JPH1150877A - 内燃機関の吸入空気量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点火時期の遅角制御に伴う排気系の過熱を確
実に抑制する。 【解決手段】 電子制御装置（ＥＣＵ）２４はスロット
ルモータ３１を制御することにより吸気通路１２に設け
られたスロットルバルブ１８の開度を調節する。ＥＣＵ
２４はノックセンサ６５の検出信号に基づいてエンジン
１１に発生するノッキングを検出する。ＥＣＵ２４はノ
ッキングが検出されるとイグナイタ２５を制御すること
により点火プラグ２２の点火時期を遅角制御する。ＥＣ
Ｕ２４は点火時期の遅角補正量に基づいてスロットルバ
ルブ１８の最大開度を設定する。ＥＣＵ２４はスロット
ルバルブ１８の開度が設定された最大開度よりも大きく
ならないようにスロットルモータ３１を制御することに
より、エンジン１１に取り込まれる吸入空気の量を制限
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、運転状態に応じ
て点火時期の遅角制御を実行する内燃機関に適用される
吸入空気量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において、混合気の燃焼後に燃
焼室から排出される排気の温度は、一回の燃焼行程にお
いて燃焼される混合気の量、換言すれば、機関負荷に応
じて変化する。従って、スロットル弁の開度が相対的に
大きくなり吸入空気量が増大する高負荷運転にあって
は、排気温度が上昇して排気通路や触媒コンバータ等
（以下、「排気系」という）が高温の状態に晒されるよ
うになる。

【０００３】また、排気温度は混合気の空燃比にも依存
するものであり、空燃比が過濃になるほど排気温度は低
下する傾向がある。このため、従来では、上記のように
排気温度が高くなる高負荷運転時には燃料噴射量を一時
的に増量して空燃比を過濃にすることにより、排気系の
過熱を防止するようにしている。

【０００４】また、排気温度は機関負荷や空燃比以外に
点火時期にも依存するものであり、点火時期が遅くなる
ほど高くなる傾向がある。従って、例えば、特開平４−
３５０３４６号公報（「内燃機関の燃料噴射量制御装
置」）に記載されるように、ノッキングの発生を抑制す
るため点火時期の遅角制御を行うようにした内燃機関に
おいては、その遅角補正量に応じて燃料噴射量を更に増
量することにより排気系の過熱を防止するようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば過給
機を備えた内燃機関においては、高負荷運転時に燃料噴
射量を正常な燃焼状態が維持できる限界値近くまで増量
することがある。過給機付きの内燃機関では、高負荷運
転時において吸入空気量が極めて多くなるため、燃料噴
射量をより大きく増量することにより排気温度を確実に
低下させる必要があるからである。

【０００６】しかしながら、上記のように燃料噴射量が
限界値近くまで増量補正されていると、ノッキングの発
生等により点火時期が遅角補正された場合には、もはや
遅角補正量に適合するように燃料噴射量を増量補正する
ことができないことになる。過度な燃料噴射量の増量補
正が行われると正常な燃焼状態を維持できなくなるから
である。その結果、従来においては、高負荷運転時にお
いて排気系の温度を十分に低下させることができなくな
るおそれがあった。また、このような点火時期の遅角制
御に起因した排気系の過熱現象は、例えば全負荷運転時
等の限られた運転状態にしか発生しないものの、過給機
を備えていない内燃機関においても共通した問題であ
る。

【０００７】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は点火時期の遅角制御に伴う排気系の
過熱を確実に抑制することにある。

【０００８】

【発明を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載した発明では、機関運転状態を検出
する運転状態検出手段と、同運転状態検出手段により検
出される機関運転状態に応じて点火時期を遅角補正する
点火時期補正手段とを備えた内燃機関に適用される吸入
空気量制御装置において、内燃機関の吸気通路に設けら
れて内燃機関の燃焼室に導入される吸入空気の量を調節
するスロットル弁と、点火時期補正手段による点火時期
の遅角補正量に基づいてスロットル弁の最大開度を設定
する設定手段と、同設定手段により設定される最大開度
を越えないようにスロットル弁の開度を制御する制御手
段とを備えたことをその要旨としている。

【０００９】上記構成によれば、遅角補正量に基づいて
設定された最大開度を越えないようにスロットル弁の開
度が制御される。従って、高負荷運転時において点火時
期の遅角補正が行われる場合には、内燃機関に供給され
る吸入空気量が制限されて排気温度の上昇が抑えられる
ようになる。

【００１０】上記目的を達成するために、請求項２に記
載した発明では、請求項１に記載した内燃機関の吸入空
気量制御装置において、運転状態検出手段は内燃機関に
発生するノッキングを検出する検出手段を含み、点火時
期補正手段はノッキングが検出されるときに点火時期を
遅角補正することをその要旨としている。

【００１１】上記構成によれば、請求項１に記載した発
明と同様、高負荷運転時において点火時期の遅角補正が
行われる場合には、内燃機関に供給される吸入空気量が
制限されて排気温度の上昇が抑えられる。従って、排気
温度の上昇を抑えるために遅角補正量を小さく設定する
必要がなく、内燃機関のノッキングを抑制するのに十分
な遅角補正量を確保することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る吸入空気量
制御装置を車輌用ガソリンエンジンに適用した実施形態
について図１〜６を参照して説明する。

【００１３】エンジン１１のシリンダブロック１１ａに
は燃焼室を含む第１〜４気筒＃１〜４が形成されてい
る。各気筒＃１〜４にはインテークマニホルド１４、サ
ージタンク１６を介して吸気通路１２が接続されてい
る。この吸気通路１２の上流側にはエアクリーナ１５が
設けられており、同クリーナ１５を介して吸気通路１２
内に外気が導入される。

【００１４】インテークマニホルド１４には、各気筒＃
１〜４に対応してインジェクタ１７がそれぞれ設けられ
ている。このインジェクタ１７は通電制御により開閉駆
動されて燃料を噴射する電磁弁であって、燃料タンク
（図示略）内の燃料が燃料ポンプ（図示略）から圧送さ
れるようになっている。インジェクタ１７から噴射され
た燃料はインテークマニホルド１４内の吸入空気と混合
されて混合気となり、各気筒＃１〜４毎に設けられた吸
気バルブ（図示略）によって吸気ポート（図示略）が開
かれることにより各燃焼室に導入される。

【００１５】吸気通路１２には同通路１２内を流れる吸
入空気の量を調節するスロットルバルブ１８がサージタ
ンク１６の上流側に位置して設けられている。このスロ
ットルバルブ１８は、吸気通路１２に設けられたスロッ
トルモータ３１により開閉駆動されることにより、その
開度、即ちスロットル開度ＴＡが調節される。スロット
ルバルブ１８の近傍にはスロットルセンサ６０が設けら
れている。このスロットルセンサ６０はスロットル開度
ＴＡを検出し、そのスロットル開度ＴＡに応じた信号を
出力する。

【００１６】また、車輌の運転室（いずれも図示略）内
にはアクセルペダル３０が設けられており、同アクセル
ペダル３０の踏込量、即ちアクセル開度ＡＣＣＰがアク
セルセンサ６１によって検出される。後述する電子制御
装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）２４はこのアクセ
ル開度ＡＣＣＰ等に基づいてスロットルモータ３１を制
御することによりスロットル開度ＴＡを運転状態に応じ
た開度に調節する。このように本実施形態におけるエン
ジン１１では、スロットル開度ＴＡをスロットルモータ
３１によって調節するようにした電子スロットル制御シ
ステムが採用されている。

【００１７】また、各気筒＃１〜４にはエグゾーストマ
ニホルド２８を介して排気通路１３が接続されている。
この排気通路１３と吸気通路１２との間にはターボチャ
ージャ３３が設けられており、各気筒＃１〜４の燃焼室
内にはこのターボチャージャ３３によって圧縮された吸
入空気が吸気通路１２を通じて導入される。このターボ
チャージャ３３はコンプレッサ３４及びタービン３５
と、それら両者３４，３５を連結するシャフト３６とを
備えている。

【００１８】排気通路１３には前記タービン３５を迂回
する圧力調整通路３７が設けられている。圧力調整通路
３７にはターボチャージャ３３における過給圧を制御す
るためのウェイストゲートバルブ３８が設けられてい
る。このウェイストゲートバルブ３８はダイヤフラム式
のアクチュエータ３９によって作動するようになってい
る。アクチュエータ３９には圧力室（図示略）が設けら
れており、同圧力室は圧力通路４０によって吸気通路１
２においてコンプレッサ３４より下流側の部分に接続さ
れている。

【００１９】圧力通路４０を通じて前記圧力室に導かれ
る過給圧力が所定値を越えると、アクチュエータ３９が
作動してウェイストゲートバルブ３８が開弁する。その
結果、圧力調整通路３７が開かれて排気の一部がタービ
ン３５を迂回して圧力調整通路３７を流れるようにな
る。その結果、タービン３５の回転上昇が抑制され、コ
ンプレッサ３４による吸入空気の過給作用が抑えられる
ようになっている。

【００２０】また、排気通路１３においてタービン３５
よりも下流側には触媒コンバータ４７及びマフラ４８が
それぞれ設けられている。排気通路１３を流れる排気は
これら触媒コンバータ４７及びマフラ４８を通過して外
部に排出される。

【００２１】吸気通路１２においてエアクリーナ１５よ
りも下流側にはエアフローメータ６２が設けられてい
る。このエアフローメータ６２は各気筒＃１〜４の燃焼
室に導入される吸入空気の量、即ち、吸入空気量ＧＡを
検出し、同吸入空気量ＧＡに応じた信号を出力する。

【００２２】また、エンジン１１のシリンダヘッド１１
ｂには各気筒＃１〜４に対応して点火プラグ２２が設け
られている。各点火プラグ２２は、エンジン１１の近傍
に設けられたディストリビュータ２３に接続されてい
る。ディストリビュータ２３にはイグナイタ２５が接続
されている。このイグナイタ２５は、ＥＣＵ２４からの
点火信号に基づいて高電圧を出力する。イグナイタ２５
から出力された高電圧は、ディストリビュータ２３によ
り各点火プラグ２２に分配される。点火プラグ２２の点
火タイミング、即ち、点火時期はイグナイタ２５におけ
る高電圧の発生タイミングによって調節されるようにな
っている。

【００２３】ディストリビュータ２３には、エンジンの
回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ６３が設けられ
ている。この回転速度センサ６３は所定のクランク角度
毎にパルス信号を出力する。更に、ディストリビュータ
２３には気筒判別センサ６４が設けられている。この気
筒判別センサ６４は所定のクランク角度毎に基準信号と
なるパルス信号を出力する。ＥＣＵ２４はこれら回転速
度センサ６３及び気筒判別センサ６４からの出力信号に
基づいてクランク角度及び回転速度ＮＥを算出する。

【００２４】更に、シリンダブロック１１ａにはノック
センサ６５が設けられている。このノックセンサ６５は
エンジン１１で発生するノッキングを含む振動を検出
し、その振動の大きさに応じたノック信号ＫＣＳを出力
する。

【００２５】次に本実施形態における吸入空気量制御装
置の電気的構成について図２を参照して説明する。ＥＣ
Ｕ２４は中央処理装置（ＣＰＵ）４９、読み出し専用メ
モリ（ＲＯＭ）５０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）５１、及びバックアップＲＡＭ５２等を備え、これ
ら各部４９〜５２と、入力回路５３及び出力回路５４等
とを双方向バス５５により接続してなる論理演算回路と
して構成されている。ＲＯＭ５０には後述する「点火時
期算出ルーチン」、「スロットル最大開度算出ルーチ
ン」等の制御プログラムや各種関数データが予め記憶さ
れている。ＲＡＭ５１には各種制御ルーチンにおけるＣ
ＰＵ４９の演算結果等が一時的に記憶される。

【００２６】また、入力回路５３はバッファ、波形整形
回路及びＡ／Ｄ変換器等から構成されており、前記スロ
ットルセンサ６０、アクセルセンサ６１、エアフローメ
ータ６２、回転速度センサ６３、気筒判別センサ６４、
ノックセンサ６５がそれぞれ接続されている。各種セン
サ６０〜６５の出力信号は入力回路５３及び双方向バス
５５を介してＣＰＵ４９に読み込まれる。

【００２７】一方、出力回路５４は駆動回路等を有して
おり、前記各インジェクタ１７、イグナイタ２５、スロ
ットルモータ３１がそれぞれ接続されている。ＥＣＵ２
４は各種センサ６０〜６５等からの出力信号に基づいて
これら各部１７，２５，３１を制御する。例えば、ＥＣ
Ｕ２４はエアフローメータ６２により検出される吸入空
気量ＧＡと回転速度センサ６３により検出される回転速
度ＮＥ等に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）を算出
し、その燃料噴射量に基づいてインジェクタ１７を制御
する。また、ＥＣＵ２４は吸入空気量ＧＡ及び回転速度
ＮＥに基づきエンジン１１の負荷を算出するとともに、
その負荷の大きさに応じて燃料噴射量を増量することに
より排気温度の上昇を抑制するようにしている。

【００２８】次に、本実施形態における点火時期制御及
び吸入空気量制御について説明する。本実施形態では、
後述する「点火時期算出ルーチン」及び「スロットル最
大開度算出ルーチン」において、ノック学習値ＡＧＫＮ
Ｋを算出し、そのノック学習値ＡＧＫＮＫに基づいてス
ロットル開度ＴＡの最終最大開度ＴＡＭＡＸを算出する
ようにしている。

【００２９】図３は「点火時期算出ルーチン」における
制御手順を説明するためのフローチャートである。ＥＣ
Ｕ２４はこのルーチンの処理を所定のクランク角度周期
で繰り返し実行する。

【００３０】ステップ１００において、ＥＣＵ２４は回
転速度センサ６３及びエアフローメータ６２の出力信号
に基づいて回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡを読み込む
とともに、エンジン１１の負荷ＧＮ（＝ＧＡ／ＮＥ）を
算出する。そして、この回転速度ＮＥ及び負荷ＧＮに基
づいて基本点火時期ＡＢＳＥ及び最大遅角値ＡＫＭＡＸ
を算出する。前記ＲＯＭ５０には回転速度ＮＥ及び吸入
空気量ＧＡと基本点火時期ＡＢＳＥ及び最大遅角値ＡＫ
ＭＡＸとの関係を定義する関数データが記憶されてお
り、ＥＣＵ２４は基本点火時期ＡＢＳＥ及び最大遅角値
ＡＫＭＡＸを算出する際にこの関数データを参照する。

【００３１】ここで、基本点火時期ＡＢＳＥはノッキン
グ等による影響を考慮せずにエンジン１１の出力トルク
が最大となるように設定された点火時期である。一方、
最大遅角値ＡＫＭＡＸは、基本点火時期ＡＢＳＥを遅角
させる際の最大量であり、ノッキングの発生を確実に抑
制することができる大きさに設定されている。

【００３２】ステップ１０１において、ＥＣＵ２４はノ
ックセンサ６５からの出力信号に基づいてノック信号Ｋ
ＣＳを読み込むとともに、このノック信号ＫＣＳに基づ
いてエンジン１１にノッキングが発生しているか否かを
判定する。ここで肯定判定された場合、ステップ１０２
において、ＥＣＵ２４はノック制御値ＡＫＣＳに「０．
４°ＣＡ」を加算し、その結果を新たなノック制御値Ａ
ＫＣＳとして算出する。このノック制御値ＡＫＣＳは現
在のエンジン１１のノッキング発生状況に応じてその大
きさが変化する値である。

【００３３】尚、「°ＣＡ」はクランク角度を表してお
り、このノック制御値ＡＫＣＳの他、前記基本点火時期
ＡＢＳＥ、最大遅角値ＡＫＭＡＸ、及び後述するノック
学習値ＡＧＫＮＫ、ノック遅角反映値ＡＫＮＫはいずれ
もこのクランク角度を単位とする量である。

【００３４】一方、ステップ１０１において否定判定さ
れた場合、ステップ１０３において、ＥＣＵ２４はノッ
ク制御値ＡＫＣＳから「０．０１°ＣＡ」を減算し、そ
の結果を新たなノック制御値ＡＫＣＳとして算出する。

【００３５】ステップ１０２又はステップ１０３の処理
を実行した後、ＥＣＵ２４はステップ１０４において次
式（１）に従ってノック遅角反映値ＡＫＮＫを算出す
る。 ＡＫＮＫ＝ＡＫＭＡＸ−ＡＧＫＮＫ＋ＡＫＣＳ ・・・（１） 次に、ステップ１０５において、ＥＣＵ２４はノック制
御値ＡＫＣＳが「２．５°ＣＡ」より大きいか否かを判
定する。ここで肯定判定された場合、ＥＣＵ２４はステ
ップ１０６において、ノック学習値ＡＧＫＮＫから
「０．５°ＣＡ」を減算し、その結果を新たなノック学
習値ＡＧＫＮＫとして算出する。

【００３６】一方、ステップ１０５において否定判定さ
れた場合、ステップ１０７において、ＥＣＵ２４はノッ
ク制御値ＡＫＣＳが「０．５°ＣＡ」より小さいか否か
を判定する。ここで肯定判定された場合、ステップ１０
８において、ＥＣＵ２４はノック学習値ＡＧＫＮＫに
「０．５°ＣＡ」を加算し、その結果を新たなノック学
習値ＡＧＫＮＫとして算出する。

【００３７】このノック学習値ＡＧＫＮＫはノックキン
グが頻繁に発生する傾向がある場合には相対的に小さく
設定され、逆にノッキングの発生回数が少ない場合には
相対的に大きく設定される。従って、このノック学習値
ＡＧＫＮＫは、燃料のオクタン価の違い、エンジン特性
のバラツキやその経時変化といったノッキングの発生に
対して定常的な影響を及ぼす要因を反映した値となる。
例えば、エンジン１１に低オクタン価の燃料が使用され
た場合や燃焼室の内壁面にカーボンが付着して実質的な
圧縮比が増加している場合には、このノック学習値ＡＧ
ＫＮＫが小さく設定されることになる。

【００３８】次に、ステップ１０６又はステップ１０８
の処理を実行した後、或いはステップ１０７において否
定判定された場合、ＥＣＵ２４は処理をステップ１０９
に移行する。ステップ１０９において、ＥＣＵ２４は基
本点火時期ＡＢＳＥからノック遅角反映値ＡＫＮＫを減
算し、その結果を最終点火時期ＡＯＰとして算出した
後、本ルーチンの処理を一旦終了する。ＥＣＵ２４は本
ルーチンとは別の制御ルーチンにおいて、点火プラグ２
２の点火時期がこの最終点火時期ＡＯＰと一致するよう
にイグナイタ２５を制御する。

【００３９】次に「スロットル最大開度算出ルーチン」
における制御手順を図４に示すフローチャートを参照し
て説明する。ＥＣＵ２４はこのルーチンを所定の時間周
期で繰り返し実行する。

【００４０】ステップ２００において、ＥＣＵ２４は
「点火時期算出ルーチン」において算出されたノック学
習値ＡＧＫＮＫをＲＡＭ５１から読み込むとともに、そ
のノック学習値ＡＧＫＮＫに基づいて換算値ＴＲＴＤを
算出する。ＲＯＭ５０にはこの換算値ＴＲＴＤとノック
学習値ＡＧＫＮＫとの関係を定義する関数データが記憶
されており、ＥＣＵ２４は換算値ＴＲＴＤを算出する際
にこの関数データを参照する。図５は、この関数データ
を示すグラフである。同図に示すように、ノック学習値
ＡＧＫＮＫが小さくなるほど、即ち基本点火時期ＡＢＳ
Ｅに対して実際の点火時期が遅角されるほど、換算値Ｔ
ＲＴＤは小さく算出される。

【００４１】次に、ステップ２０１において、ＥＣＵ２
４は換算値ＴＲＴＤ及び回転速度ＮＥに基づいてスロッ
トル開度ＴＡに関する最大値である最大開度ＴＡＭＡＸ
newを算出する。ＲＯＭ５０にはこの最大開度ＴＡＭＡ
Ｘnew と換算値ＴＲＴＤ及び回転速度ＮＥとの関係を定
義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ２４は最大
開度ＴＡＭＡＸnew を算出する際にこの関数データを参
照する。図６はこの関数データを示すグラフである。同
図に示すように、最大開度ＴＡＭＡＸnew は、換算値Ｔ
ＲＴＤが大きくなるほど、また、回転速度ＮＥが小さく
なるほど大きく算出される。

【００４２】ステップ２０２において、ＥＣＵ２４は最
終最大開度ＴＡＭＡＸと今回算出された最大開度ＴＡＭ
ＡＸnew との偏差の絶対値（以下、「絶対偏差」とい
う）△ＴＡ（＝｜ＴＡＭＡＸ−ＴＡＭＡＸnew ｜）を算
出する。

【００４３】ステップ２０３において、ＥＣＵ２４は絶
対偏差△ＴＡが判定値△ＴＡ１以上であるか否かを判定
する。ここで絶対偏差△ＴＡが判定値△ＴＡ１以上であ
る場合、ＥＣＵ２４はステップ２０４において、今回算
出された最大開度ＴＡＭＡＸnew を最終最大開度ＴＡＭ
ＡＸとして更新する。そして、このステップ２０４の処
理を実行した後、ＥＣＵ２４は本ルーチンの処理を一旦
終了する。また、ステップ２０３において否定判定され
た場合も同様に、ＥＣＵ２４は本ルーチンの処理を一旦
終了する。即ち、この場合には最終最大開度ＴＡＭＡＸ
の更新（ステップ２０４）は行われない。

【００４４】ＥＣＵ２４は本ルーチンとは別の制御ルー
チンにおいて、アクセルセンサ６１により検出されるア
クセル開度ＡＣＣＰ等に基づき目標スロットル開度を算
出する。更に、ＥＣＵ２４は、そのスロットル開度ＴＡ
と本ルーチンにおいて算出された最終最大開度ＴＡＭＡ
Ｘとを比較し、目標スロットル開度が最終最大開度ＴＡ
ＭＡＸを上回っている場合には最終最大開度ＴＡＭＡＸ
を新たな目標スロットル開度として設定する。一方、Ｅ
ＣＵ２４は目標スロットル開度が最終最大開度ＴＡＭＡ
Ｘ以下である場合には目標スロットル開度の変更を行わ
ない。そして、ＥＣＵ２４はこのように最終最大開度Ｔ
ＡＭＡＸ以下に制限された目標スロットル開度とスロッ
トルセンサ６０により検出されるスロットル開度ＴＡと
が一致するようにスロットルモータ３１をフィードバッ
ク制御する。

【００４５】以上説明したように、本実施形態では、ノ
ック学習値ＡＧＫＮＫが小さくなるほど、最終最大開度
ＴＡＭＡＸが小さく設定される。従って、高負荷運転時
において燃料噴射量が大きく増量されており、それ以上
の増量が困難であるときに点火時期の遅角補正が実行さ
れた場合には、ノック学習値ＡＧＫＮＫに応じてスロッ
トル開度ＴＡが制限されることになる。その結果、本実
施形態によれば、吸入空気量ＧＡが制限されて排気温度
の上昇が抑えられるため、排気通路１３や、同排気通路
１３に設けられたタービン３５、触媒コンバータ４７、
或いはマフラ４８等の部材の過熱を確実に抑制すること
ができる。

【００４６】また、排気系（排気通路１３、タービン３
５、触媒コンバータ４７、マフラ４８等）の温度はエン
ジン１１が高回転で運転されているときほど上昇する傾
向がある。この点、本実施形態では、回転速度ＮＥが大
きくなるほど最大開度ＴＡＭＡＸnew を小さく算出する
ようにしている。従って、高速運転時においては吸入空
気量ＧＡがより小さく制限されるようになるため、排気
系の過熱をより確実に防止することができる。これに対
して、排気系の温度が比較的低温である低速運転時にお
いては、スロットル開度ＴＡが不必要に小さく制限され
てしまうことがなく、出力トルクの低下を招くことがな
い。

【００４７】ところで、本実施形態とは異なり、ノック
学習値ＡＧＫＮＫに応じて目標スロットル開度が小さく
なるように同スロットル開度を補正するようにしても、
既述したような排気系の過熱を防止することはできる。
しかしながら、このような構成にあっては、燃料噴射量
の増量が比較的少ない低負荷運転時においても吸入空気
量ＧＡが減少することから出力トルクの低下を招いてし
まうことになる。

【００４８】この点、本実施形態によれば、スロットル
開度ＴＡの最大値を制限するようにしているため、吸入
空気量ＧＡが不必要に減少してしまうことがなく、従っ
て、上記のような出力トルクの低下を招くおそれがな
い。

【００４９】更に、本実施形態では、前述したように排
気系の過熱が確実に抑えられるため、点火時期制御にお
いて遅角補正量を設定する際に排気温度の上昇を考慮す
る必要がなく、十分な大きさの遅角補正量を確保するこ
とができる。その結果、本実施形態によればノッキング
の発生を確実に抑制することができる。

【００５０】また更に、本実施形態では、最終最大開度
ＴＡＭＡＸと今回算出された最大開度ＴＡＭＡＸnew と
の絶対偏差△ＴＡが判定値△ＴＡ１以上であるときにの
み、最終最大開度ＴＡＭＡＸを更新するようにしている
（図４に示す各ステップ２０３，２０４の処理）。

【００５１】例えば、本実施形態とは異なり、最終最大
開度ＴＡＭＡＸを算出された最大開度ＴＡＭＡＸnew に
応じて常に更新するようにしても、排気系の過熱を防止
する点に関しては問題は生じない。しかしながら、この
ような構成にあっては、高負荷運転時においてスロット
ル開度ＴＡが最終最大開度ＴＡＭＡＸによって制限され
ている場合に、ノック学習値ＡＧＫＮＫの変動に伴って
スロットル開度ＴＡが短い周期で絶えず変動するといっ
た状況が発生し得る。このようなスロットル開度ＴＡの
定常的な変動はスロットルモータ３１やスロットルセン
サ６０の耐久性を低下させるおそれがあるため好ましく
ない。

【００５２】この点、本実施形態では、上記のようなス
ロットル開度ＴＡの変動が極力抑えられるようになるた
め、上記のようなスロットルモータ３１等の耐久性低下
を未然に防止することができる。

【００５３】加えて、本実施形態では、点火時期制御に
おける遅角度合いを示すパラメータとしてノック学習値
ＡＧＫＮＫを用いるようにしている。このノック学習値
ＡＧＫＮＫはノック遅角反映値ＡＫＮＫと比較して変動
が少ないため、点火時期制御における遅角補正量の平滑
化された変化を示すものであるといえる。従って、本実
施形態によれば、この点においてもスロットル開度ＴＡ
の変動を更に抑えてスロットルモータ３１等の耐久性低
下を未然に防止することができる。

【００５４】以上説明した実施形態は以下のように構成
を変更して実施することもできる。 ・上記実施形態では、ノック学習値ＡＧＫＮＫに基づい
て換算値ＴＲＴＤを算出し、更にこの換算値ＴＲＴＤ等
に基づいて最大開度ＴＡＭＡＸnew を算出するようにし
た。これに対して、例えば、ノック遅角反映値ＡＫＮＫ
や、ノック制御値ＡＫＣＳ及びノック学習値ＡＧＫＮＫ
に基づいてこれら各換算値ＴＲＴＤ、最大開度ＴＡＭＡ
Ｘnew を算出するようにしてもよい。

【００５５】・上記実施形態において図４に示す各ステ
ップ２０２，２０３の各処理を省略して最終最大開度Ｔ
ＡＭＡＸを常に最大開度ＴＡＭＡＸnew により更新する
ようにしてもよい。

【００５６】・上記実施形態におけるエンジン１１はタ
ーボチャージャ３３を備えたものであったが、本発明に
係る吸入空気量制御装置は、過給機としてスーパーチャ
ージャを備えたエンジンやこれら過給機を備えないエン
ジンにも適用することができる。

【００５７】・上記実施形態では、エアフローメータ６
２により検出される吸入空気量ＧＡに基づいて基本点火
時期ＡＢＳＥや最大遅角値ＡＫＭＡＸを算出するように
した。これに対して、サージタンク１６に吸気圧センサ
を設け、同センサにより検出される吸気圧に基づいてこ
れら各値ＡＢＳＥ，ＡＫＭＡＸを算出するようにしても
よい。

【００５８】・上記実施形態ではノッキングの発生を抑
制するために実行される点火時期制御でのノック学習値
ＡＧＫＮＫに基づいて最終的にスロットル開度ＴＡの最
大開度ＴＡＭＡＸnew を算出するようにしたが、例え
ば、エンジン１１の出力トルクを制限するために実行さ
れる点火時期制御（トラクション制御）での遅角補正量
や、オートマティックトランスミッションを備えた車輌
のエンジンにおいて、シフトショックを低減するために
実行される点火時期制御での遅角補正量に基づいて最大
開度ＴＡＭＡＸnew を算出するようにしてもよい。この
ようにすれば、排気系の過熱を防止しつつ、確実な出力
トルクの抑制やシフトショックの低減を図ることができ
る。また、これらノッキング抑制、出力トルク制限、シ
フトショック低減を行うために実行される各点火時期制
御での遅角補正量を総合的に用いて最大開度ＴＡＭＡＸ
new を算出するようにしてもよい。

【００５９】尚、上記各実施形態から把握できる技術的
思想についてその効果とともに記載する。 ・請求項１又は２に記載した内燃機関の吸入空気量制御
装置において、前記設定手段は、前記遅角補正量に基づ
いて前記スロットル弁の最大開度を周期的に算出する最
大開度算出手段と、今回の算出周期において算出された
最大開度と前回の算出周期において算出された最大開度
との差を算出する偏差算出手段と、前記算出される偏差
が所定値未満であるときには前回の算出周期において算
出された最大開度を今回の算出周期において算出された
最大開度として置換設定する置換設定手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【００６０】上記構成によれば、遅角補正量の変動に伴
ってスロットル弁の開度が短い周期で絶えず変動すると
いった状況が極力回避できる。その結果、請求項１又は
２に記載した発明の効果に加えて、スロットル弁の駆動
機構における耐久性低下を未然に防止することができ
る。

【００６１】

【発明の効果】請求項１に記載した発明では、点火時期
の遅角補正量に基づいて設定された最大開度を越えない
ようにスロットル弁の開度を制御するようにしている。
従って、高負荷運転時において点火時期の遅角補正が行
われる場合には、内燃機関に供給される吸入空気量が制
限されて排気温度の上昇が抑えられるようになる。その
結果、本発明によれば、点火時期の遅角制御に伴う排気
系の過熱を確実に抑制することができる。

【００６２】請求項２に記載した発明では、ノッキング
が検出されるときに点火時期を遅角補正するようにした
内燃機関に対して請求項１に記載した発明を適用するよ
うにしている。従って、請求項１に記載した発明と同
様、排気温度の上昇が抑えられることから、排気温度の
上昇を抑えるために遅角補正量を小さく設定するといっ
た必要がなく、内燃機関のノッキングを抑制するのに十
分な遅角補正量を確保することができる。その結果、点
火時期の遅角制御に伴う排気系の過熱を確実に抑制しつ
つ、内燃機関のノッキングを確実に抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態における吸入空気量制御装置を示す
概略構成図。

【図２】ＥＣＵ等の電気的構成を示すブロック図。

【図３】点火時期制御における制御手順を説明するフロ
ーチャート。

【図４】吸入空気量制御における制御手順を説明するフ
ローチャート。

【図５】ノック学習値と換算値との関係を示すグラフ。

【図６】回転速度及び換算値とスロットル開度における
最大開度との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１１…エンジン、１２…吸気通路、１８…スロットルバ
ルブ、２４…ＥＣＵ、６２…エアフローメータ、６３…
回転速度センサ、６５…ノックセンサ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｐ 5/153

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関運転状態を検出する運転状態検出手
   段と、前記検出される機関運転状態に応じて点火時期を
   遅角補正する点火時期補正手段とを備えた内燃機関に適
   用される吸入空気量制御装置であって、 前記内燃機関の吸気通路に設けられて前記内燃機関の燃
   焼室に導入される吸入空気の量を調節するスロットル弁
   と、 前記点火時期補正手段による点火時期の遅角補正量に基
   づいて前記スロットル弁の最大開度を設定する設定手段
   と、 前記設定される最大開度を越えないように前記スロット
   ル弁の開度を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
   する内燃機関の吸入空気量制御装置。
2. 【請求項２】 前記運転状態検出手段は前記内燃機関に
   発生するノッキングを検出する検出手段を含み、前記点
   火時期補正手段はノッキングが検出されるときに点火時
   期を遅角補正することを特徴とする請求項１に記載した
   内燃機関の吸入空気量制御装置。