JPH11200935A - 直噴式内燃機関の制御装置 - Google Patents
直噴式内燃機関の制御装置Info
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- JPH11200935A JPH11200935A JP10002325A JP232598A JPH11200935A JP H11200935 A JPH11200935 A JP H11200935A JP 10002325 A JP10002325 A JP 10002325A JP 232598 A JP232598 A JP 232598A JP H11200935 A JPH11200935 A JP H11200935A
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- fuel
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼
を行うようにした直噴式の火花点火機関において、成層
燃焼時のデポジット堆積および煤発生に原因する失火を
解消して運転性および排気性能の悪化を防止する。 【解決手段】 成層燃焼時の失火検出時に、点火時期を
遅角方向に補正しまたは燃料噴射時期を進角方向に補正
して燃料噴射から着火までの期間を長くして燃料気化を
促し、点火栓付近の混合気濃度を希釈化することにより
煤発生を抑えて着火性能を回復させる。
を行うようにした直噴式の火花点火機関において、成層
燃焼時のデポジット堆積および煤発生に原因する失火を
解消して運転性および排気性能の悪化を防止する。 【解決手段】 成層燃焼時の失火検出時に、点火時期を
遅角方向に補正しまたは燃料噴射時期を進角方向に補正
して燃料噴射から着火までの期間を長くして燃料気化を
促し、点火栓付近の混合気濃度を希釈化することにより
煤発生を抑えて着火性能を回復させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直噴式火花点火機
関の燃料噴射時期および点火時期の制御に関する。
関の燃料噴射時期および点火時期の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼室に燃料噴射ノズルを臨ませて配設
した燃料噴射弁から、圧縮行程中に筒内に燃料を直接噴
射して成層化した混合気を形成し、これを点火燃焼させ
て燃費を改善する直噴式内燃機関が一般に知られてい
る。
した燃料噴射弁から、圧縮行程中に筒内に燃料を直接噴
射して成層化した混合気を形成し、これを点火燃焼させ
て燃費を改善する直噴式内燃機関が一般に知られてい
る。
【０００３】この様な成層燃焼においては、燃料と空気
の混合比をある程度以上はリッチにすることができない
ため、高負荷を要求される運転領域では、燃料を吸気行
程中に噴射して均質な混合気を形成・燃焼させる均質燃
焼運転モードを合わせ持つことが通常である。
の混合比をある程度以上はリッチにすることができない
ため、高負荷を要求される運転領域では、燃料を吸気行
程中に噴射して均質な混合気を形成・燃焼させる均質燃
焼運転モードを合わせ持つことが通常である。
【０００４】このように、均質燃焼と成層燃焼を切り換
えて運転する機関においては、低速・低負荷において主
に圧縮行程後半に燃料を噴射して成層燃焼を行い、それ
以外の回転・負荷においては主に吸気行程に燃料を噴射
して均質燃焼を行う、という２つの運転領域を持ってい
る。（この種の直噴式内燃機関の公知文献としては例え
ば特開昭６０−３０４３５号公報を参照。）
えて運転する機関においては、低速・低負荷において主
に圧縮行程後半に燃料を噴射して成層燃焼を行い、それ
以外の回転・負荷においては主に吸気行程に燃料を噴射
して均質燃焼を行う、という２つの運転領域を持ってい
る。（この種の直噴式内燃機関の公知文献としては例え
ば特開昭６０−３０４３５号公報を参照。）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような直噴式内燃
機関は長期間の運転にともなってシリンダ内にデポジッ
トと呼ばれる燃焼堆積物が生じる。このデポジットがピ
ストン冠面等に堆積した場合、噴射燃料の一部がデポジ
ットに一時的に吸着されて次回以降のサイクルで吸気中
に脱離することから空燃比過濃となり煤が発生しやすく
なる。煤が点火栓の電極に付着するとスパーク自体が起
こらない完全失火状態となるので、運転性や排気組成、
特にＨＣ排出量が悪化するという問題が生じる。
機関は長期間の運転にともなってシリンダ内にデポジッ
トと呼ばれる燃焼堆積物が生じる。このデポジットがピ
ストン冠面等に堆積した場合、噴射燃料の一部がデポジ
ットに一時的に吸着されて次回以降のサイクルで吸気中
に脱離することから空燃比過濃となり煤が発生しやすく
なる。煤が点火栓の電極に付着するとスパーク自体が起
こらない完全失火状態となるので、運転性や排気組成、
特にＨＣ排出量が悪化するという問題が生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、機関
運転状態を検出する手段と、機関運転状態に応じて燃料
噴射時期と点火時期とを設定する手段と、前記設定噴射
時期と点火時期とに応じて燃料噴射装置および点火装置
を制御する制御手段とを備え、予め定めた所定の運転領
域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行
うようにした直噴式の火花点火機関において、失火を検
出する手段と、成層燃焼時の失火検出時に、点火時期を
遅角方向に補正する補正手段とを備える。
運転状態を検出する手段と、機関運転状態に応じて燃料
噴射時期と点火時期とを設定する手段と、前記設定噴射
時期と点火時期とに応じて燃料噴射装置および点火装置
を制御する制御手段とを備え、予め定めた所定の運転領
域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行
うようにした直噴式の火花点火機関において、失火を検
出する手段と、成層燃焼時の失火検出時に、点火時期を
遅角方向に補正する補正手段とを備える。
【０００７】請求項２の発明は、機関運転状態を検出す
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射時期と点火時
期とを設定する手段と、前記設定噴射時期と点火時期と
に応じて燃料噴射装置および点火装置を制御する制御手
段とを備え、予め定めた所定の運転領域では燃料を主に
圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行うようにした直噴
式の火花点火機関において、失火を検出する手段と、成
層燃焼時の失火検出時に、燃料噴射時期を進角方向に補
正する補正手段とを備える。
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射時期と点火時
期とを設定する手段と、前記設定噴射時期と点火時期と
に応じて燃料噴射装置および点火装置を制御する制御手
段とを備え、予め定めた所定の運転領域では燃料を主に
圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行うようにした直噴
式の火花点火機関において、失火を検出する手段と、成
層燃焼時の失火検出時に、燃料噴射時期を進角方向に補
正する補正手段とを備える。
【０００８】請求項３の発明は、機関運転状態を検出す
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射時期と点火時
期とを設定する手段と、前記設定噴射時期と点火時期と
に応じて燃料噴射装置および点火装置を制御する制御手
段とを備え、予め定めた所定の運転領域では燃料を主に
圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行うようにした直噴
式の火花点火機関において、失火を検出する手段と、成
層燃焼時の失火検出時に、点火時期を遅角方向に補正す
るとともに燃料噴射時期を進角方向に補正する補正手段
とを備える。
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射時期と点火時
期とを設定する手段と、前記設定噴射時期と点火時期と
に応じて燃料噴射装置および点火装置を制御する制御手
段とを備え、予め定めた所定の運転領域では燃料を主に
圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行うようにした直噴
式の火花点火機関において、失火を検出する手段と、成
層燃焼時の失火検出時に、点火時期を遅角方向に補正す
るとともに燃料噴射時期を進角方向に補正する補正手段
とを備える。
【０００９】請求項４の発明は、機関運転状態を検出す
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射時期と点火時
期とを設定する手段と、前記設定噴射時期と点火時期と
に応じて燃料噴射装置および点火装置を制御する制御手
段とを備え、予め定めた所定の運転領域では燃料を主に
圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行うようにした直噴
式の火花点火機関において、失火を検出する手段と、成
層燃焼時の失火検出時に、点火時期を遅角方向に補正
し、この点火時期補正により失火が解消しないときには
燃料噴射時期を進角方向に補正する補正手段とを備え
る。
る手段と、機関運転状態に応じて燃料噴射時期と点火時
期とを設定する手段と、前記設定噴射時期と点火時期と
に応じて燃料噴射装置および点火装置を制御する制御手
段とを備え、予め定めた所定の運転領域では燃料を主に
圧縮行程後半に噴射して成層燃焼を行うようにした直噴
式の火花点火機関において、失火を検出する手段と、成
層燃焼時の失火検出時に、点火時期を遅角方向に補正
し、この点火時期補正により失火が解消しないときには
燃料噴射時期を進角方向に補正する補正手段とを備え
る。
【００１０】請求項５の発明は、請求項３または請求項
４の発明の補正手段を、失火解消時には燃料噴射時期の
補正を優先的に終了するように構成する。
４の発明の補正手段を、失火解消時には燃料噴射時期の
補正を優先的に終了するように構成する。
【００１１】請求項６の発明は、請求項１から請求項４
の発明の補正手段を、失火が解消するまで補正を継続す
るように構成する。
の発明の補正手段を、失火が解消するまで補正を継続す
るように構成する。
【００１２】請求項７の発明は、請求項１から請求項４
の発明の補正手段を、失火検出時に予め定めた所定の時
間が経過するまで補正を継続するように構成する。
の発明の補正手段を、失火検出時に予め定めた所定の時
間が経過するまで補正を継続するように構成する。
【００１３】
【作用・効果】上記請求項１の発明によれば、成層燃焼
時の失火検出時には点火時期が遅角方向に補正される。
これによりシリンダ内に噴射された燃料が着火されるま
での期間が長くなり、それだけ燃料の気化および拡散が
進むため点火栓付近の混合気の空燃比が希薄化し、デポ
ジットによる過濃化が補償される。このため比較的希薄
燃焼となって煤の発生が低減し、点火栓電極付近が清浄
化されるので失火が解消される。
時の失火検出時には点火時期が遅角方向に補正される。
これによりシリンダ内に噴射された燃料が着火されるま
での期間が長くなり、それだけ燃料の気化および拡散が
進むため点火栓付近の混合気の空燃比が希薄化し、デポ
ジットによる過濃化が補償される。このため比較的希薄
燃焼となって煤の発生が低減し、点火栓電極付近が清浄
化されるので失火が解消される。
【００１４】請求項２の発明によれば、成層燃焼時の失
火検出時には燃料噴射時期が進角方向に補正される。こ
れにより着火までの期間が長くなって燃料の気化および
拡散が促されるため請求項１の発明と同様にして失火が
解消される。
火検出時には燃料噴射時期が進角方向に補正される。こ
れにより着火までの期間が長くなって燃料の気化および
拡散が促されるため請求項１の発明と同様にして失火が
解消される。
【００１５】請求項３の発明によれば、成層燃焼時の失
火検出時には点火時期の遅角補正と燃料噴射時期の進角
補正の双方が行われるためシリンダ内への燃料供給から
点火までの期間を最大限に確保して失火の解消をより確
実に行うことができる。
火検出時には点火時期の遅角補正と燃料噴射時期の進角
補正の双方が行われるためシリンダ内への燃料供給から
点火までの期間を最大限に確保して失火の解消をより確
実に行うことができる。
【００１６】請求項４の発明によれば、成層燃焼時の失
火検出時にはまず点火時期が遅角方向に補正され、これ
により失火が解消しないときに次に燃料噴射時期が進角
される。機関によっては噴射時期を進角させると燃焼室
内での燃料分布が所期の状態から外れて燃焼が不安定方
向になる場合があり、特にピストン冠面に設けたキャビ
ティに噴射燃料を供給するようにしたものでは噴射時期
の進角によりキャビティ外に燃料が供給されて燃焼が悪
化するおそれがある。これに対して請求項４の発明では
前記のようにまず点火時期を遅らせ、それでも失火が解
消しないときに初めて噴射時期を進めるようにしている
ので、このような不都合を生じるおそれを少なくするこ
とができる。
火検出時にはまず点火時期が遅角方向に補正され、これ
により失火が解消しないときに次に燃料噴射時期が進角
される。機関によっては噴射時期を進角させると燃焼室
内での燃料分布が所期の状態から外れて燃焼が不安定方
向になる場合があり、特にピストン冠面に設けたキャビ
ティに噴射燃料を供給するようにしたものでは噴射時期
の進角によりキャビティ外に燃料が供給されて燃焼が悪
化するおそれがある。これに対して請求項４の発明では
前記のようにまず点火時期を遅らせ、それでも失火が解
消しないときに初めて噴射時期を進めるようにしている
ので、このような不都合を生じるおそれを少なくするこ
とができる。
【００１７】請求項５の発明では、上記請求項３または
４の発明において点火時期の遅角補正と燃料噴射時期の
進角補正の双方を行っているとき、失火が解消したとき
にはまず燃料噴射時期の進角補正を優先的に解除するよ
うにしているので、上述した噴射時期の進角に伴い燃焼
が悪化するおそれが生じる状態での運転時間を最小限に
することができる。
４の発明において点火時期の遅角補正と燃料噴射時期の
進角補正の双方を行っているとき、失火が解消したとき
にはまず燃料噴射時期の進角補正を優先的に解除するよ
うにしているので、上述した噴射時期の進角に伴い燃焼
が悪化するおそれが生じる状態での運転時間を最小限に
することができる。
【００１８】請求項６の発明では、上記請求項１から請
求項４の発明において、失火が解消するまで点火時期ま
たは燃料噴射時期の補正を継続するものとしたことか
ら、失火状態を確実に解消して機関運転性能を失火発生
前の状態に確実に復帰させることができる。
求項４の発明において、失火が解消するまで点火時期ま
たは燃料噴射時期の補正を継続するものとしたことか
ら、失火状態を確実に解消して機関運転性能を失火発生
前の状態に確実に復帰させることができる。
【００１９】請求項７の発明によれば、上記請求項１か
ら請求項４の発明において、予め定めた所定の時間が経
過するまで点火時期または燃料噴射時期の補正を行い、
その時間が経過したのちは補正を解除するようにしたこ
とから、失火解消効果をある程度確保しつつ、点火時期
または燃料噴射時期の補正に伴い運転性能が低下してい
る期間を必要限度に抑制することができる。
ら請求項４の発明において、予め定めた所定の時間が経
過するまで点火時期または燃料噴射時期の補正を行い、
その時間が経過したのちは補正を解除するようにしたこ
とから、失火解消効果をある程度確保しつつ、点火時期
または燃料噴射時期の補正に伴い運転性能が低下してい
る期間を必要限度に抑制することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２１】図１において、１は直噴式内燃機関の本体
（シリンダブロック）、２はシリンダヘッド、３はピス
トン、４は点火プラグ、５は燃料噴射弁、６は吸気通
路、７は排気通路、８は絞り弁、９は吸気弁、１０は排
気弁を示している。１１はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ
／０等からなる制御装置であり、以下の運転状態検出手
段からの信号に基づいて燃料噴射量、噴射時期、燃圧を
制御する。
（シリンダブロック）、２はシリンダヘッド、３はピス
トン、４は点火プラグ、５は燃料噴射弁、６は吸気通
路、７は排気通路、８は絞り弁、９は吸気弁、１０は排
気弁を示している。１１はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ
／０等からなる制御装置であり、以下の運転状態検出手
段からの信号に基づいて燃料噴射量、噴射時期、燃圧を
制御する。
【００２２】運転状態検出手段としては、エアフロメー
タ１２、特定の気筒の所定のクランク角位置を検出する
ための基準信号（ＲＥＦ）とクランク角度毎の信号（Ｐ
ＯＳ）を出力するクランク角センサ１３、水温センサ１
４、排気酸素センサ１５、スロットル開度センサ１６、
車速センサ１７、燃圧センサ１８を備えている。２０は
制御装置からの指令に基づいて燃料噴射弁５に供給する
燃料の圧力を可変制御する燃圧制御装置である。
タ１２、特定の気筒の所定のクランク角位置を検出する
ための基準信号（ＲＥＦ）とクランク角度毎の信号（Ｐ
ＯＳ）を出力するクランク角センサ１３、水温センサ１
４、排気酸素センサ１５、スロットル開度センサ１６、
車速センサ１７、燃圧センサ１８を備えている。２０は
制御装置からの指令に基づいて燃料噴射弁５に供給する
燃料の圧力を可変制御する燃圧制御装置である。
【００２３】図２は、成層燃焼と均質燃焼を機関運転状
態によって切り換える際の設定例を示したものである。
機関回転数Ｎ１以下かつ機関負荷Ｔ１以下の低速・低負
荷領域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼
を行い、それ以外の運転領域においては燃料を主に吸気
行程に噴射して均質燃焼を行う。
態によって切り換える際の設定例を示したものである。
機関回転数Ｎ１以下かつ機関負荷Ｔ１以下の低速・低負
荷領域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射して成層燃焼
を行い、それ以外の運転領域においては燃料を主に吸気
行程に噴射して均質燃焼を行う。
【００２４】なお、機関負荷と回転数はそれぞれ吸入空
気量と単位時間あたりのクランクパルス数によって検出
され、すなわちエアフロメータ１２とクランク角センサ
１３からの信号により検出される。燃料噴射量と噴射時
期は基本的にはこれら負荷と回転数によって決定され、
水温センサ１４、酸素センサ１５等の信号に基づいて運
転状態に応じた補正が施される。
気量と単位時間あたりのクランクパルス数によって検出
され、すなわちエアフロメータ１２とクランク角センサ
１３からの信号により検出される。燃料噴射量と噴射時
期は基本的にはこれら負荷と回転数によって決定され、
水温センサ１４、酸素センサ１５等の信号に基づいて運
転状態に応じた補正が施される。
【００２５】図３は、上記構成下での本発明に係る制御
動作の一例を示した流れ図である。以下この流れ図に沿
って作用を説明する。
動作の一例を示した流れ図である。以下この流れ図に沿
って作用を説明する。
【００２６】まず、ステップ３０１では負荷（燃料噴射
量Ｔｐ）と回転数Ｎとを検出し、次にステップ３０２に
て前記検出結果に基づき図３の運転域設定に基づいて成
層燃焼を行うか運転域か均質燃焼を行う運転域かを判定
する。もし均質運転域であればステップ３０４以下の均
質運転域での制御ルーチンに移行して均質運転状態での
燃料制御および点火時期制御を行う。これに対して、ス
テップ３０２にて成層運転域であればステップ３０３に
移行して成層運転域に適合する燃料噴射時期ＩＴおよび
点火時期ＡＤＶを演算またはテーブル検索等の手法によ
り決定する。
量Ｔｐ）と回転数Ｎとを検出し、次にステップ３０２に
て前記検出結果に基づき図３の運転域設定に基づいて成
層燃焼を行うか運転域か均質燃焼を行う運転域かを判定
する。もし均質運転域であればステップ３０４以下の均
質運転域での制御ルーチンに移行して均質運転状態での
燃料制御および点火時期制御を行う。これに対して、ス
テップ３０２にて成層運転域であればステップ３０３に
移行して成層運転域に適合する燃料噴射時期ＩＴおよび
点火時期ＡＤＶを演算またはテーブル検索等の手法によ
り決定する。
【００２７】成層運転状態での燃料噴射時期ＩＴおよび
点火時期ＡＤＶを決定したのち、次のステップ３０５に
て点火時期補正の可否を決定するために完全失火の有無
を判定する。このとき失火が発生していれば点火時期Ａ
ＤＶを遅角方向に補正する。なお失火判定については後
述するように種々の手法を適用することができる。
点火時期ＡＤＶを決定したのち、次のステップ３０５に
て点火時期補正の可否を決定するために完全失火の有無
を判定する。このとき失火が発生していれば点火時期Ａ
ＤＶを遅角方向に補正する。なお失火判定については後
述するように種々の手法を適用することができる。
【００２８】このようにして決定した燃料噴射時期ＩＴ
および点火時期ＡＤＶはステップ３０９にてそれぞれの
駆動回路に出力し、対応する時期に燃料噴射または着火
を行わせる。このような制御は周期的に繰り返され、失
火の有無に応じて点火時期補正の有無が制御される。
および点火時期ＡＤＶはステップ３０９にてそれぞれの
駆動回路に出力し、対応する時期に燃料噴射または着火
を行わせる。このような制御は周期的に繰り返され、失
火の有無に応じて点火時期補正の有無が制御される。
【００２９】成層燃焼時の失火検出時に点火時期を遅角
補正することにより、既述したように噴射燃料の気化時
間が長くなって点火栓付近の混合気の空燃比が希薄化す
るためデポジットからの燃料気化にかかわらず混合気の
過濃化を抑制して点火栓に付着した煤を減らし、失火を
解消することができる。このようにして失火が解消する
と、ステップ３０５からステップ３０８へと制御が移行
するようになるので点火時期補正は解除され、通常の点
火時期制御に戻る。
補正することにより、既述したように噴射燃料の気化時
間が長くなって点火栓付近の混合気の空燃比が希薄化す
るためデポジットからの燃料気化にかかわらず混合気の
過濃化を抑制して点火栓に付着した煤を減らし、失火を
解消することができる。このようにして失火が解消する
と、ステップ３０５からステップ３０８へと制御が移行
するようになるので点火時期補正は解除され、通常の点
火時期制御に戻る。
【００３０】図４は失火を解消するための第２の制御例
を示した流れ図である。この制御においてステップ４０
１〜４０４、４０８は図３のステップ３０１〜３０４、
３０８と対応しており、負荷と回転数とから成層運転域
か均質運転域かを判定し、それぞれに対応した燃料噴射
時期ＩＴと点火時期ＡＤＶとを決定して出力する。ただ
し、成層運転時において、ステップ４０５の失火判定に
て失火発生と判定した場合には、次のステップ４０６に
て燃料噴射時期ＩＴを進角方向に補正する点において図
３のものとは異なる。
を示した流れ図である。この制御においてステップ４０
１〜４０４、４０８は図３のステップ３０１〜３０４、
３０８と対応しており、負荷と回転数とから成層運転域
か均質運転域かを判定し、それぞれに対応した燃料噴射
時期ＩＴと点火時期ＡＤＶとを決定して出力する。ただ
し、成層運転時において、ステップ４０５の失火判定に
て失火発生と判定した場合には、次のステップ４０６に
て燃料噴射時期ＩＴを進角方向に補正する点において図
３のものとは異なる。
【００３１】このようにして燃料噴射時期を進角するこ
とによっても着火までの期間が長くなって燃料の気化お
よび拡散が促されるため上記したものと同様にして失火
が解消される。失火が解消されたときは爾後の制御ルー
プにてステップ４０７に入って燃料噴射時期補正が解除
され、通常の燃料噴射時期に戻る。
とによっても着火までの期間が長くなって燃料の気化お
よび拡散が促されるため上記したものと同様にして失火
が解消される。失火が解消されたときは爾後の制御ルー
プにてステップ４０７に入って燃料噴射時期補正が解除
され、通常の燃料噴射時期に戻る。
【００３２】上述した点火時期補正と噴射時期補正はこ
れらを併用してもよいが、その場合は図５に示したよう
にまず点火時期を補正し、これによって失火が解消され
ないときに初めて噴射時期を補正するのが好ましい。こ
れは、図６に示したように設定点（失火が発生していな
い正常時の点火時期または噴射時期）からの補正におい
て、噴射時期の進角補正は既述したようにシリンダ内燃
料分布を不適切にする傾向を有しており、点火時期の遅
角補正に比較して燃焼の安定度限界を超えるまでの余裕
が少ないからである。なお、図６に示したように、前記
と逆に設定点から点火時期を進めたり噴射時期を遅らせ
たりすると濃混合気が燃料と空気との混合が不十分な状
態で着火されるため煤が多く発生して失火率が高くなっ
てしまう。
れらを併用してもよいが、その場合は図５に示したよう
にまず点火時期を補正し、これによって失火が解消され
ないときに初めて噴射時期を補正するのが好ましい。こ
れは、図６に示したように設定点（失火が発生していな
い正常時の点火時期または噴射時期）からの補正におい
て、噴射時期の進角補正は既述したようにシリンダ内燃
料分布を不適切にする傾向を有しており、点火時期の遅
角補正に比較して燃焼の安定度限界を超えるまでの余裕
が少ないからである。なお、図６に示したように、前記
と逆に設定点から点火時期を進めたり噴射時期を遅らせ
たりすると濃混合気が燃料と空気との混合が不十分な状
態で着火されるため煤が多く発生して失火率が高くなっ
てしまう。
【００３３】図５において、ステップ５０１〜５０４、
５１０は図３のステップ３０１〜３０４、３０８と対応
しており、負荷と回転数とから成層運転域か均質運転域
かを判定し、それぞれに対応した燃料噴射時期ＩＴと点
火時期ＡＤＶとを決定して出力する。ただし、成層運転
時において、ステップ５０６の失火判定にて失火発生と
判定した場合には、次のステップ５０７にてまず点火時
期ＡＤＶを遅角補正し、次のステップ５０８にて依然と
して失火発生と判定した場合にはさらに燃料噴射時期Ｉ
Ｔを進角方向に補正するようにしている。
５１０は図３のステップ３０１〜３０４、３０８と対応
しており、負荷と回転数とから成層運転域か均質運転域
かを判定し、それぞれに対応した燃料噴射時期ＩＴと点
火時期ＡＤＶとを決定して出力する。ただし、成層運転
時において、ステップ５０６の失火判定にて失火発生と
判定した場合には、次のステップ５０７にてまず点火時
期ＡＤＶを遅角補正し、次のステップ５０８にて依然と
して失火発生と判定した場合にはさらに燃料噴射時期Ｉ
Ｔを進角方向に補正するようにしている。
【００３４】もしステップ５０６の判定にて失火が発生
していないと判定された場合には点火時期ＡＤＶの補正
も燃料噴射時期ＩＴの補正も行わない（ステップ５１
１、５１２）。
していないと判定された場合には点火時期ＡＤＶの補正
も燃料噴射時期ＩＴの補正も行わない（ステップ５１
１、５１２）。
【００３５】ここで、ステップ５０６の失火判定に先立
ち、ステップ５０５にて噴射時期ＩＴの遅角補正中であ
るか否かを判定し、補正中である場合には燃料噴射時期
ＩＴの補正の有無を決定するためのステップ５０８の失
火判定ルーチンにジャンプするようにしている。これに
より、噴射時期ＩＴの進角補正により失火が解消したと
きにはまずステップ５０８の判定によりステップ５１２
に移行して燃料噴射時期ＩＴの進角補正が解除され、こ
れにより以後の制御ループにてステップ５０５から５０
６へと入るので、その状態で失火が解消していれば次に
点火時期ＡＤＶの遅角補正が解除されることになる。
ち、ステップ５０５にて噴射時期ＩＴの遅角補正中であ
るか否かを判定し、補正中である場合には燃料噴射時期
ＩＴの補正の有無を決定するためのステップ５０８の失
火判定ルーチンにジャンプするようにしている。これに
より、噴射時期ＩＴの進角補正により失火が解消したと
きにはまずステップ５０８の判定によりステップ５１２
に移行して燃料噴射時期ＩＴの進角補正が解除され、こ
れにより以後の制御ループにてステップ５０５から５０
６へと入るので、その状態で失火が解消していれば次に
点火時期ＡＤＶの遅角補正が解除されることになる。
【００３６】このように、成層運転時の失火発生時には
点火時期の補正を燃料噴射時期の補正よりも優先し、失
火解消時には燃料噴射時期の補正を点火時期の補正より
も優先して解除することにより、失火解消効果を確保し
つつ、運転性悪化のおそれを生じる噴射時期補正を最小
限で済ませることができる。
点火時期の補正を燃料噴射時期の補正よりも優先し、失
火解消時には燃料噴射時期の補正を点火時期の補正より
も優先して解除することにより、失火解消効果を確保し
つつ、運転性悪化のおそれを生じる噴射時期補正を最小
限で済ませることができる。
【００３７】ところで、上記各実施形態の制御におい
て、点火時期ＡＤＶまたは燃料噴射時期ＩＴの補正量
は、段階的に増やすようにしてもよいし、予め定めた補
正量を一度に与えるようにしてもよい。また補正の解除
は、失火が解消したことを条件としてもよいし、失火の
有無にかかわらず一定時間後に解除するようにしてもよ
い。
て、点火時期ＡＤＶまたは燃料噴射時期ＩＴの補正量
は、段階的に増やすようにしてもよいし、予め定めた補
正量を一度に与えるようにしてもよい。また補正の解除
は、失火が解消したことを条件としてもよいし、失火の
有無にかかわらず一定時間後に解除するようにしてもよ
い。
【００３８】また、失火の検出は次のような種々の手法
が適用可能である。第１には、機関回転数変動を検出す
る手法であり、該検出変動量が予め定めた基準値よりも
大きいときに失火があると判定することができる。この
場合、クランク角センサ１３（図１参照）の信号を利用
して回転変動を算出できるので低コストで失火検出でき
るという利点がある。第２には筒内圧センサを設けて燃
焼時の筒内圧を検出する手法であり、この場合ピーク圧
の検出だけでもある程度は失火を判定することが可能で
あるが、筒内圧から算出した図示平均有効圧から判定す
るのがより確実である。失火発生時には図示平均有効圧
が負の値となるため精度よく失火を検出できる。第３に
は燃焼室にイオン電流検出センサを設ける手法である。
イオン電流は燃焼中に燃焼物質が化学的にイオン化され
た物質に変化することにより生じる電流であり、したが
って失火するとこの電流が生じないことから失火判定が
可能である。第４には、点火栓の電極間の絶縁抵抗を利
用する手法である。一般的に点火栓のくすぶりは絶縁抵
抗が１０メガオーム以下になると発生することが知られ
ており、よって該絶縁抵抗値を計測することで失火発生
を検出することができる。
が適用可能である。第１には、機関回転数変動を検出す
る手法であり、該検出変動量が予め定めた基準値よりも
大きいときに失火があると判定することができる。この
場合、クランク角センサ１３（図１参照）の信号を利用
して回転変動を算出できるので低コストで失火検出でき
るという利点がある。第２には筒内圧センサを設けて燃
焼時の筒内圧を検出する手法であり、この場合ピーク圧
の検出だけでもある程度は失火を判定することが可能で
あるが、筒内圧から算出した図示平均有効圧から判定す
るのがより確実である。失火発生時には図示平均有効圧
が負の値となるため精度よく失火を検出できる。第３に
は燃焼室にイオン電流検出センサを設ける手法である。
イオン電流は燃焼中に燃焼物質が化学的にイオン化され
た物質に変化することにより生じる電流であり、したが
って失火するとこの電流が生じないことから失火判定が
可能である。第４には、点火栓の電極間の絶縁抵抗を利
用する手法である。一般的に点火栓のくすぶりは絶縁抵
抗が１０メガオーム以下になると発生することが知られ
ており、よって該絶縁抵抗値を計測することで失火発生
を検出することができる。
【図１】本発明の一実施形態の機構部分及び制御系の概
略構成図。
略構成図。
【図２】成層燃焼運転域と均質燃焼運転域の説明図。
【図３】本発明の制御動作に関する第１の実施形態の概
略を示す流れ図。
略を示す流れ図。
【図４】同じく第２の実施形態の概略を示す流れ図。
【図５】同じく第３の実施形態の概略を示す流れ図。
【図６】燃料噴射時期ＩＴと点火時期ＡＤＶの補正方向
と安定度限界との関係を示す説明図。
と安定度限界との関係を示す説明図。
１ 直噴式内燃機関の本体（シリンダブロック） ２ シリンダヘッド ３ ピストン ４ 点火プラグ ５ 燃料噴射弁 ６ 吸気通路 ７ 排気通路 ８ 絞り弁 ９ 吸気弁 １０ 排気弁 １１ 制御装置 １２ エアフロメータ １３ クランク角センサ １４ 水温センサ １５ 排気酸素センサ １６ スロットル開度センサ １７ 車速センサ １８ 燃圧センサ ２０ 燃圧制御装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ 45/00 ３４５ 45/00 ３４５Ｃ ３６８ ３６８Ｚ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ
Claims (7)
- 【請求項１】機関運転状態を検出する手段と、機関運転
状態に応じて燃料噴射時期と点火時期とを設定する手段
と、前記設定噴射時期と点火時期とに応じて燃料噴射装
置および点火装置を制御する制御手段とを備え、予め定
めた所定の運転領域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射
して成層燃焼を行うようにした直噴式の火花点火機関に
おいて、 失火を検出する手段と、 成層燃焼時の失火検出時に、点火時期を遅角方向に補正
する補正手段とを備えていることを特徴とする直噴式内
燃機関の制御装置。 - 【請求項２】機関運転状態を検出する手段と、機関運転
状態に応じて燃料噴射時期と点火時期とを設定する手段
と、前記設定噴射時期と点火時期とに応じて燃料噴射装
置および点火装置を制御する制御手段とを備え、予め定
めた所定の運転領域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射
して成層燃焼を行うようにした直噴式の火花点火機関に
おいて、 失火を検出する手段と、 成層燃焼時の失火検出時に、燃料噴射時期を進角方向に
補正する補正手段とを備えていることを特徴とする直噴
式内燃機関の制御装置。 - 【請求項３】機関運転状態を検出する手段と、機関運転
状態に応じて燃料噴射時期と点火時期とを設定する手段
と、前記設定噴射時期と点火時期とに応じて燃料噴射装
置および点火装置を制御する制御手段とを備え、予め定
めた所定の運転領域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射
して成層燃焼を行うようにした直噴式の火花点火機関に
おいて、 失火を検出する手段と、 成層燃焼時の失火検出時に、点火時期を遅角方向に補正
するとともに燃料噴射時期を進角方向に補正する補正手
段とを備えていることを特徴とする直噴式内燃機関の制
御装置。 - 【請求項４】機関運転状態を検出する手段と、機関運転
状態に応じて燃料噴射時期と点火時期とを設定する手段
と、前記設定噴射時期と点火時期とに応じて燃料噴射装
置および点火装置を制御する制御手段とを備え、予め定
めた所定の運転領域では燃料を主に圧縮行程後半に噴射
して成層燃焼を行うようにした直噴式の火花点火機関に
おいて、 失火を検出する手段と、 成層燃焼時の失火検出時に、点火時期を遅角方向に補正
し、この点火時期補正により失火が解消しないときには
燃料噴射時期を進角方向に補正する補正手段とを備えて
いることを特徴とする直噴式内燃機関の制御装置。 - 【請求項５】前記補正手段が、失火解消時には燃料噴射
時期の補正を優先的に終了するように構成されているこ
とを特徴とする請求項３または請求項４の何れかに記載
の直噴式内燃機関の制御装置。 - 【請求項６】前記補正手段が、失火が解消するまで補正
を継続するように構成されていることを特徴とする請求
項１から請求項４の何れかに記載の直噴式内燃機関の制
御装置。 - 【請求項７】前記補正手段が、失火検出時に予め定めた
所定の時間が経過するまで補正を継続するように構成さ
れていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れ
かに記載の直噴式内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00232598A JP3944985B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 直噴式内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00232598A JP3944985B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 直噴式内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11200935A true JPH11200935A (ja) | 1999-07-27 |
| JP3944985B2 JP3944985B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=11526176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00232598A Expired - Lifetime JP3944985B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 直噴式内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3944985B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005098262A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Toho Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火エンジンの制御装置及び制御方法 |
| JP2006138262A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Toyota Motor Corp | 自動適合装置 |
| JP2010169046A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置および方法 |
| WO2017135038A1 (ja) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1998
- 1998-01-08 JP JP00232598A patent/JP3944985B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005098262A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Toho Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火エンジンの制御装置及び制御方法 |
| JP2006138262A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Toyota Motor Corp | 自動適合装置 |
| JP4548098B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2010-09-22 | トヨタ自動車株式会社 | 自動適合装置 |
| JP2010169046A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置および方法 |
| WO2017135038A1 (ja) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JPWO2017135038A1 (ja) * | 2016-02-05 | 2018-07-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US10895217B2 (en) | 2016-02-05 | 2021-01-19 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Control apparatus for internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3944985B2 (ja) | 2007-07-18 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060908 |
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