(57)【要約】【課題】ノッキングの回避制御を行う場合、ノッキングの発生気筒の正確な特定にコストが嵩み、そのための制御の負荷も大きくなる。【解決手段】点火時期を設定する点火時期設定部４４と、この点火時期設定部４４からの出力に基づいてイグニッションコイル１９を駆動する点火駆動部４５とを有する本発明による内燃機関の運転制御装置は、燃焼室内の圧力を気筒毎に検出する筒内圧センサ２０と、これら筒内圧センサ２０により検出される気筒毎の最大筒内圧を記憶する筒内圧記憶部４８と、任意の気筒にて発生するノッキングを検出するノックセンサ３７と、筒内圧記憶部４８にて記憶された気筒毎の最大筒内圧に応じて点火時期を補正する点火時期補正部４７とを具え、ノッキングが検出された場合に点火時期補正部４７にて補正された点火時期にてイグニッションコイル１９を駆動する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態を把握するステップと、
所定の運転状態の場合、燃焼室内の最大圧力を各気筒毎に検出するステップと、
ノッキングの発生を検出するステップと、
ノッキングが発生している場合、各気筒毎の最大筒内圧に応じて燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を各気筒毎に調整するステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項２】
内燃機関の運転状態を把握するステップは、燃焼室に対する燃料の供給および点火の有無を判定するステップを有し、前記所定の運転状態とは、燃焼室内に燃料が供給されずかつ点火も行われない状態を含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項３】
内燃機関の運転状態を把握するステップは、内燃機関のクランク軸の回転速度に関するパラメータを検出するステップを有し、前記所定の運転状態とは、前記クランク軸が低回転領域にある状態を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項４】
燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を各気筒毎に調整するステップは、前記クランク軸が高回転領域以外にある場合には点火時期を調整する一方、前記クランク軸が高回転領域にある場合には燃料噴射量を調整することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項５】
燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を各気筒毎に調整するステップは、最大筒内圧が高い気筒ほど大きく調整することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項６】
内燃機関の運転状態を把握する運転状態判定部と、内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定部と、この燃料噴射量設定部からの出力に基づいて燃料噴射弁を駆動する噴射弁駆動部と、内燃機関の運転状態に応じた点火時期を設定する点火時期設定部と、この点火時期設定部からの出力に基づいてイグニッションコイルを駆動する点火駆動部とを具えた内燃機関の運転制御装置であって、
前記燃焼室内の圧力を各気筒毎に検出する複数の筒内圧センサと、
これら筒内圧センサにより検出される各気筒毎の最大筒内圧を記憶する筒内圧記憶部と、
任意の気筒にて発生するノッキングを検出するためのノックセンサと、
前記点火時期設定部にて設定された点火時期を前記筒内圧記憶部にて記憶された各気筒毎の最大筒内圧に応じて補正する点火時期補正部と
を具え、前記点火時期補正部は、前記ノックセンサによるノッキングの検出に基づき、前記点火時期設定部にて設定された点火時期を補正し、前記点火駆動部は、補正された点火時期にて前記イグニッションコイルを駆動することを特徴とする多気筒内燃機関の運転制御装置。
【請求項７】
前記点火時期補正部は、最大筒内圧が高い気筒ほど点火時期をより遅角側に設定することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の運転制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射量設定部にて設定された燃料噴射量を前記筒内圧記憶部にて記憶された各気筒毎の最大筒内圧に応じて補正する燃料噴射量補正部をさらに具え、この燃料噴射量補正部は、前記ノックセンサによるノッキングの検出に基づき、前記燃料噴射量設定部にて設定された燃料噴射量を補正し、前記噴射弁駆動部は、補正された燃料噴射量にて前記燃料噴射弁を駆動することを特徴とする請求項６に記載の多気筒内燃機関の運転制御装置。
【請求項９】
前記燃料噴射量補正部は、最大筒内圧が高い気筒ほど燃料噴射量が多くなるように設定することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の運転制御装置。
【請求項１０】
前記運転状態判定部は、内燃機関のクランク軸の回転速度に関するパラメータを検出する手段を有し、前記筒内圧記憶部は、前記クランク軸が低回転領域にある場合にのみ、前記筒内圧センサからの出力を取り込むことを特徴とする請求項６から請求項９の何れかに記載の内燃機関の運転制御装置。
【請求項１１】
前記運転状態判定部は、内燃機関のクランク軸の回転速度に関するパラメータを検出する手段を有し、前記点火時期補正部は、前記クランク軸が高回転領域以外にある場合にのみ、前記ノックセンサによるノッキングの検出に基づいて前記点火時期設定部にて設定された点火時期を補正する一方、前記燃料噴射量補正部は、前記クランク軸の回転速度が高回転領域にある場合にのみ、前記燃料噴射量設定部にて設定された燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の内燃機関の運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各気筒毎に筒内圧センサを組み込んだ多気筒内燃機関のノッキングに対する運転制御方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室に供給される燃料の燃焼状態を把握することは、この内燃機関の運転状態や供給される燃料の性状などに応じた燃料噴射量や点火時期などを最適に制御することを可能にする。このため、内燃機関の燃焼室内の圧力変化を検出するための筒内圧センサを組み込み、これによって燃料噴射量や点火時期などを各気筒毎に独立に制御するようにした技術が特許文献１などで提案されている。この特許文献１においては、内燃機関の各気筒毎に筒内圧センサを配し、これら筒内圧センサによってノッキングの発生を検出し、ノッキングが発生している気筒に対してのみ点火時期の遅角操作や吸入空気量の制限などを行うようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６０５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ノッキングの発生気筒を特定する場合、上述した特許文献１に開示されたような筒内圧センサを用いることが有効であるけれども、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）の負荷が高くなってしまうという問題がある。
【０００５】
すなわち、筒内圧センサを用いた制御を行う場合、温度センサやエアフローメータなどの他のセンサと比較すると、非常に短い検出周期およびＡ/Ｄ変換ならびにＲＡＭへの記憶処理などが必要である。例えば、ピストンの圧縮行程から膨張行程までクランク軸が１回転する間に筒内圧を数十回程度検出しようとした場合、ＥＣＵでの演算処理に要する負荷が非常に高いものとなる。特に、内燃機関の高回転領域における制御を考慮した場合、従来から用いられているＥＣＵでは、点火時期の遅角制御や燃料噴射量の増量制御や吸入空気量の制限制御なども併せて行う必要があり、その処理能力が不足してしまうことが予測される。このため、筒内圧センサからの信号を処理するための専用のＥＣＵを追加する必要が生じ、この追加のＥＣＵのためのコストが増大してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、筒内圧センサを用いた内燃機関のノッキングに関する制御をＥＣＵに対する負荷を増大させることなく円滑に行い得る方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の形態は、内燃機関の運転状態を把握するステップと、所定の運転状態の場合、燃焼室内の最大圧力を各気筒毎に検出するステップと、ノッキングの発生を検出するステップと、ノッキングが発生している場合、各気筒毎の最大筒内圧に応じて燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を各気筒毎に調整するステップとを具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法にある。
【０００８】
本発明の第１の形態による内燃機関の運転制御方法において、内燃機関の運転状態を把握するステップは、燃焼室に対する燃料の供給および点火の有無を判定するステップを有し、所定の運転状態とは、燃焼室内に燃料が供給されずかつ点火も行われない状態を含むものであってよい。
【０００９】
内燃機関の運転状態を把握するステップは、内燃機関のクランク軸の回転速度に関するパラメータを検出するステップを有し、所定の運転状態とは、クランク軸が低回転領域にある状態を含むものであってよい。この場合、燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を各気筒毎に調整するステップは、クランク軸が高回転領域以外にある場合には点火時期を調整する一方、クランク軸が高回転領域にある場合には燃料噴射量を調整することが好ましい。
【００１０】
燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を各気筒毎に調整するステップは、最大筒内圧が高い気筒ほど大きく調整することが有効である。
【００１１】
本発明の第２の形態は、内燃機関の運転状態を把握する運転状態判定部と、内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定部と、この燃料噴射量設定部からの出力に基づいて燃料噴射弁を駆動する噴射弁駆動部と、内燃機関の運転状態に応じた点火時期を設定する点火時期設定部と、この点火時期設定部からの出力に基づいてイグニッションコイルを駆動する点火駆動部とを具えた内燃機関の運転制御装置であって、前記燃焼室内の圧力を各気筒毎に検出する複数の筒内圧センサと、これら筒内圧センサにより検出される各気筒毎の最大筒内圧を記憶する筒内圧記憶部と、任意の気筒にて発生するノッキングを検出するためのノックセンサと、前記点火時期設定部にて設定された点火時期を前記筒内圧記憶部にて記憶された各気筒毎の最大筒内圧に応じて補正する点火時期補正部とを具え、この点火時期補正部は、前記ノックセンサによるノッキングの検出に基づき、前記点火時期設定部にて設定された点火時期を補正し、前記点火駆動部は、補正された点火時期にて前記イグニッションコイルを駆動することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、運転状態判定部が内燃機関の運転状態を把握する。この運転状態判定部にて判定される内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量を燃料噴射量設定部が設定し、この燃料噴射量設定部からの出力に基づいて噴射弁駆動部が燃料噴射弁を駆動する。同様に、運転状態判定部にて判定される内燃機関の運転状態に応じた点火時期を点火時期設定部が設定し、この点火時期設定部からの出力に基づいて点火駆動部がイグニッションコイルを駆動する。
【００１３】
一方、筒内圧センサにより各気筒毎に検出される最大筒内圧を筒内圧記憶部が記憶する。ノックセンサが任意の気筒にて発生するノッキングを検出した場合、点火時期補正部は、点火時期設定部にて設定された点火時期を筒内圧記憶部にて記憶された各気筒毎の最大筒内圧に応じて補正する。点火駆動部は、点火時期補正部にて補正された点火時期にてイグニッションコイルを駆動する。
【００１４】
本発明の第２の形態による内燃機関の運転制御装置において、点火時期補正部は、最大筒内圧が高い気筒ほど点火時期をより遅角側に補正することが有効である。この場合、燃料噴射量設定部にて設定された燃料噴射量を筒内圧記憶部にて記憶された各気筒毎の最大筒内圧に応じて補正する燃料噴射量補正部をさらに具え、この燃料噴射量補正部は、ノックセンサによるノッキングの検出に基づき、燃料噴射量設定部にて設定された燃料噴射量を補正し、噴射弁駆動部は、燃料噴射量補正部にて補正された燃料噴射量にて燃料噴射弁を駆動するものであってよい。特に、燃料噴射量補正部は、最大筒内圧が高い気筒ほど燃料噴射量がより多くなるように設定することが有効である。
【００１５】
運転状態判定部は、内燃機関のクランク軸の回転速度に関するパラメータを検出する手段を有し、筒内圧記憶部は、クランク軸の回転速度が低回転領域にある場合にのみ、筒内圧センサからの出力を取り込むことが好ましい。
【００１６】
運転状態判定部は、内燃機関のクランク軸の回転速度に関するパラメータを検出する手段を有し、点火時期補正部は、クランク軸の回転速度が高回転領域以外にある場合にのみ、ノックセンサによるノッキングの検出に基づいて点火時期設定部にて設定された点火時期を補正する一方、燃料噴射量補正部は、クランク軸の回転速度が高回転領域にある場合にのみ、燃料噴射量設定部にて設定された燃料噴射量を補正することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の内燃機関の運転制御方法によると、ノッキングが発生している可能性の高い気筒ほど、ノッキングを抑制するための制御を優先的に行うようにしたので、ノッキングの発生気筒を特定する必要がなくなり、ＥＣＵへの負荷を増大させずに済む。
【００１８】
内燃機関の運転状態を把握するステップが燃焼室に対する燃料の供給および点火の有無を判定するステップを有し、所定の運転状態とは、燃焼室内に燃料が供給されずかつ点火も行われない状態を含む場合、点火および燃料噴射制御を必要としないＥＣＵへの負荷が軽減された運転状態にて燃焼室内の最大圧力を各気筒毎に検出することができる。
【００１９】
内燃機関の運転状態を把握するステップが内燃機関のクランク軸の回転速度に関するパラメータを検出するステップを有し、所定の運転状態とは、クランク軸が低回転領域にある状態を含む場合、ＥＣＵへの負荷がそれほど高くない運転状態にて燃焼室内の最大圧力を各気筒毎に検出することができる。特に、クランク軸が高回転領域にある場合には燃料噴射量を増量側に調整することにより、燃焼室での燃料の燃焼温度を下げてノッキングを抑制すると共に排気温度の上昇を防いで排気ガス浄化用の触媒などに対するダメージを回避することができる。
【００２０】
燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を各気筒毎に調整するステップは、最大筒内圧が高い気筒ほど大きく調整する場合、ノッキングが発生する可能性が高い気筒ほどノッキングを抑制するための制御が優先的に行われることとなる。
【００２１】
本発明の内燃機関の運転制御装置によると、ノッキングが発生している可能性の高い気筒ほど、ノッキングを抑制するための制御が優先的に行われることとなり、ＥＣＵへの負荷を増大させずに済む。特に、最大筒内圧が高い気筒ほど点火時期をより遅角側に補正するようにした場合、ノッキングの発生気筒を特定する必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を火花点火方式の多気筒内燃機関が搭載された車両に応用した実施形態について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができる。
【００２３】
本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図１に示し、その主要部の制御ブロックを図２に示す。本実施形態におけるエンジン１０は、ガソリンやアルコールまたはこれらの混合物あるいは液化天然ガスなどの燃料を燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に直接噴射し、点火プラグ１３によって着火させる火花点火方式のものである。
【００２４】
燃焼室１２にそれぞれ臨む吸気ポート１４および排気ポート１５が形成されたシリンダヘッド１６には、吸気ポート１４を開閉する吸気弁１７および排気ポート１５を開閉する排気弁１８を含む動弁機構が組み込まれている。先の燃料噴射弁１１や、燃焼室１２内の混合気を着火させる点火プラグ１３およびこの点火プラグ１３に火花を発生させるイグニッションコイル１９の他に、燃焼室１２内の圧力をそれぞれ検出するための筒内圧センサ２０も各気筒毎にシリンダヘッド１６に組み込まれている。筒内圧センサ２０によって検出された信号は、ＥＣＵ２１に出力される。本実施形態における燃料噴射弁１１は、燃料を燃焼室１２内に直接噴射する直噴形式のものを採用しているが、吸気ポート１４内に噴射するポート噴射形式のものを採用することも可能である。
【００２５】
吸気ポート１４に連通するようにシリンダヘッド１６に連結されて吸気ポート１４と共に吸気通路２２を画成する吸気管２３の上流端側には、大気中に含まれる塵埃などを除去して吸気通路２２に導くためのエアクリーナ２４が設けられている。このエアクリーナ２４と、吸気管２３の途中に形成されたサージタンク２５との間の吸気管２３の部分には、運転者によって操作されるアクセルペダル２６の踏み込み量に基づき、スロットルアクチュエータ２７を介して吸気通路２２の開度を調整するためのスロットル弁２８が組み込まれている。このため、アクセルペダル２６にはその踏み込み量を検出するためのアクセル開度センサ２９が付設され、その検出情報がＥＣＵ２１に出力されるようになっている。同様に、スロットル弁２８には、その開度を検出するためのスロットル開度センサ３０が付設され、その検出情報がＥＣＵ２１に出力されるようになっている。なお、スロットルアクチュエータ２７としてステッピングモータなどを用いた場合には、スロットル開度センサ３０を設ける必要はない。本実施形態では、アクセルペダル２６の踏み込み動作と、スロットル弁２８の開閉動作とを機械的に切り離し、スロットルアクチュエータ２７を用いてスロットル弁２８の開閉動作を電気的に制御できるようにしているが、アクセルペダル２６とスロットル弁２８とを機械的に連結したものであってもよい。この場合には、スロットルアクチュエータ２７やアクセル開度センサ２９が不要となる。
【００２６】
スロットル弁２８とエアクリーナ２４との間の吸気管２３の途中には、吸気通路２２内を流れる吸気流量を検出してこれをＥＣＵ２１に出力するエアフローメータ３１が取り付けられている。吸気管２３におけるエアフローメータ３１の取り付け位置は、スロットル弁２８の取り付け位置よりも上流側であればよい。
【００２７】
ピストン３２が往復動するシリンダブロック３３には、連接棒３４を介してピストン３２が連結されるクランク軸３５の回転位相、つまりクランク角を検出してこれをＥＣＵ２１に出力するクランク角センサ３６が取り付けられている。このクランク角センサ３６は、本発明におけるエンジン１０のクランク軸３５の回転速度に関するパラメータを検出する手段としても機能するものであるが、エンジン回転数センサなどを独立に設けるようにしてもよい。また、このシリンダブロック３３には、何れか任意の気筒におけるノッキングの発生を検出するためのノックセンサ３７が取り付けられ、ノッキングの発生に伴って生ずるシリンダブロック３３に特有な振動を検出できるようになっている。
【００２８】
排気ポート１５に連通するようにシリンダヘッド１６に連結されて排気ポート１５と共に排気通路３８を画成する排気管３９の途中には、燃焼室１２内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための三元触媒４０が組み込まれている。なお、この三元触媒４０を排気通路３８に沿って直列に複数個組み込んだり、他の形式の触媒を組み込むことも有効である。
【００２９】
従って、エアクリーナ２４を通って吸気管２３から燃焼室１２内に供給される吸気は、燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に噴射される燃料と混合気を形成し、点火プラグ１３の火花により着火して燃焼し、これによって生成する排気ガスが三元触媒４０を通って排気管３９から大気中に排出される。
【００３０】
ＥＣＵ２１は、上述したセンサ２０，２９，３６，３７およびエアフローメータ３１からの検出情報などに基づき、予め設定されたプログラムに従って円滑なエンジン１０の運転がなされるように、燃料噴射弁１１やイグニッションコイル１９などの作動を制御する。このため、ＥＣＵ２１は、エンジンシステムの運転状態を判定するための運転状態判定部４１の他、燃料噴射量設定部４２，噴射弁駆動部４３，点火時期設定部４４，点火駆動部４５を具えている。
【００３１】
燃料噴射量設定部４２は、運転状態判定部４１からの運転状態に基づき、スロットル弁２８の開度に応じた吸気量に対して所定の割合となるように、燃料噴射弁１１からの基本となる燃料の噴射量を各気筒毎に設定する。より具体的には、エアフローメータ３１，クランク角センサ３６や、アクセル開度センサ２９およびスロットル開度センサ３０からの検出信号などに関する情報が運転状態判定部４１から燃料噴射量設定部４２へと出力される。設定された基本となる燃料噴射量は、後述する燃料噴射量補正部４６へと出力され、ここで必要に応じて燃料噴射量が補正され、最終的に補正された燃料噴射量に関する情報が燃料噴射量補正部４６から噴射弁駆動部４３へと出力される。
【００３２】
噴射弁駆動部４３は、燃料噴射量補正部４６にて補正された噴射燃料量が燃焼室１２内に供給されるように、燃料噴射弁１１の作動を制御する。
【００３３】
点火時期設定部４４も同様に、運転状態判定部４１からの運転情報、より具体的にはアクセル開度センサ２９およびクランク角センサ３６などからの検出信号に基づき、イグニッションコイル１９に対する基本となる通電時期を各気筒毎に設定する。設定された基本となる点火時期は、後述する点火時期補正部４７へと出力され、ここで必要に応じて補正され、最終的に補正された点火時期に関する情報が点火時期補正部４７から点火駆動部４５へと出力される。
【００３４】
点火駆動部４５は、点火時期補正部４７にて補正された点火時期にて点火プラグ１３がスパークを発するように、イグニッションコイル１９の作動を制御する。
【００３５】
本実施形態におけるＥＣＵ２１は、筒内圧センサ２０により検出された個々の気筒の筒内圧と、ノックセンサ３７により検出されるノッキング発生情報とに基づき、燃料噴射量設定部４２にて設定された燃料噴射量を補正すると共に点火時期設定部４４にて設定された点火時期を補正する機能も具えている。このため、先の燃料噴射量設定部４２および点火時期設定部４４の他に、筒内圧記憶部４８と、補正係数算出部４９と、燃料噴射量補正部４６と、点火時期補正部４７とをさらに具えている。
【００３６】
筒内圧記憶部４８は、運転状態判定部４１からの運転情報に基づき、エンジン１０が所定の運転状態の場合、各筒内圧センサ２０から検出される筒内圧の最大値をそれぞれ取得し、個々の気筒における最大筒内圧を記憶してこれを更新する。ここで言う所定の運転状態とは、ＥＣＵ２１の負荷が比較的軽くなるような運転状態を指し、本実施形態ではエンジン１０が低回転領域にあって、燃料カット運転、つまりモータリング状態の場合である。低回転領域の一例として、例えば３０００rpmを境界とし、これ以下を低回転領域とすることができるが、エンジンシステムに応じて変更すべきであることは言うまでもない。なお、モータリング状態とは、エンジン１０の運転中にアクセペダル３３の開度が０となって燃料噴射弁１１から燃料が噴射されず、かつ点火プラグ１３がスパークを発しない運転状態のことである。
【００３７】
筒内圧記憶部４８からの出力信号を受ける補正係数算出部４９は、筒内圧記憶部４８にて記憶された各気筒毎の最大筒内圧に基づき、燃料噴射量設定部４２および点火時期設定部４４にてそれぞれ設定された燃料噴射量および点火時期をそれぞれ補正するための補正係数を算出する。この補正係数算出部４９には、最大筒内圧とノッキングの大きさと燃料噴射量に関する補正係数との関係を予め設定した図３に示す如きマップと、最大筒内圧と点火時期に関する補正係数との関係を予め設定した図４に示す如きマップとが格納されている。図３および図４から明らかなように、何れのマップにおいても最大筒内圧が高いほど補正係数が大きくなるような関係を有していることが認識されよう。このようなマップを用いることにより、例えば４気筒内燃機関において、２番気筒の最大筒内圧が他の１番，３，４番気筒の最大筒内圧よりも高い場合、２番気筒に対する補正量が他の１番，３，４番気筒に対する補正量よりも多くなるように制御が行われる。その割合は、各気筒における最大筒内圧の比に応じて設定される。
【００３８】
燃料噴射量補正部４６は、燃料噴射量設定部４２にて設定された燃料噴射量に関する情報と、補正係数算出部４９からノッキングが発生した場合における補正係数に関する情報とに基づき、これらを乗算して燃料噴射量の最終的な補正を各気筒毎に行い、これを噴射弁駆動部４３に出力する。
【００３９】
点火時期補正部４７には、ノッキングが発生した場合における遅角量に関するデータが予め記憶されている。点火時期補正部４７は、この記憶された遅角量と、補正係数算出部４９からノッキングが発生した場合における補正係数に関する情報と、点火時期設定部４４にて設定された点火時期に関する情報とに基づき、点火時期設定部４４にて設定された点火時期を補正する。より具体的には、点火時期補正部４７にて記憶されている遅角量と、補正係数算出部４９から与えられる補正係数とを乗算し、これを点火時期設定部４４にて設定された進角量に対して加算する。結果として得られる点火時期は、火時期設定部にて設定された点火時期よりも遅角側に補正された状態となり、これを点火駆動部４５に出力する。
【００４０】
このような本実施形態におけるノック制御に関する一連の制御手順について図５を参照して説明すると、まず、Ｓ１１のステップにてエンジン１０が所定の運転状態、つまりエンジン１０が低回転領域かつモータリング状態にあるか否かを判定する。ここで、エンジン１０が所定の運転状態にある、つまりＥＣＵ２１の負荷が比較的軽いと判断した場合には、Ｓ１２のステップに移行して各気筒毎に筒内圧をそれぞれ検出し、Ｓ１３のステップにて各気筒毎の最大筒内圧を記憶する。そして、Ｓ１４のステップにてフラグをセットし、Ｓ１５のステップにてノッキングが発生しているか否かを判定する。
【００４１】
一方、先のＳ１１のステップにてエンジン１０が所定の運転状態にないと判断した場合には、筒内圧の検出ルーチンを行わず、Ｓ１６のステップに移行してフラグがセットされているか否かを判定する。最初はフラグがセットされていないので、Ｓ１１のステップに戻り、最大筒内圧が筒内圧記憶部４８に記憶されるまで、このルーチンが繰り返される。そして、Ｓ１６のステップにてフラグがセットされていると判断した場合にのみ、Ｓ１５のステップに移行する。
【００４２】
Ｓ１５のステップにてノッキングが発生していると判断した場合には、Ｓ１７のステップに移行してエンジン１０が高回転領域以外にあるか否かを判定する。ここでエンジン１０が高回転領域以外にあると判断した場合、Ｓ１８のステップに移行して点火時期の補正係数を各気筒毎にその最大筒内圧に応じて算出する。さらにＳ１９のステップにて点火時期を補正した後、Ｓ２０のステップにてこの補正された点火時期に基づきイグニッションコイル１９を駆動し、遅角量を増大することによってノッキングの発生を抑制する。
【００４３】
Ｓ１７のステップにてエンジン１０が高回転領域にあると判断した場合、Ｓ２１のステップに移行して噴射燃料補正係数を各気筒毎にその最大筒内圧に応じて算出する。さらにＳ２２のステップにて噴射燃料補正量を設定した後、この噴射燃料補正量に基づき、Ｓ２０のステップにて補正された燃料噴射量にて燃料噴射弁１１を駆動する。これにより、燃料噴射量を増量してノッキングの発生を抑制すると同時に排気温度の上昇を抑えて三元触媒４０への悪影響を回避する。
【００４４】
このように、例えば４気筒内燃機関において、２番気筒の最大筒内圧が他の１番，３，４番気筒の最大筒内圧よりも高い場合、２番気筒に対する補正量が他の１番，３，４番気筒に対する補正量よりも多くなるように制御が行われる。その割合は、各気筒における最大筒内圧の比に応じて設定される。また、本実施形態ではエンジン１０の高回転領域とそれ以外の領域とでノッキング回避用の制御を燃料噴射量の増量制御と点火時期の遅角量増大制御とで切り換えるようにしているが、これらを同時に制御することも当然可能である。また、何れか一方のみを制御することによってノッキングの抑制を行うようにしてもよい。
【００４５】
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を火花点火方式の内燃機関が搭載された車両に応用した一実施形態の概念図である。
【図２】図１に示した実施形態における主要部の制御ブロック図である。
【図３】最大筒内圧とノッキングの大きさと燃料噴射量に関する補正係数との関係を表すグラフである。
【図４】最大筒内圧と点火時期に関する補正係数との関係を表すグラフである。
【図５】図１に示した実施形態における制御手順を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  エンジン
１１  燃料噴射弁
１２  燃焼室
１３  点火プラグ
１４  吸気ポート
１５  排気ポート
１６  シリンダヘッド
１７  吸気弁
１８  排気弁
１９  イグニッションコイル
２０  筒内圧センサ
２１  ＥＣＵ
２２  吸気通路
２３  吸気管
２４  エアクリーナ
２５  サージタンク
２６  アクセルペダル
２７  スロットルアクチュエータ
２８  スロットル弁
２９  アクセル開度センサ
３０  スロットル開度センサ
３１  エアフローメータ
３２  ピストン
３３  シリンダブロック
３４  連接棒
３５  クランク軸
３６  クランク角センサ
３７  ノックセンサ
３８  排気通路
３９  排気管
４０  三元触媒
４１  運転状態判定部
４２  燃料噴射量設定部
４３  噴射弁駆動部
４４  点火時期設定部
４５  点火駆動部
４６  燃料噴射量補正部
４７  点火時期補正部
４８  筒内圧記憶部
４９  補正係数算出部
【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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