(57)【要約】【課題】負荷増加時のノッキングを抑止しながら、エンジンの出力を向上させる。【解決手段】ＥＣＵは燃料のアルコール濃度および負荷を読込む（ステップＳ１００、Ｓ１０１）。アルコール濃度に応じて、閾値、初期遅角補正量、および減衰率を決定する。（ステップＳ１０２）。負荷が増加中で、決定した閾値を超えるかを判別する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。負荷が閾値を超えるときに決定した初期遅角補正量で点火時期遅角補正を行う（ステップＳ１０５）。負荷が増加していないときには、遅角補正を実行中であるかを判別する（ステップＳ１０６）。遅角補正実行中は、決定した減衰率で補正量を減少させる（ステップＳ１０７）。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の負荷に対応して変動するパラメータを検出するパラメータ検出手段と、
前記内燃機関において燃焼させる燃料の性状を検出する燃料性状検出手段と、
前記内燃機関の負荷の増加に対応する前記パラメータの変化を検出するときに前記内燃機関の点火時期を所定の補正量で遅角補正し、前記内燃機関の負荷の増加に対応する前記パラメータの変化の終了時に前記燃料の性状に応じた減衰率を用いて前記所定の補正量を減少させる制御手段とを備える
ことを特徴とする点火制御装置。
【請求項２】
前記燃料性状検出手段は、前記燃料に含まれる所定の種類の燃料濃度を検出し、
前記制御手段は、前記所定の種類の燃料濃度に応じて変わる前記燃料のオクタン価が大きくなるほど大きな前記減衰率で前記所定の補正量を減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載の点火制御装置。
【請求項３】
内燃機関の負荷に対応して変わるパラメータを検出するパラメータ検出手段と、
前記内燃機関において燃焼させる燃料の性状を検出する燃料性状検出手段と、
前記燃料の性状に応じて変化する閾値を、前記内燃機関の負荷の増加に応じて変化する前記パラメータが超えるときに、前記内燃機関の点火時期を所定の補正量で遅角補正する制御手段とを備える
ことを特徴とする点火制御装置。
【請求項４】
前記燃料性状検出手段は、前記燃料に含まれる所定の種類の燃料濃度を検出し、
前記制御手段は、前記所定の種類の燃料濃度に応じて変わる前記燃料のオクタン価が大きくなるほど前記閾値が大きくなるように変化させる
ことを特徴とする請求項３に記載の点火制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記燃料の性状に応じて前記所定の補正量を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火制御装置に関し、特に、燃料の性状に応じた点火時期の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンにおいて、混合気の点火時期がエンジンの出力およびノッキングの発生に影響を及ぼすことが知られている。点火時期を進角側に設定するときには、出力が高くなる一方でノッキング発生の可能性が高くなる。また、点火時期を遅角側に設定するときには、ノッキング発生の可能性を低減化できるが、エンジンの出力が低下する。したがって、ノッキングを防止しながら高出力となる点火時期に点火することが求められていた。
【０００３】
前述の要求に対して、エンジンの燃料にアルコール含有燃料を使用する場合に、アルコール濃度に応じて点火時期の補正を行なうことが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の点火時期制御装置では、ガソリンよりオクタン価の高いアルコールの濃度に応じて点火時期を補正することにより、ノッキングを防止しながら、エンジンの出力の向上が図られていた。
【特許文献１】特開平５−３３７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、加速要求時などの過渡状態においてノッキングを防止するために、点火時期の遅角補正が行われている。加速要求時にはアクセルの開度に対する応答性の良さが求められており、遅角補正による出力低下は良好な応答性に反するものであった。過渡状態において特許文献１に記載された点火時期の制御を行なっても、用いる燃料の性能を十分に発揮させることが出来なかった。
【０００５】
本発明は、特に過渡状態においてノッキングを抑止しながら、燃料性状に応じてエンジンの出力を向上させる点火制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る点火制御装置は、パラメータ検出手段と、燃料性状検出手段と、制御手段とを含む。パラメータ検出手段は、内燃機関の負荷に対応して変動するパラメータを検出する。燃料性状検出手段は、内燃機関において燃焼させる燃料の性状を検出する。制御手段は、内燃機関の負荷の増加に対応するパラメータの変化を検出するときに内燃機関の点火時期を所定の補正量で遅角補正し、内燃機関の負荷の増加に対応するパラメータの変化の終了時に燃料の性状に応じた減衰率を用いて所定の補正量を減少させる。なお、減衰率とは、単位時間あたりの所定の補正量の減少量である。
【０００７】
第１の発明によると、パラメータ検出手段がパラメータを検出することにより、内燃機関の負荷を把握することが可能になる。また、燃料検出手段が燃料の性状を検出することにより、燃料に対する遅角補正の必要性を把握することが可能になる。また、制御手段が負荷の増加中に遅角補正を行うことにより、ノッキングの発生を抑止することが可能になる。さらに、制御手段が負荷の増加終了後に燃料の性状に応じて遅角補正の補正量を減少させることにより、燃料によっては遅角補正から早期に進角させて内燃機関の出力を向上させることが可能になる。
【０００８】
第２の発明に係る点火制御装置では、第１の発明の構成に加えて、燃料性状検出手段が燃料に含まれる所定の種類の燃料濃度を検出する。さらに、制御手段が、所定の種類の燃料濃度に応じて変わる燃料のオクタン価が大きくなるほど大きな減衰率で所定の補正量を減少させる。
【０００９】
第２の発明によると、特定の種類の燃料濃度を検出することにより、燃料全体のオクタン価が把握可能になる。さらに、オクタン価が大きくなるほど大きな減衰率で補正量を減少させることにより、燃料のアンチノック性が高くなるほど補正の減少を早め、ノッキングの発生を抑止しながら、内燃機関の出力を向上させることが可能である。
【００１０】
第３の発明に係る点火制御装置は、パラメータ検出手段と、燃料性状検出手段と、制御手段とを含む。パラメータ検出手段は、内燃機関の負荷に対応して変わるパラメータを検出する。燃料性状検出手段は、内燃機関において燃焼させる燃料の性状を検出する。制御手段は、内燃機関の負荷の増加に応じて変化するパラメータが燃料の性状に応じて変化する閾値を超えるときに、内燃機関の点火時期を所定の補正量で遅角補正する。
【００１１】
第１の発明によると、パラメータ検出手段がパラメータを検出することにより、内燃機関の負荷を把握することが可能になる。また、燃料検出手段が燃料の性状を検出することにより、燃料に対する遅角補正の必要性を把握することが可能になる。また、点火時期の遅角補正を開始するときの基準となる閾値を燃料性状に応じて変えることにより、遅角補正を実行開始する負荷が燃料に応じて引き上げられ、出力損失が低減される。
【００１２】
第４の発明に係る点火制御装置は、第３の発明の構成に加えて、燃料性状検出手段が燃料に含まれる所定の種類の燃料濃度を検出する。さらに、制御手段が、所定の種類の燃料濃度に応じて変わる燃料のオクタン価が大きくなるほど閾値が大きくなるように変化させる。
【００１３】
第４の発明によると、特定の種類の燃料濃度を検出することにより、燃料全体のオクタン価が把握可能になる。さらに、オクタン価が大きくなるほど閾値を大きくさせることにより、燃料のアンチノック性が高くなるほど、遅角補正の実行を遅延させ、ノッキングの発生を抑止しながら、内燃機関の出力を向上させることが可能である。
【００１４】
第５の発明に係る点火制御装置は、第１〜第４の発明のいずれかの構成に加え、制御手段が燃料の性状に応じて所定の補正量を変化させる。
【００１５】
第５の発明によると、燃料の性状に応じて遅角補正の補正量を変えることにより、必要以上に遅角補正することが防がれ、遅角補正による出力損失が低減化される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃料の性状に対応した遅角補正を行うことにより、ノッキングの発生を抑止しながら、遅角補正による出力損失を低減化させ、結果として出力の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した点火制御装置が設けられたエンジン１０の構成図である。
【００１８】
エンジン１０は、点火プラグ１１、吸気通路１２、排気通路１３、インジェクタ１４、およびスロットルバルブ１５などを含んで構成される。
【００１９】
また、エンジン１０は、シリンダヘッド１６とピストン１７とに囲まれる燃焼室１８を有する。点火プラグ１１は、燃焼室１８に設けられる。燃焼室１８に吸入された混合気は、点火プラグ１１により所定のタイミングで点火される。
【００２０】
燃焼室１８は、吸気通路１２および排気通路１３と連通する。吸気通路１２および排気通路１３には、それぞれ吸気弁１９および排気弁２０が配置される。吸気弁１９により、所定のタイミングにおいて燃焼室１８に混合気が吸入される。排気弁２０により、所定のタイミングにおいて燃焼室１８の排気ガスが排気される。
【００２１】
インジェクタ１４は、吸気通路１２に設けられる。インジェクタ１４により、吸気通路１２に所定のタイミングで所定の量の燃料が噴射される。なお、燃料タンク２１に貯留される燃料は燃料ポンプ（図示せず）によってインジェクタ１４に供給される。
【００２２】
また、スロットルバルブ１５は、吸気通路１２のインジェクタ１４の上流に設けられる。スロットルバルブ１５の開度を調整することにより、燃焼室１８に吸入させる空気量を調整することが可能である。
【００２３】
エンジン１０に設けられる点火制御装置は、エンジン１０の全体の制御を行なう制御システムに含まれる。エンジン１０全体の制御を行なう制御システムは、ＥＣＵ２２、および回転数センサ２３、エアフロメータ２４、アルコール濃度センサ２５などの各種センサを含んで構成される。
【００２４】
回転数センサ２３はエンジン１０に設けられ、エンジン１０の回転数を検出する。エアフロメータ２４は吸気通路１２に設けられ、吸入空気量を検出する。また、アルコール濃度センサ２５は燃料タンク２１に設けられ、燃料中のアルコール濃度を検出する。
【００２５】
各センサによって検出されたデータは、ＥＣＵ２２に送られる。ＥＣＵ２２は、読込んだデータに対応するマップデータに基づいて、エンジン１０の様々な制御を行なう。例えば、ＥＣＵ２２は、吸入空気量、スロットルバルブ１５の開度、および排ガスの酸素含有量などに応じて定められる燃料噴射量を噴射するようにインジェクタ１４を駆動する。また、アクセル（図示せず）の開度に応じて、スロットルバルブ１５の開度を調整する。
【００２６】
また、ＥＣＵ２２は、エンジン１０の回転数、吸入空気量、およびアルコール濃度などの変数に応じて定められる点火時期に点火するように点火プラグ１１を駆動する。なお、本実施形態において吸入空気量がエンジン１０の負荷に応じた変数として検出され、点火時期を定めるのに用いられる。ただし、エンジン１０の負荷に対応して変わる他のいかなる変数、例えばスロットルバルブ１５の開度、燃料噴射量、または負荷率を検出して、点火時期の決定に用いてもよい。
【００２７】
次に、負荷が変動するときの点火時期の制御について、図２を用いて説明する。スロットルバルブの開度を上昇させることにより、負荷が増加していく（タイミングｔ１参照）。負荷の増加中である非定常状態おけるノッキングの発生を抑止するために、点火時期の遅角補正が行われる。また、スロットルバルブの開度上昇の停止による負荷の増加停止後、遅角補正量が徐々に減少される（タイミングｔ２参照）。負荷の増加停止後も負荷は不安定であるため、急激に遅角補正を元に戻すとノッキングが発生する可能性がある。それゆえ、遅角補正量を徐々に減少させることにより、ノッキングの発生が抑止される。さらに、以下に説明するように、アルコール濃度に応じた補正が行われる。
【００２８】
まず、負荷が増加しているときの遅角補正開始時期が、アルコール濃度に応じて変えられる。図３に示すように、アルコール濃度が高くなるほど、遅角補正を開始する閾値となる負荷の値が大きくなるように、閾値が設定される。
【００２９】
例えば、燃料のアルコール濃度が第１、第２、第３のアルコール濃度（第１のアルコール濃度＜第２のアルコール濃度＜第３のアルコール濃度）のとき、それぞれ遅角補正を開始する閾値はａ１、ａ２、ａ３（ａ１＜ａ２＜ａ３）に設定される。したがって、図４符号Ａに示すように、燃料のアルコール濃度が高くなるほど遅角補正を開始する負荷が高くなり、遅角補正の開始時期が遅らせられる。
【００３０】
また、遅角補正の初期補正量が、アルコール濃度に応じて変えられる。図５に示すように、アルコール濃度が高くなるほど初期の遅角補正量が小さくなるように、初期遅角補正量が設定される。
【００３１】
例えば、燃料のアルコール濃度が第１、第２、第３のアルコール濃度（第１のアルコール濃度＜第２のアルコール濃度＜第３のアルコール濃度）のとき、それぞれの初期遅角補正量はｂ１、ｂ２、ｂ３（ｂ１＞ｂ２＞ｂ３）に設定される。したがって図４符号Ｂに示すように、燃料のアルコール濃度が高くなるほど遅角補正量が小さくなる。
【００３２】
また、負荷の増加停止後の時間に対する遅角補正の減衰の度合いが調整される。図６に示すように、アルコール濃度が高くなるほど、単位時間当たりの遅角補正の減衰率が高くなるように設定される。
【００３３】
例えば、燃料のアルコール濃度が第１、第２、第３のアルコール濃度（第１のアルコール濃度＜第２のアルコール濃度＜第３のアルコール濃度）のとき、それぞれの減衰率はｃ１、ｃ２、ｃ３（ｃ１＜ｃ２＜ｃ３）に設定される。したがって、図４符号Ｃに示すように、燃料のアルコール濃度が高くなるほど急激に遅角補正が減少される。
【００３４】
次に、図７のフローチャートを用いて、本実施形態にかかる点火制御装置において、ＥＣＵ２２が一定時間毎に実行するエンジン１０の点火時期の制御について説明する。
【００３５】
ステップＳ１００において、ＥＣＵ２２はエンジンの回転数データ、負荷データ、および水温データを取得する。次のステップＳ１０１において、ＥＣＵ２２は燃料のアルコール濃度データを取得する。
【００３６】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１において取得したアルコール濃度に応じて、負荷増加時における遅角補正開始の判断をするための閾値、初期遅角補正量、および遅角補正後の補正量の減衰率を決定する。
【００３７】
ステップＳ１０３では、加速要求などにより負荷が増加しているときであるか否かを判別する。負荷が増加しているときはステップＳ１０４に進む。負荷が増加していない、すなわち負荷が一定または減少しているときはステップＳ１０６に進む。
【００３８】
ステップＳ１０４では、増加中の負荷がステップＳ１０２で決定した閾値を超えるか否かを判別する。負荷が閾値を超えたときにはステップＳ１０５に進む。負荷が閾値を超えないときにはステップＳ１０５をスキップして、ステップＳ１００に戻る。
【００３９】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２で決定した初期遅角補正量となるように点火時期の遅角補正が実行される。遅角補正の実行後、ステップＳ１００に戻る。
【００４０】
ステップＳ１０６では、遅角補正を実行中であるか否かを判別する。遅角補正を実行中であるときは、ステップＳ１０７に進む。遅角補正を実行していないときにはステップＳ１００に戻る。
【００４１】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０２で決定した減衰率で初期遅角補正量を減少させる。減少させた遅角補正量となるように、点火時期の遅角補正が行われる。遅角補正の減少処理後、ステップＳ１００に戻る。
【００４２】
以上のような構成の点火制御装置によれば、加速時などの負荷の増加中に、ノッキングの発生を抑止しながら、エンジンの出力を向上させることが可能になる。
【００４３】
例えば、アルコール濃度が高くなるほど遅角補正の実行が遅延され、遅角補正による出力損失が遅延させる間隔分だけ低減化される。一方、アルコールは一般的にガソリンよりオクタン価が高いので、アルコール濃度が高くなるほど燃料全体のオクタン価が高くなる。それゆえ、アルコール濃度が高くなるほど、より過酷な状況でもノッキングを生じにくい。したがって、アルコール濃度が高ければ、遅角補正の実行を遅延してもノッキングの発生を抑止することは可能である。
【００４４】
また、アルコール濃度が高くなるほど初期の遅角補正量が小さくなるように設定され、遅角補正量を低く抑えることにより遅角補正による出力損失が低減化される。前述のように、遅角補正量を低く抑えても、アルコール濃度が高ければノッキングの発生を抑止することは可能である。
【００４５】
また、アルコール濃度が高くなるほど遅角補正の時間当たりの減衰率が高くなるように設定され、アルコール濃度が高くなるほど早期に遅角補正が減少し、定常時における点火時期に戻される。早期に定常時の点火時期に戻されるので、遅角補正による出力損失が低減化される。
【００４６】
なお、本実施形態において、アルコール濃度に応じて、遅角補正を開始する閾値、初期の遅角補正量、および遅角補正量の時間当たりの減衰率を設定する構成であるが、少なくともアルコール濃度に応じていずれか一つの変数を設定する構成であってもよい。いずれの変数の設定によっても、ノッキングの発生を抑止しながら、出力を向上させることが可能である。
【００４７】
また、本実施形態において、アルコール濃度に応じて、遅角補正を開始する閾値、初期の遅角補正量、および遅角補正量の時間当たりの減衰率を設定する構成であるが、燃料中における他の成分の濃度に応じてこれらの変数を設定する構成であってもよい。例えば、エーテル、重合ガソリン、芳香族などのようにオクタン価の高い燃料成分の濃度に応じた設定を行なう場合でも、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００４８】
また、本実施形態において、アルコール濃度に応じて、遅角補正を開始する閾値、初期の遅角補正量、および遅角補正の時間当たりの減衰率を設定する構成であるが、燃料における他の性状に応じてこれらの変数を設定する構成であってもよい。例えば、燃料のオクタン価に応じて変わる性状などを検出して、検出した性状に応じて前述の変数の設定を行なっても本実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態を適用した点火制御装置を含むエンジンユニットの構成図である。
【図２】スロットル開度に対応した負荷および点火時期の補正時期を示す図である。
【図３】アルコール濃度に対する遅角補正開始の判断をするための閾値を示す図である。
【図４】アルコール濃度に応じた遅角補正のパターンを示す図である。
【図５】アルコール濃度に対する初期の遅角補正量を示す図である。
【図６】アルコール濃度に対する遅角補正量の時間当たりの減衰率を示す図である。
【図７】ＥＣＵが行なうプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  エンジン
１１  点火プラグ
１５  スロットルバルブ
１８  燃焼室
２２  ＥＣＵ
２４  エアフロメータ
２５  アルコール濃度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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