JP2008051016A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンの個体差を考慮した適切な点火時期を設定可能とする内燃機関の点火時期制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて基本点火時期ラインA及びMBTラインBを設定する。進角側補正量b及び遅角側補正量aによって点火時期を制御する。基本点火時期ラインAに対し、現運転状態に応じて求められる学習補正量cを基準にして上記進角側補正量b及び遅角側補正量aによって点火時期を制御する。
【選択図】図4
【解決手段】エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて基本点火時期ラインA及びMBTラインBを設定する。進角側補正量b及び遅角側補正量aによって点火時期を制御する。基本点火時期ラインAに対し、現運転状態に応じて求められる学習補正量cを基準にして上記進角側補正量b及び遅角側補正量aによって点火時期を制御する。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えば自動車用エンジンに代表される内燃機関に備えられ、内燃機関の運転状態に応じて点火栓(点火プラグ)の点火時期を制御(KCS制御)する点火時期制御装置に係る。特に、本発明は、内燃機関の個体差に応じた適切な点火時期を設定可能とするための対策に関する。
従来より、内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)における点火プラグの点火時期は、エンジンの排気ガスや燃費、あるいはドライバビリティ(エンジンの出力トルク)等に大きな影響を与える因子の一つである。そのため、エンジンのノッキングの発生回数を抑えながらも、エンジンの運転状態に応じた最適時期となるような点火時期を得るための学習制御が行われている(例えば下記の特許文献1を参照)。
また、上記エンジンのノッキングの発生しやすさは種々の運転条件の影響を受ける。例えば、吸気温度が高い程、また圧縮比が大きい程、更にはエンジン負荷が高い程、ノッキングは発生し易い状況となる。一方、吸気湿度が高い程、ノッキングは発生し難い状況となる。また、可変バルブタイミング機構(以下、VVTと呼ぶ)を備えたエンジンにあっては、吸排気バルブのオーバラップ量の大きさによって気筒内の残留燃焼ガスの量(所謂内部EGR量)が異なるため、これによってもノッキングの発生しやすさは変化する。
従来の一般的な点火時期学習制御としては、エンジン回転数やエンジン負荷等に基づいて求められるMBT (Minimum Spark Advance for Best Torque:最適点火時期)に近付くように点火時期の進角補正を行っていきながら、ノックセンサによってノッキングが検知された場合には、点火時期の遅角補正を行ってノッキングを解消するといった制御が行われる。このため、上述した各条件(ノッキングの発生しやすさを左右する条件)が変化すればこの点火時期の補正量も変化することになる。
ところで、エンジンが、ある運転状態から他の運転状態に急変した場合、例えばアクセル開度の急激な増大によりエンジン負荷が急上昇した場合等にあっては、エンジンの運転状態としてはノッキングが発生しやすい状況となることがある。ところが、ノックセンサによってノッキングが検知される度に所定量(例えば0.5°CA:Crank Angle)ずつ遅角していくような制御では、ノッキングの解消までに時間を要し、継続的に多数回のノッキングが発生してしまう可能性があり、ノッキング音が車室内に伝達されてしまって乗員に違和感を与えたり、エンジンに悪影響を与えたりする。
これを考慮して、エンジン負荷が急上昇する等の運転状態の急変時には点火時期を大幅に遅角させてノッキングの発生を確実に防止することが考えられる。しかし、これでは、点火時期がMBTから大きく離れ、必要以上に点火時期が遅角してしまう可能性が高く、エンジンの運転効率の悪化を招いてしまうことに繋がる。
この点に鑑み、例えば下記の特許文献2に開示されているような点火時期学習制御が行われている。以下、この特許文献2に開示されている点火時期学習制御について図15を用いて説明する。図15では、点火時期学習制御の理解を容易にするためにエンジン負荷と点火時期との関係を示しているが、実際には、エンジン負荷だけでなくエンジン回転数等にも基づいて点火時期は制御されることになる。
この点火時期学習制御にあっては、先ず、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて基本点火時期の設定ライン(図15におけるラインA;基本点火時期ライン)及びMBTライン(図15におけるラインB)を設定する。そして、上記基本点火時期に対して進角側補正量(図15における補正量b)だけ点火時期を進角させる。図15におけるラインA’は、上記基本点火時期の設定ラインAに対して進角側補正量bだけ平行移動したラインとなっている。この進角側補正量bはノッキングが発生するまで次第に増加される。そして、ノッキングが発生すると、遅角側補正量(図15における補正量a)だけ点火時期を遅角させる。この遅角側補正量aはノッキングが解消されるまで継続的に増大していく。つまり、実点火時期(図15に破線で示すOUT)は、上記基本点火時期の設定ラインA上における現在のエンジン運転状態に相当する点に対して進角側補正量bだけ進角させ且つ遅角側補正量aだけ遅角した値となる。
即ち、基本点火時期の設定ラインAに対して、進角側補正量bと遅角側補正量aとの差分だけ進角させた位置を実点火時期OUTとする制御となっている。
そして、図15に示すように、基本点火時期の設定ラインAに対して平行な実点火時期ラインOUTを設定することで、ある1点のエンジン運転状態における点火時期を学習すれば、その学習値(上記進角側補正量bや遅角側補正量a)を他のエンジン運転状態における点火時期の制御にも反映させることができ、エンジン運転状態の急変時であっても必要以上に点火時期が遅角されてしまうといったことがなくなるようにしている。
尚、上記進角側補正量b及び遅角側補正量aの補正動作としては、上記遅角側補正量aが「0」に維持されている状況では進角側補正量bを増加させていき、ノッキングの発生に伴い遅角側補正量aが所定値に達すると進角側補正量bを減少させるようにしている。
ところが、上述したように、基本点火時期の設定ラインAに対して平行移動するように点火時期を補正していくものでは、あるエンジン運転領域において適切な点火時期が得られない可能性があった。例えば、エンジンの低負荷時にあっては、ノッキングの発生しやすさは、高負荷時に比べて温度の影響を大きく受ける可能性がある。このため、上記基本点火時期の設定ラインAに対して平行移動させる上記点火時期制御では、低負荷時における進角側補正量bが小さくなりすぎて、その後に高負荷運転に移行した際に十分な進角側補正量bが得られない場合があった。
この点を考慮し、上記基本点火時期の設定ラインAに対する補正ライン(補正基準点ライン)Cを設定しておき、この補正ラインCを基準にして上記点火時期を補正することが行われている。これによれば、例えば、高負荷時において進角側補正量として図中b1が設定されている状況において、エンジンの運転状態が低負荷となった場合、進角側補正量としては最大で図中b2を確保でき、その後に、エンジンの運転状態が高負荷となった場合でも進角側補正量bを大きく確保できてエンジンの運転効率の悪化を阻止できることになる。
特開平11−30176号公報
特開2002−31024号公報
しかしながら、上述した従来の点火時期の制御手法では、上記補正ラインCの設定に関しては、例えば、上記基本点火時期の設定ラインAに対して所定角度(図中の角度d)をもって傾斜させたラインとして設定されているに過ぎず、未だ最適な補正ラインCとは言えないものであった。
つまり、上記基本点火時期の設定ラインAは、エンジンの個体差に拘わらずエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて設定されている。そして、補正ラインCは、この基本点火時期の設定ラインAを基準にして設定されている。このため、この補正ラインCにあっても、エンジンの個体差を反映できてはいなかった。ここでいうエンジンの個体差とは、例えば、シリンダヘッドの加工誤差やシリンダヘッドガスケットの厚さ寸法の誤差等による圧縮比のバラツキや、圧縮室内や点火プラグにおけるカーボンの付着量の増加などといった経時的なバラツキなどであって、上記補正ラインCは、このようなエンジンの個体差を反映したものにはなっていなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上述したエンジンの個体差を考慮した適切な点火時期を設定可能とする内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、上記基本点火時期の設定ラインAを基準にして補正ラインCを決定するものに代えて、この設定ラインAに対する補正量を内燃機関の運転状態に応じて可変とするようにしている。
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、上記基本点火時期の設定ラインAを基準にして補正ラインCを決定するものに代えて、この設定ラインAに対する補正量を内燃機関の運転状態に応じて可変とするようにしている。
−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関の運転状態に応じて決定される基本点火時期ライン(A)を基準とした補正基準点ライン(C)を設定するための補正量(後述する学習補正量(c))を更新する補正基準点変更手段と、上記補正基準点ライン(C)と平行な点火栓の実点火時期ライン(OUT)を、上記補正基準点ライン(C)上の補正基準点(C1)から所定補正量(後述する遅角側補正量(a)、進角側補正量(b)、学習補正量(c)による補正量)をもって補正して設定する実点火時期ライン設定手段と、補正基準点ライン(C)と実点火時期ライン(OUT)との間の補正量(後述する遅角側補正量(a)、進角側補正量(b)による補正量)を内燃機関の運転状態に応じて変更する補正量変更手段とを備えた内燃機関の点火時期制御装置を前提としている。この内燃機関の点火時期制御装置に対し、上記補正基準点変更手段が、補正基準点(C1)を求めるための基本点火時期ライン(A)に対して補正する補正量(c)として記憶する学習値を、内燃機関の運転状態に対して常に最適値に設定する構成としている。例えば、補正基準点(C1)を求めるための基本点火時期ライン(A)に対して補正する補正量(c)となる学習値が最適な値となるように、内燃機関の運転状態に応じて補正量(c)を可変とする構成としている。
具体的に、本発明は、内燃機関の運転状態に応じて決定される基本点火時期ライン(A)を基準とした補正基準点ライン(C)を設定するための補正量(後述する学習補正量(c))を更新する補正基準点変更手段と、上記補正基準点ライン(C)と平行な点火栓の実点火時期ライン(OUT)を、上記補正基準点ライン(C)上の補正基準点(C1)から所定補正量(後述する遅角側補正量(a)、進角側補正量(b)、学習補正量(c)による補正量)をもって補正して設定する実点火時期ライン設定手段と、補正基準点ライン(C)と実点火時期ライン(OUT)との間の補正量(後述する遅角側補正量(a)、進角側補正量(b)による補正量)を内燃機関の運転状態に応じて変更する補正量変更手段とを備えた内燃機関の点火時期制御装置を前提としている。この内燃機関の点火時期制御装置に対し、上記補正基準点変更手段が、補正基準点(C1)を求めるための基本点火時期ライン(A)に対して補正する補正量(c)として記憶する学習値を、内燃機関の運転状態に対して常に最適値に設定する構成としている。例えば、補正基準点(C1)を求めるための基本点火時期ライン(A)に対して補正する補正量(c)となる学習値が最適な値となるように、内燃機関の運転状態に応じて補正量(c)を可変とする構成としている。
この特定事項により、基本点火時期ライン(A)に対して補正した点を、上記進角補正量により点火時期を補正する基準となる補正基準点(C1)として設定するに際し、その補正量(補正基準点を求めるための基本点火時期ラインからの補正学習値)を、内燃機関の運転状態に応じた最適値とすることで、内燃機関の個体差を反映した実点火時期を得ることが可能になる。例えば、シリンダヘッドの加工誤差やシリンダヘッドガスケットの厚さ寸法の誤差等による圧縮比のバラツキが生じていたとしても、それを反映した適切な点火時期で点火栓を点火させることが可能になる。
上記補正基準点変更手段として、より具体的には以下の構成が挙げられる。つまり、補正基準点変更手段が、進角補正量の「なまし処理」を行い、この「なまし処理」された進角補正量と現在の進角補正量との乖離幅が所定値以下である場合に、学習値を所定の固定値に設定する構成としている。
また、上記補正基準点変更手段が、進角補正量の「なまし処理」を行い、この「なまし処理」された進角補正量と現在の進角補正量との乖離幅が所定値を超えている場合に、この乖離幅を修正量として、補正基準点(C1)を求めるための学習値の算出に使用する構成としている。
また、補正基準点変更手段により求められた学習値に基づく補正量(c)だけ、基本点火時期ライン(A)から補正した位置を補正基準点(C1)とし、この補正基準点(C1)に対して、進角側補正量(b)だけ進角側に、また、遅角側補正量(a)だけ遅角側にそれぞれ補正した時期を実点火時期として設定するよう構成されている。
これにより、従来例の如く設定ラインAに対する補正ラインCを設定したものと同様に、エンジンの運転状態が急変した場合に進角側補正量(b)が小さくなりすぎてしまうことを阻止しながらも、上述した本発明の効果である内燃機関の個体差を反映した実点火時期を得ることが可能になる。
また、ある運転状態において補正基準点変更手段により求められた学習値を、他の運転状態における点火時期の制御にも反映させるための構成として以下のものが挙げられる。つまり、内燃機関の回転数と負荷とをパラメータとする複数種類の運転状態をポイントとして設定した学習マップを備えさせ、補正基準点変更手段により学習値を求める際、内燃機関の現運転状態を囲む学習マップ上の複数のポイントに対して逆補間計算を行って配分し、これら各ポイントに対して学習値を反映させる構成としている。これによれば、学習値の利用範囲を拡大させることができ、点火時期制御の効率化を図ることができる。
本発明では、上記基本点火時期ライン(A)を基準にして補正基準点ライン(C)を決定するものに代えて、この基本点火時期ライン(A)に対する補正量(c)を内燃機関の運転状態に応じて設定するようにしている。このため、基本点火時期ライン(A)に対して補正する割合を、内燃機関の個体差を反映したものとして得ることが可能になり、適切な点火時期で点火栓を点火させることが可能になる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係る点火時期制御装置を自動車用V型6気筒エンジン(内燃機関)に適用した場合について説明する。
−エンジン全体構成の説明−
図1は、本実施形態に係るV型エンジンEをクランクシャフトCの軸心に沿った方向から見たエンジン内部の概略構成を示す図である。また、図2は、このエンジンE、吸排気系及び制御系の概略を示すシステム構成図である。
図1は、本実施形態に係るV型エンジンEをクランクシャフトCの軸心に沿った方向から見たエンジン内部の概略構成を示す図である。また、図2は、このエンジンE、吸排気系及び制御系の概略を示すシステム構成図である。
これら図に示すように、V型エンジンEは、シリンダブロック1の上部にV型に突出した一対のバンク2L,2Rを有している。各バンク2L,2Rは、シリンダブロック1の上端部に設置されたシリンダヘッド3L,3Rと、その上端に取り付けられたヘッドカバー4L,4Rとをそれぞれ備えている。上記シリンダブロック1には複数のシリンダ5L,5R,…(例えば各バンク2L,2Rに3個ずつ)が所定の挟み角(例えば90°)をもって配設されており、これらシリンダ5L,5R,…の内部にピストン51L,51R,…が往復移動可能に収容されている。また、各ピストン51L,51R,…はコネクティングロッド52L,52R,…を介してクランクシャフトCに動力伝達可能に連結されている。更に、シリンダブロック1の下側にはクランクケース6が取り付けられており、上記シリンダブロック1内の下部からクランクケース6の内部に亘る空間がクランク室61となっている。また、このクランクケース6の更に下側にはオイル溜まり部となるオイルパン62が配設されている。
また、上記シリンダヘッド3L,3Rには吸気ポート31L,31Rを開閉するための吸気バルブ32L,32R及び排気ポート33L,33Rを開閉するための排気バルブ34L,34Rがそれぞれ組み付けられており、シリンダヘッド3L,3Rとヘッドカバー4L,4Rとの間に形成されているカム室41L,41Rに配置されたカムシャフト35L,35R,36L,36Rの回転によって各バルブ32L,32R,34L,34Rの開閉動作が行われるようになっている。
また、本実施形態に係るエンジンEのシリンダヘッド3L,3Rは、分割構造となっている。詳しくは、シリンダブロック1の上面に取り付けられるシリンダヘッド本体37L,37Rと、このシリンダヘッド本体37L,37Rの上側に組み付けられるカムシャフトハウジング38L,38Rとによりシリンダヘッド3L,3Rが構成されている。
一方、上記各バンク2L,2Rの内側(バンク間側)の上部には各バンク2L,2Rに対応する吸気マニホールド7L,7Rが配設されており、各吸気マニホールド7L,7Rの下流端が各吸気ポート31L,31R,…に連通している。また、この吸気マニホールド7L,7Rは、各バンク共通のサージタンク71(図2参照)及びスロットルバルブ72を備えた吸気管73に連通されており、この吸気管73の上流側にはエアクリーナ74が設けられている。これにより、上記エアクリーナ74から吸気管73内に導入された空気は、サージタンク71を通じて各吸気マニホールド7L,7Rに導入される。
上記シリンダヘッド3L,3Rの吸気ポート31L,31Rにはインジェクタ75L,75Rがそれぞれ設けられており、このインジェクタ75L,75Rからの燃料噴射時にあっては、吸気マニホールド7L,7R内に導入された空気と、このインジェクタ75L,75Rから噴射された燃料とが混合されて混合気となり、吸気バルブ32L,32Rの開弁に伴って燃焼室76L,76Rへ導入されることになる。
燃焼室76L,76Rの頂部には点火プラグ77L,77Rが配設されている。上記燃焼室76L,76Rにおいて、点火プラグ77L,77Rの点火に伴う混合気の燃焼圧力はピストン51L,51Rに伝えられ、ピストン51L,51Rを往復運動させる。このピストン51L,51Rの往復運動はコネクティングロッド52L,52Rを介してクランクシャフトCに伝えられ、回転運動に変換されてエンジンEの出力として取り出されることになる。また、上記各カムシャフト35L,35R,36L,36Rは、クランクシャフトCから取り出される動力がタイミングチェーンによって伝達されて回転駆動され、この回転によって上記各バルブ32L,32R,34L,34Rの開閉動作を行わせる。
上記燃焼後の混合気は排気ガスとなり、排気バルブ34L,34Rの開弁に伴い排気マニホールド8L,8Rに排出される。排気マニホールド8L,8Rには排気管81L,81Rがそれぞれ接続され、更に、排気管81L,81Rには三元触媒等を内蔵した触媒コンバータ82L,82Rが取り付けられている。この触媒コンバータ82L,82Rを排気ガスが通過することにより、排気ガス中に含まれる炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、及び酸化窒素成分(NOx)が浄化されるようになっている。また、上記排気管81L,81Rの下流端側は合流されてマフラ83に接続されている。
−制御ブロックの説明−
以上のエンジンEの運転状態はエンジンECU(Electronic Control Unit)9によって制御される。このエンジンECU9は、図3に示すように、CPU(Central Processing Unit)91、ROM(Read Only Memory)92、RAM(Random Access Memory)93及びバックアップRAM94などを備えている。
以上のエンジンEの運転状態はエンジンECU(Electronic Control Unit)9によって制御される。このエンジンECU9は、図3に示すように、CPU(Central Processing Unit)91、ROM(Read Only Memory)92、RAM(Random Access Memory)93及びバックアップRAM94などを備えている。
ROM92は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU91は、ROM92に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。
RAM93は、CPU91での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM94は、エンジンEの停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらROM92、CPU91、RAM93及びバックアップRAM94は、バス97を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路95及び外部出力回路96と接続されている。
外部入力回路95には、水温センサ101、エアフローメータ102、吸気温センサ103、O2センサ104、スロットルポジションセンサ105、クランク角センサ106、カム角センサ107、ノックセンサ108、吸気圧センサ109、アクセル開度センサ110等が接続されている。一方、外部出力回路96には、上記インジェクタ75L,75R、イグナイタ111及び、スロットルバルブ72を駆動するスロットルモータ72a等が接続されている。
上記水温センサ101は、シリンダブロック1に形成されているウォータジャケット11内を流れる冷却水の温度を検出し、その冷却水温信号をエンジンECU9に送信する。
エアフローメータ102は、吸入空気量を検出し、その吸入空気量信号をエンジンECU9に送信する。
吸気温センサ103は、上記エアクリーナ74の下流側に配設され、吸入空気温度を検出して、その吸気温信号をエンジンECU9に送信する。
O2センサ104は、各触媒コンバータ82L,82Rの下流側に配設され、排気中の酸素濃度を検知するものであり、排気中の空燃比が理論空燃比にあるか否かを判定しその判定信号をエンジンECU9に送信する。
スロットルポジションセンサ105は、スロットルバルブ72の開度を検出するものであって、そのスロットル開度検出信号をエンジンECU9に送信する。
クランク角センサ106は、クランクシャフトCの近傍に配設されており、クランクシャフトCの回転角(クランク角CA)及び回転速度(エンジン回転速度NE)を検出するものである。具体的に、このクランク角センサ106は、所定のクランク角(例えば30°)毎にパルス信号を出力する。このクランク角センサ106によるクランク角の検出手法の一例としては、クランクシャフトCと回転一体のロータ(NEロータ)106aの外周面の30°おきに外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記クランク角センサ106を配置する。そして、クランクシャフトCの回転に伴って外歯がクランク角センサ106の近傍を通過した際に、このクランク角センサ106が出力パルスを発生するようになっている。尚、このNEロータ106aとしては、外周面に形成される外歯が10°おきに形成されたものが適用される場合もある。この場合、ECU9内で分周して30°CA毎の出力パルスを発生する。
カム角センサ107は、吸気カムシャフト35L,35Rの近傍に配設されており、例えば第1番気筒の圧縮上死点(TDC)に対応してパルス信号を出力することにより気筒判別センサとして使用される。つまり、このカム角センサ107は、吸気カムシャフト35L,35Rの1回転毎にパルス信号を出力する。このカム角センサ107によるカム角の検出手法の一例としては、吸気カムシャフト35L,35Rと回転一体のロータの外周面の1箇所に外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記カム角センサ107を配置し、吸気カムシャフト35L,35Rの回転に伴って外歯がカム角センサ107の近傍を通過した際に、このカム角センサ107が出力パルスを発生するようになっている。このロータはクランクシャフトCの1/2の回転速度で回転するため、クランクシャフトCが720°回転する毎に出力パルスを発生する。言い換えると、ある特定の気筒が同一行程(例えば第1番気筒が圧縮上死点に達した時点)となる度に出力パルスを発生する構成である。
ノックセンサ108は、各バンク2L,2Rそれぞれに配設され、シリンダブロック1に伝わるエンジンの振動を圧電素子式(ピエゾ素子式)または電磁式(マグネット、コイル)などによって検出する振動式センサであり、エンジンEのノッキング発生を検知すると、その検知信号をエンジンECU9に送信する。
吸気圧センサ109は、サージタンク71に取り付けられており、吸気管73内の圧力(吸気管内圧力)を検出し、その吸気圧信号をエンジンECU9に送信する。
アクセル開度センサ110は、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)に応じた検出信号を出力するものであり、単位時間あたりのアクセル開度の変化量を認識することによってアクセルの操作速度を認識できるようになっている。
そして、エンジンECU9は、上記各種センサ101〜110の出力信号に基づいて、イグナイタ111、インジェクタ75L,75R、スロットルモータ72a等の各部を制御することにより、下記の点火時期制御を含むエンジンEの各種制御を実行する。
その一例として、イグナイタ111,111による点火プラグ77L,77Rの点火タイミングの基本制御としては、点火タイミングがMBTに近付くように点火タイミングの進角補正を行っていきながら、ノックセンサ108,108によってノッキングが検知された場合には、点火タイミングの遅角補正を行ってノッキングを解消するといった制御が行われる。また、インジェクタ75L,75Rの燃料噴射の制御としては、エンジン負荷やエンジン回転数等に基づいて目標空燃比を算出し、エアフローメータ102によって検出された吸入空気量に基づき、上記目標空燃比が得られるように燃料噴射量の制御(インジェクタ75L,75Rの開弁時間の制御)が行われる。また、スロットルモータ72aの駆動制御としては、運転者により操作されるアクセルペダルの開度等に基づき、要求されたエンジン出力を得るための吸入空気量となるスロットルバルブ72の開度が得られるようにスロットルモータ72aの駆動量が制御される。
−点火時期制御動作−
次に、本実施形態の特徴とする点火時期制御動作について説明する。本実施形態における点火時期制御動作の基本的な動作としては、上述した如く、先ず、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて基本点火時期ライン(図4におけるラインA)を設定する(基本点火時期ライン設定手段による基本点火時期ラインAの設定動作)。また、同様にエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいてMBTライン(図4におけるラインB)を設定する。そして、上記進角側補正量b及び遅角側補正量aによって点火時期を制御(補正量変更手段による補正量の変更動作、実点火時期ライン設定手段による実点火時期ラインOUT(補正基準点ラインCと平行なライン)の設定動作)する。そして、上記基本点火時期ラインAに対する補正基準点ラインCを設定し、この補正基準点ラインCを基準にして上記点火時期を補正するようにしている。本実施形態の特徴は、この補正基準点ラインCの設定動作にある。この補正基準点ラインCの設定動作については後述する。
次に、本実施形態の特徴とする点火時期制御動作について説明する。本実施形態における点火時期制御動作の基本的な動作としては、上述した如く、先ず、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて基本点火時期ライン(図4におけるラインA)を設定する(基本点火時期ライン設定手段による基本点火時期ラインAの設定動作)。また、同様にエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいてMBTライン(図4におけるラインB)を設定する。そして、上記進角側補正量b及び遅角側補正量aによって点火時期を制御(補正量変更手段による補正量の変更動作、実点火時期ライン設定手段による実点火時期ラインOUT(補正基準点ラインCと平行なライン)の設定動作)する。そして、上記基本点火時期ラインAに対する補正基準点ラインCを設定し、この補正基準点ラインCを基準にして上記点火時期を補正するようにしている。本実施形態の特徴は、この補正基準点ラインCの設定動作にある。この補正基準点ラインCの設定動作については後述する。
以下の説明では、MBTラインBの算出動作、上記遅角側補正量aの算出動作、学習補正量cの算出動作、点火時期の算出動作の順で説明する。尚、これら各動作はエンジンEの運転開始後、例えば数十msec(例えば64msec)毎に繰り返される。
(MBTラインの算出動作)
図5及び図6はMBTラインBの算出ルーチンを示している。また、図7はエンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとしてエンジンの運転状態を認識する学習マップを示している。この学習マップにおいて、エンジン回転数として、例えば「I」は1000rpm、「II」は2000rpm、「III」は3000rpm、「IV」は4000rpm、「V」は5000rpmである。また、エンジン負荷として、例えば「i」は50kPa、「ii」は70kPa、「iii」は90kPaである。つまり、この学習マップ上に設定されているエンジン回転数及びエンジン負荷により得られる15ポイントに対して、現エンジン運転状態の位置(現エンジン運転状態を囲む4ポイントに対する配分)を求め、それに基づいてMBTラインBの算出動作を行うようにしている。例えば、エンジン回転数が1500rpmで且つエンジン負荷が60kPaである場合、現エンジン運転状態は学習マップ上の点Xにあり、この点Xを囲む4ポイントとしては、ポイント「0」「1」「5」「6」となる。また、上記各値はこれに限るものではなく、任意に設定可能である。
図5及び図6はMBTラインBの算出ルーチンを示している。また、図7はエンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとしてエンジンの運転状態を認識する学習マップを示している。この学習マップにおいて、エンジン回転数として、例えば「I」は1000rpm、「II」は2000rpm、「III」は3000rpm、「IV」は4000rpm、「V」は5000rpmである。また、エンジン負荷として、例えば「i」は50kPa、「ii」は70kPa、「iii」は90kPaである。つまり、この学習マップ上に設定されているエンジン回転数及びエンジン負荷により得られる15ポイントに対して、現エンジン運転状態の位置(現エンジン運転状態を囲む4ポイントに対する配分)を求め、それに基づいてMBTラインBの算出動作を行うようにしている。例えば、エンジン回転数が1500rpmで且つエンジン負荷が60kPaである場合、現エンジン運転状態は学習マップ上の点Xにあり、この点Xを囲む4ポイントとしては、ポイント「0」「1」「5」「6」となる。また、上記各値はこれに限るものではなく、任意に設定可能である。
図5及び図6に示すMBTラインの算出ルーチンにおいて、ステップST1−1〜ST1−12は、エンジン回転数に基づいた学習マップ上の現エンジン運転状態を求めるための変数を算出する手順である。また、ステップST1−13〜ST1−20は、エンジン負荷に基づいた学習マップ上の現エンジン運転状態を求めるための変数を算出する手順である。また、ステップST1−21〜ST1−23では、これら求めた変数を利用した補間計算により現エンジン運転状態でのMBTを求め、それによりMBTラインBを決定している。以下、MBTラインBの算出ルーチンについて説明する。
図5及び図6に示すように、MBTラインの算出動作にあっては、先ず、ステップST1−1において、上記クランク角センサ106の出力信号に基づいてエンジン回転数を検出し、この値を「α」とする。そして、ステップST1−2において、このエンジン回転数が図7における学習マップの運転状態「V」(例えばエンジン回転数5000rpm)以下であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST1−3に移って、「α」に「V」を代入する。つまり、エンジン回転数が「V」を超えている場合には、以下の制御動作では、エンジン回転数を「V」として扱うこととする。
一方、ステップST1−4において、このエンジン回転数が図7における学習マップの運転状態「I」(例えばエンジン回転数1000rpm)以上であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST1−5に移って、「α」に「I」を代入する。つまり、エンジン回転数が「I」未満である場合には、以下の制御動作では、エンジン回転数を「I」として扱うこととする。
その後、ステップST1−6において、このエンジン回転数が図7における学習マップの運転状態「II」(例えばエンジン回転数2000rpm)以上であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST1−7に移る。つまり、エンジン回転数が「I」以上で且つ「II」未満である場合にはステップST1−7に移る。また、上記ステップST1−5で「α」が「I」に設定された場合にもステップST1−7に移ることになる。
また、ステップST1−6の判定がYesである場合にはステップST1−8に移る。このステップST1−8では、エンジン回転数が図7における学習マップの運転状態「III」(例えばエンジン回転数3000rpm)以上であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST1−9に移る。つまり、エンジン回転数が「II」以上で且つ「III」未満である場合にはステップST1−9に移る。
更に、ステップST1−8の判定がYesである場合にはステップST1−10に移る。このステップST1−10では、エンジン回転数が図7における学習マップの運転状態「IV」(例えばエンジン回転数4000rpm)以上であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST1−11に移る。また、この判定がYesである場合にはステップST1−12に移る。つまり、エンジン回転数が「III」以上で且つ「IV」未満である場合にはステップST1−11に移り、エンジン回転数が「IV」以上で且つ「V」未満である場合にはステップST1−12に移る。また、上記ステップST1−3で「α」が「V」に設定された場合にもステップST1−12に移ることになる。
ステップST1−7、ST1−9、ST1−11、ST1−12においては、「α」、「β」、「γ」の値として以下のように設定される。
ステップST1−7では、「α」を「α−I」により求め、「β」を「0」とし、「γ」を「II−I」により求める。上述した数値の場合には、「α」は、現エンジン回転数から「1000」を減じた値となり、また、「γ」は「1000」となる。ステップST1−9では、「α」を「α−II」により求め、「β」を「1」とし、「γ」を「III−II」により求める。上述した数値の場合には、「α」は、現エンジン回転数から「2000」を減じた値となり、また、「γ」は「1000」となる。ステップST1−11では、「α」を「α−III」により求め、「β」を「2」とし、「γ」を「IV−III」により求める。上述した数値の場合には、「α」は、現エンジン回転数から「3000」を減じた値となり、また、「γ」は「1000」となる。ステップST1−12では、「α」を「α−IV」により求め、「β」を「3」とし、「γ」を「V−IV」により求める。上述した数値の場合には、「α」は、現エンジン回転数から「4000」を減じた値となり、また、「γ」は「1000」となる。
以上のようにして、エンジン回転数に基づいた「α」、「β」、「γ」の各値を求める。
次に、エンジン負荷に基づいた「θ」、「δ」、「μ」の各値を求める。図6に示すように、先ず、ステップST1−13において、上記エンジン回転数やアクセル開度センサ110により検出されるアクセル開度等からエンジン負荷を求め、この値を「θ」とする。そして、ステップST1−14において、このエンジン負荷が図7における学習マップの運転状態「i」(例えばエンジン負荷50kPa)以上であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST1−15に移って、「θ」に「i」を代入する。つまり、エンジン負荷が「i」未満である場合には、以下の制御動作では、エンジン負荷を「i」として扱うこととする。
一方、ステップST1−14でYesに判定されると、ステップST1−16において、このエンジン負荷が図7における学習マップの運転状態「iii」(例えばエンジン負荷90kPa)以下であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST1−17に移って、「θ」に「iii」を代入する。つまり、エンジン負荷が「iii」を超えている場合には、以下の制御動作では、エンジン負荷を「iii」として扱うこととする。
その後、ステップST1−18において、このエンジン負荷が図7における学習マップの運転状態「ii」(例えばエンジン負荷70kPa)以上であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST1−19に移る。また、この判定がYesである場合にはステップST1−20に移る。つまり、エンジン負荷が「i」以上で且つ「ii」未満である場合にはステップST1−19に移り、エンジン負荷が「ii」以上で且つ「iii」未満である場合にはステップST1−20に移る。また、上記ステップST1−15で「θ」が「i」に設定された場合にはステップST1−19に移ることになり、上記ステップST1−17で「θ」が「iii」に設定された場合にはステップST1−20に移ることになる。
ステップST1−19、ST1−20においては、「θ」、「δ」、「μ」の値として以下のように設定される。
ステップST1−19では、「θ」を「θ−i」により求め、「δ」を「0」とし、「μ」を「ii−i」により求める。上述した数値の場合には、「θ」は、現エンジン負荷から「50」を減じた値となり、また、「μ」は「20」となる。ステップST1−20では、「θ」を「θ−ii」により求め、「δ」を「1」とし、「μ」を「iii−ii」により求める。上述した数値の場合には、「θ」は、現エンジン負荷から「70」を減じた値となり、また、「μ」は「20」となる。
以上のようにして、エンジン負荷に基づいた「θ」、「δ」、「μ」の各値を求める。
その後、ステップST1−21において、以下の演算式(1)〜(4)により、「ε」、「φ」、「τ」、「η」を求める。
ε←β+5δ …(1)
φ←β+5δ+1 …(2)
τ←β+5δ+5 …(3)
η←β+5δ+6 …(4)
このようにして、「ε」、「φ」、「τ」、「η」を求めた後、ステップST1−22において、以下の演算式(5)による補間計算により、「β」を求め、この「β」をMBTライン上の点「B」として設定する(ステップST1−23)。
φ←β+5δ+1 …(2)
τ←β+5δ+5 …(3)
η←β+5δ+6 …(4)
このようにして、「ε」、「φ」、「τ」、「η」を求めた後、ステップST1−22において、以下の演算式(5)による補間計算により、「β」を求め、この「β」をMBTライン上の点「B」として設定する(ステップST1−23)。
β={(η−τ)×α/γ+τ−(φ−ε)×α/γ+ε}×θ/μ
+(φ−ε)×α/γ+ε …(5)
(遅角側補正量aの算出動作)
図8は遅角側補正量aの算出ルーチンを示している。この図8に示すように、先ず、ステップST2−1において、上記水温センサ101によって検出された冷却水温度が80℃以上であるか否かを判定する。この判定がYesであるときにはステップST2−2において、上記エンジン負荷が50kPa以上であるか否かを判定する。この判定がYesであるときにはステップST2−3において、上記エンジン回転数が800rpm以上であるか否かを判定する。つまり、これらステップST2−1〜ST2−3の全てがYes判定されたことを条件にノッキングの発生に伴う遅角側補正量aの変更動作を実行するようになっている。また、上記ステップST2−1〜ST2−3の何れかでNo判定された場合には、例えばエンジンの始動直後(例えばアイドリング運転時)であるとして、遅角側補正量aの変更動作を実行することなく、この遅角側補正量aを1°CA(Crank Angle)に固定する(ステップST2−4)。
+(φ−ε)×α/γ+ε …(5)
(遅角側補正量aの算出動作)
図8は遅角側補正量aの算出ルーチンを示している。この図8に示すように、先ず、ステップST2−1において、上記水温センサ101によって検出された冷却水温度が80℃以上であるか否かを判定する。この判定がYesであるときにはステップST2−2において、上記エンジン負荷が50kPa以上であるか否かを判定する。この判定がYesであるときにはステップST2−3において、上記エンジン回転数が800rpm以上であるか否かを判定する。つまり、これらステップST2−1〜ST2−3の全てがYes判定されたことを条件にノッキングの発生に伴う遅角側補正量aの変更動作を実行するようになっている。また、上記ステップST2−1〜ST2−3の何れかでNo判定された場合には、例えばエンジンの始動直後(例えばアイドリング運転時)であるとして、遅角側補正量aの変更動作を実行することなく、この遅角側補正量aを1°CA(Crank Angle)に固定する(ステップST2−4)。
上記ステップST2−3でYes判定されると、ステップST2−5に移り、上記ノックセンサ108からの信号に基づいてノッキングが発生したか否かを判定する。ノッキングが発生してYesに判定されると、ステップST2−6において、現在の遅角側補正量aに対して遅角量1°CAを加算する。つまり、ノッキングの発生を解消するべく点火時期を遅角させるように遅角側補正量aを大きくする。
一方、上記ステップST2−5において、ノッキングが発生しておらずNoに判定されると、ステップST2−7において、予めカウントが開始されていたタイマのカウント値が1secに達したか否か(タイマがリセットされた後、ノッキングが発生していない状態が1sec継続したか否か)が判定される。そして、タイマのカウント値が1secに達すると、つまり、ノッキングが発生していない状況が1sec継続すると、ステップST2−8においてタイマをリセットすると共に、ステップST2−9において現在の遅角側補正量aに対して遅角量0.5°CAを減算する。つまり、点火時期をMBTに近付けるべく点火時期を進角させるように遅角側補正量aを小さくする。
このようにしてノッキングの発生に応じて遅角側補正量aを増減させている状況で、ステップST2−10において遅角側補正量aが「0」未満になるような状況では(ステップST2−10でYes判定された際には)、ステップST2−11において遅角側補正量aを「0」に設定する。つまり、遅角側補正量aが負の値にならないようにしている。以上のような動作により、エンジンEのノッキング発生状態に応じて遅角側補正量aが変更されていく。
(学習補正量cの算出動作)
次に、本実施形態において特徴とする制御動作である学習補正量c(図4に示すように、基本点火時期ラインAに対する補正基準点ラインCを設定するための補正量)の算出動作について説明する。
次に、本実施形態において特徴とする制御動作である学習補正量c(図4に示すように、基本点火時期ラインAに対する補正基準点ラインCを設定するための補正量)の算出動作について説明する。
図9は学習補正量cの算出ルーチンを示している。この図9に示すように、先ず、ステップST3−1において基本点火時期ラインAから現エンジン運転状態における基本点火時期A1を、ステップST3−2においてMBTラインBから現エンジン運転状態におけるMBTの値B1を求める。
その後、ステップST3−3において、現在の上記遅角側補正量a(上記図8に示す遅角側補正量aの算出ルーチンで求められた値)が3°CA以下であるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST3−4に移り、現在の進角側補正量bに対して1°CAだけ減算し、これを新たな進角側補正量bとする。また、ステップST3−5において、現在の遅角側補正量aに対して1°CAだけ減算し、これを新たな遅角側補正量aとする。この動作は、現時点では、遅角側補正量aが比較的大きい値(「3」を超えている値)であり、つまり、進角側補正量bが大きすぎるために遅角側補正量aを大きな値とせねばノッキングを解消できない状況となっているため、進角側補正量bを小さくするための動作である(ステップST3−4)。また、このように進角側補正量bを小さくした場合、遅角側補正量aを大きな値のまま維持しておくと遅角側への補正量が大きくなりすぎる可能性があるため、進角側補正量bを小さくするのに伴って遅角側補正量aも同量だけ小さくして、現時点での点火時期を維持できるようにしている(ステップST3−5)。
一方、上記ステップST3−3においてYesに判定された場合にはステップST3−6に移り、現在の上記遅角側補正量aが0°CAであるか否かを判定する。この判定がNoである場合にはステップST3−8に移る一方、この判定がYesである場合には、ステップST3−7に移って、現在の進角側補正量bに対して1°CAだけ加算し、これを新たな進角側補正量bとする。この動作は、現時点では、遅角側補正量aが「0」となっており、つまり、進角側補正量bで進角させてもノッキングは発生していない状況であり、更に進角させることができる可能性があるため、進角側補正量bを増大させて点火時期を進角させる動作である。
このようにして遅角側補正量a及び進角側補正量bを調整している状態で、ステップST3−8では、予めカウントが開始されていたタイマのカウント値が64msecに達したか否かが判定される。つまり、ステップST3−9以降の動作は64msec毎に実行される。
このタイマのカウント値が64msecに達してYesに判定された場合には、ステップST3−9に移り、現在の進角側補正量bと、過去に本算出ルーチンにおいて設定された15回分の進角側補正量bとの平均値を進角側補正量平均値b’として算出する。つまり、進角側補正量bの「なまし処理」を行う。
その後、ステップST3−10において、上記進角側補正量平均値b’から現在の進角側補正量bを減算した値が1°CA以上であるか否かを判定する。この判定がYesである場合にはステップST3−11に移り、この両者の差を修正値として求める。
一方、ステップST3−10においてNo判定された場合には、ステップST3−12に移り、上記現在の進角側補正量bから進角側補正量平均値b’を減算した値が1°CA以上であるか否かを判定する。この判定がYesである場合にもステップST3−11に移り、この両者の差を修正値として求める。つまり、上記「なまし処理」により得られた進角側補正量平均値b’に対して現在の進角側補正量bが所定量(1°CA)以上乖離している場合には所定の修正量をもって後述するステップST3−13の演算処理に反映させるようにしている。
このようにして修正値を求めた後、ステップST3−13において、上記修正量を現エンジン運転状態を囲む上記学習マップ上の4点に振り分ける以下の逆補間計算(6)〜(9)により、「ε」、「φ」、「τ」、「η」を求める。
ε=ε+(2°CA×α/γ×θ/μ) …(6)
φ=φ+{2°CA×(γ−α)/γ×θ/μ} …(7)
τ=τ+{2°CA×α/γ×(μ−θ)/μ} …(8)
η=η+{2°CA×(γ−α)/γ×(μ−θ)/μ} …(9)
尚、これら各逆補間計算で使用される各変数は、上記図5及び図6で示したMBTラインBの算出ルーチンにおけるステップST1−1〜ST1−21の動作と同様にして求められた値である。
φ=φ+{2°CA×(γ−α)/γ×θ/μ} …(7)
τ=τ+{2°CA×α/γ×(μ−θ)/μ} …(8)
η=η+{2°CA×(γ−α)/γ×(μ−θ)/μ} …(9)
尚、これら各逆補間計算で使用される各変数は、上記図5及び図6で示したMBTラインBの算出ルーチンにおけるステップST1−1〜ST1−21の動作と同様にして求められた値である。
つまり、この逆補間計算では、現エンジン運転状態を囲む上記学習マップ上の4点のうち、現エンジン運転状態に近いポイント程、後述の演算式(10)により求められる学習補正量cの影響度合いを大きくするように配分されることになる。
このようにして、「ε」、「φ」、「τ」、「η」を求めた後、ステップST3−14において、以下の演算式(10)により学習補正量c(本発明でいう学習値としての最適値)を求める(補正基準点変更手段による学習値の算出動作)。
c={(η−τ)×α/γ+τ−(φ−ε)×α/γ+ε}×θ/μ
+(φ−ε)×α/γ+ε …(10)
このようにして、求められた学習補正量cだけ、上記基本点火時期ラインAから遅角側に移行させた補正基準点ラインC上の点(例えば図4におけるポイントC1:補正基準点)が、上記進角側補正量bの基準点とされる。つまり、この補正基準点C1を基準にして、後述する進角側補正量b及び遅角側補正量aによって点火時期を制御することになる。
+(φ−ε)×α/γ+ε …(10)
このようにして、求められた学習補正量cだけ、上記基本点火時期ラインAから遅角側に移行させた補正基準点ラインC上の点(例えば図4におけるポイントC1:補正基準点)が、上記進角側補正量bの基準点とされる。つまり、この補正基準点C1を基準にして、後述する進角側補正量b及び遅角側補正量aによって点火時期を制御することになる。
(点火時期の算出動作)
次に、上記動作によって求められた学習補正量cに基づいた点火時期の算出動作について図10のフローチャートに沿って説明する。
次に、上記動作によって求められた学習補正量cに基づいた点火時期の算出動作について図10のフローチャートに沿って説明する。
先ず、ステップST4−1において、以下の演算式(11)により、点火時期A1を求める。つまり、上記基本点火時期ラインAから得られた基本点火時期A1に対して、上記各算出動作(補正量変更手段による補正量の変更動作)により得られた値c(学習補正量),a(遅角側補正量)及びb(進角側補正量)を反映した点火時期を新たに設定する点火時期A1として算出する(図4参照)。
A1=A1−c+b−a …(11)
そして、ステップST4−2において、この算出された点火時期A1がBMTライン上の点B1以下、つまり、このMBTラインB上または、このMBTラインBよりも遅角側であるか否かを判定する。
そして、ステップST4−2において、この算出された点火時期A1がBMTライン上の点B1以下、つまり、このMBTラインB上または、このMBTラインBよりも遅角側であるか否かを判定する。
この判定がYesである場合には、ステップST4−3に移り、上記算出された点火時期A1をそのまま今回の点火時期として設定する。
一方、ステップST4−2でNoに判定された場合には、ステップST4−4に移り、上記BMTラインB上の点b1を点火時期A1として設定(BMTラインBによるガード)した後、ステップST4−5において上記遅角側補正量aとしては「−1°CA」に設定し、ステップST4−5において今回の点火時期「A1(=b1)」を設定する。
以上のような点火時期の設定動作により、基本点火時期ラインAに対する補正の割合を、エンジンEの個体差を反映したものとして得ることが可能になる。例えば、シリンダヘッドの加工誤差やシリンダヘッドガスケットの厚さ寸法の誤差等による圧縮比のバラツキが生じていたとしても、それを反映した適切な点火時期で点火栓を点火させることが可能になる。
<変形例>
次に、本発明の変形例について説明する。本変形例は、冷却水温度や吸気温度等に基づいた温度補正係数を求め、この温度補正係数を点火時期の設定動作に反映させるようにしたものである。その他の構成及び制御動作は上述した実施形態のものと同様であるので、ここでは、温度補正係数の算出動作(図11)及び点火時期の算出動作(図14:上記実施形態の図10のフローチャートに相当)についてのみ説明する。
次に、本発明の変形例について説明する。本変形例は、冷却水温度や吸気温度等に基づいた温度補正係数を求め、この温度補正係数を点火時期の設定動作に反映させるようにしたものである。その他の構成及び制御動作は上述した実施形態のものと同様であるので、ここでは、温度補正係数の算出動作(図11)及び点火時期の算出動作(図14:上記実施形態の図10のフローチャートに相当)についてのみ説明する。
先ず、図11を用いて温度補正係数の算出動作について説明する。先ず、ステップST5−1において、エンジン運転状態やエンジン負荷から燃焼室の安定温度を算出し、その値を「t1」とする。その後、ステップST5−2において、下記の演算式(12)により、補正温度値Tを算出する。
T←T+(t1−T)/64 …(12)
この補正温度値は、上記エンジン運転状態やエンジン負荷から求められる燃焼室温度に対して実際の燃焼室温度が異なっている可能性のあることを考慮した値である。つまり、図12に示すように、エンジン負荷が急上昇した場合、上記算出される燃焼室の安定温度「t1」に対して実際の燃焼室温度Tの上昇は緩やかであり、未だ温度「t1」に達していない可能性がある。このため、上記演算式(12)によって補正温度値Tを算出するようにしている。
この補正温度値は、上記エンジン運転状態やエンジン負荷から求められる燃焼室温度に対して実際の燃焼室温度が異なっている可能性のあることを考慮した値である。つまり、図12に示すように、エンジン負荷が急上昇した場合、上記算出される燃焼室の安定温度「t1」に対して実際の燃焼室温度Tの上昇は緩やかであり、未だ温度「t1」に達していない可能性がある。このため、上記演算式(12)によって補正温度値Tを算出するようにしている。
その後、ステップST5−3において、上記水温センサ101によって検出された冷却水温度から90℃を減算した値を「t2」として求め、ステップST5−4において、上記吸気温センサ103によって検出された吸気温度から50℃を減算した値を「t3」として求める。
そして、ステップST5−5において、上記「t2」は「0」以上の値であるか、つまり、冷却水温度は90℃以上であるか否かを判定し、この判定がNoである場合にはステップST5−6において「t2」を「0」に設定する。一方、ステップST5−5の判定がYesである場合にはステップST5−7において、上記「t3」は「0」以上の値であるか、つまり、吸気温度は50℃以上であるか否かを判定し、この判定がNoである場合にはステップST5−8において「t3」を「0」に設定する。一方、ステップST5−7の判定がYesである場合にはステップST5−9に移り、以下の演算式(13)により、ノッキングの発生のし易さの指数となるノッキング係数「nk」を算出する。
nk←T+t2×0.5+t3×0.4 …(13)
このようにしてノッキング係数「nk」を算出した後、ステップST5−10に移り、このノッキング係数「nk」に基づいて温度補正係数「D」を取得する。この温度補正係数Dの取得動作の一例としては、上記ROM92に、ノッキング係数「nk」から温度補正係数Dを求める温度補正係数マップを記憶させておき、この温度補正係数マップから温度補正係数Dを取得する。図13は、上記ノッキング係数nkと温度補正係数Dとの関係の一例を示す図である。
このようにしてノッキング係数「nk」を算出した後、ステップST5−10に移り、このノッキング係数「nk」に基づいて温度補正係数「D」を取得する。この温度補正係数Dの取得動作の一例としては、上記ROM92に、ノッキング係数「nk」から温度補正係数Dを求める温度補正係数マップを記憶させておき、この温度補正係数マップから温度補正係数Dを取得する。図13は、上記ノッキング係数nkと温度補正係数Dとの関係の一例を示す図である。
次に、上記温度補正係数Dを使用する点火時期の算出動作について図14のフローチャートに沿って説明する。
先ず、ステップST6−1において、以下の演算式(14)により、点火時期「A1」を求める。
A1=A1−(c×D)+b−a …(14)
そして、ステップST6−2において、この算出された点火時期「A1」がBMTライン上の点「B1」以下、つまり、このMBTライン上または、このMBTラインよりも遅角側であるか否かを判定する。
そして、ステップST6−2において、この算出された点火時期「A1」がBMTライン上の点「B1」以下、つまり、このMBTライン上または、このMBTラインよりも遅角側であるか否かを判定する。
この判定がYesである場合には、ステップST6−3に移り、上記算出された点火時期「A1」をそのまま今回の点火時期として設定する。
一方、ステップST6−2でNoに判定された場合には、ステップST6−4に移り、上記BMTライン上の点「B1」を点火時期「A1」として設定した後、ステップST6−5において上記遅角側補正量aとしては「−1°CA」に設定し、ステップST6−5において今回の点火時期「A1(=B1)」を設定する。
以上のような点火時期の設定動作により、本変形例においても、基本点火時期ラインAに対する補正の割合を、エンジンEの個体差を反映したものとして得ることが可能になる。例えば、シリンダヘッドの加工誤差やシリンダヘッドガスケットの厚さ寸法の誤差等による圧縮比のバラツキが生じていたとしても、それを反映した適切な点火時期で点火栓を点火させることが可能になる。
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態及び変形例では、自動車用V型6気筒エンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、種々のエンジンに対して適用可能である。
以上説明した実施形態及び変形例では、自動車用V型6気筒エンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、種々のエンジンに対して適用可能である。
また、上述した実施形態では、基本点火時期ラインAに対して補正基準点ラインCが遅角側に設定される場合、つまり、上記学習補正量cによって遅角側に補正される場合について説明したが、これに限らず、基本点火時期ラインAに対して補正基準点ラインCが進角側に設定される場合、つまり、上記学習補正量cによって進角側に補正される場合もある。
また、上述した実施形態では、学習補正量cの算出動作(図9のフローチャート)において、ステップST3−10及びステップST3−12で共にNo判定された場合、つまり、進角側補正量平均値b’に対する現在の進角側補正量bの乖離幅が1°CA未満である場合には、学習補正量cの更新動作を行うことなく、前回の演算によって得られた学習補正量cを使用するようにしていた。本発明はこれに限らず、進角側補正量平均値b’に対する現在の進角側補正量bの乖離幅が所定値(例えば1°CA)未満である場合には、予め設定された固定値としての学習補正量c(例えば0.5°CA)を使用するようにしてもよい。
77L,77R 点火プラグ(点火栓)
E エンジン(内燃機関)
A 基本点火時期ライン
C 補正基準点ライン
C1 補正基準点
OUT 実点火時期ライン
a 遅角側補正量
b 進角側補正量
c 学習補正量(学習値)
E エンジン(内燃機関)
A 基本点火時期ライン
C 補正基準点ライン
C1 補正基準点
OUT 実点火時期ライン
a 遅角側補正量
b 進角側補正量
c 学習補正量(学習値)
Claims (5)
- 内燃機関の運転状態に応じて決定される基本点火時期ライン(A)を基準とした補正基準点ライン(C)を設定するための補正量を更新する補正基準点変更手段と、
上記補正基準点ライン(C)と平行な点火栓の実点火時期ライン(OUT)を、上記補正基準点ライン(C)上の補正基準点から所定補正量をもって補正して設定する実点火時期ライン設定手段と、
補正基準点ライン(C)と実点火時期ライン(OUT)との間の補正量を内燃機関の運転状態に応じて変更する補正量変更手段とを備えた内燃機関の点火時期制御装置において、
上記補正基準点変更手段は、補正基準点(C1)を求めるための基本点火時期ライン(A)に対して補正する補正量(c)として記憶する学習値を、内燃機関の運転状態に対して常に最適値に設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 上記請求項1記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
補正基準点変更手段は、進角補正量の「なまし処理」を行い、この「なまし処理」された進角補正量と現在の進角補正量との乖離幅が所定値以下である場合には、学習値を所定の固定値に設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 上記請求項1記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
補正基準点変更手段は、進角補正量の「なまし処理」を行い、この「なまし処理」された進角補正量と現在の進角補正量との乖離幅が所定値を超えている場合には、この乖離幅を修正量として、補正基準点(C1)を求めるための学習値の算出に使用するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 上記請求項1、2または3記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
補正基準点変更手段により求められた学習値に基づく補正量(c)だけ、基本点火時期ライン(A)から補正した位置を補正基準点(C1)とし、この補正基準点(C1)に対して、進角側補正量(b)だけ進角側に、また、遅角側補正量(a)だけ遅角側にそれぞれ補正した時期を実点火時期として設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 上記請求項1〜4のうち何れか一つに記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
内燃機関の回転数と負荷とをパラメータとする複数種類の運転状態をポイントとして設定した学習マップを備えており、
補正基準点変更手段により学習値を求める際、内燃機関の現運転状態を囲む学習マップ上の複数のポイントに対して逆補間計算を行って配分し、これら各ポイントに対して学習値を反映させる構成とされていることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
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JP2006228745A JP2008051016A (ja) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2006
- 2006-08-25 JP JP2006228745A patent/JP2008051016A/ja active Pending
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