JP4884516B2 - Ignition control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、1つの燃焼室に対して複数の点火プラグを備えた多点点火方式による内燃機関の点火制御装置に関し、更に詳しくは、点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力が高い運転状態であっても失火すること無く、混合気への着火を確実に行うことができる内燃機関の点火制御装置に関する。 The present invention relates to an ignition control device for an internal combustion engine using a multipoint ignition system having a plurality of ignition plugs for one combustion chamber. More specifically, the present invention relates to an operation state in which the pressure in the combustion chamber is high at the ignition timing. In particular, the present invention relates to an ignition control device for an internal combustion engine that can reliably ignite an air-fuel mixture without misfiring.
混合気の着火性を改善する手段として、1つの燃焼室に対して複数の点火プラグを備え、それら複数の点火プラグを同じタイミングで放電させる同時点火、或いは、それら複数の点火プラグを異なるタイミングで放電させる位相点火、の何れかにより、混合気への着火を行なう、所謂、多点点火方式を採用した内燃機関が実用化されている。 As a means for improving the ignitability of the air-fuel mixture, a plurality of ignition plugs are provided for one combustion chamber, and simultaneous ignition for discharging the plurality of ignition plugs at the same timing, or the plurality of ignition plugs at different timings. An internal combustion engine that employs a so-called multipoint ignition system in which an air-fuel mixture is ignited by any of phase ignition to be discharged has been put into practical use.
この多点点火方式では、複数の点火プラグを使って同時点火あるいは位相点火を行なうことにより、燃焼室内に於ける火炎の広がりの均等化や火炎伝播時間の短縮を図ることができ、結果として、燃焼状態が改善されて機関出力を向上させることができるというメリットがある。 In this multi-point ignition method, simultaneous ignition or phase ignition using a plurality of ignition plugs can achieve equalization of the spread of the flame in the combustion chamber and shortening of the flame propagation time. There is an advantage that the engine output can be improved by improving the combustion state.
又、濃度分布の斑(ムラ)が大きい混合気に対しても安定した着火性が得られるため、希薄燃焼を行う内燃機関や排気ガスを大量に還流させて再燃焼させる内燃機関の点火方式としても有効である。 In addition, since stable ignitability can be obtained even for an air-fuel mixture with a large concentration distribution (unevenness), it is an ignition system for an internal combustion engine that performs lean combustion and an internal combustion engine that recirculates exhaust gas by recirculating a large amount. Is also effective.
従来、このような多点点火方式を採用した内燃機関の点火制御装置として、燃焼室の中央部とボア端部に夫々点火プラグを配置した多点点火方式の内燃機関に於いて、過給機や圧縮比可変機構の作動により点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力が所定値よりも大きい場合には、ボア端部に配置した点火プラグによる放電を停止して中央部に配置した点火プラグのみを放電させて混合気への着火を行なう1点点火方式へ切り替える技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as an ignition control device for an internal combustion engine employing such a multipoint ignition system, a supercharger is provided in a multipoint ignition system internal combustion engine in which spark plugs are respectively disposed at the center and bore ends of a combustion chamber. When the pressure in the combustion chamber at the ignition timing is greater than a predetermined value due to the operation of the variable compression ratio mechanism or the ignition ratio variable mechanism, the discharge by the spark plug disposed at the bore end is stopped and only the spark plug disposed at the center is A technique for switching to a one-point ignition system that discharges and ignites an air-fuel mixture has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
又、燃焼室中央部にはプラグギャップの狭い点火プラグを配置し、ボア端部にはプラグギャップの広い点火プラグを配置した多点点火方式の内燃機関に於いて、希薄燃焼や排気ガスの還流を行うときだけ多点点火方式を実行し、それ以外ではボア端部に配置した点火プラグによる放電を停止して中央部に配置した点火プラグのみを放電させて混合気への着火を行なう1点点火方式へ切り替える技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In a multi-point ignition internal combustion engine in which a spark plug with a narrow plug gap is arranged at the center of the combustion chamber and a spark plug with a wide plug gap is arranged at the bore end, lean combustion and exhaust gas recirculation are performed. One point to perform the multi-point ignition method only when performing, and to stop the discharge by the spark plug disposed at the end of the bore, and to discharge only the spark plug disposed at the central portion to ignite the mixture A technique for switching to a fire system has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
又、特許文献2には、点火タイミングが、TDC(TOP Dead Center : 圧縮行程の上死点)近傍まで遅角したときについても、何れか一方の点火プラグによる放電を停止し、もう一方の点火プラグのみを放電させて混合気への着火を行なう1点点火方式へ切り替える技術も開示されている。
これらの従来の技術に共通していることは、点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力が高くなる運転状態では点火プラグのプラグギャップで放電を起こさせるために必要な点火要求電圧が高くなり過ぎて失火が発生する恐れがあるため、点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力が高くなる運転状態のときには多点点火を禁止して1点点火に切り替えてしまうということである。 What is common to these conventional technologies is that the required ignition voltage required to cause a discharge in the plug gap of the spark plug becomes too high in an operating state in which the pressure in the combustion chamber at the ignition timing becomes high. Since there is a possibility that misfire may occur, multi-point ignition is prohibited and switched to one-point ignition in an operating state in which the pressure in the combustion chamber at the ignition timing is high.
前述の先行技術を適用した内燃機関では、例えば、過給機や圧縮比可変機構を作動させた時のほか、高負荷運転時、始動時、点火タイミングがTDC近傍まで遅角した時など、総じて点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力が高くなる運転状態に対しては、点火要求電圧が高くなって失火を招く恐れがあるため、多点点火を実行することをあきらめて1点点火を行なうものである。 In an internal combustion engine to which the above-mentioned prior art is applied, for example, when a turbocharger or a compression ratio variable mechanism is operated, during high load operation, at start-up, when ignition timing is retarded to near TDC, etc. For an operating state in which the pressure in the combustion chamber increases at the ignition timing, there is a risk of causing a misfire due to an increase in the required ignition voltage, so that one-point ignition is performed without giving up performing multi-point ignition. It is.
その結果、点火タイミングにおける燃焼室内の圧力が高くなる運転状態での失火は回避出来るものの、多点点火を実行する運転領域が大幅に限定されてしまい、多点点火の最大のメリットである優れた着火性能や燃焼状態の改善が最大限に活用できないという課題がある。 As a result, although misfire in the operating state in which the pressure in the combustion chamber becomes high at the ignition timing can be avoided, the operating range for performing multipoint ignition is greatly limited, which is an excellent merit of multipoint ignition. There is a problem that improvement of ignition performance and combustion state cannot be utilized to the maximum extent.
又、位相点火による多点点火を実行する場合、先に放電させる点火プラグではピストンが上昇することによって燃焼室内の混合気が圧縮されて発生する圧力下での放電となる。ところが、後から放電させる点火プラグについては、先に放電させた点火プラグによって混合気が着火して燃焼が進む中で放電させることになるため、先に放電させた点火プラグのときよりも高い圧力下(燃焼圧が発生している圧力下)での放電となる。 Further, when performing multi-point ignition by phase ignition, the spark plug discharged first discharges under a pressure generated by compressing the air-fuel mixture in the combustion chamber as the piston rises. However, the spark plug that is discharged later is discharged while the air-fuel mixture is ignited by the previously discharged spark plug and the combustion proceeds, so the pressure is higher than that of the spark plug that was previously discharged. Discharge occurs under (pressure under which combustion pressure is generated).
そのため、先に放電させる点火プラグの点火タイミングと後から放電させる点火プラグの点火タイミングとの間隔を広く設定すればするほど、後から放電させる点火プラグの点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力が高くなり、その結果、後から放電させる点火プラグにおける点火要求電圧が高くなって失火を招くという課題がある。 Therefore, the wider the interval between the ignition timing of the ignition plug that is discharged first and the ignition timing of the ignition plug that is discharged later, the higher the pressure in the combustion chamber at the ignition timing of the ignition plug that is discharged later. As a result, there is a problem that the required ignition voltage in the spark plug to be discharged later becomes high and causes misfire.
特に、特許文献2に於いては、多点点火を実行する際の点火順序については何ら記載されておらず、もし、位相点火を行うときにプラグギャップが広い方の点火プラグによる放電を後に設定した場合、プラグギャップが広い分だけ点火要求電圧は更に高くなり、失火の発生する可能性は一段と高くなる。これに関しては、点火系の電源能力を大きくしたり、点火コイルの出力エネルギー仕様を大きくしたりすることで対策可能と考えられるが、電源回路や点火コイルの大型化やコストアップを伴う。又、そのような設計変更で対策できたとしても、点火要求電圧が高い状態で点火プラグの放電を繰り返すと、点火プラグの寿命の低下につながる。更に、最悪の場合には点火要求電圧が点火プラグの耐圧限界を超えて破損することも考えられる。
In particular,
この発明は、このような従来の内燃機関の点火制御装置に於ける前述の課題を解決するためになされたものであり、点火系の電源能力や点火コイルの大型化やコストアップを伴うことなく、前述の先行技術に於いては多点点火を実行することをあきらめていた運転状態に於いても積極的に多点点火を実行することで、従来技術よりも広い運転範囲に於いて着火性能や燃焼状態の改善を達成し、且つ、位相点火する際に後から放電させる点火プラグの点火要求電圧が高くなり過ぎること自体を抑制して点火プラグの寿命低下や破損を回避できる内燃機関の点火制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the conventional ignition control device for an internal combustion engine, and does not involve the power supply capacity of the ignition system, the increase in size of the ignition coil, and the cost increase. In the above-mentioned prior art, the ignition performance in a wider operating range than in the prior art by actively executing the multi-point ignition even in the operating state where the multi-point ignition was given up. Ignition of an internal combustion engine that can improve the combustion state and suppress the ignition request voltage of the spark plug to be discharged later during phase ignition to be too high to prevent the life and damage of the spark plug. The object is to provide a control device.
この発明による内燃機関の点火制御装置は、内燃機関の燃焼室に配置され、プラグギャップでの放電により燃焼室内の混合気に点火する第1点火プラグと、前記第1点火プラグが配置された燃焼室と同一の燃焼室に配置され、且つ前記第1点火プラグよりも狭いプラグギャップの初期値が設定されている第2点火プラグと、前記第1点火プラグと前記第2点火プラグの各点火プラグに於ける放電動作及び点火タイミングを制御する点火制御部とを備えた内燃機関の点火制御装置であって、前記点火制御部は、前記内燃機関が所定の高負荷領域で運転中に前記第1点火プラグと前記第2点火プラグの両方の点火プラグに於ける放電により混合気への着火を実行する場合に、前記第1点火プラグよりも前記第2点火プラグの方が先に放電を始めることが無いように前記第1点火プラグ及び前記第2点火プラグの放電開始順序を制限することを特徴とするものである。 An ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention is disposed in a combustion chamber of an internal combustion engine, and a combustion in which a first spark plug that ignites an air-fuel mixture in the combustion chamber by discharge in a plug gap and the first spark plug is disposed. A second spark plug which is disposed in the same combustion chamber as the chamber and has an initial value of a plug gap narrower than the first spark plug, and each spark plug of the first spark plug and the second spark plug An ignition control device for an internal combustion engine comprising an ignition control unit for controlling a discharge operation and an ignition timing in the internal combustion engine, wherein the ignition control unit is configured to operate the first control unit while the internal combustion engine is operating in a predetermined high load region . When ignition of the air-fuel mixture is performed by discharge in the spark plugs of both the spark plug and the second spark plug, the second spark plug starts discharging earlier than the first spark plug. It is characterized in that to limit the discharge start order of the first spark plug and the second spark plug as preparative no.
この発明による内燃機関の点火制御装置によれば、内燃機関の燃焼室に配置され、プラグギャップでの放電により燃焼室内の混合気に点火する第1点火プラグと、前記第1点火プラグが配置された燃焼室と同一の燃焼室に配置され、且つ前記第1点火プラグよりも狭いプラグギャップの初期値が設定されている第2点火プラグと、前記第1点火プラグと前記第2点火プラグの各点火プラグに於ける放電動作及び点火タイミングを制御する点火制御部とを備えた内燃機関の点火制御装置であって、前記点火制御部は、前記内燃機関が所定の高負荷領域で運転中に前記第1点火プラグと前記第2点火プラグの両方の点火プラグに於ける放電により混合気への着火を実行する場合に、前記第1点火プラグよりも前記第2点火プラグの方が先に放電を始めることが無いように前記第1点火プラグ及び前記第2点火プラグの放電開始順序を制限するように構成されているので、点火系の電源能力や点火コイルの大型化やコストアップを伴うこと無く、先行技術では禁止していた運転状態においても多点点火を実行できるようになることで、従来技術よりも広い運転範囲において着火性能や燃焼状態の改善を実現することが可能となる。 According to the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention, the first ignition plug disposed in the combustion chamber of the internal combustion engine and igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber by the discharge in the plug gap, and the first ignition plug are disposed. Each of the second spark plug, the first spark plug, and the second spark plug, which are disposed in the same combustion chamber as the combustion chamber and in which an initial value of a plug gap narrower than the first spark plug is set. An ignition control device for an internal combustion engine comprising an ignition control unit for controlling a discharge operation and ignition timing in a spark plug, wherein the ignition control unit is configured to operate the internal combustion engine during operation in a predetermined high load region. When the mixture is ignited by discharge in the spark plugs of both the first spark plug and the second spark plug, the second spark plug discharges earlier than the first spark plug. Since the discharge start order of the first spark plug and the second spark plug is limited so as not to be damaged, the power supply capacity of the ignition system, the size of the ignition coil, and the cost increase are involved. In addition, since it becomes possible to execute multipoint ignition even in an operating state that is prohibited in the prior art, it is possible to achieve improvement in ignition performance and combustion state in a wider operating range than in the prior art.
又、位相点火する際に、後で放電させる点火プラグにおける点火要求電圧が高くなり過ぎることを抑制して点火プラグの寿命低下や破損を回避することができる。 Further, when phase ignition is performed, it is possible to prevent the ignition request voltage in the spark plug to be discharged later from becoming too high, thereby avoiding a decrease in the life or damage of the spark plug.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1による内燃機関の点火制御装置を図面を参照して詳細に説明する。図1は、この発明の実施例1による内燃機関の点火制御装置を示す概略構成図である。図1に於いて、内燃機関1に於ける気筒1aの燃焼室1bには、吸気弁1cと排気弁1dとピストン1eとが備えられている。又、燃焼室1b内を臨むようにして、第1点火プラグ13aと第2点火プラグ13bの2つの点火プラグ、並びに、燃料噴射弁11とが備えられている。
Hereinafter, an ignition control apparatus for an internal combustion engine according to
この内燃機関1では、吸気通路5に設けられた電子制御スロットル8により、吸入空気量が調整される。電子制御スロットル8は、バタフライバルブ8bと、これを駆動するモータ8c、バタフライバルブ8bの開度を検出するスロットル開度センサ8aとから構成される。
In the
エンジン制御ユニット(以下、ECUと称する。)2は、アクセルペダル3の踏み込み位置を検出するアクセルポジションセンサ4の出力信号を取得して、モータ8cに制御信号を送り、スロットル開度センサ8aからのバタフライバルブ開度信号に基づいて、バタフライバルブ8bを適切な開度に制御する。クランク角センサ12はクランク軸1gのクランク角度を検出し、カム角センサ10は吸気側のカム軸1hのカム角度を検出し、水温センサ17は内燃機関1の冷却水の温度を検出する。
The engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 2 acquires an output signal of the
ECU2は、アクセルポジションセンサ4、クランク角センサ12、カム角センサ10、エアフローセンサ7、水温センサ17、及びその他のセンサ類(図示せず。)からの各出力信号を取得して、点火タイミングや燃料噴射量などを決定する。そして、それらの各決定値に基づいて、燃料噴射弁11を駆動して燃料を燃焼室1b内に噴射供給し、第1点火プラグ13aに接続された第1点火コイル14a、及び、第2点火プラグ13bに接続された第2点火コイル14b、を夫々駆動して第1点火プラグ13a、及び、第2点火プラグ13bのプラグギャップで放電を起こさせて燃焼室1b内の混合気に点火する。尚、第1点火プラグ13aのプラグギャップの初期値は、第2点火プラグ13bのプラグギャップの初期値よりも広く設定されている。
The
エアクリーナ6によって塵やごみが除去された吸入空気は、エアフローセンサ7により流量が計測された後、電子制御スロットル8を通過してサージタンク9へと導かれ、更に、サージタンク9から吸気弁1cを通って燃焼室1bへ導入される。そして、燃焼室1b内に導入された吸入空気と燃料噴射弁11から噴射された燃料噴霧とが混ざり合って混合気が形成され、第1点火プラグ13a、及び/又は、第2点火プラグ13bの放電によって混合気が着火されて燃焼する。
The intake air from which dust and dirt have been removed by the
混合気の燃焼圧力は、ピストン1eに伝えられてピストン1eを往復運動させる。ピストン1eの往復運動はコネテクティングロッド1fを介してクランク軸1gに伝えられ、ここで回転運動に変換されて、内燃機関1の出力として取り出される。燃焼後の混合気は排気となり、排気弁1dを通ってエキゾーストマニホールド15へ排出され、触媒16により浄化された後、大気中へ排出される。
The combustion pressure of the air-fuel mixture is transmitted to the piston 1e to reciprocate the piston 1e. The reciprocating motion of the piston 1e is transmitted to the
図2は、この発明の実施の形態1による内燃機関の点火制御装置に於ける点火プラグの配置を示す平面図で、(a)は第1点火プラグ13a及び第2点火プラグ13bを対称に配置した対称配置の場合を示し、(b)は第1点火プラグ13a及び第2点火プラグ13bを非対称に配置した非対称配置の場合を示す。(a)、(b)の何れの場合も、第1点火プラグ13a及び第2点火プラグ13bの向かって左側には2つの吸気弁1c、向って右側には2つの排気弁1dを備えている。
FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of the spark plugs in the internal combustion engine ignition control apparatus according to
図2の(a)に示す対称配置の場合には、図の円の中心(ほぼ燃焼室1bの中心に対応する)から少し外れた位置に、その中心に対してほぼ対称に第1点火プラグ13a及び第2点火プラグ13bが配置されている。又、図2の(b)に示す非対称配置の場合には、図の中心付近に第1点火プラグ13aが配置され、その中心から離れたボア端部に第2点火プラグ13bが配置されている。
In the case of the symmetrical arrangement shown in FIG. 2 (a), the first spark plug is substantially symmetrical with respect to the center at a position slightly deviated from the center of the circle (substantially corresponding to the center of the
ここで、図2の(a)、及び図2の(b)のどちらの配置を採用するかに関しては、点火プラグを搭載する際のレイアウト上の制約の他、燃焼室1bの形状や混合気の形成状態等に基づいて内燃機関を設計する段階で決定される。
Here, as to which of the arrangements of FIG. 2A and FIG. 2B is adopted, in addition to the restrictions on the layout when the spark plug is mounted, the shape of the
そして、燃焼室1bの中央部は元々、着火性が良いことが実験的に知られているため、その中央部に配置した点火プラグに於ける確実な放電並びに混合気への着火が重要となる。そのため、図2の(b)のように2つの点火プラグを非対称配置とする場合の位相点火時に於いては、点火順序の制限制御を実行する際、後で放電させることのない第1点火プラグ13aを燃焼室1b中央付近に配置することで、第1点火プラグ13aに於ける混合気への着火を安定かつ、より確実なものとすることができる。
Since it is experimentally known that the central portion of the
この発明の実施の形態1による内燃機関の点火制御装置に於いては、第1点火プラグ13aのプラグギャップd1と、第2点火プラグ13bのプラグギャップd2の各初期値が、d1>d2の関係となるように設定されており、例えば、d1は1.0[mm]前後、d2は0.8[mm]前後の値のものが採用される。
In the internal combustion engine ignition control apparatus according to
図3は、この発明の実施の形態1による内燃機関の点火制御装置に於ける点火系の制御回路を1気筒分のみについて示す構成図である。図3に於いて、1気筒分の点火系の制御回路は、第1点火プラグ13aと、第2点火プラグ13bと、第1点火プラグ13aに接続された第1点火コイル14aと、第2点火プラグ13bに接続された第2点火コイル14bと、EUC2とから構成される。
FIG. 3 is a block diagram showing an ignition system control circuit for only one cylinder in the internal combustion engine ignition control apparatus according to
第1点火コイル14aは、1次巻線141aと、2次巻線142aと、ドライバ回路143aとから構成されている。そして、1次巻線141aの一端はドライバ回路143aに接続され、2次巻線142aの一端は第1点火プラグ13aの一方の電極に接続され、1次巻線141aの他端と2次巻線142aの他端とは相互に接続されてバッテリ電圧線30に接続されている。
The
第2点火コイル14bは、1次巻線141bと、2次巻線142bと、ドライバ回路143bとから構成されている。そして、1次巻線141bの一端はドライバ回路143bに接続され、2次巻線142bの一端は第1点火プラグ13bの一方の電極に接続され、1次巻線141bの他端と2次巻線142bの他端とは相互に接続されてバッテリ電圧線30に接続されている。
The
第1点火コイル14a及び第2点火コイル14bは、夫々の1次巻線141a、141bに接続されたバッテリ電圧線30からのバッテリ電圧を、夫々の2次巻線142a、142bにより昇圧して夫々の点火プラグ13a、13bの一方の電極に供給する。夫々のドライバ回路143a,143bは,ECU2に接続されており、ECU2から送出される制御信号に基づいて夫々の1次巻線141a、141bの通電が制御され、所定のタイミングのときに、夫々の点火プラグ13a、13bの電極間ギャップであるプラグギャップから火花を放電させることで、燃焼室1b内で圧縮された混合気に着火を行う。
The
次に、点火プラグにおける点火要求電圧について説明する。一般に点火プラグの点火要求電圧は、次式(1)により表されるパッシェンの法則により決定される。
V=K×P×d+C ・・・・・・・式(1)
ここで、Vは点火要求電圧
Kは比例定数
Pは点火タイミングにおける燃焼室1bの圧力
dはプラグギャップ
Cは点火プラグの電極温度や混合気の濃度によって決定される定数
である。
式(1)から明らかなように、プラグギャップdが大きく、点火タイミングにおける燃焼室1bの圧力Pが大きい場合、点火要求電圧Vは高くなる。
Next, the ignition request voltage in the spark plug will be described. Generally, the ignition request voltage of the spark plug is determined by Paschen's law expressed by the following equation (1).
V = K × P × d + C (1)
Where V is the ignition request voltage
K is a proportional constant
P is the pressure in the
d is plug gap
C is a constant determined by the electrode temperature of the spark plug and the concentration of the air-fuel mixture.
As is clear from the equation (1), when the plug gap d is large and the pressure P of the
更に、例えば、過給機により過給された場合や圧縮比可変機構を作動させて圧縮比が高くなった場合、点火タイミングに於ける燃焼室1bの圧力Pは更に高くなるため、点火要求電圧Vが高くなり過ぎて、最悪の場合には失火を招くことが懸念される。そこで、実施例1に係る内燃機関では、次のような構成をとる。
Further, for example, when the engine is supercharged by a supercharger or when the compression ratio is increased by operating the compression ratio variable mechanism, the pressure P of the
図4は、第1点火プラグ及び第2点火プラグのプラグギャップの関係を示す説明図であり、(a)は、この発明の実施の形態1に係る内燃機関に於ける第1点火プラグ13aを示し、(b)は、第2点火プラグ13bを示す。図4の(a)に於ける中心電極13a1と側方電極13a2との間の空隙、及び図4の(b)に於ける中心電極13b1と側方電極13b2との間の空隙、がプラグギャップであり、図4の(a)に示す第1点火プラグ13aではプラグギャップ初期値d1が設定され、図4(b)に示す第2点火プラグ13bではプラグギャップ初期値d2が設定されている。そして、この実施の形態1に係る内燃機関に於いては、d1>d2の関係になるように各プラグギャップの初期値が設定される。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the plug gaps of the first spark plug and the second spark plug. FIG. 4A shows the
次に、2つある点火プラグのうち一方の点火プラグのみを放電させた場合(1点点火を実行した場合)、又は、2つある点火プラグを同時に放電させた場合(2点同時点火を実行した場合)に於ける、点火タイミングと点火タイミングにおける燃焼室内の圧力との関係を詳しく説明する。 Next, when only one of the two spark plugs is discharged (when one-point ignition is performed), or when two spark plugs are discharged simultaneously (two-point simultaneous ignition is performed) The relationship between the ignition timing and the pressure in the combustion chamber at the ignition timing will be described in detail.
図5は、2点同時点火したときの点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力を示す特性図である。即ち、図5に示す特性図は、1つの燃焼室内に2つの点火プラグを備えていて、且つ、それらの点火プラグの両方を同時に放電させる2点同時点火に於ける、点火タイミングと点火タイミングにおける燃焼室内の圧力との関係を示している。尚、2つの点火プラグのうち一方の点火プラグのみを放電させる1点点火の場合も、図5に示す特性図と同様の特性を備える。 FIG. 5 is a characteristic diagram showing the pressure in the combustion chamber at the ignition timing when two points are ignited simultaneously. That is, the characteristic diagram shown in FIG. 5 includes two ignition plugs in one combustion chamber, and the ignition timing and the ignition timing in the two-point simultaneous ignition in which both of the ignition plugs are discharged simultaneously. The relationship with the pressure in a combustion chamber is shown. In the case of one-point ignition in which only one of the two spark plugs is discharged, the characteristics similar to those shown in FIG. 5 are provided.
図5に於いて、横軸はクランク角度を表しており、ピストン1eがBDC(Bottom Dead Center)からTDC(Top Dead Center)へ向って上昇する圧縮行程と、ピストン1eがTDCからBDCへ向って下降する膨張行程の2つの行程の期間が示されている。又、図5には、内燃機関1をモータリング運転した時(混合気を燃焼させなかった時)の燃焼室内の圧力が一例として破線のカーブMで示されている。
In FIG. 5, the horizontal axis represents the crank angle, the compression stroke in which the piston 1e rises from the BDC (Bottom Dead Center) to the TDC (Top Dead Center), and the piston 1e moves from the TDC to the BDC. The duration of the two strokes of the descending expansion stroke is shown. Further, in FIG. 5, the pressure in the combustion chamber when the
図5から、モータリング運転時に於いては、ピストンが最も下にあるBDCのときに燃焼室内の圧力は最小値となり、ピストンが最も上にあるTDCのときに燃焼室内の圧力は最大値となることが判る。 From FIG. 5, during the motoring operation, the pressure in the combustion chamber becomes the minimum value when the piston is at the lowest BDC, and the pressure inside the combustion chamber becomes the maximum value when the piston is at the highest TDC. I understand that.
又、図5に於いて、例えば、Ig1、Ig2、Ig3の3箇所の点火タイミングにて点火プラグを放電させた場合、各点火タイミングIg1、Ig2、Ig3に於ける燃焼室1b内の圧力は、夫々、P1、P2、P3となることを示す。即ち、1点点火又は2点同時点火の場合には、点火タイミングに於ける燃焼室1b内の圧力は、モータリング運転時とほぼ等価であるとともに、点火タイミングIg3のようにTDCで放電させるときが最も高い圧力下で放電させることになる。言い換えれば、点火タイミングIg3のようにTDCで放電させるときが最も点火要求電圧が高くなる。
In FIG. 5, for example, when the ignition plug is discharged at three ignition timings Ig1, Ig2, and Ig3, the pressure in the
次に、2つの点火プラグの点火タイミングをずらして放電させた場合(2点位相点火を実行した場合)に於ける、点火タイミングと点火タイミングにおける燃焼室内の圧力との関係を説明する。 Next, the relationship between the ignition timing and the pressure in the combustion chamber at the ignition timing when the ignition timings of the two spark plugs are shifted and discharged (when two-point phase ignition is executed) will be described.
図6は、2点位相点火したときの点火タイミングにおける燃焼室内の圧力を示す特性図である。即ち、図6に示す特性図は、1つの燃焼室内に2つの点火プラグを備えていて、且つ、それらの点火プラグの点火タイミングをずらして放電させる2点位相点火を実行したときの、点火タイミングと点火タイミングにおける燃焼室内の圧力との関係を示す特性図である。但し、気筒1a内に吸入される空気量は図5の場合と同一とする。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing the pressure in the combustion chamber at the ignition timing when two-point phase ignition is performed. That is, the characteristic diagram shown in FIG. 6 shows ignition timings when two ignition plugs are provided in one combustion chamber and two-point phase ignition is performed in which the ignition timings of these ignition plugs are shifted and discharged. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the pressure in the combustion chamber at the ignition timing. However, the amount of air sucked into the cylinder 1a is the same as in FIG.
尚、図6の場合についても、図5の場合と同様に、横軸はクランク角度を表しており、ピストン1eがBDCからTDCへ向って上昇する圧縮行程と、ピストン1eがTDCからBDCへ向って下降する膨張行程の両行程の期間が示されている。また、図6についても、内燃機関をモータリング運転した時(混合気を燃焼させなかった時)の燃焼室内の圧力が破線カーブM(図5に示した破線カーブMと同じ特性)で示されている。 In the case of FIG. 6 as well, as in FIG. 5, the horizontal axis represents the crank angle, the compression stroke in which the piston 1e rises from BDC to TDC, and the piston 1e moves from TDC to BDC. The duration of both strokes of the expansion stroke descending is shown. Also in FIG. 6, the pressure in the combustion chamber when the internal combustion engine is motored (when the air-fuel mixture is not combusted) is indicated by a broken line curve M (the same characteristic as the broken line curve M shown in FIG. 5). ing.
図6において、例えば、先に放電させる点火プラグの点火タイミングをIg1、後から放電させる点火プラグの点火タイミングをIg2とした場合、夫々の点火タイミングIg1、Ig2に於けるに燃焼室1b内の圧力は、夫々、P1、P4となる。即ち、先に放電させる点火プラグについては、前述の図5において点火タイミングIg1で放電させたときと同じく、モータリング運転時とほぼ等価な圧力P1での放電となる。ところが、後から放電させる点火プラグでは、図6の実線Fで示すように、先に放電させた点火プラグの放電により混合気が着火されて燃焼が始まるため、モータリング運転時の圧力よりも高い燃焼圧が発生した中での放電となる。即ち、図5において点火タイミングIg2で放電させたときの圧力P2よりも高い圧力P4で放電させることになる。
In FIG. 6, for example, when the ignition timing of the spark plug to be discharged first is Ig1, and the ignition timing of the spark plug to be discharged later is Ig2, the pressure in the
このように、2点位相点火を実行した場合には、後から放電する点火プラグの点火タイミングに於ける燃焼室1b内の圧力は、燃焼圧の影響を受けてモータリング運転時よりも高くなり、その結果、点火要求電圧も高くなってしまうことから、場合によっては、正常な放電が出来なくなり失火に至ることがある。
As described above, when the two-point phase ignition is executed, the pressure in the
次に、図6で示した、2つの点火プラグの点火タイミングが、Ig1、Ig2のときの燃焼室内の圧力P1、P4と点火要求電圧との関係を説明する。図7は、点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力と点火要求電圧の関係を示す特性図である。図7に於いて、先に放電させた点火プラグ(点火タイミング=Ig1)に於ける燃焼室内の圧力P1に対する点火要求電圧をV1とし、後から放電させた点火プラグ(点火タイミング=Ig2)に於ける燃焼室内の圧力P4に対する点火要求電圧をV4とすると、点火タイミングに於ける燃焼室1b内の圧力と点火要求電圧Vとの関係は、先に放電させた点火プラグについては図7のプロットAで示され、後で放電させる点火プラグについては図7のプロットBで示される。
Next, the relationship between the pressures P1, P4 in the combustion chamber and the ignition request voltage when the ignition timings of the two ignition plugs shown in FIG. 6 are Ig1, Ig2 will be described. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the pressure in the combustion chamber and the required ignition voltage at the ignition timing. In FIG. 7, the ignition request voltage for the pressure P1 in the combustion chamber in the previously discharged spark plug (ignition timing = Ig1) is V1, and the spark plug (ignition timing = Ig2) discharged later is used. Assuming that the required ignition voltage for the pressure P4 in the combustion chamber is V4, the relationship between the pressure in the
図7のプロットA、プロットBから、点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力Pが高くなれば点火要求電圧Vも高くなることは明らかである。そこで、この発明の実施の形態1による内燃機関の点火制御装置に於いては、点火タイミングIg2に於ける燃焼室1b内の圧力P4のときの点火要求電圧Vを下げるために、後で点火する点火プラグのプラグギャップの初期値を先に点火する点火プラグのプラグギャップより狭く設定しておくことで対処している。
From plots A and B of FIG. 7, it is clear that the required ignition voltage V increases as the pressure P in the combustion chamber at the ignition timing increases. Therefore, in the ignition control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, ignition is performed later in order to lower the required ignition voltage V at the pressure P4 in the
後から点火する点火プラグのプラグギャップを短縮しておけば、式(1)で表されるパッシェンの法則から判るように点火要求電圧Vは下がり、点火タイミングIg2に於ける燃焼室1b内の圧力P4のときの点火要求電圧Vは、図7のプロットCで示されるように低減することが実現される。
If the plug gap of the ignition plug to be ignited later is shortened, the ignition required voltage V decreases as can be seen from Paschen's law expressed by the equation (1), and the pressure in the
以上に基づき、この発明の実施の形態1に係る内燃機関の点火制御装置では、2点位相点火する場合に於いては、先に放電させる点火プラグとしては、図4の(a)に示した第1点火プラグ13a(プラグギャップ初期値d1)を選択し、後から放電させる点火プラグとしては、図4の(b)に示した第2点火プラグ13b(プラグギャップ初期値d2,但し、d1>d2)となるようにプラグギャップの初期値を設定している。
Based on the above, in the ignition control device for an internal combustion engine according to
次に、この発明の実施の形態1に於ける内燃機関の点火制御装置に於ける制御手順を説明する。図8は、この発明の実施の形態1による内燃機関の点火制御装置に於ける制御手順を示すフローチャートである。
Next, a control procedure in the internal combustion engine ignition control apparatus according to
図8に於いて、ステップS1では、内燃機関1の運転状態が2点位相点火の実行ゾーンか否かを判定する。ステップS1に於ける判定の結果、内燃機関1の運転状態が2点位相点火の実行ゾーンでなかった場合(NO)には、ステップS1からステップS6に進み、点火プラグの放電開始順序の制限は行わずに各点火コイル14a、14bの駆動を制御して処理を抜ける。一方、ステップS1に於ける判定の結果、内燃機関1の運転状態が2点位相点火の実行ゾーンであった場合(YES)には、ステップS1からステップS2へ進む。
In FIG. 8, in step S1, it is determined whether or not the operating state of the
ステップS2では、内燃機関1が所定の高負荷領域で運転中であるか否かを判定する。
ステップS2に於いて、内燃機関が所定の高負荷領域で運転中であったと判定した場合(YES)には、ステップS2からステップS7に進み、点火プラグの放電開始順序を制限して各点火コイル14a、14bの駆動を制御して処理を抜ける。一方、ステップS2に於いて内燃機関1が所定の高負荷領域で運転中でないと判定した場合(NO)には、ステップS2からステップS3へ進む。
In step S2, it is determined whether or not the
If it is determined in step S2 that the internal combustion engine is operating in a predetermined high load region (YES), the process proceeds from step S2 to step S7, and the discharge start order of the spark plug is limited to each ignition coil. Control the drive of 14a and 14b to exit the process. On the other hand, when it is determined in step S2 that the
ステップS3では、内燃機関1が所定の低温状態且つ始動中であるか否かを判定する。ステップS3に於いて内燃機関が所定の低温状態且つ始動中であると判定した場合(YES)にはステップS3からステップS7に進み、点火プラグの放電開始順序を制限して各点火コイル14a、14bの駆動を制御して処理を抜ける。一方、ステップS3に於いて内燃機関1が所定の低温状態且つ始動中でないと判定した場合(NO)には、ステップS3からステップS4へ進む。
In step S3, it is determined whether or not the
ステップS4では、内燃機関1の運転状態に基づいて決定した点火タイミングがTDCよりも進角側且つTDCから所定範囲内であるか否かを判定する。ステップS4に於いて点火タイミングがTDCよりも進角側且つTDCから所定範囲内であると判定した場合(YES)にはステップS4からステップS7に進み、点火プラグの放電開始順序を制限して各点火コイル14a、14bの駆動を制御して処理を抜ける。一方、ステップS4に於いて点火タイミングがTDCよりも進角側且つTDCから所定範囲内でないと判定した場合(NO)にはステップS4からステップS5へ進む。
In step S4, it is determined whether or not the ignition timing determined based on the operating state of the
ステップS5では、点火タイミングの位相差(先に点火する点火プラグと後から点火する点火プラグの点火タイミングの間隔)が所定値以上であるか否かを判定する。ステップS5に於いて点火タイミングの位相差が所定値以上であると判定した場合(YES)にはステップS5からステップS7に進み、点火プラグの放電開始順序を制限して各点火コイル14a、14bの駆動を制御して処理を抜ける。一方、ステップS5に於いて点火タイミングの位相差が所定値以上でないと判定した場合(NO)にはステップS5からステップS6へ進み、点火プラグの放電開始順序を制限せずに各点火コイル14a、14bの駆動を制御して処理を抜ける。
In step S5, it is determined whether or not the phase difference of the ignition timing (interval of the ignition timing of the ignition plug that ignites first and the ignition plug that ignites later) is equal to or greater than a predetermined value. If it is determined in step S5 that the phase difference of the ignition timing is greater than or equal to a predetermined value (YES), the process proceeds from step S5 to step S7, and the discharge start order of the spark plugs is limited to limit the
以上の制御動作をまとめると以下のようになる。即ち、内燃機関1の運転状態が2点位相点火の実行ゾーンであるとき(ステップS1がYES判定のとき)、(1)内燃機関1が所定の高負荷領域で運転中であるとき(ステップS2がYES判定のとき)、又は、(2)内燃機関1が所定の低温状態かつ始動中であるとき(ステップS3がYES判定のとき)、又は、(3)点火タイミングがTDCよりも進角側且つTDCから所定範囲内であるとき(ステップS4がYES判定のとき)、又は、(4)点火タイミングの位相差が所定値以上であるとき(ステップS5がYES判定のとき)、の(1)〜(4)の何れかが1つでも成立しているときには点火要求電圧が高くなる運転状態であると判断し、第1点火プラグ13aよりも第2点火プラグ13bの方が早く放電することが無いように第1点火プラグ13a、及び、第2点火プラグ13bの放電開始順序が制限されて各点火コイル14a、14bが駆動制御される(ステップS7の処理)。
The above control operations are summarized as follows. That is, when the operating state of the
一方、ステップS1がNO判定のとき、又は、ステップS2〜S5の判定が全てNO判定のときには、2点位相点火を実行する運転状態でない場合か、或いは、点火要求電圧が高くなる運転状態ではないと判断でき、点火プラグの放電開始順序は制限せず、予め、ECU2内のメモリに記憶されている点火方式や点火タイミングに基づいて各点火コイル14a、14bが駆動制御される(ステップS6の処理)。
On the other hand, when step S1 is NO, or when all of the determinations of steps S2 to S5 are NO, it is not an operating state in which two-point phase ignition is executed or an operating state in which the ignition request voltage becomes high. The discharge start order of the spark plugs is not limited, and the
次に、点火方式や点火タイミングの設定方法につき補足する。
この発明の実施の形態1による内燃機関の点火制御装置に於ける点火方式としては、1点点火、又は2点同時点火、又は2点位相点火、の何れかの点火方式が運転状態に応じて予め設定されている。又、それと同時に、2つある点火プラグ夫々の点火タイミングも運転状態に応じてあらかじめ設定されている。
Next, a supplementary description will be given of the ignition method and ignition timing setting method.
As an ignition system in the ignition control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, any one of one-point ignition, two-point simultaneous ignition, or two-point phase ignition is used according to the operating state. It is set in advance. At the same time, the ignition timing of each of the two spark plugs is set in advance according to the operating state.
1点点火方式が設定されている運転状態に於いては、2つある点火プラグのうち何れか一方の点火プラグの点火タイミングのみが予め設定されている。又、2点点火方式が設定されている運転状態に於いては、2つある点火プラグ夫々の点火タイミングが予め設定されている。 In an operating state in which the one-point ignition method is set, only the ignition timing of one of the two spark plugs is preset. In the operating state in which the two-point ignition method is set, the ignition timing of each of the two spark plugs is set in advance.
そして、両方の点火プラグの点火タイミングが同じ設定であれば2点同時点火であり、両方の点火プラグの点火タイミングが異なる設定であれば2点位相点火である。そして、2点位相点火が設定されている場合、先に放電させる点火プラグの点火タイミングと後で放電させる点火プラグの点火タイミングの差が位相差として定義され、設定された各点火タイミングから自ずと点火順序も定まる。 If the ignition timings of both spark plugs are the same, two-point simultaneous ignition is performed. If the ignition timings of both spark plugs are different, two-point phase ignition is performed. When two-point phase ignition is set, the difference between the ignition timing of the spark plug that is discharged first and the ignition timing of the spark plug that is discharged later is defined as a phase difference, and the ignition is automatically performed from each set ignition timing. The order is also determined.
前述の点火方式と点火タイミングは、例えば、運転状態毎に、点火方式と点火タイミングを網羅的に変更したときの、燃焼消費量・機関出力・排気ガス濃度・燃焼状態等の計測結果に基づいて、予め決定しておき、運転状態に応じた点火方式と点火タイミングとして、ECU2内のメモリに記憶させている。
The above ignition method and ignition timing are based on, for example, measurement results of combustion consumption, engine output, exhaust gas concentration, combustion state, etc. when the ignition method and ignition timing are comprehensively changed for each operating state. These are determined in advance and stored in the memory in the
更に、実際に内燃機関1を運転しているときには、エアフローセンサ7の検出する吸入空気量、クランク角センサ12により検出する回転速度、等、各種センサによる検出信号から現在の運転状態を検出し、検出した現在の運転状態に基づいて、ECU2内のメモリに記憶されている点火方式と点火タイミングが選択されるように構成されている。
Further, when the
このように、ECU2に記憶される点火方式と点火タイミングを設定する際の内燃機関1の状態としては、プラグギャップや圧縮比は初期値の状態である。しかし、実際に内燃機関1が運転され始めると経年変化や劣化により、プラグギャップが徐々に広がったり、燃焼室1b内にカーボンが堆積することで圧縮比が徐々に高くなって初期状態よりも点火要求電圧が上昇して失火が発生することが懸念される。
As described above, as the state of the
そこで、初期設定された点火方式と点火タイミングのまま内燃機関1の運転を長らく継続するうちに失火が発生することを防止するため、この発明の実施の形態1では、初期状態よりも点火要求電圧が高くなる恐れのある運転状態(前述の(1)〜(4)の何れかが1つでも成立しているとき)に対しては、第1点火プラグ13aよりも第2点火プラグ13bの方が早く放電することが無いように第1点火プラグ13a、及び、第2点火プラグ13bの放電開始順序を制限するようにしている。
Therefore, in order to prevent misfire from occurring while the operation of the
次に、前述の図8のフローチャートで用いられている各制御パラメータの設定方法につき補足する。図8に於けるステップS1では、内燃機関1の運転状態が位相点火の実行ゾーンか否かを判定しているが、前述したとおり、各種センサによる検出信号から現在の運転状態に基づいて、ECU2内のメモリに記憶されている点火方式と点火タイミングが選択されるため、現在の運転状態が位相点火の実行ゾーンか否かの判定が可能である。
Next, a supplementary description will be given of the method for setting each control parameter used in the flowchart of FIG. In step S1 in FIG. 8, it is determined whether or not the operating state of the
又、内燃機関1は高負荷になるほど空気充填量が増大するため、高負荷時ほど、空気充填量が増えて点火タイミングにおける燃焼室内の圧力が高くなり、点火要求電圧が高くなって失火しやすくなる。図8のステップS2では、内燃機関1が高負荷領域で運転中であるか否かを判定しているが、ここでは、エアフローセンサ7の検出する吸入空気量、クランク角センサ12により検出する回転速度、等、各種センサによる検出信号から、気筒1a内に充填される空気量を負荷量として算出し、該負荷量が所定値以上であった場合に「所定の高負荷領域」であると判定する。
Further, since the
尚、「所定の高負荷領域」であることを判定するための閾値に相当する負荷量については、点火方式と点火タイミングを予め決定した際に対して、経年変化や劣化によって点火要求電圧が更に高くなり、失火を招く可能性のある高負荷領域を実験的または机上試算結果に基づいて決定する。 In addition, regarding the load amount corresponding to the threshold value for determining the “predetermined high load region”, when the ignition method and the ignition timing are determined in advance, the ignition request voltage further increases due to aging and deterioration. Determine high load areas that are likely to be high and lead to misfire based on experimental or desktop calculations.
又、内燃機関1は低温時ほどオイル粘度が高くなり機関を始動させるために必要なトルクが大きくなる傾向があるため、低温になるほど空気充填量が増大することは周知であり、そのため、低温であるほど、点火タイミングに於ける燃焼室1b内の圧力が高くなり、点火要求電圧が高くなって失火しやすくなる。図8のステップS3では、内燃機関1が所定の低温状態かつ始動中であるか否かを判定しているが、内燃機関1の温度については、冷却水温度を検出する水温センサ17によって検出され、内燃機関1が始動中であるか否かについては、スタータスイッチの作動状態等から判定される。
It is well known that the
尚、「所定の低温状態」であることを判定するための閾値に相当する冷却水温度についても、点火方式と点火タイミングをあらかじめ決定した際に対して、経年変化や劣化によって点火要求電圧が更に高くなり、失火を招く可能性のある冷却水温度を実験的または机上試算結果に基づいて決定する。 The cooling water temperature corresponding to the threshold value for determining the “predetermined low-temperature state” is further increased by the ignition request voltage due to aging and deterioration when the ignition method and the ignition timing are determined in advance. The cooling water temperature that is high and may cause misfire is determined based on experimental or desk trial results.
又、図8のステップS4では、内燃機関1の運転状態に基づいて決定した点火タイミングがTDCよりも進角側かつTDCから所定範囲内であるか否かを判定しているが、これについては、図5で説明したとおり、点火タイミングがTDCよりも進角側且つTDCに接近しているときほど点火タイミングにおける燃焼室内の圧力が高くなり、点火要求電圧が高くなって失火しやすくなることに基づく。
Further, in step S4 of FIG. 8, it is determined whether or not the ignition timing determined based on the operating state of the
尚、「TDCから所定範囲内」であることを判定するための閾値に相当する点火タイミングについても、点火方式と点火タイミングを予め決定した際に対して、ノック発生時の点火リタードにより点火要求電圧が高くなることや、経年変化や劣化によって点火要求電圧が更に高くなることを考慮して実験的または机上試算結果に基づいて決定する。 As for the ignition timing corresponding to the threshold value for determining that “it is within a predetermined range from TDC”, the ignition request voltage is determined by the ignition retard at the time of knock occurrence when the ignition method and the ignition timing are determined in advance. Taking into consideration that the required ignition voltage becomes higher due to aging and deterioration, it is determined based on experimental or desk trial calculation results.
又、図8のステップS5では、点火タイミングの位相差が所定値以上であるか否かを判定しているが、これについても、図6で説明したとおり、位相差が大きいときほど後で点火する点火プラグの点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力が高くなり、点火要求電圧が高くなって失火しやすくなることに基づく。 Further, in step S5 of FIG. 8, it is determined whether or not the phase difference of the ignition timing is greater than or equal to a predetermined value. However, as described with reference to FIG. This is based on the fact that the pressure in the combustion chamber at the ignition timing of the spark plug increases, and the ignition request voltage becomes high and misfire is likely to occur.
尚、「点火タイミングの位相差が所定値以上」であることを判定するための閾値に相当する位相差についても、点火方式と点火タイミングを予め決定した際に対して、経年変化や劣化によって点火要求電圧が更に高くなり、失火を招く可能性のある位相差を実験的または机上試算結果に基づいて決定する。 It should be noted that the phase difference corresponding to the threshold value for determining that the “ignition timing phase difference is equal to or greater than a predetermined value” is also ignited due to aging and deterioration when the ignition method and the ignition timing are determined in advance. The required voltage is further increased, and a phase difference that may lead to misfire is determined based on experimental or desk trial results.
そして、図8のステップS6では、ECU2内のメモリに記憶させているとおりの点火順序と点火タイミングのままで各点火コイルを駆動制御し、ステップS7では、ECU2内のメモリに記憶させているとおりの点火順序と点火タイミングではなく、第1点火プラグ13aよりも第2点火プラグ13bの方が先に放電を始めることが無いように各点火プラグの放電開始順序を制限して各点火コイル14a、14bを駆動制御する。
Then, in step S6 of FIG. 8, each ignition coil is driven and controlled with the ignition sequence and ignition timing as stored in the memory in the
この発明による内燃機関の点火制御装置は、以下の特徴を備える。
請求項1に記載の内燃機関の点火制御装置によれば、内燃機関の燃焼室に配置され、プラグギャップでの放電により燃焼室内の混合気に点火する第1点火プラグと、前記第1点火プラグが配置された燃焼室と同一の燃焼室に配置され、且つ前記第1点火プラグよりも狭いプラグギャップの初期値が設定されている第2点火プラグと、前記第1点火プラグと前記第2点火プラグの各点火プラグに於ける放電動作及び点火タイミングを制御する点火制御部と、を備えた内燃機関の点火制御装置であって、前記点火制御部は、前記第1点火プラグと前記第2点火プラグの両方の点火プラグに於ける放電により混合気への着火を実行する場合に、前記第1点火プラグよりも前記第2点火プラグの方が先に放電を始めることが無いように前記第1点火プラグ及び前記第2点火プラグの放電開始順序を制限するように構成されているので、点火系の電源能力や点火コイルの大型化やコストアップを伴うこと無く、先行技術では禁止していた運転状態においても多点点火を実行できるようになることで、従来技術よりも広い運転範囲において着火性能や燃焼状態の改善を実現することが可能となる。又、位相点火する際に、後で放電させる点火プラグにおける点火要求電圧が高くなり過ぎることを抑制して点火プラグの寿命低下や破損を回避することができる。
The ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention has the following features.
According to the ignition control device for an internal combustion engine according to
請求項2に記載の内燃機関の点火制御装置によれば、内燃機関が所定の高負荷領域で運転中である場合に前記した放電開始順序の制限を行うようにしたので、従来では失火の発生を回避するために多点点火を禁止せざるを得なかった「内燃機関の高負荷運転時」であっても多点点火を実行できるようになるため、特に、高負荷運転時の着火性能や燃焼状態の改善を実現できる。
According to the ignition control device for an internal combustion engine according to
請求項3に記載の内燃機関の点火制御装置によれば、内燃機関が所定の低温状態且つ始動中である場合に前記した放電開始順序の制限を行うようにしたので、従来では失火の発生を回避するために多点点火を禁止せざるを得なかった内燃機関の「低温始動時」であっても多点点火を実行できるようになるため、特に、低温度始動時の着火性能や燃焼状態の改善を実現できる。 According to the ignition control device for an internal combustion engine according to the third aspect, since the above-described restriction of the discharge start order is performed when the internal combustion engine is in a predetermined low temperature state and being started, conventionally, misfire has occurred. Multipoint ignition can be executed even at the time of `` low temperature start '' of an internal combustion engine that had to be prohibited to avoid multipoint ignition in order to avoid it, especially ignition performance and combustion state at low temperature start Can be improved.
請求項4に記載の内燃機関の点火制御装置によれば、内燃機関の運転状態に基づいて決定した点火タイミングがTDCよりも進角側且つTDCから所定範囲内である場合に前記した放電開始順序の制限を行うようにしたので、位相点火の実行時に於いて、従来では失火の発生を回避するために多点点火を禁止せざるを得なかった「点火タイミングがTDCよりも進角側かつTDCから所定範囲内に制御されている時」であっても多点点火を実行できるようになるため、特に、点火タイミングがTDCよりも進角側かつTDCから所定範囲内に制御されている時の着火性能や燃焼状態の改善を実現できる。
According to the ignition control device for an internal combustion engine according to
請求項5に記載の内燃機関の点火制御装置によれば、第1点火プラグと第2点火プラグの点火タイミングの間隔が所定値以上である場合に前記した放電開始順序の制限を行うようにしたので、位相点火の実行時において、「第1点火プラグと第2点火プラグの点火タイミングの間隔が所定値以上に制御されている時」であっても多点点火を実行できるようになるため、特に、後で放電させる点火プラグにおける点火要求電圧が高くなり過ぎて失火することを防止して着火性能や燃焼状態の改善を実現できる。
According to the ignition control device for an internal combustion engine according to
請求項6に記載の内燃機関の点火制御装置によれば、少なくとも燃焼室の中央部付近に第1点火プラグを配置するようにしたので、複数ある点火プラグのうち、少なくとも一方の点火プラグを燃焼室の中央部付近に配置した場合に於いて、燃焼室の中央部付近に配置される方の点火プラグを本発明で定義される第1点火プラグとし、その結果、第1点火プラグ及び第2点火プラグの放電開始順序を制限する多点点火制御を実行する際、特許文献2(段落[0064])にも記載されているように、元々、着火性の良い燃焼室中央部付近に配置される方の点火プラグ(即ち、第1点火プラグに指定した点火プラグ)による放電が、もう一方の点火プラグ(第2点火プラグに指定した点火プラグ)による放電よりも後に開始されなくなる。その結果、燃焼室の中央部付近に配置される第1点火プラグに於ける点火要求電圧が高くなり過ぎることが回避され、着火性の良い燃焼室の中央部付近に配置された第1点火プラグによる放電をより確実なものとすることができる。
According to the ignition control device for an internal combustion engine according to
以上の通り、この発明に係る内燃機関の点火制御装置は、1つの燃焼室に対して複数の点火プラグを備える内燃機関の点火制御装置に有用であり、特に、点火タイミングに於ける燃焼室内の圧力が高くなる条件で機関を運転している場合の失火を抑制でき、従来技術よりも広い運転範囲で多点点火を実行することに好適である。 As described above, the ignition control device for an internal combustion engine according to the present invention is useful for an ignition control device for an internal combustion engine that includes a plurality of spark plugs for one combustion chamber, and particularly in the combustion chamber at the ignition timing. It is possible to suppress misfire when the engine is operated under a condition where the pressure is high, and it is suitable for performing multipoint ignition in a wider operating range than in the prior art.
1 内燃機関 1a 気筒
1b 燃焼室 1c 吸気弁
1d 排気弁 1e ピストン
1f コネテクティングロッド 1g クランク軸
1h 吸気側カム軸 2 エンジン制御ユニット(ECU)
3 アクセルペダル 4 アクセルポジションセンサ
5 吸気通路 6 エアクリーナ
7 エアフローセンサ 8 電子制御スロットル
8a スロットル開度センサ 8b バタフライバルブ
8c モータ 9 サージタンク
10 カム角センサ 11 燃料噴射弁
12 クランク角センサ 13a 第1点火プラグ
13b 第2点火プラグ 14a 第1点火コイル
14b 第2点火コイル 15 エキゾーストマニホールド
16 触媒 17 水温センサ
DESCRIPTION OF
3
Claims (5)
前記第1点火プラグが配置された燃焼室と同一の燃焼室に配置され、且つ前記第1点火プラグよりも狭いプラグギャップの初期値が設定されている第2点火プラグと、
前記第1点火プラグと前記第2点火プラグの各点火プラグに於ける放電動作及び点火タイミングを制御する点火制御部と、
を備えた内燃機関の点火制御装置であって、
前記点火制御部は、前記内燃機関が所定の高負荷領域で運転中に前記第1点火プラグと前記第2点火プラグの両方の点火プラグに於ける放電により混合気への着火を実行する場合に、前記第1点火プラグよりも前記第2点火プラグの方が先に放電を始めることが無いように前記第1点火プラグ及び前記第2点火プラグの放電開始順序を制限することを特徴とする内燃機関の点火制御装置。 A first spark plug disposed in the combustion chamber of the internal combustion engine and igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber by discharge in the plug gap;
A second spark plug that is disposed in the same combustion chamber as the combustion chamber in which the first spark plug is disposed and in which an initial value of a plug gap that is narrower than the first spark plug is set;
An ignition control unit that controls a discharge operation and an ignition timing in each of the first spark plug and the second spark plug;
An ignition control device for an internal combustion engine comprising:
The ignition control unit is configured to execute ignition of the air-fuel mixture by discharge in both the first spark plug and the second spark plug while the internal combustion engine is operating in a predetermined high load region. The discharge start order of the first spark plug and the second spark plug is limited so that the second spark plug does not start discharging earlier than the first spark plug. Engine ignition control device.
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