JPH02301669A - エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの点火時期制御装置に係り、詳しく
は、ガソリンに任意のアルコールを混合した燃料を使用
するエンジンの点火時期制御装置に関する。

（従来の技術） ガソリンを使用するエンジンに対する点火時期制御に各
種のものが提案されている。その主な内容は２つで、そ
の１つは筒内圧が最大となるクランク角位置（θｐｍａ
ｘ　：以下、適宜筒内圧最大角度という）が機関の発生
トルクを最大にする一定位置（ＡＴＤＣＩＯｏないし２
０°）にくるように点火時期を制御（ＭＢＴ制御）する
もの、他の１つは筒内圧信号から機関のノンキング信号
を取り出し、ノッキングレベルが所定値より大きくなっ
た時に遅角側に点火時期を制御（ノッキング制御）する
ものである。

また、これら両者の組み合わせられたもの、あるいは多
気筒機関に対するＭＢＴ制御に工夫を凝らしたものなど
がある。後者について説明すると（特開昭６１−１４４
７９号公報参照）、これはθｐｍａχの平均値を採用す
る場合の問題を解消するために考案されたもので、予め
試験等で調べた耐ノツク性が相対的に高い状態にある気
筒の圧力信号にて点火時期制御を開始し、当該気筒でノ
ンキングが発生してＭＢＴ制御が不可能となったら、や
はり耐ノツク性が相対的に高い状態にある気筒の圧力信
号を選択させる点に特徴を有し、この手法によればノン
キングの生じていない気筒では確実にＭＢＴに制御され
るので、ノッキングが生じていないのに平均値（ＭＢＴ
よりいくらかずれた値となる）が採用される場合に比べ
て燃費率が良くなり、しかも制御が簡素化される。

例えば、各気筒について逐次検出したθｐＩｌａχのう
ち最新の４気筒分について平均値を計算し、その平均値
に基づいて各気筒共通の点火時期を演算するのでは、ノ
ンキングを生じた気筒の点火時期によってノンキングを
生じていない気筒の点火時期が不必要に遅角されてしま
うのである。

ところで、このような装置はガソリン（特定の燃料）を
使用するエンジンを対象としているため、ガソリンにア
ルコール（異種燃料）が混合されたガソリン（以下、単
に「アルコール混合ガソリン」という）が使用されると
、燃料性状の相違によりアルコール混合ガソリンに対し
ては最適点火時期から大きくずれる場合が生ずる。

例えば、第９図はガソリンのみ、アルコールのみの単一
燃料のそれぞれに対する最適点火時期の負荷特性の一例
で、アルコール（破線）では低負荷時に初期燃焼が速い
ためガソリン（実線）の場合より遅れた点火時期が最適
となる。これに対して、高負荷時にはガソリンの場合ノ
ッキングが発生しやすくなるため最適点火時期が大きく
遅角された位置にくるが、アルコールでは耐ノツク性が
高いため、殆んど遅らせる必要がない。したがって、低
負荷域と高負荷域とで負荷特性が逆転している。

一方、第１０図は両燃料に対する最適点火時期の回転数
特性の一例で、アルコール（破線）では低回転時にガソ
リン（実線）の場合よりもかなり進角させることができ
る。これに対して、回転が増すほどガソリンの場合もノ
ッキングを生じにくくなるので、徐々に進角が可能とな
る。この結果、この場合も高回転時には特性が逆転して
いる。

なお、第９図はエンジン回転数一定（１０１０００ｒｐ
、第１０図は負荷一定（スロットル全開、ただしターボ
チャージャは備えられていない）の例であり、図中のＡ
は１１０００ｒｐかつスロットル全開時に対応する。

ここで、従来装置においても、定常時であればガソリン
に対する点火時期特性を用いてアルコールやアルコール
混合ガソリンに最適な点火時期に制御することが可能で
ある。これらの燃料が使用されると、当初はガソリンと
の相違に相当するだけのずれが生じるものの、このずれ
はフィードバック制御系を構成することでやがては解消
されるからである。

しかしながら、過渡時においては事態が相違する。例え
ば、ガソリンに対する最適点火時期を基本点火時期とし
てメモリに記憶している場合にアルコールが使用された
状態を考えると、第９図に示す特性によれば高負荷時の
点火時期からかなり大きく　（５°ないし１０°）遅角
側にずれていることになる。したがって、低負荷よりス
ロ・ソトルを全開まで急に踏み込んだ直後は応答遅れに
より点火時期が最適点から大きく遅角されたままで制御
されるため、無駄に燃料が消費され出力が十分に引き出
されない。同様にして、スロ・ノトルを全開より急に戻
した場合には、今度は最適点火時期から大きく遅角され
たまま制御が行われるので、過進角となりノッキングが
生ずることも有り得る。

そこで、燃料性状を検出するセンサを設け、検出した燃
料性状に対応して基本点火時期そのものを切り換えて使
用することにより応答遅れに対処する手法も提案されて
いる（例えば、特開昭６１−８５５７８号公報等）。

しかしながら、この手法をアルコール混合ガソリンにつ
いて適用すると膨大なメモリ量が要求されることになる
。これは、特開昭６１−８５５７８号公報のように高オ
クタン価のガソリンと通常のガソリンとを判定し点火時
期特性を切り換えるものと相違して、アルコール混合ガ
ソリンの場合には点火時期特性の変化幅が大きく、この
ため数多くの特性を切り換えて使う必要があるからであ
る。

したがって、アルコール混合ガソリンに対しては、過渡
時にあっても最適点火時期から大きなずれを招かない装
置が望まれることになる。

そこで本発明の出願人はかかる不具合を解消する装置を
先に提案している（実開昭６２−１７１１９８号参照）
。この先願に係る装置は本願発明に共通する部分もある
ので、第１１〜１４図に基づき詳細に説明する。第１１
図は先願装置の制御系のブロック図であり、第１１図に
おいて、１はエンジン負荷（例えば吸入空気量Ｑａ）を
検出するセンサであり、２はエンジン回転数Ｎを検出す
るセンサである。エンジン回転数センサ２はクランク角
センサ（図示路）から出力される単位クランク角毎の信
号（ＰＯ３信号）とクランク角の基準位置（例えば圧縮
上死点前の所定位置）毎の信号（ＲＥＦ信号）のうちＰ
Ｏ８信号を計数することでエンジン回転数Ｎが計測され
ろ。ＱａとＮはともに運転状態の主パラメータとなる。

３は燃焼状態検出センサであり、燃焼状態検出センサ３
では点火プラグの座金部に装着される座金型筒内圧セン
サ等により出力される筒内圧信号をノッキング処理回路
および筒内検出回路にてそれぞれノッキング信号ＳＩと
筒内圧信号Ｓ２に波形整形され、コントロールユニット
５に入力される。

４はアルコールセンサであり、アルコールセンサ４は燃
料配管を流れるアルコール混合燃料のアルコール混合割
合（アルコール濃度に対応）を検出し、その具体例とし
ては例えば特開昭５６−９８５４０号公報に記載のもの
が用いられる。このアルコールセンサ４はアルコール混
合燃料が通過する際の静電容量の変化からアルコール混
合割合を検出する。

コントロールユニット５にはセンサ類からの各種の信号
が入力されており、コントロールユニット５はその機能
毎に基本点火時期算出部６、フィードバック補正量算出
部７、点火時期補正量算出部８および最終点火時期設定
部９により構成される。基本点火時期算出部６は負荷セ
ンサ１およびエンジン回転数センサ２より出力される吸
入空気量Ｑａおよびエンジン回転数Ｎに基づいて基本点
火時期ＢＡＳＥを算出し、最終点火時期設定部９に出力
する。フィードバック補正量算出部７は燃焼状態検出セ
ンサ３より出力されるノンキング信号Ｓ、および筒内圧
信号Ｓ２に基づいて点火時期のフィードバック補正量Δ
２を算出し、最終点火時期設定部９に出力する。点火時
期補正量算出部８はアルコールセンサ４より出力される
アルコール含有率Ｒに基づいて点火時期の補正量Δ１を
算出し、最終点火時期設定部９に出力する。最終点火時
期設定部９は入力されるＢＡＳＥ、Δ、およびΔ２に基
づいて最終点火時期ＡＤＶを設定し、ＡＤＶを点火装置
１０に出力する。点火装置ｌＯでは点火信号ＡＤＶに基
づいて所定の点火タイミングで混合気に点火する。

第１２図は点火時期設定プログラムで、この例では基本
点火進角値（Ｂ　Ａ　Ｓ　Ｅ）と点火時期について２つ
の補正量（Δ１とΔ２）の和から最終的な点火進角値（
ＡＤＶ）が決定される（ステップＰ６）。

ＡＤＶ＝ＢＡＳＥ＋Δ１　＋Δ２ ここに、点火進角値の値には、圧縮上死点のクランク角
を表す数値が採用される。したがって、Δ１またはΔ２
の値が正である場合に点火時期は進角され、この逆に負
であれば遅角されることになる。

ＢＡＳＥはアルコールの混合されないガソリンに対する
最適点火時期を定めるもので、運転条件（ＮとＴｐ）を
パラメータとするテーブルから読み出される（ステップ
Ｐ＋　、Ｐｇ　、Ｐ４　）。ここに、この例がアルコー
ル混合ガソリンに対して構成されるからといって、ＢＡ
ＳＥを得るために新たなマツチングを行う必要はなく、
従来よりガソリンに対して使用されているＢＡＳＥがそ
のまま使用できる。

なお、基本パルス幅Ｔｐ　（＝ＫＸＱａ／Ｎ、ただしＫ
は空燃比の値を定める定数）はエンジン負荷相”当量で
、同時に燃料噴射制御における基本値でもある（ステッ
プｐｚ）。

次に、Δ１はアルコール含有率Ｒに応じた点火時期の補
正量で、これはさらに運転条件をも考慮して定められる
。

Ｒの値が定まることは、例えば第９図と第１０図におい
て破線の位置が定まることを意味するだけで、負荷や回
転数が相違すると実線とのずれ量（補正量）も相違する
ので、ずれ量まで特定するにはそのときの負荷が回転数
に応じてもＲの値を定める必要があるからである。ただ
し、ここでの“破線”は含有率Ｒのアルコール混合ガソ
リンに対する特性であるものとする。

そこで、この例では第９図と第１０図に示す特性からそ
れぞれ得られる補正量Δ、２とΔ、の和でΔ。

を求めるものとする。

まず、第９図から得られる補正量Δ１□は、第９図にお
いてガソリンに対する特性（実線）をアルコール混合ガ
ソリンに対する特性（破線）に変換するための値で、Δ
、２には実線と破線の差に相当する値が負荷を変数とし
て選択される。例えば、２つの曲線が交わる点より左側
では点火時期を遅角させる必要があるからΔ、ｔの値は
負とされ、かつ低負荷になるほどその値は大きくされる
。これとは逆に交点より右側では進角させるため正の値
とされ、高負荷になるほど大きくされる。

また、第９図の破線の位置はＲの値が異なるとともに移
動し、したがってＲが変化するとΔ、２の値も変化する
。このことは、同図において紙面に直交する向きにＲを
変数とする軸があることを意味し、この結果、第９図よ
り得られるところは負荷とＲをパラメータとしてΔ１□
が定められるということである。

第１３図はこうして得られるΔ、２の特性で、曲線の傾
きはＲの増大とともに大きくなっている。

同様にして、第１０図から得られる補正量Δ１１は回転
数ＮとＲをパラメータとして決定され、その特性は第１
４図に示す特性となる。ただし、第１０図では第９図と
相違して２つの曲線の相対位置が逆であるため、第１４
図に示す曲線の傾きも第１３図と逆になっている。

なお、第１３図と第１４図においてＲ＝Ｏ％の場合がガ
ソリンのみの燃料に対する補正量（すなわち零）を、こ
れに対してＲ＝１００％の場合がアルコールのみの燃料
に対する補正量を与える。したがって、未知のアルコー
ル含有率の燃料が使用されようと、アルコール含有率が
推定され、そのアルコール含有率とそのときの運転条件
とからΔ１１とΔ１□の値が定まるので、このΔ、とΔ
１□で補正された値（ＢＡＳＥ＋Δ１１＋Δ、２）によ
ればどんなアルコール含有率の燃料に対しても最適な点
火時期を付与することができることになる。

Δ、とΔ１□を求めるには第１３図と第１４図に示す特
性を内容とするテーブルをメモリ　（ＲＯＭ）に記憶し
ておき、ＢＡＳＥを読み出すのと同じように、ＮとＲか
らΔ、を、ＴｐとＲからΔ１□を読み出し、これらを加
算してΔ１を求めれば良い。

次に、Δ２は点火時期のフィードバック補正量で、例え
ばノンキング制御による補正量Δ２１とＭＢＴ制御によ
る補正量Δ２□との和で与えられる。

そして、Δ２がＢＡＳＥに加算されることはフィードバ
ック制御系が構成されることを意味する（ステップＰｈ
）。ここに、フィードバック制御によればオープンルー
プ制御に伴う制御誤差の吸収に好都合となる。言い換え
ると、ＢＡＳＥ＋Δ１による制御はオープンループ制御
であるからΔ１に誤差を生ずることもあるが、この誤差
がΔ２にて吸収されるものである。

これを逆に言えば、Δ２による補正にて高精度であるこ
とが補償されるのであるから、Δ１に対してそれほどの
精度が要求されない、すなわちΔ。

による補正が大まかで良いことを意味する。この結果、
Δ！＋またはΔ２□を格納しておく格子点の数を少なく
でき、Δ２のためのメモリ量を多くせずとも済む。

ノッキング制御やＭＢＴＩＩＨｌｌについてはガソリン
に対し従来採用されている様々な手法の適用が可能であ
る。例えば、簡単にはノッキングが有ると大きく遅角さ
せ、ノッキング無しの場合は少しずつ進角させる値をΔ
２１として、またθｒ　（機関効率°が最大となるクラ
ンク角で、圧縮上死点後１５゜付近の値）から偏差Δθ
（＝θｒ−θｐｍａｘ）に基づいて比例動作を行わせる
などにて得た値をΔ２□として採用すれば良い。また、
前述した特開昭６１−１４４７９号公報記載の手法によ
るものでも構わない。

次に作用を説明すると、この例ではΔ１とΔ２の２つの
補正量が導入される。ここに、一方の補正量Δ、によれ
ば、アルコール含有率の相違する各種の混合燃料に対し
て最適点火時期が大まかに付与される。この場合、ＢＡ
ＳＥ＋Δ１の値ハ燃焼を行った結果を点火時期にフィー
ドバックするものでなくオーブンループであり、これに
よれば過渡初期において応答遅れなく最適点火時期を与
えることができる。

なお、大まかでもよいとする理由は、Δ、の目的とする
ところが精度よりも過渡時に対する応答性の改善にある
からであり、精度は大まかでも十分な応答性が得られる
ことはいうまでもない。

しかも、Δ１の精度を大まかとすることで、Δ１のメモ
リ量が少なくて済み、ここに応答性とコストのバランス
が採られる。

また、他方の補正量Δ２によればΔ２がフィードバック
量であるため定常時において高精度が補償される。例え
ば、アルコールセンサ４や他のセンサの特性バラツキや
経時変化があっても、さらにはエンジンの冷却状態等エ
ンジン特性に変化があっても、これが吸収され、ノッキ
ングを生じない範囲で最大トルクが引き出されることに
なる。

言い換えると、制御に要求されるのは応答性の高さと精
度の良さであるが、両方を１つの補正量で賄おうとする
のではなくこれを分離し、一方の補正量Δ１にて精度に
優先して良好な応答性を付与することで過渡時に対処さ
せ、他方のフィードバック補正量Δ２にてΔ、では得ら
れない高精度を付与させんとしたのである。この結果、
アルコール混合ガソリンのように点火時期特性の変化幅
が大きい場合にあっても、コストの上昇を招（ことなく
、運転変化に応じて素早くしかも精度良く最適点火時期
を与えることができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記先願の装置にあっては、アルコール混合
燃料のアルコール濃度をアルコールセンサで検出し、こ
の検出結果に基づいて基本点火時期の補正量を算出する
構成となっているため、アルコールセンサが電蝕や劣化
等により故障した場合、アルコール濃度が正常に検出で
きなくなることもあり得る。このため、アルコール濃度
に応じた燃焼制御ができなくなり、空燃比が超リーンあ
るいは超すンチ状態に陥り運転性が悪化したり、走行不
能になるということも考えられ、この点で改善が望まし
い。

（発明の目的） そこで本発明は、燃料中のアルコール濃度と燃焼時間と
の間に相関関係があることに着目し、燃焼時間から求め
られる燃料中のアルコール濃度に基づいてアルコールセ
ンサの故障を判別するとともに、故障時はアルコール濃
度に基づく点火時期補正量を一定値に固定することによ
り、アルコールセンサの故障時にも点火時期を適切に補
正して、エンジンの運転性悪化を防止することを目的と
している。

（課題を解決するための手段） 本発明によるエンジンの点火時期制御装置は上記目的達
成のため、その基本概念図を第１図に示すように、エン
ジンの運転状態を検出する運転状態検出手段ａと、エン
ジンの筒内圧を検出する圧力検出手段すと、燃料中のア
ルコール濃度を検出するアルコール検出手段Ｃと、エン
ジンの運転状態に基づいて特定の燃料に対する基本点火
時期を設定する基本値設定手段ｅと、圧力検出手段すの
出力に基づいて筒内圧が最大となるクランク角度を検出
する最大値検出手段ｅと、筒内圧が最大となるクランク
角度と実点火時期とを比較することにより、燃料中のア
ルコール濃度を算出するアルコール算出手段ｆと、アル
コール検出手段Ｃの出力とアルコール算出手段ｆの出力
を比較することにより、アルコール検出手段Ｃが故障し
ているか否かを判別する故障判別手段ｊと、アルコール
検出手段Ｃの出力に基づいて点火時期の第１の補正量を
算出し、アルコール検出手段Ｃの故障が判別されると、
該第１の補正量を一定値に固定する第１の補正手段りと
、圧力検出手段すの信号より求める少なくとノック回避
あるいは最大トルクを発生するための点火時期フィード
バンク補正量を算出する第２の補正手段ｉと、前記第１
および第２の補正量によって前記基本点火時期を補正し
て最終的な点火時期を決定する点火時期決定手段ｊと、
点火時期決定手段ｊの出力に基づいて混合気に点火する
点火手段にと、を備えている。

（作用） 本発明では、燃料のアルコール濃度が燃焼時間から算出
され、該算出結果に基づいてアルコールセンサの故障判
別が行われるとともに、故障時はアルコール濃度に基づ
く点火時期補正量が一定値に固定される。

したがって、アルコールセンサの故障時にあっても、点
火時期が適切に補正されることとなり、エンジンの運転
性悪化が防止される。

〈実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜４図は本発明に係るエンジンの点火時期制御装置
の第１実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第２図において、１１はクラン
ク角センサであり、クランク角センサ１１は爆発間隔（
６気筒エンジンではクランク角で１２０”、４気筒エン
ジンでは１８０°）毎に各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）
前の所定位置、例えばＢＴＤＣ７０゜で（Ｉ（）レベル
のパルスとなる基準信号ＲＥＦを出力するとともに、ク
ランク角の単位角度（例えば、２°）毎に（Ｈ）レベル
のパルスとなる単位信号ＰＯ３を出力する。なお、単位
信号ＰｏＳのパルスを計数することにより、エンジン回
転数Ｎを知ることができる。吸入空気ＩＱａ等のエンジ
ン負荷は負荷センサ１２により検出され、アイドルスイ
ッチ等は負荷スイッチ１３として、その０Ｎ−ＯＦＦ信
号が検出される。１４は筒内圧センサ（圧力検出手段）
であり、筒内圧センサ１４はエンジンの゛シリンダヘッ
ドに螺着されている点火プラグ（図示略）の座金として
形成され共線めされている。筒内圧センサ１４は気筒内
の燃焼圧力を圧電素子によって電気信号に変換し、この
電気信号をノッキング処理回路１５および筒内圧検出回
路１６に出力する。ノンキング検出回路１５および筒内
圧検出回路１６はこの電気信号をノッキング信号Ｓ１と
筒内圧信号Ｓ２にそれぞれ変換する。燃料配管を流れる
アルコール混合燃料のアルコール混合割合（アルコール
濃度に対応）はアルコールセンサ（アルコール検出手段
）１７により検出される。アルコールセンサ１７として
は、例えば先に挙げた特開昭５６−９８５４０号公報に
記載のものと同様の原理のものが用いられる。

上記クランク角センサ１１、負荷センサ１２、負荷スイ
ッチ１３、は運転状態検出手段１８を構成しており、運
転状態検出手段１８、ノ・ンキング処理回路１５、筒内
圧検出回路１６およびアルコールセンサ１７からの信号
はコントロールユニット２１に入力される。

コントロールユニット２１．は基本値設定手段、最大値
検出手段、アルコール算出手段、故障判別手段、第１の
補正手段、第２の補正手段および点火時期決定手段とし
ての機能を有し、ｌ１０２２、ＣＰＵ２３、ＲＯＭ２４
、およびＲＡＭ２５により構成され、これらはバス２６
により互いに接続される。ＣＰＵ２３はＲＯＭ２４に書
き込まれているプログラムに従ってｌ１０２２より必要
とする外部データを取り込んだり、また、ＲＡＭ２５と
の間でデータの授受を行ったりしながら、点火時期制御
に必要な処理値等を演算処理し、必要に応じて処理した
データを１１０２２へ出力する。ｌ１０２２にはノンキ
ング処理回路１５、筒内圧検出回路１６および運転状態
検出手段１８からの信号が入力されるとともに、ｌ１０
２２からは点火信号Ｓｐを出力増幅回路２７に出力する
。出力増幅回路２７、パワートランジスタ２８、点火コ
イル２９および点火プラグ３０は点火装置（点火手段）
　３１を構成しており、点火装置３１は点火信号Ｓｐに
基づき高電圧を発生させて混合気に点火する。なお、第
３図は簡素化のため単気筒機関について構成を示したが
、多気筒機関ではクランク角センサ１１、筒内圧センサ
１４、筒内圧検出回路１６、出力増幅回路２７および点
火コイル２９が気筒数分あるものとする。

次に、作用を説明する。

第３図は点火時期制御のプログラムを示すフローチャー
トであり、本プログラムは所定時間毎に一度実行される
。

まず、Ｐｌ＋でエンジン回転数Ｎを読み込み、Ｐ、２で
従来と同様に基本パルス幅’ｒｐを計算し、Ｐｌ、でこ
のＮとＴｐをパラメータとするテーブルから基本点火時
期ＢＡＳＥを求める。次いで、Ｐｌ４でアルコールセン
サ１７が故障（ＮＧ）していると既に判別されているか
否かを判別する。故障していないときはｐｕｓで燃焼ピ
ーク位置（筒内圧最大値）θｐｍａｘ信号を検出するが
、その検出方法は特開昭５９−３９９７４号公報に記載
されているように、所定のクランク角区間（ＴＤＣ〜Ａ
ＴＤＣ５０°）まで、１°毎に筒内圧をＡ／Ｄ変換して
、その変換値の最大となったときのクランク角をθｐｍ
ａｘとして検出する。

次いで、Ｐｌ６でθｐｍａｘと点火時期５ＴＡＤＶによ
りアルコール濃度Ｒρを算出するが、このＲθの算出方
法について説明する。θｐｍａｘを検出する対象となる
燃焼に対して設定した最終点火時期ＡＤＶを５ＴＡＤＶ
としてメモリに記憶しておくことにより（ステップＰ３
＋）、各々の燃焼に対して、点火時期５ＴＡＤＶとθｐ
ｍａｘの比較が可能となる。

さて、ここでθｐｍａｘと５ＴＡＤＶの差ＤＡＤＶ（Ｄ
ＡＤＶ＝θｐｍａｘ　−Ｓ　Ｔ　Ａ　Ｄ　Ｖ）を時間に
換算した量ＴＡＤＶ　（ＴＡＤＶ＝ＤＡＤＢ＋ＮｘＣ１
Ｃは定数）に着目すると、ＴＡＤＶは点火してから燃焼
が概ね終了する迄の燃焼時間を代表する量と見なすこと
ができる。アルコール混合ガソリンでは、アルコール含
有量Ｒが増加するに従って燃焼速度が速くなるｊｌＪｌ
向があるため、ＴＡＤＶとＲとの間には、第４図に示す
ような相関がある。

したがって、ＴＡＤＶを算出することによって、Ｒを推
定することができる。Ｒを求めるには、第４図に示す特
性を内容とするテーブルをメモリ（ＲＯＭ）に記憶して
おき、ＴＡＤＶから読み出せばよい。

次いで、Ｐｌフでアルコールセンサ１７より検出される
フルコール濃度ＰＳＥを読み込み、ｐＨ１でステップＰ
１６で求めたＲ−とＲｓＥとの差の絶対値がアルコール
センサ１７の故障（Ｎ　Ｇ）判別基準値ΔＲ（例えば１
０％）より小さいか否かを次式■に従って判別する。

ＩＲｅ　　Ｒｓｔｌ＜ΔＲ・・・・・・■ＩＲθ−Ｒｓ
ｔｌがΔＲより大きいときは（ＩＲ＃Ｒ３Ｅｌ＞ΔＲ）
、Ｐｌ９でアルコールセンサ１７の故障判別に関するフ
ラグをオンし、Ｐ２゜でΔＲより大きいという判別結果
をカウントするカウント値ＣＮＴをアップカウントして
ＰＨ１に進む、ＩＲ＃　　Ｒ５１ｌがΔＲより小さいと
きは（ＩＲｐ−ＲｏｌくΔＲ）アルコールセンサ１７は
正常であるとしてＰｌ１に進む。ＰＺＩではフラグがオ
ンされているか否かを判別し、オンされているときはＰ
ｔ２でカウント値ＣＮＴが故障判別値ＣＮ　Ｔ　ｏ以上
であるか否かを判別する（ＣＮＴ≧ＣＮＴｏ）。ＣＮＴ
がＣＮ　Ｔ　ｏより小さいときは（ＣＮＴ＜ＣＮＴｏ）
、Ｐｇ：＋でアルコール濃度Ｒ＝Ｒ，，に決定し、ＣＮ
ＴがＣＮ　Ｔ　ｏ以上のときは（ＣＮＴ≧ＣＮＴＯ）ア
ルコールセンサ１７が故障（Ｎ　Ｇ）であると判別して
、ｐｉｓでアルコール濃度ＲをＲｏとして（Ｒ−Ｒ６）
Ｒｏ一定値に固定する。ここで、Ｒｏの値としては例え
ばＭ５０相当にセ・ノドし、Ｍ２Ｏとセットすると燃料
がガソリンのみの場合やアルコールのみの場合であって
も燃料噴射量としては運転可能な範囲であるので走行不
能状態は避けられる。

すなわち、アルコールセンサ１７が故障するとアルコー
ル濃度Ｒによる補正量Δ１の補正量が進角しすぎや遅角
しすぎになるので、その補正量を中間値で固定するよう
にすれば、アルコール濃度Ｒが変化しても点火時期が適
切に維持され、運転性悪化が回避される。

一方、ＰＨ１でフラグがオンされていないときはｐｔｈ
でフラグをクリアし、Ｒ２，でカウント値ＣＮＴをクリ
アしてＰｏに進む。次いで、Ｐｅａでエンジン回転数Ｎ
、基本パルス幅Ｔｐおよびアルコール濃度Ｒにより点火
時期の補正量Δ１を算出するが、その算出方法は従来と
同一であり、その説明は省略する。次いで、ｐｚｗで筒
内圧最大値θｐｍａｘより点火時期のフィードバック補
正量Δ２を算出するが、Δ１と同様にその算出方法の説
明は省略する。次いで、Ｐ、。で最終点火時期ＡＤＶを
次式■に従って決定し、Ｐ３＋でＡＤＶを今回の設定点
火時期５ＴＡＤＶとしてメモリに記憶した後、今回の処
理を終了する。

ＡＤＶ＝ＢＡＳＥ＋Δ１＋Δ！　””　”’■また、ス
テップＰＩ４でアルコールセンサ１７が故障と判別され
ている場合は、ステップｐｚｓの処理に移行してステッ
プｐｚｓ”’ｐｚｈの処理を実行する。

以上の処理によりアルコールセンサ１７が故障した場合
であっても、アルコール濃度Ｒによる点火時期補正値Δ
、が適切に修正され、最終点火時期が少なくとも運転可
能に維持される。したがって、エンジンの停止という事
態を避けて運転性の悪化を防止することができる。

第５〜８図は本発明の第２実施例を示す図であり、本実
施例はアルコール濃度と空燃比との間の相関関係に基づ
いてリーンバーン（希薄空燃比）エンジンにおけるアル
コールセンサの故障判別を行うとともに、その故障時の
点火時期を適切に補正するものである。

本実施例の説明にあたり第２図に示した第１実施例と同
一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。

第５図において、４１は酸素センサ（空燃比検出手段）
であり、酸素センサ４１は排気中の酸素濃度を検出する
。酸素センサ４１の出力はコントロールユニット２１の
１１０２２に入力される。

次に、作用を説明する。

第６図はリーンバーン（稀薄空燃比）エンジンに適用可
能な点火時期制御のプログラムを示すフローチャートで
あり、本プログラムは所定期間毎に一度実行れる。第６
図において、先願例と同一処理を行うステップには同一
番号を付し、異なる処理を行うステップはＲ４１〜Ｐ、
３で表す。

ステップＰ２を経ると、次いでＲ４１でアルコールセン
サ１７が既に故障（ＮＧ）と判別されているか否かを判
別し、故障していないときはＲ３を経てＰ４□で設定空
気過剰率λをリーンλ。に設定する（λ＝λ。）。次い
で、Ｒ４３で酸素センサ４１の出力を読み込み、Ｒ４４
で実空燃比のλが目標空燃比のλ。になっているか否か
を判別する。実λがセンサス。と一致しているときは（
λ＝λ。）Ｒ４、で空燃比のずれた回数をカウントする
カウント値ＣＮＴをクリアし、Ｒ４６で上記実施例と同
様に燃焼時間ＴＡＤＶを算出する。ＴＡＤＶとアルコー
ル濃度Ｒは第４図で示した相関があるが、リーンバーン
運転時はアルコール濃度Ｒによりリーンバーンの燃焼特
性が異なり設定空気過剰率λも異なる。この関係を第７
図に示す。したがって、第８図に示すようにλのセット
値がリーンセット値としてλ＝１．４の場合のように異
なるとＴＡＤＶとＲとの相関も変化するため、λのセッ
ト値に応じてその相関の補正を行わなければならない。

逆にこのλとの関係を利用すればアルコールセンサ１７
の故障を判別することが可能である。すなわち、アルコ
ール濃度Ｒに応じて設定された設定−λで運転中にＴＡ
ＤＶを算出し、第９図に示すマツプからそのときのアル
コール濃度ＲをＲ′として求め、このＲ′とＰ３で読み
込んだＲとを比較することによりアルコールセンサ１７
の故障判別が可能となる。

そこで、Ｐ４７で上記第８図のマツプに基づいてアルコ
ール濃度Ｒ′を算出し、ＰｄＩ２でＲとＲ′との差の絶
対値が故障（ＮＣ；）判別基準値ΔＲより小さいか否か
を次式■に従って判別する。

ＩＲ−Ｒ’ｌ＜ΔＲ・・・川■ 一方、Ｐ　４４で実λが設定λ。でないときはＰａ。

で上記カウント値ＣＮＴをアンプカウントし、Ｐ、。で
ＣＮＴが故障判別値ＣＮＴ、Ｎ上。あるか否かを判別す
る（ＣＮＴ≧ＣＮＴＯ）。ＣＮＴがＣＮ　Ｔ　ｏより小
さいときは（ＣＮＴ＜ＣＮＴ、）Ｐ４６に進み、ＣＮＴ
がＣＮＴ、以上のときは（ＣＮＴ≧ｃＮＴｏ　）アルコ
ールセンサ１７が故障であると判別し、ＰＳＩでアルコ
ールセンサ１７を故障とする。また、Ｐ４８でＩＲ−Ｒ
’ｌ＞ΔＲのときもＰ、１に進む。ステップＰ４いＰ４
９、Ｐ、。では実λが設定λ。よりずれている時間をチ
ェックすることで、アルコールセンサ１７で検出される
アルコール濃度Ｒの値が正しいか否かを判別でき、すな
わちアルコールセンサ■７の故障を判別できる。一方、
ＰｄＩ２でＩＲ−ＲＭ＜ΔＲのときはアルコールセンサ
１７は正常であると判断してステップＰ４〜Ｐ７の処理
へ進み、通常の点火時期制御を行う。Ｐｓｉでアルコー
ルセンサ１７が故障であるときはＰ５□でＲをＲｏに固
定しくＲ＝Ｒｏ　）　、このＲｏは例えばガソリンのみ
あるいはアルコールのみでも運転可能な５０％とする。

次いで、ＰＳ３でセットλをλ−λ、に変更し、このセ
ットλ、はりフチセット（例えば理論空燃比）とする。

次いで、このＲｏおよびλ、によりステップＰ４〜Ｐ７
の処理に進む。

以上の処理により、リーンバーン運転時であっても、ア
ルコール濃度Ｒと空燃比に係る設定空気過剰率λとの間
の相関関係に基づいてアルコールセンサ１７の故障判別
が確実に行われるとともに、アルコールセンサ１７の故
障時はＲの値がセットλに応して修正され、Ｒによる点
火時期の補正値Δ１が適切な値に維持される。したがっ
て、リーンバーン領域におけるエンジンの停止という事
態を避けて運転性の悪化を防止することができる。

（効果） 本発明によれば、燃焼時間から求められる燃料中のアル
コール濃度に基づいてアルコールセンサの故障判別を行
うとともに、その故障時はアルコール濃度に基づく点火
時期補正量を一定値に固定しているので、アルコールセ
ンサが故障した場合でも点火時期を適切に維持すること
ができ、エンジンの運転性の悪化を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜４図は本発明に係
るエンジンの点火時期制御装置の第１実施例を示す図で
あり、第２図はその全体構成図、第３図はその点火時期
制御のプログラムを示すフローチャート、第４図はその
アルコールセンサ度と燃焼時間との関係を示す図、第５
〜８図は本発明に係るエンジンの点火時期制御装置の第
２実施例を示す図であり、第５図はその全体構成図、第
６図はその点火時期制御のプログラムを示すフローチャ
ート、第７図はその空気過剰率とアルコール濃度との関
係を示す図、第８図はそのアルコール濃度と燃焼時間の
関係を示す図、第９図は従来の負荷に対する最適点火時
期を示す特性図、第１０図は従来のエンジン回転数に対
する最適点火時期を示す特性図、第１１〜１４図は先願
に係るエンジンの点火時期制御装置を示す図であり、第
１１図はその制御系のブロック図、第１２図はその点火
時期設定のプログラムを示すフローチャート、第１３図
はその補正量Δ１□の内容を示す特性図、第１４図はそ
の補正量Δ１．の内容を示す特性図である。 １１・・・・・・クランク角センサ、 １２・・・・・・負荷センサ、 １３・・・・・・負荷スイッチ、 １４・・・・・・筒内圧センサ（圧力検出手段）、１７
・・・・・・アルコールセンサ（アルコール検出手段）
、１８・・・・・・運転状態検出手段、 ３１・・・・・・点火装置（点火手段）、４１・・・・
・・酸素センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 ｂ）エンジンの筒内圧を検出する圧力検出手段と、ｃ）
   燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール検出手段
   と、 ｄ）エンジンの運転状態に基づいて特定の燃料に対する
   基本点火時期を設定する基本値設定手段と、 ｅ）圧力検出手段の出力に基づいて筒内圧が最大となる
   クランク角度を検出する最大値検出手段と、 ｆ）筒内圧が最大となるクランク角度と実点火時期とを
   比較することにより、燃料中のアルコール濃度を算出す
   るアルコール算出手段と、 ｇ）アルコール検出手段の出力とアルコール算出手段の
   出力を比較することにより、アルコール検出手段が故障
   しているか否かを判別する故障判別手段と、 ｈ）アルコール検出手段の出力に基づいて点火時期の第
   １の補正量を算出し、アルコール検出手段の故障が判別
   されると、該第１の補正量を一定値に固定する第１の補
   正手段と、 ｉ）圧力検出手段の信号より求める少なくとノック回避
   あるいは最大トルクを発生するための点火時期フィード
   バック補正量を算出する第２の補正手段と、 ｊ）前記第１および第２の補正量によって前記基本点火
   時期を補正して最終的な点火時期を決定する点火時期決
   定手段と、 ｋ）点火時期決定手段の出力に基づいて混合気に点火す
   る点火手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの点火時期制御装置
   。