JP6050714B2

JP6050714B2 - エンジンのノッキング制御装置

Info

Publication number: JP6050714B2
Application number: JP2013070069A
Authority: JP
Inventors: 誠横山
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP2014194160A

Description

本発明は、エンジンのノッキング制御装置に関する。

エンジン（内燃機関）により駆動される車両では、発進時、又は低速からの加速時等に、アクセルペダルを大きく踏み込むと、ノッキング（所謂低速ノック）を生じることがある。一方、近年、エンジンの熱効率向上（すなわち燃費改善）の観点から圧縮比の高圧縮比化が進んでいる。また、燃料価格の上昇に対処するために、高オクタン価燃料よりも価格の安い低オクタン価燃料の使用が増える傾向にある。すなわち、エンジンにとっては、ノッキングが厳しくなる傾向にある。

ここで、特許文献１には、車両の発進時又は加速時に、エンジンの吸入空気温度を検出し、検出した吸入空気温度が高くなるにしたがって、吸入空気温度が低い場合の開度変化率と比較して開度変化率がより緩慢になるようにスロットルバルブを制御する技術（電子スロットルバルブの制御方法）が開示されている。

特開２００２−１９５０７８号公報

特許文献１に記載の技術によれば、上述したように、吸入空気温度が高くなるほどスロットルバルブの開度変化率がより緩慢にされるため、吸入空気温度が高い場合にノッキングが発生することを抑制することができる。ところで、吸入空気温度の上昇要因は様々に異なることが有り得るため、吸入空気温度が同じであっても、例えばエンジンの温度状態等によってノッキングの発生し易さが異なることがあり得る。例えば、エンジンが高負荷運転状態から停止（アイドリングストップを含む）されたとき（所謂デッドソーク時）にはエンジンの温度が急上昇し、エンジンルーム内の空気温度も上昇する。そのような高温状態でエンジンが再始動されてアクセルペダルが踏み込まれた場合には、他の要因で単に吸入空気温度のみが上昇したときよりもノッキングが発生し易くなると考えられる。

ここで、特許文献１に記載の技術によれば、吸入空気温度が高くなるにしたがってスロットルバルブの開度変化率が緩慢にされるものの、エンジンの温度等は考慮されていないため、例えば上述したデッドソーク直後の発進時等においては、ノッキングを完全に防ぐことができないおそれがある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、エンジンの温度状態を考慮して、ノッキングをより確実に回避することが可能なエンジンのノッキング制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係るエンジンのノッキング制御装置は、車両の速度を検出する車速検出手段と、車速検出手段により検出された車両の速度が所定速度以下である状態が継続している継続時間を計時する計時手段と、アクセルペダルの操作量を検出する開度検出手段と、開度検出手段により検出されたアクセルペダルの操作量に基づいてスロットルバルブの開度を制御することにより、エンジンの吸入空気量を調節する制御手段とを備え、制御手段が、計時手段により計時された継続時間が所定のしきい値以上の場合に、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットルバルブの開度変化率が緩慢になるように、該スロットルバルブの開度を制御することを特徴とする。

低車速状態（停車状態を含む）が継続すると、エンジン温度及びエンジンに吸入される空気の温度が上昇し、ノッキングが発生しやすくなると推定される。本発明に係るエンジンのノッキング制御装置によれば、低車速状態の継続時間が所定のしきい値以上になった場合に、ノッキングが生じる程度にエンジン温度及び吸入空気温度が上昇すると推定され、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットルバルブの開度変化率が緩慢にされる。そのため、吸入空気量の増大が抑制され、燃焼室内の圧力が低減されることにより、ノッキングが回避される。その結果、エンジンの温度状態を考慮して、ノッキングをより確実に回避することが可能となる。

本発明に係るエンジンのノッキング制御装置は、外気の温度を検出する外気温検出手段を備え、制御手段が、外気温検出手段により検出された外気の温度が高くなるほど、所定のしきい値が短くなるように可変設定することが好ましい。

外気温度が上昇するほど、吸気温度が上昇し、ノッキングが発生しやすくなると推定される。この場合、外気温度が高くなるに従って、上記所定のしきい値が短く設定される。そのため、外気温度が高くなるほど、低車速状態の継続時間が短くてもスロットルバルブが緩やかに開弁されることとなる。よって、ノッキングを適切に回避することが可能となる。

本発明に係るエンジンのノッキング制御装置では、制御手段が、外気の温度が同一の場合には、継続時間が長くなるほど、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットルバルブの開度変化率がより緩慢になるように、該スロットルバルブの開度を制御することが好ましい。

低車速状態（停車状態を含む）の継続時間が長くなるほど、エンジン温度及び吸入空気温度がより上昇し、ノッキングが発生しやすくなると推定される。この場合、外気の温度が同一の場合には、継続時間が長くなるほど、スロットルバルブの開度変化率がより緩慢にされる。よって、ノッキングをより確実に回避することが可能となる。

本発明に係るエンジンのノッキング制御装置は、エンジンの冷却水の温度を検出する水温検出手段と、アクセルペダルの操作量を検出する開度検出手段と、開度検出手段により検出されたアクセルペダルの操作量に基づいてスロットルバルブの開度を制御することにより、エンジンの吸入空気量を調節する制御手段とを備え、制御手段が、水温検出手段により検出されたエンジン始動時の冷却水の温度が所定のしきい値以上の場合に、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットルバルブの開度変化率が緩慢になるように、該スロットルバルブの開度を制御することを特徴とする。

エンジン始動時に、冷却水の温度が高い場合（冷却水温度と外気温度との偏差が大きい場合）には、十分にソークされておらず、すなわちエンジン温度及び吸入空気温度が高く、ノッキングが発生しやすい状態であると推定することができる。本発明に係るエンジンのノッキング制御装置によれば、始動時水温が所定のしきい値以上の場合に、ノッキングが生じやすいと推定され、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットルバルブの開度変化率が緩慢にされる。そのため、吸入空気量の増大が抑制され、燃焼室内の圧力が低減されることにより、ノッキングが回避される。その結果、エンジンの温度状態を考慮して、ノッキングをより確実に回避することが可能となる。

本発明に係るエンジンのノッキング制御装置は、外気の温度を検出する外気温検出手段を備え、制御手段が、外気温検出手段により検出された外気の温度が高くなるほど、所定のしきい値が低くなるように可変設定することが好ましい。

外気温度が上昇するほど、吸気温度が上昇し、ノッキングが発生しやすくなると推定される。この場合、外気温度が高くなるに従って、上記所定のしきい値が低く設定される。そのため、外気温度が高くなるほど、始動時の冷却水温度が低くてもスロットルバルブが緩やかに開弁されることとなる。よって、ノッキングを適切に回避することが可能となる。

本発明に係るエンジンのノッキング制御装置では、制御手段が、外気の温度が同一の場合には、冷却水の温度が高くなるほど、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットルバルブの開度変化率がより緩慢になるように、該スロットルバルブの開度を制御することが好ましい。

始動時の冷却水温度が高いほど、ソークが十分にされておらす、ノッキングが発生しやすくなると推定される。この場合、外気温度が同一の場合には、始動時の冷却水温度が高いほど、スロットルバルブの開度変化率がより緩慢にされる。よって、ノッキングをより確実に回避することが可能となる。

本発明によれば、エンジンの温度状態を考慮して、ノッキングをより確実に回避することが可能となる。

実施形態に係るエンジンのノッキング制御装置が適用されたエンジンの構成を示す図である。始動時用の反映率マップの例を示す図である。低車速継続時用の反映率マップの例を示す図である。発進時のアクセル開度、通常時のスロットル開度、及び、ノッキング回避時のスロットル開度の変化を示すタイミングチャートである。実施形態に係るエンジンのノッキング制御装置によるノッキング回避処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１を用いて、実施形態に係るノッキング制御装置が適用されたエンジン１０の構成について説明する。図１は、ノッキング制御装置が適用されたエンジン１０の構成を示す図である。

エンジン１０は、例えば水平対向型の４気筒ガソリンエンジンである。エンジン１０では、エアクリーナ１６から吸入された空気が、吸気管１５に設けられた電子制御式スロットルバルブ（以下、単に「スロットル」ともいう）１３により絞られ、インテークマニホールド１１を通り、エンジン１０に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナ１６から吸入された空気の量は、エアクリーナ１６とスロットル１３との間に配置されたエアフローメータ１４により検出される。また、インテークマニホールド１１を構成するコレクター部（サージタンク）の内部には、インテークマニホールド１１内の圧力（吸気管圧力）を検出する圧力センサ３０が配設されている。さらに、スロットル１３には、該スロットル１３の開度を検出するスロットル開度センサ３１が配設されている。

インテークマニホールド１１と連通する吸気ポート２２近傍には、各気筒毎に、燃料を噴射するインジェクタ１２が取り付けられている。インジェクタ１２は、燃料タンク２３からフィードポンプ２４により吸い上げられて送出された燃料を吸気ポート２２内に噴射する。また、各気筒のシリンダヘッドには混合気に点火する点火プラグ１７、及び該点火プラグ１７に高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイル２１が取り付けられている。エンジン１０の各気筒では、吸入された空気とインジェクタ１２によって噴射された燃料との混合気が点火プラグ１７により点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管１８を通して排出される。

排気管１８には、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する空燃比センサ１９が取り付けられている。空燃比センサ１９としては、排気空燃比をリニアに検出することのできるリニア空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）が用いられる。

また、空燃比センサ１９の下流には排気浄化触媒２０が配設されている。排気浄化触媒２０は三元触媒であり、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の酸化と、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を同時に行い、排気ガス中の有害ガス成分を無害な二酸化炭素（ＣＯ_２）、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）及び窒素（Ｎ_２）に清浄化するものである。

上述したエアフローメータ１４、空燃比センサ１９、圧力センサ３０、スロットル開度センサ３１に加え、エンジン１０のカムシャフト近傍には、エンジン１０の気筒判別を行うためのカム角センサ３２が取り付けられている。また、エンジン１０のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサ３３が取り付けられている。カム角センサ３２及びクランク角センサ３３としては、例えば電磁ピックアップ式のものなどが用いられる。これらのセンサは、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）５０に接続されている。

さらに、ＥＣＵ５０には、エンジン１０の冷却水の温度を検出する水温センサ３４、潤滑油の温度を検出する油温センサ３５、及び、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ３６、外気の温度を検出する外気温センサ３７、及び、車両の速度を検出する車速センサ３８等の各種センサも接続されている。ここで、水温センサ３４は、特許請求の範囲に記載の水温検出手段として機能し、アクセル開度センサ３６は、特許請求の範囲に記載の開度検出手段として機能する。また、外気温センサ３７は、特許請求の範囲に記載の外気温検出手段として機能し、車速センサ３８は、特許請求の範囲に記載の車速検出手段として機能する。

ＥＣＵ５０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。また、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１２を駆動するインジェクタドライバ、点火信号を出力する出力回路、及び、電子制御式スロットル１３を開閉する電動モータ１３ａを駆動するモータドライバ等を備えている。

ＥＣＵ５０では、カム角センサ３２の出力から気筒が判別され、クランク角センサ３３の出力からエンジン回転数が求められる。すなわち、クランク角センサ３３は、特許請求の範囲に記載の回転数検出手段に相当する。また、ＥＣＵ５０では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、吸入空気量、吸気管圧力、アクセル開度、混合気の空燃比、及びエンジン１０の水温や油温等の各種情報が取得される。そして、ＥＣＵ５０は、取得したこれらの各種情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、及び、スロットル１３（電動モータ１３ａ）等の各種デバイスを制御することによりエンジン１０を総合的に制御する。

また、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の温度状態を考慮して、例えば、発進時、又は低速からの加速時等に発生するノッキング（所謂低速ノック）を回避するように、スロットル１３の開度を制御し、エンジン１０の吸入空気量を調節する。そのため、ＥＣＵ５０は、タイマ部５１、及びスロットル制御部５２を機能的に備えている。ＥＣＵ５０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、タイマ部５１、及びスロットル制御部５２の各機能が実現される。

タイマ部５１は、車両の速度が所定速度（例えば１０ｋｍ／ｈ、停車状態を含む）以下である状態が継続している継続時間（低車速継続時間）を計時する。すなわち、タイマ部５１は、特許請求の範囲に記載の計時手段として機能する。なお、タイマ部５１により計時された低車速状態の継続時間は、スロットル制御部５２に出力される。なお、タイマに代えて、カウンタを用いて、低車速状態の継続時間を計時してもよい。

スロットル制御部５２は、電動モータ１３ａを駆動して、スロットル１３の開度を調節することにより、エンジン１０の吸入空気量を調節する。スロットル制御部５２は、通常運転時（後述するノッキング回避制御が実行されていない時）には、例えば、アクセル開度センサ３６により検出されたアクセル開度から目標スロットル開度を求め、該目標スロットル開度と実開度とが一致するように、電動モータ１３ａを駆動する。より具体的には、ＥＣＵ５０のＲＯＭ等には、アクセル開度とスロットル開度との関係（通常時の関係）を定めた通常スロットル開度マップが記憶されており、アクセル開度に基づいてこの通常スロットル開度マップが検索されることにより、スロットル開度の目標値が設定される。

ここで、通常発進時における、アクセル開度の変化に対するスロットル開度の変化の例を図４の上段と中段に示す。図４は、発進時のアクセル開度、通常時のスロットル開度、及びノッキング回避時のスロットル開度の変化を示すタイミングチャートである。なお、図４の横軸は時刻であり、縦軸は、上段から、アクセル開度（°）、通常時のスロットル開度（°）、ノッキング回避時のスロットル開度（°）である。

通常発進時には、図４の上段に示されるようにアクセル開度が変化した場合（アクセルペダルが操作された場合）に、図４の中段に示されるように、アクセルペダルの開度変化に対して、若干緩やかに（ただし、後述するノッキング回避時よりは急峻に）スロットル１３が開弁される。

また、スロットル制御部５２は、エンジン始動時（アイドリングストップからの再始動時を除く）に、水温センサ３４により検出された冷却水の温度が始動時水温しきい値（特許請求の範囲に記載の所定のしきい値に相当）以上の場合（すなわち、エンジン始動時の冷却水温度と外気温度との偏差が小さい場合）に、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットル１３の開度変化率が、上述した通常時よりも緩慢になるように、該スロットル１３の開度を制御する。すなわち、スロットル制御部５２は、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。

その際に、スロットル制御部５２は、外気温度が高くなるほど、上記始動時水温しきい値が低くなるように、始動時水温しきい値を可変設定する。また、スロットル制御部５２は、外気温度が同一の場合には、冷却水の温度が高くなるほど、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットル１３の開度変化率がより緩慢になるように、該スロットル１３の開度を制御する。

より具体的には、ＥＣＵ５０のＲＯＭ等には、上述した通常スロットル開度マップに加えて、ノッキング回避用のスロットル開度マップ、すなわち、アクセル開度とスロットル開度との関係を定めたノッキング回避スロットル開度マップが記憶されている。さらに、ＥＣＵ５０のＲＯＭ等には、始動時冷却水温度と、外気温度と、通常スロットル開度マップに対するノッキング回避スロットル開度マップの反映率（以下、単に「反映率」ともいう）との関係を定めた反映率マップ（始動時用）が記憶されている。ここで、始動時における反映率マップ（始動時用）の例を図２に示す。なお、詳細については後述する。

ノッキング回避スロットル開度マップは、通常スロットル開度マップよりも、アクセルペダルの開度変化に対して、より緩慢にスロットル１３が開弁されるように設定されている（図４の下段参照）。また、図２に示した反映率マップ（始動時用）中の反映率０％のラインは、外気温度と、ノッキング回避制御の実行要否を判断するための始動時水温しきい値との関係を定めたテーブル（始動時水温しきい値テーブル）となる。

スロットル制御部５２は、まず、外気温度に応じて、上述した始動時水温しきい値テーブルを検索することにより始動時水温しきい値（図２の上段の表及び反映率０％のライン参照）を取得する。図２に示した例では、始動時水温しきい値テーブルは、外気温度が−３０℃〜２０℃の範囲内では外気温度の上昇に伴って始動時水温しきい値が６０℃から４０℃に低下するように設定されている。また、外気温度が２０℃以上の領域では、始動時水温しきい値が４０℃に固定されるように設定されている。

次に、スロットル制御部５２は、始動時水温が、取得した始動時水温しきい値以上であるか否かを判断することにより、ノッキング回避が必要であるか否かを判断する。ここで、始動時冷却水温度が始動時水温しきい値未満の場合に、スロットル制御部５２は、上述した通常時のスロットル制御を実行する。

一方、始動時冷却水温度が始動時水温しきい値以上の場合に、スロットル制御部５２は、ノッキング回避が必要と判断し、アクセル開度に基づいて上述した通常スロットル開度マップを検索して通常のスロットル開度（反映率０％）を取得するとともに、ノッキング回避スロットル開度マップを検索してノッキング回避のスロットル開度（反映率１００％）を取得する。また、スロットル制御部５２は、始動時冷却水温度と外気温度とに基づいて、反映率マップ（始動時用）を検索することにより、通常スロットル開度マップに対するノッキング回避スロットル開度マップの反映率を取得する。

図２に示されるように、通常スロットル開度マップに対するノッキング回避スロットル開度マップの反映率は、始動時冷却水温度と外気温度とに基づいて、０％から１００％まで可変設定される。外気温度が同一の場合には、始動時冷却水温度が上昇するほど、反映率が大きくなうように（すなわち、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットル１３の開度変化率がより緩慢になるように）設定される。ここで、図２に示されるように、例えば、外気温度２０℃のときには、冷却水温度が４０℃以下で反映率は０％、７０℃以上で反映率は１００％に設定される。なお、反映率０％と１００％との間は直線的に設定される。すなわち、例えば、冷却水温度が５５℃のときに反映率は５０％に設定される。

そして、スロットル制御部５２は、通常のスロットル開度（反映率０％）と、ノッキング回避のスロットル開度（反映率１００％）と、反映率とに応じて、スロットル開度の目標値を設定する。その結果、ノッキング回避時（始動後発進時）には、スロットル開度は、反映率に応じて、図４の中段に示された反映率０％の通常時のスロットル開度と、下段に示された反映率１００％のノッキング回避時のスロットル開度との間に制御される。すなわち、例えば、反映率５０％の場合には、通常のスロットル開度と、ノッキング回避のスロットル開度との中間の開度に制御される。その結果、吸入空気量の増大が抑制され、燃焼室内の圧力が低減されることにより、ノッキングが回避される。

また、スロットル制御部５２は、タイマ部５１により計時された低車速継続時間が、低車速継続時間しきい値（特許請求の範囲に記載の所定のしきい値に相当）以上の場合に、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットル１３の開度変化率が緩慢になるように、該スロットル１３の開度を制御する。その際に、スロットル制御部５２は、外気温度が高くなるほど、上記低車速継続時間しきい値が短くなるように、低車速継続時間しきい値を可変設定する。また、スロットル制御部５２は、外気温度が同一の場合には、継続時間が長くなるほど、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットル１３の開度変化率がより緩慢になるように、該スロットル１３の開度を制御する。

ＥＣＵ５０のＲＯＭ等には、上述した、通常スロットル開度マップ、ノッキング回避スロットル開度マップ、及び、反映率マップ（始動時用）に加えて、低車速継続時間と、外気温度と、ノッキング回避スロットル開度マップの反映率との関係を定めた反映率マップ（低車速継続時用）が記憶されている。ここで、低車速継続時における反映率マップ（低車速継続時用）の例を図３に示す。なお、図３に示した反映率マップ（低車速継続時用）中の反映率０％のラインは、外気温度と、ノッキング回避制御の実行要否を判断するための低車速継続時間しきい値との関係を定めたテーブル（低車速継続時間しきい値テーブル）となる。

スロットル制御部５２は、まず、外気温度に応じて、上述した低車速継続時間しきい値テーブルを検索することにより低車速継続時間しきい値（図３の上段の表及び反映率０％のライン参照）を取得する。図３に示した例では、低車速継続時間しきい値テーブルは、外気温度が２０℃以下の領域では、低車速継続時間しきい値が３００ｓ．に固定されるように設定されている。また、２０℃〜５０℃の範囲内では外気温度の上昇に伴って低車速継続時間しきい値が３００ｓ．から０ｓ．に低下するように設定されている。

次に、スロットル制御部５２は、低車速継続時間が、取得した低車速継続時間しきい値以上であるか否かを判断することにより、ノッキング回避が必要であるか否かを判断する。ここで、低車速継続時間が低車速継続時間しきい値未満の場合に、スロットル制御部５２は、上述した通常時のスロットル制御を実行する。

一方、低車速継続時間が低車速継続時間しきい値以上の場合に、スロットル制御部５２は、ノッキング回避が必要と判断し、アクセル開度に基づいて上述した通常スロットル開度マップを検索して通常のスロットル開度（反映率０％）を取得するとともに、ノッキング回避スロットル開度マップを検索してノッキング回避用のスロットル開度（反映率１００％）を取得する。また、スロットル制御部５２は、低車速継続時間と外気温度とに基づいて、反映率マップ（低車速継続時用）を検索することにより、通常スロットル開度マップに対するノッキング回避スロットル開度マップの反映率を取得する。

ここで、図３に示されるように、通常スロットル開度マップに対するノッキング回避スロットル開度マップの反映率は、低車速継続時間と外気温度とに基づいて、０％から１００％まで可変設定される。外気温度が同一の場合には、低車速継続時間が長くなるほど、反映率が大きくなうように（すなわち、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットル１３の開度変化率がより緩慢になるように）設定される。ここで、図３に示されるように、例えば、外気温度３０℃のときには、低車速継続時間が２００ｓ．以下で反映率は０％、３５０ｓ．以上で反映率は１００％に設定される。なお、反映率０％と１００％との間は直線的に設定される。すなわち、例えば、低車速継続時間が２７５ｓ．のときに反映率は５０％に設定される。

そして、スロットル制御部５２は、通常のスロットル開度（反映率０％）と、ノッキング回避のスロットル開度（反映率１００％）と、反映率とに応じて、スロットル開度の目標値を設定する。その結果、ノッキング回避時（低車速継続時）には、スロットル開度は、反映率に応じて、図４の中段に示された反映率０％の通常時のスロットル開度と、下段に示された反映率１００％のノッキング回避時のスロットル開度との間に制御される。すなわち、例えば、反映率５０％の場合には、通常時のスロットル開度と、ノッキング回避のスロットル開度との中間の開度に制御される。その結果、吸入空気量の増大が抑制され、燃焼室内の圧力が低減されることにより、ノッキングが回避される。

次に、図５を参照しつつ、エンジンのノッキング制御装置の動作について説明する。ここで、図５は、ノッキング制御装置によるノッキング（低速ノック）回避処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ＥＣＵ５０において、所定のタイミングで繰り返して実行される。

ステップＳ１００では、イグニッションスイッチがオンされて、エンジンが初始動（すなわち、アイドリングストップからの再始動は含まれない）されたか否かについての判断が行われる。ここで、初始動である場合には、ステップＳ１０２に処理が移行する。一方、初始動ではないときには、ステップＳ１０６に処理が移行する。

ステップＳ１０２では、始動時水温（ＴＷＳＴＡＲＴ）が、外気温度に基づいて取得された始動時水温しきい値（ＴＲＮＧ（ＴＡＩＲ））以上であるか否かについての判断が行われる。なお、始動時水温しきい値の取得方法については上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。ここで、始動時水温が始動時水温しきい値以上の場合には、ステップＳ１０４に処理が移行する。一方、始動時水温が始動時水温しきい値未満のときには、ステップＳ１０６に処理が移行する。

ステップＳ１０４では、始動時のノッキング回避スロットル制御が実行される。より具体的には、まず、外気温度及び始動時水温に基づいて、反映率（始動時用）が取得される。次に、通常スロットル開度マップ（反映率０％）、ノック回避時スロットル開度マップ（反映率１００％）、及び、反映率（始動時用）に基づいて、スロットル１３の目標開度が設定される。なお、スロットル１３の目標開度の設定方法については上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。そして、スロットル１３の目標開度と実開度とが一致するように電動モータ１３ａが駆動（すなわち、スロットル１３がより緩やかに開弁）される。その後、一旦本処理から抜ける。

一方、ステップＳ１０６では、水温（ＴＷＮ）が水温条件（ＴＷＮＨＯＴ、例えば６０℃）以上であり、かつ、車速（ＶＳＰ）が低車速条件（ＬＳＰ、例えば１０ｋｍ／ｈ）以下であるか否かについての判断が行われる。ここで、双方の条件が満足された場合には、ステップＳ１１０に処理が移行する。いずれか一方、又は双方の条件が満足されなかったときには、ステップＳ１０８処理が移行する。

ステップＳ１０８では、通常のスロットル制御が実行される。より具体的には、まず、通常スロットル開度マップに基づいて、スロットル１３の目標開度が設定される。そして、スロットル１３の目標開度と実開度とが一致するように、電動モータ１３ａが駆動される。その後、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ１１０では、低車速継続時間を計時する低車速継続時間タイマが起動される。続いて、ステップＳ１１２では、低車速継続時間タイマの値（すなわち低車速継続時間）が、外気温度に基づいて取得された低車速継続時間しきい値（ＬＳＰＴ（ＴＡＩＲ））以上であるか否かについての判断が行われる。なお、低車速継続時間しきい値の取得方法については上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。ここで、低車速継続時間が低車速継続時間しきい値以上の場合には、ステップＳ１１４に処理が移行する。一方、低車速継続時間が低車速継続時間しきい値未満のときには、上述したステップＳ１０８において通常のスロットル制御が実行された後、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ１１４では、低車速継続時のノッキング回避スロットル制御が実行される。より具体的には、まず、外気温度及び低車速継続時間に基づいて、反映率（低車速継続時用）が取得される。次に、通常スロットル開度マップ（反映率０％）、ノック回避時スロットル開度マップ（反映率１００％）、及び、反映率（低車速継続時用）に基づいて、スロットル１３の目標開度が設定される。なお、スロットル１３の目標開度の設定方法については上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。そして、スロットル１３の目標開度と実開度とが一致するように電動モータ１３ａが駆動（すなわち、スロットル１３がより緩やかに開弁）される。その後、一旦本処理から抜ける。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、エンジン始動時に、始動時水温が始動時水温しきい値以上の場合、すなわち、十分にソークされておらず、よって、エンジン温度及び吸入空気温度が高くノッキングが発生しやすい状態であると推定される場合に、アクセルペダルの操作量の変化に対するスロットル１３の開度変化率が緩慢にされる。そのため、吸入空気量の増大が抑制され、燃焼室内の圧力が低減されることにより、ノッキングが回避される。その結果、エンジン１０の温度状態を考慮して、ノッキング（低速ノック）をより確実に回避することが可能となる。

また、本実施形態によれば、外気温度が高くなるに従って、始動時水温しきい値が低く設定される。そのため、外気温度が上昇し、吸気温度が上昇すると推定される場合には、外気温度が高くなるほど、始動時の冷却水温度が低くてもスロットル１３が緩やかに開弁されることとなる。よって、ノッキングを適切に回避することが可能となる。

本実施形態によれば、外気温度が同一の場合には、始動時の冷却水温度が高いほど、スロットル１３の開度変化率がより緩慢にされる。よって、始動時の冷却水温度が高く、ソークが十分にされておらす、ノッキングが発生しやすいと推定される場合に、ノッキングをより確実に回避することが可能となる。

本実施形態によれば、低車速状態（停車状態を含む）が継続し、低車速状態の継続時間が低車速継続時間しきい値以上になった場合、すなわち、エンジン温度及びエンジンに吸入される空気の温度が上昇し、ノッキングが発生しやすいと推定される場合に、スロットル１３の開度変化率が緩慢にされる。そのため、吸入空気量の増大が抑制され、燃焼室内の圧力が低減されることにより、ノッキングが回避される。その結果、エンジン１０の温度状態を考慮して、ノッキング（低速ノック）をより確実に回避することが可能となる。

本実施形態によれば、外気温度が高くなるに従って、上記低車速継続時間しきい値が短く設定される。そのため、外気温度が上昇し、吸気温度が上昇すると推定される場合には、外気温度が高くなるほど、低車速状態の継続時間が短くてもスロットル１３が緩やかに開弁されることとなる。よって、ノッキングを適切に回避することが可能となる。

本実施形態によれば、外気温度が同一の場合には、継続時間が長くなるほど、スロットルバルブの開度変化率がより緩慢にされる。よって、低車速状態（停車状態を含む）の継続時間が長くなり、エンジン温度及び吸入空気温度がより上昇すると推定される場合に、ノッキングをより確実に回避することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、図２に示した反映率マップ（始動時用）、始動時水温しきい値テーブル、及び。図３に示した反映率マップ（低車速継続時用）、低車速継続時間しきい値テーブル等は例示であり、上記実施形態に限定されることなく、任意に設定することができる。

また、上記実施形態では、例えば１０（ｋｍ／ｈ）以下で走行している状態（停車中を含む）を低車速状態としたが、低車速状態か否かを判定する車速は任意に設定することができる。また、低車速状態と停車状態（デッドソーク状態）とを区別するようにしてもよい。

上記実施形態では、本発明をポート噴射式のエンジンに適用した場合を例にして説明したが、本発明は、筒内噴射式のエンジン、及び、筒内噴射とポート噴射とを組み合わせたエンジンにも適用することができる。

１０エンジン
１３電子制御式スロットルバルブ
１７点火プラグ
３１スロットル開度センサ
３２カム角センサ
３３クランク角センサ
３４水温センサ
３５油温センサ
３６アクセル開度センサ
３７外気温センサ
３８車速センサ
５０ＥＣＵ
５１タイマ部
５２スロットル制御部

Claims

車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出された前記車両の速度が所定速度以下である状態が継続している継続時間を計時する計時手段と、
アクセルペダルの操作量を検出する開度検出手段と、
前記開度検出手段により検出された前記アクセルペダルの操作量に基づいてスロットルバルブの開度を制御することにより、エンジンの吸入空気量を調節する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記計時手段により計時された前記継続時間が所定のしきい値以上の場合に、前記アクセルペダルの操作量の変化に対する前記スロットルバルブの開度変化率が緩慢になるように、該スロットルバルブの開度を制御することを特徴とするエンジンのノッキング制御装置。
外気の温度を検出する外気温検出手段を備え、
前記制御手段は、前記外気温検出手段により検出された外気の温度が高くなるほど、前記所定のしきい値が短くなるように可変設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのノッキング制御装置。
前記制御手段は、外気の温度が同一の場合には、前記継続時間が長くなるほど、前記アクセルペダルの操作量の変化に対する前記スロットルバルブの開度変化率がより緩慢になるように、該スロットルバルブの開度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのノッキング制御装置。
エンジンの冷却水の温度を検出する水温検出手段と、
アクセルペダルの操作量を検出する開度検出手段と、
前記開度検出手段により検出された前記アクセルペダルの操作量に基づいてスロットルバルブの開度を制御することにより、前記エンジンの吸入空気量を調節する制御手段と、
外気の温度を検出する外気温検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記水温検出手段により検出されたエンジン始動時の冷却水の温度が所定のしきい値以上の場合に、前記アクセルペダルの操作量の変化に対する前記スロットルバルブの開度変化率が緩慢になるように、該スロットルバルブの開度を制御し、かつ、前記外気温検出手段により検出された外気の温度が高くなるほど、前記所定のしきい値が低くなるように可変設定することを特徴とするエンジンのノッキング制御装置。
前記制御手段は、外気の温度が同一の場合には、前記冷却水の温度が高くなるほど、前記アクセルペダルの操作量の変化に対する前記スロットルバルブの開度変化率がより緩慢になるように、該スロットルバルブの開度を制御することを特徴とする請求項４に記載のエンジンのノッキング制御装置。