(57)【要約】【課題】内燃機関におけるデポジットの付着をより正確に判定するとのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】同一機関運転状態のもと検出される内燃機関の筒内圧が所定圧となるクランク角についてその変化量Δθを算出し、この変化量Δθに基づいて上記内燃機関の筒内におけるデポジット付着の有無を判定する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の筒内圧を検出する検出手段と、
同一機関運転状態のもと前記検出される筒内圧が所定圧となるクランク角についてその変化量を算出する算出手段と、
前記算出される変化量に基づいて前記内燃機関の筒内におけるデポジット付着の有無を判定する判定手段とを備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記検出手段は筒内圧が前記所定圧となる第１のクランク角と該第１のクランク角の検出時期から所定期間経過後に前記所定圧となる第２のクランク角とを検出し、
前記算出手段は前記第１のクランク角と前記第２のクランク角との偏差を前記変化量として算出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の制御装置において、
前記判定手段は前記第１のクランク角に対して前記第２のクランク角が所定量以上遅角側に変化したときにデポジット付着が有る旨判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記所定圧は最大筒内圧であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関のノッキングの発生状況に基づいて前記内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整手段を備え、
前記判定手段は前記算出される変化量に基づく上記判定に加えて前記点火時期調整手段による前記点火時期の遅角量に基づいて前記デポジット付着の有無を判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関の制御装置において、
前記判定手段によりデポジット付着が有る旨の判定がなされるときに前記内燃機関の点火時期を進角させる点火時期進角手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の内燃機関の制御装置において、
前記点火時期進角手段は前記算出手段により算出される変化量と前記点火時期調整手段による点火時期の遅角量とについてそれらの絶対値のうち小さい方の値以下となるようにその進角量を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
内燃機関の筒内圧を検出する検出手段と、
同一機関運転状態のもと所定クランク角での筒内圧についてその変化量を算出する算出手段と、
前記算出される変化量に基づいて前記内燃機関の筒内におけるデポジット付着の有無を判定する判定手段とを備える内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関燃焼室のデポジットについてその付着の有無を判定する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室には、その長期間の稼動によって燃料や潤滑油の不完全燃焼物等からなるデポジットがピストン頂面等、気筒内壁に付着し、次第に堆積していくことが知られている。こうしたデポジットの堆積が進むと、内燃機関の出力性能が低下し、また、ピストン頂面に多量のデポジットが堆積した場合にはピストンリングと気筒内壁との間にデポジットが噛み込むことにより機関始動が困難になるなど、種々の不都合を招くこととなる。このため、内燃機関においては、こうしたデポジットの付着状況を監視し、上記不都合が発生する前にこれを除去することが望ましい。
【０００３】
そこで従来、例えば特許文献１にみられるようにノック遅角量をデポジット付着状況の指標値とし、これに基づいてデポジットの付着の有無を判定する装置が提案されている。なお、ノック遅角量とは、内燃機関におけるノッキングの発生状況に基づいて、その発生を抑制すべく実行される点火時期のノック制御による点火時期の遅角量を指す。このノック遅角量は、内燃機関がノッキングを発生し易い状態となるほどその値が大きく、即ち、点火時期が遅角側の時期となるように設定される。一方、デポジットの付着は、実圧縮比を増大させ、ノッキングを誘発する要因の一つであることから、ノック遅角量は、デポジット付着量が増大するほどその値が大きくなる。そこで、特許文献１に記載の装置では、そうしたノック遅角量が大きいときほどデポジットの付着している旨判定するようにしている。
【０００４】
因みに、この特許文献１に記載の装置では、デポジットが付着している旨の判定がなされると、燃料と共に洗浄剤を供給してデポジットを除去するようにしている。また、こうしたデポジットの除去方法としては、例えば点火時期を通常よりも進角させて強制的にノッキングを発生させ、これに伴う高温の燃焼熱や衝撃波の作用によって、燃焼室内のデポジットを除去する技術等も提案されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】実開平２−２０７３５号公報
【特許文献２】特開昭５４−７０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところでノッキングの発生要因としては、デポジットの付着以外にも様々な要因があることから、ノック遅角量はデポジットの付着状況のみを反映するパラメータとは言い難い。そのため特許文献１に記載の装置では、デポジットの付着以外の要因によってノッキングの発生頻度が高くなったときにも、デポジットの付着有りとの誤った判定がなされてしまうことがある。例えば、ノッキングを検出するノッキングセンサは基本的にその内燃機関の振動を検出するものであるため、例えば吸気バルブや排気バルブの着座に伴う振動等をノッキングに起因するものと誤判定する可能性がある。従って、こうしたノック遅角量を指標値としただけでは、デポジット付着状況の判定精度を向上させる上で自ずと限界がある。
【０００６】
更に、そうした誤った判定結果に応じて上記のようなデポジットの除去制御を実行すれば、不必要な除去制御が実行されてしまい、その実行に伴う不都合を招くこととなる。例えば特許文献１に記載のように洗浄剤を用いてその除去を行う場合には、洗浄剤の使用量
が増大するとともに、この洗浄剤が燃料中に混入されることから燃焼状態が悪化する懸念がある。また、特許文献２に記載される態様をもってデポジットを除去する場合には、上記のような誤った判定結果に基づいて除去制御を行っても、それによって状況は改善されるべくもなく、点火時期が進角され続けてしまう可能性がある。そしてその結果、点火時期の進角量が過剰となって異常燃焼が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関におけるデポジットの付着をより正確に判定するとのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果を記載する。
請求項１記載の発明は、内燃機関の制御装置にあって、内燃機関の筒内圧を検出する検出手段と、同一機関運転状態のもと前記検出される筒内圧が所定圧となるクランク角についてその変化量を算出する算出手段と、前記算出される変化量に基づいて前記内燃機関の筒内におけるデポジット付着の有無を判定する判定手段とを備えるようにしている。
【０００９】
内燃機関において、ノッキングの発生状況は同一の機関運転状態であっても、上述したようにその時々の外的要因によって変化するのが避けきれない。これに対して、燃料の燃焼に伴って上昇する筒内圧は、そうした外的要因を受け難い一方、デポジットの付着した場合にはその影響を受けて変化する傾向にある。
【００１０】
請求項１記載の構成は、この点に着目しており、同一機関運転状態のもと前記検出される筒内圧が所定圧となるクランク角についてその変化量を算出し、同変化量に基づいてデポジットの有無を判定するようにしている。従って、ノック遅角量のみに基づく判定と比較してその判定精度の信頼性を高めることができ、デポジットの付着の有無についてより正確な判定を行うことができるようになる。
【００１１】
また、上述した筒内圧変化の傾向に着目すると、請求項８記載の発明によるように、内燃機関の制御装置にあって、内燃機関の筒内圧を検出する検出手段と、同一機関運転状態のもと所定クランク角での筒内圧についてその変化量を算出する算出手段と、前記算出される変化量に基づいて前記内燃機関の筒内におけるデポジット付着の有無を判定する判定手段とを備える、といった構成を採用することもできる。
【００１２】
同構成によれば、請求項１と同様に、デポジットの付着の有無を判定するに際し、その判定精度の信頼性を高めてより正確な判定を行うことができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の制御装置において、前記検出手段は筒内圧が前記所定圧となる第１のクランク角と該第１のクランク角の検出時期から所定期間経過後に前記所定圧となる第２のクランク角とを検出し、前記算出手段は前記第１のクランク角と前記第２のクランク角との偏差を前記変化量として算出するようにしている。
【００１３】
同構成によれば、第１のクランク角が検出されてから所定期間経過後に検出される第２のクランク角との偏差に基づいてデポジット付着の有無を判定するようにしている。仮に、デポジットが付着していない、或いはその影響が無視できる範囲である場合には、上記各クランク角の偏差はごく僅かなものとなる一方、デポジットが付着してその影響により機関燃焼状態が悪化した場合には上記偏差が大きくなるため、この偏差が大きいことをもってデポジット付着が有る旨判定することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記判定手段は前記第１のクランク角に対して前記第２のクランク角が所定量以上遅角側に変化したとき
にデポジット付着が有る旨判定するようにしている。
【００１５】
上述したように気筒の内壁にデポジットが付着すると、第１のクランク角と第２のクランク角との偏差が増大する。より具体的には、デポジットの付着が進むと、燃焼状態が悪化することにより、第１のクランク角に対して第２のクランク角が遅角側に変化する傾向が強い。
【００１６】
請求項３記載の構成では、この点に着目し、第１のクランク角に対して第２のクランク角が所定量以上遅角側に変化したときにデポジット付着が有る旨判定するようにしている。こうした判定を通じてデポジットの付着を正確に監視することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記所定圧は最大筒内圧であるとしている。
仮に、筒内圧が一時的に低下するように変化する場合には、同じ筒内圧となるクランク角が複数存在することになり、そうしたクランク角に基づいてデポジットの付着を判定するとなると、その判定態様が極めて複雑なものとなる。一方、最大筒内圧については、筒内圧が一時的に低下する場合であれ、その影響を受けに難く、同最大筒内圧となるクランク角を特定することができる。従って、上記請求項４記載の構成によれば、より簡便な態様をもって信頼性の高い上記判定を行うことができるようになる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関のノッキングの発生状況に基づいて前記内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整手段を備え、前記判定手段は前記算出される変化量に基づく上記判定に加えて前記点火時期調整手段による前記点火時期の遅角量に基づいて前記デポジット付着の有無を判定するものであるとしている。
【００１９】
同構成によれば、上記クランク角の変化量の他、点火時期の遅角量を加味してデポジット付着の有無を判定するようにしているため、その判定の信頼性を一層高めることができるようになる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の内燃機関の制御装置において、前記判定手段によりデポジット付着が有る旨の判定がなされるときに前記内燃機関の点火時期を進角させる点火時期進角手段を更に備えるようにしている。
【００２１】
同構成によれば、点火時期を進角させて強制的にノッキングを発生させ、これに伴う高温の燃焼熱や衝撃波の作用によって、燃焼室内のデポジットを除去することができる。
また、このように点火時期を進角させる際には、その進角量が過大となって異常燃焼が生じることを避けるために、例えば、請求項７記載の発明によるように、前記点火時期進角手段は前記算出手段により算出される変化量と前記点火時期調整手段による点火時期の遅角量とについてそれらの絶対値のうち小さい方の値以下となるようにその進角量を設定する、といった構成を採用するのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。図１は、本実施形態における内燃機関の制御装置の概略構成を示している。
図１において二点鎖線で示す内燃機関１０では、燃焼室内に導入され、かつピストンによって圧縮された燃料及び空気の混合気が、点火プラグ１４によって着火され燃焼されるようになっている。前記点火プラグ１４には、点火コイル１５ａ及びイグナイタ１５ｂが電気的に接続されている。イグナイタ１５ｂは、入力される点火信号に基づき前記点火コイル１５ａを駆動させて、点火プラグ１４による点火動作を実行する。
【００２３】
内燃機関１０の燃焼室内における燃焼は、火炎が混合気内を伝わることによって行われる。そして、この燃焼に伴う熱エネルギーによって気筒（シリンダ）内でピストンが往復移動され、その往復動が回転運動に変換されて、内燃機関１０の出力軸であるクランクシャフトが回転駆動されるようになっている。
【００２４】
なお、本実施形態の内燃機関１０には、筒内圧センサ１６が設けられており、この筒内圧センサ１６によって、燃焼室内の圧力、即ち筒内圧Ｐが検出され、筒内圧信号ＰＳとして出力される。さらに、内燃機関１０には、クランクシャフトが一定角度回転する毎にパルス信号（クランク角信号ＣＡ）を出力するクランク角センサ２２が設けられている。また、内燃機関１０には、同内燃機関１０に生じる振動（機関振動）の強度に応じたノック信号ＫＣＳを出力するノックセンサ２４も設けられている。
【００２５】
さらに、内燃機関１０は、例えばマイクロコンピュータ等からなるＥＣＵ３０を備えており、このＥＣＵ３０には、前記各センサ１６，２２，２４からの各出力信号が取り込まれる。そして、ＥＣＵ３０は、これら出力信号に基づき各種の演算を行うとともに、その演算結果に基づいて前記イグナイタ１５ｂの駆動制御を通じた点火時期制御等、機関制御にかかる各種制御を実行する。
【００２６】
本実施形態においては、筒内圧センサ１６を介してＥＣＵ３０により筒内圧Ｐが監視されるようになっている。図２及び図３に示すように、筒内圧Ｐはクランク角θに応じて変化するものであり、その推移傾向は機関回転速度や機関負荷等の機関運転状態が同一であるときには同等となる。但しこの推移傾向は、燃焼室内でのデポジット付着量よって変化するものとなっている。図２は、例えば新品からの使用期間が比較的短くデポジットの付着していない内燃機関１０における上記筒内圧Ｐとクランク角θとの関係を示している。これに対して図３は図２のものと上記機関運転状態が同一であるもののこれに比較して使用期間が長くデポジットの付着した内燃機関１０における上記関係を示している。なおこれら図においてＴＤＣは圧縮上死点、ＰＴＤＣは圧縮上死点における筒内圧の値、Ｐｍａｘは各サイクル毎の筒内圧の最大値（最大筒内圧）を示している。
【００２７】
即ちこれら図２及び図３からも分かるように、デポジットの付着した内燃機関１０と付着していない内燃機関１０とでは、上記機関運転状態が同一であっても、それぞれ筒内圧Ｐが最大となるとき（最大筒内圧Ｐｍａｘ時）のクランク角の値が異なる。詳細には、デポジットの付着していない方（図２）の最大筒内圧Ｐｍａｘ時におけるクランク角の値に比較して、付着した方（図３）の最大筒内圧Ｐｍａｘ時におけるクランク角の値は遅角している。こうした現象は、デポジットの付着により燃焼状態が悪化し、その結果、燃焼速度の低下に伴う燃焼期間の長期化等によって、筒内圧Ｐのピークを迎える時期が、燃焼状態の良好な時に比較して遅くなるために生じるものと考えられている。
【００２８】
本実施形態では、上記した筒内圧Ｐの監視を通じて、こうした各サイクル毎の最大筒内圧Ｐｍａｘ時におけるクランク角の値がＥＣＵ３０のメモリ３０ａに記憶されるようになっている。即ち、ＥＣＵ３０は、例えば上記した新品からの使用期間が所定よりも短い内燃機関１０において所定の上記機関運転状態にあるとき検出した最大筒内圧Ｐｍａｘ時のクランク角の値を、第１のクランク角θｏとして記憶する。この第１のクランク角θｏは、燃焼室内においてデポジットが未だ付着していない状態における上記最大筒内圧Ｐｍａｘ時のクランク角の値として一度だけ検出され、その後検出される上記最大筒内圧Ｐｍａｘ時のクランク角の値と比較される基準値として扱われるものである。
【００２９】
即ち、ＥＣＵ３０は、この第１のクランク角θｏの検出時期から所定期間が経過した後、それ以降のサイクルにおいて上記と同一の機関運転状態にあるときに検出した最大筒内
圧Ｐｍａｘ時のクランク角の値を、第２のクランク角θｎとして記憶する。そしてＥＣＵ３０は、この第２のクランク角θｎと上記第１のクランク角θｏとの偏差を、上記最大筒内圧Ｐｍａｘ時のクランク角θについての変化量Δθとして算出するとともにこれを記憶する。更にＥＣＵ３０はこの変化量Δθについて、これが上記第１のクランク角θｏに対して上記第２のクランク角θｎが所定量α以上遅角側に変化したものであるときに、デポジットが燃焼室内に付着した旨判定する。
【００３０】
なお、本実施形態においてクランク角θは上記クランク角信号ＣＡに基づきＥＣＵ３０において求められるものであり、気筒の圧縮上死点に対する遅角量として表されるものとする。
【００３１】
また、ＥＣＵ３０は、ノックセンサ２４からのノック信号ＫＣＳにより検出されるノッキングの発生状況に基づいて点火プラグ１４による点火時期を調整する「ノック制御」を実行するようになっている。以下に、本実施形態における「ノック制御」の概要を説明する。
【００３２】
本実施形態におけるノック制御は、点火時期の制御指令値である要求点火時期ａｆｉｎを設定することで行われる。なお、ここでは、点火時期を、点火対象となる気筒の圧縮上死点に対するクランク角の進角量として表すものとする。
【００３３】
要求点火時期ａｆｉｎの設定に際しては、先ずノック制御における上記要求点火時期ａｆｉｎの設定範囲の進角側の限界値である最進角点火時期ａｂｓｅｆ、及びその遅角側の限界値である最遅角点火時期ａｋｍｆが算出される。これらに基づき、ノック制御中の最進角点火時期ａｂｓｅｆに対する要求点火時期ａｆｉｎの最大遅角量ａｋｍａｘが算出される。
【００３４】
最進角点火時期ａｂｓｅｆは、ＭＢＴ点ａｍｂｔ、及び第１ノック限界点ａｋｎｏｋ１に基づき算出される。具体的には、下式（１）に示すように、それらＭＢＴ点ａｍｂｔ、及び第１ノック限界点ａｋｎｏｋ１のうち、より遅角側の値が、最進角点火時期ａｂｓｅｆとして設定される。
【００３５】
ａｂｓｅｆ＝ｍｉｎ（ａｍｂｔ，ａｋｎｏｋ１）          …（１）
ここでのＭＢＴ点ａｍｂｔは、現状の機関運転条件において、最大トルクの得られる点火時期（最大トルク点火時期）を示している。また、第１ノック限界点ａｋｎｏｋ１は、ノック限界の高い高オクタン価燃料の使用時に、想定される最良の条件下で、ノッキングを許容出来るレベル以内に納めることのできる点火時期の進角限界値（ノック限界点火時期）を示している。これらＭＢＴ点ａｍｂｔ、及び第１ノック限界点ａｋｎｏｋ１は、現状の機関回転速度、機関負荷等を考慮して設定される。
【００３６】
一方、最遅角点火時期ａｋｍｆは、想定される最悪の条件下でも、十分にノッキングを許容出来るレベル以内に納めることのできる点火時期の指標値としてその値が設定される。具体的には、下式（２）に示すように、点火時期の第２ノック限界点ａｋｎｏｋ２に対して、デポジット補正項ａｄｅｐｖｔと予め定められた定数ＲＴＤとの和だけ遅角させた値が、最遅角点火時期ａｋｍｆとして設定される。
【００３７】
ａｋｍｆ＝ａｋｎｏｋ２−ａｄｅｐｖｔ−ＲＴＤ            …（２）
第２ノック限界点ａｋｎｏｋ２は、ノック限界の低い低オクタン価燃料の使用時に、想定される最良の条件下で、ノッキングを許容できるレベル以内に納めることのできる点火時期の進角限界（ノック限界点火時期）を示している。なお、この第２ノック限界点ａｋｎｏｋ２についても、現状の機関回転速度、機関負荷等を考慮してその値が設定されてい
る。
【００３８】
また、デポジット補正項ａｄｅｐｖｔは、現状の内燃機関１０のデポジットの付着度合いに応じた要求点火時期ａｆｉｎの遅角量を示す指標値となっている。具体的には、本実施形態においては、下式（３）に示すように、最大点火時期遅角量ＤＬＡＫＮＯＫと比率学習値ｒｇｋｎｋとを乗算させることで、デポジット補正項ａｄｅｐｖｔが求められるものとする。
【００３９】
ａｄｅｐｖｔ＝ＤＬＡＮＫＮＯＫ×ｒｇｋｎｋ              …（３）
最大点火時期遅角量ＤＬＡＮＫＮＯＫは、デポジット付着の影響が最も顕著に現れる所定の機関運転条件において、想定される最大量のデポジットが付着した状態でのデポジット付着の影響による要求点火時期ａｆｉｎの遅角量を示す定数で、その値は予め実験等により求められている。
【００４０】
比率学習値ｒｇｋｎｋは、内燃機関１０へのデポジットの付着度合いを示す指標値としてその値が設定されている。ここでは、デポジットの付着が完全に無い状態を値「０」とし、デポジットの付着量が想定される最大値となった状態を値「１」として、デポジットの付着度合いを比率学習値ｒｇｋｎｋの値で表すようにしている。
【００４１】
比率学習値ｒｇｋｎｋは、内燃機関１０において上記新品からの使用期間が所定よりも短くデポジットが未付着のとき、初期値としてその値が「０」に設定される。その後、比率学習値ｒｇｋｎｋの値は、「０」以上、「１」以下の範囲内で、ノックセンサ２４により検出されるノッキングの発生頻度に応じて徐々に増減される。具体的には、ノッキングの発生頻度が増大すれば比率学習値ｒｇｋｎｋの値は徐々に増大され、ノッキングの発生頻度が低下すればその値は徐々に減少される。更新された比率学習値ｒｇｋｎｋの値は、ＥＣＵ３０に記憶され、機関停止中もその値が保持される。
【００４２】
そして、以上のように算出された最進角点火時期ａｂｓｅｆ、及び最遅角点火時期ａｋｍｆから、下式（４）に基づいて、上記最大遅角量ａｋｍａｘが算出される。
ａｋｍａｘ＝ａｂｓｅｆ−ａｋｍｆ                  …（４）
図４に、上述した最進角点火時期ａｂｓｅｆ、最遅角点火時期ａｋｍｆ、及び最大遅角量ａｋｍａｘ等と、機関回転速度との関係を示す。同図に示すように、ノッキングが許容されるレベル以上となるノッキング領域の機関回転速度に応じた変化に伴い、それらの値も変化する。
【００４３】
要求点火時期ａｆｉｎの算出は、上記最進角点火時期ａｂｓｅｆに対する要求点火時期ａｆｉｎの遅角量である点火時期遅角量ａｋｎｋを求めることで行われる。詳しくは、点火時期遅角量ａｋｎｋは、下式（５）に示すように、上記最大角遅角量ａｋｍａｘ、ＫＣＳ学習値ａｇｋｎｋ、及びＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓに基づきその値が設定される。
【００４４】
ａｋｎｋ＝ａｋｍａｘ−ａｇｋｎｋ＋ａｋｃｓ          …（５）
そして下式（６）に示すように、最進角点火時期ａｂｓｅｆから上記求められた点火時期遅角量ａｋｎｋを減算して要求点火時期ａｆｉｎが設定される。即ち、要求点火時期ａｆｉｎは、下式（７）に示すように、最遅角点火時期ａｋｍｆに対して、ＫＣＳ学習値ａｇｋｎｋ分進角され、ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓ分遅角された値となる。なお、要求点火時期ａｆｉｎの値には、上記最進角点火時期ａｂｓｅｆ以上となったり、あるいは上記最遅角点火時期ａｋｍｆ以下となったりしないように、その値の上限、及び下限が設定されている。
【００４５】
ａｆｉｎ＝ａｂｓｅｆ−ａｋｎｋ                      …（６）
ａｆｉｎ＝ａｋｍｆ＋ａｇｋｎｋ−ａｋｃｓ            …（７）
上記ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓは、上記ノックセンサ２４により検出されるノッキングの発生状況に応じてその値が設定される。具体的には、検出されたノッキングのレベルが所定の判定値未満で、ノッキングが十分許容できるレベル以下に収まっていると判断されたときには、ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓの値は徐々に減少される。また、検出されたノッキングのレベルが上記判定値以上であるときには、ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓの値は所定値だけ増加される。
【００４６】
一方、上記ＫＣＳ学習値ａｇｋｎｋは、ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓの絶対値が所定値よりも大きい状態（｜ａｋｃｓ｜＞Ａ）が所定時間以上継続したときに、該ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓの絶対値を徐々に縮小するようにその値が更新される。即ち、ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓがある正の値（ａｋｃｓ＞Ａ）よりも大きい状態が継続したときには、ＫＣＳ学習値ａｇｋｎｋの値に所定値Ｂが減算される。また、これとともにＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓの値にも同じく所定値Ｂが減算される。一方、ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓがある負の値（ａｋｃｓ＜−Ａ）よりも小さい状態が継続したときには、ＫＣＳ学習値ａｇｋｎｋの値、及びＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓの値にそれぞれ所定値Ｂが加算される。こうして更新されたＫＣＳ学習値ａｇｋｎｋの値は、ＥＣＵ３０に記憶され、機関停止中もその値が保持される。
【００４７】
図５には、以上のようなノック制御の制御態様の一例を示している。図５に示す例では、時刻ｔ０から、ノック制御によるノッキングの発生状況に応じた点火時期の調整が開始されている。ノック制御の開始時には、上記ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓは、その初期値である値「０」に設定されており、要求点火時期ａｆｉｎは、上記最遅角点火時期ａｋｍｆから上記ＫＣＳ学習値ａｇｋｎｋ分、進角させた値に設定されている。
【００４８】
さて同図の例では、ノック制御の開始された時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間は、上記判定値以上のレベルのノッキングの発生が検出されておらず、ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓは、ノック制御の開始時に設定される初期値「０」から徐々に減少されている。そのため、時刻ｔ０以降、要求点火時期ａｆｉｎは、徐々に進角側に変更されている。
【００４９】
その後の時刻ｔ１において、上記判定値以上のレベルのノッキングの発生が検出されると、上記ＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓの値は、所定値ずつ増加される。そのため、要求点火時期ａｆｉｎは、そうしたノッキングの発生が検出されている間は、所定値ずつ遅角側に変更される。
【００５０】
さらにその後の時刻ｔ２以降、そうしたノッキングの発生が検出されなくなると、再びＫＣＳフィードバック補正値ａｋｃｓが徐々に減少され、要求点火時期ａｆｉｎが徐々に進角側に変更されるようになる。以上のようなノック制御により、要求点火時期ａｆｉｎは、許容されるレベル以上のノッキングが発生されない範囲内において、より大きいトルクの得られる、進角側の値に設定されるようになる。そして、この要求点火時期ａｆｉｎに基づいて、ＥＣＵ３０は、点火プラグ１４による点火時期を調整する。
【００５１】
ところで、本実施形態では、こうしたノック制御により点火時期の調整が図られる他、同ノック制御において算出される点火時期遅角量ａｋｎｋに基づき、燃焼室内における上記デポジット付着の有無が判定されるようになっている。即ちＥＣＵ３０は、上述した最大筒内圧Ｐｍａｘ時のクランク角θについての変化量Δθに基づくデポジット付着の判定処理に加えて、点火時期遅角量ａｋｎｋに基づく同判定処理を行う。そして本実施形態では、こうした判定処理に基づきデポジット付着が有る旨の判定がなされるときに、このデポジットを除去すべく点火時期を進角させる「デポジット除去制御」を行うようにしてい
る。以下では、こうした「デポジット除去制御」の概要を説明する。
【００５２】
図６は、ＥＣＵ３０によって実行されるデポジット除去制御に関する処理手順を示している。なお、このデポジット除去制御の処理は、上記した第２のクランク角θｎが検出される度に実行される。
【００５３】
即ち、上記第２のクランク角θｎが検出されると、これに伴って同第２のクランク角θｎから上記第１のクランク角θｏが減算されることで上記最大筒内圧Ｐｍａｘ時のクランク角θについての変化量Δθが算出される（ステップＳ１００）。なお、上述したように、デポジットの付着に応じて第２のクランク角θｎは第１のクランク角θｏよりも遅角した値となることから、変化量Δθは正の値となる。
【００５４】
次に、変化量Δθが所定量α（α＞０）以上であるか否かが判定され（ステップＳ１１０）、所定量α未満であると判定されると処理が終了される（ステップＳ１１０：ＮＯ）。逆に変化量Δθが所定量α以上であると判定されると処理がステップＳ１２０に移行される（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）。
【００５５】
なお、このステップＳ１００，Ｓ１１０の処理は、前述した、第１のクランク角θｏと第２のクランク角θｎとを比較することにより、燃焼室内にデポジットの付着が生じているか否かを判定可能であることに基づいている。即ち、本実施形態においては、変化量Δθが所定量α以上であるか否かに基づいてデポジットの付着の有無を判定するようになっている。
【００５６】
ステップＳ１２０では、上記ノック制御において算出された点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値が、上記所定量α以上であるか否かが判定され（ステップＳ１２０）、所定量α未満であると判定されると処理が終了される（ステップＳ１２０：ＮＯ）。逆に上記点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値が所定量α以上であると判定されると処理がステップＳ１３０に移行される（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）。
【００５７】
なお、このステップＳ１２０の処理は、上記ノック制御の概要に示したとおり、点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値が増大しているときには、燃焼室内にデポジットの付着が生じている可能性が高いことに基づいている。即ち、本実施形態においては、点火時期遅角量ａｋｎｋが所定量α以上であるか否かに基づいてもデポジットの付着の有無を判定するようになっている。
【００５８】
ステップＳ１３０では、上記変化量Δθが点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値以下であるか否かが判定される。そして、これが点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値以下である場合には（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、上記ノック制御において算出された要求点火時期ａｆｉｎが変化量Δθ分だけ進角されるとともにこの進角された要求点火時期ａｆｉｎに基づくタイミングでの点火が行われる（ステップＳ１４０）。
【００５９】
一方、上記変化量Δθが点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値よりも大きい場合には（ステップＳ１３０：ＮＯ）、上記ノック制御において算出された要求点火時期ａｆｉｎが点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値分だけ進角されるとともにこの進角された要求点火時期ａｆｉｎに基づくタイミングでの点火が行われる（ステップＳ１５０）。
【００６０】
即ちステップＳ１３０〜Ｓ１５０によれば、上記ノック制御において算出された要求点火時期ａｆｉｎが上記変化量Δθ及び点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値のうち小さい方と同じ分だけ進角され、この進角された要求点火時期ａｆｉｎに基づくタイミングでの点火が行われるようになる。
【００６１】
このように、通常より進角された点火時期にて点火プラグ１４が点火されることにより、内燃機関１０においては、強制的にノッキングが引き起こされ、このノッキングに伴う高温や衝撃波の作用によって燃焼室内のデポジットが除去されるようになる。なお、このときの進角量は、上述のように、変化量Δθ及び点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値のうち小さい方に対応した量となっているため、過進角となることが防止されるようになっている。
【００６２】
これにより、デポジット除去の際の進角量が過剰となって、点火時期が上記最進角点火時期ａｂｓｅｆよりも進角側になってしまうことの防止が図られるようになっている。そして、点火時期が最進角点火時期ａｂｓｅｆよりも進角側となることによって異常燃焼が生じ、これにより内燃機関１０に損傷が生じるようなことが防がれるようになっている。
【００６３】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）内燃機関１０において、ノッキングの発生状況は同一の機関運転状態であっても、上述したようにその時々の外的要因によって変化するのが避けきれない。これに対して、燃料の燃焼に伴って上昇する筒内圧は、そうした外的要因を受け難い一方、デポジットの付着した場合にはその影響を受けて変化する傾向にある。
【００６４】
本実施形態は、この点に着目しており、同一機関運転状態のもと上記検出される筒内圧Ｐが所定圧（最大筒内圧Ｐｍａｘ）となるクランク角θについてその変化量Δθを算出し、この変化量Δθに基づいてデポジットの有無を判定するようにしている。従って、上記ノック制御において算出される点火時期遅角量ａｋｎｋのみに基づく判定と比較してその判定精度の信頼性を高めることができ、デポジットの付着の有無についてより正確な判定を行うことができるようになる。
【００６５】
また、仮に、筒内圧Ｐが一時的に低下するように変化する場合には、同じ筒内圧Ｐとなるクランク角θが複数存在することになり、そうしたクランク角θに基づいてデポジットの付着を判定するとなると、その判定態様が極めて複雑なものとなる。一方、最大筒内圧Ｐｍａｘについては、筒内圧Ｐが一時的に低下する場合であれ、その影響を受けに難く、同最大筒内圧Ｐｍａｘとなるクランク角θを特定することができる。従って、本実施形態のように、上記変化量Δθの算出対象となるクランク角θを、筒内圧Ｐが最大筒内圧Ｐｍａｘとなるときのクランク角θである第１及び第２のクランク角θｏ，θｎとすることで、より簡便な態様をもって信頼性の高い上記判定を行うことができるようになる。
【００６６】
（２）本実施形態では、第１のクランク角θｏが検出されてから所定期間経過後に検出される第２のクランク角θｎとの偏差に基づいてデポジット付着の有無を判定するようにしている。
【００６７】
仮に、デポジットが付着していない、或いはその影響が無視できる範囲である場合には、上記各クランク角θｏ，θｎの偏差はごく僅かなものとなる一方、デポジットが付着してその影響により機関燃焼状態が悪化した場合には上記偏差が大きくなるため、この偏差が大きいことをもってデポジット付着が有る旨判定することができる。
【００６８】
（３）上述したように気筒の内壁にデポジットが付着すると、第１のクランク角θｏと第２のクランク角θｎとの偏差が増大する。より具体的には、デポジットの付着が進むと、燃焼状態が悪化することにより、第１のクランク角θｏに対して第２のクランク角θｎが遅角側に変化する傾向が強い。本実施形態ではこの点に着目し、第１のクランク角θｏに対して第２のクランク角θｎが所定量α以上遅角側に変化したときにデポジット付着が有る旨判定するようにしている。こうした判定を通じてデポジットの付着を正確に監視す
ることができる。
【００６９】
（４）上記実施形態では、上記変化量Δθの他、点火時期遅角量ａｋｎｋを加味してデポジット付着の有無を判定するようにしているため、その判定の信頼性を一層高めることができるようになる。
【００７０】
（５）上記実施形態では、ＥＣＵ３０によってデポジット付着が有る旨の判定がなされるときに内燃機関１０の点火時期を進角させるようにしている。これによれば、点火時期を進角させて強制的にノッキングを発生させ、これに伴う高温の燃焼熱や衝撃波の作用によって、燃焼室内のデポジットを除去することができる。
【００７１】
（６）上記実施形態では、上記デポジット除去制御において内燃機関１０にデポジットの付着があると判定すると、要求点火時期ａｆｉｎを、上記変化量Δθと、点火時期遅角量ａｋｎｋのうち、小さな値と等しい量だけ進角させるようにした。従って、デポジットを除去させるための点火時期の進角量を、小さく抑えることができるようになり、例えば、進角量が過大となることによって異常燃焼が生じることを防ぐことができる。
【００７２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、デポジット除去制御において、変化量Δθが所定量α以上であり、かつ、点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値が所定量α以上であったときにのみ、要求点火時期ａｆｉｎを進角させ、デポジットを除去させるようにした。これを、変化量Δθが所定量α以上であれば、点火時期遅角量ａｋｎｋの値に関係なく、要求点火時期ａｆｉｎを進角させるように変更してもよい。
【００７３】
・上記第１のクランク角θｏは、必ずしも燃焼室内にデポジットが付着していない状態で検出されるものでなくともよい。例えば、上記第２のクランク角θｎの検出時点よりも前の時点で検出されるものであればよい。
【００７４】
・上記実施形態では、変化量Δθを、最大筒内圧Ｐｍａｘ時におけるクランク角θの変化量であるようにしたが、最大筒内圧Ｐｍａｘ時以外の所定の筒内圧Ｐのときにおけるクランク角θの変化量であるようにしてもよい。
【００７５】
・上記実施形態では、デポジット除去制御において、変化量Δθが所定量α以上であることを条件として上記要求点火時期ａｆｉｎの進角を許可するようにしたが、こうした条件をなくしてもよい。
【００７６】
・上記実施形態では、デポジット除去制御において、内燃機関１０においてデポジットの付着があると判定すると、変化量Δθと点火時期遅角量ａｋｎｋの絶対値とを比較してこれらのうち小さい方と等しい分だけ要求点火時期ａｆｉｎを進角させるようにしたが、こうした比較が必ずしも行われる必要はない。例えば、デポジットの付着があると判定されるときに変化量Δθと等しい分だけ要求点火時期ａｆｉｎを進角させるようにしてもよい。
【００７７】
・上記実施形態では、デポジット除去制御において、要求点火時期ａｆｉｎを進角させる時期を、例えば、ノックセンサ２４によってノッキングが発生している旨検出されている間のみに限定するようにしてもよい。
【００７８】
・上記実施形態では変化量Δθに関し、第２のクランク角θｎがデポジットの付着に応じて第１のクランク角θｏよりも遅角した値となることからこれを正の値としたが、仮に何らかの理由によって負の値として算出された場合には、上記デポジット除去制御に関す
る処理を一旦終了した後これを例えばステップＳ１００から再開させるようにしてもよい。
【００７９】
・上記実施形態では、デポジット除去制御において、内燃機関１０にデポジットの付着があると判定すると、要求点火時期ａｆｉｎを進角させることによって、デポジットの除去を行うようにしたが、要求点火時期ａｆｉｎを進角させる以外の方法でデポジットを除去するようにしてもよい。例えば、洗浄剤を使用してデポジットを除去するようにしてもよい。なお、本発明はこうしたデポジットの除去についての処理を必須とするものではない。即ち、デポジットの付着の有無を判定可能な構成とされていればよい。
【００８０】
・上記ノック制御においては、上記各式（１）〜（７）以外に基づいて要求点火時期ａｆｉｎを求めるようにしてもよい。
・上記実施形態では、第１のクランク角θｏ及び第２のクランク角θｎに基づいてデポジットの有無を判定するようにしたが、例えば、三つ以上のクランク角データを同時に参照して上記判定を行うようにしてもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、同一機関運転状態のもと最大筒内圧Ｐｍａｘ時のクランク角θについてその変化量Δθを算出し、この変化量Δθに基づいてデポジットの有無を判定するようにした。即ちクランク角θの変化傾向に着目し、これによって上記判定を行うようにした。これに対し、筒内圧Ｐの変化傾向に着目し、これによってデポジットの有無を判定するようにしてもよい。即ち、同一機関運転状態のもと所定のクランク角θでの筒内圧Ｐについてその変化量ΔＰを算出し、この変化量ΔＰに基づいて上記デポジット付着の有無を判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施形態の内燃機関の構成及びその制御系の構成を併せ示す模式図。
【図２】クランク角と筒内圧との関係を示したグラフ。
【図３】クランク角と筒内圧との関係を示したグラフ。
【図４】ＭＢＴ点、ノック限界点、最遅角点火時期と機関回転速度との関係を示す図。
【図５】ノック制御の一例を示すタイムチャート。
【図６】デポジット除去制御の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８３】
ａｋｎｋ…点火時期遅角量、Ｐ…筒内圧、Ｐｍａｘ…最大筒内圧、θ…クランク角、θｏ…第１のクランク角、θｎ…第２のクランク角、Δθ…変化量、ΔＰ…変化量、１０…内燃機関、３０…ＥＣＵ（検出手段、算出手段、判定手段、点火時期調整手段、点火時期進角手段）。
【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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