、基本点火開始時期Ｔｓｔｂをエンジン回
転数ＮＥと燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２次元マップＳＴＢ
からマップ補間によって算出する。次に、ステップ１０
６において、後述する点火開始時期補正量Ｔｃｓの分だ
け進角補正した値を基にして、最終点火開始時期Ｔｓｔ
を算出する。
【００２０】次にステップ１０７では、燃料噴射量Ｑｉ
ｎｊの１次元マップＳＤＢよりマップ補間によって基本
放電期間Ｄｉｇｎｂを求める。そして、ステップ１０８
において、基本点火開始時期Ｔｓｔｂから後述の点火終
了時期補正量Ｄｃｆ＋上記基本放電期間Ｄｉｇｎｂ分遅
角した時期を最終点火終了時期Ｔｆｎとする。
ｎｊの１次元マップＳＤＢよりマップ補間によって基本
放電期間Ｄｉｇｎｂを求める。そして、ステップ１０８
において、基本点火開始時期Ｔｓｔｂから後述の点火終
了時期補正量Ｄｃｆ＋上記基本放電期間Ｄｉｇｎｂ分遅
角した時期を最終点火終了時期Ｔｆｎとする。
【００２１】ステップ１０４において燃焼方式が均質燃
焼（Ｔｃｍｂ＝０）である時には、ステップ１０９に進
んで、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２
次元マップＰＴから、マップ補間によって最終点火開始
時期Ｔｓｔを算出する。そして、ステップ１１０におい
て所定値Ｋｉｇｎを放電期間Ｄｉｇｎとする。なお、前
記均質燃焼時の放電期間Ｋｉｇｎは、エンジン回転数Ｎ
Ｅ、燃料噴射量Ｑｉｎｊとは無関係な一定値とすると共
に、前記成層燃焼時の基本放電期間Ｄｉｇｎｂよりも短
い値とする。そして、ステップ１１１において、最終点
火開始時期Ｔｓｔから上記放電期間Ｄｉｇｎ分だけ遅角
した時期を最終点火終了時期Ｔｆｎとして、本ルーチン
を終了する。
焼（Ｔｃｍｂ＝０）である時には、ステップ１０９に進
んで、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２
次元マップＰＴから、マップ補間によって最終点火開始
時期Ｔｓｔを算出する。そして、ステップ１１０におい
て所定値Ｋｉｇｎを放電期間Ｄｉｇｎとする。なお、前
記均質燃焼時の放電期間Ｋｉｇｎは、エンジン回転数Ｎ
Ｅ、燃料噴射量Ｑｉｎｊとは無関係な一定値とすると共
に、前記成層燃焼時の基本放電期間Ｄｉｇｎｂよりも短
い値とする。そして、ステップ１１１において、最終点
火開始時期Ｔｓｔから上記放電期間Ｄｉｇｎ分だけ遅角
した時期を最終点火終了時期Ｔｆｎとして、本ルーチン
を終了する。
【００２２】次に、図４および図５によって、点火開始
時期補正量Ｔｃｓおよび点火終了時期補正量Ｄｃｆの算
出法について説明する。なお、実施例では、エンジン１
０として４気筒４サイクルのエンジンを使用するものと
して説明している。図４は、エンジン回転数算出用に所
定クランク角度（図５中では３０℃Ａ）毎に入力される
ＮＥパルス割り込み同期にて実行されるルーチンであ
る。
時期補正量Ｔｃｓおよび点火終了時期補正量Ｄｃｆの算
出法について説明する。なお、実施例では、エンジン１
０として４気筒４サイクルのエンジンを使用するものと
して説明している。図４は、エンジン回転数算出用に所
定クランク角度（図５中では３０℃Ａ）毎に入力される
ＮＥパルス割り込み同期にて実行されるルーチンであ
る。
【００２３】まず、ステップ２０１においてＮＥパルス
カウンタＣＮＩＲＱをインクリメントし、ステップ２０
２において前回のＮＥパルス入力から今回の入力までの
間にＧ１パルスの入力があったかどうか判断する。入力
があった場合にはステップ２０３に進み、ＣＮＩＲＱを
リセットする。なお、ここでＧ１，Ｇ２パルスは、電磁
ピックアップによってカムシャフトの回転パルスを検出
するカム角度センサの出力信号であって、各々７２０℃
Ａ毎に出力される。従って、ＮＥパルスカウンタＣＮＩ
ＲＱは、７２０℃Ａ（エンジン２回転）毎にリセットさ
れるカウンタである。また、Ｇ１およびＧ２パルスは３
６０℃Ａの位相差を有すると共に、＃１および＃４気筒
の圧縮ＴＤＣの直前に入力されるため、Ｇ１パルス入力
直後のＮＥパルス入力時期は、＃１気筒の圧縮ＴＤＣよ
り幾分早い時期となる。
カウンタＣＮＩＲＱをインクリメントし、ステップ２０
２において前回のＮＥパルス入力から今回の入力までの
間にＧ１パルスの入力があったかどうか判断する。入力
があった場合にはステップ２０３に進み、ＣＮＩＲＱを
リセットする。なお、ここでＧ１，Ｇ２パルスは、電磁
ピックアップによってカムシャフトの回転パルスを検出
するカム角度センサの出力信号であって、各々７２０℃
Ａ毎に出力される。従って、ＮＥパルスカウンタＣＮＩ
ＲＱは、７２０℃Ａ（エンジン２回転）毎にリセットさ
れるカウンタである。また、Ｇ１およびＧ２パルスは３
６０℃Ａの位相差を有すると共に、＃１および＃４気筒
の圧縮ＴＤＣの直前に入力されるため、Ｇ１パルス入力
直後のＮＥパルス入力時期は、＃１気筒の圧縮ＴＤＣよ
り幾分早い時期となる。
【００２４】ステップ２０４，２１０では、ＮＥパルス
カウンタＣＮＩＲＱの値を基にして現時点のクランク角
度を判断する。ＮＥパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝１，
７，１３，１９のタイミングは、各気筒の圧縮ＴＤＣ直
後のタイミングであって、ＣＮＩＲＱ＝４，１０，１
６，２２のタイミングは、各気筒の圧縮ＴＤＣ間の中間
点のタイミングである。
カウンタＣＮＩＲＱの値を基にして現時点のクランク角
度を判断する。ＮＥパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝１，
７，１３，１９のタイミングは、各気筒の圧縮ＴＤＣ直
後のタイミングであって、ＣＮＩＲＱ＝４，１０，１
６，２２のタイミングは、各気筒の圧縮ＴＤＣ間の中間
点のタイミングである。
【００２５】ＮＥパルス入力タイミングの詳細を図５に
例示しているが、各気筒の圧縮ＴＤＣがＣＮＩＲＱ＝０
〜１，６〜７，１２〜１３，１８〜１９の間に位置する
ようにＮＥパルス、およびＧ１，Ｇ２パルスの入力タイ
ミングを管理している。よって、ＣＮＩＲＱ＝０〜１，
６〜７，１２〜１３，１８〜１９のパルス間隔がエンジ
ン回転変動のボトムとなり、逆に、ＣＮＩＲＱ＝３〜
４，９〜１０，１５〜１６，２１〜２２のパルス間隔が
エンジン回転変動のトップとなる。
例示しているが、各気筒の圧縮ＴＤＣがＣＮＩＲＱ＝０
〜１，６〜７，１２〜１３，１８〜１９の間に位置する
ようにＮＥパルス、およびＧ１，Ｇ２パルスの入力タイ
ミングを管理している。よって、ＣＮＩＲＱ＝０〜１，
６〜７，１２〜１３，１８〜１９のパルス間隔がエンジ
ン回転変動のボトムとなり、逆に、ＣＮＩＲＱ＝３〜
４，９〜１０，１５〜１６，２１〜２２のパルス間隔が
エンジン回転変動のトップとなる。
【００２６】ステップ２０４において、ＮＥパルスカウ
ンタがＣＮＩＲＱ＝１，７，１３，１９であり、圧縮Ｔ
ＤＣ直後と判断された場合にはステップ２０５に進ん
で、燃焼サイクルカウンタＮｃｙｃをインクリメントす
ると共に、ステップ２０６において前回入力されたＮＥ
パルスから今回入力されたＮＥパルス間の３０℃Ａ間隔
ＴＮＩＮＴを回転ボトム時ＮＥパルス間隔ＴＤとしてメ
モリする。次いでステップ２０７において、前記回転ボ
トム時ＮＥパルス間隔ＴＤを基にして、ボトム時エンジ
ン回転数ＮＥ′を算出する。
ンタがＣＮＩＲＱ＝１，７，１３，１９であり、圧縮Ｔ
ＤＣ直後と判断された場合にはステップ２０５に進ん
で、燃焼サイクルカウンタＮｃｙｃをインクリメントす
ると共に、ステップ２０６において前回入力されたＮＥ
パルスから今回入力されたＮＥパルス間の３０℃Ａ間隔
ＴＮＩＮＴを回転ボトム時ＮＥパルス間隔ＴＤとしてメ
モリする。次いでステップ２０７において、前記回転ボ
トム時ＮＥパルス間隔ＴＤを基にして、ボトム時エンジ
ン回転数ＮＥ′を算出する。
【００２７】ステップ２０８では部分失火判定回転変動
幅△ＮＥｐを算出し、ステップ２０９では完全失火判定
回転変動幅△ＮＥａをボトム時エンジン回転数ＮＥ′と
燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２次元マップＪＮＰ，ＪＮＡか
らマップ補間によって算出して本ルーチンを終了する。
なお、前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐは、正常燃
焼時の回転変動幅よりも小さい値であり、また、完全失
火判定回転変動幅△ＮＥａは部分失火判定回転変動幅△
ＮＥｐよりさらに小さい値である。
幅△ＮＥｐを算出し、ステップ２０９では完全失火判定
回転変動幅△ＮＥａをボトム時エンジン回転数ＮＥ′と
燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２次元マップＪＮＰ，ＪＮＡか
らマップ補間によって算出して本ルーチンを終了する。
なお、前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐは、正常燃
焼時の回転変動幅よりも小さい値であり、また、完全失
火判定回転変動幅△ＮＥａは部分失火判定回転変動幅△
ＮＥｐよりさらに小さい値である。
【００２８】ステップ２０４において、圧縮ＴＤＣ直後
ではない（ＣＮＩＲＱ≠１，７，１３，１９）と判断さ
れた場合には、ステップ２１０に進み、ＮＥパルスカウ
ンタＣＮＩＲＱが４，１０，１６，２２か否かを判断す
る。ステップ２１０においてＣＮＩＲＱ＝４，１０，１
６，２２であり、ＴＤＣ間の中間タイミングと判断され
た場合には、ステップ２１１において、ＮＥパルス間隔
ＴＮＩＮＴを回転トップ時ＮＥパルス間隔ＴＵとしてメ
モリする。
ではない（ＣＮＩＲＱ≠１，７，１３，１９）と判断さ
れた場合には、ステップ２１０に進み、ＮＥパルスカウ
ンタＣＮＩＲＱが４，１０，１６，２２か否かを判断す
る。ステップ２１０においてＣＮＩＲＱ＝４，１０，１
６，２２であり、ＴＤＣ間の中間タイミングと判断され
た場合には、ステップ２１１において、ＮＥパルス間隔
ＴＮＩＮＴを回転トップ時ＮＥパルス間隔ＴＵとしてメ
モリする。
【００２９】次いで、ステップ２１２において回転トッ
プ時ＮＥパルス間隔ＴＵと前記回転ボトム時ＮＥパルス
間隔ＴＤを基にして、回転変動幅△ＮＥを算出する。こ
の回転変動幅は各気筒の燃焼による回転上昇幅に相当す
る。そして、ステップ２１３において、回転変動幅△Ｎ
Ｅが前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐ以下であるか
どうかを判断し、以下の場合には部分失火が発生したも
のとみなして、ステップ２１４に進んで部分失火発生回
数カウンタＮｐｆをインクリメントする。なお、ステッ
プ２１３において、回転変動幅△ＮＥが前記部分失火判
定回転変動幅△ＮＥｐより大きいと判断された場合に
は、ステップ２１７に進む。
プ時ＮＥパルス間隔ＴＵと前記回転ボトム時ＮＥパルス
間隔ＴＤを基にして、回転変動幅△ＮＥを算出する。こ
の回転変動幅は各気筒の燃焼による回転上昇幅に相当す
る。そして、ステップ２１３において、回転変動幅△Ｎ
Ｅが前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐ以下であるか
どうかを判断し、以下の場合には部分失火が発生したも
のとみなして、ステップ２１４に進んで部分失火発生回
数カウンタＮｐｆをインクリメントする。なお、ステッ
プ２１３において、回転変動幅△ＮＥが前記部分失火判
定回転変動幅△ＮＥｐより大きいと判断された場合に
は、ステップ２１７に進む。
【００３０】ステップ２１３において、回転変動幅△Ｎ
Ｅが前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐ以下と判断さ
れた場合には、さらにステップ２１５において、回転変
動幅△ＮＥが前記完全失火判定回転変動幅△ＮＥａ以下
であるかどうかを判断する。△ＮＥａ以下の場合には完
全失火が発生したものとみなし、ステップ２１６に進ん
で完全失火発生回数カウンタＮａｆをインクリメントす
る。
Ｅが前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐ以下と判断さ
れた場合には、さらにステップ２１５において、回転変
動幅△ＮＥが前記完全失火判定回転変動幅△ＮＥａ以下
であるかどうかを判断する。△ＮＥａ以下の場合には完
全失火が発生したものとみなし、ステップ２１６に進ん
で完全失火発生回数カウンタＮａｆをインクリメントす
る。
【００３１】ステップ２１７において、燃焼サイクルカ
ウンタＮｃｙｃが点火補正量算出サイクル数Ｎｊｄｇに
達したか否かを判断し、達した場合には、ステップ２１
８に進んで部分失火発生割合を判断し、点火開始時期の
補正更新量Ｋｃｓを、部分失火発生回数カウンタＮｐｆ
の１次元マップＣＳから、マップ補間によって算出す
る。次いで、ステップ２１９において、点火開始時期の
補正更新量Ｋｃｓを基にして点火開始時期補正量Ｔｃｓ
を更新し、ステップ２２０において、前記部分失火発生
回数カウンタＮｐｆをリセットする。
ウンタＮｃｙｃが点火補正量算出サイクル数Ｎｊｄｇに
達したか否かを判断し、達した場合には、ステップ２１
８に進んで部分失火発生割合を判断し、点火開始時期の
補正更新量Ｋｃｓを、部分失火発生回数カウンタＮｐｆ
の１次元マップＣＳから、マップ補間によって算出す
る。次いで、ステップ２１９において、点火開始時期の
補正更新量Ｋｃｓを基にして点火開始時期補正量Ｔｃｓ
を更新し、ステップ２２０において、前記部分失火発生
回数カウンタＮｐｆをリセットする。
【００３２】つづいて、ステップ２２１において完全失
火発生割合を判断し、点火終了時期の補正更新量Ｋｃｆ
を、完全失火発生回数カウンタＮａｆの１次元マップＣ
Ｆよりマップ補間にて算出する。次いで、ステップ２２
２に進んで、点火終了時期の補正更新量Ｋｃｆを基にし
て点火終了時期補正量Ｄｃｆを更新し、さらにステップ
２２３に進んで、前記完全失火発生回数カウンタＮａｆ
をリセットする。そして、最後に燃焼サイクルカウンタ
Ｎｃｙｃをリセットして、このルーチンを終了する。
火発生割合を判断し、点火終了時期の補正更新量Ｋｃｆ
を、完全失火発生回数カウンタＮａｆの１次元マップＣ
Ｆよりマップ補間にて算出する。次いで、ステップ２２
２に進んで、点火終了時期の補正更新量Ｋｃｆを基にし
て点火終了時期補正量Ｄｃｆを更新し、さらにステップ
２２３に進んで、前記完全失火発生回数カウンタＮａｆ
をリセットする。そして、最後に燃焼サイクルカウンタ
Ｎｃｙｃをリセットして、このルーチンを終了する。
【００３３】上記の説明において、点火開始時期は部分
失火発生時に、終了時期は完全失火発生時に補正してい
るが、その理由は、点火開始時期が遅い場合に、可燃混
合気が点火プラグへ到達する時期のバラツキを考慮する
と、最適燃焼開始時期よりも遅く着火することによって
未燃焼ガスが増加することがあり、部分失火が発生する
のに対して、点火終了時期が早い場合には、可燃混合気
が点火プラグへ到達する時期が遅い際に、着火しないで
完全失火が発生するためである。
失火発生時に、終了時期は完全失火発生時に補正してい
るが、その理由は、点火開始時期が遅い場合に、可燃混
合気が点火プラグへ到達する時期のバラツキを考慮する
と、最適燃焼開始時期よりも遅く着火することによって
未燃焼ガスが増加することがあり、部分失火が発生する
のに対して、点火終了時期が早い場合には、可燃混合気
が点火プラグへ到達する時期が遅い際に、着火しないで
完全失火が発生するためである。
【００３４】以上の作動により、燃焼方式およびエンジ
ンの運転状態に応じて点火放電期間を最適値に制御する
ことができるため、成層燃焼時においても失火なしに安
定燃焼を実現することができると共に、点火による消費
エネルギーを最小限に抑えて燃費の悪化を防止すること
ができる。
ンの運転状態に応じて点火放電期間を最適値に制御する
ことができるため、成層燃焼時においても失火なしに安
定燃焼を実現することができると共に、点火による消費
エネルギーを最小限に抑えて燃費の悪化を防止すること
ができる。
【００３５】また、第１実施例においては、請求項１か
ら３の全ての内容を網羅した構成として作動を説明した
が、他の実施例として、請求項３の点火開始時期補正量
Ｔｃｓおよび点火終了時期補正量Ｄｃｆを失火状態によ
り更新する演算部を削除した場合には、制御の精度が若
干低下するものの、演算負荷が軽減するという利点が生
じると共に、第１実施例と概ね同様な効果を奏すること
ができる。その場合、図１のフローチャートにおける、
ステップ１０６中のＴｃｓ、およびステップ１０８中の
Ｄｃｆが削除され、さらに、図４のＮＥパルス割り込み
同期によって実行されるルーチンも全て削除される。
ら３の全ての内容を網羅した構成として作動を説明した
が、他の実施例として、請求項３の点火開始時期補正量
Ｔｃｓおよび点火終了時期補正量Ｄｃｆを失火状態によ
り更新する演算部を削除した場合には、制御の精度が若
干低下するものの、演算負荷が軽減するという利点が生
じると共に、第１実施例と概ね同様な効果を奏すること
ができる。その場合、図１のフローチャートにおける、
ステップ１０６中のＴｃｓ、およびステップ１０８中の
Ｄｃｆが削除され、さらに、図４のＮＥパルス割り込み
同期によって実行されるルーチンも全て削除される。
【００３６】また、第１実施例においては、燃料噴射量
Ｑｉｎｊを基にして点火プラグ放電期間Ｄｉｇｎｂを算
出したが、燃料噴射量Ｑｉｎｊに代わるパラメータとし
て燃料噴射期間を用いても良い。
Ｑｉｎｊを基にして点火プラグ放電期間Ｄｉｇｎｂを算
出したが、燃料噴射量Ｑｉｎｊに代わるパラメータとし
て燃料噴射期間を用いても良い。
【図１】本発明の実施例における制御ユニットが実行す
る制御プログラムを概括的に示すフローチャートであ
る。
る制御プログラムを概括的に示すフローチャートであ
る。
【図２】実施例の点火装置のシステム構成図である。
【図３】実施例において成層燃焼と均質燃焼の領域を判
別するために用いられるマップを示す線図である。
別するために用いられるマップを示す線図である。
【図４】実施例における制御ユニットが実行する制御プ
ログラムの細部を例示するフローチャートである。
ログラムの細部を例示するフローチャートである。
【図５】実施例として４気筒４サイクルのエンジンを使
用した場合における、各部分の作動タイミングを例示す
るタイムチャートである。
用した場合における、各部分の作動タイミングを例示す
るタイムチャートである。
１０…内燃機関（エンジン）
２０…点火プラグ
フロントページの続き
(72)発明者 森島 信悟
愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式
会社日本自動車部品総合研究所内
(72)発明者 小林 辰夫
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−179860（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−138122（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−179859（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−86956（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−107272（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−123282（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−14565（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02P 9/00
F02D 41/02
F02P 3/01
F02P 15/10
Claims (4)
- 【請求項１】 気筒内へ直接に燃料を噴射する筒内直噴
火花点火式エンジンにおいて、前記気筒内の燃焼室へ突
出するように取り付けられた点火プラグと、前記エンジ
ンの圧縮行程の所望のタイミングにおいて前記点火プラ
グに火花放電を生じるように高電圧の供給を開始すると
共に所望の期間だけ高電圧の供給を継続することができ
る高電圧印加装置と、前記高電圧印加装置が前記点火プ
ラグに対して高電圧の供給を開始するタイミングおよび
供給を終了するタイミングを制御するためのエンジン制
御ユニットと、前記エンジン制御ユニットが前記エンジ
ンの運転状態に応じて前記タイミングを制御するための
エンジン運転状態検出手段とを備えていると共に、前記
エンジン制御ユニットが、前記エンジンの運転状態に応
じて前記エンジンの圧縮行程において前記気筒内へ燃料
を噴射して前記点火プラグの周りにのみ混合気が存在す
る成層化した混合気状態を形成して燃焼させる成層燃焼
時には、前記エンジンの吸気行程において前記気筒内へ
燃料を噴射して前記気筒内に均質化した混合気状態を形
成して燃焼させる均質燃焼時よりも、前記点火プラグに
おける放電期間が長くなるように、前記エンジンに供給
される燃料の噴射量または噴射期間に応じて前記成層燃
焼時の前記点火プラグにおける放電期間を制御すること
を特徴とする内燃機関の点火装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載された内燃機関の点火装
置において、さらに前記エンジンの失火状態を検出しう
る失火状態検出手段が設けられていて、前記エンジン制
御ユニットが、前記失火状態検出手段の検出状態に応じ
て前記成層燃焼時の前記点火プラグにおける放電期間を
制御することを特徴とする内燃機関の点火装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載された内燃機関の点火装
置において、前記失火状態検出手段が、前記エンジンの
前記燃焼室内における燃焼によって生じる回転変動幅に
よって部分失火または完全失火が発生したか否かを判断
することを特徴とする内燃機関の点火装置。 - 【請求項４】 前記高電圧印加装置が交流の高電圧を連
続して前記点火プラグに印加することができる請求項１
ないし３のいずれかに記載された内燃機関の点火装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11551398A JP3464145B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 内燃機関の点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11551398A JP3464145B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 内燃機関の点火装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303721A JPH11303721A (ja) | 1999-11-02 |
| JP3464145B2 true JP3464145B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=14664389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11551398A Expired - Fee Related JP3464145B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 内燃機関の点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3464145B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10046693B4 (de) * | 2000-09-21 | 2011-07-21 | Daimler AG, 70327 | Verfahren zum Betrieb einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine |
| JP2007024009A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Jomo Technical Research Center Co Ltd | 内燃機関 |
| US11248555B2 (en) | 2017-05-24 | 2022-02-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control method and control device for internal combustion engine |
| JP6835216B2 (ja) | 2017-05-24 | 2021-02-24 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御方法及び制御装置 |
| CN114962114B (zh) * | 2022-06-28 | 2023-08-11 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种车辆的发动机的点火能量的控制方法及控制系统 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107272A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-18 | Nippon Soken Inc | 内燃機関用点火装置 |
| JPS63138122A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-10 | Mazda Motor Corp | エンジンの成層燃焼制御装置 |
| JP2744256B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1998-04-28 | マツダ株式会社 | エンジンの点火装置 |
| JP2938180B2 (ja) * | 1990-11-13 | 1999-08-23 | ヤマハ発動機株式会社 | 筒内噴射式２サイクルエンジンのコンデンサ放電式点火装置 |
| JP2938179B2 (ja) * | 1990-11-13 | 1999-08-23 | ヤマハ発動機株式会社 | 筒内噴射式２サイクルエンジンのコンデンサ放電式多重点火装置 |
| JPH0514565U (ja) * | 1991-08-01 | 1993-02-26 | 日産デイーゼル工業株式会社 | 筒内噴射式内燃機関の点火制御装置 |
| JPH0586956A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-06 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の失火検出装置 |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP11551398A patent/JP3464145B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11303721A (ja) | 1999-11-02 |
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