JPH08135483A - 内燃機関の燃焼安定度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高精度な燃焼安定化制御を行なうことができる
ようにする。 【構成】燃焼安定化制御（図６参照）により、空燃比制
御量を調整することにより、所望の安定度内に内燃機関
を制御することに加えて、点火時期の補正制御を行なう
場合に、点火時期の補正制御が燃焼安定度の検出に悪影
響を与えるような制御とならないように、フィルタ手段
（図８）を介して点火時期の補正量を特定周波数成分を
除去するようにフィルタ処理して（ｅ１）、当該フィル
タ処理後の点火時期補正量で点火時期制御を行なうよう
にする。これにより、燃焼安定度制御と、点火時期補正
制御と、を行なっても、相互に干渉することなく、良好
な燃焼安定化制御が行なえるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃焼安定度
を制御する装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の燃焼安定度制御装置と
しては、以下のようなものがある。図11は、所定の機関
回転速度と出力トルクにおける運転条件下で、等燃費曲
線、サージトルクの許容限界及びＭＢＴ（Minimum Spar
k Advance for Best Torgue ）を、横軸に空燃比、縦軸
に点火時期をとって表してある。この特性からすると、
燃費を最大に良化したうえでサージトルクの許容限界を
越えないようにするためには、ＭＢＴラインとサージト
ルク限界ラインとの交点となるように、最大限空燃比を
リーン化し、かつ点火時期をＭＢＴまで遅角することが
望まれる。

【０００３】この図11に示される関係が固定的なもので
あれば、事前に定めた制御値によりフィードフォワード
制御を行なえばよいことになるが、しかしこれらの特性
は同一運転条件においてさえも必ずしも一定とはなら
ず、内燃機関個々間のバラツキや経時変化、吸気温度・
湿度のような環境要因の変化、更には燃料性状等によっ
ても変化するものであり、この変化に対応するための空
燃比及び点火時期の調整が必要とされ、従って、例えば
以下のようなフィードバック制御を行なう従来例が存在
する。

【０００４】即ち、特開平４−１０１０４０号公報に開
示されるものでは、燃焼室内圧力より図示平均有効圧力
を検出し、その変動のうち所定の周波数成分の変動レベ
ルを目標値に近づけるように、空燃比を調整するように
している。また、前記所定の周波数を、車両駆動系の捩
じり振動固有振動数（共振周波数）とすることで、サー
ジトルクの許容限界の変化に追従可能とし、これによ
り、サージトルクレベルの適正化と、空燃比の適正化
と、を両立できるようにしている。

【０００５】一方、点火時期についてのＭＢＴ点の追従
制御についても数多くの従来例が存在するが、その基本
構成としては、燃焼室内圧力の検出値から燃焼圧力最大
クランク角度（θPmax）を検出し、このθPmaxが所定の
目標クランク角度（例えば、１５°ＡＴＤＣ）付近にな
るように点火時期を調整するようにしている。従って、
前述したようなＭＢＴラインとサージトルク限界ライン
の交点に空燃比と点火時期を制御するためには、上記の
２つの従来の制御技術を組み合わせて実現することが考
えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
２つの従来の制御技術を、単に組み合わせただけでは、
以下のような問題が生じる。即ち、内燃機関の制御量と
して、空燃比（例えば、燃料供給量）と点火時期とは共
に相互に関連し燃焼に影響を与えるため、燃焼室内圧力
波形から得られる図示平均有効圧力やθPmax等の情報に
より制御を行なった場合、単純にこれら制御を組み合わ
せると相互に干渉し合い適正な制御が行なわれなくな
る。

【０００７】より詳細に説明すると、 (1) 燃焼安定度制御の結果の許容範囲内においても燃焼
変動は存在する。その影響で駆動系は加振され、駆動系
共振周波数付近の周波数で機関回転変動等の形で前記燃
焼変動の影響が現れる。 (2) この機関回転変動等の影響で、やはり同じ周波数帯
でシリンダ吸入空気流量の変動や、これに基づくシリン
ダ吸入燃料量（或いはそれの基となる燃料噴射量制御）
も変動する。

【０００８】(3) 従って、これらの影響により、燃焼或
いはより具体的に言えば燃焼室内圧力波形の特徴（図示
平均有効圧力やθPmax）は変動し、その変動の主要な周
波数は前記駆動系共振周波数帯と略同一となる。 (4) 適正な空燃比により要求の範囲内で、前記燃焼室内
圧力波形の特徴が変動している場合、単純にＰ（比例）
制御やＰＩ（比例積分）制御等によりＭＢＴ点火時期の
フィードバック制御を行なうと、前述のθPmaxの変動に
対応して点火時期を進・遅角制御が行なわれることにな
るため、この点火時期の制御量自体が前記駆動系共振周
波数と略同じ周波数帯で変動することになる。

【０００９】(5) この点火時期の変動に応じて、図示平
均有効圧力は増減変動するため、将に駆動系の振動を引
き起し、更に前述した特開平４−１０１０４０号公報に
開示されるような指標により燃焼安定化を目的とした空
燃比制御を行なうと、燃焼不安定と見做され、不必要な
空燃比のリッチ化をもたらすことになる。 (6) つまり、燃焼安定度に影響を及ぼすような環境変化
等の要因がある場合には、燃焼安定化制御により空燃比
の制御値が初期設定値より変化しており、従ってＭＢＴ
制御のための要求点火時期も多くの場合変化している。
このため、ＭＢＴラインとサージトルク限界ラインとの
交点となるような燃焼安定限界制御を行なうには、空燃
比の制御値の変化に追従したＭＢＴが得られるように、
点火時期のＭＢＴ制御を加える必要性・有効性がある
が、上述のように単に２つの制御を組み合わせただけで
は、点火時期のＭＢＴ制御による点火時期の変動周期に
よっては恰も許容できない燃焼変動が実際に発生してい
るかのように燃焼安定度制御側では判断することとなっ
て、余計な空燃比の補正制御を行なうことになってしま
い、以って制御ハンチングや燃費の悪化等を招くことに
なる。

【００１０】なお、ここでは点火時期補正制御をＭＢＴ
制御に代表して説明しているが、これに限らず、所定の
機関状態が得られるように点火時期を補正するものであ
れば（例えば、ＨＣ，ＣＯ低減を優先させるべく点火時
期を所定量進角させつつ、空燃比をリーン化して、かつ
機関安定度をサージ限界近くに維持するような制御を行
なうような場合）、上記同様に制御ハンチング等の問題
が生じる。また、燃焼安定度に影響を与える機関吸入混
合気の状態量を空燃比制御量に代表させて説明している
が、これに限らず、ＥＧＲ〔排気還流〕量や、キャニス
タからのパージガス量、ブローバイガスの再循環量等も
燃焼安定度に影響を与える機関吸入混合気の状態量であ
り、従って、これら制御量の調節と、点火時期の補正制
御と、を組み合わせる場合にも、上記と同様の問題が生
じる。

【００１１】本発明は、上記のような従来の実情に鑑み
なされたもので、燃焼安定度制御と、点火時期の補正制
御と、を行なわせる場合に、燃焼安定度の検出に悪影響
を与えるような点火時期の補正制御を抑制することで、
これら制御の相互干渉を防止して、最適な機関安定度制
御を行なえるようにした内燃機関の燃焼安定度制御装置
を提供することを目的とする。また、当該装置の高精度
化、構成の簡略化等を図ることも本発明の目的である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
１に示すように、内燃機関の発生トルクに相関のある状
態量を検出して燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段Ａ
と、前記検出された燃焼状態に基づいて、特定の周波数
帯における燃焼変動の大きさを燃焼安定度の指標として
算出する燃焼安定度指標算出手段Ｂと、前記算出された
燃焼安定度の指標が所望の値になるように、機関へ供給
する混合気の状態を変化させる制御量を制御する燃焼安
定度制御手段Ｃと、所定の機関状態が得られるように、
点火時期の進・遅角補正量を算出する点火時期補正量算
出手段Ｄと、前記算出された点火時期の進・遅角補正
量、又は前記点火時期補正量算出手段における点火時期
の進・遅角補正量の算出に用いられる機関状態信号に対
し、前記特定の周波数帯の信号レベルを低下させるフィ
ルタ処理を行なうフィルタ手段Ｅと、前記フィルタ手段
Ｅによりフィルタ処理された後の点火時期の進・遅角補
正量に基づいて、点火時期の補正を行なう点火時期補正
手段Ｆと、を含んで構成した。

【００１３】請求項２に記載の発明では、前記点火時期
補正手段Ｆを、機関発生トルクが最大となるように、点
火時期の進・遅角補正量を算出する手段として構成し
た。請求項３に記載の発明では、前記燃焼状態検出手段
Ａを、内燃機関の燃焼室内圧力を検出し、当該検出結果
に基づいて燃焼状態を検出する手段で構成した。請求項
４に記載の発明では、前記点火時期補正量算出手段Ｄ
を、内燃機関の燃焼室内圧力を検出して、当該検出され
た燃焼室内圧力が１燃焼行程中最大となるクランク角度
（θPmax）を検出し、当該検出されたθPmaxを、予め定
めた目標クランク角度に近づけるように、点火時期の進
・遅角補正量を算出する手段で構成した。

【００１４】請求項５に記載の発明は、前記特定の周波
数帯が、駆動系の共振周波数帯であるように構成した。
請求項６に記載の発明では、内燃機関に連結される変速
機の実際の変速比に基づいて前記特定の周波数帯を変更
する構成とした。

【００１５】

【作用】上記の構成を備える請求項１に記載の発明で
は、燃焼安定度制御手段により、空燃比或いはＥＧＲ量
等の機関吸入混合気の状態を変化させる制御量を制御す
ることにより、所望の安定度内に内燃機関を制御するこ
とに加えて、前記点火時期補正手段により点火時期の補
正制御を行なう場合に、点火時期の補正制御が燃焼安定
度の検出に悪影響を与えるような補正とならないよう
に、フィルタ手段を介して点火時期の補正量から特定周
波数成分を除去するようにフィルタ処理して、当該処理
後の点火時期補正量で点火時期制御を行なうようにす
る。これにより、燃焼安定度制御と、点火時期補正制御
と、を行なっても、相互に干渉することなく、良好な燃
焼安定度制御が行なえるようになる。

【００１６】尤も、前記点火時期補正手段により点火時
期の補正制御を行なう場合に、点火時期の補正制御が燃
焼安定度の検出に悪影響を与えるような補正とならない
ように、先に前記点火時期補正量算出手段における点火
時期の進・遅角補正量の算出に用いられる機関状態信号
に対して、フィルタ手段を介して特定周波数成分を除去
するようにフィルタ処理し、当該フィルタ処理後の機関
状態信号を用いて、前記点火時期補正量算出手段におい
て点火時期の進・遅角補正量の算出を行なうようにして
も、前記同様の作用効果が得られる。

【００１７】請求項２に記載の発明では、点火時期補正
制御を、ＭＢＴ制御としたので、燃費を最大限良化した
うえでサージトルクの許容限界を越えないように、高精
度に燃焼安定度制御を行なうことができる。請求項３に
記載の発明では、燃焼状態検出手段を、内燃機関の燃焼
室内圧力を検出し、当該検出結果に基づいて燃焼状態を
検出するようにすれば、直接的に燃焼状態を検出するこ
とになるから燃焼状態の検出精度を高めることができ
る。また、気筒間燃焼バラツキ検出装置やノッキング検
出装置との兼用が可能で、別個特別な検出手段を備える
必要がないので車載する場合に有利となる。

【００１８】請求項４に記載の発明では、前記点火時期
補正量算出手段を、内燃機関の燃焼室内圧力を検出し
て、当該検出された燃焼室内圧力が１燃焼行程中最大と
なるクランク角度（θPmax）を検出し、当該検出された
θPmaxと、予め定めた目標クランク角度と、の偏差に基
づいて、点火時期の進・遅角補正量を算出するように構
成したので、実際の燃焼状態に基づいて補正量を算出す
ることができるから、極めて高精度な補正量の算出が行
なえる。また、内燃機関の燃焼室内圧力を検出する燃焼
状態検出手段と兼用できるから、かかる点からも有利で
ある。

【００１９】請求項５に記載の発明では、前記特定の周
波数帯を、駆動系共振周波数帯域と同じ周波数帯域に設
定したので、サージトルクのレベルを表す周波数域（即
ち、駆動系共振周波数帯域）における点火時期の変動成
分のみを高精度に除去できるので、応答性よくサージの
発生を高精度に抑制しつつ燃焼安定度制御を行なえるよ
うになる。また、除去周波数帯域を絞ることになるか
ら、フィルタ処理時間やメモリ容量等の大幅な削減がで
きる。

【００２０】請求項６に記載の発明では、前記駆動系共
振周波数は変速比により変化するので、これに応じて前
記特定の周波数帯を変化させるようにしたので、変速比
が変化して除去すべき周波数帯が変化しても、これに対
応させて、点火時期補正量のうち除去すべき周波数帯を
最小範囲とすることができるため、制御精度、制御応答
性を向上させることができると共に、フィルタ処理時間
やメモリ容量等を削減することができる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付の図面を参
照して説明する。図２に示すように、機関100 の運転条
件・状態を検出する手段として、吸入空気流量を計測す
るエアフローメータ１と、クランクシャフトやカムシャ
フトの回転と同期して所定角度毎にパルス信号を発生さ
せてクランク位置を検出するクランク角センサ７とが設
けられる。エアフローメータ１、クランク角センサ７
は、従来公知のものでよい。

【００２２】燃焼状態検出手段としては、燃焼室10内の
圧力を圧電素子等を介して直接計測する燃焼圧センサ８
を用いる。本実施例では、各気筒にセンサを装着した場
合について説明する。なお、各気筒毎に設置してもよい
し、一気筒のみ、或いはＶ型機関にあっては各バンク毎
に１個ずつ設置してもよく、センサの取付けられている
気筒の制御補正量を他気筒にも同様に（或いは気筒間燃
焼バラツキを考慮して）反映させればよい。ところで、
燃焼圧センサ８として点火プラグ11の座金を圧電素子等
で構成した点火プラグ16と一体型の所謂座金型燃焼圧セ
ンサを用いるようにしてもよい。

【００２３】燃焼安定度制御の制御量（即ち、機関へ供
給する混合気の状態を変化させる制御量）を制御する手
段の１つであるＥＧＲ弁制御手段は、ステップモータ或
いは比例ソレノイド等を含んで構成されリフト量（開弁
量）を変更可能なＥＧＲ弁16と、当該ＥＧＲ弁16を介装
して排気系と吸気系とを連通可能な排気還流通路15と、
を含んで構成される。なお、ＥＧＲ弁16は、図３に示す
ような入・出力インターフェース，Ａ／Ｄ変換器，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，ＣＰＵ等を含んで構成されるコントロール
ユニット50からの駆動信号によって駆動制御される。

【００２４】また、燃焼安定度制御の制御量の１つであ
る機関吸入混合気の空燃比は、インマニコレクタ５より
下流のマニホールド部６に各気筒毎に設けられた燃料噴
射弁15により噴射供給される燃料量をコントロールユニ
ット50からの駆動信号に基づいて調整することにより制
御する。なお、コントロールユニット50では、排気通路
に設けた酸素センサ17からの空燃比検出信号に基づいて
目標空燃比が得られるように駆動信号を前記燃料噴射弁
15に送るようになっている。

【００２５】この他、機関１の冷却水温を検出する水温
センサ（図示せず）や、吸気温度を検出する吸気温セン
サ（図示せず）等が設けられる。なお、後述するような
種々の演算手段や情報抽出手段は、前記コントロールユ
ニット50がソフトウェア的に備えるものである。図２に
おいて、９はシリンダヘッド、13は吸気弁、14は排気弁
であり、２はアイドル時等にスロットル弁４をバイパス
させて吸気流量制御を行なうための補助空気通路、３は
当該補助空気流量を制御する補助空気制御弁である。か
かる補助空気制御弁を介して空燃比を制御することも可
能である。

【００２６】以下に、図４〜図８に示されるコントロー
ルユニット50で実行される制御プログラムのフローチャ
ートについて説明する。図４は、燃焼圧センサ８から得
られる燃焼室内圧力データを基に、燃焼状態を検出する
処理を示している。本実施例では、燃焼状態として所定
クランク角度区間の図示平均有効圧力（Ｐｉ）を使って
説明することにする。この処理は、所定のクランク角度
毎に実行されるものであり、例えばクランク角度２deg
毎に実行される。

【００２７】このフローチャートにおいては、現在のク
ランク角度が、（ａ１）に示される第１のクランク角度
（ＡＤ start angle）未満、或いは（ａ２）に示される
第２のクランク角度（ＡＤ end angle）より大きけれ
ば、そのまま処理を終了し、そうでないＡＤ start ang
leとＡＤ end angleとの間のクランク角度であればその
時点の燃焼圧センサ８の出力を（ａ３）でＡ／Ｄ変換
し、（ａ４）で燃焼室内圧力情報（データ）としてメモ
リに保存する。

【００２８】必要なデータが整った時点で（ａ５で判
断）、（ａ６）で、このＡＤ start angleとＡＤ end a
ngleとの間の所定区間の平均有効圧力（Ｐｉ）を演算す
る。この値が、発生トルクに強い相関のある燃焼状態を
示すパラメータとなる。この平均有効圧力の算出の方法
は、公知である図示平均有効圧力（Indicatedmean effe
ctive pressure ）の算出法と基本的に同様で、本実施
例のＡＤ startangleとＡＤ end angleとの間の所定区
間を、１燃焼サイクル全体としてのクランク角度７２０
deg とすれば図示平均有効圧力となる。本実施例のよう
にクランク角度区間を制限する場合、燃焼変動の影響が
顕著に顕れる燃焼行程を含むようにすることは、本願考
案の目的からすれば当然のことであり、燃焼変動に影響
しない吸・排気行程分を含ませないようにクランク角度
区間を制限することは、メモリ容量の節約や演算処理の
簡略化を図れることになる。また、燃焼圧センサ８とし
て、バイアス成分が付加されるようなセンサを用いる場
合には、このバイアスの影響を除去するため、このクラ
ンク角度区間を圧縮上死点を中心として前後に同じ幅を
もつ区間とすればよい。

【００２９】次に、図５に示すフローチャートについて
説明する。これは、燃焼の安定度に関する指標を算出す
る部分で、例えば所定時間毎例えば10ｍsec 毎に実行さ
れる。前記（ａ６）において検出した燃焼状態の時系列
データから求まる燃焼状態の変動量を安定度指標とする
もので、この実施例では特に駆動系の共振周波数を含む
周波数帯での変動の大きさを指標としている。

【００３０】（ｂ１）は、車両の駆動系の共振周波数付
近の周波数の信号のみを通過させ、それ以外の部分を除
去する特性をもつバンドパスフィルタであり、デジタル
フィルタとしてコントロールユニット50がソフトウェア
的に備えることができるものである。このデジタルフィ
ルタ処理は公知の処理であって構わない。但し、駆動系
の共振周波数は変速機の変速比の値により変化するた
め、現在の変速比に応じてバンドパスフィルタの特性
（抽出周波数帯）を変更する、或いは全ての変速比に対
応できる周波数帯域をカバーできるようにしておくこと
が望ましい。なお、当該フィルタ処理時間は比較的長時
間必要とするので、前者の抽出周波数帯を変更する機能
を備えることが処理時間やメモリ容量削減の面で好まし
い。

【００３１】（ｂ１）におけるバンドパスフィルタ処理
により、駆動系共振周波数帯域（例えば、２〜７Ｈｚ）
の情報として抽出された燃焼状態情報は、次に、（ｂ
２）において移動平均をとられる。燃焼状態は概略確率
的にバラつき、１回のデータでのみで現状の空燃比やＥ
ＧＲ量が適正であるか否かを判断できず、例えば分布と
言った傾向から判断する必要がある。本実施例では、移
動平均という信号処理により燃焼状態の傾向を把握し、
これを燃焼安定度の指標（Ｓ）としている。この場合、
燃焼安定度が良いほど、ここで算出される値は小さくな
る。

【００３２】つづけて、図６に示すフローチャートに従
って、コントロールユニット50が行なう燃焼安定化制御
について説明する。この処理は、その制御アイテム（燃
料噴射制御やＥＧＲ制御等）の演算周期毎に行なわれ
る。まず、（ｃ１）で図５のフローチャートで算出した
燃焼安定度指標（Ｓ）を読み込み、（ｃ２）でその安定
度の目標値（ＳＬ，スライスレベル）を算出する。この
ＳＬは、予め定めておいた固定値でもよいし、運転条件
毎にマップ等に記憶させた値であってもよいし、運転条
件毎にその都度算出してもよい。

【００３３】そして、（ｃ３）でＳとＳＬの大小を比較
し、Ｓの方がＳＬより大きければ（燃焼安定度が悪いと
して）、（ｃ４）で空燃比が濃くなるように補正制御し
（即ち、燃焼安定度が良化する方向に制御することであ
って、従ってＥＧＲ量を制御する場合には減量方向に制
御されることになる。）、ＳがＳＬ以下であれば（ｃ
５）で空燃比が薄くなるように補正制御する（即ち、燃
焼安定度を犠牲にして燃費を良化するような方向に制御
することであって、従ってＥＧＲ量を制御する場合には
ＥＧＲ量増量方向に制御してＮＯｘ低減を優先させるよ
うな制御を行なうことになる）。

【００３４】これにより、安定度Ｓは、目標値ＳＬと同
じレベルに保たれる。ここで、図７に示す点火時期補正
量算出のためのフローチャートについて説明する。この
フローチャートは、１燃焼毎に実行され、実質的には図
４で検出した燃焼室内圧力データを用いることから、図
４の（ａ６）の後に実行するのが妥当である。

【００３５】（ｄ１）では、（ａ４）で収集された燃焼
室内圧力データに基づいて、１燃焼行程中に燃焼室内圧
力が最大となったクランク角度（θPmax）を求める。
（ｄ２）では、θPmaxの制御目標値であるθPtarget を
設定する。通常、この値は、圧縮上死点後15deg ＣＡ前
後であるが、機関回転速度や負荷、暖機状態等に応じて
多少修正を施すようにしてもよい。

【００３６】（ｄ３）では、この目標値θPtarget と、
計測値θPmaxと、の偏差に基づき、例えば図９のような
テーブルを参照して、点火時期の進・遅角制御量（dADV
mbt)を算出する。次に、図８に示すフローチャートにつ
いて説明する。このフローチャートは、点火時期補正量
をフィルタ処理するためのフィルタ手段であり、所定時
間（例えば10msec）毎に実行される。

【００３７】上記で算出した点火時期補正量（dADVmbt)
に対し、（ｅ１）でバンドパスフィルタの通過周波数帯
域とした駆動系共振周波数帯を逆に除去するようなバン
ドリジェクトフィルタを通し、最終的な点火時期補正量
（dADVmbt-F)を得る。これにより、駆動系の共振の原因
となり安定度検出に影響を与えるような点火時期の補正
量操作を抑制する。

【００３８】なお、図７で算出した（dADVmbt)は、１燃
焼毎に算出され、図８のフィルタ処理はその際に得られ
る最新の（dADVmbt)を用い時間同期で実行される。実際
の点火時期の設定も１燃焼毎に行なわれるため、点火時
期設定の際は最新の（dADVmbt-F)が補正値として採用さ
れる。より具体的に説明すると、図８の（ｅ１）では、
以下に示すようなデジタルフィルタ処理が実行される。

【００３９】

【数１】

【００４０】ここで、ｔ-iは、i × 10msec 前のデータ
であり、上式を別の形に変形すると、 ｙ_t ＝−（ｂ₁ ｙ_t-1 ＋ｂ₂ ｙ_t-2 ＋・・・＋ｂ_j ｙ_t-j ） ＋（ａ₁ ｕ_t-1 ＋ａ₂ ｕ_t-2 ＋・・・＋ａ_j ｕ_t-j ） となる。ここでのｕは、フィルタへの入力「点火時期補
正量（dADVmbt)」であり、ｙがフィルタの出力「最終的
な点火時期補正量（dADVmbt-F)」である。

【００４１】従って、図10に示すように、駆動系共振周
波数（図では、５Ｈｚ成分を除去する例を示す）で変動
している点火時期補正量（dADVmbt)は除去されることに
なり、一定値或いは駆動系共振周波数以外で変動する点
火時期補正量（dADVmbt)が、最終的な点火時期補正量
（dADVmbt-F)として抽出され、当該最終的な点火時期補
正量（dADVmbt-F)で機関の点火時期補正制御は行なわれ
ることになるので、駆動系の共振の原因となり安定度の
検出に影響を与えるような点火時期の補正は抑制される
ことになる。

【００４２】なお、本実施例では、所定の機関状態が得
られるように（例えば、θPmaxが目標クランク角度にな
るように）設定される点火時期補正量（dADVmbt)に対し
て、特定周波数（例えば、駆動系共振周波数）帯域を除
去するフィルタ処理を行なうようにして、燃焼状態の検
出に悪影響を与えないようにしたが、先に、機関状態信
号（例えば、θPmax）の変動に対して特定周波数帯域を
除去するフィルタ処理を行ない、そのフィルタ処理後の
値に基づいて点火時期補正量（dADVmbt)を求め、当該点
火時期補正量（dADVmbt)に基づいて、点火時期補正制御
を行なうようにしても、燃焼状態の検出に悪影響を与え
ないような点火時期補正が行なえる。

【００４３】ところで、ＭＴミッション付の車両におい
ては車輪速と機関回転速度との比から、ＡＴミッション
やＣＶＴ付の車両においてはその制御変速比から、変速
比情報を得ることができるので、変速比に応じて定まる
駆動系の共振周波数を事前に算出し、更にそれに対応す
るバンドリジェクトフィルタの係数をコントロールユニ
ット50内に記憶しておき、当該検出した変速比情報に応
じてフィルタ特性を適合させることが好ましい。

【００４４】この操作により、変速比が変化して除去す
べき周波数帯が変化しても、これに対応させて、ＭＢＴ
を得るための点火時期補正量のうち除去すべき周波数帯
を最小限とすることができるため、ＭＢＴ制御の制御精
度、制御応答性を向上させることができる。このよう
に、本実施例によれば、特定周波数の燃焼変動レベルを
抑制するように空燃比やＥＧＲ量等を制御する燃焼安定
度制御と、点火時期のＭＢＴ制御と、を同時に行なわせ
る場合において、点火時期のＭＢＴ制御が燃焼安定度の
検出に悪影響を与えるような制御とならないように、フ
ィルタ手段を介して点火時期の補正量から特定周波数成
分を除去するようにフィルタ処理して、当該処理後の点
火時期補正量で点火時期制御を行なうようにしたので、
燃焼安定度制御と、点火時期補正制御と、を行なって
も、相互に干渉することなく、良好な燃焼安定度制御が
行なえるようになる。

【００４５】以上の説明では、特開平４−１０１０４０
号公報で使用しているものと同様に、図示平均有効圧力
を燃焼安定度を検出する指標として使用してきたが、本
願では指標はこれに限定されるものではなく、所定クラ
ンク角区間の部分的図示平均有効圧力や、所定クランク
角区間での角速度など、燃焼による発生トルクに強い相
関をもつパラメータを燃焼安定度の指標とすることがで
きる。

【００４６】また、点火時期補正制御をＭＢＴ制御に代
表して説明しているが、これに限らず、所定の機関状態
が得られるように点火時期を補正するものにも適用でき
（例えば、ＨＣ，ＣＯ低減を優先させるべく点火時期を
所定量進角させつつ、空燃比をリーン化して、かつ機関
安定度をサージ限界近くに維持するような制御を行なう
ような場合）、制御ハンチング等の問題を解決して良好
な燃焼安定度制御が行なえるようになる。また、燃焼安
定度に影響を与える機関吸入混合気の状態量を空燃比制
御量に代表させて説明しているが、これに限らず、ＥＧ
Ｒ〔排気還流〕量や、キャニスタからのパージガス量、
ブローバイガスの再循環量等も燃焼安定度に影響を与え
る機関吸入混合気の状態量であり、従って、これら制御
量の調節と、点火時期の補正制御と、を組み合わせる場
合にも、本発明を適用することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載の発明によれば、燃焼安定度制御手段により、空燃比
或いはＥＧＲ量等の機関吸入混合気の状態を変化させる
制御量を制御することにより、所望の安定度内に内燃機
関を制御することに加えて、前記点火時期補正手段によ
り点火時期の補正制御を行なう場合に、点火時期の補正
制御が燃焼安定度の検出に悪影響を与えるような補正と
ならないように、フィルタ手段を介して点火時期の補正
量から特定周波数成分を除去するようにフィルタ処理し
て、当該処理後の点火時期補正量で点火時期制御を行な
うようにしたので、燃焼安定度制御と、点火時期補正制
御と、を行なっても、相互に干渉することなく、良好な
燃焼安定度制御を行なうことができる。

【００４８】請求項２に記載の発明によれば、点火時期
補正制御を、ＭＢＴ制御としたので、燃費を最大限良化
したうえでサージトルクの許容限界を越えないように、
高精度に燃焼安定度制御を行なうことができる。請求項
３に記載の発明によれば、燃焼状態検出手段を、内燃機
関の燃焼室内圧力を検出し、当該検出結果に基づいて燃
焼状態を検出するようにして、直接的に燃焼状態を検出
するようにしたので燃焼状態の検出精度を高めることが
できる。また、気筒間燃焼バラツキ検出装置やノッキン
グ検出装置との兼用が可能で、別個特別な検出手段を備
える必要がないので車載する場合に有利となる。

【００４９】請求項４に記載の発明によれば、点火時期
補正量算出手段を、内燃機関の燃焼室内圧力を検出し
て、当該検出された燃焼室内圧力が１燃焼行程中最大と
なるクランク角度（θPmax）を検出し、当該検出された
θPmaxと、予め定めた目標クランク角度と、の偏差に基
づいて、点火時期の進・遅角補正量を算出するように構
成したので、実際の燃焼状態に基づいて補正量を算出す
ることができるから、極めて高精度な補正量の算出が可
能となる。また、内燃機関の燃焼室内圧力を検出する燃
焼状態検出手段と兼用できるから、かかる点からも有利
である。

【００５０】請求項５に記載の発明によれば、前記特定
の周波数帯を、駆動系共振周波数帯域と同じ周波数帯域
に設定したので、サージトルクのレベルを表す周波数域
（即ち、駆動系共振周波数帯域）における点火時期の変
動成分のみを高精度に除去できるので、応答性よくサー
ジの発生を高精度に抑制しつつ燃焼安定度制御を行なう
ことができる。また、除去周波数帯域を絞ることになる
から、フィルタ処理時間やメモリ容量等の大幅な削減が
できる。

【００５１】請求項６に記載の発明によれば、前記駆動
系共振周波数は変速比により変化するので、これに応じ
て前記特定の周波数帯を変化させるようにしたので、変
速比が変化して除去すべき周波数帯が変化しても、これ
に対応させて、点火時期補正量のうち除去すべき周波数
帯を最小範囲とすることができるため、制御精度、制御
応答性を向上させることができると共に、フィルタ処理
時間やメモリ容量等を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のブロック図

【図２】 本発明の一実施例の全体構成図

【図３】 同上実施例のコントロールユニットの概略図

【図４】 同上実施例の燃焼状態を検出するためのルー
チンを説明するフローチャート

【図５】 同上実施例の燃焼安定度指標を算出するため
のルーチンを説明するフローチャート

【図６】 同上実施例の燃焼安定化制御ルーチンを説明
するフローチャート

【図７】 同上実施例の点火時期補正値を算出するルー
チンを説明するフローチャート

【図８】 同上実施例の点火時期補正値のフィルタ処理
を説明するフローチャート

【図９】 同上実施例の点火時期補正値の算出テーブル
を示す図

【図10】 同上実施例の点火時期補正値のフィルタ処理
を説明する図

【図11】 燃焼安定度制御と、点火時期ＭＢＴ制御と、
を組み合わせた場合の制御目標を説明する図

【符号の説明】

１ エアフローメータ ７ クランク角センサ ８ 燃焼圧センサ 10 燃焼室 11 点火プラグ 12 燃料噴射弁 16 ＥＧＲ制御弁 50 コントロールユニット 100 機関

───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 ３５８ Ｚ ３６８ Ｓ Ｆ０２Ｐ 5/152 5/153

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の発生トルクに相関のある状態量
   を検出して燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段と、 前記検出された燃焼状態に基づいて、特定の周波数帯に
   おける燃焼変動の大きさを燃焼安定度の指標として算出
   する燃焼安定度指標算出手段と、 前記算出された燃焼安定度の指標が所望の値になるよう
   に、機関へ供給する混合気の状態を変化させる制御量を
   制御する燃焼安定度制御手段と、 所定の機関状態が得られるように、点火時期の進・遅角
   補正量を算出する点火時期補正量算出手段と、 前記算出された点火時期の進・遅角補正量、又は前記点
   火時期補正量算出手段における点火時期の進・遅角補正
   量の算出に用いられる機関状態信号に対し、前記特定の
   周波数帯の信号レベルを低下させるフィルタ処理を行な
   うフィルタ手段と、 前記フィルタ手段によりフィルタ処理された後の点火時
   期の進・遅角補正量に基づいて、点火時期の補正を行な
   う点火時期補正手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の燃焼安定
   度制御装置。
2. 【請求項２】前記点火時期補正量算出手段が、 機関発生トルクが最大となるように、点火時期の進・遅
   角補正量を算出する手段であることを特徴とする請求項
   １に記載の内燃機関の燃焼安定度制御装置。
3. 【請求項３】前記燃焼状態検出手段が、 内燃機関の燃焼室内圧力を検出し、当該検出結果に基づ
   いて燃焼状態を検出する手段であることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃焼安定度制
   御装置。
4. 【請求項４】前記点火時期補正量算出手段が、 内燃機関の燃焼室内圧力を検出して、当該検出された燃
   焼室内圧力が１燃焼行程中最大となるクランク角度（θ
   Pmax）を検出し、 当該検出されたθPmaxを、予め定めた目標クランク角度
   に近づけるように、点火時期の進・遅角補正量を算出す
   る手段であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何
   れか１つに記載の内燃機関の燃焼安定度制御装置。
5. 【請求項５】前記特定の周波数帯が、駆動系の共振周波
   数帯であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れ
   か１つに記載の内燃機関の燃焼安定度制御装置。
6. 【請求項６】内燃機関に連結される変速機の実際の変速
   比に基づいて前記特定の周波数帯を変更することを特徴
   とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の内燃機
   関の燃焼安定度制御装置。