(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料に不活性成分が多く含まれている場合でも、簡素な制御でエンジン出力を確保できる点火プラグの点火エネルギー量調整装置、内燃機関の制御装置及び内燃機関の点火制御方法を提供する。【解決手段】エンジン２の気筒１４内に流入する空気と燃料の混合気１１を点火して燃焼させる点火プラグ２０に関して、エンジン２の燃料に含まれる不活性成分の量に基づいて、燃料増量比を決定し、この燃料増量比に基づいて点火プラグ２０への通電量の補正値を決定し、点火プラグ２０で発生させるエネルギー量を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に流入する空気と燃料の混合気を点火して燃焼させる点火プラグの点火エネルギー量調整装置において、
前記内燃機関の燃料に含まれる不活性成分の量に基づいて、燃料増量比を決定し、この燃料増量比に基づいて前記点火プラグへの通電量の補正値を決定し、前記点火プラグで発生させるエネルギー量を調整することを特徴とする点火プラグの点火エネルギー量調整装置。
【請求項２】
前記点火プラグへの通電量を調整することで、前記点火プラグで発生させるエネルギー量を調整することを特徴とする請求項１に記載の点火プラグの点火エネルギー量調整装置。
【請求項３】
請求項２に記載の点火プラグの点火エネルギー量調整装置を備えて、前記内燃機関の運転状態を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設置されたラムダセンサで取得したλ値と、予め基準となる組成を有するＣＮＧ燃料で設定した燃料補正データとを参照して前記燃料増量比を決定し、この燃料増量比とエンジン回転数から求めた点火プラグへの通電量の補正値に基づいて、前記点火プラグへの通電量を変更する制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料増量比が大きくなるにつれて前記点火プラグへの通電量を多くする制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の気筒内に流入する空気と燃料の混合気を点火して燃焼させる内燃機関の点火制御方法において、
前記内燃機関の排気ガスのλ値と、予め基準となる組成を有するＣＮＧ燃料で設定した燃料補正データとを参照して燃料増量比を決定し、この燃料増量比とエンジン回転数から求めた点火プラグへの通電量の補正値に基づいて、前記点火プラグが発生させるエネルギー量を調整することを特徴とする内燃機関の点火制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、点火プラグの点火エネルギー量調整装置、内燃機関の制御装置及び内燃機関の点火制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＮＧエンジン等の内燃機関で使用される燃料に不活性成分が多く含まれるときに、この不活性成分の含有量によって、内燃機関の気筒内に流入する空気と燃料の混合気を点火して燃焼させる点火プラグの点火タイミングを進角化させる燃焼制御方法及び装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の特許文献１に記載の装置は、燃料に不活性成分が多く含まれており気筒内での燃焼速度が遅くとも、点火タイミングを進角化して燃焼開始から完結までの時間を確保することで、気筒内で燃焼が完結するようにしている。しかしながら、点火タイミングを進角化させるとノッキングが発生しやすくなり、このノッキングの発生防止の観点も含めて点火タイミングを調整する必要があるので、制御が複雑化する可能性がある。
【０００５】
本開示の目的は、燃料に不活性成分が多く含まれている場合でも、簡素な制御でエンジン出力を確保できる点火プラグの点火エネルギー量調整装置、内燃機関の制御装置及び内燃機関の点火制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明の態様の点火プラグの点火エネルギー量調整装置は、内燃機関の気筒内に流入する空気と燃料の混合気を点火して燃焼させる点火プラグの点火エネルギー量調整装置において、前記内燃機関の燃料に含まれる不活性成分の量に基づいて、燃料増量比を決定し、この燃料増量比に基づいて前記点火プラグへの通電量の補正値を決定し、前記点火プラグで発生させるエネルギー量を調整することを特徴とする。
【０００７】
また、上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の制御装置は、上記の点火プラグの点火エネルギー量調整装置を備えて、前記内燃機関の運転状態を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の排気通路に設置されたラムダセンサで取得したλ値と、予め基準となる組成を有するＣＮＧ燃料で設定した燃料補正データとを参照して燃料増量比を決定し、この燃料増量比とエンジン回転数から求めた点火プラグへの通電量の補正値に基づいて、点火プラグへの通電量を変更する制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の点火制御方法は、内燃機関の気筒内に流入する空気と燃料の混合気を点火して燃焼させる内燃機関の点火制御方法において、前記内燃機関の排気ガスのλ値と、予め基準となる組成を有するＣＮＧ燃料で設定した燃料補正データとを参照して燃料増量比を決定し、この燃料増量比とエンジン回転数から求めた点火プラグへの通電量の補正値に基づいて、前記点火プラグが発生させるエネルギー量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、燃料に不活性成分が多く含まれている場合でも、簡素な制御でエンジン出力を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の態様の点火プラグの点火エネルギー量調整装置を例示する図である。
【図２】本発明の態様の内燃機関の点火制御方法における制御フローを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る点火プラグの点火エネルギー量調整装置１、内燃機関の制御装置及び内燃機関の点火制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、エンジン（内燃機関）２の燃料としてＣＮＧ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｎａｔｕｒａｌ  ｇａｓ）燃料１０を用いているが、点火プラグ２０が設置されているエンジンであれば燃料の種類は問わず、例えば、ガソリンをエンジン２の燃料としてもよい。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のエンジン２においては、吸気口３から吸気通路４に吸入された空気Ａは、ターボ式過給システムを構成するターボチャージャ５のコンプレッサ６により圧縮されてからインタークーラ７で冷却され、スロットル８で流量を調整される。そして、流量を調整された空気Ａは、インテークマニホールド９を経てから、燃料となるＣＮＧ１０と混合されて混合気１１となって、吸気バルブ１２が開弁したときにシリンダーブロック１３内に形成された複数の気筒１４（この図では４個）内にそれぞれ供給される。
【００１３】
なお、ＣＮＧ１０は、車体に搭載された複数のＣＮＧ容器１５から、遮断弁１６及びレギュレータ１７が介設されたＣＮＧ配管１８に接続するインジェクタ１９を通じて、各気筒１４の吸気ポート内へ供給される。
【００１４】
気筒１４内に供給された混合気１１は、点火プラグ２０で発生する火花により適切なタイミングで点火されることで燃焼し、シリンダ２１内のエンジンピストン２２を往復動させてクランクシャフト２３を回転駆動させる。その後、混合気１１は排気バルブ２４が開弁したときに燃焼ガス２５となって、エキゾーストマニホールド２６から排気通路２７へ排気される。
【００１５】
排気通路２７へ排気された燃焼ガス２５は、ターボチャージャ５のタービン２８及び浄化装置（図示せず）を経て、車両の外部へ排気ガスＧとして放出される。なお、浄化装置は、燃焼ガス２５に含まれるＮＯｘ等を浄化する装置である。
【００１６】
また、ターボ式過給システムは、エンジン２に備わり、ターボチャージャ５のタービン２８を燃焼ガス２５により回転駆動することで、このタービン２８と直結するコンプレッサ６を駆動して吸気を圧縮するシステムである。
【００１７】
エンジン２には、このエンジン２の運転状態を制御する内燃機関の電子制御装置（ＥＣＵ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２９が備わる。ＥＣＵ２９は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウエアである。なお、エンジン２の運転状態は、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて把握される。
【００１８】
エンジン２には、ラムダセンサ３０、回転数センサ３１、吸気圧力センサ３２及び吸気温度センサ３３等の各種センサが設置される。ラムダセンサ３０は、タービン２８の下流側の排気通路２７に設置されて、燃焼ガス２５の空気過剰率（λ値）を取得するセンサである。回転数センサ３１は、エンジン本体３４に設置されて、エンジン本体３４の回転数を取得するセンサである。吸気圧力センサ３２は、スロットル８の下流側の吸気通路４に設置されて、吸入空気の圧力を取得するセンサである。吸気温度センサ３３は、スロットル８の下流側の吸気通路４に設置されて、吸気ガスの温度を取得するセンサである。
【００１９】
ＥＣＵ２９は、ラムダセンサ３０の取得値と、予め基準となる組成を有するＣＮＧ燃料で設定した燃料補正データとを参照し、燃料増量比Ｚを決定する。そして、ＥＣＵ２９は、この燃料増量比Ｚとエンジン回転数に応じて設定した点火プラグへの通電量の補正値Ｔを決定する。例えば、燃料増量比Ｚとエンジン回転数を２軸として点火プラグへの通電量の補正値Ｔを設定したマップを予めＥＣＵ２９に設定しておき、実際の燃料増量比Ｚ及びエンジン回転数のプロット点をこのマップ上にあてはめることで、対応する点火プラグへの通電量の補正値Ｔを決定する。
【００２０】
点火プラグの点火エネルギー量調整装置１は、ＥＣＵ２９に組み込まれる装置として、または、ＥＣＵ２９とは別体の装置として構成される。このエネルギー量調整装置１は、エンジン２の気筒１４内に流入する空気ＡとＣＮＧ１０の混合気１１を点火して燃焼させる点火プラグ２０に関して、点火プラグ２０がその点火タイミング時に供給する点火エネルギー量を調整する装置である。なお、点火タイミングは、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいてＥＣＵ２９により決定される。
【００２１】
点火プラグの点火エネルギー量調整装置１は、燃料増量比Ｚに基づいて決定した点火プラグへの通電量の補正値Ｔに応じて、点火プラグ２０へ供給する点火エネルギー量を調整する。このエネルギー量の調整は、点火プラグ２０への通電量を調整することにより行う。点火プラグ２０への通電量の調整は、点火プラグ２０への点火のための通電時間（ドエル時間：ドエルタイム）の調整により行う。
【００２２】
点火プラグ２０の点火エネルギー量調整は、ＣＮＧ１０に含まれる不活性成分の量が多いか少ないかによって、その調整量を変更するのが好ましい。より詳細には、ＥＣＵ２９により不活性成分の量が多いと判定したときには、燃料増量比Ｚが大きくなり、これに応じて点火プラグへの通電量の補正値Ｔを大きくし、点火プラグの点火エネルギー量調整装置１により、点火プラグ２０への通電時間ｔａを不活性成分の量が少ないと判定したときの通電時間ｔｂよりも長くする制御を行うことが好ましい。言い換えれば、不活性成分の量が多いと判定したときには、点火プラグ２０への通電の開始タイミングと終了タイミングを、不活性成分の量が少ないと判定したときの通電の開始タイミングと終了タイミングよりも、クランク角ベースで、それぞれ、進角、遅角することが好ましい。この進角、遅角は、いずれか一方を行ってもよいし、両方を行ってもよい。ただし、点火プラグ２０の点火タイミングを変更しない場合は、点火プラグ２０の通電の開始のタイミングを変えて、通電の終了のタイミングを一定とする。
【００２３】
なお、ＣＮＧ１０に含まれる不活性成分の量が多いか少ないかの判定は、ＥＣＵ２９がラムダセンサ３０の取得値と、予め基準となる組成を有するＣＮＧ燃料で設定した燃料補正データとを参照して決定した燃料増量比Ｚで行う。燃料増量比Ｚが基準となる組成を有するＣＮＧ燃料使用時の値である１.０より大きいときには、不活性成分の量が多いと判定し、燃料増量比Ｚが１.０より小さいときには、不活性成分の量が少ないと判定する。
【００２４】
燃料増量比Ｚが大きくなるにつれて点火プラグへの通電量の補正値Ｔが大きくなり、点火プラグ２０への通電時間を長くする制御を行うとより好ましい。
【００２５】
本実施形態の点火プラグの点火エネルギー量調整装置１を基にした制御フローについて、言い換えれば、内燃機関の点火制御方法の一例について、図２を参照しながら説明する。図２に示す制御フローは、エンジン２の運転中に周期的に行われる制御フローである。
【００２６】
図２に示す制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、ラムダセンサ３０によりエンジン運転時のλ値を取得する。ステップＳ１０を実施後、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０にて、ステップＳ１０で取得したλ値から予め基準となる組成を有するＣＮＧ燃料で設定した燃料補正データとを参照して燃料増量比Ｚを決定する。ステップＳ２０を実施後、ステップＳ３０に進む。
【００２７】
ステップＳ３０にて、ステップＳ２０で取得した燃料増量比Ｚとエンジン回転数に応じて設定した点火プラグへの通電量の補正値Ｔを決定する。ステップＳ３０を実施後、ステップＳ４０に進み、点火プラグ２０の通電時間（ドエル時間）ｔａを、点火プラグへの通電量の補正値Ｔに基づいて補正し、最終の通電時間を設定（決定）する。ステップＳ４０を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００２８】
本実施形態によれば、燃料１０に不活性成分が多く含まれている場合でも、点火プラグ２０で発生させる点火エネルギー量を大きく出来るため、点火力が強まり、燃焼を完結することが出来る。それ故、点火プラグ２０による点火タイミングを進角化して混合気１１の燃焼時間を長くせずとも、混合気１１の燃焼を完結してエンジン出力を確保できる。そのため、点火プラグ２０による点火タイミングを進角化させる必要がないので、この進角化に伴うノッキングの発生防止用の制御を行う必要がなく、制御が簡素化される。
【００２９】
点火プラグ２０で発生させるエネルギー量の調整は、点火プラグ２０への通電量の調整により行うと、新たな装置を設ける必要がないので、低コスト、かつ、省スペースとなる。
【００３０】
また、燃料１０に含まれる不活性成分の量が多いと判定したときに、点火プラグ２０への通電量を一定値とせずに、燃料増量比Ｚが大きくなるにつれて長く（多く）するようにすると、混合気１１の燃焼速度は不活性成分の量により適した速度となり好ましい。
【符号の説明】
【００３１】
１  点火プラグの点火エネルギー量調整装置
２  エンジン（内燃機関）
８  スロットル
１０  ＣＮＧ
１１  混合気
１４  気筒
１９  インジェクタ
２０  点火プラグ
２９  ＥＣＵ（内燃機関の制御装置）
３０  ラムダセンサ
３４  エンジン本体
【図１】
2019199806.tif 000003
【図２】
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