JPH08193530A

JPH08193530A - エンジン制御装置

Info

Publication number: JPH08193530A
Application number: JP7005023A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Yamada; 裕彦山田
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1996-07-30
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP3451769B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】効率良くノックを抑制し、エンジンのトルクを
最大限に発生させる。【構成】バルブタイミング調整機構（ＶＶＴ）２４はエ
ンジン１のクランク軸１６と吸気側カム軸２０との相対
的な回転位相を調整して、吸気バルブ５の開閉タイミン
グを調整する。ＥＣＵ３０は、ノックセンサ１９の検出
結果に基づきノックの有無を判定する。また、ＥＣＵ３
０は、エンジン運転状態に応じて、点火プラグ８による
基本点火時期を演算すると共にＶＶＴ２４による基本バ
ルブタイミングを演算する。高負荷，高回転域以外のエ
ンジン運転状態では、ＥＣＵ３０はノック発生時に点火
時期の遅角補正を行いノックを抑制する。また、高負
荷，高回転域のエンジン運転状態では、ＥＣＵ３０はノ
ック発生時に点火時期の遅角補正並びにバルブタイミン
グ補正を行いノックを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノック抑制を行うため
のエンジン制御装置に係り、詳しくはエンジンのクラン
ク軸とカム軸との相対的な回転位相を調整して、吸気バ
ルブ又は排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブ
タイミング調整機構を備えるエンジン制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンのクランク軸とカム
軸との相対的な回転位相を調整して、例えば吸気バルブ
の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整機構
が具体化されており、このバルブタイミング調整機構の
動作によれば、吸気行程における吸気バルブの開弁又は
閉弁時期がエンジン運転状態に応じて最適に制御される
ようになっている。また、近年では、エンジンにおける
ノックの発生時において、そのノックをバルブタイミン
グ調整機構の動作により解消しようとする技術も開示さ
れている（特開昭６４−３２０３４号公報）。

【０００３】上記公報の制御装置では、バルブタイミン
グ調整機構が高速域用のバルブタイミングと低速域用の
バルブタイミングとを切替えるように構成されており、
点火時期も上記バルブタイミング調整機構の切替えに対
応させて制御されるようになっている。特に、低速域に
おけるノック発生時には、バルブタイミングを高速域側
に変更すると共にこの高速域のバルブタイミングに対応
した点火時期に調整することを特徴としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
エンジン制御装置では、以下に示す問題を招く。つま
り、上記制御装置では、単に低速域における点火時期及
びバルブタイミングの設定方法を開示しており、常に好
適なノック抑制が実施できるものではい。そのため、常
にノック抑制とエンジンのトルク制御とを両立できるも
のではなかった。

【０００５】本発明は、上記問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするとことは、効率良くノック
を抑制し、エンジンのトルクを最大限に発生させること
ができるエンジン制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、図１３に示すように、エ
ンジンＭ１のクランク軸と該クランク軸の回転に応じて
吸気バルブ又は排気バルブを開閉するためのカム軸との
相対的な回転位相を調整して、前記吸気バルブ又は排気
バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調
整機構Ｍ２と、エンジン運転状態に応じて、エンジンＭ
１に配設された点火プラグＭ３による点火時期を演算す
る点火時期演算手段Ｍ４と、エンジン運転状態に応じ
て、前記バルブタイミング調整機構Ｍ２による吸気バル
ブ又は排気バルブの開閉タイミングを演算するバルブタ
イミング演算手段Ｍ５とを備え、前記演算結果に従い点
火プラグＭ３又はバルブタイミング調整機構Ｍ２を動作
させるエンジン制御装置において、前記エンジンＭ１に
発生するノックの有無を判定するノック判定手段Ｍ６
と、前記ノック判定手段Ｍ６による判定結果に基づき、
前記点火時期演算手段Ｍ４により演算された点火時期を
補正する点火時期補正手段Ｍ７と、前記ノック判定手段
Ｍ６の判定結果に基づき、前記バルブタイミング演算手
段Ｍ５により演算されたバルブタイミングを補正するバ
ルブタイミング補正手段Ｍ８と、エンジン運転状態に応
じて、前記点火時期補正手段Ｍ７又は前記バルブタイミ
ング補正手段Ｍ８の少なくとも一方の補正を許可する補
正許可手段Ｍ９とを備えたことを要旨としている。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記補正許可手段Ｍ９は、前記エン
ジンＭ１の高回転，高負荷域において、前記点火時期補
正手段Ｍ７及び前記バルブタイミング補正手段Ｍ８によ
る両補正を許可し、それ以外の領域では前記点火時期補
正手段Ｍ７による補正のみを許可する。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記補正許可手段Ｍ９は、ノック発
生当初、前記点火時期補正手段Ｍ７による補正を許可
し、該点火時期補正手段Ｍ７がその時のエンジン運転状
態に応じて許容される最大補正を行う場合には、前記バ
ルブタイミング補正手段Ｍ８による補正を許可する。

【０００９】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれかに記載の発明において、前記バルブタイミン
グ補正手段Ｍ８は、ノック発生時にバルブタイミングを
進角補正するのか又は遅角補正するのかをエンジン運転
状態に基づき決定する。

【００１０】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
のいずれかに記載の発明において、前記バルブタイミン
グ補正手段Ｍ８は、ノック発生に伴いノック抑制方向に
バルブタイミングを補正し、ノックが解消されると所定
点火又は所定時間の周期でノック発生方向にバルブタイ
ミングを補正する。

【００１１】請求項６に記載の発明では、請求項１〜５
のいずれかに記載の発明において、前記点火時期補正手
段Ｍ７又は前記バルブタイミング補正手段Ｍ８はノック
強度に応じた補正を行う。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、点火時期演算
手段Ｍ４は、エンジン運転状態に応じて点火プラグＭ３
による点火時期を演算する。点火プラグＭ３は上記点火
時期に従い点火火花を発する。バルブタイミング演算手
段Ｍ５は、エンジン運転状態に応じて、バルブタイミン
グ調整機構Ｍ２による吸気バルブ又は排気バルブの開閉
タイミングを演算する。バルブタイミング調整機構Ｍ２
は、上記開閉タイミングに従いクランク軸とカム軸との
相対的な回転位相を調整する。

【００１３】ノック判定手段Ｍ６はエンジンＭ１に発生
するノックの有無を判定する。点火時期補正手段Ｍ７
は、ノック判定手段Ｍ６による判定結果に基づき、点火
時期演算手段Ｍ４により演算された点火時期を補正す
る。バルブタイミング補正手段Ｍ８は、ノック判定手段
Ｍ６の判定結果に基づき、バルブタイミング演算手段Ｍ
５により演算されたバルブタイミングを補正する。補正
許可手段Ｍ９は、エンジン運転状態に応じて、点火時期
補正手段Ｍ７又はバルブタイミング補正手段Ｍ８の少な
くとも一方の補正を許可する。

【００１４】要するに、ノック発生時において点火時期
の遅角補正を行うと応答性の良いノック抑制が実現でき
る。しかし、このような点火時期補正では、点火時期の
遅角によりトルクの落ち込み幅が大きくなるおそれがあ
る。そこで、本発明ではエンジン運転状態に応じてバル
ブタイミング調整機構Ｍ２によるバルブタイミング補正
を併用する。この場合、トルクの落ち込みを最小限に抑
えつつ、ノックが効率的に抑制される。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、補正許可
手段Ｍ９は、エンジンＭ１の高回転，高負荷域におい
て、点火時期補正手段Ｍ７及びバルブタイミング補正手
段Ｍ８による両補正を許可し、それ以外の領域では前記
点火時期補正手段Ｍ７による補正のみを許可する。つま
り、エンジンＭ１の高回転，高負荷域では、ノック発生
時における点火時期の遅角により排気温度が上昇し、排
気系に取り付けられる触媒の溶融やエミッションの悪化
等の諸問題を招くおそれがある。しかし、本構成によれ
ば、当該領域においてバルブタイミング補正を併用する
ことにより点火時期の過補正が防止され、上記諸問題を
招くことなく効率的にノックが抑制される。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、補正許可
手段Ｍ９は、ノック発生当初、点火時期補正手段Ｍ７に
よる補正を許可し、該点火時期補正手段Ｍ７がその時の
エンジン運転状態に応じて許容される最大補正を行う場
合には、バルブタイミング補正手段Ｍ８による補正を許
可する。この場合にも、ノック発生時における点火時期
の過補正が防止される。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、バルブタ
イミング補正手段Ｍ８は、ノック発生時にバルブタイミ
ングを進角補正するのか又は遅角補正するのかをエンジ
ン運転状態に基づき決定する。つまり、ノックを抑制す
るためのバルブタイミングの補正方向は常に一方向に限
定されるものではなく、エンジン運転状態等に応じて変
更される。従って、上記構成によれば、ノック抑制のた
めの有効的なバルブタイミング補正が実現される。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、バルブタ
イミング補正手段Ｍ８は、ノック発生に伴いノック抑制
方向にバルブタイミングを補正し、ノックが解消される
と所定点火又は所定時間の周期でノック発生方向にバル
ブタイミングを補正する。つまり、ノック発生時にはノ
ック抑制方向のバルブタイミング補正が直ちに実施され
るが、その後のノック解消時にはノック発生方向のバル
ブタイミング補正が所定の時間間隔で実施される。この
場合、バルブタイミングのバラツキが最小限に抑えら
れ、ドライバビリティの向上が図られる。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、点火時期
補正手段Ｍ７又はバルブタイミング補正手段Ｍ８はノッ
ク強度に応じた補正を行う。この場合、ノック強度に応
じた補正により迅速なノック解消が実現される。

【００２０】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を具体化した第１実施例を
図面に基づいて説明する。

【００２１】図１は本実施例におけるエンジン制御装置
の概略構成を示す図であり、図１の火花点火式多気筒エ
ンジン（以下、単にエンジンという）１はバルブタイミ
ング調整機構としての可変バルブタイミング機構（以
下、単にＶＶＴという）２４を備えて構成されるもので
ある。図１のエンジン１において、シリンダブロック２
にはピストン４が配設され、シリンダヘッド３には吸気
バルブ５及び排気バルブ６が配設されている。ピストン
４の図示上方には燃焼室７が区画形成されており、各気
筒の燃焼室７には点火プラグ８が先端を突出させた状態
で配設されている。燃焼室７は吸気バルブ５及び排気バ
ルブ６を介して吸気管９及び排気管１０に連通してい
る。

【００２２】吸気管９には、図示しないアクセルペダル
の踏み込み操作に連動するスロットルバルブ１１が配設
されると共に、その上流側には吸入空気の流量を測定す
るためのエアフローメータ１２が、下流側には前記燃焼
室７に燃料を噴射供給するためのインジェクタ１３が配
設されている。排気管１０には、排気ガス中の酸素濃度
により空燃比を測定するためのＯ₂センサ１４が配設さ
れている。

【００２３】また、前記ピストン４にはコネクティング
ロッド１５を介してクランク軸１６が連結されており、
このクランク軸１６には外周に多数の歯１７ａを有する
シグナルロータ１７が取り付けられている。このシグナ
ルロータ１７の回転はマグネットピックアップコイルか
らなる回転数センサ１８にて検出される。前記シリンダ
ブロック２には、エンジン１に発生する振動を検出しそ
の検出結果を電気的な信号で出力するノックセンサ１９
が取り付けられている。このノックセンサ１９としては
例えば圧電セラミック素子が用いられる。

【００２４】前記シリンダヘッド３には、前記吸気バル
ブ５及び排気バルブ６を駆動するための吸気側カム軸２
０及び排気側カム軸２１が配設されている。これらカム
軸２０，２１の一端には吸気側タイミングプーリ２２及
び排気側タイミングプーリ２３が設けられ、これらタイ
ミングプーリ２２，２３は図示しないタイミングベルト
を介してクランク軸１６に駆動連結されている。吸気側
タイミングプーリ２２には、吸気バルブ５の開閉タイミ
ングを可変にするためのＶＶＴ２４が設けられている。
このＶＶＴ２４は、クランク軸１６と吸気側カム軸２０
との間の相対的な回転位相を調整するための機構であ
り、その動作は図示しないソレノイドバルブによる油圧
制御に従い調整される。すなわち、ＶＶＴ２４の駆動量
に応じて、吸気側カム軸２０がクランク軸１６に対して
遅角側或いは進角側に作動し、その作動に合わせて吸気
バルブ５の開閉タイミングが遅角側或いは進角側に移行
する。

【００２５】電子制御装置（以下、ＥＣＵという）３０
は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメ
モリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、Ｉ／Ｏ回
路（入出力回路）等を備える論理演算回路を中心に構成
されており、ＥＣＵ３０には前記各種センサの検出信号
が入力される。ＥＣＵ３０は、回転数センサ１８の検出
信号に基づきエンジン回転数ＮＥを、エアフローメータ
１２の検出信号に基づき吸入空気量Ｑを、さらに、上記
エンジン回転数ＮＥ及び吸入空気量Ｑに基づきエンジン
負荷（Ｑ／ＮＥ）を、それぞれ算出する。また、ＥＣＵ
３０は、ノックセンサ１９の検出信号に基づきノックの
有無を判定すると共にその強度判定を行う。さらに、Ｅ
ＣＵ３０は、各種センサの検出信号に基づくエンジン運
転状態に応じて、インジェクタ１３による燃料噴射の制
御、点火プラグ８による点火時期の制御、ＶＶＴ２４に
よるバルブタイミングの制御等を実施する。

【００２６】なお、本実施例では、ＥＣＵ３０により点
火時期演算手段、バルブタイミング演算手段、ノック判
定手段、点火時期補正手段、バルブタイミング補正手段
及び補正許可手段が構成されている。

【００２７】次に、上記の如く構成されたエンジン制御
装置の作用を説明する。図２は点火時期及びバルブタイ
ミングを決定するための制御ルーチンを示すフローチャ
ートであり、同ルーチンは１点火に１回（例えば、ＴＤ
Ｃ毎に）ＥＣＵ３０により実行される。

【００２８】さて、図２のルーチンがスタートすると、
ＥＣＵ３０は、先ずステップ１００でエンジン回転数Ｎ
Ｅ、エンジン負荷Ｑ／ＮＥを読み込む。また、ＥＣＵ３
０は、ステップ１１０でＲＯＭに予め記憶されている図
３に示す２次元マップを用い、その時のエンジン回転数
ＮＥ及びエンジン負荷Ｑ／ＮＥに応じた基本点火時期θ
B 及び基本バルブタイミングＶB を算出する。

【００２９】さらに、ＥＣＵ３０は、ステップ１２０で
点火時期補正又はバルブタイミング補正のいずれにより
ノック制御を行うのかをエンジン運転状態に基づき判定
する。この場合、例えば図４に示す線図を用い、エンジ
ン回転数ＮＥ及びエンジン負荷Ｑ／ＮＥに応じてノック
制御のための補正対象を決定する。図４によれば、高回
転，高負荷域（図の領域）では点火時期補正とバルブ
タイミング補正との両補正を行い、他の領域（図の領
域）では点火時期補正のみを行うように決定される。

【００３０】ステップ１２０において、その時のエンジ
ン運転状態が図４の領域である旨が判別された場合、
ＥＣＵ３０はステップ１３０で点火時期補正値Δθを算
出する。このステップ１３０の処理は後述する図５の処
理に相当する。また、エンジン運転状態が図４の領域
である旨が判別された場合、ＥＣＵ３０はステップ１３
０’で点火時期補正値Δθを算出すると共にステップ１
４０でバルブタイミング補正値ΔＶを算出する。ここ
で、ステップ１３０’は前記ステップ１３０と同じ処理
であり、図５の処理に相当する。また、ステップ１４０
は後述する図６の処理に相当する。

【００３１】上記各種補正値の算出後、ＥＣＵ３０はス
テップ１６０に進む。ＥＣＵ３０は、ステップ１６０で
基本点火時期θB ，基本バルブタイミングＶB から点火
時期補正値Δθ，バルブタイミング補正値ΔＶを減算し
て最終点火時期θT ，最終バルブタイミングＶT を求め
（θT ＝θB −Δθ，ＶT ＝ＶB −ΔＶ）、その後、本
ルーチンを終了する。但し、ステップ１２０→１３０→
１６０と進む場合は、バルブタイミング補正値ΔＶに初
期値（ΔＶ＝０）が与えられ、バルブタイミング補正が
実行されない。

【００３２】この場合、点火時期及びバルブタイミング
はＢＴＤＣ（ＴＤＣ前角度）にて与えられており、Δθ
＞０，ΔＶ＞０であれば基本点火時期θB ，基本バルブ
タイミングＶB は遅角側に補正される。また、Δθ＜
０，ΔＶ＜０であれば基本点火時期θB ，基本バルブタ
イミングＶB は進角側に補正される。

【００３３】上記ステップ１３０（１３０’）による点
火時期補正値Δθの算出処理を図５のフローチャートを
用いて説明する。図５において、ＥＣＵ３０は、先ずス
テップ１３１でノックセンサ１９の検出信号に基づくノ
ック判定結果からノックの有無を判定する。ノック有り
であれば、ＥＣＵ３０はステップ１３２で点火時期補正
値Δθに所定の更新幅ａを加算する（但し、ａ＞０）。
このとき、点火時期補正値Δθはａだけ遅角側に修正さ
れることになる。また、ノック無しであればステップ１
３３に進み、ノック無しのまま所定時間経過したか否か
を判別する。そして、ノック無しが所定時間継続した時
（ステップ１３３がＹＥＳになる時）、ＥＣＵ３０はス
テップ１３４に進み、点火時期補正値Δθから所定の更
新幅ｂを減算する（但し、ｂ＞０）。このとき、点火時
期補正値Δθはｂだけ進角側に修正されることになる。

【００３４】その後、ＥＣＵ３０は、ステップ１３５で
点火時期補正値Δθが所定の判定値θG を超える値であ
るか否かを判別する。この場合、ＥＣＵ３０は、Δθ≦
θGであればそのまま本ルーチンを終了するが、Δθ＞
θG であればステップ１３６で点火時期補正値Δθを判
定値θG で制限した後、本ルーチンを終了する。

【００３５】次に、上記ステップ１４０によるバルブタ
イミング補正値ΔＶの算出処理を図６を用いて説明す
る。図６において、ＥＣＵ３０は、先ずステップ１４１
でバルブタイミングの進角補正又は遅角補正のいずれに
よりノック抑制されるのかを現在のエンジン運転状態に
基づき選別する。つまり、バルブタイミングの補正方向
とノック抑制とは必ずしも一定関係にはならず、例えば
エンジンの性質やエンジン運転状態に応じて変化するこ
とがある。そこで、本実施例では図７の線図を用い、ノ
ック抑制のためのバルブタイミングの補正方向を決定す
る。図７によれば、高回転域（図７のＮＥ１よりも右側
の領域）ではノック発生時にバルブタイミングが遅角側
に補正され、中低回転域（図７のＮＥ１よりも左側の領
域）ではノック発生時にバルブタイミングが進角側に補
正される。

【００３６】ＥＣＵ３０は、ステップ１４２で上記選別
結果に基づき、バルブタイミングの進角補正によりノッ
ク抑制されるのか否かを判別し、その結果に応じて続く
ステップ１４３，１４４でバルブタイミング補正値ΔＶ
の更新幅α，βを決定する。このとき、更新幅αとして
は「ｘ」又は「ｙ」（ｘ＜０，ｙ＞０）のいずれかが選
択され、更新幅βとしては「ｗ」又は「ｚ」（ｗ＜０，
ｚ＞０）のいずれかが選択される。ステップ１４２がＹ
ＥＳの場合、ＥＣＵ３０はステップ１４３で更新幅α，
βを共に負の値ｘ，ｗとする（α＝ｘ，β＝ｗ）。ま
た、ステップ１４２がＮＯの場合、ＥＣＵ３０はステッ
プ１４４で更新幅α，βを共に正の値ｙ，ｚとする（α
＝ｙ，β＝ｚ）。

【００３７】その後、ＥＣＵ３０は、ステップ１４５で
ノックの有無を判定する。ノック有りであれば、ＥＣＵ
３０はステップ１４６でバルブタイミング補正値ΔＶに
所定値αを加算する。また、ノック無しであればステッ
プ１４７に進み、ノック無しのまま所定時間経過したか
否かを判別する。そして、ノック無しが所定時間継続し
た時（ステップ１４７がＹＥＳになる時）、ＥＣＵ３０
はステップ１４８に進み、バルブタイミング補正値ΔＶ
から所定値βを減算する。

【００３８】このとき、ステップ１４３でα＝ｘ，β＝
ｗが設定されていればα＜０，β＜０となっている。従
って、ノック有りの時はバルブタイミング補正値ΔＶが
αだけ進角側に修正され、ノック無しの時はバルブタイ
ミング補正値ΔＶがβだけ遅角側に修正されることにな
る。また、ステップ１４４でα＝ｙ，β＝ｚが設定され
ていればα＞０，β＞０となっている。従って、ノック
有りの時はバルブタイミング補正値ΔＶがαだけ遅角側
に修正され、ノック無しの時はバルブタイミング補正値
ΔＶがβだけ進角側に修正されることになる。

【００３９】その後、ＥＣＵ３０は、ステップ１４９で
バルブタイミング補正値ΔＶが所定の判定値ＶG1を超え
る値であるか否かを判別する。そして、ΔＶ＞ＶG1であ
れば、ＥＣＵ３０はステップ１５０でバルブタイミング
補正値ΔＶを判定値ＶG1で制限して、本ルーチンを終了
する。また、ΔＶ≦ＶG1の場合、ＥＣＵ３０は、ステッ
プ１５１でバルブタイミング補正値ΔＶが所定の判定値
ＶG2未満であるか否かを判別する（但し、ＶG1＜ＶG
2）。そして、ΔＶ＜ＶG2であれば、ＥＣＵ３０はステ
ップ１５２でバルブタイミング補正値ΔＶを判定値ＶG2
で制限して、本ルーチンを終了する。

【００４０】以上詳述したように本実施例のエンジン制
御装置によれば、以下に示す効果を奏することができ
る。要するに、本実施例では、ノック発生時には点火時
期の遅角補正を行うと共に、エンジン運転状態に応じて
ＶＶＴ２４によるバルブタイミング補正を併用するよう
にした（図２の１２０〜１４０の処理）。その結果、ト
ルクの落ち込みを最小限に抑えつつ、ノックを効率的に
抑制することができる。特に、エンジン１の高回転，高
負荷域では、点火時期補正及びバルブタイミング補正の
両補正を許可し、それ以外の領域では点火時期補正のみ
を許可するようにした（図４の領域区分）。そのため、
点火時期の遅角補正により排気温度上昇のおそれがある
高回転，高負荷域では、点火時期の遅角側の過補正が防
止され、排気管１０に取り付けられる触媒の溶融やエミ
ッションの悪化等の諸問題を回避することができる。

【００４１】また、ノック発生時にバルブタイミングを
進角補正するのか又は遅角補正するのかを、エンジン運
転状態に基づき決定するようにした（図６のステップ１
４１〜１４４の処理）。その結果、ノック抑制のための
バルブタイミング補正をエンジン運転状態に応じて有効
的に実現することができる。

【００４２】さらに、本実施例では、ノック発生に伴い
点火時期又はバルブタイミングをノック抑制方向に補正
し、ノックが解消されると所定時間の周期で点火時期又
はバルブタイミングをノック発生方向に補正するように
した（図５のステップ１３１〜１３４の処理，図６のス
テップ１４５〜１４８の処理）。その結果、点火時期又
はバルブタイミングの制御量のバラツキを最小限に抑
え、ドライバビリティの向上を図ることができる。

【００４３】なお、本第１実施例の変形例としては次の
ような様態が考えられる。上記実施例に加えて、ノック
発生時における点火時期補正値Δθの更新幅ａ，バルブ
タイミング補正値ΔＶの更新幅αをノック強度に応じて
変更してもよい。例えば図８に示す如くノック強度の判
定結果に応じてバルブタイミング補正値ΔＶを設定する
ようにしてもよい。

【００４４】この場合、図８では、図６のステップ１４
６をステップ１４６’に変更すると共に、ステップ１４
５とステップ１４６’との間にステップ１７１〜１７４
を追加している。詳しくは、ステップ１４５でノック発
生が判別された場合、ＥＣＵ３０はステップ１７１でノ
ック強度判定を行う。そして、ＥＣＵ３０は、ステップ
１７２〜１７４でノック強度に応じた係数Ｋを選択し、
その係数Ｋを用いてステップ１４６’でバルブタイミン
グ補正値ΔＶを算出する（ΔＶ＝ΔＶ＋α・Ｋ）。この
とき、ノック強度＝小であればＫ＝０．７、ノック強度
＝中であればＫ＝１．０、ノック強度＝大であればＫ＝
１．３となる。つまり、ノック強度が大きくなるほど、
バルブタイミング補正の程度が大きくなる。なお、点火
時期についても同様の処理を追加することができる。こ
のような構成によれば、ノック強度に応じた補正により
迅速なノック解消を実現することができる。

【００４５】また、上記実施例では、図６のステップ１
４１〜１４４でノック発生時におけるバルブタイミング
の補正方向をエンジン運転状態に応じて選別する旨を記
載したが、この補正方向を一義的に設定しておいてもよ
い。例えば、更新幅α，βを「正」の所定値に設定し、
ノック発生時にはバルブタイミングを常に遅角側に補正
するようにしてもよい。

【００４６】また、上記実施例では、所定時間ノックが
無いと点火時期又はバルブタイミングをノック抑制方向
に修正しているが（図５のステップ１３３，１３４又は
図６のステップ１４７，１４８）、これを所定の点火数
毎に修正するように変更してもよい。また、当該点火時
期補正又はバルブタイミング補正を、ノックの有無に関
係なく無条件に所定時間毎に実施するようにしてもよ
い。これらの場合にも、上記実施例と同様の効果が得ら
れる。

【００４７】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
について上記第１実施例との相違点を中心に説明する。
図９は第２実施例における点火時期及びバルブタイミン
グの制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルー
チンは上記第１実施例の図２のルーチンに相当し、図２
のルーチンとの相違点はステップ１２０の選択肢が３つ
に増えたことと、それに伴う処理を増設したことであ
る。

【００４８】すなわち、ステップ１１０での基本点火時
期θB ，基本バルブタイミングＶBの算出後、ＥＣＵ３
０はステップ１２０で図１０に示す線図を用い、エンジ
ン回転数ＮＥ及びエンジン負荷Ｑ／ＮＥが〜のいず
れの領域であるかを選択する。図１０によれば、低負荷
域（図の領域）では点火時期補正のみを、高負荷，高
回転域（図の領域）では点火時期補正及びバルブタイ
ミング補正の両補正を、高負荷，低回転域（図の領
域）ではバルブタイミング補正のみを、それぞれ行うよ
うに決定される。

【００４９】ステップ１２０において、いま現在のエン
ジン運転状態が図１０の領域である旨が判別された場
合、ＥＣＵ３０はステップ１３０で点火時期補正値Δθ
を算出する（図２と同様）。また、エンジン運転状態が
図１０の領域である旨が判別された場合、ＥＣＵ３０
はステップ１３０’で点火時期補正値Δθを算出すると
共にステップ１４０でバルブタイミング補正値ΔＶを算
出する（図２と同様）。さらに、エンジン運転状態が図
１０の領域である旨が判別された場合、ＥＣＵ３０は
ステップ１４０’でバルブタイミング補正値ΔＶを算出
する。ステップ１４０’はステップ１４０と同じ処理で
あり、このステップ１４０’に進んだ場合、ＥＣＵ３０
はバルブタイミング補正値ΔＶのみを算出する。

【００５０】つまり、本第２実施例のエンジン制御装置
では、エンジン運転状態を３領域に区分し、その１つに
バルブタイミング補正のみでノック制御を行う領域（図
１０の領域）を設けた。この場合、より多様化したノ
ック制御を実現することができる。

【００５１】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
について上記各実施例との相違点を中心に説明する。図
１１は第３実施例における点火時期及びバルブタイミン
グの制御ルーチンを示すフローチャートであり、本ルー
チンは上記第１実施例の図２のルーチンに相当する。

【００５２】図１１のルーチンがスタートすると、ＥＣ
Ｕ３０は、先ずステップ３００でエンジン回転数ＮＥ及
びエンジン負荷Ｑ／ＮＥを読み込むと共に、ステップ３
０１で基本点火時期θB 及び基本バルブタイミングＶB
を算出する。なお、ステップ３００，３０１の処理は前
記図２のステップ１００，１１０の処理と同様である。

【００５３】その後、ＥＣＵ３０は、ステップ３０２に
て点火時期補正によるノック制御を実施するか又はバル
ブタイミング補正によるノック制御を実施するかを示す
補正判定フラグＸＶＴが「１」であるか否かを判別す
る。ここで、ＸＶＴ＝０は点火時期補正によるノック制
御を実施する旨を表し、ＸＶＴ＝１はバルブタイミング
補正によるノック制御を実施する旨を表すものであり、
処理開始当初はＸＶＴ＝０となっている。

【００５４】従って、制御開始当初においてＸＶＴ＝０
であれば、ＥＣＵ３０はステップ３０２を否定判別し、
ステップ３０３〜３０９で点火時期補正値Δθを算出す
る。また、ＸＶＴ＝１の場合には、ＥＣＵ３０はステッ
プ３０２を肯定判別し、ステップ３１０〜３１５でバル
ブタイミング補正値ΔＶを算出する。点火時期補正値Δ
θ又はバルブタイミング補正値ΔＶの算出後、ＥＣＵ３
０はステップ３１６で基本点火時期θB ，基本バルブタ
イミングＶB から点火時期補正値Δθ，バルブタイミン
グ補正値ΔＶを減算して最終点火時期θT 及び最終バル
ブタイミングＶT を求め（θT ＝θB −Δθ，ＶT ＝Ｖ
B −ΔＶ）、その後、本ルーチンを終了する。

【００５５】詳述すれば、ＸＶＴ＝０の場合（ステップ
３０２がＮＯの場合）、ＥＣＵ３０はステップ３０３で
ノックの有無を判定し、ノック有りであればステップ３
０４に進んで点火時期補正値Δθに所定の更新幅ａを加
算する（但し、ａ＞０）。つまり、点火時期補正値Δθ
は遅角側に修正される。また、ＥＣＵ３０は続くステッ
プ３０５で点火時期補正値Δθが所定の判定値θV を超
える値であるか否かを判別する。ここで、判定値θV は
その時のエンジン運転状態において許容される遅角補正
値の最大量に相当し、点火時期の遅角による大幅なトル
クの落ち込みを招くおそれのないレベルで設定されるの
が望ましい。

【００５６】Δθ≦θV であれば、ＥＣＵ３０はそのま
まステップ３１６に進む。また、Δθ＞θV であれば、
ＥＣＵ３０はステップ３０６で点火時期補正値Δθを判
定値θV にホールドすると共に、次のステップ３０７で
補正判定フラグＸＶＴに「１」をセットした後、ステッ
プ３１６に進む。

【００５７】また、ステップ３０３でノック無しが判別
された場合、ＥＣＵ３０はステップ３０８でノック無し
のまま所定時間経過したか否かを判別する。そして、Ｅ
ＣＵ３０は所定時間経過した時にステップ３０９に進
む。ＥＣＵ３０は、ステップ３０９で点火時期補正値Δ
θから所定の更新幅ｂを減算し（但し、ｂ＞０）、その
後、ステップ３１６に進む。

【００５８】上記の如く点火時期補正値Δθの算出後、
ＥＣＵ３０はステップ３１６で最終点火時期θT 及び最
終バルブタイミングＶT を算出する。なお、制御開始当
初はバルブタイミング補正値ΔＶが「０」であり、点火
時期のみが補正されることになる。

【００５９】一方、補正判定フラグＸＶＴに「１」がセ
ットされた後は、ＥＣＵ３０はステップ３０２を肯定判
別し、ステップ３１０に進む。ＥＣＵ３０は、ステップ
３１０でノックの有無を判定し、ノック有りであればス
テップ３１１に進んでバルブタイミング補正値ΔＶに所
定の更新幅αを加算する（本実施例では、α＞０とす
る）。つまり、バルブタイミング補正値ΔＶはαだけ遅
角側に修正される。また、ノック無しであれば、ＥＣＵ
３０はステップ３１２でノック無しのまま所定時間経過
したか否かを判別する。そして、ＥＣＵ３０は、所定時
間経過した時にステップ３１３に進み、バルブタイミン
グ補正値ΔＶから所定の更新幅βを減算する（本実施例
では、β＞０とする）。つまり、バルブタイミング補正
値ΔＶはβだけ進角側に修正される。

【００６０】また、ＥＣＵ３０は続くステップ３１４で
バルブタイミング補正値ΔＶが「０」以下であるか否か
を判別し、ΔＶ＞０であればそのままステップ３１６に
進む。ステップ３１６では、ＥＣＵ３０は最終点火時期
θT 及び最終バルブタイミングＶT を算出する。このと
き、点火時期補正値Δθは前述のステップ３０７の処理
により判定値θV （最大遅角量に相当する値）にホール
ドされており、点火時期及びバルブタイミングの両補正
が実施されることになる。

【００６１】ステップ３１４にてΔＶ≦０となった場合
には、ＥＣＵ３０はステップ３１５で補正判定フラグＸ
ＶＴを「０」にクリアした後、ステップ３１６に進む。
このフラグＸＶＴのクリアに伴いバルブタイミング補正
が終了となり、次回の処理では、ＥＣＵ３０はバルブタ
イミング補正（ステップ３１０〜３１５）に代えて点火
時期補正（ステップ３０３〜３０９）を実施する。

【００６２】このように本第３実施例のエンジン制御装
置では、ノック発生当初、ノック制御として点火時期補
正を許可し、該補正がその時のエンジン運転状態に応じ
て許容される最大補正を行う場合には、バルブタイミン
グ補正を許可するようにした。つまり、ノック発生当初
には、応答性の良い点火時期補正のみでノック制御を行
い、点火時期補正値Δθが最大遅角量に達した後は、バ
ルブタイミング補正を併用したノック制御に切り替える
ようにした。その結果、点火時期の過補正が防止され、
排気温の上昇による触媒の溶融やエミッションの悪化等
の諸問題を回避することができる。以上の如く本第３実
施例においても、適正にノックを抑制して本発明の目的
を達成することができる。

【００６３】なお、本第３実施例ではノック発生時にお
けるバルブタイミングの補正方向を遅角側に設定した
が、この補正方向をエンジン運転状態等に応じて適宜進
角側に変更することもできる。また、その補正幅をノッ
ク強度に応じて変更することもできる。

【００６４】以下、本発明を上記実施例以外に変更した
変形例を列挙する。（１）図１２に示すように、ＥＣＵ３０により実行され
るＶＶＴ異常発生時のフェイル処理機能を付加してもよ
い。図１２において、ＥＣＵ３０はステップ４００でＶ
ＶＴ２４の異常の有無を判定する。具体的には、ＶＶＴ
２４の実際の制御位相を検出する位相検出センサを設置
し、該センサの検出結果（実際のバルブタイミング）と
制御量（バルブタイミング指示値）との差が所定の許容
レベル以上あればＶＶＴ異常であるとする。ステップ４
００が肯定判別された場合、ＥＣＵ３０はステップ４１
０でＶＶＴ正常と判断する。また、ステップ４００が否
定判別された場合、ＥＣＵ３０はステップ４２０でＶＶ
Ｔ異常発生と判断する。このＶＶＴ異常発生時には、Ｅ
ＣＵ３０はステップ４３０でバルブタイミング補正を禁
止する等のフェイル処理を実施する。

【００６５】（２）上記実施例ではエンジン負荷を「Ｑ
／ＮＥ」で検出したが、吸気管負圧を検出する吸気圧セ
ンサを設け、該センサの検出結果からエンジン負荷を検
出するようにしてもよい。

【００６６】（３）上記第１，第２実施例では、図４，
図１０の線図を用いて補正対象を選別することを記載し
たが、これを変更してエンジン１の性質や過給機の有無
等に応じて最適な補正条件を設定するようにすることも
できる。

【００６７】（４）上記各実施例では、バルブタイミン
グ調整機構を吸気バルブ５の開閉タイミングを調整する
ＶＶＴ２４にて具体化したが、排気バルブ６の開閉タイ
ミングを調整する機構、又は両バルブ５，６の開閉タイ
ミングを調整する機構に変更して具体化することもでき
る。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、エンジン運転状態に応じて点火時期補正
とバルブタイミング調整機構によるバルブタイミング補
正とを併用するこよにより、効率良くノックを抑制し、
エンジンのトルクを最大限に発生させることができると
いう優れた効果を発揮する。

【００６９】請求項２，３に記載の発明によれば、ノッ
ク発生時における点火時期の過度な遅角補正を防止し、
排気温度に上昇より発生する諸問題を解消することがで
きる。

【００７０】請求項４に記載の発明によれば、ノック抑
制のためのバルブタイミング補正をエンジン運転状態に
応じて有効的に実現することができる。請求項５に記載
の発明によれば、バルブタイミングのバラツキを最小限
に抑え、ドライバビリティの向上を図ることができる。

【００７１】請求項６に記載の発明によれば、ノック強
度に応じた補正により迅速なノック解消を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例におけるエンジン制御装置の全体を示す
構成図。

【図２】第１実施例における点火時期及びバルブタイミ
ングの制御ルーチンを示すフローチャート。

【図３】基本点火時期及び基本バルブタイミングを設定
するためのマップ。

【図４】点火時期補正又はバルブタイミング補正を選別
するための線図。

【図５】点火時期補正値の算出ルーチンを示すフローチ
ャート。

【図６】バルブタイミング補正値の算出ルーチンを示す
フローチャート。

【図７】バルブタイミング補正の進角又は遅角判定を行
うための線図。

【図８】ノック強度に応じたバルブタイミング補正値の
設定処理を示すフローチャート。

【図９】第２実施例における点火時期及びバルブタイミ
ングの制御ルーチンを示すフローチャート。

【図１０】点火時期補正又はバルブタイミング補正を選
別するための線図。

【図１１】第３実施例における点火時期及びバルブタイ
ミングの制御ルーチンを示すフローチャート。

【図１２】ＶＶＴ異常発生時のフェイル処理を示すフロ
ーチャート。

【図１３】クレームに対応するブロック図。

【符号の説明】

１…エンジン、８…点火プラグ、１６…クランク軸、１
９…ノックセンサ、２０…吸気側カム軸、２４…バルブ
タイミング調整機構としてのＶＶＴ（可変バルブタイミ
ング機構）、３０…点火時期演算手段，バルブタイミン
グ演算手段，ノック判定手段，点火時期補正手段，バル
ブタイミング補正手段，補正許可手段としてのＥＣＵ
（電子制御装置）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ＡＦ０２Ｐ 5/152 5/153

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのクランク軸と該クランク軸の回
転に応じて吸気バルブ又は排気バルブを開閉するための
カム軸との相対的な回転位相を調整して、前記吸気バル
ブ又は排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタ
イミング調整機構と、エンジン運転状態に応じて、エンジンに配設された点火
プラグによる点火時期を演算する点火時期演算手段と、エンジン運転状態に応じて、前記バルブタイミング調整
機構による吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミング
を演算するバルブタイミング演算手段とを備え、前記演
算結果に従い点火プラグ又はバルブタイミング調整機構
を動作させるエンジン制御装置において、前記エンジンに発生するノックの有無を判定するノック
判定手段と、前記ノック判定手段による判定結果に基づき、前記点火
時期演算手段により演算された点火時期を補正する点火
時期補正手段と、前記ノック判定手段の判定結果に基づき、前記バルブタ
イミング演算手段により演算されたバルブタイミングを
補正するバルブタイミング補正手段と、エンジン運転状態に応じて、前記点火時期補正手段又は
前記バルブタイミング補正手段の少なくとも一方の補正
を許可する補正許可手段とを備えたことを特徴とするエ
ンジン制御装置。
【請求項２】前記補正許可手段は、前記エンジンの高回
転，高負荷域において、前記点火時期補正手段及び前記
バルブタイミング補正手段による両補正を許可し、それ
以外の領域では前記点火時期補正手段による補正のみを
許可する請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】前記補正許可手段は、ノック発生当初、前
記点火時期補正手段による補正を許可し、該点火時期補
正手段がその時のエンジン運転状態に応じて許容される
最大補正を行う場合には、前記バルブタイミング補正手
段による補正を許可する請求項１に記載のエンジン制御
装置。
【請求項４】前記バルブタイミング補正手段は、ノック
発生時にバルブタイミングを進角補正するのか又は遅角
補正するのかをエンジン運転状態に基づき決定する請求
項１〜３のいずれかに記載のエンジン制御装置。
【請求項５】前記バルブタイミング補正手段は、ノック
発生に伴いノック抑制方向にバルブタイミングを補正
し、ノックが解消されると所定点火又は所定時間の周期
でノック発生方向にバルブタイミングを補正する請求項
１〜４のいずれかに記載のエンジン制御装置。
【請求項６】前記点火時期補正手段又は前記バルブタイ
ミング補正手段は、ノック強度に応じた補正を行う請求
項１〜５のいずれかに記載のエンジン制御装置。