(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、ノック抑制のために点火時期を遅角する際に、ノック抑制およびトルク変動の増加抑制の観点で増量の値を適切に制御できる態様で空燃比のリッチ化のための噴射燃料の増量を伴わせられるようにすることを目的とする。【解決手段】筒内圧センサ３０の出力値に基づいて燃焼安定性を示す燃焼指標値を算出する。ノックを抑制する場合に、点火時期を遅角させる。点火時期の遅角が行われる燃焼サイクルである遅角実行サイクルの実際の燃焼安定性を示す燃焼指標値が、遅角前サイクルの燃焼安定性を示す燃焼指標値の目標値に近づくように噴射燃料を増量する。【選択図】図５
2017141693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内の混合気に点火する点火装置と、前記気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、筒内圧を検出する筒内圧センサとを備える内燃機関を制御する制御装置であって、
ノックを検出するノック検出手段と、
前記筒内圧センサの出力値に基づいて、燃焼安定性を示す燃焼指標値の実燃焼指標値を算出する指標値算出手段と、
前記実燃焼指標値が、エンジン運転条件に基づく目標燃焼指標値に近づくように燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
前記ノック検出手段の検出結果に基づいてノックを抑制する場合に、点火時期を遅角させる点火遅角実行手段と、
前記点火遅角実行手段による点火時期の遅角が行われる燃焼サイクルである遅角実行サイクルの前記実燃焼指標値が、前記遅角実行サイクルの直前の１または複数の燃焼サイクルである遅角前サイクルの前記目標燃焼指標値に近づくように噴射燃料を増量する燃料増量実行手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記目標燃焼指標値は、前記遅角前サイクルのエンジン負荷率の値に対する前記遅角実行サイクルのエンジン負荷率の値の変化量に基づいて補正されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記目標燃焼指標値は、前記遅角前サイクルのエンジン回転速度の値に対する前記遅角実行サイクルのエンジン回転速度の値の変化量に基づいて補正される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制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備える火花点火式の内燃機関が開示されている。この内燃機関では、ノックが発生した場合には、点火時期が遅角されるとともに圧縮行程における燃料噴射量が増やされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１８７８５１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ノック抑制のために点火時期を遅角する際に空燃比のリッチ化のための噴射燃料の増量を伴わせる場合には、当該増量の値を適切に決定する必要がある。その理由は、増量の値が大き過ぎると燃焼速度の増加に起因してノックをむしろ誘発する可能性があり、一方、増量の値が小さ過ぎるとトルク変動限界を迎え易くなる可能性があるためである。
【０００５】
この発明は、上述のような課題に対処するためになされたもので、ノック抑制のために点火時期を遅角する際に、ノック抑制およびトルク変動の増加抑制の観点で増量の値を適切に制御できる態様で空燃比のリッチ化のための噴射燃料の増量を伴わせることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒内の混合気に点火する点火装置と、前記気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、筒内圧を検出する筒内圧センサとを備える内燃機関を制御する。前記制御装置は、ノック検出手段と、指標値算出手段と、燃料噴射量制御手段と、点火遅角実行手段と、燃料増量実行手段とを備える。前記ノック検出手段はノックを検出する。前記指標値算出手段は、前記筒内圧センサの出力値に基づいて、燃焼安定性を示す燃焼指標値の実燃焼指標値を算出する。前記燃料噴射量制御手段は、前記実燃焼指標値が、エンジン運転条件に基づく目標燃焼指標値に近づくように燃料噴射量を制御する。前記点火遅角実行手段は、前記ノック検出手段の検出結果に基づいてノックを抑制する場合に、点火時期を遅角させる。前記燃料増量実行手段は、前記点火遅角実行手段による点火時期の遅角が行われる燃焼サイクルである遅角実行サイクルの前記実燃焼指標値が、前記遅角実行サイクルの直前の１または複数の燃焼サイクルである遅角前サイクルの前記目標燃焼指標値に近づくように噴射燃料を増量する。
【０００７】
前記目標燃焼指標値は、前記遅角前サイクルのエンジン負荷率の値に対する前記遅角実行サイクルのエンジン負荷率の値の変化量に基づいて補正されてもよい。
【０００８】
前記目標燃焼指標値は、前記遅角前サイクルのエンジン回転速度の値に対する前記遅角実行サイクルのエンジン回転速度の値の変化量に基づいて補正されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ノック抑制のために点火時期を遅角する場合には、遅角実行サイクルの実燃焼指標値が、遅角前サイクルの目標燃焼指標値に近づくように噴射燃料が増量される。これにより、点火遅角の実施前後の燃焼サイクルにおいて、実燃焼指標値を一定に近づけることができる。このような態様での増量による空燃比のリッチ化を伴って点火時期を遅角することで、点火遅角のみを実行した場合と比べて、トルク変動限界を迎えにくくしつつ点火時期を遅角させることができる。また、点火遅角の実行に伴う実燃焼指標値の変化が抑制される値で増量が行われることで、過度な増量による燃焼速度の増加を抑制できる。このため、増量を伴わせることで却ってノックを誘発させてしまうことを抑制できる。このように、本発明によれば、ノック抑制およびトルク変動の増加抑制の観点で増量の値を適切に制御できる態様で、空燃比のリッチ化のための噴射燃料の増量を点火遅角に伴わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】点火時期と燃焼質量割合の波形とを表した図である。
【図３】基本点火時期の設定を説明するための図である。
【図４】理論空燃比よりもリーン側のリーン空燃比領域における点火時期および空燃比とトルク変動限界値との関係を表した図である。
【図５】ＣＡ５０および空燃比（リーン空燃比領域の空燃比）Ａ／Ｆとの関係で、トルク変動限界ライン、基本点火時期のライン（目標ノックレベルライン）および等ＳＡ−ＣＡ１０ラインを表した図である。
【図６】実施の形態１において実行される制御ルーチンを表したフローチャートである。
【図７】空燃比とＳＡ−ＣＡ１０との関係を表した図である。
【図８】点火遅角に伴わせる増量値Ｆを決定するための燃焼指標値としてＳＡ−ＣＡ１０を利用した場合の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
まず、図１〜図８を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
【００１２】
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、火花点火式の内燃機関（一例として、ガソリンエンジン）１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。筒内におけるピストン１２の頂部側には、燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。
【００１３】
吸気通路１６の吸気ポートには、当該吸気ポートを開閉する吸気弁２０が設けられており、排気通路１８の排気ポートには、当該排気ポートを開閉する排気弁２２が設けられている。また、吸気通路１６には、電子制御式のスロットルバルブ２４が設けられている。内燃機関１０の各気筒には、燃焼室１４内（筒内）に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁２６、および、混合気に点火するための点火装置（点火プラグのみを図示）２８が、それぞれ設けられている。さらに、各気筒には、筒内圧を検出するための筒内圧センサ３０が組み込まれている。なお、内燃機関１０の気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁は、筒内噴射式の燃料噴射弁２６に代え、あるいは、それとともに吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射式の燃料噴射弁であってもよい。
【００１４】
さらに、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を制御する制御装置として、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０とともに、下記の各種アクチュエータを駆動するための駆動回路（図示省略）などを備えている。ＥＣＵ４０は、入出力インターフェースとメモリ４０ａと演算処理装置（ＣＰＵ）４０ｂとを備えている。入出力インターフェースは、内燃機関１０もしくはこれを搭載する車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関１０が備える各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。メモリ４０ａには、内燃機関１０を制御するための各種の制御プログラムおよびマップ等が記憶されている。ＣＰＵ４０ｂは、メモリ４０ａに記憶された制御プログラム等に基づいて各種の演算処理を実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。
【００１５】
ＥＣＵ４０が信号を取り込むセンサには、上述した筒内圧センサ３０に加え、クランク軸（図示省略）の近傍に配置されたクランク角センサ４２、吸気通路１６の入口付近に配置されたエアフローセンサ４４、および、ノックを検出するためのノックセンサ４６等のエンジン運転状態を取得するための各種センサが含まれる。ノックセンサ４６としては、一例として、シリンダブロックに伝わる内燃機関１０の振動を圧電素子によって検出する方式のセンサを用いることができる。
【００１６】
ＥＣＵ４０が操作信号を出すアクチュエータには、上述したスロットルバルブ２４、燃料噴射弁２６および点火装置２８等のエンジン運転を制御するための各種アクチュエータが含まれる。また、ＥＣＵ４０は、筒内圧センサ３０の出力信号を、クランク角度と同期させてＡＤ変換して取得する機能を有している。これにより、ＡＤ変換の分解能が許す範囲で、任意のクランク角タイミングにおける筒内圧を検出することができる。さらに、ＥＣＵ４０は、クランク角度と筒内容積との関係を定めたマップを記憶しており、そのようなマップを参照して、クランク角度に対応する筒内容積を算出することができる。
【００１７】
［実施の形態１の制御］
（筒内圧センサを利用したＭＦＢの実測データの算出）
図２は、点火時期と燃焼質量割合の波形とを表した図である。筒内圧センサ３０とクランク角センサ４２とを備える本実施形態のシステムによれば、内燃機関１０の各サイクルにおいて、クランク角度同期での筒内圧Ｐの実測データ（より具体的には、所定クランク角度毎の値として算出された筒内圧Ｐの集合）を取得することができる。得られた筒内圧Ｐの実測データと熱力学第１法則とを用いて、任意のクランク角度θでの筒内の熱発生量Ｑを次の（１）、（２）式にしたがって算出することができる。そして、算出された筒内の熱発生量Ｑの実測データ（所定クランク角度毎の値として算出された熱発生量Ｑの集合）を用いて、任意のクランク角度θにおける燃焼質量割合（以下、「ＭＦＢ」と称する）を次の（３）式にしたがって算出することができる。そのうえで、ＭＦＢの算出処理を所定クランク角度毎に実行することで、クランク角度同期でのＭＦＢの実測データ（実測ＭＦＢの集合）を算出することができる。ＭＦＢの実測データは、燃焼期間およびその前後の所定クランク角期間（ここでは、一例として、吸気弁２０の閉じ時期ＩＶＣから排気弁２２の開き時期ＥＶＯまでのクランク角期間）で算出される。
【数１】
2017141693.tif 000003
2017141693.tif 000004
ただし、上記（１）式において、Ｖは筒内容積、κは筒内ガスの比熱比である。また、上記（３）式において、θｍｉｎは燃焼開始点であり、θｍａｘは燃焼終了点である。
【００１８】
上記手法によって算出されたＭＦＢの実測データによれば、ＭＦＢが特定割合α％となる時のクランク角度（以下、「特定割合燃焼点」と称し、「ＣＡα」を付して示す）を算出することができる。次に、図２を参照して代表的な特定割合燃焼点ＣＡαについて説明する。筒内の燃焼は、点火時期ＳＡにて混合気に点火を行った後に着火遅れを伴って開始する。この燃焼の開始点（上記（３）式中のθｍｉｎ）、すなわち、ＭＦＢが立ち上がる時のクランク角度をＣＡ０と称する。ＣＡ０からＭＦＢが１０％となる時のクランク角度ＣＡ１０までのクランク角期間（ＣＡ０−ＣＡ１０）が初期燃焼期間に相当し、ＣＡ１０からＭＦＢが９０％となる時のクランク角度ＣＡ９０までのクランク角期間（ＣＡ１０−ＣＡ９０）が主燃焼期間に相当する。また、本実施形態では、ＭＦＢが５０％となる時のクランク角度ＣＡ５０を燃焼重心点として用いている。ＭＦＢが１００％となる時のクランク角度ＣＡ１００は、熱発生量Ｑが最大値に到達する燃焼終了点（上記（３）式中のθｍａｘ）に相当する。燃焼期間は、ＣＡ０からＣＡ１００までのクランク角期間として特定される。
【００１９】
（基本点火時期）
基本点火時期は、内燃機関１０の運転条件（主に、エンジン負荷（エンジントルク）とエンジン回転速度）に応じた値として事前に設定され、メモリ４０ａに記憶されている。エンジントルクは、例えば、筒内圧センサ３０を用いて取得される筒内圧Ｐの実測データを利用して算出することができる。
【００２０】
図３は、基本点火時期の設定を説明するための図であり、一例としての所定エンジン回転速度における基本点火時期とエンジン負荷との関係を表している。図３には、基本点火時期の候補となる２つの点火時期、すなわち、ＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）点火時期とノック点火時期とが表されている。
【００２１】
ここでいうノック点火時期とは、所定の目標ノックレベルが得られる点火時期のことである。ノックレベルは、ノック強度とノック頻度とに基づく指標（より具体的には、ノック強度が大きいほど高く、また、ノック頻度が高いほど高いとされる指標）である。ノック強度は、一例として、ノックセンサ４６の出力信号に基づいて算出される振動の強度に応じた値として算出することができる。ノック頻度とは、着目したノック強度のノックが所定の複数サイクル中に発生する頻度のことである。したがって、ノックレベルは、所定の複数サイクル中に発生するノックのノック強度が高いほど、また、当該複数サイクルでのノック頻度が高いほど高くなる。
【００２２】
エンジン負荷が高いほど、燃焼時の筒内圧および筒内温度が高くなるのでノックが発生し易くなる。このため、ＭＢＴ点火時期は、エンジン負荷が高いほど遅角側に移行する。また、エンジン負荷が高いほど、ノック強度の大きなノックが発生し易くなり、また、ノック頻度も高くなり易い。このため、ノック点火時期（すなわち、上述のように、目標ノックレベルが得られる点火時期）は、エンジン負荷が高いほど遅角側に移行する。そして、図３に示すように、低負荷側ではＭＢＴ点火時期の方が遅角側の値となり、高負荷側ではノック点火時期の方が遅角側の値となる。各エンジン負荷における基本点火時期としては、これらのＭＢＴ点火時期およびノック点火時期のうちで遅角側の値が選択される。
【００２３】
（ノック制御の概要）
内燃機関１０における点火時期の制御は、上述した基本点火時期に対して点火時期遅角量（補正量）を加算して得られる点火時期を目標点火時期として実行される。本実施形態で想定する遅角要求は、ノック抑制（より具体的には、ノックレベルの低減）を目的とする遅角要求である。
【００２４】
本実施形態では、ノック制御が実行される。ノック制御は、ノックレベルを目標ノックレベルに近づけられるように点火時期を制御するというものである。ノックレベル低減を目的とする遅角要求は、ノック制御の実行中に発せられる可能性のある要求である。基本点火時期は、燃焼に関係する条件が標準的な条件（より具体的には、吸気温度、エンジン冷却水温度、および燃料のオクタン価などが標準値とされている条件）下での値としてメモリ４０ａに記憶されている。この標準的な条件に近い状態で内燃機関１０が運転されている場合であれば、基本点火時期相当の目標点火時期によって目標ノックレベルを実現することができる。一方、例えば、高外気温地域にて内燃機関１０が運転されていることで吸気温度が標準値よりも高くなる場合、あるいは、標準値よりも低いオクタン価の燃料が使用される場合には、基本点火時期がそのまま使用されると、目標ノックレベルと比べてノックレベルが高くなる可能性がある。その結果、ノックレベルを目標ノックレベルに下げるために、点火時期の遅角が必要とされる。
【００２５】
ここで、ノック制御の一例を具体的に説明する。このノック制御に利用される点火時期遅角量は、以下の処理により学習されてメモリ４０ａに記憶される。この点火時期遅角量は、ノックレベル（ノックセンサ４６によるノックの検出結果に基づいて算出されたノック強度とノック頻度）に応じて増減される。より具体的には、ノックレベルが目標ノックレベルよりも高い場合（具体的には、ノック強度が目標ノックレベルのノック強度よりも大きい場合、もしくはノック頻度が目標レベルのノック頻度よりも高い場合）には、点火時期遅角量が所定量Ｒ１だけ大きく修正されてメモリ４０ａに記憶される。その結果、本判定後に燃焼が行われる気筒の目標点火時期が現在値に対して遅角される。点火時期が遅角されると、混合気の燃焼速度を低下させることで筒内圧の最大値Ｐｍａｘを低く抑えることができ、これにより、ノック強度とノック頻度とを下げることができる。その結果、ノックレベルを低減させることができる。一方、ノックレベルが目標ノックレベル以下であると判定される期間が所定期間継続した場合には、点火時期の進角要求が出され、点火時期遅角量が所定量Ｒ２だけ小さく修正されてメモリ４０ａに記憶される。その結果、本判定後に燃焼が行われる気筒の目標点火時期が現在値に対して進角される。なお、点火時期遅角量の最小値はゼロであり、したがって、目標点火時期の進角側の限界値は、基本点火時期となる。
【００２６】
以上説明したノック制御によれば、吸気温度等の燃焼に関する条件が標準的な条件に対してノックの観点で厳しい側に変化した場合であっても、目標ノックレベルを維持できるようになる。
【００２７】
（リーンバーン運転時の基本点火時期とトルク変動限界との関係）
前提として、本実施形態では、理論空燃比よりも大きなリーン空燃比にてリーンバーン運転が行われるようになっている。図４は、理論空燃比よりもリーン側のリーン空燃比領域における点火時期および空燃比とトルク変動限界値との関係を表した図である。なお、図４は、一例としてノック点火時期が基本点火時期として選択される高負荷領域内の同一のエンジン負荷およびエンジン回転速度での関係を表している。付け加えると、図４中に示す基本点火時期のラインは、ノックレベルが目標ノックレベルで等しい等ノックレベルラインに相当する。
【００２８】
図４中に示す作動点ｐ１は、目標点火時期として基本点火時期（図４ではノック点火時期）が使用される場合の作動点ｐ（事前に設定された適合点）である。なお、図４に示す一例とは異なり、ＭＢＴ点火時期が基本点火時期として用いられる低負荷側の領域では、作動点ｐ１（適合点）での点火時期はＭＢＴ点火時期となる。
【００２９】
上記ノック制御により所定量Ｒ１での点火時期の遅角のみが実行された場合には、図４中に示す矢印Ａ１のように、作動点ｐは、作動点ｐ１から図４の真下方向に位置する作動点ｐ２に移動する。
【００３０】
一方、点火時期を遅角した際の燃焼安定性の確保のために、空燃比のリッチ化のための噴射燃料の増量を点火時期の遅角に対して伴わせる手法がある。遅角が実行された後に増量が実行された場合には、作動点ｐ１の移動には、矢印Ａ１の移動に加え、増量による矢印Ａ２の移動が加わる。このため、作動点ｐは、最終的に、作動点ｐ１に対してリッチ側かつ遅角側に位置する作動点ｐ３に移動する。ここで、リーンバーン運転中に点火時期を遅角した場合には、理論空燃比燃焼運転中に点火時期を遅角する場合と比べて、トルク変動が大きくなり易い。このため、リーンバーン運転時には、理論空燃比燃焼運転時と比べて、基本点火時期からトルク変動限界ラインまでの点火時期の幅が短くなる（すなわち、遅角のための余裕代が小さくなる）。より具体的には、リーン空燃比領域における余裕代は、空燃比がリーンになるほど小さくなる。このため、図４に表わされているように、点火時期の遅角に対して噴射燃料の増量を伴わせることで、同量（所定量Ｒ１）だけ遅角した後の作動点ｐ３からトルク変動限界ラインまでの距離（余裕代）を、遅角のみを行う場合と比べて増やすことができる。
【００３１】
（点火遅角を行う場合における実施の形態１の噴射燃料の増量値Ｆの決定手法）
ノック抑制のための点火遅角に対して噴射燃料の増量を伴わせる場合、増量の値が大き過ぎると燃焼速度の増加に起因してノックをむしろ誘発する可能性があり、一方、増量の値が小さ過ぎるとトルク変動限界を迎え易くなる可能性があるためである。したがって、増量の値を適切に決定する必要がある。本実施形態では、以下に図５を参照して説明する手法によって、ノック抑制のために点火時期を遅角する際の噴射燃料の増量値Ｆが決定される。
【００３２】
図５は、ＣＡ５０および空燃比（リーン空燃比領域の空燃比）Ａ／Ｆとの関係で、トルク変動限界ライン、基本点火時期のライン（目標ノックレベルライン）および等ＳＡ−ＣＡ１０ラインを表した図である。図５中に表わされたＳＡ−ＣＡ１０は、燃焼安定性を示す燃焼指標値として本実施形態において用いられるパラメータである。ＳＡ−ＣＡ１０は、点火時期からＣＡ１０までのクランク角期間（より具体的には、ＣＡ１０から点火時期（ＳＡ）を引いて得られる差）である。また、図５の縦軸であるＣＡ５０（燃焼重心点）は、点火時期を遅角させた場合には遅角し、点火時期を進角させた場合には進角する。
【００３３】
ＳＡ−ＣＡ１０は、より具体的には、着火遅れ期間の長さに比例する。着火遅れ期間は、空燃比がリーンになるほど大きくなる。したがって、同一ＣＡ５０でのＳＡ−ＣＡ１０値は、図５に示すように、空燃比がリーンになるほど大きくなる。このように、ＳＡ−ＣＡ１０は、上述のように燃焼安定性を示す燃焼指標値であって、その中でも、混合気の着火性を示す指標値であるといえる。それぞれの等ＳＡ−ＣＡ１０ラインは、図５に示すように、ＣＡ５０がより遅角側であるほど、ＳＡ−ＣＡ１０が小さくなる傾向を有している。
【００３４】
図５中に示す作動点ｐ１は、目標点火時期として基本点火時期（図５ではノック点火時期）が使用される場合の作動点ｐ（事前に設定された適合点）である。なお、図５に示す一例とは異なり、ＭＢＴ点火時期が基本点火時期として用いられる低負荷側の領域では、作動点ｐ１（適合点）での点火時期はＭＢＴ点火時期となる。作動点ｐ１が通る基本点火時期のラインは、目標ノックレベルラインに相当する。
【００３５】
本実施形態では、ノック抑制（より具体的には、ノックレベル低減）のために点火時期を遅角する場合には、当該遅角が行われる燃焼サイクル（以下、「遅角実行サイクル」と称する）の実ＳＡ−ＣＡ１０が、遅角の開始直前の１または複数の燃焼サイクル（以下、「遅角前サイクル」と称する）のＳＡ−ＣＡ１０（より具体的には、後述の目標ＳＡ−ＣＡ１０）に近づくように噴射燃料の増量値Ｆが決定される。なお、遅角実行サイクルは、ノックの発生の態様によって異なるものとなり、その結果、１または複数の燃焼サイクルとなる。
【００３６】
上述の増量値Ｆの決定手法の具体的な実施態様の１つとして、本実施形態では、次のような態様が用いられる。すなわち、本実施形態では、前提として、リーンバーン運転中に、実ＳＡ−ＣＡ１０が、エンジン運転条件（一例として、エンジン負荷率およびエンジン回転速度）に応じた目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように燃料噴射量が制御されている。この制御を、便宜上、「ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御」と称する。
【００３７】
本実施形態における増量値Ｆの決定には、この燃料噴射量制御に用いられる目標ＳＡ−ＣＡ１０が利用される。具体的には、遅角実行サイクルにおいても、上記ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御が継続して実行される。これにより、遅角実行サイクルの実ＳＡ−ＣＡ１０が、遅角前サイクルの目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように燃料噴射量が補正されることになる。上述のように、点火時期を遅角しただけでは実ＳＡ−ＣＡ１０が大きくなる。一方、空燃比をリッチ化させることで実ＳＡ−ＣＡ１０を小さくすることができる。したがって、遅角実行サイクルの実ＳＡ−ＣＡ１０を遅角前サイクルの目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づける場合には、燃料噴射量は増量側に補正されることになる。この補正量が上述の増量値Ｆに対応することになる。このように、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御を利用して、上記増量値Ｆを決定することができる。
【００３８】
作動点ｐ１から所定量Ｒ１だけ点火時期を遅角した後に上記増量値Ｆでの増量を伴わせた場合には、図５に示すように、作動点ｐは、作動点ｐ１を通る等ＳＡ−ＣＡ１０ライン上の作動点ｐ４に移動する。ノック抑制のための点火遅角は、遅角要求が出される間は、点火時期遅角量を所定量Ｒ１だけ増やしつつ繰り返し実行される。その結果、作動点ｐは、作動点ｐ１を通る等ＳＡ−ＣＡ１０ラインを辿るように移動するようになる。このように、増量値Ｆの利用により、点火遅角の実施の前後で実ＳＡ−ＣＡ１０を一定に近づけることができる。なお、図５に示す手法とは異なり、噴射燃料の増量を伴わずに点火時期の遅角のみが実行された場合には、図５に示す関係から分かるように、遅角開始前と比べて、ＳＡ−ＣＡ１０が大きくなる。
【００３９】
ここで、点火遅角の実施の前後で実ＳＡ−ＣＡ１０を一定に近づける上記制御について補足する。図５に示す作動点ｐの移動の例は、点火遅角の実施の前後でエンジン運転条件が変化していない場合のものである。目標ＳＡ−ＣＡ１０を特定するために用いられるエンジン運転条件が変化すると、目標ＳＡ−ＣＡ１０が変化する。したがって、点火遅角の実施の前後で上記エンジン運転条件が変化した場合には、点火遅角の実施の前後において目標ＳＡ−ＣＡ１０がエンジン運転条件の変化相当量だけ変化することになる。ただし、このように点火遅角の実施の前後で上記エンジン運転条件の変化に伴う目標ＳＡ−ＣＡ１０の変化がある場合であっても、本制御が適用されていない場合と比べて、点火遅角の実施の前後において実ＳＡ−ＣＡ１０を一定に近づけられるといえる。そして、この場合においても、狙いとする燃焼安定度が維持されるように点火遅角の実施前後の燃焼を制御できるようになる。
【００４０】
また、本実施形態では、ノック制御において点火時期の進角要求が出された場合においても、遅角要求が出された場合と同様に、進角の実行の前後の燃焼サイクルのＳＡ−ＣＡ１０を近づけるように燃料噴射量が制御される。より具体的には、進角が実行される燃焼サイクルの実ＳＡ−ＣＡ１０が、進角の開始直前の燃焼サイクルで用いられる目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように燃料噴射量が補正される。ただし、点火進角が行われる場合には、噴射燃料は減量される。
【００４１】
（実施の形態１における具体的な処理）
次に、図６は、実施の形態１において実行される制御ルーチンを表したフローチャートである。なお、本ルーチンは、各気筒において排気弁２２の開き時期を経過したタイミング（すなわち、ＭＦＢの実測データの算出の基礎となる筒内圧Ｐのデータの取得を終えたタイミング）で起動され、かつ、燃焼サイクル毎に繰り返し実行される。
【００４２】
図６に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、まず、リーンバーン運転中であるか否かを判定する（ステップ１００）。内燃機関１０では、所定の運転領域において理論空燃比よりも大きな（リーンな）空燃比でのリーンバーン運転が行われるようになっている。ここでは、現在の運転領域がそのようなリーンバーン運転を行う運転領域に該当するか否かが判定される。ここでいう運転領域は、例えば、エンジン負荷率とエンジン回転速度とに基づいて規定することができる。エンジン負荷率は、例えば、エアフローセンサ４４を用いて取得される吸入空気量と、エンジン回転速度とに基づいて算出することができる。
【００４３】
ＥＣＵ４０は、ステップ１００においてリーンバーン運転中であると判定した場合には、ノック強度およびノック頻度を算出する（ステップ１０２）。具体的には、今回の燃焼サイクルの燃焼時のノック強度が、ノックセンサ４６の出力信号に基づいて算出される。また、ノック頻度は、事前に設定された目標ノックレベルのノック強度のノックが所定の複数サイクル（今回の燃焼サイクルも含む）中に発生する頻度として算出される。
【００４４】
次に、ＥＣＵ４０は、ノックレベル低減のための点火時期の遅角要求があるか否かを判定する（ステップ１０４）。遅角要求は、現在のノックレベルが目標レベルよりも高い場合（具体的には、ステップ１０２にて算出されたノック強度が目標ノックレベルのノック強度よりも大きい場合、もしくは、ステップ１０２にて算出されたノック頻度が目標レベルのノック頻度よりも高い場合）に発令されるものである。
【００４５】
ＥＣＵ４０は、ステップ１０４において遅角要求があると判定した場合には、点火装置２８に対して点火時期の遅角指令を出力する（ステップ１０６）。その結果、本遅角指令後に行われる各気筒の燃焼サイクルで用いられる点火時期が遅角される。既述したように、目標点火時期は、基本点火時期に点火時期遅角量を加算して得られる値である。基本点火時期は、エンジン運転条件（例えば、エンジン負荷およびエンジン回転速度）と基本点火時期との関係を定めたマップ（図示省略）を参照して算出することができる。このマップに規定される基本点火時期は、各エンジン運転条件での目標空燃比を加味して設定されている。
【００４６】
本ステップ１０６の処理によれば、上記遅角要求を受けて、現在の点火時期遅角量に対して遅角量を大きくするための所定量Ｒ１が加算される。上記所定量Ｒ１の加算によって、まず、点火時期遅角量が現在値（メモリ４０ａに記憶された値）から修正され、メモリ４０ａに記憶される。そして、修正された点火時期遅角量が基本点火時期に加算されることで、目標点火時期が修正される。したがって、上記遅角指令によれば、このように修正された目標点火時期が指令されることになる。なお、上記所定量（１回の遅角量）Ｒ１は、固定値であってもよいし、あるいは、例えば、ノック強度およびノック頻度のうちの少なくとも一方に応じて可変される値であってもよい。
【００４７】
一方、ＥＣＵ４０は、ステップ１０４において遅角要求がないと判定した場合には、次いで、点火時期の進角要求があるか否かを判定する（ステップ１０８）。進角要求は、例えば、ノックレベルが目標ノックレベル以下と判定される期間が所定期間継続したか否かに基づいて判定することができる。その結果、進角要求がある場合には、ＥＣＵ４０は、点火時期の進角指令を出力する（ステップ１１０）。これにより、基本点火時期に反映させる点火時期遅角量が所定量Ｒ２だけ小さく修正される。すなわち、目標点火時期が現在値に対して進角される。なお、この所定量Ｒ２は、遅角のための所定量Ｒ１と同じであってもよいし、異なる値であってもよい。
【００４８】
また、図６に示すルーチンでは、遅角指令（ステップ１０６）が出力された場合、進角指令（ステップ１１０）が出力された場合、および、遅角要求と進角要求の何れもないと判定された場合のうちの何れの場合においても、ＥＣＵ４０は、ステップ１１２に進む。
【００４９】
ステップ１１２では、ＥＣＵ４０は目標ＳＡ−ＣＡ１０を算出する。図７は、空燃比とＳＡ−ＣＡ１０との関係を表した図である。この関係は、理論空燃比に対してリーン側のリーン空燃比領域でのものであり、かつ、同一運転条件（より具体的には、エンジン負荷率およびエンジン回転速度が同一であるエンジン運転条件）でのものである。図７に示すように、実ＳＡ−ＣＡ１０と空燃比との間には一定の相関があり、空燃比がリーンになるほど実ＳＡ−ＣＡ１０が大きくなる。また、空燃比が同じであっても、実ＳＡ−ＣＡ１０は、エンジン運転条件（ここでは、エンジン負荷率およびエンジン回転速度）に応じて変化する。そこで、ＥＣＵ４０のメモリ４０ａには、各エンジン運転条件における目標空燃比を加味しつつ、エンジン運転条件（より具体的には、エンジン負荷率およびエンジン回転速度）と目標ＳＡ−ＣＡ１０との関係を規定するマップ（図示省略）が記憶されている。
【００５０】
より具体的には、エンジン負荷率が高くなると、燃焼時の筒内圧および筒内温度の上昇によって着火性が向上するので実ＳＡ−ＣＡ１０が小さくなる。そこで、目標ＳＡ−ＣＡ１０は、エンジン負荷が高いほど大きな値として設定されている。また、エンジン回転速度が高くなると、単位時間当たりのクランク角度の変化量が大きくなるので実ＳＡ−ＣＡ１０が大きくなる。そこで、目標ＳＡ−ＣＡ１０は、エンジン回転速度が高いほど小さな値として設定されている。このような設定によれば、エンジン負荷率およびエンジン回転速度の変化によらずに、狙いとする着火遅れ期間（燃焼安定度）が得られるように目標ＳＡ−ＣＡ１０を設定することができる。本ステップ１１２では、そのようなマップを参照して、現在のエンジン運転条件に応じた目標ＳＡ−ＣＡ１０が算出される。
【００５１】
ステップ１１２の処理についてさらに説明する。ステップ１１２の処理により、目標ＳＡ−ＣＡ１０が現在のエンジン運転条件（エンジン負荷率およびエンジン回転速度）に応じた値として算出される。このような処理によって、本実施形態では、点火遅角の実施の前後において（すなわち、遅角前サイクルと遅角実行サイクルとの間で）上記エンジン運転条件が変化した場合には、目標ＳＡ−ＣＡ１０が、エンジン運転条件の変化量に応じた量だけ遅角前サイクルの値に対して補正されることになる。より具体的には、エンジン負荷率の増加量が大きいほど目標ＳＡ−ＣＡ１０はより大きくなるように補正され、逆に、エンジン負荷率の減少量が大きいほど、目標ＳＡ−ＣＡ１０はより小さくなるように補正される。また、エンジン回転速度の増加量が大きいほど目標ＳＡ−ＣＡ１０はより小さくなるように補正され、逆に、エンジン負荷率の減少量が大きいほど、目標ＳＡ−ＣＡ１０はより大きくなるように補正される。
【００５２】
次に、ＥＣＵ４０は、実ＳＡ−ＣＡ１０を算出する（ステップ１１４）。実ＳＡ−ＣＡ１０は、今回の燃焼サイクルの実ＣＡ１０から今回の燃焼サイクルで用いられる目標点火時期を引くことにより算出することができる。実ＣＡ１０は、図２を参照して説明したように、筒内圧センサ３０の出力値を利用して算出することができる。特に、今回の燃焼サイクルが遅角実行サイクルであった場合には、本ステップ１１４の処理によって、当該遅角実行サイクルの実ＳＡ−ＣＡ１０を算出することができる。
【００５３】
次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１１２および１１４にてそれぞれ算出された目標ＳＡ−ＣＡ１０と実ＳＡ−ＣＡ１０との差ΔＳＡ−ＣＡ１０を算出し、この差ΔＳＡ−ＣＡ１０をゼロに近づけるための燃料噴射量の補正量を算出する（ステップ１１６）。より具体的には、実ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも大きいケースでは、上記補正量は実ＳＡ−ＣＡ１０を小さくするために（すなわち、空燃比をリッチ化させるために）増やされる。遅角実行サイクルにおいて本ステップ１１６の処理が実行された場合には、このケースとなり、上記補正量が上述した増量値Ｆに相当する。一方、実ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも小さいケースでは、上記補正量は実ＳＡ−ＣＡ１０を大きくするために（すなわち、空燃比をリーン化させるために）減らされる。点火進角が実行される燃焼サイクルにおいて本ステップ１１６の処理が実行された場合には、このケースとなる。なお、最終的に燃料噴射弁２６に指令される目標燃料噴射量は、基本燃料噴射量に各種の燃料噴射補正量を加算して得られる値である。基本燃料噴射量は、各エンジン運転条件における目標空燃比を加味しつつ、エンジン運転条件（例えば、エンジン負荷率およびエンジン回転速度）と基本燃料噴射量との関係を定めたマップ（図示省略）を参照して算出することができる。
【００５４】
以上説明した図６に示すルーチンによれば、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御が実行されている状況下において点火遅角指令が出された場合に、このフィードバック制御が継続して実行される。その結果、遅角実行サイクルの実ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように増量値Ｆを決定することができ、決定された増量値Ｆを用いて点火時期の遅角に対して噴射燃料の増量を伴わせることができる。これにより、点火遅角の実施前後の燃焼サイクルにおいて、上記フィードバック制御で用いられる目標ＳＡ−ＣＡ１０を利用して、実ＳＡ−ＣＡ１０を一定に近づけることができる。本手法によれば、まず、空燃比のリッチ化を伴って点火時期を遅角することで、点火遅角のみを実行した場合と比べて、トルク変動限界を迎えにくくしつつ点火時期を遅角させることができる。そして、点火遅角の実行に伴う実ＳＡ−ＣＡ１０の変化が抑制される態様で噴射燃料を増量させられるので、過度な増量による燃焼速度の増加を抑制できる。このため、増量を伴わせることで却ってノックを誘発させてしまうことを抑制できる。このように、増量値Ｆによれば、点火遅角に伴わせる増量の値を適切に決定することができる。
【００５５】
また、図５を参照して既述したように、等ＳＡ−ＣＡ１０ラインは、ＣＡ５０がより遅角側であるほど、ＳＡ−ＣＡ１０が小さくなる傾向を有している。このため、基本点火時期での作動点ｐ１から点火時期を遅角していく際に、遅角初期では所定量Ｒ１での遅角に伴う空燃比の変化が小さくなり、遅角が進むにつれて所定量Ｒ１での遅角に伴う空燃比のリッチ化の程度が大きくなる。これにより、トルク変動限界ラインに対する余裕が大きい遅角初期には、空燃比のリッチ化による燃料消費の増加を抑制することができる。また、トルク変動限界ラインに近い状況下では、適切かつ遅角初期と比べて多めの増量値Ｆを利用してトルク変動の増加を抑制しつつ点火遅角を行えるようになる。
【００５６】
さらに、図８は、点火遅角に伴わせる増量値Ｆを決定するための燃焼指標値としてＳＡ−ＣＡ１０を利用した場合の効果を説明するための図である。図８では、図５と同様にＣＡ５０と空燃比Ａ／Ｆとで整理した関係において、等ＳＡ−ＣＡ１０ラインとともに等ＮＯｘ排出濃度ラインが表わされている。図８に示すように、等ＮＯｘ排出濃度ラインは、等ＳＡ−ＣＡ１０ラインに比較的平行であるといえる。そして、リーン空燃比領域における等ＮＯｘ排出濃度ラインは、図８の左側（すなわち、リッチ側）の方が、ＮＯｘ排出濃度が高くなる。このことから、等ＳＡ−ＣＡ１０ラインよりもリッチ側に作動点ｐが移動するように増量値Ｆを決定することは、ＮＯｘ排出濃度の観点においても好ましくないといえる。以上のことから、例えば、本実施形態で用いられたＳＡ−ＣＡ１０のように等燃焼指標値ラインと等ＮＯｘ排出濃度ラインとが比較的平行な関係となる燃焼指標値を一定に近づけつつ点火時期の遅角を実行することで、燃焼安定性の維持と排気エミッションの増加抑制の観点においてもバランスの良い態様で、噴射燃料の増量を点火遅角に伴わせることができる。
【００５７】
また、図６に示すルーチンによれば、点火時期の進角要求が出された場合においても、遅角要求が出された場合と同様に、点火進角の実施前後の燃焼サイクルにおいて、上記フィードバック制御で用いられる目標ＳＡ−ＣＡ１０を利用して、実ＳＡ−ＣＡ１０を一定に近づけることができる。
【００５８】
また、上記ルーチンによれば、点火遅角の実施の前後におけるエンジン運転条件（エンジン負荷率およびエンジン回転速度）の変化に伴って遅角燃焼サイクルの燃焼安定度が変化しないように、遅角燃焼サイクルにおいて用いられる目標ＳＡ−ＣＡ１０を適切に補正することができる。
【００５９】
ところで、上述した実施の形態１の図６に示すルーチンにおいては、点火時期の遅角要求および進角要求の何れが出された場合であっても、点火時期の変更の実施前後の燃焼サイクルにおいて、実ＳＡ−ＣＡ１０を一定に近づけるように噴射燃料が増量もしくは減量される。しかしながら、このような構成とは異なり、点火時期の遅角要求が出された場合にのみ、点火時期の遅角の実施前後の燃焼サイクルにおいて実ＳＡ−ＣＡ１０を一定に近づける態様で噴射燃料が増量されるようにルーチンの処理が構成されていてもよい。
【００６０】
なお、上述した実施の形態１においては、ステップ１０６の処理に続いてステップ１１２の処理が実行される場合に算出される目標ＳＡ−ＣＡ１０が本発明における「目標燃焼指標値」に相当している。また、ＥＣＵ４０がステップ１１４の処理を実行することにより本発明における「指標値算出手段」が実現されており、ＥＣＵ４０がステップ１０６の処理を実行することにより本発明における「点火遅角実行手段」が実現されており、そして、ＥＣＵ４０がステップ１０６の処理に続いてステップ１１６の処理を実行することにより本発明における「燃料増量実行手段」が実現されている。また、実施の形態１では、ＥＣＵ４０が上述のＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御を実行することにより本発明における「燃料噴射量制御手段」が実現されている。
【００６１】
ところで、上述した実施の形態１においては、燃焼安定性を示す燃焼指標値として、ＳＡ−ＣＡ１０を例示した。しかしながら、本発明における「燃焼指標値」は、燃焼安定性（より具体的には、主燃焼の安定性）を代表するパラメータであればよく、ＳＡ−ＣＡ１０に代え、例えば、点火時期（ＳＡ）からＣＡ１０以外の任意の特定割合燃焼点ＣＡαまでのクランク角期間を用いることができる。また、「燃焼指標値」は、上記の例以外にも、例えば、主燃焼の速度、もしくは主燃焼の速度の変動値が挙げられる。主燃焼の速度は、筒内圧センサ３０の出力値に基づくＭＦＢの実測データを利用して主燃焼期間（例えば、ＣＡ１０−９０もしくはＣＡ１０−５０）を算出し、この主燃焼期間が短いほど高い値であるとして算出することができる。また、主燃焼の速度の変動値は、例えば、上記主燃焼期間の変動値を用いて算出することができる。さらに付け加えると、例えば、上記主燃焼期間が燃焼指標値として用いられる場合には、ノック抑制のための点火遅角が実行されると、実主燃焼期間が目標主燃焼速度よりも長くなる。このような場合において実主燃焼期間を目標主燃焼期間に近づけるために噴射燃料の増量を行うことにより、点火遅角の実施の前後において実主燃焼期間を一定に近づけることができる。また、主燃焼の変動値についても同様であり、点火遅角が実行されると、主燃焼の実変動値が目標変動値よりも大きくなる。このため、このような場合においても、実変動値を目標変動値に近づけるために噴射燃料の増量を行うことにより、点火遅角の実施の前後において主燃焼の実変動値を一定に近づけることができる。
【００６２】
また、実施の形態１においては、増量値Ｆでの噴射燃料の増量を伴う点火時期の遅角制御をリーンバーン運転中に行う例について説明を行った。しかしながら、本制御の適用対象は、リーンバーン運転に限られず、例えば、理論空燃比燃焼運転であってもよい。より具体的には、基本的にはリーンバーン運転中と比べて燃焼安定性が高くなるといえる理論空燃比燃焼運転中であっても、例えば、大量のＥＧＲガスが導入される場合には、トルク変動が大きくなり易い。したがって、本制御は、このような場合においても、好適に適用することができる。
【００６３】
また、実施の形態１においては、点火遅角の実施の前後でエンジン負荷率およびエンジン回転速度が変化した場合に、エンジン負荷率およびエンジン回転速度の双方の変化量に基づいて目標ＳＡ−ＣＡ１０が補正される例について説明した。しかしながら、このような補正は、必ずしも実施されていなくてもよく、あるいは、エンジン負荷率およびエンジン回転速度の何れか一方の変化量に基づいて実行されてもよい。また、エンジン負荷率およびエンジン回転速度以外にも、点火遅角の実施の前後で吸気温度およびエンジン冷却水温度の少なくとも一方が変化する場合には、目標ＳＡ−ＣＡ１０は、吸気温度およびエンジン冷却水温度の少なくとも一方に基づいて補正されてもよい。
【００６４】
また、実施の形態１においては、ノック抑制のための遅角要求が出された場合の点火時期の遅角制御（ノック制御の中で行われる遅角制御）を例に挙げて説明を行った。ここで、ノックレベルは、上述のようにノック強度およびノック頻度の双方によって規定されるものに代え、ノック強度とノック頻度の何れか一方で規定されるものであってもよい。このため、ノック抑制のための遅角要求には、例えば、ノック強度が判定閾値以上である場合にノックが発生したと判定し、ノックが発生したと判定された場合に遅角を行うという簡素な構成において発令される要求も含まれる。
【００６５】
また、実施の形態１においては、シリンダブロックに伝わる振動を検出する方式のノックセンサ４６を用いてノック検出を行う例について説明を行った。しかしながら、本発明の「ノック検出手段」は、上記方式のノックセンサ４６に代え、例えば、筒内圧センサ３０を用いてノックを検出するものであってもよい。具体的には、例えば、ノック検出のための所定クランク角期間における筒内圧センサ３０の出力信号（すなわち、ノック判定用信号）の強度のピーク値がノック強度として算出されてもよく、あるいは、ノック判定用信号の強度の積分値がノック強度として算出されてもよい。
【００６６】
また、実施の形態１においては、各気筒に筒内圧センサ３０を備える構成の内燃機関１０を例に挙げて、各気筒の筒内圧センサ３０の出力値に基づくＳＡ−ＣＡ１０を利用する点火遅角時の噴射燃料の増量制御を説明した。しかしながら、本制御を行ううえでは、筒内圧センサ３０は少なくとも１つの気筒に備えられていればよい。したがって、例えば、特定の１つの気筒を代表気筒として筒内圧センサ３０を設置し、この筒内圧センサ３０の出力値に基づくＳＡ−ＣＡ１０等の燃焼指標値が算出されるようになっていてもよい。そして、算出された燃焼指標値を利用して、代表気筒を含む他の気筒の噴射燃焼の増量値を制御してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  吸気通路
１８  排気通路
２０  吸気弁
２２  排気弁
２４  スロットルバルブ
２６  燃料噴射弁
２８  点火装置
３０  筒内圧センサ
４０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４０ａ  メモリ
４２  クランク角センサ
４４  エアフローセンサ
４６  ノックセンサ
【図１】
2017141693.tif 000005
【図２】
2017141693.tif 000006
【図３】
2017141693.tif 000007
【図４】
2017141693.tif 000008
【図５】
2017141693.tif 000009
【図６】
2017141693.tif 000010
【図７】
2017141693.tif 000011
【図８】
2017141693.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月3日(2017.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ここで、ノック制御の一例を具体的に説明する。このノック制御に利用される点火時期遅角量は、以下の処理により学習されてメモリ４０ａに記憶される。この点火時期遅角量は、ノックレベル（ノックセンサ４６によるノックの検出結果に基づいて算出されたノック強度とノック頻度）に応じて増減される。より具体的には、ノックレベルが目標ノックレベルよりも高い場合（具体的には、ノック強度が目標ノックレベルのノック強度よりも大きい場合、もしくはノック頻度が目標ノックレベルのノック頻度よりも高い場合）には、点火時期遅角量が所定量Ｒ１だけ大きく修正されてメモリ４０ａに記憶される。その結果、本判定後に燃焼が行われる気筒の目標点火時期が現在値に対して遅角される。点火時期が遅角されると、混合気の燃焼速度を低下させることで筒内圧の最大値Ｐｍａｘを低く抑えることができ、これにより、ノック強度とノック頻度とを下げることができる。その結果、ノックレベルを低減させることができる。一方、ノックレベルが目標ノックレベル以下であると判定される期間が所定期間継続した場合には、点火時期の進角要求が出され、点火時期遅角量が所定量Ｒ２だけ小さく修正されてメモリ４０ａに記憶される。その結果、本判定後に燃焼が行われる気筒の目標点火時期が現在値に対して進角される。なお、点火時期遅角量の最小値はゼロであり、したがって、目標点火時期の進角側の限界値は、基本点火時期となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
（点火遅角を行う場合における実施の形態１の噴射燃料の増量値Ｆの決定手法）
ノック抑制のための点火遅角に対して噴射燃料の増量を伴わせる場合、増量の値が大き過ぎると燃焼速度の増加に起因してノックをむしろ誘発する可能性があり、一方、増量の値が小さ過ぎるとトルク変動限界を迎え易くなる可能性がある。したがって、増量の値を適切に決定する必要がある。本実施形態では、以下に図５を参照して説明する手法によって、ノック抑制のために点火時期を遅角する際の噴射燃料の増量値Ｆが決定される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
次に、ＥＣＵ４０は、ノックレベル低減のための点火時期の遅角要求があるか否かを判定する（ステップ１０４）。遅角要求は、現在のノックレベルが目標ノックレベルよりも高い場合（具体的には、ステップ１０２にて算出されたノック強度が目標ノックレベルのノック強度よりも大きい場合、もしくは、ステップ１０２にて算出されたノック頻度が目標ノックレベルのノック頻度よりも高い場合）に発令されるものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
ステップ１１２の処理についてさらに説明する。ステップ１１２の処理により、目標ＳＡ−ＣＡ１０が現在のエンジン運転条件（エンジン負荷率およびエンジン回転速度）に応じた値として算出される。このような処理によって、本実施形態では、点火遅角の実施の前後において（すなわち、遅角前サイクルと遅角実行サイクルとの間で）上記エンジン運転条件が変化した場合には、目標ＳＡ−ＣＡ１０が、エンジン運転条件の変化量に応じた量だけ遅角前サイクルの値に対して補正されることになる。より具体的には、エンジン負荷率の増加量が大きいほど目標ＳＡ−ＣＡ１０はより大きくなるように補正され、逆に、エンジン負荷率の減少量が大きいほど、目標ＳＡ−ＣＡ１０はより小さくなるように補正される。また、エンジン回転速度の増加量が大きいほど目標ＳＡ−ＣＡ１０はより小さくなるように補正され、逆に、エンジン回転速度の減少量が大きいほど、目標ＳＡ−ＣＡ１０はより大きくなるように補正される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
ところで、上述した実施の形態１においては、燃焼安定性を示す燃焼指標値として、ＳＡ−ＣＡ１０を例示した。しかしながら、本発明における「燃焼指標値」は、燃焼安定性（より具体的には、主燃焼の安定性）を代表するパラメータであればよく、ＳＡ−ＣＡ１０に代え、例えば、点火時期（ＳＡ）からＣＡ１０以外の任意の特定割合燃焼点ＣＡαまでのクランク角期間を用いることができる。また、「燃焼指標値」は、上記の例以外にも、例えば、主燃焼の速度、もしくは主燃焼の速度の変動値が挙げられる。主燃焼の速度は、筒内圧センサ３０の出力値に基づくＭＦＢの実測データを利用して主燃焼期間（例えば、ＣＡ１０−９０もしくはＣＡ１０−５０）を算出し、この主燃焼期間が短いほど高い値であるとして算出することができる。また、主燃焼の速度の変動値は、例えば、上記主燃焼期間の変動値を用いて算出することができる。さらに付け加えると、例えば、上記主燃焼期間が燃焼指標値として用いられる場合には、ノック抑制のための点火遅角が実行されると、実主燃焼期間が目標主燃焼期間よりも長くなる。このような場合において実主燃焼期間を目標主燃焼期間に近づけるために噴射燃料の増量を行うことにより、点火遅角の実施の前後において実主燃焼期間を一定に近づけることができる。また、主燃焼の速度の変動値についても同様であり、点火遅角が実行されると、主燃焼の速度の実変動値が目標変動値よりも大きくなる。このため、このような場合においても、実変動値を目標変動値に近づけるために噴射燃料の増量を行うことにより、点火遅角の実施の前後において主燃焼の速度の実変動値を一定に近づけることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
また、実施の形態１においては、各気筒に筒内圧センサ３０を備える構成の内燃機関１０を例に挙げて、各気筒の筒内圧センサ３０の出力値に基づくＳＡ−ＣＡ１０を利用する点火遅角時の噴射燃料の増量制御を説明した。しかしながら、本制御を行ううえでは、筒内圧センサ３０は少なくとも１つの気筒に備えられていればよい。したがって、例えば、特定の１つの気筒を代表気筒として筒内圧センサ３０を設置し、この筒内圧センサ３０の出力値に基づくＳＡ−ＣＡ１０等の燃焼指標値が算出されるようになっていてもよい。そして、算出された燃焼指標値を利用して、代表気筒を含む他の気筒の噴射燃料の増量値を制御してもよい。