JP2008115804A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】失火を防止しつつ、遅角限界値を可能な限り遅角側に設定することで必要な遅角量を確保するようにしたＦＦＶ用の内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】アルコールが混合された燃料を用いる火花点火式の内燃機関（エンジン）において、クランク角度に対する点火時期を設定すると共に、混合されたアルコール濃度に応じて点火時期の遅角限界値ＩＧＬＧＧを設定する（Ｓ１０からＳ４２）。点火時期の遅角限界値ＩＧＬＧＧは、点火プラグの要求電圧などから設定する。
【選択図】図４

Description

この発明は内燃機関の制御装置に関し、より詳しくはフレキシブル・フューエル・ビークル（Flexible Fuel Vehicle）、即ち、ガソリン燃料でも、エタノール燃料でも、あるいはガソリンとエタノールの混合燃料でも運転可能な車両用の内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、アルコールを含む多種燃料内燃機関においてアルコール濃度が高いほど点火時期を進角させる技術が開示される。
特開昭６３−５１３１号公報

特許文献１記載のようなフレキシブル・フューエル・ビークル（以下「ＦＦＶ」という）用の内燃機関においては、燃料のアルコール濃度が任意に変更される。エタノールはガソリンに比べて気化潜熱が大きく、また燃焼後の排気温度が低いため、Ｅ１００（エタノール１００％）使用時には燃焼室内の温度が低下し、点火プラグの要求電圧が高くなる。

他方、点火プラグに提供できる電圧には限界があるため、Ｅ１００使用時には点火プラグの要求電圧が高い領域では燃焼室内の圧力を下げるために点火時期を制限する必要がある。それに対し、Ｅ２２（エタノール２２％）使用時には燃焼室内の温度はそれほど低下しないことから、点火プラグの要求電圧のために点火時期を制限する必要がない。

特許文献１にはアルコール濃度が高いほど点火時期を進角させることが開示されているが、点火プラグ要求電圧を考慮して点火時期の遅角制限値をＥ１００用に限定してしまうと、Ｅ１００よりも遅角側の点火時期特性を有するＥ２２の場合、ノックやトルクショック抑制のために点火時期を遅角制御する際に必要な遅角量を確保できなくなる恐れがある。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、失火を防止しつつ、遅角限界値を可能な限り遅角側に設定することで必要な遅角量を確保するようにしたＦＦＶ用の内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、アルコールが混合された燃料を用いる火花点火式の内燃機関において、クランク角度に対する点火時期を設定する点火時期設定手段と、前記混合されたアルコール濃度に応じて前記点火時期の遅角限界値を設定する遅角限界値設定手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記遅角限界値設定手段は、点火プラグの要求電圧に基づいたプラグ要求電圧遅角限界値に応じて前記遅角限界値を設定する如く構成した。

請求項３に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記混合されたアルコール濃度を学習するアルコール濃度学習手段を備えると共に、前記遅角限界値設定手段は、前記アルコール濃度の学習が完了するまで、最も高いアルコール濃度に応じて前記遅角限界値を設定する如く構成した。

請求項４に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記遅角限界値設定手段は、前記プラグ要求電圧遅角限界値と、排気系に設けられた触媒装置を保護するための触媒保護遅角限界値の中でより遅角側の値を前記遅角限界値として設定する如く構成した。

請求項５に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記点火時期設定手段は、ノック発生時に点火時期を遅角させるためのノック遅角量設定手段と、トルクショック抑制用に点火時期を遅角させるためのトルクショック遅角量設定手段とを備え、前記トルクショック遅角量設定手段による点火時期には前記プラグ要求電圧遅角限界値を前記遅角限界値として設定する一方、前記ノック遅角量設定手段による点火時期には前記プラグ要求電圧遅角限界値と前記触媒保護遅角限界値の中でより遅角側の値を前記遅角限界値として設定する如く構成した。

請求項１にあっては、アルコール濃度に応じて点火時期の遅角限界値を設定しているため、例えばＥ１００を使用するときには点火プラグの要求電圧に応じた遅角限界値を設定することで失火を防止できると共に、例えばＥ２２の使用時には点火プラグの要求電圧を考慮しなくても良いため、遅角限界値をより遅角側に設定することができ、ノックやトルクショックの抑制の遅角量も確保することができる。

請求項２にあっては、点火プラグの要求電圧に応じて点火時期の遅角限界値を設定することで、上記した効果に加え、点火プラグの失火を確実に防止することができる。

請求項３にあっては、アルコール濃度の学習が完了するまで、最も高いアルコール濃度に応じて遅角限界値を設定するので、上記した効果に加え、点火プラグの失火を確実に防止することができる。

請求項４にあっては、プラグ要求電圧遅角限界値と触媒保護遅角限界値の中でより遅角側の値を遅角限界値に設定することで、上記した効果に加え、点火プラグの失火と触媒装置の過度の昇温の防止の両方を確実に達成することができる。

請求項５にあっては、上記した効果に加え、トルクショック抑制のように短時間の遅角制御に対しては点火プラグの失火限界だけを考慮すれば良いので、不要な制限を設けるのを防ぐことができる一方、ノック抑制のように長時間に及ぶ遅角制御に対しては点火プラグの失火と触媒装置の過度の昇温の防止の両方を確実に達成することができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の制御装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は、ＦＦＶ（図示せず）に搭載される、４気筒（シリンダ）４サイクルの内燃機関（１気筒のみ図示。以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０において、エアクリーナ１２から吸入されて吸気管１４を通る空気（吸気）はスロットルバルブ１６で流量を調節されて吸気マニホルド１８を流れ、２個の吸気バルブ（１個のみ図示）２０が開弁されるとき、燃焼室に流入する。

スロットルバルブ１６は、ＦＦＶ運転席床面に配置されたアクセルペダル（図示せず）との機械的な接続を絶たれ、ＤＣモータ（アクチュエータ）２２に接続され、ＤＣモータ２２で駆動されて開閉する。このように、スロットルバルブ１６の開度はＤＢＷ（Drive By Wire）方式で制御される。

吸気バルブ２０の手前の吸気ポート付近には、メイン・インジェクタ２４が配置される。メイン・インジェクタ２４には、メイン燃料タンク２６に貯留され、メイン燃料タンク２６の内部に配置されたメイン燃料ポンプ２８で汲み上げられる燃料がメイン燃料供給管３０を介して圧送される。

メイン燃料タンク２６に貯留される燃料としては、ガソリンとエタノール（エチルアルコール）の混合燃料、具体的にはガソリン７８％とエタノール２２％の混合燃料（Ｅ２２）からガソリン０％とエタノール１００％のエタノール燃料（Ｅ１００）までの間のアルコール燃料が予定される。尚、アルコール燃料はガソリンに比して理論空燃比がリッチ側にずれると共に、そのずれはアルコール濃度の増加につれて拡大する。

吸気ポート付近においてメイン・インジェクタ２４の上流側には、サブ・インジェクタ３２が配置される。サブ・インジェクタ３２には、サブ燃料タンク３４に貯留されてサブ燃料ポンプ３６で汲み上げられるサブ燃料がサブ燃料供給管３８を介して圧送される。サブ燃料としては、ガソリン燃料、Ｅ２２燃料などが使用される。

メイン・インジェクタ２４とサブ・インジェクタ３２は、駆動回路（図示せず）を通じてＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）４０に電気的に接続され、ＥＣＵ４０から開弁時間を示す駆動信号が駆動回路を通じて供給されると開弁し、開弁時間に応じた燃料を吸気ポートに噴射する。噴射された燃料は、流入した空気と混合して混合気（予混合気）を形成し、吸気バルブ２０が開弁されるとき、燃焼室に流入する。サブ燃料は、エンジン１０の始動時にのみ使用される。

燃焼室には点火プラグ４４が配置される。点火プラグ４４はイグナイタなどからなる点火装置（図示せず）に接続される。点火装置はＥＣＵ４０から点火信号が供給されると、点火プラグ４４の電極間に火花放電を生じさせる。混合気はそれによって着火されて燃焼し、ピストン４６を下方に駆動する。

ピストン４６を包み込むシリンダブロックの下部のクランクケース４８の内部には、ピストン４６に接続され、ピストン４６の上下運動を回転運動に変換するクランクシャフト（図示せず。５０はそれに取り付けられるパルサプレートを示す）が収容される。クランクケース４８の下部は、オイル（潤滑油）を受けるオイルパンを構成する。

燃焼によって生じた排気（排ガス）は、２個の排気バルブ（図示せず）が開弁するとき、排気ポート５２を通って排気管５４に流れる。排気管５４には、（２床の三元触媒からなる）触媒装置５６が配置される。排気は、触媒装置５６が活性状態にあるとき、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの有害成分を除去されてエンジン外の大気に放出される。

メイン燃料タンク２６とサブ燃料タンク３４の液面上方空間はチャージ通路５８，６０を介してキャニスタ６２に接続されると共に、キャニスタ６２はパージ通路６４を介して吸気管１４にスロットルバルブ１６の配置位置の下流で接続される。パージ通路６４には電磁バルブからなるパージ制御バルブ６４ａが設けられ、励磁されるとき、パージ通路６４を開放する。

上記した構成において、メイン燃料タンク２６とサブ燃料タンク３４から蒸発した燃料蒸気はチャージ通路５８，６０を通ってキャニスタ６２に流れ、その内部に収容された吸着材６２ａに吸着される。キャニスタ６２の内部はパージ制御バルブ６４ａが励磁されるとき、吸気管１４から負圧が作用し、吸着された燃料蒸気は大気開放孔６２ｂから導入される新気と共に、パージ通路６４を通って吸気系にパージされる。

クランクケース４８の上部はＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）用の孔が穿設され、吸気管１４のスロットルバルブ１６の配置位置の下流と還流通路６８で接続される。還流通路６８にはチェックバルブ６８ａが設けられ、クランクケース内のオイルに混入したアルコール蒸気は、所定圧以上となるとチェックバルブ６８ａを押し開き、還流通路６８を通ってブローバイガスとして吸気系にパージされる。

シリンダブロックの上のシリンダヘッドには油圧で動作する動弁機構７０が設けられ、吸気バルブ２０のバルブタイミングとリフト量を高低２種の特性の間で変更する。

エンジン１０のクランクシャフトの付近にはクランク角センサ７２が配置され、前記したパルサプレート５０の回転から気筒判別信号と、各気筒のＴＤＣ（上死点）あるいはその付近のクランク角度を示すＴＤＣ信号と、ＴＤＣ信号を細分してなるクランク角度信号とを出力する。

エアクリーナ１２の付近には温度検出素子を備えたエアフローメータ７４が配置され、エアクリーナ１２から吸入される空気（吸気）量Ｑと吸気温ＴＡに応じた信号を出力する。

吸気管１４においてスロットルバルブ１６の下流にはＭＡＰセンサ７６が配置され、吸気管内圧力ＰＢＡを絶対圧で示す信号を出力すると共に、スロットルバルブ１６にはスロットル開度センサ７８が配置され、スロットルバルブ１６の位置（スロットル開度）ＴＨに応じた信号を出力する。

エンジン１０の冷却水通路（図示せず）には水温センサ８０が配置されてエンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力すると共に、シリンダブロックにはノックセンサ８２が配置され、エンジン１０に生じる振動に応じた信号を出力する。

排気系において触媒装置５６の上流には広域空燃比センサ８４が配置され、理論空燃比からリッチあるいはリーンに至るまでの広い範囲において排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する。広域空燃比センサ８４の出力に基づき、検出空燃比ＫＡＣＴが当量比で算出される。また、触媒装置５６の触媒床の間にはＯ_２センサ８６が配置され、排気中の酸素濃度が理論空燃比からリッチあるいはリーンに変化するたびに反転する信号を出力する。

メイン燃料タンク２６にはフューエルレベルセンサ８８が配置され、燃料の液面高さに応じた信号を出力する。

アクセルペダルの付近にはアクセル開度センサ９０が設けられ、運転者のアクセルペダル踏み込み量を示すアクセル位置（エンジン負荷を示す）ＡＰに応じた信号を出力する。ドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ９２が設けられ、ドライブシャフトの回転当たりにパルス信号を出力すると共に、ＦＦＶの適宜位置には大気圧センサ９４が設けられ、大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。

上記したセンサ群の出力は、ＥＣＵ４０に入力される。ＥＣＵ４０はマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換回路、入出力回路およびカウンタ（全て図示せず）を備える。ＥＣＵ４０は入力信号の内、クランク角度信号をカウントしてエンジン回転数ＮＥを算出（検出）すると共に、車速センサ９２の出力をカウントして車速ＶＰを算出（検出）する。

ＥＣＵ４０は入力値と算出値に基づき、ＲＯＭに格納されている命令に従い、続いて述べるように、燃料噴射量などを算出すると共に、エンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから吸気バルブ２０のバルブタイミングとリフト量を高低２種の特性の間で変更する。

図２は、そのＥＣＵ４０の動作を機能的に説明するブロック図である。

符号４０ａは燃料噴射量算出ブロックを示し、そこにおいては検出された運転状態に応じてエンジン１０に供給すべき燃料噴射量ＴＯＵＴが算出される。

即ち、エンジン負荷に応じて基本燃料噴射量ＴＩＭが算出されると共に、検出された空燃比ＫＡＣＴを目標空燃比ＫＣＭＤに制御する空燃比フィードバック制御においてそれらの偏差に応じて空燃比補正係数（空燃比フィードバック補正係数）ＫＡＦが算出され、さらにアルコール濃度補正係数（アルコール濃度学習値）ＫＲＥＦＢＳなど、その他の補正係数が算出されて基本燃料噴射量が補正されることで、燃料噴射量ＴＯＵＴが算出される。

燃料噴射量算出ブロック４０ａでは、空燃比補正係数ＫＡＦの制限値が設定されると共に、アルコール濃度が学習されるときの制限値の変更の際、空燃比補正係数ＫＡＦが制限値に達したとき、制限値を変更する如く構成される。

算出された燃料噴射量ＴＯＵＴに基づき、メイン・インジェクタ２４が駆動される。尚、アルコール燃料はエンジン冷却水温ＴＷが低いときに始動性が悪いことから、エンジン１０の始動時にはメイン・インジェクタ２４に加え、サブ・インジェクタ３２を駆動してサブ燃料が噴射される。

符号４０ｂはアルコール濃度学習ブロックを示し、そこにおいては空燃比補正係数ＫＡＦに基づいて燃料に含まれるアルコール濃度が学習される。即ち、空燃比補正係数ＫＡＦをなましてアルコール濃度学習値ＫＲＥＦＸを算出し、それを前回のアルコール濃度補正係数ＫＲＥＦＢＳに乗算して補正することでアルコール濃度補正係数ＫＲＥＦＢＳが更新される。アルコール濃度補正係数ＫＲＥＦＢＳは、ブロック４０ａに送られる。

図３を参照してアルコール濃度学習を説明すると、この実施例では空燃比補正係数ＫＡＦをなまして得たアルコール濃度学習値ＫＲＥＦＸに基づいてアルコール濃度が学習（検出）される。燃料としてＥ１００からＥ２２までを予定するが、アルコール濃度補正係数ＫＲＥＦＢＳはその中間のＥ６４に相当する値（１．０。補正なし）となるように初期値が設定される。

図３の左端に示す如く、Ｅ６４使用時、給油により燃料がＥ１００に切り替えられたとすると、それに応じて空燃比補正係数ＫＡＦとそれをなましたアルコール濃度学習値ＫＲＥＦＸは変化し、アルコール濃度補正係数は１．２に修正される。

その後、末尾のフラグＦ_ＲＥＦＵＥＬＦＦＶ（給油判定）から、アイドル中に給油により燃料がＥ２２に切り替えられたとすると、空燃比補正係数ＫＡＦと学習値ＫＲＥＦＸは反転し、アルコール濃度補正係数は０．８に修正される。

図２の説明に戻ると、符号４０ｃは点火時期算出ブロックを示し、そこにおいては検出された運転状態に応じてエンジン１０に供給すべき点火時期が算出され、それに基づいて点火装置を介して点火プラグ４４の点火が制御される。

符号４０ｄはスロットル開度制御値算出ブロックを示し、そこにおいてはスロットル開度の制御値が算出され、それに基づいてＤＣモータ２２が駆動される。

図４は点火時期算出ブロック４０ｃの処理を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、それぞれの気筒のＴＤＣ付近の所定クランク角度で実行される。

以下説明すると、Ｓ１０においてトルクショック抑制用に点火時期を遅角させるためのトルクショック遅角量が設定されているか否か判断する。

図５は、点火時期算出ブロック４０ｃの処理の一部を示すブロック図であり、図示の如く、点火時期算出ブロック４０ｃは、主としてトルクショック抑制用に点火時期を遅角させるためのトルクショック遅角量を設定するブロック４０ｃ１と、主としてノック発生時に点火時期を遅角させるためのノック遅角量を設定するブロック４０ｃ２を備える。

トルクショック遅角量は、過渡時のトルクショック抑制リタード量（遅角量）ＩＧＡＣＣＲと、スロットル開度急変時のノック抑制リタード量ＩＧＫＡＲＩと、フューエルカットからの復帰時のリタード量ＩＧＡＦＣＲと、ＡＴリタード時の変速ショック抑制リタード量ＩＧＡＴＲの４種からなる。

ノック遅角量は、ノックセンサ８２がノックを検出したときに設定されるリタード量（遅角量）ＩＧＫＮＯＣＫと、吸気温ＴＡが所定値以上のときに設定されるノック補正量ＩＧＴＡと、エンジン冷却水温ＴＷが高いときに設定されるＩＧＴＷＲの３種からなり、それらを合算することでノック関連のリタード量が最終的に設定（算出）される。

上記した２種の遅角量の内、Ｓ１０においてはブロック４０ｃ１で算出されるトルクショック遅角量が設定されているか否か判断する。

Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、フラグＦ_ＫＲＥＦＢＳＯＮのビットが１にセットされているか否か判断する。このフラグは別ルーチンにおいてアルコール濃度補正係数の更新、換言すればアルコール濃度の学習の実行が終了するときそのビットが１にセットされることから、Ｓ１２の判断はアルコール濃度の学習が完了したか否か判断することに相当する。

Ｓ１２で肯定されるときはＳ１４に進み、算出されたアルコール濃度補正ＫＲＥＦＢＳをそのまま点火時期算出用アルコール濃度ＫＲＥＦＢＳＩＧと設定する。これはアルコール濃度が高くなるにつれて遅角限界値が進角側に移動することから、点火時期を算出されたアルコール濃度に相応する値とするためである。

一方、Ｓ１２で否定されるときはＳ１６に進み、１．２を点火時期算出用アルコール濃度ＫＲＥＦＢＳＩＧと設定する。図３から明らかな如く、アルコール濃度補正係数ＫＲＥＦＢＳ１．２は、Ｅ１００を示す。

このようにＳ１２からＳ１６までの処理においてアルコール濃度の学習が完了したか否かによって遅角限界値を算出するためのアルコール濃度を持ち替える。また、アルコール濃度の学習が完了するまで、最も高いアルコール濃度に応じて遅角限界値が設定されるようにすることで失火を確実に防止する。

次いでＳ１８に進み、フラグＦ_ＶＴＥＣＩＧのビットが１にセットされているか否か判断する。このフラグは別ルーチンにおいて動弁機構７０の特性が高い側の特性に設定されているときそのビットが１にセットされることから、Ｓ１８の処理はそれを判断することに相当する。動弁機構７０の特性によって判断するのは、それによってエンジン１０の出力が相違するためである。

Ｓ１８で否定されるときはＳ２０に進み、エンジン回転数ＮＥと設定された点火時期算出用アルコール濃度ＫＲＥＦＢＳＩＧで図６に示す特性から値ＩＧＬＧＧ０ＬＭを検索し、検索値を遅角限界値ＩＧＬＧＧとする。

またＳ１８で肯定されるときはＳ２２に進み、エンジン回転数ＮＥと設定された点火時期算出用アルコール濃度ＫＲＥＦＢＳＩＧから図６に示す特性と類似する特性（図示せず）から値ＩＧＬＧＧ０ＨＭを検索し、検索値を遅角限界値ＩＧＬＧＧとする。

図６はエンジン回転数ＮＥに対してＥ２２とＥ１００の２種のアルコール濃度について設定された基本点火時期（ＭＢＴ）と遅角限界値の特性を示す説明グラフである。点火時期は、基本点火時期から設定された遅角限界値まで遅角することで算出される。尚、Ｅ２２とＥ１００の間のアルコール濃度に相応する値は、補間によって求められる。

基本点火時期は、Ｅ１００用を「Ｅ１００ＷＯＴ設定ＩＧ」とＥ２２用を「Ｅ２２ＷＯＴ設定ＩＧ」と示す。遅角限界値ＩＧＬＧＧ０ＬＭもＥ２２とＥ１００用の２種が設定される（図示は省略するが、ＩＧＬＧＧ０ＨＭも同様である）。尚、これらの値ＩＧＬＧＧ０ＬＭ，ＩＧＬＧＧ０ＨＭは、点火プラグ４４の要求電圧に基づいた要求電圧遅角限界値である。

他方、Ｓ１０で否定されるときはＳ２４に進み、前記したノック遅角量が設定されているか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ２６に進み、フラグＦ_ＫＲＥＦＢＳＯＮのビットが１にセットされているか否か判断する。

Ｓ２６で肯定されるときはＳ２８に進み、Ｓ１２以降の処理と同様、算出されたアルコール濃度補正ＫＲＥＦＢＳをそのまま点火時期算出用アルコール濃度ＫＲＥＦＢＳＩＧと設定すると共に、否定されるときはＳ３０に進み、１．２を点火時期算出用アルコール濃度ＫＲＥＦＢＳＩＧと設定する。

次いでＳ３２に進み、フラグＦ_ＶＴＥＣＩＧのビットが１にセットされているか否か判断し、否定されるときはＳ３４に進み、エンジン回転数ＮＥで図６に示す特性から値ＩＧＬＧＧ１Ｌを検索し、検索値を仮値ｉｇｌｇｇ１とし、次いでＳ３６に進み、Ｓ２０の処理と同様、エンジン回転数ＮＥと設定された点火時期算出用アルコール濃度ＫＲＥＦＢＳＩＧで図６に示す特性から値ＩＧＬＧＧ０ＬＭを検索し、検索値を仮値ｉｇｌｇｇ０とする。

Ｓ３２で肯定されるときはＳ３８，Ｓ４０に進み、図示しない特性を検索してＳ３４，Ｓ３６と同様の処理を行う。

次いでＳ４２に進み、仮値ｉｇｌｇｇ１，ｉｇｌｇｇ０の中でｍａｘ値、即ち、より遅角側の値を選択し、遅角限界値ＩＧＬＧＧと確定する。

上記において、値ＩＧＬＧＧ０ＬＭ，ＩＧＬＧＧ０ＨＭが点火プラグ４４の要求電圧に基づいた要求電圧遅角限界値であるのに対し、値ＩＧＬＧＧ１Ｌは触媒装置５６を保護するための触媒保護遅角限界値であり、Ｅ２２，Ｅ１００に共通に設定される。

トルクショック遅角量は比較的一過的な値であることから、点火プラグ４４の失火限界だけを考慮してプラグ要求電圧遅角限界値から設定する一方、ノック遅角量は比較的長時間に及ぶことからプラグ要求電圧遅角限界値と触媒保護遅角限界値の中でより遅角側の値を前記遅角限界値として設定する如く構成した。

この実施例は上記の如く、アルコールが混合された燃料を用いる火花点火式の内燃機関（エンジン）１０において、クランク角度に対する点火時期を設定する点火時期設定手段（点火時期算出ブロック４０ｃ）、前記混合されたアルコール濃度に応じて前記点火時期の遅角限界値ＩＧＬＧＧを設定する遅角限界値設定手段（点火時期算出ブロック４０ｃ，Ｓ１０からＳ４２）とを備える如く構成した。

このようにアルコール濃度に応じて点火時期の遅角限界値ＩＧＬＧＧを設定しているため、例えばＥ１００を使用するときには点火プラグ４４の要求電圧に応じた遅角限界値を設定することで失火を防止できると共に、例えばＥ２２の使用時には点火プラグ４４の要求電圧を考慮しなくても良いため、遅角限界値をより遅角側に設定することができ、ノックやトルクショックの抑制の遅角量も確保することができる。

また、前記遅角限界値設定手段は、点火プラグ４４の要求電圧に基づいたプラグ要求電圧遅角限界値に応じて前記遅角限界値ＩＧＬＧＧを設定する（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ３６，Ｓ４０）如く構成した。

このように点火プラグ４４の要求電圧に応じて点火時期の遅角限界値を設定することで、点火プラグ４４の失火を確実に防止することができる。

また、前記混合されたアルコール濃度を学習するアルコール濃度学習手段（アルコール濃度学習ブロック４０ｂ）を備えると共に、前記遅角限界値設定手段は、前記アルコール濃度の学習が完了するまで、最も高いアルコール濃度に応じて前記遅角限界値を設定する（Ｓ１６，Ｓ３０）如く構成した。

このようにアルコール濃度の学習が完了するまで、最も高いアルコール濃度に応じて遅角限界値を設定するので、点火プラグ４４の失火を確実に防止することができる。

また、前記遅角限界値設定手段は、前記プラグ要求電圧遅角限界値と、排気系に設けられた触媒装置５６を保護するための触媒保護遅角限界値の中でより遅角側の値を前記遅角限界値ＩＧＬＧＧとして設定する（Ｓ４２）如く構成した。

このようにプラグ要求電圧遅角限界値と触媒保護遅角限界値の中でより遅角側の値を遅角限界値に設定することで、点火プラグ４４の失火と触媒装置５６の過度の昇温の防止の両方を確実に達成することができる。

また、前記点火時期設定手段は、ノック発生時に点火時期を遅角させるためのノック遅角量設定手段（ブロック４０ｃ２）と、トルクショック抑制用に点火時期を遅角させるためのトルクショック遅角量設定手段（ブロック４０ｃ１）とを備え、前記トルクショック遅角量設定手段による点火時期には前記プラグ要求電圧遅角限界値を前記遅角限界値として設定する一方、前記ノック遅角量設定手段による点火時期には前記プラグ要求電圧遅角限界値と前記触媒保護遅角限界値の中でより遅角側の値を前記遅角限界値として設定する（Ｓ３４からＳ４２）如く構成した。

このようにトルクショック抑制のように短時間の遅角制御に対しては点火プラグ４４の失火限界だけを考慮すれば良いので、不要な制限を設けるのを防ぐことができる一方、ノック抑制のように長時間に及ぶ遅角制御に対しては点火プラグ４４の失火と触媒装置５６の過度の昇温の防止の両方を確実に達成することができる。

この発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。 図１に示す装置の動作、より具体的には図１に示す装置の中のＥＣＵ（電子制御ユニット）の動作を説明するブロック図である。 図２に示すアルコール濃度学習を説明するタイム・チャートである。 図２に示す点火時期算出ブロックの処理を示すフロー・チャートである。 図２に示す点火時期算出ブロックの処理の一部を示すブロック図である。 図４フロー・チャートで使用される２種のアルコール濃度について設定された遅角限界値などの特性を示す説明グラフである。

符号の説明

１０ 内燃機関（エンジン）、１６ スロットルバルブ、２２ ＤＣモータ、２４ メイン・インジェクタ、２６ メイン燃料タンク、４０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４４ 点火プラグ、５６ 触媒装置、６２ キャニスタ、７０ 動弁機構、７２ クランク角センサ、７４ エアフローメータ、７６ ＭＡＰセンサ、８０ 水温センサ、８４ 広域空燃比センサ、９０ アクセル開度センサ、９２ 車速センサ、９４ 大気圧センサ

Claims (5)

1. アルコールが混合された燃料を用いる火花点火式の内燃機関において、クランク角度に対する点火時期を設定する点火時期設定手段と、前記混合されたアルコール濃度に応じて前記点火時期の遅角限界値を設定する遅角限界値設定手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記遅角限界値設定手段は、点火プラグの要求電圧に基づいたプラグ要求電圧遅角限界値に応じて前記遅角限界値を設定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記混合されたアルコール濃度を学習するアルコール濃度学習手段を備えると共に、前記遅角限界値設定手段は、前記アルコール濃度の学習が完了するまで、最も高いアルコール濃度に応じて前記遅角限界値を設定することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記遅角限界値設定手段は、前記プラグ要求電圧遅角限界値と、排気系に設けられた触媒装置を保護するための触媒保護遅角限界値の中でより進角側の値を前記遅角限界値として設定することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記点火時期設定手段は、ノック発生時に点火時期を遅角させるためのノック遅角量設定手段と、トルクショック抑制用に点火時期を遅角させるためのトルクショック遅角量設定手段とを備え、前記トルクショック遅角量設定手段による点火時期には前記プラグ要求電圧遅角限界値を前記遅角限界値として設定する一方、前記ノック遅角量設定手段による点火時期には前記プラグ要求電圧遅角限界値と前記触媒保護遅角限界値の中でより進角側の値を前記遅角限界値として設定することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。

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