(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に配置された少なくとも３個以上のシリンダを備えた多気筒エンジンにおいて、
隣接するシリンダを片側に有するシリンダの点火時期を、隣接するシリンダを両側に有するシリンダの点火時期よりも進角させ、且つエンジンの一部の回転数領域では隣接するシリンダを両側に有するシリンダでノッキングが発生する限界進角量よりも進角させたことを特徴とする、多気筒エンジンにおける点火方法。
【請求項２】
前記エンジンは水冷エンジンであり、前記シリンダの点火時期を決定するマップが、冷却効果の異なるシリンダ毎に設定されることを特徴とする、請求項１に記載の多気筒エンジンにおける点火方法。
【請求項３】
直列に配置された４個のシリンダを備えた水冷４気筒エンジンにおいて、
シリンダ配列方向両端に位置する２個のシリンダの点火時期を互いに同一とし且つシリンダ配列方向中間に位置する２個のシリンダの点火時期よりも進角させ、
シリンダ配列方向中間に位置する２個のシリンダの点火時期を各々のシリンダの冷却効果に応じて相異ならせたことを特徴とする、多気筒エンジンにおける点火方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直列に配置された少なくとも３個以上のシリンダを備えた多気筒エンジンに関し、特にそのエンジンの点火方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に多気筒エンジンの点火時期の制御はエンジン回転数をパラメータとするマップに基づいて行われるが、その際に複数のシリンダの点火時期は共通のマップに基づいて同じタイミングに設定されていた。
【０００３】
また、特公平６−８９７２９号公報には、２個のシリンダがクランクピンを共有するＶ型２気筒エンジンにおいて、回転変動の発生を見越して過進角となる側のシリンダの点火時期の設定を予めリタードしておき、両シリンダを実質的に同じタイミングで点火して両シリンダが発生する出力を均等化するものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、直列多気筒エンジンでは、シリンダ列の両端に位置するシリンダは熱源となる他のシリンダが１個しか隣接しておらず、しかも自身の外周の約３／４が冷却水に接触しているため、冷却効果が充分に発揮されて温度が低くなる傾向がある。一方、シリンダ列の両端に位置しないシリンダは熱源となる他のシリンダが２個隣接しており、しかも自身の外周の約１／２しか冷却水に接触していないため、冷却効果が充分に発揮されずに温度が高くなる傾向がある。
【０００５】
良く知られているように、点火時期を進角するとエンジン出力を増加させることができるが、進角量が過剰になるとノッキングが発生するため、点火時期を検索するマップはノッキングが発生する限界進角量（ノッキング限界）に対して所定のマージンを持つように設定されている。そして前記ノッキング限界はシリンダの温度によって異なり、低温のシリンダはノッキング限界が高いために進角量を大きく設定することができ、高温のシリンダはノッキング限界が低いために進角量を大きく設定することができない。
【０００６】
しかしながら、従来のように各シリンダを同一タイミングで点火したり、或いは回転変動を見越して実質的に同一タイミングとなるように点火時期を変え、各シリンダの出力を均等化するという考えに立つと、高温でノッキング限界が低いシリンダによって点火時期が設定されてしまうため、低温でノッキング限界が高いシリンダの能力を充分に発揮させることができなかった。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたものであって、多気筒エンジンの点火時期を熱負荷状況に応じてシリンダ毎に異ならせることにより、シリンダ毎に最適の出力を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、直列に配置された少なくとも３個以上のシリンダを備えた多気筒エンジンにおいて、隣接するシリンダを片側に有するシリンダの点火時期を、隣接するシリンダを両側に有するシリンダの点火時期よりも進角させ、且つエンジンの一部の回転数領域では隣接するシリンダを両側に有するシリンダでノッキングが発生する限界進角量よりも進角させたことを特徴とし、また請求項２の発明は、請求項１の上記特徴に加えて、前記エンジンが水冷エンジンであり、前記シリンダの点火時期を決定するマップが、冷却効果の異なるシリンダ毎に設定されることを特徴とする。
【０００９】
更に請求項３の発明は、直列に配置された４個のシリンダを備えた水冷４気筒エンジンにおいて、シリンダ配列方向両端に位置する２個のシリンダの点火時期を互いに同一とし且つシリンダ配列方向中間に位置する２個のシリンダの点火時期よりも進角させ、シリンダ配列方向中間に位置する２個のシリンダの点火時期を各々のシリンダの冷却効果に応じて相異ならせたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図３は本発明の第１実施例を示すもので、図１はエンジン点火装置のブロック図、図２はシリンダブロックの横断面図、図３はエンジン回転数と点火時期との関係を示すグラフである。
【００１２】
図１は直列４気筒エンジンの点火装置を示すもので、バッテリ１にヒューズ２及びイグニッションスイッチ３を介して第１イグニッションコイル４ａ及び第２イグニッションコイル４ｂが接続されており、＃１シリンダ〜＃４シリンダにそれぞれ対応する４個の点火プラグ５1 〜５4 のうち、シリンダブロックの長手方向両端に位置する＃１シリンダ及び＃４シリンダの点火プラグ５1 ，５4 は前記第１イグニッションコイル４ａに接続され、またシリンダブロックの長手方向内側に位置する＃２シリンダ及び＃３シリンダの点火プラグ５2 ，５3 は前記第２イグニッションコイル４ｂに接続される。
【００１３】
イグナイター６に設けられたマイクロコンピュータ７は、クランクシャフトの回転に応じてパルスを発生するパルスジェネレータ８からの信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段９と、エンジン回転数Ｎｅに基いて点火時期を検出する第１マップ１０ａ及び第２マップ１０ｂと、第１マップ１０ａから検出された点火時期に基づいて前記第１イグニッションコイル４ａを作動させる第１トランジスタ１１ａと、第２マップ１０ｂから検出された点火時期に基づいて前記第２イグニッションコイル４ｂを作動させる第２トランジスタ１１ｂとを備える。
【００１４】
図２に示すように、エンジンのシリンダブロック１２には一体に形成された４連のシリンダ１３1 〜１３4 が設けられる。前述したように＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 はシリンダブロック１２の長手方向外側に位置しており、＃２シリンダ１３2 及び＃３シリンダ１３3 はシリンダブロック１２の長手方向内側に位置している。従って、＃１シリンダ１３1 には＃２シリンダ１３2 だけが隣接し、＃４シリンダ１３4 には＃３シリンダ１３3 だけが隣接するのに対して、＃２シリンダ１３2 には＃１シリンダ１３1 及び＃３シリンダ１３3 が隣接し、＃３シリンダ１３1 には＃２シリンダ１３2 及び＃４シリンダ１３4 が隣接することになる。
【００１５】
シリンダブロック１２には前記シリンダ１３1 〜１３4 の外周を囲繞するようにウオータジャケット１４が形成されており、シリンダブロック１２の一側面中央部（＃２シリンダ１３2 と＃３シリンダ１３3 との間）に設けた冷却水入口１５からウオータジャケット１４に供給された冷却水は、シリンダ１３1 〜１３4 の外周を流れてシリンダブロック１２の他側面端部（＃４シリンダ１３4 の近傍）に設けた冷却水出口１６から排出される。  従って、熱源となるシリンダが１個しか隣接しておらず、且つ外周の約３／４が冷却水に接触する＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 は効率良く冷却され、その温度が低くなる傾向がある。一方、熱源となるシリンダが２個隣接しており、且つ外周の約１／２しか冷却水に接触しない＃２シリンダ１３2 及び＃３シリンダ１３3 は充分に冷却されず、その温度が高くなる傾向がある。その結果、エンジン出力を増加させるべく点火時期を進角しようとした場合、温度が高くノッキングタフネスが低い＃２シリンダ１３2 及び＃３シリンダ１３3 が早期にノッキングを起こすため、温度が低くノッキングタフネスが高い＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 が更に進角する余裕を残しながら、エンジン出力の増加が抑制されてしまう問題がある。
【００１６】
しかしながら、本実施例では上記問題を以下のようにして解決し、ノッキングを回避しながらエンジン出力の増加を図っている。
【００１７】
図１において、パルスジェネレータ８の出力に基づいてエンジン回転数検出手段９がエンジン回転数Ｎｅを検出すると、そのエンジン回転数Ｎｅに基づいて第１マップ１０ａ及び第２マップ１０ｂが検索され、＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 の点火時期と、＃２シリンダ１３2 及び＃３シリンダ１３3 の点火時期とがそれぞれ別個に算出される。
【００１８】
図３から明らかなように、隣接するシリンダを片側に有するシリンダ、即ち比較的に低温な＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 の点火時期は、そのノッキング限界が高進角側にあることから所定の適正マージンをもって高進角側に設定されている。一方、隣接するシリンダを両側に有するシリンダ、即ち比較的に高温な＃２シリンダ１３2 及び＃３シリンダ１３3 の点火時期は、そのノッキング限界が低進角側にあることから所定の適正マージンをもって低進角側に設定されている。しかも比較的に低温な＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 の点火時期は、図３から明らかなようにエンジンの一部の回転数領域では、比較的に高温な＃２シリンダ１３2 及び＃３シリンダ１３3 でノッキングが発生する限界進角量（即ちノッキング限界）よりも進角させている。
【００１９】
而して、第１マップ１０ａから検索した点火時期に基づいて第１トランジスタ１１ａをＯＮ／ＯＦＦすることにより、第１イグニッションコイル４ａを介して第１シリンダ１３1 の第１点火プラグ５1 及び＃４シリンダ１３4 の第４点火プラグ５4 が点火され、また第２マップ１０ｂから検索した点火時期に基づいて第２トランジスタ１１ｂをＯＮ／ＯＦＦすることにより、第２イグニッションコイル４ｂを介して第２シリンダ１３2 の第２点火プラグ５2 及び＃３シリンダ１３3 の第３点火プラグ５3 が点火される。その結果、各シリンダ１３1 〜１３4 の点火プラグ５1 〜５4 の点火時期がノッキングを起こさない範囲で必要最小限の適正マージンをもって進角されるので、エンジン出力を最大限に増加することが可能となる。
【００２０】
図４は、各シリンダ１３1 〜１３4 の点火プラグ５1 〜５4 の点火時期を同一のマップに基づいて制御する従来例である。この場合、低進角側にある＃２シリンダ１３2 及び＃３シリンダ１３3 のノッキング限界に対して所定の適正マージンをもって点火時期が設定されているので、その点火時期と高進角側にある＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 のノッキング限界との間に不必要な過剰マージンが発生し、その過剰分に相当するエンジン出力が有効利用できないことになる。
【００２１】
上記第１実施例を以下のように変更することにより、エンジン出力を更に増加させることができる。
【００２２】
図２において、＃２シリンダ１３2 の冷却効果と＃３シリンダ１３3 の冷却効果とを比較すると、冷却水入口１５側の側面では該冷却水入口１５からの距離が等しいために＃２、＃３シリンダ１３2 ，１３3 の冷却効果は等しくなるが、冷却水出口１６側の側面では＃２シリンダ１３2 を冷却して温度上昇した冷却水が＃３シリンダ１３3 を冷却することになるため、全体として＃３シリンダ１３3 の冷却効果が＃２シリンダ１３2 の冷却効果よりも低くなる。即ち、＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 の冷却効果が最も高く、それに次いで＃２シリンダ１３2 の冷却効果が高く、＃３シリンダ１３3 の冷却効果が最も低くなる。
【００２３】
そこで、点火時期の異なる３種類のマップを設定し、点火時期を最も大きく進角したマップで＃１シリンダ１３1 及び＃４シリンダ１３4 の点火時期を制御し、それに次いで点火時期を進角したマップで＃２シリンダ１３2 の点火時期を制御し、点火時期を最も小さく進角したマップで＃３シリンダ１３3 の点火時期を制御すれば、エンジン出力を更に増加することができる。
【００２４】
図５は本発明の第２実施例を示すものである。第２実施例の直列４気筒エンジンは＃３シリンダ１３3 と第４シリンダ１３4 とが離れており、その間にカムチェーン室１７が形成されている。＃１シリンダ１３1 〜＃３シリンダ１３3 を囲繞するウオータジャケット１４ａには冷却水入口１５ａ及び冷却水出口１６ａが設けられ、＃４シリンダ１３4 を囲繞するウオータジャケット１４ｂには冷却水入口１５ｂ及び冷却水出口１６ｂが設けられる。
【００２５】
この場合、隣接するシリンダを持たずに全周がウオータジャケット１４ｂに対向する第４シリンダ１３4 の冷却効果が最も高く、続いて外周の約３／４がウオータジャケット１４ａに対向する＃１シリンダ１３1 及び＃３シリンダ１３3 の冷却効果が高く、外周の約１／２しかウオータジャケット１４ａに対向しない＃２シリンダ１３2 の冷却効果が最も低くなる。
【００２６】
而して、点火時期の異なる３種類のマップを設定し、点火時期を最も大きく進角したマップで＃４シリンダ１３4 の点火時期を制御し、それに次いで点火時期を進角したマップで＃１シリンダ１３1 及び＃３シリンダ１３3 の点火時期を制御し、点火時期を最も小さく進角したマップで＃２シリンダ１３2 の点火時期を制御することにより、ノッキングの発生を回避しながらエンジン出力の増加を図ることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２８】
例えば、実施例では直列４気筒エンジンを例示したが、本発明は直列３気筒エンジン或いは直列５気筒以上のエンジンに対しても適用することができ、また片側バンクが３気筒以上であるＶ型エンジンに対しても適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、隣接するシリンダを片側に有するシリンダと、隣接するシリンダを両側に有するシリンダとで点火時期を異ならせ、特に請求項１の発明では、隣接するシリンダを片側に有するシリンダの点火時期を、隣接するシリンダを両側に有するシリンダの点火時期よりも進角させ、且つエンジンの一部の回転数領域では隣接するシリンダを両側に有するシリンダでノッキングが発生する限界進角量よりも進角させたことにより、シリンダの熱負荷の大小に応じて点火時期を調節して、ノッキングの発生を防止しながらエンジン出力を増加させることができ、シリンダ毎に最適の出力を得ることができる。
【００３０】
また請求項３の発明では、水冷直列４気筒エンジンにおいて、シリンダ配列方向両端に位置する２個のシリンダの点火時期を互いに同一とし且つシリンダ配列方向中間に位置する２個のシリンダの点火時期よりも進角させ、シリンダ配列方向中間に位置する２個のシリンダの点火時期を各々のシリンダの冷却効果に応じて相異ならせたことにより、シリンダの熱負荷の大小に応じて点火時期を調節して、ノッキングの発生を防止しながらエンジン出力を増加させることができ、シリンダ毎に最適の出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  エンジン点火装置のブロック図
【図２】  シリンダブロックの横断面図
【図３】  エンジン回転数と点火時期との関係を示すグラフ
【図４】  従来例に係る、前記図３に対応するグラフ
【図５】  第２実施例に係る、前記図２に対応する図
【符号の説明】
４ａ，４ｂ        イグニッションコイル
５1 〜５4         点火プラグ
６          イグナイター
１３1 〜１３4     シリンダ
【図１】
0003793274.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003793274.tif 000004
【図４】
0003793274.tif 000005
【図５】
0003793274.tif 000006