JP4952818B2 - 点火診断機能を有する内燃機関の点火制御装置 - Google Patents
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Description
前記長放電方式は点火コイルが大きく、重たくなる方向であり、実用的なものとしては放電時間2msec程度に限界がある。対して多重点火方式では応答性の優れている小さくて軽い点火コイルが利用され、単一の放電時間こそ短いが、これを繰返し発生させることで放電している区間としては非常に長くすることが可能であり、近年では多重点火方式の採用傾向が顕著となっている。
機関効率を上げるための別の技術に、機関の圧縮・膨張比を極限まで上げるものがある。この技術の課題は、圧縮の段階で燃焼室内が非常に高温になり燃料が自着火してしまう点にある。この自着火による燃焼は非常に早く、点火の指示前もしくは指示直後の火花放電中に燃焼が終了してしまう例が多いことが実験的に判っている。
また、点火指示供給ラインに電源系配線の断続的な干渉が発生した場合には、前記点火指示とは無関係に、意図する点火タイミングとは異なるタイミングで、点火コイルへの通電、遮断による点火が繰り返されることになり、このような場合にはエンジンが破損に至る可能性もある。
従って、点火が意図どおりに行われているかを診断することが必要となる。
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。
図1はこの発明の装置の全体構成を示す図であって、1は各種信号の入出力を司る制御装置であり、一般にエンジンコントロールユニット(ECU)とよばれている。2は点火コイル、3は点火装置(点火プラグ)であり、これらの3つの装置により点火制御装置を構成している。4は燃料噴射装置である。ECU1内の信号制御装置101は、点火コイル2を動作させるための指示信号である点火信号を生成する。点火信号がHighの状態となると点火コイル内の1次巻線に電流(1次電流)が流れることで点火コイル2はエネルギーの蓄積を開始し、点火信号がHighからLowへと切り替わるタイミング(点火タイミング)で点火コイル2は、内部の高電圧装置102において例えば30kV程度の高電圧を生成する。
図3のS301において、まず点火診断を実施する条件内であるかを判断する。例えば、点火カット中であれば点火診断は実施しないとする。A/Dのサンプリングとしては50μsecより細かい周期で時間サンプリングするのがよい。しかし、事情によりA/Dのサンプリングをクランク角度と同期とするような場合には、エンジン回転数が低くなるほどサンプリング周期としては長くなり、重要な情報、例えば、火花放電終了時に発生する図2中の217のようなインパルス状の信号を取り逃す場合がある。従って、このような場合には所定の回転数以下、もしくは燃料カット中では点火診断を実施しないものとする。もしくは、所定の回転数以下では図2中のタイミング203前後の所定区間内に、所定のしきい値を超過する信号、例えば218のような信号が発生しているかも併せて確認することで、サンプリングの問題により信号を取リ逃がす確率を軽減することができようになる。
実施の形態1に示す点火診断の方法に、失火検出手段による失火診断結果を加える方法について、図4に基づき説明する。図4に示すフローチャートは、基本的には図3に示すフローチャートと同等なので、図3との相違点を中心に説明する。
これ以外の処理は全て図3と同等である。
実施の形態3について図5、図6に基づいて説明する。実施の形態1では、ECU1内のマイクロコンピュータの計算負荷軽減のため、信号の発生位置Cが比較レベルP5よりも小さい、つまり遅角側であれば多重点火異常であると判断したが、多重点火区間内で、点火動作に伴って発生する図5中の501のようなインパルス状の信号の発生回数と多重点火の指示回数、タイミングのパラメータを用いてより正確に多重点火の診断を行うことができるようになる。この具体的な方法を説明する。
Claims (8)
- 内燃機関の燃焼室内に供給された燃料に着火するための火花放電を発生する点火装置と、前記火花放電を発生させるための高電圧を発生して前記点火装置に印加する点火コイルと、前記点火コイルに点火信号を単一行程において複数回発生させる制御装置と、前記点火コイルに設けられ前記高電圧の極性とは逆極性のバイアス電圧を生成して前記点火装置に印加するバイアス装置と、前記制御装置に設けられ前記バイアス電圧の印加に基づいて発生する信号を抽出する信号抽出装置と、前記信号抽出装置の出力に基づいて前記火花放電の状態を診断する信号診断装置を備え、前記信号抽出装置は、単一の圧縮・燃焼行程内の最後の火花放電開始から、最後の火花放電が終了する以前に設定される第1の検出区間を設定し、前記第1の検出区間内の前記信号の第1発生量と、前記最初の火花放電開始から最後の火花放電が終了するタイミングを含む第2の検出区間を設定し、前記第2の検出区間内の前記信号の第2発生量とを抽出し、前記信号診断装置は、前記信号の第1発生量が所定の第1比較量より大きい、もしくは前記第2発生量が所定の第2比較量より小さい場合、前記火花放電が正常に実施されていないと判断することを特徴とする点火診断機能を有する内燃機関の点火制御装置。
- 内燃機関の燃焼室内に供給された燃料に着火するための火花放電を発生する点火装置と、前記火花放電を発生させるための高電圧を発生して前記点火装置に印加する点火コイルと、前記点火コイルに点火信号を単一行程において複数回発生させる制御装置と、前記点火コイルに設けられ前記高電圧の極性とは逆極性のバイアス電圧を生成して前記点火装置に印加するバイアス装置と、前記制御装置に設けられ前記バイアス電圧の印加に基づいて発生する信号を抽出する信号抽出装置と、前記信号抽出装置の出力に基づいて前記火花放電の状態を診断する信号診断装置を備え、前記点火装置が単一の圧縮・燃焼行程内において複数回の火花放電を発生するように前記制御装置が制御しているとき、前記信号抽出装置は、最初の火花放電を開始するタイミング以降に設定される第3の検出区間を設定し、第3の検出区間内の前記信号の発生タイミングを抽出し、前記信号診断装置は、前記抽出信号の発生タイミングが所定の比較タイミングより遅い場合、前記複数回の火花放電が発生していないと判断することを特徴とする点火診断機能を有する内燃機関の点火制御装置。
- 前記制御装置は、前記信号診断装置により異常と判断された場合は、前記点火コイルへの動作指示は通常通り継続し、燃焼室への燃料供給を停止するように制御することを特徴とする請求項1又は2記載の点火診断機能を有する内燃機関の点火制御装置。
- 前記制御装置は、単一の圧縮・燃焼行程内において複数回の点火信号を発生させているときに、前記抽出信号に基づいてプレイグニッション等の異常燃焼を検出し、前記検出結果に基づき異常燃焼を回避するように制御する装置であって、前記信号診断装置により前記複数回の火花放電が正常に発生していないと判断された場合は、前記プレイグニッション等の異常燃焼の検出を禁止して、異常燃焼が発生しない前記内燃機関の運転状態となるように制御することを特徴とする請求項1又は2記載の点火診断機能を有する内燃機関の点火制御装置。
- 前記信号診断装置は、前記点火装置が、単一の圧縮・燃焼行程内において複数回の火花放電を発生させているとき、前記最初の火花放電の発生タイミングと、前記最後の火花放電の終了タイミングが所定の期間よりも短い場合、前記複数回の火花放電の発生状態を診断することを禁止とすることを特徴とする請求項2記載の点火診断機能を有する内燃機関の点火制御装置。
- 前記信号抽出装置は、単一の圧縮・燃焼行程内の最後の火花放電開始から、前記最後の火花放電が終了する以前に設定される第1の検出区間を設定し、前記第1の検出区間内の前記信号の第1発生量と、前記最初の火花放電開始から最後の火花放電が終了するタイミングを含む第2の検出区間を設定し、前記第2の検出区間内の前記信号の第2発生量とを抽出し、前記信号診断装置は、失火を検出する失火検出手段を備え、前記失火検出手段が失火と判断している状態、かつ前記信号の第1発生量が所定の第1比較量より大きい、もしくは前記第2発生量が所定の第2比較量より小さい場合は、前記火花放電が正常に実施されていないと判断することを特徴とする請求項1記載の点火診断機能を有する内燃機関の点火制御装置。
- 前記制御装置は、失火を検出する失火検出手段を備え、前記失火検出手段が失火と判断している状態、かつ信号診断装置により点火異常と判断された場合は、前記点火コイルへの動作指示は通常通り継続し、燃焼室への燃料供給を停止するように制御することを特徴とする請求項1又は6記載の点火診断機能を有した内燃機関の点火制御装置。
- 内燃機関の燃焼室内に供給された燃料に着火するための火花放電を発生する点火装置と、前記火花放電を発生させるための高電圧を発生して前記点火装置に印加する点火コイルと、前記点火コイルに点火信号を単一行程において複数回発生させる制御装置と、前記点火コイルに設けられ前記高電圧の極性とは逆極性のバイアス電圧を生成して前記点火装置に印加するバイアス装置と、前記制御装置に設けられ前記バイアス電圧の印加に基づいて発生する信号を抽出する信号抽出装置と、前記信号抽出装置の出力に基づいて前記火花放電の状態を診断する信号診断装置を備え、前記制御装置が、単一の圧縮・燃焼行程内において複数回の火花放電を前記点火装置に発生するように制御しているとき、前記信号抽出装置は、前記最初の火花放電より以降前記最後の火花放電が終了するより前に第4の検出区間を設定し、第4の検出区間内の前記信号の発生タイミングもしくは発生回数のうち少なくとも1方を抽出し、前記点火診断装置は、前記信号の発生タイミングと、前記制御装置の指示するタイミングとの差が所定区間以上異なる、もしくは前記信号の発生回数が、前記制御装置の指示する火花放電の回数と異なる、の少なくとも1方が成立する場合、前記複数回の火花放電が制御通りに発生していないと判断することを特徴とする点火診断機能を有した内燃機関の点火制御装置。
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