内燃機関の点火時期制御装置
【課題】排気還流率の大小にかかわらず、点火時期を、出力トルクの低下、ノッキングの発生、失火の発生等を安定して抑制し得る時期に決定すること。
【解決手段】燃焼室内に吸入される新気の量をＭａとし、外部及び内部還流機構により燃焼室内に還流される排ガスの量をそれぞれＭｅｇｒｅ，Ｍｅｇｒｉとすると、排気還流率Ｒｅｇｒは、（Ｍｅｇｒｅ＋Ｍｅｇｒｉ）／（Ｍａ＋Ｍｅｇｒｅ＋Ｍｅｇｒｉ）と定義される。内燃機関の運転状態に基づいてＲｅｇｒ＝０の場合において適合された基本点火時期が決定される。Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が「下に凸」となるようにＩＧａｄが決定される。最終的な点火時期が、基本点火時期を進角量ＩＧａｄだけ進角した時期に決定される。排気還流率Ｒｅｇｒが特に大きい運転領域での進角量の不足と排気還流率Ｒｅｇｒが特に小さい運転領域での進角量の過剰とを同時に解消できる。
【解決手段】燃焼室内に吸入される新気の量をＭａとし、外部及び内部還流機構により燃焼室内に還流される排ガスの量をそれぞれＭｅｇｒｅ，Ｍｅｇｒｉとすると、排気還流率Ｒｅｇｒは、（Ｍｅｇｒｅ＋Ｍｅｇｒｉ）／（Ｍａ＋Ｍｅｇｒｅ＋Ｍｅｇｒｉ）と定義される。内燃機関の運転状態に基づいてＲｅｇｒ＝０の場合において適合された基本点火時期が決定される。Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が「下に凸」となるようにＩＧａｄが決定される。最終的な点火時期が、基本点火時期を進角量ＩＧａｄだけ進角した時期に決定される。排気還流率Ｒｅｇｒが特に大きい運転領域での進角量の不足と排気還流率Ｒｅｇｒが特に小さい運転領域での進角量の過剰とを同時に解消できる。
【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する。以下、内燃機関を「機関」と称呼することもある。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃焼室から排出された排ガスを吸気側（従って、燃焼室内）に還流させる排気還流機構を備えた内燃機関が広く知られている。排気還流機構としては、例えば、吸気通路と排気通路とを連通する排気還流通路に介装された排気還流弁の開度を制御して排気還流通路を介して排気通路から吸気通路へと還流される排ガスの量を制御する外部還流機構と、吸気弁及び排気弁が共に開状態に維持される期間（オーバーラップ期間）の長さを制御して燃焼室を介して排気通路から吸気通路へと還流される排ガスの量を制御する内部還流機構と、が知られている。排気還流機構により排ガスを燃焼室内に還流させることで、燃焼温度の低下により窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を抑制し、並びに、所謂ポンピングロスの低減等により燃費を向上させることができる。
【０００３】
排ガスを燃焼室内に還流させる場合、燃焼温度の低下等により、燃焼室内での燃料の燃焼速度（燃焼伝搬）が小さくなり、且つ、点火プラグの点火から燃料の着火までの時間（着火遅れ時間）が長くなる。この結果、燃焼に起因する燃焼室圧力のピークに対応する時期が遅れて出力トルクが低下する、或いは、失火が発生する等の問題が生じ得る。これらの問題に対処するため、点火時期（燃焼室内の混合気に点火指示する時期）を進角させることが考えられる。加えて、燃焼温度の低下により、点火時期を進角させてもノッキングが発生し難い。以上のことから、排ガスを燃焼室内に還流させる場合、点火時期を進角させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００７−１６６０９号公報
【発明の開示】
【０００４】
ところで、排ガスを燃焼室内に還流させる場合において点火時期を進角させる場合、進角量をどのように決定するかが重要である。以下、燃焼室内に（１吸気行程あたりに）充填されるガスの全量を「全ガス量」と称呼し、排気還流機構により燃焼室内に（１吸気行程あたりに）還流される排ガスの全量を「全排ガス還流量」と称呼し、「全ガス量」に対する「全排ガス還流量」の割合を「排気還流率」と称呼する。
【０００５】
一般には、排気還流率と進角量とが比例するように進角量を決定することが考えられる。この場合、排気還流率の増加に対する進角量の増加勾配が排気還流率にかかわらず一定となるように進角量が決定される。この場合、進角量の増加勾配（一定）が小さいと、排気還流率が特に大きい運転領域において進角量が不足し、この結果、失火の発生等の問題が発生し得ることが判明した。これは、排気還流率が特に大きい運転領域では、燃料の燃焼速度が急激に小さくなり、且つ、着火遅れ時間が急激に長くなること等に起因するものと考えられる。
【０００６】
一方、これに対処するため、進角量の増加勾配（一定）を大きくすると、排気還流率が特に小さい運転領域において進角量が過剰となり、この結果、出力トルクの低下、ノッキングの発生等の問題が発生し得ることも判明した。換言すれば、排気還流率の増加に対する進角量の増加勾配が排気還流率にかかわらず一定の場合、進角量の増加勾配（一定）をどのように設定しても、排気還流率が特に大きい運転領域での進角量の不足と排気還流率が特に小さい運転領域での進角量の過剰とを同時に解消することはできない。
【０００７】
以上より、本発明の目的は、排ガスを燃焼室内に還流させる場合において、点火時期を、出力トルクの低下、ノッキングの発生、失火の発生等を排気還流率の大小にかかわらず安定して抑制し得る時期に決定できる内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置では、前記排気還流機構と、前記内燃機関の運転状態に基づいて点火時期を決定する点火時期決定手段とが備えられる。ここにおいて、前記排気還流機構は、外部還流機構及び内部還流機構の何れか一方のみを備えていても、両方を備えていてもよい。
【０００９】
この点火時期制御装置の特徴は、前記点火時期決定手段により、排気還流率の増加に対する点火時期の進角側への移動量の増加勾配が排気還流率の増加に伴って増大するように点火時期が決定されることにある。
【００１０】
より具体的には、前記点火時期決定手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて（排気還流率がゼロの場合に対応する）点火時期である基本点火時期を決定する基本点火時期決定手段と、前記排気還流率の増加に対する前記点火時期の進角量の増加勾配が前記排気還流率の増加に伴って増大するように前記進角量を決定する進角量決定手段と、を備え、前記点火時期を、前記基本点火時期から前記進角量だけ進角した時期に決定するように構成され得る。
【００１１】
これによれば、排気還流率の増加に対する進角量の増大特性が、所謂「下に凸」の特性となる。従って、上述のように排気還流率の増加に対する進角量の増加勾配が一定の場合と異なり、排気還流率の増加に対する進角量の増大特性を、排気還流率が特に大きい運転領域での進角量の不足と排気還流率が特に小さい運転領域での進角量の過剰とを同時に解消できるように設定することが可能となる。この結果、排気還流率の大小にかかわらず、点火時期を、出力トルクの低下、ノッキングの発生、失火の発生等を安定して抑制し得る時期に決定することができる。
【００１２】
上記点火時期制御装置において、前記排気還流機構として前記外部還流機構と前記内部還流機構とを共に備えている場合を考える。前記外部還流機構により前記燃焼室内に（１吸気行程あたりに）還流される排ガスの量を「外部排ガス還流量」と称呼し、前記内部還流機構により前記燃焼室内に（１吸気行程あたりに）還流される排ガスの量を「内部排ガス還流量」と称呼し、「外部排ガス還流量」と「内部排ガス還流量」との和（前記全排ガス還流量）に対する「外部排ガス還流量」の割合を「外部排気還流率」と称呼するものとする。また、外部還流機構により燃焼室内に還流される排ガスを「外部還流ガス」と称呼し、内部還流機構により燃焼室内に還流される排ガスを「内部還流ガス」と称呼するものとする。
【００１３】
この場合、前記外部排気還流率が大きいほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、前記外部排気還流率が大きいほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００１４】
外部還流ガスは、比較的温度が低い排気還流通路（クーラー等が介装されている場合もある）を介して排気通路から吸気通路（従って、燃焼室）へと還流されるガスであり、内部還流ガスは、高温の燃焼室を介して排気通路から吸気通路（従って、燃焼室）へと還流されるガスである。従って、一般に、外部還流ガスの温度は内部還流ガスの温度よりも低い。よって、（排気還流率が一定の場合において）外部排気還流率が大きいほど、圧縮上死点での未燃状態での燃焼室内のガス温度（以下、「圧縮端温度」と称呼する。）が低くなる。この結果、燃焼温度が低くなるから、上述のように、燃焼速度が小さくなり、且つ着火遅れ時間が長くなる。
【００１５】
以上のことから、（排気還流率が一定の場合において）外部排気還流率が大きいほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、外部排気還流率が特に大きい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００１６】
また、上記点火時期制御装置において、前記全ガス量が小さいほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、前記全ガス量が小さいほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００１７】
一般に、（排気還流率が一定の場合において）全ガス量が小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）全ガス量が小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、全ガス量が特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００１８】
また、上記点火時期制御装置において、機関の運転速度が小さいほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、運転速度が小さいほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００１９】
運転速度が小さいほど、圧縮行程に要する時間が長くなり、圧縮された燃焼室内のガスが有する熱の燃焼室壁を介する外部へ損失が大きくなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）運転速度が小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）運転速度が小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、運転速度が特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００２０】
また、上記点火時期制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて吸気弁の閉弁時期を変更する吸気弁閉弁時期制御機構を備えている場合を考える。この場合、吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００２１】
吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど、圧縮行程において燃焼室内のガスの圧縮が開始される時期（クランク角度）が遅くなり、実質的な圧縮比が小さくなる。この結果、（排気還流率が一定の場合において）吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、吸気弁の閉弁時期が特に遅角側である場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００２２】
また、上記点火時期制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて機械圧縮比（圧縮下死点での燃焼室の容積を圧縮上死点での燃焼室の容積で除した値）を変更する機械圧縮比制御機構を備えている場合を考える。この場合、機械圧縮比が小さいほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、機械圧縮比が小さいほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００２３】
機械圧縮比が小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）機械圧縮比が小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、機械圧縮比が特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００２４】
また、上記点火時期制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて吸気通路から前記燃焼室に流入するガスの流速（或いは、吸気通路の最少開口面積）を変更する流速制御機構を備えている場合を考える。この場合、ガス流速が小さい（吸気通路の最小開口面積が大きい）ほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、ガス流速が小さい（吸気通路の最小開口面積が大きい）ほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００２５】
ガス流速が小さいほど、燃焼室内に充填されたガスの乱れが小さい。ガスの乱れが小さいほど、ガス内の酸素と燃料とが出会う機会が少なくなって燃焼速度が小さくなり、且つ、着火遅れ時間が長くなる。以上のことから、（排気還流率が一定の場合において）ガス流速が小さい（吸気通路の最小開口面積が大きい）ほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、ガス流速が小さい（吸気通路の最小開口面積が大きい）場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明による内燃機関の点火時期制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る点火時期制御装置（以下、「本装置」とも称呼する。）を火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関１０は、シリンダブロック、及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排気ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。
【００２８】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３、及びクランク軸２４を含んでいる。シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。
【００２９】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに吸気弁３２の開閉タイミングを連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８、及び燃料を吸気ポート３１内にて噴射する燃料噴射弁３９を備えている。
【００３０】
吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し同吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁４３、スロットル弁４３を駆動するスロットル弁アクチュエータ４３ａ、吸気通路から燃焼室２５に流入する吸気の流速を可変とするスワールコントロール弁（ＳＣ弁）４４、及び、ＳＣ弁４４を駆動するＳＣ弁アクチュエータ４４ａを備えている。
【００３１】
排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１（実際には、各排気ポート３４に連通したそれぞれのエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、エキゾーストパイプ５２に配設（介装）された三元触媒５３、ＥＧＲガス通路５４を備えている。排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１、及びエキゾーストパイプ５２は、排気通路を構成している。
【００３２】
ＥＧＲガス通路５４は、三元触媒５３よりも上流の排気通路と、スロットル弁４３よりも下流の吸気通路とを連通するように構成されている。ＥＧＲガス通路５４には、ＥＧＲガスクーラ５５、ＥＧＲ弁５６、ＥＧＲ弁５６のアクチュエータ５６ａが介装されている。ＥＧＲ弁５６のアクチュエータ５６ａにより、ＥＧＲ弁５６の開口面積が調整可能となっている。
【００３３】
一方、このシステムは、エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、カムポジションセンサ６３、クランクポジションセンサ６４、水温センサ６５、三元触媒５３の上流の排気通路（本例では、上記各々のエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に配設された空燃比センサ６６、ＥＧＲ弁開度センサ６７、アクセル開度センサ６８を備えている。
【００３４】
エアフローメータ６１は、吸気通路を流れる新気の流量（質量流量）を検出し、新気流量Gaを表す信号を出力するようになっている。スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁４３の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ６３は、吸気弁３２の開閉タイミングを検出し、開閉タイミングVVTを表す信号を出力するようになっている。クランクポジションセンサ６４は、クランク軸２４の回転速度を検出し、エンジン回転速度NEを表す信号を出力するようになっている。水温センサ６５は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。空燃比センサ６６は、排ガスの空燃比を検出し、空燃比を表す信号を出力するようになっている。ＥＧＲ弁開度センサ６７は、ＥＧＲ弁５６の開度を検出し、ＥＧＲ弁開度Aegrを表す信号を出力するようになっている。アクセル開度センサ６８は、運転者によって操作されるアクセルペダル８１の操作量を検出し、アクセルペダル８１の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００３５】
電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（マップ）、及び定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、バックアップＲＡＭ７４、並びにＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。
【００３６】
インターフェース７５は、前記センサ６１〜６８に接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６８からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、燃料噴射弁３９、スロットル弁アクチュエータ４３ａ、ＳＣ弁アクチュエータ４４ａ、及びＥＧＲ弁５６のアクチュエータ５６ａへ駆動信号を送出するようになっている。
【００３７】
これにより、吸気弁３２の開閉タイミング、ＥＧＲ弁５６の開度、及びＳＣ弁４４の開度が、運転状態（アクセルペダル操作量Accp、及びエンジン回転速度NE）に基づいて調整されるようになっている。運転状態として、アクセルペダル操作量Accpに代えて、（１吸気行程あたりに）燃焼室内に吸入される新気の量（吸入新気量Ｍａ）が採用されてもよいし、吸入新気量Ｍａから算出される負荷率ＫＬが採用されてもよい。また、スロットル弁開度が、運転状態（アクセルペダル操作量Accp）に基づいて調整されるようになっている。また、吸入新気量Ｍａに応じた量の燃料が所定のタイミング（例えば、排気行程の後期）で燃料噴射弁３９から噴射されるようになっている。点火時期（ＣＰＵ７１によりイグナイタ３８に点火指示がなされる時期）の調整については後述する。
【００３８】
（排気還流と点火時期）
本装置は、外部還流機構と内部還流機構を備える。外部還流機構では、ＥＧＲ弁５６の開度を調整することで、排気通路から吸気通路（従って、燃焼室２５）へと還流される排ガス（外部還流ガス）が（１吸気行程あたりに）燃焼室内に還流される量（外部排ガス還流量Ｍｅｇｒｅ）が調整される。内部還流機構では、吸気弁３２の開閉タイミング（従って、吸排気弁が共に開状態となるオーバーラップ期間OL）を調整することで、排気通路から吸気通路（従って、燃焼室２５）へと還流される排ガス（内部還流ガス）が（１吸気行程あたりに）燃焼室内に還流される量（内部排ガス還流量Ｍｅｇｒｉ）が調整される。
【００３９】
排ガスを燃焼室内に還流させると、燃焼温度が低下する。従って、燃焼室内での燃料の燃焼速度が小さくなり、且つ、点火プラグ３７による点火から燃料の着火までの時間（着火遅れ時間）が長くなる。この結果、燃焼室２５内の圧力のピークに対応する時期が遅れて出力トルクが低下する、或いは、失火が発生する等の問題が生じ得る。
【００４０】
ここで、燃焼室２５内に（１吸気行程あたりに）充填されるガスの全量を「全ガス量Ｍｃ」と称呼し、外部及び内部排気還流機構により燃焼室２５内に（１吸気行程あたりに）還流される排ガスの全量を「全排ガス還流量Ｍｅｇｒｔ」と称呼し、全ガス量Ｍｃに対する全排ガス還流量Ｍｅｇｒｔの割合を「排気還流率Ｒｅｇｒ」と称呼する。Ｍｅｇｒｔ＝Ｍｅｇｒｅ＋Ｍｅｇｒｉ、Ｍｃ＝Ｍａ＋Ｍｅｇｒｔが成立する。
【００４１】
排気還流率Ｒｅｇｒが大きいほど、燃焼温度が低下する程度が大きくなって失火発生等の問題が発生し易くなる。従って、本装置では、排気還流率Ｒｅｇｒが大きいほど、点火時期がより進角側へ調整される。以下、係る点火時期の制御について図２にフローチャートにて示したルーチンを参照しながら説明する。図２に示したルーチンは、ＣＰＵ７１により吸気行程毎に実行される。なお、以下、ＭａｐＸ（ａ，ｂ，…）は、ａ，ｂ，…を引数とする、Ｘを求めるための予め作製されたテーブル（マップ）を意味する。
【００４２】
（点火時期制御）
先ず、ステップ２０５では、現在のエンジン回転速度NE及び新気流量Gaと、ＭａｐＭａ（NE，Ga）とに基づいて、今回の吸気行程において燃焼室２５内に吸入された新気の量である上記吸入新気量Ｍａが取得される。
【００４３】
次に、ステップ２１０では、現在のＥＧＲ弁開度Aegr、吸気通路内の圧力Pm、排気通路内の圧力Pe、及びエンジン回転速度NEと、ＭａｐＭｅｇｒｅ（Aegr，Pm，Pe，NE）とに基づいて、今回の吸気行程において燃焼室２５内に還流された外部還流ガスの量である上記外部排ガス還流量Ｍｅｇｒｅが取得される。
【００４４】
次に、ステップ２１５では、現在のオーバーラップ期間OL、吸気通路内の圧力Pm、排気通路内の圧力Pe、及びエンジン回転速度NEと、ＭａｐＭｅｇｒｉ（OL，Pm，Pe，NE）とに基づいて、今回の吸気行程において燃焼室２５内に還流された内部還流ガスの量である上記内部排ガス還流量Ｍｅｇｒｉが取得される。ここで、PM，PEは、例えば、図示しないセンサにより直接検出されてもよいし、公知の計算手法（モデル等）を利用して計算により推定されてもよい。
【００４５】
次に、ステップ２２０では、上述のように取得されたＭａ，Ｍｅｇｒｅ，Ｍｅｇｒｉを足し合わせて全ガス量Ｍｃが算出される。続くステップ２２５では、上述のように取得されたＭｅｇｒｅ，Ｍｅｇｒｉを足し合わせて全排ガス還流量Ｍｅｇｒｔが算出される。続くステップ２３０では、上述のように取得されたＭｅｇｒｔをＭｃで除することで排気還流率Ｒｅｇｒが算出される。
【００４６】
次に、ステップ２３５では、エンジン回転速度NE及び吸入新気量Ｍａと、ＭａｐＩＧｂａｓｅ（NE，Ｍａ）とに基づいて、基本点火時期ＩＧｂａｓｅが決定される。基本点火時期ＩＧｂａｓｅとは、排気還流率Ｒｅｇｒ＝０の場合において適合された点火時期である。
【００４７】
次に、ステップ２４０では、排気還流率Ｒｅｇｒと、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）とに基づいて、進角量ＩＧａｄが決定される。図３に示すように、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）では、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増加勾配が排気還流率Ｒｅｇｒの増加に伴って徐々に増大するように進角量ＩＧａｄが決定される。換言すれば、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が、所謂「下に凸」の特性となる。進角量ＩＧａｄとは、排気還流率Ｒｅｇｒ＞０の場合において点火時期を基本点火時期ＩＧｂａｓｅから進角させる際の進角量である。Ｒｅｇｒ＝０では、ＩＧａｄ＝０となる。
【００４８】
即ち、次のステップ２４５では、最終的な点火時期ＩＧがＩＧｂａｓｅからＩＧａｄだけ進角した時期に決定される。そして、ステップ２５０では、点火時期ＩＧにて燃焼室２５内の混合気に点火するように点火プラグ３７（イグナイタ３８）が指示される。
【００４９】
以上より、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する、基本点火時期ＩＧｂａｓｅからの進角側への点火時期ＩＧの移動量の増加勾配が、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に伴って増大するように、点火時期ＩＧが決定される。以下、このように点火時期ＩＧが決定されることにより作用・効果について説明する。
【００５０】
一般に、排気還流率が大きいほど、燃焼速度が小さくなり且つ着火遅れ時間が長くなる。しかしながら、排気還流率が特に大きい運転領域では、排気還流率の増大につれて、燃料の燃焼速度が急激に小さくなり、且つ、着火遅れ時間が急激に長くなる傾向がある。従って、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増加勾配が排気還流率Ｒｅｇｒにかかわらず一定となるように進角量ＩＧａｄが設定されると（即ち、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が直線で表わされるように進角量ＩＧａｄが設定されると）、進角量ＩＧａｄの増加勾配（一定）をどのように設定しても、排気還流率が特に大きい運転領域で発生する進角量の不足と、排気還流率が特に小さい運転領域で発生する進角量の過剰と、を同時に解消することはできない。
【００５１】
これに対し、本装置では、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が所謂「下に凸」の特性（図３を参照）となる。この結果、排気還流率の増加に対する進角量の増大特性を、排気還流率が特に大きい領域は進角量が十分に大きく、且つ、排気還流率が特に小さい領域では進角量が十分に小さくなるように設定することが可能となる。従って、排気還流率が特に大きい運転領域での進角量の不足と排気還流率が特に小さい運転領域での進角量の過剰とを同時に解消できる。
【００５２】
以上、上記実施形態に係る内燃機関の点火時期制御装置によれば、排気還流率Ｒｅｇｒの大小にかかわらず、進角量ＩＧａｄが過不足なき適切な値に設定され得る。従って、排気還流率Ｒｅｇｒの大小にかかわらず、出力トルクの低下、ノッキングの発生、失火の発生等が安定して抑制され得るように、点火時期ＩＧが決定され得る。
【００５３】
本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、図４に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ４０５、４１０で置き換えてもよい。「Ｍｅｇｒｅ／Ｍｅｇｒｔ」を「外部排気還流率」と称呼する。
【００５４】
ステップ４０５では、図５に示したＭａｐＫ１（Ｍｅｇｒｅ／Ｍｅｇｒｔ）を用いて係数Ｋ１（＞０）が取得される。図５から理解できるように、外部排気還流率が大きいほど係数Ｋ１がより大きい値に決定される。ここで、値ａは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘って外部排気還流率が一定に維持された値である。
【００５５】
ステップ４１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ１」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ１」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、外部排気還流率が大きいほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ１を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００５６】
外部還流ガスと内部還流ガスとの温度を比較する。外部還流ガスは、ＥＧＲガスクーラ５５が介装されたＥＧＲガス通路５４を介して排気通路から吸気通路（従って、燃焼室２５）へと還流されるガスである。従って、外部還流ガスの温度は比較的低い。一方、内部還流ガスは、高温の燃焼室２５を介して排気通路から吸気通路（従って、燃焼室）へと還流されるガスである。従って、内部還流ガスの温度は比較的高い。即ち、外部還流ガスの温度は内部還流ガスの温度よりも低い。よって、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）外部排気還流率が大きいほど、圧縮端温度が低くなる。圧縮端温度が低下すると、燃焼温度が低くなるから、燃焼速度が小さくなり、且つ着火遅れ時間が長くなる。
【００５７】
従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）外部排気還流率が大きいほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ１を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、外部排気還流率が特に大きい場合において、失火の発生等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００５８】
図４に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図５に示したＭａｐＫ１（Ｍｅｇｒｅ／Ｍｅｇｒｔ）を用いて求めた係数Ｋ１で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ１）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，Ｍｅｇｒｅ／Ｍｅｇｒｔ）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ１」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００５９】
また、図６に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ６０５、６１０で置き換えてもよい。
【００６０】
ステップ６０５では、図７に示したＭａｐＫ２（Ｍｃ）を用いて係数Ｋ２（＞０）が取得される。図７から理解できるように、全ガス量Ｍｃが小さいほど係数Ｋ２がより大きい値に決定される。ここで、値ｂは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘って全ガス量Ｍｃが一定に維持された値である。
【００６１】
ステップ６１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ２」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ２」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、全ガス量Ｍｃが小さいほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ２を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００６２】
一般に、全ガス量Ｍｃが小さいほど、圧縮端温度が低くなる傾向がある。従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）全ガス量Ｍｃが小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ２を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、全ガス量Ｍｃが特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００６３】
図６に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図７に示したＭａｐＫ２（Ｍｃ）を用いて求めた係数Ｋ２で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ２）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，Ｍｃ）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ２」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００６４】
また、図８に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ８０５、８１０で置き換えてもよい。
【００６５】
ステップ８０５では、図９に示したＭａｐＫ３（NE）を用いて係数Ｋ３（＞０）が取得される。図９から理解できるように、エンジン回転速度NEが小さいほど係数Ｋ３がより大きい値に決定される。ここで、値ｃは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘ってエンジン回転速度NEが一定に維持された値である。
【００６６】
ステップ８１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ３」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ３」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、エンジン回転速度NEが小さいほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ３を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００６７】
エンジン回転速度NEが小さいほど、圧縮行程に要する時間が長くなる。このことは、圧縮された燃焼室内のガスが有する熱が燃焼室壁を介して外部へ逃げる程度が大きくなることを意味する。従って、エンジン回転速度NEが小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）エンジン回転速度NEが小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ３を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、エンジン回転速度NEが特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００６８】
図８に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図９に示したＭａｐＫ３（NE）を用いて求めた係数Ｋ３で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ３）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，NE）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ３」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００６９】
また、図１０に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ１００５、１０１０で置き換えてもよい。吸気弁３２の閉弁時期を「ＩＶＣ」と称呼する。
【００７０】
ステップ１００５では、図１１に示したＭａｐＫ４（ＩＶＣ）を用いて係数Ｋ４（＞０）が取得される。図１１から理解できるように、ＩＶＣが遅角側であるほど係数Ｋ４がより大きい値に決定される。ここで、値ｄは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘ってＩＶＣが一定に維持された値（時期）である。
【００７１】
ステップ１０１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ４」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ４」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、ＩＶＣが遅角側であるほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ４を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００７２】
ＩＶＣが遅角側であるほど、圧縮行程において燃焼室内のガスの圧縮が開始される時期（クランク角度）が遅くなる。このことは、実質的な圧縮比が小さくなることを意味する。従って、ＩＶＣが遅角側であるほど、圧縮端温度が低くなる。よって、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）ＩＶＣが遅角側であるほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ４を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、ＩＶＣが特に遅角側である場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００７３】
図１０に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図１１に示したＭａｐＫ４（ＩＶＣ）を用いて求めた係数Ｋ４で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ４）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，ＩＶＣ）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ４」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００７４】
また、内燃機関が、運転状態に応じて機械圧縮比εを変更する機械圧縮比制御機構を備えている場合、図１２に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ１２０５、１２１０で置き換えてもよい。機械圧縮比εとは、圧縮下死点での燃焼室２５の容積を圧縮上死点２５での燃焼室の容積で除した値である。この機械圧縮比制御機構としては、ピストン２２のストロークを変更する形式のもの、燃焼室２５の形状を変更するもの等、周知のものが使用される。これらの構成については周知であるから詳細な説明を省略する。
【００７５】
ステップ１２０５では、図１３に示したＭａｐＫ５（ε）を用いて係数Ｋ５（＞０）が取得される。図１３から理解できるように、εが小さいほど、係数Ｋ５がより大きい値に決定される。ここで、値ｅは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘ってεが一定に維持された値である。
【００７６】
ステップ１２１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ５」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ５」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、εが小さいほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ５を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００７７】
機械圧縮比εが小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）εが小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ５を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、機械圧縮比εが特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００７８】
図１２に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図１３に示したＭａｐＫ５（ε）を用いて求めた係数Ｋ５で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ５）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，ε）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ５」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００７９】
また、図１４に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ１４０５、１４１０で置き換えてもよい。本例では、各気筒について、２つの吸気弁３２が設けられ、吸気通路における吸気弁３２に近い部分において、吸気通路を各吸気弁３２にそれぞれ通じる２つの通路に仕切るための隔壁が吸気通路に沿って形成されている。ＳＣ弁４４として、「閉」状態と「開」状態の何れかが運転状態に応じて選択的に採られる形式のものが使用される。「閉」状態とは、２つの吸気弁３２にそれぞれ通じる２つの通路の一方のみが塞がれている状態を指し、「開」状態とは、２つの吸気弁３２にそれぞれ通じる２つの通路が共に塞がれていない状態を指す。即ち、「開」状態では、（スロットル弁４３の下流側の）吸気通路の最小開口面積が大きくて吸気通路から燃焼室２５に流入する吸気の流速が小さい。一方、「閉」状態では、（スロットル弁４３の下流側の）吸気通路の最小開口面積が小さくて吸気通路から燃焼室２５に流入する吸気の流速が大きい。
【００８０】
ステップ１４０５では、図１５に示したＭａｐＫ６（ＳＣ弁：開ｏｒ閉）を用いて係数Ｋ６（＞０）が取得される。図１５から理解できるように、「閉」状態では、係数Ｋ６は「１」に決定される一方、「開」状態では、係数Ｋ６は「１」より大きい値に決定される。図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘って、ＳＣ弁４４は「閉」状態に維持されている。
【００８１】
ステップ１４１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ６」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ６」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、ＳＣ弁４４が「開」状態になると、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ６を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００８２】
吸気の流速が小さいほど、燃焼室内に充填されたガスの乱れが小さくなる。ガスの乱れが小さいほど、燃焼室内において酸素と燃料とが出会う機会が少なくなって燃焼速度が小さくなり、且つ、着火遅れ時間が長くなる。従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）ＳＣ弁４４が「開」状態の場合、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ６を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、ＳＣ弁４４が「開」状態にあって吸気の流速が小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００８３】
図１４に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図１５に示したＭａｐＫ６（ＳＣ弁：開ｏｒ閉）を用いて求めた係数Ｋ６で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ６）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，ＳＣ弁：開ｏｒ閉）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ６」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００８４】
また、上記変形例では、ＳＣ弁４４として、「閉」状態と「開」状態の何れかが運転状態に応じて選択的に採られる形式のものが使用されているが、運転状態に応じて吸気通路の最少開口面積を徐々に変更し得る形式のものが採用されてもよい。この場合、図１５に示したＭａｐＫ６（ＳＣ弁：開ｏｒ閉）に代えて、前記最小開口面積の増大に従って係数Ｋ６が徐々に大きくなるように係数Ｋ６（＞０）を決定するテーブルが使用される。
【００８５】
また、図１６に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ１６０５〜１６３５で置き換えてもよい。即ち、上述した係数Ｋ１〜Ｋ６を全て考慮して、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ１・Ｋ２・Ｋ３・Ｋ４・Ｋ５・Ｋ６」が使用されてもよい。また、係数Ｋ１〜Ｋ６のうち２〜５個の係数を考慮して基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量を算出してもよい。
【００８６】
また、上記各変形例では、前記係数を進角量ＩＧａｄに乗じることで最終的な進角量を算出して点火時期ＩＧを補正しているが、前記係数と等価な補正量を進角量ＩＧａｄに加えることで最終的な進角量を算出して点火時期ＩＧを補正してもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、図２のステップ２３５にて基本点火時期ＩＧｂａｓｅを求め、最終的な点火時期ＩＧが、基本点火時期ＩＧｂａｓｅを進角量ＩＧａｄだけ進角した時期に決定されているが、ＭａｐＩＧ（NE，Ｍａ，Ｒｅｇｒ）を用いて、基本点火時期ＩＧｂａｓｅ及び進角量ＩＧａｄが考慮された最終的な点火時期ＩＧが一時に決定されてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、図３に示すように、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増加勾配が排気還流率Ｒｅｇｒの増加に伴って徐々に増大するように進角量ＩＧａｄが決定される。換言すれば、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が、所謂「下に凸」の特性となっている。これに代えて、Ｒｅｇｒが第１所定値以下では進角量ＩＧａｄの増加勾配が第１勾配で一定となり、Ｒｅｇｒが第１所定値よりも大きいときに進角量ＩＧａｄの増加勾配が第１勾配よりも大きい第２勾配で一定となるように、進角量ＩＧａｄが決定されてもよい。即ち、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が、図３に示す「下に凸」の特性を近似するような２本の線分からなる折れ線で表わされる特性となっていてもよい。また、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が、図３に示す「下に凸」の特性を近似するような３本以上の線分からなる折れ線で表わされる特性となっていてもよい。
【００８９】
加えて、上記実施形態では、外部還流機構と内部還流機構とが共に備えられているが、本発明は、外部還流機構及び内部還流機構の何れか一方のみを備えた内燃機関にも適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る点火時期制御装置を火花点火式多気筒内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。
【図２】図１に示したＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図３】図１に示したＣＰＵが参照する、排気還流率と点火時期の進角量との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図４】本発明の実施形態の第１変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の第１変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、外部排気還流率と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図６】本発明の実施形態の第２変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の第２変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、全ガス量と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図８】本発明の実施形態の第３変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態の第３変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、エンジン回転速度と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図１０】本発明の実施形態の第４変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態の第４変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、吸気弁の閉弁時期と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図１２】本発明の実施形態の第５変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１３】本発明の実施形態の第５変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、機械圧縮比と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図１４】本発明の実施形態の第６変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態の第６変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、スワールコントロール弁の状態と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図１６】本発明の実施形態の第７変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１０…火花点火式多気筒内燃機関、２５…燃焼室、３２…吸気弁、３３…可変吸気タイミング装置、３９…燃料噴射弁、５４…ＥＧＲガス通路、５６…ＥＧＲ弁、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。以下、内燃機関を「機関」と称呼することもある。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃焼室から排出された排ガスを吸気側（従って、燃焼室内）に還流させる排気還流機構を備えた内燃機関が広く知られている。排気還流機構としては、例えば、吸気通路と排気通路とを連通する排気還流通路に介装された排気還流弁の開度を制御して排気還流通路を介して排気通路から吸気通路へと還流される排ガスの量を制御する外部還流機構と、吸気弁及び排気弁が共に開状態に維持される期間（オーバーラップ期間）の長さを制御して燃焼室を介して排気通路から吸気通路へと還流される排ガスの量を制御する内部還流機構と、が知られている。排気還流機構により排ガスを燃焼室内に還流させることで、燃焼温度の低下により窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を抑制し、並びに、所謂ポンピングロスの低減等により燃費を向上させることができる。
【０００３】
排ガスを燃焼室内に還流させる場合、燃焼温度の低下等により、燃焼室内での燃料の燃焼速度（燃焼伝搬）が小さくなり、且つ、点火プラグの点火から燃料の着火までの時間（着火遅れ時間）が長くなる。この結果、燃焼に起因する燃焼室圧力のピークに対応する時期が遅れて出力トルクが低下する、或いは、失火が発生する等の問題が生じ得る。これらの問題に対処するため、点火時期（燃焼室内の混合気に点火指示する時期）を進角させることが考えられる。加えて、燃焼温度の低下により、点火時期を進角させてもノッキングが発生し難い。以上のことから、排ガスを燃焼室内に還流させる場合、点火時期を進角させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００７−１６６０９号公報
【発明の開示】
【０００４】
ところで、排ガスを燃焼室内に還流させる場合において点火時期を進角させる場合、進角量をどのように決定するかが重要である。以下、燃焼室内に（１吸気行程あたりに）充填されるガスの全量を「全ガス量」と称呼し、排気還流機構により燃焼室内に（１吸気行程あたりに）還流される排ガスの全量を「全排ガス還流量」と称呼し、「全ガス量」に対する「全排ガス還流量」の割合を「排気還流率」と称呼する。
【０００５】
一般には、排気還流率と進角量とが比例するように進角量を決定することが考えられる。この場合、排気還流率の増加に対する進角量の増加勾配が排気還流率にかかわらず一定となるように進角量が決定される。この場合、進角量の増加勾配（一定）が小さいと、排気還流率が特に大きい運転領域において進角量が不足し、この結果、失火の発生等の問題が発生し得ることが判明した。これは、排気還流率が特に大きい運転領域では、燃料の燃焼速度が急激に小さくなり、且つ、着火遅れ時間が急激に長くなること等に起因するものと考えられる。
【０００６】
一方、これに対処するため、進角量の増加勾配（一定）を大きくすると、排気還流率が特に小さい運転領域において進角量が過剰となり、この結果、出力トルクの低下、ノッキングの発生等の問題が発生し得ることも判明した。換言すれば、排気還流率の増加に対する進角量の増加勾配が排気還流率にかかわらず一定の場合、進角量の増加勾配（一定）をどのように設定しても、排気還流率が特に大きい運転領域での進角量の不足と排気還流率が特に小さい運転領域での進角量の過剰とを同時に解消することはできない。
【０００７】
以上より、本発明の目的は、排ガスを燃焼室内に還流させる場合において、点火時期を、出力トルクの低下、ノッキングの発生、失火の発生等を排気還流率の大小にかかわらず安定して抑制し得る時期に決定できる内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置では、前記排気還流機構と、前記内燃機関の運転状態に基づいて点火時期を決定する点火時期決定手段とが備えられる。ここにおいて、前記排気還流機構は、外部還流機構及び内部還流機構の何れか一方のみを備えていても、両方を備えていてもよい。
【０００９】
この点火時期制御装置の特徴は、前記点火時期決定手段により、排気還流率の増加に対する点火時期の進角側への移動量の増加勾配が排気還流率の増加に伴って増大するように点火時期が決定されることにある。
【００１０】
より具体的には、前記点火時期決定手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて（排気還流率がゼロの場合に対応する）点火時期である基本点火時期を決定する基本点火時期決定手段と、前記排気還流率の増加に対する前記点火時期の進角量の増加勾配が前記排気還流率の増加に伴って増大するように前記進角量を決定する進角量決定手段と、を備え、前記点火時期を、前記基本点火時期から前記進角量だけ進角した時期に決定するように構成され得る。
【００１１】
これによれば、排気還流率の増加に対する進角量の増大特性が、所謂「下に凸」の特性となる。従って、上述のように排気還流率の増加に対する進角量の増加勾配が一定の場合と異なり、排気還流率の増加に対する進角量の増大特性を、排気還流率が特に大きい運転領域での進角量の不足と排気還流率が特に小さい運転領域での進角量の過剰とを同時に解消できるように設定することが可能となる。この結果、排気還流率の大小にかかわらず、点火時期を、出力トルクの低下、ノッキングの発生、失火の発生等を安定して抑制し得る時期に決定することができる。
【００１２】
上記点火時期制御装置において、前記排気還流機構として前記外部還流機構と前記内部還流機構とを共に備えている場合を考える。前記外部還流機構により前記燃焼室内に（１吸気行程あたりに）還流される排ガスの量を「外部排ガス還流量」と称呼し、前記内部還流機構により前記燃焼室内に（１吸気行程あたりに）還流される排ガスの量を「内部排ガス還流量」と称呼し、「外部排ガス還流量」と「内部排ガス還流量」との和（前記全排ガス還流量）に対する「外部排ガス還流量」の割合を「外部排気還流率」と称呼するものとする。また、外部還流機構により燃焼室内に還流される排ガスを「外部還流ガス」と称呼し、内部還流機構により燃焼室内に還流される排ガスを「内部還流ガス」と称呼するものとする。
【００１３】
この場合、前記外部排気還流率が大きいほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、前記外部排気還流率が大きいほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００１４】
外部還流ガスは、比較的温度が低い排気還流通路（クーラー等が介装されている場合もある）を介して排気通路から吸気通路（従って、燃焼室）へと還流されるガスであり、内部還流ガスは、高温の燃焼室を介して排気通路から吸気通路（従って、燃焼室）へと還流されるガスである。従って、一般に、外部還流ガスの温度は内部還流ガスの温度よりも低い。よって、（排気還流率が一定の場合において）外部排気還流率が大きいほど、圧縮上死点での未燃状態での燃焼室内のガス温度（以下、「圧縮端温度」と称呼する。）が低くなる。この結果、燃焼温度が低くなるから、上述のように、燃焼速度が小さくなり、且つ着火遅れ時間が長くなる。
【００１５】
以上のことから、（排気還流率が一定の場合において）外部排気還流率が大きいほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、外部排気還流率が特に大きい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００１６】
また、上記点火時期制御装置において、前記全ガス量が小さいほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、前記全ガス量が小さいほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００１７】
一般に、（排気還流率が一定の場合において）全ガス量が小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）全ガス量が小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、全ガス量が特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００１８】
また、上記点火時期制御装置において、機関の運転速度が小さいほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、運転速度が小さいほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００１９】
運転速度が小さいほど、圧縮行程に要する時間が長くなり、圧縮された燃焼室内のガスが有する熱の燃焼室壁を介する外部へ損失が大きくなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）運転速度が小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）運転速度が小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、運転速度が特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００２０】
また、上記点火時期制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて吸気弁の閉弁時期を変更する吸気弁閉弁時期制御機構を備えている場合を考える。この場合、吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００２１】
吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど、圧縮行程において燃焼室内のガスの圧縮が開始される時期（クランク角度）が遅くなり、実質的な圧縮比が小さくなる。この結果、（排気還流率が一定の場合において）吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、吸気弁の閉弁時期が特に遅角側である場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００２２】
また、上記点火時期制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて機械圧縮比（圧縮下死点での燃焼室の容積を圧縮上死点での燃焼室の容積で除した値）を変更する機械圧縮比制御機構を備えている場合を考える。この場合、機械圧縮比が小さいほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、機械圧縮比が小さいほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００２３】
機械圧縮比が小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率が一定の場合において）機械圧縮比が小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、機械圧縮比が特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００２４】
また、上記点火時期制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて吸気通路から前記燃焼室に流入するガスの流速（或いは、吸気通路の最少開口面積）を変更する流速制御機構を備えている場合を考える。この場合、ガス流速が小さい（吸気通路の最小開口面積が大きい）ほど前記点火時期がより進角側の時期に決定されることが好適である。より具体的には、ガス流速が小さい（吸気通路の最小開口面積が大きい）ほど前記進角量がより大きい値に決定され得る。
【００２５】
ガス流速が小さいほど、燃焼室内に充填されたガスの乱れが小さい。ガスの乱れが小さいほど、ガス内の酸素と燃料とが出会う機会が少なくなって燃焼速度が小さくなり、且つ、着火遅れ時間が長くなる。以上のことから、（排気還流率が一定の場合において）ガス流速が小さい（吸気通路の最小開口面積が大きい）ほど、点火時期をより進角側の時期に決定すること（具体的には、前記進角量をより大きい値に決定すること）が好ましいと考えられる。上記構成は、係る知見に基づく。これによれば、ガス流速が小さい（吸気通路の最小開口面積が大きい）場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明による内燃機関の点火時期制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る点火時期制御装置（以下、「本装置」とも称呼する。）を火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関１０は、シリンダブロック、及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排気ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。
【００２８】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３、及びクランク軸２４を含んでいる。シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。
【００２９】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに吸気弁３２の開閉タイミングを連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８、及び燃料を吸気ポート３１内にて噴射する燃料噴射弁３９を備えている。
【００３０】
吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し同吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁４３、スロットル弁４３を駆動するスロットル弁アクチュエータ４３ａ、吸気通路から燃焼室２５に流入する吸気の流速を可変とするスワールコントロール弁（ＳＣ弁）４４、及び、ＳＣ弁４４を駆動するＳＣ弁アクチュエータ４４ａを備えている。
【００３１】
排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１（実際には、各排気ポート３４に連通したそれぞれのエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、エキゾーストパイプ５２に配設（介装）された三元触媒５３、ＥＧＲガス通路５４を備えている。排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１、及びエキゾーストパイプ５２は、排気通路を構成している。
【００３２】
ＥＧＲガス通路５４は、三元触媒５３よりも上流の排気通路と、スロットル弁４３よりも下流の吸気通路とを連通するように構成されている。ＥＧＲガス通路５４には、ＥＧＲガスクーラ５５、ＥＧＲ弁５６、ＥＧＲ弁５６のアクチュエータ５６ａが介装されている。ＥＧＲ弁５６のアクチュエータ５６ａにより、ＥＧＲ弁５６の開口面積が調整可能となっている。
【００３３】
一方、このシステムは、エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、カムポジションセンサ６３、クランクポジションセンサ６４、水温センサ６５、三元触媒５３の上流の排気通路（本例では、上記各々のエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に配設された空燃比センサ６６、ＥＧＲ弁開度センサ６７、アクセル開度センサ６８を備えている。
【００３４】
エアフローメータ６１は、吸気通路を流れる新気の流量（質量流量）を検出し、新気流量Gaを表す信号を出力するようになっている。スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁４３の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ６３は、吸気弁３２の開閉タイミングを検出し、開閉タイミングVVTを表す信号を出力するようになっている。クランクポジションセンサ６４は、クランク軸２４の回転速度を検出し、エンジン回転速度NEを表す信号を出力するようになっている。水温センサ６５は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。空燃比センサ６６は、排ガスの空燃比を検出し、空燃比を表す信号を出力するようになっている。ＥＧＲ弁開度センサ６７は、ＥＧＲ弁５６の開度を検出し、ＥＧＲ弁開度Aegrを表す信号を出力するようになっている。アクセル開度センサ６８は、運転者によって操作されるアクセルペダル８１の操作量を検出し、アクセルペダル８１の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００３５】
電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（マップ）、及び定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、バックアップＲＡＭ７４、並びにＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。
【００３６】
インターフェース７５は、前記センサ６１〜６８に接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６８からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、燃料噴射弁３９、スロットル弁アクチュエータ４３ａ、ＳＣ弁アクチュエータ４４ａ、及びＥＧＲ弁５６のアクチュエータ５６ａへ駆動信号を送出するようになっている。
【００３７】
これにより、吸気弁３２の開閉タイミング、ＥＧＲ弁５６の開度、及びＳＣ弁４４の開度が、運転状態（アクセルペダル操作量Accp、及びエンジン回転速度NE）に基づいて調整されるようになっている。運転状態として、アクセルペダル操作量Accpに代えて、（１吸気行程あたりに）燃焼室内に吸入される新気の量（吸入新気量Ｍａ）が採用されてもよいし、吸入新気量Ｍａから算出される負荷率ＫＬが採用されてもよい。また、スロットル弁開度が、運転状態（アクセルペダル操作量Accp）に基づいて調整されるようになっている。また、吸入新気量Ｍａに応じた量の燃料が所定のタイミング（例えば、排気行程の後期）で燃料噴射弁３９から噴射されるようになっている。点火時期（ＣＰＵ７１によりイグナイタ３８に点火指示がなされる時期）の調整については後述する。
【００３８】
（排気還流と点火時期）
本装置は、外部還流機構と内部還流機構を備える。外部還流機構では、ＥＧＲ弁５６の開度を調整することで、排気通路から吸気通路（従って、燃焼室２５）へと還流される排ガス（外部還流ガス）が（１吸気行程あたりに）燃焼室内に還流される量（外部排ガス還流量Ｍｅｇｒｅ）が調整される。内部還流機構では、吸気弁３２の開閉タイミング（従って、吸排気弁が共に開状態となるオーバーラップ期間OL）を調整することで、排気通路から吸気通路（従って、燃焼室２５）へと還流される排ガス（内部還流ガス）が（１吸気行程あたりに）燃焼室内に還流される量（内部排ガス還流量Ｍｅｇｒｉ）が調整される。
【００３９】
排ガスを燃焼室内に還流させると、燃焼温度が低下する。従って、燃焼室内での燃料の燃焼速度が小さくなり、且つ、点火プラグ３７による点火から燃料の着火までの時間（着火遅れ時間）が長くなる。この結果、燃焼室２５内の圧力のピークに対応する時期が遅れて出力トルクが低下する、或いは、失火が発生する等の問題が生じ得る。
【００４０】
ここで、燃焼室２５内に（１吸気行程あたりに）充填されるガスの全量を「全ガス量Ｍｃ」と称呼し、外部及び内部排気還流機構により燃焼室２５内に（１吸気行程あたりに）還流される排ガスの全量を「全排ガス還流量Ｍｅｇｒｔ」と称呼し、全ガス量Ｍｃに対する全排ガス還流量Ｍｅｇｒｔの割合を「排気還流率Ｒｅｇｒ」と称呼する。Ｍｅｇｒｔ＝Ｍｅｇｒｅ＋Ｍｅｇｒｉ、Ｍｃ＝Ｍａ＋Ｍｅｇｒｔが成立する。
【００４１】
排気還流率Ｒｅｇｒが大きいほど、燃焼温度が低下する程度が大きくなって失火発生等の問題が発生し易くなる。従って、本装置では、排気還流率Ｒｅｇｒが大きいほど、点火時期がより進角側へ調整される。以下、係る点火時期の制御について図２にフローチャートにて示したルーチンを参照しながら説明する。図２に示したルーチンは、ＣＰＵ７１により吸気行程毎に実行される。なお、以下、ＭａｐＸ（ａ，ｂ，…）は、ａ，ｂ，…を引数とする、Ｘを求めるための予め作製されたテーブル（マップ）を意味する。
【００４２】
（点火時期制御）
先ず、ステップ２０５では、現在のエンジン回転速度NE及び新気流量Gaと、ＭａｐＭａ（NE，Ga）とに基づいて、今回の吸気行程において燃焼室２５内に吸入された新気の量である上記吸入新気量Ｍａが取得される。
【００４３】
次に、ステップ２１０では、現在のＥＧＲ弁開度Aegr、吸気通路内の圧力Pm、排気通路内の圧力Pe、及びエンジン回転速度NEと、ＭａｐＭｅｇｒｅ（Aegr，Pm，Pe，NE）とに基づいて、今回の吸気行程において燃焼室２５内に還流された外部還流ガスの量である上記外部排ガス還流量Ｍｅｇｒｅが取得される。
【００４４】
次に、ステップ２１５では、現在のオーバーラップ期間OL、吸気通路内の圧力Pm、排気通路内の圧力Pe、及びエンジン回転速度NEと、ＭａｐＭｅｇｒｉ（OL，Pm，Pe，NE）とに基づいて、今回の吸気行程において燃焼室２５内に還流された内部還流ガスの量である上記内部排ガス還流量Ｍｅｇｒｉが取得される。ここで、PM，PEは、例えば、図示しないセンサにより直接検出されてもよいし、公知の計算手法（モデル等）を利用して計算により推定されてもよい。
【００４５】
次に、ステップ２２０では、上述のように取得されたＭａ，Ｍｅｇｒｅ，Ｍｅｇｒｉを足し合わせて全ガス量Ｍｃが算出される。続くステップ２２５では、上述のように取得されたＭｅｇｒｅ，Ｍｅｇｒｉを足し合わせて全排ガス還流量Ｍｅｇｒｔが算出される。続くステップ２３０では、上述のように取得されたＭｅｇｒｔをＭｃで除することで排気還流率Ｒｅｇｒが算出される。
【００４６】
次に、ステップ２３５では、エンジン回転速度NE及び吸入新気量Ｍａと、ＭａｐＩＧｂａｓｅ（NE，Ｍａ）とに基づいて、基本点火時期ＩＧｂａｓｅが決定される。基本点火時期ＩＧｂａｓｅとは、排気還流率Ｒｅｇｒ＝０の場合において適合された点火時期である。
【００４７】
次に、ステップ２４０では、排気還流率Ｒｅｇｒと、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）とに基づいて、進角量ＩＧａｄが決定される。図３に示すように、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）では、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増加勾配が排気還流率Ｒｅｇｒの増加に伴って徐々に増大するように進角量ＩＧａｄが決定される。換言すれば、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が、所謂「下に凸」の特性となる。進角量ＩＧａｄとは、排気還流率Ｒｅｇｒ＞０の場合において点火時期を基本点火時期ＩＧｂａｓｅから進角させる際の進角量である。Ｒｅｇｒ＝０では、ＩＧａｄ＝０となる。
【００４８】
即ち、次のステップ２４５では、最終的な点火時期ＩＧがＩＧｂａｓｅからＩＧａｄだけ進角した時期に決定される。そして、ステップ２５０では、点火時期ＩＧにて燃焼室２５内の混合気に点火するように点火プラグ３７（イグナイタ３８）が指示される。
【００４９】
以上より、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する、基本点火時期ＩＧｂａｓｅからの進角側への点火時期ＩＧの移動量の増加勾配が、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に伴って増大するように、点火時期ＩＧが決定される。以下、このように点火時期ＩＧが決定されることにより作用・効果について説明する。
【００５０】
一般に、排気還流率が大きいほど、燃焼速度が小さくなり且つ着火遅れ時間が長くなる。しかしながら、排気還流率が特に大きい運転領域では、排気還流率の増大につれて、燃料の燃焼速度が急激に小さくなり、且つ、着火遅れ時間が急激に長くなる傾向がある。従って、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増加勾配が排気還流率Ｒｅｇｒにかかわらず一定となるように進角量ＩＧａｄが設定されると（即ち、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が直線で表わされるように進角量ＩＧａｄが設定されると）、進角量ＩＧａｄの増加勾配（一定）をどのように設定しても、排気還流率が特に大きい運転領域で発生する進角量の不足と、排気還流率が特に小さい運転領域で発生する進角量の過剰と、を同時に解消することはできない。
【００５１】
これに対し、本装置では、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が所謂「下に凸」の特性（図３を参照）となる。この結果、排気還流率の増加に対する進角量の増大特性を、排気還流率が特に大きい領域は進角量が十分に大きく、且つ、排気還流率が特に小さい領域では進角量が十分に小さくなるように設定することが可能となる。従って、排気還流率が特に大きい運転領域での進角量の不足と排気還流率が特に小さい運転領域での進角量の過剰とを同時に解消できる。
【００５２】
以上、上記実施形態に係る内燃機関の点火時期制御装置によれば、排気還流率Ｒｅｇｒの大小にかかわらず、進角量ＩＧａｄが過不足なき適切な値に設定され得る。従って、排気還流率Ｒｅｇｒの大小にかかわらず、出力トルクの低下、ノッキングの発生、失火の発生等が安定して抑制され得るように、点火時期ＩＧが決定され得る。
【００５３】
本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、図４に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ４０５、４１０で置き換えてもよい。「Ｍｅｇｒｅ／Ｍｅｇｒｔ」を「外部排気還流率」と称呼する。
【００５４】
ステップ４０５では、図５に示したＭａｐＫ１（Ｍｅｇｒｅ／Ｍｅｇｒｔ）を用いて係数Ｋ１（＞０）が取得される。図５から理解できるように、外部排気還流率が大きいほど係数Ｋ１がより大きい値に決定される。ここで、値ａは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘って外部排気還流率が一定に維持された値である。
【００５５】
ステップ４１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ１」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ１」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、外部排気還流率が大きいほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ１を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００５６】
外部還流ガスと内部還流ガスとの温度を比較する。外部還流ガスは、ＥＧＲガスクーラ５５が介装されたＥＧＲガス通路５４を介して排気通路から吸気通路（従って、燃焼室２５）へと還流されるガスである。従って、外部還流ガスの温度は比較的低い。一方、内部還流ガスは、高温の燃焼室２５を介して排気通路から吸気通路（従って、燃焼室）へと還流されるガスである。従って、内部還流ガスの温度は比較的高い。即ち、外部還流ガスの温度は内部還流ガスの温度よりも低い。よって、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）外部排気還流率が大きいほど、圧縮端温度が低くなる。圧縮端温度が低下すると、燃焼温度が低くなるから、燃焼速度が小さくなり、且つ着火遅れ時間が長くなる。
【００５７】
従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）外部排気還流率が大きいほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ１を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、外部排気還流率が特に大きい場合において、失火の発生等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００５８】
図４に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図５に示したＭａｐＫ１（Ｍｅｇｒｅ／Ｍｅｇｒｔ）を用いて求めた係数Ｋ１で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ１）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，Ｍｅｇｒｅ／Ｍｅｇｒｔ）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ１」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００５９】
また、図６に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ６０５、６１０で置き換えてもよい。
【００６０】
ステップ６０５では、図７に示したＭａｐＫ２（Ｍｃ）を用いて係数Ｋ２（＞０）が取得される。図７から理解できるように、全ガス量Ｍｃが小さいほど係数Ｋ２がより大きい値に決定される。ここで、値ｂは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘って全ガス量Ｍｃが一定に維持された値である。
【００６１】
ステップ６１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ２」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ２」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、全ガス量Ｍｃが小さいほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ２を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００６２】
一般に、全ガス量Ｍｃが小さいほど、圧縮端温度が低くなる傾向がある。従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）全ガス量Ｍｃが小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ２を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、全ガス量Ｍｃが特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００６３】
図６に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図７に示したＭａｐＫ２（Ｍｃ）を用いて求めた係数Ｋ２で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ２）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，Ｍｃ）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ２」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００６４】
また、図８に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ８０５、８１０で置き換えてもよい。
【００６５】
ステップ８０５では、図９に示したＭａｐＫ３（NE）を用いて係数Ｋ３（＞０）が取得される。図９から理解できるように、エンジン回転速度NEが小さいほど係数Ｋ３がより大きい値に決定される。ここで、値ｃは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘ってエンジン回転速度NEが一定に維持された値である。
【００６６】
ステップ８１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ３」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ３」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、エンジン回転速度NEが小さいほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ３を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００６７】
エンジン回転速度NEが小さいほど、圧縮行程に要する時間が長くなる。このことは、圧縮された燃焼室内のガスが有する熱が燃焼室壁を介して外部へ逃げる程度が大きくなることを意味する。従って、エンジン回転速度NEが小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）エンジン回転速度NEが小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ３を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、エンジン回転速度NEが特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００６８】
図８に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図９に示したＭａｐＫ３（NE）を用いて求めた係数Ｋ３で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ３）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，NE）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ３」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００６９】
また、図１０に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ１００５、１０１０で置き換えてもよい。吸気弁３２の閉弁時期を「ＩＶＣ」と称呼する。
【００７０】
ステップ１００５では、図１１に示したＭａｐＫ４（ＩＶＣ）を用いて係数Ｋ４（＞０）が取得される。図１１から理解できるように、ＩＶＣが遅角側であるほど係数Ｋ４がより大きい値に決定される。ここで、値ｄは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘ってＩＶＣが一定に維持された値（時期）である。
【００７１】
ステップ１０１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ４」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ４」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、ＩＶＣが遅角側であるほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ４を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００７２】
ＩＶＣが遅角側であるほど、圧縮行程において燃焼室内のガスの圧縮が開始される時期（クランク角度）が遅くなる。このことは、実質的な圧縮比が小さくなることを意味する。従って、ＩＶＣが遅角側であるほど、圧縮端温度が低くなる。よって、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）ＩＶＣが遅角側であるほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ４を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、ＩＶＣが特に遅角側である場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００７３】
図１０に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図１１に示したＭａｐＫ４（ＩＶＣ）を用いて求めた係数Ｋ４で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ４）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，ＩＶＣ）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ４」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００７４】
また、内燃機関が、運転状態に応じて機械圧縮比εを変更する機械圧縮比制御機構を備えている場合、図１２に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ１２０５、１２１０で置き換えてもよい。機械圧縮比εとは、圧縮下死点での燃焼室２５の容積を圧縮上死点２５での燃焼室の容積で除した値である。この機械圧縮比制御機構としては、ピストン２２のストロークを変更する形式のもの、燃焼室２５の形状を変更するもの等、周知のものが使用される。これらの構成については周知であるから詳細な説明を省略する。
【００７５】
ステップ１２０５では、図１３に示したＭａｐＫ５（ε）を用いて係数Ｋ５（＞０）が取得される。図１３から理解できるように、εが小さいほど、係数Ｋ５がより大きい値に決定される。ここで、値ｅは、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘ってεが一定に維持された値である。
【００７６】
ステップ１２１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ５」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ５」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、εが小さいほど、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ５を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００７７】
機械圧縮比εが小さいほど、圧縮端温度が低くなる。従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）εが小さいほど、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ５を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、機械圧縮比εが特に小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００７８】
図１２に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図１３に示したＭａｐＫ５（ε）を用いて求めた係数Ｋ５で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ５）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，ε）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ５」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００７９】
また、図１４に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ１４０５、１４１０で置き換えてもよい。本例では、各気筒について、２つの吸気弁３２が設けられ、吸気通路における吸気弁３２に近い部分において、吸気通路を各吸気弁３２にそれぞれ通じる２つの通路に仕切るための隔壁が吸気通路に沿って形成されている。ＳＣ弁４４として、「閉」状態と「開」状態の何れかが運転状態に応じて選択的に採られる形式のものが使用される。「閉」状態とは、２つの吸気弁３２にそれぞれ通じる２つの通路の一方のみが塞がれている状態を指し、「開」状態とは、２つの吸気弁３２にそれぞれ通じる２つの通路が共に塞がれていない状態を指す。即ち、「開」状態では、（スロットル弁４３の下流側の）吸気通路の最小開口面積が大きくて吸気通路から燃焼室２５に流入する吸気の流速が小さい。一方、「閉」状態では、（スロットル弁４３の下流側の）吸気通路の最小開口面積が小さくて吸気通路から燃焼室２５に流入する吸気の流速が大きい。
【００８０】
ステップ１４０５では、図１５に示したＭａｐＫ６（ＳＣ弁：開ｏｒ閉）を用いて係数Ｋ６（＞０）が取得される。図１５から理解できるように、「閉」状態では、係数Ｋ６は「１」に決定される一方、「開」状態では、係数Ｋ６は「１」より大きい値に決定される。図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を作製するために行われた進角量ＩＧａｄの適合実験中に亘って、ＳＣ弁４４は「閉」状態に維持されている。
【００８１】
ステップ１４１０では、最終的な点火時期ＩＧが、ＩＧｂａｓｅから「ＩＧａｄ・Ｋ６」だけ進角した時期に決定される。即ち、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ６」が使用される。この結果、排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において、ＳＣ弁４４が「開」状態になると、進角量がより大きい値に決定されて点火時期ＩＧがより進角側の時期に決定される。このように係数Ｋ６を用いて点火時期ＩＧを補正するのは以下の理由に基づく。
【００８２】
吸気の流速が小さいほど、燃焼室内に充填されたガスの乱れが小さくなる。ガスの乱れが小さいほど、燃焼室内において酸素と燃料とが出会う機会が少なくなって燃焼速度が小さくなり、且つ、着火遅れ時間が長くなる。従って、（排気還流率Ｒｅｇｒが一定の場合において）ＳＣ弁４４が「開」状態の場合、点火時期をより進角側の時期に決定することが好ましい。以上のことから、係数Ｋ６を用いて点火時期ＩＧが補正される。これにより、ＳＣ弁４４が「開」状態にあって吸気の流速が小さい場合において、失火が発生する等の問題の発生をより一層抑制することができる。
【００８３】
図１４に示した変形例では、図３に示したＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ）を用いて進角量ＩＧａｄを求め、この進角量ＩＧａｄを、図１５に示したＭａｐＫ６（ＳＣ弁：開ｏｒ閉）を用いて求めた係数Ｋ６で補正して最終的な進角量（＝ＩＧａｄ・Ｋ６）が決定されているが、ＭａｐＩＧａｄ（Ｒｅｇｒ，ＳＣ弁：開ｏｒ閉）を用いて「ＩＧａｄ・Ｋ６」に相当する最終的な進角量ＩＧａｄを一時に決定してもよい。
【００８４】
また、上記変形例では、ＳＣ弁４４として、「閉」状態と「開」状態の何れかが運転状態に応じて選択的に採られる形式のものが使用されているが、運転状態に応じて吸気通路の最少開口面積を徐々に変更し得る形式のものが採用されてもよい。この場合、図１５に示したＭａｐＫ６（ＳＣ弁：開ｏｒ閉）に代えて、前記最小開口面積の増大に従って係数Ｋ６が徐々に大きくなるように係数Ｋ６（＞０）を決定するテーブルが使用される。
【００８５】
また、図１６に示すように、図２に示したルーチンにおけるステップ２４５を、ステップ１６０５〜１６３５で置き換えてもよい。即ち、上述した係数Ｋ１〜Ｋ６を全て考慮して、基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量として、ＩＧａｄに代えて「ＩＧａｄ・Ｋ１・Ｋ２・Ｋ３・Ｋ４・Ｋ５・Ｋ６」が使用されてもよい。また、係数Ｋ１〜Ｋ６のうち２〜５個の係数を考慮して基本点火時期ＩＧｂａｓｅに対する進角量を算出してもよい。
【００８６】
また、上記各変形例では、前記係数を進角量ＩＧａｄに乗じることで最終的な進角量を算出して点火時期ＩＧを補正しているが、前記係数と等価な補正量を進角量ＩＧａｄに加えることで最終的な進角量を算出して点火時期ＩＧを補正してもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、図２のステップ２３５にて基本点火時期ＩＧｂａｓｅを求め、最終的な点火時期ＩＧが、基本点火時期ＩＧｂａｓｅを進角量ＩＧａｄだけ進角した時期に決定されているが、ＭａｐＩＧ（NE，Ｍａ，Ｒｅｇｒ）を用いて、基本点火時期ＩＧｂａｓｅ及び進角量ＩＧａｄが考慮された最終的な点火時期ＩＧが一時に決定されてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、図３に示すように、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増加勾配が排気還流率Ｒｅｇｒの増加に伴って徐々に増大するように進角量ＩＧａｄが決定される。換言すれば、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が、所謂「下に凸」の特性となっている。これに代えて、Ｒｅｇｒが第１所定値以下では進角量ＩＧａｄの増加勾配が第１勾配で一定となり、Ｒｅｇｒが第１所定値よりも大きいときに進角量ＩＧａｄの増加勾配が第１勾配よりも大きい第２勾配で一定となるように、進角量ＩＧａｄが決定されてもよい。即ち、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が、図３に示す「下に凸」の特性を近似するような２本の線分からなる折れ線で表わされる特性となっていてもよい。また、排気還流率Ｒｅｇｒの増加に対する進角量ＩＧａｄの増大特性が、図３に示す「下に凸」の特性を近似するような３本以上の線分からなる折れ線で表わされる特性となっていてもよい。
【００８９】
加えて、上記実施形態では、外部還流機構と内部還流機構とが共に備えられているが、本発明は、外部還流機構及び内部還流機構の何れか一方のみを備えた内燃機関にも適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る点火時期制御装置を火花点火式多気筒内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。
【図２】図１に示したＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図３】図１に示したＣＰＵが参照する、排気還流率と点火時期の進角量との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図４】本発明の実施形態の第１変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の第１変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、外部排気還流率と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図６】本発明の実施形態の第２変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の第２変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、全ガス量と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図８】本発明の実施形態の第３変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態の第３変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、エンジン回転速度と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図１０】本発明の実施形態の第４変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態の第４変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、吸気弁の閉弁時期と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図１２】本発明の実施形態の第５変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１３】本発明の実施形態の第５変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、機械圧縮比と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図１４】本発明の実施形態の第６変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態の第６変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが参照する、スワールコントロール弁の状態と進角量を補正するための係数との関係を規定したテーブルを示したグラフである。
【図１６】本発明の実施形態の第７変形例に係る点火時期制御装置のＣＰＵが実行する、点火時期制御の実行のためのルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１０…火花点火式多気筒内燃機関、２５…燃焼室、３２…吸気弁、３３…可変吸気タイミング装置、３９…燃料噴射弁、５４…ＥＧＲガス通路、５６…ＥＧＲ弁、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室から排出された排ガスを前記燃焼室内に還流させる排気還流機構と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃焼室内の混合気に点火する時期である点火時期を決定する点火時期決定手段と、
を備えた内燃機関の点火時期制御装置において、
前記点火時期決定手段は、
前記燃焼室内に充填されるガスの全量である全ガス量に対する前記排気還流機構により前記燃焼室内に還流される排ガスの全量である全排ガス還流量の割合である排気還流率を算出する排気還流率算出手段を備え、
前記排気還流率の増加に対する前記点火時期の進角側への移動量の増加勾配が前記排気還流率の増加に伴って増大するように前記点火時期を決定するよう構成された、内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記排気還流機構は、
前記内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通する排気還流通路に介装された排気還流弁の開度を制御して前記排気還流通路を介して前記排気通路から前記吸気通路へと還流される排ガスの量を制御する外部還流機構と、
前記内燃機関の吸気弁及び排気弁が共に開状態に維持される期間の長さを制御して前記燃焼室を介して前記排気通路から前記吸気通路へと還流される排ガスの量を制御する内部還流機構と、
を備え、
前記点火時期決定手段は、
前記外部還流機構により前記燃焼室内に還流される排ガスの量である外部排ガス還流量と前記内部還流機構により前記燃焼室内に還流される排ガスの量である内部排ガス還流量との和に対する前記外部排ガス還流量の割合である外部排気還流率を算出する外部排気還流率算出手段を備え、
前記外部排気還流率が大きいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記点火時期決定手段は、
前記全ガス量が小さいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記点火時期決定手段は、
前記内燃機関の運転速度を取得する運転速度取得手段を備え、
前記運転速度が小さいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に基づいて吸気弁の閉弁時期を変更する吸気弁閉弁時期制御機構を備え、
前記点火時期決定手段は、
前記吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に基づいて圧縮下死点での前記燃焼室の容積を圧縮上死点での前記燃焼室の容積で除した値である機械圧縮比を変更する機械圧縮比制御機構を備え、
前記点火時期決定手段は、
前記圧縮比が小さいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に基づいて吸気通路から前記燃焼室に流入するガスの流速を変更する流速制御機構を備え、
前記点火時期決定手段は、
前記流速が小さいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項１】
内燃機関の燃焼室から排出された排ガスを前記燃焼室内に還流させる排気還流機構と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃焼室内の混合気に点火する時期である点火時期を決定する点火時期決定手段と、
を備えた内燃機関の点火時期制御装置において、
前記点火時期決定手段は、
前記燃焼室内に充填されるガスの全量である全ガス量に対する前記排気還流機構により前記燃焼室内に還流される排ガスの全量である全排ガス還流量の割合である排気還流率を算出する排気還流率算出手段を備え、
前記排気還流率の増加に対する前記点火時期の進角側への移動量の増加勾配が前記排気還流率の増加に伴って増大するように前記点火時期を決定するよう構成された、内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記排気還流機構は、
前記内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通する排気還流通路に介装された排気還流弁の開度を制御して前記排気還流通路を介して前記排気通路から前記吸気通路へと還流される排ガスの量を制御する外部還流機構と、
前記内燃機関の吸気弁及び排気弁が共に開状態に維持される期間の長さを制御して前記燃焼室を介して前記排気通路から前記吸気通路へと還流される排ガスの量を制御する内部還流機構と、
を備え、
前記点火時期決定手段は、
前記外部還流機構により前記燃焼室内に還流される排ガスの量である外部排ガス還流量と前記内部還流機構により前記燃焼室内に還流される排ガスの量である内部排ガス還流量との和に対する前記外部排ガス還流量の割合である外部排気還流率を算出する外部排気還流率算出手段を備え、
前記外部排気還流率が大きいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記点火時期決定手段は、
前記全ガス量が小さいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記点火時期決定手段は、
前記内燃機関の運転速度を取得する運転速度取得手段を備え、
前記運転速度が小さいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に基づいて吸気弁の閉弁時期を変更する吸気弁閉弁時期制御機構を備え、
前記点火時期決定手段は、
前記吸気弁の閉弁時期が遅角側であるほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に基づいて圧縮下死点での前記燃焼室の容積を圧縮上死点での前記燃焼室の容積で除した値である機械圧縮比を変更する機械圧縮比制御機構を備え、
前記点火時期決定手段は、
前記圧縮比が小さいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に基づいて吸気通路から前記燃焼室に流入するガスの流速を変更する流速制御機構を備え、
前記点火時期決定手段は、
前記流速が小さいほど前記点火時期をより進角側の時期に決定するように構成された内燃機関の点火時期制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−９０８７２（Ｐ２０１０−９０８７２Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６４４４９（Ｐ２００８−２６４４４９）
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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