(57)【要約】【課題】排気の浄化性能を促進できると共に、騒音を低減できること。【解決手段】シリンダ（気筒）１１毎に２個の点火プラグ１２Ａ、１２Ｂを備えたエンジン１０であって、このエンジン１０の低回転時にエンジンの排気管１７へ２次エアを供給する２次エア供給装置２７と、この２次エア供給装置２７による２次エアの供給時に点火プラグ１２Ａ及び１２Ｂを２個同時に点火させ、２次エア供給装置２７による２次エアの停止時に点火プラグ１２Ａ、１２Ｂのいずれか１個を点火させるよう制御する点火制御ユニット２３と、を有するものである。【選択図】  図１
2015094320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒毎に複数個の点火プラグを備えたエンジンであって、
前記エンジンの低回転時に前記エンジンの排気通路へ２次エアを供給する２次エア供給手段と、
この２次エア供給手段による２次エアの供給時に前記点火プラグを複数個同時に点火させ、前記２次エア供給手段による２次エアの停止時に複数個の前記点火プラグの一部を点火させるよう制御する点火制御手段と、を有することを特徴とするエンジンの点火制御装置。
【請求項２】
気筒毎に２個の点火プラグを備えたエンジンであって、
前記エンジンの低回転時に前記エンジンの排気通路へ２次エアを供給する２次エア供給手段と、
この２次エア供給手段による２次エアの供給時に前記点火プラグを２個同時に点火させ、前記２次エア供給手段による２次エアの停止時に前記点火プラグを１個点火させるよう制御する点火制御手段と、を有することを特徴とするエンジンの点火制御装置。
【請求項３】
前記２次エア供給手段は、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいて、２次エアを供給または停止するよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒毎に複数個の点火プラグを備えたエンジンの点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気筒毎に２個の点火プラグを備えたエンジンが提案されている（特許文献１参照）。このようなエンジンでは、エンジン低回転時に１個の点火プラグを点火させ、また、エンジン高回転時には、２個の点火プラグを同時に点火させて各気筒における燃焼速度を上昇させ、燃焼圧力を高めて出力を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１１２９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、エンジンの低回転時に１個の点火プラグを点火させる場合には、未燃焼ガスの発生量が増加する恐れがある。このため、エアクリーナからの新気を２次エアとして排気管へ供給する２次エア供給装置が提案されているが、この２次エア供給装置によっても、排気を十分に浄化できない恐れがある。
【０００５】
また、エンジン高回転時には、吸気速度の上昇に伴って燃焼室内での混合気の燃焼速度が上昇するが、このときに２個の点火プラグを同時に点火させると、燃焼速度の上昇が顕著になって、ピストン打音等の騒音が増大する恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、排気の浄化性能を促進できると共に、騒音を低減できるエンジンの点火制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエンジンの点火制御装置は、気筒毎に複数個の点火プラグを備えたエンジンであって、前記エンジンの低回転時に前記エンジンの排気通路へ２次エアを供給する２次エア供給手段と、この２次エア供給手段による２次エアの供給時に前記点火プラグを複数個同時に点火させ、前記２次エア供給手段による２次エアの停止時に複数個の前記点火プラグの一部を点火させるよう制御する点火制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、２次エア供給手段による２次エアの供給時に点火プラグを複数個同時に点火させるので、各気筒における燃焼速度を上昇させて未燃焼ガスを低減でき、従って、２次エアによる排気の浄化を促進できる。また、２次エア供給手段による２次エアの停止時に複数個の点火プラグの一部を１個点火させるので、２次エアが停止する例えばエンジン高回転時には、点火プラグの複数個同時点火による燃焼速度の過大な上昇を抑制でき、従って騒音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るエンジンの点火制御装置における一実施形態を示す構成図。
【図２】図１の点火制御ユニットが実行するダブル点火モードとシングル点火モードの特性を示し、（Ａ）が燃焼速度とエンジン回転数との関係を示すグラフ、（Ｂ）が未燃焼ガス量とエンジン回転数との関係を示すグラフ。
【図３】図１の点火制御ユニットが制御する点火動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るエンジンの点火制御装置における一実施形態を示す構成図である。この図１に示すエンジン１０は、単一または複数のシリンダ（気筒）１１、本実施形態では単一のシリンダ（気筒）１１を備えた４サイクルエンジンである。各シリンダ１１内にはピストン１４が摺動自在に配設されると共に、このピストン１４の上方に燃焼室１３が画成される。本実施形態のエンジン１０は、シリンダ１１毎に複数個、例えば２個の点火プラグ１２Ａ、１２Ｂを備え、これらの点火プラグ１２Ａ、１２Ｂの先端が燃焼室１３に臨んで取り付けられている。
【００１１】
点火プラグ１２Ａ、１２Ｂの少なくとも一方が後述の如く点火されることで、燃焼室１３内で燃料と空気の混合気が燃焼し、これによりピストン１４が往復運動する。このピストン１４の往復運動が、このピストン１４に連結されたクランクシャフト１５により回転運動に変換されて、エンジン１０は駆動力を出力する。
【００１２】
また、エンジン１０には、燃焼室１３に吸気管１６及び排気管１７が連通され、吸気管１６にスロットルボディ１８とエアクリーナボックス１９が接続される。スロットルボディ１８はスロットルバルブ２０を備え、このスロットルバルブ２０の開度により、エアクリーナボックス１９からスロットルボディ１８及び吸気管１６を経てエンジン１０の燃焼室１３へ供給される空気の流量（吸気量）を調整する。
【００１３】
また、吸気管１６には燃料噴射装置２１が設置されている。この燃料噴射装置２１は、吸気管１６を流れる空気に燃料を噴射して混合気を生成する。この混合気がエンジン１０の燃焼室１３内で点火プラグ１２Ａ、１２Ｂの点火により燃焼され、ピストン１４が往復運動してクランクシャフト１５が回転すると共に、排気が排気管１７等を経て排出される。
【００１４】
この排気管１７は、２次エア供給手段としての２次エア供給装置２７によってエアクリーナボックス１９のクリーンサイド側と連通している。この２次エア供給装置２７は、コントロールバルブ２９を備え、後述のエンジン回転数及びスロットル開度に基づいて、エアクリーナボックス１９からの新気を２次エアとして排気管１７へ供給または停止する。ここで、エンジン１０では、低回転時に吸気速度が低いため、燃焼室１３での混合気の燃焼速度が低下し、ＨＣやＣＯ等の未燃焼ガスが発生しやすい。２次エア供給装置２７は、例えばエンジン１０の低回転時に、コントロールバルブ２９を開動作することで、排気管１７内へ２次エアを供給して未燃焼ガスを再び燃焼させる。
【００１５】
前記スロットルボディ１８には、スロットルバルブ２０の開度を検出するスロットル開度センサ２２が設置される。このスロットル開度センサ２２にて検出されたスロットルバルブ２０の開度はスロットル開度信号として、点火制御手段としての点火制御ユニット２３へ送信される。
【００１６】
クランクシャフト１５の回転角度であるクランク角は、クランク角センサ２５にて検出される。このクランク角センサ２５はエンジン回転数センサとも称される。クランクシャフト１５にはクランクロータ２６が回転一体に連結され、このクランクロータ２６は、外周に所定のクランク角（例えば３０°）間隔で複数の歯（不図示）を備えるが、このうちの一箇所で歯が欠けている。クランク角センサ２５は、クランクシャフト１５と共に回転するクランクロータ２６の歯を検出することで、クランクシャフト１５のクランク角及びエンジン回転数を検出する。このクランク角センサ２５にて検出されたクランク角信号、エンジン回転数信号は、点火制御ユニット２３へ送信される。
【００１７】
上述の点火制御ユニット２３、センサ（スロットル開度センサ２２、クランク角センサ２５）及び２次エア供給装置２７を有して、エンジンの点火制御装置３０が構成される。このエンジンの点火制御装置３０の点火制御ユニット２３は、クランク角センサ２５にて検出されたエンジン回転数と、スロットル開度センサ２２にて検出されたスロットル開度とが共に所定値以下のときに（後述の図３のステップＳ６）、２次エア供給装置２７を作動させて、排気管１７へ２次エアを供給し、このとき、点火プラグ１２Ａ及び１２Ｂを２個同時に点火させるダブル点火モードを実施する。また、点火制御ユニット２３は、上述のエンジン回転数及びスロットル開度が共に所定値を超えているときに（後述の図３のステップＳ３）、２次エア供給装置２７を停止させて排気管１７への２次エアを停止し、このとき、点火プラグ１２Ａ、１２Ｂのいずれか１個を点火させるシングル点火モードを実施する。
【００１８】
ダブル点火モードでは、図２に示すように、シリンダ（気筒）１１の燃焼室１３において混合気の燃焼速度が上昇することで未燃焼ガス量が減少するので、排気の浄化が促進される。また、シングル点火モードでは、シリンダ（気筒）１１の燃焼室１３で混合気の燃焼速度の過大な上昇を抑制することで、ピストン打音等の騒音が減少する。
【００１９】
ここで、図１に示す点火制御ユニット２３は、クランク角センサ２５からのクランク角信号に基づいてピストン１４の上死点付近で点火プラグ１２Ａと１２Ｂの少なくとも一方へ点火信号を出力して、これらの点火プラグ１２Ａ、１２Ｂに点火を実行させる。
【００２０】
点火制御ユニット２３が実行する上述の点火モードについて、図３を用いて更に説明する。
エンジン１０の始動時には、点火制御ユニット２３は、２次エア供給装置２７を作動させて吸気管１６内の吸気の一部を２次エアとして排気管１７内へ供給すると共に（Ｓ１）、点火プラグ１２Ａ及び１２Ｂを２個同時に点火させるダブル点火モードを実行する（Ｓ２）。
【００２１】
次に、点火制御ユニット２３は、現在のエンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ｎ１を超え（Ｎ＞Ｎ１）、且つ現在のスロットル開度Ｍが所定のスロットル開度Ｍ１を超えている（Ｍ＞Ｍ１）か否かを判断し（Ｓ３）、現在のエンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ｎ１以下である（Ｎ≦Ｎ１）、または現在のスロットル開度Ｍが所定のスロットル開度Ｍ１以下である（Ｍ≦Ｍ１）ときには、２次エアの供給とダブル点火モードを共に継続する（Ｓ１、Ｓ２）。
【００２２】
点火制御ユニット２３は、ステップＳ３において、現在のエンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ｎ１を超え（Ｎ＞Ｎ１）、且つ現在のスロットル開度Ｍが所定のスロットル開度Ｍ１を超えた（Ｍ＞Ｍ１）ときに、２次エア供給装置２７による排気管１７への２次エアを停止し（Ｓ４）、点火プラグ１２Ａと１２Ｂのいずれか１個を点火させるシングル点火モードを実行する（Ｓ５）。
【００２３】
次に、点火制御ユニット２３は、現在のエンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ｎ１以下になり（Ｎ≦Ｎ１）、且つ現在のスロットル開度Ｍが所定のスロットル開度Ｍ１以下になった（Ｍ≦Ｍ１）か否かを判断し（Ｓ６）、現在のエンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ｎ１を超えている（Ｎ＞Ｎ１）、または現在のスロットル開度Ｍが所定のスロットル開度Ｍ１を超えている（Ｍ＞Ｍ１）ときに、２次エアの供給停止とシングル点火モードを共に継続する（Ｓ４、Ｓ５）。
【００２４】
点火制御ユニット２３は、ステップＳ６において、現在のエンジン回転数Ｎが所定のエンジン回転数Ｎ１以下（Ｎ≦Ｎ１）で、且つ現在のスロットル開度Ｍが所定のスロットル開度Ｍ１以下（Ｍ≦Ｍ１）のときに、２次エア供給装置２７による２次エアの供給と点火プラグ１２Ａ及び１２Ｂのダブル点火モードを実行する（Ｓ１、Ｓ２）。
【００２５】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（６）を奏する。
（１）エンジンの点火制御装置３０における点火制御ユニット２３は、２次エア供給装置２７による排気管１７への２次エアの供給時に、点火プラグ１２Ａ及び１２Ｂを２個同時に点火させるので、シリンダ１１の燃焼室１３における混合気の燃焼速度が上昇して未燃焼ガスを低減できる。従って、エンジンの点火制御装置３０は、２次エアが供給される例えばエンジン１０の低回転時に、２次エアによる排気の浄化を補助し、排気の浄化性能を促進することができる。
【００２６】
（２）エンジンの点火制御装置３０における点火制御ユニット２３は、２次エア供給装置２７による排気管１７への２次エアの停止時に、点火プラグ１２Ａ、１２Ｂのいずれか１個を点火させている。このため、エンジンの点火制御装置３０は、２次エアが停止する例えばエンジン１０の高回転時に、点火プラグ１２Ａ及び１２Ｂの２個同時点火による燃焼速度の過大な上昇を抑制でき、従ってピストン打音などの騒音を低減できる。
【００２７】
（３）排気管１７への２次エアが停止される例えばエンジン高回転時にピストン打音等が低減されるので、ピストン打音を抑制するために潤滑オイルの粘度を高くする必要がなく、粘度の低い潤滑オイルを使用できる。このため、エンジン１０全体のメカニカルロスを低減できるので、エンジン１０の高効率化を実現できる。
【００２８】
（４）排気管１７への２次エアが停止される例えばエンジン高回転時にピストン打音等が低減されるので、ピストンピンの強度を低下させることができ、このためピストンピンのコストを低減できる。
【００２９】
（５）排気管１７への２次エアが停止される例えばエンジン高回転時にピストン打音等が低減されるので、ピストン１４のスカート部のがたつきを防止でき、このためピストン１４とシリンダ１１とのクリアランスを拡大できる。この結果、エンジン１０の耐焼き付き性を向上できると共に、メカニカルロスを低減できる。
【００３０】
（６）排気管１７への２次エアが停止される例えばエンジン高回転時にピストン打音等が低減されるので、ピストン１４のスカート部の剛性を低下させることができる。このため、ピストン１４とシリンダ１１とのフリクション（摩擦）を低減できる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００３２】
例えば、図３における所定のエンジン回転数Ｎ１、所定のスロットル開度Ｍ１のそれぞれは、ステップＳ３とＳ６において異なる値としてヒステリシスを設定し、チャタリングを防止してもよい。また、シリンダ１１毎に３個以上の複数個の点火プラグが設けられた場合には、２次エアの停止時において複数個の点火プラグの一部、例えばシリンダ１１毎に３個の点火プラグが設けられた場合に３個のうちの２個または１個を点火させてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  エンジン
１１  シリンダ（気筒）
１２Ａ、１２Ｂ  点火プラグ
１６  吸気管
１７  排気管
２０  スロットルバルブ
２２  スロットル開度センサ
２３  点火制御ユニット（点火制御手段）
２５  クランク角センサ（エンジン回転数センサ）
２７  ２次エア供給装置（２次エア供給手段）
【図１】
2015094320.tif 000003
【図２】
2015094320.tif 000004
【図３】
2015094320.tif 000005