JP6281589B2 - Control device for multi-ignition engine - Google Patents
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Description
本発明は、混合気の点火を燃焼室内の複数の位置にて行うための複数の点火プラグを有する多点火式エンジンの制御装置に関する技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field related to a control device for a multi-ignition engine having a plurality of ignition plugs for igniting an air-fuel mixture at a plurality of positions in a combustion chamber.
特にハイブリッド車両においては、エンジンの運転及び停止が頻繁に繰り返されることが多く、このため、エンジンの運転中の燃焼状態が悪い。特に、エンジンが冷間状態にあるときにエンジンの運転が停止した場合に、そのエンジンの運転中の燃焼状態が悪くなる。このようなエンジンでは、エンジンの運転中に、燃焼室に面する部材(特に点火プラグ)に付着物が付着堆積し易くなる。上記付着物が点火プラグに付着すると、該点火プラグの失火を招く可能性が高くなる。 In particular, in a hybrid vehicle, the operation and stop of the engine are often repeated, and therefore the combustion state during operation of the engine is poor. In particular, when the engine is stopped when the engine is in a cold state, the combustion state during operation of the engine is deteriorated. In such an engine, during operation of the engine, deposits tend to adhere and accumulate on members facing the combustion chamber (especially spark plugs). If the deposit adheres to the spark plug, there is a high possibility that the spark plug will be misfired.
ここで、例えば特許文献1には、各気筒に2つの点火プラグを備える多点火式エンジンにおいて、上記2つの点火プラグのうちの一方の点火プラグの失火が検出された場合に、該一方のプラグを使用せず、他方の点火プラグの点火時期を、所定のパラメータにしたがって補正する(進角補正)ことが開示されている。すなわち、特許文献1によると、2点点火を基本として設計されたエンジンにおいて、1点点火となった場合、燃焼室中央からオフセットした位置に配置された1個のプラグで点火すると、火炎伝播距離が長くなり、このため、2点点火と同じ点火時期に設定すると、噴射された燃料が燃焼し終わる前に未燃焼のまま排気されてしまうのでエンジン出力が低下する。そこで、1点火プラグ制御の場合に、ノッキングが発生しない範囲で、点火時期を進めれば、未燃焼のまま排気されていた燃料を燃焼させてから排気できるのでエンジン出力の低下を抑制することができる。
Here, for example, in
上記のような、複数の点火プラグを有する多点火式エンジンにおいて、該複数の点火プラグのうちの一部の点火プラグが、上記付着物の付着等により失火した場合に、上記特許文献1のように、残りの点火プラグで点火を行うとともに、その点火時期を進角補正することが考えられる。 In the multi-ignition engine having a plurality of spark plugs as described above, when a part of the plurality of spark plugs misfires due to adhesion of the deposits, etc. In addition, it is conceivable to perform ignition with the remaining spark plugs and to correct the ignition timing of the ignition timing.
しかし、上記特許文献1のように、失火していない点火プラグの点火時期を進角補正するだけでは、燃料と空気との混合気の形成の仕方によっては、燃焼性がより一層悪化する場合があるとともに、エンジン出力の低下を良好に抑制することも困難になり、改善の余地がある。
However, as described in
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の点火プラグを有する多点火式エンジンの制御装置において、該複数の点火プラグのうちの一部の点火プラグが失火したとしても、その失火による燃焼性の悪化及びエンジン出力の低下を良好に抑制できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to control a part of the plurality of ignition plugs in a control device for a multi-ignition engine having a plurality of ignition plugs. Even if the plug misfires, it is desirable to satisfactorily suppress deterioration in combustibility and reduction in engine output due to the misfire.
上記の目的を達成するために、本発明では、燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの燃料と空気との混合気の点火を、燃焼室内の複数の位置にて行うための複数の点火プラグとを有する多点火式エンジンの制御装置を対象として、上記各点火プラグの失火を検出する失火検出手段と、上記燃料噴射弁及び上記各点火プラグの作動を含めて、上記エンジンの作動を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記失火検出手段により上記複数の点火プラグのうちの一部の点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃焼室内において、上記複数の点火プラグの失火が検出されていないときと比較して、失火が検出されていない点火プラグの側に上記混合気が形成されるように、上記燃料噴射弁を制御するとともに、上記一部の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、上記燃料噴射弁からの燃料噴射量の増量により補うよう構成されている、という構成とした。 In order to achieve the above object, in the present invention, a fuel injection valve that injects fuel and a mixture of fuel and air from the fuel injection valve are ignited at a plurality of positions in the combustion chamber. Targeting a control device for a multi-ignition engine having a plurality of spark plugs, including misfire detection means for detecting misfire of each of the spark plugs, operation of the fuel injection valve and each of the spark plugs, Control means for controlling operation, and when the misfire detection means detects a misfire of only a part of the plurality of spark plugs, the control means in the combustion chamber The fuel injection valve is controlled so that the air-fuel mixture is formed on the side of the spark plug where no misfire has been detected, compared with when the misfire of the spark plug is not detected, and the part A reduction amount of the engine output by the misfire of the spark plug, has a configuration that is configured to compensate for the increase of the fuel injection amount from the fuel injection valve.
上記の構成により、複数の点火プラグのうちの一部の点火プラグのみが失火したときには、燃焼室内において、該複数の点火プラグが失火していないときと比較して、失火していない点火プラグの側に混合気が形成されるように、燃料噴射弁を制御するので、上記複数の点火プラグの失火が検出されていないときと同様の燃焼性を維持することができ、失火による燃焼性の悪化を良好に抑制することができる。また、上記一部の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、燃料噴射弁からの燃料噴射量の増量により補うので、一部の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下を良好に抑制することができる。 With the above configuration, when only a part of the plurality of spark plugs misfires, the spark plugs that have not misfired in the combustion chamber are compared with the case where the plurality of spark plugs do not misfire. Since the fuel injection valve is controlled so that an air-fuel mixture is formed on the side, it is possible to maintain the same flammability as when the misfire of the plurality of spark plugs is not detected, and the flammability deteriorates due to misfire Can be suppressed satisfactorily. In addition, since the decrease in engine output due to misfire of some of the spark plugs is compensated for by the increase in the fuel injection amount from the fuel injection valve, the decrease in engine output due to misfire of some of the spark plugs can be well suppressed. Can do.
上記多点火式エンジンの制御装置の一実施形態において、上記エンジンは、ロータリピストンエンジンであり、上記複数の点火プラグは、ロータの回転方向に並設されたリーディング側点火プラグ及びトレーリング側点火プラグであり、上記燃料噴射弁は、上記エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴噴射弁であり、上記制御手段は、上記失火検出手段により上記リーディング側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃焼室内において、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比較して、上記トレーリング側点火プラグの側に上記混合気が形成されるように、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比べて、上記燃料噴射弁による燃料噴射の時期を遅角する一方、上記トレーリング側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃焼室内において、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比較して、上記リーディング側点火プラグの側に上記混合気が形成されるように、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比べて、上記燃料噴射弁による燃料噴射の時期を進角するよう構成されている。 In one embodiment of the control device for the multi-ignition engine, the engine is a rotary piston engine, and the plurality of spark plugs are a leading side spark plug and a trailing side spark plug arranged in parallel in the rotational direction of the rotor. The fuel injection valve is a direct injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the engine, and the control means detects when the misfire of only the leading spark plug is detected by the misfire detection means. In the combustion chamber, the leading air-fuel mixture is formed on the trailing-side spark plug side as compared to when no leading-side and trailing-side spark plug misfires are detected. Compared to the case where no misfire is detected in the side and trailing side spark plugs, the fuel injection valve When the misfire of only the trailing side spark plug is detected while the timing of fuel injection is delayed, the misfires of the leading side and trailing side spark plugs are not detected in the combustion chamber. In comparison, the fuel by the fuel injection valve is compared with the case where no misfiring of the leading side and trailing side spark plugs is detected so that the air-fuel mixture is formed on the leading side spark plug side. It is configured to advance the injection timing.
このことにより、ロータリピストンエンジンにおいて、リーディング側点火プラグのみが失火したときには、燃料噴射時期の遅角によって、燃焼室内において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグが共に失火していないときと比較して、トレーリング側点火プラグの側に混合気を容易に形成することができ、トレーリング側点火プラグのみが失火したときには、燃料噴射時期の進角によって、燃焼室内において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグが共に失火していないときと比較して、リーディング側点火プラグの側に混合気を容易に形成することができる。 As a result, in the rotary piston engine, when only the leading side spark plug misfires, compared to when both the leading side and trailing side spark plugs are not misfiring in the combustion chamber due to the delay of the fuel injection timing. The air-fuel mixture can be easily formed on the side of the trailing-side ignition plug. When only the trailing-side ignition plug misfires, the leading side and trailing side ignitions in the combustion chamber are caused by the advance of the fuel injection timing. Compared to when the plugs are not misfired, the air-fuel mixture can be easily formed on the leading spark plug side.
上記ロータリピストンエンジンの場合、上記燃料噴射弁は、燃料の噴射方向がロータの回転方向を指向するように設けられ、上記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を調整する燃圧調整手段を更に備え、上記制御手段は、更に上記燃圧調整手段の作動を制御するものであって、上記失火検出手段により上記リーディング側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比べて、上記燃圧調整手段による上記燃料圧力を低下させる一方、上記トレーリング側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比べて、上記燃圧調整手段による上記燃料圧力を増大させるよう構成されている、ことが好ましい。 In the case of the rotary piston engine, the fuel injection valve is further provided with a fuel pressure adjusting means that adjusts the fuel pressure supplied to the fuel injection valve provided so that the fuel injection direction is directed to the rotation direction of the rotor, The control means further controls the operation of the fuel pressure adjusting means. When the misfire detection means detects a misfire of only the leading spark plug, the misfire of the leading and trailing spark plugs is detected. Compared to when both are not detected, the fuel pressure by the fuel pressure adjusting means is reduced. On the other hand, when only the trailing-side spark plug is misfired, the leading-side and trailing-side spark plugs are misfired. The fuel pressure by the fuel pressure adjusting means is increased compared to when both are not detected. Has been made, it is preferable.
このことで、リーディング側点火プラグのみが失火したときには、燃料噴射時期の遅角に加えて、燃料圧力の低下によって、燃焼室内においてトレーリング側点火プラグの側に混合気をより一層確実に形成することができ、トレーリング側点火プラグのみが失火したときには、燃料噴射時期の進角に加えて、燃料圧力の増大によって、燃焼室内においてリーディング側点火プラグの側に混合気をより一層確実に形成することができる。 As a result, when only the leading spark plug misfires, in addition to retarding the fuel injection timing, the fuel pressure decreases, so that the air-fuel mixture is more reliably formed on the trailing spark plug side in the combustion chamber. When only the trailing-side spark plug misfires, in addition to the advance of the fuel injection timing, the fuel pressure increases, so that the air-fuel mixture is more reliably formed on the leading spark plug side in the combustion chamber. be able to.
上記多点火式エンジンの制御装置の別の実施形態では、上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、上記複数の点火プラグは、上記燃焼室の天井部の吸気側に配設された吸気側点火プラグ、及び、該天井部の排気側に配設された排気側点火プラグであり、上記燃料噴射弁は、上記燃焼室の天井部の中央部に配設されていて、シリンダの中心軸方向から見て、少なくとも、上記燃料をシリンダの中心部からその周囲全周に向けて噴射する第1の噴射形態と、上記燃料をシリンダの中心部から上記吸気側点火プラグに向けて噴射する第2の噴射形態と、上記燃料をシリンダの中心部から上記排気側点火プラグに向けて噴射する第3の噴射形態とに切り換え可能に構成され、上記制御手段は、上記失火検出手段により上記吸気側及び排気側点火プラグの失火が検出されていないときには、上記燃料を上記第1の噴射形態でもって噴射するように、上記燃料噴射弁を制御する一方、上記失火検出手段により上記排気側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃料を上記第2の噴射形態でもって噴射するように、上記燃料噴射弁を制御し、上記吸気側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃料を上記第3の噴射形態でもって噴射するように、上記燃料噴射弁を制御するよう構成されている。 In another embodiment of the control device for the multi-ignition engine, the engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder, and the plurality of spark plugs are arranged on an intake side of a ceiling portion of the combustion chamber. An intake-side ignition plug provided, and an exhaust-side ignition plug disposed on the exhaust side of the ceiling, wherein the fuel injection valve is disposed in the center of the ceiling of the combustion chamber, A first injection mode in which at least the fuel is injected from the center of the cylinder toward the entire periphery thereof as viewed from the center axis direction of the cylinder, and the fuel is directed from the center of the cylinder to the intake side spark plug The control means is configured to be switchable between a second injection form for injecting the fuel and a third injection form for injecting the fuel from the center of the cylinder toward the exhaust side spark plug. In When the misfires of the intake side and exhaust side ignition plugs are not detected, the fuel injection valve is controlled so that the fuel is injected in the first injection mode, while the misfire detection means controls the exhaust gas. When the misfire of only the side ignition plug is detected, the fuel injection valve is controlled so that the fuel is injected in the second injection mode, and when the misfire of only the intake side ignition plug is detected, The fuel injection valve is controlled to inject the fuel in the third injection mode.
このことにより、レシプロエンジンにおいて、排気側点火プラグのみが失火したときには、第2の噴射形態による燃料の噴射によって、燃焼室内において、吸気側及び排気側点火プラグが共に失火していないときと比較して、吸気側点火プラグの側に混合気を容易に形成することができ、吸気側点火プラグのみが失火したときには、第3の噴射形態による燃料の噴射によって、燃焼室内において、吸気側及び排気側点火プラグが共に失火していないときと比較して、排気側点火プラグの側に混合気を容易に形成することができる。 As a result, in the reciprocating engine, when only the exhaust side ignition plug misfires, the fuel injection according to the second injection mode causes a comparison with when both the intake side and exhaust side ignition plugs are not misfiring in the combustion chamber. Thus, the air-fuel mixture can be easily formed on the intake side spark plug side, and when only the intake side spark plug misfires, the fuel injection according to the third injection mode causes the intake side and the exhaust side in the combustion chamber. The air-fuel mixture can be easily formed on the exhaust side ignition plug side as compared with the case where both of the ignition plugs are not misfired.
上記多点火式エンジンの制御装置の更に別の実施形態では、上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、上記複数の点火プラグは、上記燃焼室の天井部の吸気側に配設された吸気側点火プラグ、及び、該天井部の排気側に配設された排気側点火プラグであり、上記燃料噴射弁は、上記燃焼室の天井部の吸気側又は排気側における周縁部に配設され、上記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を調整する燃圧調整手段を更に備え、上記制御手段は、更に上記燃圧調整手段の作動を制御するものであって、上記失火検出手段により、上記燃料噴射弁に対して遠い側の点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃料噴射弁に対して近い側の点火プラグのみの失火が検出されたときと比べて、上記燃圧調整手段による上記燃料圧力を低下させるよう構成されている。 In still another embodiment of the control device for the multi-ignition engine, the engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder, and the plurality of spark plugs are disposed on an intake side of a ceiling portion of the combustion chamber. An intake side ignition plug disposed on the exhaust side of the ceiling portion, and the fuel injection valve is a peripheral portion on the intake side or exhaust side of the ceiling portion of the combustion chamber. And further comprising a fuel pressure adjusting means for adjusting the fuel pressure supplied to the fuel injection valve, wherein the control means further controls the operation of the fuel pressure adjusting means. When the misfire of only the spark plug on the side far from the fuel injection valve is detected, the fuel pressure adjusting means is compared to when the misfire of only the spark plug on the side near the fuel injection valve is detected. According is configured to reduce the fuel pressure.
このことで、レシプロエンジンにおいて、吸気側点火プラグ及び排気側点火プラグのうち、燃料噴射弁に対して近い側の点火プラグのみが失火したときには、比較的大きな燃料圧力によって、燃焼室内において、吸気側点火プラグ及び排気側点火プラグが共に失火していないときと比較して、燃料噴射弁に対して遠い側の点火プラグの側に混合気を容易に形成することができ、燃料噴射弁に対して遠い側の点火プラグのみが失火したときには、燃料圧力の低下によって、燃焼室内において、吸気側点火プラグ及び排気側点火プラグが共に失火していないときと比較して、燃料噴射弁に対して近い側の点火プラグの側に混合気を容易に形成することができる。 Thus, in the reciprocating engine, when only the ignition plug closer to the fuel injection valve among the intake side ignition plug and the exhaust side ignition plug misfires, the intake side in the combustion chamber is caused by a relatively large fuel pressure. Compared to when the spark plug and the exhaust side spark plug are not misfiring, the air-fuel mixture can be easily formed on the side of the spark plug far from the fuel injection valve. When only the far-side spark plug misfires, the fuel pressure decreases, so the side closer to the fuel injection valve in the combustion chamber than when both the intake-side spark plug and the exhaust-side spark plug are not misfied An air-fuel mixture can be easily formed on the spark plug side.
上記多点火式エンジンの制御装置の更に別の実施形態では、上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、上記複数の点火プラグは、上記燃焼室の天井部の中央部に配設された中央部点火プラグ、及び、該天井部の周縁部に配設された周縁部点火プラグであり、上記燃料噴射弁は、上記中央部点火プラグの近傍に配設され、上記制御手段は、上記失火検出手段により上記周縁部点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記中央部点火プラグのみの失火が検出されたときと比べて、上記燃料噴射弁による燃料噴射の時期を遅角するよう構成されている。 In still another embodiment of the control device for the multi-ignition engine, the engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder, and the plurality of spark plugs are provided at a central portion of a ceiling portion of the combustion chamber. A central spark plug disposed in the central portion, and a peripheral spark plug disposed in a peripheral portion of the ceiling portion, wherein the fuel injection valve is disposed in the vicinity of the central spark plug, and the control means When the misfire detection means detects a misfire of only the peripheral spark plug, the timing of fuel injection by the fuel injection valve is retarded compared to when a misfire of only the center spark plug is detected. It is configured to
このことで、レシプロエンジンにおいて、中央部点火プラグのみが失火したときには、比較的進角した燃料噴射時期によって、燃焼室内において、中央部及び周縁部点火プラグが共に失火していないときと比較して、周縁部点火プラグ(燃料噴射弁に対して遠い側の点火プラグ)の側に混合気を容易に形成することができ、周縁部点火プラグのみが失火したときには、燃料噴射時期の遅角によって、燃焼室内において、中央部及び周縁部点火プラグが共に失火していないときと比較して、中央部点火プラグ(燃料噴射弁に対して近い側の点火プラグ)の側に混合気を容易に形成することができる。 Thus, in the reciprocating engine, when only the center spark plug misfires, the fuel injection timing at a relatively advanced angle causes the center and peripheral spark plugs to not both misfire in the combustion chamber. The air-fuel mixture can be easily formed on the side of the peripheral spark plug (the spark plug far from the fuel injection valve), and when only the peripheral spark plug misfires, In the combustion chamber, an air-fuel mixture is easily formed on the side of the central spark plug (the spark plug closer to the fuel injection valve) than when both the central spark plug and the peripheral spark plug are not misfired. be able to.
上記多点火式エンジンの制御装置の更に別の実施形態では、上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、上記複数の点火プラグは、上記燃焼室の天井部の中央部に配設された中央部点火プラグ、及び、該天井部の周縁部に配設された周縁部点火プラグであり、上記燃料噴射弁は、上記中央部点火プラグの近傍に配設され、上記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を調整する燃圧調整手段を更に備え、上記制御手段は、更に上記燃圧調整手段の作動を制御するものであって、上記失火検出手段により上記周縁部点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記中央部点火プラグのみの失火が検出されたときと比べて、上記燃圧調整手段による上記燃料圧力を低下させるよう構成されている。 In still another embodiment of the control device for the multi-ignition engine, the engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder, and the plurality of spark plugs are provided at a central portion of a ceiling portion of the combustion chamber. A central spark plug disposed at the center and a peripheral spark plug disposed at a peripheral edge of the ceiling, wherein the fuel injection valve is disposed in the vicinity of the central spark plug, and the fuel injection valve Fuel pressure adjusting means for adjusting the fuel pressure supplied to the valve is further provided, and the control means further controls the operation of the fuel pressure adjusting means, and the misfire detecting means only misfires only the peripheral spark plug. When the fuel pressure is detected, the fuel pressure is reduced by the fuel pressure adjusting means as compared to when the misfire of only the center spark plug is detected.
こうすることで、レシプロエンジンにおいて、中央部点火プラグのみが失火したときには、比較的大きな燃料圧力によって、燃焼室内において、中央部及び周縁部点火プラグが共に失火していないときと比較して、周縁部点火プラグ(燃料噴射弁に対して遠い側の点火プラグ)の側に混合気を容易に形成することができ、周縁部点火プラグのみが失火したときには、燃料圧力の低下によって、燃焼室内において、中央部及び周縁部点火プラグが共に失火していないときと比較して、中央部点火プラグ(燃料噴射弁に対して近い側の点火プラグ)の側に混合気を容易に形成することができる。 In this way, in the reciprocating engine, when only the central spark plug misfires, the peripheral pressure of the central and peripheral spark plugs is not misfiring in the combustion chamber due to relatively large fuel pressure. The air-fuel mixture can be easily formed on the side of the spark plug (the spark plug far from the fuel injection valve), and when only the peripheral spark plug misfires, Compared to the case where both the central and peripheral spark plugs are not misfiring, the air-fuel mixture can be easily formed on the side of the central spark plug (the spark plug closer to the fuel injection valve).
以上説明したように、本発明の多点火式エンジンの制御装置によると、失火検出手段により複数の点火プラグのうちの一部の点火プラグのみの失火が検出されたときには、燃焼室内において、該複数の点火プラグの失火が検出されていないときと比較して、失火が検出されていない点火プラグの側に混合気が形成されるように、燃料噴射弁を制御するとともに、上記一部の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、上記燃料噴射弁からの燃料噴射量の増量により補うようにしたことにより、複数の点火プラグのうちの一部の点火プラグが失火したとしても、失火による燃焼性の悪化及びエンジン出力の低下を良好に抑制することができる。 As described above, according to the control device for a multi-ignition engine of the present invention, when misfire of only some of the plurality of spark plugs is detected by the misfire detection means, The fuel injection valve is controlled so that an air-fuel mixture is formed on the side of the spark plug in which no misfire is detected, compared with the case in which no misfire is detected in the spark plug, and the above-mentioned part of the spark plugs By compensating for the decrease in engine output due to misfire, the increase in the fuel injection amount from the fuel injection valve, even if some of the spark plugs misfire, combustion due to misfire It is possible to satisfactorily suppress the deterioration of the performance and the engine output.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る多点火式エンジン制御装置が搭載されたハイブリッド車両1(以下、車両1という)の概略図である。この車両1は、シリーズハイブリッド車両であって、複数(本実施形態では、2つ)の点火プラグ19A,19B(図2参照)を有する多点火式エンジン10(以下、単にエンジン10という)と、該エンジン10により駆動されて発電する発電機20と、この発電機20によって発電された電力が蓄電(充電)される高電圧・大容量のバッテリ30と、エンジン10に駆動されることによる発電機20の発電電力及びバッテリ30の蓄電電力(放電電力)の少なくとも一方により駆動される駆動モータ40とを備えている。本実施形態では、発電機20は、モータの機能も有するモータジェネレータであり、モータとしての発電機20によりエンジン10を駆動して(クランキングして)、エンジン10を始動するようになされている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a hybrid vehicle 1 (hereinafter referred to as a vehicle 1) equipped with a multi-ignition engine control apparatus according to
発電機20とバッテリ30との間には、第1インバータ50が設けられ、バッテリ30と駆動モータ40との間には、第2インバータ51が設けられている。第1インバータ50と第2インバータ51とは互いに接続され、その接続ラインにバッテリ30が接続されている。発電機20の発電電力は、第1インバータ50を介してバッテリ30に供給されるとともに、第1及び第2インバータ50,51を介して駆動モータ40に供給される。バッテリ30からの放電電力は、第2インバータ51を介して駆動モータ40に供給される。
A
駆動モータ40の出力は、デファレンシャル装置60を介して、駆動輪61(ステアリングホイール62により操舵される左右の前輪)に伝達され、これにより、車両1が走行する。
The output of the
駆動モータ40は、回生発電電力を発生可能なものであって、車両1の減速時に発電機として作動して、その発電した電力(回生発電電力)がバッテリ30に充電される。また、後述の充電走行モードでは、エンジン10が始動されて発電機20の発電電力でもってバッテリ30が充電される。尚、バッテリ30は、車両1の外部の電源による外部充電も可能になされている。
The
エンジン10は、発電機20を駆動して発電させるために用いられる発電用エンジンである。エンジン10は、水素タンク70に貯留されている水素ガスが、気体燃料として供給可能に構成された気体燃料エンジンである。尚、エンジン10の燃料としては、天然ガス(CNG)等の他の気体燃料であってもよく、ガソリン等の液体燃料であってもよい。
The
水素タンク70とエンジン10とは、水素供給管72により接続され、水素タンク70内の水素ガスが、水素供給管72を介してエンジン10(詳細には、後述のポート噴射弁17及び直噴噴射弁18)に供給される。
The hydrogen tank 70 and the
水素供給管72における水素タンク70との接続部には、減圧弁74が配設されている。水素タンク70内に水素ガスが充満されている状態では、水素タンク70内の圧力(水素ガスの圧力)が、例えば35MPaとされる。そして、その水素ガスが減圧弁74を通過すると、その水素ガスの圧力が減圧される。
A
また、水素供給管72には、直噴噴射弁18に供給される燃料圧力(本実施形態では、ポート噴射弁17に供給される燃料圧力でもある)を調整するための燃圧調整手段としての調圧弁75が配設され、この調圧弁75によって、減圧弁74を通過した水素ガスの圧力が所望の圧力に減圧されて、直噴噴射弁18に供給される。上記所望の圧力(つまり直噴噴射弁18に供給される燃料圧力)は、後述のコントロールユニット100から調圧弁75への制御信号によって電気的に調整することができる。
Further, the
図2に示すように、エンジン10は、本実施形態では、ツインロータ式(2気筒)のロータリピストンエンジンであって、2つの繭状のロータハウジング11内(気筒内)に形成されるロータ収容室11aに、概略三角形状のロータ12がそれぞれ収容されて構成されている。2つのロータハウジング11は、3つのサイドハウジング(図示せず)の間に挟み込むようにして該サイドハウジングと一体化されてなり、各ロータハウジング11とその両側のサイドハウジングとで各ロータ収容室11aが形成される。各ロータハウジング11は、概略楕円形状(互いに直交する長軸Y及び短軸Z(図3参照)によって規定される略楕円形状)のトロコイド内周面を有する。尚、図2では、2つのロータハウジング11(2つの気筒)を展開した状態で図示しており、2つのロータハウジング11内の中央部にそれぞれ描いているエキセントリックシャフト13は、同じものである。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
上記各ロータ12は、その三角形の各頂部に図示しないアペックスシールを有し、これらアペックスシールがロータハウジング11のトロコイド内周面に摺接しており、このことで、各ロータ12により各ロータ収容室11a(各気筒)内に3つの作動室(燃焼室に相当)が画成される。そして、各ロータ12は、該ロータ12の3つのアペックスシールが各々ロータハウジング11のトロコイド内周面に当接した状態でエキセントリックシャフト13の周りを自転しながら、該エキセントリックシャフト13の軸心Xの周りに公転するようになっている。ロータ12が1回転する間に、該ロータ12の各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張(燃焼)及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータ12を介して出力軸としてのエキセントリックシャフト13から出力される。
Each of the
上記各ロータ収容室11aには、吸気行程にある作動室に開口する吸気開口に連通するように吸気通路14が接続されているとともに、排気行程にある作動室に開口する排気開口に連通するように排気通路15が接続されている。吸気通路14は、上流側では1つであるが、下流側では、2つの分岐路に分岐してそれぞれ上記各ロータ収容室11aに連通している。吸気通路14の上記分岐部よりも上流側(後述のインタークーラ86よりも下流側)には、ステッピングモータ等のスロットル弁アクチュエータ90により駆動されて吸気通路14の断面積(弁開度)を調節するスロットル弁16が配設されている。このスロットル弁16により、各ロータ収容室11a(吸気行程にある作動室)内への吸気量が調節されることになる。本実施形態における後述のエンジン制御時(エンジン10の中負荷ないし高負荷運転時)においては、基本的に、スロットル弁16は全開とされる。
An
吸気通路14の上記分岐部よりも下流側の各分岐路には、上記水素タンク70からの水素ガスを、吸気通路14内に噴射するポート噴射弁17が配設されている。このポート噴射弁17により噴射された水素ガスは、空気と混合された状態で、吸気行程にある作動室に供給される。
A
ポート噴射弁17は、エンジン10の極冷間時(エンジン冷間時の中でもエンジン10の冷却水(以下、エンジン冷却水という)の温度がかなり低くて、予め設定された設定温度よりも低いとき)における始動時に使用される。それ以外のときには、後述の直噴噴射弁18より燃料(水素ガス)が作動室(燃焼室)内に直接噴射される。エンジン10の極冷間時における始動時においては、直噴噴射弁18の燃料噴射開口が、燃料の燃焼により生じた水分の凍結により塞がれている可能性があるので、例外的にポート噴射弁17より燃料を噴射する。尚、エンジン10の始動時及び運転時において、直噴噴射弁18とポート噴射弁17とにより燃料を噴射するようにすることも可能である。或いは、ポート噴射弁17をなくすことも可能である。以下の説明では、直噴噴射弁18により燃料(水素ガス)を噴射するものとする。
When the temperature of the
上記排気通路15は、上流側では、各ロータ収容室11aにそれぞれ連通するように2つ設けられているが、下流側では、1つに合流されている。この排気通路15の該合流部よりも下流側には、排気ガスを浄化するための低温活性三元触媒81及びNOx吸蔵還元触媒82が配設されている。低温活性三元触媒81は、NOx吸蔵還元触媒82よりも触媒活性化温度が低い三元触媒であって、NOx吸蔵還元触媒82よりも上流側に配設されている。尚、図2において吸気通路14及び排気通路15に図示した矢印は、吸気及び排気の流れを示している。
Two
上記NOx吸蔵還元触媒82は、例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)等の貴金属を含んだ担体に、バリウム(Ba)、カリウム(K)等のNOx吸蔵剤を担持させて構成されていて、エンジン10の排気ガス中のNOxをリーン空燃比雰囲気下で吸蔵するとともに、該吸蔵したNOxを、リッチ空燃比雰囲気下で放出して、該NOxを、排気ガス中のHCやCOと反応させて還元する機能を有する。
The NOx
上記各ロータハウジング11(各気筒)には、水素タンク70からの水素ガスを、ロータ収容室11aの圧縮行程にある作動室(燃焼室)内に直接噴射する直噴噴射弁18(本発明の燃料噴射弁に相当)が設けられている。直噴噴射弁18は、エキセントリックシャフト13の軸心Xが延びる方向から見て(つまり図3において)、ロータハウジング11における長軸Yの近傍に位置し、直噴噴射弁18の軸線は、燃料(水素ガス)の噴射方向がロータ12の回転方向を指向するように、長軸Yに対して所定角度だけ傾斜している。これにより、エキセントリックシャフト13の軸心Xが延びる方向から見て、直噴噴射弁18からの燃料は、長軸Yに対して後述の点火プラグ19A,19Bが配設されている側に噴射されることになる。上記所定角度は、直噴噴射弁18の軸線と長軸Yとのなす鋭角側の角度が5°〜15°が好ましい。
In each rotor housing 11 (each cylinder), a direct injection valve 18 (of the present invention) that directly injects hydrogen gas from the hydrogen tank 70 into the working chamber (combustion chamber) in the compression stroke of the
また、各ロータハウジング11には、直噴噴射弁18より噴射された燃料と空気との混合気の点火を、1つの作動室(燃焼室)内の複数(本実施形態では、2つ)の位置にて行うための2つの点火プラグ19A,19Bが設けられている。これら点火プラグ19A,19Bは、ロータ12の回転方向に並設されたリーディング側点火プラグ19A及びトレーリング側点火プラグ19Bである。リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bは、エキセントリックシャフト13の軸心Xが延びる方向から見て、各ロータハウジング11における、短軸Zを挟んだロータ回転方向のリーディング側及びトレーリング側の両位置(短軸Zの近傍)にそれぞれ配設されている。リーディング側点火プラグ19Aは、圧縮トップの手前近傍で点火され、トレーリング側点火プラグ19Bは、圧縮トップ(TDC)と同時か又はその直ぐ後に点火される。こうしてリーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bは、圧縮乃至膨張行程にある作動室内の混合気の点火を行う。
Each
エンジン10には、該エンジン10の各ロータ収容室11aにおける吸気行程にある作動室(燃焼室)内への吸気の過給を行う排気ターボ過給機85が設けられている。この排気ターボ過給機85は、吸気通路14におけるスロットル弁16よりも上流側に配設されたコンプレッサ85aと、排気通路15における上記合流部よりも下流側でかつ三元触媒81よりも上流側に配設されたタービン85bとで構成されている。タービン85bが排気ガス流により回転し、このタービン85bの回転により、該タービン85bと連結されたコンプレッサ85aが作動して、吸気通路14に吸入された空気を圧縮する。この圧縮された空気は、吸気通路14におけるコンプレッサ85aよりも下流側でかつスロットル弁16よりも上流側に配設されたインタークーラ86によって冷却された後、上記各分岐路を介して各ロータ収容室11aにおける吸気行程にある作動室内に吸入される。
The
車両1には、バッテリ30に出入りする電流及びバッテリ30の電圧を検出するバッテリ電流・電圧センサ101と、車両1の乗員によるアクセルペダルの踏み込み量(乗員の操作によるアクセル開度)を検出するアクセル開度センサ102と、車両1の車速を検出する車速センサ103と、エキセントリックシャフト13に設けられ、エキセントリックシャフト13の回転角度位置を検出する回転角センサ104と、排気通路15における低温活性三元触媒81とタービン85bとの間に配設され、エンジン10の排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ105(本実施形態では、リニアO2センサで構成されている)と、ロータハウジング11の内部に形成されたウォータジャケット(図示せず)に臨んで該ウォータジャケット内を流れるエンジン冷却水の温度(エンジン水温)を検出するエンジン水温センサ106(エンジン水温検出手段)と、水素タンク70内の圧力(つまり水素タンク70内の水素ガスの体積残量)を検出するタンク圧力センサ107と、吸気通路14内に吸入される吸気流量を検出するエアフローセンサ108と、バッテリ30の温度を検出するバッテリ温度センサ109と、エンジン10の作動制御や、第1及び第2インバータ50,51の作動制御(つまり発電機20及び駆動モータ40の作動制御)等を行うコントロールユニット100とが設けられている。上記回転角センサ104は、エンジン10の回転数を検出するエンジン回転数センサを兼ねている。
The
コントロールユニット100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)と、例えばRAMやROMにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力(I/O)バスと、を備えている。コントロールユニット100には、バッテリ電流・電圧センサ101、アクセル開度センサ102、車速センサ103、回転角センサ104、空燃比センサ105、エンジン水温センサ106、タンク圧力センサ107、エアフローセンサ108、バッテリ温度センサ109等からの各種情報の信号が入力されるようになっている。
The
発電機20は、該発電機20による発電電圧及び発電電流の情報をコントロールユニット100に送信するようになっており、コントロールユニット100は、その情報を入力して該情報から発電機20による発電電力(発電量)を検出する。
The generator 20 transmits information on the voltage and current generated by the generator 20 to the
駆動モータ40は、該駆動モータ40の回転数の情報や、駆動モータ40による回生発電電圧及び回生発電電流の情報をコントロールユニット100に送信するようになっており、コントロールユニット100は、その情報を入力して駆動モータ40の作動制御に用いる。
The
そして、コントロールユニット100は、上記入力信号に基づいて、スロットル弁アクチュエータ90、ポート噴射弁17、直噴噴射弁18、リーディング側点火プラグ19A、トレーリング側点火プラグ19B、及び調圧弁75に対して制御信号を出力してエンジン10を制御するとともに、第1及び第2インバータ50,51に対して制御信号を出力して発電機20及び駆動モータ40を制御する。コントロールユニット100は、直噴噴射弁18、リーディング側点火プラグ19A及びトレーリング側点火プラグ19Bの作動を含めて、エンジン10の作動を制御する制御手段を構成することになる。
The
図3に示すように、リーディング側点火プラグ19Aは、イグナイター55Aによってイグニッションコイル56Aに高電圧を発生させることによって点火される。トレーリング側点火プラグ19Bは、イグナイター55Bによってイグニッションコイル56Bに高電圧を発生させることによって点火される。コントロールユニット100は、イグナイター55Aに制御信号(点火信号)を送信することによって、リーディング側点火プラグ19Aの点火時期を制御するとともに、イグナイター55Bに制御信号(点火信号)を送信することによって、トレーリング側点火プラグ19Bの点火時期を制御する。
As shown in FIG. 3, the leading
イグニッションコイル56Aには、リーディング側点火プラグ19Aの失火検出回路57Aが設けられ、イグニッションコイル56Bには、トレーリング側点火プラグ19Bの失火検出回路57Bが設けられている。リーディング側点火プラグ19Aが失火したときには、イグニッションコイル56Aの失火検出回路57Aにより、その失火が検出され、失火検出回路57Aからリーディング側点火プラグ19Aの失火検出信号がコントロールユニット100に送信される。また、トレーリング側点火プラグ19Bが失火したときには、イグニッションコイル56Bの失火検出回路57Bにより、その失火が検出され、失火検出回路57Bからトレーリング側点火プラグ19Bの失火検出信号がコントロールユニット100に送信される。コントロールユニット100は、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火検出信号によって、各点火プラグ19A,19Bの失火を認識することができる。したがって、イグニッションコイル56A,56Bの失火検出回路57A,57Bは、各点火プラグ19A,19Bの失火を検出する失火検出手段を構成することになる。
The
車両1は、バッテリ30の放電電力によって走行するバッテリ走行モード(このとき、エンジン10は停止された状態にある)と、エンジン10を運転して該エンジン10の出力によって発電機20を介してバッテリ30を充電しながら走行する充電走行モードとを有する。本実施形態では、車両1がシリーズハイブリッド車両であるので、上記充電走行モードでは、エンジン10の出力により発電する発電機20による発電電力でもって、バッテリ30への充電と駆動モータ40の駆動とを行う。
The
コントロールユニット100は、バッテリ電流・電圧センサ101により検出された、バッテリ30に出入りする電流及びバッテリ30の電圧に基づいて、バッテリ30の残存容量(SOC)を検出する。
The
そして、コントロールユニット100は、上記バッテリ走行モード時に、上記検出されるバッテリ30のSOCが第1所定値(例えば30%)よりも低くなったときには、上記充電走行モードに切り換える一方、上記充電走行モード時に、上記検出されるバッテリ30のSOCが、上記第1所定値よりも高い値に設定された第2所定値(例えば70%)よりも高くなったときに、上記バッテリ走行モードに切り換える。これにより、バッテリ30のSOCを、低過ぎずかつ高過ぎない好ましい範囲内に維持することができる。
Then, when the detected SOC of the
コントロールユニット100は、上記バッテリ走行モード時において、駆動モータ40の要求出力及びバッテリ30のSOCの値に基づいて、エンジン10の運転要求の有無(本実施形態では、発電要求の有無と同じことである)を確認し、エンジン10の運転要求(発電要求)が有るときには、モータとしての発電機20によりエンジン10をクランキングしてエンジン10を始動させ、その始動後に発電機20に発電を行わせるべくエンジン10を運転する。すなわち、コントロールユニット100は、上記バッテリ走行モード時において、バッテリ30のSOCが上記第1所定値よりも低くなったとき、又は、駆動モータ40の要求出力がバッテリ30の最大放電可能電力を超えたときに、エンジン10の運転要求が有るとして、エンジン10を運転する。
In the battery running mode, the
ここで、上記最大放電可能電力はバッテリ30の温度によって変化する。このバッテリ30の温度と上記最大放電可能電力との関係が、マップとして、コントロールユニット100のメモリに記憶されており、コントロールユニット100は、そのマップを用いて、バッテリ温度センサ109により検出されるバッテリ30の温度から上記最大放電可能電力を検出する。
Here, the maximum dischargeable power varies depending on the temperature of the
コントロールユニット100は、上記充電走行モード時には、基本的に、エンジン10を所定回転数でもって定常運転し、このエンジン定常運転時のエンジン回転数(上記所定回転数)は、エンジン10の最高効率点を含む効率の良い領域(例えば1800rpm〜2200rpm)の値であり、本実施形態では、2000rpmとする。上記エンジン定常運転時のエンジン負荷は、所定負荷よりも大きい中負荷ないし高負荷である。このときのエンジン10の出力により発電する発電機20による発電電力でもって、バッテリ30への充電と駆動モータ40の駆動とを行う(上記発電電力から駆動モータ40の要求出力を引いた残りの電力がバッテリ30に充電される)。また、上記エンジン定常運転時において、車両1の所定以上の加速要求時のように、駆動モータ40の要求出力が、2000rpmでのエンジン出力(発電電力)よりも大きくなったときには、その不足分をバッテリ30の放電電力で補う(充電はしない)。但し、バッテリ30の放電電力が該バッテリ30の最大放電可能電力になっても駆動モータ40の要求出力を満たすことができない場合には、例外的にエンジン回転数を上記所定回転数よりも高くする。
In the charging travel mode, the
上記バッテリ走行モード時において駆動モータ40の要求出力がバッテリ30の最大放電可能電力を超えたときのエンジン10の運転も、上記所定回転数(2000rpm)での定常運転とし、バッテリ30の放電電力を調整して駆動モータ40の要求出力を満たすようにする。
The operation of the
コントロールユニット100は、エンジン10の運転時には、基本的に、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を所定のリーン空燃比(水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも低い値(例えば、空気過剰率λ=2.3))にする。尚、NOx吸蔵還元触媒82に吸蔵したNOxを放出させる際には、上記燃焼室内の燃焼空燃比をリッチ空燃比(例えば、空気過剰率λ=0.9)にする。
When the
上記のような車両1においては、エンジン10の運転及び停止が頻繁に繰り返され、このため、エンジン10の運転中の燃焼状態が悪い。特に、エンジン10が冷間状態にあるときにエンジン10の運転が停止した場合に、そのエンジン10の運転中の燃焼状態が悪くなる。このようなエンジン10では、エンジン10の運転中に、燃焼室に面する部材(特にリーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19B)に付着物が付着堆積し易くなる。このような付着物により、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bのうちの一方の点火プラグ(一部の点火プラグ)の失火を招く可能性が高くなる。
In the
そこで、本実施形態では、一方の点火プラグが失火したとしても、失火による燃焼性の悪化及びエンジン出力の低下を良好に抑制できるようにする。 Therefore, in this embodiment, even if one of the spark plugs misfires, it is possible to satisfactorily suppress deterioration in combustibility and reduction in engine output due to misfire.
すなわち、コントロールユニット100は、上記失火検出回路57A,57Bにより一方の点火プラグのみの失火が検出されたときには、その失火した点火プラグのある気筒における、該失火の検出以降に圧縮行程にある作動室(燃焼室)内において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が検出されていないときと比較して、失火が検出されていない点火プラグの側に上記混合気が形成されるように、直噴噴射弁18を制御する。
That is, when the
具体的に、コントロールユニット100は、失火検出回路57A,57Bによりリーディング側点火プラグ19Aのみの失火が検出されたときには、その失火したリーディング側点火プラグ19Aのある気筒における、該失火の検出以降に圧縮行程にある作動室内において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと比較して、トレーリング側点火プラグ19Bの側に上記混合気が形成されるように、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと比べて、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期を遅角する一方、トレーリング側点火プラグ19Bのみの失火が検出されたときには、その失火したトレーリング側点火プラグ19Bのある気筒における、該失火の検出以降に圧縮行程にある作動室内において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと比較して、リーディング側点火プラグ19Aの側に上記混合気が形成されるように、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと比べて、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期を進角する。
Specifically, when the
リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときには、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期は、図4に黒塗りで示すように、圧縮トップ付近にある作動室において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの両方に対応する部分に略均等に上記混合気が形成されるような時期とされる。
When the misfires of the leading and trailing
一方、リーディング側点火プラグ19Aのみの失火が検出されたときには、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期の遅角により、図5に黒塗りで示すように、圧縮トップ付近にある作動室において、トレーリング側点火プラグ19Bの側に片寄って上記混合気が形成されるようになる。そして、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと同様に、該両点火プラグ19A,19Bのイグナイター55A,55Bに制御信号(点火信号)を送信する。
On the other hand, when a misfire of only the
上記制御信号を送信しても、リーディング側点火プラグ19Aは、上記付着物の付着により、再び失火する可能性が高い。しかし、リーディング側点火プラグ19Aが失火したとしても、圧縮トップ付近にある作動室において、トレーリング側点火プラグ19Bの側に片寄って上記混合気が形成されるので、両点火プラグ19A,19Bの失火が検出されていないときと同様の燃焼性を維持することができ、失火による燃焼性の悪化を良好に抑制することができる。
Even when the control signal is transmitted, the leading
また、トレーリング側点火プラグ19Bのみの失火が検出されたときには、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期の進角により、図6に黒塗りで示すように、圧縮トップ付近にある作動室において、リーディング側点火プラグ19Aの側に片寄って上記混合気が形成されるようになる。そして、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと同様に、該両点火プラグ19A,19Bのイグナイター55A,55Bに制御信号(点火信号)を送信する。このとき、トレーリング側点火プラグ19Bが失火したとしても、圧縮トップ付近にある作動室において、リーディング側点火プラグ19Bの側に片寄って上記混合気が形成されるので、両点火プラグ19A,19Bの失火が検出されていないときと同様の燃焼性を維持することができ、失火による燃焼性の悪化を良好に抑制することができる。
Further, when misfire is detected only in the trailing-
尚、リーディング側点火プラグ19A又はトレーリング側点火プラグ19Bの失火がなくなって、両点火プラグ19A,19Bの失火が検出されなくなれば、燃料噴射の時期は元に戻される。また、両点火プラグ19A,19Bの失火が検出されたときには、不図示の異常ランプの点灯等によって、異常が発生した旨の報知を行う。
If the misfire of the
本実施形態では、リーディング側点火プラグ19Aのみの失火又はトレーリング側点火プラグのみの失火が検出されたときに、上記混合気のトレーリング側点火プラグ19B又はリーディング側点火プラグ19Aの側への片寄りをより一層確実にするために、上記失火の検出以降に、燃料噴射時期の変更に加えて、調圧弁75による燃料圧力(燃圧)を調整する。
In the present embodiment, when a misfire of only the
具体的には、コントロールユニット100は、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときには、調圧弁75による燃料圧力を、圧縮トップ付近にある作動室において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの両方に対応する部分に略均等に上記混合気が形成されるような圧力にする。そして、コントロールユニット100は、失火検出回路57A,57Bによりリーディング側点火プラグ19Aのみの失火が検出されたときには、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと比べて、調圧弁75による上記燃料圧力を低下させる一方、トレーリング側点火プラグ19Bのみの失火が検出されたときには、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと比べて、調圧弁75による上記燃料圧力を増大させる。
Specifically, when the misfire of the leading and trailing
すなわち、直噴噴射弁18に対して遠い側の点火プラグであるリーディング側点火プラグ19Aのみの失火が検出されたときには、上記作動室内において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと比較して、直噴噴射弁18に対して近い側の点火プラグであるトレーリング側点火プラグ19Bの側に上記混合気が形成されるように、上記燃料圧力を低下させる(つまり、直噴噴射弁18より噴射された燃料のペネトレーションを低下させる)。一方、直噴噴射弁18に対して近い側の点火プラグであるトレーリング側点火プラグ19Bのみの失火が検出されたときには、上記作動室内において、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときと比較して、直噴噴射弁18に対して遠い側の点火プラグであるリーディング側点火プラグ19Aの側に上記混合気が形成されるように、上記燃料圧力を増大させる(つまり、直噴噴射弁18より噴射された燃料のペネトレーションを増大させる)。
That is, when the misfire of only the
尚、リーディング側点火プラグ19Aのみの失火又はトレーリング側点火プラグ19Bのみの失火が検出されたときにおける上記調圧弁75による燃料圧力の調整は、必ずしも行わなくてよい。
The fuel pressure adjustment by the
また、コントロールユニット100は、失火検出回路57A,57Bにより一方の点火プラグのみの失火が検出されたときには、該一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、直噴噴射弁18からの燃料噴射量の増量により補う。上記エンジン10では、トレーリング側点火プラグ19Bのみの失火によるエンジン出力の低下は、リーディング側点火プラグ19Aのみの失火によるエンジン出力の低下よりも大きいので、トレーリング側点火プラグ19Bのみの失火が検出されたときには、リーディング側点火プラグ19Aのみの失火が検出されたときよりも燃料噴射量を増量することになる。
When the
以下、リーディング側及びトレーリング側点火プラグ19A,19Bの失火が共に検出されていないときにおけるエンジン10の制御を、通常制御という。
Hereinafter, the control of the
次に、コントロールユニット100によるエンジン10の始動から停止までの処理動作について、図7のフローチャートに基づいて説明する。尚、このフローチャートのスタート時は、バッテリ走行モードであるとする。
Next, the processing operation from the start to the stop of the
最初のステップS1で、各種センサ等からの各種入力信号を読み込み、次のステップS2で、アクセル開度センサ102及び車速センサ103からの信号に基づき、駆動モータ40の要求出力を計算する。
In the first step S1, various input signals from various sensors are read, and in the next step S2, the required output of the
次のステップS3では、上記駆動モータ40の要求出力及びバッテリ30のSOCに基づき、エンジン10の運転要求が有るか否かを判定する。すなわち、バッテリ30のSOCが上記第1所定値よりも低いとき、又は、駆動モータ40の要求出力がバッテリ30の最大放電可能電力を超えているときに、エンジン10の運転要求が有るとする。
In the next step S3, it is determined whether or not there is a request for operation of the
次のステップS4では、エンジン10の始動制御を実行する。すなわち、直噴噴射弁18並びにリーディング側点火プラグ19A及びトレーリング側点火プラグ19Bを作動させないで、発電機20によるエンジン10のクランキングを行い、エンジン10の回転数が、予め設定された設定回転数(例えば800〜1000rpm)に到達したときに、直噴噴射弁18並びにリーディング側点火プラグ19A及びトレーリング側点火プラグ19Bを作動させて、エンジン10を始動させる。
In the next step S4, start control of the
次のステップS5では、失火検出回路57A,57Bにより一方の点火プラグのみの失火が検出されたか否かを判定する。このステップS5の判定がNOであるときには、ステップS6に進んで、通常制御を実行し、しかる後にステップS10に進む。
In the next step S5, it is determined whether or not misfire of only one spark plug is detected by the
一方、ステップS5の判定がYESであるときには、ステップS7に進んで、リーディング側点火プラグ19Aのみの失火が検出されたか否かを判定する。
On the other hand, when the determination in step S5 is YES, the process proceeds to step S7, in which it is determined whether or not misfire of only the
上記ステップS7の判定がYESであるときには、ステップS8に進んで、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期を、上記通常制御における燃料噴射の時期よりも遅角させるとともに、調圧弁75による燃料圧力を、上記通常制御における燃料圧力よりも低下させ、さらに、リーディング側点火プラグ19Aの失火によるエンジン出力の低下分を補うべく、直噴噴射弁18からの燃料噴射量を増量し、しかる後にステップS10に進む。
When the determination in step S7 is YES, the process proceeds to step S8, where the fuel injection timing by the
一方、ステップS7の判定がNOであるときには、ステップS9に進んで、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期を、上記通常制御における燃料噴射の時期よりも進角させるとともに、調圧弁75による燃料圧力を、上記通常制御における燃料圧力よりも増大させ、さらに、トレーリング側点火プラグ19Bの失火によるエンジン出力の低下分を補うべく、直噴噴射弁18からの燃料噴射量を増量し、しかる後にステップS10に進む。
On the other hand, when the determination in step S7 is NO, the process proceeds to step S9, in which the fuel injection timing by the
上記ステップS10では、新たに各種入力信号を読み込んで新たにエンジン要求運転の有無を確認して、エンジン10の運転要求がなくなったか否かを判定する。このステップS10の判定がNOであるときには、上記ステップS5に戻る。一方、ステップS10の判定がYESであるときには、ステップS11に進んで、エンジン10を停止し、しかる後にリターンする。
In step S10, various input signals are newly read to check whether or not the engine request operation is newly performed, and it is determined whether or not the operation request for the
したがって、本実施形態では、リーディング側点火プラグ19Aのみの失火が検出されたときには、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期の遅角と調圧弁75による燃料圧力の低下とにより、圧縮トップ付近にある作動室においてトレーリング側点火プラグ19Bの側に片寄って混合気を形成することができる。また、トレーリング側点火プラグ19Bのみの失火が検出されたときには、直噴噴射弁18による燃料噴射の時期の進角と調圧弁75による燃料圧力の増大とにより、圧縮トップ付近にある作動室においてリーディング側側点火プラグ19Aの側に片寄って混合気を形成することができる。したがって、リーディング側点火プラグ19A又はトレーリング側点火プラグ19Bが失火したとしても、両点火プラグ19A,19Bの失火が検出されていないときと同様の燃焼性を維持することができ、失火による燃焼性の悪化を良好に抑制することができる。さらに、失火検出回路57A,57Bにより一方の点火プラグのみの失火が検出されたときには、該一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、直噴噴射弁18からの燃料噴射量の増量により補うので、一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下を良好に抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, when misfire of only the
(実施形態2)
図8及び図9は、本発明の実施形態2を示し、エンジン10を、シリンダ135内をピストンが往復動するレシプロエンジンとしたものであり、エンジン10以外の車両1のハード構成は、上記実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
8 and 9 show a second embodiment of the present invention, in which the
本実施形態では、エンジン10は、シリンダブロック131と、その上に載置されるシリンダヘッド132とを有し、シリンダブロック131の内部に複数のシリンダ135(気筒)が形成されている(図8及び図9では、1つのみ示す)。
In the present embodiment, the
各シリンダ135内には、ピストン136が摺動自在にそれぞれ嵌挿されており、ピストン136は、シリンダ135及びシリンダヘッド132と共に燃焼室137を区画している。ピストン136は、コネクティングロッド138によってクランク軸139と連結されており、ピストン136の往復動に応じて、クランク軸139がその中心軸回りに回転する。複数のシリンダ135は、クランク軸139の中心軸方向に並んでいる。
A
シリンダヘッド132には、各気筒毎に2つの吸気ポート141が形成され、該吸気ポート141のそれぞれがシリンダヘッド132の下面(燃焼室137の天井部)に開口することで燃焼室137に連通している。また、シリンダヘッド132には、各気筒毎に2つの排気ポート142が形成され、該排気ポート142のそれぞれがシリンダヘッド132の下面(燃焼室137の天井部)に開口することで燃焼室137に連通している。吸気ポート141は、燃焼室137内に導入される新気が流れる吸気通路14に接続されている。一方、排気ポート142は、燃焼室137からの既燃ガス(排気ガス)が流れる排気通路15に接続されている。
The
また、シリンダヘッド132には、2つの吸気ポート141を燃焼室137からそれぞれ遮断(閉)することが可能な吸気弁145A,145Bが配設されているとともに、2つの排気ポート142を燃焼室137からそれぞれ遮断(閉)することが可能な排気弁146A,146Bが配設されている。吸気弁145A,145Bは吸気弁駆動機構により駆動され、排気弁146A,146Bは排気弁駆動機構により駆動される。吸気弁145A,145B及び排気弁146A,146Bは所定のタイミングで往復動して、それぞれ吸気ポート141及び排気ポート142を開閉し、燃焼室137内のガス交換を行う。吸気弁駆動機構及び排気弁駆動機構は、図示は省略するが、それぞれ、クランク軸139に駆動連結された吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを有し、これらのカムシャフトはクランク軸139の回転と同期して回転する。
Further, the
シリンダヘッド132におけるシリンダ135の中心軸上(燃焼室137の天井部の中央部)には、燃焼室137内に燃料(気体燃料であっても液体燃料であってもよい)を直接噴射する燃料噴射弁151が配設されている。この燃料噴射弁151の先端部(燃料噴射開口)は、燃焼室137内の上端部におけるシリンダ135の中心部に臨んでいる。
Fuel that directly injects fuel (either gas fuel or liquid fuel) into the
また、シリンダヘッド132には、各気筒毎に吸気側点火プラグ152Aと排気側点火プラグ152Bとが配設されている。吸気側点火プラグ152Aは、燃焼室137の天井部における2つの吸気弁145A,145Bの間(つまり吸気側)に配設され、排気側点火プラグ152Bは、該天井部における2つの排気弁146A,146Bの間(つまり排気側)に配設されている。両点火プラグ152A,152Bの先端部(点火部)は、燃焼室137内に臨んでいる。図6では、両点火プラグ152A,152Bは、燃焼室137内に臨む先端部しか見えないが、分かり易いように、全体を実線で図示している(図12の燃料噴射弁151及び両点火プラグ152A,152B、並びに、図15の燃料噴射弁151及び周縁部点火プラグ155についても同様)。本実施形態では、吸気側点火プラグ152A及び排気側点火プラグ152Bは、シリンダ135の中心軸方向から見て、シリンダ135の中心を通るクランク軸139の中心軸に垂直な方向(図9の左右方向)に延びる、シリンダ135の中心を通る直線上に位置する。
The
吸気側点火プラグ152A及び排気側点火プラグ152Bの点火及び失火の検出に関する構成は、上記実施形態1におけるリーディング側点火プラグ19A及びトレーリング側点火プラグ19Bのそれと同様である。
The configuration related to detection of ignition and misfire of the intake
本実施形態では、燃料噴射弁151は、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部からその周囲全周に向けて噴射する(中心軸がシリンダ135の中心軸に略一致するコーン状に噴射する)噴射形態と、燃料をシリンダ135の中心部から吸気側点火プラグ152Aに向けて噴射する噴射形態と、燃料をシリンダ135の中心部から排気側点火プラグ152Bに向けて噴射する噴射形態とに切り換え可能に構成されている。このような噴射形態の切換えの構成は、周知である(例えば、特開2010−37958号公報、特開2007−285204号公報、特開2000−205088号公報参照)。シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部からその周囲全周に向けて噴射する噴射形態は、第1の噴射形態に相当し、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部から吸気側点火プラグ152Aに向けて噴射する噴射形態は、第2の噴射形態に相当し、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部から排気側点火プラグ152Bに向けて噴射する噴射形態は、第3の噴射形態に相当する。
In the present embodiment, the
コントロールユニット100は、エンジン10の通常制御時には、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部からその周囲全周に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように、燃料噴射弁151を制御する。
During normal control of the
そして、コントロールユニット100は、吸気側点火プラグ152Aのみの失火が検出されたときには、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部から排気側点火プラグ152Bに向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように、燃料噴射弁151を制御する一方、排気側点火プラグ152Bのみの失火が検出されたときには、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部から吸気側点火プラグ152Aに向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように、燃料噴射弁151を制御する。
When the misfire of only the intake
また、コントロールユニット100は、上記実施形態1と同様に、吸気側点火プラグ152A及び排気側点火プラグ152Bのうち一方の点火プラグのみの失火が検出されたときには、該一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、燃料噴射弁151からの燃料噴射量の増量により補う。
Similarly to the first embodiment, when the misfire of only one of the intake
ここで、本実施形態でのコントロールユニット100によるエンジン10の始動から停止までの処理動作について、図10のフローチャートに基づいて説明する。
Here, the processing operation from the start to the stop of the
ステップS21〜S26で、図7のフローチャートのステップS1〜S6とそれぞれ同様の動作を実行する。ステップS26の後は、ステップS30に進む。 In steps S21 to S26, operations similar to those in steps S1 to S6 in the flowchart of FIG. 7 are executed. After step S26, the process proceeds to step S30.
ステップS25の判定がYESであるときに進むステップS27で、吸気側点火プラグ152Aのみの失火が検出されたか否かを判定する。
In step S27 that proceeds when the determination in step S25 is YES, it is determined whether or not misfire of only the intake
上記ステップS27の判定がYESであるときには、ステップS28に進んで、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部から排気側点火プラグ152Bに向けて噴射する噴射形態でもって噴射するとともに、吸気側点火プラグ152Aの失火によるエンジン出力の低下分を補うべく、燃料噴射弁151からの燃料噴射量を増量し、しかる後にステップS30に進む。
When the determination in step S27 is YES, the process proceeds to step S28, in which fuel is injected from the center of the
一方、ステップS27の判定がNOであるときには、ステップS29に進んで、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料をシリンダ135の中心部から吸気側点火プラグ152Aに向けて噴射する噴射形態でもって噴射するとともに、排気側点火プラグ152Bの失火によるエンジン出力の低下分を補うべく、燃料噴射弁151からの燃料噴射量を増量し、しかる後にステップS30に進む。
On the other hand, when the determination in step S27 is NO, the process proceeds to step S29, and the fuel is injected from the center of the
上記ステップS30では、図7のフローチャートのステップS10と同様に、エンジン10の運転要求がなくなったか否かを判定し、このステップS30の判定がNOであるときには、上記ステップS25に戻る。一方、ステップS30の判定がYESであるときには、ステップS31に進んで、エンジン10を停止し、しかる後にリターンする。
In step S30, as in step S10 in the flowchart of FIG. 7, it is determined whether or not there is no longer an operation request for the
したがって、本実施形態では、吸気側点火プラグ152Aのみが失火したときには、燃焼室内において、吸気側及び排気側点火プラグ152A,152Bが共に失火していないときと比較して、排気側点火プラグ152Bの側に混合気を容易に形成することができ、排気側点火プラグ152Bのみが失火したときには、燃焼室内において、吸気側及び排気側点火プラグ152A,152Bが共に失火していないときと比較して、吸気側点火プラグ152Aの側に混合気を容易に形成することができる。よって、吸気側点火プラグ152A又は排気側点火プラグ152Bが失火したとしても、失火による燃焼性の悪化を良好に抑制することができる。また、一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下を良好に抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, when only the intake
(実施形態3)
図11及び図12は、本発明の実施形態3を示し、レシプロエンジンであるエンジン10における各気筒の燃料噴射弁151の位置を、上記実施形態2とは異ならせたものであり、その他のエンジン10及び車両1のハード構成は上記実施形態2と同様である。
(Embodiment 3)
11 and 12 show a third embodiment of the present invention, in which the position of the
すなわち、各気筒の燃料噴射弁151が、エンジン10の燃焼室137の天井部の吸気側における周縁部に配設されている。本実施形態では、燃料噴射弁151、吸気側点火プラグ152A及び排気側点火プラグ152Bは、シリンダ135の中心軸方向から見て、シリンダ135の中心を通るクランク軸139の中心軸に垂直な方向(図12の左右方向)に延びる、シリンダ135の中心を通る直線上に位置する。燃料噴射弁151から噴射された燃料の中心軸は、シリンダ135の中心軸方向から見て、該直線に略一致する。
That is, the
本実施形態においても、上記実施形態1と同様に、燃料噴射弁151に供給される燃料圧力(燃圧)を調整するための燃圧調整手段としての調圧弁75が設けられている。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, a
コントロールユニット100は、吸気側及び排気側点火プラグ152A,152Bの失火が共に検出されていないときには、調圧弁75による燃料圧力を、燃料噴射弁151より噴射された燃料が少なくとも排気側点火プラグ152Bに達するような比較的大きな圧力にする。そして、コントロールユニット100は、吸気側点火プラグ152A(燃料噴射弁151に対して近い側の点火プラグ)のみの失火が検出されたときには、上記燃料圧力を、吸気側及び排気側点火プラグ152A,152Bの失火が共に検出されていないときと略同じにする一方、排気側点火プラグ152B(燃料噴射弁151に対して遠い側の点火プラグ)のみの失火が検出されたときには、吸気側点火プラグ152Aのみの失火が検出されたときと比べて、上記燃料圧力を低下させる。
When both the intake side and the exhaust
また、コントロールユニット100は、吸気側点火プラグ152A及び排気側点火プラグ152Bのうち一方の点火プラグのみの失火が検出されたときには、該一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、燃料噴射弁151からの燃料噴射量の増量により補う。
In addition, when the misfire of only one of the intake
ここで、本実施形態でのコントロールユニット100によるエンジン10の始動から停止までの処理動作について、図13のフローチャートに基づいて説明する。
Here, the processing operation from the start to the stop of the
本実施形態での処理動作のステップS41〜S51は、ステップS48及びS49を除いて、上記実施形態2での処理動作(図10のフローチャート)と同様であるので、実施形態2と異なるステップS48及びS49の処理動作のみを説明する。 Steps S41 to S51 of the processing operation in the present embodiment are the same as the processing operation in the second embodiment (the flowchart in FIG. 10) except for steps S48 and S49. Only the processing operation of S49 will be described.
吸気側点火プラグ152Aのみの失火が検出されたか否かを判定するステップS47の判定がYESであるときに進むステップS48では、調圧弁75による燃料圧力を、排気側点火プラグ152Bのみの失火が検出されたときの燃料圧力よりも増大させるとともに、吸気側点火プラグ152Aの失火によるエンジン出力の低下分を補うべく、燃料噴射弁151からの燃料噴射量を増量する。
In step S48, which proceeds when the determination in step S47 is YES, which determines whether or not misfire in only the intake side ignition plug 152A has been detected, the fuel pressure by the
上記ステップS47の判定がNOであるときに進むステップS49では、調圧弁75による燃料圧力を、吸気側点火プラグ152Aのみの失火が検出されたときの燃料圧力よりも低下させるとともに、排気側点火プラグ152Bの失火によるエンジン出力の低下分を補うべく、燃料噴射弁151からの燃料噴射量を増量する。
In step S49, which proceeds when the determination in step S47 is NO, the fuel pressure by the
したがって、本実施形態では、吸気側点火プラグ152A(燃料噴射弁151に対して近い側の点火プラグ)のみの失火が検出されたときには、比較的大きな燃料圧力によって、燃焼室137内において、吸気側及び排気側点火プラグ152A,152Bが共に失火していないときと比較して、排気側点火プラグ152B(燃料噴射弁151に対して遠い側の点火プラグ)の側に混合気を容易に形成することができ、排気側点火プラグ152Bのみが失火したときには、燃料圧力の低下によって、燃焼室137内において、吸気側及び排気側点火プラグ152A,152Bが共に失火していないときと比較して、吸気側点火プラグ152Aの側に混合気を容易に形成することができる。よって、吸気側点火プラグ152A又は排気側点火プラグ152Bが失火したとしても、失火による燃焼性の悪化を良好に抑制することができる。また、一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下を良好に抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, when only misfire of the intake side ignition plug 152A (ignition plug closer to the fuel injection valve 151) is detected, the intake side in the
尚、上記実施形態3では、燃料噴射弁151が、エンジン10の燃焼室137の天井部の吸気側における周縁部に配設されているが、該天井部の排気側における周縁部に配設されていてもよい。この場合、コントロールユニット100は、吸気側及び排気側点火プラグ152A,152Bの失火が共に検出されていないときには、調圧弁75による燃料圧力を、燃料噴射弁151より噴射された燃料が少なくとも吸気側点火プラグ152Aに達するような比較的大きな圧力にするとともに、排気側点火プラグ152B(燃料噴射弁151に対して遠い側の点火プラグ)のみの失火が検出されたときには、上記燃料圧力を、吸気側及び排気側点火プラグ152A,152Bの失火が共に検出されていないときと略同じにする一方、吸気側点火プラグ152A(燃料噴射弁151に対して近い側の点火プラグ)のみの失火が検出されたときには、吸気側点火プラグ152Aのみの失火が検出されたときと比べて、上記燃料圧力を低下させるようにすればよい。
In the third embodiment, the
(実施形態4)
図14及び図15は、本発明の実施形態4を示し、レシプロエンジンであるエンジン10の各気筒における複数の点火プラグとして、燃焼室137の天井部の中央部に配設された中央部点火プラグ154、及び、該天井部の周縁部に配設された2つの周縁部点火プラグ155を設けたものである。また、本実施形態では、燃料噴射弁151が、中央部点火プラグ154の近傍に配設されている。この燃料噴射弁151は、燃料を、中心軸がシリンダ135の中心軸に沿って延びるコーン状に噴射する。その他のエンジン10及び車両1のハード構成は、上記実施形態2と同様である。尚、エンジン10は、2つの周縁部点火プラグ155のうちの一方のみが設けられたエンジンであってもよい。
(Embodiment 4)
FIGS. 14 and 15 show Embodiment 4 of the present invention, and a central spark plug disposed at the center of the ceiling of the
本実施形態では、中央部点火プラグ154及び2つの周縁部点火プラグ155は、シリンダ135の中心軸方向から見て、シリンダ135の中心を通るクランク軸139の中心軸上に位置する。
In the present embodiment, the
本実施形態においても、上記実施形態1及び3と同様に、燃料噴射弁151に供給される燃料圧力(燃圧)を調整するための燃圧調整手段としての調圧弁75が設けられている。
Also in the present embodiment, as in the first and third embodiments, a
本実施形態では、燃料噴射弁151は、図16に示すように、上記燃圧が高くなるほど、燃料噴射弁151より噴射された燃料のペネトレーションが大きくなるとともに、クランク軸139の中心軸に対して垂直な方向から見た、燃料の噴霧拡り角が大きくなる。但し、上記燃圧が同じであれば、上記ペネトレーションが大きくなるほど上記噴霧拡り角は小さくなる。本実施形態における上記燃圧は、燃料が2つの周縁部点火プラグ155の近傍に達するようなペネトレーション及び噴霧拡り角が得られるような燃圧とされる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the
コントロールユニット100は、中央部点火プラグ154及び周縁部点火プラグ155の失火が共に検出されていないときには、燃料噴射弁151による燃料噴射の時期を、2つの周縁部点火プラグ155の点火前に、燃料が2つの周縁部点火プラグ155の近傍に達するような比較的進角した時期にする。そして、コントロールユニット100は、中央部点火プラグ154のみの失火が検出されたときには、燃料噴射弁151による燃料噴射の時期を、中央部点火プラグ154及び周縁部点火プラグ155の失火が共に検出されていないときと略同じ時期にする一方、周縁部点火プラグ155のみの失火(1つの周縁部点火プラグ155の失火であってもよく、2つの周縁部点火プラグ155の失火であってもよい)が検出されたときには、中央部点火プラグ154のみの失火が検出されたときと比べて、燃料噴射弁151による燃料噴射の時期を遅角する。
When the misfires of the
また、コントロールユニット100は、中央部点火プラグ154及び周縁部点火プラグ155のうち一方の点火プラグのみの失火が検出されたときには、該一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、燃料噴射弁151からの燃料噴射量の増量により補う。
Further, when the misfire of only one of the
ここで、本実施形態でのコントロールユニット100によるエンジン10の始動から停止までの処理動作について、図17のフローチャートに基づいて説明する。
Here, the processing operation from the start to the stop of the
本実施形態での処理動作のステップS61〜S71は、ステップS67〜S69を除いて、上記実施形態3での処理動作(図13のフローチャート)と同様であるので、実施形態3と異なるステップS67〜S69の処理動作のみを説明する。 Steps S61 to S71 of the processing operation in the present embodiment are the same as the processing operation in the third embodiment (flowchart in FIG. 13) except for steps S67 to S69, and thus steps S67 to S67 that are different from the third embodiment. Only the processing operation of S69 will be described.
ステップS67では、中央部点火プラグ154のみの失火が検出されたか否かを判定し、このステップS67の判定がYESであるときには、ステップS68に進む一方、ステップS67の判定がNOであるときには、ステップS69に進む。
In step S67, it is determined whether or not misfire of only the
上記ステップS67の判定がYESであるときに進むステップS68では、燃料噴射弁151による燃料噴射時期を、周縁部点火プラグ155のみの失火が検出されたときの燃料噴射時期よりも進角させるとともに、中央部点火プラグ154の失火によるエンジン出力の低下分を補うべく、燃料噴射弁151からの燃料噴射量を増量する。
In step S68 that proceeds when the determination in step S67 is YES, the fuel injection timing by the
上記ステップS67の判定がNOであるときに進むステップS69では、燃料噴射弁151による燃料噴射時期を、中央部点火プラグ154のみの失火が検出されたときの燃料噴射時期よりも遅角させるとともに、周縁部点火プラグ155の失火によるエンジン出力の低下分を補うべく、燃料噴射弁151からの燃料噴射量を増量する。
In step S69 that proceeds when the determination in step S67 is NO, the fuel injection timing by the
尚、コントロールユニット100は、周縁部点火プラグ155のみの失火が検出されたときにおいて、上記のように、中央部点火プラグ154のみの失火が検出されたときと比べて、燃料噴射弁151による燃料噴射の時期を遅角することに代えて、又は加えて、中央部点火プラグ154のみの失火が検出されたときと比べて、調圧弁75による上記燃料圧力を低下させるようにしてもよい。この場合、中央部点火プラグ154のみの失火が検出されたときには、上記燃料圧力を、中央部点火プラグ154及び周縁部点火プラグ155の失火が共に検出されていないときと略同じ圧力にする。
Note that the
したがって、本実施形態では、中央部点火プラグ154のみが失火したときには、燃焼室137内において、中央部及び周縁部点火プラグ154,155が共に失火していないときと比較して、周縁部点火プラグ155の側に混合気を容易に形成することができ、周縁部点火プラグ155のみが失火したときには、燃料噴射時期の遅角及び/又は燃料圧力の低下によって、燃焼室137内において、中央部及び周縁部点火プラグ154,155が共に失火していないときと比較して、中央部点火プラグ154の側に混合気を容易に形成することができる。よって、中央部点火プラグ154又は周縁部点火プラグ155が失火したとしても、失火による燃焼性の悪化を良好に抑制することができる。また、一方の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下を良好に抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, when only the
尚、上記実施形態4において、燃料噴射弁151が、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料を燃料噴射弁151の配設位置からその周囲全周に向けて噴射する(中心軸がシリンダ135の中心軸に沿って延びるコーン状に噴射する)噴射形態と、燃料を燃料噴射弁151の配設位置から一方の周縁部点火プラグ155に向けて噴射する噴射形態と、燃料を燃料噴射弁151の配設位置から他方の周縁部点火プラグ155に向けて噴射する噴射形態とに切り換え可能に構成されていてもよい。この場合、コントロールユニット100は、2つの周縁部点火プラグ155のうち上記一方の周縁部点火プラグ155のみの失火が検出されたときには、燃料を上記他方の周縁部点火プラグ155に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように燃料噴射弁151を制御し、上記他方の周縁部点火プラグ155のみの失火が検出されたときには、燃料を上記一方の周縁部点火プラグ155に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように燃料噴射弁151を制御することができる。
In the fourth embodiment, the
また、中央部点火プラグ154及び2つの周縁部点火プラグ155が、シリンダ135の中心軸方向から見て、クランク軸139の中心軸に垂直な方向に延びる、シリンダ135の中心を通る直線上に位置していてもよい。この場合、燃料噴射弁151が、シリンダ135の中心軸方向から見て、燃料を燃料噴射弁151の配設位置からその周囲全周に向けて噴射する(中心軸がシリンダ135の中心軸に沿って延びるコーン状に噴射する)噴射形態と、燃料を燃料噴射弁151の配設位置から一方の周縁部点火プラグ155に向けて噴射する噴射形態と、燃料を燃料噴射弁151の配設位置から他方の周縁部点火プラグ155に向けて噴射する噴射形態とに切り換え可能に構成されていれば、コントロールユニット100は、2つの周縁部点火プラグ155のうち上記一方の周縁部点火プラグ155のみの失火が検出されたときには、燃料を上記他方の周縁部点火プラグ155に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように燃料噴射弁151を制御し、上記他方の周縁部点火プラグ155のみの失火が検出されたときには、燃料を上記一方の周縁部点火プラグ155に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように燃料噴射弁151を制御することができる。
Further, the
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be substituted without departing from the spirit of the claims.
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiments are merely examples, and the scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの燃料と空気との混合気の点火を、燃焼室内の複数の位置にて行うための複数の点火プラグとを有する多点火式エンジンの制御装置に有用であり、特に該多点火式エンジンがハイブリッド車両のエンジンである場合に有用である。 The present invention relates to a multi-ignition system having a fuel injection valve for injecting fuel, and a plurality of spark plugs for igniting a mixture of fuel and air from the fuel injection valve at a plurality of positions in a combustion chamber. This is useful for a control device of a type engine, and particularly useful when the multi-ignition type engine is an engine of a hybrid vehicle.
10 多点火式エンジン
18 直噴噴射弁(燃料噴射弁)
19A リーディング側点火プラグ
19B トレーリング側点火プラグ
57A リーディング側点火プラグの失火検出回路(失火検出手段)
57B トレーリング側点火プラグの失火検出回路(失火検出手段)
100 コントロールユニット(制御手段)
151 燃料噴射弁
152A 吸気側点火プラグ
152B 排気側点火プラグ
154 中央部点火プラグ
155 周縁部点火プラグ
10
19A Leading
57B Misfire detection circuit for trailing side spark plug (misfire detection means)
100 Control unit (control means)
151
Claims (7)
上記各点火プラグの失火を検出する失火検出手段と、
上記燃料噴射弁及び上記各点火プラグの作動を含めて、上記エンジンの作動を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記失火検出手段により上記複数の点火プラグのうちの一部の点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃焼室内において、上記複数の点火プラグの失火が検出されていないときと比較して、失火が検出されていない点火プラグの側に上記混合気が形成されるように、上記燃料噴射弁を制御するとともに、上記一部の点火プラグの失火によるエンジン出力の低下分を、上記燃料噴射弁からの燃料噴射量の増量により補うよう構成されていることを特徴とする多点火式エンジンの制御装置。 Control of a multi-ignition engine having a fuel injection valve for injecting fuel and a plurality of spark plugs for igniting a mixture of fuel and air from the fuel injection valve at a plurality of positions in the combustion chamber A device,
Misfire detection means for detecting misfire of each of the spark plugs;
Control means for controlling the operation of the engine including the operation of the fuel injection valve and each spark plug;
When the misfire of only a part of the plurality of spark plugs is detected by the misfire detection means by the control means, the misfire of the plurality of spark plugs is not detected in the combustion chamber. Compared to the above, the fuel injection valve is controlled so that the air-fuel mixture is formed on the side of the spark plug where no misfire is detected, and the decrease in engine output due to misfire of some of the spark plugs is reduced. A control device for a multi-ignition engine, which is configured to compensate by increasing the fuel injection amount from the fuel injection valve.
上記エンジンは、ロータリピストンエンジンであり、
上記複数の点火プラグは、ロータの回転方向に並設されたリーディング側点火プラグ及びトレーリング側点火プラグであり、
上記燃料噴射弁は、上記エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴噴射弁であり、
上記制御手段は、上記失火検出手段により上記リーディング側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃焼室内において、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比較して、上記トレーリング側点火プラグの側に上記混合気が形成されるように、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比べて、上記燃料噴射弁による燃料噴射の時期を遅角する一方、上記トレーリング側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃焼室内において、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比較して、上記リーディング側点火プラグの側に上記混合気が形成されるように、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比べて、上記燃料噴射弁による燃料噴射の時期を進角するよう構成されていることを特徴とする多点火式エンジンの制御装置。 The control device for a multi-ignition engine according to claim 1,
The engine is a rotary piston engine,
The plurality of spark plugs are a leading side spark plug and a trailing side spark plug arranged side by side in the rotational direction of the rotor,
The fuel injection valve is a direct injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the engine,
The control means compares the misfire of only the leading spark plug with the leading fire plug when the misfire detection means detects no misfire of the leading and trailing spark plugs in the combustion chamber. Thus, the fuel injection by the fuel injection valve is compared to when no misfire is detected in the leading side and trailing side ignition plugs so that the air-fuel mixture is formed on the trailing side ignition plug side. On the other hand, when the misfire of only the trailing side spark plug is detected, the misfire of both the leading side and the trailing side spark plug is not detected in the combustion chamber. The leading side so that the mixture is formed on the leading spark plug side. Than when misfire fine trailing side spark plug has not been detected together, the control apparatus for a multi-ignition engine, characterized in that it is configured to time the advance of the fuel injection by the fuel injection valve.
上記燃料噴射弁は、燃料の噴射方向がロータの回転方向を指向するように設けられ、
上記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を調整する燃圧調整手段を更に備え、
上記制御手段は、更に上記燃圧調整手段の作動を制御するものであって、上記失火検出手段により上記リーディング側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比べて、上記燃圧調整手段による上記燃料圧力を低下させる一方、上記トレーリング側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記リーディング側及びトレーリング側点火プラグの失火が共に検出されていないときと比べて、上記燃圧調整手段による上記燃料圧力を増大させるよう構成されていることを特徴とする多点火式エンジンの制御装置。 The control device for a multi-ignition engine according to claim 2,
The fuel injection valve is provided such that the fuel injection direction is directed to the rotation direction of the rotor,
A fuel pressure adjusting means for adjusting a fuel pressure supplied to the fuel injection valve;
The control means further controls the operation of the fuel pressure adjusting means. When the misfire detection means detects a misfire of only the leading spark plug, the misfire of the leading and trailing spark plugs is detected. Compared to when both are not detected, the fuel pressure by the fuel pressure adjusting means is reduced. On the other hand, when only the trailing-side spark plug is misfired, the leading-side and trailing-side spark plugs are misfired. A control device for a multi-ignition engine, characterized in that the fuel pressure by the fuel pressure adjusting means is increased as compared to when both are not detected.
上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、
上記複数の点火プラグは、上記燃焼室の天井部の吸気側に配設された吸気側点火プラグ、及び、該天井部の排気側に配設された排気側点火プラグであり、
上記燃料噴射弁は、上記燃焼室の天井部の中央部に配設されていて、シリンダの中心軸方向から見て、少なくとも、上記燃料をシリンダの中心部からその周囲全周に向けて噴射する第1の噴射形態と、上記燃料をシリンダの中心部から上記吸気側点火プラグに向けて噴射する第2の噴射形態と、上記燃料をシリンダの中心部から上記排気側点火プラグに向けて噴射する第3の噴射形態とに切り換え可能に構成され、
上記制御手段は、上記失火検出手段により上記吸気側及び排気側点火プラグの失火が検出されていないときには、上記燃料を上記第1の噴射形態でもって噴射するように、上記燃料噴射弁を制御する一方、上記失火検出手段により上記排気側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃料を上記第2の噴射形態でもって噴射するように、上記燃料噴射弁を制御し、上記吸気側点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃料を上記第3の噴射形態でもって噴射するように、上記燃料噴射弁を制御するよう構成されていることを特徴とする多点火式エンジンの制御装置。 The control device for a multi-ignition engine according to claim 1,
The engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder.
The plurality of spark plugs are an intake side spark plug disposed on the intake side of the ceiling portion of the combustion chamber, and an exhaust side spark plug disposed on the exhaust side of the ceiling portion,
The fuel injection valve is disposed at the center of the ceiling of the combustion chamber and injects at least the fuel from the center of the cylinder toward the entire periphery thereof when viewed from the central axis direction of the cylinder. A first injection mode, a second injection mode in which the fuel is injected from the center of the cylinder toward the intake side spark plug, and a fuel is injected from the center of the cylinder toward the exhaust side spark plug. It is configured to be switchable to the third injection form,
The control means controls the fuel injection valve so that the fuel is injected in the first injection mode when the misfire detection means does not detect misfire of the intake side and exhaust side ignition plugs. On the other hand, when the misfire detection means detects a misfire of only the exhaust side ignition plug, the fuel injection valve is controlled so that the fuel is injected in the second injection mode, and the intake side ignition plug is controlled. A control apparatus for a multi-ignition engine, wherein the fuel injection valve is controlled so that the fuel is injected in the third injection mode when only misfire is detected.
上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、
上記複数の点火プラグは、上記燃焼室の天井部の吸気側に配設された吸気側点火プラグ、及び、該天井部の排気側に配設された排気側点火プラグであり、
上記燃料噴射弁は、上記燃焼室の天井部の吸気側又は排気側における周縁部に配設され、
上記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を調整する燃圧調整手段を更に備え、
上記制御手段は、更に上記燃圧調整手段の作動を制御するものであって、上記失火検出手段により、上記燃料噴射弁に対して遠い側の点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記燃料噴射弁に対して近い側の点火プラグのみの失火が検出されたときと比べて、上記燃圧調整手段による上記燃料圧力を低下させるよう構成されていることを特徴とする多点火式エンジンの制御装置。 The control device for a multi-ignition engine according to claim 1,
The engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder.
The plurality of spark plugs are an intake side spark plug disposed on the intake side of the ceiling portion of the combustion chamber, and an exhaust side spark plug disposed on the exhaust side of the ceiling portion,
The fuel injection valve is disposed at a peripheral portion on the intake side or exhaust side of the ceiling portion of the combustion chamber,
A fuel pressure adjusting means for adjusting a fuel pressure supplied to the fuel injection valve;
The control means further controls the operation of the fuel pressure adjusting means, and when the misfire detection means detects a misfire of only a spark plug far from the fuel injection valve, the fuel injection control means. A control device for a multi-ignition engine, characterized in that the fuel pressure is reduced by the fuel pressure adjusting means compared to when a misfire of only a spark plug closer to the valve is detected.
上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、
上記複数の点火プラグは、上記燃焼室の天井部の中央部に配設された中央部点火プラグ、及び、該天井部の周縁部に配設された周縁部点火プラグであり、
上記燃料噴射弁は、上記中央部点火プラグの近傍に配設され、
上記制御手段は、上記失火検出手段により上記周縁部点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記中央部点火プラグのみの失火が検出されたときと比べて、上記燃料噴射弁による燃料噴射の時期を遅角するよう構成されていることを特徴とする多点火式エンジンの制御装置。 The control device for a multi-ignition engine according to claim 1,
The engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder.
The plurality of spark plugs are a center spark plug disposed at the center of the ceiling of the combustion chamber, and a peripheral spark plug disposed at a peripheral edge of the ceiling,
The fuel injection valve is disposed in the vicinity of the central spark plug,
When the misfire of only the peripheral spark plug is detected by the misfire detection means, the control means detects the timing of fuel injection by the fuel injection valve as compared to when the misfire of only the center spark plug is detected. A control device for a multi-ignition engine characterized by being configured to retard the angle.
上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、
上記複数の点火プラグは、上記燃焼室の天井部の中央部に配設された中央部点火プラグ、及び、該天井部の周縁部に配設された周縁部点火プラグであり、
上記燃料噴射弁は、上記中央部点火プラグの近傍に配設され、
上記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を調整する燃圧調整手段を更に備え、
上記制御手段は、更に上記燃圧調整手段の作動を制御するものであって、上記失火検出手段により上記周縁部点火プラグのみの失火が検出されたときには、上記中央部点火プラグのみの失火が検出されたときと比べて、上記燃圧調整手段による上記燃料圧力を低下させるよう構成されていることを特徴とする多点火式エンジンの制御装置。 The control device for a multi-ignition engine according to claim 1,
The engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder.
The plurality of spark plugs are a center spark plug disposed at the center of the ceiling of the combustion chamber, and a peripheral spark plug disposed at a peripheral edge of the ceiling,
The fuel injection valve is disposed in the vicinity of the central spark plug,
A fuel pressure adjusting means for adjusting a fuel pressure supplied to the fuel injection valve;
The control means further controls the operation of the fuel pressure adjusting means. When the misfire detection means detects the misfire of only the peripheral spark plug, the misfire of only the center spark plug is detected. A control device for a multi-ignition engine, wherein the fuel pressure is reduced by the fuel pressure adjusting means.
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