JP2001254659A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス還流時においても適正な点火時期制御
を行える内燃機関の点火時期制御装置を提供することに
ある。 【解決手段】 内燃機関１のサージタンク（吸気路拡径
部）１２に排気を還流するＥＧＲ通路２４と、同ＥＧＲ
通路に介装されるＥＧＲ弁２３と、ＥＧＲ弁の開度と機
関運転状態とに基づき瞬時ＥＧＲ率α２を導出する瞬時
ＥＧＲ率導出手段Ｅ１と、同瞬時ＥＧＲ率と拡径部内Ｅ
ＧＲ率（ｎ）とに基づいて同拡径部内ＥＧＲ率を更新す
る拡径部内ＥＧＲ率導出手段Ｅ２と、基本点火時期θｂ
を設定する基本点火時期設定手段Ｅ３と、更新される拡
径部内ＥＧＲ率（ｎ）を記憶処理し、且つ、気筒（燃焼
室３）内に流入する吸気に対応した記憶済みの拡径部内
ＥＧＲ率（ｎ−７）に基づき基本点火時期を補正する点
火時期補正手段Ｅ４とを備えた。

Description

【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
期制御装置に関し、特に、排ガス還流装置を備える内燃
機関において、燃焼室に供給されるＥＧＲガス量の経時
的変化を考慮して点火時期を適正化する内燃機関の点火
時期制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】吸気中に所定量の排ガスを還流させて所
定ＥＧＲ率の混合気を燃焼させるようにした排ガス還流
装置が知られており、同装置を用いた場合、燃焼室での
混合気の燃焼が比較的遅くなり、ＮＯｘや酸化物の排出
量が低下し排ガス改善を行える。しかも、通常、エンジ
ンが所定のトルクを発するには吸気量を所定量絞るが、
この際、絞り弁の下流側が負圧化してポンピングロスを
招くのに対し、排ガス還流装置を用いた場合は、出力発
生に関与しない不燃性の排ガスを新気中に供給すること
で、ポンピングロスを低減でき、燃費を改善できる。こ
のような利点のある排ガス還流装置を用いた場合、混合
気の燃焼が比較的遅くなることに対処すべくＥＧＲ率
（＝ＥＧＲガス／新気）の変化に応じて、点火時期を進
める処理を行っている。

【０００３】ところで、ＥＧＲ弁を開閉調整してＥＧＲ
率を変化させた場合，吸気系の蓄圧効果のため、直ちに
燃焼室のＥＧＲ率がＥＧＲ弁の開度相当のＥＧＲ率に変
化せず、特に、そのＥＧＲ率の遅れの状況はＥＧＲ弁よ
り下流の吸気路構造に応じて変化した上でＥＧＲ弁開度
相当のＥＧＲ率に収束する。このため、ＥＧＲ弁開度相
当のＥＧＲ率をそのまま各気筒のＥＧＲ率と見做し、そ
のＥＧＲ率に相当する点火時期を算出して、点火処理を
行った場合、点火時期が実情にあわず、失火する可能性
もある。そこでＥＧＲ弁開度を変化させた後における点
火時期の経時的な補正が問題となる。

【０００４】たとえば、特開平９−２４２６５４号公報
に開示の技術では、運転状態によって設定される基本点
火時期を目標ＥＧＲ率に応じて補正するにあたり、ＥＧ
Ｒ弁の開閉速度を考慮している。即ち、目標開度に対す
る実開度の比を用いて目標ＥＧＲ率より実ＥＧＲ率を算
出し、しかも、基本燃料噴射量およびエンジン回転数相
当のＥＧＲ率１％あたりの進角幅を求め、これに実ＥＧ
Ｒ率を乗算して進角補正量を求め、これと基本点火時期
とより最終的な点火時期を算出している。

【０００５】更に、特登録２９１４１９２号公報に開示
の技術では、機関運転状態の変化に対応してＥＧＲ弁が
ＥＧＲ無しより所定のＥＧＲ率に変化した場合に、無し
の場合の点火時期（基本点火時期）と有りの場合の点火
時期との間を一次遅れフィルタを使って平滑化し、即
ち、回転数、充填効率、吸気管容積、ＥＧＲ弁開度に基
づいてＥＧＲガスの遅れ応答の時定数を算出し、この時
定数が反映される移動平均式により点火時期を動かし、
これにより、機関運転状態が変化しＥＧＲ率が変化した
際にも、点火時期制御を的確に行えるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＥＧＲ
弁を通過後にサージタンクに流入したＥＧＲガスと混合
する吸気（混合気）は、これより各気筒に連結される吸
気ブランチを経て各燃焼室に流入する。この場合、ＥＧ
Ｒ弁が、即ちＥＧＲ率が変化しても、各気筒の燃焼室に
は以前のＥＧＲ率を保持する吸気ブランチの混合気が流
入することより、例え、ＥＧＲ弁が切り替わってもその
ＥＧＲ弁開度相当の目標ＥＧＲ率に達するには遅れを伴
うという点を考慮する必要がある。しかも、その流動遅
れの後にあって、ＥＧＲ弁の有限の開弁速度により規制
を受けたＥＧＲ率の混合気が順次流入してくる点を考慮
しないと正しいＥＧＲ率の変化を考慮することはできな
い。

【０００７】この点を考慮して、たとえば、特開平９−
２４２６５４号公報の場合のような手法を用いた場合に
は、ＥＧＲ弁の実開度を推定または検出して吸気管内の
ＥＧＲ率を求めることも考えられるが、特に、サージタ
ンクを有する内燃機関においては、サージタンク内に滞
留しているＥＧＲ混合気が存在し、これが過渡的な値を
なますように作用するため、ＥＧＲ弁の実開度に応じた
実際のサージタンク内のＥＧＲ率とは異なってくるとい
う問題があり、ＥＧＲ弁の実開度に応じたＥＧＲ率を単
純には適用できない問題がある。

【０００８】更に、特登録２９１４１９２号公報の技術
の場合、ＥＧＲ弁開度に反比例して時定数を設定するの
み、即ち、遅れ応答を適正化しようとする技術思想でし
かないので、過渡時のＥＧＲ率までは考慮されてはおら
ず、過渡状態での点火時期の適正化には改良の余地があ
る。このように、いずれの従来例も時定数や、近似式を
用いてＥＧＲ率を修正しているが、吸気ブランチでの吸
気の流動遅れを的確に考慮しておらず、改善が望まれて
いる。本発明は、上述の課題に基づき、気筒内に流入す
る吸気のＥＧＲ率を用いて基本点火時期を補正し、排ガ
ス還流時においても適正な点火時期制御を行える内燃機
関の点火時期制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、内燃機関の吸気系に設けら
れた吸気路拡径部またはその上流側吸気系に排気の一部
を還流するＥＧＲ通路と、同ＥＧＲ通路に介装され機関
運転状態に応じて作動が制御されるＥＧＲ弁と、上記Ｅ
ＧＲ弁の最新の開度と機関運転状態とに基づき瞬時ＥＧ
Ｒ率を導出する瞬時ＥＧＲ率導出手段と、同瞬時ＥＧＲ
率と予め算出されている上記吸気路拡径部の拡径部内Ｅ
ＧＲ率とに基づいて同拡径部内ＥＧＲ率を更新する拡径
部内ＥＧＲ率導出手段と、機関運転状態に基づき基本点
火時期を設定する基本点火時期設定手段と、順次更新さ
れる上記拡径部内ＥＧＲ率を記憶処理し、気筒内に流入
する吸気に対応した上記記憶済みの拡径部内ＥＧＲ率に
基づき上記基本点火時期を補正する点火時期補正手段と
を備えている。瞬時ＥＧＲ率と予め算出済の拡径部内Ｅ
ＧＲ率とに基づいて拡径部内ＥＧＲ率を順次更新するの
で、吸気路拡径部に滞留するＥＧＲガスを含む混合気と
新たに導入されるＥＧＲガスとが混合された後の拡径部
内ＥＧＲ率を正確に求めることができ、順次更新される
拡径部内ＥＧＲ率を記憶しておくので、気筒に流入する
吸気に対応した記憶済みの拡径部内ＥＧＲ率を使用する
ことで、気筒に流入する吸気のＥＧＲ率を正確に求める
ことができる。

【００１０】このため、このＥＧＲ率に基づき基本点火
時期を補正することによりＥＧＲ率の変化する過渡時の
点火時期を適正に設定できる。本発明の好ましい形態と
して、上記吸気路拡径部はサージタンクであっても良
い。この場合、特に、サージタンクに滞留するＥＧＲガ
スを含む混合気と新たに導入されるＥＧＲガスとが混合
され、その混合気が吸気ブランチを通過後に気筒に流入
する際のＥＧＲ率を正確に求めることができ、このＥＧ
Ｒ率に応じた進角補正をしてＥＧＲ率の変化する過渡時
の点火時期を適正に設定できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態とし
ての内燃機関の点火時期制御装置を装備したエンジン１
を示した。このエンジン１は４気筒（図2参照）の筒内噴
射式エンジンであり、後述の排気ガス還流装置２３を装
備する。このエンジン１の各シリンダ２の上部とシリン
ダヘッド２０とで囲まれる部分には燃焼室３が形成され
る。エンジン１のクランクシャフト４の一端には単位ク
ランク角信号θｃ、基準信号θ及びこれらに基づくエン
ジン回転速度Ｎｅ情報を検出するクランク角センサ５が
対設され、これは後述のエンジンコントロールユニット
（以後単にＥＣＵと記す）６に検出信号を出力する。

【００１２】各シリンダ２の上側内壁面には吸気弁Ｖ１
に開放可能に閉鎖された吸気ポート９および排気弁Ｖ２
に開放可能に閉鎖された排気ポート１０が形成される。
しかもこれら両弁と干渉しない位置の内でのほぼ中央位
置には点火プラグ７が、側端位置には燃料噴射用のイン
ジェクタ８が配備される。インジェクタ８はインジェク
タ駆動回路３４を介して後述のＥＣＵ６に接続され、同
ＥＣＵ６の噴射信号に応じて燃料噴射を行うように構成
される。

【００１３】燃焼室３に接続された吸気ポート９には、
インテークマニホールド（吸気ブランチを含む）１１、
各気筒の吸気ブランチが接続されると共に吸気路拡径部
を成すサージタンク１２、サージタンク１２に続く延長
管１３及びエアクリーナ１４がこの順で接続される。エ
アクリーナ１４内には、吸気量Ｑａ情報を得るエアフロ
ーセンサ１５と、吸気温度Ｔａ情報を出力する吸気温セ
ンサ１６及び大気圧Ｐａ情報を出力する大気圧センサ１
７が装着され、これら各情報はＥＣＵ６に出力される。
さらに、延長管１３内にはスロットル弁１８が配備さ
れ、同弁のスロットル開度θｓ情報がスロットル開度セ
ンサ１９によりＥＣＵ６に出力される。またエンジン１
の水温Ｔｗ情報を検出する水温センサ２１が配備され、
その検出信号はＥＣＵ６に出力されている。排気ポート
１０にはエキゾーストマニホールド２２および図示しな
い排気管やマフラーが接続される。

【００１４】エンジン１の吸気路ｒ１と排気路ｒ２との
間には排気ガス還流装置２３が配備される。この排気ガ
ス還流装置２３は排気路ｒ２側のエキゾーストマニホー
ルド２２と吸気路ｒ１側のサージタンク１２を結ぶ排気
ガス還流路（以下、単にＥＧＲ通路と記す）２４を備
え、ＥＧＲ通路２４の途中にＥＧＲ弁２５を備える。Ｅ
ＧＲ弁２５はサージタンク１２と一部が一体化した弁ハ
ウジング２６を備え、その内部にＥＧＲ通路２４を確保
した弁座２８設け、同弁座２８を弁部材２９で開閉でき
るように形成している。弁部材２９は弁ハウジング２６
の上部に支持されたステッパモータ３０に弁軸３１を介
して連結される。ステッパモータ３０は後述のＥＣＵ６
にモータ駆動回路３２を介して連結され、同モータ駆動
回路３２に制御信号（ステップ数）を出力するＥＣＵ６
はその制御信号（ステップ数）に応じて現在の弁部材２
９の開度（ＥＧＲ実開度）を判定するように構成されて
いる。

【００１５】点火プラグ７は点火ユニット３３に接続さ
れ、点火ユニット３３は、ＥＣＵ６に接続されて、ＥＣ
Ｕ６により点火プラグ７の点火作動が制御される。ＥＣ
Ｕ６はエンジン１の燃料噴射量制御、スロットル弁駆動
制御等の周知の制御処理に加え、点火制御処理およびＥ
ＧＲ制御処理を行う。ＥＧＲ制御処理において、ＥＣＵ
６はあらかじめ設定されたＥＧＲ域マップｍｅ（図５参
照）を用い、全運転域でのＥＧＲ率を設定しておく。な
お、ここでは吸気路拡径部であるサージタンクに流入す
る新気量に対してのＥＧＲガスの流入量をＥＧＲ率（＝
ＥＧＲガス量／新気量）と設定する。

【００１６】このＥＧＲ域マップｍｅは、エンジンの運
転域が、中速中負荷域Ａ１側での運転時にあると多量の
ＥＧＲガスを供給する高ＥＧＲ率ｑ１が確保されるべく
設定される。即ち、この領域では、弁部材２９を弁リフ
ト方向である上側に移動させる高ＥＧＲ率（高ステップ
数）が領域中央Ｄ１ほど大きくなるように設定される。
更に、エンジンの運転域が、高速高負荷域Ａ２側に移行
すると、ＥＣＵ６はＥＧＲガスの流動を低減すべく設定
される。即ち、この領域では、弁部材２９を閉鎖方向で
ある下側に移動させる低ＥＧＲ率（低ステップ数）が設
定され、領域外周側Ｄ２ではＥＧＲ率がゼロに設定され
ている。

【００１７】次に、ＥＣＵ６は点火制御処理において、
図４に示すように、瞬時ＥＧＲ率導出手段Ｅ１と拡径部
内ＥＧＲ率導出手段Ｅ２と、基本点火時期設定手段Ｅ３
と、点火時期補正手段Ｅ４との各機能を発揮すべく制御
作動する。ここで瞬時ＥＧＲ率導出手段Ｅ１はＥＧＲ弁
２５の最新の開度（ＥＧＲ実開度）と最新の機関運転状
態である、エンジン回転速度Ｎｅおよび新気量（吸入空
気量Ｑａ／Ｎｅ）ＥＶとに基づき瞬時ＥＧＲ率（ＥＧＲ
弁のメカニカルな変位途中の開度を考慮したもので、図
６の符号ｍ線を参照）を下記の（１）式のように導出す
る。ここで、定常ＥＧＲ開度ｈｅは弁部材２９が所定の
ＥＧＲ率を確保する際、定常状態に達した場合の開度を
示す。

【００１８】 瞬時ＥＧＲ率＝定常ＥＧＲ率×ＥＧＲ実開度／定常ＥＧＲ開度・・・・（１） なお、上述の図６はＥＧＲ弁開度の経時変化特性を説明
する線図で、符号ｔ１はＥＧＲ弁開度の変化時点を示
し、２点鎖線Ｕは静的ＥＧＲ弁開度変化を示す。拡径部
内ＥＧＲ率導出手段Ｅ２は瞬時ＥＧＲ率と予め算出され
ているサージタンク（吸気路拡径部）１２の拡径部内Ｅ
ＧＲ率とに基づいて同拡径部内ＥＧＲ率を（２）式のよ
うに算出し、エンジンの１行程毎に更新を繰り返す。な
お、符号ＣはＥＧＲ時定数であり、重み平均を採る上で
の取り込み定数で、たとえば、０、３に設定され、これ
により瞬時ＥＧＲ率のなまし処理がなされ、図６の符号
ｎ線を得ることとなる。

【００１９】 Ｃ×拡径部内ＥＧＲ率（ｎ）＋（１−Ｃ）×瞬時ＥＧＲ率・・・・（２） 基本点火時期設定手段Ｅ３は機関運転状態であるエンジ
ン回転速度Ｎｅおよび新気量（吸入空気量Ｑａ／Ｎｅ）
ＥＶとに基づき基本点火時期θｂを設定する。ここでは
予め、エンジン回転速度Ｎｅおよび新気量（吸入空気量
Ｑａ／Ｎｅ）ＥＶ相当の基本点火時期θｂを基本点火時
期マップｍ６で設定しておくる。

【００２０】点火時期補正手段Ｅ４は、順次更新される
拡径部内ＥＧＲ率を記憶処理し、かつ、記憶された拡径
部内ＥＧＲ率の吸気が気筒内に流入するタイミングで対
応する記憶値を使用する。この場合、サージタンク（吸
気路拡径部）１２の拡径部内ＥＧＲ率（ｎ）を、エンジ
ンの１行程毎に順次記憶処理する。即ち、次ぎの第２行
程時には第１行程時の拡径部内ＥＧＲ率（ｎ）の値を拡
径部内ＥＧＲ率（ｎ−１）の記憶エリアに押し出し入替
えし、同様に８行程分（拡径部内ＥＧＲ率（ｎ−７）ま
で）の各記憶エリアの値を順次記憶処理し、各値を順送
りで更新できるように構成する。なお、ここで、８行程
分を記憶処理したのは、次の理由による。

【００２１】即ち、図３，４に示すように、このエンジ
ン１のサージタンク１２と各気筒の燃焼室３との間の吸
気ブランチ（インテークマニホールドの枝部）１１の容
量はここではシリンダ容積の２倍に設定されており、２
回の吸気行程の後にサージタンク１２の混合気が燃焼室
３に流入すると見做される。このため、サージタンク１
２で新気とＥＧＲガスとが混合された後に、その混合気
である吸気は８行程後に吸気ブランチ１１を通過して燃
焼室３に流入することになることから、ここでは８行程
分の値（拡径部内ＥＧＲ率（ｎ−７）までを記憶処理し
ておく。これら８行程分の記憶値のうちの最も古い値、
すなわち拡径部内ＥＧＲ率（ｎ−７）は、次に気筒内に
流入する吸気の正確なＥＧＲ率であり、この値は後述の
（５）、（６）式で、吸気ブランチ内より燃焼室に供給
される新気ａ１の量ＥＶ’の算出に利用される。

【００２２】次に、新気ａ１の量ＥＶ’の算出式の説明
をしておく。ここでは新気に対してのＥＧＲガスの流入
量をＥＧＲ率（＝ＥＧＲガス量／新気量）とすることよ
り、この式は（３）式に書き替えできる。 １＋ＥＧＲ率＝（新気量＋ＥＧＲガス量）／新気量・・・・（３） これは、更に（４）式に変換される。

【００２３】 （新気量＋ＥＧＲガス量）＝新気量×（１＋ＥＧＲ率）・・・・（４） この式の左辺（新気量＋ＥＧＲガス量）は、容積一定の
マニホールド（サージタンクや吸気ブランチ）の密度
（∝内部圧力）に概略比例する値と見做せ、この点よ
り、右辺の、新気量×（１＋ＥＧＲ率）も同様の値に見
做される。

【００２４】ここで、サージタンク１２内の混合気は８
行程後に各吸気ブランチを通過して各燃焼室３に流入す
ると仮定し、更に、今回、燃焼室３に流入する混合気の
密度（∝内部圧力）である、ＥＶ’（ブランチ新気量）
×（１＋ＥＧＲ率（ｎ−７））と、今回、サージタンク
１２に流入した混合気ａ１の密度（∝内部圧力）であ
る、ＥＶ（サージタンク新気量）×（１＋ＥＧＲ率
（ｎ））は等しいとして、（５）式を得るとする。 ＥＶ’×（１＋ＥＧＲ率（ｎ−７））＝ＥＶ×（１＋ＥＧＲ率（ｎ））・・・ ・（５） この（５）式は、（６）式に変換でき、吸気ブランチ内
より燃焼室に供給される新気ａ１の量ＥＶ’を算出可能
となる。

【００２５】 ＥＶ’＝ＥＶ×（１＋ＥＧＲ率（ｎ））／（１＋ＥＧＲ率（ｎ−７））・・・ ・（６） ここで、たとえば、今回のＥＧＲ率がゼロ％とし、８回
前のＥＧＲ率が１０％としてこれらの値を（６）式に代
入すると、今回、吸気ブランチ内より燃焼室に供給され
る新気ａ１の量ＥＶ’は ＥＶ’＝１００×（１＋０）／（１＋０、１）≒９０％ となり、ＥＧＲガスは略１０％と算出可能となる。

【００２６】更に、点火時期補正手段Ｅ４は、サージタ
ンク（吸気路拡径部）１２の吸気が気筒内に流入するタ
イミングを判定してその判定に適応する記憶済みの拡径
部内ＥＧＲ率、即ち、８行程前の値（拡径部内ＥＧＲ率
（ｎ−７））に基づき、ＥＧＲ過渡時の点火進角δθを
求め、この値に基づき基本点火時期θｂを補正する。

【００２７】この場合、前述の（６）式により求められ
る吸気ブランチ内より燃焼室に供給される新気ａ１の量
ＥＶ’とエンジン回転速度Ｎｅとより、ＥＧＲしない時
の進角値である進角Ｗ／Ｏ値をマップｍ４より読み取
り、ＥＧＲする時の進角値である進角Ｗ／値をマップｍ
５より読み取り、更に，定常ＥＧＲ率をマップｍ２より
それぞれ読み取り、これら各値と８行程前の拡径部内Ｅ
ＧＲ率（拡径部内ＥＧＲ率（ｎ−７））の値を、下記の
（７）式に代入してＥＧＲ過渡時における点火進角δθ
値を算出する。これにより吸気ブランチ１１内より燃焼
室１２に供給される最新の新気ａ１の量ＥＶ’に適応し
た瞬時ＥＧＲ率相当の点火進角δθを得る。

【００２８】 点火進角δθ＝進角Ｗ／Ｏ＋（進角Ｗ／−進角Ｗ／Ｏ）×（拡径部内ＥＧＲ率 （ｎ−７））／（定常ＥＧＲ率）・・・・（７） 次に、点火時期補正手段Ｅ４は最新の点火進角δθと基
本点火時期マップｍ６で求めた基本点火時期θｂとより
（８）式に沿って今回の補正済み点火時期θｂ’を算出
する。 θｂ＋δθ＝θｂ’・・・・・（８） この後、点火制御手段Ｅ５は、補正済み点火時期θｂ’
に従い点火ユニット３３を介して点火処理を実行する。

【００２９】次に、本実施形態のエンジンの点火制御装
置の作動を図４の制御ブロック図、図７の点火制御ルー
チン等を用いて説明する。図示しないメインスイッチの
キーオンによりＥＣＵ６は図示しないメインルーチンで
の制御に入り、このメインルーチンの途中でインジェク
タの噴射処理，点火制御処理およびＥＧＲ制御処理等を
実行する。図示しないインジェクタの噴射量算出ルーチ
ンでは、吸入空気量Ｑａ／Ｎｅを算出し、同吸入空気量
Ｑａ／Ｎｅより基本燃料パルス幅Ｔｆを算出し、メイン
ルーチン側より取り込んだ現空燃比Ａ／Ｆ相当の補正係
数ＫＡＦ、吸気温Ｔａ及び大気圧Ｐａに応じた補正係数
ＫＤＴ等により目標インジェクタ駆動時間を算出すると
いう周知の制御を行うこととなる。

【００３０】ＥＧＲ制御処理に達すると、ここではエン
ジン運転情報である水温Ｔｗ情報、エンジン回転速度Ｎ
ｅおよび新気量ＥＶ（吸入空気量Ｑａ／Ｎｅ）を取り込
む。ここで水温Ｔｗが所定のＥＧＲ温度値を上回ると以
下のＥＧＲ率制御に進み、ＥＧＲ域にないと、ＥＧＲ制
御処理を中止する。ＥＧＲ率制御に進むと、ここでは、
ＥＧＲ域マップｍｅ（図５参照）を用い、現在のエンジ
ンの運転域が、中速中負荷域Ａ１から高速高負荷域Ａ２
のいずれの位置にあるかを判定する。その上でこの運転
域に応じたＥＧＲ弁開度を読み取り、同値相当のステッ
プ数と現在のステップ数の差を排除するだけステッパモ
ータ３０を駆動するよう同モータに出力して駆動し、今
回のＥＧＲ弁開度を確保する。

【００３１】図７に示すように、点火制御処理に達する
と、まず、ステップｓ１でＥＧＲ弁２５の最新の開度
（ＥＧＲ実開度θ１）と、エンジン回転速度Ｎｅおよび
新気量ＥＶ（吸入空気量Ｑａ／Ｎｅ）を取り込む。その
上で、ステップｓ２で、定常ＥＧＲ開度ｈｅをマップｍ
１から、定常ＥＧＲ率α１をマップｍ２からそれぞれ読
み取り、次いで、ステップｓ３で、これら各値を、
（１）式に代入し、今回のサージタンクに流入する吸気
の瞬時ＥＧＲ率α２を算出する。

【００３２】ステップｓ４では、予め算出記憶しておい
たサージタンク１２の拡径部内ＥＧＲ率（ｎ）を読み出
す。ここで、予め算出しておいた拡径部内ＥＧＲ率
（ｎ）の初期値は適宜設定しておくこととなる。更に、
ステップｓ５では、エンジン回転速度Ｎｅおよび新気量
ＥＶ（吸入空気量Ｑａ／Ｎｅ）を取り込み、ＥＧＲ時定
数Ｃをマップｍ３より読み取る。続くステップｓ６では
ステップｓ３〜ｓ５で求めた各値を、（２）式に代入
し、瞬時ＥＧＲ率α２のなまし処理がなされ、今回の拡
径部内ＥＧＲ率（ｎ）を更新する。

【００３３】ステップｓ７では、ステップｓ４で読み出
した前回の拡径部内ＥＧＲ率（ｎ）を１行程前の拡径部
内ＥＧＲ率（ｎ−１）の記憶エリアに順送りして、７行
程前の拡径部内ＥＧＲ率（ｎ−７）までのすべての値を
順次更新して記憶処理する。そして今まで記憶処理して
いた拡径部内ＥＧＲ率（ｎ−７）、すなわち、８行程前
のサージタンク１２内のＥＧＲ率を今回の吸気行程で気
筒内に流入する吸気のＥＧＲ率と見做す（判定する）。

【００３４】次に、ステップｓ８では今回の拡径部内Ｅ
ＧＲ率（ｎ）と８行程前の拡径部内ＥＧＲ率（ｎ−７）
とを（６）式に代入し、今回、吸気ブランチ内より燃焼
室に供給される新気ａ１の量ＥＶ’を算出する。次い
で、ステップｓ９ではエンジン回転速度Ｎｅを取り込
み、その上で、ＥＧＲしない時の進角値である進角Ｗ／
Ｏ値をマップｍ４より、ＥＧＲする時の進角値である進
角値をマップｍ５よりそれぞれ読み取る。更に，定常Ｅ
ＧＲ率α１をマップｍ２より読み取り、これら各値を、
（７）式に代入してＥＧＲ過渡時における点火進角δθ
値を算出する。ステップｓ１０では、エンジン回転速度
Ｎｅおよび新気量（吸入空気量Ｑａ／Ｎｅ）ＥＶを取り
込み、同値に応じた基本点火時期θｂをマップｍ６に基
づき算出する。

【００３５】更に、ステップｓ１１では最新の点火進角
δθおよび基本点火時期θｂとに応じた補正済み点火時
期θｂ’を（８）式に沿って演算し、同値を点火ユニッ
ト３３に出力し、今回の制御周期での処理を終了する。
この後、点火ユニット３３は、補正済み点火時期θｂ’
に従って点火プラグ７をスパークさせ、ＥＧＲ過渡時に
おける適正な点火進角済の点火処理を行える。

【００３６】このように、サージタンク１２に滞留する
ＥＧＲガスを含む混合気と新たに導入されるＥＧＲガス
とが混合された後の拡径部内ＥＧＲ率を正確に求めると
共に、燃焼室３に流入する吸気のＥＧＲ率の判定にあた
り、吸気ブランチの容量との関係で８行程前の拡径部内
ＥＧＲ率（ｎ−７）を燃焼室に流入する吸気の拡径部内
ＥＧＲ率として求めた。このため、実際に燃焼室３に流
入する吸気のＥＧＲ率を正確に求めることができ、この
ＥＧＲ率に応じた点火進角δθ値により基本点火時期θ
ｂを進角補正するので、ＥＧＲ通路付きの内燃機関の点
火時期を制御するにあたり、ＥＧＲ弁切り換え過渡時の
点火時期を適正に制御できる。

【００３７】図１の内燃機関の点火時期制御装置では吸
気路拡径部としてサージタンク１２を説明したが、これ
に限定されるものではなく、ここでの吸気路拡径部は流
入する新気とＥＧＲガスの混合を可能とする比較的大容
量部で有ればよい。図１の内燃機関の点火時期制御装置
では、燃焼室３に流入する吸気のＥＧＲ率の判定にあた
り、８行程前の拡径部内ＥＧＲ率（ｎ−７）をその判定
に適応する拡径部内ＥＧＲ率として求めたが、この値は
サージタンク１２と燃焼室３の間の吸気路容量により変
化するもので、その他の吸気ブランチを採用すればその
場合に適応する行程数だけ前の拡径部内ＥＧＲ率を採用
すれば良く、この場合も同様の作用効果が得られる。ま
た、気筒内に流入する吸気と記憶済み拡径部内ＥＧＲ率
との対応は行程数に限らずクランク角を使用して対応さ
せるようにしても良い。

【００３８】図１の内燃機関の点火時期制御装置では、
サージタンク１２にＥＧＲ通路２４が排気の一部を還流
していたが、場合によりＥＧＲ通路２４が排気の一部を
サージタンク１２の上流側に還流させるように構成する
こともでき、この場合も同様の作用効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明は、吸気
路拡径部に滞留するＥＧＲガスを含む混合気と新たに導
入されるＥＧＲガスとが混合され、その混合気が気筒に
流入する際のＥＧＲ率を正確に求めることができ、この
ＥＧＲ率に応じた進角補正をしてＥＧＲ率の変化する、
即ち、ＥＧＲ弁切り換え過渡時の点火時期を適正に設定
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関の点火時
期制御装置を備えたエンジンの概略構成図である。

【図２】図１中のサージタンク及び吸気ブランチの平面
視での吸気流動特性説明図である。

【図３】図１中のサージタンク及び吸気ブランチの側面
視での吸気流動特性説明図である。

【図４】図１の内燃機関の点火時期制御装置で用いる点
火時期制御処理を説明するフロック図である。

【図５】図１の内燃機関の点火時期制御装置で用いるＥ
ＧＲ域マップの特性線図である。

【図６】図１の内燃機関の点火時期制御装置で用いるＥ
ＧＲ弁開度の制御特性説明図である。

【図７】図１の内燃機関の点火時期制御装置で用いる点
火制御ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ３ 燃焼室 １２ サージタンク（吸気路拡径部） ２３ ＥＧＲ弁 ２４ ＥＧＲ通路 α２ 瞬時ＥＧＲ率 Ｅ１ 瞬時ＥＧＲ率導出手段 Ｅ２ 拡径部内ＥＧＲ率導出手段 θｂ 基本点火時期 Ｅ３ 基本点火時期設定手段 Ｅ４ 点火時期補正手段 Ｅ５ 点火時期制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 徹夫 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 松本 卓也 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 広信 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G022 AA10 GA01 GA05 GA06 GA08 GA09 GA11 3G062 BA08 EA11 ED03 ED10 GA21 GA26 GA32 3G084 BA17 BA20 CA04 CA06 DA05 EB09 EC04 FA01 FA02 FA07 FA10 FA20 FA33

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気系に設けられた吸気路拡径
   部またはその上流側吸気系に排気の一部を還流するＥＧ
   Ｒ通路と、 同ＥＧＲ通路に介装され機関運転状態に応じて作動が制
   御されるＥＧＲ弁と、 上記ＥＧＲ弁の最新の開度と機関運転状態とに基づき瞬
   時ＥＧＲ率を導出する瞬時ＥＧＲ率導出手段と、 同瞬時ＥＧＲ率と予め算出されている上記吸気路拡径部
   の拡径部内ＥＧＲ率とに基づいて同拡径部内ＥＧＲ率を
   更新する拡径部内ＥＧＲ率導出手段と、 機関運転状態に基づき基本点火時期を設定する基本点火
   時期設定手段と、 順次更新される上記拡径部内ＥＧＲ率を記憶し、気筒内
   に流入する吸気に対応した上記記憶済みの拡径部内ＥＧ
   Ｒ率に基づき上記基本点火時期を補正する点火時期補正
   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。