(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関で発生する振動信号波形に基づきノックを検出するノック検出手段と、前記ノック検出手段でノックを検出したときには点火時期を遅角させ、ノックを検出しないときには点火時期を進角復帰するノック制御手段と、前記内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、前記ノック制御手段による遅角量が所定値より大きいときには、前記遅角量に基づき前記空燃比制御手段による前記空燃比がリーン側となるよう補正制御する補正制御手段とを具備することを特徴とする内燃機関用制御装置。
【請求項２】
前記補正制御手段は、前記空燃比の補正量を予め設定した気筒毎または気筒グループ毎に変えて設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態をノック判定に基づき制御する内燃機関用制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関で発生する振動信号波形から抽出したノック信号に対してノック判定を行い点火時期・燃料噴射量等のノック制御要因を制御する内燃機関用制御装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の内燃機関用制御装置におけるノック検出システムとしては、ノックセンサで検出した振動信号波形からノック信号をバンドパスフィルタで抽出し、このノック信号のピーク出力値を対数正規分布の出力分布特性として求め、所定のノック判定レベルとの比較によりノック発生の有無を判定するものであった。
【０００４】
ところで、例えば、ＷＯＴ(Wide Open Throttle:スロットルバルブ全開状態・全負荷），機関回転数２０００〔ｒｐｍ〕近傍でノック発生なしのような特定の運転条件において、更に点火時期を遅角させると、通常のノック発生時の図６（ａ）に示すノック信号と異なる図６（ｂ）に示すような、燃焼に関わるノイズ信号（以下、これを『疑似ノック信号』という）が発生することがあった。これらノック信号と疑似ノック信号とを比較すると、ノック信号はピーク出力タイミングが早く信号発生時間が短いのに対し、疑似ノック信号は出力値がほぼ一定で信号発生時間が長いという特徴がある。しかし、これらノック信号と疑似ノック信号との周波数はほぼ同じである。
【０００５】
この疑似ノック発生時にはノック発生時と同様の音がするため、ノック発生時と同様の違和感を運転者に与えることになるという不具合があった。
【０００６】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、ノック信号と異なるノイズ信号である疑似ノック信号による疑似ノックの発生を回避しつつ内燃機関の運転状態を適切に制御可能な内燃機関用制御装置の提供を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関用制御装置によれば、ノック検出手段により内燃機関で発生する振動信号波形に基づきノックが検出されたときにはノック制御手段で点火時期が遅角制御され、ノックが検出されないときには点火時期が進角復帰されるのであるが、このノック制御の際の遅角量が所定値より大きいときにはその遅角量に基づき補正制御手段で空燃比制御手段による空燃比がリーン側に補正制御される。これにより、疑似ノックの発生が未然に防止され内燃機関の運転状態が適切に制御される。
【０００８】
請求項２の内燃機関用制御装置における補正制御手段では、空燃比の補正量が予め設定された気筒毎または気筒グループ毎に変えて設定される。これにより、諸条件により疑似ノックの発生し易い気筒または気筒グループが異なるときに対処することができ、疑似ノックの発生が適切に回避される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１において、１０は内燃機関のシリンダブロック（図示略）に取付けられ、内燃機関に発生する振動信号波形を検出する振動ピックアップとしてのノックセンサであり、１１はノックセンサ１０の振動信号波形からノックに関連した成分を抽出する帯域幅（Ｑ値）が１０〔ｄＢ〕のバンドパスフィルタ（Band Pass Filter：特定周波数帯域通過フィルタ；以下、『ＢＰＦ』と記す）である。このＢＰＦ１１で抽出されたノック信号は、ピークホールド回路１２にてマイクロコンピュータ２０からのピークホールド信号に対応してピークホールドされたのちＡ／Ｄ変換器２１でＡ／Ｄ変換（アナログ−ディジタル変換）されピーク出力値Ｖとしてマイクロコンピュータ２０に取込まれる。
【００１５】
この他、マイクロコンピュータ２０には内燃機関の例えば、クランク角センサ、吸気量センサ、水温センサ等からの各種センサ信号が取込まれる。これら取込まれた信号に基づきマイクロコンピュータ２０にて点火時期、燃料噴射量等が演算される。そして、マイクロコンピュータ２０からその演算結果がイグナイタ３０、インジェクタ（燃料噴射弁）４０、吸気側のカムシャフト（図示略）に設けられた周知の可変バルブタイミング制御機構（Variable Valve Timing Control Mechanism;以下、『ＶＶＴ』と記す）５０等に出力される。
【００１６】
ここで、マイクロコンピュータ２０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１７】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているマイクロコンピュータ２０におけるノック判定終了に続く空燃比補正係数演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３及び図４を参照して説明する。ここで、図３は点火時期変動に対する疑似ノックの発生頻度〔％〕を示す特性図、図４はＡ／Ｆ変動に対する疑似ノックの発生頻度〔％〕を示す特性図である。なお、この空燃比補正係数演算ルーチンはノック判定終了に続きマイクロコンピュータ２０にて実行される。
【００１８】
図２において、ステップＳ１０１では、疑似ノックの発生し易いことが実験等にて前以って分かっているノック制御領域内の特定運転領域にあるかが判定される。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、特定運転領域にあるときにはステップＳ１０２に移行し、このときの点火時期における遅角量が読込まれる。次にステップＳ１０３に移行して、ステップＳ１０２で読込まれた遅角量がＫＮＴ値としてセットされる。次にステップＳ１０４に移行して、ＫＮＴ値が予め設定された所定値Ｋ１を越えているかが判定される。ステップＳ１０４の判定条件が成立、即ち、ＫＮＴ値が所定値Ｋ１を越え遅角側にあるときには疑似ノックが発生しているとしてステップＳ１０５に移行する。
【００１９】
つまり、図３に太線にて示すように、このときには燃焼に関わるノイズである疑似ノックの発生頻度が高くなるのである。なお、図３に細線にて示す特性は点火時期の進角側で発生する通常のノックの発生頻度である。ステップＳ１０５では、空燃比補正係数ΔＡ／Ｆが図示しないテーブルによりｆ（ＫＮＴ）に設定され、図４に示すように、Ａ／Ｆが疑似ノックの発生し難い、即ち、疑似ノックの発生頻度の低いリーン側に空燃比補正係数ΔＡ／Ｆにて補正され、本ルーチンを終了する。
【００２０】
一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、特定運転領域にないとき、またはステップＳ１０４の判定条件が成立せず、即ち、ＫＮＴ値が所定値Ｋ１以下と小さいときには疑似ノックの発生ではなく、通常のノックが発生しているとしてステップＳ１０６に移行し、空燃比補正係数ΔＡ／Ｆが「０」とされたのち本ルーチンを終了する。
【００２１】
このように、本実施例の内燃機関用制御装置は、内燃機関（図示略）で発生する振動信号波形に基づきノックを検出するノックセンサ１０、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１１、ピークホールド回路１２、マイクロコンピュータ２０にて達成されるノック検出手段と、前記ノック検出手段でノックを検出したときには点火時期を遅角させ、ノックを検出しないときには点火時期を進角復帰するマイクロコンピュータ２０にて達成されるノック制御手段と、内燃機関のＡ／Ｆ（空燃比）を制御するマイクロコンピュータ２０にて達成される空燃比制御手段と、前記ノック制御手段による遅角量が所定値より大きいときには、その遅角量に基づき前記空燃比制御手段によるＡ／Ｆがリーン側となるよう補正制御するマイクロコンピュータ２０にて達成される補正制御手段とを具備するものである。
【００２２】
つまり、内燃機関で発生する振動信号波形に基づきノックが検出されたときには点火時期が遅角制御され、ノックが検出されないときには点火時期が進角復帰されるのであるが、このノック制御の際の遅角量が所定値より大きいときにはその遅角量に基づきＡ／Ｆがリーン側に補正制御される。これにより、疑似ノックの発生が未然に防止され内燃機関の運転状態を適切に制御することができる。
【００２３】
ところで、上記実施例では、点火時期が予め設定された所定値Ｋ１を越え遅角側となっているときには、空燃比補正係数ΔＡ／Ｆを変更しＡ／Ｆをリーン側に補正して疑似ノックを回避するようにしたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、吸気ＶＶＴ５０における開弁時期を遅らせる、即ち、吸気ＶＶＴ変動に対する疑似ノックの発生頻度〔％〕を図５の特性図に示すように、吸気ＶＶＴ５０を遅角側に変動させると図示しない排気バルブと吸気バルブとのバルブオーバラップ量が少なくなり内部ＥＧＲ量が減少され疑似ノックの発生を回避することもできる。
【００２４】
このような内燃機関用制御装置は、内燃機関（図示略）で発生する振動信号波形に基づきノックを検出するノックセンサ１０、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１１、ピークホールド回路１２、マイクロコンピュータ２０にて達成されるノック検出手段と、前記ノック検出手段でノックを検出したときには点火時期を遅角させ、ノックを検出しないときには点火時期を進角復帰するマイクロコンピュータ２０にて達成されるノック制御手段と、内燃機関の内部ＥＧＲ量を変更自在な吸気ＶＶＴ５０、マイクロコンピュータ２０等にて達成されるＥＧＲ制御手段と、前記ノック制御手段による遅角量が所定値より大きいときには、その遅角量に基づき前記ＥＧＲ制御手段で外部ＥＧＲ量または内部ＥＧＲ量のうち少なくとも何れか１つを補正制御するマイクロコンピュータ２０にて達成される補正制御手段とを具備するものであり、上述の実施例と同様の効果が期待できる。
【００２５】
また、吸気ＶＶＴ５０に代えて排気ＶＶＴを用いることで内部ＥＧＲ量を減少し疑似ノックの発生を回避してもよく、それらの組合せを用いてもよい。更に、吸気ＶＶＴ５０や排気ＶＶＴによる内部ＥＧＲ量の変更に替えて、周知のＥＧＲバルブを用い排気通路からの排気ガスを吸気通路側に再循環させ外部ＥＧＲ量が変更自在なシステム構成であれば、外部ＥＧＲ量を減少させることで疑似ノックの発生を回避することができる。
【００２６】
そして、上記実施例では、ノック制御による遅角量が所定値より大きいとき、その遅角量に基づきＡ／Ｆがリーン側となるように補正制御したが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、疑似ノックが発生し易い運転条件は、内燃機関のノック制御領域内の特定の運転条件として、例えば、ＷＯＴ，機関回転数２０００〔ｒｐｍ〕近傍と予め分かっているため、このような運転条件となると補正制御が実施されるようにすれば疑似ノックの発生を未然に防止することができる。
【００２７】
更に、上記実施例では、ノック遅角量の演算結果に基づき疑似ノックの発生を回避するようにしたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、プレミアム／レギュラの燃料性状を遅角量の大／小に基づき判定可能なものでは、遅角側の運転状態となるレギュラ判定時に空燃比補正係数ΔＡ／Ｆを変更しＡ／Ｆをリーン側に補正することで疑似ノックの発生を回避することができる。
【００２８】
このような内燃機関用制御装置は、上述の実施例に更に、前記ノック制御手段による遅角量の大／小に基づきプレミアム／レギュラの燃料性状を判定するマイクロコンピュータ２０にて達成される燃料性状判定手段を具備し、前記補正制御手段は前記燃料性状判定手段でレキュラの燃料性状と判定したとき補正制御を実施するものであり、上述の実施例と同様の効果が期待できる。
【００２９】
また、内燃機関の各気筒毎の吸気量（吸入空気量）、Ａ／Ｆ、熱引け（冷却水による各気筒の冷却）等の差により疑似ノックの発生し易い気筒または気筒グループが異なるときには、上記実施例における空燃比補正係数ΔＡ／Ｆに対して気筒毎または気筒グループ毎に重み付けを変えて実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置における全体構成を示すブロック図である。
【図２】  図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているマイクロコンピュータにおけるノック判定終了に続く空燃比補正係数演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】  図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置における点火時期変動に対する疑似ノックの発生頻度を示す特性図である。
【図４】  図４は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置におけるＡ／Ｆ変動に対する疑似ノックの発生頻度を示す特性図である。
【図５】  図５は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置における吸気ＶＶＴ変動に対する疑似ノックの発生頻度を示す特性図である。
【図６】  図６はノック信号と特定の運転条件における疑似ノック信号との違いを示す図である。
【符号の説明】
１０  ノックセンサ
１１  ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
１２  ピークホールド回路
２０  マイクロコンピュータ
【図１】
0003868172.tif 000002
【図２】
0003868172.tif 000003
【図３】
0003868172.tif 000004
【図４】
0003868172.tif 000005
【図５】
0003868172.tif 000006
【図６】
0003868172.tif 000007