JP2013119822A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、燃料中のアルコール濃度が変化する場合でも、アルコール濃度に基いて触媒暖機用の点火時期を適切に制御することを目的とする。
【解決手段】ＥＣＵ５０は、エンジンの始動後に、第１の触媒暖機制御を点火遅角許容回数αだけ実行してから、第２の触媒暖機制御を実行する。第１の触媒暖機制御では、第２の触媒暖機制御よりも点火時期の遅角量を減少させた状態で点火動作を実行する。一方、第２の触媒暖機制御では、アルコール濃度に基いて点火遅角量を大きく遅角させる。この制御によれば、給油等によりアルコール濃度の取得値に誤差が含まれる場合でも、この誤差が触媒暖機制御の初期段階で点火時期に反映されるのを防止することができる。従って、アルコール燃料を用いる内燃機関においても、触媒暖機制御を最適化し、触媒を効率よく暖機することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばＦＦＶ（Flexible-Fuel Vehicle）等の車両に搭載され、アルコール燃料を使用する内燃機関の制御装置に関する。

従来技術として、例えば特許文献１（特開２００８−２７４７８９号公報）に開示されているように、触媒の暖機を行うときに、燃料中のアルコール濃度に応じて点火時期の遅角量を制御する構成とした内燃機関の制御装置が知られている。

特開２００８−２７４７８９号公報

上述した従来技術では、給油により燃料中のアルコール濃度が急変した場合等に、アルコール濃度の検出値（推定値）に誤差が生じることがある。この状態で、アルコール濃度に応じて点火時期を遅角させると、点火時期の遅角量が適切に制御されないことになり、燃料状態が悪化する虞れがある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、燃料中のアルコール濃度が変化する場合でも、触媒暖機用の点火時期をアルコール濃度に基いて適切に制御することができ、燃焼状態を良好に保持することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

第１の発明は、アルコール燃料を用いる内燃機関の排気ガスを浄化する触媒と、
燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
前記触媒を暖機する手段であって、前記触媒の暖機後に用いる通常の点火時期よりも遅角させた第１の点火時期を有し、内燃機関の始動後に前記第１の点火時期を用いて点火動作を実行する第１の触媒暖機制御手段と、
前記第１の触媒暖機制御手段の作動終了後に前記触媒を暖機する手段であって、前記第１の点火時期よりも遅角させた第２の点火時期を少なくとも前記アルコール濃度に基いて設定し、前記第２の点火時期を用いて点火動作を実行する第２の触媒暖機制御手段と、
を備えることを特徴とする。

第２の発明によると、前記第１の点火時期は、燃料中のアルコール濃度が零の場合に用いられる点火時期である構成としている。

第３の発明は、前記第１の触媒暖機制御手段が作動するときに、前記第１の点火時期を始動中の点火時期に対応する初期値から前記第２の点火時期まで徐々に遅角させる遅角量徐変手段を備える。

第４の発明は、前記第１，第２の触媒暖機制御手段の何れかが作動することにより機関回転数の角加速度が許容限度よりも低下した場合に、点火時期の遅角量を減少させる遅角緩和手段を備える。

第５の発明は、始動時に給油履歴の有無を判定し、給油履歴が無いと判定した場合には、前記第１の触媒暖機制御手段を作動させずに前記第２の触媒暖機制御手段のみを作動させる給油対応切換手段を備える。

第１の発明によれば、第１の触媒暖機制御手段は、給油等によりアルコール濃度の取得値に誤差が含まれる場合でも、この誤差が触媒暖機制御の初期段階で点火時期に反映されるのを防止することができる。即ち、第１の触媒暖機制御手段は、アルコール濃度の取得値に関係なく、第１の点火時期により内燃機関を運転することができる。これにより、機関回転数を安定させ、運転性や排気エミッションを良好に保持することができる。また、例えば第１の触媒暖機制御手段の作動期間を利用して、正確なアルコール濃度を取得することができる。このため、第２の触媒暖機制御手段は、アルコール濃度の取得誤差が除去された状態で、正確なアルコール濃度に応じて第２の点火時期を適切に遅角させることができる。従って、アルコール燃料を用いる内燃機関においても、触媒暖機制御を最適化し、触媒を効率よく暖機することができる。

第２の発明によれば、第１の触媒暖機制御手段は、アルコール濃度の取得値に関係なく、例えばガソリン使用時の点火時期により内燃機関を運転することができる。これにより、アルコール濃度の取得値に誤差が含まれる場合でも、機関回転数を安定させ、運転性や排気エミッションを良好に保持することができる。

第３の発明によれば、遅角量徐変手段は、第１の触媒暖機制御手段が作動するときに、第１の点火時期を第２の点火時期に向けて徐々に遅角させることができる。これにより、点火時期を急変させることがないので、エンジン回転数や運転性を安定化し、また、排気エミッションの悪化を防止することができる。

第４の発明によれば、遅角緩和手段は、第１，第２の触媒暖機制御手段の何れかが作動することにより機関回転数の角加速度が許容限度よりも低下した場合に、点火時期の遅角量を減少させることができる。従って、アルコール燃料の使用により触媒暖機制御の点火遅角量を増加させながらも、エンジンの運転状態等に応じて適切なタイミングで点火遅角量を減少させることができ、運転性を良好に保持することができる。

第５の発明によれば、給油対応切換手段は、給油履歴が無いと判定した場合に、第１の触媒暖機制御手段を作動させずに第２の触媒暖機制御手段のみを作動させることができる。これにより、例えばアルコール濃度の取得誤差が生じない状況では、第１の触媒暖機制御が無駄に実行されるのを回避することができる。従って、触媒の暖機時には、点火遅角量を速やかに増加させ、触媒を早期に暖機することができる。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。 本発明の実施の形態１において、エンジン始動後の点火時期の状態を示すタイミングチャートである。 燃料中のアルコール濃度とエンジン水温とに基いて点火遅角増加量を算出するためのデータマップの一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。 本発明の実施の形態１の変形例において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。 本発明の実施の形態２において、エンジン始動後の点火時期の状態を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。 本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、ＦＦＶ等の車両に搭載される内燃機関として多気筒型のエンジン１０を備えている。エンジン１０は、例えばメタノール、エタノール等を含むアルコール燃料及びガソリンが使用可能となっている。なお、図１は、エンジン１０に搭載された複数気筒のうちの１気筒を例示したものである。エンジン１０の各気筒には、ピストン１２により燃焼室１４が形成されており、ピストン１２はクランク軸１６に連結されている。また、エンジン１０は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路１８を備えており、吸気通路１８には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ２０が設けられている。

一方、エンジン１０は、各気筒の排気ガスを排出する排気通路２２を備えており、排気通路２２には、排気ガスを浄化する三元触媒等の触媒２４が設けられている。また、エンジンの各気筒は、例えば吸気通路１８（吸気ポート）及び燃焼室１４内（筒内）にそれぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２６，２８と、混合気に点火する点火プラグ３０と、吸気通路１８を筒内に対して開閉する吸気バルブ３２と、排気通路２２を筒内に対して開閉する排気バルブ３４とを備えている。なお、本発明では、必ずしも２つの燃料噴射弁２６，２８を備える必要はなく、何れか一方の燃料噴射弁のみを用いてもよい。

また、本実施の形態のシステムは、エンジンの制御に必要な各種のセンサを含むセンサ系統と、エンジンの運転状態を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）５０とを備えている。まず、センサ系統について述べると、クランク角センサ４０は、クランク軸１６の回転に同期した信号を出力するもので、エアフローセンサ４２は、エンジンの吸入空気量を検出する。また、水温センサ４４は、機関温度の一例として、エンジン冷却水の温度（エンジン水温）を検出する。アルコール濃度センサ４６は、燃料中のアルコール濃度を検出（取得）するもので、本実施の形態のアルコール濃度取得手段を構成している。センサ系統には、この他にも各種のセンサが含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルバルブ２０、燃料噴射弁２６，２８、点火プラグ３０等のアクチュエータが接続されている。

そして、ＥＣＵ５０は、センサ系統により検出したエンジンの運転情報に基いて各アクチュエータを駆動し、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ４０の出力に基いてエンジン回転数（機関回転数）とクランク角とを検出し、エアフローセンサ４２により吸入空気量を検出する。また、エンジン回転数と吸入空気量とに基いて負荷率（機関負荷）を算出し、吸入空気量、負荷率、燃料中のアルコール濃度等に基いて燃料噴射量を算出する。また、ＥＣＵ５０は、クランク角に基いて燃料噴射時期及び点火時期を決定し、燃料噴射時期が到来した時点で燃料噴射弁２６，２８を駆動する。そして、点火時期が到来した時点で、点火プラグ３０に通電する点火動作を実行する。これにより、各気筒で混合気を燃焼させ、エンジンを運転することができる。また、ＥＣＵ５０は、エンジンの始動時に、点火時期を遅角させて触媒２４を暖機する触媒暖機制御を実行する。

［実施の形態１の特徴］
一般に、エンジンの始動後には、点火時期を遅角させることにより触媒２４を暖機する触媒暖機制御が実行される。但し、アルコール燃料の使用時には、排気ガスが比較的低温となることにより暖機の進行が遅れ易くなるので、点火時期の遅角量（点火遅角量）を増加させる等により対応するのが好ましい。しかしながら、エンジンの始動直後には、給油等によりアルコール濃度の取得値に誤差が生じる場合があり、このアルコール濃度に基いて点火時期の遅角量を制御すると、エンジン回転数が低下して運転性が悪化したり、排気エミッションが悪化するという問題がある。このため、本実施の形態では、触媒暖機制御を少なくとも２段階（第１，第２の触媒暖機制御）に分けて実行し、アルコール濃度の取得誤差に対処する構成としている。以下、図２を参照して、これらの触媒暖機制御について説明する。図２は、本発明の実施の形態１において、エンジン始動後の点火時期の状態を示すタイミングチャートである。

（第１の触媒暖機制御）
第１の触媒暖機制御は、図２に示すように、エンジンの始動が完了したときに、アルコール濃度の取得誤差を考慮した第１の点火時期を用いて点火動作を実行する。ここで、第１の点火時期は、触媒２４の暖機後に用いる通常の点火時期（例えば図２における始動中の点火時期）よりも遅角され、かつ、燃料中のアルコール濃度が比較的低い状態に対応した点火時期に設定される。具体例を挙げれば、第１の点火時期としては、ガソリンの使用時（燃料中のアルコール濃度が零の場合）に触媒暖機制御により遅角して設定される点火時期が採用される。また、第１の触媒暖機制御は、例えば点火動作が所定の点火遅角許容回数αだけ実行された時点で終了し、第２の触媒暖機制御に切換えられる。ここで、点火遅角許容回数αは、例えば始動時におけるアルコール濃度の取得誤差を補正して、燃料中のアルコール濃度を正確に取得するのに必要な時間等に対応して設定される。

（第２の触媒暖機制御）
この制御は、第１の触媒暖機制御が終了した時点で当該制御に代わって実行されるもので、図３に示すデータマップから求めた第２の点火時期を用いて点火動作を実行するものである。図３は、燃料中のアルコール濃度とエンジン水温とに基いて点火遅角増加量eaalchretを算出するためのデータマップの一例を示している。点火遅角増加量eaalchretとは、例えばガソリンを使用した場合の点火遅角量（ベースの点火遅角量）に対して、アルコール燃料の使用により増加させる分の遅角量として定義される。アルコール濃度が正確に取得された状態で実行される第２の触媒暖機制御において、点火遅角増加量eaalchretは、燃料中のアルコール濃度が高いほど、また、エンジン水温が低いほど、増加させるのが好ましい。

図３に示す点火遅角増加量eaalchretのマップデータは、上述のような特性をもって予め作成され、ＥＣＵ５０に記憶されている。第２の触媒暖機制御では、燃料中のアルコール濃度とエンジン水温とに基いて上記データマップを参照することにより、アルコール燃料使用時の点火遅角増加量eaalchretを算出し、その算出結果に基いて第２の点火時期を算出する。このようにして得られた第２の点火時期は、例えばガソリン使用時の点火時期に対してアルコール濃度及びエンジン水温を反映させたものとなり、第１の点火時期よりも遅角された時期に設定される。なお、本発明では、図３に示すマップデータにより算出した点火遅角増加量eaalchretを、外気（環境）温度ethaに基いて補正する構成としてもよい。

上記構成によれば、エンジンの始動後には、図２中に示す時点Ａにおいて、まず、第１の触媒暖機制御が実行される。このとき、点火時期は、第１の点火時期（例えば、燃料中のアルコール濃度が零の場合に用いられる点火時期）に設定され、燃料中のアルコール濃度に対応する最終的な点火時期（第２の点火時期）よりも進角された状態に保持される。従って、第１の触媒暖機制御によれば、給油等によりアルコール濃度の取得値に誤差が含まれる場合でも、この誤差が触媒暖機制御の初期段階で点火時期に反映されるのを防止することができる。即ち、第１の触媒暖機制御では、アルコール濃度の取得値に関係なく、第１の点火時期（例えば、燃料中のアルコール濃度が零の場合に用いられる点火時期）によりエンジンを運転することができる。これにより、エンジン回転数を安定させ、運転性や排気エミッションを良好に保持することができる。また、ＥＣＵ５０は、第１の触媒暖機制御の実行中に、例えばアルコール濃度の再取得等を含めて取得値の補正処理を実行することができる。即ち、第１の触媒暖機制御の実行期間を利用して、正確なアルコール濃度を取得することができる。

そして、第１の触媒暖機制御が点火遅角許容回数αだけ実行されて終了すると、図２中に示す時点Ｂにおいて、第２の触媒暖機制御が開始される。これにより、点火時期は、第１の点火時期から第２の点火時期に切換えられる。この結果、点火時期の遅角量は、初期段階（第１の触媒暖機制御）での抑制された遅角量から、燃料中のアルコール濃度に適合する遅角量へと大きく増加する。即ち、第２の触媒暖機制御によれば、アルコール濃度の取得誤差が除去された状態で、正確なアルコール濃度に応じて第２の点火時期を適切に遅角させることができる。従って、アルコール燃料を用いるエンジンにおいても、触媒暖機制御を最適化し、触媒を効率よく暖機することができる。

（遅角緩和制御）
一方、本実施の形態では、第２の触媒暖機制御により点火時期を遅角させ過ぎたと判断される場合に、点火遅角量を減少（緩和）する遅角緩和制御を実行する。詳しく述べると、遅角緩和制御では、クランク軸１６が回転するときの角加速度（d²θ/dt²）をエンジン回転数の変化に基いて算出し、この角加速度が所定の許容限度βよりも低下した場合には、図２中の時点Ｃに示すように、第２の点火時期の遅角量を減少させる。許容限度βは、例えばエンジン性能（運転性等）に基いて決定されるもので、許容される角加速度の最小値等として予め設定される。本制御によれば、アルコール燃料の使用により触媒暖機制御の点火遅角量を増加させながらも、エンジンの運転状態等に応じて適切なタイミングで点火遅角量を減少させることができ、運転性を良好に保持することができる。

［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
次に、図４を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図４は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンにおいて、まず、ステップ１００，１０２，１０４では、センサ系統の出力に基いて、エンジン水温ehtw、外気（環境）温度etha、燃料中のアルコール濃度ealchをそれぞれ取得（算出）する。なお、外気温度ethaは、図示しない吸気温度センサ等の出力に基いて検出される。また、アルコール濃度ealchは、アルコール濃度センサ４６を使用せずに、排気空燃比等に基いて推定する構成としてもよい。次に、ステップ１０６では、図３のマップデータ等に基いて、前述の方法により点火遅角増加量eaalchretを算出し、その算出結果に基いて第２の点火時期を算出する。

次に、ステップ１０８では、例えばエンジン水温、触媒床温等に基いて、触媒暖機制御を実行すべきタイミングであるか否かを判定し、この判定が不成立の場合には、そのまま制御を終了する。一方、ステップ１０８の判定が成立した場合には、ステップ１１０において、第１の触媒暖機制御を実行する。即ち、ガソリン使用時の点火時期（点火遅角量eagret）を用いて点火動作を実行する。そして、ステップ１１２では、ステップ１１０による点火動作（点火遅角）の回数が前述の点火遅角許容回数αを超えたか否かを判定し、この判定が成立するまでステップ１１０の処理を繰返す。また、ステップ１１２の判定が成立した場合には、第１の触媒暖機制御を終了し、ステップ１１４に移行する。

ステップ１１４では、前記ステップ１０６で算出した第２の点火時期に基いて、第２の触媒暖機制御を実行する。そして、ステップ１１６では、エンジン回転の角加速度（d²θ/dt²）が許容限度βよりも低下したか否かを判定し、この判定が成立した場合には、点火時期を遅角させ過ぎたものと判断して、前述の遅角緩和制御を実行する。また、ステップ１１６の判定が不成立の場合には、例えば触媒床温が活性化温度に達する等の条件が成立するまで、ステップ１１４の制御を継続する構成としてもよい。

なお、前記実施の形態１では、図４中のステップ１１０が請求項１における第１の触媒暖機制御手段の具体例を示し、ステップ１０６，１１４が第２の触媒暖機制御手段の具体例を示している。また、ステップ１１８は、請求項４における遅角緩和手段の具体例を示している。

（変形例）
また、実施の形態１では、第１の触媒暖機制御による点火動作の回数が点火遅角許容回数αを超えたときに、第２の触媒暖機制御に移行する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、図５に示す変形例のように、第１の触媒暖機制御を実行した時点で、エンジン回転数の低下が生じなかった場合に、第２の触媒暖機制御に移行する構成としてもよい。図５は、本発明の実施の形態１の変形例において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートは、図４に対してステップ１１２′のみが異なるものである。

図５に示すように、ステップ１１２′では、第１の触媒暖機制御による点火動作（ステップ１１０）を実行した時点で、エンジン回転数の低下が生じない場合に、第２の触媒暖機制御（ステップ１１６）に移行する。一方、ステップ１１２′において、エンジン回転数の低下が生じた場合には、ステップ１１０に戻る。このように構成される変形例でも、実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、この変形例では、第１の触媒暖機制御を実行した時点で、エンジン回転数が低下した場合に、アルコール濃度に対応した第２の触媒暖機制御に移行することなく、第１の触媒暖機制御を継続しつつ待機することができる。そして、エンジン回転数が安定してから、第２の触媒暖機制御をスムーズに開始することができる。

実施の形態２．
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１とほぼ同様の構成（図１）において、第１の触媒暖機制御を実行するときに、第１の点火時期を始動中の点火時期に対応する初期値から第２の点火時期まで徐々に遅角させることを特徴としている。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

［実施の形態２の特徴］
図６は、本発明の実施の形態２において、エンジン始動後の点火時期の状態を示すタイミングチャートである。本実施の形態では、前記実施の形態１とほぼ同様に、エンジンの始動が完了したとき（図６中の時点Ａ）において、まず、第１の触媒暖機制御による点火動作を実行し、所定回数（例えば、点火遅角許容回数α′）の点火動作が完了した時点Ｂにおいて、第２の触媒暖機制御に切換える。但し、第１の触媒暖機制御では、第１の点火時期を、始動中の点火時期を基準として設定される初期値から第２の点火時期まで段階的に遅角させる。なお、第１の触媒暖機制御において、最初の点火動作で用いられる点火遅角量は、図６に示すように、所定の過遅角防止初回点火遅角量に設定され、始動中の点火時期から過剰な遅角が行われるのを防止する。

本実施の形態によれば、燃料中のアルコール濃度に応じて点火遅角量を変化させる第２の触媒暖機制御を実行する前に、アルコール濃度の取得誤差を想定して、第１の触媒暖機制御を実行し、第１の点火時期を段階的に遅角させることができる。これにより、点火時期を急変させることがないので、エンジン回転数や運転性を安定化し、また、排気エミッションの悪化を防止することができる。そして、第１の触媒暖機制御の実行期間を利用して、正確なアルコール濃度を取得した後に、第２の触媒暖機制御を実行することができる。従って、アルコール燃料を用いるエンジンにおいても、触媒暖機制御を最適化し、触媒を効率よく暖機することができ、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
次に、図７を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図７は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンにおいて、まず、ステップ２００，２０２，２０４では、実施の形態１と同様に、センサ系統の出力に基いて、エンジン水温ehtw、外気（環境）温度etha、燃料中のアルコール濃度ealchをそれぞれ取得（算出）する。そして、ステップ２０６では、触媒暖機制御を実行すべきタイミングであるか否かを判定し、この判定が不成立の場合には、そのまま制御を終了する。

一方、ステップ２０６の判定が成立した場合には、ステップ２０８に移行し、第１の触媒暖機制御を実行する。第１の触媒暖機制御では、まず、ステップ２０８において、後述の濃度嵩上げ量ｎを零に初期化する。次に、ステップ２１０では、下記（１）によりアルコール濃度ealchの実取得値を補正し、点火遅角量を段階的に増加させるための仮想的なアルコール濃度を算出する。

ealch＝ealch−Δe＋n ・・・（１）

ここで、Δeは、アルコール濃度の取得誤差によって点火時期が過剰に遅角されるのを防止する過遅角防止項（余裕代）であり、例えば１回の点火動作で許容される遅角量の最大値として予め設定されている。また、濃度嵩上げ量ｎは、上記（１）式により算出される仮想的なアルコール濃度を、アルコール濃度ealchの実取得値に向けて段階的に増加させるための加算項である。

そして、ステップ２１０では、例えば図３に示す点火遅角増加量eaalchretのマップデータを参照することにより、前記仮想的なアルコール濃度に基いて点火遅角増加量eaalchretを算出する。さらに、点火遅角増加量eaalchretに基いて点火時期を算出し、当該点火時期において点火動作を実行する。この結果、第１の触媒暖機制御を開始した直後の初期段階では、前記（１）式によりアルコール濃度ealchが過遅角防止項Δeの分だけ強制的に減少されているので、点火遅角量は、アルコール濃度ealchの実取得値に対応する点火遅角量よりも小さな値に制限され、例えば図６に示す過遅角防止初回点火遅角量に設定される。これにより、第１の触媒暖機制御の初期段階における点火時期は、始動中の点火時期に対応する初期値として与えられる。

次に、ステップ２１２では、ステップ２１０による点火動作（点火遅角）の回数が点火遅角許容回数α′を超えたか否かを判定し、この判定が成立するまでステップ２１０の処理を繰り返す。また、ステップ２１２の判定が成立した場合には、ステップ２１４に移行し、エンジン回転の角加速度（d²θ/dt²）が許容限度β′よりも低下したか否かを判定する。そして、ステップ２１４の判定が成立した場合には、後述のステップ２１８に移行し、ステップ２１４が不成立の場合には、ステップ２１６において、実施の形態１とほぼ同様の遅角緩和制御を実行する。

詳しく述べると、ステップ２１６では、下記（２）式により仮想的なアルコール濃度を補正し、このアルコール濃度に基いて点火遅角増加量eaalchretのマップデータを参照することにより、点火遅角増加量eaalchretを算出する。さらに、点火遅角増加量eaalchretに基いて第１の点火時期を算出し、当該点火時期において点火動作を実行する。なお、下記（２）式中のｂは、点火遅角量を緩和するときのアルコール濃度の減少量であり、予め適切な値に設定されている。これにより、実施の形態１と同様に、エンジンの運転状態等に応じて適切なタイミングで点火遅角量を減少させることができる。

ealch＝ealch−b ・・・（２）

次に、ステップ２１８では、点火遅角増加量eaalchretが、許容される最大量に達しているか否かを判定する。この判定が不成立の場合には、点火時期を遅角させることが可能な状態、即ち、第１の触媒暖機制御により点火時期を段階的に遅角させている途中の状態と判断される。従って、この場合には、ステップ２２０において、濃度嵩上げ量ｎを単位嵩上げ量ａだけ増加させ（ｎ＝ｎ＋ａ）、ステップ２１０に戻る。この結果、ステップ２１０では、前記（１）式により仮想的なアルコール濃度が単位嵩上げ量ａ分だけ増加した値として算出され、これに伴って点火遅角増加量eaalchretが増加するので、第１の点火時期が遅角される。

従って、仮想的なアルコール濃度の算出値は、ステップ２２０からステップ２１０に戻る処理が繰返されるにつれて、初期値（ealch−Δe）から前記最大量に向けて段階的に増加し、これに伴って点火時期は、第２の点火時期に向けて段階的に遅角される。そして、ステップ２１８の判定が成立し、点火遅角増加量eaalchretが最大量に達した時点で、ステップ２２０において、第２の触媒暖機制御が実行される。即ち、ステップ２２０では、例えば点火遅角増加量eaalchretの最大量に対応する第２の点火時期を用いて、点火動作が実行される。なお、ステップ２２０では、必ずしも第２の点火時期を点火遅角増加量eaalchretの最大量に対応する値に設定する必要はない。具体的に述べると、ステップ２２０では、アルコール濃度ealchの実取得値等に基いて図３のデータマップにより点火遅角増加量eaalchretを算出し、その算出値から求めた点火時期に基いて点火動作を実行してもよい。

なお、前記実施の形態２では、図７中のステップ２１０が請求項１における第１の触媒暖機制御手段の具体例を示し、ステップ２２２が第２の触媒暖機制御手段の具体例を示している。ステップ２１８，２２０は、請求項３における遅角量徐変手段の具体例を示し、ステップ２１４，２１６は、請求項４における遅角緩和手段の具体例を示している。

実施の形態３．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１とほぼ同様の構成（図１）において、始動時に給油履歴があると判定した場合にのみ、第１の触媒暖機制御を実行することを特徴としている。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

［実施の形態３の特徴］
図８は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートを示している。この図は、実施の形態１のフローチャートにステップ３００を追加したものであるため、既出のステップについては説明を省略するものとする。本実施の形態では、ステップ３００において、始動時に給油履歴が有るか否かを判定する。この判定は、例えば給油キャップ（給油扉）の開閉の有無や、燃料タンク内の液面レベルの変化に基いて実行することができる。そして、ステップ３００の判定が成立した場合には、給油が行われた履歴があるので、燃料中のアルコール濃度が大きく変化していて濃度の取得誤差が生じる可能性がある。そこで、この場合には、ステップ１１０において、第１の触媒暖機制御を実行してから、第２の触媒暖機制御に移行する。

一方、ステップ３００の判定が不成立の場合には、給油した履歴がないので、アルコール濃度の取得誤差は生じていないと判断する。そして、この場合には、第１の触媒暖機制御を実行せずにステップ１１４に移行し、第２の触媒暖機制御のみを実行する。なお、本実施の形態において、ステップ３００は、請求項５における給油対応切換手段の具体例を示している。

このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、第１の触媒暖機制御を実行するか否かを給油履歴の有無に基いて判定するので、アルコール濃度の取得誤差が生じない状況では、第１の触媒暖機制御が無駄に実行されるのを回避することができる。これにより、触媒の暖機時には、点火遅角量を速やかに増加させ、触媒温度を早期に上昇させることができる。

なお、前記実施の形態３では、実施の形態１に実施の形態３を組合わせる場合を例示したが、本発明はこれに限らず、実施の形態２，３を組合わせる構成としてもよい。

１０ エンジン
１２ ピストン
１４ 燃焼室
１６ クランク軸
１８ 吸気通路
２０ スロットルバルブ
２２ 排気通路
２４ 触媒
２６，２８ 燃料噴射弁
３０ 点火プラグ
３２ 吸気バルブ
３４ 排気バルブ
４０ クランク角センサ
４２ エアフローセンサ
４４ 水温センサ
４６ アルコール濃度センサ（アルコール濃度取得手段）
５０ ＥＣＵ

Claims (5)

1. アルコール燃料を用いる内燃機関の排気ガスを浄化する触媒と、
   燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
   前記触媒を暖機する手段であって、前記触媒の暖機後に用いる通常の点火時期よりも遅角させた第１の点火時期を有し、内燃機関の始動後に前記第１の点火時期を用いて点火動作を実行する第１の触媒暖機制御手段と、
   前記第１の触媒暖機制御手段の作動終了後に前記触媒を暖機する手段であって、前記第１の点火時期よりも遅角させた第２の点火時期を少なくとも前記アルコール濃度に基いて設定し、前記第２の点火時期を用いて点火動作を実行する第２の触媒暖機制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記第１の点火時期は、燃料中のアルコール濃度が零の場合に用いられる点火時期である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記第１の触媒暖機制御手段が作動するときに、前記第１の点火時期を始動中の点火時期に対応する初期値から前記第２の点火時期まで徐々に遅角させる遅角量徐変手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記第１，第２の触媒暖機制御手段の何れかが作動することにより機関回転数の角加速度が許容限度よりも低下した場合に、前記第２の点火時期の遅角量を減少させる遅角緩和手段を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 始動時に給油履歴の有無を判定し、給油履歴が無いと判定した場合には、前記第１の触媒暖機制御手段を作動させずに前記第２の触媒暖機制御手段のみを作動させる給油対応切換手段を備えてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。

Images