JPH11303721A - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
Ignition device for internal combustion engineInfo
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- JPH11303721A JPH11303721A JP10115513A JP11551398A JPH11303721A JP H11303721 A JPH11303721 A JP H11303721A JP 10115513 A JP10115513 A JP 10115513A JP 11551398 A JP11551398 A JP 11551398A JP H11303721 A JPH11303721 A JP H11303721A
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- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
- F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）の点火装置に係り、特に、気筒内へ直接にガソリン
のような燃料を噴射すると共に、電気火花によって点火
するエンジン（筒内直噴火花点火式エンジン）に適用さ
れるのに適した点火装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine (engine), and more particularly, to an engine (in-cylinder direct injection ignition) which injects fuel such as gasoline directly into a cylinder and ignites the electric spark. The present invention relates to an ignition device suitable for being applied to a flower ignition type engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年は、省エネルギーの問題や地球環境
保護の問題に対応するために、自動車エンジンの低燃費
化が世界的な課題となっている。そのため、これからの
ガソリンエンジンに求められる低燃費化技術として、高
出力と低燃費という相容れない要求を同時に満たす可能
性があるという点で筒内直噴火花点火式エンジンが注目
を集めており、盛んに研究が進められている。この筒内
直噴火花点火式エンジンにおいては、混合気の燃料と空
気との比率が点火プラグによって着火可能な限界まで希
薄化するように、圧縮行程において燃料を直接にエンジ
ンの気筒内へ噴射し、点火プラグの周りにのみ可燃混合
気を形成し、その他の部分にはきわめて希薄な混合気が
形成された状態で燃焼させる所謂成層燃焼方式がとられ
ている。2. Description of the Related Art In recent years, reducing the fuel consumption of automobile engines has become a global issue in order to cope with problems of energy saving and problems of global environmental protection. For this reason, in-cylinder direct spark ignition engines have attracted attention as fuel-saving technologies required for gasoline engines in the future, as they may simultaneously satisfy the conflicting demands of high power and low fuel consumption. Research is ongoing. In this in-cylinder direct spark ignition engine, fuel is directly injected into the cylinder of the engine during the compression stroke so that the ratio of fuel and air in the air-fuel mixture is reduced to the limit that can be ignited by the spark plug. A so-called stratified combustion system is employed in which a combustible air-fuel mixture is formed only around the spark plug, and combustion is performed in a state where an extremely lean air-fuel mixture is formed in other portions.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジンの筒
内において可燃混合気と希薄混合気との成層化を実現す
るためには、筒内へ燃料を噴射して供給するインジェク
タの燃料噴射開始時期を精度良く制御する必要がある
が、エンジンにおいては回転変動によってサイクル変動
が生じると共に、筒内の吸気流（例えばスワール流）の
影響も受けるため、混合気が点火プラグの近傍へ移動す
る時の流れ方が常時変化し、点火プラグの周りの混合気
の形成状態がサイクル毎に変動する。そのため、従来の
点火装置のように所定の短時間にのみプラグギャップ間
に火花放電が生じるものでは、放電期間内に点火プラグ
の近傍に可燃混合気が存在しない場合が起こり得るの
で、それが原因となって失火が突発する可能性があると
いう問題があった。However, in order to realize stratification of a combustible air-fuel mixture and a lean air-fuel mixture in a cylinder of an engine, a fuel injection start timing of an injector for injecting and supplying fuel into the cylinder is required. It is necessary to precisely control the air-fuel mixture. However, in the engine, the cycle fluctuation is caused by the rotation fluctuation, and the engine is also affected by the intake air flow (for example, the swirl flow) in the cylinder. The flow is constantly changing, and the state of formation of the air-fuel mixture around the spark plug varies from cycle to cycle. Therefore, in the case where spark discharge occurs between the plug gaps only for a predetermined short time as in a conventional ignition device, there is a possibility that a combustible air-fuel mixture does not exist near the ignition plug during the discharge period. As a result, there is a problem that a misfire may occur suddenly.
【０００４】上記の問題を解決する手段として、従来か
ら点火プラグのプラグギャップ間に長時間放電可能な手
段、例えば交流連続放電点火システム（ＡＣＡ）が提案
されている。この手段は、交流の高電圧を点火プラグに
印加することによって放電状態を持続するものである
が、高電圧を連続してプラグに供給するため、点火のた
めの消費電力が増大するという問題がある。また、この
消費電力をエンジンに搭載されたオルタネータによって
回収する際に、オルタネータによって通常の場合よりも
大きな駆動トルクがエンジンに負荷されることになるた
め、燃費の悪化を招くという新たな問題が生じるので、
本質的な解決策にはなり得なかった。As means for solving the above problems, means capable of discharging for a long time between the plug gaps of the spark plug, for example, an AC continuous discharge ignition system (ACA) have been proposed. This means maintains the discharge state by applying a high AC voltage to the spark plug.However, since high voltage is continuously supplied to the plug, there is a problem that power consumption for ignition increases. is there. In addition, when this power consumption is collected by the alternator mounted on the engine, a larger driving torque is applied to the engine by the alternator than in a normal case, so that a new problem that fuel efficiency is deteriorated occurs. So
It could not be an essential solution.
【０００５】なお、筒内直噴火花点火式エンジンの点火
制御装置が実開平５−１４５６５号公報に記載されてい
るが、この点火制御装置は、エンジンの低負荷時には高
負荷時よりも点火期間（時間）を短くして、点火エネル
ギーの無駄を排除しようとするものであるから、エンジ
ンの低負荷時に成層燃焼を行うと共に高負荷時には均質
燃焼を行うように、エンジンの運転状態に応じて燃焼モ
ードを切り換えるようにした場合には、成層燃焼時に点
火期間を短くする結果、着火が不安定となる可能性があ
る。[0005] An ignition control device for a direct injection spark ignition engine is described in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 5-14565. However, this ignition control device has a shorter ignition period than when the engine is under a high load. (Time) to reduce waste of ignition energy, so that stratified combustion is performed at low engine load and homogeneous combustion is performed at high load according to the operating condition of the engine. If the mode is switched, ignition may become unstable as a result of shortening the ignition period during stratified combustion.
【０００６】本発明は、このような従来技術における問
題点を解決するためになされたものであって、その目的
とするところは、燃費の悪化を招くことなく成層燃焼時
の着火性を改善することができる内燃機関の点火装置を
提供することにある。The present invention has been made in order to solve such problems in the prior art, and an object of the present invention is to improve ignitability during stratified combustion without deteriorating fuel economy. It is an object of the present invention to provide an ignition device for an internal combustion engine that can perform the above-described operations.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された内燃機関の点火装置を提供する。According to the present invention, there is provided an ignition device for an internal combustion engine described in each claim as means for solving the above-mentioned problems.
【０００８】請求項１に記載された内燃機関の点火装置
によれば、エンジンの運転状態に応じて、点火プラグに
おいて放電を開始する時期および放電を終了する時期、
従って放電期間の長短を制御する際に、点火プラグの周
りにのみ可燃混合気を形成して燃焼させる成層燃焼時に
は、放電期間を比較的に長くとって失火を防止すること
により、確実な着火が得られて成層燃焼が安定すると共
に、均質燃焼時のように着火が容易な状態においては、
点火プラグにおける放電時間を短く制御することによ
り、消費エネルギーを低減することができる。According to the ignition device for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the timing at which the spark plug starts discharging and the timing at which the discharging ends, depending on the operating state of the engine,
Therefore, when controlling the length of the discharge period, during stratified charge combustion in which a combustible mixture is formed only around the spark plug and combusted, by taking a relatively long discharge period to prevent misfiring, reliable ignition can be achieved. In the state where the obtained stratified combustion is stable and the ignition is easy as in homogeneous combustion,
By controlling the discharge time in the spark plug to be short, energy consumption can be reduced.
【０００９】請求項２に記載された内燃機関の点火装置
によれば、成層燃焼時の点火プラグにおける放電期間を
エンジンに供給する燃料噴射量に応じて制御するため、
低噴射量時の燃焼期間が短い状態においては、点火プラ
グにおける放電期間を短く制御することによって、失火
の発生を防止しながらも消費エネルギーを低減させるこ
とができる。According to the ignition device for an internal combustion engine described in claim 2, the discharge period of the ignition plug during stratified charge combustion is controlled according to the fuel injection amount supplied to the engine.
In a state in which the combustion period at the time of the low injection amount is short, by controlling the discharge period of the ignition plug to be short, it is possible to reduce the energy consumption while preventing the occurrence of misfire.
【００１０】請求項３に記載された内燃機関の点火装置
によれば、成層燃焼時の点火プラグにおける放電期間を
エンジンの失火状態に応じて制御するため、個々のエン
ジン間の性能のバラツキや、経年変化等によって失火発
生条件が変化する場合においても、失火を防止しながら
点火プラグにおける放電期間を最小の長さに制御するこ
とができ、エンジン全体の消費エネルギーを低減させる
ことができる。According to the ignition device for an internal combustion engine according to the third aspect, the discharge period of the ignition plug during stratified charge combustion is controlled in accordance with the misfire state of the engine. Even when the misfire occurrence condition changes due to aging or the like, the discharge period in the spark plug can be controlled to the minimum length while preventing the misfire, and the energy consumption of the entire engine can be reduced.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明の第１実施例に係わる点火プラグにおける放
電開始時期および放電期間を算出して点火装置を制御す
る制御フローチャートを示すもので、図２は内燃機関に
適用される点火装置の概略の構成を示すブロック図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 2 is a control flowchart for calculating a discharge start timing and a discharge period in the spark plug according to the first embodiment of the present invention and controlling the ignition device. FIG. 2 is a schematic diagram of an ignition device applied to an internal combustion engine. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration.
【００１２】図２に示す内燃機関の点火装置は、内燃機
関１０の１つの気筒において燃焼室内に突出するように
取り付けられた点火プラグ２０と、点火プラグ２０に高
電圧を印加して放電させる高電圧印加装置３０と、高電
圧印加装置３０が点火プラグ２０に高電圧を印加して放
電を開始させると共に高電圧の供給を停止して放電を終
了させるタイミングを制御するエンジン制御ユニット４
０と、エンジンの運転状態を検出するためのエンジン運
転状態検出手段５０とから構成されている。The ignition device for an internal combustion engine shown in FIG. 2 has a spark plug 20 mounted in one cylinder of the internal combustion engine 10 so as to protrude into a combustion chamber, and a high voltage for applying a high voltage to the ignition plug 20 to discharge the same. A voltage application device 30 and an engine control unit 4 that controls the timing at which the high voltage application device 30 applies a high voltage to the ignition plug 20 to start discharge and stops the supply of the high voltage to terminate the discharge.
0 and an engine operating state detecting means 50 for detecting the operating state of the engine.
【００１３】前述の高電圧印加装置３０としては、点火
プラグ２０において所望の期間継続して放電をさせるこ
とができる高電圧印加装置として、従来から知られてい
るように、交流の高電圧をプラグに印加することによっ
て放電を持続する交流連続放電点火システム（ＡＣＡ）
等の既知の装置を利用することが可能であるから、ここ
では詳細な説明を割愛するが、この高電圧印加装置３０
は、エンジン制御ユニット４０から出力される制御パル
スによって、放電開始時期および放電終了時期が制御さ
れるものとする。The above-mentioned high voltage applying device 30 is a high voltage applying device capable of continuously discharging the spark plug 20 for a desired period of time. AC continuous discharge ignition system (ACA) that sustains discharge by applying
It is possible to use a known device such as a high-voltage application device 30.
It is assumed that the discharge start timing and the discharge end timing are controlled by control pulses output from the engine control unit 40.
【００１４】エンジン制御ユニット４０は、後述する各
種のセンサからなるエンジン運転状態検出手段からの出
力信号を演算手段に取り込むための入力処理手段と、エ
ンジン運転状態検出手段５０からの情報に基づいて最適
な燃焼状態に制御することができるように、燃料噴射
量、噴射時期、点火プラグの放電開始時期および終了時
期等についての制御指令を算出する演算手段と、この演
算手段の算出目標が実現されるように各種のアクチュエ
ータを駆動する駆動手段とから構成される。The engine control unit 40 has an input processing means for inputting an output signal from an engine operating state detecting means comprising various sensors, which will be described later, to an arithmetic means, and an optimal processing based on information from the engine operating state detecting means 50. Calculation means for calculating control commands for the fuel injection amount, injection timing, discharge start timing and end timing of the spark plug, and the calculation target of the calculation means are realized so as to be able to control the combustion state. And driving means for driving various actuators.
【００１５】エンジン運転状態検出手段５０は、図示し
てはいないが、エンジン１０の運転状態を前述のエンジ
ン制御ユニット４０が判定し得るように、エンジン回転
数に対応した回転パルスを検出することができる電磁ピ
ックアップからなる回転数センサと、アクセル開度セン
サと、吸気圧センサと、冷却水温度センサ等から構成さ
れるている。Although not shown, the engine operating state detecting means 50 detects a rotation pulse corresponding to the engine speed so that the engine control unit 40 can determine the operating state of the engine 10. It comprises a rotational speed sensor comprising an electromagnetic pickup, an accelerator opening sensor, an intake pressure sensor, a cooling water temperature sensor and the like.
【００１６】このような構成によって、エンジンの運転
状態により変化するエンジン運転状態検出手段５０の出
力信号がエンジン制御ユニット４０に取り込まれ、エン
ジン制御ユニット４０内において入力処理された上で、
最適な点火プラグ放電開始・終了時期制御指令が算出さ
れる。そして、この制御指令を実現せしめるように、図
示しない駆動手段を介して高電圧印加装置３０に放電開
始・終了時期を制御する点火プラグ放電駆動パルスが出
力される。高電圧印加装置３０は、前記駆動パルスに応
じて点火プラグ２０に高電圧が供給されるように、バッ
テリ６０を電源として、その直流電力から点火プラグ２
０に印加する交流高電圧を発生させることにより放電を
持続させる。このような流れにより、エンジンの運転状
態に応じて最適な点火プラグ放電期間となるように制御
することが可能となる。With such a configuration, the output signal of the engine operating state detecting means 50 which changes according to the operating state of the engine is taken into the engine control unit 40, and is input-processed in the engine control unit 40.
An optimum spark plug discharge start / end timing control command is calculated. Then, an ignition plug discharge drive pulse for controlling the discharge start / end timing is output to the high voltage application device 30 via a drive unit (not shown) so as to realize this control command. The high-voltage applying device 30 uses the battery 60 as a power source and converts the DC power to the ignition plug 2 so that a high voltage is supplied to the ignition plug 20 in accordance with the drive pulse.
Discharge is sustained by generating an AC high voltage applied to zero. With such a flow, it is possible to control the ignition plug discharge period to be an optimal period according to the operating state of the engine.
【００１７】次に、図１に示すフローチャートによって
エンジン制御ユニット４０の動作を説明する。電源投入
によって処理が開始され、図示されていないイニシャル
処理により、全てのメモリ、レジスタ、ポートのイニシ
ャライズが実行される。以後の処理は所定時間毎に繰り
返して実行される時間同期ルーチンである。Next, the operation of the engine control unit 40 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The processing is started when the power is turned on, and all memories, registers, and ports are initialized by an initial processing (not shown). The subsequent processing is a time synchronization routine that is repeatedly executed at predetermined time intervals.
【００１８】まず、ステップ１０１においてエンジン回
転数ＮＥと、アクセル開度ＶＡと、吸気圧ＰＭと、冷却
水温度ＴＷ等のセンサからの信号を読み込む。次にステ
ップ１０２において上記のようなセンサ信号を基にして
エンジンの運転状態を判定し、運転状態に応じて最適な
燃焼方式を決定する。燃焼方式の決定方法としては、図
３に示すように、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度Ｖ
Ａにより、成層燃焼（Ｔｃｍｂ＝１）または均質燃焼
（Ｔｃｍｂ＝０）を決定する。続いて、ステップ１０３
において前記のようにして決定された燃焼方式およびエ
ンジン運転状態を基にして、燃料噴射量Ｑｉｎｊと、噴
射時期Ｔｉｎｊとを算出する。First, in step 101, signals from sensors such as an engine speed NE, an accelerator opening VA, an intake pressure PM, and a coolant temperature TW are read. Next, in step 102, the operating state of the engine is determined based on the sensor signals as described above, and the optimum combustion method is determined according to the operating state. As shown in FIG. 3, the method of determining the combustion method is as follows: the engine speed NE and the accelerator opening V
A determines stratified combustion (Tcmb = 1) or homogeneous combustion (Tcmb = 0). Subsequently, step 103
Then, the fuel injection amount Qinj and the injection timing Tinj are calculated based on the combustion method and the engine operating state determined as described above.
【００１９】ステップ１０４では、前述のようにして決
定された燃焼方式により点火開始時期、終了時期の算出
法を選択し、成層燃焼（Ｔｃｍｂ＝１）時にはステップ
１０５に進み、基本点火開始時期Ｔｓｔｂをエンジン回
転数ＮＥと燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２次元マップＳＴＢ
からマップ補間によって算出する。次に、ステップ１０
６において、後述する点火開始時期補正量Ｔｃｓの分だ
け進角補正した値を基にして、最終点火開始時期Ｔｓｔ
を算出する。In step 104, a method of calculating the ignition start timing and the end timing is selected according to the combustion method determined as described above. When stratified combustion (Tcmb = 1), the routine proceeds to step 105, where the basic ignition start timing Tstb is set. Two-dimensional map STB of engine speed NE and fuel injection amount Qinj
Is calculated by map interpolation. Next, step 10
6, the final ignition start timing Tst is determined based on a value advanced by an amount corresponding to an ignition start timing correction amount Tcs described later.
Is calculated.
【００２０】次にステップ１０７では、燃料噴射量Ｑｉ
ｎｊの１次元マップＳＤＢよりマップ補間によって基本
放電期間Ｄｉｇｎｂを求める。そして、ステップ１０８
において、基本点火開始時期Ｔｓｔｂから後述の点火終
了時期補正量Ｄｃｆ＋上記基本放電期間Ｄｉｇｎｂ分遅
角した時期を最終点火終了時期Ｔｆｎとする。Next, at step 107, the fuel injection amount Qi
The basic discharge period Dignb is obtained from the nj one-dimensional map SDB by map interpolation. And step 108
In the above, a timing delayed from the basic ignition start timing Tstb by an ignition end timing correction amount Dcf described later + the basic discharge period Dignb is defined as a final ignition end timing Tfn.
【００２１】ステップ１０４において燃焼方式が均質燃
焼（Ｔｃｍｂ＝０）である時には、ステップ１０９に進
んで、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２
次元マップＰＴから、マップ補間によって最終点火開始
時期Ｔｓｔを算出する。そして、ステップ１１０におい
て所定値Ｋｉｇｎを放電期間Ｄｉｇｎとする。なお、前
記均質燃焼時の放電期間Ｋｉｇｎは、エンジン回転数Ｎ
Ｅ、燃料噴射量Ｑｉｎｊとは無関係な一定値とすると共
に、前記成層燃焼時の基本放電期間Ｄｉｇｎｂよりも短
い値とする。そして、ステップ１１１において、最終点
火開始時期Ｔｓｔから上記放電期間Ｄｉｇｎ分だけ遅角
した時期を最終点火終了時期Ｔｆｎとして、本ルーチン
を終了する。If the combustion mode is homogeneous combustion (Tcmb = 0) at step 104, the routine proceeds to step 109, where the engine speed NE and the fuel injection amount Qinj are calculated as two.
From the dimensional map PT, a final ignition start timing Tst is calculated by map interpolation. Then, in step 110, the predetermined value Kign is set as the discharge period Dign. The discharge period Kign during the homogeneous combustion is determined by the engine speed N.
E, a constant value irrelevant to the fuel injection amount Qinj, and a value shorter than the basic discharge period Dignb during stratified combustion. Then, in step 111, the routine is terminated with the timing delayed from the final ignition start timing Tst by the discharge period Dign as the final ignition end timing Tfn.
【００２２】次に、図４および図５によって、点火開始
時期補正量Ｔｃｓおよび点火終了時期補正量Ｄｃｆの算
出法について説明する。なお、実施例では、エンジン１
０として４気筒４サイクルのエンジンを使用するものと
して説明している。図４は、エンジン回転数算出用に所
定クランク角度（図５中では３０℃Ａ）毎に入力される
ＮＥパルス割り込み同期にて実行されるルーチンであ
る。Next, a method of calculating the ignition start timing correction amount Tcs and the ignition end timing correction amount Dcf will be described with reference to FIGS. In the embodiment, the engine 1
It is described that a 4-cylinder 4-cycle engine is used as 0. FIG. 4 shows a routine executed in synchronism with an NE pulse interrupt input every predetermined crank angle (30 ° A in FIG. 5) for calculating the engine speed.
【００２３】まず、ステップ２０１においてＮＥパルス
カウンタＣＮＩＲＱをインクリメントし、ステップ２０
２において前回のＮＥパルス入力から今回の入力までの
間にＧ１パルスの入力があったかどうか判断する。入力
があった場合にはステップ２０３に進み、ＣＮＩＲＱを
リセットする。なお、ここでＧ１，Ｇ２パルスは、電磁
ピックアップによってカムシャフトの回転パルスを検出
するカム角度センサの出力信号であって、各々７２０℃
Ａ毎に出力される。従って、ＮＥパルスカウンタＣＮＩ
ＲＱは、７２０℃Ａ（エンジン２回転）毎にリセットさ
れるカウンタである。また、Ｇ１およびＧ２パルスは３
６０℃Ａの位相差を有すると共に、＃１および＃４気筒
の圧縮ＴＤＣの直前に入力されるため、Ｇ１パルス入力
直後のＮＥパルス入力時期は、＃１気筒の圧縮ＴＤＣよ
り幾分早い時期となる。First, at step 201, the NE pulse counter CNIRQ is incremented.
In 2, it is determined whether or not the G1 pulse has been input between the previous NE pulse input and the current input. If there is an input, the process proceeds to step 203, where CNIRQ is reset. Here, the G1 and G2 pulses are output signals of a cam angle sensor for detecting a rotation pulse of a camshaft by an electromagnetic pickup, and each of them is 720 ° C.
Output for each A. Therefore, the NE pulse counter CNI
RQ is a counter that is reset every 720 ° C. (two revolutions of the engine). G1 and G2 pulses are 3
Since it has a phase difference of 60 ° C. and is input immediately before the compression TDC of the # 1 and # 4 cylinders, the NE pulse input timing immediately after the G1 pulse input is slightly earlier than the compression TDC of the # 1 cylinder. Become.
【００２４】ステップ２０４，２１０では、ＮＥパルス
カウンタＣＮＩＲＱの値を基にして現時点のクランク角
度を判断する。ＮＥパルスカウンタＣＮＩＲＱ＝１，
７，１３，１９のタイミングは、各気筒の圧縮ＴＤＣ直
後のタイミングであって、ＣＮＩＲＱ＝４，１０，１
６，２２のタイミングは、各気筒の圧縮ＴＤＣ間の中間
点のタイミングである。In steps 204 and 210, the current crank angle is determined based on the value of the NE pulse counter CNIRQ. NE pulse counter CNIRQ = 1,
Timings 7, 13, and 19 are timings immediately after the compression TDC of each cylinder, and CNIRQ = 4, 10, 1, 1.
Timings 6 and 22 are timings at intermediate points between the compression TDCs of the respective cylinders.
【００２５】ＮＥパルス入力タイミングの詳細を図５に
例示しているが、各気筒の圧縮ＴＤＣがＣＮＩＲＱ＝０
〜１，６〜７，１２〜１３，１８〜１９の間に位置する
ようにＮＥパルス、およびＧ１，Ｇ２パルスの入力タイ
ミングを管理している。よって、ＣＮＩＲＱ＝０〜１，
６〜７，１２〜１３，１８〜１９のパルス間隔がエンジ
ン回転変動のボトムとなり、逆に、ＣＮＩＲＱ＝３〜
４，９〜１０，１５〜１６，２１〜２２のパルス間隔が
エンジン回転変動のトップとなる。FIG. 5 shows the details of the NE pulse input timing. The compression TDC of each cylinder is CNIRQ = 0.
The input timings of the NE pulse and the G1 and G2 pulses are managed so as to be located between 〜1, 6〜7, 12〜13, and 18〜19. Therefore, CNIRQ = 0 to 1,
The pulse intervals of 6 to 7, 12 to 13, and 18 to 19 become the bottom of the engine rotation fluctuation, and conversely, CNIRQ = 3 to
The pulse intervals of 4, 9 to 10, 15 to 16, and 21 to 22 are the top engine fluctuations.
【００２６】ステップ２０４において、ＮＥパルスカウ
ンタがＣＮＩＲＱ＝１，７，１３，１９であり、圧縮Ｔ
ＤＣ直後と判断された場合にはステップ２０５に進ん
で、燃焼サイクルカウンタＮｃｙｃをインクリメントす
ると共に、ステップ２０６において前回入力されたＮＥ
パルスから今回入力されたＮＥパルス間の３０℃Ａ間隔
ＴＮＩＮＴを回転ボトム時ＮＥパルス間隔ＴＤとしてメ
モリする。次いでステップ２０７において、前記回転ボ
トム時ＮＥパルス間隔ＴＤを基にして、ボトム時エンジ
ン回転数ＮＥ′を算出する。In step 204, if the NE pulse counter is CNIRQ = 1, 7, 13, 19 and the compression T
If it is determined that it is immediately after DC, the routine proceeds to step 205, where the combustion cycle counter Ncyc is incremented, and at step 206, the previously input NE
The 30 ° C. A interval TNINT between the NE pulse inputted this time from the pulse is stored as the NE pulse interval TD at the time of the rotation bottom. Next, at step 207, the bottom engine speed NE 'is calculated based on the bottom NE pulse interval TD.
【００２７】ステップ２０８では部分失火判定回転変動
幅△ＮＥｐを算出し、ステップ２０９では完全失火判定
回転変動幅△ＮＥａをボトム時エンジン回転数ＮＥ′と
燃料噴射量Ｑｉｎｊとの２次元マップＪＮＰ，ＪＮＡか
らマップ補間によって算出して本ルーチンを終了する。
なお、前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐは、正常燃
焼時の回転変動幅よりも小さい値であり、また、完全失
火判定回転変動幅△ＮＥａは部分失火判定回転変動幅△
ＮＥｐよりさらに小さい値である。In step 208, the partial misfire determination rotation fluctuation width △ NEp is calculated, and in step 209, the complete misfire determination rotation fluctuation width △ NEa is converted to a two-dimensional map JNP, JNA of the bottom engine speed NE 'and the fuel injection amount Qinj. , And the routine is terminated.
Note that the partial misfire determination rotation fluctuation width △ NEp is a value smaller than the rotation fluctuation width during normal combustion, and the complete misfire determination rotation fluctuation width △ NEa is the partial misfire determination rotation fluctuation width △
This value is smaller than NEp.
【００２８】ステップ２０４において、圧縮ＴＤＣ直後
ではない（ＣＮＩＲＱ≠１，７，１３，１９）と判断さ
れた場合には、ステップ２１０に進み、ＮＥパルスカウ
ンタＣＮＩＲＱが４，１０，１６，２２か否かを判断す
る。ステップ２１０においてＣＮＩＲＱ＝４，１０，１
６，２２であり、ＴＤＣ間の中間タイミングと判断され
た場合には、ステップ２１１において、ＮＥパルス間隔
ＴＮＩＮＴを回転トップ時ＮＥパルス間隔ＴＵとしてメ
モリする。If it is determined in step 204 that the current time is not immediately after the compression TDC (CNIRQ ≠ 1, 7, 13, 19), the flow advances to step 210 to determine whether the NE pulse counter CNIRQ is 4, 10, 16, or 22. Judge. In step 210, CNIRQ = 4,10,1
6, 22 and if it is determined that the timing is an intermediate timing between TDCs, in step 211, the NE pulse interval TNINT is stored as the top rotation NE pulse interval TU.
【００２９】次いで、ステップ２１２において回転トッ
プ時ＮＥパルス間隔ＴＵと前記回転ボトム時ＮＥパルス
間隔ＴＤを基にして、回転変動幅△ＮＥを算出する。こ
の回転変動幅は各気筒の燃焼による回転上昇幅に相当す
る。そして、ステップ２１３において、回転変動幅△Ｎ
Ｅが前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐ以下であるか
どうかを判断し、以下の場合には部分失火が発生したも
のとみなして、ステップ２１４に進んで部分失火発生回
数カウンタＮｐｆをインクリメントする。なお、ステッ
プ２１３において、回転変動幅△ＮＥが前記部分失火判
定回転変動幅△ＮＥｐより大きいと判断された場合に
は、ステップ２１７に進む。Next, in step 212, the rotation fluctuation width △ NE is calculated based on the NE pulse interval TU at the top of rotation and the NE pulse interval TD at the bottom of rotation. This rotation fluctuation width corresponds to the rotation rise width due to combustion of each cylinder. Then, in step 213, the rotation fluctuation width ΔN
It is determined whether or not E is equal to or less than the partial misfire determination rotation fluctuation width △ NEp. In the following cases, it is considered that partial misfire has occurred, and the routine proceeds to step 214, where the partial misfire occurrence frequency counter Npf is incremented. If it is determined in step 213 that the rotation fluctuation width △ NE is larger than the partial misfire determination rotation fluctuation width △ NEp, the process proceeds to step 217.
【００３０】ステップ２１３において、回転変動幅△Ｎ
Ｅが前記部分失火判定回転変動幅△ＮＥｐ以下と判断さ
れた場合には、さらにステップ２１５において、回転変
動幅△ＮＥが前記完全失火判定回転変動幅△ＮＥａ以下
であるかどうかを判断する。△ＮＥａ以下の場合には完
全失火が発生したものとみなし、ステップ２１６に進ん
で完全失火発生回数カウンタＮａｆをインクリメントす
る。In step 213, the rotation fluctuation width ΔN
If it is determined that E is equal to or less than the partial misfire determination rotation fluctuation width △ NEp, it is further determined in step 215 whether the rotation fluctuation width △ NE is equal to or less than the complete misfire determination rotation fluctuation width △ NEa. If it is equal to or less than NEa, it is considered that a complete misfire has occurred, and the routine proceeds to step 216, where the complete misfire occurrence counter Naf is incremented.
【００３１】ステップ２１７において、燃焼サイクルカ
ウンタＮｃｙｃが点火補正量算出サイクル数Ｎｊｄｇに
達したか否かを判断し、達した場合には、ステップ２１
８に進んで部分失火発生割合を判断し、点火開始時期の
補正更新量Ｋｃｓを、部分失火発生回数カウンタＮｐｆ
の１次元マップＣＳから、マップ補間によって算出す
る。次いで、ステップ２１９において、点火開始時期の
補正更新量Ｋｃｓを基にして点火開始時期補正量Ｔｃｓ
を更新し、ステップ２２０において、前記部分失火発生
回数カウンタＮｐｆをリセットする。In step 217, it is determined whether or not the combustion cycle counter Ncyc has reached the ignition correction amount calculation cycle number Njdg.
8 to determine the partial misfire occurrence rate, and to update the ignition start timing correction update amount Kcs to the partial misfire occurrence number counter Npf.
From the one-dimensional map CS by the map interpolation. Next, at step 219, the ignition start timing correction amount Tcs is determined based on the ignition start timing correction update amount Kcs.
Is updated, and in step 220, the partial misfire occurrence counter Npf is reset.
【００３２】つづいて、ステップ２２１において完全失
火発生割合を判断し、点火終了時期の補正更新量Ｋｃｆ
を、完全失火発生回数カウンタＮａｆの１次元マップＣ
Ｆよりマップ補間にて算出する。次いで、ステップ２２
２に進んで、点火終了時期の補正更新量Ｋｃｆを基にし
て点火終了時期補正量Ｄｃｆを更新し、さらにステップ
２２３に進んで、前記完全失火発生回数カウンタＮａｆ
をリセットする。そして、最後に燃焼サイクルカウンタ
Ｎｃｙｃをリセットして、このルーチンを終了する。Then, at step 221, the complete misfire occurrence rate is determined, and the ignition end timing correction update amount Kcf is determined.
To the one-dimensional map C of the complete misfire occurrence counter Naf
It is calculated from F by map interpolation. Then, step 22
2 to update the ignition end timing correction amount Dcf based on the ignition end timing correction update amount Kcf, and further proceed to step 223 to execute the complete misfire occurrence number counter Naf.
Reset. Finally, the combustion cycle counter Ncyc is reset, and this routine ends.
【００３３】上記の説明において、点火開始時期は部分
失火発生時に、終了時期は完全失火発生時に補正してい
るが、その理由は、点火開始時期が遅い場合に、可燃混
合気が点火プラグへ到達する時期のバラツキを考慮する
と、最適燃焼開始時期よりも遅く着火することによって
未燃焼ガスが増加することがあり、部分失火が発生する
のに対して、点火終了時期が早い場合には、可燃混合気
が点火プラグへ到達する時期が遅い際に、着火しないで
完全失火が発生するためである。In the above description, the ignition start timing is corrected when a partial misfire occurs and the end timing is corrected when a complete misfire occurs. The reason is that when the ignition start timing is late, the combustible mixture reaches the spark plug. Considering the variation in the timing of ignition, unburned gas may increase by igniting later than the optimal combustion start timing, and partial misfire may occur. This is because when the air reaches the spark plug late, complete misfire occurs without ignition.
【００３４】以上の作動により、燃焼方式およびエンジ
ンの運転状態に応じて点火放電期間を最適値に制御する
ことができるため、成層燃焼時においても失火なしに安
定燃焼を実現することができると共に、点火による消費
エネルギーを最小限に抑えて燃費の悪化を防止すること
ができる。By the above operation, the ignition discharge period can be controlled to an optimum value in accordance with the combustion system and the operating state of the engine, so that stable combustion can be realized without misfiring even in stratified combustion. Energy consumption due to ignition can be minimized to prevent deterioration of fuel efficiency.
【００３５】また、第１実施例においては、請求項１か
ら４の全ての内容を網羅した構成として作動を説明した
が、他の実施例として、請求項４の点火開始時期補正量
Ｔｃｓおよび点火終了時期補正量Ｄｃｆを失火状態によ
り更新する演算部を削除した場合には、制御の精度が若
干低下するものの、演算負荷が軽減するという利点が生
じると共に、第１実施例と概ね同様な効果を奏すること
ができる。その場合、図１のフローチャートにおける、
ステップ１０６中のＴｃｓ、およびステップ１０８中の
Ｄｃｆが削除され、さらに、図４のＮＥパルス割り込み
同期によって実行されるルーチンも全て削除される。In the first embodiment, the operation has been described as a configuration covering all the contents of claims 1 to 4. However, as another embodiment, the ignition start timing correction amount Tcs and the ignition When the calculation unit that updates the end timing correction amount Dcf based on the misfire state is deleted, the control accuracy is slightly reduced, but there is an advantage that the calculation load is reduced, and the effect similar to that of the first embodiment is obtained. Can play. In that case, in the flowchart of FIG.
Tcs in step 106 and Dcf in step 108 are deleted, and all routines executed by NE pulse interrupt synchronization in FIG. 4 are also deleted.
【００３６】また、第１実施例においては、燃料噴射量
Ｑｉｎｊを基にして点火プラグ放電期間Ｄｉｇｎｂを算
出したが、燃料噴射量Ｑｉｎｊに代わるパラメータとし
て燃料噴射期間を用いても良い。In the first embodiment, the spark plug discharge period Dignb is calculated based on the fuel injection amount Qinj. However, the fuel injection period may be used as a parameter instead of the fuel injection amount Qinj.
【図１】本発明の実施例における制御ユニットが実行す
る制御プログラムを概括的に示すフローチャートであ
る。FIG. 1 is a flowchart schematically showing a control program executed by a control unit according to an embodiment of the present invention.
【図２】実施例の点火装置のシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram of an ignition device according to an embodiment.
【図３】実施例において成層燃焼と均質燃焼の領域を判
別するために用いられるマップを示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing a map used to determine a region of stratified combustion and homogeneous combustion in the embodiment.
【図４】実施例における制御ユニットが実行する制御プ
ログラムの細部を例示するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating details of a control program executed by a control unit in the embodiment.
【図５】実施例として４気筒４サイクルのエンジンを使
用した場合における、各部分の作動タイミングを例示す
るタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart illustrating the operation timing of each part when a four-cylinder four-cycle engine is used as an example.
１０…内燃機関（エンジン） ２０…点火プラグ 10 internal combustion engine 20 engine spark plug
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森島 信悟 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 小林 辰夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Shingo Morishima 14 Iwatani, Shimowasumi-cho, Nishio-shi, Aichi Prefecture Inside the Japan Automobile Parts Research Institute (72) Inventor Tatsuo Kobayashi 1-Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Inside the corporation
Claims (5)
火花点火式エンジンにおいて、前記気筒内の燃焼室へ突
出するように取り付けられた点火プラグと、前記エンジ
ンの圧縮行程の所望のタイミングにおいて前記点火プラ
グに火花放電を生じるように高電圧の供給を開始すると
共に所望の期間だけ高電圧の供給を継続することができ
る高電圧印加装置と、前記高電圧印加装置が前記点火プ
ラグに対して高電圧の供給を開始するタイミングおよび
供給を終了するタイミングを制御するためのエンジン制
御ユニットと、前記エンジン制御ユニットが前記エンジ
ンの運転状態に応じて前記タイミングを制御するための
エンジン運転状態検出手段とを備えていると共に、前記
エンジン制御ユニットが、前記エンジンの運転状態に応
じて前記エンジンの圧縮行程において前記気筒内へ燃料
を噴射して前記点火プラグの周りにのみ混合気が存在す
る成層化した混合気状態を形成して燃焼させる成層燃焼
時には、前記エンジンの吸気行程において前記気筒内へ
燃料を噴射して前記気筒内に均質化した混合気状態を形
成して燃焼させる均質燃焼時よりも、前記点火プラグに
おける放電期間が長くなるように制御することを特徴と
する内燃機関の点火装置。1. An in-cylinder direct-injection spark ignition engine for injecting fuel directly into a cylinder, comprising: a spark plug mounted to project into a combustion chamber in the cylinder; A high-voltage applying device that can start supplying a high voltage so as to generate a spark discharge in the spark plug at a timing and can continue supplying the high voltage for a desired period; and An engine control unit for controlling a timing of starting supply of high voltage and a timing of ending the supply of the high voltage, and detecting an engine operation state for controlling the timing according to an operation state of the engine by the engine control unit. Means, and the engine control unit controls the operation of the engine according to the operating state of the engine. During stratified combustion, fuel is injected into the cylinder in the compression stroke to form a stratified mixture state in which the mixture exists only around the ignition plug, and during stratified combustion, the fuel enters the cylinder in the intake stroke of the engine. An ignition device for an internal combustion engine, wherein a discharge period of the ignition plug is controlled to be longer than at the time of homogeneous combustion in which fuel is injected to form a homogenized mixture in the cylinder and burn. .
置において、前記エンジン制御ユニットが、前記エンジ
ンに供給される燃料の噴射量または噴射期間に応じて前
記成層燃焼時の前記点火プラグにおける放電期間を制御
することを特徴とする内燃機関の点火装置。2. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the engine control unit controls the ignition plug at the time of the stratified combustion according to an injection amount or an injection period of fuel supplied to the engine. An ignition device for an internal combustion engine, which controls a discharge period.
置において、さらに前記エンジンの失火状態を検出しう
る失火状態検出手段が設けられていて、前記エンジン制
御ユニットが、前記失火状態検出手段の検出状態に応じ
て前記成層燃焼時の前記点火プラグにおける放電期間を
制御することを特徴とする内燃機関の点火装置。3. An ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: a misfire state detecting means for detecting a misfire state of said engine, wherein said engine control unit comprises: An ignition device for an internal combustion engine, wherein a discharge period of the ignition plug at the time of the stratified combustion is controlled according to a detection state of the ignition.
置において、前記失火状態検出手段が、前記エンジンの
前記燃焼室内における燃焼によって生じる回転変動幅に
よって部分失火または完全失火が発生したか否かを判断
することを特徴とする内燃機関の点火装置。4. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein said misfire state detecting means determines whether partial misfire or complete misfire has occurred due to a rotation fluctuation width caused by combustion in said combustion chamber of said engine. An ignition device for an internal combustion engine, characterized in that it is determined whether or not the ignition timing is high.
続して前記点火プラグに印加することができる請求項１
ないし４のいずれかに記載された内燃機関の点火装置。5. The high voltage application device is capable of continuously applying an AC high voltage to the spark plug.
5. The ignition device for an internal combustion engine according to any one of claims 4 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11551398A JP3464145B2 (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Ignition device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11551398A JP3464145B2 (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Ignition device for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303721A true JPH11303721A (en) | 1999-11-02 |
| JP3464145B2 JP3464145B2 (en) | 2003-11-05 |
Family
ID=14664389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11551398A Expired - Fee Related JP3464145B2 (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Ignition device for internal combustion engine |
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