JP5104453B2 - 内燃機関の制御方法及び内燃機関システム - Google Patents

Description

本発明は、火花点火式内燃機関において内燃機関本体の振動に応じて燃料制御あるいは空燃比制御を行う方法およびシステムに関する。

従来、火花点火式内燃機関に関してノッキングを解消するための種々の制御方法が開発されている。

例えば、特許文献１には、内燃機関のノッキングが起こす振動を検出し、所定強度以上の振動が検出された場合には点火時期を遅角させる一方、そうでない場合には出力を確保すべく点火時期をノッキング限界まで進角させる制御方法が開示されている。
特開昭５２−８７５３７号公報

内燃機関、特に高圧縮比の内燃機関では、燃焼室内の燃焼が速くなり燃焼圧の上昇率が高くなることでピストンが燃焼圧で打撃され、その衝撃がコンロッドを介してクランクシャフトに伝わりノッキング振動よりも低周波数のランブルノイズが発生する場合がある。このランブルノイズはノッキング振動とともに使用者に騒音として伝わるので、内燃機関の商品性を高めるには前記ノッキングの解消に加えてランブルノイズを解消することが望まれている。しかしながら、前記従来の方法は、単にノッキング振動を検出して点火時期を進角あるいは遅角させるだけのものであり、この方法を用いてもノッキングとランブルノイズとの両方を解消することはできない。

本発明は、かかる事情に鑑み、ノッキングとともにランブルノイズを早期に解消して、内燃機関の商品性を高めることのできる内燃機関の制御方法の提供を目的とする。

前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、火花点火式の内燃機関の制御方法であって、内燃機関本体の振動を検出する振動検出手段を用い、前記振動検出手段により、前記内燃機関本体の振動のうち予め設定された第１周波数帯域の振動の強度と、前記内燃機関本体の振動のうち前記第１周波数帯域よりも低い予め設定された第２周波数帯域の振動の強度とを検出する第１工程と、前記第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度以下である場合に、前記内燃機関の燃焼室で燃焼される燃料の量を増量する第２工程と、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超え、かつ、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度以下である場合に、前記燃焼室で燃焼される燃料の量を減量する第３工程と、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超えた場合に、前記燃焼室で燃焼される燃料の量の増減を禁止し、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させる第４工程とを含むことを特徴とするものである（請求項１）。

この方法によれば、燃料量の増加に伴う燃焼室内の温度低下や燃焼速度の増大等によってノッキングを早期に解消することができる一方、燃料量の減少に伴う燃焼速度の低下によってランブルノイズを早期に解消することができる。

前記第１周波数帯域の振動として検出されるノッキングは、燃焼室内の温度が高い場合や火炎の伝播時間が長い場合に発生する異常燃焼に伴う現象である。そのため、本方法のように第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超えた場合、すなわち、ノッキングが発生した場合に燃焼室内に供給する燃料を増量すれば、燃焼室内の温度を低下させることができるとともに燃焼速度を増大させて火炎伝播時間を短くすることができ、発生したノッキングを早期に解消することができる。一方、ノッキングよりも低い第２周波数帯域の振動であるランブルノイズは燃焼速度が速く燃焼圧の上昇率が高い場合に発生するものである。そのため、本方法のように第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度を超えた場合、すなわち、ランブルノイズが生じた場合に燃焼室内に供給する燃料を減少すれば、燃焼速度を低下させることができ、発生したランブルノイズを早期に解消することができる。このことは、内燃機関使用時の快適性を高め内燃機関の商品性を高める。

第１周波数帯域の振動の強度が第１基準強度を超え、かつ第２周波数帯域の振動の強度が第２基準強度を超えた場合、すなわち、ノッキングとランブルノイズとが同時に発生した場合には、燃料の増量あるいは減量を行うと、どちらか一方が悪化するおそれがある。そこで、本方法のように、ノッキングとランブルノイズの両方が検出された場合に燃料の増減を禁止して点火時期を遅角させれば、ノッキングとランブルノイズとをともに解消することができる。

また、前記第２工程にて、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させるのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、燃焼室内の温度を低下させることができノッキングの発生をより早期に解消することができる。

また、前記第３工程にて、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超え、かつ、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させるのが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、燃焼圧の上昇率が最大となる時期が膨張行程においてより後期となるため、燃焼圧の上昇率を小さくすることができる。これにより、ランブルノイズの発生を解消することができる。

また、本発明は、火花点火式の内燃機関の制御方法であって、内燃機関本体の振動を検出する振動検出手段を用い、前記振動検出手段により、前記内燃機関本体の振動のうち予め設定された第１周波数帯域の振動の強度と、前記内燃機関本体の振動のうち前記第１周波数帯域よりも低い予め設定された第２周波数帯域の振動の強度とを検出する第１工程と、前記第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度以下である場合に、前記内燃機関の燃焼室内の混合気の空燃比をリッチ化する第２工程と、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超え、かつ、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気の空燃比をリーン化する第３工程と、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超えた場合には、前記燃焼室内の混合気の空燃比のリーン化およびリッチ化を禁止し、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させる第４工程とを含むことを特徴とする内燃機関の制御方法を含む（請求項４）。

すなわち、前記燃料の量の増加に代えて燃焼室内の空燃比をリッチ化することにより燃焼室内の温度低下や火炎の伝播時間の短縮を実現してノッキングを解消することができるとともに、前記燃料の量の減少に代えて燃焼室内の空燃比をリーン化することにより燃焼速度を低下させてランブルノイズを解消することが出来る。

ここで、前記第３工程では、前記燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の範囲内にてリーン化し、内燃機関からの出力を確保するとともに排ガス性能を維持するのが好ましい（請求項５）。

また、前記制御方法では、ノッキングをより確実に抑制すべく、前記第２工程にて、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させるのが好ましい（請求項６）。

また、ランブルノイズをより確実に抑制すべく、前記第３工程にて、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超え、かつ、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させるのが好ましい（請求項７）。

また、本発明は、火花点火式の内燃機関を備える内燃機関システムであって、内燃機関本体の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動の強度に応じて前記内燃機関の燃焼室で燃焼される燃料の量を増量あるいは減量する燃料制御手段とを備え、前記燃料制御手段は、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動のうち予め設定された第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超える場合に、前記燃焼室で燃焼される燃料の量を増量するとともに、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動のうち前記第１周波数帯域よりも低い予め設定された第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度を超える場合に、前記燃焼室で燃焼される燃料の量を減量するものであり、前記振動検出手段は、内燃機関本体の前記第１周波数帯域の振動を検出する第１振動検出手段と、内燃機関本体の前記第２周波数帯域の振動を検出する第２振動検出手段とを含み、前記第１振動検出手段が前記第２振動検出手段よりも前記内燃機関のシリンダーヘッドに近く、前記第２振動検出手段が前記第１振動検出手段よりも前記内燃機関のクランクシャフトに近く配置されることを特徴とする内燃機関システム（請求項８）を含む。

さらに、本発明は、火花点火式の内燃機関を備える内燃機関システムであって、内燃機関本体の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動の強度に応じて前記内燃機関の燃焼室内の混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段とを備え、前記空燃比制御手段は、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動のうち予め設定された第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超える場合に、前記燃焼室内の混合気の空燃比をリッチ化するとともに、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動のうち前記第１周波数帯域よりも低い予め設定された第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度を超える場合に、前記燃焼室内の混合気の空燃比をリーン化するものであり、前記振動検出手段は、内燃機関本体の前記第１周波数帯域の振動を検出する第１振動検出手段と、内燃機関本体の前記第２周波数帯域の振動を検出する第２振動検出手段とを含み、前記第１振動検出手段が前記第２振動検出手段よりも前記内燃機関のシリンダーヘッドに近く、前記第２振動検出手段が前記第１振動検出手段よりも前記内燃機関のクランクシャフトに近く配置されることを特徴とする内燃機関システム（請求項９）を含む。

前記第１周波数帯域の振動であるノッキングは燃焼室内の圧力の共鳴振動である。一方、前記第２周波数帯域の振動であるランブルノイズはクランクシャフトの振動である。従って、前記ノッキングを検出する第１振動検出手段をシリンダーヘッド側に配置し、前記ランブルノイズを検出する第２振動検出手段をクランクシャフト付近に配置すれば、各検出手段でより精度よくノッキングおよびランブルノイズを検出することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ノッキングとランブルノイズとを解消することができ、内燃機関の商品性を高めることができる。

本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明が適用されるエンジンシステム（内燃機関システム）の全体構造を概略的に示したものである。このエンジンシステムは、エンジン本体（内燃機関）１と、このエンジン本体１に付随する様々なアクチュエータを制御するためのエンジン制御器（燃料制御手段）１００とを有している。

前記エンジン本体１は、自動車等の車両に搭載される４サイクルの火花点火式内燃機関であって、前記車両を推進すべく、その出力軸は変速機を介して駆動輪に連結されている。このエンジン本体１は、シリンダーブロック１２とその上に載置されるシリンダーヘッド１３とを備えている。このシリンダーブロック１２とシリンダーヘッド１３との内部には複数のシリンダ１１が形成されている。これらシリンダ１１の数は特に限定されるものではないが、例えば４つのシリンダ１１が形成されている。また、前記シリンダーブロック１２には、ジャーナル、ベアリングなどによってクランクシャフト１４が回転自在に支持されている。

前記各シリンダ１１内にはピストン１５がそれぞれ摺動自在に嵌挿されており、各ピストン１５の上方にはそれぞれ燃焼室１７が区画されている。

前記シリンダーヘッド１３には、各燃焼室１７に連通する２つの吸気ポート１８と２つの排気ポート１９とが形成されている。また、前記シリンダーヘッド１３には、各吸気ポート１８をそれぞれ前記燃焼室１７から遮断するための吸気バルブ２１と、各排気ポート１９をそれぞれ前記燃焼室１７から遮断するための排気バルブ２２とが設けられている。前記吸気バルブ２１は後述する吸気弁駆動機構３０により駆動されることで、所定のタイミングで各吸気ポート１８を開閉する。一方、前記排気バルブ２２は後述する排気弁駆動機構４０により駆動されることで、前記各排気ポート１９を開閉する。

前記吸気弁駆動機構３０および前記排気弁駆動機構４０は、それぞれ吸気カムシャフト３１と排気カムシャフト４１とを有している。この吸気カムシャフト３１および排気カムシャフト４１は、周知のチェーン／スプロケット機構等の動力伝達機構等を介してクランクシャフト１４に連結されている。

前記吸気弁駆動機構３０には、前記動力伝達機構と前記吸気カムシャフト３１との間に、後述するエンジン制御器１００で算出された吸気バルブ２１のバルブタイミングに基づいて、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更するための吸気カムシャフト位相可変機構３２が設けられている。

前記排気弁駆動機構４０にも、前記動力伝達機構と前記排気カムシャフト４１との間に排気カムシャフト位相可変機構４２が設けられている。この排気カムシャフト位相可変機構４２は、排気バルブ２２のバルブタイミングを変更する。

前記吸気ポート１８は、吸気マニホールド５５を介してサージタンク５５ａに連通している。このサージタンク５５ａの上流の吸気通路にはスロットルボデー５６が設けられている。このスロットルボデー５６の内部には、外部から前記サージタンク５５ａに向かう吸気流量を調整するためのスロットル弁５７が枢動自在に設けられている。このスロットル弁５７は、前記吸気管通路の流路面積を変更して吸気流量を変更するとともに、スロットル弁５７下流の吸気管通路内の圧力を変更することが出来る。このスロットル弁５７は、スロットルアクチュエータ５８により駆動される。このスロットルアクチュエータ５８は、前記スロットル弁５７の開度が後述するエンジン制御器１００で算出されたスロットル開度ＴＶＯとなるようにこのスロットル弁５７を駆動する。本実施形態では、このスロットル弁５７の開度と前記吸気バルブ２１のバルブタイミングとを調整することで、前記燃焼室１７内に充填される空気充填量を適切な値に制御する。

前記排気ポート１９は、排気マニホールド６０を介して排気管に連通している。この排気管には排ガス浄化システムが配置されている。この排ガス浄化システムの具体的構成は特に限定されるものではないが、例えば三元触媒、リーンＮＯｘ触媒、酸化触媒等の触媒コンバータ６１を有するものが挙げられる。

前記吸気マニホールド４７と前記排気マニホールド６０とはＥＧＲパイプ６２によって連通しており、排ガスの一部が吸気側に循環するよう構成されている。前記ＥＧＲパイプ６２には、このＥＧＲパイプ６２を通って吸気側に循環するＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲバルブ６３が設けられる。このＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲバルブアクチュエータ６４により駆動される。このＥＧＲバルブアクチュエータ６４は、前記ＥＧＲバルブ６３の開度が後述するエンジン制御器１００で算出されたＥＧＲ開度ＥＧＲ_ｏｐｅｎとなるようにこのＥＧＲバルブ６３を駆動し、これにより前記ＥＧＲガスの流量を適切な値に調整する。

前記シリンダーヘッド１３には、先端が前記燃焼室１７に臨むように点火プラグ５１が取り付けられている。この点火プラグ５１は、点火システム５２により後述するエンジン制御器１００で算出された点火タイミングの信号時期ＳＡに基づいて通電されると、前記燃焼室１７内に火花を発生させる。

また、前記シリンダーヘッド１３には、燃料を燃焼室１７内に直接噴射するための燃料噴射弁５３がその先端が前記燃焼室１７に臨むように取り付けられている。より詳細には、この燃料噴射弁５３は、その先端が、上下方向において前記２つの吸気ポート１８の下方に位置するよう、かつ、水平方向において前記２つの吸気ポート１８の中間に位置するように配置されている。この燃料噴射弁５３は、その内部に設けられたソレノイドが、燃料システム５４により後述するエンジン制御器１００で算出された燃料噴射パルス量ＦＰの信号に基づいて所定期間だけ通電されることで、前記燃焼室１７内に所定量の燃料を噴射する。

前記シリンダーブロック１２には、シリンダーブロックの振動を検出する第１振動センサ（第１振動検出手段）８０と第２振動センサ（第２振動検出手段）８１とが取り付けられている。前記第１振動センサ８０は主に燃焼室１７内で発生するノッキングを検出するために、燃焼室１７に出来るだけ近付いた位置、すなわち前記シリンダーヘッド１３に近い位置に配置されている。そして、この第１振動センサ８０は、ノッキング振動の伝播方向に出来るだけ沿うように、その振動子が水平方向（図１において左右方向）に変位するように構成されている。一方、前記第２振動センサ８１は主にランブルノイズを検出するために、ランブルノイズの発生源であるクランクシャフト１４に出来るだけ近付けて配置されている。そして、この第２振動センサ８１は、ランブルノイズの振動方向に出来るだけ沿うように、その振動子が鉛直方向（図１において上下方向）に振動するように構成されている。

ノッキングは、図２のクランク角に対する筒内圧Ｐの波形のうちＡに示される高周波の振動であり、前記第１振動センサ８０としては、所定周波数以上の高周波帯域（第１周波数帯域）の振動を比較的精度よく検出できるよう構成されたものが用いられている。また、ノッキングは燃焼室１７内の圧力の共鳴振動であり、本実施形態では、前記第１振動センサ８０を燃焼室１７付近に取り付けることで、この第１振動センサ８０によりノッキングを精度よく検出する。前記第１振動センサ８０で検出された振動信号は、前記第１周波数帯域のバンドパスフィルタにかけられた後、後述するエンジン制御器１００に入力される。そして、エンジン制御器１００において、この第１周波数帯域の振動ＫＮＳの強度がノッキング強度Ａ＿ＫＮＳとして算出される。

一方、ランブルノイズは図２に示すように燃焼圧の上昇率の最大値ｄＰ／ｄＣＡ＿ｍａｘが高くなりすぎ、ピストン１５が燃焼圧で打撃された際の衝撃がクランクシャフト１４に伝わることにより生じる振動、特に、前記衝撃によってクランクシャフト１４が湾曲する結果生じる振動であり、ノッキングに比べて低周波の振動である。そこで、本実施形態では、前記第２振動センサ８１として、前記第１周波数帯域よりも低い低周波帯域（第２周波数帯域）の振動を比較的精度よく検出できるよう構成されたものを用いるとともに、この第２振動センサ８１を前記第１振動センサ８０よりも下方であって前記クランクシャフト１４付近に取り付けることで、ランブルノイズを精度よく検出する。この第２振動センサ８１で検出された振動信号は、前記第２周波数帯域のバンドパスフィルタにかけられた後、後述するエンジン制御器１００に入力される。そして、エンジン制御器１００において、この第２周波数帯域の振動ＧＯＳの強度がランブルノイズの強度Ａ＿ＧＯＳとして算出される。

前記エンジン制御器１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行するためのＣＰＵと、ＲＡＭやＲＯＭからなりプログラム及びデータを格納するメモリと、各種信号の入出力を行なうＩ／Ｏバスとを備えている。

前記エンジン制御器１００には、前記Ｉ／Ｏバスを介して、エアフローメーター７１により検出された吸入空気量ＡＦ、吸気圧センサ７２により検出された吸気マニホールド５５内の空気圧力ＭＡＰ、吸気温センサ７８により検出された吸気マニホールド５５内の空気温度Ｔｍ、水温センサ７７で検出されたエンジン冷却水の温度Ｔ_ＥＮＧ、クランクアングルセンサ７３により検出されたクランク角パルス信号、酸素濃度センサ７４により検出された排ガスの酸素濃度ＥＧＯ、アクセル開度センサ７５により検出された自動車のドライバーによるアクセルペダルの踏み込み量α、車速センサ７６により検出された車速ＶＳＰ、カム角センサ３５により検出された吸気バルブ２１の進角量θ_{ＶＣＴ＿ｉ＿Ａ}、前記第１振動センサ８０により検出されたシリンダーブロック１２の第１周波数帯域の振動信号ＫＮＳ、前記第２振動センサ８１により検出されたシリンダーブロック１２の第２周波数帯域の振動信号ＧＯＳといった各種の情報が入力される。

そして、前記エンジン制御器１００は、前記各入力情報に基づいて、各種アクチュエータに対する指令値を計算する。例えば、スロットル開度ＴＶＯ、燃料噴射パルス量ＦＰ、点火タイミング時期ＳＡ、吸気バルブタイミングθ_{ＶＣＴ＿ｉ＿Ｄ}、排気バルブタイミングθ_{ＶＣＴ＿ｅ＿Ｄ}、ＥＧＲ開度ＥＧＲ_ｏｐｅｎ等の指令値を計算し、それらを、前記スロットルアクチュエータ５８、燃料システム５４、点火システム５２、吸気カムシャフト位相可変機構３２、排気カムシャフト位相可変機構４２およびＥＧＲバルブアクチュエータ６４等に出力する。特に、本エンジン制御器１００では、前記第１振動信号ＫＮＳの強度であるノッキング強度Ａ＿ＫＮＳ、第２振動信号ＧＯＳの強度であるランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳが算出され、これらノッキング強度Ａ＿ＫＮＳおよびランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳに基づいて、燃焼室１７内に供給する燃料噴射量ＦＰの補正および点火タイミングＳＡの補正制御を行う。

前記エンジン制御器１００における具体的な演算手順を図３のフローチャートを用いて説明する。

まず、前記アクセルペダルの踏み込み量α等の各種信号を読み込む（ステップＳ１）。

次に、前記アクセルペダルの踏み込み量α、前記クランク角パルス信号から算出されるエンジン本体１の回転数Ｎ_ＥＮＧおよび前記車速ＶＳＰに基づき目標トルクＴＱ_Ｄを算出する（ステップＳ２）。算出された目標トルクＴＱ_Ｄおよび回転数Ｎ_ＥＮＧに基づき、目標空気充填量ＣＥ_Ｄを算出する（ステップＳ４）。

そして、前記ステップＳ４で算出された目標空気充填量ＣＥ_Ｄと回転数Ｎ_ＥＮＧとに基づき、前記吸気バルブ２１のバルブタイミングの目標値θ_{ＶＣＴ＿ｉ＿Ｄ}、前記排気バルブ２２のバルブタイミングの目標値θ_{ＶＣＴ＿ｅ＿Ｄ}および前記スロットル弁５７の開度ＴＶＯの目標値ＴＶＯ_Ｄを算出する（ステップＳ６）。

一方、前記算出された目標トルクＴＱ_Ｄおよび回転数Ｎ_ＥＮＧに基づき、基準燃料噴射量ＦＰ＿ｂａｓｅおよび基準点火時期ＳＡ＿ｂａｓｅを算出する（ステップＳ７）。その後、燃料噴射量の補正量（以下燃料補正量という）ＦＰｒおよび点火時期の進角補正量Ｉｇｔを算出して（ステップＳ８）、算出された前記基準燃料噴射量ＦＰ＿ｂａｓｅと前記燃料補正量ＦＰｒから最終燃料噴射量ＦＰ＿ｅを算出するとともに、算出された前記基準点火時期ＳＡ＿ｂａｓｅと前記点火時期の進角補正量Ｉｇｔから最終点火時期ＳＡｅを算出する（ステップＳ９）。燃料噴射量の補正量ＦＰｒおよび点火時期の進角補正量Ｉｇｔの算出方法の詳細については後述する。

その後、算出された最終燃料噴射量ＦＰｅ、最終点火時期ＳＡｅ、吸気バルブ２１のバルブタイミングの目標値θ_{ＶＣＴ＿ｉ＿Ｄ}、排気バルブ２２のバルブタイミングの目標値θ_{ＶＣＴ＿ｅ＿Ｄ}、スロットル弁５７の開度ＴＶＯの目標値ＴＶＯ_Ｄに基づき、これらの目標値が満足されるように各アクチュエータを駆動する（ステップＳ１０）。

具体的には、信号θ_{ＶＣＴ＿ｉ＿Ｄ}は吸気カムシャフト位相可変機構３２に出力される。そして、吸気カムシャフト３１のクランクシャフト１４に対する位相がθ_{ＶＣＴ＿ｉ＿Ｄ}に対応した値となるように、この吸気カムシャフト位相可変機構３２が動作する。信号θ_{ＶＣＴ＿ｅ＿Ｄ}は排気カムシャフト位相可変機構４２に出力される。そして、排気カムシャフト４１のクランクシャフト１４に対する位相がθ_{ＶＣＴ＿ｅ＿Ｄ}に対応した値となるように、この排気カムシャフト位相可変機構４２が動作する。信号ＴＶＯ_Ｄは、スロットルアクチュエータ５８に送信される。そして、スロットル弁５７の開度ＴＶＯがこのＴＶＯ_Ｄに対応した値となるように、スロットルアクチュエータ５８が動作する。信号ＦＰｅは、燃料システム５４に出力される。一気筒サイクル当りＦＰｅに対応した量の燃料が燃料噴射弁５３から噴射される。そして、信号ＳＡｅは、点火システム５２に出力される。気筒サイクル中のＳＡｅに対応した時期に、点火プラグ５１が発火して燃焼室１７内の混合気を着火する。これにより、必要とされる量の空気、燃料からなる混合気を、適切な時期に着火して燃焼させることで、主に前記アクセルペダルの踏み込み量αから求められる目標トルクがエンジン本体１から発生する。

次に、前記燃料補正量ＦＰｒ、点火時期の進角補正量Ｉｇｔの具体的な算出方法について、図４のフローチャートを用いて説明する。

まず、各補正の実行条件が成立しているかどうかを判定する（ステップＳ２２）。この実行条件の具体的内容は特に限定されるものではないが、例えば、回転数Ｎ_ＥＮＧ、充填効率、エンジン冷却水の温度Ｔ_ＥＮＧ、吸気温度Ｔｍが所定範囲内であってノッキングとランブルノイズが発生する可能性の高い運転条件にある場合にのみ各補正の実行を許可すれば、ノッキングあるいはランブルノイズの誤検出に伴う誤補正をより確実に回避することができる。具体的には、回転数Ｎ_ＥＮＧが３０００ｒｐｍ以下、充填効率が０．５以上、エンジン冷却水の温度Ｔ_ＥＮＧが６０℃以上、吸気温度Ｔｍが３５℃以上といった運転条件が挙げられる。前記判定がＮＯの場合、すなわち、実行条件が成立しない場合は、前記燃料補正量ＦＰｒおよび進角補正量Ｉｇｔの値をそれぞれ０として処理を終了する。一方、前記判定がＹＥＳの場合、すなわち、実行条件が成立した場合は別途算出された前記ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳおよびランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳを受け取る（ステップＳ２６、第１工程）。

次に、前記ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳの値が予め設定されたノッキング限界（第１基準強度）ＫＮＳｌｉｍｉｔ以下であり、かつ、前記ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳの値が予め設定されたランブルノイズ限界（第２基準強度）ＧＯＳｌｉｍｉｔ以下であるかどうかを判定する（ステップＳ２８）。このステップＳ２８の判定がＹＥＳの場合には、さらに、前記ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳの値がノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ−Ｋ１より大きく、かつ、前記ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳの値がランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔ−Ｋ２より大きいかどうかを判定する（ステップＳ７０）。Ｋ１，Ｋ２は予め設定された所定値である。このステップＳ７０の判定がＹＥＳの場合には、ノッキングおよびランブルノイズがほぼ限界であり適正な制御が行われているとして、進角補正量Ｉｇｔおよび燃料補正量ＦＰｒをそれぞれ前回算出値として処理を終了する（Ｉｇｔ＝Ｉｇｔ（Ｉ−１）、ＦＰｒ＝ＦＰＲ（Ｉ−１））（ステップＳ７１）。Ｉｇｔ（Ｉ−１）は前回算出した進角補正量であり、運転条件が変化した場合等に０にリセットされるものである。また、ＦＰｒ（Ｉ―１）は前回算出した燃料補正量ＦＰｒであり、運転条件が変化した場合等に０にリセットされるものである。

前記ステップＳ７０での判定がＮＯの場合には、ノッキングおよびランブルノイズが発生しておらず、かつ、各強度が限界レベルでないとして、前記進角補正量Ｉｇｔを増加させて点火時期ＳＡを進角補正し、エンジン本体１からの出力を高める（ステップＳ３０）。具体的には、進角補正量ＩｇｔをＩｇｔ＝Ｉｇｔ（Ｉ−１）＋△Ｉｇｔにて算出する。△Ｉｇｔは進角補正量Ｉｇｔの１サイクルあたりの増加量であり、正の値である。一方、燃料補正量ＦＰｒについては、その増減補正を行わずに前回算出値を維持する（ＦＰｒ＝ＦＰｒ（Ｉ−１））。

一方、前記ステップＳ２８の判定がＮＯの場合は、さらに、前記ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳの値が前記ノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔより大きく、かつ、前記ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳの値が前記ランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔ以下であるかどうかを判定する（ステップＳ３２）。

このステップＳ３２での判定がＹＥＳの場合には、ランブルノイズは発生していないがノッキングが発生しているとして、前記進角補正量Ｉｇｔを減量して（Ｉｇｔ＝Ｉｇｔ（Ｉ−１）−△Ｉｇｔ）点火時期を遅角補正するとともに、燃料補正量ＦＰｒを増量して（ＦＰｒ＝ＦＰｒ（Ｉ−１）＋△ＦＰｒ）燃焼室１７内の空燃比をリッチ化する（ステップＳ３４、第２工程）。△ＦＰｒは燃料補正量ＦＰｒの１サイクルあたりの増加量であり、正の値である。

ここで、ノッキングは、燃焼室１７内の温度が高い場合や火炎伝播時間が長い場合等に発生するものである。そのため、前記のように点火時期ＳＡを遅角補正すれば、燃焼室１７内の最大圧力および温度が低下するためノッキングの発生を抑制することが可能となる。また、図５に示すように、空燃比をリッチにすることで、ＭＢＴに対するノッキングが発生するまでの進角可能量であるノッキング余裕代は増大する。従って、前記のように燃料噴射量を増量して空燃比をリッチにすれば、ノッキングの発生を抑制することが可能となる。これは、燃料噴射量の増量による燃料の気化熱の増大に伴う燃焼室１７内の温度低下や、リッチ化に伴う燃焼速度の増加すなわち火炎伝播時間の短縮等によるものと考えられる。図８に、空燃比を変化させた場合および点火時期を変化させた場合のノッキング強度Ａ＿ＫＮＳの変化を模式的に表す。この図８に示すように、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳは点火時期ＳＡが進角するほど大きくなるとともに空燃比がリーン化するほど大きくなるので、点火時期ＳＡを遅角補正し、燃料噴射量ＦＰを増量して空燃比をリッチ化すればノッキング強度Ａ＿ＫＮＳを小さくすることができる。

一方、前記ステップＳ３２の判定がＮＯの場合は、さらに、前記ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳの値が前記ノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ以下であり、かつ、前記ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳの値が前記ランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔより大きいかどうかを判定する（ステップＳ３６）。

このステップＳ３６での判定がＹＥＳの場合には、ノッキングは発生していないがランブルノイズが発生しているとして、前記進角補正量Ｉｇｔを減量して（Ｉｇｔ＝Ｉｇｔ（Ｉ−１）−△Ｉｇｔ）点火時期ＳＡを遅角補正するとともに、燃料補正量ＦＰｒを減量して（ＦＰｒ＝ＦＰｒ（Ｉ−１）−△ＦＰｒ）燃焼室１７内の空燃比をリーン化させる（ステップＳ３８、第３工程）。

ここで、ランブルノイズは、前述のように、燃焼圧の上昇率の最大値ｄＰ／ｄＣＡ＿ｍａｘが高くなりすぎた場合に発生するものである。そのため、前記のように点火時期ＳＡを遅角補正すれば、燃焼圧の上昇率が最大となる時期が膨張行程のより後期となるため、燃焼圧の上昇率を小さくすることができ、これによりランブルノイズの発生を抑制することが可能となる。また、図６に示すように、空燃比をリーンにするほど、ノッキングが発生する角度に対するランブルノイズが発生するまでの進角可能量であるランブルノイズ余裕代は増大する。従って、前記のように燃料噴射量を減量して空燃比をリーンにすれば、ランブルノイズの発生を抑制することが可能となる。これは、図７に示すように、空燃比をリーン化するほどＭＢＴが進角することから分かるように、空燃比のリーン化に伴い燃焼速度が低下して燃焼圧の上昇率が小さくなるためと考えられる。図８に、前記ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳと合わせて、空燃比を変化させた場合および点火時期を変化させた場合のランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳの変化を模式的に表す。この図８に示すように、ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳは点火時期ＳＡが進角するほど大きくなるとともに空燃比がリッチ化するほど大きくなるので、点火時期ＳＡを遅角補正し、燃料噴射量ＦＰを減量して空燃比をリーン化すればランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳを小さくすることができる。

次に、前記ステップＳ３６の判定がＮＯの場合は、再度、前記実行条件が成立しているかどうかを確認する（ステップＳ４０）。そして、この実行条件が成立している場合（ステップＳ４０にてＹＥＳ）には、ノッキングとランブルノイズとがともに発生しているとして、前記進角補正量Ｉｇｔを減量して（Ｉｇｔ＝Ｉｇｔ（Ｉ−１）−△Ｉｇｔ）点火時期ＳＡを遅角補正する。一方、燃料補正量ＦＰｒについてはその増減を行わずに前回算出値を維持する（ＦＰｒ＝ＦＰｒ（Ｉ−１））（ステップＳ４２、第４工程）。前述のように、点火時期ＳＡを遅角補正すればノッキングとランブルノイズとをともに抑制することができるが、燃料噴射量ＦＰについてはその増減補正によりノッキングとランブルノイズの一方が悪化してしまうおそれがある。そこで、ここでは、点火時期ＳＡのみを遅角補正することで、ノッキングとランブルノイズとを同時に抑制する。

以上のようにして計算された進角補正量Ｉｇｔと燃料補正量ＦＰｒとは、前記ステップＳ９にて、基準燃料噴射量ＦＢ＿ｂａｓｅおよび基準点火時期ＳＡ＿ｂａｓｅにそれぞれ加算されて最終燃料噴射量ＦＰｅおよび最終点火時期ＳＡｅに反映される。

ここで、前記進角補正量Ｉｇｔおよび燃料補正量ＦＰｒにはそれぞれ上下限が設定されており、前記ステップＳ３０〜ステップＳ４２で算出された各値がこの上下限を超える場合には、それぞれ上下限値に修正される。また、この上下限値、前記ノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔおよびランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔはそれぞれ運転条件毎に異なる値で設定されており、運転条件に応じて適切な制御がなされる。特に、前記燃料補正量ＦＰｒについては、エンジン本体１からの出力を確保するべく、燃焼室１７内の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に維持されるような下限値が設定されている。

前記燃料噴射量ＦＰの補正および点火時期ＳＡの補正に係る制御結果例を、図９および図１０に示す。図９は、ランブルノイズよりもノッキングが発生しやすい条件下での制御結果であり、図１０は、ノッキングよりもランブルノイズが発生しやすい条件下での制御結果である。各図には、それぞれエンジンサイクルに対する、燃料補正量ＦＰｒ、進角補正量Ｉｇｔおよび振動強度の変化を表している。ここで、振動強度については、表示を簡単にすべくノッキング強度とランブルノイズ強度とを同じグラフ上に表すとともに、ノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔおよびランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔを同じ破線で示している。

まず、図９について説明する。エンジンサイクルＣ１１までの間は、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳは、ノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ以下、しかもＫＮＳｌｉｍｉｔ−Ｋ１以下であり、ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳは、ランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔ以下、しかもＧＯＳｌｉｍｉｔ−Ｋ２以下である。そのため、この期間では、前記ステップＳ２８でＹＥＳと判定され、ステップＳ７０でＮＯと判定される結果、前記ステップＳ３０の制御が実施される。すなわち、燃料補正量ＦＰｒは前回算出値（ここでは初期値０）に維持されたまま、進角補正量Ｉｇｔが増加されて点火時期ＳＡが△Ｉｇｔずつ順次進角補正されていく。点火時期ＳＡが進角補正されると、ノッキングおよびランブルノイズの強度は増加する。その結果、エンジンサイクルＣ１１では、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳがノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔを超える。

ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳがランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔ以下の条件下でノッキング強度Ａ＿ＫＮＳがノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔを超えると、前記ステップＳ２８でＮＯ、かつ、ステップＳ３２にてＹＥＳと判定されてステップＳ３４の制御が実施される。すなわち、エンジンサイクルＣ１２では、進角補正量Ｉｇｔが減量されて点火時期ＳＡが遅角補正されるとともに、燃料補正量ＦＰｒが増量補正される。これにより、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳはノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ以下に低下する。

ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳがノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ−Ｋ１以下に低下すると、再び前記ステップＳ２８でＹＥＳと判定され、ステップＳ７０でＮＯと判定されるためステップＳ３０の制御である点火時期ＳＡの進角補正が実施される。ただし、このときの燃料補正量ＦＰｒは、前記エンジンサイクルＣ１２で算出された燃料補正量ＦＰｒが維持される。

前記進角補正により、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳは再度エンジンサイクルＣ１３にてノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔを超える。その結果、エンジンサイクルＣ１４では、再び、前記ステップＳ３４の制御である点火時期ＳＡの遅角補正と燃料補正量ＦＰｒのさらなる増加が行われて、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳがノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ−Ｋ１以下に抑制される。ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳがノッキング強度限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ−Ｋ１以下になれば、再び前記ステップＳ３０の制御である点火時期ＳＡの進角補正が実施される。そして、この進角補正により、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳは再度エンジンサイクルＣ１５にてノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔを超える。ただし、このエンジンサイクルＣ１５では、ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳもランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔを超えてしまう。そのため、前記ステップＳ２８，Ｓ３２，Ｓ３６でＮＯと判定されステップＳ４０にてＹＥＳと判定されてステップＳ４２の制御が実施される。すなわち、エンジンサイクルＣ１６では、燃料補正量ＦＰｒが維持されたまま、進角補正量Ｉｇｔが減量されて点火時期ＳＡが遅角補正される。これにより、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳは、ＫＮＳｌｉｍｉｔ−Ｋ１より大きく、かつ、ＫＮＳｌｉｍｉｔ以下となり、ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳは、ＧＯＳｌｉｍｉｔ−Ｋ２より大きく、かつ、ＧＯＳｌｉｍｉｔ以下となり、それぞれ各限界値付近において各限界値以下に抑制される。この結果、前記ステップＳ２８およびステップＳ７０にてＹＥＳと判定されて、ステップＳ７１に進み各補正量の補正が終了する。

次に、図１０について説明する。エンジンサイクルＣ２１までの間は、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳおよびランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳは、ともにノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ−Ｋ１およびランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔ−Ｋ２以下である。そのため、この期間では、前記ステップＳ２８でＹＥＳと判定されステップＳ７０でＮＯと判定され前記ステップＳ３０の制御が実施される。すなわち、燃料補正量ＦＰｒは前回算出値０に維持されたまま、進角補正量Ｉｇｔが増加されて点火時期ＳＡが△Ｉｇｔずつ順次進角補正されていく。点火時期ＳＡが進角補正されると、ノッキングおよびランブルノイズの強度は増加する。その結果、この図１０に示す例では、エンジンサイクルＣ２１において、ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳがランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔを超える。

ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳがノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔ以下の条件下でランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳがランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔを超えると、前記ステップＳ２８およびＳ３２でＮＯと判定され、ステップＳ３６にてＹＥＳと判定されてステップＳ３８の制御が実施される。すなわち、エンジンサイクルＣ２１では、進角補正量Ｉｇｔが減量されて点火時期ＳＡが遅角補正されるとともに、燃料補正量ＦＰｒが減量補正される。この結果、ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳはランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔ以下に低下する。

ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳがランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔ以下特にＧＯＳｌｉｍｉｔ−Ｋ２以下に低下すると、再び前記ステップＳ２８でＹＥＳ、ステップＳ７０でＮＯと判定されるためステップＳ３０の制御である点火時期ＳＡの進角補正が実施される。ただし、このときの燃料補正量ＦＰｒは、前記エンジンサイクルＣ２２で算出された燃料補正量ＦＰｒが維持される。

前記進角補正により、ランブルノイズ強度Ａ＿ＧＯＳは再度エンジンサイクルＣ２３にてランブルノイズ限界ＧＯＳｌｉｍｉｔを超える。このとき、ノッキング強度Ａ＿ＫＮＳもノッキング限界ＫＮＳｌｉｍｉｔを超える。そのため、この状態では、前記ステップＳ２８，Ｓ３２，Ｓ３６でＮＯと判定されステップＳ４０にてＹＥＳと判定されてステップＳ４２の制御が実施される。すなわち、エンジンサイクルＣ２４では、燃料補正量ＦＰｒが維持されたまま、進角補正量Ｉｇｔが減量されて点火時期ＳＡが遅角補正される。これにより、ノッキングとランブルノイズとは各限界値付近において各限界値以下に抑制され、各補正量の補正は終了する。

このようにして、本制御では、ノッキングとランブルノイズの発生を抑制することができるという効果に加えて、これらノッキングおよびランブルノイズの発生を抑制しつつ点火時期ＳＡをより進角側に補正することでエンジン本体１からの出力を確保することができるという効果を得ることができる。

ここで、エンジン制御器（空燃比制御手段）１００により燃料噴射量に代えて燃焼室１７内の空燃比を制御するようにしてもよい。すなわち、前記ステップＳ３４、Ｓ３８において、空燃比を所定量だけ増減させるようにしてもよい。この場合には、空燃比の補正量から目標空気充填量ＣＥ_Ｄの補正量を算出して燃焼室１７内の空気充填量ＣＥを変更してもよいし、燃料噴射量ＦＰの補正量を算出して燃料補正量を変更してもよい。

また、ノッキングおよびランブルノイズの検出方法は前記に限らない。例えば、１つの振動センサでノッキングとランブルノイズとを検出するようにしてもよい。

また、各種アクチュエータの詳細な構造は前記に限らない。

本発明に係る内燃機関の制御方法が適用されるエンジンシステムの全体構造の概略図である。 クランク角度に対する筒内圧の波形を示すグラフである。 本発明に係る制御方法における演算手順を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る制御方法における演算手順を説明するためのフローチャートである。 空燃比とノッキングの関係を説明するための説明図である。 空燃比とランブルノイズの関係を説明するための説明図である。 空燃比とＭＢＴの関係を示した図である。 空燃比とノッキングの強度およびランブルノイズの強度との関係を説明するための説明図である。 本発明に係る制御方法の制御結果例を示す図である。 本発明に係る制御方法の他の制御結果例を示す図である。

１ エンジン本体
１１ シリンダ
１３ シリンダーヘッド
１４ クランクシャフト
１７ 燃焼室
８０ 第１振動センサ（第１振動検出手段）
８１ 第２振動センサ（第２振動検出手段）
１００ エンジン制御器（燃料制御手段、空燃比制御手段）

Claims (9)

1. 火花点火式の内燃機関の制御方法であって、
   内燃機関本体の振動を検出する振動検出手段を用い、
   前記振動検出手段により、前記内燃機関本体の振動のうち予め設定された第１周波数帯域の振動の強度と、前記内燃機関本体の振動のうち前記第１周波数帯域よりも低い予め設定された第２周波数帯域の振動の強度とを検出する第１工程と、
   前記第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度以下である場合に、前記内燃機関の燃焼室で燃焼される燃料の量を増量する第２工程と、
   前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超え、かつ、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度以下である場合に、前記燃焼室で燃焼される燃料の量を減量する第３工程と、
   前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超えた場合に、前記燃焼室で燃焼される燃料の量の増減を禁止し、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させる第４工程とを含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御方法であって、
   前記第２工程にて、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の制御方法であって、
   前記第３工程にて、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超え、かつ、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
4. 火花点火式の内燃機関の制御方法であって、
   内燃機関本体の振動を検出する振動検出手段を用い、
   前記振動検出手段により、前記内燃機関本体の振動のうち予め設定された第１周波数帯域の振動の強度と、前記内燃機関本体の振動のうち前記第１周波数帯域よりも低い予め設定された第２周波数帯域の振動の強度とを検出する第１工程と、
   前記第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度以下である場合に、前記内燃機関の燃焼室内の混合気の空燃比をリッチ化する第２工程と、
   前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超え、かつ、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気の空燃比をリーン化する第３工程と、
   前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超えた場合には、前記燃焼室内の混合気の空燃比のリーン化およびリッチ化を禁止し、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させる第４工程とを含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
5. 請求項４に記載の内燃機関の制御方法であって、
   前記第３工程では、前記燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の範囲内にてリーン化することを特徴とする内燃機関の制御方法。
6. 請求項４または５に記載の内燃機関の制御方法であって、
   前記第２工程にて、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度を超え、かつ、前記第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御方法であって、
   前記第３工程にて、前記第２周波数帯域の振動の強度が前記第２基準強度を超え、かつ、前記第１周波数帯域の振動の強度が前記第１基準強度以下である場合に、前記燃焼室内の混合気への点火時期を遅角させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
8. 火花点火式の内燃機関を備える内燃機関システムであって、
   内燃機関本体の振動を検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動の強度に応じて前記内燃機関の燃焼室で燃焼される燃料の量を増量あるいは減量する燃料制御手段とを備え、
   前記燃料制御手段は、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動のうち予め設定された第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超える場合に、前記燃焼室で燃焼される燃料の量を増量するとともに、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動のうち前記第１周波数帯域よりも低い予め設定された第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度を超える場合に、前記燃焼室で燃焼される燃料の量を減量するものであり、
   前記振動検出手段は、内燃機関本体の前記第１周波数帯域の振動を検出する第１振動検出手段と、内燃機関本体の前記第２周波数帯域の振動を検出する第２振動検出手段とを含み、
   前記第１振動検出手段が前記第２振動検出手段よりも前記内燃機関のシリンダーヘッドに近く、前記第２振動検出手段が前記第１振動検出手段よりも前記内燃機関のクランクシャフトに近く配置されることを特徴とする内燃機関システム。
9. 火花点火式の内燃機関を備える内燃機関システムであって、
   内燃機関本体の振動を検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動の強度に応じて前記内燃機関の燃焼室内の混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段とを備え、
   前記空燃比制御手段は、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動のうち予め設定された第１周波数帯域の振動の強度が予め設定された第１基準強度を超える場合に、前記燃焼室内の混合気の空燃比をリッチ化するとともに、前記振動検出手段によって検出された前記内燃機関本体の振動のうち前記第１周波数帯域よりも低い予め設定された第２周波数帯域の振動の強度が予め設定された第２基準強度を超える場合に、前記燃焼室内の混合気の空燃比をリーン化するものであり、
   前記振動検出手段は、内燃機関本体の前記第１周波数帯域の振動を検出する第１振動検出手段と、内燃機関本体の前記第２周波数帯域の振動を検出する第２振動検出手段とを含み、
   前記第１振動検出手段が前記第２振動検出手段よりも前記内燃機関のシリンダーヘッドに近く、前記第２振動検出手段が前記第１振動検出手段よりも前記内燃機関のクランクシャフトに近く配置されることを特徴とする内燃機関システム。
   

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