JP7063665B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。

例えば、特許文献１には、内燃機関の点火制御装置が開示されている。この点火制御装置は、内燃機関の冷却水温が温度閾値未満である低温時に、低温時用の点火時期学習を実行する。この点火時期学習では、非低温時用の点火時期学習と比べて、点火時期の遅角が制限される。このため、低温時には、点火時期の誤遅角が抑制される。また、特許文献１には、誤遅角の要因として、ピストンとシリンダ内壁との間で発生するノイズをノッキングと間違えて検出することが開示されている。

特開２０１３－０８７６２４号公報 特開２０１３－０９６３０１号公報 特開２００８－０５７４８７号公報

特許文献１に記載の点火時期制御は、ピストンとシリンダ内壁とが接触することにより生じるピストン打音を抑制するものではない。つまり、この点火時期制御は、ピストン打音をノッキングであると誤検出することを抑制できるものではない。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、ピストン打音を抑制することによってノッキングの誤検出を抑制できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、ノッキングを検出したときには点火時期を遅角し、ノッキングを検出しないときには点火時期を進角する。
前記制御装置は、エンジン冷却水温度が、ピストン打音が発生する特定温度範囲内にある場合には、ノッキングが検出されていない場合であっても、ピストン打音を抑制可能な所定点火時期よりも遅角され又は前記所定点火時期と同じとなるように、気筒列方向の端以外の特定気筒の点火時期を設定する。

本発明によれば、エンジン冷却水温度が、ピストン打音が発生する特定温度範囲内にある場合には、ピストン打音を抑制可能な所定点火時期よりも遅角され又は当該所定点火時期と同じとなるように点火時期が設定される。これにより、ピストン打音を抑制できるので、ピストン打音に起因するノッキングの誤検出を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係るシステムの構成を説明するための図である。 ピストン打音発生のイメージ図である。 点火遅角によるピストン打音の抑制効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 ステップＳ１０２の処理で用いられる特定範囲の一例を表した図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係るピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係るピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 エンジン負荷ＫＬとエンジン回転速度ＮＥとにより特定される今回の点火遅角範囲の設定手法を説明するための図である。 エンジン冷却水温度と外気温度とにより特定される今回の点火遅角範囲の設定手法を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
まず、図１～図６を参照して、本発明の実施の形態１及びその変形例について説明する。

１－１．システムの構成
図１は、本発明の実施の形態１に係るシステムの構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、火花点火式の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、例えば、車両に搭載され、その動力源とされている。内燃機関１０は、一例として直列４気筒エンジンである。

図１は、冷却系を中心に内燃機関１０の構成を表している。内燃機関１０の本体に相当するシリンダブロック１２及びシリンダヘッド１４には、この本体を冷却するためのエンジン冷却水が流通するウォータジャケット１６及び１８がそれぞれ形成されている。これらのウォータジャケット１６、１８を流れるエンジン冷却水と、シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１４との間で熱交換が行われる。

シリンダブロック１２に形成されたウォータジャケット１６の冷却水入口付近には、エンジン冷却水を圧送するための電動ウォータポンプ（電動ＷＰ）２０が配置されている。電動ＷＰ２０によれば、エンジン冷却水の流量をＤｕｔｙ制御によって可変に制御できる。ウォータジャケット１６の上記冷却水入口からシリンダブロック１２内に流入したエンジン冷却水は、ボア間流路（ドリルパス）を含むウォータジャケット１６を通過した後にシリンダヘッド１４内に流入する。シリンダヘッド１４内では、エンジン冷却水は、排気弁間流路（Ｅｘ弁間ＷＪ）を含むウォータジャケット１８内を吸気側から排気側（排気冷却部２２）に向けて流れる。

ウォータジャケット１８の冷却水出口の１つには、シリンダヘッド１４から出て電動ＷＰ２０に戻るエンジン冷却水が流れるリターン流路２４が接続されている。シリンダヘッド１４側のリターン流路２４の端部付近には、ＥＧＲクーラ（ＥＧＲ／Ｃ）２６が配置されている。リターン流路２４は、ＥＧＲクーラ２６を出たエンジン冷却水が一旦シリンダヘッド１４内を再び流れた後に電動ＷＰ２０に吸入されるように形成されている。また、電動ＷＰ２０側のリターン流路２４の端部付近には、電子サーモスタット２８が配置されている。

リターン流路２４には、分岐流路３０が接続されている。分岐流路３０は、ＥＧＲクーラ２６の冷却水出口においてリターン流路２４から分岐し、エンジン冷却水がシリンダヘッド１４から再び流出した後の部位においてリターン流路２４に再び合流している。分岐流路３０には、エンジン冷却水の上流側から順にＥＧＲ弁（ＥＧＲ／Ｖ）３２及びスロットル３４が配置されている。

ウォータジャケット１８は、排気冷却部２２の下流側に位置する２つの冷却水出口を含む。これらの冷却水出口の一方には、ラジエータ３６に流入するエンジン冷却水が流れるラジエータ上流流路３８が接続されている。また、ラジエータ３６によって放熱された後のエンジン冷却水が流れるラジエータ下流流路４０は、電子サーモスタット２８に接続されている。電子サーモスタット２８は、リターン流路２４を流れるエンジン冷却水と、ラジエータ３６を流れるエンジン冷却水との比率を任意に調整することができる。

エンジン冷却水は、他の各種デバイス、すなわち、オイルクーラ４２、ヒータ（車室内暖房用）４４及びＡＴＦクーラ４６をも流通可能に構成されている。具体的には、ウォータジャケット１６の冷却水出口には、エンジン冷却水がオイルクーラ４２を流れた後にシリンダヘッド１４の排気冷却部２２に戻るように形成されたオイルクーラ流路４８が接続されている。また、排気冷却部２２の下流側に位置する２つの冷却水出口の他方には、エンジン冷却水がヒータ４４及びＡＴＦクーラ４６を流れた後にリターン流路２４に流れるように形成されたデバイス流路５０が接続されている。より詳細には、デバイス流路５０は、ヒータ４４用のヒータ流路５０ａと、ＡＴＦクーラ４６用のＡＴＦクーラ流路５０ｂとを含む。ヒータ流路５０ａは、エンジン冷却水がヒータ４４を通過した後にＥＧＲクーラ２６の出口付近においてリターン流路２４に合流するように形成されている。ＡＴＦクーラ流路５０ｂは、エンジン冷却水がＡＴＦクーラ４６を通過した後に、シリンダヘッド１４から再び出た後の部位においてリターン流路２４に合流するように形成されている。また、ヒータ流路５０ａ及びＡＴＦクーラ流路５０ｂには、それぞれを開閉するための電磁弁５２及び５４が配置されている。さらに、デバイス流路５０のシリンダヘッド１４側の端部には、エンジン冷却水の温度に応じた信号を出力するエンジン水温センサ５６が配置されている。

本実施形態のシステムは、内燃機関１０を制御するための制御装置６０を備えている。制御装置６０は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリと入出力インターフェースとを有するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。入出力インターフェースは、内燃機関１０に搭載された各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータに対して操作信号を出力する。上記の各種センサは、エアフローセンサ６２、クランク角センサ６４、外気温度センサ６６及びノックセンサ６８を含む。エアフローセンサ６２は、吸入空気流量Ｇａに応じた信号を検出する。クランク角センサ６４は、クランク角に応じた信号を出力する。制御装置６０は、この信号を用いてエンジン回転速度ＮＥを算出できる。外気温度センサ６６は、外気温度に応じた信号を出力する。ノックセンサ６８は、シリンダブロック１２の外壁に取り付けられ、ノッキングの検出のためにシリンダブロック１２の振動を計測する。また、上記の各種アクチュエータは、上述した電動ＷＰ２０、電子サーモスタット２８、ＥＧＲ弁３２、スロットル３４、及び電磁弁５２、５４とともに、点火装置７０を含む。点火装置７０は、気筒別に点火時期を制御可能に構成されている。

制御装置６０のメモリには、内燃機関１０の制御のための各種のプログラムや各種のデータ（マップを含む）が記憶されている。メモリに記憶されているプログラムがプロセッサで実行されることで、制御装置６０の様々な機能が実現される。例えば、点火装置７０の操作による点火時期制御は、プログラムが実行されることによって実現される機能の１つである。なお、制御装置６０は、複数のＥＣＵから構成されていてもよい。

１－２．点火時期制御
制御装置６０が行う点火時期制御は、ノックコントロールシステム（ＫＣＳ）による点火時期の制御と、ピストン打音の検知に基づく点火時期の制御（点火遅角制御）とを含む。

１－２－１．ＫＣＳによる点火時期制御
ＫＣＳは、基本的にはノックセンサ６８と点火装置７０と制御装置６０によって構成されている。ＫＣＳによれば、ノックセンサ６８を用いてノッキングを検出したときには、点火時期が遅角され、ノッキングを検出しないときには、点火時期が進角される。

１－２－２．ピストン打音
ピストン・クランク機構において往復運動を行うピストンには、コンロッドの傾きに起因して、ピストン側面をシリンダ壁に押し付ける力（いわゆる、サイドスラスト）が作用する。このサイドスラストの影響でピストンとシリンダ内壁とが接触することにより、ピストン打音が生じる可能性がある。ＫＣＳを利用する内燃機関においてピストン打音が生じると、振動騒音性能の低下だけでなく、次のような課題が生じる。

図１に示すシステム構成によれば、エンジン暖機中に電動ＷＰ２０の作動を停止してウォータジャケット１６、１８内での水の流通をほぼ停止させることにより、暖機を促進して燃費向上を図ることができる（水止め制御）。なお、水止め制御は、電動ＷＰ２０に代え、多機能弁を利用する流路の切り替えによって行うこともできる。しかしながら、このような水止め制御が行われると、燃焼によって生じる熱の影響によってシリンダヘッド１４の上部が偏って高温となる。その結果、特に端以外の気筒（一端から＃１～＃４の４つの気筒を有する内燃機関１０の例では、端以外の＃２、＃３気筒）が変形することによりピストン打音が発生し易くなる。

図２は、ピストン打音発生のイメージ図である。図２は、端以外の気筒の１つである＃３気筒（＃２気筒も同様）について説明している。図２中の「挙動１」は、圧縮上死点の直前のピストン７２を示している。「挙動２」は、図２中の時計回り方向に傾きながら圧縮上死点に到達したピストン７２に対して上記のサイドスラストが作用する様子を示している。なお、シリンダ内壁７４に関し、図２中に「Ｔｈ」と付された側は、圧縮上死点の直後にサイドスラストを受ける「スラスト側」に相当し、「ＡＴｈ」と付された側は、その反対側である「反スラスト側」に相当する。

「挙動３」は、圧縮上死点を過ぎて下降し始めたピストン７２の下部がサイドスラストによってスラスト側のシリンダ内壁７４に衝突した様子を表している（衝突１）。「挙動４」は、その後に、衝突した下部を支点としてピストン７２がサイドスラストによって反時計周りに回転する様子を示している。「挙動５」は、反時計周りの回転の結果として、ピストン７２の全体がスラスト側のシリンダ内壁７４に衝突した様子を表している（衝突２）。

上記の衝突１及び２に伴ってピストン打音が発生すると、図３に示すように、これらの衝突１及び２に由来の振動がシリンダブロック１２の外壁に発生する。ノックセンサ６８は、このような振動をノイズとして検知する。そして、図３に示すように、ピストン打音を伴う振動の発生時期は、圧縮上死点直後の時期であり、ノッキングの発生時期と重なる。その結果、ＫＣＳは、ピストン打音を伴う振動の発生を受けて、ノッキングが発生したと誤検出してしまう可能性がある。このような誤検出の回避のためには、ピストン打音の発生を抑制することが考えられる。具体的には、水止め制御によってエンジン暖機性を向上させたい状況下において、冷却水流量を一定量確保することによって内燃機関１０の本体の上下の温度差を抑制し、ピストン打音の発生を抑制することが考えられる。しかしながら、このような対策がなされると、水止め制御の効果が目減りするため、本来であればエンジン暖機の促進によって改善可能な燃費が犠牲となってしまう。

１－２－３．点火遅角によるピストン打音の抑制
図３は、点火遅角によるピストン打音の抑制効果を説明するための図である。図３の縦軸は、ノックセンサ６８により検出される振動の強度である。図３は、ピストン打音が発生する状況下において所定サイクル数分取得された振動強度の波形の中から最も大きなピーク値を有する波形を抽出して表したものである。

図３中の左側の図は、最適点火時期（ＭＢＴ）が選択された時の波形であり、右側の図は、同一エンジン運転条件の下で点火時期をＭＢＴよりも遅角された時（例えば、ＭＢＴから３°ＣＡ遅角）の波形である。図３中の直線Ｌは、ノックセンサ６８の誤検出抑制のための振動強度の許容限界に相当する。

図３に示す例では、点火時期がＭＢＴである場合には、圧縮上死点直後のタイミングにおいて、振動強度のピーク値が許容限界（直線Ｌ）を上回ってしまう。これに対し、ＭＢＴよりも遅角された所定点火時期（例えば、ＭＢＴよりも３°ＣＡ遅角）が用いられると、圧縮上死点直後における振動強度のピーク値が許容限界よりも低下する。すなわち、ノックセンサ６８に重畳するノイズが減少する。これは、点火時期の遅角を行うことにより、燃焼圧のピーク値が下がり、その結果、ピストン打音が抑制されたためである。

本実施形態においてピストン打音の抑制のための点火遅角制御の対象となる状況は、一例として、ピストン打音の一因となる水止め制御が行われているエンジン暖機中である。そして、ピストン打音は、特定のエンジン冷却水温度範囲（例えば、６０℃～７５℃）内で発生すると考えられる。このため、この点火遅角制御の実行条件は、第１に、エンジン冷却水温度が上記の特定温度範囲内にあることを含む。

また、ピストン打音は、特定のエンジン負荷ＫＬ（又は吸入空気流量Ｇａ）及びエンジン回転速度ＮＥの範囲内で発生し易いと考えられる。このため、この点火遅角制御の実行条件は、エンジン負荷ＫＬ及びエンジン回転速度ＮＥが特定範囲（例えば、後述の図５）にあることを含むのが望ましい。そこで、本実施形態では、エンジン冷却水温度だけでなく、エンジン負荷ＫＬ及びエンジン回転速度ＮＥもパラメータとして、点火遅角制御の実行条件が特定される。ただし、点火遅角制御の実行条件は、エンジン冷却水温度が特定温度範囲内にあることだけであってもよい。

また、本点火遅角制御は、上述の水止め制御の実行に起因するピストン打音を対象としている。このため、本点火遅角制御は、当該ピストン打音が生じ易い気筒（すなわち、端以外の特定気筒（＃２、＃３）を対象として実行される。これにより、実行対象の気筒を必要最小限に抑えつつ、点火遅角制御を行えるようになる。ただし、水止め制御の実行に起因するピストン打音を対象とする場合であっても、本点火遅角制御は、例えば、端の気筒をも対象として実行されてもよい。

そして、本点火遅角制御は、ピストン打音を抑制可能な「所定点火時期」よりも遅角され又は同じとなるように点火時期を設定する。換言すると、所定点火時期よりも進角しないように点火時期が設定される。また、ここでいう所定点火時期は、例えば、図３を参照して説明したＭＢＴよりも所定量（３°ＣＡ）だけ遅角した値である。なお、ＭＢＴに対する所定点火時期の遅角量は、一律の値（例えば、３°ＣＡ）であってもよいし、或いは、エンジン冷却水温度、エンジン負荷ＫＬ及びエンジン回転速度ＮＥ、更にはその他の要因に応じた可変値であってもよい。

１－２－４．ピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する制御装置の処理
図４は、本発明の実施の形態１に係るピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。制御装置６０は、エンジン始動後のエンジン暖機中に、本ルーチンの処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。

図４に示すルーチンでは、まず、制御装置６０は、エンジン水温センサ５６により検出されるエンジン冷却水温度が、ピストン打音が発生する特定温度範囲（例えば、６０℃～７５℃）内にあるか否かを判定する（ステップＳ１００）。その結果、この判定結果が否定的である場合には、制御装置６０は、今回の処理サイクルを終了する。

一方、ステップＳ１００の判定結果が肯定的である場合には、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、制御装置６０は、エンジン負荷ＫＬ及びエンジン回転速度ＮＥが特定範囲内にあるか否かを判定する。図５は、ステップＳ１０２の処理で用いられる特定範囲の一例を表した図である。図５では、点火遅角制御の対象となる特定範囲（点火遅角範囲）は、一例として、エンジン負荷ＫＬが３０～７０％であって、エンジン回転速度ＮＥが２０００～４０００ｒｐｍとなるように設定されている。このようなエンジン負荷ＫＬ及びエンジン回転速度ＮＥの観点での特定範囲は、ピストン打音が発生する範囲として事前に試験等を行って特定することができる。なお、特定範囲（点火遅角範囲）の境界は、図５に示すように矩形でなくてもよく、例えば、内燃機関１０の等出力線によって特定されてもよい。なお、エンジン負荷（負荷率）ＫＬは、例えば、吸入空気流量Ｇａ及びエンジン回転速度ＮＥ等に基づいて算出できる。

ステップＳ１０２の判定結果が否定的である場合には、制御装置６０は、今回の処理サイクルを終了する。一方、ステップＳ１０２の判定結果が肯定的である場合には、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、制御装置６０は、端以外の特定気筒（内燃機関１０では、＃２、＃３）を対象として、点火遅角制御を実行する。具体的には、上記所定点火時期と同じ又は遅角されるように点火時期を設定する。このため、現在の目標点火時期が所定点火時期よりも進角側の値である場合には、所定点火時期と同じとなるように目標点火時期が修正される。一方、現在の目標点火時期が所定点火時期と同じ又は遅角側の値である場合には、目標点火時期の変更は行われない。

１－３．効果
以上説明したように、本実施形態によれば、エンジン冷却水温度が、ピストン打音が発生する特定温度範囲内にある場合には、エンジン負荷ＫＬ及びエンジン回転速度ＮＥが特定範囲内にあることを条件として、点火遅角制御が実行される。この点火遅角制御によれば、ピストン打音を抑制可能な所定点火時期よりも遅角され又は同じとなるように点火時期が設定される。これにより、ピストン打音を抑制できるので、ピストン打音に起因するノッキングの誤検出を抑制することができる。

１－４．実施の形態１に関する変形例
上述した実施の形態１においては、点火遅角制御の実行条件を規定するパラメータとして、エンジン冷却水温度とともに、エンジン負荷ＫＬ及びエンジン回転速度ＮＥが用いられた。しかしながら、これらのパラメータ以外にも、ピストン打音に寄与し得るパラメータとしては、例えば、外気温度やエンジン冷却水温度の上昇勾配が考えられる。そこで、点火遅角制御の実行条件は、例えば、以下の図６に示すルーチンのように、これらのパラメータをも考慮して規定されてもよい。これにより、点火遅角制御を真に実行すべき状況をより適切に判定できるようになる。

図６は、本発明の実施の形態１の変形例に係るピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図６に示すルーチン中のステップＳ１００～Ｓ１０４の処理については、実施の形態１において既述した通りである。

図６に示すルーチンでは、制御装置６０は、ステップＳ１０２の判定結果が肯定的である場合にはステップＳ２００に進む。ステップＳ２００では、制御装置６０は、外気温度が特定温度範囲内にあるか否かを判定する。このような外気温度の特定温度範囲は、ピストン打音が発生する温度範囲として事前に試験等を行って特定することができる。この判定に用いられる外気温度は、外気温度センサ６６の検出値であってもよいし、或いは、エンジン水温センサ５６により検出されるエンジン始動時のエンジン冷却水温度であってもよい。

ステップＳ２００の判定結果が否定的である場合には、制御装置６０は、今回の処理サイクルを終了する。一方、ステップＳ２００の判定結果が肯定的である場合には、処理はステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、制御装置６０は、所定時間中のエンジン冷却水温度の上昇勾配が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。エンジン冷却水温度の上昇勾配が大きい場合には、気筒の変形に起因するピストン打音が発生し易いためである。

ステップＳ２０２の判定結果が否定的である場合には、制御装置６０は、今回の処理サイクルを終了する。一方、ステップＳ２０２の判定結果が肯定的である場合には、制御装置６０は、点火遅角制御を実行する（ステップＳ１０４）。

また、点火遅角制御の実行条件の他の例は、図６に示す例に代え、ステップＳ１００及びＳ１０２とともに、ステップＳ２００及びＳ２０２のうちの少なくとも一方を用いるものであってもよい。或いは、上記実行条件の他の例は、ステップＳ１０２に代え、ステップＳ２００及びＳ２０２のうちの少なくとも一方をステップＳ１００とともに用いるものであってもよい。

２．実施の形態２
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。以下の説明では、実施の形態２に係るシステムの構成の一例として、図１に示す構成が用いられているものとする。このことは、後述の実施の形態３についても同様である。

２－１．点火時期制御
本実施形態に係る点火時期制御は、ピストン打音の抑制のための点火遅角制御の実行条件において、実施の形態１に係る点火遅角制御と相違している。すなわち、本実施形態では、この実行条件として、エンジン冷却水温度が特定温度範囲内にあること、及びノックセンサ６８がピストン打音を検知したことである。なお、上記実行条件は、これら２つの条件に対して、上述のステップＳ１０２、Ｓ２００及びＳ２０２の判定条件の少なくとも１つが加えられたものであってもよい。

２－２．ピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する制御装置の処理
図７は、本発明の実施の形態２に係るピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図７に示すルーチン中のステップＳ１００及びＳ１０４の処理については、実施の形態１において既述した通りである。

図７に示すルーチンでは、制御装置６０は、ステップＳ１００の判定結果が肯定的である場合にはステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、制御装置６０は、ノックセンサ６８がピストン打音を検知したか否かを判定する。既述したように、ピストン打音が発生すると、シリンダブロック１２の外壁が振動するため、その振動がノックセンサ６８の出力に重畳する。このため、例えば、ピストン打音に起因する振動が重畳したことを判別可能な閾値を事前に設定しておくことにより、ノックセンサ６８の出力に基づいてピストン打音を検知することができる。なお、ピストン打音を検知可能な他のセンサであれば、そのようなセンサが本ステップＳ３００の判定のために、ノックセンサ６８に代えて用いられてもよい。

ステップＳ３００の判定結果が否定的である場合には、制御装置６０は、今回の処理サイクルを終了する。一方、ステップＳ３００の判定結果が肯定的である場合には、制御装置６０は、点火遅角制御を実行する（ステップＳ１０４）。

２－３．効果
以上説明した実施の形態２に係る点火遅角制御によれば、ノックセンサ６８を用いたピストン打音の検知結果を利用して、点火遅角制御を真に実行すべき条件を適切に判定することができる。また、本実施形態では、ノックセンサ６８を用いたピストン打音の検知結果だけでなく、ピストン打音が発生する特定温度範囲内にエンジン冷却水温度があることも、実行条件として用いられている。これにより、ノックセンサ６８によるピストン打音の検知をより正確に行えるようになる。

３．実施の形態３
次に、図８～１０を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。

３－１．点火時期制御
本実施形態に係る点火時期制御は、ピストン打音の抑制のための点火遅角制御に関し、以下の内容が追加された点において、実施の形態２に係る点火遅角制御と相違している。すなわち、本実施形態では、上記の点火遅角制御は、実施の形態２と同じ実行条件に従って実行される。さらに、本実施形態では、点火遅角制御が前回行われた時と近い条件（エンジン負荷ＫＬ、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン冷却水温度及び外気温度）で内燃機関１０が運転される場合にも、点火遅角制御が実行される。

３－２．ピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する制御装置の処理
図８は、本発明の実施の形態３に係るピストン打音抑制のための点火遅角制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。この図８に示すルーチンは、上述した実施の形態２の図７に示すルーチンと並行して実行される。

図８に示すルーチンでは、制御装置６０は、エンジン負荷ＫＬとエンジン回転速度ＮＥとにより特定されるエンジン運転範囲、及び、エンジン冷却水温度と外気温度とにより特定される温度範囲の少なくとも一方が、今回の点火遅角範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４００）。

図９は、エンジン負荷ＫＬとエンジン回転速度ＮＥとにより特定される今回の点火遅角範囲の設定手法を説明するための図である。本ステップＳ４００では、制御装置６０は、図９に示すように前回の遅角実施点を中心として、エンジン負荷ＫＬとエンジン回転速度ＮＥの観点で、今回の点火遅角範囲を設定する。図９に示す例では、前回の遅角実施点のエンジン負荷ＫＬの±５％の範囲、かつ、前回の遅角実施点のエンジン回転速度ＮＥの±５０００ｒｐｍの範囲が、今回の点火遅角範囲として設定される。なお、制御装置６０は、図７に示すルーチンに従って点火遅角を実施する度に、点火遅角を実施した時のエンジン負荷ＫＬ及びエンジン回転速度ＮＥの値を前回の遅角実施点として記憶しているものとする。

図１０は、エンジン冷却水温度と外気温度とにより特定される今回の点火遅角範囲の設定手法を説明するための図である。本ステップＳ４００では、制御装置６０は、さらに、図１０に示すように前回の遅角実施点を中心として、エンジン冷却水温度と外気温度の観点で、今回の点火遅角範囲を設定する。図１０に示す例では、前回の遅角実施点のエンジン冷却水温度の±５℃の範囲、かつ、前回の遅角実施点の外気温度の±１℃の範囲が、今回の点火遅角範囲として設定される。なお、制御装置６０は、図７に示すルーチンに従って点火遅角を実施する度に、点火遅角を実施した時のエンジン冷却水温度及び外気温度の値を前回の遅角実施点として記憶しているものとする。

ステップＳ４００の判定結果が否定的である場合には、制御装置６０は、今回の処理サイクルを終了する。一方、ステップＳ４００の判定結果が肯定的である場合には、制御装置６０は、点火遅角制御を実行する（ステップＳ１０４）。

３－３．効果
以上説明した実施の形態３に係る点火遅角制御によれば、点火遅角制御が前回行われた時の各種条件（エンジン負荷ＫＬ及びエンジン冷却水温度など）が学習される。そして、前回と近い条件（すなわち、ピストン打音が前回と同様に生じ易い条件）で内燃機関１０が運転されるときには、点火遅角制御が実行されることになる。このため、ピストン打音をより効果的に抑制できるようになる。

また、以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１０ 内燃機関
１２ シリンダブロック
１４ シリンダヘッド
１６、１８ ウォータジャケット
２０ 電動ウォータポンプ（電動ＷＰ）
５６ エンジン水温センサ
６０ 制御装置
６２ エアフローセンサ
６４ クランク角センサ
６６ 外気温度センサ
６８ ノックセンサ
７０ 点火装置
７２ ピストン
７４ シリンダ内壁

Claims (1)

1. ノッキングを検出したときには点火時期を遅角し、ノッキングを検出しないときには点火時期を進角する、内燃機関の制御装置であって、
   前記制御装置は、エンジン冷却水温度が、ピストン打音が発生する特定温度範囲内にある場合には、ノッキングが検出されていない場合であっても、ピストン打音を抑制可能な所定点火時期よりも遅角され又は前記所定点火時期と同じとなるように、気筒列方向の端以外の特定気筒の点火時期を設定する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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