JP5126036B2 - 点火時期制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の点火時期を制御するための点火時期制御装置に関する。

燃費向上等を目的として、火花点火内燃機関（以下、単に内燃機関と表記する）に外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)装置を取り付けて、運転状態に応じてＥＧＲ率を変
更することが行われている。なお、外部ＥＧＲ装置とは、内燃機関の排気ガスの一部（以下、ＥＧＲガスと表記する）を吸気ポートに戻すためのＥＧＲ通路、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量（以下、ＥＧＲガス還流量と表記する）を調整するためのＥＧＲバルブ等からなる装置のことである。また、ＥＧＲ率とは、ＥＧＲガス還流量の吸入空気量（新気量＋ＥＧＲガス還流量）に対する割合（“ＥＧＲガス還流量／吸入空気量”）のことである。

そして、ＥＧＲ率に応じて点火時期も変更しないと燃焼異常（ノッキング、失火等）が生じてしまうので、外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関は、点火時期がＥＧＲ率に応じて制御されるもの（例えば、特許文献１参照）となっている。

なお、ＥＧＲ率の変更時における点火時期の変更方向は、通常、一方向であるが、ＥＧＲバルブの開／閉時に、点火時期を一旦進角／遅角させてから、目標点火時期まで遅角／進角させること（例えば、特許文献２参照。）も提案されている。

この他の関連技術（外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御に関する技術）としては、ノッキングが発生したときに、点火時期を遅角させることによりノッキングを抑制してから、ＥＧＲガス導入量を増加させると共に点火時期を戻す技術（例えば、特許文献３参照。）が知られている。

特開２００７−１６６０９号公報 特開２００１−２６３１１９号公報 特開２００６−２９１７９５号公報

上記した“ＥＧＲバルブを開ける／閉じるときに、点火時期を一旦進角／遅角させてから、目標点火時期まで遅角／進角させる”という技術は、外部ＥＧＲ装置の応答遅れに対処するために開発された技術である。ただし、この技術は、ＥＧＲバルブの開／閉時に、ＥＧＲ率が一時的に下がる／上がる内燃機関についてのみ有効な技術であると共に、内燃機関の運転状態（特に、内燃機関の温度）によっては、燃焼異常が発生し得るものとなっている。

そこで、本発明の課題は、外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関のＥＧＲ率の変更時に失火等が生ずることをより確実に防止できる点火時期制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の、外部ＥＧＲ装置を有する内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御装置は、前記外部ＥＧＲ装置に対する、前記内燃機関のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率まで上昇させるための制御処理の開始時に、前記内燃機関のＥ
ＧＲ率及び温度に基づき、前記内燃機関の状態が、失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しやすいノッキング対処要状態であるか否かを判定し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態でなかった場合には、前記内燃機関の点火時期を前記目標ＥＧＲ率に応じた点火時期である目標点火時期まで進角させる第１点火時期進角制御処理を実行し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であった場合には、前記第１点火時期進角制御処理よりも時間をかけて前記内燃機関の点火時期を前記目標点火時期まで進角させる第２点火時期進角制御処理を実行する構成を有する。

すなわち、内燃機関は、基本的には、ＥＧＲ率が高いほど、失火しやすく、内燃機関の温度（冷却水温度等）が高いほど、ノッキングが発生しやすいものとなっている。従って、内燃機関の状態を、ＥＧＲ率と温度との組み合わせによって、『失火しやすく、かつ、ノッキングが発生しやすい第１状態』、『失火しやすく、かつ、ノッキングが発生しにくい第２状態』、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しにくい第３状態』、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しやすいノッキング対処要状態』に分類できることになる。

そして、ＥＧＲ率を上昇させると、内燃機関の状態は、より失火しやすいものとなる。また、外部ＥＧＲ装置及び内燃機関内のガスの状況が安定していないと、その分、失火しやすいことにもなるので、第１、第２状態にある内燃機関のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合には、ＥＧＲ率の上昇による失火を防ぐために、点火時期を速やかに進角させるべきである。また、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しにくい第３状態』にある内燃機関のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合にも、ＥＧＲ率の変更により失火しやすくなる以上、失火を防ぐために、点火時期を速やかに進角させるべきである。

ただし、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しやすいノッキング対処要状態』にある内燃機関のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合に、点火時期を速やかに進角させると、ノッキングが頻発するおそれがある。そして、ノッキング対処要状態にある内燃機関のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合に、通常よりも点火時期がゆっくりと進角されるようにしておけば（“前記第１点火時期進角制御処理よりも時間をかけて前記内燃機関の点火時期を前記目標点火時期まで進角させる第２点火時期進角制御処理”が行われるようにしておけば）、ノッキングが頻発することを防止できるので、本発明の第１の態様の点火時期制御装置を、上記構成のものとしているのである。

本発明の第１の態様の点火時期制御装置が実行する第２点火時期進角制御処理は、その開始時から点火時期を進角させる処理（点火時期の変更速度を徐徐に上昇させていく処理等）であっても良いが、“点火時期を変更することなく所定時間の経過を待機する待機処理と、当該待機処理後に実行される前記第１点火時期進角制御処理とからなる処理”としておくことが望ましい。何故ならば、後者の第２点火時期進角制御処理の方が、ノッキングの発生をより確実に防止できる処理であるからである。

また、内燃機関の温度及びＥＧＲ率のみから、内燃機関の状態がノッキング対処要状態であるか否かを判定する場合、誤った判定結果が得られてしまう可能性がある。このため、本発明の点火時期制御装置は、“前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であるか否かを前記内燃機関の排気温に関する情報も考慮して判定する”装置として実現しておくことが好ましい。

なお、本発明の第１の態様の点火時期制御装置を、そのような装置として実現する場合、排気温に関する情報として、排気温（排気の温度）自体を使用することも、当然、可能である。ただし、排気温に関する情報として、排気温自体を使用するためには、排気温測定用の温度センサが必要となるので、そのような温度センサを不要とするために、点火時
期制御装置に、前記内燃機関の排気温に関する前記情報として使用される数値情報を記憶しておくための数値情報記憶手段と、前記内燃機関の状態が排気温が高温化する高排気温状態である場合には前記数値情報記憶手段上の数値情報の値を増加させ、前記内燃機関の状態が前記高排気温状態ではない場合には前記数値情報記憶手段上の数値情報の値を減少させる処理を周期的に行う数値情報更新手段とを付加しておいても良い。

また、本発明の第２の態様の点火時期制御装置は、前記外部ＥＧＲ装置に対する、前記内燃機関のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率まで減少させるための制御処理の開始時に、前記内燃機関のＥＧＲ率及び温度に基づき、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であるか否かを判定し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であった場合には、前記内燃機関の点火時期を前記目標ＥＧＲ率に応じた点火時期である目標点火時期まで遅角させる第１点火時期遅角制御処理を実行し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態ではなかった場合には、前記第１点火時期遅角制御処理よりも時間をかけて前記内燃機関の点火時期を前記目標点火時期まで遅角させる第２点火時期遅角制御処理を実行する構成を有する。

すなわち、既に説明したように、内燃機関の状態は、ＥＧＲ率と温度との組み合わせによって、『失火しやすく、かつ、ノッキングが発生しやすい第１状態』、『失火しやすく、かつ、ノッキングが発生しにくい第２状態』、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しにくい第３状態』、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しやすいノッキング対処要状態』に分類できる。

そして、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しやすいノッキング対処要状態』にある内燃機関のＥＧＲ率が減少方向に制御される場合には、ノッキングを発生させないために、点火時期を速やかに遅角させるべきである。

一方、失火しやすい第１、第２状態にある内燃機関のＥＧＲ率が減少方向に制御される場合には、点火時期を速やかに遅角させるべきではない。何故ならば、ＥＧＲ率の変更中は、外部ＥＧＲ装置及び内燃機関内の各部のガスの状況が不安定なものとなるため、失火しやすい第１、第２状態にある内燃機関のＥＧＲ率を減少方向に制御した場合、内燃機関の状態は、一時的に、より失火しやすい状態となるからである。

また、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しにくい第３状態』にある内燃機関のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合には、特に、失火やノッキングが発生しやすくなる訳ではないため、点火時期を速やかに遅角させることも考えられる。ただし、ＥＧＲ率の変更により、一時的に失火しやすくなる以上、この場合も、点火時期を速やかに遅角させるべきではない。

そして、第１〜第３状態にある内燃機関のＥＧＲ率が減少方向に制御される場合に、ノッキング対処要状態にある内燃機関のＥＧＲ率が減少方向に制御される場合よりも点火時期がゆっくりと（時間をかけて）遅角されるようにしておけば、上記のような制御が実現できることになる。このため、本発明の第２の態様の点火時期制御装置を、上記構成のものとしているのである。

なお、本発明の第１の態様の点火時期制御装置に、この第２の態様の点火時期制御装置の構成を付加しておけば、外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関を、ＥＧＲ率が上昇方向／減少方向のいずれの方向に制御される場合にも燃焼異常（特に失火）が生じない形で制御できる点火時期制御装置を実現できることになる。

本発明の点火時期制御装置を用いておけば、ＥＧＲ率の変更時における内燃機関の温度及びＥＧＲ率に基づき、失火等が発生しないように内燃機関の点火時期が制御されるので、内燃機関の温度を考慮せずに点火時期を制御する装置よりも、外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関のＥＧＲ率の変更時に失火等が生ずることを確実に防止できることになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る点火時期制御装置３０により制御される内燃機関１の構成を説明する。

本実施形態に係る点火時期制御装置３０が制御する内燃機関１は、自動車に搭載されているものである。内燃機関１は、図示してあるように、ピストン２、コンロッド３、吸気ポート４、排気ポート５、吸気バルブ６、排気バルブ７等からなる内燃機関本体、吸気ポート４に接続された吸気通路１０、及び、排気ポート５に接続された排気通路１５を備えている。さらに、内燃機関１は、排気通路１５と吸気通路１０とを連通するＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)通路２０、ＥＧＲ通路２０内を流れるＥＧＲガスを冷却するため
のＥＧＲクーラ２１、及び、ＥＧＲ通路２０内を流れるＥＧＲガスの量を制御（調整）するためのＥＧＲバルブ２２を主要構成要素とした外部ＥＧＲ装置を備えている。

内燃機関１の内燃機関本体（吸気ポート４）には、高圧ポンプ（図示略）等によって加圧された燃料を吸気ポート４内に噴射供給するための燃料噴射装置８が設けられている。また、内燃機関本体には、気筒内の混合気に点火するための点火プラグ９も設けられている。

内燃機関１の吸気通路１０には、吸気量を制御するためのスロットルバルブ１２、吸気量を検出するためのエアフローメータ１１、吸気の脈動を除去するためのサージタンク１３が設けられている。

内燃機関１の排気通路１５には、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ１６や、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＰＭ（Particulate Matter；微粒子）等を浄化するための排気浄化装置１７が、設けられている。

また、内燃機関１は、機関回転数を検出するためのクランクポジションセンサ２５、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込みの程度を示す情報）を検出するためのアクセルポジションセンサ２６、内燃機関１内を循環する冷却水の温度を検出するための水温センサ２７も備えている。

次に、本実施形態に係る点火時期制御装置３０の構成及び機能を説明する。

点火時期制御装置３０は、内燃機関１の各種センサの出力（アクセル開度、機関回転数等）に基づき、内燃機関１の各部（燃料噴射装置８、ＥＧＲバルブ２２、点火プラグ９等）を統合的に制御する装置（いわゆるエンジン制御ユニット）である。点火時期制御装置３０は、一般的なエンジン制御ユニットと同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成された装置となっている。

点火時期制御装置３０が行う大部分の制御は、既存のエンジン制御ユニットと同じものである。ただし、点火時期制御装置３０は、周期的にＥＧＲガス温指標値更新処理（詳細は後述）を行うように構成（プログラミング）された装置となっている。さらに、点火時
期制御装置３０は、内燃機関１のＥＧＲ率の変更時に。図２に示した手順の点火時期調整処理を行うようにも構成されている。

すなわち、点火時期制御装置３０は、内燃機関１のＥＧＲ率を或るＥＧＲ率（以下、目標ＥＧＲ率と表記する）に変更するとき（ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に変更するための処理を開始するとき）に、この点火時期調整処理（図２）を開始する。そして、点火時期調整処理を開始した点火時期制御装置３０は、まず、ＥＧＲ率の変更方向が上昇方向、減少方向のいずれであるかを判断する（ステップＳ１００）。

ＥＧＲ率の変更方向が上昇方向であった場合（ステップＳ１００；上昇）、点火時期制御装置３０は、現ＥＧＲ率が失火懸念量を超えているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ここで、失火懸念量とは、内燃機関１が失火しやすい状態（点火時期の進角補正がないと失火の虞がある状態）となるＥＧＲ率範囲の下限値として予め設定されている値のことである。また、現ＥＧＲ率とは、この点火時期調整処理開始時点におけるＥＧＲ率（上昇／減少方向に制御される前のＥＧＲ率）のことである。

現ＥＧＲ率が失火懸念量を超えていた場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、点火時期制御装置３０は、目標ＥＧＲ率に基づき、その目標ＥＧＲ率での運転に適した点火時期である目標点火時期を算出する処理（ステップＳ１０３）を行う。そして、点火時期制御装置３０は、内燃機関１の点火時期を、算出した目標点火時期まで所定速度で進角させる第１点火時期進角制御処理（ステップＳ１０４）を行ってから、点火時期調整処理（図２の処理）を終了する。

一方、現ＥＧＲ率が失火懸念量以下であった場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）、点火時期制御装置３０は、“冷却水温度＞既定温度”（図では、水温＞既定温度）、“ＥＧＲガス温指標値＞既定値”（図では、指標値＞既定値）の少なくとも一方が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

このステップＳ１０２にて、冷却水温度（水温センサ２７によって検出される温度）と比較される既定温度は、内燃機関１がノッキングが発生しやすい状態となる冷却水温度範囲の下限値として予め設定されている値（温度）である。

ＥＧＲガス温指標値は、ＥＧＲガス温の推定値として点火時期制御装置３０が管理している値である。点火時期制御装置３０が周期的に実行する上記したＥＧＲガス温指標値更新処理は、このＥＧＲガス温指標値の値を、内燃機関１の運転状態に応じて変更する処理となっている。

具体的には、点火時期制御装置３０のＲＯＭには、内燃機関１の運転状態が排気が高温化する高排気温領域に属するか否かを、内燃機関１の機関回転数及び負荷から判定するための、図３に示したような内容のマップが記憶されている。そして、ＥＧＲガス温指標値更新処理は、このマップを利用して内燃機関１の運転状態が高排気温領域に属するか否かを判定し、運転状態が高排気温領域に属する場合には、ＥＧＲガス温指標値に所定値を加算し、運転状態が高排気温領域に属しない場合には、ＥＧＲガス温指標値から所定値を減算する処理となっている。なお、ＥＧＲガス温指標値更新処理は、図４に模式的に示してあるように、運転状態が高排気温領域に属していても、ＥＧＲガス温指標値が既に上限値となっている場合には、ＥＧＲガス温指標値に所定値を加算せず、運転状態が高排気温領域に属していなくても、ＥＧＲガス温指標値が既に下限値となっている場合には、ＥＧＲガス温指標値から所定値を減算しない処理ともなっている。

このような形で更新されるＥＧＲガス温指標値と、ステップＳ１０２（図２）にて比較
されている既定値は、内燃機関１がノッキングが発生しやすい状態となるＥＧＲガス温指標値範囲の下限値として予め設定されている値である。

点火時期制御装置３０は、“冷却水温度＞既定温度”、“ＥＧＲガス温指標値＞既定値”のいずれもが成立していなかった場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）には、既に説明したステップＳ１０３及びＳ１０４の処理を行ってから、この点火時期調整処理を終了する。

また、点火時期制御装置３０は、“冷却水温度＞既定温度”、“ＥＧＲガス温指標値＞既定値”の少なくとも一方が成立していた場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）には、ステップＳ１０５にて、目標ＥＧＲ率に応じた目標点火時期を算出する処理と、待機時間を算出する処理とを行う。そして、点火時期制御装置３０は、算出した待機時間の経過を待機する処理と当該処理後に実行される第１点火時期進角制御処理とからなる第２点火時期進角制御処理（ステップＳ１０６）を行ってから、点火時期調整処理を終了する。なお、待機時間の経過後に点火時期の進角制御を開始させている理由、待機時間を算出させている（待機時間を固定値としていない）理由については後ほど説明するが、ステップＳ１０５及び後述するステップＳ１１３で行われる待機時間の算出処理は、ＥＧＲガス還流量が少ないほど、長い待機時間を算出する処理（本実施形態では、機関回転数等から、マップを参照して待機時間を算出する処理）となっている。

点火時期制御装置３０は、ＥＧＲ率の変更方向が減少方向である場合（ステップＳ１００；減少）には、現ＥＧＲ率が失火懸念量を超えているか否かを判断する（ステップＳ１１１）。

現ＥＧＲ率が失火懸念量以下であった場合（ステップＳ１１１；ＮＯ）、点火時期制御装置３０は、“冷却水温度＞既定温度”（図では、水温＞既定温度）が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。

点火時期制御装置３０は、“冷却水温度＞既定温度”が成立していた場合（ステップＳ１１２；ＹＥＳ）には、目標ＥＧＲ率に応じた点火時期を算出する処理（ステップＳ１１５）と、内燃機関１の点火時期を、算出した目標点火時期まで所定速度で遅角させる第１点火時期遅角制御処理（ステップＳ１１６）とを行う。そして、点火時期制御装置３０は、第１点火時期遅角制御処理の完了時に、この点火時期調整処理を終了する。

一方、現ＥＧＲ率が失火懸念量を超えていた場合（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、点火時期制御装置３０は、目標点火時期及び待機時間を算出する処理（ステップＳ１１３）を行う。そして、点火時期制御装置３０は、算出した待機時間の経過を待機する処理と当該処理後に実行される第１点火時期遅角制御処理とからなる第２点火時期遅角制御処理（ステップＳ１１４）を行ってから、点火時期調整処理を終了する。

また、点火時期制御装置３０は、現ＥＧＲ率が失火懸念量以下である（ステップＳ１１１；ＮＯ）が、“冷却水温度＞既定温度”が成立していなかった場合（ステップＳ１１２；ＮＯ）にも、ステップＳ１１３、Ｓ１１４の処理を行ってから、点火時期調整処理を終了する。

以下、図５及び図６を用いて、点火時期制御装置３０に、上記のような内容の点火時期調整処理及びＥＧＲガス温指標値更新処理を行わせている理由を説明する。

内燃機関１のような内燃機関（外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関）は、基本的には、ＥＧＲ率が高いほど、失火しやすく、内燃機関の温度（冷却水温度等）が高いほど、ノッキングしやすいものとなっている。従って、内燃機関１の各時点における状態を、その時点
におけるＥＧＲ率と温度とによって、図５に示したような第１〜第４状態に分類できる。

そして、ＥＧＲ率を上昇させると、内燃機関１の状態は、より失火しやすいものとなる。また、ＥＧＲ率の変更中は、内燃機関１（外部ＥＧＲ装置及び内燃機関本体）内のガスの状況が不安定なものとなるので、その分、失火しやすくなることにもなる。

従って、元々、失火しやすい第１、第２状態にある内燃機関１のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）には、失火（及び失火によるエンジンストール）を防ぐために、点火時期を速やかに進角させるべきである。また、『失火しにくく、かつ、ノッキングしにくい第３状態』にある内燃機関１のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合（ステップＳ１０１；ＮＯ、ステップＳ１０２；ＮＯ）も、ＥＧＲ率の変更により失火が発生しやすくなる以上、失火を防ぐために、点火時期を速やかに進角させるべきである。

一方、『失火しにくく、かつ、ノッキングしやすい第４状態』にある内燃機関１のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合（ステップＳ１０１；ＮＯ、ステップＳ１０２；ＹＥＳ）に、点火時期を速やかに進角させると、ノッキングが頻発するおそれがある。そして、第４状態にある内燃機関１のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合に、通常よりも点火時期がゆっくりと進角されるようにしておけば、ノッキングが頻発することを防止できる。このため、点火時期調整処理を、第４状態にある内燃機関１のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）には、図５に模式的に示したような内容の第２点火時期進角制御処理を行う処理としてあるのである。

また、ＥＧＲガス還流量が多いほど、ＥＧＲ率の変更時における内燃機関１内のガスの状況がより短時間で安定する傾向がある。そして、点火時期の進角（遅角）を過度に遅らせると、効率的に機能していない時間がその分延びることになるため、点火時期調整処理を、第２点火時期進角／遅角制御処理のパラメータである待機時間を、運転状況から算出する処理としてあるのである。

また、排気が高温となる状態で運転していると（高回転高負荷運転を続けていると）、ＥＧＲ通路２０内のＥＧＲガスの温度は、１００℃以上になる。また、ＥＧＲガスが高温となった後、運転条件が変化しても、ＥＧＲ通路２０内のＥＧＲガス温度は急には下がらない。このため、高回転高負荷運転の直後にＥＧＲバルブ２２が開けられると、ノッキングが頻発する虞がある。そして、ＥＧＲガスが高温となっている場合は、通常、“冷却水温度＞既定温度”が成立するが、運転内容（履歴）によっては、“冷却水温度＞既定温度”が成立しないことも考えられる。

このため、そのような場合にもノッキングの発生を防止できるようにするために、ステップＳ１０２の判断時に、ＥＧＲガス温も考慮される（ＥＧＲガス温指標値＞既定値が成立するか否かも判断される）ようにしてあるのである。ただし、ＥＧＲガス温度が高温であるにも拘わらず、“冷却水温度＞既定温度”が成立しないことは滅多にないことであるため、コストパフォーマンスの観点から、ＥＧＲガス温測定用のセンサは設けたくない。このため、ＥＧＲガス温相当の値（ＥＧＲガス温指標値）をソフトウェア的に求めるようにしてあるのである。

また、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しやすいノッキング対処要状態』にある内燃機関１のＥＧＲ率が減少方向に制御される場合（ステップＳ１１１；ＮＯ、ステップＳ１１２；ＹＥＳ）には、ノッキングを発生させないために、点火時期を速やかに遅角させるべきである。

ただし、失火しやすい第１、第２状態にある内燃機関１のＥＧＲ率が減少方向に制御される場合（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）には、点火時期を速やかに遅角させるべきではない。何故ならば、ＥＧＲ率の変更中は、外部ＥＧＲ装置及び内燃機関１内の各部のガスの状況が不安定なものとなるため、失火しやすい第１、第２状態にある内燃機関１のＥＧＲ率を減少方向に制御した場合、内燃機関１の状態は、一時的に、より失火しやすい状態となるからである。

また、『失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しにくい第３状態』にある内燃機関１のＥＧＲ率が上昇方向に制御される場合（ステップＳ１１１；ＹＥＳ、ステップＳ１１２；ＮＯ）には、特に、失火やノッキングが発生しやすくなる訳ではないため、点火時期を速やかに遅角させることも考えられる。ただし、ＥＧＲ率の変更により、一時的に失火しやすくなる以上、この場合も、点火時期を速やかに遅角させるべきではない。

このため、点火時期調整処理を、第４状態にある内燃機関１のＥＧＲ率が減少方向に制御される場合には、第１点火時期進角制御処理を行い、第１〜第３状態にある内燃機関１のＥＧＲ率が減少方向に制御される場合には、第２点火時期進角制御処理を行う処理としてあるのである。

以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る点火時期制御装置３０は、ＥＧＲ率の変更時における内燃機関１の温度及びＥＧＲ率に基づき、失火等が発生しないように内燃機関１の点火時期を制御するものとなっている。そして、失火等の発生しやすさは、内燃機関１の温度やＥＧＲ率によって大きく変わるのであるから、点火時期制御装置３０を用いておけば、内燃機関１の温度及びＥＧＲ率に基づき点火時期を制御しない装置よりも、外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関１のＥＧＲ率の変更時に失火等が生ずることを確実に防止できることになる。

《変形形態》
上記した点火時期制御装置３０は、各種の変形を行うことが出来る。例えば、点火時期制御装置３０を、図７に示したような内容のマップに基づき、内燃機関１の状態が、第４状態であるか否かを判断する装置に変形することが出来る。また、点火時期制御装置３０を、第２点火時期進角／遅角制御処理として、処理開始時から点火時期を一定速度で変更するが、第１点火時期進角／遅角制御処理よりも点火時期の変更速度が遅い処理や、徐々に点火時期の変更速度を上昇させていく処理を実行する装置に変形することも出来る。

本発明の一実施形態に係る点火時期制御装置が制御する内燃機関の構成、及び、当該内燃機関の点火時期制御装置との接続関係を示す図である。 実施形態に係る点火時期制御装置が、ＥＧＲ率の変更時に実行する点火時期調整処理の流れ図である。 実施形態に係る点火時期制御装置のＲＯＭに記憶されている、ＥＧＲガス温指標値更新処理時に参照されるマップの説明図である。 実施形態に係る点火時期制御装置が周期的に実行するＥＧＲガス温指標値更新処理の内容を説明するための図である。 実施形態に係る点火時期制御装置が実行する点火時期調整処理の内容／意味を説明するための図である。 点火時期調整処理時に実行される第１、第２点火時期進角制御処理による制御内容の説明図である。 内燃機関の状態判定のために使用可能なマップの説明図である。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・ピストン
３・・・コンロッド
４・・・吸気ポート
５・・・排気ポート
６・・・吸気バルブ
７・・・排気バルブ
８・・・燃料噴射装置
９・・・点火プラグ
１０・・・吸気通路
１１・・・エアフローメータ
１２・・・スロットルバルブ
１３・・・サージタンク
１５・・・排気通路
１６・・・空燃比センサ
１７・・・排気浄化装置
２０・・・ＥＧＲ通路
２１・・・ＥＧＲクーラ
２２・・・ＥＧＲバルブ
２５・・・クランクポジションセンサ
２６・・・アクセルポジションセンサ
２７・・・水温センサ
３０・・・点火時期制御装置

Claims (6)

1. 外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の点火時期を制御するための点火時期制御装置であって、
   前記外部ＥＧＲ装置に対する、前記内燃機関のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率まで上昇させるための制御処理の開始時に、前記内燃機関のＥＧＲ率及び温度に基づき、前記内燃機関の状態が、失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しやすいノッキング対処要状態であるか否かを判定し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態でなかった場合には、前記内燃機関の点火時期を前記目標ＥＧＲ率に応じた点火時期である目標点火時期まで進角させる第１点火時期進角制御処理を実行し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であった場合には、前記第１点火時期進角制御処理よりも時間をかけて前記内燃機関の点火時期を前記目標点火時期まで進角させる第２点火時期進角制御処理を実行する
   ことを特徴とする点火時期制御装置。
2. 前記第２点火時期進角制御処理が、
   点火時期を変更することなく既定時間の経過を待機する待機処理と、当該待機処理後に実行される前記第１点火時期進角制御処理とからなる処理である
   ことを特徴とする請求項１記載の点火時期制御装置。
3. 前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であるか否かを前記内燃機関の排気温に関する情報も考慮して判定する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の点火時期制御装置。
4. 前記内燃機関の排気温に関する前記情報として使用される数値情報を記憶しておくための数値情報記憶手段と、
   前記内燃機関の状態が排気温が高温化する高排気温状態である場合には前記数値情報記憶手段上の数値情報の値を増加させ、前記内燃機関の状態が前記高排気温状態ではない場合には前記数値情報記憶手段上の数値情報の値を減少させる処理を周期的に行う数値情報更新手段と
   をさらに備える
   ことを特徴とする請求項３記載の点火時期制御装置。
5. 前記外部ＥＧＲ装置に対する、前記内燃機関のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率まで低下させるための制御処理の開始時に、前記内燃機関のＥＧＲ率及び温度に基づき、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であるか否かを判定し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であった場合には、前記内燃機関の点火時期を前記目標ＥＧＲ率に応じた点火時期である目標点火時期まで遅角させる第１点火時期遅角制御処理を実行し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態ではなかった場合には、前記第１点火時期遅角制御処理よりも時間をかけて前記内燃機関の点火時期を前記目標点火時期まで遅角させる第２点火時期遅角制御処理を実行する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の点火時期制御装置。
6. 外部ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の点火時期を制御するための点火時期制御装置であって、
   前記外部ＥＧＲ装置に対する、前記内燃機関のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率まで低下させるための制御処理の開始時に、前記内燃機関のＥＧＲ率及び温度に基づき、前記内燃機関の状態が、失火しにくく、かつ、ノッキングが発生しやすいノッキング対処要状態であるか否かを判定し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状態であった場合には、前記内燃機関の点火時期を前記目標ＥＧＲ率に応じた点火時期である目標点火時期まで遅角させる第１点火時期遅角制御処理を実行し、前記内燃機関の状態が前記ノッキング対処要状
   態ではなかった場合には、前記第１点火時期遅角制御処理よりも時間をかけて前記内燃機関の点火時期を前記目標点火時期まで遅角させる第２点火時期遅角制御処理を実行する
   ことを特徴とする点火時期制御装置。

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