JP7528803B2 - Ignition device control device and program - Google Patents
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Description
本発明は、点火装置の制御装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a control device and program for an ignition device.
自動車等に搭載される内燃機関の点火装置では、イグニッションコイル(点火コイル)により高電圧を発生させ、内燃機関に設置された点火プラグに火花放電を発生させて、燃焼室の混合気に点火する。近年のダウンサイジング化、高圧縮比化等により、点火装置の出力エネルギの増大が求められていることもあり、点火プラグの電極摩耗への影響が大きくなっている。点火プラグに電極摩耗が発生すると、点火性能の悪化につながり、点火プラグの交換サイクルが早くなる等の課題が生じる。 In the ignition system of an internal combustion engine mounted on an automobile, etc., a high voltage is generated by an ignition coil, which generates a spark discharge in the spark plug installed in the internal combustion engine, igniting the mixture in the combustion chamber. In recent years, downsizing and higher compression ratios have led to demands for increased output energy of ignition systems, which has a greater impact on electrode wear of the spark plug. Electrode wear on the spark plug leads to a deterioration in ignition performance and causes problems such as shorter replacement cycles for the spark plug.
特許文献1には、エンジン回転数に基づいて、シングルスパーク点火およびマルチスパーク点火の主放電による点火プラグの電極の消耗量を導出し、マルチスパーク点火の副放電の回数に基づいて、消耗量を補正する構成が開示されている。
しかしながら、特許文献1は、点火プラグの電極の消耗量を推定することに着目した技術であり、点火プラグの電極摩耗を抑えるものではない。
However, the technology in
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、点火プラグの電極摩耗を抑えることを目的とする。 The present invention was made in consideration of this situation, and aims to reduce electrode wear on spark plugs.
本発明の点火装置の制御装置は、内燃機関に設置された点火プラグと、前記点火プラグに電圧を印加するイグニッションコイルとを備えた点火装置を制御する点火装置の制御装置であって、前記点火プラグの再放電の回数を検出する検出手段と、前記検出手段で検出した再放電の回数が増加することに応じて、前記イグニッションコイルの通電時間が短くなるように設定する設定手段と、前記設定手段で設定した通電時間に従って前記イグニッションコイルを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。 The ignition device control device of the present invention is an ignition device control device that controls an ignition device having an ignition plug installed in an internal combustion engine and an ignition coil that applies voltage to the ignition plug, and is characterized in that it comprises a detection means for detecting the number of re-discharges of the ignition plug, a setting means for setting the current flow time of the ignition coil to be shortened in response to an increase in the number of re-discharges detected by the detection means, and a control means for controlling the ignition coil in accordance with the current flow time set by the setting means.
本発明によれば、点火プラグの電極摩耗を抑えることが可能になる。 The present invention makes it possible to reduce electrode wear on spark plugs.
本発明の一実施形態に係る点火装置の制御装置は、内燃機関に設置された点火プラグと、前記点火プラグに電圧を印加するイグニッションコイルとを備えた点火装置を制御する点火装置の制御装置であって、前記点火プラグの再放電の回数を検出する検出手段と、前記検出手段で検出した再放電の回数に基づいて前記イグニッションコイルの通電時間を設定する設定手段と、前記設定手段で設定した通電時間に従って前記イグニッションコイルを制御する制御手段とを備える。
これにより、点火プラグの再放電の回数が多いときには、イグニッションコイルの通電時間を短くすることができる。イグニッションコイルの通電時間が短くなることにより、点火プラグでの放電時間が短くなり、電極摩耗の一要因である点火プラグの再放電の発生を抑え、点火プラグの電極摩耗を抑えることができる。
An ignition device control device according to one embodiment of the present invention is an ignition device control device that controls an ignition device having an ignition plug installed in an internal combustion engine and an ignition coil that applies voltage to the ignition plug, and is equipped with a detection means for detecting the number of times the ignition plug re-discharges, a setting means for setting a current flow time of the ignition coil based on the number of times the ignition plug re-discharges detected by the detection means, and a control means for controlling the ignition coil in accordance with the current flow time set by the setting means.
This makes it possible to shorten the time that the ignition coil is energized when the number of re-discharges of the spark plug is high. By shortening the time that the ignition coil is energized, the discharge time of the spark plug is shortened, and the occurrence of re-discharge of the spark plug, which is one cause of electrode wear, can be suppressed, and electrode wear of the spark plug can be suppressed.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について説明する。
図1は、実施例に係る点火装置の制御システムの構成を示す図である。
自動車等に搭載される内燃機関300の点火装置は、内燃機関300に設置された点火プラグ100と、点火プラグ100に電圧を印加するイグニッションコイル200とを備え、内燃機関300の気筒♯1~♯4毎に設置される。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a control system for an ignition device according to an embodiment.
An ignition device for an
点火プラグ100は、中心電極101と、中心電極101に対向するように配置された外側電極102とを備え、内燃機関300の燃焼室301に中心電極101及び外側電極102を突出させるようにして配置される。
The
イグニッションコイル200は、点火プラグ100に電圧を印加する。図2に、イグニッションコイル200の構成例を示す。イグニッションコイル200は、電力供給源であるバッテリVBから電力が供給される一次コイル201と、点火プラグ100に接続する二次コイル202とを備える。イグナイタ203がONされると、一次コイル201の通電が開始されて、一次コイル201に電流が流れる。一方、イグナイタ203がOFFされると、一次コイル201の通電が停止されて、一次コイル201への電流が停止される。一次コイル201の電流が停止されることにより、二次コイル202に電磁誘導により高電圧が発生して、点火プラグ100に火花放電を発生させて、燃焼室301の混合気に点火する。
The
ここで、点火プラグにおいて、リストライクとも呼ばれる再放電が発生することがある。点火プラグの再放電には、放電伸長の吹き消えによる再放電(ガス流動により放電伸長が切れてからまた繋がるもの)や短絡による再放電(放電伸長が完全に切れてからまた繋がるもの)がある。例えば燃焼室301での電極101、102へのガスの当たり方に起因して、再放電が発生しやすくなることがある。このような再放電は、点火プラグの電極摩耗の一要因であり、再放電の発生を抑えれば、点火プラグの電極摩耗を抑えることができる。
Here, re-discharge, also known as restriking, can occur in the spark plug. There are two types of re-discharge in the spark plug: re-discharge due to the blowing out of the discharge extension (discharge extension is broken and then re-established due to gas flow) and re-discharge due to a short circuit (discharge extension is broken and then re-established). For example, re-discharge can be more likely to occur due to the way gas hits the
本実施例では、点火プラグ100の電極摩耗を抑えるために、以下に述べるように、点火プラグ100の再放電の回数に基づいてイグニッションコイル200の通電時間を設定し、設定した通電時間に従ってイグニッションコイル200を制御する。
この制御を実現するために、図1に示すように、点火装置の制御装置1と、イグニッションコイル200の二次コイル202に発生する電圧(以下、二次電圧と呼ぶ)と電流(以下、二次電流と呼ぶ)を測定する測定装置2とを備える。
In this embodiment, in order to suppress electrode wear of the
To achieve this control, as shown in FIG. 1, the device includes a
制御装置1は、入力部1aと、検出部1bと、通電時間設定部1cと、制御部1dとを備え、気筒♯1~♯4毎に、点火プラグ100の再放電の回数に基づいてイグニッションコイル200の通電時間を設定し、設定した通電時間に従ってイグニッションコイル200を制御する。
The
入力部1aは、測定装置2で測定した二次電圧及び二次電流を入力する。
The
検出部1bは、入力部1aで入力した二次電圧及び二次電流に基づいて、点火プラグ100の火花放電後に発生する再放電の回数を検出する。再放電が発生するとき、二次コイル202の電気エネルギが大きくなることから、検出部1bは、火花放電後に、測定装置2により測定される二次電圧と二次電流の積が所定の閾値を超えた場合、再放電が発生したものと判定する。そして、検出部1bは、二次電圧と二次電流の積が所定の閾値を超えた回数を、再放電が発生した回数としてカウントする。図4に、点火プラグ100の火花放電後に再放電が発生するときの、時間と、二次電圧と二次電流の積との関係の例を示す。ピーク401~406に示すように、二次電圧と二次電流の積が所定の閾値407を超えた場合に再放電が発生したものと判定し、図示例では6回の再放電が発生している。
The
通電時間設定部1cは、検出部1bで検出した再放電の回数に基づいてイグニッションコイル200の通電時間を設定する。イグニッションコイル200の通電時間とは、点火プラグ100に火花放電を発生させた後(イグナイタ203をOFFにした後)、次に点火プラグ100に火花放電を発生させる(イグナイタ203をOFFにする)までの間に、イグナイタ203をONにする時間である。
The current-flow time setting unit 1c sets the current-flow time of the
通電時間設定部1cによる通電時間の設定の仕方の例を説明する。
イグニッションコイル200には、運転状態に応じた基準通電時間が定められている。例えば通電マップに複数の基準通電時間が定義されており、運転状態に応じて通電マップから基準通電時間を読み出すようにする。
また、図5に示すように、基準通電時間に乗算する補正係数が定められている。補正係数は、再放電の回数が増加することに応じて値が小さくなり、基準通電時間よりも短くした通電時間を設定するように定められている。通電時間設定部1cは、検出部1bで検出した再放電の回数に基づいて補正係数を決定し、その補正係数を基準通電時間に乗算して、通電時間を設定する。イグニッションコイル200の通電時間が短くなることにより、点火プラグ100での放電時間が短くなり、電極摩耗の一要因である再放電の発生を抑えることができる。なお、図5に示す特性は一例であり、再放電の回数が増加することに応じて、通電時間が短くなるように設定するものであればよい。
An example of how the energizing time setting unit 1c sets the energizing time will be described.
A reference current supply time corresponding to an operating state is set for the
As shown in FIG. 5, a correction coefficient is set to be multiplied by the reference current conduction time. The correction coefficient is set so that the value of the correction coefficient decreases as the number of re-discharges increases, and the current conduction time is set shorter than the reference current conduction time. The current conduction time setting unit 1c determines a correction coefficient based on the number of re-discharges detected by the
制御部1dは、通電時間設定部1cで設定した通電時間に従ってイグニッションコイル200を制御する。すなわち、制御部1dは、通電時間設定部1cで設定した通電時間に従って、イグニッションコイル200のイグナイタ203をON/OFFして、通電時間設定部1cで設定した通電時間の通電を実行する。
The
次に、図3を参照して、制御装置1による処理を説明する。図3は、制御装置1による処理例を示すフローチャートである。図3のフローチャートの処理は、イグナイタ203をOFFしたタイミング、すなわち二次コイル202に電磁誘導により高電圧が発生して、点火プラグ100に火花放電を発生させるタイミングで開始される。例えば運転状態に応じて通電マップから読み出す基準通電時間が変わったときに、制御装置1が図3のフローチャートの処理を実行するようにする。
Next, the processing by the
ステップS1で、入力部1aは、測定装置2で測定した二次電圧及び二次電流を入力する。
In step S1, the
ステップS2で、検出部1bは、ステップS1において入力した二次電圧及び二次電流に基づいて、点火プラグ100の火花放電後に発生する再放電の回数を検出する。上述したように、検出部1bは、二次電圧と二次電流の積が所定の閾値を超えた場合、再放電が発生したものと判定し、その回数を検出する。
In step S2, the
ステップS3で、通電時間設定部1cは、ステップS2において検出した再放電の回数に基づいて、上述した基準通電時間及び補正係数を用いて、イグニッションコイル200の通電時間を設定する。
In step S3, the current flow time setting unit 1c sets the current flow time of the
このようにして通電時間が設定された後、次に新たに通電時間が設定されるまで、制御部1dは、ステップS3において設定した通電時間に従ってイグニッションコイル200を制御する。すなわち、制御部1dは、ステップS3において設定した通電時間に従って、イグニッションコイル200のイグナイタ203をON/OFFして、通電時間設定部1cで設定した通電時間の通電を実行する。
After the energization time is set in this manner, the
なお、図3のフローチャートでは、点火プラグ100の一回の火花放電後の再放電の回数に基づいて、イグニッションコイル200の通電時間を設定するようにしたが、例えば時間的に連続する複数回の火花放電後の再放電の回数の平均値を算出し、その平均値に基づいて、イグニッションコイル200の通電時間を設定するようにしてもよい。
In the flowchart of FIG. 3, the energization time of the
以上のように、制御装置1は、点火プラグ100の再放電の回数に基づいてイグニッションコイル200の通電時間を設定する。具体的には、再放電の回数が増加することに応じて、通電時間が短かくなるように設定する。そして、制御装置1は、設定した通電時間に従ってイグニッションコイル200を制御する。
これにより、点火プラグ100の再放電が発生しやすい気筒において、イグニッションコイル200の通電時間を短くすることができる。イグニッションコイル200の通電時間が短くなることにより、点火プラグ100での放電時間が短くなり、電極摩耗の一要因である再放電の発生を抑え、点火プラグ100の電極摩耗を抑えることができる。
As described above, the
This makes it possible to shorten the energization time of the
また、制御装置1は、気筒毎に点火装置を制御する。これにより、内燃機関300の全体における電極摩耗のばらつきを低減させることができる。図6は、イグニッションコイル200の通電時間の補正なし/ありでの気筒間の電極摩耗の経時変化の例を示す特性図である。図6(a)に示すように、各気筒においてイグニッションコイル200の通電時間の補正を行わない(基準通電時間のままとする)場合、運転時間が長期にわたると、気筒間で点火プラグ100の電極摩耗のばらつきが生じている。それに対して、本実施例のように、気筒毎にイグニッションコイル200の通電時間の補正を行う場合、運転時間が長期にわたっても、気筒間で点火プラグ100の電極摩耗のばらつきが低減されている。
The
なお、制御装置1は、例えばCPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータ装置により構成され、CPUが例えばROMに記憶された所定のプログラムを実行することにより、入力部1a、検出部1bと、通電時間設定部1cと、制御部1dの機能が実現される。例えば車両に搭載されるコントロールユニットの一部の機能として制御装置1が実現されるようにすればよい。
The
以上、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明したが、各実施例は、本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、各実施例に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
また、本発明は、ソフトウェア(プログラム)をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, each embodiment merely shows a specific example of the implementation of the present invention. The technical scope of the present invention is not limited to each embodiment. Various modifications of the present invention are possible without departing from the spirit of the present invention, and these modifications are also included in the technical scope of the present invention.
The present invention can also be realized by supplying software (programs) to a system or device via a network or various storage media, and having the computer of the system or device read and execute the programs.
1:制御装置、1a:入力部、1b:検出部、1c:通電時間設定部、1d:制御部、2:測定装置、100:点火プラグ、200:イグニッションコイル、201:一次コイル、202:二次コイル、203:イグナイタ、300:内燃機関 1: Control device, 1a: Input unit, 1b: Detection unit, 1c: Current flow time setting unit, 1d: Control unit, 2: Measuring device, 100: Spark plug, 200: Ignition coil, 201: Primary coil, 202: Secondary coil, 203: Igniter, 300: Internal combustion engine
Claims (4)
前記点火プラグの再放電の回数を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出した再放電の回数が増加することに応じて、前記イグニッションコイルの通電時間が短くなるように設定する設定手段と、
前記設定手段で設定した通電時間に従って前記イグニッションコイルを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする点火装置の制御装置。 A control device for an ignition device that controls an ignition device including an ignition plug installed in an internal combustion engine and an ignition coil that applies a voltage to the ignition plug,
A detection means for detecting the number of times the ignition plug is re-discharged;
a setting means for setting a current-carrying time of the ignition coil so as to be shortened in response to an increase in the number of re-discharges detected by the detection means;
and control means for controlling the ignition coil in accordance with the energization time set by the setting means.
前記気筒毎に前記点火装置を制御することを特徴とする請求項1に記載の点火装置の制御装置。 the ignition device is provided for each cylinder of the internal combustion engine,
2. The ignition device control device according to claim 1, wherein the ignition device is controlled for each of the cylinders.
前記検出手段は、前記二次コイルに発生する電圧と電流の積が所定の閾値を超えた場合に再放電が発生したものと判定し、その回数を検出することを特徴とする請求項1又は2に記載の点火装置の制御装置。 The ignition coil includes a primary coil to which power is supplied from a power supply source and a secondary coil connected to the spark plug, and when the current supply to the primary coil is stopped, a high voltage is generated in the secondary coil, causing a spark discharge in the spark plug.
3. The control device for an ignition device according to claim 1 , wherein the detection means determines that a re-discharge has occurred when a product of the voltage and current generated in the secondary coil exceeds a predetermined threshold value, and detects the number of times that re-discharge has occurred.
前記点火プラグの再放電を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出した再放電の回数が増加することに応じて、前記イグニッションコイルの通電時間が短くなるように設定する設定手段と、
前記設定手段で設定した通電時間に従って前記イグニッションコイルを制御する制御手段としてコンピュータに機能させるためのプログラム。 A program for controlling an ignition device including an ignition plug installed in an internal combustion engine and an ignition coil that applies a voltage to the ignition plug,
A detection means for detecting re-discharge of the spark plug;
a setting means for setting a current-carrying time of the ignition coil so as to be shortened in response to an increase in the number of re-discharges detected by the detection means;
A program for causing a computer to function as a control means for controlling the ignition coil in accordance with the energization time set by the setting means.
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