JP5423720B2 - 火花点火式エンジンの制御方法および制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を示す図である。本図に示されるエンジンは、多気筒ガソリンエンジンであり、紙面に直交する方向に並ぶ複数の気筒2(図中ではそのうちの1つのみを示す)を有するシリンダブロック3と、シリンダブロック3上に設けられたシリンダヘッド4とを含むエンジン本体1を有している。また、このエンジンは、車載用エンジンであり、車両を駆動するための動力源として図外のエンジンルームに配設されている。
図2は、エンジンの制御系を示すブロック図である。本図に示されるECU40は、エンジンの各部を統括的に制御するための制御手段であり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。
次に、以上のように構成されたECU40により行われる制御動作について説明する。ここでは、上記プリイグ領域Rでプリイグニッションが検出された場合に行われる制御動作、およびその結果プリイグニッションが回避された場合に行われる制御動作を中心に説明する。
以上説明したように、当実施形態の火花点火式エンジンでは、イオン電流センサ31の検出値に基づくプリイグニッションの検出が、閾値Nexよりも低回転側の第1プリイグ領域R1でなされたか、これよりも高回転側の第2プリイグ領域R2でなされたかに応じて、第1および第2プリイグ回避制御のいずれかが選択的に実行される。このうち、回転速度Ne<Nexのときに選択される第1プリイグ回避制御には、筒内の空燃比をリッチ化する制御(ステップS22)と、吸気弁11の閉時期をリタードさせて有効圧縮比を低下させる制御(ステップS23)とが含まれる。一方、回転速度Ne≧Nexのときに選択される第2プリイグ回避制御には、空燃比をリッチ化する制御(ステップS31)は含まれるが、上記第1プリイグ回避制御のときと異なり、吸気弁11の閉時期をリタードさせる制御は含まれず、有効圧縮比は一定に維持される。このような構成によれば、プリイグニッションの性質に応じた有効な対策のみを選択しながら、適正かつ確実にプリイグニッションを抑制できるという利点がある。
15 VVT(可変機構)
18 インジェクタ
31 イオン電流センサ(検出手段)
Nex (エンジン回転速度の)閾値
R1 第1プリイグ領域
R2 第2プリイグ領域
Claims (10)
- 火花点火による正常の燃焼開始時期よりも前に混合気が自着火するプリイグニッションを検出するための検出手段と、筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、吸気弁の閉時期を可変的に設定する可変機構とを備えた火花点火式エンジンを制御する方法であって、
上記検出手段の検出値に基づきプリイグニッションが検出され、かつエンジン回転速度が所定値未満であることが確認された場合の制御として、第1プリイグ回避制御を実行するステップと、
上記検出手段の検出値に基づきプリイグニッションが検出され、かつエンジン回転速度が所定値以上であることが確認された場合の制御として、第2プリイグ回避制御を実行するステップとを含み、
上記第1プリイグ回避制御には、上記インジェクタから噴射された燃料に基づき筒内に形成される混合気の空燃比をリッチ化する制御と、上記可変機構を用いて吸気弁の閉時期を変更することにより、エンジンの有効圧縮比を低下させる制御とが含まれ、
上記第2プリイグ回避制御には、上記筒内の空燃比をリッチ化する制御が含まれる一方、上記エンジンの有効圧縮比を低下させる制御は含まれないことを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項1記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
上記第2プリイグ回避制御で筒内の空燃比をリッチ化する際には、上記インジェクタからの燃料の噴射量を低減させとともに、その燃料に基づく筒内の空燃比が噴射量の低減前よりもリッチになるように筒内への吸入空気量を低減させることを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項2記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
上記第2プリイグ回避制御で筒内の空燃比をリッチ化する際には、吸気通路内に設けられたスロットル弁を閉方向に駆動することにより、吸入空気量を低減させることを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
上記第1プリイグ回避制御で有効圧縮比を低下させる際には、上記吸気弁の閉時期を、下死点よりも遅角側でかつ吸気の吹き返しが起きないような時期から、さらに遅角側に変更することを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の火花点火式エンジンの制御方法において、
エンジン負荷が高くかつエンジン回転速度が上記所定値未満の運転領域では、上記プリイグニッションの検出の有無にかかわらず、上記インジェクタから噴射すべき燃料のうち、一部の燃料の噴射時期を圧縮行程の中期以降に遅らせる制御を実行することを特徴とする火花点火式エンジンの制御方法。 - 火花点火による正常の燃焼開始時期よりも前に混合気が自着火するプリイグニッションを検出するための検出手段と、筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、吸気弁の閉時期を可変的に設定する可変機構と、上記インジェクタおよび可変機構を制御する制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、
上記制御手段は、上記検出手段の検出値に基づきプリイグニッションが検出され、かつエンジン回転速度が所定値未満であることが確認された場合の制御として、第1プリイグ回避制御を実行するとともに、上記検出手段の検出値に基づきプリイグニッションが検出され、かつエンジン回転速度が所定値以上であることが確認された場合の制御として、第2プリイグ回避制御を実行するものであり、
上記第1プリイグ回避制御には、上記インジェクタから噴射された燃料に基づき筒内に形成される混合気の空燃比をリッチ化する制御と、上記可変機構を用いて吸気弁の閉時期を変更することにより、エンジンの有効圧縮比を低下させる制御とが含まれ、
上記第2プリイグ回避制御には、上記筒内の空燃比をリッチ化する制御が含まれる一方、上記エンジンの有効圧縮比を低下させる制御は含まれないことを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。 - 請求項6記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
上記制御手段は、上記第2プリイグ回避制御で筒内の空燃比をリッチ化する際に、上記インジェクタからの燃料の噴射量を低減させるとともに、その燃料に基づく筒内の空燃比が噴射量の低減前よりもリッチになるように筒内への吸入空気量を低減させることを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。 - 請求項6または7記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
吸気通路内に設けられた開閉可能なスロットル弁を備え、
上記制御手段は、上記第2プリイグ回避制御で筒内の空燃比をリッチ化する際に、上記スロットル弁を閉方向に駆動することにより、吸入空気量を低減させることを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。 - 請求項6〜8のいずれか1項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
上記制御手段は、上記第1プリイグ回避制御で有効圧縮比を低下させる際に、上記吸気弁の閉時期を、下死点よりも遅角側でかつ吸気の吹き返しが起きないような時期から、さらに遅角側に変更することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。 - 請求項6〜9のいずれか1項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
上記制御手段は、エンジン負荷が高くかつエンジン回転速度が上記所定値未満の運転領域において、上記プリイグニッションの検出の有無にかかわらず、上記インジェクタから噴射すべき燃料のうち、一部の燃料の噴射時期を圧縮行程の中期以降に遅らせる制御を実行することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
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