JPS63268978A - Ignition device for engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve combustion stability, fuel combustion and engine output by providing an opening sensor for detecting the strength of a swirl, and a control means for controlling ignition intervals between two times of ignition. CONSTITUTION:An intake passage 7 and a swirl control valve 10 constitute a swirl generation means 11 for making a swirl in a combustion chamber 2. An ignition plug 13 is applied with discharge voltage from two ignition coils 14 arranged in parallel. An ignition signal is outputted from a control means 15 to the ignition coils 14 and control is so made that ignition takes place twice for one combustion stroke. As a result, combustion speed in a late combustion process is facilitated properly, thereby preventing the blow-off of initial combustion due to a swirl. According to the aforesaid system, it becomes possible to improve combustion stability, fuel combustion and engine output.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気系にスワール生成手段を有するとともに
１回の爆発行程に２回点火を行うようにしたエンジンの
点火装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ignition device for an engine that has a swirl generating means in the intake system and performs ignition twice in one explosion stroke.

（従来の技術） 従来より、エンジンの圧縮混合気に点火を行うについて
、空燃比、負荷等の運転条件に対応して求めた点火タイ
ミングに対し、１サイクルに１回点火プラグに高電圧を
印加して火花点火を行うことが一般に行われているが、
これにプラズマ点火を併用して放雷時間を長くし、着火
性燃焼性を改善スるようにした技術が知られている（例
えば、特開昭５５−１２３３’７２号公報参照）。(Prior art) Conventionally, in order to ignite the compressed air-fuel mixture of an engine, a high voltage is applied to the spark plug once per cycle in response to the ignition timing determined according to operating conditions such as air-fuel ratio and load. It is common practice to ignite with a spark,
A technique is known in which plasma ignition is used in combination to lengthen the lightning strike time and improve ignitability and combustibility (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1233-1972).

また、燃焼速度を向上するために燃焼室への吸気の流入
に伴って、燃焼全肉にスワールを生成ザることし一般に
行われている。Furthermore, in order to improve the combustion rate, it is common practice to generate a swirl in all the burned meat as intake air flows into the combustion chamber.

（発明が解決しようとげる問題点） しかして、エンジンの燃焼安定性、燃費性、出力の向上
を図る場合に、燃焼後期の燃焼速度を促進することが有
効であるが、前述のような着火のためだけの点火では、
燃焼後期の燃焼状態についでまで制御することはできな
いものである。(Problems to be Solved by the Invention) However, in order to improve the combustion stability, fuel efficiency, and output of an engine, it is effective to accelerate the combustion speed in the late stage of combustion. If you ignite it just for the sake of it,
It is not possible to control the combustion state in the latter stage of combustion.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、燃焼後期の燃焼速度
を確実に高めるようにして燃焼安定性の向上を図るよう
にしたエンジンの点火装置を提供することを目的とする
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an ignition device for an engine that reliably increases the combustion speed in the late stage of combustion to improve combustion stability.

（問題点を解決するための手段） 本発明の点火装置は、吸気系にスワール生成手段をイア
するとともに、１回の爆発行程に燃焼室の略同−位貿か
ら２回点火を行うについて、スワールの強さを検出する
スワール検出手段と、該スワール検出手段の出力を受け
、上記２回点火の点火間隔をスワールが弱いとぎに大き
く、スワールが強い時には小さくなるように制御する制
御手段を設けたことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The ignition device of the present invention includes a swirl generating means in the intake system, and ignition is performed twice from substantially the same position of the combustion chamber in one explosion stroke. A swirl detection means detects the strength of the swirl, and a control means receives the output of the swirl detection means and controls the ignition interval of the two-time ignition so that it increases when the swirl is weak and decreases when the swirl is strong. It is characterized by:

（作用） 上記のような点火装置では、１回目の点火によって混合
気への着火を行うとともに、２回目の点火を燃焼後期に
行ってこの後期の燃焼速度を促進ケるものであり、１回
目の点火に伴う燃焼速度はスワールが強い程速くなり、
燃焼後期となるまでの時間が異なるのに対応して点火間
隔を設定する。(Function) In the above-mentioned ignition device, the first ignition ignites the air-fuel mixture, and the second ignition is performed in the late stage of combustion to promote the combustion speed in this latter stage. The stronger the swirl, the faster the combustion speed associated with ignition of the
The ignition interval is set in accordance with the difference in time until the late stage of combustion.

すなわら１強いスワールのときはスワールによって点火
プラグ近傍はすぐに新しい未燃焼混合気に置換される一
方、弱いスワールのときは点火プラグ近傍が未燃焼混合
気で置換されるまでの時間が長くなることから、２回点
火の点火間隔をスワールが弱いときに大きく、スワール
が強い時には小８くなるように制御している。これによ
り、燃焼後期の燃焼速度を確実に促進するとともに、ス
ワールが強い時の初期燃焼がスワールで吹き消されるの
を間隔の類い２回点火によって防止して着火性の向上も
図るようにしている。In other words, 1: When there is a strong swirl, the area near the spark plug is immediately replaced by new unburned mixture due to the swirl, while when there is a weak swirl, it takes a long time until the area near the spark plug is replaced with unburned mixture. Therefore, the ignition interval between two ignitions is controlled to be large when the swirl is weak, and to be 8 small when the swirl is strong. This not only reliably accelerates the combustion speed in the later stages of combustion, but also improves ignitability by preventing the initial combustion from being blown out by the swirl when the swirl is strong by igniting twice at similar intervals. There is.

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第１図は一実施例におけるエンジンの点火装置の慨略栴
成を示し、第２図ｔよ吸気通路の平面構成を示す。FIG. 1 schematically shows the structure of an ignition system for an engine in one embodiment, and FIG. 2 shows the planar structure of the intake passage.

エンジン１の燃焼室２には、それぞれ２つずっの吸気ポ
ート３，３と排気ポート４，４が開口され、両ボート３
，４の開口部が吸気弁５および排気弁６によってそれぞ
れ所定のタイミングで開閉作動される。上記吸気ボート
３，３に連通して燃焼室２に吸気を供給する吸気通路７
は、吸気ポート３近傍の下流側部分が隔壁８によって通
路面積の比較的小さい１次吸気通路７ａと通路面積の比
較的大きい２次吸気通路７ｂとに区画形成されるととも
に、上記２次吸気通路７ｂは下流側部分がさらに分岐し
て前記２つの吸気ポート３．３に連通開口するように形
成されている。Two intake ports 3, 3 and two exhaust ports 4, 4 are opened in the combustion chamber 2 of the engine 1, and both boats 3 and 3 are opened.
, 4 are opened and closed by an intake valve 5 and an exhaust valve 6 at predetermined timings, respectively. An intake passage 7 that communicates with the intake boats 3, 3 and supplies intake air to the combustion chamber 2.
The downstream portion near the intake port 3 is divided by the partition wall 8 into a primary intake passage 7a having a relatively small passage area and a secondary intake passage 7b having a relatively large passage area, and the secondary intake passage 7b has a relatively large passage area. 7b is formed such that its downstream portion further branches to communicate with the two intake ports 3.3.

また、上記１次吸気通路７ａは、一方の吸気ポート３に
対して平面的に湾曲形成して、この吸気ポート３の近傍
のプライマリポート９に連通間口し、流速の大きい吸気
を燃焼室２に接線方向から流入させて燃焼室２にスワー
ルを生成するようにしでいる。Further, the primary intake passage 7a is curved in a plane with respect to one intake port 3, and communicates with the primary port 9 near the intake port 3, thereby directing intake air with a high flow velocity to the combustion chamber 2. It is made to flow in from the tangential direction to generate a swirl in the combustion chamber 2.

前記２次吸気通路７ｂにはスワール制御弁１０が介装さ
れ、このスワール制御弁１０は図示しないアクチユエー
タによって運転状態（例えばブースト圧）に応じて開閉
制御され、低負荷時等には閉作動して１次吸気通路７ａ
のみから吸気を供給してスワールを強くする一方、高負
荷時等には閉作動して２次吸気通路７ｂからも吸気を供
給してスワールを弱くするものである。前記吸気通路＋
Ｆｉ造とスワール制御弁１０とによって、燃焼室２にス
ワールを生成するスワール生成手段１１が構成されてい
る。A swirl control valve 10 is installed in the secondary intake passage 7b, and the swirl control valve 10 is controlled to open and close by an actuator (not shown) depending on the operating condition (for example, boost pressure), and closes when the load is low. primary intake passage 7a
This system strengthens the swirl by supplying intake air only from the secondary intake passage 7b, while at times of high load, etc., it closes and supplies intake air also from the secondary intake passage 7b to weaken the swirl. The intake passage +
The Fi structure and the swirl control valve 10 constitute a swirl generating means 11 that generates a swirl in the combustion chamber 2.

また、前記２次吸気通路７ｂには、吸気ボート３．３に
向けて燃料を噴射する燃料噴射ノズル１２が配設されて
いる。Furthermore, a fuel injection nozzle 12 for injecting fuel toward the intake boat 3.3 is disposed in the secondary intake passage 7b.

一方、上記燃焼室２に臨ノνで点火プラグ１３が装着さ
れ、この点火プラグ１３に（１２個並設されたイグニシ
ョンコイル１４．１４からの放電電圧が印加され、この
イグニションコイル１４．１４に（よ１ｉｌＩ６１Ｉ手
段１５（コントｌコールユニット）からの制御信号（点
大信号）がそれぞれ出力され、１回の爆発行程に対して
２回点火を行うように制御される。On the other hand, an ignition plug 13 is installed in the combustion chamber 2, and a discharge voltage from 12 ignition coils 14.14 is applied to the ignition coil 14. Control signals (high point signals) are output from the means 15 (control unit), respectively, and control is performed so that ignition is performed twice for one explosion stroke.

上記制陣手段１５には、スワールの強さを検出するスワ
ール検出手段１６として前記スワール制御０弁１０の開
度を検出する開度センサ１７からのスワール信号が入力
されるとともに、エンジン１のクランク角を検出するク
ランク角センサ１８からのクランク角信号、吸入空気量
を検出する吸気量センサ１９からの吸気量信号が入力さ
れる。A swirl signal from an opening sensor 17 that detects the opening of the swirl control 0 valve 10 is input to the control means 15 as a swirl detection means 16 that detects the strength of the swirl, and A crank angle signal from a crank angle sensor 18 that detects the angle, and an intake air amount signal from an intake air amount sensor 19 that detects the amount of intake air are input.

なお、上記エンジン１のピストン２１は、頂部の吸気ポ
ート３および排気ボート４側が高く突出し、中間部に凹
部２１ａを有する形状で、コンパクトな燃焼室２を形成
するものであり、両側の突部上面がスギッシュエリアに
構成されている。The piston 21 of the engine 1 has a shape in which the intake port 3 and the exhaust boat 4 side at the top protrude high, and has a recess 21a in the middle part to form a compact combustion chamber 2. It is organized in a sugish area.

上記制御手段１５は、エンジン回転数と吸入空気量等の
運転状態に応じて基本的な点火時期を求めて１回目の点
火時期を設定する一方、スワールｆｆｉ制御弁１０の開
度に対応したスワール強度に応じて２回目の点火までの
ディレ一時間を求めて２回目の点火時期を設定し、所定
のクランク角となった時に点火信号をイグニションコイ
ル１４．１４に出力する−６のである。なお、イグニシ
ョンコイル１４．１４を２１１！］Ｉ設しているのは、
点火間隔が短い場合にも充分な放電電圧を確保するため
である。The control means 15 determines the basic ignition timing according to the operating conditions such as the engine speed and intake air amount, and sets the first ignition timing, while also controlling the swirl The delay of one hour until the second ignition is determined according to the intensity, the second ignition timing is set, and when a predetermined crank angle is reached, an ignition signal is output to the ignition coil 14.14. In addition, ignition coil 14.14 is 211! ] I have set up the following:
This is to ensure sufficient discharge voltage even when the ignition interval is short.

前記制御手段１５の処理を第３図のフローチャートに基
づいて説明する。スタート後、ステップＳ１で吸入空気
量、エンジン回転数等の信号を入力し、ステップＳ２で
これらの信号に基づいて運転条件を判定し、ステップＳ
３で点火時期マツプから１回目の点火クランク角θ１を
読み取る。The processing of the control means 15 will be explained based on the flowchart of FIG. After starting, signals such as intake air amount and engine speed are input in step S1, and operating conditions are determined based on these signals in step S2.
At step 3, read the first ignition crank angle θ1 from the ignition timing map.

次にステップＳ４でスワール制即弁１０の開度からスワ
ール強さを入力し、ステップＳ５て゛このスワール強さ
に対応して１回目の点火から２回目の点火までのディレ
一時間を求めて、２回目の点火クランク角θ２を決定す
る。このディレ一時間の設定は、第４図に示ずように、
スワールが強くなる程すなわちスワール制御弁１０の開
度が小ざくなる程、ディレ一時間（点火間隔）が短くな
る特性に基づいて決定される。Next, in step S4, the swirl strength is input from the opening degree of the swirl control immediate valve 10, and in step S5, a one-hour delay from the first ignition to the second ignition is determined in accordance with this swirl strength. Determine the second ignition crank angle θ2. The one-hour delay setting is as shown in Figure 4.
This is determined based on the characteristic that the stronger the swirl, that is, the smaller the opening degree of the swirl control valve 10, the shorter the delay time (ignition interval).

そして、ステップＳ６で現在のクランク角θを−しニタ
ーし、ステップＳ７で１回目の点火クランク角０１とな
ったか否かを判定し、このＹＥＳ判定によってステップ
Ｓ８で１回目の点火信号を出力して第１点火を実行する
。続いて、ステップＳ９でクランク角θをモニターし、
ステップＳ１０で所定ディレ一時間後の２回目の点火ク
ランク角θ２となったか否かを判定し、このＹＥＳ判定
によってステップ８１１で２回目の点火信号を出力して
第２点火を実行するものである。Then, in step S6, the current crank angle θ is -monitored, and in step S7 it is determined whether or not the first ignition crank angle is 01. Based on this YES determination, the first ignition signal is output in step S8. Perform the first ignition. Next, in step S9, the crank angle θ is monitored,
In step S10, it is determined whether the second ignition crank angle θ2 has been reached after a predetermined delay of one hour, and if this YES determination is made, a second ignition signal is output in step 811 to execute the second ignition. .

上記実施例によれば、スワール強さに応じて２回点火の
点火間隔すなわちディレ一時間を設定変更するようにし
て、燃焼状態に対応して燃焼後期の所定時期に２回目の
点火を行うようにしている。According to the above embodiment, the setting of the ignition interval for the second ignition, that is, the one-hour delay, is changed according to the swirl strength, and the second ignition is performed at a predetermined time in the latter half of combustion, corresponding to the combustion state. I have to.

さらに、スワールの発生状態においては、空燃比および
排気ガス）！ｉ！流ｆｆ１（ＥＧＲｆｆｌ）に対応して
燃焼速度が変化することから、前記スワール強さに対し
て求めたディレ一時間を、第５図および第６図に示づ特
性に基づいて、空燃比および排気ガス還流量に対応して
補正すると、さらに精度のよい２回点火を行うことがで
きる。すなわち、第５図は空燃比がリーンとなると燃焼
速度が遅くなることから、空燃比がリーンになる程ディ
レ一時間が大きくなるように補正量を設定するものであ
り、また、第６図も同様にＥＧＲ吊が多くなると燃焼速
度が「くなることから、ＥＧＲｆｆｉが増量する程ディ
レ一時間が大きくなるように補正量を設定するものであ
る。In addition, when swirl occurs, the air-fuel ratio and exhaust gas)! i! Since the combustion speed changes depending on the flow ff1 (EGRffl), the delay time determined for the swirl strength is determined based on the air-fuel ratio and exhaust gas based on the characteristics shown in FIGS. 5 and 6. If the correction is made in accordance with the amount of gas recirculation, more precise ignition can be performed twice. That is, in FIG. 5, since the combustion speed becomes slower when the air-fuel ratio becomes leaner, the correction amount is set so that the leaner the air-fuel ratio becomes, the longer the delay time becomes. Similarly, as the EGR suspension increases, the combustion speed decreases, so the correction amount is set so that the delay time increases as the EGRffi increases.

なＪ３、上記実施例においては、スワールの強さをスワ
ール制御弁１０の開度から検出判定するようにしている
が、このスワール制御弁１０は吸気負圧に対応して開閉
作動されるものであり、この吸気負圧等の運転条件から
間接的にスワール強さを検出判定するようにしてもよく
、また、直接スワール強さを検出するようにしてもよい
。J3. In the above embodiment, the strength of the swirl is detected and determined from the opening degree of the swirl control valve 10, but the swirl control valve 10 is opened and closed in response to the intake negative pressure. However, the swirl strength may be detected and determined indirectly from operating conditions such as this intake negative pressure, or the swirl strength may be directly detected.

さらに、前記実施例においては１つの点火プラグに対し
て１回の爆発行程で２回点火信号を出力して２回点火を
行うようにしているが、１シリングに２つの点火プラグ
を配設し、一方の点火プラグのみて１回目の点火を行い
、２回目の点火（ま両点穴プラグで行うように構成して
しよい。Furthermore, in the above embodiment, the ignition signal is output twice per explosion stroke for one spark plug to cause two ignitions, but two spark plugs are arranged in one shilling. The first ignition may be performed using only one spark plug, and the second ignition may be performed using both ignition plugs.

（ブを明の効果） 上記のような本発明によれば、１回の爆北行程に２回点
火を行うについて、点火間隔がスワールが弱いときに大
きく、スワールが強い時には小さくなるように制御する
ようにしたことにより、燃焼状態に合わせた点火間隔の
設定を行って燃焼後期の燃焼速度を確実に促進すること
ができるとともに、スワールが強い時には間隔の炉い２
回点火によって初期燃焼がスワールで吹き演されるのを
防止して着火性も向上することができ、全体として燃焼
安定性、燃費性および出力の向上を図ることができるも
のである。(Effect of lighting) According to the present invention as described above, when ignition is performed twice in one blast stroke, the ignition interval is controlled so that it is large when the swirl is weak and small when the swirl is strong. By doing so, it is possible to set the ignition interval according to the combustion condition and reliably accelerate the combustion speed in the late stage of combustion.
Double ignition can prevent initial combustion from swirling and improve ignitability, thereby improving combustion stability, fuel efficiency, and output as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例におけるエンジンの点火装置
の概略構成図、 第２図は吸気通路の概略平面構成を示す構成図、第３図
は制御手段の処理を説明するためのフローチャート図、 第４図はスワール強さに対するディレ一時間の設定特性
例を示す特性図、 第５図および第６図は空燃比および排気ガス吊に対する
ディレ一時間補正吊の設定例を示す特性図である。 １・・・・・・エンジン、１０・・・・・・スワール制
御弁、１１・・・・・・スワール生成手段、１３・・・
・・・点火プラグ、１４・・・・・・イグニションコイ
ル、１５・・・・・・制御手段、１６・・・・・・スワ
ール検出手段、１７・・・・・・開度センサ、１８・・
・・・・クランク角センサ。 第３図 第４図 第５図 第６図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine ignition system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic plan configuration of an intake passage, and FIG. 3 is a flowchart diagram for explaining the processing of the control means. , Fig. 4 is a characteristic diagram showing an example of setting characteristics of one hour delay with respect to swirl strength, and Figs. 5 and 6 are characteristic diagrams showing examples of setting characteristics of one hour delay correction with respect to air-fuel ratio and exhaust gas hanging. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Engine, 10... Swirl control valve, 11... Swirl generating means, 13...
... Spark plug, 14 ... Ignition coil, 15 ... Control means, 16 ... Swirl detection means, 17 ... Opening sensor, 18.・
...Crank angle sensor. Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）吸気系にスワール生成手段を有するとともに、１
回の爆発行程に燃焼室の略同一位置から２回点火を行う
ようにしたエンジンの点火装置において、スワールの強
さを検出するスワール検出手段と、該スワール検出手段
の出力を受け、上記２回点火の点火間隔をスワールが弱
いときに大きく、スワールが強い時に小さくなるように
制御する制御手段とを備えたことを特徴とするエンジン
の点火装置。(1) Having a swirl generating means in the intake system, and
In an engine ignition system that performs ignition twice from substantially the same position in the combustion chamber during each explosion stroke, the ignition device includes a swirl detection means for detecting the strength of swirl, and receives the output of the swirl detection means, An ignition device for an engine, comprising: control means for controlling the ignition interval so that it increases when the swirl is weak and decreases when the swirl is strong.