(57)【要約】【課題】エンジン保護とエンジン出力向上の両立が可能となる内燃機関の点火時期制御装置を提供するものである。【解決手段】複数気筒内燃機関のノッキング発生を検知したとき、ノッキングの発生した気筒を識別して気筒毎に独立して点火時期を補正する内燃機関の点火時期制御装置において、予めノッキング検出性に応じたノッキング遅角量気筒間差の制限値を気筒毎に設定すると共に、最遅角気筒のノッキング遅角量を基準として他の気筒のノッキング遅角量が上記ノッキング遅角量気筒間差の制限値を越えないように制御するようにした。【選択図】  図２
2007032435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒内燃機関のノッキング発生を検知したとき、ノッキングの発生した気筒を識別して気筒毎に独立して点火時期を補正する内燃機関の点火時期制御装置において、予めノッキング検出性に応じたノッキング遅角量気筒間差の制限値を気筒毎に設定すると共に、最遅角気筒のノッキング遅角量を基準として他の気筒のノッキング遅角量が上記ノッキング遅角量気筒間差の制限値を越えないように制御することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
内燃機関で発生したノッキングを検出するノッキング検出手段と、
ノッキングの発生を判定するノッキング判定手段と、
点火気筒を識別する点火気筒識別手段と、
ノッキング判定結果に応じて演算されるノッキング遅角量を気筒毎に更新する気筒別ノッキング遅角量更新手段と、
ノッキング検出性に応じて予め気筒毎に設定したノッキング遅角量気筒間差の制限値を記憶する制限値記憶手段と、
最遅角気筒のノッキング遅角量を基準として他の気筒のノッキング遅角量が上記ノッキング遅角量気筒間差の制限値を越えないように遅角側に制限する気筒別ノッキング遅角量制限手段と、
上記気筒別ノッキング遅角量と、内燃機関の状態に応じて演算される基本点火時期に基づき、最終点火時期を演算する気筒別点火時期演算手段と、
上記最終点火時期に基づき混合気に点火する点火時期制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
内燃機関で発生したノッキングを検出するノッキング検出手段と、
ノッキングの発生を判定するノッキング判定手段と、
点火気筒を識別する点火気筒識別手段と、
ノッキング判定結果に応じて演算されるノッキング遅角量を気筒毎に更新する気筒別ノッキング遅角量更新手段と、
予め気筒毎に設定したノッキング遅角量気筒間差の制限値を記憶する制限値記憶手段と、
ノッキング検出性に応じてノッキング遅角量気筒間差の制限値を越えないように、最進角気筒のノッキング遅角量を基準として最遅角気筒のノッキング遅角量を進角側に補正し、補正した最遅角気筒のノッキング遅角量を基準として他の気筒のノッキング遅角量が上記ノッキング遅角量気筒間差の制限値を越えないように遅角側に制限する気筒別ノッキング遅角量制限手段と、
上記気筒別ノッキング遅角量と、内燃機関の状態に応じて演算される基本点火時期に基づき、最終点火時期を演算する気筒別点火時期演算手段と、
上記最終点火時期に基づき混合気に点火する点火時期制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【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し、特にエンジンにおけるノッキングの発生を抑制し高出力を得るに好適な点火時期制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ガソリンエンジンなどの内燃機関においては、機関本体に取り付けられノッキング発生による振動を検知するノッキングセンサを備え、一定時間間隔毎あるいは一定点火回数毎に点火時期を進角側に制御し、ノッキングの発生を検知した場合は点火時期を遅角側に制御することにより、次サイクル以降のノッキングの発生を抑制し、機関の出力及び燃費を好適にするノッキング制御装置を備えているものがある。
【０００３】
ノッキング制御装置におけるノッキング抑制のための点火時期制御方法としては、図１１に例示するノッキングが発生した気筒の点火時期のみを遅角側に制御し各気筒の点火時期を独立に制御する気筒別点火時期制御方式と、図１２に例示するノッキングが発生した場合にノッキング発生気筒を区別せず全ての気筒の点火時期を一律に遅角側に制御する全気筒共通点火時期制御方式とが挙げられる。図においては、４気筒エンジンを例にとり、気筒３に所定判定レベル以上のノッキングが発生した場合を想定している。なお、SGT信号はクランク角センサの出力信号、I/F回路出力信号はノッキングセンサの出力に基く信号である。
【０００４】
ここで一般にノッキングセンサは、取り付けられたノッキングセンサよりも多い複数の気筒のノッキングを検出する。そのためノッキングセンサから距離が離れて位置する気筒で発生するノッキングは、近くに位置する気筒で発生する同レベルのノッキングと比較した場合、ノッキングセンサで検出する振動レベルは小さくなる。またノッキングセンサから離れて位置する気筒のノッキング検出において、ノッキング発生時期と同じタイミングでノッキングセンサの近くに位置する気筒で吸気弁・排気弁の開閉動作があった場合、これら弁着座に伴う機械振動がノイズとなり、ノッキングの検出はさらに困難になる。
気筒別点火時期制御方式を採用するシステムでは、ノッキング検出性が低い気筒で点火時期を適切に制御できないことによりノッキングが増大し、最悪の場合燃焼室の損傷を引き起こす可能性がある。
【０００５】
気筒別点火時期制御方式を採用システムにおいて、ノッキング検出性が低い気筒での過度のノッキングを抑制するための技術として、例えば以下のような技術が既に提案されている。
（１）例えば特許文献１に開示されるように、気筒毎のノッキング検出性の良否を判断して気筒毎のノッキング1回当りの遅角量を変化させる遅角量切換手段を備え、ノッキング検出性の低い気筒でノッキングを検出した場合、ノッキング検出性の高い気筒でノッキング検出した場合よりも大きなノッキングが発生しているとみなし、ノッキング1回当りの点火遅角量を大きくする。（特開昭５７−１０８４６２号公報参照）
【０００６】
（２）例えば特許文献２に開示されるように、ノッキングが発生すると予測される機関の運転状態では、ノッキング検出性の低い気筒の点火時期をノッキング検出性の高い気筒の点火時期から常時所定角度だけ遅角側に制御し、ノッキング検出性の低い気筒でのノッキングを未然に防ぐ。（特開昭５８−５７０７３号公報参照）
（３）例えば特許文献３に開示されるように、気筒間の点火時期差が予め決められた一つの制限値を越えないように、進角側の気筒の点火時期を最遅角気筒の点火時期を基準として遅角側に補正し、ノッキング検出性が低い気筒でノッキングを検出できない場合においても、点火時期の過進角を制限することで過度のノッキングを抑制する。（特開昭６０−１８４９７０号公報参照）
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１０８４６２号公報
【特許文献２】特開昭５８−５７０７３号公報
【特許文献３】特開昭６０−１８４９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし上記の従来技術では下記のような問題があり、過度のノッキングを抑制しつつ高出力を得るための手段として充分な効果がなかった。
（１）特許文献１（特開昭５７−１０８４６２）において開示された技術では、ノッキング検出性が低い気筒では、図１３の太線で示すようにノッキング検出が可能となる大レベルのノッキングが発生して初めて点火時期を遅角側に制御するものであり、結果的に大レベルのノッキングが発生することになる。また極端にノッキング検出性が低い気筒では、大レベルのノッキング検出ができずノッキングによる点火時期制御が不可能となり、エンジンに損傷を与える可能性がある。
【０００９】
（２）特許文献２（特開昭５８−５７０７３）において開示された技術では、ノッキング検出性が低い気筒の点火時期をノッキング検出性が高い気筒の点火時期を基準として常に遅角側に制御するためノッキングの発生は回避することができるが、実際にはノッキングが発生していない場合においても点火時期を遅角側に制御することとなり、不必要なエンジン出力の低下をもたらす原因となる。
（３）更に特許文献３（特開昭６０−１８４９７０）において開示された技術では、点火時期の気筒間差は気筒で共通の一つの値で制限されるためノッキング検出性の低い気筒では過度のノッキングが発生し、ノッキング検出性が高い気筒では不要な遅角が発生する問題がある。
【００１０】
特許文献３の技術を更に具体的な例で説明すると、最大3[degCA]のノッキング発生点火時期の気筒間差が生じ得るため、点火時期気筒間差の制限値を3[degCA]とした場合、実際にはノッキング検出性の低い気筒Ｂのノッキング発生点火時期がノッキング検出性の高い気筒Ａに対して3[degCA]遅角側となるエンジン状態において、気筒Ｂでは気筒Ａを基準として3[degCA]進角側、すなわち気筒Ｂの実際のノッキング発生点火時期から最大6[degCA]もの進角が許容され、大レベルのノッキングが発生する可能性がある。
【００１１】
また、ノッキング検出性の低い気筒Ｂでの大レベルのノッキング発生を防ぐために点火時期気筒間差の制限値を1[degCA]にした場合、実際にはノッキング検出性の高い気筒Ａのノッキング発生点火時期が他のノッキング検出性の高い気筒Ｃに対して3[degCA]遅角側となるエンジン状態においては、気筒Ｃではノッキング検出性の高い気筒Ａの点火時期を基準として1[degCA]進角側、気筒Ｃの実際のノッキング発生点火時期から2[degCA]遅角側で制御され、不必要なエンジン出力の低下をもたらす。
また、同技術においては、常に最遅角気筒の点火時期を基準として進角気筒の点火時期を制限するため、ノッキング検出性の低い気筒で吸気弁・排気弁の弁着座に伴うノイズ等を誤ってノッキングと判定した場合、全気筒において過度の遅角が発生し、エンジン出力が低下することになる。
【００１２】
この発明は上記問題を解決するためになされたもので、例えばノッキングセンサから離れて位置するノッキング検出性が低い気筒では、ノッキング遅角量気筒間差の制限値を小さい値に設定し、ノッキングセンサから近くに位置するノッキング検出性が高い気筒では、ノッキング遅角量気筒間差の制限値を大きな値に設定するというように、ノッキング検出性に応じたノッキング遅角量気筒間差の制限値を気筒毎に設定することにより、ノッキング検出性が低い気筒では過度の点火進角が抑制され、逆にノッキング検出性が高い気筒ではノッキングが発生するまで積極的に点火進角することができるようにし、エンジン保護とエンジン出力向上の両立が可能となる内燃機関の点火時期制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は複数気筒内燃機関のノッキング発生を検知したとき、ノッキングの発生した気筒を識別して気筒毎に独立して点火時期を補正する内燃機関の点火時期制御装置において、予めノッキング検出性に応じたノッキング遅角量気筒間差の制限値を気筒毎に設定すると共に、最遅角気筒のノッキング遅角量を基準として他の気筒のノッキング遅角量が上記ノッキング遅角量気筒間差の制限値を越えないように制御するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、下記のようにして従来技術での課題を解決することができる。
（１）特許文献１において開示された技術で、ノッキング検出性の低い気筒で大レベルのノッキングが発生するという課題に対して、本発明ではノッキング検出性の低い気筒では最遅角気筒を基準として進角量が最小限に制限されるため、大レベルのノッキングの発生を未然に防ぐことができる。
（２）特許文献２において開示された技術で、ノッキング検出性の低い気筒ではノッキングが発生していないにも関わらず遅角するという課題に対して、本発明ではノッキング検出性の低い気筒では最遅角気筒を基準として進角量が最小限に制限されるため、エンジンに損傷を与えない小レベルのノッキングの発生は許容しつつ、大レベルのノッキングの発生を未然に防ぐ点火時期に制御することができ、不必要なエンジン出力の低下を招くことなく制御できる。
（３）特許文献３において開示された技術で、ノッキング検出性の低い気筒では大レベルのノッキングが発生し、ノッキング検出性の高い気筒では不必要な遅角が発生するという課題に対して、本発明では、ノッキング検出性の低い気筒ではノッキング遅角量の制限値を小さくすることで大レベルのノッキングの発生を未然に防ぐ点火時期に制限することができ、またノッキング検出性の高い気筒ではノッキング遅角量の制限値を大きくすることで不必要に遅角することなく、エンジン出力を最大限に引き出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の点火制御装置について説明する。図１はこの発明に対応する内燃機関の一構成例を示す概略図であり、図１において、内燃機関101はN個の気筒102により構成され（図１においては1つの気筒のみを表示）、エアクリーナ103、スロットル弁104、サージタンク105、吸気マニホールド106を介して各気筒102に空気が吸入される。スロットル弁104の上流部にはエアフローセンサ107が設けられ、吸入空気流量Qaを検出する。スロットル弁104は図示しないアクセルペダルと連動して作動し、吸入空気流量Qaを制御する。吸気マニホールド106には気筒毎に燃料噴射弁108が設けられ、吸入空気流量Qaとエンジン回転速度Neに応じた燃料量を噴射供給する。
【００１６】
エンジンブロックに取り付けられたノッキングセンサ118からの出力信号KNKは、バンドパスフィルタと、バンドパスフィルタ通過後の信号のピーク値を検出するピークホールド回路により構成されるI/F回路115に入力される。I/F回路115ではノッキングセンサ出力信号のうちノッキング周波数（例えば7[kHz]）を増幅した信号のノッキング発生タイミング（例えばATDC（AfterTop Dead Center）で10〜40[degCA]）でのピーク値を保持する。I/F回路115内で保持されたピーク値は、各気筒の燃焼サイクル毎にI/Oコントローラ114にてA/D変換され、ノッキング検出値VpとしてRAM113内に格納される。
【００１７】
次に点火時期制御方法について図２に示すブロック図を用いて説明する。図２においてノッキング検出手段201はノッキングセンサ118とI/F回路115とを含んで構成され前回点火した気筒でのノッキング検出値Vpを演算し、ノッキング判定手段202ではノッキング検出値Vpに基づいてノッキングが発生したか否かを判定し、ノッキング判定結果に応じたノッキング遅角量更新値Δθkを演算する。次に点火気筒識別手段203では前回点火した気筒の気筒番号Npおよび次回点火する気筒の気筒番号Nnを演算する。気筒別ノッキング遅角量更新手段204では、ノッキング遅角量更新値Δθkと気筒番号Npに基づき、前回点火した気筒Npのノッキング遅角量θk[Np]を更新する。ここで[]は配列を意味し[]内の数字には気筒番号を指示するものとする。
【００１８】
気筒別ノッキング遅角量制限手段206では、各気筒の気筒別ノッキング遅角量θk[n]（n＝1,2,…,N）の最遅角気筒からの進角量が、制限値記憶手段205に記憶された各気筒のノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]を越えないように遅角側に制限する。後述するようにノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]は、各気筒のノッキング検出性に応じて予め設定する。気筒別ノッキング遅角量演算手段207では次回点火する気筒Nnのノッキング遅角量θk[Nn]を演算する。最終点火時期制御手段209では、吸入空気流量Qaとエンジン回転速度Neに基づき基本点火時期演算手段208で演算される基本点火時期θbと、ノッキング遅角量θk[Nn]を用いて次回点火する気筒の最終点火時期θlを演算し、点火コイル121と点火プラグ122により構成された点火時期制御手段210では、次回点火する気筒のクランク角が最終点火時期θlに達したタイミングで空気と燃料の混合気に点火する。
【００１９】
次にノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]の設定方法について図３、図４に基づいて説明する。例えば図３に示す位置にノッキングセンサ118が取り付けられている内燃機関101では、ノッキングセンサ118から近くに位置する＃２気筒および＃３気筒はノッキング検出性が高いため、ノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmtを大きな値、より具体的にはエンジン回転が不安定にならないための点火時期気筒間差の最大値、例えば3[degCA]に設定し、ノッキングセンサから離れて位置する＃１気筒および＃４気筒はノッキング検出性が低いため、ノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmtを小さな値、より具体的にはノッキング発生点火時期の気筒間差を加味した上で大レベルとなるノッキングが発生しないための値、例えば1[degCA]に設定する。
【００２０】
これにより、各気筒のノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmtは次の式で表わされる。
θlmt[1,2,3,4] ＝ [1,3,3,1]
上記の設定例によると、例えば＃1気筒が最遅角気筒となる場合は＃１気筒の点火時期を基準として、＃２気筒では3[degCA]、＃３気筒では3[degCA]、＃４気筒では1[degCA]までの進角が許容される。また、例えば＃２気筒が最遅角気筒となる場合は＃２気筒の点火時期を基準として、＃１気筒では1[degCA]、＃３気筒では3[degCA]、＃４気筒では1[degCA]までの進角が許容される。
【００２１】
また図４に示す位置にノッキングセンサが取り付けられている別の内燃機関では、ノッキングセンサから近くに位置する＃２気筒のノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmtを大きな値、例えば3[degCA]に設定し、ノッキングセンサから離れて位置する＃４気筒のノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmtを小さな値、例えば1[degCA]に設定し、それ以外の＃１気筒および＃３気筒のノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmtを中間の値、例えば2[degCA]に設定する。
θlmt[1,2,3,4] ＝ [2,3,2,1]
【００２２】
次にCPU111内で実行される最終点火時期の演算方法について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。ここで図５に示すフローチャートは予め定められた特定クランク角度毎（例えばBTDC(BeforeTop Dead Center)で75[degCA]）に発生する割込み信号に伴って呼び出され実行する。まずステップS301でI/Oコントローラ114でA/D変換されRAM113に格納されたノッキング検出値Vpと、ステップS302で演算されたノッキング判定レベルVthに基づいて、ステップS303においてノッキングが発生したか否かを判定する。
【００２３】
即ち、
Vp  ＞  Vth
となる場合は、前回点火した気筒でノッキングが発生したと判定しステップS304に進む。ステップS304では予め設定されたノッキング遅角反映量Kgを用いてノッキング遅角量更新値Δθkを下式にて演算する。
Δθk ＝ ( Vp − Vth ) × Kg
ノッキング遅角量更新値Δθkは発生したノッキング検出値の大きさに比例した値となる。
【００２４】
またステップS303においてノッキングが発生していないと判定された場合はステップS305に進み、ノッキング遅角量更新値Δθkを下式にて演算する。
Δθk＝0
次にステップS306において、前回点火した気筒の気筒番号Npと次回点火する気筒番号Nnを更新演算する。気筒番号の識別はクランクシャフトの回転と同期してパルスを発生するクランク角センサ119からの信号SGTと、クランクシャフトが２回転する間に１回転するカムシャフトの回転と同期してパルスを発生するカム角センサ120からの信号SGC信号に基づいて演算される。
【００２５】
ステップS307ではノッキング遅角量更新値Δθkを前回点火した気筒のノッキング遅角量θk[Np]に加算し更新する。
θk[Np]＝θk[Np]＋Δθk
次にステップS308において、更新演算された気筒別ノッキング遅角量θk[n]のうち最遅角気筒となるノッキング遅角量θkmaxを演算する。
θkmax＝max(θk[n])      n＝1,2,…,N
ステップS309では、各気筒のノッキング遅角量θk[n]が、最遅角気筒のノッキング遅角量θkmaxからノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]を減じた値を越えて進角しないように制限する。
θk[n]＝max(θk[n]，θkmax − θlmt[n])      n＝1,2,…,N
【００２６】
ステップS310では、エンジン回転速度Ne、および吸入空気流量Qaに基づいて、予め設定されROM112上に記憶された基本点火時期マップBASEMAPから基本点火時期θbを演算する。基本点火時期θbとステップS311で演算される次回点火する気筒のノッキング遅角量θk[Nn]を用いて、ステップS312では次回点火する気筒の最終点火時期θlを下式により演算する。
θl＝θb＋θk[Nn]
【００２７】
また気筒別ノッキング遅角量θk[n]は、図８に示す一定時間間隔で発生する割込み信号に伴って呼び出され実行するフローチャートのステップS361において、予め設定された所定量θadvずつ減算することにより、点火時期を一定時間間隔毎に進角側に制御するものとする。
θk[n]＝θk[n]−θadv      n＝1,2,…,N
【００２８】
次に、４気筒エンジンにおける気筒別ノッキング遅角量の具体的な演算例について、図６を用いて説明する。ここではノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]は以下の値に設定されているものとする。
θlmt[1,2,3,4] = [1,3,3,1]
この場合、＃１気筒および＃４気筒はノッキング検出性が低い気筒と判定され、＃２気筒および＃３気筒はノッキング検出性が高い気筒と判定される。
ノッキング判定を行う直前のある時点において図６(a)に示すように、気筒別ノッキング遅角量θk[n]が下記の状態であるとする。
θk[1,2,3,4] = [3,4,2,3] （黒菱印）
すなわちこの状態では、基本点火時期θbを基準として、＃１気筒では3[degCA]、＃２気筒では4[degCA]、＃３気筒では2[degCA]、＃４気筒では3[degCA]だけ遅角側に点火時期が制御される。
【００２９】
この直後にノッキング判定手段202において＃１気筒でノッキングが発生したと判定され、気筒別ノッキング遅角量更新手段204において気筒別ノッキング遅角量θk[n]が
θk[1,2,3,4] = [6,4,2,3]
に更新された場合を考える。この場合気筒別ノッキング遅角量制限手段206では以下のようにして気筒別ノッキング遅角量θk[n]を制限する。先ず図６(b)に示すように＃１気筒が最遅角気筒となり、最遅角気筒のノッキング遅角量θkmax= 6[degCA]となる。ここで＃３気筒および＃４気筒では、最遅角気筒のノッキング遅角量θkmaxからノッキング気筒間差の制限値θlmt[n]を減じた値θkmax- θlmt[n]を超えて進角しているため、図６(c)に示すように＃３気筒および＃４気筒のノッキング遅角量を制限し、最終的に気筒別ノッキング遅角量制限手段206で演算されるノッキング遅角量θk[n]は、
θk[1,2,3,4] = [6,4,3,5]
となる。
【００３０】
このように、この発明の実施の形態１によれば、予め設定したノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]を用いて各気筒のノッキング遅角量θk[n]を制限することにより、ノッキング検出性が低い気筒では最遅角気筒からの点火進角量が小さく制限され、逆にノッキング検出性が高い気筒では最遅角気筒からの点火進角量の制限値は大きな値となる。すなわち、ノッキング検出性が低い気筒では大レベルのノッキングを回避することでき、ノッキング検出性が高い気筒では、ノッキング発生点火時期での制御が可能となり、エンジン出力の向上が可能となる。
【００３１】
実施の形態２.
次にこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２に対応する内燃機関の構成および、点火時期制御のブロック図は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。CPU111内で実行される最終点火時期演算方法について図７を用いて説明する。ここで図７に示すフローチャートは予め定められた特定クランク角度毎に発生する割込み信号に伴って呼び出され実行する。図７に示すフローチャートにおいて、ステップS321からステップS327に至るまでの処理ステップは、実施の形態１で説明したステップS301からステップS307に至るまでの気筒別ノッキング遅角量を更新演算する処理ステップに対応するものであり、実施の形態１と同じ処理であるため説明を省略し、ステップS328から説明する。
【００３２】
ステップS328では、ステップS327までにノッキング判定結果に基づいて更新演算された気筒別ノッキング遅角量θk[n]のうち最遅角気筒のノッキング遅角量θkmaxを演算するとともに、最遅角気筒の気筒番号Nmaxを記憶する。
θkmax＝max(θk[n])      n＝1,2,…,N
Nmax ＝ 最遅角気筒の気筒番号
またステップS329では、気筒別ノッキング遅角量θk[n]のうち最進角気筒のノッキング遅角量θkminを演算すると共に、最進角気筒の気筒番号Nminを記憶する。
θkmin＝min(θk[n])      n＝1,2,…,N
Nmin ＝ 最進角気筒の気筒番号
【００３３】
ステップS330では、最遅角気筒のノッキング遅角量θkmaxが、最進角気筒のノッキング遅角量θkminを基準として最進角気筒のノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[Nmin]だけ遅角した値より遅角側にあるか否かを判定し、遅角側にある場合はステップS331に進み、進角側にある場合はステップS335に進む。
ステップS331では、前回点火した気筒Npが、最遅角気筒Nminであるか否かを判定し、またステップS332において前回点火した気筒Npが、ノッキング検出性の低い気筒であるか否かを判定する。
【００３４】
さらにステップS333において、最進角気筒Nmaxのノッキング検出性が高い気筒であるか否かを判定する。ここでステップS332およびステップS333において、ノッキング検出性を判定する方法は後で説明する。ステップS331、ステップS332、ステップS333において、前回点火した気筒が最遅角気筒であり、かつノッキング検出性の低い気筒であり、また最進角気筒のノッキング検出性が高いと判定された場合はステップS334に進み、それ以外の場合はステップS335に進む。
ステップS334では、最遅角気筒となる前回点火した気筒Npのノッキング遅角量θk[Np]を、ノッキング検出性が高い最進角気筒のノッキング遅角量θkminを基準として、最進角気筒のノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[Nmin]だけ遅角側に補正する。
θk[Np]＝θkmin ＋ θlmt[Nmin]
θkmax ＝ θk[Np]
【００３５】
ステップS335では各気筒のノッキング遅角量θk[n]が、補正した最遅角気筒のノッキング遅角量θkmaxからノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]を減じた値を越えて進角しないように制限する。
θk[n]＝max(θk[n]，θkmax − θlmt[n])      n＝1,2,…,N
ステップS336からステップS338に至るまでの処理ステップは、実施の形態１で説明したステップS310からステップS312に対応したものであり、実施の形態１と同じ処理であるため説明を省略する。
また、気筒別ノッキング遅角量θk[n]は実施の形態１と同様、図８に示す一定時間間隔で発生する割込み信号に伴って呼び出され実行するフローチャートのステップS361において、予め設定された所定量θadvずつ減算することにより、点火時期を進角側に制御するものとする。
【００３６】
次にステップS332およびステップS333において、各気筒のノッキング検出性を判定する方法について説明する。図９は各気筒のノッキング検出性を判定するためのフローチャートの一例であり、エンジン始動時に1回だけ呼び出され実行する。まずステップS371において、ノッキング検出性が低い気筒と判定された場合に１となるノッキング検出性低判定フラグfmin[n]および、ノッキング検出性が高い気筒と判定された場合に１となるノッキング検出性高判定フラグfmax[n]を0に初期化する。ステップS372では予め設定されたノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]の最小値θlminを演算し、ステップS373では予め設定されたノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]の最大値θlmaxを演算する。
【００３７】
ステップS374からステップS379に至るまでの各気筒n=1,2,・・・,Nについて実行される繰返しループにて、各気筒のノッキング検出性を判定する。すなわち、ステップS375にてノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]=θlminとなる気筒は、ステップS376にてノッキング検出性が低いと判定しノッキング検出性低判定フラグfmin[n]に1をセットする。またステップS377にてノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]=θlmaxとなる気筒は、ステップS378にてノッキング検出性が高いと判定しノッキング検出性高判定フラグfmax[n]に1をセットする。
【００３８】
すなわち上述の方法においては、予め気筒毎に設定したノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]が最小となる気筒ではノッキング検出性が低いと判定し、θlmt[n]が最大となる気筒ではノッキング検出性が高いと判定する。
上述のように演算したノッキング検出性低判定フラグfmin[n]および、ノッキング検出性高判定フラグfmax[n]を用いて、上述した図７のフローチャートのステップS332においてfmin[n]=1となる気筒はノッキング検出性が低いと判定し、ステップS333においてfmax[n]=1となる気筒はノッキング検出性が高いと判定することができる。
次に、４気筒エンジンにおける気筒別ノッキング遅角量の具体的な演算例について、図１０を用いて説明する。
【００３９】
ここではノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[n]は以下の値に設定されているものとする。
θlmt[1,2,3,4] = [1,3,3,1]
この場合、＃１気筒および＃４気筒はノッキング検出性が低い気筒と判定され、＃２気筒および＃３気筒はノッキング検出性が高い気筒と判定される。
このときノッキング判定を行う直前のある時点において図１０(a)に示すように気筒別ノッキング遅角量θk[n]が下記の状態であるとする。
θk[1,2,3,4] = [3,4,2,3]  （黒菱印）
その直後にノッキング判定手段202において＃１気筒でノッキングが発生したと判定され、気筒別ノッキング遅角量更新手段204において気筒別ノッキング遅角量θk[n]が
θk[1,2,3,4] = [6,4,2,3]
に更新された場合を考える。
【００４０】
この場合気筒別ノッキング遅角量制限手段206では以下のようにして気筒別ノッキング遅角量θk[n]を制限する。まず図１０(b)に示すように、＃１気筒が最遅角気筒となり最遅角気筒のノッキング遅角量θkmax= 6[degCA]に更新され、また＃３気筒が最進角気筒となり最進角気筒のノッキング遅角量θkmin = 2[degCA]に更新される。ここで、最遅角気筒となる＃１気筒はノッキング検出性が低い気筒であり、かつ最進角気筒となる＃３気筒はノッキング検出性が高い気筒であり、また
θkmax ＞ θkmin ＋ θlmt[3]
となるため、図１０(c)に示すように、ノッキング検出性が低く最遅角気筒である＃１気筒のノッキング遅角量θk[1]を、ノッキング検出性が高く最進角気筒となる＃３気筒のノッキング遅角量θkminを基準としてθlmt[3]= 3[degCA]だけ遅角した値5[degCA]に補正し、同時に最遅角気筒のノッキング遅角量θkmaxも5[degCA]に補正する。
【００４１】
θk[1,2,3,4] = [5,4,2,3]
θkmax = 5
最後に＃４気筒のノッキング遅角量θk[4]が、最遅角気筒のノッキング遅角量θkmaxを基準としてノッキング気筒間差の制限値θlmt[4]を越えて進角しているため、ステップ図１０(d)に示すように＃４気筒のノッキング遅角量θk[4]を制限し、最終的に気筒別ノッキング遅角量制限手段206で演算される気筒別ノッキング遅角量θk[n]は、
θk[1,2,3,4] = [5,4,2,4]
となる。
【００４２】
本実施形態では、気筒別ノッキング遅角量の制限値θlmt[n]をノッキング検出性に応じて設定した場合について説明したが、例えば特許文献３のように気筒別ノッキング遅角量の制限値θlmt[n]をノッキング検出性によらず一定の値としても構わない。その場合はエンジン始動時に呼び出される図９のフローチャートで示すルーチンを実行せず、気筒毎のノッキング検出性に応じてノッキング検出性低判定フラグfmin[n]およびノッキング検出性高判定フラグfmax[n]を予め設定しておく。
【００４３】
このように最進角気筒Nminのノッキング検出性が高く、かつ最遅角気筒Nmaxのノッキング検出性が低い場合において、最遅角気筒の点火時期が、最進角気筒の点火時期を基準として予め設定された最進角気筒のノッキング遅角量気筒間差の制限値θlmt[Nmin]だけ遅角した値よりさらに遅角側となる場合は、ノッキング検出性の高い、換言するとノッキング検出の信頼性が高い最進角気筒の点火時期を基準として、ノッキング検出性の低い、換言するとノッキング検出の信頼性が低い最遅角気筒の点火時期を進角側に補正することができ、エンジン出力をロスすることなく適正な点火時期に制御することができる。
以上のように、この発明によれば、図１４に示されるように、ノッキング検出性の高い気筒の点火時期（細線）を基準としてノッキング検出性の低い気筒の遅角が制限されるため（点線）、不必要なエンジン出力の低下をもたらすことなく制御することができ、従来装置（特許文献３）のように、検出性の低い気筒でノイズを誤ってノッキングと判定することにより、全気筒で過度の遅角が発生するという問題がなくなるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の対象である内燃機関の構成概略図、
【図２】本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置の構成を示すブロック図、
【図３】本発明のノッキングセンサ取り付け位置とノッキング遅角量気筒間差の制限値の一設定例を示す説明図、
【図４】同じく、本発明のノッキングセンサ取り付け位置とノッキング遅角量気筒間差の制限値の別の設定例を示す説明図、
【図５】本発明の実施の形態１における最終点火時期演算のためのフローチャート図、
【図６】本発明の実施の形態１における気筒別ノッキング遅角量演算の動作例を示す説明図、
【図７】本発明の実施の形態２における最終点火時期演算のためのフローチャート図、
【図８】本発明の実施例における気筒別ノッキング遅角量を進角するためのフローチャート図、
【図９】本発明の実施の形態２におけるノッキング検出性判定のフローチャート図、
【図１０】本発明の第２実施例における気筒別ノッキング遅角量演算の動作例を示す説明図、
【図１１】気筒別点火時期制御方式のタイミングチャート図、
【図１２】全気筒共通点火時期制御方式のタイミングチャート図、
【図１３】従来技術における点火時期演算よる制御態様を示す動作図、
【図１４】本発明における点火時期演算による制御態様を示す動作図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  内燃機関、
１１８  ノッキングセンサ、
１１９  クランク角センサ、
１２０  カム角センサ、
１２１  点火コイル、
１２２  点火プラグ、
２０１  ノッキング検出手段、
２０２  ノッキング判定手段、
２０３  点火気筒識別手段、
２０４  気筒別ノッキング遅角量更新手段、
２０５  制限値記憶手段、
２０６  気筒別ノッキング遅角量制限手段、
２０７  気筒別点火時期演算手段、
２０８  基本点火時期演算手段、
２０９  最終点火時期演算手段、
２１０  点火時期制御手段。
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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