(57)【要約】【課題】エンジンの点火時期制御装置において、製造されたエンジン夫々が持つ個体差を解消し、設計された計画性能を備えたエンジンを搭載したり、また、エンジンの各気筒間の性能差を小さくして、各気筒のＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）の不均衡を解消することにある。【解決手段】  制御手段は、エンジンの回転変動を検出するエンジン回転変動検出手段と、予め設定された初期点火時期に対して、エンジンの稼働中に各気筒の点火時期を前記初期点火時期から段階的に変更した少なくとも複数の変更パターンを備えた点火時期補正手段と、車両製造ラインで、点火時期補正手段により実施される各変更パターン毎に、エンジン回転変動検出手段によりエンジンの回転変動を検出し、実施された点火時期の変更パターンの中で最も回転変動の小さい点火時期の変更パターンを、基本点火時期として設定する基本点火時期設定手段とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備えた車両用のエンジンを設け、このエンジンの各気筒毎に点火時期を調整する点火時期調整手段を備える制御手段を設けた多気筒エンジンの点火時期制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの回転変動を検出するエンジン回転変動検出手段と、予め設定された初期点火時期に対して、前記エンジンの稼働中に各気筒の点火時期を前記初期点火時期から段階的に変更した少なくとも複数の変更パターンを備えた点火時期補正手段と、車両製造ラインで、前記点火時期補正手段により実施される各変更パターン毎に、前記エンジン回転変動検出手段により前記エンジンの回転変動を検出し、実施された点火時期の変更パターンの中で最も回転変動の小さい点火時期の変更パターンを、基本点火時期として設定する基本点火時期設定手段とを備えていることを特徴とする多気筒エンジンの点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多気筒エンジンの点火時期制御装置に係り、特に車両製造ラインでエンジンの持つ個体差を解消する多気筒エンジンの点火時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては、複数の気筒を備えた多気筒用のエンジンを設け、このエンジンの各気筒毎に点火時期を調整する点火時期調整手段を備えた制御手段を設けた点火時期制御装置を搭載している。
【０００３】
従来、エンジンの気筒別燃焼制御装置には、エンジンの各気筒の空燃比を相対的にリッチ側とリーン側とに分けて制御し、各気筒間のＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）をなくすようにするものがある。
内燃機関の燃焼状態制御装置には、特定気筒での燃焼状態の安定度を判定し、この燃焼安定度が常に安定限界付近を維持するように燃料の供給量等を制御し、同時に筒内圧力が最大となるクランク角度が内燃機関の燃焼が最も効率良く行われる目標値に一致するように、点火時期を制御し、これにより、内燃機関の安定限界付近での燃焼を最良に保つものがある。
内燃機関制御装置には、イオン電流検出装置で検出したＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）等の変動量を用いて、内燃機関の動作を制御して内燃機関の運転状態を効率良く制御するものがある。
【特許文献１】特開平９−１３３０４０号公報
【特許文献２】特開平８−１３５４８２号公報
【特許文献３】特開２００４−３３９９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、多気筒用のエンジンの各気筒間のＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）の不均衡は、エンジン出力の低下につながり、また、エンジン振動の増加、ノック感知不良によるノック制御性不良が起こる。このＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）の不均衡の原因は、空気分配・燃料分配・ＥＧＲ分配の不良、及び、圧縮比のバラツキ、実点火のバラツキが考えられる。
これに対し、十分な注意を払いマージンをとったソフト適合としているが、大量生産のエンジンでのこれら生産公差は、性能低下の要因となっていた。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、製造されたエンジン夫々が持つ個体差（エンジン製造上の生産公差）を解消したり、各気筒間の性能差を小さくする多気筒エンジンの点火時期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】
【０００６】
この発明は、複数の気筒を備えた車両用のエンジンを設け、このエンジンの各気筒毎に点火時期を調整する点火時期調整手段を備える制御手段を設けた多気筒エンジンの点火時期制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの回転変動を検出するエンジン回転変動検出手段と、予め設定された初期点火時期に対して、前記エンジンの稼働中に各気筒の点火時期を前記初期点火時期から段階的に変更した少なくとも複数の変更パターンを備えた点火時期補正手段と、車両製造ラインで、前記点火時期補正手段により実施される各変更パターン毎に、前記エンジン回転変動検出手段により前記エンジンの回転変動を検出し、実施された点火時期の変更パターンの中で最も回転変動の小さい点火時期の変更パターンを、基本点火時期として設定する基本点火時期設定手段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の多気筒エンジンの点火時期制御装置は、設計された計画性能を備えたエンジンを搭載して商品力の向上に貢献したり、各気筒間のＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）の不均衡を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明は、製造されたエンジン夫々が持つ個体差（エンジン製造上の生産公差）を解消したり、各気筒間の性能差を小さくする目的を、製造されたエンジン夫々で基本点火時期を適正に設定して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。 
【実施例】
【０００９】
図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。 
図１において、１は複数の気筒を備えた車両用のエンジン（４気筒エンジン：♯１、♯２、♯３、♯４）、２はこのエンジン１に連結した自動変速機（ＡＴ）、３はエンジン１の点火時期制御装置である。
エンジン１には、イグニションコイル４を含む点火装置５と、排気還流するＥＧＲ装置６とを設けている。 
自動変速機２は、オイルコントロールバルブ７を備えている。 
点火時期制御装置３には、エンジン１を制御する制御手段（ＥＣＭ）８を設けている。 
【００１０】
この制御手段８は、エンジン１の各気筒毎に点火時期を調整する点火時期調整手段９と、後述するクランク角センサ１５からのエンジン回転速度信号からエンジン１の回転変動を検出するエンジン回転変動検出手段１０と、エンジン１のアイドル運転を判定するアイドル判定手段１１とを備えている。
点火時期調整手段９は、エンジン１のアイドル運転時の点火時期を設定するアイドル基本点火時期設定手段１２と、エンジン１の通常運転時の点火時期を設定する基本点火時期設定手段１３と、前記各設定された点火時期を補正する点火時期補正手段１４と、最終的な点火時期を決定してその信号をイグニションコイル４に送信する点火時期決定手段１５とからなる。
アイドル基本点火時期設定手段１２は、エンジン回転速度を検出してその信号を出力するクランク角センサ１６に連絡している。 
基本点火時期設定手段８は、クランク角センサ１６と、吸入空気量を検出してその信号を出力するエアフローメータ１７と、自動変速機２のオイルコントロールバルブ７の駆動信号を出力するバルブ駆動スイッチ１８と、ＥＧＲ駆動信号を出力するＥＧＲ駆動スイッチ１９とに連絡している。
点火時期補正手段１４は、クランク角センサ１６と、エアフローメータ１７と、吸気管圧力を検出するプレッシャセンサ２０と、エンジン１の冷却水の温度（水温）を検出してその信号を出力する水温センサ２１と、吸入空気の温度（吸気温）を検出してその信号を出力する吸気温センサ２２と、ノック信号を検出して出力するノックセンサ２３と、自動変速機２を制御してその制御状態の信号を出力する自動変速機コントローラ（ＡＴコントローラ）２４と、車速を検出してその信号を出力する車速センサ２５と、バッテリ電圧の検出を可能とするバッテリ２６と、スロットル開度を検出してその信号を出力するスロットルセンサ２７とに連絡している。
また、制御手段８には、この発明に係る制御開始信号を出力する制御開始用機器２８が連絡している。この制御開始用機器２８は、テストスイッチ（ハーネス短絡スイッチ）２９、あるいは、サービスツール等からなり、工場出荷前の初期車両に作動させ、その作動を限定させるものである。
【００１１】
点火時期調整手段９においては、エンジン１が、例えば、４気筒エンジン（♯１、♯２、♯３、♯４）の場合に、イグニションコイル４を第２気筒、第４気筒に装備し、第１気筒、第３気筒に配電する同時点火方式とし、運転状態に応じて点火栓の点火を最適な時期に制御する。この点火時期は、エンジン始動時に実行される始動時制御モードと、通常運転時に実行される通常時制御モードと、点火時期確認モードとにより決定される。なお、通電時間は、エンジン回転速度及びバッテリ電圧により決定される。
前記始動時制御モードは、エンジン回転速度が５０００ｒｐｍ以下のときに、ＢＴＤＣ５℃で点火する。
また、前記通常時制御モードにおいては、アイドル時に、エンジン回転速度により決定されるアイドル基本点火時期に水温状態に応じた補正を加えて最適な制御を行い、一方、アイドル時以外では、吸気量、エンジン回転速度、ＥＧＲ制御状態等により決定される基本点火時期に各種補正を加えて最適な制御を行う。
点火時期の各種補正としては、例えば、アイドル安定化補正と、水温補正と、吸気温補正と、加速時補正と、フューエルカット復帰補正と、ノック制御補正、トルクリダクション要求補正とがある。
前記アイドル安定化補正は、アイドル時の回転変動に応じて補正を行い、回転が低下した場合は進角し、一方、回転が上昇した場合は遅角する。
前記水温補正は、水温に応じて補正を行い、水温が高い程遅角する。 
前記吸気温補正は、吸気温に応じて補正を行い、吸気温が高い程遅角する。 
前記加速時補正は、一定条件下の加速時に遅角し、ノッキングの発生を防止する。 
前記フューエルカット復帰補正は、フューエルカットからの復帰時の回転変動を減らすための補正を行う。 
前記ノック制御補正は、ノックレベルをノックセンサ２３により検出し、このノックレベルに応じた遅角をする。 
前記トルクリダクション要求補正は、変速時に遅角することで、エンジントルクを下げ、変速ショックを抑制する。 
更に、前記点火時期確認モードは、イニシャル点火時期固定モード時に、イニシャル点火時期をＢＴＤＣ５℃に固定する。 
【００１２】
また、制御手段８の点火時期補正手段１４は、予め設定された初期点火時期に対して、エンジン１の稼働中に各気筒の点火時期を前記初期点火時期から段階的に変更した少なくとも複数の変更パターン（図４参照）を備えている。
また、制御手段８の基本点火時期設定手段１３は、車両製造ラインで、点火時期補正手段１４により実施される各変更パターン毎に、エンジン回転変動検出手段１０によりエンジン１の回転変動（ｄｎｅ値：回転変動値）を検出し、実施された点火時期の変更パターンの中で最も回転変動の小さい（最小ｄｎｅ値：最小回転変動値）点火時期の変更パターンを、基本点火時期として設定する。
【００１３】
次に、この実施例に係る点火時期制御を、図２のフローチャートに基づいて説明する。 
図２に示すように、制御手段８のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、実行条件が成立か否かを判断する（ステップＡ０２）。
この実行条件は、図３に示すように、テストスイッチ２９がオンの条件と、アイドル（ＩＤＬ）判定中である条件と、エンジン回転数（Ｎｅ）−目標回転数が、エンジン回転数（Ｎｅ）−目標回転数≦２０ｒｐｍである条件と、水温が、８５℃≦水温≦９５℃である条件と、吸気温が、２５℃≦吸気温≦６０℃である条件と、車速（ＳＰＤ）が、車速（ＳＰＤ）＝０Ｋｍ／ｈである条件とを満足したときに、成立する。
このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。 
このステップＡ０２がＹＥＳで、実行条件を全てクリアした場合には、全てのアイドル（ＩＤＬ）安定化補正制御を停止し、図４に示す点火タイミング補正テスト（１〜６９）の準備に入る（ステップＡ０３）。
そして、図４の点火タイミング補正テスト（１〜６９）を順次に実施し（ステップＡ０４）、各ｄｎｅ値（回転変動値）を保存していく（図４では、４気筒エンジン（♯１、♯２、♯３、♯４）で２℃Ａ補正までを想定したが、対応するエンジンにより変更させる）。 
その後、全ての点火タイミング補正テスト（１〜６９）が終了したら、最小ｄｎｅ値（最小回転変動値）のテストＮＯ．と点火タイミング補正値とを記録する（ステップＡ０５）。
そして、制御手段８の最終演算点火タイミングに補正値を反映し、各気筒間のＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）の不均衡を補正し（ステップＡ０６）、プログラムを終了する（ステップＡ０７）。
【００１４】
このような点火時期制御により、各気筒間のＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）の不均衡を解消し、また、各気筒間の最大圧力や圧力変動率等を揃え、エンジン振動を低減し、更に、ノックキングの発生時の気筒間バラツキを低減してノッキング制御性を向上することができる。つまり、テストスイッチ２９を設けて作動を限定し、制御手段８の車両出荷時学習機能とし、各気筒間のＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）の不均衡の補正により、エンジン製造公差の解消を図ることができる。
【００１５】
この結果、この実施例において、制御手段８は、エンジン１の回転変動を検出するエンジン回転変動検出手段１０と、予め設定された初期点火時期に対して、エンジン１の稼働中に各気筒の点火時期を前記初期点火時期から段階的に変更した少なくとも複数の変更パターンを備えた点火時期補正手段１４と、車両製造ラインで、点火時期補正手段１４により実施される各変更パターン毎に、エンジン回転変動検出手段１０によりエンジン１の回転変動を検出し、実施された点火時期の変更パターンの中で最も回転変動の小さい点火時期の変更パターンを、基本点火時期として設定する基本点火時期設定手段１３とを備えている。
これにより、製造されたエンジン夫々が持つ個体差（エンジン製造上の生産公差）を解消することができ、これにより、設計された計画性能を備えたエンジンを搭載することができるので、商品力の向上に貢献できる。また、エンジン１の各気筒間の性能差を小さくできるので、各気筒間のＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）の不均衡を解消することができる。
【００１６】
なお、この発明は、上述の実施例に限定されず、種々応用改変が可能であることは勿論である。 
この発明に係る点火時期制御は、制御手段内のロジック構成とするが、工場設備側にこの機能を持たせ、製造ライン中でテスト実施、そして、補正値の決定をして、決定定数のみを制御手段に書き込みすれば、制御手段の容量を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
製造されたエンジン夫々で基本点火時期を適正に設定することを、他の装置にも適用することができる。 
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】エンジンの点火時期制御装置のシステム構成図である。
【図２】エンジンの点火時期制御のフローチャートである。
【図３】実行条件を示す説明図である。
【図４】点火タイミング補正テストを示す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  エンジン 
２  自動変速機 
３  点火時期制御装置 
５  点火装置 
８  制御手段 
９  点火時期調整手段 
１０  エンジン回転変動手段 
１１  アイドル判定手段 
１２  アイドル基本点火時期設定手段 
１３  基本点火時期設定手段 
１４  点火時期補正手段 
１５  点火時期決定手段 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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