JP2007231824A - 内燃機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノッキングを生じることのない範囲で点火時期を最適点火時期へ向けて操作するとともに機関圧縮比を高圧縮比側へ操作して、トルク向上を図る。
【解決手段】 所定の定常運転状態では、目標点火時期ｔＡＤＶを、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０よりも進角側の、ＭＢＴラインに沿う最適点火時期へ向けて操作するとともに、目標圧縮比ｔεを基本目標圧縮比ｔε０よりも高圧縮比側へ操作する。この操作中に、ノッキングを検出すると、ノッキング発生直前の操作量を学習値として記憶し、次回以降のｔＡＤＶ０，ｔε０の設定に反映させる。
【選択図】 図１４

Description

本発明は、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備える内燃機関の制御技術に関する。

特許文献１には、内燃機関の圧縮比を可変にできる可変圧縮比機構を備え、低負荷側を高圧縮比、高負荷側を低圧縮比とすることによって、特に高負荷側でのノッキングの発生を防止しつつ、低負荷側の圧縮比を高めて燃料消費率を向上させる技術が開示されている。
特開平０７−２２９４３１号公報

しかしながら、従来の制御方法には以下のような課題が存在する。車両に搭載される内燃機関では、冬場等の低温始動の繰返しや、高負荷時にはブローバイガス中のオイル分が吸気へ還流することにより燃焼時にカーボン等が生成され易くなり、それらが燃焼室壁面やピストン冠面に付着・堆積することで、実際の圧縮比が経時的に変化していくことがある。また、ピストンリングやシリンダボア面の磨耗が進行したような場合においては、クランクケースへ混合気が吹き抜け易くなり、実際の有効なコンプレッション圧が低下したりする場合がある。このような要因によって経時的に内燃機関のコンディションが変化していくことが避けられない。

また使用される燃料の性状によっては、ノッキング限界が比較的大きく変化する場合があり、重質系燃料の使用時にはノッキング限界が高まるのに対して、軽質系燃料の使用時にはノッキング限界の低下がさけられず、また、使用燃料が燃料給油毎に変わる場合も充分あるため、ノック限界値に対するマージンの変化は、前述の経時的な内燃機関側の変化に対して比較的短い周期で発生する。

このような避けられない経時変化などがある為に、実際の内燃機関で機関回転数や要求負荷等の機関運転状態に応じて予め設定されたマップを参照して設定される目標点火時期や目標圧縮比は、初期のエンジンコンディションに対して、予め経時変化を見越して、最悪の場合でも内燃機関の損傷等を招くことのないように充分なマージンを設けて設定せざるを得ない。このため、目標点火時期や目標圧縮比は、本来設定したいノック限界近傍の点火時期や圧縮比よりもかなり遅角側・低圧縮比側の値となってしまう為、それによってトルクの低下や熱効率が低下してしまうのが避けれない。

また、それら経時変化分を予想して充分マージンを設けた場合であっても、当初想定した以上のカーボン付着などにより、実際の有効な圧縮比などが当初の想定範囲より更に高くなってしまったような場合には、予め充分なマージンを含んで決めておいた目標点火時期や目標圧縮比を用いたとしても、常にノッキングが発生してしまうような事態に陥るおそれがある。

点火時期の制御に関しては、従来より、ノッキングの発生を検知するノックセンサを設け、所定レベルのノッキングが発生しない範囲で、点火時期を可及的に進角し、ノッキングが発生した場合にはノッキングを速やかに解消するために点火時期を遅角する、いわゆるトレースノック制御が知られている。また、ノッキングの発生度合いよって燃料性状などを推定して、目標点火時期の設定マップを切替えたり、その結果を保持して次回以降の運転時に反映させるものが知られている。しかしながら、機関圧縮比の制御、更には点火時期と圧縮比とを組み合わせた制御については、未だ十分な検討・対策がなされておらず、改善が望まれている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、ノッキングの発生を検出するノッキング検出手段と、を有し、機関運転状態に基づいて基本目標圧縮比を設定し、所定の定常運転状態の場合に、上記ノッキング検出手段の検出信号に基づいて、目標圧縮比を上記基本目標圧縮比よりも高圧縮比側へ操作し、上記目標圧縮比へ向けて可変圧縮比機構を駆動制御するものである。

本発明によれば、所定の定常運転状態で、目標圧縮比をノッキングが生じる限界付近まで高めることができ、内燃機関が経時劣化などにより有効圧縮比が下がってしまったような場合でも、ノッキングを生じることなく実トルクを向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。先ず、図１及び図１８を参照して、本発明に係る内燃機関の制御装置の一構成例を説明する。図１８は、内燃機関の機関圧縮比を可変とする可変圧縮比機構として、ピストン３とクランクシャフト７のクランクピン８とを複数のリンクで連係した複リンク式ピストン−クランク機構である可変圧縮比機構２１を示している。この可変圧縮比機構２１は特開２００３−９０４０９号公報等にも開示されているように公知であり、ここでは簡単な説明にとどめる。

可変圧縮比機構２１は、シリンダブロック１のシリンダ２内を摺動するピストン３にピストンピン４を介して一端が連結されたアッパリンク５と、このアッパリンク５の他端に連結ピン６を介して連結されるとともに、クランクシャフト７のクランクピン８に回転可能に取り付けられたロアリンク９と、このロアリンク９の自由度を制限するために該ロアリンク９に連結ピン１０を介して一端が連結され、かつ他端がシリンダブロック１等の機関本体（機関固定体）に揺動可能に支持されたコントロールリンク１１と、を備えており、上記コントロールリンク１１の揺動支持位置が制御軸１２の偏心カム部（制御偏心軸部）１３によって可変制御される構成となっている。上記制御軸１２はクランクシャフト７と平行に配置され、かつシリンダブロック１に回転自在に支持されている。

制御軸１２の回転位置が変化することにより、コントロールリンク１１によるロアリンク９の運動拘束条件が変化し、ピストン３のストローク特性及び機関圧縮比を連続的に変化させることができる。この制御軸１２は、例えば油圧式アクチュエータ２２により回転角度が変更・保持される。このアクチュエータ２２は油圧装置２３からの供給油圧に応じて動作する。機関制御部２０は、後述する目標圧縮比ｔεに対応する制御信号を油圧装置２３へ出力し、その供給油圧を制御することによって、可変圧縮比機構２１を目標圧縮比ｔεへ向けて駆動制御する。この圧縮比制御は機関運転条件に基づいて行われ、典型的には、機関負荷が高いほどノッキングを回避するように低圧縮比側へ制御される。なお、上記の油圧駆動式に代えてモータ等を用いた電動式のアクチュエータによって制御軸１２の回転位置を変更・保持するようにしてもよい。

このような可変圧縮比機構２１によれば、機関圧縮比を機関運転状態に応じて連続的・無段階に変更できることに加え、ピストンストローク特性そのものを好ましい特性、例えば単振動に近い特性へ近づけることができる。また、ロアリンク９にコントロールリンク１１を接続することにより、制御軸１２を比較的スペースに余裕のあるクランクシャフト７の斜め下方に配置することができ、機関搭載性にも優れている。

図１を参照して、クランク角センサやアクセル開度センサ等の各種センサ類２５は、機関回転数、機関負荷、吸入負圧及び排気温度等の機関運転状態に関連する信号を検出して機関制御部２０へ出力する。機関制御部２０は、これらの検出信号に基づいて油圧装置２３の他、ピストン３上方に形成される燃焼室内の混合気に火花点火する点火装置（点火プラグ）２６や燃料噴射装置等へ制御信号を出力し、点火時期、燃料噴射量及び燃料噴射時期等を制御する。

また、シリンダブロック１には、燃焼室内のノッキングの発生を検出するノッキングセンサ２４が設けられている。このノッキングセンサ２４は、例えば圧電素子を座金上に取り付けたもので、燃焼圧力からノッキングを検出する。

図２及び図３は、本発明の第１実施例に係る目標点火時期ｔＡＤＶ及び目標圧縮比ｔεの設定ルーチンを示すフローチャートである。これらのルーチンは機関制御部２０によって記憶されるとともに所定期間毎（例えば１０ｍｓ毎、あるいは所定クランク角毎）に繰り返し実行される。

先ず図２を参照して、目標点火時期ｔＡＤＶの設定について説明する。ここで設定される目標点火時期ｔＡＤＶへ向けて点火装置２６が駆動制御される。ステップＳ１１では、機関回転数ｒＮｅ１を読み込む。この機関回転数ｒＮｅ１は、周知のように、例えばクランク角センサとカム角センサの検出信号に基づいて演算される。ステップＳ１２では、運転者による要求トルクに対応するアクセル開度ｒＡＰＯ１を読み込む。このアクセル開度ｒＡＰＯ１は、例えば周知のアクセル開度センサにより検出される。ステップＳ１３では、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０を算出する。具体的には、上記の機関回転数ｒＮｅ１及びアクセル開度ｒＡＰＯ１に基づいて、例えば図４に示すような予め設定・記憶された基本目標点火時期設定マップをルックアップして、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０を取得する。図４に示すように、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０は、機関回転数ｒＮｅ１が高くなるほど進角側に、またアクセル開度ｒＡＰＯ１が高くなるほど遅角（リタード）側に設定される。基本目標点火時期ｔＡＤＶ０は、図１２〜図１４に示すように、経時変化や寸法誤差等を考慮してノッキングを生じることのないように、ノッキング限界に対して遅角側へ所定のマージンΔＭＧを確保した値とされる。従って、機関運転条件によっては、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０がＭＢＴライン上の最適点火時期から遅角側へ外れた値となる。

ステップＳ１４では、所定のＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ：最適点火時期）学習条件を満たしているかを判定する。具体的には、アクセル開度ｒＡＰＯ１や機関回転数ｒＮｅ１の変化が小さい所定の定常運転状態であるかが判定される。ＭＢＴ学習条件を満たしていない場合、つまり加速時や減速時のように運転条件が変化する状況では、後述する操作量を正確に得ることができないので、学習終了フラグを０として、ステップＳ２１へ進み、点火時期操作量を「０」に設定する。つまり、定常運転状態を除き、基本的には基本目標点火時期ｔＡＤＶ０がそのまま目標点火時期ｔＡＤＶとして設定されることとなる。学習終了フラグは、各機関運転条件毎の学習制御が既に行われた否かを示すもので、「０」であれば学習が未だ行われておらず、「１」であれば学習済であることを表している。

ＭＢＴ学習条件を満たしている場合、ステップＳ１５へ進み、同じ機関運転条件で必要以上に学習が行われることのないように、現在の機関運転条件で少なくとも１回（複数回でも良い）学習が行われたかを判定する。具体的には、学習終了フラグが１であるかを判定する。未だ学習が行われていなければ、ステップＳ１５からステップＳ１６へ進み、後述する圧縮比操作中であるかを判定する。具体的には、圧縮比操作許可フラグが１であるかを判定する。圧縮比操作許可フラグは、圧縮比操作の許可・禁止を表すもので、「１」であれば許可、「０」であれば禁止であることを示している。圧縮比操作が許可されている場合には、後述する図３の目標圧縮比設定ルーチンによって圧縮比操作が行われる。圧縮比操作中でなければ、ステップＳ１６からステップＳ１７へ進み、ノッキングセンサ２４の検出信号に基づいて、所定レベル・頻度のノッキングが発生したかを判定する。

ノッキングが発生していれば、ステップＳ２２へ進み、点火時期の進化区側への操作量を、ノッキングが発生する直前の値、具体的には一演算前の前回値に戻す。そして、ステップＳ２３で、学習終了フラグを１に設定する。従って、ノッキングが発生した時点で点火時期の学習が終了し、ノッキングが発生する直前の操作量が学習値として保持されることとなる。

一方、ステップＳ１７においてノッキングが発生していないと判定されると、ステップＳ１８へ進み、点火時期の進角側への操作量が、最適点火時期に相当する所定の最大値θＰｍａｘ（例えば、１５ｄｅｇ）に達したかを判定する。最大値θＰｍａｘに達していれば、ステップＳ２４へ進み、圧縮比操作許可フラグを１に設定する。つまり、目標点火時期が最適点火時期となるまで、圧縮比の操作が禁止される。最大値θＰｍａｘに達していなければ、ステップＳ１９へ進み、点火時期の操作量を算出する。この操作量は、予め設定された固定値であっても良く、あるいは機関回転数ｒＮｅ１やアクセル開度ｒＡＰＯ１等に応じて設定するようにしても良い。そして、ステップＳ２０では、目標点火時期ｔＡＤＶを設定する。具体的には、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０と、上記のステップＳ１９，Ｓ２１，Ｓ２２で設定される点火時期操作量とを加算して、基本目標点火時期ｔＡＤＶを算出する。

次に図３を参照して、目標圧縮比ｔεの設定について説明する。ステップＳ３１では、機関回転数ｒＮｅ１を読み込む。ステップＳ３２では、運転者による要求トルクに対応するアクセル開度ｒＡＰＯ１を読み込む。ステップＳ３３では、基本目標圧縮比ｔε０を算出する。具体的には、上記の機関回転数ｒＮｅ１及びアクセル開度ｒＡＰＯ１に基づいて、例えば図５に示すような予め設定された基本目標圧縮比設定マップをルックアップして、基本目標圧縮比ｔε０を取得する。図５に示すように、基本目標圧縮比ｔε０は、アクセル開度ｒＡＰＯ１が高くなるほど低くなるように設定され、経時変化や寸法誤差等を考慮してノッキングを生じることのないように低圧縮比側へ所定のマージンをもった値とされる。

ステップＳ３４では、所定のＭＢＴ学習条件を満たしているかを判定する。具体的には、アクセル開度ｒＡＰＯ１や機関回転数ｒＮｅ１の変化が小さい所定の定常運転状態であるかが判定される。ＭＢＴ学習条件を満たしていない場合、つまり加速時や減速時のように運転条件が変化した場合には、ステップＳ４０へ進み、圧縮比操作量を０とする。つまり、定常運転状態を除き、基本的には基本目標圧縮比ｔε０がそのまま目標圧縮比ｔεとして設定される。ＭＢＴ学習条件を満たしている場合、ステップＳ３５へ進み、上記の圧縮比操作許可フラグが１であるかを判定する。この圧縮比操作許可フラグは、上述したように、目標点火時期が最適点火時期に設定されている場合に限り「１」に設定される。

圧縮比操作許可フラグが１であればステップＳ３６へ進み、目標圧縮比の高圧縮比側への操作量を算出する。この操作量は、予め設定された固定値であっても良く、あるいは機関回転数ｒＮｅ１やアクセル開度ｒＡＰＯ１等に応じて設定するようにしても良い。ステップＳ３８では、所定レベル・頻度のノッキングが発生したかを判定する。ノッキングが発生していれば、ステップ４１へ進み、圧縮比操作量を一演算前の前回値に戻す。例えば、前回加算した操作量を減算する。そしてステップＳ４２へ進み、学習終了フラグを「１」とするとともに、ステップＳ４３で圧縮比操作許可フラグを０とする。従って、ノッキングが発生する直前の目標圧縮比の操作量が学習値として保持されることとなる。

そしてステップＳ３９では、目標点火時期ｔεを設定する。具体的には、基本目標圧縮比ｔεに、上記のステップＳ３６，Ｓ４０，Ｓ４１で設定される点火時期操作量を加算して、目標圧縮比ｔεを算出する。

図６及び図７は、本発明の第２実施例に係る目標点火時期ｔＡＤＶ及び目標圧縮比ｔεの設定制御の流れを示すフローチャートである。なお、上述した第１実施例と同様のステップには同じ参照符号を付し、重複する説明を適宜省略する。この第２実施例では、学習値に基づいて基本目標点火時期ｔＡＤＶ０及び基本目標圧縮比ｔε０を補正している。

先ず基本目標点火時期ｔＡＤＶ０の補正について説明すると、図６に示すように、ステップＳ１３Ａでは、ステップＳ１３で算出される基本目標点火時期ｔＡＤＶ０に対し、点火時期学習値を反映つまり加算して、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０を更新している。

上記の点火時期学習値は、図８に示すように、点火時期学習マップとして、機関回転数Ｎｅとアクセル開度ｒＡＰＯ１に対応する基本燃料噴射量Ｔｐに応じて記憶・保持されている。この点火時期学習マップは、例えば図９に示すルーチンにより更新される。ステップＳ５１では、点火時期学習マップの更新を行うか否かを判定する。例えば、学習終了フラグが「０」から「１」へ切り替わったときに点火時期学習値の更新が許可されて、ステップＳ５２へ進み、マップ上の点火時期学習値を更新する。具体的には、機関回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｔｐに応じたマップ値を、学習値として保持されている点火時期操作量に更新する。

次に基本目標圧縮比ｔε０の補正について説明すると、図７に示すように、ステップＳ３３Ａでは、ステップＳ３３で算出される基本目標圧縮比ｔε０に対し、圧縮比学習値を反映つまり加算して、基本目標圧縮比ｔε０を更新している。上記の圧縮比学習値は、図１０に示すように、圧縮比学習マップとして機関回転数Ｎｅとアクセル開度ｒＡＰＯ１に対応する基本燃料噴射量Ｔｐに応じて記憶・保持されている。この圧縮比学習マップは、例えば図１１に示すルーチンにより更新される。ステップＳ５３では、圧縮比学習マップの更新を行うか否かを判定する。例えば、圧縮比学習終了フラグが「０」から「１」に切り換えられたときに圧縮比学習マップの更新が許可されて、ステップＳ５４へ進み、圧縮比学習マップを更新する。具体的には、機関回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｔｐに応じた圧縮比学習マップ上の値を、学習値として保持されている圧縮比操作量の値に更新する。

次に、上記実施例の作用効果について、図面を参照して説明する。図１２及び図１３を参照して、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０や基本目標圧縮比ｔε０は、経時変化や寸法誤差等を考慮してノッキング限界に対して十分なマージンΔＭＧをもって設定されている。上記実施例によれば、定常運転状態では、ノッキングセンサ２４の検出信号に基づいて、矢印Ｙ１に示すように目標点火時期ｔＡＤＶを基本目標点火時期ｔＡＤＶ０よりも進角側の、ＭＢＴラインに沿う最適点火時期へ向けて操作するとともに、矢印Ｙ２に示すように、目標圧縮比ｔεを基本目標圧縮比ｔε０よりも高圧縮比側へ操作しているために、ノッキングを生じることなく、基本目標点火時期ｔＡＤＶ０及び基本目標圧縮比ｔε０の設定に対し、所定の増加分ΔＴｑ、トルクを有効に向上することができる。なお、上記のルーチンでは示されていないが、圧縮比操作中には、点火時期が最適点火時期を維持するように制御され、つまり点火時期が最適点火時期を取り得る範囲で圧縮比が高圧縮比側へ操作される。

また、図１４に示すように、定常運転での高圧縮比側への操作中にノッキングを生じた場合には、矢印Ｙ３に示すように、ノッキングが生じる直前の値（具体的には一演算前の値）を目標点火時期及び目標圧縮比として設定することにより、ノッキングが生じない範囲で最大限にトルク性能を向上させることができる。また、ノッキングが生じる直前の操作量を学習値として記憶し、この学習値を、次回以降の基本目標点火時期ｔＡＤＶ０及び基本目標圧縮比ｔε０の設定に反映させることによって、以降の運転中には素早く適切に目標点火時期及び目標圧縮比を設定することができ、トルク向上やノック回避性能を向上させることができる。

以上の説明より把握し得る本発明の特徴的な技術思想について、図面を参照して列記する。但し、本発明は参照符号を付した実施例の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形・変更を含むものである。

（１）内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、ノッキングの発生を検出するノッキング検出手段と、上記可変圧縮比機構を目標圧縮比へ向けて駆動制御する制御部と、を有する。この制御部は、機関運転状態に基づいて基本目標圧縮比を設定し、かつ、所定の定常運転状態で、上記ノッキング検出手段の検出信号に基づいて、上記目標圧縮比を上記基本目標圧縮比よりも高圧縮比側へ操作する。従って、所定の定常運転状態で、目標圧縮比をノッキングが生じる限界付近まで高めることができ、内燃機関が経時劣化などにより有効圧縮比が下がってしまったような場合でも、ノッキングを生じることなく実トルクを向上させることができる。

（２）点火時期を変更可能な点火装置を有する。そして、機関運転状態に基づいて基本目標点火時期を設定し、所定の定常運転状態で、上記ノッキング検出手段の検出信号に基づいて、上記目標点火時期を上記基本目標点火時期よりも進角側へ操作し、上記目標点火時期へ向けて点火装置を駆動制御する。この構成によれば、点火時期の進角化と高圧縮比化とを組み合わせて更にトルクを向上することができる。

（３）可変圧縮比機構による高圧縮比側への操作と点火装置による点火時期の進角側への操作とは不可避的に応答性が異なり、また、機関圧縮比に応じて最適点火時期も変化することから、仮に両操作を同時に行うと、過渡的にノッキングを生じたり点火時期が最適点火時期から外れるおそれがあり、最もトルクが得られる圧縮比と点火時期の組み合せを安定して得ることが困難である。そこで、最もトルクが得られる圧縮比と点火時期の組み合せを安定して得ることができるように、好ましくは、所定の定常運転状態で、目標点火時期が最適点火時期となるまで、上記目標圧縮比の高圧縮比側への操作を禁止する。つまり、先ず応答性に優れる点火時期を進角化し、ノッキングを生じることなく目標点火時期を最適点火時期に設定できる状況である場合に限り、目標圧縮比を高圧縮比側へ操作する。

（４）更に好ましくは、上記目標圧縮比又は目標点火時期の操作中に、所定レベルのノッキングの発生を検知すると、ノッキングの発生直前の操作量を学習値として記憶し、上記学習値を反映して、上記基本目標圧縮比及び基本目標点火時期を設定する。これにより、以降の機関運転中には、上記学習値を反映した適切な目標圧縮比及び目標点火時期を速やかに設定することができる。

（５）上記可変圧縮比機構は、クランクシャフトのクランクピンに取り付けられるロアリンクと、このロアリンクと内燃機関のピストンとを連係するアッパリンクと、アクチュエータにより回転位置が変更・保持される制御軸と、この制御軸に偏心して設けられた制御偏心軸部と、この制御偏心軸部とロアリンクとを連係するコントロールリンクと、を有する。

（６） 図１５を参照して、内燃機関の運転条件信号を受けて基本目標圧縮比を算出する手段（Ｂ１）と、同じく運転条件信号を受けて基本目標点火時期を算出する手段（Ｂ９）と、運転条件信号を受けて学習を許可する手段（Ｂ４）と、運転条件信号を受けて実トルクを検出する実トルク検出手段（Ｂ６）と、この実トルク検出手段（Ｂ６）の出力をうけて最大トルクを判定する手段（Ｂ７）と、上記（Ｂ７）と（Ｂ４）の出力を受けて、ＭＢＴ（最適点火時期）を維持しつつ目標圧縮比を基本目標圧縮比よりも高圧縮比側へ操作し、かつ、その圧縮比操作量を学習する手段（Ｂ５）と、（Ｂ５）の出力により（Ｂ１）を補正（又は切替）する手段（Ｂ２）と、を有している。また、（Ｂ７）と（Ｂ４）の出力を受けて目標点火時期をＭＢＴとなる最適点火時期へ向けて基本目標圧縮比よりも進角側へ操作し、かつ、その点火時期操作量を学習する手段（Ｂ８）と、（Ｂ８）の出力により（Ｂ９）を補正（又は切替）する手段（Ｂ１０）と、を有している。

上記の実トルク検出手段（Ｂ６）として、例えば上記実施例のノッキングセンサ２４が挙げられる。このような構成としたことで、実際のトルクの変化を見ながらＭＢＴとなる値まで圧縮比と点火時期を組合わせて操作することができるようになるため、通常の予め運転領域ごとに充分なマージンを持って設定された基本目標圧縮比や基本目標点火時期の値をそのまま用いた場合に比べて、大幅にトルクが向上し熱効率を高めることができる。

（７）図１６に示すように、図１５の構成に加えて、目標圧縮比学習手段（Ｂ５）と点火時期学習手段（Ｂ８）の入力に、上記ノッキングセンサ２４のようなノッキング信号検出手段（Ｂ１２）の出力を用いるような構成としたものである。

このような構成としたことで、点火時期と圧縮比を操作してＭＢＴを学習する場合に、実際にノッキングが発生しているかを確認しながら点火時期と圧縮比を操作できるようになるので、ＭＢＴよりも先にノッキングが発生してしまうような運転条件であっても、ノッキング限界付近の値を設定することができるようになることから、点火時期や圧縮比を高めることによりノッキングが発生するリスクを回避することができ、同時に高いトルクの確保との両立を図ることができるようになる。また、ノッキングが発生せずＭＢＴが取れるような運転領域においても、図１５の例と同様に、通常の予め運転領域ごとに充分なマージンを持って設定された基本目標圧縮比や基本目標点火時期の値をそのまま用いた場合に比べて、大幅にトルクが向上し熱効率を高めることができる。

（８）図１７を参照して、目標圧縮比学習手段（Ｂ５−１）の出力を学習値として保持・記憶する為の目標圧縮比学習値保持手段（Ｂ５−２）を持ち、その出力の学習値（Ｂ５−３）と（Ｂ１）の出力を用いて目標圧縮比を補正（又は切替）するような構成とし、かつ、点火時期学習手段（Ｂ８−１）の出力を学習値として保持・記憶する為の目標点火時期学習値保持手段（Ｂ８−２）を持ち、その出力の学習値（Ｂ８−３）と（Ｂ９）の出力を用いて点火時期を補正（又は切替）するような構成としたものである。このような構成とすることで、ＭＢＴ学習の為に圧縮比と点火時期を操作した操作量を学習値として保持・記憶することができるようになる為、次回運転時には再度学習によってＭＢＴを探す必要がなくなり、素早くＭＢＴまたはノック限界の点火時期・圧縮比を設定することができるようになることから、トルクを向上し熱効率を高くする効果を、より向上させることができるようになる。

本発明に係る内燃機関の制御装置の一例を示すシステム図。 本発明の第１実施例に係る目標点火時期の設定ルーチンを示すフローチャート。 上記第１実施例に係る目標圧縮比の設定ルーチンを示すフローチャート。 基本目標点火時期の設定マップの一例を示す特性図。 基本目標圧縮比の設定マップの一例を示す特性図。 本発明の第２実施例に係る目標点火時期の設定ルーチンを示すフローチャート。 上記第２実施例に係る目標圧縮比の設定ルーチンを示すフローチャート。 点火時期学習値マップの一例を示す特性図。 上記点火時期学習値マップの更新ルーチンを示すフローチャート。 圧縮比学習値マップの一例を示す特性図。 上記圧縮比学習値マップの更新ルーチンを示すフローチャート。 上記実施例の作用効果を説明するための特性図。 同じく上記実施例の作用効果を説明するための特性図。 同じく上記実施例の作用効果を説明するための特性図。 本発明の第１の態様を示す制御ブロック図。 本発明の第２の態様を示す制御ブロック図。 本発明の第３の態様を示す制御ブロック図。 本発明に係る内燃機関の可変圧縮比機構の一例を示す断面対応図。

符号の説明

２０…機関制御部
２１…可変圧縮比機構
２４…ノッキングセンサ（ノッキング検出手段）
２６…点火装置

Claims (6)

1. 内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
   ノッキングの発生を検出するノッキング検出手段と、
   上記可変圧縮比機構を目標圧縮比へ向けて駆動制御する制御部と、を有し、
   この制御部は、
   機関運転状態に基づいて基本目標圧縮比を設定し、
   かつ、所定の定常運転状態で、上記ノッキング検出手段の検出信号に基づいて、上記目標圧縮比を上記基本目標圧縮比よりも高圧縮比側へ操作することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 点火時期を変更可能な点火装置を有し、
   上記制御部は、
   機関運転状態に基づいて基本目標点火時期を設定し、
   所定の定常運転状態で、上記ノッキング検出手段の検出信号に基づいて、上記目標点火時期を上記基本目標点火時期よりも進角側へ操作し、
   上記目標点火時期へ向けて点火装置を駆動制御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. 上記制御部は、所定の定常運転状態で、目標点火時期が最適点火時期となるまで、上記目標圧縮比の高圧縮比側への操作を禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 上記制御部は、上記目標圧縮比又は目標点火時期の操作中に、所定レベルのノッキングの発生を検知すると、ノッキングの発生直前の操作量を学習値として記憶し、上記学習値を反映して、上記基本目標圧縮比及び基本目標点火時期を設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 上記可変圧縮比機構は、クランクシャフトのクランクピンに取り付けられるロアリンクと、このロアリンクと内燃機関のピストンとを連係するアッパリンクと、アクチュエータにより回転位置が変更・保持される制御軸と、この制御軸に偏心して設けられた制御偏心軸部と、この制御偏心軸部とロアリンクとを連係するコントロールリンクと、を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
6. 内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、ノッキングの発生を検出するノッキング検出手段と、を有する内燃機関の制御方法において、
   機関運転状態に基づいて基本目標圧縮比を設定し、
   所定の定常運転状態の場合に、上記ノッキング検出手段の検出信号に基づいて、目標圧縮比を上記基本目標圧縮比よりも高圧縮比側へ操作し、
   上記目標圧縮比へ向けて可変圧縮比機構を駆動制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。

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