JPS62223438A - エンジンの点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スワールに対応して点火制御を行うエンジン
の点火装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、エンジンの燃焼室に導入する混合気の流速を
変更することにより、スワールの強さを調整１Ｍ能とし
た技術が知られている。例えば、特開昭５７−１７３０
４２号に見られるように、吸気通路を低負荷用通路と高
負荷用通路とに分離して形成し、高負荷用通路にスワー
ル弁を備え、低吸気ｈ１領域においてはスワール弁のｌ
７ｉｆ度を小さくして吸気通路面積を絞り、燃焼室に流
入する吸入空気の流速を上昇して燃焼全白に大きなスワ
ールを形成して燃焼性を改善するようにしている。

しかるに、上記のように吸気流速が高い状態で混合気を
尋人するようにした場合に、点火プラグの部分において
も混合気の流速が大ぎくなり、着火時に点火エネルギが
小さいと、混合気に着火してもイの火が吹きｄ！ｌえて
着火時が低下する恐れがある。

特に、吸気流速を高める必要があるのは、低吸気ωでか
つ空燃比がリーンな状態で燃焼を行うように設定した場
合であり、このように空燃比がリーンな状態ではさらに
着火しにくくなるので点火エネルギの増大を図る必要が
ある。一方、例えば、前記のようにスワール弁を閉じて
吸気流速を増大している状態から急激にスワール弁を聞
いた時には、吸気抵抗が低減することから充填ωが急に
増大することになって、トルクショックが生起すること
になる。この場合には、点火エネルギを低減するとトル
ク変動が緩慢になって、上記トルクショックの抑制を図
ることができるものである。

しかして、上記のように吸気流速の変動に応じて点火エ
ネルギを変更制御しようとした場合に、１−ルクショッ
クの低減等においては、吸気流速の変動時期と点火エネ
ルギの変更時期とが合致していないと充分な機能を得る
ことができなくなるものである。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、スツールの大きさに応じて点
火エネルギを調整して確実な着火性および１−ルクショ
ックの軽減を得るようにしたエンジンの点火装置を提供
することを］］的とづるものである。

（発明の構成） 本発明の点火装置は、点火エネルギが変更可能な点火エ
ネルギ可変手段と、燃焼室に供給する混合気の流速を変
更するスワール可変手段の作動に同期して点火エネルギ
の変更制御を行う同期手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

第１図は本発明の構成を明示するための機能ブロック図
である。

エンジン１の燃焼室２に臨んで配設した点火プラグ３に
よる点火時期、放電時間等を、運転状態に応じて制御す
る点火制御手段４を設ける。

一方、エンジン１の吸気通路５の面積を変更するスワー
ル弁６等の作動によ−って、燃焼室２に供給する混合気
の流速すなわち燃焼室２に形成するスワールを調整する
スワール可変手段７を設（）る。

また、前記点火制御手段４には、その点火エネルギを変
更制御する点火エネルギ可変手段８を接続し、この点火
エネルギ可変手段８は、同期手段９の信号に基づき、前
記スワール可変手段７の作動に同期して点火エネルギを
変更制ｍするものである。

上記点火にＪ３Ｇプる点火エネルギの変更としては、ｈ
４ｉ４時間（通電時間）もしくは放電電圧の変更によっ
て行うものであり、例えば、吸気通路５を絞って吸気流
速を増大する方向にスワール可変手段７を作動するのに
同期して放電時間を長くして点火エネルギを増大すると
、燃焼室２内の混合気の流れに対して長い放電時間の点
火作用によって広い範囲に着火を行い、燃焼速度を高め
ることにより着火性の改善、トルクの上胃ができるもの
である。また、放′Ｆ１電圧を高くして点火エネルギを
増入り°ることによっても同様に燃焼速度の向上が図れ
るものである。

一方、例えば、吸気通路５を聞いて吸気流速を低減づる
方向にスワール可変手段７を作動するのに同期して放電
時間を短くして点火エネルギを低下すると、吸気抵抗の
低下に伴う充填迅の増大による１〜ルク上胃に対して短
い放電時間の点火作用によって着火性、燃焼性の低下に
よりトルクが低減して増大方向へのトルクショックの軽
減が図れるｂのである。

（発明の効果〉 本発明によれば、吸気流速の変動に伴うスワールの強さ
に対応して着火性が変化するのに対し、点火エネルギを
変更制御することにより、常に良好な着火性を確保する
ことができる。特に、空燃比がリーンな領域で燃焼を行
うエンジンにＪ３いて確実な着火性を得ることができる
。また、点火エネルギの増大が不要な場合には点火エネ
ルギの低減を図ることにより、点火プラグの耐久性、不
要の電力消費の改善が行える。

ざらに、スワール可変手段の作動と同期して点火エネル
ギを変更り−るようにしたことにより、スワールの急変
に伴う充填Ｒおよび燃焼変動を点火エネルギの変更によ
って抑制することができ、］・ルクシコックの発生を軽
減することができるものである。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。

エンジン１の燃焼室２に臨んで点火プラグ３が配設され
、この点火プラグ３にはディストリビュータ１０からの
放電電圧が印加され、該ディストどユータ１０には、点
火時期を調整する点火システム１１ＪｊＪ、び通電時間
（放電時間）を調整するＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ１２
を介して点火信号が入力される。

一方、エンジンの燃焼室２に吸気をＶ（給する吸気通路
５には、上流側からエアクリーナ１４、吸入空気毎を計
測するエア７０−メータ１５、吸気はをａｉｌｌ　ＩＩ
Ｉするスロットルバルブ１６、インジェクタ１７が順に
介装されている。また、上記吸気通路５の燃焼室２近傍
の下流側部分は、低負荷用通路５　ａと高負荷用通路５
ｂとに区画され、高負荷用通路５　ｂにアクチユエータ
１８の作動によって開閉して吸気流速の変更によりスワ
ール強度を調整りるスワール弁６が介装されてスワール
可変を１構が（１４成されている。

前記点火システム１１による点火口、１朋おにびＤＣ／
ｌ′）Ｃコンバータ１２による通電時間は、それぞれ二
１ントａ−ルユニット２０からの制御信号によって制御
され、また、インジェクタ１７による燃料供給ｍ（空燃
比）およびアクチュエータ１８によるスワール弁６の開
閉に対応したスワール制御もコントロールユニット２０
からの制御信号によって制御される。

上記コントロールユニット２０にはエンジンの運転状態
を検出するために、■アフローメータ１５による吸入空
気Ｒ（ｇ号、スワール弁６の開度を検出するスワール弁
開度センサ１９からのスワール開度信号、吸入空気温度
を検出する吸気温センサ２１からの吸気温信号、スロッ
トルバルブ１６の全開状態を検出するアイドルスイッチ
２２からのアイドル信号、冷却水ｒｊＡ庭を検出する水
温センサ２３からの水温信号、スタータスイッヂ２４か
らのスタータ信号、排気通路２５に介装された空燃比セ
ンサ２６からの空燃比信号がそれぞれ入力されるとと６
に、エンジン振動を検出するノツクセンサ２７の信号が
ノック検出回路２８を介して入力され、ざらに、エンジ
ン回転を検出するクランク角信号が前記ディストリビュ
ータ１０から入力される。

そして、上記コントロールユニット２０は、第１図の各
手段の機能を有し、吸気量の少ない低負荷１！、１には
スワール弁６を１コｊじて強いスワールを発生させる一
方、高負荷時にはスワール弁６を開いて吸気ｍを増大す
るようにスワール制御を行う。

このスワール制御におけるスワール弁６の開度変化に同
期して、スワール弁６が閉作動する際には通電時間を長
くして点火エネルギを増大するように制０１１−ａ’る
一方、スワール弁６が閉作動する際には通電時間を短く
して点火エネルギを低減するように制御り−るしのであ
る。

また、運転状態に対応して燃料噴用最を空燃比ヒンリ２
６の出力に対応して目標値にフィードバック制御し、さ
°らに、ノッキング発生時を検出した場合に、点火時期
を遅らせてノッキングの発生を抑制する制クジを行うも
のである。

上記フン１−ロールユニット２０の動作を、第３図ない
し第６図のフローチｔシートに基づいて説明する。この
フローチｐ−トは、スワール強度に伴う点火制御ループ
・ンについてのみ示している。

第３図はメインルーチンであり、スタート後、ステップ
Ｓ１でシステムの初期化を行い、ステップＳ２〜Ｓ７で
各種センサの信号に基づき吸入空気量、水温、吸気温、
空燃比信号、アイドル信号、スタータ信号をそれぞれ読
み込む。

続いて、ステップＳ８で始動時か否かを判定し、始動時
（ＹＥＳ）には、ステップＳ９で始動時用の機械的な固
定点火（ハード点火）に切り付えて始ｔｉＪ時点火を行
う。一方、始動後は、ステップＳ１０で運転状態に対応
してプログラムで求めた点火特性に制御を行うソフト点
火に切り替える。

そして、ステップＳ１１でアイドル状態か否か判定し、
アイドル時（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２および８１
３　′ｃアイドル時用の通電時間（放電］１．１間）お
よび点火１１１″Ｉ朋を篩出し、ステップＳ１７でこの
通電時間Ｊ′３よび点火時期をカウンタにプリレットし
て所定の点火を行うものである。

また、前記ステップＳ１１の判定がＮｏでアイドル以外
の運転状態では、ステップＳ１４でノック制御を設定し
、ステップＳ１５で通′ｄ：ｉ時間を算出しく訂■１ル
ーチンは第６図に示す）、ざらに、ステップ３１６′Ｃ
一点火時期を締出して、ステップＳ１７てこの通電■、
１問および点火時期をカウンタにプリセットして所定の
点火を行うものである。

なＪ３、ステップＳ１４のノック制御２１１の設定は、
ノッキング領域もしくはノッキング発生の検出に対応し
て点火時期の遅角等にＪζるノック制御を行うか否かの
設定を行うものであり、この設定に対応してステップＳ
１６で点火１１．１期のノック補正を行うらのである。

ｆｆｉ　／Ｉ図は、所定クランク角ｆｉｉに割り込み処
理を（１うインタラブドルーチンであり、例えば、土兄
）１′１クランク角で２．１１つ込みスタート後、ステ
ップＳ１８【・前回の割り込み１１．１からの周期を算
出し、この周＋１１１に基づいてステップ８１９で回転
数への変換を行ってエンジン回転数を求めるしのである
。。

次に、第５図はスワール弁６の制御帛の演ｐルーヂンで
ある。スタート後、ステップＳ２０でエンジン回転数と
吸入空気砧にり基本スワール弁開度３ｂを算出する。こ
の基本スワール弁開度３ｔ＋は、充填ω（吸入空気伍／
エンジン回転数）か大さいほど大さくなるものである。

続いて、ステップ３２．１〜Ｓ２３で水温補正値Ｃｗｔ
、空燃比補正値Ｃａｆ、および吸気温補正Ｉｆｆ　Ｃａ
　ｔをそれぞれ算出する。上記水温補正値ＣＷ【は低水
温はど燃焼が安定しないので吸気流速を大ぎくするよう
に開度を小さくづるものであり、空燃比補正値Ｃａ「は
空燃比がリーンの時には吸気流速を大きくＪるように開
度を小さくするものであり、吸気温補正値Ｃａ（は高吸
気温時には吸気流速を大きくするにうに聞瓜を小さくし
て燃焼速度を高めてノッ千ングが発生しないようにする
ものである。

そして、ステップＳ２４で上記各補正１直を基本スワー
ル弁開度ｓｂに［卦けて最終スワール弁開度Ｓを鈴出覆
る。

第６図は前記通電時間締出用のルーチンであり、まず、
ステップ８２５でエンジン回転数と吸入空気量より基本
通電時間Ｔｂを口出する。この基本通電時間Ｔｂは、充
填最（吸入空気泡／エンジン回転数）が大きいほど長く
なるものである。続いて、ステップ３２６〜Ｓ３０で水
温補正値Ｔｗｔ、吸気温補正餉王ａ【、空燃比補正値Ｔ
ａｒ、ノック補正値Ｔ　ｋおよびスワール補正値Ｔｓを
それぞれ口出する。そして、ステップＳ３１で上記各補
正値を基本通電時間Ｔｂに加算して最終通電時間Ｔを算
出する。

上記水温補正値１−Ｗ［は低水温はど燃焼が安定しない
ので通電時間を長くするものであり、吸気温補正値Ｔａ
ｔは低吸気温はど着火しにくいので通電時間を長くＪる
ものであり、空燃比補正値Ｔａｆは空燃比が理論空燃比
（１４，７）から離れるほど青火しにくいので通゛市時
間を長く１−るものであり、また、ノック補正値下１（
ばノッ゛１−ングの発生に対して通−・６時間を長くし
て燃焼速度を高くしてノッキングの抑制を図るものであ
る。

さらに、前ｊｉ［ｌ！スワール補正値Ｔｓは、スワール
弁開度ヒンナ１９の信号に基づくスワール弁開度に応じ
た補正値を予め設定したマツプから読み出すしのであり
、このマツプにはスワール弁開度が大さくなるに従って
スワール補正値ＴＳの値が小ざくなるように、すなわち
通電時間が短く点火エネルギが低減するように設定され
ている。

なお、上記ステップ３３０におけるスワール弁聞瓜とし
ては、前記ステップ８２４で求めたスｌノール弁開度Ｓ
を使用するようにしてもよい。

次に、第７図は、他の例における通゛１゛■時間制御の
フローチャートを示す。この例においては、スワール弁
６の開閉は、オン・オフ的に仝聞ムしくは前開状態に制
御するものである。

スタート後、ステップＳ５０で吸気負圧（負荷）とエン
ジン回転数とに応じてスワール弁６の閉領域か閉領域か
を判定する。このスワール５ｔ　６の開閉特性は、低負
荷低回転領域が閉領域にそれ以外が聞領Ｉ或に設定され
ている。

続いて、ステップＳ５１で上記スワール弁６の領域が閉
領域か否かを判定し、例えば、運転状態が低ｆ〕侑低回
転領域にあって、上記ステップＳ５１の判定がＮｏでス
ワールブｔ６が閉領域にある場合には、ステップＳ５６
でアクチュエータ１８に閉イΔ号を出力してスワール弁
６を閉駆動りる。そして、ステップＳ５７でスワール弁
間１褪ゼンサ１９の１３号を銑み込み、この信号に基づ
いてステップＳ　５８　（−ス【］ットル弁６が開状態
となったか否かを判定する。

ス【二１ットル弁６が実際に開状態となるまで持ら、上
記ステップＳ５８の判定がＹＥＳとなって実際に開状態
となると、これに同期してステップ８５９で通電時間を
所定値Δ丁長くして点火エネルギを増大して着火性を向
上する補正を行うものである。

一方、例えば、運転状態が畠ｎ荷領域にあって、上記ス
テップＳ５１の判定がＹＥＳでスワール弁（３が閉領域
にある場合には、ステップＳ５２でアクチュ１−り１８
に開信号を出力してスワール弁６を開部ｉｌ’ＪＩ　’
Ｊる。そして、ステップＳ５３でス１ノール５ｔ　ｌ１
ｉｌ　１．ｆセンサ１９の信号を読み込み、この信号に
Ｌ【づいてステップＳ５４でスロワ１〜ル弁６が開状態
となったか否かを判定する。

スロットル弁６が実際に開状態となって、上記ステップ
Ｓ５４の判定がＹＥＳになると、これに同期してステッ
プ８５５で通電時間を元のベース状（火に戻すように短
くして点火エネルギを低減して、］へルクショックに対
処するものである。

上記のような実施例によれば、スワールの開度もしくは
開庶変化に同期して通電時間を変更して点火エネルギを
調整ザることにＪ：って、着火性、トルクショックが改
善できる。

特に、上記実施例においては、スワール弁の開度を連続
的にもしくはオン・オフ的に開閉制御するのに対し、ス
ワール弁の聞駆を検出して通電時間を制御するようにし
ていることにより、スワールブ？の質（ｌｉ等の影響で
スワールのｌ１ｉｌ閉作動にＵれがあっても、実際のス
ワール弁の開度変化にス・１］芯した要求点火エネルギ
に合致した制御を行うようにして、的１ｉ（ｔな６−大
作の改善ａ３よびトルクショックの軽減作用が得られる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための機能ブロック図
、 第２図は具体例を示す全体構成図、 第３図ないし第６図はコントロールユニットの’ｆ＋　
ｌＦ）ノを説明するためのフローチ１？−１へ図、第７
図は他の例におけるフローチャート図である。 １・・・・・・エンジン　　　　　３・・・・・・点火
プラグ４・・・・・・点火制御手段 ５・・・・・・吸気通路　　　　　６・・・・・・スワ
ール弁７・・・・・・スワール可変手段 ８・・・・・・点火エネルギ可変手段 ９・・・・・・同期手段 １０・・・・・・ディス１〜リビユータ１１・・・・・
・点火システム １２・・・・・・Ｉ）　Ｃ／　Ｄ　Ｃ：１ンバータ１９
・・・・・・スワール弁開度センナ２０・・・・・・コ
ンｊ−口一ルユニツ１〜第５図　　　第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室に供給する混合気の流速を変更するスワー
   ル可変手段を備えたエンジンにおいて、点火エネルギが
   変更可能な点火エネルギ可変手段と、前記スワール可変
   手段の作動に同期して点火エネルギの変更制御を行う同
   期手段とを備えたことを特徴とするエンジンの点火装置
   。