JP2009185774A

JP2009185774A - 内燃機関の制御装置および制御方法

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Publication number: JP2009185774A
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Inventors: Yoshinori Mikasa; 吉徳三笠
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Abstract

【課題】エンジン低回転時における点火時期を適切に設定して、アイドル回転数が低い場合にもエンジンを安定的に運転する。
【解決手段】エンジンＥＣＵ２００は、低回転時には、点火プラグ１０６による点火時期を固定点火時期に設定する固定点火モードで点火時期制御を行なう。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１００が非高温状態であれば、固定点火時期を基準角度に設定する一方で、エンジン１００の固定温度状態時には、エンジン１００が始動中および始動完了後（運転中）のいずれであるかに応じて、異なる固定点火時期を設定する。具体的には、エンジン始動中には、ノッキング抑制のために基準角度よりも遅角した固定点火時期を設定する一方で、エンジン運転中には、エンジン始動時よりも進角側、好ましくは基準角度に固定点火時期を設定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の制御装置および制御方法に関し、より特定的には、エンジン低回転状態における点火時期制御に関する。

エンジン制御の一環として、エンジン運転状態に応じて正確な点火時期を制御する点火時期制御が一般的に行なわれている。このような点火時期制御の一態様として、エンジン始動時には、始動性向上の観点から点火時期を所定値に維持する固定点火処理が行なわれるとともに、エンジン始動後には、エンジン運転状態に基づいて演算された最適な点火時期を設定する計算点火処理へと移行することによって、高効率でエンジンを運転する制御が行なわれている。

たとえば、特開平５−２５６２３７号公報（特許文献１）には、エンジンの高温再始動時にもノッキング発生を抑制することが可能な点火角制御装置として、回転数遅延手段で時間的に遅延させた回転数信号に基づいて点火角を決定する構成が記載されている。この構成によれば、エンジン回転数と回転数以外の運転状態量とに基づいて最適な点火角を決定することが困難なエンジン始動時であっても、実質的に点火角を遅角することができるため、高温状態での再始動においてもノッキング発生を防止することができる。

また、エンジン始動時の点火時期制御に関連する他の先行技術として、特開２００６−００２６１８号公報（特許文献２）、特開２００５−２１４１２５号公報（特許文献３）および特開平６−０１７７３０号公報（特許文献４）が存在する。
特開平５−２５６２３７号公報特開２００６−００２６１８号公報特開２００５−２１４１２５号公報特開平６−０１７７３０号公報

一方、近年では、燃費向上を目的として、エンジンのアイドル状態時のエンジン回転数（アイドル回転数）を低く設定することが行なわれている。なお、以下本明細書では、「回転数」の文言は、単位時間当りの回転数（代表的には毎分当りの回転数：ｒｐｍ）を示し、「回転速度」と同義で用いられるものとする。

このように、アイドル回転数が低く設定されていると、エンジン回転数に基づいてエンジン始動時であることを検知して固定点火処理を適用する点火時期制御において、高温状態時に、特許文献１に記載されるように、ノッキング抑制の観点のみから点火時期を単純に遅角させると、出力低下によるエンジンストールの発生を招くおそれがある。しかしながら、上記特許文献１〜４に記載された、点火時期制御では遅角化によるエンジンストールの発生の可能性については、言及されていない。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、エンジン低回転時における点火時期を適切に設定して、アイドル回転数が低い場合にもエンジンを安定的に運転することである。

本発明による内燃機関の制御装置は、各気筒に点火機構が設けられた内燃機関の制御装置であって、内燃機関の回転数を検出する回転数検出部と、点火モード判定部と、固定点火制御部と、判定部とを備える。点火モード判定部は、回転数に基づいて、内燃機関の低回転時に点火時期を所定時期に固定する固定点火モードを選択する。固定点火制御部は、固定点火モードの選択時に、内燃機関が非高温状態であれば点火時期を第１のクランク角度に固定する。判定部は、固定点火モードの選択時に、内燃機関が始動中および始動完了後のいずれであるかを判定する。そして、固定点火制御部は、固定点火モードの選択時に、内燃機関が高温状態であれば、判定部が始動中と判定したときには、点火時期を第１のクランク角度よりも遅角側の第２のクランク角度に固定する一方で、判定部が始動完了後と判定したときには、点火時期を第２のクランク角度よりも進角側の角度に固定する。

この発明による内燃機関の制御方法は、各気筒に点火機構が設けられた内燃機関の制御方法であって、内燃機関の回転数に基づいて、内燃機関の低回転時に点火時期を所定時期に固定する固定点火モードを選択するステップと、固定点火モードの選択時に、内燃機関が高温状態および非高温状態のいずれであるかを判定するステップと、固定点火モードの選択時に、内燃機関が始動中および始動完了後のいずれであるかを判定するステップと、固定点火モードの選択時に内燃機関が非高温状態であれば点火時期を第１のクランク角度に固定するステップと、固定点火モードの選択時に、内燃機関が高温状態であり、かつ、始動中と判定されると、点火時期を第１のクランク角度よりも遅角側の第２のクランク角度に固定するステップと、固定点火モードの選択時に、内燃機関が高温状態であり、かつ、始動完了後と判定されると、点火時期を第２のクランク角度よりも進角側の角度に固定するステップとを備える。

好ましくは、固定点火制御部は、判定部が始動完了後と判定したときには、点火時期を第１のクランク角度に固定する。あるいは、点火時期を第２のクランク角度よりも進角側の角度に固定するステップは、点火時期を第１のクランク角度に固定する。

また好ましくは、点火モード判定部または上記選択するステップは、内燃機関の始動指令発生時には固定点火モードを初期選択するとともに、固定点火モードの選択時に回転数が第１の回転数より上昇すると、固定点火モードを非選択とし、かつ、固定点火モードの非選択時に回転数が第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、固定点火モードを選択する。

上記内燃機関の制御装置および制御方法によると、エンジン始動完了後（運転中）に回転数変動により固定点火モードが選択された場合には、燃焼室内が負圧となっている点を考慮して、エンジン始動中と同様に高温状態時の固定点火時期が遅角されることを回避できる。この結果、高温状態時には、エンジン始動時におけるノッキング発生を抑制できるとともに、アイドル運転中にエンジン回転数が低下しても、不適切な固定点火時期が設定されることによるエンジンストールの発生を防止できる。このため、低回転域でのエンジン運転の不安定化を招くことなく、低燃費化のためのアイドル回転数の低回転化を円滑に実行できる。

特に、エンジン始動完了後の高温状態時には、固定点火時期の遅角化を中止して、非高温状態時と同様の固定点火角度設定とすることにより、制御を簡素化できる。

あるいは好ましくは、点火モード判定部または上記選択するステップは、内燃機関の始動指令発生時には固定点火モードを初期選択するとともに、固定点火モードの選択時に回転数が第１の回転数より上昇すると、固定点火モードを非選択とし、かつ、固定点火モードの非選択時に回転数が第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、固定点火モードを選択する。そして、判定部または上記始動中および始動完了後のいずれであるかを判定するステップは、始動指令の発生後、所定期間が経過し、かつ、固定点火モードが一旦非選択とされた場合には、以降の固定点火モードの選択時には内燃機関が始動完了後であると判定する。

また好ましくは、点火モード判定部または選択するステップは、内燃機関の始動指令発生時には固定点火モードを初期選択するとともに、固定点火モードの選択時に回転数が第１の回転数より上昇すると、固定点火モードを非選択とし、かつ、固定点火モードの非選択時に回転数が第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、固定点火モードを選択する。判定部または始動中および始動完了後のいずれであるかを判定するステップは、回転数が内燃機関を自立運転可能な最低回転数に対応する所定値よりも高いときには、内燃機関が始動完了後であると判定する。

このようにすると、エンジンが高温状態であっても固定点火モードにおける固定点火時期を単純に遅角化させるべきでない、エンジンの始動完了後の状態を簡易かつ適切に検出することができる。

本発明によれば、エンジン低回転時における点火時期を適切に設定して、アイドル回転数が低い場合にもエンジンを安定的に運転することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

まず、図１を用いて、本発明の実施の形態による内燃機関の制御装置を搭載した車両のエンジンの構成について説明する。

図１を参照して、エンジン１００には複数の気筒が設けられる。本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、たとえばエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００により構成される。

エンジン１００は、エアクリーナ１０２から吸入された空気とインジェクタ１０４から噴射される燃料との混合気を、燃焼室内で点火プラグ１０６により点火して燃焼させる内燃機関である。点火時期は、後程詳細に説明するように、エンジン１００の運転状態に応じて制御される。

混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストン１０８が押し下げられ、クランクシャフト１１０が回転する。燃焼後の混合気（排気ガス）は、三元触媒１１２により浄化された後、車外に排出される。エンジン１００に吸入される空気の量は、スロットルバルブ１１４により調整される。吸気バルブ１１６が開いた際に燃焼室に混合気が導入される。排気バルブ１１８が開いた際に燃焼室から排気ガスが排出される。

エンジン１００は、エンジンＥＣＵ２００により制御される。エンジンＥＣＵ２００には、ノックセンサ３００と、水温センサ３０２と、タイミングロータ３０４に対向して設けられたクランクポジションセンサ３０６と、スロットル開度センサ３０８と、車速センサ３１０と、イグニッションスイッチ３１２と、エアフローメータ３１４とが接続されている。

ノックセンサ３００は、エンジン１００のシリンダブロックに設けられる。ノックセンサ３００は、圧電素子により構成されている。ノックセンサ３００は、エンジン１００の振動により電圧を発生する。電圧の大きさは、振動の大きさと対応した大きさとなる。ノックセンサ３００は、電圧を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。水温センサ３０２は、エンジン１００のウォータージャケット内の冷却水の温度（冷却水温度Ｔｗ）を検出し、検出結果を表わす信号を、エンジンＥＣＵ２００に送信する。

タイミングロータ３０４は、クランクシャフト１１０に設けられており、クランクシャフト１１０と共に回転する。タイミングロータ３０４の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ３０６は、タイミングロータ３０４の突起に対向して設けられている。タイミングロータ３０４が回転すると、タイミングロータ３０４の突起と、クランクポジションセンサ３０６とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ３０６のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ３０６は、起電力を表わす信号を、エンジンＥＣＵ２００に送信する。エンジンＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ３０６から送信された信号に基づいて、クランク角およびクランクシャフト１１０の回転数（すなわち、エンジン回転数）を検出する。

スロットル開度センサ３０８は、スロットル開度を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。車速センサ３１０は、車輪（図示せず）の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。エンジンＥＣＵ２００は、車輪の回転数から、車速を算出する。イグニッションスイッチ３１２は、エンジン１００を始動させる際に、運転者によりオン操作される。エアフローメータ３１４は、エンジン１００に吸入される空気量を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。

エンジンＥＣＵ２００は、電源である補機バッテリ３２０から供給された電力により作動する。エンジンＥＣＵ２００は、各センサおよびイグニッションスイッチ３１２から送信された信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン１００が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。あるいは、エンジンＥＣＵ２００の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１００の運転状態を示す各センサから送信された信号に基づき、点火プラグ１０６による点火時期を制御する。周知のように、点火時期は、上死点（ＴＤＣ）を基準としたクランク角度で表記される。

図２は、本発明の実施の形態による点火時期制御を説明する機能ブロック図である。なお、図２に示された各機能ブロックは、当該ブロックに相当する機能を有する回路（ハードウェア）で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってＥＣＵがソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。

図２を参照して、エンジン回転数検出部４０は、クランクポジションセンサ３０６の出力信号に基づいて、クランクシャフト１１０の回転数、すなわちエンジン回転数Ｎｅｇを算出する。点火モード判定部５０は、エンジン回転数検出部４０によって検出されたエンジン回転数Ｎｅｇに応じて、点火モードを判定する。

ここで、図３を用いて、点火モード判定部５０によるエンジン回転数に基づく点火モードの設定を説明する。

図３を参照して、エンジン１００の始動指令発生時（すなわち、Ｎｅｇ＝０）において、点火モードは、固定点火モードに初期設定される。そして、エンジン始動処理に伴ってエンジン回転数Ｎｅｇが上昇し、判定回転数Ｎ１よりも上昇すると（Ｎｅｇ＞Ｎ１）、点火モードが計算点火モードへ遷移して、固定点火モードは非選択とされる。

一方、一旦計算点火モードが選択（固定点火モードが非選択）されると、エンジン回転数Ｎｅｇが判定回転数値Ｎ２よりも低下すると（Ｎｅｇ＜Ｎ２）、固定点火モードが選択されるようになる。このように、エンジン低回転時には固定点火モードが選択されるように、点火モード判定部５０は機能する。

ここで、判定回転数Ｎ２は、判定回転数Ｎ１よりも低く設定される（Ｎ２＜Ｎ１）。これにより、点火モードの遷移の判定にヒステリシスが設けられ、点火モードの設定が頻繁に切換わるハンチングの発生を防止できる。

再び図２を参照して、点火モード判定部５０は、固定点火モードの選択時には点火モード信号ＭＤを「１」に設定する一方で、計算点火モードの選択時には、点火モード信号ＭＤを「０」に設定するものとする。点火モード信号ＭＤは、計算点火制御部７０および固定点火制御部８０へ伝達される。

計算点火制御部７０は、点火モード信号ＭＤ＝０の時、すなわち計算点火モードの選択時に、エンジン１００の運転状態に応じて、エンジンの効率および出力を低下させることなく燃費を向上させ、かつ、ノッキング発生を抑制するように、最適な点火時期を設定する。たとえば、実験結果等に従って予め設定されたマップの参照や、これにノックセンサ３００の検出結果に基づくフィードバック制御を組み合わせることによって、計算点火モードにおける点火時期（点火角）ＡＮＧは、エンジン１００の運転状態の変化に合わせて、逐次設定される。

一方、固定点火制御部８０は、点火モード信号ＭＤ＝１の時、すなわち固定点火モードの選択時に、点火時期（点火角）ＡＮＧを所定のクランク角度に固定する。上述のように、エンジン１００の運転状態が不安定であるエンジン始動時あるいは始動直後には、吸気管圧力等の状態値が不安定であるため、経験的に得られた、エンジンを安定的に始動可能な点火時期に固定する制御が行なわれている。

しかしながら、図３に示した、エンジン回転数に基づく一般的な点火モード選択では、アイドル回転数を低く設定している場合に、エンジン始動から所定期間が経過したエンジン運転中においても、エンジン回転数の変動によって、固定点火モードが選択されるおそれがある。たとえば、アイドル目標回転数が、図３の判定回転数Ｎ２に近いほど、このようなケースが発生し易くなる。

始動／運転判定部６０は、エンジン１００の始動指令の発生後、エンジンが始動中および始動完了後の運転中のいずれであるかを判定し、その判定結果を示す判定信号ＪＤを出力する。

固定点火制御部８０には、点火モード信号ＭＤに加えて、始動／運転判定部６０からの判定信号ＪＤおよび、水温センサ３０２によって検知された冷却水温度Ｔｗが入力される。なお、冷却水温度Ｔｗは、機関温度を検知するためのものであり、その他のセンサ出力値や演算処理に基づいて、機関温度を検知することとしてもよい。

図４に示すように、固定点火制御部８０は、固定点火モードの選択時には、冷却水温度Ｔｗに基づいて、エンジン１００が高温状態および非高温状態のいずれであるかを判定する。

図４を参照して、固定点火制御部８０は、温度状態の判定結果について、非高温状態時には、冷却水温度Ｔｗ＞Ｔ１をトリガに非高温状態から高温状態へ遷移させるとともに、高温状態時には、冷却水温度Ｔｗ＜Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）をトリガに高温状態から非高温状態へ遷移させる。このように判定温度Ｔ１，Ｔ２を設けることにより、図３に示した点火モードの判定と同様に、高温状態および非高温状態の間での遷移がハンチング状に生じることを防止できる。

なお、エンジン１００の始動指令発生時には、初期値として非高温状態に設定されるが、始動時点で冷却水温度Ｔｗ＞Ｔ１であるときには、温度状態の判定結果は、その時点で、非高温状態から高温状態へ遷移するとともに、冷却水温度Ｔｗ＜Ｔ２となるまで、高温状態に維持される。

図５を参照して、固定点火制御部８０は、判定信号ＪＤおよび冷却水温度Ｔｗに基づき、エンジン１００が高温状態および非高温状態のいずれであるか、ならびに、エンジンが始動時および運転中のいずれであるかに基づいて、固定点火モードにおける点火時期（点火角）を設定する。

固定点火制御部８０は、エンジンの始動中における低回転時に固定点火モードが選択された場合には、エンジン１００の温度状態に応じて、固定点火時期を設定する。具体的には、エンジン１００の非高温状態時には、基準固定点火時期ＦＡＮＧ０（たとえば、ＢＴＤＣ５度）を設定する一方で、エンジン１００の高温状態時には、ノッキング発生を防止するために、基準固定点火時期ＦＡＮＧ０よりも遅角された高温時固定点火時期ＦＡＮＧ１（たとえばＢＴＤＣ−１０度、すなわちＡＴＤＣ１０度）を設定する。これにより、高温状態時には、点火時期の遅角化によりノッキング発生を防止してエンジンを始動することができる。

ここで、エンジン始動が完了して燃焼室内が負圧状態となっていると、燃焼室内が大気圧状態であるエンジン始動時と同様に点火時期を遅角化させると、出力低下によりエンジンストールが発生するおそれがある。

このため、固定点火制御部８０は、エンジン始動完了後（すなわち、エンジン運転中）における低回転時に固定点火モードが選択された場合には、非高温状態時には、基準固定点火時期ＦＡＮＧ０を設定するとともに、高温状態時には、高温時固定点火時期ＦＡＮＧ１よりも進角側の所定クランク角度に点火時期を固定する。なお、制御構成の簡素化および安定的な始動性確保の面からは、非高温状態時および高温状態時のいずれであっても、基準固定点火時期ＦＡＮＧ０を設定することが好ましい。

これにより、エンジン始動完了後（運転中）の低回転時に、高温状態時の遅角化を一律に行なうことによってエンジン運転が不安定となることを防止して、エンジンストールの発生を回避できる。

すなわち、始動／運転判定部６０による、エンジン始動中／運転中（始動後）の判定は、上述のように高温状態の遅角化の適否の観点から実行される。たとえば、エンジン始動後に、所定期間（時間あるいはサイクル数）が経過し、かつ、初期選択された固定点火モードから計算点火モードへ遷移したときにオンされるエンジン運転中フラグを設定することにより、当該エンジン運転中フラグに基づいて、始動／運転判定部６０の判定を実行できる。なお、このエンジン運転中フラグは、エンジンストール発生の検知時またはスタータオン（エンジン始動指令発生時）にオフにクリアすることとすればよい。

あるいは、エンジン１００の自立運転可能な最低回転数に基づいて判定回転数を設定し、この判定回転数とエンジン回転数Ｎｅｇとの比較に従って、自立運転不能な回転数領域ではエンジン１００が始動中であると判定する一方で、自立運転可能な回転数領域ではエンジン１００を始動完了後（運転中）であると判定するように、始動／運転判定部６０を構成してもよい。

図６は、本発明の実施の形態に従う内燃機関の制御装置による点火時期制御を実現するための一連の処理を説明するフローチャートである。以下に説明するフローチャートに示される処理を実行するためのプログラムをＲＯＭ２０２から読出して、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行することによっても、図２に示した機能ブロック図に従う点火時期制御を実現することができる。上記プログラムは、所定の制御周期毎に起動されて、一連の処理が実行される。

図６を参照して、エンジンＥＣＵ２００は、ステップＳ１００により、エンジン回転数Ｎｅｇに基づいて、点火モードを判定する。ステップＳ１００による判定は、図３に説明したように実行される。すなわち、ステップＳ１００の処理は、図２に示した点火モード判定部５０の機能に対応する。

計算点火モードの選択時（ＭＤ＝０）は、エンジンＥＣＵ２００は、ステップＳ１１０により、計算点火制御に従って点火時期を設定する。上述のように、計算点火制御によれば、所定の演算処理あるいはマップ参照等により、エンジン１００の運転状態に応じた適切な点火時期が逐次設定される。ステップＳ１１０による処理は、図２に示した計算点火制御部７０の機能に対応する。

一方、固定点火モードの選択時（ＭＤ＝１）には、エンジンＥＣＵ２００は、ステップＳ１２０により、冷却水温度Ｔｗに基づいて、エンジン１００が高温状態であるかどうかを判定する。

そして、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１００が非高温状態であるとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、処理をステップＳ１４０に進めて、点火時期を基準固定点火時期ＦＡＮＧ０に設定する。

これに対して、エンジン１００が高温状態であるとき（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１３０により、エンジン始動中およびエンジン始動完了後のいずれであるかを判定する。ステップＳ１２０の判定は、図２に示した判定信号ＪＤに基づいて実行される。すなわち、ステップＳ１３０の処理は、図２に示した始動／運転判定部６０の機能に対応する。

そして、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン始動中の固定点火モードの選択であるときには、ステップＳ１５０に処理を進めて、点火時期を高温時固定点火時期ＦＡＮＧ１に設定する。一方、エンジン運転中の固定点火モードの選択であるときには、ステップＳ１６０に処理を進めて、点火時期を高温時固定点火時期ＦＡＮＧ１よりも進角側に設定する。上述のように、ステップＳ１６０では、単純に遅角化を中止して、基準固定点火時期ＦＡＮＧ０とすることが好ましい。すなわち、ステップＳ１４０〜Ｓ１６０の処理は、図２に示した固定点火制御部８０の機能に対応し、図５に示した、エンジン１００の高温状態／非高温状態および始動中／運転中（始動完了後）に従った固定点火時期の設定が行なわれる。

以上説明したように、本実施の形態による内燃機関の制御装置によれば、エンジン始動完了後（運転中）に回転数変動により固定点火モードが選択された場合には、燃焼室内が負圧となっている点を考慮して、エンジン始動中と同様に高温状態時の固定点火時期が遅角されることを回避できる。この結果、高温状態時には、エンジン始動時におけるノッキング発生を抑制できるとともに、アイドル運転中にエンジン回転数が低下しても、不適切な固定点火時期が設定されることによるエンジンストールの発生を防止できる。このため、低回転域でのエンジン運転の不安定化を招くことなく、低燃費化のためのアイドル回転数の低回転化を円滑に実行できる。

なお、図６に示したフローチャートに示される処理を実行するためのプログラムを記憶するＲＯＭ２２は、本実施の形態による内燃機関の点火時期制御を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取可能な記録媒体に相当する。なお、上記プログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載した車両のエンジンの構成を説明する概略図である。本発明の実施の形態による点火時期制御を説明する機能ブロック図である。図２に示した点火モード判定部による点火モードの設定を説明する概念図である。エンジンの高温状態／非高温状態の判定を説明する概念図である。固定点火モード時の点火時期設定を説明する図表である。本発明の実施の形態による点火時期制御を実行するための一連の処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

４０エンジン回転数検出部、５０点火モード判定部、６０始動／運転判定部、７０計算点火制御部、８０固定点火制御部、１００エンジン、１０２エアクリーナ、１０４インジェクタ、１０６点火プラグ、１０８ピストン、１１０クランクシャフト、１１２三元触媒、１１４スロットルバルブ、１１６吸気バルブ、１１８排気バルブ、２００エンジンＥＣＵ、２０２ＲＯＭ、３００ノックセンサ、３０２水温センサ、３０４タイミングロータ、３０６クランクポジションセンサ、３０８スロットル開度センサ、３１０車速センサ、３１２イグニッションスイッチ、３１４エアフローメータ、３２０補機バッテリ、ＪＤ判定信号（始動中／運転中）、ＭＤ点火モード信号、Ｎ１，Ｎ２判定回転数（固定点火モード／計算点火モード）、Ｎｅｇエンジン回転数、Ｔ１，Ｔ２判定温度（高温状態／非高温状態）、Ｔｗ冷却水温度。

Claims

各気筒に点火機構が設けられた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出部と、
前記回転数に基づいて、前記内燃機関の低回転時に点火時期を所定時期に固定する固定点火モードを選択する点火モード判定部と、
前記固定点火モードの選択時に、前記内燃機関が非高温状態であれば前記点火時期を第１のクランク角度に固定する固定点火制御部と、
前記固定点火モードの選択時に、前記内燃機関が始動中および始動完了後のいずれであるかを判定する判定部とを備え、
前記固定点火制御部は、前記固定点火モードの選択時に、前記内燃機関が高温状態であれば、前記判定部が前記始動中と判定したときには、前記点火時期を前記第１のクランク角度よりも遅角側の第２のクランク角度に固定する一方で、前記判定部が前記始動完了後と判定したときには、前記点火時期を前記第２のクランク角度よりも進角側の角度に固定する、内燃機関の制御装置。
前記固定点火制御部は、前記判定部が前記始動完了後と判定したときには、前記点火時期を前記第１のクランク角度に固定する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
前記点火モード判定部は、前記内燃機関の始動指令発生時には前記固定点火モードを初期選択するとともに、前記固定点火モードの選択時に前記回転数が第１の回転数より上昇すると、前記固定点火モードを非選択とし、かつ、前記固定点火モードの非選択時に前記回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、前記固定点火モードを選択する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
前記点火モード判定部は、前記内燃機関の始動指令発生時には前記固定点火モードを初期選択するとともに、前記固定点火モードの選択時に前記回転数が第１の回転数より上昇すると、前記固定点火モードを非選択とし、かつ、前記固定点火モードの非選択時に前記回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、前記固定点火モードを選択し、
前記判定部は、前記始動指令の発生後、所定期間が経過し、かつ、前記固定点火モードが一旦非選択とされた場合には、以降の前記固定点火モードの選択時には前記内燃機関が始動完了後であると判定する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
前記点火モード判定部は、前記内燃機関の始動指令発生時には前記固定点火モードを初期選択するとともに、前記固定点火モードの選択時に前記回転数が第１の回転数より上昇すると、前記固定点火モードを非選択とし、かつ、前記固定点火モードの非選択時に前記回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、前記固定点火モードを選択し、
前記判定部は、前記回転数が前記内燃機関を自立運転可能な最低回転数に対応する所定値よりも高いときには、前記内燃機関が始動完了後であると判定する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
各気筒に点火機構が設けられた内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関の低回転時に点火時期を所定時期に固定する固定点火モードを選択するステップと、
前記固定点火モードの選択時に、前記内燃機関が高温状態および非高温状態のいずれであるかを判定するステップと、
前記固定点火モードの選択時に、前記内燃機関が始動中および始動完了後のいずれであるかを判定するステップと、
前記固定点火モードの選択時に、前記内燃機関が前記非高温状態であれば前記点火時期を第１のクランク角度に固定するステップと、
前記固定点火モードの選択時に、前記内燃機関が前記高温状態であり、かつ、前記始動中と判定されると、前記点火時期を前記第１のクランク角度よりも遅角側の第２のクランク角度に固定するステップと、
前記固定点火モードの選択時に、前記内燃機関が前記高温状態であり、かつ、前記始動完了後と判定されると、前記点火時期を前記第２のクランク角度よりも進角側の角度に固定するステップとを備える、内燃機関の制御方法。
前記点火時期を前記第２のクランク角度よりも進角側の角度に固定するステップは、前記点火時期を前記第１のクランク角度に固定する、請求項６記載の内燃機関の制御方法。
前記選択するステップは、前記内燃機関の始動指令発生時には前記固定点火モードを初期選択するとともに、前記固定点火モードの選択時に前記回転数が第１の回転数より上昇すると、前記固定点火モードを非選択とし、かつ、前記固定点火モードの非選択時に前記回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、前記固定点火モードを選択する、請求項６記載の内燃機関の制御方法。
前記選択するステップは、前記内燃機関の始動指令発生時には前記固定点火モードを初期選択するとともに、前記固定点火モードの選択時に前記回転数が第１の回転数より上昇すると、前記固定点火モードを非選択とし、かつ、前記固定点火モードの非選択時に前記回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、前記固定点火モードを選択し、
前記始動中および始動完了後のいずれであるかを判定するステップは、前記始動指令の発生後、所定期間が経過し、かつ、前記固定点火モードが一旦非選択とされた場合には、以降の前記固定点火モードの選択時には前記内燃機関は前記始動完了後であると判定する、請求項６記載の内燃機関の制御方法。
前記選択するステップは、前記内燃機関の始動指令発生時には前記固定点火モードを初期選択するとともに、前記固定点火モードの選択時に前記回転数が第１の回転数より上昇すると、前記固定点火モードを非選択とし、かつ、前記固定点火モードの非選択時に前記回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数より低下すると、前記固定点火モードを選択し、
前記始動中および始動完了後のいずれであるかを判定するステップは、前記回転数が前記内燃機関を自立運転可能な最低回転数に対応する所定値よりも高い場合には、前記内燃機関は前記始動完了後であると判定する、請求項６記載の内燃機関の制御方法。