(57)【要約】  異常燃焼の発生を運転条件によらずに良好に抑制可能とする内燃機関の制御装置を提供する。  燃料希釈指標に基づいて内燃機関（１０）の異常燃焼の発生確率を取得する。異常燃焼の発生確率に基づいて、所定時間当たりの異常燃焼の発生回数の期待値Ｉを算出する。期待値Ｉが所定の許容値を超えないように、内燃機関（１０）が発生するトルクの上限値を低く制限する。
2012111145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記内燃機関の異常燃焼の発生確率を取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記異常確率取得手段により取得された前記異常燃焼の発生確率に基づいて、所定時間当たりの前記異常燃焼の発生回数の期待値を算出する期待値算出手段と、
前記期待値算出手段により算出された前記期待値が所定の許容値を超えないように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記トルク制限手段は、前記期待値算出手段により算出された前記期待値が前記許容値に向けて大きくなるにつれ、前記トルクの上限値をより低く制限することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記トルク制限手段は、前記期待値算出手段により算出された前記期待値が超える、前記許容値の分割点の値が大きいほど、前記トルクの上限値をより低く制限することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の異常燃焼の発生確率を当該内燃機関の運転領域と関連付けて取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記運転領域上において前記発生確率が最大となる最大確率点が、当該発生確率が所定の許容値以下となる位置に移行するように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記トルク制限手段は、前記最大確率点の前記発生確率が前記許容値よりも大きい場合に、当該発生確率が前記許容値と等しいかもしくはそれよりも低くなる位置に前記最大確率点が前記内燃機関の等出力線上で移行するように、前記トルクの上限値を低く制限することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記トルク制限手段は、前記最大確率点の前記発生確率が前記許容値よりも大きい場合に、前記発生確率が許容されるレベルにある許容状態における最大トルクカーブと同等の前記発生確率が前記等出力線上で得られるトルクカーブが上限トルクカーブとなるように、前記トルクの上限値を低く制限することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記異常燃焼確率取得手段は、前記内燃機関の筒内壁面に付着しているオイルの燃料希釈の程度を表す燃料希釈指標を取得する燃料希釈指標取得手段を含み、当該燃料希釈指標取得手段により取得された前記燃料希釈指標に基づいて前記発生確率を取得する手段であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項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】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、プレイグニッション等の異常燃焼を防止するうえで好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、筒内圧力センサを利用して、過早着火と筒内圧力センサの異常とを明確に識別して判定可能とする内燃機関の燃焼診断方法が開示されている。この従来の燃焼診断方法では、着火前の所定クランク角度における筒内圧力の変化の標準偏差が標準偏差閾値以上で、かつ、基準クランク角度と上死点とにおける筒内圧力の差圧を被駆動側の負荷率で除した負荷率筒内差圧が負荷率筒内差圧閾値以上である場合に、過早着火が発生していると判定するようにしている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特開２００９−１３３２８４号公報
【特許文献２】日本特開２００７−２２４８６２号公報
【特許文献３】日本特開平１１−３２４７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した過早着火（プレイグニッション）等の異常燃焼の発生確率は、内燃機関の運転条件に応じて変化する。従って、異常燃焼の発生を運転条件によらずに良好に抑制可能とする内燃機関の制御が必要とされる。【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、異常燃焼の発生を運転条件によらずに良好に抑制可能とする内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の異常燃焼の発生確率を取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記異常確率取得手段により取得された前記異常燃焼の発生確率に基づいて、所定時間当たりの前記異常燃焼の発生回数の期待値を算出する期待値算出手段と、
前記期待値算出手段により算出された前記期待値が所定の許容値を超えないように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備えることを特徴とする。【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記トルク制限手段は、前記期待値算出手段により算出された前記期待値が前記許容値に向けて大きくなるにつれ、前記トルクの上限値をより低く制限することを特徴とする。【０００８】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記トルク制限手段は、前記期待値算出手段により算出された前記期待値が超える、前記許容値の分割点の値が大きいほど、前記トルクの上限値をより低く制限することを特徴とする。【０００９】
また、第４の発明は、
前記内燃機関の異常燃焼の発生確率を当該内燃機関の運転領域と関連付けて取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記運転領域上において前記発生確率が最大となる最大確率点が、当該発生確率が所定の許容値以下となる位置に移行するように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備えることを特徴とする。【００１０】
また、第５の発明は、第４の発明において、
前記トルク制限手段は、前記最大確率点の前記発生確率が前記許容値よりも大きい場合に、当該発生確率が前記許容値と等しいかもしくはそれよりも低くなる位置に前記最大確率点が前記内燃機関の等出力線上で移行するように、前記トルクの上限値を低く制限することを特徴とする。【００１１】
また、第６の発明は、第４の発明において、
前記トルク制限手段は、前記最大確率点の前記発生確率が前記許容値よりも大きい場合に、前記発生確率が許容されるレベルにある許容状態における最大トルクカーブと同等の前記発生確率が前記等出力線上で得られるトルクカーブが上限トルクカーブとなるように、前記トルクの上限値を低く制限することを特徴とする。【００１２】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記異常燃焼確率取得手段は、前記内燃機関の筒内壁面に付着しているオイルの燃料希釈の程度を表す燃料希釈指標を取得する燃料希釈指標取得手段を含み、当該燃料希釈指標取得手段により取得された前記燃料希釈指標に基づいて前記発生確率を取得する手段であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、所定時間当たりの異常燃焼の発生回数の期待値が所定の許容値を超えないように、内燃機関が発生するトルクの上限値が低く制限される。これにより、異常燃焼の発生を運転条件によらずに良好に抑制することが可能となる。また、本発明は、期待値の変化に応じてトルクの上限値の制限を行うか否かを決定するものである。このため、期待値が許容値を超えない範囲内では、トルクの上限値の制限によって使用可能な運転領域ができるだけ制限されないようにしつつ、異常燃焼の発生を抑制することが可能となる。【００１４】
第２の発明によれば、トルクの上限値の制限によって使用可能な運転領域ができるだけ制限されないようにしつつ、異常燃焼の発生を良好に抑制することが可能となる。【００１５】
第３の発明によれば、期待値が許容値に向けて大きくなるにつれ、トルクの上限値をより低く制限するための具体的な手法を提供することができる。【００１６】
第４の発明によれば、運転領域上において異常燃焼の発生確率が最大となる最大確率点が、当該発生確率が所定の許容値以下となる位置に移行するように、内燃機関が発生するトルクの上限値が低く制限される。これにより、異常燃焼の発生確率が許容値を超えるような高負荷側の運転領域の使用が制限されることになる。このため、異常燃焼の発生を運転条件によらずに良好に抑制することが可能となる。【００１７】
第５および第６の発明によれば、最大確率点の発生確率が許容値よりも大きい場合に、内燃機関が等出力を発揮できる状態で、異常燃焼の発生確率が許容レベルにある許容状態と同等の異常燃焼の発生確率に低減することが可能となる。【００１８】
第７の発明によれば、筒内壁面に付着しているオイルの燃料希釈の程度を表す燃料希釈指標に基づいて、異常燃焼の発生確率を良好に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１における制御に用いる異常燃焼発生確率マップの設定を説明するための図である。
【図３】異常燃焼の発生確率指標が許容レベルにある許容状態における異常燃焼発生確率マップを表した図である。
【図４】本発明の実施の形態１における、異常燃焼の発生抑制のための特徴的な制御手法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】異常燃焼の発生回数の期待値Ｉ(6min.)が変化する様子の一例を表した図である。
【図７】本発明の実施の形態２における、異常燃焼の発生抑制のための特徴的な制御手法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）１０を備えている。内燃機関１０の各気筒には、吸気通路１２および排気通路１４が連通している。また、内燃機関１０の各気筒には、筒内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁１６と、混合気に点火するための点火プラグ１８とが設けられている。
【００２１】
吸気通路１２の入口近傍には、エアクリーナ２０が取り付けられている。エアクリーナ２０の下流近傍には、吸気通路１２に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２２が設けられている。エアフローメータ２２の下流には、ターボ過給機２４のコンプレッサ２４ａが設置されている。コンプレッサ２４ａは、排気通路１４に配置されたタービン２４ｂと連結軸を介して一体的に連結されている。
【００２２】
コンプレッサ２４ａの下流には、圧縮された空気を冷却するインタークーラ２６が設けられている。インタークーラ２６の下流には、電子制御式のスロットルバルブ２８が設けられている。スロットルバルブ２８の下流には、吸気通路内圧力を検出するための吸気圧力センサ３０が設置されている。
【００２３】
また、タービン２４ｂよりも下流側の排気通路１４には、排気ガスを浄化するための触媒３２が配置されている。また、触媒３２の上流には、触媒３２に流入する排気ガスの空燃比に対してほぼリニアな出力を発する空燃比センサ３４が配置されている。
【００２４】
また、クランクシャフトの近傍には、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ３６が設けられている。また、内燃機関１０には、エンジン冷却水温度を検出するための水温センサ３８が取り付けられている。更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力部には、上述したエアフローメータ２２、吸気圧力センサ３０、空燃比センサ３４、クランク角センサ３６および水温センサ３８等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力部には、上述した燃料噴射弁１６、点火プラグ１８およびスロットルバルブ２８等の内燃機関１０の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、上述した各種センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。
【００２５】
ところで、内燃機関１０の低回転高負荷領域（主に過給領域）において、筒内に存在するオイル（ガソリン混合気よりも発火点が低い）またはデポジットなどの着火源が、圧縮行程中または火花点火後に火炎伝播が到達する以前に自着火することで、プレイグニッションまたはヘビーノックが発生し得る。これらの異常燃焼の発生確率は、内燃機関１０の運転条件に応じて変化する。具体的には、オイルやデポジット等の着火源となる物質が燃焼室内に蓄積されることにより、異常燃焼の発生確率が高まる。また、吸気系に蓄積された上記物質の筒内への侵入によっても、異常燃焼の発生確率が高まる。更に、燃料噴射弁１６によって筒内に噴射された燃料が筒内壁面に付着すると、筒内壁面に付着しているオイルが燃料によって希釈されることになる。このような燃料によるオイルの希釈（いわゆる燃料希釈）によって、筒内壁面の油膜の表面張力が低下し、筒内を浮遊する液滴の発生確率が増加することで、異常燃焼の発生確率が高くなる。また、内燃機関１０の冷却水温度が低いと、燃料希釈率が増加するので、異常燃焼の発生確率が高まることとなる。
【００２６】
［実施の形態１における特徴的な制御］
本実施形態では、筒内壁面に付着しているオイルの燃料希釈の程度を表す燃料希釈指標を導入する。具体的には、燃料希釈指標は、以下に示すように、排気空燃比から筒内に供給された混合気の空燃比（空気量／燃料噴射量）を減じて得た値として定義されている。
燃料希釈指標  ＝  排気空燃比  −  （空気量／燃料噴射量）
【００２７】
例えば、冷却水温度が低くなることで筒内壁面に付着する燃料量が増えると、燃料希釈の度合いが高くなる。その結果、排気空燃比は、筒内に供給された混合気の空燃比よりもリーンになる（大きくなる）。このため、上記のように設定された燃料希釈指標の大きさに基づいて、内燃機関１０の筒内の燃料希釈状態を推定することができる。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態１における制御に用いる異常燃焼発生確率マップの設定を説明するための図である。
本実施形態では、図２に示すように、上記燃料希釈指標の大きさに応じて、複数の異常燃焼発生確率マップをＥＣＵ４０に備えるようにしている。これらの異常燃焼発生確率マップ（以下、単に「発生確率マップ」と略することがある）は、内燃機関１０の運転領域（負荷（トルク）とエンジン回転数とで規定）との関係で、異常燃焼の発生確率指標を定めたものである。この発生確率指標は、異常燃焼の発生確率を示す指標であり、ここでは一例として、１時間当たりの異常燃焼の発生回数であるものとする。
【００２９】
図２中に実線で示す曲線は、内燃機関１０の全負荷（ＷＯＴ（Wide Open Throttle）時のトルクカーブ（各エンジン回転数における最大トルク点を繋げて得られるカーブ）を示し、同図中に破線で示す曲線は、異常燃焼の発生確率指標が等しい動作点を繋げて得られる当該発生確率指標の等高線を示している。発生確率マップでは、図２に示すように、低回転数領域において、負荷が高くなるにつれ、発生確率指標が大きくなるように設定されている。図２（Ａ）は、燃料希釈指標が小さい標準状態における発生確率マップを示し、図２（Ｂ）は、標準状態よりも燃料希釈指標が大きいために異常燃焼の発生確率が高くなる高確率状態における発生確率マップを示している。すなわち、図２（Ｂ）に示す発生確率マップは、図２（Ａ）に示すものと比べて、異常燃焼が発生する可能性のある運転領域がより低負荷側にまで延び、かつ、高負荷側の発生確率指標の最大値が大きくなっている。
【００３０】
図３は、異常燃焼の発生確率指標が許容レベルにある許容状態における異常燃焼発生確率マップを表した図であり、図４は、本発明の実施の形態１における、異常燃焼の発生抑制のための特徴的な制御手法を説明するための図である。
【００３１】
以上説明した発生確率マップを用いる本実施形態では、運転領域上において発生確率指標が最大となる最大確率点の発生確率指標が所定の許容値（図３に示す許容状態における発生確率指標の最大値）よりも大きい場合（例えば、図２（Ｂ）に示す高確率状態が該当）には、次のような制御を行うようにした。すなわち、この場合には、図４に示すように、発生確率が上記許容値と等しくなる位置に最大確率点が内燃機関１０の等出力線上で移行するように、内燃機関１０が発生するトルクの上限値を低く制限するようにした。
【００３２】
より具体的には、本実施形態では、最大確率点の発生確率指標が上記許容値よりも大きい場合に、発生確率が許容されるレベルにある図３に示す許容状態における最大トルクカーブと同等の発生確率が等出力線上で得られるトルクカーブが上限トルクカーブとなるように、トルクの上限値を低く制限するようにした。
【００３３】
図５は、上述した制御を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
【００３４】
図５に示すルーチンでは、先ず、上述したように、排気空燃比から筒内に供給された混合気の空燃比（空気量／燃料噴射量）を減じて得た値として定義された燃料希釈指標が算出される（ステップ１００）。尚、上記排気空燃比には、空燃比センサ３４の出力に基づいて算出される値が使用され、上記空気量には、エアフローメータ２２もしくは吸気圧力センサ３０の出力に基づいて算出される値が使用され、上記燃料噴射量は、燃料噴射弁１６による燃料噴射期間および燃料圧力に基づいて算出される値が使用される。
【００３５】
次に、上記ステップ１００において算出された燃料希釈指標に基づいて、異常燃焼発生確率マップが読み込まれる（ステップ１０２）。既述したように、ＥＣＵ４０には、燃料希釈指標の大きさに応じて複数の発生確率マップが予め記憶されている。本ステップ１０２では、現在の燃料希釈指標に対応した発生確率マップが取得される。次いで、読み込まれた発生確率マップ上の最大確率点の発生確率指標が許容状態の発生確率マップ上の発生確率指標の最大値（上記許容値）よりも大きいか否かが判定される（ステップ１０４）。
【００３６】
その結果、上記ステップ１０４の判定が成立する場合には、許容状態における最大トルクカーブと同等の発生確率が等出力線上で得られるトルクカーブが上限トルクカーブとなるように、トルクの上限値が低く制限される（ステップ１０６）。
【００３７】
以上説明した図５に示すルーチンによれば、最大確率点の発生確率指標が上記許容値よりも大きい場合に、上記許容状態における最大トルクカーブと同等の発生確率が等出力線上で得られるトルクカーブが上限トルクカーブとなるように、トルクの上限値が低く制限される。これにより、図４に示すように、発生確率が上記許容値と等しくなる位置に最大確率点が等出力線上で移行するようになる。トルクの上限値の制限は、より具体的には、スロットルバルブ２８の開度調整によって吸入空気量を制限することによって行われる。
【００３８】
上記の制御が行われた結果、異常燃焼の発生確率を下げるために、図４に示すように、上限トルクカーブを超える低回転高負荷側の運転領域の使用が制限されることになる。これにより、燃料希釈指標が大きいことで異常燃焼の発生確率が高くなる状況下において、異常燃焼の発生確率を上記許容状態と同等にまで下げることができる。このため、異常燃焼の発生を運転条件によらずに良好に抑制することが可能となる。
【００３９】
また、上記ルーチンによれば、上記許容状態における最大トルクカーブと同等の発生確率が等出力線上で得られるトルクカーブを上限トルクカーブとしたことによって、内燃機関１０が等出力を発揮できる状態で、上記許容状態と同等の異常燃焼の発生確率に低減することが可能となる。
【００４０】
ところで、上述した実施の形態１においては、図２乃至図４に示すように、異常燃焼の発生確率が最大となる最大確率点が１点となるケースについて説明を行った。しかしながら、本発明における最大確率点は、運転領域上に１点のみ存在するものに限らない。すなわち、本発明は、最大確率点が運転領域上に複数点存在するものも対象となる。
【００４１】
また、上述した実施の形態１においては、発生確率が上記許容値と等しくなる位置に最大確率点が等出力線上で移行するように、トルクの上限値を低く制限するようにしている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、発生確率が上記許容値よりも低くなる位置に最大確率点が等出力線上で移行するように、トルクの上限値を低く制限するものであってもよい。
【００４２】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第４の発明における「異常燃焼確率取得手段」が、上記ステップ１０４およびステップ１０６の処理を実行することにより前記第４の発明における「トルク制限手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第７の発明における「燃料希釈指標取得手段」が実現されている。
【００４３】
実施の形態２．
次に、図６乃至図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図５に示すルーチンに代えて後述の図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００４４】
上述した実施の形態１の制御手法によれば、異常燃焼の発生確率が高い状況下では、低回転高負荷側の運転領域の使用が制限されるため、低速トルクが常に低下することになる。その結果、内燃機関１０のドライバビリティが悪化してしまう可能性がある。ここで、実際には、異常燃焼の発生確率が高い高確率状態（例えば、図２（Ｂ））であっても、発生確率指標が大きな低回転高負荷側の運転領域を使用する時間が短ければ、異常燃焼が実際に発生してしまう可能性は低い。逆に、異常燃焼の発生確率が増加していない低確率状態（例えば、図２（Ａ）に示す標準状態）であっても、発生確率指標が大きな低回転高負荷側の運転領域を使用する時間が長ければ、異常燃焼が実際に発生してしまう可能性が高くなる。
【００４５】
［実施の形態２における特徴的な制御］
そこで、本実施形態では、異常燃焼の発生を抑制するために運転領域を制限する際に用いる指標として、以下に説明する指標を導入するようにした。
【００４６】
図２（Ｂ）中に示す発生確率指標の数値を、ここでは、１時間当たりの異常燃焼の発生回数とする。そうすると、図２（Ｂ）中の発生確率指標２の等高線上で内燃機関１０が１時間運転された際の異常燃焼の発生回数の期待値Ｉ(60min.)は、エンジン回転数Ｎと負荷（トルク）Ｔとによって定義される内燃機関１０の各運転領域における異常燃焼の発生確率ｐ（Ｎ，Ｔ）を用いて、以下のように表すことができる。
2012111145.tif 000003
【００４７】
図６は、異常燃焼の発生回数の期待値Ｉ(6min.)が変化する様子の一例を表した図である。
ここでは、６０分当たりの異常燃焼の発生回数の許容値を１回とする。そうすると、６分当たりでは、当該許容値は０．１となる。また、６分当たりの異常燃焼の発生回数の期待値Ｉ(6min.)は、内燃機関１０の運転中の過去６分間の異常燃焼の発生確率ｐ（Ｎ，Ｔ）を積分することによって、以下のように表すことができる。
2012111145.tif 000004
【００４８】
期待値Ｉ(6min.)は、上記のように運転中の過去６分間の異常燃焼の発生確率ｐ（Ｎ，Ｔ）の積分値であるため、過去６分間の内燃機関１０の運転履歴（その間に使用される運転領域）に応じて、図６に示すように変動する。例えば、低回転高負荷領域が長く使用されると、期待値Ｉ(6min.)が増加するようになる。そして、この期待値Ｉ（6min.）が許容値０．１を超えると、６０分当たりの異常燃焼の発生回数が許容値である１回を超えることになる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、異常燃焼の発生を抑制するために、所定時間（ここでは、６分間）当たりの異常燃焼の発生回数の期待値Ｉ（ここでは、Ｉ(6min.)）が所定の許容値（ここでは、０．１）を超えないように、内燃機関１０が発生するトルクの上限値を低く制限するようにした。
【００５０】
図７は、本発明の実施の形態２における、異常燃焼の発生抑制のための特徴的な制御手法を説明するための図である。
図７に表された運転履歴は、燃料希釈指標が大きいために図２（Ｂ）に示す高確率状態（発生確率指標の最大値が５である状態）にあるときの運転履歴である。本実施形態では、この場合の異常燃焼の発生回数の許容値（ここでは、０．１）を、現在の燃料希釈指標に応じた異常燃焼の発生確率指標の最大値である５（図２（Ｂ）中の等高線の数）で等分割するようにした。
【００５１】
そのうえで、期待値Ｉ(6min.)が５つに等分割された後の個々の分割点の値を超える度に、トルクの上限値をより低く制限するようにした。より具体的には、図７に示すように、期待値Ｉ(6min.)が超える分割点の値が大きいほど、より値の小さな発生確率指標の等高線を超えないようにトルクの上限値をより低く制限するようにした（すなわち、低回転高負荷側の運転領域をより広く制限するようにした）。
【００５２】
図８は、上述した制御を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図８において、実施の形態１における図５に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図８に示すルーチンでは、ステップ１０２において燃料希釈指標に応じた異常燃焼発生確率マップが読み込まれた後に、異常燃焼の発生回数の期待値Ｉ(6min.)が算出される（ステップ２００）。より具体的には、読み込まれた異常燃焼発生確率マップを参照して得た異常燃焼の発生確率ｐ（Ｎ，Ｔ）を用いて、異常燃焼の発生回数の期待値Ｉ(6min.)が上述した関係式に従って算出される。
【００５３】
次に、上記ステップ２００において算出された期待値(6min.)が許容値の分割点の値の何れかを超えたか否かが判定される（ステップ２０２）。各分割点の値は、既述したように、異常燃焼の発生回数の許容値（ここでは、０．１）を、上記ステップ１０２において読み込まれた異常燃焼発生確率マップにおける発生確率指標の最大値（図２（Ｂ）の発生確率マップの場合では５）で等分割して得られた値である。例えば、図２（Ｂ）の発生確率マップの場合では、発生確率指標の最大値が５となるので、分割点の値には、０．０２〜０．１までの５つの値（図７参照）が対応することになる。このように、燃料希釈指標に応じて読み込まれた異常燃焼発生確率マップ上の発生確率指標の最大値に応じて、異常燃焼の発生回数の許容値の分割数が変更される。
【００５４】
上記ステップ２０２の判定が成立する場合には、期待値Ｉ(6min.)が超えた分割点の値の大きさに応じて、内燃機関１０が発生するトルクの上限値がより低く制限される（ステップ２０４）。具体的には、ＥＣＵ４０には、発生確率指標の最大値の異なる異常燃焼発生確率マップ毎に、個々の分割点の値と、これらのそれぞれに対応する異常燃焼発生確率マップ上の発生確率指標との関係が記憶されている。そして、これらの分割点の値と発生確率指標とは、分割点の値が大きくなるほど、対応する発生確率指標が小さくなるような関係で記憶されている。本ステップ２０４では、期待値Ｉ(6min.)が今回超えた分割点の値に対応する発生確率指標の等高線を超えないように低回転高負荷側の運転領域の使用を禁止する態様で、トルクの上限値の制限が行われる。
【００５５】
図７中に破線で示す波形は、以上説明した図８に示すルーチンの制御が行われない場合のものである。これに対し、上記ルーチンに示す制御を行うことにより、期待値Ｉ(6min.)が各分割点の値を超える度にトルクの上限値の制限（低回転高負荷側の運転領域の制限）が行われるので、図７中に実線で示す波形のように、許容値を超えないように期待値Ｉ(6min.)を低減することができる。これにより、異常燃焼の発生を運転条件によらずに良好に抑制することが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態の制御手法によれば、期待値Ｉ(6min.)が最初の分割点の値を超えるまでは、トルクの上限値の制限が行われず、その結果、低回転高負荷側の運転領域の使用の制限が行われない。つまり、短時間であれば、そのような低回転高負荷側の運転領域の使用が可能となる。また、期待値Ｉ(6min.)が最初の分割点の値を超えた後であっても、期待値Ｉ(6min.)が超える分割点の値が大きくなるにつれ、トルクの上限値をより低く制限するという手法によって、低回転高負荷側の運転領域が徐々に制限されるようにしている。つまり、本実施形態の手法によれば、期待値Ｉ(6min.)が許容値に向けて大きくなるにつれ、トルクの上限値がより低く制限されるようになる。
【００５７】
上記のように、本実施形態では、異常燃焼の発生回数の期待値Ｉという指標を導入して、この期待値Ｉが許容値を超えないように低回転高負荷側の運転領域の制限を行うようにしている。このため、低回転高負荷領域の使用時間を考慮することによって使用可能な運転領域の制限をできるだけ設けないようにしつつ、異常燃焼の発生を抑制することが可能となる。これにより、内燃機関１０のドライバビリティの悪化を極力抑制しつつ、異常燃焼の発生を抑制することが可能となる。
【００５８】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常燃焼確率取得手段」が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第１の発明における「期待値算出手段」が、上記ステップ２０２およびステップ２０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「トルク制限手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第７の発明における「燃料希釈指標取得手段」が実現されている。
【００５９】
ところで、上述した実施の形態１および２においては、燃料希釈指標に基づいて、異常燃焼の発生確率を取得するようにしている。しかしながら、本発明における異常燃焼の発生確率の取得手法は、上記手法に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１６  燃料噴射弁
１８  点火プラグ
２２  エアフローメータ
２４  ターボ過給機
２４ａ  コンプレッサ
２４ｂ  タービン
２８  スロットルバルブ
３０  吸気圧力センサ
３２  触媒
３４  空燃比センサ
３６  クランク角センサ
３８  水温センサ
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
【図１】
2012111145.tif 000005
【図２】
2012111145.tif 000006
【図３】
2012111145.tif 000007
【図４】
2012111145.tif 000008
【図５】
2012111145.tif 000009
【図６】
2012111145.tif 000010
【図７】
2012111145.tif 000011
【図８】
2012111145.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記内燃機関の異常燃焼の発生確率を取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記異常確率取得手段により取得された前記異常燃焼の発生確率に基づいて、所定時間当たりの前記異常燃焼の発生回数の期待値を算出する期待値算出手段と、
前記期待値算出手段により算出された前記期待値が所定の許容値を超えないように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記トルク制限手段は、前記期待値算出手段により算出された前記期待値が前記許容値に向けて大きくなるにつれ、前記トルクの上限値をより低く制限することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記トルク制限手段は、前記期待値算出手段により算出された前記期待値が超える、前記許容値の分割点の値が大きいほど、前記トルクの上限値をより低く制限することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の異常燃焼の発生確率を当該内燃機関の運転領域と関連付けて取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記運転領域上において前記発生確率が最大となる最大確率点が、当該発生確率が所定の許容値以下となる位置に移行するように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備え、
前記異常燃焼確率取得手段は、前記内燃機関の筒内壁面に付着しているオイルの燃料希釈の程度を表す燃料希釈指標を取得する燃料希釈指標取得手段を含み、当該燃料希釈指標取得手段により取得された前記燃料希釈指標に基づいて前記発生確率を取得する手段であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記トルク制限手段は、前記最大確率点の前記発生確率が前記許容値よりも大きい場合に、当該発生確率が前記許容値と等しいかもしくはそれよりも低くなる位置に前記最大確率点が前記内燃機関の等出力線上で移行するように、前記トルクの上限値を低く制限することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記トルク制限手段は、前記最大確率点の前記発生確率が前記許容値よりも大きい場合に、前記発生確率が許容されるレベルにある許容状態における最大トルクカーブと同等の前記発生確率が前記等出力線上で得られるトルクカーブが上限トルクカーブとなるように、前記トルクの上限値を低く制限することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記異常燃焼確率取得手段は、前記内燃機関の筒内壁面に付着しているオイルの燃料希釈の程度を表す燃料希釈指標を取得する燃料希釈指標取得手段を含み、当該燃料希釈指標取得手段により取得された前記燃料希釈指標に基づいて前記発生確率を取得する手段であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月4日(2013.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の異常燃焼の発生確率を取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記異常確率取得手段により取得された前記異常燃焼の発生確率に基づいて、所定時間当たりの前記異常燃焼の発生回数の期待値を算出する期待値算出手段と、
前記期待値算出手段により算出された前記期待値が所定の許容値を超えないように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記トルク制限手段は、前記期待値算出手段により算出された前記期待値が前記許容値に向けて大きくなるにつれ、前記トルクの上限値をより低く制限することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記トルク制限手段は、前記期待値算出手段により算出された前記期待値が超える、前記許容値の分割点の値が大きいほど、前記トルクの上限値をより低く制限することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の異常燃焼の発生確率を当該内燃機関の運転領域と関連付けて取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記運転領域上において前記発生確率が最大となる最大確率点が、当該発生確率が所定の許容値以下となる位置に移行するように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備え、
前記異常燃焼確率取得手段は、前記内燃機関の筒内壁面に付着しているオイルの燃料希釈の程度を表す燃料希釈指標を取得する燃料希釈指標取得手段を含み、当該燃料希釈指標取得手段により取得された前記燃料希釈指標に基づいて前記発生確率を取得する手段であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記トルク制限手段は、前記最大確率点の前記発生確率が前記許容値よりも大きい場合に、当該発生確率が前記許容値と等しいかもしくはそれよりも低くなる位置に前記最大確率点が前記内燃機関の等出力線上で移行するように、前記トルクの上限値を低く制限することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記トルク制限手段は、前記最大確率点の前記発生確率が前記許容値よりも大きい場合に、前記発生確率が許容されるレベルにある許容状態における最大トルクカーブと同等の前記発生確率が内燃機関の等出力線上で得られるトルクカーブが上限トルクカーブとなるように、前記トルクの上限値を低く制限することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記異常燃焼確率取得手段は、前記内燃機関の筒内壁面に付着しているオイルの燃料希釈の程度を表す燃料希釈指標を取得する燃料希釈指標取得手段を含み、当該燃料希釈指標取得手段により取得された前記燃料希釈指標に基づいて前記発生確率を取得する手段であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月17日(2013.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
内燃機関の異常燃焼の発生確率を取得する異常燃焼確率取得手段と、
前記異常燃焼確率取得手段により取得された前記異常燃焼の発生確率に基づいて、所定時間当たりの前記異常燃焼の発生回数の期待値を算出する期待値算出手段と、
前記期待値算出手段により算出された前記期待値が所定の許容値を超えないように、前記内燃機関が発生するトルクの上限値を低く制限するトルク制限手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【国際調査報告】
2012111145.tif 000013
2012111145.tif 000014
2012111145.tif 000015
2012111145.tif 000016