JP2011231635A - 点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料中のアルコール濃度に応じて適切に点火時期を制御可能な点火時期制御装置を提供する。
【解決手段】アルコール混合燃料で運転可能なエンジンの点火時期を制御する点火時期制御装置は、運転状態情報およびアルコール濃度情報に基づき、最適点火時期を算出し、算出された最適点火時期に基づいて点火時期を制御する（Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１１１、Ｓ１１２）。燃料中のアルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃ以上であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、当該運転状態において燃料中にアルコールを含まないときにエンジンの出力が最大となる最大トルク点火時期よりも遅角側である最適点火時期に基づいて点火時期を制御する。これにより、エンジンの運転状態および燃料中のアルコール濃度に応じて点火時期が適切に制御されるので、エンジンの出力が向上し、燃費が向上する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アルコール混合燃料で運転可能な内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御装置に関する。

従来、燃料中にアルコールを任意の割合で混合したアルコール混合燃料を使用可能なエンジンを搭載した車両（ＦＦＶ：Flexible Fuel Vehicle）が知られている。ＦＦＶ用のエンジンに供給される燃料中のアルコール濃度は一定ではなく、給油する燃料のアルコール濃度や給油量等に応じて変化する。そのため、燃料中のアルコール濃度に応じて空燃比や点火時期等を調整する必要がある。例えば特許文献１では、燃料中のアルコール濃度が高いほど、点火時期を進角側に補正している。

特開２００９−１９１６６６号公報

ところで、燃料中のアルコール濃度が高くなると、トルクが最大となる点火時期は、燃料中にアルコールを含まない場合と比較して遅角側にシフトする。しかしながら、特許文献１のように、アルコール濃度が高いほど点火時期を進角側に補正すると、出力が低下し、燃費が悪化するという問題点があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料中のアルコール濃度に応じて適切に点火時期を制御可能な点火時期制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、アルコール混合燃料で運転可能な内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御装置である。点火時期制御装置は、運転状態情報取得手段と、アルコール濃度情報取得手段と、閾値濃度特定手段と、アルコール濃度判断手段と、点火時期制御手段と、を備える。運転状態情報取得手段は、内燃機関の運転状態に関する運転状態情報を取得する。アルコール濃度情報取得手段は、燃料中のアルコール濃度に関するアルコール濃度情報を取得する。閾値濃度特定手段は、内燃機関の出力トルクが最大となる点火時期である最大トルク点火時期と内燃機関においてノッキングが起こらない最進角側の点火時期であるトレースノック点火時期とに基づき、燃料中のアルコール濃度の閾値濃度を特定する。アルコール濃度判断手段は、アルコール濃度情報取得手段により取得されたアルコール濃度情報に基づき、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度より高いか否かを判断する。点火制御手段は、運転状態情報およびアルコール濃度情報に基づいて最適点火時期を算出し、算出された最適点火時期に基づいて点火時期を制御する。

点火時期制御手段は、アルコール濃度判断手段により燃料中のアルコール濃度が閾値濃度以上であると判断された場合、当該運転状態において燃料中にアルコールを含まないときの最大トルク点火時期よりも遅角側である最適点火時期に基づいて点火時期を制御する。

燃料中にアルコールを含む場合、燃料中にアルコールを含まない場合と比較して出力トルクが最大となる点火時期は、遅角側にシフトする。そこで、本発明では、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度以上である場合には、燃料中にアルコールを含まない場合において出力トルクが最大となる点火時期よりも遅角側となるように点火時期を制御する。これにより内燃機関の運転状態および燃料中のアルコール濃度に応じて点火時期が適切に制御されるので、内燃機関の出力が向上し、燃費が向上する。

ところで、最大トルク点火時期は、燃料中のアルコール濃度が高くいほど遅角側にシフトする。また、燃料中のアルコール濃度が高いほどノッキングが起こりにくいので、トレースノック点火時期は、燃料中のアルコール濃度が高いほど進角側にシフトする。

そこで、請求項２に記載の発明では、点火制御手段は、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度以上であると判断された場合、運転状態情報、アルコール濃度情報、および最大トルク点火時期に基づいて最適点火時期を算出し、算出された最適点火時期に基づいて点火時期を制御する。最大トルク点火時期は、アルコール濃度が高いほど遅角側にシフトするので、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度以上である場合、最大トルク点火時期に基づき、アルコール濃度が高いほど遅角側となるように点火時期を制御する。これにより、運転状態および燃料中のアルコール濃度に応じて、トルクが最大となるように点火時期を制御することができるので、出力が向上し、燃費も向上する。

また、請求項３に記載の発明では、点火制御手段は、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度より低いと判断された場合、運転状態情報、アルコール濃度情報、およびトレースノック点火時期に基づいて最適点火時期を算出し、算出された最適点火時期に基づいて点火時期を制御する。トレースノック点火時期は、アルコール濃度が高いほど進角側にシフトするので、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度より低い場合、トレースノック点火時期に基づき、アルコール濃度が高いほど進角側となるように点火時期を制御する。これにより、内燃機関にてノッキングが起こらないように、適切に点火時期を制御することができる。

請求項４に記載の発明では、閾値濃度特定手段は、最大トルク点火時期とトレースノック点火時期とが一致するアルコール濃度を閾値濃度として特定する。これにより、燃料中のアルコール濃度に基づいて、適切に点火時期を制御することができる。

請求項５に記載の発明では、内燃機関のノッキングに関するノック情報を取得するノック情報取得手段と、ノック情報取得手段により取得されたノック情報に基づき、最適点火時期を補正する補正手段と、をさらに備える。これにより、ノック情報に基づいて最適点火時期が補正されるので、内燃機関にてノッキングが起こらないように、より適切に点火時期を制御することができる。

請求項６に記載の発明では、内燃機関の冷却水の温度が所定温度以上か否かを判断する温度判断手段をさらに備える。温度判断手段により内燃機関の冷却水の温度が所定温度以上であると判断された場合、点火制御手段により最適点火時期を算出し点火時期を制御する。このように、内燃機関の冷却水の温度が所定温度以上の場合にのみ上述のような点火時期制御を行い、冷却水の温度が所定温度より低い場合には、異なる点火時期制御処理を行うように構成してもよい。

本発明の一実施形態による点火時期制御装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態による点火制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態における燃料中のアルコール濃度と点火時期との関係を説明する説明図である。

以下、本発明による点火時期制御装置を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による点火時期制御装置を図１に示す。点火時期制御装置１は、燃料としてのガソリン中にアルコールが任意の割合で混合されたアルコール混合燃料を使用可能な内燃機関としてのエンジン１０の点火時期を制御する。なお、本実施形態では、燃料中に混合されるアルコールは、エタノールである。

エンジン１０は、シリンダブロック１１、ピストン１４、シリンダヘッド２０、点火プラグ３５等を備えている。
シリンダブロック１１は、筒状に形成されたシリンダ１２を有し、シリンダ１２の内部にて往復移動可能にピストン１４を収容する。ピストン１４は、コンロッド１５を介して図示しないクランクシャフトと連結されている。シリンダブロック１１には、冷却水通路１７が形成される。冷却水通路１７には、冷却水が循環し、熱交換によりエンジン１０を冷却する。

シリンダブロック１１には、冷却水の温度を検出する水温センサ１８が設けられている。また、シリンダブロック１１には、エンジンのノッキングを検出するノックセンサ１９が設けられている。ノックセンサ１９は、具体的にはシリンダブロック１１の振動を検出している。水温センサ１８およびノックセンサ１９により検出された検出信号は、後述する後述する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という。）５０に送られる。

シリンダヘッド２０には、吸気弁２１および排気弁２４が設けられている。またシリンダヘッド２０には、吸気が流れる吸気ポート２２および燃焼により生じた排気が流れる排気ポート２５が形成されている。吸気弁２１は、吸気ポート２２と燃焼室３０との間を開閉し、排気弁２４は、燃焼室３０と排気ポート２５との間を開閉する。吸気ポート２２は、吸気管２７に形成された吸気通路２８と連通し、排気ポート２５は、図示しない排気管に形成された排気通路と連通している。吸気通路２８には、スロットルバルブ２９が設けられている。スロットルバルブ２９は、開閉により燃焼室３０に吸入される吸気の流量を調整する。

燃焼室３０は、シリンダブロック１１のシリンダ１２、ピストン１４の頂面、シリンダヘッド２０、吸気弁２１、および排気弁２４によって区画され、吸気弁２１が開弁することにより吸気ポート２２と連通し、排気弁２４が開弁することにより排気ポート２５と連通する。
点火プラグ３５は、ＥＣＵ５０からの指令により、火花放電用の高電圧が印加されることにより、燃焼室３０内に導入された燃料混合気に火花着火する。

エンジン１０に燃料を供給する燃料供給系統４０は、燃料タンク４１、燃料ポンプ４２、燃料通路部材４３、インジェクタ４５等を有している。燃料タンク４１には、アルコールを含む燃料であるアルコール混合燃料が貯留される。燃料ポンプ４２は、燃料通路部材４３に形成された燃料通路４４を経由して、燃料タンク４１に貯留されたアルコール混合燃料をインジェクタ４５に圧送する。インジェクタ４５は、燃料ポンプ４２から圧送されたアルコール混合燃料を吸気ポート２２に噴射する。すなわち、本実施形態のエンジンは、所謂ポート噴射式のエンジンである。

燃料通路部材４３には、燃料ポンプ４２により圧送された燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ４７が設けられている。本実施形態のアルコール濃度センサ４７は、比誘電率の違いを検出することにより燃料中のアルコール濃度を検出する静電容量式のものである。アルコール濃度センサ４７により検出された検出信号は、ＥＣＵ５０に送られる。

ＥＣＵ５０は、一般的なエンジン用のものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏおよびこれらを接続するバスラインなどを備えた所謂マイクロコンピュータである。ＥＣＵ５０には、上述の水温センサ１８、ノックセンサ１９、およびアルコール濃度センサ４７をはじめ、エンジン１０の回転数やエンジン負荷等、種々のセンサ類の情報が入力される。ＥＣＵ５０は、各種センサ類から入力された情報に基づき、燃料噴射時期、燃料噴射量、および点火時期等を制御している。
また、ＥＣＵ５０が有するメモリには、運転状態に応じて、最大トルク点火時期ＭＢＴおよびトレースノック点火時期ＴＫが、燃料中のアルコール濃度と関連付けて記憶されている。

ここで、最大トルク点火時期ＭＢＴおよびトレースノック点火時期ＴＫについて説明する。最大トルク点火時期ＭＢＴは、エンジン１０の出力トルクが最大となる点火時期であって、燃料中のアルコール濃度が高いほど遅角側にシフトする。また、トレースノック点火時期ＴＫは、エンジン１０においてノッキングが起こらない最進角側の点火時期であって、燃料中のアルコール濃度が高いほど進角側にシフトする。

燃料中にアルコールを含まないときの最大トルク点火時期は、燃料中にアルコールを含まないときのトレースノック点火時期よりも進角側である。上述の通り、燃料中のアルコール濃度が高まるに従って、最大トルク点火時期ＭＢＴは遅角側にシフトし、トレースノック点火時期ＴＫは進角側にシフトするので、ある濃度において最大トルク点火時期ＭＢＴとトレースノック点火時期ＴＫとが一致し、この濃度よりもアルコール濃度が高いとき、トレースノック点火時期ＴＫが最大トルク点火時期ＭＢＴよりも進角側となる。

本実施形態では、最大トルク点火時期ＭＢＴとトレースノック点火時期ＴＫとが一致するアルコール濃度を閾値濃度Ｘｃとし、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度Ｘｃよりも低いときトレースノック点火時期ＴＫに基づいて点火時期を制御し、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度Ｘｃ以上のとき最大トルク点火時期ＭＢＴに基づいて点火時期を制御している。

そこで、点火時期制御処理を図２に基づいて説明する。図２に示す点火時期制御処理は、給油が検出された後にエンジン１０が再始動された場合であって、アイドリング期間を除く所定期間、所定の間隔で行われる処理である。給油の検出は、燃料キャップが開けられたこと、或いは、レベルゲージが上がったこと等により検出することができる。なお、給油が行われた後、再度給油が行われるまでの間、燃料中のアルコール濃度等の組成は変わらない。そのため、本実施形態においては、給油後の所定期間に本処理を実行して点火時期を算出した後、次の給油が行われるまでは当該算出された点火時期に基づいて点火制御を行う。

初めのステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、エンジン１０の運転状態に関する運転状態情報を取得する。本実施形態で取得される運転状態情報は、エンジン１０の回転数、エンジン１０の負荷、および水温センサ１８により検出されるエンジン１０の冷却水の温度等である。

Ｓ１０２では、Ｓ１０１で取得したエンジン１０の冷却水の温度Ｔが所定温度Ｘｔ（例えば６０℃）以上であるか否かを判断する。冷却水の温度Ｔが所定温度Ｘｔより低いと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３以降の処理を行わず、エンジン１０の温度が低い場合における点火制御が別処理にて行われる。冷却水の温度Ｔが所定温度Ｘｔ以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。

Ｓ１０３では、Ｓ１０１にて取得されエンジン１０の運転状態に関する運転状態情報に基づき、最適点火時期の算出に係るアルコール濃度の閾値濃度を設定する。具体的には、当該運転状態における最大トルク点火時期ＭＢＴおよびトレースノック点火時期ＴＫをマップから読み出し、最大トルク点火時期ＭＢＴとトレースノック点火時期ＴＫとが一致するアルコール濃度を閾値濃度として特定する。

Ｓ１０４では、燃料中のアルコール濃度に関するアルコール濃度情報を取得する。本実施形態では、アルコール濃度センサ４７から送られた検出信号に基づいて燃料中のアルコール濃度Ｃが算出される。なお、アルコール濃度センサ４７から送られる検出信号が「アルコール濃度情報」に対応している。

Ｓ１０５では、Ｓ１０４にて算出された燃料中のアルコール濃度Ｃが、Ｓ１０３にて特定された閾値濃度Ｘｃよりも高いか否かを判断する。燃料中のアルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃ以上であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。燃料中のアルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃより低いと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。

Ｓ１０６では、当該運転状態において、アルコール濃度Ｃのときのトレースノック点火時期ＴＫをマップから取得する。
Ｓ１０７では、Ｓ１０６で取得したアルコール濃度Ｃのときのトレースノック点火時期ＴＫを最適点火時期とし、点火時期ＡＯＰがアルコール濃度Ｃにおけるトレースノック点火時期ＴＫとなるように、点火時期を制御する。

Ｓ１０８では、ノックセンサ１９から送られる検出信号を取得する。なお、ノックセンサ１９から送られる検出信号が「ノック情報」に対応している。
Ｓ１０９では、Ｓ１０８にて取得したノックセンサ１９から送られる検出信号に基づき、エンジン１０にてノッキングが起こっているか否かを判断する。エンジン１０にてノッキングが起こっていないと判断された場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、Ｓ１１０の処理を行わず、本処理を終了する。エンジン１０にてノッキングが起こっていると判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。

Ｓ１１０では、点火時期ＡＯＰをアルコール濃度Ｃにおけるトレースノック点火時期ＴＫよりも遅角側にシフトし、エンジン１０にてノッキングが起こらない点火時期となるように点火を制御する。また、このとき、予め記憶されているトレースノック点火時期ＴＫについても遅角側に補正し、本処理を終了する。

燃料中のアルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃ以上であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）に移行するＳ１１１では、当該運転状態において、燃料中のアルコール濃度Ｃのときの最大トルク点火時期ＭＢＴをマップから取得する。
Ｓ１１２では、Ｓ１１１で取得したアルコール濃度Ｃのときの最大トルク点火時期ＭＢＴを最適点火時期とし、点火時期ＡＯＰがアルコール濃度Ｃにおける最大トルク点火時期ＭＢＴとなるように点火時期を制御し、本処理を終了する。

ここで、アルコール濃度と最適点火時期との関係を、図３に基づいて説明する。図３は、ある運転状態におけるアルコール濃度と最適点火時期との関係を示したものであり、横軸に燃料中のアルコール濃度Ｃを示し、縦軸に点火時期ＡＯＰを示している。縦軸に示す点火時期ＡＯＰは、横軸との交点を上死点ＴＤＣとし、紙面上方向にいくと点火時期が進角することを示し、紙面下方向にいくと点火時期が遅角することを示している。
なお、アルコール濃度と点火時期との関係は、運転状態に応じて、図３に示すようなデータがマップとして記憶されている。

燃料中にアルコールを含まない場合、すなわち燃料中のアルコール濃度Ｃ＝０（Ｅ０）である場合における最大トルク点火時期ＭＢＴを記号「ＭＢＴ（Ｅ０）」で示し、トレースノック点火時期ＴＫを記号「ＴＫ（Ｅ０）」で示した。

図３に示すように、燃料中にアルコールを含まないときのトレースノック点火時期ＴＫ（０）は、最大トルク点火時期ＭＢＴ（Ｅ０）よりも遅角側に位置している。このとき、トレースノック点火時期ＴＫ（Ｅ０）よりも進角側で点火すると、エンジン１０にてノッキングが起こる。そのため、燃料中にアルコールを含まない場合、点火時期をトレースノック点火時期ＴＫ（Ｅ０）に設定し、点火を制御する。

ところで、燃料中にアルコールが含まれる場合、上述の通り、アルコール濃度に応じて、最大トルク点火時期ＭＢＴおよびトレースノック点火時期ＴＫは変化する。
図３中に直線Ｌ_mbtで示すように、燃料中のアルコール濃度が高くなると、最大トルク点火時期ＭＢＴは、燃料中にアルコールを含まない場合の最大トルク点火時期ＭＢＴ（Ｅ０）から遅角側にシフトする。燃料中にアルコールを含まない場合の最大トルク点火時期ＭＢＴ（Ｅ０）からの遅角量Ｒは、アルコール濃度が高いほど大きくなる。

また、燃料中のアルコール濃度が高くなると、エンジン１０ではノッキングが起こりにくくなる。そのため、図３中に直線Ｌ_tkで示すように、燃料中のアルコール濃度が高くなると、トレースノック点火時期ＴＫは、燃料中にアルコールを含まない場合のトレースノック点火時期ＴＫ（Ｅ０）から進角側にシフトする。燃料中にアルコールを含まない場合のトレースノック点火時期ＴＫ（Ｅ０）からの進角量Ｈは、アルコール濃度が高いほど大きくなる。

燃料中にアルコールを含まない場合、上述の通り、トレースノック点火時期ＴＫ（Ｅ０）は、最大トルク点火時期ＭＢＴ（Ｅ０）よりも遅角側となっているが、燃料中のアルコール濃度が高まるにつれて、最大トルク点火時期ＭＢＴが遅角側へシフトし、トレースノック点火時期ＴＫが進角側にシフトするので、燃料中のアルコール濃度がＸｃのとき、記号Ｐで示すように、最大トルク点火時期ＭＢＴとトレースノック点火時期ＴＫとが一致する。そして、燃料中のアルコール濃度がＸｃよりも高まると、トレースノック点火時期ＴＫは、最大トルク点火時期ＭＢＴよりも進角側となる。

そこで本実施形態では、図３中に実線で示す如く、点火時期を制御している。すなわち、最大トルク点火時期ＭＢＴとトレースノック点火時期ＴＫとが一致するアルコール濃度Ｘｃを閾値濃度とし、アルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃより低い場合（図２中のＳ１０５：ＮＯ）、トレースノック点火時期ＴＫが最大トルク点火時期ＭＢＴよりも遅角側であるので、エンジン１０にてノッキングが起こらないように、トレースノック点火時期ＴＫを最適点火時期として設定し、点火を制御する（Ｓ１０７）。

このとき、予めマップ等で記憶されているトレースノック点火時期ＴＫに基づいて点火時期を制御するが、燃料性状等によってはノッキングを起こしてしまう場合がある。ノッキングが発生した場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、点火時期ＡＯＰをアルコール濃度Ｃにおけるトレースノック点火時期ＴＫよりも遅角側にシフトし、エンジン１０にてノッキングが起こらない点火時期となるように点火を制御する。また、予め記憶されているトレースノック点火時期ＴＫについても補正する（Ｓ１１０）。

また、アルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃ以上である場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、エンジン１０の出力トルクを高めるべくアルコール濃度Ｃにおける最大トルク点火時期ＭＢＴを最適点火時期として設定し、点火を制御する（Ｓ１１０）。なお、アルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃよりも高い場合、エンジン１０にてノッキングが起こる最進角点火時期であるトレースノック点火時期ＴＫは、最大トルク点火時期ＭＢＴよりも進角側であるので、最大トルク点火時期ＭＢＴを点火時期ＡＯＰとして設定して点火を制御しても、エンジン１０においてノッキングは起こらない。

以上詳述したように、アルコール混合燃料で運転可能なエンジン１０の点火時期を制御する点火時期制御装置１は、エンジン１０の運転状態に関する運転状態情報を取得し（Ｓ１０１）、最大トルク点火時期とトレースノック点火時期とに基づいて閾値濃度Ｘｃを特定する（Ｓ１０３）。また、燃料中のアルコール濃度に関するアルコール濃度情報を取得し（Ｓ１０４）、燃料中のアルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃよりも高いか否かを判断する（Ｓ１０３）。運転状態情報およびアルコール濃度情報に基づき、最適点火時期を算出し、算出された最適点火時期に基づいて点火時期を制御する（Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１１１、Ｓ１１２）。

本実施形態では、燃料中のアルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃ以上であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、最適点火時期は、当該運転状態において燃料中にアルコールを含まないときにエンジン１０の出力トルクが最大となる最大トルク点火時期ＭＢＴ（Ｅ０）よりも遅角側である最適点火時期に基づいて点火時期を制御する（Ｓ１１１、Ｓ１１２）。

燃料中にアルコールを含む場合、燃料中にアルコールを含まない場合と比較して出力トルクが最大となる点火時期は、遅角側にシフトする（図３参照）。そこで、本実施形態では、燃料中のアルコール濃度Ｃが閾値濃度Ｘｃ以上である場合には、燃料中にアルコールを含まない場合において出力トルクが最大となる最大トルク点火時期ＭＢＴ（Ｅ０）よりも遅角側となるように点火時期ＡＯＰを制御する。これにより、エンジン１０の運転状態および燃料中のアルコール濃度に応じて点火時期が適切に制御されるので、エンジン１０の出力が向上し、燃費が向上する。

最大トルク点火時期は、燃料中のアルコール濃度が高いほど遅角側にシフトする。また、燃料中のアルコール濃度が高いほどノッキングが起こりにくいので、トレースノック点火時期は、燃料中のアルコール濃度が高いほど進角側にシフトする。

そこで本実施形態では、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度Ｘｃ以上であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、運転状態情報、アルコール濃度情報、および最大トルク点火時期に基づいて最適点火時期を算出し、算出された最適点火時期に基づいて点火時期を制御する（Ｓ１１１、Ｓ１１２）。最大トルク点火時期は、アルコール濃度が高いほど遅角側にシフトするので、燃料中のアルコール濃度が閾値以上である場合、最大トルク点火時期に基づき、アルコール濃度が高いほど遅角側となるように点火時期を制御する。これにより、運転状態および燃料中のアルコール濃度に応じて、エンジン１０の出力トルクが最大となるように点火時期を制御することができるので、出力が向上し、燃費が向上する。

また、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度より低い場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、運転状態情報、アルコール濃度情報、およびトレースノック点火時期に基づいて最適点火時期を算出し、算出された最適点火時期に基づいて点火時期を制御する（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。トレースノック点火時期は、アルコール濃度が高いほど進角側にシフトするので、燃料中のアルコール濃度が閾値濃度より低い場合、アルコール濃度が高いほど進角側となるように点火時期を制御する。これにより、これにより、エンジン１０にてノッキングが起こらないように、適切に点火時期を制御することができる。

本実施形態では、閾値濃度Ｘｃは、最大トルク点火時期ＭＢＴとトレースノック点火時期ＴＫとが一致するアルコール濃度を閾値濃度Ｘｃとして特定する（Ｓ１０３）。なお、閾値濃度Ｘｃは、運転状態に応じて特定されるので、運転状態およびアルコール濃度に応じて点火時期がより適切に制御することができる。

また、エンジン１０のノッキングに関するノック情報を取得し（Ｓ１０８）、取得されたノック情報に基づいて点火時期を補正する（Ｓ１１０）。これにより、ノック情報に基づいて点火時期が補正されるので、エンジン１０にてノッキングが起こらないように、より適切に点火時期を制御することができる。

さらにまた、エンジン１０の冷却水の温度が所定温度以上か否かを判断し、エンジン１０の冷却水の温度が所定温度以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３以降の処理を行い、所定温度より低いと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、エンジン１０の温度が低い場合における点火制御が別処理にて行われる。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ５０が、「運転状態情報取得手段」、「アルコール濃度情報取得手段」、「閾値濃度特定手段」、「アルコール濃度判断手段」、「点火制御手段」、「ノック情報取得手段」、「補正手段」、および「温度判断手段」を構成する。また、図２中のＳ１０１が「運転状態情報取得手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０３が「閾値濃度特定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０４が「アルコール濃度情報取得手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０５が「アルコール濃度判断手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１１１，Ｓ１１２が「点火制御手段」の機能としての処理に相当する。また、Ｓ１０８が「ノック情報取得手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１１０が「補正手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０２が「温度判断手段」の機能としての処理に相当する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、燃料中に混合されるアルコールはエタノールであった。上記実施形態では、メタノール、プロパノール等、アルコール系のものであればよい。また、複数のアルコールが混合されていてもよい。さらにまた、アルコールが混合される燃料は、レギュラーガソリンでもハイオクでもよい。

上記実施形態では、ポート噴射式のエンジンに点火制御装置を適用した。他の実施形態では、点火制御装置は、直噴式のエンジンに適用してもよい。
また、上記実施形態では、水温センサは、冷却水の温度を検出した。冷却水の温度に替えて、燃料の温度を検出するように構成してもよい。

上記実施形態では、アルコール濃度センサは静電容量式のものを用いていたが、光学式等、どのような方式でアルコール濃度を検出するものであってもよい。また、アルコール濃度センサを設けずに、燃料中のアルコール濃度を予測し、当該予測値をアルコール濃度に関するアルコール濃度情報として取得するようにしてもよい。

上記実施形態では、最大トルク点火時期は、マップとして記憶されていた。他の実施形態では、最大トルク点火時期ＭＢＴを算出する関数を有しており、この関数を用いて算出するように構成してもよい。最大トルク点火時期を算出する関数としては、例えばアルコール濃度が０％のときの最大トルク点火時期と、アルコール濃度が１００％のときの最大トルク点火時期と、に基づく一次関数とすることができる。また、一次関数に限らず二次以上の関数としてもよい。

上記実施形態の図３では、最大トルク点火時期は、アルコール濃度が高いほど直線的に遅角側にシフトしていた。他の実施形態では、最大トルク点火時期は、アルコール濃度の上昇にしたがって段階的に遅角側にシフトするようにしてもよい。同様に、トレースノック点火時期は、アルコール濃度の上昇に従って段階的に進角側にシフトするようにしてもよい。このように構成した場合、トレースノック点火時期が最大トルク点火時期よりも進角側となった最も低いアルコール濃度を閾値濃度としてもよい。

上記実施形態では、給油が検出された後にエンジン１０が再始動された場合であって、アイドリング期間を除く所定期間において、エンジン１０の運転状態、燃料中のアルコール濃度、最大トルク点火時期、およびトレースノック点火時期に基づく点火制御処理を行った。他の実施形態では、エンジン始動中、常に図２に示す制御処理を行ってもよい。
また、上記実施形態では、ノッキングが検出された場合（図２中のＳ１０９：ＹＥＳ）、点火時期を遅角側に補正したが（Ｓ１１０）、これに加え、ノッキングが検出されなかった場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、点火時期を進角側に補正するように点火時期を制御してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・点火時期制御装置
１０・・・エンジン
１８・・・水温センサ
１９・・・ノックセンサ
３５・・・点火プラグ
４０・・・燃料供給系統
４５・・・インジェクタ
４７・・・アルコール濃度センサ
５０・・・ＥＣＵ（運転状態情報取得手段、アルコール濃度情報取得手段、閾値濃度特定手段、アルコール濃度判断手段、点火時期制御手段、ノック情報取得手段、補正手段、温度判断手段）

Claims (6)

1. アルコール混合燃料で運転可能な内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段であって、
   前記内燃機関の運転状態に関する運転状態情報を取得する運転状態情報取得手段と、
   燃料中のアルコール濃度に関するアルコール濃度情報を取得するアルコール濃度情報取得手段と、
   前記内燃機関の出力トルクが最大となる点火時期である最大トルク点火時期と前記内燃機関においてノッキングが起こらない最進角側の点火時期であるトレースノック点火時期とに基づき燃料中のアルコール濃度の閾値濃度を特定する閾値濃度特定手段と、
   前記アルコール濃度情報取得手段により取得された前記アルコール濃度情報に基づき、燃料中のアルコール濃度が前記閾値濃度以上か否かを判断するアルコール濃度判断手段と、
   前記運転状態情報および前記アルコール濃度情報に基づいて最適点火時期を算出し、算出された前記最適点火時期に基づいて点火時期を制御する点火制御手段と、
   を備え、
   前記点火制御手段は、前記アルコール濃度判断手段により燃料中のアルコール濃度が前記閾値濃度以上であると判断された場合、当該運転状態において燃料中にアルコールを含まないときの前記最大トルク点火時期よりも遅角側である前記最適点火時期に基づいて点火時期を制御することを特徴とする点火時期制御装置。
2. 前記点火制御手段は、燃料中のアルコール濃度が前記閾値濃度以上であると判断された場合、前記運転状態情報、前記アルコール濃度情報、および前記最大トルク点火時期に基づいて前記最適点火時期を算出し、算出された前記最適点火時期に基づいて点火時期を制御することを特徴とする請求項１に記載の点火時期制御装置。
3. 前記点火制御手段は、燃料中のアルコール濃度が前記閾値濃度より低いと判断された場合、前記運転状態情報、前記アルコール濃度情報、および前記トレースノック点火時期に基づいて前記最適点火時期を算出し、算出された前記最適点火時期に基づいて点火時期を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の点火時期制御装置。
4. 前記閾値濃度特定手段は、前記最大トルク点火時期と前記トレースノック点火時期とが一致するアルコール濃度を前記閾値濃度として特定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の点火時期制御装置。
5. 前記内燃機関のノッキングに関するノック情報を取得するノック情報取得手段と、
   前記ノック情報取得手段により取得された前記ノック情報に基づき、前記最適点火時期を補正する補正手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の点火時期制御装置。
6. 前記内燃機関の冷却水の温度が所定温度以上か否かを判断する温度判断手段をさらに備え、
   前記温度判断手段により前記内燃機関の冷却水の温度が前記所定温度以上であると判断された場合、前記点火制御手段により最適点火時期を算出し点火時期を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の点火時期制御装置。

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