JP4281783B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車等の自動車に搭載される内燃機関において、アイドル回転数学習制御とノッキングの発生を抑制するノック学習制御とを実行する内燃機関の制御装置に関する。
近年、環境保護の観点から、自動車に搭載された内燃機関（以下、エンジンともいう）からの排気ガスの排出量低減と燃費の向上が望まれており、これを満足する自動車として、ハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車が実用化されている。ハイブリッド車においては、燃費向上とエミッションの低減を目的として、ハイブリッド車が交差点の信号待ちで停車した場合等において所定の条件が成立すると、エンジン燃焼室への燃料供給を停止（フューエルカット）してエンジンを停止するアイドルストップ制御が採用されている。
一方、ハイブリッド車等の自動車に搭載されるエンジンのアイドル回転数制御として、エンジンの吸気通路に、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路を形成し、そのバイパス通路内の空気流量を調整するアイドルスピードコントロールバルブ（以下、ＩＳＣＶという）を設け、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにＩＳＣＶの開度をフィードバック制御するという方法が採られている。また、最近では、バイパス通路及びＩＳＣＶを設けずに、エンジンの吸気通路に電子制御式のスロットルバルブを設け、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブの開度を調整してアイドル回転数を制御するという方法も採られている。
このようなアイドル回転数制御では、実際のアイドル回転数を目標アイドル回転数にするスロットルバルブ（またはＩＳＣＶ）の開度に応じた吸入空気量をＩＳＣ学習値（フィードバック制御値）として学習し、そのＩＳＣ学習値をスロットルバルブの開度に反映させる学習制御（以下、ＩＳＣ学習制御ともという）が行われている。さらに、ＩＳＣ学習制御においては、ＩＳＣ学習値が初期であるときには、図５に示すように、ＩＳＣ学習速度（学習量・頻度）を速くする学習加速モードでＩＳＣ学習制御を実行し、ＩＳＣ学習値がある程度の範囲内に入って安定した状態になると、学習加速モードをＯＦＦにするという学習モードの切替えを行っている。
また、自動車に搭載されるエンジンでは、ノッキングの発生を抑制するＫＣＳ（ノックコントロールシステム）による点火時期制御が行われている。ＫＣＳによる点火時期制御は、ノックセンサの出力信号に基づいてノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいて点火時期を基本点火時期から遅角させることにより、混合気の燃焼速度を低下させて最高燃焼圧を低く抑えることで、ノッキングの発生を抑制する方法である。なお、ノッキングが発生していないと判定されるときには、点火時期を徐々に進角させて点火時期を最適化する点火時期制御が行われる。このようなＫＣＳによる点火時期制御においても、遅角制御を実行するごとに点火時期の遅角量をＫＣＳ学習値として学習している（以下、この学習制御をＫＣＳ学習制御ともいう）。なお、遅角量は、ノッキングが発生しているときには点火時期が遅角されるように学習され、また、ノッキングが生じていないときには点火時期が徐々に進角されるように学習される量である。
以上のようなＩＳＣ学習制御やＫＣＳ学習制御に関する技術として、下記の特許文献１〜３がある。特許文献１に記載の技術では、燃料性状検出センサにより検出される重質度に基づいてＩＳＣ制御の目標アイドル回転数を変更している。特許文献２には、給油によりガソリンの揮発性が大きく変化したときには、空燃比学習値の更新速度を大きくすることにより、給油直後の過度のオーバーリッチやオーバーリーンの発生を防止している。特許文献３に記載の技術では、点火時期のノッキング制御値、ノッキング学習値の各値に基づいて使用燃料の燃料性状（オクタン価）を判定し、その判定結果に応じてアイドル運転時の基本点火時期を設定している。
特開平４−２７２４３９号公報 特開平５−０４４５６０号公報 特開平８−０４２４３４号公報
ところで、エンジンのＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御を行っているハイブリッド車において、補機バッテリの端子を外した時、バッテリの交換時、あるいは、ＥＣＵ（電子制御ユニット）の交換時など、補機バッテリからＥＣＵへの給電が停止された状態（以下、バッテリクリアという）になると、ＥＣＵ内のメモリに記憶されているＩＳＣ学習値及びＫＣＳ学習値が初期化される。
このようなバッテリクリア後、補機バッテリが接続されてエンジンの運転が再開され、そのエンジン運転状況が、アイドル運転状態及び負荷運転の双方が実施される状況である場合、ＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御が問題なく実施され、ＩＳＣ学習値及びＫＣＳ学習値はデフォルト値（初期値）から更新される。しかしながら、補機バッテリを接続した後のエンジン運転状況において、アイドル運転のみが実施され、負荷運転がしばらくの間、実施されない場合がある。例えば、ハイブリッド車のエンジンの調子が悪い時あるいは簡単な検査等のためにカーディーラなどに行って点検を行う際に補機バッテリの端子が外され、補機バッテリによる給電が復帰した後に、点検のためのアイドル運転のみがカーディーラで実施された場合、点検終了後にユーザーが実際の運転を開始するまで負荷運転が実施されない場合がある。こうした状況では、ＩＳＣ学習制御は進んでいても、ＫＣＳ学習制御が進んでいない場合があり、このような状態になると、エンジンの吹け上がりやエンジン始動不良、アイドル運転時の燃料増加による燃費悪化などが発生する。
また、ＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御を行うエンジンにおいては、吸入空気量はＫＣＳ学習値によっても変化するため、例えばレギュラーガソリンからハイオクガソリンへの切替え（またはハイオクガソリンからレギュラーガソリンへの切替え）によりオクタン価が変化してＫＣＳ学習値が大きく変化した場合、制御上のＩＳＣ学習値と実際の吸入空気量とが大きく異なってしまい、運転状態の悪化を招くという問題がある。さらに、ＫＣＳ学習値が大きく変化したときには、ＩＳＣ学習制御に悪影響が及ぶという問題もある。この点について以下に述べる。
まず、ＩＳＣ学習制御は、図５に示すように、補機バッテリを接続した初期の状態から学習加速モードで実行されるが、ＫＣＳ学習制御が実施される前にＩＳＣ学習値が安定した状態となり学習加速モードがＯＦＦになる場合がある。このように学習加速モードがＯＦＦの状態つまりＩＳＣ学習更新量が小さいときにＫＣＳ学習値が大きく変化した場合、ＩＳＣ学習制御が直ぐには追随することができず、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでに多くの時間（学習回数）を要するという問題がある。特に、ハイブリッド車において、燃費向上とエミッションの低減を目的として、エンジン停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止するアイドルストップを実施している場合、上記した理由により、アイドル学習制御を完了するまでの時間が長くなると、アイドルストップによる燃費向上効果が低減するという問題がある。
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、ＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御を行う内燃機関において、ＫＣＳ学習値が大きく変化しても、それに関係なく良好なＩＳＣ学習制御を行うことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、内燃機関のアイドル運転時に実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するように吸入空気量を学習するアイドル回転数学習制御手段と、前記内燃機関のノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいてノッキングの発生を抑制する点火時期をノック学習値として学習するノック学習制御手段とを備えた内燃機関の制御装置において、前記アイドル回転数学習制御手段は、学習速度を速くする学習加速モードが設定されており、前記ノック学習制御手段によるノック学習値の変化量が所定値以上となったときに、前記学習加速モードで吸入空気量を学習することを特徴としている。
この発明によれば、ＫＣＳ学習値の変化量が大きい場合には、ＩＳＣ学習更新量が大きくてＩＳＣ学習を急速に実行する学習加速モードでＩＳＣ学習制御を実施するので、ＫＣＳ学習値の大きな変化にＩＳＣ学習制御が直ぐに追随することができ、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでの時間を短くすることができる。これによって、内燃機関の吹け上がりや内燃機関の始動不良などを防止することができる。さらに、ハイブリッド車においてアイドル時に実施されるＩＳＣ学習制御を短時間で完了することができ、アイドルストップによる燃費向上効果を高めることができる。
この発明において、ノック学習制御手段によるノック学習値の変化量が所定値以上となったときに、ノック学習値に応じて吸入空気量の学習値を補正したうえで、前記学習加速モードで吸入空気量を学習するようにしてもよい。このような構成を採用すると、ＫＣＳ学習値に応じてＩＳＣ学習値を補正して吸入空気量を目標値に近づけた状態で、学習加速モードにてＩＳＣ学習制御を実行することができるので、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでの時間を更に短くすることができる。
また、上記目的を達成するため、本発明は、内燃機関のアイドル運転時に実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するように吸入空気量を学習するアイドル回転数学習制御手段と、前記内燃機関のノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいてノッキングの発生を抑制する点火時期をノック学習値として学習するノック学習制御手段とを備えた内燃機関の制御装置において、前記アイドル回転数学習制御手段は、前記ノック学習制御手段によるノック学習値の変化量が所定値以上となったときに、ノック学習値に応じて吸入空気量の学習値を補正することを特徴としている。
この発明においても、ＫＣＳ学習値の大きな変化にＩＳＣ学習制御が直ぐに追随することができる。具体的には、吸入空気量がＫＣＳ学習値によって変化する点を利用し、吸入空気量とＫＣＳ学習値との関係を基に、制御上のＩＳＣ学習値と実際の吸入空気量との偏差が解消されるようにＩＳＣ学習値を補正することにより、ＫＣＳ学習値の変化量が大きい場合であっても、ＩＳＣ学習制御が直ぐに追随するようになり、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでの時間を短くすることができる。
本発明によれば、ＫＣＳ学習値の変化量が大きい場合であっても、ＩＳＣ学習制御が直ぐに追随することができ、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでの時間を短くすることができる。これにより、例えばハイブリッド車においてアイドル時に実施されるＩＳＣ学習制御を短時間で完了することが可能となり、アイドルストップによる燃費向上効果を高めることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の内燃機関の制御装置を適用するハイブリッド車の一例を示す概略構成図である。
図１のハイブリッド車は、エンジン１、モータ２、ジェネレータ３、動力分割機構４、インバータ５、ＨＶバッテリ６、コンバータ７、補機バッテリ８、変速機９、及び、ＥＣＵ１００を備えている。
エンジン１は、４気筒ガソリンエンジンであって、図２に示すように、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂ及び出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１ｂはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａを有するシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ３６が配置されている。クランクポジションセンサ３６は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ２２が配置されている。点火プラグ２２の点火タイミングはイグナイタ２３によって調整される。イグナイタ２３は、後述するＥＣＵ１００によって制御される。
エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ３１及びノックセンサ３２が配置されている。ノックセンサ３２は、エンジン１のシリンダブロック１ｃに伝わるエンジンの振動を検出するセンサである。ノックセンサ３２は、例えばフラットセンサ（非共振型ノックセンサ）であって、エンジン振動の広い周波数範囲にわたって略フラットな出力特性を有する。
エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１と排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ａとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。
吸気通路１１には、エアクリーナ２６、熱線式のエアフローメータ３３、吸気温センサ３４（エアフローメータ３３に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ２４が配置されている。スロットルバルブ２４はスロットルモータ２５によって駆動される。スロットルバルブ２４の開度はスロットルセンサ３７によって検出される。エンジン１の排気通路１２には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ2センサ３５や三元触媒２７などが配置されている。
そして、吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）２１が配置されている。インジェクタ２１には、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ２２にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼・爆発によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。以上のエンジン１は運転状態はＥＣＵ１００によって制御される。
一方、モータ２は、三相交流によってロータが回転することにより動力を発生する交流同期電動機である。モータ２には、ＨＶバッテリ６の直流電力をインバータ５にて変換した交流電力が供給されて回転する。なお、モータ２は減速時や制動時には回生発電する。
ジェネレータ３は、モータ２と同様に交流同期電動機であって、エンジン１が発生する動力のうち、動力分割機構４を介して分配された動力によって駆動して交流電力を発電する。ジェネレータ３で発電された交流電力は、インバータ５にて直流電力に変換された後にＨＶバッテリ６に充電される。
モータ２及びジェネレータ３はＥＣＵ１００により駆動制御される。ＥＣＵ１００は、モータ２及びジェネレータ３を駆動制御するために必要な信号（回転数、印加電流など）をモータ２及びジェネレータ３から入力してインバータ５にスイッチング制御信号を出力する。
動力分割機構４は、例えば、モータ２の回転軸に結合されたリングギヤと、ジェネレータ３の回転軸に結合されたサンギヤと、エンジン１の出力軸に結合されたキャリアとからなるプラネタリギヤであり、エンジン１の動力をモータ２の回転軸（駆動輪１０に連結）とジェネレータ３の回転軸とに分割する。
ＨＶバッテリ６は、例えばニッケル水素バッテリセルを所定数直列に接続した高電圧バッテリであって、前記したようにジェネレータ３の発電電力によって充電される。ＨＶバッテリ６は、ＥＣＵ１００によって監視されている。
インバータ５は、ＨＶバッテリ６の直流電流とモータ２やジェネレータ３の３相交流電流との変換を行う電力交換装置である。インバータ５はＥＣＵ１００により制御される。
補機バッテリ８は、照明、オーディオ機器、エアコン用コンプレッサ、及び、ＥＣＵ１００などに電力を供給する。補機バッテリ８はＥＣＵ１００よって監視されている。なお、ＥＣＵ１００は、補機バッテリ８からの給電が停止されたときに、バッテリクリア履歴フラグをＯＮとする。
コンバータ７は、インバータ５の直流側に接続され、高電圧の直流を低電圧（例えば１２Ｖ）に降圧して補機バッテリ８の充電を行うＤＣ−ＤＣコンバータである。
変速機９は、動力分割機構４の駆動輪１０側への動力をディファレンシャル部９ａを介して駆動輪１０へ伝達する機構であり、内部に潤滑用のオートマティックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）が循環されるように構成されている。
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭなどを備えている。ＲＯＭ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。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵ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ＲＡＭは、例えばエンジン１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。
ＥＣＵ１００には、水温センサ３１、ノックセンサ３２、エアフローメータ３３、吸気温センサ３４、Ｏ2センサ３５、クランクポジションセンサ３６、及び、スロットルセンサ３７が接続されており、さらに、スタータスイッチ４１、シフトレバーの操作位置を検出するシフトセンサ４２、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４３、ブレーキセンサ４４並びに車速センサ４５などが接続されている。
そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、運転者の要求トルク、必要とされるエンジン出力、モータトルクなどを算出し、エンジン１及びモータ２のいずれか一方もしくは双方を動力源として駆動輪１０を駆動する、というハイブリッド制御を行う。例えば、発進時や低速走行時のようにエンジン効率が低くなる領域では、エンジン１を停止させてモータ２のみの動力で駆動輪１０を駆動し、また、通常走行時には、エンジン１を作動させてそのエンジン１の動力で駆動輪１０を駆動するという制御を行う。さらに、全開加速等の高負荷時には、エンジン１の動力に加えて、ＨＶバッテリ６からモータ２に電力を供給してモータ２による動力を補助動力として追加するという制御を行う。
また、ＥＣＵ１００は、エンジン停止条件が成立したときに、エンジン１を自動的に停止するアイドルストップ制御、並びに、下記のＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御を実行する。
−ＩＳＣ学習制御−
まず、ＩＳＣ学習制御は、エンジン１のアイドル運転時に実行される制御であり、アイドル運転時の実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ２４の開度を調整してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御するとともに、その吸入空気量（スロットルバルブ２４の開度）を学習する。
具体的には、水温センサ３１の出力信号から得られる現在のエンジン水温に基づいて、予め設定されたマップを参照して目標アイドル回転数を算出するとともに、クランクポジションセンサ３６の出力信号から実際のアイドル回転数（エンジン回転数）を読み込み、その実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ２４の開度を制御してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。さらに、スロットルバルブ２４の開度に応じた吸入空気量をＩＳＣ学習値として学習してＲＡＭやバックアップＲＡＭに記憶する。また、この例では、ＩＳＣ学習更新量（学習ゲイン）が大きくてＩＳＣ学習を急速に実行する学習加速モードと、ＩＳＣ学習更新量に制限をかけてＩＳＣ学習速度（学習量・頻度）を遅くする通常学習モードとが設定されている。
−ＫＣＳ学習制御−
ＫＣＳ学習制御は、エンジン１のノッキングの発生を抑制する制御であり、ノックセンサ３２の出力信号に基づいてノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいて点火時期を基本点火時期から遅角させるとともに、その点火時期の遅角量（ＫＣＳ学習値）を学習する。
具体的には、クランクポジションセンサ３６の出力信号から得られるエンジン回転数及びエアフローメータ３３の出力信号から得られる吸入空気量に基づいて予め設定されたマップを参照して基本点火時期を算出するとともに、ノックセンサ３２からのノック信号のピーク値をノック判定レベルと比較してノック発生の有無を判定する。そして、ノック発生有りと判定したときには、点火時期を基本点火時期から遅角させることにより、混合気の燃焼速度を低下させて最高燃焼圧を低く抑えることで、ノッキングの発生を抑制する。さらに、点火時期の遅角量をＫＣＳ学習値として学習してＲＡＭやバックアップＲＡＭに記憶する。なお、遅角量は、ノッキングが発生しているときには点火時期が遅角されるように学習され、また、ノッキングが生じていないときには点火時期が徐々に進角されるように学習される量である。
ここで、以上のＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御を行うハイブリッド車において、上述したように、バッテリクリアがあった後、補機バッテリ８が接続されてエンジン１の運転が再開されたときに、そのエンジン１の運転状況が、アイドル運転状態及び負荷運転の双方が実施される状況である場合、ＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御が問題なく実行され、ＩＳＣ学習値及びＫＣＳ学習値はデフォルト値から更新される。
しかしながら、補機バッテリ８を接続した後のエンジン運転において、アイドル運転のみが実施され、負荷運転がしばらくの間、実施されない場合、補機バッテリ８を接続した初期の状態からＩＳＣ学習制御のみが学習加速モードで実行され、ＫＣＳ学習制御が実施される前に、ＩＳＣ学習値が安定した状態となり学習加速モードがＯＦＦになる（図５参照）。こうした状況において、ＫＣＳ学習制御が実施されてＫＣＳ学習値が大きく変化した場合、ＩＳＣ学習制御が直ぐには追随することができず、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでに多くの時間（学習回数）を要するという問題がある。また、ＫＣＳ学習制御が実施されＫＣＳ学習値が安定している状況のときに、使用燃料の変更（オクタン価の変化）によりＫＣＳ学習値が大きく変化した場合においても、ＩＳＣ学習制御が直ぐには追随することができず、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでに多くの時間を要するという問題がある。
このような問題を解消するため、この例では、ＫＣＳ学習値が大きく変化する状況となったときには、学習加速モードでＩＳＣ学習制御を実行することにより、ＫＣＳ学習値の変化にＩＳＣ学習制御が追随するようにした点に特徴がある。その具体的な制御の例を図３のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図３の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定時間毎に繰り返して実行される。
ステップＳＴ１において、バッテリクリア履歴フラグがＯＮであるか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合はステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ１の判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ２に進み、ＩＳＣ学習制御を禁止する。このＩＳＣ学習制御の禁止は、ＫＣＳ学習制御が実施されＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となるまで継続される。
次に、補機バッテリ８が接続された後、エンジン１が初回の負荷運転常置のときに、ＫＣＳ学習制御を実施してＫＣＳ学習値を学習する。このとき、ＫＣＳ学習値が変化し、そのＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となると（ステップＳＴ３の判定結果が肯定判定）、ステップＳＴ４に進み、エンジン１がアイドル運転中のときに、加速学習モードでＩＳＣ学習制御を実施する（ステップＳＴ５）。
ここで、以上のステップＳＴ１〜ＳＴ５の処理について具体的に説明する。まず、バッテリクリアがあった後、補機バッテリ８が接続されてエンジン１の運転が再開されたときに、アイドル運転のみが実施され、負荷運転が実施されていない状況である場合、図４に示すように、ＫＣＳ学習制御が実施されず、ＫＣＳ学習値はデフォルト値が維持される。このようにＫＣＳ学習制御が実施されていない状況のときに、ＩＳＣ学習制御が進むことを防止するため、ステップＳＴ２においてＩＳＣ学習制御を禁止している。
次に、エンジン１が初回の負荷運転状態となり、ＫＣＳ学習制御が実施されると、ＫＣＳ学習値はデフォルト値から大きく変化し、そのＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となる。このようにＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となったときには、加速学習モードでＩＳＣ学習制御を実施する（ステップＳＴ４〜ＳＴ５）。このように、ＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となったときに加速学習モードでＩＳＣ学習制御を実施することにより、ＫＣＳ学習値の大きな変化に対してＩＳＣ学習制御が直ぐに追随するようになり、図４に示すように、従来の制御（図２の２点鎖線で示す制御）と比較して、ＩＳＣ学習値が最適な学習値に収束するまでの時間（学習回数）が短くなる。
そして、加速学習モードでのＩＳＣ学習制御においてＩＳＣ学習値が安定した時点で、ＩＳＣ学習モードを切り替えて、通常学習モードでＩＳＣ学習制御を実施する（ステップＳＴ６〜ＳＴ７）。なお、ステップＳＴ６において、ＩＳＣ学習値が安定したが否かの判定は、ＩＳＣ学習値の変化量が所定範囲内に収まっているか否かによって行う。この後、ステップＳＴ８において、バッテリクリア履歴フラグをＯＦＦにしてステップＳＴ９に進む。
以上のバッテリクリア後の処理により、通常学習モードでＩＳＣ学習制御が実施され、また、ＫＣＳ学習制御も順次繰り返して実施されるので、ＩＳＣ学習値及びＫＣＳ学習値がともに安定した状態で推移するようになる。
このような状況において、使用燃料の変更すなわちレギュラーガソリンからハイオクガソリンへの切替え（またはハイオクガソリンからレギュラーガソリンへの切替え）を行うと、オクタン価が変化してＫＣＳ学習値が大きく変化して、ＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となる。このようにＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となったときには（ステップＳＴ９の判定結果が肯定判定）、エンジン１がアイドル運転中のときに、加速学習モードでＩＳＣ学習制御を実施する（ステップＳＴ１０及びＳＴ１１）。このように、オクタン価の変化によりＫＣＳ学習値が大きく変化しても、加速学習モードでＩＳＣ学習制御を実施することにより、ＫＣＳ学習値の大きな変化に対してＩＳＣ学習制御が直ぐに追随するようになり、図４に示すように、従来の制御（図の２点鎖線で示す制御）と比較して、ＩＳＣ学習値が最適な学習値に収束するまでの時間（学習回数）が短くなる。
この後、加速学習モードでのＩＳＣ学習制御においてＩＳＣ学習値が安定した時点で、ＩＳＣ学習モードを切り替えて、通常学習モードでＩＳＣ学習制御を実施する（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１３）。
以上のように、この例の制御によれば、ＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが大きいときには、ＩＳＣ学習を急速に実行する学習加速モードでＩＳＣ学習制御を実行するので、ＫＣＳ学習値の大きな変化に対してＩＳＣ学習制御が直ぐに追随することができ、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでの時間を短くすることができる。これによって、ハイブリッド車においてアイドル時に実施されるＩＳＣ学習制御を短時間で完了することが可能となり、アイドルストップによる燃費向上効果を高めることができる。
−他の実施形態−
以上の例では、ＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となったときにＩＳＣ学習モードを切り替えてＩＳＣ学習速度を速くしているが、これに替えて、ＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となったときに、ＫＣＳ学習値に応じて吸入空気量の学習値を補正するという制御を実行してもよい。
具体的には、吸入空気量がＫＣＳ学習値によって変化する点を利用し、吸入空気量とＫＣＳ学習値との関係を基に、制御上のＩＳＣ学習値と実際の吸入空気量との偏差を解消するようなＩＳＣ学習値の補正値を、予め実験・計算等により経験的に求めてマップ化してＥＣＵ１００のＲＯＭ内等に記憶しておき、ＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となったときに、ＫＣＳ学習値に基づいて上記補正値マップを参照して補正値を算出し、その補正値を用いてＩＳＣ学習値を補正する、という方法を挙げることができる。なお、この場合、図３のフローチャートにおいて、ステップＳＴ５〜ＳＴ７及びステップＳＴ１１〜ＳＴ１３の処理に替えて、上記した「ＫＣＳ学習値に基づいて補正値マップを参照して補正値を算出し、その補正値を用いてＩＳＣ学習値を補正する」という処理を実行するようにすればよい。
また、このような補正処理と、上記したＩＳＣ学習モードの切り替え処理とを組み合わせて、ＫＣＳ学習値の変化量ｅｄｌｋｃｓが所定の判定値以上となったときに、ＫＣＳ学習値に応じて吸入空気量の学習値を補正したうえで、学習加速モードでのＩＳＣ学習制御を実施するようにしてもよい。このような学習制御を採用すると、ＫＣＳ学習値に応じてＩＳＣ学習値を補正して吸入空気量を制御上の目標値に近づけた後に、学習加速モードにてＩＳＣ学習制御を実行することができるので、最適なＩＳＣ学習値に収束するまでの時間を更に短くすることができる。
以上の例では、モータとジェネレータとを個別に設けたハイブリッド車に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、モータとジェネレータの双方の機能をもつモータジェネレータを搭載したハイブリッド車に搭載されたエンジンの制御にも適用可能である。
以上の例では、ハイブリッド車に搭載したエンジンの制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、アイドルストップ制御を行うエコラン車に搭載されるエンジン、あるいはアイドルストップ制御を行わない通常の自動車に搭載されるエンジンの制御にも適用できる。
以上の例では、スロットルモータにて駆動される電子制御式のスロットルバルブの開度を調整することによりＩＳＣ学習制御を行うエンジンに本発明を適用しているが、これに限られることなく、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路及びバイパス通路内の空気流量を調整するＩＳＣＶを備え、そのＩＳＣＶの開度を、アイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにフィードバック制御するエンジンにも本発明を適用することができる。
以上の例では、４気筒ガソリンエンジンの制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒６気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数の多気筒ガソリンエンジンの制御にも適用できる。また、本発明はＶ型多気筒ガソリンエンジンや縦置き式多気筒ガソリンエンジンの制御にも適用できる。さらに、ガソリンエンジンに限られることなく、例えばＬＰＧ（液化石油ガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）などの他の燃料とする点火方式のエンジンの制御にも適用可能であり、また、筒内直噴型エンジンの制御にも適用可能である。
本発明の内燃機関の制御装置を適用するハイブリッド車の一例を示す概略構成図である。 図１のハイブリッド車に搭載されるエンジン（内燃機関）の概略構成図である。 ＥＣＵが実行するＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御の一例を示すフローチャートである。 ＩＳＣ学習値及びＫＣＳ学習値の変化を示すタイムチャートである。 従来のＩＳＣ学習制御及びＫＣＳ学習制御の問題点を示す図である。
符号の説明
１ エンジン
２ モータ
３ ジェネレータ
４ 動力分割機構
５ インバータ
６ ＨＶバッテリ
７ コンバータ
８ 補機バッテリ
２１ インジェクタ
２２ 点火プラグ
２４ スロットルバルブ
２５ スロットルモータ
３１ 水温センサ
３２ ノックセンサ
３３ エアフローメータ
３４ 吸気温センサ
３６ クランクポジションセンサ
３７ スロットルセンサ

Claims (3)

  1. 内燃機関のアイドル運転時に実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するように吸入空気量を学習するアイドル回転数学習制御手段と、前記内燃機関のノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいてノッキングの発生を抑制する点火時期をノック学習値として学習するノック学習制御手段とを備えた内燃機関の制御装置において、前記アイドル回転数学習制御手段は、学習速度を速くする学習加速モードが設定されており、前記ノック学習制御手段によるノック学習値の変化量が所定値以上となったときに、前記学習加速モードで吸入空気量を学習することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
    前記アイドル回転数学習制御手段は、前記ノック学習制御手段によるノック学習値の変化量が所定値以上となったときに、ノック学習値に応じて吸入空気量の学習値を補正したうえで、前記学習加速モードで吸入空気量を学習することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  3. 内燃機関のアイドル運転時に実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するように吸入空気量を学習するアイドル回転数学習制御手段と、前記内燃機関のノッキングの発生の有無を判定し、その判定結果に基づいてノッキングの発生を抑制する点火時期をノック学習値として学習するノック学習制御手段とを備えた内燃機関の制御装置において、前記アイドル回転数学習制御手段は、前記ノック学習制御手段によるノック学習値の変化量が所定値以上となったときに、ノック学習値に応じて吸入空気量の学習値を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
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