[发明专利]内燃机的控制装置以及控制方法

说明书

本发明提供一种能利用容易的方法并以良好的精度推定放电等离子体长度的内燃机的控制装置及控制方法。该内燃机的控制装置(50)包括对由次级线圈产生的电压即次级电压(V2)进行检测的次级电压检测部(52)、计算放电期间内的次级电压的最小值(V2min)的次级电压最小值计算部(53)、以及基于次级电压(V2)和次级电压的最小值(V2min)计算放电等离子体长度(L)的放电等离子体长度计算部(54)。

技术领域

本发明涉及具备点火线圈的内燃机的控制装置及控制方法。

背景技术

作为以往的内燃机的点火装置，已知有一种点火系统，将利用点火线圈进行升压后的电压提供给火花塞，使配置于内燃机的燃烧室内的火花塞的间隙之间产生火花放电(这里指绝缘破坏以及之后形成放电等离子体)，利用该火花放电所提供的能量对燃烧室内的混合气体进行火花点火。

近年来，为了实现以提高内燃机的燃油效率为目的的趋势、即增压小型化、高压缩比化、进一步高稀释燃烧，要求点火系统具有高性能。即，在增压小型化内燃机、高压缩比内燃机中，具有火花点火时的缸内压力与以往的内燃机相比大幅提高的趋势，其结果是，绝缘破坏电压也变高，因此，要求增大点火线圈的输出能量，而且对于点火线圈、火花塞的耐电压的要求也变高。此外，高稀释燃烧是指高EGR燃烧、高稀燃燃烧，这样的混合气体的稳定燃烧区域通常较小，为了使其稳定燃烧，已知增大点火线圈的输出能量、延长放电期间、或者进一步增强缸内流动等措施是有效的。

这里，已知有如下现象：在如上述那样使用增大了输出能量的点火线圈，在能产生较强的缸内流动的内燃机中进行火花点火时，火花塞的间隙之间产生的放电等离子体会因缸内流动而流动并延伸得较长。而且，已知在上述那样放电等离子体流动而延伸的情况下，放电等离子体周边的混合气体被活化，而且放电等离子体离开火花塞，从而因电极的冷却造成的影响也变少，因此在高稀释燃烧时也有助于使燃烧稳定。这种现象例如记载在专利文献1至3中。

专利文献1公开了如下技术：在基于点火电流值来观测到放电火花的流动时，中断放电，抑制放电流动时和放电不流动时的差，从而抑制循环间的输出变动。专利文献2公开了如下技术：基于放电电压计算放电路径长度，利用火花塞所具备的电磁体来控制放电的长度。专利文献3公开了如下方法：对初级电流、初级电压、次级电流、次级电压的至少某一个进行检测来计算放电电弧的延伸量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-88947号公报

专利文献2：日本专利第4978737号公报

专利文献3：日本专利特开2015-200264号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的申请人也独自在有无流动的环境下进行了火花点火的可视化试验，对此时点火线圈的次级电流、次级电压进行了测量。其结果是，可知在没有流动时、即放电不流动的情况下，在次级电压大致一定的状态下进行放电，次级电流逐渐减少。此外，可知在有流动时、即放电流动的情况下，次级电压随着放电等离子体的延伸而增大，与没有流动时相比，次级电流的减少也变快。

本发明的申请人进一步进行探讨，对次级电流、次级电压、放电等离子体长度、缸内流动、燃烧稳定性的关系进行探讨，认为只要能更准确地计算放电等离子体长度，就能据此对缸内流动、点火能量进行操作来提高燃烧稳定性。这是因为，若缸内流动过强，则放电等离子体被吹走，若缸内流动过弱，则放电等离子体不延伸，因此认为放电等离子体不被吹走的程度的缸内流动是最合适的，而且通过增大点火能量，放电等离子体变得不容易被吹走。