JP2987660B2 - エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents

エンジンの点火時期制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルコールを含有する
燃料を使用するエンジンの点火時期を制御する装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、排気浄化のために、エンジンの排
気系に三元触媒等の排気浄化触媒を介設するものが知ら
れている。この触媒は或る程度昇温されないと活性化せ
ず、エンジンの冷間運転時に触媒の早期活性化のためエ
ンジンの点火時期を冷却水温に応じて遅らせて排気温度
を高めることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、メチルアル
コール等のアルコール含有燃料を使用する場合、アルコ
ールの燃焼温度はガソリンに比較すると約１００℃程低
いため燃料中のアルコール濃度が高くなる程エンジンの
排気温度が低くなり、その結果、触媒の昇温即ち活性化
が遅れて、排気エミッションが悪化するという不具合を
生ずる。本発明は、以上の点に鑑み、点火時期の制御に
よって触媒の昇温を早め、アルコール含有燃料を使用し
たときの排気エミッションの悪化を防止できるようにし
た装置を提供することをその目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、アルコールを含有する燃料を使用する、排気
系に排気浄化触媒を介設したエンジンの点火時期を制御
する装置において、エンジンの冷却水温を検出する手段
と、燃料中のアルコール濃度を検出する手段と、エンジ
ンの吸気温を検出する手段と、エンジンの冷間運転時
に、検出された冷却水温の低下とアルコール濃度の増加
とに応じて点火時期を遅らせる遅角手段と、検出された
吸気温が所定値以下のときに前記遅角手段による点火時
期のリタード量を減少補正する補正手段とを設けたこと
を特徴とする。
【０００５】
【作用】点火時期を遅らせることによって燃焼室内の燃
焼ガスが比較的高温のうちに排気弁が開かれるようにな
り、排気温度が上昇して触媒が早期に昇温される。本発
明では、冷却水温だけでなくアルコール濃度に応じても
点火時期を遅らせるため、アルコール濃度の高い燃料を
使用しても排気エミッションは悪化しない。また、着火
性が悪くなる低吸気温時は、点火時期のリタード量が減
少補正されるため、排気中の未燃成分量の増加による排
気エミッションの悪化が防止される。
【０００６】
【実施例】図１を参照して、１はエンジンを示し、該エ
ンジン１の吸気管２に、燃料タンク３から燃料管４を介
してメタノール等のアルコール含有燃料を供給される燃
料噴射ノズル５を設け、一方、エンジン１の排気管６に
排気浄化触媒７を設けた。燃料噴射ノズル５からの燃料
噴射量及び点火時期は、マイクロコンピュータから成る
コントローラ８によって制御されるように構成されてい
る。該コントローラ８には、エンジン１に設けた複数種
のセンサから成るエンジンセンサ９からエンジンの回転
数Ｎｅや冷却水温ＴＷやクランク角θｃｒの検出信号
と、スロットルセンサ１０からスロットル開度θｔｈの
検出信号と、吸気管２に設けた圧力センサ１１から吸気
管内圧ＰＢの検出信号と、排気管６に設けた酸素濃度セ
ンサ１２から排気中の酸素濃度ＶＯ2の検出信号と、燃
料管４に設けたアルコール濃度センサ１３から燃料中の
アルコール濃度ＶＡＬＣの検出信号と、吸気温センサ１
４から吸気温度ＴＡの検出信号と、車速センサ１５から
車速Ｖの検出信号とが入力されており、これら検出信号
に基いて燃料噴射量を算定すると共に点火時期ＩＧを算
定するようにした。
【０００７】点火時期ＩＧは、進角側をプラスとして次
式により算定される。 ＩＧ＝ＩＧｉ−ＩＧｒ＋Ａ ここで、ＩＧｉはＮｅ、ＰＢ、ＶＡＬＣをパラメータと
するマップから求められる基本点火時期であり、ＩＧｒ
は後記する如く算定されるリタード量であり、Ａは各種
補正項である。
【０００８】図２はリタード量ＩＧｒを算定するサブル
ーチンの判別処理手順を示しており、先ずＳ１乃至Ｓ４
のステップで運転状態が点火時期を遅らせるリタード処
理を行っても良い状態にあるか否かを判別する。即ち、
エンジン回転数Ｎｅが低いとリタード処理によってエン
ジン回転が不安定になるため、Ｓ１のステップでＮｅが
所定の設定値Ｎｅｓ以上であるか否かを判別し、Ｎｅ＜
ＮｅｓであればＳ５のステップに進んでリタード量ＩＧ
ｒの算定基準値となるＩＧｒｘを零とし、リタード処理
は行わない。尚、Ｎｅｓはヒステリシスが付いており、
例えば当初は１０００ｒｐｍに設定されていて、Ｎｅが
一旦この値以上になったときは、Ｎｅがこれより低い例
えば９５０ｒｐｍを下回るまでＮｅ≧Ｎｅｓと判断さ
れ、Ｓ２のステップに進む。Ｓ２のステップでは、高負
荷で燃料を増量するとき「１」となる高負荷増量フラグ
Ｆｗｏｔが零か否かを判別する。Ｆｗｏｔ＝１のときに
リタード処理を行うと加速性が悪くなるため、上記と同
様にＳ５のステップに進んでリタード処理を中止し、Ｆ
ｗｏｔ＝０のときにのみＳ３のステップに進む。Ｓ３の
ステップでは、アイドル回転数が一定になるようにフィ
ードバック制御を行うとき「１」となるアイドルフィー
ドバックフラグＦｆｂが零か否かを判別する。Ｆｆｂ＝
１のときにリタード処理を行うとフィードバック制御に
このリタード処理が外乱として作用してエンジン回転が
不安定になり易いため、上記と同様にＳ５のステップに
進んでリタード処理を中止し、Ｆｆｂ＝０のときにのみ
Ｓ４のステップに進む。Ｓ４のステップでは、車速Ｖが
極く低速の設定値Ｖｓ（例えば５Ｋｍ／ｈ）以上か否か
を判別する。Ｖ＜Ｖｓのときは車体の慣性力によるエン
ジン回転の安定化が得られず、このときにリタード処理
を行うとエンジン回転が不安定になるため、上記と同様
にＳ５のステップに進んでリタード処理を中止し、Ｖ≧
ＶｓのときにのみＳ６のステップに進む。
【０００９】Ｓ６以後はリタード処理を行うステップで
あり、先ずＳ６のステップにおいて、水温ＴＷとアルコ
ール濃度ＶＡＬＣとをパラメータとして設定される目標
リタード量ＩＧｒｎのマップから現時点のＴＷ、ＶＡＬ
Ｃに対応するＩＧｒｎを検索する。このマップは、ＶＡ
ＬＣの増加に伴う排気温度の低下を点火時期を遅らすこ
とにより補償して、排気浄化触媒７の昇温特性を向上さ
せるため、図３に示す如く、ＶＡＬＣの増加に伴ってＩ
Ｇｒｎが大きくなるように設定されている。また、エン
ジン冷間運転時の排気温度の低下を補償するため、ＴＷ
の低下に伴ってＩＧｒｎが大きくなるように設定されて
いる。ところで、吸気管内圧ＰＢが小さくなる（マイナ
ス側に増加する）低負荷時には燃料噴射量も減少して排
気温度が低下するため、これを補償することが望まれ、
そこでＳ７のステップにおいて、吸気管内圧ＰＢに応じ
たＩＧｒｎの補正を行う。この補正は、図４に示す補正
テーブルからＰＢに応じた補正値ＩＧｒｎｄを検索し、
これをＩＧｒｎに加算することで行う。この補正テーブ
ルは、ＰＢが所定の上限値ＰＢＨ（例えば−９９ｍｍＨ
ｇ）以上の高負荷時にはＩＧｒｎｄが零で、ＰＢが低下
するにつれてＩＧｒｎｄが大きくなり、ＰＢが所定の下
限値（例えば−４５０ｍｍＨｇ）以下の低負荷時にＩＧ
ｒｎｄが所定の一定値になるように設定されている。
【００１０】Ｓ８のステップでは、前回の算定基準値Ｉ
Ｇｒｘに所定の単位量ΔＩＧｒを加算して今回の算定基
準値ＩＧｒｘとする処理を行い、Ｓ９のステップにおい
て、このＩＧｒｘとＳ７のステップで補正された目標リ
タード量ＩＧｒｎとを比較する。ＩＧｒｘがＩＧｒｎを
上回るまでは各回毎に単位量ΔＩＧｒが加算され、ＩＧ
ｒｘがＩＧｒｎを上回ったときＳ１０のステップでＩＧ
ｒｘがＩＧｒｎに書き換えられる。即ち、目標リタード
量ＩＧｒｎになるまでＩＧｒｘが段階的に増加される。
次に、Ｓ１１のステップで吸気温ＴＡに応じた補正係数
ＫＴＡをテーブル検索し、Ｓ１２のステップでＩＧｒｘ
にＫＴＡを乗算してリタード量ＩＧｒを算定する。吸気
温ＴＡが低くなると着火性が悪くなり、点火時期を遅ら
せると排気中の未燃成分量が増加して排気エミッション
が悪化するため、ＫＴＡのテーブルは、図５に示す如
く、ＴＡが所定の下限値ＴＡＬ（例えば１０℃）以下の
ときＫＴＡが零、即ちＩＧｒが零になるように設定され
ている。尚、ＫＴＡは、ＴＡが上記下限値ＴＡＬと所定
の上限値ＴＡＨ（例えば２５℃）との間の範囲内のと
き、「０」から「１」の間でＴＡに応じて変化するよう
に設定されている。以上の如くして求められたＩＧｒに
基いて点火時期ＩＧを算定し、この点火時期で点火を行
うことにより排気温度の低下が防止され、排気浄化触媒
７での反応が促進される。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、アルコール含有燃料を用いても点火時期を遅
らせることで排気温度を高められ、排気浄化触媒の昇温
特性を向上させて、排気エミッションの悪化を防止で
き、而も、点火時期のリタード量を低吸気温時に減少補
正することにより、低吸気温時の排気エミッションの悪
化も防止できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置の一例のブロック図
【図２】 点火時期のリタード量を算定するサブルーチ
ンのフローチャート
【図３】 目標リタード量の設定マップを示す線図
【図４】 吸気負圧に応じたリタード量の補正テーブル
を示す線図
【図５】 吸気温に応じたリタード量の補正係数を示す
線図
【符号の説明】
１ エンジン ７ 排気浄化触媒 ８ コントローラ １３ アルコール濃度センサ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02P 5/15

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルコールを含有する燃料を使用する、
    排気系に排気浄化触媒を介設したエンジンの点火時期を
    制御する装置において、エンジンの冷却水温を検出する
    手段と、燃料中のアルコール濃度を検出する手段と、エ
    ンジンの吸気温を検出する手段と、エンジンの冷間運転
    時に、検出された冷却水温の低下とアルコール濃度の増
    加とに応じて点火時期を遅らせる遅角手段と、検出され
    た吸気温が所定値以下のときに前記遅角手段による点火
    時期のリタード量を減少補正する補正手段とを設けたこ
    とを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。
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