(57)【要約】【課題】可変動弁機構を有する内燃機関において、ノッキングをより十分に抑制するための技術を提供する。【解決手段】エンジン１００は、吸気弁１１２の作用角の大きさと開弁期間の位相とを変更可能な可変動弁機構１１４を備えている。制御ユニット１０は、ノックセンサ１０４によってノッキングの発生が検出されたときに、吸気弁１１２の開弁期間の位相調整を含む複数のノッキング対策のうちの少なくとも１つを選択的に実行可能である。吸気弁１１２の作用角が１８０度未満の場合には、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯが、上死点ＴＤＣから所定の角度α分だけ遅角した所定の時期（ＴＤＣ＋α）を越えないように、ノッキング対策が選択して実行される。具体的には、例えば、作用角が１８０度未満で吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣの後に存在するときに、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯを進角させる。【選択図】　図６
2004116315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁の作用角の大きさと開弁期間の位相とを変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関を制御するための制御装置であって、
前記内燃機関のノッキング発生の有無を検出するためのノックセンサと、
前記ノックセンサによってノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁期間の位相調整を含む複数のノッキング対策のうちの少なくとも１つを選択的に実行可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記吸気弁の作用角が１８０度未満の場合に、前記吸気弁の開弁時期が、上死点から所定の角度分だけ遅角した所定の時期を越えないように、ノッキング対策を選択して実行するノッキング制御モードを有する、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置であって、
前記ノッキング制御モードは、ノッキングの発生時に前記吸気弁の開弁時期が上死点の後に存在するときに、前記吸気弁の開弁時期を進角させるサブモードを有する、制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の制御装置であって、
前記吸気弁の開弁時期の進角は、前記吸気弁の作用角を保った状態で開弁期間の位相を進角させることによって実行される、制御装置。
【請求項４】
請求項２記載の制御装置であって、
前記吸気弁の開弁時期の進角は、前記吸気弁の作用角を拡大することによって実行される、制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記ノッキング制御モードにおいて、前記吸気弁の開弁時期が上死点から所定の角度分だけ遅角した所定の時期を越えず、かつ、前記吸気弁の閉弁時期が下死点近傍の所定の範囲に入らないようにノッキング対策を選択する、制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の制御装置であって、
前記制御部は、ノッキングの非発生時において、前記吸気弁の開弁時期と閉弁時期とに応じて点火プラグの点火時期を補正する、制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記吸気弁の開弁時期が上死点よりも遅くなるほど、かつ、前記吸気弁の閉弁時期が下死点に近いほど、点火時期を遅く設定する、制御装置。
【請求項８】
吸気弁の作用角の大きさと開弁期間の位相とを変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関を制御するための制御装置であって、
前記内燃機関のノッキング発生の有無を検出するためのノックセンサと、
前記ノックセンサによってノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁期間の位相調整を含む複数のノッキング対策のうちの少なくとも１つを選択的に実行可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ノックセンサによってノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁時期と閉弁時期の設定が、
ｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の手前で、かつ、閉弁時期が下死点の手前である第１の設定状態と、
ｉｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の後で、かつ、閉弁時期が下死点の手前である第２の設定状態と、
ｉｉｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の手前で、かつ、閉弁時期が下死点の後である第３の設定状態と、
ｉｖ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の後で、かつ、閉弁時期が下死点の後である第４の設定状態と、
のいずれであるかを判定するとともに、
上記第１ないし第４の設定状態に対してそれぞれ予め選択されたノッキング対策を実行する、内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項８記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記ノックセンサによってノッキングの発生が検出されたときに前記吸気弁が前記第２の設定状態にあるときには、前記吸気弁の開弁時期を進角させるノッキング制御モードを有する、制御装置。
【請求項１０】
吸気弁の作用角の大きさと開弁期間の位相とを変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関を制御するための制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関のノッキング発生の有無を検出する工程と、
（ｂ）ノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁期間の位相調整を含む複数のノッキング対策のうちの少なくとも１つを選択的に実行する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）は、前記吸気弁の作用角が１８０度未満の場合に、前記吸気弁の開弁時期が、上死点から所定の角度分だけ遅角した所定の時期を越えないように、ノッキング対策を選択して実行するノッキング制御モードを実行する工程を含む、
内燃機関の制御方法。
【請求項１１】
吸気弁の作用角の大きさと開弁期間の位相とを変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関を制御するための制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関のノッキング発生の有無を検出する工程と、
（ｂ）ノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁期間の位相調整を含む複数のノッキング対策のうちの少なくとも１つを選択的に実行する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）は、
ノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁時期と閉弁時期の設定が、
ｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の手前で、かつ、閉弁時期が下死点の手前である第１の設定状態と、
ｉｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の後で、かつ、閉弁時期が下死点の手前である第２の設定状態と、
ｉｉｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の手前で、かつ、閉弁時期が下死点の後である第３の設定状態と、
ｉｖ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の後で、かつ、閉弁時期が下死点の後である第４の設定状態と、
のいずれであるかを判定する工程と、
上記第１ないし第４の設定状態に対してそれぞれ予め選択されたノッキング対策を実行する工程と、
を含む、内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変動弁機構を有する内燃機関におけるノッキング制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ガソリンエンジンに関する種々のノッキング制御技術が提案されている。通常のノッキング対策としては、点火時期の遅角が知られている。また、特許文献１（特開平１１−３２４７６２号公報）には、ノッキング発生時に吸気弁の閉弁時期を遅角させる技術が開示されている。特許文献２（特開平１１−１９０２３６号公報）には、ノッキング発生状況に応じて吸気弁の開弁期間の位相を遅角または進角する技術が開示されている。また、特許文献３（特開平６−１２９２７１号公報）には、ノッキングの程度に応じて吸気弁の閉弁時期を変更する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３２４７６２号公報（要約）
【特許文献２】特開平１１−１９０２３６号公報（要約）
【特許文献３】特開平６−１２９２７１号公報（要約）
【０００３】
ところで、吸気弁の機構としては、開弁期間の大きさ（いわゆる作用角）と、開弁期間の位置（「開弁期間の位相」とも呼ぶ）との両方を変更な可変動弁機構が知られている。このような可変動弁機構を用いると、軽負荷の際に、吸気系のスロットル弁を絞る代わりに作用角を小さくすることによって、吸入空気量を低下させることができる。こうすると、吸気系の抵抗が低下するのでポンプ損失が低下し、熱効率を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、このような可変動弁機構を有する内燃機関におけるノッキング制御については、あまり工夫されていないのが実情であった。通常の内燃機関では、吸気弁の作用角が２２０°〜２４０°であるのに対して、可変動弁機構を有する内燃機関では、吸気弁の作用角が１８０°未満に設定される場合がある。吸気弁の作用角が１８０°未満の場合には、作用角が２００°以上ある場合とは、開弁期間の位相の進角や遅角によるノッキング抑制効果が大きく異なる。しかし、従来は、作用角を１８０°未満に設定し得る内燃機関において、どのようなノッキング対策を行えば良いかについては、十分に工夫されていないのが実情であった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、可変動弁機構を有する内燃機関において、ノッキングをより十分に抑制するための技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明による第１の制御装置は、吸気弁の作用角の大きさと開弁期間の位相とを変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関を制御するための制御装置であって、
前記内燃機関のノッキング発生の有無を検出するためのノックセンサと、
前記ノックセンサによってノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁期間の位相調整を含む複数のノッキング対策のうちの少なくとも１つを選択的に実行可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記吸気弁の作用角が１８０度未満の場合に、前記吸気弁の開弁時期が、上死点から所定の角度分だけ遅角した所定の時期を越えないように、ノッキング対策を選択して実行するノッキング制御モードを有する。
【０００７】
発明者らは、吸気弁の作用角が１８０度未満のときに、吸気弁の開弁時期が上死点から遅角するほどノッキングが発生し易くなる場合があることを見いだした。上記制御装置では、吸気弁の開弁時期が上死点から所定の角度分だけ遅角した所定の時期を越えないようにノッキング対策を選択するようにしたので、吸気弁の開弁時期の遅角によってノッキングが発生し易くなることを防止でき、ノッキングをより十分に抑制することが可能になる。
【０００８】
前記ノッキング制御モードは、ノッキングの発生時に前記吸気弁の開弁時期が上死点の後に存在するときに、前記吸気弁の開弁時期を進角させるサブモードを有することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、吸気弁の開弁時期の遅角によってノッキングが発生し易くなることを確実に防止することができる。
【００１０】
なお、前記吸気弁の開弁時期の進角は、前記吸気弁の作用角を保った状態で開弁期間の位相を進角させることによって実行されても良く、あるいは、前記吸気弁の作用角を拡大することによって実行されても良い。
【００１１】
前記制御部は、前記ノッキング制御モードにおいて、前記吸気弁の開弁時期が上死点から所定の角度分だけ遅角した所定の時期を越えず、かつ、前記吸気弁の閉弁時期が下死点近傍の所定の範囲に入らないようにノッキング対策を選択することが好ましい。
【００１２】
吸気弁の閉弁時期が下死点近傍にあると、ノッキングが発生し易いことが知られている。そこで、閉弁時期についても、下死点近傍の所定の範囲に入らないようにすることによって、ノッキングの発生をより十分に抑制することができる。
【００１３】
前記制御部は、ノッキングの非発生時において、前記吸気弁の開弁時期と閉弁時期とに応じて点火プラグの点火時期を補正するようにしてもよい。
【００１４】
吸気弁の作用角を変更可能な場合には、ノッキングを抑制するための適切な点火時期が、吸気弁の開弁時期と閉弁時期の両方に依存する。従って、ノッキングの非発生時にもこれらの両方に応じて点火プラグの点火時期を補正するようにすれば、ノッキングの発生をより良く回避することができる。
【００１５】
前記制御部は、前記吸気弁の開弁時期が上死点よりも遅くなるほど、かつ、前記吸気弁の閉弁時期が下死点に近いほど、点火時期を遅く設定することが好ましい。
【００１６】
ノッキングは、吸気弁の開弁時期が上死点よりも遅くなるほど、かつ、吸気弁の閉弁時期が下死点に近いほど発生し易い傾向にある。従って、上記のような点火時期の設定を行えば、ノッキングの発生を抑制することが可能である。
【００１７】
本発明による第２の制御装置は、吸気弁の作用角の大きさと開弁期間の位相とを変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関を制御するための制御装置であって、
前記内燃機関のノッキング発生の有無を検出するためのノックセンサと、
前記ノックセンサによってノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁期間の位相調整を含む複数のノッキング対策のうちの少なくとも１つを選択的に実行可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ノックセンサによってノッキングの発生が検出されたときに、前記吸気弁の開弁時期と閉弁時期の設定が、
ｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の手前で、かつ、閉弁時期が下死点の手前である第１の設定状態と、
ｉｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の後で、かつ、閉弁時期が下死点の手前である第２の設定状態と、
ｉｉｉ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の手前で、かつ、閉弁時期が下死点の後である第３の設定状態と、
ｉｖ）前記吸気弁の開弁時期が上死点の後で、かつ、閉弁時期が下死点の後である第４の設定状態と、
のいずれであるかを判定するとともに、
上記第１ないし第４の設定状態に対してそれぞれ予め選択されたノッキング対策を実行する。
【００１８】
上記の４つの設定状態では、適切なノッキング対策が異なる。そこで、４つの設定状態に対して予め適切なノッキング対策を設定しておき、ノッキング発生時の吸気弁の設定状態に応じて適切なノッキング対策を選択して実行することによって、ノッキングの発生を効率的に抑制することができる。
【００１９】
前記制御部は、前記ノックセンサによってノッキングの発生が検出されたときに前記吸気弁が前記第２の設定状態にあるときには、前記吸気弁の開弁時期を進角させるノッキング制御モードを有するようにしてもよい。
【００２０】
第２の設定状態にあるときには、吸気弁の作用角が１８０°未満になっているので、開弁時期が遅くなるほどノッキングが発生しやすくなる場合がある。そこで、このときには、開弁時期を進角させることによって、ノッキングを十分に抑制することが可能である。
【００２１】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、内燃機関の制御装置または制御方法、その制御装置または制御方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．ノッキング対策の第１実施例：
Ｃ．ノッキング対策の第２実施例：
Ｄ．ノッキング対策の第３実施例：
Ｅ．ノッキング対策の第４実施例：
Ｆ．ノッキング対策の第５実施例：
Ｇ．変形例：
【００２３】
Ａ．装置構成：
図１は、本発明の一実施例としての制御装置の構成を示している。この制御装置は、車両に搭載されたガソリンエンジン１００を制御する装置として構成されている。エンジン１００は、吸気管１１０からガソリンと空気の混合気を吸気し、点火プラグ１０２で混合気に点火して燃焼させ、排気を排気管１２０から外部に排出する。吸気管１１０には、混合気の量を調整するためのスロットル弁１１１が設けられている。吸気管１１０に燃料を噴射する機構は図示が省略されている。なお、燃料を、直接燃焼室内に噴射するようにしてもよい。排気管１２０には、排気中の有害成分を除去するための触媒１２４が設けられている。
【００２４】
エンジン１００への吸気および排気の工程は、吸気弁１１２と排気弁１２２の開閉状態によって切り換えられる。吸気弁１１２には、その開閉タイミングを調整するための可変動弁機構１１４が設けられている。この可変動弁機構１１４は、吸気弁１１２の開弁期間の大きさ（いわゆる作用角）と、開弁期間の位置（「開弁期間の位相」あるいは「ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｖａｌｖｅ　Ｔｉｍｉｎｇ）位置」とも呼ぶ）とを変更である。このような可変動弁機構としては、例えば本出願人により開示された特開２００１−２６３０１５号公報に記載されたものを利用することができる。
【００２５】
エンジン１００の運転は、制御ユニット１０によって制御される。制御ユニット１０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。この制御ユニット１０には、種々のセンサからの信号が供給されている。これらのセンサには、ノッキングの発生を検出するためのノックセンサ１０４と、エンジン水温を検出する水温センサ１０６と、エンジン回転数を検出する回転数センサ１０８と、アクセルポジションを検出するアクセルセンサ１０９と、が含まれている。
【００２６】
制御ユニット１０の図示しないメモリには、吸気弁１１２の開弁期間の位相（すなわちＶＶＴ位置）を設定するためのＶＶＴマップ１２と、吸気弁１１２の作用角を設定するための作用角マップ１４と、点火プラグ１０２の点火時期を設定するための点火時期マップ１６とが記憶されている。これらのマップは、エンジン１００の回転数や負荷、エンジン水温などに応じて可変動弁機構１１４や点火プラグ１０２の動作状態を設定するために使用される。制御ユニット１０のメモリには、さらに、ノッキング対策を決定するためのノッキング対策テーブル１８が格納されている。制御ユニット１０は、このノッキング対策テーブル１８を参照することによって、適切なノッキング対策を選択する。ノッキング対策の選択については、後で詳述する。
【００２７】
図２は、可変動弁機構１１４による吸気弁１１２の開弁／閉弁タイミングの調整の様子を示している。この可変動弁機構１１４では、開弁期間の大きさ（作用角）は、弁軸のリフト量を変えることによって調整される。また、開弁期間の位相（開弁期間の中心）は、可変動弁機構１１４が有するＶＶＴ機構（可変バルブタイミング機構）を用いて調整される。なお、この可変動弁機構１１４は、吸気弁１１２の作用角と、開弁期間の位相とを独立に変更可能である。従って、エンジン１００の運転状態に応じて、吸気弁１１２の作用角と、開弁期間の位相とがそれぞれ好ましい状態に設定される。
【００２８】
Ｂ．ノッキング対策の第１実施例：
図３（Ａ）は、ノッキング対策の第１実施例における吸気弁の開弁時期ＩＶＯの禁止期間を示している。第１実施例では、ノッキング対策時に、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯが、上死点ＴＤＣから所定の角度αだけ遅角した所定の時期（ＴＤＣ＋α）以降になることが禁止される。ここで、角度αはゼロでない正の値である。なお、本明細書において、「角度」とはクランク角度を意味している。図３（Ｂ）は、第１実施例におけるノッキング対策の一例を示している。この例では、作用角θが１８０°未満である。この状態でノッキングが発生したときには、ＶＶＴ機構によって開弁期間が遅角する。このとき、作用角θの大きさは同一に保たれる。そして、開弁時期ＩＶＯが（ＴＤＣ＋α）近傍まで遅角してもノッキングが停止しない場合には、他のノッキング対策（点火時期の調整や燃料噴射時期の調整など）が実行される。
【００２９】
このように、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯを制限するのは以下のような理由による。図４は、作用角が１８０°よりも大きな場合のＶＶＴ遅角の様子と、作用角が１８０°よりも小さな場合のＶＶＴ遅角の様子とを示している。大作用角（通常は作用角が２３０°程度）の場合には、ＶＶＴ遅角を行っても開弁時期ＩＶＯは上死点ＴＤＣよりも手前にあるのが普通である。一方、小作用角（作用角が１８０°未満）の場合には、ＶＶＴ遅角を行うと開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣよりもかなり遅くなる。
【００３０】
小作用角のときに開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣから過度に遅くなると、以下のような理由によって、逆にノッキングが発生しやすくなる傾向にある。
（１）開弁時期ＩＶＯに至るまでの間に燃焼室内に残留している少量の排気ガスがシリンダ壁で暖められ、この結果、圧縮工程での混合気温度が上昇してノッキングが発生し易くなる。
（２）開弁時期ＩＶＯが遅くなる結果、開弁時の新気流入時において新気の運動エネルギが絞り損失により多量に摩擦熱に代わり、この結果、圧縮工程での混合気温度が上昇してノッキングが発生し易くなる。
【００３１】
また、小作用角の場合には、吸気弁と排気弁の開弁期間のオーバーラップが無いため、ＶＶＴ遅角による内部ＥＧＲ効果（排気ガス残留による燃焼温度の低下効果）の増大が期待できない。この効果により、開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣから過度に遅角するとノッキングが発生し易くなるという傾向が維持される。
【００３２】
そこで、第１実施例では、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯが（ＴＤＣ＋α）を越えないように制限しており、ＶＶＴ遅角によって開弁時期ＩＶＯが（ＴＤＣ＋α）を越える場合には、ＶＶＴ進角以外のノッキング対策が実行される。なお、開弁時期ＩＶＯの禁止期間を規定する角度αは、一定値でも良いが、エンジン１００の運転状態（回転数、負荷、エンジン水温など）に応じて異なる値を予め設定しておくことが好ましい。
【００３３】
図５は、ノッキング対策の第１実施例の処理手順を示すフローチャートである。制御ユニット１０は、ノックセンサ１０４の出力信号に基づいて、ノッキングが発生しているか否かを判断する（ステップＳ１）。ノッキングが発生している場合には、ＶＶＴ遅角を行うと仮定したときに吸気弁１１２の開弁期間ＩＶＯが禁止期間（ＴＤＣ＋α以降）に入るか否かが判断される（ステップＳ２）。ＶＶＴ遅角を行っても開弁期間ＩＶＯが禁止期間に入らない場合には、作用角を保ったままＶＶＴ遅角を行う（ステップＳ３）。一方、ＶＶＴ遅角を行うと開弁期間ＩＶＯが禁止期間に入ってしまう場合には、ＶＶＴ遅角を行わず、他のノッキング対策（例えば点火時期調整）を実行する（ステップＳ４）。但し、ノッキング対策の結果、ＶＶＴ位置や点火時期に関して予め設定されているガード（禁止領域）に抵触する場合には、そのノッキング対策の実行を中止する（ステップＳ５，Ｓ６）。これは、主としてエンジンの失火を防止するためである。ノッキング対策の結果、ノッキングが停止したときには図５の処理を完了する（ステップＳ７）。一方、ノッキングが停止していなければ、ステップＳ２に戻ってステップＳ２〜Ｓ７の処理を繰り返す。
【００３４】
このように、第１実施例では、ノッキング対策によって吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯが（ＴＤＣ＋α）を越えることがないように吸気弁１１２のタイミングを制限しているので、ノッキング対策を行った結果として、却ってノッキングが発生し易い状態になることを防止できる。このような効果は、特に吸気弁１１２の作用角が１８０°未満の場合に顕著であるが、吸気弁１１２の作用角が１８０°以上の場合にもこのような制限を設けることが可能である。
【００３５】
Ｃ．ノッキング対策の第２実施例：
図６（Ａ）は、ノッキング対策の第２実施例における吸気弁の開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣの禁止期間を示している。第２実施例では、第１実施例で説明した開弁期間ＩＶＯの禁止期間に加えて、閉弁時期ＩＶＣの禁止期間が設定されている。閉弁時期ＩＶＣの禁止期間は、下死点ＢＤＣ近傍の所定の範囲（ＢＤＣ±β）である。ここで、角度βはゼロでない正の値である。この角度βは、一定値でも良いが、エンジン１００の運転状態（回転数、負荷、エンジン水温など）に応じて異なる値を予め設定しておくことが好ましい。
【００３６】
吸気弁１１２の閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣに極めて近くなると、実圧縮比が高くなってノッキングが発生し易くなる。そこで、第２実施例では、閉弁時期ＩＶＣに関しても禁止期間を設けることによって、ノッキングの抑制効果を更に高めるている。なお、小作用角（作用角が１８０°以下）の場合には、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯの禁止期間によるノッキング抑制効果の方が、閉弁時期ＩＶＣの禁止期間によるノッキング抑制効果よりもかなり大きいことが判明した。従って、上述した第１実施例のように、開弁時期ＩＶＯの禁止期間のみによってもかなりのノッキング抑制効果が期待できるが、これに加えて、閉弁時期ＩＶＣに関しても禁止期間を設けることがより好ましい。
【００３７】
図６（Ｂ）は、第２実施例において作用角θが１８０°よりも大きい場合のノッキング制御モードを示している。この状態でノッキングが発生したときには、作用角θが保持されたままＶＶＴ遅角する。そして、開弁時期ＩＶＯが（ＴＤＣ＋α）近傍まで遅角してもノッキングが停止しない場合には、他のノッキング対策（点火遅角など）が実行される。
【００３８】
図６（Ｃ）は、第２実施例において作用角θが１８０°よりも小さい場合のノッキング制御モードを示している。この状態でノッキングが発生したときには、ＶＶＴ遅角せずに逆にＶＶＴ進角し、開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣの禁止期間に抵触しないようにしている。なお、ある程度のＶＶＴ進角によってもノッキングが停止しない場合には、他のノッキング対策（点火時期の遅角など）が実行される。この例のように、作用角θが１８０°未満の場合にＶＶＴ遅角をおこなわずに逆にＶＶＴ進角するようにすれば、開弁時期ＩＶＯの遅角によってノッキングが逆に発生し易くなってしまうという現象を確実に防止することができる。従って、ノッキング発生をより確実に抑制するという意味からは、図３（Ｂ）に示した第１実施例のノッキング対策よりも、図６（Ｃ）に示した第２実施例のノッキング対策の方がより好ましい。
【００３９】
図７は、ノッキング対策の第２実施例の処理手順を示すフローチャートである。制御ユニット１０は、ノッキングが発生している場合には、吸気弁１１２の作用角が１８０°未満か否か（すなわち小作用角か大作用角かを判断する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。小作用角の場合には、ＶＶＴ進角または点火遅角を行う（ステップＳ１３）。一方、大作用角の場合には、ＶＶＴ遅角または点火遅角を実行する（ステップＳ１４）。ステップＳ１５〜Ｓ１７は、図５のステップＳ５〜Ｓ７と同じなので説明を省略する。
【００４０】
このように、第２実施例では、ノッキング対策を選択する際に、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯが（ＴＤＣ＋α）を越えることがなく、かつ、閉弁時期ＩＶＣが（ＢＤＣ±β）の範囲に入らないように吸気弁１１２のタイミングを制限しているので、ノッキング対策を行った結果として、却ってノッキングが発生し易い状態になることをより効果的に防止できる。
【００４１】
Ｄ．ノッキング対策の第３実施例：
図８は、ノッキング対策の第３実施例を示している。図８（Ａ），（Ｂ）は、前述した第２実施例の図６（Ａ），（Ｂ）と同じものである。図８（Ｃ）に示すように、第３実施例の小作用角に対するノッキング制御モードでは、作用角を拡大することによって、開弁時期ＩＶＯを進角させている。この際、開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣが、いずれも禁止期間に抵触しないようにすることができる。なお、作用角の拡大の結果として、作用角が１８０°以上になることが許容されていることが好ましい。作用角をある程度拡大してもノッキングが停止しない場合には、他のノッキング対策（点火時期調整など）が実行される。
【００４２】
図９は、ノッキング対策の第３実施例の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、図７のステップＳ１３をステップＳ１３ａで置き換えた以外は、図７の処理手順と同じである。第３実施例においてノッキングが発生したときに、吸気弁が小作用角である場合には、作用角の拡大または点火遅角（あるいはその両方）によってノッキングを抑制する。なお、この場合に、ステップＳ１５において、作用角の大きさ自体にガードを設けてもよい。
【００４３】
このように、第３実施例では、吸気弁１１２の作用角を必要に応じて拡大するようにしたので、これによって開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣがそれぞれの禁止期間に入らないように開弁期間を容易に調整することが可能である。この結果、ノッキングをさらに効率的に抑制することができるという利点がある。
【００４４】
Ｅ．ノッキング対策の第４実施例：
図１０は、ノッキング対策の第４実施例の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１，Ｓ２５〜Ｓ２７は、図５のステップＳ１，Ｓ５〜Ｓ７と同じである。第４実施例では、ノッキングが発生したときに、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯの位置と閉弁時期ＩＶＣの位置の４種類の組合せに応じて、それぞれ以下のノッキング制御モードが実行される（ステップＳ２２）。
【００４５】
ｉ）開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣの手前で、かつ、閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣの手前である第１の設定状態のとき：点火遅角
ｉｉ）開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣの後で、かつ、閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣの手前である第２の設定状態のとき：ＶＶＴ進角
ｉｉｉ）開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣの手前で、かつ、閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣの後である第３の設定状態のとき：ＶＶＴ遅角
ｉｖ）開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣの後で、かつ、閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣの後である第４の設定状態のとき：点火遅角
【００４６】
図１０の右下に、上記４つの設定状態ｉ）〜ｉｖ）が例示されている。第２の設定状態ｉｉ）では、作用角は常に１８０°未満である。そこで、第２の設定状態ｉｉ）でノッキングが発生したときには、ＶＶＴ進角を行うことによって、開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとが図６（Ａ）に示した禁止期間に入らないないように工夫している。これは、第２実施例の図６（Ｃ）と同じノッキング対策である。この代わりに、第３実施例の図８（Ｃ）に示したような作用角の拡大を行うことによって、開弁時期ＩＶＯを進角させてもよい。
【００４７】
第１と第４の設定状態ｉ），ｉｖ）では作用角が１８０°未満になる場合がある。そこで、第１と第４の設定状態ｉ），ｉｖ）では、ＶＶＴ制御を行わずに、点火遅角を実行することによって、開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとがそれぞれ禁止期間に入らないないようにしている。また、第３の設定状態ｉｉｉ）では、作用角は常に１８０°以上なので、ＶＶＴ進角を行うことによってノッキングを抑制する。
【００４８】
このように、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯの位置と閉弁時期ＩＶＣの位置の４つの組合せに応じて、それぞれ予め適切なノッキング対策を選択しておくようにすれば、吸気弁１１２の開弁期間の設定状態に応じたそれぞれ適切なノッキング対策を選択的に実行することが可能である。
【００４９】
なお、上述した４つの設定状態ｉ）〜ｉｖ）のそれぞれにおけるノッキング対策は一例であり、これ以外の種々のノッキング対策をそれぞれ割り当てるようにしても良い。但し、これらの４つの設定状態ｉ）〜ｉｖ）に対するノッキング対策のうち、少なくとも１つの設定状態に対するノッキング対策は、他の設定状態に対するノッキング対策と異なることが好ましい。特に、常に小作用角となる第２の設定状態ｉｉ）と、常に大作用角となる第３の設定状態ｉｉｉ）には、異なるノッキング対策が選択されていることが好ましい。
【００５０】
Ｆ．ノッキング対策の第５実施例：
図１１は、第５実施例におけるノッキング対策の内容を示す説明図である。第５実施例では、ノッキングが発生する前から、点火プラグ１０２の点火時期を調整しておくことによって、ノッキングの発生を抑制する。すなわち、図１１（Ａ）に示すように、吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯが遅角するほど点火時期が遅くなり、また、閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣに近づくほど点火時期が遅くなるように、点火時期が補正される。
【００５１】
図１１（Ｂ），（Ｃ）は、開弁時期ＩＶＯに応じた点火時期の調整量ΔＴｏと、閉弁時期ＩＶＣに応じた点火時期の調整量ΔＴｃの一例をそれぞれ示している。図１１（Ｂ）において、例えば「Ｂ１０」は開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣの手前１０°であることを意味しており、「Ａ１０」は開弁時期ＩＶＯが上死点ＴＤＣの１０°後であることを意味している。同様に、図１１（Ｃ）において、「Ｂ１０」は閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣの手前１０°であることを意味しており、「Ａ１０」は閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣの１０°後であることを意味している。また、調整量ΔＴｏ，ΔＴｃの負の値は、点火時期を遅角させることを意味している。
【００５２】
実際の点火時期Ｔｉｇは、例えば以下の式で決定される。
Ｔｉｇ＝Ｔｂａｓｅ＋ΔＴｏ＋ΔＴｃ＋ΔＴｋｃｓ＋ΔＴｏｔｈｅｒ
【００５３】
ここで、Ｔｂａｓｅはエンジンの回転数と負荷とに応じて決定される基本点火時期であり、ΔＴｋｃｓはノッキング対策として決定される点火時期調整量、ΔＴｏｔｈｅｒは他の要因による点火時期調整量である。他の要因による点火時期調整量ΔＴｏｔｈｅｒは、例えばエンジン水温や吸気温などに依存して決定される。
【００５４】
このように、点火時期を吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとに応じて変化させる理由は、可変動弁機構１１４によって作用角の大きさが任意に変更可能な場合に、ノッキングが発生し難くなるように適切な点火時期を設定するためである。従来は、点火時期Ｔｉｇは、エンジンの回転数と負荷とに応じて決定される基本点火時期Ｔｂａｓｅを、吸気弁１１２の開弁期間の位相（ＶＶＴ位置）に応じて補正していた。しかし、作用角が変更可能なエンジンでは、作用角が変わると、同じＶＶＴ位置でも開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとが大きく変化する。従って、可変作用角の吸気弁１１２では、ＶＶＴ位置による補正だけでは適切な点火時期Ｔｉｇを設定することが困難である。これに対して、図１１に示したように、点火時期を吸気弁１１２の開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとに応じて補正するようにすれば、吸気弁１１２の作用角の大きさが変わっても、ノッキングが発生し難い適切な点火時期を設定することが可能である。
【００５５】
Ｇ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５６】
Ｇ１．変形例１：
上記各実施例は、ノッキング対策として、吸気弁の開弁期間の位相調整と、作用角の拡大と、点火時期調整と、燃料噴射時期の４つのノッキング対策を利用可能であるものとした。しかし、本発明は、吸気弁の開弁期間の位相調整を含む複数のノッキング対策が利用可能である場合に適用可能である。
【００５７】
Ｇ２．変形例２：
本発明は、ガソリンエンジンにおけるノッキング制御に限らず、ディーゼルエンジンにおける筒内温度の制御にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としての制御装置の構成を示す概念図。
【図２】可変動弁機構１１４による吸気弁１１２の開弁／閉弁タイミングの調整の様子を示す図。
【図３】ノッキング対策の第１実施例を示す説明図。
【図４】大作用角の場合と小作用角の場合のＶＶＴ遅角の様子を示す説明図。
【図５】ノッキング対策の第１実施例の処理手順を示すフローチャート。
【図６】ノッキング対策の第２実施例を示す説明図。
【図７】ノッキング対策の第２実施例の処理手順を示すフローチャート。
【図８】ノッキング対策の第３実施例を示す説明図。
【図９】ノッキング対策の第３実施例の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】ノッキング対策の第４実施例の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】ノッキング対策の第５実施例を示す説明図。
【符号の説明】
１０…制御ユニット
１２…ＶＶＴマップ
１４…作用角マップ
１６…点火時期マップ
１８…ノッキング対策テーブル
１００…エンジン
１０２…点火プラグ
１０４…ノックセンサ
１０６…水温センサ
１０８…回転数センサ
１０９…アクセルセンサ
１１０…吸気管
１１１…スロットル弁
１１２…吸気弁
１１４…可変動弁機構
１２０…排気管
１２２…排気弁
１２４…触媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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