KR101831515B1 - 내연 기관의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

내연 기관의 제어 장치는, 노크 컨트롤 시스템, 냉각 시스템, 및 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 노크 컨트롤 시스템은, 상기 내연 기관의 노킹 유무에 따라서 KCS 학습값을 계산하여, 상기 노킹이 발생할 때 상기 KCS 학습값이 증가 방향으로 갱신되고, 상기 노킹이 발생하지 않을 때 상기 KCS 학습값이 감소 방향으로 갱신되도록 구성된다. 상기 노크 컨트롤 시스템은, 상기 KCS 학습값에 기초하여 점화 크랭크각을 계산하도록 구성된다. 상기 노크 컨트롤 시스템은, 상기 노킹의 발생에 따라서 상기 점화 크랭크각을 지각한 점화 크랭크각에 있어서 상기 내연 기관의 점화 플러그를 점화하도록 구성된다. 상기 냉각 시스템은, 상기 내연 기관을 냉각하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 냉각 시스템에 냉각 파라미터의 목표값에 따른 명령값을 공급하여, 상기 냉각 시스템이 상기 명령값에 따른 상기 내연 기관의 냉각을 행하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 KCS 학습값에 기초하여 상기 명령값을 보정하여, 상기 명령값을 보정하는 보정량은, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 시스템의 냉각 능력이 높아지는 방향으로의 보정량이 커지게 되도록 구성된다.

Description

내연 기관의 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 내연 기관의 제어 장치에 관한 것으로, 특히 차량에 탑재하는 내연 기관을 제어하는 데 적합한 제어 장치에 관한 것이다.

일본 특허공개 제2001-304028에는, 노킹 강도에 따라서 점화 크랭크각을 지각하는 기능과, 노킹 강도에 따라서 냉각 수온의 목표값을 낮추는 기능을 겸비한 내연 기관이 개시되어 있다. 내연 기관에 있어서는, 점화 크랭크각이 지연될수록, 연비는 악화되지만 노킹이 발생하기 어렵다는 사실이 알려져 있다. 또한, 냉각 수온이 내려갈수록 통내 온도가 내려가서, 노킹이 발생하기 어려워진다는 사실도 알려져 있다.

상기 종래의 내연 기관에 있어서 노킹이 발생하면, 점화 크랭크각의 지각 및 냉각 수온의 저하의 양쪽에 의해, 노킹이 발생하기 어려운 상황이 만들어진다. 이 경우, 점화 크랭크각의 지각에만 의존해서 노킹을 방지하는 경우에 비하여, 그 방지에 필요한 지각량을 작게 억제할 수 있다. 이로 인해, 상기 종래의 내연 기관에 의하면, 점화 크랭크각을 과대하게 지각시키지 않고, 따라서, 연비를 대폭 악화시킴없이, 적절하게 노킹의 발생을 방지할 수 있다.

내연 기관에 있어서, 점화 크랭크각은, 명령의 각도를 바꿈으로써 신속하게 변화시킬 수 있다. 따라서, 노킹 강도에 따라서 점화 크랭크각을 지각시키면, 내연 기관의 환경은, 점화 크랭크각에 관해서는, 바로 노킹의 해소에 적합한 상태로 변화한다.

한편, 냉각 수온은, 목표값을 변화시킨 후, 어느 정도의 지연을 거쳐서 그 목표값에 도달한다. 이로 인해, 노킹 강도에 따라서 냉각 수온의 목표값을 저하시킨 경우, 내연 기관의 환경은, 냉각 수온의 면에서는, 노킹의 해소에 적합한 상태에 이르는데 그 후 잠시 동안의 시간을 필요로 한다.

이 점, 상기 종래의 내연 기관은, 점화 크랭크각과 냉각 수온의 양면으로부터, 노킹의 해소에 최적의 환경을 실현한다는 요구에 관하여, 한층 더 개량의 여지를 남기는 것이었다.

본 발명은, 점화 크랭크각과 냉각 수온의 양쪽을 적절하게 제어함으로써, 효율적으로 노킹의 발생을 방지할 수 있는 내연 기관의 제어 장치를 제공한다.

본 발명의 하나의 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치는, 노크 컨트롤 시스템, 냉각 시스템, 및 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 노크 컨트롤 시스템은, 상기 내연 기관의 노킹의 유무에 따라서 KCS 학습값을 계산하여, 상기 노킹이 발생할 때 상기 KCS 학습값이 증가 방향으로 갱신되고, 상기 노킹이 발생하지 않을 때 상기 KCS 학습값을 감소 방향으로 갱신되도록 구성된다. 상기 노크 컨트롤 시스템은, 상기 KCS 학습값에 기초하여 점화 크랭크각을 계산하도록 구성된다. 상기 노크 컨트롤 시스템은, 상기 노킹의 발생에 따라서 상기 점화 크랭크각을 지각한 점화 크랭크각에 있어서 상기 내연 기관의 점화 플러그를 점화하도록 구성된다. 상기 냉각 시스템은, 상기 내연 기관을 냉각하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 냉각 시스템에 냉각 파라미터의 목표값에 따른 명령값을 공급하여, 상기 냉각 시스템이 상기 명령값에 따른 상기 내연 기관의 냉각을 행하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 KCS 학습값에 기초하여 상기 명령값을 보정하여, 상기 명령값을 보정하는 보정량은, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 시스템의 냉각 능력이 높아지는 방향으로의 보정량이 커지게 되도록 구성된다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 점화 크랭크각은 KCS 학습값에 기초하여 계산되고, 또한 노킹의 발생에 따라서 지각된다. 이로 인해, 내연 기관은, 노킹의 발생 후 신속하게, 점화 크랭크각의 면에서 노킹의 회피에 적합한 상태로 변화한다. 또한, 냉각 시스템에 대한 명령값이 KCS 학습값에 기초하여 보정된다. KCS 학습값은 노킹의 유무에 따라서 갱신되기 때문에, 노킹의 발생 용이가 반영되어 있다. 이로 인해, 냉각 시스템의 냉각 능력의 명령값을 KCS 학습값에 따라서 보정함으로써, 노킹의 발생 전부터 노킹의 회피에 적합한 것으로 해 둘 수 있고, 또한 노킹의 발생하기 쉬운 변화에 추종시킬 수 있다. 따라서, 점화 크랭크각과 온도 환경의 양쪽에 의해, 노킹의 발생을 효율적으로 방지할 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 노킹의 유무에 따른 상기 KCS 학습값의 갱신 횟수가 소정값에 만족하지 않는 경우에는 상기 명령값의 보정을 행하지 않고, 상기 갱신 횟수가 소정값 이상인 경우에 상기 명령값의 보정을 행하도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 냉각 시스템에 대한 명령값의 보정을, KCS 학습값의 갱신이 충분히 행해지고 있는 상황하에 한해서 실행할 수 있다. KCS 학습값은, 갱신이 반복됨으로써, 노킹의 발생 용이에 따른 값으로 된다. 따라서, KCS 학습값에 노킹의 발생 용이가 적절하게 반영되지 않은 단계에서 부적절한 보정이 이루어져 버리는 것을 유효하게 방지할 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 KCS 학습값에 기초하여 냉각 파라미터 학습값을 갱신하여, 상기 냉각 파라미터 학습값을 갱신하는 갱신량은, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 능력이 높아지는 방향으로의 갱신량이 커지도록 구성될 수 있다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 냉각 파라미터의 베이스값과 상기 냉각 파라미터 학습값에 기초하여 상기 목표값을 결정하도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 냉각 파라미터의 목표값은, 냉각 파라미터의 베이스값과 냉각 파라미터 학습값에 기초하여 결정된다. 그리고, KCS 학습값이 클수록 냉각 파라미터 학습값은, 냉각 능력을 높이는 방향으로 크게 갱신된다. 이로 인해, KCS 학습값이 커서 노킹이 발생하기 쉽다고 판단될 수있을 정도로, 냉각 능력을 대폭 높여서, 내연 기관의 온도 상태를 노킹의 회피에 적합한 상태로 크게 접근시킬 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 KCS 학습값에 기초하여 상기 냉각 파라미터 학습값의 상기 갱신량을 계산해서, 상기 냉각 파라미터 학습값을 상기 갱신량으로 갱신하여, 상기 갱신량은, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 시스템의 냉각 능력이 높아지는 방향으로의 갱신량이 커지게 되도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 냉각 파라미터 학습값은, KCS 학습값에 기초하여 계산된 갱신량에 기초하여 갱신된다. 갱신량이, KCS 학습값이 클수록, 냉각 능력을 높이는 방향으로 크게 갱신되는 점에서, KCS 학습값에 기초하여 파라미터 학습값을 적절하게 갱신할 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 노크 컨트롤 시스템은, 상기 내연 기관의 복수의 운전 영역마다 상기 KCS 학습값을 계산하도록 구성될 수 있다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 운전 영역마다의 상기 KCS 학습값에 기초하여 상기 운전 영역마다의 상기 냉각 파라미터 학습값을 갱신하기 위한 상기 운전 영역마다의 갱신 규칙을 기억하도록 구성될 수 있다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 운전 영역마다의 상기 갱신 규칙에 따라서 개개의 운전 영역에서의 상기 냉각 파라미터 학습값을 갱신하도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 개개의 운전 영역에서의 냉각 파라미터 학습값은, 운전 영역마다 계산되는 KCS 학습값, 및 운전 영역마다 기억되어 있는 갱신 규칙에 따라서 갱신된다. 따라서, 냉각 파라미터의 목표값도 운전 영역마다 계산된다. 노킹의 발생 용이는 운전 영역에 따라서 상이한 경우가 있다. 운전 영역마다 계산한 목표값을 사용함으로써 개개의 운전 영역에서의 노킹의 발생 용이에 적합한 상태로, 냉각 시스템을 적절하게 제어할 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 냉각 파라미터는 냉각 매체 온도여도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 냉각 매체 온도의 목표값을 상기 명령값으로서 상기 냉각 시스템에 공급하여, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 매체 온도의 상기 목표값의 저온 방향으로의 보정량이 커지게 되도록 구성될 수 있다. 상기 냉각 시스템은, 상기 냉각 매체 온도의 목표값이 실현되도록 상기 냉각 시스템의 냉각 매체를 제어하도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 냉각 시스템에는, 냉각 매체 온도의 목표값이 명령으로서 공급된다. 냉각 시스템에서는, 그 목표값이 실현되도록 냉각 매체가 제어된다. 목표값은, KCS 학습값이 클수록, 저온 방향으로 크게 보정된다. 이로 인해, 노킹이 발생하기 쉬울수록, 내연 기관의 온도 환경을 노킹의 회피에 적합한 방향으로 이행시킬 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 냉각 시스템은, 냉각 매체의 토출량을 가변으로 하는 전동 워터 펌프를 구비하여도 된다. 상기 냉각 파라미터는 상기 전동 워터 펌프의 토출량이여도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 토출량의 목표값을 상기 명령값으로서 상기 냉각 시스템에 공급하여, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 토출량의 상기 목표값의 증량 방향으로의 보정량이 커지게 되도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 냉각 시스템에는, 냉각 매체의 토출량의 목표값이 명령으로서 공급된다. 냉각 시스템에서는, 그 목표값이 실현되도록 전동 워터 펌프가 제어된다. 목표값은, KCS 학습값이 클수록, 증량 방향으로 크게 보정된다. 토출량의 목표값이 증가하면 냉각 시스템의 냉각 능력은 향상된다. 이로 인해, 노킹이 발생하기 쉬울수록, 내연 기관의 온도 환경을 노킹의 회피에 적합한 방향으로 이행시킬 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 내연 기관은, 주로 상기 내연 기관의 실린더 블록을 냉각하는 제1 냉각 시스템과, 상기 제1 냉각 시스템과 비교해서 주로 흡기 포트의 주변을 냉각하는 제2 냉각 시스템을 구비하여도 된다. 상기 제1 냉각 시스템과 상기 제2 냉각 시스템은, 서로 독립된 냉각 매체 유로를 구비하여도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제2 냉각 시스템에 상기 명령값을 공급하도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 내연 기관은, 주로 실린더 블록을 냉각하는 제1 냉각 시스템과, 제1 냉각 시스템과 비교해서 주로 흡기 포트의 주변을 냉각하는 제2 시스템에 의해 냉각된다. 제2 시스템은, 제1 시스템으로부터 분리되어 있으며, 전자 제어 유닛으로부터의 명령값을 받음으로써, 노킹이 발생하기 쉬울수록 높은 냉각 능력을 발휘한다. 노킹의 방지에는, 흡기 포트 주변의 온도를 낮추는 것이 유효하다. 한편, 실린더 블록의 온도 저하는, 기계 마찰이나 냉각 손실의 증대를 초래하여, 연비 악화의 원인으로 된다. 이 형태에 의하면, 실린더 블록의 온도를 크게 저하시키지 않고, 노킹의 발생 용이에 따라서 흡기 포트의 주변만을 적절하게 냉각할 수 있다. 이로 인해, 연비를 악화시키지 않고 적절하게 노킹의 발생을 방지할 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛을, 상기 제1 시스템에 목표 온도를 공급하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 냉각 시스템은, 상기 제1 시스템의 상기 목표 온도가 실현되도록 상기 제1 시스템의 냉각 매체를 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제2 시스템이 냉각의 한계에 있는 경우에, 상기 제1 시스템의 상기 목표 온도를 저하시키도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 내연 기관의 온도 환경을, 제2 냉각 시스템에 의해, 또한 노킹의 회피에 적합한 방향으로 이행시킬 수 없는 상태에 이르른 경우에, 제1 냉각 시스템의 목표 온도를 저하시킬 수 있다. 제1 냉각 시스템의 온도가 내려가면, 내연 기관의 온도 환경은, 노킹의 회피에 유리한 방향으로 이행한다. 이로 인해, 노킹을 회피할 수 있는 운전 조건을 더욱 넓힐 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제1 냉각 시스템의 냉매 온도가 판정 온도를 초과하고 있는 경우에 한하여, 상기 제1 냉각 시스템의 상기 목표 온도의 저하를 허가하도록 구성될 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 제1 냉각 시스템의 냉매 온도가 판정 온도 이하로 되는 것을 피할 수 있다. 제1 냉각 시스템의 온도가 과도하게 저하되면, 내연 기관의 연비가 대폭 악화된다. 제1 냉각 시스템의 온도를 판정 온도 이상으로 유지함으로써, 연비의 대폭적인 악화를 발생시키지 않고, 노킹을 피할 수 있는 운전 조건을 넓게 확보할 수 있다.

상기 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제1 냉각 시스템의 상기 목표 온도를 상기 KCS 학습값에 기초하여 저하시키도록 구성될 수 있다.

이 형태에 관한 내연 기관의 제어 장치에 의하면, 제1 냉각 시스템의 목표 온도를, 노킹의 발생 용이에 대응시켜서 저하시킬 수 있다. 이로 인해, 제1 냉각 시스템 및 제2 냉각 시스템의 양쪽을, 노킹의 회피에 적합한 온도로 적절하게 제어할 수 있다.

본 발명의 예시적 실시 양태의 특징, 이점과, 기술적 및 산업적 의의는 첨부된 도면을 참조로 하기에 기술될 것이며, 도면에서의 유사 번호는 유사 요소를 나타내는 것이고, 여기서:
도 1은, 본 발명의 실시 형태 1의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 노크 컨트롤 시스템의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트이다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태 1의 LT 시스템의 베이스 수온의 맵을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 ECU가 실행하는 루틴의 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 실시 형태 1의 동작의 일례를 나타내는 타이밍차트이다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서, 복수의 영역으로 구분된 운전 영역마다 KCS 학습값이 계산되는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서 ECU가 실행하는 루틴의 흐름도이다.
도 8은, 본 발명의 실시 형태 3에 있어서 ECU가 실행하는 루틴의 흐름도이다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태 4에 있어서 HT 시스템의 목표 온도로 보정이 실시되는 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 발명의 실시 형태 4에 있어서 ECU가 실행하는 루틴의 흐름도다.
도 11은, 본 발명의 실시 형태 4의 동작의 일례를 나타내는 타이밍차트이다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 시스템은 내연 기관(10)을 구비하고 있다. 내연 기관(10)은, 차량에 탑재되어 사용되는 기관이며, 실린더 블록(12)과 실린더 헤드(14)를 갖고 있다. 실린더 블록(12) 및 실린더 헤드(14)의 내부에는, 각각, 서로 독립된 냉각수 통로가 형성되어 있다.

실린더 블록(12)의 냉각수 통로는, 주로 실린더 블록(12)을 냉각하기 위한 HT(High Temperature) 시스템(16)의 일부를 구성하고 있다. HT 시스템(16)은, 실린더 블록(12)의 인렛측에 워터 펌프(W/P)(18)를 구비하고 있다. W/P(18)는, 내연 기관(10)에 의해 기계적으로 구동되어, HT 시스템(16) 내의 냉각수를 실린더 블록(12)을 향해서 토출할 수 있다.

실린더 블록(12)의 아울렛측에는, HT 수온 센서(20)가 설치되어 있다. HT 수온 센서(20)는, HT 시스템(16) 내를 흐르는 냉각수의 온도에 따른 ethwH 신호를 발생한다.

HT 시스템(16)은, 또한 HT 라디에이터(22)를 포함하는 순환로(24)와, HT 라디에이터(22)를 바이패스하는 바이패스로(26)를 갖고 있다. HT 라디에이터(22)는 차량의 주행풍에 의해, 그 내부를 흐르는 냉각수를 냉각할 수 있다. 또한, HT 라디에이터(22)는 도시하지 않은 냉각 팬을 구비하고 있으며, 필요에 따라, 그 냉각 팬에 의해 유도되는 송풍에 의해서도 냉각수를 냉각할 수 있다.

바이패스로(26)의 일단부는, 서모스탯(T/S)(28)을 통해 순환로(24)에 접속되어 있다. T/S(28)는, 냉각수의 온도에 따라서 유로를 변화시키는 삼방 밸브이다. T/S(28)는, 구체적으로는, 냉각수의 온도가 낮은 동안에는, HT 라디에이터(22)로부터 W/P(18)를 향하는 통로를 폐쇄해서 냉각수를 오로지 바이패스로(26)에 유통시키고, 냉각수의 온도가 높아짐에 따라서, HT 라디에이터(22)를 흐르는 냉각수의 비율이 증가하도록 작동한다.

한편, 실린더 헤드(14)의 냉각수 통로는, LT(Low Temperature) 시스템(30)의 일부를 구성하고 있다. LT 시스템(30)은, HT 시스템(16)에 비하여 대부분 흡기 포트의 주변을 냉각하기 위한 냉각 시스템이다. LT 시스템(30)은 실린더 헤드(14)의 인렛측에 전동 워터 펌프(E-W/P)(32)를 구비하고 있다. E-W/P(32)는, 외부로부터 공급되는 Duty 신호에 따른 듀티비로 작동하고, 그 Duty 신호에 따른 토출 능력으로 냉각수를 실린더 헤드(14)를 향해서 토출할 수 있다.

실린더 헤드(14)의 아울렛측에는, LT 수온 센서(34)가 설치되어 있다. LT 수온 센서(34)는, LT 시스템(30) 내를 흐르는 냉각수의 온도에 따른 ethwL 신호를 발생한다.

LT 시스템(30)은, LT 라디에이터(36)를 포함하는 순환로(38)와, LT 라디에이터(36)를 바이패스하는 바이패스로(40)를 갖고 있다. LT 라디에이터(36)는, HT 라디에이터(22)와 마찬가지로, 차량의 주행풍에 의해, 또는 내장된 냉각 팬(도시생략)에 의한 냉각풍에 의해, 냉각수를 냉각할 수 있다.

바이패스로(40)의 일단부는, 삼방 밸브(42)를 통해 순환로(38)에 접속되어 있다. 삼방 밸브(42)는, 외부로부터 공급되는 개방도 신호에 따라서, 바이패스로(40)를 흐르는 냉각수와 LT 라디에이터(36)를 흐르는 냉각수의 비율을 변화시킬 수 있다.

도 1에 도시한 시스템은, 전자 제어 유닛(ECU)(44)을 갖고 있다. ECU(44)는, 전술한 HT 수온 센서(20) 및 LT 수온 센서(34)의 ethwH 신호 및 ethwL 신호에 기초하여, HT 시스템(16)의 냉각 수온(이하, 「HT 수온」이라고 칭함)와, LT 시스템의 냉각 수온(이하, 「LT 수온」이라고 칭함)을 검지할 수 있다. 또한, ECU(44)는, HT 라디에이터(22)의 냉각 팬 및 LT 라디에이터(36)의 냉각 팬 상태를 제어할 수 있다. 또한, ECU(44)는, LT 시스템(30)의 E-W/P(32) 및 삼방 밸브(42)의 상태도 제어할 수 있다.

ECU(44)에는, 내연 기관(10)이 구비하는 각종 센서 및 액추에이터와도 전기적으로 접속되어 있다. 예를 들어, ECU(44)는, 내연 기관(10)의 각 기통에 장착되어 있는 점화 플러그(46)에 대하여, 점화 시기를 명령할 수 있다. 또한, ECU(44)는, 기통마다 배치되어 있는 통내압 센서(CPS)(48)의 출력에 기초하여, 각 기통의 통내압을 검지할 수 있다. 또한, ECU(44)는, NE 센서(50)의 출력에 기초하여, 기관 회전 속도(NE)를 검지하고, 또한 액셀러레이터 개방도 센서(52)의 출력에 기초하여 액셀러레이터 개방도(Acc)를 검지할 수 있다.

본 실시 형태의 시스템에는, 노크 컨트롤 시스템(KCS)이 탑재되어 있다. 도 2는, 그 KCS의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 있어서, 종축은, 내연 기관(10)이 특정한 기통의 점화 크랭크각(하측이 지각 방향)을 나타내고 있고, 횡축은 시간의 경과를 나타내고 있다.

내연 기관(10)에서는, 점화 크랭크각이 계속해서 진각되면, 결국 노킹이 발생한다. 이하, 진각 과정에서 노킹이 발생하는 크랭크각을 「트레이스 노크점(TK점)」이라고 칭한다. 내연 기관(10)에서는, 또한 노킹이 발생하지 않는 한, 점화 크랭크각이 진각될수록 연비 특성이 개선된다. 이로 인해, 각 기통의 점화 크랭크각은, 노킹을 발생시키지 않도록 TK점 부근에서 제어하는 것이 바람직하다.

도 2 중에 부호 54를 부여하여 나타내는 크랭크각은, 내연 기관(10)의 운전 상태에 따라서 설정되는 점화 크랭크각의 베이스값(54)이다. 베이스값(54)은, 표준적인 TK점으로서 미리 설정된 크랭크각이다.

도 2 중에 부호 56을 부여하여 나타내는 화살표는, KCS 학습값을 나타내고 있다. KCS 학습값(56)은, 노킹의 발생에 수반되어(예를 들어 α만큼) 증가 방향으로 갱신되고, 한편, 노킹이 발생하지 않는 상황하에서는(예를 들어 α만큼) 감소 방향으로 갱신된다. 따라서, KCS 학습값은, 노킹이 발생하기 쉬운 환경하에서는 큰 값으로 되고, 한편, 노킹이 발생하기 어려운 환경하에서는 작은 값으로 된다.

본 실시 형태의 시스템은, 점화 크랭크각의 베이스값(54)에 KCS 학습값(56)을 더한 값을 중심값으로 하여, TK점이 트레이스되도록 점화 크랭크각을 피드백 제어한다. 구체적으로는, ECU(44)는, 베이스값(54) 및 KCS 학습값(56)에 추가하여, 점화 크랭크각에 관한 피드백 보정값을 계산한다. 이 피드백 보정값은, 노킹의 발생과 함께 크게(예를 들어 β만큼) 지각 방향으로 갱신되고, 또한 노킹 미발생의 사이에는(예를 들어 β보다 충분히 작은 γ만큼) 진각 방향으로 갱신된다. 또한, 피드백 보정값의 갱신량 β, γ는, KCS 학습값의 갱신량α에 비해서 충분히 큰 것으로 한다.

도 2 중에 부호 58을 부여하여 나타내는 파형은, 피드백 보정값을 가산함으로써 얻어진 최종 점화 크랭크각을 나타내고 있다. ECU(44)는, 점화 플러그(46)에 대하여 최종 점화 크랭크각(58)에서의 점화를 요구한다. 이에 의해, 내연 기관(10)에 있어서는, 노킹과 연비의 양면에서 최적의 점화 크랭크각을 실현할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시 형태의 내연 기관(10)은, 주로 실린더 블록(12)을 냉각하는 HT 시스템을 구비하고 있다. HT 시스템(16)은, 내연 기관(10)의 시동 직후 등, HT 수온이 낮은 경우에는 바이패스로(26)를 통해서 냉각수를 순환시킨다. 이 경우, 방열량이 적기 때문에 HT 수온도는 신속하게 상승한다. 실린더 블록(12)의 온도는, 내연 기관(10)의 기계 마찰이나 냉각 손실에 크게 영향을 미친다. HT 수온을 조기에 상승시킬 수 있으면, 그들에 기인하는 악영향을 조기에 저하시킬 수 있어, 시동 직후의 연비 특성을 높일 수 있다.

내연 기관(10)의 난기가 진행되어, HT 수온이 T/S(28)의 설정 온도(예를 들어 85℃ 내지 90℃)에 도달하면, 바이패스로(26)가 차단되고, 냉각수가 HT 라디에이터(22)를 유통하기 시작한다. 냉각수가 HT 라디에이터(22)를 흐르기 시작하면, 방열량이 증가하여 HT 수온의 상승을 방해할 수 있다. 이로 인해, HT 수온은, T/S(28)의 기능에 의해, 상기한 설정 온도 부근에서 제어된다.

ECU(44)는, HT 수온 센서(20)의 ethwH 신호에 기초하여, HT 수온을 검지할 수 있다. HT 수온이 T/S(28)의 설정 온도를 초과해버린 경우, 혹은, HT 수온을 T/S(28)의 설정 온도보다 내리고자 하는 경우, ECU(44)는, HT 라디에이터(22)의 팬에 구동 명령을 발한다. HT 라디에이터(22)의 냉각 능력은, 팬의 작동과 함께 향상된다. 이로 인해, 본 실시 형태에 의하면, HT 수온을, T/S(28)의 설정 온도와 동등 혹은 그 근방의 목표 수온으로 제어할 수 있다. 이하, HT 수온의 제어 목표를 「HT 목표 수온」이라고 칭한다.

내연 기관(10)은, 실린더 헤드(14)의 내부에 냉각수를 유통시키는 LT 시스템(30)을 갖고 있다. LT 시스템(30)에 의하면, 실린더 블록(12)의 온도를 크게 내리지 않고 흡기 포트의 주변을 효율적으로 냉각할 수 있다. 실린더 블록(12)의 온도는, 전술한 바와 같이, 내연 기관(10)의 손실에 큰 영향을 미친다. 한편, 흡기 포트 주변의 온도는, 흡기의 온도에 크게 영향을 미치고, 따라서, 노킹의 발생 용이에 큰 영향을 미친다. 이로 인해, LT 시스템(30)에 의하면, 기계 마찰 등에 기인한 손실을 크게 하지 않고, 노킹의 회피에 적합한 온도 환경을 만들어 낼 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, LT 시스템(30)은 삼방 밸브(42)의 상태를 변화시킴으로써, 바이패스로(40)를 흐르는 냉각수량과 LT 라디에이터(36)를 흐르는 냉각수량의 비율을 변화시킬 수 있다. 또한, E-W/P에 공급되는 Duty 신호의 듀티비를 바꿈으로써, LT 시스템(30)을 순환하는 냉각수량을 변화시킬 수 있다. 또한, LT 라디에이터(36)가 내장한 팬의 동작을 제어함으로써 방열 능력을 바꿀 수 있다. ECU(44)는, LT 수온 센서(34)의 ethwL 신호에 기초하여 그들을 피드백 제어함으로써, LT 수온을, HT 목표 수온과는 별개의 임의의 목표 수온(이하, 「LT 목표 수온」이라고 칭함)으로 제어할 수 있다.

도 3은, LT 목표 수온을 결정하기 위해서 ECU(44)가 기억하고 있는 LT 베이스값의 맵을 나타낸다. 도 3에 도시한 맵은, 기관 회전 속도 NE와 기관 부하 KL의 관계에 의해, LT 베이스값을 정하고 있다. ECU(44)는, 이 맵으로부터 특정되는 LT 베이스값에 기초하여 LT 목표 수온을 결정한다. 또한, ECU(44)는, 액셀러레이터 개방도 Acc에 기초하여 공지된 방법으로 기관 부하 KL(상세하게는 충전 효율)을 산출하도록 한다.

노킹의 발생 용이는 기관의 운전 상태에 따라서 변화한다. 예를 들어, 저회전 고부하 영역은, 노킹이 발생하기 쉬운 영역이다. 도 3에 도시한 맵은, 노킹이 발생하기 쉬운 영역일수록 LT 베이스값이 낮아지도록 정해져 있다. 그 결과, LT 목표 수온은, 노킹이 발생하기 쉬운 영역에서는 낮은 온도로 설정된다.

LT 목표 수온이 낮을수록, LT 수온은 낮아지게 되어, 노킹은 발생하기 어려워진다. 즉, 본 실시 형태의 내연 기관(10)은, 노킹을 발생시키기 쉬운 운전 영역에서는, 노킹을 발생시키기 어려운 온도 환경을 만들어 낸다. 이로 인해, 본 실시 형태의 내연 기관(10)에서는, 점화 크랭크각이 큰 지각에 의존하지 않고, 운전 영역의 전역에서 효율적으로 노킹의 발생을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시 형태의 내연 기관(10)은, KCS에 의해 점화 크랭크각을 제어함으로써 노킹의 발생을 방지하도록 하고 있다. 또한, 내연 기관(10)은, LT 목표 수온에, 내연 기관(10)의 운전 영역, 즉, 기관 회전 속도 NE 및 기관 부하 KL을 반영시키도록 하여, 온도 환경의 면에서도 노킹의 발생을 방지하도록 하고 있다.

KCS의 기능에만 의존하여 노킹을 방지하려고 하면, 노킹이 발생하기 쉬운 운전 영역에서 대폭적인 점화 지각이 요구되게 되어, 내연 기관(10)의 연비 특성이 악화되기 쉬워진다. 이에 반하여, 그와 같은 운전 영역에서 노킹에 관한 온도 환경이 개선되면, 점화의 지각량을 억제할 수 있어, 연비의 악화를 회피할 수 있다. 이 점, 도 3에 도시한 맵을 사용해서 LT 목표 수온을 설정하는 것은, 연비의 향상을 도모하는데 있어서 유효하다.

그러나, 노킹의 발생 용이는, 내연 기관(10)의 운전 영역에 대하여 일률적으로 결정되는 것은 아니다. 이로 인해, 운전 영역만을 고려해서 LT 목표 수온을 설정한 경우, 노킹의 발생 용이가 충분히 해소되지 않아, 과대한 지각량이 생성되어 버리는 것을 저지할 수 없다고 하는 사태가 발생할 수 있다.

상기한 사태는, 예를 들어 LT 목표 수온에 노킹의 발생 상황을 반영시킴으로써 회피할 수 있다. 즉, 노킹이 다발하고 있는 상황하에서는 LT 목표 수온을 저하시키고, 한편, 노킹이 발생하지 않은 상황하에서는 LT 목표 수온을 상승시키도록 하면, 과대한 지각량의 생성을 저지하는 것이 가능하다.

노킹의 발생 상황을 LT 목표 수온에 반영시키는 방법으로서는, 예를 들어 이하와 같은 방법이 고려된다.

1. 노킹의 발생 시에 LT 목표 수온을 일률적으로 저하시킨다.

2. 노킹의 발생 시에, 노킹 강도에 따른 폭으로 LT 목표 수온을 저하시킨다.

상기 1 또는 2의 방법에 의하면, KCS에 의해 점화 크랭크각이 제어되고 있는 상황하에서 노킹이 더 발생한 경우에, LT 시스템(30)의 온도를 저하시킴으로써, 내연 기관(10)의 온도 환경을, 노킹이 발생하기 어려운 방향으로 변화시킬 수 있다. 2의 방법에 의하면 노킹이 더 강할수록 온도 환경을 대폭 바꿀 수 있다. 이들 방법에 의하면, 노킹의 발생 용이를 LT 목표 수온에 반영시킬 수 있기 때문에, 점화 크랭크각이 과대하게 지각되어 버리는 것을 방지함에 관하여, 일정한 효과를 얻을 수 있다.

그러나, 내연 기관(10)의 온도 환경은, LT 목표 수온이 변화한 것만으로는 전혀 변하지 않는다. 즉, 그 온도 환경이 변화하기 위해서는, 변화 후의 LT 목표 수온으로 LT 수온이 뒤따라 오는 것이 필요하다. 이로 인해, 상기 1 또는 2의 방법에서는, 현실적으로는, 이하와 같은 현상이 발생하기 쉽다.

(1) 노킹이 발생.

(2) KCS의 기능에 의해 점화 크랭크각이 지각. 동시에, LT 목표 수온이 저하.

(3) 바로는 온도 환경이 변화하지 않기 때문에, 다시 노킹이 발생.

(4) 점화 크랭크각이 다시 지각. LT 목표 수온도 다시 저하. 그 결과, 큰 지각량이 설정되고, 또한 LT 목표 수온도 너무 낮은 값으로 저하.

(5) 점화 크랭크각이 크게 지각됨으로써 노킹이 수용된다. 지각량이 크기 때문에 연비의 면에서 불리한 상태로 되어 있다.

(6) LT 수온이, 너무 낮은 LT 목표 수온에 근접함에 따라, 점화 크랭크각이 TK점에 대하여 과대한 것으로 된다.

(7) 이후, 점화 크랭크각이 TK점을 트레이스하는 상태가 될 때까지, 점화 크랭크각이 진각된다. 그 동안에, LT 목표 수온은, 너무 높은 온도로 수정되어버린다.

이와 같이, 상기 1 또는 2의 방법에 의하면, LT 수온이 LT 목표 수온으로 따라잡을 때까지의 지연 시간에 기인하여 점화 크랭크각과 LT 목표 수온의 양쪽에, 헌팅과 비슷한 과잉 변동이 발생해 버린다. 그 결과, 내연 기관(10)에는, 이하와 같은 문제가 발생한다.

·과대한 지각량에 기인하는 일시적인 연비 특성의 악화.

·너무 낮은 LT 목표 수온에 기인하는 내연 기관(10)의 과잉 냉각. 이에 수반되는 연비 특성의 악화.

전술한 바와 같이, 본 실시 형태의 내연 기관(10)은, 노킹의 발생 상황에 기초하여 KCS 학습값을 갱신한다. KCS 학습값은, 충분한 갱신이 반복된 단계에서는, 노킹의 발생 용이를 정확하게 나타낸 값으로 된다. 예를 들어, 노킹의 발생이 검지되지 않은 순간에 있어서도, KCS 학습값이 큰 값이면, 내연 기관(10)이 노킹을 발생시키기 쉬운 상태에 있다고 판단할 수 있다. 한편, 노킹의 발생이 검지된 순간에 있어서도, KCS 학습값이 그다지 크지 않은 값이면, 그다지 노킹이 발생하기 쉽지 않은 상태라고 판단할 수 있다.

노킹의 발생 용이는, 내연 기관(10)에 있어서 서서히 변화하는 것이며, 하나의 노킹 전후에서 크게 변화하는 것은 아니다. 마찬가지로, KCS 학습값도, 노킹의 발생 상태에 따라서 서서히 갱신된다. 이로 인해, KCS 학습값을 LT 목표 수온에 반영시키도록 하면, 그 LT 목표 수온은, 노킹의 발생 상황에 따라서 소폭으로 계속해서 수정되고, 정상적으로 노킹의 발생 용이에 계속해서 대응한다. LT 목표 수온의 변화 폭이 이와 같이 작은 것이면, 현실의 LT 수온도 LT 목표 수온으로부터 크게 괴리되는 일은 없다. 따라서, KCS 학습값을 LT 목표 수온에 반영시키도록 하면, 내연 기관(10)의 온도 환경을, 항상 노킹의 발생 용이에 계속해서 대응시킬 수 있다. 그리고, 내연 기관(10)의 온도 환경을 노킹의 발생 용이에 계속해서 대응시킬 수 있으면, 과잉 냉각에 기인하는 연비의 악화도, 점화 크랭크각의 과잉 지각에 의한 연비의 악화도 발생하는 일은 없다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 내연 기관(10)의 운전 영역에 추가하여, KCS 학습값도 기초로 하여, LT 목표 수온을 설정하기로 하였다.

도 4는, 상기한 기능을 실현하기 위해서 본 실시 형태에 있어서 ECU(44)가 실행하는 루틴의 흐름도이다. 본 실시 형태에 있어서, ECU(44)는, 도 4에 도시한 루틴을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기억하고 또한 그 실행을 가능하게 하기 위한 인터페이스, 메모리, 및 CPU 등의 하드웨어를 갖고 있다.

도 4에 도시한 루틴은, 3초 정도의 소정 시간마다 기동된다. 이 소정 시간은, LT 목표 수온이 변화된 후, LT 수온이 그 변화에 추종하기 위한 딜레이를 고려한 시간이다. 이 루틴이 기동되면, 우선, LT 시스템(30), HT 시스템(16) 및 KCS의 모두가 정상적인지가 판별된다(스텝 100). 본 실시 형태의 시스템에는, LT 시스템(30), HT 시스템(16) 및 KCS의 각각에 대한 실패 판정 기능이 탑재되어 있다. 본 스텝 100에서는, 구체적으로는, 그들 어떠한 시스템에 대해서도 실패 상태가 판정되지 않았는지가 판단된다.

LT 시스템(30), HT 시스템(16) 및 KCS 중 어느 한쪽에 이상이 보인 경우에는, 이후 신속하게 금회의 루틴이 종료된다. 한편, 모든 시스템이 정상적이라고 판단된 경우에는, 이어서 HT 수온이 (a)℃를 초과하였는지 여부가 판별된다(스텝 102). 내연 기관(10)에 있어서 노킹은, 기통내가 고온이 됨으로써 발생한다. 이로 인해, 내연 기관(10)이 어느 정도 난기될 때까지는 노킹이 발생하는 일은 없다. (a)℃는, 난기가 어느 정도 진행되고 있는지 여부를 판단하기 위한 온도이며, 40℃ 내지 50℃ 정도로 설정된다. 따라서, 본 스텝에서 HT 수온>(a)의 판정이 부정된 경우에는, 아직 노킹이 발생하는 상태가 아니라, 애당초 LT 시스템(30)에 의해 흡기 포트 둘레를 냉각할 필요가 없다고 판단할 수 있다. 이 경우, ECU(44)는, 신속하게 금회의 루틴을 종료시킨다.

한편, 상기 스텝 102에서, HT 수온>(a)의 성립이 판정된 경우에는, 이어서 KCS 학습값을 내연 기관(10)의 제어에 반영할 수 있는 환경이 갖춰져 있는지 여부가 판별된다(스텝 104). 구체적으로는, 여기에서는, 이하의 모든 조건이 성립되어 있는지 여부가 판별된다.

·NE 범위 하한<기관 회전 속도 NE<NE 범위 상한

·KL 범위 하한<기관 부하 KL<KL 범위 상한

·LT 범위 하한<LT 수온<LT 범위 상한

·외기온 범위 하한<외기온<외기온 범위 상한

·다른 관련 디바이스의 고장 없음

·다른 모듈로부터의 KCS 학습의 금지 요구 없음

이들 조건 중 어느 하나가 성립되지 않는 경우에는, KCS 학습값이, 내연 기관(10)의 제어에 반영할 수 있는 상태가 아니라고 판단된다. 이 경우, 신속하게 금회의 루틴이 종료된다.

상기한 조건이 모두 성립되어 있어, KCS 학습값을 이용할 수 있는 환경이 갖춰져 있다고 판별된 경우에는, 이어서 KCS 학습값의 갱신 횟수가 소정값에 도달하고 있는지가 판별된다(스텝 106). 이 「소정값」은, KCS 학습값이, 노킹의 발생 용이를 정확하게 나타내는 값으로 되어 있는지 여부를 판정하기 위한 판정값으로서, 실험적으로 미리 정해진 1 이상의 값이다. 이 판정이 부정되는 경우에는, KCS 학습값을 LT 목표 수온에 반영시키는 것은 시기 상조라고 판단할 수 있다. 이 경우, 금회의 루틴은 신속하게 종료된다.

한편, 상기 스텝 106의 판정이 긍정되는 경우에는, KCS 학습값을 LT 목표 수온에 반영시키기 위한 처리가 행해진다. 구체적으로는, 우선, KCS 학습값에 기초하여 LT 갱신량이 계산된다(스텝 108). ECU(44)는, 도 4의 스텝 108 중에 도시한 바와 같은 맵을 기억하고 있다. 이 맵에는, KCS 학습값과 LT 갱신량의 관계가 정해져 있다. 본 스텝의 처리에 의하면, KCS 학습값이 클수록, LT 갱신량은 큰 값으로 설정된다.

상기한 처리가 끝나면, 다음 식에 따라서, LT 학습값이 갱신된다(스텝 110).

(식 1)

(LT 학습값)=(전회값)+(금회 갱신량)

단, 「전회값」이란, 전회의 루틴에 있어서 계산된 LT 학습값이다. 또한, 「금회 갱신량」이란, 금회의 루틴에 있어서, 상기 스텝 108에서 계산된 LT 갱신량이다. 상기한 처리에 의하면, LT 학습값은, KCS 학습값이 클수록, 대폭 증가 방향으로 갱신되게 된다.

LT 학습값의 갱신이 끝나면, 이어서 그 학습값을 사용하여, 다음 식에 따라서 LT 목표 수온이 설정된다(스텝 112).

(식 2)

(LT 목표 수온)=(LT 베이스값)-(LT 학습값)

LT 학습값은, 상기와 같이, KCS 학습값이 클수록 대폭 증가 방향으로 갱신된다. 이로 인해, LT 목표 수온은, 노킹이 발생하기 쉬운 상황일수록, LT 베이스값에 대하여 낮은 온도로 갱신되기 쉬워진다.

ECU(44)는, LT 수온이 LT 목표 온도로 되도록, E-W/P(32), 삼방 밸브(42) 및 LT 라디에이터(36)의 팬을 제어한다. 이로 인해, 상기한 처리에 의하면, 노킹이 발생하기 쉬운 상황일수록, LT 수온은 저온으로 되고, 내연 기관(10)의 온도 환경은 노킹이 발생하기 어려운 방향으로 변경된다.

도 5는, 상기한 루틴이 반복해서 실행됨으로써 실현되는 내연 기관(10)의 동작의 일례를 설명하기 위한 타이밍차트이다. 도 5의 최상단에 나타내는 삼각파형은 노킹의 발생과 그 강도를 나타내고 있다.

도 5에 도시한 예에서는, 시각 t1에, 강도가 큰 노킹이 발생하고 있다. 이것을 받아서 점화 크랭크각은, 베이스값(54)으로부터 일단 크게 지각되고, 그 후, 서서히 진각 방향으로 되돌아가고 있다. 점화 크랭크각의 진각에 수반하여, 시각 t2에는, 강도가 약한 노킹이 발생하고 있다. 점화 크랭크각은, 그 발생을 받아서 다시 스텝적으로 지각된다. 시각 t2 이후 시각 t3까지는, 유의한 노킹은 발생하지 않고, 점화 크랭크각은 TK점을 트레이스하고 있다. 그 동안에, 베이스값(54)과 최종 점화 크랭크각(58)의 차에 대응하도록 KCS 학습값(56)이 설정되어 있다.

도 5에 도시한 예에서는, 시각 t3에, 다시 노킹이 발생하고 있다. 이것을 받아, 점화 크랭크각은 다시 스텝적으로 지각 방향으로 변경되고 있다. 또한, 노킹이 발생하기 쉬운 상황인 것을 받아서 KCS 학습값이 증가 방향으로 갱신되고 있다. 시각 t4에는, 다시 노킹이 발생하여, 점화 크랭크각과 KCS 학습값이 더 갱신되고 있다. 그 결과, 시각 t5에는, KCS 학습값의 갱신 횟수가 소정값(부호 60 참조)에 도달하고, KCS 학습값에 기초하여 LT 목표 수온이 저온 방향으로 보정되고 있다.

시각 t6에는, 다시 노킹의 발생을 받아서 KCS 학습값이 증대 방향으로 더 갱신되고 있다. 또한, 증대된 KCS 학습값에 기초하여 LT 목표 수온도 더욱 저하 방향으로 보정되고 있다. 시각 t7 이후에는, 계속적으로 노킹의 발생이 확인되지 않기 때문에, 점화 크랭크각이 베이스값(54)을 향해서 진각되고, 또한 KCS 학습값이 서서히 작은 값으로 갱신되고 있다. 그 결과, LT 목표 수온도 시각 t7 이후 통상의 설정 온도를 향해서 상승되고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 내연 기관(10)은 점화 크랭크각의 지각과, LT 시스템(30)에 의한 온도 환경의 변경에 의해, 효율적으로 노킹의 발생을 방지할 수 있다. 그리고, KCS 학습값에 기초하여 LT 목표 수온을 갱신함으로써, 개개의 노킹 발생에 과잉 반응하지 않고, 노킹의 발생 용이를 정확하게 상쇄할 수 있도록, 내연 기관(10)의 온도 환경을 적절하게 변화시킬 수 있다. 이로 인해, 본 실시 형태에 의하면, 점화 크랭크각을 과잉으로 지각시키지 않고 노킹의 발생을 효율적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, LT 목표 수온의 보정은, KCS 학습값의 갱신이 충분히 반복되고 있는 경우에 한해서 허가된다. KCS 학습값은, 충분한 갱신을 거침으로써 노킹의 발생 용이를 적절하게 나타내는 값으로 되어 있다. 이로 인해, 본 실시 형태에 의하면, 노킹의 발생 용이가 KCS 학습값에 정확하게 반영되지 않은 단계에서, LT 목표 수온이 부적절하게 갱신되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, LT 목표 수온의 갱신이, 3초 정도의 소정 시간마다 갱신된다. 3초의 갱신 간격의 사이에는, LT 수온이 갱신 후의 LT 목표 수온에 어느 정도 추종하고, 또한 KCS 학습값도 갱신 후의 환경에 어느 정도 추종한다. 이로 인해, 본 실시 형태에 의하면, LT 목표 수온이 과잉으로 증감되어 버리는 것을 유효하게 방지할 수 있다.

그런데, 전술한 실시 형태 1에서는, 내연 기관(10)이 HT 시스템(16)과 LT 시스템(30)을 구비하는 것을 전제로 하고 있지만, 본 발명의 적용은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 냉각수의 목표 온도를 KCS 학습값에 기초하여 설정하는 발명은, 단일의 냉각수 통로를 구비하는 일반적인 내연 기관에 대하여 적용하는 것도 가능하다.

또한, 전술한 실시 형태 1에서는, KCS 학습값을 LT 갱신량에 반영시켜서, 그 LT 갱신량에 기초하여 LT 학습값을 갱신하고, 그 LT 학습값에 의해 LT 목표 수온을 갱신하도록 하고 있지만, KCS 학습값을 LT 목표 수온에 반영시키는 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, LT 갱신량을 통하지 않고, KCS 학습값을 LT 학습값에 직접 반영시키도록 하여도 된다. 나아가서는, LT 학습값을 통하지 않고, KCS 학습값을, LT 목표 온도에 직접 반영시키도록 하여도 된다.

또한, 전술한 실시 형태 1에서는, KCS 학습값의 갱신 횟수가 소정값 이상으로 된 경우에만 LT 목표 온도의 보정을 허가하도록 하고 있지만, 이 조건은 본 발명에 있어서 필수적이지 않다. 즉, KCS 학습값의 학습이 개시된 초기의 단계로부터, KCS 학습값에 기초하는 LT 목표 수온의 보정을 행하도록 하여도 된다.

또한, 전술한 실시 형태 1에서는, LT 시스템(30)이 전기적으로 상태를 변화시킬 수 있는 삼방 밸브(42)를 구비하도록 하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 실시 형태 1에 있어서의 삼방 밸브(42)는 HT 시스템(16)이 구비하는 것과 마찬가지의 서모스탯(T/S)으로 치환할 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태 1에서는, LT 수온이 LT 목표 수온에 추종하기 위한 딜레이를 고려하여, LT 목표 온도를 3초마다 갱신(도 4에 도시한 루틴을 3초마다 실행)하도록 하고 있지만, 그 갱신의 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4에 도시한 루틴은, KCS 학습값의 갱신 주기와 동일한 주기로 실행하도록 하고, 그 결과 얻어진 LT 목표 수온의 소정 시간(3초 정도)에 걸치는 평균을 청구항 1에 있어서의 「명령값」으로서 LT 시스템(30)에 공급하도록 하여도 된다.

또한, 전술한 실시 형태 1에서는, 상하한을 설정하지 않고 LT 학습값의 갱신을 허용하도록 하고 있다(상기 스텝 110 참조). LT 학습값의 갱신 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 미리 설정한 시간 중에서, 또는 미리 설정한 주행 거리 중에서, LT 학습값에 허용하는 변화량으로 상하한을 설정하도록 하여도 된다. 또한, 이와 같은 종류의 상하한은, LT 학습값의 변화량에 부과하는 것이 아니라, 또는 LT 학습값의 변화량에 부과하는 것에 추가하여, LT 목표 수온에 부과하도록 하여도 된다. 이와 같은 제한을 설정함으로써, LT 목표 수온이 부적절하게 저온 방향으로 또는 고온 방향으로 변화되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태 1에 있어서는, ECU(44)가 도 4에 도시한 루틴을 실행함으로써 청구항 1에 있어서의 「냉각 명령 공급 시스템」이 실현되고 있다. 또한, LT 시스템(30)의 냉각 수온이 청구항 1에 있어서의 「냉각 파라미터」에, LT 목표 온도가 청구항 1에 있어서의 「목표값」 및 「명령」에, LT 시스템(30)이 청구항 1에 있어서의 「냉각 시스템」에, 각각 상당하고 있다. 또한, LT 시스템의 냉각수가 청구항 6에 있어서의 「냉각 매체」, HT 시스템(16)이 청구항 8에 있어서의 「제1 냉각 시스템」에, LT 시스템이 청구항 8에 있어서의 「제2 냉각 시스템」에, 각각 상당하고 있다.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 형태 2에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 시스템은, 실시 형태 1의 구성에 있어서, ECU(44)에, 도 4에 도시한 루틴 대신에 후술하는 도 7에 도시한 루틴을 실행시킴으로써 실현할 수 있다.

도 6은, 본 실시 형태에 있어서의 KCS 학습의 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 내연 기관(10)의 운전 영역이 복수의 영역으로 구분되고, 운전 영역마다 KCS 학습값이 학습된다. 내연 기관(10)에 있어서, 노킹의 발생 용이는, 모든 운전 영역에서 동일하지는 않다. 도 6에 도시한 바와 같이 운전 영역마다 KCS 학습값을 학습하도록 하면, 모든 영역에 대하여 노킹의 발생 용이를 적절하게 나타내는 KCS 학습값을 준비해 둘 수 있다.

도 7은, 본 실시 형태에 있어서 ECU(44)가 실행하는 루틴의 흐름도이다. 본 실시 형태에 있어서, ECU(44)는, 도 7에 도시한 루틴을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기억하고, 또한 그 실행을 가능하게 하기 위한 인터페이스, 메모리 및 CPU 등의 하드웨어를 갖고 있다.

도 7에 도시한 루틴은, 스텝 104와 106의 사이에, 스텝 120 내지 126이 삽입되어 있는 점을 제외하고, 도 4에 도시한 루틴과 마찬가지이다. 스텝 120 내지 126에서는, 본 실시 형태에서는, KCS 학습값이 운전 영역마다 학습되는 것에 대응하기 위한 처리가 실행된다. 이하, 본 실시 형태에 특유한 부분을 중심으로 하고, 도 7에 도시한 루틴에 대하여 설명한다.

도 7에 도시한 루틴은, 도 4에 도시한 루틴과 마찬가지로 3초 정도의 소정 시간마다 기동된다. 이 루틴에서는, 스텝 100 내지 104의 판별에 이어, 내연 기관(10)의 운전 영역이 판독된다(스텝 120). 구체적으로는, 기관 회전 속도 NE 및 액셀러레이터 개방도 Acc에 기초하여, 현재의 운전 영역이, 도 6에 도시한 바와 같이 구분된 운전 영역 중 어디에 속할지가 판별된다.

계속해서, KCS 학습값의 판독 처리가 행해진다(스텝 122). 전술한 바와 같이, 본 실시 형태의 시스템은, 도 6에 도시한 운전 영역마다 KCS 학습값을 학습한다. 본 스텝 122에서는, 현재의 운전 영역에 대하여 학습되고 있는 KCS 학습값이 판독된다.

다음으로, LT 갱신량 맵이 판독된다(스텝 124). 본 실시 형태에 있어서, ECU(44)는, 스텝 108의 프레임 중에 도시한 바와 같은 맵을, 운전 영역마다 기억하고 있다. 각각의 맵은, KCS 학습값에 기초하여 LT 갱신량을 계산하기 위한 적절한 규칙으로서, 운전 영역마다 실험적으로 정해진 것이다. 본 스텝 124에서는, 그들의 맵 중에서 현재의 운전 영역에 대응하는 것이 판독된다.

다음으로, LT 학습의 전회값이 판독된다(스텝 126). 본 실시 형태에 있어서, ECU(44)는, LT 학습값을 운전 영역마다 기억한다(이 운전 영역의 구분은, KCS 학습값의 운전 영역 구분과 동일하여도 상이하여도 된다). 본 스텝 126에서는, 현재의 운전 영역에 대하여 전회 학습된 LT 학습값이 판독된다.

이후, 상기 스텝 122 내지 126의 처리에 의해 판독된 KCS 학습값, LT 갱신량 맵 및 LT 학습 전회값을 사용하여, 스텝 106 이후의 처리가 행해진다. 이상의 처리에 의하면, 현재의 운전 영역에서의 노킹의 발생 용이에 적절하게 대응하는 KCS 학습값과, 그 노킹의 발생 용이에 적절하게 대응하는 LT 목표 수온을 설정할 수 있다. 이로 인해, 본 실시 형태의 시스템에 의하면, 내연 기관(10)의 출력 특성 및 연비 특성을, 실시 형태 1의 경우에 비해서 더욱 개선할 수 있다.

그런데, 전술한 실시 형태 1에 대한 변형예는, 모두, 실시 형태 2의 변형예로서 사용할 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태 2에 있어서는, ECU(44)가 도 7에 도시한 루틴을 실행함으로써 청구항 1에 있어서의 「냉각 명령 공급 시스템」이 실현되고 있다. 또한, 스텝 108의 프레임 중에 나타내는 LT 갱신량 맵이 청구항 5에 있어서의 「갱신 규칙」에 상당하고 있다.

다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 형태 3에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 시스템은, 실시 형태 1의 구성에 있어서, ECU(44)에, 도 4에 도시한 루틴 대신에 도 8에 도시한 루틴을 실행시킴으로써 실현할 수 있다.

전술한 실시 형태 1에서는, KCS 학습값에 기초하는 보정의 대상(즉, 청구항 1에 있어서의 「명령값」)을 LT 목표 온도로 하고 있다. 이에 반하여, 본 실시 형태의 시스템은, KCS 학습값에 기초하는 보정의 대상을, LT 목표 수온 대신에, LT 목표 수온에 기초하여 설정되는 E-W/P(32)로의 Duty 신호로 하는 점에 특징을 갖고 있다.

즉, LT 시스템(30)의 냉각 능력은, LT 수온을 LT 목표 수온에 일치시키는 피드백 제어가 실행되는 경우에는, LT 목표 수온을 바꿈으로써 변화시킬 수 있다. 그러나, LT 시스템(30)의 냉각 능력은, LT 목표 수온에 변화가 없어도, LT 목표 수온에 기초하여 설정되는 Duty 신호를 증감시킴으로써도 변화시킬 수 있다.

도 8은, KCS 학습값을, LT 목표 수온에 기초하여 설정되는 Duty 신호에 반영시킴으로써, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지의 효과를 얻기 위한 흐름도이다. 이 루틴은, 스텝 108 내지 112가 스텝 130 내지 134에서 치환되고 있는 점을 제외하고 도 4에 도시한 루틴과 마찬가지이다.

도 8에 도시한 루틴은, 도 4에 도시한 루틴과 마찬가지로 3초 정도의 소정 시간마다 기동된다. 이 루틴에서는, 스텝 100 내지 106의 판별에 이어서, KCS 학습값에 기초하여 Duty 갱신량이 계산된다(스텝 130). 본 실시 형태에 있어서, ECU(44)는, 스텝 130의 프레임 중에 도시한 바와 같이, KCS 학습값을 Duty 갱신량으로 변환하기 위한 맵을 기억하고 있다. 이 맵은, KCS 학습값이 클수록, Duty 갱신량이 큰 값으로 되도록 설정되어 있다.

상기한 처리가 끝나면, 이어서 이하의 계산식에 따라서 Duty 학습값이 갱신된다(스텝 132).

(식 3)

(Duty 학습값)=(전회값)+(금회 갱신량)

단, 「전회값」이란, 전회의 루틴에 있어서 계산된 Duty 신호의 값이다. 또한, 「금회 갱신량」이란, 금회의 루틴에 있어서, 상기 스텝 130에서 계산된 Duty 갱신량이다. 상기한 처리에 의하면, Duty 학습값은, KCS 학습값이 클수록, 대폭 증가 방향으로 갱신되게 된다.

Duty 학습값이 갱신되면, 이어서 그 학습값을 사용하여, 다음 식과 같이 LT 시스템(30)으로의 Duty 신호가 계산된다(스텝 134).

(식 4)

(Duty 신호)=(LT 베이스 Duty)+(Duty 학습값)

단, LT 베이스 Duty란, LT 목표 수온(KCS 학습값에 의해 보정되지 않은 것)을 실현하기 위해 E-W/P(32)에 공급해야 할 것으로서 ECU(44)가 연산하는 듀티비이다.

Duty 학습값은, 상기와 같이, KCS 학습값이 클수록 대폭 증가 방향으로 갱신된다. 이로 인해, 상기 식 (4)에 의하면, E-W/P(32)로의 Duty 신호는, 노킹이 발생하기 쉬운 상황일수록, LT 베이스 Duty에 대하여 큰 값으로 갱신되기 쉬워진다. Duty 신호가 큰 값일수록, E-W/P(32)의 토출량은 증가하고, LT 시스템(30)의 냉각 능력이 높아진다. 그 결과, 상기한 처리에 의하면, KCS 학습값이 클수록, 통상의 LT 목표 온도에 비해서 LT 수온을 저온으로 하고, 노킹에 관한 온도 환경을 개선할 수 있다. 이로 인해, 본 실시 형태의 시스템에 의하면, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 점화 크랭크각의 지각과 LT 시스템(30)의 온도의 양쪽에서, 효율적으로 노킹의 발생을 방지할 수 있다.

그런데, 전술한 실시 형태 3에 있어서는, KCS 학습값에 기초하는 보정의 대상을 Duty 신호로 한정되어 있지만, 그 대상은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, LT 시스템(30)은 삼방 밸브(42)의 상태 및 LT 라디에이터(36)의 팬 상태에 따라서도 냉각 능력을 높일 수 있다. 이로 인해, KCS 학습값에 기초하는 보정은, 삼방 밸브(42)의 개방도나 라디에이터 팬의 구동 신호에 실시하도록 하여도 된다.

그런데, 전술한 실시 형태 1에 대한 변형예는, 모두, 실시 형태 3의 변형예로서 사용할 수 있다. 또한, KCS 학습값을 운전 영역마다 계산하고, 운전 영역마다 「명령값」을 계산하는 실시 형태 3의 방법은, KCS 학습값에 기초하는 보정을 Duty 신호에 실시하는 방법에도 조합할 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태 3에 있어서는, ECU(44)가 도 8에 도시한 루틴을 실행함으로써 청구항 1에 있어서의 「냉각 명령 공급 시스템」이 실현되고 있다. 또한, E-W/P(32)의 토출량이 청구항 1에 있어서의 「냉각 파라미터」에, E-W/P(32)에 대한 Duty 신호가 청구항 1에 있어서의 「목표값」 및 「명령」에, 각각 상당하고 있다. 또한, LT 시스템의 냉각수가 청구항 7에 있어서의 「냉각 매체」에 상당하고 있다.

다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 형태 4에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 시스템은, 실시 형태 1의 구성에 있어서, ECU(44)에, 도 4, 도 7 또는 도 8에 도시한 루틴 외에, 후술하는 도 10에 도시한 루틴을 실행시킴으로써 실현할 수 있다.

실시 형태 1 내지 3에 나타내는 내연 기관(10)에서는, LT 시스템(30)이 하드웨어상의 조건에 의해, 또는 연료의 안정 연소에 관한 조건에 의해, 냉각 한계에 도달하는 경우가 있다.

예를 들어, LT 시스템(30)은 이하의 조건의 모두가 성립됨으로써 「하드웨어상의 냉각 한계」에 도달한다.

(1) E-W/P(32)가 100%의 Duty 신호로 구동되고 있다.

(2) 삼방 밸브(42)가 냉각수의 모두를 LT 라디에이터(36)에 유통시키는 상태로 되어 있다.

(3) LT 라디에이터(36)의 팬이 상한 속도로 회전하고 있다.

또한, 내연 기관(10)에서는, 흡기 포트의 주변이 과잉으로 저온이 되면, 조기 점화가 발생하는 경우가 있다. 이로 인해, LT 수온이, 조기 점화를 발생시킬 수 있는 온도로까지 저하되면, LT 시스템(30)은 「안정 연소상의 냉각 한계」에 도달한다.

실시 형태 1 내지 3에서는, HT 시스템(16)을 LT 시스템(30)으로부터 분리하여 제어함으로써, 내연 기관(10)의 기계 손실의 증가를 초래하지 않고, 노킹에 관한 온도 환경의 개선을 가능하게 하고 있다. 그러나, 이와 같은 시스템에서는, LT 시스템(30)이 냉각 한계에 도달하여 또한 노킹의 발생이 수용되지 않는 경우에는, 그 발생을 방지하기 위해서, 점화 크랭크각을 과대하게 지각시킬 수밖에 없는 사태가 발생할 수 있다.

도 9는, 기계 마찰이나 냉각 손실 등, 내연 기관(10)의 연비 특성에 영향을 주는 인자의 크기(종축)와, HT 수온과의 관계를 나타내고 있다. 내연 기관(10)은 상기한 인자가 작을수록 양호한 연비 특성을 나타낸다. 그리고, 기계 마찰이나 냉각 손실 등의 인자는, 내연 기관(10)의 난기가 진행될수록 작아지게 된다. 이로 인해, 도 9에 도시한 바와 같이, 내연 기관(10)의 연비는, HT 수온이 높을수록 양호해진다.

도 9 중에 도시한 (b)℃는, HT 수온의 상승 과정에 있어서, 연비에 영향을 주는 인자의 감소율이 거의 수렴되는 온도이다. 환언하면, HT 수온의 상승에 대한 상기 인자의 감소율이 미리 정해진 판정값으로 저하되는 온도아다. HT 수온의 통상 목표 온도[T/S(28)의 설정 온도]는 85℃ 내지 90℃ 정도이다. (b)℃는 그 온도보다 낮은 80℃ 정도이다.

도 9에 도시한 특성에 의하면, 내연 기관(10)의 연비 특성이, (b)℃를 초과한 영역에서는, HT 수온의 상승에 그다지 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다. 한편, HT 수온이 80℃를 초과한 영역에서는, 실린더 블록(12)으로부터 실린더 헤드(14)에 전달되는 열량이 흡기 포트의 주변 온도에도 영향을 미친다. 이로 인해, 노킹에 관한 온도 환경을 개선하기 위해서는, LT 시스템(30)에 의한 냉각에 추가하여, HT 수온을 저하시키는 것이 유익하다.

따라서, 본 실시 형태에서는, LT 시스템(30)이 냉각 한계에 도달하고 있으며, 또한 노킹의 발생이 수용되지 않는 경우에는, HT 수온을, (b)℃를 하회하지 않는 범위에서, 통상의 목표 온도로부터 낮은 온도로 보정하도록 하였다.

또한, 도 9 중에 도시한 (a)℃는, 실시 형태 1 내지 3에 있어서, 스텝 102의 판정에 사용되는 온도이다. 전술한 바와 같이, HT 수온이 (a)℃를 상회하지 않는 영역은, 내연 기관(10)에 있어서 노킹이 발생하는 경우가 없는 영역이다.

본 실시 형태에 있어서, ECU(44)는, LT 수온을 제어하기 위해서, 도 4, 도 7 또는 도 8에 도시한 루틴을 실행한다. 이것에 추가하여, ECU(44)는, 본 실시 형태에서는, HT 수온을 제어하기 위해서 도 10에 도시한 루틴을 실행한다. 도 10에 도시한 루틴은, 도 4 등에 도시한 루틴과 마찬가지로 3초 정도의 소정 시간마다 기동된다. 또한, 도 10에 도시한 스텝 중, 도 4 등에 도시한 스텝과 마찬가지의 처리를 행하는 스텝에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명을 생략한다.

도 10에 도시한 스텝에서는, 스텝 100에서 시스템의 정상 판정이 이루어지면, 이어서 LT 시스템(30)이 냉각 한계에 도달하고 있는지가 판별된다(스텝 140). 여기에서는, 구체적으로는, 이하의 판단이 이루어진다.

·LT 시스템(30)이 전술한 「하드웨어상의 냉각 한계」에 도달하고 있는가?

·LT 시스템(30)이 전술한 「안정 연소상의 냉각 한계」에 도달하고 있는 가?

상기한 처리에 의해, LT 시스템(30)이 어느 쪽의 냉각 한계에도 도달하지 않았다고 판별된 경우에는, LT 시스템(30)에 의해 온도 환경을 개선할 여지가 있다고 판단할 수 있다. 이 경우, 신속하게 금회의 루틴이 종료된다. 한편, LT 시스템(30)이 어느 한쪽의 냉각 한계에 도달하였다고 판별된 경우에는, 이어서 HT 수온이 (b)℃를 상회하였는지가 판별된다(스텝 142).

스텝 142에 있어서, HT 수온>(b)℃가 성립되지 않았다고 판단된 경우에는, HT 수온을 내리면, 내연 기관(10)의 연비 특성이 크게 악화되었다고 판단할 수 있다. 이 경우에는, HT 수온을 저하시키지 않도록 하고, 금회의 루틴이 종료된다.

이에 반하여, HT 수온>(b)℃가 성립되는 경우에는, 노킹 억제의 방법으로서, HT 수온의 저하를 병용하는 것이 유리하다고 판단할 수 있다. 이로 인해, 스텝 142의 판정이 긍정된 경우에는, 스텝 104 및 106의 판정을 거쳐서, HT 목표 수온을 저하시키기 위한 처리가 행해진다.

본 실시 형태에서는, LT 목표 수온의 경우와 마찬가지로, HT 목표 수온도, 노킹의 발생 용이에 따라서 저하시키도록 하고 있다. 구체적으로는, ECU(44)는, HT 목표 수온을, KCS 학습값에 기초하여 보정한다(스텝 144 내지 148). 스텝 144 내지 148의 처리는, 「LT」가 「HT」로 치환되고 있는 점을 제외하고, 전술한 스텝 108 내지 112의 처리와 마찬가지이다. 단, 스텝 148에 있어서의 「HT 베이스값」이란, HT 시스템(16)의 통상 목표 온도인 것으로 한다.

이상의 처리에 의하면, HT 목표 수온은, KCS 학습값이 클수록, 즉, 내연 기관(10)이 노킹을 발생시키기 쉬운 상황에 있을수록, HT베이스값에 대하여 낮은 온도로 갱신되기 쉬워진다. HT 시스템(16)은 라디에이터 팬을 제어함으로써 HT 수온을 HT 목표 수온에 일치시킨다. 이로 인해, 상기한 처리에 의하면, 노킹이 발생하기 쉬운 상황일수록, HT 수온은 저온으로 되고, 내연 기관(10)의 온도 환경이 노킹을 발생시키기 어려운 방향으로 변경된다.

도 11은, 상기한 루틴이 반복해서 실행됨으로써 실현되는 내연 기관(10)의 동작의 일례를 설명하기 위한 타이밍차트이다. 도 11에 있어서, 최상단의 「노킹」이란, 2단째의 「점화 크랭크각」의 란, 3단째의 「KCS 학습값」의 란 및 4단째의 「LT 목표 수온」의 란에 나타내는 파형은, 도 5에 도시한 타이밍차트 중의 것과 마찬가지이기 때문에, 그들에 관한 중복되는 설명은 생략한다.

도 11의 최하단은 「HT 목표 수온」의 란을 나타낸다. 이 란에는, 구체적으로는, HT 목표 수온(62)(실선)과, HT 수온(64)(파선)이 도시되어 있다. 도 11에 도시한 예에서는, 시각 t4로부터 시각 t5로의 과정에서 HT 수온(64)이 제1 임계값 (a)℃를 초과하였다. 그 결과, 시각 t5에 있어서, KCS 학습값을 LT 목표 수온에 반영시키는 처리가 개시되고 있다.

도 11에 있어서, HT 수온(64)은, 시각 t5로부터 시각 t6으로의 과정에서 제2 임계값 (b)℃를 초과하였다. 그리고, 시각 t6에는, 노킹의 발생을 받아서 LT 목표 수온이 저온 방향으로 2번째의 보정을 받는다. 여기에서는, 그 2번째의 보정에 의해, LT 시스템(30)이 냉각 한계에 도달한 것으로 한다. 즉, 도 11에 도시한 예에서는, 시각 t6에, LT 시스템(30)이 냉각 한계에 도달하고, 또한 HT 수온이 (b)℃를 상회하는 조건이 성립되어 있는 것으로 한다.

이로 인해, 도 11에 도시한 예에서는, 시각 t6 이후, HT 목표 수온의 저하가 도모되고, 그것에 수반되어 HT 수온이 저하되고 있다. 본 실시 형태에 있어서, HT 목표 수온은, HT 수온이 (b)℃로 내려갈 때까지 저하될 수 있다. 도 11에 도시한 타이밍차트는, HT 목표 수온을 내리는 보정이 최대한 실행되고, 그 결과 HT 수온이 (b)℃까지 저하된 동작을 나타내고 있다.

시각 t7 이후, 노킹의 발생이 계속적으로 확인되지 않는다고 판단되면, 점화 크랭크각이 베이스값(54)을 향해서 진각되고, 또한 KCS 학습값이 서서히 작은 값으로 갱신된다. 그 결과, LT 목표 수온도 HT 목표 수온(62)도, 시각 t7 이후 통상의 설정 온도를 향해서 상승한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 내연 기관(10)은 LT 시스템(30)이 냉각 한계에 도달된 경우에는, HT 수온을 저하시킴으로써 온도 환경의 개선을 더욱 도모할 수 있다. 이로 인해, 본 실시 형태의 시스템에 의하면, 점화 크랭크각의 지각량을, 실시 형태 1 내지 3의 경우에 비하여 더욱 작게 억제할 수 있어, 실시 형태 1 내지 3의 경우에 비하여, 내연 기관(10)의 연비 특성을 더욱 개선할 수 있다.

그런데, 전술한 실시 형태 4에 있어서는, HT 수온이 (b)℃를 초과한 경우에 한해서 HT 목표 수온을 내리도록 하고 있지만, 이 조건은 본 발명에 필수적이지 않다. 점화 크랭크각의 지각에 대하여 HT 수온의 저하가 유리한 경우에는, HT 수온이 (b)℃보다 낮은 상황하에서 HT 목표 온도를 낮추도록 하여도 된다.

또한, 전술한 실시 형태 4에서는, HT 목표 수온을, KCS 학습값에 기초하여 저하시키도록 하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, HT 목표 수온은, KCS 학습값에 관계없이, 예를 들어 일정량만큼 저하시키도록 하여도 된다.

또한, 전술한 실시 형태 4에서는, KCS 학습값을 HT 갱신량에 반영시켜서, 그 HT 갱신량에 기초하여 HT 학습값을 갱신하고, 그 HT 학습값으로 HT 목표 수온을 갱신하도록 하고 있지만, KCS 학습값을 HT 목표 수온에 반영시키는 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, HT 갱신량을 통하지 않고, KCS 학습값을 HT 학습값에 직접 반영시키도록 하여도 된다. 나아가, HT 학습값을 통하지 않고, KCS 학습값을, HT 목표 온도에 직접 반영시키도록 하여도 된다.

또한, 전술한 실시 형태 4에서는, KCS 학습값의 갱신 횟수가 소정값 이상으로 된 경우에만 HT 목표 온도의 보정을 허가하도록 하고 있지만, 이 조건은 본 발명에 있어서 필수적이지 않다. 즉, KCS 학습값의 학습이 개시된 초기의 단계로부터, KCS 학습값에 기초하는 HT 목표 수온의 보정을 행하도록 하여도 된다.

또한, 전술한 실시 형태 4에서는, 도 10에 도시한 루틴을 3초 정도의 소정 시간마다 실행하도록 하고 있지만, 그 갱신의 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 10에 도시한 루틴은, KCS 학습값의 갱신 주기와 같은 주기에 실행하도록 하여 그 결과 얻어진 HT 목표 수온의 소정 시간(3초 정도)에 걸치는 평균을 목표 온도로 하여 HT 시스템(16)에 공급하도록 하여도 된다.

또한, 전술한 실시 형태 4에서는, 상하한을 설정하지 않고 HT 학습값의 갱신을 허용하도록 하고 있다(상기 스텝 146 참조). HT 학습값의 갱신 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 미리 설정한 시간 중에서, 또는 미리 설정한 주행 거리 중에서, HT 학습값에 허용하는 변화량으로 상하한을 설정하도록 하여도 된다. 또한, 이와 같은 종류 상하한은, HT 학습값의 변화량에 부과하는 것이 아니라, 또는 HT 학습값의 변화량에 부과하는 것에 추가하여, HT 목표 수온에 부과하도록 하여도 된다. 이와 같은 제한을 설정함으로써, HT 목표 수온이 부적절하게 저온 방향으로 혹은 고온 방향으로 변화되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태 4에 있어서는, HT 목표 수온이 청구항 9에 있어서의 「목표 온도」에 상당하고 있다. 또한, 제2 임계값 (b)℃가 청구항 10에 있어서의 「판정 온도」에 상당하고 있다.

Claims (11)

1. 내연 기관의 제어 장치에 있어서,
   상기 내연 기관의 노킹 유무에 따라서 KCS 학습값을 계산하여, 상기 노킹이 발생할 때 상기 KCS 학습값이 증가 방향으로 갱신되고, 상기 노킹이 발생하지 않을 때 상기 KCS 학습값을 감소 방향으로 갱신되도록 구성되고, 상기 KCS 학습값에 기초하여 점화 크랭크각을 계산하도록 구성되며, 상기 노킹의 발생에 따라서 상기 점화 크랭크각을 지각한 점화 크랭크각에 있어서 상기 내연 기관의 점화 플러그를 점화하도록 구성되는 노크 컨트롤 시스템과,
   상기 내연 기관을 냉각하도록 구성되는 냉각 시스템과,
   상기 냉각 시스템에 냉각 파라미터의 목표값에 따른 명령값을 공급하여, 상기 냉각 시스템이 상기 명령값에 따른 상기 내연 기관의 냉각을 행하도록 구성되고, 상기 KCS 학습값에 기초하여 상기 명령값을 보정하여, 상기 명령값을 보정하는 보정량은, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 시스템의 냉각 능력이 높아지는 방향으로의 보정량이 커지게 되도록 구성된 전자 제어 유닛을 포함하고,
   상기 내연 기관은, 상기 내연 기관의 실린더 블록을 냉각하는 제1 냉각 시스템과, 상기 제1 냉각 시스템과 비교해서 흡기 포트의 주변을 냉각하는 제2 냉각 시스템을 구비하고,
   상기 제1 냉각 시스템과 상기 제2 냉각 시스템은, 서로 독립된 냉각 매체 유로를 구비하고,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 제2 냉각 시스템에 상기 명령값을 공급하도록 구성되고,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 제1 냉각 시스템에 목표 온도를 공급하도록 구성되며,
   상기 제1 냉각 시스템은, 상기 제1 냉각 시스템의 상기 목표 온도가 실현되도록 상기 제1 냉각 시스템의 냉각 매체를 제어하도록 구성되며,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 제2 냉각 시스템이 냉각의 한계에 있는 경우에, 상기 제1 냉각 시스템의 상기 목표 온도를 저하시키도록 구성되는, 내연 기관의 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 노킹의 유무에 따른 상기 KCS 학습값의 갱신 횟수가 소정값에 만족하지 못하는 경우에는 상기 명령값의 보정을 행하지 않고, 상기 갱신 횟수가 소정값 이상인 경우에 상기 명령값의 보정을 행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 KCS 학습값에 기초하여 냉각 파라미터 학습값을 갱신하여, 상기 냉각 파라미터 학습값을 갱신하는 갱신량은, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 능력이 높아지는 방향으로의 갱신량이 커지게 되도록 구성되고, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 냉각 파라미터의 베이스값과 상기 냉각 파라미터 학습값에 기초하여 상기 목표값을 결정하도록 구성되는, 내연 기관의 제어 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 KCS 학습값에 기초하여 상기 냉각 파라미터 학습값의 상기 갱신량을 계산해서, 상기 냉각 파라미터 학습값을 상기 갱신량으로 갱신하여, 상기 갱신량은, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 시스템의 냉각 능력이 높아지는 방향으로의 갱신량이 커지게 되도록 구성되는, 내연 기관의 제어 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 노크 컨트롤 시스템은, 상기 내연 기관의 복수의 운전 영역마다 상기 KCS 학습값을 계산하도록 구성되며,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 운전 영역마다의 상기 KCS 학습값에 기초하여 상기 운전 영역마다의 상기 냉각 파라미터 학습값을 갱신하기 위한 상기 운전 영역마다의 갱신 규칙을 기억하도록 구성되며, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 운전 영역마다의 상기 갱신 규칙에 따라서 개개의 운전 영역에서의 상기 냉각 파라미터 학습값을 갱신하도록 구성되는, 내연 기관의 제어 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 냉각 파라미터는 냉각 매체 온도이며,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 냉각 매체 온도의 목표값을 상기 명령값으로서 상기 냉각 시스템에 공급하여, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 냉각 매체 온도의 상기 목표값의 저온 방향으로의 보정량이 커지게 되도록 구성되고,
   상기 냉각 시스템은, 상기 냉각 매체 온도의 목표값이 실현되도록 상기 냉각 시스템의 냉각 매체를 제어하도록 구성되는, 내연 기관의 제어 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 냉각 시스템은, 냉각 매체의 토출량을 가변으로 하는 전동 워터 펌프를 구비하고,
   상기 냉각 파라미터는 상기 전동 워터 펌프의 토출량이며,
   상기 전자 제어 유닛은, 상기 토출량의 목표값을 상기 명령값으로서 상기 냉각 시스템에 공급하여, 상기 KCS 학습값이 클수록 상기 토출량의 상기 목표값의 증량 방향으로의 보정량이 커지게 되도록 구성되는, 내연 기관의 제어 장치.
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10. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 제1 냉각 시스템의 냉매 온도가 판정 온도를 초과하고 있는 경우에 한하여, 상기 제1 냉각 시스템의 상기 목표 온도의 저하를 허가하도록 구성되는, 내연 기관의 제어 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 제1 냉각 시스템의 상기 목표 온도를 상기 KCS 학습값에 기초하여 저하시키도록 구성되는, 내연 기관의 제어 장치.

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