JP5327084B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine, suppressing difference in engine torque caused by a difference in the concentration of alcohol while reducing voltage required for an ignition plug when the concentration of alcohol in fuel is high. <P>SOLUTION: In this device, increase correction control for increasingly correcting the amount of fuel injected and ignition timing control are performed as operation control over the internal combustion engine 10. Both ignition timing and the increase correction amount in the increase correction control are engine controlled variables changing the voltage required for the ignition plug 16 and the engine controlled variables with the engine torque changing directions when the required voltage is changed so as to be changed in the same direction being mutually different. A control mode for the ignition timing and a control mode for the increase correction amount are changed according to the concentration of alcohol so that the required voltage when the concentration of alcohol is high is lowered in comparison with the voltage required for the ignition plug 16 when the concentration of alcohol in the fuel is low. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、燃料としてアルコールとガソリンとを使用可能な内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that can use alcohol and gasoline as fuel.

近年、燃料としてアルコールとガソリンとを使用可能な内燃機関が実用化されている。この内燃機関はアルコールのみ、あるいはガソリンのみを燃料として用いた運転が可能であることの他、アルコールとガソリンとが任意の割合で混合された混合燃料を用いた運転も可能になっている。   In recent years, an internal combustion engine that can use alcohol and gasoline as fuel has been put into practical use. This internal combustion engine can be operated using only alcohol or only gasoline as fuel, and can also be operated using a mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed at an arbitrary ratio.

内燃機関の燃料として用いられるアルコール（例えばエタノール）はガソリンと比較して気化潜熱が大きいために、内燃機関の運転に際して供給される燃料のアルコール濃度が高いときほど同内燃機関の燃焼室内の温度が低くなる。そのようにして燃焼室内の温度が低くなると点火プラグによって火花を発生させにくい状況になることから、火花を適切に発生させるために最低限必要になる点火プラグ（詳しくは、その電極間）への印加電圧、いわゆる要求電圧が高くなってしまう。そして、この要求電圧が点火プラグに印加することの可能な電圧の上限を越えるようなことがあると、燃焼室内において適切な火花が発生しなくなって燃料が適正に燃焼しなくなるおそれがある。   Since alcohol (for example, ethanol) used as a fuel for an internal combustion engine has a larger latent heat of vaporization than gasoline, the temperature of the combustion chamber of the internal combustion engine increases as the alcohol concentration of the fuel supplied during the operation of the internal combustion engine increases. Lower. As the temperature in the combustion chamber becomes low in this way, it becomes difficult to generate sparks by the spark plug, so the minimum required spark plug (specifically, between the electrodes) to generate the spark properly. The applied voltage, so-called required voltage, becomes high. If this required voltage exceeds the upper limit of the voltage that can be applied to the spark plug, an appropriate spark may not be generated in the combustion chamber and the fuel may not burn properly.

そこで従来、特許文献１には、点火プラグの要求電圧が印加電圧の上限を越えることのないように、燃料のアルコール濃度が高いときに要求電圧を低くするべく内燃機関の運転制御の実行態様を変更する装置が提案されている。この装置では具体的には、燃料のアルコール濃度に応じて内燃機関の点火時期が変更される。これにより燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグへの電圧印加を燃焼室内の圧力が低い状態、すなわち点火プラグによって火花が発生し易い状態で行うことが可能になるために、点火プラグの要求電圧が低くなる。このようにして上記装置では、点火プラグの要求電圧が印加電圧の上限を超えることが回避されるようになる。   Therefore, conventionally, Patent Document 1 describes an execution mode of operation control of the internal combustion engine so as to lower the required voltage when the alcohol concentration of the fuel is high so that the required voltage of the spark plug does not exceed the upper limit of the applied voltage. A device to change has been proposed. Specifically, in this device, the ignition timing of the internal combustion engine is changed according to the alcohol concentration of the fuel. This makes it possible to apply a voltage to the spark plug when the alcohol concentration of the fuel is high in a state where the pressure in the combustion chamber is low, that is, in a state where sparks are easily generated by the spark plug. Becomes lower. In this way, in the above apparatus, the required voltage of the spark plug is prevented from exceeding the upper limit of the applied voltage.

特開２００８−１１５８０４号公報JP 2008-115804 A

ところで、内燃機関の運転に際して点火時期を変更すると同内燃機関の出力トルク（機関トルク）が変化してしまう。そのため、単に燃料のアルコール濃度に応じて点火時期を変更すると、機関トルクが一定にならずに燃料のアルコール濃度に応じて異なったものとなる。そうした機関トルクの相違は、内燃機関の運転を緻密に制御する上では、これを妨げる一因となるために好ましくない。   By the way, when the ignition timing is changed during operation of the internal combustion engine, the output torque (engine torque) of the internal combustion engine changes. Therefore, if the ignition timing is simply changed according to the alcohol concentration of the fuel, the engine torque does not become constant, but varies depending on the alcohol concentration of the fuel. Such a difference in engine torque is not preferable because it becomes a factor that hinders the precise operation of the internal combustion engine.

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグの要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to suppress a difference in engine torque caused by a difference in alcohol concentration while suppressing a required voltage of a spark plug when the alcohol concentration of fuel is high. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can perform the above-described operation.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、ガソリンおよびアルコールを燃料として使用可能な内燃機関であり且つ点火プラグによる火花放電を通じて燃料が着火する内燃機関の運転制御を実行する制御装置において、前記運転制御において制御される機関制御量として、共に前記点火プラグの要求電圧を変化させる機関制御量であり且つ該要求電圧が同一の方向に変化するように変化させたときの機関トルクの変化方向が互いに異なる二つの機関制御量が設定されてなり、前記運転制御は、前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御と空燃比が理論空燃比よりリッチ側の比率になるように前記内燃機関の燃料噴射量を増量補正する増量補正制御とを含み、前記二つの機関制御量は前記点火時期および前記増量補正制御の増量補正量であり、前記燃料のアルコール濃度が低いときの前記要求電圧と比較して同濃度が高いときの前記要求電圧が低くなるように、前記燃料のアルコール濃度に応じて前記点火時期および前記増量補正制御の増量補正量の制御態様を変更することをその要旨とする。 Hereinafter, means for achieving the above-described object and its operation and effects will be described.
The invention described in claim 1 is an internal combustion engine that can use gasoline and alcohol as fuel, and performs control of operation of the internal combustion engine in which fuel is ignited through spark discharge by a spark plug. The engine control amount is an engine control amount that changes the required voltage of the spark plug, and the change direction of the engine torque when the required voltage is changed so as to change in the same direction. The engine control amount is set, and the operation control includes the ignition timing control for controlling the ignition timing of the internal combustion engine and the fuel injection amount of the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes a richer ratio than the stoichiometric air-fuel ratio. and a boost correction control for increasing correction, the two engine control amount is an increase correction amount of the ignition timing and the increase correction control, the fuel Alcohol concentration is compared to the voltage required at low so that the required voltage when the concentration is high is low, control of the increase correction amount of the ignition timing and the increase correction control in accordance with the alcohol concentration of the fuel The gist is to change the mode.

上記構成によれば、内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度が高いとき、すなわちアルコール濃度が低いときと同様の制御態様で内燃機関の運転制御（内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御と空燃比が理論空燃比よりリッチ側の比率になるように内燃機関の燃料噴射量を増量補正する増量補正制御）を実行した場合に点火プラグの要求電圧が不要に高くなるおそれがあるときに、二つの機関制御量（点火時期および増量補正制御の増量補正量）の制御態様の変更を通じて同要求電圧を低く抑えることができる。しかも、それら機関制御量の制御態様の変更に際して、一方の機関制御量の制御態様の変更による機関トルクの変化分の少なくとも一部と他方の機関制御量の制御態様の変更による機関トルクの変化分の少なくとも一部とを相殺することができるために、それら機関制御量の制御態様の変更に伴う機関トルクの変化を抑えることができる。したがって、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグの要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えることができるようになる。 According to the above configuration, when the alcohol concentration of the fuel supplied to the internal combustion engine is high, that is, in the same control mode as when the alcohol concentration is low, the operation control of the internal combustion engine (ignition timing control for controlling the ignition timing of the internal combustion engine and When the increase voltage correction control for increasing the fuel injection amount of the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes a richer ratio than the stoichiometric air-fuel ratio is executed, the required voltage of the spark plug may be unnecessarily high. The required voltage can be kept low by changing the control mode of the two engine control amounts (ignition timing and increase correction amount of the increase correction control) . In addition, when changing the control mode of the engine control amount, at least a part of the change of the engine torque due to the change of the control mode of one engine control amount and the change of the engine torque due to the change of the control mode of the other engine control amount. Since at least a part of the engine control amount can be offset, it is possible to suppress a change in the engine torque accompanying a change in the control mode of the engine control amount. Therefore, it is possible to suppress the difference in engine torque caused by the difference in alcohol concentration while suppressing the required voltage of the spark plug when the alcohol concentration of fuel is high.

特に、上記構成では、燃料のアルコール濃度が高いときに内燃機関の点火時期が進角側の時期になるように点火時期制御の実行態様を変更することにより、燃焼室内の圧力が低い状態で点火プラグへの電圧印加が行われるようになるために、同点火プラグの要求電圧が低く抑えられるようになる。 In particular, in the above configuration, the ignition timing control execution mode is changed so that the ignition timing of the internal combustion engine becomes an advanced timing when the alcohol concentration of the fuel is high, so that ignition is performed in a state where the pressure in the combustion chamber is low. Since the voltage is applied to the plug, the required voltage of the spark plug can be kept low.

通常、空燃比が理論空燃比よりリッチ側の比率になるように内燃機関の燃料噴射量を増量補正した場合、その増量補正量が少ない領域では、燃焼する燃料の量の増加に伴って燃焼室内の温度が高くなるために点火プラグの要求電圧が低くなる。これに対して、増量補正量が多くなると、燃料の気化潜熱による影響が大きくなるために、燃焼室内の温度が低くなって点火プラグの要求電圧が高くなる。そのため上記構成では、上述した増量補正量の多い領域において増量補正制御の増量補正量が設定される装置にあって、燃料のアルコール濃度が高いときに増量補正量が少なくなるように増量補正制御の実行態様を変更することにより、気化潜熱の影響が小さくなって燃焼室内の温度が高くなることによって点火プラグの要求電圧が低く抑えられるようになる。   Normally, when the fuel injection amount of the internal combustion engine is increased and corrected so that the air-fuel ratio becomes a richer ratio than the stoichiometric air-fuel ratio, in a region where the increase correction amount is small, the combustion chamber increases as the amount of fuel burned increases. Since the temperature of the spark plug increases, the required voltage of the spark plug decreases. On the other hand, when the increase correction amount increases, the influence of the latent heat of vaporization of the fuel increases, so the temperature in the combustion chamber decreases and the required voltage of the spark plug increases. Therefore, in the above configuration, in the above-described device in which the increase correction amount of the increase correction control is set in the region where the increase correction amount is large, the increase correction control is performed so that the increase correction amount decreases when the alcohol concentration of the fuel is high. By changing the execution mode, the influence of the latent heat of vaporization is reduced and the temperature in the combustion chamber is increased, so that the required voltage of the spark plug can be kept low.

上記構成によれば、そのようにして燃料のアルコール濃度に応じて点火時期制御の実行態様と増量補正制御の実行態様とを変更することにより、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグの要求電圧を低く抑えることができるようになる。   According to the above configuration, the required voltage of the spark plug when the alcohol concentration of the fuel is high is obtained by changing the execution mode of the ignition timing control and the execution mode of the increase correction control in accordance with the alcohol concentration of the fuel. Can be kept low.

しかも、点火時期が進角側の時期になるように点火時期制御の実行態様を変更した場合にはその変更が機関トルクを増加させるように作用するのに対して、増量補正制御の増量補正量が少なくなるように同制御の実行態様を変更した場合にはその変更が機関トルクを減少させるように作用する。   Moreover, when the execution mode of the ignition timing control is changed so that the ignition timing becomes the advance timing, the change acts to increase the engine torque, whereas the increase correction amount of the increase correction control. When the execution mode of the control is changed so as to reduce the engine torque, the change acts to reduce the engine torque.

したがって上記構成によれば、点火時期制御の実行態様の変更による機関トルクの増加分の少なくとも一部と増量補正制御の実行態様の変更による機関トルクの減少分の少なくとも一部とを相殺することができ、それら制御の実行態様の変更に起因して機関トルクが変化することを抑えることができる。   Therefore, according to the above configuration, at least a part of the increase in the engine torque due to the change in the execution mode of the ignition timing control and the at least a part of the decrease in the engine torque due to the change in the execution mode of the increase correction control can be offset. It is possible to suppress changes in the engine torque due to changes in the execution mode of these controls.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を有してなり、前記制御装置は、前記燃料のアルコール濃度が低いときの前記内燃機関の吸入空気量と比較して同濃度が高いときの前記内燃機関の吸入空気量が少なくなるように、前記燃料のアルコール濃度に応じて前記可変動弁機構の制御態様を変更することをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect , the internal combustion engine has a variable valve mechanism for changing a valve opening characteristic of the engine valve, and the control device includes: The variable operation according to the alcohol concentration of the fuel so that the intake air amount of the internal combustion engine when the concentration is high is smaller than the intake air amount of the internal combustion engine when the alcohol concentration of the fuel is low. The gist is to change the control mode of the valve mechanism.

上記構成では、燃料のアルコール濃度が高いときに、吸入空気量が少なくなるように可変動弁機構の制御態様が変更されるために、燃焼室内の圧力が低くなって点火プラグの要求電圧が低くなる。しかも、このように可変動弁機構の制御態様を変更した場合にはその変更が機関トルクを減少させるように作用する。   In the above configuration, when the alcohol concentration of the fuel is high, the control mode of the variable valve mechanism is changed so that the amount of intake air is reduced. Therefore, the pressure in the combustion chamber is lowered and the required voltage of the spark plug is lowered. Become. Moreover, when the control mode of the variable valve mechanism is changed in this way, the change acts to reduce the engine torque.

したがって上記構成によれば、前述したように点火時期制御および増量補正制御の実行態様を変更することに加えて可変動弁機構の制御態様を変更することにより、高い自由度をもって燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグの要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えることができるようになる。   Therefore, according to the above configuration, the alcohol concentration of the fuel can be increased with a high degree of freedom by changing the control mode of the variable valve mechanism in addition to changing the execution mode of the ignition timing control and the increase correction control as described above. The difference in engine torque due to the difference in alcohol concentration can be suppressed while the required voltage of the spark plug at a high time is kept low.

請求項３に記載の発明は、ガソリンおよびアルコールを燃料として使用可能な内燃機関であり且つ点火プラグによる火花放電を通じて燃料が着火する内燃機関の運転制御を実行する制御装置において、前記運転制御において制御される機関制御量として、共に前記点火プラグの要求電圧を変化させる機関制御量であり且つ該要求電圧が同一の方向に変化するように変化させたときの機関トルクの変化方向が互いに異なる二つの機関制御量が設定されてなり、前記内燃機関は機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を有してなり、前記運転制御は、前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御と前記可変動弁機構の作動制御とを含み、前記二つの機関制御量は、前記内燃機関の点火時期および前記可変動弁機構の作動量であり、前記燃料のアルコール濃度が低いときの前記要求電圧と比較して同濃度が高いときの前記要求電圧が低くなるように、前記燃料のアルコール濃度に応じて前記内燃機関の点火時期および前記可変動弁機構の作動量の制御態様を変更することをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device for performing operation control of an internal combustion engine that can use gasoline and alcohol as fuel and in which the fuel is ignited through spark discharge by a spark plug. The engine control amount is an engine control amount that changes the required voltage of the spark plug, and the change direction of the engine torque when the required voltage is changed so as to change in the same direction. An engine control amount is set, the internal combustion engine has a variable valve mechanism that changes a valve opening characteristic of the engine valve, and the operation control includes an ignition timing control that controls an ignition timing of the internal combustion engine; and a hydraulic control of the variable valve mechanism, the two engine control amount, Ri operation amount der ignition timing and the variable valve mechanism of the internal combustion engine, wherein The ignition timing of the internal combustion engine and the variable valve mechanism according to the alcohol concentration of the fuel so that the required voltage when the concentration is high is lower than the required voltage when the alcohol concentration of the fuel is low The gist is to change the control mode of the operation amount .

上記構成によれば、内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度が高いとき、すなわちアルコール濃度が低いときと同様の制御態様で内燃機関の運転制御（内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御と可変動弁機構の作動制御）を実行した場合に点火プラグの要求電圧が不要に高くなるおそれがあるときに、二つの機関制御量（内燃機関の点火時期および可変動弁機構の作動量）の制御態様の変更を通じて同要求電圧を低く抑えることができる。しかも、それら機関制御量の制御態様の変更に際して、一方の機関制御量の制御態様の変更による機関トルクの変化分の少なくとも一部と他方の機関制御量の制御態様の変更による機関トルクの変化分の少なくとも一部とを相殺することができるために、それら機関制御量の制御態様の変更に伴う機関トルクの変化を抑えることができる。したがって、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグの要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えることができるようになる。
特に、上記構成では、燃料のアルコール濃度が高いときに内燃機関の点火時期が進角側の時期になるように点火時期制御の実行態様を変更することにより、燃焼室内の圧力が低い状態で点火プラグへの電圧印加が行われるようになるために、同点火プラグの要求電圧が低く抑えられるようになる。また、燃料のアルコール濃度が高いときに吸入空気量が少なくなるように可変動弁機構の作動制御の実行態様を変更すると、燃焼室内の圧力が低くなるために点火プラグの要求電圧が低く抑えられるようになる。上記構成によれば、そのようにして燃料のアルコール濃度に応じて点火時期制御の実行態様と可変動弁機構の作動制御の実行態様とを変更することにより、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグの要求電圧を低く抑えることができるようになる。 According to the above configuration, when the alcohol concentration of the fuel supplied to the internal combustion engine is high, that is, in the same control mode as when the alcohol concentration is low, the operation control of the internal combustion engine (ignition timing control for controlling the ignition timing of the internal combustion engine and When there is a possibility that the required voltage of the spark plug may become unnecessarily high when the variable valve mechanism operation control is executed, the two engine control amounts (ignition timing of the internal combustion engine and variable valve mechanism operation amount) The required voltage can be kept low by changing the control mode. In addition, when changing the control mode of the engine control amount, at least a part of the change of the engine torque due to the change of the control mode of one engine control amount and the change of the engine torque due to the change of the control mode of the other engine control amount. Since at least a part of the engine control amount can be offset, it is possible to suppress a change in the engine torque accompanying a change in the control mode of the engine control amount. Therefore, it is possible to suppress the difference in engine torque caused by the difference in alcohol concentration while suppressing the required voltage of the spark plug when the alcohol concentration of fuel is high.
In particular, in the above configuration, the ignition timing control execution mode is changed so that the ignition timing of the internal combustion engine becomes an advanced timing when the alcohol concentration of the fuel is high, so that ignition is performed in a state where the pressure in the combustion chamber is low. Since the voltage is applied to the plug, the required voltage of the spark plug can be kept low. Further, if the execution mode of the operation control of the variable valve mechanism is changed so that the amount of intake air is reduced when the alcohol concentration of the fuel is high, the pressure in the ignition plug is reduced because the pressure in the combustion chamber is reduced. It becomes like this. According to the above configuration, by changing the execution mode of the ignition timing control and the execution mode of the operation control of the variable valve mechanism in accordance with the alcohol concentration of the fuel in this way, ignition when the alcohol concentration of the fuel is high The required voltage of the plug can be kept low.

しかも、点火時期が進角側の時期になるように点火時期制御の実行態様を変更した場合にはその変更が機関トルクを増加させるように作用するのに対して、吸入空気量が少なくなるように可変動弁機構の制御態様を変更した場合にはその変更が機関トルクを減少させるように作用する。したがって上記構成によれば、点火時期制御の実行態様の変更による機関トルクの増加分の少なくとも一部と可変動弁機構の制御態様の変更による機関トルクの減少分の少なくとも一部とを相殺することができ、それら制御の実行態様の変更に起因して機関トルクが変化することを抑えることができる。   Moreover, when the execution mode of the ignition timing control is changed so that the ignition timing becomes the advance side, the change acts to increase the engine torque, whereas the intake air amount is reduced. When the control mode of the variable valve mechanism is changed, the change acts to reduce the engine torque. Therefore, according to the above configuration, at least a part of the increase in the engine torque due to the change in the execution mode of the ignition timing control and the at least a part of the decrease in the engine torque due to the change in the control mode of the variable valve mechanism are offset. Therefore, it is possible to suppress the engine torque from changing due to the change in the execution mode of these controls.

なお前記増量補正制御は、請求項４によるように、内燃機関の排気通路に排気浄化触媒が設けられた装置において同排気浄化触媒の温度上昇を抑えるべく燃料噴射量を増量補正する制御を含む。 Note the increase correction control, such as by claim 4, including a control for increasing correction of the fuel injection amount to suppress the temperature rise of the exhaust gas purifying catalyst in an apparatus in which the exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine.

また前記可変動弁機構は、機関バルブの開弁期間（開弁時期から閉弁時期までの期間［いわゆるバルブ作用角］）を変更するための機構の他、請求項５によるように、機関バルブの開閉時期（いわゆるバルブタイミング）を変更するためのバルブタイミング変更機構を含む。 In addition to the mechanism for changing the valve opening period of the engine valve (the period from the valve opening timing to the valve closing timing [so-called valve operating angle]), the variable valve mechanism is an engine valve according to claim 5. Includes a valve timing changing mechanism for changing the opening / closing timing (so-called valve timing).

本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の概略構成を示す略図。1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 点火時期と点火プラグの要求電圧と機関トルクとの関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between ignition timing, the required voltage of a spark plug, and engine torque. 吸気バルブのバルブタイミングと点火プラグの要求電圧と機関トルクとの関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between the valve timing of an intake valve, the required voltage of a spark plug, and engine torque. 増量補正制御の補正係数と点火プラグの要求電圧と機関トルクとの関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the correction coefficient of increase correction | amendment control, the required voltage of a spark plug, and an engine torque. 燃料のアルコール濃度と点火プラグの要求電圧と機関トルクとの関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between the alcohol concentration of a fuel, the required voltage of a spark plug, and an engine torque.

以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態にかかる制御装置が適用される内燃機関およびその周辺機器の概略構成を示す。 Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine to which the control device according to the present embodiment is applied and its peripheral devices.

同図１に示すように、内燃機関１０の燃焼室１１には吸気通路１２を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁１３から噴射された燃料が供給される。燃料噴射弁１３には、燃料タンク１４内に備蓄された燃料が燃料ポンプ１５によって圧送されている。そして、燃焼室１１内の吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ１６による火花放電を通じて点火が行われると、その混合気が燃焼してピストン１７が往復移動することによって内燃機関１０のクランクシャフト１８が回転する。燃焼後の混合気は排気として内燃機関１０の燃焼室１１から排気通路１９に送り出される。内燃機関１０の排気通路１９には排気を浄化するための排気浄化触媒２０が設けられている。   As shown in FIG. 1, air is sucked into the combustion chamber 11 of the internal combustion engine 10 through the intake passage 12 and fuel injected from the fuel injection valve 13 is supplied. The fuel stored in the fuel tank 14 is pumped to the fuel injection valve 13 by a fuel pump 15. When ignition is performed through spark discharge by the spark plug 16 with respect to the air-fuel mixture composed of the intake air and the injected fuel in the combustion chamber 11, the air-fuel mixture burns and the piston 17 reciprocates, whereby the internal combustion engine. Ten crankshafts 18 rotate. The air-fuel mixture after combustion is sent as exhaust gas from the combustion chamber 11 of the internal combustion engine 10 to the exhaust passage 19. An exhaust gas purification catalyst 20 for purifying exhaust gas is provided in the exhaust passage 19 of the internal combustion engine 10.

なお上記内燃機関１０としては、アルコール（具体的には、エタノール）のみ、あるいはガソリンのみを燃料として用いた運転が可能なことに加えて、アルコールとガソリンとが任意の割合で混合された混合燃料を用いた運転も可能なものが採用されている。また内燃機関１０には、吸気バルブ２１の開閉時期（いわゆるバルブタイミング）を変更するためのバルブタイミング変更機構２２が設けられている。   The internal combustion engine 10 can be operated using only alcohol (specifically, ethanol) or only gasoline as fuel, and in addition, a mixed fuel in which alcohol and gasoline are mixed at an arbitrary ratio. The thing which can be operated using is adopted. Further, the internal combustion engine 10 is provided with a valve timing changing mechanism 22 for changing the opening / closing timing (so-called valve timing) of the intake valve 21.

内燃機関１０の周辺機器としては、その運転状態を検出するための各種センサが設けられている。そうしたセンサとしては、例えば吸気通路１２に設けられたスロットルバルブ２３の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロットルセンサや、クランクシャフト１８の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための回転速度センサ、燃焼室１１に吸入される空気の量（吸入空気量ＧＡ）を検出するためのエアフローメータが設けられている。また、吸気バルブ２１のバルブタイミングＶＴを検出するための位置センサや、内燃機関１０の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出するための水温センサ、排気の酸素濃度を通じて混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ、ノッキングの発生の有無を検出するためのノックセンサが設けられている。その他、アクセルペダル２４の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサや、燃料タンク１４内に備蓄されている燃料の量（燃料残量）を検出するための残量センサなども設けられている。   As peripheral devices of the internal combustion engine 10, various sensors for detecting the operating state are provided. As such a sensor, for example, a throttle sensor for detecting the opening degree of the throttle valve 23 (throttle opening degree TA) provided in the intake passage 12 or for detecting the rotational speed of the crankshaft 18 (engine rotational speed NE). And an air flow meter for detecting the amount of air sucked into the combustion chamber 11 (intake air amount GA). Further, a position sensor for detecting the valve timing VT of the intake valve 21, a water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water (cooling water temperature THW) of the internal combustion engine 10, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture through the oxygen concentration of the exhaust gas. An air-fuel ratio sensor for detection and a knock sensor for detecting whether knocking has occurred are provided. In addition, an accelerator sensor for detecting the operation amount of the accelerator pedal 24 (accelerator operation amount ACC), a remaining amount sensor for detecting the amount of fuel stored in the fuel tank 14 (remaining fuel amount), and the like Is provided.

また内燃機関１０の周辺機器としては電子制御ユニット３０が設けられている。電子制御ユニット３０は、内燃機関１０の運転にかかる各種制御についての演算処理を実施するＣＰＵ、制御用のプログラムやデータの記憶された不揮発性のメモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶する揮発性のメモリ（ＲＡＭ）や不揮発性のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、外部との信号の入出力のための入出力ポートを備えて構成されている。上述した各種センサの出力信号は電子制御ユニット３０に入力されている。そして電子制御ユニット３０は、それらセンサ類の出力信号に基づいて各種の演算を行い、その演算結果に基づいて内燃機関１０の運転にかかる各種の機関制御を実行する。   An electronic control unit 30 is provided as a peripheral device of the internal combustion engine 10. The electronic control unit 30 temporarily stores a CPU that performs arithmetic processing for various controls related to the operation of the internal combustion engine 10, a non-volatile memory (ROM) in which a control program and data are stored, a CPU calculation result, and the like. A volatile memory (RAM), a nonvolatile memory (EEPROM), and an input / output port for inputting / outputting signals to / from the outside. Output signals from the various sensors described above are input to the electronic control unit 30. The electronic control unit 30 performs various calculations based on the output signals of these sensors, and executes various engine controls related to the operation of the internal combustion engine 10 based on the calculation results.

それら機関制御としては、具体的には、燃料噴射弁１３の作動制御（燃料噴射制御）や、点火プラグ１６の作動制御（点火時期制御）、バルブタイミング変更機構２２の作動制御（バルブタイミング制御）、スロットルバルブ２３の作動制御（スロットル制御）などが実行される。以下、それら機関制御について各別に説明する。   Specifically, the engine control includes operation control of the fuel injection valve 13 (fuel injection control), operation control of the ignition plug 16 (ignition timing control), and operation control of the valve timing changing mechanism 22 (valve timing control). Then, operation control (throttle control) of the throttle valve 23 is executed. Hereinafter, these engine controls will be described separately.

ここでは先ず、スロットル制御について説明する。
スロットル制御では、アクセル操作量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥに基づいてスロットル開度ＴＡについての制御目標値（目標スロットル開度Ｔｔａ）が算出される。そして、この目標スロットル開度Ｔｔａと実際のスロットル開度ＴＡとが一致するようにスロットルバルブ２３（詳しくは、スロットルバルブ２３に連結されたスロットルモータ２５）の作動が制御される。こうしたスロットル制御を通じて吸気通路１２の通路断面積が調節されることにより、内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで吸入空気量が調節される。 First, throttle control will be described.
In the throttle control, a control target value (target throttle opening Tta) for the throttle opening TA is calculated based on the accelerator operation amount ACC and the engine speed NE. The operation of the throttle valve 23 (specifically, the throttle motor 25 connected to the throttle valve 23) is controlled so that the target throttle opening degree Tta and the actual throttle opening degree TA coincide with each other. By adjusting the passage cross-sectional area of the intake passage 12 through such throttle control, the intake air amount is adjusted in accordance with the operating state of the internal combustion engine 10.

次に、バルブタイミング制御について説明する。
バルブタイミング制御では、機関負荷ＫＬおよび機関回転速度ＮＥに基づいて、バルブタイミングＶＴについての制御目標値（目標バルブタイミングＴｖｔ）が算出される。そして、目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとが一致するようにバルブタイミング変更機構２２（詳しくは、同機構２２に接続されたアクチュエータ２６）の作動が制御される。なお、上記機関負荷ＫＬは吸入空気量ＧＡと機関回転速度ＮＥとに基づき算出される。こうしたバルブタイミング制御を通じて、内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで効率よく燃焼室１１内に空気が吸入されるようにバルブタイミングＶＴが調節される。 Next, valve timing control will be described.
In the valve timing control, a control target value (target valve timing Tvt) for the valve timing VT is calculated based on the engine load KL and the engine speed NE. Then, the operation of the valve timing changing mechanism 22 (specifically, the actuator 26 connected to the mechanism 22) is controlled so that the target valve timing Tvt matches the actual valve timing VT. The engine load KL is calculated based on the intake air amount GA and the engine rotational speed NE. Through such valve timing control, the valve timing VT is adjusted so that air is efficiently sucked into the combustion chamber 11 in accordance with the operating state of the internal combustion engine 10.

次に点火時期制御について説明する。
点火時期制御では、機関負荷ＫＬおよび機関回転速度ＮＥに基づいて点火時期についての制御基本値（ベース点火時期Ａｂｓｅ）が算出されるとともに、ノッキングの発生状況に応じてノック補正量Ｋｎが算出される。そして、ベース点火時期Ａｂｓｅにノック補正量Ｋｎを反映させることによって点火時期の制御目標値（要求点火時期Ａｃａｌ）が算出される。この要求点火時期Ａｃａｌにおいて混合気への点火が行われるように、点火プラグ１６の作動が制御される。こうした点火時期制御を通じて、ノッキングの発生を適正に抑えつつ大きな機関トルクが得られるように、内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで点火時期が調節される。 Next, ignition timing control will be described.
In the ignition timing control, a control basic value (base ignition timing Abse) for the ignition timing is calculated based on the engine load KL and the engine speed NE, and a knock correction amount Kn is calculated according to the occurrence of knocking. . Then, the control target value (required ignition timing Acal) of the ignition timing is calculated by reflecting the knock correction amount Kn in the base ignition timing Abse. The operation of the spark plug 16 is controlled so that the air-fuel mixture is ignited at the required ignition timing Acal. Through such ignition timing control, the ignition timing is adjusted in accordance with the operating state of the internal combustion engine 10 so that a large engine torque can be obtained while appropriately suppressing the occurrence of knocking.

次に燃料噴射制御について説明する。
燃料噴射制御では、先ず機関負荷ＫＬおよび機関回転速度ＮＥに基づいて基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥが算出される。この基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥとしては、機関負荷ＫＬおよび機関回転速度ＮＥにより定まる運転状態において混合気の空燃比を所望の比率（例えば理論空燃比）にすることの可能な燃料噴射量が算出される。 Next, fuel injection control will be described.
In the fuel injection control, first, the basic fuel injection amount QBASE is calculated based on the engine load KL and the engine speed NE. As the basic fuel injection amount QBASE, a fuel injection amount capable of setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to a desired ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio) in the operating state determined by the engine load KL and the engine speed NE is calculated. .

その後、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立していることを条件に、空燃比センサにより検出される実際の空燃比と目標空燃比との差に基づいて、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが算出される。具体的には、実際の空燃比が目標空燃比よりリッチ側の比率である場合には空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦから所定量が減算され、リーン側の比率である場合には空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに所定量が加算される。また、実際の空燃比が目標空燃比よりリッチ側の比率からリーン側の比率に切り替わったとき、あるいはリーン側の比率からリッチ側の比率へ切り替わったときには、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが階段状に増減（スキップ）される。   Thereafter, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is calculated based on the difference between the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor and the target air-fuel ratio, provided that the execution condition of the air-fuel ratio feedback control is satisfied. The Specifically, when the actual air-fuel ratio is a richer ratio than the target air-fuel ratio, a predetermined amount is subtracted from the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF, and when the actual air-fuel ratio is a lean ratio, the air-fuel ratio feedback correction coefficient A predetermined amount is added to the FAF. In addition, when the actual air-fuel ratio is switched from the rich ratio to the lean ratio from the target air-fuel ratio, or when the lean ratio is switched to the rich ratio, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is stepped. Increase / decrease (skip).

また、学習処理の実行条件が成立していることを条件に、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに基づいて、空燃比学習値ＫＧやアルコール濃度学習値ＫＧａｌの学習が実行される。これら空燃比学習値ＫＧおよびアルコール濃度学習値ＫＧａｌとしては、共に空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとその基本値（＝「１．０」）との定常的な乖離量を補償することの可能な値が学習される。特に、アルコール濃度学習値ＫＧａｌとしては、上記乖離量のうちの燃料の実アルコール濃度とその基準濃度との差に起因する分を補償することの可能な値が学習される。   Further, learning of the air-fuel ratio learning value KG and the alcohol concentration learning value KGal is executed based on the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF on condition that the execution condition of the learning process is satisfied. As the air-fuel ratio learning value KG and the alcohol concentration learning value KGal, there are values that can compensate for the steady deviation between the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF and its basic value (= “1.0”). To be learned. In particular, as the alcohol concentration learning value KGal, a value that can compensate for the difference between the actual alcohol concentration of the fuel and the reference concentration in the deviation amount is learned.

この学習処理では、空燃比学習値ＫＧの更新が、直近の予め設定された所定期間における空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥを算出するとともに同平均値ＦＡＦＡＶＥから「１．０」を減算した値を空燃比学習値ＫＧに加算するといったように行われる。   In this learning process, the update of the air-fuel ratio learning value KG calculates the average value FAFAVE of the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF in the most recent preset predetermined period and subtracts “1.0” from the average value FAFAVE. The value is added to the air-fuel ratio learning value KG.

ここで、内燃機関１０に供給される燃料のアルコール濃度が変化すると、これに伴って排気の酸素濃度が変化するようになる。本実施の形態では、空燃比フィードバック制御が実行されるために、燃料補給によって燃料タンク１４内の燃料のアルコール濃度が変化すると、これによる排気の酸素濃度の変化に伴って空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが変化するようになる。この点をふまえて、上記学習処理ではアルコール濃度学習値ＫＧａｌの更新についても空燃比学習値ＫＧと同様の更新で行われる。   Here, when the alcohol concentration of the fuel supplied to the internal combustion engine 10 changes, the oxygen concentration of the exhaust gas changes accordingly. In the present embodiment, since air-fuel ratio feedback control is executed, if the alcohol concentration of the fuel in the fuel tank 14 changes due to fuel replenishment, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF accompanies the change in the oxygen concentration of the exhaust due to this change. Will change. In view of this point, in the learning process, the alcohol concentration learning value KGal is also updated in the same manner as the air-fuel ratio learning value KG.

ただし、アルコール濃度学習値ＫＧａｌを学習する処理は、燃料タンク１４内への燃料補給が行われたと判定されたことを条件に、その後の所定期間にわたって空燃比学習値ＫＧを学習する処理の実行を禁止した上で実行される。このようにしてアルコール濃度学習値ＫＧａｌを学習することにより、燃料タンク１４内への燃料補給が行われたときに、以後における空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの変化が燃料のアルコール濃度の変化に伴うものであるとして、同空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの変化に応じてアルコール濃度学習値ＫＧａｌが更新されるようになる。なお、燃料タンク１４内への燃料補給がなされたことは、残量センサによって燃料残量の増加が検知されたことなどをもって判定することができる。   However, the process of learning the alcohol concentration learning value KGal is performed by executing the process of learning the air-fuel ratio learning value KG over a predetermined period thereafter, on condition that it is determined that the fuel supply into the fuel tank 14 has been performed. It is executed after prohibition. By learning the alcohol concentration learning value KGal in this way, when the fuel tank 14 is refueled, the subsequent change in the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is accompanied by the change in the alcohol concentration of the fuel. As a result, the alcohol concentration learning value KGal is updated in accordance with the change in the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF. It should be noted that the fuel supply to the fuel tank 14 can be determined based on the detection of an increase in the remaining amount of fuel by the remaining amount sensor.

ちなみに、空燃比フィードバック制御の実行条件が非成立である場合には、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとして「１．０」が設定される。すなわち、この場合には空燃比フィードバック制御が実行されない。また、学習処理の実行条件が非成立である場合には、学習処理が実行されない。   Incidentally, when the execution condition of the air-fuel ratio feedback control is not established, “1.0” is set as the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF. That is, in this case, the air-fuel ratio feedback control is not executed. Further, when the execution condition of the learning process is not established, the learning process is not executed.

このようにして空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが設定されるとともに学習処理が適宜実行された後、空燃比学習値ＫＧおよびアルコール濃度学習値ＫＧａｌが読み込まれる。そして、これら空燃比学習値ＫＧおよびアルコール濃度学習値ＫＧａｌが空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに加算されるとともに、その加算した値と基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥとを乗算した値が最終燃料噴射量ＱＦＩＮとして算出される。   In this way, after the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is set and the learning process is appropriately executed, the air-fuel ratio learning value KG and the alcohol concentration learning value KGal are read. The air-fuel ratio learning value KG and the alcohol concentration learning value KGal are added to the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF, and a value obtained by multiplying the added value by the basic fuel injection amount QBASE is calculated as the final fuel injection amount QFIN. Is done.

そして上記燃料噴射制御では、最終燃料噴射量ＱＦＩＮに基づいて燃料噴射時間ＴＡＵ、すなわち燃料噴射弁１３の開弁時間が算出され、同燃料噴射時間ＴＡＵに基づいて燃料噴射弁１３が開弁駆動される。これにより、最終燃料噴射量ＱＦＩＮに相当する量の燃料が燃料噴射弁１３から噴射されて内燃機関１０の燃焼室１１に供給される。このように上記燃料噴射制御では、混合気の実際の空燃比が目標とする空燃比になるように燃料噴射量を調節するための制御（いわゆる空燃比制御）が実行される。   In the fuel injection control, the fuel injection time TAU, that is, the valve opening time of the fuel injection valve 13 is calculated based on the final fuel injection amount QFIN, and the fuel injection valve 13 is driven to open based on the fuel injection time TAU. The Thus, an amount of fuel corresponding to the final fuel injection amount QFIN is injected from the fuel injection valve 13 and supplied to the combustion chamber 11 of the internal combustion engine 10. As described above, in the fuel injection control, control (so-called air-fuel ratio control) is performed for adjusting the fuel injection amount so that the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes the target air-fuel ratio.

本実施の形態の燃料噴射制御では、そうした空燃比制御を実行することに加えて、排気浄化触媒２０の温度上昇を抑えるべく混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチ側の比率になるように燃料噴射量を増量補正する増量補正制御が実行される。   In the fuel injection control of the present embodiment, in addition to executing such air-fuel ratio control, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes a richer ratio than the stoichiometric air-fuel ratio in order to suppress the temperature rise of the exhaust purification catalyst 20. Increase correction control for increasing the fuel injection amount is executed.

この増量補正制御では、先ず機関負荷ＫＬ、機関回転速度ＮＥ、および冷却水温度ＴＨＷに基づいて補正係数Ｋｏｔが算出される。そして、この補正係数Ｋｏｔが最終燃料噴射量ＱＦＩＮの算出に際して空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに乗算される。すなわち、基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥ、空燃比学習値ＫＧ、アルコール濃度学習値ＫＧａｌ、および補正係数Ｋｏｔに基づいて関係式（ＱＦＩＮ＝ＱＢＳＥ×［ＦＡＦ×Ｋｏｔ＋ＫＧ＋ＫＧａｌ］）を満たす値が最終燃料噴射量ＱＦＩＮとして算出される。なお、補正係数Ｋｏｔとしては、排気浄化触媒２０の温度が過度に高くなることを的確に回避することの可能な値が算出される。また増量補正制御による燃料噴射量の増量補正は、実行条件が成立していることを条件に、内燃機関１０の温度が低いときを除いてほぼ常時実行される。   In this increase correction control, first, a correction coefficient Kot is calculated based on the engine load KL, the engine speed NE, and the coolant temperature THW. The correction coefficient Kot is multiplied by the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF when calculating the final fuel injection amount QFIN. That is, a value that satisfies the relational expression (QFIN = QBSE × [FAF × Kot + KG + KGal]) based on the basic fuel injection amount QBASE, the air-fuel ratio learning value KG, the alcohol concentration learning value KGal, and the correction coefficient Kot is the final fuel injection amount QFIN. Calculated. As the correction coefficient Kot, a value capable of accurately avoiding an excessive increase in the temperature of the exhaust purification catalyst 20 is calculated. Further, the increase correction of the fuel injection amount by the increase correction control is almost always executed on condition that the execution condition is satisfied, except when the temperature of the internal combustion engine 10 is low.

ここで、前述したように内燃機関１０の運転に際して同内燃機関１０に供給される燃料（具体的には、燃料タンク１４内に備蓄されている燃料）のアルコール濃度が高いときほど、点火プラグ１６の要求電圧が高くなってしまう。そのため本実施の形態では、燃料のアルコール濃度が高いときであっても点火プラグ１６の要求電圧が同点火プラグ１６に印加することの可能な電圧範囲の上限を越えることのないように、同アルコール濃度に応じて各種の機関制御の実行態様を変更するようにしている。   Here, as described above, the spark plug 16 increases as the alcohol concentration of the fuel (specifically, fuel stored in the fuel tank 14) supplied to the internal combustion engine 10 during operation of the internal combustion engine 10 increases. The required voltage becomes high. For this reason, in the present embodiment, even when the alcohol concentration of the fuel is high, the same alcohol is used so that the required voltage of the spark plug 16 does not exceed the upper limit of the voltage range that can be applied to the spark plug 16. Various engine control execution modes are changed according to the concentration.

ところで、点火プラグ１６の要求電圧を低くするためとはいえ、単に機関制御の実行態様を変更すると、内燃機関１０の出力トルク（機関トルク）が変化してしまう。すなわち、機関トルクが一定にならずに燃料のアルコール濃度に応じて異なったものとなる。そうした機関トルクの相違は、内燃機関１０の運転を緻密に制御する上では、これを妨げる一因となるために好ましくない。   By the way, although the required voltage of the spark plug 16 is lowered, simply changing the engine control execution mode changes the output torque (engine torque) of the internal combustion engine 10. That is, the engine torque is not constant and varies depending on the alcohol concentration of the fuel. Such a difference in engine torque is not preferable because it becomes a factor that hinders the precise operation of the internal combustion engine 10.

この点をふまえて本実施の形態では、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えるように、点火時期制御の実行態様と増量補正制御の実行態様とバルブタイミング制御の実行態様とがそれぞれアルコール濃度に応じて変更される。   In view of this point, in the present embodiment, execution of ignition timing control is performed so as to suppress a difference in engine torque caused by a difference in alcohol concentration while suppressing a required voltage of the spark plug 16 when the alcohol concentration of fuel is high. The mode, the execution mode of the increase correction control, and the mode of execution of the valve timing control are each changed according to the alcohol concentration.

具体的には、ベース点火時期Ａｂｓｅ、補正係数Ｋｏｔ、目標バルブタイミングＴｖｔの算出に用いる算出パラメータに燃料のアルコール濃度（詳しくは、アルコール濃度学習値ＫＧａｌ）が加えられている。そして、点火時期制御では、ベース点火時期Ａｂｓｅが、機関負荷ＫＬと機関回転速度ＮＥとアルコール濃度学習値ＫＧａｌとに基づいて点火時期算出マップから算出される。また増量補正制御では、補正係数Ｋｏｔが、機関負荷ＫＬと機関回転速度ＮＥと冷却水温度ＴＨＷとアルコール濃度学習値ＫＧａｌとに基づいて補正係数算出マップから算出される。さらにバルブタイミング制御では、目標バルブタイミングＴｖｔが、機関負荷ＫＬと機関回転速度ＮＥとアルコール濃度学習値ＫＧａｌとに基づいてバルブタイミング算出マップから算出される。各算出マップ（点火時期算出マップ、補正係数算出マップ、バルブタイミング算出マップ）は電子制御ユニット３０に記憶されるとともに、各制御値の算出に際してそれぞれ参照される。   Specifically, the alcohol concentration of the fuel (specifically, the alcohol concentration learning value KGal) is added to the calculation parameters used to calculate the base ignition timing Abse, the correction coefficient Kot, and the target valve timing Tvt. In the ignition timing control, the base ignition timing Abse is calculated from the ignition timing calculation map based on the engine load KL, the engine speed NE, and the alcohol concentration learning value KGal. In the increase correction control, the correction coefficient Kot is calculated from the correction coefficient calculation map based on the engine load KL, the engine speed NE, the coolant temperature THW, and the alcohol concentration learning value KGal. Further, in the valve timing control, the target valve timing Tvt is calculated from the valve timing calculation map based on the engine load KL, the engine speed NE, and the alcohol concentration learning value KGal. Each calculation map (ignition timing calculation map, correction coefficient calculation map, valve timing calculation map) is stored in the electronic control unit 30 and is referred to when calculating each control value.

なお各算出マップには、実験やシミュレーションの結果をもとに各算出パラメータにより定まる機関運転状態と同運転状態に適した制御値（ベース点火時期Ａｂｓｅ、補正係数Ｋｏｔ、目標バルブタイミングＴｖｔ）との関係が予め求められた上で記憶されている。また各算出マップとしてはそれぞれ、燃料のアルコール濃度が高いとき（例えば濃度１００％）に見合う関係が記憶された高濃度用マップと同アルコール濃度が低いとき（例えば濃度０％）に見合う関係が記憶された低濃度用マップとの二種類のマップが設定されている。そして、高濃度用マップと低濃度用マップとをアルコール濃度学習値ＫＧａｌによって補間（例えば直線補間）することにより、各制御値として燃料のアルコール濃度に応じた値が算出される。さらに各算出マップは、各制御値（ベース点火時期Ａｂｓｅ、補正係数Ｋｏｔ、および目標バルブタイミングＴｖｔ）の関係が適切な関係、すなわち燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えることの可能な関係になるように各別に設定されている。   Each calculation map includes an engine operation state determined by each calculation parameter based on the results of experiments and simulations and control values (base ignition timing Abse, correction coefficient Kot, target valve timing Tvt) suitable for the same operation state. Relationships are obtained in advance and stored. In addition, as each calculation map, a relationship that matches when the alcohol concentration of the fuel is low (for example, 0% concentration) is stored with the high concentration map that stores the relationship that matches when the alcohol concentration of the fuel is high (for example, 100% concentration). Two types of maps, the low-concentration map that has been set, are set. Then, by interpolating the map for high concentration and the map for low concentration with the alcohol concentration learning value KGal (for example, linear interpolation), a value corresponding to the alcohol concentration of the fuel is calculated as each control value. In addition, each calculation map keeps the required voltage of the spark plug 16 low when the relationship among the control values (base ignition timing Abse, correction coefficient Kot, and target valve timing Tvt) is appropriate, that is, when the alcohol concentration of the fuel is high. On the other hand, it is set separately so as to be able to suppress a difference in engine torque caused by a difference in alcohol concentration.

以下、そうした燃料のアルコール濃度に応じたかたちでの点火時期制御、増量補正制御、およびバルブタイミング制御の実行態様について各別に説明する。
先ず、点火時期制御の実行態様について説明する。 Hereinafter, execution modes of the ignition timing control, the increase correction control, and the valve timing control according to the alcohol concentration of the fuel will be described separately.
First, the execution mode of ignition timing control will be described.

図２に、燃料噴射量および吸入空気量が一定の条件下における点火時期と点火プラグ１６の要求電圧と機関トルクとの関係の一例を示す。
通常、内燃機関１０の運転制御では、点火時期が圧縮上死点より進角側の時期に設定される。そのため、点火時期が進角側の時期に設定されるほど、燃焼室１１内の圧力が低い状態、すなわち点火プラグ１６によって火花が発生し易い状態で同点火プラグ１６への電圧印加が行われるようになる。したがって図２に線Ｌ１で示すように、点火時期が進角側の時期になるほど点火プラグ１６の要求電圧は低くなる。 FIG. 2 shows an example of the relationship between the ignition timing, the required voltage of the spark plug 16, and the engine torque under the condition that the fuel injection amount and the intake air amount are constant.
Normally, in the operation control of the internal combustion engine 10, the ignition timing is set to a timing that is ahead of the compression top dead center. Therefore, as the ignition timing is set to the advance timing, the voltage is applied to the ignition plug 16 in a state where the pressure in the combustion chamber 11 is low, that is, in a state in which sparks are easily generated by the ignition plug 16. become. Therefore, as indicated by the line L1 in FIG. 2, the required voltage of the spark plug 16 decreases as the ignition timing becomes the advance timing.

この点をふまえて本実施の形態にかかる点火時期制御では、燃料のアルコール濃度が高いときほど点火時期（詳しくは、ベース点火時期Ａｂｓｅ）が進角側の時期になるように、アルコール濃度に応じたかたちで点火時期が変更される。具体的には、ベース点火時期Ａｂｓｅとしてその設定範囲（図２に示す例では領域Ａ）における最も進角側の時期（図２に示す例では時期Ａｈｉ）が算出される関係が点火時期算出マップの高濃度用マップに設定されるとともに、最も遅角側の時期（図２に示す例では時期Ａｌｏｗ）が算出される関係が点火時期算出マップの低濃度用マップに設定される。これにより、燃料のアルコール濃度が高いとき、すなわちアルコール濃度が低いときと同様の制御態様で内燃機関の運転制御を実行した場合に点火プラグ１６の要求電圧が不要に高くなるおそれがあるときに、点火時期が進角側の時期に変更されることによって点火プラグ１６の要求電圧が低く抑えられる。   Based on this point, in the ignition timing control according to the present embodiment, the higher the alcohol concentration of the fuel is, the higher the ignition timing (specifically, the base ignition timing Abse) becomes in accordance with the alcohol concentration. The ignition timing is changed in a form. Specifically, the relationship in which the most advanced timing (timing Ahi in the example shown in FIG. 2) in the set range (region A in the example shown in FIG. 2) is calculated as the base ignition timing Abse is the ignition timing calculation map. The relationship for calculating the most retarded timing (timing Alow in the example shown in FIG. 2) is set in the low concentration map of the ignition timing calculation map. Thereby, when the alcohol concentration of the fuel is high, that is, when the operation control of the internal combustion engine is executed in the same control manner as when the alcohol concentration is low, the required voltage of the spark plug 16 may become unnecessarily high. The required voltage of the spark plug 16 is kept low by changing the ignition timing to the advance timing.

また、そのように燃料のアルコール濃度に応じて点火時期制御の実行態様を変更すると、図２に線Ｌ２で示すように、同アルコール濃度が高いことに起因して点火時期が進角側の時期になるように変更された場合に、その変更が機関トルクを増加させるように作用するようになる。   Further, when the execution mode of the ignition timing control is changed in accordance with the alcohol concentration of the fuel as described above, as shown by a line L2 in FIG. 2, the ignition timing is a timing on the advance side due to the high alcohol concentration. When the change is made, the change acts to increase the engine torque.

次に、バルブタイミング制御の実行態様について説明する。
図３に、燃料噴射量および点火時期が一定の条件下における吸気バルブ２１のバルブタイミングＶＴと点火プラグ１６の要求電圧と機関トルクとの関係の一例を示す。 Next, the execution aspect of valve timing control is demonstrated.
FIG. 3 shows an example of the relationship between the valve timing VT of the intake valve 21, the required voltage of the spark plug 16, and the engine torque under the conditions where the fuel injection amount and the ignition timing are constant.

通常、内燃機関の運転制御では吸気バルブのバルブタイミングが、同内燃機関の吸入効率が極力高くなるように設定される。そのため内燃機関１０の運転制御において設定されるバルブタイミングＶＴ（例えば図３におけるタイミングＢｌｏｗ）が変更されると、それに伴い内燃機関１０の吸入効率が低くなって吸入空気量が少なくなると云える。そして、図３に線Ｌ３で示すように、そのようにして吸入空気量が少なくなると、燃焼室１１内の圧力が低い状態で点火プラグ１６への電圧印加が行われるようになるために、同点火プラグ１６の要求電圧が低くなる。   Normally, in the operation control of the internal combustion engine, the valve timing of the intake valve is set so that the intake efficiency of the internal combustion engine is as high as possible. Therefore, if the valve timing VT (for example, timing Blow in FIG. 3) set in the operation control of the internal combustion engine 10 is changed, the intake efficiency of the internal combustion engine 10 is lowered accordingly, and the intake air amount is reduced. Then, as shown by a line L3 in FIG. 3, when the amount of intake air decreases in this way, voltage application to the spark plug 16 is performed in a state where the pressure in the combustion chamber 11 is low. The required voltage of the spark plug 16 is lowered.

この点をふまえて本実施の形態にかかるバルブタイミング制御では、燃料のアルコール濃度が高いときほど吸入空気量が少なくなるように（具体的には、目標バルブタイミングＴｖｔが遅角側の時期になるように）、アルコール濃度に応じてバルブタイミング制御の実行態様が変更される。具体的には、目標バルブタイミングＴｖｔとしてその設定範囲（図３に示す例では領域Ｂ）における最も遅角側のタイミング（図３に示す例ではタイミングＢｈｉ）が算出される関係がバルブタイミング算出マップの高濃度用マップに設定される。また、上記設定範囲における最も進角側のタイミング（図３に示す例ではタイミングＢｌｏｗ）が算出される関係がバルブタイミング算出マップの低濃度用マップに設定される。これにより、燃料のアルコール濃度が高く点火プラグ１６の要求電圧が不要に高くなるおそれがあるときに吸入空気量が少なくなるために、点火プラグ１６の要求電圧が低く抑えられるようになる。   In view of this point, in the valve timing control according to the present embodiment, the higher the alcohol concentration of the fuel, the smaller the intake air amount (specifically, the target valve timing Tvt becomes the retarded timing). Thus, the execution mode of the valve timing control is changed according to the alcohol concentration. Specifically, the relationship in which the most retarded timing (timing Bhi in the example shown in FIG. 3) in the set range (region B in the example shown in FIG. 3) is calculated as the target valve timing Tvt is the valve timing calculation map. Is set to a high density map. In addition, the relationship for calculating the most advanced timing (timing Blow in the example shown in FIG. 3) in the set range is set in the low concentration map of the valve timing calculation map. Thus, when the fuel alcohol concentration is high and the required voltage of the spark plug 16 may become unnecessarily high, the amount of intake air is reduced, so that the required voltage of the spark plug 16 can be kept low.

また、このように燃料のアルコール濃度に応じてバルブタイミング制御の実行態様を変更すると、図３に線Ｌ４で示すように、アルコール濃度が高いことに起因してバルブタイミングＶＴが吸入空気量の少なくなる遅角側の時期に変更された場合に、その変更が機関トルクを減少させるように作用するようになる。   Further, if the execution mode of the valve timing control is changed in accordance with the alcohol concentration of the fuel in this way, the valve timing VT is reduced due to the high alcohol concentration as shown by the line L4 in FIG. When the timing is changed to the retarded timing, the change acts to reduce the engine torque.

次に、増量補正制御の実行態様について説明する。
図４に、吸入空気量および点火時期が一定の条件下における増量補正制御の補正係数Ｋｏｔと点火プラグ１６の要求電圧と機関トルクとの関係の一例を示す。 Next, an execution mode of the increase correction control will be described.
FIG. 4 shows an example of the relationship between the correction coefficient Kot of the increase correction control, the required voltage of the spark plug 16, and the engine torque under the condition that the intake air amount and the ignition timing are constant.

通常、混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチ側の比率になるように内燃機関の燃料噴射量を増量補正した場合、図４の線Ｌ５に一例を示すように、その増量補正量が少ない少増量領域（図４に示す例では領域Ｃ）では、燃焼する燃料の量の増加に伴って燃焼室内の温度が高くなるために点火プラグの要求電圧が低くなる。これに対して、増量補正量が多くなると、燃料噴射量の増加に伴って燃料の気化潜熱による影響が大きくなるために、燃焼室内の温度が低くなって点火プラグの要求電圧が高くなる。したがって増量補正量が多い多増量領域（図４に示す例では領域Ｃよりリッチ側の領域）では、上記少増量領域とは異なり、増量補正量が多くなるほど点火プラグの要求電圧が高くなる。   Normally, when the fuel injection amount of the internal combustion engine is increased and corrected so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes a richer ratio than the stoichiometric air-fuel ratio, the increase correction amount is small as shown by an example of a line L5 in FIG. In the small increase region (region C in the example shown in FIG. 4), the temperature in the combustion chamber increases as the amount of fuel to be burned increases, so the required voltage of the spark plug decreases. On the other hand, when the increase correction amount increases, the influence of the latent heat of vaporization of the fuel increases as the fuel injection amount increases, so that the temperature in the combustion chamber decreases and the required voltage of the spark plug increases. Therefore, in the large increase region where the increase correction amount is large (in the example shown in FIG. 4, the region on the richer side than region C), the required voltage of the spark plug increases as the increase correction amount increases, unlike the small increase region.

この点をふまえて本実施の形態にかかる増量補正制御では、補正係数Ｋｏｔが上記多増量領域（詳しくは、図４に示す例では領域Ｄ）において設定されるように同補正係数Ｋｏｔと機関運転状態との関係が定められている。そして、燃料のアルコール濃度が高いほど増量補正量が少なくなる値が補正係数Ｋｏｔとして算出されるように、アルコール濃度に応じて増量補正制御の実行態様が変更される。具体的には、補正係数Ｋｏｔとしてその設定範囲（図４に示す例では領域Ｄ）において最も増量補正量が少なくなるリーン側の値（図４に示す例では値Ｄｈｉ）が算出されるようになる関係が補正係数算出マップの高濃度用マップに設定される。また、上記設定範囲において最も増量補正量が多くなるリッチ側の値（図４に示す例では値Ｄｌｏｗ）が算出されるようになる関係が補正係数算出マップの低濃度用マップに設定される。これにより、燃料のアルコール濃度が高いときほど同燃料の気化潜熱の影響が小さくなって燃焼室１１内の温度が高くなるために、同アルコール濃度が高くなった場合であっても点火プラグ１６の要求電圧が低く抑えられるようになる。   In view of this point, in the increase correction control according to the present embodiment, the correction coefficient Kot and the engine operation are set so that the correction coefficient Kot is set in the above-described multiple increase region (specifically, region D in the example shown in FIG. 4). A relationship with the state is defined. Then, the execution mode of the increase correction control is changed according to the alcohol concentration so that the value at which the increase correction amount decreases as the alcohol concentration of the fuel increases is calculated as the correction coefficient Kot. Specifically, the lean side value (value Dhi in the example shown in FIG. 4) with the smallest increase correction amount in the set range (area D in the example shown in FIG. 4) is calculated as the correction coefficient Kot. Is set in the high density map of the correction coefficient calculation map. In addition, the relation that the rich side value (the value Dlow in the example shown in FIG. 4) with the largest increase correction amount in the set range is calculated is set in the low density map of the correction coefficient calculation map. As a result, the higher the alcohol concentration of the fuel, the smaller the influence of the latent heat of vaporization of the fuel and the higher the temperature in the combustion chamber 11. Therefore, even if the alcohol concentration increases, the spark plug 16 The required voltage can be kept low.

また、混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチ側の比率になるように内燃機関の燃料噴射量を増量補正した場合には、基本的に、その増量補正量が多いときほど燃焼する燃料の量が多くなるために機関トルクが増加するようになる。そのため図４に線Ｌ６で示すように、燃料のアルコール濃度が高いときほどリーン側の値になるように補正係数Ｋｏｔを変更すると、燃料のアルコール濃度が高いことに起因して補正係数Ｋｏｔが増量補正量の少なくなるリーン側の値に変更された場合に、その変更が機関トルクを減少させるように作用するようになる。   In addition, when the fuel injection amount of the internal combustion engine is increased and corrected so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes a richer ratio than the stoichiometric air-fuel ratio, basically, as the increase correction amount increases, the amount of fuel that burns increases. The engine torque increases as the quantity increases. Therefore, as shown by the line L6 in FIG. 4, when the correction coefficient Kot is changed so that the higher the alcohol concentration of the fuel, the leaner the value, the correction coefficient Kot increases due to the higher alcohol concentration of the fuel. When the value is changed to a lean value where the correction amount decreases, the change acts to reduce the engine torque.

このように本実施の形態にかかる制御装置では、燃料のアルコール濃度が低いときの点火プラグ１６の要求電圧と比較して同アルコール濃度が高いときの同要求電圧が低くなるように、点火時期制御の実行態様と増量補正制御の実行態様とバルブタイミング制御の実行態様とがそれぞれ変更される。詳しくは、燃料のアルコール濃度が高いときほど、点火時期が進角側の時期になるように点火時期制御の実行態様が変更されるとともに、燃料噴射量の増量補正量が少なくなるように増量補正制御の実行態様が変更され、さらには吸気バルブ２１のバルブタイミングＶＴが遅角側の時期になるようにバルブタイミング制御の実行態様が変更される。したがって、燃料のアルコール濃度が高くなった場合であっても、点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えることができるようになる。   Thus, in the control device according to the present embodiment, the ignition timing control is performed so that the required voltage when the alcohol concentration is high is lower than the required voltage of the spark plug 16 when the alcohol concentration of the fuel is low. The execution mode, the increase correction control execution mode, and the valve timing control execution mode are respectively changed. Specifically, as the alcohol concentration of the fuel is higher, the execution mode of the ignition timing control is changed so that the ignition timing becomes the advanced timing, and the increase correction is performed so that the increase correction amount of the fuel injection amount is reduced. The execution mode of the control is changed, and further, the execution mode of the valve timing control is changed so that the valve timing VT of the intake valve 21 becomes the timing on the retard side. Therefore, even when the alcohol concentration of the fuel becomes high, the required voltage of the spark plug 16 can be kept low.

また、本実施の形態の点火時期制御では、アルコール濃度が高いときほど点火時期が進角側の時期になるように変更されるために、その変更が機関トルクを増加させるように作用するようになる。これとは逆に、バルブタイミング制御では、アルコール濃度が高いときほど吸入空気量が少なくなるようにバルブタイミングＶＴが変更されるために、その変更が機関トルクを減少させるように作用する。また増量補正制御においても同様に、燃料のアルコール濃度が高いときほど燃料噴射量の増量補正量が少なくなるように補正係数Ｋｏｔが変更されるために、その変更が機関トルクを減少させるように作用する。   Further, in the ignition timing control of the present embodiment, the ignition timing is changed so as to become the advance timing as the alcohol concentration is higher, so that the change acts to increase the engine torque. Become. On the contrary, in the valve timing control, the valve timing VT is changed so that the intake air amount becomes smaller as the alcohol concentration is higher, so that the change acts to reduce the engine torque. Similarly, in the increase correction control, the correction coefficient Kot is changed so that the increase correction amount of the fuel injection amount becomes smaller as the alcohol concentration of the fuel becomes higher, so that the change acts to decrease the engine torque. To do.

そのため本実施の形態にかかる制御装置では、点火時期および増量補正量（詳しくは、補正係数Ｋｏｔ）が、共に点火プラグ１６の要求電圧を変化させる機関制御量であり且つ該要求電圧が同一の方向に変化するように変化させたときの機関トルクの変化方向が互いに異なる二つの機関制御量になる。また、点火時期およびバルブタイミングＶＴについても同様に、共に点火プラグ１６の要求電圧を変化させる機関制御量であり且つ該要求電圧が同一の方向に変化するように変化させたときの機関トルクの変化方向が互いに異なる二つの機関制御量になる。   Therefore, in the control device according to the present embodiment, the ignition timing and the increase correction amount (specifically, the correction coefficient Kot) are both engine control amounts that change the required voltage of the spark plug 16, and the required voltage is in the same direction. When the engine torque is changed so as to change to two, the engine torque changes in two different engine control amounts. Similarly, both the ignition timing and the valve timing VT are engine control amounts that change the required voltage of the spark plug 16, and changes in the engine torque when the required voltage is changed to change in the same direction. There are two engine control amounts with different directions.

したがって、燃料のアルコール濃度が高いときに、点火時期の進角側の時期への変更による機関トルクの増加分の一部と増量補正量が少なくなる値への補正係数Ｋｏｔの変更による機関トルクの減少分の少なくとも一部とが相殺されるようになる。また、燃料のアルコール濃度が高いときに、点火時期の進角側の時期への変更による機関トルクの増加分の一部とバルブタイミングＶＴの遅角側の時期への変更による機関トルクの減少分の少なくとも一部とが相殺されるようになる。   Therefore, when the alcohol concentration of the fuel is high, a part of the increase in the engine torque due to the change to the advance timing side of the ignition timing and the engine torque due to the change in the correction coefficient Kot to a value at which the increase correction amount decreases. At least a part of the decrease is offset. Further, when the alcohol concentration of the fuel is high, a part of the increase in the engine torque due to the change of the ignition timing to the advance side and the decrease of the engine torque due to the change of the valve timing VT to the retard side. At least a part of it is offset.

図５に、燃料のアルコール濃度と点火プラグ１６の要求電圧と機関トルクとの関係の一例を示す。なお図５において、実線は本実施の形態の装置についての上記関係を示し、二点鎖線は燃料のアルコール濃度に応じて点火時期制御の実行態様のみが変更される比較例の装置についての上記関係を示す。   FIG. 5 shows an example of the relationship between the alcohol concentration of the fuel, the required voltage of the spark plug 16, and the engine torque. In FIG. 5, the solid line indicates the above relationship with respect to the apparatus of the present embodiment, and the two-dot chain line indicates the above relationship with respect to the comparative example apparatus in which only the execution mode of the ignition timing control is changed according to the alcohol concentration of the fuel. Indicates.

図５に示すように、本実施の形態（実線）では、アルコール濃度が高いときの点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えるために燃料のアルコール濃度に応じて点火時期制御、増量補正制御、およびバルブタイミング制御の実行態様が変更されるとはいえ、その変更に伴う機関トルクの変化が比較例の装置（二点差線）と比べて小さく抑えられるようになる。したがって本実施の形態の制御装置によれば、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えることができるようになる。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment (solid line), ignition timing control, increase correction control, and valve according to the alcohol concentration of the fuel in order to keep the required voltage of the spark plug 16 low when the alcohol concentration is high. Although the execution mode of the timing control is changed, the change in the engine torque accompanying the change is suppressed to be smaller than that of the device of the comparative example (two-point difference line). Therefore, according to the control device of the present embodiment, it is possible to suppress the difference in engine torque caused by the difference in alcohol concentration while suppressing the required voltage of the spark plug 16 when the alcohol concentration of fuel is high.

また本実施の形態では、点火時期、補正係数Ｋｏｔ、およびバルブタイミングＶＴといった三つの機関制御量の制御態様がアルコール濃度に応じて変更される。そのため、点火時期および補正係数Ｋｏｔ、あるいは点火時期およびバルブタイミングＶＴといった二つの機関制御量の制御態様のみを変更する装置と比較して、各機関制御量の制御態様を高い自由度で設定することができ、点火プラグ１６の要求電圧の低減と機関トルクの相違の抑制とを共に的確に行うことが可能になる。   In the present embodiment, the control modes of the three engine control amounts such as the ignition timing, the correction coefficient Kot, and the valve timing VT are changed according to the alcohol concentration. Therefore, the control mode of each engine control amount is set with a high degree of freedom compared with a device that changes only the control mode of two engine control amounts such as the ignition timing and the correction coefficient Kot or the ignition timing and the valve timing VT. Accordingly, it is possible to accurately reduce both the required voltage of the spark plug 16 and the suppression of the difference in engine torque.

ちなみに上記比較例の装置では、点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えるべく単に点火時期を進角側の時期に変更すると、機関トルクが不要に大きくなってしまう。そのため、そうした機関トルクに合わせて内燃機関やその周辺機器の強度を設定せざるを得なくなって、その強度が不要に高くなるといった不都合を招くおそれがある。この点、本実施の形態によれば、燃料のアルコール濃度が高いときに機関トルクが不要に大きくなることが抑えられるために、上記不都合の発生についても抑えられるようになる。   Incidentally, in the device of the above comparative example, if the ignition timing is simply changed to the advance timing in order to keep the required voltage of the spark plug 16 low, the engine torque becomes unnecessarily large. For this reason, the strength of the internal combustion engine and its peripheral devices must be set in accordance with the engine torque, and there is a risk that the strength becomes unnecessarily high. In this regard, according to the present embodiment, since the engine torque is prevented from becoming unnecessarily large when the alcohol concentration of the fuel is high, the occurrence of the inconvenience can be suppressed.

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）燃料のアルコール濃度が低いときの点火プラグ１６の要求電圧と比較して同アルコール濃度が高いときの同要求電圧が低くなるように、点火時期、補正係数Ｋｏｔ、およびバルブタイミングＶＴといった三つの機関制御量の制御態様をアルコール濃度に応じて変更するようにした。そのため、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えることができるようになる。 As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be obtained.
(1) The ignition timing, the correction coefficient Kot, and the valve timing VT are set so that the required voltage when the alcohol concentration is high is lower than the required voltage of the spark plug 16 when the alcohol concentration of the fuel is low. The control mode of one engine control amount was changed according to the alcohol concentration. Therefore, the difference in engine torque due to the difference in alcohol concentration can be suppressed while suppressing the required voltage of the spark plug 16 when the alcohol concentration of fuel is high.

（２）点火時期、補正係数Ｋｏｔ、およびバルブタイミングＶＴといった三つの機関制御量の制御態様をアルコール濃度に応じて変更するようにした。そのため、点火時期および補正係数Ｋｏｔ、あるいは点火時期およびバルブタイミングＶＴといった二つの機関制御量の制御態様のみを変更する装置と比較して、各機関制御量の制御態様を高い自由度で設定することができ、点火プラグ１６の要求電圧の低減と機関トルクの相違の抑制とを共に的確に行うことが可能になる。   (2) The control modes of the three engine control amounts such as the ignition timing, the correction coefficient Kot, and the valve timing VT are changed according to the alcohol concentration. Therefore, the control mode of each engine control amount is set with a high degree of freedom compared with a device that changes only the control mode of two engine control amounts such as the ignition timing and the correction coefficient Kot or the ignition timing and the valve timing VT. Accordingly, it is possible to accurately reduce both the required voltage of the spark plug 16 and the suppression of the difference in engine torque.

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチ側の比率になるように燃料噴射量を増量補正する増量補正制御であれば、単に排気温度を低下させるために燃料噴射量を増量補正する増量補正制御など、排気浄化触媒２０の温度上昇を抑えるための増量補正制御以外の増量補正制御を実行するようにしてもよい。 The embodiment described above may be modified as follows.
・ Increase correction control to increase the fuel injection amount so that the air-fuel ratio of the mixture becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio. An increase correction control other than the increase correction control for suppressing the temperature increase of the exhaust purification catalyst 20, such as control, may be executed.

・点火時期および補正係数Ｋｏｔの二つの機関制御量のみを、あるいは点火時期およびバルブタイミングＶＴの二つの機関制御量の制御態様のみをアルコール濃度に応じて変更するようにしてもよい。この場合、二つの機関制御量が適切な関係、すなわち燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えることの可能な関係になるように、それら二つの機関制御量の制御態様を各別に設定するようにすればよい。   Only the two engine control amounts of the ignition timing and the correction coefficient Kot or only the control mode of the two engine control amounts of the ignition timing and the valve timing VT may be changed according to the alcohol concentration. In this case, the two engine control amounts are in an appropriate relationship, that is, a relationship in which a difference in engine torque caused by a difference in alcohol concentration can be suppressed while suppressing a required voltage of the spark plug 16 when the alcohol concentration of fuel is high. Therefore, the control modes of the two engine control amounts may be set separately.

・機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構として、バルブタイミング変更機構２２以外のものが搭載された内燃機関にも、本実施の形態にかかる制御装置はその構成を適宜変更した上で適用することができる。そうした可変動弁機構としては、吸気バルブ２１の開弁期間（開弁時期から閉弁時期までの期間［いわゆるバルブ作用角］）を変更するための機構や、排気バルブのバルブタイミングを変更するための機構、排気バルブのバルブ作用角を変更するための機構を挙げることができる。こうした構成によれば、燃料のアルコール濃度に応じて機関バルブの開弁特性（バルブタイミングあるいはバルブ作用角）の制御態様を変更することにより、これに伴う吸入空気量の変化によって点火プラグ１６の要求電圧と機関トルクとを共に変化させることができる。そのため、そうした機関バルブの開弁特性を、燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えるための機関制御量として用いることができる。   The control device according to the present embodiment also changes the configuration of the control device according to the present embodiment to an internal combustion engine equipped with a variable valve mechanism for changing the valve opening characteristics of the engine valve other than the valve timing changing mechanism 22. Can be applied. As such a variable valve mechanism, a mechanism for changing the valve opening period of the intake valve 21 (a period from the valve opening timing to the valve closing timing [so-called valve operating angle]), or a valve timing of the exhaust valve is changed. And a mechanism for changing the valve operating angle of the exhaust valve. According to such a configuration, by changing the control mode of the valve opening characteristic (valve timing or valve operating angle) of the engine valve in accordance with the alcohol concentration of the fuel, the demand of the spark plug 16 is changed according to the change in the intake air amount accompanying this. Both voltage and engine torque can be changed. Therefore, the opening characteristic of such an engine valve is used as an engine control amount for suppressing a difference in engine torque caused by a difference in alcohol concentration while suppressing a required voltage of the spark plug 16 when the alcohol concentration of fuel is high. Can do.

・燃料のアルコール濃度が高いときにおける点火プラグ１６の要求電圧を低く抑えつつアルコール濃度の違いに起因する機関トルクの相違を抑えるために用いる機関制御量の一つとして、スロットル開度ＴＡを追加するようにしてもよい。こうした構成によれば、燃料のアルコール濃度に応じてスロットル開度ＴＡの制御態様を変更することにより、これに伴う吸入空気量の変化によって点火プラグ１６の要求電圧と機関トルクとを共に変化させることができる。   A throttle opening TA is added as one of the engine control amounts used to suppress the difference in engine torque caused by the difference in alcohol concentration while suppressing the required voltage of the spark plug 16 when the alcohol concentration of fuel is high. You may do it. According to such a configuration, by changing the control mode of the throttle opening degree TA according to the alcohol concentration of the fuel, both the required voltage of the spark plug 16 and the engine torque are changed by the change of the intake air amount accompanying this. Can do.

・吸気通路および排気通路を連通するＥＧＲ通路と同ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁とを有する内燃機関に適用されて、同内燃機関の運転状態に基づくＥＧＲ弁の作動制御を通じて排気通路から吸気通路に再循環される排気の量を調節する制御装置において、同ＥＧＲ弁の開度を上記機関制御量の一つとして追加するようにしてもよい。こうした構成によれば、アルコール濃度に応じてＥＧＲ弁の開度の制御態様を変更することにより、これに伴う燃焼室内の温度変化によって点火プラグ１６の要求電圧を変化させることができ、さらに吸入空気量の変化によって機関トルクを変化させることもできる。   Applied to an internal combustion engine having an EGR passage communicating with the intake passage and the exhaust passage and an EGR valve provided in the EGR passage, and through the operation control of the EGR valve based on the operating state of the internal combustion engine, the intake passage from the exhaust passage In the control device for adjusting the amount of exhaust gas recirculated, the opening degree of the EGR valve may be added as one of the engine control amounts. According to such a configuration, by changing the control mode of the opening degree of the EGR valve according to the alcohol concentration, the required voltage of the spark plug 16 can be changed by the accompanying temperature change in the combustion chamber, and the intake air The engine torque can be changed by changing the amount.

・燃料のアルコール濃度を検出するための濃度センサを設けるとともに同濃度センサにより検出したアルコール濃度を前記機関制御量の算出に用いるようにしてもよい。   A concentration sensor for detecting the alcohol concentration of the fuel may be provided, and the alcohol concentration detected by the concentration sensor may be used for calculating the engine control amount.

１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…吸気通路、１３…燃料噴射弁、１４…燃料タンク、１５…燃料ポンプ、１６…点火プラグ、１７…ピストン、１８…クランクシャフト、１９…排気通路、２０…排気浄化触媒、２１…吸気バルブ、２２…バルブタイミング変更機構、２３…スロットルバルブ、２４…アクセルペダル、２５…スロットルモータ、２６…アクチュエータ、３０…電子制御ユニット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Combustion chamber, 12 ... Intake passage, 13 ... Fuel injection valve, 14 ... Fuel tank, 15 ... Fuel pump, 16 ... Spark plug, 17 ... Piston, 18 ... Crankshaft, 19 ... Exhaust passage, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Exhaust gas purification catalyst, 21 ... Intake valve, 22 ... Valve timing change mechanism, 23 ... Throttle valve, 24 ... Accelerator pedal, 25 ... Throttle motor, 26 ... Actuator, 30 ... Electronic control unit

Claims (5)

ガソリンおよびアルコールを燃料として使用可能な内燃機関であり且つ点火プラグによる火花放電を通じて燃料が着火する内燃機関の運転制御を実行する制御装置において、
前記運転制御において制御される機関制御量として、共に前記点火プラグの要求電圧を変化させる機関制御量であり且つ該要求電圧が同一の方向に変化するように変化させたときの機関トルクの変化方向が互いに異なる二つの機関制御量が設定されてなり、
前記運転制御は、前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御と空燃比が理論空燃比よりリッチ側の比率になるように前記内燃機関の燃料噴射量を増量補正する増量補正制御とを含み、
前記二つの機関制御量は前記点火時期および前記増量補正制御の増量補正量であり、
前記燃料のアルコール濃度が低いときの前記要求電圧と比較して同濃度が高いときの前記要求電圧が低くなるように、前記燃料のアルコール濃度に応じて前記点火時期および前記増量補正制御の増量補正量の制御態様を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for performing operation control of an internal combustion engine that can use gasoline and alcohol as fuel and in which the fuel is ignited through spark discharge by a spark plug,
The engine control amount controlled in the operation control is an engine control amount that changes the required voltage of the spark plug, and the change direction of the engine torque when the required voltage is changed in the same direction. Two different engine control amounts are set,
The operation control includes ignition timing control for controlling the ignition timing of the internal combustion engine and increase correction control for increasing and correcting the fuel injection amount of the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes a richer ratio than the stoichiometric air-fuel ratio. ,
The two engine control amounts are an increase correction amount of the ignition timing and the increase correction control,
The ignition timing and the increase correction of the increase correction control according to the alcohol concentration of the fuel so that the required voltage when the concentration is high is lower than the required voltage when the alcohol concentration of the fuel is low. A control device for an internal combustion engine, characterized in that the control mode of the quantity is changed. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を有してなり、
前記制御装置は、前記燃料のアルコール濃度が低いときの前記内燃機関の吸入空気量と比較して同濃度が高いときの前記内燃機関の吸入空気量が少なくなるように、前記燃料のアルコール濃度に応じて前記可変動弁機構の制御態様を変更する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 ,
The internal combustion engine has a variable valve mechanism that changes a valve opening characteristic of the engine valve,
The control device adjusts the alcohol concentration of the fuel so that the intake air amount of the internal combustion engine when the concentration is high is smaller than the intake air amount of the internal combustion engine when the alcohol concentration of the fuel is low. A control device for an internal combustion engine, wherein the control mode of the variable valve mechanism is changed accordingly. ガソリンおよびアルコールを燃料として使用可能な内燃機関であり且つ点火プラグによる火花放電を通じて燃料が着火する内燃機関の運転制御を実行する制御装置において、
前記運転制御において制御される機関制御量として、共に前記点火プラグの要求電圧を変化させる機関制御量であり且つ該要求電圧が同一の方向に変化するように変化させたときの機関トルクの変化方向が互いに異なる二つの機関制御量が設定されてなり、
前記内燃機関は機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を有してなり、
前記運転制御は、前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御と前記可変動弁機構の作動制御とを含み、
前記二つの機関制御量は、前記内燃機関の点火時期および前記可変動弁機構の作動量であり、
前記燃料のアルコール濃度が低いときの前記要求電圧と比較して同濃度が高いときの前記要求電圧が低くなるように、前記燃料のアルコール濃度に応じて前記内燃機関の点火時期および前記可変動弁機構の作動量の制御態様を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for performing operation control of an internal combustion engine that can use gasoline and alcohol as fuel and in which the fuel is ignited through spark discharge by a spark plug,
The engine control amount controlled in the operation control is an engine control amount that changes the required voltage of the spark plug, and the change direction of the engine torque when the required voltage is changed in the same direction. Two different engine control amounts are set,
The internal combustion engine has a variable valve mechanism that changes a valve opening characteristic of the engine valve,
The operation control includes ignition timing control for controlling the ignition timing of the internal combustion engine and operation control for the variable valve mechanism.
The two engine control amount, Ri operation amount der ignition timing and the variable valve mechanism of the internal combustion engine,
The ignition timing of the internal combustion engine and the variable valve are set according to the alcohol concentration of the fuel so that the required voltage when the concentration is high is lower than the required voltage when the alcohol concentration of the fuel is low. A control apparatus for an internal combustion engine, characterized by changing a control mode of an operation amount of a mechanism . 請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関はその排気通路に排気浄化触媒が設けられてなり、
前記増量補正制御は、前記排気浄化触媒の温度上昇を抑えるべく前記燃料噴射量を増量補正する制御である
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 ,
The internal combustion engine is provided with an exhaust purification catalyst in its exhaust passage,
The control device for an internal combustion engine, wherein the increase correction control is control for increasing the fuel injection amount so as to suppress a temperature rise of the exhaust purification catalyst. 請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記可変動弁機構は、機関バルブの開閉時期を変更するバルブタイミング変更機構である
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3 ,
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the variable valve mechanism is a valve timing changing mechanism for changing an opening / closing timing of an engine valve.
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