内燃機関の点火時期制御方法
【課題】ノック発生が検出された場合に、ノックが発生した気筒の点火時期を遅角側に補正し、ノックの発生を抑制する構成において、エンジンの回転数が上昇すると各サイクル間の間隔が速くなるため、次に点火する気筒の通電開始時間に間に合わず、遅角制御の反映を行うことができない。また、エンジンが高回転の時には燃料の薄い混合気で燃焼を行うため高回転時にノックが発生すると温度が上昇し、ピストンが溶ける等が起こる。このようにエンジンの高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べてエンジンがオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多い。
【解決手段】ノック検出手段が１番目の気筒のノッキングを検出し、２番目の気筒に対してのECUからノッキングの発生を抑制する点火信号が反映できないと判断されたときには、点火コイルの当該２番目の気筒に対する通電終了時間を遅角させ、点火信号のオン時間を延長させる。
【解決手段】ノック検出手段が１番目の気筒のノッキングを検出し、２番目の気筒に対してのECUからノッキングの発生を抑制する点火信号が反映できないと判断されたときには、点火コイルの当該２番目の気筒に対する通電終了時間を遅角させ、点火信号のオン時間を延長させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジン等の内燃機関の燃焼状態に対する点火時期制御方法において、特に、ノッキングに対する点火制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関が発する金属性の音や振動する現象をノッキング（以下「ノック」）といい、ノックの原因としては点火時期が早すぎることや圧縮比が高すぎること、極端に薄い混合気による燃焼等が上げられ、エンジンブローに繋がる恐れがある。ノック対策においては、ノック発生が検出された場合に、ノックが発生した気筒の点火時期を遅角側に補正し、ノックの発生を抑制することが知られているが、この他にも複数の気筒の何れかにノックが発生した場合に全ての気筒の点火時期を一律に遅角制御するものが提案されており、例えば特開昭５８−１６５５７４号公報（以下「特許文献１」）が知られている。
【０００３】
特許文献１において、エンジン振動を表わす信号からノッキング状態を検出するノッキング検出回路と、エンジンのクランク角に対応する信号を発生するクランク角センサと、エンジンの運転状態を支配する各種運転状態制御装置と、上記クランク角センサの出力と上記ノッキング検出回路の出力とによりノッキングの発生した気筒を判別するとともに上記ノッキング検出回路の出力が所定値以下の時上記運転状態制御装置による制御をノッキングの発生した気筒のみ補正し上記出力が所定値以上の時上記制御を全気筒について補正する気筒制御補正回路とを備えた多気筒エンジンの制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１６５５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の内燃機関の制御装置では次のような問題が生じている。即ち、特許文献１において、複数の気筒のいずれかにノックが発生した場合にすべての気筒の点火時期を一律に遅角制御し、ノックの発生を抑制しているが、エンジンの回転数の上昇に応じて各サイクル間の間隔が速くなるため、次に点火する気筒の通電開始時間に間に合わず、遅角制御の反映を行うことができない。また、エンジンが高回転の時には燃料の薄い混合気で燃焼を行うため高回転時にノックが発生すると温度が上昇し、ピストンが溶ける等が起こる。このようにエンジンの高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べてエンジンがオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多い。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、エンジンの回転数が上昇しても次に点火する気筒からノックの発生を抑制することができる内燃機関の点火時期制御方法を提供することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は次のような構成とする。即ち、複数の気筒を有する内燃機関と、当該内燃機関の電気的制御を行うECUと、前記内燃機関の点火を行う１次コイルと２次コイルとからなる点火コイルと、前記内燃機関のノックの発生を検出するノック検出手段とから構成され、当該ノック検出手段が前記内燃機関の何れかの気筒からノッキングを検出した際に、前記ECUからの前記点火コイルの点火信号を遅角させてノッキングの発生を抑制する内燃機関の点火時期制御方法において、前記ノック検出手段が１番目の気筒のノッキングを検出し、２番目の気筒に対しての前記ECUからノッキングの発生を抑制する点火信号が反映できないと判断されたときには、前記点火コイルの当該２番目の気筒に対する通電終了時間を遅角させ、点火信号のオン時間を延長させることを特徴とする内燃機関の点火時期制御方法とする。
【０００８】
上記構成においては、前記ノック検出手段は前記内燃機関の振動を検知するノックセンサ又は前記内燃機関の燃焼時に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置としてもよい。また、前記点火コイルの通電終了時間の遅角は、前記内燃機関の出力に問題が生じない範囲で行ってもよいし、前記点火コイルの通電終了時間の遅角は、前記点火コイルの放電性能の限界以内の範囲で行ってもよい。さらに、前記内燃機関は３気筒エンジンであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記の通り、ノック検出手段が１番目の気筒のノッキングを検出し、２番目の気筒に対してのECUからノッキングの発生を抑制する点火信号が反映できないと判断されたときには、点火コイルの当該２番目の気筒に対する通電終了時間を遅角させ、点火信号のオン時間を延長させることで、エンジンの回転数が上昇しても次に点火する気筒からノックの発生を抑制し、エンジンを保護するとともに出力トルクのロスを防ぐことができる内燃機関の点火時期制御方法が実現できる。
【００１０】
また、内燃機関の高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べて内燃機関がオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多いため、内燃機関の保護に一層効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例とする内燃機関の構成を示す図である。
【図２】第１の実施例とする内燃機関の点火装置の回路図である。
【図３】第１の実施例とする内燃機関の各気筒の燃焼期間及び点火信号を示すタイムチャートである。
【図４】第１の実施例とする内燃機関の気筒♯１の燃焼に対するノック判定制御を示すタイムチャートである。
【図５】第１の実施例とする内燃機関の気筒♯１の燃焼に対して気筒♯２の点火信号に行う点火時期制御を示すタイムチャートである。
【図６】第１の実施例とする内燃機関のノックに対する点火時期制御を表すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施例とする内燃機関の構成を示す図である。
【図８】第２の実施例とする内燃機関の点火装置の回路図である。
【図９】第２の実施例とする内燃機関の気筒♯１の燃焼に対するノック判定制御を示すタイムチャートである。
【図１０】第２の実施例とする内燃機関の気筒♯１の燃焼に対して気筒♯２の点火信号に行う点火時期制御を示すタイムチャートである。
【図１１】第２の実施例とする内燃機関のノックに対する点火時期制御を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図１乃至図１１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１の実施例とする内燃機関の構成を示す図を図１に、内燃機関の点火装置の回路図を図２に、内燃機関の各気筒の燃焼期間及び点火信号を示すタイムチャートを図３に、内燃機関の気筒♯１の燃焼に対するノック判定制御を示すタイムチャートを図４に、内燃機関の気筒１の燃焼に対して気筒２の点火信号に行う点火時期制御を示すタイムチャートを図５に、内燃機関のノックに対する点火時期制御を表すフローチャートを図６にそれぞれ示す。
【００１４】
図１及び図２において、内燃機関は３つの気筒30からなる３気筒エンジンであり、当該気筒30毎に１個ずつ形成されるシリンダ32内に燃料と空気からなる混合気を供給するためのインテークマニホールド36を備え、当該インテークマニホールド36内に燃料を噴射するためのインジェクション50を備え、当該シリンダ32内からの排気ガスを排出するためのエキゾーストマニホールド42を備えている。また、当該インテークマニホールド36には当該シリンダ32内への吸気量を調整する吸気バルブ38を備え、当該エキゾーストマニホールド42には当該シリンダ32内からの排気量を調整する排気バルブ44を備えている。さらに、当該吸気バルブ38及び当該排気バルブ44の開閉動作を行うために、当該吸気バルブ38側には吸気カム40が備えられ、当該排気バルブ44側には排気カム46が備えられている。
【００１５】
また、前記内燃機関には前記シリンダ32内の混合気を圧縮するためのピストン34と、当該ピストン34に伝わる前記シリンダ32内の燃焼による上下運動を回転運動に変換するクランク48を備えている。さらに、当該クランク48及び前記吸気カム40、前記排気カム46はタイミングベルトによって連動して駆動している。
【００１６】
また、前記内燃機関にはエンジンルーム内に備えられたバッテリ22の電圧を昇圧する点火コイル10と前記シリンダ32内の混合気に点火を行う点火プラグ20を備え、当該点火コイル10は１次巻線を巻き回した１次コイル12と２次巻線を巻き回した２次コイル14、鉄芯16、当該点火コイル10に点火信号を供給するＦＥＴ18からなるイグナイタとで構成されている。さらに、当該エンジンルームに前記内燃機関の電気的制御を行うＥＣＵ54が備えられ、当該ＥＣＵ54は前記インジェクション50から噴射する燃料の量を制御するとともに、当該ＥＣＵ54は当該点火コイル10と接続されていて、前記内燃機関の燃焼サイクルに応じて当該ＥＣＵ54から当該点火コイル10へ点火信号を供給している。
【００１７】
また、前記内燃機関には前記点火コイル10からの点火が早過ぎる場合や前記シリンダ32内の圧縮比が高すぎる場合、希薄燃焼の場合等での運転時に起こる前記内燃機関が発する金属性の音や振動するノッキング（以下「ノック」）を検出するノックセンサ52が備えられており、当該ノックセンサ52は前記ＥＣＵ54と接続されている。さらに、当該ノックセンサ52は前記内燃機関のエンジンブロックに直接取り付けられ、ノックが発生すると当該ノックセンサ52内にある圧電素子が振動を検出し、前記ＥＣＵ54にセンサ信号を伝達している。
【００１８】
次に、図３において、前記内燃機関を構成する気筒♯１及び気筒♯２、気筒♯３の燃焼期間と当該気筒♯１に対する点火信号及び当該気筒♯２に対する点火信号、当該気筒♯３に対する点火信号は図３の実線で示すような波形となり、前記内燃機関の当該気筒♯１及び当該気筒♯２、当該気筒♯３の前記シリンダ32内の燃焼は等間隔で行われ、当該気筒♯１及び当該気筒♯２、当該気筒♯３の各ＴＤＣ（上死点）以降に燃焼が開始されるように当該♯１点火信号及び当該♯２点火信号、当該♯３点火信号をＴON時間前記点火コイル10に供給している。また、前記内燃機関の回転数が上昇すると当該気筒♯１及び当該気筒♯２、当該気筒♯３のサイクルが進角され、当該気筒♯１及び当該気筒♯２、当該気筒♯３の燃焼期間も短くなるため、当該♯１点火信号及び当該♯２点火信号、当該♯３点火信号も合わせて進角され、当該♯１点火信号及び当該♯２点火信号、当該♯３点火信号の通電時間TONも短くなる。
【００１９】
また、前記気筒♯１のＴＤＣ以前に前記気筒♯１の燃焼が開始され、前記気筒♯１でノックが発生した場合は、前記♯２点火信号の破線に示すように前記♯２点火信号ＴONを矢印Ａ方向に遅角させた斜線部の前記♯２点火信号ＴONにし、ノックの発生を抑制している。さらに、前記♯２点火信号ＴONを矢印Ａ方向に遅角させてからノックの発生が抑制された場合は斜線部の前記♯２点火信号ＴONを実線で示す初期の点火信号に進角させている。
【００２０】
また、図４において、前記内燃機関の燃焼に対して前記ノックセンサ52による前記内燃機関の振動を検出及び、前記ノックセンサ52から前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達に掛かる時間を示している。ノック判定制御の動作としては、前記ノックセンサ52は前記気筒♯１のＴＤＣより前に燃焼が開始されることによって発生する前記内燃機関の振動を検出し、前記ノックセンサ52が前記内燃機関の振動を検出すると、前記ノックセンサ52から前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達している。
【００２１】
また、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号は前記内燃機関の回転数が上昇すると進角され、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号の通電時間TONも短くなるが、前記ノックセンサ52による前記内燃機関の振動検出及び前記ノックセンサ52から前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達に掛かる時間は一定のため、前記内燃機関の回転数が上昇すると図３に示すように前記ＥＣＵ54が前記♯２点火信号の供給を開始している。このような状態となると、前記ノックセンサ52によって前記内燃機関に発生したノックを検出しても、前記♯２点火信号TONを遅角させることができず、ノックの発生を抑制させる点火制御が反映されるのが前記♯３点火信号以降となってしまう。
【００２２】
図５において、前記内燃機関の前記気筒♯１の燃焼に対して前記ノックセンサ52による前記内燃機関の振動を検出及び、前記ノックセンサ52から前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達に掛かる時間を示している。点火時期制御の動作として、前記内燃機関の回転数が上昇すると図３に示すように前記ＥＣＵ54が前記♯２点火信号の供給を開始している場合は、前記♯２点火信号の通電終了時間のみを矢印Ｂ方向に遅角させ前記♯２点火信号TONを斜線部分延長した♯２点火信号TON’にし、ノックの発生を抑制している。また、前記♯２点火信号の通電終了時間のみを矢印Ｂ方向に遅角させてからノックの発生が抑制された場合は斜線部分延長した当該♯２点火信号TON’を実線で示す初期の前記♯２点火信号TONに進角させている。
【００２３】
また、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の点火に最低限必要な前記点火コイル10からの放電エネルギーの限界範囲内で点火信号の通電終了時間のみを遅角させ前記点火信号TONを延長した前記点火信号TON’としている。さらに、前記内燃機関の前記気筒30が燃焼する順番に１番目の気筒、２番目の気筒、３番目の気筒として、最初にノックを検出した気筒を１番目の気筒、点火信号の通電終了時間のみを遅角させる気筒を２番目の気筒として実施している。
【００２４】
次に、内燃機関の点火時期制御方法の動作を図６に基づいて説明する。図６において、前記ノックセンサ52は前記内燃機関で発生する振動を検出し（Ｓ１）、前記ノックセンサ52が振動を検出したかを判定し（Ｓ２）、（Ｓ２）で前記ノックセンサ52が振動を検出した場合、最初にノックを検出した前記気筒30を１番目の気筒として前記ノックセンサ52は前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達し（Ｓ３）、前記ＥＣＵ54は前記ノックセンサ52からのセンサ信号に基づいて前記内燃機関の２番目の気筒に対して供給する点火信号を前記内燃機関のノックの発生を抑制する点火信号TONの遅角する量を演算し、当該点火信号TONは当該１番目の気筒に対する点火信号の通電終了時間と当該２番目の気筒に対する点火信号の通電終了時間との時間差から演算している（Ｓ４）。
【００２５】
また、前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できるかの判定、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていないかの判定を行い（Ｓ５）、（Ｓ５）で前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できると判定された場合、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていないと判定された場合、前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONを反映する（Ｓ６）。
【００２６】
また、（Ｓ５）で前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できないと判定された場合、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていると判定された場合、前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONの通電終了時間のみを延長した点火信号TON’を反映する（Ｓ１１）。
【００２７】
上記構成により、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できる場合、前記点火信号ＴONを遅角させた前記点火信号ＴONにし、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合、前記点火信号の通電終了時間のみを遅角させ前記点火信号TONを延長した前記点火信号TON’にすることで、内燃機関の回転数の上昇に応じてノックの発生を抑制し、内燃機関を保護するとともに出力トルクのロスを防ぐことができる。また、前記内燃機関の高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べて前記内燃機関がオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多いため、前記内燃機関の保護に一層効果が生じる。
【００２８】
なお上記実施例１の変形例として、前記内燃機関は３つの前記気筒30からなる３気筒エンジンとしたが、複数の気筒を有した内燃機関であれば実施してもよい。また、前記内燃機関の前記エンジンブロックに取り付けられる前記ノックセンサ52の個数は設計事情によって任意の数に変更してもよい。さらに、前記ノックセンサ52は、振動板と圧電素子から構成された共振型ノックセンサ又は加速度センサから構成された非共振型ノックセンサのどちらを用いてもよい。
【００２９】
また、前記点火コイル10の放電性能は前記１次コイル12及び前記２次コイル14の巻数によって決定され、前記点火コイル10の放電性能は前記内燃機関の仕様等の設計事情によって任意に変更してもよい。さらに、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合に対する前記点火コイル10の通電終了時間の遅角量は前記内燃機関の出力に問題が生じない範囲内であれば任意の遅角量にしてよいし、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合に対する前記点火コイル10の通電終了時間の遅角量は前記点火コイル10の放電エネルギーの限界範囲以内であれば任意の遅角量にしてよい。
【実施例２】
【００３０】
次に、本発明の第２の実施例とする内燃機関の構成を示す図を６に、内燃機関の燃焼制御装置の回路図を図８に、内燃機関の気筒♯１の燃焼に対する燃焼制御を示すタイムチャートを図９に、内燃機関の気筒♯１の燃焼に対して気筒♯２の点火信号に行う燃焼制御を示すタイムチャートを図１０に、内燃機関のノックに対する燃焼制御を表すフローチャートを図１１にそれぞれ示す。
【００３１】
当該第２の実施例においては前記第１の実施例で説明した前記点火コイル10からの点火が早過ぎる場合や前記シリンダ32内の圧縮比が高すぎる場合、希薄燃焼の場合等での運転時に起こる前記ピストン34が金属性の音や振動を発するノックを検出するノックセンサ52を備える点を除いた他の構造は前記第１の実施例と同一であるため説明は省略する。
【００３２】
図７及び図８において、前記内燃機関には前記気筒30の燃焼によって前記点火プラグ20に発生するイオン電流を検出するイオン電流電出装置56が備えられ、当該イオン電流検出装置56は前記点火コイル10の前記２次コイル14の低圧側及び前記ＥＣＵ54と接続されている。また、当該イオン電流検出装置56は検出したイオン電流波形から前記内燃機関にノックが発生しているかの演算を行い、ＣＡＮ通信によって前記ＥＣＵ54に伝達している。
【００３３】
次に、図９において、前記内燃機関の燃焼に対して前記イオン電流検出装置56による前記点火プラグ20に発生するイオン電流の検出及び、検出したイオン電流波形から前記内燃機関に発生するノックの判定を演算、前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54へのＣＡＮ通信に掛かる時間を示している。ノック判定制御の動作としては、前記イオン電流検出装置56は前記気筒♯１のＴＤＣより前に燃焼が開始されることによる前記点火プラグ20に発生するイオン電流の検出し、前記イオン電流検出装置56は検出したイオン電流波形から前記内燃機関にノックが発生しているかの演算後に、前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54に通信されている。
【００３４】
また、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号は前記内燃機関の回転数が上昇すると進角され、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号の通電時間TONも短くなるが、前記内燃機関の燃焼に対して前記イオン電流検出装置56による前記点火プラグ20に発生するイオン電流の検出及び、検出したイオン電流波形から前記内燃機関に発生するノックの判定を演算、前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54へのＣＡＮ通信に掛かる時間は一定のため、イオン電流から前記内燃機関に発生したノックを検出しても、前記♯２点火信号TONを遅角させることができず、ノックの発生を抑制させる点火制御が反映されるのが前記♯３点火信号以降となってしまう。
【００３５】
図１０において、前記内燃機関の前記気筒♯１の燃焼に対して前記イオン電流検出装置56による前記点火プラグ20に発生するイオン電流の検出及び、検出したイオン電流波形から前記内燃機関に発生するノックの判定を演算、前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54へのＣＡＮ通信に掛かる時間を示している。点火時期制御の動作として、前記内燃機関の回転数が上昇すると図９に示すように前記ＥＣＵ54が前記♯２点火信号の供給を開始している場合は、前記♯２点火信号の通電終了時間のみを矢印Ｃ方向に遅角させ前記♯２点火信号TONを斜線部分延長した♯２点火信号TON’にし、ノックの発生を抑制している。また、前記♯２点火信号の通電終了時間のみを矢印Ｂ方向に遅角させてからノックの発生が抑制された場合は斜線部分延長した当該♯２点火信号TON’を実線で示す初期の前記♯２点火信号TONに進角させている。
【００３６】
また、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の点火に最低限必要な前記点火コイル10からの放電エネルギーの限界範囲内で点火信号の通電終了時間のみを遅角させ前記点火信号TONを延長した前記点火信号TON’としている。さらに、前記内燃機関の前記気筒30が燃焼する順番に１番目の気筒、２番目の気筒、３番目の気筒として、最初にノックを検出した気筒を１番目の気筒、点火信号の通電終了時間のみを遅角させる気筒を２番目の気筒として実施している。
【００３７】
次に、内燃機関の点火時期制御方法の動作を図１１に基づいて説明する。図１１において、前記イオン電流検出装置56は前記内燃機関の燃焼により前記点火プラグ20に発生するイオン電流を検出し（Ｓ１）、前記イオン電流検出装置56は検出したイオン電流波形から前記内燃機関にノックが発生したかの判定を演算し（Ｓ２）、前記イオン電流検出装置56は（Ｓ２）で演算結果から前記内燃機関にノックが発生しているかの判定をし（Ｓ３）、（Ｓ３）で前記内燃機関にノックが発生していると判定した場合、最初にノックを検出した前記気筒30を１番目の気筒として前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54へＣＡＮ通信を行い（Ｓ４）、前記ＥＣＵ54は前記イオン電流検出装置56からのＣＡＮ通信に基づいて前記内燃機関の２番目の気筒に対して供給する点火信号を前記内燃機関のノックの発生を抑制する点火信号TONの遅角する量を演算し、当該点火信号TONは当該１番目の気筒に対する点火信号の通電終了時間と当該２番目の気筒に対する点火信号の通電終了時間との時間差から演算している（Ｓ５）。
【００３８】
また、前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できるかの判定、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていないかの判定を行い（Ｓ６）、（Ｓ６）で前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できると判定された場合、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていないと判定された場合、前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONを反映する（Ｓ７）。
【００３９】
また、（Ｓ６）で前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できないと判定された場合、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていると判定された場合、前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONの通電終了時間のみを延長した点火信号TON’を反映する（Ｓ１１）。
【００４０】
上記構成により、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できる場合、前記点火信号ＴONを遅角させた前記点火信号ＴONにし、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合、前記点火信号の通電終了時間のみを遅角させ前記点火信号TONを延長した前記点火信号TON’にすることで、内燃機関の回転数の上昇に応じてノックの発生を抑制し、内燃機関を保護するとともに出力トルクのロスを防ぐことができる。また、前記内燃機関の高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べて前記内燃機関がオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多いため、前記内燃機関の保護に一層効果が生じる。
【００４１】
なお上記実施例２の変形例として、前記内燃機関は３つの前記気筒30からなる３気筒エンジンとしたが、複数の気筒を有した内燃機関であれば実施してもよい。また、前記イオン電流検出装置56の構成は設計事情によって任意の構成に変更してもよい。さらに、前記点火コイル10の放電性能は前記１次コイル12及び前記２次コイル14の巻数によって決定され、前記点火コイル10の放電性能は前記内燃機関の仕様等の設計事情によって任意に変更してもよい。
【００４２】
また、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合に対する前記点火コイル10の通電終了時間の遅角量は前記内燃機関の出力に問題が生じない範囲内であれば任意の遅角量にしてよいし、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合に対する前記点火コイル10の通電終了時間の遅角量は前記点火コイル10の放電エネルギーの限界範囲以内であれば任意の遅角量にしてよい。
【符号の説明】
【００４３】
10：点火コイル
12：１次コイル
14：２次コイル
16：鉄芯
18：FET（スイッチング素子）
20：点火プラグ
22：バッテリ
30：気筒
32：シリンダ
34：ピストン
36：インテークマニホールド
38：吸気バルブ
40：吸気カム
42：エキゾーストマニホールド
44：排気バルブ
46：排気カム
48：クランク
50：インジェクション
52：ノックセンサ
54：ECU
56：イオン電流検出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジン等の内燃機関の燃焼状態に対する点火時期制御方法において、特に、ノッキングに対する点火制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関が発する金属性の音や振動する現象をノッキング（以下「ノック」）といい、ノックの原因としては点火時期が早すぎることや圧縮比が高すぎること、極端に薄い混合気による燃焼等が上げられ、エンジンブローに繋がる恐れがある。ノック対策においては、ノック発生が検出された場合に、ノックが発生した気筒の点火時期を遅角側に補正し、ノックの発生を抑制することが知られているが、この他にも複数の気筒の何れかにノックが発生した場合に全ての気筒の点火時期を一律に遅角制御するものが提案されており、例えば特開昭５８−１６５５７４号公報（以下「特許文献１」）が知られている。
【０００３】
特許文献１において、エンジン振動を表わす信号からノッキング状態を検出するノッキング検出回路と、エンジンのクランク角に対応する信号を発生するクランク角センサと、エンジンの運転状態を支配する各種運転状態制御装置と、上記クランク角センサの出力と上記ノッキング検出回路の出力とによりノッキングの発生した気筒を判別するとともに上記ノッキング検出回路の出力が所定値以下の時上記運転状態制御装置による制御をノッキングの発生した気筒のみ補正し上記出力が所定値以上の時上記制御を全気筒について補正する気筒制御補正回路とを備えた多気筒エンジンの制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１６５５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の内燃機関の制御装置では次のような問題が生じている。即ち、特許文献１において、複数の気筒のいずれかにノックが発生した場合にすべての気筒の点火時期を一律に遅角制御し、ノックの発生を抑制しているが、エンジンの回転数の上昇に応じて各サイクル間の間隔が速くなるため、次に点火する気筒の通電開始時間に間に合わず、遅角制御の反映を行うことができない。また、エンジンが高回転の時には燃料の薄い混合気で燃焼を行うため高回転時にノックが発生すると温度が上昇し、ピストンが溶ける等が起こる。このようにエンジンの高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べてエンジンがオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多い。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、エンジンの回転数が上昇しても次に点火する気筒からノックの発生を抑制することができる内燃機関の点火時期制御方法を提供することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は次のような構成とする。即ち、複数の気筒を有する内燃機関と、当該内燃機関の電気的制御を行うECUと、前記内燃機関の点火を行う１次コイルと２次コイルとからなる点火コイルと、前記内燃機関のノックの発生を検出するノック検出手段とから構成され、当該ノック検出手段が前記内燃機関の何れかの気筒からノッキングを検出した際に、前記ECUからの前記点火コイルの点火信号を遅角させてノッキングの発生を抑制する内燃機関の点火時期制御方法において、前記ノック検出手段が１番目の気筒のノッキングを検出し、２番目の気筒に対しての前記ECUからノッキングの発生を抑制する点火信号が反映できないと判断されたときには、前記点火コイルの当該２番目の気筒に対する通電終了時間を遅角させ、点火信号のオン時間を延長させることを特徴とする内燃機関の点火時期制御方法とする。
【０００８】
上記構成においては、前記ノック検出手段は前記内燃機関の振動を検知するノックセンサ又は前記内燃機関の燃焼時に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置としてもよい。また、前記点火コイルの通電終了時間の遅角は、前記内燃機関の出力に問題が生じない範囲で行ってもよいし、前記点火コイルの通電終了時間の遅角は、前記点火コイルの放電性能の限界以内の範囲で行ってもよい。さらに、前記内燃機関は３気筒エンジンであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記の通り、ノック検出手段が１番目の気筒のノッキングを検出し、２番目の気筒に対してのECUからノッキングの発生を抑制する点火信号が反映できないと判断されたときには、点火コイルの当該２番目の気筒に対する通電終了時間を遅角させ、点火信号のオン時間を延長させることで、エンジンの回転数が上昇しても次に点火する気筒からノックの発生を抑制し、エンジンを保護するとともに出力トルクのロスを防ぐことができる内燃機関の点火時期制御方法が実現できる。
【００１０】
また、内燃機関の高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べて内燃機関がオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多いため、内燃機関の保護に一層効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例とする内燃機関の構成を示す図である。
【図２】第１の実施例とする内燃機関の点火装置の回路図である。
【図３】第１の実施例とする内燃機関の各気筒の燃焼期間及び点火信号を示すタイムチャートである。
【図４】第１の実施例とする内燃機関の気筒♯１の燃焼に対するノック判定制御を示すタイムチャートである。
【図５】第１の実施例とする内燃機関の気筒♯１の燃焼に対して気筒♯２の点火信号に行う点火時期制御を示すタイムチャートである。
【図６】第１の実施例とする内燃機関のノックに対する点火時期制御を表すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施例とする内燃機関の構成を示す図である。
【図８】第２の実施例とする内燃機関の点火装置の回路図である。
【図９】第２の実施例とする内燃機関の気筒♯１の燃焼に対するノック判定制御を示すタイムチャートである。
【図１０】第２の実施例とする内燃機関の気筒♯１の燃焼に対して気筒♯２の点火信号に行う点火時期制御を示すタイムチャートである。
【図１１】第２の実施例とする内燃機関のノックに対する点火時期制御を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図１乃至図１１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１の実施例とする内燃機関の構成を示す図を図１に、内燃機関の点火装置の回路図を図２に、内燃機関の各気筒の燃焼期間及び点火信号を示すタイムチャートを図３に、内燃機関の気筒♯１の燃焼に対するノック判定制御を示すタイムチャートを図４に、内燃機関の気筒１の燃焼に対して気筒２の点火信号に行う点火時期制御を示すタイムチャートを図５に、内燃機関のノックに対する点火時期制御を表すフローチャートを図６にそれぞれ示す。
【００１４】
図１及び図２において、内燃機関は３つの気筒30からなる３気筒エンジンであり、当該気筒30毎に１個ずつ形成されるシリンダ32内に燃料と空気からなる混合気を供給するためのインテークマニホールド36を備え、当該インテークマニホールド36内に燃料を噴射するためのインジェクション50を備え、当該シリンダ32内からの排気ガスを排出するためのエキゾーストマニホールド42を備えている。また、当該インテークマニホールド36には当該シリンダ32内への吸気量を調整する吸気バルブ38を備え、当該エキゾーストマニホールド42には当該シリンダ32内からの排気量を調整する排気バルブ44を備えている。さらに、当該吸気バルブ38及び当該排気バルブ44の開閉動作を行うために、当該吸気バルブ38側には吸気カム40が備えられ、当該排気バルブ44側には排気カム46が備えられている。
【００１５】
また、前記内燃機関には前記シリンダ32内の混合気を圧縮するためのピストン34と、当該ピストン34に伝わる前記シリンダ32内の燃焼による上下運動を回転運動に変換するクランク48を備えている。さらに、当該クランク48及び前記吸気カム40、前記排気カム46はタイミングベルトによって連動して駆動している。
【００１６】
また、前記内燃機関にはエンジンルーム内に備えられたバッテリ22の電圧を昇圧する点火コイル10と前記シリンダ32内の混合気に点火を行う点火プラグ20を備え、当該点火コイル10は１次巻線を巻き回した１次コイル12と２次巻線を巻き回した２次コイル14、鉄芯16、当該点火コイル10に点火信号を供給するＦＥＴ18からなるイグナイタとで構成されている。さらに、当該エンジンルームに前記内燃機関の電気的制御を行うＥＣＵ54が備えられ、当該ＥＣＵ54は前記インジェクション50から噴射する燃料の量を制御するとともに、当該ＥＣＵ54は当該点火コイル10と接続されていて、前記内燃機関の燃焼サイクルに応じて当該ＥＣＵ54から当該点火コイル10へ点火信号を供給している。
【００１７】
また、前記内燃機関には前記点火コイル10からの点火が早過ぎる場合や前記シリンダ32内の圧縮比が高すぎる場合、希薄燃焼の場合等での運転時に起こる前記内燃機関が発する金属性の音や振動するノッキング（以下「ノック」）を検出するノックセンサ52が備えられており、当該ノックセンサ52は前記ＥＣＵ54と接続されている。さらに、当該ノックセンサ52は前記内燃機関のエンジンブロックに直接取り付けられ、ノックが発生すると当該ノックセンサ52内にある圧電素子が振動を検出し、前記ＥＣＵ54にセンサ信号を伝達している。
【００１８】
次に、図３において、前記内燃機関を構成する気筒♯１及び気筒♯２、気筒♯３の燃焼期間と当該気筒♯１に対する点火信号及び当該気筒♯２に対する点火信号、当該気筒♯３に対する点火信号は図３の実線で示すような波形となり、前記内燃機関の当該気筒♯１及び当該気筒♯２、当該気筒♯３の前記シリンダ32内の燃焼は等間隔で行われ、当該気筒♯１及び当該気筒♯２、当該気筒♯３の各ＴＤＣ（上死点）以降に燃焼が開始されるように当該♯１点火信号及び当該♯２点火信号、当該♯３点火信号をＴON時間前記点火コイル10に供給している。また、前記内燃機関の回転数が上昇すると当該気筒♯１及び当該気筒♯２、当該気筒♯３のサイクルが進角され、当該気筒♯１及び当該気筒♯２、当該気筒♯３の燃焼期間も短くなるため、当該♯１点火信号及び当該♯２点火信号、当該♯３点火信号も合わせて進角され、当該♯１点火信号及び当該♯２点火信号、当該♯３点火信号の通電時間TONも短くなる。
【００１９】
また、前記気筒♯１のＴＤＣ以前に前記気筒♯１の燃焼が開始され、前記気筒♯１でノックが発生した場合は、前記♯２点火信号の破線に示すように前記♯２点火信号ＴONを矢印Ａ方向に遅角させた斜線部の前記♯２点火信号ＴONにし、ノックの発生を抑制している。さらに、前記♯２点火信号ＴONを矢印Ａ方向に遅角させてからノックの発生が抑制された場合は斜線部の前記♯２点火信号ＴONを実線で示す初期の点火信号に進角させている。
【００２０】
また、図４において、前記内燃機関の燃焼に対して前記ノックセンサ52による前記内燃機関の振動を検出及び、前記ノックセンサ52から前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達に掛かる時間を示している。ノック判定制御の動作としては、前記ノックセンサ52は前記気筒♯１のＴＤＣより前に燃焼が開始されることによって発生する前記内燃機関の振動を検出し、前記ノックセンサ52が前記内燃機関の振動を検出すると、前記ノックセンサ52から前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達している。
【００２１】
また、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号は前記内燃機関の回転数が上昇すると進角され、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号の通電時間TONも短くなるが、前記ノックセンサ52による前記内燃機関の振動検出及び前記ノックセンサ52から前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達に掛かる時間は一定のため、前記内燃機関の回転数が上昇すると図３に示すように前記ＥＣＵ54が前記♯２点火信号の供給を開始している。このような状態となると、前記ノックセンサ52によって前記内燃機関に発生したノックを検出しても、前記♯２点火信号TONを遅角させることができず、ノックの発生を抑制させる点火制御が反映されるのが前記♯３点火信号以降となってしまう。
【００２２】
図５において、前記内燃機関の前記気筒♯１の燃焼に対して前記ノックセンサ52による前記内燃機関の振動を検出及び、前記ノックセンサ52から前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達に掛かる時間を示している。点火時期制御の動作として、前記内燃機関の回転数が上昇すると図３に示すように前記ＥＣＵ54が前記♯２点火信号の供給を開始している場合は、前記♯２点火信号の通電終了時間のみを矢印Ｂ方向に遅角させ前記♯２点火信号TONを斜線部分延長した♯２点火信号TON’にし、ノックの発生を抑制している。また、前記♯２点火信号の通電終了時間のみを矢印Ｂ方向に遅角させてからノックの発生が抑制された場合は斜線部分延長した当該♯２点火信号TON’を実線で示す初期の前記♯２点火信号TONに進角させている。
【００２３】
また、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の点火に最低限必要な前記点火コイル10からの放電エネルギーの限界範囲内で点火信号の通電終了時間のみを遅角させ前記点火信号TONを延長した前記点火信号TON’としている。さらに、前記内燃機関の前記気筒30が燃焼する順番に１番目の気筒、２番目の気筒、３番目の気筒として、最初にノックを検出した気筒を１番目の気筒、点火信号の通電終了時間のみを遅角させる気筒を２番目の気筒として実施している。
【００２４】
次に、内燃機関の点火時期制御方法の動作を図６に基づいて説明する。図６において、前記ノックセンサ52は前記内燃機関で発生する振動を検出し（Ｓ１）、前記ノックセンサ52が振動を検出したかを判定し（Ｓ２）、（Ｓ２）で前記ノックセンサ52が振動を検出した場合、最初にノックを検出した前記気筒30を１番目の気筒として前記ノックセンサ52は前記ＥＣＵ54へセンサ信号を伝達し（Ｓ３）、前記ＥＣＵ54は前記ノックセンサ52からのセンサ信号に基づいて前記内燃機関の２番目の気筒に対して供給する点火信号を前記内燃機関のノックの発生を抑制する点火信号TONの遅角する量を演算し、当該点火信号TONは当該１番目の気筒に対する点火信号の通電終了時間と当該２番目の気筒に対する点火信号の通電終了時間との時間差から演算している（Ｓ４）。
【００２５】
また、前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できるかの判定、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていないかの判定を行い（Ｓ５）、（Ｓ５）で前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できると判定された場合、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていないと判定された場合、前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONを反映する（Ｓ６）。
【００２６】
また、（Ｓ５）で前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できないと判定された場合、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていると判定された場合、前記ＥＣＵ54は（Ｓ４）で演算した点火信号TONの通電終了時間のみを延長した点火信号TON’を反映する（Ｓ１１）。
【００２７】
上記構成により、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できる場合、前記点火信号ＴONを遅角させた前記点火信号ＴONにし、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合、前記点火信号の通電終了時間のみを遅角させ前記点火信号TONを延長した前記点火信号TON’にすることで、内燃機関の回転数の上昇に応じてノックの発生を抑制し、内燃機関を保護するとともに出力トルクのロスを防ぐことができる。また、前記内燃機関の高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べて前記内燃機関がオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多いため、前記内燃機関の保護に一層効果が生じる。
【００２８】
なお上記実施例１の変形例として、前記内燃機関は３つの前記気筒30からなる３気筒エンジンとしたが、複数の気筒を有した内燃機関であれば実施してもよい。また、前記内燃機関の前記エンジンブロックに取り付けられる前記ノックセンサ52の個数は設計事情によって任意の数に変更してもよい。さらに、前記ノックセンサ52は、振動板と圧電素子から構成された共振型ノックセンサ又は加速度センサから構成された非共振型ノックセンサのどちらを用いてもよい。
【００２９】
また、前記点火コイル10の放電性能は前記１次コイル12及び前記２次コイル14の巻数によって決定され、前記点火コイル10の放電性能は前記内燃機関の仕様等の設計事情によって任意に変更してもよい。さらに、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合に対する前記点火コイル10の通電終了時間の遅角量は前記内燃機関の出力に問題が生じない範囲内であれば任意の遅角量にしてよいし、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合に対する前記点火コイル10の通電終了時間の遅角量は前記点火コイル10の放電エネルギーの限界範囲以内であれば任意の遅角量にしてよい。
【実施例２】
【００３０】
次に、本発明の第２の実施例とする内燃機関の構成を示す図を６に、内燃機関の燃焼制御装置の回路図を図８に、内燃機関の気筒♯１の燃焼に対する燃焼制御を示すタイムチャートを図９に、内燃機関の気筒♯１の燃焼に対して気筒♯２の点火信号に行う燃焼制御を示すタイムチャートを図１０に、内燃機関のノックに対する燃焼制御を表すフローチャートを図１１にそれぞれ示す。
【００３１】
当該第２の実施例においては前記第１の実施例で説明した前記点火コイル10からの点火が早過ぎる場合や前記シリンダ32内の圧縮比が高すぎる場合、希薄燃焼の場合等での運転時に起こる前記ピストン34が金属性の音や振動を発するノックを検出するノックセンサ52を備える点を除いた他の構造は前記第１の実施例と同一であるため説明は省略する。
【００３２】
図７及び図８において、前記内燃機関には前記気筒30の燃焼によって前記点火プラグ20に発生するイオン電流を検出するイオン電流電出装置56が備えられ、当該イオン電流検出装置56は前記点火コイル10の前記２次コイル14の低圧側及び前記ＥＣＵ54と接続されている。また、当該イオン電流検出装置56は検出したイオン電流波形から前記内燃機関にノックが発生しているかの演算を行い、ＣＡＮ通信によって前記ＥＣＵ54に伝達している。
【００３３】
次に、図９において、前記内燃機関の燃焼に対して前記イオン電流検出装置56による前記点火プラグ20に発生するイオン電流の検出及び、検出したイオン電流波形から前記内燃機関に発生するノックの判定を演算、前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54へのＣＡＮ通信に掛かる時間を示している。ノック判定制御の動作としては、前記イオン電流検出装置56は前記気筒♯１のＴＤＣより前に燃焼が開始されることによる前記点火プラグ20に発生するイオン電流の検出し、前記イオン電流検出装置56は検出したイオン電流波形から前記内燃機関にノックが発生しているかの演算後に、前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54に通信されている。
【００３４】
また、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号は前記内燃機関の回転数が上昇すると進角され、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号の通電時間TONも短くなるが、前記内燃機関の燃焼に対して前記イオン電流検出装置56による前記点火プラグ20に発生するイオン電流の検出及び、検出したイオン電流波形から前記内燃機関に発生するノックの判定を演算、前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54へのＣＡＮ通信に掛かる時間は一定のため、イオン電流から前記内燃機関に発生したノックを検出しても、前記♯２点火信号TONを遅角させることができず、ノックの発生を抑制させる点火制御が反映されるのが前記♯３点火信号以降となってしまう。
【００３５】
図１０において、前記内燃機関の前記気筒♯１の燃焼に対して前記イオン電流検出装置56による前記点火プラグ20に発生するイオン電流の検出及び、検出したイオン電流波形から前記内燃機関に発生するノックの判定を演算、前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54へのＣＡＮ通信に掛かる時間を示している。点火時期制御の動作として、前記内燃機関の回転数が上昇すると図９に示すように前記ＥＣＵ54が前記♯２点火信号の供給を開始している場合は、前記♯２点火信号の通電終了時間のみを矢印Ｃ方向に遅角させ前記♯２点火信号TONを斜線部分延長した♯２点火信号TON’にし、ノックの発生を抑制している。また、前記♯２点火信号の通電終了時間のみを矢印Ｂ方向に遅角させてからノックの発生が抑制された場合は斜線部分延長した当該♯２点火信号TON’を実線で示す初期の前記♯２点火信号TONに進角させている。
【００３６】
また、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の点火に最低限必要な前記点火コイル10からの放電エネルギーの限界範囲内で点火信号の通電終了時間のみを遅角させ前記点火信号TONを延長した前記点火信号TON’としている。さらに、前記内燃機関の前記気筒30が燃焼する順番に１番目の気筒、２番目の気筒、３番目の気筒として、最初にノックを検出した気筒を１番目の気筒、点火信号の通電終了時間のみを遅角させる気筒を２番目の気筒として実施している。
【００３７】
次に、内燃機関の点火時期制御方法の動作を図１１に基づいて説明する。図１１において、前記イオン電流検出装置56は前記内燃機関の燃焼により前記点火プラグ20に発生するイオン電流を検出し（Ｓ１）、前記イオン電流検出装置56は検出したイオン電流波形から前記内燃機関にノックが発生したかの判定を演算し（Ｓ２）、前記イオン電流検出装置56は（Ｓ２）で演算結果から前記内燃機関にノックが発生しているかの判定をし（Ｓ３）、（Ｓ３）で前記内燃機関にノックが発生していると判定した場合、最初にノックを検出した前記気筒30を１番目の気筒として前記イオン電流検出装置56から前記ＥＣＵ54へＣＡＮ通信を行い（Ｓ４）、前記ＥＣＵ54は前記イオン電流検出装置56からのＣＡＮ通信に基づいて前記内燃機関の２番目の気筒に対して供給する点火信号を前記内燃機関のノックの発生を抑制する点火信号TONの遅角する量を演算し、当該点火信号TONは当該１番目の気筒に対する点火信号の通電終了時間と当該２番目の気筒に対する点火信号の通電終了時間との時間差から演算している（Ｓ５）。
【００３８】
また、前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できるかの判定、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていないかの判定を行い（Ｓ６）、（Ｓ６）で前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できると判定された場合、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていないと判定された場合、前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONを反映する（Ｓ７）。
【００３９】
また、（Ｓ６）で前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できないと判定された場合、即ち、次に燃焼が行われる気筒に対して点火信号の供給が開始されていると判定された場合、前記ＥＣＵ54は（Ｓ５）で演算した点火信号TONの通電終了時間のみを延長した点火信号TON’を反映する（Ｓ１１）。
【００４０】
上記構成により、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できる場合、前記点火信号ＴONを遅角させた前記点火信号ＴONにし、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合、前記点火信号の通電終了時間のみを遅角させ前記点火信号TONを延長した前記点火信号TON’にすることで、内燃機関の回転数の上昇に応じてノックの発生を抑制し、内燃機関を保護するとともに出力トルクのロスを防ぐことができる。また、前記内燃機関の高回転時に発生するノックは低回転時に発生するノックに比べて前記内燃機関がオーバーヒートや破損する危険なノックであることが多いため、前記内燃機関の保護に一層効果が生じる。
【００４１】
なお上記実施例２の変形例として、前記内燃機関は３つの前記気筒30からなる３気筒エンジンとしたが、複数の気筒を有した内燃機関であれば実施してもよい。また、前記イオン電流検出装置56の構成は設計事情によって任意の構成に変更してもよい。さらに、前記点火コイル10の放電性能は前記１次コイル12及び前記２次コイル14の巻数によって決定され、前記点火コイル10の放電性能は前記内燃機関の仕様等の設計事情によって任意に変更してもよい。
【００４２】
また、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合に対する前記点火コイル10の通電終了時間の遅角量は前記内燃機関の出力に問題が生じない範囲内であれば任意の遅角量にしてよいし、前記ＥＣＵ54は演算した点火信号TONの遅角を実際に次に燃焼が行われる気筒に対して反映できない場合に対する前記点火コイル10の通電終了時間の遅角量は前記点火コイル10の放電エネルギーの限界範囲以内であれば任意の遅角量にしてよい。
【符号の説明】
【００４３】
10：点火コイル
12：１次コイル
14：２次コイル
16：鉄芯
18：FET（スイッチング素子）
20：点火プラグ
22：バッテリ
30：気筒
32：シリンダ
34：ピストン
36：インテークマニホールド
38：吸気バルブ
40：吸気カム
42：エキゾーストマニホールド
44：排気バルブ
46：排気カム
48：クランク
50：インジェクション
52：ノックセンサ
54：ECU
56：イオン電流検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関と、
当該内燃機関の電気的制御を行うECUと、
前記内燃機関の点火を行う１次コイルと２次コイルとからなる点火コイルと、
前記内燃機関のノックの発生を検出するノック検出手段とから構成され、
当該ノック検出手段が前記内燃機関の何れかの気筒からノッキングを検出した際に、前記ECUからの前記点火コイルの点火信号を遅角させてノッキングの発生を抑制する内燃機関の点火時期制御方法において、
前記ノック検出手段が１番目の気筒のノッキングを検出し、２番目の気筒に対しての前記ECUからノッキングの発生を抑制する点火信号が反映できないと判断されたときには、前記点火コイルの当該２番目の気筒に対する通電終了時間を遅角させ、点火信号のオン時間を延長させることを特徴とする内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項２】
前記ノック検出手段は前記内燃機関の振動を検知するノックセンサ又は前記内燃機関の燃焼時に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項３】
前記点火コイルの通電終了時間の遅角は、前記内燃機関の出力に問題が生じない範囲で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項４】
前記点火コイルの通電終了時間の遅角は、前記点火コイルの放電性能の限界以内の範囲で行うことを特徴とする請求項１乃至３に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項５】
前記内燃機関は３気筒エンジンであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関と、
当該内燃機関の電気的制御を行うECUと、
前記内燃機関の点火を行う１次コイルと２次コイルとからなる点火コイルと、
前記内燃機関のノックの発生を検出するノック検出手段とから構成され、
当該ノック検出手段が前記内燃機関の何れかの気筒からノッキングを検出した際に、前記ECUからの前記点火コイルの点火信号を遅角させてノッキングの発生を抑制する内燃機関の点火時期制御方法において、
前記ノック検出手段が１番目の気筒のノッキングを検出し、２番目の気筒に対しての前記ECUからノッキングの発生を抑制する点火信号が反映できないと判断されたときには、前記点火コイルの当該２番目の気筒に対する通電終了時間を遅角させ、点火信号のオン時間を延長させることを特徴とする内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項２】
前記ノック検出手段は前記内燃機関の振動を検知するノックセンサ又は前記内燃機関の燃焼時に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出装置であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項３】
前記点火コイルの通電終了時間の遅角は、前記内燃機関の出力に問題が生じない範囲で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項４】
前記点火コイルの通電終了時間の遅角は、前記点火コイルの放電性能の限界以内の範囲で行うことを特徴とする請求項１乃至３に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項５】
前記内燃機関は３気筒エンジンであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１０８３８３（Ｐ２０１３−１０８３８３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２６８０（Ｐ２０１１−２５２６８０）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１０９０９３）ダイヤモンド電機株式会社 (387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１０９０９３）ダイヤモンド電機株式会社 (387)
【Ｆターム（参考）】
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