(57)【要約】【課題】スロットルバルブの開度を制御する電子スロットルシステムを備え、電子スロットル故障時にスロットル開度をオープナ開度に固定するエンジンにおいて、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦのときの吸気管負圧を確保する。【解決手段】電子スロットル故障であるか否かを判定する判定手段と、アクセルＯＦＦであるか否かを判定する判定手段とを備え、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときに、吸気管負圧が大きくなるように点火時期を設定する。具体的には、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときに、点火時期を従来制御に対して進角させることで吸気管負圧を大きくする。このような点火時期制御により、電子スロットル故障によりスロットル開度がオープナ開度に固定されても、ブレーキブースタ負圧を確保することが可能となり、電子スロットル故障時のブレーキ性能を確保することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に配置されたスロットルバルブと、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記スロットルバルブのスロットル開度を制御するスロットル制御手段と、前記スロットル制御手段が故障しているか否かを判定する故障判定手段とを備え、前記故障検出手段によって前記スロットル制御手段の故障が判定されたときにスロットル開度をオープナ開度に固定する内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記スロットル制御手段が故障時でアクセルＯＦＦであるときに、前記内燃機関の吸気管負圧が大きくなるように点火時期を設定することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記スロットル制御手段が故障時でアクセルＯＦＦであるときに、前記内燃機関の運転状態に基づいて、当該内燃機関の吸気管負圧が最大となるように点火時期を設定することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記スロットル制御手段が故障時でアクセルＯＦＦであるときに設定する点火時期を、前記内燃機関の機関回転数及び負荷に基づいて算出することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記内燃機関のノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいてノッキングの発生を抑制する点火時期をＫＣＳ学習値として学習するＫＣＳ学習制御が設定されている場合、前記スロットル制御手段が故障時でアクセルＯＦＦであるときに、前記内燃機関の吸気管負圧が大きくなるように前記ＫＣＳ学習値を進角側に変更することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記スロットル制御手段の故障時の点火時期を、通常時の点火時期から遅角側にする故障時点火時期制御が設定されている場合、前記スロットル制御手段が故障時でアクセルＯＦＦであるときには、吸気管負圧が大きくなるように故障時進角量を用いて故障時点火時期を補正することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記スロットル制御手段が故障時でアクセルＯＮであるときには、前記内燃機関の機関トルクが大きくなるように点火時期を設定することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気通路に配置されたスロットルバルブの下流側の吸気管負圧を利用するブレーキブースタを備えていることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関し、さらに詳しくは、吸気管負圧を利用するブレーキブースタを備えた内燃機関の点火時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンにおいては、吸気通路に設けたスロットルバルブを駆動するアクチュエータ（スロットルモータ）を設け、運転者のアクセルペダルの操作とは独立してスロットル開度を制御可能とした電子スロットルシステムが知られている。
【０００３】
電子スロットルシステムでは、エンジン回転数と運転者のアクセルペダル踏込み量（アクセル開度）等のエンジンの運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットル開度が制御される。具体的には、スロットル開度センサ等を用いてスロットルバルブの実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するようにスロットルモータをフィードバック制御している。また、電子スロットルシステムにおいて、スロットルバルブはアイドル運転時にも開かれており、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブの開度を調整してアイドル回転数をフィードバック制御している（ＩＳＣ：Ｉｄｌｅ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）。
【０００４】
このような電子スロットルシステム（以下、単に「電子スロットル」という場合もある）においては、スロットル開度センサ、スロットルバルブ、スロットルモータあるいは制御系などが故障（以下、「電子スロットル故障」という）したときに、車両の退避走行を可能とするために、スロットル開度をオープナ開度に固定するという制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。このようにスロットルバルブの開度をオープナ開度に固定したときには、電子スロットル故障時の点火時期を、通常時の点火時期よりも遅角側に設定してエンジントルクを制御している。なお、この電子スロットル故障時に点火時期を遅角側に設定する制御を、以下、単に「従来制御」という場合もある。
【０００５】
また、車両に搭載されるエンジンの点火時期制御として、ノッキングの発生を抑制するＫＣＳ（ノックコントロールシステム）が知られている。ＫＣＳによる点火時期制御は、ノックセンサの出力信号に基づいてノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいて点火時期をベース点火時期から遅角させることにより、混合気の燃焼速度を低下させて最高燃焼圧を低く抑えることで、ノッキングの発生を抑制する方法である。なお、ノッキングが発生していないと判定されるときには、点火時期を徐々に進角させて点火時期を最適化する点火時期制御が行われる。
【０００６】
このようなＫＣＳによる点火時期制御においては、遅角制御を実行するごとに点火時期の遅角量をＫＣＳ学習値として学習している（以下、この学習制御をＫＣＳ学習制御ともいう）。このＫＣＳ学習制御において、点火時期の遅角量は、ノッキングが発生しているときには点火時期が遅角されるように学習され、また、ノッキングが生じていないときには点火時期が徐々に進角されるように学習される量である。
【０００７】
一方、エンジンが搭載された車両においては、ブレーキペダルの軽い踏込み力（踏力）で強力なブレーキ制動力を得るためにブレーキブースタを搭載し、そのブレーキブースタ負圧をエンジンの吸気管負圧で確保することが知られている。このブレーキブースタは、吸気管負圧が低下すると（つまり吸気管負圧と大気圧との差圧が小さくなると）、ブレーキ制動力の増幅効果が小さくなるため、安定したブレーキ制動力を得るには、適度な吸気管負圧を確保する必要がある。吸気管負圧（ブレーキブースタ負圧）を確保する技術として、下記の特許文献２〜４に記載の技術がある。
【０００８】
特許文献２に記載の技術では、エンジン始動時の触媒暖機時において、吸気管負圧がブレーキブースタ負圧を確保できるまでは点火時期遅角を禁止し、吸気管負圧がブレーキブースタ負圧を確保できる値まで低下した時点で点火遅角制御を開始することで、エンジン始動時の排気エミッション低減とブレーキブースタ負圧の早期確保とを両立させている。
【０００９】
特許文献３に記載の技術では、触媒暖機性を向上させるための点火時期遅角制御の実行中に、ブレーキブースタ負圧の不足が検出されたときには、吸入空気量または点火時期のいずれか一方を制御することで、触媒暖機性の向上とブレーキ性能の確保の両方を実現している。
【００１０】
特許文献４に記載の技術では、機関始動直後に点火時期遅角制御を実施する内燃機関の制御装置において、ブレーキブースタ負圧を、機関始動時の最大機関回転数と機関始動後のブレーキ作動の回数を考慮して推定し、その推定した負圧に基づいてブレーキブースタ負圧を回復すべく点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制している。
【特許文献１】特開平１０−２９１４６９号公報
【特許文献２】特開２００２−３４９４０７号公報
【特許文献３】特開２００１−３５５４９４号公報
【特許文献４】特開２００６−１７００８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、電子スロットルシステムを搭載した車両では、上記したように電子スロットル故障時にスロットル開度がオープナ開度に固定されるため吸気管負圧が低下する。すなわち、電子スロットル故障時に固定されるオープナ開度は、退避走行が可能なスロットル開度であり、アクセルＯＦＦ時に設定されるスロットル開度（アイドル開度）よりも大きいため、電子スロットル故障時の減速時（アクセルＯＦＦ）に吸気管負圧が低下してブレーキブースタ負圧が要求負圧よりも低くなる場合がある。このようにしてブレーキブースタ負圧が低下すると、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるのにも関わらず、ブレーキの利きが悪くなることが懸念される。
【００１２】
ここで、電子スロットル故障時つまりスロットル開度が固定されている状況のときに、吸気管負圧を確保するにはエンジン回転数を上げる必要があり、従来では、例えばエアコン負荷・電気負荷等の外部負荷の低減や、車両走行中のダウンシフトなどによって、エンジン回転数を上昇させて電子スロットル故障時の吸気管負圧の回復をはかっている。しかし、このような対策を行っても、吸気管負圧を回復させるには限界がある。
【００１３】
また、電子スロットル故障時にスロットルバルブを閉じれば、吸気管負圧を確保することは可能であるが、スロットルバルブを閉じると、電子スロットル故障時の走行性能が悪くなる。従って、電子スロットル故障時に吸気管負圧の確保と退避走行とを両立をすることは難しい。
【００１４】
なお、特許文献２〜４には、エンジン始動時においてブレーキブースタ負圧を確保する技術が記載されているだけであり、電子スロットル故障時の制御に関しては言及されておらず、また、電子スロットル故障時にスロットル開度がオープナ開度に固定されたときの対策についても全く考慮されていない。従って、特許文献２〜４に記載の技術では、上記した電子スロットル故障時の吸気管負圧低下の問題を解決することはできない。
【００１５】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、スロットルバルブの開度を制御する電子スロットルシステムを備え、電子スロットル故障時にスロットル開度をオープナ開度に固定する内燃機関において、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦのときの吸気管負圧を確保することが可能な燃料噴射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】
【００１６】
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、電子スロットル故障によりスロットル開度がオープナ開度に固定された際に、吸気通路内に従来制御よりも大きな負圧（吸気管負圧）が発生するように内燃機関の点火時期を設定する点にある。このような点火時期制御により、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときのブレーキブースタ負圧の低下を抑制することができ、電子スロットル故障時のブレーキ性能を確保することができる。
【００１７】
−解決手段−
具体的に、本発明は、吸気通路に配置されたスロットルバルブと、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記スロットルバルブのスロットル開度を制御するスロットル制御手段と、前記スロットル制御手段が故障しているか否かを判定する故障判定手段とを備え、前記故障検出手段によって前記スロットル制御手段の故障が判定されたときにスロットル開度をオープナ開度に固定する内燃機関の点火時期制御装置を前提とする。そして、このような内燃機関の点火時期制御装置において、前記スロットル制御手段が故障時（以下、電子スロットル故障時という）でアクセルＯＦＦであるときに、前記内燃機関の吸気管負圧（絶対値）が大きくなるように点火時期を設定することを特徴としている。
【００１８】
本発明は、特に、吸気通路に配置されたスロットルバルブの下流側の吸気管負圧を利用するブレーキブースタを備えた内燃機関の点火時期制御に適している。
【００１９】
本発明によれば、電子スロットル故障によりスロットル開度がオープナ開度に固定されても、アクセルＯＦＦ時の吸気管負圧を確保することが可能になる。この点について説明する。
【００２０】
まず、上記した従来制御では、電子スロットル故障時に、機関運転状態に応じて、通常の点火時期からの遅角量を算出して点火時期を設定（補正）しているが、この従来制御の点火時期設定値から、点火時期を変更して通常時の点火時期に近づけること、つまり、点火時期を上記遅角量分だけ進角することは可能である。ここで、電子スロットル故障時の点火時期を、従来制御の点火時期に対して進角していくと、図６に示すように、吸気管負圧を大きくすることが可能であり、ある点火時期で吸気管負圧が最大となる。このような点に着目して、本発明では、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるとき（減速時）には、吸気管負圧を優先し、点火時期を従来制御の点火時期よりも進角して、吸気管負圧を大きくすることで、電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦ時の吸気管負圧を確保する。
【００２１】
このように、本発明によれば、電子スロットル故障時によってスロットル開度がオープナ開度に固定されても吸気管負圧を確保することができる。これによって電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦ時にブレーキブースタ負圧が不足することがなくなり、電子スロットル故障時のブレーキ性能を確保することができる。
【００２２】
本発明の具体的な構成として以下のものが挙げられる。
【００２３】
まず、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときに、内燃機関の運転状態に基づいて、当該内燃機関の吸気管負圧が最大となるように点火時期を設定するという構成を挙げることができる。この場合、例えば、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦのときに吸気管負圧が最大となる点火時期を各機関運転条件ごと求めてマップ化しておき、実際に電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦになったときの内燃機関の運転状態に基づいてマップを参照して点火時期を算出して設定するようにしてもよい。このような点火時期を算出する際の内燃機関の運転条件としては、例えば機関回転数及び負荷を挙げることができる。
【００２４】
他の具体的な構成として、内燃機関のノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいてノッキングの発生を抑制する点火時期をＫＣＳ学習値として学習するＫＣＳ学習制御が設定されている場合、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときに、内燃機関の吸気管負圧が大きくなるように前記ＫＣＳ学習値を進角側に変更するという構成を挙げることができる。この場合、例えば、ＫＣＳ学習値を初期化（ＫＣＳ学習値＝０）するという簡単な処理により、電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦ時の点火時期を進角側に設定することができ、吸気管負圧を大きくすることができる。
【００２５】
なお、ＫＣＳ学習制御が設定されている場合に、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦとなったときに、予め設定された故障時学習値（吸気管負圧を大きくする点火時期設定値）をＫＣＳ学習値とするという設定を行ってもよい。
【００２６】
また、電子スロットル故障時の点火時期を、通常時の点火時期から遅角側にする故障時点火時期制御（上記した従来制御）が設定されている場合、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときには、吸気管負圧が大きくなるように故障時進角量を用いて故障時点火時期を補正するという構成を挙げることができる。この場合、故障時進角量を用いて従来制御の点火時期（電子スロットル故障時のベース点火時期）を補正するという簡単な処理によって、電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦ時の吸気管負圧を大きくすることができる。
【００２７】
さらに、本発明の他の具体的な構成として、電子スロットル故障時でアクセルＯＮであるときには、内燃機関の機関トルクが大きくなるように点火時期を設定するという構成を挙げることができる。この構成について説明する。
【００２８】
まず、上述したように、従来制御では、電子スロットル故障時に、機関運転状態に応じて、通常の点火時期からの遅角量を算出して点火時期を設定（補正）しているが、この従来制御の点火時期設定値から、点火時期を変更して通常時の点火時期に近づけること、つまり、点火時期を上記遅角量分だけ進角することは可能である。ここで、電子スロットル故障時の点火時期を、従来制御の点火時期に対して進角していくと、図７に示すように、内燃機関の機関トルクを大きくすることが可能であり、ある点火時期で機関トルクが最大となる。このような点に着目して、本発明では、電子スロットル故障時でアクセルＯＮ（走行時）であるときには、機関トルクを大きくすることを優先とした点火時期を設定することによって走行性能を確保する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときに、内燃機関の吸気管負圧が大きくなるように点火時期を設定しているので、電子スロットル故障によりスロットル開度がオープナ開度に固定されても吸気管負圧を確保することができる。これによって電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦ時（減速時）にブレーキブースタ負圧が不足することがなくなり、電子スロットル故障時のブレーキ性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
まず、本発明を適用するエンジン（内燃機関）について説明する。
【００３２】
−エンジン−
図１は本発明を適用するエンジン１の一例を示す概略構成を示す図である。なお、図１にはエンジン１の１気筒の構成のみを示している。
【００３３】
この例のエンジン１は、例えば４気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂ及び出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１ｂはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００３４】
クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起（歯）１７ａを有するシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２５が配置されている。クランクポジションセンサ２５は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００３５】
エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ２１及びノックセンサ２２が配置されている。ノックセンサ２２は、エンジン１のシリンダブロック１ｃに伝わるエンジン振動を検出するセンサである。この例に用いるノックセンサ２２は、例えばフラットセンサ（非共振型ノックセンサ）であって、エンジン振動の広い周波数範囲にわたって略フラットな出力特性を有する。
【００３６】
エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。イグナイタ４はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２００によって制御される。
【００３７】
エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ａとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。
【００３８】
吸気通路１１には、エアクリーナ７、吸入空気量を検出する熱線式のエアフロメータ２３、吸気温センサ２４（エアフロメータ２３に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ５が配置されている。スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットル開度センサ２６によって検出される。
【００３９】
また、エンジン１の吸気通路１１にはブレーキブースタ１０１が負圧導入路１０３を介して接続されている。負圧導入路１０３は、吸気通路１１のスロットルバルブ５の下流側に設けられたサージタンク１１ａ内に連通している。ブレーキブースタ１０１は、吸気管負圧によって作動し、ブレーキペダル１０２の踏込み操作力（ブレーキ力）をアシストする。ブレーキブースタ１０１で発生したアシスト力は、マスタシリンダを介してホイルシリンダに供給され、車輪の回転を停止させる制動力となる。
【００４０】
エンジン１の排気通路１２には三元触媒８が配置されている。三元触媒８の上流側の排気通路１２にフロントＯ2センサ（メインＯ2センサ）２８が配置されている。フロントＯ2センサ２８は、空燃比に対してリニアな特性を示すセンサである。また、三元触媒８の下流側の排気通路１２にはリアＯ2センサ（サブＯ2センサ）２９が配置されている。リアＯ2センサ２９は、排気ガス中の酸素濃度に応じて起電力を発生するものであり、理論空燃比に相当する電圧（比較電圧）よりも出力が高いときはリッチと判定し、逆に比較電圧よりも出力が低いときはリーンと判定する。
【００４１】
そして、吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ２が配置されている。インジェクタ２には、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ３にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼・爆発によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。以上のエンジン１は運転状態はＥＣＵ２００によって制御される。
【００４２】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ２００は、図２に示すように、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及びバックアップＲＡＭ２０４などを備えている。
【００４３】
ＲＯＭ２０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ２０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００４４】
以上のＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及びバックアップＲＡＭ２０４は、バス２０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース２０５及び出力インターフェース２０６と接続されている。
【００４５】
入力インターフェース２０５には、水温センサ２１、ノックセンサ２２、エアフロメータ２３、吸気温センサ２４、クランクポジションセンサ２５、スロットル開度センサ２６、アクセルペダルの踏込み量に応じた検出信号（アクセルＯＮ／ＯＦＦの検出信号も含む）を出力するアクセル開度センサ２７、フロントＯ2センサ２８、及び、リアＯ2センサ２９などが接続されている。
【００４６】
出力インターフェース２０６には、インジェクタ２、点火プラグ３のイグナイタ４、及び、スロットルバルブ５のスロットルモータ６などが接続されている。
【００４７】
以上の点火プラグ３、イグナイタ４、エアフロメータ２３、クランクポジションセンサ２５、スロットル開度センサ２６、アクセル開度センサ２７、及び、ＥＣＵ２００などによって点火時期制御装置が実現されている。
【００４８】
そして、ＥＣＵ２００は、上記した各種センサの検出信号に基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。
【００４９】
例えば、エンジン１の排気通路１２（三元触媒８の上流側）に配置したフロントＯ2センサ２８の出力に基づいてメインの空燃比フィードバック制御を実行する。また、エンジン１の排気通路１２（三元触媒８の下流側）に配置したリアＯ2センサ２９の出力に基づいてサブの空燃比フィードバック制御を実行する。
【００５０】
メイン空燃比フィードバック制御では、三元触媒８に流入する排気ガスの空燃比が制御目標空燃比に一致するように、インジェクタ２から吸気通路１１に噴射する燃料噴射量を制御する。また、サブ空燃比フィードバック制御では、三元触媒８の下流に流出する排気ガスの空燃比が理論空燃比となるように、より具体的には、三元触媒８の下流側に配置されたリアＯ2センサ２９の出力がストイキとなるように、メイン空燃比フィードバック制御の内容を補正する。これらの空燃比フィードバック制御を実行することにより、三元触媒８の下流側における空燃比を理論空燃比の近傍値に精度よく維持することができ、優れたエミッション特性を実現することができる。
【００５１】
また、ＥＣＵ２００は、下記のＫＣＳ学習制御を含むエンジン１の点火時期制御及び電子スロットル故障時制御を実行する。
【００５２】
−ＫＣＳ学習制御−
ＫＣＳ学習制御は、エンジン１のノッキングの発生を抑制する制御であり、ノックセンサ２２の出力信号に基づいてノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいて点火時期をベース点火時期から遅角させるとともに、その点火時期の遅角量（ＫＣＳ学習値）を学習する。
【００５３】
具体的には、クランクポジションセンサ２５の出力信号から得られるエンジン回転数及びエアフロメータ２３の出力信号から得られる吸入空気量に基づいて、予め設定されたマップを参照してベース点火時期を算出するとともに、ノックセンサ２２からのノック信号のピーク値をノック判定レベルと比較してノック発生の有無を判定する。そして、ノック発生有りと判定したときには、点火時期をベース点火時期から遅角させることにより、混合気の燃焼速度を低下させて最高燃焼圧を低く抑えることで、ノッキングの発生を抑制する。さらに、点火時期の遅角量をＫＣＳ学習値として学習してＲＡＭ２０３やバックアップＲＡＭ２０４に記憶する。なお、このＫＣＳ学習制御において遅角量は、ノッキングが発生しているときには点火時期が遅角されるように学習され、また、ノッキングが生じていないときには点火時期が徐々に進角されるように学習される量である。
【００５４】
ここで、ベース点火時期は、エンジン回転数及び負荷などのエンジン１の運転状態に基づいて、標準的な環境条件下においてノックを生じさせない最も進角側の点火時期のことである。また、エンジン１の負荷は、アクセル開度やエアコン負荷、電気負荷等から求められる要求負荷（要求発生トルク）のことであり、例えば、エアフロメータ２３の出力信号から得られる吸入空気量に基づいてマップを参照して算出する。なお、エンジン１の負荷は、吸入空気量及びエンジン回転数に基づいて算出してもよい。
【００５５】
−電子スロットル故障時制御−
この例では、スロットル開度センサ２６、スロットルバルブ５、スロットルモータ６あるいは制御系などが故障（電子スロットル故障）したときに、車両前進（退避走行）及びエンジンストール防止などを保障するために、スロットル開度の制御を禁止し、スプリング等の機械的装置によって、スロットルバルブ５の開度をオープナ開度に固定する。
【００５６】
電子スロットル故障を検出する方法としては、例えば、電子スロットルが正常であるときには、アクセル開度から得られる非線形スロットル開度と実スロットル開度とは、一定の関係を持って動くという点を利用し、それら非線形スロットル開度と実スロットル開度との差が所定値よりも大きくなった場合、電子スロットルが故障していると判定するという方法を採用する。この電子スロットル故障判定に用いるアクセル開度はアクセル開度センサ２７の出力信号から算出し、実スロットル開度はスロットル開度センサ２６の出力信号から算出する。また、電子スロットル故障の判定方法として、スロットル開度センサ２６やスロットルモータ６の通電状態を監視しておき、それら機器の断線を検出したときに電子スロットル故障と判定するという方法などを採用してもよい。
【００５７】
−点火時期算出処理−
次に、ＥＣＵ２００が実行する点火時期算出処理について説明する。
【００５８】
まず、この例の点火時期算出処理に用いる点火時期算出マップを図４及び図５を参照して説明する。
【００５９】
図４に示す点火時期算出マップは、電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦのときに用いるマップであって、エンジン１の吸気管負圧を優先して点火時期を算出するマップである。具体的には、エンジン回転数及び負荷をパラメータとして、電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦのときに吸気管負圧が最大となる点火時期（図６参照）を予め実験・計算等によって求め、その結果をマップ化した３次元マップである。この図４の点火時期算出マップはＥＣＵ２００のＲＯＭ２０２内に記憶されている。
【００６０】
図４の点火時期算出マップにおいて、エンジン回転数が大きいほど、点火時期が進角側の値になるように設定されており、また、負荷が大きいほど、点火時期が遅角側の値になるように設定されている。なお、図４の点火時期算出マップの点火時期は、電子スロットル故障時の運転条件（エンジン回転数・負荷）が同じであれば、従来制御の点火時期よりも進角側の値となるように設定されている（図６参照）。
【００６１】
次に、電子スロットル故障時・アクセルＯＮのときに用いるマップについて説明する。まず、電子スロットル故障時・アクセルＯＮ（走行時）のときには、走行性能を確保するためにエンジントルクは大きくすることが望ましい。この点を考慮して、この例ではエンジントルクを優先して、スロットル開度がオープナ開度に固定されている状況で、最大のエンジントルクが得られるような点火時期（図７参照）を設定したマップ（図５）を用いている。
【００６２】
図５に示す点火時期算出マップは、エンジン回転数及び負荷をパラメータとして、電子スロットル故障時・アクセルＯＮのときにエンジントルクが最大となる点火時期（図７参照）を予め実験・計算等によって求め、その結果をマップ化した３次元マップである。この点火時期算出マップはＥＣＵ２００のＲＯＭ２０２内に記憶されている。
【００６３】
図５の点火時期算出マップにおいて、エンジン回転数が大きいほど、点火時期が進角側の値になるように設定されており、また、負荷が大きいほど、点火時期が遅角側の値になるように設定されている。なお、図５の点火時期算出マップの点火時期は、電子スロットル故障時の運転条件（エンジン回転数・負荷）が同じであれば、従来制御の点火時期よりも進角側の値となるように設定されている（図７参照）。
【００６４】
次に、この例の点火時期算出処理の具体的な例を図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。図３の制御ルーチンはＥＣＵ２００において所定時間毎に繰り返して実行される。
【００６５】
ステップＳＴ１において、電子スロットルが故障しているか否かを判定する。その判定結果が否定判定である場合（電子スロットルが正常である場合）は、ステップＳＴ５において、通常時の点火時期を算出した後に、このルーチンを一旦抜ける。ステップＳＴ１の判定結果が肯定判定である場合（電子スロットル故障時である場合）は、ステップＳＴ２に進み、アクセル開度センサ２７の出力信号に基づいてアクセルＯＦＦであるか否かを判定する。
【００６６】
ステップＳＴ２の判定結果が肯定判定である場合は、電子スロットル故障時の減速時であると判断してエンジン１の吸気管負圧を優先して点火時期を算出する。具体的には、ステップＳＴ３において、クランクポジションセンサ２５から得られるエンジン回転数、及び、エアフロメータ２３の出力信号から得られる吸入空気量に基づいて算出される負荷を用い、それらエンジン回転数及び負荷に基づいて、図４に示す点火時期算出マップを参照して、エンジン１の吸気管負圧が最大となるような点火時期（電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦ時の点火時期）を算出する。この後に、このルーチンを一旦抜ける。
【００６７】
一方、ステップＳＴ２の判定結果が否定判定である場合は、電子スロットル故障時の走行継続時であると判断してエンジントルクを優先して点火時期を算出する。具体的には、ステップＳＴ４において、クランクポジションセンサ２５から得られるエンジン回転数、及び、エアフロメータ２３の出力信号から得られる吸入空気量に基づいて算出される負荷を用い、それらエンジン回転数及び負荷に基づいて、図５に示す点火時期算出マップを参照して、エンジントルクが最大となるような点火時期（電子スロットル故障時・アクセルＯＮ時の点火時期）を算出する。この後に、このルーチンを一旦抜ける。
【００６８】
以上のように、この例の制御によれば、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦ（減速）であるときには、エンジン１の吸気管負圧が最大となるように点火時期を算出して設定するので、電子スロットル故障時にスロットル開度がオープナ開度に固定されても、アクセルＯＦＦ時のブレーキブースタ負圧を確保することが可能となり、電子スロットル故障時のブレーキ性能を確保することができる。
【００６９】
また、電子スロットル故障時でアクセルＯＮ（走行継続）であるときには、エンジントルクが最大となるように点火時期を算出して設定するので、電子スロットル故障時にスロットル開度がオープナ開度に固定された状況下で、エンジントルクを最大とすることができ、これによって電子スロットル故障時の走行性能を確保することが可能になる。
【００７０】
ここで、以上の例では、電子スロットル故障時でアクセルＯＮ（走行継続）であるときには、アクセル開度に関係なく、エンジントルクが最大となるように点火時期に設定しているが、これに限定されることなく、電子スロットル故障時のアクセル開度の大きさ（運転者のアクセルペダル踏込み量）に応じてエンジントルクの大きさを設定するようにしてもよい。
【００７１】
例えば、電子スロットル故障時のアクセルペダルの踏込み量を、踏込み量［大］、踏込み量［中］、踏込み量［小］の３段階に分け、その踏込み量［大］のときのエンジントルクが図８に示す［最大］、踏込み量［中］及び踏込み量［小］のときの各エンジントルクが、それぞれ、図８に示す［中］及び［小］となるように点火時期を設定するようにしてもよい。このような点火時期制御を行うと、運転者のアクセルペダル操作に応じてエンジントルクを段階的に設定することができるので、電子スロットル故障時のドライバビリティを向上させることができる。
【００７２】
−点火時期算出処理の他の例−
次に、点火時期算出処理の他の例について説明する。
【００７３】
（１）ＫＣＳ学習制御を実行している場合の点火時期算出処理の例について説明する。
【００７４】
まず、電子スロットル故障前にＫＣＳ学習値が遅角側になっている場合、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときに（図３のフローチャートのステップＳＴ１及びＳＴ２がともに肯定判定であるときに）、ＫＣＳ学習値を初期化（ＫＣＳ学習値＝０）し、その初期化した点火時期を電子スロットル故障時の点火時期とするという算出処理を挙げることができる。このようにしてＫＣＳ学習値を初期化して点火時期を算出することで、電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦ時に点火時期を進角側に設定することができ、エンジン１の吸気管負圧を大きくすることができる。これによって電子スロットル故障時にスロットル開度がオープナ開度に固定されても、アクセルＯＦＦ時のブレーキブースタ負圧を確保することが可能となり、電子スロットル故障時のブレーキ性能を確保することができる。
【００７５】
また、ＫＣＳ学習制御を実行している場合に、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦとなったときに、予め設定された故障時学習値（吸気管負圧を大きくする点火時期設定値）をＫＣＳ学習値とするという処理を行ってもよい。
【００７６】
（２）電子スロットル故障時の点火時期を、通常時の点火時期から遅角側にする故障時点火時期制御（上記した従来制御）が設定されている場合、電子スロットル故障時でアクセルＯＦＦであるときには（図３のフローチャートのステップＳＴ１及びＳＴ２がともに肯定判定であるときには）、予め設定した故障時進角量（固定値）を用いて、従来制御の点火時期（電子スロットル故障時のベース点火時期）を補正するという算出処理を挙げることができる。このような補正を行うと、図６に示すように、従来制御の点火時期に対して電子スロットル故障時の点火時期を進角側に設定することができるので、エンジン１の吸気管負圧を大きくすることが可能となる。これによって、電子スロットル故障時にスロットル開度がオープナ開度に固定されても、アクセルＯＦＦ時のブレーキブースタ負圧を確保することが可能となり、電子スロットル故障時のブレーキ性能を確保することができる。
【００７７】
−他の実施形態−
以上の例では、ポート噴射型ガソリンエンジンの点火時期制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、筒内直噴型ガソリンエンジンの点火時期制御にも適用可能である。また、直列多気筒ガソリンエンジンのほか、Ｖ型多気筒ガソリンエンジンの点火時期制御にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明を適用するエンジン（内燃機関）の一例を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】点火時期算出処理の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦのときに用いる点火時期算出マップを示す図である。
【図５】電子スロットル故障時・アクセルＯＮのときに用いる点火時期算出マップを示す図である。
【図６】電子スロットル故障時・アクセルＯＦＦ時の点火時期と吸気管負圧との関係を示すグラフである。
【図７】電子スロットル故障時・アクセルＯＮ時の点火時期とトルクとの関係を示すグラフである。
【図８】電子スロットル故障時・アクセルＯＮ時に設定するトルクの説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  エンジン
３  点火プラグ
４  イグナイタ
５  スロットルバルブ
６  スロットルモータ
１１  吸気通路
２２  ノックセンサ
２３  エアフロメータ
２５  クランクポジションセンサ
２６  スロットル開度センサ
２７  アクセル開度センサ
１０１  ブレーキブースタ
１０２  ブレーキペダル
１０３  負圧導入路
２００  ＥＣＵ
【図１】
2009036036.tif 000003
【図２】
2009036036.tif 000004
【図３】
2009036036.tif 000005
【図４】
2009036036.tif 000006
【図５】
2009036036.tif 000007
【図６】
2009036036.tif 000008
【図７】
2009036036.tif 000009
【図８】
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