内燃機関の制御装置
【課題】エンジン回転数によらず、１回のプリイグ検出で圧縮プリイグと熱源プリイグを判定することができる内燃機関の制御装置を得る。
【解決手段】点火手段による点火とは関係なく自着火する異常燃焼を検出するための異常燃焼検出手段と、異常燃焼検出情報に基づいて異常燃焼発生時期を検出し、プリイグ判定時期と異常燃焼発生時期との比較に基づいて異常燃焼がプリイグニッションか否かを判定するプリイグ判定手段と、プレイグ判定手段からの異常燃焼発生時期と熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する熱源プリイグ判定手段と、熱源プリイグと判定された場合に熱源プリイグの回避を行う第１の回避手段と、圧縮プリイグと判定された場合に圧縮プリイグの回避を行う第２の回避手段とを備える。
【解決手段】点火手段による点火とは関係なく自着火する異常燃焼を検出するための異常燃焼検出手段と、異常燃焼検出情報に基づいて異常燃焼発生時期を検出し、プリイグ判定時期と異常燃焼発生時期との比較に基づいて異常燃焼がプリイグニッションか否かを判定するプリイグ判定手段と、プレイグ判定手段からの異常燃焼発生時期と熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する熱源プリイグ判定手段と、熱源プリイグと判定された場合に熱源プリイグの回避を行う第１の回避手段と、圧縮プリイグと判定された場合に圧縮プリイグの回避を行う第２の回避手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両に搭載される内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧縮比の火花点火式内燃機関において、燃焼騒音や出力変動を引き起こす異常燃焼が発生することがある。ここでの異常燃焼とは燃焼に伴う筒内の圧力変動が過剰に大きくなる現象を指し、一般に異常燃焼には火花点火実行前に発生するプリイグニッション（以下、プリイグという）と火花点火実行後に発生するノッキングが知られている。
【０００３】
プリイグには筒内の混合気（空気と燃料の混じった気体）が圧縮により高温になって自着火する異常燃焼（以下、圧縮プリイグという）と、点火プラグ先端部やデポジット等がホットスポットになり着火に至る異常燃焼（以下、熱源プリイグという）の二種類の現象があり、ノッキングは点火後の燃焼過程において燃焼室周辺のエンドガスが自着火する現象であると考えられている。
【０００４】
このような現象は騒音や振動を伴うだけでなく筒内の損傷を招き、最終的には内燃機関が動作しなくなるおそれを持っている。そこで、従来からプリイグを検出し、圧縮プリイグと熱源プリイグを判定して回避手段を実施するものが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、低回転高負荷で発生する自着火と高回転高負荷で発生する自着火の発生原因が異なり、同じ回避手段では回避できないと記載されており、低回転高負荷時にアクセル開度と内燃機関の回転速度に基づいて設定された吸気弁の閉時期が、有効圧縮比が自着火によるプリイグの発生を抑制できる許容量を超えたときに、有効圧縮比が許容値となる閉時期に補正するものが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、発生回数や頻度が小さくて発生時期が遅い初期プリイグニッションと、発生回数や頻度が大きくて発生時期が早い暴走性プリイグニッションを発生回数や頻度で判定し、暴走性プリイグニッションと判定した際に、燃料カットを実施するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１５９３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−５０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、圧縮プリイグと熱源プリイグについて記載されており、それぞれについての対策が述べられている。低回転高負荷（圧縮プリイグ）には有効圧縮比低減、高回転高負荷時（熱源プリイグ）には点火時期遅角といった手段があげられており、エンジン回転数によって手段を変更するものである。しかし、熱源プリイグは低回転時においても発生する可能性がある。通常考えられる熱源プリイグは前述のように点火プラグや堆積したデポジットに熱がたまり熱源となって自着火するものである。低回転時は点火プラグやデポジットに熱がたまる前に放熱してしまうため熱源プリイグは発生しにくい。
【０００９】
しかし、冷却不良により壁面温度が上昇した部分や、筒内に２つの点火プラグを備えた２点点火システムにおいてどちらかの点火プラグが折損した場合折れた部分に熱がたまり熱源となることが考えられる。こういった場合は、低回転であっても熱源プリイグは発生することが考えられる。したがって、回転数による熱源プリイグと圧縮プリイグの判定では判定できないことが考えられる。
【００１０】
また、特許文献２では、発生回数や頻度で２種類のプリイグを判定することが記載されている。この方法では、２種類のプリイグを判定するために、ある程度の期間プリイグが発生する運転負荷で走行する必要がある。ここで、発生回数を用いて判定する場合を考える。例えば１０回以上発生した場合に熱源プリイグと判定し、それ以外を圧縮プリイグと判定すると仮定し、今回発生しているプリイグが熱源プリイグだったとする。
【００１１】
図１８に、常に熱源プリイグが発生する運転負荷で走行した場合のタイムチャートを示した。上から運転負荷、プリイグ判定フラグ、熱源プリイグを判定するダウンカウンタ、熱源プリイグ判定フラグを示している。運転負荷が所定値以上でプリイグが発生すると仮定する。プリイグが発生する所定負荷を運転負荷図中の点線で示す。一定の運転負荷であれば、図１８に示すとおりプリイグを１０回以上検出し熱源プリイグの判定が速やかに行える。
【００１２】
しかし、プリイグは騒音を伴って発生することから運転者がアクセルペダルを戻して負荷を下げることも容易に考えられる。したがって、通常運転負荷は一定にはならず、発生回数や頻度を計数できるだけ同じ条件に留まっていないことが考えられる。
【００１３】
図１９に、運転負荷が一定でない場合のタイムチャートを示した。上から運転負荷、プリイグ判定フラグ、熱源プリイグを判定するダウンカウンタ、熱源プリイグ判定フラグを示している。図１８と同様に、所定値以上の運転負荷時にプリイグが発生すると仮定する。プリイグが発生する所定負荷を運転負荷図中の点線で示す。一定の運転負荷ではないため、間欠的にプリイグを検出している。したがって、ダウンカウンタが進まないため熱源プリイグを判定できないことがわかる。また、上記現象が発生しやすい運転条件としては、車両停止からの加速の状態があげられる。また、熱源プリイグは前述したとおり故障が原因で発生することが考えられるため速やかな検出が求められる。
【００１４】
上記のように圧縮プリイグと熱源プリイグを判定する方法はあるが、低回転での熱源プリイグの検出もれや熱源プリイグを判定するまでに同じ条件に留まる必要があるといった問題点があげられる。
【００１５】
そこで、この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、エンジン回転数によらず、１回のプリイグ検出で圧縮プリイグと熱源プリイグを判定することができる内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室内における混合気の点火時期を設定する点火時期設定手段にて設定された時期で点火を実施する点火手段による点火とは関係なく自着火する異常燃焼を検出するための異常燃焼検出手段と、プリイグ判定時期を設定するプリイグ判定時期設定手段と、前記異常燃焼検出手段からの異常燃焼検出情報に基づいて異常燃焼発生時期を検出し、前記プリイグ判定時期設定手段からのプリイグ判定時期と前記異常燃焼発生時期との比較に基づいて前記異常燃焼がプリイグニッションか否かを判定するプリイグ判定手段と、熱源プリイグ判定時期を設定する熱源プリイグ判定時期設定手段と、前記プレイグ判定手段からの異常燃焼発生時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する熱源プリイグ判定手段と、熱源プリイグと判定された場合に熱源プリイグの回避を行う第１の回避手段と、圧縮プリイグと判定された場合に圧縮プリイグの回避を行う第２の回避手段とを備え、前記第１の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より進角側であるとき、熱源プリイグと判定し熱源プリイグの回避を実施し、前記第２の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より遅角側であるとき、圧縮プリイグと判定し圧縮プリイグの回避を実施する。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、一回の異常燃焼を検出し、異常燃焼の発生時期によって圧縮プリイグと熱源プリイグを判定し、両者に対応した回避手段を用意、実行することにより、効果的にプリイグの回避を行い内燃機関の損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明を説明するためのもので、圧縮プリイグ発生時の筒内温度、筒内圧力変化を示す図である。
【図２】この発明を説明するためのもので、熱源プリイグ発生時の筒内温度、筒内圧力変化を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を説明する構成図であり、内燃機関及びＥＣＵの概略を表した図である。
【図４】この発明の実施の形態１でのプリイグ判定制御の概要を示すブロック図である。
【図５】ノックセンサ信号と点火信号（プリイグ時、ノック時）の説明図である。
【図６】イオン電流と点火信号（プリイグ時、正常燃焼時）の説明図である。
【図７】実施の形態１でのプリイグ判定時回避手段選択のフローチャートである。
【図８】圧縮プリイグに対応した回避制御のフローチャートである。
【図９】熱源プリイグに対応した回避制御のフローチャートである。
【図１０】プリイグ検出経路の概略図である。
【図１１】各異常燃焼検出手段の検出遅れの説明図である。
【図１２】運転状態による遅れ時間マップを示す図である。
【図１３】実施の形態２でのプリイグ判定制御装置の概要を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態２でのプリイグ判定時回避手段選択のフローチャートである。
【図１５】運転状態による遅れ時間マップ（ノックセンサによる検出）を示す図である。
【図１６】運転状態による遅れ時間マップ（イオン電流センサによる検出）を示す図である。
【図１７】低回転時の熱源プリイグに対応した回避制御のフローチャートである。
【図１８】特開１１−５０８９２号公報でのプリイグ判定タイムチャート（一定運転）である。
【図１９】特開１１−５０８９２号公報でのプリイグ判定タイムチャート（間欠運転）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、この発明の要旨について説明する。この発明では、一回の異常燃焼を検出し、異常燃焼の発生時期によって圧縮プリイグと熱源プリイグを判定し、両者に対応した回避手段を用意、実行することにより、効果的にプリイグの回避を行い内燃機関の損傷を防ぐものである。
【００２０】
ここで、圧縮プリイグは、前述したとおり圧縮された混合気が高温となり高温状態が長く続いた結果生じる。図１に、圧縮プリイグ発生時の圧縮行程付近での筒内温度変化、筒内圧力変化を示す。図中実線で示したものが筒内混合気の平均温度、破線で示したものが筒内圧力である。圧縮下死点から上死点にかけて筒内圧力が高くなり、圧力に応じて混合気の温度が高温になる。圧縮上死点手前で所定の温度（図１中Ａ）から冷炎反応が進み、その後高温状態が長く続くことで圧縮プリイグが発生する（図１中Ｂ）。冷炎反応は例えばレギュラーガソリンであれば約５００℃から反応が始まる。冷炎反応開始温度は図１中に一点鎖線で示している。筒内の温度条件により異なるが冷炎反応が始まってプリイグが発生するまでに遅れが生じる。遅れの影響によって圧縮プリイグが発生するタイミングが圧縮上死点以降であることが実験により確認できたため、圧縮プリイグは圧縮上死点以降に発生すると考えられる。
【００２１】
次に、熱源プリイグの発生について説明する。図２に、熱源プリイグ発生時の圧縮行程付近の筒内温度変化、筒内圧力変化を示す。図中実線で示したものが筒内混合気の平均温度、太破線で示したものが熱源近傍の混合気の温度（例えば折れたプラグの周り）、破線で示したものが筒内圧力である。冷炎反応が始まる温度を１点鎖線で示す。圧縮下死点から上死点にかけて筒内圧力が高くなり、圧力に応じて混合気の温度は高温になる。ここで熱源の温度が高温であった場合、熱源近傍の混合気は特に高温になり熱源がない場合と比べ冷炎反応が早く開始される（図２中Ｃ）。さらに混合気の温度が高い場合冷炎反応から着火までの時間は短くなり、熱源プリイグが発生する（図２中Ｄ）。一般的に、冷炎反応から着火までは混合気の温度が高いほど早くなるとされている。ただし、実際には筒内の温度が不明であるためどの時点で熱源プリイグとなるかは不明であったが、熱源プリイグが圧縮上死点前で発生することが実験によって確認できたため、熱源プリイグは圧縮上死点以前に発生すると考えられる。
【００２２】
したがって、圧縮上死点以前に発生するプリイグは熱源プリイグと考えられ、圧縮上死点以降に発生するプリイグは圧縮プリイグと考えられる。この現象を用いて圧縮プリイグと熱源プリイグを判定することができる。以下、この発明の具体的な実施の形態について説明する。
【００２３】
実施の形態１．
図３は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を説明する構成図であり、内燃機関（エンジン）１００及びＥＣＵ（Engine Control Unit）２００の概略を表したものである。内燃機関１００の燃焼室１は、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、ピストン４により形成されている。さらに、燃焼室１には、吸気ポート５と排気ポート６が接続されており、吸気ポート５と排気ポート６は、前記シリンダヘッド２に形成されている。
【００２４】
ピストン４にはクランク軸７が接続されており、ピストン４が上下することによりクランク軸７は回転させられる。クランク軸７には図示しないクランクプレートが取り付けられている。クランクプレートには突起があり、クランク角検出センサ８はこの突起を検出することによりクランク軸７の回転数やクランク角度位置を検出する。
【００２５】
吸気ポート５の燃焼室１側には吸気カム１１によって動作する吸気バルブ９が設けられ、排気ポート６の燃焼室１側には排気カム１２によって動作する排気バルブ１０が設けられている。シリンダヘッド２の吸気ポート下部には燃料噴射弁１３が設けられており、燃焼室１上部中央には点火プラグ１４が設けられている。吸気カム１１には図示しない位相可変システムが接続されており、吸気カム１１の位相を可変とすることで吸気バルブ９の開閉タイミングが変更できるようになっている。
【００２６】
燃焼サイクルについて説明する。まず、吸気行程にて燃焼室１に吸気ポート５から吸気バルブ９を介して導入された空気と燃料噴射弁１３から噴射された燃料とが混合気を形成する。次に、圧縮行程にてピストン４により混合気は圧縮される。その後、圧縮上死点付近にて点火プラグ１４により点火され、次の膨張行程にて点火された混合気はピストン４を押し下げクランク軸７を回転させる。燃焼室１内の混合気は膨張後排気行程にて排気バルブ１０を介して排気ポート６を通り排出される。以上が燃焼サイクルである。
【００２７】
ＥＣＵ２００には、前記クランク角センサ８、燃焼室１に導入される吸気量を検出する吸気量センサ１５、スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ１６、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ１７、吸気カム１１の位相角センサ１８、内燃機関の振動を検出するノックセンサ１９、点火コイルに内蔵され燃焼室１内の燃焼イオンを検出するイオン電流センサ２０等からの信号が入力され、内燃機関の回転速度や点火時期、燃料噴射量、吸気カム１１の位相変化量等の計算が行われている。
【００２８】
次に、図４を参照してＥＣＵ２００内で行われるプリイグ制御の概要について述べる。図４は、本実施の形態１で行うＥＣＵ２００によるプリイグ制御全体の構成を示したブロック図である。図４に示すＥＣＵ２００内のプリイグ制御部の構成について説明する。ＥＣＵ２００は、図示しない各種Ｉ／Ｆ回路とマイクロコンピュータからなり、マイクロコンピュータは、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、制御プログラムや制御定数を記憶しておくＲＯＭ領域、プログラムを実行した際の変数を記憶しておくＲＡＭ領域等から構成されている。
【００２９】
ＥＣＵ２００内のプリイグ制御部として備えられるプリイグ判定部２１は、異常燃焼を検出するための異常燃焼検出手段として用いられるノックセンサ１９、イオン電流センサ２０の情報から異常燃焼を検出し、異常燃焼検出情報とクランク角センサ８から異常燃焼発生時期を検出する。さらに、プリイグ判定時期演算部２２から送られたプリイグ判定時期と異常燃焼発生時期を比較してプリイグを判定する。
【００３０】
異常燃焼および異常燃焼発生時期は、本実施の形態１ではノックセンサ１９またはイオン電流センサ２０により検出している。例えば、ノックセンサ１９であれば、異常燃焼によって発生する振動をノックセンサ１９によって検出する。ノックセンサ１９は振動を電圧に変換して検出する。ノックセンサ１９に入力される振動レベルから異常燃焼検出および異常燃焼発生時期検出を実施する。
【００３１】
図５に、点火信号とノックセンサ信号の関係を表す。横軸は時間軸（角度軸）であり左側が進角側、右側が遅角側となる。上から点火信号、ノックセンサ信号の波形となっている。ノックセンサ信号の波形の縦軸は振動レベルとなっており、大きくなるほど振動が大きいことを表す。図５中に示した点火時期よりも進角側に示したノックセンサ信号波形がプリイグ時の波形であり、点火時期よりも遅角側に示したノックセンサ信号波形がノック発生時の波形である。通常、所定の異常燃焼判定閾値を設定し、ノックセンサ信号の振動レベルが前記閾値を超えた場合に異常燃焼として判定する。さらに、本実施の形態１ではノックセンサ信号の振動レベルのピーク発生時期を異常燃焼発生時期としている。
【００３２】
次に、イオン電流センサ２０を用いて異常燃焼を検出する場合について説明する。イオン電流センサ２０は点火プラグ１４の電極間に電圧をかけることで、燃焼時に筒内に発生する燃焼イオンを経路として電流（イオン電流）を検出するものである。したがって、点火時期より進角側でイオン電流が検出された場合には点火信号と関係なく燃焼していることとなり異常燃焼と判定できる。
【００３３】
図６に点火信号とイオン電流波形の関係を表す。横軸は時間軸（角度軸）であり左側が進角側、右側が遅角側となる。上から点火信号、イオン電流の波形となっている。イオン電流の波形の縦軸は電流であり、大きくなるほど検出した電流が大きいことを示す。図６中に示した点火時期よりも進角側に示したイオン電流波形がプリイグ時の波形であり、点火時期よりも遅角側に示したイオン電流波形が正常燃焼時の波形である。通常、所定の燃焼判定閾値を設定し、イオン電流が前記燃焼判定閾値を超えた場合に燃焼として判定し、燃焼判定した時期を燃焼時期とする。こうすることで、燃焼と燃焼時期が検出可能となる。点火時期よりも進角側のタイミングで燃焼判定した場合、前述したとおり異常燃焼として判定する。プリイグ検出処理は例えば１８０ｄｅｇＣＡ周期で実施される。
【００３４】
当然のことながら、筒内圧センサ、回転変動等、他のセンサを用いて異常燃焼を検出しても良いことは言うまでもない。
【００３５】
ＥＣＵ２００内で行われるプリイグ制御の概要の説明に戻る。ＥＣＵ２００内のプリイグ制御部として備えられる熱源プリイグ判定部２３は、プリイグ判定部２１から送られた各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼発生時期と熱源プリイグ判定時期演算部２４から送られた熱源プリイグ判定時期とを比較して熱源プリイグと圧縮プリイグを判定する。判定されたプリイグに応じて熱源プリイグに対応した第１の回避手段である燃料噴射カット指示部２５から図示しない燃料制御部へ燃料カットの指示を実行、または圧縮プリイグに対応した第２の回避手段である吸気カム位相変更指示部２６から図示しない吸気カム位相変更実行部に指示しプリイグの回避を行う。
【００３６】
ここで、熱源プリイグと第１の回避手段、圧縮プリイグと第２の回避手段について説明する。第１の回避手段は熱源プリイグに対応した回避手段であり、第２の回避手段は圧縮プリイグに対応した回避手段である。
【００３７】
熱源プリイグは点火プラグ先端部の熱やデポジット、筒内に入り込んだ異物、冷却不足となった壁面等がホットスポットになり着火する異常燃焼であり、筒内が高温になる高回転高負荷の条件で起こりやすく、燃料が噴射されるたびに異常燃焼を起こし、筒内の温度が上がり、さらに異常燃焼を引き起こすという悪循環に陥る場合が多い。
【００３８】
したがって、熱源プリイグの回避方法としては、燃料噴射をカットして異常燃焼を止め回転数を低減し運転ポイントを変更する方法、有効圧縮比の低減にて圧縮による筒内の温度上昇を抑制する方法などが考えられる。
【００３９】
本実施の形態１では、第１の回避手段は、例えば前述したような方法のうち少なくとも一つを使用する。今回は燃料噴射をカットする方法を使用する。
【００４０】
圧縮プリイグについて説明する。圧縮プリイグは筒内の混合気が圧縮され、高温となり、筒内の高温状態が長く続くことで冷炎反応が進行して自己着火に至るものである。混合気の高温状態が長く続くことが発生条件の一つとなるため各行程の時間が長くなる低回転にて起こりやすい。
【００４１】
次に、圧縮プリイグの回避方法について説明する。圧縮プリイグを回避するためには混合気の高温状態を長く続かせないことが重要である。したがって、燃料噴射タイミングを遅角側に変更することで筒内に混合気を形成している期間を短くする方法、燃料噴射量を増量し燃料気化熱にて筒内温度を下げる方法、吸気バルブ９の閉じるタイミングを変更し有効圧縮比を低減して圧縮による混合気の温度上昇を抑制する方法、変速比を変更することでエンジン回転数を上昇させ混合気の高温状態が長く続かないようにする方法が考えられる。
【００４２】
本実施の形態１では、第２の回避手段は、吸気バルブ９の閉じるタイミングを変更し有効圧縮比を低減して圧縮による混合気の温度上昇を抑制する方法を使用する。前述した方法でなくても圧縮プリイグ回避に効果があるものならばよい。
【００４３】
本実施の形態１の処理を図７のフローチャートに沿って説明する。図７のフローチャートは、圧縮プリイグか熱源プリイグかを判断する処理であり、エンジン回転と同期したタイミング（例えば、１８０ｄｅｇＣＡ毎の割込み処理等、ｄｅｇＣＡはクランク角度の意味）にて行われる処理である。
【００４４】
まず、判断部Ｓ１０１にてノックセンサ１９を用いて異常燃焼検出したかどうかを判断する。ノックセンサ１９に入力される振動レベルが異常燃焼判定閾値以上でありかつ振動ピーク位置がプリイグ判定時期よりも進角側であるか判定し、そうであれば（ＹＥＳ）判断部Ｓ１０３へ進み、そうでなければ（ＮＯ）判断部Ｓ１０２へ進む。
【００４５】
例えばノックセンサ１９の振動レベル（ノックセンサ１９の入力電圧）が２．０［Ｖ］であり、振動レベルピーク時期が−５［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるとし、点火時期を２０［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］とする。ＡＴＤＣはＡｆｔｅｒ Ｔｏｐ Ｄｅａｄ Ｃｅｎｔｅｒの略で圧縮上死点後を示す。
【００４６】
ここで、異常燃焼判定閾値は通常定常運転時の振動では起こらない値を設定する。ここでは定常運転時の振動レベルを０［Ｖ］として、異常燃焼判定閾値は通常ノック判定閾値よりも高いレベルである振動レベル：１．０［Ｖ］とする。また、プリイグは通常点火時期より早い異常燃焼のことを指すので、プリイグ判定時期は点火時期と設定する。このようにプリイグ判定時期を設定することで、マッチング工数を削減できる。
【００４７】
したがって、上記の場合はノックセンサの振動レベル＞異常燃焼判定閾値 かつ プリイグ判定時期よりも振動レベルピーク時期が進角側となり、判断部Ｓ１０３へ進む。
【００４８】
判断部Ｓ１０２の動作について述べる。判断部Ｓ１０２では、イオン電流センサ２０で検出されるイオン電流の発生位置がプリイグ判定時期よりも進角側である場合に、異常燃焼を検出したと判断し、判断部Ｓ１０３へ進み、そうでなければ処理終了となる。
【００４９】
例えば、イオン電流の発生位置が−７［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるとし、点火時期を２０［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］とする。プリイグ判定時期を点火時期と設定しているので、上記の場合はイオン電流の発生位置がプリイグ判定時期よりも進角側となり判断部Ｓ１０３へ進む。
【００５０】
判断部Ｓ１０１，Ｓ１０２で用いたプリイグ判定時期は、前述したとおり点火時期を設定している。したがって、点火時期よりも進角側で異常燃焼が発生していれば、プリイグと判断される。
【００５１】
判断部Ｓ１０３にて異常燃焼発生時期が熱源プリイグ判定時期より進角側かどうかを判断する。熱源プリイグ判定時期よりも進角側であればステップＳ１０４へ進み、そうでなければステップＳ１０５へ進む。
【００５２】
判断部Ｓ１０３で用いた熱源プリイグ判定時期は、例えば圧縮上死点とする。実験的に圧縮上死点以前に発生する異常燃焼は熱源プリイグであり、圧縮上死点以降で発生するプリイグは圧縮プリイグとわかっているためである。こうすることでマッチング工数を削減できる。
【００５３】
例えば、判断部Ｓ１０１，Ｓ１０２で用いた値を使用すると振動ピーク時期は−５［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であり、イオン電流の発生位置は−７［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるのでともに圧縮上死点よりも進角側である。したがって、ステップＳ１０４へ進む。
【００５４】
ステップＳ１０４では今回検出した異常燃焼が熱源プリイグであると判定し熱源プリイグに対応した第１の回避制御を実行し処理終了となる。熱源プリイグに対応した第１の回避制御については後述する。
【００５５】
ステップＳ１０５では今回検出したプリイグが圧縮プリイグであると判定し圧縮プリイグに対応した第２の回避制御を実行し処理終了となる。圧縮プリイグに対応した第２の回避制御については後述する。
【００５６】
次に、熱源プリイグ判定時の第１の回避制御について図８のフローチャートを用いて説明する。図８のフローチャートは、熱源プリイグを判定した後に熱源プリイグを回避するための制御を実施する処理である。ステップＳ２０１にて、燃料噴射カットを実施する。以上で熱源プリイグを回避するための制御は終了となる。
【００５７】
次に、圧縮プリイグ判定時の第２の回避制御について図９のフローチャートを用いて説明する。図９のフローチャートは圧縮プリイグを判定した後に圧縮プリイグを回避するため制御を実施する処理である。ステップＳ３０１にて有効圧縮比を低減するよう現在設定されている吸気バルブ９の閉じタイミングが遅くなるよう吸気カム１１の位相の変更指示を出す。位相の変更量は例えば１ｄｅｇＣＡ程度でよい。以上で圧縮プリイグを回避するための制御は終了となる。
【００５８】
以上のように、圧縮プリイグと熱源プリイグを判定し、それぞれに対応した回避制御を実施することで、プリイグの回避が効果的に行える。
【００５９】
本実施の形態１では、筒内噴射型の内燃機関に適用したが、プリイグの判定自体はポート噴射型の内燃機関等他の内燃機関に対しても有効である。
【００６０】
実施の形態２．
本実施の形態２は、実施の形態１で説明した内燃機関１００及び車両にて実施される。本実施の形態２では、プリイグ判定時期及び熱源プリイグ判定時期を異常燃焼検出手段毎に設定している。また、低回転時熱源プリイグ判定を実施して低回転熱源プリイグに対応した回避手段を実施しており、この点で実施の形態１とは異なる。なお、本実施の形態２においても、異常燃焼検出にはノックセンサ１９とイオン電流センサ２０を使用する。
【００６１】
プリイグ判定時期と熱源プリイグ判定時期を異常燃焼検出手段毎に設定する理由として、図１０に示したとおり、検出経路の違いにより異常燃焼検出時期が異なることがあげられる。図１１にその一例を示す。破線で示した部分は実際に異常燃焼が発生した時期とする、図１１に示した波形のうち上の波形がイオン電流波形、下の波形がノックセンサ信号波形を示しており、図１１中にそれぞれの異常燃焼発生時期の検出位置を示している。横軸は時間をあらわし、右にいくほど遅角側となる。各検出手段に対して検出遅れが発生していることを示す。イオン電流センサ２０の方がノックセンサ１９より早く検出できている。このように、異常燃焼検出手段毎に検出遅れが存在し、検出遅れの大きさは異常燃焼検出手段毎に異なる。この検出遅れを考慮して、プリイグ判定時期及び熱源プリイグ判定時期を設定する。この遅れは、例えばエンジン回転数や負荷によって変化するため、図１２に示すようなマップを作成し、各異常燃焼検出手段についてマッチングを実施するとよい。
【００６２】
次に、図１３を参照してＥＣＵ２００内で行われるプリイグ制御の概要について述べる。図１３は、本実施の形態２で行うプリイグ制御全体の構成を示したブロック図である。図１３は、実施の形態１で説明した図４のブロック図において、プリイグ判定時期演算部２２をプリイグ判定時期設定部２７に、熱源プリイグ判定時期演算部２４を熱源プリイグ判定時期設定部２８に変更し、エンジン回転数判定部２９と、エンジン故障モード実行指示部３０を追加したものである。
【００６３】
図１３に示すＥＣＵ２００内のプリイグ制御部の構成について説明する。ＥＣＵ２００は、図示しない各種Ｉ／Ｆ回路とマイクロコンピュータからなり、マイクロコンピュータは、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、制御プログラムや制御定数を記憶しておくＲＯＭ領域、プログラムを実行した際の変数を記憶しておくＲＡＭ領域等から構成されている。
【００６４】
ＥＣＵ２００内のプリイグ制御部として備えられるプリイグ判定部２１は、ノックセンサ１９、イオン電流センサ２０の情報から異常燃焼を検出し、異常燃焼検出情報とクランク角センサ８から異常燃焼発生時期を検出する。さらに、プリイグ判定時期設定部２７から送られたプリイグ判定時期と異常燃焼発生時期を比較してプリイグを判定する。ここで、プリイグ判定時期設定部２７から送られてくるプリイグ判定時期は、各異常燃焼検出手段（ここではノックセンサ１９及びイオン電流センサ２０）毎にそれぞれ設定された値が送られてくる。
【００６５】
また、熱源プリイグ判定部２３は、プリイグ判定部２１から送られた各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼発生時期と熱源プリイグ判定時期設定部２８から送られた熱源プリイグ判定時期を比較して熱源プリイグと圧縮プリイグを判定する。ここで、熱源プリイグ判定時期設定部２８から送られてくる熱源プリイグ判定時期は、各異常燃焼検出手段（ここではノックセンサ１９及びイオン電流センサ２０）毎にそれぞれ設定された値が送られてくる。
【００６６】
熱源プリイグ判定部２３により熱源プリイグと判定された場合、エンジン回転数判定部２９でエンジン回転数を判定し、エンジン回転数が低回転であれば、低回時の熱源プリイグに対応した第３の回避手段であるエンジン故障モード指示部３０にてエンジン故障モード指示を実行する。高回転であれば、通常の熱源プリイグに対応した第１の回避手段である燃料噴射カット指示部２５から図示しない燃料制御部へ燃料カットの指示を実行する。また、熱源プリイグ判定部２３にて圧縮プリイグと判定された場合は、圧縮プリイグに対応した第２の回避手段である吸気カム位相変更指示部２６から図示しない位相変更実行部に指示し、それぞれプリイグの回避を行う。
【００６７】
本実施の形態２の処理を図１４のフローチャートに沿って説明する。図１４のフローチャートは、圧縮プリイグか熱源プリイグかを判断する処理であり、エンジン回転と同期したタイミング（例えば、１８０ｄｅｇＣＡ毎の割込み処理等）にて行われる処理である。
【００６８】
まず、判断部Ｓ４０１にて異常燃焼検出手段毎のプリイグ判定時期を設定する。プリイグ判定時期は異常燃焼が各異常燃焼検出手段に伝わるまでの遅れ時間を考慮する。遅れ時間は前述したとおり運転状態にて変化するため、ノックセンサ１９は図１５に示すようなマップにてマッチングされ、イオン電流センサ２０は図１６に示すようなマップにてマッチングされる。
【００６９】
例えば、今回の運転条件をエンジン回転数＝１０００［ｒ／ｍｉｎ］、充填効率＝５０［％］とすると、図１５に示すマップからノックセンサ１９の検出での遅れ時間は５［ｄｅｇＣＡ］と設定され、図１６に示すマップからイオン電流センサ２０の検出での遅れ時間は３［ｄｅｇＣＡ］と設定される。プリイグ判定時期は点火時期に遅れ時間を考慮した値とする。点火時期を２０［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］とすると、ノックセンサ１９の検出に対応したプリイグ判定時期は２５［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］と設定され、イオン電流センサ２０の検出に対応したプリイグ判定時期は２３［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］と設定される。
【００７０】
次に、判断部Ｓ４０２にてノックセンサ１９を用いて異常燃焼検出したかどうかを判断する。ノックセンサ１９に入力される振動レベルが異常燃焼判定閾値以上であり、かつ振動ピーク位置がノックセンサ１９の検出に対応したプリイグ判定時期よりも進角側であるか判定し、進角側であればステップＳ４０４へ進み、そうでなければ判断部Ｓ４０３へ進む。
【００７１】
例えばノックセンサ１９の振動レベル（ノックセンサの入力電圧）が２．０［Ｖ］であり、振動レベルピーク時期が４［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるとする。実施の形態１と同様に異常燃焼判定閾値を振動レベル：１．０［Ｖ］とすると、上記の場合はノックセンサの振動レベル＞異常燃焼判定閾値、かつノックセンサ１９の検出に対応したプリイグ判定時期よりも振動レベルピーク時期が進角側となり、ステップＳ４０４へ進む。
【００７２】
次に、判断部Ｓ４０３の動作について述べる。判断部Ｓ４０３では、イオン電流センサ２０で検出されるイオン電流の発生位置がイオン電流センサ２０の検出に対応したプリイグ判定時期よりも進角側である場合に異常燃焼を検出したと判断し、ステップＳ４０４へ進み、そうでなければ処理終了となる。
【００７３】
例えば、イオン電流の発生位置が２［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるとする。上記の場合は、イオン電流の発生位置が設定されたイオン電流センサ２０の検出に対応したプリイグ判定時期よりも進角側となりステップＳ４０４へ進む。
【００７４】
次に、ステップＳ４０４にて異常燃焼検出手段毎の熱源プリイグ判定時期を設定する。例えばプリイグ判定時期で考慮した遅れ時間と同様に、図１５及び図１６のマップを用いて設定する。運転条件はステップＳ４０１と同様であるので、ノックセンサ１９による検出に対しては５ｄｅｇＣＡ、イオン電流センサ２０による検出に対しては３ｄｅｇＣＡの遅れ時間である。圧縮上死点よりも進角側で異常燃焼が発生したとき熱源プリイグであると判断するので、遅れ時間を考慮したとき、ノックセンサ１９による検出に対応した熱源プリイグ判定時期は５［ｄｅｇＣａ．ＡＴＤＣ］、イオン電流センサ２０による検出に対応した熱源プリイグ判定時期は３［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］となる。熱源プリイグ判定時期よりも遅角側で異常燃焼が発生していれば圧縮プリイグ、熱源プリイグ判定時期よりも進角側で異常燃焼が発生していれば熱源プリイグと判断される。
【００７５】
次に、判断部Ｓ４０５に進み、振動ピーク時期がノックセンサ１９の検出に対応した熱源プリイグ判定時期より進角側かどうかを判断する。熱源プリイグ判定時期よりも進角側であれば判断部Ｓ４０７へ進み、そうでなければ判断部Ｓ４０６へ進む。
【００７６】
例えば、判断部Ｓ４０２で用いた値を使用すると、振動ピーク時期は４［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であり、ノックセンサ１９による検出に対応した熱源プリイグ判定時期は５［ｄｅｇＣａ．ＡＴＤＣ］であるので、熱源プリイグ判定時期よりも進角側となる。したがって、熱源プリイグと判定し判断部Ｓ４０７へ進む。
【００７７】
次に、判断部Ｓ４０６を説明する。イオン電流発生時期がイオン電流センサ２０の検出に対応した熱源プリイグ判定時期より進角側かどうかを判断する。熱源プリイグ判定時期よりも進角側であれば判断部Ｓ４０７へ進み、そうでなければステップＳ４１０へ進む。
【００７８】
例えば、判断部Ｓ４０３で用いた値を使用すると、イオン電流発生時期は２［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であり、イオン電流センサ２０による検出に対応した熱源プリイグ判定時期は３［ｄｅｇＣａ．ＡＴＤＣ］であるので、熱源プリイグ判定時期よりも進角側となる。したがって、熱源プリイグと判定し判断部Ｓ４０７へ進む。
【００７９】
次に、判断部Ｓ４０７では、エンジン回転数が所定回転数以下であるかを判断する。所定回転数以下であればステップＳ４０８へ進み、そうでなければステップＳ４０９へ進む。通常、高回転熱源プリイグは概ね２０００［ｒ／ｍｉｎ］以上で発生することがわかっているため、例えば所定回転数を２０００［ｒ／ｍｉｎ］であり、現在エンジン回転数が１０００［ｒ／ｍｉｎ］であるとすると、所定回転数以下であるためステップＳ４０８へ進む。
【００８０】
次に、ステップＳ４０８では、今回検出した異常燃焼が低回転で発生した熱源プリイグであると判定し、低回転での熱源プリイグに対応した第３の回避制御を実行し処理終了となる。低回転での熱源プリイグに対応した第３の回避制御については後述する。
【００８１】
また、ステップＳ４０９では、今回検出したプリイグが熱源プリイグであると判定し、熱源プリイグに対応した第１の回避制御を実行し処理終了となる。熱源プリイグに対応した第１の回避制御については実施の形態１で述べたとおりであるため割愛する。
【００８２】
また、ステップＳ４１０では、今回検出したプリイグが圧縮プリイグであると判定し、圧縮プリイグに対応した第２の回避制御を実行し処理終了となる。圧縮プリイグに対応した第２の回避制御については実施の形態１で述べたとおりであるため割愛する。
【００８３】
次に、低回転での熱源プリイグ判定時の第３の回避制御について図１７のフローチャートを用いて説明する。図１７のフローチャートは、低回転時の熱源プリイグを判定した後に低回転時の熱源プリイグを回避するための制御を実施する処理である。
【００８４】
ステップＳ５０１にてエンジン故障によるエンジンチェックランプ（図示せず）を点灯させる。ステップＳ５０２へ進み、エンジン回転数制限を実施し、エンジン回転数検出手段（図示せず）により検出されるエンジン回転数が所定回転数以上であれば燃料カット等を実施する。次にステップＳ５０３に進みエンジンへの吸気量を制御するスロットル制御手段（図示せず）によりスロットル開度制限を実施する。以上で熱源プリイグを回避するため制御は終了となる。上記の回避動作はディーラー等によるエンジン点検まで継続することが望ましい。
【００８５】
例えばエンジン回転数は２０００［ｒ／ｍｉｎ］以下、スロットル開度は３０［％］以下といった制限が考えられる。エンジン回転数、負荷の制限値はともに低回転熱源プリイグが発生しない負荷であるならばよいが４０［ｋｍ／ｈ］程度の走行が可能なエンジン回転数、負荷とする。
【００８６】
以上のように、プリイグ判定時期、熱源プリイグ判定時期を設定することで、異常燃焼検出手段が変更されても精度よくプリイグを検出することが可能になる。また、エンジンの故障の可能性が高い低回転時の熱源プリイグに対しても適切な回避手段を実施することができる。
【００８７】
以下、この発明の特徴及び効果について述べる。
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室内における混合気の点火時期を設定する点火時期設定手段にて設定された時期で点火を実施する点火手段による点火とは関係なく自着火したことを検出するための異常燃焼検出手段と、プリイグ判定時期を設定するプリイグ判定時期設定手段と、前記異常燃焼検出手段からの異常燃焼検出情報に基づいて異常燃焼発生時期を検出し、前記プリイグ判定時期設定手段からのプリイグ判定時期と前記異常燃焼発生時期との比較に基づいて前記異常燃焼がプリイグニッションか否かを判定するプリイグ判定手段と、熱源プリイグ判定時期を設定する熱源プリイグ判定時期設定手段と、前記プレイグ判定手段からの異常燃焼発生時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する熱源プリイグ判定手段と、熱源プリイグと判定された場合に熱源プリイグの回避を行う第１の回避手段と、圧縮プリイグと判定された場合に圧縮プリイグの回避を行う第２の回避手段とを備え、前記第１の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より進角側であるとき、熱源プリイグと判定し熱源プリイグの回避を実施し、前記第２の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より遅角側であるとき、圧縮プリイグと判定し圧縮プリイグの回避を実施する。
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【００８８】
この構成によれば、１回の異常燃焼の異常燃焼発生時期から、熱源プリイグと圧縮プリイグを判定することが可能となる。また効果的にプリイグの回避を行い、内燃機関の損傷を防ぐことができる。
【００８９】
また、前記熱源プリイグ判定時期設定手段は、熱源プリイグ判定時期を圧縮上死点とする。
【００９０】
この構成によれば、熱源プリイグ判定時期をエンジンに応じて変更する必要がなくマッチング工数が低減できる。
【００９１】
また、前記プレイグ判定時期設定手段は、前記プリイグ判定時期を点火時期に設定する。
【００９２】
この構成によれば、異常燃焼は点火時期によらず発生するので、異常燃焼を検出した時期が点火時期よりも前であればプリイグとして判定できる。したがって、プリイグ判定時期を点火時期とすることで、エンジンに応じて変更する必要がなくマッチング工数が低減できる。
【００９３】
また、前記異常燃焼検出手段は、複数備えられ、前記プレイグ判定時期設定手段は、各異常燃焼検出手段毎に前記プレイグ判定時期をそれぞれ設定し、前記プレイグ判定手段は、各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼発生時期と前記プレイグ判定時期設定手段からの各異常燃焼検出手段に応じたプレイグ判定時期との比較に基づいてプレイグを判定する。
【００９４】
この構成によれば、複数の異常燃焼検出手段を用意することでも誤判定または検出もれする回数を低減でき、異常燃焼検出手段毎にプリイグ判定時期を設定することで、異常燃焼検出手段によって検出される異常燃焼発生時期が異なった場合にプリイグを誤判定もしくは検出もれする回数を低減することができる。
【００９５】
これは、異常燃焼検出手段によって検出される異常燃焼の検出時期が、実際の発生時期とは異なることがわかっているためである。例えばイオン電流センサによるプリイグ検出とノックセンサによるプリイグ検出での違いを説明する。それぞれの検出経路の違いは図１０に示される。
【００９６】
イオン電流センサは点火プラグに電圧をかけ筒内の発生する燃焼イオンを経路として電流を検出するものである。図１０に示したとおり筒内にてプリイグが発生しその燃焼イオンが点火プラグまで到達するには遅れが生じる。したがって、実際にプリイグが発生した時期に比べ検出した時期には遅れが生じる。
【００９７】
一方、ノックセンサはエンジンブロックの振動を電気信号としてとらえるセンサである。図１０に示したとおり、筒内でプリイグが発生し、プリイグによって起こった振動をエンジンブロックが伝達し、エンジンブロックの振動をノックセンサが検出することとなる。
【００９８】
したがって、ノックセンサはプリイグによって発生した２次的要素であるエンジンブロックの振動を検出するため、実際にプリイグが発生した時期に比べ検出した時期には遅れが生じる。２次的要素を検出するため前述したイオン電流センサの検出に対しても遅れが生じる。
【００９９】
例えばイオン電流センサによる異常燃焼検出が実際の異常燃焼の発生時期より５ｄｅｇＣＡ遅れ、ノックセンサによる異常燃焼検出が実際の異常燃焼の発生時期より１０ｄｅｇＣＡ遅れるといったことが考えられる。各検出手段の遅れは運転状態によっても変化するため詳細なマッチングが求められる。この現象により、複数の異常燃焼検出手段を用意した場合に、一つの熱源プリイグ判定時期では誤判定や検出もれが考えられる。
【０１００】
上記構成によれば、複数の異常燃焼検出手段を用意することでも誤判定または検出もれする回数を低減でき、異常燃焼発生時期検出手段毎に熱源プリイグ判定時期が設定できるため、異常燃焼検出手段によって検出される異常燃焼発生時期が異なった場合に熱源プリイグを誤判定または検出もれする回数を低減することができる。
【０１０１】
また、前記熱源プリイグ判定時期設定手段は、各異常燃焼検出手段毎に熱源プリイグ判定時期をそれぞれ設定し、前記熱源プリイグ判定手段は、前記プレイグ判定手段からの各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼検出時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの各異常燃焼検出手段に応じた熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する。
【０１０２】
この構成によれば、前述したとおり、複数の異常燃焼検出手段を用意することでも誤判定または検出もれする回数を低減でき、異常燃焼検出手段毎にプリイグ判定時期を設定することで、異常燃焼検出手段によって検出される異常燃焼発生時期が異なった場合にプリイグを誤判定もしくは検出もれする回数を低減することができる。
【０１０３】
さらに、エンジン故障モード時に点灯するエンジンチェックランプと、エンジンへの吸気量を制御するスロットル制御手段と、エンジン回転数を検出することができるエンジン回転数検出手段と、低回転時の熱源プリイグと判定された場合に回避を行う第３の回避手段とをさらに備え、前記第３の回避手段は、低回時の熱源プリイグと判定された場合に、エンジンを故障モードとし、エンジンチェックランプを点灯させ、スロットル開度制限およびエンジン回転数制限を実施する。
【０１０４】
前述したとおり、低回転においても熱源プリイグは発生することが考えられる。低回転で熱源プリイグが発生した場合、エンジン冷却装置の故障や２点点火システムにおいてはどちらか一方のプラグが損傷していることが想定されるためエンジン故障モードとする必要がある。上述した構成によれば、エンジン回転数が低いときに発生する熱源プリイグを検出した際に故障モードとして低回転低負荷運転を行うことでさらなる熱源プリイグを発生することなく安全な運転が可能となり、また、エンジン故障モードとすることでエンジン修理を運転者に促すことができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 燃焼室、２ シリンダヘッド、３ シリンダブロック、４ ピストン、５ 吸気ポート、６ 排気ポート、７ クランク軸、８ クランク角センサ、９ 吸気バルブ、１０ 排気バルブ、１１ 吸気カム、１２ 排気カム、１３ 燃料噴射弁、１４ 点火プラグ、１５ 吸気量センサ、１６ スロットルポジションセンサ、１７ 水温センサ、１８ 位相角センサ、１９ ノックセンサ、２０ イオン電流センサ、２１ プリイグ判定部、２２ プリイグ判定時期演算部、２３ 熱源プリイグ判定部、２４ 熱源プリイグ判定時期演算部、２５ 燃料噴射カット指示部、２６ 吸気カム位相変更指示部、２７ プリイグ判定時期設定部、２８ 熱源プリイグ判定時期設定部、２９ エンジン回転数判定部、３０ エンジン故障モード実行指示部、１００ 内燃機関、２００ ＥＣＵ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両に搭載される内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧縮比の火花点火式内燃機関において、燃焼騒音や出力変動を引き起こす異常燃焼が発生することがある。ここでの異常燃焼とは燃焼に伴う筒内の圧力変動が過剰に大きくなる現象を指し、一般に異常燃焼には火花点火実行前に発生するプリイグニッション（以下、プリイグという）と火花点火実行後に発生するノッキングが知られている。
【０００３】
プリイグには筒内の混合気（空気と燃料の混じった気体）が圧縮により高温になって自着火する異常燃焼（以下、圧縮プリイグという）と、点火プラグ先端部やデポジット等がホットスポットになり着火に至る異常燃焼（以下、熱源プリイグという）の二種類の現象があり、ノッキングは点火後の燃焼過程において燃焼室周辺のエンドガスが自着火する現象であると考えられている。
【０００４】
このような現象は騒音や振動を伴うだけでなく筒内の損傷を招き、最終的には内燃機関が動作しなくなるおそれを持っている。そこで、従来からプリイグを検出し、圧縮プリイグと熱源プリイグを判定して回避手段を実施するものが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、低回転高負荷で発生する自着火と高回転高負荷で発生する自着火の発生原因が異なり、同じ回避手段では回避できないと記載されており、低回転高負荷時にアクセル開度と内燃機関の回転速度に基づいて設定された吸気弁の閉時期が、有効圧縮比が自着火によるプリイグの発生を抑制できる許容量を超えたときに、有効圧縮比が許容値となる閉時期に補正するものが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、発生回数や頻度が小さくて発生時期が遅い初期プリイグニッションと、発生回数や頻度が大きくて発生時期が早い暴走性プリイグニッションを発生回数や頻度で判定し、暴走性プリイグニッションと判定した際に、燃料カットを実施するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１５９３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−５０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、圧縮プリイグと熱源プリイグについて記載されており、それぞれについての対策が述べられている。低回転高負荷（圧縮プリイグ）には有効圧縮比低減、高回転高負荷時（熱源プリイグ）には点火時期遅角といった手段があげられており、エンジン回転数によって手段を変更するものである。しかし、熱源プリイグは低回転時においても発生する可能性がある。通常考えられる熱源プリイグは前述のように点火プラグや堆積したデポジットに熱がたまり熱源となって自着火するものである。低回転時は点火プラグやデポジットに熱がたまる前に放熱してしまうため熱源プリイグは発生しにくい。
【０００９】
しかし、冷却不良により壁面温度が上昇した部分や、筒内に２つの点火プラグを備えた２点点火システムにおいてどちらかの点火プラグが折損した場合折れた部分に熱がたまり熱源となることが考えられる。こういった場合は、低回転であっても熱源プリイグは発生することが考えられる。したがって、回転数による熱源プリイグと圧縮プリイグの判定では判定できないことが考えられる。
【００１０】
また、特許文献２では、発生回数や頻度で２種類のプリイグを判定することが記載されている。この方法では、２種類のプリイグを判定するために、ある程度の期間プリイグが発生する運転負荷で走行する必要がある。ここで、発生回数を用いて判定する場合を考える。例えば１０回以上発生した場合に熱源プリイグと判定し、それ以外を圧縮プリイグと判定すると仮定し、今回発生しているプリイグが熱源プリイグだったとする。
【００１１】
図１８に、常に熱源プリイグが発生する運転負荷で走行した場合のタイムチャートを示した。上から運転負荷、プリイグ判定フラグ、熱源プリイグを判定するダウンカウンタ、熱源プリイグ判定フラグを示している。運転負荷が所定値以上でプリイグが発生すると仮定する。プリイグが発生する所定負荷を運転負荷図中の点線で示す。一定の運転負荷であれば、図１８に示すとおりプリイグを１０回以上検出し熱源プリイグの判定が速やかに行える。
【００１２】
しかし、プリイグは騒音を伴って発生することから運転者がアクセルペダルを戻して負荷を下げることも容易に考えられる。したがって、通常運転負荷は一定にはならず、発生回数や頻度を計数できるだけ同じ条件に留まっていないことが考えられる。
【００１３】
図１９に、運転負荷が一定でない場合のタイムチャートを示した。上から運転負荷、プリイグ判定フラグ、熱源プリイグを判定するダウンカウンタ、熱源プリイグ判定フラグを示している。図１８と同様に、所定値以上の運転負荷時にプリイグが発生すると仮定する。プリイグが発生する所定負荷を運転負荷図中の点線で示す。一定の運転負荷ではないため、間欠的にプリイグを検出している。したがって、ダウンカウンタが進まないため熱源プリイグを判定できないことがわかる。また、上記現象が発生しやすい運転条件としては、車両停止からの加速の状態があげられる。また、熱源プリイグは前述したとおり故障が原因で発生することが考えられるため速やかな検出が求められる。
【００１４】
上記のように圧縮プリイグと熱源プリイグを判定する方法はあるが、低回転での熱源プリイグの検出もれや熱源プリイグを判定するまでに同じ条件に留まる必要があるといった問題点があげられる。
【００１５】
そこで、この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、エンジン回転数によらず、１回のプリイグ検出で圧縮プリイグと熱源プリイグを判定することができる内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室内における混合気の点火時期を設定する点火時期設定手段にて設定された時期で点火を実施する点火手段による点火とは関係なく自着火する異常燃焼を検出するための異常燃焼検出手段と、プリイグ判定時期を設定するプリイグ判定時期設定手段と、前記異常燃焼検出手段からの異常燃焼検出情報に基づいて異常燃焼発生時期を検出し、前記プリイグ判定時期設定手段からのプリイグ判定時期と前記異常燃焼発生時期との比較に基づいて前記異常燃焼がプリイグニッションか否かを判定するプリイグ判定手段と、熱源プリイグ判定時期を設定する熱源プリイグ判定時期設定手段と、前記プレイグ判定手段からの異常燃焼発生時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する熱源プリイグ判定手段と、熱源プリイグと判定された場合に熱源プリイグの回避を行う第１の回避手段と、圧縮プリイグと判定された場合に圧縮プリイグの回避を行う第２の回避手段とを備え、前記第１の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より進角側であるとき、熱源プリイグと判定し熱源プリイグの回避を実施し、前記第２の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より遅角側であるとき、圧縮プリイグと判定し圧縮プリイグの回避を実施する。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、一回の異常燃焼を検出し、異常燃焼の発生時期によって圧縮プリイグと熱源プリイグを判定し、両者に対応した回避手段を用意、実行することにより、効果的にプリイグの回避を行い内燃機関の損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明を説明するためのもので、圧縮プリイグ発生時の筒内温度、筒内圧力変化を示す図である。
【図２】この発明を説明するためのもので、熱源プリイグ発生時の筒内温度、筒内圧力変化を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を説明する構成図であり、内燃機関及びＥＣＵの概略を表した図である。
【図４】この発明の実施の形態１でのプリイグ判定制御の概要を示すブロック図である。
【図５】ノックセンサ信号と点火信号（プリイグ時、ノック時）の説明図である。
【図６】イオン電流と点火信号（プリイグ時、正常燃焼時）の説明図である。
【図７】実施の形態１でのプリイグ判定時回避手段選択のフローチャートである。
【図８】圧縮プリイグに対応した回避制御のフローチャートである。
【図９】熱源プリイグに対応した回避制御のフローチャートである。
【図１０】プリイグ検出経路の概略図である。
【図１１】各異常燃焼検出手段の検出遅れの説明図である。
【図１２】運転状態による遅れ時間マップを示す図である。
【図１３】実施の形態２でのプリイグ判定制御装置の概要を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態２でのプリイグ判定時回避手段選択のフローチャートである。
【図１５】運転状態による遅れ時間マップ（ノックセンサによる検出）を示す図である。
【図１６】運転状態による遅れ時間マップ（イオン電流センサによる検出）を示す図である。
【図１７】低回転時の熱源プリイグに対応した回避制御のフローチャートである。
【図１８】特開１１−５０８９２号公報でのプリイグ判定タイムチャート（一定運転）である。
【図１９】特開１１−５０８９２号公報でのプリイグ判定タイムチャート（間欠運転）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、この発明の要旨について説明する。この発明では、一回の異常燃焼を検出し、異常燃焼の発生時期によって圧縮プリイグと熱源プリイグを判定し、両者に対応した回避手段を用意、実行することにより、効果的にプリイグの回避を行い内燃機関の損傷を防ぐものである。
【００２０】
ここで、圧縮プリイグは、前述したとおり圧縮された混合気が高温となり高温状態が長く続いた結果生じる。図１に、圧縮プリイグ発生時の圧縮行程付近での筒内温度変化、筒内圧力変化を示す。図中実線で示したものが筒内混合気の平均温度、破線で示したものが筒内圧力である。圧縮下死点から上死点にかけて筒内圧力が高くなり、圧力に応じて混合気の温度が高温になる。圧縮上死点手前で所定の温度（図１中Ａ）から冷炎反応が進み、その後高温状態が長く続くことで圧縮プリイグが発生する（図１中Ｂ）。冷炎反応は例えばレギュラーガソリンであれば約５００℃から反応が始まる。冷炎反応開始温度は図１中に一点鎖線で示している。筒内の温度条件により異なるが冷炎反応が始まってプリイグが発生するまでに遅れが生じる。遅れの影響によって圧縮プリイグが発生するタイミングが圧縮上死点以降であることが実験により確認できたため、圧縮プリイグは圧縮上死点以降に発生すると考えられる。
【００２１】
次に、熱源プリイグの発生について説明する。図２に、熱源プリイグ発生時の圧縮行程付近の筒内温度変化、筒内圧力変化を示す。図中実線で示したものが筒内混合気の平均温度、太破線で示したものが熱源近傍の混合気の温度（例えば折れたプラグの周り）、破線で示したものが筒内圧力である。冷炎反応が始まる温度を１点鎖線で示す。圧縮下死点から上死点にかけて筒内圧力が高くなり、圧力に応じて混合気の温度は高温になる。ここで熱源の温度が高温であった場合、熱源近傍の混合気は特に高温になり熱源がない場合と比べ冷炎反応が早く開始される（図２中Ｃ）。さらに混合気の温度が高い場合冷炎反応から着火までの時間は短くなり、熱源プリイグが発生する（図２中Ｄ）。一般的に、冷炎反応から着火までは混合気の温度が高いほど早くなるとされている。ただし、実際には筒内の温度が不明であるためどの時点で熱源プリイグとなるかは不明であったが、熱源プリイグが圧縮上死点前で発生することが実験によって確認できたため、熱源プリイグは圧縮上死点以前に発生すると考えられる。
【００２２】
したがって、圧縮上死点以前に発生するプリイグは熱源プリイグと考えられ、圧縮上死点以降に発生するプリイグは圧縮プリイグと考えられる。この現象を用いて圧縮プリイグと熱源プリイグを判定することができる。以下、この発明の具体的な実施の形態について説明する。
【００２３】
実施の形態１．
図３は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を説明する構成図であり、内燃機関（エンジン）１００及びＥＣＵ（Engine Control Unit）２００の概略を表したものである。内燃機関１００の燃焼室１は、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、ピストン４により形成されている。さらに、燃焼室１には、吸気ポート５と排気ポート６が接続されており、吸気ポート５と排気ポート６は、前記シリンダヘッド２に形成されている。
【００２４】
ピストン４にはクランク軸７が接続されており、ピストン４が上下することによりクランク軸７は回転させられる。クランク軸７には図示しないクランクプレートが取り付けられている。クランクプレートには突起があり、クランク角検出センサ８はこの突起を検出することによりクランク軸７の回転数やクランク角度位置を検出する。
【００２５】
吸気ポート５の燃焼室１側には吸気カム１１によって動作する吸気バルブ９が設けられ、排気ポート６の燃焼室１側には排気カム１２によって動作する排気バルブ１０が設けられている。シリンダヘッド２の吸気ポート下部には燃料噴射弁１３が設けられており、燃焼室１上部中央には点火プラグ１４が設けられている。吸気カム１１には図示しない位相可変システムが接続されており、吸気カム１１の位相を可変とすることで吸気バルブ９の開閉タイミングが変更できるようになっている。
【００２６】
燃焼サイクルについて説明する。まず、吸気行程にて燃焼室１に吸気ポート５から吸気バルブ９を介して導入された空気と燃料噴射弁１３から噴射された燃料とが混合気を形成する。次に、圧縮行程にてピストン４により混合気は圧縮される。その後、圧縮上死点付近にて点火プラグ１４により点火され、次の膨張行程にて点火された混合気はピストン４を押し下げクランク軸７を回転させる。燃焼室１内の混合気は膨張後排気行程にて排気バルブ１０を介して排気ポート６を通り排出される。以上が燃焼サイクルである。
【００２７】
ＥＣＵ２００には、前記クランク角センサ８、燃焼室１に導入される吸気量を検出する吸気量センサ１５、スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ１６、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ１７、吸気カム１１の位相角センサ１８、内燃機関の振動を検出するノックセンサ１９、点火コイルに内蔵され燃焼室１内の燃焼イオンを検出するイオン電流センサ２０等からの信号が入力され、内燃機関の回転速度や点火時期、燃料噴射量、吸気カム１１の位相変化量等の計算が行われている。
【００２８】
次に、図４を参照してＥＣＵ２００内で行われるプリイグ制御の概要について述べる。図４は、本実施の形態１で行うＥＣＵ２００によるプリイグ制御全体の構成を示したブロック図である。図４に示すＥＣＵ２００内のプリイグ制御部の構成について説明する。ＥＣＵ２００は、図示しない各種Ｉ／Ｆ回路とマイクロコンピュータからなり、マイクロコンピュータは、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、制御プログラムや制御定数を記憶しておくＲＯＭ領域、プログラムを実行した際の変数を記憶しておくＲＡＭ領域等から構成されている。
【００２９】
ＥＣＵ２００内のプリイグ制御部として備えられるプリイグ判定部２１は、異常燃焼を検出するための異常燃焼検出手段として用いられるノックセンサ１９、イオン電流センサ２０の情報から異常燃焼を検出し、異常燃焼検出情報とクランク角センサ８から異常燃焼発生時期を検出する。さらに、プリイグ判定時期演算部２２から送られたプリイグ判定時期と異常燃焼発生時期を比較してプリイグを判定する。
【００３０】
異常燃焼および異常燃焼発生時期は、本実施の形態１ではノックセンサ１９またはイオン電流センサ２０により検出している。例えば、ノックセンサ１９であれば、異常燃焼によって発生する振動をノックセンサ１９によって検出する。ノックセンサ１９は振動を電圧に変換して検出する。ノックセンサ１９に入力される振動レベルから異常燃焼検出および異常燃焼発生時期検出を実施する。
【００３１】
図５に、点火信号とノックセンサ信号の関係を表す。横軸は時間軸（角度軸）であり左側が進角側、右側が遅角側となる。上から点火信号、ノックセンサ信号の波形となっている。ノックセンサ信号の波形の縦軸は振動レベルとなっており、大きくなるほど振動が大きいことを表す。図５中に示した点火時期よりも進角側に示したノックセンサ信号波形がプリイグ時の波形であり、点火時期よりも遅角側に示したノックセンサ信号波形がノック発生時の波形である。通常、所定の異常燃焼判定閾値を設定し、ノックセンサ信号の振動レベルが前記閾値を超えた場合に異常燃焼として判定する。さらに、本実施の形態１ではノックセンサ信号の振動レベルのピーク発生時期を異常燃焼発生時期としている。
【００３２】
次に、イオン電流センサ２０を用いて異常燃焼を検出する場合について説明する。イオン電流センサ２０は点火プラグ１４の電極間に電圧をかけることで、燃焼時に筒内に発生する燃焼イオンを経路として電流（イオン電流）を検出するものである。したがって、点火時期より進角側でイオン電流が検出された場合には点火信号と関係なく燃焼していることとなり異常燃焼と判定できる。
【００３３】
図６に点火信号とイオン電流波形の関係を表す。横軸は時間軸（角度軸）であり左側が進角側、右側が遅角側となる。上から点火信号、イオン電流の波形となっている。イオン電流の波形の縦軸は電流であり、大きくなるほど検出した電流が大きいことを示す。図６中に示した点火時期よりも進角側に示したイオン電流波形がプリイグ時の波形であり、点火時期よりも遅角側に示したイオン電流波形が正常燃焼時の波形である。通常、所定の燃焼判定閾値を設定し、イオン電流が前記燃焼判定閾値を超えた場合に燃焼として判定し、燃焼判定した時期を燃焼時期とする。こうすることで、燃焼と燃焼時期が検出可能となる。点火時期よりも進角側のタイミングで燃焼判定した場合、前述したとおり異常燃焼として判定する。プリイグ検出処理は例えば１８０ｄｅｇＣＡ周期で実施される。
【００３４】
当然のことながら、筒内圧センサ、回転変動等、他のセンサを用いて異常燃焼を検出しても良いことは言うまでもない。
【００３５】
ＥＣＵ２００内で行われるプリイグ制御の概要の説明に戻る。ＥＣＵ２００内のプリイグ制御部として備えられる熱源プリイグ判定部２３は、プリイグ判定部２１から送られた各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼発生時期と熱源プリイグ判定時期演算部２４から送られた熱源プリイグ判定時期とを比較して熱源プリイグと圧縮プリイグを判定する。判定されたプリイグに応じて熱源プリイグに対応した第１の回避手段である燃料噴射カット指示部２５から図示しない燃料制御部へ燃料カットの指示を実行、または圧縮プリイグに対応した第２の回避手段である吸気カム位相変更指示部２６から図示しない吸気カム位相変更実行部に指示しプリイグの回避を行う。
【００３６】
ここで、熱源プリイグと第１の回避手段、圧縮プリイグと第２の回避手段について説明する。第１の回避手段は熱源プリイグに対応した回避手段であり、第２の回避手段は圧縮プリイグに対応した回避手段である。
【００３７】
熱源プリイグは点火プラグ先端部の熱やデポジット、筒内に入り込んだ異物、冷却不足となった壁面等がホットスポットになり着火する異常燃焼であり、筒内が高温になる高回転高負荷の条件で起こりやすく、燃料が噴射されるたびに異常燃焼を起こし、筒内の温度が上がり、さらに異常燃焼を引き起こすという悪循環に陥る場合が多い。
【００３８】
したがって、熱源プリイグの回避方法としては、燃料噴射をカットして異常燃焼を止め回転数を低減し運転ポイントを変更する方法、有効圧縮比の低減にて圧縮による筒内の温度上昇を抑制する方法などが考えられる。
【００３９】
本実施の形態１では、第１の回避手段は、例えば前述したような方法のうち少なくとも一つを使用する。今回は燃料噴射をカットする方法を使用する。
【００４０】
圧縮プリイグについて説明する。圧縮プリイグは筒内の混合気が圧縮され、高温となり、筒内の高温状態が長く続くことで冷炎反応が進行して自己着火に至るものである。混合気の高温状態が長く続くことが発生条件の一つとなるため各行程の時間が長くなる低回転にて起こりやすい。
【００４１】
次に、圧縮プリイグの回避方法について説明する。圧縮プリイグを回避するためには混合気の高温状態を長く続かせないことが重要である。したがって、燃料噴射タイミングを遅角側に変更することで筒内に混合気を形成している期間を短くする方法、燃料噴射量を増量し燃料気化熱にて筒内温度を下げる方法、吸気バルブ９の閉じるタイミングを変更し有効圧縮比を低減して圧縮による混合気の温度上昇を抑制する方法、変速比を変更することでエンジン回転数を上昇させ混合気の高温状態が長く続かないようにする方法が考えられる。
【００４２】
本実施の形態１では、第２の回避手段は、吸気バルブ９の閉じるタイミングを変更し有効圧縮比を低減して圧縮による混合気の温度上昇を抑制する方法を使用する。前述した方法でなくても圧縮プリイグ回避に効果があるものならばよい。
【００４３】
本実施の形態１の処理を図７のフローチャートに沿って説明する。図７のフローチャートは、圧縮プリイグか熱源プリイグかを判断する処理であり、エンジン回転と同期したタイミング（例えば、１８０ｄｅｇＣＡ毎の割込み処理等、ｄｅｇＣＡはクランク角度の意味）にて行われる処理である。
【００４４】
まず、判断部Ｓ１０１にてノックセンサ１９を用いて異常燃焼検出したかどうかを判断する。ノックセンサ１９に入力される振動レベルが異常燃焼判定閾値以上でありかつ振動ピーク位置がプリイグ判定時期よりも進角側であるか判定し、そうであれば（ＹＥＳ）判断部Ｓ１０３へ進み、そうでなければ（ＮＯ）判断部Ｓ１０２へ進む。
【００４５】
例えばノックセンサ１９の振動レベル（ノックセンサ１９の入力電圧）が２．０［Ｖ］であり、振動レベルピーク時期が−５［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるとし、点火時期を２０［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］とする。ＡＴＤＣはＡｆｔｅｒ Ｔｏｐ Ｄｅａｄ Ｃｅｎｔｅｒの略で圧縮上死点後を示す。
【００４６】
ここで、異常燃焼判定閾値は通常定常運転時の振動では起こらない値を設定する。ここでは定常運転時の振動レベルを０［Ｖ］として、異常燃焼判定閾値は通常ノック判定閾値よりも高いレベルである振動レベル：１．０［Ｖ］とする。また、プリイグは通常点火時期より早い異常燃焼のことを指すので、プリイグ判定時期は点火時期と設定する。このようにプリイグ判定時期を設定することで、マッチング工数を削減できる。
【００４７】
したがって、上記の場合はノックセンサの振動レベル＞異常燃焼判定閾値 かつ プリイグ判定時期よりも振動レベルピーク時期が進角側となり、判断部Ｓ１０３へ進む。
【００４８】
判断部Ｓ１０２の動作について述べる。判断部Ｓ１０２では、イオン電流センサ２０で検出されるイオン電流の発生位置がプリイグ判定時期よりも進角側である場合に、異常燃焼を検出したと判断し、判断部Ｓ１０３へ進み、そうでなければ処理終了となる。
【００４９】
例えば、イオン電流の発生位置が−７［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるとし、点火時期を２０［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］とする。プリイグ判定時期を点火時期と設定しているので、上記の場合はイオン電流の発生位置がプリイグ判定時期よりも進角側となり判断部Ｓ１０３へ進む。
【００５０】
判断部Ｓ１０１，Ｓ１０２で用いたプリイグ判定時期は、前述したとおり点火時期を設定している。したがって、点火時期よりも進角側で異常燃焼が発生していれば、プリイグと判断される。
【００５１】
判断部Ｓ１０３にて異常燃焼発生時期が熱源プリイグ判定時期より進角側かどうかを判断する。熱源プリイグ判定時期よりも進角側であればステップＳ１０４へ進み、そうでなければステップＳ１０５へ進む。
【００５２】
判断部Ｓ１０３で用いた熱源プリイグ判定時期は、例えば圧縮上死点とする。実験的に圧縮上死点以前に発生する異常燃焼は熱源プリイグであり、圧縮上死点以降で発生するプリイグは圧縮プリイグとわかっているためである。こうすることでマッチング工数を削減できる。
【００５３】
例えば、判断部Ｓ１０１，Ｓ１０２で用いた値を使用すると振動ピーク時期は−５［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であり、イオン電流の発生位置は−７［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるのでともに圧縮上死点よりも進角側である。したがって、ステップＳ１０４へ進む。
【００５４】
ステップＳ１０４では今回検出した異常燃焼が熱源プリイグであると判定し熱源プリイグに対応した第１の回避制御を実行し処理終了となる。熱源プリイグに対応した第１の回避制御については後述する。
【００５５】
ステップＳ１０５では今回検出したプリイグが圧縮プリイグであると判定し圧縮プリイグに対応した第２の回避制御を実行し処理終了となる。圧縮プリイグに対応した第２の回避制御については後述する。
【００５６】
次に、熱源プリイグ判定時の第１の回避制御について図８のフローチャートを用いて説明する。図８のフローチャートは、熱源プリイグを判定した後に熱源プリイグを回避するための制御を実施する処理である。ステップＳ２０１にて、燃料噴射カットを実施する。以上で熱源プリイグを回避するための制御は終了となる。
【００５７】
次に、圧縮プリイグ判定時の第２の回避制御について図９のフローチャートを用いて説明する。図９のフローチャートは圧縮プリイグを判定した後に圧縮プリイグを回避するため制御を実施する処理である。ステップＳ３０１にて有効圧縮比を低減するよう現在設定されている吸気バルブ９の閉じタイミングが遅くなるよう吸気カム１１の位相の変更指示を出す。位相の変更量は例えば１ｄｅｇＣＡ程度でよい。以上で圧縮プリイグを回避するための制御は終了となる。
【００５８】
以上のように、圧縮プリイグと熱源プリイグを判定し、それぞれに対応した回避制御を実施することで、プリイグの回避が効果的に行える。
【００５９】
本実施の形態１では、筒内噴射型の内燃機関に適用したが、プリイグの判定自体はポート噴射型の内燃機関等他の内燃機関に対しても有効である。
【００６０】
実施の形態２．
本実施の形態２は、実施の形態１で説明した内燃機関１００及び車両にて実施される。本実施の形態２では、プリイグ判定時期及び熱源プリイグ判定時期を異常燃焼検出手段毎に設定している。また、低回転時熱源プリイグ判定を実施して低回転熱源プリイグに対応した回避手段を実施しており、この点で実施の形態１とは異なる。なお、本実施の形態２においても、異常燃焼検出にはノックセンサ１９とイオン電流センサ２０を使用する。
【００６１】
プリイグ判定時期と熱源プリイグ判定時期を異常燃焼検出手段毎に設定する理由として、図１０に示したとおり、検出経路の違いにより異常燃焼検出時期が異なることがあげられる。図１１にその一例を示す。破線で示した部分は実際に異常燃焼が発生した時期とする、図１１に示した波形のうち上の波形がイオン電流波形、下の波形がノックセンサ信号波形を示しており、図１１中にそれぞれの異常燃焼発生時期の検出位置を示している。横軸は時間をあらわし、右にいくほど遅角側となる。各検出手段に対して検出遅れが発生していることを示す。イオン電流センサ２０の方がノックセンサ１９より早く検出できている。このように、異常燃焼検出手段毎に検出遅れが存在し、検出遅れの大きさは異常燃焼検出手段毎に異なる。この検出遅れを考慮して、プリイグ判定時期及び熱源プリイグ判定時期を設定する。この遅れは、例えばエンジン回転数や負荷によって変化するため、図１２に示すようなマップを作成し、各異常燃焼検出手段についてマッチングを実施するとよい。
【００６２】
次に、図１３を参照してＥＣＵ２００内で行われるプリイグ制御の概要について述べる。図１３は、本実施の形態２で行うプリイグ制御全体の構成を示したブロック図である。図１３は、実施の形態１で説明した図４のブロック図において、プリイグ判定時期演算部２２をプリイグ判定時期設定部２７に、熱源プリイグ判定時期演算部２４を熱源プリイグ判定時期設定部２８に変更し、エンジン回転数判定部２９と、エンジン故障モード実行指示部３０を追加したものである。
【００６３】
図１３に示すＥＣＵ２００内のプリイグ制御部の構成について説明する。ＥＣＵ２００は、図示しない各種Ｉ／Ｆ回路とマイクロコンピュータからなり、マイクロコンピュータは、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、制御プログラムや制御定数を記憶しておくＲＯＭ領域、プログラムを実行した際の変数を記憶しておくＲＡＭ領域等から構成されている。
【００６４】
ＥＣＵ２００内のプリイグ制御部として備えられるプリイグ判定部２１は、ノックセンサ１９、イオン電流センサ２０の情報から異常燃焼を検出し、異常燃焼検出情報とクランク角センサ８から異常燃焼発生時期を検出する。さらに、プリイグ判定時期設定部２７から送られたプリイグ判定時期と異常燃焼発生時期を比較してプリイグを判定する。ここで、プリイグ判定時期設定部２７から送られてくるプリイグ判定時期は、各異常燃焼検出手段（ここではノックセンサ１９及びイオン電流センサ２０）毎にそれぞれ設定された値が送られてくる。
【００６５】
また、熱源プリイグ判定部２３は、プリイグ判定部２１から送られた各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼発生時期と熱源プリイグ判定時期設定部２８から送られた熱源プリイグ判定時期を比較して熱源プリイグと圧縮プリイグを判定する。ここで、熱源プリイグ判定時期設定部２８から送られてくる熱源プリイグ判定時期は、各異常燃焼検出手段（ここではノックセンサ１９及びイオン電流センサ２０）毎にそれぞれ設定された値が送られてくる。
【００６６】
熱源プリイグ判定部２３により熱源プリイグと判定された場合、エンジン回転数判定部２９でエンジン回転数を判定し、エンジン回転数が低回転であれば、低回時の熱源プリイグに対応した第３の回避手段であるエンジン故障モード指示部３０にてエンジン故障モード指示を実行する。高回転であれば、通常の熱源プリイグに対応した第１の回避手段である燃料噴射カット指示部２５から図示しない燃料制御部へ燃料カットの指示を実行する。また、熱源プリイグ判定部２３にて圧縮プリイグと判定された場合は、圧縮プリイグに対応した第２の回避手段である吸気カム位相変更指示部２６から図示しない位相変更実行部に指示し、それぞれプリイグの回避を行う。
【００６７】
本実施の形態２の処理を図１４のフローチャートに沿って説明する。図１４のフローチャートは、圧縮プリイグか熱源プリイグかを判断する処理であり、エンジン回転と同期したタイミング（例えば、１８０ｄｅｇＣＡ毎の割込み処理等）にて行われる処理である。
【００６８】
まず、判断部Ｓ４０１にて異常燃焼検出手段毎のプリイグ判定時期を設定する。プリイグ判定時期は異常燃焼が各異常燃焼検出手段に伝わるまでの遅れ時間を考慮する。遅れ時間は前述したとおり運転状態にて変化するため、ノックセンサ１９は図１５に示すようなマップにてマッチングされ、イオン電流センサ２０は図１６に示すようなマップにてマッチングされる。
【００６９】
例えば、今回の運転条件をエンジン回転数＝１０００［ｒ／ｍｉｎ］、充填効率＝５０［％］とすると、図１５に示すマップからノックセンサ１９の検出での遅れ時間は５［ｄｅｇＣＡ］と設定され、図１６に示すマップからイオン電流センサ２０の検出での遅れ時間は３［ｄｅｇＣＡ］と設定される。プリイグ判定時期は点火時期に遅れ時間を考慮した値とする。点火時期を２０［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］とすると、ノックセンサ１９の検出に対応したプリイグ判定時期は２５［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］と設定され、イオン電流センサ２０の検出に対応したプリイグ判定時期は２３［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］と設定される。
【００７０】
次に、判断部Ｓ４０２にてノックセンサ１９を用いて異常燃焼検出したかどうかを判断する。ノックセンサ１９に入力される振動レベルが異常燃焼判定閾値以上であり、かつ振動ピーク位置がノックセンサ１９の検出に対応したプリイグ判定時期よりも進角側であるか判定し、進角側であればステップＳ４０４へ進み、そうでなければ判断部Ｓ４０３へ進む。
【００７１】
例えばノックセンサ１９の振動レベル（ノックセンサの入力電圧）が２．０［Ｖ］であり、振動レベルピーク時期が４［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるとする。実施の形態１と同様に異常燃焼判定閾値を振動レベル：１．０［Ｖ］とすると、上記の場合はノックセンサの振動レベル＞異常燃焼判定閾値、かつノックセンサ１９の検出に対応したプリイグ判定時期よりも振動レベルピーク時期が進角側となり、ステップＳ４０４へ進む。
【００７２】
次に、判断部Ｓ４０３の動作について述べる。判断部Ｓ４０３では、イオン電流センサ２０で検出されるイオン電流の発生位置がイオン電流センサ２０の検出に対応したプリイグ判定時期よりも進角側である場合に異常燃焼を検出したと判断し、ステップＳ４０４へ進み、そうでなければ処理終了となる。
【００７３】
例えば、イオン電流の発生位置が２［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であるとする。上記の場合は、イオン電流の発生位置が設定されたイオン電流センサ２０の検出に対応したプリイグ判定時期よりも進角側となりステップＳ４０４へ進む。
【００７４】
次に、ステップＳ４０４にて異常燃焼検出手段毎の熱源プリイグ判定時期を設定する。例えばプリイグ判定時期で考慮した遅れ時間と同様に、図１５及び図１６のマップを用いて設定する。運転条件はステップＳ４０１と同様であるので、ノックセンサ１９による検出に対しては５ｄｅｇＣＡ、イオン電流センサ２０による検出に対しては３ｄｅｇＣＡの遅れ時間である。圧縮上死点よりも進角側で異常燃焼が発生したとき熱源プリイグであると判断するので、遅れ時間を考慮したとき、ノックセンサ１９による検出に対応した熱源プリイグ判定時期は５［ｄｅｇＣａ．ＡＴＤＣ］、イオン電流センサ２０による検出に対応した熱源プリイグ判定時期は３［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］となる。熱源プリイグ判定時期よりも遅角側で異常燃焼が発生していれば圧縮プリイグ、熱源プリイグ判定時期よりも進角側で異常燃焼が発生していれば熱源プリイグと判断される。
【００７５】
次に、判断部Ｓ４０５に進み、振動ピーク時期がノックセンサ１９の検出に対応した熱源プリイグ判定時期より進角側かどうかを判断する。熱源プリイグ判定時期よりも進角側であれば判断部Ｓ４０７へ進み、そうでなければ判断部Ｓ４０６へ進む。
【００７６】
例えば、判断部Ｓ４０２で用いた値を使用すると、振動ピーク時期は４［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であり、ノックセンサ１９による検出に対応した熱源プリイグ判定時期は５［ｄｅｇＣａ．ＡＴＤＣ］であるので、熱源プリイグ判定時期よりも進角側となる。したがって、熱源プリイグと判定し判断部Ｓ４０７へ進む。
【００７７】
次に、判断部Ｓ４０６を説明する。イオン電流発生時期がイオン電流センサ２０の検出に対応した熱源プリイグ判定時期より進角側かどうかを判断する。熱源プリイグ判定時期よりも進角側であれば判断部Ｓ４０７へ進み、そうでなければステップＳ４１０へ進む。
【００７８】
例えば、判断部Ｓ４０３で用いた値を使用すると、イオン電流発生時期は２［ｄｅｇＣＡ．ＡＴＤＣ］であり、イオン電流センサ２０による検出に対応した熱源プリイグ判定時期は３［ｄｅｇＣａ．ＡＴＤＣ］であるので、熱源プリイグ判定時期よりも進角側となる。したがって、熱源プリイグと判定し判断部Ｓ４０７へ進む。
【００７９】
次に、判断部Ｓ４０７では、エンジン回転数が所定回転数以下であるかを判断する。所定回転数以下であればステップＳ４０８へ進み、そうでなければステップＳ４０９へ進む。通常、高回転熱源プリイグは概ね２０００［ｒ／ｍｉｎ］以上で発生することがわかっているため、例えば所定回転数を２０００［ｒ／ｍｉｎ］であり、現在エンジン回転数が１０００［ｒ／ｍｉｎ］であるとすると、所定回転数以下であるためステップＳ４０８へ進む。
【００８０】
次に、ステップＳ４０８では、今回検出した異常燃焼が低回転で発生した熱源プリイグであると判定し、低回転での熱源プリイグに対応した第３の回避制御を実行し処理終了となる。低回転での熱源プリイグに対応した第３の回避制御については後述する。
【００８１】
また、ステップＳ４０９では、今回検出したプリイグが熱源プリイグであると判定し、熱源プリイグに対応した第１の回避制御を実行し処理終了となる。熱源プリイグに対応した第１の回避制御については実施の形態１で述べたとおりであるため割愛する。
【００８２】
また、ステップＳ４１０では、今回検出したプリイグが圧縮プリイグであると判定し、圧縮プリイグに対応した第２の回避制御を実行し処理終了となる。圧縮プリイグに対応した第２の回避制御については実施の形態１で述べたとおりであるため割愛する。
【００８３】
次に、低回転での熱源プリイグ判定時の第３の回避制御について図１７のフローチャートを用いて説明する。図１７のフローチャートは、低回転時の熱源プリイグを判定した後に低回転時の熱源プリイグを回避するための制御を実施する処理である。
【００８４】
ステップＳ５０１にてエンジン故障によるエンジンチェックランプ（図示せず）を点灯させる。ステップＳ５０２へ進み、エンジン回転数制限を実施し、エンジン回転数検出手段（図示せず）により検出されるエンジン回転数が所定回転数以上であれば燃料カット等を実施する。次にステップＳ５０３に進みエンジンへの吸気量を制御するスロットル制御手段（図示せず）によりスロットル開度制限を実施する。以上で熱源プリイグを回避するため制御は終了となる。上記の回避動作はディーラー等によるエンジン点検まで継続することが望ましい。
【００８５】
例えばエンジン回転数は２０００［ｒ／ｍｉｎ］以下、スロットル開度は３０［％］以下といった制限が考えられる。エンジン回転数、負荷の制限値はともに低回転熱源プリイグが発生しない負荷であるならばよいが４０［ｋｍ／ｈ］程度の走行が可能なエンジン回転数、負荷とする。
【００８６】
以上のように、プリイグ判定時期、熱源プリイグ判定時期を設定することで、異常燃焼検出手段が変更されても精度よくプリイグを検出することが可能になる。また、エンジンの故障の可能性が高い低回転時の熱源プリイグに対しても適切な回避手段を実施することができる。
【００８７】
以下、この発明の特徴及び効果について述べる。
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室内における混合気の点火時期を設定する点火時期設定手段にて設定された時期で点火を実施する点火手段による点火とは関係なく自着火したことを検出するための異常燃焼検出手段と、プリイグ判定時期を設定するプリイグ判定時期設定手段と、前記異常燃焼検出手段からの異常燃焼検出情報に基づいて異常燃焼発生時期を検出し、前記プリイグ判定時期設定手段からのプリイグ判定時期と前記異常燃焼発生時期との比較に基づいて前記異常燃焼がプリイグニッションか否かを判定するプリイグ判定手段と、熱源プリイグ判定時期を設定する熱源プリイグ判定時期設定手段と、前記プレイグ判定手段からの異常燃焼発生時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する熱源プリイグ判定手段と、熱源プリイグと判定された場合に熱源プリイグの回避を行う第１の回避手段と、圧縮プリイグと判定された場合に圧縮プリイグの回避を行う第２の回避手段とを備え、前記第１の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より進角側であるとき、熱源プリイグと判定し熱源プリイグの回避を実施し、前記第２の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より遅角側であるとき、圧縮プリイグと判定し圧縮プリイグの回避を実施する。
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【００８８】
この構成によれば、１回の異常燃焼の異常燃焼発生時期から、熱源プリイグと圧縮プリイグを判定することが可能となる。また効果的にプリイグの回避を行い、内燃機関の損傷を防ぐことができる。
【００８９】
また、前記熱源プリイグ判定時期設定手段は、熱源プリイグ判定時期を圧縮上死点とする。
【００９０】
この構成によれば、熱源プリイグ判定時期をエンジンに応じて変更する必要がなくマッチング工数が低減できる。
【００９１】
また、前記プレイグ判定時期設定手段は、前記プリイグ判定時期を点火時期に設定する。
【００９２】
この構成によれば、異常燃焼は点火時期によらず発生するので、異常燃焼を検出した時期が点火時期よりも前であればプリイグとして判定できる。したがって、プリイグ判定時期を点火時期とすることで、エンジンに応じて変更する必要がなくマッチング工数が低減できる。
【００９３】
また、前記異常燃焼検出手段は、複数備えられ、前記プレイグ判定時期設定手段は、各異常燃焼検出手段毎に前記プレイグ判定時期をそれぞれ設定し、前記プレイグ判定手段は、各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼発生時期と前記プレイグ判定時期設定手段からの各異常燃焼検出手段に応じたプレイグ判定時期との比較に基づいてプレイグを判定する。
【００９４】
この構成によれば、複数の異常燃焼検出手段を用意することでも誤判定または検出もれする回数を低減でき、異常燃焼検出手段毎にプリイグ判定時期を設定することで、異常燃焼検出手段によって検出される異常燃焼発生時期が異なった場合にプリイグを誤判定もしくは検出もれする回数を低減することができる。
【００９５】
これは、異常燃焼検出手段によって検出される異常燃焼の検出時期が、実際の発生時期とは異なることがわかっているためである。例えばイオン電流センサによるプリイグ検出とノックセンサによるプリイグ検出での違いを説明する。それぞれの検出経路の違いは図１０に示される。
【００９６】
イオン電流センサは点火プラグに電圧をかけ筒内の発生する燃焼イオンを経路として電流を検出するものである。図１０に示したとおり筒内にてプリイグが発生しその燃焼イオンが点火プラグまで到達するには遅れが生じる。したがって、実際にプリイグが発生した時期に比べ検出した時期には遅れが生じる。
【００９７】
一方、ノックセンサはエンジンブロックの振動を電気信号としてとらえるセンサである。図１０に示したとおり、筒内でプリイグが発生し、プリイグによって起こった振動をエンジンブロックが伝達し、エンジンブロックの振動をノックセンサが検出することとなる。
【００９８】
したがって、ノックセンサはプリイグによって発生した２次的要素であるエンジンブロックの振動を検出するため、実際にプリイグが発生した時期に比べ検出した時期には遅れが生じる。２次的要素を検出するため前述したイオン電流センサの検出に対しても遅れが生じる。
【００９９】
例えばイオン電流センサによる異常燃焼検出が実際の異常燃焼の発生時期より５ｄｅｇＣＡ遅れ、ノックセンサによる異常燃焼検出が実際の異常燃焼の発生時期より１０ｄｅｇＣＡ遅れるといったことが考えられる。各検出手段の遅れは運転状態によっても変化するため詳細なマッチングが求められる。この現象により、複数の異常燃焼検出手段を用意した場合に、一つの熱源プリイグ判定時期では誤判定や検出もれが考えられる。
【０１００】
上記構成によれば、複数の異常燃焼検出手段を用意することでも誤判定または検出もれする回数を低減でき、異常燃焼発生時期検出手段毎に熱源プリイグ判定時期が設定できるため、異常燃焼検出手段によって検出される異常燃焼発生時期が異なった場合に熱源プリイグを誤判定または検出もれする回数を低減することができる。
【０１０１】
また、前記熱源プリイグ判定時期設定手段は、各異常燃焼検出手段毎に熱源プリイグ判定時期をそれぞれ設定し、前記熱源プリイグ判定手段は、前記プレイグ判定手段からの各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼検出時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの各異常燃焼検出手段に応じた熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する。
【０１０２】
この構成によれば、前述したとおり、複数の異常燃焼検出手段を用意することでも誤判定または検出もれする回数を低減でき、異常燃焼検出手段毎にプリイグ判定時期を設定することで、異常燃焼検出手段によって検出される異常燃焼発生時期が異なった場合にプリイグを誤判定もしくは検出もれする回数を低減することができる。
【０１０３】
さらに、エンジン故障モード時に点灯するエンジンチェックランプと、エンジンへの吸気量を制御するスロットル制御手段と、エンジン回転数を検出することができるエンジン回転数検出手段と、低回転時の熱源プリイグと判定された場合に回避を行う第３の回避手段とをさらに備え、前記第３の回避手段は、低回時の熱源プリイグと判定された場合に、エンジンを故障モードとし、エンジンチェックランプを点灯させ、スロットル開度制限およびエンジン回転数制限を実施する。
【０１０４】
前述したとおり、低回転においても熱源プリイグは発生することが考えられる。低回転で熱源プリイグが発生した場合、エンジン冷却装置の故障や２点点火システムにおいてはどちらか一方のプラグが損傷していることが想定されるためエンジン故障モードとする必要がある。上述した構成によれば、エンジン回転数が低いときに発生する熱源プリイグを検出した際に故障モードとして低回転低負荷運転を行うことでさらなる熱源プリイグを発生することなく安全な運転が可能となり、また、エンジン故障モードとすることでエンジン修理を運転者に促すことができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 燃焼室、２ シリンダヘッド、３ シリンダブロック、４ ピストン、５ 吸気ポート、６ 排気ポート、７ クランク軸、８ クランク角センサ、９ 吸気バルブ、１０ 排気バルブ、１１ 吸気カム、１２ 排気カム、１３ 燃料噴射弁、１４ 点火プラグ、１５ 吸気量センサ、１６ スロットルポジションセンサ、１７ 水温センサ、１８ 位相角センサ、１９ ノックセンサ、２０ イオン電流センサ、２１ プリイグ判定部、２２ プリイグ判定時期演算部、２３ 熱源プリイグ判定部、２４ 熱源プリイグ判定時期演算部、２５ 燃料噴射カット指示部、２６ 吸気カム位相変更指示部、２７ プリイグ判定時期設定部、２８ 熱源プリイグ判定時期設定部、２９ エンジン回転数判定部、３０ エンジン故障モード実行指示部、１００ 内燃機関、２００ ＥＣＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内における混合気の点火時期を設定する点火時期設定手段にて設定された時期で点火を実施する点火手段による点火とは関係なく自着火する異常燃焼を検出するための異常燃焼検出手段と、
プリイグ判定時期を設定するプリイグ判定時期設定手段と、
前記異常燃焼検出手段からの異常燃焼検出情報に基づいて異常燃焼発生時期を検出し、前記プリイグ判定時期設定手段からのプリイグ判定時期と前記異常燃焼発生時期との比較に基づいて前記異常燃焼がプリイグニッションか否かを判定するプリイグ判定手段と、
熱源プリイグ判定時期を設定する熱源プリイグ判定時期設定手段と、
前記プレイグ判定手段からの異常燃焼発生時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する熱源プリイグ判定手段と、
熱源プリイグと判定された場合に熱源プリイグの回避を行う第１の回避手段と、
圧縮プリイグと判定された場合に圧縮プリイグの回避を行う第２の回避手段と
を備え、
前記第１の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より進角側であるとき、熱源プリイグと判定し熱源プリイグの回避を実施し、
前記第２の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より遅角側であるとき、圧縮プリイグと判定し圧縮プリイグの回避を実施する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記熱源プリイグ判定時期設定手段は、熱源プリイグ判定時期を圧縮上死点とする
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記プレイグ判定時期設定手段は、前記プリイグ判定時期を点火時期に設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記異常燃焼検出手段は、複数備えられ、
前記プレイグ判定時期設定手段は、各異常燃焼検出手段毎に前記プレイグ判定時期をそれぞれ設定し、
前記プレイグ判定手段は、各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼発生時期と前記プレイグ判定時期設定手段からの各異常燃焼検出手段に応じたプレイグ判定時期との比較に基づいてプレイグを判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
前記熱源プリイグ判定時期設定手段は、各異常燃焼検出手段毎に熱源プリイグ判定時期をそれぞれ設定し、
前記熱源プリイグ判定手段は、前記プレイグ判定手段からの各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼検出時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの各異常燃焼検出手段に応じた熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
エンジン故障モード時に点灯するエンジンチェックランプと、
エンジンへの吸気量を制御するスロットル制御手段と、
エンジン回転数を検出することができるエンジン回転数検出手段と、
低回転時の熱源プリイグと判定された場合に回避を行う第３の回避手段と
をさらに備え、
前記第３の回避手段は、低回時の熱源プリイグと判定された場合に、エンジンを故障モードとし、エンジンチェックランプを点灯させ、スロットル開度制限およびエンジン回転数制限を実施する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内における混合気の点火時期を設定する点火時期設定手段にて設定された時期で点火を実施する点火手段による点火とは関係なく自着火する異常燃焼を検出するための異常燃焼検出手段と、
プリイグ判定時期を設定するプリイグ判定時期設定手段と、
前記異常燃焼検出手段からの異常燃焼検出情報に基づいて異常燃焼発生時期を検出し、前記プリイグ判定時期設定手段からのプリイグ判定時期と前記異常燃焼発生時期との比較に基づいて前記異常燃焼がプリイグニッションか否かを判定するプリイグ判定手段と、
熱源プリイグ判定時期を設定する熱源プリイグ判定時期設定手段と、
前記プレイグ判定手段からの異常燃焼発生時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する熱源プリイグ判定手段と、
熱源プリイグと判定された場合に熱源プリイグの回避を行う第１の回避手段と、
圧縮プリイグと判定された場合に圧縮プリイグの回避を行う第２の回避手段と
を備え、
前記第１の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より進角側であるとき、熱源プリイグと判定し熱源プリイグの回避を実施し、
前記第２の回避手段は、異常燃焼を検出した際、異常燃焼発生時期が、前記プリイグ判定時期設定手段によって設定されたプリイグ判定時期より進角側でかつ前記熱源プリイグ判定時期設定手段により設定された熱源プリイグ判定時期より遅角側であるとき、圧縮プリイグと判定し圧縮プリイグの回避を実施する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記熱源プリイグ判定時期設定手段は、熱源プリイグ判定時期を圧縮上死点とする
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記プレイグ判定時期設定手段は、前記プリイグ判定時期を点火時期に設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記異常燃焼検出手段は、複数備えられ、
前記プレイグ判定時期設定手段は、各異常燃焼検出手段毎に前記プレイグ判定時期をそれぞれ設定し、
前記プレイグ判定手段は、各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼発生時期と前記プレイグ判定時期設定手段からの各異常燃焼検出手段に応じたプレイグ判定時期との比較に基づいてプレイグを判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
前記熱源プリイグ判定時期設定手段は、各異常燃焼検出手段毎に熱源プリイグ判定時期をそれぞれ設定し、
前記熱源プリイグ判定手段は、前記プレイグ判定手段からの各異常燃焼検出手段に応じた異常燃焼検出時期と前記熱源プリイグ判定時期設定手段からの各異常燃焼検出手段に応じた熱源プリイグ判定時期との比較に基づいて熱源プリイグと圧縮プレイグを判定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
エンジン故障モード時に点灯するエンジンチェックランプと、
エンジンへの吸気量を制御するスロットル制御手段と、
エンジン回転数を検出することができるエンジン回転数検出手段と、
低回転時の熱源プリイグと判定された場合に回避を行う第３の回避手段と
をさらに備え、
前記第３の回避手段は、低回時の熱源プリイグと判定された場合に、エンジンを故障モードとし、エンジンチェックランプを点灯させ、スロットル開度制限およびエンジン回転数制限を実施する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−１９０７２９（Ｐ２０１１−１９０７２９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６３３２（Ｐ２０１０−５６３３２）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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