(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸に直結クラッチにより直結可能な流体継手を介して変速機の接続された内燃機関の点火時期制御装置において、
内燃機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記直結クラッチの作動状態を検出する直結クラッチ作動状態検出手段と、
前記機関回転速度検出手段の検出出力に基づいて第１目標点火時期をＭＢＴに設定する第１目標点火時期設定手段と、
前記機関回転速度検出手段の検出出力に応じて前記第１目標点火時期よりも遅角側の第２目標点火時期を設定する第２目標点火時期設定手段と、
前記直結クラッチ作動状態検出手段により検出される直結クラッチの作動状態が直結状態である間は前記第１目標点火時期設定手段により設定される前記第１目標点火時期を選択し、非直結状態である間は前記第２目標点火時期設定手段により設定される前記第２目標点火時期を選択して点火時期を制御する点火時期制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
前記直結クラッチ作動状態検出手段は前記直結クラッチの作動指令を検出するものであって、
前記点火時期制御手段は、前記直結クラッチ作動状態検出手段により直結クラッチの作動指令が非直結状態から直結状態に切り換わったことが検出されたときには、該検出時点から所定期間経過後に点火時期を前記第２目標点火時期から前記第１目標点火時期へ切り換えることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
前記第２目標点火時期設定手段により設定される前記第２目標点火時期は、内燃機関の回転速度上昇に伴って前記第１目標点火時期設定手段により設定される前記第１目標点火時期に近づき、高回転速度域では前記第１目標点火時期と略同一であることを特徴とする、請求項１または２記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に係り、詳しくは、出力軸に直結クラッチにより直結可能な流体継手を介して変速機の接続された内燃機関の点火制御技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
車両に搭載された火花点火式の内燃機関（エンジン）では、燃費の向上を図るとともに最適出力を得るべく、通常運転時には点火時期をＭＢＴ（Minimum  Advance  for  the  Best  Torque）に設定するようにしている。
一方、アイドル運転時には、エンジン回転速度の安定化を図るべく、通常は点火時期をＭＢＴよりも遅角側に設定している。
【０００３】
そして、エンジンの運転状態がアイドル運転から通常運転に切り換わったときには、遅角していた点火時期をエンジン回転速度の上昇に応じてＭＢＴに移行させるようにしている。
また、例えばアイドル運転からの発進後所定時間経過したら点火時期を基本点火時期（例えば、ＭＢＴ）に切り換える構成の装置が特公平５−４３８７２号公報等に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようにエンジンの運転状態がアイドル運転から通常運転に切り換わったとき或いは発進後所定時間経過したときに、遅角していた点火時期をエンジン回転速度の上昇に応じてＭＢＴに移行させるようにする場合、エンジン回転速度の変化に対して移行速度が速いと、外乱等によってエンジン回転速度が変化したときにおいて、当該回転変化によってエンジンの出力トルクが大きく変動し、車両がサージングを引き起こす可能性がある。
【０００５】
そこで、点火時期をＭＢＴに移行させる際には、エンジン回転速度の変化に対してできるだけ移行速度を緩やかにすることが望まれる。
また一方、エンジンの出力軸が直結クラッチを備えたトルクコンバータ（流体継手）を介して変速機（例えば、自動変速機）に接続されているような車両においては、直結クラッチが直結状態であるときにエンジンの出力トルクが変動することは好ましいことではない。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、出力軸に直結クラッチにより直結可能な流体継手を介して変速機の接続された内燃機関において、トルク変動を防止しながら点火時期の最適化を図った内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明では、出力軸に直結クラッチにより直結可能な流体継手を介して変速機の接続された内燃機関の点火時期制御装置において、内燃機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、前記直結クラッチの作動状態を検出する直結クラッチ作動状態検出手段と、前記機関回転速度検出手段の検出出力に基づいて第１目標点火時期をＭＢＴに設定する第１目標点火時期設定手段と、前記機関回転速度検出手段の検出出力に応じて前記第１目標点火時期よりも遅角側の第２目標点火時期を設定する第２目標点火時期設定手段と、前記直結クラッチ作動状態検出手段により検出される直結クラッチの作動状態が直結状態である間は前記第１目標点火時期設定手段により設定される前記第１目標点火時期を選択し、非直結状態である間は前記第２目標点火時期設定手段により設定される前記第２目標点火時期を選択して点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
従って、内燃機関（エンジン）の運転状態がアイドル運転状態ではない通常運転状態である場合にはエンジン回転速度の上昇に伴って直結クラッチは直結状態となり、直結状態である間は点火時期がエンジンの回転速度に基づいた最適な第１目標点火時期（ＭＢＴ）とされて出力トルクの確保と燃費の向上とが図られ、一方、エンジンの運転状態がアイドル運転状態であるような場合には直結クラッチは非直結状態となり、非直結状態である間は点火時期が第１目標点火時期に対し遅角側のアイドル運転状態に最適な第２目標点火時期とされてエンジン回転速度の安定化が図られる。
【０００９】
また、直結クラッチが非直結状態にある間に亘り、第２目標点火時期はエンジンの回転速度に応じて設定されるので、点火時期が急変することはなく、エンジンの出力トルクの変動が抑制される。
つまり、請求項１の発明では、直結クラッチが直結状態か非直結状態かに応じて点火時期を第１目標点火時期（ＭＢＴ）と遅角側の第２目標点火時期とに切り換え、さらに第２目標点火時期をエンジンの回転速度に応じて設定することにより、トルク変動を防止しながら点火時期の最適化が図られ、ドライバビリティの向上を図りながら出力トルクの確保と燃費の向上とが実現される。
【００１０】
この場合、第１目標点火時期はＭＢＴであるので、直結クラッチが直結状態であると出力トルクの変動がそのまま車輪に伝達されて車両がサージングを引き起こし易いのであるが、直結クラッチが直結状態となったときに点火時期がＭＢＴに設定されると、点火時期は大きく変化しなくなることになり、直結クラッチが直結状態のときにおいてもエンジンの出力トルクの変動が抑制される。
【００１１】
また、請求項２の発明では、前記直結クラッチ作動状態検出手段は前記直結クラッチの作動指令を検出するものであって、前記点火時期制御手段は、前記直結クラッチ作動状態検出手段により直結クラッチの作動指令が非直結状態から直結状態に切り換わったことが検出されたときには、該検出時点から所定期間経過後に点火時期を前記第２目標点火時期から前記第１目標点火時期へ切り換えることを特徴としている。
【００１２】
従って、直結クラッチの非直結状態から直結状態への切り換え時には作動遅れがあり、直結クラッチが非直結状態から直結状態に完全に切り換わらないうちに点火時期が第２目標点火時期から進角側の第１目標点火時期に切り換わると、エンジン回転が不安定になる可能性があり、エンジンストールのおそれもあるが、作動指令後、直結クラッチが非直結状態から直結状態に切り換わってから所定期間経過後に点火時期を第２目標点火時期から第１目標点火時期へ切り換えることにより、エンジン回転が不安定になることが未然に防止される。
【００１３】
また、請求項３の発明では、前記第２目標点火時期設定手段により設定される前記第２目標点火時期は、内燃機関の回転速度上昇に伴って前記第１目標点火時期設定手段により設定される前記第１目標点火時期に近づき、高回転速度域では前記第１目標点火時期と略同一であることを特徴としている。
従って、直結クラッチが非直結状態にある間に亘り、第２目標点火時期はエンジンの回転速度に応じて第１目標点火時期に近づくように滑らかに設定されることになるので、直結クラッチが非直結状態から直結状態に切り換わったときにおいて、第１目標点火時期と第２目標点火時期との差が小さく或いは殆ど無くなり、点火時期が第２目標点火時期から進角側の第１目標点火時期に切り換わっても、エンジンの出力トルクの変動が効果的に抑制される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置の概略構成図が示されており、以下当該内燃機関の点火時期制御装置の構成を説明する。
【００１５】
エンジン（内燃機関）１の駆動軸２には流体継手４を介して自動変速機（Ａ／Ｔ）１０が接続されており、Ａ／Ｔ１０には、図示しないがデファレンシャルギヤユニット、車軸を介して一対の車輪が接続されている。なお、Ａ／Ｔ１０に変えて無段変速機（ＣＶＴ）を用いるようにしてもよい。
エンジン１としては、火花点火式４気筒ガソリンエンジンが採用され、エンジン１のシリンダヘッドには、点火コイル２０を介して各気筒毎に点火プラグ２２が配設されている。
【００１６】
流体継手４は、トルクコンバータとして公知のものであり、ポンプ４ａとタービン４ｂとから構成されている。また、流体継手４は、ポンプ４ａとタービン４ｂとの断接を行うロックアップクラッチ（直結クラッチ）６とロックアップクラッチ６の断接制御を行う油圧ユニット８を有し、車両或いはエンジン１の運転状況に応じて直結（ロックアップ）と非直結との切換えが可能である。
【００１７】
エンジン１には、クランク角を検出するクランク角センサ３０が設けられており、当該クランク角センサ３０によりエンジン回転速度Ｎeが検出される（運転状態検出手段）。また、流体継手４には、ポンプ４ａのポンプ回転速度を検出するポンプ回転センサ３２、タービン４ｂのタービン回転速度を検出するタービン回転センサ３４が設けられている。
【００１８】
電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）等からなり、エンジン１等の車両の各種制御を司る主制御装置であり、その入力側には、上述のクランク角センサ３０、ポンプ回転センサ３２、タービン回転センサ３４等の各種センサ類が接続されている。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上述の点火コイル２０や油圧ユニット８等が接続されている。
【００１９】
以下、このように構成された本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置の作用について説明する。
図２を参照すると、ＥＣＵ４０が実行する本発明に係る点火時期制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下当該フローチャートに沿い説明する。
【００２０】
ステップＳ１０では、ＥＣＵ４０から油圧ユニット８に対してロックアップクラッチ６の作動指令がなされたか否かを判別する。なお、ロックアップクラッチ６は、例えば、エンジン回転速度Ｎeが低速側から所定の直結速度Ｎe1になると直結状態とされ、高速側から所定の非直結速度Ｎe2（Ｎe2＜Ｎe1）になると非直結状態とされるように設定されている。
【００２１】
ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、ロックアップクラッチ６の作動指令がないと判定された場合には何もせずに当該ルーチンを抜け、一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、ロックアップクラッチ６の作動指令がなされたと判定された場合にはステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、ロックアップクラッチ６の作動指令が非直結指令であるか否かを判別する（直結クラッチ作動状態検出手段）。判別結果が真（Ｙｅｓ）で、ロックアップクラッチ６の作動指令が非直結指令であると判定された場合には、ステップＳ１４に進む。
【００２２】
ステップＳ１４では、点火プラグ２２の点火時期として非直結時点火時期を選択する（点火時期制御手段）。
詳しくは、ＥＣＵ４０では、図３に示すように、点火時期として非直結時点火時期（破線）（第２目標点火時期）と直結時点火時期（実線）（第１目標点火時期）とをエンジン回転速度Ｎeに応じてそれぞれ個別に演算して求めており、ここでは、非直結時点火時期を選択して点火制御を行う。ここに、直結時点火時期（実線）は、燃費の向上を図るとともに最適出力を得るべくＭＢＴに設定され、非直結時点火時期（破線）は、エンジン回転速度Ｎeの安定化を図るべくＭＢＴよりも遅角側に設定されている（第１目標点火時期設定手段、第２目標点火時期設定手段）。そして、同図に示すように、非直結時点火時期（破線）は、エンジン回転速度Ｎeの上昇に伴い緩やかに直結時点火時期（実線）、即ちＭＢＴに接近し、高回転域ではＭＢＴに一致（必ずしも一致しておらず略一致でもよい）するように設定されている。
【００２３】
従って、例えば、アイドル運転状態である場合には、エンジン回転速度Ｎeは上記所定の直結速度Ｎe1よりも小さいアイドル回転速度Ｎiであり、ロックアップクラッチ６は非直結状態とされるので、アイドル運転時には非直結時点火時期（破線）が選択される。つまり、アイドル運転時には、点火時期はＭＢＴよりも遅角側のアイドル運転に適正な点火時期とされ、アイドル運転状態から通常運転状態に移行すると、点火時期はエンジン回転速度Ｎeの上昇に応じて緩やかにＭＢＴに接近することとなる。
【００２４】
エンジン回転速度Ｎeが上昇して所定の直結速度Ｎe1に達すると、ＥＣＵ４０から油圧ユニット８に対してロックアップクラッチ６の作動指令がなされることになり、この場合には、ステップＳ１２の判別結果は偽（Ｎｏ）であり、ロックアップクラッチ６の作動指令が直結指令であると判定され、ステップＳ１６に進む。
【００２５】
ステップＳ１６では、直結指令後、所定時間（所定期間）が経過したか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、直結指令後、未だ所定時間が経過していないと判定された場合には、上記ステップＳ１４に進み、非直結時点火時期による点火制御を継続する。つまり、直結指令後、未だ所定時間が経過していないと判定された場合には、ロックアップクラッチ６の作動遅れにより、ロックアップクラッチ６が未だ直結状態に完全に切り換わっていないと判断でき、この状態で点火時期を非直結時点火時期（破線）から直結時点火時期（実線）に切り換えると、エンジンの出力トルクが変動してエンジン回転が不安定になる可能性があり、エンジンストールのおそれもあるため、点火時期を非直結時点火時期に保持するようにする。これにより、エンジン回転が不安定になることが防止される。
【００２６】
一方、ステップＳ１６の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、直結指令後、所定時間が経過したと判定された場合には、ロックアップクラッチ６の作動遅れは解消し、もはやエンジン回転が不安定になることはないと判断でき、次にステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、点火プラグ２２の点火時期として直結時点火時期を選択する（点火時期制御手段）。つまり、ロックアップクラッチ６が直結状態に完全に切り換わったときには、点火時期はＭＢＴとされる。これにより、燃費の向上が図られ、出力トルクが十分に確保される。
【００２７】
このように、本発明では、ロックアップクラッチ６が直結状態か非直結状態かに応じて点火時期をＭＢＴである直結時点火時期（実線）とこれより遅角側の非直結時点火時期（破線）とに切り換えるようにし（図３矢線参照）、さらに、非直結時点火時期については、エンジン回転速度Ｎeの上昇に伴い緩やかにＭＢＴである直結時点火時期に接近し、高回転域ではＭＢＴに一致或いは略一致するように設定しているので、エンジン１の出力トルク変動を防止しながら点火時期の最適化を図ることができる。
【００２８】
特に、非直結時点火時期については、エンジン回転速度Ｎeの上昇に応じてＭＢＴである直結時点火時期に滑らかに近づくように設定されるので、ロックアップクラッチ６が非直結状態から直結状態に切り換わったときにおいて、直結時点火時期（実線）と非直結時点火時期（破線）との差ΔＳＡが小さく或いは殆ど無くなることになり、点火時期が非直結時点火時期から進角側の直結時点火時期に切り換わったときでも、エンジン１の出力トルクの変動を効果的に抑制することができる。
【００２９】
また、ロックアップクラッチ６が直結状態であるとエンジン１の出力トルクの変動がそのまま車輪に伝達されて車両がサージングを引き起こし易いのであるが、ロックアップクラッチ６が直結状態となったときには点火時期はＭＢＴである直結時点火時期に設定されて大きく変化しなくなるので、ロックアップクラッチ６が直結状態であるときにおいてもエンジン１の出力トルクの変動を良好に抑制することができる。
【００３０】
これにより、車両のドライバビリティの向上を図りながら出力トルクの確保と燃費の向上とを実現することができる。
以上で説明を終えるが、本発明の実施形態は上記実施形態に限られるものはない。
例えば、上記実施形態では、直結指令後、所定時間が経過したか否かを判別するようにして、ロックアップクラッチ６が直結状態に完全に切り換わったことを判定するようにしたが、ポンプ回転センサ３２からのポンプ回転速度とタービン回転センサ３４からのタービン回転速度とが一致したか否かを判別することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の内燃機関の点火時期制御装置によれば、直結クラッチが直結状態か非直結状態かに応じて点火時期を第１目標点火時期（ＭＢＴ）と遅角側の第２目標点火時期とに切り換え、さらに第２目標点火時期をエンジンの回転速度に応じて設定するようにしたので、トルク変動を防止しながら点火時期の最適化を図ることができ、ドライバビリティの向上を図りながら出力トルクの確保と燃費の向上とを実現することができる。
【００３２】
また、請求項２の内燃機関の点火時期制御装置によれば、作動指令後、直結クラッチが非直結状態から直結状態に切り換わってから所定期間経過後に点火時期を第２目標点火時期から進角側の第１目標点火時期へ切り換えるようにするので、エンジン回転が不安定になることを未然に防止することができる。
また、請求項３の内燃機関の点火時期制御装置によれば、直結クラッチが非直結状態にある間に亘り、第２目標点火時期はエンジンの回転速度に応じて第１目標点火時期に近づくように滑らかに設定されることになるので、直結クラッチが非直結状態から直結状態に切り換わったときにおいて、第１目標点火時期と第２目標点火時期との差が小さく或いは殆ど無くなり、点火時期が第２目標点火時期から進角側の第１目標点火時期に切り換わっても、エンジンの出力トルクの変動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る点火時期制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】非直結時点火時期（破線）と直結時点火時期（実線）とを示す図である。
【符号の説明】
１  エンジン（内燃機関）
４  流体継手（トルクコンバータ）
４ａ  ポンプ
４ｂ  タービン
６  ロックアップクラッチ（直結クラッチ）
８  油圧ユニット
１０  自動変速機（Ａ／Ｔ）
２２  点火プラグ
４０  電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
【図１】
0003944713.tif 000002
【図２】
0003944713.tif 000003
【図３】
0003944713.tif 000004