JP2014101851A - 内燃機関の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレイグニッション発生を未然に回避できるようにする。
【解決手段】燃焼室内のイオン電流から、プレイグニッション発生状態と、予兆状態と、正常燃焼状態と、に識別する。プレイグニッション発生を検出（時刻ｔ１）したら、吸気弁閉時期を遅角し、有効圧縮比を低下させる。正常燃焼に復帰した後、吸気弁閉時期を徐々に進角させていき、予兆が発生（時刻ｔ２）したときに、そのときの制御量（遅角補正量）を学習値とする。以後は、同じ学習領域では、プレイグニッション検出の有無に拘わらず、学習値に沿った吸気弁閉時期の遅角補正を事前に行う。これにより、プレイグニッション発生が未然に防止される。
【選択図】図４

Description

この発明は、内燃機関の異常燃焼の一つであるプレイグニッションの発生もしくはその予兆を検出し、この検出に応答して所定のプレイグニッション回避制御を実行するようにした内燃機関の制御装置および制御方法に関する。

火花点火式の内燃機関においては、点火プラグによる点火前に燃焼室内の混合気が着火するいわゆるプレイグニッションが発生すると、内燃機関の耐久性低下や性能の著しい低下が生じ、好ましくない。

特許文献１には、燃焼室内のイオン電流等から、プレイグニッションの発生そのものの検出に加えて、プレイグニッションの発生前に生じるプレイグニッションの予兆を検出するようにし、この予兆の検出時に、例えば、燃料噴射量の増量や点火時期の遅角などによって燃焼室内の温度を低下させ、プレイグニッションの発生を未然に回避するようにした技術が開示されている。

また特許文献２には、筒内圧センサが検出する筒内圧変化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の発生時には、筒内への燃料噴射時期を遅角させることで、燃焼圧力を低下させ、プレイグニッションを抑制する技術が開示されている。ここで、基本噴射時期に対する噴射時期の遅角補正量は、プレイグニッションの発生からプレイグニッションが非検出となるまでサイクル毎に所定量ずつ徐々に増加していく補正分と、機関回転速度と吸入空気量とで定めた学習領域にそれぞれ割り当てられた補正量学習値と、からなる。補正量学習値は、プレイグニッションが発生していない状態で噴射時期を徐々に進角させていったときに、実際にプレイグニッションが発生した段階での噴射時期に基づいて、逐次学習更新される。

特開２００６−４６１４０号公報 特開２０１０−２８１３００号公報

特許文献１では、予兆検出に基づき実際のプレイグニッションの発生を未然に回避しよとしているが、例えば内燃機関の吸気温や冷却水温が高いときなどプレイグニッションが比較的容易に発生する運転条件の下では、正常燃焼状態からすぐにプレイグニッション発生状態に移行し易く、時間的に、プレイグニッション発生前にその予兆を検出してプレイグニッション発生を回避することが困難である。

つまり、正常燃焼状態からプレイグニッション発生までの移行期間が非常に短い状況では、予兆の検出が困難であり、また仮に予兆を検出し得たとしても、燃料噴射量の増量や点火時期の遅角などによるプレイグニッション回避が間に合わず、結局、プレイグニッションが発生した後に、燃料噴射量の増量や点火時期の遅角などによって、その後のプレイグニッションが抑制されるに過ぎない。

また、特許文献２は、実際のプレイグニッションの発生そのものを許容し、補正量学習値を用いて、初期から比較的大幅に噴射時期を遅角させることで、プレイグニッションの早期解消を図っているに過ぎず、プレイグニッションの発生を未然に防止し得るものではない。つまり、特許文献２の学習値は、プレイグニッションが発生したときに与える補正量の学習値であり、プレイグニッションの発生の回避に寄与するものではない。

本発明は、プレイグニッションが発生し易い条件のときに、プレイグニッションの発生を未然に抑制する内燃機関の制御装置および制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置ないし制御方法の一つの態様では、燃焼室内でのプレイグニッションに関し、プレイグニッションの発生と、燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆と、これらのプレイグニッションの発生ないし予兆が検出されない正常燃焼と、の少なくとも３つの状態の識別を行い、プレイグニッションの発生を検出したときに、所定のプレイグニッション回避制御を実行する。

ここで、本発明では、少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域が設定されている。

そして、上記プレイグニッション回避制御の実行後、正常燃焼に復帰したときに、上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に減少させていき、プレイグニッションの予兆が検出されたときの直前の制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習する。その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与える。

なお、プレイグニッション回避制御としては、内燃機関の有効圧縮比の低下、吸入空気量の抑制、燃料噴射量の増量、筒内への燃料噴射の噴射時期の遅角、内燃機関の回転速度の上昇、などを例示することができるが、これらに限らず、プレイグニッションの抑制に寄与する公知の手段を利用することができる。

また、本発明の第２の態様では、内燃機関の制御装置ないし制御方法は、燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆を監視し、プレイグニッションの予兆を検出したときに、所定のプレイグニッション回避制御を実行する。

ここで、本発明では、少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域が設定されている。

そして、上記予兆の検出に対し上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に増加させていき、正常燃焼に復帰したときの制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習する。その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与える。

すなわち、いずれの態様においても、ある学習領域内での運転中におけるプレイグニッションの発生ないし予兆の検出に伴うプレイグニッション回避制御の制御量の増減の中で、プレイグニッションの予兆が生じないために最小限必要な制御量が、当該学習領域における学習値として得られることとなる。そして、このように学習値が与えられた後は、同じ学習領域内での運転に際して、この学習値による制御量が、実際のプレイグニッションやその予兆の有無に拘わらずに、与えられる。

例えば、仮にプレイグニッション回避制御が有効圧縮比の低下であるとすると、ある学習領域内における運転中に実際にプレイグニッションの発生ないし予兆が検出されたときに、プレイグニッション回避の過程の中で、当該学習領域においてプレイグニッションの予兆が生じない程度の有効圧縮比となる制御量を示す学習値が得られる。以後は、当該学習領域においては、プレイグニッションの予兆がなくとも、この学習値に沿った有効圧縮比に制限される。従って、プレイグニッションの発生が懸念される運転条件下において、プレイグニッション発生までのマージンが拡大し、プレイグニッションの発生がより確実にかつ未然に防止される。

この発明によれば、プレイグニッションの発生が懸念される運転条件に対応した各学習領域について、学習値に基づき、プレイグニッションの予兆が生じない程度の制御量が事前に与えられるので、プレイグニッションの発生を未然に回避することができる。

この発明を適用した一実施例の内燃機関のシステム構成図。 一実施例の学習処理の前半部を示すフローチャート。 学習処理の後半部を示すフローチャート。 プレイグニッションの発生を検出したときの実施例の作用を示すタイムチャート。 プレイグニッションの予兆を検出したときの実施例の作用を示すタイムチャート。 学習領域の説明図。 学習領域の追加・拡張処理の説明図。 学習処理の第２の実施例の要部を示すフローチャート。 プレイグニッションの発生を検出したときの第２の実施例の作用を示すタイムチャート。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明が適用された自動車用内燃機関１のシステム構成を示している。この内燃機関１は、筒内直噴型の火花点火式内燃機関であって、各気筒毎に、筒内へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２を備えているとともに、生成された混合気に点火を行うための点火プラグ３を備えている。上記点火プラグ３には、プレイグニッション検出手段として燃焼室内のイオン電流を測定するイオン電流センサ４が付設されている。なお、このイオン電流センサ４は、点火プラグ３自体を検出プローブとして利用するものであるが、点火プラグ３とは別に独立したイオン電流センサを用いるようにしてもよい。

また各気筒は、吸気弁５と排気弁７とを具備しているが、吸気弁５は、該吸気弁５の開閉時期（少なくとも閉時期）を可変制御できる可変動弁装置６を備え、排気弁７は、該排気弁７の開閉時期を可変制御できる可変動弁装置８を備えている。これらの可変動弁装置６，８は、エンジンコントローラ１０によって制御されている。

吸気通路１１の上流側には、エンジンコントローラ１０からの制御信号によって開度が制御される電子制御型スロットル弁１２が介装されており、排気通路１３から吸気通路１１に至る排気還流通路１４には、排気還流制御弁１５が介装されている。

上記エンジンコントローラ１０には、上記のイオン電流センサ４のほか、機関回転速度を検出するためのクランク角センサ１６、吸入空気量を検出するエアフロメータ１７、吸気温を検出する吸気温センサ１８、冷却水温を検出する水温センサ１９、潤滑油温を検出する油温センサ２０、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ２１、等のセンサ類の検出信号が入力されている。エンジンコントローラ１０は、これらの検出信号に基づき、燃料噴射弁２による燃料噴射量および噴射時期、点火プラグ３による点火時期、吸気弁５および排気弁７の開閉時期、スロットル弁１２の開度、等を最適に制御している。

また、図示例では、内燃機関１の出力軸が、トルクコンバータ２５およびベルト式無段変速機（ＣＶＴ）２６を介して駆動輪２７を駆動する構成となっている。無段変速機２６の変速比は、ＣＶＴコントローラ２８によって制御される。ＣＶＴコントローラ２８は、ＣＡＮ通信を介してエンジンコントローラ１０に接続されている。

上記構成では、イオン電流センサ４によって測定されるイオン電流に基づいて、プレイグニッションが実際に発生しているプレイグニッション発生状態と、プレイグニッションはまだ発生していないものの、その予兆が生じているプレイグニッション予兆状態と、プレイグニッションやその予兆がない正常燃焼状態と、の３つの状態の識別が可能である。燃焼室内で発生するイオン電流は、燃焼室内での燃焼状態ないし燃焼圧に相関し、例えばその発生開始時期やピークの時期などから、プレイグニッションの発生を検出できるほか、実際のプレイグニッション発生前に、その予兆を把握することができる。

一方、プレイグニッションの発生やその予兆が検出されたときには、所定のプレイグニッション回避制御が実行される。上記構成では、プレイグニッション回避制御として、例えば、一般に下死点後にある吸気弁閉時期の遅角補正による有効圧縮比の低下、スロットル弁開度の縮小補正による吸気量の低下、筒内に噴射される燃料の増量補正による筒内温度の低下、などが可能である。なお、プレイグニッション発生は、筒内温度とその筒内温度に晒されている時間（つまり機関回転速度）に大きく依存し、回転速度が低いほど、また負荷が高いほど発生し易く、内燃機関の温度（冷却水温、油温等）や吸気温が高いほど発生し易い。

図２および図３は、本発明の要部である学習値の学習処理を示したフローチャートである。ここでは、プレイグニッション回避制御としてスロットル弁開度の縮小補正を用いている。

また本実施例では、複数の学習領域が、内燃機関の回転速度、内燃機関の負荷（アクセルペダル踏込量）、冷却水温、吸気温、の４つのパラメータによって設定されている。詳しくは、図６に模式的に示すように機関回転速度と負荷とに対し学習領域を区画した学習値マップが、各温度条件（冷却水温と吸気温との組み合わせ）毎に設けられている。例えば、「冷却水温ＴｗがＴｗ１≧Ｔｗ＞Ｔｗ２でかつ吸気温ＴａがＴａ１≧Ｔａ＞Ｔａ２」といった組み合わせ毎に学習値マップを備えている。初期状態では、これらの学習値マップの各領域は未学習であり、ブランクとなっている。なお、機関温度の代表として冷却水温に代えて潤滑油温を用いることも勿論可能である。

図２および図３に示す処理は、内燃機関の運転中に繰り返し実行されているものであって、まずステップ１では、プレイグニッションの予兆が検出されたか否かを判定し、ここでＮＯであれば、さらにステップ２において、実際のプレイグニッションの発生が検出されたか否かを判定する。ステップ２でＮＯであれば、図３のステップ２５におけるキーＯＦＦの判定を経て、一連のルーチンを終了する。つまり、正常燃焼状態でもって運転されている間、プレイグニッションの予兆とプレイグニッションの発生とが継続的に監視される。

なお、後述するように、このときの運転条件に対応する学習領域に既に学習値が書き込まれている場合（つまり当該学習領域が学習済みである場合）には、この学習値に沿ってスロットル弁開度が縮小補正された状態でもって運転が行われる。

例えば吸気温が高いときなどに急にプレイグニッションが発生する場合、予兆の検出ならびにこの予兆検出に基づくプレイグニッション回避が実質的に間に合わずにプレイグニッションが発生することがある。ステップ２でプレイグニッションの発生を検出したら、ステップ３へ進み、プレイグニッション回避制御として、通常の目標開度に所定の制御量（所定の大きさの開度減少補正量）を加えることで、スロットル弁開度を比較的大きく閉じる。このときの補正後の目標開度は、プレイグニッションを回避し得る吸気量となるスロットル弁開度であって、予め定めた固定値であってもよく、あるいは、運転条件に応じて可変的に設定するようにしてもよい。

このようにスロットル弁開度を縮小補正した後、ステップ４へ進み、正常燃焼状態となったかを繰り返し判定する。スロットル弁開度の縮小補正により正常燃焼状態となったことが検出されたら、ステップ５へ進み、学習値の学習のために、スロットル弁開度を所定の微小量だけ増加させる。換言すれば、プレイグニッション回避のための制御量（スロットル弁開度の減少補正量）を一定量減少させる。そして、ステップ６で、プレイグニッションの予兆が検出されたか否か判定し、ここでプレイグニッションの予兆が検出されるまで、ステップ５，６を繰り返し行う。従って、予兆が検出されるまで、スロットル弁開度が徐々に増加（プレイグニッション回避のための制御量が徐々に減少）していく。

ステップ６でプレイグニッションの予兆が検出されたら、ステップ７へ進み、予兆が検出された直前のスロットル弁開度（つまり前回値）を、当該学習領域における学習値として保存する。

一方、比較的緩慢にプレイグニッションが発生しようとする状況では、実際のプレイグニッションの発生の前に、その予兆が検出され得る。ステップ１で予兆を検出したときには、ステップ８へ進み、プレイグニッション回避制御（ここでは学習値の学習制御を兼ねたものとなる）として、スロットル弁開度を所定の微小量だけ減少させる。換言すれば、プレイグニッション回避のための制御量（スロットル弁開度の減少補正量）を一定量増加させる。そして、ステップ９で、プレイグニッションの予兆が解消して正常燃焼状態となったか否か判定し、ここで正常燃焼状態であることが検出されるまで、ステップ８，９を繰り返し行う。従って、正常燃焼状態となるまで、スロットル弁開度が徐々に減少（プレイグニッション回避のための制御量が徐々に増加）していく。

ステップ９で正常燃焼状態が検出されたら、ステップ１０へ進み、当該学習領域において学習値が既に存在するか（つまり学習済か）否かを判定する。既に学習済であれば、学習値は更新せず、図３のステップ２５におけるキーＯＦＦの判定へ進む。ステップ１０において未学習であると判定した場合には、ステップ１１へ進み、そのときのスロットル弁開度（つまり正常燃焼状態に復帰したときのスロットル弁開度）を、当該学習領域における学習値として保存する。

図３は、上記のステップ７もしくはステップ１１において学習値を得た後の学習値の書き込み処理に関するフローチャートであって、ステップ２１では、学習値を得たときの学習領域を特定する４つのパラメータ、つまり、回転速度、負荷（アクセルペダル踏込量）、冷却水温、吸気温、を読み込む。

次にステップ２２では、これらの４つのパラメータで特定される運転条件が、学習値マップにおける既存の学習領域の外であるか否かを判定する。運転条件が既存の学習領域に含まれている場合には、ステップ２２からステップ２３へ進み、ステップ２１で読み込んだパラメータ（回転速度、負荷、冷却水温、吸気温）に対応する学習領域に、ステップ７もしくはステップ１１において得た学習値を書き込む。

さらにステップ２４へ進み、ここでは、学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域で未学習の領域があれば、同じ学習値を書き込む。具体的には、実際の学習が行われたときの回転速度Ｎｅ０、負荷ＴＨ０、冷却水温Ｔｗ０、吸気温Ｔａ０に対し、回転速度がＮｅ０以下、負荷がＴＨ０以上、冷却水温がＴｗ０以上、吸気温がＴａ０以上、という４つの条件を満たす未学習の学習領域に、同じ学習値を保存する。図６は、この処理の一例を説明するもので、例えば、ある温度条件の下での学習値マップにおいて、領域１０１で学習値が得られたとすると、これよりも回転速度が低くかつ負荷が大きい領域１０２〜１２４の全てに、同じ学習値が反映する。

なお、一つの実施例では、上記のように領域１０２〜１２４の中で未学習の領域のみに学習値の書き込みがなされるが、他の実施例として、学習済の領域に対して、既存の学習値と新たな学習値との大小比較を行い、プレイグニッションをより回避する方向（スロットル弁開度であれば、より小さな開度）に新たな学習値が得られた場合には更新を行うようにしてもよい。

そして、ステップ２５へ進んで、キーＯＦＦであるか否かの判定を行い、キーＯＦＦでなければ、上述した一連のルーチンを繰り返す。キーＯＦＦとなったときには、ステップ２６へ進み、各学習領域に書き込まれた学習値を全てリセットする。

従って、キーＯＮからキーＯＦＦまでの１回のトリップにおいては、キーＯＮとなった初期には、いずれの学習領域にも学習値が存在せず、スロットル弁開度は特に制限されない。ある運転条件の下での運転中にプレイグニッションそのものあるいはその予兆が検出されると、上述したようにスロットル弁開度を縮小するプレイグニッション回避制御が実行され、かつその過程の中で、学習値が設定される。この学習値は、前述したように、当該学習領域のほかに、これよりもプレイグニッションの可能性が高い他の学習領域にも反映する。このようにして一部の学習領域に学習値が書き込まれた状態では、以後、その学習領域内に運転条件が入ったときに、学習値に沿ったスロットル弁開度の制限が事前に実行される。従って、一旦プレイグニッションの発生ないし予兆が検出された学習領域（およびこれよりもプレイグニッションの可能性が高い学習領域）では、以後は、プレイグニッションが発生しにくい状態となり、プレイグニッションの発生が未然に防止される。そして、キーＯＦＦとなって１回のトリップが終了すると、学習値はリセットされるので、次回のトリップでは、実際にプレイグニッションの発生や予兆が検出されない限りは、スロットル弁開度の制限が不必要に行われることがない。

一方、ステップ２２の判定において、学習値を得た運転条件が学習値マップにおける既存の学習領域の外であれば、ステップ２７へ進み、新たな学習領域の追加を行う。即ち、図７に示すように、初期状態では、学習値マップの全域には学習領域は設定されておらず、「初期設定されている学習領域」として図示するように、回転速度および負荷の一部の範囲（プレイグニッションの可能性が高い低速高負荷側の一部領域）に複数の学習領域が設定されている。これは、制御の簡素化ならびにプレイグニッションの可能性が低い領域で不必要なスロットル弁開度の制限を行わないためであるが、このように予め用意された学習領域以外の領域（例えば図７に示す領域２０１）でプレイグニッション（あるいはその予兆）が検出された場合には、以後のプレイグニッションの再発を回避するために、領域２０１を新たに学習領域として追加する。

従って、ステップ２７に続くステップ２３では、上記のように追加された新たな学習領域に、学習値が書き込まれる。

なお、ステップ２７で追加した学習領域の情報は、ステップ２５のキーＯＦＦ後も保存される。但し、学習領域に対して書き込まれた学習値の値は、前述したように、キーＯＦＦに伴いステップ２６においてクリアされる。つまり、プレイグニッションの可能性が実際にあるために実行された領域の追加・拡張（例えば領域２０１の追加）は、次回のトリップにも有効となる。

なお、ステップ２４の処理に対応するように、ステップ２７において、そのときの運転条件に対応する領域（例えば図７の領域２０１）に加えて、さらに、これよりもプレイグニッションの可能性が高い領域（例えば図７の領域２０２，２０３等）を新たな学習領域として追加するようにしてもよい。このような場合には、ステップ２４において、例えば領域２０１について学習した学習値が他の領域２０１，２０３等にも反映することとなる。

次に、図４は、図２のステップ２〜７に主に対応するプレイグニッション発生時の作用を説明するタイムチャートである。図の上段は、プレイグニッション発生ないし予兆を示す１つのパラメータとして、点火時期後のイオン電流検出タイミングを示しており、プレイグニッションの発生時には、これが早期となる。また、実際のプレイグニッションの発生前に、予兆として、若干早くなる傾向がある。従って、このイオン電流検出タイミングに基づいて、プレイグニッションの発生、予兆、および正常燃焼の識別が可能である。図示例では、理解を容易にするために、イオン電流検出タイミングを、正常燃焼領域、プレイグニッション予兆領域、プレイグニッション発生領域、の３つに単純に分けて示している。また、このタイムチャートの例では、プレイグニッション回避制御として、上述のスロットル弁開度の縮小補正に代えて、可変動弁装置６を介した吸気弁５の閉時期（ＩＶＣ）の遅角補正を行っており、図４の下段は、その制御量となる遅角補正量を示している。なお、ここでは、通常の吸気弁閉時期が下死点後であることを前提としている。

図４の例では、正常燃焼状態から比較的急にプレイグニッションが発生しており、従って予兆検出が間に合わずに、時刻ｔ１においてプレイグニッションの発生が検出される。これに伴い、プレイグニッション回避制御として所定量の制御量が与えられ、つまり吸気弁閉時期が所定量だけ遅角する。このときの目標吸気弁閉時期は、プレイグニッション回避に十分なレベルまで遅角したものとなる。機械的な可変動弁機構６の変化速度には限界があるので、図４では、時刻ｔ１以降、遅角補正された目標吸気弁閉時期へ向かって可変動弁機構６が最大速度で動作している状態が示されている。このような吸気弁閉時期の遅角に伴って有効圧縮比が低下するので、プレイグニッションは抑制され、やがて正常燃焼状態に復帰する。

この正常燃焼の検出に伴い、吸気弁閉時期は、その後、逆に徐々に進角される。なお、このときの進角速度は、図示するように、プレイグニッション発生時の遅角速度に比較して緩慢である。このように吸気弁閉時期が徐々に進角していくと、いずれプレイグニッションの予兆が検出される。図示例では、時刻ｔ２において、予兆を検出しており、このときの直前の制御量が学習値として保存される。従って、図４から明らかなように、学習値は、そのときの温度条件を含めた運転条件の下で、プレイグニッションの予兆が生じないために最小限必要な遅角補正量に相当する。

以後は、同じ学習領域では、プレイグニッションの発生ないし予兆の有無に拘わらずに、この学習値に基づく遅角補正を加えた状態で運転がなされる。従って、プレイグニッション発生までのマージンが拡大し、プレイグニッションの発生がより確実にかつ未然に防止される。また、仮にプレイグニッションが再度発生しそうになったとしても、予め有効圧縮比が低下していることから、プレイグニッション発生が緩慢なものとなり、予兆の段階で回避することが可能となる。

次に、図５は、図２のステップ１，８〜１１に主に対応するプレイグニッションの予兆検出時の作用を説明するタイムチャートである。この例では、正常燃焼状態から比較的緩慢にプレイグニッションが発生しようとしているため、時刻ｔ１において、プレイグニッションの予兆が検出される。これに伴い、プレイグニッション回避制御として、徐々に吸気弁閉時期が遅角される。なお、このときの遅角速度は、プレイグニッションの予兆から実際のプレイグニッションの発生へ移行することがないように適当に設定される。

吸気弁閉時期の遅角補正により、プレイグニッションは抑制され、やがて予兆状態から正常燃焼状態へと復帰する。図示例では、時刻ｔ２において正常燃焼への移行を検出しており、このときの制御量が学習値として保存される。従って、この場合も、得られた学習値は、そのときの温度条件を含めた運転条件の下で、プレイグニッションの予兆が生じないために最小限必要な遅角補正量に相当する。

次に、図８および図９に基づいて、学習値の学習処理の途中で運転条件が所定の学習領域の範囲（図７で説明した全体的な学習領域の範囲）から外れた場合を考慮した第２の実施例を説明する。

図８は、この第２の実施例における学習処理の要部を示すフローチャートである。これは、図２におけるステップ５，６の繰り返し処理の間、および、ステップ８，９の繰り返し処理の間に、それぞれ実行されるものであって、ステップ３１で、運転条件が学習領域全体の範囲から外れたか否かを判定し、ＮＯであれば、ステップ５，６もしくはステップ８，９の処理を継続する。ステップ３１において、運転条件が学習領域全体の範囲から外れた場合には、ステップ３２へ進み、その直前の制御量の値と、対応する学習領域（領域１０１等の個々の学習領域）と、を一時的に記憶する。そして、ステップ３３において、学習処理途中の学習領域（記憶した学習領域）に運転条件が再度復帰したか繰り返し判定し、ＹＥＳであれば、ステップ３４へ進んで、ステップ３２で記憶していた制御量をセットする。これにより、中断前の値を用いてステップ５，６もしくはステップ８，９の処理が再開される。

図９は、このような処理を説明するためのタイムチャートであって、図４の例と同様に、プレイグニッションの発生を検出してプレイグニッション回避制御（ここでは吸気弁閉時期の遅角補正）が実行され、正常燃焼状態に復帰した後に、学習処理として吸気弁閉時期が徐々に進角していくが、その途中の時刻ｔ３において、運転条件の急変により処理が中断している。このような運転条件の変化は、例えば、アクセルペダル開度のＯＦＦ操作や、トルクコンバータ２５における図示せぬロックアップ機構のロックアップ解除、などによって生じる。そして、時刻ｔ４において、再度同じ学習領域に入ったら、時刻ｔ３における制御量の値を用いて、学習処理を再開する。なお、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間では、上段のイオン電流検出タイミングおよび下段の吸気弁閉時期のいずれも不定であるので、図では省略してある。

この第２の実施例によれば、プレイグニッションやその予兆が実際に検出されたときに、運転条件の急な変化があっても学習を完了させることができ、以後のプレイグニッションの回避に寄与する。

１…内燃機関
２…燃料噴射弁
４…イオン電流センサ
６…可変動弁装置
１０…エンジンコントローラ
１８…吸気温センサ
１９…水温センサ
１２…スロットル弁
２１…アクセル開度センサ

Claims (10)

1. 燃焼室内でのプレイグニッションに関し、プレイグニッションの発生と、燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆と、これらのプレイグニッションの発生ないし予兆が検出されない正常燃焼と、の少なくとも３つの状態に識別可能なプレイグニッション検出手段を有し、プレイグニッションの発生を検出したときに、所定のプレイグニッション回避制御を実行する内燃機関の制御装置において、
   少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域が設定されており、
   上記プレイグニッション回避制御の実行後、正常燃焼に復帰したときに、上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に減少させていき、プレイグニッションの予兆が検出されたときの直前の制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習し、
   その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆を検出するプレイグニッション検出手段を有し、プレイグニッションの予兆を検出したときに、所定のプレイグニッション回避制御を実行する内燃機関の制御装置において、
   少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域が設定されており、
   上記予兆の検出に対し上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に増加させていき、正常燃焼に復帰したときの制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習し、
   その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 上記学習領域は、内燃機関の回転速度および負荷と、１つあるいは複数の温度条件と、をパラメータとして設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. ある１つの学習領域において学習値の学習ないし更新が行われたときに、当該学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域として予め定めた１つあるいは複数の学習領域に、同じ学習値を反映させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 上記学習値は、トリップ中は保持され、トリップ終了時にリセットされ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. 初期設定された複数の学習領域の範囲外でプレイグニッションの発生ないし予兆が検出されたときは、そのときの運転条件に対応する学習領域を新たに追加して学習値の学習を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
7. 新たに追加された学習領域の情報はトリップ終了後も保存され、当該学習領域における学習値はトリップ終了時にリセットされることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
8. 学習処理の途中で、学習領域全体の範囲から運転条件が外れたときに、制御量ならびに対応する学習領域を一時的に記憶し、その後同じ学習領域に復帰したときに、記憶した制御量から学習処理を再開することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
9. 燃焼室内でのプレイグニッションに関し、プレイグニッションの発生と、燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆と、これらのプレイグニッションの発生ないし予兆が検出されない正常燃焼と、の少なくとも３つの状態の識別を行い、プレイグニッションの発生を検出したときに、所定のプレイグニッション回避制御を実行する内燃機関の制御方法において、
   少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域を予め設定し、
   上記プレイグニッション回避制御の実行後、正常燃焼に復帰したときに、上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に減少させていき、プレイグニッションの予兆が検出されたときの制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習し、
   その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与えることを特徴とする内燃機関の制御方法。
10. 燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆を監視し、プレイグニッションの予兆を検出したときに、所定のプレイグニッション回避制御を実行する内燃機関の制御方法において、
    少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域を予め設定し、
    上記予兆の検出に対し上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に増加させていき、正常燃焼に復帰したときの制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習し、
    その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与えることを特徴とする内燃機関の制御方法。

Images