JPH11336647A - 圧縮自己着火ガソリン機関 - Google Patents

圧縮自己着火ガソリン機関

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JPH11336647A
JPH11336647A JP10144651A JP14465198A JPH11336647A JP H11336647 A JPH11336647 A JP H11336647A JP 10144651 A JP10144651 A JP 10144651A JP 14465198 A JP14465198 A JP 14465198A JP H11336647 A JPH11336647 A JP H11336647A
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ignition
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predetermined value
combustion
self
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JP10144651A
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English (en)
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Goji Masuda
剛司 桝田
Toru Noda
徹 野田
Tomonori Urushibara
友則 漆原
Koji Hiratani
康治 平谷
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 燃焼速度に関連したパラメータに基づいて、
適正な点火時期と点火停止制御を実行することによっ
て、通常燃焼から自己着火燃焼への移行をスムーズに行
え、かつ、燃費の悪化や、点火プラグの悪化等の問題を
解消し得る圧縮自己着火ガソリン機関を提供する。 【解決手段】 燃焼室内の新気を自己着火により燃焼さ
せるようにした圧縮自己着火ガソリン機関において、燃
焼速度に関連するパラメータ（例えば点火プラグの絶縁
抵抗）検出手段と、該検出手段によって検出された値が
自己着火燃焼時の燃焼速度に関連する値となったとき
に、点火プラグによる点火時期を徐々に遅角制御し、該
点火時期が一定値に達した時点で点火プラグによる点火
を停止する点火制御手段とを含んで構成されたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮自己着火ガソ
リン機関に関し、特に、圧縮自己着火燃焼状態を判別す
る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の圧縮自己着火ガソリン機
関として、特開平９−２４２５７０号公報に開示された
技術が知られている。かかる技術は２サイクルエンジン
が前提の技術であるが、排気制御弁を駆動して、排気通
路入口又は排気通路内の通路開口面積を制御して、低負
荷領域での自己着火を発生させている。
【０００３】又、通常燃焼から自己着火燃焼への移行領
域では、機関のノッキングによる安定性悪化によって運
転不能になるため、燃焼室容積を可変にして、ノッキン
グを回避しつつ自己着火に移行する構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の技術にあっては、機関運転領域毎に燃焼室
容積の可変量が決められているため、機関の過渡運転時
のように機関運転領域が刻々と変化するような場合に発
生するノッキングに対しては速やかに対応できない。
【０００５】又、従来技術にあっては、自己着火運転中
も点火プラグによる点火が続けられるため、無駄な電力
消費による燃費の悪化や、点火プラグの耐久性の悪化を
きたすという問題もある。そこで、本発明は以上のよう
な従来の問題点に鑑み、燃焼速度に関連したパラメータ
変化に基づいて、適正な点火時期制御と点火停止制御と
を実行することによって、通常燃焼から自己着火燃焼へ
の移行をスムーズに行え、かつ、無駄な電力消費による
燃費の悪化や、点火プラグの耐久性の悪化等の問題点を
解消し得る圧縮自己着火ガソリン機関を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、図１に示すように、燃焼室内の新気を自己着
火により燃焼させるようにした圧縮自己着火ガソリン機
関において、燃焼速度に関連したパラメータを検出する
燃焼速度関連パラメータ検出手段と、前記燃焼速度関連
パラメータ検出手段によって検出された燃焼速度関連パ
ラメータが自己着火燃焼時の燃焼速度に関連する値とな
ったときに、点火プラグによる点火時期を徐々に遅角制
御し、該点火時期が一定値に達した時点で点火プラグに
よる点火を停止する点火制御手段と、を含んで構成され
たことを特徴とする。
【０００７】請求項２に係る発明は、前記燃焼速度関連
パラメータ検出手段は、点火プラグの絶縁抵抗を測定す
る手段と、該測定手段によって測定された点火プラグの
絶縁抵抗値が所定値を外れて一定値に達するまでの時間
を測定する手段と、から構成される一方、点火時期を判
別して点火期間中は前記絶縁抵抗測定手段のマスキング
を行うマスキング手段を含んで構成され、前記点火制御
手段は、前記点火プラグの絶縁抵抗値が所定値を外れて
一定値に達するまでの時間が所定値以下であるときに、
点火プラグによる点火時期を徐々に遅角制御し、該点火
時期が一定値に達した時点で点火プラグによる点火を停
止することを特徴とする。
【０００８】請求項３に係る発明は、前記燃焼速度関連
パラメータ検出手段は、筒内圧力を測定する手段から構
成され、前記点火制御手段は、前記測定手段により測定
された筒内圧力値が所定値を外れて一定値に達するまで
の時間が所定値以下であるときに、点火プラグによる点
火時期を徐々に遅角制御し、該点火時期が一定値に達し
た時点で点火プラグによる点火を停止することを特徴と
する。
【０００９】請求項４に係る発明は、前記燃焼速度関連
パラメータ検出手段は、筒内の燃焼イオン電流を測定す
る手段から構成され、前記点火制御手段は、前記測定手
段により測定された筒内の燃焼イオン電流値が所定値を
外れて一定値に達するまでの時間が所定値以下であると
きに、点火プラグによる点火時期を徐々に遅角制御し、
該点火時期が一定値に達した時点で点火プラグによる点
火を停止することを特徴とする。
【００１０】請求項５に係る発明は、前記燃焼速度関連
パラメータ検出手段は、点火プラグに印加される電圧を
測定する手段から構成され、前記点火制御手段は、前記
電圧測定手段から出力される電圧信号レベルが所定値を
外れて一定値に達するまでの時間が所定値以下であると
きに、点火プラグによる点火時期を徐々に遅角制御し、
該点火時期が一定値に達した時点で点火プラグによる点
火を停止することを特徴とする。
【００１１】請求項６に係る発明は、前記燃焼速度関連
パラメータ検出手段は、点火プラグの絶縁抵抗を測定す
る手段と、該測定手段によって測定された点火プラグの
絶縁抵抗値が所定値を外れて一定値に達するまでの時間
を測定する手段と、筒内圧力を測定する手段と、から構
成される一方、点火時期を判別して点火期間中は前記絶
縁抵抗測定手段のマスキングを行うマスキング手段を含
んで構成され、前記点火制御手段は、前記点火プラグの
絶縁抵抗値が所定値を外れて一定値に達するまでの時間
が所定値以下であるときに、或いは、点火プラグの絶縁
抵抗値変化がマスキング期間中に起こったときであっ
て、筒内圧力値が所定値を外れて一定値に達するまでの
時間が所定値以下であるときに、点火プラグによる点火
時期を徐々に遅角制御し、該点火時期が一定値に達した
時点で点火プラグによる点火を停止することを特徴とす
る。
【００１２】かかる本発明の作用について説明する。点
火プラグの絶縁抵抗値が所定値を外れて一定値に達する
までの時間、筒内圧力値が所定値を外れて一定値に達す
るまでの時間、筒内の燃焼イオン電流値が所定値を外れ
て一定値に達するまでの時間、点火プラグに印加される
電圧信号レベルが所定値を外れて一定値に達するまでの
時間という燃焼速度に関連したパラメータが自己着火燃
焼時の燃焼速度に関連する値となったときに、点火プラ
グによる点火時期が徐々に遅角制御され、点火時期が一
定値に達した時点で点火プラグによる点火が停止され
る。
【００１３】従って、自己着火燃焼移行領域でのノッキ
ングが速やかに解放され、スムーズに自己着火燃焼領域
に移行させることができる。又、自己着火運転中には、
点火プラグによる点火が停止されるため、無駄な電力消
費による燃費の悪化や、点火プラグの耐久性の悪化をき
たすこともなく、燃費向上、点火プラグの耐久性向上を
図ることができる。
【００１４】特に、請求項６に係る発明においては、通
常は絶縁抵抗値に基づいて自己着火燃焼が判別され、絶
縁抵抗値低下がマスキング期間中に生じた場合には、絶
縁抵抗値に代えて筒内圧力値に基づいて自己着火燃焼が
判別されるため、自己着火燃焼の判別の確実性が高く、
スムーズに自己着火燃焼領域に移行させることができ
る。
【００１５】ここで、請求項２に係る発明において、通
常燃焼の場合の点火プラグの絶縁抵抗は、気筒内の火炎
伝播に従ってゆっくりと低下するのに対して、自己着火
燃焼の場合の絶縁抵抗は着火と同時に即座に一定値以下
まで低下する。これは、自己着火が火炎伝播を伴わない
燃焼であり、燃焼室内の混合気が場所によらず略同時に
燃焼を開始するためである。
【００１６】尚、ノッキング発生時も火炎伝播を伴わな
い燃焼が起こっているが、ノッキングは火炎伝播によっ
てある程度の燃焼が発生した後に残りの混合気が略同時
に燃焼を開始するような燃焼形態であるから、このとき
の絶縁抵抗の変化も、ある時期まではゆっくり低下した
後に急激に一定値以下まで低下するような特性となる。
このため、絶縁抵抗が所定値を外れて一定値に達するま
での時間を所定値と比較すれば、自己着火燃焼をノッキ
ングからも区別して判別することができる。
【００１７】又、請求項３に係る発明において、通常燃
焼の場合の筒内圧力は、気筒内の火炎伝播に従ってゆっ
くりと上昇するのに対して、自己着火燃焼の場合の筒内
圧力は着火と同時に即座に一定値以上まで上昇する。こ
のため、筒内圧力が所定値を外れて一定値に達するまで
の時間を比較することによって、自己着火燃焼をノッキ
ングからも区別して判別できる。
【００１８】更に、請求項４に係る発明において、通常
燃焼の場合のイオン電流値は、気筒内の火炎伝播に従っ
て比較的ゆっくりと上昇するのに対して、自己着火燃焼
の場合のイオン電流値は着火と同時に即座に一定値以上
まで上昇する。このため、イオン電流値が所定値を外れ
て一定値に達するまでの時間を比較することによって、
自己着火燃焼をノッキングからも区別して判別できる。
【００１９】請求項５に係る発明において、通常燃焼の
場合の点火プラグ電圧値は、気筒内の火炎伝播に従って
比較的ゆっくりと下降するのに対して、自己着火燃焼の
場合の点火プラグ電圧値は着火と同時に即座に一定値以
上まで低下する。このため、点火プラグ電圧値が所定値
を外れて一定値に達するまでの時間を比較することによ
って、自己着火燃焼をノッキングからも区別して判別で
きる。
【００２０】
【発明の効果】請求項１〜６に係る発明によれば、燃焼
速度に関連したパラメータ変化に基づいて、適正な点火
時期制御と点火停止制御とを実行することによって、通
常燃焼から自己着火燃焼への移行をスムーズに行え、か
つ、無駄な電力消費による燃費の悪化や、点火プラグの
耐久性の悪化等の問題点を解消できる。
【００２１】特に、請求項２に係る発明によれば、絶縁
抵抗が所定値を外れて一定値に達するまでの時間を比較
することによって、自己着火燃焼を容易にかつ確実に判
別できる。又、請求項３に係る発明によれば、筒内圧力
の変化に要する時間、即ち、筒内圧力が所定値を外れて
一定値に達するまでの時間を比較することによって、自
己着火燃焼を容易にかつ確実に判別できる。
【００２２】更に、請求項４に係る発明によれば、イオ
ン電流値の変化に要する時間、即ち、イオン電流値が所
定値を外れて一定値に達するまでの時間を比較すること
によって、自己着火燃焼を容易にかつ確実に判別でき
る。又、請求項５に係る発明によれば、点火プラグ電圧
変化の継続時間、即ち、点火プラグ電圧値が所定値を外
れて一定値に達するまでの時間を比較することによっ
て、自己着火燃焼を容易にかつ確実に判別できる。
【００２３】更に、請求項６に係る発明によれば、自己
着火燃焼の判別の確実性が高く、スムーズに自己着火燃
焼領域に移行させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図２は、本発明の第１の実施形態の
システム図であり、４サイクルの圧縮自己着火ガソリン
機関（以下、単にエンジンという）Ｅの燃焼室１に設置
された点火プラグ２には、点火コイル３とパワートラン
ジスタ４とを介装した点火用の高圧配線５が接続され、
該高圧配線５はエンジンコントロールモジュール６に接
続される。
【００２５】又、高圧配線５には、前記点火コイル３と
パワートランジスタ４と並列に、点火プラグ２の絶縁抵
抗を測定する絶縁抵抗測定装置７が接続されおり、該絶
縁抵抗測定装置７は、エンジンコントロールモジュール
６に接続される。前記エンジンコントロールモジュール
６には、クランク角センサ８からの信号及びエンジン冷
却水温を検出する水温センサ９からの信号が夫々入力さ
れる。
【００２６】かかるエンジンコントロールモジュール６
には、点火時期を判別して点火期間中は前記絶縁抵抗測
定装置７のマスキングを行うマスキング手段としてのマ
スキング機能と、絶縁抵抗測定装置７からの信号に基づ
いて、点火プラグ２の絶縁抵抗が所定値を外れて一定値
に達するまでの時間を測定する手段としての積算機能と
がソフトウェア的に装備されている。
【００２７】又、エンジンコントロールモジュール６に
は、点火プラグ２の絶縁抵抗が所定値を外れて一定値に
達するまでの時間が所定値以下であるときに、点火プラ
グ２による点火時期を徐々に遅角制御し、該点火時期が
一定値に達した時点で点火プラグ２による点火を停止す
る点火制御手段としての機能がソフトウェア的に装備さ
れている。
【００２８】次に、かかる第１の実施形態の作用につい
て説明する。図３（Ａ）は、燃焼速度に関連したパラメ
ータの一つとして、エンジンの燃焼状態においての点火
プラグの絶縁抵抗値の変化を示している。この図から明
らかなように、通常燃焼の場合の点火プラグの絶縁抵抗
は、気筒内の火炎伝播に従ってゆっくりと低下するのに
対して、自己着火燃焼の場合の絶縁抵抗は着火と同時に
即座に一定値以下まで低下する。
【００２９】これは、自己着火が火炎伝播を伴わない燃
焼であり、燃焼室内の混合気が場所によらず略同時に燃
焼を開始するためである。尚、ノッキング発生時も火炎
伝播を伴わない燃焼が起こっているが、ノッキングは火
炎伝播によってある程度の燃焼が発生した後に残りの混
合気が略同時に燃焼を開始するような燃焼形態であるか
ら、このときの絶縁抵抗の変化も、ある時期まではゆっ
くり低下した後に急激に一定値以下まで低下するような
特性となる。このため、絶縁抵抗が所定値を外れて一定
値に達するまでの時間を所定値と比較すれば、自己着火
燃焼をノッキングからも区別して判別することができ
る。
【００３０】上述した点火プラグの絶縁抵抗測定による
自己着火燃焼を判別して通常燃焼から自己着火燃焼にス
ムーズに移行させる制御は次のようにして行われる。即
ち、まず、水温が所定温度ｔ０（例えば２０°Ｃ）時点
の所定点火プラグ絶縁抵抗値を測定し、その値をＲ０と
設定する。次に、運転中の絶縁抵抗値Ｒを連続測定し、
その値が設定上限絶縁抵抗値Ｒ１を下回り、設定絶縁抵
抗値Ｒｍ（例えば１０ＭΩ）に達するまでの時間をクラ
ンク角で積算する。
【００３１】尚、点火放電中は絶縁抵抗値０となるため
にマスキングが行われている。絶縁抵抗値Ｒが設定絶縁
抵抗値Ｒｍ（例えば１０ＭΩ）に達するまでの時間、即
ち、クランク角積算値ＴとＴ０（通常燃焼時の絶縁抵抗
低下時間）とを比較して、自己着火の発生を判別し、Ｔ
がＴ０を下回って自己着火の発生が判別されたときに、
設定点火時期を一定量（例えば１度）遅角（リタード）
させ、リタード後の点火時期が所定値（例えばＴＤＣ）
になったときに点火を停止する。
【００３２】絶縁抵抗値Ｒが設定上限絶縁抵抗値Ｒ１に
達する前に、マスキング条件に入った場合は、通常燃焼
と判断する。図４は、かかる制御の内容を示すフローチ
ャートであり、ステップ１（図ではＳ１と略記する。以
下同様）では、イグニッション（ＩＧＮ）スイッチをＯ
Ｎし、ステップ２にて、水温≧ｔ０を判定し、水温≧ｔ
０であれば、ステップ３に進み、水温＜ｔ０であれば、
ステップ４に進んで、通常燃焼とするべく通常点火を行
う。即ち、図５のフローチャートのステップ６に進ん
で、点火時期を演算し、ステップ７にて点火を実行す
る。
【００３３】ステップ３では、Ｒ０＝∞であるか否かを
判定し、Ｒ０＝∞であれば、ステップ８に進み、そうで
なければ、ステップ４に進んで、通常燃焼とするべく通
常点火を行う。ステップ８では、Ｒ≦Ｒ１を判定し、Ｒ
≦Ｒ１であれば、ステップ９に進み、Ｒ＞Ｒ１であれ
ば、ステップ４に進んで、通常燃焼とするべく通常点火
を行う。
【００３４】ステップ９では、圧縮上死点前Ｘ°である
か否かを判定し、圧縮上死点前Ｘ°であれば、ステップ
１０に進み、そうでなければ、ステップ１に戻る。ステ
ップ１０では、時間カウントを開始し（ｎ＝１）、ステ
ップ１１に進んで、クランク角ＣＡがマスキング時のク
ランク角Ｔｍとなったか否か、即ち、ＣＡ＝Ｔｍを判定
し、ＣＡ＝Ｔｍであれば、ステップ４に進んで、通常燃
焼とするべく通常点火を行う。
【００３５】ＣＡ≠Ｔｍであれば、ステップ１２に進ん
で、Ｒ≧Ｒｍを判定し、Ｒ＜Ｒｍであれば、ステップ１
３に進んで、ｎ＝ｎ＋１として、ステップ１１に戻り、
Ｒ≧Ｒｍであれば、ステップ１４に進んで、時間カウン
トを終了する（Ｔ＝ｎ）。ステップ１５では、１＜Ｔ≦
Ｔ０を判定し、１＜Ｔ≦Ｔ０であれば、ＴがＴ０を下回
ったことで、ステップ１６に進んで、自己着火の発生と
判別し、図５のフローチャートのステップ１７に進ん
で、点火が停止されているか否かを判定し、点火停止で
あれば、フローを終了し、点火停止でなければ、ステッ
プ１８に進んで、設定点火時期Ｔａを一定量ΔＴａ（例
えば１度）遅角（リタード）させ、ステップ１９にて、
リタード後の点火時期Ｔａが所定値Ｔｓ（例えばＴＤ
Ｃ）になったときに、ステップ２０にて、点火を停止す
る。
【００３６】ステップ１５にて、１＜Ｔ≦Ｔ０でなけれ
ば、ステップ４に進んで、通常燃焼とするべく通常点火
を行う。図６は、本発明の第２の実施形態のシステム図
であり、図２の実施形態の絶縁抵抗測定装置７に代え
て、アンプ１０を介してエンジンコントロールモジュー
ル６に接続される筒内圧力測定装置１１を設け、筒内圧
力が所定値を外れて一定値に達するまでの時間が所定値
以下であるときに、点火プラグ２による点火時期を徐々
に遅角制御し、該点火時期が一定値に達した時点で点火
プラグ２による点火を停止する制御を行うものである。
【００３７】かかる第２の実施形態の作用について説明
する。図３（Ｂ）は、エンジンの燃焼状態においての筒
内圧力の変化を示している。この図から明らかなよう
に、通常燃焼の場合の筒内圧力は、気筒内の火炎伝播に
従ってゆっくりと上昇するのに対して、自己着火燃焼の
場合の筒内圧力は着火と同時に即座に一定値以上まで上
昇する。
【００３８】このため、筒内圧力が所定値を外れて一定
値に達するまでの時間を比較することによって、自己着
火燃焼をノッキングからも区別して判別できる。上述し
た筒内圧力測定による自己着火燃焼を判別して通常燃焼
から自己着火燃焼にスムーズに移行させる制御は次のよ
うにして行われる。即ち、自己着火燃焼での筒内圧力の
立ち上がりが通常燃焼及びノッキングを伴う燃焼よりも
短時間であることを利用して、この時間をクランク角
Ｔ’で積算し、筒内圧力が所定設定下限値Ｐ０（例えば
０．５ｋｇ／ｍ2 ）を越え、所定設定上限値Ｐｍ（例え
ば筒内最大圧力の８０％）に達するまで圧力上昇時間
が、Ｔ０’（通常燃焼時の圧力上昇時間）を下回ったと
きに自己着火の発生を判定し、このときに、設定点火時
期を一定量（例えば１度）遅角（リタード）させ、リタ
ード後の点火時期が所定値（例えばＴＤＣ）になったと
きに点火を停止する。
【００３９】図７は、かかる制御の内容を示すフローチ
ャートであり、ステップ２１では、イグニッション（Ｉ
ＧＮ）スイッチをＯＮし、ステップ２２にて、Ｐ≦Ｐ０
を判定し、Ｐ≦Ｐ０であれば、ステップ２３に進み、Ｐ
＞Ｐ０であれば、ステップ３０に進んで、通常燃焼とす
るべく通常点火を行い、図５のフローチャートに進む。
【００４０】ステップ２３では、圧縮上死点前Ｘ°であ
るか否かを判定し、圧縮上死点前Ｘ°であれば、ステッ
プ２４に進み、そうでなければ、ステップ２１に戻る。
ステップ２４では、時間カウントを開始し（ｎ＝１）、
ステップ２５に進んで、Ｐ≧Ｐｍを判定し、Ｐ＜Ｐｍで
あれば、ステップ２６に進んで、ｎ＝ｎ＋１として、ス
テップ２５に戻り、Ｐ≧Ｐｍであれば、ステップ２７に
進んで、時間カウントを終了する（Ｔ’＝ｎ）。
【００４１】ステップ２８では、１＜Ｔ’≦Ｔ０’を判
定し、１＜Ｔ’≦Ｔ０’であれば、Ｔ’がＴ０’を下回
ったことで、ステップ２９に進んで、自己着火の発生と
判別し、図５のフローチャートに進む。１＜Ｔ’≦Ｔ
０’でなければ、ステップ２４に進んで、通常燃焼とす
るべく通常点火を行う。
【００４２】図８は、本発明の第３の実施形態のシステ
ム図であり、図６の実施形態の筒内圧力測定装置１１に
代えてアンプ１０を介してエンジンコントロールモジュ
ール６に接続されるイオン電流測定装置１２を設け、イ
オン電流が所定値を外れて一定値に達するまでの時間が
所定値以下であるときに、点火プラグ２による点火時期
を徐々に遅角制御し、該点火時期が一定値に達した時点
で点火プラグ２による点火を停止する制御を行うもので
ある。
【００４３】かかる第３の実施形態の作用について説明
する。図３（Ｃ）は、エンジンの燃焼状態においてのイ
オン電流値の変化を示している。この図から明らかなよ
うに、通常燃焼の場合のイオン電流値は、気筒内の火炎
伝播に従って比較的ゆっくりと上昇するのに対して、自
己着火燃焼の場合のイオン電流値は着火と同時に即座に
一定値以上まで上昇する。
【００４４】このため、イオン電流値が所定値を外れて
一定値に達するまでの時間を比較することによって、自
己着火燃焼をノッキングからも区別して判別できる。上
述したイオン電流値測定による自己着火燃焼を判別して
通常燃焼から自己着火燃焼にスムーズに移行させる制御
は次のようにして行われる。即ち、自己着火燃焼で発生
するイオン電流の継続時間が通常燃焼及びノッキングを
伴う燃焼よりも短時間であることを利用して、この時間
をクランク角Ｔ’’で積算し、イオン電流値が所定設定
下限値Ａ０（例えば０ｍＡ）を越え、所定設定上限値Ａ
ｍ（例えば５ｍＡ）に達するまでの時間が、Ｔ０’’
（通常燃焼時での電流継続時間）を下回ったときに自己
着火の発生を判定し、このときに、設定点火時期を一定
量（例えば１度）遅角（リタード）させ、リタード後の
点火時期が所定値（例えばＴＤＣ）になったときに点火
を停止する。
【００４５】図９は、かかる制御の内容を示すフローチ
ャートであり、ステップ３１では、イグニッション（Ｉ
ＧＮ）スイッチをＯＮし、ステップ３２にて、Ａ≧Ａ０
を判定し、Ａ≧Ａ０であれば、ステップ３３に進み、Ａ
＜Ａ０であれば、ステップ３４に進んで、通常燃焼とす
るべく通常点火を行う。ステップ３３では、圧縮上死点
前Ｘ°であるか否かを判定し、圧縮上死点前Ｘ°であれ
ば、ステップ３５に進み、そうでなければ、ステップ３
１に戻る。
【００４６】ステップ３５では、時間カウントを開始し
（ｎ＝１）、ステップ３６に進んで、Ａ≧Ａｍを判定
し、Ａ＜Ａｍであれば、ステップ３７に進んで、ｎ＝ｎ
＋１として、ステップ３６に戻り、Ａ≧Ａｍであれば、
ステップ３８に進んで、時間カウントを終了する
（Ｔ’’＝ｎ）。ステップ３９では、１＜Ｔ’’≦Ｔ
０’’を判定し、１＜Ｔ’’≦Ｔ０’’であれば、
Ｔ’’がＴ０’’を下回ったことで、ステップ４０に進
んで、自己着火の発生と判別する。
【００４７】１＜Ｔ’’≦Ｔ０’’でなければ、ステッ
プ３４に進んで、通常燃焼とするべく通常点火を行う。
図１０は、本発明の第４の実施形態のシステム図であ
り、図３の実施形態の筒内圧力測定装置１１に代えて、
点火プラグ２に印加される微小電圧の変化を測定する電
圧測定装置１３を設け、微小電圧が所定値を外れて一定
値に達するまでの時間が所定値以下であるときに、点火
プラグ２による点火時期を徐々に遅角制御し、該点火時
期が一定値に達した時点で点火プラグ２による点火を停
止する制御を行うものである。
【００４８】かかる第４の実施形態の作用について説明
する。図３（Ｄ）は、エンジンの燃焼状態においての点
火プラグ電圧値の変化を示している。この図から明らか
なように、通常燃焼の場合の点火プラグ電圧値は、気筒
内の火炎伝播に従って比較的ゆっくりと下降するのに対
して、自己着火燃焼の場合の点火プラグ電圧値は着火と
同時に即座に一定値以上まで低下する。
【００４９】このため、点火プラグ電圧値が所定値を外
れて一定値に達するまでの時間を比較することによっ
て、自己着火燃焼をノッキングからも区別して判別でき
る。上述した点火プラグ電圧変化測定による自己着火燃
焼を判別して通常燃焼から自己着火燃焼にスムーズに移
行させる制御は次のようにして行われる。即ち、自己着
火燃焼で発生する電圧変化の継続時間が通常燃焼及びノ
ッキングを伴う燃焼よりも短時間であることを利用し
て、この時間をクランク角Ｔ’’’で積算し、点火プラ
グ電圧値が所定設定下限値Ｖ０（例えば５Ｖ）を下回
り、設定値Ｖｍに達するまでの時間が、Ｔ０’’’（通
常燃焼時での電圧低下継続時間）を下回ったときに自己
着火の発生を判定し、このときに、設定点火時期を一定
量（例えば１度）遅角（リタード）させ、リタード後の
点火時期が所定値（例えばＴＤＣ）になったときに点火
を停止する。
【００５０】図１１は、かかる制御の内容を示すフロー
チャートであり、ステップ４１では、イグニッション
（ＩＧＮ）スイッチをＯＮし、ステップ４２にて、水温
≧ｔ０を判定し、水温≧ｔ０であれば、ステップ４３に
進み、水温＜ｔ０であれば、ステップ４４に進んで、通
常燃焼とするべく通常点火を行う。ステップ４３では、
微小電圧Ｖ０を印加し、ステップ４５に進んで、Ｖ＝Ｖ
０を判定し、Ｖ＝Ｖ０であれば、ステップ４６に進み、
Ｖ≠Ｖ０であれば、ステップ４４に進んで、通常燃焼と
するべく通常点火を行う。
【００５１】ステップ４６では、圧縮上死点前Ｘ°であ
るか否かを判定し、圧縮上死点前Ｘ°であれば、ステッ
プ４７に進み、そうでなければ、ステップ４１に戻る。
ステップ４７では、時間カウントを開始し（ｎ＝１）、
ステップ４８に進んで、Ｖ≧Ｖｍを判定し、Ｖ＜Ｖｍで
あれば、ステップ４９に進んで、ｎ＝ｎ＋１として、ス
テップ４８に戻り、Ｖ≧Ｖｍであれば、ステップ５０に
進んで、時間カウントを終了する（Ｔ’’’＝ｎ）。
【００５２】ステップ５１では、１＜Ｔ’’’≦Ｔ
０’’’を判定し、１＜Ｔ’’’≦Ｔ０’’’であれ
ば、Ｔ’’’がＴ０’’’を下回ったことで、ステップ
５２に進んで、自己着火の発生と判別する。１＜
Ｔ’’’≦Ｔ０’’’でなければ、ステップ４４に進ん
で、通常燃焼とするべく通常点火を行う。
【００５３】図１２は、本発明の第５の実施形態のシス
テム図であり、図２の実施形態の絶縁抵抗測定装置７に
加えて、筒内圧力測定装置１１を設け、通常は絶縁抵抗
値に基づいて自己着火燃焼を判別し、絶縁抵抗値低下が
マスキング期間中に生じた場合には、絶縁抵抗値に代え
て筒内圧力値に基づいて自己着火燃焼を判別するもので
ある。
【００５４】図１３は、かかる第５の実施形態の制御の
内容を示すフローチャートであり、ステップ６１では、
イグニッション（ＩＧＮ）スイッチをＯＮし、ステップ
６２にて、水温≧ｔ０を判定し、水温≧ｔ０であれば、
ステップ６３に進み、水温＜ｔ０であれば、ステップ６
４に進んで、通常燃焼とするべく通常点火を行う。ステ
ップ６３では、Ｒ０＝∞であるか否かを判定し、Ｒ０＝
∞であれば、ステップ６５に進み、そうでなければ、ス
テップ６４に進んで、通常燃焼とするべく通常点火を行
う。
【００５５】ステップ６５では、Ｒ≦Ｒ１を判定し、Ｒ
≦Ｒ１であれば、ステップ６６に進み、Ｒ＞Ｒ１であれ
ば、ステップ６４に進んで、通常燃焼とするべく通常点
火を行う。ステップ６６では、圧縮上死点前Ｘ°である
か否かを判定し、圧縮上死点前Ｘ°であれば、ステップ
６７に進み、そうでなければ、ステップ６１に戻る。
【００５６】ステップ６７では、時間カウントを開始し
（ｎ＝１）、ステップ６８に進んで、ＲがＲｓ（マスキ
ング時抵抗値）になったか否か、即ち、Ｒ＝Ｒｓを判定
し、Ｒ＝Ｒｓであれば、ステップ６９に進み、Ｒ≠Ｒｓ
であれば、ステップ７０に進む。ステップ７０では、Ｒ
≧Ｒｍを判定し、Ｒ＜Ｒｍであれば、ステップ７１に進
んで、ｎ＝ｎ＋１として、ステップ６８に戻り、Ｒ≧Ｒ
ｍであれば、ステップ７２に進んで、時間カウントを終
了する（Ｔ＝ｎ）。
【００５７】ステップ７３では、１＜Ｔ≦Ｔ０を判定
し、１＜Ｔ≦Ｔ０であれば、ＴがＴ０を下回ったこと
で、ステップ７４に進んで、自己着火の発生と判別す
る。１＜Ｔ≦Ｔ０でなければ、ステップ６４に進んで、
通常燃焼とするべく通常点火を行う。一方、ステップ６
８にて、Ｒ＝Ｒｓと判定された際には、自己着火燃焼で
の絶縁抵抗値低下がマスキング期間中に生じた場合であ
るから、ステップ６９移行の筒内圧力に基づく自己着火
燃焼の判別を行う。
【００５８】即ち、ステップ６９にて、時間カウントを
開始し（ｎ＝１）、ステップ７５に進んで、Ｐ≧Ｐｍを
判定し、Ｐ＜Ｐｍであれば、ステップ７６に進んで、ｎ
＝ｎ＋１として、ステップ７５に戻る。Ｐ≧Ｐｍであれ
ば、ステップ７２、ステップ７３に進み、１＜Ｔ≦Ｔ０
であれば、自己着火の発生と判別する。
【００５９】又、１＜Ｔ≦Ｔ０でなければ、ステップ６
４に進んで、通常燃焼とするべく通常点火を行う。以上
の説明から明らかなように、点火プラグの絶縁抵抗値が
所定値を外れて一定値に達するまでの時間、筒内圧力値
が所定値を外れて一定値に達するまでの時間、筒内の燃
焼イオン電流値が所定値を外れて一定値に達するまでの
時間、点火プラグに印加される電圧信号レベルが所定値
を外れて一定値に達するまでの時間という燃焼速度に関
連したパラメータが自己着火燃焼時の燃焼速度に関連す
る値となったときに、点火プラグによる点火時期を徐々
に遅角制御し、該点火時期が一定値に達した時点で点火
プラグによる点火を停止する制御を行うようにしたか
ら、自己着火燃焼移行領域でのノッキングが速やかに解
放され、スムーズに自己着火燃焼領域に移行させること
ができる。
【００６０】又、自己着火運転中には、点火プラグによ
る点火が停止されるため、無駄な電力消費による燃費の
悪化や、点火プラグの耐久性の悪化をきたすこともな
く、燃費向上、点火プラグの耐久性向上を図ることがで
きる。特に、第５の実施形態においては、通常は絶縁抵
抗値に基づいて自己着火燃焼を判別し、絶縁抵抗値低下
がマスキング期間中に生じた場合には、絶縁抵抗値に代
えて筒内圧力値に基づいて自己着火燃焼を判別するよう
にしたから、自己着火燃焼の判別の確実性が高く、スム
ーズに自己着火燃焼領域に移行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る圧縮自己着火ガソリン機関のク
レーム対応図
【図２】 本発明の第１の実施形態のシステム図
【図３】 （Ａ）は、エンジンの燃焼状態においての点
火プラグの絶縁抵抗値の変化を、（Ｂ）は、エンジンの
燃焼状態においての筒内圧力の変化を、図３（Ｃ）は、
エンジンの燃焼状態においてのイオン電流値の変化を、
図３（Ｄ）は、エンジンの燃焼状態においての点火プラ
グ電圧値の変化を、夫々示す図
【図４】 第１の実施形態の制御の内容を示すフローチ
ャート
【図５】 点火制御の内容を示すフローチャート
【図６】 本発明の第２の実施形態のシステム図
【図７】 第２の実施形態の制御の内容を示すフローチ
ャート
【図８】 本発明の第３の実施形態のシステム図
【図９】 第３の実施形態の制御の内容を示すフローチ
ャート
【図10】 本発明の第４の実施形態のシステム図
【図11】 第４の実施形態の制御の内容を示すフローチ
ャート
【図12】 本発明の第５の実施形態のシステム図
【図13】 第５の実施形態の制御の内容を示すフローチ
ャート
【符号の説明】
Ｅ 圧縮自己着火ガソリン機関 １ 燃焼室 ２ 点火プラグ ６ エンジンコントロールモジュール ７ 絶縁抵抗測定装置 ８ クランク角センサ ９ 水温センサ １１ 筒内圧力測定装置 １２ イオン電流測定装置 １３ 電圧測定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平谷 康治 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃焼室内の新気を自己着火により燃焼させ
    るようにした圧縮自己着火ガソリン機関において、 燃焼速度に関連するパラメータを検出する燃焼速度関連
    パラメータ検出手段と、 前記燃焼速度関連パラメータ検出手段によって検出され
    た燃焼速度関連パラメータが自己着火燃焼時の燃焼速度
    に関連する値となったときに、点火プラグによる点火時
    期を徐々に遅角制御し、該点火時期が一定値に達した時
    点で点火プラグによる点火を停止する点火制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする圧縮自己着火ガソ
    リン機関。
  2. 【請求項２】前記燃焼速度関連パラメータ検出手段は、
    点火プラグの絶縁抵抗を測定する手段と、該測定手段に
    よって測定された点火プラグの絶縁抵抗値が所定値を外
    れて一定値に達するまでの時間を測定する手段と、から
    構成される一方、 点火時期を判別して点火期間中は前記絶縁抵抗測定手段
    のマスキングを行うマスキング手段を含んで構成され、 前記点火制御手段は、前記点火プラグの絶縁抵抗値が所
    定値を外れて一定値に達するまでの時間が所定値以下で
    あるときに、点火プラグによる点火時期を徐々に遅角制
    御し、該点火時期が一定値に達した時点で点火プラグに
    よる点火を停止することを特徴とする請求項１記載の圧
    縮自己着火ガソリン機関。
  3. 【請求項３】前記燃焼速度関連パラメータ検出手段は、
    筒内圧力を測定する手段から構成され、 前記点火制御手段は、前記測定手段により測定された筒
    内圧力値が所定値を外れて一定値に達するまでの時間が
    所定値以下であるときに、点火プラグによる点火時期を
    徐々に遅角制御し、該点火時期が一定値に達した時点で
    点火プラグによる点火を停止することを特徴とする請求
    項１記載の圧縮自己着火ガソリン機関。
  4. 【請求項４】前記燃焼速度関連パラメータ検出手段は、
    筒内の燃焼イオン電流を測定する手段から構成され、 前記点火制御手段は、前記測定手段により測定された筒
    内の燃焼イオン電流値が所定値を外れて一定値に達する
    までの時間が所定値以下であるときに、点火プラグによ
    る点火時期を徐々に遅角制御し、該点火時期が一定値に
    達した時点で点火プラグによる点火を停止することを特
    徴とする請求項１記載の圧縮自己着火ガソリン機関。
  5. 【請求項５】前記燃焼速度関連パラメータ検出手段は、
    点火プラグに印加される電圧を測定する手段から構成さ
    れ、 前記点火制御手段は、前記電圧測定手段から出力される
    電圧信号レベルが所定値を外れて一定値に達するまでの
    時間が所定値以下であるときに、点火プラグによる点火
    時期を徐々に遅角制御し、該点火時期が一定値に達した
    時点で点火プラグによる点火を停止することを特徴とす
    る請求項１記載の圧縮自己着火ガソリン機関。
  6. 【請求項６】前記燃焼速度関連パラメータ検出手段は、
    点火プラグの絶縁抵抗を測定する手段と、該測定手段に
    よって測定された点火プラグの絶縁抵抗値が所定値を外
    れて一定値に達するまでの時間を測定する手段と、筒内
    圧力を測定する手段と、から構成される一方、 点火時期を判別して点火期間中は前記絶縁抵抗測定手段
    のマスキングを行うマスキング手段を含んで構成され、 前記点火制御手段は、前記点火プラグの絶縁抵抗値が所
    定値を外れて一定値に達するまでの時間が所定値以下で
    あるときに、或いは、点火プラグの絶縁抵抗値変化がマ
    スキング期間中に起こったときであって、筒内圧力値が
    所定値を外れて一定値に達するまでの時間が所定値以下
    であるときに、点火プラグによる点火時期を徐々に遅角
    制御し、該点火時期が一定値に達した時点で点火プラグ
    による点火を停止することを特徴とする請求項１記載の
    圧縮自己着火ガソリン機関。
JP10144651A 1998-05-26 1998-05-26 圧縮自己着火ガソリン機関 Pending JPH11336647A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1455063A1 (en) 2003-03-03 2004-09-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Variable cycle engine and operation mode switching method
JP2012202234A (ja) * 2011-03-23 2012-10-22 Osaka Gas Co Ltd エンジン制御装置
KR101500243B1 (ko) * 2013-12-30 2015-03-06 현대자동차주식회사 혼합연소 엔진 시스템에서의 연소압 제어를 이용한 스파크 어시스트 연소 제어 방법

Cited By (4)

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