JP5326031B2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents
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Description
しかし、従来では、燃料供給圧(噴射圧)の変化に対して直接的に点火時期を変更することが行われておらず、燃焼性の改善による耐ノック性の向上に対しては、ノッキングが発生していないことに基づいて徐々に進角側に点火時期が補正されることになっていた。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、燃料供給圧の変化に対する燃焼性の変化に速やかに対応して、ノッキングを発生させることがなく、かつ、最大限に進角された点火時期に制御できる点火時期制御装置を提供することを目的とする。
上記発明によると、燃料噴射弁に対する燃料の供給圧が機関負荷の増大に応じて高くされ、燃料噴霧の粒径が小さくなることで燃焼性が改善され、燃焼性が改善されることで耐ノック性が向上すると、これに対応して点火時期が進角されることになる。
図1は、実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。
図1において、内燃機関101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装される。
そして、前記電子制御スロットル104及び吸気バルブ105を介して、燃焼室106内に空気が吸入される。
前記燃料噴射弁131は、コントロールユニット114からの噴射パルス信号によって開弁駆動されると、燃料を吸気バルブ105に向けて噴射する。
前記燃焼室106内に空気と混合して吸引された燃料は、点火プラグ151による火花点火によって着火燃焼する。
燃焼室106内の燃焼排気は、排気バルブ107を介して排気管に排出され、フロント触媒108及びリア触媒109で浄化された後、大気中に放出される。
燃料タンク135には、電動式の燃料ポンプ136が内蔵され、この燃料ポンプ136を駆動することで燃料タンク135内の燃料(ガソリン)が前記燃料噴射弁131に向けて圧送される。
即ち、機関負荷が機関回転速度毎の閾値以下である低中負荷領域では、目標燃圧は基準燃圧(例えば350kpa)に設定され、機関負荷が前記閾値を超える高負荷域では、目標燃圧は前記基準燃圧よりも高い高出力圧(例えば700kpa)に設定される。
前記各種センサとしては、前記燃圧センサ138の他、運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ116、機関101の吸入空気流量Qを検出するエアフローメータ115、クランクシャフト120の回転位置を検出するクランク角センサ117、スロットルバルブ103bの開度TVOを検出するスロットルセンサ118、機関101の冷却水温度を検出する水温センサ119、前記フロント触媒108の上流側での排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する空燃比センサ121等が設けられている。
そして、前記基本噴射パルス幅Tpを、基準空燃比相当のパルス幅をそのときの目標空燃比相当のパルス幅に変換するための空燃比補正係数や、基準燃圧に対応するパルス幅をそのときの目標燃圧で同じ量の燃料を噴射させるパルス幅に変換するための燃圧補正係数や、空燃比センサ121の検出結果と目標空燃比との比較に基づいて算出される空燃比フィードバック補正係数などに基づいて補正することで、最終的な噴射パルス幅Tiを算出する。
ここで、本願における点火時期制御の第1実施形態を、図3のフローチャートに従って説明する。
ステップS11では、燃圧センサ138で検出された燃圧を読み込む。
例えば、図2に示したように、機関負荷と機関回転速度とから、目標燃圧が基準燃圧(350kpa)と高出力圧(700kpa)とに切り換えられる場合には、基準燃圧と高出力圧とのいずれが選択されているかを、前記ステップS12で判断させる。
前記基準燃圧時に対応する基本点火時期は、予め機関負荷及び機関回転速度を変数とするマップに記憶されており、前記マップから検索した基本点火時期をそのまま基準燃圧時に対応する基本点火時期とする。
一方、ステップS12で、燃圧が閾値以上であると判断されたとき、換言すれば、高出力圧を目標燃圧とする運転条件であるときには、ステップS14へ進み、基準燃圧時に対応する基本点火時期に予め記憶した一定の補正値を加算した結果を高出力圧時の基本点火時期とする。
燃料噴射弁131に対する燃料の供給圧が高いと、燃料噴霧の粒径が小さくなることによって燃焼性が改善され、燃焼性が改善されることで耐ノック性も向上するから、より進角してもノッキングの発生を避けることができる。
従って、燃料噴射弁131に対する燃料の供給圧の切り換え設定に対して、ノッキングを回避できる最大限に進角された点火時期に応答良く切り換え設定させることができ、機関の出力性能を向上させることができる。
上記実施形態では、燃料噴射弁131に対する燃料の供給圧が、基準燃圧と高出力圧との2種類に切り換え設定される構成としたが、3種類以上に目標燃圧が切り換え設定される場合や、連続的に目標燃圧が変更される場合にも、同様にして、点火時期の進角補正を行わせることができる。
ステップS21では、燃圧センサ138で検出された燃圧を読み込む。
ステップS22では、予め燃圧毎に基本点火時期の進角補正値を記憶するテーブルを参照し、ステップS21で読み込んだ燃圧が高いほど大きな進角補正値を、補間演算によって求める。
上記第2実施形態によると、燃圧が複数段階に切り換えられる場合や、連続的に変更される場合であっても、そのときの燃圧でノッキングを回避できる最大限に進角された基本点火時期に設定でき、機関の出力性能を向上させることができる。
尚、燃圧センサ138の検出結果に代えて、そのときの目標燃圧に応じて点火時期を設定させることができるが、燃圧センサ138の検出結果を用いる構成とすれば、目標燃圧のステップ変化に対する過渡的な燃圧の変化時にも、実際の燃圧に応じて点火時期を補正制御できる。
ステップS31では、機関負荷を代表する基本噴射パルス幅Tpを読み込む。
ステップS32では、前記基本噴射パルス幅Tpが予め記憶された閾値以上であるか否かを判断する。
ステップS32で前記基本噴射パルス幅Tpが前記閾値未満であると判断されたときには、ステップS33へ進み、目標燃圧に基準燃圧(350kpa)を設定すると共に、基準燃圧時に対応する基本点火時期を設定する。
ステップS34では、目標燃圧に高出力圧(700kpa)を設定すると共に、基準燃圧時に対応する基本点火時期に予め記憶した一定の補正値を加算することで、基準燃圧に設定される低中負荷時の点火時期に比べて、高負荷時の点火時期を進角させる。
ここで、前記機関負荷が前記閾値以上である高負荷領域において、目標燃圧を、前記基準燃圧(350kpa)を超える領域で複数に変化させ、かつ、目標燃圧の設定に応じて点火時期を進角補正することができ、係る構成とした第4実施形態を図6のフローチャートに従って説明する。
ステップS42では、前記基本噴射パルス幅Tpが予め記憶された閾値以上であるか否かを判断する。
尚、ステップS42では、機関回転速度毎に設定される閾値と前記基本噴射パルス幅Tpとを比較させることができる。
一方、ステップS43で前記基本噴射パルス幅Tpが前記閾値以上である高負荷運転状態であると判断されたときには、ステップS44へ進む。
この第4実施形態によると、前記基本噴射パルス幅Tpが前記閾値以上である高負荷運転領域において、機関負荷の大きさに応じて適正な目標燃圧に設定しつつ、係る目標燃圧でノッキングを発生させることのない範囲内で極力進角された基本点火時期を設定させることができ、機関の出力性能の改善に寄与できる。
また、機関負荷を代表する状態量としては、基本噴射パルス幅Tpの他、スロットル開度や吸気負圧やシリンダ吸入空気量を用いることができる。
Claims (1)
- 吸気バルブの上流側に燃料噴射弁を備えると共に、前記燃料噴射弁に対する燃料の供給圧が可変とされる内燃機関において、
前記燃料の供給圧を、機関負荷の増大に応じて高くする一方、点火時期を、前記燃料の供給圧に基づいて供給圧が高いほど進角させ、冷機時には前記燃料の供給圧に基づく点火時期の進角変化を制限する、内燃機関の点火時期制御装置。
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