内燃機関の点火制御装置
【課題】低温時に内燃機関の点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共に内燃機関からより効率よく動力を出力する。
【解決手段】エンジンの冷却水温Ｔｗが予め定められた温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時には、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上である通常時の通常時用学習値Ｔｆｌ１よりエンジンの点火時期を遅角させる（遅くする）側の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて低温時用の低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新し、基準点火時期Ｔｆｂに対しノック補正量Ｔｆｃと低温時用学習値Ｔｆｌ２とによる補正を行なって目標点火時期Ｔｆ＊を設定する。これにより、低温時にエンジンの点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共にエンジンからより効率よくトルクを出力することができる。
【解決手段】エンジンの冷却水温Ｔｗが予め定められた温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時には、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上である通常時の通常時用学習値Ｔｆｌ１よりエンジンの点火時期を遅角させる（遅くする）側の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて低温時用の低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新し、基準点火時期Ｔｆｂに対しノック補正量Ｔｆｃと低温時用学習値Ｔｆｌ２とによる補正を行なって目標点火時期Ｔｆ＊を設定する。これにより、低温時にエンジンの点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共にエンジンからより効率よくトルクを出力することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火制御装置に関し、詳しくは、内燃機関の運転状態に基づく基準点火時期に対し、内燃機関におけるノックが抑制される範囲内で内燃機関の点火時期が早くなるようノックの発生の有無に応じて増減されるノック補正量と、ノック補正量が定常的に内燃機関の点火時期に反映されるようノック補正量に基づいて更新される学習値と、による補正を行なって目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期で内燃機関の点火が行なわれるよう内燃機関を制御する、内燃機関の点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関の点火制御装置としては、内燃機関が第１の設定温度より高温状態にあると判定されているときにのみ、内燃機関におけるノッキング回避用の遅角修正量を学習値として記憶し、記憶した学習値と内燃機関の運転状態とに基づいて点火時期を演算するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、これにより、内燃機関の温度が第１の設定温度より高い状態のときの過去の点火時期の修正量の履歴が現在の点火時期の演算に生かされるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−９３４８４号公報
【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、上述の装置では、内燃機関の温度が低いときには、ノッキング回避用の遅角修正量が学習されないため、内燃機関の点火時期がノッキングを回避する範囲内において大きく遅角側の値とされる場合があり、ノッキングを回避する範囲内で内燃機関の点火時期をより進角側の時期とすることができる余地、即ち、ノッキングを回避する範囲内で内燃機関から効率よく動力を出力することができる余地があった。また、内燃機関の温度が低いときには、内燃機関の温度が低いときに比してノッキングが発生しにくいにも拘わらず、例えばピストンとシリンダ内壁との間で発生するノイズをノッキングと誤って検出するなどにより、ノッキング回避用の遅角修正量が誤って大きく遅角側の値となる場合があった。
【０００５】
本発明の内燃機関の点火制御装置は、低温時に内燃機関の点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共に内燃機関からより効率よく動力を出力することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の点火制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の内燃機関の点火制御装置は、
内燃機関の運転状態に基づく基準点火時期に対し、前記内燃機関におけるノックが抑制される範囲内で前記内燃機関の点火時期が早くなるよう前記ノックの発生の有無に応じて増減されるノック補正量と、前記ノック補正量が定常的に前記内燃機関の点火時期に反映されるよう前記ノック補正量に基づいて更新される学習値と、による補正を行なって目標点火時期を設定する目標点火時期設定手段と、前記設定した目標点火時期で前記内燃機関の点火が行なわれるよう前記内燃機関を制御する点火制御手段と、を備える内燃機関の点火制御装置であって、
前記目標点火時期設定手段は、前記内燃機関を冷却する冷却液の温度が予め定められた温度閾値未満である低温時には、前記冷却液の温度が前記温度閾値以上である通常時用の前記学習値より前記内燃機関の点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内で前記ノック補正量に基づいて前記低温時用の前記学習値を更新し、前記基準点火時期に対し前記ノック補正量と前記低温時用の前記学習値とによる補正を行なって前記目標点火時期を設定する手段である、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の内燃機関の点火制御装置では、内燃機関を冷却する冷却液の温度が予め定められた温度閾値未満である低温時には、冷却液の温度が温度閾値以上である通常時用の学習値より内燃機関の点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内でノック補正量に基づいて低温時用の学習値を更新し、基準点火時期に対しノック補正量と低温時用の学習値とによる補正を行なって目標点火時期を設定する。これにより、低温時でも内燃機関の点火時期に関する学習を行なうと共に低温時用の学習値を用いて目標点火時期を設定することができ、低温時に内燃機関からより効率よく動力を出力することができる。また、低温時にノック補正量が誤って点火時期を遅くする値となった場合でも、低温時用の学習値が通常時用の学習値より点火時期を遅くする側の値とはならないから、低温時に内燃機関の点火時期が誤って遅くされるのを抑制することができる。この結果、低温時に内燃機関の点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共に内燃機関からより効率よく動力を出力することができる。この場合、前記目標点火時期設定手段は、前記通常時には、前記基準点火時期に対し前記ノック補正量と前記ノック補正量に基づく前記通常時用の前記学習値とよる補正を行なって前記目標点火時期を設定する手段である、ものとすることもできる。
【０００９】
ここで、基準点火時期は、内燃機関の回転数と体積効率とに基づいてノックが発生しやすい所定の環境条件においてもノックが発生しない範囲内の内燃機関の点火時期（例えば、所定の環境条件においてもノックが発生しない範囲内で最も早い内燃機関の点火時期など）として設定される、ものとすることもできる。また、ノック補正量は、ノックが発生していないときには内燃機関の点火時期を早くする側に第１所定量ずつ変化させると共にノックが発生したときには内燃機関の点火時期を遅くする側に第１所定量より大きく且つノックの大きさに応じた第２所定量変化させることにより設定される、ものとすることもできる。さらに、ノックの発生は、ノック強度が内燃機関の運転状態に基づくノック判定閾値以上であるか否かにより判定される、ものとすることもできる。また、学習値は、ノック補正量の所定時間内の変動量が所定量未満になった（収まった）ときにノック補正量の値に更新される、ものとすることもできる。さらに、温度閾値は、内燃機関が暖機された状態を示す温度である、ものとすることもできる。
【００１０】
こうした本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記目標点火時期設定手段は、前記低温時に、前記ノック補正量に基づいて前記低温時用の前記学習値を更新すると前記低温時用の前記学習値が前記通常時用の前記学習値より前記内燃機関の点火時期を遅くする側の値となるときには、前記低温時用の前記学習値を更新せずに保持する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より確実に低温時用の学習値が通常時用の学習値より点火時期を遅くする側の値とはならないようにすることができる。
【００１１】
また、本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記学習値は、前記内燃機関の運転領域（内燃機関を運転可能な領域）を少なくとも前記内燃機関の負荷により複数に分割した各領域毎に前記ノック補正量に基づいて更新される値である、ものとすることもできる。こうすれば、通常時用の学習値や低温時用の学習値をより適正に更新すると共に目標点火時期をより適正に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の点火制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】エンジンＥＣＵ２４により実行される点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】通常時用学習値Ｔｆｌ１を更新する様子の一例を示す説明図である。
【図５】低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新する様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関の点火制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、図示しない複数のスイッチング素子のスイッチングによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。ここで、実施例の内燃機関の点火制御装置としては、主にエンジンＥＣＵ２４が該当する。
【００１５】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、記憶したデータを保持する不揮発性のフラッシュメモリ２４ｄと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカム角，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ，浄化装置１３４の三元触媒の温度を検出する温度センサ１３４ａからの触媒温度θｃ，排気系に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２，吸気管内の圧力を検出する圧力センサ１５８からの吸気圧Ｐｉ，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の負荷率としての体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したり、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対するカムポジションセンサ１４４からの吸気バルブ１２８のインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算したり、ノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Ｋｒを演算したりしている。
【００１７】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１８】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００１９】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２０】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーとに基づいてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊が閾値以上やバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値未満などのエンジン２２の運転条件が成立しているときには、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく出力する運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントでエンジン２２が運転されて要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御され、エンジン２２の運転条件が成立していないときには、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２から要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するようモータＭＧ２が運転制御される。
【００２１】
エンジン２２の運転制御では、実施例では、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントでエンジン２２を効率よく運転するための目標スロットル開度ＴＨ＊と吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊とを設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて理論空燃比などの目標空燃比を得るための目標燃料噴射量Ｑｆ＊とエンジン２２におけるノックの発生が抑制される範囲内でエンジン２２の点火時期を早くするための目標点火時期Ｔｆ＊とを設定する。そして、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨを目標スロットル開度ＴＨ＊とするようスロットルモータ１３６を駆動制御することによって吸入空気量制御が行なわれ、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを目標開閉タイミングＶＴ＊とするよう可変バルブタイミング機構１５０を駆動制御することによって開閉タイミング制御が行なわれ、目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁１２６を駆動制御することによって燃料噴射制御が行なわれ、目標点火時期Ｔｆ＊で点火を行なうようイグニッションコイル１３８を駆動制御することによって点火制御が行なわれる。以下、エンジン２２の点火時期を早くすること，遅くすることをそれぞれ「進角する」，「遅角する」ともいう。
【００２２】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０におけるエンジン２２の動作、特にエンジン２２の点火制御を行なう際の動作について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２３】
点火制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅや冷却水温Ｔｗ，体積効率ＫＬ，ノック判定フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものを入力するものとした。エンジン２２の体積効率ＫＬは、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて演算されたものを入力するものとした。ノック判定フラグＦは、エンジン２２におけるノックが発生しているか否かを示すフラグであり、実施例では、ノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓに基づいて演算されたノック強度Ｋｒとノック判定閾値Ｋｒｅｆとを比較し、ノック強度Ｋｒがノック判定閾値Ｋｒｅｆ以下のときにはノックの発生レベルが許容範囲内でありノックは発生していないと判断して値０が設定され、ノック強度Ｋｒがノック判定閾値Ｋｒｅｆより大きいときにはノックの発生レベルが許容範囲を超えておりノックが発生していると判断して値１が設定されたものを入力するものとした。ノック判定閾値Ｋｒｅｆは、ノックの発生レベルが許容範囲内にあるか否かを判断するためのものであり、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｉとノック判定閾値Ｋｒｅｆとの関係を予め実験などにより定めたマップに現在の回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｉとを適用することによって設定されたものを用いるものとした。
【００２４】
こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいてエンジン２２の基準点火時期Ｔｆｂを設定する（ステップＳ１１０）。基準点火時期Ｔｆｂは、実施例では、ノックが発生しやすい例えば気温や湿度，燃料の種類などによる所定の環境条件においてもエンジン２２にノックが発生しない範囲内の点火時期（例えば、使用が想定される燃料のうち最もオクタン価が低い燃料が用いられる所定の環境条件においてノックが発生しない範囲内で最も進角側の点火時期など）であり、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと基準点火時期Ｔｆｂとの関係を予め実験などに定めてマップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとが与えられるとマップから対応する基準点火時期Ｔｆｂを導出して設定するものとした。
【００２５】
続いて、入力したノック判定フラグＦを調べ（ステップＳ１２０）、ノック判定フラグＦが値０のときには、エンジン２２の点火時期を進角させてもよいと判断し、ノックの発生の有無に応じて点火時期を補正するためのノック補正量Ｔｆｃを前回本ルーチンが実行されたときに計算されたノック補正量Ｔｆｃ（前回Ｔｆｃ）と所定の進角量ΔＴｆｃ１との和として計算する（ステップＳ１３０）。また、ノック判定フラグＦが値１のときには、エンジン２２の点火時期を大きく遅角させると判断し、前回Ｔｆｃから所定の進角量ΔＴｆｃ１より大きく且つノック強度Ｋｒに応じた所定の遅角量ΔＴｆｃ２を減じたものをノック補正量Ｔｆｃとして計算する（ステップＳ１４０）。実施例では、エンジン２２の点火時期を進角させる方向を正の方向とすると共に遅角させる方向を負の方向とし、所定の進角量ΔＴｆｃ１や所定の遅角量ΔＴｆｃ２としては正の値を用いるものとした。また、ノック強度Ｋｒに応じた所定の遅角量ΔＴｆｃ２としては、例えば、ノック強度Ｋｒがノック判定閾値Ｋｒｅｆより大きいほど大きくなる遅角量や、ノック強度Ｋｒが現在までの一定時間内にノック判定閾値Ｋｒｅｆより大きくなった回数が多いほど大きくなる傾向の遅角量などを用いることができる。エンジン２２の点火時期の目標値としての目標点火時期Ｔｆ＊は、後述するように、基準点火時期Ｔｆｂと、ノック補正量Ｔｆｃと、ノック補正量Ｔｆｃが定常的に点火時期に反映されるようノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される学習値と、の和として計算される。したがって、ノック補正量Ｔｆｃに基づく学習が行なわれてない学習値が値０のときを考えると、目標点火時期Ｔｆ＊は、所定の進角量ΔＴｆ１ずつ徐々に進角されると共にノックが発生したときに所定の遅角量ΔＴｆ２だけ大きく遅角されることを複数回繰り返した後に、ノックが発生しない範囲内でより進角側の値に収束することになる。なお、ノック補正量Ｔｆｃに基づく学習値の更新は、こうしてノック補正量Ｔｆｃの変動が収まったときに行なわれる。
【００２６】
次に、入力した回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいてエンジン２２の現在の運転領域に対応する２種類の学習値を入力する（ステップＳ１５０）。ここで、２種類の学習値として、冷却水温Ｔｗがエンジン２２が暖機された状態を示す温度閾値Ｔｗｒｅｆ（例えば、６５℃や７０℃など）以上のときにノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される通常時用学習値Ｔｆｌ１と、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される低温時用学習値Ｔｆｌ２とを入力する。通常時用学習値Ｔｆｌ１および低温時用学習値Ｔｆｌ２は、実施例では、エンジン２２の全運転領域を回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとにより複数に分割した各領域（例えば、３つや４つの回転数領域と３つや４つの体積効率領域とによる９つや１６個の領域など）毎にフラッシュメモリ２４ｄに記憶されており、現在の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに対応するものをそれぞれフラッシュメモリ２４ｄから読み出して入力するものとし、初期値としては値０が設定されているものとした。
【００２７】
こうして通常時用学習値Ｔｆｌ１と低温時用学習値Ｔｆｌ２とを入力すると、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと温度閾値Ｔｗｒｅｆとを比較し（ステップＳ１６０）、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときには、基本点火時期Ｔｆｂとノック補正量Ｔｆｃと通常時用学習値Ｔｆｌ１との和を目標点火時期Ｔｆ＊として計算して（ステップＳ１７０）、目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御する（ステップＳ１８０）。
【００２８】
続いて、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているか否かを判定し（ステップＳ１９０）、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっていないときには、そのまま点火制御ルーチンを終了し、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているときには、現在の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとを含む運転領域に対応する通常時用学習値Ｔｆｌ１にノック補正量Ｔｆｃを加えたものでフラッシュメモリ２４ｄに記憶された通常時用学習値Ｔｆｌ１を置き換えることによって通常時用学習値Ｔｆｌ１を更新し（ステップＳ２００）、ノック補正量Ｔｆｃを値０にリセットして（ステップＳ２１０）、点火制御ルーチンを終了する。ここで、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているか否かの判定は、例えば、判定用に実験などに予め定められた所定時間と所定量とを用いてノック補正量Ｔｆｃの所定時間内の変動量（変動幅）が所定量未満であるか否かなどにより判定することができる。
【００２９】
図４に通常時用学習値Ｔｆｌ１を更新する様子の一例を示す。図中、参考用に示す点火時期Ｔｆｒｅｆは、使用が想定される燃料のうち最もオクタン価が高い燃料が用いられることを含むノックが発生しにくい所定の環境条件においてエンジン２２にノックが発生するか否かの境界の点火時期である。図中、左側に示すように、基本点火時期Ｔｆｂに対して進角側の目標点火時期Ｔｆ＊が得られるように通常時用学習値Ｔｆｌ１が学習された状態でノック補正量Ｔｆｃが進角側の値（正の値）に収束すると、図中、右側に示すように、基本点火時期Ｔｆｂに対してより進角側の目標点火時期Ｔｆ＊が得られるように通常時用学習値Ｔｆｌ１がそれまでの通常時用学習値Ｔｆｌ１とノック補正量Ｔｆｃとの和として更新される。
【００３０】
こうした制御により、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上の通常時には、エンジン２２におけるノックの発生が抑制されると共により進角側の点火時期が得られるように通常時用学習値Ｔｆｌ１を更新しながらエンジン２２の目標点火時期Ｔｆ＊を設定して点火を行なうことができる。この結果、ノックの発生を抑制すると共にエンジン２２から効率よくトルクを出力することができる。
【００３１】
ステップＳ１６０で冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時には、基本点火時期Ｔｆｂとノック補正量Ｔｆｃと低温時用学習値Ｔｆｌ２との和を目標点火時期Ｔｆ＊として計算して（ステップＳ２２０）、目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御する（ステップＳ２３０）。
【００３２】
続いて、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているか否かをステップＳ１９０と同様に判定すると共に（ステップＳ２４０）、現在の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとを含む運転領域に対応する低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が同じ運転領域に対応する通常時用学習値Ｔｆｌ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ここで、後者の判定は、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満の低温時において、ノック補正量Ｔｆｃに基づいて低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新すると低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値（点火時期を遅くする側の値）となるか否かを判定するためのものである。
【００３３】
ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっており、且つ、低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１以上のときには、現在の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとを含む運転領域に対応する低温時用学習値Ｔｆｌ２にノック補正量Ｔｆｃを加えたものでフラッシュメモリ２４ｄに記憶された低温時用学習値Ｔｆｌ２を置き換えることによって低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新し（ステップＳ２６０）、ノック補正量Ｔｆｃを値０にリセットして（ステップＳ２７０）、点火制御ルーチンを終了する。一方、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっていないときや、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているときでも低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１未満で遅角側の値のときには、そのまま点火制御ルーチンを終了する。なお、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているときでも低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１未満で遅角側の値となったときには、次にノック補正量Ｔｆｃの変動が収まったときに、低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１以上であれば、低温時用学習値Ｔｆｌ２の更新が行なわれることになる。
【００３４】
図５に低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新する様子の一例を示す。図中、参考用に示す点火時期Ｔｆｒｅｆは、図４のものと同じものであり、通常時用学習値Ｔｆｌ１は、低温時用学習値Ｔｆｌ２に対応する運転領域と同じ運転領域の学習値としてフラッシュメモリ２４ｄに記憶されているものである。図中、左側に示すように、基本点火時期Ｔｆｂに対して進角側の目標点火時期Ｔｆ＊が得られるように低温時用学習値Ｔｆｌ２が学習された状態でノック補正量Ｔｆｃが遅角側の値（負の値）に収束したときに、低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１未満で遅角側の値となるときには、更新後の低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値（点火時期を遅くする側の値）とならないように、低温時用学習値Ｔｆｌ２は更新されずに保持される。低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値とならないようにするのは、低温時には通常時に比してエンジン２２におけるノックは発生しにくいことから、低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値となるときは、ノック補正量Ｔｆｃが誤って大きく遅角側の値になっていると判断できることに基づく。
【００３５】
こうした制御により、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満となるエンジン２２の低温時には、通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側（点火時期を遅くする側）の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新するから、低温時でもエンジン２２の点火時期に関する学習を行なうと共に低温時用学習値Ｔｆｌ２を用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定することができ、エンジン２２から効率よくトルクを出力することができる。また、低温時には、例えばピストンとシリンダライナーとの間で発生するいわゆるピストンノイズをノッキングと誤って検出するなどにより、ノック補正量Ｔｆｃが誤って点火時期を遅くする値となる場合が生じるが、こうした場合でも、低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値とはならないから、低温時にエンジン２２の点火時期が誤って遅角されるのを抑制することができる。この結果、エンジン２２の低温時に点火時期が誤って遅角されるのを抑制すると共にエンジン２２から効率よくトルクを出力することができる。
【００３６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の点火制御装置によれば、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが予め定められた温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時には、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上である通常時の通常時用学習値Ｔｆｌ１よりエンジン２２の点火時期を遅角させる（遅くする）側の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて低温時の低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新し、基準点火時期Ｔｆｂに対しノック補正量Ｔｆｃと低温時用学習値Ｔｆｌ２とによる補正を行なって目標点火時期Ｔｆ＊を設定するから、低温時にエンジン２２の点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共にエンジン２２からより効率よくトルクを出力することができる。
【００３７】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、低温時にノック補正量Ｔｆｃが収束しているときでも低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１未満で遅角側の値のときには、低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新せずに保持するものとしたが、低温時用学習値Ｔｆｌ２を通常時用学習値Ｔｆｌ１で更新するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、通常時用学習値Ｔｆｌ１および低温時用学習値Ｔｆｌ２は、エンジン２２の全運転領域を回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとにより複数に分割した各領域毎に記憶され更新されるものとしたが、エンジン２２の全運転領域を体積効率ＫＬのみにより複数に分割した各体積効率領域毎に記憶され更新されるものとしてもよいし、エンジン２２の全運転領域を回転数Ｎｅのみにより複数に分割した各回転数領域毎に記憶され更新されるものとしてもよい。
【００３９】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、収束したノック補正量Ｔｆｃで通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を置き換えることによって通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新するものとしたが、現在記憶されている通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２にある程度の重み付けをし、これらの学習値と収束したノック補正量Ｔｆｃとを用いたなまし処理によって通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、少なくともノック補正量Ｔｆｃの変動が収まることを条件として通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新するものとしたが、この条件に加えて、例えば、エンジン２２の運転状態が過渡状態を終了してから一定の時間が経過する条件や、エンジン２２が軽負荷で運転されていない条件などを用いるものとしてもよい。
【００４１】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、基準点火時期Ｔｆｂは、ノックが発生しやすい所定の環境条件においてもエンジン２２にノックが発生しない範囲内の点火時期であるものとしたが、基本点火時期Ｔｆｂとしては、エンジン２２の運転状態に基づくものであれば、例えば、図４や図５で示した点火時期Ｔｆｒｅｆなどを用いるものとしてもよい。
【００４２】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、ノック補正量Ｔｆｃが収束して通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新したときにはノック補正量Ｔｆｃを値０にリセットするものとしたが、これに加えて、現在のエンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとを含む運転領域が、フラッシュメモリ２４ｄに記憶された通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を区分する複数の運転領域のうち一の領域から他の領域に移行したときにノック補正量Ｔｆｃを値０にリセットするものとしてもよい。
【００４３】
実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の点火制御装置の形態に適用して説明したが、走行用の動力源としてエンジンのみを備える自動車や、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関の点火制御装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関の点火制御装置の形態としても構わない。
【００４４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づく基本点火時期Ｔｆｂと、ノック判定フラグＦの値に応じて所定の進角量ΔＴｆｃ１ずつ徐々に大きくされたり所定の遅角量ΔＴｆｃ２だけ小さくされて計算されるノック補正量Ｔｆｃと、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上である通常時にノック補正量Ｔｆｃが収束したときにノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される通常時用学習値Ｔｆｌ１または冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時にノック補正量Ｔｆｃが収束し且つ通常時用学習値Ｔｆｌ１より点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される低温時用学習値Ｔｆｌ２との和として目標点火時期Ｔｆ＊を設定する、図３の点火制御ルーチンのステップＳ１８０，Ｓ２３０以外の処理（ステップＳ１００〜Ｓ１７０，Ｓ１９０〜Ｓ２２０，Ｓ２４０〜Ｓ２７０の処理）を実行するエンジンＥＣＵ２４が「目標点火時期設定手段」に相当し、設定した目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御する図３の点火制御ルーチンのステップＳ１８０，Ｓ２３０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「点火制御手段」に相当する。
【００４５】
ここで、「内燃機関」としては、エンジン２２に限定されるものではなく燃料の点火によって動力を出力するものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「目標点火時期設定手段」としては、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づく基本点火時期Ｔｆｂと、ノック判定フラグＦの値に応じて所定の進角量ΔＴｆｃ１ずつ徐々に大きくされたり所定の遅角量ΔＴｆｃ２だけ小さくされて計算されるノック補正量Ｔｆｃと、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上である通常時にノック補正量Ｔｆｃが収束したときにノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される通常時用学習値Ｔｆｌ１または冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時にノック補正量Ｔｆｃが収束し且つ通常時用学習値Ｔｆｌ１より点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される低温時用学習値Ｔｆｌ２との和として目標点火時期Ｔｆ＊を設定するものに限定されるものではなく、内燃機関の運転状態に基づく基準点火時期に対し、内燃機関におけるノックが抑制される範囲内で内燃機関の点火時期が早くなるようノックの発生の有無に応じて増減されるノック補正量と、ノック補正量が定常的に内燃機関の点火時期に反映されるようノック補正量に基づいて更新される学習値と、による補正を行なって目標点火時期を設定するものであって、内燃機関を冷却する冷却液の温度が予め定められた温度閾値未満である低温時には、冷却液の温度が温度閾値以上である通常時用の学習値より内燃機関の点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内でノック補正量に基づいて低温時用の学習値を更新し、基準点火時期に対しノック補正量と低温時用の学習値とによる補正を行なって目標点火時期を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「点火制御手段」としては、設定した目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御するものに限定されるものではなく、設定した目標点火時期で内燃機関の点火が行なわれるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、内燃機関の点火制御装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２４ｄ フラッシュメモリ、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１５８ 圧力センサ，１５９ ノックセンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火制御装置に関し、詳しくは、内燃機関の運転状態に基づく基準点火時期に対し、内燃機関におけるノックが抑制される範囲内で内燃機関の点火時期が早くなるようノックの発生の有無に応じて増減されるノック補正量と、ノック補正量が定常的に内燃機関の点火時期に反映されるようノック補正量に基づいて更新される学習値と、による補正を行なって目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期で内燃機関の点火が行なわれるよう内燃機関を制御する、内燃機関の点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関の点火制御装置としては、内燃機関が第１の設定温度より高温状態にあると判定されているときにのみ、内燃機関におけるノッキング回避用の遅角修正量を学習値として記憶し、記憶した学習値と内燃機関の運転状態とに基づいて点火時期を演算するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、これにより、内燃機関の温度が第１の設定温度より高い状態のときの過去の点火時期の修正量の履歴が現在の点火時期の演算に生かされるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−９３４８４号公報
【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、上述の装置では、内燃機関の温度が低いときには、ノッキング回避用の遅角修正量が学習されないため、内燃機関の点火時期がノッキングを回避する範囲内において大きく遅角側の値とされる場合があり、ノッキングを回避する範囲内で内燃機関の点火時期をより進角側の時期とすることができる余地、即ち、ノッキングを回避する範囲内で内燃機関から効率よく動力を出力することができる余地があった。また、内燃機関の温度が低いときには、内燃機関の温度が低いときに比してノッキングが発生しにくいにも拘わらず、例えばピストンとシリンダ内壁との間で発生するノイズをノッキングと誤って検出するなどにより、ノッキング回避用の遅角修正量が誤って大きく遅角側の値となる場合があった。
【０００５】
本発明の内燃機関の点火制御装置は、低温時に内燃機関の点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共に内燃機関からより効率よく動力を出力することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の点火制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の内燃機関の点火制御装置は、
内燃機関の運転状態に基づく基準点火時期に対し、前記内燃機関におけるノックが抑制される範囲内で前記内燃機関の点火時期が早くなるよう前記ノックの発生の有無に応じて増減されるノック補正量と、前記ノック補正量が定常的に前記内燃機関の点火時期に反映されるよう前記ノック補正量に基づいて更新される学習値と、による補正を行なって目標点火時期を設定する目標点火時期設定手段と、前記設定した目標点火時期で前記内燃機関の点火が行なわれるよう前記内燃機関を制御する点火制御手段と、を備える内燃機関の点火制御装置であって、
前記目標点火時期設定手段は、前記内燃機関を冷却する冷却液の温度が予め定められた温度閾値未満である低温時には、前記冷却液の温度が前記温度閾値以上である通常時用の前記学習値より前記内燃機関の点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内で前記ノック補正量に基づいて前記低温時用の前記学習値を更新し、前記基準点火時期に対し前記ノック補正量と前記低温時用の前記学習値とによる補正を行なって前記目標点火時期を設定する手段である、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の内燃機関の点火制御装置では、内燃機関を冷却する冷却液の温度が予め定められた温度閾値未満である低温時には、冷却液の温度が温度閾値以上である通常時用の学習値より内燃機関の点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内でノック補正量に基づいて低温時用の学習値を更新し、基準点火時期に対しノック補正量と低温時用の学習値とによる補正を行なって目標点火時期を設定する。これにより、低温時でも内燃機関の点火時期に関する学習を行なうと共に低温時用の学習値を用いて目標点火時期を設定することができ、低温時に内燃機関からより効率よく動力を出力することができる。また、低温時にノック補正量が誤って点火時期を遅くする値となった場合でも、低温時用の学習値が通常時用の学習値より点火時期を遅くする側の値とはならないから、低温時に内燃機関の点火時期が誤って遅くされるのを抑制することができる。この結果、低温時に内燃機関の点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共に内燃機関からより効率よく動力を出力することができる。この場合、前記目標点火時期設定手段は、前記通常時には、前記基準点火時期に対し前記ノック補正量と前記ノック補正量に基づく前記通常時用の前記学習値とよる補正を行なって前記目標点火時期を設定する手段である、ものとすることもできる。
【０００９】
ここで、基準点火時期は、内燃機関の回転数と体積効率とに基づいてノックが発生しやすい所定の環境条件においてもノックが発生しない範囲内の内燃機関の点火時期（例えば、所定の環境条件においてもノックが発生しない範囲内で最も早い内燃機関の点火時期など）として設定される、ものとすることもできる。また、ノック補正量は、ノックが発生していないときには内燃機関の点火時期を早くする側に第１所定量ずつ変化させると共にノックが発生したときには内燃機関の点火時期を遅くする側に第１所定量より大きく且つノックの大きさに応じた第２所定量変化させることにより設定される、ものとすることもできる。さらに、ノックの発生は、ノック強度が内燃機関の運転状態に基づくノック判定閾値以上であるか否かにより判定される、ものとすることもできる。また、学習値は、ノック補正量の所定時間内の変動量が所定量未満になった（収まった）ときにノック補正量の値に更新される、ものとすることもできる。さらに、温度閾値は、内燃機関が暖機された状態を示す温度である、ものとすることもできる。
【００１０】
こうした本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記目標点火時期設定手段は、前記低温時に、前記ノック補正量に基づいて前記低温時用の前記学習値を更新すると前記低温時用の前記学習値が前記通常時用の前記学習値より前記内燃機関の点火時期を遅くする側の値となるときには、前記低温時用の前記学習値を更新せずに保持する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より確実に低温時用の学習値が通常時用の学習値より点火時期を遅くする側の値とはならないようにすることができる。
【００１１】
また、本発明の内燃機関の点火制御装置において、前記学習値は、前記内燃機関の運転領域（内燃機関を運転可能な領域）を少なくとも前記内燃機関の負荷により複数に分割した各領域毎に前記ノック補正量に基づいて更新される値である、ものとすることもできる。こうすれば、通常時用の学習値や低温時用の学習値をより適正に更新すると共に目標点火時期をより適正に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の点火制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】エンジンＥＣＵ２４により実行される点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】通常時用学習値Ｔｆｌ１を更新する様子の一例を示す説明図である。
【図５】低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新する様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関の点火制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、図示しない複数のスイッチング素子のスイッチングによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。ここで、実施例の内燃機関の点火制御装置としては、主にエンジンＥＣＵ２４が該当する。
【００１５】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、記憶したデータを保持する不揮発性のフラッシュメモリ２４ｄと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカム角，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ，浄化装置１３４の三元触媒の温度を検出する温度センサ１３４ａからの触媒温度θｃ，排気系に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２，吸気管内の圧力を検出する圧力センサ１５８からの吸気圧Ｐｉ，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の負荷率としての体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したり、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対するカムポジションセンサ１４４からの吸気バルブ１２８のインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算したり、ノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Ｋｒを演算したりしている。
【００１７】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１８】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００１９】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２０】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーとに基づいてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊が閾値以上やバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値未満などのエンジン２２の運転条件が成立しているときには、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく出力する運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントでエンジン２２が運転されて要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御され、エンジン２２の運転条件が成立していないときには、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２から要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するようモータＭＧ２が運転制御される。
【００２１】
エンジン２２の運転制御では、実施例では、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントでエンジン２２を効率よく運転するための目標スロットル開度ＴＨ＊と吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊とを設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて理論空燃比などの目標空燃比を得るための目標燃料噴射量Ｑｆ＊とエンジン２２におけるノックの発生が抑制される範囲内でエンジン２２の点火時期を早くするための目標点火時期Ｔｆ＊とを設定する。そして、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨを目標スロットル開度ＴＨ＊とするようスロットルモータ１３６を駆動制御することによって吸入空気量制御が行なわれ、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを目標開閉タイミングＶＴ＊とするよう可変バルブタイミング機構１５０を駆動制御することによって開閉タイミング制御が行なわれ、目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁１２６を駆動制御することによって燃料噴射制御が行なわれ、目標点火時期Ｔｆ＊で点火を行なうようイグニッションコイル１３８を駆動制御することによって点火制御が行なわれる。以下、エンジン２２の点火時期を早くすること，遅くすることをそれぞれ「進角する」，「遅角する」ともいう。
【００２２】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０におけるエンジン２２の動作、特にエンジン２２の点火制御を行なう際の動作について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２３】
点火制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅや冷却水温Ｔｗ，体積効率ＫＬ，ノック判定フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものを入力するものとした。エンジン２２の体積効率ＫＬは、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて演算されたものを入力するものとした。ノック判定フラグＦは、エンジン２２におけるノックが発生しているか否かを示すフラグであり、実施例では、ノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓに基づいて演算されたノック強度Ｋｒとノック判定閾値Ｋｒｅｆとを比較し、ノック強度Ｋｒがノック判定閾値Ｋｒｅｆ以下のときにはノックの発生レベルが許容範囲内でありノックは発生していないと判断して値０が設定され、ノック強度Ｋｒがノック判定閾値Ｋｒｅｆより大きいときにはノックの発生レベルが許容範囲を超えておりノックが発生していると判断して値１が設定されたものを入力するものとした。ノック判定閾値Ｋｒｅｆは、ノックの発生レベルが許容範囲内にあるか否かを判断するためのものであり、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｉとノック判定閾値Ｋｒｅｆとの関係を予め実験などにより定めたマップに現在の回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｉとを適用することによって設定されたものを用いるものとした。
【００２４】
こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいてエンジン２２の基準点火時期Ｔｆｂを設定する（ステップＳ１１０）。基準点火時期Ｔｆｂは、実施例では、ノックが発生しやすい例えば気温や湿度，燃料の種類などによる所定の環境条件においてもエンジン２２にノックが発生しない範囲内の点火時期（例えば、使用が想定される燃料のうち最もオクタン価が低い燃料が用いられる所定の環境条件においてノックが発生しない範囲内で最も進角側の点火時期など）であり、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと基準点火時期Ｔｆｂとの関係を予め実験などに定めてマップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとが与えられるとマップから対応する基準点火時期Ｔｆｂを導出して設定するものとした。
【００２５】
続いて、入力したノック判定フラグＦを調べ（ステップＳ１２０）、ノック判定フラグＦが値０のときには、エンジン２２の点火時期を進角させてもよいと判断し、ノックの発生の有無に応じて点火時期を補正するためのノック補正量Ｔｆｃを前回本ルーチンが実行されたときに計算されたノック補正量Ｔｆｃ（前回Ｔｆｃ）と所定の進角量ΔＴｆｃ１との和として計算する（ステップＳ１３０）。また、ノック判定フラグＦが値１のときには、エンジン２２の点火時期を大きく遅角させると判断し、前回Ｔｆｃから所定の進角量ΔＴｆｃ１より大きく且つノック強度Ｋｒに応じた所定の遅角量ΔＴｆｃ２を減じたものをノック補正量Ｔｆｃとして計算する（ステップＳ１４０）。実施例では、エンジン２２の点火時期を進角させる方向を正の方向とすると共に遅角させる方向を負の方向とし、所定の進角量ΔＴｆｃ１や所定の遅角量ΔＴｆｃ２としては正の値を用いるものとした。また、ノック強度Ｋｒに応じた所定の遅角量ΔＴｆｃ２としては、例えば、ノック強度Ｋｒがノック判定閾値Ｋｒｅｆより大きいほど大きくなる遅角量や、ノック強度Ｋｒが現在までの一定時間内にノック判定閾値Ｋｒｅｆより大きくなった回数が多いほど大きくなる傾向の遅角量などを用いることができる。エンジン２２の点火時期の目標値としての目標点火時期Ｔｆ＊は、後述するように、基準点火時期Ｔｆｂと、ノック補正量Ｔｆｃと、ノック補正量Ｔｆｃが定常的に点火時期に反映されるようノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される学習値と、の和として計算される。したがって、ノック補正量Ｔｆｃに基づく学習が行なわれてない学習値が値０のときを考えると、目標点火時期Ｔｆ＊は、所定の進角量ΔＴｆ１ずつ徐々に進角されると共にノックが発生したときに所定の遅角量ΔＴｆ２だけ大きく遅角されることを複数回繰り返した後に、ノックが発生しない範囲内でより進角側の値に収束することになる。なお、ノック補正量Ｔｆｃに基づく学習値の更新は、こうしてノック補正量Ｔｆｃの変動が収まったときに行なわれる。
【００２６】
次に、入力した回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいてエンジン２２の現在の運転領域に対応する２種類の学習値を入力する（ステップＳ１５０）。ここで、２種類の学習値として、冷却水温Ｔｗがエンジン２２が暖機された状態を示す温度閾値Ｔｗｒｅｆ（例えば、６５℃や７０℃など）以上のときにノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される通常時用学習値Ｔｆｌ１と、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される低温時用学習値Ｔｆｌ２とを入力する。通常時用学習値Ｔｆｌ１および低温時用学習値Ｔｆｌ２は、実施例では、エンジン２２の全運転領域を回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとにより複数に分割した各領域（例えば、３つや４つの回転数領域と３つや４つの体積効率領域とによる９つや１６個の領域など）毎にフラッシュメモリ２４ｄに記憶されており、現在の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに対応するものをそれぞれフラッシュメモリ２４ｄから読み出して入力するものとし、初期値としては値０が設定されているものとした。
【００２７】
こうして通常時用学習値Ｔｆｌ１と低温時用学習値Ｔｆｌ２とを入力すると、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと温度閾値Ｔｗｒｅｆとを比較し（ステップＳ１６０）、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときには、基本点火時期Ｔｆｂとノック補正量Ｔｆｃと通常時用学習値Ｔｆｌ１との和を目標点火時期Ｔｆ＊として計算して（ステップＳ１７０）、目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御する（ステップＳ１８０）。
【００２８】
続いて、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているか否かを判定し（ステップＳ１９０）、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっていないときには、そのまま点火制御ルーチンを終了し、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているときには、現在の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとを含む運転領域に対応する通常時用学習値Ｔｆｌ１にノック補正量Ｔｆｃを加えたものでフラッシュメモリ２４ｄに記憶された通常時用学習値Ｔｆｌ１を置き換えることによって通常時用学習値Ｔｆｌ１を更新し（ステップＳ２００）、ノック補正量Ｔｆｃを値０にリセットして（ステップＳ２１０）、点火制御ルーチンを終了する。ここで、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているか否かの判定は、例えば、判定用に実験などに予め定められた所定時間と所定量とを用いてノック補正量Ｔｆｃの所定時間内の変動量（変動幅）が所定量未満であるか否かなどにより判定することができる。
【００２９】
図４に通常時用学習値Ｔｆｌ１を更新する様子の一例を示す。図中、参考用に示す点火時期Ｔｆｒｅｆは、使用が想定される燃料のうち最もオクタン価が高い燃料が用いられることを含むノックが発生しにくい所定の環境条件においてエンジン２２にノックが発生するか否かの境界の点火時期である。図中、左側に示すように、基本点火時期Ｔｆｂに対して進角側の目標点火時期Ｔｆ＊が得られるように通常時用学習値Ｔｆｌ１が学習された状態でノック補正量Ｔｆｃが進角側の値（正の値）に収束すると、図中、右側に示すように、基本点火時期Ｔｆｂに対してより進角側の目標点火時期Ｔｆ＊が得られるように通常時用学習値Ｔｆｌ１がそれまでの通常時用学習値Ｔｆｌ１とノック補正量Ｔｆｃとの和として更新される。
【００３０】
こうした制御により、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上の通常時には、エンジン２２におけるノックの発生が抑制されると共により進角側の点火時期が得られるように通常時用学習値Ｔｆｌ１を更新しながらエンジン２２の目標点火時期Ｔｆ＊を設定して点火を行なうことができる。この結果、ノックの発生を抑制すると共にエンジン２２から効率よくトルクを出力することができる。
【００３１】
ステップＳ１６０で冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時には、基本点火時期Ｔｆｂとノック補正量Ｔｆｃと低温時用学習値Ｔｆｌ２との和を目標点火時期Ｔｆ＊として計算して（ステップＳ２２０）、目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御する（ステップＳ２３０）。
【００３２】
続いて、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているか否かをステップＳ１９０と同様に判定すると共に（ステップＳ２４０）、現在の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとを含む運転領域に対応する低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が同じ運転領域に対応する通常時用学習値Ｔｆｌ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ここで、後者の判定は、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満の低温時において、ノック補正量Ｔｆｃに基づいて低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新すると低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値（点火時期を遅くする側の値）となるか否かを判定するためのものである。
【００３３】
ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっており、且つ、低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１以上のときには、現在の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとを含む運転領域に対応する低温時用学習値Ｔｆｌ２にノック補正量Ｔｆｃを加えたものでフラッシュメモリ２４ｄに記憶された低温時用学習値Ｔｆｌ２を置き換えることによって低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新し（ステップＳ２６０）、ノック補正量Ｔｆｃを値０にリセットして（ステップＳ２７０）、点火制御ルーチンを終了する。一方、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっていないときや、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているときでも低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１未満で遅角側の値のときには、そのまま点火制御ルーチンを終了する。なお、ノック補正量Ｔｆｃの変動が収まっているときでも低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１未満で遅角側の値となったときには、次にノック補正量Ｔｆｃの変動が収まったときに、低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１以上であれば、低温時用学習値Ｔｆｌ２の更新が行なわれることになる。
【００３４】
図５に低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新する様子の一例を示す。図中、参考用に示す点火時期Ｔｆｒｅｆは、図４のものと同じものであり、通常時用学習値Ｔｆｌ１は、低温時用学習値Ｔｆｌ２に対応する運転領域と同じ運転領域の学習値としてフラッシュメモリ２４ｄに記憶されているものである。図中、左側に示すように、基本点火時期Ｔｆｂに対して進角側の目標点火時期Ｔｆ＊が得られるように低温時用学習値Ｔｆｌ２が学習された状態でノック補正量Ｔｆｃが遅角側の値（負の値）に収束したときに、低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１未満で遅角側の値となるときには、更新後の低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値（点火時期を遅くする側の値）とならないように、低温時用学習値Ｔｆｌ２は更新されずに保持される。低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値とならないようにするのは、低温時には通常時に比してエンジン２２におけるノックは発生しにくいことから、低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値となるときは、ノック補正量Ｔｆｃが誤って大きく遅角側の値になっていると判断できることに基づく。
【００３５】
こうした制御により、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満となるエンジン２２の低温時には、通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側（点火時期を遅くする側）の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新するから、低温時でもエンジン２２の点火時期に関する学習を行なうと共に低温時用学習値Ｔｆｌ２を用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定することができ、エンジン２２から効率よくトルクを出力することができる。また、低温時には、例えばピストンとシリンダライナーとの間で発生するいわゆるピストンノイズをノッキングと誤って検出するなどにより、ノック補正量Ｔｆｃが誤って点火時期を遅くする値となる場合が生じるが、こうした場合でも、低温時用学習値Ｔｆｌ２が通常時用学習値Ｔｆｌ１より遅角側の値とはならないから、低温時にエンジン２２の点火時期が誤って遅角されるのを抑制することができる。この結果、エンジン２２の低温時に点火時期が誤って遅角されるのを抑制すると共にエンジン２２から効率よくトルクを出力することができる。
【００３６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の点火制御装置によれば、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが予め定められた温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時には、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上である通常時の通常時用学習値Ｔｆｌ１よりエンジン２２の点火時期を遅角させる（遅くする）側の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて低温時の低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新し、基準点火時期Ｔｆｂに対しノック補正量Ｔｆｃと低温時用学習値Ｔｆｌ２とによる補正を行なって目標点火時期Ｔｆ＊を設定するから、低温時にエンジン２２の点火時期が誤って遅くされるのを抑制すると共にエンジン２２からより効率よくトルクを出力することができる。
【００３７】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、低温時にノック補正量Ｔｆｃが収束しているときでも低温時用学習値Ｔｆｌ２とノック補正量Ｔｆｃとの和が通常時用学習値Ｔｆｌ１未満で遅角側の値のときには、低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新せずに保持するものとしたが、低温時用学習値Ｔｆｌ２を通常時用学習値Ｔｆｌ１で更新するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、通常時用学習値Ｔｆｌ１および低温時用学習値Ｔｆｌ２は、エンジン２２の全運転領域を回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとにより複数に分割した各領域毎に記憶され更新されるものとしたが、エンジン２２の全運転領域を体積効率ＫＬのみにより複数に分割した各体積効率領域毎に記憶され更新されるものとしてもよいし、エンジン２２の全運転領域を回転数Ｎｅのみにより複数に分割した各回転数領域毎に記憶され更新されるものとしてもよい。
【００３９】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、収束したノック補正量Ｔｆｃで通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を置き換えることによって通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新するものとしたが、現在記憶されている通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２にある程度の重み付けをし、これらの学習値と収束したノック補正量Ｔｆｃとを用いたなまし処理によって通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、少なくともノック補正量Ｔｆｃの変動が収まることを条件として通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新するものとしたが、この条件に加えて、例えば、エンジン２２の運転状態が過渡状態を終了してから一定の時間が経過する条件や、エンジン２２が軽負荷で運転されていない条件などを用いるものとしてもよい。
【００４１】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、基準点火時期Ｔｆｂは、ノックが発生しやすい所定の環境条件においてもエンジン２２にノックが発生しない範囲内の点火時期であるものとしたが、基本点火時期Ｔｆｂとしては、エンジン２２の運転状態に基づくものであれば、例えば、図４や図５で示した点火時期Ｔｆｒｅｆなどを用いるものとしてもよい。
【００４２】
実施例のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の点火制御では、ノック補正量Ｔｆｃが収束して通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を更新したときにはノック補正量Ｔｆｃを値０にリセットするものとしたが、これに加えて、現在のエンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとを含む運転領域が、フラッシュメモリ２４ｄに記憶された通常時用学習値Ｔｆｌ１や低温時用学習値Ｔｆｌ２を区分する複数の運転領域のうち一の領域から他の領域に移行したときにノック補正量Ｔｆｃを値０にリセットするものとしてもよい。
【００４３】
実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の点火制御装置の形態に適用して説明したが、走行用の動力源としてエンジンのみを備える自動車や、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関の点火制御装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関の点火制御装置の形態としても構わない。
【００４４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づく基本点火時期Ｔｆｂと、ノック判定フラグＦの値に応じて所定の進角量ΔＴｆｃ１ずつ徐々に大きくされたり所定の遅角量ΔＴｆｃ２だけ小さくされて計算されるノック補正量Ｔｆｃと、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上である通常時にノック補正量Ｔｆｃが収束したときにノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される通常時用学習値Ｔｆｌ１または冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時にノック補正量Ｔｆｃが収束し且つ通常時用学習値Ｔｆｌ１より点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される低温時用学習値Ｔｆｌ２との和として目標点火時期Ｔｆ＊を設定する、図３の点火制御ルーチンのステップＳ１８０，Ｓ２３０以外の処理（ステップＳ１００〜Ｓ１７０，Ｓ１９０〜Ｓ２２０，Ｓ２４０〜Ｓ２７０の処理）を実行するエンジンＥＣＵ２４が「目標点火時期設定手段」に相当し、設定した目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御する図３の点火制御ルーチンのステップＳ１８０，Ｓ２３０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「点火制御手段」に相当する。
【００４５】
ここで、「内燃機関」としては、エンジン２２に限定されるものではなく燃料の点火によって動力を出力するものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「目標点火時期設定手段」としては、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づく基本点火時期Ｔｆｂと、ノック判定フラグＦの値に応じて所定の進角量ΔＴｆｃ１ずつ徐々に大きくされたり所定の遅角量ΔＴｆｃ２だけ小さくされて計算されるノック補正量Ｔｆｃと、冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ以上である通常時にノック補正量Ｔｆｃが収束したときにノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される通常時用学習値Ｔｆｌ１または冷却水温Ｔｗが温度閾値Ｔｗｒｅｆ未満である低温時にノック補正量Ｔｆｃが収束し且つ通常時用学習値Ｔｆｌ１より点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内でノック補正量Ｔｆｃに基づいて更新される低温時用学習値Ｔｆｌ２との和として目標点火時期Ｔｆ＊を設定するものに限定されるものではなく、内燃機関の運転状態に基づく基準点火時期に対し、内燃機関におけるノックが抑制される範囲内で内燃機関の点火時期が早くなるようノックの発生の有無に応じて増減されるノック補正量と、ノック補正量が定常的に内燃機関の点火時期に反映されるようノック補正量に基づいて更新される学習値と、による補正を行なって目標点火時期を設定するものであって、内燃機関を冷却する冷却液の温度が予め定められた温度閾値未満である低温時には、冷却液の温度が温度閾値以上である通常時用の学習値より内燃機関の点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内でノック補正量に基づいて低温時用の学習値を更新し、基準点火時期に対しノック補正量と低温時用の学習値とによる補正を行なって目標点火時期を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「点火制御手段」としては、設定した目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御するものに限定されるものではなく、設定した目標点火時期で内燃機関の点火が行なわれるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、内燃機関の点火制御装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２４ｄ フラッシュメモリ、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１５８ 圧力センサ，１５９ ノックセンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態に基づく基準点火時期に対し、前記内燃機関におけるノックが抑制される範囲内で前記内燃機関の点火時期が早くなるよう前記ノックの発生の有無に応じて増減されるノック補正量と、前記ノック補正量が定常的に前記内燃機関の点火時期に反映されるよう前記ノック補正量に基づいて更新される学習値と、による補正を行なって目標点火時期を設定する目標点火時期設定手段と、前記設定した目標点火時期で前記内燃機関の点火が行なわれるよう前記内燃機関を制御する点火制御手段と、を備える内燃機関の点火制御装置であって、
前記目標点火時期設定手段は、前記内燃機関を冷却する冷却液の温度が予め定められた温度閾値未満である低温時には、前記冷却液の温度が前記温度閾値以上である通常時用の前記学習値より前記内燃機関の点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内で前記ノック補正量に基づいて前記低温時用の前記学習値を更新し、前記基準点火時期に対し前記ノック補正量と前記低温時用の前記学習値とによる補正を行なって前記目標点火時期を設定する手段である、
内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の点火制御装置であって、
前記目標点火時期設定手段は、前記低温時に、前記ノック補正量に基づいて前記低温時用の前記学習値を更新すると前記低温時用の前記学習値が前記通常時用の前記学習値より前記内燃機関の点火時期を遅くする側の値となるときには、前記低温時用の前記学習値を更新せずに保持する手段である、
内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の点火制御装置であって、
前記学習値は、前記内燃機関の運転領域を少なくとも前記内燃機関の負荷により複数に分割した各領域毎に前記ノック補正量に基づいて更新される値である、
内燃機関の点火制御装置。
【請求項１】
内燃機関の運転状態に基づく基準点火時期に対し、前記内燃機関におけるノックが抑制される範囲内で前記内燃機関の点火時期が早くなるよう前記ノックの発生の有無に応じて増減されるノック補正量と、前記ノック補正量が定常的に前記内燃機関の点火時期に反映されるよう前記ノック補正量に基づいて更新される学習値と、による補正を行なって目標点火時期を設定する目標点火時期設定手段と、前記設定した目標点火時期で前記内燃機関の点火が行なわれるよう前記内燃機関を制御する点火制御手段と、を備える内燃機関の点火制御装置であって、
前記目標点火時期設定手段は、前記内燃機関を冷却する冷却液の温度が予め定められた温度閾値未満である低温時には、前記冷却液の温度が前記温度閾値以上である通常時用の前記学習値より前記内燃機関の点火時期を遅くする側の値とはならない範囲内で前記ノック補正量に基づいて前記低温時用の前記学習値を更新し、前記基準点火時期に対し前記ノック補正量と前記低温時用の前記学習値とによる補正を行なって前記目標点火時期を設定する手段である、
内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の点火制御装置であって、
前記目標点火時期設定手段は、前記低温時に、前記ノック補正量に基づいて前記低温時用の前記学習値を更新すると前記低温時用の前記学習値が前記通常時用の前記学習値より前記内燃機関の点火時期を遅くする側の値となるときには、前記低温時用の前記学習値を更新せずに保持する手段である、
内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の点火制御装置であって、
前記学習値は、前記内燃機関の運転領域を少なくとも前記内燃機関の負荷により複数に分割した各領域毎に前記ノック補正量に基づいて更新される値である、
内燃機関の点火制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８７６２４（Ｐ２０１３−８７６２４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５４８１（Ｐ２０１１−２２５４８１）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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