(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転速度と負荷とに基づき算出される基本点火時期を機関パラメータに基づき補正しつつ同機関の点火時期を運転状態に応じて制御する内燃機関の点火時期制御装置において、
前記機関パラメータに基づく点火時期の補正項を、同機関の回転速度及び負荷に応じて定まる内燃機関の出力トルク及び燃料消費率が最良となる最適の点火時期である第１の点火時期に対する補正項と、同機関のノッキングの発生を抑制し得る限界の点火時期である第２の点火時期に対する補正項とで各別に求め、
前記第１の点火時期と前記第２の点火時期とは、それぞれその基本値が前記機関の回転速度と負荷とに基づき各別に算出されるとともに、前記各別に求めた補正項に基づきそれら基本値が各別に補正されて前記第１及び第２の点火時期が算出され、それら算出された第１及び第２の点火時期のうち、より遅角側の値に基づいて前記制御すべき点火時期の基本値が決定され、
前記機関のノッキング発生状況に基づいて前記第２の点火時期に対する適正値が学習されるとともに、同第２の点火時期から一定の値だけ遅角させた値として制御限界となる遅角値が求められ、前記学習値は、該求められた限界遅角値からの進角量として前記制御すべき点火時期に反映される
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】
前記第１及び第２の点火時期のうちのより遅角側の値と前記限界遅角値との差分として限界遅角量が求められるとともに、この求められた限界遅角量を前記学習値及び前記機関のノッキング発生状況を示す値で補正した量として同機関のノッキング発生を抑制するための遅角反映量が求められ、前記第１及び第２の点火時期のうちのより遅角側の値をこの遅角反映量によって遅角補正した値として前記制御すべき点火時期が決定される
請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、可変バルブタイミング機構によってその機関バルブのバルブオーバーラップ期間が可変制御されるものであり、前記各別に補正項の求められる機関パラメータが、この可変制御されるバルブオーバーラップ期間である
請求項１又は２記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項４】
前記各別に補正項の求められる機関パラメータが、前記機関の燃焼室に導入される吸気の温度である
請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項５】
前記各別に補正項の求められる機関パラメータが、前記機関の冷却水の温度である
請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項６】
前記第２の点火時期を補正するための機関パラメータとして、前記機関の運転状態に応じて増量補正される燃料量を併せ用いる
請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態に応じて点火時期を制御する内燃機関の点火時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、内燃機関の点火時期を変更することで、同機関の出力トルクやノッキングの発生状態等が変化する。また、内燃機関の最適な点火時期は、例えば機関回転速度や、機関負荷、機関バルブの開閉弁タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）の制御位置等といった同機関の運転状態によって変化する。
【０００３】
そして従来、こうした内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御装置では通常、同点火時期を、例えば次のようにして算出している。すなわち、先ず機関回転速度及び機関負荷に基づくマップ演算によって基本点火時期を算出し、更にこの算出した基本点火時期を上記ＶＶＴ機構の制御位置等により補正することで内燃機関の運転状態に適した点火時期を求める。また通常、このように算出される点火時期は、ノッキングの発生が抑制される条件の下で、内燃機関の出力トルク及び燃料消費率が最良となる点火時期（ＭＢＴ：Minimum advance for the Best Torque ）に最も近い時期が選ばれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば上記ＶＶＴ機構の制御位置が変化した場合において、その変化に伴う点火時期補正の影響は、上記ＭＢＴへの影響とノッキングの発生状態への影響とでそれぞれ異なったものとなる。
【０００５】
具体的には、ＶＶＴ機構の制御位置の変化に伴って内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの両機関バルブがともに開弁している期間（バルブオーバラップ期間）が設定若しくは拡大されるようになると、同機関の燃焼室内で排気ガスの再循環（内部ＥＧＲ）が生じるようになる。このとき、不活性ガスとしてのＥＧＲガスが燃焼室内に導入された分だけ、同燃焼室内における混合気の燃焼速度が低下するために、上記ＭＢＴとしてはより進角側の時期になる。その一方、こうしてバルブオーバラップ期間が設定若しくは拡大されるときには、上記燃焼室内部にＥＧＲガスが導入される分だけ同燃焼室内の吸気の温度が上昇することともなり、ノッキングが生じ易くなる。そして、こうしたノッキングの発生を抑制するためには、点火時期を逆に遅角側に設定する必要が生じる。
【０００６】
しかし、上記従来の点火時期制御装置では、このような実情を明確に意図した制御は行われていないため、上述した基本点火時期の補正に際しても、結局はより影響の大きい側の制御、すなわちノッキング発生の抑制を意図した、同点火時期を遅角側に修正する補正を行わざるを得なかった。このため、場合によっては点火時期が過度に遅角側の時期に設定されることともなり、ひいては内燃機関としての出力トルクの低下を招くことともなっている。
【０００７】
なお、上述したＶＶＴ機構の制御位置に基づく点火時期補正に限らず、吸気温度や冷却水温、燃料増量等に基づく点火時期補正にあっても、ＭＢＴとノッキング発生の抑制との相異なった要求に対するこうした実情は概ね共通したものとなっている。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の各種運転状態に応じてより望ましい点火時期を設定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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に記載の発明は、内燃機関の回転速度と負荷とに基づき算出される基本点火時期を機関パラメータに基づき補正しつつ同機関の点火時期を運転状態に応じて制御する内燃機関の点火時期制御装置において、前記機関パラメータに基づく点火時期の補正項を、同機関の回転速度及び負荷に応じて定まる内燃機関の出力トルク及び燃料消費率が最良となる最適の点火時期である第１の点火時期に対する補正項と、同機関のノッキングの発生を抑制し得る限界の点火時期である第２の点火時期に対する補正項とで各別に求め、前記第１の点火時期と前記第２の点火時期とは、それぞれその基本値が前記機関の回転速度と負荷とに基づき各別に算出されるとともに、前記各別に求めた補正項に基づきそれら基本値が各別に補正されて前記第１及び第２の点火時期が算出され、それら算出された第１及び第２の点火時期のうち、より遅角側の値に基づいて前記制御すべき点火時期の基本値が決定され、前記機関のノッキング発生状況に基づいて前記第２の点火時期に対する適正値が学習されるとともに、同第２の点火時期から一定の値だけ遅角させた値として制御限界となる遅角値が求められ、前記学習値は、該求められた限界遅角値からの進角量として前記制御すべき点火時期に反映されることをその要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、各別に求められた第１の点火時期に対する補正項と第２の点火時期に対する補正項とを、機関パラメータの変化が第１及び第２の点火時期それぞれに与える影響に応じたかたちで制御すべき点火時期に反映させることが可能になる。これにより、機関パラメータの変化に伴い第１の点火時期と第２の点火時期とで相異なる補正要求がなされる場合であっても、それら補正要求それぞれに応じたかたちで上記制御すべき点火時期を補正することができるようになる。従って、内燃機関の各種運転状態に応じてより望ましい点火時期を設定することができるようになる。
【００１２】
さらに上記構成によれば、内燃機関の回転速度と負荷とに基づく基本値の算出、及び上記各別に求められる補正項に基づく同基本値の補正が各別に実行された上で、第１及び第２の点火時期がそれぞれ算出される。これにより、上記相異なる補正要求を、これら第１及び第２の点火時期に対して的確に反映させることができるようになる。しかも、こうして算出された第１及び第２の点火時期のうち、より遅角側の値に基づいて上記制御すべき点火時期の基本値を算出するようにしたために、この基本値として、ノッキングの発生が抑制される条件の下で、最適な点火時期に最も近い時期を算出する上での好適な値を決定することができるようになる。
【００１４】
前述した従来の点火時期制御装置では通常、ノッキング発生状況に基づく点火時期の学習制御に際し、その反映量が前記基本点火時期からの変位量として求められる。そして、この装置における実際の点火時期は、上記基本点火時期が機関パラメータの変化に基づき補正されることにより決定される。このため、機関パラメータが変化すると、その変化を学習することによって上記反映量が変化するようになり、これが上記学習制御の応答性を低下させる一因となっていた。この点、上記構成によれば、こうした学習制御に際し、その反映量がいわゆるノック点火時期である上記第２の点火時期からの変位量として求められるようになる。従って、学習制御における機関パラメータの影響を極力排除することができるようになり、同学習制御の応答性を向上させることができるようになる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記第１及び第２の点火時期のうちのより遅角側の値と前記限界遅角値との差分として限界遅角量が求められるとともに、この求められた限界遅角量を前記学習値及び前記機関のノッキング発生状況を示す値で補正した量として同機関のノッキング発生を抑制するための遅角反映量が求められ、前記第１及び第２の点火時期のうちのより遅角側の値をこの遅角反映量によって遅角補正した値として前記制御すべき点火時期が決定されることをその要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、第１及び第２の点火時期のうち、より遅角側の値に基づいて上記制御すべき点火時期の基本値が予め決定される場合であっても、内燃機関のノッキング発生を抑制するための同基本値に対する遅角反映量を第１の点火時期、第２の点火時期及び限界遅角値に基づいて求めることができるようになる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記内燃機関は、可変バルブタイミング機構によってその機関バルブのバルブオーバーラップ期間が可変制御されるものであり、前記各別に補正項の求められる機関パラメータが、この可変制御されるバルブオーバーラップ期間であることをその要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、例えば前記ＭＢＴとノッキングの発生状態とに対する影響が相異なるバルブオーバラップ期間の変化に応じたかたちで、制御すべき点火時期としてより望ましい点火時期を設定することができるようになる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記各別に補正項の求められる機関パラメータが、前記機関の燃焼室に導入される吸気の温度であることをその要旨とする。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記各別に補正項の求められる機関パラメータが、前記機関の冷却水の温度であることをその要旨とする。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置において、前記第２の点火時期を補正するための機関パラメータとして、前記機関の運転状態に応じて増量補正される燃料量を併せ用いることをその要旨とする。
【００２２】
内燃機関の燃焼室に導入される吸気の温度や同機関の冷却水の温度が変化する場合、若しくは同機関の運転状態に応じて燃料量が増量補正される場合にあっても、その変化若しくは増量補正実行に伴う点火時期補正の影響が、上記ＭＢＴへの影響とノッキング発生状態への影響とでそれぞれ異なったものとなる。この点、上記請求項４〜６に記載の発明の構成によれば、上記機関パラメータとして、こうした吸気の温度や、冷却水の温度、若しくは増量補正される燃料量を適用することで、その変化に応じたかたちで、制御すべき点火時期としてより望ましい点火時期を設定することができるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる内燃機関の点火時期制御装置の一実施の形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する
はじめに、図１を参照して同実施の形態にかかる点火時期制御装置が適用される内燃機関、並びにその周辺装置の概略構成について説明する。
【００２４】
同図１に示されるように、内燃機関１は、シリンダボア２を有するシリンダブロック１ａと、シリンダヘッド１ｂとを備えている。シリンダボア２内に上下動可能に設けられたピストン３は、コンロッド３ａを介して内燃機関１の出力軸であるクランクシャフト１０に連結されている。そして、シリンダボア２の内部において、ピストン３とシリンダヘッド１ｂとにより囲まれた空間によって燃焼室４が区画形成されている。
【００２５】
上記シリンダヘッド１ｂには、燃焼室４に対応して点火プラグ１１が設けられている。また、このシリンダヘッド１ｂには、燃焼室４に通じる吸気ポート５ａ及び排気ポート６ａがそれぞれ設けられ、これら吸気ポート５ａ及び排気ポート６ａには、吸気通路５及び排気通路６がそれぞれ接続されている。吸気ポート５ａ及び排気ポート６ａの燃焼室４に通じる各開口端には、吸気バルブ７及び排気バルブ８がそれぞれ設けられている。吸気バルブ７及び排気バルブ８は、クランクシャフト１０の動力によってそれぞれ回転する吸気及び排気カムシャフト３１及び３２によって開閉される。クランクシャフト１０の動力はタイミングベルト３５及び各タイミングプーリー３３，３４を介して上記吸気及び排気カムシャフト３１及び３２に伝達されている。
【００２６】
ここで、この実施の形態では、吸気カムシャフト３１のクランクシャフト１０に対する相対回転位相を可変にする構造がとられ、吸気バルブ７の開閉するタイミングを内燃機関１の回転速度及び負荷に応じて可変とすることで、幅広い回転域で内燃機関１のトルク特性を改善できるようにしている。具体的には、吸気カムシャフト３１とカムタイミングプーリー３３との間に、油圧により吸気カムシャフト３１のクランクシャフト１０に対する相対角を連続的に変化させるための可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）５０を設けることにより、吸気バルブ７を開閉するタイミングを連続的に変更可能としている。
【００２７】
また、上記吸気ポート５ａの近傍には、燃料噴射用のインジェクタ９が備えられている。このインジェクタ９には図示しない燃料供給系を介して所定圧力の燃料が供給されている。
【００２８】
内燃機関１の運転が開始され、吸気通路５内への吸入空気の導入とともにインジェクタ９から燃料が噴射されることにより、それら吸入空気と燃料とが混合されて混合気となる。そして、内燃機関１の吸入行程において、吸気バルブ７により吸気ポート５ａが開かれることにより混合気が吸気ポート５ａを通じて燃焼室４内に導入される。その後、燃焼室４に導入された混合気が点火プラグ１１によって点火されて同混合気が爆発・燃焼することにより、内燃機関１に駆動力が付与される。燃焼後の排気ガスは、排気バルブ８により排気ポート６ａが開かれることによって排気通路６に排出される。なお、上記点火プラグ１１による点火動作は、イグナイタ１３から点火プラグ１１に印可される高電圧の印加タイミングに応じて実行される。
【００２９】
また、吸気通路５にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６の上流側には、アクセルペダル２１の操作に応じて開閉駆動されるスロットルバルブ１８が設けられている。スロットルバルブ１８の開度に応じて吸気通路５へ導入される吸入空気量が調整される。
【００３０】
内燃機関１には、その運転状態を検出するセンサとして、上記クランクシャフト１０の回転位相（クランク角）及びその回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ６１や、同内燃機関１の振動発生状態を通じてノッキングの発生を検出するためのノックセンサ６２、冷却水の温度ＴＨＷを検出するための水温センサ６３、吸気量Ｇａを検出するためのエアフローメータ６４、吸気の温度ＴＨＡを検出するための吸気温センサ６５、上記吸気カムシャフト３１のクランクシャフト１０に対する相対回転位相、すなわち上記ＶＶＴ機構５０の制御位置を検出するためのＶＶＴセンサ６６等が設けられている。
【００３１】
また、この装置には、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置（ＥＣＵ）６０が設けられており、このＥＣＵ６０には、上記各センサ６１〜６６の出力信号がそれぞれ取り込まれている。そして、ＥＣＵ６０は、これら各信号に基づいて各種の演算を行なうとともに、その演算結果に基づいてインジェクタ９の駆動制御を通じた燃料噴射量制御や、イグナイタ１３の駆動制御を通じた点火時期制御、上記ＶＶＴ機構５０の駆動制御等、内燃機関１にかかる各種制御を実行する。なお、この装置では、上記混合気の空燃比が、上記燃料噴射量制御を通じて、基本的に理論空燃比（空気／燃料＝１４．７）になるように制御されている。
【００３２】
本実施の形態の点火時期制御装置は、内燃機関１の回転速度ＮＥ及び負荷に応じて定まる最適の点火時期（前記ＭＢＴ、本実施の形態ではＭＢＴ点火時期という）及びノッキングの発生を抑制し得る限界の点火時期（ノック点火時期）について、それらの基本値（ＭＢＴ基本値及びノック基本値）を各別に算出する。これとともに、同装置は、上記ＶＶＴ機構５０の制御位置や、吸気の温度ＴＨＡ、冷却水の温度ＴＨＷ、内燃機関１の運転状態に応じて増量補正される燃料量といった各機関パラメータの変化に基づく補正項を、上記ＭＢＴ基本値及びノック基本値に対して各別に算出する。
【００３３】
そして、同装置は、これら補正項に基づいて上記ＭＢＴ基本値及びノック基本値を各別に補正することで上記ＭＢＴ点火時期及びノック点火時期を算出し、更にはこれら両点火時期に基づいて前記制御すべき点火時期（要求点火時期）の基本値（制御基本値）を算出する。これにより、上記各機関パラメータの変化による点火時期への影響を上記要求点火時期に反映させるようにしている。
【００３４】
以下、こうした点火時期制御にかかる処理の詳細について、図２〜図５を参照して説明する。
ここでは先ず、図２を参照して、上記各補正項を算出する処理について詳細に説明する。なお、この処理は、所定周期毎（例えば、クランク角毎）の割り込み処理として上記ＥＣＵ６０により実行される。
【００３５】
同図２に示すように、この処理では先ず、上記ＭＢＴ点火時期に対する各補正項が以下（イ）〜（ハ）に記載するようにそれぞれ算出される（ステップＳ１００）。
（イ）「補正項ＶＶＴｍ」：前述したように、前記バルブオーバラップ期間が設定若しくは拡大されると、ＭＢＴ点火時期は進角側の時期になる。このため、ＶＶＴ機構５０の制御位置に基づいてバルブオーバラップ期間を判断し、同オーバラップ期間が拡大されるほどＭＢＴ点火時期を進角側の時期に補正する補正項ＶＶＴｋを算出する。
（ロ）「補正項ｔｈａｍ」：吸気温ＴＨＡが高くなると、燃焼室４内における混合気の燃焼速度が速くなり、その結果ＭＢＴ点火時期は遅角側の時期になる。このため、吸気温ＴＨＡが高くなるほどＭＢＴ点火時期を遅角側の時期に補正する補正項ＶＶＴｋを算出する。
（ハ）「補正項ｔｈｗｍ」：冷却水温ＴＨＷが低いときには燃料の霧化が促進され難いために、混合気の燃焼状態が悪化して燃焼速度が遅くなる。その結果、ＭＢＴ点火時期は進角側の時期になる。このため、冷却水温ＴＨＷが低いときにおいてＭＢＴ点火時期を進角側の時期に補正する補正項ＶＶＴｋを算出する。
【００３６】
こうしてＭＢＴ点火時期に対する各補正項が算出された後、上記ノック点火時期に対する各補正項が以下（ニ）〜（ト）に記載するようにそれぞれ算出される（ステップＳ１０１）。
（ニ）「補正項ＶＶＴｋ」：前述したように、上記バルブオーバラップ期間が設定若しくは拡大されると、ノック点火時期は遅角側の時期になる。このため、このオーバラップ期間が拡大されるほどノック点火時期を遅角側に補正する補正項ＶＶＴｋを算出する。
（ホ）「補正項ｔｈａｋ」：吸気温ＴＨＡが高くなると、燃焼温度も高くなるために、ノック点火時期は遅角側の時期になる。このため、吸気温ＴＨＡが高くなるほどノック点火時期を遅角側の時期に補正する補正項ＶＶＴｋを算出する。ただし、この補正項ＶＶＴｋによる補正量は、上記補正項ＶＶＴｍによる補正量よりも大きく設定される。
（へ）「補正項ｔｈｗｋ」：冷却水温ＴＨＷが低いとき、すなわち機関温度が低いときにはノッキングが発生し難いために、ノック点火時期は進角側の時期になる。このため、冷却水温ＴＨＷが低いほどノック点火時期を進角側の時期に補正する補正項ＶＶＴｋを算出する。
（ト）「補正項Ｑｋ」：例えば、混合気の空燃比が上記理論空燃比に設定される装置にあって、排気ガスの温度低下や加速性能向上等といった観点から燃料量が一時的に増量補正されるときには、燃焼温が低下する傾向がある。これにより、ノック点火時期は進角側の時期になる。このため、このように、燃料量が増量されているときにおいてノック点火時期を進角側の時期に補正する補正項Ｑｋを算出する。
【００３７】
こうしてノック点火時期に対する各補正項が算出された後、本処理が一旦終了される。
次に、図３を参照して、上記制御基本値を算出する処理について詳細に説明する。なお、この処理も、所定周期毎（例えば、クランク角毎）の割り込み処理として上記ＥＣＵ６０により実行される。
【００３８】
同図３に示すように、この処理では先ず、機関回転速度ＮＥと吸気量Ｇａとに基づいて機関負荷ｆｌ（＝Ｇａ／ＮＥ）が算出されるとともに、この機関負荷ｆｌ及び機関回転速度ＮＥに基づいてマップから上記ＭＢＴ基本値Ａｍｂが算出される（ステップＳ２００）。なお、上記マップは、これら機関負荷ｆｌと機関回転速度ＮＥとの関係に基づいてＭＢＴ基本値Ａｍｂを算出するためのマップであり、予めＥＣＵ６０に記憶されている。
【００３９】
その後、ＭＢＴ点火時期Ａｍが、
Ａｍ  ＝  Ａｍｂ＋ＶＶＴｍ＋ｔｈａｍ＋ｔｈｗｍ
といったように、上記ＭＢＴ基本値Ａｍｂを各補正項ＶＶＴｍ，ｔｈａｍ，ｔｈｗｍによって補正することにより算出される（ステップＳ２０１）。
【００４０】
そしてその後、上記機関負荷ｆｌ及び機関回転速度ＮＥに基づいてマップから上記ノック基本値Ａｋｂが算出される（ステップＳ２０２）。なお、上記マップは、これら機関負荷ｆｌと機関回転速度ＮＥとの関係に基づいてノック基本値Ａｋｂを算出するためのマップであり、このマップも予めＥＣＵ６０に記憶されている。
【００４１】
その後、ノック点火時期Ａｋが、
Ａｋ  ＝  Ａｋｂ＋ＶＶＴｋ＋ｔｈａｋ＋ｔｈｗｋ＋Ｑｋ
といったように、上記ノック基本値Ａｋｂを各補正項ＶＶＴｋ，ｔｈａｋ，ｔｈｗｋ，Ｑｋによって補正することにより算出される（ステップＳ２０３）。
【００４２】
その後、これら算出されたＭＢＴ点火時期Ａｍ及びノック点火時期Ａｋのうち遅角側の時期が選択されるとともに、選択された時期が上記制御基本値Ａｂｓｅｆに設定された後（ステップＳ２０４）、本処理が一旦終了される。
【００４３】
次に、図４〜図６を参照して、上記要求点火時期を算出する処理について詳細に説明する。なお、この処理も、所定周期毎（例えば、クランク角毎）の割り込み処理として上記ＥＣＵ６０により実行される。また、図４及び図５には、要求点火時期を算出する処理の処理手順を示し、図６には、要求点火時期の算出態様の一例を上記処理の理解を容易にするために示している。
【００４４】
図４に示すように、この処理では先ず、機関回転速度ＮＥや車速、アクセルペダル２１の踏み込み量等といった車両（図示略）の運転状態に基づいて、同車両がアイドル運転状態にあるか否かが判断される（ステップＳ３０１）。
【００４５】
そして、車両がアイドル運転状態ではないと判断される場合には（ステップＳ３０１：ＮＯ）、上記基本点火時期Ａｂｓｅが制御基本値Ａｂｓｅｆに設定される（ステップＳ３０２）。一方、車両がアイドル運転状態にあると判断される場合には（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、基本点火時期Ａｂｓｅが上述した処理とは別の処理において算出されたアイドル基本値Ａｂｓｅｉに設定される（ステップＳ３０３）。なお、このアイドル基本値Ａｂｓｅｉについても、上記制御基本値Ａｂｓｅｆの設定態様に準じたかたちで、アイドル運転状態に適したＭＢＴ点火時期及びノック点火時期がそれぞれ算出された上で予め設定されている。
【００４６】
そしてその後、以下の処理（ステップＳ３０４〜Ｓ３１７）を通じて、こうして設定された基本点火時期Ａｂｓｅがノッキングの発生状況に基づいて学習される反映量によって遅角補正されることにより、上記要求点火時期が算出される。
【００４７】
すなわち先ず、上記ノックセンサ６２の検出信号を通じてノッキングが発生しているか否かが判断される（ステップＳ３０４）。そして、ノッキングが発生していると判断される場合には（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、ノック制御量ＡＫＣＳ（図６参照）が所定値Ａ１（例えば、０．４°ＣＡ）だけ加算・更新される。なお、「°ＣＡ」はクランク角を表わしている。一方、ノッキングが発生していないと判断される場合には（ステップＳ３０４：ＮＯ）、ノック制御量ＡＫＣＳが所定値Ａ２（例えば、０．０１°ＣＡ）だけ減算・更新される。
【００４８】
このノック制御量ＡＫＣＳは、現在の内燃機関１のノッキング発生状況に応じてその大きさが変化する量となる。具体的には、このノック制御量ＡＫＣＳは、内燃機関１にノッキングが生じているときには要求点火時期を遅角側の時期に設定し、これとは逆に、ノッキングが生じていないときには要求点火時期を進角側の時期に設定するといったように、そのときどきのノッキングの発生状況に応じて点火時期を制御するための量である。
【００４９】
こうしてノック制御量ＡＫＣＳが更新された後、このノック制御量ＡＫＣＳが所定値Ａ３（例えば、２．５°ＣＡ）よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ３０７）。そして、所定値Ａ３よりも大きいと判断される場合には（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、ノック学習量ＡＧＫＮＫ（図６参照）が所定値Ａ５（例えば、０．５°ＣＡ）だけ減算・更新される（ステップＳ３０８）。
【００５０】
一方、ノック制御量ＡＫＣＳが所定値Ａ３以下であると判断される場合には（ステップＳ３０７：ＮＯ）、更に同ノック制御量ＡＫＣＳが所定値Ａ４（例えば、０．５°ＣＡ）よりも小さいか否かが判定される（ステップＳ３０９）。そして、所定値Ａ４よりも小さいと判断される場合には（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、ノック学習量ＡＧＫＮＫが所定値Ａ６（例えば、０．５°ＣＡ）だけ加算・更新される（ステップＳ３１０）。
【００５１】
他方、ノック制御量ＡＫＣＳが所定値Ａ３以下であって、且つ所定値Ａ４以上であると判断される場合には（ステップＳ３０７：ＮＯ、及びステップＳ３０９：ＮＯ）、ノック学習量ＡＧＫＮＫを更新することなく次の処理に移行する。
【００５２】
このノック学習量ＡＧＫＮＫはノックキングが頻繁に発生する傾向がある場合には相対的に小さく設定され、逆にノッキングの発生回数が少ない場合には相対的に大きく設定される。従って、このノック学習量ＡＧＫＮＫは、内燃機関１の特性のバラツキやその経時変化といったノッキングの発生に対して定常的な影響を及ぼす要因が反映された値となる。具体的には、このノック学習量ＡＧＫＮＫが小さいほど要求点火時期が遅角側の時期に設定されるようになる。
【００５３】
そしてその後、上記ノッキング発生状況に基づいて学習される反映量についての制御限界となる限界遅角値Ａｋｍｆ（図６参照）が、ノック点火時期Ａｋから所定値Ａ７（例えば、１５°ＣＡ）だけ遅角させた時期として求められる（図５：ステップＳ３１１）。
【００５４】
その後、この限界遅角値Ａｋｍｆと上記基本点火時期Ａｂｓｅとが等しいか否か、若しくは同限界遅角値Ａｋｍｆが基本点火時期Ａｂｓｅよりも進角側にあるか否かが判断される（ステップＳ３１２）。そして、限界遅角値Ａｋｍｆと上記基本点火時期Ａｂｓｅとが等しい、若しくは同限界遅角値Ａｋｍｆが基本点火時期Ａｂｓｅよりも進角側にあると判断される場合には（ステップＳ３１２：ＹＥＳ）、そもそもノッキングの発生状況に基づく遅角補正を行なう必要がないとして、要求点火時期Ａｃａｌが基本点火時期Ａｂｓｅに設定される（ステップＳ３１３）。
【００５５】
一方、限界遅角値Ａｋｍｆが基本点火時期Ａｂｓｅよりも遅角側にあると判断される場合には（ステップＳ３１２：ＮＯ）、ノッキングの発生状況に基づく反映量の算出が実行される。
【００５６】
すなわち先ず、限界遅角量Ａｋｍａｘが、
Ａｋｍａｘ  ←  Ａｂｓｅ−Ａｋｍｆ
といった態様で、すなわち基本点火時期Ａｂｓｅと限界遅角値Ａｋｍｆとの差分として算出される（ステップＳ３１４）。
【００５７】
そしてその後、こうして算出される限界遅角量Ａｋｍａｘ、上記ノック学習量ＡＧＫＮＫ及びノック制御量ＡＫＣＳに基づいて、上記反映量となるノック遅角反映量ＡＫＮＫが、
ＡＫＮＫ＝Ａｋｍａｘ−ＡＧＫＮＫ＋ＡＫＣＳ
といった態様で、すなわち上記限界遅角量Ａｋｍａｘをノック学習量ＡＧＫＮＫ及びノック制御量ＡＫＣＳで補正した量として算出される（ステップＳ３１５）。
【００５８】
そして、このノック遅角反映量ＡＫＮＫが「０°ＣＡ」以下であるか否かが判断され（ステップＳ３１６）、「０°ＣＡ」よりも大きいと判断される場合には（ステップＳ３１６：ＮＯ）、要求点火時期Ａｃａｌが、
Ａｃａｌ＝Ａｂｓｅ−ＡＫＮＫ
といった態様で、上記ノック遅角反映量ＡＫＮＫに基づき遅角補正されることにより設定される（ステップＳ３１７）。
【００５９】
一方、ノック遅角反映量ＡＫＮＫが「０°ＣＡ」以下であると判断される場合には（ステップＳ３１６：ＹＥＳ）、要求点火時期Ａｃａｌを基本点火時期Ａｂｓｅよりも進角側に設定する必要はないとして、要求点火時期Ａｃａｌが基本点火時期Ａｂｓｅに設定される（ステップＳ３１３）。
【００６０】
このように要求点火時期Ａｃａｌが設定された後（ステップＳ３１３若しくはステップＳ３１７）、本処理が一旦終了される。なお、実際の制御においては、こうして決定される要求点火時期Ａｃａｌと、例えばフューエルカット終了直後の燃料噴射再開に伴うショックを低減するための点火時期制御や加速ショックを低減するための点火時期制御等といった過渡制御時において決定される各種点火時期とが比較され、それら点火時期のうちで、最も遅角側の時期が選択されて反映点火時期ＡＯＰが決定される。
【００６１】
そして、上記ＥＣＵ６０は、上述した一連の処理とは別の処理において、点火プラグ２２による点火時期がこの反映点火時期ＡＯＰと一致するようにイグナイタ１３の駆動を制御する。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）ＶＶＴ機構５０の制御位置や、吸気の温度ＴＨＡ、冷却水の温度ＴＨＷ、内燃機関１の運転状態に応じて増量補正される燃料量といった各機関パラメータの変化に基づく補正項を、ＭＢＴ基本値Ａｍｂ及びノック基本値Ａｋｂに対して各別に算出するようにした。このため、これら各別に求められた補正項を、各機関パラメータの変化がＭＢＴ点火時期Ａｍ及びノック点火時期Ａｋそれぞれに与える影響に応じたかたちで要求点火時期Ａｃａｌに反映させることが可能になる。すなわち、各機関パラメータの変化に伴いＭＢＴ点火時期Ａｍとノック点火時期Ａｋとで相異なる補正要求がなされる場合であっても、それら補正要求それぞれに応じたかたちで要求点火時期Ａｃａｌを補正することができるようになり、これにより、内燃機関の各種運転状態に応じてより望ましい点火時期を設定することができるようになる。
【００６３】
（２）ＭＢＴ基本値Ａｍｂ及びノック基本値Ａｋｂを各別に算出するとともに、各機関パラメータの変化に基づく補正項によりＭＢＴ基本値Ａｍｂ及びノック基本値Ａｋｂを各別に補正することでＭＢＴ点火時期Ａｍ及びノック点火時期Ａｋを算出するようにした。このため、ＭＢＴ基本値Ａｍｂ及びノック基本値Ａｋｂに対して各別に算出される各機関パラメータの変化に基づく補正項を、これらＭＢＴ基本値Ａｍｂ及びノック基本値Ａｋｂに対して的確に反映させることができるようになる。しかも、こうして算出されるＭＢＴ点火時期Ａｍ及びノック点火時期Ａｋのうち、より遅角側の時期を制御基本値Ａｂｓｅｆとして設定するようにしたために、この制御基本値Ａｂｓｅｆとして、ノッキングの発生が抑制される条件の下で、最適な点火時期に最も近い時期を算出する上での好適な時期を設定することができるようになる。
【００６４】
（３）各補正項ＶＶＴｋ，ｔｈａｋ，ｔｈｗｋ，Ｑｋが反映されたノック点火時期Ａｋから所定値Ａ７だけ遅角させた時期として限界遅角値Ａｋｍｆを求めた上で、ノッキング発生状況に基づいて逐次更新されているノック学習量ＡＧＫＮＫを同限界遅角値Ａｋｍｆからの進角量として要求点火時期Ａｃａｌに反映させるようにした。これにより、要求点火時期Ａｃａｌを算出する処理における機関パラメータの影響を極力排除することができるようになり、同処理の応答性を向上させることができるようになる。
【００６５】
（４）基本点火時期Ａｂｓｅと限界遅角値Ａｋｍｆとの差分として限界遅角量Ａｋｍａｘを求めるとともに同限界遅角量Ａｋｍａｘをノック学習量ＡＧＫＮＫ及びノック制御量ＡＫＣＳで補正した量として遅角反映量ＡＫＮＫを求めた上で、基本点火時期Ａｂｓｅをこの遅角反映量ＡＫＮＫによって遅角補正することで要求点火時期Ａｃａｌを設定するようにした。これにより、ＭＢＴ点火時期Ａｍ及びノック点火時期Ａｋのうち、より遅角側の時期が基本点火時期Ａｂｓｅとして予め決定されている場合であっても、この基本点火時期Ａｂｓｅに反映させるべき遅角反映量ＡＫＮＫをＭＢＴ点火時期Ａｍ、ノック点火時期Ａｋ及び限界遅角値Ａｋｍｆに基づいて求めることができるようになる。
【００６６】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、各機関パラメータの変化に基づく補正項をＭＢＴ点火時期Ａｍ及びノック点火時期Ａｋに対して各別に算出するとともに、これら補正項をＭＢＴ基本値Ａｍｂ及びノック基本値Ａｋｂに各別に反映させるようにしたが、これら補正項を反映させる態様は任意である。要は、これら補正項を、ＭＢＴ点火時期Ａｍ及びノック点火時期Ａｋに対して相異なる補正要求を欲する機関パラメータの変化に応じたかたちでＭＢＴ点火時期Ａｍ及びノック点火時期Ａｋに対してそれぞれ的確に反映させることができる態様であれば、どのように反映させるようにしてもよい。
【００６７】
・上記実施の形態では、機関パラメータとして、ＶＶＴ機構５０の制御位置、吸気温ＴＨＡ、冷却水温ＴＨＷ、及び機関運転状態に応じて増量補正される燃料量を採用するようにしたが、これに代えて、これら機関パラメータのうちのいずれか１つ、いずれか２つ、若しくはいずれか３つを採用するようにしてもよい。また、上記各機関パラメータ以外であっても、その変化に伴いＭＢＴ点火時期Ａｍとノック点火時期Ａｋとで相異なる補正要求をなす機関パラメータであれば、適宜採用することができる。
【００６８】
・上記実施の形態では、吸気バルブ７を開閉するタイミングを可変とするＶＶＴ機構５０が搭載された内燃機関１に本発明にかかる点火時期制御装置を適用するようにしたが、これに代えて、排気バルブを開閉するタイミングを可変とする、若しくは吸気及び排気バルブを開閉するタイミングをそれぞれ可変とするＶＶＴ機構が搭載された内燃機関に本発明にかかる点火時期制御装置を適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる内燃機関の点火時期制御装置の一実施の形態についてその概略構成を示すブロック図。
【図２】点火時期の補正項を算出する際の処理手順を示すフローチャート。
【図３】制御基本値を算出する際の処理手順を示すフローチャート。
【図４】要求点火時期を算出する際の処理手順を示すフローチャート。
【図５】要求点火時期を算出する際の処理手順を示すフローチャート。
【図６】要求点火時期の算出態様の一例を示すグラフ。
【符号の説明】
１…内燃機関、１ａ…シリンダブロック、１ｂ…シリンダヘッド、２…シリンダボア、３…ピストン、３ａ…コンロッド、４…燃焼室、５…吸気通路、５ａ…吸気ポート、６…排気通路、６ａ…排気ポート、７…吸気バルブ、８…排気バルブ、９…インジェクタ、１０…クランクシャフト、１１…点火プラグ、１３…イグナイタ、１６…サージタンク、１８…スロットルバルブ、２１…アクセルペダル、２２…点火プラグ、３１…吸気カムシャフト、３２…排気カムシャフト、３３，３４…タイミングプーリ、３５…タイミングベルト、５０…ＶＶＴ機構、６０…ＥＣＵ、６１…クランクセンサ、６２…ノックセンサ、６３…水温センサ、６４…エアフローメータ、６５…吸気温センサ、６６…ＶＶＴセンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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