JP2632164B2 - Engine control device - Google Patents
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射し点火するよう
にしたエンジンの制御装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an engine control device in which fuel is directly injected into a combustion chamber and ignited.
（従来の技術） 従来より、実開昭60−14235号公報に見られるよう
に、燃焼室に臨むように点火プラグとインジェクタとを
設け、シリンダ内に形成したスワールに燃料を噴射して
成層化させ、点火プラグ近傍に着火可能な混合気を偏在
させて稀薄燃焼を可能とした技術が公知である。(Prior Art) Conventionally, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 14235/1985, a stratification is performed by providing a spark plug and an injector so as to face a combustion chamber and injecting fuel into a swirl formed in a cylinder. There is known a technique in which an ignitable air-fuel mixture is unevenly distributed near an ignition plug to enable lean combustion.
（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のように燃焼室に燃料を直接噴射し、
点火プラグで点火するようにした場合に、インジェクタ
からの燃料噴射後、点火プラグの電極部に可燃範囲の混
合気が形成される時間は限られ、両者の間隔が適正に設
定されていないと噴射燃料に着火が行われない失火状態
が発生し、所定の運転性能が得られない恐れがある。(Problems to be solved by the invention) Then, as described above, the fuel is directly injected into the combustion chamber,
When the ignition is performed by the ignition plug, the time during which a mixture in the flammable range is formed in the electrode portion of the ignition plug after fuel injection from the injector is limited, and the injection is performed if the interval between the two is not set properly. There is a risk that a misfire state occurs in which the fuel is not ignited, and the predetermined operation performance cannot be obtained.
すなわち、インジェクタから噴射された燃料が点火プ
ラグ近傍に達し、空気とミキシングして所定の拡散状態
となったときに点火を行わないと、それ以前では燃料が
到達していないか拡散が不十分で着火不能であり、遅れ
ると燃料が拡散しすぎて稀薄となり着火不能となるもの
であり、この着火可能範囲は狭く、各部の製造上の誤
差、セッティング上の誤差、経時変化等によって燃料噴
射時期と点火時期との間隔が所定範囲からずれると、良
好な燃焼状態が得られず出力不足が生じ、極端な場合に
は運転不能となる恐れがある。That is, if the fuel injected from the injector reaches the vicinity of the spark plug and mixes with the air to reach a predetermined diffusion state, ignition is not performed before the fuel has not reached or diffusion is insufficient. It is impossible to ignite, and if it is late, the fuel will be diffused too much and it will be diluted, making it impossible to ignite.This ignitable range is narrow, and the production time of each part, the error in setting, the fuel injection timing and the If the interval from the ignition timing deviates from the predetermined range, a satisfactory combustion state cannot be obtained, resulting in insufficient output. In an extreme case, operation may not be possible.
そこで、本発明は上記事情に鑑み、燃料噴射系および
点火系の誤差などによる燃料噴射時期と点火時期のずれ
に起因する失火の発生を調整し、良好な燃焼状態を得る
ようにしたエンジンの制御装置を提供することを目的と
するものである。Therefore, in view of the above circumstances, the present invention adjusts the occurrence of misfire due to a difference between the fuel injection timing and the ignition timing due to an error in the fuel injection system and the ignition system, and controls the engine to obtain a good combustion state. It is intended to provide a device.
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の制御装置は、燃焼室
内に直接燃料を噴射するインジェクタと、噴射された燃
料に点火を行う点火プラグとを配設し、インジェクタに
よる燃料噴射時期と点火プラグによる点火時期とをエン
ジンの運転状態に応じて制御ユニットで制御するについ
て、エンジンの失火状態を検出する失火検出手段を設
け、前記制御ユニットは、上記失火検出手段の信号を受
け、噴射された燃料が点火プラグ近傍に成層化される成
層燃焼状態における失火検出時に、燃料噴射時期を変更
して両者の間隔を修正するように構成したものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a control device of the present invention includes an injector for directly injecting fuel into a combustion chamber, and a spark plug for igniting the injected fuel. For controlling the fuel injection timing by the injector and the ignition timing by the spark plug by the control unit according to the operating state of the engine, misfire detection means for detecting a misfire state of the engine is provided. When a misfire is detected in a stratified combustion state in which the injected fuel is stratified near the ignition plug in response to the signal, the fuel injection timing is changed to correct the interval between the two.
（作用） 上記のような制御装置では、インジェクタから直接燃
焼室内に燃料を噴射し、この燃料が点火プラグ近傍に成
層化された状態で点火する成層燃焼を行っている状態
で、失火の発生を検出すると、燃料噴射時期を変更して
両者の間隔を修正し失火の発生を抑制するものであり、
燃焼室内に直接燃料を噴射する成層燃焼の機能を十分に
得つつ良好な燃焼状態を確保するようにしている。(Operation) In the control device as described above, in the state where the fuel is directly injected into the combustion chamber from the injector and the fuel is stratified in a state where the fuel is stratified in the vicinity of the ignition plug, the misfire is prevented from occurring. When it is detected, the fuel injection timing is changed to correct the interval between the two and suppress the occurrence of misfire,
A good combustion state is ensured while sufficiently obtaining the function of stratified combustion for directly injecting fuel into the combustion chamber.
（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第１
図はロータリピストンエンジンの例における全体構成図
である。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. First
The figure is an overall configuration diagram of an example of a rotary piston engine.
ロータリピストンエンジン１は、トロコイド内周面2a
を有するロータハウジング２とサイドハウジング３とで
構成されるケーシング内に、略三角形状のロータ４が偏
心軸５に支承されて遊星回転運動可能に収容され、該ロ
ータ４の外周側に３つの作動室６（燃焼室）を形成し、
該作動室６がロータ４の回転に伴って順次、吸入、圧
縮、爆発、排気の各行程を行うように構成されている。
前記サイドハウジング３にはロータ４の回転に伴って開
閉される吸気ポート８が開口され、この吸気ポート８に
は吸気通路９が接続されて、吸入空気が供給される。ま
た、ロータハウジング２には排気ポート10が開口され、
燃焼ガスが排気通路11を介して排出され、この排気通路
11には排気浄化用の触媒装置12が介装されている。The rotary piston engine 1 has a trochoid inner peripheral surface 2a.
A substantially triangular rotor 4 is supported by an eccentric shaft 5 and accommodated in a casing constituted by a rotor housing 2 and a side housing 3 having a rotational motion so that the planetary rotation is possible. Forming a chamber 6 (combustion chamber),
The working chamber 6 is configured to sequentially perform suction, compression, explosion, and exhaust strokes as the rotor 4 rotates.
An intake port 8 that opens and closes with the rotation of the rotor 4 is opened in the side housing 3, and an intake passage 9 is connected to the intake port 8 to supply intake air. Further, an exhaust port 10 is opened in the rotor housing 2,
The combustion gas is exhausted through an exhaust passage 11, and the exhaust passage
A catalyst device 12 for purifying exhaust gas is interposed in 11.
また、前記ロータハウジング２には前記吸気ポート８
と反対側に圧縮行程にある作動室６に臨んで燃焼を噴射
するインジェクタ14が配設されると共に、該インジェク
タ14の近傍に点火プラグ15が配設され、噴射燃焼に点火
を行うものである。Further, the intake port 8 is provided in the rotor housing 2.
On the opposite side, an injector 14 for injecting combustion toward the working chamber 6 in the compression stroke is provided, and a spark plug 15 is provided near the injector 14 to ignite the injection combustion. .
前記インジェクタ14には燃料噴射ポンプ16から吐出さ
れた燃料を供給する燃料パイプ17が接続され、燃料噴射
時期および燃料噴射量が制御ユニット18から燃料噴射ポ
ンプ16に出力される燃料噴射信号によって制御される。A fuel pipe 17 for supplying fuel discharged from a fuel injection pump 16 is connected to the injector 14, and a fuel injection timing and a fuel injection amount are controlled by a fuel injection signal output from the control unit 18 to the fuel injection pump 16. You.
一方、点火プラグ15にはイグニションコイル19から放
電電圧が印加されて、先端電極で火花放電が行われるも
のであり、その点火時期が制御ユニット18からイグニシ
ョンコイル19に出力される点火信号によって制御され
る。そして、前記吸気通路９にはスロットル弁は介装さ
れず、インジェクタ14からの燃料噴射量によってエンジ
ン出力制御を行って、ポンピングロス低減作用を得るよ
うにしている。On the other hand, a discharge voltage is applied to the ignition plug 15 from the ignition coil 19, and a spark discharge is performed at the tip electrode.The ignition timing is controlled by an ignition signal output from the control unit 18 to the ignition coil 19. You. A throttle valve is not interposed in the intake passage 9, and engine output control is performed based on a fuel injection amount from the injector 14 to obtain a pumping loss reducing effect.
上記制御ユニット18には、エンジン１の運転状態を検
出するために、アクセル操作量等からエンジン負荷を検
出する負荷検出手段20からの負荷信号、エンジン回転数
を検出するエンジン回転数検出手段21からの回転数信
号、クランク角を検出するクランク角検出手段22からの
クランク角信号および失火の発生を検出する失火検出手
段23からの失火信号がそれぞれ入力される。前記失火検
出手段23は、例えばエンジンの振動状態を検出するラフ
ネスセンサの信号、回転状態の変動を検出する回転セン
サの信号、燃焼圧力を検出する圧力センサの信号等か
ら、失火発生時には爆発行程が生じないのに伴う変動か
ら検出するものである。The control unit 18 includes a load signal from a load detecting means 20 for detecting an engine load from an accelerator operation amount and the like, and an engine speed detecting means 21 for detecting an engine speed in order to detect an operating state of the engine 1. , A crank angle signal from a crank angle detecting means 22 for detecting a crank angle, and a misfire signal from a misfire detecting means 23 for detecting occurrence of a misfire. The misfire detecting means 23 detects, for example, a signal of a roughness sensor for detecting a vibration state of the engine, a signal of a rotation sensor for detecting a change in the rotation state, a signal of a pressure sensor for detecting a combustion pressure, and the like. It is to be detected from the fluctuations that do not occur.
そして、上記制御ユニット18は、基本的にはエンジン
の運転状態に応じて燃料噴射時期、燃料噴射量および点
火時期を設定し、燃料噴射信号および点火信号を出力し
て所定時期に燃料噴射および点火を行う。特に、軽負荷
時には燃料噴射時期を吸気行程の後半に設定して、噴射
燃料の成層化を行って、燃料を点火プラグ近傍に偏在さ
せた状態で点火を行うように制御する。また、上記のよ
うな制御状態において、所定期間内に所定値以上の失火
の発生を検出すると燃料噴射時期を遅角して点火時期と
の間隔を修正し、この修正によって失火が減少しない場
合には燃料噴射時期を進角側に修正し、失火の発生を抑
制すると燃料噴射時期の学習マップの書き換えを行うも
のである。The control unit 18 basically sets a fuel injection timing, a fuel injection amount, and an ignition timing according to the operating state of the engine, outputs a fuel injection signal and an ignition signal, and outputs the fuel injection and ignition at a predetermined timing. I do. In particular, when the load is light, the fuel injection timing is set in the latter half of the intake stroke, the stratification of the injected fuel is performed, and control is performed so that the fuel is eccentrically distributed near the spark plug. Further, in the above-described control state, when the occurrence of misfire of a predetermined value or more is detected within a predetermined period, the fuel injection timing is retarded to correct the interval with the ignition timing. Is to rewrite the fuel injection timing learning map by correcting the fuel injection timing to the advanced side and suppressing the occurrence of misfire.
上記制御ユニット18の処理を第２図のフローチャート
に基づいて説明する。このフローチャートは燃料噴射時
期の失火補正処理についてのみ示している。スタート
後、ステップS1でイニシャライズを行って、失火数カウ
ントＮおよびタイマＴを０にリセットしてから、ステッ
プS2で失火検出手段23からの失火信号を入力し、ステッ
プS3で失火が発生しているか否かを判定する。そして、
この判定がYESで失火検出時にはステップS4で失火数Ｎ
を加算した後、NO判定の場合にはそのままステップS5で
タイマＴの加算を行う。このタイマＴの値を、ステップ
S6で設定値To（5sec程度）と比較して、この所定値Toに
達するまで失火数Ｎのカウントを行う。The processing of the control unit 18 will be described with reference to the flowchart of FIG. This flowchart shows only the misfire correction process for the fuel injection timing. After the start, initialization is performed in step S1, the misfire count N and the timer T are reset to 0, and then a misfire signal from the misfire detection means 23 is input in step S2, and whether a misfire has occurred in step S3 Determine whether or not. And
When this determination is YES and a misfire is detected, the number of misfires N is determined in step S4.
Is added, the timer T is added in step S5 in the case of a NO determination. The value of this timer T is
In S6, the number of misfires N is counted by comparing with the set value To (about 5 seconds) until reaching the predetermined value To.
そして、所定カウント時間Toに達すると、ステップS7
で上記失火数Ｎが設定値No（許容値）を越えているか否
かを判定し、この判定がYESで修正処理が必要な場合に
は、ステップS8でフラグＦが０にリセットされているか
否かを判定する。このフラグＦは失火数Ｎが許容値No以
下となった修正終了時に０にリセットされている。Then, when the predetermined count time To has been reached, step S7
It is determined whether or not the number of misfires N exceeds a set value No (allowable value). If the determination is YES and a correction process is necessary, whether or not the flag F has been reset to 0 in step S8 Is determined. This flag F is reset to 0 at the end of the correction when the misfire number N becomes equal to or less than the allowable value No.
上記ステップS4の判定がYESで失火数Ｎが始めて許容
値Noを越えたときには、ステップS9でフラグＦを１にセ
ットする。そして、ステップS10で他の制御ルーチンで
求めた基本燃料噴射時期Igに所定値ΔIgだけ加算して遅
延修正を行い、ステップS11で現在の失火数Ｎで前回失
火数Nbのメモリ値を書き換え、ステップS1に戻って次の
失火状態を検出する。If the determination in step S4 is YES and the misfire number N exceeds the allowable value No for the first time, the flag F is set to 1 in step S9. Then, in step S10, delay correction is performed by adding a predetermined value ΔIg to the basic fuel injection timing Ig obtained in another control routine, and in step S11, the memory value of the previous misfire number Nb is rewritten with the current misfire number N. Returning to S1, the next misfire state is detected.
上記初回の遅延修正では失火数Ｎが設定値No以下とな
らない場合には、ステップS7のYES判定、ステップS8のN
O判定により、ステップS12に進んで今回の失火数Ｎが前
回の失火数Nbより小さくなったか否か判定し、この判定
がYESで失火状態が抑制方向に変化した場合には、ステ
ップS13で遅角修正か否かを判定し、このYES判定によ
り、前記ステップS10に進んでさらに所定値ΔIgだけ遅
角修正を行う。If the misfire number N does not become equal to or less than the set value No in the first delay correction, the determination in step S7 is YES, and the determination in step S8 is N.
By the O determination, the process proceeds to step S12 to determine whether the current misfire number N has become smaller than the previous misfire number Nb, and if this determination is YES and the misfire state has changed to the suppression direction, the process proceeds to step S13. It is determined whether or not the angle is to be corrected. If the determination is YES, the process proceeds to step S10, and the retard is corrected by a predetermined value ΔIg.
一方、上記遅角修正では失火状態が抑制できず、前記
ステップS12の判定がNOで失火数Ｎが前回の失火数Nbよ
り低減しなかった場合には、ステップS14に進んで基本
燃料噴射時期Igから所定値ΔIgだけ減算して進角修正を
行う。そして、さらに進角修正が必要な場合には、ステ
ップS12のYES判定、ステップS13のNO判定により、上記
ステップS14の進角修正を行う。On the other hand, if the misfire state cannot be suppressed by the retard correction described above, and if the determination in step S12 is NO and the misfire number N has not decreased from the previous misfire number Nb, the process proceeds to step S14, and the basic fuel injection timing Ig Is corrected by subtracting a predetermined value ΔIg from the above. If further advance correction is required, the advance correction in step S14 is performed based on the YES determination in step S12 and the NO determination in step S13.
上記のような失火の発生に伴う燃料噴射時期修正によ
り、失火数Ｎが設定値No以下に低減し、ステップS7の判
定がNOとなると、ステップS15に進んでフラグＦが１に
セットされているか否かを判定し、このYES判定により
ステップS16でエンジン回転数と負荷の燃料噴射時期マ
ップにおける該当ゾーンを修正燃料噴射時期Igで書き換
えた後、ステップS17でフラグＦを０にリセットして失
火発生に対応する燃料噴射時期の修正を終了する。By the fuel injection timing correction accompanying the occurrence of the misfire as described above, the number of misfires N is reduced to the set value No or less, and if the determination in step S7 is NO, the process proceeds to step S15 and is the flag F set to 1? If the answer is YES, the corresponding zone in the fuel injection timing map of the engine speed and the load is rewritten with the corrected fuel injection timing Ig in step S16, and the flag F is reset to 0 in step S17 to cause a misfire. The correction of the fuel injection timing corresponding to is ended.
上記ステップS16で書き換えたマップは、次に基本燃
料噴射時期Igを求める際に使用するものであり、失火の
発生に対応した学習制御を行って失火の発生頻度を低減
するものである。なお、失火の発生していない状態で
は、ステップS7およびS15のNO判定により、燃料噴射時
期の修正は行わない。The map rewritten in step S16 is used when the next basic fuel injection timing Ig is obtained, and performs learning control corresponding to the occurrence of misfire to reduce the frequency of occurrence of misfire. In a state where no misfire has occurred, the fuel injection timing is not corrected by the NO determinations in steps S7 and S15.
上記のような実施例では、失火数の検出により燃料噴
射時期を遅角方向もしくは進角方向に修正し、燃料噴射
時期から点火時期までの間隔を調整して、噴射燃料が点
火プラグ15の近傍における最適拡散状態において点火を
行うように補正し、良好な燃焼状態を維持して失火の発
生を抑制することができるものである。また、成層燃焼
により吸気の絞りをなくしてポンピングロス低減効果を
得て、燃費性能を改善が図れるものである。In the above-described embodiment, the fuel injection timing is corrected in the retard direction or the advance direction by detecting the number of misfires, and the interval from the fuel injection timing to the ignition timing is adjusted so that the injected fuel is close to the ignition plug 15. Is corrected so as to perform ignition in the optimum diffusion state, and a good combustion state can be maintained to suppress the occurrence of misfire. In addition, the stratified combustion eliminates the restriction of the intake air and obtains an effect of reducing pumping loss, thereby improving fuel efficiency.
なお上記実施例においては、燃料噴射時期の遅角もし
くは進角修正は一定値ΔIgの加減算によって行うように
しているが、失火数の大きさに応じて遅角もしくは進角
の修正量を設定するようにしてもよい。In the above embodiment, the correction of the retard or advance of the fuel injection timing is performed by adding or subtracting a constant value ΔIg, but the amount of correction of the retard or advance is set according to the magnitude of the number of misfires. You may do so.
さらに、ロータリピストンエンジン以外のエンジンに
対しても本発明は適用可能である。Further, the present invention is applicable to engines other than the rotary piston engine.
（発明の効果） 上記のような本発明によれば、直接燃焼室内に燃料を
噴射し噴射された燃料が点火プラグ近傍に成層化された
状態で点火する成層燃焼を行っている状態で、失火の発
生に対応して燃料噴射時期を変更して両者の間隔を修正
して所定の燃料状態で点火を行うように補正することに
より、成層燃焼の作用を十分に得つつ良好な燃焼状態を
確保することができ、制御系の誤差による失火の発生を
抑制することができるものである。(Effects of the Invention) According to the present invention as described above, misfire occurs in a state in which fuel is directly injected into the combustion chamber and the injected fuel is ignited in a state where the injected fuel is stratified in the vicinity of the ignition plug. The fuel injection timing is changed in response to the occurrence of the gas, the interval between the two is corrected, and the ignition is performed in the predetermined fuel state. Therefore, occurrence of misfire due to an error in the control system can be suppressed.
第１図は本発明の一実施例におけるエンジンの制御装置
の全体構成図、 第２図は制御ユニットの処理を説明するためのフローチ
ャート図である。 １……エンジン、６……作動室（燃焼室）、14……イン
ジェクタ、15……点火プラグ、18……制御ユニット、23
……失火検出手段。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart diagram for explaining processing of a control unit. 1 ... engine, 6 ... working chamber (combustion chamber), 14 ... injector, 15 ... spark plug, 18 ... control unit, 23
... Misfire detection means.
Claims (2)
タと、噴射された燃料に点火を行う点火プラグとを配設
し、インジェクタによる燃料噴射時期と点火プラグによ
る点火時期とをエンジンの運転状態に応じて制御ユニッ
トで制御するようにしたエンジンの制御装置において、
エンジンの失火状態を検出する失火検出手段を設け、前
記制御ユニットは、上記失火検出手段の信号を受け、噴
射された燃料が点火プラグ近傍に成層化される成層燃焼
状態における失火検出時に、燃料噴射時期を変更して両
者の間隔を修正するように構成したことを特徴とするエ
ンジンの制御装置。An injector for directly injecting fuel into a combustion chamber and a spark plug for igniting the injected fuel are provided, and the fuel injection timing by the injector and the ignition timing by the spark plug are set to an operating state of the engine. In the engine control device, which is controlled by the control unit according to
A misfire detection means for detecting a misfire state of the engine is provided, and the control unit receives a signal from the misfire detection means and detects a misfire in a stratified combustion state in which the injected fuel is stratified near the spark plug. An engine control device characterized in that the timing is changed to correct the interval between the two.
を受け、失火検出時に燃料噴射時期と点火時期との間隔
が大きくもしくは小さくなる方向へ修正すると共に、修
正後における失火レベルが減少しないときは、先の修正
方向とは逆方向に両者の間隔を修正することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のエンジンの制御装置。The control unit receives the output of the misfire detection means, corrects the interval between the fuel injection timing and the ignition timing to increase or decrease when the misfire is detected, and when the misfire level after the correction does not decrease. 2. The engine control device according to claim 1, wherein the distance between the two is corrected in a direction opposite to the correction direction.
Priority Applications (1)
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-
1987
- 1987-09-25 JP JP62241396A patent/JP2632164B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS6483822A (en) | 1989-03-29 |
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