内燃機関の点火時期制御方法
【課題】ノック発生時に全気筒を一律に遅角制御するとノックの発生していない気筒も点火時期を同じだけ遅角させるため、燃焼効率の良かった気筒の効率が低下する。また、気筒毎にノック検出をしてノックが発生した気筒のみの点火時期を遅角させるとエンジンの負荷や運転状態によっては複数の気筒からノックが発生するため、ノックの発生から遅角制御までの動作を気筒毎に繰り返してしまい、複数回に亘ってノックが発生し、ユーザが不快感を抱く場合がある。
【解決手段】ノック検出手段がノッキングを検出した気筒を１番目の気筒として、ECUは当該１番目の気筒に対して次回の燃焼時からノッキングの発生を抑制する点火信号の遅角量を演算し、内燃機関が加速運転時には、ECUからの１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は１番目の気筒の遅角量の３０〜５０パーセントの範囲の遅角量を反映させる。
【解決手段】ノック検出手段がノッキングを検出した気筒を１番目の気筒として、ECUは当該１番目の気筒に対して次回の燃焼時からノッキングの発生を抑制する点火信号の遅角量を演算し、内燃機関が加速運転時には、ECUからの１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は１番目の気筒の遅角量の３０〜５０パーセントの範囲の遅角量を反映させる。
【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対するものである。
【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過ぎることや内燃機関の圧縮比が高過ぎること、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各々を最適点火時期で制御し、また、いずれかの気筒のノック発生に応答してすべての気筒を一律に遅角側に制御するものが提案されており、例えば特開２００７−３２７３４６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、複数の気筒を有する内燃機関の点火時期制御装置であって、複数の気筒のいずれかのノック発生を検出するノック検出手段と、複数の気筒のすべてに対して共通の基準点火時期を設定する基準点火時期制御手段と、複数の気筒の各々に対して個別に異なる気筒別点火時期を設定する気筒別点火時期設定手段とを備え、基準点火時期制御手段は、ノック発生の検出状態に応じて基準点火時期を補正する基準点火時期補正手段を含み、基準点火時期補正手段は、ノック発生が検出された場合には基準点火時期を遅角側に補正し、ノック発生が検出されなかった場合には基準点火時期を進角側に補正し、気筒別点火時期設定手段は、複数の気筒の各々の気筒別最適点火時期のばらつきを補償するための気筒別補正値を設定する気筒別補正値設定手段を含み、気筒別補正値に応じて基準点火時期に基づいた気筒別点火時期を設定し、気筒別補正値設定手段は、気筒別補正値を複数の気筒の数と同数だけ設定し、複数の気筒のいずれかで今回のノック発生が検出されてから、複数の気筒のいずれにもノック発生が検出されない期間を経て、複数の気筒のいずれかで次回のノック発生が検出されるまでのノック−ノック発生期間において、複数の気筒別補正値のうち、今回のノック発生までに所定のノック発生回数に達していない気筒に対応する少なくとも１ つの気筒別補正値を進角側の値に設定する内燃機関の点火時期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２００７−３２７３４６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点火時期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、ノック発生時は、連続してノックが発生しないように全気筒一律で遅角制御し、ノック発生回数が所定回数以上となった気筒以外の気筒の気筒別補正値を進角側となるように設定しているが、ノック発生時に全気筒を一律に遅角制御するとノックの発生していない気筒も点火時期を同じだけ遅角させるため、燃焼効率の良かった気筒の効率が低下する問題が生じる。
【０００６】
しかし、気筒毎にノック検出をしてノックが発生した気筒のみの点火時期を遅角させるとエンジンの負荷や運転状態によっては複数の気筒からノックが発生するため、ノックの発生から遅角制御までの動作を気筒毎に繰り返してしまい、エンジンが破損することや、複数回に亘ってノックが発生し、ユーザが不快感を抱く場合がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、内燃機関の気筒に発生するノックを抑制し、エンジンの保護及び出力トルクのロスを防ぐとともに内燃機関のノック発生時に燃焼効率が低下することを防ぐ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】
【０００８】
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ノッキングを検出した前記気筒を１番目の気筒として、前記ECUは当該１番目の気筒に対して次回の燃焼時からノッキングの発生を抑制する点火信号の遅角量を反映し、前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒の遅角量から前記内燃機関の運転状態に応じた比率の遅角量を反映す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。
【０００９】
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、前記内燃機関の運転状態は前記内燃機関の回転数又はアクセルの開閉率、前記内燃機関への吸気圧等から決定してもよい。さらに、前記内燃機関が加速運転時には、前記ECUからの前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒の遅角量の３０〜５０パーセントの範囲の遅角量を反映させてもよいし、前記内燃機関が定速運転時には、前記ECUからの前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒の遅角量の０パーセントの遅角量を反映させてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記の通り、ノック検出手段がノッキングを検出した気筒を１番目の気筒として、ECUは当該１番目の気筒に対して次回の燃焼時からノッキングの発生を抑制する点火信号の遅角量を反映し、内燃機関が加速運転時には、ECUからの１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は１番目の気筒の遅角量の３０〜５０パーセントの範囲の遅角量を反映させることで、内燃機関の気筒に発生するノックを抑制し、エンジンの保護及び出力トルクのロスを防ぐとともに内燃機関のノック発生時に燃焼効率が低下すること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。
【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の実施例とする急加速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートである。
【図３】第１の実施例とする加速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートである。
【図４】第１の実施例とする定速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期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５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、急加速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートを図２に、加速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートを図３に、定速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートを図４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５にそれぞれ示す。
【００１４】
図１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内にガソリン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次コイルと２次巻線を巻き回した２次コイル、鉄芯、当該点火コイル10に点火信号を供給するＦＥＴからなるイグナイタとで構成されている。さらに、前記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内の圧縮比が高過ぎる場合、希薄燃料による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し、前記ＥＣＵ54にセンサ信号を伝達している。
【００１８】
次に、図２において、急加速運転時の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実線に示すような波形となり、前記内燃機関は当該気筒♯１の燃焼期間（Ａ）、当該気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）、当該気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、当該気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）・・・の順に燃焼行程がサイクルされている。また、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。さらに、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の燃焼期間（Ａ）及び当該気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）、当該気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）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、前記内燃機関が急加速運転時に前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ）に対して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、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する前記♯１点火信号を破線で示すように矢印方向に遅角させ、前記気筒♯１に発生したノックを抑制している。さらに、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量を１００パーセントとした場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）に対する前記♯３点火信号を破線で示すように前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量の５０パーセントにあたる遅角量で矢印方向に遅角させている。
【００２０】
また、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する遅角制御を徐々に進角側へ戻していく。
【００２１】
また、図３において、加速運転時の前記内燃機関を構成する前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３の燃焼期間と前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号は実線に示すような波形となり、前記内燃機関は前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ）、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）、前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）・・・の順に燃焼行程がサイクルされている。さらに、前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３の各ＴＤＣ以降に燃焼が開始されるように前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号をＴＯＮ時間前記点火コイル10に供給している。
【００２２】
また、前記内燃機関の回転数が上昇すると前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３のサイクルが進角され、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ）及び前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）、前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）も短くなるため、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号も合わせて進角され、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。さらに、前記内燃機関が加速運転時に前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ）に対して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、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する前記♯１点火信号を破線で示すように矢印方向に遅角させ、前記気筒♯１に発生したノックを抑制している。
【００２３】
また、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対して前記♯１点火信号の遅角量を１００パーセントとした場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）に対する前記♯３点火信号を破線で示すように前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量の３０パーセントにあたる遅角量で矢印方向に遅角させている。さらに、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する遅角制御を徐々に進角側へ戻していく。
【００２４】
また、図４において、定速運転時の前記内燃機関を構成する前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３の燃焼期間と前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号は実線に示すような波形となり、前記内燃機関は前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ）、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｈ）、前記気筒♯３の燃焼期間（Ｉ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）・・・の順に燃焼行程がサイクルされている。さらに、前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３の各ＴＤＣ以降に燃焼が開始されるように前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号をＴＯＮ時間前記点火コイル10に供給している。
【００２５】
また、前記内燃機関の回転数が上昇すると前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３のサイクルが進角され、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ）及び前記気筒♯２の燃焼期間（Ｈ）、前記気筒♯３の燃焼期間（Ｉ）も短くなるため、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号も合わせて進角され、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。さらに、前記内燃機関が定速運転時に前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ）に対して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、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する前記♯１点火信号を破線で示すように矢印方向に遅角させ、前記気筒♯１に発生したノックを抑制している。
【００２６】
また、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対して前記♯１点火信号の遅角量を１００パーセントとした場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｈ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｉ）に対する前記♯３点火信号は前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量の０パーセント即ち、前記内燃機関のノック非発生時と同様に前記気筒♯２及び前記気筒♯３の各ＴＤＣ以降に燃焼が開始される前記♯２点火信号及び前記♯３点火信号としている。さらに、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する遅角制御を徐々に進角側へ戻していく。
【００２７】
また、図２乃至図４のタイムチャートは前記内燃機関の回転数の上昇により進角され、燃焼期間も短くなることから、本来急加速運転時及び加速運転時、定速運転時での時間軸の経過は異なるのだが、急加速時及び加速時、定速運転時の比較を行い易くするため、敢えて時間軸の経過が一律となるよう記載している。さらに、前記内燃機関の運転状態が急加速運転又は加速運転、定速運転であるかの判断は、前記内燃機関の回転数の上昇又はアクセルの開度から行っている。
【００２８】
次に、内燃機関の点火時期制御方法の動作を図５に基づいて説明する。
【００２９】
図５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の検出を開始し（Ｓ１）、前記ノックセンサ52は前記内燃機関に振動の有無を判定し（Ｓ２）、（Ｓ２）で前記ノックセンサ52が前記内燃機関から振動を検出した場合、前記ＥＣＵ54は前記ノックセンサ52が振動を検出した際に、燃焼行程を行っていた気筒をノックが発生した気筒と判定し（Ｓ３）、前記ＥＣＵ54は（Ｓ３）でノックが発生した気筒と判断された気筒を１番目の気筒とし（Ｓ４）、前記ＥＣＵ54は当該１番目の気筒以降に燃焼が行われる気筒を２番目の気筒及び３番目の気筒とし（Ｓ５）、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当該１番目の気筒の次回燃焼行程に対してノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を演算している（Ｓ６）。
【００３０】
また、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の運転状態が急加速運転であるかの判定を行い（Ｓ７）、（Ｓ７）で前記内燃機関の運転状態が急加速運転であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記２番目の気筒及び前記３番目の気筒に対する点火信号ＴＯＮの遅角量を（Ｓ６）で演算された前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して行う点火信号ＴＯＮの遅角量を１００パーセントとした際の５０パーセントにあたる遅角量として反映する（Ｓ８）。さらに、前記ＥＣＵ54は前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して（Ｓ６）で演算したノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映する（Ｓ９）。
【００３１】
また、（Ｓ７）で前記内燃機関の運転状態が急加速運転でないと判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の運転状態が加速運転であるかの判定を行い（Ｓ１１）、（Ｓ１１）で前記内燃機関の運転状態が加速運転であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記２番目の気筒及び前記３番目の気筒に対する点火信号ＴＯＮの遅角量を（Ｓ６）で演算された前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して行う点火信号ＴＯＮの遅角量を１００パーセントとした際の３０パーセントにあたる遅角量として反映する（Ｓ１２）。さらに、前記ＥＣＵ54は前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して（Ｓ６）で演算したノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映する（Ｓ９）。
【００３２】
また、（Ｓ１１）で前記内燃機関の運転状態が加速運転でないと判断された場合、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の運転状態を定速運転と判定し、前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して（Ｓ６）で演算したノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映する（Ｓ９）。
【００３３】
上記構成により、前記内燃機関の運転状態が急加速走行であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対してノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映し、前記ＥＣＵ54は前記２番目の気筒及び前記３番目の気筒に対する点火信号ＴＯＮの遅角量を前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して行う点火信号ＴＯＮの遅角量を１００パーセントとした際の５０パーセントにあたる遅角量として反映することで、ノックが発生した気筒以外の気筒にもノックが発生し易い前記内燃機関に高負荷がかかっている状態において、複数回に亘ってノックが発生しユーザが不快感を抱くことを防ぐことができる。
【００３４】
また、前記内燃機関の運転状態が加速運転であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して（Ｓ６）で演算したノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映し、前記２番目の気筒及び前記３番目の気筒に対する点火信号ＴＯＮの遅角量を前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して行う点火信号ＴＯＮの遅角量を１００パーセントとした際の３０パーセントにあたる遅角量として反映することで、加速運転から急加速運転までの前記内燃機関に負荷がかかっている状態に合わせて前記内燃機関の前記気筒30に発生するノックを抑制することができる。
【００３５】
また、前記内燃機関の運転状態が定速運転であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の運転状態を定速走行と判定し、前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対してノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映することで、ノックが発生した気筒のみノックの発生を抑制する点火信号の遅角を行い、ノックが発生していない気筒に関しては燃焼効率が低下することを防ぐことができる。
【００３６】
これらの制御を行うことで、前記内燃機関の気筒に発生するノックを抑制し、エンジンの保護及び出力トルクのロスを防ぐとともに前記内燃機関のノック発生時に燃焼効率が低下することを防ぐことができる。
【００３７】
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適宜変更してもよいし、前記内燃機関の部品構成は設計事情によって任意に変更してもよい。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の個数及び配置箇所は設計事情によって任意に変更してもよいし、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。さらに、前記ノックセンサ52の代わりに前記内燃機関の前記気筒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し、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うイオン電流電出装置を用いてもよい。
【００３８】
また、前記内燃機関が急加速運転時の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）に対する前記♯３点火信号の遅角量に前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量から反映させる比率は前記内燃機関の仕様又は使用環境等によって任意の比率に変更してもよい。さらに、前記内燃機関が加速運転時の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）に対する前記♯３点火信号の遅角量に前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量から反映させる比率は前記内燃機関の仕様又は使用環境等によって任意の比率に変更してもよい。
【００３９】
また、前記内燃機関が定速運転時の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｈ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｉ）に対する前記♯３点火信号の遅角量に前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量から反映させる比率は前記内燃機関の仕様又は使用環境等によって任意の比率に変更してもよい。さらに、前記内燃機関の運転状態は急加速運転及び加速運転、定速運転の３つの区分としたが、運転状態の区分は設計事情によって任意の区分に増減させてもよいし、前記内燃機関の運転状態は前記内燃機関の回転数又は車両の速度上昇、アクセルの開閉度、水冷式内燃機関の水温、前記内燃機関の吸気圧、トランスミッションのギア段数等から総合的に判別する構成としてもよい。
【００４０】
また、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する進角制御は設計事情によって任意の制御で行ってもよい。さらに、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する進角制御は設計事情によって任意の制御で行ってもよい。
【００４１】
また、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合の前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する進角制御は設計事情によって任意の制御で行ってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
10：点火コイル
20：点火プラグ
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
【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対するものである。
【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過ぎることや内燃機関の圧縮比が高過ぎること、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各々を最適点火時期で制御し、また、いずれかの気筒のノック発生に応答してすべての気筒を一律に遅角側に制御するものが提案されており、例えば特開２００７−３２７３４６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、複数の気筒を有する内燃機関の点火時期制御装置であって、複数の気筒のいずれかのノック発生を検出するノック検出手段と、複数の気筒のすべてに対して共通の基準点火時期を設定する基準点火時期制御手段と、複数の気筒の各々に対して個別に異なる気筒別点火時期を設定する気筒別点火時期設定手段とを備え、基準点火時期制御手段は、ノック発生の検出状態に応じて基準点火時期を補正する基準点火時期補正手段を含み、基準点火時期補正手段は、ノック発生が検出された場合には基準点火時期を遅角側に補正し、ノック発生が検出されなかった場合には基準点火時期を進角側に補正し、気筒別点火時期設定手段は、複数の気筒の各々の気筒別最適点火時期のばらつきを補償するための気筒別補正値を設定する気筒別補正値設定手段を含み、気筒別補正値に応じて基準点火時期に基づいた気筒別点火時期を設定し、気筒別補正値設定手段は、気筒別補正値を複数の気筒の数と同数だけ設定し、複数の気筒のいずれかで今回のノック発生が検出されてから、複数の気筒のいずれにもノック発生が検出されない期間を経て、複数の気筒のいずれかで次回のノック発生が検出されるまでのノック−ノック発生期間において、複数の気筒別補正値のうち、今回のノック発生までに所定のノック発生回数に達していない気筒に対応する少なくとも１ つの気筒別補正値を進角側の値に設定する内燃機関の点火時期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２００７−３２７３４６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点火時期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、ノック発生時は、連続してノックが発生しないように全気筒一律で遅角制御し、ノック発生回数が所定回数以上となった気筒以外の気筒の気筒別補正値を進角側となるように設定しているが、ノック発生時に全気筒を一律に遅角制御するとノックの発生していない気筒も点火時期を同じだけ遅角させるため、燃焼効率の良かった気筒の効率が低下する問題が生じる。
【０００６】
しかし、気筒毎にノック検出をしてノックが発生した気筒のみの点火時期を遅角させるとエンジンの負荷や運転状態によっては複数の気筒からノックが発生するため、ノックの発生から遅角制御までの動作を気筒毎に繰り返してしまい、エンジンが破損することや、複数回に亘ってノックが発生し、ユーザが不快感を抱く場合がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、内燃機関の気筒に発生するノックを抑制し、エンジンの保護及び出力トルクのロスを防ぐとともに内燃機関のノック発生時に燃焼効率が低下することを防ぐ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】
【０００８】
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ノッキングを検出した前記気筒を１番目の気筒として、前記ECUは当該１番目の気筒に対して次回の燃焼時からノッキングの発生を抑制する点火信号の遅角量を反映し、前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒の遅角量から前記内燃機関の運転状態に応じた比率の遅角量を反映す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。
【０００９】
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、前記内燃機関の運転状態は前記内燃機関の回転数又はアクセルの開閉率、前記内燃機関への吸気圧等から決定してもよい。さらに、前記内燃機関が加速運転時には、前記ECUからの前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒の遅角量の３０〜５０パーセントの範囲の遅角量を反映させてもよいし、前記内燃機関が定速運転時には、前記ECUからの前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒の遅角量の０パーセントの遅角量を反映させてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記の通り、ノック検出手段がノッキングを検出した気筒を１番目の気筒として、ECUは当該１番目の気筒に対して次回の燃焼時からノッキングの発生を抑制する点火信号の遅角量を反映し、内燃機関が加速運転時には、ECUからの１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は１番目の気筒の遅角量の３０〜５０パーセントの範囲の遅角量を反映させることで、内燃機関の気筒に発生するノックを抑制し、エンジンの保護及び出力トルクのロスを防ぐとともに内燃機関のノック発生時に燃焼効率が低下すること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。
【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の実施例とする急加速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートである。
【図３】第１の実施例とする加速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートである。
【図４】第１の実施例とする定速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期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５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、急加速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートを図２に、加速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートを図３に、定速運転時における内燃機関の各気筒の燃焼期間及び各気筒に対して行う点火時期制御を示すタイムチャートを図４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５にそれぞれ示す。
【００１４】
図１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内にガソリン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次コイルと２次巻線を巻き回した２次コイル、鉄芯、当該点火コイル10に点火信号を供給するＦＥＴからなるイグナイタとで構成されている。さらに、前記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内の圧縮比が高過ぎる場合、希薄燃料による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し、前記ＥＣＵ54にセンサ信号を伝達している。
【００１８】
次に、図２において、急加速運転時の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実線に示すような波形となり、前記内燃機関は当該気筒♯１の燃焼期間（Ａ）、当該気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）、当該気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、当該気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）・・・の順に燃焼行程がサイクルされている。また、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。さらに、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の燃焼期間（Ａ）及び当該気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）、当該気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）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、前記内燃機関が急加速運転時に前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ）に対して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、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する前記♯１点火信号を破線で示すように矢印方向に遅角させ、前記気筒♯１に発生したノックを抑制している。さらに、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量を１００パーセントとした場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）に対する前記♯３点火信号を破線で示すように前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量の５０パーセントにあたる遅角量で矢印方向に遅角させている。
【００２０】
また、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する遅角制御を徐々に進角側へ戻していく。
【００２１】
また、図３において、加速運転時の前記内燃機関を構成する前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３の燃焼期間と前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号は実線に示すような波形となり、前記内燃機関は前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ）、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）、前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）・・・の順に燃焼行程がサイクルされている。さらに、前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３の各ＴＤＣ以降に燃焼が開始されるように前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号をＴＯＮ時間前記点火コイル10に供給している。
【００２２】
また、前記内燃機関の回転数が上昇すると前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３のサイクルが進角され、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ）及び前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）、前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）も短くなるため、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号も合わせて進角され、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。さらに、前記内燃機関が加速運転時に前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ）に対して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、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する前記♯１点火信号を破線で示すように矢印方向に遅角させ、前記気筒♯１に発生したノックを抑制している。
【００２３】
また、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対して前記♯１点火信号の遅角量を１００パーセントとした場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）に対する前記♯３点火信号を破線で示すように前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量の３０パーセントにあたる遅角量で矢印方向に遅角させている。さらに、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する遅角制御を徐々に進角側へ戻していく。
【００２４】
また、図４において、定速運転時の前記内燃機関を構成する前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３の燃焼期間と前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号は実線に示すような波形となり、前記内燃機関は前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ）、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｈ）、前記気筒♯３の燃焼期間（Ｉ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）・・・の順に燃焼行程がサイクルされている。さらに、前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３の各ＴＤＣ以降に燃焼が開始されるように前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号をＴＯＮ時間前記点火コイル10に供給している。
【００２５】
また、前記内燃機関の回転数が上昇すると前記気筒♯１及び前記気筒♯２、前記気筒♯３のサイクルが進角され、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ）及び前記気筒♯２の燃焼期間（Ｈ）、前記気筒♯３の燃焼期間（Ｉ）も短くなるため、前記♯１点火信号及び前記♯２点火信号、前記♯３点火信号も合わせて進角され、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。さらに、前記内燃機関が定速運転時に前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ）に対して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、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する前記♯１点火信号を破線で示すように矢印方向に遅角させ、前記気筒♯１に発生したノックを抑制している。
【００２６】
また、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対して前記♯１点火信号の遅角量を１００パーセントとした場合、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｈ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｉ）に対する前記♯３点火信号は前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量の０パーセント即ち、前記内燃機関のノック非発生時と同様に前記気筒♯２及び前記気筒♯３の各ＴＤＣ以降に燃焼が開始される前記♯２点火信号及び前記♯３点火信号としている。さらに、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する遅角制御を徐々に進角側へ戻していく。
【００２７】
また、図２乃至図４のタイムチャートは前記内燃機関の回転数の上昇により進角され、燃焼期間も短くなることから、本来急加速運転時及び加速運転時、定速運転時での時間軸の経過は異なるのだが、急加速時及び加速時、定速運転時の比較を行い易くするため、敢えて時間軸の経過が一律となるよう記載している。さらに、前記内燃機関の運転状態が急加速運転又は加速運転、定速運転であるかの判断は、前記内燃機関の回転数の上昇又はアクセルの開度から行っている。
【００２８】
次に、内燃機関の点火時期制御方法の動作を図５に基づいて説明する。
【００２９】
図５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の検出を開始し（Ｓ１）、前記ノックセンサ52は前記内燃機関に振動の有無を判定し（Ｓ２）、（Ｓ２）で前記ノックセンサ52が前記内燃機関から振動を検出した場合、前記ＥＣＵ54は前記ノックセンサ52が振動を検出した際に、燃焼行程を行っていた気筒をノックが発生した気筒と判定し（Ｓ３）、前記ＥＣＵ54は（Ｓ３）でノックが発生した気筒と判断された気筒を１番目の気筒とし（Ｓ４）、前記ＥＣＵ54は当該１番目の気筒以降に燃焼が行われる気筒を２番目の気筒及び３番目の気筒とし（Ｓ５）、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当該１番目の気筒の次回燃焼行程に対してノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を演算している（Ｓ６）。
【００３０】
また、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の運転状態が急加速運転であるかの判定を行い（Ｓ７）、（Ｓ７）で前記内燃機関の運転状態が急加速運転であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記２番目の気筒及び前記３番目の気筒に対する点火信号ＴＯＮの遅角量を（Ｓ６）で演算された前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して行う点火信号ＴＯＮの遅角量を１００パーセントとした際の５０パーセントにあたる遅角量として反映する（Ｓ８）。さらに、前記ＥＣＵ54は前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して（Ｓ６）で演算したノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映する（Ｓ９）。
【００３１】
また、（Ｓ７）で前記内燃機関の運転状態が急加速運転でないと判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の運転状態が加速運転であるかの判定を行い（Ｓ１１）、（Ｓ１１）で前記内燃機関の運転状態が加速運転であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記２番目の気筒及び前記３番目の気筒に対する点火信号ＴＯＮの遅角量を（Ｓ６）で演算された前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して行う点火信号ＴＯＮの遅角量を１００パーセントとした際の３０パーセントにあたる遅角量として反映する（Ｓ１２）。さらに、前記ＥＣＵ54は前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して（Ｓ６）で演算したノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映する（Ｓ９）。
【００３２】
また、（Ｓ１１）で前記内燃機関の運転状態が加速運転でないと判断された場合、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の運転状態を定速運転と判定し、前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して（Ｓ６）で演算したノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映する（Ｓ９）。
【００３３】
上記構成により、前記内燃機関の運転状態が急加速走行であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対してノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映し、前記ＥＣＵ54は前記２番目の気筒及び前記３番目の気筒に対する点火信号ＴＯＮの遅角量を前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して行う点火信号ＴＯＮの遅角量を１００パーセントとした際の５０パーセントにあたる遅角量として反映することで、ノックが発生した気筒以外の気筒にもノックが発生し易い前記内燃機関に高負荷がかかっている状態において、複数回に亘ってノックが発生しユーザが不快感を抱くことを防ぐことができる。
【００３４】
また、前記内燃機関の運転状態が加速運転であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して（Ｓ６）で演算したノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映し、前記２番目の気筒及び前記３番目の気筒に対する点火信号ＴＯＮの遅角量を前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対して行う点火信号ＴＯＮの遅角量を１００パーセントとした際の３０パーセントにあたる遅角量として反映することで、加速運転から急加速運転までの前記内燃機関に負荷がかかっている状態に合わせて前記内燃機関の前記気筒30に発生するノックを抑制することができる。
【００３５】
また、前記内燃機関の運転状態が定速運転であると判定された場合、前記ＥＣＵ54は前記内燃機関の運転状態を定速走行と判定し、前記１番目の気筒の次回燃焼行程に対してノックの発生を抑制する点火信号ＴＯＮの遅角量を反映することで、ノックが発生した気筒のみノックの発生を抑制する点火信号の遅角を行い、ノックが発生していない気筒に関しては燃焼効率が低下することを防ぐことができる。
【００３６】
これらの制御を行うことで、前記内燃機関の気筒に発生するノックを抑制し、エンジンの保護及び出力トルクのロスを防ぐとともに前記内燃機関のノック発生時に燃焼効率が低下することを防ぐことができる。
【００３７】
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適宜変更してもよいし、前記内燃機関の部品構成は設計事情によって任意に変更してもよい。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の個数及び配置箇所は設計事情によって任意に変更してもよいし、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。さらに、前記ノックセンサ52の代わりに前記内燃機関の前記気筒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し、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うイオン電流電出装置を用いてもよい。
【００３８】
また、前記内燃機関が急加速運転時の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）に対する前記♯３点火信号の遅角量に前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量から反映させる比率は前記内燃機関の仕様又は使用環境等によって任意の比率に変更してもよい。さらに、前記内燃機関が加速運転時の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）に対する前記♯３点火信号の遅角量に前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量から反映させる比率は前記内燃機関の仕様又は使用環境等によって任意の比率に変更してもよい。
【００３９】
また、前記内燃機関が定速運転時の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｈ）に対する前記♯２点火信号及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｉ）に対する前記♯３点火信号の遅角量に前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する前記♯１点火信号の遅角量から反映させる比率は前記内燃機関の仕様又は使用環境等によって任意の比率に変更してもよい。さらに、前記内燃機関の運転状態は急加速運転及び加速運転、定速運転の３つの区分としたが、運転状態の区分は設計事情によって任意の区分に増減させてもよいし、前記内燃機関の運転状態は前記内燃機関の回転数又は車両の速度上昇、アクセルの開閉度、水冷式内燃機関の水温、前記内燃機関の吸気圧、トランスミッションのギア段数等から総合的に判別する構成としてもよい。
【００４０】
また、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｂ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｃ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ａ’）に対する進角制御は設計事情によって任意の制御で行ってもよい。さらに、前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合の前記気筒♯２の燃焼期間（Ｅ）及び前記気筒♯３の燃焼期間（Ｆ）、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｄ’）に対する進角制御は設計事情によって任意の制御で行ってもよい。
【００４１】
また、前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対してノックを抑制する遅角制御を行った後、前記気筒♯１でノックが検出されなくなった場合の前記気筒♯１の燃焼期間（Ｇ’）に対する進角制御は設計事情によって任意の制御で行ってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
10：点火コイル
20：点火プラグ
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
【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ノッキングを検出した前記気筒を１番目の気筒として、
前記ECUは当該１番目の気筒に対して次回の燃焼時からノッキングの発生を抑制する点火信号の遅角量を演算し、
前記ECUは前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒の遅角量から前記内燃機関の運転状態に応じた比率の遅角量を反映す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】
前記内燃機関の運転状態は前記内燃機関の回転数又はアクセルの開閉率、前記内燃機関への吸気圧等から決定される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】
前記内燃機関が加速運転時には、前記ECUから前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒30の遅角量の３０〜５０パーセントの範囲の遅角量を反映する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】
前記内燃機関が定速運転時には、前記ECUから前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒30の遅角量の０パーセントの遅角量を反映す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ノッキングを検出した前記気筒を１番目の気筒として、
前記ECUは当該１番目の気筒に対して次回の燃焼時からノッキングの発生を抑制する点火信号の遅角量を演算し、
前記ECUは前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒の遅角量から前記内燃機関の運転状態に応じた比率の遅角量を反映す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】
前記内燃機関の運転状態は前記内燃機関の回転数又はアクセルの開閉率、前記内燃機関への吸気圧等から決定される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】
前記内燃機関が加速運転時には、前記ECUから前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒30の遅角量の３０〜５０パーセントの範囲の遅角量を反映する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】
前記内燃機関が定速運転時には、前記ECUから前記１番目の気筒以外の気筒に対しての点火信号は前記１番目の気筒30の遅角量の０パーセントの遅角量を反映す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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０８３８４（Ｐ２０１３−１０８３８４Ａ）
【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２０１１−２５２６８１（Ｐ２０１１−２５２６８１）
【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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