特許 6051887 ノッキング抑制装置及びノッキング抑制方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6051887

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】ノッキング抑制装置及びノッキング抑制方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20161219BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20161219BHJP

   F02P 5/152 20060101ALI20161219BHJP

   F02D 41/22 20060101ALI20161219BHJP

   F02D 21/08 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   F02D45/00 345B

   F02D43/00 301B

   F02D43/00 301N

   F02P5/152

   F02D43/00 301H

   F02D41/22 330B

   F02D21/08 301G

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-11418(P2013-11418)

(22)【出願日】2013年1月24日

(65)【公開番号】特開2014-141943(P2014-141943A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2015年11月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100120178

【弁理士】

【氏名又は名称】三田 康成

(74)【代理人】

【識別番号】100130638

【弁理士】

【氏名又は名称】野末 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】松田 健

(72)【発明者】

【氏名】吉川 俊一

【審査官】 大山 健

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−１０５２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７１６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９１７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３２５７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０６１９６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ １３／００ −２８／００

Ｆ０２Ｄ ４１／００ −４１／４０

Ｆ０２Ｄ ４３／００ −４５／００

Ｆ０２Ｐ ５／１４５− ５／１５５

Ｆ０２Ｍ ２６／００ −２６／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出手段と、
内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段と、
排気還流通路を通って排気通路から吸気通路へ還流する排気還流量を制御する排気還流量制御手段と、
ノッキング検出時には、点火時期を運転状態に応じた目標点火時期から遅角させ、点火時期が遅角限界になってもノッキングが検出される場合には、前記排気還流量を運転条件に応じた目標排気還流量から増加させる制御手段と、
燃料噴射量制御手段と、
警告手段と、を備え、
前記排気還流量が導入限界になってもノッキングが検出される場合には、前記警告手段が警告を発し、前記制御手段が排気還流を停止し、前記燃料噴射量制御手段が燃料噴射量を増量する、
ノッキング抑制装置。

【請求項2】

請求項１に記載のノッキング抑制装置において、
前記遅角限界は排気温度及び燃焼安定度に基づいて予め設定したものであるノッキング抑制装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のノッキング抑制装置において、
前記排気還流量を増加させることでノッキングが解消した場合に、前記排気還流量の増加分を学習し、当該学習値を用いて前記目標排気還流量を補正するノッキング抑制装置。

【請求項4】

請求項３に記載のノッキング抑制装置において、
前記学習値に応じて排気還流を実行する前記内燃機関の運転領域を低負荷側に縮小し、当該縮小によって排気還流の実行領域から非実行領域に変わった運転領域では、前記排気還流量をゼロにして燃料噴射量を増量するノッキング抑制装置。

【請求項5】

内燃機関のノッキングの有無を判定し、
ノッキングが発生した場合には点火時期を運転状態に応じた目標点火時期から遅角させ、
点火時期が遅角限界になってもノッキングが発生する場合には、排気還流量を運転条件に応じた目標排気還流量から増加させ、
前記排気還流量が導入限界になってもノッキングが検出される場合には、警告を発し、かつ、排気還流を停止して燃料噴射量を増量する、
ノッキング抑制方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は内燃機関のノッキング抑制装置及びノッキング抑制方法に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関のノッキングを抑制する方法として、特許文献１には、ノッキング検出時に点火時期を固定したまま排気還流量（ＥＧＲ量）を増加させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−１５８９２７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ＥＧＲ量を増加させる場合には、ＥＧＲ弁開度を増大させてからＥＧＲ量が増加するまでにいわゆる輸送遅れが生じる。すなわち、この輸送遅れの間はノッキングが発生し続け、内燃機関の劣化が促進される。そこで、より速やかにノッキングを解消し得るノッキング抑制装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のある態様によれば、ノッキングを検出するノッキング検出手段と、点火時期を制御する点火時期制御手段と、排気還流通路を通って排気通路から吸気通路へ還流する排気還流量を制御する排気還流量制御手段と、これらを制御する制御手段と、燃料噴射量制御手段と、警告手段と、を備えるノッキング抑制装置が提供される。

【0006】

制御手段は、ノッキング検出時には、点火時期制御手段が点火時期を運転状態に応じた目標点火時期から遅角させ、点火時期が遅角限界になってもノッキングが検出される場合には、排気還流量制御手段が排気還流量を運転条件に応じた目標排気還流量から増加させる。排気還流量が導入限界になってもノッキングが検出される場合には、警告手段が警告を発し、制御手段が排気還流を停止し、燃料噴射量制御手段が燃料噴射量を増量する。

【発明の効果】

【0007】

上記態様によれば、ノッキングが発生したら、まず点火時期の遅角によりノッキングの解消を図るので、ＥＧＲ量増量のように遅れ期間中ノッキングが発生し続けることがない。また、点火時期を限界まで遅角してもノッキングが解消されない場合にはＥＧＲバルブ開度を増大させてノッキングの解消を図るので、ノッキングによる内燃機関の劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の実施形態を適用する内燃機関の構成図である。

【図2】図２は、燃焼安定領域の一例を示す図である。

【図3】図３は、ノッキング解消制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。

【図4】図４は、ＥＧＲ実行領域の一例を示すマップである。

【図5】図５は、ノッキング解消制御を実行した場合の点火時期、バルブ開度の変遷の一例を示す図である。

【図6】図６は、ノッキング解消制御を実行した場合の点火時期、バルブ開度の変遷の他の例を示す図である。

【図7】図７は、ノッキング解消制御を実行した場合の点火時期、バルブ開度の変遷のさらに他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、本実施形態を適用する内燃機関１の構成図である。

【0011】

内燃機関１の吸気通路２には、吸気流れの上流側から順に、吸入空気量を測定するエアフロメータ２０、内燃機関１に流入する吸入空気量を調節する電制スロットルバルブ４、及びコレクタタンク５が配置されている。また、コレクタタンク５には圧力センサ２１が配置されている。なお、エアフロメータ２０を設けずに、後述する圧力センサ２１と電制スロットルバルブ４の開度に基づいて吸入空気量を推定してもよい。

【0012】

内燃機関１の排気通路３には、排気流れの上流側から順に、第１排気触媒１１、第２排気触媒１２が配置されている。そして、第１触媒１１の上流側には空燃比を検出する空燃比センサ２６が配置され、空燃比センサ２６の上流側には排気温度センサ２５が配置されている。

【0013】

また、排気通路３とコレクタタンク５を連通するＥＧＲ通路８が設けられる。ＥＧＲ通路８には、ＥＧＲ通路８を通過するＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲバルブ９と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１０、ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温度センサ２７が配置されている。

【0014】

内燃機関１は、インジェクタ６が筒内に直接燃料を噴射し、点火装置７が筒内に生成された混合気に火花点火する、いわゆる筒内直噴火花点火式内燃機関である。内燃機関１には、ノッキングの有無を検出するノッキングセンサ２２、冷却液の温度を検出する水温センサ２３、及び機関回転速度を検出するクランク角センサ２４が配置されている。ノッキングセンサ２２は、振動を検出するセンサである。

【0015】

上記各センサの検出値はコントローラ３０に読み込まれる。コントローラ３０は各検出値に基づいて、燃料噴射量、点火時期、電制スロットルバルブ４の開度、ＥＧＲバルブ９の開度、及び警告灯（ＭＩＬ：Ｍａｌｆａｎｃｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｌａｍｐ）３１等の制御、及びノッキングの有無の判定を行なう。例えば、運転状態としての吸入空気量（機関負荷）及び機関回転速度に基づいて、燃料噴射量、点火時期、ＥＧＲ率の目標値を決定し、各目標値となるようにインジェクタ６、点火装置７、ＥＧＲバルブ９を制御する。各目標値は、予め記憶しておいたマップを検索することにより決定する。ノッキングの有無は、非ノッキング時の振動を予め基準値として記憶しておき、ノッキングセンサ２２が基準値を超える振動を検出した場合にノッキング発生と判断する。

【0016】

なお、コントローラ３０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。また、コントローラ３０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

【0017】

次に、コントローラ３０の制御について説明する。

【0018】

図２は、ある機関負荷、回転速度における燃焼安定領域の一例を示す図であり、縦軸が点火時期、横軸がＥＧＲ率を表している。

【0019】

ノック限界は、ノッキング発生領域とノッキング非発生領域の境界である。ノッキングは点火時期が進角側であるほど発生し易くなるが、ＥＧＲガスを導入すると筒内温度の上昇が抑制されてノッキングが発生しにくくなる。したがって、ＥＧＲ率が高くなるほど、より進角側の点火時期までノッキング非発生領域となる。また、ノック限界におけるＥＧＲ率と点火時期は比例関係にある。

【0020】

サージ限界は、燃焼安定度を確保できる領域と確保できない領域の境界である。点火時期を遅角させるほど、また、ＥＧＲ率が高まるほど、燃焼中に失火する可能性が高まる。したがって、ＥＧＲ率が高くなるほど、進角側の点火時期まで燃焼安定度を確保できない領域となる。

【0021】

排温限界は、排気触媒１１に流入する排気の温度が排気触媒１１の許容温度を超えるか否かの境界である。点火時期が遅角側になるほど、燃焼直後または燃焼途中の排気が排気触媒１１に流入することになるので、所定の点火時期より進角側が排温限界内の領域となる。

【0022】

コントローラ３０が機関負荷及び機関回転速度に基づいて設定する点火時期及びＥＧＲ率の目標値は、ノック限界、サージ限界、及び排温限界のいずれも超えない領域（燃料安定領域）となるように設定されている。

【0023】

ところで、排気には、燃焼室内での燃焼によって生じた生成物や未燃燃料、その他の油分等が含まれており、これらがＥＧＲ通路８、ＥＧＲバルブ９、ＥＧＲクーラ１０に堆積物として付着する。そして、堆積物の付着量が増加すると、ＥＧＲバルブ９を目標開度に制御しても、実際のＥＧＲ率が目標とするＥＧＲ率より低くなるおそれがある。また、ＥＧＲバルブ９の経時劣化によって、実際の開度が目標開度からずれた場合も、実際のＥＧＲ率が目標とするＥＧＲ率より低くなる。

【0024】

実際のＥＧＲ率と目標とするＥＧＲ率との乖離が大きくなると、機関負荷及び機関回転速度に基づいて設定した点火時期ではノック限界を超えて、ノッキングが発生する場合もある。

【0025】

コントローラ３０は、上記のような原因により発生するノッキングを解消するため、後述するノッキング解消制御ルーチンを実行する。

【0026】

図３は、コントローラ３０が実行するノッキング解消制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。本制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に、例えば１０ミリ秒程度の間隔で繰り返し実行される。

【0027】

コントローラ３０は、運転中にノッキングが発生したら、点火時期の遅角によりノッキングの解消を図る。そして、点火時期を遅角してもノッキングが解消しない場合に、ＥＧＲ率を高め、それでもノッキングが解消しない場合にはフェールセーフ制御を開始する。以下、詳細な制御内容についてステップにしたがって説明する。

【0028】

ステップＳ１０で、コントローラ３０は機関負荷としての吸入空気量Ｑａ、機関回転速度Ｎｅ、及びノックフラグｆＮを読み込む。ノックフラグｆＮは、ノッキングセンサ２２の検出値に基づいて設定され、ノッキング有りのときに１、ノッキング無しのときに０となる。

【0029】

ステップＳ２０で、コントローラ３０は、吸入空気量Ｑａ、機関回転速度Ｎｅに基づいて、基本点火時期ＡＤＶ０、基本ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲ０を読み込む。基本ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲ０は、吸入空気量Ｑａと機関回転速度Ｎｅに基づいて定まる目標ＥＧＲ率を実現するためのＥＧＲバルブ９の開度である。基本点火時期ＡＤＶ０、基本ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲ０は、それぞれ吸入空気量Ｑａと機関回転速度Ｎｅとで割り付けられたマップとしてコントローラ３０に記憶されている。

【0030】

ステップＳ３０で、コントローラ３０は吸入空気量Ｑａと機関回転速度Ｎｅに基づいて点火時期遅角補正量学習値ＩＲとＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥを読み込む。点火時期遅角補正量学習値ＩＲとＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥは、それぞれ吸入空気量Ｑａと機関回転速度Ｎｅとで割り付けられたマップに値が記憶されており、後述する学習により更新される。なお、初期値はいずれも０である。

【0031】

図４は、上記マップの一例であり、縦軸は吸入空気量Ｑａ、横軸は機関回転速度Ｎｅである。図中の格子状の領域が外部ＥＧＲを導入するＥＧＲ運転領域であり、各格子点に値が記憶されている。そして、各格子点の値が後述する学習により更新される。

【0032】

ステップＳ４０で、コントローラ３０はＭＩＬが消灯中か否かを判定し、消灯中であればステップＳ５０の処理を実行し、点灯中であればステップＳ１６０の処理を実行する。

【0033】

ステップＳ５０で、コントローラ３０はノックフラグｆＮが０であるか否か、つまりノッキング無しか否か、を判定する。ノックフラグｆＮが０、つまりノッキング無しの場合はステップＳ６０の処理を実行し、ノックフラグｆＮが１、つまりノッキング有りの場合はステップＳ１００の処理を実行する。

【0034】

ステップＳ６０で、コントローラ３０はノックフラグｆＮの前回値ｆＮｚが１、つまりノック有りか否かを判定する。ここで判定結果がｙｅｓになるのは、一旦ノッキングが発生し、後述するノッキング回避制御によりノッキングが発生しなくなった直後だけである。判定の結果、ノッキング有りの場合は、ステップＳ７０、Ｓ８０で後述する学習値の更新と補正値のリセットを実行し、ノッキング無しの場合はステップＳ７０とステップＳ８０をスキップしてステップＳ９０の処理を実行する。

【0035】

ステップＳ７０で、コントローラ３０は、点火時期遅角補正量学習値ＩＲの現在の記憶値ＩＲｚに、後述するノッキング回避制御によりノッキングが発生しなくなったときの点火時期遅角量補正値Ｒを加算し、これを新たな点火時期遅角補正量学習値ＩＲとする。また、ＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥの現在の学習値ＩＥｚに、後述するノッキング回避制御によりノッキングが発生しなくなったときのＥＧＲバルブ開度補正量補正値Ｅを加算し、これを新たなＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥとする。

【0036】

ステップＳ８０で、コントローラ３０は、点火時期遅角量補正値ＲとＥＧＲバルブ開度増加補正量補正値Ｅを０にリセットする。

【0037】

ステップＳ９０で、コントローラ３０は、基本点火時期ＡＤＶ０から点火時期遅角補正量学習値ＩＲを減算したものを点火時期ＡＤＶとして設定する。点火時期ＡＤＶは値が大きいほど進角側であることを表す。したがって、点火時期遅角補正量学習値ＩＲが大きくなるほど点火時期ＡＤＶが遅角補正される。そして、コントローラ３０は、設定した点火時期ＡＤＶに応じた駆動信号を点火装置７に出力して点火装置７を駆動させる。

【0038】

また、コントローラ３０は、基本ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲ０にＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥを加算したものを目標ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲとして設定する。目標ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲは値が大きいほど開度が大きいことを表す。コントローラ３０は、ここで設定した目標ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲに応じた駆動信号をＥＧＲバルブ９に出力してＥＧＲバルブ９を駆動させる。

【0039】

ステップＳ１００で、コントローラ３０は、鉄火時期遅角補正量学習値ＩＲと点火時期遅角量補正値Ｒとの和が遅角補正量リミット値Ｒｌｉｍより小さいか否かを判定する。なお、本ステップを実行するのは、ステップＳ５０でノッキング有りと判定された場合である。遅角補正量リミット値Ｒｌｉｍは、排温限界やサージ限界により定まる。判定の結果がｙｅｓの場合はステップＳ１１０の処理を実行し、ｎｏの場合はステップＳ１３０の処理を実行する。

【0040】

ステップＳ１１０で、コントローラ３０は点火時期遅角量補正値Ｒの前回値Ｒｚに所定の刻み値ΔＲを加算し、これを新たな点火時期遅角量補正値Ｒとする。

【0041】

ステップＳ１２０で、コントローラ３０は基本点火時期ＡＤＶ０から点火時期遅角補正量学習値ＩＲと点火時期遅角量補正値Ｒを減算したものを点火時期ＡＤＶとして設定する。また、コントローラ３０は、基本ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲ０にＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥを加算したものを目標ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲとして設定する。

【0042】

ステップＳ１３０で、コントローラ３０は、ＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥとＥＧＲバルブ開度増加補正量補正値Ｅの和がＥＧＲバルブ開度増加補正量リミット値Ｅｌｉｍより小さいか否かを判定する。なお、本ステップが実行されるのは、ステップＳ１００の判定結果がｎｏの場合、つまり点火時期ＡＤＶを遅角補正量リミット値Ｒｌｉｍまで遅角したのにノッキングが解消されない場合である。ＥＧＲバルブ開度増加補正量リミット値Ｅｌｉｍは、サージ限界等により定まる。判定の結果がｙｅｓならステップＳ１４０の処理を実行し、ｎｏならステップＳ１６０の処理を実行する。

【0043】

なお、本ステップに、基本ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲ０とＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥとＥＧＲバルブ開度増加補正量補正値Ｅの和が、ＥＧＲバルブ９の全開開度を超えているか否かの判定を加え、超えていればステップＳ１６０の処理を実行するようにしてもよい。

【0044】

ステップＳ１４０で、コントローラ３０は、ＥＧＲバルブ開度増加補正量補正値Ｅの前回値Ｅｚに、所定の刻み値ΔＥを加算したものを、新たなＥＧＲバルブ開度増加補正量補正値Ｅとする。

【0045】

ステップＳ１５０で、コントローラ３０は、基本点火時期ＡＤＶ０から遅角補正量リミット値Ｒｌｉｍを減算したものを点火時期ＡＤＶとして設定する。また、コントローラ３０は基本ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲ０にＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥとＥＧＲバルブ開度増加補正量補正値Ｅを加算したものを目標ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲとして設定する。

【0046】

ステップＳ１６０で、コントローラ３０はＥＧＲ系の異常を示すＭＩＬを点灯して運転者に修理が必要であることを知らせ、かつ、燃料増量制御を実行する。燃料を増量するのは、燃料の気化熱を利用して筒内温度の上昇を抑制することで、修理工場まで車両を走行させる際のノッキング発生を防止するためである。

【0047】

なお、本ステップを繰り返す場合は、本ステップの処理を実行するときの吸入空気量Ｑａと機関回転速度Ｎｅに基づいて定まる燃料噴射量に対して一定量増量するものであって、前回値に対して増量するものではない。したがって、本ステップを繰り返すことによって燃料噴射量が増加し続けることはない。

【0048】

本ステップを実行するのは、目標ＥＧＲバルブ開度を限界まで大きくしたにもかかわらずノッキングが解消せず、ＥＧＲバルブ９やＥＧＲクーラ１０等のＥＧＲ系に異常があると考えられる場合である。すなわち、本ステップはフェールセーフ制御である。なお、ステップＳ４０でＭＩＬ点灯中の場合も本ステップを実行する。

【0049】

ステップＳ１７０で、コントローラ３０は基本点火時期ＡＤＶ０から遅角補正量リミット値Ｒｌｉｍを減算したものを点火時期ＡＤＶとして設定する。また、コントローラ３０は目標ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲを０に設定する。本ステップが実行される状況では、ＥＧＲバルブ９は開度指令値通りに作動しない可能性が高い。このような場合にはＥＧＲが全く行われていないものとして、燃料噴射量や点火時期等の制御を実行することが好ましい。そこで、上記のように目標ＥＧＲバルブ開度ＥＧＲを０にする。

【0050】

上記のように、運転中にノッキングが発生した場合は、ノッキング解消のために点火時期を遅角し（Ｓ１０−Ｓ１２）、遅角量が限界に達してもノッキングが解消しない場合に、ＥＧＲ率を高めるためにＥＧＲバルブ開度を増大させる（Ｓ１３−Ｓ１５）。そして、それでもノッキングが解消されない場合にはフェールセーフ制御に移行する（Ｓ１６０、Ｓ１７０）。また、ノッキングが解消した時の点火時期遅角量補正値Ｒ、ＥＧＲバルブ開度増加補正量補正値Ｅに基づいて、それぞれ点火時期遅角補正量学習値ＩＲ、ＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥを更新する。

【0051】

図５−図７は、上記制御を実行した場合の点火時期ＡＤＶ、ＥＧＲバルブ開度の変遷について説明する為の図である。

【0052】

図５では、燃焼安定領域内の初期設定点を設定したにもかかわらず、上述したＥＧＲ系の異常によって、実際の設定点がノック限界を超えた点Ａ１となっている。そこで、点Ａ１から点火時期を遅角していくと、排温限界やサージ限界に達する前にノック限界内となる。つまり、点火時期の遅角だけでノッキングが解消されている。この場合は、点Ａ１から点Ａ２までの遅角量を学習する。

【0053】

図６でも、ＥＧＲ系の異常によって実際の設定点が点Ｂ１となっている。点火時期を遅角していくと、ノック限界内になる前に、排温限界の点Ｂ２に到達している。つまり、点火時期遅角量が排温限界で決まる限界に達している。そこで、ＥＧＲバルブ開度を増大させてＥＧＲ率を高めていくと、サージ限界に達する前にノック限界内の点Ｂ３となる。つまり、点火時期を遅角限界まで遅角させ、かつ、ＥＧＲバルブ開度を増大させることでノッキングが解消されている。この場合は、点Ｂ１から点Ｂ２までの遅角量及び点Ｂ２から点Ｂ３までのＥＧＲバルブ開度増加量を学習する。

【0054】

図７でも、ＥＧＲ系の異常によって実際の設定点が点Ｃ１となっている。点Ｃ１から点火時期を遅角してくと、図６と同様にノック限界内になる前に遅角限界の点Ｃ２に達する。そして、ＥＧＲバルブ開度を大きくしてくと、ノック限界内になる前の点Ｃ３でＥＧＲバルブ開度が全開となってしまう。つまり、点火時期遅角及びＥＧＲバルブ開度増大ではノッキングを解消できない。この場合は、フェールセーフ制御に移行する。

【0055】

なお、点火時期ＡＤＶを遅角させるとトルクが低下するので、トルク低下を補償するために吸入空気量Ｑａを増量するようにしてもよい。この場合、ＥＧＲ率を一定に維持するには、ＥＧＲ流量を増量する必要がある。つまり、ＥＧＲバルブ開度を増大させる必要がある。

【0056】

そこで、点火時期遅角でノッキングを解消できた場合には、トルク補償のための吸入空気量増量に伴うＥＧＲバルブ開度増加量を、ノッキングが発生しなくなったときのＥＧＲバルブ開度補正量補正値Ｅとして学習する。

【0057】

一方、ＥＧＲ率の増大させることでノッキングが解消された場合は、トルク補償のためのＥＧＲバルブ開度増加量に、ノッキング解消のためのＥＧＲバルブ開度増加量を加えたものをノッキングが発生しなくなったときのＥＧＲバルブ開度補正量補正値Ｅとして学習する。

【0058】

以上のように本実施形態では、ノッキングが発生した場合に、まず点火時期を遅角させる。点火時期の変更は、ＥＧＲ量を増大させる場合のような遅れ時間が殆どないので、ノッキング発生期間をより短縮できる。また、点火時期を遅角限界まで遅角してもノッキングを解消できない場合には、ＥＧＲ量を増大させるので、ノッキングによる内燃機関１の劣化を抑制できる。

【0059】

点火時期の遅角限界を、排気温度及び燃焼安定度に基づいて設定するので、排気触媒１１、１２の温度上昇による劣化を抑制できる。

【0060】

ＥＧＲバルブ開度を増大させることでノッキングが解消した場合に、ＥＧＲバルブ開度の増加分を学習し、当該学習値を用いて目標とするＥＧＲバルブ開度、つまり目標ＥＧＲ率を補正する。上記の学習及び補正をしない場合には、ＥＧＲ系への堆積物の付着等によりＥＧＲ流量が減少していると、毎回ノッキングが発生してからＥＧＲバルブ開度を増大させることになる。しかし、本実施形態によれば、上記の学習及び補正をすることで、ノッキングの発生を未然に防ぐことができる。

【0061】

また、点火時期の遅角及びＥＧＲバルブ開度の増大でもノッキングを解消できない場合は、フェールセーフ制御に移行するので、内燃機関１の劣化をより低減できる。

【0062】

（第２実施形態）
本実施形態は、システムの構成及び基本的な制御ルーチンについては第１実施形態と同様であるが、点火時期の遅角だけでノッキングを解消できずにＥＧＲバルブ開度を増大させてノッキングを解消できた場合の処理が一部異なる。以下、相違点について説明する。

【0063】

第１実施形態では、点火時期を限界まで遅角してもノッキングを解消できない場合に、ＥＧＲバルブ開度を増大させることでノッキングの解消を図っている。ノッキングの解消方法として、ＥＧＲバルブ開度の増大は、燃料噴射量増量に比べて燃費の悪化が無いという点で優れている。

【0064】

しかしながら、ＥＧＲ実行領域中の高負荷領域では、ＥＧＲバルブ開度の増大によりノッキングを解消できたとしても、点火時期が遅角限界であり、開度を増大したといっても設計時に想定していたＥＧＲ量は得られていない。このため、排気ガス温度が、当該運転条件で想定していた温度よりも大幅に高くなる可能性がある。

【0065】

そこで、本実施形態では、ＥＧＲバルブ開度の増大でノッキングが解消され、ＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥが得られた場合（図３のＳ７０）に、その大きさに応じてＥＧＲ実行領域を低負荷側に縮小する。そして、当該縮小によって新たに非ＥＧＲ実行領域となった運転領域では、燃料噴射量増量制御により排気ガス温度の上昇を抑制する。

【0066】

すなわち、本実施形態では、ＥＧＲ実行領域であって機関負荷が比較的低い運転領域では、ＥＧＲバルブ開度増加補正量学習値ＩＥによるＥＧＲバルブ開度の増加補正を実行する。一方、もとはＥＧＲ実行領域であったが縮小によって非ＥＧＲ実行領域となった運転領域では、ＥＧＲバルブ９を全閉とし、燃料噴射量増量制御を実行する。

【0067】

また、ＥＧＲ実行領域中の高負荷領域でノッキングが発生し、点火時期を限界まで遅角してもノッキングが解消されない場合には、ＥＧＲバルブ開度の増大補正を実行せずに、ＥＧＲバルブ９を全閉にして、燃料噴射量増量制御によりノッキングの解消を図る。

【0068】

以上によれば、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに、ノッキング解消に伴う排気温度上昇を抑制できるという効果が得られる。

【0069】

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0070】

１ 内燃機関
２ 吸気通路
３ 排気通路
４ 電制スロットルバルブ
５ コレクタタンク
６ インジェクタ
７ 点火装置
８ ＥＧＲ通路
９ ＥＧＲバルブ
２０ エアフロメータ
２２ ノッキングセンサ
２３ 水温センサ
２４ クランク角センサ
２５ 排気温度センサ
３０ コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】