(57)【要約】【課題】アイドル自動停止再始動時のプリイグニッションを防止する。【解決手段】吸気温センサ１、水温センサ２、給油センサ３、ノックセンサ４の検出信号に基づき、燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定部２１４と、推定されたオクタン価等に基づき、プリイグニッション発生指標を演算するプリイグニッション発生指標演算部２１６と、プリイグニッション発生指標を、プリイグニッションがより発生し易い側へ補正するプリイグニッション発生指標補正部２１８と、プリイグニッション発生指標に基づき、アイドル自動停止禁止を判定するアイドル自動停止禁止判定部２１９の判定とエアコンの動作信号、操舵情報に基づき、アイドル自動停止を判定するアイドル自動停止判定部２２２と、アイドル自動停止判定に基づき、燃料噴射弁１１３を制御する燃料噴射制御部２２３とを設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火花点火式の内燃機関に適用され、所定の停止条件が成立したときに前記内燃機関を自動的に停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに前記内燃機関を再始動させる内燃機関の制御装置において、燃焼室に導入される吸気の温度を検出する吸気温センサと、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサと、給油の有無を検出する給油検出手段と、ノック及びプリイグニッションによる内燃機関の変化を検出するノック検出手段と、前記吸気温センサ、前記水温センサ、前記給油センサ、及び前記ノック検出手段の検出信号に基づいて、燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定手段と、前記吸気温センサ及び前記水温センサの検出信号、並びに前記オクタン価推定手段によって推定されたオクタン価に基づいて、合計のプリイグニッション発生指標を演算するプリイグニッション発生指標演算部と、プリイグニッションが検出された際には、前記合計のプリイグニッション発生指標を、プリイグニッションがより発生し易い側へ補正するプリイグニッション発生指標補正部と、前記プリイグニッション発生指標補正部によって求められた合計のプリイグニッション発生指標に基づき、前記エンジンを自動的に停止するかどうかを判断するアイドル自動停止判断手段とからなる内燃機関のプリイグニッション推定制御装置。
【請求項２】
前記プリイグニッション推定制御装置は、前記内燃機関の吸入行程の気筒を判定する気筒判定手段と、前記内燃機関がアイドル自動停止判断手段によって停止した後再始動するまでの時間を計測するタイマーとを備え、前記プリイグニッション発生指標が再始動プリイグ発生指標以上であり、前記タイマーの値が所定以上であった際に、前記内燃機関の再始動時、前記内燃機関の気筒内の空気が新たに吸入された空気である気筒から燃料噴射を開始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のプリイグニッション推定制御装置。
【請求項３】
前記オクタン価推定手段は、前記給油センサの検出信号に基づき、給油直後かどうかを判定する給油判定部と、前記ノック検出手段の検出信号に基づき、ノックを検出するノック検出部と、前記ノック検出手段の検出信号に基づき、プリイグニッションを検出するプリイグニッション検出部と、前記給油判定部によって給油直後と判定された場合には、燃料のオクタン価推定値を初期値に設定し、前記ノック検出部によって検出されたノックの発生回数を求め、所定サイクル内のノック発生回数が発生回数閾値以上のときには、前記オクタン価推定値を低い側へ更新し、前記プリイグニッション検出部によってプリイグニッションが検出されたときには、前記オクタン価推定値を低い側へ更新するとともに、前記ノック発生回数をリセットし、前記吸気温センサによって検出された吸気温が吸気温閾値以上で、かつ前記水温センサによって検出された水温が水温閾値以上の場合には、ノック検出及びプリイグニッション検出によるオクタン価推定値の更新を行わないオクタン価推定部とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のプリイグニッション推定制御装置。
【請求項４】
前記プリイグニッション発生指標演算部は、前記吸気温センサによって検出された吸気温に基づき、吸気温−プリイグニッション発生指標テーブルから、第１のプリイグニッション発生指標を求め、前記水温センサによって検出された水温に基づき、水温−プリイグニッション発生指標テーブルから、第２のプリイグニッション発生指標を求め、前記オクタン価推定手段によって推定されたオクタン価に基づき、オクタン価−プリイグニッション発生指標テーブルから、第３のプリイグニッション発生指標を求め、前記第１、第２、及び第３のプリイグニッション発生指標を合算して、合計のプリイグニッション発生指標を演算することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のプリイグニッション推定制御装置。
【請求項５】
前記吸気温−プリイグニッション発生指標テーブルは、プリイグニッションが発生し易い温度域では、プリイグニッション発生指標は正の値が設定され、プリイグニッションが発生し難い温度域では、プリイグニッション発生指標は負の値が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のプリイグニッション推定制御装置。
【請求項６】
前記水温−プリイグニッション発生指標テーブルは、プリイグニッションが発生し易い温度域では、プリイグニッション発生指標は正の値が設定され、プリイグニッションが発生し難い温度域では、プリイグニッション発生指標は負の値が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のプリイグニッション推定制御装置。
【請求項７】
前記オクタン価−プリイグニッション発生指標テーブルは、プリイグニッションが発生し易いオクタン価では、プリイグニッション発生指標は正の値が設定され、プリイグニッションが発生し難いオクタン価では、プリイグニッション発生指標は負の値が設定されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のプリイグニッション推定制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両などに搭載され、車両を自動的に停止させるアイドルストップ時のプリイグニッションを防止することができる内燃機関のプリイグニッション推定制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧縮比の火花点火式内燃機関において、燃焼騒音や出力変動を引き起こすプリイグニッションが発生することがある。このプリイグニッションとは、燃焼に伴う内燃機関の燃焼室内の圧力変動が過剰に大きくなる現象を指す。一般に、火花点火実行前に発生するプリイグニッションが知られている。このプリイグニッション以外にも、燃焼室内の混合気（空気と燃料の混合気体）が圧縮により高温になって自着火するプリイグニッションや、点火プラグ先端部やデポジット等がホットスポットになり着火に至るプリイグニッションといった現象がある。また、点火後の燃焼過程において燃焼室周辺のエンドガスが自着火するノックも知られている。
【０００３】
このような現象は、騒音や振動を伴うだけでなく、内燃機関の燃焼室内の損傷を招き、最終的には内燃機関が動作しなくなるおそれを持っている。また、プリイグニッションは始動時の発生が多いことが知られている。
【０００４】
そこで、従来から、環境条件や運転条件からプリイグニッションの発生を推定し、プリイグニッションを防止する方法が提案されている。
【０００５】
従来のプリイグニッション防止方法の一つは、低回転高負荷で高温時に発生するプリイグニッションを、内燃機関の温度と運転状態から判断し、温度の上昇に応じて実圧縮比を低下させ、始動時のプリイグニッションを防止するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、アイドルストップ（アイドル自動停止）時のプリイグニッション防止方法として、エンジンの温度情報をパラメータとする自着火発生領域を定めておき、温度情報を取得するとともに、取得した温度情報の値が自着火発生領域内か否かを判定する。そして、エンジンの自動停止中に自着火発生領域内にあると判定された場合にエンジンを即時に再始動させ、アイドル自動停止後に冷却装置が停止してエンジン再始動の際にプリイグニッションが発生することを防止している（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１１４９７３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２０４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、プリイグニッションの発生し易さを判定し、これに応じた実圧縮比を始動時に設定することで、始動時のプリイグニッションを防止すると記載されている。しかし、特許文献１は、プリイグニッションの発生し易さについては、吸気温度、冷却水温、燃料のオクタン価が想定されているが、それぞれ独立して考えられており、それぞれを複合した条件でのプリイグニッションの発生し易さについては考慮されていない。プリイグニッションが発生し易くなる条件は複数あるため、それぞれを考慮してプリイグニッションの発生し易さの指標とする必要がある。特にアイドル自動停止後の再始動においては、エンジン機関温度が高い状態で始動するため特にプリイグニッションが発生しやすくなる。
【０００９】
特許文献２記載の方法は、プリイグニッションの発生し易さは温度により判定すると記載されている。高オクタン価の燃料を使用した際と低オクタン価の燃料を使用した際ではプリイグニッションが発生し得る温度は変化する。従って、高オクタン価の燃料を使用して設定した温度であれば、低オクタン価の燃料では温度が高すぎ、プリイグニッションが発生する可能性がある。逆に低オクタン価の燃料を使用して設定した温度であれば、高オクタン価の燃料を使用した場合、設定温度が低すぎプリイグニッションの発生する可能性が低い状態で判定してしまう可能性がある。
【００１０】
この発明は、前記のような問題を解決するためになされたものであり、全運転状態にわたって、吸気温と、冷却水温と、燃料のオクタン価とから、プリイグニッションの発生し易さを表すプリイグニッション発生指標を演算し、このプリイグニッション発生指標に応じて、アイドル自動停止可否を判定し、再始動時のプリイグニッションを防止する内燃機関のプリイグニッション推定制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置は、火花点火式の内燃機関に適用され、所定の停止条件が成立したときに前記内燃機関を自動的に停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに前記内燃機関を再始動させる内燃機関の制御装置において、燃焼室に導入される吸気の温度を検出する吸気温センサと、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサと、給油の有無を検出する給油検出手段と、ノック及びプリイグニッションによる内燃機関の変化を検出するノック検出手段と、前記吸気温センサ、前記水温センサ、前記給油センサ、及び前記ノック検出手段の検出信号に基づいて、燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定手段と、前記吸気温センサ及び前記水温センサの検出信号、並びに前記オクタン価推定手段によって推定されたオクタン価に基づいて、合計のプリイグニッション発生指標を演算するプリイグニッション発生指標演算部と、プリイグニッションが検出された際には、前記合計のプリイグニッション発生指標を、プリイグニッションがより発生し易い側へ補正するプリイグニッション発生指標補正部と、前記プリイグニッション発生指標補正部によって求められた合計のプリイグニッション発生指標に基づき、前記エンジンを自動的に停止するかどうかを判断するアイドル自動停止判断手段とからなるものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置によれば、プリイグニッション発生指標に基づいて、アイドル自動停止を禁止することで、アイドル自動停止再始動時のプリイグニッションを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置を備えた内燃機関を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置のオクタン価推定動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置の給油センサの検出信号を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置のノックセンサの検出信号と点火信号を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置のプリイグニッション発生指標演算及びアイドル自動停止禁止判定動作を示すフローチャートである。
【図７】吸気温−プリイグニッション発生指標テーブルを示す図である。
【図８】水温−プリイグニッション発生指標テーブルを示す図である。
【図９】オクタン価−プリイグニッション発生指標テーブルを示す図である。
【図１０】アイドル自動停止禁止閾値と次回燃料噴射タイミング変更閾値を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置のアイドル自動停止判定動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置の再始動時燃料噴射タイミング設定動作を示すフローチャートである。
【図１３】燃料噴射タイミングと行程の関係を示す図である。
【図１４】気筒判定をするためのクランク角センサ波形及び位相角センサ波形である。
【図１５】気筒判定をするためのクランク角基準信号及び位相角基準信号の組み合わせ表を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の内燃機関のプリイグニッション推定制御装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１５】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置について図１から図１３までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１６】
図１において、内燃機関（エンジン）１００の燃焼室１０１は、シリンダヘッド１０２と、シリンダブロック１０３と、ピストン１０４とにより形成されている。
【００１７】
さらに、燃焼室１０１には、吸気ポート１０５と排気ポート１０６が接続されており、吸気ポート１０５と排気ポート１０６は、シリンダヘッド１０２に形成されている。
【００１８】
ピストン１０４には、クランク軸１０７が接続されており、ピストン１０４が上下することによりクランク軸１０７が回転させられる。このクランク軸１０７には、図示しないクランクプレートが取り付けられている。このクランクプレートには突起があり、クランク角センサ１０８は、この突起を検出することによりクランク軸１０７の回転数やクランク角度位置を検出する。内燃機関の始動時にはスタータ１１５が回転することで図示しないフライホイールが回転する。フライホイールとクランク軸１０７は接続されており、フライホイールの回転に伴ってクランク軸１０７が回転させられる。
【００１９】
吸気ポート１０５の燃焼室１０１側には、吸気カム１０９によって動作する吸気バルブ１１０が設けられ、排気ポート１０６の燃焼室１０１側には、排気カム１１１によって動作する排気バルブ１１２が設けられている。シリンダヘッド１０２の吸気ポート１０５の下部には、燃料噴射弁１１３が設けられており、燃焼室１０１の上部中央には点火プラグ１１４が設けられている。
【００２０】
燃焼サイクルについて簡単に説明する。まず、吸気行程で、燃焼室１０１に吸気ポート１０５から吸気バルブ１１０を介して導入された空気と、燃料噴射弁１１３から噴射された燃料とが混合気を形成する。次に、圧縮行程で、ピストン１０４により混合気は圧縮される。その後、混合気は、圧縮上死点（ＴＤＣ：Top Dead Center）付近で点火プラグ１１４により点火される。次に、膨張行程で、点火された混合気はピストン１０４を押し下げ、クランク軸１０７を回転させる。燃焼室１０１内の混合気は、膨張後排気行程で排気バルブ１１２を介して排気ポート１０６を通り排出される。以上が燃焼サイクルである。
【００２１】
電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２００には、クランク角センサ１０８からの検出信号の他に、燃焼室１０１に導入される吸気の温度を検出する吸気温センサ１、内燃機関１００の冷却水温を検出する水温センサ２、図示しない給油口に燃料が流れたことを検出する給油センサ３、内燃機関１００の振動を検出するノックセンサ（ノック検出手段）４、吸気カム１０９の位相を検出する位相角センサ５、燃焼室１０１に導入される吸気量を検出する吸気量センサ６、スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ７、エアコンの動作信号８、ハンドルの操舵情報９、車速情報１０等からの検出信号が入力され、内燃機関１００の回転速度、点火時期、燃料噴射量等の演算を実行する。なお、電子制御装置２００は、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）１１からのＯＮ信号により各種の制御を開始する。
【００２２】
図２は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図２において、電子制御装置（ＥＣＵ）２００は、各種のインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路（図示しない）と、マイクロコンピュータ２０１とから構成されている。
【００２４】
マイクロコンピュータ２０１は、いずれも図示を省略している、各種のセンサの検出信号などのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、プリイグニッション推定制御プログラムなどの各種の制御プログラムを実行するＣＰＵと、各種の制御プログラムや制御定数、各種のテーブル等を記憶するＲＯＭと、各種の制御プログラムを実行した際の変数等を記憶するＲＡＭ等を有する。
【００２５】
また、マイクロコンピュータ２０１は、給油センサ３からの検出信号に基づき、給油直後かどうかを判定する給油判定部２１１と、ノックセンサ４からの検出信号に基づき、ノックを検出するノック検出部２１２と、ノックセンサ４からの検出信号に基づき、プリイグニッションを検出するプリイグニッション検出部２１３を備えている。また、マイクロコンピュータ２０１は、吸気温センサ１、水温センサ２、給油判定部２１１、ノック検出部２１２、及びプリイグニッション検出部２１３からの検出信号及び情報に基づき、燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定部２１４と、オクタン価推定値を記憶するオクタン価推定値記憶部２１５を備えている。
【００２６】
また、マイクロコンピュータ２０１は、吸気温センサ１、水温センサ２、及びオクタン価推定部２１４からの検出信号、オクタン価推定値に基づき、プリイグニッション発生指標を演算するプリイグニッション発生指標演算部２１６を備えている。また、マイクロコンピュータ２０１は、プリイグニッション検出部２１３からの情報に基づき、プリイグニッションが発生したことを記憶するプリイグニッション記憶部２１７と、プリイグニッション検出部２１３、プリイグニッション発生指標演算部２１６、及びプリイグニッション記憶部２１７からの情報に基づき、プリイグニッションが発生し易い側へプリイグニッション発生指標を補正するプリイグニッション発生指標補正部２１８を備えている。
【００２７】
さらにまた、マイクロコンピュータ２０１は、プリイグニッション発生指標補正部２１８からのプリイグニッション発生指標に基づき、アイドル自動停止禁止を判定するアイドル自動停止禁止判定部２１９と、プリイグニッション発生指標補正部２１８からのプリイグニッション発生指標とアイドル自動停止経過時間タイマー２２０に基づき、始動時の燃料噴射タイミングを決定する始動時燃料噴射タイミング（プリイグ用）設定部２２１と、アイドル自動停止禁止判定部２１９の判定とエアコンの動作信号８、操舵情報９、車速情報１０に基づき、アイドル自動停止を判定するアイドル自動停止判定部２２２と、燃料噴射弁１１３を制御する燃料噴射制御部２２３を備えている。
【００２８】
なお、ノック検出部２１２とプリイグニッション検出部２１３は、理解し易くするために別々にしているが、両者を一体構成してノック／プリイグニッション検出部とし、ノックセンサ４の検出信号の振動レベルが、プリイグニッション判定閾値を超えた場合には、プリイグニッションが発生したことを検出し、ノックセンサ４の検出信号の振動レベルが、ノック判定閾値を超えた場合には、ノックが発生したことを検出するようにしてもよい。
【００２９】
マイクロコンピュータ２０１内の給油判定部２１１〜始動時燃料噴射タイミング（プリイグ用）決定部２２１は、オクタン価推定値記憶部２１５及びプリイグニッション記憶部２１７を除き、プリイグニッション推定制御プログラムを構成するソフトウェアである。このオクタン価推定値記憶部２１５は、ＥＣＵ２００の電源ＯＦＦ時にもオクタン価推定値を保持するバックアップメモリであり、プリイグニッション記憶部２１７は、ＥＣＵ２００の電源ＯＦＦ時にもプリイグニッションが発生したことを保持するバックアップメモリである。
【００３０】
マイクロコンピュータ２０１内のＲＯＭには、図７の吸気温−プリイグニッション発生指標テーブルと、図８の水温−プリイグニッション発生指標テーブルと、図９のオクタン価−プリイグニッション発生指標テーブルと、図１０の各プリイグニッション発生指標閾値等が予め記憶されている。各テーブル、各マップ、および各閾値には、エンジン適合試験により得られた最適な値が設定されている。
【００３１】
次に、この実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
最初に、燃料のオクタン価の推定方法について簡単に説明する。一般に、オクタン価が低いほど、ノックが起こり易い。従って、オクタン価の推定方法としては、所定の時間内に発生するノック回数が所定回数以上であればオクタン価を低い値に推定するといった方法が考えられる。
【００３３】
図３は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置のオクタン価推定動作を示すフローチャートである。
【００３４】
この図３のフローチャートは、ノックの発生頻度からオクタン価を推定する処理などを含む。このオクタン価推定処理は、エンジン回転と同期したタイミング（例えば、１８０ｄｅｇＣＡ毎の割込み処理等：ｄｅｇＣＡはクランク角度の意味）で実行される処理である。ステップ３０１において、給油判定部２１１は、給油センサ３から検出信号を入力し、給油直後かどうかを判定する。給油判定部２１１は、給油直後と判定した場合には、情報「給油直後」をオクタン価推定部２１４へ伝達し、次のステップ３０２へ進む。給油直後と判定しない場合には、ステップ３０３へ移行する。
【００３５】
図４は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置の給油センサの検出信号を示すタイミングチャートである。図４において、横軸は時間、縦軸は検出信号のレベルをそれぞれ示す。給油センサ３は、例えば、図示しない給油口に配設され、給油口に燃料が流れたことを検出すると検出信号が反転する。給油センサ３は、矢印の給油タイミングで給油口の燃料の流れを検出して、例えば、検出信号をロー（Ｌｏ）からハイ（Ｈｉ）へ切り替える。検出信号がＨｉからＬｏへ切り替わる給油センサを用いてもよい。給油判定部２１１は、給油センサ３の検出信号のレベルの切り替えタイミングを検出することで給油直後かどうかを判定する。
【００３６】
図３に戻り、ステップ３０２において、オクタン価推定部２１４は、給油判定部２１１から情報「給油直後」が伝達されたときには、オクタン価推定値を初期値に設定し、オクタン価推定値記憶部２１５に記憶する。
【００３７】
この初期値は、プリイグニッション発生指標に影響のない値を設定する。例えば、プリイグニッション発生指標が０となるオクタン価（例えば、９０）や、エンジン適合試験を実施したオクタン価（レギュラーガソリン設定であればレギュラーガソリン相当の値）とする。この初期値は、オクタン価推定部２１４に予め記憶しておく。
【００３８】
「給油直後」と判定した際に、オクタン価推定部２１４で、オクタン価推定値を初期値にする処理により、給油以前のオクタン価推定値を使用することがなくなる。従って、給油以前のオクタン価の影響を除いた状態でプリイグニッション発生指標の演算が可能となり、給油直前のオクタン価の影響による誤判定を防ぐことができる。
【００３９】
次に、ステップ３０３において、オクタン価推定部２１４は、吸気温と水温が所定温度以上かどうかを判断する。所定温度以上の場合には、オクタン価推定部２１４は、オクタン価推定値記憶部２１５に記憶されたオクタン価推定値をプリイグニッション発生指標演算部２１６へ伝達して本処理を終了する。所定温度以上でない場合には、次のステップ３０４へ進む。
【００４０】
吸気温センサ１と水温センサ２からの検出信号がオクタン価推定部２１４に入力されており、吸気温が吸気温閾値以上で、かつ水温が水温閾値以上の場合には、オクタン価推定部２１４は、ノック及びプリイグニッション検出によるオクタン価推定値の更新を実行しない。例えば、吸気温が吸気温閾値である５０℃以上、かつ水温が水温閾値である１１０℃以上の場合には、オクタン価推定部２１４は、オクタン価推定値の更新を実行しない。これは、プリイグニッション（ノックも含む）が発生する要因は、オクタン価が低いことだけではなく、環境条件による場合があるためであり、これによりオクタン価推定値が必要以上に低くなることを防ぐことができる。
【００４１】
次に、ステップ３０４において、ノック検出部２１２は、ノックセンサ４から検出信号を入力し、ノックを検出すると、情報「ノック検出」をオクタン価推定部２１４へ伝達する。また、プリイグニッション検出部２１３は、ノックセンサ４から検出信号を入力し、プリイグニッションを検出すると、情報「プリイグニッション検出」をオクタン価推定部２１４へ伝達する。オクタン価推定部２１４は、ノック検出部２１２から伝達された情報「ノック検出」をカウントすることにより、所定サイクル内のノック発生の回数を求める。
【００４２】
図５は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置のノックセンサの検出信号と点火信号を示すタイミングチャートである。図５において、横軸は、時間（角度軸）であり、図５中に示した点火時期の左側が進角側、右側が遅角側となる。縦軸は、点火信号（ａ）とノックセンサ４が検出したノックセンサ信号（ｂ）（以下、ノックセンサの検出信号とも言う）のレベルをそれぞれ示す。ノックセンサ４は、ノックによって発生する内燃機関１００の振動を検出し、振動を電圧に変換して検出信号として出力する。従って、ノックセンサ４の検出信号の波形は、振動レベルとなっており、大きくなるほど振動が大きいことを示す。
【００４３】
図５中に示した点火時期よりも進角側に示したノックセンサ４の検出信号の波形がプリイグニッション時のノックセンサ出力波形であり、点火時期よりも遅角側に示したノックセンサ４の検出信号の波形がノック時のノックセンサ出力波形である。ノック検出部２１２は、通常、ノック判定閾値（一点鎖線）を設定し、ノックセンサ４の検出信号の振動レベルが、ノック判定閾値を超えた場合には、ノックが発生したことを検出する。また、プリイグニッション検出部２１３は、ノック判定閾値よりも高いレベルのプリイグニッション判定閾値（破線）を設定し、ノックセンサ４の検出信号の振動レベルが、プリイグニッション判定閾値を超えた場合には、プリイグニッションが発生したことを検出する。これは、プリイグニッションの振動レベルがノックの振動レベルよりも明らかに大きいことが分かっているためである。従って、プリイグニッションとノックを振動レベルの大きさで区別することができる。もちろん、この他の方法でプリイグニッションとノックを区別してもよい。
【００４４】
図３に戻って、図３中のステップ３０５において、オクタン価推定部２１４は、所定サイクル内のノック発生回数が発生回数閾値以上かどうかを判断する。オクタン価推定部２１４は、例えば、ノック発生回数が１００サイクル中２０回以上かどうかを判断する。所定サイクル内のノック発生回数が発生回数閾値以上の場合には、次のステップ３０６へ進み、ノック発生回数が発生回数閾値未満の場合には、ステップ３０７へ移行する。
【００４５】
ステップ３０６において、オクタン価推定部２１４は、オクタン価推定値記憶部２１５に記憶されたオクタン価推定値を低い側へ更新する。オクタン価推定部２１４は、例えば、「新しいオクタン価推定値＝現在のオクタン価推定値−１」という計算を実行して、現在のオクタン価推定値を１だけ低い値に更新する。
【００４６】
次に、ステップ３０７において、オクタン価推定部２１４は、プリイグニッションを検出したかどうかを判断する。オクタン価推定部２１４は、プリイグニッション検出部２１３から情報「プリイグニッション検出」が伝達されたかどうかで、プリイグニッションの検出の有無を判断する。プリイグニッションを検出した場合には、次のステップ３０８へ進み、プリイグニッションを検出しない場合には、オクタン価推定部２１４は、オクタン価推定値記憶部２１５に記憶されたオクタン価推定値をプリイグニッション発生指標演算部２１６へ伝達して本処理を終了する。
【００４７】
そして、ステップ３０８において、オクタン価推定部２１４は、オクタン価推定値記憶部２１５に記憶されたオクタン価推定値を低い側へ更新する。オクタン価推定部２１４は、例えば、「新しいオクタン価推定値＝現在のオクタン価推定値−１」という計算を実行して、現在のオクタン価推定値を１だけ低い値に更新する。また、オクタン価推定部２１４は、プリイグニッションを検出したときには、カウントしているノック発生回数をリセットする。オクタン価推定部２１４は、オクタン価推定値記憶部２１５に記憶されたオクタン価推定値をプリイグニッション発生指標演算部２１６へ伝達して本処理を終了する。
【００４８】
なお、プリイグニッション検出部２１３は、プリイグニッションを検出すると、情報「プリイグニッション検出」をオクタン価推定部２１４へ伝達する際に、プリイグニッション記憶部２１７及びプリイグニッション発生指標補正部２１８にも情報「プリイグニッション検出」を伝達する。プリイグニッション記憶部２１７は、情報「プリイグニッション検出」が伝達されると、プリイグニッション発生を記憶し、ＩＧＳＷ１１からＯＦＦ信号が入力されると、プリイグニッション発生の記憶を消去する。プリイグニッション検出処理は、例えば、始動時を含めて１８０ｄｅｇＣＡ周期で実行される。
【００４９】
当然のことながら、ノック検出手段として、筒内圧センサ、回転変動センサ等の他のセンサを用いて、ノックや、プリイグニッションを検出し、オクタン価推定値の更新を実行してもよいことは言うまでもない。筒内圧センサは、ノックセンサ４と同様に、ノックやプリイグニッションによって変化する筒内圧を検出し、筒内圧を電圧に変換して検出信号として出力する。また、回転変動センサは、ノックセンサ４と同様に、ノックやプリイグニッションによって変動する内燃機関１００の回転を検出し、回転数を電圧に変換して検出信号として出力する。ノック検出部２１２は、筒内圧センサや回転変動センサの検出信号のレベルが、ノック判定閾値を超えた場合には、ノックが発生したことを検出する。また、プリイグニッション検出部２１３は、筒内圧センサや回転変動センサの検出信号のレベルが、プリイグニッション判定閾値を超えた場合には、プリイグニッションが発生したことを検出する。
【００５０】
図６は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置のプリイグニッション発生指標演算及びアイドル自動停止禁止フラグ演算を示すフローチャートである。この図６のフローチャートは、プリイグニッションの発生し易さを表すプリイグニッション発生指標及びアイドル自動停止禁止フラグを含む。このプリイグニッション発生指標及びアイドル自動停止禁止フラグ演算処理は、エンジン回転と同期したタイミング（例えば、１８０ｄｅｇＣＡ毎の割込み処理等）で行われる処理である。
【００５１】
ステップ３２１において、プリイグニッション発生指標演算部２１６は、吸気温センサ１から検出信号を入力し、吸気温を得て、吸気温とプリイグニッション発生指標の対応関係を記述した吸気温−プリイグニッション発生指標テーブルから、吸気温によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＴを求める。図７に示すような、吸気温−プリイグニッション発生指標テーブルを予め用意しておき、吸気温によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＴを求める。例えば、吸気温が５０℃であれば、この吸気温テーブルから吸気温によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＴ＝１０が得られる。
【００５２】
次に、ステップ３２２において、プリイグニッション発生指標演算部２１６は、水温センサ２から検出信号を入力し、水温を得て、水温とプリイグニッション発生指標の対応関係を記述した水温−プリイグニッション発生指標テーブルから、水温によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＷＴを求める。図８に示すような、水温−プリイグニッション発生指標テーブルを予め用意しておき、水温によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＷＴを求める。例えば、水温が１００℃であれば、この水温テーブルから水温によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＷＴ＝１０が得られる。
【００５３】
次に、ステップ３２３において、プリイグニッション発生指標演算部２１６は、オクタン価推定部２１４から推定されたオクタン価を得て、オクタン価とプリイグニッション発生指標の対応関係を記述したオクタン価−プリイグニッション発生指標テーブルから、オクタン価によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＯＣＴを求める。図９に示すような、オクタン価−プリイグニッション発生指標テーブルを予め用意しておき、オクタン価によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＯＣＴを求める。例えば、オクタン価が９５［Ｒｏｎ］であれば、このオクタン価テーブルからオクタン価によるプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＯＣＴ＝０が得られる。
【００５４】
次に、ステップ３２４において、プリイグニッション発生指標演算部２１６は、上述の各ステップで求めた各パラメータ（各プリイグニッション発生指標）を合算して、合計のプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＬＬを演算する。プリイグニッション発生指標演算部２１６は、Ｐ＿ＡＬＬ＝Ｐ＿ＡＴ＋Ｐ＿ＷＴ＋Ｐ＿ＯＣＴを演算する。例えば、合計のプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＬＬ＝１０＋１０＋０＝２０が得られる。
【００５５】
ここで、吸気温と水温から求められるプリイグニッション発生指標は、それぞれプリイグニッションが発生し易い温度域では正の値を、プリイグニッションが発生し難い温度域では負の値を設定する。また、オクタン価から求められるプリイグニッション発生指標についても、所定のオクタン価を基準（例えば、エンジン適合試験をする際に使用した燃料のオクタン価）として、プリイグニッションが発生し易いオクタン価では正の値を、プリイグニッションが発生し難いオクタン価では負の値を設定する。こうすることで、パラメータ毎に適切なプリイグニッション発生指標が設定でき、プリイグニッションがより発生し易い場合にだけ制御が実行できる。１つのパラメータのみが、プリイグニッションが発生し易い状態であったとしても、他のパラメータがプリイグニッションが発生し難い状態であれば、アイドルを自動停止することが可能となる。
【００５６】
次に、ステップ３２５において、プリイグニッション発生指標補正部２１８は、プリイグニッションを検出したかどうかを判断する。プリイグニッションを検出した場合には、次のステップ３２６へ進み、プリイグニッションを検出しない場合には、ステップ３２７へ移行する。プリイグニッション発生指標補正部２１８は、プリイグニッション検出部２１３から情報「プリイグニッション検出」が伝達されたかどうかで、プリイグニッションの検出の有無を判断する。
【００５７】
プリイグニッション発生指標補正部２１８は、プリイグニッション発生指標演算部２１６で演算されたプリイグニッション発生指標に対して、プリイグニッションを検出した場合のみプリイグニッションが発生し易い側へプリイグニッション発生指標を補正する。また、プリイグニッションを検出しないサイクルにおいても、プリイグニッション記憶部２１７に過去のプリイグニッションの発生が記憶されていれば、プリイグニッションが発生し易い側へプリイグニッション発生指標を補正する。
【００５８】
次に、ステップ３２６において、プリイグニッション発生指標補正部２１８は、合計のプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＬＬに、第１のプリイグニッション発生指標補正値Ｐ＿ＨＯＳＥＩを代入する。このプリイグニッション発生指標補正値Ｐ＿ＨＯＳＥＩは、アイドルの自動停止が禁止となる指標を設定する。アイドルの自動停止が禁止となるプリイグニッション発生指標が３０であれば、Ｐ＿ＨＯＳＥＩ＝３０であり、Ｐ＿ＡＬＬ＝Ｐ＿ＨＯＳＥＩ＝３０となる。こうすることで、プリイグニッションが発生した直後にアイドルを自動停止する要求がきた場合において、自動停止を禁止することができる。
【００５９】
次に、ステップ３２７において、プリイグニッション発生指標補正部２１８は、プリイグニッション記憶部２１７が過去のプリイグニッションの発生を記憶しているかどうかを判断する。過去のプリイグニッションの発生を記憶している場合には、次のステップ３２８へ進み、プリイグニッションの発生を記憶していない場合には、ステップ３２９へ移行する。
【００６０】
次に、ステップ３２８において、プリイグニッション発生指標補正部２１８は、プリイグニッションが発生し易いプリイグニッション発生指標となるよう、予め設定しておいた第２のプリイグニッション発生指標補正値Ｐ＿ＯＦＴを、合計のプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＬＬに加えて今回の合計のプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＬＬとする。例えば、プリイグニッション発生指標補正値Ｐ＿ＯＦＴ＝１０とすると、今回の合計のプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＬＬは、Ｐ＿ＡＬＬ＝Ｐ＿ＡＬＬ＋Ｐ＿ＯＦＴ＝２０＋１０＝３０となる。
【００６１】
以前にプリイグニッションが発生したことを記憶しておき、過去にプリイグニッションが発生したことがあるかどうかに応じて、プリイグニッション発生指標を補正することで、プリイグニッションが発生した走行時にアイドル自動停止を禁止し、再始動時にプリイグニッションが発生する可能性を低減することができる。
【００６２】
そして、ステップ３２９において、アイドル自動停止禁止判定部２１９は、合計のプリイグニッション発生指標がアイドル自動停止禁止閾値以上であるかを判定する。図１０に示したように、アイドル自動停止禁止閾値は設定されている（本実施例の場合  ３０）。
【００６３】
ステップ３２４の補正前の合計のプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＬＬがＰ＿ＡＬＬ＝２０であるので、アイドル自動停止禁止閾値＝３０と比較し、閾値よりちいさいためステップ３３１へ進む。また、ステップ３２５のプリイグニッションを検出していた場合には、合計のプリイグニッション発生指標Ｐ＿ＡＬＬがＰ＿ＡＬＬ＝３０であるので、アイドル自動停止禁止閾値＝３０と比較し、閾値以上であるためステップ３３０へ進む。
【００６４】
ステップ３３０では自動停止禁止フラグFLAG_IS_PRIGを１として処理終了となる。ステップ３３１では自動停止禁止フラグFLAG_IS_PRIGを０として処理終了となる。自動停止禁止フラグFLAG_IS_PRIG＝１のとき、自動停止禁止とする。アイドル自動停止を禁止とすることで再始動時のプリイグニッションを防止する。また、プリイグニッション発生指標に応じて、自動停止禁止を判定するため、プリイグニッションの発生の可能性が低い際はアイドルを自動停止できるため、燃費に貢献することができる。
【００６５】
図１１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置のアイドル自動停止判定動作を示すフローチャートである。このアイドル自動停止判定動作フラグ演算処理は、エンジン回転と同期したタイミング（例えば、１８０ｄｅｇＣＡ毎の割込み処理等）で行われる処理である。
【００６６】
ステップ３４１において、アイドル自動停止判定部２２２は、車速情報から車両が停止することを判定する。
【００６７】
次に、ステップ３４２において、アイドル自動停止判定部２２２は、操舵情報９から車両が操舵中であるかどうかを判定する。操舵中であればステップ３４３へ進み、操舵中でなければステップ３４４へ進む。
【００６８】
次に、ステップ３４３において、アイドル自動停止判定部２２２は、アイドル自動停止の要求を禁止し処理終了となる。
【００６９】
そして、ステップ３４４において、アイドル自動停止判定部２２２は、エアコン動作情報から車両のエアコンが動作しているかどうかを判定する。動作中であればステップ３４３へ進み、動作中でなければステップ３４５へ進む。
【００７０】
次にステップ３４５において、アイドル自動停止判定部２２２は、FLAG_IS_PRIG＝１かどうかを判定する。自動停止禁止フラグFLAG_IS_PRIG＝１であればステップ３４３へ進み、自動停止禁止フラグFLAG_IS_PRIG＝１でなければステップ３４６へ進む。
【００７１】
次にステップ３４６において、アイドル自動停止判定部２２２は、アイドル自動停止を要求して処理終了となる。以上によりプリイグニッション発生指標の結果からアイドル自動停止が禁止され、エンジン再始動時のプリイグニッションが防止される。
【００７２】
図１２は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置におけるエンジン再始動時の燃料噴射タイミングを設定するフローチャートである。このエンジン再始動時の燃料噴射タイミング設定処理は、アイドルが停止して定時間毎（例えば、１０ｍｓ毎の割込み処理等）で行われる処理である。
【００７３】
ステップ３５１において、始動時燃料噴射タイミング決定部（プリイグ用）２２１は図示しないブレーキ情報等による再始動要求をうけ、プリイグニッション発生指標が次回燃料噴射タイミング変更閾値以上であるかを判定する。図１０に示したように、次回燃料噴射タイミング変更閾値は設定されている（本実施例の場合は２０）。例えばプリイグニッション発生指標が３０であった場合、次回燃料噴射タイミング変更閾値以上となり、ステップ３５２へ進む。プリイグニッション発生指標が１０であった場合、次回燃料噴射タイミングは変更せず、処理終了となる。
【００７４】
ステップ３５２において、始動時燃料噴射タイミング決定部（プリイグ用）２２１はアイドル自動停止後経過時間タイマー２２０が所定以上であるか判定する。所定以上（たとえば３分以上）であれば、ステップ３５３へ進み、そうでなければ次回燃料噴射タイミングは変更せず、処理終了となる。ここでアイドル自動停止後経過時間タイマー２２０はアイドル自動停止した時点から経過した時間を計測するタイマーである。
【００７５】
ステップ３５３において、始動時燃料噴射タイミング決定部（プリイグ用）２２１は
再始動時燃料噴射タイミング変更を燃料噴射制御部に要求し処理終了となる。
【００７６】
本フローチャートで要求する始動時燃料噴射タイミングを図１３に示す。図１３は各行程と燃料噴射タイミングを示したものである。図中Ａで示したものが通常始動時の燃料噴射タイミングであり、始動開始後判定した吸気行程（図中Ｂ）から燃料噴射を開始する。これに対し、プリイグ用の燃料噴射タイミングは図中Ｃで示したものであり、始動開始後判定した吸気行程後１サイクル後の吸気行程（図中Ｄ）から燃料噴射を開始する。こうすることでアイドル自動停止中にエンジンの熱で暖まった筒内の空気中に燃料噴射することがなくなり、プリイグニッションを防止することができる。
【００７７】
ここで燃料噴射タイミングを設定するために使用する気筒情報は位相角センサ５及びクランク角センサ１０８の組合わせで判定される。例えば４気筒エンジンの場合、図１４に示すとおり、クランク角７２０度毎に１回転する位相角センサにクランク角１８０度毎に基準信号が入力される設計とし、クランク角センサにはクランク角１８０度毎に基準信号が入力されるような設計とする。各基準信号の入力は、各気筒の圧縮上死点タイミングと同期するように設計する。このとき図１５に示す位相角センサの基準信号とクランク角センサの基準信号の組合わせで各気筒の圧縮上死点が判定可能となり、気筒判定が可能となる。圧縮上死点が判定可能であれば、その他の行程についても判定可能となる。
【００７８】
この発明に係る内燃機関のプリイグニッション推定制御装置は、筒内噴射型の内燃機関に適用したが、プリイグニッション発生指標の推定自体はポート噴射型の内燃機関等の他の内燃機関に対しても有効である。
【符号の説明】
【００７９】
１  吸気温センサ、              ２  水温センサ、
３  給油センサ、                ４  ノックセンサ、
５  位相角センサ、              ６  吸気量センサ、
７  スロットルポジションセンサ、８  エアコン動作情報、
９  操舵情報、                  １０  車速情報、
１１  ＩＧＳＷ、                １００  内燃機関、
１０１  燃焼室、                １０２  シリンダヘッド、
１０３  シリンダブロック、      １０４  ピストン、
１０５  吸気ポート、            １０６  排気ポート、
１０７  クランク軸、            １０８  クランク角センサ、
１０９  吸気カム、              １１０  吸気バルブ、
１１１  排気カム、              １１２  排気バルブ、
１１３  燃料噴射弁、            １１４  点火プラグ、
１１５  スタータ、              ２００  電子制御装置、
２０１  マイクロコンピュータ、  ２１１  給油判定部、
２１２  ノック検出部、          ２１３  プリイグニッション検出部、
２１４  オクタン価推定部、      ２１５  オクタン価推定値記憶部、
２１６  プリイグニッション発生指標演算部、
２１７  プリイグニッション記憶部、
２１８  プリイグニッション発生指標補正部、
２１９  アイドル自動停止禁止判定部、
２２０  アイドル自動停止経過時間タイマー、
２２１  始動時燃料噴射タイミング（プリイグ用）設定部、
２２３  燃料噴射制御部。
【図１】
2012229675.tif 000003
【図２】
2012229675.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012229675.tif 000006
【図５】
2012229675.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012229675.tif 000009
【図８】
2012229675.tif 000010
【図９】
2012229675.tif 000011
【図１０】
2012229675.tif 000012
【図１１】
2012229675.tif 000013
【図１２】
2012229675.tif 000014
【図１３】
2012229675.tif 000015
【図１４】
2012229675.tif 000016
【図１５】
2012229675.tif 000017