JP2012097598A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲとＶＶＴとを併せ持つ内燃機関においてＥＧＲ作動時及びＶＶＴ作動時の各々について点火時期制御のための学習値を正確に行える点火時期制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＧＲ用多点学習値及びＶＶＴ用多点学習値を各別に学習させることによりＥＧＲ機構やＶＶＴ機構の作動によるノッキング限界の変動に対応して点火時期を正確に制御する。先回トリップ時にＥＧＲカットされた場合は今回トリップ時に強制的にＥＧＲを作動させてＥＧＲ用多点学習値を学習させる機会を設け、今回トリップ時にＥＧＲ用多点学習値が実態に反して遅角側に取り残されることを防止する。先回トリップ時にＥＧＲカットされなかった場合は今回トリップ時に強制的にＥＧＲを停止（ＶＶＴを作動）させてＶＶＴ用多点学習値を学習させる機会を設け、今回トリップ時にＶＶＴ用多点学習値が実態に反して遅角側に取り残されることをも防止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。より具体的には、本発明は、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）機構とＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ：可変バルブタイミング）機構とを併せ持つ内燃機関の点火時期制御装置に関する。

駆動源として内燃機関が使用される車両等においては、内燃機関の運転状態に応じて点火時期を制御する、所謂「点火時期制御」が実施される。

上記点火時期制御においては、内燃機関の運転状態に基づいて点火時期についての制御目標値（以降、「点火時期指令値」とも称する）が設定されるのが一般的である。この点火時期指令値は、内燃機関の運転状態に基づいて設定された基本点火時期に対して、ノッキングの発生の有無に応じて更新されるフィードバック補正項による補正を加えるとともに、当該フィードバック補正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って算出される。

点火時期指令値の算出に用いられる上記フィードバック補正項は、ノッキングが発生した場合には予め定められた遅角更新量分だけ変更されて点火時期を遅角補正してノッキングの抑制を図るとともに、ノッキングが発生していない場合には予め定められた進角更新量分だけ変更されて点火時期を進角補正して機関出力を可能な限り高めるように設定される補正項である。

また、点火時期指令値の算出に用いられる上記学習値は、機関運転状態に応じて区画された複数の基本学習領域毎に用意され、各時点での機関運転状態に該当する領域に対応した学習値が上記フィードバック補正項に基づいて更新されるものである。かかる学習値の更新は、例えば、上記フィードバック補正項に徐変処理を施した値が新たな学習値とされることによって実現される。そして、このように更新される学習値は、ノッキングの発生を抑制すべく点火時期を補正するための補正項である。

例えば、何らかの要因により点火時期のノッキング限界が遅角側に移行し、ノッキングが発生し易くなった場合、上記学習値は、点火時期のノッキング限界の遅角側への移行量に対応して、遅角側に更新される。従って、上記更新後の学習値を用いて点火時期を補正することにより、同要因によってノッキングが発生し易くなることが抑制される。このように内燃機関のノッキング限界を移行させる要因（以降、「ノッキング限界移行要因」とも称する）としては、例えば、内燃機関の運転環境（例えば、吸入空気の温度や湿度）や内燃機関に供給される燃料の性状（例えば、オクタン価）の変化、及び内燃機関の経年劣化（例えば、燃焼室内におけるデポジットの付着）等が挙げられる。

ところで、昨今では、排気ガスの清浄化（未燃ガスやＮＯｘ（窒素酸化物）等の削減）やポンピングロスの低減等を目的として、ＥＧＲ（排気ガス再循環）を行うことが広く行われている。このＥＧＲの実現方法としては、燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に再循環させる外部ＥＧＲと、ＶＶＴ（可変バルブタイミング）機構により内燃機関の吸気弁及び排気弁の両方が同時に開いている状態（所謂「オーバーラップ」）を意図的に設けて燃焼室内に残留する既燃ガス（燃焼室から排気通路に一旦排出されたものの排気弁を通って燃焼室内に戻る既燃ガスを含む）の量を調整するを内部ＥＧＲと、に大別される。以降、本明細書においては、外部ＥＧＲを単に「ＥＧＲ」と称する。

また、ＥＧＲ（外部ＥＧＲ）機構と（主に上記内部ＥＧＲを行う）ＶＶＴ機構とを併せ持ち、内燃機関の運転状態（例えば、機関冷却水温、機関負荷、機関回転速度等）に応じて、これらの機構を切り換えて使用する内燃機関も知られている。かかる内燃機関においては、上記ＥＧＲ機構やＶＶＴ機構の作動状況によってもノッキング限界が影響を受ける場合がある。

上記のような制御機構の作動によるノッキング限界に対する影響は、内燃機関の運転状態に応じて刻々と変化するため、前述の基本学習領域毎に設定された学習値（以降、「基本学習値」と称する）による点火時期制御では点火時期を適切に補正することが難しく、点火時期が進角側に移行し過ぎて、ノッキングの発生を効果的に抑制できなかったり、逆に遅角側に移行し過ぎて、内燃機関の出力低下を招いたりする虞がある。即ち、上記のような制御機構の作動によるノッキング限界に対する影響については、上記基本学習値よりも更にきめ細かく点火時期の補正を行う必要がある。

そこで、上記のような制御機構の作動によるノッキング限界に対する影響に対処すべく、同制御機構が作動する機関運転領域に、基本学習領域よりも更に細分化された複数の学習領域（以降、「多点学習領域」と称する）を設けて、同制御機構の作動によるノッキング限界に対する影響に対処するための多点学習値を同多点学習領域の個々の学習領域毎に設定しておき、同多点学習値をフィードバック補正項に基づいて更新し、同更新後の多点学習値を用いて点火時期を補正することによって、同制御機構の作動時にも点火時期を適正に補正することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、上記のようにＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関においては、トリップ（機関の始動から停止までの運転期間）の開始直後等の冷間時にはＥＧＲの作動を禁止して（ＥＧＲカット制御）、ＶＶＴのみを作動させるように制御するのが一般的である。これは、トリップ開始直後の冷間時にＥＧＲを作動させると、排気ガス中の未燃ガスの増大やドライバビリティの低下等の不都合が顕著となる虞があるためである。

その後、何らかの判断基準（例えば、機関冷却水温、変速シフト等）に基づき、上記不都合が解消される機関運転状態に至ったと判断されると、ＥＧＲの作動が許可（ＥＧＲカット制御が解除）され、これ以降は、基本的に、ＥＧＲ作動領域として定められた所定の運転領域に内燃機関の運転状態が該当する限り、ＥＧＲが作動し続ける。一方、ＶＶＴについては、例えば、ＷＯＴ（Ｗｉｄｅ Ｏｐｅｎ Ｔｈｒｏｔｔｌｅ：スロットルバルブ全開状態）等、ＥＧＲ作動領域外の領域においてのみ作動することになる。

尚、ＥＧＲが作動すると、ノッキングが発生し難くなる（ノッキング限界が進角側に移行する）ため、これに対応して点火時期司令値を進角補正する制御が働くようにして、ノッキングが発生しない範囲内で、できるだけ大きなトルクを得られるようにするのが一般的である。即ち、ＥＧＲの作動時には、予め定められた量（ＡＥＧＲ）だけ、点火時期司令値が進角補正される。

その後、機関冷却水温が上昇し、通常の暖気状態に達すると、ノッキング発生の防止を目的とする点火時期の補正のための学習値の学習（以降、「ＫＣＳ（Ｋｎｏｋｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ：ノッキング制御システム）学習」とも称する）が開始され、その時々の内燃機関の運転状態に適切な点火時期を達成するための学習値（ＫＣＳ学習値）が学習されるようになる。

ここで、何らかの要因（例えば、燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に再循環させるための通路（ＥＧＲ通路）に設けられた排気通路から吸気通路に再循環させる排気ガスの量を調整するための弁（ＥＧＲ弁）がデポジットの付着等によって詰まった等の要因）により、排気ガスが十分に再循環されなくなった場合を想定する。

この場合、内燃機関の運転状態が上記ＥＧＲ作動領域に入っていると、ＥＧＲが作動しているものとみなされ、上述のように点火時期司令値がＡＥＧＲだけ進角補正される。しかし、実際には、上記のように排気ガスが十分に再循環されなくなっているため、実際にはノッキング限界は進角側に十分移行しておらず、その結果、過剰進角状態となってしまい、ノッキングが発生するようになる虞が高い。

上記のようにノッキングが発生すると、ノッキングの発生を抑制すべく、ＫＣＳによる遅角補正が行われ、当該運転状態に対応する学習値が遅角側に学習・更新されるが、内燃機関の点火時期が過度に遅角側に変更されると、内燃機関の出力低下を招いり、ドライバビリティや排気ガスの清浄度の低下を招いたりする虞がある。そこで、ＥＧＲの作動中に学習値の遅角側への変化量が所定の閾値を超えた場合には、ＥＧＲの作動を禁止（ＥＧＲカット制御）し、ＶＶＴを作動させるようにするのが一般的である。

しかしながら、ＶＶＴ作動時には、ノッキング限界の進角側への移行量はＥＧＲ作動時と比較して小さいことから、ＥＧＲ作動時のような点火時期司令値の進角補正（点火時期司令値をＡＥＧＲだけ進角側に変更する補正）は行われないので、上記のように（ＡＥＧＲの適用を前提として）遅角側に学習・更新された学習値のままでは、今度は過剰遅角状態となり、内燃機関の出力低下を招き、ひいてはドライバビリティの低下を招く虞がある。

従って、その後、ＶＶＴ作動下での当該運転状態において上述のＫＣＳ学習が実施されることにより、当該運転状態に対応する学習値は徐々に進角側に学習・更新され、やがて当該運転状態において適切な点火時期が実現されるようになる。

上記学習値は今回のトリップが終了（機関が停止）しても維持されるが、ＥＧＲによる排気ガスの再循環を阻害した上記要因が解消されないまま（即ち、今回のトリップと同様に排気ガスが十分に再循環されない状態のまま）次回のトリップが開始（当該内燃機関が始動）されると、今回のトリップと同様に、内燃機関の運転状態が上記ＥＧＲ作動領域に入るとＥＧＲが作動しているものとみなされ、上述のように点火時期司令値がＡＥＧＲだけ進角補正されるので、ＶＶＴ作動下において適切な点火時期を実現すべく学習された、その時点での学習値のままでは、再び過剰進角状態となってしまい、ノッキングが発生するようになる。即ち、ＥＧＲ作動時の学習値の遅角側への更新とＶＶＴ作動時の学習値の進角側への更新とが繰り返される、学習値のハンチングが起こる虞が高い。

特開２０１０−０２４９０１号公報

前述の従来技術において懸念される学習値のハンチングに対する対策として、ＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時との各々について、適切な点火時期を達成するための学習値を提供すべく、ＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時との各々について、前述の多点学習領域並びに各多点学習領域に対応する多点学習値を設定し、ＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値を学習させることが考えられる。しかしながら、このようにＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値を学習させるようにすると、以下のような不都合が発生する虞がある。

（１）前述のように、ＥＧＲ作動時に何らかの要因（例えば、ＥＧＲ弁がデポジットの付着等によって詰まった等の要因）により排気ガスが十分に再循環されなくなり、ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値を超えて遅角側に学習・更新され、ＥＧＲカット制御によりＶＶＴの作動に切り換えられると、それ以降はＶＶＴ用多点学習値が使用されるため、ＥＧＲ用多点学習値が遅角側に取り残される（誤学習）。

上記（１）の場合、ＥＧＲ用多点学習値は遅角側に学習・更新されたままとなるのでＥＧＲカット制御が作動し続け、たとえその後、例えば、デポジットの飛散や除去等によって上記要因が解消されてノッキング限界が通常値に戻っていても、これに対応してＥＧＲ用多点学習値が進角側に学習・更新されて適切な値となる機会が得られず、次回のトリップ以降もＥＧＲを利用できなくなる。

（２）前述のように、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関においては、ＶＶＴの作動は、ＥＧＲカット制御作動時を除き、一部の機関運転状態（例えば、トリップ開始直後等の冷間時や、ＷＯＴ等）のみに限定されるため、ＶＶＴ用多点学習値の学習頻度を十分に確保することが難しい。その結果、ＶＶＴ作動時に何らかの要因（例えば、内燃機関の経時変化に伴うデポジットの付着等の要因）によりノッキング限界が遅角側に変動し、これに対応してＶＶＴ用多点学習値が一旦遅角側に学習・更新されると、たとえその後、例えば、デポジットの飛散や除去等によって上記要因が解消されてノッキング限界が正常値に戻っていても、これに対応してＶＶＴ用多点学習値が進角側に学習・更新されて適切な値となる機会に乏しく、ＶＶＴ用多点学習値が遅角側に取り残される（誤学習）。

上記（２）の場合、次回のトリップ開始直後等の冷間時には、前述のようにＥＧＲの作動を禁止して（ＥＧＲカット制御）ＶＶＴのみを作動させるように制御がなされると、上記のようにＶＶＴ用多点学習値が遅角側に取り残されたままであるため、内燃機関の出力低下を招き、ひいてはドライバビリティの低下を招く虞がある。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、ＥＧＲ作動時及びＶＶＴ作動時の各々について、点火時期制御のための学習値を精度良く学習することができる、内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、
排気ガス再循環機構と可変バルブタイミング機構とを併せ持つ内燃機関について、
前記内燃機関の運転状態に基づいて設定された基本点火時期を、ノッキング発生の有無に応じて更新されるフィードバック補正項と同フィードバック補正項に基づいて更新される学習値とによって補正して点火時期の制御目標値を設定する、内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記学習値として、機関回転速度及び機関負荷を座標軸とする機関運転領域において、前記排気ガス再循環機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＥＧＲ用多点学習値として保持し、前記可変バルブタイミング機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＶＶＴ用多点学習値として保持して、前記排気ガス再循環機構の作動時には前記ＥＧＲ用多点学習値を学習・更新させ、前記可変バルブタイミング機構の作動時には前記ＶＶＴ用多点学習値を学習・更新させて、前記内燃機関の点火時期を制御すること、並びに
前記排気ガス再循環機構の作動時に、前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを立てる、ＥＧＲカット制御手段と、
先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられている場合、前記排気ガス再循環機構の作動を許可し、前記排気ガス再循環機構を作動させて、前記ＥＧＲ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＥＧＲ検査手段と、
先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられていない場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止し、前記可変バルブタイミング機構を作動させて、前記ＶＶＴ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＶＶＴ検査手段と、
を更に備えること、
を特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置によって達成される。

本発明によれば、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持ち、且つＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値を学習させるように構成された点火時期制御装置を備える内燃機関において、ＥＧＲ作動時に何らかの要因により排気ガスが十分に再循環されなくなった場合に、ＥＧＲ用多点学習値が遅角側に更新されたまま取り残されたり、ＶＶＴ作動時に何らかの要因によりノッキング限界が遅角側に変動して、ＶＶＴ用多点学習値が遅角側に更新されたまま取り残されたりして、これらの学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査することができる。かかる検査結果を点火時期制御に利用することにより、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、ＥＧＲ作動時及びＶＶＴ作動時の各々について、点火時期制御のための学習値を精度良く学習することができる、内燃機関の点火時期制御装置を提供することができる。

本発明の１つの実施態様に係る点火時期制御装置が適用される、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関の概略構成を示す略図である。 機関運転領域におけるＥＧＲ作動領域、ＶＶＴ作動領域、及びノッキング領域を示す模式図である。 ＥＧＲ検査手段がＥＧＲ用多点学習値を強制的に学習させる処理（ＥＧＲ検査処理）の実行手順の一例を示すフローチャートである。 ＶＶＴ検査手段がＶＶＴ用多点学習値を強制的に学習させる処理（ＶＶＴ検査処理）の実行手順の一例を示すフローチャートである。 本従来技術に係る点火時期制御装置が適用される、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関の１回のトリップにおける各種処理処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の１つの実施態様に係る点火時期制御装置が適用される、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関の１回のトリップにおける各種処理処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。

前述のように、本発明は、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、ＥＧＲ作動時及びＶＶＴ作動時の各々について、点火時期制御のための学習値を精度良く学習することができる、内燃機関の点火時期制御装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、同内燃機関の点火時期制御装置を、ＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値を学習させるように構成し、更に、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施された場合は、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを作動させてＥＧＲ用多点学習値を学習させる機会を設け、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施されなかった場合は、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを停止させてＶＶＴ用多点学習値を学習させる機会を設けて、ＥＧＲ用多点学習値やＶＶＴ用多点学習値が先回のトリップにおいて遅角側に更新されたまま取り残されることを防止することにより、かかる内燃機関においても、ＥＧＲ作動時及びＶＶＴ作動時の各々について、点火時期制御のための学習値を精度良く学習させることができることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。

即ち、本発明の第１態様は、
排気ガス再循環機構と可変バルブタイミング機構とを併せ持つ内燃機関について、
前記内燃機関の運転状態に基づいて設定された基本点火時期を、ノッキング発生の有無に応じて更新されるフィードバック補正項と同フィードバック補正項に基づいて更新される学習値とによって補正して点火時期の制御目標値を設定する、内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記学習値として、機関回転速度及び機関負荷を座標軸とする機関運転領域において、前記排気ガス再循環機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＥＧＲ用多点学習値として保持し、前記可変バルブタイミング機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＶＶＴ用多点学習値として保持して、前記排気ガス再循環機構の作動時には前記ＥＧＲ用多点学習値を学習・更新させ、前記可変バルブタイミング機構の作動時には前記ＶＶＴ用多点学習値を学習・更新させて、前記内燃機関の点火時期を制御すること、並びに
前記排気ガス再循環機構の作動時に、前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを立てる、ＥＧＲカット制御手段と、
先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられている場合、前記排気ガス再循環機構の作動を許可し、前記排気ガス再循環機構を作動させて、前記ＥＧＲ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＥＧＲ検査手段と、
を更に備えること、
を特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置である。

尚、前記ＥＧＲカット制御手段が、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを立てるか否か（「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」の何れに設定するか）の判定を行う際の基準となる、前記ＥＧＲ用多点学習値の遅角側への更新に関する「所定の閾値」は、当該内燃機関の特性や要求される最低トルク値等に基づいて、適宜設定することができる。

上記のように、本発明の第１態様に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、ＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値が学習される。これにより、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、ＥＧＲ機構やＶＶＴ機構の作動によるノッキング限界に対する影響に対して、従来技術よりも更にきめ細かく点火時期の適正な制御を行うことができる。

更に、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施された場合は、ＥＧＲ検査手段が、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを作動させてＥＧＲ用多点学習値を学習させ、当該学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する機会を設ける。従って、本発明の第１態様に係る内燃機関の点火時期制御装置によれば、前述のように、ＥＧＲ作動時に何らかの要因（例えば、ＥＧＲ弁がデポジットの付着等によって詰まった等の要因）により排気ガスが十分に再循環されなくなり、ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値を超えて遅角側に学習・更新される等して、予め定められた基準値から乖離しているか否かをトリップ毎に検査することができる。

尚、ＥＧＲ検査手段による上記検査の結果は、当該内燃機関の種々の制御に利用することができる。例えば、ＥＧＲ検査手段による学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値が予め定められた基準値から大きく乖離している場合に、その旨を示すアラームや制御用の信号を発する等のことができる。

次に、本発明の第２態様は、
排気ガス再循環機構と可変バルブタイミング機構とを併せ持つ内燃機関について、
前記内燃機関の運転状態に基づいて設定された基本点火時期を、ノッキング発生の有無に応じて更新されるフィードバック補正項と同フィードバック補正項に基づいて更新される学習値とによって補正して点火時期の制御目標値を設定する、内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記学習値として、機関回転速度及び機関負荷を座標軸とする機関運転領域において、前記排気ガス再循環機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＥＧＲ用多点学習値として保持し、前記可変バルブタイミング機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＶＶＴ用多点学習値として保持して、前記排気ガス再循環機構の作動時には前記ＥＧＲ用多点学習値を学習・更新させ、前記可変バルブタイミング機構の作動時には前記ＶＶＴ用多点学習値を学習・更新させて、前記内燃機関の点火時期を制御すること、並びに
前記排気ガス再循環機構の作動時に、前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを立てる、ＥＧＲカット制御手段と、
先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられていない場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止し、前記可変バルブタイミング機構を作動させて、前記ＶＶＴ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＶＶＴ検査手段と、
を更に備えること、
を特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置である。

上記のように、本発明の第２態様に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、本発明の前記第１態様に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様に、ＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値が学習される。これにより、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、ＥＧＲ機構やＶＶＴ機構の作動によるノッキング限界に対する影響に対して、従来技術よりも更にきめ細かく点火時期の適正な制御を行うことができる。

更に、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施されなかった場合は、ＶＶＴ検査手段が、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを停止させてＶＶＴ用多点学習値を学習させ、当該学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する機会を設ける。従って、前述のように、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関においては、ＶＶＴの作動は、ＥＧＲカット制御作動時を除き、一部の機関運転状態のみに限定されるものの、本発明の第２態様に係る内燃機関の点火時期制御装置によれば、ＶＶＴ用多点学習値の学習頻度を十分に確保することができる。

その結果、ＶＶＴ作動時に何らかの要因（例えば、内燃機関の経時変化に伴うデポジットの付着等の要因）によりノッキング限界が遅角側に変動し、これに対応してＶＶＴ用多点学習値が一旦遅角側に学習・更新される等して、予め定められた基準値から乖離しているか否かをトリップ毎に検査することができる。また、ＶＶＴ用多点学習値がこのように一旦遅角側に学習・更新されても、今回のトリップにおいてＶＶＴ用多点学習値が実態に反して遅角側に取り残されることは無くなる。即ち、先回のトリップ以降に、例えば、デポジットの飛散や除去等によって上記要因が解消されてノッキング限界が正常値に戻っていた場合は、これに対応してＶＶＴ用多点学習値が進角側に学習・更新されて適切な値となる機会が得られるので、今回以降のトリップ開始直後等の冷間時にＥＧＲカット制御によりＶＶＴのみを作動させるように制御がなされても、内燃機関の出力低下を招いたり、ドライバビリティの低下を招いたりすることが無くなる。

尚、ＶＶＴ検査手段による上記検査の結果は、当該内燃機関の種々の制御に利用することができる。例えば、ＶＶＴ検査手段による学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値が予め定められた基準値から大きく乖離している場合に、その旨を示すアラームや制御用の信号を発する等のことができる。

更に、本発明の第３態様は、
排気ガス再循環機構と可変バルブタイミング機構とを併せ持つ内燃機関について、
前記内燃機関の運転状態に基づいて設定された基本点火時期を、ノッキング発生の有無に応じて更新されるフィードバック補正項と同フィードバック補正項に基づいて更新される学習値とによって補正して点火時期の制御目標値を設定する、内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記学習値として、機関回転速度及び機関負荷を座標軸とする機関運転領域において、前記排気ガス再循環機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＥＧＲ用多点学習値として保持し、前記可変バルブタイミング機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＶＶＴ用多点学習値として保持して、前記排気ガス再循環機構の作動時には前記ＥＧＲ用多点学習値を学習・更新させ、前記可変バルブタイミング機構の作動時には前記ＶＶＴ用多点学習値を学習・更新させて、前記内燃機関の点火時期を制御すること、並びに
前記排気ガス再循環機構の作動時に、前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを立てる、ＥＧＲカット制御手段と、
先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられている場合、前記排気ガス再循環機構の作動を許可し、前記排気ガス再循環機構を作動させて、前記ＥＧＲ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＥＧＲ検査手段と、
先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられていない場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止し、前記可変バルブタイミング機構を作動させて、前記ＶＶＴ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＶＶＴ検査手段と、
を更に備えること、
を特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置である。

上記のように、本発明の第３態様に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、本発明の前記第１態様及び第２態様に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様に、ＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値が学習される。これにより、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、ＥＧＲ機構やＶＶＴ機構の作動によるノッキング限界に対する影響に対して、従来技術よりも更にきめ細かく点火時期の適正な制御を行うことができる。

更に、本発明の前記第１態様に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様に、更に、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施された場合は、ＥＧＲ検査手段が、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを作動させてＥＧＲ用多点学習値を学習させ、当該学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する機会を設ける。従って、本発明の第３態様に係る内燃機関の点火時期制御装置においても、前述のように、ＥＧＲ作動時に何らかの要因（例えば、ＥＧＲ弁がデポジットの付着等によって詰まった等の要因）により排気ガスが十分に再循環されなくなり、ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値を超えて遅角側に学習・更新される等して、予め定められた基準値から乖離しているか否かをトリップ毎に検査することができる。

しかも、本発明の前記第２態様に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様に、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施されなかった場合は、ＶＶＴ検査手段が、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを停止させてＶＶＴ用多点学習値を学習させ、当該学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する機会を設ける。従って、本発明の第３態様に係る内燃機関の点火時期制御装置においても、ＶＶＴ作動時に何らかの要因（例えば、内燃機関の経時変化に伴うデポジットの付着等の要因）によりノッキング限界が遅角側に変動し、これに対応してＶＶＴ用多点学習値が一旦遅角側に学習・更新される等して、予め定められた基準値から乖離しているか否かをトリップ毎に検査することができる。

尚、ＥＧＲ検査手段やＶＶＴ検査手段による各検査結果は、当該内燃機関の種々の制御に利用することができる。例えば、ＥＧＲ検査手段やＶＶＴ検査手段による学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値やＶＶＴ用多点学習値が予め定められた基準値から大きく乖離している場合、その旨を示すアラームや制御用の信号を発する等のことができる。

更に、ＥＧＲ検査手段やＶＶＴ検査手段による各検査結果を利用して、当該内燃機関が備えるの種々の機構の作動を制御することもできる。例えば、ＥＧＲ検査手段による学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも十分に進角側の値に更新されていた場合は、そのままＥＧＲを作動させ続けてもよいが、同ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合は、そのままＥＧＲを作動させ続けると、同内燃機関の出力低下を招き、ひいてはドライバビリティの低下を招く虞があるので、ＥＧＲの作動を禁止することが望ましい。

従って、本発明の第４態様は、本発明の前記第１態様又は第３態様の何れかに係る内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記ＥＧＲ検査手段による学習によって得られた前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを再び立てる手段を更に備えることを特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置である。

結果として、本発明の第４態様に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施された場合は、ＥＧＲ検査手段が、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを作動させてＥＧＲ用多点学習値を学習させる機会を設けるので、前述のように、ＥＧＲ作動時に何らかの要因（例えば、ＥＧＲ弁がデポジットの付着等によって詰まった等の要因）により排気ガスが十分に再循環されなくなり、ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値を超えて遅角側に学習・更新され、ＥＧＲカット制御によりＶＶＴの作動に切り換えられても、今回のトリップにおいてＥＧＲ用多点学習値が実態に反して遅角側に取り残されることは無くなる。即ち、先回のトリップ以降に、例えば、デポジットの飛散や除去等によって上記要因が解消されてノッキング限界が通常値に戻っていた場合は、これに対応してＥＧＲ用多点学習値が進角側に学習・更新されて適切な値となる機会が得られるので、ＥＧＲを再び利用することができるようになる。

尚、前記ＥＧＲ検査手段によって強制的に実施される学習の結果、前記ＥＧＲ用多点学習値が再び所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合に前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを再び立てる（「ＯＮ」に設定する）一連の処理は、前記ＥＧＲ検査手段又は前記ＥＧＲカット制御手段が実行するように構成してもよい。更には、かかる処理を実行するための手段を別途設けてもよい。

また、前述のように、先回のトリップにおいてＥＧＲカット実施フラグが立てられていない場合は、ＶＶＴ検査手段が、排気ガス再循環機構の作動を禁止し、可変バルブタイミング機構を作動させて、ＶＶＴ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査するが、先回のトリップにおいてＥＧＲカット実施フラグが立てられていないということは、一般的には、先回のトリップ以降にＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていない限り、ＶＶＴ検査手段による検査処理が完了したら、排気ガス再循環機構の作動を再び許可することが望ましい。

従って、本発明の第５態様は、本発明の前記第２態様又は第３態様の何れかに係る内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記ＶＶＴ検査手段によるＶＶＴ用多点学習値の学習が完了した時点以降に、前記排気ガス再循環機構の作動を再び許可する手段を更に備えることを特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置である。

上記により、本発明の第５態様に係る内燃機関の点火時期制御装置によれば、ＶＶＴ検査手段がＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査を完了するとＥＧＲの作動が再び許可されるので、ＥＧＲの作動機会を徒に低減させること無く、ＶＶＴ用多点学習値の学習頻度を十分に確保することができる。

その結果、ＥＧＲの作動機会の減少を最低限に抑えつつ、ＶＶＴ作動時に何らかの要因（例えば、内燃機関の経時変化に伴うデポジットの付着等の要因）によりノッキング限界が遅角側に変動し、これに対応してＶＶＴ用多点学習値が一旦遅角側に学習・更新されても、今回のトリップにおいてＶＶＴ用多点学習値が実態に反して遅角側に取り残されることを抑制することができる。

即ち、本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、同内燃機関の点火時期制御装置を、ＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値を学習させるようにしても、ＥＧＲ用多点学習値及びＶＶＴ用多点学習値の何れについても、今回のトリップにおいて、これらの多点学習値が実態に反して遅角側に取り残されることを防止することができるので、ＥＧＲ機構やＶＶＴ機構の作動によるノッキング限界に対する影響に対して、従来技術よりも更にきめ細かく点火時期の適正な制御を行うことができる。

以下、添付図面を参照しつつ、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ自動車用エンジンの点火時期制御装置として本発明を具現化した実施態様について説明する。

前述のように、図１は、本発明の１つの実施態様に係る点火時期制御装置が適用される、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関の概略構成を示す略図である。

図１において、エンジン１００には１つの気筒のみが図示されているが、エンジンの設計に応じて任意の数とすることができることは言うまでもない。例えば、気筒の数は「４」、「５」、「６」、「８」、「１０」、又は「１２」とすることができる。

本実施態様に係る点火時期制御装置が実行する各種の処理は、例えば、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２００が実行するプログラムにより実現される。尚、エンジンＥＣＵ２００により実行されるプログラムを、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録してもよい。

エンジン１００は、エアクリーナ１０２から吸入された空気とインジェクタ１０４から噴射される燃料との混合気を、燃焼室内で点火プラグ１０６により点火して燃焼させる内燃機関である。

点火時期は、エンジン１００の運転状態に応じて設定される。以下、エンジン１００の運転状態に応じて設定される点火時期を基本点火時期と称する。ノッキングが発生した場合等には、点火時期は基本点火時期から遅角される。

基本点火時期は、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬをパラメータとして有するマップに従って設定される。機関負荷ＫＬは、後述するエアフローメータ３１４により検出された吸入空気量及び機関回転速度ＮＥ等に基づいて算出される。尚、機関負荷ＫＬを算出する方法については当該技術分野において周知であるため、ここでは詳細な説明は割愛する。

混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストン１０８が押し下げられ、クランクシャフト１１０が回転する。燃焼後の混合気（排気ガス）は、排気ガス浄化触媒１１２により浄化された後に車外に排出される。エンジン１００に吸入される空気の量は、スロットルバルブ１１４により調整される。吸気バルブ１１６が開いた際に燃焼室に混合気が導入され、排気バルブ１１８が開いた際に燃焼室から排気ガスが排出される。

吸気バルブ１１６の位相、すなわち開閉タイミングは、ＶＶＴ機構１２０によって変更される。尚、吸気バルブ１１６に加えて排気バルブ１１８の位相を変更するようにしてもよい。

本実施の形態において、エンジン１００には、ＥＧＲ機構が設けられている。ＥＧＲ機構は、気筒から排気通路１３０に排出された排気ガスを吸気通路１３２に再循環させる外部ＥＧＲにより、ポンピングロス及び未燃ガスを低減する。

ＥＧＲ機構により排気通路１３０から吸気通路１３２に再循環される排気ガスの量は、ＥＧＲ通路１３４上に設けられたＥＧＲ弁１３６により調整される。ＥＧＲ弁１３６が開くと排気通路１３０から吸気通路１３２への排気ガスの再循環が行なわれる。ＥＧＲ弁１３６が閉じると排気通路１３０から吸気通路１３２への排気ガスの再循環が停止される。

エンジン１００は、エンジンＥＣＵ２００により制御される。エンジンＥＣＵ２００には、ノックセンサ３００と、水温センサ３０２と、タイミングロータ３０４に対向して設けられたクランクポジションセンサ３０６と、スロットル開度センサ３０８と、車速センサ３１０と、イグニッションスイッチ３１２と、エアフローメータ３１４とが接続されている。

ノックセンサ３００は、エンジン１００のシリンダブロックに設けられる。ノックセンサ３００は、圧電素子により構成されている。ノックセンサ３００は、エンジン１００の振動により電圧を発生する。当該電圧は振動の大きさに対応した大きさとなる。ノックセンサ３００は、当該電圧を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。

本実施態様において、エンジンＥＣＵ２００には、ノックセンサ３００から送信された信号に基づいてノッキングが発生したか否かを判定し、ノッキングが発生したと判定された場合には点火時期を遅角し、ノッキングが発生していないと判定された場合には点火時期を進角するノックコントロールシステム（ＫＣＳ）が実装されている。

例えば、ノックセンサ３００により検出された振動の大きさが所定の閾値よりも大きい場合にノックが発生したと判定される。尚、ノッキングが発生したか否かを判定する方法については当該技術分野において周知であるため、ここでは詳細な説明は割愛する。

水温センサ３０２は、エンジン１００のウォータージャケット内の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表わす信号を、エンジンＥＣＵ２００に送信する。

タイミングロータ３０４は、クランクシャフト１１０に設けられており、クランクシャフト１１０と共に回転する。タイミングロータ３０４の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ３０６は、タイミングロータ３０４の突起に対向して設けられている。タイミングロータ３０４が回転すると、タイミングロータ３０４の突起と、クランクポジションセンサ３０６とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ３０６のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ３０６は、起電力を表わす信号を、エンジンＥＣＵ２００に送信する。エンジンＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ３０６から送信された信号に基づいて、クランク角及びクランクシャフト１１０の回転数（機関回転速度ＮＥ）を検出する。

スロットル開度センサ３０８は、スロットル開度を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。車速センサ３１０は、車輪（図示せず）の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。エンジンＥＣＵ２００は、車輪の回転数から、車速を算出する。イグニッションスイッチ３１２は、エンジン１００を始動させる際に、運転者の操作によってオンされる。

エアフローメータ３１４は、エンジン１００に吸入される空気量を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。本実施態様において、エアフローメータ３１４には、吸気温センサが内蔵されたホットワイヤ式のエアフローメータが用いされる。従って、エアフローメータ３１４は、エンジン１００に吸入される空気の温度（吸気温）を検出すると共に、エンジン１００に吸入される空気量を検出する。尚、吸気温センサをエアフローメータ３１４とは別に設けるようにしてもよい。

エンジンＥＣＵ２００は、電源である補機バッテリ３２０から供給された電力により作動する。エンジンＥＣＵ２００は、各センサ及びイグニッションスイッチ３１２から送信された信号、並びにＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２に記憶されたマップ及びプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン１００が所望の運転状態となるように、各種機器類を制御する。

エンジンＥＣＵ２００の機能については、当該技術分野において周知であるため、ここでは詳細な説明は割愛するが、同機能をソフトウェアにより実現するようにしてもよく、またハードウェアにより実現するようにしてもよい。

図２は、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬを座標軸とする機関運転領域におけるＥＧＲ作動領域、ＶＶＴ作動領域、及びノッキング領域を示す模式図である。尚、図２において、ＥＧＲ作動領域は（ＥＧＲカット制御時を除き）ＥＧＲ機構が作動する領域、ＶＶＴ作動領域はＥＧＲ機構が作動しない領域、そしてノッキング域はノッキングが発生する領域をそれぞれ表す。よって、エンジン１００の運転状態が図２におけるＥＧＲ作動領域外にある場合、ＥＣＵ２００によってＥＧＲが停止されると共に、ＶＶＴ機構が作動され、吸気バルブ１１６と排気バルブ１１８とのオーバーラップによって気筒から吸気通路１３２に排出された排気ガスが気筒に吸い戻される内部ＥＧＲ等が行なわれる。

次に、図３は、ＥＧＲ検査手段がＥＧＲ用多点学習値を強制的に学習させる一連の処理（ＥＧＲ検査処理）の実行手順の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、この処理では先ず、先回のトリップにおいてＥＧＲカット実施フラグが立てられているか否か（「ＯＮ」に設定されているか否か）が判定される（ステップ１０１）。先回のトリップにおいてＥＧＲカット実施フラグが立てられていない場合は（ステップ１０１：ＮＯ）、今回のトリップにおけるＥＧＲの作動に伴うＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値になっているか否かが判定される（ステップ１０４）。ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値になっていない場合には（ステップ１０４：ＮＯ）、ＥＧＲの作動が許可されたままで本処理が一旦終了される。一方、ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値になっている場合には（ステップ１０４：ＹＥＳ）、ＥＧＲの作動が再び禁止され、本処理が一旦終了される。

一方、ステップＳ１０１において先回のトリップにおいてＥＧＲカット実施フラグが立てられていると判定された場合は（ステップ１０１：ＹＥＳ）、ＥＧＲの作動が許可され（ステップ１０２）、今回のトリップにおけるＥＧＲの作動に伴うＥＧＲ用多点学習値の学習が行われる（ステップＳ１０３）。次に、今回のトリップにおけるＥＧＲの作動に伴うＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値になっているか否かが判定され（ステップ１０４）、ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値になっていない場合には（ステップ１０４：ＮＯ）、ＥＧＲの作動が許可されたままで本処理が一旦終了される。一方、ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値になっている場合には（ステップ１０４：ＹＥＳ）、ＥＧＲの作動が再び禁止され、本処理が一旦終了される。尚、実施態様によっては、ステップＳ１０４における判定結果に応じてアラームを発する等の処理に替えてもよい。

以上のようにして、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施された場合は、ＥＧＲ検査手段が、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを作動させてＥＧＲ用多点学習値を学習させる機会を設けるので、前述のように、ＥＧＲ作動時に何らかの要因（例えば、ＥＧＲ弁がデポジットの付着等によって詰まった等の要因）により排気ガスが十分に再循環されなくなり、ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値を超えて遅角側に学習・更新され、ＥＧＲカット制御によりＶＶＴの作動に切り換えられても、今回のトリップにおいてＥＧＲ用多点学習値が実態に反して遅角側に取り残されることは無くなる。即ち、先回のトリップ以降に、例えば、デポジットの飛散や除去等によって上記要因が解消されてノッキング限界が通常値に戻っていた場合は、これに対応してＥＧＲ用多点学習値が進角側に学習・更新されて適切な値となる機会が得られるので、ＥＧＲを再び利用することができるようになる。

尚、上記ＥＧＲ検査処理において、ＥＧＲ用多点学習値の学習を実施させようとする際には、当然のことながら、ＫＣＳ学習が可能な条件が成立する状態（例えば、機関冷却水温ＴＨＷや機関回転速度ＮＥが通常の暖気状態）になければならない。また、ステップ１０３において実施されるＥＧＲ用多点学習値の学習の後に上記ＥＧＲ検査処理が完了したか否かを判別するためのフラグ（ＥＧＲ検査完了フラグ）を立てる（「ＯＮ」に設定する）ステップを設ける等しておき、上記ＥＧＲ検査処理の初期の段階（例えば、ステップ１０１の直後）においてＥＧＲ検査完了フラグが立っているか否か（「ＯＮ」に設定されているか否か）を判定するステップを設けて、ＥＧＲ検査完了フラグが立っている場合には本処理を終了させる等することにより、１回のトリップにおいて上記ＥＧＲ検査処理が繰り替えし実行されるのを防止してもよい。

一方、図４は、ＶＶＴ検査手段がＶＶＴ用多点学習値を強制的に学習させる処理（ＶＶＴ検査処理）の実行手順の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、この処理では先ず、先回のトリップにおいてＥＧＲカット実施フラグが立てられていないか否か（「ＯＦＦ」に設定されているか否か）が判定される（ステップ２０１）。先回のトリップにおいてＥＧＲカット実施フラグが立てられている場合は（ステップ２０１：ＮＯ）、今回のトリップにおいては既にＶＶＴが動作している筈であり、ＶＶＴ用多点学習値を学習する機会が自ずと生ずるので、本処理によりＶＶＴ用多点学習値を強制的に学習させる必要は無いため、本処理が一旦終了される。

一方、ステップＳ２０１において先回のトリップにおいてＥＧＲカット実施フラグが立てられていないと判定された場合は（ステップ２０１：ＹＥＳ）、ＥＧＲの作動が禁止され（ステップ２０２）、今回のトリップにおけるＶＶＴの作動に伴うＶＶＴ用多点学習値の学習が行われる（ステップＳ２０３）。次に、今回のトリップにおけるＶＶＴの作動に伴うＶＶＴ用多点学習値の学習が完了したら、ＥＧＲの作動が再び許可され（ステップＳ２０４）、本処理が一旦終了される。尚、実施態様によっては、ステップＳ２０４における判定結果に応じてアラームを発する等の処理に替えてもよい。

以上のようにして、先回のトリップにおいてＥＧＲカット制御が実施されなかった場合は、ＶＶＴ検査手段が、今回のトリップにおいて強制的にＥＧＲを停止させてＶＶＴ用多点学習値を学習させる機会を設けるので、前述のように、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関におけるＶＶＴの作動は、ＥＧＲカット制御作動時を除き、一部の機関運転状態のみに限定されるものの、ＶＶＴ用多点学習値の学習頻度を十分に確保することができる。

その結果、ＶＶＴ作動時に何らかの要因（例えば、内燃機関の経時変化に伴うデポジットの付着等の要因）によりノッキング限界が遅角側に変動し、これに対応してＶＶＴ用多点学習値が一旦遅角側に学習・更新されても、今回のトリップにおいてＶＶＴ用多点学習値が実態に反して遅角側に取り残されることは無くなる。即ち、先回のトリップ以降に、例えば、デポジットの飛散や除去等によって上記要因が解消されてノッキング限界が正常値に戻っていた場合は、これに対応してＶＶＴ用多点学習値が進角側に学習・更新されて適切な値となる機会が得られるので、今回以降のトリップ開始直後等の冷間時には、前述のようにＥＧＲカット制御によりＶＶＴのみを作動させるように制御がなされても、内燃機関の出力低下を招いたり、ドライバビリティの低下を招いたりすることが無くなる。

尚、上記ＶＶＴ検査処理においも、前述のＥＧＲ検査処理と同様に、ＶＶＴ用多点学習値の学習を実施させようとする際には、当然のことながら、ＫＣＳ学習が可能な条件が成立する状態（例えば、機関冷却水温ＴＨＷや機関回転速度ＮＥが通常の暖気状態）になければならない。また、ステップ２０３において実施されるＶＶＴ用多点学習値の学習の後に上記ＶＶＴ検査処理が完了したか否かを判別するためのフラグ（ＶＶＴ検査完了フラグ）を立てる（「ＯＮ」に設定する）ステップを設ける等しておき、上記ＶＶＴ検査処理の初期の段階（例えば、ステップ２０１の直後）においてＶＶＴ検査完了フラグが立っているか否か（「ＯＮ」に設定されているか否か）を判定するステップを設けて、ＶＶＴ検査完了フラグが立っている場合には本処理を終了させる等することにより、１回のトリップにおいて上記ＶＶＴ検査処理が繰り替えし実行されるのを防止してもよい。

ところで、上記ＥＧＲ検査処理や上記ＶＶＴ検査処理の実行時に限らず、機関運転中にＥＧＲの作動を開始又は停止すると、燃焼室内の混合気の状態が不安定になり、過渡的なノッキングの発生等の不都合が生ずる虞があるので、ＥＧＲの作動状態を切り換える際には、その時点での機関運転状態がＥＧＲ作動領域に該当するか否かを判定し、ＥＧＲ作動領域に該当する間はＥＧＲの作動状態を切り換えず、機関運転状態がＥＧＲ作動領域に該当しなくなってからＥＧＲの作動状態を切り換えるようにするのが望ましい。

図５は、本従来技術に係る点火時期制御装置が適用される、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関の１回のトリップにおける各種処理処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、従来技術に係る点火時期制御装置においては、図６に示す本発明の１つの実施態様に係る点火時期制御装置とは異なり、前述のＶＶＴ検査処理やＥＧＲ検査処理が実施されず、単にＥＧＲが作動しているか否かの判定（ステップ３０１）の結果に基づいて、ＥＧＲが作動している場合には（ステップ３０１：ＹＥＳ）ＥＧＲ用多点学習値を学習させ、ＥＧＲが作動していない場合には（ステップ３０１：ＮＯ）ＶＶＴ用多点学習値を学習させるのみである。

かかる制御では、前述のように、ＥＧＲ用多点学習値の遅角量が大きくなり、ＥＧＲカット制御によりＶＶＴの作動に切り換えられると、それ以降はＶＶＴ用多点学習値が学習されるため、ＥＧＲ用多点学習値が遅角側に取り残されたままとなる。また、ＶＶＴ用多点学習値についても、前述のように、一部の機関運転領域を除き、学習頻度が少ないため、何らかの理由により異常値が学習されても、適正な値に更新される機会がなかなか得られない。

一方、図６は、本発明の１つの実施態様に係る点火時期制御装置が適用される、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関の１回のトリップにおける各種処理処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、本実施態様に係る点火時期制御装置においては、図５に示す従来技術に係る点火時期制御装置とは異なり、各トリップの開始毎に前述のＶＶＴ検査処理（ステップ４０１）やＥＧＲ検査処理（ステップ４０２）が実施され、今回のトリップにおける実際の機関運転状況やノッキング限界移行要因等に則したＥＧＲ用多点学習値やＶＶＴ用多点学習値を学習する機会が提供される。従って、本実施態様に係る点火時期制御装置においては、前述のようなＥＧＲ用多点学習値やＶＶＴ用多点学習値の誤学習を防止することができる。

尚、図６においては、ＶＶＴ検査処理（ステップ４０１）及びＥＧＲ検査処理（ステップ４０２）を両方とも実行する態様を例示したが、制御対象となる内燃機関の性状や要求特性等に応じて、これら２種の検査処理の何れか一方のみを実行するように構成してもよい。また、図６においては、ＶＶＴ検査処理をＥＧＲ検査処理よりも先に実行する態様を例示したが、これら２種の検査処理の実行順序についても、制御対象となる内燃機関の性状や要求特性等に応じて適宜変更することができる。

尚、上記のようにＶＶＴ検査処理及びＥＧＲ検査処理の実行順序を規定しようとする場合は、例えば、前述のＥＧＲ検査完了フラグ及びＶＶＴ検査完了フラグを利用することができる。具体的には、後に実行しようとする処理の実行手順において、先に実行しようとする処理の検査完了フラグを参照し、当該処理が完了しているか否かを判定するステップを設けて、先に実行しようとする処理の検査完了フラグが立っていない（「ＯＦＦ」に設定されている）場合には、後に実行しようとする当該処理の実行を留保するようにすることができる。

因みに、一般的には、ＶＶＴ検査処理をＥＧＲ検査処理よりも先に実行するのが望ましい。これは、通常時はＥＧＲを動作させており、ＥＧＲを強制的に作動させるＥＧＲ検査処理実行時と同じ状況であるため、動作頻度の少ないＶＶＴを強制的に作動させるＶＶＴ検査処理を優先的に実行させることにより、これらの検査処理を両方とも確実に実行させるのが望ましいためである。

ところで、ＶＶＴ検査処理の実行に際しては、先回のトリップにおいて学習されたＶＶＴ用多点学習値とＥＧＲ用多点学習値を比較し、その大小関係に応じてＶＶＴ検査処理の実行の可否を判定するのが望ましい場合があるので、当該判定方法の一例について以下に概説する。

ＶＶＴ検査処理の目的は、前述のように、ＶＶＴ用多点学習値が遅角側に取り残されていないかどうかを確認することである。例えば、先回のトリップ以前に（例えば、デポジットの飛散、清浄剤による除去等により）ＥＧＲが正常に作動するようになり、今回のトリップではＥＧＲカット制御が解除された状態で運転されている（ＥＧＲ用多点学習値も正常）場合でも、ＶＶＴ用多点学習値の学習頻度が乏しいため、ＶＶＴ用多点学習値が遅角側に取り残される虞がある。

そこで、ＶＶＴ検査処理の実行に当たっては、先回のトリップにおいて学習されたＶＶＴ用多点学習値とＥＧＲ用多点学習値を比較し、ＥＧＲ用多点学習値と比較してＶＶＴ用多点学習値が遅角側にある場合は、ＶＶＴ用多点学習値が遅角側に取り残されたままになっている蓋然性が高いと判断されるので、ＥＧＲを強制的に停止してＶＶＴ検査処理を実行し、ＶＶＴ用多点学習値の学習機会を設け、そうでない場合はＶＶＴ検査処理を実行しないようにする。

尚、前述のように、ＥＧＲの作動時にはノッキングが発生し難くなることが期待されることから、予め定められた量（ＡＥＧＲ）だけ点火時期司令値が進角補正されるのが一般的である。一方、ＥＧＲの非動作時には、かかる進角補正は適用されない。このように、ＥＧＲの作動時と非作動時とでは点火時期制御において適用される補正値等の状況が若干異なる。

また、前述のようにトリップの開始直後等の冷間時には、ＥＧＲの作動が禁止され（ＥＧＲカット制御）、ＶＶＴのみを作動させるように制御されるのが一般的であるが、この間はＫＣＳは作動しているものの、ＫＣＳ学習は未だ開始されていないため、先回のトリップにおいて学習されたＶＶＴ用多点学習値には、この間のフィードバック補正項Ｆの変動幅が反映されていない可能性が高い。

従って、ＶＶＴ検査処理の実行に当たって、ＶＶＴ用多点学習値が遅角側に取り残されたままになっているか否かを判断するために先回のトリップにおいて学習されたＶＶＴ用多点学習値とＥＧＲ用多点学習値とを比較する際には、これらの学習値の大小関係を単純に比較するのではなく、これらの状況を考慮して設けられる所定の閾値を設けてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持ち、且つＥＧＲ作動時とＶＶＴ作動時とで格別に多点学習値を学習させるように構成された点火時期制御装置を備える内燃機関において、ＥＧＲ作動時に何らかの要因により排気ガスが十分に再循環されなくなった場合に、ＥＧＲ用多点学習値が遅角側に更新されたまま取り残されたり、ＶＶＴ作動時に何らかの要因によりノッキング限界が遅角側に変動して、ＶＶＴ用多点学習値が遅角側に更新されたまま取り残されたりする不都合を防止することができる。即ち、本発明によれば、ＥＧＲ機構とＶＶＴ機構とを併せ持つ内燃機関において、ＥＧＲ作動時及びＶＶＴ作動時の各々について、点火時期制御のための学習値を精度良く学習することができる、内燃機関の点火時期制御装置を提供することができる。

１００…エンジン、１０４…インジェクタ、１０６…点火プラグ、１１０…クランクシャフト、１１２…排気ガス浄化触媒、１１４…スロットルバルブ、１１６…吸気バルブ、１１８…排気バルブ、１２０…ＶＶＴ機構、１３０…排気通路、１３２…吸気通路、１３４…ＥＧＲガス通路、１３６…ＥＧＲバルブ、２００…エンジンＥＣＵ、２０２…ＲＯＭ、３００…ノックセンサ、３０２…水温センサ、３０４…タイミングロータ、３０６…クランクポジションセンサ、３０８…スロットル開度センサ、３１０…車速センサ、３１２…イグニッションスイッチ、３１４…エアフローメータ、３２０…補機バッテリ。

Claims (5)

1. 排気ガス再循環機構と可変バルブタイミング機構とを併せ持つ内燃機関について、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて設定された基本点火時期を、ノッキング発生の有無に応じて更新されるフィードバック補正項と同フィードバック補正項に基づいて更新される学習値とによって補正して点火時期の制御目標値を設定する、内燃機関の点火時期制御装置であって、
   前記学習値として、機関回転速度及び機関負荷を座標軸とする機関運転領域において、前記排気ガス再循環機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＥＧＲ用多点学習値として保持し、前記可変バルブタイミング機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＶＶＴ用多点学習値として保持して、前記排気ガス再循環機構の作動時には前記ＥＧＲ用多点学習値を学習・更新させ、前記可変バルブタイミング機構の作動時には前記ＶＶＴ用多点学習値を学習・更新させて、前記内燃機関の点火時期を制御すること、並びに
   前記排気ガス再循環機構の作動時に、前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを立てる、ＥＧＲカット制御手段と、
   先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられている場合、前記排気ガス再循環機構の作動を許可し、前記排気ガス再循環機構を作動させて、前記ＥＧＲ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＥＧＲ検査手段と、
   を更に備えること、
   を特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置。
2. 排気ガス再循環機構と可変バルブタイミング機構とを併せ持つ内燃機関について、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて設定された基本点火時期を、ノッキング発生の有無に応じて更新されるフィードバック補正項と同フィードバック補正項に基づいて更新される学習値とによって補正して点火時期の制御目標値を設定する、内燃機関の点火時期制御装置であって、
   前記学習値として、機関回転速度及び機関負荷を座標軸とする機関運転領域において、前記排気ガス再循環機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＥＧＲ用多点学習値として保持し、前記可変バルブタイミング機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＶＶＴ用多点学習値として保持して、前記排気ガス再循環機構の作動時には前記ＥＧＲ用多点学習値を学習・更新させ、前記可変バルブタイミング機構の作動時には前記ＶＶＴ用多点学習値を学習・更新させて、前記内燃機関の点火時期を制御すること、並びに
   前記排気ガス再循環機構の作動時に、前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを立てる、ＥＧＲカット制御手段と、
   先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられていない場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止し、前記可変バルブタイミング機構を作動させて、前記ＶＶＴ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＶＶＴ検査手段と、
   を更に備えること、
   を特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置。
3. 排気ガス再循環機構と可変バルブタイミング機構とを併せ持つ内燃機関について、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて設定された基本点火時期を、ノッキング発生の有無に応じて更新されるフィードバック補正項と同フィードバック補正項に基づいて更新される学習値とによって補正して点火時期の制御目標値を設定する、内燃機関の点火時期制御装置であって、
   前記学習値として、機関回転速度及び機関負荷を座標軸とする機関運転領域において、前記排気ガス再循環機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＥＧＲ用多点学習値として保持し、前記可変バルブタイミング機構が作動する領域を機関回転速度及び機関負荷の所定の範囲毎に区画して得られる複数の多点学習領域を設定し、当該多点学習領域毎に多点学習値を設定したものをＶＶＴ用多点学習値として保持して、前記排気ガス再循環機構の作動時には前記ＥＧＲ用多点学習値を学習・更新させ、前記可変バルブタイミング機構の作動時には前記ＶＶＴ用多点学習値を学習・更新させて、前記内燃機関の点火時期を制御すること、並びに
   前記排気ガス再循環機構の作動時に、前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを立てる、ＥＧＲカット制御手段と、
   先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられている場合、前記排気ガス再循環機構の作動を許可し、前記排気ガス再循環機構を作動させて、前記ＥＧＲ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＥＧＲ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＥＧＲ検査手段と、
   先回のトリップにおいて、前記ＥＧＲカット実施フラグが立てられていない場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止し、前記可変バルブタイミング機構を作動させて、前記ＶＶＴ用多点学習値を所定回数学習させ、当該学習によって得られたＶＶＴ用多点学習値の予め定められた基準値からの乖離傾向を検査する、ＶＶＴ検査手段と、
   を更に備えること、
   を特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置。
4. 請求項１又は請求項３の何れか１項に記載の内燃機関の点火時期制御装置であって、
   前記ＥＧＲ検査手段による学習によって得られた前記ＥＧＲ用多点学習値が所定の閾値よりも遅角側の値に更新されていた場合、前記排気ガス再循環機構の作動を禁止して、前記排気ガス再循環機構の作動が禁止されたことを示すＥＧＲカット実施フラグを再び立てる手段を更に備えることを特徴とする、内燃機関の点火時期制御装置。
5. 請求項２又は請求項３の何れか１項に記載の内燃機関の点火時期制御装置であって、
   前記ＶＶＴ検査手段によるＶＶＴ用多点学習値の学習が完了した時点以降に、前記排気ガス再循環機構の作動を再び許可する手段を更に備え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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