(57)【要約】【課題】この発明は、吸気バルブ遅開き制御と失火検出制御を併用する場合に、吸気バルブの開弁時期を遅角した状態でも、失火検出の精度を確保することを目的とする。【解決手段】ＥＣＵ５０は、所定の失火検出区間で検出したクランク軸１８の回転変動量ΔＮeに基いて各気筒の失火検出を行う。また、ＥＣＵ５０は、吸気バルブ３４の開弁時期（ＩＶＯ）を必要に応じて遅角させる吸気バルブ遅開き制御を実行する。さらに、ＥＣＵ５０は、何れか一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒のＩＶＯが位置している場合に、前記一の気筒の点火遅角ガードaopgを進角側に変更し、点火時期aopを進角側に補正する。点火時期を進角した場合には、正常な燃焼状態での回転変動量ΔＮeが小さくなり、失火検出余裕度が向上するので、他気筒のＩＶＯが失火検出区間の内，外にばらついたとしても、失火検出を安定的に行うことができる。【選択図】図３
2011202541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の複数気筒にそれぞれ設けられた吸気バルブに対して、当該吸気バルブの開弁時期を可変に設定することが可能なバルブタイミング可変手段と、
内燃機関が所定の運転状態となったときに、前記バルブタイミング可変手段により前記吸気バルブの開弁時期を遅角させる吸気バルブ遅開き制御手段と、
内燃機関のクランク軸が所定のクランク角範囲である失火検出区間の始点から終点まで回転するのに要した時間を計測し、当該時間に基いて前記複数気筒の失火検出をそれぞれ行う失火検出手段と、
前記複数気筒のうち何れか一の気筒において、当該一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒の吸気バルブの開弁時期が位置している場合に、前記一の気筒の点火時期を失火検出の精度が確保される範囲内に調整する点火時期調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
点火時期の遅角量を遅角制限値により制限する点火時期遅角制限手段を備え、
前記点火時期調整手段は、前記一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒の吸気バルブの開弁時期が位置している場合に、前記一の気筒の遅角制限値を通常の制限値よりも進角側に変更する構成とし、前記通常の制限値は、前記一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒の吸気バルブの開弁時期が位置していない場合の遅角制限値である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記一の気筒における前記吸気バルブの開弁時期の遅角量が大きいほど、当該一の気筒の遅角制限値を遅角側に変更する遅角制限値可変手段を備え、
前記点火時期遅角制限手段は、前記点火時期調整手段と前記遅角制限値可変手段の両方による変更結果を前記遅角制限値に反映させる構成としてなる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の暖機状態を検出する暖機状態検出手段と、
前記暖機状態検出手段により内燃機関が未暖機状態であると検出された場合に、前記遅角制限値を進角側に変更する未暖機対応進角手段と、
を備えてなる請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
前記アルコール濃度が高いほど、前記遅角制限値を遅角側に変更するアルコール燃料対応遅角手段と、
を備えてなる請求項２乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
点火時期の進角要求が生じている否かを判定する進角要求判定手段と、
前記進角要求判定手段により点火時期の進角要求が生じていると判定された場合に、点火時期を進角させる代わりに前記吸気バルブの開弁時期を遅角させる吸気バルブ代替遅角制御手段と、
を備えてなる請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の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、内燃機関の制御装置に係り、特に、吸気バルブ遅開き制御と失火検出制御を併用する構成とした内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開平５−５２７０７号公報）及び特許文献２（特開２００７−１９２０８１号公報）に開示されているように、クランク軸の回転変動に基いて失火検出制御を行う構成とした制御装置が知られている。失火検出制御では、クランク軸が所定のクランク角範囲（失火検出区間）の始点から終点まで回転するのに要した時間を計測し、この時間に基いてクランク軸の回転変動量を検出する。
【０００３】
ここで、失火検出区間は、失火による回転変動を検出し易い所定のクランク角範囲（例えば、ＴＤＣ〜ＡＴＤＣ３０°ＣＡの範囲）として設定される。何れかの気筒で失火が生じた場合には、その分だけクランク軸の回転速度が遅くなるので、前記回転変動量に基いて失火検出を行うことができる。
【０００４】
一方、他の従来技術として、例えば特許文献３（特開２００２−２４２７１３号公報）に開示されているように、内燃機関の運転状態に応じて吸気バルブの開弁時期（ＩＶＯ）を遅角させ、吸気バルブ遅開き制御を実行する構成とした制御装置も知られている。吸気バルブ遅開き制御によれば、吸気流速を高め、燃焼性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−５２７０７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２０８１号公報
【特許文献３】特開２００２−２４２７１３号公報
【特許文献４】特開２００３−８３１２３号公報
【特許文献５】特開平１１−１０７８３８号公報
【特許文献６】特開２００８−１１５８０４号公報
【特許文献７】特開２００６−１１４６９５号公報
【特許文献８】特開平１１−８２００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来技術では、上述した失火検出制御と吸気バルブ遅開き制御とを併用する場合がある。しかしながら、これらの制御を併用すると、吸気バルブの開弁時期によっては失火検出の精度が低下するという問題がある。以下、この問題について説明する。まず、吸気バルブ遅開き制御の実行時には、吸気上死点を過ぎてから吸気バルブの開弁時期が到来するまでの間に燃焼室内の負圧が増大し、比較的大きなポンプ損失が発生する。このポンプ損失は、吸気バルブが開弁した時点で急激に減少するので、このときに機関のフリクションが急変する。従って、吸気バルブ遅開き制御を実行すると、吸気バルブの開弁時期に回転変動が生じ易い。
【０００７】
一方、バルブの駆動系統には機械的な誤差や応答遅れ等が存在するので、吸気バルブの目標開弁時期が一定でも、実際の開弁時期にはある程度のばらつきが生じる。このため、ある気筒の失火検出区間の境界（例えば、ＡＴＤＣ３０°ＣＡ）の近傍に、他の気筒の目標開弁時期が設定されている場合には、実際の開弁時期が失火検出区間に重複する状態と重複しない状態とがランダムに出現する可能性がある。この場合には、吸気バルブの開弁による回転変動の発生タイミングが失火検出区間の境界を跨いで区間の内，外にばらつくことになるので、回転変動の計測値に誤差が生じ、失火を正確に検出できない。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、吸気バルブの開弁時期を遅角させた場合でも、各気筒の失火を正確に検出することができ、吸気バルブ遅開き制御と失火検出制御とを円滑に併用することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、内燃機関の複数気筒にそれぞれ設けられた吸気バルブに対して、当該吸気バルブの開弁時期を可変に設定することが可能なバルブタイミング可変手段と、
内燃機関が所定の運転状態となったときに、前記バルブタイミング可変手段により前記吸気バルブの開弁時期を遅角させる吸気バルブ遅開き制御手段と、
内燃機関のクランク軸が所定のクランク角範囲である失火検出区間の始点から終点まで回転するのに要した時間を計測し、当該時間に基いて前記複数気筒の失火検出をそれぞれ行う失火検出手段と、
前記複数気筒のうち何れか一の気筒において、当該一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒の吸気バルブの開弁時期が位置している場合に、前記一の気筒の点火時期を失火検出の精度が確保される範囲内に調整する点火時期調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、点火時期の遅角量を遅角制限値により制限する点火時期遅角制限手段を備え、
前記点火時期調整手段は、前記一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒の吸気バルブの開弁時期が位置している場合に、前記一の気筒の遅角制限値を通常の制限値よりも進角側に変更する構成とし、前記通常の制限値は、前記一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒の吸気バルブの開弁時期が位置していない場合の遅角制限値である構成としている。
【００１１】
第３の発明は、前記一の気筒における前記吸気バルブの開弁時期の遅角量が大きいほど、当該一の気筒の遅角制限値を遅角側に変更する遅角制限値可変手段を備え、
前記点火時期遅角制限手段は、前記点火時期調整手段と前記遅角制限値可変手段の両方による変更結果を前記遅角制限値に反映させる構成としている。
【００１２】
第４の発明は、内燃機関の暖機状態を検出する暖機状態検出手段と、
前記暖機状態検出手段により内燃機関が未暖機状態であると検出された場合に、前記遅角制限値を進角側に変更する未暖機対応進角手段と、
を備える構成としている。
【００１３】
第５の発明は、燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
前記アルコール濃度が高いほど、前記遅角制限値を遅角側に変更するアルコール燃料対応遅角手段と、
を備える構成としている。
【００１４】
第６の発明は、点火時期の進角要求が生じている否かを判定する進角要求判定手段と、
前記進角要求判定手段により点火時期の進角要求が生じていると判定された場合に、点火時期を進角させる代わりに前記吸気バルブの開弁時期を遅角させる吸気バルブ代替遅角制御手段と、
を備える構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、点火時期調整手段は、何れか一の気筒において、失火検出区間の境界近傍に他気筒の吸気バルブの開弁時期（ＩＶＯ）が設定されている場合に、前記一の気筒の点火時期を失火検出の精度が確保される範囲内に調整することができる。この調整により、例えば点火時期を進角させた場合には、正常な燃焼状態におけるクランク軸の回転変動量が小さくなるので、他気筒のＩＶＯが失火検出区間の内，外にばらついたとしても、失火検出を安定的に行うことができる。従って、吸気バルブの遅開き制御等によりＩＶＯを遅角させた場合でも、各気筒の失火を正確に検出することができ、吸気バルブの制御と失火検出精度の確保を両立させることができる。
【００１６】
第２の発明によれば、点火時期調整手段は、前記一の気筒の遅角制限値を通常よりも進角側に変更することができる。従って、遅角制限値を利用して点火時期を失火検出の精度が確保される範囲内に進角させることができる。
【００１７】
第３の発明によれば、遅角制限値可変手段は、他気筒のＩＶＯが失火検出精度に影響しない場合に、失火検出精度が十分に確保される範囲内でＩＶＯに応じて点火時期を遅角させることができ、触媒の暖機と失火検出精度の確保を両立させることができる。また、点火時期遅角制限手段は、他気筒のＩＶＯが失火検出区間の境界近傍に設定されている場合に、点火時期を進角させ、失火検出精度を十分に確保することができる。従って、各気筒の失火を正確に検出しつつ、吸気バルブの制御と触媒の暖機を円滑に行うことができる。
【００１８】
第４の発明によれば、未暖機対応進角手段は、内燃機関が未暖機状態であると検出された場合に、遅角制限値を利用して点火時期を進角させることができ、燃焼状態を安定させることができる。また、暖機完了後には、未暖機対応進角手段の機能が停止することにより、点火時期を遅角させることができ、触媒の暖機効率を高めることができる。
【００１９】
第５の発明によれば、アルコール燃料対応遅角手段は、燃料中のアルコール濃度が高いほど、燃焼状態が良好となることを利用して点火時期を遅角させることができる。これにより、高温での揮発性が高いアルコール燃料の特性を利用して、燃焼状態の改善と触媒の暖機を両立させることができる。
【００２０】
第６の発明によれば、ＩＶＯを遅角させた場合には、吸気流速が増大して燃焼状態が改善されるので、その分だけ点火時期を遅角させることが可能となる。従って、吸気バルブ代替遅角制御手段は、点火時期の進角要求が生じた場合に、実際の点火時期を進角させなくても、ＩＶＯを遅角させることにより進角要求を満たすことができ、燃焼状態の改善と触媒の暖機を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】点火時期の遅角量と、失火検出余裕度及び排気温度との関係を示す説明図である。
【図３】吸気バルブの開弁タイミングに基いて点火遅角ガードを決定するための特性線図である。
【図４】自気筒のＩＶＯに基いてガード基準値を決定するための特性線図である。
【図５】他気筒のＩＶＯに基いて進角補正値を決定するための特性線図である。
【図６】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図７】ＩＶＯに基いて第１点火遅角ガードを決定するための特性線図である。
【図８】始動後積算空気量に基いて第２点火遅角ガードを決定するための特性線図である。
【図９】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３において、ＩＶＯに基いて点火遅角ガードと点火遅角減少側ガードとを決定するための特性線図である。
【図１１】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態４において、始動時水温に基いて暖機判定空気量を決定するための特性線図である。
【図１３】燃料中のアルコール濃度とＩＶＯとに基いて点火遅角ガードを決定するための特性線図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図６を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、多気筒型のエンジンからなる内燃機関１０を備えている。なお、図１では、内燃機関１０に搭載された複数気筒のうちの１気筒を例示している。内燃機関１０の各気筒１２には、ピストン１４の往復動作により拡大，縮小する燃焼室１６が設けられている。ピストン１４は、内燃機関１０の出力軸であるクランク軸１８に連結されている。
【００２３】
また、内燃機関１０は、各気筒１２に吸入空気を吸込む吸気通路２０と、各気筒１２から排気ガスを排出する排気通路２２とを備えている。吸気通路２０には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２４と、電子制御式のスロットルバルブ２６とが設けられている。スロットルバルブ２６は、アクセル開度等に基いてスロットルモータ２８により駆動され、吸入空気量を増減させる。また、各気筒１２には、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁３０と、燃焼室１６内の混合気に点火する点火プラグ３２と、吸気通路２０を燃焼室１６に対して開，閉する吸気バルブ３４と、排気通路２２を燃焼室１６に対して開，閉する排気バルブ３６とが設けられている。
【００２４】
また、内燃機関１０は、吸気バルブ３４の位相角を可変に設定するバルブタイミング可変手段としてのＶＶＴ（Variable Valve Timing system）３８を備えている。ＶＶＴ３８は、例えば特開２０００−８７７６９号公報に開示されているような公知の構成を有している。具体的に述べると、まず、吸気バルブ３４を駆動するカムシャフト（図示せず）にはタイミングプーリが設けられており、このタイミングプーリは、タイミングチェーンを介してクランク軸１８に連結されている。従って、クランク軸１８の回転がタイミングチェーン及びタイミングプーリを介してカムシャフトに伝達されると、吸気バルブ３４がカムシャフトの回転角に応じた所定のタイミングで開，閉する。一方、ＶＶＴ３８は、カムシャフトとタイミングプーリとを相対回転させるアクチュエータを備えており、両者の相対回転角に応じて各気筒の吸気バルブ３４の開弁時期及び閉弁時期を可変に設定することができる。なお、バルブタイミング可変手段としては、上述のＶＶＴ３８に代えて、例えば特開２００７−１３２３２６号公報に記載されているような可変動弁機構を用いる構成としてもよい。この可変動弁機構は、例えば吸気バルブ３４の駆動時に２つのカムを使い分けることにより、バルブの作用角と共に開弁時期を可変に設定することができる。
【００２５】
さらに、本実施の形態のシステムは、クランク角センサ４０、水温センサ４２、アルコール濃度センサ４４等を含むセンサ系統と、内燃機関１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。クランク角センサ４０は、クランク軸１８の回転に同期した信号を出力するもので、ＥＣＵ５０は、この出力に基いて機関回転数を検出したり、クランク角を検出することができる。また、水温センサ４２は、内燃機関の冷却水温を検出する。一方、アルコール濃度センサ４４は、内燃機関１０の燃料としてアルコール燃料を用いる場合に、燃料中のアルコール濃度を検出するもので、アルコール濃度検出手段を構成している。
【００２６】
センサ系統には、前述したセンサ２４，４０〜４４に加えて、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサ（例えばアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ、カムシャフトの回転角を検出するカム角センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルモータ２８、燃料噴射弁３０、点火プラグ３２、ＶＶＴ３８のアクチュエータ等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
【００２７】
そして、ＥＣＵ５０は、内燃機関の状態をセンサ系統により検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ４０の出力に基いて機関回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ２４により検出した吸入空気量と、前記機関回転数とに基いて内燃機関の負荷率を算出する。また、クランク角の検出値に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定する。そして、吸入空気量、負荷率等に基いて燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁３０を駆動すると共に、点火プラグ３２を駆動する。また、ＥＣＵ５０の制御には、以下に述べる吸気バルブ遅開き制御と失火検出制御が含まれている。
【００２８】
（吸気バルブ遅開き制御）
この制御は、例えば低温始動時等のような所定の運転状態となったときに、ＶＶＴ３８により吸気バルブ３４の開弁時期を遅角させるもので、例えば特開２００２−２４２７１３号公報に記載されているような公知の制御である。この制御によれば、吸気バルブ３４の目標開弁時期は、例えばＴＤＣ〜ＡＴＤＣ３０°ＣＡ程度のクランク角に設定され、通常の開弁時期（例えば、ＢＴＤＣ１０°ＣＡ）よりも遅角される。この結果、吸気バルブ３４は、吸気上死点を過ぎてから開弁することになるので、燃焼室１６内の負圧を増大させ、吸気ポートから燃焼室内に流入する吸入空気の流速（吸気流速）を高めることができる。従って、低温時にも良好な混合気を形成し、燃焼性を向上させることができる。
【００２９】
（失火検出制御）
この制御は、クランク軸１８の回転変動を利用して各気筒の失火を検出するもので、例えば特開２００７−１９２０８１号公報に記載されているような公知の制御である。なお、以下に述べる失火検出制御は、例えば４気筒エンジンで用いられる一例であり、本発明を限定するものではない。一般に、内燃機関の運転中に何れかの気筒で失火が生じた場合には、クランク軸の回転速度が低下するので、クランク軸が所定の角度だけ回転するのに必要な時間が長くなる。そこで、失火検出制御では、予め設定したクランク角範囲（以下、第１，第２の失火検出区間と称す）において、クランク軸が失火検出区間の始点から終点まで回転するのに要した時間を計測する。この計測処理は、クランク角センサ４０の出力と、ＥＣＵ５０のタイマ機能とを用いて実行される。
【００３０】
ここで、第１の失火検出区間は、各気筒のＴＤＣ（吸気上死点）を基準として、例えば遅角側に０°〜３０°クランク角（ＣＡ）の範囲、即ち、ＴＤＣ〜ＡＴＤＣ３０°ＣＡの範囲に設定されている。また、第２の失火検出区間は、例えばＡＴＤＣ９０°〜１２０°ＣＡの範囲に設定されている。これらの失火検出区間は、各気筒で点火が行われる毎に、クランク軸の回転速度が極小となる区間及び極大となる区間にそれぞれ対応している。つまり、最初の処理では、クランク軸が第１の失火検出区間の始点（ＴＤＣ）から終点（ＡＴＤＣ３０°ＣＡ）まで回転するのに要した時間Ｔ1と、第２の失火検出区間の始点（ＡＴＤＣ９０°ＣＡ）から終点（ＡＴＤＣ１２０°ＣＡ）まで回転するのに要した時間Ｔ2とを計測する。
【００３１】
また、上述した時間計測処理は、時間Ｔ1，Ｔ2の計測対象であった気筒に対して位相が３６０°ＣＡずれた他の気筒でも実行される。これらの気筒では、第１，第２の失火検出区間を回転するのに要した時間Ｔ3，Ｔ4を計測する。即ち、時間Ｔ3，Ｔ4は、時間Ｔ1，Ｔ2から３６０°ＣＡずれたクランク角範囲において、時間Ｔ1，Ｔ2と同様の方法により計測される。そして、次の処理では、これらの時間Ｔ1〜Ｔ4に基いて、下記（１）式により回転変動量ΔＮeを算出する。
【００３２】
ΔＮe＝（Ｔ4−Ｔ3）−（Ｔ2−Ｔ1）      ・・・（１）
【００３３】
何れかの気筒で失火が生じた場合には、クランク軸の回転速度が低下するので、失火検出区間を回転するのに必要な時間が長くなる。この結果、上記（１）式中の（Ｔ4−Ｔ3）が（Ｔ2−Ｔ1）よりも大きくなり、回転変動量ΔＮeが増大する。そこで、次の処理では、回転変動量ΔＮeが所定の失火検出値よりも大きいか否かを判定する。ここで、失火検出値は、失火の有無が識別可能となるように、機関回転数等に基いて適切な値に設定されるものである。そして、失火検出制御では、回転変動量ΔＮeが失火検出値を超える毎に、ＥＣＵ５０に備えられた失火カウンタを「１」ずつ増加させる。そして、例えばクランク軸が所定回数だけ回転する間に、失火カウンタの値が基準値を超えた場合には、異常な失火状態であると判定するように構成されている。
【００３４】
[実施の形態１の特徴]
図２は、点火時期の遅角量と、失火検出余裕度及び排気温度との関係を示す説明図である。失火検出余裕度とは、回転変動量ΔＮeの算出精度や、失火の誤検出が発生する頻度等に基いて、失火検出の正確さを数量的に表したものであり、失火検出余裕度が大きいほど、失火検出を正確かつ安定的に行うことができる。図２（ａ）に示すように、失火検出余裕度は、点火時期の遅角量（点火遅角量）が大きくなるほど低下し、遅角量が上限値ａ1を超えると、失火検出が不可能なレベルまで低下する。何故なら、点火時期を遅角させると、筒内での燃焼状態が緩慢になり、正常な燃焼状態における回転変動量ΔＮeが大きくなる。この結果、正常燃焼時と失火発生時との間で回転変動量ΔＮeの差異が小さくなり、失火検出の精度が低下することになる。
【００３５】
一方、内燃機関の始動時には触媒暖機制御が行われる。この制御では、図２（ｂ）に示すように、点火遅角量を下限値ａ2以上に大きくすることにより、始動後の触媒流入ガス温度を触媒の暖機に必要な温度（触媒暖機要求）以上に上昇させる。従って、内燃機関の始動時において、触媒の暖機を促進しつつ、失火検出を正確に行うためには、点火遅角量を上限値ａ1〜下限値ａ2の範囲で制御する必要がある。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、点火時期制御により設定される点火時期aopの遅角量を、点火遅角ガードaopgにより制限する構成としている。即ち、点火時期の進角方向を正方向とすれば、点火遅角ガードaopgは、各気筒の点火時期aopを点火遅角ガードaopg以上の角度（aop≧aopg）に制限するものである。また、点火遅角ガードaopgは、基本的に、点火遅角量を前記上限値ａ1以下に制限するための遅角制限値であるが、その値は、図３に示すように、吸気バルブ３４の開弁タイミング（ＩＶＯ）に基いて決定される。
【００３７】
図３は、吸気バルブの開弁タイミングに基いて点火遅角ガードを決定するための特性線図である。この図において、点火遅角ガードaopgは、点火時期の進角方向を正方向として設定されており、例えば点火遅角ガードaopgを遅角側に変更することは、その値を減少させることに相当している。また、図３は、点火遅角ガードaopgの最終的な値を示すものであり、この最終的な点火遅角ガードaopgは、下記（２）式に示すように、後述のガード基準値aopgsと、進角補正値aopadvとを加算することにより算出される。
【００３８】
aopg＝aopgs＋aopadv      ・・・（２）
【００３９】
次に、ガード基準値aopgsと進角補正値aopadvについて説明する。まず、図４は、自気筒のＩＶＯに基いてガード基準値を決定するための特性線図である。ここで、「自気筒」とは、点火時期の制御対象となる気筒を意味している。即ち、図４は、任意の気筒のガード基準値aopgsを、当該気筒のＩＶＯに基いて設定するためのデータである。また、ガード基準値aopgsとは、点火遅角ガードaopgのうち自気筒のＩＶＯに基いて変更される基本的な成分である。
【００４０】
ＩＶＯを遅角させた場合には、前述したように混合気の燃焼性が向上するので、正常な燃焼状態における回転変動量ΔＮeのばらつきが減少する。従って、ＩＶＯを遅角させるほど、回転変動量ΔＮeのばらつきを抑えて失火検出余裕度を増大させることができるので、その分だけ点火時期aopを大きく遅角させる（点火遅角ガードaopgを遅角側に変更する）ことができる。そこで、本実施の形態では、図４に示すように、自気筒（一の気筒）におけるＩＶＯの遅角量が大きいほど、当該気筒のガード基準値aopgsを減少させ、その値を遅角側に変更する構成としている。
【００４１】
上述したガード基準値aopgsの特性は、図３に示すように、前記（２）式により点火遅角ガードaopgに反映される。従って、ガード基準値aopgsによれば、失火検出余裕度が十分に確保される範囲内で、ＩＶＯに応じて点火時期を可能な限り遅角させることができる。従って、機関の始動時等には、ＩＶＯと点火時期とを遅角させることにより、触媒の暖機を促進しつつ、失火検出精度を確保することができる。
【００４２】
次に、進角補正値aopadvについて説明する。図５は、他気筒のＩＶＯに基いて進角補正値を決定するための特性線図である。ここで、「他気筒」とは、自気筒以外の全ての気筒を含んでいる。即ち、図５は、任意の気筒の進角補正値aopadvを、他の何れかの気筒のＩＶＯに基いて設定するためのデータである。また、進角補正値aopadvとは、点火遅角ガードaopgのうち他気筒のＩＶＯに基いて変更される成分である。
【００４３】
吸気バルブ遅開き制御の実行時には、ある気筒（一の気筒）の失火検出区間の境界の近傍（例えば、失火検出区間の終点であるＡＴＤＣ３０°ＣＡの近傍）に、他の気筒のＩＶＯが設定される場合がある。この場合には、他の気筒で吸気バルブが開弁するときに生じる回転変動の発生タイミングが失火検出区間の内，外にばらつき易くなるので、前述した時間Ｔ1〜Ｔ4の計測値や回転変動量ΔＮeの算出値に誤差が生じ、失火検出の精度が低下する。特に、この状態で点火時期が遅角されると、失火検出の精度が更に低下し、検出不可のレベルに達する虞れがある。
【００４４】
そこで、本実施の形態では、何れか一の気筒において、当該一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒のＩＶＯが位置している場合に、一の気筒の点火時期aopを失火検出の精度が確保される範囲内に調整する構成としている。具体的には、一の気筒の点火時期aopの遅角量を制限する。この構成は、図５中に示すように、領域Ａにおける進角補正値aopadvによって実現される。領域Ａとは、一の気筒の失火検出区間の境界近傍に相当する角度範囲である。進角補正値aopadvは、他気筒のＩＶＯが領域Ａ内に設定されている場合に、ＩＶＯに応じて変化する正（進角側）の値に設定され、それ以外の場合（通常時）には零に設定される。この特性は、図３に示すように、前記（２）式により点火遅角ガードaopgに反映される。これにより、点火遅角ガードaopgは、一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒のＩＶＯが位置している場合に、通常の値（一の気筒の失火検出区間の境界近傍に他の気筒のＩＶＯが位置していない場合の点火遅角ガードの値）よりも進角側に変更される。従って、自気筒の点火時期aopは、他の何れかの気筒のＩＶＯが領域Ａ内に設定されていれば、点火遅角ガードaopgによって進角側に補正される。
【００４５】
上記構成によれば、他気筒のＩＶＯが失火検出区間の境界近傍に設定されている場合でも、失火検出を安定的に行うことができる。即ち、点火時期を進角側に補正した場合には、正常な燃焼状態における回転変動量ΔＮeが小さくなり、失火検出精度が向上するので、他気筒のＩＶＯが失火検出区間の内，外にばらついたとしても、失火検出を安定的に行うことができる。換言すれば、他気筒の吸気バルブの開弁動作が回転変動量ΔＮeに与える影響を点火時期の進角により抑制し、失火の誤検出を防止することができる。従って、吸気バルブ遅開き制御によりＩＶＯを遅角させた場合でも、各気筒の失火を正確に検出することができ、吸気バルブの制御と失火検出精度の確保を両立させることができる。
【００４６】
なお、上記説明において、失火検出区間の境界近傍とは、例えば境界θ°ＣＡを含む所定の角度範囲（θ±α）として定義される。従って、他気筒のＩＶＯ（目標開弁時期）が失火検出区間の境界近傍に設定されているか否かは、θ＋α≧ＩＶＯ≧θ−αが成立するか否かにより判定される。また、上記αは、境界近傍となる角度範囲を設定するためのパラメータであり、目標開弁時期と実際の開弁時期とのずれ量等に基いて設定される。このずれ量が大きい場合には、目標開弁時期が境界θから離れていても、実際の開弁時期が境界θを跨いで失火検出区間の内，外にばらつく虞れがあるので、パラメータαを大きな値に設定し、境界近傍となる角度範囲を広げるのが好ましい。
【００４７】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図６は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。図６に示すルーチンでは、まず、吸気バルブ遅開き制御により設定された全気筒のＩＶＯ（自気筒及び他気筒の目標開弁時期）を読込む（ステップ１００）。また、点火時期制御により算出された自気筒の現在の点火時期aopを読込む（ステップ１０２）。
【００４８】
次の処理では、ＥＣＵ５０に予め記憶された図４及び図５のデータを参照することにより、自気筒及び他気筒のＩＶＯに基いて点火遅角ガードaopgを算出する（ステップ１０４)。具体的には、まず、自気筒のＩＶＯに基いて図４のデータによりガード基準値aopgsを算出し、他気筒のＩＶＯに基いて図５のデータにより進角補正値aopadvを算出する。なお、進角補正値aopadvの算出処理では、例えば他気筒となる個々の気筒のＩＶＯに基いて進角補正値aopadvを気筒毎に算出し、その中で最大のものを最終的な進角補正値aopadvとして採用する。そして、これらのガード基準値aopgsと進角補正値aopadvとを加算することにより、点火遅角ガードaopgを算出する。
【００４９】
次の処理では、点火時期aopが点火遅角ガードaopg以上であるか否かを判定し（ステップ１０６）。この判定成立時には、点火時期aopを制限する必要がないので、点火時期aopを用いる各種の制御を実行する（ステップ１０８）。一方、ステップ１０６の判定が不成立のときには、点火時期aopに点火遅角ガードaopgの値を代入し、点火時期aopの遅角量を制限する（ステップ１１０）。
【００５０】
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、ガード基準値aopgsは、他気筒のＩＶＯが失火検出精度に影響しない場合に、失火検出精度が十分に確保される範囲内でＩＶＯに応じて点火時期を遅角させることができ、触媒の暖機と失火検出精度の確保を両立させることができる。また、進角補正値aopadvは、他気筒のＩＶＯが失火検出区間の境界近傍に設定されている場合に、点火時期を進角側に補正し、失火検出精度を十分に確保することができる。従って、各気筒の失火を正確に検出しつつ、吸気バルブ遅開き制御や触媒の暖機を円滑に行うことができる。
【００５１】
なお、実施の形態１では、前述したように、内燃機関が所定の運転状態（低温始動時等）となったときに、ＶＶＴ３８により吸気バルブ３４の開弁時期を遅角させる制御が吸気バルブ遅開き制御手段の具体例を示している。また、クランク軸１８が第１，第２の失火検出区間の始点から終点まで回転するのに要した時間Ｔ1〜Ｔ4に基いて回転変動量ΔＮeを算出し、この回転変動量ΔＮeと失火検出値との大小関係に基いて失火検出を行う制御が失火検出手段の具体例を示している。さらに、実施の形態１では、図６中に示すステップ１０６，１１０の処理及び図３に示す点火遅角ガードaopgが点火時期遅角制限手段の具体例を示している。また、ステップ１０４の処理及び図５に示す進角補正値aopadvは、点火時期調整手段の具体例を示し、ステップ１０４の処理及び図４に示すガード基準値aopgsは、遅角制限値可変手段の具体例を示している。
【００５２】
また、実施の形態１では、目標開弁時期が第１の失火検出区間の終点近傍に設定されている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、目標開弁時期が第１の失火検出区間の始点近傍に設定されている場合や、第２の失火検出区間の始点近傍または終点近傍に設定されている場合にも、区間変更制御を適用することができる。さらに、実施の形態１では、失火検出区間の境界として具体的なクランク角を例示した。しかし、本発明は、これらの具体値に限定されるものではなく、失火検出区間の範囲及び境界は、必要に応じて任意に設定することができる。
【００５３】
実施の形態２．
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）を採用しているものの、以下に述べる制御内容において、実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５４】
［実施の形態２の特徴］
内燃機関の始動直後には、低温での燃焼状態が不安定であるため、点火時期を大きく遅角させるのは難しい。しかし、始動後に時間が経過すると、燃焼室の壁温が上昇して燃焼状態が改善するため、点火時期を遅角させることが可能となる。そこで、本実施の形態では、前記実施の形態１の構成に加えて、始動直後の未暖機状態における点火時期を暖機完了後の点火時期よりも進角側に制限する構成としている。この構成は、下記の第１点火遅角ガードaopgivoと第２点火遅角ガードaopggaにより実現される。
【００５５】
図７は、自気筒のＩＶＯに基いて第１点火遅角ガードを決定するための特性線図である。第１点火遅角ガードaopgivoは、実施の形態１の点火遅角ガードaopgとほぼ同様に、ガード基準値及び進角補正値に基いて設定される。しかし、本実施の形態では、始動直後の未暖機状態で機能する第２点火遅角ガードaopggaを併用している。このため、第１点火遅角ガードaopgivoは、暖機完了後に機能することを前提として設定されており、実施の形態１の点火遅角ガードaopgと比較して遅角側に設定することが可能となっている。
【００５６】
次に、図８は、始動時水温と始動後積算空気量とに基いて第２点火遅角ガードを決定するための特性線図である。図８に示すように、第２点火遅角ガードaopggaは、始動時水温thwsと、始動後積算空気量ＧaＴとに基いて可変に設定される。ここで、始動後積算空気量ＧaＴとは、エアフローセンサ２４により検出した吸入空気量Ｇaを、始動時から積算することにより得られるもので、始動時から筒内で燃焼した総空気量に相当している。このため、始動後積算空気量ＧaＴは、暖機が進行するにつれて増大するが、始動時水温が低い場合には、その分だけ暖機の進行が遅くなる。従って、この特性を実験等で具体的に求めることにより、始動時水温thwsと始動後積算空気量ＧaＴとに基いて内燃機関の暖機状態を検出することができる。
【００５７】
第２点火遅角ガードaopggaは、始動時水温thwsが低いほど大きな値（進角側の値）となり、始動後積算空気量ＧaＴが増大するほど小さな値（遅角側の値）となるように設定される。何故なら、始動直後の燃焼状態は、始動時水温が低いほど不安定となり易いので、始動時水温が低い場合には、その分だけ点火時期を大きく進角させる必要がある。また、機関の暖機は、始動後積算空気量ＧaＴが増大するにつれて、始動時水温thwsに応じた初期の暖機状態から進行する。従って、第２点火遅角ガードaopggaによる点火時期の進角量は、始動後積算空気量ＧaＴが増大するほど小さくすることができる。
【００５８】
また、最終的な点火遅角ガードaopgは、第１点火遅角ガードaopgivoと第２点火遅角ガードaopggaのうち大きい方の値に設定される。このため、第２点火遅角ガードaopggaは、図７及び図８に示すように、始動直後の段階で第１点火遅角ガードaopgivoよりも大きな値となり、始動後積算空気量ＧaＴが所定のレベルを超えた時点（暖機が完了した時点）以降は、第１点火遅角ガードaopgivoよりも小さな値となるように設定されている。即ち、本実施の形態では、始動後積算空気量ＧaＴ等に基いて機関が未暖機状態であると検出された場合に、第２点火遅角ガードaopggaにより最終的な点火遅角ガードaopgを進角側に変更する構成としている。このように、未暖機状態では第２点火遅角ガードaopggaを機能させ、暖機完了後には第１点火遅角ガードaopgivoを機能させることができる。
【００５９】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図９は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。図９に示すルーチンでは、まず、実施の形態１（図６）のステップ１００〜１０４とほぼ同様に、全気筒のＩＶＯと、自気筒の現在の点火時期aopとを読込み、ＩＶＯに応じて第１点火遅角ガードaopgivoを算出する（ステップ２００，２０２，２０４）。
【００６０】
次の処理では、前記図８のデータを参照することにより、水温センサ４２により検出した始動時水温thwsと、前述の始動後積算空気量ＧaＴとに基いて第２点火遅角ガードaopggaを算出する（ステップ２０６）。そして、第１点火遅角ガードaopgivoと第２点火遅角ガードaopggaの大小を比較することにより、これらのうち大きい方を最終的な点火遅角ガードaopgとする（ステップ２０８，２１０，２１２）。このステップ２０８〜２１２の処理により機関の暖機状態が検出され、未暖機状態である場合には、点火遅角ガードaopgととして第２点火遅角ガードaopggaが選択される。次の処理では、実施の形態１のステップ１０６〜１１０と同様の処理を行うことにより、点火時期aopを点火遅角ガードaopg以上の値に制限した上で、点火時期aopを用いる各種の制御を実行する（ステップ２１４，２１６，２１８）。
【００６１】
このように構成される本実施の形態でも、第１点火遅角ガードaopgivoにより前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、本実施の形態では、始動時水温thwsと始動後積算空気量ＧaＴとに基いて内燃機関の暖機状態を検出することができる。これにより、機関が未暖機状態であると検出された場合には、第２点火遅角ガードaopggaにより点火時期aopを進角させ、燃焼状態を安定させることができる。
【００６２】
また、機関の始動後には、暖機が進行するにつれて、点火遅角ガードを第２点火遅角ガードaopggaから第１点火遅角ガードaopgivoに切換えることができる。これにより、暖機状態に応じて点火時期を可能な限り遅角させることができ、燃焼状態が安定する範囲内で、触媒の暖機効率を最大限に高めることができる。しかも、始動直後の未暖機状態では、第２点火遅角ガードaopggaが使用されるので、第１点火遅角ガードaopgivoは、暖機完了後に使用されることを前提として、十分に遅角させた値に設定することができる。これにより、第１点火遅角ガードaopgivoの機能を最大限に発揮させることができる。
【００６３】
なお、実施の形態２では、図９中に示すステップ２１４，２１８の処理が点火時期遅角制限手段の具体例を示している。また、ステップ２０４の処理及び図７に示す第１点火遅角ガードaopgivoは、点火時期調整手段及び遅角制限値可変手段の具体例を示している。また、ステップ２０８は、暖機状態検出手段の具体例を示し、ステップ２１０及び図８に示す第２点火遅角ガードaopggaは、未暖機対応進角手段の具体例を示している。
【００６４】
また、実施の形態２では、始動時水温thwsと始動後積算空気量ＧaＴとに基いて内燃機関の暖機状態を検出し、未暖機状態であると検出した場合には、第２点火遅角ガードaopggaを機能させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば始動時水温thwsは使用せずに、始動後積算空気量ＧaＴのみに基いて暖機状態を検出する構成としてもよい。また、本実施の形態では、機関温度の一例として始動時水温thwsを用いたものであり、本発明はこれに限らず、例えば外気温度や潤滑油の油温と、始動後積算空気量ＧaＴとに基いて内燃機関の暖機状態を検出する構成としてもよい。
【００６５】
実施の形態３．
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）を採用しているものの、以下に述べる制御内容において、実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６６】
［実施の形態３の特徴］
内燃機関の運転状態によっては、点火時期制御により点火時期が進角されたり、点火時期の遅角量が抑制される場合がある。即ち、始動時等のように燃焼状態が悪いために発生トルクが少ない場合や、機関のフリクションが大きい場合には、点火時期を遅角することが難しく、むしろ点火時期を進角させる必要があるので、触媒の暖機効率が低下するという問題がある。これに対処する方法としては、吸入空気量を増大させたり、空燃比をリッチ化することが考えられる。しかし、吸入空気量を増大させた場合には、燃費の悪化を招くことになり、空燃比をリッチ化した場合には、排気エミッションが悪化し易くなる。
【００６７】
そこで、本実施の形態では、点火時期制御により点火時期の進角要求が生じている否かを判定し、進角要求が生じていると判定された場合には、点火時期を進角させる代わりにＩＶＯを遅角させる構成としている。ＩＶＯを遅角させた場合には、吸気流速が増大して燃焼状態が改善されるので、その分だけ点火時期を遅角させることが可能となる。即ち、実際の点火時期を進角させなくても、ＩＶＯを遅角させることにより進角要求を満たすことができるので、これにより燃焼状態の改善と触媒の暖機を両立させることができる。この構成は、下記の点火遅角減少側ガードaopg2により実現される。
【００６８】
図１０は、本発明の実施の形態３において、ＩＶＯに基いて点火遅角ガードと点火遅角減少側ガードとを決定するための特性線図である。図１０に示すように、点火遅角ガードaopg1は、実施の形態１の点火遅角ガードaopgと同様の遅角制限値として設定されている。また、点火遅角減少側ガードaopg2は、進角要求が生じているか否かを判定するための判定値であり、その値は、例えば点火時期制御の進角要求により進角される点火時期の最小値に基いて設定されている。従って、点火時期aopが点火遅角減少側ガードaopg2よりも大きい（進角されている）場合には、進角要求が生じていると判定することができる。なお、本実施の形態に示す一例において、点火遅角減少側ガードaopg2の値は、点火遅角ガードaopg1を一定値だけ進角側にオフセットすることにより設定されている。
【００６９】
上記判定により進角要求が生じていると判定された場合には、ＩＶＯを、図１０に示す所定のＩＯＶ遅角ガードＩＶＯ_Ａにより制限された範囲内で遅角させる。ここで、ＩＶＯを過大に遅角させた場合には、吸気バルブの開弁動作が遅れることによりポンプ損が増大し、また吸気バルブの作用角（開弁期間）が減少することにより各気筒間での吸入空気量のばらつきが大きくなる。このため、ＩＯＶ遅角ガードＩＶＯ_Ａの値は、例えばポンプ損の増大量と吸入空気量のばらつき量が許容範囲内に収まるようなＩＶＯの最小値（最大遅角値）に基いて設定される。この構成によれば、点火時期の進角が必要な場合でも、これに代えてＩＶＯを遅角させることにより対処することができる。
【００７０】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
図１１は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。図１１に示すルーチンでは、まず、実施の形態１（図６）のステップ１００，１０２とほぼ同様に、全気筒のＩＶＯと、自気筒の現在の点火時期aopとを読込む（ステップ３００，３０２）。
【００７１】
そして、前記図１０のデータを参照することにより、ＩＶＯに基いて点火遅角ガードaopg1と点火遅角減少側ガードaopg2とを算出する（ステップ３０４）。この場合、点火遅角ガードaopg1は、実施の形態１と同様に、ガード基準値と進角補正値とに基いて算出される。一方、点火遅角減少側ガードaopg2は、点火遅角ガードaopg1と同様の方法により設定されるか、または点火遅角ガードaopg1に一定値を加算して算出される。
【００７２】
次の処理では、点火時期aopが点火遅角減少側ガードaopg2以下であるか否かを判定する（ステップ３０６）。この判定成立時には、進角要求が生じていないと考えられるので、実施の形態１のステップ１０６〜１１０と同様の処理を行うことにより、点火時期aopを点火遅角ガードaopg1以上の値に制限した上で、点火時期aopを用いる各種の制御を実行する（ステップ３０８，３１０，３１２）。
【００７３】
一方、ステップ３０６の判定が不成立のときには、進角要求が生じていると考えられる。そこで、この場合には、前述したようにＩＶＯを遅角させるＩＶＯ遅角制御を実行する（ステップ３１４）。そして、遅角させたＩＶＯがＩＯＶ遅角ガードＩＶＯ_Ａ以上であるか否かを判定し、この判定成立時には前記ステップ３０８に移行する（ステップ３１６）。また、ステップ３１６の判定が不成立のときには、ＩＶＯにＩＶＯ_Ａの値を代入し、ステップ３０８に移行する（ステップ３１８）。
【００７４】
このように構成される本実施の形態でも、点火遅角ガードaopg1により前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、本実施の形態では、点火遅角減少側ガードaopg2を用いて進角要求が生じているか否かを判定することができる。そして、進角要求がある場合には、これに代えてＩＶＯ遅角制御により対処することができ、点火時期を可能な限り進角させずに済むので、燃焼状態を良好に保持しつつ、触媒の暖機効率を高めることができる。
【００７５】
なお、実施の形態３では、図１１中に示すステップ３０８，３１２の処理が点火時期遅角制限手段の具体例を示している。また、ステップ３０４の処理及び図１０に示す点火遅角ガードaopg1は、点火時期調整手段及び遅角制限値可変手段の具体例を示している。さらに、ステップ３０６及び図１０に示す点火遅角減少側ガードaopg2は、進角要求判定手段の具体例を示し、ステップ３１４は、吸気バルブ代替遅角制御手段の具体例を示している。
【００７６】
実施の形態４．
次に、図１２乃至図１４を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）を採用しているものの、アルコール燃料の使用が可能な内燃機関において、以下の制御を実施する構成としており、この点で実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７７】
［実施の形態４の特徴］
一般に、アルコール燃料は高温での揮発性が良いので、暖機完了後であれば、燃料中のアルコール濃度が高いほど燃焼状態が良好となり、点火時期を大きく遅角させることができる。一方、アルコール燃料は低温での揮発性が良くないので、始動直後（燃焼室が一定の温度を超えるまでの間）は、点火時期を出来るだけ進角させるのが好ましい。そこで、本実施の形態では、始動後積算空気量ＧaＴに基いて暖機が完了した否かを判定し、暖機完了後には、燃料中のアルコール濃度が高いほど、点火遅角ガードaopgを遅角側に変更する。また、未暖機状態においては、点火遅角ガードaopgを暖機完了後の値よりも進角側に設定する構成としている。
【００７８】
暖機が完了したか否かの判定（暖機判定）は、前記実施の形態２で述べた始動後積算空気量ＧaＴが暖機判定空気量gathwsよりも大きいか否かにより実行される。ここで、暖機判定空気量gathwsは、暖機判定用の判定値であり、始動時水温thwsに基いて可変に設定される。図１２は、本発明の実施の形態４において、始動時水温に基いて暖機判定空気量を決定するための特性線図である。内燃機関の暖機は、始動後積算空気量ＧaＴが増大するにつれて進行するが、暖機完了までに必要な空気量は、始動時水温thwsが低いほど多くなる。このため、暖機判定空気量gathwsは、図１２に示すように、始動時水温thwsが低いほど、大きくなるように設定されている。
【００７９】
次に、図１３は、燃料中のアルコール濃度とＩＶＯとに基いて点火遅角ガードを決定するための特性線図である。本実施の形態では、図１３に示すように、それぞれ異なるアルコール濃度の燃料に適用される複数種類（例えば、３種類）の点火遅角ガードaopgを備えている。一例を挙げれば、点火遅角ガードaopg0は、燃料中のアルコール濃度が０％であるガソリン等の非アルコール燃料に適用され、点火遅角ガードaopg50，aopg100は、それぞれアルコール濃度が５０％，１００％のアルコール燃料に適用されるものである。これらの点火遅角ガードは、前記実施の形態１と同様に、ガード基準値と進角補正値とに基いて算出される。また、各点火遅角ガードaopg0，aopg50，aopg100は、同一のＩＶＯにおいて、aopg0＞aopg50＞aopg100となるように設定されている。
【００８０】
ＥＣＵ５０は、前述した暖機判定の結果と、アルコール濃度センサ４４により検出した燃料中のアルコール濃度とに基いて、これらの点火遅角ガードのうち何れか１つを最終的な点火遅角ガードaopgとして算出する。詳しく述べると、まず、未暖機状態と判定された場合、即ち、始動後積算空気量ＧaＴが暖機判定空気量gathws以下である場合には、点火遅角ガードaopgとして点火遅角ガードaopg0が選択される。従って、未暖機状態における点火遅角ガードaopgは、暖機完了後の値よりも進角側に設定され、例えばガソリン等の非アルコール燃料を用いる場合と同程度の値となる。
【００８１】
これにより、未暖機状態である場合には、点火遅角ガードaopg（aopg0）により点火時期を進角させることができ、燃料が揮発し難い低温でも、燃焼状態を安定させることができる。また、始動直後の未暖機状態では、燃料が揮発し難い分だけ噴射燃料を増量する必要が生じ、これにより排気ガス中の未燃ＨＣが増えて排気エミッションが悪化し易い。しかし、本実施の形態では、点火遅角ガードaopgを用いることにより、従来と比較して点火時期をある程度遅角させることができるので、これにより触媒の暖機効率を高め、排気エミッションの悪化を補うことができる。
【００８２】
一方、始動後積算空気量ＧaＴが暖機判定空気量gathwsよりも大きくなり、暖機が完了したと判定された場合には、燃料中のアルコール濃度に基いて、点火遅角ガードaopg0，aopg50，aopg100のうち何れか１つが最終的な点火遅角ガードaopgとして選択される。従って、暖機完了後には、燃料中のアルコール濃度が高いほど、点火遅角ガードaopgを遅角側に変更することができ、高温での揮発性が高いアルコール燃料の特性を利用して、点火時期を可能な限り遅角させることができる。これにより、アルコール燃料を用いる内燃機関において、燃焼状態の改善と触媒の暖機を両立させることができる。
【００８３】
なお、上記説明では、例えば燃料中のアルコール濃度が０％，５０％，１００％である場合に対応して３種類の点火遅角ガードaopg0，aopg50，aopg100を用いる構成とした。しかし、上述したアルコール濃度の具体値や点火遅角ガードの種類数は、本実施の形態に記載した一例に過ぎず、本発明において、これらの具体値や種類数は任意に設定してよいものである。また、本発明では、アルコール燃料として、メタノール、エタノール等のアルコール成分を含む各種のアルコール燃料を用いることができる。
【００８４】
［実施の形態４を実現するための具体的な処理］
図１４は、本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。図１４に示すルーチンでは、まず、水温センサ４２により始動時水温thwsを取込む（ステップ４００）。そして、図１２のデータを参照することにより、始動時水温thwsに基いて暖機判定空気量gathwsを算出する（ステップ４０２）。また、始動時から積算した始動後積算空気量ＧaＴと、全気筒のＩＶＯと、現在の点火時期aopとを取込む（ステップ４０４，４０６，４０８）。
【００８５】
次の処理では、実施の形態１で述べた方法により、ＩＶＯに応じて点火遅角ガードaopg0を設定し（ステップ４１０）、アルコール濃度センサ４４により検出した燃料中のアルコール濃度（例えば、エタノール濃度）を取込む（ステップ４１２）。この場合、他の点火遅角ガードaopg50，aopg100は、点火遅角ガードaopg0と同様の方法で設定してもよいが、例えば点火遅角ガードaopg0に対してアルコール濃度に応じた大きさのオフセットを加算（減算）することにより設定してもよい。
【００８６】
次の処理では、始動後積算空気量ＧaＴが暖機判定空気量gathws以下であるか否かを判定し(ステップ４１４)、この判定成立時には、最終的な点火遅角ガードaopgとして点火遅角ガードaopg0を選択する（ステップ４１６）。また、ステップ４１４の判定が不成立のときには、アルコール濃度に応じて点火遅角ガードaopg0，aopg50，aopg100の何れか（aopgeと称す）を選択し（ステップ４１８）、選択した点火遅角ガードaopgeを最終的な点火遅角ガードaopgとする（ステップ４２０）。これにより、最終的な点火遅角ガードaopgが算出される。そこで、次の処理では、実施の形態１のステップ１０６〜１１０と同様の処理を行うことにより、点火時期aopを点火遅角ガードaopg以上の値に制限した上で、点火時期aopを用いる各種の制御を実行する（ステップ４２２，４２４，４２６）。
【００８７】
なお、実施の形態４では、図１４中に示すステップ４２２，４２６の処理が点火時期遅角制限手段の具体例を示している。また、ステップ４１０，４１８，４２０の処理及び図１３に示す点火遅角ガードaopg0，aopg50，aopg100は、点火時期調整手段、遅角制限値可変手段及びアルコール燃料対応遅角手段の具体例を示している。
【符号の説明】
【００８８】
１０  内燃機関
１２  気筒
１４  ピストン
１６  燃焼室
１８  クランク軸
２０  吸気通路
２２  排気通路
２４  エアフローセンサ
２６  スロットルバルブ
２８  スロットルモータ
３０  燃料噴射弁
３２  点火プラグ
３４  吸気バルブ
３６  排気バルブ
３８  ＶＶＴ（バルブタイミング可変手段）
４０  クランク角センサ
４２  水温センサ
４４  アルコール濃度センサ（アルコール濃度検出手段）
５０  ＥＣＵ
aopg，aopg1  点火遅角ガード（遅角制限値）
【図１】
2011202541.tif 000003
【図２】
2011202541.tif 000004
【図３】
2011202541.tif 000005
【図４】
2011202541.tif 000006
【図５】
2011202541.tif 000007
【図６】
2011202541.tif 000008
【図７】
2011202541.tif 000009
【図８】
2011202541.tif 000010
【図９】
2011202541.tif 000011
【図１０】
2011202541.tif 000012
【図１１】
2011202541.tif 000013
【図１２】
2011202541.tif 000014
【図１３】
2011202541.tif 000015
【図１４】
2011202541.tif 000016