JPH1193757A

JPH1193757A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH1193757A
Application number: JP9252328A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Murakami; 信明村上; Hiromitsu Ando; 弘光安東
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関におけるプレイグニッションの発生
を簡易に、且つ確実に検出してプレイグニッションを抑
制して内燃機関を保護する。【解決手段】ノッキングセンサを用いてノッキングを
検出し、例えば点火時期の遅角制御によりッキングを抑
制すると共に、このノッキング抑制の制御にも拘わらず
ノッキングが所定期間に亘って継続するとき、これをプ
レイグニッションの発生として検出する。そしてプレイ
グニッションの発生を検出したとき、例えばプレイグニ
ッションが発生している気筒に対する燃料噴射量または
吸入空気量の減少制御して該気筒の出力を低下させる。
特にプレイグニッションが軽度の場合には出力を低減さ
せてプレイグニッションを抑制し、重度の場合には出力
を停止させることでエンジンの損傷を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関において正
規の点火時期以前に混合気が着火燃焼するプレイグニッ
ションを簡易に、且つ確実に検出して内燃機関の損傷を
未然に防ぎ、ひいては点火プラグの熱価余裕を最小限に
見積ることを可能とする内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】火花点火式の内燃機関において
は、点火プラグによる正規の点火時期以前に混合気が燃
焼するプレイグニッションが生じることがある。このプ
レイグニションは、例えば点火プラグの先端部（硝子
部）や、燃焼室内の堆積カーボン等の熱面において該燃
焼室に導入された混合気が着火燃焼する現象である。こ
のようなプレイグニッションが発生するノッキングが生
じ、このノッキングによって燃焼室内における物質表面
の熱的な境界層が破壊されて熱面温度が上昇するので、
上記プレイグニッションが益々発生し易くなる。

【０００３】ちなみに燃料性状等に起因する単なるノッ
キングであれば、例えば点火時期を遅角制御することで
上記ノッキングを解消することができる。しかしプレイ
グニッションに起因するノッキングの場合には、上述し
たように点火時期を遅角制御しても、更にはその点火を
中止してもノッキングが止むことがないので、内燃機関
が暴走して破損に至る虞がある。

【０００４】そこで従来、例えば実開平４−１７１４２
号公報には、各気筒に設けた筒内圧センサにより検出さ
れる圧縮行程中における筒内圧からプレイグニッション
の発生を検出し、プレイグニッションが発生した気筒に
対する燃料供給を停止することで、エンジン（内燃機
関）を保護する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
公報に開示の技術にあっては、各気筒毎に筒内圧センサ
を組み込む必要があるので、コスト高になることが否め
ない。しかもプレイグニッションを検出した場合、直ち
にその気筒に対する燃料供給を停止するので、ドライバ
ビリティが著しく損なわれる虞がある。ちなみにプレイ
グニッションが連続して発生することのない軽度な場合
には、例えばその出力を若干絞り込むだけでプレイグニ
ッションが収束する可能性がある。しかしプレイグニッ
ションの発生を一意に検出して燃料供給を停止制御する
だけなので、ドライバビリティを配慮した制御を行うこ
とは困難である。

【０００６】また内燃機関に用いる点火プラグについて
は、一般的に全負荷運転時における耐熱性（耐久性やプ
レイグニッション）や、通常運転時における自己浄化性
を配慮して、必要最小限の熱価のものが選定される。し
かしながら内燃機関の高性能・低燃費化を図る場合に
は、燃焼安定性や排ガス・燃費を配慮して点火プラグの
諸元を決定する必要があり、前述したプレイグニッショ
ン防止の観点だけに立脚してその熱価を決定することが
困難である。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、内燃機関に備えられたノッキン
グ検出の機能を有効に活用しながらプレイグニッション
の発生を簡易に、且つ確実に検出してプレイグニッショ
ンを抑制し、内燃機関を効果的に保護することのできる
内燃機関の制御装置を提供することにある。更には本発
明は、プレイグニッションを効果的に抑制することで、
点火プラグの熱価余裕を最小限に見積ることを可能とす
る内燃機関の制御装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る内燃機関の制御装置は、ノッキング検
出手段によって内燃機関のノッキングが検出されたとき
前記内燃機関に対する燃焼パラメータを制御して前記ノ
ッキングを抑制するノッキング抑制手段と、上記燃焼パ
ラメータの制御によるノッキングの抑制にも拘わらず、
そのノッキングが所定期間に亘って継続するとき、これ
を内燃機関におけるプレイグニッションの発生として検
出するプレイグニッション判定手段とを備え、更にこの
プレイグニッション判定手段によりプレイグニッション
の発生が検出されたとき、該プレイグニッションが発生
している気筒の出力を低下させる出力制御手段とを具備
したことを特徴としている。

【０００９】好ましくは請求項２に記載するように前記
ノッキング抑制手段においては、ノッキングが検出され
た気筒の点火時期を遅角制御してノッキングを抑制する
ようにし、また前記出力制御手段においては、プレイグ
ニッションが発生している気筒に対する燃料噴射量また
は吸入空気量の減少制御することで該気筒の出力を低下
させることを特徴としている。

【００１０】即ち、本発明に係る内燃機関の制御装置
は、ノッキング検出手段によりノッキングが検出された
とき、例えば点火時期の遅角制御によってノッキングを
抑制すると共に、このノッキングに対する抑制制御にも
拘わらずそのノッキングが所定期間に亘って継続するよ
うな場合には、そのノッキングの発生原因がプレイグニ
ッションであると判定し、この判定結果に従ってプレイ
グニッションが発生している気筒に対する燃料噴射量ま
たは吸入空気量を減少させてその出力を低下させること
でレイグニッションを抑制することを特徴としている。

【００１１】また請求項３に記載するように本発明に係
る内燃機関の制御装置は、内燃機関に生じるノッキング
の検出情報に基づいて該内燃機関におけるプレイグニッ
ションの発生を検出するプレイグニッション検出手段を
備え、更に上記プレイグニッション検出手段により検出
される前記プレイグニッションの継続期間に応じて該プ
レイグニッションが発生している気筒の出力を低減させ
る出力低減手段、および前記プレイグニッションの継続
期間が予め設定した判定期間を越えたとき、前記プレイ
グニッションが発生している気筒の出力を停止させる出
力停止手段を具備したことを特徴としている。

【００１２】好ましくは請求項４に記載するように前記
出力低減手段としては、点火時期を遅角制御して、或い
は燃料噴射量または吸入空気量の減少制御して出力を低
下させるようにし、また前記出力停止手段においては、
燃料噴射または吸入空気の導入を停止させることで、プ
レイグニッションの程度に応じた出力制御を段階的に行
うようにしたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。
図１はこの実施形態に係る制御装置が組み込まれる筒内
噴射型の内燃機関の概略的なシステム構成を示してい
る。図１において１は自動車用の筒内噴射型ガソリンエ
ンジン本体（以下、エンジンと略記す）であり、２はそ
の燃料供給系、３は吸気系であって、４はＥＧＲ（排気
ガス再循環）系である。また５はその全体の制御を司る
電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。尚、三元触媒やマ
フラー等を備えた排気系については省略してある。

【００１４】この種のエンジン１は一般的なポート噴射
型のエンジンと異なり、そのシリンダヘッドに点火プラ
グ１１と共に電磁式の燃料噴射弁１２を取り付けたもの
で、該燃料噴射弁１２によって燃焼室内に燃料を直接噴
射するものとなっている。またシリンダに上下摺動自在
に保持されたピストンの頂面には、その圧縮行程の後期
に前記燃料噴射弁１２から噴射された燃料噴霧が到達す
る部位に位置して、例えば半球状のキャビティが形成さ
れている。

【００１５】更に前記シリンダヘッドには略直立方向に
吸気ポート１３が形成されている。この吸気ポート１３
から燃焼室に導入される吸気流は、該燃焼室内での希薄
燃料の確実な燃焼を促すための逆タンブル流を発生させ
る。また排気系に連接される排気ポート１４は略水平方
向に形成されており、更にこの排気ポート１４の斜め下
方には大径のＥＧＲポート１５が分岐して設けられてい
る。尚、図中１６はエンジン冷却水温Ｔwを検出する水
温センサであり、１７はクランク角信号ＳＧＴを出力す
るベーン型のクランク角センサである。また１８は圧電
素子からなるノッキングセンサである。

【００１６】一方、吸気ポート１３に接続される吸気系
３は、サージタンク３１と、電子式吸入空気量制御弁で
あるドライブバイワイヤ型スロットルボディ（ＤＢＷ−
Ｔ／Ｂ）３２と、このスロットルボディ３２に吸気管３
３を介して接続されたエアクリーナ３４とを備えてい
る。またこの吸気管３３のエアクリーナ３４の近傍に
は、吸入空気量Ｑaを検出する為のエアフローセンサ３
３ａが設けられている。上記スロットルボディ３２に
は、ステップモータ３５により駆動されてその流路を開
閉するバタフライ式のスロットルバルブ３６と共に、該
スロットルバルブ３６の開度（スロットル開度θTH）を
検出する為のスロットルポジションセンサ３７や、スロ
ットルバルブ３６の略全閉状態を検出してエンジン１の
アイドル状態を認識するアイドルスイッチ等が組み込ま
れている。

【００１７】また吸気管３３には、前記スロットルバル
ブ３６をバイパスして前記吸気マニホルド（吸気ポート
１３）に吸気する為のバイパス通路３８が併設されてお
り、その管路にはリニアソレノイド式のエアバイパスバ
ルブ３９が介装されている。このエアバイパスバルブ３
９は、例えばスロットルバルブ３６が故障したようなと
きに開弁し、スロットルバルブ３６が閉弁された状態で
あっても一定流量の吸気が可能とする役割を担う。

【００１８】尚、前記ＥＧＲポート１５には、大径のＥ
ＧＲパイプ４１が接続され、更にステップモータ式のＥ
ＧＲバルブ４２を介して前記吸気マニホールドの上流に
接続されて前記ＥＧＲ系４が構成されている。このＥＧ
Ｒ系４は、エンジン１からの排ガスの一部を該エンジン
１の吸気系に環流させ、これによりエンジン１の燃焼室
内の燃焼温度を低下させ、ＮＯx排出量を低減させる役
割を担うものである。このＥＧＲ系４を介して環流され
るＥＧＲガスの量は、ＥＧＲバルブ４２の開度を制御す
ることで調整される。

【００１９】また燃料噴射弁１２には、燃料パイプ２１
を介して燃料制御装置２２が接続され、燃料タンク２３
から供給される燃料が所定の燃圧でエンジン１の燃焼室
に向けて噴射されるようになっている。この燃料噴射弁
１２を介する噴射燃料量は燃料制御装置２２により制御
され、より具体的には燃料噴射弁１２の開弁時間（燃料
噴射時間Ｔinj）を可変することにより制御される。ま
た前記点火プラグ１１は、点火コイル１９により点火駆
動されるもので、前記ＥＣＵ５の制御の下でその点火タ
イミングＴignが調整される。

【００２０】また前記エンジン１の総合的な制御を司る
電子制御ユニット（ＥＣＵ）５は、図示しない入出力装
置，制御プログラムや制御マップ等を記憶した記憶装置
（ＲＯＭ,ＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰＵ），タイ
マカウンタ等を備えて構成される。そしてＥＣＵ５は前
述した各種のセンサ類からの検出情報を入力し、後述す
る燃料噴射モードや燃料噴射量を始めとして、点火時期
やＥＧＲガスの導入量等を決定して燃料噴射弁１２や点
火コイル１１，ＥＧＲバルブ４２等をそれぞれ駆動制御
する。またこのＥＣＵ５には、図示しない多数のスイッ
チやその他のセンサ類が接続されると共に、各種警告灯
や機器類等が接続される。

【００２１】上述した如く構成される筒内噴射型内燃機
関（エンジン）１における基本的なエンジン制御につい
て簡単に説明すると、その始動時にはエンジン１が冷機
状態にあって燃料の気化率が低く、しかも燃圧も低いの
で、先ずＥＣＵ５の制御の下で比較的リッチな空燃比と
なるように燃料の噴射制御が行われる。そしてエンジン
１がアイドル運転を開始すると、エンジン冷却水温Ｔw
が所定値に上昇するまで、その始動時と同様に燃料を噴
射してリッチな空燃比を確保する。その後、所定の燃焼
サイクルが経過してＯ₂センサが活性化されたとき、前
記ＥＣＵ５の制御の下で前記Ｏ₂センサの出力に応じた
空燃比フィードバック制御を開始し、またエンジン１か
らの有害排出ガス成分を三元触媒により浄化させる。

【００２２】さてエンジン１の暖機が終了すると、ＥＣ
Ｕ５は吸入空気量Ｑａやアクセル開度θTH等から得た目
標平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度Ｎeとに基づき、例
えば燃料噴射制御マップを参照して燃料噴射の制御モー
ドを決定し、更に燃料噴射量と燃料噴射時期とをそれぞ
れ決定して燃料噴射弁１２を駆動する。更にはこれに関
連して前記スロット弁３２やＥＧＲバルブ４２の開閉制
御等を行う。尚、当然のことであるが、燃料噴射量は燃
料噴射弁１２の開弁時間幅Ｔinjによって決定される。

【００２３】上記各燃料噴射モードについて簡単に説明
すると、アイドル運転時や低速走行時等の低負荷域にお
いては、例えば圧縮行程の後期において燃料を噴射して
希薄燃焼を実現する圧縮行程噴射モードが選択される。
特にこの圧縮行程噴射モードでは、スロット弁を３２を
解放すると共に、リーンな平均空燃比（例えば３０〜４
０程度）となるように燃料の噴射が制御される。すると
この時点においては既に燃料の気化率が上昇しているこ
とから、圧縮行程において噴射された燃料の噴霧は上死
点に移行するピストンの頂部に衝突し、キャビティの湾
曲面に沿って点火プラグ１１の周辺に導かれる。この結
果、その点火時点には点火プラグ１１の周囲に理論空燃
比近傍の混合気が層状に形成され、全体としてリーンな
空燃比であっても確実な着火が可能となり、希薄燃焼が
実現される。尚、この制御領域においてはＥＧＲバルブ
４２を開放し、燃焼室内に大量（例えば３０％以上）の
ＥＧＲガスを導入することによりＮＯxの大幅な低減が
図られる。

【００２４】これに対して定速走行時等の中負荷域で
は、その負荷状態やエンジン回転速度Ｎeに応じて、吸
気行程の前期において燃料を噴射して希薄燃焼を実現す
る吸気行程噴射モードや、通常のストイキオフィードバ
ック制御モードが選択される。ちなみに吸気行程噴射モ
ードを選択した場合には、比較的リーンな空燃比（例え
ば２０〜２３程度）となるようにスロットル弁３２の開
弁量と燃料噴射弁１２からの燃料噴射量とが制御され
る。この場合、吸気ポート１３から流入した吸気流が形
成する逆タンブル流によって点火プラグ１１の近傍に燃
料噴霧が運ばれるので、全体的にリーンな空燃比でも確
実な着火が可能となり、安定な希薄燃焼が実現される。

【００２５】尚、ストイキオフィードバック制御を実行
する場合には、Ｏ₂センサによる検出結果に応じてＥＧ
Ｒバルブ４２を開閉制御することで空燃比のフィードバ
ック制御が行なわれる。そしてこの場合には、有害排ガ
ス成分を三元触媒により浄化すると共に、ＥＧＲバルブ
４２を制御して燃焼室内に適量のＥＧＲガスを導入する
ことで有害排ガスとして発生するＮＯx等の低減が図ら
れる。

【００２６】一方、急加速時や高速走行時等の高負荷域
にあっては、オープンループ制御によるエンリッチモー
ドが選択され、アクセル開度θTHやエンジン回転速度Ｎ
e等に応じて比較的リッチな空燃比となるように燃料の
噴射が制御される。尚、中高速走行中の惰行運転時は、
例えば燃料カットモードが設定され、燃焼室への燃料噴
射が停止される。この燃料カットはエンジン回転速度Ｎ
eが復帰回転速度より低下した場合や、アクセルペダル
が踏み込まれた際に、即座に中止される。

【００２７】さて上述した如き燃焼制御によって希薄燃
焼を実現する筒内噴射型エンジン１において、この発明
に係る制御装置が特徴とするところは、ノッキングセン
サ１８によってエンジン１におけるノッキングの発生を
検出し、このノッキング情報に基づいてプレイグニッシ
ョンの発生を検出する機能を備えている点、更にプレイ
グニッションの発生を検出した際、ノッキング（プレイ
グニッション）が発生した気筒の出力を制御することで
プレイグニッションを抑制し、ひいてはプレイグニッシ
ョンに起因するエンジン１の損傷を未然に防ぐ機能を備
えている点にある。

【００２８】即ち、この機能は前記ＥＣＵ５が備える機
能の一部として実現され、概略的には図２に示すよう
に、ノッキングセンサ１８から求められるノッキング情
報に従ってプレイグニッションの発生を検出するプレイ
グニッション検出手段５１と、このプレイグニッション
検出結果に従って当該プレイグニッションが発生した気
筒に対する出力を低下させる出力制御手段５２とを備え
て構成される。

【００２９】特に前記プレイグニッション検出手段５１
は、ノッキングセンサ１８からの出力をフィルタリング
処理してノッキングに固有な振動周波数成分を抽出し、
その抽出成分に従って各気筒毎にノッキングの発生を検
出するノッキング検出手段５３と、このノッキング検出
手段５３によってノッキングが検出されたとき、ノッキ
ングが発生した気筒に対する燃焼パラメータ、具体的に
は点火プラグ１１の点火時期を遅角制御することでノッ
キングを抑制するノッキング制御手段５４と、このノッ
キング制御手段５４によるノッキング抑制時におけるノ
ッキングの発生状態を監視して、プレイグニッションに
起因するノッキングを検出するプレイグニッション判定
手段５５とを備えて実現される。

【００３０】尚、ノッキング検出手段５３および点火時
期の遅角制御を実行するノッキング制御手段５４は、燃
料性状等に起因するノッキングを解消するべく設けられ
る従来一般的なノッキングに対する制御機能をそのまま
活用することで実現される。またプレイグニッション判
定手段５５は、後述するようにノッキング抑制時におけ
るノッキングの連続発生回数を計数し、その連続発生回
数が所定値を越えたとき、換言すればノッキングを抑制
するべく点火時期の遅角制御を実行しているにも拘わら
ず上記ノッキングが継続して発生しているとき、これを
プレイグニッションの発生として検出するように構成さ
れる。

【００３１】即ち、プレイグニッション検出手段５１
は、ノッキング対策用として設けられるノッキング検出
手段５３およびノッキング制御手段５４が持つ機能を積
極的に活用し、点火時期の遅角制御によってノッキング
を抑止するべくエンジン１の燃焼を制御しているにも拘
わらず、そのノッキングが解消されない場合、これを点
火プラグ１１による混合気の点火とは無関係に燃料が着
火燃焼している状態、つまりプレイグニッションが発生
したとして検出するものとなっている。

【００３２】しかして上述し如くしてプレイグニッショ
ンの発生が検出されたならば、その検出情報が出力制御
手段５２に与えられ、エンジン１に対する燃焼パラメー
タの制御により、その出力の低下制御が行われる。具体
的には出力制御手段５２は、燃料噴射弁１２を介する燃
料噴射量を低減したり、或いはその吸入空気量を低減し
たり、更には点火時期を遅角制御する等してプレイグニ
ッションが発生した気筒、ひいてはエンジン１の各気筒
の出力を低減制御する出力低減制御手段５６を備えてい
る。更にこの出力低減制御手段５６を強制的に制御する
ことで、燃料噴射や吸気の導入自体を停止させ、当該気
筒の出力を停止させる出力停止制御手段５７を備えてい
る。

【００３３】これらの出力低減制御手段５６および出力
停止制御手段５７は、前記プレイグニッション検出手段
５１により検出されるプレイグニッションの連続発生回
数を計数するプレイグニッション回数判定手段５８によ
りその作動が制御される。特に出力停止制御手段５７は
前記プレイグニッション判定手段５５によって検出され
るプレイグニッションの連続検出回数に基づき、その連
続検出回数に応じて出力低減制御手段５６による出力低
減量を増大させるように作動制御される。また出力停止
制御手段５７は上記連続検出回数が所定値を越えたとき
に起動され、出力低減制御手段５６を介してエンジンの
出力を強制的に停止させるものとなっている。即ち、プ
レイグニッションの発生状況に応じてエンジン１の出力
が段階的に低減制御され、プレイグニッションの発生が
顕著な場合、最終的にはエンジン１の出力自体が停止さ
れるようになっている。

【００３４】尚、この図２に示すプレイグニッション判
定手段５５においては、ノッキングの連続検出回数から
プレイグニッションの発生を判定しているが、ノッキン
グが継続的に発生している時間の経過（ノッキング継続
期間）をモニタリングすることで、上記プレイグニッシ
ョンの発生を検出するようにしても良い。また同様にプ
レイグニッション回数判定手段５８においても、プレイ
グニッションの連続検出回数ではなく、プレイグニッシ
ョンの発生状態の継続時間に応じて前記出力低減制御手
段５６および出力停止制御手段５７をそれぞれ制御する
ものであっても良い。

【００３５】次に上述した如く構成される本装置の一連
の制御動作について説明する。この制御は、図３にその
処理手続きの流れを示すようにノッキング情報に基づく
プレイグニッションの検出処理と、その検出結果に基づ
く出力制御（プレイグニッションの抑制制御）とからな
り、先ず所定の制御周期毎にノッキングセンサ１８を介
して求められるノッキング信号Ｖ_Rを読み込むことから
開始される［ステップＳ１］。そしてノッキング信号Ｖ
_Rのレベルを、所定のノイズ判定下限値Ｖ_NLおよびノイ
ズ判定上限値Ｖ_NHとそれぞれ比較し［ステップＳ２,Ｓ
３］、ノッキング信号Ｖ_Rがノイズ判定下限値Ｖ_NLより
小さい場合には、ノッキングの発生条件までに余裕があ
ると判断してその点火時期を進角制御する［ステップＳ
４］。これに対して前記ノッキング信号Ｖ_Rがノイズ判
定上限値値Ｖ_NHより大なるときには、これをノッキング
が生じていると判定し、上記点火時期を遅角制御する
［ステップＳ５］。

【００３６】尚、ノッキング信号Ｖ_Rが上記ノイズ判定
下限値Ｖ_NLとノイズ判定上限値Ｖ_NHとの間にある場合に
は、通常の運転状態であると判定し、上述した点火時期
の制御は格別に行わない。但し、この場合、および前述
した点火時期の進角制御を実行した場合には、後述する
プレイグニッション判定に用いる制御パラメータｎ,ｍ
をそれぞれ零(０)にリセットして［ステップＳ６,Ｓ
７］、前述したステップＳ１からの処理手順を繰り返し
実行する。

【００３７】さて前述した如くノッキングを検出して点
火時期の遅角制御を実行した場合には［ステップＳ３,
Ｓ５］、次いでノッキングの連続検出回数を計数する制
御パラメータｎをインクリメントした後［ステップＳ
８］、そのノッキング連続検出回数（制御パラメータ
ｎ）が予め設定されたプレイグニッション判定値Ｎに達
したか否かを判定する［ステップＳ９］。そしてて制御
パラメータｎによって示されるノッキング連続検出回数
が上記判定値Ｎに達するまで、ノッキング信号Ｖ_Rがノ
イズ判定上限値値Ｖ_NHより大なることを条件として前述
した点火時期の遅角制御を実行しながら、その繰り返し
回数を計数する。

【００３８】ちなみに点火時期の遅角制御を繰り返し実
行している期間において、前記ノッキング信号Ｖ_Rから
ノッキングの消滅が検出された場合には、点火時期の遅
角制御によりノッキングが抑制されたことになるので、
そのノッキングは燃料性状等に起因する通常のものであ
ると判断される。この場合には、前述した如くその制御
パラメータｎがリセットされるので、この時点から改め
てノッキング連続発生回数の計数が行われることにな
る。

【００３９】しかして前記制御パラメータｎにより、ノ
ッキングの連続発生回数が前記判定閾値Ｎに達した場
合、前述した点火時期の遅角制御にも拘わらずノッキン
グが継続して発生していることから、そのノッキングは
プレイグニッションに起因するものであると判定される
［ステップＳ９］。そこでこの場合には、プレイグニッ
ションを抑制するべく、そのノッキングが発生している
気筒、ひいてはエンジン１に対する出力の低減処理が実
行される［ステップＳ１０］。この出力の低減処理は、
例えば当該気筒に対して噴射する燃料量を低減したり、
或いは当該気筒に導入する吸気量を低減する等して行わ
れる。即ち、運転条件であるアクセルの踏み込み量とエ
ンジン回転数Ｎeとに基づいて設定される目標エンジン
出力Ｐeを所定量低減させてプレイグニッションを抑制
するべく、燃料噴射量や導入空気量を低減制御する。

【００４０】しかしてこの出力の低減処理は、プレイグ
ニッションの継続期間を管理する制御パラメータｍをイ
ンクリメントしながら［ステップＳ１１］、そのプレイ
グニッションの連続検出回数（制御パラメータｍ）が所
定の限界値Ｍに達したか否かを判定しながら［ステップ
Ｓ１２］、繰り返し実行される。この繰り返し処理によ
って、プレイグニッションの連続検出回数（継続期間）
に応じて徐々に目標エンジン出力Ｐeの低減の度合いが
増やされ、エンジン出力Ｐeが絞り込まれる。

【００４１】そして制御パラメータｍからプレイグニッ
ションの連続検出回数（継続期間）が限界値Ｍに達した
とき、これ以上のプレイグニッションの発生（継続）は
エンジン１の損傷を招くと判断し、エンジン出力自体を
停止制御する［ステップＳ１３］。即ち、気筒に対する
燃料の噴射自体を停止させ、或いは燃焼に供する吸入器
の導入自体を停止させる。

【００４２】尚、出力の低減処理によってプレイグニッ
ションが抑制された場合には、当然のことながらプレイ
グニッションに起因するノッキング自体がなくなるの
で、ノッキングの消滅によって前述したように制御パラ
メータｎ,ｍがそれぞれリセットされる［ステップＳ６,
Ｓ７］。従ってこの場合には、再度、ノッキング情報に
基づくプレイグニッションの判定処理が繰り返し実行さ
れることになる。

【００４３】かくして上述した如くプレイグニッション
の発生を検出し、その状況に応じて当該気筒の出力を低
減制御してプレイグニッションを抑制する本装置によれ
ば、プレイグニッションの継続によるエンジン１の損傷
を未然に防ぐことができる。しかもノッキングの検出機
構を有効に利用してプレイグニッションの発生を検出す
るので、例えば筒内圧センサ等の特殊な検出機構が不要
であり、その構成の簡素化を図ることができる上、検出
精度も十分に高めることができる。

【００４４】更にはプレイグニッションの状態、特にそ
の継続時間に応じた出力の低減処理を実行するので、例
えば軽度なプレイグニッションである場合には、これを
速やかに収束させることができ、また出力の低減に制御
にも拘わらずプレイグニッションが継続する場合に始め
て、その出力を停止制御するので、プレイグニッション
を抑制するに際してドライバビリティが大きく劣化する
虞がなくなる。換言すれば軽度なプレイグニッションで
ある場合には、ドライバビリティを損なうことなしに、
プレイグニッションを効果的に抑制することが可能とな
る。

【００４５】また上述した如くしてプレイグニッション
を効果的に抑制し得る本装置によれば、点火プラグ１１
の熱価余裕を最小限に見積ることが可能となるので、低
中負荷時における燃焼特性を十分に確保しながら、点火
プラグ１１におけるカーボン浄化機能を重視した熱価の
プラグを選定することが可能となる等の効果も奏せられ
る。換言すれば従来にあっては、全負荷時におけるプレ
イグニッションや耐久性の観点から、十分な余裕を見込
んだ高熱価の点火プラグを選定していたが、本装置を備
えることで浄化機能や低中負荷時における燃焼特性を重
視した低熱価の点火プラグの選定が可能となる。

【００４６】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えばプレイグニッションの発生が検
出された場合、そのプレイグニッションが発生した気筒
のみならず、エンジン１の全ての気筒に対して同時に同
様な出力制御を施すようにしても良い。またプレイグニ
ッションを抑制する際の出力低減制御として、点火時期
の遅角制御を併用することも勿論可能である。この場
合、図３で示したステップＳ８,Ｓ９,Ｓ１０をスキップ
し、遅角制御量が限界値Ｍに達したときに出力の停止制
御を行うことによって制御ロジックを簡素化することが
できる。また噴射燃料量の低減制御と空気量の低減制御
とを同時に実行することも可能である。更には筒内噴射
型のエンジンのみならず、吸気ポート噴射型エンジンに
も適用可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ノ
ッキングセンサから検出される情報に基づいてプレイグ
ニッションの発生を検出し、その検出結果に基づいて気
筒に出力を低減させてプレイグニッションを抑制するの
で、簡易にして効果的にエンジンの損傷を防ぐことが可
能となる。しかも低中負荷時の燃焼特性を重視した低熱
価の点火プラグを選定し、また点火プラグにおけるカー
ボンの浄化機能も十分に発揮させることが可能となる。

【００４８】特にノッキングが検出された気筒の点火時
期を遅角制御してノッキングを抑制し、更には燃料噴射
量や吸入空気量を低減して出力を低下させてプレイグニ
ッションを抑制するので、ノッキング制御を有効に活用
しながら、簡易な制御の下で連続して発生するプレイグ
ニッションを、その程度に応じて確実に抑制することが
できる。

【００４９】また請求項３に記載するようにプレイグニ
ッションの継続時間に応じて出力を徐々に低減し、所定
時間が経過したときにその出力を停止させるので、プレ
イグニッションの発生状況に応じた適切な制御が可能な
ので、エンジン出力の急激な変化を押さえてドライバビ
リティの悪化を防止しながらプレイグニッションを消息
させることが可能となり、それでもなおプレイグニッシ
ョンが収まらないときに出力を停止させるので、エンジ
ンの損傷と言う最悪自体を確実に回避することが可能と
なる等の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される筒内噴射型内燃機関の要部
概略構成図。

【図２】本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置
の概略構成を示す機能ブロック図。

【図３】本発明の実施形態に係るプレイグニッション検
出処理とプレイグニッション抑制制御の一例を示す処理
手順の流れを示す図。、

【符号の説明】

５１プレイグニッション検出手段５２出力制御手段５３ノッキング検出手段５４ノッキング制御手段５５プレイグニッション判定手段５６出力低減制御手段５７出力停止制御手段５８プレイグニッション回数判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｐ 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関に生じるノッキングを検出する
ノッキング検出手段と、このノッキング検出手段により
ノッキングが検出されたとき前記内燃機関に対する燃焼
パラメータを制御して前記ノッキングを抑制するノッキ
ング抑制手段と、このノッキング抑制手段による前記燃
焼パラメータの制御にも拘わらず、前記ノッキングが所
定期間に亘って継続するとき、前記内燃機関におけるプ
レイグニッションの発生として検出するプレイグニッシ
ョン判定手段と、このプレイグニッション判定手段によ
りプレイグニッションの発生が検出されたとき、該プレ
イグニッションが発生している気筒の出力を低下させる
出力制御手段とを具備したことを特徴とする内燃機関の
制御装置。
【請求項２】前記ノッキング抑制手段は、ノッキング
が検出された気筒の点火時期を遅角制御してノッキング
を抑制するものであって、前記出力制御手段は、燃料噴射量または吸入空気量の減
少制御して当該気筒の出力を低下させることを特徴とす
る請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】内燃機関に生じるノッキングの検出情報
に基づいて該内燃機関におけるプレイグニッションの発
生を検出するプレイグニッション検出手段と、このプレ
イグニッション検出手段により検出される前記プレイグ
ニッションの継続期間に応じて該プレイグニッションが
発生している気筒の出力を低減させる出力低減手段と、
前記プレイグニッションの継続期間が予め設定した判定
時間を越えたとき、前記プレイグニッションが発生して
いる気筒の出力を停止させる出力停止手段とを具備した
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】前記出力低減手段は、点火時期を遅角制
御して、或いは燃料噴射量または吸入空気量の減少制御
して出力を低下させるものであって、前記出力停止手段は、燃料噴射または吸入空気を停止さ
せることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御
装置。