(57)【要約】【課題】ノックが発生する頻度を低減する。【解決手段】ＥＦＩ−ＥＣＵは、ノックが発生したか否かを判定するステップ（Ｓ１００）と、ノックが発生したと判定した場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、予め定められた遅角量だけ点火時期を遅角するステップ（Ｓ１０２）と、ノックが発生していないと判定した場合（Ｓ１００にてＮＯ）、予め定められた進角量だけ点火時期を進角するステップ（Ｓ１０４）と、燃料中のアルコール濃度DENが予め定められた濃度以上であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、補正された点火時期を表わすＫＣＳ学習値の更新を禁止するステップ（Ｓ１０８）とを備えるプログラムを実行する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関に供給される燃料中のアルコール濃度を検出するための手段と、
ノックが発生したか否かを判定するための手段と、
ノックが発生したか否かに応じて点火時期を補正するとともに、点火時期を学習値として記憶することにより点火時期を制御するための制御手段と、
燃料中のアルコール濃度が予め定められた値よりも高い場合、点火時期の補正を継続しつつ、前記学習値の更新を禁止するための禁止手段とを備える、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、ノックが発生したと判定された場合には点火時期を遅角するように補正し、ノックが発生していないと判定された場合には点火時期を進角するように補正するための手段を含む、請求項１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関し、特に、ノックコントロールシステム（ＫＣＳ）における点火時期の学習を禁止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガソリンにアルコール（たとえばエタノール）を混ぜた燃料もしくはアルコールのみからなる燃料（以下、これらをアルコール燃料とも記載する）を用いるＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）が知られている。アルコール燃料は、ガソリンとは特性が異なる。たとえば、アルコール燃料は、ガソリンに比べてオクタン価が高い。そのため、ノックが発生し難い。したがって、ノックコントロールシステムにより点火時期が進角され易い。
【０００３】
ノックコントロールシステムは、ノックセンサの出力信号に基づいてノックが発生したか否かを判定し、ノックが発生したと判定された場合には、内燃機関の運転状態に応じて定められた基本点火時期から点火時期を遅角するシステムである。一方、ノックが発生していないと判定された場合には点火時期が進角される。基本点火時期からの遅角量、すなわちノックコントロールシステムにより補正された点火時期は、ＫＣＳ学習値として学習（記憶）される。したがって、基本点火時期からＫＣＳ学習値だけ遅角した点火時期が、実際の点火時期になり得る。
【０００４】
ＫＣＳ学習値は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）のＲＡＭ（Random Access Memory）などに記憶され、内燃機関の次回以降の運転時などにおいて参照される。したがって、たとえばアルコール濃度が高い燃料を用いてＦＦＶが走行した後、アルコール濃度が低い燃料あるいはアルコールが混合されていないガソリンが給油されても、給油直後の点火時期は、給油前のアルコール濃度に対して好適な点火時期のままである。この場合、給油直後においてノックが頻発し得る。
【０００５】
そこで、給油がなされた後は、点火時期が給油後の燃料中のアルコール濃度に対して速やかに好適になるように、特開２００３−１８４６１５号公報（特許文献１）に記載のノック制御装置のように、給油が行なわれた場合には、ＫＣＳ学習値の更新速度を速める技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１８４６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＫＣＳ学習値の更新速度を速くしても、ノックコントロールシステムが正常に作動してＫＣＳ学習値の学習が完了するまでは、ノックが頻発し得る。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ノックが発生する頻度を低減することができる内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関に供給される燃料中のアルコール濃度を検出するための手段と、ノックが発生したか否かを判定するための手段と、ノックが発生したか否かに応じて点火時期を補正するとともに、点火時期を学習値として記憶することにより点火時期を制御するための制御手段と、燃料中のアルコール濃度が予め定められた値よりも高い場合、点火時期の補正を継続しつつ、学習値の更新を禁止するための禁止手段とを備える。
【０００９】
この構成によると、ノックが発生したか否かに応じて点火時期を補正するとともに、点火時期を学習値として記憶することにより点火時期が制御される。内燃機関の燃料中のアルコール濃度が予め定められた値よりも高い場合、点火時期の補正が継続されつつ、学習値の更新が禁止される。これにより、ノックコントールシステムにおいて、学習値の更新のみを停止することができる。そのため、アルコール濃度が高い燃料に対して好適になるように補正された点火時期が、内燃機関の次回以降の運転では用いられないようにすることができる。その結果、アルコール濃度が低い燃料あるいはアルコールが混合されていないガソリンが給油された直後において、アルコール濃度が高い燃料に対して好適になるように補正された点火時期が用いられないようにし、ノックが発生する頻度を低減することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、ノックが発生したと判定された場合には点火時期を遅角するように補正し、ノックが発生していないと判定された場合には点火時期を進角するように補正するための手段を含む。
【００１１】
この構成によると、ノックが発生したと判定された場合には点火時期が遅角される。これにより、筒内の燃焼温度を低減してノックが発生する頻度を低減することができる。ノックが発生していないと判定された場合には点火時期が進角される。これにより、筒内の燃焼温度を高くして内燃機関の出力を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１３】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載された車両のエンジンシステムについて説明する。なお、図１には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではなく、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型８気筒エンジンなど、種々の形式のエンジンに適用可能である。
【００１４】
エンジン１０は、ガソリンに加えてアルコール（たとえばエタノール）を含有するアルコール燃料もしくはアルコールを含有しないガソリンにより駆動する内燃機関である。図１に示すように、エンジン１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続される。吸気ダクト４０内には電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置される。各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。
【００１５】
各気筒１１２に対しては、点火プラグ１１０、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するインジェクタ１２０がそれぞれ設けられている。点火プラグ１１０およびインジェクタ１２０はＥＦＩ（Electronic Fuel Injection）−ＥＣＵ３００の出力信号に基づいて制御される。
【００１６】
各インジェクタ１２０は、デリバリパイプ１３０に接続されており、デリバリパイプ１３０は燃料圧レギュレータ１４０を介して、電動モータ駆動式の燃料ポンプ１５０に接続されている。燃料圧レギュレータ１４０は燃料ポンプ１５０から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、燃料ポンプ１５０から吐出された燃料の一部を燃料タンク２００に戻すように構成されており、したがってインジェクタ１２０に供給されている燃料圧が設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。
【００１７】
燃料タンク２００には、燃料ポンプ１５０に接続されたパイプ２１０が挿入されている。燃料ポンプ１５０は、パイプ２１０を介して燃料タンク２００内の燃料を吸い上げる。燃料ポンプ１５０の回転数が大きいほど、燃料の吸入量が大きくなる。
【００１８】
ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、クロック３１０、ＲＯＭ(Read Only Memory)３２０、ＲＡＭ３３０およびＣＰＵ(Central Processing Unit)３４０を備えている。
【００１９】
本実施の形態において、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、バッテリ３０２から電力が供給される。イグニッションスイッチ３０４がオンにされると、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００が起動する。一方、イグニッションスイッチ３０４がオフにされるとＥＦＩ−ＥＣＵ３００が休止状態になる。
【００２０】
また、イグニッションスイッチ３０４がオンからオフに切替えられるとエンジン１０が停止される。イグニッションスイッチ３０４がオフからオンに切替えられるとエンジン１０が始動される。
【００２１】
ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、空燃比センサ３５０の出力電圧が入力される。空燃比センサ３５０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ３５０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ2センサを用いてもよい。
【００２２】
本実施の形態において、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、空燃比センサ３５０の出力電圧に基づいて、燃料の総噴射量のフィードバック補正量を算出する。また、予め定められた学習条件が成立した場合、フィードバック補正量の学習値（燃料噴射量の恒常的なズレ量を表す値）を算出する。なお、フィードバック補正量およびその学習値を算出する方法については、一般的に用いられている技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
【００２３】
また、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、ノックセンサ３６０の出力電圧が入力される。ノックセンサ３６０は、エンジン１０の振動の強度に応じた出力電圧を発生する。ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、たとえば、ノックセンサ３６０により検出される振動の強度がしきい値よりも大きい場合にはノックが発生したと判定し、振動の強度がしきい値よりも小さい場合にはノックが発生していないと判定するノックコントロールシステムが実装されている。なお、ノックが発生したか否かを判定する方法は上記の方法に限らない。
【００２４】
ノックが発生したと判定された場合、エンジン１０の運転状態（たとえばエンジン回転数おび吸入空気量）に応じて定められた基本点火時期から点火時期が遅角される。ノックが発生したと判定された場合には点火時期が進角される。基本点火時期からの遅角量、すなわちノックコントロールシステムにより補正された点火時期は、ＫＣＳ学習値として学習（記憶）される。したがって、基本点火時期からＫＣＳ学習値だけ遅角した点火時期が、実際の点火時期になり得る。ただし、後述するように、ＫＣＳ学習値の更新が禁止される場合には、基本点火時期からＫＣＳ学習値だけ遅角した点火時期と、実際の点火時期とが異なり得る。ＫＣＳ学習値は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００のＲＡＭ３３０に記憶され、エンジン１０の次回以降の運転時などにおいて読み出される。
【００２５】
さらに、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、燃料タンク２００のアルコール燃料の残存量MASSを表わす信号を発生するセンダーゲージ（燃料残存量計）３７０から、アルコール燃料の残存量MASSを示す信号が入力される。アルコール燃料の残存量MASSは、燃料メータ３７２に表示される。
【００２６】
さらに、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、濃度センサ３８０から燃料中のアルコール濃度DENを示す信号が入力される。なお、濃度センサ３８０を用いずに、アルコール濃度DENを推定するようにしてもよい。
【００２７】
たとえば、燃料のアルコール濃度が高いほど、インジェクタ１２０から噴射されるガソリンの量が少なくなり得る。そのため、空燃比が目標の空燃比に対してリーンになる。この場合、燃料噴射量を増量するようにフィードバック補正量が算出される。したがって、空燃比のフィードバック補正量の学習値に応じてアルコール濃度DENを推定するようにしてもよい。さらに、給油が行なわれたか否かに応じてアルコール能濃度DENを推定したりしてもよい。
【００２８】
図２を参照して、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
【００２９】
ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ノックコントロール部４００と、禁止部４０２とを備える。ノックコントロール部４００は、ノックコントロールシステムとしての機能を有する。すなわち、ノックコントロール部４００は、ノックが発生したか否かを判定する。さらにノックコントロール部４００は、ノックが発生したか否かに応じて点火時期を補正するとともに、補正された点火時期をＫＣＳ学習値として学習することにより点火時期を制御する。
【００３０】
禁止部４０２は、燃料中のアルコール濃度が予め定められた濃度以上である場合、ノックコントロール部４００による点火時期の補正を継続しつつ、ＫＣＳ学習値の更新を禁止する。
【００３１】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＦＩ−ＥＣＵ３００が実行するプログラムの制御構造について説明する。以下に説明するプログラムは、たとえばＲＯＭ３２０に記録される。なお、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。
【００３２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ノックセンサ３６０により検出される振動の強度に基づいて、ノックが発生したか否かを判定する。ノックが発生したと判定した場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。
【００３３】
Ｓ１０２にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、予め定められた遅角量だけ点火時期を遅角する。Ｓ１０４にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、予め定められた進角量だけ点火時期を進角する。
【００３４】
Ｓ１０６にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、アルコール濃度DENが予め定められた濃度以上であるか否かを判定する。アルコール濃度DENが予め定められた濃度以上であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。
【００３５】
Ｓ１０８にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ＫＣＳ学習値の更新を禁止する。Ｓ１１０にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、ＫＣＳ学習値を更新する。
【００３６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置の動作について説明する。
【００３７】
エンジン１０の運転中、ノックセンサ３６０により検出される振動の強度に基づいて、ノックが発生したか否かが判定される（Ｓ１００）。ノックが発生したと判定された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、予め定められた遅角量だけ点火時期が遅角される（Ｓ１０２）。ノックが発生していないと判定された場合（Ｓ１００にてＮＯ）、予め定められた進角量だけ点火時期が進角される（Ｓ１０４）。
【００３８】
燃料中のアルコール濃度DENが予め定められた濃度より低いと（Ｓ１０６にてＮＯ）、ＫＣＳ学習値が更新される（Ｓ１１０）。すなわち、補正された点火時期が新たなＫＣＳ学習値として記憶される。
【００３９】
ところで、アルコール燃料は、ガソリンに比べてオクタン価が高い。そのため、アルコール濃度DENが高いほど、ノックが発生し難い。したがって、ノックコントロールシステムにより点火時期が進角され易い。したがって、アルコール濃度が高い燃料を用いてエンジン１０を運転した場合の点火時期をＫＣＳ学習値として学習すると、アルコール濃度が低い燃料あるいはアルコールが混合されていないガソリンに対して点火時期が早いといえる。したがって、アルコール濃度が高い燃料を用いてエンジン１０を運転した後に、アルコール濃度が低い燃料あるいはアルコールが混合されていないガソリンが給油されると、ノックが頻発し得る。
【００４０】
そこで、実施の形態においては、燃料中のアルコール濃度DENが予め定められた濃度以上であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、ＫＣＳ学習値の更新が禁止される（Ｓ１０８）。これにより、ノックコントールシステムにおいて、点火時期の補正を継続しつつ、ＫＣＳ学習値の更新のみを停止することができる。そのため、アルコール濃度が高い燃料に対して好適になるように補正された点火時期が、エンジン１０の次回以降の運転では用いられないようにすることができる。その結果、アルコール濃度DENが低い燃料あるいはアルコールが混合されていないガソリンが給油された直後において、アルコール濃度DENが高い燃料に対して好適になるように補正された点火時期が用いられないようにし、ノックが発生する頻度を低減することができる。
【００４１】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】エンジンシステムの概略構成図である。
【図２】ＥＦＩ−ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】ＥＦＩ−ＥＣＵが実行する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】
【００４３】
１０  エンジン、２０  インテークマニホールド、３０  サージタンク、４０  吸気ダクト、４２  エアフローメータ、５０  エアクリーナ、６０  電動モータ、７０  スロットルバルブ、８０  エキゾーストマニホールド、９０  三元触媒コンバータ、１１０  点火プラグ、１１２  気筒、１２０  インジェクタ、１３０  デリバリパイプ、１４０  燃料圧レギュレータ、１５０  燃料ポンプ、２００  燃料タンク、２１０  パイプ、３００  ＥＦＩ−ＥＣＵ、３０２  バッテリ、３０４  イグニッションスイッチ、３１０  クロック、３５０  空燃比センサ、３６０  ノックセンサ、３７０  センダーゲージ、３７２  燃料メータ、３８０  濃度センサ、４００  ノックコントロール部、４０２  禁止部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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