JP2010270688A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】学習値がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを的確に抑制することができる。
【解決手段】電子制御装置は、ノック限界点火時期BK2に対してフィードバック項F及び基本学習値AG(i)による補正を加えることにより点火時期指令値STを算出し、同指令値STに基づいて内燃機関の点火時期を制御する。また、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となったとき、そのときの基本学習値AG(1)である相対ガード値設定用基本学習値AGTに基づいて相対ガード値AGTU,AGTLを設定するとともに、基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となった後においては基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLにより基本学習値AG(1)をガードする。
【選択図】図12
【解決手段】電子制御装置は、ノック限界点火時期BK2に対してフィードバック項F及び基本学習値AG(i)による補正を加えることにより点火時期指令値STを算出し、同指令値STに基づいて内燃機関の点火時期を制御する。また、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となったとき、そのときの基本学習値AG(1)である相対ガード値設定用基本学習値AGTに基づいて相対ガード値AGTU,AGTLを設定するとともに、基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となった後においては基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLにより基本学習値AG(1)をガードする。
【選択図】図12
Description
本発明は、機関運転状態に基づいて算出されるノック限界点火時期に対し、ノックの発生の有無に応じて設定されるフィードバック項による補正を加えるとともに、フィードバック項に基づいて更新される学習値による補正を加えることにより点火時期指令値を算出する内燃機関の点火時期制御装置に関する。
この種の内燃機関の点火時期制御装置としては、例えば特許文献1に記載のものがある。特許文献1に記載のものも含めて従来一般の内燃機関の点火時期制御装置においては、点火時期についてのノック限界点火時期が機関運転状態に基づいて算出される。また、ノック限界点火時期に対して、ノックの発生の有無に応じて設定されるフィードバック項が加えられることにより点火時期指令値が算出される。具体的には、ノックセンサの出力信号に基づいてノックが発生していないと判断されたときには予め設定された進角更新量分だけ点火時期を進角するようにフィードバック項が設定され、ノックセンサの出力信号に基づいてノックが発生していると判断されたときには予め設定された遅角更新量分だけ点火時期を遅角するようにフィードバック項が設定される。こうしたフィードバック項による補正を通じて、ノックが発生していないときには点火時期を進角させて機関出力の増大が図られる一方、ノックが発生したときには点火時期を直ちに遅角させてその発生の抑制が図られる。
また、点火時期指令値を算出する際には、ノック限界点火時期に対して、フィードバック項に基づいて更新される学習値が加えられる。この学習値は、フィードバック項に基づいて更新されるものであり、例えばフィードバック項に徐変処理を施すことにより算出される。こうした学習値による補正を通じて、内燃機関の経時変化(例えば機関燃焼室内へのデポジットの付着)による点火時期の変化分が補償される。
ところで、ノックセンサの出力信号にノイズが発生すること等に起因して、学習値が不適切な値へと更新されることがある。そこで従来の点火時期制御装置においては、学習値を更新するに際して、予め設定された上限ガード値及び下限ガード値(以下、「絶対ガード値」と総称する)により学習値をガードするようにしている。すなわち、フィードバック項に基づいて算出された学習値が絶対ガード値の下限ガード値から上限ガード値までの範囲に含まれる場合には、算出された値がそのまま学習値として更新される。ただし、フィードバック項に基づいて算出された学習値が上限ガード値を上回る場合には、算出された値に代えて上限ガード値が学習値として更新される。また、フィードバック項に基づいて算出された学習値が下限ガード値を下回る場合には、算出された値に代えて下限ガード値が学習値として更新される。このように絶対ガード値により学習値をガードすることにより、学習値が不適切な値へと更新されることが抑制される。尚、内燃機関の個体差や経時変化の度合等によって学習値が変化することを考慮して、絶対ガード値の上限ガード値は、ある程度の余裕をもって比較的大きな値に設定されるとともに、絶対ガード値の下限ガード値は、ある程度の余裕をもって比較的小さな値に設定されている。
ところで、学習値を更新するに際して、絶対ガード値により学習値をガードするものにあっては、学習値が不適切な値へと更新されることを抑制することはできる。しかしながら、内燃機関の経時変化が進行せず、学習値が比較的大きくは変化しない状態においては、絶対ガード値の上限ガード値を学習値が上回る、或いは下限ガード値を学習値が下回るまでは学習値がガードされないことから、以下の問題が生じることを回避することができない。すなわち、ノックセンサの出力信号にノイズが発生すること等に起因して、学習値がそれまでの適切な値から比較的大きく変化すること、例えば学習値が絶対ガード値の上限ガード値近傍から下限ガード値近傍へと大きく変化することをガードすることができず、学習値がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを抑制することができない。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、学習値がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを的確に抑制することのできる内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、機関運転状態に基づいてノック限界点火時期を算出するノック限界点火時期算出手段と、ノックの発生の有無に応じてフィードバック項を設定するフィードバック項設定手段と、前記フィードバック項に基づいて学習値を更新する学習値更新手段と、前記ノック限界点火時期に対して前記フィードバック項及び前記学習値による補正を加えることにより点火時期指令値を算出する点火時期指令値算出手段と、を備え、前記点火時期指令値算出手段により算出される前記点火時期指令値に基づいて内燃機関の点火時期を制御する内燃機関の点火時期制御装置において、前記学習値更新手段により更新される前記学習値の収束度合が所定度合以上であるか否かを判定する収束度合判定手段と、前記収束度合判定手段により前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされたとき、そのときの前記学習値に基づいて相対ガード値を設定するとともに、前記判定がなされた後においては前記学習値更新手段により前記学習値を更新するに際して前記相対ガード値により同学習値をガードするガード手段と、を備えることをその要旨としている。
(1)請求項1に記載の発明は、機関運転状態に基づいてノック限界点火時期を算出するノック限界点火時期算出手段と、ノックの発生の有無に応じてフィードバック項を設定するフィードバック項設定手段と、前記フィードバック項に基づいて学習値を更新する学習値更新手段と、前記ノック限界点火時期に対して前記フィードバック項及び前記学習値による補正を加えることにより点火時期指令値を算出する点火時期指令値算出手段と、を備え、前記点火時期指令値算出手段により算出される前記点火時期指令値に基づいて内燃機関の点火時期を制御する内燃機関の点火時期制御装置において、前記学習値更新手段により更新される前記学習値の収束度合が所定度合以上であるか否かを判定する収束度合判定手段と、前記収束度合判定手段により前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされたとき、そのときの前記学習値に基づいて相対ガード値を設定するとともに、前記判定がなされた後においては前記学習値更新手段により前記学習値を更新するに際して前記相対ガード値により同学習値をガードするガード手段と、を備えることをその要旨としている。
同構成によれば、学習値更新手段により学習値を更新するに際して相対ガード値により同学習値がガードされる。ここで、収束度合の比較的高いときの学習値に基づいて相対ガード値が設定されることから、相対ガード値を的確に設定することができる。従って、学習値がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを的確に抑制することができるようになる。
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記ガード手段は、前記収束度合判定手段により前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされる前においては、前記学習値更新手段により前記学習値を更新するに際して絶対ガード値により同学習値をガードするものであり、前記相対ガード値の上限ガード値と下限ガード値との乖離度合は、前記絶対ガード値の上限ガード値と下限ガード値との乖離度合よりも小さな値として設定されることをその要旨としている。
同構成によれば、学習値の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされる前においては、学習値更新手段により学習値を更新するに際して絶対ガード値により同学習値がガードされることから、学習値の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされる前において学習値が不適切な値に更新されることを抑制することができるようになる。また、相対ガード値の上限ガード値と下限ガード値との乖離度合は、絶対ガード値の上限ガード値と下限ガード値との乖離度合よりも小さな値して設定されることから、学習値の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされた後においては、学習値がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを的確に抑制することができるようになる。
(3)請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記ガード手段は、前記収束度合判定手段により前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされた後においては、前記学習値更新手段により前記学習値を更新するに際して前記相対ガード値及び前記絶対ガード値の双方により同学習値をガードすることをその要旨としている。
学習値の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされた後において、学習値更新手段により学習値を更新するに際して相対ガード値のみにより同学習値をガードすることとすると、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち例えば、相対ガード値を設定する際に用いられる学習値が、絶対ガード値の下限ガード値よりは大きいものの、同下限ガード値に近い場合には、同学習値に基づいて設定される相対ガード値の下限ガード値が上記絶対ガード値の下限ガード値を下回ることがある。この場合、学習値が、絶対ガード値の下限ガード値を下回っても、相対ガード値の下限ガード値を下回るまではガードされることはない。従って、更新される学習値が過度に小さい不適切な値となる。
この点、上記構成によれば、学習値の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされた後においては、学習値更新手段により学習値を更新するに際して相対ガード値及び前記絶対ガード値の双方により同学習値がガードされる。すなわち、相対ガード値の下限ガード値が絶対ガード値の下限ガード値を下回る場合には絶対ガード値の下限ガード値によって同学習値がガードされ、相対ガード値の上限ガード値が絶対ガード値の上限ガード値を上回る場合には絶対ガード値の上限ガード値によって同学習値がガードされる。従って、更新される学習値が、過度に小さい不適切な値となることや、過度に大きい不適切な値となることを的確に抑制することができるようになる。
(4)請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の内燃機関の点火時期制御装置は、請求項4に記載の発明によるように、前記点火時期指令値算出手段は、前記学習値としての基本学習値と、多点学習値とに基づいて前記点火時期指令値を算出するものであり、前記学習値更新手段は、機関運転状態に基づいて区画される複数の基本学習領域のいずれかに現在の機関運転状態があるときに前記基本学習値の更新を許可する一方、前記収束度合判定手段により前記学習値としての前記基本学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされ、且つ前記複数の基本学習領域のうちの1つにおいて機関運転状態に基づいて区画される複数の多点学習領域のいずれかに現在の機関運転状態があるときに前記基本学習値の更新を禁止するとともに前記多点学習値の更新を許可するものであるといった態様をもって具体化することができる。
(5)請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記収束度合判定手段は、機関始動がなされてからの前記学習値更新手段による前記学習値の更新回数が所定回数以上となることをもって前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定をすることをその要旨としている。
例えば機関停止中においてそれまでの燃料とはそれまでの燃料とは性状の異なる燃料が給油された場合には、機関始動が開始された後に、燃焼に供される燃料の性状が給油前のものから給油後のものへと徐々に変化する。この場合、燃焼に供される燃料の性状が給油後のものとなるまでは、そのときどきの燃料の性状に応じて更新される学習値が変化することとなり、学習値の収束度合は低いものとなる。一方、燃焼に供される燃料の性状が給油後のものとなった後においては、学習値の収束度合は高いものとなる。これらのことから、上記構成によるように、機関始動がなされてからの学習値更新手段による学習値の更新回数が所定回数以上となることをもって学習値の収束度合が所定度合以上である旨の判定をすることとすれば、これを的確に判定することができるようになる。
図1〜図12を参照して、本発明の内燃機関の点火時期制御装置を具体化した一実施形態について説明する。
図1に、内燃機関10及び同機関10を制御する電子制御装置30を中心とする概略構成を示す。
図1に、内燃機関10及び同機関10を制御する電子制御装置30を中心とする概略構成を示す。
図1に示すように、内燃機関10の燃焼室11には、吸気通路12を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁13から噴射された燃料が供給される。そして、吸入空気(以下、「吸気」)と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ14による点火が行われると、その混合気が燃焼してピストン15が往復運動し、内燃機関10のクランクシャフト16が回転する。また、燃焼後の混合気は排気として内燃機関10の燃焼室11から排気通路17に送り出される。
電子制御装置30は、内燃機関10の運転のための各種制御を実行するものであり、各種制御に関係する各種の演算処理を実行する中央処理装置、その演算に必要なプログラムやデータが記憶された不揮発性メモリ、中央処理装置の演算結果が一時的に記憶される揮発性メモリ(Random Access Memory、以下、「RAM」)30a、外部との間で信号を入力及び出力するための入力ポート及び出力ポート等を備えている。
電子制御装置30の入力ポートには各種のセンサ類が接続されている。そうしたセンサ類としては、例えば、アクセルペダル18の踏み込み量(以下、「アクセル踏み込み量AC」)を検出するアクセルセンサ31や、吸気通路12に設けられたスロットルバルブ19の開度(以下、「スロットル開度TA」)を検出するスロットルセンサ32、及び内燃機関10におけるノックの発生を検出するノックセンサ33が設けられている。また、吸気通路12を通過する吸気の量(以下、「吸気量GA」)を検出する吸気量センサ34、クランクシャフト16の回転速度(以下、「機関回転速度NE」)を検出するクランクセンサ35、内燃機関10の冷却水の温度(以下、「冷却水温THW」)を検出する水温センサ36、並びに内燃機関10の運転開始や運転停止に際して操作されるイグニッションスイッチ37等も設けられている。
電子制御装置30は、各種センサ類の出力信号に基づき、機関回転速度NEや機関負荷KL等の機関運転状態を把握する。電子制御装置30は、そのようにして把握した機関運転状態に応じて、出力ポートに接続された各種の駆動回路に指令信号を出力する。このようにして電子制御装置30により行われる制御としては、スロットルバルブ19の開度を調整するスロットル制御、燃料噴射弁13による燃料噴射を調整する燃料噴射制御、及び点火プラグ14による点火時期を調整する点火時期制御が挙げられる。
電子制御装置30をはじめとする内燃機関10の電気系の各種装置は、バッテリ20からの電力の供給を受けて駆動する。電子制御装置30は、内燃機関10の運転を停止させるためにイグニッションスイッチ37が操作された後においてもRAM30aへの電力供給が維持されてその記憶値が保持されるようになっている。
次に、図2〜図5を参照して、点火時期制御の概要について説明する。尚、図2に、点火プラグ14による点火時期の制御指令値(以下、「点火時期指令値ST」)の算出手順を示す。また、図3に、機関運転領域における基本学習領域及び多点学習領域の関係を示す。また、図4に、基本学習領域における機関負荷KLに対する点火時期指令値STの関係の一例を示す。また、図5に、多点学習領域における機関負荷KLに対する点火時期指令値STの関係の一例を示す。
点火時期制御では、機関運転状態に基づいて点火時期指令値STを算出する。尚、本実施形態においては、点火プラグ14による点火時期は、点火時期指令値STが大きくなるにつれて進角されるようになっている。
図2に示すように、実線L1にて示す基本点火時期BTは、標準的な環境条件下においてノックを発生させない最も進角側の点火時期に相当する値であり、機関負荷KL及び機関回転速度NEに基づき算出される。具体的には、基本点火時期BTは、機関トルクが最大となるMBT点火時期A1と、最もノックが発生しにくい環境条件下において、ノックを生じさせない点火時期の範囲における最も進角側の点火時期である第1ノック限界点火時期BK1とのうち、より遅角側の値を選択して設定される。
破線L2にて示す第2ノック限界点火時期BK2は、最もノックが発生しやすい環境条件下において、ノックを生じさせない点火時期の範囲における最も進角側の点火時期を表す値である。上記環境条件としては、外気温、湿度、大気圧、及び冷却水温THW等を挙げることができる。すなわち、これらの条件に応じて内燃機関10におけるノックの発生しやすさが変化するということができる。第2ノック限界点火時期BK2は、基本点火時期BTからノック余裕代Rを減算した値、すなわち基本点火時期BTからノック余裕代Rだけ遅角した値として算出される。ノック余裕代Rは、実験等により予め定められた固定値である。尚、本実施形態における第2ノック限界点火時期BK2が、本発明に係るノック限界点火時期に相当する。
フィードバック項Fは、ノックセンサ33の出力信号に基づいてノックが発生していないと判断されたときに、予め定められた進角更新量a分だけ点火時期指令値STを増量(進角)するものである。一方、ノックセンサ33の出力信号に基づいてノックが発生していると判断されたときに、予め定められた遅角更新量b分だけ点火時期指令値を減量(遅角)するものである。こうしたフィードバック項Fによる点火時期指令値STの増減を通じて、ノックが発生したときには点火時期指令値STを直ちに遅角させてその発生の抑制が図られる一方、ノックが発生していないときには点火時期指令値STを進角させて機関出力の増大が図られる。
点火時期学習値AGtotalは、基本学習値AG(i)と多点学習値AGdp(n)とに基づいて、以下の関係式(1)から求められる値である。
AGtotal = AG(i) + AGdp(n) …(1)
ここで、基本学習値AG(i)は、フィードバック項Fに徐変処理を施した値が、そのときどきの機関回転速度NEにより定まる基本学習領域RAi(i=1〜3)に対応する新たな基本学習値AG(i)として電子制御装置30のRAM30aに記憶される。こうした基本学習値AG(i)により、ノックの発生を抑制すべく点火時期指令値STが定常的に補正される。具体的には、基本学習値AG(i)は、例えば以下の関係式(2)から求められる。
AG(i) ={ AG(i) × (n−1) + F } / n …(2)
すなわち、基本学習値AG(i)は、直前の算出周期において更新された基本学習値AG(i)に対して、1以上の正の数である「n」から「1」を減じた値「n−1」を乗じた値に、フィードバック項Fを加算し、これを「n」にて除した値として求められる。尚、本実施形態における基本学習値AG(i)が、本発明に係る学習値に相当する。
AGtotal = AG(i) + AGdp(n) …(1)
ここで、基本学習値AG(i)は、フィードバック項Fに徐変処理を施した値が、そのときどきの機関回転速度NEにより定まる基本学習領域RAi(i=1〜3)に対応する新たな基本学習値AG(i)として電子制御装置30のRAM30aに記憶される。こうした基本学習値AG(i)により、ノックの発生を抑制すべく点火時期指令値STが定常的に補正される。具体的には、基本学習値AG(i)は、例えば以下の関係式(2)から求められる。
AG(i) ={ AG(i) × (n−1) + F } / n …(2)
すなわち、基本学習値AG(i)は、直前の算出周期において更新された基本学習値AG(i)に対して、1以上の正の数である「n」から「1」を減じた値「n−1」を乗じた値に、フィードバック項Fを加算し、これを「n」にて除した値として求められる。尚、本実施形態における基本学習値AG(i)が、本発明に係る学習値に相当する。
多点学習値AGdp(n)は、そのときどきの機関運転状態が含まれる多点学習領域RBn(n=1〜24)に対応する値がフィードバック項Fに基づいて更新される。多点学習値AGdp(n)の算出態様は、基本的には、基本学習値AG(i)の算出態様と同様であり、多点学習値AGdp(n)は、フィードバック項Fに除変処理を施すことにより算出され、新たな多点学習値AGdp(n)として電子制御装置30のRAM30aに記憶される。
点火時期指令値STは、第2ノック限界点火時期BK2、フィードバック項F、及び点火時期学習値AGtotalに基づいて、以下の関係式(3)から求められる。すなわち、点火時期指令値STは、第2ノック限界点火時期BK2に対して、フィードバック項Fによる補正と点火時期学習値AGTによる補正とを加えることによって算出される。
ST = BK2 + F + AGtotal …(3)
尚、こうして算出される点火時期指令値STは、通常、第2ノック限界点火時期BK2よりも進角側の時期に相当する値となる。こうした点火時期指令値STから、ノックの発生の有無に応じてフィードバック項Fが設定されると、フィードバック項Fの増減分だけ点火時期指令値STが図中の矢印Y1又は矢印Y2で示すように増減する。そして、このように増減するフィードバック項Fに除変処理が施されることにより、新たな基本学習値AG(i)或いは多点学習値AGdp(n)が算出されるとともに電子制御装置30のRAM30aに記憶されることによって基本学習値AG(i)或いは多点学習値AGdp(n)の更新が行われる。
ST = BK2 + F + AGtotal …(3)
尚、こうして算出される点火時期指令値STは、通常、第2ノック限界点火時期BK2よりも進角側の時期に相当する値となる。こうした点火時期指令値STから、ノックの発生の有無に応じてフィードバック項Fが設定されると、フィードバック項Fの増減分だけ点火時期指令値STが図中の矢印Y1又は矢印Y2で示すように増減する。そして、このように増減するフィードバック項Fに除変処理が施されることにより、新たな基本学習値AG(i)或いは多点学習値AGdp(n)が算出されるとともに電子制御装置30のRAM30aに記憶されることによって基本学習値AG(i)或いは多点学習値AGdp(n)の更新が行われる。
図3を参照して、基本学習値AG(i)及び多点学習値AGdp(n)について詳細に説明する。
図3に示すように、機関回転速度NEに応じて区画された複数の基本学習領域RAi(本実施形態では、i=1〜3)が設定されている。そして、各基本学習領域RAiには、基本学習値AG(i)が用意されている。上述したように、基本学習値AG(i)は、フィードバック項Fに徐変処理を施した値が、そのときどきの機関回転速度NEにより定まる基本学習領域RAiに対応する新たな基本学習値AG(i)として記憶される。ただし、燃焼室11内のデポジットによるノックの発生への影響は、同一の基本学習領域RAi内であっても、その領域RAi内における更に細かな機関運転領域毎に大きく異なったものとなる。このため、基本学習領域RAi内における機関運転状態によっては、燃焼室11内のデポジットに起因するノックの発生を抑制するうえで基本学習値AG(i)が不適切な値となるおそれがある。詳しくは、例えばノックの発生を抑制するうえで基本学習値AG(i)が大きすぎる値となってノックの発生を効果的に抑制することができなくなる場合がある。
図3に示すように、機関回転速度NEに応じて区画された複数の基本学習領域RAi(本実施形態では、i=1〜3)が設定されている。そして、各基本学習領域RAiには、基本学習値AG(i)が用意されている。上述したように、基本学習値AG(i)は、フィードバック項Fに徐変処理を施した値が、そのときどきの機関回転速度NEにより定まる基本学習領域RAiに対応する新たな基本学習値AG(i)として記憶される。ただし、燃焼室11内のデポジットによるノックの発生への影響は、同一の基本学習領域RAi内であっても、その領域RAi内における更に細かな機関運転領域毎に大きく異なったものとなる。このため、基本学習領域RAi内における機関運転状態によっては、燃焼室11内のデポジットに起因するノックの発生を抑制するうえで基本学習値AG(i)が不適切な値となるおそれがある。詳しくは、例えばノックの発生を抑制するうえで基本学習値AG(i)が大きすぎる値となってノックの発生を効果的に抑制することができなくなる場合がある。
そこで、基本学習領域RAi内の中でも燃焼室11内のデポジットによるノックの発生の影響度合のばらつきが大きい領域である基本学習領域RA1(i=1)には、基本学習領域RA1よりも更に細かい複数の多点学習領域RBn(本実施形態では、n=1〜24)が設定されている。そして、各多点学習領域RBnには、多点学習値AGdp(n)(n=1〜24)が用意されている。
多点学習領域RBnは、複数の基本学習領域RAiのうちの機関回転速度NEの変化方向について最も低回転側に存在する基本学習領域RA1内において、機関負荷KLの変化方向について低負荷側の領域に設定されている。これは、こうした領域において、燃焼室11内のデポジットによるノックの発生の影響度合のばらつきが大きくなるためである。
具体的には、多点学習領域RBnは、機関負荷KLの変化方向に対して4つに区画されるとともに、機関回転速度NEの変化方向に対して6つに区画されており、合計で24の多点学習領域RBnを有している。
このように、基本学習領域RA1において同領域RA1を細分化して複数の多点学習領域RBnを設定するとともに、これら多点学習領域RBn毎に多点学習値AGdp(n)を更新することにより、同多点学習値AGdp(n)をノックの発生を抑制する上で適切な値とすることができる。
こうした基本学習値AG(i)及び多点学習値AGdp(n)の更新は以下のように行われる。すなわち、基本学習値AG(i)については、内燃機関10の暖機が完了したと判定され、且つ複数の基本学習領域RAiのいずれかに現在の機関運転状態があるときに基本学習値AG(i)の更新が許可される(以下、「基本学習値AG(i)の通常更新」)。ただし、現在の機関運転状態が、基本学習領域RA1にあって、且つ複数の多点学習領域RBnのうちのいずれかにあるときには、基本学習値AG(i)の更新は禁止される。
一方、多点学習値AGdp(n)については、内燃機関10の暖機が完了したと判定され、且つ複数の多点学習領域RBnのいずれかに現在の機関運転状態があるときに多点学習値AGdp(n)の更新が許可される。すなわち、基本学習領域RA1において、複数の多点学習領域RBnのいずれかに現在の機関運転状態があるときには多点学習値AGdp(n)のみが学習され、多点学習領域RBn以外の領域に現在の機関運転状態があるときには基本学習値AG(i)のみが学習される。
また、本実施形態においては、機関始動がなされた後、基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上となるまでは、基本学習値AG(1)の更新を、多点学習値AGdp(n)の更新に優先して行うようにしている。具体的には、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となるまでは、基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合未満であるとして、内燃機関10の暖機が完了したと判定され、且つ現在の機関運転状態が基本学習領域RA1にありさえすれば、現在の機関運転状態が複数の多点学習領域RBnのいずれかにあるか否かに関係なく、基本学習値AG(1)の更新を許可する一方、多点学習値AGdp(n)の更新を禁止するようにしている(以下、「基本学習値AG(1)の優先更新」)。
上記のように、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となることをもって基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上であると判定する理由について、以下に説明する。すなわち、例えば機関停止中においてそれまでの燃料とは性状の異なる燃料が給油された場合には、機関始動が開始された後に、燃焼に供される燃料の性状が給油前のものから給油後のものへと徐々に変化する。この場合、燃焼に供される燃料の性状が給油後のものとなるまでは、そのときどきの燃料の性状に応じて更新される基本学習値AG(1)が変化することとなり、基本学習値AG(1)の収束度合は低いものとなる。一方、燃焼に供される燃料の性状が給油後のものとなった後においては、基本学習値AG(1)の収束度合は高いものとなる。これらのことから、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となることをもって基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定をすることとすれば、これを的確に判定することができるようになる。尚、ここでの所定回数N1としては、実験を通じて求められる最適値が設定されている。
また、点火時期指令値STを求める際に、現在の機関運転状態が複数の多点学習領域RBnのいずれかにあるときには、多点学習値AGdp(n)として、同運転状態が含まれる多点学習領域RBnに対応する値AGdp(n)が用いられる。一方、現在の機関運転状態が複数の多点学習領域RBnのうちのいずれにもないときには、多点学習値AGdp(n)として「0」が設定される。すなわち、機関運転状態が多点学習領域RBn以外にあるときには、多点学習値AGdp(n)が用いられることなく点火時期指令値STが算出され、機関運転状態が多点学習領域RBn内にあるときには、多点学習値AGdp(n)が用いられて点火時期指令値STが算出される。
このようにして点火時期指令値STの算出が行われることにより、現在の機関運転状態が基本学習領域RA1にある場合においても、内燃機関10における定常的なノックの発生を的確に抑制することができるようになる。言い換えれば、点火時期指令値STが適正な時期より進角側に補正されることでノックの発生を的確に抑制できなくなったり、点火時期指令値STが適正な時期より遅角側に補正されることで内燃機関10の出力低下を招いたりするといった不具合の発生を抑制することができるようになる。
次に、図4及び図5を参照して、燃焼室11内のデポジットの有無による点火時期指令値STの変化について、最も低回転側の基本学習領域RA1内における多点学習領域RBnとそれ以外の領域との違いについて説明する。
図4は、現在の機関運転状態が、上記基本学習領域RA1にあって、複数の多点学習領域RBn以外の領域にあるときにおける、燃焼室11内のデポジットの有無による機関負荷KLの変化にともなう点火時期指令値STの変化態様の一例を示したものである。
尚、同図における実線及び二点鎖線は共に、機関回転速度NEが一定の条件のもとでの機関負荷KLの変化に対する点火時期指令値STの推移の一例を示しており、実線は燃焼室11内にデポジットがない条件のもとでの推移の一例を、二点鎖線は同デポジットがある条件のもとでの推移の一例をそれぞれ示している。
尚、同図における実線及び二点鎖線は共に、機関回転速度NEが一定の条件のもとでの機関負荷KLの変化に対する点火時期指令値STの推移の一例を示しており、実線は燃焼室11内にデポジットがない条件のもとでの推移の一例を、二点鎖線は同デポジットがある条件のもとでの推移の一例をそれぞれ示している。
図4に示すように、現在の機関運転状態が、基本学習領域RA1にあって、複数の多点学習領域RBn以外の領域にあるときには、燃焼室11内のデポジットによってノックが発生しやすくなると、点火時期指令値STが実線で示す状態から二点鎖線で示す状態へと機関負荷KLの変化方向について一律の幅をもって遅角側に変化する。この点火時期指令値STの遅角側への変化量は、燃焼室11内のデポジットによるノックの発生を抑えるために上記基本学習領域RA1の基本学習値AG(i)が遅角側に変化した変化分に対応している。
図5は、現在の機関運転状態が、上記複数の多点学習領域RBnのいずれかにあるときにおける、燃焼室11内のデポジットの有無による点火時期指令値STの変化態様の一例を示したものである。尚、同図における実線及び破線は共に、機関回転速度NEが一定の条件のものでの機関負荷KLの変化に対する点火時期指令値STの推移の一例を示しており、実線は燃焼室11内にデポジットがない条件のもとでの推移の一例を、破線は同デポジットがある条件のもとでの推移の一例をそれぞれ示している。
図5に示すように、現在の機関運転状態が、複数の多点学習領域RBnのいずれかにあるときには、燃焼室11内のデポジットによってノックが発生しやすくなると、点火時期指令値STが実線で示される状態から破線で示される状態へと機関負荷KL毎に異なる幅をもって遅角側に変化する。この点火時期指令値STの遅角側への変化量には、上記基本学習値AG(i)の遅角側への変化分に加えて、上記多点学習値AGdp(n)の遅角側への変化分も含まれている。
さて、前述したように、ノックセンサ33の出力信号にノイズが発生すること等に起因して、基本学習値AG(i)が不適切な値へと更新されることがある。そこで、基本学習値AG(i)を更新するに際して、予め設定された上限ガード値AGSU及び下限ガード値AGSL(以下、「絶対ガード値」と総称する)により基本学習値AG(i)をガードするようにしている。すなわち、フィードバック項Fに基づいて算出された基本学習値AG(i)が絶対ガード値の下限ガード値AGSLから上限ガード値AGSUまでの範囲に含まれる場合には、算出された値がそのまま基本学習値AG(i)として更新される。ただし、フィードバック項Fに基づいて算出された基本学習値AG(i)が上限ガード値AGSUを上回る場合には、算出された値に代えて上限ガード値AGSUが学習値として更新される。また、フィードバック項Fに基づいて算出された基本学習値AG(i)が下限ガード値AGSLを下回る場合には、算出された値に代えて下限ガード値AGSLが基本学習値AG(i)として更新される。このように絶対ガード値AGSU,AGSLにより基本学習値AG(i)をガードすることにより、基本学習値AG(i)が不適切な値へと更新されることが抑制されるようになっている。尚、内燃機関10の個体差や経時変化の度合等によって基本学習値AG(i)が変化することを考慮して、絶対ガード値の上限ガード値AGSUは、ある程度の余裕をもって比較的大きな値に設定されるとともに、絶対ガード値の下限ガード値AGSLは、ある程度の余裕をもって比較的小さな値に設定されている。
ところで、基本学習値AG(i)を更新するに際して、絶対ガード値AGSU,AGSLにより基本学習値AG(i)をガードするものにあっては、基本学習値AG(i)が不適切な値へと更新されることを抑制することはできる。しかしながら、内燃機関10の経時変化が進行せず、基本学習値AG(i)が比較的大きくは変化しない状態においては、絶対ガード値の上限ガード値AGSUを基本学習値AG(i)が上回る、或いは下限ガード値AGSLを基本学習値AG(i)が下回るまでは基本学習値AG(i)がガードされないことから、以下の問題が生じることを回避することができない。すなわち、ノックセンサ33の出力信号にノイズが発生すること等に起因して、基本学習値AG(i)がそれまでの適切な値から比較的大きく変化すること、例えば基本学習値AG(i)が絶対ガード値の上限ガード値AGSU近傍から下限ガード値AGSL近傍へと大きく変化することをガードすることができず、基本学習値AG(i)がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを抑制することができない。
そこで、本実施形態では、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となって上記基本学習値AG(1)の優先更新が完了したとき、すなわち基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上となったときの基本学習値AG(1)に基づいて相対ガード値AGTU,AGTLを設定するとともに、上記基本学習値AG(1)の優先更新の完了後においては基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLにより同基本学習値AG(1)をガードするようにしている。ここで、相対ガード値AGTU,AGTLは、これら上限ガード値AGTUと下限ガード値AGTLとの乖離度合ΔAGTが、上記絶対ガード値の上限ガード値AGSUと下限ガード値AGSLとの乖離度合ΔAGSよりも小さな値となるように設定されている(ΔAGT<ΔAGS)。
これにより、基本学習値AG(1)がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを抑制するようにしている。
また、上記基本学習値AG(1)の優先更新が完了後において、基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLのみにより基本学習値AG(1)をガードすることとすると、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち例えば、相対ガード値AGTU,AGTLを設定する際に用いられる基本学習値(以下、「相対ガード設定用基本学習値AGT」)が、絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりは大きいものの、同下限ガード値AGSLに近い場合には、設定される相対ガード値の下限ガード値AGTLが上記絶対ガード値の下限ガード値AGSLを下回ることがある(AGTL<AGSL)。この場合、基本学習値AG(1)が、絶対ガード値の下限ガード値AGSLを下回っても、相対ガード値の下限ガード値AGTLを下回るまではガードされることはない。従って、更新される基本学習値AG(i)が過度に小さい不適切な値となる。
また、上記基本学習値AG(1)の優先更新が完了後において、基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLのみにより基本学習値AG(1)をガードすることとすると、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち例えば、相対ガード値AGTU,AGTLを設定する際に用いられる基本学習値(以下、「相対ガード設定用基本学習値AGT」)が、絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりは大きいものの、同下限ガード値AGSLに近い場合には、設定される相対ガード値の下限ガード値AGTLが上記絶対ガード値の下限ガード値AGSLを下回ることがある(AGTL<AGSL)。この場合、基本学習値AG(1)が、絶対ガード値の下限ガード値AGSLを下回っても、相対ガード値の下限ガード値AGTLを下回るまではガードされることはない。従って、更新される基本学習値AG(i)が過度に小さい不適切な値となる。
そこで、上記基本学習値AG(1)の優先更新が完了後においては、基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTL及び絶対ガード値AGSU,AGSLの双方により同基本学習値AG(1)をガードするようにしている。これにより、更新される基本学習値AG(1)が、過度に小さい不適切な値となることや、過度に大きい不適切な値となることを抑制するようにしている。
次に、図6を参照して、本実施形態における基本学習値AG(1)及び多点学習値AGdp(n)の更新処理について説明する。尚、図6にフローチャートとして示す一連の処理は、電子制御装置30を通じて、内燃機関10の運転中において現在の機関回転速度NEが基本学習領域RA1にあるときに所定のクランク角毎の割り込みにて繰り返し実行される。
図6に示すように、この一連の処理では、内燃機関の暖機完了条件が成立しているか否かを判断する(ステップS101)。内燃機関の暖機完了条件としては冷却水温THWが所定温度(例えば80℃)以上であること等を挙げることができる。ここで、内燃機関の暖機完了条件が成立していない場合には(ステップS101:「NO」)、基本学習値AG(1)及び多点学習値AGdp(n)の更新を実行する前提条件が成立していないものとして、この一連の処理を一旦終了する。
一方、内燃機関の暖機完了条件が成立している場合には(ステップS101:「YES」)、次に、基本学習値AG(1)の優先更新の実行条件が成立しているか否かを判断する。基本学習値AG(1)の優先更新の実行条件としては、基本学習値AG(1)の優先更新が完了していないことを挙げることができる。ここで、基本学習値AG(1)の優先更新の実行条件が成立していない場合には(ステップS102:「NO」)、次に、ステップS106に移行する。
一方、基本学習値AG(1)の優先更新の実行条件が成立している場合には(ステップS102:「YES」)、次に、基本学習値AG(1)の優先更新を実行する(ステップS103)。そして、次に、基本学習値AG(1)の優先更新の完了条件が成立しているか否かを判断する(ステップS104)。基本学習値AG(1)の優先更新の完了条件としては、上述したように、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上であることを挙げることができる。ここで、基本学習値AG(1)の優先更新の完了条件が成立していない場合には(ステップS104:「NO」)、この一連の処理を一旦終了する。
一方、基本学習値AG(1)の優先更新の完了条件が成立している場合には(ステップS104:「YES」)、次に、基本学習値AG(1)の優先更新を完了する(ステップS105)。そして、次に、ステップS106に移行する。
ステップS106においては、基本学習値AG(1)の通常更新の実行条件が成立しているか否かを判断する。基本学習値AG(1)の通常更新の実行条件としては、上述したように、現在の機関運転状態(機関回転速度NE及び機関負荷KL)が複数の多点学習領域RBnのいずれにも含まれないことを挙げることができる。ここで、基本学習値AG(1)の通常更新の実行条件が成立している場合には(ステップS106:「YES」)、次に、基本学習値AG(1)の通常更新を実行して(ステップS107)、この一連の処理を一旦終了する。
一方、基本学習値AG(1)の通常更新の実行条件が成立していない場合には(ステップS106:「NO」)、次に、多点学習値AGdp(n)の通常更新を実行して(ステップS108)、この一連の処理を一旦終了する。
次に、図7及び図8を参照して、基本学習値AG(1)の優先更新の実行中におけるガード処理について説明する。尚、図7にフローチャートとして示す一連の処理は、電子制御装置30を通じて、基本学習値AG(1)の優先更新が実行される毎に実行される。
図7に示すように、この一連の処理では、フィードバック項Fに基づいて算出された基本学習値AG(1)が絶対ガード値の上限ガード値AGSUよりも大きいか否かを判断する(ステップS201)。そしてこの結果、算出された値が絶対ガード値の上限ガード値AGSUよりも大きい場合には(ステップS201:「YES」)、次に、算出された値に代えて、絶対ガード値の上限ガード値AGSUが基本学習値AG(1)として更新され(ステップS202)、この一連の処理を一旦終了する。
一方、算出された基本学習値AG(1)が絶対ガード値の上限ガード値AGSUよりも大きくない場合には(ステップS201:「NO」)、次に、算出された値が絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりも小さいか否かを判断する(ステップS203)。そしてこの結果、算出された値が絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりも小さい場合には(ステップS203:「YES」)、次に、算出された値に代えて、絶対ガード値の下限ガード値AGSLが基本学習値AG(1)として更新され(ステップS204)、この一連の処理を一旦終了する。
一方、ステップS203において、算出された値が絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりも小さくない場合には(ステップS203:「YES」)、すなわち、算出された値が絶対ガード値の下限ガード値AGSLから上限ガード値AGSUまでの範囲に含まれる場合には(ステップS203:「NO」、次に、算出された値がそのまま基本学習値AG(1)として更新され(ステップS205)、この一連の処理を一旦終了する。
以上のようにして基本学習値AG(1)についての絶対ガード処理が行われることにより、図8に示すように、基本学習値AG(1)の優先更新の実行中においては、更新される基本学習値AG(1)は、絶対ガード値の下限ガード値AGSLから上限ガード値AGSUまでの範囲に含まれることとなる。
次に、図9〜図12を参照して、基本学習値AG(1)の通常更新の実行中におけるガード処理について説明する。尚、図9にフローチャートとして示す一連の処理は、相対ガード値AGTU,AGTLを設定するためのものであり、電子制御装置30を通じて、基本学習値AG(1)の優先更新が完了した直後に実行される。また、尚、図10にフローチャートとして示す一連の処理は、相対ガード値AGTU,AGTL及び絶対ガード値AGSU,AGSLの双方に基づいて最終的なガード値AGU,AGLを設定するためのものであり、電子制御装置30を通じて、図10に示す一連の処理が完了した直後に実行される。また、図11にフローチャートとして示す一連の処理は、電子制御装置30を通じて、基本学習値AG(1)の通常更新が実行される毎に実行される。
まずは、図9に示すように、この一連の処理では、基本学習値AG(1)の優先更新が完了した直後における基本学習値AG(1)を、相対ガード値設定用基本学習値AGTとして設定する(ステップS301)。そして、次に、相対ガード値設定用基本学習値AGTに対して第1所定値ΔUを加算した値を相対ガード値の上限ガード値AGTUとして設定するとともに、相対ガード値設定用基本学習値AGTから第2所定値ΔLを減算した値を相対ガード値の下限ガード値AGTLとして設定して(ステップS302)、この一連の処理を終了する。ここで、第1所定値ΔU及び第2所定値ΔLとしては、実験を通じて最適値が設定されている。
次に、図10に示すように、この一連の処理では、相対ガード値の上限ガード値AGTUが、絶対ガード値の上限ガード値AGSUよりも大きいか否かを判断する(ステップS401)。ここで、相対ガード値の上限ガード値AGTUが、絶対ガード値の上限ガード値AGSUよりも大きい場合には(ステップS301:「YES」)、次に、最終的なガード値の上限ガード値AGUとして、絶対ガード値の上限ガード値AGSUを設定する(ステップS402)。
一方、相対ガード値の上限ガード値AGTUが、絶対ガード値の上限ガード値AGSUよりも大きくない場合には(ステップS301:「NO」)、次に、最終的なガード値の上限ガード値AGUとして、相対ガード値の上限ガード値AGTUを設定する(ステップS403)。
こうして最終的なガード値の上限ガード値AGUを設定すると、次に、相対ガード値の下限ガード値AGTLが、絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりも小さいか否かを判断する(ステップS404)。ここで、相対ガード値の下限ガード値AGTLが、絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりも小さい場合には(ステップS404:「YES」)、次に、最終的なガード値の下限ガード値AGLとして、絶対ガード値の下限ガード値AGSLを設定して(ステップS405)、この一連の処理を終了する。
一方、相対ガード値の下限ガード値AGTLが、絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりも大きくない場合には(ステップS404:「NO」)、次に、最終的なガード値の下限ガード値AGLとして、相対ガード値の下限ガード値AGTLを設定して(ステップS406)、この一連の処理を終了する。
次に、図11に示すように、この一連の処理では、フィードバック項Fに基づいて算出された基本学習値AG(1)が最終ガード値の上限ガード値AGUよりも大きいか否かを判断する(ステップS501)。そしてこの結果、算出された値が最終ガード値の上限ガード値AGUよりも大きい場合には(ステップS501:「YES」)、次に、算出された値に代えて、最終ガード値の上限ガード値AGUが基本学習値AG(1)として更新され(ステップS502)、この一連の処理を一旦終了する。
一方、算出された基本学習値AG(1)が最終ガード値の上限ガード値AGUよりも大きくない場合には(ステップS501:「NO」)、次に、算出された値が最終ガード値の下限ガード値AGLよりも小さいか否かを判断する(ステップS503)。そしてこの結果、算出された値が最終ガード値の下限ガード値AGLよりも小さい場合には(ステップS503:「YES」)、次に、算出された値に代えて、最終ガード値の下限ガード値AGLが基本学習値AG(1)として更新され(ステップS504)、この一連の処理を一旦終了する。
一方、ステップS503において、算出された値が最終ガード値の下限ガード値AGLよりも小さくない場合には(ステップS503:「YES」)、すなわち、算出された値が最終ガード値の下限ガード値AGLから上限ガード値AGUまでの範囲に含まれる場合には(ステップS503:「NO」、次に、算出された値がそのまま基本学習値AG(1)として更新され(ステップS505)、この一連の処理を一旦終了する。
以上のようにして基本学習値AG(1)についてのガード処理が行われることにより、基本学習値AG(1)の通常更新の実行中においては、例えば図12(a)に示すように、相対ガード値の下限ガード値AGTLが絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりも大きく、且つ相対ガード値の上限ガード値AGTUが絶対ガード値の上限ガード値AGSUよりも小さい場合には、更新される基本学習値AG(1)は、相対ガード値の下限ガード値AGTLから上限ガード値AGTUまでの範囲に含まれることとなる。
また、例えば図12(b)に示すように、相対ガード値の下限ガード値AGTLは絶対ガード値の下限ガード値AGSLよりも大きいものの、相対ガード値の上限ガード値AGTUが絶対ガード値の上限ガード値AGSUよりも大きい場合には、更新される基本学習値AG(1)は、相対ガード値の下限ガード値AGTLから絶対ガード値の上限ガード値AGSUまでの範囲に含まれることとなる。
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の点火時期制御装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
(1)電子制御装置30は、機関運転状態に基づいて第2ノック限界点火時期BK2を算出する。また、ノックの発生の有無に応じてフィードバック項Fを設定するものとした。また、フィードバック項Fに基づいて基本学習値AG(i)を更新するものとした。そして、ノック限界点火時期BK2に対してフィードバック項F及び基本学習値AG(i)による補正を加えることにより点火時期指令値STを算出し、点火時期指令値STに基づいて内燃機関10の点火時期を制御するものとした。また、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となることをもって基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定をするものとした。そして、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となったとき、そのときの基本学習値である相対ガード値設定用基本学習値AGTに基づいて相対ガード値AGTU,AGTLを設定するとともに、基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となった後においては基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLにより基本学習値AG(1)をガードするものとした。これにより基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLにより同基本学習値AG(1)がガードされる。ここで、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となったとき、すなわち収束度合の比較的高いときの基本学習値AGTに基づいて相対ガード値AGTU,AGTLが設定されることから、相対ガード値AGTU,AGTLを的確に設定することができる。従って、基本学習値AG(1)がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを的確に抑制することができるようになる。
(1)電子制御装置30は、機関運転状態に基づいて第2ノック限界点火時期BK2を算出する。また、ノックの発生の有無に応じてフィードバック項Fを設定するものとした。また、フィードバック項Fに基づいて基本学習値AG(i)を更新するものとした。そして、ノック限界点火時期BK2に対してフィードバック項F及び基本学習値AG(i)による補正を加えることにより点火時期指令値STを算出し、点火時期指令値STに基づいて内燃機関10の点火時期を制御するものとした。また、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となることをもって基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定をするものとした。そして、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となったとき、そのときの基本学習値である相対ガード値設定用基本学習値AGTに基づいて相対ガード値AGTU,AGTLを設定するとともに、基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となった後においては基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLにより基本学習値AG(1)をガードするものとした。これにより基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTLにより同基本学習値AG(1)がガードされる。ここで、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となったとき、すなわち収束度合の比較的高いときの基本学習値AGTに基づいて相対ガード値AGTU,AGTLが設定されることから、相対ガード値AGTU,AGTLを的確に設定することができる。従って、基本学習値AG(1)がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを的確に抑制することができるようになる。
(2)電子制御装置30は、基本学習値AG(1)の優先更新が完了する前においては、基本学習値AG(1)を更新するに際して絶対ガード値AGSU,AGSLにより同基本学習値AG(1)をガードするものとした。また、相対ガード値AGTU,AGTLの上限ガード値AGTUと下限ガード値AGTLとの乖離度合ΔAGTは、絶対ガード値AGSU,AGSLの上限ガード値AGSUと下限ガード値AGSLとの乖離度合ΔAGSよりも小さな値として設定されるものとした(ΔAGT<ΔAGS)。これにより、基本学習値AG(1)の優先更新が完了する前においては、すなわち基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされる前においては、基本学習値AG(1)を更新するに際して絶対ガード値AGSU,AGSLにより同基本学習値AG(1)がガードされることから、基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされる前において基本学習値AG(1)が不適切な値に更新されることを抑制することができるようになる。また、相対ガード値AGTU,AGTLの上限ガード値AGTUと下限ガード値AGTLとの乖離度合ΔAGTは、絶対ガード値AGSU,AGSLの上限ガード値AGSUと下限ガード値AGSLとの乖離度合ΔAGSよりも小さな値して設定されることから、基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされた後においては、基本学習値AG(1)がそれまでの適切な値から、より適切ではない値へと更新されることを的確に抑制することができるようになる。
(3)電子制御装置30は、基本学習値AG(1)の優先更新が完了した後においては、すなわち基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされた後においては、基本学習値AG(1)を更新するに際して相対ガード値AGTU,AGTL及び絶対ガード値AGSU,AGSLの双方により同基本学習値AG(1)をガードすることとした。これにより、相対ガード値の下限ガード値AGTLが絶対ガード値の下限ガード値AGSLを下回る場合には絶対ガード値の下限ガード値AGSLによって基本学習値AG(1)がガードされ、相対ガード値の上限ガード値AGTUが絶対ガード値の上限ガード値AGSUを上回る場合には絶対ガード値の上限ガード値AGSUによって基本学習値AG(1)がガードされる。従って、更新される基本学習値AG(1)が、過度に小さい不適切な値となることや、過度に大きい不適切な値となることを的確に抑制することができるようになる。
尚、本発明にかかる内燃機関の点火時期制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・上記実施形態では、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となることをもって基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定をするようにしているが、基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上であるか否かを判定するための収束度合判定手段による判定態様はこれに限られるものではない。他に例えば、機関始動がなされてからの経過期間が所定期間以上となることをもって基本学習値AG(1)の収束度合が所定度合以上である旨の判定を行うようにしてもよい。この場合、所定期間としては、機関始動がなされてからの基本学習値AG(1)の更新回数Nが所定回数N1以上となるまでに要する期間以上に設定することが望ましい。
・上記実施形態によるように、基本学習値AG(i)と多点学習値AGdp(n)との双方に基づいて点火時期指令値STを算出することが、燃焼室11内のデポジットによるノックの発生への影響が同一の基本学習領域RA1内であっても、その領域RA1内における更に細かな機関運転領域毎に大きく異なったものとなることを考慮して点火時期指令値を設定する上では望ましい。しかしながら、本発明に係る点火時期指令値算出手段による点火時期指令値の算出態様はこれに限られるものではなく、このような問題が無視できる場合であれば、基本学習値AG(i)のみに基づいて点火時期指令値を算出するようにしてもよい。
・上記実施形態では、基本学習値AG(i)の優先更新の完了後においては、相対ガード値AGTU,AGTL及び絶対ガード値AGSU,AGSLの双方により基本学習値AG(i)をガードするようにしているが、本発明に係るガード手段による学習値のガード態様はこれに限られるものではなく、学習値の収束度合が所定度合以上である旨の判定がなされた後において、相対ガード値AGTU,AGTLのみにより同学習値をガードするようにしてもよい。
10…内燃機関、11…燃焼室、12…吸気通路、13…燃料噴射弁、14…点火プラグ、15…ピストン、16…クランクシャフト、17…排気通路、18…アクセルペダル、19…スロットルバルブ、20…バッテリ、30…電子制御装置(ノック限界点火時期算出手段、フィードバック項設定手段、学習値更新手段、点火時期指令値算出手段、収束度合判定手段、ガード手段)、30a…RAM、31…アクセルセンサ、32…スロットルセンサ、33…ノックセンサ、34…吸気量センサ、35…クランク角センサ、36…冷却水温センサ、37…イグニッションスイッチ。
Claims (5)
- 機関運転状態に基づいてノック限界点火時期を算出するノック限界点火時期算出手段と、
ノックの発生の有無に応じてフィードバック項を設定するフィードバック項設定手段と、
前記フィードバック項に基づいて学習値を更新する学習値更新手段と、
前記ノック限界点火時期に対して前記フィードバック項及び前記学習値による補正を加えることにより点火時期指令値を算出する点火時期指令値算出手段と、を備え、
前記点火時期指令値算出手段により算出される前記点火時期指令値に基づいて内燃機関の点火時期を制御する内燃機関の点火時期制御装置において、
前記学習値更新手段により更新される前記学習値の収束度合が所定度合以上であるか否かを判定する収束度合判定手段と、
前記収束度合判定手段により前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされたとき、そのときの前記学習値に基づいて相対ガード値を設定するとともに、前記判定がなされた後においては前記学習値更新手段により前記学習値を更新するに際して前記相対ガード値により同学習値をガードするガード手段と、を備える
ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記ガード手段は、前記収束度合判定手段により前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされる前においては、前記学習値更新手段により前記学習値を更新するに際して絶対ガード値により同学習値をガードするものであり、
前記相対ガード値の上限ガード値と下限ガード値との乖離度合は、前記絶対ガード値の上限ガード値と下限ガード値との乖離度合よりも小さな値として設定される
ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記ガード手段は、前記収束度合判定手段により前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされた後においては、前記学習値更新手段により前記学習値を更新するに際して前記相対ガード値及び前記絶対ガード値の双方により同学習値をガードする
ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記点火時期指令値算出手段は、前記学習値としての基本学習値と、多点学習値とに基づいて前記点火時期指令値を算出するものであり、
前記学習値更新手段は、機関運転状態に基づいて区画される複数の基本学習領域のいずれかに現在の機関運転状態があるときに前記基本学習値の更新を許可する一方、前記収束度合判定手段により前記学習値としての前記基本学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定がなされ、且つ前記複数の基本学習領域のうちの1つにおいて機関運転状態に基づいて区画される複数の多点学習領域のいずれかに現在の機関運転状態があるときに前記基本学習値の更新を禁止するとともに前記多点学習値の更新を許可するものである
ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記収束度合判定手段は、機関始動がなされてからの前記学習値更新手段による前記学習値の更新回数が所定回数以上となることをもって前記学習値の収束度合が前記所定度合以上である旨の判定をする
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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JP2020020270A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
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2009
- 2009-05-21 JP JP2009123467A patent/JP2010270688A/ja active Pending
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