(57)【要約】【課題】一つの気筒に複数の点火栓がある場合に複数の点火栓の点火時期の位相差をより最適な値に設定することが可能な内燃機関の点火制御装置を提供する。【解決手段】一つの気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火制御装置であって、燃焼速度を遅くする因子に基づいて、前記複数の点火栓の点火時期の位相差３１を設定する。前記内燃機関は、複数の前記気筒を有し、前記複数の気筒のそれぞれ毎に、前記燃焼速度を遅くする因子に基づいて、前記複数の点火栓の点火時期の位相差３１ａ、３１ｂを設定する。【選択図】        図３
2007107488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火制御装置であって、
燃焼速度を遅くする因子に基づいて、前記複数の点火栓の点火時期の位相差を設定する
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記内燃機関は、複数の前記気筒を有し、
前記複数の気筒のそれぞれ毎に、前記燃焼速度を遅くする因子に基づいて、前記複数の点火栓の点火時期の位相差を設定する
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
一つの気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火制御装置であって、
前記複数の点火栓のそれぞれ毎に、燃焼速度に影響する因子に基づいて、点火時期を設定する
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記燃焼速度に影響する因子には、気温が含まれる
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項５】
請求項３記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記燃焼速度に影響する因子には、燃焼速度を遅くする因子が含まれる
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項６】
請求項１、２及び５のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記燃焼速度を遅くする因子には、ＥＧＲ量が含まれる
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項７】
請求項１、２及び５のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記燃焼速度を遅くする因子には、エンジン冷却水の水温が含まれる
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項８】
請求項１、２及び５のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記燃焼速度を遅くする因子には、エンジン負荷が含まれる
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項９】
請求項１、２及び５のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記燃焼速度を遅くする因子には、ＡＦ、混合気の質、ＥＧＲ量、着火性を含む化学反応性に関するものが含まれる
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項１０】
請求項１、２及び５のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記燃焼速度を遅くする因子には、タンブル流、スワール流、燃料噴霧、又は吹き返しによる吸気の乱れを含む筒内流速に関するものが含まれる
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【請求項１１】
請求項１、２及び５のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置において、
前記燃焼速度を遅くする因子には、混合気の温度、又はエンジン壁温に関するものが含まれる
ことを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平３−１１７６８４号公報（特許文献１）に開示されたエンジンの点火装置は、シリンダの周回りに間隔をおいて配設された複数の点火ギャップと、該複数の点火ギャップのうち、一の点火ギャップを基準点火ギャップとしたときに、該基準点火ギャップの点火時期と、他の点火ギャップの点火時期との間に、夫々、位相差を設定する位相設定手段と、前記基準点火ギャップの点火進角量に比例して前記位相差を調整する位相調整手段と、を備えている。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１１７６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一つの気筒に複数の点火栓がある場合、各点火栓による燃焼の寄与度を実質的に同じにすることが燃焼の安定化、効率向上等の観点から望まれている。そのため、上記特許文献１に示される点火進角量以外の要素についても考慮に入れて制御することにより、気筒の複数の点火栓の点火時期の位相差をより最適な値に設定することが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、一つの気筒に複数の点火栓がある場合に複数の点火栓の点火時期の位相差をより最適な値に設定することが可能な内燃機関の点火制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の点火制御装置は、一つの気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火制御装置であって、燃焼速度を遅くする因子に基づいて、前記複数の点火栓の点火時期の位相差を設定することを特徴としている。
【０００７】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記内燃機関は、複数の前記気筒を有し、前記複数の気筒のそれぞれ毎に、前記燃焼速度を遅くする因子に基づいて、前記複数の点火栓の点火時期の位相差を設定することを特徴としている。
【０００８】
本発明の内燃機関の点火制御装置は、一つの気筒に複数の点火栓を有する内燃機関の点火制御装置であって、前記複数の点火栓のそれぞれ毎に、燃焼速度に影響する因子に基づいて、点火時期を設定することを特徴としている。
【０００９】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記燃焼速度に影響する因子には、気温が含まれることを特徴としている。
【００１０】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記燃焼速度に影響する因子には、燃焼速度を遅くする因子が含まれることを特徴としている。
【００１１】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記燃焼速度を遅くする因子には、ＥＧＲ量が含まれることを特徴としている。
【００１２】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記燃焼速度を遅くする因子には、エンジン冷却水の水温が含まれることを特徴としている。
【００１３】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記燃焼速度を遅くする因子には、エンジン負荷が含まれることを特徴としている。
【００１４】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記燃焼速度を遅くする因子には、化学反応性に関するものが含まれることを特徴としている。
【００１５】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記燃焼速度を遅くする因子には、前記燃焼速度を遅くする因子には、タンブル流、スワール流、燃料噴霧、又は吹き返しによる吸気の乱れを含む筒内流速に関するものが含まれることを特徴としている。
【００１６】
本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記燃焼速度を遅くする因子には、混合気の温度、又はエンジン壁温に関するものが含まれることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、一つの気筒に複数の点火栓がある場合に複数の点火栓の点火時期の位相差をより最適な値に設定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の内燃機関の点火制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１−１から図３を参照して、内燃機関の点火制御装置の第１実施形態について説明する。
【００２０】
まず、図１−１から図２を参照して、一つの気筒に設けられた複数の点火栓の点火時期の設定に対する考え方について説明する。
【００２１】
図１−１に示すように、本実施形態の内燃機関では、一つの気筒（燃焼室）１１内に複数の点火栓２１，２２が設けられている。気筒１１の中央に点火栓２１が設けられ、気筒１１の側方に点火栓２２が設けられている。本実施形態の内燃機関は、図１−１の構成に限定されることなく、図１−２〜図１−４の構成であってもよい。
【００２２】
即ち、側方の点火栓２２の配置は、図１−１に示すように、吸気弁１２と排気弁１３の間でもよいし、図１−２に示すように、２つの吸気弁１２の間でもよい。また、図１−３及び図１−４に示すように、側方の点火栓２２は、一つの気筒１１に２つ設けられていてもよい。一つの気筒１１に２つの側方の点火栓２２が設けられている場合、それら２つの側方の点火栓２２の働き及び制御方法は、原則として、一つの気筒１１に一つの側方の点火栓２２が設けられている場合と同じである。
【００２３】
図２は、一気筒に複数の点火栓がある場合の点火時期（点火時期位相差）と負荷との関係を示した図である。同図に示すように、中央の点火栓２１の点火時期３１に比べて、側方の点火栓２２の点火時期３２を進角させる。このように、一気筒に設けられた複数の点火栓２１，２２の点火時期に位相差を設定する目的の一つは、気筒１１における点火栓２１，２２の設置位置の差に起因する燃焼終了に必要な火炎伝播距離の差や、温度、筒内流動の違いによる燃焼速度差を補正することにある。
【００２４】
中央の点火栓２１に比べて、側方の点火栓２２の方が火炎伝播距離が大きく、また、中央の点火栓２１の近傍に比べて、側方の点火栓２２の近傍の温度の方が低い。これらのことから、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２には、火炎伝播距離の差や燃焼速度差が生じる。これらの差を補正するために、中央の点火栓２１の点火時期３１と、側方の点火栓２２の点火時期３２に位相差を設定して、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の燃焼の寄与度を実質的に同じにし、これにより、燃焼の安定化、効率向上や有害成分の低減を図ることとしている。
【００２５】
また、低負荷時は、高負荷時に比べて、筒内の温度が低いため、火炎伝播速度が相対的に遅い。このことから、ある最適なクランク角までに燃焼を終了させようとする場合、低負荷の時には高負荷の時に比べて、点火時期を進角させる必要がある。よって、図２に示すように、中央の点火栓２１及び側方の点火栓２２の点火時期３１，３２は、低負荷の時には、高負荷の時に比べて点火時期が進角されている。
【００２６】
またさらに、高負荷時は燃焼速度が相対的に高いことから、中央の点火栓２１の点火時期３１と側方の点火栓２２の点火時期３２の位相差が低負荷時に比べて小さくても、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の燃焼の寄与度は実質的に同じになる。このことから、高負荷時には低負荷時に比べて、中央の点火栓２１の点火時期３１と側方の点火栓２２の点火時期３２の位相差は小さく設定されている。
【００２７】
上記のように、中央の点火栓２１の点火時期３１と側方の点火栓２２の点火時期３２の位相差量は、点火時期進角量（クランク角基準の燃焼速度に逆比例）に比例して設定される。
【００２８】
次に、図３を参照して、本実施形態の中央の点火栓２１及び側方の点火栓２２の点火時期の設定について説明する。
【００２９】
本実施形態では、更に、燃焼速度を遅くする因子（ＥＧＲ量、エンジン冷却水の水温など）に応じて、中央の点火栓２１及び側方の点火栓２２の点火時期の位相差３１を設定する。気筒１１に入るＥＧＲ量が多いほど、燃焼速度は遅くなり、ＥＧＲ量が少ないほど、燃焼速度は速くなる。また、エンジン水温が低いほど、燃焼速度は遅くなり、エンジン水温が高いほど、燃焼速度は速くなる。また、エンジン負荷が低いほど、燃焼速度は遅くなり、エンジン負荷が高いほど、燃焼速度は速くなる。
【００３０】
そのため、本実施形態では、ＥＧＲ量やエンジン冷却水の水温やエンジン負荷などの燃焼速度を遅くする因子が大きいほど、中央の点火栓２１及び側方の点火栓２２の点火時期の位相差３１を大きな値に設定し、逆に、燃焼速度を遅くする因子が小さいほど、位相差３１を小さくする。これにより、中央の点火栓２１による燃焼と、側方の点火栓２２による燃焼の燃焼速度差を補正して、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の燃焼の寄与度を実質的に同じにすることができる。
【００３１】
なお、燃焼速度を変える因子（可変制御可能なもの）としては、以下の[１]〜[３]のものが挙げられる。本実施形態では、上記と同様に、以下に挙げる燃焼速度を遅くする因子に応じて、中央の点火栓２１及び側方の点火栓２２の点火時期の位相差３１を設定する。
[１]化学反応性に関するもの
・ＡＦ‥噴射量
・混合気の質‥均質性（噴射時期、燃料圧力）
・ＥＧＲ量‥内部ＥＧＲ、外部ＥＧＲ（背圧、バルブタイミングのオーバーラップ量）
・着火性‥点火エネルギー
[２]筒内流速に関するもの
・吸気乱れ‥タンブル流、スワール流（吸気制御弁）
・吸気乱れ‥燃料噴霧による乱れ（直噴インジェクターの燃圧、噴射時期）
・吸気乱れ‥（吹き返しなどの）吸気流挙動（バルブタイミング、リフト）
[３]温度に関するもの
・混合気‥吸気温
・混合気‥ＥＧＲガス量（背圧、バルブタイミング）
・混合気‥実圧縮比（バルブタイミング）
・壁温‥水温、油温、オイルジェットの有無
【００３２】
また、例えば内燃機関の形式によっては、複数の気筒のうち、ＥＧＲ量が比較的多く入る気筒と、比較的少なく入る気筒とに分けることができる。この場合、ＥＧＲ量が比較的多く燃焼速度が遅い気筒は、ＥＧＲ量が比較的少なく燃焼速度が速い気筒に比べて、中央の点火栓２１及び側方の点火栓２２の点火時期の位相差３１を大きな値に設定する。図３において、符号３１ａは、内燃機関の複数の気筒のうち燃焼速度が最も速い気筒における複数の点火栓２１，３１の点火時期の位相差を示しており、符号３１ｂは、内燃機関の複数の気筒のうち燃焼速度が最も遅い気筒における複数の点火栓２１，３１の点火時期の位相差を示している。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、図４から図６を参照して、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態において、上記第１実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【００３４】
気筒１１内の複数の点火栓２１，２２において、複数の点火栓２１，２２のそれぞれ毎に点火時期の補正量が設定される。即ち、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２のそれぞれにおいて、別々に点火マップを有している。図４は、燃焼速度に影響する因子と、中央の点火栓２１の点火時期の補正量４１及び側方の点火栓２２の点火時期の補正量４２の関係を示している。中央の点火栓２１と側方の点火栓２２とでは、燃焼速度に影響する因子に対する感度（影響度）が違うため、その影響度に応じて、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の補正量をそれぞれ決定する。
【００３５】
ここで、燃焼速度に影響する因子には、燃焼速度を遅くする因子と、燃焼速度を速くする因子が含まれる。燃焼速度を遅くする因子の例は、上記第１実施形態で述べた通りであり、燃焼速度を速くする因子の例としては、気温（吸気温）が挙げられる。吸気温が高いほど燃焼速度が高くなり、吸気温が低いほど燃焼速度が遅くなる。
【００３６】
なお、図４に示した例では、中央の点火栓２１の点火時期の補正量４１の方が側方の点火栓２２の点火時期の補正量４２よりも大きな値として示されているが、これとは逆に、燃焼速度に影響する因子が何かによっては、中央の点火栓２１の点火時期の補正量の方が側方の点火栓２２の点火時期の補正量に比べて、小さくなる場合もある。
【００３７】
燃焼速度に影響する因子によっては、点火時期の補正の必要性が各点火栓２１，２２毎に異なる場合がある。例えば、燃焼速度を遅くする因子が大きくなるにつれて、いずれの点火栓２１，２２も点火時期の補正量を大きくさせる必要性があるという点では共通しているが、各点火栓によって点火時期の補正量を大きくさせる必要性の程度（どの程度補正量を大きくすべきか）に違いがある場合がある。そのため、図４に示すように、各点火栓２１，２２に対して点火時期の補正量が個別に設定される。
【００３８】
上記のように、燃焼速度に影響する因子によっては、各点火栓２１，２２毎の点火時期補正量の必要性の程度に違いがある場合があるため、各点火栓２１，２２の燃焼速度に対する影響度をそれぞれ考慮して、各点火栓２１，２２毎に点火時期の補正量を設定すべく、図４のマップが用意されている。図４のマップに代えて、基準点火栓の点火時期に対する他の点火栓の点火時期の位相差量を定めた図５のマップを用いることができる。即ち、図５は、燃焼速度に影響する因子と、複数の点火栓２１，２２のうちの、基準点火栓２１と他の点火栓２２の点火時期の位相差量４３の関係を示している。
【００３９】
図６は、気筒内の複数の点火栓において、燃焼速度を遅くする因子に対する影響度合いに応じて、複数の点火栓のそれぞれ毎に点火時期の補正量が設定された例である。
【００４０】
複数の点火栓うち、燃焼速度が遅い側の点火栓の点火時期補正量（進角量）４４は、燃焼速度が速い側の点火栓の点火時期補正量４５よりも大きく設定される。燃焼速度が遅い側の点火栓の点火時期補正量４４及び燃焼速度が速い側の点火栓の点火時期補正量４５のそれぞれのグラフの傾きは、燃焼速度を遅くする因子に対する感度（影響度合い）に応じてそれぞれ設定される。これにより、複数の点火栓のそれぞれの燃焼に対する寄与度を実質的に同じにする。
【００４１】
例えば、一般に、複数の点火栓のうち、ボアの近傍に配置されている点火栓は、相対的に燃焼速度が遅い。同様に、複数の点火栓のうち、筒内流動速度の小さい側の点火栓や、ＥＧＲが過多となる側の点火栓の燃焼速度は、相対的に遅い。よって、図６に示すように、燃焼速度の遅い側の点火栓の点火時期の補正量を、燃焼速度の速い側の点火栓の点火時期の補正量よりも大きくする。
【００４２】
ボアに対する点火栓の位置によっては、燃焼速度が遅くならざるを得ない位置へ点火栓が配置される場合がある。例えば、中央以外に配置された２本の点火栓においては、左右対称位置に配置された場合であっても。筒内流動速度の差や、ＥＧＲ量の差、温度差が発生する場合がある。この場合、燃焼速度の遅い側の点火栓の点火時期の補正量を大きく設定する。
【００４３】
（第３実施形態）
次に、図７から図１０を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【００４４】
一つの気筒に複数の点火栓がある場合、点火栓毎に、点火栓近傍の温度やＡ／Ｆが異なる場合があるため、点火栓において放電させるときの要求電圧が異なる場合がある。点火栓の破損を有効に抑制するためには、各点火栓の要求電圧が過大とならないように点火時期を制御する必要がある。
【００４５】
本実施形態の目的は、一つの気筒に複数の点火栓がある場合に、各点火栓の要求電圧が過大とならないように点火時期を制御することが可能な内燃機関の点火制御装置を提供することである。
【００４６】
図２を参照して上述したように、中央の点火栓２１の点火時期３１と側方の点火栓２２の点火時期３２の位相差量は、点火時期進角量（クランク角基準の燃焼速度に逆比例）に比例して設定される。
【００４７】
図７を参照して、本実施形態の中央の点火栓２１及び側方の点火栓２２の点火時期３１ａ，３２ａの設定について説明する。
【００４８】
本実施形態では、更に、上記目的（火炎伝播距離の差や燃焼速度差の補正）とは別の目的、即ち、複数の点火栓２１，２２の要求電圧（耐電圧性）の問題から、点火栓２１，２２の点火時期に位相差を設定する。筒内の空気密度（筒内圧）が高くなると、点火栓から火花が飛び難くなるため、点火栓において放電し始めるときの要求電圧が高くなる。筒内圧は、点火時期が遅角されているときや高負荷時に高くなる。また、混合気のＡ／Ｆがリーンのときには、点火栓の要求電圧が高くなる。要求電圧が限界を超えると、点火栓に故障が発生するため、限界値を超えないように要求電圧を抑えることが求められる。
【００４９】
ここで、本発明者らによる実験の結果、気筒１１の中央位置にある点火栓２１と、側方にある点火栓２２の要求電圧を比べると、側方にある点火栓２２の方が要求電圧が高いという実験結果が得られた。その理由は、気筒１１の中央に比べて側方の方が温度が低く、また、中央に比べて側方の混合気のＡ／Ｆの方がリーンであると推定されることから、側方の点火栓２２の要求電圧の方が高いと考えられる。
【００５０】
そこで、本実施形態では、図７に示すように、側方の点火栓２２の要求電圧を下げるために、筒内の空気密度が相対的に低い状態（ピストン位置が低い状態）で点火させるべく、側方の点火栓２２の点火時期３２ａを進角させる。一方、中央の点火栓２１の要求電圧は、側方の点火栓２２ほど厳しくないので、側方の点火栓２２の点火後に点火される。ここでは、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の燃焼の寄与度を同じにすることを狙うのではなく、結果的に側方の点火栓２２の寄与度の方が相対的に大きくなってもよいので、側方の点火栓２２の要求電圧の問題を解決することにする。これにより、側方の点火栓２２の破損が有効に抑制される。
【００５１】
上記のように、側方の点火栓２２の要求電圧が高くならないように点火時期３２ａを進角させる必要がある。ここで、点火栓の要求電圧は、筒内の空気密度が高いほど厳しくなることから、高負荷時には、側方の点火栓２２の要求電圧が上昇し、耐電圧性の問題が一層生じ易い。また、高負荷時においては、噴射燃料の絶対量の増加、圧力の増加により混合気形成が不均一になる場合があり、その場合には、リーンの部分となる点火栓２２の要求電圧が上昇する場合がある。これらのことから、特に、例えば図７の符号Ｐ１で示す負荷よりも高負荷時には、側方の点火栓２２の要求電圧が所定値以上に高くならないように、点火時期３２ａの進角量を設定する。なお、高負荷時に混合気形成が不均一になった場合、リッチの部分となる中央の点火栓２１は要求電圧が低下するので、図７の符号Ｐ１で示す負荷よりも高負荷時には、点火時期３１ａの遅角が可能となる。ここで、高負荷時の側方の点火栓２２の点火時期３２ａと中央の点火栓２１の点火時期３１ａの位相差の設定に関しては、上記（１）〜（３）のいずれかの態様とする。
【００５２】
次に、図８から図１０を参照して、上記実施形態について更に詳細に説明する。
【００５３】
図８は、点火栓が気筒の中央に１つのみある場合の点火時期の絶対値と負荷との関係の例を示している。図２を参照して上述したように、低負荷時は、高負荷時に比べて、筒内の温度が低く、火炎伝播速度が相対的に遅いことから、ある最適なクランク角までに燃焼を終了させようとするには、低負荷の時には高負荷の時に比べて、点火時期を進角させる必要がある。よって、図８に示すように、点火栓の点火時期１０１は、低負荷の時には、高負荷の時に比べて点火時期が進角されている。図８の例では、点火時期１０１は、負荷（サージタンク圧力）が約２０ｋＰａのときに点火時期は約３６ｄｅｇであり、２００ｋＰａのときに約３ｄｅｇとなっている。
【００５４】
図９は、一気筒に二つの点火栓がある場合の点火時期の位相差と負荷との関係を示している。通常、点火栓が一つのみの場合に比べて、点火栓が二つになると、燃焼速度が速くなるため、点火時期の絶対値としては相対的に小さな値となる。一般的には、一気筒に二つの点火栓がある場合、二つの点火時期の位相差は、図９に示すように、進角側点火時期絶対値の１／３〜１／１０程度の値となる。
【００５５】
位相差が最大となる１／３ライン（符号２０１）では、負荷が約２０ｋＰａであるとき、位相差は約１２ｄｅｇであり、進角側点火時期絶対値である側方の点火栓の点火時期は約３６ｄｅｇ（図８）であるから、中央の点火栓の点火時期は約２４ｄｅｇとなる。一方、位相差が最小となる１／１０ライン（符号２０２）では、負荷が約２０ｋＰａであるとき、位相差は約４ｄｅｇであり、側方の点火栓の点火時期は約３６ｄｅｇ（図８）であるから、中央の点火栓の点火時期は約３２ｄｅｇとなる。図２を参照して上述したように、図９においても、高負荷になるにつれて二つの点火栓の点火時期の位相差が小さくなっている。
【００５６】
本発明者らがある条件下で実験したところ、要求電圧が最も厳しくなる高負荷側において、中央の点火栓に比べて、側方の点火栓は、その要求電圧が約１〜２ｋＶ高いという結果が得られた。例えば、点火時期の調整だけで要求電圧値を約１〜２ｋＶ下げるとすると、５〜１０ｄｅｇだけ進角させることが必要となる。但し、側方の点火栓の点火時期を相対的に進角させ、中央の点火栓の点火時期を相対的に遅角させて位相差を１０ｄｅｇまで広げると、背反（全体として燃焼が遅くなることによる燃焼安定性の悪化、排気温度の上昇等）がある可能性がある。そのため、１０ｄｅｇまでの位相差は実際には設定できない可能性があり、この意味において、位相差は、最大でも５ｄｅｇであることが好ましい。しかし、上記背反は、適合諸元によって発生する問題に過ぎないため、内燃機関の条件等によっては１０ｄｅｇまで位相差を設定することは可能である。
【００５７】
図１０は、本発明者らによる実験の結果を示すグラフである。図１０は、要求電圧が最も厳しくなる高負荷側において、中央の点火栓の要求電圧に比べて、側方の点火栓の要求電圧が約２ｋＶ高いケースを示している。図１０において、１／３ライン２０１と、１／１０ライン２０２の意味は、図９を参照して説明した通りである。
【００５８】
図１０において、符号１１１は、耐電圧が低い点火栓を使用した場合の限界ラインを示し、符号１１２は耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ラインを示している。本実験において、耐電圧が低い点火栓の耐電圧は約２０ｋＶであり、耐電圧が高い点火栓の耐電圧は約３２ｋＶである。耐電圧が高い点火栓を使用した場合には、その分、高負荷時において、位相差が小さくても側方の点火栓の要求電圧が問題となることはない。
【００５９】
図１０の実験の結果、最も位相差量が小さくて済むのは、１／１０ライン２０２と、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン１１２の交点であり、３ｄｅｇである。一方、最も位相差量が大きく必要になるのは、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン１１２上の右端の点（１０ｄｅｇ）である。なお、この図１０の耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン１１２上の右端の１０ｄｅｇという数値は、上述した、点火時期の調整だけで要求電圧値を約２ｋＶ下げる場合に必要となる進角量１０ｄｅｇと技術的に同じ意味を持つ。
【００６０】
なお、図１０のグラフにおいて、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン１１２は、エンジンが要求する要求電圧が低い場合に置き換え可能であり、耐電圧が低い点火栓を使用した場合の限界ライン１１１は、エンジンが要求する要求電圧が高い場合に置き換え可能である。ここで、エンジンが要求する要求電圧が低い場合とは、エンジンの圧縮比が低い場合、又はＡ／Ｆがリッチである場合であり、エンジンが要求する要求電圧が高い場合とは、エンジンの圧縮比が高い場合、又はＡ／Ｆがリーンである場合である。
【００６１】
上記のことから、本実施形態では、高負荷側において、点火時期の位相差は３ｄｅｇ以上とする（図１０の符号ｃの網掛け参照）。また、点火時期の位相差の上限値は、１０ｄｅｇとする（図１０の符号ｃの網掛け参照）。即ち、本実施形態では、図１０の網掛けｃの範囲内に点火時期の位相差が設定されるとよいことが分かった。
【００６２】
ここで、点火時期の位相差の上限値は、好ましくは５ｄｅｇであることが好ましい。上記のように、点火時期の位相差がそれ以上大きくなると、全体として燃焼が遅くなることによる燃焼安定性の悪化や、排気温度の上昇等を招くためである。
【００６３】
また、点火時期の位相差は、一般的に負荷が高くなるにつれて所定の比例割合（１／３ライン２０１〜１／１０ライン２０２の間の値）で小さく設定されるが、高負荷時には、側方の点火栓の要求電圧が所定値以上高くならないように、側方の点火時期の進角量を相対的に大きく設定するため、結果として、点火時期の位相差がそれまでの比例割合よりも大きく設定される（図１０、図７参照）。
【００６４】
即ち、低負荷側では、負荷が高くなるに連れて、例えば、１／３ライン２０１の傾きで位相差が小さくなっている場合、高負荷側では、１／３以上の値（例えば１／２）の傾きで位相差が変化する。同様に、低負荷側では、負荷が高くなるに連れて、例えば、１／１０ライン２０２の傾きで位相差が小さくなっている場合、高負荷側では、１／１０以上の値（例えば１／５）の傾きで位相差が変化する。
【００６５】
図１０に示すように、点火時期の位相差と負荷との関係は、以下の３パターンが考えられる。以下では、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン１１２が適用されるケースを例にとり説明する。
【００６６】
まず、第１のパターンは、符号５１に示すように、耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン１１２に当たるまでは、負荷が高くなるに連れて位相差は小さくなり、同限界ライン１１２に当たった後は、負荷が高くなるに連れて位相差が大きくなるパターンである。なお、符号５１に示すパターンは、同限界ライン１１２に当たった後は、同限界ライン１１２に沿って右上がりに設定されている。
【００６７】
次に、第２のパターンは、符号５２に示すように、負荷が高くなるに連れて位相差は小さくなり、同限界ライン１１２に当たった後は、負荷が高くなっても位相差は変わらないパターンである。最後に、第３のパターンは、符号５３に示すように、負荷が高くなるに連れて所定の傾きで位相差は小さくなり、同限界ライン１１２に当たった後は、それまでの所定の傾きよりも小さな傾きで位相差が小さくなるパターンである。
【００６８】
なお、上述した高負荷時の側方の点火栓２２の点火時期３２ａと中央の点火栓２１の点火時期３１ａの位相差の設定に関する上記（１）は、上記第１パターンに相当し、同（２）は、上記第２パターンに相当し、同（３）は、上記第３パターンに相当する。
【００６９】
（第４実施形態）
次に、図１１を参照して、第４実施形態について説明する。
本実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略し、第４実施形態の特徴部分についてのみ説明する。
【００７０】
本実施形態は、一つの気筒に対して、吸気管に燃料を噴射する燃料噴射弁（ポート噴射弁）と、筒内に直接噴射する燃料噴射弁（直噴噴射弁）の二つが設けられている内燃機関に適用可能である。
【００７１】
本実施形態では、直噴エンジンにおける吸気工程噴射＋圧縮工程噴射による２回噴射、又は、ポート噴射＋直噴圧縮工程噴射による２回噴射を実施する場合において、直噴圧縮工程噴射の割合を増やすと、成層混合気の割合が高くなり、中央の点火栓２１の近傍のＡ／Ｆがよりリッチになる一方、側方の点火栓２２の近傍のＡ／Ｆがよりリーンになる。これにより、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の要求電圧の差がより開き、側方の点火栓２２の要求電圧はより厳しいものとなる。
【００７２】
このことから、混合気の成層度が高くなるにつれて、側方の点火栓２２の点火時期をより大きく進角させるべく、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の位相差を大きくする。即ち、図１１に示すように、直噴圧縮工程噴射の割合を増やし、積極的に混合気の成層度を上昇させた（濃淡をつけた）場合には、それに応じて、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の位相差量６１を上昇させる。これにより、側方の点火栓２２の点火時期をより進角させ、筒内の空気密度が低い状態で側方の点火栓２２を点火させることで、側方の点火栓２２の要求電圧を下げることが可能となる。よって、側方の点火栓２２の耐電圧性の問題を解消することが可能となる。
【００７３】
（第５実施形態）
次に、図１２を参照して、第５実施形態について説明する。
本実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略し、第５実施形態の特徴部分についてのみ説明する。
【００７４】
本実施形態では、一つの気筒に対して、ポート噴射弁のみが設けられた内燃機関、又は、直噴噴射弁のみが設けられた内燃機関に適用可能である。
【００７５】
本実施形態では、噴射時期に応じて中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の位相差を変える。ポート噴射弁の噴射時期が吸気同期（吸気弁が開いているときに噴射）である場合には、混合気の成層度は高く、非同期（吸気弁が閉じているときに噴射）である場合には、混合気の成層度は低い。また、直噴エンジンにおいて、吸気工程噴射の噴射時期がピストン上死点側である場合には、下死点側である場合に比べて、混合気の成層度は高い。また、直噴エンジンにおいて、圧縮工程噴射の噴射時期が上死点側である場合には、下死点側である場合に比べて、混合気の成層度は低い。
【００７６】
混合気の成層度が高くなると、中央の点火栓２１の近傍のＡ／Ｆがよりリッチになる一方、側方の点火栓２２の近傍のＡ／Ｆがよりリーンになる。これにより、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の要求電圧の差がより開き、側方の点火栓２２の要求電圧はより厳しいものとなる。このことから、混合気の成層度が高くなるにつれて、側方の点火栓２２の点火時期をより大きく進角させるべく、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の位相差を大きくする。
【００７７】
本実施形態では、上記のように、噴射時期に応じて混合気の成層度が変わることから、成層度が高い側に噴射時期が変更されると、即ち、ポート噴射弁の噴射時期が吸気非同期側から吸気同期側に変更されると、又は、直噴エンジンにおいて吸気工程噴射の噴射時期が下死点側から上死点側に変更されると、又は、直噴エンジンにおいて圧縮工程噴射の噴射時期が上死点側から下死点側に変更されると、それに応じて、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の位相差量６２を上昇させる。
【００７８】
これにより、側方の点火栓２２の点火時期をより進角させ、筒内の空気密度が低い状態で側方の点火栓２２を点火させることで、側方の点火栓２２の要求電圧を下げることが可能となる。よって、側方の点火栓２２の耐電圧性の問題を解消することが可能となる。
【００７９】
（第６実施形態）
次に、図１３を参照して、第６実施形態について説明する。
本実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略し、第６実施形態の特徴部分についてのみ説明する。
【００８０】
本実施形態は、一つの気筒に対して、ポート噴射弁と、直噴噴射弁の二つが設けられている内燃機関に適用可能である。
【００８１】
直噴噴射弁から筒内噴射された場合には、ポート噴射弁から噴射された場合に比べて、その噴射時期に関わらず、混合気の成層度が高い。即ち、直噴噴射弁から圧縮工程噴射が行われた場合は勿論、吸気工程噴射が行われた場合であっても特に下死点側で噴射された場合には、混合気の成層度は高い。
【００８２】
混合気の成層度が高くなると、中央の点火栓２１の近傍のＡ／Ｆがよりリッチになる一方、側方の点火栓２２の近傍のＡ／Ｆがよりリーンになる。これにより、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の要求電圧の差がより開き、側方の点火栓２２の要求電圧はより厳しいものとなる。このことから、混合気の成層度が高くなるにつれて、側方の点火栓２２の点火時期をより大きく進角させるべく、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の位相差を大きくする。
【００８３】
本実施形態では、上記のように、直噴噴射弁からの噴射割合が高くなると、混合気の成層度が高くなることから、それに応じて、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の位相差量６３を上昇させる。これにより、側方の点火栓２２の点火時期をより進角させ、筒内の空気密度が低い状態で側方の点火栓２２を点火させることで、側方の点火栓２２の要求電圧を下げることが可能となる。よって、側方の点火栓２２の耐電圧性の問題を解消することが可能となる。
【００８４】
以上述べたように、上記第４実施形態から第６実施形態では、結局のところ、図１４に示すように、混合気の成層度に応じて、中央の点火栓２１と側方の点火栓２２の点火時期の位相差量を変更させて、側方の点火栓２２の耐電圧性の問題を解消するという点では共通している。ここで、混合気の成層度を判断するに際しては、上記第２実施形態から第４実施形態で説明した内容以外のもので判断してもよい。また、上記第１実施形態から第４実施形態は、適宜組み合わせることができる。
【００８５】
なお、上記実施形態は、適宜組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１−１】本発明の内燃機関の点火制御装置の第１実施形態が適用される内燃機関の気筒及び点火栓を示す概略構成図である。
【図１−２】本発明の内燃機関の点火制御装置の第１実施形態が適用される他の内燃機関の気筒及び点火栓を示す概略構成図である。
【図１−３】本発明の内燃機関の点火制御装置の第１実施形態が適用される更に他の内燃機関の気筒及び点火栓を示す概略構成図である。
【図１−４】本発明の内燃機関の点火制御装置の第１実施形態が適用される更に他の内燃機関の気筒及び点火栓を示す概略構成図である。
【図２】本発明の内燃機関の点火制御装置の第１実施形態の負荷と点火時期の関係を説明するための図である。
【図３】本発明の内燃機関の点火制御装置の第１実施形態の燃焼速度を遅くする因子と位相差点火時期の関係を説明するための図である。
【図４】本発明の内燃機関の点火制御装置の第２実施形態の燃焼速度に影響する因子と点火時期の関係を説明するための図である。
【図５】本発明の内燃機関の点火制御装置の第２実施形態の燃焼速度に影響する因子と位相差点火時期の関係を説明するための他の図である。
【図６】本発明の内燃機関の点火制御装置の第２実施形態の燃焼速度を遅くする因子と点火時期の関係を説明するための図である。
【図７】本発明の内燃機関の点火制御装置の第３実施形態の負荷と点火時期の関係を説明するための他の図である。
【図８】従来一般の内燃機関の点火制御装置の負荷と点火時期の関係を説明するための他の図である。
【図９】本発明の内燃機関の点火制御装置の第３実施形態の負荷と位相差点火時期の関係を説明するための図である。
【図１０】本発明の内燃機関の点火制御装置の第３実施形態の負荷と位相差点火時期の関係を説明するための他の図である。
【図１１】本発明の内燃機関の点火制御装置の第４実施形態の圧縮行程噴射割合と位相差点火時期の関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の内燃機関の点火制御装置の第５実施形態の噴射時期と位相差点火時期の関係を説明するための図である。
【図１３】本発明の内燃機関の点火制御装置の第６実施形態の直噴の噴射割合と位相差点火時期の関係を説明するための図である。
【図１４】本発明の内燃機関の点火制御装置の第４〜第６実施形態の混合気の成層度と位相差点火時期の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８７】
１１  気筒（燃焼室）
２１  中央の点火栓
２２  側方の点火栓
３１  点火時期
３１ａ  点火時期
３２  点火時期
３２ｂ  点火時期
４１  点火時期補正量
４２  点火時期補正量
４３  位相差量
４４  点火時期補正量
４５  点火時期補正量
５１  第１パターン
５２  第２パターン
５３  第３パターン
６１  位相差量
６２  位相差量
６３  位相差量
６４  位相差量
１１１  耐電圧が低い点火栓を使用した場合の限界ライン
１１２  耐電圧が高い点火栓を使用した場合の限界ライン
２０１  １／３ライン
２０２  １／１０ライン
【図１−１】
2007107488.tif 000003
【図１−２】
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【図１−３】
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【図１−４】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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