(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の燃料オクタン価条件下における、暖機後のエンジン回転数及び要求負荷と点火時期との関係を規定した第一の点火時期マップ、及び、第二の燃料オクタン価条件下における、暖機後のエンジン回転数及び要求負荷と点火時期との関係を規定した第二の点火時期マップを記憶保持し、
現在使用している燃料のオクタン価を推測して、そのオクタン価を前記第一の点火時期マップ及び前記第二の点火時期マップの間に内挿することにより、エンジン回転数及び要求負荷に対応した暖機後の所要の点火時期を算定する内燃機関の制御装置であって、
暖機後にセンサを介して検出される機関温度または吸気温度が低いほど、現在使用している燃料のオクタン価を高く補正した上で、前記第一の点火時期マップ及び前記第二の点火時期マップに基づく暖機後の所要の点火時期の算定を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式内燃機関における気筒での点火の時期は、最も高いトルクを得られるＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  ｓｐａｒｋ  ａｄｖａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｂｅｓｔ  Ｔｏｒｑｕｅ）に設定することが理想的である。
【０００３】
しかしながら、常に点火時期をＭＢＴに設定すると、運転領域によってはノッキングを引き起こすおそれがある。そこで、そのときのエンジン回転数等に応じて、必ずしもＭＢＴによらない点火時期を設定することが行われている。具体的には、予めエンジン回転数等と適切な点火時期との関係を規定したマップを記憶保持しておき、現状のエンジン回転数等をキーとして当該マップを検索することにより点火時期を知得する（例えば、下記特許文献を参照）。
【０００４】
上述の点火時期マップは、既に内燃機関の暖機が完了していることを前提条件としている。冬季や寒冷地のように、機関温度や吸気温度が低くそもそもノッキングが発生しにくい状況では、不必要に点火時期を遅角してしまっていることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０７−００６４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題に初めて着目してなされたものであり、機関温度や吸気温度が低い状況での燃費の一層の向上を図ることを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、第一の燃料オクタン価条件下における、暖機後のエンジン回転数及び要求負荷と点火時期との関係を規定した第一の点火時期マップ、及び、第二の燃料オクタン価条件下における、暖機後のエンジン回転数及び要求負荷と点火時期との関係を規定した第二の点火時期マップを記憶保持し、現在使用している燃料のオクタン価を推測して、そのオクタン価を前記第一の点火時期マップ及び前記第二の点火時期マップの間に内挿することにより、エンジン回転数及び要求負荷に対応した暖機後の所要の点火時期を算定する内燃機関の制御装置であって、暖機後にセンサを介して検出される機関温度または吸気温度が低いほど、現在使用している燃料のオクタン価を高く補正した上で、前記第一の点火時期マップ及び前記第二の点火時期マップに基づく暖機後の所要の点火時期の算定を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置を構成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、機関温度や吸気温度が低い状況での燃費の一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の構成を示す図。
【図２】同実施形態の制御装置が記憶保持している点火時期マップを例示する図。
【図３】同実施形態の制御装置が記憶保持している温度−オクタン価換算マップを例示する図。
【図４】同実施形態の制御装置がオクタン価に応じて算定する点火時期を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に一気筒の構成を概略的に示した内燃機関０は、例えば自動車に搭載されるものである。内燃機関０の吸気系１には、アクセルペダルの踏込量に応じて開閉するスロットルバルブ１１を設けており、スロットルバルブ１１の下流にはサージタンク１３を一体に有する吸気マニホルド１２を取り付けている。サージタンク１３には、吸気管内圧力（または、吸気負圧）を検出する圧力センサ７１を配している。
【００１１】
排気系５には、排気マニホルド５１を取り付け、排出ガス浄化用の三元触媒５２を装着している。そして、触媒５２の上流にフロントＯ2センサ５３を、下流にリアＯ2センサ５４を、それぞれ配している。Ｏ2センサ５３、５４は、排出ガスに接触して反応することにより、排出ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力する。
【００１２】
吸気系１と排気系５との間には、ＥＧＲ装置６を介設していることがある。ＥＧＲ装置６は、始端が排気マニホルド５１に連通し終端がサージタンク１３に連通する外部ＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲ通路６１上に設けた外部ＥＧＲバルブ６２とを要素としてなる。ＥＧＲバルブ６２を開放すれば、排出ガスを排気系５から吸気系１へと還流して吸気に混合する外部ＥＧＲを実現できる。
【００１３】
気筒２上部に形成される燃焼室の天井部（シリンダヘッド）には、吸気バルブ２１、排気バルブ２２、インジェクタ３及び点火プラグ２３を設ける。
【００１４】
内燃機関０の運転制御を司る電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４は、中央演算装置４１、記憶装置４２、入力インタフェース４３、出力インタフェース４４等を有するマイクロコンピュータシステムである。
【００１５】
入力インタフェース４３には、吸気管内圧力を検出する圧力センサ７１から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数を検出する回転数センサ７２から出力される回転数信号ｂ、車速を検出する車速センサ７３から出力される車速信号ｃ、スロットルバルブ１１の開度（または、アクセルペダルの踏込量）を検出するスロットルポジションセンサ７４から出力されるスロットル開度信号ｄ、燃焼圧の変化によりノッキングの状態を検出するノックセンサ７５から出力されるノッキング信号ｅ、冷却水の温度即ち機関０の温度を検出する水温センサ７６から出力される水温信号ｆ、気筒２に充填される吸気の温度を検出する温度センサ７７から出力される吸気温信号ｋ、吸気カムシャフト９１の端部にあるタイミングセンサ９３から出力されるクランク角度信号及び気筒判別用信号ｇ、排気カムシャフト９２の端部にあるタイミングセンサ９４から２４０°ＣＡ（クランク角度）回転毎に出力される排気カム信号ｈ、フロントＯ2センサ５３から出力される上流側空燃比信号ｉ、リアＯ2センサ５４から出力される下流側空燃比信号ｊ等が入力される。ノックセンサ７５は、ノッキング発生時の振動を検出する態様のものであってもよく、点火プラグ２３を介して計測されるイオン電流信号の振幅やパルス幅を参照する態様のものであってもよい。
【００１６】
出力インタフェース４４からは、インジェクタ３に対して燃料噴射信号ｎ、点火プラグ８に対して点火信号ｍ、ＥＧＲバルブ６２に対してＥＧＲバルブ開度信号ｏ等を出力する。
【００１７】
中央演算装置４１は、記憶装置４２に予め格納されているプログラムを解釈、実行して、内燃機関０の燃料噴射量や点火時期、気筒２に充填される吸気のＥＧＲ率（ＥＧＲガスの還流量）等の制御を遂行する。
【００１８】
内燃機関０の運転制御において、ＥＣＵ４は、内燃機関０の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋを入力インタフェース４３を介して取得し、さらに現状の吸気量及び当該吸気のＥＧＲ率を推定して、それらに基づいて制御入力である燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、ＥＧＲバルブ６２の開度（ＥＧＲステップ数）等を演算する。そして、演算した制御入力に対応した制御信号ｍ、ｎ、ｏを、出力インタフェース４４を介して印加する。上記制御入力の算定手法は、既知の内燃機関０の運転制御と同様とすることができるので、ここでは説明を割愛する。
【００１９】
しかして、本実施形態における制御装置たるＥＣＵ４は、プログラムに従い、記憶部及び制御部としての機能を発揮する。
【００２０】
記憶部は、記憶装置４２の所要の記憶領域を利用して、オクタン価推測マップ、点火時期マップ、並びに温度−オクタン価換算マップを記憶保持している。
【００２１】
オクタン価推測マップは、現在使用している燃料のオクタン価を推測するために参照されるマップデータである。オクタン価推測マップは、特定の冷却水温の条件下で適合した、使用燃料のオクタン価と、気筒２でノッキングを引き起こさない限界の点火時期進角量（または、遅角量）との関係を表している。
【００２２】
点火時期マップは、運転領域、即ちエンジン回転数及び要求負荷（スロットルバルブ１１の開度、アクセルペダルの踏込量または吸入新気量がこれに相当する）に応じた適正な点火時期を決定するために参照されるマップデータである。点火時期マップは、エンジン回転数及び要求負荷と、あるべき点火時期との関係を規定している。図２に、点火時期マップを例示する。なお、図２は、あるエンジン回転数における要求負荷と点火時期との関係を示しており、マップデータの値（やグラフの形状）はエンジン回転数によって異なる。
【００２３】
点火時期マップには、第一の燃料オクタン価条件下における第一の点火時期マップＡＢＳＥHと、第二の燃料オクタン価条件下における第二の点火時期マップＡＢＳＥRとが存在する。
【００２４】
前者ＡＢＳＥHは、比較的オクタン価の高いガソリン（特に、ハイオクガソリン）を使用している場合における、気筒２でノッキングを引き起こさない限界の点火時期進角量（暖機後のノック限界）を表している。但し、ＡＢＳＥHは、ＭＢＴよりも高い位置にある。点火時期をＭＢＴ以上に進角する必要性は存在しないので、比較的オクタン価の高いガソリンを使用している場合、点火時期はＡＢＳＥHによらずＭＢＴに則って制御することとなる。
【００２５】
対して、後者ＡＢＳＥRは、比較的オクタン価の低いガソリン（特に、レギュラーガソリンの中でも最もオクタン価の低い部類のもの）を使用している場合における、気筒２でノッキングを引き起こさない限界の点火時期進角量（暖機後のノック限界）を表している。ＡＢＳＥRは、エンジン負荷の低い領域を除き、ＭＢＴよりも低い位置にある。故に、当該領域では、点火時期をＭＢＴまで進角することが許されない。エンジン負荷の低い領域に限り、点火時期をＡＢＳＥRによらずＭＢＴに則って制御することができる。
【００２６】
温度−オクタン価換算マップは、機関温度及び／または吸気温度に応じて、現在使用している燃料のオクタン価を補正するために参照されるマップデータである。温度−オクタン価換算マップは、センサ７６、７７を介して検出される機関温度及び／または吸気温度と、使用燃料のオクタン価の推測値に加味するべき補正量との関係を規定している。図３に、温度−オクタン価換算マップを例示する。このマップは、機関温度が低いほど使用燃料のオクタン価の推測値を高く補正する、また吸気温度が低いほど使用燃料のオクタン価の推測値を高く補正する傾向を有している。具体的には、機関温度または吸気温度が暖機後の基準温度から一度下がる毎に、燃料のオクタン価を１ＲＯＮ程度高く補正する。
【００２７】
制御部は、エンジン回転数及び要求負荷に応じた適正な点火時期を決定し、点火時期を制御する。
【００２８】
詳述すると、まず、制御部は、今回のトリップ（運転者自らの意思で（イグニッションキーまたはイグニッションスイッチを操作することにより）内燃機関０を始動してから、運転者自らの意思で内燃機関０を停止するまでの期間）中に最低一回、使用燃料のオクタン価の推測を実行する。即ち、前記特定の冷却水温の条件下にて、点火時期を徐々に進角させる操作を行い、ノッキングの発生を検知したときの点火時期進角量を知得する。そして、そのときの点火時期進角量をキーとしてオクタン価推測マップを検索することで、現在使用している燃料のオクタン価の推測値を得る。
【００２９】
さらに、制御部は、現状の機関温度及び／または吸気温度をキーとして温度−オクタン価換算マップを検索することで、先に得ている使用燃料のオクタン価の推測値に加味するべき補正量を得、当該推測値を補正する。
【００３０】
その上で、エンジン回転数及び要求負荷に応じた点火時期を算定する。あるべき点火時期ＡＢＳＥは、
ＡＢＳＥ＝ＡＢＳＥR（ＮＥ，Ｑ）＋ＡＣＯＴ
である。ＡＢＳＥR（ＮＥ，Ｑ）は、第二の点火時期マップから読み取れるエンジン回転数ＮＥ及び要求負荷Ｑに対応した点火時期である。ＡＣＯＴは、現在使用している燃料のオクタン価の推測値に、現状の機関温度及び／または吸気温度に基づく補正を加えたオクタン価に応じて決定する点火時期の補正量である。
【００３１】
ＡＣＯＴの決定には、機関温度及び／または吸気温度に基づく補正済みのオクタン価を第一の点火時期マップと前記第二の点火時期マップとの間に内挿する補間法を用いる。第一の点火時期マップが前提としているオクタン価をＯH、第二の点火時期マップが前提としているオクタン価をＯR、補正済みオクタン価をＯE、第一の点火時期マップから読み取れるエンジン回転数ＮＥ及び要求負荷Ｑに対応した点火時期をＡＢＳＥH（ＮＥ，Ｑ）とおくと、点火時期補正量ＡＣＯＴは下式となる。
ＡＯＣＴ＝（ＡＢＳＥH（ＮＥ，Ｑ）−ＡＢＳＥR（ＮＥ，Ｑ））×（ＯE−ＯR）／（ＯH−ＯR）
但し、ＡＢＳＥ≦ＭＢＴとする。算出されるＡＢＳＥがＭＢＴを上回る場合には、ＡＢＳＥをＭＢＴにクリップする。図４に、補正済みオクタン価に応じた点火時期ＡＢＳＥの算定結果の模様を例示している。
【００３２】
本実施形態によれば、第一の燃料オクタン価条件下における、エンジン回転数及び要求負荷と点火時期との関係を規定した第一の点火時期マップ、及び、第二の燃料オクタン価条件下における、エンジン回転数及び要求負荷と点火時期との関係を規定した第二の点火時期マップを記憶保持し、現在使用している燃料のオクタン価を推測して、そのオクタン価を前記第一の点火時期マップ及び前記第二の点火時期マップの間に内挿することにより、エンジン回転数及び要求負荷に対応した所要の点火時期を算定する内燃機関０の制御装置４であって、センサ７５、７６を介して検出される機関温度または吸気温度が低いほど、現在使用している燃料のオクタン価を高く補正した上で、前記第一の点火時期マップ及び前記第二の点火時期マップに基づく所要の点火時期の算定を行うものを構成したため、暖機途中、あるいは冬季や寒冷地のようにノッキングが発生しにくい状況では点火時期を進角補正して燃費を良化することが可能になる。
【００３３】
また、現状の機関温度や吸気温度を燃料のオクタン価（の補正量）に換算することから、従来より用いている点火時期マップ及び制御ロジックをそのまま援用することができる。制御装置４にインストールするべきプログラム容量も少なくて済む。
【００３４】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、車両に搭載される内燃機関に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
０…内燃機関
４…制御装置（ＥＣＵ）
【図１】
0005610966.tif 000002
【図２】
0005610966.tif 000003
【図３】
0005610966.tif 000004
【図４】
0005610966.tif 000005