JP5565364B2 - 火花点火式エンジンの異常燃焼検出方法および火花点火式エンジン - 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、往復ピストン型の多気筒ガソリンエンジンであり、走行駆動用の動力源として車両に搭載されている。このエンジンのエンジン本体1は、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の上面に設けられたシリンダヘッド4と、各気筒2に往復摺動可能に挿入されたピストン5とを有している。なお、エンジン本体1に供給される燃料は、ガソリンを主成分とするものであればよく、その中身は、全てガソリンであってもよいし、ガソリンにエタノール(エチルアルコール)等を含有させたものでもよい。
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、上記異常燃焼判定手段42がプリイグニッションおよびノッキングの発生を判定する際のより具体的な手順について説明する。
次に、以上のような機能を有するECU40による制御動作について、図9〜図12のフローチャートに基づき説明する。なお、ここでは、プリイグニッションおよびノッキングの検出、およびこれらが検出されたときの回避動作を中心に説明する。
当実施形態の火花点火式エンジンでは、エンジンの低回転・高負荷域に設定された特定運転領域Rで、イオン電流センサ34により火炎を検出し、その検出タイミング(火炎の発生タイミング)に基づいてプリイグニッションの有無を判定する一方、このイオン電流センサ34を用いた検出によりプリイグニッションが確認されなかった場合でも、さらに振動センサ33を用いてプリイグニッションを検出するようにした。このような構成によれば、混合気が過早に自着火する現象であるプリイグニッションを、ノッキングと区別しながらより高い精度で検出できるという利点がある。
なお、上記実施形態では、プリイグ回避制御において空燃比をリッチ化する際に、例えばA/F=14.7→12.5→11のように、複数回に分けて段階的にリッチ化するようにしたが、さらに多くの回数に分けて多段階で空燃比をリッチ化するようにしてもよい。逆に、リッチ化の回数を1回だけにし、その後プリイグニッションが回避されなければ、すぐに吸気弁11の閉時期を遅角させて有効圧縮比を低下させる制御に移行してもよい。
16 点火プラグ
33 振動センサ
34 イオン電流センサ
40 ECU(制御手段)
Va 振動強度
Vmax 最大振動強度(振動強度の最大値)
X 閾値
R 特定運転領域
Claims (5)
- エンジンの振動を検出する振動センサおよび筒内圧力を検出する筒内圧センサのいずれかと、混合気の燃焼により生じる火炎を検出するイオン電流センサとを備え、かつ、エンジン高負荷域の少なくとも一部の特定運転領域で、異常燃焼が発生していない通常時に、点火プラグによる点火時期が圧縮上死点よりも遅角側に設定された火花点火式エンジンの異常燃焼を検出する方法であって、
エンジンが上記特定運転領域で運転されているときに、上記イオン電流センサによる火炎の検出タイミングに基づいて、混合気が過早に自着火する異常燃焼であるプリイグニッションが発生しているか否かを判定する工程と、
当該判定の結果プリイグニッションが発生していないことが確認された場合に、上記振動センサから取得された振動強度の最大値、または上記筒内圧センサから取得された筒内圧力の最大値が、所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、
当該判定の結果上記振動強度の最大値または上記筒内圧力の最大値が上記閾値以上であることが確認された場合に、上記点火プラグによる点火時期を、圧縮上死点の遅角側にあたる上記通常時の点火時期から、さらに遅角側に変更する工程と、
上記点火時期の遅角化の後に上記振動センサまたは筒内圧センサから取得された振動強度の最大値または筒内圧力の最大値が上記閾値以上であることが確認された場合に、プリイグニッションが発生していると判定する工程とを含むことを特徴とする火花点火式エンジンの異常燃焼検出方法。 - 請求項1記載の火花点火式エンジンの異常燃焼検出方法において、
上記点火時期の遅角化を所定量ずつ複数回行い、各回の遅角化の後に取得された振動強度の最大値または筒内圧力の最大値が全て上記閾値以上であった場合に、プリイグニッションが発生していると判定することを特徴とする火花点火式エンジンの異常燃焼検出方法。 - エンジンの振動を検出する振動センサおよび筒内圧力を検出する筒内圧センサのいずれかと、混合気の燃焼により生じる火炎を検出するイオン電流センサとを備え、かつ、エンジン高負荷域の少なくとも一部の特定運転領域で、異常燃焼が発生していない通常時に、点火プラグによる点火時期が圧縮上死点よりも遅角側に設定された火花点火式エンジンであって、
上記点火プラグによる火花放電のタイミングを制御するとともに、上記振動センサにより検出された振動強度の情報、または上記筒内圧センサにより検出された筒内圧力の情報を受け付ける制御手段を備え、
上記制御手段は、
エンジンが上記特定運転領域で運転されているときに、上記イオン電流センサによる火炎の検出タイミングに基づいて、混合気が過早に自着火する異常燃焼であるプリイグニッションが発生しているか否かを判定し、
当該判定の結果プリイグニッションが発生していないことが確認された場合に、上記振動センサから取得された振動強度の最大値、または上記筒内圧センサから取得された筒内圧力の最大値が、所定の閾値以上であるか否かを判定し、
当該判定の結果上記振動強度の最大値または上記筒内圧力の最大値が上記閾値以上であることが確認された場合に、上記点火プラグによる点火時期を、圧縮上死点の遅角側にあたる上記通常時の点火時期から、さらに遅角側に変更する制御を実行し、
上記点火時期の遅角化の後に上記振動センサまたは筒内圧センサから取得された振動強度の最大値または筒内圧力の最大値が上記閾値以上であることが確認された場合に、プリイグニッションが発生していると判定することを特徴とする火花点火式エンジン。 - 請求項3記載の火花点火式エンジンであって、
上記制御手段は、上記点火時期の遅角化を所定量ずつ複数回行い、各回の遅角化の後に取得された振動強度の最大値または筒内圧力の最大値が全て上記閾値以上であった場合に、プリイグニッションが発生していると判定することを特徴とする火花点火式エンジン。 - 請求項3または4記載の火花点火式エンジンにおいて、
上記制御手段は、プリイグニッションが発生していると判定すると、筒内温度および筒内圧力の少なくとも一方を低下させる所定の制御を実行することを特徴とする火花点火式エンジン。
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