特開 2024-176426 内燃機関制御装置及び内燃機関の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176426

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】内燃機関制御装置及び内燃機関の制御方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20241212BHJP

【ＦＩ】

F02D45/00 368

F02D45/00 364G

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094946

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】助川 義寛

(72)【発明者】

【氏名】赤城 好彦

(72)【発明者】

【氏名】押領司 一浩

【テーマコード（参考）】

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G384BA29

3G384DA38

3G384FA01Z

3G384FA06Z

3G384FA11Z

3G384FA28Z

3G384FA33Z

3G384FA37Z

3G384FA58Z

(57)【要約】

【課題】ピストン温度の推定精度が低下することを抑制できる内燃機関制御装置及び内燃機関の制御方法を提供する。
【解決手段】内燃機関制御装置は、ピストン温度推定部１２と、温度補正判定部１５と、温度補正部１４と、目標量算出部１６と、を備えている。ピストン温度推定部１２は、内燃機関のピストン温度を推定する。温度補正判定部１５は、ピストン推定温度を補正する補正タイミングであるか否かを判定する。温度補正部１４は、温度補正判定部１５において判定された補正タイミングでピストン温度推定部１２によって推定されたピストン推定温度を所定温度に補正する。目標量算出部１６は、ピストン推定温度又は温度補正部によって所定温度に補正されたピストン温度に基づいて、内燃機関のアクチュエータの制御目標量を算出する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関に設けたセンサからのセンサ出力及びアクチュエータ操作量、内燃機関状態量に基づいて前記内燃機関のピストン温度を推定するピストン温度推定部と、
前記センサ出力及びアクチュエータ操作量、内燃機関状態量に基づいて、前記ピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度を補正する補正タイミングであるか否かを判定する温度補正判定部と、
前記温度補正判定部において判定された前記補正タイミングで前記ピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度を所定温度に補正する温度補正部と、
前記ピストン温度推定部によって推定された前記ピストン推定温度又は前記温度補正部によって前記所定温度に補正された前記ピストン温度に基づいて、前記内燃機関のアクチュエータの制御目標量を算出する目標量算出部と、
を備えた内燃機関制御装置。

【請求項2】

前記温度補正判定部は、少なくとも前記ピストン温度が原因のノックが発生したタイミングを前記補正タイミングと判定する
請求項１に記載の内燃機関制御装置。

【請求項3】

前記温度補正判定部は、少なくとも前記ピストン推定温度とノック時の前記ピストン温度との偏差が所定以上の場合で、かつ、前記ピストン温度が原因のノックが発生したタイミングを前記補正タイミングと判定する
請求項２に記載の内燃機関制御装置。

【請求項4】

前記温度補正判定部は、前記内燃機関のオイルジェット流量が変化したときのノック強度の変化に基づいて、ノックの発生原因が、前記ピストン温度が原因のノックであるか否かを判定する
請求項２に記載の内燃機関制御装置。

【請求項5】

前記温度補正判定部は、点火時期が一定の状態で、前記オイルジェット流量の変化に対するノック強度の変化が予め設定した所定値よりも大きい場合、前記ピストン温度が原因のノックであると判定する
請求項４に記載の内燃機関制御装置。

【請求項6】

前記温度補正判定部は、オイルジェット流量が変化したときの点火時期の変化に基づいて、ノックの発生原因が、前記ピストン温度が原因のノックであるか否かを判定する
請求項２に記載の内燃機関制御装置。

【請求項7】

前記温度補正判定部は、ノック強度が一定の状態で、前記オイルジェット流量の変化に対する点火時期の変化が予め設定した所定値よりも大きい場合、前記ピストン温度が原因のノックであると判定する
請求項６に記載の内燃機関制御装置。

【請求項8】

前記温度補正判定部は、前記内燃機関の油温と水温との温度差に基づいて、ノックの発生原因が、前記ピストン温度が原因のノックであるか否かを判定する
請求項２に記載の内燃機関制御装置。

【請求項9】

前記温度補正判定部は、前記油温から前記水温を引いた温度差が予め設定した所定値より大きい場合に前記ピストン温度が原因のノックと判定する
請求項８に記載の内燃機関制御装置。

【請求項10】

前記温度補正部は、ノックが発生した際の前記ピストンの温度を前記所定温度に設定する
請求項１に記載の内燃機関制御装置。

【請求項11】

前記温度補正部は、前記内燃機関の外乱に基づいて、前記所定温度を変更する
請求項１０に記載の内燃機関制御装置。

【請求項12】

前記温度補正部は、前記外乱として、燃料のオクタン価、燃料のアルコール濃度、燃料の蒸発潜熱、前記内燃機関の回転速度、吸入空気の湿度、ＥＧＲ率、吸入空気量、吸入空気の圧力、吸入空気の温度、空燃比、圧縮比、デポジット堆積量の少なくともひとつの大きさに基づいて、前記所定温度を変更する
請求項１１に記載の内燃機関制御装置。

【請求項13】

内燃機関に設けたセンサからのセンサ出力及びアクチュエータ操作量、内燃機関状態量に基づいて前記内燃機関のピストン温度をピストン温度推定部で推定する処理と、
前記センサ出力及びアクチュエータ操作量、内燃機関状態量に基づいて、前記ピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度を補正する補正タイミングであるか否かを温度補正判定部で判定する処理と、
前記温度補正判定部において判定された前記補正タイミングで前記ピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度を所定温度に温度補正部で補正する処理と、
前記ピストン温度推定部によって推定された前記ピストン推定温度又は前記温度補正部によって前記所定温度に補正された前記ピストン温度に基づいて、前記内燃機関のアクチュエータの制御目標量を目標量算出部で算出する処理と、
を含む内燃機関の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関制御装置及び内燃機関の制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

通常、車両に搭載された内燃機関は、気温、湿度、気圧等の特定の環境条件で適合された各種アクチュエータの操作量に応じて動作する。例えば、実路走行時においては、適合時に想定する環境条件や内燃機関の運転条件から外れた条件で走行する場合がある。この環境条件は、各種センサを用いて検出され、検出した条件に応じた操作量の補正が行われる。

【0003】

また、実路走行時に、適合条件となるのは環境条件だけでなく、内燃機関そのものの状態（例えば壁温、冷却水温、部品）が変化し、適合時に想定した状態からずれる。このため、実路走行時に自動車の各種性能（燃費性能、排気性能）の向上には、内燃機関の状態を推定、検知することで運転中の状態を把握し、把握した内燃機関の状態に応じたアクチュエータの操作が重要になる。

【0004】

内燃機関の性能に関わる状態としては、内燃機関のピストン温度がある。ピストン温度は、燃費性能や排気性能に対して影響するアクチュエータの操作量に関連する物理量である。例えば、ピストン温度が高い条件では、ピストン近くのガスの加熱が進むため、異常燃焼（ノッキング）が発生しやすくする。一方で、ピストン温度が低い条件では、ピストンに付着した燃料が液体のまま残存しやすいため、未燃炭化水素や、すすの発生につながり排気性能が悪化する可能性がある。そのため、内燃機関に設けた各種アクチュエータを操作するためには、ピストン温度の推定精度を向上させることが求められている。

【0005】

ピストン温度を推定し、内燃機関に設けたアクチュエータを制御する技術としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、エンジン状態推定部と、壁面温度推定部と、操作量算出部と、を備えた内燃機関制御装置が記載されている。エンジン状態推定部は、運転条件に関するパラメータ及び燃焼の化学的条件に関するパラメータ、動作状況に関するパラメータに基づいて、ガスから壁面へのエネルギ伝達量を算出する。壁面温度推定部は、ガスから壁面へのエネルギ伝達量に基づいて、壁面温度を推定する。そして、操作量算出部は、壁面温度推定部が推定した壁面温度に基づいて、内燃機関に設けたアクチュエータの操作量を算出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２２－０３２１８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、内燃機関内のガスからピストンへのエネルギ伝達量を時間積分することでピストン温度を推定していた。また、時間積分の過程で、内燃機関内のガスからピストンへのエネルギ伝達量に含まれる誤差が蓄積される。そのため、特許文献１に記載された技術では、ピストン温度の推定精度が時間経過とともに低下するという問題を有していた。

【0008】

本目的は、上記の問題点を考慮し、ピストン温度の推定精度が低下することを抑制できる内燃機関制御装置及び内燃機関の制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決し、目的を達成するため、内燃機関制御装置は、ピストン温度推定部と、温度補正判定部と、温度補正部と、目標量算出部と、を備えている。ピストン温度推定部は、内燃機関に設けたセンサからのセンサ出力及びアクチュエータ操作量、内燃機関状態量に基づいて内燃機関のピストン温度を推定する。温度補正判定部は、センサ出力及びアクチュエータ操作量、内燃機関状態量に基づいて、ピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度を補正する補正タイミングであるか否かを判定する。温度補正部は、温度補正判定部において判定された補正タイミングでピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度を所定温度に補正する。目標量算出部は、ピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度又は温度補正部によって所定温度に補正されたピストン温度に基づいて、内燃機関のアクチュエータの制御目標量を算出する。

【0010】

また、内燃機関の制御方法は、以下（１）から（４）に示す処理を含む。
（１）内燃機関に設けたセンサからのセンサ出力及びアクチュエータ操作量、内燃機関状態量に基づいて内燃機関のピストン温度をピストン温度推定部で推定する処理。
（２）センサ出力及びアクチュエータ操作量、内燃機関状態量に基づいて、ピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度を補正する補正タイミングであるか否かを温度補正判定部で判定する処理。
（３）温度補正判定部において判定された補正タイミングでピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度を所定温度に温度補正部で補正する処理。
（４）ピストン温度推定部によって推定されたピストン推定温度又は温度補正部によって所定温度に補正されたピストン温度に基づいて、内燃機関のアクチュエータの制御目標量を目標量算出部で算出する処理。

【発明の効果】

【0011】

上記構成の内燃機関制御装置及び内燃機関の制御方法によれば、ピストン温度の推定精度が低下することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置により制御される内燃機関を示す概略構成図である。

【図2】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置の構成を示すブロック図である。

【図3】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置における目標点火時期の決定動作を示すフローチャートである。

【図4】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置における目標オイルジェット流量の決定動作を示すフローチャートである。

【図5】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置におけるピストン温度・目標量算出部の構成を示すブロック図である。

【図6】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置におけるピストン温度推定部の構成を示すブロック図である。

【図7】ピストンへのエネルギ伝達量にプラス誤差が生じていた場合のピストン推定温度と実際のピストン温度の時間履歴を示す説明図である。

【図8】ピストン温度とノック強度の関係を示す説明図である。

【図9】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置におけるピストン推定温度の補正タイミングの決定動作を示すフローチャートである。

【図10】オイルジェット流量とノック強度の関係を示す説明図である。

【図11】オイルジェット流量と点火時期の関係を示す説明図である。

【図12】油温と水温の温度差とノック原因の関係を示す説明図である。

【図13】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置における温度補正指令と温度補正値の決定動作を示すフローチャートである。

【図14】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置におけるピストン推定温度の算出動作を示したフローチャートである。

【図15】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置におけるピストン推定温度の補正動作によるノック判定、温度補正判定、ピストン推定温度、ピストン温度推定誤差の時間履歴の例を示した説明図である。

【図16】燃料のオクタン価、燃料中のアルコール濃度、燃料の蒸発潜熱、内燃機関の回転速度、吸入空気の湿度、ＥＧＲ率（吸入空気に対する再循環ガスの質量比）の変化に対するノック時ピストン温度の変化の例を示した説明図である。

【図17】吸入空気量、吸入空気の圧力、吸入空気の温度、空燃比、圧縮比、燃焼室へのデポジッド堆積量の変化に対するノック時ピストン温度の変化の例を示した説明図である。

【図18】ピストン推定温度とノックリスク度との関係を示した説明図である。

【図19】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置における目標量算出部で実施されるノックリスク度に基づいたオイルジェット流量の決定方法の一例を示した説明図である。

【図20】実施の形態例にかかる内燃機関制御装置における目標量算出部で実施されるノックリスク度に基づいたオイルジェット流量の決定方法の他の例を示した説明図である。

【図21】図２１Ａ及び図２１Ｂは、実施の形態例にかかる内燃機関制御装置におけるノックリスク度に基づいた点火進角速度の決定方法の一例を示した説明図である。

【図22】ノック判定、目標点火時期、ピストン温度、ノックリスク度の時間履歴の例を示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、内燃機関制御装置の実施の形態例について、図１～図２２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

【0014】

１．実施の形態例
まず、実施の形態例（以下、「本例」という）にかかる内燃機関制御装置について、図１からを参照して説明する。図１は、内燃機関を示す概略構成図である。

【0015】

１－１．内燃機関の構成例
まず、内燃機関の構成例について説明する
図１に示す内燃機関１００は、吸入行程、圧縮行程、燃焼（膨張）行程、排気行程の４行程を繰り返す、火花点火式の４サイクルガソリン内燃機関である。さらに、内燃機関１００は、例えば、４つの気筒（シリンダ）を備えた多気筒エンジンである。なお、内燃機関１００が有する気筒の数は、４つに限定されるものではなく、６つ又は８つ以上の気筒を有していてもよい。または、内燃機関１００が有する気筒の数は、３つ以下の気筒を有していてもよい。また、内燃機関１００のサイクル数は、４サイクルに限定されるものではない、

【0016】

図１に示すように、内燃機関１００は、シリンダヘッド２４と、シリンダブロック２３と、ピストン２５と、吸気弁２６と、排気弁２７と、を備えている。そして、シリンダヘッド２４、シリンダブロック２３、ピストン２５、吸気弁２６及び排気弁２７によって燃焼室が形成されている。シリンダヘッド２４には、点火プラグ及び点火コイル２２が設置されている。

【0017】

また、内燃機関１００は、電子制御スロットル弁３１と、吸気ポート３２と、排気ポート３３と、触媒コンバータ３４と、燃料噴射装置３５と、を備えている。さらに、内燃機関１００は、エアフローセンサ３６と、空燃比センサ３７と、ノックセンサ３８と、油温センサ３９と、オイルパン４０と、水温センサ４１とを備えている。そして、内燃機関１００は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）２によって制御される。

【0018】

燃焼用の空気は、電子制御スロットル弁３１及び吸気ポート３２を通って、燃焼室内に取り込まれる。そして、燃焼室から排出される燃焼後のガス（排気ガス）は、排気ポート３３及び触媒コンバータ３４を通って大気に排出される。また、燃料は、燃料噴射装置３５によって吸気ポート３２内に供給される。

【0019】

燃焼室に取り込まれる空気の量は、電子制御スロットル弁３１の上流側に設けられたエアフローセンサ３６の出力をＥＣＵ２が読み取ることによって計量される。また、エアフローセンサ３６内には、温度センサや湿度センサが併設されている。そして、エアフローセンサ３６の出力をＥＣＵ２が読み取ることで、吸入する空気の温度と湿度が検出される。

【0020】

燃焼室から排出されたガス（排気ガス）の空燃比は、触媒コンバータ３４の上流側に設けられた空燃比センサ３７の出力をＥＣＵ２が読み取ることで検出される。また、シリンダブロック２３にはノックセンサ３８が設けられている。ＥＣＵ２は、ノックセンサ３８の出力を読み取ることで、燃焼室内のノック状態を検出する。

【0021】

また、シリンダブロック２３内には水ジャケット４２が設けられており、図示しない冷却水ポンプによって水ジャケット４２に冷却水が流れることで、シリンダブロック２３が冷却される。冷却水の熱は、図示しないラジエータによって大気中に放出される。水ジャケット４２には、水温センサ４１が設置されている。そして、水温センサ４１の出力をＥＣＵ２が読み取ることで冷却水の温度（水温）が検出される。

【0022】

シリンダブロック２３の下部には、オイルを貯留するオイルパン４０が設けられている。そして、オイルパン４０には、油温センサ３９が設けられている。油温センサ３９の出力をＥＣＵ２が読み取ることでオイルの温度（油温）が検出される。

【0023】

さらに、シリンダブロック２３には、オイルジェット５３が取り付けられる。オイルジェット５３は、ピストン２５の裏面側へ向けてオイルを噴射することでピストン２５を冷却する機能を有する。

【0024】

オイルジェット５３が噴射するオイルの流量（オイルジェット流量）は、オイルジェット５３に接続された図示しないオイルポンプのオイル吐出圧によって変化する。または、オイルジェット５３が噴射するオイルの流量は、オイルジェット５３に内蔵された図示しないバルブ機構の開度によって変化する。オイルポンプの吐出圧又はオイルジェット５３に内蔵されたバルブ機構の開度は、ＥＣＵ２から送出される操作信号値によって変更される。

【0025】

シリンダブロック２３には、オイルジェット５３を含めたオイル供給部位へオイルを供給するオイル供給通路（メインギャラリー）５６が設けられている。シリンダブロック２３の下部に設けられたオイルパン４０に貯留されているオイルは、図示しないオイルポンプにより加圧される。そして、オイルポンプによって加圧されたオイルは、オイル供給通路５６を介して、オイルジェット５３の他、潤滑部位や油圧作動機器等へ供給される。

【0026】

オイルジェット５３の構造としては、例えば、ダイキャスト型、ろう付け２ピース型、及びろう付け一体型が挙げられる。ダイキャスト型やろう付け２ピース型の場合、チェックボールを内蔵した固定ボルトによりオイルジェット５３がシリンダブロック２３へ締結される。ろう付け一体型で、バルブ機構を内蔵している場合には、チェックボールを内蔵していない一般的な固定ボルトによりオイルジェット５３がシリンダブロック側へ固定される。

【0027】

チェックボールは、スプリングによりオイル供給通路５６内のオイル油圧がスプリングのセット荷重を上回ることによりオイルがオイルジェット５３へ供給される。つまり、内燃機関１００のオイル供給通路５６へ供給されるオイルの油圧が所定値以上となると自発的にオイルが噴射するようにオイルジェット５３が構成されている。

【0028】

一方、オイルジェット５３がバルブ機構を内蔵している場合には、このバルブをソレノイド式とし、その開度を調整することでオイルジェットの停止や、噴射時のオイルジェット流量が調整される。

【0029】

吸気弁２６及び排気弁２７の開閉タイミングは、図示しないバルブタイミング可変機構によって調整される。

【0030】

ＥＣＵ２は、アクセル開度センサ６２の出力信号に基づいて、要求トルクを演算する。すなわち、アクセル開度センサ６２は、内燃機関１００への要求トルクを検出する要求トルク検出センサとして用いられる。また、ＥＣＵ２は、クランク角度センサ１０の出力信号に基づいて、内燃機関１００の回転速度を演算する。そして、ＥＣＵ２は、各種センサの出力から得られる内燃機関１００の運転状態に基づき、空気流量、燃料噴射量、点火時期、燃料圧力、油圧、バルブタイミング等の内燃機関１００の主要な作動量を最適に演算する。

【0031】

ＥＣＵ２により演算した燃料噴射量は、開弁パルス信号に変換され、燃料噴射装置３５に出力される。また、ＥＣＵ２により演算された点火時期は、点火信号として点火コイル２２に出力される。さらに、ＥＣＵ２により演算されたスロットル開度は、スロットル駆動信号として電子制御スロットル弁３１に出力される。

【0032】

また、内燃機関１００は、吸気ポート（吸気管）３２と排気ポート（排気管）３３とを接続する不図示のＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）配管を設けてもよい。そして、このＥＧＲ配管により、排気ポート３３を通過する排気ガスの一部を吸気ポート３２に戻してもよい。この場合、ＥＣＵ２は、各種センサの出力から得られる内燃機関１００の運転状態に基づき、ＥＧＲ配管に設けた流量調整バルブの開度を操作することで、吸気ポート３２に戻す排気ガスの流量（ＥＧＲ量）を調整する。

【0033】

また、内燃機関１００は、不図示の圧縮比可変機構を設けてもよい。圧縮比可変機構は、ピストン２５のストローク量を調整することで圧縮比を変更する機構である。この場合、ＥＣＵ２は、各種センサの出力から得られる内燃機関１００の運転状態に基づき、不図示の圧縮比可変機構を操作することで、内燃機関１００の圧縮比を調整する。

【0034】

また、内燃機関１００の燃料は、ガソリン、アルコール（エタノール、メタノール）、合成燃料（ｅＦｕｅｌ）などの液体燃料や、メタン、プロパン、水素、アンモニア等の気体燃料、これらを混合した混合燃料などが使用される。

【0035】

１－２．ＥＣＵの構成例
次に、図２を参照してＥＣＵ２の構成例について説明する。
図２は、ＥＣＵ２の構成を示すブロック図である。

【0036】

図２に示すように、ＥＣＵ２は、入力回路３と、入出力ポート４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５と、ＲＯＭ（Read Only Memory）６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７を有する。また、ＥＣＵ２は、オイルジェット制御部８と、点火制御部９と、ピストン温度・目標量算出部１１と、を有している。

【0037】

入力回路３には、水温センサ４１からの水温、エアフローセンサ３６からの吸入空気量、ノックセンサ３８からのノック強度など、各センサからのセンサ出力値が入力される。入力回路３は、入力された信号に対してノイズ除去等の信号処理を行って、入出力ポート４へ送る。入出力ポート４の入力ポートに入力された値はＲＡＭ５に格納される。

【0038】

ＲＯＭ６には、ＣＰＵ７により実行される各種演算処理の内容を記述した制御プログラムや、各処理に用いられるマップやデータテーブル等が記憶されている。ＲＡＭ５には、入出力ポート４の入力ポートに入力された値や、制御プログラムに従って演算された各アクチュエータの操作量を表す値を格納する格納領域が設けられている。また、ＲＡＭ５に格納された各アクチュエータの操作量を表す値は、入出力ポート４の出力ポートに送られる。

【0039】

ピストン温度・目標量算出部１１は、入出力ポート４から受け取ったセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関の状態量を受け取り、ピストン温度を推定する。そして、ピストン温度・目標量算出部１１は、ピストン推定温度に基づいた各アクチュエータの制御目標量を算出し、オイルジェット制御部８、点火制御部９に出力する。

【0040】

オイルジェット制御部８は、入出力ポート４から受け取ったセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関１００の状態量に基づいて既存目標オイルジェット流量を求める。また、オイルジェット制御部８は、ピストン温度・目標量算出部１１から付加目標オイルジェット流量を受け取る。そして、オイルジェット制御部８は、既存目標オイルジェット流量と付加目標オイルジェット流量のうちいずれかをオイルジェットの制御目標量として選択し、オイルジェット５３の操作量を決定する。

【0041】

点火制御部９は、入出力ポート４から受け取ったセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関１００の状態量に基づいて既存目標点火時期を求める。また、点火制御部９は、ピストン温度・目標量算出部１１から付加目標点火時期を受け取る。そして、点火制御部９は、既存目標点火時期と付加目標点火時期のうちいずれかを点火時期の制御目標量として選択し、点火コイル２２の操作量を決定する。

【0042】

すなわち、オイルジェット制御部８と点火制御部９は、ピストン温度・目標量算出部１１によって決定されたアクチュエータ制御目標量（以下、付加目標量とする）を受け取る。また、オイルジェット制御部８と点火制御部９は、ピストン温度・目標量算出部１１を介さずに入出力ポート４から受け取ったセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量に基づいて決定されたアクチュエータ制御目標量（以下、既存目標量とする）を求める。そして、オイルジェット制御部８と点火制御部９は、付加目標量と、既存目標量の２つの目標量から、現在の内燃機関制御に最適なアクチュエータ制御目標量を選択する。また、オイルジェット制御部８と点火制御部９は、選択した制御目標量を達成するためのアクチュエータ操作量を求めてアクチュエータに出力する。

【0043】

このように、オイルジェット制御部８と点火制御部９において付加目標量と既存目標量を選択するのは、内燃機関状態等によって最適な目標量が変化する可能性があるためである。例えば、ノック発生時には内燃機関１００を保護するために直ちに点火時期を遅角化する必要がある。ここで、付加目標量は、ピストン推定温度に基づいて決定されるため応答の遅れや誤差を生じる可能性がある。そこで、ノック発生時には、ピストン温度・目標量算出部１１を介さずに入出力ポート４から受け取ったセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量に基づいて決定されたノック時の点火時期（既存目標量）を目標点火時期として点火制御するのが望ましい。

【0044】

１－３．目標点火時期の決定動作
次に、図３を参照して目標点火時期の決定動作について説明する。
図３は、目標点火時期の決定動作を示すフローチャートである。

【0045】

図３に示すように、点火制御部９は、ノック判定がＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理において、ノック判定がＯＦＦである、すなわちノックが発生していないと判断した場合（ステップＳ１１のＮＯ判定）、点火制御部９は、ピストン温度・目標量算出部１１によって算出された目標点火時期（付加目標量）を制御目標量として選択する（ステップＳ１２）。

【0046】

また、ステップＳ１１の処理において、ノック判定がＯＮである、すなわちノックが発生していると判断した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ判定）、点火制御部９は、入出力ポート４から受け取ったセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量に基づいて決定されたノック時点火時期を制御目標量として選択する（ステップＳ１３）。具体的には、点火制御部９は、内燃機関１００をノック状態から非ノック状態に移行させるための遅角側点火時期を制御目標量として選択する（ステップＳ１３）。

【0047】

このように、点火時期の制御目標量の選択を行うことによって、ピストン推定温度に基づいて点火時期を操作する効果を得ることができる。さらに、ノック発生時には、ノックによる内燃機関１００の損傷を防止することができる。

【0048】

１－４．目標オイルジェット流量の決定動作
次に、図４を参照して目標オイルジェット流量の決定動作について説明する。
図４は、目標オイルジェット流量の決定動作を示すフローチャートである。

【0049】

ここで、ピストン摺動面でのフリクションが大きい場合には、潤滑を即すためにオイルジェット増量が必要となる場合がある。この場合には、油温や水温に基づいて決定された既存目標量を目標オイルジェット流量としてオイルジェット制御するのが望ましい。

【0050】

図４に示すように、オイルジェット制御部８は、油温（又は水温）が予め定めた閾値（例えば２０℃）よりも高いか否かを判断する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理において、油温が閾値よりも高いと場合（ステップＳ２１のＹＥＳ判定）、オイルジェット制御部８は、ピストン温度・目標量算出部１１によって算出された目標オイルジェット流量（付加目標量）を制御目標量として選択する（ステップＳ２２）。

【0051】

また、ステップＳ２１の処理において、油温が閾値以下である場合（ステップＳ２１のＮＯ判定）オイルジェット制御部８は、入出力ポート４から受け取った油温に基づいて決定されたオイルジェット流量（既存目標量）を制御目標量として選択する（ステップＳ２３）。

【0052】

このように、オイルジェット流量の制御目標量の選択を行うことによって、ピストン推定温度に基づいてオイルジェット流量を操作する効果を得ることができる。さらに、ピストン摺動面でのフリクション低減が必要な場合には、油温（または水温）に基づいて適切なフリクション低減を図ることができる。

【0053】

なお、本例では、アクチュエータ操作量を決定する制御部の一例として、オイルジェット制御部８と点火制御部９を用いる例を示したが、これらに限定するものではない。例えば、アクチュエータ操作量を決定する制御部としては、燃料噴射制御部（燃料噴射弁、燃料ポンプの操作量を出力）や、バルブタイミング制御部（バルブタイミング機構の操作量を出力）、可変圧縮比制御部（可変圧縮比機構の操作量を出力）、空気量制御部（電子制御スロットルバルブの操作量を出力）、油圧制御部（オイルポンプの操作量を出力）など他のアクチュエータ制御部などであってもよい。

【0054】

２．ピストン温度・目標算出部の構成例
次に、図５を参照してピストン温度・目標量算出部１１の構成例について説明する。
図５は、ＥＣＵ２の内部構成の一部であるピストン温度・目標量算出部１１の構成を示すブロック図である。

【0055】

図５に示すように、ピストン温度・目標量算出部１１は、ピストン温度推定部１２と、温度補正部１４と、温度補正判定部１５と、目標量算出部１６と、を備えている。ピストン温度推定部１２は、入出力ポート４からセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量を受け取る。そして、ピストン温度推定部１２は、センサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量に基づいて、ピストン温度を推定する。また、ピストン温度推定部１２は、推定したピストン温度を目標量算出部１６や温度補正判定部１５に出力する。

【0056】

温度補正判定部１５は、入出力ポート４からセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量を受け取る。また、温度補正判定部１５は、ピストン温度推定部１２からピストン推定温度を受け取る。そして、温度補正判定部１５は、センサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量、ピストン推定温度に基づいて、ピストン温度を補正するタイミングを判定する。また、温度補正判定部１５は、判定した温度補正タイミングを温度補正部１４に出力する。

【0057】

温度補正部１４は、温度補正判定部１５によって判定した温度補正のタイミングに基づいて、ピストン温度推定部１２に補正指令及び温度補正値を出力する。また、温度補正部１４は、後述するノック時ピストン温度Ｔｋを目標量算出部１６に出力する。そして、目標量算出部１６は、ピストンの推定温度に基づいて各アクチュエータの制御目標量を求める。

【0058】

２－１．ピストン温度推定部の構成例
次に、図６を参照してピストン温度推定部１２の構成例について説明する。
図６は、ピストン温度・目標量算出部１１の内部構成の一部であるピストン温度推定部１２の構成を示すブロック図である。

【0059】

図６に示すように、ピストン温度推定部１２は、エネルギ伝達量推定部１７と、温度演算部１８とを備えている。エネルギ伝達量推定部１７は、入出力ポート４からセンサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量を受け取る。そして、エネルギ伝達量推定部１７は、センサ出力値や各アクチュエータの操作量、内燃機関状態量に基づいて、ピストン２５へのエネルギ伝達量を求める。また、エネルギ伝達量推定部１７は、求めたエネルギ伝達量を温度演算部１８に出力する。

【0060】

温度演算部１８は、ピストン２５へのエネルギ伝達量からピストン温度を求める。ここで、温度演算部１８は、エネルギ伝達量推定部１７から入力されたピストン２５へのエネルギ伝達量を用いて、下記数式１によってピストン推定温度を算出する。
［数式１］

【0061】

数式１は、ピストン２５へのエネルギ伝達量Ｑ（ｔ）に対する時間積分の形で表されている。そのため、ピストン２５へのエネルギ伝達量Ｑ（ｔ）に誤差が含まれると、時間経過とともにその誤差が蓄積するおそれがある。

【0062】

図７は、ピストンへのエネルギ伝達量にプラス誤差が生じていた場合のピストン推定温度と実際のピストン温度の時間履歴を示す説明図である。
もし、ピストン２５へのエネルギ伝達量Ｑ（ｔ）にプラス誤差が生じていた場合、図７に示すように、ピストン推定温度は、実温度よりも高くなる。ここで、ピストンへのエネルギ伝達量Ｑ（ｔ）にプラス誤差が生じていた場合とは、ピストンへ２５のエネルギ伝達量Ｑを過大に見積もった場合である。そして、図７に示すように、ピストン推定温度と実温度との差異（ピストン温度の推定誤差）は時間経過とともに増大する。

【0063】

図８は、ピストン温度とノック強度の関係の一例を示す図である。
ピストン２５の高温化がノック発生の原因である場合、ピストン温度とノック強度との間には図８に示されるように強い線形相関があることが知られている。ここで、ピストン２５の高温化がノック発生の原因である場合とは、ピストンからの伝熱によって加熱されたピストン表面のガスの自着火がノックの発生原因である場合である。

【0064】

一般的な内燃機関制御装置では、ノックセンサ３８の出力に基づいてノック強度を求め、そのノック強度が予め定められたノック判定閾値を超えたときにノック状態である（以下、ノック判定ＯＮ）と判断する。また、図８で示されるように、ピストン温度とノック強度との間に相関があることから、ノック判定ＯＮにおける（すなわち、ノック強度がノック判定閾値である）ピストン温度はほぼ一定であると考えられる。以下、ノック強度がノック判定閾値を超えた際の、ピストン温度をノック時ピストン温度（所定温度）Ｔｋとする。

【0065】

そこで、本例のピストン温度・目標量算出部１１では、所定条件を満たしたときに、ピストン推定温度をノック時ピストン温度Ｔｋに補正する。これにより、時間経過に伴うピストン温度の推定精度低下を防止する。

【0066】

３．ピストン推定温度の補正動作
次に、ピストン推定温度の補正動作について図９から図１４を参照して説明する。
３－１．ピストン推定温度の補正タイミングの決定動作
まず、図９を参照してピストン推定温度の補正タイミングの決定動作について説明する。
図９は、ピストン推定温度の補正タイミングの決定動作を示すフローチャートである。

【0067】

図９に示すように、温度補正判定部１５は、ＥＣＵ２で算出されたノック状態フラグを読み取り、現在のノック発生状態を判定する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理において、温度補正判定部１５は、ノック判定がＯＮである（ノック状態）と判断した場合、ステップＳ３２の処理に移行し、ノック判定がＯＦＦである（ノック状態ではない）と判断した場合、ステップＳ３５の処理に移行する。ステップＳ３５の処理において、温度補正判定部１５は、温度補正判定フラグをＯＦＦ（ピストン推定温度の補正タイミングではない）に設定する。そして、温度補正判定部１５は、温度補正判定フラグがＯＦＦであると温度補正部１４に送出して、ステップＳ３１の処理に戻る。

【0068】

これに対して、ステップＳ３２の処理において、温度補正判定部１５は、現在のピストン推定温度Ｔ（ｔ）とノック時ピストン温度Ｔｋとの偏差ΔＴ＝｜Ｔ（ｔ）－Ｔｋ｜が予め定めた閾値Ｔｃ（例えば１０℃）以上か否かを判定する。ステップＳ３２の処理において、偏差ΔＴが閾値Ｔｃ以上であると判断した場合（ステップＳ３２のＹＥＳ判定）、ステップＳ３３の処理に移行する。また、ステップＳ３２の処理において、偏差ΔＴが閾値Ｔｃ以上ではないと判断した場合（ステップＳ３２のＮＯ判定）、ステップＳ３５の処理に移行する。

【0069】

次に、ステップＳ３３の処理において、温度補正判定部１５は、ノックがピストン温度原因のノックであるか否かを判定する。ステップＳ３３の処理において、ノックがピストン温度原因であると判断した場合（ステップＳ３３のＹＥＳ判定）、ステップＳ３４の処理に移行する。また、ステップＳ３３の処理において、ノックがピストン温度原因ではないと判断した場合（ステップＳ３３のＮＯ判定）、ステップＳ３５の処理に移行する。

【0070】

次に、温度補正判定部１５は、ステップＳ３４の処理において、温度補正判定フラグをＯＮに設定（ピストン推定温度の補正タイミングである）する。そして、温度補正判定部１５は、温度補正判定フラグがＯＮであると温度補正部１４に送出して、ステップＳ３１の処理に戻る。

【0071】

以上の処理によって、ピストン温度原因のノックが発生し、かつ現在のピストン推定温度に閾値Ｔｃ以上の誤差が発生していると判断された場合には、温度補正判定フラグがＯＮであると温度補正判定部１５から温度補正部１４に送出される。それ以外の場合には、温度補正判定フラグがＯＦＦであると温度補正判定部１５から温度補正部１４に送出されることになる。

【0072】

なお、ステップＳ３２の処理に示す、現在のピストン推定温度に閾値Ｔｃ以上の誤差が発生しているかの判定処理は、省略してもよい。すなわち、現在のピストン推定温度の誤差の大きさに関わらず、ピストン温度原因のノックが発生した場合には、温度補正判定ＯＮ（温度補正判定フラグがＯＮ）を温度補正判定部１５から温度補正部１４に送出する。そして、ピストン温度原因のノックが発生していない場合には、温度補正判定ＯＦＦ（温度補正判定フラグがＯＦＦ）を温度補正判定部１５から温度補正部１４に送出してもよい。しかしながら、ステップＳ３２の処理における、現在のピストン推定温度に閾値Ｔｃ以上の誤差が発生しているかの判定処理を実施することで、ＥＣＵ２における演算負荷を低減することができる。

【0073】

３－２．ピストン温度原因のノックを判定する方法
次に、ステップＳ３３の処理における現在発生しているノックがピストン温度原因のノックであるか否かを判定する方法について図１０から図１２を参照して説明する。

【0074】

図１０は、オイルジェット流量とノック強度の関係を示す説明図である。また、図１０では、点火時期を一定としてオイルジェット流量を変えた場合のノック強度変化の例を示している。
図１０に示すように、ノックがピストン温度原因の場合には、オイルジェット流量を増やしてピストンの冷却を高めるとノック強度は、顕著に低下する。一方、ノックがピストン温度以外の原因で発生している場合（例えば、シリンダヘッドやシリンダライナの高温化によってノックが発生している場合）は、オイルジェット流量を増やしてピストンの冷却を高めてもノック強度の変化は小さい。

【0075】

したがって、図１０に示すように、オイルジェット流量の変化に対するノック強度の変化の大きさからピストン温度原因のノックであるか否かを判定することができる。より具体的には、オイルジェット流量の変化に対するノック強度の変化の大きさが予め定めた閾値（例えば、オイルジェット流量変化１０％に対してノック強度変化１０％）以上の場合は、ピストン温度が原因のノックであると判定する。そして、オイルジェット流量の変化に対するノック強度の変化の大きさが予め定めた閾値より小さい場合は、ピストン温度以外が原因のノックであると判定することができる。

【0076】

図１１は、オイルジェット流量と点火時期の関係を示す説明図である。また、図１１では、ノック強度を一定としてオイルジェット流量を変えた場合の点火時期変化（トレースノックの点火時期変化）を示している。
図１１に示すように、ピストン温度がノック原因の場合には、オイルジェット流量を増やしてピストンの冷却を高めると点火時期の進角が大きくなる。一方、ピストン温度以外がノック原因の場合は、オイルジェット流量の変化に対して点火時期の変化は小さい。

【0077】

したがって、図１１に示すように、オイルジェット流量の変化に対する点火時期の変化の大きさからピストン温度原因のノックであるか否かを判定することができる。より具体的には、オイルジェット流量の変化に対する点火時期の変化の大きさが予め定めた閾値（例えばオイルジェット流量変化１０％に対して点火時期変化０．１°）以上の場合は、ピストン温度が原因のノックであると判定する。そして、オイルジェット流量の変化に対する点火時期の変化の大きさが予め定めた閾値より小さい場合は、ピストン温度以外が原因のノックであると判定することができる。

【0078】

図１２は、油温と水温の温度差とノック原因の関係を示す説明図である。
図１２に示すように、ピストン温度は油温との相関が高く、ピストン温度以外のノック原因となるシリンダヘッド温度やシリンダライナ温度は水温との相関が高い。そこで、油温と水温の温度差（油温―水温）の大きさが予め設定した閾値ΔＴｃ（例えば３０℃）より大きい場合は、ピストン温度が原因のノックであると判定する。そして、油温と水温の温度差（油温―水温）の大きさが閾値ΔＴｃ以下の場合は、ピストン温度以外が原因のノックであると判定することができる。

【0079】

３－３．温度補正指令と温度補正値の決定動作
次に、図１３を参照して、温度補正部１４における温度補正指令と温度補正値の決定動作について説明する。
図１３は、温度補正指令と温度補正値の決定動作を示すフローチャートである。

【0080】

図１３に示すように、まず、温度補正部１４は、温度補正判定部１５から温度補正判定結果を受け取る。そして、温度補正部１４は、温度補正判定フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１の処理において、温度補正部１４は、温度補正判定フラグがＯＮ（ピストン推定温度の補正タイミングである）であると判断した場合（ステップＳ４１のＹＥＳ判定）、ステップＳ４２の処理に移行する。また、ステップＳ４１の処理において、温度補正部１４は、温度補正判定フラグがＯＦＦ（ピストン推定温度の補正タイミングではない）であると判断した場合（ステップＳ４１のＮＯ判定）、ステップＳ４４の処理に移行する。

【0081】

ステップＳ４４の処理では、温度補正部１４は、ピストン温度推定部１２に温度補正指令ＯＦＦ（ピストン推定温度を補正しない）を送出し、ステップＳ４１の処理に戻る。

【0082】

次に、ステップＳ４２の処理では、温度補正部１４は、ピストン推定温度の温度補正値にノック時ピストン温度Ｔｋを設定する。そして、温度補正部１４は、ピストン温度推定部１２に温度補正指令ＯＮ（ピストン推定温度を補正する）と温度補正値（ノック時ピストン温度Ｔｋ）を送出し（ステップＳ４３）、ステップＳ４１の処理に戻る。

【0083】

３－４．ピストン推定温度の算出動作
次に、図１４を参照してピストン温度推定部１２におけるピストン推定温度の算出動作について説明する。
図１４は、ピストン推定温度の算出動作を示したフローチャートである。

【0084】

図１４に示すように、まず、ピストン温度推定部１２は、温度補正部１４から温度補正指令を受け取る。そして、ピストン温度推定部１２は、温度補正指令がＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ５１）。ステップＳ５１の処理において、ピストン温度推定部１２は、温度補正指令がＯＮ（ピストン推定温度を補正する）であると判断した場合（ステップＳ５１のＹＥＳ判定）、ピストン推定温度を補正するための処理、すなわちステップＳ５２の処理に移行する

【0085】

また、ステップＳ５１の処理において、ピストン温度推定部１２は、温度補正指令がＯＦＦ（ピストン推定温度を補正しない）であると判断した場合（ステップＳ５１のＮＯ判定）、エネルギ伝達量に基づいたピストン推定温度の算出をする。すなわち、ステップＳ５３の処理に移行する。

【0086】

ピストン推定温度を補正するための処理では、まず、ピストン温度推定部１２は、現在のピストン推定温度を温度補正部１４から受け取った温度補正値に置き換える（ステップＳ５２）。そして、後述するステップＳ５５の処理に移行する。

【0087】

これに対して、エネルギ伝達量に基づいたピストン推定温度の算出処理では、まず、ピストン温度推定部１２は、アクチュエータ操作量、センサ出力、内燃機関状態量に基づいてピストン２５へのエネルギ伝達量を算出する（ステップＳ５３）。次に、ピストン温度推定部１２は、上述した数式１を用いてピストン２５へのエネルギ伝達量を積分することでピストン推定温度を算出する（ステップＳ５４）。そして、ステップＳ５５の処理に移行する。

【0088】

ステップＳ５５５の処理では、ピストン温度推定部１２は、算出又は置き換えたピストン推定温度を目標量算出部１６に送り出し、ステップＳ５１の処理に戻る。

【0089】

図１５は、ピストン推定温度の補正動作によるノック判定、温度補正判定、ピストン推定温度、ピストン温度推定誤差の時間履歴の例を示した説明図である。
図１５に示すように、本例のピストン推定温度の補正動作によると、ノック判定ＯＮ時において所定条件を満たしたときに、ピストン推定温度がノック時ピストン温度Ｔｋに補正される。このような温度補正によってピストン温度推定誤差の蓄積が抑制される。その結果、時間経過にともなうピストン推定温度の精度低下を防止することが可能となる。

【0090】

３－５．ノック時ピストン温度の変更
ところでノックの発生し易さは燃料の性状、環境条件、内燃機関の劣化状態など（以下、これらを外乱と略す）によって変化することが知られている。したがって、ピストン温度が原因のノックであっても、ノック時ピストン温度Ｔｋは、外乱の程度によって変化すると考えられる。そのため、温度補正部１４で決定される温度補正値であるノック時ピストン温度Ｔｋを、外乱の程度の大きさによって変更するのが望ましい。

【0091】

図１６は、燃料のオクタン価、燃料中のアルコール濃度、燃料の蒸発潜熱、内燃機関の回転速度、吸入空気の湿度、ＥＧＲ率（吸入空気に対する再循環ガスの質量比）の変化に対するノック時ピストン温度Ｔｋの変化の例を示した説明図である。
燃料のオクタン価、燃料中のアルコール濃度、燃料の蒸発潜熱、内燃機関の回転速度、吸入空気の湿度、ＥＧＲ率が大きいほどノックが発生しにくくなる。そのため、図１６に示すように、燃料のオクタン価、燃料中のアルコール濃度、燃料の蒸発潜熱、内燃機関の回転速度、吸入空気の湿度、ＥＧＲ率が大きいほど、ノック時ピストン温度Ｔｋは、高くなる。したがって、温度補正部１４では、燃料のオクタン価、燃料中のアルコール濃度、燃料の蒸発潜熱、内燃機関の回転速度、吸入空気の湿度、ＥＧＲ率が大きいほど温度補正値が高くなるように設定するのが望ましい。

【0092】

図１７は、吸入空気量、吸入空気の圧力、吸入空気の温度、空燃比、圧縮比、燃焼室へのデポジッド堆積量の変化に対するノック時ピストン温度Ｔｋの変化の例を示した説明図である。
吸入空気量、吸入空気の圧力、吸入空気の温度、空燃比、圧縮比、燃焼室へのデポジッド堆積量が大きいほどノックが発生しやすくなる。そのため、図１７に示すように、吸入空気量、吸入空気の圧力、吸入空気の温度、空燃比、圧縮比、燃焼室へのデポジッド堆積量が大きいほど、ノック時ピストン温度Ｔｋは、低くなる。したがって、温度補正部１４では、吸入空気量、吸入空気の圧力、吸入空気の温度、空燃比、圧縮比、燃焼室へのデポジッド堆積量が大きいほど温度補正値が低くなるように設定するのが望ましい。

【0093】

なお、外乱としては、上記の図１６及び図１７に示す例に限定されるものではなく、ノックの発生し易さに影響する因子を包括的に含む。温度補正部１４は、その程度が大きくなるほどノックが発生し難くなる因子に対しては、因子が大きくなるほど温度補正値を高く設定する。また、温度補正部１４は、その程度が大きくなるほどノックが発生し易くなる因子に対しては、因子が大きくなるほど温度補正値を低く設定する。このように外乱の程度に対して温度補正値を変更することで、補正後のピストン推定温度の精度がより向上する。

【0094】

そのため、温度補正部１４又は、ピストン温度・目標量算出部１１は、外乱を検出するセンサからの外乱情報を取得する。そして、温度補正部１４又はピストン温度・目標量算出部１１は、取得した外乱情報に基づいて、予め設定したマップやデータテーブル、数式を用いて温度補正値（ノック時ピストン温度Ｔｋ）を算出する。

【0095】

３－６．アクチュエータ制御目標量の決定方法
次に、本例のクチュエータ制御目標量の決定方法について図１８から図２２を参照して説明する。

【0096】

［オイルジェット流量の決定方法］
まず、図１８から図２０を参照してアクチュエータ制御目標量として、オイルジェット流量の決定方法について説明する。
図１８は、ピストン推定温度とノックリスク度との関係を示した説明図である。

【0097】

上述したように、ピストン温度とノック強度の間には強い線形相関があることが知られている。本例のＥＣＵ２では、ピストン推定温度をノックのリスク度を測る手段として用いる。具体的には、図１８に示されるようにノックリスク度は、ピストン推定温度に比例する量とする。例えば、ピストン推定温度がノック時ピストン温度Ｔｋのときにノックリスク度を１、ピストン推定温度が０℃のときにノックリスク度を０と定義する。このようにして定義されたノックリスク度は、０から１に向かって１に近づくほどノックが発生するリスクが高くなることを示す指標となる。すなわち、目標量算出部１６は、ノック時ピストン温度Ｔｋからノックリスク度を算出する。そして、目標量算出部１６は、ノックリスク度に基づいてオイルジェット流量の制御目標値を決定する。

【0098】

図１９は、目標量算出部１６で実施されるノックリスク度に基づいたオイルジェット流量の決定方法の一例を示した説明図である。
図１９に示すように、目標量算出部１６は、ノックリスク度が予め定められた第１閾値Ｃ１（例えば０．９）を超えると目標オイルジェット流量をＧ０からＧ１に増加する。また、目標量算出部１６は、ノックリスク度が予め定められた第２閾値Ｃ２（例えば０．８）を下回ると目標オイルジェット流量をＧ１からＧ０に減少する。

【0099】

なお、増加の閾値である第１閾値Ｃ１と減少の閾値である第２閾値Ｃ２に幅を持たせることで、オイルジェット流量に振動が発生することを防止できる。

【0100】

図２０は、目標量算出部１６で実施されるノックリスク度に基づいたオイルジェット流量の決定方法の他の例を示した説明図である。
図２０に示すように、目標量算出部１６はノックリスク度が予め定められた閾値Ｃ１（例えば０．９）を超えると目標オイルジェット流量が上限値Ｇｍａｘに達するまでノックリスク度が高くなるほど目標オイルジェット流量を増加する。

【0101】

なお、ノックリスク度の代わりに直接、ピストン推定温度に基づいてオイルジェット流量を決定してもよい。例えば、目標量算出部１６は、ピストン推定温度が予め定められた第１閾値（例えば１５０℃）を超えると目標オイルジェット流量をＧ０からＧ１に増加する。また、目標量算出部１６は、ピストン推定温度が予め定められた第２閾値（例えば１４０℃）を下回ると目標オイルジェット流量をＧ１からＧ０に減少するようにしてもよい。

【0102】

さらに、目標量算出部１６は、ピストン推定温度が予め定められた閾値（例えば１５０℃）を超えると目標オイルジェット流量が上限値Ｇmaxに達するまでピストン推定温度が高くなるほど目標オイルジェット流量を増加するようにしてもよい。

【0103】

ただし、ノックリスク度は、ノック時ピストン温度Ｔｋで規格化された指標である。そのため、外乱によってノック時ピストン温度Ｔｋが変わってもその影響がノックリスク度に自動的に反映される。したがって、ノックリスク度を用いて目標オイルジェット量を決定することで、ノック時ピストン温度Ｔｋが変化してもオイルジェット流量の変更点を判断するための閾値（Ｃ１、Ｃ２）を変更する必要が無くなる。その結果、制御用ソフトウエアを簡素化できる利点がある。

【0104】

このように、ピストン推定温度、もしくはピストン推定温度によって求めたノックリスク度に基づいてオイルジェット流量を決定することで、ノックの発生リスクが高い場合にノックが発生する前に予めオイルジェット流量を増やしてピストン２５の冷却が促進される。これにより、ノック発生を防止したり、ノックが発生してもそのノック強度を軽減したりすることができる。その結果、内燃機関１００の出力の向上や排気損失の低減を図ることができる。

【0105】

また、ピストン推定温度、もしくはピストン推定温度によって求めたノックリスク度に基づいてオイルジェット流量を決定すると、ノックの発生リスクが低い場合に、オイルジェット流量が少なくなる。そのため、油圧ポンプの負荷に伴うフリクション損失の低減や、ピストン２５の冷却を抑えることによる冷却損失の低減を図ることができる。

【0106】

［目標点火時期の決定方法］
次に、図２１から図２２を参照してアクチュエータ制御目標量として、目標点火時期の決定方法について説明する。

【0107】

一般に火花点火式の内燃機関ではノックが発生しノック判定がＯＮになると、点火時期を通常の点火時期（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ， ＭＢＴ）より遅角側に設定する、いわゆる点火リタード制御を実施する。そして、ノックが収まりノック判定がＯＦＦになった後に、遅角した点火時期をＭＢＴに向かって進角する点火時期回復制御を実施する。

【0108】

本例のＥＣＵ２では、ピストン推定温度に基づいて、点火時期回復制御における点火進角速度（単位時間当たりの点火進角度ｄθig／ｄｔ）をノックリスク度の大きさによって変更する。
図２１Ａ及び図２１Ｂは、ノックリスク度に基づいて点火進角速度の決定方法の一例を示す説明図である。図２２は、ノック判定、目標点火時期、ピストン温度、ノックリスク度の時間履歴の例を示した説明図である。図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、本例では、ノックリスクが低い場合の点火進角速度をノックリスクが高い場合の点火進角速度に比べて速くする。また、ノックリスク度は、図１８に示すようにピストン推定温度を用いて算出する。

【0109】

このとき、図２１Ｂに示すように、点火進角速度に上限値、または下限値を設けてもよい。点火進角速度に上限値を設けることで、ノックリスク度が低い場合に、過度に進角速度が速くなってノックが再発生するリスクを低減できる。また。点火進角速度に下限値を設けることで、ノックリスク度が高い場合に、過度に点火進角速度が遅くなって点火時期をＭＢＴよりも遅角している期間が長期化するリスクを低減できる。

【0110】

なお、ノックリスク度の代わりに直接ピストン推定温度に基づいて点火進角速度を決定してもよい。すなわち、ピストン推定温度が低い場合の点火進角速度をピストン推定温度が高い場合の点火進角速度に比べて速くしてもよい。

【0111】

ただし、上述したように、外乱によってノック時ピストン温度Ｔｋが変わってもその影響がノックリスク度に自動的に反映される。そのため、ノックリスク度を用いて点火進角速度を決定することで、制御用ソフトウエアを簡素化できる利点がある。

【0112】

このように、点火時期回復制御における点火進角速度をピストン推定温度、もしくはノックリスク度に基づいて変更することで、以下のような作用、メリットがある。図２２に示すように、ノック判定直後は、点火時期の遅角量が大きいのでピストン温度が下がりノックリスク度が低くなる。そのため、速い点火進角速度が設定され点火遅角量は、急速に小さくなる。これにより、図２２の点線で示される点火進角速度を一定とした場合（従来例）に比べて、点火時期の遅角に伴う排気損失を低減できる。

【0113】

一方、点火遅角量が小さくなるとピストン温度が上がりノックリスク度が高くなるため、遅い点火進角速度が設定される。そのため、点火進角速度が遅い場合、図２２の点線で示される点火進角速度を一定とした場合（従来例）に比べて点火進角に伴うピストン温度の上昇速度が緩やかになる。

【0114】

また、点火時期回復制御では、点火進角を停止した後もピストン２５の熱容量によってピストン温度上昇が継続し、ピストン温度のオーバーシュートによってノックが再発生するおそれがある。しかしながら、本例のＥＣＵ２によれば、点火遅角量が小さいときに点火進角速度を低く設定している。これにより、ピストン温度のオーバーシュートを抑制し、ノックの再発生を防止することができる。すなわち、本例のピストン推定温度、もしくはノックリスク度に基づいた点火時期の決定方法によれば、ノック後の点火時期回復制御において、ノックの再発生を防止しつつ点火遅角量を減らすことで排気損失の低減が可能である。

【0115】

なお、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0116】

また、上記の各構成要素、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路の設計などによりハードウエアで実現してもよい。また、上記の各構成要素、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【符号の説明】

【0117】

２…ＥＣＵ（内燃機関制御装置）、 ３…入力回路、 ４…入出力ポート、 ５…ＲＡＭ、 ６…ＲＯＭ、 ７…ＣＰＵ、 ８…オイルジェット制御部、 ９…点火制御部、 １０…クランク角度センサ、 １１…ピストン温度・目標量算出部、 １２…ピストン温度推定部、 １４…温度補正部、 １５…温度補正判定部、 １６…目標量算出部、 １７…エネルギ伝達量推定部、 １８…温度演算部、 ２２…点火コイル、 ２３…シリンダブロック、 ２４…シリンダヘッド、 ２５…ピストン、 ２６…吸気弁、 ２７…排気弁、 ３１…電子制御スロットル弁、 ３２…吸気ポート、 ３３…排気ポート、 ３４…触媒コンバータ、 ３５…燃料噴射装置、 ３６…エアフローセンサ、 ３７…空燃比センサ、 ３８…ノックセンサ、 ３９…油温センサ、 ４０…オイルパン、 ４１…水温センサ、 ４２…水ジャケット、 ５３…オイルジェット、 ５６…オイル供給通路、 ６２…アクセル開度センサ、 １００…内燃機関

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】