(57)【要約】【課題】ノッキングを誤検出しても適切に点火時期を制御すること。【解決手段】ＥＣＵ（２４）は、振動を検出するノックセンサ（２３）を備えたエンジン（１）の点火時期を制御する。ＥＣＵは、ノックセンサが振動を検出した際に、エンジンの総駆動時間が所定駆動時間（Ｔ）より小さい場合には、総駆動時間が所定駆動時間以上の場合に比べて小さい遅角量で点火時期を遅角する。これにより、必要以上に点火時期が遅角されるのを防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を検出するノックセンサを備えたエンジンの点火時期制御装置であって、
前記ノックセンサが振動を検出した際に、前記エンジンの総駆動時間が所定駆動時間より小さい場合には、前記総駆動時間が前記所定駆動時間以上の場合に比べて小さい遅角量で点火時期を遅角することを特徴とする点火時期制御装置。
【請求項２】
前記総駆動時間が所定駆動時間より小さい場合に点火時期を遅角した後、点火時期を進角する際には、前記総駆動時間が前記所定駆動時間以上の場合に比べて進角可能量を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火時期制御装置に関し、特に、ノックセンサが設けられるエンジンの点火時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンにおいては、シリンダの振動からノッキングを検出するノックセンサが設けられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のエンジンでは、ノッキングが検出されると、エンジンの点火時期を遅角（リタード）するように制御される。これにより、ノッキングの発生が抑制され、エンジンへの負荷が軽減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、工場出荷後から駆動時間が短い比較的新しいエンジンにあっては、上記したノッキングが起こり難い傾向がある。しかしながら、駆動時間の短いエンジンでは、ピストンとシリンダの内壁とが十分に馴染んでおらず、ノッキングとは関係ない振動が発生することがある。この場合、ノックセンサは、当該振動をノッキングとして誤検出する可能性があるため、不要な点火遅角が行われてしまい、燃費に影響を与えるおそれがある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ノッキングを誤検出しても適切に点火時期を制御することができる点火時期制御装置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】
本発明に係る点火時期制御装置は、振動を検出するノックセンサを備えたエンジンの点火時期制御装置であって、前記ノックセンサが振動を検出した際に、前記エンジンの総駆動時間が所定駆動時間より小さい場合には、前記総駆動時間が前記所定駆動時間以上の場合に比べて小さい遅角量で点火時期を遅角することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、エンジンの総駆動時間が所定駆動時間より小さい場合にノッキングが誤検出されたとしても、比較的小さい遅角量で点火時期が遅角される。このため、必要以上に点火時期が遅角されるのを防止することができる。この結果、燃費の悪化を抑制することができる。このように、ノッキングを誤検出しても適切に点火時期を制御することができ、燃費に影響を与えることがない。
【０００８】
また、本発明に係る上記点火時期制御装置は、前記総駆動時間が所定駆動時間より小さい場合に点火時期を遅角した後、点火時期を進角する際には、前記総駆動時間が前記所定駆動時間以上の場合に比べて進角可能量を小さくすることが好ましい。この構成によれば、比較的小さい遅角量で点火時期を遅角した後、点火時期を進角する際に進角可能量を小さくすることで、必要以上に点火時期が進角されるのを防止することができる。この結果、燃費の悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エンジンの総駆動時間に応じて点火時期を調整することにより、ノッキングを誤検出しても適切に点火時期を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る点火時期制御装置が適用されるエンジンの概念図である。
【図２】本実施の形態に係る点火時期制御のフロー図である。
【図３】変形例に係る点火時期制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る点火時期制御装置を、例えば自動四輪車のエンジンに適用した場合について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る点火時期制御装置を他のタイプの車両（例えば自動二輪車）のエンジンや船外機のエンジンに適用してもよい。また、以下の図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。
【００１２】
図１を参照して、本実施の形態に係る点火時期制御装置が適用されるエンジンの概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る点火時期制御装置が適用されるエンジンの概念図である。なお、本実施の形態において、自動四輪車が通常備えている構成（例えばクランクセンサ等）は備えているものとし、説明は省略する。
【００１３】
図１に示すように、エンジン１は、例えば、直動式のＤＯＨＣ（Double  OverHead  Camshaft）エンジンである。エンジン１は、不図示のクランクケース内にクランクシャフト１０、シリンダ１１及びシリンダヘッド１２等を備えて構成される。シリンダ１１内には、ピストン１３が上下に往復可能に収容されている。クランクシャフト１０とピストン１３とはコンロッド１４によって連結されている。エンジン１では、ピストン１３が上下方向に往復運動することでクランクシャフト１０がコンロッド１４を介して回転される。
【００１４】
シリンダヘッド１２の内部空間は、燃焼室１５を構成している。また、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１６及び排気ポート１７に対応して、吸気バルブ１８及び排気バルブ１９が設けられている。また、吸気バルブ１８及び排気バルブ１９に対応して、一対のカムシャフト２０が設けられている。
【００１５】
クランクシャフト１０及び一対のカムシャフト２０には、不図示のカムチェーンが架け渡されている。クランクシャフト１０の回転は、カムチェーンを介して一対のカムシャフト２０に伝達される。一対のカムシャフト２０が回転されることで、吸気バルブ１８及び排気バルブ１９は燃焼室１５に向けて往復動される。このようにして、吸気バルブ１８及び排気バルブ１９のそれぞれにおける開閉タイミングが調整される。
【００１６】
また、吸気ポート１６の途中には、燃料を噴射するインジェクタ２１が設けられている。吸気ポート１６内でインジェクタ２１から燃料が噴射されると、燃料は吸入空気と混合されて混合気となって燃焼室１５内に導入される。また、燃焼室１５の上方には、点火プラグ２２が設けられている。点火プラグ２２は、後述するＥＣＵ２４の指令に応じて所定のタイミングで火花を発生させる。これにより、燃焼室１５内の混合気が着火される。
【００１７】
また、シリンダ１１の側壁には、振動（例えば、ノッキングに起因する振動）を検出するノックセンサ２３が設けられている。ノックセンサ２３は、例えば圧電素子を有しており、シリンダ１１の振動に応じた信号をＥＣＵ２４に出力する。
【００１８】
エンジン１内の各種動作は、ＥＣＵ２４によって制御される。ＥＣＵ２４は、エンジン１内の各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、エンジン１の各部を制御する制御プログラム等が記憶されている。
【００１９】
ＥＣＵ２４は、上記したノックセンサ２３車両内に設けられた各種センサから車両の状態を判断し、点火プラグ２２の点火時期等を実施する。なお、本発明に係る点火時期制御装置は、ＥＣＵ２４の構成の一部を利用して実現される。詳細は後述するが、ＥＣＵ２４は、エンジン１の総駆動時間や点火プラグ２２の点火回数、車両の積算走行距離等を記憶し、これらの値に基づいて点火プラグ２２の点火時期を調整するように構成されている。
【００２０】
ところで、ノックセンサを備えるエンジンでは、シリンダ周辺に生じる振動が検出され、検出された振動が所定値を超える場合はノッキングが発生していると判定される。そして、点火時期を通常より遅くする（遅角する）ことでノッキングの発生が抑制され、エンジンへの負担が軽減される。
【００２１】
上記のようなノッキングは、例えば、シリンダ内の煤や点火プラグ周りの未燃焼ガスが原因となり、本来の燃焼時期とは異なるタイミングで燃料が燃焼してしまうことで発生する。一方、工場から出荷された後、運転期間が浅い、いわゆる新品状態のエンジンでは、シリンダ内が比較的きれいなため、上記したノッキングは起こり難い傾向がある。
【００２２】
しかしながら、新品状態のエンジンでは総駆動時間が短いので、ピストンとシリンダの内壁とが十分に馴染んでいない。例えば、ピストンやシリンダに金属の削りカスが付着している場合が考えられる。このため、ピストンがシリンダの内壁に引っ掛かることで振動（ピストンスラップノイズ）が発生することがある。
【００２３】
この場合、ノックセンサは、ピストンスラップノイズをノッキングに起因した振動として誤検出してしまう。この結果、ノッキングが発生していないにもかかわらず、点火時期が遅角されてしまい、燃費に影響を与えるおそれがある。
【００２４】
そこで、本発明者等は、上記したピストンスラップノイズが比較的新品状態のエンジンで発生し、ピストンとシリンダの内壁とが十分に馴染めば、当該ピストンスラップノイズは発生しなくなることに着目した。
【００２５】
すなわち、本発明の骨子は、ノッキング（振動）を検出した際に、エンジン１の総駆動時間に応じて点火時期の遅角量を調整することである。具体的には、ノッキングを検出した際に、エンジン１の総駆動時間からエンジン１が新品状態であるか否かを判定し、エンジン１が新品状態であると判定した場合には、通常の遅角量に比べて小さい遅角量で点火時期を遅角する。
【００２６】
本実施の形態において、ＥＣＵ２４は、ピストン１３とシリンダ１１の内壁とが馴染むまでに必要なエンジン駆動時間（所定駆動時間Ｔ）、すなわち、ピストンスラップノイズが発生しなくなる（収束する）までのエンジン駆動時間を予め記憶している。この所定駆動時間Ｔは、予め実験等により求められる。
【００２７】
そして、エンジン駆動中、ノックセンサ２３によってノッキング（所定周波数の振動）を検出されると、ＥＣＵ２４は、これまでのエンジン１の総駆動時間と上記した所定駆動時間Ｔとを比較し、エンジン１が新品状態であるか否かを判定する。すなわち、ノックセンサ２３が検出した振動がノッキングによる振動なのか、それともピストンスラップノイズによる振動なのかが判定される。
【００２８】
エンジン１が新品状態であると判定された場合、すなわち、ノックセンサ２３が検出した振動がピストンスラップノイズによる振動であると判定された場合、ＥＣＵ２４は、点火時期の遅角量に所定の補正係数を乗算し、補正後の遅角量で点火時期を遅角する。
【００２９】
このように、ノックセンサ２３がノッキングを検出した際に、エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間より小さい場合には、総駆動時間が所定駆動時間Ｔ以上の場合に比べて小さい遅角量で点火時期を遅角することで、ノッキングが誤検出されたとしても、必要以上に点火時期が遅角されるのを防止することができる。この結果、燃費の悪化を抑制することができる。このように、エンジン１の総駆動時間に応じて点火時期の遅角量を調整することで、ノッキングを誤検出した場合であっても適切に点火時期を制御することが可能になった。
【００３０】
また、ノッキングを検出して点火時期を遅角した後は、通常、徐々に点火時期が進角され、所定の点火時期まで調整される。しかしながら、上記のようにノッキング検出時に通常の遅角量より小さい遅角量で点火時期が遅角された場合、そもそも遅角量が小さく補正されているため、今まで通りの進角量で進角させてしまうと、所望の点火時期（ＭＢＴ：Minimum  advance  for  the  Best  Torque）を越えて進角されるおそれがある。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、点火時期を遅角した後に進角する際には、エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間Ｔ以上の場合に比べて進角可能量を小さくしている。具体的には、点火時期の進角量に所定の補正係数を乗算し、補正後の進角量で点火時期が進角される。これにより、必要以上に（ＭＢＴを越えて）点火時期が進角されるのを防止することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００３２】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る点火時期制御のフローについて説明する。図２は、本実施の形態に係る点火時期制御のフロー図である。なお、以下に示すフローでは、特に明示が無い限り、動作（判定）の主体はＥＣＵとする。
【００３３】
図２に示すように、制御が開始されると、先ず、ノックセンサ２３（図１参照）により、ノッキングが検出されたか否かが判定される（ステップＳＴ１０１）。ノッキングが検出されない場合（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、点火時期の調整は不要であるとして、通常のタイミングで点火プラグ２２（図１参照）の点火が実施され（ステップＳＴ１０２）、制御が終了する。一方、ノッキングが検出された場合（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、エンジン１（図１参照）の総駆動時間が所定駆動時間Ｔより小さいか否かが判定される（ステップＳＴ１０３）。
【００３４】
エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間Ｔ以上の場合（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）、ノックセンサ２３が検出した振動はノッキングによる振動であると判定される。すなわち、ピストン１３とシリンダ１１の内壁（共に図１参照）とは十分に馴染んでおり、ピストンスラップノイズは発生していないものと判定される。この場合、通常の遅角量で点火時期を遅角して点火プラグ２２の点火が実施され（ステップＳＴ１０４）、制御が終了する。ここで、通常の遅角量とは、ノッキングが発生した場合に調整される点火時期の遅角量を表している。
【００３５】
一方、エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間Ｔより小さい場合（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）、ノックセンサ２３が検出した振動はピストンスラップノイズによる振動であると判定される。すなわち、ピストン１３とシリンダ１１の内壁とは十分に馴染んでおらず、ピストンスラップノイズが発生していると判定される。
【００３６】
この場合、ステップＳＴ１０４における遅角量に比べて小さい遅角量で点火時期を遅角して点火プラグ２２の点火が実施される（ステップＳＴ１０５）。具体的には、ノッキングが発生した場合の通常の遅角量（ステップ１０４における遅角量）に所定の補正係数（例えば、０．５）を乗算して補正し、補正後の遅角量で点火が実施される。以上により、制御が終了する。
【００３７】
このように、ノッキング（振動）が検出されたとしても、エンジン１の総駆動時間に基づいて、ノッキング本来の振動か、それともピストンスラップノイズに起因した振動かを判定することができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間Ｔより小さい場合にノッキングが誤検出されたとしても、比較的小さい遅角量で点火時期が遅角される。このため、必要以上に点火時期が遅角されるのを防止することができる。この結果、燃費の悪化を抑制することができる。このように、ノッキングを誤検出しても適切に点火時期を制御することができ、燃費に影響を与えることがない。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００４０】
例えば、上記した実施の形態では、エンジン１の総駆動時間に基づいて、エンジン１が新品であるか否か（ノックセンサ２３の検出する振動がノッキング本来の振動か、それともピストンスラップノイズに起因した振動かどうか）を判定する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、点火プラグ２２の総点火回数や、車両の積算走行距離に基づいて判定されてもよい。この場合、判定に用いる点火プラグ２２の所定点火回転数や車両の所定走行距離を予め実験等により求めておき、ＥＣＵ２４に記憶させることが好ましい。
【００４１】
また、上記した実施の形態では、遅角量の補正係数を０．５で説明したが、これに限定されない。例えば、補正係数をゼロ、すなわち遅角量をゼロとしてもよい。
【００４２】
また、上記した実施の形態において、点火時期を遅角した後に進角する際には、エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間Ｔ以上の場合に比べて進角可能量を小さくしている。具体的には、点火時期の進角量に所定の補正係数を乗算し、補正後の進角量で点火時期が進角される。これにより、必要以上に（ＭＢＴを越えて）点火時期が進角されるのを防止することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００４３】
また、上記した実施の形態では、エンジン１の総駆動時間でのみ、エンジン１が新品であるか否かを判定する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、図３に示す方法も可能である。図３は、変形例に係る点火時期制御のフロー図である。図３においては、エンジン１が新品であるか否かを判定する際に、エンジン１の総駆動時間だけでなく、車両の積算走行距離を用いる点で、本実施の形態と相違する。
【００４４】
図３に示すように、制御が開始されると、先ず、ノックセンサ２３により、ノッキングが検出されたか否かが判定される（ステップＳＴ２０１）。ノッキングが検出されない場合（ステップＳＴ２０１：ＮＯ）、通常のタイミングで点火プラグ２２の点火が実施され（ステップＳＴ２０２）、制御が終了する。一方、ノッキングが検出された場合（ステップＳＴ２０１：ＹＥＳ）、エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間Ｔより小さいか否かが判定される（ステップＳＴ２０３）。
【００４５】
エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間Ｔ以上の場合（ステップＳＴ２０３：ＮＯ）、ノックセンサ２３が検出した振動はノッキングによる振動であると判定される。この場合、通常の遅角量で点火時期を遅角して点火プラグ２２の点火が実施され（ステップＳＴ２０５）、制御が終了する。
【００４６】
一方、エンジン１の総駆動時間が所定駆動時間Ｔより小さい場合（ステップＳＴ２０３：ＹＥＳ）、更に、車両の積算走行距離が所定走行距離Ｌ（例えば、１０００ｋｍ）より小さいか否かが判定される（ステップＳＴ２０４）。車両の積算走行距離が所定走行距離Ｌ以上の場合（ステップＳＴ２０４：ＮＯ）、ノックセンサ２３が検出した振動はノッキングによる振動であると判定され、ステップＳＴ２０５の処理が実施される。これにより、制御が終了する。
【００４７】
一方、車両の積算走行距離が所定走行距離Ｌより小さい場合（ステップＳＴ２０４：ＹＥＳ）、ノックセンサ２３が検出した振動はピストンスラップノイズによる振動であると判定される。この場合、ステップＳＴ２０５における遅角量に比べて小さい遅角量で点火時期を遅角して点火プラグ２２の点火が実施される（ステップＳＴ２０６）。具体的には、ノッキングが発生した場合の通常の遅角量（ステップ２０５における遅角量）に所定の補正係数（例えば、０．５）を乗算して補正し、補正後の遅角量で点火が実施される。以上により、制御が終了する。
【００４８】
このように、変形例においても、ノッキング（振動）が検出された場合に、エンジン１の総駆動時間及び車両の積算走行距離に基づいて、ノッキング本来の振動か、それともピストンスラップノイズに起因した振動かを判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように、本発明は、ノッキングを誤検出しても適切に点火時期を制御することができるという効果を有し、特に、ノックセンサが設けられるエンジンの点火時期制御装置に有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  エンジン
１１  シリンダ
１３  ピストン
２２  点火プラグ
２３  ノックセンサ
２４  ＥＣＵ（点火時期制御装置）
Ｔ  所定駆動時間
【図１】
2017150398.tif 000003
【図２】
2017150398.tif 000004
【図３】
2017150398.tif 000005