JP4492351B2 - デュアル噴射型内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、デュアル噴射型内燃機関に係り、特に、筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと、吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型の内燃機関において、ノック判定の際に基準となるバックグラウンドノイズレベルを学習する学習手段を備えたデュアル噴射型の内燃機関に関する。

一般に、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタとを備え，機関の運転状態に応じてこれらインジェクタを切替え使用することにより、例えば、低負荷運転領域での成層燃焼と高負荷運転領域での均質燃焼を実現させたり、運転状態に応じて所定の分担率で各インジェクタから燃料噴射を行うようにして、燃費特性や出力特性の改善を図った、いわゆるデュアル噴射型の内燃機関が知られている。

一方、周知のように多くの内燃機関では、ノッキング発生の有無を判定するノック判定を行い、その結果に応じて点火時期等を調整するノック制御が実施されている。通常、ノック判定は、シリンダブロック等に配設された振動検出センサであるノックセンサを用いて行われる。そして、各気筒の圧縮上死点付近に設定された所定の期間（ノック判定期間またはゲート期間）のノックセンサの出力信号に基づいてノッキング発生の有無を判定するようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−２５１２１８公報

ところで、ノックセンサの出力信号は、ノッキングに基づく信号以外に、エンジン自体の振動に基づく様々な信号を含んでいる。これをバックグラウンドノイズといい、このバックグラウンドノイズのレベルを基準に閾値が設定され、ノック判定において、ノックセンサの出力値が閾値を越えたときにノッキング発生有りとの判定がなされる。

バックグラウンドノイズレベルは機関運転状態に応じて変化する。一般に、機関回転速度が高くなるほど、また機関負荷が高くなるほど、バックグラウンドノイズレベルは大きくなる傾向にある。

このようにバックグラウンドノイズレベルは機関運転状態に応じて変化するので、ある所定の機関運転領域で設定されたバックグラウンドノイズレベルの値は、その他の機関運転領域では必ずしも好適な値とはならない。例えば、機関の低速領域における低い値のバックグラウンドノイズレベルを基準に閾値を設定したとしても、機関運転状態が高速となったときにはバックグラウンドノイズレベルが上昇し、このバックグラウンドノイズ自体によりセンサ出力値が閾値を上回り、ノッキング有りと誤判定するおそれがある。

そこで、かかる場合には機関運転状態が高速領域にあるときの高いバックグラウンドノイズレベルを新たに設定し、これを基準として高速領域用の高い閾値を新たに設定する必要がある。このように、ある機関運転領域において実際のノックセンサの出力信号に基づきバックグラウンドノイズレベルを学習するのがバックグラウンド学習である。例えばこのバックグラウンド学習を高速領域で行えば、高速領域用の高いバックグラウンドノイズレベルを設定し、高い閾値を設定することが可能になる。

しかしながら、バックグラウンド学習が実行されている間は、ノックセンサの出力信号が専らバックグラウンドノイズとして扱われ、ノック判定用閾値も未だ決定されていないことから、ノック判定を行うことができない。したがってノック判定の結果に応じて点火時期等を調整するノック制御も実施することができず、結果的にノッキングが発生するおそれがある。

また、特許文献１にも開示されているように、筒内噴射型の内燃機関では、筒内噴射用インジェクタの噴射開始時期及び噴射終了時期におけるインジェクタの作動ノイズがノックセンサの出力信号に乗ってきて、バックグラウンドノイズの一部を構成することがある。バックグラウンド学習中は、このようなインジェクタの作動ノイズが乗った状態を維持する方が、正確なバックグラウンド学習が行えてむしろ好ましい。

本発明は、以上の事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、バックグラウンド学習中のノッキングを抑制すること、及び正確なバックグラウンド学習を実行することができるデュアル噴射型の内燃機関を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の一形態に係るデュアル噴射型内燃機関は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型内燃機関において、ノックセンサと、該ノックセンサの出力信号に基づきバックグラウンドノイズレベルを学習する学習手段と、該バックグラウンドノイズレベルの学習中に、前記筒内噴射用インジェクタ又は前記吸気通路噴射用インジェクタにおける燃料噴射を制御することにより、ノッキング抑制制御を実行するノッキング抑制制御手段とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、バックグラウンドノイズレベルの学習中に、筒内噴射用インジェクタ又は吸気通路噴射用インジェクタにおける燃料噴射を制御するノッキング抑制制御が実行されるので、バックグラウンド学習中のノッキングを効果的に抑制することができる。

好ましくは、前記ノッキング抑制制御は、前記吸気通路噴射用インジェクタに対する前記筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量割合をエンジン運転状態により定まる基本燃料噴射量割合より増大させることからなる。

筒内噴射用インジェクタによる筒内噴射には、燃料の気化潜熱により筒内の吸入空気温度を低下させる作用等があり、このような作用はノッキングの発生を抑止する方向に働く。したがって、筒内噴射量割合を基本噴射量割合よりも増大するこの形態はノッキング抑制に好適である。

前記ノッキング抑制制御は、前記吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の噴射期間の少なくとも一部を吸気弁の開弁期間と重複させる同期噴射を実行することからなるのも好ましい。

このようにポート噴射の噴射期間の少なくとも一部を吸気弁の開弁期間と重複させる同期噴射を行うことで、吸気弁の開弁により発生する吸気通路あるいは吸気ポート内の吸気の流れに乗せて、ポート噴射燃料を積極的に筒内燃焼室に取り込むことができる。これにより、前述の筒内噴射と同様の作用効果を得ることができ、ノッキング抑制に好適となる。

前記ノッキング抑制制御は、前記筒内噴射用インジェクタにおける吸気行程噴射に対する圧縮行程噴射の燃料噴射量割合を、エンジン運転状態により定まる基本燃料噴射量割合より増大させることからなるのも好ましい。

このように、筒内噴射における圧縮行程噴射の燃料噴射量割合を増加させると、燃焼時期により近いタイミングで筒内噴射を行うことができ、これにより筒内混合気の乱れを促進し、燃焼速度を増大させ、ノッキングを抑制することができる。

一方、上記目的を達成する本発明の他の形態に係るデュアル噴射型内燃機関は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型内燃機関において、ノックセンサと、該ノックセンサの出力信号に基づきバックグラウンドノイズレベルを学習する学習手段と、該バックグラウンドノイズレベルの学習中に、前記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の開始時期又は終了時期を、エンジン運転状態により定まる基本時期に固定する固定手段とを備えたことを特徴とする。

バックグラウンド学習中に前述のノッキング抑制制御を行うと、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の噴射量が、エンジン運転状態により定まる基本値から変更され、その結果、燃料噴射の開始時期又は終了時期が基本時期から変更されることがある。一方、本発明の他の形態に係るデュアル噴射型内燃機関によれば、バックグラウンドノイズレベルの学習中に、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の開始時期又は終了時期が、エンジン運転状態により定まる基本時期に固定される。したがって仮に基本状態においてインジェクタの作動ノイズがバックグラウンドノイズに乗っている場合、バックグラウンド学習中もこの状態を維持することができ、これにより正確なバックグラウンド学習を行うことができる。

本発明によれば、デュアル噴射型の内燃機関において、バックグラウンド学習中のノッキングを抑制することができ、また、正確なバックグラウンド学習を実行することができるという、優れた効果が発揮される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（１）基本構成
まず、本発明に係るデュアル噴射型内燃機関の概略構成が示されている図１を参照するに、エンジン１は複数（本実施形態では４つ）の気筒１ａを備え、各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージタンク３に接続されている。サージタンク３は吸気ダクト４を介してエアクリーナ５に接続され、吸気ダクト４内にはエアフローメータ４ａが配置されると共に、電動モータ６によって駆動されるスロットル弁７が配置されている。このスロットル弁７はアクセルペダル１０とは独立して電子制御ユニット３０の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１ａは共通の排気マニホルド８に連結され、この排気マニホルド８は三元触媒コンバータ９に連結されている。

各気筒１ａに対して、不図示の吸気ポート、排気ポート、吸気弁及び排気弁がそれぞれ設けられ、エンジンと同期駆動されるカムシャフトにより、又はアクチュエータにより、吸気弁及び排気弁がそれぞれ開閉駆動される。また、各気筒１ａに対しては、不図示の点火栓と筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１と吸気ポートまたは吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ１１、１２は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各筒内噴射用インジェクタ１１は共通の燃料分配管１３に接続されており、この燃料分配管１３は燃料分配管１３に向けて流通可能な逆止弁１４を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５に接続されている。

図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５の吐出側はスピル電磁弁１５ａを介して高圧燃料ポンプ１５の吸入側に連結されており、このスピル電磁弁１５ａの開度が小さいとき程、高圧燃料ポンプ１５から燃料分配管１３内に供給される燃料量が増大され、スピル電磁弁１５ａが全開にされると、高圧燃料ポンプ１５から燃料分配管１３への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、スピル電磁弁１５ａは電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御される。

一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２は共通の燃料分配管１６に接続されており、燃料分配管１６および高圧燃料ポンプ１５は共通の燃料圧レギュレータ１７を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８は燃料フィルタ１９を介して燃料タンク２０に接続されている。燃料圧レギュレータ１７は低圧燃料ポンプ１８から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８から吐出された燃料の一部を燃料タンク２０に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ１５に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。さらに、図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５と燃料圧レギュレータ１７との間には流通弁２１が設けられている。この流通弁２１は通常開弁されており、この流通弁２１が閉弁されると低圧燃料ポンプ１８から高圧燃料ポンプ１５への燃料供給が停止される。なお、この流通弁２１の開閉は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御される。

また、電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備している。エアフローメータ４ａは吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４ａの出力電圧はＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。エンジン１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８が取付けられ、この水温センサ３８の出力電圧はＡＤ変換器３９を介して入力ポート３５に入力される。

燃料分配管１３には燃料分配管１３内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４０が取付けられ、この燃料圧センサ４０の出力電圧はＡＤ変換器４１を介して入力ポート３５に入力される。触媒９上流の排気マニホルド８には排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２が取付けられ、この空燃比センサ４２の出力電圧はＡＤ変換器４３を介して入力ポート３５に入力される。本実施形態の空燃比センサ４２は、エンジン１で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２としては、エンジン１で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ_２センサを用いてもよい。

アクセルペダル１０はアクセルペダル１０の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４に接続され、アクセル開度センサ４４の出力電圧はＡＤ変換器４５を介して入力ポート３５に入力される。また、入力ポート３５には、機関の所定のクランク位相毎に出力パルスを発生するクランクセンサ４６が接続されている。このパルス信号はＣＰＵ３４に送られ、ＣＰＵ３４はそのパルス信号に基づいて機関回転数を演算する。電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２には、アクセル開度センサ４４により得られる機関負荷およびクランクセンサ４６により得られる機関回転数に対応させて設定されている基本の燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期の値等が予めマップ化されて記憶されている。

また、エンジンのシリンダブロックには振動検出センサであるノックセンサ２３が配設されている。ノックセンサ２３は４つの気筒１ａに対し共用であり、直列された４つの気筒１ａのうちの中央の２つの気筒１ａの間に位置されている。ノックセンサ２３は、エンジンの振動レベルに比例した出力電圧を発生し、このノックセンサ２３の出力電圧はＡＤ変換器２５を介して入力ポート３５に入力される。なお直列された４つの気筒１ａは端から順に第１気筒＃１、第２気筒＃２、第３気筒＃３、第４気筒＃４と称される。

（２）基本制御
次に、電子制御ユニット３０によって実行される基本の燃料噴射制御について説明する。電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２には、図２に示されるような、エンジン１の回転数及び負荷と基本燃料噴射量との関係を予め定めた三次元マップが記憶される。このマップ内の全領域、すなわちエンジンの全運転領域は、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３の３つの領域に区分される。

第１領域Ｒ１は、回転数が全回転数域でかつ負荷が低負荷の領域であり、筒内噴射用インジェクタ１１による筒内噴射のみが行われる領域である。この筒内噴射はエンジンの圧縮行程に行われ、これにより成層燃焼が実施される。すなわち、点火栓の周りには比較的リッチな混合気層が形成されると共にその周りには空気層が形成され、これにより良好な混合気の着火を確保しつつ、燃焼室内全体の平均空燃比を理論空燃比よりリーン側の値として燃費を向上することができる。

第３領域Ｒ３は、回転数が低速〜中速でかつ負荷が高負荷の領域であり、吸気通路噴射用インジェクタ１２によるポート噴射と、筒内噴射用インジェクタ１１による筒内噴射との両方が行われる領域である。ここでの筒内噴射は、エンジンの吸気行程と圧縮行程とにそれぞれ行われる。これにより特に高負荷向けの均質燃焼が実施される。すなわち、ポート噴射が吸気弁の開弁前に行われ、次いで筒内噴射が吸気行程に行われる。これにより全燃料噴射量のうちの多くの割合の燃料が燃焼室内で吸入空気とともに十分均質な混合気を形成する。そしてこの混合気が、圧縮行程の筒内噴射による噴射燃料と混合して着火する。筒内噴射を行うと、燃料の気化潜熱により吸気や混合気の温度を低下させることができる。このため吸気の充填効率が増大され、機関出力の向上が図られるとともに、特に着火直前の圧縮行程の筒内噴射により耐ノック性も向上される。

第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１及び第３領域Ｒ３以外の残りの領域であり、吸気通路噴射用インジェクタ１２によるポート噴射と、筒内噴射用インジェクタ１１による筒内噴射との両方が行われる領域である。この場合の筒内噴射は、エンジンの吸気行程にのみ行われる。これによっても均質燃焼が実施される。すなわち、ポート噴射が吸気弁の開弁前に行われ、次いで筒内噴射が吸気行程に行われる。これにより全燃料噴射量の燃料が燃焼室内で吸入空気とともに十分均質な混合気を形成し、この混合気が圧縮後点火により着火するようになる。

第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３では、筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２との噴射量割合、すなわち、全燃料噴射量に対する筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２とのそれぞれの燃料噴射量の割合が予め回転数及び負荷毎に定められている。この割合は噴射分担率αで表され、この噴射分担率αは、全燃料噴射量のうち筒内噴射用インジェクタ１１から噴射される燃料噴射量の割合のことをいう。例えば噴射分担率α＝０．３（＝３０％）の場合、筒内噴射用インジェクタ１１から噴射される燃料噴射量の割合は全燃料噴射量のうちの３０％、吸気通路噴射用インジェクタ１２から噴射される燃料噴射量の割合は全燃料噴射量のうちの７０％（＝（１−α））である。

また、第３領域Ｒ３ではさらに、吸気行程と圧縮行程とでそれぞれ筒内噴射用インジェクタ１１から噴射される燃料噴射量の割合が予め回転数及び負荷毎に定められている。この割合は筒内噴射分担率βで表され、この筒内噴射分担率βは、筒内噴射用インジェクタ１１から噴射される全燃料噴射量のうち圧縮行程で噴射される燃料噴射量の割合のことをいう。例えば筒内噴射分担率β＝０．３（＝３０％）の場合、吸気行程で筒内噴射用インジェクタ１１から噴射される燃料噴射量の割合は７０％（＝（１−β））、圧縮行程で筒内噴射用インジェクタ１１から噴射される燃料噴射量の割合は３０％である。

これら噴射分担率αおよび筒内噴射分担率βの値は予め回転数及び負荷毎に定められており、マップとしてＲＯＭ３２に記憶されている。

また、図示しないが、筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２との噴射時期（これは噴射開始時期を意味する）も、エンジンの全運転領域において、回転数及び負荷の関数として予め定められており、マップとしてＲＯＭ３２に記憶されている。

また、特に筒内噴射用インジェクタ１１による筒内噴射についてはその噴射圧も制御される。すなわち、噴射圧に相当する燃料分配管１３内の燃料圧が、エンジンの全運転領域において、回転数及び負荷の関数として予め定められており、マップとしてＲＯＭ３２に記憶されている。そして燃料圧センサ４０により検出される実際の燃料圧が、マップから算出される目標燃料圧に一致するようにフィードバック制御が実行される。このときはスピル電磁弁１５ａを制御して実際の燃料圧を増減させることになる。

以上の構成によれば、電子制御ユニット３０は、検出された回転数及び負荷の値と前記複数のマップとに基づき各インジェクタ１１，１２の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定するとともに、燃料分配管１３内の目標燃料圧を決定する。そしてその燃料噴射量に相当するインジェクタ１１，１２への通電時間を計算し、この計算された通電時間を燃料噴射時期に加算してインジェクタ１１，１２の閉弁時期つまり噴射終了時期を決定する。

そして、インジェクタ１１，１２の噴射時期が到来する前に、実際の燃料圧を、前記の如く決定された目標燃料圧に予めセットし、インジェクタ１１，１２の噴射時期が到来すると同時に、インジェクタ１１，１２に駆動信号を出力して（つまりインジェクタ１１，１２をオンして）、インジェクタ１１，１２を開弁駆動する。このようなインジェクタ１１，１２の通電状態すなわち開弁状態を噴射終了時期まで維持し、噴射終了時期が到来したらインジェクタ１１，１２への駆動信号の出力を停止して（つまりインジェクタ１１，１２をオフして）、インジェクタ１１，１２を閉弁させる。

インジェクタ１１，１２がオンされると、それぞれのインジェクタ１１，１２の電磁ソレノイドヘの通電が開始され、それにより発生する電磁吸引力によりノズルニードルがバルブシートから離間される。これにより、インジェクタ１１，１２の噴口が開かれて燃料噴射が開始される。一方、インジェクタ１１，１２がオフされると、電磁ソレノイドヘの通電が停止され、ノズルニードルがバルブシートに着座される。これにより噴口が閉ざされ、燃料噴射が終了される。なお、後にも述べるが、筒内噴射用インジェクタ１１のオンオフに伴うノズルニードルのニードルストッパ及びバルブシートへの当接ないし衝突が、ノックセンサ２３により検出されて、ノックセンサ２３の出力信号レベルを瞬時的に高めることがある。

（３）ノック判定及びノック制御
本実施形態に係るデュアル噴射型内燃機関では、ノックセンサ２３の出力信号に基づき、ノック判定が行われ、その判定結果に応じて点火時期等を調整するノック制御が行われる。以下これについて説明する。

ノック判定においてノッキングの発生有りとの判定がなされると、ノック制御手段としての電子制御ユニット３０が目標点火時期を所定量遅角させる。逆に、ノッキングの発生無しとの判定がなされると、電子制御ユニット３０は目標点火時期を徐々に進角させる。目標点火時期は、各気筒で点火を実施させる時期を、各気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角で表したものである。電子制御ユニット３０は、目標点火時期により示される時期にオンとなる点火信号を各気筒のイグナイタ（図示せず）に出力し、点火を実施させる。これにより、ノッキングの発生限界近傍に点火時期を調整させるようにしている。

次にノック判定について説明する。図２に示すように、エンジンの全運転領域は、ノック判定閾値が比較的低い値に設定される低ノイズ領域（以下Ａ領域という）と、ノック判定閾値が比較的高い値に設定される高ノイズ領域（以下Ｂ領域という）とに予め区分されている。Ｂ領域は、ハッチングで示されるような、機関回転数が高回転側でかつ機関負荷が高負荷の領域である。Ａ領域はそれ以外の領域である。Ｂ領域は、第２領域及び第３領域の各一部ずつと重複している。以下、ノック判定の概略を、エンジン運転状態がＡ領域にあると仮定して説明する。

図３の左側に示すように、電子制御ユニット３０にはノックセンサ２３の出力信号Ｋが送られており、電子制御ユニット３０は、この出力信号Ｋの大きさすなわち出力値と、予めＲＯＭ３２に記憶されているノック判定閾値ＴＨＡとを比較する。そしてノックセンサ２３の出力値がその閾値ＴＨＡを超えたとき（図中円ＹＡで示す）、電子制御ユニット３０はノッキングの発生有りと判定する。この結果前述の点火時期遅角制御が実行される。なお、かかるノック判定は、エンジンの所定のクランク位相範囲であるゲート期間内に存在する信号Ｋに対してのみ行われる。

閾値ＴＨＡは、Ａ領域において標準的なバックグラウンドノイズレベルＢＧＮＬＡに、所定値ＭＡを加えることにより設定されている。ここでバックグラウンドノイズとは、ノッキング以外の要因でノックセンサ２３から出力される信号のことをいい、この要因としては機関筒内の燃焼、動弁系の振動、クランク振動などがある。そしてこのバックグラウンドノイズの大きさをバックグラウンドノイズレベルという。

さて、前述したように、バックグラウンドノイズレベルは機関運転状態に応じて変化する。一般に、機関回転速度が高くなるほど、また機関負荷が高くなるほど、バックグラウンドノイズレベルは高くなる傾向にある。

図３の右側に示すように、Ｂ領域はこのようなバックグラウンドノイズレベルが高くなる領域として予め設定される領域である。Ｂ領域においては、バックグラウンドノイズレベルＢＧＮＬＢがＡ領域のレベルＢＧＮＬＡよりも高い。かかるＢ領域において、仮にＡ領域と同一の閾値ＴＨＡを採用したとすると、ノッキングが発生していないにもかかわらず、バックグラウンドノイズ自体によりノックセンサ出力値が閾値ＴＨＡを越え、ノッキングの発生有りと誤判定するおそれがある。逆に言えば、このような誤判定が生じるおそれのある領域がＢ領域であるともいえる。

そこで、このような誤判定を防止するため、本実施形態においては、バックグラウンドノイズレベルが高くなるＢ領域でバックグラウンドノイズレベルを学習し、この結果に基づいてノック判定閾値を引き上げるようにしている。具体的には、エンジン運転状態がＡ領域からＢ領域に移行したとき、所定期間、バックグラウンドノイズレベルＢＧＮＬＢを決定するためのバックグラウンド学習を実行する。そしてこれにより得られたバックグラウンドノイズレベルＢＧＮＬＢに、所定値ＭＢを加えることにより、Ｂ領域におけるノック判定閾値ＴＨＢを設定、記憶し、以降Ｂ領域ではこの新たに設定されたノック判定閾値ＴＨＢに基づきノック判定を行う。ノックセンサ２３の出力値がその閾値ＴＨＢを超えたとき（図中円ＹＢで示す）、電子制御ユニット３０はノッキングの発生有りと判定する。この判定後は前記同様に点火時期遅角制御が実行される。なおＢ領域における加算値ＭＢはＡ領域における加算値ＭＡと同一の値でも異なった値でも良い。

こうして得られたＢ領域におけるノック判定閾値ＴＨＢは、Ａ領域におけるノック判定閾値ＴＨＡより大きな値であり、したがって、バックグラウンドノイズ自体によりノッキング発生有りとする誤判定が防止される。

しかしながら、バックグラウンド学習が実行されている間は、ノックセンサ２３の出力信号が専らバックグラウンドノイズとして扱われ、ノック判定用閾値も未だ決定されていないことから、ノック判定を行うことができない。したがってノック判定の結果に応じて点火時期を調整するノック制御も実施することができず、結果的にノッキングが発生するおそれがある。

そこで、この問題を解決するために、本実施形態においては、バックグラウンド学習中に、筒内噴射用インジェクタ１１又は吸気通路噴射用インジェクタ１２における燃料噴射を制御することにより、ノッキング抑制制御を実行するノッキング抑制制御手段が備えられている。以下これについて説明する。

（４）ノッキング抑制制御
かかるノッキング抑制制御の第一の形態は、吸気通路噴射用インジェクタ１２に対する筒内噴射用インジェクタ１１の燃料噴射量割合を、エンジン運転状態により定まる基本噴射量割合より増大させることからなる。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１による筒内噴射には、燃料の気化潜熱により筒内の吸入空気温度を低下させる作用、噴射燃料の貫徹力により筒内混合気の乱れを促進し、圧縮時の筒内の混合気温度を低下させる作用、及び燃焼速度を増大させる作用がある。これらの作用は、ノッキング発生の抑制に効果があるので、筒内噴射量割合を基本噴射量割合よりも増大する当該第一の形態はノッキング抑制に好適である。

この第一の形態の一例を図４に基づき具体的に説明する。図示例にあっては、時刻ｔ１でエンジン運転状態がＡ領域からＢ領域に移行され、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間にバックグラウンド学習が実施される。そして移行前の全燃料噴射量Ｑｔ、ポート噴射量Ｑｐ及び筒内噴射量Ｑｄがそれぞれ２０，１０，１０という値を持つ量である。移行後の全燃料噴射量Ｑｔ、ポート噴射量Ｑｐ及び筒内噴射量Ｑｄは、本来ならば前述した基本の燃料噴射制御に従い、それぞれ５０，２０，３０という値の量である。しかしながら、第一の形態に係るノッキング抑制制御により、学習期間中は筒内噴射量割合が基本の筒内噴射量割合より増大させられ、全燃料噴射量Ｑｔ、ポート噴射量Ｑｐ及び筒内噴射量Ｑｄはそれぞれ５０，１５，３５という値の量とされる。なお前述の噴射分担率α（全燃料噴射量のうち筒内噴射される燃料噴射量の割合）で考えれば、移行後の本来の値は３０／５０＝６０％であるが、学習期間中は３５／５０＝７０％に増加される。

好ましくは、バックグラウンド学習中は筒内噴射の噴射量割合を１００％とし、筒内噴射のみを実行する。これにより前記ノッキング抑制効果を最大限に活用でき、ノッキング発生の抑制を最大限に行うことができる。

このバックグラウンド学習が行われるＢ領域には、ポート噴射と吸気行程の筒内噴射とが行われる第２領域Ｒ２と、ポート噴射と吸気及び圧縮行程の筒内噴射とが行われる第３領域Ｒ３とがあるが、実際のエンジン運転状態がこれら第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３のいずれに移行しても、第一の形態に係るノッキング抑制制御は実行され得る。

次に、ノッキング抑制制御の第二の形態は、吸気通路噴射用インジェクタ１２による燃料噴射の噴射期間の少なくとも一部を吸気弁の開弁期間と重複させる同期噴射を実行することからなる。すなわち、このような同期噴射を行うことで、吸気弁の開弁により発生する吸気通路あるいは吸気ポート内の吸気の流れに乗せて、ポート噴射燃料を、ポート壁面等への付着を防止しつつ、積極的に筒内燃焼室に取り込むことができ、前述の筒内噴射と同様の作用効果を得ることができる。

前述のように、本実施形態では、基本制御に従ってポート噴射が実行されるとき、その噴射が吸気弁の開弁前に終了するように基本の噴射期間が定められている（即ち、非同期噴射）。これに対しこの第二の形態では、吸気弁が開いた状態でもポート噴射が終了しておらず、吸気弁の開弁中にポート噴射が実行される。ポート噴射は吸気弁の開弁開始後に終了する。よって、バックグラウンド学習中にこのような同期噴射を実施することにより、噴射期間が遅角され、前記作用により基本のポート噴射の場合よりもノッキングを抑制することができる。

次に、ノッキング抑制制御の第三の形態は、筒内噴射用インジェクタ１１による筒内噴射おいて、その吸気行程噴射に対する圧縮行程噴射の燃料噴射量割合を、エンジン運転状態により定まる基本噴射量割合より増大させることからなる。すなわち、このように圧縮行程噴射の燃料噴射量割合を増加させると、燃焼時期により近いタイミングで筒内噴射を行うことができ、これにより筒内混合気の乱れを促進し、燃焼速度を増大させ、ノッキングを抑制することができる。この第三の形態は、筒内噴射を吸気行程と圧縮行程とで行うことを前提としており、したがって、Ｂ領域のうち第３領域Ｒ３が重なる部分で実行されることになる。

この第三の形態の一例を図５に基づき具体的に説明する。図示例にあっては、時刻ｔ１でエンジン運転状態がＡ領域からＢ領域に移行され、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間にバックグラウンド学習が実施される。そして移行前の全燃料噴射量Ｑｔ、ポート噴射量Ｑｐ、吸気行程の筒内噴射量Ｑｄｉ、及び圧縮行程の筒内噴射量Ｑｄｃがそれぞれ５０，２５，２５，０という値を持つ量である。移行後の全燃料噴射量Ｑｔ、ポート噴射量Ｑｐ、吸気行程の筒内噴射量Ｑｄｉ、及び圧縮行程の筒内噴射量Ｑｄｃは、前述した基本の燃料噴射制御によれば、それぞれ１００，３０，５０，２０という値の量である。しかしながら、第三の形態に係るノッキング抑制制御により、学習期間中は、圧縮行程の筒内噴射量割合が基本の圧縮行程の筒内噴射量割合より増大させられ、全燃料噴射量Ｑｔ、ポート噴射量Ｑｐ、吸気行程の筒内噴射量Ｑｄｉ、及び圧縮行程の筒内噴射量Ｑｄｃはそれぞれ１００，３０，４０，３０という値の量とされる。なお前述の筒内噴射分担率β（全筒内噴射量のうち圧縮行程で噴射される燃料噴射量の割合）で考えれば、移行後の本来の値は２０／７０＝２９％であるが、学習期間中は３０／７０＝４３％に増加される。

これら第一乃至第三の形態は、必要に応じて適宜、一つを選択して或いは二以上を組み合わせて実施することができる。

（５）筒内噴射の開始時期又は終了時期の固定
さて、以上のノッキング抑制制御によりバックグラウンド学習中のノッキングは抑制されるが、かかるノッキング抑制制御を実行すると筒内噴射の燃料噴射量が基本値から変更され、これに伴って以下のような問題が生じることがある。

すなわち、前述したように、燃料噴射を行うインジェクタは、電磁ソレノイドへの通電によりノズルニードルをバルブシートから離間させるように駆動し、バルブを開いて燃料噴射を開始する一方、電磁ソレノイドへの通電停止によりノズルニードルをバルブシートに着座させ、燃料噴射を停止する構造となっている。

こうしたインジェクタは、その開弁時には、ノズルニードルがバルブストッパに突き当たってその時の衝撃で振動を発生させ、その閉弁時には、ノズルニードルがバルブシートに着座してその時の衝撃で振動を発生させる。そしてそのインジェクタの開弁時期および閉弁時期に発生される振動が、ノイズとしてノックセンサの出力信号に乗ってしまうことがある。前述のようなデュアル噴射型内燃機関の場合、特に筒内噴射用インジェクタ１１がノックセンサ２３に近い位置に配設され、また筒内噴射用インジェクタ１１で発生した振動がシリンダブロックを通じてノックセンサ２３に直接的に伝達され易いため、筒内噴射用インジェクタ１１の動作により発生するノイズ（以下、インジェクタノイズという）の影響が、ポート噴射式内燃機関に比してより大きくなる傾向にある。

一方、バックグラウンド学習は、あくまで通常或いは基本状態でのバックグラウンドノイズのレベルを学習することを目的とするから、たとえ基本状態においてバックグラウンドノイズにインジェクタノイズが乗ってしまっていたとしても、その状態を含めて学習を行うのが望ましい。

しかしながら、バックグラウンド学習中に前述のノッキング抑制制御を行うと、筒内噴射用インジェクタ１１による燃料噴射の噴射量が基本値から変更され、その結果、基本制御に従ってその燃料噴射開始時期又は燃料噴射終了時期が変更され、バックグラウンド学習が行われる後述のゲート期間から燃料噴射開始時期又は終了時期が外れ、ゲート期間におけるバックグラウンドノイズレベルが基本値から変わってしまうことが起こり得る。こうしたことは正確なバックグラウンド学習を行うという意味において好ましいことではない。

そこで、本実施形態に係るデュアル噴射型内燃機関では、バックグラウンド学習中に筒内噴射用インジェクタ１１による燃料噴射の開始時期又は終了時期を固定する固定手段が備えられている。以下これについて説明する。

図６は、本実施形態に係る内燃機関の動作を示したものであり、これにおいて横軸にはクランク角がとってあり、第１気筒＃１の吸気上死点を基準の０°として７２０°までの全気筒１サイクルが示される。そして図中上から点火順に第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、第２気筒＃１の各動作ないし行程が示される。「吸気」は吸気行程を意味し、星印は点火時期を意味する。

図の最上段には、電子制御ユニット３０から発生されるゲート信号のオンオフ状態が示される。ゲート信号は、本来、ノック判定を実施する期間を決定するための信号で、ノック判定は、ゲート信号がオンとなっている期間のノックセンサ３４の出力信号を参照して行われる。この期間は、ノックセンサ３４の出力値の取得を行うためのゲートが開いているという意味においてゲート期間とも称される。本実施形態では、このゲート期間内に、バックグラウンド学習にかかるノックセンサ３４の出力値の取得が実施される。

ゲート信号のオン時期およびオフ時期の設定は、本実施形態では、電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に予め記憶されたマップを参照して行われる。このマップは、機関回転数と機関負荷との関係で三次元マップとして設定されている。ただしゲート信号のオン時期およびオフ時期は一定の時期として設定されてもよい。図示例によれば、ゲート信号のオン時期およびオフ時期は、各気筒の点火時期の前後の時期に設定される。これは各気筒の点火時期付近でノッキングが発生しやすいからである。

図中、第１気筒＃１の欄には、筒内噴射用インジェクタ１１によって実行される様々なパターンの筒内噴射の態様が示されている。なお、燃料噴射制御が各気筒ごとに実行されるので、本来ならば同様なパターンが他の気筒にも存在するが、図では簡単化のため第１気筒＃１についてのみ示す。これら各パターンはいずれもエンジン運転状態がＢ領域に移行した直後の学習期間内のものである。ここで、バックグラウンド学習は所定の点火回数に相当する期間実行される。その点火回数は、例えば、最小で１０回であり、したがってこの場合１８０°×１０回＝１８００°のクランク角範囲が学習期間である。よって学習期間は図示の期間よりも長い。

図中、「Ｔ」が噴射期間、「Ｓ」が噴射開始時期、「Ｅ」が噴射終了時期をそれぞれ意味する。図示例では第１気筒＃１における筒内噴射が吸気行程に行われており、その噴射開始時期Ｓ又は噴射終了時期Ｅが、第４気筒＃４の点火のために開かれたゲート期間Ｔｇ４、又は第２気筒＃２の点火のために開かれたゲート期間Ｔｇ２に入っているか否かが問題となる。

まず、Ｇ１で示される第１の態様について説明する。この第１の態様は噴射開始時期Ｓとゲート期間Ｔｇ４との関係を問題としている。Ｔ１１で示されるのが、エンジン運転状態に基づき基本の燃料噴射制御に従って決定された噴射期間であり、その噴射開始時期Ｓ１１のみがゲート期間Ｔｇ４に入っている。一方、前述の第一又は第三の形態のノッキング抑制制御によると、１回当たりの筒内噴射量が増大されることがあり、この場合噴射期間も長期化する必要がある。

この噴射期間の長期化を行うとき、本実施形態では、噴射期間Ｔ１２で示されるように、その噴射開始時期Ｓ１２は基本の噴射開始時期Ｓ１１と等しく固定し、その代わりに、ゲート期間Ｔｇ４に元々入っていない噴射終了時期Ｅ１２を基本の噴射終了時期Ｅ１１より遅らせる。このようにバックグラウンド学習中に筒内噴射開始時期が固定される。

逆に、噴射期間Ｔ１３で示されるように、その噴射開始時期Ｓ１３を基本の噴射開始時期Ｓ１１よりも早期化して噴射期間を長期化することはしない。図示されるように噴射開始時期Ｓ１３がゲート期間Ｔｇ４から外れ、バックグラウンドノイズレベルが基本状態と異なるおそれがあるからである。

このように、ノッキング抑制制御の要請に従って噴射期間を長期化する際、基本の噴射開始時期がゲート期間に入っていれば、長期化後もその状態を維持する。そしてその噴射開始時期を固定して長期化後も同時期とする。これによって噴射開始時期に生じるインジェクタノイズを含めた基本状態と同じバックグラウンドノイズレベルを取得することができ、バックグラウンド学習を正確に行うことができる。

次に、Ｇ２で示される第２の態様について説明する。この第２の態様は噴射終了時期Ｅとゲート期間Ｔｇ２との関係を問題としている。Ｔ２１で示されるのが、エンジン運転状態に基づき基本の燃料噴射制御に従って決定された噴射期間であり、その噴射終了時期Ｅ２１のみがゲート期間Ｔｇ２に入っている。一方、前述の第一又は第三の形態のノッキング抑制制御によると、１回当たりの筒内噴射量が増大されることがあり、このとき噴射期間も長期化する必要がある。

この噴射期間の長期化を行うとき、本実施形態では、噴射期間Ｔ２２で示されるように、その噴射終了時期Ｅ２２は基本の噴射終了時期Ｅ２１と等しく固定し、その代わりに、ゲート期間Ｔｇ２に元々入っていない噴射開始時期Ｓ２２を基本の噴射開始時期Ｓ２１より早める。このようにバックグラウンド学習中に筒内噴射終了時期が固定される。

逆に、噴射期間Ｔ２３で示されるように、その噴射終了時期Ｅ２３を基本の噴射終了時期Ｅ２１よりも遅らせて噴射期間を長期化することはしない。図示されるように噴射終了時期Ｅ２３がゲート期間Ｔｇ２から外れ、バックグラウンドノイズレベルが基本状態と異なるおそれがあるからである。

このように、ノッキング抑制制御の要請に従って噴射期間を長期化する際、基本の噴射終了時期がゲート期間に入っていれば、長期化後もその状態を維持する。そしてその噴射終了時期を固定して長期化後も同時期とする。これによって噴射終了時期に生じるインジェクタノイズを含めた基本状態と同じバックグラウンドノイズレベルを取得することができ、バックグラウンド学習を正確に行うことができる。

次に、Ｇ３で示される第３の態様について説明する。この第３の態様は、噴射開始時期Ｓとゲート期間Ｔｇ４との関係、及び噴射終了時期Ｅとゲート期間Ｔｇ２との関係を問題としている。Ｔ３１で示されるのが、エンジン運転状態に基づき基本の燃料噴射制御に従って決定された噴射期間であり、その噴射開始時期Ｓ３１はゲート期間Ｔｇ４に入っており、噴射終了時期Ｅ３１はゲート期間Ｔｇ２に入っている。

このとき、前記第１及び第２の態様と同様の考え方に基づくと、噴射開始時期Ｓ３１及び噴射終了時期Ｓ３１は、ゲート期間Ｔｇ４、Ｔｇ２にそれぞれ入った状態を維持すべきである。そこでこの第３の態様では、ノッキング抑制制御の要請に従って筒内噴射量を増大しようとする場合、噴射開始時期及び噴射終了時期を基本時期に維持しつつ、つまり噴射開始時期及び噴射終了時期がゲート期間内に入った状態を維持しつつ、筒内噴射用インジェクタ１１から噴射されるべき燃料の燃料圧を上昇させ、これにより噴射期間を変更することなく筒内噴射量の増大を図る。

前述したように、筒内噴射用インジェクタ１１の燃料圧（すなわち、燃料分配管１３内の圧力）は、エンジン運転状態に基づいてマップの目標値に一致するようフィードバック制御されている。そこでこのように決定された基本の目標燃料圧をより高い値、すなわち、同一噴射期間で同等の燃料噴射量を得られるような値に変更すれば、噴射開始時期Ｓ３１及び噴射終了時期Ｓ３１を変えることなく、筒内噴射量を増大させるノッキング抑制制御を実行することができる。

なお、前述の第１及び第２の態様Ｇ１，Ｇ２において、固定されない方の噴射終了時期Ｅ又は噴射開始時期Ｓが、予め設定されたガードに当たってそれ以上遅角又は進角できなくなることがあるが、この場合も燃料圧を増大することにより、制限された噴射期間でも所望の筒内噴射量を確保することができる。

（６）バックグラウンド学習
次に、本実施形態に係るバックグラウンド学習処理を図７〜図１１に基づいて説明する。まず最初に図７のメイン処理について説明する。この処理は、電子制御ユニット３０によって、エンジンの点火時期と同期して（すなわち１８０°クランク角毎に）実行される。

本処理が開始されると、まずステップＳ１０１において、エンジン運転状態がＢ領域にあるか否かが判断される。この判断は、クランクセンサ４６により得られる機関回転数及びアクセル開度センサ４４により得られる機関負荷が、図２に示された領域マップのＢ領域にあるか否かにより行われる。

Ｂ領域にない、すなわちＡ領域にあると判断された場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ステップＳ１０２において学習カウンタＣＫＣＳＧの値が０とされ、ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５においてそれぞれ筒内噴射の噴射開始時期、噴射終了時期、及び燃料分配管１３内の目標燃料圧力が、基本制御に従う基本値とされ、ステップＳ１０６においてノッキング抑制制御が不実行とされ、処理が終了される。

他方、Ｂ領域にあると判断された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０７において、前回のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡと今回のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡとが異なるか否かが判断される。

バックグラウンド学習領域ＡＲＥＡとは、前述のゲート期間内に筒内噴射の噴射開始時期のみが入っているか、又は噴射終了時期のみが入っているか、又は両方入っているか、又はいずれも入っていないかによって区分される、Ｂ領域のうちのさらに小さな領域であり、例えば噴射開始時期のみが入っている場合、バックグラウンド学習領域ＡＲＥＡはＢ１とされる。このように前回処理時のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡと今回処理時のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡとの比較を行っているのは、領域変化の有無を判断するためであり、さらに、このバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡごとにバックグラウンドノイズレベルが設定されるからである（図１１参照）。ゲート期間内に、バックグラウンドノイズの発生要因（筒内噴射の開始又は終了）がいくつ入っているかによって、バックグラウンドノイズレベルは変化することが多く、それら各領域ごとにバックグラウンドレベルを設定することで、各領域ごとに正確なレベルを設定できるとともに、各領域ごとに正確なノック判定を行える。

ステップＳ１０７において、前回のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡと今回のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡとが異なる（すなわち領域変化あり）と判断された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０８において学習カウンタＣＫＣＳＧが初期値ｎにセットされた後、ステップＳ１０９に移行される。他方、同ステップＳ１０７において、前回のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡと今回のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡとが異ならない（すなわち領域変化なし）と判断された場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、直接ステップＳ１０９に移行される。

学習カウンタＣＫＣＳＧの初期値ｎは、ゲート期間におけるノックセンサ２３の出力値の取得を行う回数を規定するもので、好ましくは前述したように最小で１０の値が設定される。後に理解されるが、バックグラウンド学習領域ＡＲＥＡごとにその初期値ｎに等しい回数のデータ取得がなされ、これらデータを基にバックグラウンドノイズレベルが設定される。

ステップＳ１０９においては、学習カウンタＣＫＣＳＧの値が０か否か、すなわちバックグラウンド学習が終了したか否かが判断され、終了のとき（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）はステップＳ１０３に進み、未了のとき（ステップＳ１０９：ＮＯ）はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０においては、エンジンの運転状態（回転数および負荷）によって定まる筒内噴射の基本噴射開始時期が、ゲート期間内に入っているか否かが判断される。入っていると判断されたとき（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）は、ステップＳ１１１に進み、今度はその基本噴射終了時期が、ゲート期間内に入っているか否かが判断される。入っていないと判断されたとき（ステップＳ１１１：ＮＯ）、これは筒内噴射の基本噴射開始時期のみがゲート期間内に入っている場合であるから、ステップＳ１１２に進み、筒内噴射の噴射開始時期が固定され、ステップＳ１１３においてバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡ＝Ｂ１と設定される。

また、ステップＳ１１０において、基本噴射開始時期がゲート期間内に入っていないと判断され（ステップＳ１１０：ＮＯ）、かつ、ステップＳ１１６において基本噴射終了時期がゲート期間内に入っていると判断されたとき（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）、これは筒内噴射の基本噴射終了時期のみがゲート期間内に入っている場合であるから、ステップＳ１１７において筒内噴射の噴射終了時期が固定され、ステップＳ１１８においてバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡ＝Ｂ２と設定される。

また、ステップＳ１１０において、基本噴射開始時期がゲート期間内に入っていると判断され（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、かつ、ステップＳ１１１において基本噴射終了時期がゲート期間内に入っていると判断されたとき（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、これは筒内噴射の基本噴射開始時期及び基本噴射終了時期の両方がゲート期間内に入っている場合であるから、ステップＳ１１４において目標燃料圧力がより高い値に変更され、ステップＳ１１５においてバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡ＝Ｂ３と設定される。

また、ステップＳ１１０において、基本噴射開始時期がゲート期間内に入っていないと判断され（ステップＳ１１０：ＮＯ）、かつ、ステップＳ１１６において基本噴射終了時期がゲート期間内に入っていないと判断されたとき（ステップＳ１１６：ＮＯ）、これは筒内噴射の基本噴射開始時期及び基本噴射終了時期のいずれもゲート期間内に入っていない場合であるから、ステップＳ１１９においてバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡ＝Ｂ０と設定される。

こうしてステップＳ１１３，Ｓ１１８，Ｓ１１５，Ｓ１１９でバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡの設定を終えたら、ステップＳ１２０において学習カウンタＣＫＣＳＧの値が１だけ減少される。そして、ステップＳ１２１において前述のノッキング抑制制御が実行され、ステップＳ１２２において、バックグラウンド学習に係るノックセンサ２３の出力値の取得が実行される。

以上で説明した処理を実際の状況に当てはめて説明する。なおここでは簡単のため学習期間中のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡの変化はないものとする。

まず、エンジンのＡ領域での運転中は、ステップＳ１０１でＮＯであるから、Ｓ１０２〜Ｓ１０６が実行されて基本の燃料噴射制御が実行される。この状態からエンジンの運転状態がＢ領域に移行すると、ステップＳ１０１でＹＥＳとなり、ステップＳ１０７でバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡの変化の有無が判断される。ステップＳ１０７の初回実行時はＹＥＳとされ、ステップＳ１０８で学習カウンタＣＫＣＳＧが初期値ｎ（ｅｘ．１０）にセットされ、この後ステップＳ１０９を経てステップＳ１１０に進む。

仮に、Ｂ領域移行後のエンジン運転状態が、基本の筒内噴射開始時期のみがゲート期間に入るようなものであるとすると、ステップＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３を順に経て、噴射開始時期が固定され、さらにステップＳ１２０で学習カウンタＣＫＣＳＧが１減じられ、ステップＳ１２１でノッキング抑制制御を伴う燃料噴射が実行されつつ、ステップＳ１２２でノックセンサ出力値が取得される。

こうして１回目の処理を終え、１周期（１８０°クランク角）を経過して２回目の処理に入ると、領域変化はないのでステップＳ１０７：ＮＯとなり、学習カウンタＣＫＣＳＧの値は（ｎ−１）が維持される。そして先と同一ルートを辿ってステップＳ１２０に至ると、学習カウンタＣＫＣＳＧの値はさらに１減じられて（ｎ−２）となる。この後ステップＳ１２２まで進んで２回目の処理を終了する。

結局、学習カウンタＣＫＣＳＧの初期値ｎと同じ回数だけ処理が繰り返され、カウンタ値＝０となるとステップＳ１０９でＹＥＳとなり、通常の燃料噴射制御に復帰される。このように、あるバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡに対し、学習カウンタＣＫＣＳＧが初期値ｎから０になるまでの期間が学習期間である。

なお、このような特定のバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡに対する学習期間中に、バックグラウンド学習領域ＡＲＥＡの変更があった場合、ステップＳ１０７：ＹＥＳとなり、学習カウンタＣＫＣＳＧは初期値ｎに戻され、変更後の領域ＡＲＥＡに対する処理が改めて実行される。もっとも学習期間は、実際には１秒未満程度の極短時間であり、学習期間中にバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡが変更される可能性は低い。

次に、ステップＳ１２２で取得されたノックセンサ出力値の処理について説明する。

図８はこのような処理を行うためのフローチャートである。この処理も電子制御ユニット３０によって、図７に示された前記処理と同期して（すなわち１８０°クランク角周期で）実行される。

まずステップＳ２０１において、ゲート信号のオン時期およびオフ時期が設定される。前述したように、この設定は、機関回転数と機関負荷とに基づき、予め記憶されたマップを参照して行われる。

こうしてゲート期間の設定がなされ、ゲート信号のオン時期が到来すると、ステップＳ２０２においてゲート信号がオンとされ、ゲートがオープンされる。次にステップＳ２０３に進み、ノックセンサ３４の出力信号についてそのピークホールドが実行される。このピークホールドは、ゲート信号のオフ時期が到来してステップＳ２０４においてゲート信号がオフとされるまで、つまりゲートがクローズされるまで、実行される。

図９に示すように、ピークホールドは、ゲート信号がオンとされてからノックセンサ３４の出力値が最大値を取るたびにその値が更新されるという方法で行われる。こうしてゲート信号がオフされると、今回のゲート期間において一つのピークホールド値ＶＫＰＥＡＫが求められる。この求められたピークホールド値ＶＫＰＥＡＫはステップＳ２０５において電子制御ユニット３０のＲＡＭ３３に記憶される。以上で処理が終了する。

次に、このピークホールド値ＶＫＰＥＡＫを用いたバックグラウンドレベル学習値の設定の処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。この処理も電子制御ユニット３０によって、図７及び図８に示された前記処理と同期して（すなわち１８０°クランク角周期で）実行される。

図７及び図８の処理により、あるバックグラウンド学習領域ＡＲＥＡに対し、ｎ個のピークホールド値ＶＫＰＥＡＫが記憶される。そこでこの図１０の処理では、これらｎ個のピークホールド値ＶＫＰＥＡＫに対し分布を求め、その中央値をもってバックグラウンドレベル学習値とする方法を採用している。

まずステップＳ３０１で、学習カウンタＣＫＣＳＧの値が０か否かが判断される。これは、図８の処理によってｎ個のピークホールド値ＶＫＰＥＡＫが蓄積されたか否かを判断するためである。学習カウンタＣＫＣＳＧの値が０でないと判断されたときは、本処理が終了され、学習カウンタＣＫＣＳＧの値が０であると判断されたときは、ステップＳ３０２において、ＲＡＭ３３に記憶されたｎ個のピークホールド値ＶＫＰＥＡＫが読み出される。

そしてステップＳ３０３において、これら読み出されたｎ個のピークホールド値ＶＫＰＥＡＫがそれぞれ対数変換されてｎ個の対数変換値ＬＶｐｋが求められ、これら対数変換値ＬＶｐｋに対して、例えば図１１（ａ）に示すような分布ＤＳが求められる。そしてステップＳ３０４において、この分布ＤＳの中央値Ｖｍがバックグラウンドレベル学習値とされ、この値がＲＡＭ３３に記憶される。以上により本処理が終了され、同時にバックグラウンド学習が終了される。

このようにしてバックグラウンド学習を実行すると、結局、図１１（ａ）〜（ｄ）に示されるように、各バックグラウンド学習領域ＡＲＥＡ＝Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３毎に、バックグラウンドレベル学習値Ｖｍが設定されることになる。これにより、ゲート期間内に入っているバックグラウンドノイズの発生要因（筒内噴射の開始又は終了）の数に応じて、個々に最適なバックグラウンドノイズレベルを設定できる。

これらバックグラウンドレベル学習値Ｖｍは、図３に示したバックグラウンドノイズレベルＢＧＮＬＢに相当し、これらバックグラウンドレベル学習値Ｖｍに所定値ＭＢを加えることにより、Ｂ領域の各領域（ＡＲＥＡ＝Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）におけるノック判定閾値ＴＨＢを設定し、以降これらノック判定閾値ＴＨＢに基づきノック判定を行うことができる。図１１（ａ）〜（ｄ）においては、横軸が対数なので、実際のノック判定に際しては対数変換されたノック判定閾値ＴＨＢを設定し、このノック判定閾値ＴＨＢと対数変換されたノックセンサ出力値との比較によりノック判定を行うことになる。

通常のエンジン運転中にその運転状態がＡ領域からＢ領域に移行するような場合、Ｂ領域のうちのどの領域（ＡＲＥＡ＝Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）に移行してくるかが予測不可能である。本実施形態では学習を終えた後に実際のエンジン運転状態がＢ領域に移行したとき、前述の学習時と同様の方法を用いて、移行後のエンジン運転状態が入っている領域（ＡＲＥＡ＝Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）を特定し、その領域に対応するバックグラウンドレベル学習値Ｖｍに基づいて設定されたノック判定閾値ＴＨＢを選択使用してノック判定を行う。このためどの領域に移行しても、それぞれにおいて正確なノック判定を実施することができる。

なお、前記実施形態においては、エンジンの全運転領域のうち、バックグラウンドノイズが比較的高くしたがってノック判定閾値も比較的高い値とすべき領域を、バックグラウンド学習が実行されるＢ領域とした。しかしながら、筒内噴射の基本の開始時期又は終了時期がゲート期間に必ず入るような領域をＢ領域としてもよい。これらの噴射開始時期又は終了時期とゲート期間との一致がバックグラウンドノイズを高くする一つの要因だからである。この場合、Ｂ領域はＢ１，Ｂ２，Ｂ３の３領域に区分され、したがってバックグラウンドレベル学習値も３つの値が設定されることになる。

本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、前記実施形態では図１０及び図１１に示したように、複数（ｎ個）のセンサ出力値のピークホールド値ＶＫＰＥＡＫについてそれぞれ対数変換値ＬＶｐｋを求め、これら対数変換値ＬＶｐｋの分布の中央値Ｖｍをバックグラウンドノイズレベル学習値とした。しかしながら、より簡単に、複数のセンサ出力値の平均値をバックグラウンドノイズレベル学習値としてもよい。

本発明の一実施形態に係るデュアル噴射型内燃機関の概略構成図である。 エンジンの全運転領域における各領域を示す図である。 ノック判定の方法を説明するための図である。 ノッキング抑制制御の第一の形態を示すタイムチャートである。 ノッキング抑制制御の第三の形態を示すタイムチャートである。 内燃機関の動作を示す図であり、特にゲート期間と筒内噴射開始時期及び終了時期との関係を示す。 バックグラウンド学習処理の一部を示すフローチャートであり、筒内噴射開始時期又は終了時期を固定する手段及びステップ、学習中のノッキング抑制制御を行う手段及びステップ並びにノックセンサ出力値を取得する手段及びステップが含まれる。 バックグラウンド学習処理の一部を示すフローチャートであり、ゲート期間中に取得されたノックセンサ出力値に対しピークホールド処理を実行する手段及びステップが含まれる。 ノックセンサ出力信号のピークホールド値を説明するための図である。 バックグラウンド学習処理の一部を示すフローチャートであり、複数のピークホールド値を処理してバックグラウンドレベル学習値を求める手段及びステップが含まれる。 Ｂ領域における各バックグラウンド学習領域ごとのバックグラウンドレベル学習値を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
１１ 筒内噴射用インジェクタ
１２ 吸気通路噴射用インジェクタ
１３ 燃料分配管
１５ 高圧燃料ポンプ
１５ａ スピル電磁弁
２３ ノックセンサ
３０ 電子制御ユニット
４０ 燃料圧センサ
Ｖｍ 中央値
ＢＧＮＬＢ Ｂ領域におけるバックグラウンドノイズレベル
ＭＢ Ｂ領域における加算値
ＴＨＢ Ｂ領域におけるノック判定閾値
Ｋ ノックセンサ出力信号
Ｔ 筒内噴射の噴射期間
Ｓ 筒内噴射の噴射開始時期
Ｅ 筒内噴射の噴射終了時期
Ｔｇ２，Ｔｇ４ ゲート期間

Claims (4)

1. 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型内燃機関において、
   ノックセンサと、
   該ノックセンサの出力信号に基づきバックグラウンドノイズレベルを学習する学習手段と、
   該バックグラウンドノイズレベルの学習開始後の学習期間中に、前記筒内噴射用インジェクタ又は前記吸気通路噴射用インジェクタにおける燃料噴射を制御することにより、ノッキング抑制制御を実行するノッキング抑制制御手段と、
   前記学習期間以降において、前記バックグラウンドノイズレベルの学習結果に基づいて設定されたノック判定用閾値と、前記ノックセンサの出力信号とに基づいて実行されるノック判定の結果に応じて点火時期を調整するためのノック制御手段とを備えたことを特徴とする、デュアル噴射型内燃機関。
2. 前記ノッキング抑制制御は、前記吸気通路噴射用インジェクタに対する前記筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量割合をエンジン運転状態により定まる基本燃料噴射量割合より増大させることからなることを特徴とする、請求項１記載のデュアル噴射型内燃機関。
3. 前記ノッキング抑制制御は、前記吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の噴射期間の少なくとも一部を吸気弁の開弁期間と重複させる同期噴射を実行することからなることを特徴とする、請求項１又は２記載のデュアル噴射型内燃機関。
4. 前記ノッキング抑制制御は、前記筒内噴射用インジェクタにおける吸気行程噴射に対する圧縮行程噴射の燃料噴射量割合を、エンジン運転状態により定まる基本燃料噴射量割合より増大させることからなることを特徴とする、請求項１乃至３いずれかに記載のデュアル噴射型内燃機関。

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