JP2009138565A - 内燃機関の点火制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、火花点火式内燃機関の点火時期を調整することによりトルクダウンを図る内燃機関の点火制御システムにおいて、エネルギの可及的な有用を図りつつ内燃機関の発生トルクを目標値に近似させることができる技術の提供を課題とする。
【解決手段】本発明は、火花点火式内燃機関の発生トルクに相関する物理量が目標値と一致するように点火時期を制御する内燃機関の点火制御システムにおいて、前記物理量を目標値まで低下させるトルクダウン要求が発生した時に、内燃機関の燃焼安定性を確保可能な限りは点火時期をＭＢＴより遅角させることによりトルクダウンを図り、内燃機関の燃焼安定性を確保しつつトルクダウンを図ることができない場合のみ点火時期をＭＢＴより進角させてトルクダウンを図るようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、火花点火式内燃機関の点火制御システムに関する。

従来、内燃機関のトルクを低下させるトルクダウン条件が成立した時に、スロットル弁の開度を減少させるとともに点火時期をＭＢＴ（Minimum spark advance for Best Torque）より進角させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平５−３０２５３５号公報 特開２００７−４０２５９号公報 特許第２８２５１６４号公報 特開昭６１−３４３５８号公報

ところで、トルクダウン条件成立時に常に点火時期がＭＢＴより進角されると、内燃機関の発生トルクや排気温度等に有用されないエネルギが多くなるという問題がある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、火花点火式内燃機関の点火時期を調整することによりトルクダウンを図る内燃機関の点火制御システムにおいて、エネルギの可及的な有用を図りつつ内燃機関の発生トルクを目標値に近似させることができる技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、火花点火式内燃機関の発生トルクに相関する物理量が目標値と一致するように点火時期を制御する内燃機関の点火制御システムにおいて、前記物理量を目標値まで低下させるトルクダウン要求が発生した時に、内燃機関の燃焼安定性を確保可能な限りは点火時期をＭＢＴより遅角させることによりトルクダウンを図り、内燃機関の燃焼安定性を確保しつつトルクダウンを図ることができない場合のみ点火時期をＭＢＴより進角させてトルクダウンを図るようにした。

点火時期がＭＢＴより遅角される場合は、点火時期の遅角量が多くなるほど内燃機関の発生トルクが小さくなる傾向がある。ただし、点火時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）後へ大幅に遅角されると、燃焼安定性の低下による失火や排気温度の過剰な上昇を招く虞がある。このため、点火時期の制御ロジックには、遅角ガードが設定される。

従って、大幅なトルクダウン要求が発生した場合（実際の発生トルクと目標値との差が大きくなる場合）は、内燃機関の発生トルクを目標値まで低下させることができない可能性がある。

これに対し、点火時期がＭＢＴより進角された場合は、混合気の燃焼によって発生するエネルギの一部が内燃機関を逆転させるように作用する。このため、比較的少ない進角量によって大幅なトルクダウンを図ることが可能である。また、点火時期がＭＢＴより前へ進角される場合は筒内圧の上昇途中で点火が行われることになるため、点火時期がＭＢＴ後に遅角される場合に比して不完全燃焼が起こり難くなるとともに排気温度の上昇を招き難いという利点もある。

但し、内燃機関を逆転させるように作用するエネルギは、内燃機関の発生トルクや排気
温度に寄与しないため、内燃機関の運転効率の低下や燃料消費量の不要な増加を招くことになる。

そこで、本発明は、火花点火式内燃機関の発生トルクに相関する物理量が目標値と一致するように点火時期を制御する内燃機関の点火制御システムにおいて、
ＭＢＴより遅角側の範囲で前記目標値を達成し得る点火時期である第１点火時期を取得する第１取得手段と、
ＭＢＴより進角側の範囲で前記目標値を達成し得る点火時期である第２点火時期を取得する第２取得手段と、
前記第１点火時期が予め定められた遅角ガードより早い又は同等のタイミングである場合は前記第１点火時期を目標点火時期に定め、前記第１点火時期が前記遅角ガードより遅いタイミングである場合は前記第２点火時期を目標点火時期に定める制御手段と、
を備えるようにした。

かかる発明によれば、第１点火時期が遅角ガードより遅くなる場合に限り、第２点火時期が目標点火時期に設定されることになる。その結果、エネルギを可及的に有用しつつ内燃機関の発生トルクを目標値に近づけることが可能になる。

ところで、第１点火時期が目標点火時期としての条件（遅角ガードと同等若しくは遅角ガードより早いタイミングであること）を満たしていても、内燃機関の使用環境によっては燃焼安定性が低下してトルクや機関回転数の変動量が過大になる可能性がある。

これに対し、本発明にかかる内燃機関の点火制御システムは、第１点火時期が目標点火時期に設定された時に前記した物理量の変動量が許容量を超えると、目標点火時期を第１点火時期から第２点火時期へ変更するようにしてもよい。

かかる内燃機関の点火制御システムによれば、内燃機関の発生トルクを同等に保ちつつ燃焼安定性の低下をより確実に抑制することが可能となる。

一方、第２点火時期が目標点火時期に設定されている場合においても、内燃機関の使用環境等の影響により燃焼安定性が低下したり失火が発生したりする可能性がある。そこで、本発明の内燃機関の点火制御システムは、第２点火時期が目標点火時期に設定されている時に失火が検出されると、目標点火時期を第２点火時期からＭＢＴ以降の第３点火時期へ変更するようにしてもよい。

このように目標点火時期が設定されると、失火の継続的な発生が抑制されるため、内燃機関のストールを予防することができる。

尚、前記した第３点火時期は、第２点火時期が目標点火時期に設定された時に内燃機関が発生し得るトルクと極力近似したトルクを内燃機関が発生するように定められてもよい。このような条件を満たす第３点火時期としては、遅角ガードと同時期の点火時期を例示することができる。第３点火時期が遅角ガードと同時期に設定されると、内燃機関の発生トルクを過剰に増加させることなく燃焼安定性を向上させることができる。

本発明が有効に活用される場合としては、（１）機関回転数を目標機関回転数に収束させるための点火時期フィードバック制御において機関回転数が目標機関回転数を上回っている場合、或いは（２）内燃機関が搭載される車両の姿勢安定制御において駆動輪に伝達されるトルクを低下させる必要が生じた場合等を例示することができる。

上記した（１）の場合において、点火時期の遅角量が遅角ガードによって制限されると
、内燃機関の発生トルクが目標値まで低下しないため機関回転数を目標機関回転数まで低下させることができない可能性がある。また、上記した（２）の場合においても、点火時期の遅角量が遅角ガードによって制限されると、駆動輪に伝達されるトルクを所望のトルクまで低下させることができない可能性がある。

これらの場合に本発明が適用されると、点火時期の遅角量が遅角ガードによって制限される状況下においても点火時期をＭＢＴより前へ進角させることにより内燃機関の発生トルクを目標値まで低下させることが可能になる。更に、目標値を達成し得る点火時期が遅角ガードより遅いタイミングとなる場合に限り点火時期がＭＢＴより前へ進角されるため、燃焼エネルギの無用な消費を最小限に抑えることも可能である。

本発明において、内燃機関の発生トルクと相関する物理量としては、クランクシャフトの回転角加速度、膨張行程の気筒の筒内圧、或いは機関回転数などを例示することができる。

本発明によれば、火花点火式内燃機関の点火時期を調整することによりトルクダウンを図る内燃機関の点火制御システムにおいて、エネルギの可及的な有用を図りつつ内燃機関の発生トルクを目標値に近似させることが可能となる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本発明にかかる内燃機関の点火制御システムの概略構成を示す図である。

図１に示す内燃機関１は、複数の気筒２を有する４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。

内燃機関１の各気筒２は、吸気ポート３を介して吸気通路３０に接続されるとともに、排気ポート４を介して排気通路４０に接続される。

吸気ポート３には、気筒２内へ向かって燃料を噴射する燃料噴射弁５が設けられる。吸気通路３０には、該吸気通路３０内を流通する空気量を制御するスロットル弁６が設けられる。

スロットル弁６より下流の吸気通路３０には、該吸気通路３０内の圧力（吸気圧）を測定する吸気圧センサ７が設けられる。スロットル弁６より上流の吸気通路３０には、該吸気通路３０を流れる空気量を測定するエアフローメータ８が設けられる。

排気通路４０には、排気浄化装置９が配置される。排気浄化装置９は、三元触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等を具備し、所定の活性温度域にある時に排気を浄化する。

排気浄化装置９より下流の排気通路４０には、該排気通路４０内を流れる排気の空燃比と相関する信号を出力する空燃比センサ４１が配置される。

また、内燃機関１には、気筒２内に臨む吸気ポート３の開口端を開閉する吸気弁１０と、気筒２内に臨む排気ポート４の開口端を開閉する排気弁１１が設けられる。これら吸気弁１０と排気弁１１は、吸気側カムシャフト１２と排気側カムシャフト１３によりそれぞ
れ開閉駆動される。

気筒２の上部には、該気筒２内の混合気に点火する点火プラグ１４が配置される。気筒２内には、ピストン１５が摺動自在に挿入される。ピストン１５は、コネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１７と接続される。

クランクシャフト１７近傍の内燃機関１には、クランクシャフト１７の回転角度を検出するクランクポジションセンサ１８が配置される。更に、内燃機関１には、該内燃機関１を循環する冷却水の温度を測定する水温センサ１９が取り付けられる。

このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ２０が併設される。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。ＥＣＵ２０は、前述した吸気圧センサ７、エアフローメータ８、クランクポジションセンサ１８、水温センサ１９、空燃比センサ４１等の各種センサと電気的に接続され、各種センサの測定値を入力する。

ＥＣＵ２０は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁５、スロットル弁６、及び点火プラグ１４を電気的に制御する。

例えば、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の発生トルクと相関する物理量が目標値と一致するように点火プラグ１４の作動時期（点火時期）を制御する。このような制御が必要になる場合としては、機関回転数を目標機関回転数に収束させるための点火時期フィードバック制御の実行時や、内燃機関１を搭載した車両の姿勢安定制御の実行時などを例示することができる。以下では、点火時期フィードバック制御を例に挙げて点火時期の制御方法について説明する。

点火時期フィードバック制御は、例えば、内燃機関１の始動時に機関回転数の吹き上がりを防止することを目的として実行される。図２は、内燃機関１の始動時における機関回転数及び排気空燃比の測定結果を示す図である。

図２において、内燃機関１のクランキングが開始（図示しないスタータモータが起動）されると、機関回転数Ｎｅは所定のクランキング回転数Ｎｅｃｒｋ（例えば、２００ｒｐｍ）で回転する。

内燃機関１のある気筒２において混合気が燃焼（初爆）すると、機関回転数Ｎｅはクランキング回転数から上昇し始める（図２中のｔ１）。その後、内燃機関１の全気筒２において混合気が燃焼（完爆）すると、機関回転数Ｎｅが目標機関回転数Ｎｅｔｒｇを超えて吹き上がる（図２中のｔ２）。

機関回転数Ｎｅが目標機関回転数Ｎｅｔｒｇを超えて吹き上がると、振動や騒音が増大する可能性がある。振動や騒音の増加は、機関回転数Ｎｅの吹き上がり量（機関回転数Ｎｅと目標機関回転数Ｎｅｔｒｇとの差）が増加するほど顕著になる傾向がある。

一方、排気の空燃比は、初爆が発生したタイミングｔ１に対して若干の遅れを伴って低下し始める。この遅れは、気筒２から排出されたガス（排気）が空燃比センサ４１に到達するまでに時間（輸送遅れ）を要するためである。

内燃機関１が完爆すると、上記同様の理由による輸送遅れを伴って目標空燃比Ａ／Ｆｔｒｇに到達する。そして、機関回転数Ｎｅが目標機関回転数Ｎｅｔｒｇを超えて吹き上がると、吸気の流速増加やスロットル弁６下流の圧力低下によって吸気ポート３の内壁面や気筒２の内壁面等に付着していた未燃燃料が前記内壁面等から離脱する。前記内壁面等か
ら離脱した未燃燃料は、気筒２内で燃焼に供されることなく排気ポート４へ排出され易い。このため、排気空燃比は、目標空燃比Ａ／Ｆｔｒｇよりも更に低い空燃比へ低下する。その際の低下量は、機関回転数Ｎｅの吹き上がり量が増加するほど多くなる傾向がある。尚、内燃機関１が冷間始動された場合等は、排気浄化装置９の温度が活性温度域に達していない可能性が高いため、上記した未燃燃料が浄化されずに大気中へ排出されることも懸念される。

従って、機関回転数Ｎｅの吹き上がりが発生すると、振動や騒音が増加するとともに、内燃機関１から大気中へ排出される未燃燃料も増加する虞がある。

これに対し、内燃機関１の始動時に点火時期フィードバック制御が実行されると、実際の機関回転数Ｎｅと目標機関回転数Ｎｅｔｒｇとの差ｄｎｅ（＝Ｎｅ−Ｎｅｔｒｇ）や、当該差ｄｎｅの積分値等に基づいて点火時期が補正されることになる。

ところで、コンベンショナルな点火時期フィードバック制御によれば、機関回転数Ｎｅが目標機関回転数Ｎｅｔｒｇより高くなった場合は、内燃機関１の発生トルクを低下させるために点火時期がＭＢＴより遅角されることになる。

しかしながら、点火時期がＭＢＴから大幅に遅角されると、点火時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）より遅くなるため、着火不良や不完全燃焼が発生し易くなる。このような問題を予防するために、点火時期フィードバック制御のロジックには遅角ガードが設定される。

従って、機関回転数Ｎｅと目標機関回転数Ｎｅｔｒｇとの差が大きい場合（言い換えれば、内燃機関１の発生トルクを大幅に低下させる必要がある場合）は、点火時期の遅角量が遅角ガードにより制限される。

点火時期の遅角量が遅角ガードによって制限されると、内燃機関１の発生トルクを目標値まで低下させることができない場合がある。そのような場合は、機関回転数Ｎｅの吹き上がりを抑制しきれないため、振動の増加、騒音の増加、未燃燃料の排出量増加等を十分に抑えることができないこととなる。

これに対し、点火時期をＭＢＴより前へ進角させることにより内燃機関１の発生トルクを低下させる方法が考えられる。点火時期がＭＢＴより前へ進角された場合は、混合気の燃焼によって発生したエネルギの一部がクランクシャフト１７を逆転させるように作用する。このため、比較的少ない進角量によって大幅なトルクダウンを図ることが可能である。また、点火時期がＭＢＴより前へ進角される場合は筒内圧の上昇途中で点火が行われることになるため、点火時期がＭＢＴ後に遅角される場合に比して着火不良や不完全燃焼が起こり難くなるという利点もある。

但し、クランクシャフト１７を逆転させるように作用するエネルギは、内燃機関１の発生トルクや排気温度に寄与しないため、内燃機関１の運転効率の低下や燃料消費量の無用な増加を招くことになる。

そこで、本実施例における点火時期フィードバック制御では、ＥＣＵ２０は、ＭＢＴより遅角側の範囲において前記目標値を達成し得る点火時期が遅角ガード以前のタイミングとなる場合は点火時期をＭＢＴより遅角させることによりトルクダウンを図り、ＭＢＴより遅角側の範囲において前記目標値を達成し得る点火時期が遅角ガードより遅くなる場合に限り点火時期をＭＢＴより進角させることによりトルクダウンを図るようにした。

以下、本実施例における点火時期の制御手順について図３に沿って説明する。図３は、
トルクダウン要求が発生した時にＥＣＵ２０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、点火時期フィードバック制御実行途中におけるトルクダウン要求の発生をトリガにして実行される割り込み処理ルーチンである。

図３の処理ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１においてトルクダウン要求が発生したか否かを判別する。Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０はＳ１０２へ進む。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ２０は、点火時期フィードバック制御のメインルーチンにおいて機関回転数Ｎｅと目標機関回転数Ｎｅｔｒｇとの差ｄｎｅや当該差ｄｎｅの積算値などから算出された点火時期ＳＡ１を取得する。

尚、前記Ｓ１０２においてＥＣＵ２０が取得する点火時期ＳＡ１は、遅角ガードｋｓａとの比較がなされる前の計算値であり、本発明にかかる第１点火時期に相当する。以下では、前記Ｓ１０２において取得された点火時期ＳＡ１を第１点火時期ＳＡ１と称する。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０２で取得された第１点火時期ＳＡ１が遅角ガードｋｓａ以前のタイミングであるか否かを判別する。

前記Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４へ進む。Ｓ１０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０２で取得された第１点火時期ＳＡ１を目標点火時期ＳＡｔｒｇに設定する。

この場合、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０４で設定された目標点火時期ＳＡｔｒｇに従って点火プラグ１４を作動させることになる。すなわち、点火プラグ１４はＭＢＴより遅いタイミングで作動することになる。その結果、エネルギを排気温度の上昇や排気浄化装置９の昇温に有用させつつ内燃機関１の発生トルクを目標値Ｔｅｔｒｇまで低下させることが可能となる。

一方、前記Ｓ１０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５へ進む。Ｓ１０５では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０２で取得された第１点火時期ＳＡ１に従って点火プラグ１４が作動した時に内燃機関１が発生し得るトルクＴｅｔｒｇを演算する。

その際、ＥＣＵ２０は、図４に示すようなマップを利用してもよい。図４のマップは、点火時期とトルクとの相関関係を示すマップである。これら点火時期とトルクとの相関関係は、予め実験的に求めておくようにしてもよい。

尚、前記Ｓ１０５において求められるトルクＴｅｔｒｇは、本発明にかかる目標値に相当する。以下では、Ｓ１０５において求められるトルクＴｅｔｒｇを目標値Ｔｅｔｒｇと称する。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ２０は、ＭＢＴより進角側の範囲において前記Ｓ１０５で求められた目標値Ｔｅｔｒｇを達成し得る点火時期ＳＡ２を演算する。その際、ＥＣＵ２０は、前述した図４のマップを利用することができる。このようにして求められる点火時期ＳＡ２は、本発明にかかる第２点火時期に相当する。以下では、Ｓ１０６において求められた点火時期ＳＡ２を第２点火時期ＳＡ２と称する。

Ｓ１０７では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０６において求められた第２点火時期ＳＡ２を目標点火時期ＳＡｔｒｇに設定する。

この場合、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０７で設定された目標点火時期ＳＡｔｒｇに従って点火プラグ１４を作動させることになる。すなわち、点火プラグ１４はＭＢＴより早いタイミングで作動することになる。その結果、目標値Ｔｅｔｒｇを達成し得る第１点火時期ＳＡ１が遅角ガードｋｓａによって制限されてしまう状況下においても内燃機関１の発生トルクを目標値Ｔｅｔｒｇまで低下させることが可能となる。

このようにＥＣＵ２０が図３の処理ルーチンを実行することにより、本発明にかかる第１取得手段、第２取得手段、及び制御手段が実現される。

従って、内燃機関１の発生トルクを目標値Ｔｅｔｒｇまで低下させる必要がある時に、該目標値Ｔｅｔｒｇを達成しうる点火時期が遅角ガード以前のタイミングとなる限り、目標点火時期がＭＢＴより遅角されるため、混合気の燃焼等によって発生するエネルギを可及的に有用することができる。

また、前記目標値を達成し得る点火時期が遅角ガードより遅くなる時は、目標点火時期をＭＢＴより進角させることによってトルクダウンが図られるため、内燃機関１の発生トルクを可及的に目標値Ｔｅｔｒｇに近似させることができる。その結果、機関回転数Ｎｅの吹き上がりに起因した振動の増加、騒音の増加、及び未燃燃料の排出量増加は、可及的に低減される。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例では、第１点火時期ＳＡ１が遅角ガードｋｓａより遅くなる場合に限り、目標点火時期ＳＡｔｒｇをＭＢＴより進角させる例について述べたが、本実施例では第１点火時期ＳＡ１が遅角ガードｋｓａより遅くなる場合に加え、機関回転数Ｎｅの変動量が許容値を超える場合にも目標点火時期ＳＡｔｒｇをＭＢＴより進角させる例について述べる。

第１点火時期ＳＡ１が遅角ガードｋｓａ以前のタイミングであることを条件に該第１点火時期ＳＡ１が目標点火時期ＳＡｔｒｇに設定された場合であっても、内燃機関１の使用環境によっては失火を生じる可能性がある。例えば、内燃機関１が極低温下で使用される場合は筒内圧が上昇し難いため、点火時期ＳＡが圧縮上死点より遅角されると失火を発生し易い。失火の発生後に目標点火時期ＳＡｔｒｇがＭＢＴより遅角された状態が続くと、内燃機関１がストールする可能性もある。

そこで、本実施例では、ＥＣＵ２０は、第１点火時期ＳＡ１が目標点火時期ＳＡｔｒｇに設定された時の機関回転数Ｎｅの変動量を検出し、検出された変動量が許容値を超えている場合には目標点火時期ＳＡｔｒｇを第１点火時期ＳＡ１から第２点火時期ＳＡ２へ切り換えるようにした。このようにして目標点火時期ＳＡｔｒｇが定められると、失火の発生や内燃機関１のストールを抑制することができる。

以下、本実施例における点火時期の制御手順について図５に沿って説明する。図５は、トルクダウン要求が発生した時にＥＣＵ２０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図５において、前述した第１の実施例の処理ルーチン（図３を参照）と同様のステップには同一の符号を付してある。

図５の処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４を実行した後にＳ２０１へ進む
。Ｓ２０１では、ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ１８の出力信号に基づいて機関回転数Ｎｅの変動量△Ｎｅを演算する。

Ｓ２０２では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２０１で算出された機関回転数Ｎｅの変動量△Ｎｅが許容値△Ｎｅａｌｌ未満であるか否かを判別する。許容値△Ｎｅａｌｌは、例えば失火が発生した時の機関回転数Ｎｅの変動量より少なく設定された値である。

前記Ｓ２０２において肯定判定された場合（△Ｎｅ＜△Ｎｅａｌｌ）は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ２０２において否定判定された場合（△Ｎｅ≧△Ｎｅａｌｌ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５〜Ｓ１０７の処理を実行することにより、目標点火時期ＳＡｔｒｇを第１点火時期ＳＡ１から第２点火時期ＳＡ２へ変更する。この場合、失火やストールを抑制しつつ内燃機関１のトルクダウンを図ることができる。

従って、本実施例の内燃機関の点火制御システムによれば、内燃機関１の燃焼安定性を確保することが困難な場合のみ目標点火時期ＳＡｔｒｇがＭＢＴより進角されることになる。その結果、内燃機関１の燃焼安定性を確保可能な限りはエネルギを有用することができる。

＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図６に基づいて説明する。ここでは前述した第２の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第２の実施例では、第１点火時期ＳＡ１が目標点火時期ＳＡｔｒｇに設定された時に機関回転数Ｎｅの変動量△Ｎｅが許容値△Ｎｅａｌｌを超えると目標点火時期ＳＡｔｒｇを第１点火時期ＳＡ１から第２点火時期ＳＡ２へ変更する例について述べたが、本実施例では第２点火時期ＳＡ２が目標点火時期ＳＡｔｒｇに設定された時に機関回転数Ｎｅの変動量△Ｎｅが許容値△Ｎｅａｌｌを超えると目標点火時期ＳＡｔｒｇを第２点火時期ＳＡ２からＭＢＴ以降の点火時期へ変更する例について述べる。

図６は、トルクダウン要求が発生した時にＥＣＵ２０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図６において、前述した第２の実施例の処理ルーチン（図５を参照）と同様のステップには同一の符号を付してある。

図６の処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０７を実行した後にＳ３０１へ進む。Ｓ３０１では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０７で設定された目標点火時期ＳＡｔｒｇ（＝ＳＡ２）に従って点火プラグ１４が作動した時に失火判定処理を行う。失火判定処理の実行方法としては、従来より既知の種々の方法を採用することができる。例えば、ＥＣＵ２０は、点火プラグ１４作動後のクランクシャフト１７の角加速度や筒内圧の変化に基づいて失火の発生を検出することができる。ＥＣＵ２０がＳ３０１の処理を実行することにより本発明にかかる検出手段が実現される。

Ｓ３０２では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ３０１において失火の発生が検出されたか否かを判別する。Ｓ３０２において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ３０２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０はＳ３０３へ進む。

Ｓ３０３では、ＥＣＵ２０は、目標点火時期ＳＡｔｒｇをＭＢＴより遅い点火時期に変更する。その際、内燃機関１の発生トルクを目標値Ｔｅｔｒｇに極力近づけるためには目標点火時期ＳＡｔｒｇを遅角ガードｋｓａと同等のタイミングに設定することが望ましい。

尚、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ３０２において肯定判定された場合に直ちにＳ３０３の処理を実行せずに少なくとも１回の再点火を試行し、再点火実行後も失火が検出された場合にＳ３０３へ進むようにしてもよい。再点火は、失火が検出されたサイクルにおいて試行されてもよく、次サイクル以降において試行されてもよい。

以上述べたように、第２点火時期ＳＡ２が目標点火時期ＳＡｔｒｇに設定された時の失火の発生をトリガにして目標点火時期ＳＡｔｒｇの変更が行われるロジックが処理ルーチンに組み込まれると、燃焼安定性を確保可能な限り目標点火時期ＳＡｔｒｇを進角させることができる。すなわち、内燃機関１の発生トルクを目標値Ｔｅｔｒｇと同等にすることができる確率が高くなる。

尚、本実施例と前述した第２の実施例は組み合わせて実行することができる。その場合は、失火やストールをより確実に抑制しつつ内燃機関１のトルクダウンを図ることが可能となる。

内燃機関の点火制御システムの概略構成を示す図である。 内燃機関の始動時における機関回転数と排気空燃比の測定結果を示す図である。 第１の実施例における処理ルーチンを示すフローチャートである。 内燃機関のトルクと点火時期との相関関係を示す図である。 第２の実施例における処理ルーチンを示すフローチャートである。 第３の実施例における処理ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
３・・・・・吸気ポート
４・・・・・排気ポート
５・・・・・燃料噴射弁
６・・・・・スロットル弁
７・・・・・吸気圧センサ
８・・・・・エアフローメータ
９・・・・・排気浄化装置
１０・・・・吸気弁
１１・・・・排気弁
１２・・・・吸気側カムシャフト
１３・・・・排気側カムシャフト
１４・・・・点火プラグ
１５・・・・ピストン
１６・・・・コネクティングロッド
１７・・・・クランクシャフト
１８・・・・クランクポジションセンサ
１９・・・・水温センサ
２０・・・・ＥＣＵ
３０・・・・吸気通路
４０・・・・排気通路
４１・・・・空燃比センサ

Claims (5)

1. 火花点火式内燃機関の発生トルクに相関する物理量が目標値と一致するように点火時期を制御する内燃機関の点火制御システムにおいて、
   ＭＢＴより遅角側の範囲で前記目標値を達成し得る点火時期である第１点火時期を取得する第１取得手段と、
   ＭＢＴより進角側の範囲で前記目標値を達成し得る点火時期である第２点火時期を取得する第２取得手段と、
   前記第１点火時期が予め定められた遅角ガードより早い又は同等のタイミングである場合は前記第１点火時期を目標点火時期に定め、前記第１点火時期が前記遅角ガードより遅いタイミングである場合は前記第２点火時期を目標点火時期に定める制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御システム。
2. 請求項１において、前記第１点火時期が目標点火時期に定められている時に前記物理量の変動量が許容量を超えると、前記制御手段は、目標点火時期を前記第１点火時期から前記第２点火時期へ変更することを特徴とする内燃機関の点火制御システム。
3. 請求項１又は２において、前記内燃機関における失火を検出する検出手段を更に備え、
   前記第２点火時期が目標点火時期に定められている時に前記検出手段が失火を検出すると、前記制御手段は、目標点火時期を前記第２点火時期からＭＢＴ以降の第３点火時期へ変更することを特徴とする内燃機関の点火制御システム。
4. 請求項３において、前記第３点火時期は、前記遅角ガードと同時期の点火時期であることを特徴とする内燃機関の点火制御システム。
5. 請求項１〜４の何れか一において、前記物理量は、前記内燃機関の機関回転数であること特徴とする内燃機関の点火制御システム。
   

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