JPH0573267U - 直噴火花点火式エンジンの点火制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は無噴射状態でプラグにスパークさせず
プラグの損耗を無くす直噴火花点火式エンジンの点火制
御装置を提供する事を目的としている。 【構成】無噴射状態を検出する無噴射状態検出手段と無
噴射であることを検出したときにプラグの点火を止めて
保持する保持手段とチャタリング防止手段とを点火コン
トロールユニットに設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、燃料噴射ポンプに接続された噴射ノズルと点火プラグとを有し、エ ンジン点火コントロールユニットからの出力に応じて点火コイルを介して点火プ ラグに電圧を印加する直噴火花点火式エンジンの点火制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

直噴火花点火式エンジンであるスパークアシストメタノールエンジン等は安定 した燃焼を得るために点火装置として、例えばパワートランジスタ等を使用して 高エネルギ化した点火装置を使用する技術は知られている。

【０００３】 通常の点火装置では１次電流が切れたときに２次電流が流れて点火プラグを点 火させるようになっている。

【０００４】 また、高温高圧縮状態で使用される点火プラグは、例えば電極先端を白金付き にしたり、運転条件に寄りエネルギを変更したりしてその耐久性を確保しようと している（実開平２−１１８１６６号公報参照）。

【０００５】 さらに、本出願人による実開平３−７１１６９０号公報が開示されており、プ ラグを２個設けて磨耗を減少しようとする提案である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、点火プラグの電極が磨耗すると、失火が発生し、出力の低下や燃料消 費の悪化、また未燃ガスの排出、さらには振動や騒音の発生等エンジンの運転性 が低下するとゆう問題がある。

【０００７】 したがって、本考案は燃料が無噴射のときに点火プラグにスパークさせずに火 花発生回数を減らしてプラグの損耗をなくす直噴火花点火式エンジンの点火制御 装置を提供することを目的てしている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、燃料噴射ポンプに接続された噴射ノズルと点火プラグとを有 し、エンジン点火コントロールユニットからの出力に応じて点火コイルを介して 点火プラグに電圧を印加する直噴火花点火式エンジンの点火制御装置において、 燃料が噴射されていないことを検知するセンサをエンジン出力制御系に設け、エ ンジン点火コントロールユニットに、前記センサからの信号によって燃料が無噴 射状態であることを検知する検知手段と、前記検知手段からの信号により点火信 号を出力するか否かを判断する判定手段と、前期判定手段からの出力によりその 出力を保持する保持手段とを設けている。

【０００９】 また、本考案によれば、前記の直噴火花点火式エンジンの点火制御装置におい て、無噴射状態を検知する前記検出手段からの出力を入力して不安定な状態をな くすチャタリング防止手段を設けている。

【００１０】

【作用】

上記のように構成された直噴火花点火式エンジンの点火制御装置において、燃 料が噴射されているときだけ点火し、燃料が噴射されていない無噴射状態では点 火しないので、それだけ点火プラグの損耗が減少する。

【００１１】 また、チャタリング防止手段により所定時期に確実に点火するので、エンジン が不安定になることはない。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照して、本考案の実施例を説明する。

【００１３】 図１において、エンジンＥに取り付けられた噴射ノズル４は噴射管１２により 燃料噴射ポンプ２に連結されている。また、噴射ノズル４に取り付けられたニー ドルモーションセンサ３はエンジンの点火コントロールユニット１に接続されて いる。そして、その点火コントロールユニット１にはキースイッチ７を介してバ ッテリ６と、エンジン回転情報を検出するクランク角センサ８と、燃料噴射ポン プ２のラック位置を検出するラック位置検出センサ９と水温センサ１０や操作ス イッチ１１等とが接続されている。

【００１４】 また、点火コントロールユニット１はパワートランジスタ１４および点火コイ ル５の一次側コイルを介してバッテリ６に接続され、その点火コイル５の二次側 コイルは点火プラグ１５に接続されている。

【００１５】 図２は制御ブロック構成概要を示し、負荷、水温、操作スイッチ等の運転状態 検出手段Ａと目標点火時期決定手段Ｂとからの信号により点火時期決定手段Ｆで 点火時期を決定し、無噴射状態になったときは、燃料無噴射状態検出手段Ｃから の信号により点火制御信号出力停止判定手段Ｄからの信号を受けて、点火時期決 定手段Ｆが点火を止める。

【００１６】 また、点火を止める時一定時間又は、一定サイクル経過後にチャタリング防止 手段Ｅが所定条件で点火信号を点火時期決定手段Ｆに出してプラグでスパークさ せ、運転が不安定になるのを防止する。

【００１７】 図３は点火コントロールユニット１のブロックダイヤグラムを示し、端子８ａ ，８ｂはクランク角センサ８に、端子９ａはラック位置検出センサ９に、端子１ ０ａは水温センサ１０および操作スイッチト１１等にそれぞれ接続されている。

【００１８】 また、端子３ａはニードルモーションセンサ３に接続されている。

【００１９】 そして、クランク角信号が入力される端子８ａは比較器３１、３２に接続され 、上死点（ＴＤＣ）信号が入力される端子８ｂは回転速度検出手段２１を介して 点火時期演算手段２５と基本１時電流通電時間演算手段２６にそれぞれ接続され ている。

【００２０】 また、点火時期演算手段２５は点火時期決定手段２９を介して比較器３１に、 基本１時電流通電時間演算手段２６は通電開始時期決定手段３０を介して比較器 ３２にそれぞれ接続されている。

【００２１】 さらに、ラック位置信号を入力する端子９ａは負荷検出手段２２を介し、水温 、操作スイッチからの信号を入力する端子１０ａは運転状態検出手段２３を介し て、それぞれ点火時期演算手段２５と基本１時電流通電時間演算手段２６とに接 続されている。

【００２２】 そして、比較器３１と３２とはそれぞれ切換器３３および点火信号気筒振り分 け器３４を介して、信号ラッチ３５に接続されている。

【００２３】 また、ニードルモーション信号を入力する端子３ａは燃料無噴射状態検出手段 ２４と点火制御信号判定手段３６とを介して信号ラッチ３５に接続され、その点 火制御信号判定手段３６とＴＤＣ信号とに接続された出力復帰条件判定手段およ びＴＤＣカウンタ３７は信号ラッチ３５にそれぞれ接続されている。

【００２４】 そして、信号ラッチ３５はパワートランジイスタ１４に接続されている。

【００２５】 以下、作用について説明する。図４を参照して、まずニードルモーションセン サ３がニードルのリフト量を読み燃料無噴射状態検出手段２４が読み込み（ステ ップＳ１）、リフト量が零か否かを点火制御信号判定手段３６が判断する（ステ ップＳ２）。そして、無噴射状態か否かを判定手段３６が判断する。ＮＯの場合 はラッチされて点火が保持されているかどうかを判断し（ステップＳ３）、ＮＯ の場合はリターンスする（ステップＳ４）。ＹＥＳだったら、次の点火時期まで 待機し（ステップＳ５）、点火信号出力ラッチ信号をＯＦＦして点火して（ステ ップＳ６）。点火制御出力開始する。

【００２６】 ＹＥＳすなはち無噴射状態だったら、出力復帰条件判定手段３７で点火信号復 帰してからＴＤＣ信号カウンタがｎ回（例えば６回）以上になっているかどうか を判断する（ステップＳ７）。ＮＯの場合は点火してＴＤＣ信号のカウントを続 け（ステップＳ８）、ＹＥＳだったら、点火信号出力ラッチ信号をＯＮして信号 ラッチ３５で点火を止める（ステップＳ９）。そして、ＴＤＣ信号カウンタをク リアしてリターンする。

【００２７】 出力復帰条件判定手段３７にタイマーを使用した場合にはＴＤＣカウンタの代 わりに経過時間（例えばＴｓｅｃ）を使用すれば良い。

【００２８】 図５は判定手段３６のフローを示し、ＲＥＦ信号（ＴＤＣ信号）立ち上がりご とに、ニードルモーションリフト量のデータを読み込み（ステップＳ１）、リフ ト量はスレッシュホールドレベルを越えたか否かを判断し（ステップＳ２）、Ｎ Ｏの場合はカウンタのカウントを１だけ進めて（ステップＳ５）、カウンタのカ ウントが定数Ｍ（例えば６気筒エンジンであればＭ＝３；エンジン１回転相当） より大きいか否かを判断し（ステップＳ６）、ＮＯの場合は噴射実行状態と判断 する（ステップＳ４）。ＹＥＳだったら、無噴射状態と判断して（ステップＳ７ ）、リターンする。

【００２９】 ステップＳ２でＹＥＳの場合はカウントをリセットし（ステップＳ３）、噴射 実行状態と判断し（ステップＳ４）、リターンして制御を終わる。

【００３０】 図６は、６気筒エンジンの一気筒に付いてのタイミングチャートを示し、ＴＤ Ｃは十度遅れの上死点マーク、点火制御信号のＯＮ，ＯＦＦは点火火花信号で示 すように噴射時ＯＦＦで点火する。なお、Ｇは燃料噴射状態を、Ｈは燃料無噴射 状態をそれぞれ示している。

【００３１】 また、図７はニードルモーションを示し上記と同様にＧは噴射状態を、Ｈは無 噴射状態を示している。

【００３２】 図８は、６気筒エンジンを例に噴射サイクルと無噴射サイクルとの切り替え状 態を説明する図で、判定手段３６で出された無噴射判定信号Ｊにより＃１気筒が 信号ラッチ３５で保持され（図４のステップＳ５）、信号Ｋでラッチ信号がＯＦ Ｆされて（図４のステップＳ６）、点火が開始される状態が示されている。図に 示す通り無噴射判定信号は気筒ごとにだされるが、点火開始のＯＦＦは同時であ る。

【００３３】 したがって、燃料が噴射されているときだけプラグ１５に点火され、無噴射状 態が燃料無噴射状態検出手段２４により検出されると、信号ラッチ３５がＯＮし て点火しないので無駄にエネルギーが消費されず点火プラグが長持ちする。

【００３４】 また、出力復帰条件判定手段３７が所定時期に確実に点火するので（図４のス テップＳ７）、チャタリングは防止されエンジンの不安定は発生しない。

【００３５】 図９は別の実施例を示し、図１のニードルモーションセンサ３に換えて噴射管 １２に歪みゲージ３ａを設けた例である。例えば、図１０に示すように噴射管内 圧力は噴射時Ｇのように無噴射時Ｈと明確に検出できるのでニードルモーション センサと歪みゲージとは共に精度が高く、作用に付いては同様である。

【００３６】 図１１は他の実施例を示し、図１のニードルモーションセンサ３に換えてアク セル位置センサ３ｂを設けた例である。アクセル位置で燃料無噴射状態を判定す るのでニードルモーションセンサや歪みゲージに比べて、精度は低いがコストが 安く実用上は問題はない。

【００３７】 図１２はその他の実施例を示し、図１のニードルモーションセンサ３に変えて 排気ブレーキ作動検出センサ３ｃを設けた例である。ニードルモーションセンサ や歪みゲージは高価格のため排気ブレーキ作動中の無噴射状態を利用した例で、 実用上は充分効果がある。

【００３８】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているので、点火プラグの損耗は少な く、したがって長期間に亘り、エンジンの運転状態を良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成図。

【図２】図１のコントロールユニットのブロック構成概
要図。

【図３】点火コントロールユニットのブロックダイヤグ
ラム図。

【図４】制御のフローチャート図。

【図５】点火制御信号判定手段のフローチャート図。

【図６】図１のタイミングチャート図。

【図７】図１のニードルモーションを示す図。

【図８】図１の無噴射判定信号の状態を示す図。

【図９】本考案の別の実施例を示す図。

【図１０】歪みゲージによる噴射管内圧力を示す図。

【図１１】本考案の他の実施例を示す図。

【図１２】本考案のその他の実施例を示す図。

【符号の説明】

１…点火コントロールユニット ２…燃料噴射ポンプ ３…ニードルモションセンサ ４…噴射ノズル ５…点火コイル ６…バッテリ ７…キースイッチ ８…クランク角センサ ９…噴射ポンプラック位置検出センサ １０…水温センサ １１…操作スイッチ １４…パワートランジスタ １５…点火コイル ８ａ、８ｂ、９ａ、１０ａ、３ａ…端子

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射ポンプに接続された噴射ノズル
   と点火プラグとを有し、エンジン点火コントロールユニ
   ットからの出力に応じて点火コイルを介して点火プラグ
   に電圧を印加する直噴火花点火式エンジンの点火制御装
   置において、燃料が噴射されていないことを検知するセ
   ンサをエンジン出力制御系に設け、エンジン点火コント
   ロールユニットに、前記センサからの信号によって燃料
   が無噴射状態であることを検知する検知手段と、前記検
   知手段からの信号により点火信号を出力するか否かを判
   断する判定手段と、前期判定手段からの出力によりその
   出力を保持する保持手段とを設けたことを特徴とする直
   噴火花点火式エンジンの点火制御装置。
2. 【請求項２】 前記の直噴火花点火式エンジンの点火制
   御装置において、無噴射状態を検知する前記検出手段か
   らの出力を入力して不安定な状態をなくすチャタリング
   防止手段を設けた請求項１に記載の直噴火花点火式エン
   ジンの点火制御装置。