JP3726434B2 - 内燃機関のプレイグニッション検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室内での燃焼時に生じたイオンに基づいて流れるイオン電流を検出し、そのイオン電流に基づきプレイグニッション発生を検出する内燃機関のプレイグニッション検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用エンジン等の内燃機関は、そのシリンダブロック内で往復移動するピストンと、同機関の出力軸であるクランクシャフトと、ピストンの往復移動をクランクシャフトの回転へと変換するコンロッドとを備えている。また、シリンダブロックにはシリンダへッドが取り付けられている。このシリンダヘッドとピストンとの間には、燃焼室が設けられている。シリンダヘッドには、燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、燃焼室内へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃焼室内の混合ガスに対し点火を行うための点火プラグとが設けられている。
【０００３】
点火プラグは、一次コイル及び二次コイルが設けられたイグニッションコイルを介してバッテリに接続され、そのイグニッションコイル及びイグナイタによって点火タイミングが制御される。イグナイタは、エンジンコントロールコンピュータからの点火指令信号に基づき、イグニッションコイルの一次コイルに流れる一次電流を制御する。イグニッションコイルは、一次コイルに流れる一次電流が遮断されたとき、二次コイルに高電圧が発生するようになる。そして、二次コイルに発生した高電圧が点火プラグの電極間に印加されることで、その電極間に火花が飛んで点火がなされる。従って、点火プラグの点火タイミングは、イグナイタによって制御される一次電流の遮断時期によって決定されることとなる。
【０００４】
上記のように構成された内燃機関は、その吸気行程において、吸気通路を介して燃焼室へ空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁から燃焼室へ向けて燃料が噴射され、その燃料及び空気からなる混合ガスが燃焼室に充填される。その後、内燃機関の圧縮行程において、燃焼室内の混合ガスがピストンの移動によって圧縮され、同混合ガスに対して点火プラグにより点火がなされる。内燃機関は、点火された混合ガスの燃焼によりピストンが上記と逆方向へ移動することで燃焼行程に移るとともに駆動力を得る。その後、排気行程において、燃焼後の混合ガスがピストンの移動により排気ガスとして排気通路を介して外部へ排出される。
【０００５】
こうした内燃機関では、点火プラグによる点火よりも前に燃焼室内の混合ガスが同点火プラグ自身の熱などによって自然着火する、いわゆるプレイグニッション等の異常燃焼を検出するために燃焼状態判定装置が設けられる。こうした燃焼状態判定装置としては、例えば特開昭６１−１５５７５３号公報に記載されたものが知られている。
【０００６】
同公報に記載された装置では、点火プラグの電極間に低電圧が印加されるとともに、その電極間に流れる電流を検出するための電流検出回路が設けられている。そして、燃焼室内で混合ガスが燃焼したときに発生するイオンに基づき点火プラグの電極間に流れるイオン電流を、上記電流検出回路によって検出するようにしている。このような装置において、一回の点火がなされる際のイグナイタが入力する点火指令信号の推移態様と、電流検出回路によって検出される電流の推移態様とを図２０のタイムチャートに示す。なお、図２０において、波形ａはイグナイタがエンジンコントロールコンピュータから入力する点火指令信号の波形を示し、波形ｂは電流検出回路によって検出される電流の波形を示すものである。
【０００７】
同図から明らかなように、イオン電流は、点火指令信号がＯＮからＯＦＦへ立ち下がった後に発生することとなる。これは点火がなされてから混合ガスが燃焼するまでに時間がかかり、その混合ガスの燃焼によるイオン発生にも時間がかかるためである。このように正常な混合ガスの燃焼状態では点火指令信号の立ち下がり後にイオン電流が発生するようになるが、例えば上記プレイグニッションが発生した場合には図２０に破線で示すように点火指令信号立ち下がり前にイオン電流が発生することとなる。従って、上記公報に記載の装置では、点火指令信号立ち下がり前のイオン電流の有無に基づいてプレイグニッションを検出することにしている。このようにプレイグニッションを検出することで、プレイグニッション発生時には燃料噴射量を増量するなどの回避制御を行うことができるようになる。
【０００８】
また、内燃機関においては、燃焼室内での混合ガスの燃焼によって点火プラグの電極にカーボンが付着する、いわゆるくすぶりが発生する場合がある。こうしたくすぶりが発生すると、点火プラグの電極に付着したカーボンを介して同電極間に漏洩電流が流れるようになる。この漏洩電流は、図２０に一点鎖線で示すように点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がるときに発生することとなる。従って、点火指令信号立ち上がり後の漏洩電流の有無に基づいて、点火プラグのくすぶりを検出するすることができる。このように点火プラグのくすぶりを検出することで、くすぶり発生時には燃料噴射量の増量を停止するなどして、そのくすぶりを抑制することができるようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、点火指令信号の立ち上がりから立ち下がりまでの一次電流通電時間（以下、通電時間という）ｔは、エンジン回転数及びバッテリ電圧に基づき決定され、そのエンジン回転数及びバッテリ電圧が高いほど短くなる。そのため、エンジン回転数が高くなったり故障等によってバッテリ電圧が過度に高くなったりすると、通電時間ｔが短くなって点火指令信号の立ち上がりと立ち下がりとが接近する。こうして点火指令信号の立ち上がりと立ち下がりとが接近すると、プレイグニッション発生時のイオン電流とカーボン付着による漏洩電流との違いを判別できなくなる。従って、通電時間ｔが過度に短くなるような内燃機関の運転状況のときには、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出してしまい、プレイグニッションの発生を誤検出して不要なプレイグニッション回避制御が行われることとなる。
【００１０】
また、点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がるとイグニッションコイルの一次電流は徐々に立ち上がるが、的確な点火を行うためにも一次電流の立ち上がりが速い方が好ましい。そこで従来は、イグニッションコイルにおける一次コイルの巻き線を減らして一次電流の立ち上がりを速くするとともに、その一次電流が過度に大きくならないよう定電流制御を実行している。このような定電流制御が行われるときの点火指令信号、一次電流、及び電流検出回路によって検出された電流の推移態様を図２１に示す。
【００１１】
同図から明らかなように、図２１の波形ａで示される点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がると、図２１の波形ｂで示される一次電流が徐々に立ち上るようになる。そして、一次電流が限界値に到達した後には、その一次電流が限界値を越えないよう定電流制御が行われる。このような定電流制御を行うことにより、点火指令信号がＯＮからＯＦＦに立ち下がるまでに一次電流が過度に大きくなるのを防止することができ、その過電流によってイグナイタが故障するのを防止することができる。その後、点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち下がって一次電流が遮断されると、混合ガスに点火がなされて図２１に波形ｃで示される態様でイオン電流が発生するようになる。
【００１２】
上記定電流制御は、例えば一次電流が流れ易いイグニッションコイルの冷間時に実行される。これはイグニッションコイルの冷間時には、一次電流が流れ易くなって同電流がすぐに限界値に到達してしまうためである。また、通電時間ｔが過度に長くなる内燃機関の低回転時にも上記定電流制御が行われることとなる。これは内燃機関の低回転時に通電時間ｔが過度に長くなると、点火指令信号がＯＮからＯＦＦに立ち下がる前に一次時電流が限界値に到達してしまうためである。
【００１３】
このような定電流制御を行うことによって、一次電流が過度に大きくなるのを防止することができるようにはなる。しかし、定電流制御の開始時には、立ち上がり中の一次電流が一定値となるよう制御され、その際に一次電流が変動して電流検出回路によって検出される電流にも変動が生じるようになる。この検出された電流に変動が生じると、当該変動する電流を誤ってイオン電流として検出してしまい、プレイグニッションの発生を誤検出して不要なプレイグニッション回避制御が行われることとなる。
【００１４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、プレイグニッションの発生の誤検出を防止することのできる内燃機関のプレイグニッション検出装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、請求項１記載の発明では、内燃機関の燃焼室内での燃焼によって生じるイオンに基づいて点火プラグの電極間に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、該電流検出手段によって検出される電流に基づき前記燃焼室内でのプレイグニッションの発生を検出する内燃機関のプレイグニッション検出装置において、内燃機関の稼動状況を監視する稼動状況監視手段と、前記稼動状況監視手段によって監視される内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況であるか否かを判断する稼動状況判断手段と、前記稼動状況判断手段によって内燃機関の稼動状況が前記プレイグニッションの発生を誤検出する状況にある旨判断されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する検出禁止手段とを備え、前記稼動状況判断手段は、イグニッションコイルへの一次電流通電時間が許容時間に満たなくなる稼動状況であるか否かを判断し、前記検出禁止手段は、前記稼動状況判断手段によって前記一次電流通電時間が許容時間に満たなくなる稼動状況である旨の判断がなされるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００１６】
同構成によれば、プレイグニッションの発生を誤検出するような内燃機関の稼動状況のときには、そのプレイグニッションの検出が検出禁止手段によって禁止されるため、プレイグニッションの発生の誤検出が防止されるようになる。
【００１８】
一般に、点火プラグの電極に付着したカーボンを介して流れる漏洩電流は一次電流の立ち上り直後に発生し、プレイグニッションによるイオン電流は一次電流の立ち下がり直前に発生する。従って、一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるような内燃機関の稼動状況のとき、一次電流の立ち上がりと立ち下がりとが接近して漏洩電流をイオン電流として誤検出し易くなる。このような内燃機関の稼動状況のときには、稼動状況判断手段によって上記一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるような稼動状況である旨の判定がなされ、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。その結果、一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるときに、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出してしまうことに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００１９】
請求項２記載の発明では、前記稼動状況監視手段は、前記イグニッションコイルに供されるバッテリ電圧を監視するものであり、前記一次電流通電時間は、少なくとも前記バッテリ電圧に基づいて通電時間が制御されるものとした。
【００２０】
同構成によれば、故障等によってバッテリ電圧に異常が生じ、そのバッテリ電圧に基づき算出される一次電流通電時間が許容時間よりも短くなると漏洩電流をイオン電流として誤検出し易くなるが、この場合には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。従って、故障等により一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるバッテリ電圧となっても、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッション発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２１】
請求項３記載の発明では、内燃機関の燃焼室内での燃焼によって生じるイオンに基づいて点火プラグの電極間に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、該電流検出手段によって検出される電流に基づき前記燃焼室内でのプレイグニッションの発生を検出する内燃機関のプレイグニッション検出装置において、内燃機関の稼動状況を監視する稼動状況監視手段と、前記稼動状況監視手段によって監視される内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況であるか否かを判断する稼動状況判断手段と、前記稼動状況判断手段によって内燃機関の稼動状況が前記プレイグニッションの発生を誤検出する状況にある旨判断されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する検出禁止手段とを備え、前記稼動状況判断手段は、イグニッションコイルに流れる一次電流の定電流制御により該一次電流が増減される稼動状況であるか否かを判断し、前記検出禁止手段は、前記稼動状況判断手段によって前記定電流制御により前記一次電流が増減される稼動状況である旨の判断がなされるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００２２】
同構成によれば、イグニッションコイルに流れる一次電流が所定値よりも小さくなるよう定電流制御が行われ、この定電流制御の開始時には立ち上り中の一次電流が一定値となるよう制御される。この定電流制御開始時には、一次電流に増減方向への変動が生じて電流検出手段によって検出される電流にも変動が生じ、当該電流の変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。従って、定電流制御により一次電流が増減されるような内燃機関の稼動状態のときには上記電流変動をイオン電流として誤検出し易くなる。しかしこの場合には、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、定電流制御時開始時の上記電流変動を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２３】
請求項４記載の発明では、前記稼動状況監視手段は、前記イグニッションコイルのコイル温度と内燃機関の機関回転数との少なくとも一方を監視するものであり、前記稼動状況判断手段は、前記稼動状況監視手段によって監視されるイグニッションコイルのコイル温度及び内燃機関の機関回転数の少なくとも一方に基づき、前記定電流制御により前記一次電流が増減される稼動状況である旨の判断をするものとした。
【００２４】
一般に、イグニッションコイルのコイル温度が低い場合には、電流が流れ易くなって一次電流の立ち上りが速くなるため、その一次電流の定電流制御が行われ易くなり、同制御開始時に電流検出手段によって検出される電流変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。また、内燃機関の機関回転数が低い場合には、一次電流通電時間が長くなるために、同一次電流通電が立ち下がる前に所定値以上になり易くなる。従って、機関回転数が低い場合には一次電流通電時間が長くなって同一次電流の定電流制御が行われ易くなり、同制御開始時に電流検出手段によって検出される電流の変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。同構成によれば、上記コイル温度や機関回転数が低いときといった一次電流の定電流制御が行われ易い内燃機関の稼動状況のとき、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。そのため、定電流制御開始時の上記電流変動を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２５】
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、前記検出禁止手段は、前記稼動状況監視手段の異常が検出されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００２６】
同構成によれば、稼動状況監視手段に異常が生じると、稼動状況判断手段による内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況であるか否かの判断に誤りが生じることとなる。しかし、こうした稼動状況監視手段の異常時には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、当該稼動状況監視手段の異常に基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２７】
請求項６記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、前記検出禁止手段は、前記電流検出手段の故障が検出されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００２８】
同構成によれば、電流検出手段に故障が生じると、その電流検出手段の検出結果に基づいて検出されるプレイグニッションの発生に誤検出が生じることとなる。しかし、こうした電流検出手段の故障時には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、当該電流検出手段の故障に基づくプレイグニッション発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２９】
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、前記検出禁止手段は、前記燃焼室内の温度がプレイグニッションの発生する温度領域内の値でないとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００３０】
一般に、燃焼室内の温度が低い場合にはプレイグニッションが発生することはない。同構成によれば、燃焼室内の温度が、そのようなプレイグニッションが発生しない温度領域内の値であるとき、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、プレイグニッションの発生の検出にかかる制御負担を軽減することができるようになる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用の直列４気筒ガソリンエンジンに適用した一実施形態を図１〜図１９に従って説明する。
【００３２】
図１に示すように、エンジン１１の１番気筒〜４番気筒（図１には一つの気筒のみ図示）には、それぞれピストン１２が設けられている。このピストンは、エンジン１１のシリンダブロック１１ａ内にて往復移動可能となっており、コンロッド１３を介してエンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１４に連結されている。そして、ピストン１２の往復移動は、コンロッド１３によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるようになっている。
【００３３】
クランクシャフト１４にはシグナルロータ１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランクシャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突起１４ｂが順次クランクセンサ１４ｃの側方を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【００３４】
一方、シリンダブロック１１ａには、エンジン１１における冷却水の水温を検出するための水温センサ１１ｂが設けられている。また、シリンダブロック１１ａの上端にはシリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５とピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けられた吸気ポート１７及び排気ポート１８が連通している。更に、それら吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が設けられている。
【００３５】
シリンダヘッド１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト２１，２２はタイミングベルト２３を介してクランクシャフト１４に連結され、同ベルト２３によりクランクシャフト１４の回転が吸気及び排気カムシャフト２１，２２へ伝達されるようになっている。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉駆動されて、吸気ポート１７と燃焼室１６とが連通・遮断される。また、排気カムシャフト２２が回転すると、排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポート１８と燃焼室１６とが連通・遮断されるようになっている。
【００３６】
シリンダヘッド１５において、排気カムシャフト２２の側方には、同シャフト２２の外周面に設けられた突起２２ａを検出して検出信号を出力するカムセンサ２２ｂが設けられている。そして、排気カムシャフト２２が回転すると、同シャフト２１の突起２２ａがカムセンサ２２ｂの側方を通過する。この状態にあっては、カムセンサ２２ｂから上記突起２２ａの通過に対応した所定間隔毎に検出信号が出力されるようになる。
【００３７】
吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気管３０及び排気管３１が接続されている。この吸気管３０内及び吸気ポート１７内は吸気通路３２となっている。また、排気管３１内及び排気ポート１８内は排気通路３３となっており、排気通路３３の下流側にはエンジン１１の排気ガスを浄化するための触媒３３ａが設けられている。
【００３８】
吸気管３０の上流端には、エアフローメータ３４が設けられている。エアフローメータ３４は、吸気通路３２を介して燃焼室１６へ吸入される空気の量を検出し、その検出された吸入空気量に対応した出力信号を発生する。そのエアフローメータには、吸気通路を通過して燃焼室へ吸入される空気の温度を検出するための吸気温センサ３５が設けられている。そして、吸気温センサは、吸入空気の温度を検出し、その検出された吸入空気温度に対応した検出信号を出力する。
【００３９】
また、吸気管３０の下流端には、燃焼室１６内へ向かって燃料を噴射するための燃料噴射弁５０が設けられている。この燃料噴射弁５０は、吸気通路３２内の空気が燃焼室１６へ吸入されるとき、燃焼室１６へ向けて燃料を噴射し、燃料及び空気からなる混合ガスを形成する。
【００４０】
吸気通路３２内において、エアフローメータ３４よりも下流側には、スロットルバルブ４６が設けられている。スロットルバルブ４６の開度（スロットル開度）は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル４７の踏込量（アクセル開度）に基づき調節され、このスロットルバルブ４６の開度調節により燃焼室１６内へ吸入される空気の量が調節される。そして、スロットルバルブ４６の近傍にはスロットルセンサ４６ａが設けられている。このスロットルセンサ４６ａは、スロットル開度を検出して同開度に対応した出力信号を発生する。
【００４１】
一方、シリンダヘッド１５には、燃焼室１６内に充填された混合ガスに対して点火を行うための点火プラグ５１が設けられている。この点火プラグ５１は、エンジン１１に設けられたイグナイタモジュール５３を介して、自動車のバッテリ５４に接続されている。
【００４２】
こうしたエンジン１１にあっては、その吸気行程において、ピストン１２の下降により燃焼室１６内に負圧が発生し、その負圧により燃焼室１６へ吸気通路３２を介して空気が吸入される。また、燃料噴射弁５０からは、燃焼室１６に吸入される空気の量に対応した量の燃料が同燃焼室１６へ向かって噴射され、その結果、燃焼室１６には空気と燃料とからなる混合ガスが充填される。
【００４３】
その後、エンジン１１の圧縮行程において、ピストン１２の上昇により、燃焼室１６内の混合ガスは圧縮される。燃焼室１６内で圧縮された混合ガスは、点火プラグ５１により点火されて爆発し、その爆発力によってピストン１２が下降してエンジン１１は爆発行程に移る。この爆発行程により、エンジン１１は駆動力を得ることとなる。こうして燃焼室１６内で燃焼した混合ガスは、エンジン１１の排気行程において、ピストン１２の上昇により排気ガスとして排気通路３３へ送り出され、触媒３３で浄化された後に外部へ排出される。
【００４４】
次に、エンジン１１における点火系の詳細な構造を図２及び図３に基づいて説明する。その図２は点火プラグ５１における電極部分の拡大断面図であり、図３は主にイグナイタモジュール５３の電気的構成を示すブロック図である。
【００４５】
図２に示すように、点火プラグ５１の先端部には、金属によって円筒状に形成されてシリンダヘッド１５に螺着されたネジ部５５が設けられている。このネジ部５５の先端面には、燃焼室１６内へ突出するＬ字状の電極５６ａが設けられている。電極５６ａとシリンダヘッド１５との間は、ネジ部５５を介しての通電が可能となっている。また、ネジ部５５の内側には絶縁体５７を貫通する棒状の電極５６ｂが設けられている。この電極５６ｂの先端部は、絶縁体５７から突出して燃焼室１６内に位置し、上記ネジ部５５に設けられた電極５６ａと対向している。そして、絶縁体５７を貫通する電極５６ｂは、その絶縁体５７によってネジ部５５、電極５６ａ及びシリンダヘッド１５と絶縁された状態になっている。
【００４６】
一方、図３に示すように、イグナイタモジュール５３は、イグニッションコイル５３ａ、イグナイタ５３ｂ及びイオン電流検出回路部５３ｃとから構成されている。そのイグナイタ５３ｂ及びイオン電流検出回路部５３ｃは、点火時期、燃料噴射時期及び燃料噴射量など、エンジン１１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）９２に接続されている。
【００４７】
上記イグニッションコイル５３ａは、バッテリ５４及びイグナイタ５３ｂに接続された一次コイル５８と、点火プラグ５１及びイオン電流検出回路部５３ｃに接続された二次コイル５９とから構成されている。そして、イグニッションコイル５３ａの一次コイル５８に一次電流が通電され、その後に同一次電流が遮断されると、イグニッションコイル５３ａの二次コイル５９に高電圧が発生するようになる。その二次コイル５９に発生した高電圧が点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間に印加されることにより、それら電極５６ａ，５６ｂ間に火花が飛んで燃焼室１６内に充填された混合ガスに点火がなされる。
【００４８】
イグニッションコイル５３ａの一次コイル５８に流れる一次電流の通電制御は、ＥＣＵ９２から出力される点火指令信号に基づきイグナイタ５３ｂによって行われる。また、イグナイタ５３ｂには上記一次電流が過度に大きくなるのを抑制するための定電流制御回路６０が設けられている。ここで、点火プラグ５１による一回の点火がなされる際のイグナイタ５３ｂが入力する点火指令信号の推移態様と、一次コイル５８に流れる一次電流の推移態様とを図５のタイムチャートに示す。
【００４９】
同図から明らかなように、図５の波形ａで示される点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がったとき、図５の波形ｂで示される一次電流が時間経過に伴い徐々に増加し始める。そして、点火指令信号がＯＮからＯＦＦへと立ち下がる前に一次電流が限界値に到達した場合には、一次電流が当該限界値を越えないよう定電流制御回路６０によって定電流制御が行われる。このような一次電流の定電流制御開始時には、立ち上り中の一次電流が一定値となるよう制御され、その際に一次電流が増減方向へ変動するようになる。
【００５０】
その後、点火指令信号がＯＮからＯＦＦへと立ち下がると、一次電流が遮断されて点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間に火花が飛び、燃焼室１６に充填された混合ガスに点火がなされる。こうして点火された混合ガスが燃焼してイオンが発生すると、同イオンによって点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間にイオン電流が流れるようになる。このイオン電流は、イグニッションコイル５３ａの二次コイル５９に接続されたイオン電流検出回路部５３ｃ（図３）によって検出される。ここで、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流の推移態様を図５の波形ｃで示す。
【００５１】
同図から明らかなように、図５の波形ａで示される点火指令信号がＯＮからＯＦＦへと立ち下がった後、図５の波形ｃで示される態様でイオン電流が発生するようになる。このイオン電流が、点火指令信号の立ち下がり後に発生するのは、点火プラグ５１による点火がなされてから混合ガスが燃焼するまでに時間がかかり、その混合ガス燃焼によるイオン発生にも時間がかかるためである。また、このようにイオン電流を検出するイオン電流検出回路部５３ｃには、同回路部５３ｃでの断線を検出するための断線検出部６１が設けられている。
【００５２】
ところで、上記構成のエンジン１１においては、燃焼室１６内でいわゆるプレイグニッションやくすぶりが発生する場合がある。そして、例えばプレイグニッションが発生した場合には、点火プラグ５１による点火前に混合ガスが自然着火して燃焼してしまうため、点火指令信号の立ち下がり前に図５の波形ｄにおいて破線で示す態様でイオン電流が発生する。また、くすぶりが発生した場合には、例えば図２に一点鎖線で示すように電極５６ｂにカーボンが付着し、そのカーボンを介して電極５６ａ，５６ｂ間に漏洩電流が流れるようになる。こうした漏洩電流は、点火指令信号の立ち上り後に図５の波形ｄにおいて一点鎖線で示す態様で発生する。
【００５３】
次に、本実施形態におけるエンジン１１の制御装置の電気的構成を図４に基づいて説明する。
この制御装置は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６等を備える論理演算回路として構成された上記ＥＣＵ９２を備えている。
【００５４】
ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラムや、その各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されるメモリであり、ＣＰＵ９４はＲＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路９８及び外部出力回路９９と接続されている。
【００５５】
外部入力回路９８には、水温センサ１１ｂ、クランクセンサ１４ｃ、カムセンサ２２ｂ、エアフローメータ３４、吸気温センサ３５、スロットルセンサ４６ａ、イオン電流検出回路部５３ｃ及びバッテリ５４が接続されている。一方、外部出力回路９９には、燃料噴射弁５０及びイグナイタ５３ｂが接続されている。
【００５６】
このように構成されたＥＣＵ９２は、クランクセンサ１４ｃからの検出信号及びバッテリ５４からの電圧信号を入力し、それら信号に基づきエンジン回転数ＮＥ及びバッテリ電圧Ｂを求める。更に、ＥＣＵ９２は、求められたエンジン回転数ＮＥ及びバッテリ電圧Ｂに基づき、点火指令信号の立ち上りから立ち下がりまでの時間と同じ値となる一次電流の通電時間ｔを算出する。なお、通電時間ｔを算出する際には、予め実験によって求められてＲＯＭ９３に記憶された図６に示すマップが参照される。このように算出された通電時間ｔは、図６から明らかなように、エンジン回転数ＮＥが高くなるとともにバッテリ電圧Ｂが低くなるほど長くなり、エンジン回転数ＮＥが低くなるとともにバッテリ電圧Ｂが高くなるほど短くなる。そして、ＥＣＵ９２は、算出された通電時間ｔに応じてイグナイタ５３ｂへ出力する点火指令信号の立ち上り時期と立ち下がり時期とを決定する。
【００５７】
ＥＣＵ９２は、点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がった直後である図５の波形ａに示した第１時点Ｐ１において、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出された電流が所定のしきい値を越えていることに基づきくすぶりを検出する。このようにしてくすぶりを検出することができるのは、くすぶり発生時に点火プラグ５１の電極５６ｂに付着したカーボンを介して流れる漏洩電流が、図５の波形ｄに一点鎖線で示すように点火指令信号の立ち上り直後（一次電流通電初期）に発生するためである。なお、点火指令信号立ち上りから上記第１時点Ｐ１までの時間は、点火指令信号立ち上り時にイオン電流検出回路部５３ｃが検出するノイズ等によってくすぶりが誤検出されることのない値に設定されている。
【００５８】
更に、ＥＣＵ９２は、点火指令信号がＯＮからＯＦＦへと立ち下がる直前である図５の波形ａに示した第２時点Ｐ２において、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出された電流が所定のしきい値を越えていることに基づきプレイグニッションを検出する。このようにしてプレイグニッションを検出することができるのは、プレイグニッション発生時に点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間を介して流れるイオン電流が、図５の波形ｄに破線で示すように点火指令信号の立ち下がり直前（一次電流通電終期）に発生するためである。そして、点火指令信号立ち上りから同第２の時点Ｐ２までの時間は上記のように算出された一次電流の通電時間ｔに基づき求められ、その求められた時間に基づいてＥＣＵ９２がタイマ制御を行うことによって第２時点Ｐ２が決定される。こうして決定された第２時点Ｐ２は、上記タイマ制御実行時に誤差が生じた場合でも点火指令信号立ち下がりとの間の時間が「０」になることがないものとされる。
【００５９】
一方、ＥＣＵ９２は、上記エンジン回転数ＮＥ、エアフローメータ３４からの検出信号に基づき求められるエンジン負荷、及びスロットルセンサ４６ａからの検出信号に基づき求められるスロットル開度など、エンジン１１の運転状態に基づき、基本燃料噴射量及び基本点火時期を算出する。なお、これら基本燃料噴射量及び基本点火時期等を算出する際には、予め実験によって求められてＲＯＭ９３に記憶された周知のマップが参照される。ＥＣＵ９２は、こうして求められた基本燃料噴射量及び基本点火時期に基づき、燃料噴射弁５０及びイグナイタ５３ｂを駆動制御して燃料噴射量及び点火時期の調整を行う。
【００６０】
次に、上記構成のＥＣＵ９２を通じて実行される制御態様の概要を、図７〜図１０に基づいて説明する。
ＥＣＵ９２は、エンジン１１の稼動状況がプレイグニッション発生を誤検出する状況であるとき、図５の第２時点Ｐ２にてなされる点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間を流れる電流に基づくプレイグニッション検出を禁止する。プレイグニッション発生を誤検出するエンジン１１の稼動状況としては、イグニッションコイル５３ａのコイル温度が低いとき、エンジン回転数ＮＥが低いとき、及びバッテリ電圧Ｂが高いときなどがあげられる。
【００６１】
例えばエンジン１１の始動直後など、イグニッションコイル５３ａのコイル温度が低い場合には、電流が流れ易くなって一次コイル５８に流れる一次電流の立ち上りが速くなり、点火指令信号がＯＮからＯＦＦに立ち下がる前に一次電流が限界値に到達して定電流制御が行われる。その結果、図５に波形ｂで示すように、定電流制御開始時の一次電流に増減方向への変動が生じ、その変動に基づきイオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流にも図５に波形ｃで示される変動が生じる。また、エンジン回転数ＮＥが低い場合には、点火指令信号立ち上りから立ち下がりまでの時間、即ち一次電流の通電時間ｔが長くなるため、点火指令信号が立ち下がる前に一次電流が限界値に到達して定電流制御が行われる。その結果、上記と同様に定電流制御開始時の一次電流に変動が生じるとともに、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流にも変動が生じる。このような電流変動が第２時点Ｐ２にて生じた場合には、当該電流変動をイオン電流検出回路部５３ｃが誤ってイオン電流として検出してしまい、プレイグニッション発生が誤検出されることとなる。
【００６２】
一方、故障等によってバッテリ電圧Ｂが過度に高くなった場合には、一次電流の通電時間ｔが短くなるとともに、点火指令信号の立ち上りと立ち下がりとが接近する。この状態にあって、くすぶりが発生して点火プラグ５１の電極５６ｂに付着したカーボンを介して漏洩電流が流れると、上記通電時間ｔが短いために漏洩電流が第２時点Ｐ２にて発生している状態になる。そしてその結果、イオン電流検出回路５３ｃが上記漏洩電流を誤ってイオン電流として検出してしまい、プレイグニッション発生が誤検出されることとなる。
【００６３】
上述したようなプレイグニッション発生を誤検出するエンジン１１の稼動状況のときには、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流に基づくプレイグニッションの検出が禁止される。そのため、上記プレイグニッション発生の誤検出に基づき、不要なプレイグニッション回避制御等が実行されるのを防止することができるようになる。
【００６４】
また、プレイグニッション発生が誤検出されないエンジン１１の稼動状況のときには、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流に基づくプレイグニッションの検出が行われる。そして、プレイグニッション発生が検出された場合、ＥＣＵ９２は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように燃料噴射量及び点火時期を制御してプレイグニッション回避を行う。これら図７（ａ）及び（ｂ）は、プレイグニッション回避が行われる際の時間経過に伴う燃料噴射量増量及び点火時期遅角量（図７（ｂ）の実線）の推移傾向を示すものである。
【００６５】
これらの図から明らかなように、プレイグニッション発生が検出されたとき、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁５０によって噴射される燃料を増量させた後、その増量値を徐々に減少させるとともに、当該燃料増量の減少に伴い点火プラグ５１による点火時期を徐々に遅角させる。ここで、上記プレイグニッション回避のための燃料噴射量制御及び点火時期制御が行われた際、エンジン１１の運転状態がどのように推移するかを図９のグラフに示す。
【００６６】
このグラフにおいて、横軸及び縦軸は空燃比及び点火時期を示し、実線Ｘは燃焼室内温度の等温度線を示す。そして、グラフ中実線Ｘよりも上側の領域は、燃焼室１６内で、プレイグニッションが発生する燃焼室内温度領域となる。また、グラフ中の一点鎖線Ｙは、エンジン１１が出力するトルクの等トルク線を示し、グラフ中下側に位置するものほど低トルクとなる。更に、グラフ中の実線Ｚはエンジン１１から排出される排気ガスの等排気温線を示し、グラフ中実線Ｚよりも右側の領域は触媒３３ａなどのエンジン１１の排気系に故障が発生する排気温度領域となる。
【００６７】
今、グラフ中の位置αの状態にエンジン１１の運転状態があるとき、プレイグニッション発生の検出に基づき燃料噴射量が増量されると、エンジン１１の運転状態は位置αから位置βへと推移する。そして、燃料増量分の気化熱と燃料増量による燃焼速度の緩和とによって燃焼室１６内の温度が速やかに低下され、速やかなプレイグニッション回避が行われる。その後、燃料噴射量の増量値が段階的に減少されるとともに、同燃料増量値の減少に伴って点火時期が徐々に遅角され、エンジン１１の運転状態は位置βから位置γへと推移する。即ち、燃料噴射量増量によるプレイグニッション回避が、点火時期遅角によるプレイグニッション回避に置き換えられる。
【００６８】
こうした燃料噴射量増量及び点火時期遅角によるプレイグニッション回避により、プレイグニッション発生直後には燃料噴射量増量によって速やかに燃焼室１６内の温度が低下するようになる。また、その後に燃料噴射量の増量値が徐々に減少され、代わりに点火時期が徐々に遅角されるため、燃料噴射量増量による燃費の悪化や、急激な点火時期遅角によるエンジン１１の急激なトルク低下が防止される。従って、速やかなプレイグニッション回避と燃費の悪化防止との両立を図り、しかもエンジン１１の運転状態を安定維持してプレイグニッション回避を行うことができるようになる。
【００６９】
ところで、エンジン１１においては、例えば排気バルブ２０に付着した付着物が熱せられ、その付着物の熱により燃焼室１６内の混合ガスが自然着火してプレイグニッション発生となることがある。この場合、上記プレイグニッション回避制御を行っても、排気バルブ２０に付着した付着物自身の温度を低減させることが困難であるため、プレイグニッションが進行して暴走性プレイグニッションに至ることとなる。プレイグニッションは、暴走性のものへと進行すると、その発生頻度が高くなるとともに発生開始時期が早くなる。従って、プレイグニッション発生に基づき図５の波形ｄに破線で示す態様で生じたイオン電流は、そのプレイグニッションの進行に伴って発生開始時期が波形ａの第１時点Ｐ１まで早くなる。
【００７０】
また、エンジン１１においては、くすぶりによって点火プラグ５１の電極５６ｂにカーボンが付着し、そのカーボンを介して電極５６ａ，５６ｂ間に漏洩電流が流れることがある。こうしたくすぶりの進行度合いは上記カーボンの付着量によって決定され、同カーボン付着量が多いほどくすぶりが進行して漏洩電流の発生終了時期が遅くなる。従って、くすぶり発生に基づき図５の波形ｄに一点鎖線で示す態様で生じたイオン電流は、そのくすぶりの進行に伴って発生終了時期が波形ａの第２時点Ｐ２まで遅くなる。
【００７１】
上述したようにプレイグニッションやくすぶりが進行した場合には、第１及び第２時点Ｐ１，Ｐ２においてイオン電流検出回路部５３ｃによって検出された電流が、漏洩電流なのかイオン電流なのか判別できない。そこで、ＥＣＵ９２は、第１及び第２時点Ｐ１，Ｐ２において、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流がしきい値を越えた回数をそれぞれカウントする。そして、プレイグニッション及びくすぶりの進行特性を考慮して、それらカウント値の比較に基づき、燃焼室１６内でプレイグニッションが発生しているのか、或いはくすぶりが発生しているのかを判定する。また、ＥＣＵ９２は、それらカウント値の大小に基づきプレイグニッション及びくすぶりの進行度合いを判定する。このように燃焼室１６内の燃焼状態を判定できるのは、くすぶりが進行するほど第１時点Ｐ１でのカウント値が大きくなり、プレイグニッションが進行するほど第２時点Ｐ２でのカウント値が大きくなるためである。
【００７２】
そして、上記燃焼室１６の燃焼状態判定において、暴走性のプレイグニッションが発生している旨の判定がなされた場合、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁５０を駆動制御して燃料噴射の燃料カットを実行する。この燃料カットが実行することにより、燃焼室１６内に混合ガスが充填されなくなって燃焼による発熱が抑制されるとともに、燃焼室１６への吸入空気によって室内が冷却される。通常は燃料カットによる燃焼室１６内の冷却によって、暴走性プレイグニッションの発生が的確に抑制されるようになる。
【００７３】
ここで、燃料カットがなされる際の第２時点Ｐ２における上記カウント値の推移態様を図１０に波形ｐで示す。同図から明らかなように、波形ｐで示される上記カウント値が大きくなると暴走性プレイグニッション発生の旨の判定がなされ、ＥＣＵ９２は、波形ｑで示される燃料噴射量増量を上限値まで増量した状態で、波形ｒで示されるように所定期間だけ燃料カットを実行する。更に、ＥＣＵ９２は上記カウント値を所定値だけ減らす。こうした燃料カットによって暴走性プレイグニッションが抑制できない場合には、上記カウント値が再び大きくなって暴走性プレイグニッション発生の旨の判定がなされ、上記と同様の燃料カット及びカウント値の減算が繰り返されるとともに、燃料噴射量増量が上限値に保持される。また、この二回目以後の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定は、初回の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定よりも小さなカウント値の増分にてなされるため、同プレイグニッション抑制のための燃料カットが早期に実行される。従って、暴走性プレイグニッションによるエンジン１１への悪影響を抑えることができるようになる。
【００７４】
次に、上記ＥＣＵ９２を通じて実行される制御態様について図１２〜図１９を参照して説明する。
図１２は、本実施形態における各種制御のメインルーチンを示すフローチャートである。同メインルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて所定クランク角（本実施形態では上死点後３０°ＣＡ）毎の角度割り込みにて実行される。
【００７５】
このメインルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステップＳ１０１の処理として、クランクセンサ１４ｃ及びカムセンサ２２ｂからの検出信号に基づき、これから燃焼が行われる気筒を判別する。続いてＥＣＵ９２は、ステップＳ１０２の処理として、プレイグニッション回避のために行われる燃料噴射量増量補正の増量ガード値ｅｆｐｒｍａｘを算出する。即ち、燃料噴射量増量の限界値（本実施形態ではエンジン１１の運転状態に基づき求められる基本燃料噴射量の６０％の値）から、プレイグニッション回避以外の目的でなされる燃料噴射量の増量補正値を減算した値が、上記増量ガード値ｅｆｐｒｍａｘとして算出される。
【００７６】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ１０３の処理として、周知の故障診断を行って水温センサ１１ｂ、クランクセンサ１４ｃ、カムセンサ２２ｂ、エアフローメータ３４、吸気温センサ３５及びスロットルセンサ４６ａなど、各種センサが異常でないか否か判断する。そして、各種センサが異常である旨の判断がなされるとステップＳ１１３（図１３）に進み、各種センサが異常でない旨の判断がなされるとステップＳ１０４に進むことになる。なお、メインルーチンにおいて、ステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０７の処理は、プレイグニッションの発生が誤検出されるエンジン１１の稼動状況であるか否か判断するためのものである。
【００７７】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０４の処理として、水温センサ１１ｂ及び吸気温センサ３５からの検出信号に基づき、エンジン１１の冷却水温及び吸気温を求める。そして、上記冷却水温及び吸気温から推定されるイグニッションコイル５３ａのコイル温度が、プレイグニッションの誤検出を生じさせない値か否かを判断する。即ち、例えば、冷却水温が０℃以上で且つ吸気温が−５℃以上（イグニッションコイル５３ａのコイル温度が０℃以上）か否かを判断する。そのステップＳ１０４でＮＯと判断されるようなエンジン１１の稼動状況では、一次コイル５８のコイル温度が低すぎて一次電流が流れ易いことに起因する当該電流の定電流制御が行われるようになる。
【００７８】
従って、ステップＳ１０４でＮＯと判断された場合には、上記定電流制御の実行に基づきプレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況である旨の判定がなされて、ステップＳ１１３（図１３）に進むこととなる。また、ステップＳ１０４でＹＥＳと判断された場合には、プレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況ではない旨の判定がなされて、続くステップＳ１０５に進む。
【００７９】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０５の処理として、エンジン回転数ＮＥがプレイグニッションを誤検出させることのない値か否か、即ち例えばエンジン回転数ＮＥが３０００ｒｐｍ以上か否かを判断する。そのステップＳ１０５でＮＯと判断されるようなエンジン１１の稼動状況では、ＥＣＵ９２によって算出される一次電流の通電時間ｔが長すぎることに起因して当該電流の定電流制御が行われるようになる。
【００８０】
従って、ステップＳ１０５でＮＯと判断された場合には、上記定電流制御の実行に基づきプレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況である旨の判定がなされて、ステップＳ１１３（図１３）に進むこととなる。また、ステップＳ１０５でＹＥＳと判断された場合には、プイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況ではない旨の判定がなされて、続くステップＳ１０６に進む。
【００８１】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０６の処理として、イオン電流検出回路部５３ｃに設けられた断線検出部６１からの検出信号に基づき、そのイオン電流検出回路部５３ｃに断線が発生しているか否かを判断する。そして、断線が発生している場合にはステップＳ１１３（図１３）に進み、断線が発生していない場合にはステップＳ１０７に進む。
【００８２】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０７の処理として、バッテリ電圧Ｂがプレイグニッションの誤検出を生じさせない値か否か、即ち例えばバッテリ電圧Ｂが１５．１Ｖよりも小さいか否かを判断する。そのステップＳ１０７でＮＯと判断されるようなエンジン１１の稼動状況では、ＥＣＵ９２によって算出される一次電流の通電時間ｔが過度に短くなることに起因して、イオン電流検出回路部５３ｃがくすぶりによる漏洩電流を誤ってプレイグニッションによるイオン電流として検出するようになる。
【００８３】
従って、ステップＳ１０７でＮＯと判断された場合には、上記一次電流の通電時間ｔが過度に短くなることに基づきプレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況である旨の判定がなされて、ステップＳ１１３（図１３）に進むこととなる。また、ステップＳ１０７でＹＥＳと判断された場合には、プレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況ではない旨の判定がなされて、続くステップＳ１０８に進む。
【００８４】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０８の処理として、エアフローメータ３４からの検出信号に基づきエンジン負荷を求め、そのエンジン負荷及びエンジン回転数ＮＥが図１１のマップに斜線で示すプレイグニッション検出領域内にあるか否かを判断する。このマップにおけるプレイグニッション検出領域は、プレイグニッションが発生する可能性のある燃焼室１６内の温度領域を表す。なお、上記マップは、予め実験により求められてＲＯＭ９３に記憶されており、ステップＳ１０８の処理を実行する際に参照される。
【００８５】
そして、ステップＳ１０８でＮＯと判断された場合にはステップＳ１１３（図１３）に進み、ＹＥＳと判断された場合にはステップＳ１０９（図１３）に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０９の処理として、プレイグニッション及びくすぶりの発生を判定するとともに、プレイグニッションが検出されたときには燃料噴射量の増量補正を実行する。
【００８６】
即ち、ＥＣＵ９２は、図５の波形ａで示される一次電流通電中の第１時点Ｐ１において、イオン電流検出回路部５３ｃにより検出される電流が所定のしきい値を越えたときくすぶりを検出し、後述するくすぶりカウンタＣＡを「１」だけ加算する。また、ＥＣＵ９２は、上記一次電流通電中の第２時点Ｐ２において、イオン電流検出回路部５３ｃにより検出される電流が所定のしきい値を越えたときプレイグニッションを検出し、プレイグニッションカウンタＣＢを「１」だけ加算する。
【００８７】
こうしたイオン電流検出回路部５３ｃによる電流検出に基づきプレイグニッションが検出されたとき、ＥＣＵ９２は、燃料噴射量を増量補正することで速やかなプレイグニッション回避を図り、その後に当該増量補正の際の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを徐々に減少させる。また、イオン電流検出回路部５３ｃによる電流検出に基づきくすぶりの発生が検出されたとき、ＥＣＵ９２は、上記プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量補正を中止する。そして、燃焼室１６内でくすぶりが発生しているのか、或いはプレイグニッションが発生しているのかは、ＥＣＵ９２が上記カウンタＣＡ，ＣＢの大小を比較することに基づき的確に判定されることとなる。
【００８８】
一方、上記ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８（図１２）でＮＯと判断されてステップＳ１１３に進んだ場合、ＥＣＵ９２は上記カウンタＣＡ，ＣＢを「０」にリセットする。続いてステップＳ１１４に進み、ＥＣＵ９２は、前回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇから所定値ｍ１を減算したものを「０」より小さくならないように下限ガードし、その下限ガードした値を今回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇとして設定する。こうして今回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを設定した後、ステップＳ１１２に進む。
【００８９】
従って、ステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０７でＮＯと判断された場合、即ち一次電流の定電流制御が行われたり、一次電流の通電時間ｔが過度に短くなるなど、プレイグニッションを誤検出するエンジン１１の稼動状況のときにはステップＳ１０９に進むことがない。そのため、上記プレイグニッションを誤検出するエンジン１１の稼動状況のときには、ステップＳ１０９でのプレイグニッション判定が禁止され、同プレイグニッションの誤検出が防止されるようになる。
【００９０】
また、ステップＳ１０３において各種センサの異常によりＮＯと判断された場合や、ステップＳ１０６において断線検出部６１によって検出されるイオン電流検出回路部５３ｃでの断線に基づきＮＯと判断された場合も、ステップＳ１０９に進むことがない。従って、各種センサの異常やイオン電流検出回路部５３ｃでの断線が生じた場合も、ステップＳ１０９でのプレイグニッション判定が禁止される。そのため、各種センサの異常に基づくステップＳ１０４，Ｓ１０５での判断の誤りや、イオン電流検出回路部５３ｃの断線に基づくステップＳ１０９でのプレイグニッションの誤検出が防止される。
【００９１】
更に、ステップＳ１０８において、燃焼室１６内の温度がプレイグニッションの発生に繋がる温度領域内にないことに基づいてＮＯと判断された場合も、ステップＳ１０９に進んで同ステップＳ１０９でのプレイグニッション判定が行われることがない。そのため、プレイグニッションが発生するはずのない温度領域に燃焼室１６内の温度がある場合には、無駄なプレイグニッション判定が行われなくなって、そのプレイグニッション判定にかかるＥＣＵ９２の制御負担が軽減するようになる。
【００９２】
さて、ステップＳ１０９の処理が実行された後、ＥＣＵ９２は、続くステップＳ１１０の処理として、上記くすぶりカウンタＣＡ及びプレイグニッションカウンタＣＢのカウント値に基づき、くすぶり及びプレイグニッションの進行度合いを判定する。そして、プレイグニッションが進行して暴走性のものとなっている旨の判定がなされた場合、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁５０による燃料噴射の燃料カットを所定期間だけ実行し、上記暴走性プレイグニッションを抑制する。
【００９３】
続いてステップＳ１１１に進み、ＥＣＵ９２は、ガード値ｅｇｄの算出処理を実行する。このガード値ｅｇｄは、上記ステップＳ１０９の処理において、プレイグニッション回避のために増量補正される燃料噴射量の増量値ｅｆｐｒｉｇが徐々に減少する際、その燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを下限ガードするためのものである。こうしてガード値ｅｇｄを算出した後、ステップＳ１１２に進む。
【００９４】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１１２の処理として、エンジン１１の点火時期遅角補正を実行する。即ち、上記プレイグニッション検出に基づき燃料噴射量が増量補正された後、その燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが徐々に減少する際、ＥＣＵ９２は、当該燃料増量値ｅｆｐｒｉｇの減少に伴ってエンジン１１の点火時期を徐々に遅角補正する。このように燃料噴射量の増量補正を行った後、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇの減少に伴い点火時期を徐々に遅角させることで、プレイグニッションを回避しつつ燃費の悪化を防止し、しかも急激な点火時期遅角に起因したエンジン１１の急激なトルク低下をも防止可能となる。
【００９５】
次に、メインルーチンにおけるステップＳ１０９で実行される処理について、図１４及び図１５を参照して詳しく説明する。図１４及び図１５は、燃焼室１６内における燃焼状態を判別し、プレイグニッション発生時には燃料噴射量を増量補正するための処理ルーチンを示すフローチャートである。同処理ルーチンは、上記メインルーチンにおいてステップＳ１０９に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【００９６】
この処理ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステップＳ２０１の処理として、後述するステップＳ２０４で行われるプレイグニッション回避のための燃料噴射量増量補正の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを設定し直す。即ち、前回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇから所定値ｍ２を減算した値を、後に詳述するガード値ｅｇｄで下限ガードして今回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇとして設定し直す。続いてステップＳ２０２に進み、ＥＣＵ９２は、図５の波形ａの第２時点Ｐ２において、イオン電流検出回路５３ｃによって検出される電流が所定のしきい値を越えているか否か基づき、プレイグニッションが検出されたか否かを判断する。そして、上記電流がしきい値を越えている場合にはプレイグニッションが検出されたと判断してステップＳ２０３に進み、上記電流がしきい値を越えていない場合にはプレイグニッションが検出されていないと判断してステップＳ２０５に進む。
【００９７】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０３の処理で、プレイグニッション検出フラグｘｐｒｉｇとして「１」をＲＡＭ９５にセットした後、ステップＳ２０４に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０４の処理として、プレイグニッション検出フラグｘｐｒｉｇが「１」であることに基づき、プレイグニッション検出回数を表すプレイグニッションカウンタＣＢに「１」を加算するとともに燃料噴射量の増量補正を行う。この燃料噴射量の増量補正は、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに所定値ｍ３を加算したものを、新たな燃料増量値ｅｆｐｒｉｇとして設定することによって行われる。なお、その所定値ｍ３は、上記ステップＳ２０１における所定値ｍ２よりも大きく、例えば所定値ｍ２の２０倍の値とされる。また、ＥＣＵ９２は、後述する遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｄｌｙ及び遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐを「０」にリセットする。即ち、これら各カウンタｅｃｐｒｄｌｙ，ｅｃｐｒｓｔｐは、プレイグニッションが検出される毎に「０」にリセットされるようになる。
【００９８】
このようなステップＳ２０４の処理を実行することにより、プレイグニッション検出時には燃料噴射量が増量補正されて速やかなプレイグニッション回避が図られる。そして、燃料噴射量増量補正における燃料増量値ｅｆｐｒｉｇは、その後に上記ステップＳ２０１の処理によって段階的に減少されることとなる。そのため、図７（ｃ）に示すように、例えばプレイグニッション検出に基づきプレイグニッションカウンタＣＢがカウントアップされていくと、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇは同カウンタＣＢのカウントアップ後に徐々に減少する。
【００９９】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ２０５の処理として、燃焼室１６内が現在くすぶり状態と判定されているか否か、即ち後述するくすぶり状態フラグｘｐｒｅｘが「１」であるか否かを判断する。そして、ステップＳ２０５において「ｘｐｒｅｘ＝１」であると判断された場合にはステップＳ２０６に進み、ＥＣＵ９２は、くすぶり復帰準備フラグｘｋｓｒｅｔとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。また、ステップＳ２０５において「ｘｐｒｅｘ＝１」でないと判断された場合にはステップＳ２０７に進み、ＥＣＵ９２は、くすぶり復帰準備フラグｘｋｓｒｅｔを「０」にリセットする。
【０１００】
ステップＳ２０６又はステップＳ２０７の処理を経た後にステップＳ２０８（図１５）に進み、ＥＣＵ９２は、図５の波形ａにおける第１時点Ｐ１において、イオン電流検出回路５３ｃによって検出される電流が所定のしきい値を越えているか否か基づき、くすぶりが検出されたか否かを判断する。そして、上記電流がしきい値を越えている場合にはくすぶりが検出されたと判断し、順次ステップＳ２０９，Ｓ２１０へと進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０９の処理で、くすぶり検出フラグｘｋｕｓとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。また、ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１０の処理として、「ｘｋｕｓ＝１」であることに基づきくすぶり検出回数を表すくすぶりカウンタＣＡに「１」を加算する。
【０１０１】
一方、上記ステップＳ２０８において、イオン電流検出回路５３ｃによって検出される電流が所定のしきい値を越えていない場合にはくすぶりが検出されていないと判断し、ステップＳ２１１に進む。このステップＳ２１１及び続くステップＳ２１２の処理は、くすぶりが解消した直後でのプレイグニッション発生を検し、そのプレイグニッションが検出されたときに的確なプレイグニッション回避を実行するためのものである。また、ステップＳ２１３以降の処理は、燃焼室１６の燃焼状態、即ちくすぶりが発生しているのか、或いはプレイグニッションが発生しているのかを的確に判定し、その判定に応じた処理を実行するためのものである。
【０１０２】
ここでは、まずステップＳ２１３以降の処理について説明した後、ステップＳ２１１及びステップＳ２１２の処理について説明することとする。
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１３の処理として、くすぶりカウンタＣＡのカウント値がプレイグニッションカウンタＣＢのカウント値以上で、且つ、それらカウント値が「０」でない（「ＣＡ≠０，ＣＢ≠０」）か否かを判断する。そして、ステップＳ２１３でＹＥＳと判断された場合、即ち「ＣＡ≧ＣＢ且つＣＡ，ＣＢ≠０」である場合には、くすぶりが発生している旨の判定、即ちくすぶりが進行した燃焼状態である旨の判定がなされる。また、ステップＳ２１３でＮＯと判断された場合、即ち「ＣＡ＜ＣＢ」である場合には、プレイグニッションが発生している旨の判定がなされる。このようにプレイグニッション発生及びくすぶり発生の旨の判定を行うことができるのは、
・プレイグニッションでは、その初期段階において一次電流の通電終期にイオン電流が発生し、プレイグニッションが進行するほど当該イオン電流の発生開始時期が一次電流通電初期へと早められる。
【０１０３】
・くすぶりでは、その初期段階において一次電流の通電初期に漏洩電流が発生し、くすぶりが進行するほど当該漏洩電流の発生終了時期が一次電流通電終期へと遅らされる。
等々の理由によるものである。
【０１０４】
そして、ステップＳ２１３でＹＥＳと判断され、くすぶり発生の旨の判定がなされた場合にはステップＳ２１４に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１４の処理として、前記くすぶり状態フラグｘｐｒｅｘとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。また、ステップＳ２１３でＮＯと判断された場合にはステップＳ２１５に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１５の処理として、くすぶり状態フラグｘｐｒｅｘを「０」にリセットする。
【０１０５】
ところで、上記ステップＳ２１３の判断処理においては、「ＣＡ，ＣＢ≠０」であるならば「ＣＡ＝ＣＢ」であってもＹＥＳと判断され、くすぶり発生の旨の判定がなされる。これは一般に、燃焼室１６内での混合ガスの燃焼状態によっては、点火プラグ５１の電極５６ｂに急激にカーボンが付着することがあり、この場合にくすぶりの進行した状態が突発的に生じて初回のくすぶり発生時にＣＡ，ＣＢが両方ともカウントアップされるようになるためである。即ち、このような状態のときでも、上記ステップＳ２１３の判定処理によって、的確にくすぶり発生の旨の判定を行えるようにするためである。
【０１０６】
さて、続いて上記ステップＳ２１０でくすぶりが検出されていないと判断され、ステップＳ２１１に進んだ場合について説明する。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１１の処理として、プレイグニッション検出フラグｘｐｒｉｇが「１」で、且つくすぶり復帰準備フラグｘｋｓｒｅｔが「１」であるか否かを判断する。このステップＳ２１１では、くすぶりが解消した直後にプレイグニッションが発生したか否かを判断している。そして、ＮＯと判断された場合にはステップＳ２１３に進み、ＹＥＳと判断された場合にはステップＳ２１２に進む。ＥＣＵ９２は、ステップ２１２の処理として、くすぶり状態フラグｘｐｒｅｘを「０」にリセットするとともに、くすぶりカウンタＣＡ及びプレイグニッションカウンタＣＢを「０」にリセットする。
【０１０７】
このようにカウンタＣＡ，ＣＢを「０」にリセットするのは、くすぶり解消直後におけるプレイグニッション発生の旨の判定を的確に行うためである。即ち、プレイグニッションはくすぶりが解消した直後にも発生することがある。また、くすぶり発生の旨の判定がなされたとき、くすぶりカウンタＣＡがプレイグニッションカウンタＣＢに比べて極めて大きい場合もある。この場合、くすぶり発生の旨の判定直後にプレイグニッションが検出されてカウンタＣＢがカウントアップされても、すぐに「ＣＡ＜ＣＢ」となることがないためにステップＳ２１４に進み、プレイグニッション発生の旨の判定が行われない。しかし、本実施形態では、くすぶり解消直後のプレイグニッションを検出した場合には、上記のようにカウンタＣＡ，ＣＢを「０」リセットするため、そのプレイグニッション発生の旨の判定が遅れるのを防止することができるようになる。
【０１０８】
以上の各ステップの処理が実行された後、当該処理ルーチンから図１２及び図１３に示すメインルーチンに戻り、ＥＣＵ９２はメインルーチンにおけるステップＳ１１０（図１３）の処理を実行することとなる。
【０１０９】
次に、メインルーチンにおけるステップＳ１１０で実行される処理について、図１６及び図１７を参照して詳しく説明する。図１６及び図１７は、暴走性プレイグニッションを判定・抑制するための処理ルーチンを示すフローチャートである。同処理ルーチンは、上記メインルーチンにおいてステップＳ１１０に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【０１１０】
この処理ルーチンにおいて、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理は暴走性プレイグニッションの発生を判定するためのものであって、ステップＳ３０６〜Ｓ３０８の処理はくすぶりの進行を判定するためのものである。
【０１１１】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０１の処理として、プレイグニッションカウンタＣＢが例えば「１０」以上で、且つくすぶりカウンタＣＡが例えば「９」であるか否かを判断する。更に、ＥＣＵ９２は、プレイグニッションカウンタＣＢが例えば「１０」以上で、且つ後述する暴走判定フラグｘｐｂが「１」であるか否かを判断する。そして、上記二つの判断の内のいずれか一方でＹＥＳと判断された場合には、暴走性プレイグニッションが発生している旨の判定がなされてステップＳ３０３に進む。
【０１１２】
また、上記二つの判断の内のいずれか一方でＮＯと判断された場合にはステップＳ３０２に進み、ＥＣＵ９２は、プレイグニッションカウンタＣＢが例えば「５０」以上で、且つくすぶり状態フラグｘｐｒｅｘが「０」であるか否かを判断する。そして、ステップＳ３０２でＹＥＳと判断された場合には、暴走性プレイグニッションが発生している旨の判定がなされてステップＳ３０３に進む。
【０１１３】
このように暴走性プレイグニッションが発生している旨の判定がなされ、ステップＳ３０３に進む状況としては、
・プレイグニッションに基づくイオン電流が、一次電流通電中の第１及び第２時点Ｐ１，Ｐ２（図５）にてそれぞれ所定回数以上検出され、そのイオン電流の発生開始時期が早くなっていることが分かるとき。
【０１１４】
・プレイグニッションに基づくイオン電流が、一次電流通電中の第２時点Ｐ２（図５）にて検出される回数が多くなり、そのイオン電流の発生度合いが高くなっていることが分かるとき。
等々の状況があげられる。
【０１１５】
こうした状況が生じることによって、ステップＳ３０１，Ｓ３０２からステップＳ３０３に進むこととなる。そして、ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０３の処理で、暴走判定フラグｘｐｂとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。また、ＥＣＵ９２は、くすぶりカウンタＣＡ及び後述する燃料カットカウンタＣｆ／ｃを「０」にリセットするとともに、プレイグニッションカウンタＣＢを例えば「５」だけ減算する。そのため、二回目以後の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定は、初回の初回の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定よりも小さなカウント値の増分にてなされるため、初回の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定よりも早期に行われることとなる。なお、燃料カットカウンタＣｆ／ｃは、メインルーチンにおけるステップ１１２（図１３）の点火時期遅角処理にてカウントアップされる。
【０１１６】
一方、上記ステップ３０２でＮＯと判断された場合には、暴走性プレイグニッションが発生していない旨の判定がなされ、ステップＳ３０４に進むこととなる。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０４の処理として、燃料カットカウンタＣｆ／ｃが例えば「１００」以上か否か判断する。そして、「Ｃｆ／ｃ≧１００」でない場合にはステップＳ３０６に進み、「Ｃｆ／ｃ≧１００」である場合にはステップＳ３０５に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０５の処理として、暴走判定フラグｘｐｂを「０」にリセットする。
【０１１７】
本実施形態では、この暴走判定フラグｘｐｂが「１」であるときには、後述するステップＳ３１２の燃料カット処理で、暴走性プレイグニッション抑制のためのエンジン１１の燃料カットが実行される。そして、引き続き暴走性プレイグニッション発生の旨の判定がなされる場合において、その暴走性プレイニッションを抑制するための燃料カットは、初回の暴走性プレイグニッションを抑制するためのものに比べ、二回目以後の暴走性プレイグニッションを抑制するためのもののほうが早期に行われる。
【０１１８】
さて、上記各処理を実行した後にステップＳ３０６に進むと、ＥＣＵ９２は、くすぶりカウンタＣＡが例えば「５０」以上で、且つプレイグニッションカウンタＣＢが例えば「４９」であるか否かを判断する。更に、ＥＣＵ９２は、くすぶりカウンタＣＡが例えば「５０」以上で、且つ後述するくすぶり進行フラグｘｋｂが「１」であるか否かを判断する。
【０１１９】
そして、上記二つの判断の内のいずれか一方でＹＥＳと判断された場合には、くすぶりが進行している旨の判定、即ちくすぶりが進行している燃焼状態である旨の判定がなされてステップＳ３０７に進む。このようにくすぶりが進行している旨の判定がなされる状況としては、くすぶりに基づく漏洩電流が、一次電流通電中の第１及び第２時点Ｐ１，Ｐ２（図５）にてそれぞれ所定回数以上検出され、その漏洩電流の発生終了時期が遅くなっていることが分かるときなどがあげられる。こうしてステップＳ３０７に進むと、ＥＣＵ９２は、くすぶり進行フラグｘｋｂとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。更に、ＥＣＵ９２は、プレイグニッション回避のための燃料増量補正が行われているならば、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを「０」にすることで、上記燃料増量補正を中止してくすぶりの進行を抑制する。
【０１２０】
一方、上記ステップＳ３０６における二つの判断の内のいずれか一方でＮＯと判断された場合には、くすぶりが進行していない旨の判定、即ちくすぶりが進行していない燃焼状態である旨の判定がなされてステップＳ３０８に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０８の処理として、くすぶり進行フラグｘｋｂを「０」にリセットする。上記ステップ３０７，Ｓ３０８の処理を経た後、順次ステップＳ３０９〜Ｓ３１１（図１７）に進む。
【０１２１】
これらステップＳ３０９〜Ｓ３１１の処理は、後述するステップＳ３１２で燃料カットが行われた後、燃料噴射が再開されたときの燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを決定するためのものである。そして、ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０９の処理として、暴走判定フラグｘｐｂが「１」であるか否か、即ち暴走性プレイグニッション発生の旨の判定がなされているか否かを判断する。
【０１２２】
そのステップＳ３０９においてＮＯと判断された場合には、ステップＳ３１１に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１１の処理として、メインルーチンのステップＳ１０２（図１２）にて算出された増量ガード値ｅｆｐｒｍａｘで、現在の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを上限ガードする。また、ステップＳ３０９においてＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ３１０に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１０の処理として、上記増量ガード値ｅｆｐｒｍａｘを新たな燃料増量値ｅｆｐｒｉｇとして設定し、その燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを上限値へと大きくする。
【０１２３】
上記ステップＳ３１０，Ｓ３１１を経てステップＳ３１２に進むと、ＥＣＵ９２は、燃料カット処理を実行することとなる。この燃料カット処理を実行するＥＣＵ９２は、暴走判定フラグｘｐｂが「１」である場合にはＥＣＵ９２が燃料噴射弁５０による燃料噴射の燃料カットを実行し、暴走判定フラグｘｐｂ「０」である場合には上記燃料カットを実行しない。
【０１２４】
従って、図１０に波形ｐで示すように、暴走性プレイグニション発生に基づきプレイグニッションカウンタＣＢが大きくなると、暴走プレイグニッション発生の旨の判定がなされて暴走判定フラグｘｐｂが「１」にセットされる。そして、「ｘｐｂ＝１」であることに基づき、図１０に波形ｑ，ｒで示すように燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが上限値に設定された状態で燃料カットが実行され、その燃料カットにより暴走性プレイグニッションが的確に抑制される。なお、このときにはステップＳ３０３（図１６）の処理により、プレイグニッションカウンタＣＢのカウント値が「５」だけ減算されて波形ｐで示すように一旦小さくなる。
【０１２５】
そして、燃料カットは、ステップＳ３０２（図１６）における燃料カットカウンタＣｆ／ｃが「１００」以上になるまで実行される。これは燃料カットカウンタＣｆ／ｃが「１００」以上になると暴走判定フラグｘｐｂが「０」にリセットされ、「ｘｐｂ＝０」であることに基づき燃料カットが終了されるためである。こうして燃料カットが終了すると、上限値に設定された燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに基づき増量補正された状態でエンジン１１の燃料噴射が再開される。
【０１２６】
一般に、燃料カット中には空気のみが燃焼室１６に送り込まれるため、吸気ポート１７、吸気及び排気バルブ１９，２０の裏側に付着した燃料等も蒸発してしまう。そのため、燃料カット実行後に燃料噴射が再開されたとき、その燃料噴射量がプレイグニッション回避のための増量補正が行われた状態にあると、その燃料増量分が吸気ポート１７や吸気及び排気バルブ１９，２０の裏側等に付着し、結果的に燃焼室内の燃料量が燃焼に適した値となってノッキングが発生し易くなる。しかし、本実施形態では、燃料カット実行後に燃料噴射を再開したとき、その燃料噴射量が上限値へと増量補正された状態になっているため、上記ノッキングの発生が抑制されることとなる。
【０１２７】
以上の各ステップの処理が実行された後、当該処理ルーチンから図１２及び図１３に示すメインルーチンに戻り、ＥＣＵ９２はメインルーチンにおけるステップＳ１１１（図１３）の処理を実行することとなる。
【０１２８】
次に、メインルーチンにおけるステップＳ１１１で実行される処理について、図１８を参照して詳しく説明する。図１８は、前記ステップＳ１０２（図１２）の処理において、減少する燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを下限ガードする際に用いられるガード値ｅｇｄを算出するための処理ルーチンを示すフローチャートである。同処理ルーチンは、上記メインルーチンにおいてステップＳ１１１に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【０１２９】
この処理ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステップＳ４０１の処理として、くすぶり状態フラグｘｐｒｅｘが「０」であるか否かを判断する。そして、「ｘｐｒｅｘ＝０」でない場合、即ちくすぶり中である場合にはガード値ｅｇｄを「０」に設定する。こうしてガード値ｅｇｄを「０」に設定することで、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが比較的大きい値で下限ガードされることに基づきくすぶりが進行してしまうのを抑制することができるようになる。
【０１３０】
また、ステップＳ４０１において、「ｘｐｒｅｘ＝０」である場合、即ちくすぶり中でない場合には、プレイグニッションカウンタＣＢの最大カウント値に所定値ｍ４を乗算したものと前回のガード値ｅｇｄとの大きい方を、今回のガード値ｅｇｄとして設定する。こうして設定されたガード値ｅｇｄに基づき、プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量後に減少する燃料増量値ｅｆｐｒｉｇの下限ガードが行われる。
【０１３１】
従って、燃料噴射量は、図７（ａ）に示すように、プレイグニッション検出時に一旦増量補正された後、前記燃料増量値ｅｆｐｒｉｇがガード値ｅｇｄで下限ガードされるまで段階的に減少するようになる。そして、プレイグニッションカウンタＣＢの最大値が大きくなるほどガード値ｅｇｄが大きい値に設定
されるため、カウンタＣＢの最大値が大きくなるほど上記下限ガードが行われたときの燃料噴射量の値は大きくなる。
【０１３２】
そして、メイルーチンにおけるステップＳ１１２（図１３）の点火時期遅角処理では、上記のように徐々に減少する燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに応じてエンジン１１の点火時期が遅角され、その点火時期遅角量は上記燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに応じて図７（ｂ）に実線で示すように徐々に大きくなる。一般に、エンジン１１においては、燃料噴射量が一定である条件のもとで点火時期が遅角補正されると、その遅角量が大きくなるほど排気温度が高くなる。これは点火時期が遅角補正されると、燃焼室１６内での混合ガスの燃焼時期が全体的に遅角側へ移行され、同混合ガスが高温のままで排気ガスとして排出されるためである。
【０１３３】
従って、上記ステップＳ４０２で算出されるガード値ｅｇｄが小さいほど、ｅ燃料増量値ｆｐｒｉｇの下限ガード時における燃料噴射量が小さくなるため、その燃料噴射量に応じて決定される点火時期遅角量が大きくなって、結果的にエンジン１１の排気温度が高くなる。本実施形態では、プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量補正及び点火時期遅角補正が行われたとき、エンジン１１の排気温度が図９のグラフにおいて実線Ｚで示される等排気温線よりも右側に位置することのない、ほぼ実線Ｚ上の値となるように、上記ステップＳ４０２での所定値ｍ４が設定されている。
【０１３４】
以上の各ステップの処理が実行された後、当該処理ルーチンから図１２及び図１３に示すメインルーチンに戻り、ＥＣＵ９２はメインルーチンにおけるステップＳ１１２（図１３）の処理を実行することとなる。
【０１３５】
次に、メインルーチンにおけるステップＳ１１２で実行される処理について、図１９を参照して詳しく説明する。図１９は、プレイグニッション検出時に点火時期遅角処理を行うための処理ルーチンを示すフローチャートである。同処理ルーチンは、上記メインルーチンにおいてステップＳ１１２に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【０１３６】
この処理ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステップＳ５０１の処理として、図８に示すマップを参照して燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに基づき点火時期の目標遅角量ｔ−ａｐｒｇを算出する。そのマップは予め実験によって求められてＲＯＭ９３に記憶されている。そして、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが大きいほど、算出される目標量ｔ−ａｐｒｇも大きい値となる。従って、プレイグニッション検出時に燃料噴射量が増量された後に燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが徐々に小さくなるとき、目標遅角量ｔ−ａｐｒｇは図７（ｂ）に二点鎖線で示す態様で推移する。
【０１３７】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ５０２の処理として、プレイグニッションカウンタＣＢが「０」であるか否か、即ちプレイグニッションが検出されているか否かを判断する。そして、プレイグニッションが検出されておらず「ＣＢ＝０」である場合にはステップＳ５１０に進み、プレイグニッションが検出されており「ＣＢ＝０」でない場合にはステップＳ５０３に進む。続くステップＳ５０３〜５０７の処理は、プレイグニッション回避のための点火時期遅角補正を実行するためのものである。
【０１３８】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０３の処理として、遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｄｌｙに「１」を加算する。この遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｄｌｙのカウント値は、ステップＳ２０４（図１４）の処理によってプレイグニッション回避のために燃料噴射量が増量されたときからの経過時間に対応したものとなる。続いてステップＳ５０４に進み、ＥＣＵ９２は、遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｄｌｙが例えば「５０」以上であるか否かを判断する。そして、「ｅｃｐｒｄｌｙ≧５０」である場合にはステップＳ５０５に進み、「ｅｃｐｒｄｌｙ≧５０」でない場合にはステップＳ５０６に進む。
【０１３９】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０５の処理として、遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐに「１」を加算する。この遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐのカウント値は、段階的に点火時期遅角補正が行われる際における当該補正の時間間隔に対応したものとなる。続いてステップＳ５０６に進み、ＥＣＵ９２は、遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐが例えば「１３」以上であるか否かを判断する。そして、「ｅｃｐｒｓｔｐ≧１３」である場合にはステップＳ５０７に進み、「遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐ」でない場合にはステップＳ５０８に進む。
【０１４０】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０７の処理として、現在の点火時期遅角量ｔ−ａｐｒを更に例えば０．５°ＣＡだけ更に遅角側へ増加させるとともに、遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐを「０」にリセットする。こうしたステップＳ５０７の処理での点火時期遅角補正は、
（１）プレイグニッション検出時に燃料噴射量が増量補正されたときから「ｅｃｐｒｄｌｙ≧５０」になるまでの時間が経過すること。
【０１４１】
（２）上記の条件を満たしたとき或いは「ｅｃｐｒｓｔｐ＝０」へとリセットされたときから「ｅｃｐｒｓｔｐ≧１３」になるまでの時間が経過すること。
という二つの条件が満たされたときに実行される。
【０１４２】
そして、（１）及び（２）の条件を満たすことによって、図７(ａ)及び（ｂ）に示すように、プレイグニッション検出時の燃料噴射量増量補正が行われた後、点火時期遅角補正が実行されるのに所定の時間が経過するようになる。また、一回の点火時期遅角補正が実行されてから次の点火時期遅角補正が実行されるまでに所定の時間間隔が必要になるため、図７（ｂ）に実線で示すように点火時期遅角補正が段階的に行われるようになる。このように点火時期が徐々に遅角補正されることによって、点火時期遅角補正に起因するエンジン１１の急激な出力トルク低下が生じることがなく、点火時期遅角補正時のエンジン１１の運転を安定維持することが可能になる。
【０１４３】
上記燃料噴射量増量補正の実行時から点火時期遅角補正の実行までに経過する時間の調整は、上記ステップＳ５０４における「５０」という値を適宜変更することによって行われ、その調整によって点火時期遅角補正の開始時期が変更される。このように点火時期遅角補正の開始時期を可変とすることで、一回のプレイグニッション発生の際に行われる点火時期の総遅角量を好適に調整することができるようになる。即ち、上記総遅角量は、点火時期遅角補正開始時期を早めることで多くされ、点火時期遅角補正開始時期を遅らせることで少なくされる。
【０１４４】
また、段階的に行われる点火時期遅角補正の時間間隔の調整は、ステップＳ５０６における「１３」という値を適宜変更することによって行われる。このように点火時期遅角補正の時間間隔を調整することで、全体的な点火時期遅角補正の速さを変更して、その速さを好適に調整することができるようになる。即ち、上記全体的な点火時期遅角補正は、一つの点火時期遅角補正毎の時間間隔を小さくとることで速くされ、その時間間隔を大きくとることで遅くされる。
【０１４５】
なお、メインルーチンにおけるステップＳ１０３〜Ｓ１０８（図１２）の判断処理でＮＯと判断され、続くステップＳ１１３（図１３）でプレイグニッションカウンタＣＢが「０」にリセットされた直後で、しかもプレイグニッションが発生していない場合等では、上記ステップＳ５０２で「ＣＢ＝０」であると判断されるようになる。このような状況とき、ステップＳ５０２からステップＳ５１０へと進み、ＥＣＵ９２は、同ステップＳ５０２の処理として、上記遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｌｄｙ及び遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐを「０」にリセットする。そして、その後にステップＳ５０８に進む。
【０１４６】
さて、上記ステップＳ５０７若しくはステップＳ５１０からステップＳ５０８に進むと、ＥＣＵ９２は、そのステップＳ５０８の処理として、点火時期遅角量ｔ−ａｐｒを上記ステップＳ５０１で算出した目標遅角量ｔ−ａｐｒｇで上限ガードする。その結果、図７（ｂ）に実線で示す点火時期遅角量ｔ−ａｐｒが二点鎖線で示す目標遅角量ｔ−ａｐｒｇを越えて大きくなることはなく、最終的には点火時期遅角量ｔ−ａｐｒと目標遅角量ｔ−ａｐｒｇとが一致する。
【０１４７】
その目標遅角量ｔ−ａｐｒｇは、前記ガード値ｅｇｄによって下限ガードされた燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに基づき算出されるため、点火時期及び燃料噴射量等のエンジン１１の運転状態が最終的に図９の位置γへ向けて収束する。即ち、最終的に点火時期及び燃料噴射量は、図中実線Ｚで示される等排気温線上にほぼ位置した状態となり、プレイグニッション回避の実行によりエンジン１１の排気温度が触媒３３ａ等に故障を生じさせるほど高くなるのを防止することができるようになる。しかも、レイグニッション回避に伴う燃料悪化と出力トルク低下との両方を極力抑えることができるようになる。
【０１４８】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ５０９の処理として、燃料カットカウンタＣｆ／ｃに「１」を加算するとともに、くすぶり検出フラグｘｋｕｓ及びプレイグニッション検出フラグｘｐｒｉｇを「０」にリセットする。
【０１４９】
そして、こうした各ステップの処理が実行された後、当該処理ルーチンから図１２及び図１３に示すメインルーチンに戻る。
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【０１５０】
・一般に、くすぶりによる漏洩電流は点火指令信号（図５の波形ａ）の立ち上り直後（一次電流通電初期）に発生し、プレイグニッションによるイオン電流は点火指令信号の立ち下がり直前に発生する。従って、故障等によってバッテリ電圧が過度に高くなる（本実施形態では１５．１Ｖ以上）など、一次電流の通電時間ｔが過度に短くなるようなエンジン１１の稼動状況のとき、点火指令信号の立ち上りと立ち下がりとが接近し、漏洩電流をイオン電流として誤検出し易くなる。このようにバッテリ電圧が過度に高いエンジン１１の稼動状況のときには、メインルーチンにおけるステップＳ１０７（図１２）の判断処理でＮＯと判断され、プレイグニッション判定処理が行われるステップＳ１０９（図１３）へは進まなくなる。そのため、故障等によってバッテリ電圧が過度に高くなって、一次電流が過度に短くなるようなエンジン１１の稼動状況のとき、くすぶりによる漏洩電流をプレイグニッションによるイオン電流として誤検出するのを防止することができる。
【０１５１】
・また、図５の波形ｂで示されるような一次電流の定電流制御では、一次電流が徐々に立ち上がるときに限界値を越えないよう一定値へと制御されるが、その際に一次電流に増減方向への変動が生じる。こうして一次電流が変動すると、図５の波形ｃで示すようにイオン電流検出回路部５３ｃが検出する電流にも変動が生じ、その電流変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。このように定電流制御が行われるようなエンジン１１の稼動状況としては、イグニッションコイル５３ａのコイル温度が低く一次電流が流れ易い場合や、エンジン回転数ＮＥが低くて一次電流の通電時間ｔが長くなるような場合がある。そして、コイル温度が過度に低い（本実施形態では０℃より低いとき）ときや、エンジン回転数ＮＥが過度に低い（本実施形態では３０００ｒｐｍより低いとき）ときには、メインルーチンにおけるステップＳ１０４，Ｓ１０５（図１２）の判断処理でＮＯと判断される。その結果、プレイグニッション判定処理が行われるステップＳ１０９（図１３）へは進まなくなる。そのため、イグニッションコイル５３ａのコイル温度やエンジン回転数ＮＥが過度に低いなど、定電流制御が行われるエンジン１１の稼動状況のとき、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流変動をイオン電流として誤検出するのを防止することができる。
【０１５２】
・上記ステップＳ１０４，ステップＳ１０５の処理を実行する前に、ステップＳ１０３（図１２）の処理として各種センサが異常でないか否かを判断する。そして、例えばイグニッションコイル５３ａのコイル温度を求めるための水温センサ１１ｂ及び吸気温センサ３５や、エンジン回転数ＮＥを求めるためのクランクセンサ１４ｃに異常が生じている場合には、ステップＳ１０３でＮＯと判断され、上記ステップＳ１０４，Ｓ１０５へは進まなくなる。従って、それらセンサ１１ｂ，１４ｃ，３５の異常によるステップＳ１０４，Ｓ１０５での判断の誤りや、その誤判断に起因するステップＳ１０９（図１３）でのプレイグニッションの誤検出を防止することができる。
【０１５３】
・そのステップＳ１０９の処理でのプレイグニッション判定を実行する前に、ステップＳ１０６の処理でイオン電流検出回路部５３ｃに設けられた断線検出部６１からの検出信号に基づき、そのイオン電流検出回路部５３ｃに断線が発生しているか否かが判断される。そして、断線が発生している場合にはステップＳ１０７でＮＯと判断され、上記ステップＳ１０９へは進まなくなる。従って、イオン電流検出回路部５３ｃでの断線等の故障によって、ステップＳ１０９の処理でプレイグニッションの誤検出が生じるのを防止することができる。
【０１５４】
・また、本実施形態では、メインルーチンにおけるステップＳ１０８の処理として、エンジン負荷及びエンジン回転数ＮＥが図１１のマップに斜線で示すようなプレイグニッションが発生する可能性のある燃焼室１６内の温度領域内の値であるか否かが判断される。そして、ステップＳ１０８でＹＥＳと判断されたときのみ、ステップＳ１０９（図１３）に進んでプレイグニッション判定が行われる。従って、プレイグニッションが発生するはずのないエンジン負荷領域及びエンジン回転領域にあるとき、無駄なプレイグニッション判定を実行することがなくなり、プレイグニッション判定にかかるＥＣＵ９２の制御負担を軽減することができる。
【０１５５】
・本実施形態では、くすぶりは、一次電流通初期の第１時点Ｐ１（図５の波形ａ）において、イオン電流検出回路部５３ｃにより検出される電流が所定のしきい値を越えることに基づき検出される。また、プレイグニッションは、一次電流の通電終期の第２時点Ｐ２（図５の波形ａ）において、イオン電流５３ｃにより検出される電流が所定のしきい値を越えていることに基づき検出される。一般に、図５の波形ｄに一点鎖線で示すように、くすぶりによる漏洩電流は、一次電流通電初期に発生するとともにくすぶりの進行に伴い発生終了時期が遅れるようになる。また、プレイグニッションによるイオン電流は、一次電流通電終期に発生するとともにプレイグニッションの進行に伴い発生開始時期が早まるようになる。従って、くすぶりが進行して漏洩電流の発生時期が第２時点Ｐ２にさしかかったり、プレイグニッションが進行してイオン電流の発生時期が第１時点Ｐ１にさしかかったりすると、漏洩電流とイオン電流とを間違って検出してしまうことがある。そして、その間違った電流検出によって、くすぶりをプレイグニッションとして誤検出したり、プレイグニッションをくすぶりとして誤検出したりすることがある。しかし、本実施形態では、第１時点Ｐ１でイオン電流検出回路部５３ｃにより検出された電流がしきい値を越えたとき、くすぶりカウンタＣＡをカウントアップし、第２時点Ｐ２でイオン電流検出回路部５３ｃにより検出された電流がしきい値を越えたとき、くすぶりカウンタＣＢをカウントアップするようにした。そして、図１４及び図１５に示す処理ルーチンのステップＳ２１３（図１５）の判断処理において、「ＣＡ≧ＣＢ」で且つ「ＣＡ，ＣＢ≠０」のときにくすぶり発生の旨の判定、即ちくすぶりが進行した燃焼状態である旨の判定をした。また、上記ステップＳ２１３の判断処理において、「ＣＡ＜ＣＢ」であるのときには、プレイグニッション発生の旨の判定をするようにした。従って、くすぶり及びプレイグニッションが進行したときでも、くすぶりが発生しているか、或いはプレイグニッションが発生しているのかを的確に判定することができる。
【０１５６】
・くすぶりが進行してゆくと、上記「ＣＡ≧ＣＢ」で且つ「ＣＡ，ＣＢ≠０」という条件を維持した状態で、カウンタＣＡ，ＣＢが大きくなってゆく。また、プレイグニッションが進行してゆくと、上記「ＣＡ＜ＣＢ」という条件を維持した状態で、カウンタＣＡ，ＣＢが大きくなってゆく。従って、図１６及び図１７に示す処理ルーチンのステップＳ３０１，Ｓ３０２（図１６）の処理において、カウンタＣＡ，ＣＢの大きさに基づきプレイグニッションが進行しているか否か、即ち暴走性プレイグニッションが発生しているか否かの判定を的確に行うことができるようになる。更に、ステップＳ３０６（図１６）の処理において、カウンタＣＡ，ＣＢの大きさに基づきくすぶりが進行しているか否か、即ちくすぶりが進行している燃焼状態か否かを的確に判定することができる。
【０１５７】
・本実施形態では、上記ステップＳ２１３（図１５）の判断処理において、「ＣＡ，ＣＢ≠０」であるならば「ＣＡ＝ＣＢ」であってもＹＥＳと判断され、くすぶり発生の旨の判定が行われるようにした。これは一般に、燃焼室１６内での混合ガスの燃焼状態によっては、点火プラグ５１の電極５６ｂに急激にカーボンが付着することがあり、この場合にくすぶりの進行した状態が突発的に生じて初回のくすぶり発生時にＣＡ，ＣＢが両方ともカウントアップされるようになるためである。即ち、このような状態のときでも、「ＣＡ＝ＣＢ」且つ「ＣＡ，ＣＢ≠０」という条件が満たされ、上記ステップＳ２１３の判定処理によって的確にくすぶり発生の旨の判定を行えるようにするためである。従って、本実施形態では、上記のようにくすぶりの進行した状態が突発的に生じたとしても、そのくすぶり発生の旨の判定を的確に行うことができる。
【０１５８】
・本実施形態では、ステップＳ２１１（図１５）の判断処理によって、くすぶりが解消した直後にプレイグニッションが発生したか否かの判断を行い、同ステップＳ２１１でＹＥＳと判断された場合には、続くステップＳ２１２の処理でカウンタＣＡ，ＣＢを「０」にリセットするようにした。このようにカウンタＣＡ，ＣＢを「０」にリセットするのは、くすぶり解消直後におけるプレイグニッション発生の旨の判定を的確に行うためである。即ち、プレイグニッションはくすぶりが解消した直後にも発生することがある。また、くすぶり発生の旨の判定がなされたとき、くすぶりカウンタＣＡがプレイグニッションカウンタＣＢに比べて極めて大きい場合もある。この場合、くすぶり発生の旨の判定直後にプレイグニッションが検出されてカウンタＣＢがカウントアップされても、すぐに「ＣＡ＜ＣＢ」となることがないためにプレイグニッション発生の旨の判定が行われない。しかし、本実施形態では、くすぶり解消直後のプレイグニッション発生を検出した場合には、上記のようにカウンタＣＡ，ＣＢを「０」リセットするため、そのプレイグニッション発生の旨の判定が遅れるのを防止することができるようになる。
【０１５９】
・本実施形態では、プレイグニッションが検出されるとステップＳ２０４（図１４）の処理によって燃料噴射量が増量補正され、そのプレイグニッションが速やかに回避される。その後、ステップＳ２０１（図１４）の処理によって燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが徐々に減少される。更に、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇの減少に伴って、図１９に示す処理ルーチンのステップＳ５０７の処理によって、点火時期の遅角量が徐々に大きくなるよう点火時期遅角補正が実行される。こうした燃料噴射量補正及び点火時期補正により、燃料噴射量増量によるプレイグニッション回避が点火時期遅角によるプレイグニッション回避に徐々に置き換えられる。そのため、燃料噴射量増量による速やかなプレイグニッション回避と、燃費を悪化させることのない点火時期遅角によるプレイグニッション回避とを両立させることができる。しかも、プレイグニッション回避のための点火時期遅角補正は徐々に行われるため、点火時期遅角補正に伴うエンジン１１の出力トルクの急激な低下を抑え、エンジン１１の運転を安定維持することができる。
【０１６０】
・また、上記のように徐々に減少する燃料増量値ｅｆｐｒｉｇは、図１８に示す処理ルーチンのステップＳ４０２の処理によって算出されたガード値ｅｇｄで下限ガードされる。このガード値ｅｇｄは、上記プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量補正及び点火時期遅角補正が行われた際、最終的なエンジン１１の排気温を許容限界値へとできる限り接近させるべく図９の実線Ｚ上の値となるように算出される。即ち、プレイグニッション回避のための上記補正により、エンジン１１の運転状態は図９に示す位置α，位置β，位置γへと順次推移するが、その位置γの状態のときには、エンジン１１の排気温がほぼ実線Ｚ上の値となる。従って、プレイグニッション回避のための点火時期遅角補正により、エンジン１１の排気温が過度に高くなって上記実線Ｚよりも右側領域へ移行し、触媒３３ａ等のエンジン１１の排気系に故障が生じるのを防止することができる。また、上記燃料噴射補正及び点火時期補正後の最終的な排気温度は、ほぼ実線Ｚ上に位置した状態となるため、それら補正に起因する燃費悪化と出力トルク低下との両方を極力抑えることができる。
【０１６１】
・本実施形態では、プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量が行われた後、所定時間経過してから点火時期遅角補正を実行するようにしている。そして、上記燃料噴射量増量から点火時期遅角開始までの時間は、図１９の処理ルーチンにおけるステップＳ５０４で用いられる「５０」という値を変更することで適宜調整され、その調整によって点火時期遅角補正の開始時期が可変とされる。このように点火時期遅角補正の開始時期を可変とすることで、一回のプレイグニッション発生の際に行われる点火時期の総遅角量を好適に調整することができるようになる。なお、上記総遅角量は、点火時期遅角補正開始時期を早めることで多くされ、点火時期遅角補正開始時期を遅らせることで少なくされる。
【０１６２】
・また、上記点火時期遅角補正は段階的に行われる。そして、点火時期遅角補正の時間間隔は、ステップＳ５０６（図１９）における「１３」という値を適宜変更することによって調整される。このように点火時期遅角補正の時間間隔を調整することで、全体的な点火時期遅角補正の速さを変更して、その速さを好適に調整することができるようになる。なお、上記全体的な点火時期遅角補正は、一つの点火時期遅角補正毎の時間間隔を小さくとることで速くされ、その時間間隔を大きくとることで遅くされる。
【０１６３】
・本実施形態では、暴走性のプレイグニッションが発生している旨の判定がなされたとき、図１６及び図１７に示す処理ルーチンのステップＳ３１２（図１７）の処理によって、所定期間だけ噴射燃料の燃料カットが実行される。このように燃料カットを実行することで燃焼室１６内の温度が効率よく冷却され、暴走性プレイグニッションが的確に抑制されるようになる。また、初回の暴走性プレイグニッション発生の旨が判定された後では、ステップＳ３０３（図１６）の処理によって、暴走性プレイグニッション発生の旨の判定を初回の場合よりも早期に行うようにした。そのため、暴走性プレイグニッション抑制のための燃料カットは、初回の暴走性プレイグニッションを抑制するためのものよりも、二回目以後の暴走性プレイグニッションを抑制のためのものの方が早期に行われるようになる。従って、暴走性プレイグニッションによるエンジン１１への悪影響を抑えることができるようになる。
【０１６４】
・また、上記燃料カットは、ステップＳ３１０（図１７）の処理によって、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが上限値となった状態にて実行される。一般に、燃料カット中には空気のみが燃焼室１６に送り込まれるため、吸気ポート１７、吸気及び排気バルブ１９，２０の裏側に付着した燃料等も蒸発してしまう。そのため、燃料カット実行後に燃料噴射が再開されたとき、その燃料噴射量がプレイグニッション回避のための増量補正が行われた状態にあると、その燃料増量分が吸気ポート１７、吸気及び排気バルブ１９，２０の裏側等に付着し、結果的に燃焼室１６内の燃料量が燃焼に適した値となってノッキングが発生し易くなる。しかし、本実施形態では、燃料カット実行後に燃料噴射を再開したとき、上記ステップＳ３１０の処理によって燃料噴射量が上限値へと増量補正された状態になるため、上記ノッキングの発生を抑制することができる。
【０１６５】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図１２及び図１３に示すメインルーチンのステップＳ１０３，Ｓ１０６，Ｓ１０８の処理の内、少なくとも一つの処理を省略してＥＣＵ９２の制御負担を軽減してもよい。なお、ステップＳ１０６の処理を省略する場合には、イオン電流検出回路部５３ｃの断線検出部６１も必要なくなるため、イグナイタ５３ｂの構成を簡略化することができるようになる。
【０１６６】
・メインルーチンにおけるステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理の内の少なくとも一方の処理を省略し、ＥＣＵ９２の制御負担を軽減してもよい。これら処理の一方を省略した場合でも、定電流制御が行われるエンジン１１の稼動状況を、上記実施形態に準じた状態で判断することはできる。また、それら処理を両方とも省略した場合でも、ステップＳ１０７の処理によって、一次電流通電時間ｔが過度に短くなるエンジン１１の稼動状況を判断することはできる。
【０１６７】
・ステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０７の判断処理で、その判断の基準となる値を適宜変更してもよい。
【０１６８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、プレイグニッションの発生を誤検出するような内燃機関の稼動状況のときには、そのプレイグニッションの検出が検出禁止手段によって禁止されため、プレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１６９】
ここで、一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるような内燃機関の稼動状況のとき、一次電流の立ち上り直後に発生する漏洩電流を、同一次電流の立ち下がり直前に発生するイオン電流と誤検出し易くなる。このような内燃機関の稼動状況のときには、プレイグニッションの発生の検出が禁止される。従って、一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるときに、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出してしまうことに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７０】
請求項２記載の発明によれば、故障等によってバッテリ電圧に異常が生じ、そのバッテリ電圧に基づき算出される一次電流通電時間が許容時間よりも短くなると漏洩電流をイオン電流として誤検出し易くなるが、この場合には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。従って、故障等により一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるバッテリ電圧となっても、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７１】
請求項３記載の発明によれば、イグニッションコイルに流れる一次電流が所定値よりも小さくなるよう定電流制御が行われ、この定電流制御の開始時には立ち上り中の一次電流が一定値となるよう制御される。この定電流制御開始時には、一次電流に増減方向への変動が生じて電流検出手段によって検出される電流にも変動が生じ、当該電流の変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。しかしこの場合には、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、定電流制御開始時に上記電流変動を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７２】
請求項４記載の発明によれば、イグニッションコイルのコイル温度や内燃機関の機関回転数が低いときといった一次電流の定電流制御が行われ易い内燃機関の稼動状況のとき、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。そのため、上記コイル温度や機関回転数が過度に低くなったときに行われる定電流制御の開始時において上記電流変動を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７３】
請求項５記載の発明によれば、稼動状況監視手段に異常が生じると、稼動状況判断手段による内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況か否かの判断に誤りが生じることとなる。しかし、こうした稼動状況監視手段の異常時には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、当該稼動状況監視手段の異常に基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７４】
請求項６記載の発明によれば、電流検出手段に故障が生じると、その電流検出手段の検出結果に基づき検出されるプレイグニッションの発生に誤検出が生じることとなる。しかし、こうした電流検出手段の故障時には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、当該電流検出手段の故障に基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７５】
請求項７記載の発明によれば、プレイグニッションが発生しない温度領域内に燃焼室内の温度があるときには、検出禁止手段によってプレイグニッション発生の検出が禁止されるため、プレイグニッションの発生の検出にかかる制御負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたエンジン全体を示す概略断面図。
【図２】点火プラグの電極を示す拡大断面図。
【図３】上記エンジンにおける点火系の電気的構成を示すブロック図。
【図４】本実施形態のエンジン制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】一回の点火が行われる際の点火指令信号、一次電流及びイオン電流検出回路部による検出電流の推移態様を示すタイムチャート。
【図６】一次電流通電時間を算出する際に参照されるマップ。
【図７】プレイグニッション発生時における燃料噴射量増量、点火時期遅角量及びカウント値の推移態様を示すタイムチャート。
【図８】目標遅角量を算出する際に参照されるマップ。
【図９】プレイグニッション回避のための燃料噴射量制御及び点火時期制御が行われた際、エンジン１１の運転状態がどのように推移するかを示すグラフ。
【図１０】カウント値、燃料増量値の推移態様及び燃料カット実行態様を示すタイムチャート。
【図１１】エンジン回転数及び負荷がプレイグニッション検出領域内にある値か否かを判断する際に参照されるマップ。
【図１２】エンジン制御装置によって実行される制御全体の手順を示すフローチャート。
【図１３】エンジン制御装置によって実行される制御全体の手順を示すフローチャート。
【図１４】くすぶり及びプレイグニッションを判定する手順、及びプレイグニッション検出時における燃料噴射量の増量補正手順を示すフローチャート。
【図１５】くすぶり及びプレイグニッションを判定する手順、及びプレイグニッション検出時における燃料噴射量の増量補正手順を示すフローチャート。
【図１６】暴走性プレイグニッション及びくすぶり進行を判定する手順、及び暴走性プレイグニッション発生の判定がなされたときの燃料カット手順を示すフローチャート。
【図１７】暴走性プレイグニッション及びくすぶり進行を判定する手順、及び暴走性プレイグニッション発生の判定がなされたときの燃料カット手順を示すフローチャート。
【図１８】徐々に減少する燃料増量値の下限ガード値を算出する手順を示すフローチャート。
【図１９】プレイグニッション検出時における点火時期の遅角補正手順を示すフローチャート。
【図２０】従来における一回の点火が行われる際の点火指令信号、及びイオン電流検出回路部による検出電流の推移態様を示すタイムチャート。
【図２１】従来における一回の点火が行われる際の点火指令信号、一次電流及びイオン電流検出回路部による検出電流の推移態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、１１ｂ…水温センサ、１４ｃ…クランクセンサ、１６…燃焼室、３４…エアフローメータ、３５…吸気温センサ、５１…点火プラグ、５３ａ…イグニッションコイル、５４…バッテリ、５３ｂ…イグナイタ、５３ｃ…イオン電流検出回路部、５６ａ，５６ｂ…電極、５８…一次コイル、５９…二次コイル、６０…定電流制御回路、６１…断線検出部、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室内での燃焼時に生じたイオンに基づいて流れるイオン電流を検出し、そのイオン電流に基づきプレイグニッション発生を検出する内燃機関のプレイグニッション検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用エンジン等の内燃機関は、そのシリンダブロック内で往復移動するピストンと、同機関の出力軸であるクランクシャフトと、ピストンの往復移動をクランクシャフトの回転へと変換するコンロッドとを備えている。また、シリンダブロックにはシリンダへッドが取り付けられている。このシリンダヘッドとピストンとの間には、燃焼室が設けられている。シリンダヘッドには、燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、燃焼室内へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃焼室内の混合ガスに対し点火を行うための点火プラグとが設けられている。
【０００３】
点火プラグは、一次コイル及び二次コイルが設けられたイグニッションコイルを介してバッテリに接続され、そのイグニッションコイル及びイグナイタによって点火タイミングが制御される。イグナイタは、エンジンコントロールコンピュータからの点火指令信号に基づき、イグニッションコイルの一次コイルに流れる一次電流を制御する。イグニッションコイルは、一次コイルに流れる一次電流が遮断されたとき、二次コイルに高電圧が発生するようになる。そして、二次コイルに発生した高電圧が点火プラグの電極間に印加されることで、その電極間に火花が飛んで点火がなされる。従って、点火プラグの点火タイミングは、イグナイタによって制御される一次電流の遮断時期によって決定されることとなる。
【０００４】
上記のように構成された内燃機関は、その吸気行程において、吸気通路を介して燃焼室へ空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁から燃焼室へ向けて燃料が噴射され、その燃料及び空気からなる混合ガスが燃焼室に充填される。その後、内燃機関の圧縮行程において、燃焼室内の混合ガスがピストンの移動によって圧縮され、同混合ガスに対して点火プラグにより点火がなされる。内燃機関は、点火された混合ガスの燃焼によりピストンが上記と逆方向へ移動することで燃焼行程に移るとともに駆動力を得る。その後、排気行程において、燃焼後の混合ガスがピストンの移動により排気ガスとして排気通路を介して外部へ排出される。
【０００５】
こうした内燃機関では、点火プラグによる点火よりも前に燃焼室内の混合ガスが同点火プラグ自身の熱などによって自然着火する、いわゆるプレイグニッション等の異常燃焼を検出するために燃焼状態判定装置が設けられる。こうした燃焼状態判定装置としては、例えば特開昭６１−１５５７５３号公報に記載されたものが知られている。
【０００６】
同公報に記載された装置では、点火プラグの電極間に低電圧が印加されるとともに、その電極間に流れる電流を検出するための電流検出回路が設けられている。そして、燃焼室内で混合ガスが燃焼したときに発生するイオンに基づき点火プラグの電極間に流れるイオン電流を、上記電流検出回路によって検出するようにしている。このような装置において、一回の点火がなされる際のイグナイタが入力する点火指令信号の推移態様と、電流検出回路によって検出される電流の推移態様とを図２０のタイムチャートに示す。なお、図２０において、波形ａはイグナイタがエンジンコントロールコンピュータから入力する点火指令信号の波形を示し、波形ｂは電流検出回路によって検出される電流の波形を示すものである。
【０００７】
同図から明らかなように、イオン電流は、点火指令信号がＯＮからＯＦＦへ立ち下がった後に発生することとなる。これは点火がなされてから混合ガスが燃焼するまでに時間がかかり、その混合ガスの燃焼によるイオン発生にも時間がかかるためである。このように正常な混合ガスの燃焼状態では点火指令信号の立ち下がり後にイオン電流が発生するようになるが、例えば上記プレイグニッションが発生した場合には図２０に破線で示すように点火指令信号立ち下がり前にイオン電流が発生することとなる。従って、上記公報に記載の装置では、点火指令信号立ち下がり前のイオン電流の有無に基づいてプレイグニッションを検出することにしている。このようにプレイグニッションを検出することで、プレイグニッション発生時には燃料噴射量を増量するなどの回避制御を行うことができるようになる。
【０００８】
また、内燃機関においては、燃焼室内での混合ガスの燃焼によって点火プラグの電極にカーボンが付着する、いわゆるくすぶりが発生する場合がある。こうしたくすぶりが発生すると、点火プラグの電極に付着したカーボンを介して同電極間に漏洩電流が流れるようになる。この漏洩電流は、図２０に一点鎖線で示すように点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がるときに発生することとなる。従って、点火指令信号立ち上がり後の漏洩電流の有無に基づいて、点火プラグのくすぶりを検出するすることができる。このように点火プラグのくすぶりを検出することで、くすぶり発生時には燃料噴射量の増量を停止するなどして、そのくすぶりを抑制することができるようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、点火指令信号の立ち上がりから立ち下がりまでの一次電流通電時間（以下、通電時間という）ｔは、エンジン回転数及びバッテリ電圧に基づき決定され、そのエンジン回転数及びバッテリ電圧が高いほど短くなる。そのため、エンジン回転数が高くなったり故障等によってバッテリ電圧が過度に高くなったりすると、通電時間ｔが短くなって点火指令信号の立ち上がりと立ち下がりとが接近する。こうして点火指令信号の立ち上がりと立ち下がりとが接近すると、プレイグニッション発生時のイオン電流とカーボン付着による漏洩電流との違いを判別できなくなる。従って、通電時間ｔが過度に短くなるような内燃機関の運転状況のときには、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出してしまい、プレイグニッションの発生を誤検出して不要なプレイグニッション回避制御が行われることとなる。
【００１０】
また、点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がるとイグニッションコイルの一次電流は徐々に立ち上がるが、的確な点火を行うためにも一次電流の立ち上がりが速い方が好ましい。そこで従来は、イグニッションコイルにおける一次コイルの巻き線を減らして一次電流の立ち上がりを速くするとともに、その一次電流が過度に大きくならないよう定電流制御を実行している。このような定電流制御が行われるときの点火指令信号、一次電流、及び電流検出回路によって検出された電流の推移態様を図２１に示す。
【００１１】
同図から明らかなように、図２１の波形ａで示される点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がると、図２１の波形ｂで示される一次電流が徐々に立ち上るようになる。そして、一次電流が限界値に到達した後には、その一次電流が限界値を越えないよう定電流制御が行われる。このような定電流制御を行うことにより、点火指令信号がＯＮからＯＦＦに立ち下がるまでに一次電流が過度に大きくなるのを防止することができ、その過電流によってイグナイタが故障するのを防止することができる。その後、点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち下がって一次電流が遮断されると、混合ガスに点火がなされて図２１に波形ｃで示される態様でイオン電流が発生するようになる。
【００１２】
上記定電流制御は、例えば一次電流が流れ易いイグニッションコイルの冷間時に実行される。これはイグニッションコイルの冷間時には、一次電流が流れ易くなって同電流がすぐに限界値に到達してしまうためである。また、通電時間ｔが過度に長くなる内燃機関の低回転時にも上記定電流制御が行われることとなる。これは内燃機関の低回転時に通電時間ｔが過度に長くなると、点火指令信号がＯＮからＯＦＦに立ち下がる前に一次時電流が限界値に到達してしまうためである。
【００１３】
このような定電流制御を行うことによって、一次電流が過度に大きくなるのを防止することができるようにはなる。しかし、定電流制御の開始時には、立ち上がり中の一次電流が一定値となるよう制御され、その際に一次電流が変動して電流検出回路によって検出される電流にも変動が生じるようになる。この検出された電流に変動が生じると、当該変動する電流を誤ってイオン電流として検出してしまい、プレイグニッションの発生を誤検出して不要なプレイグニッション回避制御が行われることとなる。
【００１４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、プレイグニッションの発生の誤検出を防止することのできる内燃機関のプレイグニッション検出装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、請求項１記載の発明では、内燃機関の燃焼室内での燃焼によって生じるイオンに基づいて点火プラグの電極間に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、該電流検出手段によって検出される電流に基づき前記燃焼室内でのプレイグニッションの発生を検出する内燃機関のプレイグニッション検出装置において、内燃機関の稼動状況を監視する稼動状況監視手段と、前記稼動状況監視手段によって監視される内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況であるか否かを判断する稼動状況判断手段と、前記稼動状況判断手段によって内燃機関の稼動状況が前記プレイグニッションの発生を誤検出する状況にある旨判断されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する検出禁止手段とを備え、前記稼動状況判断手段は、イグニッションコイルへの一次電流通電時間が許容時間に満たなくなる稼動状況であるか否かを判断し、前記検出禁止手段は、前記稼動状況判断手段によって前記一次電流通電時間が許容時間に満たなくなる稼動状況である旨の判断がなされるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００１６】
同構成によれば、プレイグニッションの発生を誤検出するような内燃機関の稼動状況のときには、そのプレイグニッションの検出が検出禁止手段によって禁止されるため、プレイグニッションの発生の誤検出が防止されるようになる。
【００１８】
一般に、点火プラグの電極に付着したカーボンを介して流れる漏洩電流は一次電流の立ち上り直後に発生し、プレイグニッションによるイオン電流は一次電流の立ち下がり直前に発生する。従って、一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるような内燃機関の稼動状況のとき、一次電流の立ち上がりと立ち下がりとが接近して漏洩電流をイオン電流として誤検出し易くなる。このような内燃機関の稼動状況のときには、稼動状況判断手段によって上記一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるような稼動状況である旨の判定がなされ、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。その結果、一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるときに、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出してしまうことに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００１９】
請求項２記載の発明では、前記稼動状況監視手段は、前記イグニッションコイルに供されるバッテリ電圧を監視するものであり、前記一次電流通電時間は、少なくとも前記バッテリ電圧に基づいて通電時間が制御されるものとした。
【００２０】
同構成によれば、故障等によってバッテリ電圧に異常が生じ、そのバッテリ電圧に基づき算出される一次電流通電時間が許容時間よりも短くなると漏洩電流をイオン電流として誤検出し易くなるが、この場合には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。従って、故障等により一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるバッテリ電圧となっても、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッション発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２１】
請求項３記載の発明では、内燃機関の燃焼室内での燃焼によって生じるイオンに基づいて点火プラグの電極間に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、該電流検出手段によって検出される電流に基づき前記燃焼室内でのプレイグニッションの発生を検出する内燃機関のプレイグニッション検出装置において、内燃機関の稼動状況を監視する稼動状況監視手段と、前記稼動状況監視手段によって監視される内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況であるか否かを判断する稼動状況判断手段と、前記稼動状況判断手段によって内燃機関の稼動状況が前記プレイグニッションの発生を誤検出する状況にある旨判断されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する検出禁止手段とを備え、前記稼動状況判断手段は、イグニッションコイルに流れる一次電流の定電流制御により該一次電流が増減される稼動状況であるか否かを判断し、前記検出禁止手段は、前記稼動状況判断手段によって前記定電流制御により前記一次電流が増減される稼動状況である旨の判断がなされるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００２２】
同構成によれば、イグニッションコイルに流れる一次電流が所定値よりも小さくなるよう定電流制御が行われ、この定電流制御の開始時には立ち上り中の一次電流が一定値となるよう制御される。この定電流制御開始時には、一次電流に増減方向への変動が生じて電流検出手段によって検出される電流にも変動が生じ、当該電流の変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。従って、定電流制御により一次電流が増減されるような内燃機関の稼動状態のときには上記電流変動をイオン電流として誤検出し易くなる。しかしこの場合には、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、定電流制御時開始時の上記電流変動を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２３】
請求項４記載の発明では、前記稼動状況監視手段は、前記イグニッションコイルのコイル温度と内燃機関の機関回転数との少なくとも一方を監視するものであり、前記稼動状況判断手段は、前記稼動状況監視手段によって監視されるイグニッションコイルのコイル温度及び内燃機関の機関回転数の少なくとも一方に基づき、前記定電流制御により前記一次電流が増減される稼動状況である旨の判断をするものとした。
【００２４】
一般に、イグニッションコイルのコイル温度が低い場合には、電流が流れ易くなって一次電流の立ち上りが速くなるため、その一次電流の定電流制御が行われ易くなり、同制御開始時に電流検出手段によって検出される電流変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。また、内燃機関の機関回転数が低い場合には、一次電流通電時間が長くなるために、同一次電流通電が立ち下がる前に所定値以上になり易くなる。従って、機関回転数が低い場合には一次電流通電時間が長くなって同一次電流の定電流制御が行われ易くなり、同制御開始時に電流検出手段によって検出される電流の変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。同構成によれば、上記コイル温度や機関回転数が低いときといった一次電流の定電流制御が行われ易い内燃機関の稼動状況のとき、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。そのため、定電流制御開始時の上記電流変動を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２５】
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、前記検出禁止手段は、前記稼動状況監視手段の異常が検出されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００２６】
同構成によれば、稼動状況監視手段に異常が生じると、稼動状況判断手段による内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況であるか否かの判断に誤りが生じることとなる。しかし、こうした稼動状況監視手段の異常時には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、当該稼動状況監視手段の異常に基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２７】
請求項６記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、前記検出禁止手段は、前記電流検出手段の故障が検出されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００２８】
同構成によれば、電流検出手段に故障が生じると、その電流検出手段の検出結果に基づいて検出されるプレイグニッションの発生に誤検出が生じることとなる。しかし、こうした電流検出手段の故障時には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、当該電流検出手段の故障に基づくプレイグニッション発生の誤検出を防止することができるようになる。
【００２９】
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、前記検出禁止手段は、前記燃焼室内の温度がプレイグニッションの発生する温度領域内の値でないとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものとした。
【００３０】
一般に、燃焼室内の温度が低い場合にはプレイグニッションが発生することはない。同構成によれば、燃焼室内の温度が、そのようなプレイグニッションが発生しない温度領域内の値であるとき、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、プレイグニッションの発生の検出にかかる制御負担を軽減することができるようになる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用の直列４気筒ガソリンエンジンに適用した一実施形態を図１〜図１９に従って説明する。
【００３２】
図１に示すように、エンジン１１の１番気筒〜４番気筒（図１には一つの気筒のみ図示）には、それぞれピストン１２が設けられている。このピストンは、エンジン１１のシリンダブロック１１ａ内にて往復移動可能となっており、コンロッド１３を介してエンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１４に連結されている。そして、ピストン１２の往復移動は、コンロッド１３によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるようになっている。
【００３３】
クランクシャフト１４にはシグナルロータ１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランクシャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突起１４ｂが順次クランクセンサ１４ｃの側方を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【００３４】
一方、シリンダブロック１１ａには、エンジン１１における冷却水の水温を検出するための水温センサ１１ｂが設けられている。また、シリンダブロック１１ａの上端にはシリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５とピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けられた吸気ポート１７及び排気ポート１８が連通している。更に、それら吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が設けられている。
【００３５】
シリンダヘッド１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト２１，２２はタイミングベルト２３を介してクランクシャフト１４に連結され、同ベルト２３によりクランクシャフト１４の回転が吸気及び排気カムシャフト２１，２２へ伝達されるようになっている。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉駆動されて、吸気ポート１７と燃焼室１６とが連通・遮断される。また、排気カムシャフト２２が回転すると、排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポート１８と燃焼室１６とが連通・遮断されるようになっている。
【００３６】
シリンダヘッド１５において、排気カムシャフト２２の側方には、同シャフト２２の外周面に設けられた突起２２ａを検出して検出信号を出力するカムセンサ２２ｂが設けられている。そして、排気カムシャフト２２が回転すると、同シャフト２１の突起２２ａがカムセンサ２２ｂの側方を通過する。この状態にあっては、カムセンサ２２ｂから上記突起２２ａの通過に対応した所定間隔毎に検出信号が出力されるようになる。
【００３７】
吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気管３０及び排気管３１が接続されている。この吸気管３０内及び吸気ポート１７内は吸気通路３２となっている。また、排気管３１内及び排気ポート１８内は排気通路３３となっており、排気通路３３の下流側にはエンジン１１の排気ガスを浄化するための触媒３３ａが設けられている。
【００３８】
吸気管３０の上流端には、エアフローメータ３４が設けられている。エアフローメータ３４は、吸気通路３２を介して燃焼室１６へ吸入される空気の量を検出し、その検出された吸入空気量に対応した出力信号を発生する。そのエアフローメータには、吸気通路を通過して燃焼室へ吸入される空気の温度を検出するための吸気温センサ３５が設けられている。そして、吸気温センサは、吸入空気の温度を検出し、その検出された吸入空気温度に対応した検出信号を出力する。
【００３９】
また、吸気管３０の下流端には、燃焼室１６内へ向かって燃料を噴射するための燃料噴射弁５０が設けられている。この燃料噴射弁５０は、吸気通路３２内の空気が燃焼室１６へ吸入されるとき、燃焼室１６へ向けて燃料を噴射し、燃料及び空気からなる混合ガスを形成する。
【００４０】
吸気通路３２内において、エアフローメータ３４よりも下流側には、スロットルバルブ４６が設けられている。スロットルバルブ４６の開度（スロットル開度）は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル４７の踏込量（アクセル開度）に基づき調節され、このスロットルバルブ４６の開度調節により燃焼室１６内へ吸入される空気の量が調節される。そして、スロットルバルブ４６の近傍にはスロットルセンサ４６ａが設けられている。このスロットルセンサ４６ａは、スロットル開度を検出して同開度に対応した出力信号を発生する。
【００４１】
一方、シリンダヘッド１５には、燃焼室１６内に充填された混合ガスに対して点火を行うための点火プラグ５１が設けられている。この点火プラグ５１は、エンジン１１に設けられたイグナイタモジュール５３を介して、自動車のバッテリ５４に接続されている。
【００４２】
こうしたエンジン１１にあっては、その吸気行程において、ピストン１２の下降により燃焼室１６内に負圧が発生し、その負圧により燃焼室１６へ吸気通路３２を介して空気が吸入される。また、燃料噴射弁５０からは、燃焼室１６に吸入される空気の量に対応した量の燃料が同燃焼室１６へ向かって噴射され、その結果、燃焼室１６には空気と燃料とからなる混合ガスが充填される。
【００４３】
その後、エンジン１１の圧縮行程において、ピストン１２の上昇により、燃焼室１６内の混合ガスは圧縮される。燃焼室１６内で圧縮された混合ガスは、点火プラグ５１により点火されて爆発し、その爆発力によってピストン１２が下降してエンジン１１は爆発行程に移る。この爆発行程により、エンジン１１は駆動力を得ることとなる。こうして燃焼室１６内で燃焼した混合ガスは、エンジン１１の排気行程において、ピストン１２の上昇により排気ガスとして排気通路３３へ送り出され、触媒３３で浄化された後に外部へ排出される。
【００４４】
次に、エンジン１１における点火系の詳細な構造を図２及び図３に基づいて説明する。その図２は点火プラグ５１における電極部分の拡大断面図であり、図３は主にイグナイタモジュール５３の電気的構成を示すブロック図である。
【００４５】
図２に示すように、点火プラグ５１の先端部には、金属によって円筒状に形成されてシリンダヘッド１５に螺着されたネジ部５５が設けられている。このネジ部５５の先端面には、燃焼室１６内へ突出するＬ字状の電極５６ａが設けられている。電極５６ａとシリンダヘッド１５との間は、ネジ部５５を介しての通電が可能となっている。また、ネジ部５５の内側には絶縁体５７を貫通する棒状の電極５６ｂが設けられている。この電極５６ｂの先端部は、絶縁体５７から突出して燃焼室１６内に位置し、上記ネジ部５５に設けられた電極５６ａと対向している。そして、絶縁体５７を貫通する電極５６ｂは、その絶縁体５７によってネジ部５５、電極５６ａ及びシリンダヘッド１５と絶縁された状態になっている。
【００４６】
一方、図３に示すように、イグナイタモジュール５３は、イグニッションコイル５３ａ、イグナイタ５３ｂ及びイオン電流検出回路部５３ｃとから構成されている。そのイグナイタ５３ｂ及びイオン電流検出回路部５３ｃは、点火時期、燃料噴射時期及び燃料噴射量など、エンジン１１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）９２に接続されている。
【００４７】
上記イグニッションコイル５３ａは、バッテリ５４及びイグナイタ５３ｂに接続された一次コイル５８と、点火プラグ５１及びイオン電流検出回路部５３ｃに接続された二次コイル５９とから構成されている。そして、イグニッションコイル５３ａの一次コイル５８に一次電流が通電され、その後に同一次電流が遮断されると、イグニッションコイル５３ａの二次コイル５９に高電圧が発生するようになる。その二次コイル５９に発生した高電圧が点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間に印加されることにより、それら電極５６ａ，５６ｂ間に火花が飛んで燃焼室１６内に充填された混合ガスに点火がなされる。
【００４８】
イグニッションコイル５３ａの一次コイル５８に流れる一次電流の通電制御は、ＥＣＵ９２から出力される点火指令信号に基づきイグナイタ５３ｂによって行われる。また、イグナイタ５３ｂには上記一次電流が過度に大きくなるのを抑制するための定電流制御回路６０が設けられている。ここで、点火プラグ５１による一回の点火がなされる際のイグナイタ５３ｂが入力する点火指令信号の推移態様と、一次コイル５８に流れる一次電流の推移態様とを図５のタイムチャートに示す。
【００４９】
同図から明らかなように、図５の波形ａで示される点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がったとき、図５の波形ｂで示される一次電流が時間経過に伴い徐々に増加し始める。そして、点火指令信号がＯＮからＯＦＦへと立ち下がる前に一次電流が限界値に到達した場合には、一次電流が当該限界値を越えないよう定電流制御回路６０によって定電流制御が行われる。このような一次電流の定電流制御開始時には、立ち上り中の一次電流が一定値となるよう制御され、その際に一次電流が増減方向へ変動するようになる。
【００５０】
その後、点火指令信号がＯＮからＯＦＦへと立ち下がると、一次電流が遮断されて点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間に火花が飛び、燃焼室１６に充填された混合ガスに点火がなされる。こうして点火された混合ガスが燃焼してイオンが発生すると、同イオンによって点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間にイオン電流が流れるようになる。このイオン電流は、イグニッションコイル５３ａの二次コイル５９に接続されたイオン電流検出回路部５３ｃ（図３）によって検出される。ここで、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流の推移態様を図５の波形ｃで示す。
【００５１】
同図から明らかなように、図５の波形ａで示される点火指令信号がＯＮからＯＦＦへと立ち下がった後、図５の波形ｃで示される態様でイオン電流が発生するようになる。このイオン電流が、点火指令信号の立ち下がり後に発生するのは、点火プラグ５１による点火がなされてから混合ガスが燃焼するまでに時間がかかり、その混合ガス燃焼によるイオン発生にも時間がかかるためである。また、このようにイオン電流を検出するイオン電流検出回路部５３ｃには、同回路部５３ｃでの断線を検出するための断線検出部６１が設けられている。
【００５２】
ところで、上記構成のエンジン１１においては、燃焼室１６内でいわゆるプレイグニッションやくすぶりが発生する場合がある。そして、例えばプレイグニッションが発生した場合には、点火プラグ５１による点火前に混合ガスが自然着火して燃焼してしまうため、点火指令信号の立ち下がり前に図５の波形ｄにおいて破線で示す態様でイオン電流が発生する。また、くすぶりが発生した場合には、例えば図２に一点鎖線で示すように電極５６ｂにカーボンが付着し、そのカーボンを介して電極５６ａ，５６ｂ間に漏洩電流が流れるようになる。こうした漏洩電流は、点火指令信号の立ち上り後に図５の波形ｄにおいて一点鎖線で示す態様で発生する。
【００５３】
次に、本実施形態におけるエンジン１１の制御装置の電気的構成を図４に基づいて説明する。
この制御装置は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６等を備える論理演算回路として構成された上記ＥＣＵ９２を備えている。
【００５４】
ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラムや、その各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されるメモリであり、ＣＰＵ９４はＲＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路９８及び外部出力回路９９と接続されている。
【００５５】
外部入力回路９８には、水温センサ１１ｂ、クランクセンサ１４ｃ、カムセンサ２２ｂ、エアフローメータ３４、吸気温センサ３５、スロットルセンサ４６ａ、イオン電流検出回路部５３ｃ及びバッテリ５４が接続されている。一方、外部出力回路９９には、燃料噴射弁５０及びイグナイタ５３ｂが接続されている。
【００５６】
このように構成されたＥＣＵ９２は、クランクセンサ１４ｃからの検出信号及びバッテリ５４からの電圧信号を入力し、それら信号に基づきエンジン回転数ＮＥ及びバッテリ電圧Ｂを求める。更に、ＥＣＵ９２は、求められたエンジン回転数ＮＥ及びバッテリ電圧Ｂに基づき、点火指令信号の立ち上りから立ち下がりまでの時間と同じ値となる一次電流の通電時間ｔを算出する。なお、通電時間ｔを算出する際には、予め実験によって求められてＲＯＭ９３に記憶された図６に示すマップが参照される。このように算出された通電時間ｔは、図６から明らかなように、エンジン回転数ＮＥが高くなるとともにバッテリ電圧Ｂが低くなるほど長くなり、エンジン回転数ＮＥが低くなるとともにバッテリ電圧Ｂが高くなるほど短くなる。そして、ＥＣＵ９２は、算出された通電時間ｔに応じてイグナイタ５３ｂへ出力する点火指令信号の立ち上り時期と立ち下がり時期とを決定する。
【００５７】
ＥＣＵ９２は、点火指令信号がＯＦＦからＯＮへと立ち上がった直後である図５の波形ａに示した第１時点Ｐ１において、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出された電流が所定のしきい値を越えていることに基づきくすぶりを検出する。このようにしてくすぶりを検出することができるのは、くすぶり発生時に点火プラグ５１の電極５６ｂに付着したカーボンを介して流れる漏洩電流が、図５の波形ｄに一点鎖線で示すように点火指令信号の立ち上り直後（一次電流通電初期）に発生するためである。なお、点火指令信号立ち上りから上記第１時点Ｐ１までの時間は、点火指令信号立ち上り時にイオン電流検出回路部５３ｃが検出するノイズ等によってくすぶりが誤検出されることのない値に設定されている。
【００５８】
更に、ＥＣＵ９２は、点火指令信号がＯＮからＯＦＦへと立ち下がる直前である図５の波形ａに示した第２時点Ｐ２において、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出された電流が所定のしきい値を越えていることに基づきプレイグニッションを検出する。このようにしてプレイグニッションを検出することができるのは、プレイグニッション発生時に点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間を介して流れるイオン電流が、図５の波形ｄに破線で示すように点火指令信号の立ち下がり直前（一次電流通電終期）に発生するためである。そして、点火指令信号立ち上りから同第２の時点Ｐ２までの時間は上記のように算出された一次電流の通電時間ｔに基づき求められ、その求められた時間に基づいてＥＣＵ９２がタイマ制御を行うことによって第２時点Ｐ２が決定される。こうして決定された第２時点Ｐ２は、上記タイマ制御実行時に誤差が生じた場合でも点火指令信号立ち下がりとの間の時間が「０」になることがないものとされる。
【００５９】
一方、ＥＣＵ９２は、上記エンジン回転数ＮＥ、エアフローメータ３４からの検出信号に基づき求められるエンジン負荷、及びスロットルセンサ４６ａからの検出信号に基づき求められるスロットル開度など、エンジン１１の運転状態に基づき、基本燃料噴射量及び基本点火時期を算出する。なお、これら基本燃料噴射量及び基本点火時期等を算出する際には、予め実験によって求められてＲＯＭ９３に記憶された周知のマップが参照される。ＥＣＵ９２は、こうして求められた基本燃料噴射量及び基本点火時期に基づき、燃料噴射弁５０及びイグナイタ５３ｂを駆動制御して燃料噴射量及び点火時期の調整を行う。
【００６０】
次に、上記構成のＥＣＵ９２を通じて実行される制御態様の概要を、図７〜図１０に基づいて説明する。
ＥＣＵ９２は、エンジン１１の稼動状況がプレイグニッション発生を誤検出する状況であるとき、図５の第２時点Ｐ２にてなされる点火プラグ５１の電極５６ａ，５６ｂ間を流れる電流に基づくプレイグニッション検出を禁止する。プレイグニッション発生を誤検出するエンジン１１の稼動状況としては、イグニッションコイル５３ａのコイル温度が低いとき、エンジン回転数ＮＥが低いとき、及びバッテリ電圧Ｂが高いときなどがあげられる。
【００６１】
例えばエンジン１１の始動直後など、イグニッションコイル５３ａのコイル温度が低い場合には、電流が流れ易くなって一次コイル５８に流れる一次電流の立ち上りが速くなり、点火指令信号がＯＮからＯＦＦに立ち下がる前に一次電流が限界値に到達して定電流制御が行われる。その結果、図５に波形ｂで示すように、定電流制御開始時の一次電流に増減方向への変動が生じ、その変動に基づきイオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流にも図５に波形ｃで示される変動が生じる。また、エンジン回転数ＮＥが低い場合には、点火指令信号立ち上りから立ち下がりまでの時間、即ち一次電流の通電時間ｔが長くなるため、点火指令信号が立ち下がる前に一次電流が限界値に到達して定電流制御が行われる。その結果、上記と同様に定電流制御開始時の一次電流に変動が生じるとともに、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流にも変動が生じる。このような電流変動が第２時点Ｐ２にて生じた場合には、当該電流変動をイオン電流検出回路部５３ｃが誤ってイオン電流として検出してしまい、プレイグニッション発生が誤検出されることとなる。
【００６２】
一方、故障等によってバッテリ電圧Ｂが過度に高くなった場合には、一次電流の通電時間ｔが短くなるとともに、点火指令信号の立ち上りと立ち下がりとが接近する。この状態にあって、くすぶりが発生して点火プラグ５１の電極５６ｂに付着したカーボンを介して漏洩電流が流れると、上記通電時間ｔが短いために漏洩電流が第２時点Ｐ２にて発生している状態になる。そしてその結果、イオン電流検出回路５３ｃが上記漏洩電流を誤ってイオン電流として検出してしまい、プレイグニッション発生が誤検出されることとなる。
【００６３】
上述したようなプレイグニッション発生を誤検出するエンジン１１の稼動状況のときには、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流に基づくプレイグニッションの検出が禁止される。そのため、上記プレイグニッション発生の誤検出に基づき、不要なプレイグニッション回避制御等が実行されるのを防止することができるようになる。
【００６４】
また、プレイグニッション発生が誤検出されないエンジン１１の稼動状況のときには、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流に基づくプレイグニッションの検出が行われる。そして、プレイグニッション発生が検出された場合、ＥＣＵ９２は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように燃料噴射量及び点火時期を制御してプレイグニッション回避を行う。これら図７（ａ）及び（ｂ）は、プレイグニッション回避が行われる際の時間経過に伴う燃料噴射量増量及び点火時期遅角量（図７（ｂ）の実線）の推移傾向を示すものである。
【００６５】
これらの図から明らかなように、プレイグニッション発生が検出されたとき、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁５０によって噴射される燃料を増量させた後、その増量値を徐々に減少させるとともに、当該燃料増量の減少に伴い点火プラグ５１による点火時期を徐々に遅角させる。ここで、上記プレイグニッション回避のための燃料噴射量制御及び点火時期制御が行われた際、エンジン１１の運転状態がどのように推移するかを図９のグラフに示す。
【００６６】
このグラフにおいて、横軸及び縦軸は空燃比及び点火時期を示し、実線Ｘは燃焼室内温度の等温度線を示す。そして、グラフ中実線Ｘよりも上側の領域は、燃焼室１６内で、プレイグニッションが発生する燃焼室内温度領域となる。また、グラフ中の一点鎖線Ｙは、エンジン１１が出力するトルクの等トルク線を示し、グラフ中下側に位置するものほど低トルクとなる。更に、グラフ中の実線Ｚはエンジン１１から排出される排気ガスの等排気温線を示し、グラフ中実線Ｚよりも右側の領域は触媒３３ａなどのエンジン１１の排気系に故障が発生する排気温度領域となる。
【００６７】
今、グラフ中の位置αの状態にエンジン１１の運転状態があるとき、プレイグニッション発生の検出に基づき燃料噴射量が増量されると、エンジン１１の運転状態は位置αから位置βへと推移する。そして、燃料増量分の気化熱と燃料増量による燃焼速度の緩和とによって燃焼室１６内の温度が速やかに低下され、速やかなプレイグニッション回避が行われる。その後、燃料噴射量の増量値が段階的に減少されるとともに、同燃料増量値の減少に伴って点火時期が徐々に遅角され、エンジン１１の運転状態は位置βから位置γへと推移する。即ち、燃料噴射量増量によるプレイグニッション回避が、点火時期遅角によるプレイグニッション回避に置き換えられる。
【００６８】
こうした燃料噴射量増量及び点火時期遅角によるプレイグニッション回避により、プレイグニッション発生直後には燃料噴射量増量によって速やかに燃焼室１６内の温度が低下するようになる。また、その後に燃料噴射量の増量値が徐々に減少され、代わりに点火時期が徐々に遅角されるため、燃料噴射量増量による燃費の悪化や、急激な点火時期遅角によるエンジン１１の急激なトルク低下が防止される。従って、速やかなプレイグニッション回避と燃費の悪化防止との両立を図り、しかもエンジン１１の運転状態を安定維持してプレイグニッション回避を行うことができるようになる。
【００６９】
ところで、エンジン１１においては、例えば排気バルブ２０に付着した付着物が熱せられ、その付着物の熱により燃焼室１６内の混合ガスが自然着火してプレイグニッション発生となることがある。この場合、上記プレイグニッション回避制御を行っても、排気バルブ２０に付着した付着物自身の温度を低減させることが困難であるため、プレイグニッションが進行して暴走性プレイグニッションに至ることとなる。プレイグニッションは、暴走性のものへと進行すると、その発生頻度が高くなるとともに発生開始時期が早くなる。従って、プレイグニッション発生に基づき図５の波形ｄに破線で示す態様で生じたイオン電流は、そのプレイグニッションの進行に伴って発生開始時期が波形ａの第１時点Ｐ１まで早くなる。
【００７０】
また、エンジン１１においては、くすぶりによって点火プラグ５１の電極５６ｂにカーボンが付着し、そのカーボンを介して電極５６ａ，５６ｂ間に漏洩電流が流れることがある。こうしたくすぶりの進行度合いは上記カーボンの付着量によって決定され、同カーボン付着量が多いほどくすぶりが進行して漏洩電流の発生終了時期が遅くなる。従って、くすぶり発生に基づき図５の波形ｄに一点鎖線で示す態様で生じたイオン電流は、そのくすぶりの進行に伴って発生終了時期が波形ａの第２時点Ｐ２まで遅くなる。
【００７１】
上述したようにプレイグニッションやくすぶりが進行した場合には、第１及び第２時点Ｐ１，Ｐ２においてイオン電流検出回路部５３ｃによって検出された電流が、漏洩電流なのかイオン電流なのか判別できない。そこで、ＥＣＵ９２は、第１及び第２時点Ｐ１，Ｐ２において、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流がしきい値を越えた回数をそれぞれカウントする。そして、プレイグニッション及びくすぶりの進行特性を考慮して、それらカウント値の比較に基づき、燃焼室１６内でプレイグニッションが発生しているのか、或いはくすぶりが発生しているのかを判定する。また、ＥＣＵ９２は、それらカウント値の大小に基づきプレイグニッション及びくすぶりの進行度合いを判定する。このように燃焼室１６内の燃焼状態を判定できるのは、くすぶりが進行するほど第１時点Ｐ１でのカウント値が大きくなり、プレイグニッションが進行するほど第２時点Ｐ２でのカウント値が大きくなるためである。
【００７２】
そして、上記燃焼室１６の燃焼状態判定において、暴走性のプレイグニッションが発生している旨の判定がなされた場合、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁５０を駆動制御して燃料噴射の燃料カットを実行する。この燃料カットが実行することにより、燃焼室１６内に混合ガスが充填されなくなって燃焼による発熱が抑制されるとともに、燃焼室１６への吸入空気によって室内が冷却される。通常は燃料カットによる燃焼室１６内の冷却によって、暴走性プレイグニッションの発生が的確に抑制されるようになる。
【００７３】
ここで、燃料カットがなされる際の第２時点Ｐ２における上記カウント値の推移態様を図１０に波形ｐで示す。同図から明らかなように、波形ｐで示される上記カウント値が大きくなると暴走性プレイグニッション発生の旨の判定がなされ、ＥＣＵ９２は、波形ｑで示される燃料噴射量増量を上限値まで増量した状態で、波形ｒで示されるように所定期間だけ燃料カットを実行する。更に、ＥＣＵ９２は上記カウント値を所定値だけ減らす。こうした燃料カットによって暴走性プレイグニッションが抑制できない場合には、上記カウント値が再び大きくなって暴走性プレイグニッション発生の旨の判定がなされ、上記と同様の燃料カット及びカウント値の減算が繰り返されるとともに、燃料噴射量増量が上限値に保持される。また、この二回目以後の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定は、初回の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定よりも小さなカウント値の増分にてなされるため、同プレイグニッション抑制のための燃料カットが早期に実行される。従って、暴走性プレイグニッションによるエンジン１１への悪影響を抑えることができるようになる。
【００７４】
次に、上記ＥＣＵ９２を通じて実行される制御態様について図１２〜図１９を参照して説明する。
図１２は、本実施形態における各種制御のメインルーチンを示すフローチャートである。同メインルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて所定クランク角（本実施形態では上死点後３０°ＣＡ）毎の角度割り込みにて実行される。
【００７５】
このメインルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステップＳ１０１の処理として、クランクセンサ１４ｃ及びカムセンサ２２ｂからの検出信号に基づき、これから燃焼が行われる気筒を判別する。続いてＥＣＵ９２は、ステップＳ１０２の処理として、プレイグニッション回避のために行われる燃料噴射量増量補正の増量ガード値ｅｆｐｒｍａｘを算出する。即ち、燃料噴射量増量の限界値（本実施形態ではエンジン１１の運転状態に基づき求められる基本燃料噴射量の６０％の値）から、プレイグニッション回避以外の目的でなされる燃料噴射量の増量補正値を減算した値が、上記増量ガード値ｅｆｐｒｍａｘとして算出される。
【００７６】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ１０３の処理として、周知の故障診断を行って水温センサ１１ｂ、クランクセンサ１４ｃ、カムセンサ２２ｂ、エアフローメータ３４、吸気温センサ３５及びスロットルセンサ４６ａなど、各種センサが異常でないか否か判断する。そして、各種センサが異常である旨の判断がなされるとステップＳ１１３（図１３）に進み、各種センサが異常でない旨の判断がなされるとステップＳ１０４に進むことになる。なお、メインルーチンにおいて、ステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０７の処理は、プレイグニッションの発生が誤検出されるエンジン１１の稼動状況であるか否か判断するためのものである。
【００７７】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０４の処理として、水温センサ１１ｂ及び吸気温センサ３５からの検出信号に基づき、エンジン１１の冷却水温及び吸気温を求める。そして、上記冷却水温及び吸気温から推定されるイグニッションコイル５３ａのコイル温度が、プレイグニッションの誤検出を生じさせない値か否かを判断する。即ち、例えば、冷却水温が０℃以上で且つ吸気温が−５℃以上（イグニッションコイル５３ａのコイル温度が０℃以上）か否かを判断する。そのステップＳ１０４でＮＯと判断されるようなエンジン１１の稼動状況では、一次コイル５８のコイル温度が低すぎて一次電流が流れ易いことに起因する当該電流の定電流制御が行われるようになる。
【００７８】
従って、ステップＳ１０４でＮＯと判断された場合には、上記定電流制御の実行に基づきプレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況である旨の判定がなされて、ステップＳ１１３（図１３）に進むこととなる。また、ステップＳ１０４でＹＥＳと判断された場合には、プレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況ではない旨の判定がなされて、続くステップＳ１０５に進む。
【００７９】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０５の処理として、エンジン回転数ＮＥがプレイグニッションを誤検出させることのない値か否か、即ち例えばエンジン回転数ＮＥが３０００ｒｐｍ以上か否かを判断する。そのステップＳ１０５でＮＯと判断されるようなエンジン１１の稼動状況では、ＥＣＵ９２によって算出される一次電流の通電時間ｔが長すぎることに起因して当該電流の定電流制御が行われるようになる。
【００８０】
従って、ステップＳ１０５でＮＯと判断された場合には、上記定電流制御の実行に基づきプレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況である旨の判定がなされて、ステップＳ１１３（図１３）に進むこととなる。また、ステップＳ１０５でＹＥＳと判断された場合には、プイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況ではない旨の判定がなされて、続くステップＳ１０６に進む。
【００８１】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０６の処理として、イオン電流検出回路部５３ｃに設けられた断線検出部６１からの検出信号に基づき、そのイオン電流検出回路部５３ｃに断線が発生しているか否かを判断する。そして、断線が発生している場合にはステップＳ１１３（図１３）に進み、断線が発生していない場合にはステップＳ１０７に進む。
【００８２】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０７の処理として、バッテリ電圧Ｂがプレイグニッションの誤検出を生じさせない値か否か、即ち例えばバッテリ電圧Ｂが１５．１Ｖよりも小さいか否かを判断する。そのステップＳ１０７でＮＯと判断されるようなエンジン１１の稼動状況では、ＥＣＵ９２によって算出される一次電流の通電時間ｔが過度に短くなることに起因して、イオン電流検出回路部５３ｃがくすぶりによる漏洩電流を誤ってプレイグニッションによるイオン電流として検出するようになる。
【００８３】
従って、ステップＳ１０７でＮＯと判断された場合には、上記一次電流の通電時間ｔが過度に短くなることに基づきプレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況である旨の判定がなされて、ステップＳ１１３（図１３）に進むこととなる。また、ステップＳ１０７でＹＥＳと判断された場合には、プレイグニッションの誤検出が生じるエンジン１１の稼動状況ではない旨の判定がなされて、続くステップＳ１０８に進む。
【００８４】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０８の処理として、エアフローメータ３４からの検出信号に基づきエンジン負荷を求め、そのエンジン負荷及びエンジン回転数ＮＥが図１１のマップに斜線で示すプレイグニッション検出領域内にあるか否かを判断する。このマップにおけるプレイグニッション検出領域は、プレイグニッションが発生する可能性のある燃焼室１６内の温度領域を表す。なお、上記マップは、予め実験により求められてＲＯＭ９３に記憶されており、ステップＳ１０８の処理を実行する際に参照される。
【００８５】
そして、ステップＳ１０８でＮＯと判断された場合にはステップＳ１１３（図１３）に進み、ＹＥＳと判断された場合にはステップＳ１０９（図１３）に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０９の処理として、プレイグニッション及びくすぶりの発生を判定するとともに、プレイグニッションが検出されたときには燃料噴射量の増量補正を実行する。
【００８６】
即ち、ＥＣＵ９２は、図５の波形ａで示される一次電流通電中の第１時点Ｐ１において、イオン電流検出回路部５３ｃにより検出される電流が所定のしきい値を越えたときくすぶりを検出し、後述するくすぶりカウンタＣＡを「１」だけ加算する。また、ＥＣＵ９２は、上記一次電流通電中の第２時点Ｐ２において、イオン電流検出回路部５３ｃにより検出される電流が所定のしきい値を越えたときプレイグニッションを検出し、プレイグニッションカウンタＣＢを「１」だけ加算する。
【００８７】
こうしたイオン電流検出回路部５３ｃによる電流検出に基づきプレイグニッションが検出されたとき、ＥＣＵ９２は、燃料噴射量を増量補正することで速やかなプレイグニッション回避を図り、その後に当該増量補正の際の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを徐々に減少させる。また、イオン電流検出回路部５３ｃによる電流検出に基づきくすぶりの発生が検出されたとき、ＥＣＵ９２は、上記プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量補正を中止する。そして、燃焼室１６内でくすぶりが発生しているのか、或いはプレイグニッションが発生しているのかは、ＥＣＵ９２が上記カウンタＣＡ，ＣＢの大小を比較することに基づき的確に判定されることとなる。
【００８８】
一方、上記ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８（図１２）でＮＯと判断されてステップＳ１１３に進んだ場合、ＥＣＵ９２は上記カウンタＣＡ，ＣＢを「０」にリセットする。続いてステップＳ１１４に進み、ＥＣＵ９２は、前回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇから所定値ｍ１を減算したものを「０」より小さくならないように下限ガードし、その下限ガードした値を今回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇとして設定する。こうして今回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを設定した後、ステップＳ１１２に進む。
【００８９】
従って、ステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０７でＮＯと判断された場合、即ち一次電流の定電流制御が行われたり、一次電流の通電時間ｔが過度に短くなるなど、プレイグニッションを誤検出するエンジン１１の稼動状況のときにはステップＳ１０９に進むことがない。そのため、上記プレイグニッションを誤検出するエンジン１１の稼動状況のときには、ステップＳ１０９でのプレイグニッション判定が禁止され、同プレイグニッションの誤検出が防止されるようになる。
【００９０】
また、ステップＳ１０３において各種センサの異常によりＮＯと判断された場合や、ステップＳ１０６において断線検出部６１によって検出されるイオン電流検出回路部５３ｃでの断線に基づきＮＯと判断された場合も、ステップＳ１０９に進むことがない。従って、各種センサの異常やイオン電流検出回路部５３ｃでの断線が生じた場合も、ステップＳ１０９でのプレイグニッション判定が禁止される。そのため、各種センサの異常に基づくステップＳ１０４，Ｓ１０５での判断の誤りや、イオン電流検出回路部５３ｃの断線に基づくステップＳ１０９でのプレイグニッションの誤検出が防止される。
【００９１】
更に、ステップＳ１０８において、燃焼室１６内の温度がプレイグニッションの発生に繋がる温度領域内にないことに基づいてＮＯと判断された場合も、ステップＳ１０９に進んで同ステップＳ１０９でのプレイグニッション判定が行われることがない。そのため、プレイグニッションが発生するはずのない温度領域に燃焼室１６内の温度がある場合には、無駄なプレイグニッション判定が行われなくなって、そのプレイグニッション判定にかかるＥＣＵ９２の制御負担が軽減するようになる。
【００９２】
さて、ステップＳ１０９の処理が実行された後、ＥＣＵ９２は、続くステップＳ１１０の処理として、上記くすぶりカウンタＣＡ及びプレイグニッションカウンタＣＢのカウント値に基づき、くすぶり及びプレイグニッションの進行度合いを判定する。そして、プレイグニッションが進行して暴走性のものとなっている旨の判定がなされた場合、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁５０による燃料噴射の燃料カットを所定期間だけ実行し、上記暴走性プレイグニッションを抑制する。
【００９３】
続いてステップＳ１１１に進み、ＥＣＵ９２は、ガード値ｅｇｄの算出処理を実行する。このガード値ｅｇｄは、上記ステップＳ１０９の処理において、プレイグニッション回避のために増量補正される燃料噴射量の増量値ｅｆｐｒｉｇが徐々に減少する際、その燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを下限ガードするためのものである。こうしてガード値ｅｇｄを算出した後、ステップＳ１１２に進む。
【００９４】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１１２の処理として、エンジン１１の点火時期遅角補正を実行する。即ち、上記プレイグニッション検出に基づき燃料噴射量が増量補正された後、その燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが徐々に減少する際、ＥＣＵ９２は、当該燃料増量値ｅｆｐｒｉｇの減少に伴ってエンジン１１の点火時期を徐々に遅角補正する。このように燃料噴射量の増量補正を行った後、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇの減少に伴い点火時期を徐々に遅角させることで、プレイグニッションを回避しつつ燃費の悪化を防止し、しかも急激な点火時期遅角に起因したエンジン１１の急激なトルク低下をも防止可能となる。
【００９５】
次に、メインルーチンにおけるステップＳ１０９で実行される処理について、図１４及び図１５を参照して詳しく説明する。図１４及び図１５は、燃焼室１６内における燃焼状態を判別し、プレイグニッション発生時には燃料噴射量を増量補正するための処理ルーチンを示すフローチャートである。同処理ルーチンは、上記メインルーチンにおいてステップＳ１０９に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【００９６】
この処理ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステップＳ２０１の処理として、後述するステップＳ２０４で行われるプレイグニッション回避のための燃料噴射量増量補正の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを設定し直す。即ち、前回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇから所定値ｍ２を減算した値を、後に詳述するガード値ｅｇｄで下限ガードして今回の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇとして設定し直す。続いてステップＳ２０２に進み、ＥＣＵ９２は、図５の波形ａの第２時点Ｐ２において、イオン電流検出回路５３ｃによって検出される電流が所定のしきい値を越えているか否か基づき、プレイグニッションが検出されたか否かを判断する。そして、上記電流がしきい値を越えている場合にはプレイグニッションが検出されたと判断してステップＳ２０３に進み、上記電流がしきい値を越えていない場合にはプレイグニッションが検出されていないと判断してステップＳ２０５に進む。
【００９７】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０３の処理で、プレイグニッション検出フラグｘｐｒｉｇとして「１」をＲＡＭ９５にセットした後、ステップＳ２０４に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０４の処理として、プレイグニッション検出フラグｘｐｒｉｇが「１」であることに基づき、プレイグニッション検出回数を表すプレイグニッションカウンタＣＢに「１」を加算するとともに燃料噴射量の増量補正を行う。この燃料噴射量の増量補正は、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに所定値ｍ３を加算したものを、新たな燃料増量値ｅｆｐｒｉｇとして設定することによって行われる。なお、その所定値ｍ３は、上記ステップＳ２０１における所定値ｍ２よりも大きく、例えば所定値ｍ２の２０倍の値とされる。また、ＥＣＵ９２は、後述する遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｄｌｙ及び遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐを「０」にリセットする。即ち、これら各カウンタｅｃｐｒｄｌｙ，ｅｃｐｒｓｔｐは、プレイグニッションが検出される毎に「０」にリセットされるようになる。
【００９８】
このようなステップＳ２０４の処理を実行することにより、プレイグニッション検出時には燃料噴射量が増量補正されて速やかなプレイグニッション回避が図られる。そして、燃料噴射量増量補正における燃料増量値ｅｆｐｒｉｇは、その後に上記ステップＳ２０１の処理によって段階的に減少されることとなる。そのため、図７（ｃ）に示すように、例えばプレイグニッション検出に基づきプレイグニッションカウンタＣＢがカウントアップされていくと、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇは同カウンタＣＢのカウントアップ後に徐々に減少する。
【００９９】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ２０５の処理として、燃焼室１６内が現在くすぶり状態と判定されているか否か、即ち後述するくすぶり状態フラグｘｐｒｅｘが「１」であるか否かを判断する。そして、ステップＳ２０５において「ｘｐｒｅｘ＝１」であると判断された場合にはステップＳ２０６に進み、ＥＣＵ９２は、くすぶり復帰準備フラグｘｋｓｒｅｔとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。また、ステップＳ２０５において「ｘｐｒｅｘ＝１」でないと判断された場合にはステップＳ２０７に進み、ＥＣＵ９２は、くすぶり復帰準備フラグｘｋｓｒｅｔを「０」にリセットする。
【０１００】
ステップＳ２０６又はステップＳ２０７の処理を経た後にステップＳ２０８（図１５）に進み、ＥＣＵ９２は、図５の波形ａにおける第１時点Ｐ１において、イオン電流検出回路５３ｃによって検出される電流が所定のしきい値を越えているか否か基づき、くすぶりが検出されたか否かを判断する。そして、上記電流がしきい値を越えている場合にはくすぶりが検出されたと判断し、順次ステップＳ２０９，Ｓ２１０へと進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０９の処理で、くすぶり検出フラグｘｋｕｓとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。また、ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１０の処理として、「ｘｋｕｓ＝１」であることに基づきくすぶり検出回数を表すくすぶりカウンタＣＡに「１」を加算する。
【０１０１】
一方、上記ステップＳ２０８において、イオン電流検出回路５３ｃによって検出される電流が所定のしきい値を越えていない場合にはくすぶりが検出されていないと判断し、ステップＳ２１１に進む。このステップＳ２１１及び続くステップＳ２１２の処理は、くすぶりが解消した直後でのプレイグニッション発生を検し、そのプレイグニッションが検出されたときに的確なプレイグニッション回避を実行するためのものである。また、ステップＳ２１３以降の処理は、燃焼室１６の燃焼状態、即ちくすぶりが発生しているのか、或いはプレイグニッションが発生しているのかを的確に判定し、その判定に応じた処理を実行するためのものである。
【０１０２】
ここでは、まずステップＳ２１３以降の処理について説明した後、ステップＳ２１１及びステップＳ２１２の処理について説明することとする。
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１３の処理として、くすぶりカウンタＣＡのカウント値がプレイグニッションカウンタＣＢのカウント値以上で、且つ、それらカウント値が「０」でない（「ＣＡ≠０，ＣＢ≠０」）か否かを判断する。そして、ステップＳ２１３でＹＥＳと判断された場合、即ち「ＣＡ≧ＣＢ且つＣＡ，ＣＢ≠０」である場合には、くすぶりが発生している旨の判定、即ちくすぶりが進行した燃焼状態である旨の判定がなされる。また、ステップＳ２１３でＮＯと判断された場合、即ち「ＣＡ＜ＣＢ」である場合には、プレイグニッションが発生している旨の判定がなされる。このようにプレイグニッション発生及びくすぶり発生の旨の判定を行うことができるのは、
・プレイグニッションでは、その初期段階において一次電流の通電終期にイオン電流が発生し、プレイグニッションが進行するほど当該イオン電流の発生開始時期が一次電流通電初期へと早められる。
【０１０３】
・くすぶりでは、その初期段階において一次電流の通電初期に漏洩電流が発生し、くすぶりが進行するほど当該漏洩電流の発生終了時期が一次電流通電終期へと遅らされる。
等々の理由によるものである。
【０１０４】
そして、ステップＳ２１３でＹＥＳと判断され、くすぶり発生の旨の判定がなされた場合にはステップＳ２１４に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１４の処理として、前記くすぶり状態フラグｘｐｒｅｘとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。また、ステップＳ２１３でＮＯと判断された場合にはステップＳ２１５に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１５の処理として、くすぶり状態フラグｘｐｒｅｘを「０」にリセットする。
【０１０５】
ところで、上記ステップＳ２１３の判断処理においては、「ＣＡ，ＣＢ≠０」であるならば「ＣＡ＝ＣＢ」であってもＹＥＳと判断され、くすぶり発生の旨の判定がなされる。これは一般に、燃焼室１６内での混合ガスの燃焼状態によっては、点火プラグ５１の電極５６ｂに急激にカーボンが付着することがあり、この場合にくすぶりの進行した状態が突発的に生じて初回のくすぶり発生時にＣＡ，ＣＢが両方ともカウントアップされるようになるためである。即ち、このような状態のときでも、上記ステップＳ２１３の判定処理によって、的確にくすぶり発生の旨の判定を行えるようにするためである。
【０１０６】
さて、続いて上記ステップＳ２１０でくすぶりが検出されていないと判断され、ステップＳ２１１に進んだ場合について説明する。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１１の処理として、プレイグニッション検出フラグｘｐｒｉｇが「１」で、且つくすぶり復帰準備フラグｘｋｓｒｅｔが「１」であるか否かを判断する。このステップＳ２１１では、くすぶりが解消した直後にプレイグニッションが発生したか否かを判断している。そして、ＮＯと判断された場合にはステップＳ２１３に進み、ＹＥＳと判断された場合にはステップＳ２１２に進む。ＥＣＵ９２は、ステップ２１２の処理として、くすぶり状態フラグｘｐｒｅｘを「０」にリセットするとともに、くすぶりカウンタＣＡ及びプレイグニッションカウンタＣＢを「０」にリセットする。
【０１０７】
このようにカウンタＣＡ，ＣＢを「０」にリセットするのは、くすぶり解消直後におけるプレイグニッション発生の旨の判定を的確に行うためである。即ち、プレイグニッションはくすぶりが解消した直後にも発生することがある。また、くすぶり発生の旨の判定がなされたとき、くすぶりカウンタＣＡがプレイグニッションカウンタＣＢに比べて極めて大きい場合もある。この場合、くすぶり発生の旨の判定直後にプレイグニッションが検出されてカウンタＣＢがカウントアップされても、すぐに「ＣＡ＜ＣＢ」となることがないためにステップＳ２１４に進み、プレイグニッション発生の旨の判定が行われない。しかし、本実施形態では、くすぶり解消直後のプレイグニッションを検出した場合には、上記のようにカウンタＣＡ，ＣＢを「０」リセットするため、そのプレイグニッション発生の旨の判定が遅れるのを防止することができるようになる。
【０１０８】
以上の各ステップの処理が実行された後、当該処理ルーチンから図１２及び図１３に示すメインルーチンに戻り、ＥＣＵ９２はメインルーチンにおけるステップＳ１１０（図１３）の処理を実行することとなる。
【０１０９】
次に、メインルーチンにおけるステップＳ１１０で実行される処理について、図１６及び図１７を参照して詳しく説明する。図１６及び図１７は、暴走性プレイグニッションを判定・抑制するための処理ルーチンを示すフローチャートである。同処理ルーチンは、上記メインルーチンにおいてステップＳ１１０に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【０１１０】
この処理ルーチンにおいて、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理は暴走性プレイグニッションの発生を判定するためのものであって、ステップＳ３０６〜Ｓ３０８の処理はくすぶりの進行を判定するためのものである。
【０１１１】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０１の処理として、プレイグニッションカウンタＣＢが例えば「１０」以上で、且つくすぶりカウンタＣＡが例えば「９」であるか否かを判断する。更に、ＥＣＵ９２は、プレイグニッションカウンタＣＢが例えば「１０」以上で、且つ後述する暴走判定フラグｘｐｂが「１」であるか否かを判断する。そして、上記二つの判断の内のいずれか一方でＹＥＳと判断された場合には、暴走性プレイグニッションが発生している旨の判定がなされてステップＳ３０３に進む。
【０１１２】
また、上記二つの判断の内のいずれか一方でＮＯと判断された場合にはステップＳ３０２に進み、ＥＣＵ９２は、プレイグニッションカウンタＣＢが例えば「５０」以上で、且つくすぶり状態フラグｘｐｒｅｘが「０」であるか否かを判断する。そして、ステップＳ３０２でＹＥＳと判断された場合には、暴走性プレイグニッションが発生している旨の判定がなされてステップＳ３０３に進む。
【０１１３】
このように暴走性プレイグニッションが発生している旨の判定がなされ、ステップＳ３０３に進む状況としては、
・プレイグニッションに基づくイオン電流が、一次電流通電中の第１及び第２時点Ｐ１，Ｐ２（図５）にてそれぞれ所定回数以上検出され、そのイオン電流の発生開始時期が早くなっていることが分かるとき。
【０１１４】
・プレイグニッションに基づくイオン電流が、一次電流通電中の第２時点Ｐ２（図５）にて検出される回数が多くなり、そのイオン電流の発生度合いが高くなっていることが分かるとき。
等々の状況があげられる。
【０１１５】
こうした状況が生じることによって、ステップＳ３０１，Ｓ３０２からステップＳ３０３に進むこととなる。そして、ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０３の処理で、暴走判定フラグｘｐｂとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。また、ＥＣＵ９２は、くすぶりカウンタＣＡ及び後述する燃料カットカウンタＣｆ／ｃを「０」にリセットするとともに、プレイグニッションカウンタＣＢを例えば「５」だけ減算する。そのため、二回目以後の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定は、初回の初回の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定よりも小さなカウント値の増分にてなされるため、初回の暴走性プレイグニッション発生の旨の判定よりも早期に行われることとなる。なお、燃料カットカウンタＣｆ／ｃは、メインルーチンにおけるステップ１１２（図１３）の点火時期遅角処理にてカウントアップされる。
【０１１６】
一方、上記ステップ３０２でＮＯと判断された場合には、暴走性プレイグニッションが発生していない旨の判定がなされ、ステップＳ３０４に進むこととなる。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０４の処理として、燃料カットカウンタＣｆ／ｃが例えば「１００」以上か否か判断する。そして、「Ｃｆ／ｃ≧１００」でない場合にはステップＳ３０６に進み、「Ｃｆ／ｃ≧１００」である場合にはステップＳ３０５に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０５の処理として、暴走判定フラグｘｐｂを「０」にリセットする。
【０１１７】
本実施形態では、この暴走判定フラグｘｐｂが「１」であるときには、後述するステップＳ３１２の燃料カット処理で、暴走性プレイグニッション抑制のためのエンジン１１の燃料カットが実行される。そして、引き続き暴走性プレイグニッション発生の旨の判定がなされる場合において、その暴走性プレイニッションを抑制するための燃料カットは、初回の暴走性プレイグニッションを抑制するためのものに比べ、二回目以後の暴走性プレイグニッションを抑制するためのもののほうが早期に行われる。
【０１１８】
さて、上記各処理を実行した後にステップＳ３０６に進むと、ＥＣＵ９２は、くすぶりカウンタＣＡが例えば「５０」以上で、且つプレイグニッションカウンタＣＢが例えば「４９」であるか否かを判断する。更に、ＥＣＵ９２は、くすぶりカウンタＣＡが例えば「５０」以上で、且つ後述するくすぶり進行フラグｘｋｂが「１」であるか否かを判断する。
【０１１９】
そして、上記二つの判断の内のいずれか一方でＹＥＳと判断された場合には、くすぶりが進行している旨の判定、即ちくすぶりが進行している燃焼状態である旨の判定がなされてステップＳ３０７に進む。このようにくすぶりが進行している旨の判定がなされる状況としては、くすぶりに基づく漏洩電流が、一次電流通電中の第１及び第２時点Ｐ１，Ｐ２（図５）にてそれぞれ所定回数以上検出され、その漏洩電流の発生終了時期が遅くなっていることが分かるときなどがあげられる。こうしてステップＳ３０７に進むと、ＥＣＵ９２は、くすぶり進行フラグｘｋｂとして「１」をＲＡＭ９５にセットする。更に、ＥＣＵ９２は、プレイグニッション回避のための燃料増量補正が行われているならば、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを「０」にすることで、上記燃料増量補正を中止してくすぶりの進行を抑制する。
【０１２０】
一方、上記ステップＳ３０６における二つの判断の内のいずれか一方でＮＯと判断された場合には、くすぶりが進行していない旨の判定、即ちくすぶりが進行していない燃焼状態である旨の判定がなされてステップＳ３０８に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０８の処理として、くすぶり進行フラグｘｋｂを「０」にリセットする。上記ステップ３０７，Ｓ３０８の処理を経た後、順次ステップＳ３０９〜Ｓ３１１（図１７）に進む。
【０１２１】
これらステップＳ３０９〜Ｓ３１１の処理は、後述するステップＳ３１２で燃料カットが行われた後、燃料噴射が再開されたときの燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを決定するためのものである。そして、ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０９の処理として、暴走判定フラグｘｐｂが「１」であるか否か、即ち暴走性プレイグニッション発生の旨の判定がなされているか否かを判断する。
【０１２２】
そのステップＳ３０９においてＮＯと判断された場合には、ステップＳ３１１に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１１の処理として、メインルーチンのステップＳ１０２（図１２）にて算出された増量ガード値ｅｆｐｒｍａｘで、現在の燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを上限ガードする。また、ステップＳ３０９においてＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ３１０に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１０の処理として、上記増量ガード値ｅｆｐｒｍａｘを新たな燃料増量値ｅｆｐｒｉｇとして設定し、その燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを上限値へと大きくする。
【０１２３】
上記ステップＳ３１０，Ｓ３１１を経てステップＳ３１２に進むと、ＥＣＵ９２は、燃料カット処理を実行することとなる。この燃料カット処理を実行するＥＣＵ９２は、暴走判定フラグｘｐｂが「１」である場合にはＥＣＵ９２が燃料噴射弁５０による燃料噴射の燃料カットを実行し、暴走判定フラグｘｐｂ「０」である場合には上記燃料カットを実行しない。
【０１２４】
従って、図１０に波形ｐで示すように、暴走性プレイグニション発生に基づきプレイグニッションカウンタＣＢが大きくなると、暴走プレイグニッション発生の旨の判定がなされて暴走判定フラグｘｐｂが「１」にセットされる。そして、「ｘｐｂ＝１」であることに基づき、図１０に波形ｑ，ｒで示すように燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが上限値に設定された状態で燃料カットが実行され、その燃料カットにより暴走性プレイグニッションが的確に抑制される。なお、このときにはステップＳ３０３（図１６）の処理により、プレイグニッションカウンタＣＢのカウント値が「５」だけ減算されて波形ｐで示すように一旦小さくなる。
【０１２５】
そして、燃料カットは、ステップＳ３０２（図１６）における燃料カットカウンタＣｆ／ｃが「１００」以上になるまで実行される。これは燃料カットカウンタＣｆ／ｃが「１００」以上になると暴走判定フラグｘｐｂが「０」にリセットされ、「ｘｐｂ＝０」であることに基づき燃料カットが終了されるためである。こうして燃料カットが終了すると、上限値に設定された燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに基づき増量補正された状態でエンジン１１の燃料噴射が再開される。
【０１２６】
一般に、燃料カット中には空気のみが燃焼室１６に送り込まれるため、吸気ポート１７、吸気及び排気バルブ１９，２０の裏側に付着した燃料等も蒸発してしまう。そのため、燃料カット実行後に燃料噴射が再開されたとき、その燃料噴射量がプレイグニッション回避のための増量補正が行われた状態にあると、その燃料増量分が吸気ポート１７や吸気及び排気バルブ１９，２０の裏側等に付着し、結果的に燃焼室内の燃料量が燃焼に適した値となってノッキングが発生し易くなる。しかし、本実施形態では、燃料カット実行後に燃料噴射を再開したとき、その燃料噴射量が上限値へと増量補正された状態になっているため、上記ノッキングの発生が抑制されることとなる。
【０１２７】
以上の各ステップの処理が実行された後、当該処理ルーチンから図１２及び図１３に示すメインルーチンに戻り、ＥＣＵ９２はメインルーチンにおけるステップＳ１１１（図１３）の処理を実行することとなる。
【０１２８】
次に、メインルーチンにおけるステップＳ１１１で実行される処理について、図１８を参照して詳しく説明する。図１８は、前記ステップＳ１０２（図１２）の処理において、減少する燃料増量値ｅｆｐｒｉｇを下限ガードする際に用いられるガード値ｅｇｄを算出するための処理ルーチンを示すフローチャートである。同処理ルーチンは、上記メインルーチンにおいてステップＳ１１１に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【０１２９】
この処理ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステップＳ４０１の処理として、くすぶり状態フラグｘｐｒｅｘが「０」であるか否かを判断する。そして、「ｘｐｒｅｘ＝０」でない場合、即ちくすぶり中である場合にはガード値ｅｇｄを「０」に設定する。こうしてガード値ｅｇｄを「０」に設定することで、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが比較的大きい値で下限ガードされることに基づきくすぶりが進行してしまうのを抑制することができるようになる。
【０１３０】
また、ステップＳ４０１において、「ｘｐｒｅｘ＝０」である場合、即ちくすぶり中でない場合には、プレイグニッションカウンタＣＢの最大カウント値に所定値ｍ４を乗算したものと前回のガード値ｅｇｄとの大きい方を、今回のガード値ｅｇｄとして設定する。こうして設定されたガード値ｅｇｄに基づき、プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量後に減少する燃料増量値ｅｆｐｒｉｇの下限ガードが行われる。
【０１３１】
従って、燃料噴射量は、図７（ａ）に示すように、プレイグニッション検出時に一旦増量補正された後、前記燃料増量値ｅｆｐｒｉｇがガード値ｅｇｄで下限ガードされるまで段階的に減少するようになる。そして、プレイグニッションカウンタＣＢの最大値が大きくなるほどガード値ｅｇｄが大きい値に設定
されるため、カウンタＣＢの最大値が大きくなるほど上記下限ガードが行われたときの燃料噴射量の値は大きくなる。
【０１３２】
そして、メイルーチンにおけるステップＳ１１２（図１３）の点火時期遅角処理では、上記のように徐々に減少する燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに応じてエンジン１１の点火時期が遅角され、その点火時期遅角量は上記燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに応じて図７（ｂ）に実線で示すように徐々に大きくなる。一般に、エンジン１１においては、燃料噴射量が一定である条件のもとで点火時期が遅角補正されると、その遅角量が大きくなるほど排気温度が高くなる。これは点火時期が遅角補正されると、燃焼室１６内での混合ガスの燃焼時期が全体的に遅角側へ移行され、同混合ガスが高温のままで排気ガスとして排出されるためである。
【０１３３】
従って、上記ステップＳ４０２で算出されるガード値ｅｇｄが小さいほど、ｅ燃料増量値ｆｐｒｉｇの下限ガード時における燃料噴射量が小さくなるため、その燃料噴射量に応じて決定される点火時期遅角量が大きくなって、結果的にエンジン１１の排気温度が高くなる。本実施形態では、プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量補正及び点火時期遅角補正が行われたとき、エンジン１１の排気温度が図９のグラフにおいて実線Ｚで示される等排気温線よりも右側に位置することのない、ほぼ実線Ｚ上の値となるように、上記ステップＳ４０２での所定値ｍ４が設定されている。
【０１３４】
以上の各ステップの処理が実行された後、当該処理ルーチンから図１２及び図１３に示すメインルーチンに戻り、ＥＣＵ９２はメインルーチンにおけるステップＳ１１２（図１３）の処理を実行することとなる。
【０１３５】
次に、メインルーチンにおけるステップＳ１１２で実行される処理について、図１９を参照して詳しく説明する。図１９は、プレイグニッション検出時に点火時期遅角処理を行うための処理ルーチンを示すフローチャートである。同処理ルーチンは、上記メインルーチンにおいてステップＳ１１２に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【０１３６】
この処理ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステップＳ５０１の処理として、図８に示すマップを参照して燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに基づき点火時期の目標遅角量ｔ−ａｐｒｇを算出する。そのマップは予め実験によって求められてＲＯＭ９３に記憶されている。そして、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが大きいほど、算出される目標量ｔ−ａｐｒｇも大きい値となる。従って、プレイグニッション検出時に燃料噴射量が増量された後に燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが徐々に小さくなるとき、目標遅角量ｔ−ａｐｒｇは図７（ｂ）に二点鎖線で示す態様で推移する。
【０１３７】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ５０２の処理として、プレイグニッションカウンタＣＢが「０」であるか否か、即ちプレイグニッションが検出されているか否かを判断する。そして、プレイグニッションが検出されておらず「ＣＢ＝０」である場合にはステップＳ５１０に進み、プレイグニッションが検出されており「ＣＢ＝０」でない場合にはステップＳ５０３に進む。続くステップＳ５０３〜５０７の処理は、プレイグニッション回避のための点火時期遅角補正を実行するためのものである。
【０１３８】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０３の処理として、遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｄｌｙに「１」を加算する。この遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｄｌｙのカウント値は、ステップＳ２０４（図１４）の処理によってプレイグニッション回避のために燃料噴射量が増量されたときからの経過時間に対応したものとなる。続いてステップＳ５０４に進み、ＥＣＵ９２は、遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｄｌｙが例えば「５０」以上であるか否かを判断する。そして、「ｅｃｐｒｄｌｙ≧５０」である場合にはステップＳ５０５に進み、「ｅｃｐｒｄｌｙ≧５０」でない場合にはステップＳ５０６に進む。
【０１３９】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０５の処理として、遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐに「１」を加算する。この遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐのカウント値は、段階的に点火時期遅角補正が行われる際における当該補正の時間間隔に対応したものとなる。続いてステップＳ５０６に進み、ＥＣＵ９２は、遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐが例えば「１３」以上であるか否かを判断する。そして、「ｅｃｐｒｓｔｐ≧１３」である場合にはステップＳ５０７に進み、「遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐ」でない場合にはステップＳ５０８に進む。
【０１４０】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０７の処理として、現在の点火時期遅角量ｔ−ａｐｒを更に例えば０．５°ＣＡだけ更に遅角側へ増加させるとともに、遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐを「０」にリセットする。こうしたステップＳ５０７の処理での点火時期遅角補正は、
（１）プレイグニッション検出時に燃料噴射量が増量補正されたときから「ｅｃｐｒｄｌｙ≧５０」になるまでの時間が経過すること。
【０１４１】
（２）上記の条件を満たしたとき或いは「ｅｃｐｒｓｔｐ＝０」へとリセットされたときから「ｅｃｐｒｓｔｐ≧１３」になるまでの時間が経過すること。
という二つの条件が満たされたときに実行される。
【０１４２】
そして、（１）及び（２）の条件を満たすことによって、図７(ａ)及び（ｂ）に示すように、プレイグニッション検出時の燃料噴射量増量補正が行われた後、点火時期遅角補正が実行されるのに所定の時間が経過するようになる。また、一回の点火時期遅角補正が実行されてから次の点火時期遅角補正が実行されるまでに所定の時間間隔が必要になるため、図７（ｂ）に実線で示すように点火時期遅角補正が段階的に行われるようになる。このように点火時期が徐々に遅角補正されることによって、点火時期遅角補正に起因するエンジン１１の急激な出力トルク低下が生じることがなく、点火時期遅角補正時のエンジン１１の運転を安定維持することが可能になる。
【０１４３】
上記燃料噴射量増量補正の実行時から点火時期遅角補正の実行までに経過する時間の調整は、上記ステップＳ５０４における「５０」という値を適宜変更することによって行われ、その調整によって点火時期遅角補正の開始時期が変更される。このように点火時期遅角補正の開始時期を可変とすることで、一回のプレイグニッション発生の際に行われる点火時期の総遅角量を好適に調整することができるようになる。即ち、上記総遅角量は、点火時期遅角補正開始時期を早めることで多くされ、点火時期遅角補正開始時期を遅らせることで少なくされる。
【０１４４】
また、段階的に行われる点火時期遅角補正の時間間隔の調整は、ステップＳ５０６における「１３」という値を適宜変更することによって行われる。このように点火時期遅角補正の時間間隔を調整することで、全体的な点火時期遅角補正の速さを変更して、その速さを好適に調整することができるようになる。即ち、上記全体的な点火時期遅角補正は、一つの点火時期遅角補正毎の時間間隔を小さくとることで速くされ、その時間間隔を大きくとることで遅くされる。
【０１４５】
なお、メインルーチンにおけるステップＳ１０３〜Ｓ１０８（図１２）の判断処理でＮＯと判断され、続くステップＳ１１３（図１３）でプレイグニッションカウンタＣＢが「０」にリセットされた直後で、しかもプレイグニッションが発生していない場合等では、上記ステップＳ５０２で「ＣＢ＝０」であると判断されるようになる。このような状況とき、ステップＳ５０２からステップＳ５１０へと進み、ＥＣＵ９２は、同ステップＳ５０２の処理として、上記遅角ディレイカウンタｅｃｐｒｌｄｙ及び遅角カウンタｅｃｐｒｓｔｐを「０」にリセットする。そして、その後にステップＳ５０８に進む。
【０１４６】
さて、上記ステップＳ５０７若しくはステップＳ５１０からステップＳ５０８に進むと、ＥＣＵ９２は、そのステップＳ５０８の処理として、点火時期遅角量ｔ−ａｐｒを上記ステップＳ５０１で算出した目標遅角量ｔ−ａｐｒｇで上限ガードする。その結果、図７（ｂ）に実線で示す点火時期遅角量ｔ−ａｐｒが二点鎖線で示す目標遅角量ｔ−ａｐｒｇを越えて大きくなることはなく、最終的には点火時期遅角量ｔ−ａｐｒと目標遅角量ｔ−ａｐｒｇとが一致する。
【０１４７】
その目標遅角量ｔ−ａｐｒｇは、前記ガード値ｅｇｄによって下限ガードされた燃料増量値ｅｆｐｒｉｇに基づき算出されるため、点火時期及び燃料噴射量等のエンジン１１の運転状態が最終的に図９の位置γへ向けて収束する。即ち、最終的に点火時期及び燃料噴射量は、図中実線Ｚで示される等排気温線上にほぼ位置した状態となり、プレイグニッション回避の実行によりエンジン１１の排気温度が触媒３３ａ等に故障を生じさせるほど高くなるのを防止することができるようになる。しかも、レイグニッション回避に伴う燃料悪化と出力トルク低下との両方を極力抑えることができるようになる。
【０１４８】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ５０９の処理として、燃料カットカウンタＣｆ／ｃに「１」を加算するとともに、くすぶり検出フラグｘｋｕｓ及びプレイグニッション検出フラグｘｐｒｉｇを「０」にリセットする。
【０１４９】
そして、こうした各ステップの処理が実行された後、当該処理ルーチンから図１２及び図１３に示すメインルーチンに戻る。
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【０１５０】
・一般に、くすぶりによる漏洩電流は点火指令信号（図５の波形ａ）の立ち上り直後（一次電流通電初期）に発生し、プレイグニッションによるイオン電流は点火指令信号の立ち下がり直前に発生する。従って、故障等によってバッテリ電圧が過度に高くなる（本実施形態では１５．１Ｖ以上）など、一次電流の通電時間ｔが過度に短くなるようなエンジン１１の稼動状況のとき、点火指令信号の立ち上りと立ち下がりとが接近し、漏洩電流をイオン電流として誤検出し易くなる。このようにバッテリ電圧が過度に高いエンジン１１の稼動状況のときには、メインルーチンにおけるステップＳ１０７（図１２）の判断処理でＮＯと判断され、プレイグニッション判定処理が行われるステップＳ１０９（図１３）へは進まなくなる。そのため、故障等によってバッテリ電圧が過度に高くなって、一次電流が過度に短くなるようなエンジン１１の稼動状況のとき、くすぶりによる漏洩電流をプレイグニッションによるイオン電流として誤検出するのを防止することができる。
【０１５１】
・また、図５の波形ｂで示されるような一次電流の定電流制御では、一次電流が徐々に立ち上がるときに限界値を越えないよう一定値へと制御されるが、その際に一次電流に増減方向への変動が生じる。こうして一次電流が変動すると、図５の波形ｃで示すようにイオン電流検出回路部５３ｃが検出する電流にも変動が生じ、その電流変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。このように定電流制御が行われるようなエンジン１１の稼動状況としては、イグニッションコイル５３ａのコイル温度が低く一次電流が流れ易い場合や、エンジン回転数ＮＥが低くて一次電流の通電時間ｔが長くなるような場合がある。そして、コイル温度が過度に低い（本実施形態では０℃より低いとき）ときや、エンジン回転数ＮＥが過度に低い（本実施形態では３０００ｒｐｍより低いとき）ときには、メインルーチンにおけるステップＳ１０４，Ｓ１０５（図１２）の判断処理でＮＯと判断される。その結果、プレイグニッション判定処理が行われるステップＳ１０９（図１３）へは進まなくなる。そのため、イグニッションコイル５３ａのコイル温度やエンジン回転数ＮＥが過度に低いなど、定電流制御が行われるエンジン１１の稼動状況のとき、イオン電流検出回路部５３ｃによって検出される電流変動をイオン電流として誤検出するのを防止することができる。
【０１５２】
・上記ステップＳ１０４，ステップＳ１０５の処理を実行する前に、ステップＳ１０３（図１２）の処理として各種センサが異常でないか否かを判断する。そして、例えばイグニッションコイル５３ａのコイル温度を求めるための水温センサ１１ｂ及び吸気温センサ３５や、エンジン回転数ＮＥを求めるためのクランクセンサ１４ｃに異常が生じている場合には、ステップＳ１０３でＮＯと判断され、上記ステップＳ１０４，Ｓ１０５へは進まなくなる。従って、それらセンサ１１ｂ，１４ｃ，３５の異常によるステップＳ１０４，Ｓ１０５での判断の誤りや、その誤判断に起因するステップＳ１０９（図１３）でのプレイグニッションの誤検出を防止することができる。
【０１５３】
・そのステップＳ１０９の処理でのプレイグニッション判定を実行する前に、ステップＳ１０６の処理でイオン電流検出回路部５３ｃに設けられた断線検出部６１からの検出信号に基づき、そのイオン電流検出回路部５３ｃに断線が発生しているか否かが判断される。そして、断線が発生している場合にはステップＳ１０７でＮＯと判断され、上記ステップＳ１０９へは進まなくなる。従って、イオン電流検出回路部５３ｃでの断線等の故障によって、ステップＳ１０９の処理でプレイグニッションの誤検出が生じるのを防止することができる。
【０１５４】
・また、本実施形態では、メインルーチンにおけるステップＳ１０８の処理として、エンジン負荷及びエンジン回転数ＮＥが図１１のマップに斜線で示すようなプレイグニッションが発生する可能性のある燃焼室１６内の温度領域内の値であるか否かが判断される。そして、ステップＳ１０８でＹＥＳと判断されたときのみ、ステップＳ１０９（図１３）に進んでプレイグニッション判定が行われる。従って、プレイグニッションが発生するはずのないエンジン負荷領域及びエンジン回転領域にあるとき、無駄なプレイグニッション判定を実行することがなくなり、プレイグニッション判定にかかるＥＣＵ９２の制御負担を軽減することができる。
【０１５５】
・本実施形態では、くすぶりは、一次電流通初期の第１時点Ｐ１（図５の波形ａ）において、イオン電流検出回路部５３ｃにより検出される電流が所定のしきい値を越えることに基づき検出される。また、プレイグニッションは、一次電流の通電終期の第２時点Ｐ２（図５の波形ａ）において、イオン電流５３ｃにより検出される電流が所定のしきい値を越えていることに基づき検出される。一般に、図５の波形ｄに一点鎖線で示すように、くすぶりによる漏洩電流は、一次電流通電初期に発生するとともにくすぶりの進行に伴い発生終了時期が遅れるようになる。また、プレイグニッションによるイオン電流は、一次電流通電終期に発生するとともにプレイグニッションの進行に伴い発生開始時期が早まるようになる。従って、くすぶりが進行して漏洩電流の発生時期が第２時点Ｐ２にさしかかったり、プレイグニッションが進行してイオン電流の発生時期が第１時点Ｐ１にさしかかったりすると、漏洩電流とイオン電流とを間違って検出してしまうことがある。そして、その間違った電流検出によって、くすぶりをプレイグニッションとして誤検出したり、プレイグニッションをくすぶりとして誤検出したりすることがある。しかし、本実施形態では、第１時点Ｐ１でイオン電流検出回路部５３ｃにより検出された電流がしきい値を越えたとき、くすぶりカウンタＣＡをカウントアップし、第２時点Ｐ２でイオン電流検出回路部５３ｃにより検出された電流がしきい値を越えたとき、くすぶりカウンタＣＢをカウントアップするようにした。そして、図１４及び図１５に示す処理ルーチンのステップＳ２１３（図１５）の判断処理において、「ＣＡ≧ＣＢ」で且つ「ＣＡ，ＣＢ≠０」のときにくすぶり発生の旨の判定、即ちくすぶりが進行した燃焼状態である旨の判定をした。また、上記ステップＳ２１３の判断処理において、「ＣＡ＜ＣＢ」であるのときには、プレイグニッション発生の旨の判定をするようにした。従って、くすぶり及びプレイグニッションが進行したときでも、くすぶりが発生しているか、或いはプレイグニッションが発生しているのかを的確に判定することができる。
【０１５６】
・くすぶりが進行してゆくと、上記「ＣＡ≧ＣＢ」で且つ「ＣＡ，ＣＢ≠０」という条件を維持した状態で、カウンタＣＡ，ＣＢが大きくなってゆく。また、プレイグニッションが進行してゆくと、上記「ＣＡ＜ＣＢ」という条件を維持した状態で、カウンタＣＡ，ＣＢが大きくなってゆく。従って、図１６及び図１７に示す処理ルーチンのステップＳ３０１，Ｓ３０２（図１６）の処理において、カウンタＣＡ，ＣＢの大きさに基づきプレイグニッションが進行しているか否か、即ち暴走性プレイグニッションが発生しているか否かの判定を的確に行うことができるようになる。更に、ステップＳ３０６（図１６）の処理において、カウンタＣＡ，ＣＢの大きさに基づきくすぶりが進行しているか否か、即ちくすぶりが進行している燃焼状態か否かを的確に判定することができる。
【０１５７】
・本実施形態では、上記ステップＳ２１３（図１５）の判断処理において、「ＣＡ，ＣＢ≠０」であるならば「ＣＡ＝ＣＢ」であってもＹＥＳと判断され、くすぶり発生の旨の判定が行われるようにした。これは一般に、燃焼室１６内での混合ガスの燃焼状態によっては、点火プラグ５１の電極５６ｂに急激にカーボンが付着することがあり、この場合にくすぶりの進行した状態が突発的に生じて初回のくすぶり発生時にＣＡ，ＣＢが両方ともカウントアップされるようになるためである。即ち、このような状態のときでも、「ＣＡ＝ＣＢ」且つ「ＣＡ，ＣＢ≠０」という条件が満たされ、上記ステップＳ２１３の判定処理によって的確にくすぶり発生の旨の判定を行えるようにするためである。従って、本実施形態では、上記のようにくすぶりの進行した状態が突発的に生じたとしても、そのくすぶり発生の旨の判定を的確に行うことができる。
【０１５８】
・本実施形態では、ステップＳ２１１（図１５）の判断処理によって、くすぶりが解消した直後にプレイグニッションが発生したか否かの判断を行い、同ステップＳ２１１でＹＥＳと判断された場合には、続くステップＳ２１２の処理でカウンタＣＡ，ＣＢを「０」にリセットするようにした。このようにカウンタＣＡ，ＣＢを「０」にリセットするのは、くすぶり解消直後におけるプレイグニッション発生の旨の判定を的確に行うためである。即ち、プレイグニッションはくすぶりが解消した直後にも発生することがある。また、くすぶり発生の旨の判定がなされたとき、くすぶりカウンタＣＡがプレイグニッションカウンタＣＢに比べて極めて大きい場合もある。この場合、くすぶり発生の旨の判定直後にプレイグニッションが検出されてカウンタＣＢがカウントアップされても、すぐに「ＣＡ＜ＣＢ」となることがないためにプレイグニッション発生の旨の判定が行われない。しかし、本実施形態では、くすぶり解消直後のプレイグニッション発生を検出した場合には、上記のようにカウンタＣＡ，ＣＢを「０」リセットするため、そのプレイグニッション発生の旨の判定が遅れるのを防止することができるようになる。
【０１５９】
・本実施形態では、プレイグニッションが検出されるとステップＳ２０４（図１４）の処理によって燃料噴射量が増量補正され、そのプレイグニッションが速やかに回避される。その後、ステップＳ２０１（図１４）の処理によって燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが徐々に減少される。更に、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇの減少に伴って、図１９に示す処理ルーチンのステップＳ５０７の処理によって、点火時期の遅角量が徐々に大きくなるよう点火時期遅角補正が実行される。こうした燃料噴射量補正及び点火時期補正により、燃料噴射量増量によるプレイグニッション回避が点火時期遅角によるプレイグニッション回避に徐々に置き換えられる。そのため、燃料噴射量増量による速やかなプレイグニッション回避と、燃費を悪化させることのない点火時期遅角によるプレイグニッション回避とを両立させることができる。しかも、プレイグニッション回避のための点火時期遅角補正は徐々に行われるため、点火時期遅角補正に伴うエンジン１１の出力トルクの急激な低下を抑え、エンジン１１の運転を安定維持することができる。
【０１６０】
・また、上記のように徐々に減少する燃料増量値ｅｆｐｒｉｇは、図１８に示す処理ルーチンのステップＳ４０２の処理によって算出されたガード値ｅｇｄで下限ガードされる。このガード値ｅｇｄは、上記プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量補正及び点火時期遅角補正が行われた際、最終的なエンジン１１の排気温を許容限界値へとできる限り接近させるべく図９の実線Ｚ上の値となるように算出される。即ち、プレイグニッション回避のための上記補正により、エンジン１１の運転状態は図９に示す位置α，位置β，位置γへと順次推移するが、その位置γの状態のときには、エンジン１１の排気温がほぼ実線Ｚ上の値となる。従って、プレイグニッション回避のための点火時期遅角補正により、エンジン１１の排気温が過度に高くなって上記実線Ｚよりも右側領域へ移行し、触媒３３ａ等のエンジン１１の排気系に故障が生じるのを防止することができる。また、上記燃料噴射補正及び点火時期補正後の最終的な排気温度は、ほぼ実線Ｚ上に位置した状態となるため、それら補正に起因する燃費悪化と出力トルク低下との両方を極力抑えることができる。
【０１６１】
・本実施形態では、プレイグニッション回避のための燃料噴射量増量が行われた後、所定時間経過してから点火時期遅角補正を実行するようにしている。そして、上記燃料噴射量増量から点火時期遅角開始までの時間は、図１９の処理ルーチンにおけるステップＳ５０４で用いられる「５０」という値を変更することで適宜調整され、その調整によって点火時期遅角補正の開始時期が可変とされる。このように点火時期遅角補正の開始時期を可変とすることで、一回のプレイグニッション発生の際に行われる点火時期の総遅角量を好適に調整することができるようになる。なお、上記総遅角量は、点火時期遅角補正開始時期を早めることで多くされ、点火時期遅角補正開始時期を遅らせることで少なくされる。
【０１６２】
・また、上記点火時期遅角補正は段階的に行われる。そして、点火時期遅角補正の時間間隔は、ステップＳ５０６（図１９）における「１３」という値を適宜変更することによって調整される。このように点火時期遅角補正の時間間隔を調整することで、全体的な点火時期遅角補正の速さを変更して、その速さを好適に調整することができるようになる。なお、上記全体的な点火時期遅角補正は、一つの点火時期遅角補正毎の時間間隔を小さくとることで速くされ、その時間間隔を大きくとることで遅くされる。
【０１６３】
・本実施形態では、暴走性のプレイグニッションが発生している旨の判定がなされたとき、図１６及び図１７に示す処理ルーチンのステップＳ３１２（図１７）の処理によって、所定期間だけ噴射燃料の燃料カットが実行される。このように燃料カットを実行することで燃焼室１６内の温度が効率よく冷却され、暴走性プレイグニッションが的確に抑制されるようになる。また、初回の暴走性プレイグニッション発生の旨が判定された後では、ステップＳ３０３（図１６）の処理によって、暴走性プレイグニッション発生の旨の判定を初回の場合よりも早期に行うようにした。そのため、暴走性プレイグニッション抑制のための燃料カットは、初回の暴走性プレイグニッションを抑制するためのものよりも、二回目以後の暴走性プレイグニッションを抑制のためのものの方が早期に行われるようになる。従って、暴走性プレイグニッションによるエンジン１１への悪影響を抑えることができるようになる。
【０１６４】
・また、上記燃料カットは、ステップＳ３１０（図１７）の処理によって、燃料増量値ｅｆｐｒｉｇが上限値となった状態にて実行される。一般に、燃料カット中には空気のみが燃焼室１６に送り込まれるため、吸気ポート１７、吸気及び排気バルブ１９，２０の裏側に付着した燃料等も蒸発してしまう。そのため、燃料カット実行後に燃料噴射が再開されたとき、その燃料噴射量がプレイグニッション回避のための増量補正が行われた状態にあると、その燃料増量分が吸気ポート１７、吸気及び排気バルブ１９，２０の裏側等に付着し、結果的に燃焼室１６内の燃料量が燃焼に適した値となってノッキングが発生し易くなる。しかし、本実施形態では、燃料カット実行後に燃料噴射を再開したとき、上記ステップＳ３１０の処理によって燃料噴射量が上限値へと増量補正された状態になるため、上記ノッキングの発生を抑制することができる。
【０１６５】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図１２及び図１３に示すメインルーチンのステップＳ１０３，Ｓ１０６，Ｓ１０８の処理の内、少なくとも一つの処理を省略してＥＣＵ９２の制御負担を軽減してもよい。なお、ステップＳ１０６の処理を省略する場合には、イオン電流検出回路部５３ｃの断線検出部６１も必要なくなるため、イグナイタ５３ｂの構成を簡略化することができるようになる。
【０１６６】
・メインルーチンにおけるステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理の内の少なくとも一方の処理を省略し、ＥＣＵ９２の制御負担を軽減してもよい。これら処理の一方を省略した場合でも、定電流制御が行われるエンジン１１の稼動状況を、上記実施形態に準じた状態で判断することはできる。また、それら処理を両方とも省略した場合でも、ステップＳ１０７の処理によって、一次電流通電時間ｔが過度に短くなるエンジン１１の稼動状況を判断することはできる。
【０１６７】
・ステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０７の判断処理で、その判断の基準となる値を適宜変更してもよい。
【０１６８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、プレイグニッションの発生を誤検出するような内燃機関の稼動状況のときには、そのプレイグニッションの検出が検出禁止手段によって禁止されため、プレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１６９】
ここで、一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるような内燃機関の稼動状況のとき、一次電流の立ち上り直後に発生する漏洩電流を、同一次電流の立ち下がり直前に発生するイオン電流と誤検出し易くなる。このような内燃機関の稼動状況のときには、プレイグニッションの発生の検出が禁止される。従って、一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるときに、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出してしまうことに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７０】
請求項２記載の発明によれば、故障等によってバッテリ電圧に異常が生じ、そのバッテリ電圧に基づき算出される一次電流通電時間が許容時間よりも短くなると漏洩電流をイオン電流として誤検出し易くなるが、この場合には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。従って、故障等により一次電流通電時間が許容時間に満たなくなるバッテリ電圧となっても、漏洩電流を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７１】
請求項３記載の発明によれば、イグニッションコイルに流れる一次電流が所定値よりも小さくなるよう定電流制御が行われ、この定電流制御の開始時には立ち上り中の一次電流が一定値となるよう制御される。この定電流制御開始時には、一次電流に増減方向への変動が生じて電流検出手段によって検出される電流にも変動が生じ、当該電流の変動を誤ってイオン電流として検出し易くなる。しかしこの場合には、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、定電流制御開始時に上記電流変動を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７２】
請求項４記載の発明によれば、イグニッションコイルのコイル温度や内燃機関の機関回転数が低いときといった一次電流の定電流制御が行われ易い内燃機関の稼動状況のとき、検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止される。そのため、上記コイル温度や機関回転数が過度に低くなったときに行われる定電流制御の開始時において上記電流変動を誤ってイオン電流として検出することに基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７３】
請求項５記載の発明によれば、稼動状況監視手段に異常が生じると、稼動状況判断手段による内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況か否かの判断に誤りが生じることとなる。しかし、こうした稼動状況監視手段の異常時には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、当該稼動状況監視手段の異常に基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７４】
請求項６記載の発明によれば、電流検出手段に故障が生じると、その電流検出手段の検出結果に基づき検出されるプレイグニッションの発生に誤検出が生じることとなる。しかし、こうした電流検出手段の故障時には検出禁止手段によってプレイグニッションの発生の検出が禁止されるため、当該電流検出手段の故障に基づくプレイグニッションの発生の誤検出を防止することができる。
【０１７５】
請求項７記載の発明によれば、プレイグニッションが発生しない温度領域内に燃焼室内の温度があるときには、検出禁止手段によってプレイグニッション発生の検出が禁止されるため、プレイグニッションの発生の検出にかかる制御負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたエンジン全体を示す概略断面図。
【図２】点火プラグの電極を示す拡大断面図。
【図３】上記エンジンにおける点火系の電気的構成を示すブロック図。
【図４】本実施形態のエンジン制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】一回の点火が行われる際の点火指令信号、一次電流及びイオン電流検出回路部による検出電流の推移態様を示すタイムチャート。
【図６】一次電流通電時間を算出する際に参照されるマップ。
【図７】プレイグニッション発生時における燃料噴射量増量、点火時期遅角量及びカウント値の推移態様を示すタイムチャート。
【図８】目標遅角量を算出する際に参照されるマップ。
【図９】プレイグニッション回避のための燃料噴射量制御及び点火時期制御が行われた際、エンジン１１の運転状態がどのように推移するかを示すグラフ。
【図１０】カウント値、燃料増量値の推移態様及び燃料カット実行態様を示すタイムチャート。
【図１１】エンジン回転数及び負荷がプレイグニッション検出領域内にある値か否かを判断する際に参照されるマップ。
【図１２】エンジン制御装置によって実行される制御全体の手順を示すフローチャート。
【図１３】エンジン制御装置によって実行される制御全体の手順を示すフローチャート。
【図１４】くすぶり及びプレイグニッションを判定する手順、及びプレイグニッション検出時における燃料噴射量の増量補正手順を示すフローチャート。
【図１５】くすぶり及びプレイグニッションを判定する手順、及びプレイグニッション検出時における燃料噴射量の増量補正手順を示すフローチャート。
【図１６】暴走性プレイグニッション及びくすぶり進行を判定する手順、及び暴走性プレイグニッション発生の判定がなされたときの燃料カット手順を示すフローチャート。
【図１７】暴走性プレイグニッション及びくすぶり進行を判定する手順、及び暴走性プレイグニッション発生の判定がなされたときの燃料カット手順を示すフローチャート。
【図１８】徐々に減少する燃料増量値の下限ガード値を算出する手順を示すフローチャート。
【図１９】プレイグニッション検出時における点火時期の遅角補正手順を示すフローチャート。
【図２０】従来における一回の点火が行われる際の点火指令信号、及びイオン電流検出回路部による検出電流の推移態様を示すタイムチャート。
【図２１】従来における一回の点火が行われる際の点火指令信号、一次電流及びイオン電流検出回路部による検出電流の推移態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、１１ｂ…水温センサ、１４ｃ…クランクセンサ、１６…燃焼室、３４…エアフローメータ、３５…吸気温センサ、５１…点火プラグ、５３ａ…イグニッションコイル、５４…バッテリ、５３ｂ…イグナイタ、５３ｃ…イオン電流検出回路部、５６ａ，５６ｂ…電極、５８…一次コイル、５９…二次コイル、６０…定電流制御回路、６１…断線検出部、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。
Claims (7)
- 内燃機関の燃焼室内での燃焼によって生じるイオンに基づいて点火プラグの電極間に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、該電流検出手段によって検出される電流に基づき前記燃焼室内でのプレイグニッションの発生を検出する内燃機関のプレイグニッション検出装置において、
内燃機関の稼動状況を監視する稼動状況監視手段と、
前記稼動状況監視手段によって監視される内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況であるか否かを判断する稼動状況判断手段と、
前記稼動状況判断手段によって内燃機関の稼動状況が前記プレイグニッションの発生を誤検出する状況にある旨判断されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する検出禁止手段とを備え、
前記稼動状況判断手段は、イグニッションコイルへの一次電流通電時間が許容時間に満たなくなる稼動状況であるか否かを判断し、
前記検出禁止手段は、前記稼動状況判断手段によって前記一次電流通電時間が許容時間に満たなくなる稼動状況である旨の判断がなされるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止するものである
ことを特徴とする内燃機関のプレイグニッション検出装置。 - 前記稼動状況監視手段は、前記イグニッションコイルに供されるバッテリ電圧を監視するものであり、前記一次電流通電時間は、少なくとも前記バッテリ電圧に基づいて通電時間が制御されるものである
請求項１記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置。 - 内燃機関の燃焼室内での燃焼によって生じるイオンに基づいて点火プラグの電極間に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、該電流検出手段によって検出される電流に基づき前記燃焼室内でのプレイグニッションの発生を検出する内燃機関のプレイグニッション検出装置において、
内燃機関の稼動状況を監視する稼動状況監視手段と、
前記稼動状況監視手段によって監視される内燃機関の稼動状況がプレイグニッションの発生を誤検出する状況であるか否かを判断する稼動状況判断手段と、
前記稼動状況判断手段によって内燃機関の稼動状況が前記プレイグニッションの発生を誤検出する状況にある旨判断されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する検出禁止手段とを備え、
前記稼動状況判断手段は、イグニッションコイルに流れる一次電流の定電流制御により該一次電流が増減される稼動状況であるか否かを判断し、
前記検出禁止手段は、前記稼動状況判断手段によって前記定電流制御により前記一次電流が増減される稼動状況である旨の判断がなされるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する
ことを特徴とする内燃機関のプレイグニッション検出装置。 - 前記稼動状況監視手段は、前記イグニッションコイルのコイル温度と内燃機関の機関回転数との少なくとも一方を監視するものであり、
前記稼動状況判断手段は、前記稼動状況監視手段によって監視されるイグニッションコイルのコイル温度及び内燃機関の機関回転数の少なくとも一方に基づき、前記定電流制御により前記一次電流が増減される稼動状況である旨の判断をするものである
請求項３記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、
前記検出禁止手段は、前記稼動状況監視手段の異常が検出されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する
ことを特徴とする内燃機関のプレイグニッション検出装置。 - 請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、
前記検出禁止手段は、前記電流検出手段の故障が検出されるとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する
ことを特徴とする内燃機関のプレイグニッション検出装置。 - 請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のプレイグニッション検出装置において、
前記検出禁止手段は、前記燃焼室内の温度がプレイグニッションの発生する温度領域内の値でないとき、前記プレイグニッションの発生の検出を禁止する
ことを特徴とする内燃機関のプレイグニッション検出装置。
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