(57)【要約】【課題】  始動性能を損なわず、ＨＣの排出量を低減する内燃機関の点火時期制御装置およびその制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】  燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラグのみを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期点火制御手段とを備えた点火時期制御装置とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、
通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、
前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラグのみを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期点火制御手段と
を備えた点火時期制御装置。
【請求項２】
燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグと、該吸気側点火プラグよりも排気側に位置する排気側点火プラグとを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、
通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、
前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラブの点火時期に対して前記排気側点火プラグの点火時期を所定の遅角量だけ遅角させた状態で、該吸気側および該排気側点火プラグを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期遅角点火制御手段と
を備えた点火時期制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の点火時期制御装置であって、
前記暖機初期遅角点火制御手段は、前記機関温度が低い場合には前記遅角量を増大し、前記機関温度が高い場合には前記遅角量を減少する手段である点火時期制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の点火時期制御装置であって、
前記機関温度検出手段は、前記機関温度を冷却水温により検出する点火時期制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の点火時期制御装置であって、
前記燃焼室へ、混合気を吸気する２つの吸気弁を備えており、
前記吸気側点火プラグを、前記２つの吸気弁に挟まれた位置であって、前記燃焼室の壁面に近い位置に設けた点火時期制御装置。
【請求項６】
燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグと、該吸気側点火プラグよりも排気側に位置する排気側点火プラグとを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、
通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、
前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、少なくとも、前記排気側点火プラグ近傍の混合気を、前記吸気側点火プラグ近傍に比べてリッチな状態とする燃料噴射調整手段と、
前記暖機初期においては、前記排気側点火プラブのみを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期排気点火制御手段と
を備えた点火時期制御装置。
【請求項７】
燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグと、該吸気側点火プラグよりも排気側に位置する排気側点火プラグとを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、
通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、
前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、少なくとも、前記排気側点火プラグ近傍の混合気を、前記吸気側点火プラグ近傍に比べてリッチな状態とする燃料噴射調整手段と、
前記暖機初期においては、前記排気側点火プラブの点火時期に対して前記吸気側点火プラグの点火時期を所定の遅角量だけ遅角させた状態で、該排気側および該吸気側点火プラグを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期排気遅角点火制御手段と
を備えた点火時期制御装置。
【請求項８】
燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御方法であって、
前記燃焼室の温度である機関温度を検出し、
通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行ない、
前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラグのみを用いた点火時期の制御を行なう
内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項９】
燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグと、該吸気側点火プラグよりも排気側に位置する排気側点火プラグとを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御方法であって、
前記燃焼室の温度である機関温度を検出し、
通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行ない、
前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラブの点火時期に対して前記排気側点火プラグの点火時期を所定の遅角量だけ遅角させた状態で、該吸気側および該排気側点火プラグを用いた点火時期の制御を行なう
内燃機関の点火時期制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火時期制御装置およびその点火時期制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、点火プラグを複数個設け、各点火プラグの点火時期を別々に制御する構成の内燃機関の点火装置が提案されている（下記特許文献参照）。例えば、特許文献１には、１つの気筒に点火プラグを２個設け、冷却水温やＥＧＲ量に基づいて、１個の点火プラグでの１点着火と、２個の点火プラグでの２点着火とを選択し、冷却水温が低いような暖機時には２点着火を採用し、着火性能を向上する点火装置が開示されている。かかる内燃機関の点火装置では、暖機時に２点着火を行なうことで燃焼速度が増加し、着火性能を向上することができるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４１３３６号公報
【特許文献２】特開平６−２６４２８号公報
【特許文献３】実開昭６３−５４８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした内燃機関の点火装置では、暖機時のＨＣの排出量の低減については何ら考慮されていないという問題があった。暖機時に２点着火を行なうと、着火性能、始動性を向上することができるが、反面、燃焼速度の増加により未燃ＨＣの排出量が増加することとなる。つまり、単に暖機の間中、２点着火を行なうのみでは、始動性の向上とＨＣの排出量の低減との両立を図ることは困難であった。
【０００５】
本発明は、こうした問題を踏まえて、始動性能を損なわず、ＨＣの排出量を低減する内燃機関の点火時期制御装置およびその点火時期制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の内燃機関の点火時期制御装置は、上記課題に鑑み、以下の手法を採った。すなわち、燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラグのみを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期点火制御手段とを備えたことを要旨としている。
【０００７】
また、第１の内燃機関の点火時期制御装置に対応する制御方法は、燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御方法であって、前記燃焼室の温度である機関温度を検出し、通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行ない、前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラグのみを用いた点火時期の制御を行なうことを要旨としている。
【０００８】
本発明の第１の内燃機関の点火時期制御装置およびその点火時期制御方法によれば、内燃機関の通常運転時には複数点火プラグによる点火を行ない、暖機初期には吸気側点火プラグのみによる点火を行なう。吸気側点火プラグのみによる点火は、混合気に着火した火炎を燃焼室内の吸気側から排気側へ伝搬させる。つまり、暖機初期の吸気側点火プラグのみによる点火を行なうことにより、火炎の伝搬距離を長くすることができる。その結果、膨張行程に発生する未燃ＨＣを燃焼させ、暖機初期における未燃ＨＣの排出量を低減することができる。また、燃焼期間が排気行程にまで及ぶ場合には、排気の温度を上昇させることができ、排気中のＨＣを浄化する触媒を活性化させることができる。暖機初期に該当しない通常運転時、例えば、始動時には、複数点火プラグを用いた点火を行なう。複数点火プラグによる点火は、燃焼速度を向上し、速やかに内燃機関の回転数を上昇させる。したがって、始動性が損なわれることはない。
【０００９】
本発明の第２の内燃機関の点火時期制御装置は、燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグと、該吸気側点火プラグよりも排気側に位置する排気側点火プラグとを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラブの点火時期に対して前記排気側点火プラグの点火時期を所定の遅角量だけ遅角させた状態で、該吸気側および該排気側点火プラグを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期遅角点火制御手段とを備えたことを要旨としている。
【００１０】
また、第２の内燃機関の点火時期制御装置に対応する制御方法は、燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグと、該吸気側点火プラグよりも排気側に位置する排気側点火プラグとを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御方法であって、前記燃焼室の温度である機関温度を検出し、通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行ない、前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、前記吸気側点火プラブの点火時期に対して前記排気側点火プラグの点火時期を所定の遅角量だけ遅角させた状態で、該吸気側および該排気側点火プラグを用いた点火時期の制御を行なうことを要旨としている。
【００１１】
本発明の第２の内燃機関の点火時期制御装置およびその点火時期制御方法によれば、暖機初期には、複数点火を行なう点火プラグのうち、吸気側点火プラグ、排気側点火プラグの順序で点火を行ない、排気側点火プラグによる点火を吸気側に対して遅角する。したがって、暖機初期には燃焼期間を長くすることができ、第１の内燃機関と同様の効果を奏する。加えて、複数点火プラグによる点火を行なうため、安定した燃焼を得ることができる。
【００１２】
上記の構成を有する点火時期制御装置の暖機初期遅角点火制御手段は、前記機関温度が低い場合には前記所定遅角量を増大し、前記機関温度が高い場合には前記所定遅角量を減少するものとしても良い。
【００１３】
かかる点火時期制御装置によれば、暖機初期に行なう排気側点火プラグの吸気側点火プラグに対する遅角量は、機関温度に基づいて決定する。機関温度が低く燃焼室内の混合気の状態が良好でない場合には遅角量を大きくし、燃焼期間を長くすることで、未燃ＨＣの排出を低減することができる。また、機関温度が比較的高く燃焼室内の混合気の状態が改善されている場合には遅角量を小さくし、未燃ＨＣの排出を低減しつつ、燃焼を安定させることができる。
【００１４】
上記の構成を有する点火時期制御装置の機関温度検出手段は、機関温度を冷却水温により検出するものとすることができる。かかる点火時期制御装置によれば、内燃機関を冷却する冷却水温によって、容易に機関温度を検出することができる。
【００１５】
上記の構成を有する点火時期制御装置において、燃焼室へ、混合気を吸気する２つの吸気弁を備えており、前記吸気側点火プラグを、前記２つの吸気弁に挟まれた位置であって、前記燃焼室の壁面に近い位置に設けるものとしても良い。かかる点火時期制御装置によれば、吸気側点火プラグの点火位置を、吸気側の混合気に近い位置とすることができ、吸気側の混合気への着火が容易となる。
【００１６】
本発明の第３の内燃機関の点火時期制御装置は、燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグと、該吸気側点火プラグよりも排気側に位置する排気側点火プラグとを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、少なくとも、前記排気側点火プラグ近傍の混合気を、前記吸気側点火プラグ近傍に比べてリッチな状態とする燃料噴射調整手段と、前記暖機初期においては、前記排気側点火プラブのみを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期排気点火制御手段とを備えたことを要旨としている。
【００１７】
また、本発明の第４の内燃機関の点火時期制御装置は、燃焼室内の吸気側の混合気に点火する吸気側点火プラグと、該吸気側点火プラグよりも排気側に位置する排気側点火プラグとを含む複数の点火プラグを備えた内燃機関の点火時期制御装置であって、前記燃焼室の温度である機関温度を検出する機関温度検出手段と、通常運転時に、前記複数の点火プラグを用いて点火時期の制御を行なう点火制御手段と、前記内燃機関の始動後であって、前記機関温度が所定値以下である暖機初期においては、少なくとも、前記排気側点火プラグ近傍の混合気を、前記吸気側点火プラグ近傍に比べてリッチな状態とする燃料噴射調整手段と、前記暖機初期においては、前記排気側点火プラブの点火時期に対して前記吸気側点火プラグの点火時期を所定の遅角量だけ遅角させた状態で、該排気側および該吸気側点火プラグを用いた点火時期の制御を行なう暖機初期排気遅角点火制御手段とを備えたことを要旨としている。
【００１８】
本発明の第３および第４の内燃機関の点火時期制御装置によれば、少なくとも暖機初期においては、吸気側点火プラグ近傍に比べて、排気側点火プラグ近傍の混合気をリッチな状態とし、その混合気に排気側点火プラグによる点火を行なう。つまり、排気側の混合気がリッチな場合には、排気側点火プラグのみ、または、排気側点火プラグ、吸気側点火プラグの順序で点火を行なう。したがって、排気側のリッチな混合気に確実に点火し、燃焼期間を長くすることで、未燃ＨＣの排出を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて次の順序で説明する。
Ａ．内燃機関の構造：
Ｂ．点火時期の制御：
Ｂ−１．第１実施例：
Ｂ−２．第２実施例：
Ｃ．変形例：
【００２０】
Ａ．内燃機関の構造：
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関の概略構成を示す模式図である。図示するように、この内燃機関（以下、エンジン１０と記す）は、４つのシリンダ２０を備え、各シリンダ２０毎にそれぞれ２個ずつの吸気バルブ３０および排気バルブ４０を備えた４サイクルのガソリンエンジンである。このエンジン１０は、各シリンダ２０毎に２つの点火プラグ１００，１１０を備えている。
【００２１】
図２は、本発明の内燃機関の一気筒の概略構成を示す断面模式図である。図示するように、エンジン１０は、主に、ピストン５０等を備えたシリンダブロック６０、吸気バルブ３０，排気バルブ４０等を備えたシリンダヘッド７０、シリンダヘッド７０と接続する吸気マニホールド８０，排気マニホールド９０等から構成されている。
【００２２】
シリンダブロック６０には、冷却水の通路であるウォータジャケット６３が設けられており、ウォータジャケット６３内を冷却水が循環することでエンジン１０を冷却している。さらに、シリンダブロック６０には、水温センサ６５が設けられ、この冷却水の水温ＴＷを検出している。水温センサ６５は、検出された水温ＴＷの信号を、後述するＥＣＵ２５０に出力する。
【００２３】
シリンダブロック６０内に設けられたピストン５０は、コンロッド５２を介してクランクシャフト５３に接続されている。シリンダブロック６０に設けられたエンジン回転角センサ５５は、このクランクシャフト５３の回転数を検出し、その検出信号を、ＥＣＵ２５０に出力している。なお、図２では、理解を容易にするため、コンロッド５２を９０度回転した状態を示している。
【００２４】
シリンダヘッド７０には、各シリンダ２０に対応して、所定の角度を持って開口する吸気ポート７５，排気ポート７７がそれぞれ２つずつ形成され、それぞれに上述の吸気バルブ３０，排気バルブ４０が設けられている。この吸気バルブ３０，排気バルブ４０の開弁タイミングおよびそのリフト量は、シリンダヘッド７０に設けられた動弁機構９５により制御されている。
【００２５】
本実施例のシリンダヘッド７０には、２つの吸気バルブ３０に挟まれた位置であって、シリンダ２０壁に近い位置に点火プラグ１００が、２つの排気バルブ４０に挟まれた位置であって、シリンダ２０壁に近い位置に点火プラグ１１０が、それぞれ設けられている。つまり、２つの点火プラグ１００，１１０は、シリンダ２０の周縁付近に相当する位置に配置され、シリンダ２０の中央付近に相当する位置には置かれていない。この２つの点火プラグ１００，１１０は、それぞれ別個の点火コイル１０５，１１５を備え、独立した点火時期の制御が行なわれる。以下、２つの点火プラグ１００，１１０を区別する場合には、点火プラグ１００を吸気側点火プラグ１００と、点火プラグ１１０を排気側点火プラグ１１０と、それぞれ呼ぶ。なお、点火時期の制御については、本発明の要部であり、後で詳述する。
【００２６】
吸気マニホールド８０は、一つのパイプが枝上に分かれたブランチ部を備えている。この吸気マニホールド８０の一端はサージタンク（図示なし）と、他端であるブランチ部の端部はシリンダヘッド７０に設けられた各吸気ポート７５と、それぞれ接続している。各ブランチ部には、電磁式燃料噴射弁８５が設けられている。この電磁式燃料噴射弁８５は、燃焼に必要な燃料を、吸気ポート７５に噴射する。この燃料噴射量および噴射タイミングは、ＥＣＵ２５０により制御されている。
【００２７】
排気マニホールド９０も、吸気マニホールド８０と同様にブランチ部を備えている。この排気マニホールド９０の一端は排気を浄化する排気浄化用触媒コンバータ９７と、他端であるブランチ部の端部はシリンダヘッド７０に設けられた各排気ポート７７と、それぞれ接続している。
【００２８】
各シリンダ２０には、シリンダブロック６０、シリンダヘッド７０、ピストン５０、吸気バルブ３０、排気バルブ４０により囲まれた燃焼室１２０が形成されている。電磁式燃料噴射弁８５で噴射した燃料は、図示しないエアクリーナ，サージタンクを介して吸気ポート７５内に流入する空気と混合され、混合気となって、吸気バルブ３０の開弁により、燃焼室１２０に導かれる。
【００２９】
燃焼室１２０に導かれた混合気は、ピストン５０の上昇で圧縮され、点火プラグ１００，１１０による点火により着火され燃焼する。燃焼後の排気は、排気バルブ４０の開弁により、排気ポート７７、排気マニホールド９０を介して、排気用触媒コンバータ９７へ到達する。排気用触媒コンバータ９７で浄化された排気は、マフラ（図示なし）を介して外部へ排出される。
【００３０】
こうした構成のエンジン１０において、ＥＣＵ２５０は、種々の運転状態に対応した適切な燃焼状態となるように、吸気バルブ３０，排気バルブ４０の動弁機構９５、電磁式燃料噴射弁８５および点火プラグ１００，１１０の点火コイル１０５，１１５などを制御している。
【００３１】
ＥＣＵ２５０は、車両の運転状態を判断するため、各種センサと電気的に接続している。具体的には、水温センサ６５、エンジン回転角センサ５５や、図示しないスロットルポジションセンサ、エアフロメータ、カム角センサ、吸気温センサ、酸素濃度センサ、ノックセンサなどと電気的に接続し、それぞれ水温ＴＷ、クランク角ＣＡ、開度θ、吸入空気量Ｑ、カム角、吸気温度、酸素濃度、ノッキングの有無などを入力している。
【００３２】
例えば、水温ＴＷや吸気温度より、エンジン１０が冷えた状態か否かを判断し、冷えた状態の場合には、燃料が気化し難いため、燃料噴射量τを増加する処理を行なう。また、吸入空気量Ｑとクランク角ＣＡとに基づいて、噴射時間の設定を行なっている。
【００３３】
特に、本実施例のＥＣＵ２５０では、２つの点火プラグの点火時期を、エンジン１０の状態に合わせて制御している。以下に、この点火時期の制御について説明する。
【００３４】
Ｂ．点火時期の制御：
Ｂ−１．第１実施例：
図３は、第１実施例としての２つの点火プラブ１００，１１０の点火時期の制御を示すフローチャートである。上述の通り、この制御はＥＣＵ２５０で実行される。
【００３５】
イグニッションキーを回し、エンジン１０を始動すると、ＥＣＵ２５０は、予め設定されたタイミングで、吸気側点火プラグ１００と排気側点火プラグ１１０とを同時に点火させる。具体的には、ＥＣＵ２５０は、２つの点火コイル１０５，１１５へ点火信号を出力する。以下、この点火時期の制御態様を、２点同時点火と呼ぶ。
【００３６】
エンジン１０が回転し始めると、ＥＣＵ２５０は、エンジン回転角センサ５５の信号から、エンジン回転数ｎを検出する（ステップＳ２００）。
【００３７】
ＥＣＵ２５０は、エンジン回転数ｎから、始動時であるか否かの判断を行なう。具体的には、エンジン回転数ｎが４００（ｒｐｍ）より低いか否かを判断している（ステップＳ２１０）。この判断基準となる回転数は、一設計基準値であり、これに限るものではない。
【００３８】
ステップＳ２１０で、エンジン回転数ｎが４００（ｒｐｍ）より低い（Ｎｏ）と判断した場合には、まだ始動時であると判断し、２点同時点火を継続し（ステップＳ２１５）、ＮＥＸＴに抜け、所定のタイミングでこの処理を繰り返す。この２点同時点火の制御は、エンジン回転数ｎが４００（ｒｐｍ）以上となるまで繰り返される。
【００３９】
他方、ステップＳ２１０で、エンジン回転数ｎが４００（ｒｐｍ）以上である（Ｙｅｓ）と判断した場合には、始動後であると判断し、ＥＣＵ２５０は、水温センサ６５の信号から、水温ＴＷを検出する（ステップＳ２２０）。
【００４０】
続いて、ＥＣＵ２５０は、検出した水温ＴＷから、暖機初期であるか否かの判断を行なう。具体的には、水温ＴＷが４０（℃）より低いか否かを判断している（ステップＳ２３０）。
【００４１】
ステップＳ２３０で、水温ＴＷが４０（℃）より低い（Ｎｏ）と判断した場合には、暖機初期であると判断し、吸気側点火プラグ１００のみを点火させ（ステップＳ２３５）、ＮＥＸＴに抜けて、所定のタイミングでこの処理を繰り返す。具体的には、ＥＣＵ２５０は、吸気側点火プラグ１００の点火コイル１０５のみへ点火信号を出力し、排気側点火プラグ１１０の動作を停止する。以下、この点火時期の制御態様を、１点点火と呼ぶ。この１点点火の制御は、水温ＴＷが４０（℃）以上となるまで繰り返される。
【００４２】
他方、ステップＳ２３０で、水温ＴＷが４０（℃）以上である（Ｙｅｓ）と判断した場合には、暖機後であると判断し、再び２点同時点火を行ない（ステップＳ２４０）、ＮＥＸＴに抜けて、この処理を終了する。
【００４３】
この一連の処理では、エンジン回転数ｎと水温ＴＷとに基づいて、エンジン１０の状態を、始動時，暖機初期，暖機後の３つの段階に分類する。始動時は２点同時点火を実行し、暖機初期は１点点火に切り替え、暖機後は再び２点同時点火に切り替える。なお、本実施例では、機関温度としてエンジン１０の冷却水の水温ＴＷを検出するものとしたが、例えば、作動油温、触媒出口ガス温度、触媒温度などを用いるものとしても良い。
【００４４】
図４は、エンジン１０状態（３つの段階）における点火時期の制御と燃焼時期との関係を示す概念図である。図中の矢印は、エンジン１０の１サイクル中における点火時期を示し、「点火１」は吸気側点火プラグ１００による点火を、「点火２」は排気側点火プラグ１１０による点火を、それぞれ示している。
【００４５】
なお、１サイクル中の点火プラグ１００，１１０による点火時期は、エンジン１０の負荷、運転状態により異なり、予め設定したマップに基づいて決定されている。したがって、図４に示したエンジン１０の３つの段階における点火時期も、それぞれ異なるものとなる。
【００４６】
本実施例の制御では、始動時および暖機後には２点同時点火を行なう。２点同時点火の制御は、燃焼室１２０内の混合気への着火点がシリンダ２０周縁に２点あるため、着火点がシリンダ２０周縁に１点である場合に比べ、火炎伝搬距離を短く（燃焼速度を速く）することができる。その結果、混合気の燃焼終了までの燃焼期間を短くすることができる。
【００４７】
燃焼期間の短縮は、始動時にはエンジン回転数ｎを速やかに上昇させることができ、暖機後には最大トルクを得られる点火時期（ＭＢＴ）を遅角することができるため、ノッキングを回避したＭＢＴでの運転を行なうことができる。
【００４８】
他方、暖機初期には１点点火を行なう。１点点火の制御は、着火点がシリンダ２０周縁にあるため、従来の着火点がシリンダ中央にある場合に比べ、火炎伝搬距離を長く（燃焼速度を遅く）することができる。その結果、混合気の燃焼終了までの燃焼期間を長くすることができる。この燃焼期間は、膨張行程を経て排気行程まで及ぶ。
【００４９】
一般に、膨張行程では、シリンダ内壁面および内壁面とピストンとの間に入り込んだ燃料分（シリンダウェット分）が燃焼による発熱で気化した未燃ＨＣが発生する。この未燃ＨＣが、そのまま排気行程における排気バルブ４０の開弁動作により排出されると、排気中のＨＣ濃度が増大する。
【００５０】
本実施例の燃焼期間の伸長は、シリンダウェット気化分の燃料を燃焼させることができる。つまり、膨張行程に発生した未燃ＨＣと、燃焼室１２０内に残留する酸素と、燃焼速度が遅いため排気行程に至るまで燃焼室１２０内に存在する輝炎とが出会うことにより、排気行程まで燃焼が継続する「後燃え」を生じさせることができる。この「後燃え」により、未燃ＨＣの排出を低減することがきる。
【００５１】
次に、こうした点火時期の制御による燃焼期間の調整と燃焼室１２０内での混合気の形成状態について説明する。図５は、燃焼室内での混合気形成と着火の様子を示す概念図である。図示するように、（ａ）は始動時における燃焼室１２０内の様子を、（ｂ）は暖機初期における燃焼室１２０内の様子を、（ｃ）は暖機後における燃焼室１２０内の様子を、それぞれ表わしている。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、エンジン１０の始動時は、燃料の温度、吸気ポート７５やシリンダ２０の壁面温度が低く、吸気の流速も低い。そのため、燃焼室１２０内に吸入した混合気は、均質な状態では形成され難く、シリンダ２０の壁面付近に濃い状態で形成されている。
【００５３】
ＥＣＵ２５０は、こうした状態の混合気に、吸気側点火プラグ１００，排気側点火プラグ１１０を用いて２点同時点火を行なう。つまり、シリンダ２０壁面付近の濃混合気に、直接的に着火を行なう。こうすることで、燃焼を安定させ、速やかに回転数を上昇させることができる。
【００５４】
図５（ｂ）に示すように、エンジン１０の暖機初期は、（ａ）に示した暖機初期に比べて吸気の流速は向上するが、依然としてシリンダ２０の壁面温度は低い。加えて、エンジン回転数ｎの上昇と共に、電磁式燃焼噴射弁８５の燃料噴射から燃焼室１２０内に混合気を形成するまでの時間が短くなる。そのため、燃焼室１２０内に吸入した混合気は、始動時とほぼ同様に、シリンダ２０の壁面付近に濃い状態で形成される。
【００５５】
ＥＣＵ２５０は、こうした状態の混合気に、吸気側点火プラグ１００を用いて１点点火を行なう。吸気側の濃混合気に直接的に着火した火炎は、吸気側から排気側へ向かって伝搬し、排気行程に至るまで燃焼を継続させる。その結果、燃焼室１２０内の排気は、排気行程における排気バルブ４０の開弁と共に、燃焼しながら排気ポート７７に排出される。したがって、１点点火により燃焼期間を長くすることで後燃えを生じさせ、未燃ＨＣを低減することができ、排気の温度上昇による排気浄化用触媒コンバータ９７を早期に活性化することができる。
【００５６】
また、本実施例では点火プラグがシリンダ２０周縁に設けてあるため、燃焼室１２０内に形成される濃混合気に着火することができ、安定した燃焼を得ることができる。例えば、シリンダ２０中央に相当する箇所に点火プラグを備える従来タイプのエンジンのように、不安定な燃焼によるサイクル毎のトルク変動を生じることもない。
【００５７】
図５（ｃ）に示すように、エンジン１０の暖機後は、燃焼の温度、吸気ポート７５やシリンダ２０の壁面温度が上昇する。そのため、燃焼室１２０内に吸入した混合気は、徐々に燃焼室１２０の中央まで均質な状態で形成される。
【００５８】
ＥＣＵ２５０は、こうした状態の混合気に、吸気側点火プラグ１００，排気側点火プラグ１１０を用いて２点同時点火を行なう。２点での同時点火により、燃焼期間を短くすることができ、ノッキングを回避したＭＢＴでの運転をすることができる。その結果、燃費、出力を向上することができる。
【００５９】
なお、第１実施例では、２つの吸気バルブ３０に挟まれた位置であって、シリンダ２０壁に近い位置に、吸気側点火プラグ１００を配置したが、燃焼室内の吸気側の混合気に点火する位置であれば、どのような配置でも良い。例えば、図６（ａ）に示すように、吸気バルブと排気バルブの間であって、シリンダ壁に近い位置に点火プラグを設けるものとしても良い。また、吸排気バルブが１弁ずつである内燃機関では図６（ｂ）に示す位置に、吸気バルブが２弁で排気バルブが１弁である内燃機関では図６（ｃ）に示す位置に、それぞれ点火プラグを配置するものとしても良い。また、バルブの配置上、点火プラグの配置に制約を受ける場合には、点火プラグの挿入角度を調整することで、吸気側の混合気に点火する構成としても良い。
【００６０】
Ｂ−２．第２実施例：
第２実施例の点火時期の制御では、暖機初期の制御が、第１実施例の制御と異なる。したがって、その他のステップは、図３に示した第１実施例の制御とステップ番号を同一とし、説明を簡略する。
【００６１】
図７は、第２実施例としての２つの点火プラブ１００，１１０の点火時期の制御を示すフローチャートである。エンジン１０を始動すると、ＥＣＵ２５０は、吸気側点火プラグ１００と排気側点火プラグ１１０との２点同時点火を実行し、エンジン回転数ｎを検出する（ステップＳ２００）。
【００６２】
ＥＣＵ２５０は、エンジン回転数ｎから、始動時であるか否かの判断を行なう（ステップＳ２１０）。エンジン回転数ｎが４００（ｒｐｍ）より低い（Ｎｏ）と判断した場合には、２点同時点火を継続する（ステップＳ２１５）。
【００６３】
他方、エンジン回転数ｎが４００（ｒｐｍ）以上である（Ｙｅｓ）と判断した場合には、水温ＴＷを検出する（ステップＳ２２０）。ＥＣＵ２５０は、検出した水温ＴＷから、暖機初期であるか否かの判断を行なう（ステップＳ２３０）。
【００６４】
ステップＳ２３０で、水温ＴＷが４０（℃）より低い（Ｎｏ）と判断した場合には、暖機初期であると判断し、吸気側点火プラグ１００を点火させ、その後、排気側点火プラグ１１０を点火させ（ステップＳ５００）、ＮＥＸＴに抜け、所定のタイミングでこの処理を繰り返す。具体的には、ＥＣＵ２５０は、吸気側点火プラグ１００の点火コイル１０５へ点火信号を出力し、所定間隔後に排気側点火プラグ１１０の点火コイル１１５へ点火信号を出力する。つまり、この制御では、吸気側点火プラグ１００の点火に対して、所定量遅角したタイミングで排気側点火プラブ１１０の点火を行なう。以下、この点火時期の制御態様を、２点遅角点火と呼ぶ。
【００６５】
この２点遅角点火での排気側点火プラグ１１０の所定の遅角量は、水温ＴＷに基づいて設定している。水温ＴＷが低い場合には遅角量を大きくし、水温ＴＷが高い場合には、遅角量を小さくしている。この水温ＴＷと遅角量との関係は予め設定されている。こうした２点遅角点火の制御は、水温ＴＷが４０（℃）以上となるまで繰り返される。
【００６６】
他方、ステップＳ２３０で、水温ＴＷが４０（℃）以上である（Ｙｅｓ）と判断した場合には、暖機後であると判断し、再び２点同時点火を行ない（ステップＳ２４０）、ＮＥＸＴに抜けて、この処理を終了する。
【００６７】
第２実施例の処理では、第１実施例での１点点火とは異なり、暖機初期は２点遅角点火を行なう。こうした制御を行なうことで、第１実施例と同様、燃焼期間を制御することができる。その結果、始動性を損なうことなく、未燃ＨＣの排出量を低減することができる。加えて、暖機初期には、吸気側点火プラグ１００による点火と、排気側点火プラグ１１０による遅角した点火との２点点火を実行する。したがって、１点点火に比べて、安定した燃焼状態とすることができる。
【００６８】
次に、こうした一連の点火時期の制御を、一般的な点火時期を進角、遅角する制御に併せて適用した一例について説明する。図８は、エンジン回転数と点火時期との時間変化を示す関係図である。図８（ａ）の縦軸はエンジン回転数を、横軸は始動から暖機後までの時間を、それぞれ表わし、エンジン回転数の時間変化を示している。
【００６９】
図８（ｂ）の縦軸は点火時期を、横軸は始動から暖機後までの時間を、それぞれ表わし、図８（ａ）のエンジン回転数に対応する点火時期の時間変化を示している。図８（ｂ）の実線Ｐ１は吸気側点火プラグ１００による点火時期を、破線Ｐ２は排気側点火プラグ１１０による点火時期を、それぞれ示している。
【００７０】
図８（ｂ）に示すように、始動時および暖機後の段階では、２点同時点火と共に、エンジン回転数に応じて点火時期を進角する制御を実行している。暖機初期の段階では、２点遅角点火と共に、回転数を維持できるトルク変動の許容範囲内で、点火時期を遅角する制御を実行している。
【００７１】
点火時期の進角制御は、点火プラグによる点火時期から混合気に着火し燃焼が開始するまでの時間的な遅れを回避するために、一般的に行なわれる。こうすることで出力トルクを向上して速やかにエンジン回転数を上昇することができる。
【００７２】
他方、点火時期の遅角制御は、混合気の燃焼を膨張行程の後半へずらすことで排気行程まで燃焼を継続させるために、一般的に行なわれる。こうすることで未燃ＨＣの排出を低減することができる。
【００７３】
本実施例の暖機初期には、こうした点火時期の遅角制御と共に、２点遅角点火を実行する。つまり、燃焼を膨張行程の後半へずらすと共に、燃焼期間を長くする。したがって、未燃ＨＣの低減に効果を奏する。
【００７４】
なお、吸気側点火プラグ１００に対する排気側点火プラグ１１０の遅角量は、トルク変動の許容できる範囲に予め設定されている。また、第２実施例での２点遅角点火に替えて、第１実施例に示した１点点火の制御を行なうものとしても良い。この場合にも、未燃ＨＣの低減に効果を奏する。
【００７５】
Ｃ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【００７６】
本実施例では、暖機初期には、吸気側点火プラグ１００を用いた１点点火、２点遅角点火を行なうものとしたが、暖機初期の点火制御はこれに限るものではない。暖機初期の状態で、燃焼室内の排気側の混合気を吸気側に比べてリッチな状態とすることができるエンジン、例えば、直噴、Ｖ型、水平対向エンジンや、ポート噴射のエンジンであっても噴射燃料を調整することで排気側にリッチな混合気を生成できるタイプのエンジンの場合には、吸気側点火プラグ１００に替えて、排気側点火プラグ１１０のみを用いた１点点火や、排気側、吸気側の順に点火する２点遅角点火を実施例同様に行なうものとすれば良い。この場合にも、混合気のリッチな部分に点火を行ない、燃焼期間を長くすることで、未燃ＨＣを低減することができる。
【００７７】
本実施例では、始動時および暖機後には、２点同時点火を実行するものとしたが、必ずしも同時である必要はない。始動時および暖機後には、２つの点火プラグの点火時期の間隔を小さくし、暖機初期には、点火時期の間隔を大きくするものとすれば良い。こうすることで、燃焼期間を制御することができる。
【００７８】
また、本実施例では、点火プラグを２個設置する構成としたが、これに限らず、さらに複数の点火プラグを設けるものとしても良い。この場合、複数の点火プラグを、燃焼室内の吸気側と排気側に分類し、暖機初期には吸気側に分類された点火プラグによる点火、若しくは、吸気側と排気側との点火時期の間隔を大きくするものとすれば良い。例えば、吸気側に属する点火プラグが複数個存在する場合には、暖機初期における燃焼室内の混合気のうち、最も濃混合気である部分に着火できる点火プラグを優先して１点点火を実行するものとしても良い。
【００７９】
本実施例では、複数の点火プラグの設置、制御を４サイクルのエンジン１０に適用したが、２サイクルのエンジンに適用するものとしても良い。吸気、排気が独立した行程で行なわれない２サイクルのエンジンでは、混合気の吹き抜けが多く排気中のＨＣ濃度が高い。こうしたエンジンに本発明を適用することで、暖機初期の未燃ＨＣの低減に特に効果を奏する。
【００８０】
本実施例では、暖機初期の判断として冷却水温を採用したが、例えば、エンジンの始動後から所定のサイクルまでの間を、１点点火に固定するものとしても良い。また、外気温や累積回転数などを用いて、暖機初期を判断するものとして良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の内燃機関の一気筒の概略構成を示す断面模式図である。
【図３】第１実施例としての２つの点火プラブの点火時期の制御を示すフローチャートである。
【図４】エンジン状態（３つの段階）における点火時期の制御と燃焼時期との関係を示す概念図である。
【図５】燃焼室内での混合気形成と着火の様子を示す概念図である。
【図６】点火プラグの配置を示す説明図である。
【図７】第２実施例としての２つの点火プラブの点火時期の制御を示すフローチャートである。
【図８】エンジン回転数と点火時期との時間変化を示す関係図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０...エンジン
２０...シリンダ
３０...吸気バルブ
４０...排気バルブ
５０...ピストン
５２...コンロッド
５３...クランクシャフト
５５...エンジン回転角センサ
６０...シリンダブロック
６３...ウォータジャケット
６５...水温センサ
７０...シリンダヘッド
７５...吸気ポート
７７...排気ポート
８０...吸気マニホールド
８５...電磁式燃焼噴射弁
９０...排気マニホールド
９５...動弁機構
９７...排気浄化用触媒コンバータ
１００...吸気側点火プラグ
１０５，１１５...点火コイル
１１０...排気側点火プラグ
１２０...燃焼室
２５０...ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
2005325687.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005325687.tif 000007
【図６】
2005325687.tif 000008
【図７】
2005325687.tif 000009
【図８】
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