JP2012102677A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノッキングセンサによる異常燃焼の有無の検出精度を向上させる。
【解決手段】複数の気筒それぞれについて設定された振動検出期間における、ノックセンサの出力に応じて、複数の気筒それぞれにおける異常燃焼を検出する異常燃焼検出において、まず、現在の内燃機関の運転領域が、異常燃焼を発生し得る領域であるか否かを判別する。次に、異常燃焼を発生し得る領域であると判別された場合に、複数の気筒のうち、１の気筒の振動検出期間と、他の気筒における燃料噴射弁からの燃料の噴射期間とが、重なるか否かを判別する。１の気筒の振動検出期間と他の気筒の噴射期間とが重なると判別された場合、少なくとも他の気筒の噴射期間を、１の気筒の振動検出期間との重なりが少なくなるタイミングに調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関の振動を検出する手段を有する内燃機関の制御装置として好適なものである。

特許文献１には、ノックコントロールシステムを備える内燃機関が開示されている。このノックコントロールシステムは、振動を検出するセンサによって検出された振動が、ノッキングによるものか、プレイグニッションによるものかを判定する手段を有している。具体的にこのシステムでは、気筒内の圧力振動が検出された場合に、まず、点火時期が遅角される。この点火時期遅角によってもノッキングが収束せず、かつ、空燃比が遅角前に比べて小さくなっている場合に、その振動がプレイグニッションによるものと判定される。

特開平１１−２４７７５０号公報 特開２０１０−１３３３６７号公報

ノックセンサは一般的に、シリンダブロックの中央近傍に設置され、気筒群ごとに１つのノックセンサが共有される。ここで、プレイグニッションなど内燃機関の異常燃焼による振動は、点火時期付近のタイミングで発生する。従って、一般に異常燃焼による振動の検出においては、異常燃焼が発生する付近の期間を気筒ごとの振動検出期間とされ、この振動検出期間中のノックセンサの出力に応じて、各気筒の異常燃焼の有無が判定される。これにより１のセンサにより異常燃焼の発生、及び、発生した気筒の特定ができるようになっている。

しかしながら、上記のように気筒ごとに設定された振動検出期間は、他の気筒の燃料噴射期間とオーバーラップすることが考えられる。この場合、ある気筒の振動検出期間中に、他の気筒で燃料噴射弁が駆動されることとなる。他の気筒で燃料噴射弁が駆動されると、その駆動による振動は、このとき振動検出期間にある気筒における異常燃焼の振動検出のノイズとなり得る。従って、燃料噴射弁の駆動ノイズは、振動検出期間にある気筒での異常燃焼の有無の判定精度を低下させる要因となることが考えられる。

特に、１つのノックセンサが共有されるようなシステムの場合、ノックセンサの配置位置と遠い位置の気筒で起きた振動については、ノックセンサにまで伝達され難い。このため、燃料噴射弁の駆動ノイズなど、他の振動がノイズとなりやすく、このノイズにより異常燃焼の有無の判定精度が低下することが考えられる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ノッキングセンサによる異常燃焼の有無の検出精度を向上させるため改良した内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、
内燃機関の複数の気筒それぞれに配置され、前記複数の気筒それぞれの内部に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記複数の気筒のうち、少なくとも２以上の気筒に共通して設置され、振動に応じた出力を発するノックセンサと、
を備える内燃機関の制御装置であって、
前記複数の気筒それぞれについて設定された振動検出期間における、前記ノックセンサの出力に応じて、前記複数の気筒それぞれにおける異常燃焼を検出する異常燃焼検出手段と、
現在の内燃機関の運転領域が、異常燃焼を発生し得る領域であるか否かを判別する運転領域判別手段と、
前記運転領域判別手段により、異常燃焼を発生し得る領域であると判別された場合に、前記複数の気筒のうち、１の気筒の前記振動検出期間と、他の気筒における前記燃料噴射弁からの燃料の噴射期間とが、重なるか否かを判別する期間判別手段と、
前記１の気筒の振動検出期間と前記他の気筒の噴射期間とが重なると判別された場合に、少なくとも前記他の気筒の噴射期間を、前記１の気筒の振動検出期間との重なりが少なくなるタイミングに調整する噴射期間調整手段と、
を備える。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記噴射期間調整手段は、前記他の気筒の噴射期間を遅角する。

また、第３の発明は、第１の発明において、前記内燃機関が、前記複数の気筒それぞれに連通する吸気ポートそれぞれに、燃料を噴射するためのポート噴射弁を、備え、
前記他の気筒の噴射期間を遅角又は進角することで、該噴射期間と、前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できるか否かを判別する調整判別手段と、
前記他の気筒の噴射期間と前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できないと判別された場合に、前記他の気筒の噴射期間を進角又は遅角することで、前記１の気筒の振動検出期間と前記他の気筒の噴射期間との重なりが許容範囲にできる範囲で、前記他の気筒の噴射期間を短縮する噴射期間短縮設定手段と、
前記噴射期間短縮設定手段により前記他の気筒の噴射期間が短縮された場合に、前記噴射期間の短縮により不足する燃料量を算出する不足燃料量算出手段と、
前記不足する燃料量分を追加して、前記ポート噴射弁からの燃料噴射量を設定するポート噴射量設定手段と、
を、更に備える。

また、第４の発明は、第１の発明において、
前記他の気筒の噴射期間を遅角又は進角することで、該噴射期間と、前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できるか否かを判別する調整判別手段を、更に備え、
前記噴射期間は、２以上に分割された分割噴射期間とその間の休止期間からなり、
前記噴射調整手段は、
前記他の気筒の噴射期間と前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できないと判別された場合に、前記他の気筒の前記休止期間を長くして、前記休止期間と前記１の気筒の振動検出期間の少なくとも一部とが重なるように調整する。

また、第５の発明は、第１の発明において、
前記他の気筒の噴射期間を遅角又は進角することで、該噴射期間と、前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できるか否かを判別する調整判別手段を、更に備え、
前記噴射期間は、２以上に分割された分割噴射期間とその間の休止期間からなり、
前記噴射調整手段は、
前記他の気筒の噴射期間と前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できないと判別された場合に、前記他の気筒の前記休止期間を短くすることで前記噴射期間を短縮し、前記１の気筒の振動検出期間と前記他の気筒の噴射期間との重なりが許容範囲となるように調整する。

また、第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、前記１の気筒が、前記ノックセンサに最も遠い位置に配置された気筒である。

また、第７の発明は、第１から第５のいずれかのの発明において、前記噴射期間調整手段は、
前記１の気筒の振動検出期間と前記他の気筒の噴射期間とが重なると判別された場合に、前記複数の気筒全てについて前記噴射期間を、前記複数の気筒のいずれかの気筒の振動検出期間との重なりが少なくなるタイミングに調整する。

また、第８の発明は、第１から第７のいずれかの発明において、
前記内燃機関は、それぞれ複数の気筒を有する複数の気筒群を備え、
前記ノックセンサは、前記気筒群ごとに設置され、
前記１の気筒と前記他の気筒とは、同一気筒群に配置される気筒である。

第１の発明によれば、内燃機関の運転領域が、異常燃焼を発生し得る領域である場合に、内燃機関の１の気筒の振動検出期間と、他の気筒の噴射期間とが重なると判別されると、少なくとも他の気筒の噴射期間が１の気筒の振動検出期間との重なりが少なくなるタイミングに調整される。これにより、１の気筒の振動検出における駆動ノイズの影響を低減することができる。従って、異常燃焼が発生し得る運転状態である場合に、より正確に異常燃焼による振動を検出できる状態とすることができ、異常燃焼の有無をより高い精度で判定することができる。

第２の発明によれば、１の気筒の振動検出期間と、他の気筒の噴射期間とが重なる場合、他の気筒の噴射期間が遅角される。これにより、１の気筒の振動検出期間と他の気筒の噴射期間との重なりを、確実に低減することができる。

第３の発明によれば、他の気筒の噴射期間を遅角又は進角しても、噴射期間と１の気筒の振動検出期間との重なりを許容範囲内に調整できない場合に、他の気筒の噴射期間が短縮され、更に、噴射期間の短縮により不足する燃料分は、ポート噴射弁から噴射される。これにより、１の気筒の振動検出期間における、他の気筒の噴射期間との重なりを確実に許容範囲まで少なくすることができる。従って、１の気筒の振動検出期間中に、他の気筒の燃料噴射弁の駆動による振動が発生するのを抑制することができ、より適切に異常燃焼による振動を検出することができる。

第４及び５の発明によれば、他の気筒の噴射期間を遅角又は進角しても、噴射期間と１の気筒の振動検出期間とを許容範囲内となるように調整できない場合に、他の気筒の噴射期間を２以上に分割した分割噴射期間の間の休止期間が調整される。これにより、他の気筒の噴射期間と、１の気筒との振動検出期間との重なりを容易に少なくすることができ、より確実に異常燃焼による振動を検出することができる。

ところで、ノックセンサに遠い気筒は、特に、異常燃焼により発生する振動が伝達され難く、他の気筒の燃料噴射弁の駆動による振動の影響を受けて、検出精度が低下しやすい。この点、第６の発明によれば、１の気筒が、ノックセンサに最も遠い位置に配置された気筒とされ、この気筒の振動検出期間の、他の気筒の噴射期間との重なりが少なくなるように制御される。従って、ノックセンサから遠い位置に配置される気筒についても、異常燃焼の有無について高い検出精度を維持することができる。

第７の発明によれば、１の気筒の振動検出期間と他の気筒の噴射期間とが重なると判別された場合には、全ての気筒の噴射期間が、いずれかの気筒の振動検出期間との重なりが少なくなるタイミングに調整される。これにより、全ての気筒について、振動検出期間中の、他の気筒の燃料噴射弁の駆動による振動を抑制し、より高い精度で異常燃焼による振動を検出することができる。

第８の発明によれば、複数の気筒を備える複数の気筒群を有する場合に、噴射期間と振動検出期間とが重なる場合の調整は、同一気筒群の間でのみ行なうこととすることができる。従って、ある気筒の振動検出時に実際にノイズとなると考えられる気筒間についてのみ、噴射期間の調整を行なうものとすることができる。

本発明の実施の形態１の制御装置が適用される内燃機関のシステム構成を示す図である。 本発明の実施の形態１における制御について説明するための図である。 本発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するための図である。 本発明の実施の形態２の制御装置が適用される内燃機関について説明するための図である。 本発明の実施の形態２における制御について説明するための図である。 本発明の実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図１乃至図６の各図を参照して説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。

図１は、本発明の実施の形態１の制御装置が適用される内燃機関のシステム構成を示す図である。図１のシステムは内燃機関２を有している。図１では内燃機関２の１つの気筒４のみを図示しているが、この内燃機関２は、実際には、♯１〜♯４の４つの気筒を有する火花点火式の４ストローク機関である。この内燃機関２における気筒の点火順序は、♯１→♯３→♯４→♯２に設定されている。

内燃機関２の気筒４それぞれには、燃料噴射弁６が取り付けられている。燃料噴射弁６は、各気筒４内に直接燃料を噴射する直接噴射式の燃料噴射弁である。各気筒４にはそれぞれ吸気ポート８及び排気ポート１０が連通している。

内燃機関２はノックセンサ１２を有している。ノックセンサ１２は、シリンダブロックの、４つの気筒の中央付近、つまり♯２気筒と♯３気筒との間の位置に取り付けられている。ノックセンサ１２は、発生する振動に応じた出力を発するセンサである。

本実施の形態１にかかる内燃機関２の制御系には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０が備えられる。ＥＣＵ２０は、内燃機関２のシステム全体を総合制御する制御装置である。ＥＣＵ２０の出力側には燃料噴射弁６のアクチュエータ等、各種アクチュエータが接続され、ＥＣＵ２０の入力側には、ノックセンサ１２等のセンサが接続されている。ＥＣＵ２０は、各センサからの信号を受けて所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。なお、ＥＣＵ２０に接続されるアクチュエータやセンサは多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。

ＥＣＵ２０は、所定の振動検出期間におけるノックセンサ１２の出力に応じて、異常燃焼の発生の有無を判定する。より具体的には、後述する気筒ごとの振動検出期間におけるノックセンサ１２の出力を検出し、その出力が所定の閾値レベル以上であるか否かを判定し、出力が閾値レベル以上であると認められた場合に、異常燃焼の発生と判定する。尚、これにより、本発明の異常燃焼検出手段が実現される。

ところで、設定点火時期より前に自着火に至るプレイグニッションなど異常燃焼による振動は、点火時期前後に発生する。従って、異常燃焼を検出するための振動検出期間は点火時期前後のタイミングに設定される。しかし、４気筒の内燃機関の場合、異常燃焼による振動発生時期と、他の気筒の燃料噴射弁６からの燃料噴射期間と重なることが考えられる。この場合、振動検出期間中に、燃料噴射弁６の駆動による振動がノイズとしてノックセンサ１２に伝わるため、異常燃焼により振動が生じているか否かの判定精度を低下させることが考えられる。

特に、ノックセンサ１２から遠い端部に配置される♯１気筒、♯４気筒では、異常燃焼により生じた振動がノックセンサ１２には伝達されにくい。このため端部の♯１気筒、♯４気筒の場合ほど、燃料噴射弁６の駆動ノイズの影響が大きくなり、端部の気筒で起こる異常燃焼についての検出精度は低くなることが考えられる。

このため、本実施の形態１においては、制御装置としてのＥＣＵ２０は、内燃機関２の運転領域が異常燃焼の発生しやすい異常燃焼発生運転領域にある場合に、異常燃焼の有無の検出精度を高めるため、次のような制御を行なう。図２はこの発明の実施の形態１において制御装置としてのＥＣＵ２０が実行する制御について説明するための図である。図２において、最も左の列に気筒番号が示され、各行はその気筒ごとの１サイクルの行程を表している。

図２に示されるように、各気筒において異常燃焼の検出のための振動検出期間は、異常燃焼による振動が発生し内燃機関２のシリンダブロックに伝達されると想定される時期であり、爆発行程の少し前から爆発行程開始後のタイミングに設定されている。具体的にここでは、クランク角でＢＴＤＣ３０ＣＡからＡＴＤＣ６０ＣＡの間である。

例えば、♯１気筒の通常の燃料噴射期間（イ）は、♯４気筒の振動検出期間と一部において重なっている。同様に、♯４気筒の通常の噴射期間（イ）は、♯１気筒の振動検出期間と一部において重なっている。つまり、♯４気筒と♯１気筒は、互いの、燃料噴射弁６の駆動による振動発生時期と、異常燃焼の振動検出期間とが重なる。♯３気筒、♯２気筒についても同様の関係にある。

ここで、特に、♯１気筒、♯４気筒のようにノックセンサ１２と遠い端部の位置にある気筒で発生した異常燃焼による振動はノックセンサ１２まで伝達されにくい。このため、運転領域が異常燃焼発生運転領域にある場合、燃料噴射弁６の駆動ノイズが、♯１気筒、♯４気筒の異常燃焼の振動検出に影響しないように、噴射期間を遅角又は進角することで調整する。

具体的には、内燃機関２の運転領域が異常燃焼発生領域である場合に、予め、♯１気筒、♯４気筒の振動検出期間に重なっている♯４気筒、♯１気筒の噴射期間を、通常の噴射期間（イ）よりも遅角して、異常燃焼発生可能性有り時の噴射期間（ロ）（以下「異常時噴射期間」とする）に設定する。

異常時噴射期間（ロ）は、図２に破線の両方向の矢印で示される噴射時期設定可能範囲内で設定される期間であり、かつ、♯１気筒又は♯４気筒の振動検出期間と重ならないタイミングとなる。これにより、♯１気筒又は♯４気筒での振動検出期間中に、♯４気筒又は♯１気筒の燃料噴射弁６が駆動されることを防ぐことができる。

図３は、この発明の実施の形態１において制御装置としてのＥＣＵ２０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図３のルーチンにおいては、まず内燃機関２の現在の運転条件から、現在、異常燃焼が発生しやすい領域である異常燃焼発生運転領域にあるか否かが判別される（Ｓ１０２）。ここで現在の運転状態が、異常燃焼発生運転領域であるか否かは、例えば、高負荷の運転状態が続いているかなど、現在の運転状態が、予め設定された条件を満たすか否かに基づいて判別される。ここで異常燃焼発生運転領域にあることが認められない場合には、今回の処理は終了する。

一方、ステップＳ１０２において異常燃焼発生運転領域にあることが認められると、次に、♯１〜♯４気筒のうち、１の気筒の振動検出期間と、他の気筒の燃料噴射弁６からの現在の噴射期間とが重なるか否かが判別される（Ｓ１０４）。ここで、１の気筒の振動検出期間と他の気筒の噴射期間とが重なると認められない場合、今回の処理は終了する。

一方、ステップＳ１０４において、１の気筒の振動検出期間と他の気筒の噴射期間とが重なることが認められた場合、次に、♯１気筒、♯４気筒の噴射期間が、他の気筒の振動検出期間終了後の異常時噴射期間（ロ）にまで遅角され、再設定される（Ｓ１０６）。その後、今回の処理は終了する。

以上説明したように、本実施の形態１においては、内燃機関２の運転条件から異常燃焼が生じやすいと考えられる異常燃焼発生運転領域では、端部の気筒（♯１、♯４）の異常燃焼による振動検出期間に、他の気筒の燃料噴射弁６の駆動ノイズが混ざるのを避けることができる。これにより、ノックセンサ１２から距離の遠い端部の気筒においても、他の振動の影響を抑えて、より正確に異常燃焼の有無を判定することができる。

なお、この実施の形態１では、異常燃焼発生運転領域にある場合に、♯１気筒、♯４気筒の噴射期間のみを遅角する場合について説明した。しかし、この発明において、噴射期間を遅角する気筒はこれに限るものではない。例えば、ノックセンサ１２の設置位置を考慮して、異常燃焼により生じた振動が伝わり難い程度に遠い位置にある気筒の振動検出期間と重なる他の気筒の噴射期間を調整するものであってもよい。

あるいは、ノックセンサ１２の設置位置によらず、異常燃焼発生運転領域にあると判断された場合、全ての気筒の噴射期間を一律に遅角するものであってもよい。これにより、全ての気筒について、各振動検出期間に、他の気筒の噴射期間が重なるのを避けることができるため、より正確に異常燃焼による振動を検出することができる。

また、本実施の形態１では、１の気筒の振動検出期間と、他の気筒の噴射期間とが完全に重ならないように、噴射期間を遅角する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、１の気筒の振動検出期間と他の気筒の噴射期間との重なりが少なくなるように噴出期間を再設定するものであってもよい。

なお、実施の形態１において、ステップＳ１０２の処理が実行されることにより、この発明の「運転領域判別手段」が実現し、ステップＳ１０４の処理が実行されることにより「期間判別手段」が実現し、ステップＳ１０６の処理が実行されることにより「噴射期間調整手段」が実現する。

実施の形態２．
実施の形態１では、内燃機関２の運転が異常燃焼発生運転領域にある場合に、燃料噴射弁６からの噴射期間を燃料噴射可能時期の範囲内で遅角する場合について説明した。しかし、例えば、特に、８気筒の場合など、振動検出期間を避けて噴射期間を遅角しようとすると、燃料噴射可能時期の範囲内で燃料噴射を完了することができない場合がある。本発明の実施の形態２のシステムは、このような場合にも対応する制御を行なう。

図４は、この発明の実施の形態２のシステムが適用される内燃機関について説明するための模式図である。図４の内燃機関３０は、図１の内燃機関２に替えて設置されるものである。内燃機関３０は、２つの気筒群３２ａ、３２ｂを備えている。各気筒群３２ａには、♯１、♯３、♯５、♯７の４つの気筒が形成されている。気筒群３２ｂには、♯２、♯４、♯６、♯８の４つの気筒が形成されている。この内燃機関の点火順序は、♯１→♯８→♯４→♯３→♯６→♯５→♯７→♯２となっている。

実施の形態２においては、気筒群３２ａ、３２ｂごとに、ノックセンサ３４ａ、３４ｂが設置されている。ノックセンサ３４ａ、３４ｂはそれぞれ、シリンダブロックの４つの気筒の中央位置付近、即ち、♯３気筒と♯５気筒との間、及び、♯４気筒と♯６気筒との間に設置されている。従って、気筒群３２ａにおいて、ノックセンサ３４ａと、♯１気筒、♯７気筒との距離は比較的遠く、気筒群３２ｂにおいて、ノックセンサ３４ｂと、♯２気筒、♯８気筒との距離は比較的遠くなっている。

図示を省略するが、この内燃機関３０は、各気筒それぞれに連通する吸気ポートのそれぞれに配置され、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁を有している。ここ内燃機関においては、燃料噴射弁６から各気筒内への直接噴射と、各吸気ポートへのポート噴射とが併用され燃料噴射が行なわれる。

図５は、本実施の形態２において制御装置としてのＥＣＵ２０が実行する制御について説明するための図である。図５において、最も左の列に気筒番号が示されており、各行はそれぞれの気筒における１サイクルの行程を表している。図５に示されるように、異常燃焼の検出のための振動検出期間は、気筒それぞれの爆発行程の少し前から点火後の期間であり、クランク角でＢＴＤＣ３０ＣＡ〜ＡＢＤＣ６０ＣＡである。

図５に示す例では、各気筒群３２ａ、３２ｂごとに見て、気筒群３２ａについては、端部の♯１気筒の振動検出期間内に、♯３気筒の通常の噴射期間（イ）が重なり、♯３気筒の振動検出期間に、♯７気筒の噴射期間（イ）が重なっている。また、気筒群３２ｂについて、同様に、♯２気筒、♯６気筒、♯８気筒の振動検出期間に、♯４気筒、♯２気筒、♯６気筒の通常の噴射期間（イ）が重なっている。

上述したように、ノックセンサ３４ａ又は３４ｂから遠い端部の気筒（♯１、♯２、♯７、♯８）で異常燃焼が発生した場合、その燃焼による振動はノックセンサ３４ａ、３４ｂには伝達されにくい。このため、振動検出期間に他の気筒での燃料噴射が開始されれば、燃料噴射弁６の駆動ノイズによって、異常燃焼の誤判定が生じやすくなる。

このため特に、端部にある♯１気筒、♯８気筒、♯２気筒（以下、これらを「特定気筒」とする）の振動検出期間に、それぞれ♯３気筒、♯６気筒、♯４気筒（以下、これらの「他の気筒」とする）の噴射期間が重ならなくなるように燃料噴射期間を制御する。しかし、ここで、実施の形態１と同様に燃料噴射期間を遅角しようとしても、振動検出期間と他の気筒の噴射時期設定可能期間との遅角側での重なりが大きいため、振動検出期間より遅角して噴射期間を設定することは難しい。

従って、本実施の形態２では、他の気筒の噴射期間を、噴射時期設定可能期間の範囲内で可能な限り進角した上、特定気筒の振動検出期間に重ならないタイミングまで短縮する。この場合、噴射期間が短時間となり必要量の燃料が噴射できなくなる。このため、ポート噴射の比率を増加して、不足の燃料を補う構成とする。

図６は、この発明の実施の形態２において制御装置としてのＥＣＵが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図６のルーチンは、図４のＳ１０６に替えて、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８の処理を有する点を除き、図４のルーチンと同じものである。

まず、ステップＳ１０２において、現在の運転条件から、異常燃焼発生運転領域にあることが認められ、かつステップＳ１０４において、燃料噴射弁６からの直接噴射の噴射期間が振動検出期間と重なることが認められると、次に、ステップＳ２０２において、噴射期間を設定可能か否かが判別される。この判別は、噴射時期設定可能期間内で、１の気筒の振動検出期間に他の気筒の噴射期間が重ならないように、他の気筒の燃料噴射弁６の噴射期間を調整できるか否かが判別される。

ステップＳ２０２において、噴射期間が設定可能であることが認められると、次に、♯３、♯６、♯４気筒の噴射期間が、進角または遅角側の設定可能なタイミングに調整される（Ｓ２０４）。

一方、ステップＳ２０２において、噴射期間が設定可能であることが認められない場合には、次に、♯３、♯６、♯４気筒の噴射期間について、噴射時間と、直噴噴射の開始タイミングが調整される（Ｓ２０６）。即ち、ここでは、同一気筒群３２ａ又は３２ｂ内で、♯３、♯６、♯４気筒の噴射期間が、端部の気筒である♯１、♯８、♯２気筒の振動検出期間と重なる。従って、♯３、♯６、♯４気筒の噴射期間について、噴射開始タイミングが、噴射時期設定可能期間の中で可能な限り進角され、かつ、♯１、♯８、♯２気筒の振動検出期間と重ならない範囲に短縮されて、異常燃焼時噴射期間（ロ）に調整される。

次に、♯３、♯６、♯４気筒の燃料噴射におけるポート噴射比率が増大される（Ｓ２０８）。ここでの増加分は、ステップＳ２０６の直噴噴射期間の調整によって、噴射時間が短縮されたことによる燃料の不足分を補うように、ポート噴射比率が大きく設定される。その後、今回の処理は終了する。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、直接燃料噴射のタイミングを遅角側ずらして調整できない場合や、噴射期間を十分に確保できない場合であっても、直接噴射期間が他の気筒の振動検出期間に重なることを防止することができる。従って、異常燃焼発生による振動をより高い精度で検出し、誤判定を回避することができる。

なお、本実施の形態２において、ステップＳ２０２の処理が実行されることにより、この発明の「調整判別手段」が実現し、ステップＳ２０６の処理が実行されることにより「噴射期間短縮設定手段」が実現し、ステップＳ２０８の処理が実行されることにより「不足燃料量算出手段」と「ポート噴射量設定手段」とが実現する。

以上、本発明の実施の形態２について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

例えば、本実施の形態２では、特定気筒の振動検出期間と、他の気筒の噴射期間とが重ならないように制御する場合について説明した。しかし、この発明においてはこれに限るものではなく、異常燃焼の検出において、その駆動ノイズが許容できる範囲を特定し、これに応じて、噴射期間と振動検出期間との重なりの許容範囲を定め、この許容範囲に収まるように、噴射期間を調整するものであってもよい。

また、本実施の形態２では、８気筒の場合について説明したが、この発明において内燃機関はこれに限るものではない。本実施の形態２の制御は、例えば実施の形態１のような４気筒の内燃機関に適用することも可能であり、また、６気筒、１２気筒の内燃機関等、他の気筒数の内燃機関に適用することも可能である。

また、本実施の形態２では、他の気筒と、関連するある１つの特定気筒の間で、噴射期間と振動検出期間とが重ならないように調整する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、噴射期間の進角（又は遅角）により、この他の気筒の噴射期間が、関連する特定気筒よりも点火順序が１つ前（遅角の場合は１つ後）の気筒の振動検出期間と重なることも考えられる。この場合には、関連する特定気筒及び、点火順序が１つ前（又は後）の気筒との関係で、他の気筒の噴射期間を調整すればよい。但し、本実施の形態２での点火順序によれば、他の気筒の噴射期間それぞれと、これに関連する特定気筒より点火時期が１つ前の気筒とは、同じ気筒群とならない。従って、他の気筒の関連する特定気筒との関係でのみ噴射期間を調整することができる。

また、本実施の形態２では、直接噴射の噴射期間を、噴射時期設定可能期間内で調整できない場合に、不足する燃料量をポート噴射によって噴射する場合について説明した。しかし、この発明において噴射期間の調整は、これに限るものではない。例えば、燃料を分割噴射するような場合には、他の気筒の分割噴射期間それぞれを進角又は遅角することで、分割噴射期間と分割噴射期間との間の休止期間を長くなるように調整する。その上で、休止期間に特定気筒の振動検出期間が重なるようにすることで、他の気筒の噴射期間と特定気筒の振動検出期間との重なりを許容範囲まで少なくし、あるいは重ならなくなるようにすることもできる。

また、逆に、他の気筒の分割噴射の間隔を短くして、燃料噴射弁６からの噴射開始から噴射完了までの期間を短縮することで、特定気筒の振動検出期間との重なりがなくなり、あるいは許容範囲まで少なくなるように調整するものであってもよい。

また、本実施の形態２では、♯３、♯６、♯４気筒（他の気筒）の通常の噴射期間（イ）が、それぞれの気筒群３２ａ、３２ｂにおいて、端部の気筒である♯１気筒、♯８気筒、♯２気筒（特定気筒）の振動検出期間と重なるため、他の気筒の噴射期間（イ）についてのみ、直接噴射期間を調整したり、ポート噴射比率を増加したりする場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、異常燃焼発生運転領域にある場合において、同一気筒群内で、全ての気筒の振動検出期間いずれか対し、燃料噴射弁６からの噴射期間が重なっている他の気筒について、その噴射期間を調整したり、ポート噴射を増量したりするものであってもよい。

例えば、図５の例では、♯７気筒、♯２気筒の噴射期間が、同一気筒群の♯３気筒、♯６気筒の振動検出期間に重なる。従って、♯３、♯６、♯４気筒(他の気筒)とともに、♯７気筒、♯２気筒の通常の噴射期間（イ）を調整したりするものであってもよい。あるいは、異常燃焼発生運転領域において、いずれかの気筒の振動検出期間に他の気筒の噴射期間が重なる場合には、一律に全ての気筒について噴射期間の調整や短縮等を行なうものであってもよい。

また、ノックセンサ３４ａ又は３４ｂが他の位置に配置される場合には、本実施の形態２の例に限らず、ノックセンサ１２の設置位置との関係で、検出精度が低下する気筒を特定気筒とし、同一気筒群において、その特定気筒の振動検出期間に重なる他の気筒の噴射期間を調整すればよい。また、この調整は同一のノックセンサ１２を用いる同一気筒群内の気筒間のみで調整するものであってもよく、あるいは他の気筒群のものも含めて、全気筒間で調整するものであってもよい。

なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造や方法等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

２ 内燃機関
６ 燃料噴射弁
１２ ノックセンサ
３０ 内燃機関
３２ａ、３２ｂ 気筒群
３４ａ、３４ｂ ノックセンサ

Claims (8)

1. 内燃機関の複数の気筒それぞれに配置され、前記複数の気筒それぞれの内部に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
   前記複数の気筒のうち、少なくとも２以上の気筒に共通して設置され、振動に応じた出力を発するノックセンサと、
   を備える内燃機関の制御装置であって、
   前記複数の気筒それぞれについて設定された振動検出期間における、前記ノックセンサの出力に応じて、前記複数の気筒それぞれにおける異常燃焼を検出する異常燃焼検出手段と、
   現在の内燃機関の運転領域が、異常燃焼を発生し得る領域であるか否かを判別する運転領域判別手段と、
   前記運転領域判別手段により、異常燃焼を発生し得る領域であると判別された場合に、前記複数の気筒のうち、１の気筒の前記振動検出期間と、他の気筒における前記燃料噴射弁からの燃料の噴射期間とが、重なるか否かを判別する期間判別手段と、
   前記１の気筒の振動検出期間と前記他の気筒の噴射期間とが重なると判別された場合に、少なくとも前記他の気筒の噴射期間を、前記１の気筒の振動検出期間との重なりが少なくなるタイミングに調整する噴射期間調整手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記噴射期間調整手段は、前記他の気筒の噴射期間を遅角す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。
3. 前記内燃機関は、前記複数の気筒それぞれに連通する吸気ポートそれぞれに、燃料を噴射するためのポート噴射弁を、備え、
   前記他の気筒の噴射期間を遅角又は進角することで、該噴射期間と、前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できるか否かを判別する調整判別手段と、
   前記他の気筒の噴射期間と前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できないと判別された場合に、前記他の気筒の噴射期間を進角又は遅角することで、前記１の気筒の振動検出期間と前記他の気筒の噴射期間との重なりが許容範囲にできる範囲で、前記他の気筒の噴射期間を短縮する噴射期間短縮設定手段と、
   前記噴射期間短縮設定手段により前記他の気筒の噴射期間が短縮された場合に、前記噴射期間の短縮により不足する燃料量を算出する不足燃料量算出手段と、
   前記不足する燃料量分を追加して、前記ポート噴射弁からの燃料噴射量を設定するポート噴射量設定手段と、
   を、更に備え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。
4. 前記他の気筒の噴射期間を遅角又は進角することで、該噴射期間と、前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できるか否かを判別する調整判別手段を、更に備え、
   前記噴射期間は、２以上に分割された分割噴射期間とその間の休止期間からなり、
   前記噴射調整手段は、
   前記他の気筒の噴射期間と前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できないと判別された場合に、前記他の気筒の前記休止期間を長くして、前記休止期間と前記１の気筒の振動検出期間の少なくとも一部とが重なるように、前記噴射期間を調整す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。
5. 前記他の気筒の噴射期間を遅角又は進角することで、該噴射期間と、前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できるか否かを判別する調整判別手段を、更に備え、
   前記噴射期間は、２以上に分割された分割噴射期間とその間の休止期間からなり、
   前記噴射調整手段は、
   前記他の気筒の噴射期間と前記１の気筒の振動検出期間との重なりが許容範囲となるように調整できないと判別された場合に、前記他の気筒の前記休止期間を短くすることで前記噴射期間を短縮し、前記１の気筒の振動検出期間と前記他の気筒の噴射期間との重なりが許容範囲となるように調整す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。
6. 前記１の気筒は、前記ノックセンサに最も遠い位置に配置された気筒であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記噴射期間調整手段は、
   前記１の気筒の振動検出期間と前記他の気筒の噴射期間とが重なると判別された場合に、前記複数の気筒全てについて前記噴射期間を、前記複数の気筒のいずれかの気筒の振動検出期間との重なりが少なくなるタイミングに調整することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記内燃機関は、それぞれ複数の気筒を有する複数の気筒群を備え、
   前記ノックセンサは、前記気筒群ごとに設置され、
   前記１の気筒と前記他の気筒とは、同一気筒群に配置される気筒であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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