JPH0575476U - 直噴火花点火式内燃機関の点火制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、交互点火で点火プラグの寿命を延ば
すことができ、かつ、燃料消費の向上と未燃ガスの排出
を抑える直噴火花点火式内燃機関の点火制御装置を提供
することを目的としている。 【構成】交互点火の場合、２プラグのそれぞれに点火時
期マップを設け、かつそれぞれに点火時期決定手段を設
けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、負荷、エンジン回転数等の運転状態を検知する運転状態検知センサ と、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、気筒内に点火する第一および第 二の点火プラグと、それらの点火プラグに点火させるエンジン点火コントロール ユニットとを有する直噴火花点火式内燃機関の点火制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、一気筒に対して複数の点火プラグを有する直噴火花点火式エンジンでは 、高負荷域における急激な燃焼を抑制したり、プラグの寿命を延ばすために高負 荷域では、１プラグあるいは、交互に１プラグずつ点火動作させ低負荷域では２ プラグ同時に点火動作させる技術は知られている（実開平３−７１１６９０号公 報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記のように一気筒に対して、点火動作をするプラグの数を減らす事 は、点火エネルギーが減少するだけでなく、プラグの位置の差により気筒内の燃 料噴霧にうまく着火しない場合があり、最悪の場合には失火が発生し、燃料消費 が悪くなったり、未燃焼のアルコール燃料等が排出されるとゆう問題が有る。

【０００４】 したがって、交互点火で点火プラグの寿命を延ばすことができ、かつ、燃料消 費を向上し未燃ガスの排出を抑 える直噴火花点火式内燃機関の点火制御装置を提供する ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、負荷、エンジン回転数等の運転状態を検知する運転状態検知 センサと、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、気筒内に点火する第一お よび第二の点火プラグと、それらの点火プラグに点火させるエンジン点火コント ロールユニットとを有する直噴火花点火式内燃機関の点火制御装置において、前 記エンジン点火コントロールユニットに前記運転状態検知センサからの信号によ り前記第１および第２の点火プラグを交互に点火する領域を決定するマップを備 え、各点火プラグに同時または交互に点火する点火領域切換手段と、同時に点火 する第１の点火時期決定手段と、交互に点火する時にそれぞれの点火プラグのそ れぞれを点火する第２および第３の点火時期決定手段とを設けている。

【０００６】

【作用】

上記のように構成された直噴火花点火式内燃機関の点火制御装置において、前 記のエンジン点火コントロールユニットは負荷が低い場合は点火領域切換手段に より同時点火として第１の点火時期決定手段で点火時期を決定する。負荷が高い 場合は交互点火として、第２および第３の点火時期決定手段で、それぞれのプラ グに適した点火時期で点火させるのでプラグの位置の差による補正が適切にでき 、常に最適な点火時期で運転ができる。

【０００７】

【実施例】

以下、図面を参照して、本考案の実施例を説明する。

【０００８】 図１において、エンジンＥに取り付けられた噴射ノズル４は噴射管１２により 燃料噴射ポンプ２に連結されている。また、点火コントロールユニット１にはキ ースイッチ７を介してバッテリ６と、エンジン回転情報を検出するクランク角セ ンサ８と、燃料噴射ポンプ２のラック位置を検出するラック位置検出センサ９と 水温センサ１０や操作スイッチ１１等とが接続されている。

【０００９】 また、点火コントロールユニット１は第１パワートランジスタ１４ａ、第１点 火コイル５ａの一次側コイル５ｃと第２パワートランジスタ１４ｂ、第２点火コ イル５ｂの一次側コイル５ｆとを介してそれぞれバッテリ６に接続され、その点 火コイル５ａ、５ｂの二次側コイル５ｄ、５ｇはエンジンＥに取り付けられた点 火プラグ１５ａ、１５ｂにそれぞれ接続されている。

【００１０】 図２は点火コントロールユニット１のブロック構成の概要を示し、運転状態検 出手段Ａは点火時期選択手段Ｂを介して第１、第２および第３の点火時期決定手 段Ｃ、ＤおよびＥにそれぞれ接続されている。また、交互点火領域判定手段Ｆは 点火制御信号出力先決定手段Ｇを介して、前記第１、第２および第３の点火時期 決定手段Ｃ、ＤおよびＥにそれぞれ接続されている。そして、交互点火領域判定 手段Ｆは運転状態検出手段Ａと点火時期選択手段Ｂとに接続されている。

【００１１】 図３は点火コントロールユニット１のブロックダイヤグラムを示し、端子８ａ ，８ｂはクランク角センサ８に、端子９ａはラック位置検出センサ９に、端子１ ０ａは水温センサ１０および操作スイッチト１１等にそれぞれ接続されている。

【００１２】 そして、クランク角信号が入力される端子８ａは比較器３１、３２に接続され 、上死点（ＴＤＣ）信号が入力される端子８ｂは回転速度検出手段２１を介して 点火時期演算手段２５と基本１時電流通電時間演算手段２６と同時／交互点火切 換領域判定手段４０とに接続されている。

【００１３】 また、点火時期演算手段２５は点火時期決定手段２９を介して比較器３１に、 基本１時電流通電時間演算手段２６は通電開始時期決定手段３０を介して比較器 ３２にそれぞれ接続されている。

【００１４】 さらに、ラック位置信号を入力する端子９ａは負荷検出手段２２を介し、水温 、操作スイッチからの信号を入力する端子１０ａは運転状態検出手段２３を介し て、それぞれ点火時期演算手段２５と基本１時電流通電時間演算手段２６と同時 ／交互点火切換領域判定手段４０とに接続されている。

【００１５】 そして、比較器３１と３２とはそれぞれ切換器３３および点火信号気筒振り分 け器３４を介して、同時／交互切換回路３５ａ、３５ｂに接続されている。

【００１６】 また、点火時期マップ切換手段３６と一次電流通電時間マップ切換手段３７と は同時／交互マップ切換遅延確認手段３８を介して同時／交互点火切換領域判定 手段４０に接続されている。

【００１７】 さらに、点火制御源信号分周決定手段３９は、切換器３３に接続されると共に 、同時／交互切換回路３５ａ、３５ｂを介して、第１パワートランジスタ１４ａ と第２パワートランジスタ１４ｂとにそれぞれ接続され、クロック信号はマップ 切換遅延確認手段３８に接続されている。

【００１８】 図４において、点火時期マップ切り替え手段３６は、第１の点火時期を決定す る２プラグ同時点火の点火時期マップ４１と第２および第３の点火時期を決定す る交互点火の第１プラグ点火時期マップ４２と第２プラグ点火時期マップ４３と で構成され、２プラグ同時点火の点火時期マップ４１と第１プラグ点火時期マッ プ４２を運転状態により切り替えて同時点火と交互点火となるよう構成されてい る。そして負荷、エンジン回転等の運転状態からの信号による点火時期演算手段 ２５での結果により点火時期決定手段２９により点火時期が決定される。

【００１９】 また、一次電流通電時間マップ切換手段３７は２プラグ同時点火の基本一次電 流通電時間マップ４４と２プラグ交互点火の基本一次電流通電時間マップ４５と で構成されている。そして、運転状態により同時点火と交互点火とで通電時間マ ップを切換え基本１次電流通電時間演算手段２６を介して、通電開始時期決定手 段３０に接続されている。

【００２０】 以下、作用に付いて説明する。図５において、まず、エンジン回転速度、負荷 より同時点火、交互点火のいずれの領域かを、図８をも参照して、同時／交互点 火切換領域判定手段４０にて判定し（ステップＳ１）、交互点火領域か否かを判 断する（ステップＳ２）。ＮＯの場合は前回も同時点火領域かどうかを判断する （ステップＳ３）。さらに、ＮＯの場合はｘ秒（例えば６秒）待って（ステップ Ｓ４）、エンジン回転速度、負荷より同時点火領域かどうかを判定し（ステップ Ｓ５）、同時点火領域でない場合は（ステップＳ６）リターンする。ステップＳ ３、Ｓ６でＹＥＳの場合は、２プラグ同時点火用の点火時期マップ４１と基本１ 次電流通電時間マップ４４とを選択し（ステップＳ７）、点火制御源信号分周決 定手段３９で分周動作を停止し（ステップＳ８）、リターンする。

【００２１】 ステップＳ２でＹＥＳの場合は、前回も交互点火領域か否かを判断する（ステ ップＳ９）。ＮＯの場合は、ｘ秒待って（ステップＳ１０）、エンジン回転速度 、負荷より同時点火、交互点火のいずれの領域かを判定し（ステップＳ１１）、 交互点火領域でない場合は（ステップＳ１２）リターンする。ステップＳ９、Ｓ １２でＹＥＳだったら、交互点火用の第１、第２点火時期マップ４２、４３と基 本一次電流通電時間マップ４５とを選択し（ステップＳ１３）、点火制御源信号 分周決定手段３９で分周動作を開始し（ステップＳ１４）、リターンして制御を 終わる。

【００２２】 ついで、図６において、点火制御のデータ更新か否かを判断し（ステップＳ１ ）、ＮＯの場合は交互点火動作か判断する（ステップＳ２）。さらに、ＮＯの場 合は、点火時期θｏｆｆと通電時間ｔ１より通電開始時期θｏｎを決める（ステ ップＳ３）。θｏｎ、θｏｆｆを比較器３１、３２、にセットし（ステップＳ４ ）、比較器が一致するごとに点火制御源信号をＯＮ、ＯＦＦする（ステップＳ５ ）。そして、点火制御源信号を気筒振り分け器３４で各気筒に振り分け（ステッ プＳ６）リターンする。

【００２３】 ステップＳ１でＹＥＳだったら、交互点火領域か否かを判断する（ステップＳ ７）。ＮＯの場合はエンジン回転速度と負荷と同時点火用点火時期マップとより 点火時期データθｏｆｆを同時用演算手段に格納し（ステップＳ８）、エンジン 回転速度と負荷と同時点火の基本一次電流通電時間マップより通電時間ｔ１を基 本一次電流通電時間演算手段に格納する（ステップＳ９）。

【００２４】 ＹＥＳだったら、エンジン回転速度と負荷と第１プラグ点火時期マップとより 点火時期データθ１ｏｆｆを第一用演算手段に格納し（ステップＳ１０）、同様 に第２プラグのデータθ２ｏｆｆを第二用演算手段に格納する（ステップＳ１１ ）。

【００２５】 そして、エンジン回転速度と負荷と交互点火の基本一次電流通電時間マップよ り通電時間ｔ１を基本一次電流通電時間演算手段に格納する（ステップＳ１２） 。

【００２６】 ステップＳ２でＹＥＳだったら、前回の点火動作サイクルで第１プラグ点火動 作済みかどうかを判断する（ステップＳ１３）。ＮＯの場合は点火時期θ１ｏｆ ｆと通電時間ｔ１とより通電開始時期θｏｎを決め（ステップＳ１４）、θｏｎ 、θ１ｏｆｆを比較器３１、３２にセットする（ステップ１５）。ＹＥＳだった ら、点火時期θ２ｏｆｆと通電時間ｔ１とより通電開始時期θｏｎを決め（ステ ップＳ１６）、θｏｎ、θ２ｏｆｆを比較器３１、３２にセットして（ステップ Ｓ１７）、点火制御のデータ更新を終わる。

【００２７】 図７は点火制御信号のタイミングチャートを示し、符号Ａ側は２プラグ交互点 火領域を示し、符号Ｓ側は２プラグ同時点火領域を示している。そして、点火制 御源信号は交互点火では分周決定手段でＮｏ．１とＮｏ．２のように交互に振り 分けられている。

【００２８】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているので、交互点火のときには、プ ラグの位置の差は、第１プラグと第２プラグとでそれぞれ点火時期マップを有し ているので、常に最適の点火時期が得られ、燃料消費は向上し、未燃焼ガスが排 出されることがない。また、プラグは交互点火領域では損耗が少ないので寿命が 長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す全体構成図。

【図２】図１の点火制御の構成概要を示す図。

【図３】点火コントロールユニットのブロックダイヤグ
ラム。

【図４】図３の点火制御信号を説明する図。

【図５】制御のフローチャート図。

【図６】点火制御のデータ更新のフローチャート図。

【図７】点火制御信号のタイミングチャート図。

【図８】同時／交互切り換えマップの例を示す図。

【符号の説明】

１…点火コントロールユニット ２…燃料噴射ポンプ ４…噴射ノズル ５ａ…第１点火コイル ５ｂ…第２点火コイル ６…バッテリ ７…キースイッチ ８…クランク角センサ ９…噴射ポンプラック位置検出センサ １０…水温センサ １１…操作スイッチ １４ａ…第１パワートランジスタ １４ｂ…第２パワートランジスタ １５ａ…第１点火プラグ １５ｂ…第２点火プラグ ８ａ、８ｂ、９ａ、１０ａ…端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷、エンジン回転数等の運転状態を検
   知する運転状態検知センサと、気筒内に燃料を噴射する
   燃料噴射ノズルと、気筒内に点火する第一および第二の
   点火プラグと、それらの点火プラグに点火させるエンジ
   ン点火コントロールユニットとを有する直噴火花点火式
   内燃機関の点火制御装置において、前記エンジン点火コ
   ントロールユニットに前記運転状態検知センサからの信
   号により前記第１および第２の点火プラグを交互に点火
   する領域を決定するマップを備え、各点火プラグに同時
   または交互に点火する点火領域切換手段と、同時に点火
   する第１の点火時期決定手段と、交互に点火する時にそ
   れぞれの点火プラグのそれぞれを点火する第２および第
   ３の点火時期決定手段とを設けたことを特徴とする直噴
   火花点火式内燃機関の点火制御装置。